Markov-Middleton脉冲噪声模型的硬件实现方法

影响宽带电力线载波通信的关键因素之一是随机突发的脉冲噪声。目前的噪声研究大多停留在理论建模上,缺乏标准化的电力线噪声硬件实现方法。文中深入研究Markov-Middleton脉冲噪声模型,分析产生Markov性质的脉冲序列原理,利用System Generator和Xilinx Vivado联合仿真工具,设计出具有随机突发特性的电力线噪声生成系统,并完成该系统的硬件实现。通过对比现场可编程门阵列(FPGA)输出、Middleton Class A模型仿真与实测电力线噪声的统计特性,证明了该硬件实现方法能够生成具有随机突发性和时间相关性的脉冲噪声。通过搭建实验室环境下的电力线载波通信系统,测试不同参数下噪声对通信成功率的影响程度,对比其他的硬件实现方法,验证了所提方法的工程应用价值。     

从工频磁场数据到架空输电线路三相电流的反演逆推方法

随着智能电网的发展,沿架空输电线路对其电量参数进行实时监测的需求日益增长。然而,在已有线路中加装互感器存在诸多困难,甚至根本不具备实现条件。鉴于此,提出了一种全新的三相架空输电线路电流检测方法,即利用线路下方空间的工频磁场测量数据,通过逆推寻优算法反演线路电流值,然后进行曲线拟合并提取特征参数。该方法可实现线路电流的非接触测量,在实际工程应用中具有更安全、更方便灵活的优点。为了使逆推所寻到的解尽可能接近物理真实值,在寻优算法中设置了3个目标函数,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标寻优。此外,为弥补多目标寻优计算量大、求解时间长的缺点,选择特定测量点,推导特定测量点磁场分量与三相电流之间的约束关系,将寻优算法中的3个决策变量缩减为单个决策变量,极大地降低了逆问题求解的复杂度。最后通过算例验证了所提出的方法的可行性和准确性。     

基于单分类结合模糊宽度学习的负荷辨识方法

非侵入式负荷监测是智能用电的关键技术,有助于加强负荷侧管理,提高用电效率。随着电力负荷类型和数量的迅速增加,当模型中接入训练样本之外的未知电器时会导致模型误判,降低负荷识别的准确性。为了提高负荷识别模型的稳定性以及识别精度,提出一种单分类结合模糊宽度学习的电力负荷识别方法。首先,构建负荷特征库实现多负荷识别;然后,通过单分类K近邻方法进行样本筛选,排除未知电器的干扰;最后,提出一种基于模糊宽度学习系统的负荷识别方法解决识别模型复杂度高、识别速率慢的问题。实验结果表明,所提出的算法能够快速有效地识别电力负荷。     

基于多节点的低压宽带电力线信道建模方法研究

随着宽带载波通信在用电信息采集系统中的规模运用,如何搭建实验室数字化综合测试环境,是亟需解决的问题。目前的点对点测试理论依据来源于传统的点对点电力线信道建模方法。电力线载波通信是工作在多级中继路由下,电力线载波通信技术链路级与系统级性能测试需要构造多个节点之间的信道衰落模型。在二端口模型基础上,提出了多节点的宽带电力线信道建模方法。以分支节点为中心对网络进行划分,简化公式描述,并结合典型T型网络分析不同信道相关性产生机制。通过实测信道响应与理论仿真结果进行对比,证明该方法能够准确描述多节点电力线信道以及信道间相关特性,为未来新型高速宽带电力线载波通信技术和系统级测试方法提供理论支撑。     

智能电能表标准体系发展探讨

过去十年是中国智能电能表发展的黄金期,中国电能表质量实现了跨越式发展,国内电能表企业竞争力的显著提升,开始走出国门,与世界其他电能表企业竞争。电测量行业所制定的三代标志性国家标准体系,促进了国内电能表产业水平大幅提升,未来制定出技术引领的标准体系是促进电能表产业发展之关键。文章从多元化计量技术标准体系、多样化结构的型式标准体系、多场景应用的功能标准体系、电能表全寿命周期可信性评价体系等多个角度探讨智能电能表标准体系的发展方向。     

基于System Generator的宽带电力线脉冲噪声实现方法

随机脉冲噪声是影响用电信息采集系统中宽带电力线载波(BPLC)通信的关键因素。目前的评估测试技术中缺乏标准化的宽带电力线噪声建模和实现方法。研究了经典的Middleton Class-A脉冲噪声模型,分析了二项分布逼近泊松分布的条件,从伯努利实验模型出发,依据Middleton Class-A模型的脉冲指数设定满周期线性同余法生成伪随机序列的阈值,通过判定阈值以获取特定强度的泊松序列。该序列在加权因子部分进行数值运算,得到特定状态的噪声方差,利用乘法器与高斯白噪声序列相乘。所提Class-A脉冲噪声的System Generator模块化设计方法能够实现快速的算法验证,通过对比现场可编程门阵列(FPGA)输出与理论随机脉冲噪声的统计特性,证明了该实现方法的有效性与准确性。     

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。     

基于正逆问题分析方法的变电站接地网研究综述(英文)

接地网对对系统的安全运行起着重要的作用。接地阻抗和变电站地电位升(ground potential rise,GPR)对变电站内设备安全性有直接影响;同时,接触电压、跨步电压、网孔电压和转移电压触摸对站内工作人员安全非常重要。变电站接地网的研究核心问题是如何满足IEEE/GB标准规定的安全阈值。此外,土壤参数、不等间距布置、垂直电极和季节性变化是影响设计和故障定位的主要影响因素。从正逆问题研究的角度来看,正问题主要集中于接地网设计,逆问题则是研究接地网被严重腐蚀后对接地网故障支路的定位。该文对已发表的接地网主要研究成果进行综述,其中,重点介绍了中国学者在变电站接地网故障定位方面的研究进展。根据本课题组在接地网研究中所得成果,提出一个新的研究视角来揭示变电站接地网的正问题和逆问题间的内在联系,可以为接地网逆问题中病态的故障诊断方程提供额外的信息。     

基于里德堡原子的工频电场测量

里德堡原子是主量子数n很大的高激发态原子。里德堡原子由于具有大极化率特性,其对外部电场十分敏感,原子能级偏移与电场直接关联,可以用来实现对电场强度和频率的精确测量。该文通过双光子激发的方式实现室温中铯原子20S_1/2里德堡态的制备,并基于里德堡原子的电磁诱导透明(electromagnetically induced transparency,EIT)光谱实现了工频电场的测量。实验中研究了工频电场的幅值和频率与EIT的频移关系,实现对工频电场强度和频率的测量。实验中EIT光谱频移是测量电场特性的关键,利用电光调制器对探测光相位进行调制,在EIT光谱两侧产生的边带峰与主峰频率间隔则严格等于电光调制器射频源频率,以此频率作为校准基准实现EIT光谱频移的准确测量。设计了一种微型光纤结构的传感器,可以实现电场的远距离测量。该研究方案对室外高压工频电场的可溯源精确测量及工程应用具有重要参考价值,适用于新型电力系统建设的测量要求。     

光伏直流系统故障电弧检测方法研究综述

直流故障电弧,特别是串联故障电弧,是光伏系统（PV）发生火灾的重要原因。如果不及时发现和中断,此类危险事件可能导致灾难性火灾,将对人类安全和财产构成严重威胁。首先,文中分析了直流故障电弧发生的机理和故障特征;其次,综述了近几年光伏系统中直流故障电弧检测、定位方法。对最近发表的论文进行技术细节的总结和讨论;最后,针对直流系统,从实际应用的角度出发指出了当前亟需解决的问题,并展望了未来直流故障电弧检测以及故障电弧定位的应用场景和研究方向。