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。     

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。     

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。     

基于标准电能表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法

随着智能变电站的快速发展,数字化电能表得到了广泛应用,需要准确高效的校验方法对其进行现场校验。针对目前数字化电能表校验方法存在的现场工况适应性差和检测速度慢的问题,提出了基于标准电能表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法。标准数字化电能表应用插值算法和能量池数据反馈以缩短校验时间,应用二阶Simpson积分算法以适应现场实际工况。测试结果表明,该快速校验方法满足变电站现场校验的精度要求,校验用时明显缩短。     

数字化电能表校准技术研究及应用

随着数字化电能表越来越广泛用于智能变电站电能计量系统,研究一套完备的校准规范变得日趋重要,国内外已先后研究出一些针对数字化电能表检验的方法。针对数字化电能表校准项目和误差成因进行分析,并在此基础上重点对基于数字化功率源和标准数字化电能表法检验技术和实现方案进行讨论。结合国标《GB/T 17215.303-2013交流电测量设备特殊要求第3部分:数字化电能表》中要求数字化电能表能够记录采样数据输入异常工况,提出模拟现场合并单元网络异常工况下进行数字化电能表事件记录及计量准确度检验的方法,可弥补数字化电能表实验室检验和现场检验准确度有差异的不足。     

基于IEC61850通信协议的新型标准数字化电能表

为检定基于IEC61850通信协议的数字化电能表,研制出一款模拟/数字双输入式数字化标准电能表。在此基础上,给出了模拟、数字输入形式的数字化电能表检定系统构建方案,探讨了这款新型数字化标准电能表的量值溯源。测试结果表明,这款新型数字化标准表能达到万分之五的测量准确度。     

基于标准表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法

随着智能变电站的快速发展,数字化电能表得到了广泛应用,需要准确高效的校验方法对其进行现场校验。针对目前数字化电能表校验方法存在的现场工况适应性差和检测速度慢的问题,提出了基于标准表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法。标准数字化电能表应用插值算法和能量池数据反馈以缩短校验时间,应用二阶Simpson积分算法以适应现场实际工况。测试结果表明,该快速校验方法满足变电站现场校验的精度要求,校验用时明显缩短。     

用三台0.01级单相标准电能表构成0.01级三相电能表校验装置及其误差计算

提出一种用三台０．０１级单相标准电能表校验三相电能表的方案，三台单相表输出频率的总加，校验误差易于控制。文中进行了理论推导及误差分析，并给出了误差综合公式。     

基于量值溯源的数字电能表校验技术

针对数字电能表校验技术存在可靠性差、无法量值溯源以及缺乏完整的数字计量量值传递体系等问题,提出基于量值溯源的数字电能表校验技术。首先模拟三相功率源采样,通过数据变换得到输出数据符合IEC61850-9-1/-9-2标准的标准数字功率源;然后在此基础上对数字电能表的误差进行校验,使标准数字功率源的准确度可向传统电能标准溯源,从而解决了目前数字电能表量值无法溯源的问题。研发了相应的数字电能表校验装置,实现了量值溯源、数字电能表的虚负荷检定以及数字电能表的实负荷检定等功能。     

基于IEC 61850-9-1的电能数字算法研究

IEC 61850是数字化变电站光纤网络的传输标准,其中互感器部分的交流采样数字信号采用IEC61850-9-1规约,在一个数据帧中包含三个相电压和三个相电流的采样信号。用三元件法计算电能时,数字化电能表的误差表现为计算方法误差,为了保证电能量值的统一、正确以及软件的安全,需要对数字化有功电能与无功电能算法进行标准化。针对电网电压与电流为非周期交流信号,不宜进行频域变换计算的特点,设计了一种时域算法,该算法既适用于周期交流信号,也适用于非周期交流信号,除满足数字化电能表在电能表校验台稳定电源条件下的校验外,在变电站现场使用时也能满足标称准确度的误差要求。对于无功电能,本文提出了无功电流伴生理论,采用非电阻性电流的定义进行无功电能计算。其计算结果对于无功补偿具有工程实用价值。     

可溯源的数字计量设备检测系统设计

针对缺乏数字计量设备校准的相关规范标准和设备,提出了一种可溯源的数字计量设备准确度检测系统。该系统以模拟标准功率源作为信号源,采用NI-USB6281精密互感器和AD转换模块实现信号转换,通过数字标准表发送SV报文,并以数字电能表为试验对象,进行了大量试验。经实验验证该系统可实现对数字计量设备尤其是数字电能表的准确度检测,并且检测精度达到了万分之二。数字计量设备检测系统能够很好的解决数字信号无法溯源的问题,并为数字计量设备的准确度检测提供了一种参考方法。     

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。     

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。     

经电子互感器接入静止式电能表的检定方法

随着小模拟量电压信号电子互感器的推广应用,需要对与其配套的经电子互感器接入的静止式电能表进行检定试验。此类电能表与传统电磁式互感器的电能表在输入信号、检定方式等方面存在不同,检定设备及方法也有变化。由于没有相应的检定设备,需利用传统的三相电能表的标准检定装置,结合标准信号转换装置进行电能表准确度试验,同时检定项目增加小模拟量电压信号的阻抗匹配测试。论文介绍的检定方法,为推广经电子互感器接入的静止式电能表在电子互感器计量系统中的应用,提供了重要的检定方法和依据。     

关口电能表动态误差实验室测试方法

提出了电能表动态性能测试技术的研究状况和存在的问题,从电能表内部的计量工作原理和外部动态负荷运行工况的影响两个方面,分析了影响电能表测量误差的因素;给出了OOK动态负荷测试激励信号模型,基于此模型,提出了关口电能表实验室动态误差测试实验方法和测试系统的构建方案,建立了电能表动态误差测试系统,采用该系统对不同型号关口电能表进行动态误差测试;最后分析了动态误差测试数据,指出了关口电能表动态误差存在的问题。     

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。     

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。