工频三相电能国家计量副基准和谐波计量标准的研究

该项目由辽宁省计量科学研究院和中国计量科学研究;院合作研究成功，它以三相标准功率源和三相多功能标准表为主体，实现了高准确度的三相功率／电能等交流电量的输出与测量，通过传递标准获得其有功功率、交流电流、电压的量值，并在正弦和包含谐波两种状态下，以两种方式实现了量程扩展。同时首次提出并实现了无功功率／电能和谐波参量的计量溯源，从而获得了一个宽量程、多参数、全功能的三相电能计量国家副基准（0．01级）和交注电量、谐波计量标准。     

知识问答

1什么是电能计量管理?电能计量管理是以保证电能计量的准确和可靠为目标的活动。电力企业必须接受国家量值标准的传递,并对贸易结算用电能计量器具进行强制检定。各级电力部门电能计量工作同时接受同级计量行政管理部门的监督。供电企业必须依法对电能计量装置进行管理。电能的计量不能使用通用的计量衡器,要用专用的电能计量装置进行计量。电能计量装置包括电能表、计量仪用互感器(包括电压互感器、电流互感器)以及仪表间的连接线。电能计量管理工作有:①根据用户用电容量的大小,供电电压的变低,确定合理的电能计量方式;②选择合适的电能计…     

电力量子计量技术的进展与趋势

现有的电力基标准均是基于电磁原理，受限于原理和测量技术，继续提升准确度水平已接近物理极限。相较于传统电力基标准，量子计量与传感将物理量溯源至基本物理常数，具有准确度高、复现不受客观条件制约等显著优点，近年来得到了很快的发展。因此，围绕电力计量主要的参量，包括电流、电压、电能及时间4个方面，比较了基于单电子隧道效应和粒子加速器的两种量子电流技术的发展趋势，介绍了基于量子精密磁测量的新型电流传感技术以及电流量子比例技术；总结了交直流量子电压装置的发展，以及在电压比例溯源和电能的溯源应用，可有效提升现有的电压/电能的溯源水平；总结了时间频率计量技术的整体进展和趋势，以国家电网计量中心建立的国家电网时间频率体系架构和应用为例，介绍了量子时间的应用形态。目前电力量子计量技术取得了突破性的发展，电力与量子的融合研究刚刚起步，研究潜力很大，值得重点关注和深入研究。     

6kV～35kV电能计量装置整体检定系统的研制

介绍了一种高压电能计量装置整体检定系统,能对6 k V~35 k V、10 A~1 000 A直接接入式高压电能表和计量柜等开展整体检定。该系统基于直接数字信号合成技术和智能功率放大技术,使用升压升流器产生稳定的三相高电压大电流信号,采用高压隔离电压电流组合式标准互感器和三相标准电能表作为参考标准,获得标准电能脉冲信号,通过误差测量计算器求出高压电能计量装置的误差。该高压电能整体检定系统与中国计量科学研究院的高压电能标准进行计量比对,结果表明其整体误差达到0.05%级要求。     

基于Wiener级数的交流充电桩电能计量方法研究

针对矩阵式交流充电桩充电时会产生具有冲击性和强时变性的随机扰动,导致其在电能计量周期内计量不准确的问题,提出了基于Wiener泛函级数建立的交流充电桩侧的电网电能计量数学模型。利用该模型可以优化输出的电压、电流同步采样值。同时采用小波算法对电压、电流信号分解与重构,以求得功率潮流分析所需的基波分量与畸变分量,并结合IEEE-Std1459-2010定义,对电压、电流突变的功率潮流进行分析实验。通过Matlab仿真验证了该模型的正确性。实验结果表明,所用的方法在交流充电桩电能计量时误差达到了0.001数量级,提高了交流充电桩的计量精度,有效地解决了在随机扰动情况下交流充电桩电能计量不准的问题。     

现场电能计量标准设备的使用维护和保养方法

详细叙述了现场电能计量标准设备的使用、维护保养要求,根据要求,分别介绍了电能表现场校验标准装置、电流互感器标准装置、电压互感器标准装置的正确使用、操作以及日常维护保养方法,供从事电能计量装置现场检定工作的计量人员参考。     

显著提高仪表校验台精度的供电电源

TPS—500/3000系列精密交流功率电源是中国计量科学研究院与湖南省娄底地区电子研究所研制的新产品。该产品由于具有精度高、功率大、失真度低和无干扰等优点(详见本期封二)而获得广泛应用,并被原国家标准局指定为组建省级电能标准装置的电源部分。该系列中的单/三相电压源方式特别适合于取代614类型电子交流稳压器,直接为各种类型电子或电工仪表校验台供电。使用这种供电方式,既能不淘汰国内为数众多的老式校验台,避免浪费,     

数字化与传统式电能计量装置比对研究

数字化电能计量装置工作原理与传统相比概念上完全不同,为保证关口计量装置准确可靠,维护电力市场公平贸易,亟待对数字化电能计量装置及其校验技术进行研究。本文通过在实验室搭建数字化与传统电能计量装置并列运行研究平台,对数字化电能计量与传统式电能计量进行了比对研究。     

一体化高压电能表传感和供能技术的研究

传统的高压电能计量装置由高压部分的电压传感器、电流互感器以及低压部分的电能计量装置组成,系统的整体准确度无法确定,并且存在容易窃电的缺点。提出一种直接在高压端进行电能计量的一体化高压电能表方案,将电子式互感器和电子式电能表相结合。该系统采用低功率铁心线圈电子式电流互感器和电容分压型电子式电压互感器作为传感单元,并且通过高压母线感应取能,实现隔离式在线供电。实验数据表明,所采用的电压和电流互感器以及供能电路可以满足工程需求。     

云南电能量值传递准确性保证方案

阐述了云南省电力系统中各级电能计量标准装置的电能量值传递准确性的问题及电能量值传递准确、可靠的保证方案     

基于IEC 61850标准的直流数字化电能表分层信息与通信服务的建模与实现*

直流数字化电能表是开展直流输电计量计费、直流输电换流设备能量转换效率计量的重要设备。通过对IEC 61850标准的研究以及直流数字化电能表功能与用途的分析,详细说明了符合IEC 61850标准的直流数字化电能表分层信息和通信服务建模与实现方式。基于该模型设计的直流数字化电能表,已在浙江舟山柔性直流输电换流站中投入运行,运行结果表明,其完全满足直流数字化电能计量的要求。     

交流采样测量装置实时误差监测系统的开发及应用

针对传统交流采样测量装置的校验方式存在带电作业易形成安全事故、现场检验周期长、现场校验工作量大、在检测周期不能及时发现故障等问题,设计开发了交流采样测量装置实时误差监测系统.该系统利用计算机和网络技术控制回路切换装置,对变电站内的多个回路进行循环检测校验,被校验线路切换到标准表输入回路后,用控制标准表进行测量,并获取实时标准测量数据,包括电压、电流、功率、功率因数、频率以及相位等,将标准表采集的实时测量数据与交流采样测量装置测量的被校验线路的电参数测量数据进行比较,记录误差计算值,实现被校验回路交流采样测量装置实时误差监测.该监测系统安装于内蒙古呼和浩特供电局武川农电局220 kV变电站.经过近两年的运行证明,监测系统实现了在线实时误差监测,提高了工作效率和校验的准确性、实时性.     

基于主元分析的电容式电压互感器计量性能在线评估

电容式电压互感器(CVT)在运行过程中误差稳定性不高,易出现计量误差超差现象,直接影响电能计量的准确性。现有的利用标准电压互感器定期离线校验的方式存在过修和欠修等问题,已不适应智能变电站对关键设备在线监测的运行要求。提出了一种基于主元分析的在运CVT计量性能状态评估方法,采集三相CVT输出的二次模拟信号,利用主元分析的方法将电网一次信号波动和CVT自身异常造成的计量偏差相互分离,提取运行过程中测量数据的特征统计量,分析统计量的变化评估在运CVT的计量性能。实验结果表明所提方法可准确监测0.2级CVT的计量偏差状态,实现在运CVT计量性能的准确评估。     

浅谈采用就地计量方式降低PT二次压降

电能计量装置的准确与否，直接关系到供用电双方的经济效益。而PT二次压降又是引起电能计量装置综合误差的直接原因之一。文章以黄化供电局对大用户计量装置改造为例，详细介绍了几种利用就地计量方式来降低PT二次压降的方法，从而减少供电部门电能计量损失。     

数字签名等技术在地区电网计量计费系统中的应用

由于多种原因,目前许多地区电网电能计量计费系统中数据的安全性仍受到较大的威胁。在目前常用的计算机网络安全技术的基础上,提出对远程网络数据利用数字签名技术来保证网络数据的完整性;而对计量计费系统主站系统中的电能量数据,则采用以防火墙和安全物理隔离网关设备为主,其他安全技术为辅的安全防范方案。采用了上述技术的某电能计量计费系统,已在多个地区电网得到应用,其2年的运行结果表明,该方案能够有效提高整个计量计费系统的安全性,具有一定的实用价值。     

电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响

针对电动汽车接入充电增加了发电、输电和配电等方面的压力问题,提出电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响。从交流充电桩、充电站、电池充换站几方面分析当前常见电动汽车接入充电设施,并指出电动汽车接入充电设施运行原理。以三相平衡负荷、单相负荷2种充电方式为主,分析汽车接入充电对电压波动产生的影响。采用增强配电网的供电能力、静止无功补偿器和有源滤波器改善电压波动。实验结果表明:不可控整流状态下,电动汽车接入充电对配电网电压产生的影响较大,不可直接接入电网,但在PWM整流状态下,接入充电对配电网电压产生的影响较小,电压波动在标准范围内。     

高压电流互感器泄漏电流测量及消除方法研究

针对高压状态下泄漏电流影响标准电流互感器、无法准确地检测高压计量设备的问题,研制了一套零泄漏电流高压电能标准装置。解决了泄漏电流影响标准电流互感器准确测量问题,填补了电能标准装置泄漏电流消除领域技术空白。阐述了泄漏电流产生的原理并分析了其对电流互感器的误差影响,提出了基于互感器校验仪的泄漏电流测量方法,可实现电流互感器屏蔽和绝缘水平精准评估。实验证明所研制的零泄漏电流高压电能标准装置能消除泄漏电流,实现在模拟运行工况下对高压电能计量设备的误差检测。     

电力设备绝缘的数字信号处理技术

外施交流电压是电力设备绝缘检测的一种重要的方法，文章论述了交流电压下电力设备绝缘计算机检测下数字信号的处理技术。     

基于Lagrange插值频率估计的数字电能计量算法

传统电能计量系统中电网电压/电流波形信号的采集由电子式电能表完成,电能表内部设计了频率跟踪电路,在电网频率出现波动的情况下能同步采样,电能计量误差小。在数字电能计量系统中电网波形的采集由电子式互感器或合并单元的A/D采样模块完成,由于电子式互感器或合并单元采集后到的电网波形信号需要组帧传输给后续不同的数字化设备使用,其采用固定的采样频率,所以,在电网频率出现波动的情况下,不能实时跟踪电网频率而改变采样频率实现同步采样,电能计量误差大,因此,为减小在频率波动条件下的电能计量误差,提出一种数字电能计量新算法,该方法利用三次拉格朗日(Lagrange)插值算法提取出电网基波频率,并利用离散傅里叶变换(DFT)算法的栅栏效应进行波形成分提取,实现电能计算,该方法实现简单,通过实验仿真验证了其电能计量误差小,具有实用价值。