电能质量测量准确度影响因素分析及实验研究

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未来智能电网的建设要求满足高质量的用电需求。但是当代电力系统的电源类型与特性、电网结构与负荷正在发生深刻变化。各种电力电子装置和非线性设备的接入对电网电能质量产生了严重的影响,加之计算机、自动生产线、可编程控制器等对电能质量敏感的负荷增多,电能质量问题己成为当今电网运行过程中十分关注的重要问题。目前国内外均已颁布了一系列电能质量相关标准,以此来要求供用电双方,保证良好的电网电能质量。尤其是对新接入的大用户要做预先的入网电能质量评估,对已有的不符合标准要求的用户要求其采取治理措施。因此,对电网电能质量的测量监测显的尤为重要,是开展其它后续工作的前提,其测试结果的真实准确性是评估电能质量优劣的关键。因此,对电能质量测量准确度的影响因素进行分析,对测量过程中所涉及的装置、仪器准确度进行检测和评估是目前亟待解决的问题。电能质量测量过程主要分三部分:传感单元、测量单元和评估单元。反应在实际设备上为电压或电流传感器和电能质量分析仪。本课题基于电能质量的测量准确度问题,主要完成以下三部分内容:电能质量分析仪一般包括测量单元和评估单元。关于仪器测量准确度的检测校准问题,目前已有的检测校准系统实现了对基本电能质量指标测量准确度的检测和谐波分析中频谱分析长度的检测。本文针对标准要求提出需检测仪器谐波测量的聚集算法,并设计了相应的谐波无缝采样分析检定方案。在已有实验室检定的基础上,考虑实际应用,本文结合实测数据和MATLAB软件计算,分析了电能质量分析仪谐波测量采用间隔采样方式对实测数据分析的误差情况。另外考虑仪器后续数据分析是基于相同的电压电流波形记录数据,因此还需检定仪器有效值的聚集算法。同时,本文还对仪器测量各个指标测量间的相互影响情况进行了分析和检定。电能质量测量还需分析传感单元的传递准确度。电能质量分析仪只能从互感器的二次侧进行测量。其测量结果能否真实的反应一次侧的电能质量情况,需要考虑互感器的传递误差。本文仅分析了电流互感器的谐波传递特性,通过PSCAD软件仿真得出电流互感器传递低频间谐波的误差情况,为电能质量间谐波测量准确度分析提供了依据。
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