一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法制造方法及图纸

技术编号:21181787 阅读:21 留言:0更新日期:2019-05-22 13:52
本发明专利技术公开了一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,包括:对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型;建立基于所述输出误差模型的数字化补偿模型;评估经所述数字化补偿模型补偿后的测量误差;对所述宽频暂态电压测量装置的输出波形进行数字化补偿。本发明专利技术充分考虑实际安装现场中存在的杂散参数对宽频暂态电压测量装置传递特性的影响,对暂态电压测量装置进行现场标定,通过对输出波形进行数字化补偿,弥补测量装置在宽频范围内的固有频率传递缺陷,从而真实还原输入暂态电压的波形特征,稳定性与可靠性高,操作简单。

A Calibration Compensation Method for Broadband Transient Voltage Measurement Device

The invention discloses a calibration compensation method for broadband transient voltage measuring device, which includes: calibrating the broadband transient voltage measuring device, establishing an output error model; establishing a digital compensation model based on the output error model; evaluating the measurement error compensated by the digital compensation model; and evaluating the output waveform of the broadband transient voltage measuring device. Make digital compensation. The invention fully considers the influence of stray parameters existing in the actual installation site on the transmission characteristics of the broadband transient voltage measuring device, carries out on-site calibration of the transient voltage measuring device, and compensates the inherent frequency transmission defects of the measuring device in the broadband range by digitally compensating the output waveform, so as to truly restore the waveform characteristics, stability and feasibility of the input transient voltage. High reliability and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法
本专利技术属于高电压技术与测量技术,更具体地,涉及一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法。
技术介绍
随着输电技术的发展,电网的安全运行越来越受到重视。其中电网暂态电压的仿真计算和现场实测,是目前研究系统绝缘配合、设备故障诊断和事故起因分析的主要手段;而实测暂态电压是验证暂态电压仿真计算结论的首要依据,因此暂态过电压的准确测量对电网运行的安全保障意义重大。暂态电压波形复杂,频率分量丰富,要准确获得其波形,需要全面评估暂态电压测量装置在暂态电压作用下的传递特性。但是暂态电压测量装置在现场安装后与周围物体之间存在杂散参数,使得其实际传递特性与实验室校准结果存在差异,导致暂态电压测量装置输出的波形与输入的波形存在误差。因此,需要在实际工况下对已安装的暂态电压测量装置进行现场校准,并对其传递误差进行分析,完成对二次侧输出波形的实际补偿,还原真实的一次侧输入波形。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷,本专利技术的目的在于充分考虑实际安装现场中存在的杂散参数对宽频暂态电压测量装置传递特性的影响,对暂态电压测量装置进行现场标定,通过对输出波形进行数字化补偿,弥补测量装置在宽频范围内的固有频率传递缺陷,从而真实还原输入暂态电压的波形特征。为实现上述目的,本专利技术提供一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,包括:对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型;建立基于所述输出误差模型的数字化补偿模型;评估经所述数字化补偿模型补偿后的测量误差;所述测量误差满足要求时,根据所述数字化补偿模型对所述宽频暂态电压测量装置的输出波形进行数字化补偿。进一步地,所述对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型,包括:获取标准电压源经过标准测量系统的输出;获取所述标准电压源经过所述宽频暂态电压测量装置的输出;将所述宽频暂态电压测量装置作为二端口无源网络,通过数学分析方法建立所述输出误差模型;基于系统辨识技术求解所述输出误差模型参数;获取所述宽频暂态电压检测装置的传递特性。进一步地,所述输出误差模型表达式为:式中,y(t)为所述标准电压源通过所述标准测量系统的输出;x(t)为所述标准电压源通过所述宽频暂态电压测量装置的输出;q为时移算子,q-kx(iΔt)=x((i-k)Δt),Δt为采样间隔;A(q)=1+a1q-1+a2q-2+…+am-1q-(m-1)+amq-m;B(q)=b0+b1q-1+b2q-2+…+bn-1q-(n-1)+bnq-n;e(t)为宽频暂态电压测量装置输出误差向量。基于系统辨识技术求解参数ai、bi,即可得到所述宽频暂态电压测量装置的时域、频域传递特性。进一步地,所述标准电压源的幅值波动范围小于1%,频率范围达到纳秒级,输出电压的频率分量涵盖被测量的宽频暂态电压的频率范围。优选地,所述标准电压源采用冲击电压源或者可调频宽频的正弦交变电压源。进一步地,所述标准测量系统满足国家标准GB/T16927中标准测量系统的要求,可在宽频范围内满足较好的频率传递特性。优选地,所述标准测量系统采用阻容式高压分压器。进一步地,所述标准测量系统应保证对所述宽频暂态电压测量系统的传递特性不产生较大影响。进一步地,所述建立基于所述输出误差模型的数字化补偿模型,包括:将所述标准电压源经过所述宽频暂态电压测量装置的输出作为所述数字化补偿模型待补偿的输入;将所述标准电压源经过所述标准测量系统的输出作为所述数字化补偿模型补偿后的期望输出;通过数学分析方法建立所述数字化补偿模型;基于系统辨识技术求解所述数字化补偿模型参数。所述数字化补偿模型表达式为:式中,y*(t)为补偿后输出;y(t)为待补偿的输出;e(t)为误差项。C(q-1)=1+c1q-1+c2q-2+…+ck-1q-(k-1)+ckq-k;D(q-1)=d0+d1q-1+b2q-2+…+dl-1q-(l-1)+dlq-l;将y(t)作为待补偿的输出,将x(t)作为补偿后的输出,逆向求解模型参数,参数ci、di的求解方法与参数ai、bi相同。进一步地,所述评估经所述数字化补偿模型补偿后的测量误差,通过公式:FIT=100*(1-norm(Y-YHAT)/norm(Y-mean(Y)))实现,Y是期望输出,YHAT是补偿后输出,norm是二范数函数,norm(x)表示x中各个元素平方之和再开根号,mean是均值函数,mean(x)表示对x中各个元素之和除以元素的个数。当期望输出和补偿后输出的幅值相差不超过3%,并且计算得到的FIT值大于99时,认为所述测量误差满足要求,即所述数字化补偿模型有效。进一步地,所述根据所述数字化补偿模型对所述宽频暂态电压测量装置的输出波形进行数字化补偿,包括:建立所述数字化补偿模型的子模块;获取宽频暂态电压经过所述宽频暂态电压测量装置的输出;将所述输出通过数据转换接口接入所述子模块。输出补偿后的波形。总体而言,通过本专利技术所构思的技术方案能够取得下列有益效果:(1)通过现场标定,建立误差输出模型,充分考虑到现场环境中存在的杂散因素对测量装置传递特性的影响,能够准确评估测量装置在现场安装后的测量误差。(2)采用数字化补偿技术,弥补测量装置在宽频范围内的固有频率传递缺陷,稳定性与可靠性高,操作方便,能够真实还原一次侧的暂态电压波形。附图说明图1是按照本专利技术的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法的流程图;图2是按照本专利技术的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准布局示意图;图3是按照本专利技术的一种用于宽频暂态电压测量装置的数字化补偿工作示意图;具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。图1是按照本专利技术的一种用于宽频暂态电压测量装置校准补偿方法的流程图,包括如下步骤:S101:对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型;具体地,该步骤包括:获取标准电压源经过标准测量系统的输出;获取所述标准电压源经过所述宽频暂态电压测量装置的输出;将所述宽频暂态电压测量装置作为二端口无源网络,通过数学分析方法建立所述输出误差模型;基于系统辨识技术求解所述输出误差模型参数;获取所述宽频暂态电压检测装置的传递特性。图2是应用本专利技术的校准方法布局示意图,如图2所示,现场校准时,包括:标准电压源、宽频暂态电压标准测量系统、宽频暂态电压检测装置;宽频暂态电压标准测量系统和宽频暂态电压测量装置并联,标准电压源作为两者的共同输入。应当说明的是,标准测量系统的接入应保证不对暂态电压测量装置的传递特性产生较大影响,即宽频暂态电压测量装置的传递特性变化不超过1%。;标准电压源的幅值波动范围小于1%,频率范围达到纳秒级,输出电压的频率分量应涵盖宽频暂态电压的频率范围,可选择冲击电压源或者可调频宽频正弦交变电压源;标准测量系统满足国家标准GB/T16927中标准测量系统的准确度要求,可在宽频范围内满足较好的频率传递特性,一般可采用阻容式高压分压器。将暂态电压标准测量系统的输出记为x(t),将暂态电压测量装置的输出记为y(t)。宽频暂态电压测量装置传递特性中的转折频率,使得y(t)与x(t)之间存在一定的偏差,要对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,包括:对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型;建立基于所述输出误差模型的数字化补偿模型;评估经所述数字化补偿模型补偿后的测量误差;所述测量误差满足要求时,根据所述数字化补偿模型对所述宽频暂态电压测量装置的输出波形进行数字化补偿。

【技术特征摘要】
1.一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,包括:对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型;建立基于所述输出误差模型的数字化补偿模型;评估经所述数字化补偿模型补偿后的测量误差;所述测量误差满足要求时,根据所述数字化补偿模型对所述宽频暂态电压测量装置的输出波形进行数字化补偿。2.如权利要求1所述的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,所述对宽频暂态电压测量装置进行标定,建立输出误差模型,包括:获取标准电压源经过标准测量系统的输出;获取所述标准电压源经过所述宽频暂态电压测量装置的输出;将所述宽频暂态电压测量装置作为二端口无源网络,通过数学分析方法建立所述输出误差模型;基于系统辨识技术求解所述输出误差模型参数;获取所述宽频暂态电压检测装置的传递特性。3.如权利要求2所述的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,所述标准电压源的幅值波动范围小于1%,频率范围达到纳秒级,输出电压的频率分量涵盖被测量的宽频暂态电压的频率范围。4.如权利要求3所述的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,所述标准电压源采用冲击电压源或者可调频宽频的正弦交变电压源。5.如权利要求2所述的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,所述标准测量系统满足国家标准GB/T16927中标准测量系统的要求。6.如权利要求5所述的一种用于宽频暂态电压测量装置的校准补偿方法,其特征在于,所述标准测...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘毅刘思维林福昌苏少春谢施君龙兆芝李文婷宋晓林梁潘马烨
申请(专利权)人:华中科技大学国网四川省电力公司电力科学研究院中国电力科学研究院有限公司国网陕西省电力公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:湖北,42

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