分布式电源接入用户及用户侧微电网双向电能计量问题

随着分布式电源以及基于分布式电源的用户侧微电网的应用越来越广泛,用户与电网之间双向的电能流动使得传统的计量方式需要相应做出改变。分析了分布式电源接入用户及用户侧微电网双向计量的需求,重点讨论了分布式发电的独立计量方式,梳理了分布式发电并网引起的谐波、电压暂降、短时中断与闪变等电能质量问题对计量误差产生的影响,总结了智能电表通讯接口、协议、精确计量算法的现状和发展趋势以及智能电表在未来智能电网中的地位与作用,并提出了双向计量的模式和未来发展的方向。     

滤波器-神经网络的谐波检测方法

电网谐波的高精度检测是电能计量和电能质量评估的基础。针对神经网络的谐波检测算法中,计算精度受基波频率精度影响较大的问题,提出用数字滤波结合牛顿反插值算法得到高精度的基波频率,然后用线性神经网络算法检测电力系统各次谐波的频率、幅值和相位。计算结果表明,该算法在频率波动和白噪声干扰的情况下,依然能得到高精度的谐波参数信息,其精度远高于FFT算法与加汉宁窗的FFT算法,在电力系统谐波测量中有一定的应用价值。     

滤波器-神经网络的谐波检测方法

电网谐波的高精度检测是电能计量和电能质量评估的基础.针对神经网络的谐波检测算法中,计算精度受基波频率精度影响较大的问题,提出用数字滤波结合牛顿反插值算法得到高精度的基波频率,然后用线性神经网络算法检测电力系统各次谐波的频率、幅值和相位.计算结果表明,该算法在频率波动和白噪声干扰的情况下,依然能得到高精度的谐波参数信息,其精度远高于FFT算法与加汉宁窗的FFT算法,在电力系统谐波测量中有一定的应用价值.     

基于频域滤波的间谐波在线检测算法

在线实时检测谐波、间谐波的幅值和相位等参数是改善电网电能质量的基础,而在线检测技术的关键是计算速度和精度.针对基波和谐波对间谐波频谱泄漏的影响,提出一种基于频域滤波的间谐波在线检测算法.该算法将信号分为基波、谐波与间谐波,先采用双峰谱线修正算法计算出谐波及基波参数,并在频域将谐波以及基波信号滤除,消除其对间谐波的频谱干扰后,再进行间谐波检测.该算法在保证测量精度的基础上,只需计算1次FFF（fast Fourie transform）,显著降低了算法所需的计算量,易于在电能质量实时在线监测装置中应用.在Matlab中比较了不同采样周期下的普通双峰谱线修正算法、基于时域和频域滤波的改进算法,验证了所提出算法的精度和计算速度.     

基于MSP430FE425的单相多功能电能表设计

介绍了小型分布式电源并网模型及其电能计量特点。针对传统机械式、电子式电能表精度低、损耗大等缺点,设计了一款以MSP430FE425微处理器为核心的高精度单相智能电表。介绍了智能电表的硬件设计和主程序流程图。所设计电能表不仅能够精确计量电量参数,还可实现双向通信、预付费、需量计量、数据存储、防窃电和报警等功能。试验结果表明,该智能电表具有较高的计量精度,能够满足分布式电源并网对双向电能计量的功能需求,具有良好的发展应用前景。     

基于三阶广义积分器的谐波检测算法

分布式电源的快速发展使并网逆变器、有源阻尼器等主动型电能变换器得到广泛应用,这就要求在畸变电网下谐波检测应具有一定的精度。针对现有的谐波检测算法在存在直流偏置的畸变电网下不能保证输出精度的问题,提出了基于三阶广义积分的谐波检测算法。利用三阶广义积分的输出特性,消除直流偏置对频率自适应环节的影响,实现角频率的稳定输出,提高了基波和各次谐波的检测精度。最后在Matlab中进行了仿真研究,仿真结果证明了该算法在存在直流偏置的畸变电网下进行谐波检测的有效性。     

基于Prony算法的基波频率测量方法

针对电网频率跟踪测量的问题,提出了一种基于Prony算法的基波频率测量方法。首先通过CIC组合滤波器从原始信号中提取出基波信号,再利用Prony算法进行频率跟踪测量。该方法可以有效地抑制原始信号中的直流、谐波和噪声,降低测量系统的基波频率测量偏差。实验仿真结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,测量结果满足电网监测和电能计量的精度要求。     

基于滑窗频谱分离算法的基波参数测量

非同步采样时,含有邻近间谐波的基波信号进行短时傅里叶变换时,基波、间谐波和各自负频率成分间会产生严重的频谱干扰。因此,为了准确提取并测量混叠频谱中的基波成分,该文提出基于滑窗频谱分离的基波参数测量方法。首先建立多频率信号模型,并基于短时傅里叶变换推导出频谱分离算法,分离出基波和干扰的频率分量,最终计算出基波参数。该文在电压波动、频谱混叠等多种工况下进行算法验证,结果表明,所提方法能够准确地提取基波成分,并兼具较高的时间分辨率和参数测量精度,且具有一定的抗噪性。同样,所提方法也适用于谐波和间谐波的识别和测量。     

智能电器电参量测量的采样不同步误差的研究

针对智能电器电参量测量存在采样不同步误差的现状,提出一种基于自适应窗长傅立叶变换的电参量测量新方法.该方法通过计算待测电信号的相关系数自适应地确定傅立叶变换的窗长,从而实现无频谱泄漏的傅立叶变换,即实现了电参量参数的精确测量.通过与全波傅氏算法仿真分析对比表明:该方法对于存在谐波、间谐波信号以及基波频率偏移的电参量均能实现高精度的测量,且具有强抗噪声性能.该方法简单、有效且易于智能电器工程实现.     

智能电器电参量测量的采样不同步误差的研究

针对智能电器电参量测量存在采样不同步误差的现状,提出一种基于自适应窗长傅立叶变换的电参量测量新方法。该方法通过计算待测电信号的相关系数自适应地确定傅立叶变换的窗长,从而实现无频谱泄漏的傅立叶变换,即实现了电参量参数的精确测量。通过与全波傅氏算法仿真分析对比表明：该方法对于存在谐波、间谐波信号以及基波频率偏移的电参量均能实现高精度的测量,且具有强抗噪声性能。该方法简单、有效且易于智能电器工程实现。     

基于MATLAB/SIMULINK的智能电表寿命预测仿真模型

智能电表是智能电网建设中一个重要的电气测量设备,其运行可靠性将直接影响电网的安全与稳定。但由于电网中智能电网数量众多,很难对其逐个进行寿命预测实验。因此,建立能够准确预测正在运行智能电表的寿命预测模型,对于开展智能电表寿命预测方法的研究具有重要实际意义。为此,文章在分析了智能电表的工作原理基础上,采用Matlab/Simulink软件,对其内部电压采样模块、电流采样模块、功率计量模块进行了建模。在此基础上,采用Peck加速模型,对其智能电表建立寿命预测模型。对采用的智能电表设计了寿命加速实验,验证了仿真模型的正确性。研究成果为我国电力系统中如何对正在运行的智能电表进行合理的寿命预测提供重要技术支持。     

智能电能表故障风险预估算法的研究*

智能电能表随着国家电网的大力推广应用,它在使用中是否发生故障已成为令人关注的问题。为此,研究并编制了智能表故障风险预估算法。该算法针对智能电能表的首检数据,先按规程判定出性能良好的电能表,再将这些良好电能表分别进行横向筛查和纵向筛查,最后依筛查结果划分为四个风险等级,可作为检修维护的参考数据。用大量数据对算法进行了验证,结果符合本文预期值,表明算法正确合理。     

基于3G的智能电表远程监测系统的研究

先进的基于智能电表的实时监测装置除了包括基本的电量误差监测,互感器绝缘监测,时钟超差检测,防窃电外,还实现了反映电能质量的谐波方面的监测功能.考虑到电压波动和闪变也会引起智能电表的计量误差,有必要开发一套能够实现包括电压波动和闪变监测功能在内的综合在线监测系统.本文在介绍了多种监测功能实现原理的基础上,重点分析了电压波...     

基于Lagrange插值频率估计的数字电能计量算法

传统电能计量系统中电网电压/电流波形信号的采集由电子式电能表完成,电能表内部设计了频率跟踪电路,在电网频率出现波动的情况下能同步采样,电能计量误差小。在数字电能计量系统中电网波形的采集由电子式互感器或合并单元的A/D采样模块完成,由于电子式互感器或合并单元采集后到的电网波形信号需要组帧传输给后续不同的数字化设备使用,其采用固定的采样频率,所以,在电网频率出现波动的情况下,不能实时跟踪电网频率而改变采样频率实现同步采样,电能计量误差大,因此,为减小在频率波动条件下的电能计量误差,提出一种数字电能计量新算法,该方法利用三次拉格朗日(Lagrange)插值算法提取出电网基波频率,并利用离散傅里叶变换(DFT)算法的栅栏效应进行波形成分提取,实现电能计算,该方法实现简单,通过实验仿真验证了其电能计量误差小,具有实用价值。     

适用于智能电网电能质量检测的双积分型电子式电压互感器

现有的电压互感器难以满足智能电网对电能质量宽频域、高精度检测的要求,文中提出一种基于双积分器的电子式电压互感器(EVT)实现方案,利用主积分器和辅助积分器配合工作,使EVT同时兼顾宽频带特性和良好的暂态响应性能。阐述了双积分型EVT的工作原理,分析了主积分器和辅助积分器的频率响应特性及暂态特性,并进行了双积分型EVT的谐波及暂态扰动检测仿真分析和样机试验验证。结果表明双积分型EVT可满足60次以下谐波电压高精度检测的要求,对暂态扰动信号具有良好的传变性能,符合智能电网电能质量检测的需要。     

新能源电动汽车参与电网频率控制研究

随着电动汽车的商业化,电动汽车与电网相连V2G（vehicle to grid）之间的影响也受到关注。电动汽车配备的大容量储能装置可以很好的作为电网的分布式储能设备。提出通过电动汽车互联到电网,来解决新能源并入电网引起的频率波动问题。将处于闲置状态的电动汽车聚合在一起,对大规模电动汽车采取预设智能充放电控制,通过充电桩对电网进行双向功率传输,以此来对电网频率偏移进行抑制。通过仿真分析,当电动汽车达到一定规模时,充分利用电动汽车的储能特性可以有效缓解区域电网的频率偏移。     

绿色传感网中智能抄表系统设计

智能用电作为绿色传感器网应用的重要方面,其中的AMI是实现智能电网技术的基础性的一步,对电表的功用和性能提出了新的要求,使智能电表技术成为AMI技术的关键部分.本文基于ST公司的芯片方案,提出了一种智能电表设计方案,计量芯片采用STPM01,控制器采用STM32F103.针对智能抄表的通讯网络要求,该智能抄表方案集成了...     

一种基于迭代抑制谱泄漏的改进相位差算法

由于非同步采样所带来的频谱泄漏效应是影响相位差算法电参量测量精度的主要原因,利用高阶窗的旁瓣特性可抑制频谱泄漏,但二次谐波幅值的估计精度仍难以显著提升,并且由于高阶窗所带来频率分辨率损失的原因,通常需要增加待测信号的采样窗长,不利于频率波动和实时性要求较高的场合实现高精度测量。为此,提出一种加sine窗函数的改进型相位差算法,利用峰值谱线间相位差估计出的相对频偏,计算出除被测谐波分量之外的其他分量的长程谱泄漏对峰值谱线的干扰之和并将其减去后,重新利用其峰值谱线间的相位差计算相对频偏,循环迭代估计。基于该方法,与现有加窗相位差算法分别在无噪声、有噪声以及频率波动环境下进行仿真比较。实验结果表明,该方法迭代矫正计算4次即可,能有效抑制频谱泄露效应,减小估计偏差,提高电网电参量测量精度和实时性,能够满足电网测量需要。     

CT机冲击负荷对智能电能表运行状态的影响

电网中越来越多的大功率设备投入使用,冲击负荷越来越多,冲击负荷不仅对电网的运行状态产生影响,而且,还会导致智能电能表的电能计量超差。本文首先分析医院CT机冲击负荷电流波动的游程特性,然后,建立智能电能表的全系统模型和电能测量仿真算法,最后,仿真分析给出医院CT机冲击负荷对智能电能表运行状态下动态误差的影响,并通过实验验证了仿真分析影响结果。     

基于快速傅里叶变换算法的智能电表Matlab仿真

介绍了一种基于快速傅里叶变换(FFT)算法的智能电表的Matlab仿真模型,采用FFT算法对电力系统进行谐波分析,精确监测电力系统的功率因数、谐波分量及畸变率等参数。该模型包括电力系统波形发生器、信号调理、单片机等模块,可以对理论数据、电力系统仿真数据以及电网实际采样数据进行谐波分析。着重介绍了FFT数据处理模块,并通过Matlab软件Powergui模块FFT Analysis功能与该仿真模型产生的计算结果进行了比较,验证了该模型的正确性。