光学电压传感器是电力系统中实现电压测量的新型传感器,其具有良好的安全性能与绝缘性能,且具有检测范围大、精度高、等优点,符合未来电网的发展趋势,然而,其发展至今仍未走向实用化,究其原因是其环境适应性问题未得到有效解决,且缺乏有效的误差抑制方法。因此,本文针对光学电压传感器的误差成因、特征、规律,研究并设计了有效的误差抑制方法,为加快光学电压传感器的实用化进程提供了新思路。本课题以全光纤电压传感器为研究对象,以提高其精度以及稳定性为研究目标,主要针对以下内容开展研究:首先基于课题组前期的理论研究基础,利用琼斯矩阵分析推导出系统光路的误差模型,结合信号处理系统的基本逻辑,利用SIMULINK建立系统的动态仿真模型。在此基础上,结合误差成因,根据各个核心参数对系统输出性能的影响,将误差类型大致分为非互易性误差以及标度因数误差,并深入剖析这两类误差的特征及其规律,为后续设计有效的误差抑制方法提供理论依据。其次,通过PZT与石英晶体的逆压电相移进行对比分析,同时利用有限元分析方法,对不同结构的PZT进行了对比,并重新选型,验证了传感头优化设计的可行性,提高了系统的精度及其信号处理系统的信噪比,针对标度因数误差,论文采用光纤陀螺技术中的四状态调制代替方波调制,一定程度上减小了系统标度因数误差。最后,针对系统非互易性误差这一难点问题,本文从第二互易光路的互易性结构入手,设计了一种基于双相位调制的全光纤电压传感器结构,从补偿动态非互易性误差入手,设计了利用周期求均值以及最值获取修正值的方法,使系统动态非互易性误差得以抑制,最后通过仿真计算和硬件实现两种方式验证了上述误差抑制方法的合理性和有效性,能够一定程度上提高全光纤电压传感器的精度和稳定性。本项目的研究将为解决全光纤电压传感器环境适应性这一瓶颈问题提供可靠的理论基础,为推进其发展提供新的研究思路与方法,对电力系统安全运行具有重要意义。