模擬量輸入合并單元計量性能評價關鍵技術研究.pdf

1、智能變電站是電網(wǎng)運行的控制執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)采集源頭，關系著整個電網(wǎng)安全、可靠運行和電能準確計量。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、信號輸出數(shù)字化網(wǎng)絡化的優(yōu)點，因此得以大規(guī)模應用，是推進電網(wǎng)智能化建設的重要核心設備。由于模擬量輸入合并單元運行環(huán)境惡劣，入網(wǎng)測試不夠全面，導致投運過程中出現(xiàn)了不少計量性能相關問題，如準確度不穩(wěn)定、通道間同步誤差較大?！秶译娋W(wǎng)模擬量輸入式合并單元入網(wǎng)測試規(guī)范》能夠較為全面地測試模擬量

2、輸入合并單元的性能，但其中的部分試驗項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)處理的特點及實際運行情況，對模擬量輸入合并單元計量性能測試不全面，無法準確評估其計量性能。
　　本文針對模擬量輸入合并單元存在的計量性能問題，以及現(xiàn)有技術規(guī)范對其性能測試的不足之處，開展模擬量輸入合并單元計量性能評價關鍵技術研究。為準確評價模擬量輸入合并單元的計量性能，本文提出其計量性能相關檢測技術規(guī)范，并研發(fā)高準確度多路功率型任意波形

3、發(fā)生器用于提供檢測環(huán)境，研發(fā)模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)用于其計量性能評價。功率型任意波形發(fā)生器和模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)用于構(gòu)建計量性能評價試驗平臺，以開展模擬量輸入合并單元計量性能評價試驗研究。建立了模擬量輸入合并單元計量誤差模型并仿真計算，從電能計量特性角度，對模擬量輸入合并單元計量誤差來源進行了分析和檢測項目研究。并深入分析模擬量輸入合并單元與電子式互感器、電子式電能表檢測原理、檢測裝置、試驗項目、試驗參數(shù)的區(qū)別

4、與聯(lián)系。在此基礎上，本文提出了模擬量輸入合并單元計量性能測試試驗內(nèi)容，主要包括誤差性能相關試驗、時間性能相關試驗、電磁兼容與溫度影響試驗，并制定了模擬量輸入合并單元計量性能檢測技術規(guī)范。研發(fā)了高準確度多路功率型任意波形發(fā)生器，其中高準確度電流互感器是功率波形準確輸出的關鍵和設計難點。為此，提出了一種基于互感系數(shù)自校準的高精度Rogowski線圈電流互感器設計，即在50Hz頻率下，運用高準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量。Rogowski線圈輸出信號為電流微分信號，本文設計了兩種新型數(shù)字積分算法應用于Rogowski線圈互感器，進一步提高電流測量準確度。設計的多路功率型任意波形發(fā)生器功能完善、準確度高，能夠為測試模擬量輸入合并單元提供各種波形的功率信號，已用于規(guī)范中檢測項目測試。模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)的整體準確度等級主要由數(shù)據(jù)采集部分的準確度決定，而高精度數(shù)據(jù)采集

6、一般采用∑-Δ型ADC，難以實現(xiàn)實時觸發(fā)采集，會帶來很大的輸入信號相位測量誤差，無法滿足校驗系統(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)采集方法測量并校正∑-Δ型ADC采集卡觸發(fā)誤差，以實現(xiàn)∑-Δ型 ADC采集卡的同步觸發(fā)采樣。設計的模擬量輸入合并單元計量性能校驗系統(tǒng)通過國家高電壓計量站的校準，所實現(xiàn)的校驗系統(tǒng)整體準確度為0.05級，可用于校驗0.2級及以下模擬量輸入合并單元的計量性能。
　　本研究在解決上

7、述關鍵問題的基礎上，形成了完整的模擬量輸入合并單元計量性能評價體系，包括計量性能檢測技術規(guī)范和計量性能評價試驗平臺，并選擇了主流設備廠家的模擬量輸入合并單元設備開展計量性能評價試驗研究。實際測試試驗證明，本文所研發(fā)的高準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量性能校驗系統(tǒng)能夠配合完成檢測技術規(guī)范中所有測試項目的測試和性能評價分析，能夠發(fā)現(xiàn)模擬量輸入合并單元存在的計量性能問題，具有實用性，符合模擬量輸入合并單元計量性能評價體系