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动态测试信号建模与压缩感知电能检测方法的研究

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动态测试信号建模与压缩感知电能检测方法的研究

作者：杨京北京化工大学

学位级别：硕士

智能电网以互联网方式发展了传统电网系统,同时可再生能源和大功率动态负荷在智能电网中也被普遍使用,这一现象有利于可持续发展,但也导致了电网新特性的出现。电网新特性会引起智能电能表在检测过程中出现严重误差,造成发电、供电、用... 详细信息

智能电网以互联网方式发展了传统电网系统,同时可再生能源和大功率动态负荷在智能电网中也被普遍使用,这一现象有利于可持续发展,但也导致了电网新特性的出现。电网新特性会引起智能电能表在检测过程中出现严重误差,造成发电、供电、用电三方的经济损失和纠纷等问题。因此,准确测量电能表动态误差是电能计量领域需要解决的挑战。文章首先概述了动态测试信号、电能表动态误差检测方法、电能测量方法和压缩感知(Compressed Sensing,CS)理论的研究及发展概况。同时研究CS的实际应用情况,为研究基于CS的参考电能检测方法的应用奠定基础。然后,文章将CS应用到电能动态误差检测领域。基于动态负荷特征,建立了一种可全面体现其特征的动态测试信号统一模型。同时,通过对建立的统一模型进行模态分解,得到模态信号先验结构信息,据此构造CS测量矩阵,从而提出了动态电能的间接测量模型,完成动态电能的溯源和检测,提出了基于CS的参考电能间接测量新方法及其系统实现方案。紧接着,对CS间接测量系统进行不确定度评估,并与已提出的方法进行比较,更加直观的验证本文提出的方法有效提高了测量精确度。最后,从FIR小波滤波器的角度出发,构造用于检测动态电能的小波滤波器及其检测方法,并进行了仿真实验验证。文章解决了动态测试信号建模、动态参考电能准确测量以及测试信号动态电能检测问题。

关键词：动态测试信号压缩感知间接测量模型电能计量动态误差测试

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混合谱动态测试信号综合分析法

中国科学技术大学学报 2002年第1期32卷 111-116页

作者：余晓芬俞建卫费业泰合肥工业大学仪器仪表学院安徽合肥230009 合肥工业大学机械汽车学院安徽合肥230009

提出的混合谱动态测试信号综合分析法 ,是经典谱分析方法和现代谱分析方法的综合应用 ,即先用奇异值分解法确定混合谱信号中的谐波数 ,然后用FFT法逐个分离谐波分量 ,最后用线性回归分析方法同步分离非周期信号和随机信号分量 .还给出... 详细信息

提出的混合谱动态测试信号综合分析法 ,是经典谱分析方法和现代谱分析方法的综合应用 ,即先用奇异值分解法确定混合谱信号中的谐波数 ,然后用FFT法逐个分离谐波分量 ,最后用线性回归分析方法同步分离非周期信号和随机信号分量 .还给出了“综合分析法”的数学模型 ,并通过计算机仿真证明了该方法可高精度地辨识和分离测试信号中不同特性的信号分量。

关键词：动态测试信号信号分解混合谱信号综合分析法信号分析混合谱分析

压缩感知动态测试信号模型与电能表动态误差测试

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电测与仪表 2023年第8期60卷 181-186页

作者：袁瑞铭李雨晴姜振宇易忠林王学伟郭皎国网冀北电力有限公司计量中心北京100045 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

文中针对智能电能表动态误差的高效测试问题,分析了长时间范围内复杂动态负荷信号幅度域的快速随机波动特性,建立了压缩感知伪随机动态负荷测试信号的模型,采用Hadamard矩阵和降采样矩阵结合的测量矩阵构建方法,确定了该测试信号的模型... 详细信息

文中针对智能电能表动态误差的高效测试问题,分析了长时间范围内复杂动态负荷信号幅度域的快速随机波动特性,建立了压缩感知伪随机动态负荷测试信号的模型,采用Hadamard矩阵和降采样矩阵结合的测量矩阵构建方法,确定了该测试信号的模型参数,提出了压缩感知测量信号的产生方案。采用试验方法,对比给出了压缩感知和m序列动态测试信号条件下电能表动态测试的误差数据。研究结果表明相比较于m序列伪随机测试信号,压缩感知动态测试信号的动态误差测试效率提高了4倍。

关键词：压缩感知动态测试信号电能表动态误差测试信号模型

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挖掘机动态测试信号的微机采集与处理

农机化研究 1999年第1期21卷 78-80页

作者：高德王俊发姜国栋丁林佳木斯大学工学院哈尔滨市政一公司

Hadamrd序列动态测试信号建模与测试软件开发

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Hadamrd序列动态测试信号建模与测试软件开发

作者：李惠民北京化工大学

学位级别：硕士

在智能电网建设背景下,智能电能表(简称电能表)是智能电网电能计量以及用电信息获取的重要终端,因而要求电能表具有良好的计量准确度。但是,随着工业技术的进步,电网动态负荷用户不断增长,动态负荷呈现出快速随机性的波动特性,给电能表... 详细信息

在智能电网建设背景下,智能电能表(简称电能表)是智能电网电能计量以及用电信息获取的重要终端,因而要求电能表具有良好的计量准确度。但是,随着工业技术的进步,电网动态负荷用户不断增长,动态负荷呈现出快速随机性的波动特性,给电能表在动态条件下的准确计量带来了较大影响。因此,对电能表动态性能进行测试检验具有重要意义。本文首先回顾了电能表动态性能测试方法和装置的研究现状,并系统地分析了现有动态测试信号模型,介绍了典型动态负荷特性分析的研究现状。然后,基于Blackman窗的STFT方法,对四组电气化铁路实测数据进行了基波、谐波特性分析。根据分析结果,给出了用于电能表动态性能测试的动态测试信号模型建议。其次,基于Hadamard矩阵的特点,结合动态测试信号模型建议,建立了 Hadamard序列动态测试信号模型。通过搭建电能表动态性能测试系统,验证了测试信号模型的有效性。在测试结果分析中,指出测试信号游程长度对电能表动态性能测试的影响,并提出相关建议。再次,设计开发了基于ARM平台的动态性能测试软件,从便于操作角度设计了软件界面,从获取测试信息角度设计了数据显示模块,开发了串口和以太网参数修改接口,提出了异步测试和同步测试两种动态性能测试模式,设计了测试软件与单片机的通信帧格式。最后,基于SCPI协议提出了动态性能测试装置的程控命令集,开发了命令解析模块,并试验验证了命令的有效性和解析模块的兼容性。为将来动态性能测试装置的网络化奠定基础。

关键词： Hadamard 智能电能表动态测试信号动态负荷 SCPI

截短m序列动态测试信号的建模与关键技术研究

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截短m序列动态测试信号的建模与关键技术研究

作者：赵训波北京化工大学

学位级别：硕士

近年来,随着智能电网建设的不断发展,电力系统中动态负荷不断增加,动态负荷呈现出复杂的随机特性,对智能电能表的电能计量特性产生了严重的影响。据统计,2017年全社会用电量为63077亿千瓦时,重工业用电量达到36131亿千瓦时。因此,如何... 详细信息

近年来,随着智能电网建设的不断发展,电力系统中动态负荷不断增加,动态负荷呈现出复杂的随机特性,对智能电能表的电能计量特性产生了严重的影响。据统计,2017年全社会用电量为63077亿千瓦时,重工业用电量达到36131亿千瓦时。因此,如何正确测试评价电能表的动态计量特性引起了国内外相关领域研究人员的广泛关注。本文首先介绍了电力系统动态负荷特性分析和电能表动态误差测试的研究现状,阐述了建立具有实际动态负荷随机波动特性的智能电能表动态误差测试信号模型的重要性。其次,分析了电气化铁路动态负荷现场采集瞬时电流和瞬时功率随机信号的均值、方差、自相关函数和概率密度函数,建立了具有实际动态负荷随机特性的m序列动态测试信号模型;基于动态测试信号对电能表动态计量性能影响的特点,建立了截短m序列动态测试信号模型;针对动态测试信号在电能表动态误差测试过程中的电能量值溯源问题,推导了动态测试信号的电能量值溯源公式,给出了动态误差计算公式。然后,设计了动态测试信号产生的部分硬件电路和编写了相关单片机和FPGA/CPLD软件程序,基于动态测试信号整周期测试问题设计了同步测试方法,针对智能电能表动态误差测试过程中的测量不确定度进行了评估。最后,研发了 HE5025智能电能表动态误差测试装置,设计了电能表动态误差测试方案并搭建了测试系统,采用m序列动态测试信号对国内不同厂家生产的电能表进行了实验测试,并对截短m序列动态测试信号进行了实验验证,测试结果表明本文研究的动态测试信号合理有效,能够应用于测试评价电能表的动态计量特性。

关键词：动态负荷截短m序列智能电能表动态误差动态测试信号

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关口电能表动态误差实验室测试方法

电测与仪表 2017年第13期54卷 20-23,48页

作者：陆以彪陈碧希李鹏康德功国网黑龙江省电力有限公司计量中心哈尔滨150070 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

提出了电能表动态性能测试技术的研究状况和存在的问题,从电能表内部的计量工作原理和外部动态负荷运行工况的影响两个方面,分析了影响电能表测量误差的因素;给出了OOK动态负荷测试激励信号模型,基于此模型,提出了关口电能表实验室动态... 详细信息

提出了电能表动态性能测试技术的研究状况和存在的问题,从电能表内部的计量工作原理和外部动态负荷运行工况的影响两个方面,分析了影响电能表测量误差的因素;给出了OOK动态负荷测试激励信号模型,基于此模型,提出了关口电能表实验室动态误差测试实验方法和测试系统的构建方案,建立了电能表动态误差测试系统,采用该系统对不同型号关口电能表进行动态误差测试;最后分析了动态误差测试数据,指出了关口电能表动态误差存在的问题。

关键词：电动态负荷关口电能表动态误差动态测试信号