周期信号相位差的高精度数字测量

提出一种两周期信号中同频率分量相位差的高精度微机测量算法,论述了算法原理及窗函数选择准则等关键技术.该算法不需要跟踪周期信号的频率,不需要整周期采样,可测量两周期信号中任意同频率分量间的相位差;算法实现简单,计算量较小,精度高,对各谐波分量之间的相互干扰和噪声具有较强的抑制能力.仿真计算和实际应用验证了算法的可行性和有效性.     

基于Kalman基频跟踪的介损角测量算法

为减小采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行介损角测量时,由非同步采样引起的频谱泄漏和栅栏效应对测量结果造成的影响,提出了一种基于卡尔曼基频跟踪的改进FFT介损角测量算法。利用扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)对电网信号进行实时基频跟踪,控制下位机实现基频信号的整周期采样,之后采用加窗FFT算法计算信号的实时相位差,得到介损角测量值。采用EKF基频跟踪整周期采样算法,可以从硬件上实现信号的整周期采样,有效减少非同步采样对介损角测量的影响。基频波动、介损角真值变化、谐波变化及白噪声影响等情况下的介损角仿真实验和实际应用验证了该算法的准确性和有效性。该算法为高精度介损角测量提供了一种新的思路。     

适用于非同步采样的相位差准确测量方法

提出了一种基于相关原理的电信号相位差准确测量方法,在同步采样条件下,对电压、电流信号作归一化处理后得到的2信号的互相关函数在初始时刻的值直接反映了它们之间的相位差。电信号频率发生波动时,同步采样变成非同步采样,根据相关函数的原理式进行推导得到改进的相位差测量算法。并对其在实际测量中的主要不确定源进行了分析,定量地给出它们对改进算法测量质量的影响程度。该方法可同时测量出相位差和信号的频率,具有较高的准确度, 适用于同步采样和非同步采样两种情况。实验及仿真结果均验证了该方法的有效性。     

基于ALTPLL的水声测量用相位计设计

以ALTERA公司的FPGA为核心,设计了一种水声测量用高精度的相位计。相位差的测量基于过零鉴相法,即利用过零比较器将2路同频正弦信号整成脉冲信号,然后通过测量两路脉冲信号的周期和上升沿之间的时间差来测量相位差。本文特色在于2路脉冲信号上升沿之间的时间差测量利用了ALTERA公司FPGA中集成的锁相环模块ALTPLL,该模块可以输出多路具有固定相位偏移的系统时钟信号,时间差测量时实际使用的时基信号为其中上升沿最接近待测信号上升沿和下降沿的2路系统时钟信号,从而降低了计数法测量时间间隔的±1误差。实验结果表明利用该方法可以将水声测量领域的相位差测量不确定度降低到0.1度。     

基于初相和谐波理论的相位差测量方法

同频周期信号的相位差等于两个信号的初相差。文中给出了一种基于谐波叠加和牛顿迭代运算的周期信号初相计算方法,进而引入准同步DFT非整数修正算法,并提出一种新的相位差测量方法。该方法如下:(1)同步采样被测周期信号的波形数据;(2)应用准同步DFT非整数修正算法获得高精度的谐幅值和谐相角;(3)应用初相计算方法计算各自的初相;(4)计算相位差。仿真实验结果表明该方法可用于满足狄里赫利条件波形的相位差测量,频率漂移适应范围宽,测量精度高。     

应用于频率宽范围波动电网的自适应采样相位差校正法

指出了定速率采样下,非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其在对频率宽范围波动的电网信号进行连续测量时,采用相位差校正法可能造成测量失败。文中提出了一种基于自适应采样的改进方法。根据前次测得的基波频率与前次计算所得的频率变化率来预测电网的实时基波频率,并实时修正采样频率,使之跟踪变化的基波频率。分别在自适应采样与定速率采样下使用相位差校正法对频率动态变化的电网信号进行仿真对比。结果表明,该方法较定速率采样方法对同一变频电网信号的幅值测量精度提高一个数量级,相位测量精度提高3~14倍,采样窗长为IEC标准规定窗长的40%。该方法减小了因基波频率动态变化而产生的频谱泄漏,使相位差校正法在频率宽范围波动的电网中能够满足谐波连续测量的精度与实时性需要。     

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。     

Rogowski线圈电流互感器故障的早期诊断研究

Rogowski线圈电子式电流互感器（R-ECT）因其动态范围宽、绝缘性能好等方面的优势，逐渐成为智能变电站主流的电流计量设备，对其长期运行后的准确度评估也显得尤为重要。针对R-ECT早期表现出测量数据异常的故障，提出了一种基于样本自相关函数图和ADF单位根检验（augmented dickey-fuller test）的早期测量故障诊断方法。依据相位差不变原理和实测频率分布建立比对标准，通过相位差序列的平稳性检验实现R-ECT故障早期的测量误差诊断，为现场故障预警和调度决策提供参考，并通过实验验证了该方法的可行性。     

用示波器测小相位差角的方法

用示波器测量相位差的一般方法,很难测量几度以下的小相位差角。本文采用一只运算放大器对被比较信号求差以后,再用示波器观察波形的方法,最小可测0.1°的小相位差角。 通常,相位差都是对两个同频率的正弦信号而言的。设两个被比较信号分别为:     

锁相无调式数学相位仪

本文介绍一种新型的相位仪－销相无调式数学相仪，该仪器由于采用了销相环计数脉冲源，自动地跟踪输入信号的频率，当被测信号频率变化时，无需重新调整仪器就可测量两信号间的相位差，还可用作变频系统的相位指示表。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

1 000 kV特高压南阳站3/2主接线不平衡环流分析

特高压变电站1 000 kV系统采用3/2主接线,由于导电主回路电阻不平衡度较大及特高压变电站输送容量大,导致3/2主接线系统存在较大幅值的不平衡环流,极端情况下个别断路器相电流有过零甚至反相现象。结合特高压南阳站,从理论上分析不平衡环流中零序分量及其产生原因;论述了大负荷运行期间零序环流给站内二次系统带来的显著问题和严重后果;提出保护装置采用两断路器合流、单断路器最小相电流制动零序电流元件和两断路器合流制动单断路器零序电流元件的几种解决方案。以期后续交流特高压工程对此有足够的重视,供设计、施工和运行维护借鉴。     

基于改进动态灵敏度的配电网无功优化规划

目前配电网无功优化规划多采用网损灵敏度分析等方法来确定配电网候选无功补偿点,可能选择虚假高灵敏度节点,选点分布较集中。提出一种基于改进动态灵敏度选点的配电网无功优化方法,对灵敏度和负荷阻抗矩进行修正结合并进行层次聚类,避免选择虚假高灵敏度节点,使得选点分布均匀。通过实例仿真分析,验证了该方法的有效性,并对几种灵敏度选点方法进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

智能变电站电缆局部放电在线监测系统的研究

介绍了一种遵从于IEC 61850通信规约的智能变电站电缆局部放电在线监测系统。首先分析了电缆局部放电的检测原理及检测方法;然后设计了基于光纤同步触发和组网的监测硬件系统,以及基于用户数据报协议（user datagram protocol,UDP）和生产者/消费者模式的高速采集,并经过专家系统判别分析后能将监测结果通过IEC 61850规约实现共享的软件系统。最后用2种不同电极结构的局部放电类型,通过模拟实验对监测系统进行了检验。结果显示设备运行良好,监控平台能够准确地监视局部放电信号,能够识别出放电类型,并能通过IEC 61850通信规约将监测结果共享。