一种多光口数字化电能表检测技术研究

随着数字化变电站的推广,对数字信号进行电能计量的数字化电能表广泛应用。在数字化变电站中,针对不同的光纤通讯方式,数字化电能表有单光口和多光口数字化电能表之分。多光口数字化电能表接收来自不同合并单元的采样数据,其计量准确性是否受接收数据包同步或异步的影响,目前尚未有相关研究。因此,本文主要对多光口数字化电能表的工作原理进行分析,并研究变电站中采样数据同步对数字化电能表计量特性影响及多光口电能表的检测方法,为数字化电能表的推广应用起到了促进作用。     

数字化电能表脉冲接口设计对误差检测的影响

随着智能变电站的快速发展,数字化电能表的实际应用越来越广泛,数字化电能表的检测工作量也在逐步增大.目前,数字化电能表制造未实现标准化,各不同厂家生产的数字化电能表其脉冲接口设计存在一定差异,这些差异对数字化电能表的误差检测工作造成了影响.研究了数字化电能表误差检测的原理,针对几种不同型号的数字化电能表,对其脉冲接口设计的特点以及对误差检测的影响进行了探究.     

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。     

数字化电能表较电子式电能表计量及检测差异性研究

数字化电能表硬件结构较电子式电能表大为简化,计量性能也存在明显差异性,通过国家标准检测的数字化电能表现场运行过程中仍出现误差超差及长期计量失准的情况,表明现有检测项目及试验方法存在一定的不足。为确保数字化电能表现场运行的准确性和可靠性,本文从数字化电能表工作原理出发,在现有检测规范的基础上,针对性提出检测项目及相关试验方法。通过试验测试及现场验证表明,本文提出的电能计量算法适应性检测项目能有效用于评估数字化电能表计量性能,为相关数字化电能表检测规范提供参考,具有一定的实际意义。     

一种基于实际工况的数字化电能表校验方法及其误差分析

数字化电能表在实际工况下受到频率波动、谐波、输入噪声等因素影响,常出现误差超差的现象。为了研究现场实际工况下数字化电能表的计量性能,提出了一种基于实际工况的校验方法,研制了工况复现装置,推出了Blackman离散傅里叶变换(DFT)+自适应线性(Adaline)神经网络算法,实现了标准电能的计算,并将该数字化电能表校验方法和瓦秒法进行了比较分析。误差分析结果表明基于实际工况的数字化电能表校验方法和瓦秒法均能用于校验数字化电能表,但是前者的测试结果波动更小,更加稳定,且能够为现场复杂工况下电能表性能评估提供参考。     

电能计量中的谐波分析

分析了电力系统频率偏移和谐波对传统感应电能表误差特性的影响。讨论了应用傅立叶变换方法进行电力系统电能计量的必要性和可行性。并对电网中存在高次谐波情况下的无功功率算法提出了看法。     

数字化电能表检测项目及方法研究

现有的数字化电能表检测标准由电子式电能表检测标准发展而来,其检测项目未充分考虑数字化电能表自身的特点。为改善数字化电能表挂网运行的稳定性,搭建了现场综合监测平台,设计了基于全相位自适应算法的0. 01级数字化电能表,在此基础上有针对性的提出了一些现场适应性试验项目,最后在实验室和现场分别进行了试验。试验结果表明所提出的现场适应性试验项目,能够有效保证数字化电能表在现场复杂工况条件下的计量准确性,通过新增试验项目的数字化电能表能够在现场长期准确的计量电能。     

一种含噪声测试的数字化电能表计量性能检测系统

电子式互感器属于电子设备,在A/D采样过程中不可避免的会产生噪声,噪声叠加至采样值中,对电能计量的准确性产生明显影响,有必要对数字化电能表入网运行前展开输入噪声测试,保证数字化电能表入网运行的准确性。因此,研究了一种含噪声测试的数字化电能表计量性能检测系统,检测系统在现有数字化电能表检测项目的基础上,提出了输入噪声测试项目及测试方法,通过研究发现,数字化电能表在噪声条件下误差明显增大及不稳定,当信噪比为30 dB时,数字化电能表误差出现超差现象,建议数字化电能表入网运行前增加输入噪声测试项目。     

数字化电能表基本误差试验方法研究

随着智能变电站的快速发展,数字化电能表取代传统电子式电能表是一种必然趋势。针对当前数字化电能表基本误差试验方法不够成熟、测试效率低下的情况,分析了国家标准及国家电网公司企业标准给出的几种基本误差试验方法:标准数字表法、标准数字源法、标准模拟表法、瓦秒法,研究了这些方法的测量准确度与校验实时性的关系,并给出了相应的提高测量准确度或缩短校验时间的措施,以便于在不同工况下选取适当的数字化电能表校验方案,为数字化电能表基本误差试验方法向标准化、体系化、专业化发展提供技术参考。     

基于蒙特卡罗法的数字化电能表计量误差评估*

为了准确地评估数字化电能表的计量误差,对影响量误差和综合误差间的关系进行研究。由于数字化电能表计量模型的复杂性,无法直接给出综合误差的解析结果,为此,采用蒙特卡罗法,通过仿真计算和统计特性分析,得到了数字化电能表综合误差及影响量误差的分布特征,并验证了它们之间的函数关系。分析结论可为数字化电能表影响量误差限值的确定及等级划分提供参考。     

一种报文离散性可控的标准数字功率源

数字化电能表是数字化变电站广泛使用的设备,标准数字功率源是对其性能进行校验的主要设备。目前数字功率源输出的SV报文存在随机特性差的问题,无法满足相关国家及行业标准对数字化电能表的影响量的检测要求。针对这一问题,设计了一种基于混沌映射的随机序列生成算法,保证标准数字功率源输出报文数据丢失的随机性。硬件上通过FPGA配置光口以太网芯片输出IEC 61850-9-2序列,将芯片配置为RMII接口输出,保证报文发布时间离散度可控。测试结果表明,研制的数字功率源在丢包概率可控、报文发布时间离散度可控,且误差不超过200 ns,远小于标准中规定3μs的误差要求,满足数字化电能表异常通信状态的检测要求。该装置已应用于南方电网数字化电能表检测。     

基于测量不确定度理论的电能计量装置整体误差性能评估与控制研究

电能计量装置的准确性关系贸易结算的公平公正、电网运行的经济安全。现有相关技术标准规定了电能表、互感器的误差控制要求,但对由电能表、互感器及其回路组成的电能计量装置的综合误差性能指标,尚缺乏准确量化的定义。文中以测量不确定度理论为基础,论述了不同典型条件下电能计量装置的各标准不确定度分量、合成标准不确定度以及整体扩展不确定度的计算评定方法与允许综合误差限值的确定方法,为电能计量装置综合误差性能评估,以及电能表、互感器装出前的优化组合选配提供技术依据与方法。     

自动化检定流水线环境下射频信号对智能电能表误差的影响分析

随着智能电网的不断发展和完善,智能电能表作为计量电能的终端产品被广泛应用,而对其检定的自动化程度也越来越高,因此,智能电能表自动化检定流水线得到快速发展。与此同时,智能电能表自动化检定流水线的环境中,移动通信射频信号对电能表计量准确度的电磁辐射影响也逐渐引起了关注。为了研究射频信号对电能表计量的影响,文中分析了射频信号对电能表计量影响的干扰途径,分析了射频信号影响电能表计量的机理。测试了自动化检定流水线的环境中射频干扰信号的强度,基于干扰信号的调制方式建立了干扰信号数学模型,根据干扰信号数学模型和实测射频信号的功率谱,通过仿真分析确定了干扰信号对电能表的影响属于一种均匀性分布的噪声。建立了射频信号对电能表计量误差影响的数学模型,通过仿真分析电能表误差,给出智能电能表大规模自动化检定流水线射频信号的影响结果。     

付费系统国际标准及其安全体系研究

符合STS协议的电能表已经在全球近100个国家得到应用,相关的系列标准正在被转化成IEC 62055标准,该系列标准涵盖了付费系统、用户信息系统、售电系统、令牌介质、预付费电能表和存在于这些实体中的接口等内容。本文对IEC 62055国际标准体系框架进行了研究并对标准传输规范(STS)进行了解析,STS规范了实用化的设备和编码,用于售电系统内使用的加密密钥的安全管理(产生、保存、补救和传递),着重研究了STS中传输令牌(Token)的加密流程和加密算法,以及预付费电能表的售电方式和密钥管理体系的安全性。     

基于驻留时间自适应的电能表RS检测研究

针对电能表辐射抗扰度(Radiate Susceptibility,RS)试验结果不准确的问题,基于NET Framework平台,使用C#语言设计开发了电能表辐射抗扰度自动检测软件。通过RS 232串口、网口、GPIB等控制接口,将被测电能表、电能表辅助检测模块、辐射干扰模块设备等硬件设备级联,实现电能表辐射抗扰度试验,同时在有电流检测方式下实现驻留时间自动调整和匹配,无电流检测方式下通过数字图形处理的模式实现自动监测电能表故障现象,并记录视频作为回查确认备用。试验结果表明,开发的自动检测系统满足电能表相关标准和规范的要求,可大幅度提高工作效率和数据的准确程度。     

现场运行环境与电应力对电能表计量误差影响研究

针对智能电能表现场计量精度问题,利用现场运行数据分析温度、电流、功率因数对批量电能表计量误差及其一致性的影响.基于正态分布计算电能表计量误差的均值和标准差,利用三倍标准差开展计量误差一致性分析.基于正弦函数构建电能表计量误差伴随日历时间的演变规律模型,在分别阐明功率因数和电流应力对电能表计量误差均值和标准差影响的基础上,基于艾林模型构建环境温度和电应力作用下电能表计量误差响应模型,以阐释温度和电流对电能表计量误差的综合影响.统计分析发现,温度越低、电流越大,电能表计量误差越大.依据研究结果可以补偿电能表计量误差,提高计量结果准确性,同时对进一步优化电能表运维方案,改进设计也具有参考价值.     

智能电能表现场校验应注意的问题

智能电能表是坚强智能电网的重要组成部分,智能电能表集测量、通信、微电子、数字信号处理、自动控制和计算机技术于一体。与传统电能表相比,智能电能表的现场校验对电能计量专业人员提出了更新、更高的要求。针对智能电能表现场校验时容易忽略的几个问题,提出了处理方法。     

传统电能表与数字化电能表的对比分析

为适应基于IEC 61850标准的数字化变电站的技术要求,与之配套的数字化电能表应运而生。对数字化变电站新型的测量系统和数字化电能表的原理、功能进行分析,通过对传统电能表和数字化电能表各项技术参数进行对比,将会对数字化电能表有更深入的认识。