用电信息采集系统应用现状及发展趋势

用电信息采集系统是建设智能电网的重要内容。介绍了用电信息采集系统的组成结构,分析了国内外用电信息采集系统的建设现状及应用需求,研究了用电信息采集系统通信技术及主站应用、智能费控、用电信息安全防护等关键技术,重点论述了通信网接入、信息共享与融合、海量数据处理与分析应用、移动作业、基于三网融合的采集技术、智能用电双向交互技术等用电信息采集系统未来的发展方向。

电能表故障与地域气候、行业负荷关系研究

通过对电能表运维地区气候环境、电网负荷的数据采集、量化与聚类分析,依气候特征划分用电地区,同时按电网负荷特征将用电行业分类,结合电能表在各个地区与用电行业的故障统计数据,最终,将电能表按气候严酷程度划分6个地区,作为区域化配置电能表的依据;同时,从对烧表故障影响较大的7种负荷入手进行负荷特征描述与研究,推进了实验室条件下的电能表故障和失效机理的研究,利于对电能表从元器件筛选、设计、生产工艺等各个环节提出改进措施,降低电能表故障率。

国家电网公司全面实施电力计量标准化建设

电力计量标准化建设是营销现代化建设的基础,必须依靠一系列法律法规、相关标准来保证其实现。现有的一些电力计量标准滞后于电力发展、电力体制改革和电力计量技术进步,其有效性和权威性面临新的挑战。从社会节能降耗、电力企业生产经营管理出发,分析了电力计量标准化建设的重要性,介绍了国家电网公司全面实施电力计量标准化建设的思路和下一步工作重点。

一个半断路器接线方式下并联运行电流互感器二次和电流误差分析

研究分析一个半断路器接线方式下并联运行电流互感器二次和电流误差的产生机理,推导电流互感器二次和电流的误差计算公式。在分析和电流误差特性的基础上,采取有效的技术措施,减小和电流误差,提高测量准确度,具有一定的指导意义。

应用于安全芯片的一种低功耗高精度基准源

利用亚阈值CMOS管的Ⅰ-Ⅴ指数工作特性,对三级管VBE电压的负温度系数进行补偿,实现了一种针对安全芯片应用需求的新型基准源.该基准源核心结构是使用亚阈值CMOS管搭建缓冲运放,实现6级温度补偿,输出1V基准电压.所提出的基准源使用SMIC 180 nm工艺实现,并通过Spectre仿真验证：全温区-40℃～125℃内,基准电压变化范围小于1 mV;该基准源典型功耗4.5 μA;对低功耗高精度基准源的研究具有很强的实用性和指导意义.

集成电路芯片热机械应力特征研究

本文在试验和理论两个方面,系统研究了芯片热机械应力特征。作者利用红外热成像技术研究了芯片内部热机械应力随工作电流的瞬态变化关系,发现芯片热机械应力随工作电流呈对数增长。同时本文利用有限元方法模拟计算了芯片热机械应力在不同电流密度下与总工作电流的关系,从而验证了上述实验结论,并发现随着电流密度增加芯片内部热机械应力上升速率变快。

智能电表实时时钟技术综述

高精度实时时钟芯片/模块作为智能电表中重要的功能模块,近年成为智能电表领域中的研究热门。其具有低功耗、高计时精度的特点,是智能电表中伴随整个电表寿命的模块。围绕智能电表领域近年来对实时时钟性能和技术的研究,对实时时钟技术进行分析,主要包含晶体封装在芯片内部、晶体作为芯片外部分立元器件、无晶体实时时钟等方面。

一种带电源电压和温度补偿的振荡器电路设计

设计了一个带电源电压补偿和温度补偿的低功耗环形振荡器电路,环形振荡器采用受限于PTAT电流的反相器和普通CMOS反相器级联结构。由于电源电压和温度对这两种反相器传播延时的影响是相反的,利用这种相反的特性使得振荡器输出频率在电源电压和温度特性上得到补偿。该电路采用0.18μm CMOS工艺,测试结果显示在5 V电源电压以及27℃温度条件下,输出频率为263 k Hz,平均电流消耗为2.5μA。在3.5 V^5.5 V电源电压和-40℃~85℃的温度变化范围内,输出频率偏差在-2.3%~6.5%范围内。

封闭组合电器中电流互感器误差测试方法的研究

在详细分析ＳＦ６封闭组合电器（ＧＩＳ）的电气接线和安装结构的基础上，提出了一种ＳＦ６封闭组合电器（ＧＩＳ）中电流互感器误差的测试方法，并通过实际测试。

501 型电流互感器二次回路测试仪验收试验

文中介绍了澳大利亚红相公司生产的５０１型电流互感器二次回路测试仪的性能、特点、工作原理及主要技术指标的验收试验方法。

基于业务特征的智能电能表需求预测模型研究

针对目前国家电网公司下辖省(市)公司对电能表需求缺乏有效预测手段、易造成电能表配送和仓储成本增加的现状,提出了一种基于业务特征的电能表需求预测模型。该模型首先对电能表需求按安装类型进行分类,然后基于平稳性检验区分影响各安装类型电能表需求的主要影响因素,进而自适应地使用ARIMA时间序列模型或LSTM神经网络模型对电能表需求进行分析预测。实践验证表明,相较于现有方法,该模型具有更高的准确性。

基于期望最大化算法的电能表误差估计技术

根据能量守恒原理,电能表的计量误差可以通过一种线性模型来估计。该文提出一种基于期望最大化(expectation-maximization,EM)算法的新型误差估计方法,用于评估在运行电能表的误差程度。该方法将电能表误差模型中存在的大量无法观测到的变量作为隐变量对待,并根据最大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE)法则,以迭代计算的方式对误差模型中的各种变量进行估计,能有效地对真实环境中存在的各种噪声进行模拟。在实验室仿真数据与工程中的真实数据上的实验结果都表明,该方法对小超差电能表计量误差的估计能达到较高精度,具有工程上的实用性和经济价值。

SOPC型芯片的侧信道安全性分析

侧信道分析方法已成为不同类型密码芯片的主要威胁,现有国际上及国内针对侧信道分析提出的测试平台主要基于智能卡和FPGA芯片两种,且这些测试平台只针对某种特定芯片进行安全性测试。面对软件、硬件及软硬件协同的密码芯片设计,文中提出一种基于SOPC芯片的侧信道测试平台,可以同时在一块芯片上模拟以上三种类型的密码芯片设计,极大降低了测试成本。同时,文中针对AES加密算法,对软件、硬件及软硬件协同设计下的密码实现安全性进行较详细分析,其分析结果对密码芯片设计者是一个有力的辅助。

大规模能源计量器具的智能协同检测关键技术与应用

《计量发展规划(2013-2020年)》中明确提出加强计量科技基础研究、增强快速检测能力,《关于居民生活用电试行阶梯电价的指导意见》中明确提出施行阶梯电价政策,《京津冀能源协同发展行动计划》中提出强化能源战略协同、设施协同、治理协同、绿色发展协同等重点任务。

智能电能表产业化关键技术及大规模应用

电能表作为法定计量器具,是保障社会民生的重要基础设施,与社会生产和人民生活息息相关,其准确可靠运行关系到电力交易公平公正,关系到用电安全与服务体验。为更好支撑国家能源战略和阶梯电价政策落地、服务智能电网和智慧城市建设、满足社会多元用电需求,全国超6亿只传统电能表需要大规模更换为智能电能表。然而,智能电能表计量准确度等核心指标依赖国外专用芯片,产业链易被“卡脖子”,且我国幅员辽阔,电能表运行环境复杂、运行稳定性不足,规模化生产与检测的质量和效率难以保证,标准化程度低、难以满足多样化服务需求,严重制约智能电能表大规模推广应用。