基于谐波背景的电能计量误差分析

随着用电环境的复杂化,研究谐波对电能计量系统的影响显得十分重要。以理论推导或等效电路分析的方式就电子式电能表、电容式电压互感器和电磁式电流互感器在谐波背景下的测量误差展开研究,得到相关计算公式;对整个电能计量系统进行模型搭建,基于此分析谐波背景下电能计量系统的总体误差,进行计算机仿真;就谐波背景下电能计量模式选择进行分析,为量化分析计量系统在谐波条件下的误差提供一定参考。     

谐波背景下电能计量系统的计量误差分析

电能计量系统由电能表、电压互感器与电流互感器三部分构成,谐波条件下这三部分的误差都将影响电能计量系统的整体计量误差。针对谐波条件下电力计量系统的计量准确性开展了研究,分别建立了谐波条件下电子式电能表、电容式电压互感器和电磁式电流互感器的谐波等效电路,分析了各自的谐波计量/测量误差及影响因素,并搭建了整个电能计量系统的模型,分析了其在谐波条件下的计量误差。通过对某具体电能计量系统的仿真分析,研究了谐波对电能计量系统影响的经济性。所研究内容为量化分析计量系统在谐波条件下的误差提供了参考。     

IEC61850-9-1/2的量化误差对数字电能计量的影响

文章研究了数字电能计量系统中IEC 61850-9-1/2采样值传输协议的量化误差对计量的影响,推导出量化造成的电能误差的相对不确定度的数学解析式。仿真了不同电压电流变比下量化误差带来的计量误差,并计算出相对不确定度,与理论推导的结果相一致。分析表明在一次侧小电流情况下,9-2量化造成的误差相对较大。文章较透彻的研究了采样值传输协议的量化误差,对数字电能表的检定提出了相关建议,对工程应用以及理论研究具有一定参考价值。     

基于RTDS的谐波对电能计量影响仿真研究

论文对电力系统中的非线性负荷吸收的有功功率进行了理论推导,建立了基于炼钢炉等典型非线性负荷的仿真模型,并在电力系统实时数字仿真系统(RTDS)平台上仿真实验研究了非线性负荷对电能计量装置的影响。实验结果表明,非线性负荷向电力系统注入谐波功率,并对电能计量装置产生负误差影响。     

配电网不停电状态下电能分项计量误差测试方法

配电网不停电时计量数据的波动较大,常见的电能分项计量误差测试方法的测试精度不高,基于此提出配电网不停电状态下电能分项计量误差测试方法。设计计量数据输入合并单元,在原有合并单元的基础上加入信号调理电路,重新定义A/D转换器的有效位数,获得真实的计量数据,以计量数据为依据推导电能分项计量量化误差,获得测试目标;使用Multisim软件搭建计量误差信号仿真模型,处理误差数据和误差信号;将处理后的数据输入到分析单元中,在配电网不停电的状态下进行谐波变换,完成电能分项计量误差测试。实验结果表明：该文方法的电压有限值平方相对不确定度的最小值为0.03,有功功率相对不确定度的最小值为0.48,且其量化误差不会对测量精度造成影响;该文方法的测试误差仅为0.2%,说明其测试精度高,且信号源可靠,具有较大的应用价值,值得推广。     

负序条件下基于正序有功功率的电能计量方案

将电气化铁路牵引负荷引起的负序功率作为研究对象,以改善电能计量方式为研究目的,首先分析了牵引负荷负序功率流向,阐述了负序条件下有功电能计量方式存在的问题,对此提出正序有功电能计量方案。其次,通过正负序潮流分析对比不同计量方式的合理性。再次,根据三相不平衡系统正序功率算法,推导得出不同计量方式的计量误差理论表达式。通过计算机仿真和实测数据研究对所提方案和算法进行了验证,结果表明:正序有功功率计量方案能够缓解负序条件下电能计量不准确的问题,以及误差定量计算式的正确性和有效性。     

谐波影响下变电站电能分项计量误差测试方法

现有的电能分项计量误差测试方法通过数字仿真系统完成误差仿真,但是未实现详细的量化分析,导致计量误差测试精度较低。为此,提出新的谐波影响下变电站电能分项计量误差测试方法。分析电能分项计量系统工作原理;依据电压互感器工作原理,获取因谐波作用造成的附加误差;利用电流互感器等效电路,依据磁通守恒定律以及基尔霍夫电流定律,得到电流互感器误差测试结果;通过乘法器测试谐波影响下电子电能表的误差。将谐波影响下的电压互感器、电流互感器和电子电能表误差之和看作电能分项计量误差。实验结果表明,所提方法测得的变电站电能分项计量误差和实际误差值一致,由此可知所提方法为电能分项准确计量提供了可靠依据。     

基于数字化计量体系的有限字长效应分析

随着数字化变电站的迅猛发展,数字化电能计量将得到更广泛的应用。基于数字化计量体系下的有限字长效应会对测量结果产生误差,本文分别对A/D转换量化误差、滤波器系数量化误差和运算量化误差进行了探讨,并结合MATLAB综合分析了这些影响因素对整体计量准确度的影响。     

谐波条件下基于计量误差量化分析的电能计量方案

对谐波背景下电子式电能表全波计量和基波计量方式之间的计量误差进行了量化分析,并以此为基础提出了具有实用性和合理性的电能计量方案。首先,从合理性和适用性出发,分析了谐波背景下不同计量方式存在的问题;其次,根据三相非正弦不平衡系统谐波功率的计算方法,得出了定量化计算不同计量方式下计量误差的理论表达式,结果表明该误差可表示为电压和电流总谐波畸变率以及功率因数的函数;以此为基础提出了新的电能计量方案。通过仿真计算验证了计量误差定量化计算方法和分析结论的正确性和有效性。     

谐波对有功电能计量影响的仿真研究

从谐波对电能计量影响进行了分析。研究了线性和非线性负载对有功电能计量的影响,通过谐波下线性负载和非线性负载消耗电能的推导,指出在现行电能计量中存在的不合理之处。并利用实时数字仿真系统(RTDS)对搭建的模型进行了仿真实验,分析了电能表的计量情况和计量误差。由试验结果可知,当存在谐波功率时,用户实际消耗电能量与电能表读数不等,这表明目前电能计量方式存在不合理性。需要采用新的计量方式或新的电量计算方法解决这一问题。     

智能变电站数字化计量装置误差稳定性测试系统研究

近年来数字化计量装置在智能变电站中得到了普遍应用,但其运行可靠性和稳定性较差,制约了数字化计量装置的推广应用。针对计量装置数字化所带来的误差稳定性较差的问题,提出了数字化计量装置的整体误差与电子式互感器和数字化电能表单独误差同步测试,且误差影响量可调的误差稳定性测试方法,搭建了数字化计量装置误差稳定性测试系统。通过理论分析、试验验证和现场测试,为数字化计量装置误差稳定性问题的分析和处理提供了有效的解决思路和方法,对提升数字化计量装置的设计、制造和运行水平有指导意义。     

高压直流电能计量系统计量误差研究

高压直流电能计量的准确性对直流系统电量结算和相关技术指标计算有直接影响。针对典型的高压直流电能计量系统,考虑系统中各装置准确级及误差的概率分布,结合工程实际使用的电能计量算法,建立了高压直流电能计量误差模型。分析表明在不同装置准确级组合情况下,直流电能计量系统的相对误差表现出与各环节误差分布的均值有关,直流侧总电能相对误差与换流单元正极和负极电能计量误差的均值有关。在换流站现场对直流电能表进行误差测试,得到被测直流电能表的计量误差情况。由于装置组合产生的整体误差会对系统损耗率较小的直流输电系统的损耗电能计量造成一定影响,因此应在计量装置满足准确级的基础上,适当增加周期性校准试验次数,并在调校过程中尽量降低装置的误差均值,从而提高高压直流电能计量的准确性。     

基于PCA-SVR的电能计量装置误差评估算法

针对目前电能计量综合误差计算方法无法实时评价电能计量装置误差的问题,提出了一种基于PCA-SVR的电能计量装置误差评估算法。该方法对互感器二次信号有效值进行主元分析(PCA),通过Q统计量及其贡献率对电能计量装置进行计量状态检测和异常定位。建立正常计量状态下电能计量装置合成误差的多参数降维模型,通过支持向量机回归(SVR)得到互感器实际工况下的计量误差,与在线监测获得的二次回路误差、电能表误差合成得到综合误差。文中方法可以实现电能计量误差的状态评价和合成误差的实时评估,通过仿真验证了所提方法的准确性。     

电磁式电压互感器误差矢量分析法

针对目前电压互感器（TV）相关参考书中电磁式TV误差模型向量几何图建模方法存在的缺陷问题,文中提出了一种基于矢量代数的误差建模方法,并对电磁式TV误差进行了系统、全面的分析,对电磁式TV误差的计算及电能计量影响进行了阐述,从而使广大电能计量技术人员对电磁式TV误差理论有了更清晰地了解。     

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。     

基于蒙特卡罗法的数字化电能表计量误差评估*

为了准确地评估数字化电能表的计量误差,对影响量误差和综合误差间的关系进行研究。由于数字化电能表计量模型的复杂性,无法直接给出综合误差的解析结果,为此,采用蒙特卡罗法,通过仿真计算和统计特性分析,得到了数字化电能表综合误差及影响量误差的分布特征,并验证了它们之间的函数关系。分析结论可为数字化电能表影响量误差限值的确定及等级划分提供参考。     

电能计量装置选型与接线错误问题的分析及处理

介绍了电能计量装置选型错误导致计量差错的原因分析、处理措施和电量追补方法。同时,针对变电站和用户现场运行中的电能计量装置常见安装接线错误导致电能计量故障现象,总结了三相电能计量装置错误接线的带电检查、分析判断和处理方法。