能源互联网下电能计量系统改进技术研究

为了提高电能计量能力,在能源互联网下对电能计量技术系统进行改进研究。采用接线式精密交直流(AC/DC)电流传感器将AC转化为DC。采用高精密DC电流分流器,以提高分流器检测和校准的准确率。研究了基于快速傅里叶变换(FFT)和数字信号处理(DSP)改进算法的谐波电能计量,并对FFT算法进行改进。在原有的算法基础上加上了窗函数。在进行FFT之前,对时序信号实行特定的不等加权,让断开的街区端整齐。通过采用Nuttall窗函数,能够消除旁瓣泄漏,以便减小频谱误差,使旁瓣的衰减速度达到最快。这提高了谐波电能计量能力,实现了精密准确的谐波电能计算。试验结果表明,对基波有功电能测量的相对误差均小于0.001,对谐波有功电能测量的相对误差最小为0.04、最大为0.42。

基于谱分析的电力负荷特征量提取方法研究

针对现有的电力负荷暂态特征量提取算法基于快速傅里叶变换(FFT)而FFT算法存在频谱泄漏和栅栏效应的问题,提出了同步化-Prony谱分析算法(Syn-Prony算法)。在传统的Prony算法基础上,对采样信号进行频移预处理,使其具有采样同步性;同时为了避免时频转换过程中频谱混叠干扰问题,对同步化后的采样信号使用梳状有限冲激响应(Comb-FIR)陷波滤波器进行处理。以典型居民家庭用电负荷为对象进行了实验研究,实验结果表明,Syn-Prony方法弥补了现有负荷辨识算法在暂态特征量提取方面的不足。

充电桩实验室计量校准分析平台及关键技术

针对市场上充电桩计量精度低,校准平台分析误差较大的问题,文中在传统计量系统的基础上进行改进,增加其计量精度,同时降低校准平台的分析误差。通过设计V2G拓扑电路实现充电桩与计量装置的连线互通,保证计量装置在极短时间内接收信号。利用超越安全阈值(Threshold Beyond Safety,TBS)算法模型对计量数据进行校准分析,通过推算极限阈值判断校准误差。试验表明,该研究充电桩运行功率为139.5W,计量精度为96.1%,校准平台分析误差为0.96%。

基于布拉格光栅测温解调系统研究

光纤布拉格光栅传感器是利用布拉格光栅波长对温度、应力的敏感特性而制成的一种新型光纤传感器,具有抗电磁干扰、测量范围大、动态范围广、稳定性好等优点。光纤光栅传感器的解调技术是目前光纤光栅传感技术研究领域的重点和难点之一,开发高精度、低价格的解调系统成为光纤光栅传感器大量应用于实际的关键。简要介绍了光纤光栅的发展动态和应用现状;系统地介绍了光纤光栅的解调原理,并给出了采用边缘滤波器法实现光纤布拉格光栅温度解调的模型;利用所设计的光纤布拉格光栅传感解调系统进行了光纤布拉格光栅的温度解调实验,并对实验结果进行了分析和处理,验证了基于光纤布拉格光栅温度解调方案的可行性。

基于全生命周期检测数据的智能电能表质量监督评价研究

针对大量在运电能表达到八年检定周期需要拆表检定的问题,开展电能表质量监督评价研究。基于电能表首次检定数据采用大数据分析技术,完成电能表运行风险筛查与判定。以现场校验代替实验室拆回检定,实现不拆表、不断电、不扰用户即可完成电能表周期校验工作。构建电能表状态评价模型,以电能表历史数据与现场校验数据为状态量,分析电能表年度运行质量,为电能表检定周期调整提供参考依据。

光纤传感器振动信号特征提取研究

由于环境干扰等问题造成振动光纤的漏报和误报是限制光纤应用推广的重要原因。如何提取能准确反映振动信号类型和强度的特征是降低系统误报率的关键。研究了基于马赫-泽德干涉原理的光纤传感器振动信号时域和频域的特征提取方法,分析了常见振动源时频特征参数变化的规律,并通过实验确定了常见振动源特征参数的阈值。实验表明,通过对振动信号时频特征参数设定多重阈值可以准确识别振动信号的类型,验证了文中特征参数提取方法的有效性和可靠性。

基于两阶段状态估计的配电智能计量系统设计

为提升配电系统营销和计量的精准度,提出了基于两阶段状态估计的配电智能计量系统。首先分析了智能配电网系统架构,说明了设备融合层、中间件层以及应用层的功能和关系,提出了请求响应以及发布订阅两种通信模式。针对计量系统的智能量测问题,提出了两阶段状态估计,第一阶段利用关键节点的智能表计提供集中器状态估计结果,第二阶段采用云系统进行配网状态估计。利用仿真分析说明了所提方法的有效性和适应性。

基于加速寿命试验的拆回智能电能表剩余寿命预测

为了评估拆回智能电能表的剩余寿命,设计了一种适用于拆回智能电能表的剩余寿命预测方案。首先对拆回智能电能表进行分拣、校验;设计拆回智能电能表加速寿命试验方案;对满足加速寿命试验条件的拆回智能电能表进行加速寿命试验;基于分组数据,求解出智能电能表剩余寿命的点估计及不同置信概率下的置信下限,对评估智能拆回智能电能表的剩余寿命及拆回智能电能表的再利用提供理论依据。