一起PMU数据精度异常分析

广域测量系统(WANS系统)具有异地高精度同步相量测量、高速通信和快速反应等技术特点,主要用于电网的动态过程实时监控。WANS系统由主站和厂站两部分组成。WANS主站系统应用支撑各类电网分析和实时监控,厂站PMU (相量测量单元)主要用于各间隔实时量测数据,并经相量测量集中器传送给远方主站。

基于霍尔效应的微波功率线性测量技术研究

为了提高微波功率测量的准确性,文中将平面电磁波作用于霍尔器件,用解析方法得到了霍尔电压的直流分量与微波功率密度之间的线性关系。基于同轴线设计了通过式与吸收式两种型号的微波功率探测器。以同轴通过式为例,在0.1 mW~50.0 mW的微波功率测量范围内,探测器的线性度达98.28%,瞬态响应时间为3μs~6μs,频率响应范围为1 GHz~10 GHz。实验结果与理论分析结果一致,该新型探测器具有线性度好和响应速度快的特点,有望得到更为广泛的应用。

基于2对Hilbert移相滤波器的无功功率测量方法

基于1对Hilbert移相滤波器实现的无功功率测量方法存在移相误差对测量准确度影响大、中间信号纹波较大等问题。基于2对相同Hilbert移相滤波器的改进方法能够解决这些问题。通过消除误差公式中关于移相误差的一次项形式,削弱了Hilbert滤波器移相特性对测量准确度的影响,从而降低了滤波器的阶次；当测量纯正弦电路或含较少谐波的正弦电路的无功功率时,中间信号的纹波也显著降低。仿真实验对比结果表明,改进方法具有滤波阶次低、系统误差小和中间信号波动小的优点。改进的无功测量方法已经应用于一款数字化电能计量专用芯片的设计。

脉动压力分布同步测量的探讨

动态气动力的研究是实验工作者极为关注的问题。特别对于二元模型动态气动力的测定,必须从脉动的压力分布通过面积加权积分来得到气动力的时间历程,而其先决条件为各测压点压力的时间历程必须是同步的,也就是要测得同一时刻诸多测点的压力。本文介绍了一种比较经济的多点同步测压方法,并对该方法的实施进行了探讨。分别对A/D卡采样的同步性、整套测压系统的同步性以及频响特性进行了测试和验证。经相关性分析,相关系数分别达到0. 9999和 0. 99。最后以圆柱表面脉动压力系数分布的测试为例,给出了单圆柱不同瞬间的压力向量图、按照瞬间压力沿表面积分得到的单个圆柱脉动升力的时间历程,以及升力的脉动频率,表明整套同步测压系统具有很好的实用性,能满足实验的需要。

全相位FFT测相方差及其Cramer-Rao下限

为揭示全相位FFT(All-phase FFT,apFFT)相位测量法相比于现有方法精度提高的内在原因,在前人基础上,结合谱泄漏分布特征及其参数估计理论,推导出了适用于apFFT测相的两未知参数估计模型的克拉罗下限(Cramer-Rao lower bound,CRLB),以及apFFT测相误差与频偏分布的关系。指出该理论下限比传统三参数的CRLB低12dB,基于此总结出一系列在不同信噪比和不同频偏情况下的apFFT测相性能结论。仿真结果表明:在不同的信噪比环境和不同的频偏情况下,apFFT的测相方差都能被CRLB2所界定,验证了上述结论及其新的CRLB正确性。

电网信号四象限功率测量原理及实现方法

针对传统电力仪表测量的功率不能正确反映电能计量点真实功率状态的缺陷,提出一种用于电网信号功率测量与分析的四象限功率测量原理及实现方法。首先深入分析了四象限功率测量原理。四象限功率测量原理从矢量的角度对功率进行分析,惟一确定了电能交换的真实状态和数值,提高了功率测量的准确度和适用性,是测量与分析电网信号功率的一种有效方法,既适用于功率传输方向确定的电能计量点的功率测量,也适应于功率传输方向变化的电能计量点的功率测量。然后给出了2种实现方法:间接法和直接法。最后给出了仿真验证结果,表明了四象限功率测量原理及实现方法的正确性和可行性。

基于DSP的混合有源电力滤波系统数字控制器的设计

对并联混合型有源电力滤波系统的构成和工作原理作了分析研究,它是由小容量有源滤波器通过变压器和无源滤波器串联构成的,并与被补偿的谐波负载并联连接。基于TMS320F240DSP的开发套件,采用脉宽调制(PWM)定时器下溢中断工作方式,设计了数字控制器主程序和中断服务子程序。设计的一套实验系统用来消除谐波负载产生的谐波影响。实验结果表明,有源电力滤波器投入后,电网谐波电流得到了有效的抑制。

毫米波功率计量标准器芯片的研制

针对毫米波WR-6波段功率标准器核心芯片需求,设计了芯片整体结构,研究了结构中各层的微加工工艺,制备了温度传感用Pt薄膜,在250℃退火后,100 nm Pt薄膜的电阻温度系数(TCR)达到2. 4×10-3/K,相对稳定度为2. 4×10-6。安装在毫米波功率标准器上的芯片对110～170 GHz的反射率低于-23 d B。直流功率灵敏度为0. 83 mΩ/m W。

基于功率潮流分析的电能计量新方法

针对非平稳畸变信号条件下电能准确合理计量问题,在非线性负载泛函级数模型的基础上,进行了功率潮流分析并提出畸变信号条件下电能计量新方法。根据泛函级数理论中Wiener核与Volterra核转换定理求得负载的Volterra核,应用Volterra级数理论将正弦输入信号条件下负载输出电流与电压用Volterra泛函级数表示。利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构,求出功率潮流分析所需电流与电压的基波分量与畸变分量。结合IEEE-Std1459-2010标准定义,以半导体整流器、电力机车及两者组成的复合系统为例,对非线性负载进行功率潮流分析,依据各功率潮流的物理意义及潮流方向,提出畸变信号条件下电能计量新方法。仿真结果表明非线性负载功率潮流仿真结果与理论结果一致,基于功率潮流分析的电能计量新方法能够实现畸变信号条件下电能的合理计量。

基于全相位谱分析的相位测量原理及其应用

为深入研究全相位FFT(all-phase FFT,apFFT)的相位谱性质以扩大其应用范围,本文从极坐标相位谱图、矢量分析、矩阵分析及其仿真实验等多个角度阐述了apFFT的相位测量机理,较透彻地剖析了apFFT的无需频谱校正的相位测量性质和抑制谱泄漏性能;实验表明,apFFT的测相方差至少比同阶数的FFT测相方差低2/3以上,因而"全相位计"可望在设备故障诊断、电力系统谐波分析、GPS导航定位等领域有着广阔应用。

基于IEC 61850-9-1的电能数字算法研究

IEC 61850是数字化变电站光纤网络的传输标准,其中互感器部分的交流采样数字信号采用IEC61850-9-1规约,在一个数据帧中包含三个相电压和三个相电流的采样信号。用三元件法计算电能时,数字化电能表的误差表现为计算方法误差,为了保证电能量值的统一、正确以及软件的安全,需要对数字化有功电能与无功电能算法进行标准化。针对电网电压与电流为非周期交流信号,不宜进行频域变换计算的特点,设计了一种时域算法,该算法既适用于周期交流信号,也适用于非周期交流信号,除满足数字化电能表在电能表校验台稳定电源条件下的校验外,在变电站现场使用时也能满足标称准确度的误差要求。对于无功电能,本文提出了无功电流伴生理论,采用非电阻性电流的定义进行无功电能计算。其计算结果对于无功补偿具有工程实用价值。

基于虚拟仪器的翻车机传动系统扭矩测试算法研究

针对应用虚拟仪器技术测量旋转动力机械扭矩的原理与算法进行了研究,提出一种频率跟踪基于相位差测量扭矩新方法.通过相关法相位差测量算法获得扭转角大小,实现了扭矩的测量,利用相关和正弦函数的一些性质,使部分噪声分量被有效地与有用信号相分离,从而提高了抗随机干扰能力和测量的准确度.运用广义预测方法,使采样频率跟踪被测信号频率的变化,实现整周期采样,保证测量精度.这种测量方法以灵活的软件功能代替固化硬件,提高了系统的可靠性和测量精度.

电功率采样测量技术及其发展概况

介绍了在电功率测量方面采样测量技术的发展历史、研究现状及新动态,说明了各种采样方法的特点及在应用中存在的问题,并在其误差研究方面给出了全面系统的阐述。

基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法

为了提高频率偏移时电力系统相量及功率测量精度,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波(IEKF)频率测量的修正离散傅里叶变换(DFT)相量及功率测量算法。分析了频率发生偏移时非同步采样下DFT的测量误差,建立了相角、幅值与频率偏移量和初相角之间的函数关系式。由IEKF得到频率偏移量,然后对DFT计算结果进行修正即可得到输入信号的真实相量和功率。仿真结果表明:该算法相比较于传统自适应DFT算法能有效消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对相量同步测量的影响,提高了相量及功率测量精度。

精密阻抗分析仪中数字相敏检波技术研究与实现

研究了20～1MHz范围内数字阻抗分析仪中相敏检波器的设计原理，并详细介绍了基于该原理的信号采集原理、关键参数的计算、功能电路的设计，及以DSP为核心的相敏检波器实时算法。实践表明，该新型相敏检波器的研制成功使得阻抗分析仪的整机性能和性价比都较传统仪器有了很大的提高。

国内外电力测功机发展现状

简述了研究电力测功机系统的必要性,介绍了目前在电力测功机系统方面的一些情况及该系统的一些典型控制策略,并分析了它们的优缺点。国外的研究主要集中在用测功机对电动机或电力传动系统的负载能力进行测试,以及运用测功机进行被测系统先进控制算法的理论研究。未来的研究重点,应是测功机动态模拟控制策略的研究,以及被测试电机或电力传动系统的控制算法研究。

畸变电功率的模型化测量方法

本文为畸变电功率提出了一模型化的测量方法。在对待测畸变瞬时功率信号建立一参数化模型的基础上，证明了畸变电功率可由其瞬时功率信号采样值的加权平均准确获得，并推导出了由采样值求权参数的方法。提出的方法，允许畸变的瞬时功率信号含有电网频率的非整数次谐波（Ｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃ），允许采样过程小于电网的周期，据此方法获得的测量结果在理论上严格成立。

时分割电功率测量技术发展概况

叙述了时分割(TDM)电功率测量技术的历史、发展与现状,说明其特点及存在的问题,由此建议系统、完整地研究TDM功率电能测量方法的误差,并且进一步改进时分割电功率测量技术的原理与应用范围.

数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用

研究了数字相敏检波技术在微电阻率成像测井仪中的应用。介绍了数字相敏检波的基本原理,分析了该算法的频率特性,得出采样周期数与单周期采样次数对检波系统的影响规律。给出微电成像采集系统硬件电路设计框图和基于DSP的数字相敏检波算法程序流程图,给出实验结果。与传统的基于模拟相敏检波的采集系统进行比较,数字相敏检波具有明显的优越性。不仅提高了整个系统的可靠性并为该仪器的进一步改进提供了方便,同时提高了检测精度。

非整周期采样谐波有功功率计量的时频域分析

研究电力系统的负载问题,非线性负荷给电力系统带来了大量谐波,谐波电能计量日益受到关注。传统的有功功率计算公式只适应整周期采样方式。从有功功率的基本定义出发,研究了时域内因信号频率偏差影响,同频率以及非同频率谐波电压、电流分量因非整周期采样对有功功率计量的影响,得出时域谐波有功功率和误差计算公式。为实现基波电能与谐波电能分别计量和准确计量,结合有功功率理论和离散傅立叶算法,推导出频域谐波有功功率计算公式,通过Matlab仿真软件进行仿真,结果表明,为谐波功率计量提供了一种可行和有效的方法,并实现了准确的计量。