[发明专利]一种智能电网数字化设备性能校验的程控功率源及方法

说明书

本发明公开了一种智能电网数字化设备性能校验的程控功率源，所述的rogowski线圈互感器和铁芯线圈互感器安装在一次线圈上；rogowski线圈互感器的信号采样装置输出端经过数字积分器与互感系数自校仪连接；铁芯线圈互感器的信号采样装置输出端与互感系数自校仪连接,还公开了校验方法，程控功率源采用高精度D/A卡生成波形信号，并运用大功率电压运放、大功率电流运放进行功率放大,通过功放智能过热自保护系统，有效提高了程控功率源的可靠性和使用寿命。因此程控功率源具有标准化、智能化、高可靠性、高性能等特点，满足智能电网相关数字化设备性能校验的多种需求。

技术领域

本发明属于智能电网设备可靠性测试领域，是为智能电网相关数 字化设备性能校验提供所需要的各种三相电压、电流功率信号或其他 测试所需信号的高可靠性、高性能程控功率源。

背景技术

2012年，国家智能电网建设已上升为国家战略，在智能电网重大 科技产业化工程“十二五”专项规划推动下，我国目前已经完成上千座 数字化智能变电站的建设。与此同时，数字化设备开始大规模应用， 而电能计量的方式也从传统的模拟信号计量转变为现代化的基于 IEC61850数字通信协议的数字化电能计量。随着数字化智能变电站自 动化技术的推广和工程建设，数字化设备在变电站的应用也越来越广 泛，对数字化设备的功能和性能要求越来越高。

目前，基于数字化设备的数字电能计量结构逐渐开始取代传统的 电能计量模式，但人们对数字化设备的硬件构成、功能模块、数据传 输及数据处理方式的研究还不够深入。其中的某些试验项目并没有充 分考虑数字化设备的自身特点及实际运行情况，对数字化设备计量性 能测试不够全面，导致数字化设备在运行中依然会遇到较多的计量相 关问题。

目前，亟需开展数字化设备计量性能评价体系关键技术研究，而 程控功率源可以为智能电网相关数字化设备性能校验提供所需要的 各种三相电压、电流功率信号或其他测试所需信号，其具有标准化、 智能化、高可靠性、高性能等特点，满足数字化设备计量性能测试的 多种需求。程控功率源保证了数字化设备计量性能测试提供必备的信 号源推动相关关键技术研究能快速、准确的实施，对数字电能计量的 实际应用和智能电网的发展具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供为智能电网相 关数字化设备性能校验提供所需要的各种三相电压、电流功率信号或 其他测试所需信号的程控功率源，尤其是提出了Rogowski线圈和铁 芯线圈组合测量单元和模糊PID反馈控制算法提高输出信号稳定性 和准确性以及自适应电源的高效功率放大器设计和基于多物理参数 模型的过热自保护系统等设计以保证智能化的提高发明的可靠性和 使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种智能电网数字化设备性能校验的程控功率源，包括一次线圈、 rogowski线圈互感器、铁芯线圈互感器、数字积分器和互感系数自校 仪，所述的rogowski线圈互感器和铁芯线圈互感器安装在一次线圈 上；rogowski线圈互感器的信号采样输出端经过数字积分器与互感系 数自校仪连接；铁芯线圈互感器的信号采样输出端与互感系数自校仪 连接。

所述的数字积分器为积分衰减和输出直流隔离的数字积分器。

其校验的方法,包括以下步骤：

第一步、首先用Rogowski以线圈电流互感器作为标准电流传感 器；精密无感电阻分压作为标准电压传感器采集程控功率源输出波 形；

第二步、将检测的电压、电流信号与标准电流、电压信号同时反 馈到模糊PID控制系统，构成闭环反馈控制，使输出更为精确和稳定；

第三步、闭环反馈控制输出的电流、电压信号经高精度D/A卡 输出模拟信号；

第四步、模拟信号经功率放大器放大产生A、B、C三相电压、电 流功率信号。