基于2阶Hann自卷积窗的谐波电能高精度量测方法研究与实现

分布式光伏发电根据全发电量进行补贴,无法约束其并网对配电网造成的高频次谐波污染和电压波动等电能质量问题。电能谐波含量是体现分布式光伏电能质量的因素之一,可作为并网电能定价的参考依据。为了对分布式光伏谐波电能进行快速、准确计量,文中采用2阶Hann自卷积窗及其双谱线插值校正算法,提出了一种低运算资源消耗的顺序型谐波计算流程,在其基础上优化设计了一种多级流水线型的谐波计算架构,大幅提升了加窗插值FFT的计算效率;考虑ADC量化误差,对2阶Hann自卷积窗及其双谱线插值校正算法的谐波分析效果进行仿真,提供了ADC位数、采样点数N与窗函数的选择依据。设计并开发了基于ZYNQ与LTC2358的谐波量测装置板卡样机。实验与测试结果表明,该样机的基波测量误差满足C级静止式有功电能表标准和0.5S级无功测量仪表检定标准的要求;此外,3~21次谐波测量误差满足A级谐波测量仪表检定标准的要求。

基于多尺度多物理场的油浸式变压器流动-传热数值研究

为改善油浸式变压器的性能,探索变压器内部温度场-流场的工作特性,该文提出基于涡流-温度-流场多物理场耦合方法,建立油浸式变压器内部流动-传热计算模型。该模型采用有限元差分法(FDM)计算变压器内涡流场;采用格子玻耳兹曼方法(LBM)计算变压器内温度-流场。该计算方法在宏观上以开尔文为单位通过传热学第一类边界条件实现了固-液边界传热;在介观上以无量纲的格子玻耳兹曼方法中分子分布函数为单位对变压器内铁心绕组固体域与绝缘油流体域进行温度传递与油流流动的计算,完成基于宏观-介观单位尺度变化的流-固温度耦合传热计算。在此基础上分析油浸式变压器内部温度场与流场的工作特性。为验证计算模型的有效性,该文设计变压器流动-传热模拟实验平台,进行正常工作状况下变压器模型的流动-传热实验。实验结果表明,该计算方法由于格子玻耳兹曼算法迭代前期需要扩散格子密度覆盖计算区域,计算迭代前期温升状况不明显,无法有效地拟合油浸式变压器内部温度场与流场工作特性;在计算方法迭代一定次数后,计算误差在5%以内,能有效地拟合变压器工作特性。该算法模型对开展预防油浸式变压器内部故障工作,减少油浸式变压器内部过热事故有着一定的工程意义。

拟定蒙西电网风电与蓄能电站配合运行规模的简化方法

大规模风电接入对电网影响较大,而抽水蓄能电站启停迅速,可以较好的配合风电运行,减小对电网的影响。结合内蒙古西部电网(简称蒙西电网)风电基地出力特性和典型日负荷特性,从风电与用电负荷的吻合程度、对电网调峰容量的影响、弃风电量的经济比较分析,抓住了影响风电与抽水蓄能电站配合运行规模的主要因素:在负荷低谷时段风电的上网(容量)率,提出了合理的简化方法。该方法简单直观、实用有效,需要的资料少,对合理开发利用风电资源的规模估算具有实际指导意义,对风电与抽水蓄能电站配合运行规模的规划设计具有参考价值。

一种直流互感器暂态校验装置及校验算法设计

暂态校验设备缺乏、校验技术水平较低和缺少试验规范是导致当前直流互感器暂态校验试验无法开展的重要原因,为了解决上述问题,研制了一种基于高速采样与FT3实时快速解析技术的直流互感器暂态校验装置.提出测量阶跃波形参考电平的众数法和平均值法,并对其进行分析比较,基于众数法的阶跃波形测量的准确度更高,故利用该暂态校验装置对某厂家的直流互感器进行暂态特性试验.试验结果表明,该直流互感器暂态校验装置可实现模拟量与数字量输出的直流互感器的全暂态参数校验.

一种直流电压互感器的低压现场校验方法

为了解决直流电压互感器现场校验率低的问题,提出了一种基于低压等效法的直流电压互感器现场校验方法,采用直流分压器与二次测量系统分立校验的方法替代现有的整体误差校验方法.利用该校验方法对某±1100 kV换流站直流电压互感器进行误差校验试验.结果表明,该校验方法测量的误差与现有的整体误差校验方法测量的误差偏差小于0.05%,且该方法能够实现直流电压互感器的现场校验,从而可以有效缩减现场校验时间、减少工作量和降低现场校验安全隐患.

强电磁环境下基于无线传输的直流电压互感器校验方法误差研究

在直流电压互感器校验中,为解决直流互感器一次分压器和二次测量系统通信距离长的问题,本文基于无线通信与北斗同步技术,提出了一种直流电压互感器无线校验方法和硬件设计方案,在锦屏—苏州±800 kV直流换流站开展了直流电压互感器现场误差无线校验试验.试验结果显示,装置在测量低压时无线校验试验数据偏差小,但在测量高压时,由于处于高电压强电磁的环境,GPS定位与同步存在不稳定与小范围偏差的问题.针对此问题,本文对直流电压互感器无线校验系统在复杂电磁环境干扰下进行特性分析,并提出减小无线传输的直流电压互感器误差的解决方法,对直流电压互感器的无线校验技术发展有一定的工程意义.

基于非参数估计与滑动窗口改进的主成分分析方法研究

电容式电压互感器(CVT)测量准确性关乎电能的准确计量,监测难点是误差变化微小不易察觉。针对CVT数据非严格满足高斯分布的特点,提出了基于非参数估计与滑动窗口改进的主成分分析(PCA)方法。对同一电压等级下的各CVT相位差与幅值进行Johnson变换增强高斯性,由PCA分解为主成分与残差成分;在此基础上分别建立霍特林统计量(T^(2))和平方预测误差(Q);对待监测的T^(2)和Q先进行滑动窗口处理,再与控制限相比较,以判断角差和比差是否超差。控制限由CVT正常运行时的T^(2)和Q进行非参数估计得到。基于某变电站现场的CVT数据,通过人为施加固定/渐变偏差,该方法可有效识别±10′范围的角差超差与±0.2%范围的比差超差。

面向智能变电站的数字化计量标准进展与分析

智能变电站以数字化计量技术为基础,支持电网实时在线分析和控制决策,进而提高整个电网运行可靠性,数字化计量标准体系建立是智能电网实施和部署的战略制高点,也是开展智能电网建设的重要参考依据。通过梳理国内外数字化计量体系的研究现状,结合国内数字化计量标准需求分析,构建了面向智能变电站的数字化计量标准体系框架,提出了数字化计量标准计划和重点标准。