直流测量装置标源一体化现场校验技术研究

直流测量装置应进行现场误差校验,直流电压测量装置现场误差校准的最高试验电压应达到100%额定电压。但目前高压直流测量装置现场误差校验时,使用的直流测量装置的校验设备体积大、重量重,同时分散的校验设备的校验准确度还易受现场环境工况影响。因此,亟需开展直流测量装置标源一体化校验技术研究。该文为解决高电压等级标准分压器校验时的高电压绝缘及安全防护问题,从而实现高压直流标准分压器现场校验设备车载一体化平台自动化展开并试验,研制标准分压器液压支撑平台,其无须借助外部吊具,提高分压器误差检测试验的效率、水平和质量,有效缩短试验时间。

平抑风能波动的储能电池SOC与滤波协调控制策略

风电功率波动率是风电并网考核的重要内容之一,采用蓄电池储能装置是平滑风能波动最常用的方案。为提高储能设备的使用寿命,提出一种蓄电池充放电控制策略,在最小容量配置下能保持蓄电池荷电量(SOC)水平,同时实现对风电功率的滤波。MATLAB仿真结果表明所提控制策略可以在满足风功率波动指标的基础上取得良好的SOC控制效果,且实际并网储能系统的模拟测试验证了该策略的可行性和有效性。

集成电能计量及远程互动的微型智能断路器设计

目前微型断路器主要用于住宅配电线路的监控与保护,不具备多用电回路的分项电能计量及自动通断控制,也不支持远程互动;为提高断路器智能化、互动化水平,降低用户生活能耗,设计了一种集成电能计量及远程互动功能的微型智能断路器,包括断路器本体、开关电源模块、主控单元、采样回路、自动重合闸模块、显示屏等;通过基于RS-485总线的一路总开关、多路分开关的拓扑设计,实现家庭内多用电回路的分项用电数据计量、存储、显示及负荷曲线上传;基于电力线宽带载波通信方式实现用户经服务主站和集中器与断路器的远程互动;用户可查询家庭多用电回路的负荷情况并远程控制断路器自动对选定用电回路拉合闸,有利于提高住宅节能水平,适用于建筑能耗管理、电力需求侧响应等场合。

多芯模组化的负荷分析电能表设计与研制

针对居民用户对精准精益用能服务需求不断增长的现状,为提升智能电能表精细化用电数据分析水平,基于IR 46国际建议的理念,设计研制了一款基于多芯模组化方案支持远程升级的负荷分析智能电能表。该电能表内置计量芯片、功能芯片及负荷分析专用芯片,各芯片模块相互独立,通过负荷数据采集、特征量提取、负荷辨识、记录上传等过程,实现三芯管理模式下的用户家庭电器类型、启停时间、消耗电量智能辨识分析。同时提出了依托用电信息采集系统的远程升级方案,保证电能表负荷分析算法、特征库可在线更新。

含多类型分布式电源的源网荷协调优化控制策略分析

为了降低规模化分布式电源接入对原电网影响,提高源网多元利用效率,文中通过分析含分布式电源的多级能源互动场景,制定主网、配网、馈线、台区多空间尺度以及短期、超短期、准实时多时间尺度互动机制,建立含大型风电厂、燃气轮机和集中式大容量储能等分布式电源的源网多元互动协调优化控制模型。该模型以有功功率波动最小、系统网损最小、经济效益最大为目标函数,并设定节点潮流、风燃出力等约束条件。以上海崇明岛为例设定源网多元智能协调优化控制应用场景,仿真验证多空间尺度的短期、超短期及准实时优化效果,为规模化分布式电源的接入提供优化控制依据。

风储联合运行的储能容量优化选配算法及分析

针对以往风电场并网采用蓄电池储能装置平滑风能波动研究中的不足,提出了在实现SOC控制前提下,考虑满足平抑指标要求的充放电控制步长和电池使用寿命的电池容量配比优化算法。结合沿海风电场的实际输出功率数据进行了仿真验证,并讨论了所需电池的充放电倍率与容量的关系,分析了储能的能量损耗,为风储联合发电的示范工程提供理论依据和参考。仿真结果表明,配置方案具有较强可行性和有效性。

一种基于低通滤波的风储协调预测控制方法

风电场配置储能设备形成风储联合系统有助于减少风功率输出波动,提高风电并网接入率。传统的风储协调控制策略基于一阶低通滤波算法,长时间运行储能设备易造成其荷电状态(SOC)大幅波动,制约了储能设备运行时间及寿命。为此提出一种基于一阶低通滤波算法的风储协调预测控制方法,通过长短预测周期相结合,同时考虑相关约束条件来修正并网功率预测误差,在满足并网要求的前提下,通过适当放大局部功率波动减小了全周期储能SOC的变化幅度,从而有助于减少储能需求容量,提高运行时间,增强了联合系统的经济性。最后基于MATLAB/Simulink平台仿真验证了该方法的可行性和有效性。

基于网损二阶灵敏度的分布式电源出力鲁棒优化方法

随着分布式电源大量分散接入配电网,一方面造成了配电网网损增加,另一方面,其出力的波动性造成了分布式电源消纳困难。为此,文中提出了基于二阶灵敏度网损的分布式电源出力鲁棒优化方法。通过泰勒展开推导了基于二阶灵敏度的有功网损和无功网损计算公式,并将其嵌入到分布式电源出力优化模型中,建立了以综合网损最小和分布式电源出力最大化的优化模型,采用多面体不确定性集合来描述分布式电源出力,构造了分布式电源出力的鲁棒优化模型,通过对偶变换将将鲁棒优化模型转化为确定性的二次规划模型,通过70节点配电系统仿真结果表明,所提出的二阶灵敏度的网损计算方法误差较小,最大仅为5%,鲁棒优化方法可以通过多面体维数控制保守性,优化效率高。

基于NB-IoT无线通信的智能电表监测系统设计

目前研究的智能电表监测系统监测时间过长,导致监测过程稳定性差。为了解决上述问题,基于NB-IoT无线通信设计了一种新的智能电表监测系统,对系统的硬件和软件进行优化设计。硬件由串口服务器、电能采集器、无线通信器和稳压器组成,通过数据分析、数据监测、数据显示实现软件监测工作。实验结果表明,基于NB-IoT无线通信的智能电表监测系统能够有效缩短监测时间,提高监测过程的稳定性。

“电水气”三表采集数据通信试验平台设计

针对目前多表采集系统表计兼容性不强、采集成功率不高的问题,该文设计了"电水气"三表采集数据通信试验平台。提出了多表采集通信接口转换器的自适应抄表流程并优化了LoRa无线抄表方案,可在供电、供水、供气模拟环境下,测试不同厂家采集终端对全省多种主流通讯方式电、水、气表的通信协议兼容性、数据采集稳定性及采集成功率等性能指标,为今后多表采集项目的建设推广提供技术支撑。

典型低功耗无线智能设备的一般功耗模型

低功耗无线智能设备数量正在急剧增长,研究其功耗影响规律有助于优化设备的电源模块,还能为自供电设备提供基本的设计指导。开发了一种典型无线低功耗蓝牙设备,根据无线设备的工作特征定义了无线数据吞吐率及工作占空比两个基本参数,建立了基于上述基本参数的一般功耗模型。通过所搭建的功耗测试平台测量了上述蓝牙设备在不同工作条件下的平均功耗值,实验结果验证了理论模型。研究结果在低功耗无线设备的功耗分析和优化方面有一定的指导意义。

美国德州电力市场智能计量系统概述

自2015年我国新一轮电力体制改革启动以来,不断复杂化的市场结算关系和市场环境下的网荷互动模式对现有计量系统提出了全新的挑战。首先调研了美国德州电力市场的智能计量系统概况,该系统利用智能电能表及相关通信技术提高了能源数据的访问和利用效率,有效地支撑了德州竞争性电力市场的运行。然后,归纳了我国电力计量系统的发展和应用现状,梳理了新电改形势下计量系统面临的问题。最后,针对我国当前计量系统的改造提出建议,以适应市场环境下的复杂结算和网荷互动需求。

电能表接插件优化设计

为解决人工现场电能表安装接线不可靠引发电气故障及效率低等问题,在不改变电能表目前结构的基础上,设计一种电能表电气连接专用接插件,完成电能表不上螺丝的插拔式安装。通过对接插件插拔力结构因素及参数进行系统的仿真分析,对接插件插头进行优化设计,同时满足电气性能与适用性需求。通过一系列试验及现场应用,验证了新型电能表接插件的设计正确性,实现了电能表即插即用的目标。该电能表不仅提高了电能表安装效率,同时降低了电能表运行故障率、电气安全事故的发生率,也为电力企业创造了显著经济效益。随着电能表接插件的广泛应用,通过对接插件插头弹性力进行深入研究,采用新技术、新手段,不断对插头进行技术改进,进一步降低插拔力、提高电接触性能,将使接插件在现场操作更加省力、轻松、安装快捷,电能表工作将会更加安全、可靠。

高压互感器自动化检测系统关键设备设计与实现

高压互感器检测人工作业方式难以满足当前运用。为建立无人化高压互感器自动检测系统,需解决互感器电气自动接线等关键技术问题,并进行流水线优化设计。设计互感器自适应式工装托盘解决不同类型互感器流水线运载及定位通过机器视觉定位、多维感知与立体移动自动控制技术,设计研发高压互感器人工智能接线机器人及多维立体接线装置,实现对各类互感器自动接线。以满足场地利用率及物流优化为原则,设计互感器检测流水线“蛇形”与“O型”布局方案并予以工程实践,通过组建高压互感器自动检测系统/流水线,验证了自动接线装备的适应性、使用性及流水线、工位布局的科学性。该研究为电力自动化装备的技术发展及工业化流水线标准化设计提供了方向,具有良好的应用前景和推广价值。

基于迭代滤波的电网基波与谐波动态频率测量技术

电网存在负荷非线性、供能间歇性等特点,动态频率测量的精度易受非稳态分类和噪声等影响。文章从算法和硬件两方面研究动态频率测量技术,提出了基于复化辛普森的基波与谐波动态频率测量方法,推导了白噪声影响下的基于复化辛普森的频率测量方差公式,设计了抗干扰能力强的电网信号调理和采样电路。提出的基波与谐波动态频率测量方法采用复化辛普森积分原理,可有效消除信号中非稳态分量的影响,设计的电网信号调理和采样电路及抗干扰措施能够减少外界干扰对动态频率测量的影响。仿真结果证明了文中方差表达式的有效性。实验结果表明,提出的动态基波与谐波频率测量技术具有较高精度,满足实际测量需求。

基于改进高斯滤波器的含锁相环PV-BES微电网的孤岛检测和无缝切换控制

该文提出了一种基于锁相环(PLL)的电网监测和无缝传输控制的改进高斯滤波器,用于改善含光伏电池储能(PVBES)微电网的电能质量。在并网模式下,该文提出了一种基于正交信号发生器的二阶广义积分器(QSG-SOGI)前置滤波的改进高斯滤波器,已实现MG向非线性负载和主网提供电能,同时在公共耦合点(PCC)给电网提供无功功率补偿和电能质量改善。此外,光伏前馈项可实现光伏功率注入调节,也可改善系统的动态特性;在电网故障时,控制器将PV-BES微电网转换为孤岛运行模式,可确保不间断地向负荷供电。最后,在各种场景下该文对所提控制器的有效性和优越性进行了测试,并通过实验进行了验证。

低压电流互感器自动化检测系统优化设计与实现

为解决目前低压电流互感器自动化检测系统存在的不足,该文提出了检测工序平衡与效率提升、自动接线、系统多目标优化与可靠性提升、标准化设计等技术或方法,使互感器检测流水线检测效率、检测可靠性、资源利用率大幅提高,实现了全系列、多型式互感器自动检测全覆盖,提高了检测系统检测对象的适应性,优化设计方法为低压电流互感器及同类产品自动化检测系统提供了一种典范设计与有益借鉴。系统运行结果及技术评审表明,互感器检测系统优化设计可行、运行可靠,达到了预期目标,在目前所建同类自动检测系统中效率高、综合成本低、产品通用性强、居国内领先、达到国际先进水平。

便携式RFID现场检测仪设计

针对已部署的射频识别(RFID)系统可能出现因环境反射、屏蔽、噪声、产品兼容性、材料等因素的影响而导致系统性能下降的问题,从硬件架构设计、软件功能设计等方面开展了相关研究,设计并研制了一种便携式RFID现场检测仪。该检测仪体积小、便于携带,能够发射、采集和记录超高频和微波频段的RFID射频信号,不仅能监测和分析射频参数、协议参数、信令数据,还能够对失效产品进行定位和诊断,明确天线布置最佳数量及位置。试验结果表明,检测仪不但可以测试RFID系统的性能,还能诊断出系统性能下降的原因并有效优化系统的部署,从而提高系统性能各项指标。

考虑电力系统随机噪声的电流互感器在线校验方法

为了获取精准的电流互感器在线校验结果,提出一种考虑电力系统随机噪声的电流互感器在线校验方法。第一个小波域在电力系统内获取估计期望信号,在第二个小波域内将含噪信号和估计信号展开小波变换,通过期望信号建立维纳滤波器,对含有噪声的小波系数分别展开维纳滤波和反变换,进而去除电力系统内的随机噪声。根据Sidmoid函数对电流互感器内的电流报警信号条件概率和母线电压有效值间的函数拟合处理,将函数中心点和不确定域作为特征指标,构建电流互感器二维特征数据点,引入FFT算法提取基频分量,计算比差值和角差值,进而达到电流互感器在线校验的目的。经仿真测试证明,所提方法可以获取满意的电流互感器在线校验结果。

特高压直流电流互感器装置设计及校验技术研究

为了解决互感器装置功耗大、绝缘性能差,且现场校验误差大的问题,设计一种全新型特高压直流电流互感器装置,并提出相应校验技术。根据磁感应强度、磁通密度确定线圈铁芯的材料;采用多模光纤完成光纤传输信道的传输;以能耗最小,能量转换率最大为目的确定互感器装置供能方式,完成互感器装置设计。采用模拟电压方式输出设计的装置电压,若输出电压为一次电压,则采用差值技术完成校验,若输出电压为二次电压,则使用直接检测技术完成校验。实验结果表明,所提设计能够降低互感器装置功耗,并能够及时校正互感器装置偏差,并能保证校验效率,确保特高压输电系统作业环境的安全。