智能变电站整站计量溯源技术研究.pdf

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资源描述
第37卷增刊1
四川电力技术
Vol 37, No Supplement
2014年11月
Sichuan Electric Power Technology
智能变电站整站计量溯源技术研究
吴章宪,魏鹏
(烟台东方威思顿电气有限公司,山东烟台264000)
摘要:随着智能变电站技术逐渐进入实用化阶段,确保电能计量装置的准确性正成为一项迫切需要解决的问题。
对智能变电站电能计量各环节误差进行了分析。将数字化电能表作为计量的一个部分,与合并单元、电子式互感器
一起納入到溯源体系中,提出了智能变电站整站计量溯源方案来解决目前数字化电能表的溯源争议。
关键词:智能变电站计量;计量溯源;数字化电能表
Abstract: With the development and practice of smart substation technology, it becomes an urgent task to guarantee the accu-
racy of power metering system. The error characteristic of each stage for smart substation metering system is analyzed. The en
tire digital metering system, ineluding digital watt-hour meter, merging unit and electronic transformer, is incorporated into
the sourcing institution. A sourcing solution for entire metering system of smart substation is presented, aiming to settle the
controversy for the sourcing of digital watt-hour meter
Key words: metering for smart substation; metering sourcing: digital watt-hour meter
中图分类号;TM932文献标志码;A文章编号:1003-6954(2014)增1-0080-04
计量检定系统和检定规程还处于建设中。为了适应
0引
智能变电站技术的快速发展和确保在建的智能变电
站正常投运,有必要对智能变电站中的电能计量技
智能变电站由于其技术的显著优势正日益受到术尤其是电能计量装置的测试技术进行研究。按照
人们的关注,并有望成为变电站自动化技术的发展国家量值溯源政策忉要求的量值溯源途径,建立智
方向。新一代的变电站通信网络和系统标准FC能变电站整站溯源体系。
61850为加强设备的互操作性,对现有变电站的运
行功能和逻辑设备进行标识和描述,将应用功能和1现有溯源技术存在的问题
通信分开。采用抽象通信服务接凵和数据建模技术
对应用功能和通信之间的接口进行标准化。因此,
智能变电站架构下的计量设备溯源问题一直是
传统的电能计量装置中连接电能表和电压、电流互饱受争议。目前数字化电能表的检定设备都采用虚
感器的二次电缆不见了。电能表和互感器不再构成负荷检定,即使用虚拟的波形数字信号进行检定。
一个电气回路,而代之以传输数字信号的光缆进行而真正电能量值是通过模拟量来传递的,因此,基于
连接,传输系统在带宽足够情况下,本身不会对电能虚负荷的数字化电能表检定结果不具备可追溯性。
计量的精度产生影响。由此可知,电子式互感器和另一方面,智能变电站或数字化变电站中,计量系统
电能表的工作原理和输入输出形式发生了本质改包括电子式互感器、合并单元及数字化电能表,目前
变,传统的校验设备和技术已无法对其进行校验。仅对电子式互感器和数字化电能表进行单个检定,
因此,研究电子式互感器和数字电能表的检验方法并不能完整的反应整个计量链路的误差状况。以上
已成为业界的热点课题2-5。
两个方面的问题大大限制了数字化电能表的应用及
依据国家计量法?规定,用于贸易结算的关口智能变电站计量技术的发展。
电能计量装置必须接受强制检定。然而,目前国家
四川电力技术
Vol 37, No Supplementi
2014年1月
Sichuan Electric Power Technology
的计量精度,这种方法通过输出模拟量的标准功率
2整站溯源体系的建立
源来验证数字化电能表对于上述误差的控制能力。
通过这种方法可以对高精度的数字化电能表进行检
2.智能变电站各环节计量误差分析
定,然后把该高精度数字表作为数字标准表去检定
如图1所示,整个智能变电站的计量环节由前精度等级更低的数字表。这样就实现了数字电能表
端的电子式互感器(光电互感器)、合并单元以及数误差的量传。
字化电能表组成;而目前部分低电压等级的智能站,
都没有采用电子式互感器,而是通过合并单元对传
A
统互感器的二次模拟电流和电压进行模数转换,将
标准功:
转换
模拟标脉冲比对
准表
率源
模拟量转换为符合IEC618509-1/9-2协议的数
字量采样值,对于这类变电站,计量环节则直接由传
IEC
统互感器、合并单元与数字化电能表组成。
码器
IEC 61850
数字化
站控层A网
站控屡A网
电能表
站挖B网
站控层B
61850-8
图3基于模拟标准源的数字化电能表检定流程图
数字量输入
数字量输入
2.2带有电子式互感器的智能站计量溯源
电能表
过程层A网
过程层A网
根据上述分析可知,电子式互感器、合并单元及
合并单元
09过程层B网
合并单元/618509过程层B啊
数字化电能表都会对智能变电站计量精度产生影
教?值
响。现在有多种数字化电能表的检定方案,如虚负
荷检定、实负荷检定以及现场检定,这些检定方式虽
电予式互
传统互感
然从原理上可行,比如可以将数字化电能表的精度
通过模拟源来验证,但它们都忽略了在智能变电站
图1电子式互感器及传统式互感器
计量体系中,数字化电能表和互感器仅是计量的
智能站计量环节
在采用电子式互感器的智能变电站中,其与合个部分,如果不将合并单元和整个计量链路纳人到
并单元连接的结构图如图2所示,图中,一次传感器
溯源体系中,数字化电能表的检定再完善,也无法保
证智能变电站整站计量的可靠性。因此,需要建立
会给模拟量输人引入比差和角差,而在AD转换部
个有效的智能变电站体系下电能量值传递机制
分,AD的采样位数及电路抗噪设计都会影响采样
数据的精度,而电子式互感器引入固有延迟需要
针对这个问题,提出一种解决方案,如图4所
并单元进行补偿,若在合并单元中没有进行完全的
示,通过高压标准源,产生一次侧电压及电流模拟
补偿,则在合并单元输出端电压、电流会出现相位误量,同时接入高压标准表和智能变电站电子式互感
器,一次侧电压电流模拟量经过电子式互感器采样,
差,导致计量精度降低,文献[8-10]都对电子式互
变成数字信号输人合并
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