一种无机械连接的方位测量同步系统

介绍了一种基于偏振和磁致旋光原理的方位测量同步系统 ,该系统可用于实现两台无机械连接的仪器间高精度方位失调角测量或方位同步 ,工作距离可达 3～ 1 0 m ,工作范围达± 90°,同步标准偏差小于 3角秒 ,响应时间最大为 40 s.另外 。

基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置

为满足时变几何量的瞬时动态测试需求,研制了一种基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置。该装置采用直线运动导轨和运动发生器、长度标准器激光干涉仪,以基于GNSS驯服时钟的同步触发器实现同步测量并确保时间准确稳定,并使用动态校准软件实现控制一体化。经综合分析激光干涉仪的最大允许误差、直线运动导轨的直线度、环境因素、触发信号间时延及激光干涉仪测量时延等因素,该装置的长度示值的测量不确定度为Q[1.8μm,3×10^(-7)L](k=2)。与同型号激光干涉仪的比对实验和激光跟踪仪瞬时长度测试实验,证明了不确定度评定的合理性以及该装置在瞬时动态准确度测试中的可行性。

基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》(GB/T 26862—2011),具有较强的实际应用价值.

TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析

森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环境保护。通过频分复用结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术准确测量了六种山林树种样品热解气体中CO、 CO_(2)和CH_(4)三种组分的浓度,证明了频分复用-TDLAS技术对森林可燃物热解气体多组分同步测量的适用性。首先,介绍了频分复用-TDLAS技术的基本原理,确定了三种组分互不干扰、且谱线强度适宜的吸收谱线。其次,为了准确反演不同的浓度,对二次谐波(2f)信号和二次谐波/直流(2f/DC)信号的特性进行了研究。通过Simulink仿真的方式,比较了利用2f信号和2f/DC信号反演不同浓度准确性的差异,结果表明2f/DC信号具有更大的线性区间,适用于森林可燃物热解气体中不同浓度组分的测量。最后,利用两支中心波长分别为1 580.0和1 653.7 nm的分布式反馈(DFB)激光器搭建了CO、 CO_(2)和CH_(4)同步测量的实验装置。在900℃管式炉中对六种树种样品进行热解以及热解气体制备,利用Herriott吸收池测量了三种组分的2f/DC信号,通过标准气体建立标定模型获得了热解气体中三种组分的绝对浓度。结果显示,三种组分的2f/DC信号峰值与浓度满足良好的线性关系,线性度大于0.995,且在焦炭气化反应和Boundouard反应的作用下,六种树种样品热解气体中CO浓度明显高于CO_(2)和CH_(4)。通过分析枫香叶样品的光谱,表明在2 s测量时间内,该光谱系统对于CO、 CO_(2)和CH_(4)的最低检测限低于0.008%,灵敏度优于0.005%,满足森林火灾预警的需求。该研究为森林可燃物热解气体多组分同步测量以及森林火灾预警提供了方法参考。

基于维纳预测器的非同步测量数据同步化方法

基于最小均方差准则,推导了用于带参考传声器的非同步测量的维纳预测器表达式,提出了基于维纳预测器的带有参考传声器的传声器阵列非同步测量数据同步化处理方法。维纳预测器通过传递参考传声器与阵列之间的时空相关性,实现非同步测量数据同步化。分别通过仿真和实验将非同步测量结果和同步测量结果进行比较,验证了所提基于维纳预测器的非同步测量数据同步化方法的准确性和可靠性,同时也表明非同步测量方法可以提高阵列孔径和阵元密度。

基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。

次/超同步间谐波影响下PMU基波频率测量误差机理分析及抑制

高比例新能源和高比例电力电子设备在电网中产生了大量的次/超同步间谐波,导致同步相量测量装置(PMU)的基波频率测量出现较大偏差,影响各类频率相关应用的效果。因此,文中提出了一种次/超同步间谐波影响下基波频率测量误差机理分析及其抑制方法。首先,建立了频率测量算法的频域特性模型,基于此推导了单个间谐波和对称次/超同步间谐波影响下的基波频率振荡数学模型,揭示了间谐波干扰下的基波频率测量误差机理。其次,根据频率的振荡行为,建立了多分量叠加的拟合模型,提出了基于傅里叶变换和最小二乘法的短时窗频率振荡分量抑制方法,大幅降低了基波频率偏差。最后,仿真和现场录波数据测试表明,所提方法极大降低了频率测量误差。

燃煤电厂SCR脱硝出口分区同步测量系统研究与应用

本文针对燃煤电厂SCR脱硝出口分区同步测量系统进行了研究,提出了分区同步测量系统、实际应用效果、系统应用效果与优势分析、应用前景。通过对系统的详细设计、现场情况、运行效果以及系统优势的分析,验证了分区同步测量系统在提高脱硝效率、降低运营成本和环保压力、实时监测与预警以及智能化与自动化程度等方面具有显著优势。此外,该系统在支持智能化调控、大数据与人工智能技术结合、拓展到其他工业领域的应用以及绿色低碳发展等方面具有广阔的应用前景。

同步相量测量装置在水电站的应用

根据国网四川省《关于开展并网电厂PMU装置布点建设和信息完善工作的通知》要求,DXG水电站完成了CSD-361同步相量测量装置(PMU)的安装,按冗余配置方式通过一、二平面接入省调电力系统实时动态监测系统(WAMS),实现调度中心对机组励磁、调速器等实时数据的监控。现主要介绍DXG水电站同步相量测量装置的结构和功能,电压、电流相量的计算,PMU系统的建设过程,PMU装置功能实现的方式,并分析PMU在DXG水电站的应用成效、PMU装置故障的处理方法。

基于互质位置非同步测量的低频声源成像方法

针对声学成像受限于传声器阵列孔径和阵元密度不足,导致在低频、低信噪比条件下声成像分辨率较低的问题,提出一种基于互质位置非同步测量的低频、低信噪比声源高分辨率成像方法。首先,移动原型阵列在互质位置处接收声信号并计算数据缺失的互谱矩阵,然后利用改进的加速近端梯度算法对缺省互谱矩阵进行补全,再对补全后的完整互谱矩阵进行矢量化,最后建立虚拟阵列信号模型并求解。仿真结果表明,在低频、低信噪比条件下,所提方法与以往方法相比,具有更低的定位误差、更高的成像分辨率以及更好的鲁棒性和抗噪性。

基于激光自混合原理的涡轮叶片转速与叶尖间隙动态同步测量方法

针对在高温等恶劣环境下,航空发动机高转速下涡轮叶尖间隙测量稳定性差、易受干扰、精准度低等问题,提出一种基于激光自混合原理的涡轮叶片转速与叶尖间隙动态同步测量方法。首先,提出基于三镜F-P腔模型的自混合干涉模型,并以此为基础构建测速和测距的数学模型;其次着重研究了涡轮叶片转动下动态自混合干涉信号的处理,将采集到的信号依次经过带通滤波以及小波降噪处理,再用FFT进行处理得到频率,由此求得叶尖间隙值;之后分别进行静态和动态激光自混合干涉测距实验进行验证;最后探讨影响动态测量的误差源,并对测量系统以及算法进行优化补偿。实验结果证明,该方法可以有效地提高涡轮叶片转速与叶尖间隙的同步测量的稳定性及精度,测速相对误差为1%,叶尖间隙测量误差为23μm。

适用于同步宽频测量的通信规约研究

针对新能源并网、高压直流输电存在的宽频振荡问题,以同步相量测量装置(PMU)为基础,将宽频测量结果纳入广域同步测量系统(WAMS)势在必行。为实现宽频测量结果的实时传输,分析了现行的主子站同步相量通信规约,并在此基础上提出两种不同的宽频测量规约扩展方案,并从数据传输带宽、工程改造和可扩展性等方面对两种方案进行了分析,旨为PMU装置宽频测量传输规约的制定和完善提供基础支撑。

基于同步相量测量的电力系统网络拓扑分析方法

现代电力系统对网络拓扑分析的实时性和准确性要求越来越高,相量测量装置广泛地应用于电力系统中。分析了厂站母线之间的关联关系,基于同步相量测量装置获取的实时进出线电压、电流相量数据和基本电路定理,创新性地提出了一种判断厂站内等效节点数以及判断进出线运行状态的方法,由此可以获得全网的拓扑结构。结果表明,所提算法有效地采用了同步相量测量的模拟量信息,能在开关发生变化时快速获取新的网络拓扑。通过不同类型的仿真场景验证了所提方法的准确性和适用性,并且进一步采用实测数据验证说明了所提方法能在实际电网中起到重要作用。

基于同步相量测量的配电网状态估计方法

为保证现代电力系统配电网的安全稳定运行和供电能力,需要快速获取配电网准确的实时状态进而对系统进行动态分析、评估和控制。本文构建了复数域下基于同步相量测量的配电网线性状态估计模型,考虑节点注入约束提升了测量的冗余性,分析同步相量测量的误差特点并提出复数域最小二乘法求解状态估计问题。面向实际应用需求,通过分析测量残差提出一种权重自适应调整算法,以及一种不良数据辨识和校正的方法。仿真结果表明,所提方法能有效提高配电网状态估计的准确性、实时性和适用性。

源网荷全景同步测量系统分布式主站的设计与实现

源网荷全景同步测量系统(full-view synchronized measurement system,SYMS)实现了对高比例电力电子化的新型电力系统的全方位实时检测。SYMS主站作为测量数据的接收与分析平台,其数据处理能力对保障SYMS稳定运行与应用效果具有重要意义。然而,由于数据类型多、装置数量激增、数据分析过程复杂,集中式架构的主站难以保证同步相量数据处理的实时性与可靠性。因此,本文提出一种适用于SYMS系统的分布式主站设计方法,并进行了实现。首先,该方法分析了SYMS不同测量装置的通信方式,提出并建立了基于开源相量数据集中器(open source phasor data concentrator,OpenPDC)的多源异类数据适配器,并设计实现了基于HAProxy的主站前置服务器的负载均衡集群;其次,针对主站数据在线分析延时高的问题,设计并开发了基于流处理框架的Storm适配多语言、多时间窗算法的分布式计算方式,进一步搭建了包含前置数据平台与在线应用平台的SYMS分布式主站。实际系统测试结果表明,与集中式架构相比,所提架构在实际运行中可有效均衡负载,利用分布式方式提高运算速度,针对多类型实时测量数据具有更强的并发处理能力与更短的处理延时,并有效监测系统的异常状态,可为新型电力系统特性分析、建模、闭环控制等应用提供数据基础与应用平台。

基于边缘计算的电力系统同步相量测量技术研究

为了同步、精准测量电力系统母线电压跌落、相角突变等问题时的电压、频率变化情况,在电力系统中配备PMU边缘计算控制装置,并部署APP来实现配网PMU测量功能,AD转换器采集测量点的三相电压、电流,并采用离散傅里叶变换与随机森林算法对测量数据进行优化训练,降低测量计算量并同步测量电力系统相量,通过边缘计算控制装置,实时记录测量后的数据,并在边缘侧就地压缩PMU量测数据,存储于本地边缘计算控制装置中,为边缘侧的实时状态估计、未来状态感知等业务应用提供数据支撑。经实验验证:该技术在测量相位、频率时的误差较低,且抗干扰性强,可精准同步测量电压跌落、相角突变以及频率线性增加时电力系统相量。

适用于新型电力系统的同步波形自适应测量方法与装置研制

新型电力系统中含有大量电力电子装置,使得扰动时刻波形畸变严重,信号变化极快,传统的相量测量方法无法表征短时间尺度的动态过程,亟需研究同步波形测量方法,以满足电力系统监测、分析和控制需求。对此,文章提出了一种同步波形测量方法,并研制了装置样机。首先,提出了基于有效分量辨识的自适应波形采样方法,可根据信号特性,在不发生频率混叠的前提下,对信号进行最优频率的重采样。其次,为了便于数据传输,提出了一种基于二维提升小波变换和Deflate算法的无损压缩算法,并设计了适用于压缩后数据的波形传输协议。基于上述理论研究,研制了一种可自适应采样、无损压缩波形数据并以数据帧格式上传的同步波形测量装置。对所研制装置进行了精度测试和通信延时测试,验证了所提测量方法的有效性。

基于无线同步的避雷器阻性电流测量系统

避雷器的阻性电流是反应避雷器状态的重要标志之一,传统的避雷器阻性电流测量方法存在着安全隐患。笔者提出一种阻性电流的无线测量方法,具有现场接线简单、适用于在线监测等特点。通过基于IEEE 1588定义的精确时间协议的算法解决了无线同步测量的问题,实验测试证明该方法满足避雷器阻性电流测量的精度要求。

四肢血压同步测量仪研制原理与医学实践

本文从医学计量工作的实践出发 ,谈了血压、血压计以及参与了“电子血压计准吗 ?”的讨论。经过大量比对测量 ,认为 :袖带式、合格的电子血压计测量的血压基本上是准确的。这就是本项课题研究的技术基础采用四个技术参数相近的、全自动电子血压计为基础组件 ,研制出四肢血压同步测量仪。经过大量实测发现 :人在水平仰卧时 ,同步测得的四肢血压值之间相差得越大 ,与血液粘稠度高、高脂血症、血管内粥状血栓形成、血管硬化等 ,越密切相关 ,为今后临床检测与有关疾病的相关性研究打下了良好的基础。

基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素,严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,提出了一种基于广域同步测量系统(WAMS)的预防连锁跳闸控制策略。利用网络支路电流与注入电流之间的关系,提出了最佳切机、切负荷控制点的选取原则,在此基础上推导了切机、切负荷控制量的计算方法,并提出了这一预防连锁跳闸控制策略的流程;同时,给出了控制策略中涉及到的动态过程中切机、切负荷前支路电流的计算方法。最后,文中对新英格兰10机系统进行了发生潮流转移情况下切机、切负荷控制策略的仿真,验证了该控制策略的有效性。