本发明专利技术公开了一种基于多参量退化模型的数字化电能计量系统误差评估方法，属于智能电网设备在线状态评估领域。本发明专利技术通过在变电站各个关键部位安装的传感器，连获取数字化电能计量装置运行环境数据，采用基于多参量退化模型评估方法，评估数字化电能计量系统的误差状态，实现数字电能计量系统真正意义上的状态监测及检修。本发明专利技术包括环境传感单元、电流电压传感单元、计算机及运行于计算机上的评估软件。本发明专利技术为数字化电能计量系统提供工程化的在线状态监测方案，评估数字电能计量系统的误差状态，为数字化电能计量技术的工程化应用提供在线监测手段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能电网设备在线状态监测领域，更具体地，涉及一种基于多参量退 化模型的数字化电能计量系统误差评估方法。
技术介绍
随着科学技术的进步，电力系统朝着数字化和智能化方向不断发展，数字化变电 站是智能电网的重要组成部分。在数字化变电站中，电能计量不再采用传统的电能计量装 置，而是采用全数字化电能计量装置，典型的三相数字化电能计量装置组成如图1所示。位 于高压侧的组合式电子互感器1-3分别为A相组合式电子互感器、B相组合式电子互感器和 C相组合式电子互感器，其中，组合式电子互感器包括组装在一起的电子式电流互感器和电 子式电压互感器，经同步时钟4同步，分别采集A相母线5、B相母线6以及C相母线7的电 流和电压，采集的数据以一定的格式如FT3经光纤发送给低压侧的合并单元8。合并单元8 将接收的采样数据再以IEC61850-9-2/LE帧格式发送到数字式电能表9。数字式电能表9 采用一定的电能算法计算出电能。数字式电能表9具有RS485或红外接口，用于与其他设 备进行通信。 数字电能计量系统是智能变电站的关键环节之一，实现数字电能计量系统工程化 应用和状态检修，符合"坚强智能电网"要求。近年来，对数字电能计量系统的理论和试验 研究有很多，主要目的是提升其稳定性和可靠性，推进其工程化应用。对于数字电能计量系 统，最重要的是误差特性，为了掌握数字电能计量系统的运行误差规律，江苏电科院和广东 电科院等科研单位建立了数字电能计量监测系统，能获取数字电能计量系统的运行环境参 数和误差数据，但没有进一步利用这些数据。重庆电科院提出了的电能计量系统状态检验 策略，使电能计量系统的状态检修再进一步。这些工作虽然取得了成果，但分别存在不足之 处：（1)没有充分利用监测系统获取的数据评估计量系统的误差状态；(2)依靠经验评估计 量系统的状态而非科学合理的数学模型。 目前针对大多数输变电设备的状态评估模型和评估方法均有较为完善的研究体 系，但针对数字电能计量系统评估模型和方法基本处于空白，导致电能计量系统只能定期 检定或出现计量误差超差之后停电检修，影响了供电可靠性，也增加了运维成本。数字电 能计量系统误差评估的难点在于：（1)误差影响因素多，计量误差是这些因素综合作用的 结果，难以建立单一因素对计量误差的影响模型；（2)电能计量系统的误差性能参量和影 响量数据多，且相互之间无明确关系，难以采用传统数据处理方法得到有用的结果（3)各 影响因素对计量误差的作用此消彼长，使得其评估方法显著有别于大多设备的性能评估方 法，没有成熟可用的评估模型。数字化电能计量系统在运行中暴露出的稳定性问题使其不 能大量用于工程实践，而且对数字化电能计量系统的误差评估也一直缺乏有效方法。总之， 为了正确评估数字化电能计量系统的误差，需要采用新的评估模型和采用现代数据处理方 法。 本专利技术针对数字化电能计量系统特征，采用多参量退化误差评估模型，结合误差 评估约束条件，对数字化电能计量系统误差状态作出合理评估。利于推进数字电能计量技 术工程化应用，推进数字电能计量系统状态检修，具有重要理论和实践意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本申请提供的是一种数字化电能计量系统的误差评 估系统及方法，其中通过对BP神经网络的具体结构及其设置方式进行研究和涉及，实现了 对数字化电能计量装置误差状态在线监测。 为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种数字化电能计量系统的误 差评估系统，该误差评估系统用于对数字化电能计量装置进行在线误差状态评估，并包括 环境传感单元、电流电压传感单元和中央处理单元，其特征在于： 所述环境传感单元包括温度传感器、湿度传感器、第二微处理器，以及第二直流电 源；其中该温度传感器、湿度传感器分别用于对作为监测对象的数字化电能计量系统所处 环境执行温度、湿度进行实时测量，并将共同传输给所述第二微处理器，该第二直流电源则 用于对所述中的其他组成单元提供工作电源； 所述电流电压传感单元包括电磁式电流互感器、电磁式电压互感器、第一微处理 器，以及为电流电压传感单元内各器件供电的第一直流电源；其中所述电流互感器、所述电 压互感器用于对所述数字化电能计量系统的频率和谐波进行实时测量； 此外，所述中央处理单元同时与所述第一、第二微处理器相连，并根据测量数据实 时建立和更新多参量退化模型，评估数字电能计量系统当前及未来短时误差状态： 所述计算机运行集成的数据分析处理软件作为状态评估平台，（1)采用差分归一 化预处理方法对所述测量数据进行预处理，（2)再采用人工神经网络训练退化网络具体为： 将经差分归一化处理的测量数据输入到所述退化网格，求得差分对应的退化网格；（3)最 后再根据所述各传感单元的所述测量数据评估所述数字电能计量系统当前及未来短时误 差状态，从而实现数字化电能计量装置的误差状态监测。 按照本专利技术的另一方面，提供了一种数字化电能计量系统的误差评估方法，其特 征在于，该系统包括以下步骤： (1)在同一采用率的前提下，分别对所述数字化电能计量系统的影响系统误差的 因素以及相对应的系统误差进行测量；所述影响系统误差的因素为环境温度、环境湿度、电 气参数、频率和谐波、电磁场、振动、通信异常、失压、断流中的一项或多项； (2)采用差分归一化预处理方法对所述测量数据进行预处理； (3)再采用人工神经网络训练退化网络，采用人工神经网络进行学习训练，并对训 练网络进行验证，判断训练结果是否合理，如不合理则重新再训练，直到验证误差满足设定 值为止； (4)最后再根据所述各传感单元的所述测量数据通过所述退化网络评估所述数字 电能计量系统当前及未来短时误差状态，从而实现数字化电能计量装置的误差状态监测。 优选地，在所述步骤（3)中，将经差分归一化处理的测量数据输入到所述退化网 格，求得差分对应的退化网格，以此来评估电能计量系统的误差。 总体而言，按照本专利技术的上述技术构思与现有技术相比，主要具备以下的技术优 占. I、实现对数字化电能计量装置误差状态在线监测，为数字电能计量系统提供一种 真正意义上的工程级状态监测及检修方法。【附图说明】 图1所示为现有技术中典型的数字化电能计量装置结构示意图； 图2所示为单相电能计量系统输入输出等效图； 图3所示为电流、电压测量误差示意图； 图4所示为基于多参量退化模型误差状态评估的评估步骤图； 图5所示为基于多参量退化模型的数字化电能计量系统误差评估方法系统组成 框图； 图6所示为BP神经网络结构示意图； 图7所示为温度原始数据曲线图； 图8所示为温度预处理数据曲线图； 图9所示为ECT比差原始数据曲线图； 图10所示为ECT比差预处理数据曲线图； 图11所示为训练迭代次数与误差关系图； 图12所示为误差评估结果与实际运行误差比对图。【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。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 所述的评估模型为多参量退化模型。具体内涵如下： 一个设备或系统的参数退化一般本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数字化电能计量系统的误差评估系统，该误差评估系统用于对数字化电能计量装置进行在线误差状态评估，并包括环境传感单元、电流电压传感单元和中央处理单元，其特征在于：所述环境传感单元包括温度传感器、湿度传感器、第二微处理器，以及第二直流电源；其中该温度传感器、湿度传感器分别用于对作为监测对象的数字化电能计量系统所处环境执行温度、湿度进行实时测量，并将共同传输给所述第二微处理器，该第二直流电源则用于对所述中的其他组成单元提供工作电源；所述电流电压传感单元包括电磁式电流互感器、电磁式电压互感器、第一微处理器，以及为电流电压传感单元内各器件供电的第一直流电源；其中所述电流互感器、所述电压互感器用于对所述数字化电能计量系统的频率和谐波进行实时测量；此外，所述中央处理单元同时与所述第一、第二微处理器相连，并根据测量数据实时建立和更新多参量退化模型，评估数字电能计量系统当前及未来短时误差状态：所述计算机运行集成的数据分析处理软件作为状态评估平台，(1)采用差分归一化预处理方法对所述测量数据进行预处理，(2)再采用人工神经网络训练退化网络具体为：将经差分归一化处理的测量数据输入到所述退化网格，求得差分对应的退化网格；(3)最后再根据所述各传感单元的所述测量数据评估所述数字电能计量系统当前及未来短时误差状态，从而实现数字化电能计量装置的误差状态监测。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张秋雁，李红斌，程含渺，魏伟，
申请(专利权)人：贵州电力试验研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。