虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用

应用技术

幸福生活指南

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幸福生活指南

虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用

李东东

沈阳晨源电气有限公司 辽宁 沈阳 110101

摘 要：当前随着相关技术的不断发展，计算机技术可以说已经融入到了人们生活生产的弟弟妹妹，同时计算机技术也为开发和应用虚拟仪器带来了很好的帮助，因此传统的硬件测试工具也获得了迅速的发展。在这个背景下传统的工具慢慢发生了转变，虚拟工具越来越多的出现开创了计量和测试技术的新的发展时代。由于日益深入、广泛地使用虚拟工具，特别是反映在了通信、电子、半导体、自动化等其他行业的发展中发挥了积极作用，在航空工业，能源产业，生化制药工业和其他相关的工业生产当中虚拟工仪器通过使用软件来实现不同的功能。发挥了多种功能作用，仪器设备的高度自动化、简单便捷的控制、方便的工作接口、强大的数据分析和处理能力可以非常符合现代的工业生产、管理和实验对工具和设备的要求。而在我们如今的生活中电力系统是一个必不可少的、非常复杂而庞大的系统，在这个系统当中使用大量的虚拟仪器也是一个不可避免的选择。 关键词：虚拟仪器；电力测量系统；应用

引言

在目前的信息技术高速发达的时代背景下，计算机软件和硬件技术的创新、突破和发展影响了人们的生活和工作，对于各个行业也有深刻的影响。特别是以计算机技术为基础的虚拟仪器技术正在带动测量和控制技术的高速变革。传统的测量和控制系统主要是基于硬件或固化软件，其主要缺点是其比较单一的功能和硬件的可靠性、稳定性低。而虚拟仪器技术的应用不仅有助于测量和控制系统的仪器的全新升级，但也影响了基于数据收集的传统测量和控制系统的方法的演变。

1、虚拟仪器技术

虚拟仪器技术使用的硬件设备都是高性能的模块化设备，充分融合了高水平的和灵活高速的软件系统以及可进行功能扩展的平台，以实现各种试验、测量和自动化应用的功能。可以说这种技术是现代计算机技术和仪器设备制造技术的理想结合产品，也是信息技术实际应用的一个重要方面。其中高水平的和灵活高速的软件系统可以实现创建一个完全有用户自己定制的应用界面，模块化的硬件设备可以很容易地提供一个完整的系统集成，而可扩展的硬件和软件平台又可满足不同的功能需要和应用程序拓展的需求[1]

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2、在电力系统测量中的应用

电力系统当中最广泛使用的虚拟工具技术主要是在测量的工作中，可以说虚拟工具在电力系统的测量中不仅可以完全取代传统的测量工具，而且也可以发挥出传统的测量工具不具备的特殊性能，也发挥除了传统测量手段难以实现的作用。具体地说，对于一些非标准或超标准的测量和检测的需要，就可以使用虚拟工具技术进行准确、可靠地测量[2]

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2.1相角测量

以全球定位系统技术为基础的电力能源系统相位角测量技术是近年来逐渐开发、应

用的一种新测量技术，它解决了不同相位角的比较问题，这是采用原始的电力测量系统无法做到的工作，因为它没有精确的授时。相位角实时测量系统主要由3个部分构成，第一部分是在测量现场安装的测量站。通常系统中的一些重要节点是需要在测量工作开始前选择出来的，通过主要测量电压、相位角和经过GPS 授时的测点时间。第二部分是一个通信系统，在正常显示以及故障时，每个测量站和调度中心站之间的数据交换功能；第三部分是调度中心上的处理和显示的每个测量站的数据。

2.2设备校验与测试

互感器的传统校准设备只能校准互感器的标准型号，但是如果需要电流互感器的二次额定电流为1a 或5a 的话，这类非标准的电流互感器就必须配置专用的校检设备，这需要消耗大量的时间，也需要耗费额外的成本费用。而现在随着以计算机技术为基础的数字虚拟数据收集技术的应用，这种虚拟校检设备的使用频率显著增加，各种非标准的小型互感器得到了大量的使用，但是，市场上依然没有任何工具来核检这种互感器的准确性。如果利用虚拟仪器技术开发出的虚拟校检仪就可以充分利用设备自身的灵活性、便捷性和准确性，可以校准不同类型的互感器，而且这个设备还具有自动检测的效能，可自动显示被测试互感器的比差和角差曲线[3]

。电流互感器的暂态特性检测始终是在应用互感器时的一个需要充分考虑和研究的问题。利用虚拟仪器技术就可以很有效的检测电流互感器的各种暂态特性。它有一个能够产生长期稳定时间的暂态电流生成系统，虚拟仪器部分可以测量互感器的暂态误差、磁密度和其他指标。基于虚拟工具的综合测试平台可以有效地取代传统的测试设备，更有效，更准确，更方便的解决一些传统的检测设备不能解决的问题。

2.3参数测量与分析

应用虚拟仪器技术可以对电力系统中的各种电气量及非电气量进行测量，而且可以一机多用，使用更方便。应用虚拟仪器技术还可以十分方便地进行谐波测量与分析，基于虚拟仪器技术的谐波测量设备和电能质量分析设备己经得到很多实际应用。与传统的仪器相比，这些虚拟仪器提供的一些分析和显示功能是传统仪器无法做到的。因频率响应特性的影响，感应式电能表受谐波影响而产生电能计量的误差问题己经有定论。采用虚拟仪器技术研制的测量装置，可以将基波和各次谐波的功率和电能分别计量，用以解决这些参数计量误差的问题[4]。

结束语

在虚拟仪器中软件是仪器的核心，通过虚拟仪器在电力系统实验、测试、监测等多方面的应用实例，可发现虚拟仪器在提高仪器系统的性能和智能化、自动化水平的同时还具有界面友好、操作方便、扩展性好等传统仪器无法比拟的优点，可克服单纯依靠数学算法推算造成的偏差，实现系统的远程综合监控，是电力系统今后一段时间的发展方向。 参考文献

[1]安滨,李守凡,陈彬彬,扈健,董海波,刘国伟.虚拟仪器在电力系统中的应用综述[J].电力信息与通信技术,2016,14(02):12-17. [2]伍星华,王旭.国内虚拟仪器技术的应用研究现状及展望[J].现代科学仪器,2011(04): 112-116.

[3]谢勃,卫志农.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].江苏电机工程,2016(06):81 -84.

[4]艾欣,杨以涵,周孝信.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化,2011 (15):54-57.

[5]孙晓龙,李宝树,赵书涛.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].电力情报,2011(02): 5-9.