模擬量輸入合并單元計量性能評價關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、智能變電站是電網(wǎng)運行的控制執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)采集源頭，關(guān)系著整個電網(wǎng)安全、可靠運行和電能準(zhǔn)確計量。模擬量輸入合并單元作為智能變電站的重要組成部分，具有穩(wěn)定可靠、信號輸出數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)點，因此得以大規(guī)模應(yīng)用，是推進(jìn)電網(wǎng)智能化建設(shè)的重要核心設(shè)備。由于模擬量輸入合并單元運行環(huán)境惡劣，入網(wǎng)測試不夠全面，導(dǎo)致投運過程中出現(xiàn)了不少計量性能相關(guān)問題，如準(zhǔn)確度不穩(wěn)定、通道間同步誤差較大?！秶译娋W(wǎng)模擬量輸入式合并單元入網(wǎng)測試規(guī)范》能夠較為全面地測試模擬量

2、輸入合并單元的性能，但其中的部分試驗項目并沒有充分考慮模擬量輸入合并單元硬件構(gòu)成、功能模塊、數(shù)據(jù)處理的特點及實際運行情況，對模擬量輸入合并單元計量性能測試不全面，無法準(zhǔn)確評估其計量性能。
　　本文針對模擬量輸入合并單元存在的計量性能問題，以及現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范對其性能測試的不足之處，開展模擬量輸入合并單元計量性能評價關(guān)鍵技術(shù)研究。為準(zhǔn)確評價模擬量輸入合并單元的計量性能，本文提出其計量性能相關(guān)檢測技術(shù)規(guī)范，并研發(fā)高準(zhǔn)確度多路功率型任意波形

3、發(fā)生器用于提供檢測環(huán)境，研發(fā)模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)用于其計量性能評價。功率型任意波形發(fā)生器和模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)用于構(gòu)建計量性能評價試驗平臺，以開展模擬量輸入合并單元計量性能評價試驗研究。建立了模擬量輸入合并單元計量誤差模型并仿真計算，從電能計量特性角度，對模擬量輸入合并單元計量誤差來源進(jìn)行了分析和檢測項目研究。并深入分析模擬量輸入合并單元與電子式互感器、電子式電能表檢測原理、檢測裝置、試驗項目、試驗參數(shù)的區(qū)別

4、與聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，本文提出了模擬量輸入合并單元計量性能測試試驗內(nèi)容，主要包括誤差性能相關(guān)試驗、時間性能相關(guān)試驗、電磁兼容與溫度影響試驗，并制定了模擬量輸入合并單元計量性能檢測技術(shù)規(guī)范。研發(fā)了高準(zhǔn)確度多路功率型任意波形發(fā)生器，其中高準(zhǔn)確度電流互感器是功率波形準(zhǔn)確輸出的關(guān)鍵和設(shè)計難點。為此，提出了一種基于互感系數(shù)自校準(zhǔn)的高精度Rogowski線圈電流互感器設(shè)計，即在50Hz頻率下，運用高準(zhǔn)確度鐵芯電流互感器來校正Rogowski線圈電流互

5、感器的互感系數(shù)，校正后的Rogowski線圈電流互感器用于寬頻帶范圍的電流測量。Rogowski線圈輸出信號為電流微分信號，本文設(shè)計了兩種新型數(shù)字積分算法應(yīng)用于Rogowski線圈互感器，進(jìn)一步提高電流測量準(zhǔn)確度。設(shè)計的多路功率型任意波形發(fā)生器功能完善、準(zhǔn)確度高，能夠為測試模擬量輸入合并單元提供各種波形的功率信號，已用于規(guī)范中檢測項目測試。模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)的整體準(zhǔn)確度等級主要由數(shù)據(jù)采集部分的準(zhǔn)確度決定，而高精度數(shù)據(jù)采集

6、一般采用∑-Δ型ADC，難以實現(xiàn)實時觸發(fā)采集，會帶來很大的輸入信號相位測量誤差，無法滿足校驗系統(tǒng)的同步誤差小于2分的要求。本文提出了一種基于TDC同步采樣的數(shù)據(jù)采集方法測量并校正∑-Δ型ADC采集卡觸發(fā)誤差，以實現(xiàn)∑-Δ型 ADC采集卡的同步觸發(fā)采樣。設(shè)計的模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)通過國家高電壓計量站的校準(zhǔn)，所實現(xiàn)的校驗系統(tǒng)整體準(zhǔn)確度為0.05級，可用于校驗0.2級及以下模擬量輸入合并單元的計量性能。
　　本研究在解決上

7、述關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，形成了完整的模擬量輸入合并單元計量性能評價體系，包括計量性能檢測技術(shù)規(guī)范和計量性能評價試驗平臺，并選擇了主流設(shè)備廠家的模擬量輸入合并單元設(shè)備開展計量性能評價試驗研究。實際測試試驗證明，本文所研發(fā)的高準(zhǔn)確度多路功率型任意波形發(fā)生器和模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)能夠配合完成檢測技術(shù)規(guī)范中所有測試項目的測試和性能評價分析，能夠發(fā)現(xiàn)模擬量輸入合并單元存在的計量性能問題，具有實用性，符合模擬量輸入合并單元計量性能評價體系