动态负荷特性对电能表运行状态影响的研究

智能电能表是用电信息采集系统中最主要的部分,其运行状态直接影响整个系统的运行效果,因此对智能电能表运行状态的影响因素分析很有必要。本文首先分析典型动态负荷电流游程波动特性,然后建立智能电能表的结构化与仿真模型,仿真分析给出高铁机车和炼钢电弧炉负荷电流不同游程波动特性,对智能电能表动态误差的影响,并评价了影响状态。     

一种基于机器学习的冲击负荷建模方法

越来越多的大功率冲击负载投入电网后,在功率发生冲击时,会引起电网母线电压波动,电能质量下降.为了对电力系统变化进行准确分析,建立合理的冲击负荷模型尤为重要.以CT机在曝光时产生的冲击负荷数据为例,分析了冲击负荷的特性.基于冲击负荷的有功功率特性,将机器学习方法(如支持向量机和长短时记忆网络)引入冲击负荷建模,通过该方法准确建立了冲击负荷的功率波形变化规律,最后通过仿真验证了该方法的有效性.     

后置低通滤波器对冲击负荷电能计量的影响

从电子式电能表有功计量的原理出发定量分析了后置低通滤波器对电能计量的影响。从理论分析结果可以得出电子式电能表后置低通滤波器对计量周期性的电压电流波形理论上没有影响,对计量冲击负荷产生的非周期性的电压电流波形将会导致计量不准确。最后以电弧炉负荷为例,建立了研究冲击负荷电能计量的仿真模型,仿真结果表明电子式电能表后置低通滤波器会加大冲击负荷电能计量误差。     

智能电能表的全系统模型及其动态误差分析

电网中特大功率负荷的功率动态变化对智能电能表产生不同程度的影响,甚至引起较大误差。为了分析智能电能表动态误差的来源,该文采用机理建模的方法分别建立智能电能表电压通道、具有可编程增益放大器(programmable gain amplifier,PGA)增益反馈控制的电流通道、有功功率测量单元及电能测量单元的动态数学模型,并集成各单元之间的信号传递关系,综合建立智能电能表全系统模型。以此为基础,建立动态误差仿真平台,分析各单元的模型参数对有功电能动态误差的影响。通过搭建动态误差测试系统,测试典型电能表的动态误差,与仿真分析结果的对比表明,该文提出的全系统模型可用于分析电能表动态条件下的内部误差影响因素、明确误差来源。研究结果可为后续提高智能电能表的动态性能提供定量的决策参考。     

面向冲击负荷的新型电能表关键技术研究

非线性冲击负荷会对计量点的电流、电压及频率产生较大影响,会引起较严重的电能计量误差。在分析非线性冲击负荷对计量误差影响的基础上,建立了冲击负荷模型,给出较为精确的冲击负荷仿真方法,据此给出了新型冲击负荷电能表的设计方案和设计原理,设计了电压、电流高速AD采样电路,给出了零磁通电流互感器设计方法,提出了一种冲击负荷计量方法及算法思路,给出了基于IIR低通滤波器的冲击负荷滤波算法及具体参数,设计出新型冲击负荷电能表。在冲击负荷模型的基础上,设计了冲击负荷典型实验环境,分别在暂态冲击负荷、短时冲击负荷、长时冲击负荷等条件下对待测冲击负荷电能表进行实验,实验结果表明,所设计的新型冲击负荷电能表能准确计量冲击负荷电能。     

冲击负荷接入电网的电能质量分析与治理方案研究

随着冲击性负荷的日益增多,迫切需要对大量冲击性负荷接入电网时所引发的电能质量问题进行有效的分析。结合重庆电网,提出了分析大量冲击性负荷接入系统时的电能质量评估方法并给出了综合的治理方案。首先基于电流的实测数据建立了冲击负荷的新型拟合模型,并结合ward等值理论和戴维南定理多电势转化方法搭建了重庆地区的等值电网,将冲击负荷模型接入等值电网中,以此为平台研究了多个冲击性负荷接入对重庆电网电能质量的综合影响。针对电能质量超标的情况,分析了提高冲击负荷接入的电压等级、加装滤波器或SVC等治理措施,并结合重庆电网冲击负荷实测电能质量数据提出了治理方案。在PSCAD中搭建了仿真模型,验证了分析结果的有效性和准确度,为冲击负荷接入重庆电网的综合治理提供了理论参考。     

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。     

谐波对电能计量的影响分析

为了确定电力谐波对电能计量的影响程度及寻找消除影响的方法,分析了谐波对电能计量影响的机理,结合电网实际及电网中主要高压非线性负荷特征谐波电流,对谐波有功功率进行了估算;并对电能表进行了谐波功率响应试验加以验证.在公共连接点谐波电压符合电能质量国标的条件下,谐波对线性用户电能计量的影响在电能表的允许误差范围内;三相整流类负荷产生的谐波功率在电能表允许误差范围内;电弧炉负荷在熔化期注入电网的谐波有功功率有可能超过基波电能的1%.电弧炉产生的谐波对电能计量的影响比较大,建议采用基波电能表.     

智能大厦电能质量问题及解决方案

为了保证智能大厦用电负荷的安全、稳定运行,同时减少其对电网的影响,在研究智能大厦用电负荷特点的基础上,针对智能大厦电能质量问题的特点,提出了一套治理电能质量问题的新型解决方案,该方案通过协调各种电能质量控制装置的运行状态使电能质量达到合理范围,从而实现电力资源的优质高价。     

智能电能表动态特性测试相关问题分析

首先给出了动态测量的概念,概括了动态特性测试涉及的科学问题;据此,提出了动态电能测量和稳态电能测量的概念,给出了动态负荷、动态负荷特性、冲击负荷、动态电流的定义。进而,提出了动态测试激励信号建模的要求、电能表动态特性测试的相关要求、以及电能表的系统动态建模要求。其次,论述了电能表动态测试信号与系统建模的研究现况。然后,通过对比控制系统、测量系统、传感器的动态建模研究现状,指出了电能表的系统建模和测试信号建模的不足与存在问题,以及电能表的系统建模与测试信号建模的复杂性和差异性。最后,在分析控制系统与传感器的动态特性指标的基础上,提出了电能表的动态特性指标。论述的内容旨在为智能电能表动态特性的研究方面提供系统的研究思路,明确了电能表动态测试信号的建模要求和电能表系统建模要求。     

基于碳化硅电源的双芯智能电能表的可靠性测试研究

基于碳化硅电源的双芯智能电能表是新技术在工程领域特别是电力行业的重要尝试。针对其缺少可靠性检测标准的问题,文中根据现有智能电能表运行环境,同时结合碳化硅开关电源和双芯智能电能表特点,通过对电能表各项应力分析,提出了其可靠性检测方案及相应具体方法。提出的检测方案对于确定基于碳化硅开关电源的双芯智能电能表整机的可靠性指标具有十分重要的指导意义,从而实现提升智能电网技术水平,保障电网安全稳定运行的目的。     

智能电网下用户用电系统多目标调度策略研究

用户用电系统是智能电网在居民侧的延伸,是智能电网领域的研究热点之一.通过对居民主要家电的用电起始时间、用电时长、用电时段数的设计,依据动态电价信息,结合分布式电源、电动汽车向电网反馈电能的能力,对用电负载、光伏电池板以及电动汽车建立数学模型,利用粒子群算法进行寻优求解,对用户用电系统多目标运行进行调度安排,在不影响用户用电舒适度的情况下,给出一种以用电费用最小为目标的用电安排策略.最后经过实例分析,通过仿真结果比较发现,用电安排策略有效的降低了34.6％的用电费用,验证了用电安排策略的可行性和经济性,为用户合理用电提供了理论指导.     

需求侧响应下的微网源-网-荷互动优化运行

微电网是利用可再生能源的主要方式之一,是典型的"源-网-荷"一体化系统,与智能电网、需求侧管理、分布式电源等技术联系紧密,目前已经成为能源研究的重要领域。本文通过考虑微网内源侧的不同类型分布式能源运行特点、负荷侧的不同类型需求侧响应方式以及网侧的电压约束等,建立了微网源-网-荷互动优化运行数学模型,通过滚动优化算法进行仿真分析。算例分析表明,利用本文提出需求侧响应下的管理系统模型,不仅提高了电网用电的经济性和环境友好性,而且降低了微网的负荷峰值和负荷冲击,提高了用电效率。     

智能电能表的现场运行管理策略研究

智能电能表是智能电网建设的重要组成部分。随着智能电能表的逐步推广,智能电能表在设计、制造、管理、运输等多种环节质量问题也渐渐暴露出来。文章以智能电能表故障实例为基础,分析故障原因,对故障进行分类,研究不同故障类型的检测方法,形成相应的检测项目,以可靠性技术为中心,提出运行管理措施,降低现场故障,提升运行水平。     

电能表故障与地域气候、行业负荷关系研究

通过对电能表运维地区气候环境、电网负荷的数据采集、量化与聚类分析,依气候特征划分用电地区,同时按电网负荷特征将用电行业分类,结合电能表在各个地区与用电行业的故障统计数据,最终,将电能表按气候严酷程度划分6个地区,作为区域化配置电能表的依据;同时,从对烧表故障影响较大的7种负荷入手进行负荷特征描述与研究,推进了实验室条件下的电能表故障和失效机理的研究,利于对电能表从元器件筛选、设计、生产工艺等各个环节提出改进措施,降低电能表故障率。     

单相智能费控光纤网络电能表的设计与应用

在泛在电力物联网建设的大背景下,采用先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具备电网状态全面感知、信息高效处理与应用便捷灵活特征的目标对电能数据采集终端提出了新的要求。本文介绍了一种新型单相智能费控光纤网络电能表(专利名多功能一体化电度表)的组成架构、原理及用电信息采集与处理系统实现。通过实际测试,基于单相智能费控光纤网络电能表构建的用电信息采集系统可提供充足有效的信息和数据支撑,成为电力大数据的一个生长点,具有重要应用价值。     

基于改进ECC的含电动汽车用户负荷信息保护方案

在智能电网的大趋势下,电力公司与用户之间的数据传输交换愈加频繁高效。通信网络经常遭受网络攻击或窃听,为确保用户的用电数据在传输过程中不被恶意篡改,提出一种面向电动汽车用户的信息保护方案。通过改进加法运算和标量乘运算对传统椭圆曲线加密算法（elliptic curve cryptography, ECC）做轻量级优化,克服电网双向互动环境中智能电表资源有限的问题。在此基础上,设计负荷分解算法作为加密方案的检验工具,分解加密后的电力数据。最后,通过仿真算例分析,验证了所提方案的可靠性和安全性。     

基于智能电网高级计量体系的居室智能节电系统设计

智能电网的逐渐兴起将使清洁能源开发、资源综合利用与节能减排、能源（电力）需求侧管理、能效经济、绿、色配额交易融为一体,实现电力系统的多维度整合优化。基于智能电网中的高级计量体系（AMI）,设计了一套居室智能节电系统,利用智能电能表实时显示居室用电状况,根据实时电价智能地为用户提供用电方案决策,提高用户节能节电意识,实现需求侧响应。