電能計量在線監(jiān)測與遠程校準系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著廠網(wǎng)分離等電力企業(yè)體制改革的逐步推進,發(fā)電廠、電力用戶密切關(guān)注電能計量裝置,電力企業(yè)對經(jīng)濟效益的考核也越來越重視,其核心就是保障貿(mào)易結(jié)算過程中電能計量的準確和可靠,因此電能計量裝置的技術(shù)管理就愈發(fā)重要。
　　 另一方面,電能計量技術(shù)管理卻面臨著新的形勢,凸顯了一些新的技術(shù)難題,如:電網(wǎng)規(guī)模正在不斷擴大,交易電量和電能計量裝置越來越多,要求在有限的人力條件下實現(xiàn)規(guī)范化的技術(shù)管理;多費率分時段電價政策的貫徹執(zhí)行,要求電能表的時鐘

2、具有更高的準確度;電力電子相關(guān)技術(shù)的大量推廣運用,非線性負荷與日俱增,電網(wǎng)的諧波污染日益加重,諧波對電能計量的影響及其應(yīng)對措施有待進一步分析研究;目前普遍采用的傳統(tǒng)人工現(xiàn)場校驗?zāi)Ｊ降墓ぷ餍实?不能對裝置進行實時監(jiān)測和故障及時預(yù)警、報告,難以有效控制計量故障的發(fā)生和減少差錯電量。
　　 針對以上情況,本文主要進行了以下幾個方面的分析研究工作:利用GPS技術(shù)、諧波測量理論、注入式諧波的異頻測試方法、低校高等效電路法等測量相關(guān)技術(shù),

3、結(jié)合電力線載波技術(shù)、GPRS/PSTN通信技術(shù),完成了基于GPS技術(shù)的電能表時鐘校準和電壓互感器二次壓降測量、基于加窗插值FFT的諧波電能測量、基于標準表比較法的電能表誤差在線監(jiān)測與遠程校準、基于電壓互感器二次負荷基準值的二次負荷測試、基于注入式高頻諧波的電流互感器二次導(dǎo)納的異頻法測試、基于等效阻抗測量的電壓/電流互感器低校高校驗方法并在此基礎(chǔ)上提出了電壓/電流互感器(TV/TA)的現(xiàn)場實時校準方法;對上述各種測量方法進行了誤差分析和不

4、確定度評定。
　　 本文系統(tǒng)地研究了可應(yīng)用于國內(nèi)電網(wǎng)的電能計量裝置在線監(jiān)測與遠程校準技術(shù),其主要貢獻有:
　　 (1)基于GPS技術(shù),根據(jù)多費率、多功能電能表時鐘的校準要求,開發(fā)了基于GPS同步時鐘的電能計量時鐘基頻測試與校準裝置,該裝置可采用無線非接觸方式現(xiàn)場測試電能表的時鐘誤差;應(yīng)用GPS的精確授時,在TV的二次回路兩端分別利用GPS同步測量電壓的幅值,采用兩者之差與二次電壓之比計算出TV的比差;在TV的二次回路兩端

5、,分別于電壓信號的過零時刻獲取GPS實時時標,獲取兩者之差計算角差,根據(jù)電壓互感器TV的二次回路電壓向量圖,計算電壓互感器二次回路壓降。
　　 (2)根據(jù)湖南省電力公司和電力試驗研究院的諧波測試工作,從理論角度分析了諧波源用戶的諧波原理,提出了基于Blackman窗的插值FFT諧波電能測量算法,采用復(fù)序列FFT蝶式迭代算式,計算供電系統(tǒng)電網(wǎng)參數(shù);提出了綜合負荷中是否含有諧波源的識別方法,并依據(jù)國家標準和電力行業(yè)規(guī)程,可按諧波特性

6、和潮流方向分別累計諧波電能的計量模式。研制了一種具有適應(yīng)諧波源負荷特點,功能多、體積小和界面友好的諧波電能計量與在線監(jiān)測裝置。
　　 (3)依據(jù)DL/T448-2000《電能計裝置技術(shù)管理規(guī)程》對電能表、電壓互感器二次壓降、電壓/電流互感器等提出的校驗要求,分析了傳統(tǒng)的現(xiàn)場校驗方式的缺點,通過多年現(xiàn)場工作經(jīng)驗的總結(jié),依據(jù)關(guān)口電能表的應(yīng)用實際,提出“標準表比較法”現(xiàn)場校驗電能表的誤差,研制了電能計量遠程監(jiān)測與校驗現(xiàn)場裝置,并采用網(wǎng)

7、絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)了主站管理信息系統(tǒng)。
　　 (4)根據(jù)互感器二次負荷/導(dǎo)納的測試原理,介紹了在電能計量裝置遠程校準與監(jiān)測系統(tǒng)中實現(xiàn)對電壓/電流互感器的二次回路負荷/導(dǎo)納在線測量的方法;分析了影響二次回路阻抗(導(dǎo)納)大小的主要因素,指出了引起互感器二次回路阻抗/導(dǎo)納變化的幾種狀況,通過觀測一段時間內(nèi)數(shù)值及相角的變化情況來實現(xiàn)定性判斷故障來源。在此基礎(chǔ)上,本文還提出了注入諧波分量的異頻測試法,并推導(dǎo)了在異頻測試法下,二次負荷阻抗、導(dǎo)

8、納的在線測試方法。
　　 (5)分析了傳統(tǒng)互感器現(xiàn)場誤差校驗及其測試模型,指出了互感器現(xiàn)場校準的缺陷與不足;分析了電流互感器和電壓互感器“低校高”的技術(shù)原理,提出了在計量裝置遠程校準與監(jiān)測系統(tǒng)中實現(xiàn)對互感器誤差的現(xiàn)場實時校準方法。
　　 (6)闡述了計量裝置遠程校準與監(jiān)測系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方式,包括系統(tǒng)構(gòu)成、通信網(wǎng)絡(luò)、下位機顯示與監(jiān)測等;分析了系統(tǒng)主站軟件的需求,完成了數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)設(shè)計。
　　 (7)以國家計量技術(shù)規(guī)