電能計(jì)量在線監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著廠網(wǎng)分離等電力企業(yè)體制改革的逐步推進(jìn),發(fā)電廠、電力用戶密切關(guān)注電能計(jì)量裝置,電力企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的考核也越來越重視,其核心就是保障貿(mào)易結(jié)算過程中電能計(jì)量的準(zhǔn)確和可靠,因此電能計(jì)量裝置的技術(shù)管理就愈發(fā)重要。
　　 另一方面,電能計(jì)量技術(shù)管理卻面臨著新的形勢(shì),凸顯了一些新的技術(shù)難題,如:電網(wǎng)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大,交易電量和電能計(jì)量裝置越來越多,要求在有限的人力條件下實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的技術(shù)管理;多費(fèi)率分時(shí)段電價(jià)政策的貫徹執(zhí)行,要求電能表的時(shí)鐘

2、具有更高的準(zhǔn)確度;電力電子相關(guān)技術(shù)的大量推廣運(yùn)用,非線性負(fù)荷與日俱增,電網(wǎng)的諧波污染日益加重,諧波對(duì)電能計(jì)量的影響及其應(yīng)對(duì)措施有待進(jìn)一步分析研究;目前普遍采用的傳統(tǒng)人工現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)?zāi)Ｊ降墓ぷ餍实?不能對(duì)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障及時(shí)預(yù)警、報(bào)告,難以有效控制計(jì)量故障的發(fā)生和減少差錯(cuò)電量。
　　 針對(duì)以上情況,本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的分析研究工作:利用GPS技術(shù)、諧波測(cè)量理論、注入式諧波的異頻測(cè)試方法、低校高等效電路法等測(cè)量相關(guān)技術(shù),

3、結(jié)合電力線載波技術(shù)、GPRS/PSTN通信技術(shù),完成了基于GPS技術(shù)的電能表時(shí)鐘校準(zhǔn)和電壓互感器二次壓降測(cè)量、基于加窗插值FFT的諧波電能測(cè)量、基于標(biāo)準(zhǔn)表比較法的電能表誤差在線監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)、基于電壓互感器二次負(fù)荷基準(zhǔn)值的二次負(fù)荷測(cè)試、基于注入式高頻諧波的電流互感器二次導(dǎo)納的異頻法測(cè)試、基于等效阻抗測(cè)量的電壓/電流互感器低校高校驗(yàn)方法并在此基礎(chǔ)上提出了電壓/電流互感器(TV/TA)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)方法;對(duì)上述各種測(cè)量方法進(jìn)行了誤差分析和不

4、確定度評(píng)定。
　　 本文系統(tǒng)地研究了可應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù),其主要貢獻(xiàn)有:
　　 (1)基于GPS技術(shù),根據(jù)多費(fèi)率、多功能電能表時(shí)鐘的校準(zhǔn)要求,開發(fā)了基于GPS同步時(shí)鐘的電能計(jì)量時(shí)鐘基頻測(cè)試與校準(zhǔn)裝置,該裝置可采用無線非接觸方式現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電能表的時(shí)鐘誤差;應(yīng)用GPS的精確授時(shí),在TV的二次回路兩端分別利用GPS同步測(cè)量電壓的幅值,采用兩者之差與二次電壓之比計(jì)算出TV的比差;在TV的二次回路兩端

5、,分別于電壓信號(hào)的過零時(shí)刻獲取GPS實(shí)時(shí)時(shí)標(biāo),獲取兩者之差計(jì)算角差,根據(jù)電壓互感器TV的二次回路電壓向量圖,計(jì)算電壓互感器二次回路壓降。
　　 (2)根據(jù)湖南省電力公司和電力試驗(yàn)研究院的諧波測(cè)試工作,從理論角度分析了諧波源用戶的諧波原理,提出了基于Blackman窗的插值FFT諧波電能測(cè)量算法,采用復(fù)序列FFT蝶式迭代算式,計(jì)算供電系統(tǒng)電網(wǎng)參數(shù);提出了綜合負(fù)荷中是否含有諧波源的識(shí)別方法,并依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)規(guī)程,可按諧波特性

6、和潮流方向分別累計(jì)諧波電能的計(jì)量模式。研制了一種具有適應(yīng)諧波源負(fù)荷特點(diǎn),功能多、體積小和界面友好的諧波電能計(jì)量與在線監(jiān)測(cè)裝置。
　　 (3)依據(jù)DL/T448-2000《電能計(jì)裝置技術(shù)管理規(guī)程》對(duì)電能表、電壓互感器二次壓降、電壓/電流互感器等提出的校驗(yàn)要求,分析了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)方式的缺點(diǎn),通過多年現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),依據(jù)關(guān)口電能表的應(yīng)用實(shí)際,提出“標(biāo)準(zhǔn)表比較法”現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)電能表的誤差,研制了電能計(jì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與校驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)裝置,并采用網(wǎng)

7、絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開發(fā)了主站管理信息系統(tǒng)。
　　 (4)根據(jù)互感器二次負(fù)荷/導(dǎo)納的測(cè)試原理,介紹了在電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓/電流互感器的二次回路負(fù)荷/導(dǎo)納在線測(cè)量的方法;分析了影響二次回路阻抗(導(dǎo)納)大小的主要因素,指出了引起互感器二次回路阻抗/導(dǎo)納變化的幾種狀況,通過觀測(cè)一段時(shí)間內(nèi)數(shù)值及相角的變化情況來實(shí)現(xiàn)定性判斷故障來源。在此基礎(chǔ)上,本文還提出了注入諧波分量的異頻測(cè)試法,并推導(dǎo)了在異頻測(cè)試法下,二次負(fù)荷阻抗、導(dǎo)

8、納的在線測(cè)試方法。
　　 (5)分析了傳統(tǒng)互感器現(xiàn)場(chǎng)誤差校驗(yàn)及其測(cè)試模型,指出了互感器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的缺陷與不足;分析了電流互感器和電壓互感器“低校高”的技術(shù)原理,提出了在計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)互感器誤差的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)方法。
　　 (6)闡述了計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)方式,包括系統(tǒng)構(gòu)成、通信網(wǎng)絡(luò)、下位機(jī)顯示與監(jiān)測(cè)等;分析了系統(tǒng)主站軟件的需求,完成了數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　 (7)以國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)