CN102012443A - 智能变电站计量实时对比分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：包括电子式电流电压互感器和电磁式互感器，电子式电流电压互感器通过采集器将数字信号送至合并单元，再由合并单元将数据打包后通过光纤以太网送至数字接口电能表，所述电磁式电流电压互感器的模拟量信号接入模拟接口电能表，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入计量对比分析系统，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入计量对比分析系统。本发明可实现对数字式计量系统和常规计量系统的实际精度进行长期运行验证。

Description

智能变电站计量实时对比分析系统

 

技术领域

本发明涉及一种智能变电站内数字式计量系统与常规计量系统的精度实时对比分析验证系统，属于电力系统自动仪表技术领域。

背景技术

随着智能变电站试点建设工作的全面开展，采用电子式互感器采样和光纤通道传输的数字式计量系统逐步开始试点应用。从硬件结构上看，数字式计量系统由电子式互感器+光纤接口电能表组成，而常规计量系统由电磁式互感器+模拟接口电能表组成。

对数字式计量系统而言，其电子式互感器采集的电流电压信号仅在源头进行唯一的高精度模数转换，数字化的电流电压信号通过光纤传输，在传输路径不存在附加误差。同时，光纤接口电能表为全数字处理系统，通过光口获取的数据为数字化的电流电压瞬时值，其电量计算过程中理论上不产生误差。因此，整个系统的精度仅由电子式互感器的精度决定。

对常规计量系统而言，其电磁式互感器输出信号为模拟电力电压信号，通过电缆进行传输，同时电能表存在模数转换环节，因此，整个系统的精度由电磁式互感器、传输路径和电能表的精度共同决定。

例如对于同样采用0.2级的CT和PT来说，常规计量系统的由于电缆和电能表带来的附加误差，计量系统总误差在±0.7％的水平。而数字变电站计量系统的误差仅由CT和PT产生，可达到±0.4％的水平。两种系统的误差环节如图1所示：

因此，理论上数字式计量系统在测量精度方面应优于常规计量系统。另一方面，由于数字式计量系统的应用刚刚开始，国家相关部门尚未对于其精度进行有效认证，同时也缺乏长期运行的验证数据，因此，站内涉及到贸易结算的关口计量点，保守起见，往往常规计量系统计费。本发明所研发的计量对比分析系统可同时接入数字式和常规计量系统的实时数据，可通过长期运行数据实现对两种系统实际精度的进行对比验证分析。  

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种计量对比分析系统装置，可实现对数字式计量系统和常规计量系统的实际精度进行长期运行验证。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：包括电子式电流电压互感器和电磁式互感器，电子式电流电压互感器通过采集器将数字信号送至合并单元，再由合并单元将数据打包后通过100M光纤以太网送至数字接口电能表，所述电磁式电流电压互感器的模拟量信号接入模拟接口电能表，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入计量对比分析系统，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入计量对比分析系统。

前述的智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：所述计量对比分析系统包括采集装置和计量对比分析服务器，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入采集装置，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入计量对比分析服务器的串口服务器。

前述的智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：计量对比分析服务器设置有计量对比分析模块，所述计量对比分析模块包括

数据采集模块：通过预设的间隔时间采集需进行对比分析的数据，包含以下数据：电流、电压、功率及累计电量值等；

历史数据库：用于记录数据采集模块采集的数据；

数据分析模块：用于以常规侧为基准，分析出各种工况下数字侧数据的偏离率，形成对比分析曲线或图表。

本发明所达到的有益效果：

本发明的智能变电站计量实时对比分析系统，通过各种手段将电子式互感器、电磁式互感器、数字接口电能表、模拟接口电能表接入，通过算法处理得出基于电子式互感器的计量系统与基于电磁式互感器的计量系统在不同计量点（拟定为接入电能表前后的数据）的过程误差，并进行数据记录与分析，形成对比分析曲线或图表，通过计量对比分析系统，可实现对以下内容的分析研究：

1）研究在实际运行工况下，电子式互感器与电磁式互感器的精度差异。

2）研究在不同外部环境下（如温度、湿度等），电子式互感器与电磁式互感器的精度差异。

3）研究在不同负载特性下，数字化计量系统与常规计量系统的综合误差。

4）研究基于电子式互感器的数字式计量系统与常规计量系统的计量误差点。（通过实际运行互感器误差、计量对比分析服务器与数字接口电能表比对、计量专家系统与模拟接口电能表的比对，等多层面的数据分析得出数字式计量系统与常规计量系统的优缺点）。

5）电子式互感器在故障情况下的暂态特性研究，实时数据比对。

6）电子式互感器的异常数据分析研究。

附图说明

图1为常规计量系统误差环节示意图。

图2为数字化计量系统误差环节示意图。

图3 为本发明的智能变电站计量实时对比分析系统结构示意图。

图4 为实施例中的电厂线互感器参数配置示意图。

图5为本发明的系统硬件构成逻辑框图。

图6为本发明的系统硬件连接示意图。

具体实施方式

以下以220kV智能变电站试点站的计量对比分析系统为例，说明本方案的具体实施。

1）互感器配置

220kV变电站的电厂1、2线为电厂线，同时配置电子式互感器与电磁式互感器。其中电子式电流互感器采用全光纤型电流互感器，精度为0.2S(5TPE)；电子式电压互感器采用电容分压型电压互感器，精度为0.2(3P)。电磁式互感器均采用GIS厂家产品，其中电流互感器用于计量的次级精度为0.2S，电压互感器用于计量的次级精度为0.2。互感器的详细参数配置如图3所示：

2）系统硬件构成

系统的硬件构成及连接如图4所示，包括电子式电流电压互感器和电磁式互感器，电子式电流电压互感器通过采集器将数字信号送至合并单元，再由合并单元将数据打包后通过100M光纤以太网送至数字接口电能表，所述电磁式电流电压互感器的模拟量信号接入模拟接口电能表，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入计量对比分析系统，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入计量对比分析系统。所述计量对比分析系统包括采集装置和计量对比分析服务器，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入采集装置，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入对比分析模块的串口服务器。

3）系统软件功能实现

通过预设的间隔时间采集需进行对比分析的数据，包含以下数据：电流、电压、功率及累计电量值等，采集的数据将记录在计量对比分析服务器的历史数据库中。

对比分析时以常规侧为基准，分析出各种工况下数字侧数据的偏离率，包括

以日、周、月、年作为单位时段分析偏离率；

以峰、谷、平时段作为单位时段分析偏离率（峰、谷、平时段可配置）；

以不同负荷率为单位时段分析偏离率；

不同温湿度条件下的偏离率。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：包括电子式电流电压互感器和电磁式互感器，电子式电流电压互感器通过采集器将数字信号送至合并单元，再由合并单元将数据打包后通过光纤以太网送至数字接口电能表，所述电磁式电流电压互感器的模拟量信号接入模拟接口电能表，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入计量对比分析系统，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入计量对比分析系统。

2.根据权利要求1所述的智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：所述计量对比分析系统包括采集装置和计量对比分析服务器，所述合并单元同时输出的数据信号与电磁式电流电压互感器输出信号同时接入采集装置，所述数字接口电能表和模拟接口电能表的信号接入计量对比分析服务器的串口服务器。

3.根据权利要求1或2所述的智能变电站计量实时对比分析系统，其特征在于：计量对比分析服务器设置有计量对比分析模块，所述计量对比分析模块包括

数据采集模块：通过预设的间隔时间采集需进行对比分析的数据；

历史数据库：用于记录数据采集模块采集的数据；

数据分析模块：用于以常规侧为基准，分析出各种工况下数字侧数据的偏离率，形成对比分析曲线或图表。

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