110kV数字化变电站计鼍系统的配置及调试

数字化变电站与传统变电站的计量系统在配置和调试方法上都有很大不同。结合110kV全数字化浔北变电站,介绍数字化变电站计量系统的组成部分,包括电子式互感器、模拟小信号电能表、数字化集中计量装置及数字化电量采集装置等。数字化变电站计量系统的调试具体为互感器比角差测试、模拟小信号电能表的校准、集中计量装置调试以及电量采集系统调试等。最后,对调试中遇到的典型问题进行了分析,并提出了解决方法。     

110kV数字化变电站计量系统的配置及调试

数字化变电站与传统变电站的计量系统在配置和调试方法上都有很大不同。结合110k V全数字化浔北变电站,介绍数字化变电站计量系统的组成部分,包括电子式互感器、模拟小信号电能表、数字化集中计量装置及数字化电量采集装置等。数字化变电站计量系统的调试具体为互感器比角差测试、模拟小信号电能表的校准、集中计量装置调试以及电量采集系统调试等。最后,对调试中遇到的典型问题进行了分析,并提出了解决方法。     

数字化变电站建设面临的计量问题分析及对策

数字化变电站在信息采集、传输、处理和输出过程全部实现数字化,采用电子式互感器和数字化电能表进行计量,和传统计量有极大区别。通过分析数字化变电站计量的特点、在技术上和法制化管理方面面临的全新问题,提出应对措施和建议,为数字化变电站规模化、实用化建设提供依据。     

一种含噪声测试的数字化电能表计量性能检测系统

电子式互感器属于电子设备,在A/D采样过程中不可避免的会产生噪声,噪声叠加至采样值中,对电能计量的准确性产生明显影响,有必要对数字化电能表入网运行前展开输入噪声测试,保证数字化电能表入网运行的准确性。因此,研究了一种含噪声测试的数字化电能表计量性能检测系统,检测系统在现有数字化电能表检测项目的基础上,提出了输入噪声测试项目及测试方法,通过研究发现,数字化电能表在噪声条件下误差明显增大及不稳定,当信噪比为30 dB时,数字化电能表误差出现超差现象,建议数字化电能表入网运行前增加输入噪声测试项目。     

数字化电能表校准技术研究及应用

随着数字化电能表越来越广泛用于智能变电站电能计量系统,研究一套完备的校准规范变得日趋重要,国内外已先后研究出一些针对数字化电能表检验的方法。针对数字化电能表校准项目和误差成因进行分析,并在此基础上重点对基于数字化功率源和标准数字化电能表法检验技术和实现方案进行讨论。结合国标《GB/T 17215.303-2013交流电测量设备特殊要求第3部分:数字化电能表》中要求数字化电能表能够记录采样数据输入异常工况,提出模拟现场合并单元网络异常工况下进行数字化电能表事件记录及计量准确度检验的方法,可弥补数字化电能表实验室检验和现场检验准确度有差异的不足。     

数字化电能计量算法综述

数字化电能计量算法不仅是数字化电能表内的相关算法,还包括合并单元内的相关算法;数字化电能计量的被测对象因要遵从IEC61850通信规约,致使其采样率已被固定、采样数据之间时间不同步、采样数据传输中可能丢帧等。针对这些数字化电能计量算法研究所必须面对的问题,对当前应用于数字化电能计量系统的拉格朗日、埃特金等同步插值算法,点积和、牛顿-柯特斯积分等全电能计量算法,以及准同步、加窗插值傅里叶等电参量分析算法等进行了梳理和对比;盘点了数字化电能计量算法的最新研发进展;并探讨了研发数字化电能计量系统专用算法的必要性、可行性和努力方向。     

数字化电能计量中数值积分算法的误差分析

数字化变电站目前在国内发展迅猛,基于对数字化变电站关键设备——电子式互感器的研究,本文分析了最常用的数值积分算法测量电压、电流及有功功率产生误差的原因,给出了截断误差、舍入误差及同步误差的计算公式。文章结合数字化计量中电子式互感器典型的非同步采样进行了仿真,理论分析和仿真结果表明:数值积分算法只有在一定条件下,才能满足电力计量的要求。     

传统电能表与数字化电能表的对比分析

为适应基于IEC 61850标准的数字化变电站的技术要求,与之配套的数字化电能表应运而生。对数字化变电站新型的测量系统和数字化电能表的原理、功能进行分析,通过对传统电能表和数字化电能表各项技术参数进行对比,将会对数字化电能表有更深入的认识。     

一种报文离散性可控的标准数字功率源

数字化电能表是数字化变电站广泛使用的设备,标准数字功率源是对其性能进行校验的主要设备。目前数字功率源输出的SV报文存在随机特性差的问题,无法满足相关国家及行业标准对数字化电能表的影响量的检测要求。针对这一问题,设计了一种基于混沌映射的随机序列生成算法,保证标准数字功率源输出报文数据丢失的随机性。硬件上通过FPGA配置光口以太网芯片输出IEC 61850-9-2序列,将芯片配置为RMII接口输出,保证报文发布时间离散度可控。测试结果表明,研制的数字功率源在丢包概率可控、报文发布时间离散度可控,且误差不超过200 ns,远小于标准中规定3μs的误差要求,满足数字化电能表异常通信状态的检测要求。该装置已应用于南方电网数字化电能表检测。     

频率偏移对数字化电能表计量误差影响分析

数字化电能表的检定规程及相关标准正在制订中,为对相关技术标准的技术指标规定提供参考,加强数字化电能表的质量管控,在数字化电能表测试项目研究的基础上,文章对现场运行工况中频率偏移对数字化电能表不同算法进行了仿真研究,对不同型号电能表计量性能产生的影响进行了测试试验,试验结果显示频率偏移对电能表几乎无影响。     

数字化变电站合并单元插值误差对于电能计量的影响

作为电子式互感器与二次设备之间的纽带,合并单元负责为变电站全站提供统一的电压电流数据来源。然而,采样值数据在采样、处理和传输的各个环节中产生的粗大数据、通信延时和丢包等问题都会对合并单元的插值处理带来影响,并最终影响到对电能的计量。文章就以上典型问题对合并单元插值算法及其对电能计量误差的影响进行了仿真分析,并搭建了数字化变电站电能计量装置误差测试系统对仿真结果进行了实验验证。结果表明,这些典型问题对合并单元的插值算法以及电能计量误差是有重大影响的,且采用不同的插值算法其影响结果不同。文章的研究为数字化变电站合并单元插值算法的优化设计提供了定量参考。     

数字化变电站电压波动与闪变检测问题探讨

阐述了电子式互感器在数字化变电站的应用,数字化变电站与传统常规变电站的不同.阐述了数字化变电站采样同步的问题,数字化变电站对采样时间同步的要求,数据的同步问题.对数字化变电站电压波动与闪变的检测应用进行了分析,对电压波动与闪变的检测仪器装置提出了相关的要求,需要仪器符合相关要求才能进行准确的测量分析,并且提出了对数字化变电站电压波动与闪变检测的问题与展望和思考.     

基于IEC 61850的数字化故障录波器的研制

数字化故障录波器采用基于PowerPC8270的硬件平台和基于嵌入式Linux操作系统的软件平台。装置接收合并单元发送的遵循IEC61850-9-1标准采样值数据报文和保护控制单元发送的遵循IEC61850-8-1标准的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文,按照同步采样的合并策略,实现在全球定位系统(GPS)同步和失步状态下开关量数据和采样值数据的同步,提取正确的GPS时间,最终形成故障录波文件,较好地满足了数字化变电站中对故障录波器的新要求。     

基于IEC61850标准的数字化电能表丢帧误差分析

数字化电能表做为数字化电能计量系统中关键设备,其误差大小直接决定了数字化电能计量系统的准确度,数字化电能表在信号输入形式上与传统电能表存在很大的差异,传统电能表的输入信号为三相模拟电压/电流,而数字化电能表的输入信号为遵循IEC 61850协议的数据帧,因此数字化电能表相对传统电能表而言存在一个重要的误差来源—丢帧误差。针对数字化电能表的丢帧误差从理论上进行分析,同时对确定等级的数字化电能表允许最大丢帧率进行了推导,并通过实验仿真验证,发现数字化电能表的丢帧误差在丢帧率一定的情况下随着丢帧序号的变化呈现出正弦变化的规律,且最大丢帧误差与采样频率无关。分析得出要忽略丢帧对数字化电能计量系统造成的误差时,数字化电能表允许的最大丢帧率应该在数字化电能表的准确度等级5%以下,且建立相关的丢帧测试项目对数字化电能表入网运行前进行检测具有重要意义。     

数字化电能计量检测技术研究

随着数字化变电站电能计量技术的发展和成熟应用,遵循IEC61850-9-1、IEC61850-9-2通信规约和IEC60044-8协议标准的电子式互感器和数字化电能表应运而生,传统的互感器、电能表模拟校验装置和技术已无法适应对电子式互感器、数字化电能表的校验。本文主要介绍可实现对电子式互感器、数字化电能表进行检定的方法和技术。     

适用于复杂工况的高性能标准数字化电能表*

数字化电能表在智能变电站的建设中得到广泛应用,需要准确可靠的高性能标准数字化电能表对数字化电能表进行现场校验。分析了复杂工况对标准数字化电能表提出的高精度要求和现场校验对标准数字化电能表提出的检测速度和可靠性要求。文中研制的标准数字化电能表以高性能DSP系统为核心,以高精度脉冲分频技术和插值重采样点积和算法实现标准高性能电能计量和高频次电能脉冲输出,在谐波以及输入噪声等工况下的准确度依然满足误差限值要求。测试结果表明,该标准数字化电能表电能计量误差不超过0.02%。所研制的标准数字化电能表可用于现场实负荷工况下计量性能监测与运行状态评估。     

数字电能计量及其电能表检测技术

为了适应智能变电站的发展,在新的技术条件基础上需有一套符合数字化变电站特点的计量系统。基于IEC61850标准实施的智能变电站,计量系统结构发生了根本改变。从总体上介绍了智能变电站计量系统及其与传统计量系统的区别。从原理上分析了数字电能表的构造和应用特点,由于计量方式的改变,对其相应数字电能计量检测系统和溯源原理进行了论述,提出了智能变电站中数字式电能表检定方案。由于数字化电能计量暂无国家标准和行业标准,随着智能变电站投运,需进一步开展相关研究。     

数字化电能表检测装置设计

为了适应数字化变电站的快速发展,浙江省电力试验研究院开发了数字化电能表检测装置.本文介绍该装置的设计方案、数据发生原理、系统结构框架、装置的功能和装置的特点.针对数字化电能表的特点,该装置在传统检测项目的基础上增加了许多新的功能.该装置适用于检测在数字化变电站中使用的数字化电能表.     

基于点对点技术的数字化变电站工程实践

数字化变电站是变电站的信息采集、传输、处理输出过程全部数字化,理想的数字化变电站应基于IEC61850协议构建,采用光学或电学电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备,实现站控层、间隔层、过程层之间完全网络化信息交换.论述了不同模式的数字化变电站的特点及系统结构,给出了系统逻辑图.结合某电站的工程实践详细叙述了基于点对点技术的数字化变电站实施方案(设计原则、设备配置、过程层通信等),重点研究了数字化变电站的2个关键问题:采样数据同步和通用面向对象的变电站事件GOOSE(Ge-neric Object Oriented Substation Eyent)机制.并指出数字化变电站及工程实践要考虑过程层网络方案、故障录波的实现及计量系统等问题.     

数字变电站的一起同步采样事故分析及变时间窗综合纠错对时方案

在对一起数字化变电站中同步采样问题引起主变保护跳闸事故分析的基础上,讨论了数字化变电站对时与采样同步问题风险点,分析了四种造成时间同步误差的原因,提出了一种具有较强纠错能力的变对时时间窗综合方案。该方案对合并单元可能存在的五种同步状态分别采取不同的处理措施,从而使该方案在保证合理对时窗宽大小的同时极大了减少了接收干扰信号的可能性。通过分析,所提措施可以有效地提高数字化变电站对时系统的抗干扰能力,提高保护装置的可靠性。