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同步相量测量装置为广域测量系统提供精确的相量估计数据,有效监视电力系统的动态过程,提高电网安全稳定运行水平。同步相量测量装置的核心技术是相量估计算法,现有算法在静态条件下具有较好的测量精度,但在动态条件下其测量性能尚有待提高。本文研究不同动态条件下的相量测量算法,提高相量测量的精确性与实时性。针对频率偏移的动态信号,本文提出适用于频率偏移下的改进DFT算法。首先,推导传统DFT在非工频时计算误差的表达式,将误差分为正弦变化的相量误差和固定的相量误差;然后,将当前采样窗向前后各平移1/3个基波周期构造出B相和C相的虚拟相量,进而求得虚拟正序相量以减少正弦变化的相量误差;最后,在考虑正弦变化的相角误差的前提下,利用所构造的两个虚拟相量的相角之差来估计信号频率,从而修正固定的相量误差。通过MATLAB数值信号的仿真验证,与单独的拟正序DFT算法相比,本文所提方法没有增加采样时延,只增加非常有限的计算量就实现了高精度的频率估计,且极大减少了固定的相量误差。针对功率振荡信号以及幅值或相位阶跃突变的信号,本文提出基于强跟踪泰勒-卡尔曼滤波器(Strong Tracking Taylor-Kalman filter,STKF)的动态相量测量算法。首先,为了充分表征信号的时变特性,利用相量的二阶泰勒展开式建立动态信号的线性状态空间模型;然后,为了提高泰勒-卡尔曼滤波器(Taylor-Kalman filter,TKF)跟踪突变信号的能力和对模型不确定性的鲁棒性,引入强跟踪滤波的思想,根据理论残差和实际残差失配程度计算次优渐消因子,从而自适应性地调整估计协方差矩阵。通过MATLAB数值信号的仿真验证,与TKF算法相比,本文所提STKF算法的测量精度更高,且动态响应性能更加优越。针对现有滤除衰减直流分量的相量测量算法存在只适用于工频情况下的缺陷,本文同时考虑信号的时变特性以及衰减直流分量,提出考虑衰减直流的动态相量强跟踪测量算法。首先,将衰减直流分量用其二阶泰勒展开多项式来表示,在状态变量中添加衰减直流分量及其一阶导数和二阶导数,建立含有基波角频率、幅值等参数和衰减直流分量参数的故障电流的非线性状态空间模型,减小信号估计的模型误差;然后,利用强跟踪滤波算法迭代计算状态向量以保证对突变信号的跟踪能力。通过MATLAB数值信号、ATP-EMTP故障仿真信号以及实际故障录波信号的仿真验证,本文所提方法能准确估计衰减直流,提高相量测量精度,算法不仅不受频率偏移的影响,而且动态响应速度快。