非交叠抽取动态电能测量算法构建与噪声对功率测量算法影响研究
目前，随着新型电力系统建设，高比例可再生能源和高比例大功率非线性电力电子用电设备接入电网，电网中引入了大量动态负荷，导致电网负荷呈现随机性、波动性、间歇性;然而，动态负荷的快速波动性导致电能表计量超差，影响电能交易公平性，究其原因是，目前应用的稳态电能测量算法不能满足动态负荷条件下的准确检测要求;此外，动态负荷信号中噪声也影响功率测量算法准确度。因此，在信号检测处理领域，近年来国内外许多学者的研究工作聚焦于动态负荷条件下电能测量新算法，解决动态场景下传统电能测量算法失准问题，以及噪声对功率测量算法误差影响的评价问题。 首先，针对电能测量算法在动态情况下计量失准的问题，构建了一种非交叠抽取动态电能测量算法。针对电能计量芯片采用的传统有功电能测量算法，采用抽样响应系数矩阵抽取方法，提出了非交叠抽取动态电能测量算法，根据OOK动态条件下仿真测试结果，非交叠抽取动态电能测量算法的误差为1.94×10-4,比传统有功电能测量算法降低了约3个数量级，有效解决了动态条件下稳态电能测量算法失准的问题。 其次，为解决高斯色噪声影响下有功功率测量算法误差的快速评估问题，理论推导了高斯色噪声影响下有功功率测量算法相对极限误差。基于电能计量芯片原理，构建了有功功率测量算法模型，据此，推导了高斯色噪声引起的有功功率测量算法极限误差估计模型，探索了噪声影响下功率测量算法极限误差的影响因素，采用蒙特卡罗实验方法，验证了相对极限误差估计模型的正确性，该相对极限误差估计模型给出了评估高斯色噪声对有功功率测量算法影响的普适方法。 然后，针对高斯白噪声引起的功率测量算法误差理论分析问题，构建了高斯白噪声引起的功率测量算法误差模型。通过推导输出噪声概率密度函数，进而研究了输出噪声分布特性;推导了高斯白噪声引起的功率测量算法相对极限误差估计模型;解决了高斯白噪声影响下有功功率测量算法相对极限误差的评估问题。 最后，为研究负荷噪声特性，研究了噪声提取方法。基于小波阈值去噪与小波包阈值去噪算法，研究了小波阈值噪声提取方法与小波包阈值噪声提取方法;经实验验证，该方法可以较好地保留噪声分布特性、方差特性与功率特性;在此基础上,提取并研究了现场采集的负荷电流信号噪声;为提取并研究负荷噪声提供了有效手段。
电力系统;电能测量算法;功率测量算法;动态负荷;噪声特性
北京化工大学
硕士
信息与通信工程
王学伟
2023
中文
TM933
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）