对称游程压缩感知测试信号建模与产生技术
随着可再生能源分布式电源的接入，电弧炉、高速铁路列车等大功率动态负荷的广泛应用，智能电网表现出区别于传统电网的动态特性:动态负荷电流的快速随机波动性和分布式电源输出功率的大范围波动性。这种快速随机波动动态特性导致用于电能计量的智能电能表的误差大幅增加，在能源互联网发展的需求下，如何有效地检测电网中动态工况下智能电能表误差，成为了亟待解决的问题。 首先，本文阐述了能源互联网背景下，分布式电源以及大功率负荷的增多导致了智能电能表出现超差现象，总结了国内外测试信号尤其是用于智能电能表测试的激励信号的研究现状，介绍了国内外基于压缩感知(Compressed Sensing，CS)的理论研究与硬件设计发展状况。 其次，给出了基于游程模式的动态测试信号建模原则;研究了目前已有的确定型动态功率测试信号与随机型动态功率测试信号及其游程特征。提出了对称游程特性CS动态测试激励信号模型，扩展了动态测试信号的游程长度范围，提高了伪随机信号测试电能表误差的效率，与已提出的CS测试信号对比，改进了渐进高斯分布特性;对称游程CS测试信号能够与OOK(On-Off Keying)动态测试信号进行对比分析，验证测试信号的有效性。 接着，设计开发了用于产生测试激励信号及误差计算的电能表测试装置，完成了装置控制板的硬件电路设计和软件程序开发，基于FPGA芯片生成了OOK确定测试激励信号和对称游程CS动态测试激励信号的控制序列，并对测试装置进行了测量不确定度评定，证明了利用本文研发的测试装置进行电能表检定，测试结果能够满足实验室测试要求。 最后，搭建了电能表动态特性测试系统，以不同对称游程模式的OOK测试信号以及对称游程CS测试信号作为测试激励信号，进行了电能表动态特性测试实验，给出了误差测试结果。分析并给出了对称游程CS动态测试激励信号与对称游程OOK动态测试激励信号测得误差之间的关系表达式，实验结果表明上述误差关系的正确性，进而说明了对称游程CS测试信号测得的电能表误差可以反映多个OOK测试信号的综合误差。
智能电能表;检测系统;游程模式;压缩感知;硬件电路;软件开发
北京化工大学
硕士
计算机技术
王学伟;高振阳
2021
中文
TM933.4:TM930.7;TP274
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）