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在電力線電壓與電流信號進行采集測量中，電流測量相對來說更復雜一些，這不僅因為電流互感器需要更寬的動態(tài)測量范圍以應付不同負載，而且電流波形中還含有很多諧波成分，所以它還必須有更寬的頻率響應范圍。目前的電流感應技術已不能經濟有效地測量較大的電流。本文在介紹幾種電流測量方法包括利用數(shù)字積分器將來自Rogowski線圈電流感應器的di／dt信號輸出轉換成合適的信號，并可將數(shù)字積分器方法應用于大電流計量儀表或保護電路中。

1.已有電流測量感應方案

目前有三種感應技術最為常用，分別是小電阻電流旁路、電流互感器和霍爾效應傳感器。

小電阻電流旁路

電流旁路是當前成本最低的一種方案，小電阻電流旁路技術可用較低成本得到較高精度，而且電流的測量也很簡單。在進行高精度電流測量時，需要考慮旁路的寄生電感，該電感量典型值為幾個nH，頻率較高時它將影響旁路阻抗的幅值；但它對相位的影響即使在工頻條件下仍非常大，功率因數(shù)較低時會產生明顯誤差。小電阻電流旁路在電能計量應用中被普遍采用，但是因為電流旁路基本是一個阻性元件，它產生的熱量與通過電流的平方成正比，所以這一自熱問題使旁路技術很少用在大電流測量中。

電流互感器

電流互感器（CT）是一種將初級電流轉換成次級小電流的變壓器，它是目前大電流電子計量中使用得最多的感應器。電流互感器可以測量非常大的電流，消耗的功率卻很少，但由于是磁化電流，它一般相應會有一個很小的相移（0.1°～0.3°）。如果沒有校正，低功率因數(shù)下會產生相當大的誤差。此外，鐵芯使用的鐵氧體材料在大電流下會飽和，而且磁化后鐵芯還會產生磁滯現(xiàn)象，除非重新去磁，否則精度就會下降。

當電流涌動超出互感器額定電流，或者在電路中實際有直流元件（如驅動一個大的半波整流負載）時，互感器將會產生飽和現(xiàn)象。目前處理飽和問題的方法是采用磁導率非常高的鐵氧體材料，然而與鐵芯互感器相比，這種互感器一致性較差而且相移更大。

霍爾效應傳感器

霍爾效應傳感器有兩種主要類型，即開環(huán)型和閉環(huán)型，電流計量中使用的絕大多數(shù)霍爾傳感器均采用開環(huán)型設計以降低系統(tǒng)費用?；魻杺鞲衅骶哂型怀龅念l率響應特性，能夠測量非常大的電流，不過這一技術的缺點是霍爾傳感器輸出的溫度漂移很大，常常需要有一個穩(wěn)定的外部電流源。

2.采用Rogowski線圈方案

一個簡單的Rogowski線圈就是一個電感器，它與流過初級電流的導體之間具有互感作用。Rogowski線圈一般為氣芯線圈，因此從理論上講不存在磁滯、飽和或者非線性現(xiàn)象。如“圖1”所示是一個Rogowski線圈電流感應器，它由N匝線圈圍繞一條直導線組成，線圈與導線內電流所產生的磁場垂直

其輸出電壓e正比于被測電流的變化率即e（t）=Mdi／dt，要得到被測的一次電流信號i，須對Rogowski線圈二次輸出的電壓信號積分。

常數(shù)M表示Rogowski線圈的互感，單位為亨利（H），它表示單位di／dt下線圈輸出的信號電平。線圈的輸出電壓取決于初級電流di／dt變化率，因為只有在磁場變化時才會產生電動勢，所以Rogowski線圈不能用來測量電流中的直流分量。這種感應器能很容易測量幾千安培的交流電流，這也是它能在許多大電流測量應用中非常有用的原因。因為沒有鐵芯，因此在很寬測量范圍內都不會有非線性現(xiàn)象（從幾安培到幾百安培），頻率范圍寬，一般可設計到從0.1-100MHz以上。由于它靠磁場進行測量，所以這種類型傳感器與電流互感器相比易受外界磁場干擾的影響。

2.1減少外磁場干擾的方法

減小多余回路面積

任何導體形成的回路都會形成磁場，所以應盡量減小多余的回路面積以降低干擾。如用圖l中的螺旋形氣芯Rogowski線圈檢測圍繞圓環(huán)的磁場時，繞組本身卻構成一個我們并不希望的回路，從而使其很容易受垂直于圓環(huán)干擾的影響。

采用消除干擾的設計干擾一般都是由遠端磁場產生，所以它非常均勻地分布在整個感應器上。對Rogowski線圈很重要的一點是要區(qū)分開遠端的干擾和近端的信號，將線圈設計成能消除掉遠端的干擾，例如螺旋線圈的圓環(huán)形狀能保證當遠端干擾施加到線圈上時有相反電動勢出現(xiàn)。減小干擾要保證繞組盡可能一致，同時減小線圈的阻抗。

屏蔽

屏蔽能增加額外的保護，不過對頻率低至工頻的磁場進行屏蔽需要很厚屏蔽層，或者使用高磁導率屏蔽材料。如果Rogowski線圈設計得好，也可以不用屏蔽。

2.2積分器設計

模擬積分器

因為Rogowski線圈的輸出與電流對時間的導數(shù)成正比，所以需要一個積分器將di／dt信號轉換成i（t）函數(shù)以進行下一步處理。傳統(tǒng)方法使用高性能運算放大器構建模擬積分器，圖2是用運算放大器設計的一個簡單積分器。

這種模擬技術的最大困難是積分器在長期工作和惡劣環(huán)境下很難保持一定的精度，這是妨礙Rogowski線圈被廣泛采用的一個主要原因，即使在傳統(tǒng)的大電流工業(yè)測量中也是這樣。

數(shù)字積分器

為克服這一缺點最近開發(fā)出一種數(shù)字實現(xiàn)技術，通過對數(shù)字積分的Rogowski線圈測量的設計與現(xiàn)場實測表明：

數(shù)字積分器結構靈活，調節(jié)方便，只需要調整積分參數(shù)算法即可，而模擬積分器需要修改硬件。

數(shù)字積分器幅值響應特性非常接近理想值，如果采用具有片上數(shù)字積分器的IC，則以Rogowski線圈構建電能表就像使用電流互感器或旁路傳感器一樣簡單。氣芯線圈沒有磁滯、飽和、非線性等問題，且在大電流應用中有很突出的性能，并可以針對模擬電路的漂移進行有效的補償。

數(shù)字積分器的相位特性優(yōu)良。模擬積分器中的模擬器件參數(shù)不同，會引入微小的相位響應變動，需要進行相位校準。數(shù)字積分器的相位響應主要由算法決定，具有一致性。

數(shù)字積分器技術的其它優(yōu)點是時間和環(huán)境變化不會影響它的穩(wěn)定性，這一點對戶外大電流計量至為重要，因為戶外的環(huán)境惡劣。

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關鍵字：GPS技術；電力工程；測量；準確

中圖分類號：U673.37文獻標識碼：A

一、電力工程GPS測量技術應用特征

電力工測量工作一般要求嚴格，出現(xiàn)問題時將會引發(fā)非常嚴重的安全問題以及能源利用問題，因而在目前電力工程中我國施工單位紛紛采用GPS技術進行工程整體測量。由于GPS技術也具有一定的功能優(yōu)勢，適用范圍也較為廣泛，在進行測量過程中能夠為各類用戶連續(xù)提供動態(tài)目標的三維位置、三維速度及時間信息，方便、準確地對工程進行全方位測量。如下對GPS測量技術的主要功能特點進行詳細介紹：

（一）功能多、用途廣。目前GPS技術應用范圍較為廣泛嗎，能夠使用不同類型的工程項目中，同時對于測量的測速和測時都能夠達到一定的快速性、方便性。因而被廣泛使用在各行業(yè)測量中，電力工程測量也是如此。

（二）定位精度高。傳統(tǒng)的電力工程測量技術由于人為操作或是簡單機械操作，在部分環(huán)節(jié)上會出現(xiàn)一定的誤差，這樣就會導致測量數(shù)據(jù)的失效性，數(shù)據(jù)的不準確就會導致工程整體施工質量的降低，嚴重影響電力工程項目的高效進行。然而GPS技術使用過接收衛(wèi)星實行全方位多點化測量，定位精度相對較高，能夠準確地對工程位置進行正確的測量，有效地保障測量數(shù)據(jù)的真實性、準確性。

（三）實時定位。GPS技術能夠實現(xiàn)三維位置測量，在進行電力工程項目測量中能能夠保障定時定位，為整體工程項目建設提供有效的保障。

（四）觀測時間短。傳統(tǒng)電力工程測量技術都是靜態(tài)相對定位模式，在觀測時間上會有所浪費，雙頻機在進行接收發(fā)送中會消耗大量時間不利于工程正常進展。對于GPS技術是采用動態(tài)定位模式，每次觀測只需要幾分鐘，整體縮短工程側來周期，提升工作效率。

（五）觀測站之間無需通視。傳統(tǒng)的觀測方法一般受到環(huán)境的影響，因而要保持觀測站之間良好的通視條件，同時也要考慮測量控制網圖形結構。而GPS技術對于觀測站的視野通視條件只要求15度以上即可，因而不需要建立相應站與站的通視。

二、GPS在電力工程測量應用中的問題及解決方法

（一）控制點分布廣泛，影響測量準確性

對于GPS測量技術而言，由于其控制點分布一般較為廣泛，都處以不同的位置，這樣在接收衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)處理過程中就會影響測量數(shù)據(jù)的的準確性，導致電力工程整體項目實施質量的整體降低。針對這類問題在進行電力工程測量過程中，應盡量遠離大功率額電氣設備，以防電頻之間的干擾。同時應選擇寬闊的場地進行工程測量，減少障礙物對信號的阻擋，尤其是具有衛(wèi)星信號干擾的物體。

（二）平面坐標與基準坐標獨立導致數(shù)據(jù)精準度降低

目前由于我國現(xiàn)代科技水平整體成熟度不強，在進行電力工程測量過程匯中就會出現(xiàn)平面坐標和基準水準獨立現(xiàn)象，從而導致GPS技術控制點搜索中就會出現(xiàn)一定的問題，這樣就會影響測量數(shù)據(jù)的精確度。所以在電力工程測量過程測量中應加強常規(guī)儀器對基準水準的聯(lián)測，通過相應的控制措施保障GPS技術的測量的精確度，為電力工程整體提供有效的數(shù)據(jù)保障。

（三）測量過程中障礙物的干擾

由于GPS技術使用過接收衛(wèi)星實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號傳遞對工程項目進行的全方位測量，因而在勘測現(xiàn)場，障礙物以及干擾物體的擁擠，就會導致傳遞信號的不準確性和不完整性，嚴重降低工作效率，不能夠充分發(fā)揮GPS測量技術的優(yōu)勢。解決措施就是測量實行時盡量在視野開闊、障礙物尤其是能產生干擾信號的物體少的場地進行，從而保障信號數(shù)據(jù)的完整、準確傳遞，降低信號不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)，實現(xiàn)電力工程測量整體低誤差、高質量的目的。

（三）不同測量裝置限制不同測量，具有一定的差異性

對于GPS技術而言，不同型號的測量裝置在進行測量中會產生不同的測量成果，同時與常規(guī)的側來那個相比較也會有所偏差，這樣就影響整體工程施工。解決措施就是對側來那個數(shù)據(jù)進行平差計算，減少過高或是過低數(shù)據(jù)的存在；二就是改正歸算到高斯投影面以及歸算至大地水準面環(huán)節(jié)，從而總體降低差異性的存在。

（四）兼容性不強

眾所周知，CPS技術是一門新興技術，目前對于CPS技術而言，現(xiàn)行沒有完善的的操作規(guī)范標準，與此同時．我國目前也還沒有頒布全國統(tǒng)一的地理信息標準格式。導致導航產品生產商所提供的電子地圖格式一般會相互不兼容。

三、結束語：

社會整體不斷進步，促使現(xiàn)代化需求產生更高的標準，加強科技技術的提升，能夠有效地保障我國現(xiàn)代事業(yè)的快速高效發(fā)展，以應對社會整體不斷發(fā)展的步伐。通過使用GPS測量技術有效地提高電力工程測量的準確性，提升整體項目的施工質量，保障能源利用的高效性，為我國電力事業(yè)的可持續(xù)有效發(fā)展提供堅實的保障，推動我國經濟效益最大化模式的實現(xiàn)。

參考文獻：

[1] 王梓.GPS技術在電力工程中的應用.《科技創(chuàng)新與應用》.2013年07期

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【關鍵詞】LabVIEW;電力諧波;FFT;濾波;加窗

1.引言

諧波現(xiàn)象主要是由大容量電力設備和用電整流或換流設備，及其他非線性負荷造成。正常低壓電網信號若無污染，在示波器上顯示為一個頻率為50Hz的理想正弦波，一旦電壓產生畸變，波形將會失真，無論諧波含量多少，都會使電力系統(tǒng)的功率因數(shù)下降[1]。

諧波對電力設備的影響和危害，可分為兩類：第一類是對電力設備的影響，它可造成設備損壞、減少設備壽命、降低出力等;第二類是對計算機、繼保及監(jiān)測裝置的影響，它可造成設備工作失誤或性能惡化[2]。因此，保證電力系統(tǒng)的安全和用戶用電的可靠性，實時和準確地對電網諧波含量進行測量與分析顯得尤為重要。

2.系統(tǒng)工作原理

諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，它的頻率是基波頻率的整數(shù)倍，所以通常稱它為高次諧波。

系統(tǒng)通過傳感器、數(shù)據(jù)采集卡，完成電壓/電流實時采集，上位機軟件部分對采集到的信號進行數(shù)字濾波、加窗、FFT運算，從而計算出電參量值。

通常用諧波含有率、總諧波畸變率這兩個專業(yè)名詞來表征諧波的嚴重程度。

求模擬信號連續(xù)頻譜的一般方法是對它作傅里葉變換。而任何一個滿足狄里赫利條件的非正弦周期函數(shù)f（t）均可分解為傅里葉級數(shù)[3]：

（1）

式中ω=2π/T，T為f（t）的周期。

（2）

（3）

（4）

和分別為各頻率成分的幅值和初相角：，。

假設用FFT算法求第n次諧波的實部和虛部分別為，，第n次諧波電壓的幅值U（n）為：

（5）

電壓諧波計算公式如下：

第h次諧波電壓含有率HRUh，如公式（6）所示：

（6）

式中Uh是第h次諧波電壓（方均根值），U1指基波電壓。

諧波電壓含量UH，如公式（7）所示：

（7）

電壓總諧波畸變率THDu，，如公式（8）所示：

（8）

3.電力諧波測量系統(tǒng)整體設計

3.1 硬件電路

基于LabVIEW的電力諧波測量系統(tǒng)由電壓、電流傳感器、NI9219數(shù)據(jù)采集卡、NI USB-9162模塊外盒連接器、計算機組成，系統(tǒng)硬件結構框圖如圖1所示。NI9219數(shù)據(jù)采集卡是四通道通用輸入模塊，可對電壓、電流信號進行采集和調理，經過NI USB-9162轉換，經USB接口輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)可同時采集6路電壓、電流信號，自定義采樣模式、采樣率及采樣數(shù)，可顯示各通道當前測量值以及整個測試過程中的最大、最小值及平均值。采集過程中，以圖表的形式實時顯示整個測試過程中各相位的電壓、電流變化情況，并對測量的原始數(shù)據(jù)進行記錄保存[4]。

圖1 電力諧波測量系統(tǒng)硬件結構框圖

3.2 軟件電路

基于LabVIEW的電力諧波測量系統(tǒng)是利用DAQmx在LabVIEW環(huán)境中進行數(shù)據(jù)采集和分析，軟件的流程框圖如圖2所示。

根據(jù)模塊化的編程思想，將測量系統(tǒng)軟件設計分為系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲4個部分。

系統(tǒng)配置環(huán)節(jié)完成NI9219采集物理通道及被測目標范圍、采樣模式、采樣率及采樣數(shù)、觸發(fā)模式及觸發(fā)邊沿等參數(shù)設定。

數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)是系統(tǒng)按照測量者的設定，讀取模擬輸入通道中多個波形數(shù)據(jù)。為防止緩沖區(qū)中未被讀取的數(shù)據(jù)被提前覆蓋，需協(xié)調好采樣頻率、緩存區(qū)大小和每次讀取數(shù)據(jù)量三者間的關系。而為防止在運算中頻域出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，連續(xù)信號的采樣頻率fs（每一通道獨立采樣頻率）需滿足奈奎斯特采樣理論，即：

fs≥2f1nmax （9）

式中f1為基波頻率（50Hz），nmax為最高諧波次數(shù)。但是在工程應用中，為保證數(shù)據(jù)采樣精度，一般留有一定的裕度[5]：

fs=（4～6）f1nmax （10）

數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)包括數(shù)據(jù)濾波、信號加窗、諧波分析三個部分。本系統(tǒng)采用FFT算法分析電壓諧波。為了提高檢測精度，還利用加窗插值算法對FFT算法進行了修正，這樣就可減少泄漏，有效地抑制諧波之間的干擾，從而精確的測量各次諧波電壓和電流的幅值及相位。

圖2 諧波含有率分析軟件流程圖

4.實驗結果和數(shù)據(jù)分析

在LabVIEW環(huán)境中設計一個信號發(fā)生器，運用數(shù)據(jù)采集板（DAQ）所具有的模擬輸出功能，作為信號發(fā)生器的模擬輸出端口。程序使用Sine Waveform函數(shù)產生標準正弦波，模擬現(xiàn)實中正常的電壓波形，使用Gaussian White Noise Waveform函數(shù)作為干擾源，添加在標準正弦波上，模擬受污染的電壓波形，前面板如圖3所示。

圖3 受污染的電壓波形示意圖

圖4 電壓諧波分析示意圖

正弦波加上高斯白噪聲作為信號模擬輸出，經過數(shù)據(jù)濾波、信號加窗、諧波分析三個步驟，電壓諧波分析示意圖如圖4所示，模擬220KV、50Hz正弦波受到高斯白噪聲污染后，測得電壓諧波畸變率為0.02256%，檢測的電壓頻率是49.99Hz，滿足國家標準《電能質量公用電網諧波》[6]。

多次實驗結果顯示， THDU絕對誤差不大于0.03%，相對誤差不大于0.408%，精度較高， 實現(xiàn)了儀器的設計要求。

5.結束語

本文介紹的基于LabVIEW的電力諧波測量系統(tǒng)，THDU絕對誤差不大于0.03%，相對誤差不大于0.408%，精度較高。系統(tǒng)可實時測量電網諧波，通過計算機自動測量和采集數(shù)據(jù)，實時顯示和存儲數(shù)據(jù)，利用標準的數(shù)據(jù)采集模塊和LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境，實時性較高，擴展性好，可實現(xiàn)快速二次開發(fā)集成，極大地提高開發(fā)效率。

參考文獻

[1]林海雪，孫樹勤.電力網中的諧波[M].中國電力出版社，1998：59-62.

[2]張直平，李芬辰.城市電網諧波手冊[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3]李庚銀，陳志業(yè)等.快速傅里葉變換的兩種改進算法[J].電力系統(tǒng)自動化，1997，21（12）：37-40.

[4]ASAN GANI，M.J.E.AALAMI.A LabVIEW based Data Acquisition Systemfor Vibration Monitoring and Analysis.IEEE Design and Test of Computer，2002，page（s）：62-74.

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關鍵詞：工程測量；質量；控制

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：

前言

在電力工程建設中，施工前的測量是一門實踐性、專業(yè)性、技術性很強的工作，它對于電力工程的整體進度、質量、投資都具有極其重要的影響。在電力工程測量中，影響電力工程測量質量的因素有很多。因此，加強對測量質量控制，提高測量人員的技能是提高電力工程測量質量的重要環(huán)節(jié)，在電力工程測量工作中必須明確任務和作用，養(yǎng)成認真負責、實事求是的工作態(tài)度和作風，才能為確保電力工程測量質量打基礎。1.影響電力工程測量質量的因素

與其他工程項目相比，電力工程測量有其自身的特點。測量質量的好壞，與測量施工人員的技術水平直接相關，測量儀器操作人員的操作水平將直接影響測量成果的精度。測量施工方案的確定，對測量定位精度及測量施工進度具有決定性的影響。在施工控制網及微型控制網的測設過程中，控制網的圖形結構及控制點方向聯(lián)測數(shù)目、方向觀測的測回數(shù)等對控制網的精度及可靠性均有重要影響，但并非觀測測回、聯(lián)測方向的數(shù)量越多越好，技術人員對此應予以綜合考慮。電力工程測量質量的好壞，還直接受現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的影響，如現(xiàn)場通視條件不良及風雨天氣等都將直接影響測角及測距精度。測量儀器精度及各種儀器誤差也會對測量結果帶來不利影響。儀器問題，在電力工程測量過程中，常常會出現(xiàn)工程測量儀器由于管理問題而出現(xiàn)質量偏差。具體分析儀器問題主要有：儀器保養(yǎng)不夠。工程測量儀器需要定期維修養(yǎng)護，但是由于電力工程測量任務嚴峻，使得對儀器的使用往往會超長規(guī)時間，并由此引起損壞，導致錯誤測量數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。儀器管理混亂，儀器應該有專門人員管理，而且管理者應該具備一定的儀器使用知識。但是，在測量過程中，由于測量現(xiàn)場人員混雜就導致對儀器的管理不夠重視，往往是現(xiàn)場管理，事后隨意。測量操作失誤，電力工程測量儀器屬于高精密儀器設備，對儀器的操作必須要嚴格按照規(guī)程進行。而不嚴格的操作方法會降低儀器的靈敏度，使得測量工作出現(xiàn)誤差。主要體現(xiàn)在工程測量人員對新的儀器設備不熟悉；工程進度要求緊迫，簡單查看就匆忙操作。忽視測量質量的檢驗，使現(xiàn)有的監(jiān)管控制不到位，這種情況對電力工程測量十分不利，會給工程測量埋下隱患。

2.電力工程測量質量的控制2.1電力工程測量質量控制方案。測量前的檢查與控制，測量前的方案制定及準備工作，在很大程度上決定電力工程測量施工的質量，測量施工質量事前控制應是工程測量質量控制的關鍵階段。在本階段，應采取各種措施對測量施工的先決條件進行檢查與控制，最大程度的消除影響測量施工質量的各種不利因素，具體應做好以下工作：確認測量人員的組成及數(shù)量。測量工作是一門技術性和專業(yè)性很強的工作，測量人員的技術水平和操作經驗對測量施工質量有著很大影響。確定測量施工方案，對于具體的施工方案，可以有效改善控制點的精度、節(jié)約測量施工的人力消耗、加快施工進度。在測量施工方案審查過程中，有關人員務必到現(xiàn)場親自查勘，以確認方案中控制點的位置布設合理、實用。在確認現(xiàn)場條件具備的前提下，負責人員應繼續(xù)審查控制網的觀測方案是否能夠滿足設計精度要求。在審查觀測方案時，如果確認控制網整體精度難以提高時，應根據(jù)系統(tǒng)的設備安裝特點及現(xiàn)場條件，采用獨立邊角自由網，以確?？刂凭W的內部符合性，使各點位誤差分部均勻，在精密工程測量中尤應注意這一點，否則將無法保證設備及工藝系統(tǒng)的安裝精度。

2.2測量儀器設備檢查控制。在電力工程測量過程中，測量儀器精度及數(shù)量會直接影響到測量成果的質量和施工進度。在具體的測量工作中應根據(jù)所承擔的測量任務難易、工作量大小來確認所用儀器精度及數(shù)量是否能夠滿足電力工程測量任務的需要。同時，為保證測量成果的可靠性，應定期對測量儀器進行校核。還要完善測量技術，當前電力工程規(guī)模目益擴大，施工技術精度要求越來越高。因而在電力工程的施工測量中，采用原有的測量方法和手段已無法滿足現(xiàn)在工程測量的要求。電力工程測量的管理者要有發(fā)展的眼光，結合自身發(fā)展需要，盡早引進實用的新儀器，以提高電力工程測量質量，適應現(xiàn)代電力工程工程快速、高效、優(yōu)質的施工需要。

2.3電力工程測量施工設計文件審查控制。進行測量定位放線的依據(jù)是土建及安裝施工圖和己獲批準的測量基準點，根據(jù)提供可靠的測量基準點，測得相關設計數(shù)據(jù)，并與施工圖一致，相關人員共同對定位放線數(shù)據(jù)進行圖紙會審，檢查建筑與安裝施工圖中同一物項相對位置關系描述的一致性，在設備安裝定位過程中，還應審查設計指定的安裝基準點相對位置關系是否滿足電力工程系統(tǒng)的安裝精度需要，否則有可能給設備安裝帶來嚴重不利影響，使前期測量工作功虧一潰。

2.4電力工程測量質量的控制。測量先決條件檢查雖然消除了大部分影響測量施工質量的隱患因素，但測量施工現(xiàn)場的情況是在不斷變化的，測量施工方案中制定的措施在實際執(zhí)行過程中能否順利實現(xiàn)，還會受到許多客觀因素的影響，因此，在測量施工過程中，相關人員應進行跟蹤檢查，以確認測量方案及各種先決條件得到了可靠執(zhí)行。測量施工的事后控制。測量施工控制網或施工定位放線測設完畢后，是否達到了精度要求，應對外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理。對測量施工控制網技術書或定位檢測資料進行檢查。檢查過程中應注意其數(shù)據(jù)處理方法是否得當，各項觀測數(shù)據(jù)有無超差或誤用情況，發(fā)現(xiàn)問題后應及時進行整改。對于可疑的數(shù)據(jù)，應進一步確認，并應到實地進行外業(yè)復查，以確保測量數(shù)據(jù)可靠，精度滿足設計要求。提高測量工作人員的測量能力。在進行施工測量質量監(jiān)控時，加強對施工測量的監(jiān)控。對主要的施工測量放樣，一定要復測，最好采用各種不同的方法加強校核工作。

2.5制定有關電力工程測量質量的相關制度。在電力工程測量時嚴格遵守相關的規(guī)章制度，確保工程測量質量。要做到逐步加強，實施在各個工程測量管理環(huán)節(jié)（測量成果交接、復測、施工過程檢查等）也必須執(zhí)行有關管理制度、辦法，以規(guī)范測量作業(yè)行為，保證測量成果質量。

3.電力工程測量中應注意的事項測量前，要對在工程檢測所用到的儀器，水準尺做一次全面的檢查，以防在施測的時候出現(xiàn)不必要的問題。儀器安置穩(wěn)，在選在位置時，要選擇比較堅實的地方，三角架不但要踩牢，且高度要適合觀測者身高，觀測過程中不要觸碰三角架。全站儀架頭如果不水平連接螺栓斜會造成垂球線偏離度盤中心，影響對中精度。全站儀使用方法：對中,整平方法，對中稍松開連接螺栓,兩手扶基座,在架頭上平移儀器,從光學對中器中觀察,直到測站點移至光學對中器的刻畫圈內為止(對中誤差小于3mm),再擰緊連接螺栓,若誤差過大,可重新移動三腳架,直到符合要求為止。整平，轉動照準部,使水準管平行于任意一對腳螺旋,相對旋轉這對腳螺旋,使水準管氣泡居中。水準尺要立直，防止尺身傾斜造成讀數(shù)偏大，要經常檢查和凈尺底泥土，水準尺要立在堅硬的點位上(加尺墊、釘木樁)作為轉點前后視湊數(shù)尺子必須立在同一標點上。塔尺上節(jié)容易下滑，使用時要檢查卡簧位置，讀數(shù)是否連續(xù)完整，防止造成尺差錯誤。了解水準尺的刻劃規(guī)律，讀數(shù)應由小到大，數(shù)值增加方向(不管上下，由小到大)。如果是倒鏡，讀尺要從上往下讀數(shù)。

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關鍵詞：RTK技術；電力工程測量；

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：

一、當前測量缺陷及RTK 技術的優(yōu)勢

1.1當前測量缺陷

（1）操作難度大。線路測量是電力項目建設的核心環(huán)節(jié)，測量質量在很大程度上決定了電力項目改造的成效。但過于注重施工期間的監(jiān)管，工程單位忽略了線路測量其他環(huán)節(jié)的管理，使得線路勘測方案執(zhí)行的難度增大。線路測量數(shù)據(jù)不準，不僅給設計人員的操作造成誤導，也降低了電力線路規(guī)劃方案的可行性。

（2）設備運用少。線路勘測并非簡單的數(shù)據(jù)調查，而是要求技術人員制定一套完整的勘測方案，再根據(jù)工程建設的質量要求完成測量工作。因國內電力線路涉及的區(qū)域廣闊，必須要采用先進的自動化設備才能獲得準確的勘測數(shù)據(jù)。電力單位從成本角度考慮，為了降低線路測量費用而減少了多種設備的運用。如：線路勘測時多數(shù)以人工勘測，一些先進的電子檢測儀、勘測儀器等未全面推廣等，這些都影響了線路測量的準確性。

（3）定位勘測難。一般情況下，小范圍電力線路測量只需安排專業(yè)人員完成即可，技術人員按照勘測要求即可完成具體的測量工作。隨著城市及農村地區(qū)的改革發(fā)展，電力系統(tǒng)的功能結構日趨復雜化，電力線路所覆蓋的范圍更大、傳輸?shù)木嚯x更長，給定位勘測造成了較大的難度。其中，線路測量定位不準是最為不利的，定位失效對勘測數(shù)據(jù)的準確性有直接影響。定位勘測困難也從側面上反映了施工單位測量技術的落后。

1.2RTK 技術的優(yōu)勢

（1）定位精確度高。常規(guī)儀器在作業(yè)的過程中，儀器的對中整平精度不高，定向觀測的扶桿對中也會出現(xiàn)誤差，從而產生誤差的積累，最后導致整體測量出現(xiàn)很大的偏差。而在采用 RTK 技術進行送變電線路測量時，多少也會存在扶桿對中上的誤差，但誤差不會積累，運用手薄軟件就可以快速準確的放出直線樁，每個直線樁產生誤差都是測量該樁時獨立產生的，不會受到上一個測量點誤差的影響，也不會對下一個測量點的測量產生影響。

（2）操作簡便、數(shù)據(jù)處理能力強。常規(guī)儀器作業(yè)必須配有草圖記錄，只能采集到坐標、平距、高差。而 RTK 基準站不需要任何設置，移動站就可以邊走邊獲得測量結果坐標或進行坐標放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷的與計算機或其它測量儀器通信。

（3）工作量較少。常規(guī)儀器在作業(yè)之后，需要人工繪圖，工作量較大。而 RTK 技術只需要通過所采集的數(shù)據(jù)直接生成平面圖和斷面圖，圖紙精確度有所提高，并使圖紙標準化。

二、縱斷面測量與風偏測量

在運用 RTK 技術對進行送變電線路中的縱斷面測量和風偏測量時，作業(yè)的過程中應重點注意以下幾個注意事項。

( 1) 為了及時的了解測點至線路轉點之間的線距，并及時的了解測點對線路的偏距，應盡量使用線放樣的功能，其對有效測量點的選擇是非常有用的，但在收集點相關的測量數(shù)據(jù)時，精度指標必須達到要求。

( 2) 移動站開始進行工作時，除了輸入必要的參數(shù)，也必須根據(jù)已經有的點給予相應的檢查，點的平面、高程誤差或線的距離誤差等不應超過設備對應規(guī)程精度的兩到三倍。

( 3) 風偏的測量應按要求測量風偏點高程的地面和相應的地面上樹木、建筑物高度，同時還應計算風偏對點線路的垂直投影距離和偏移。一般風偏點測定一個點，重要部分應測定至少三個風偏點的點。在測定的過程中，移動站點位的選擇取應決于接收衛(wèi)星信號和數(shù)據(jù)鏈信號的強度作出適當?shù)恼{整，根據(jù)測量數(shù)據(jù)和適當?shù)姆椒ǖ贸鲂枰c其他相關數(shù)據(jù)。

三、RTK技術應用于線路測量

電力工程建設對社會主義現(xiàn)代化發(fā)展有著極大的推動作用，搞好電力項目建設也是施工單位的根本職責?？茖W技術是提高電力工程質量的保證，也只有依靠先進的勘測技術才能獲得最有效的工程數(shù)據(jù)。經過很長時間的經營調整，我國電力行業(yè)已經形成“高科技人才”發(fā)展戰(zhàn)略，高素質技能型人才引入到電力行業(yè)之后，各種工程勘測工作效率顯著提高。鑒于GPS技術的普及運用，RTK技術推廣于電力線路勘測也是必不可少的，動態(tài)定位技術擺脫了傳統(tǒng)靜態(tài)定位勘測的不足，RTK技術的使用情況如下：

3.1控制測量。

傳統(tǒng)測量模式不僅操作難度大，且最終勘測區(qū)域的定位精度較低，嚴重影響了線路測量數(shù)據(jù)的獲取。若在線路勘測中引進RTK技術，可結合動態(tài)定位技術提高觀測數(shù)據(jù)的準確性，及時反饋線路測量的情況以提升作業(yè)效率。如：技術人員觀察到動態(tài)指令信號，根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)判斷測量質量，符合要求即可進行下一步操作。

3.2地形測圖。

電子繪圖也是RTK技術的一大優(yōu)勢，測量人員可在自動化操作平臺上完成地形繪圖工作?？紤]到傳統(tǒng)手工繪圖存在數(shù)據(jù)錯誤、標位不準等問題，RTK技術所具備的測圖功能顯得更加實用。如：RTK配合電子手簿能完成多種地形圖的測繪，包括：普通測圖、電力測圖、空間測圖等，這些與未來電力工程的改造發(fā)展是相匹配的。

3.3定位放樣。

大型電力工程的勘測對線路定位放樣的要求更加嚴格，確保定位放樣的準確性是線路測量效率的保證。RTK中定位放樣實現(xiàn)了智能化操作，測量人員只需將選定的點位坐標輸入電子手簿，根據(jù)GPS接收機的提示，即可找到線路放樣的具置?；赗TK技術的定位放樣操作，不僅降低了勘測工作的難度，也達到了“省時省力”的效果。

3.4定線測量

定線測量,就是精確測定線路中心線的起點、轉角點和終點間各線段(即在兩點之間測出一系列的直線樁塔位)的工作。由于采用GPS定線不需要點與點之間通視,而且RTK能實時動態(tài)顯示當前的位置,所以施測過程中非常容易控制線路的走向以及其他構筑物的幾何關系(圖1)。

如圖2所示,J2、J3為線路的兩轉角樁,欲在J2 、J3 之 間 定 出 一 系 列 直 線 樁z1 、Z2。測設的方法如以下幾點。在J2、J3之間架設基準站,用移動站分別測出轉角點J2、J3點的坐標(如果轉角點的坐標已知,則不必測量,可直接調用)。在獲取轉點的坐標信息后,將J2、J3坐標信息設置為直線的兩點,然后以該直線作為參考線,根據(jù)現(xiàn)場情況,在電子手薄中輸入測設直線樁的間隔后,即會生成包含各直線樁點坐標的折線文件。根據(jù)折線文件中直線樁的坐標,RTK實時導航指示,就可測設出直線樁z1、z2。

圖1RTK定線示意圖

圖2RTK驗樁示意圖

四、路線選擇測量中的應用

在輸變電線路工程中，如何選擇線路是一個關鍵的技術環(huán)節(jié)。選線一般要實地勘察，在1∶ 10 000 ～ 1 ∶ 50 000 的比例尺選取幾套設計方案，再通過比較，確定可行的電力傳輸線。根據(jù)測量線路的設計要求，在實地進行確認選擇。送變電線路在一般情況下都比較長( 幾十、甚至數(shù)百公里) ，控制測量作業(yè)目前大多使用 RTK 技術完成，在完成了這項作業(yè)時，重點應考慮以下幾點:

( 1) 如果測量區(qū)域區(qū)位于3 度或6 度中央子午線附近，或測量區(qū)域附近的平均海拔是較高時，應考慮到距離計算、歸化改正問題，使投影變形以滿足工程要求，以避免截面測量距離和實際距離出現(xiàn)差異及計算塔位水平檔距偏差過大。

( 2) 雖然可以采用 RTK 技術建立高程控制，但還是需要根據(jù)一定數(shù)量的已知高程點來進行高程模擬合成，如果實際操作受到限制，通常情況下可以采用常規(guī)方法建立，若對精度程度要求不高，可以采用 RTK 技術來建立。在采用 RTK技術建立時，需要在實地確定各點的高程，同時各點也應組線構成閉合線路。對相鄰的兩個基準站進行測定中央附近點的高程時，兩次高程的誤差要小于高程控制設計中的最低點誤差的兩到三倍。

( 3) 在建立獨立的坐標系統(tǒng)時，為方便用地圖對實地線路選擇，其起點坐標、方位角應盡可能與國家大地坐標一致。在對網絡數(shù)據(jù)處理后，應根據(jù)計算結果確定線路的起點、終點。在 GPS 坐標和地形特征比較明顯的地物上，將點展繪繪在地形圖上，并在圖和周圍的地形、地物進行比較，如差異較大，應重新調整初始數(shù)據(jù)并重新進行網絡數(shù)據(jù)處理，直到點達到規(guī)定的要求為止。

五、GPS RTK技術用于線路定線測量

GPS與RTK技術是典型的勘測定位科技，將其運用于電力線路勘測是行業(yè)轉型發(fā)展的表現(xiàn)之一，如圖3所示。實時動態(tài)差分GPS的最低配置包括3個部分：一是，基準站?；鶞收居蒅PS雙（單）頻接收機、GPS天線、數(shù)據(jù)發(fā)送電臺、天線、電源、腳架等部分組成。二是，流動站。流動站由GPS雙（單）頻接收機、GPS天線、數(shù)據(jù)接收電臺、天線、電源、背包、HUSKY干控器、對中桿等組成。三是，支持實時動態(tài)差分的軟件系統(tǒng)及各項工程測量應用功能。電力線路測量中實時動態(tài)差分GPS的作業(yè)流程和實施情況：

5.1收集測區(qū)的控制點資料。

任何測量工程進入測區(qū)，首先一定要收集測區(qū)的控制點資料，這樣才能為電力線路測量提供可靠的依據(jù)。定線測量測量的準確性決定于測量技術的運用水準，若操作人員缺乏專業(yè)的實踐技能，在操作過程中難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)上的失誤，不利于線路測量結果的準確性。

5.2實用數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理。

積極推廣GPS與RTK技術，其依賴于具有強大功能的控制系統(tǒng)，以此完成各種復雜性的數(shù)據(jù)處理操作。一般情況下，全球定位系統(tǒng)逐漸與計算機網絡、無線通信系統(tǒng)等信息模塊相結合，組建成“多功能、高效率、易操作”的現(xiàn)代化電力勘測模式。電力作業(yè)人員經過前期勘測，將捕捉到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C數(shù)據(jù)庫中，可實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的自動化處理，確保數(shù)據(jù)結果的真實可靠性。

5.3參考點的選定和建立。

參考點的安置是順利實施動態(tài)GPS的關鍵之一。參考點的安置應滿足下列條件：參考點應有正確的已知坐標。參考點應選在地勢較高且交通方便的地方，這有利于衛(wèi)星信號的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射的位置。為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應的影響，周圍無GPS信號反射物（大面積水域、大型建筑物等），無高壓線、電視臺、無線電發(fā)射站、微波站等干擾源。考慮到不同線路測量的具體要求，參考點的選擇應隨著現(xiàn)場勘測的要求而不斷變化，以保證最終勘測數(shù)據(jù)的準確性。

六、結語

綜上所述，在送變電線路測量中，RTK 技術在線路測量的各個方面具有明顯的優(yōu)勢，具有常規(guī)測量無法達到的效果，而且還能達到較高的定位精度，于此同時還大大提高了送變電線路的測量效率及工程質量，減輕了測量人員的工作量。因此，RTK 技術在送變電線路測量領域中，具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]吳慶芳。 電力線路改造作業(yè)模式思考[J]。 綠色科技,2012,(9)。

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【關鍵詞】 電阻測量法 電力拖動控制線路

學習《電力拖動控制線路與技能訓練》除了電氣元件的認識外,主要包括線路安裝和線路故障檢修兩大部分。在實操訓練中,電路安裝完后的檢查以及機床控制線路故障的檢測方法有多樣,常用的有電壓測量法、電流測量法和電阻測量法。雖然電壓測量法和電流測量法都有快速、準確的優(yōu)點,但由于要帶電測量,在實際操作中學生存在觸電的恐懼心理,多數(shù)學生都不用。相反電阻測量法則斷電操作,學生覺得安全而大受歡迎。下面就討論電阻測量法在電力拖動控制線路安裝和故障檢修中的應用。

一、在電力拖動控制線路安裝完成后自檢中的應用

控制線路安裝完后不少的學生會立即到試驗臺處通電,但又怕通電失敗,通電不成功(特別是電路出現(xiàn)短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾,反復多次后嚴重挫傷學生的進取心和學習積極性,這種現(xiàn)象是由于學生對電路的工作原理不熟悉造成的。解決的辦法是先要求學生多識讀電路圖、分析電路的控制原理,同時掌握基本的測量方法。電路安裝完后先在原位用電阻法進行自檢測量,下面以接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路為例來講解,電路圖如圖1、接觸器選擇CJ10-20。

安裝前測量各元件是否完好,壞的要修理好,修不好的要更換新的,同時要測量并記下自己所用交流接觸器KM1、KM2線圈的直流電阻,具體的數(shù)值不同型號的接觸器有較大有差別,如常用的CJ10-20交流接觸器線圈直流電阻約2000Ω、而型號較新的S-K21線圈直流電阻則只有幾百歐姆。首先,用萬能表電阻檔測量熔斷器FU1、FU2、FU3,應該是電阻為0Ω,若不導通,則更換熔體或重擰緊熔斷器的瓷帽直到導通良好,然后才能進行下面的自檢測量。萬能表選用合適的檔位,檔位過大使示數(shù)太小、誤判是短路,檔位過小使示數(shù)很大、誤判為開路,嚴重會影響到測量的準確性;一般選擇×10Ω檔或者×100Ω檔。在自檢測量時把萬用表的兩根表筆分別接在控制電路的起點即FU2的U11、V11兩點(或是FU2的出線點0、1兩點),按下按鈕、接觸器位置開關等元件來模擬控制元件的工作,根據(jù)各支路的通斷使得所控制的接觸器線圈、繼電器線圈形成并聯(lián)或斷開,從萬電表所指示的阻值變化來判斷安裝的線路是否正確。步驟可分為按鈕功能、接觸器自鎖功能、接觸器互鎖功能及主電路來進行,把萬用表的兩根表筆分別接在控制電路的起點即FU2的U11、V11兩點,萬用表的讀數(shù)指示為∞(如果電阻為0Ω,則電路存在短路;如果電阻為2000Ω或1000Ω則有可能是自鎖觸頭或啟動按鈕接錯)。

(一)控制電路的檢查(電路正常的萬能表示數(shù))

1、按鈕功能檢查

(1)正轉控制檢查:

按下啟動按鈕SB1萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(正轉控制接觸器KM1線圈回路接通)。

1)此時同時按下停止按鈕SB3萬能表指針讀數(shù)先指示∞(正轉控制接觸器KM1線圈回路被切斷)

2)此時松開SB3,同時按下SB2萬能表指針讀數(shù)指示約1000Ω(KM1、KM2兩個控制回路并聯(lián))

3) SB1、SB2、SB3同時按下萬能表指針讀數(shù)先指示∞(正、反轉控制回路同時被切斷)

(2)反轉控制檢查:

按下啟動按鈕SB2萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(反轉控制接觸器KM2線圈回路接通)。

(1)此時同時按下停止按鈕SB3萬能表指針讀數(shù)先指示∞(反轉控制接觸器KM2線圈回路被切斷)

(2)此時松開SB3,同時按下SB1萬能表指針讀數(shù)指示約1000Ω(KM1、KM2兩個控制回路并聯(lián))

(3) SB1、SB2、SB3同時按下萬能表指針讀數(shù)先指示∞(正、反轉控制回路同時被切斷)

2、自鎖各互鎖檢查

(1)正轉控制:

按下KM1觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(接觸器KM1常開輔助觸頭3、4兩點接通KM1線圈控制回路)

1)此時同時按下SB3萬能表指針讀數(shù)指示約∞(接觸器KM1線圈控制回路被切斷),則自鎖正常。

2) 松開SB3,同時按下KM2觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約∞(KM1線圈回路被KM2常閉輔助觸頭4、5兩點切斷),則互鎖正常。

(2)反轉控制:

按下KM2觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(接觸器KM2常開輔助觸頭3、6兩點接通KM2線圈控制回路)

1)此時同時按下SB3萬能表指針讀數(shù)指示約∞(接觸器KM2線圈控制回路被切斷),則自鎖正常。

2) 松開SB3,同時按下KM1觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約∞(KM2線圈回路被KM1常閉輔助觸頭6、7兩點切斷),則互鎖正常。

(二)主電路的檢查

主電路的檢查一般是在控制電路檢查完后進行,主要目的是為了檢查主電路是否存在短路。在檢查主電路時由于電動機每相繞組的直流電阻較小,一般在10Ω以下,電阻檔應該選擇×1Ω檔。接上電動機后按各接觸器的工作順序按下接觸器觸頭支架模擬接觸器工作,同時用萬能表測量總開關出線點U11、V11、W11兩兩間的電阻,電阻大小應該相等且為電動機任意兩根電源引線間電阻。若出現(xiàn)電阻為零,說明主電路出現(xiàn)短路;如果出現(xiàn)電阻較大或∞,說明主電路存在接觸不良或開路。

在圖1電路中,假設電動機M的繞組是形連接,每相繞組電阻為5Ω,測量步驟如下:

1.按下KM1觸頭支架,用萬用表的兩根表筆分別測量U11-V11、U11-W11、V11-W11間的電阻,讀數(shù)應為10Ω;

2.按下KM2觸頭支架,用萬用表的兩根表筆分別測量U11-V11、U11-W11、V11-W11間的電阻,讀數(shù)應為10Ω;

在本例中為了檢查反轉時KM2進、出線的U相W相是否換相,要同時按下KM1、KM2觸頭支架進行(下轉第150 頁)

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關鍵詞：立體配對片、正射影像、數(shù)字高程模型

一、前言

隨著計算機技術和數(shù)字影像處理技術的發(fā)展，數(shù)字攝影測量為建立三維可視化設計平臺提供了可能，其工作原理為以正射影像和立體配對片為基礎，建立三維立體模型，立體配對片的生成原理是將DEM轉化為視差值，引進正射影像，從而產生立體效果。這樣生成的三維立體模型不僅具有正射的特點，還具有立體顯示的功能，更重要的是可以進行區(qū)域拼接，建立整個區(qū)域的立體模型。

二、輸電線路勘測設計的三維系統(tǒng)

適普公司在基于以上原理的基礎上開發(fā)出了作為三維立體設計和測量的新方法和新平臺3Dmp，它突破了單個立體模型的限制，以正射影像和立體配對片為基礎，拼接整個區(qū)域的模型形成連續(xù)立體影像，所得影像的投影方式由中心投影轉變?yōu)槠叫型队?，使得物方和像方的投影變化得以消除，實現(xiàn)了真正的“所見即所得”，這對于大型工程的選址和方案優(yōu)化將起到重要的作用。對于電力設計單位而言，在選取和優(yōu)化架空送電線路時，特別是山區(qū)線路，需要從整體上進行選擇和優(yōu)化。因為航攝得到的是中心投影的影像，山區(qū)地形起伏大，存在較大的投影差，所得影像變形大，利用原始影像制作的鑲嵌圖上選取的路徑與真實的路徑往往存在較大的差異，這就使得選取的路徑從鑲嵌圖上看已經避開房屋和植被，實際并非如此，結果常常造成大量森林資源的砍伐和房屋的拆遷，路徑優(yōu)化的目的無法全部實現(xiàn)，所以在架空送電線路的選線和優(yōu)化中3Dmp將會起到重要的作用。

此外，考慮到電力設計單位在設計架空送電線路時的特殊作業(yè)方式和專業(yè)要求，對測量專業(yè)的測圖方式和出圖成果提出了特殊的要求。一般而言，選線時，線路設計人員先在地形圖上粗選線，獲得航攝資料后在制作的鑲嵌圖上進一步優(yōu)化，然而由于以上所提到的原因，在鑲嵌圖上畫出的路徑并非真實路徑，而且，在外控做完后，設計人員希望能盡快得到線路平斷面資料和沿線交叉跨越成果、房屋面積統(tǒng)計量等資料，傳統(tǒng)航測作業(yè)是無法及時提供的。為此在其原有的三維設計量測平臺3Dmp的基礎上，根據(jù)架空送電線路測量規(guī)范，結合電力線路設計的實際作業(yè)流程，開發(fā)了一套電力線路設計軟件（Pld）和電力線路測量軟件（Plm）。實現(xiàn)了線路測量的主要功能，諸如路徑的選取、優(yōu)化、自動采集斷面和手工量測平斷面、房屋面積、交叉跨越等的統(tǒng)計。

三、系統(tǒng)主要功能

1、3Dmp主要功能

建立量測區(qū)，使用正射影像和DEM生成測區(qū)的三維立體模型。

2、Pld主要功能

打開測區(qū)的三維立體模型，選取和優(yōu)化路徑，并將轉角保存在文本文件中；自動采集中心斷面和邊線斷面數(shù)據(jù)。

3、Plm主要功能

與SLCAD（架空送電線路平斷面測量系統(tǒng)）聯(lián)機測圖；或者在本系統(tǒng)內直接測量平斷面圖，目前實現(xiàn)的功能有中心斷面和邊線斷面的采集，房屋、交叉跨越電力線、通信線以及危險點的量測、平面數(shù)據(jù)的量測，并可對量測結果進行編輯修改、房屋面積和交叉跨越的統(tǒng)計。另外Plm的一大特點是在測量斷面，搖動X手輪時，測標將自動沿該耐張段的直線方向移動，這樣就避免了Y方向的移動，提高了測圖效率。

四、作業(yè)流程

整個工程具體作業(yè)過程詳見下圖圖1。

作業(yè)流程圖1

五、工程應用

為了分析3Dmp、Pld、Plm的作業(yè)精度和效率，我們選取了三峽―廣東500kV送電線路中第25航帶與傳統(tǒng)的作業(yè)模式進行比較。本次航飛攝影比例尺為1：10000，攝影焦距為152mm。

在形成該測區(qū)的三維立體模型前進行以下工作：

（1）按25um的分辨率掃描影像；（2）在該航線內布設8個控制點，（3）使用GPS進行靜態(tài)控制測量；（4）采用PatB算法進行加密計算，控制點中誤差如表1：

表1控制點中誤差

然后創(chuàng)建測區(qū)內各個像對的模型，生成該線影像并進行影像匹配；對匹配結果進行編輯，因為該線路位于山區(qū)，植被覆蓋較高，又加上有村鎮(zhèn)和河塘，這些因素導致了匹配的效果差，因此直接影響到生成DEM的精度；生成率DEM和正射影像；使用3Dmp生成整個區(qū)域的正射影像和立體配對片。

打開Pld軟件，將定線時設計的轉角坐標保存為路徑文件，然后打開整個區(qū)域的正射影像和立體配對片，這時路徑將顯示在立體影像中，可將路徑進行調整（包括增減轉角和移動轉角位置）直至最佳為止，保存該路徑并自動采集斷面，測量交叉跨越和房屋等平面地物，并生成房屋面積、交叉跨越等統(tǒng)計值。其中，自動采集斷面的時間與采集間隔大小有關，在該區(qū)域按3m間隔采集5km斷面不超過10秒鐘，該方法可盡快為設計部門提供資料以確定方案的可行性。自動采集精度方面，由于采集點的高程直接從DEM獲取，所以整個測區(qū)的加密精度和影像匹配結果的好壞就成了采集斷面精度的關鍵。以下是采集高程結果與外業(yè)測量的塔位高程比較見表2。

注：H1表示定位樁高程；H2表示Pld軟件自動采集相應累距的高程；

H=H1-H2；O表示河堤；表示山； ：陡坎

表2共比較50個塔位，其中小于015m的有30個，占60%，015～110m的有14個，占28%，110m以上的有6個，占12%。這6個110m以上的點為山區(qū)、陡坎和河堤，這些地方的匹配編輯復雜，且山區(qū)多為植被覆蓋，精度難以達到最佳。

五、結束語

通過上述作業(yè)模式的比較結果可以看出，使用3Dmp生成整個區(qū)域的正射影像和立體配對片，然后在立體影像中使用Pld選擇路徑并進行優(yōu)化比傳統(tǒng)的方式更直觀、方便，自動采集斷面的精度也完全滿足線路設計要求，而且使用自動采集斷面功能和手工采集平面數(shù)據(jù)能及時提供線路平斷面資料和沿線交叉跨越成果、房屋面積統(tǒng)計值等資料，線路設計人員可以盡快確定路徑，提高工作效率。

該系統(tǒng)還有不完善的地方，特別是電力勘測設計專業(yè)性較強，在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)格式、以及圖紙格式方面都有不同的要求，這些都應在使用中不斷改進和完善。

參考文獻：

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[2] 李淄博 習鵬.淺析電力架空輸電線路設計軟件的應用[J].中國科技投資.2012，（21）

篇8

電力企業(yè)在不斷發(fā)展的同時，已逐步將工作重心轉移到創(chuàng)造和維護自身的經濟效益方面，使得其有效的改進電能計量裝置技術的同時，針對不斷上漲的電力需求進行必要的修正和處理。電力費用上漲過程中，造成的竊電現(xiàn)象還是比較常見的，而電力技術的深入研究，針對電力系統(tǒng)的諧波源大量增加，加劇了局部電壓和電流波形的嚴重變形，影響電能表的正常工作，造成具體監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常現(xiàn)象，這種現(xiàn)象長期放任不管，將會在造成裝置嚴重破壞的同時，極大影響電力企業(yè)的正常生產和運行工作，造成巨大的經濟損失。面對這種計量裝置的異常問題的日益加劇，傳統(tǒng)的電能測量儀器造就失去了作用，但現(xiàn)實中的人工計量還是在不同的地區(qū)有所展現(xiàn)，對不同的電力問題難以做到準確估計，因此在市場化競爭不斷深化的電力企業(yè)形勢下，需要結合技術的最新功能進行電力系統(tǒng)在擴大過程中的不斷改進，做到大范圍的增加最先電能測量儀器的同時，保證具體數(shù)據(jù)測量的精準性，確保積極競爭市場的全面發(fā)展。因此，面對人工的電能計量監(jiān)測，一直是嚴重困擾電力新發(fā)展要求發(fā)展的限制因素。

二、關于電力電能計量裝置管控策略的探討

電能裝置發(fā)生異常時，需要結合先進的測量儀器進行具體工作環(huán)境和狀態(tài)的有效排查，針對不同形勢的變化進行必要狀態(tài)的技術修整。

（一）電力計量裝置異常的監(jiān)測措施的改善

計量電壓的變化后，會造成整體結構的回路的運轉異常，導致整體裝置的計量誤差增大。在電壓突變的過程中，由于電壓長期低于正常水平，會造成計量三相電壓的極度不平衡，具體的指示工作更加難以落實；電流回路異常在電能表內部的催化作用比較明顯，造成三相電流的不平衡狀態(tài)；這些電流和電壓異常狀況的長期堆積會造成計量設備內部的嚴重負荷，造成功率的因數(shù)突變，在監(jiān)視設備的指示信號會在自檢操作錯誤的同時，造成量柜的非正常打開，監(jiān)視繼電器的開關計量裝置也會失去必要的功效；另外，在長期負荷的電量累積后，計量裝置在綜合誤差的影響下，諧波和竊電所導致的計量裝置的異常將會造成電能計量的具體數(shù)值小于實際電量運行數(shù)值，造成電量計量統(tǒng)計低于實際用量，對于電力企業(yè)內部的經濟運轉將會造成嚴重的壓力。對于不易發(fā)現(xiàn)的裝置異常狀況，必須借助技術設備的全面分析，進行相電壓、電流、電壓突變量值的準確測量，同時在三像電壓和短路器位置的正常數(shù)據(jù)進行比對，確保各項數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和規(guī)則性。充分利用信息化管理平臺進行計量裝置的基礎信息的完善存儲，在進行信息化建設的同時規(guī)范新裝表計量信息的校正，完善原有設備結構的同時，掌握全面的、準確的電能計量裝置的基礎資料，提高整體裝置的管理水平；把居民用電的產權歸供電企業(yè)所有，保證記錄數(shù)據(jù)在統(tǒng)一表格、統(tǒng)一校驗配送的形式下進行系統(tǒng)管理效能的改善；注意加大電能計量檢定的技術設施和資金的投入，保證供電企業(yè)在計量工作上有著一定的技術力量支持，具體保證檢測數(shù)據(jù)的準確價值，同時保證長期穩(wěn)定工作設備的使用壽命的延續(xù)，減少不必要的資金投入，促進整體電力事業(yè)的進一步發(fā)展。

（二）具體設備的技術功能和人員隊伍的改善

篇9

關鍵詞：電力計量；應用分析；管理現(xiàn)狀；優(yōu)化對策

隨著電力系統(tǒng)覆蓋面積的增加和自動化程度的提升，通過對電力系統(tǒng)的實時和動態(tài)監(jiān)控來保證電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定成為了電力企業(yè)管理工作的重點。電力計量技術能夠收集、分析和處理整個電力系統(tǒng)的計量數(shù)據(jù)，從而為管理人員開展相關的工作和制定規(guī)劃提供了必要的參考。因此，必須要認清現(xiàn)階段電力計量技術的發(fā)展情況和具體工作中存在的一些問題，隨后通過采取相關措施，確保電力計量技術能夠真正為電力事業(yè)發(fā)展起到推動作用。

1電力計量技術的具體應用

1.1電子式電能表的應用

電子計量工作中比較常見的設備就是電能表，一般的電能表只有計量功能，其抗干擾能力也一般，工作原理是將采樣電壓電流經過程序轉換生成脈沖信號，再脈沖累積形成數(shù)字化信息。電子式電能表通過計數(shù)器記錄電量數(shù)據(jù)，計量功能精確，抗干擾能力強。與普通的電表相比，電子式電能表的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在體積減小、抗過載能力強、頻率覆蓋范圍大，加上技術的不斷成熟導致其成本降低，因此近年來有了更加廣泛的應用。為了實現(xiàn)分時計費電價，具有多重計費功能的電子式復費率電能表很快得到了市場認可。電子電能表將電量和時間相結合，方便實現(xiàn)分時計費模式。

1.2電力諧波的應用

諧波干擾是電力系統(tǒng)中比較常見的故障，其產生來源于硬件，為了實現(xiàn)對諧波的嚴格控制，需要對技術進行改進。諧波干擾會使電能表功率反應大幅提高。該電能表顯示的功率是基波和諧波共同作用的結果，也即全能量計量方式。再者，電能表的抗干擾能力可以通過過濾和忽視諧波的過程得以實現(xiàn)，電能表只完成對基波功率的測量，這樣可以顯著提高電能表的工作效率和測量精度，滿足了現(xiàn)代電力計量的需求。最后，可以嘗試開發(fā)電能表對諧波和基波的分段計量功能，也就是諧波測量方式。

1.3集中抄表技術

集中抄表技術的主要功能就是遠程自動抄表技術的實現(xiàn)。該系統(tǒng)可自動完成電量數(shù)據(jù)采集和傳輸處理，比傳統(tǒng)人工抄表效率高得多，是實現(xiàn)電力計量現(xiàn)代化管理的重要途徑。集中抄表器、上位機主控室、用戶終端是抄表系統(tǒng)的三個部分，組成了通訊網絡、中心處理子系統(tǒng)和采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)可完成遠程集中抄表和本地自動抄表兩種任務，前者具有三層功能，一級脈沖采集器匯總數(shù)據(jù)、二級集抄器集中抄收記錄、上位機中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對整個過程完成統(tǒng)一管理監(jiān)控。

2電力計量技術的管理現(xiàn)狀

2.1電力計量設備實現(xiàn)了自動化和信息化

電子信息技術和計算機技術的成熟發(fā)展和廣泛應用，為推動電力計量設備實現(xiàn)自動化和智能化提供了技術支持。利用網絡技術將電力系統(tǒng)中的各個變電站、電力客戶終端進行連接，一方面能夠實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的信息共享，在電力信息和計量數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計、分析等方面提供了極大的便利；另一方面，也在很大程度上降低了計量工作人員的工作壓力，提高了電力系統(tǒng)的管理效率。從整體上來看，電力計量設備的一體化發(fā)展已經成為必然趨勢，隨著電力企業(yè)結構調整的不斷深入，電力計量技術的管理制度也會更加完善，為電力計量設備的自動化和信息化發(fā)展提供了良好的環(huán)境。

2.2電力計量裝置管理水平有待提高

在電力計量過程中，會產生大量的相關性基礎資料，這些資料中所涉及到的基礎信息，往往是對電量、線損等相關經濟指標的計算。但是在實際的管理工作中，由于沒有認真做好基礎資料的分類和管理，導致其中的部分資料和數(shù)據(jù)丟失，不能夠全面、準確的反映出電力計量的信息，由此計算出來的電量和線損結果也必然會存在較大的誤差。除此之外，還有一些管理人員，由于自身的專業(yè)技能不足，或是責任意識不強，在電力計量裝置管理中未能落實監(jiān)督和管理責任，也是現(xiàn)階段電力計量技術管理中面臨的重要問題。

2.3資源配置和技術推廣需要進一步優(yōu)化

在電力系統(tǒng)投入運行一段時間后，電力計量裝置不可避免的會出現(xiàn)老化、磨損等問題，如果相關的技術人員沒有定期做好維修工作，就會導致電力計量裝置的非正常運行。由于資源配置不合理，導致能夠提供的更換零件和裝置十分有限，即便是發(fā)現(xiàn)了電力計量裝置存在質量隱患，也往往由于缺乏更換零件而不了了之。計量人員對新技術、新知識的接受能力較差，加強缺乏專門的技術培訓機會，因此新的電力計量技術的推廣和應用也會受到一定程度的阻礙。

3提高電力計量技術管理應用的對策

3.1建立健全電力計量管理體系

內容完善、落實到位的電力計量管理體系，能夠為電力計量技術的開展提供必要的制度保障，對于提高管理水平也起到了積極作用。電力企業(yè)應當根據(jù)自身情況，盡快建立起一套電力計量技術的管理體系，并成立專門的管理機構，安排工作經驗豐富的人員落實管理和監(jiān)督責任。同時，開展全體員工的教育培訓，密切各個部門之間的合作關系，積極配合完成電力計量工作。除了明確電力計量管理責任和工作任務外，還要對電力系統(tǒng)中的檢修工作、人員配備、電力調度等進行明確規(guī)定，通過明確獎懲機制，來激發(fā)工作人員的積極性，確保管理制度得到貫徹和落實。

3.2重視電力計量專業(yè)人員培訓

電力計量技術的應用和研發(fā)離不開高素質專業(yè)人才的支持，建立一直專業(yè)能力強、綜合能力初中的人才隊伍顯得極為關鍵。從電力企業(yè)角度來說，要主動為電力計量相關人員提供培訓和學習機會，并且根據(jù)具體崗位的不同，建立短期、中期和長期培訓計劃，以便于推動電力計量技術的不斷更新和優(yōu)化。同時，建立起與培訓活動相配套的考核和獎勵機制，對于培訓中表現(xiàn)出色的，要給予鼓勵；對于在技術創(chuàng)新和產品研發(fā)中做出突出貢獻的，要給予獎勵。從個人角度來說，也要不斷加強自我學習，利用工作之余時間補充理論知識，并在工作中加以實踐和提高，滿足崗位工作需求，提高電力計量管理水平。

3.3加強相關設備的綜合管理

對電力計量設備的管理也是電力企業(yè)工作中的一部分，通過開展綜合化的管理，能夠及時發(fā)現(xiàn)電力計量裝置存在的問題和隱患，從而采取必要的措施，確保電力計量裝置能夠正常使用，延長使用壽命。簡單來說，管理工作大體可分為以下幾種：一是建立設備的電子檔案，對于電力計量裝置的名稱、型號、使用情況要做到詳細記錄和動態(tài)更新，以便于通過電子檔案及時掌握各種電力計量裝置的運行狀態(tài)，從宏觀層面上實現(xiàn)監(jiān)督和管理。將設備出現(xiàn)的故障原因和維修記錄進行詳細登記，為今后進行查詢提供必要的依據(jù)；二是要積極引進現(xiàn)代化的管理技術，實現(xiàn)對電力計量裝置的自動診斷和自我校正。這樣一來，即便是存在安全隱患，也能夠及時巡檢并發(fā)出警報，以便于技術人員快速鎖定故障源，并采取修復措施。電力計量技術的管理是一項動態(tài)性的工作，需要電力企業(yè)重點關注。

3.4不斷進行技術研發(fā)和產品創(chuàng)新

電力計量技術管理水平的提升，需要緊跟市場發(fā)展形式，加快技術的創(chuàng)新和產品的研發(fā)，使其符合當前電力計量工作的需要。一方面，可以有選擇性的借鑒和引進國外的一些先進成果，在短時間內提高電力計量技術的管理水平和計量工作效率。這種方式的優(yōu)勢在于不需要進行技術研發(fā)投資，但是不利于電力企業(yè)的長遠發(fā)展。因此，從另一方面來說，電力企業(yè)也要注重做好技術和產品的自主研發(fā)工作。雖然從短期來看，企業(yè)需要投入一定的人力、物力成本，但是這種自主研發(fā)模式能夠從企業(yè)工作需要出發(fā)，降低了電力計量技術管理的難度，有利于推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，電力企業(yè)需要協(xié)調好技術引進和自主研發(fā)，準確分析判斷市場形式和工作需要，通過不斷的調整管理方向來確保電力計量技術的創(chuàng)新和發(fā)展。

4結束語

電力計量裝置在電力能源資源的管理中發(fā)揮著至關重要的作用，實現(xiàn)電力計量技術的研發(fā)創(chuàng)新和優(yōu)化管理，不僅是電力企業(yè)根據(jù)市場變化做出的一種應對策略，也是推動企業(yè)自身發(fā)展、維護經濟效益的必要手段。因此，電力企業(yè)應當重視對電力計量技術的管理，并通過建立健全管理制度、重視管理人才培訓以及加大技術研發(fā)力度等措施，來推動電力企業(yè)電力計量技術的快速發(fā)展。

作者:黃濤 單位:國網四川省電力公司內江供電公司

參考文獻：

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[2]王少鋒，伍少成，劉濤，等.基于KNN打分算法的電力計量自動化終端通信故障的檢測和預警[J].電氣自動化，2016，38（4）：86-89.

篇10

關鍵詞：廣域測量系統(tǒng)（WAMS）；同步相量測量裝置；動態(tài)監(jiān)測

隨著電力系統(tǒng)總容量的不斷增加、網絡結構的不斷擴大、超高壓長距離輸電線路的增多以及用戶對電能質量要求的逐漸提高，對電網的安全穩(wěn)定提出了更高的要求。建立可靠的電力系統(tǒng)運行監(jiān)視、分析和控制系統(tǒng)，以保證電網的安全經濟運行，已成為十分重要的問題。近來受到廣泛關注的廣域測量系統(tǒng)（Wide-area measurement system，WAMS）可能在一定程度上緩解目前對大規(guī)?；ヂ?lián)電力系統(tǒng)進行動態(tài)分析與控制的困難。

1安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)

互聯(lián)網穩(wěn)定控制面臨著較多的問題：互聯(lián)系統(tǒng)的低頻振蕩問題及緊急控制等問題。如我國華中系統(tǒng)的低頻振蕩衰減時間較長，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，華中系統(tǒng)的較長的動態(tài)過程勢必會通過聯(lián)絡線影響到華東系統(tǒng)。傳統(tǒng)的基于事件的就地控制不能夠充分觀察系統(tǒng)的動態(tài)過程，因而不能夠較好觀察系統(tǒng)的各種狀態(tài)，比如某些系統(tǒng)目前無法較快地抑制低頻振蕩問題。基于響應的廣域穩(wěn)定控制增強了互聯(lián)網穩(wěn)定控制的可靠性和靈敏性。

目前的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，比如電氣制動、發(fā)電機快速勵磁、發(fā)電機組切除、自適應負荷減載及新興的靈活交流輸電等，發(fā)展到廣域控制都應該是基于廣域電力系統(tǒng)的信息:原來使用就地信息不能夠滿足控制對電力系統(tǒng)充分觀察的要求。廣域測量系統(tǒng)提高了電力系統(tǒng)的可觀察性，通過各種分析手段，進行系統(tǒng)動態(tài)過程的分析，如通過頻譜分析，可以實時計算出系統(tǒng)的振蕩模式、系統(tǒng)狀態(tài)量的變化趨勢等:從而提供給廣域控制充分的動態(tài)信息。

1．1 暫態(tài)穩(wěn)定預測及控制

當今投入實際工業(yè)應用的穩(wěn)定控制系統(tǒng)可分為兩種模式，即“離線計算、實時匹配”和“在線預決策、實時匹配”。但分析表明，大停電往往由“不可預見”的連鎖故障引起，在這種情況下以上兩種穩(wěn)定控制系統(tǒng)很可能無法響應。理論上最為完美的穩(wěn)定控制系統(tǒng)模式是“超實時計算、實時匹配”。這種模式假設在故障發(fā)生后進行快速的暫態(tài)分析以確定系統(tǒng)是否會失穩(wěn)，若判斷系統(tǒng)失穩(wěn)則給出相應的控制措施以保證系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定控制系統(tǒng)的整個分析計算、命令傳輸、執(zhí)行過程的時間極短，理論上可以對任何導致系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的故障給出相應的穩(wěn)定控制措施，達到對各種系統(tǒng)運行工況、各種故障類型的完全自適應。

WAMS 在以下幾方面的應用有助于實現(xiàn)上述自適應實時控制系統(tǒng)：

（1）對于 WAMS 提供的系統(tǒng)動態(tài)過程的時間序列響應，直接應用某種時間序列預測方法或人工智能方法預測系統(tǒng)未來的受擾軌跡，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但由于電力系統(tǒng)在動力學上的復雜性，這種直接外推方法的可靠性值得懷疑。

（2）以 WAMS 提供的系統(tǒng)故障后的狀態(tài)為初始值，在巨型機或 PC 機群上進行電力系統(tǒng)超實時暫態(tài)時域仿真，得到系統(tǒng)未來的受擾軌跡，從而判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。僅就算法而言，這種方法是可靠的，但在連鎖故障的情況下，控制中心未必知道該方法需要的電力系統(tǒng)動態(tài)模型；再者，該方法要求的時域仿真的超實時度較高，目前對大規(guī)模系統(tǒng)而言可能還存在困難。

（3）基于 WAMS 提供的系統(tǒng)動態(tài)過程的時間序列響應，首先利用某種辨識方法得到一個簡化的系統(tǒng)動態(tài)模型，然后對該模型進行超實時仿真，得到系統(tǒng)未來的受擾軌跡，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種方法的可靠性比第一種方法好，同時僅基于WAMS 提供的實測信息，不需知道第二種方法必需的故障后系統(tǒng)動態(tài)模型的先驗知識，應該是目前比較有前途的方法。

除了判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性外，另一個重要問題是若干預測結果為系統(tǒng)失穩(wěn)，那么該如何給出適當?shù)目刂屏恳员苊庀到y(tǒng)失穩(wěn)，這方面的研究相對于暫態(tài)穩(wěn)定預測的研究還較薄弱。它涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)定量化分析和穩(wěn)定量化指標對控制變量的靈敏度分析，即使在離線環(huán)境下這也是一個難點，實時環(huán)境下要求快速給出適當?shù)目刂屏繉⒏永щy。有些研究以WAMS 得到的故障后一小段時間內的實測量為輸入向量，通過人工神經網絡直接將這些實測量映射到控制向量（如切機、切負荷量等）空間，這種方法相當于將暫態(tài)穩(wěn)定預測和求解控制量都隱含在神經網絡之中。但人工神經網絡的訓練需要大量樣本，如何保證這些樣本對各種系統(tǒng)運行工況和各種可能發(fā)生的故障具有足夠的代表性是一個難題。WAMS 得到的實測信息也可用作穩(wěn)定控制后備的失步解列裝置的觸發(fā)信號，在這方面的研究中系統(tǒng)通常被等值成兩機系統(tǒng)。

1.2電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）

傳統(tǒng)的分散配置的分散控制器實際上是在簡化模型下設計的“孤立”控制器，只考慮本機可測信號，不考慮多機系統(tǒng)之間的關聯(lián)作用及系統(tǒng)中其它控制器的存在和交互作用影響，其結果是這種控制器只對改善本機控制特性有一定好處，但對系統(tǒng)其它相鄰機組的動態(tài)行為不可能有確定的改善，相反存在著各控制器間動作無法協(xié)調，而使各自的控制特性惡化的可能性。北美系統(tǒng)在進一步加裝PSS過程中曾有過由于相互協(xié)調而使低頻振蕩重新出現(xiàn)甚至加劇的實例。

廣域測量系統(tǒng)提供了廣域系統(tǒng)的同步狀態(tài)量，為進一步開發(fā)相互協(xié)調動作的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器打下基礎?；趶V域測量系統(tǒng)，PSS可以觀察動作以后系統(tǒng)各點的響應情況，并根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)，確定進一步的動作。

2 電壓、頻率穩(wěn)定控制

2．1 慢速電壓穩(wěn)定控制

基于廣域測量系統(tǒng)，人們可以開發(fā)較為慢速的廣域控制，比如電壓穩(wěn)定控制。美國BPA公司正在開發(fā)"先進電壓穩(wěn)定控制"項目。該項目基于廣域測量系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)提供的系統(tǒng)電壓、電流相量、有功、無功及頻率等綜合信息開發(fā)以下控制：基于響應的快速控制，該控制措施包括發(fā)電機跳閘及無功補償調節(jié)。該控制主要需要提供電壓相量、頻率、有功及無功的測量；利用無功補償設備進行電壓控制，基于廣域測量系統(tǒng)提供的電壓幅值及功角，無功補償設備使用模糊邏輯控制來調節(jié)電壓幅度；變壓器自動調壓避免變電站之間并聯(lián)變壓器的環(huán)流現(xiàn)象，提高電壓穩(wěn)定性；發(fā)電廠的電壓調度在電壓緊急的狀態(tài)下，有較多無功儲備的電廠可以提高電壓，從而減少系統(tǒng)的無功損耗，并提高電容器組的無功輸出。這些措施可以提高系統(tǒng)的無功平衡，從而加強電壓的穩(wěn)定。

2．2 靜態(tài)電壓穩(wěn)定控制

相對于暫態(tài)穩(wěn)定問題，靜態(tài)電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定屬于慢動態(tài)的范疇，更易于利用 WAMS 信息實現(xiàn)穩(wěn)定監(jiān)視和控制。如利用 WAMS 得到的各節(jié)點電壓相量測量值將系統(tǒng)等值成兩節(jié)點系統(tǒng)，能快速給出電壓穩(wěn)定裕度；以各節(jié)點電壓相量測量值作為輸入變量，以潮流雅克比矩陣的最小奇異值作為電壓穩(wěn)定指標，用大量樣本訓練得到一個模糊神經網絡作為電壓穩(wěn)定分類器，輸出變量為很安全、安全、警戒、危險、很危險等 5 種電壓安全水平；以 WAMS 提供的節(jié)點電壓相角差和發(fā)電機無功出力為輸入變量，應用決策樹快速評價系統(tǒng)的電壓安全水平。

3動態(tài)過程安全分析

3.1 低頻振蕩分析及抑制

隨著大電網的互聯(lián)，區(qū)域間的低頻振蕩對互聯(lián)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構成了威脅。WAMS 可望在分析和抑制低頻振蕩方面發(fā)揮作用。直接將系統(tǒng)線性化狀態(tài)空間方程離散化，利用WAMS 提供的各離散時間點的測量值，通過最小二乘法計算線性化狀態(tài)空間方程的系數(shù)矩陣，進而計算該矩陣的特征根；基于 WAMS 提供的各離散時間點的測量值采用卡爾曼濾波方法計算系統(tǒng)的機電振蕩模式；應用快速傅立葉變換和小波分析對 WAMS 提供的節(jié)點間的電壓相角差振蕩時間曲線進行分析，提取低頻振蕩模式。與常規(guī)離線分析相比，基于 WAMS 的低頻振蕩分析具有更高的可信度。

通常僅基于本地信息的阻尼控制器（如 PSS）不能很好地抑制區(qū)域間的低頻振蕩，因為本地信息并不能很好反映區(qū)域間的振蕩模式，本地信號對于區(qū)域間的振蕩模式的可觀測性不好。WAMS 的出現(xiàn)為抑制區(qū)域間的低頻振蕩提供了強有力的工具，可通過 WAMS 獲取區(qū)域間的發(fā)電機相對轉子角和轉子角速度信號等全局信息作為阻尼控制器的反饋信號構成閉環(huán)控制。將采用 WAMS 信號的區(qū)間阻尼控制器附加到發(fā)電機勵磁控制器中，達到抑制區(qū)域間振蕩的目的；采用 WAMS 信號作為裝設于聯(lián)絡線上的 TCSC 裝置的控制輸入，基于線性 H∞控制理論設計了 TCSC 區(qū)間阻尼控制器采用 WAMS 信號作為控制器輸入時，需要引起重視的是 WAMS 信號的時滯（Time Delay）問題考慮時滯后閉環(huán)系統(tǒng)成為一個時滯系統(tǒng)，若時滯過大可能引起閉環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定采用最小二乘預測算法由歷史 PMU 測量序列得到控制器當前的反饋輸入，沒有明確說明時滯的處理方法，但其采用的 H∞控制是一種魯棒控制方法，對由時滯造成的影響有一定抑制作用。

3.2 全局反饋控制

以往乃至目前的電力系統(tǒng)控制研究領域一直強調分散性/就地性，即對電力系統(tǒng)中的某一動態(tài)元件僅采用本地量測量構成反饋控制，從便于控制實現(xiàn)的角度追求控制的分散性/就地性毫無疑問是可以理解的，但通常電力系統(tǒng)的動態(tài)問題本質上具有全局性（如暫態(tài)穩(wěn)定問題），而分散/就地控制只是通過本地量測量間接地包含一些全局信息，因此在提高全系統(tǒng)穩(wěn)定性上有一定局限性。隨著 WAMS的出現(xiàn)和發(fā)展，研究和實現(xiàn)基于 WAMS 信號的全局信息反饋與控制成為可能。

基于 WAMS 提供的全局實時信號，將通過聯(lián)絡線互聯(lián)的兩個區(qū)域等值成一個兩機系統(tǒng)，然后采用直接線性化技術設計了聯(lián)絡線上的 TCSC 控制器，數(shù)值仿真結果表明，所設計的基于 WAMS 信號的全局 TCSC 控制器有效提高了互聯(lián)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。在全局反饋控制的研究中，同樣存在遠方反饋信號的時滯問題，有必要采用時滯系統(tǒng)控制理論加以分析研究，以探明時滯對全局反饋控制的影響。另外，對于非線性全局控制，如何根據(jù)特定的控制目標選擇合適的遠方反饋信號也是一個值得研究的問題。

通過分析可見，建立廣域測量系統(tǒng)成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的必然，必須從工程技術、經濟等角度對其開發(fā)、應用進行整體規(guī)劃。未來重點要編制現(xiàn)有技術應用的規(guī)范，并提出技術改進的各種方法。根據(jù)我國電力系統(tǒng)運行、規(guī)劃、分析、控制、保護及EMS等系統(tǒng)的未來實際要求，確定與廣域測量系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)管理、分析和交換等各種相關課題。

參考文獻

[1] 嚴登俊，袁洪，高維忠，等．利用以太網和 ATM 技術實現(xiàn)電網運行狀態(tài)實時監(jiān)測[J]．電力系統(tǒng)自動化，2005，27(10)：67-70．