智能变电站数字化采样延时变频测量方法

采样延时是智能变电站数字化采样环节的重要指标。文中从数字化采样环节构成出发,分析了采样延时的特性及对二次系统的影响,针对普遍采用的工频稳态测量方法存在的问题,提出了基于变频原理的延时测量方法,能够准确测量出数字化采样环节的非整周期延时和整周期延时。通过模拟仿真和实际设备测试验证了延时变频测量法的正确性,最后给出了工程应用中变频法测量采样延时的具体实施方法。     

智能变电站合并单元额定延时现场测试方法

简述智能变电站合并单元额定延时的产生,在对现有额定延时测试方法进行分析基础上,提出一种现场实用的合并单元额定延时测试方法,该方法利用常规继电保护测试仪和故障录波器即可完成测试,在山东电网合并单元反措实施中得到应用,达到了预期效果。     

智能变电站中采样值传输延时的处理

将模拟量采样值(sampled analogue value,SAV)报文准确、实时地传输至智能电子设备是智能变电站过程总线数据通信的关键内容。为此在建立SAV报文传输时序模型的基础上,提出一种采用合并单元相位校准补偿传输延时以提高模拟采样值时标的准确性,并通过测算以太网的最大传输延时验证SAV报文的实时性的方法。利用公式推导和算例计算对方法进行了理论分析,并通过OPNET modeler仿真验证了理论分析的正确性。结果表明模拟采样值延时能够为降低采样值相位误差、同步多路采样值时序、测量报文传输实时性、实现过程层网络配置提供重要依据。     

数字采样卡线性误差校准

目前,数字采样技术被广泛应用于电学计量领域。在宽频带交流功率国家基准建立中,不仅需要确定两路采样信号的幅值和相位误差,同时还需要对采样在不同输入电压下的线性误差进行准确校验。提出了采用感应分压器为参考校验采样板卡两路通道的线性误差的方法,该方法通过研制变比误差可自校的2n:1感应分压器,在频率上限达100 k Hz的频率范围内实现了对NI公司生产的高精度数字采样板卡PXI-5922的幅值和相位的线性误差的准确测量。实验结果表明该板卡在0.004 V~1.024 V的幅值线性误差优于60μV/V,相位的线性误差优于120μrad。     

智能变电站继电保护数字量采样技术研究

数字量电流电压信号的相位同步是智能变电站继电保护进行数字量采样时必须解决的核心问题,它决定着智能变电站过程层的组网方案。目前正在使用的方案主要有"点对点"直接采样和基于外部同步时钟的网络采样两种。本文从数字量信号的相位同步原理出发,分析了这两种采样方案的特点与不足,探讨了网络采样摆脱对外部同步时钟依赖的途径,提出了通过改造网络交换机,由交换机自行测定采样值(SV)数据包的驻留时间,以实现精确测量SV报文传输延时的思路。     

智能变电站光纤纵差保护采样通道延时自适应设计

智能变电站光纤纵差保护采样通道延时具有不确定性,导致线路两侧延时不一致,影响采样点同步与保护动作性能。针对该问题,提出一种延时自适应设计方案,将光纤纵差保护两侧采样同步分为采样时刻同步与采样点对齐两个步骤,把采样时刻同步处理后的采样点延时与采样点数据组合传递至对侧,通过对比本侧和对侧采样点延时实现采样点数据的自适应对齐。采用预处理前置模件完成多间隔采样值同步处理,根据采样值报文中携带的延时信息实现同步处理延时的自适应调整。该设计达到整体延时最小化目的,同时适应本对侧多种匹配模式。通过RTDS试验及现场运行验证了该设计的可行性和优越性。     

模拟一数字混合采样测量及其误差分析

本文提出了模拟数字混合采样方法,推导了两种算法,分析了两种算法的误差。同时分析了量化误差对该两种算法的影响,电压、有功功率测量的线性误差等。文中提出的新采样方法比传统采样方法测量电参量准确度有较大提高,其功率测量准确度可达0.03%。     

智能变电站数据采样同步及一起异常分析

文章结合一起智能变电站现场调试中出现的由于数据采样同步问题导致的变压器差动保护启动及偶发保护出口的故障,指出该工程中合并单元信号传输延时的差异、保护装置补偿和插值算法等软件缺陷是故障主要原因,并提出了故障的现场解决方法.     

智能变电站继电保护采样数据同步方法

本文在分析通道延时对采样同步的影响、比较点对点和组网2种采样值传输方式优缺点的基础上,着重对点对点传输方式下的插值算法、重采样同步过程及光纤差动保护数据同步方法进行叙述和分析。     

智能变电站重采样应用研究及其线性插值法误差分析

针对重采样环节在智能变电站应用过程中所引入的误差,分析了其在智能变电站中的具体应用场景,得到采样同步和采样频率转换两种典型方法。以线性插值算法为研究对象,通过建立矢量模型分析并结合实验验证的方法,得到线性插值幅频特性。结果表明,信号频率与插值位置是直接影响重采样精度的两个主要原因,线性插值误差对保护专业的影响可以忽略,但是对测量与计量专业的影响较大。通过提高采样率,改进同步或插值算法等办法,重采样误差可以减少甚至消除。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

电子式互感器采样系统固有延时测试研究

电子式互感器采样系统固有延时是合并单元同步补偿的依据,采样系统的固有延时误差是电子式互感器相位误差的主要因素,采样系统的固有延时测试一直是电子式互感器的测试难点和重点.本文首先对电子式互感器采样系统固有延时的定义进行了阐述,介绍了电子式互感器采样系统固有延时测试的现状,提出一种通过三个阶段精确测量了电子式互感器采样系统...     

针对500kV数字化变电站过程层采样的动模试验及若干问题探讨

为深入研究数字化变电站过程层数字采样特性及其对继电保护的影响,以及主要厂商最新设备的性能和相互配合情况,国家电网仿真中心电力系统动态模拟实验室结合500 kV桂林数字化变电站实际配置,搭建了数字化变电站试验环境,并针对过程层数字采样进行了动态模拟试验。文中介绍了本次试验的模型系统、参试装置、过程层组网方式、主要试验项目及试验结果。对试验中出现的几个典型问题进行了描述、分析和探讨。通过解决试验中出现的问题,设备厂商之间达到一定程度的统一,这说明系统级动模试验能有效提高各类智能电子设备(intelligent electronic device,IED)间的互操作能力,并为智能变电站技术的规范化发展提供必要的试验手段和宝贵的调试经验。     

智能电站中电子式互感器数字接口的设计

智能变电站要求合并单元采集的数据能“一处采集,全站共享”,因此合并单元为满足不同智能电子设备的需求,其数字接口必须具有采样率转换的功能,并在采样率转换的同时,还要满足差动保护动作的要求。研究了数字接口中的信噪分离与采样率转换模块,设计了小波消噪算法以提高保护动作精度,零相位滤波算法以解决采样频率转换中滤波器群延迟较大的问题,可以将任意不同采样频率的电子式互感器采样数据统一到相同的采样基准下,实现差动保护各分支采样数据之间频率的快速统一,提高保护动作的快速性。     

智能变电站交流采样异常状态分析和处理方法研究

常规变电站采用电流/电压互感器,而智能变电站是采用电子式互感器和合并单元,实现交流采样的数字信号采集。根据目前投运的智能变电站交流采样模式,从工程实际出发,对各种交流采样异常状态进行分析,并提出相应的处理方法。     

数字采样法功率测量的相位补偿算法

当采用交流同步采样技术进行功率测量时由于频率变化,或电压、电流通道不能完全同步等原因将造成相位偏移,从而引起测量误差。本文提出了对这种相位引起误差的一种补偿算法。通过计算机仿真计算,给出了仿真计算结果,证明能有效地提高功率测量准确度。     

基于编码波形的数字化变电站信号绝对传输延时测试方法

数字化变电站引入的电子式互感器、合并单元、交换机等数字信号处理设备不可避免会产生一定的信号传输延时,该延时甚至可能达到数个工频周期以上,进而引发继电保护等装置误动。目前基于稳态波形的延时测试方法和设备,无法反映相差大于工频周期的延时(整周期延时)。从原理上分析了数字化变电站信号传输延时产生的机理,并介绍了现有检测方法,提出基于编码测试波形、可检测整周期延时且无需接入脉冲同步信号的智能变电站信号绝对传输延时检测方法,并研制了相应设备,验证了该方法的有效性。     

数字式电能表电压采样误差的理论分析与仿真

证明了整周期采样无原理性误差,推导了非整周期采样的误差公式,仿真实验反映了电压频率、采样点数和采样起始角与相对误差的关系.在论文实验条件下:频率变化0.1Hz时误差变化约0.1％,采样点数与误差为反比关系,起始角与误差近似为余弦关系.结论同样适用于电流有效值的计量.