基于IEC61850标准的变电站数字电能表计量系统研究

在计算机技术与网络技术高速发展的时代,跟随着IEC61850通信协议的不断完善,数字化变电站得到了快速的发展与广泛的推广,该文针对具有3路合并单元接入的变电站数字电能表计量系统进行了分析与研究,首先简要介绍了符合IEC61850标准的数字电能表计量体系结构,然后重点剖析了表计计量技术的实现机制,如何从驱动层接收数据帧,并使用滑动窗口技术对存在的采样点丢失现象采取线性插值补偿;而后将合法的数据帧进行解析,提取采样数据后进行正序整合;最后将收到的3路采样数据指针传送到计量层,由计量任务进行计量运算,最后总结了数字化变电站电能计量系统与传统计量系统相比的优势。     

分段插值同步算法在数字化变电站中的应用

提出一种分段插值同步算法来实现数字化变电站的过程层同步采样,以降低系统对硬件的要求,并提高系统的可靠性.针对插值同步算法进行了分段设计,根据数据的线性度情况分别采用一阶线性插值法或二次插值法;分析了各算法的最大采样值理论误差;提出了过程层采样插值同步的具体实现方法.最后通过现场插值同步精度试验验证了该算法具有较高的同步精度,符合IEC6044-8标准对0.2S级测量电子式互感器的要求.     

基于加窗插值FFT和动态频率的谐波检测算法

快速傅立叶变换在非同步采样的情况下存在较大的误差,因而无法在电能计量过程中获取准确的谐波能量。为了减小非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电能计量的精确度,通常采用加窗的方法。本文详细分析和推导了加窗插值算法。在此基础上,采用Hanning窗,对插值算法进行改进,最后通过仿真试验,分析结果进一步验证了,改进后的谐波分析的结果与实际情况更为接近。     

基于谐波分析的改进型电能计量模型

电力系统谐波对电网的安全运行具有重要的影响。本文在分析电网谐波对电能计量准确性的影响的基础上,提出了一种改进的Hanning窗加双峰插值的快速傅立叶变换电能计量模型。试验表明,提出的计量模型具有较高的精度,在电力系统谐波测量和电能计量中具有较好的应用潜力。     

基于ADE7756的电能表的数字校准

目前我国的三相电子式电能表仍有相当部分是采用在采样通道增加电阻网络的方式来调整误差,该方法增加了系统的元器件数量从而使得系统的稳定性能和计量精度均受到影响。本文从数字校准的角度采用新型的计量芯片ADE7756,对其内部的各个计算环节进行调整,达到调整精度的目的,并将其实际应用。测试结果表明,该方法可以有效的节省硬件成本,使电能计量更加精确、稳定。     

0.2S三相多功能电能表的研究

介绍了带有谐波电能计量的三相多功能电度表的工作原理,它采用了先进的BF531ADSP处理器和AD73360采样芯片,应用了复杂的准同步采样算法、滤波器算法和加窗插值FFT算法,完成了0.2S级精度的三相电能测量和谐波分析。实际测试结果表明,该表具有精度高、功能齐全、性能可靠等特点。     

基于电能计量的违规用电行为检测方法研究

现有违规用电行为检测方法的精度较差,为提高检测结果的准确性,设计了基于电能计量的违规用电行为检测方法。建立违规用电数据预处理方案,保证电力数据的完整性,标记数据的缺失值与异常值,对其进行归一化处理;基于电能计量设计用电数据检测模型,以数据的不平衡度为核心,计算离散型采样值,得到检测的总体模型。在实验中对比多种违规用电行为检测方法,设计欠流用电异常、改变电能表接线异常和扩差用电异常3种用电模型,由数据结果可知,该算法在扩差用电异常模型内的检测效果更好,该检测方法的AP值在同等条件下普遍高于其他3种检测方法,可见其检测精度更高,检测效果更好。     

电能计量技术在数字化变电站中的应用探讨

随着数字变电站中推广运行,作为变电站重要组成部分的电能计量装置也需要数字化、通信网络标准化,以适应数字化变电站发展需要.本文主要是对数字变电站电能计量技术应用方面进行探讨,并对一些问题提出自己的看法.     

耕地养分空间插值技术与合理采样密度的比较研究

土壤养分连续空间分布数据是土壤信息系统工作的基础,土壤养分空间插值的研究因此变得尤为重要.对湖北省鄂州市进行土壤养分采样调查,以对作物生长作用较为密切的有效氮、有效磷、有效钾、pH为研究对象,运用克里格法(Kriging)、样条函数法(spline)、距离权重倒数法(IDw)3种插值方法对数据进行栅格化处理,分析比较3种插值方法所得结果的特性以及对耕地养分数据插值的适宜性.通过调整空间采样点密度,比较几种空间采样密度对插值结果的影响,总结3种插值方法在不同空间尺度下的插值精度,并在不同土壤类型内进行不同采样密度的插值分析.     

基于非迭代多点插值DFT的谐波电能计量算法

在电网信号普遍存在谐波的情况下,为了满足相关标准规定的电能计量准确度和稳定性的要求,需要更精确地估计电网信号谐波参数。在广义加窗离散傅里叶变换和频谱插值校正方法基础上,采用快速傅里叶变换(FFT)和最大衰减旁瓣窗方法,对准确估计谐波参数进行了研究。在充分考虑并消除了与共轭分量相关的参数对估计结果影响的同时,使用了插值离散傅里叶变换(IpDFT)算法。根据谐波标准IEEE STD 1459功率定义,进行谐波电能准确计量的仿真计算。仿真结果表明,该算法可以成功地用于短时间情况下的快速、准确谐波电能计量,避免了常用的多点线性插值方法带来的累积误差,可应用于高精度动态负荷谐波电能计量,较以往其他计量算法具有更广的适用性。     

EIM魔数点特性研究及其最小二乘格式

经验插值法(empirical interpolation method,EIM)首先由Yvon Maday和他的合作者在2004年提出,旨在提升非仿射或非线性偏微分方程模型降阶(reduced basis technique)的计算效率,随后在模型降阶和数据同化领域得到了广泛应用.EIM的计算过程分为离线、在线两个过程:离线阶段,基于待插值函数空间的大量样本函数,通过EIM算法逐一计算插值基函数和插值点(魔数点);在线阶段,基于在魔数点的函数值和基函数,在线重构待插值函数.本文重点研究了EIM算法得到的插值点的空间分布特性,提出了最小二乘格式的EIM (LS-EIM)以进一步提升EIM精度和稳定性.比较了EIM算法确定的魔数点和其它各种采样方法确定的点对LS-EIM的收敛性和精度的影响.通过数值计算发现,相比随机采样和其他方法选取的采样点,EIM算法得到的魔数点用于LS-EIM可获得最快收敛速度和最优重构精度,通常仅需不到2倍于基函数维数n的魔数点数,即不到2n个魔数点,LS-EIM即可实现对最佳重构的逼近.     

数字化电能计量检测技术研究与创新

本文针对传统变电站存在的一系列问题,例如,信息孤岛的普遍存在、重要管理人员无法查阅数据、投资重复、计量检测人员工作量大等,从数字电能计量检测系统、检测关键技术、检测原理、检测方案、检测策略5个方面,系统研究了数字化变电站、数字化电能计量检测技术的优化方案,并且针对实践应用中的实际问题提出了新的应对策略。     

基于Delaunay三角网的克里金并行算法优化

当采样点数据量较大时, 可以采用Delaunay三角剖分建立三角网来使用局部邻域采样点进行克里金插值. 但是该算法需要对每个插值点拟合半变异函数, 插值点规模大时造成巨大开销. 为此, 本文提出了一种以三角形为单位拟合半变异函数的克里金插值方法, 采用CPU-GPU负载均衡将部分计算优化, 充分考虑不均匀样本对克里金插值效果的影响. 结果表明, 本文算法能够保证不均匀样本集的插值效果, 提升了计算性能且能够保证较高的精度.     

基于无限深度神经网络的电能信息计量方法

针对现有技术电能计量资产信息繁多、管理滞后的问题，提出一种电能信息计算方法，这种方法能在物联网络内随时随地实现电能计量信息的计算与处理，提高数据即时性，并构建出大数据挖掘算法，实现不同阶段、不同数据信息的分析与挖掘。通过构建出无限深度神经网络模型，将不同生命周期的电能计量资产数据有机融合在一起，实现不同种类数据的挖掘、融合、计算和分析，提高资产数据管理的能力。试验表明，所提出的方法数据挖掘能力强，准确度高，高达92%以上。     

插值方法对GIS土壤养分插值结果的影响

精准农业技术的应用越来越受到大家的关注,通过对一个地块土壤养分进行详细栅格采样化验分析,利用反距离法和克里格(Kriging)两种不同计算机插值方法对土壤中各种营养元素进行了分析研究。在采样栅格大小不同的条件下,随机选择5个采样点插值,分析对比了5个采样点在不同栅格采样条件下利用两种插值方法的插值结果。通过插值计算得到土壤中全氮、速效氮和速效磷在采样栅格较小的情况下,由于反距离法考虑的周围点数较多,插值点处的插值误差要较克里格插值总体上来讲误差小,而随着采样栅格距离的加大,克里格插值的误差要小于反距离法插值的误差。     

融合残差上采样结构的P2Net无监督单目深度估计

单目深度估计是计算机视觉领域中的一个基本问题,面片匹配与平面正则化网络(P²Net)是现阶段最先进的无监督单目深度估计方法之一.由于P²Net中深度预测网络所采用的上采样方法为计算过程较为简单的最近邻插值算法,使得预测深度图的生成质量较差.因此,本文基于多种上采样算法构建出残差上采样结构来替换原网络中的上采样层,以获取更多特征信息,提高物体结构的完整性.在NYU-Depth V2数据集上的实验结果表明,基于反卷积算法、双线性插值算法和像素重组算法的改进P²Net网络相较原网络在均方根误差RMSE指标上分别降低了2.25%、2.73%和3.05%.本文的残差上采样结构提高了预测深度图的生成质量,降低了预测误差.     

谐波条件下电能表计量误差自动识别研究

以往的电能表计量误差自动识别方法无法消除谐波电能,导致电能表计量精确度不高。为此,在谐波条件下,本文设计了一种新的电能表计量误差自动识别方法,并通过无线传感器采集电能表计量数据,分析这些采集数据,计算电能表计量误差特征向量,确定对应计量值的误差值。随后通过增大负载阻抗,减小激磁阻抗,消除谐波电能对电能表计量误差的影响。在实验中,与以往的电量表计量误差自动识别方法对比,设计的电能表计量误差自动识别方法具有更高的计量精确度。     

反应动力学参数的计算方法与计算误差

确定反应动力学参数的计算方法有多种,所采用的方法不同,计算结果会有很大差异。阐述了四阶龙格-库塔法、样条插值和多项式拟合的微分法等,求解动力学参数的原理和步骤。详细分析了实验数据的精度和误差、实验点数目等,对上述不同方法计算误差的影响。结果表明:四阶龙格-库塔法和数值积分法在计算过程中不会引入明显的误差,计算结果可靠;微分法在用数值差分求反应速率的过程中,由于插值或拟合函数与动力学模型之间的差异,会引入明显的误差,计算结果往往不可靠。     

基于新型自卷积窗和插值补偿的采样方法研究

针对电学计量中双通道交流电压信号幅值、相位差精确测量的要求,采用加窗函数法、离散傅里叶变换(DFT)对信号进行解析处理。考虑到非整周期条件下采样的双路信号序列通过DFT后的结果存在较大泄漏误差,提出利用一种新型卷积窗和插值补偿算法,以消除谐波对基波幅值测量引入的误差,并补偿基波本身泄露而引入的误差;将双路信号的同时采样和插值补偿算法结合,消除双路信号间的相位差的测量误差。仿真结果和实际测量结果比较表明:所提出的方法能够有效地消除谐波对基波的影响,更精确地测量双路信号的基波幅值以及其之间的相位差。该方法可应用于对幅值、相位差进行连续测量且测量精度要求较高的场合,还可作为核心计算方法应用于虚拟仪器技术之中。     

基于时空Kriging方法的时空数据插值研究

在对气象数据进行插值的过程中, 如果只考虑数据的空间信息而忽视数据在时间上的关联, 必然影响插值的精度.针对具有时空特性的气象数据, 提出一种将时空Kriging方法与弹性网方法相结合的新方法.该方法主要利用弹性网算法解决时空Kriging算法中的时空变异函数矩阵为病态矩阵而无法求逆的问题, 通过弹性网算法获得变异函数矩阵方程的稀疏解, 从而提高时空插值的精度.在实际观测的气温数据和AQI数据上的仿真实验验证了该方法对气象时空数据插值的准确性.