模擬量輸入合并單元計(jì)量性能評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、智能變電站是電網(wǎng)運(yùn)行的控制執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)采集源頭，關(guān)系著整個(gè)電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行和電能準(zhǔn)確計(jì)量。模擬量輸入合并單元作為智能變電站的重要組成部分，具有穩(wěn)定可靠、信號(hào)輸出數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)點(diǎn)，因此得以大規(guī)模應(yīng)用，是推進(jìn)電網(wǎng)智能化建設(shè)的重要核心設(shè)備。由于模擬量輸入合并單元運(yùn)行環(huán)境惡劣，入網(wǎng)測(cè)試不夠全面，導(dǎo)致投運(yùn)過程中出現(xiàn)了不少計(jì)量性能相關(guān)問題，如準(zhǔn)確度不穩(wěn)定、通道間同步誤差較大?！秶?guó)家電網(wǎng)模擬量輸入式合并單元入網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》能夠較為全面地測(cè)試模擬量

2、輸入合并單元的性能，但其中的部分試驗(yàn)項(xiàng)目并沒有充分考慮模擬量輸入合并單元硬件構(gòu)成、功能模塊、數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)及實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)模擬量輸入合并單元計(jì)量性能測(cè)試不全面，無法準(zhǔn)確評(píng)估其計(jì)量性能。
　　本文針對(duì)模擬量輸入合并單元存在的計(jì)量性能問題，以及現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范對(duì)其性能測(cè)試的不足之處，開展模擬量輸入合并單元計(jì)量性能評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)模擬量輸入合并單元的計(jì)量性能，本文提出其計(jì)量性能相關(guān)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，并研發(fā)高準(zhǔn)確度多路功率型任意波形

3、發(fā)生器用于提供檢測(cè)環(huán)境，研發(fā)模擬量輸入合并單元計(jì)量性能校驗(yàn)系統(tǒng)用于其計(jì)量性能評(píng)價(jià)。功率型任意波形發(fā)生器和模擬量輸入合并單元計(jì)量性能校驗(yàn)系統(tǒng)用于構(gòu)建計(jì)量性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)平臺(tái)，以開展模擬量輸入合并單元計(jì)量性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究。建立了模擬量輸入合并單元計(jì)量誤差模型并仿真計(jì)算，從電能計(jì)量特性角度，對(duì)模擬量輸入合并單元計(jì)量誤差來源進(jìn)行了分析和檢測(cè)項(xiàng)目研究。并深入分析模擬量輸入合并單元與電子式互感器、電子式電能表檢測(cè)原理、檢測(cè)裝置、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)參數(shù)的區(qū)別

4、與聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，本文提出了模擬量輸入合并單元計(jì)量性能測(cè)試試驗(yàn)內(nèi)容，主要包括誤差性能相關(guān)試驗(yàn)、時(shí)間性能相關(guān)試驗(yàn)、電磁兼容與溫度影響試驗(yàn)，并制定了模擬量輸入合并單元計(jì)量性能檢測(cè)技術(shù)規(guī)范。研發(fā)了高準(zhǔn)確度多路功率型任意波形發(fā)生器，其中高準(zhǔn)確度電流互感器是功率波形準(zhǔn)確輸出的關(guān)鍵和設(shè)計(jì)難點(diǎn)。為此，提出了一種基于互感系數(shù)自校準(zhǔn)的高精度Rogowski線圈電流互感器設(shè)計(jì)，即在50Hz頻率下，運(yùn)用高準(zhǔn)確度鐵芯電流互感器來校正Rogowski線圈電流互

5、感器的互感系數(shù)，校正后的Rogowski線圈電流互感器用于寬頻帶范圍的電流測(cè)量。Rogowski線圈輸出信號(hào)為電流微分信號(hào)，本文設(shè)計(jì)了兩種新型數(shù)字積分算法應(yīng)用于Rogowski線圈互感器，進(jìn)一步提高電流測(cè)量準(zhǔn)確度。設(shè)計(jì)的多路功率型任意波形發(fā)生器功能完善、準(zhǔn)確度高，能夠?yàn)闇y(cè)試模擬量輸入合并單元提供各種波形的功率信號(hào)，已用于規(guī)范中檢測(cè)項(xiàng)目測(cè)試。模擬量輸入合并單元計(jì)量性能校驗(yàn)系統(tǒng)的整體準(zhǔn)確度等級(jí)主要由數(shù)據(jù)采集部分的準(zhǔn)確度決定，而高精度數(shù)據(jù)采集

6、一般采用∑-Δ型ADC，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觸發(fā)采集，會(huì)帶來很大的輸入信號(hào)相位測(cè)量誤差，無法滿足校驗(yàn)系統(tǒng)的同步誤差小于2分的要求。本文提出了一種基于TDC同步采樣的數(shù)據(jù)采集方法測(cè)量并校正∑-Δ型ADC采集卡觸發(fā)誤差，以實(shí)現(xiàn)∑-Δ型 ADC采集卡的同步觸發(fā)采樣。設(shè)計(jì)的模擬量輸入合并單元計(jì)量性能校驗(yàn)系統(tǒng)通過國(guó)家高電壓計(jì)量站的校準(zhǔn)，所實(shí)現(xiàn)的校驗(yàn)系統(tǒng)整體準(zhǔn)確度為0.05級(jí)，可用于校驗(yàn)0.2級(jí)及以下模擬量輸入合并單元的計(jì)量性能。
　　本研究在解決上

7、述關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，形成了完整的模擬量輸入合并單元計(jì)量性能評(píng)價(jià)體系，包括計(jì)量性能檢測(cè)技術(shù)規(guī)范和計(jì)量性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)平臺(tái)，并選擇了主流設(shè)備廠家的模擬量輸入合并單元設(shè)備開展計(jì)量性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究。實(shí)際測(cè)試試驗(yàn)證明，本文所研發(fā)的高準(zhǔn)確度多路功率型任意波形發(fā)生器和模擬量輸入合并單元計(jì)量性能校驗(yàn)系統(tǒng)能夠配合完成檢測(cè)技術(shù)規(guī)范中所有測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試和性能評(píng)價(jià)分析，能夠發(fā)現(xiàn)模擬量輸入合并單元存在的計(jì)量性能問題，具有實(shí)用性，符合模擬量輸入合并單元計(jì)量性能評(píng)價(jià)體系