环境因素对单相电能表基本误差的影响研究

为了研究环境因素对单相智能电表基本误差的影响,采用物理建模和试验相结合的方法。从元器件出发,主要考虑温度、湿度、磁场三个关键环境因素,建立了单相电能表基本误差与环境因素的数学物理模型,研究表明温度对单相电能表的影响主要作用于电阻、分流器、计量芯片和电压基准,湿度主要改变电路板和电子元器件的老化特性从而影响误差,磁场主要作用在电流回路上产生附加感应电势。为了进一步研究三个因素对电能表误差的影响程度,设计了一组3因素5水平正交试验,实验数据表明,在设定的实验环境范围内,温度对电表误差影响十分显著,而磁场和湿度影响则不明显。     

考虑多种影响因素的电网频率概率分布研究

搭建了电网频率测量平台,分别在湖北和贵州两地测得电网频率数据。实测结果表明,这两地的电网频率分布形状相近,与现有研究得出的结论有一定差异。这种电网频率分布的成因主要是负荷波动带宽受限和AGC控制非线性。综合考虑了以上因素,通过仿真得出了与实测结果相符合的电网频率分布。最后讨论了CPS应用条件,得出大样本抽样是CPS2应用条件的结论,即计算CPS2的时间应足够长。     

一种用于电子式互感器相位补偿的数字移相方法

电子式互感器的采集器在采样模拟信号时一般有固定的相位误差,影响了测量准确度,需要使用移相方法校正相位误差。针对数字移相方法,提出了基于最小二乘拟合的数字移相算法,推导出了数字移相递推式,并仿真分析了移相算法的性能。结果表明,该算法均具有较高的移相分辨率和移相精度,且能保证幅值准确度。将该算法应用于基于Rogowski线圈的电子式互感器,准确度比较测试验证了该算法的可行性和有效性。     

基于高维随机矩阵的系统状态评估方法研究

介绍了高维随机矩阵数学基础,重点是马尔琴科-帕斯图定理和单环定理;阐述了高维随机矩阵应用于状态评估的一般性方法,包括适用性条件、矩阵构造方法以及状态评估指标;讨论了单环定理的具体编程步骤;举了2个应用场景为例,分别是电力设备状态评估和电网运行状态评估。仿真结果表明,高维随机矩阵可用于评估系统状态,通过状态评估指标能有效反映出电力设备的健康状态和电网运行的故障状态。     

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Fisher-SVM特征选择的负荷辨识研究

针对当前非侵入式负荷辨识中不同设备特征选择上主观性、盲目性的问题,提出基于Fisher-SVM特征选择的非侵入式负荷辨识算法。首先,基于高频采样终端提取入户侧电流、电压原始数据,使用傅里叶变换对原始信号分解得有功、无功及谐波时间序列;其次,将负荷波形分为4个阶段并计算得到负荷波形暂稳态特征;然后,通过Fisher-SVM算法在不同分类器中对特征进行选择,得到最优分类特征子集,并利用Sigmoid函数对结果进行概率校准;最后,根据贝叶斯理论对各分类器进行融合从而实现对不同负荷的辨识。以3类台区831户实际用户进行算法测试。结果表明,该算法能够有效利用不同电器负荷印记的独特性,克服特征选择上的盲目性,提高负荷辨识能力。     

基于分段电流特征和随机森林算法的低压配电网拓扑识别方法

低压配电网的拓扑结构对于实现台区线损分析、故障定位、需求响应等应用功能有着重要意义。针对当前低压配网户变关系在线识别难题,提出了一种基于分段电流特征和随机森林算法的低压配电网拓扑识别方法。首先,基于电流特性纵向传导机理,构建电流特征指标体系,并提出基于电流时间序列的分段特征提取方法。其次,根据分段电流特征生成特征向量集,建立基于随机森林算法的拓扑识别模型,可快速有效识别用户连接变压器关系。最后,利用实际配电网的量测数据进行算例分析,结果证明该方法拓扑识别准确率达到98.02%,所需样本时间短,能够快速有效地识别低压配网拓扑关系。     

基于时间数字转换器的数字输出电子式互感器校验系统

为了提高基于高精度采集卡的数字输出电子式互感器校验系统的相位测量精度,分析了其相位测量误差产生的原因。基于此,提出通过时间数字转换器(TDC)测量采集卡从触发采样到开始采样的时间差,再将该时间差换算为角度以校正相位,给出了所提方法在校验系统中的实现方法。对应用所提方法的校验系统的准确度进行理论分析,结果表明其测量准确度为0.05级,可用于校验精度为0.2级及以下的电子式互感器。     

一种全光纤电流互感器早期故障诊断方法研究

全光纤电流互感器的一些故障在早期以测量异常的形式表现出来,本文从识别测量异常方向,提出了一种基于相位差不变原理的早期故障诊断方法。首先阐述了不变相位差原理,即在电网频率相对稳定的条件下等时间间隔截取信号,采用数值求解方法可求解出一个仅与时间间隔有关的相位差。以此相位差作为比对标准,通过分析实际相位差的变化情况,可识别全光纤电流互感器是否发生测量异常,为早期故障诊断提供辅助判据。为验证所提方法的可行性,开展了验证实验。结果表明,当全光纤电流互感器受外部干扰而发生测量异常时,本文所提的方法能识别出测量异常。以此为基础研发的全光纤电流互感器故障预警系统,已在辽宁某智能变电站投入运行。     

基于无微分扰动观测器的水泥厂风机能效辨识系统

预热器引风机、磨粉机引风机和袋房引风机是水泥厂用电大户。考虑到近年来水泥市场竞争越来越激烈,评估这些风机及其通风系统的能效,优化运行效率以节省消耗的电力是非常有必要的。这些节能优化也可以大大减少排放和整个生产过程的碳足迹。现有的能效评估多采用预埋传感器的嵌入方式实现的,成本高,周期长。设计了一种基于在线参数的水泥厂风机系统非嵌入式无微分扰动观测器辨识系统能效,对永磁同步电机驱动离心风机系统进行估计。建立了系统设计的模型,搭建了软硬件,进行了系统测试,结果表明了能效辨识系统的有效性。