基于量子电压的数字化电能量值传递应用技术研究

应用量子技术,建立新一代电能标准装置,可将量子电压校准过的标准采样值直接传递给数字化电能计量装置,从根本上解决数字化电能无法直接量传的问题。文章提出了交流量子电压分段驱动方案,实现了基于一路交流量子电压的功率计量,阐述了新一代电能标准装置中的电能标准量值传递路径,设计了新一代电能标准装置数据验证实验,经测试,数字电能表的电压、电流及功率的误差均小于4×10^-6,新一代电能标准装置数字化电能测量结果合理。     

数字化电能表动态误差特性测试装置的设计

针对目前智能变电站用数字化电能表缺乏动态误差实验室测试手段的问题,文中采用OOK动态误差测试信号模型,研发了数字化电能表动态误差测试装置。首先引入了OOK离散化动态信号测试模型,其次,提出了装置总体硬件设计方案,并基于该方案提出了OOK数字化动态测试信号生成、IEC 61850-9协议SMV组包方法。最后的试验给出了装置生成的信号波形,满足OOK模型的要求,并对国内某厂家数字化电能表进行试验,验证了该装置用于测试数字化电能表动态误差的有效性。     

基于数据挖掘的配网数字化计量系统运行特性监测和评价方法研究

准确评估配网数字化计量系统在电力系统运行过程中的计量性能,提升其运行中的准确度、稳定性和可靠性是其未来用于电能贸易结算的关键问题。目前系统中投运的配网数字化计量系统存在故障率高、故障原因难以评估等困难。文中提出一种基于在线监测和数据挖掘的配网数字化计量系统运行状态评价方案,通过在线监测装置采集和存储运行数据,再通过拉伊达准则对原始数据进行预处理,利用决策树算法对高维数据进行降维和排序,能快速准确评估误差主要来源。利用文中提出的运行特性评价方法,对配网数字化计量试点运行的两类数字化计量系统的运行数据进行监测和分析,验证文中提出的方法的有效性,通过分析一年的有功电量误差获得两种数字化计量系统设计方案的优缺点,为数字化计量系统未来的应用提供了实践和选型的依据。     

智能变电站整站计量溯源技术研究

随着智能变电站技术逐渐进入实用化阶段,确保电能计量装置的准确性正成为一项迫切需要解决的问题.对智能变电站电能计量各环节误差进行了分析.将数字化电能表作为计量的一个部分,与合并单元、电子式互感器一起纳入到溯源体系中,提出了智能变电站整站计量溯源方案来解决目前数字化电能表的溯源争议.     

基于报文连续发送的合并单元测试仪检定技术研究

研究一种基于数字实时微差原理的合并单元测试仪检定方法,通过对模拟信号高速采样后经过FPGA系统输出IEC 61850-9-2规约的连续数字报文,并通过误差模型实时完成了数字误差的叠加,用该方法实现的装置可以理解为1台可以设定任意比差和相位差数值的高精度合并单元,从而完成对合并单元测试仪的误差校准。经过对误差模型的实时仿真和实物测试,其误差数据的准确性和稳定性都能满足相关技术规范的要求。该成果的应用将有助于完善国家数字化电能计量的溯源体系,对于全面推进数字化电能计量体系建设具有重要的意义。     

电能计量装置在线监测系统的研制与应用

针对目前变电站、发电厂运行的计量装置不能有效、实时测试电能表误差及监测互感器二次回路工作状态的问题,研制了电能计量装置在线监测系统。实际应用表明,该系统实现了远程校表和现场校表、存储测试数据、远程数据下载、测量并存储各种瞬时量参数（电压、电流、功率因数、相角、频率和功率等）及后台再现负荷曲线等功能,对提高电能计量装置的稳定性、可靠性和安全运行起到了重要作用,为计量误差处理提供了有力的依据。     

一种智能变电站数字化计量系统级试验技术方法研究

目前智能变电站数字化计量系统的试验方法多采用了针对单个装置分别进行性能测试和评估的方法,但这些方法仅能够有效保证某台数字化计量装置在单独运行时其测量结果的准确可靠,并不能完全反映各个装置构成完整系统后的性能。文章介绍了现有试验方法的不足,提出了一种智能变电站数字化计量系统级试验技术方法,并通过实际试验证明了方法的可行性。     

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。     

适用于复杂工况的高性能标准数字化电能表*

数字化电能表在智能变电站的建设中得到广泛应用,需要准确可靠的高性能标准数字化电能表对数字化电能表进行现场校验。分析了复杂工况对标准数字化电能表提出的高精度要求和现场校验对标准数字化电能表提出的检测速度和可靠性要求。文中研制的标准数字化电能表以高性能DSP系统为核心,以高精度脉冲分频技术和插值重采样点积和算法实现标准高性能电能计量和高频次电能脉冲输出,在谐波以及输入噪声等工况下的准确度依然满足误差限值要求。测试结果表明,该标准数字化电能表电能计量误差不超过0.02%。所研制的标准数字化电能表可用于现场实负荷工况下计量性能监测与运行状态评估。     

数字化电能计量技术在江苏无锡智能变电站的应用

本文统计了江苏无锡智能变电站内数字化电能表的运行故障情况。统计结果表明,数字化电能表在实际应用中还存在诸多问题,如电量无法上传、误差异常等。通过实地调研了无锡220k V西泾智能变电站内数字电能计量系统应用情况,发现不仅存在数字化电能表故障问题,而且站内数字化电能计量设备的接线和职责不够清晰,对计量运行维护造成了一定困难。本文在最后总结了数字化电能计量技术目前面临的问题,为下一步工作方向提供参考。     

基于射频同步技术的高压电能计量装置现场校验仪的设计

针对高压电能计量装置校验中无法测量整体误差的问题,设计了一套高压电能计量装置现场校验系统。该系统通过在高压侧安装电压互感器和电流互感器,并基于射频同步技术将测量数据发送到低压侧数据接收终端的方法,实现了高压电能计量装置现场校验整体误差的测量。经实际测试,该套高压电能装置现场校验系统能够在不停电条件下对10kV～35kV高压电能计量装置进行整体校验,达到了有效评估装置计量性能、简化校验环节、减轻工作强度、降低校验安全风险、提高工作效率的目的。     

数字化计量相位差基准的研究与实现

在数字化计量领域,相位差校验是电子式互感器校验仪误差测量中的重要一环,目前各计量机构对电子式互感器校验仪的相位差校准所采取的措施或手段尚未达到完善、准确的程度,尚没有一种方法能够对数字化相位差进行准确、稳定的传递。提出了一种全新的电子式互感器校验仪校准方案,首次将时间量基准引入到数字相位误差的校准工作中,补充和完善现有数字化计量溯源体系。最后,通过大量实际测量数据,分析并验证了所提方法的有效性和准确性。     

数字化变电站合并单元插值误差对于电能计量的影响

作为电子式互感器与二次设备之间的纽带,合并单元负责为变电站全站提供统一的电压电流数据来源。然而,采样值数据在采样、处理和传输的各个环节中产生的粗大数据、通信延时和丢包等问题都会对合并单元的插值处理带来影响,并最终影响到对电能的计量。文章就以上典型问题对合并单元插值算法及其对电能计量误差的影响进行了仿真分析,并搭建了数字化变电站电能计量装置误差测试系统对仿真结果进行了实验验证。结果表明,这些典型问题对合并单元的插值算法以及电能计量误差是有重大影响的,且采用不同的插值算法其影响结果不同。文章的研究为数字化变电站合并单元插值算法的优化设计提供了定量参考。     

自愈光学电流互感器现场运行稳定性试验

从互感器误差校验、电能计量统计和电能计量系统整体校验3个方面对光学电流互感器的现场运行性能进行客观评价。投运前和运行中期的误差校验数据显示,变差小于0.1%,满足0.2S级要求。建立2套独立计量系统,在实际现场运行条件下进行长期数据比对,反映数字电能计量系统在各种环境因素影响下的长期运行稳定性。通过对数字电能计量系统的整体校验,在额定功率条件下不确定度达到9.0×10-5,置信概率达到97.15%,系统综合误差为1.013%,满足规程要求。     

数字化电能表校验方法及校验装置研究

在数字电能计量系统中,数字化电能表的准确度关乎电能计量的可靠性和公平性,因此必须对其进行校验。关于数字化电能表的国家标准与国网公司企业标准刚出台不久,目前还没有一套比较完整的数字电能表准确度校验方案。文章在已有标准的基础上,提出了瓦秒法与标准表法相结合的误差测试方法,其测量准确度高、稳定性与可靠性强,且标准电能算法配置灵活,能在高速下实现复杂运算。所研究的校验装置经检定满足0.05级准确度要求,其不仅能完成标准规定的校验项目,还能根据数字化电能表的特点更全面地对其准确度进行校验。     

基于IEC61850标准的数字化电能表丢帧误差分析

数字化电能表做为数字化电能计量系统中关键设备,其误差大小直接决定了数字化电能计量系统的准确度,数字化电能表在信号输入形式上与传统电能表存在很大的差异,传统电能表的输入信号为三相模拟电压/电流,而数字化电能表的输入信号为遵循IEC 61850协议的数据帧,因此数字化电能表相对传统电能表而言存在一个重要的误差来源—丢帧误差。针对数字化电能表的丢帧误差从理论上进行分析,同时对确定等级的数字化电能表允许最大丢帧率进行了推导,并通过实验仿真验证,发现数字化电能表的丢帧误差在丢帧率一定的情况下随着丢帧序号的变化呈现出正弦变化的规律,且最大丢帧误差与采样频率无关。分析得出要忽略丢帧对数字化电能计量系统造成的误差时,数字化电能表允许的最大丢帧率应该在数字化电能表的准确度等级5%以下,且建立相关的丢帧测试项目对数字化电能表入网运行前进行检测具有重要意义。     

基于PCA-SVR的电能计量装置误差评估算法

针对目前电能计量综合误差计算方法无法实时评价电能计量装置误差的问题,提出了一种基于PCA-SVR的电能计量装置误差评估算法。该方法首先对互感器二次信号有效值进行主元分析(PCA),通过Q统计量及其贡献率对电能计量装置进行计量状态检测和异常定位。然后建立正常计量状态下电能计量装置合成误差的多参数降维模型,通过支持向量机回归(SVR)得到互感器实际工况下的计量误差,与在线监测获得的二次回路误差、电能表误差合成得到综合误差。本文方法可以实现电能计量误差的状态评价和合成误差的实时评估,最后通过仿真验证了本文方法的准确性。     

基于CPLD设计的火箭发动机涡轮泵转速测量产品

针对现有火箭发动机涡轮泵转速模拟式测量产品测量精度较低信号传输稳定性较差的问题,提出了基于复杂可编程逻辑器件设计的数字式的火箭发动机涡轮泵转速测量产品;选用AD620仪用放大器对涡轮泵转速信号进行前端放大和处理,选用ispLSI1032 CPLD器件对涡轮泵转速信号进行数字式测量,利用VHDL语言进行了编程和仿真,进行了实物验证测试;实验结果验证了利用复杂可编程逻辑器件测量火箭发动机涡轮泵转速的可行性,表明数字式测量比模拟式测量方法具有更高的精度;最后对数字式涡轮泵转速测量产品下一步应用于火箭飞行试验任务还需进行的测试项目和试验内容进行了说明。