發(fā)布時(shí)間：2020-06-28 11:59

【摘要】：在數(shù)字化變電站信息數(shù)字化的要求下,數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)在變電站得到廣泛的部署建設(shè),數(shù)字化電能計(jì)量設(shè)備實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)與實(shí)際運(yùn)行誤差差異較大,現(xiàn)場(chǎng)故障頻發(fā),為了保證其計(jì)量準(zhǔn)確度及可靠性,本文開展了數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)及檢測(cè)裝置研究。首先,從數(shù)字化電能表與傳統(tǒng)電能表組成差異及通信鏈路誤差影響因素兩個(gè)方面分析了數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別;研究了點(diǎn)積和算法下丟包誤差及補(bǔ)償方法。其次,針對(duì)現(xiàn)有的數(shù)字化電能計(jì)量設(shè)備實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法單一的問題,在參照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,提出了包含整體性能檢測(cè)、模擬實(shí)負(fù)荷檢測(cè)及通訊性能檢測(cè)的數(shù)字化電能計(jì)量裝置多功能試驗(yàn)平臺(tái)整體方案。然后針對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)的三個(gè)難點(diǎn),展開相應(yīng)的研究:(1)針對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)軟件功能多,測(cè)試模塊之間耦合度高及并行任務(wù)流程復(fù)雜造成主體框架設(shè)計(jì)不易的難點(diǎn),在研究LabVIEW多線程技術(shù)及同步技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于隊(duì)列-用戶界面事件的程序主框架,提高了程序流程控制的靈活性及執(zhí)行效率;(2)LabVIEW本身時(shí)序控制只能達(dá)到ms級(jí)別,難以滿足解包程序判斷丟包并進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)時(shí)序控制需要達(dá)到的us級(jí)別要求,針對(duì)這一難點(diǎn)研究了LabVIEW跨語言編程技術(shù),采用了DLL(動(dòng)態(tài)鏈接庫)與winpcap底層抓包技術(shù)實(shí)現(xiàn)了解包程序的精準(zhǔn)時(shí)序控制;(3)針對(duì)復(fù)雜軟件調(diào)試時(shí)故障定位分析困難及自愈性要求,研究了LabVIEW錯(cuò)誤處理機(jī)制并編寫了專用的錯(cuò)誤處理子程序達(dá)到了錯(cuò)誤處理與報(bào)告的預(yù)期目標(biāo);接著針對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)軟件數(shù)據(jù)保存及檢測(cè)算法的具體要求,研究了LabVIEW數(shù)據(jù)庫技術(shù)、FFT插值算法及實(shí)負(fù)荷電能算法這三個(gè)要點(diǎn),采取四項(xiàng)三階Nutall窗及雙譜線插值的FFT插值算法保證了信號(hào)特征值的提取精度,采用三次樣條插值與數(shù)值積分相結(jié)合的電能算法提高了暫態(tài)條件下標(biāo)準(zhǔn)電能計(jì)算準(zhǔn)確度;最終采用LabVIEW2014、MySQL及VC6.0完成了試驗(yàn)平臺(tái)上位機(jī)軟件的編程工作。對(duì)開發(fā)的數(shù)字化電能計(jì)量裝置多功能試驗(yàn)平臺(tái)軟件與硬件進(jìn)行了聯(lián)機(jī)測(cè)試,總結(jié)了測(cè)試中遇到的問題及解決方案,從減小內(nèi)存占用及程序框圖復(fù)雜度兩方面優(yōu)化了上位機(jī)軟件。該試驗(yàn)平臺(tái)中的電子式互感器與模擬量輸入合并單元的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)變換采集裝置、數(shù)字功率源、上位機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電能表等核心測(cè)試裝置,性能通過了權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)。應(yīng)用該多功能試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)整體性能、模擬實(shí)負(fù)荷性能及網(wǎng)絡(luò)通訊性能等相關(guān)的檢測(cè)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果證明該平臺(tái)性能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM933.4
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文差超過 0.02%。以上數(shù)據(jù)的不足之處在于雖然采用實(shí)負(fù)荷檢測(cè)方法進(jìn)行數(shù)字表測(cè)試，但采集的數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下生成的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，而不是在現(xiàn)場(chǎng)采集的真實(shí)工況下的數(shù)據(jù)，因此，改變?nèi)喑炭毓β试摧敵龅念l率并添加諧波，添加 3 次諧波與 5 次諧波 10%，再抓取合并單元輸出的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字表實(shí)負(fù)荷測(cè)試，頻率分別為 49Hz、49.5Hz、50Hz、50.5Hz、51Hz 進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖 5-7 所示：

設(shè)置丟包率為 0.01%進(jìn)行基本誤差測(cè)試，測(cè)試所得的結(jié)果如圖5-8 所示。圖 5-8 數(shù)字化電能表丟包時(shí)基本誤差結(jié)果由上述數(shù)據(jù)可知，在國(guó)標(biāo)規(guī)定的丟幀率為 0.01%的條件下，數(shù)字化電能表誤差顯示正常，說明各廠家都進(jìn)行了補(bǔ)償，但補(bǔ)償效果不一致，增加丟包影響量測(cè)試具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。（2）參數(shù)一致性測(cè)試按照前文描述的參數(shù)一致性測(cè)試方法，對(duì)當(dāng)前主流品牌的數(shù)字化電能表進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，數(shù)字化電能表內(nèi)參數(shù)配置為：（SVID：XIPA_MU0001；APPID：0x4000 ）測(cè)試結(jié)果如表 5.11 所示：從測(cè)試結(jié)果可以看出，目前主流品牌的數(shù)字化電能表對(duì)采樣值報(bào)文中的應(yīng)對(duì)方式有許多不同，以廠家 4 為例，該表在 SVID 不匹配和 APPID 不匹配的情況下仍將采樣值報(bào)文計(jì)入電能量，若變電站數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中存在來源不同的采樣值報(bào)文，則該表無法分辨采樣值報(bào)文，造成電能誤計(jì)。此外，該表在采樣值數(shù)據(jù)幀的同步字段發(fā)生異常

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2732984