论文部分内容阅读
[摘 要]随着世界经济、科技的发展，电力的使用也是越来越广泛。电力采集系统的准确度则是比较重要的，电力采集系统出现数据故障就是电力发展中的弊端。所以相关部门要想办法来排除电力采集系统数据的故障来使得电力充分地被利用。生活中有的人为减少自家的用电量，则钻电力采集系统的漏洞，想办法使自己家的电表上的数据减少一点，这时相关部门得来的这些数据就是不准确的，这也造成了社会生活中的不公平，也为电力数据的采集带来了一定的弊端。
[关键词]电力采集系统；采集时刻精度；系统故障分析
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0371-01
电力在人们生活中的广泛应用，为了方便对千家万户用户用电情况的统计，便出现了电力采集系统。现代人对电能的依赖越来越严重，各种各样的家用电器开关都在等着电力来进行启动，这也使得许多家庭在电能上消耗的费用越来越多，许多人为了减少在电费上的开支，就在电力采集系统上动起了歪心思，这样的做法不仅不利于电力部门对电力的消耗做准确的统计，更是让其他用户承受不公平的影响。
1 电力采集系统的具体介绍
首先，从电能表方面进行分析，电能表是通过 RS-485口上传至采集器，数据可冻结供工人集抄，也可网络上传集中器，可多种通信方式传输到系统的主站完成采集功能。其次，采集器则是微处理器控制的职能设备，是本集抄系统的主要设备之一。其作用是采集多个表计的电脉冲信号，并转换成数字数据信息记录保存，故称数据采集器简称采集器。在系统中，它通过 RS-485 通信电缆或 220V 电力线载波与集中器通信。接收集中器发来的各种命令，向集中器传送所记录的用户表计数据及状态。采集器还可通过红外通讯接口，在现场与手抄器通信，接受手抄器发出的各种命令，传送采集器所记录的各种数据。采集器采用 EEPROM 组成数据存储单元，采用最新时钟芯片。
2 提高电力采集系统故障时刻精度的方法
2.1 关于电力系统故障的分析
电力采集系统数据，记录过程中，故障数据以暂态数据交换通用格式记录。故障时刻之间为稳定数据，故障时刻之后为暂态数据。若不考虑不同故障类型对采样系统特性的影响以及 GPS 同步影响精度，采样系统电气传输特性引入相移与采样频率为影响原始数据的故障时刻精度的主要因素。
当电力系统发生短路、断路等故障时，将导致系统电压和频率由稳定转向剧烈变化的不稳定状态。电力系统的运行状态改变过程一般要经历一个过度状态，从一个稳态到另一个稳态的过程叫暂态过程。暂态可以分为电磁暂态和机电暂态。电力系统发生故障时，故障信号成分很复杂。在实际保护的故障信号分析中，所用信号的时间区段很短。
短路对电力系统的危害。（1）短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于电源供电问路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路时线路中的短路电流值大大增加，可能超过该电路的额定电流许多倍。短路点 距发电机的电气距离愈近（即阻抗愈小），短路电流愈大。例如么发电机端发生短路时，流过发电机定子回路的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流 10—15 倍。在大容量的系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。短路点的电弧有可能烧坏电气设备。短路电流通过电气设备导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体也受到很大电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。因此，各种电气设备应有足够的热稳定度和机械稳定度（或称动稳定度），使电气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。（2）短路会引起网络中电压降低 短路还会引起网络中电压降低，特别是靠近短路点处电压下降很最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏。（3）可能引起并列远行的发电机失去同步系统中发生短路相当于改变了网络的结构，必然引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率也相应地变化。因而当发电机的输入功率大。
当电力系统发生故障时，时刻精度将不准确，有些人还会利用这一点，做出一些不太合适的偷电，漏电的行为。所以我们必须分析出一些提高电力采集系统故障时刻精度的方法，从而使得电力的管理发展更加的完善。
2.2 对于采集时刻精度进行的分析
电量的数据采集是实现自动化的重要环节，而交流采样实时性好、相位失真 小、投资少、便于维护，因此越来越受到人们的重视。特别是随着计算机和集成电路 技术的发展，交流采样原有的困难如算法复杂、提高精度难、对 A/D 的速度要求高等已逐步得到克服，所以它呈现出取代直流采样的趋势。为此，介绍电力系统中常用的交流采样算法，分析其特点，以便正确选择其使用场合。关键词电力系统交流采样算法 随着电力系统的快速发展，电力网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化就显得十分重要，而数据采集又是实现自动化的重要环节，尤其是如何准确、快速地采集系统中的各个模拟电量，一直是电力工作者关注的热点。根据采样信号的不同，可分为直流采样和交流采样两大类。直流采样是把交流电压、电流信号转化为 0～5V 的直流电压，这种方法的主要优点是算法简单，便于滤波，但投资较大，维护复杂，无法实现实时信号采集，因而在电力系统中的应用受到限制。交流采样是把交流量转化为±5V（或 0～5V）的交流电压进行采集，主要优点是实时性好，相位失真小，投资少、便于维护；其缺点是算法复杂，精度难以提高，对 A/D 转换速度要求较高。随着微机技术的发展，交流采样以其优异的性能价格比，有逐步取代直流采样的趋势。交流采样的应用范围非常广泛，根据应用场合不同，其算法也有很多种，按照其模型函数，大致可分为正弦模型算法，非正弦周期模型算法。其中正弦模型算法主要有最大值算法、单点算法、半周期积分法、两点采样等；非正弦模型算法有均方根算法、付里叶算法等，各种算法都有其优缺点，在电力系统中的应用也不相同。
2.3 分析提高精度的方法
要使得测量的精度得到提高，首先我们可以提高测量仪器的精确度。仪器的精准对于数据的测量必然是有一定的影响，可以适量的提高电力测量得来数据的准确度。测量仪器准确度是表征测量仪器品质和特性的最主要的性能，因为任何测量仪器的目的就是为了得到准确可靠的测量结果，实质就是要求示值更接近于真值。有的测量仪器没有准确度等级指标，则测量仪器示值接近于真值的响应能力就是用测量仪器允许的示值误差来表述，因为测量仪器的示值误差就是指在规定条件下测量仪器示值与对应输入量的真值之差，这和测量仪器准确度定义概念是完全相对应的，如长度用半径样板，它就是以名义半径尺寸来规定其允许的工作尺寸偏差值来确定其准确度。然后相关工作人员在测量数据时也应当加强关注，当发现不穩定不属实或者不配套的现象时，应当提高注意，可以进行进一步的分析，看看到底是为何得到了这样的结果，以保证得来的数据的精度得到相应的提高。
参考文献：
[1] 江道灼，申屠刚，李海翔，吴志力，杨贵玉.基础信息的标准化和规范化在智能电网建设中的作用与意义[J].电力系统自动化.2009（20）
[2] 胡学浩.智能电网——未来电网的发展态势[J].电网技术.2009（14）.
[3] 陈盛，李敏.电力用户用电信息采集系统及其应用[J].供用电，2011（04）.
[关键词]电力采集系统；采集时刻精度；系统故障分析
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0371-01
电力在人们生活中的广泛应用，为了方便对千家万户用户用电情况的统计，便出现了电力采集系统。现代人对电能的依赖越来越严重，各种各样的家用电器开关都在等着电力来进行启动，这也使得许多家庭在电能上消耗的费用越来越多，许多人为了减少在电费上的开支，就在电力采集系统上动起了歪心思，这样的做法不仅不利于电力部门对电力的消耗做准确的统计，更是让其他用户承受不公平的影响。
1 电力采集系统的具体介绍
首先，从电能表方面进行分析，电能表是通过 RS-485口上传至采集器，数据可冻结供工人集抄，也可网络上传集中器，可多种通信方式传输到系统的主站完成采集功能。其次，采集器则是微处理器控制的职能设备，是本集抄系统的主要设备之一。其作用是采集多个表计的电脉冲信号，并转换成数字数据信息记录保存，故称数据采集器简称采集器。在系统中，它通过 RS-485 通信电缆或 220V 电力线载波与集中器通信。接收集中器发来的各种命令，向集中器传送所记录的用户表计数据及状态。采集器还可通过红外通讯接口，在现场与手抄器通信，接受手抄器发出的各种命令，传送采集器所记录的各种数据。采集器采用 EEPROM 组成数据存储单元，采用最新时钟芯片。
2 提高电力采集系统故障时刻精度的方法
2.1 关于电力系统故障的分析
电力采集系统数据，记录过程中，故障数据以暂态数据交换通用格式记录。故障时刻之间为稳定数据，故障时刻之后为暂态数据。若不考虑不同故障类型对采样系统特性的影响以及 GPS 同步影响精度，采样系统电气传输特性引入相移与采样频率为影响原始数据的故障时刻精度的主要因素。
当电力系统发生短路、断路等故障时，将导致系统电压和频率由稳定转向剧烈变化的不稳定状态。电力系统的运行状态改变过程一般要经历一个过度状态，从一个稳态到另一个稳态的过程叫暂态过程。暂态可以分为电磁暂态和机电暂态。电力系统发生故障时，故障信号成分很复杂。在实际保护的故障信号分析中，所用信号的时间区段很短。
短路对电力系统的危害。（1）短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于电源供电问路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路时线路中的短路电流值大大增加，可能超过该电路的额定电流许多倍。短路点 距发电机的电气距离愈近（即阻抗愈小），短路电流愈大。例如么发电机端发生短路时，流过发电机定子回路的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流 10—15 倍。在大容量的系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。短路点的电弧有可能烧坏电气设备。短路电流通过电气设备导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体也受到很大电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。因此，各种电气设备应有足够的热稳定度和机械稳定度（或称动稳定度），使电气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。（2）短路会引起网络中电压降低 短路还会引起网络中电压降低，特别是靠近短路点处电压下降很最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏。（3）可能引起并列远行的发电机失去同步系统中发生短路相当于改变了网络的结构，必然引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率也相应地变化。因而当发电机的输入功率大。
当电力系统发生故障时，时刻精度将不准确，有些人还会利用这一点，做出一些不太合适的偷电，漏电的行为。所以我们必须分析出一些提高电力采集系统故障时刻精度的方法，从而使得电力的管理发展更加的完善。
2.2 对于采集时刻精度进行的分析
电量的数据采集是实现自动化的重要环节，而交流采样实时性好、相位失真 小、投资少、便于维护，因此越来越受到人们的重视。特别是随着计算机和集成电路 技术的发展，交流采样原有的困难如算法复杂、提高精度难、对 A/D 的速度要求高等已逐步得到克服，所以它呈现出取代直流采样的趋势。为此，介绍电力系统中常用的交流采样算法，分析其特点，以便正确选择其使用场合。关键词电力系统交流采样算法 随着电力系统的快速发展，电力网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化就显得十分重要，而数据采集又是实现自动化的重要环节，尤其是如何准确、快速地采集系统中的各个模拟电量，一直是电力工作者关注的热点。根据采样信号的不同，可分为直流采样和交流采样两大类。直流采样是把交流电压、电流信号转化为 0～5V 的直流电压，这种方法的主要优点是算法简单，便于滤波，但投资较大，维护复杂，无法实现实时信号采集，因而在电力系统中的应用受到限制。交流采样是把交流量转化为±5V（或 0～5V）的交流电压进行采集，主要优点是实时性好，相位失真小，投资少、便于维护；其缺点是算法复杂，精度难以提高，对 A/D 转换速度要求较高。随着微机技术的发展，交流采样以其优异的性能价格比，有逐步取代直流采样的趋势。交流采样的应用范围非常广泛，根据应用场合不同，其算法也有很多种，按照其模型函数，大致可分为正弦模型算法，非正弦周期模型算法。其中正弦模型算法主要有最大值算法、单点算法、半周期积分法、两点采样等；非正弦模型算法有均方根算法、付里叶算法等，各种算法都有其优缺点，在电力系统中的应用也不相同。
2.3 分析提高精度的方法
要使得测量的精度得到提高，首先我们可以提高测量仪器的精确度。仪器的精准对于数据的测量必然是有一定的影响，可以适量的提高电力测量得来数据的准确度。测量仪器准确度是表征测量仪器品质和特性的最主要的性能，因为任何测量仪器的目的就是为了得到准确可靠的测量结果，实质就是要求示值更接近于真值。有的测量仪器没有准确度等级指标，则测量仪器示值接近于真值的响应能力就是用测量仪器允许的示值误差来表述，因为测量仪器的示值误差就是指在规定条件下测量仪器示值与对应输入量的真值之差，这和测量仪器准确度定义概念是完全相对应的，如长度用半径样板，它就是以名义半径尺寸来规定其允许的工作尺寸偏差值来确定其准确度。然后相关工作人员在测量数据时也应当加强关注，当发现不穩定不属实或者不配套的现象时，应当提高注意，可以进行进一步的分析，看看到底是为何得到了这样的结果，以保证得来的数据的精度得到相应的提高。
参考文献：
[1] 江道灼，申屠刚，李海翔，吴志力，杨贵玉.基础信息的标准化和规范化在智能电网建设中的作用与意义[J].电力系统自动化.2009（20）
[2] 胡学浩.智能电网——未来电网的发展态势[J].电网技术.2009（14）.
[3] 陈盛，李敏.电力用户用电信息采集系统及其应用[J].供用电，2011（04）.