您当前的位置:五五电子网电子知识电工技术电源自适应光学电流互感器v 正文
自适应光学电流互感器v

自适应光学电流互感器v

点击数:7191 次   录入时间:03-04 11:56:46   整理:http://www.55dianzi.com   电源
电力系统稳态和暂态电流的测量准确度,本文提出了一种新型的自适应光学电流互感器(Adaptive Optical Current Transducer,简称AOCT),如图6所示。

     在AOCT中,稳态电流参考模型和OCT的一次线圈相串联来测量同一电流,其中稳态电流参考模型的作用是提供高准确度(0.2级)的稳态电流测量值。在电力系统稳态时,根据稳态电流参考模型的测量值,应用Kalman滤波和自适应技术对OCT进行校正,消除外界因素对OCT准确度的影响,并且计算得到自适应校正系数。通过横向滤波器组来应用所得到的自适应校正系数,使得AOCT的准确度达到参考模型的稳态测量准确度。当电力系统出现故障时,立即停止计算新的校正参数,采用故障前一时刻稳态所计算出的自适应校正系数,通过横向滤波器组直接输出。
        从第3节分析可知,在9s内由温度引起的ξ 的变化对OCT准确度的影响是可以忽略的,在暂态过程(时间小于1s)中ξ 是不变的,这样在故障前后的自适应校正系数也就不变,在出现故障后AOCT是以故障前所得到的自适应校正系数作为当前的校正系数,这样在故障后由于采用了合适的自适应校正系数从而消除了温度对OCT准确度的影响,AOCT对暂态电流的测量准确度也就达到了0.2级。由于故障后的校正参数并不是以故障后参考模型的输出为基础计算出的,因此故障后由饱和等引起的参考模型的输出误差就不会对AOCT的暂态准确度产生影响。电力系统由稳态向暂态转变瞬间会在被测电流中出现奇异点,应用实时小波分析就可以检测出转变时刻,以闭锁计算校正参数的自适应算法。
        在AOCT中,只要能够提供高准确度的稳态电流测量值,就可以作为稳态电流参考模型,因此在实际应用中,既可以选择电磁式CT也可以选择有源式光纤电流传感器作为参考模型。有源式光纤电流传感器是以基于电磁感应原理的CT为电流测量单元,以光纤为信号传输通道,把高压侧的电流测量值转换为光信号传到地面进行处理。它充分利用了光纤所提供的高绝缘性能,显著地降低了制造成本、重量和体积,同时又能够提供高准确度的稳态测量值。将有源光纤电流传感器和OCT相结合构成的AOCT是以光纤来传输信号,既能够充分发挥光纤系统的高绝缘性能,又可以综合提高稳态和暂态测量的准确度。
        从AOCT的结构可以看出,AOCT属于前馈控制系统,在现代电子学中前馈控制是提高系统准确度最主要的方法之一。为了解决OCT传感头制造和运行中准确度和稳定性相互矛盾的问题,利用AOCT的前馈特性可以应用自适应算法实现0.2%的稳态和暂态测量准确度,同时,对于OCT传感头准确度的要求就大大降低,使得OCT传感头的结构大为简化。这种传感头的结构设计原则是尽量减少组成元件,输出信号中只要包含被测电流信息,准确度达到10%即可,被称之为“最简式OCT传感头”。制作相对要容易得多,更重要的是,最简式OCT传感头由于其结构最为简化,长期运行稳定性得到了极大的提高,OCT传感头是AOCT整体稳定性的最薄弱环节,采用最简式OCT传感头能够使AOCT的长期运行稳定性得以极大地提高。由于最简式OCT传感头具有结构简单、准确度要求低等特点,从而对制造人员的要求大为降低,这对于AOCT的实用化和大规模生产、应用无疑具有极为重要的意义。
    目前,研制成功的AOCT已经在河北省保定市沙窝变电站的110kV线路挂网运行,图7是在一段时间内的AOCT误差曲线。可以看出,在变电站实际运行环境中AOCT的测量误差也均在0.2%以内,实践证明了AOCT具有优良性能,已经能够完全实际应用。

6  结论
        (1)本文推导了一种新型非线性模型参数估计算法¾¾保留非线性最小二乘算法。该算法不仅可以用于OCT的参数估计,而且可以应用到其他非线性回归模型的参数估计中。
        (2)应用保留非线性最小二乘算法对传统OCT现场长期和短期的实测数据进行分析发现,采用环境温度直接对OCT进行补偿是不可取的,而且在9s内温度变化对OCT准确度的影响是可以忽略的。
        (3)本文提出了一种新型的AOCT,以稳态电流参考模型和OCT为基础,应用自适应Kalman和小波理论,建立了模型参考自适应控制系统,综合提高了暂态和稳态测量准确度;并采用最简式OCT传感头提高了AOCT的长期运行稳定性,从而解决了准确度和稳定性相互矛盾的问题。
        (4)所研制的AOCT已经在河北省保定市沙窝变电站挂网运行,实际表明AOCT具有优良性能,已达到了实用化水平。

参考文献

[1]  Ma Xianyun,Luo Chengmu.A method to eliminate birefringence of a magneto-optic ac current transducer with glass ring sensor head [J].IEEE Transactions on Power Delivery,1998,13(4):2274-2279.
[2]  Masaaki Imamura,Motonao Nakahara,Toshinao Yamaguchi.Analysis of magnetic fields due to three-phase bus bar currents for the design of an optical current transformer[J].IEEE Transactions on Magnetics,1998,34(4):1015-1019.
[3] 
王新洲.非线性模型参数估计理论与应用[M].武汉:武汉大学出版社,2002.
[4]  Li Yansong,Li Wei,Yang Yihan,et al.A new hybrid optical current transducer based on kalman filter theory[C].IEEE PowerCON,KunMing,2002.
[5]  刘晔,王采堂,苏彦民,等(Liu Ye,Wang Caitang,Su Yanmin,et al).电力系统适用光学电流互感器的研究新进展(New direction of study of optical current transducer used in power system)[J].电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems),2000,24(17):60-64.
[6]  刘国林,郭金运(Liu Guolin,Guo Jinyun).非线性参数模型平差的一个新途径(A new approach to nonlinear adjustment by parameters)[J].测绘工程(Engineering of Surveying and Mapping),1998,7(2):28-34.
[7]  张卫东,崔翔(Zhang WeiDong,Cui Xiang).光纤瞬态磁场传感器的研究与应用(Development of an optical fiber transient magnetic field sensor and its application)[J].中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE),2003,23(1):88-92.
[8]  罗苏南,叶妙元,徐雁(Luo SuNan,Ye MiaoYuan,Xu Yan).光纤电压互感器稳定性的分析(Stability research on optical fiber voltage transformer)[J].中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE),2000,20(12):15-19.

上一页  [1] [2] [3] [4]  下一页


本文关键字:互感器  光学  电源电工技术 - 电源

《自适应光学电流互感器v》相关文章>>>