基于国产芯片实现多功能测控的平台改进及关键技术

多功能测控装置是电力自动化系统的关键设备,其核心芯片均依赖进口,威胁电网运行安全。针对目前适合电力系统自动控制的国产芯片选型少且部分外设芯片没有合适选型的现状,结合多业务融合的需求,提出基于国产ARM主控芯片加国产FPGA的多功能测控装置的平台改进及关键技术。首先,基于FPGA编程替代部分无合适选型的芯片配合智能I/O技术设计硬件平台。然后,基于数据共享和FPGA协作设计软件平台。再针对国产芯片制造水平的现状,提出测量精度补偿、可靠性加固及功能拓展等改进技术。最后,集成以上平台设计及改进技术研制了基于国产芯片的多功能测控装置,并通过第三方专业检测验证其性能指标满足行业相关标准要求,同时在国内变电站正式投入运行,运行情况良好。

面向主动配电网的同步相量传输规约扩展方法

随着主动配电网建设的推进,微型多功能相量测量单元(micro multifunction phasor measurement unit,μMPMU)将逐步应用于配电网中,现有同步相量传输规约需要面向主动配电网的通信需求进行扩展。首先分析主动配电网通信的需求,比较了GB/T 26865.2—2011《电力系统实时动态监测系统数据传输协议》与IEC 60870-5-101/104规约,以扩展μMPMU遥控功能、降低网络通信和存储数据量为目标,提出了一种通信规约的扩展方法。该方法以现有GB/T 26865.2—2011规约为基础,参考IEC60870-5-101/104的应用服务数据单元(application service data unit,ASDU)新增一种应用扩展帧,应用扩展帧用以传输二遥数据和部分命令。相量和要求时间断面同步的模拟量通过数据管道进行高速传输,开关量和不要求时间断面同步的模拟量通过命令管道进行变化传输,并且增加了总召唤和遥控过程。最后通过通信分析和测试验证,验证了该扩展方法的有效性和可行性。该方法有效地扩展了μMPMU遥控功能,降低了网络通信和存储的数据量,对μMPMU在配电网中的推广具有一定实用价值。

基于GOOSE的暂态录波数据采集方法研究

针对传统故障录波装置采集暂态数据方法的不足,提出一种利用三态数据测控装置完成间隔级暂态数据采集的方法,分析该方法存在的缺点并提出解决办法,最后通过模拟试验验证了该方法的可行性。

重庆供气量与GDP、气温之间的函数关系分析

为了更好地应对各种因素对天然气供应量的影响,保障重庆地区的平稳供气,从重庆燃气集团的层面对影响供气量的重要因素及其函数关系作深入分析,选择得出影响供气量的两个主要因素为气温与GDP,搜集2010-2013年的GDP、平均气温、供气量三者的数据并分别按气温、GDP进行数据聚类分析,剔除离群数据后再进行后续的回归分析,得出GDP、气温与供气量之间的二元一次关系函数,确认GDP与供气量正相关,而气温与供气量为反相关关系。

基于汉宁窗的配电网同步相量测量装置算法及应用

配电网量测环境复杂、恶劣,输电网的传统同步相量算法难以满足要求。分析了常用窗函数下傅立叶算法的谐波抑制能力,利用3个等间隔的加汉宁窗离散傅立叶变换(FFT)推导出定间隔采样下同步相量测量算法,在理论上消除了非额定频率下的频率泄露影响,能满足高精度的相位测量要求,具有很好的谐波/间谐波抑制能力。针对多个信号同时存在时频谱泄露影响计算精度问题,分析比较了加汉宁窗FFT插值算法相对其他窗函数的优势。理论分析和实际测试表明,采用上述方案后,提升了相量、谐波/间谐波等量值的测量精度。

基于多时源的高稳时间同步装置的研制

时间同步装置作为智能变电站设备的时间同步源,对变电站各设备的正常工作具有举足轻重的作用;2016年国家电网对时同步装置提出了"四统一"要求,对装置的外观和接口进行规范,提高了授时和守时的精度,改进了多时源切换逻辑等;在此背景下,按照的国家电网的新规范要求,从硬件设计,软件开发等各方面对时间同步装置的开发提出了设计和实现方案,对时间同步的精度和稳定性提出解决方法,采用时源优先级分组策略实现多源切换,并提出恒温晶振的预热补偿机制,有效的克服晶振预热不充分带来的守时时间累积误差增大问题。

基于PAC平台的高精度宽频测量装置研制

随着新能源和新技术设备并入,给电网带来大量的谐波、间谐波和功率振荡污染,影响供电系统和用电设备的安全稳定运行。在此针对原有同步相量测量装置不足,并结合当前精确监测的新要求,研制了一种基于可编程自动控制器(PAC)平台的高精度宽频测量装置。该装置以高速采样为基础,运用宽频通信协议、快速傅里叶变换(FFT)修正算法和高速采样技术,能够对电网中宽频域范围内基波、谐波、间谐波和功率振荡信号进行实时动态监测。基于PAC平台的高精度宽频测量装置通过了多项监测试验。试验结果表明,应用于变电站的高精度宽频测量装置可以顺利完成数据的精准采集、计算、上送、存储、分析和实时通信等功能,可满足电力电子化电网运行监测的需求。

基于无线通信的精准负荷控制系统

为解决硬接线精准负荷控制系统中存在的接线复杂、工作量大、成本高和影响美观等问题,提出了一种基于无线通信的精准负荷控制系统。系统能够通过无线数据上传和下发可切负荷量,并依据控制策略、就地频率判据,实现切负荷量的计算和执行。无线通信精准负荷控制系统通过了多项检测试验。试验结果表明:无线通信精准负荷控制系统通信稳定,通过无线网络传输的有效数据与硬接线精准负荷控制系统得到的数据完全一致,可满足可切负荷资源管理的要求。