电能质量监测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种电能质量监测方法和装置。该电能质量监测方法包括：获取至少一个周波的电压或电流采样值；基于所获取的电压或电流采样值，计算出每半个周波的电压或电流均方根值；记录所述电压或电流均方根值。优选地，仅记录超出预定容限范围的电压或电流均方根值。由此，电能质量监测设备的数据记录量得以大幅降低。

【技术实现步骤摘要】
电能质量监测方法和装置
本专利技术总体涉及电能质量监测方法和装置，尤其涉及一种能够降低数据存储容量的电能监测方法和装置。
技术介绍
电能质量是指通过电网(例如公共电网)供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想的状态并不存在。由此，产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。从不同角度观察，电能质量含义例如可以包括：(1)电压质量：其以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。(2)电流质量：其反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概括大多数因电压原因造成的电能质量问题。为了分析得到电压质量或电流质量，一般需要对供电网中的电压和电流进行采样，同时将监测到的电压和电流数据保存下来，以供电能质量分析。为了确保电能质量分析的可靠性和准确性，电能质量监测中一个重要的环节就是以固定的时间周期持续记录监测到的电压或电流值。例如，记录每个周期的电压或电流采样数据，或者每1分钟、每个小时的电压或电流采样数据。假设以625微秒对50Hz的电力线的单相进行采样，则每个周期得到32个采样点。若记录连续10秒的数据，则需记录16K个采样点数据，也就是例如16K*4字节＝64K字节的数据。如此，如果记录一天24小时的数据，则数据量将达到552M字节。这就需要电能质量监测设备具有相当的存储容量，但这一点对于大多数电能质量监测设备而言是很难达到的。同时，如果记录每个采样点的数据，一旦因例如电压暂停或电压(电流)的涨落而导致记录数据超出预定的记录范围，则所记录的数据将自此失效，或者得到不准确的记录数据。为了解决这一问题，现有的一种方式是进一步缩小数据记录间隔以得到更多或更为准确的数据。但是，这种方案给电能质量监测设备的存储容量提出了更高的要求。另一种方案是在出现超出范围的无效数据时记录这一事件并在数据记录中标记无效数据。但是，这种方法的缺点是因无效数据的存在连续的采样数据将会出现中断，并不利于电能质量的分析。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种电能质量监测方法，其能够记录连续的反应电流或电压变化的数据，以供电能质量分析。根据本专利技术一个实施例，本专利技术提出的用于电能质量监测的方法，包括：获取至少一个周波的电压或电流采样值；基于所获取的电压或电流采样值，计算出每半个周波的电压或电流均方根值；记录所述计算出的电压或电流均方根值。在本专利技术一个实施例中，优选地，记录所述每半个周波电压或电流均方根值的步骤还包括：判断当前计算出的电压或电流均方根值与半个周波前的电压或电流均方根值之差是否超出一个预定容限；如果当前计算出的电压或电流均方根值与半个周波前的电压或电流均方根值之差超出所述预定容限，则记录当前计算出的电压或电流均方根值。在本专利技术另一个实施例中，更为优选地，所述预定容限为至少第一容限和第二容限中之一，且所述第一容限大于所述第二容限，以及记录所述电压或电流均方根值的步骤还包括：判断当前计算出的电压或电流均方根值与额定的电压或电流值之差是否超出一个预定容限阈值；如果当前计算出的电压或电流均方根值与额定的电压或电流值之差超出所述预定容限阈值，则所述预定容限为第一容限，否则所述预定容限为第二容限，其中所述预定容限阈值大于所述第一容限和第二容限中任一。优选地，所述预定容限阈值为额定的电压或电流均方值的8％～12％。更为优选地，所述第一容限是第二容限的两倍。尤为优选地，所述预定容限为1％～6％。在本专利技术又一个实施例中，用于电能质量监测的装置包括：采样模块，用于获取至少一个周波的电压或电流采样值；计算模块，其基于所获取的电压或电流采样值，计算出每半个周波的电压或电流均方根值；记录模块，用于记录计算模块计算出的电压或电流均方根值。优选地，记录模块还包括：第一判断模块，用于判断当前计算出的电压或电流均方根值与半个周波前的电压或电流均方根值是否超出一个预定容限；记录子模块，在所述第一判断模块判断出当前计算出的电压或电流均方根值与半个周波前的电压或电流均方根值之差超出所述预定容限时，记录当前计算出的电压或电流均方根值。更为优选地，所述预定容限为至少第一容限和第二容限中之一，且所述第一容限大于所述第二容限，以及所述记录模块还包括：第二判断模块，用于判断当前计算出的电压或电流均方根值与额定的电压或电流值之差是否超出一个预定容限阈值；确定模块，如果判断出当前计算出的电压或电流均方根值与额定的电压或电流值之差超出所述预定的阈值，则所述预定容限为第一容限，否则所述预定容限为第二容限，其中所述预定容限阈值大于所述第一容限和第二容限中任一。参考以下结合附图对本专利技术各实施例的详细描述，本专利技术的上述方面和优点将会更加清晰明了。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1示出了电压均方根的计算方式的示意图；图2示出了每半个周波(瞬时半周波)电压均方根的计算方式的示意图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的电能质量监测方法的流程图；图4示出了根据本专利技术另一个实施例的电能质量监测方法的流程图；图5是采用图4所示的电能质量监测方法得到的记录数据的示意图；图6示出了根据本专利技术又一个实施例的电能质量监测方法的流程图；图7是采用图6所示的电能质量监测方法得到的记录数据的示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的电能质量监测装置的结构框图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。在本专利技术一个实施例中，电能质量监测装置不再记录电流或电压的采样值，转而仅记录电压或电流的均方根值，由此可较为有效地减少出于电能质量分析目的而记录的数据量。以下将以记录电压数据为例来描述本专利技术所提出的解决方案。但是，本领域技术人员可以理解的，以下方案同样可以应用于电流数据的记录中。图1示意性地示出供电线路中单相的电压波形，以及电压均方根值(Urms)的计算方法。在图1中，纵坐标为采样到的电压值，图中用x(t)表示，横坐标为时间轴，单位为秒(S)。如图1所示，电压的均方根值Urms(即图1中的y(t))为电压采样值x(t)的平方在整个周期T内积分后除以周期时长T后的平方根。电压的均方根值Urms亦称为有效电压。Urms的幅值变化足以反映电压波形的变化，也就是电压的状态变化。这里所述的电压状态变化是指电压值从一个稳定的幅值变化状态变迁到一个新的状态。这里状态也可以指在幅值上以恒定的比率增加或减少的变化状态。在本专利技术的实施例中，为了进行电能质量分析，所记录的是每半个周波的Urms。图2示意性地示出了上述每半个周波的Urms的定义。图2示出了至少两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电能质量监测的方法，包括：获取至少一个周波的电压或电流采样值；基于所获取的电压或电流采样值，计算出每半个周波的电压或电流均方根值；记录所述计算出的电压或电流均方根值。

【技术特征摘要】
1.一种用于电能质量监测的方法，包括：获取至少一个周波的电压或电流采样值；基于所获取的电压或电流采样值，计算出每半个周波的电压或电流均方根值；记录所述计算出的电压或电流均方根值，其中，记录所述每半个周波的电压或电流均方根值的步骤还包括：判断当前计算出的电压或电流均方根值与半个周波前的电压或电流均方根值之差是否超出一个预定容限；如果当前计算出的电压或电流均方根值与半个周波前的电压或电流均方根值之差超出所述预定容限，则记录当前计算出的电压或电流均方根值，其中，所述预定容限为至少第一容限和第二容限中之一，且所述第一容限大于所述第二容限，以及记录所述电压或电流均方根值的步骤还包括：判断当前计算出的电压或电流均方根值与额定的电压或电流值之差是否超出一个预定容限阈值；如果当前计算出的电压或电流均方根值与额定的电压或电流值之差超出预定容限阈值，则所述预定容限为第一容限，否则预定容限为第二容限，其中所述预定容限阈值大于所述第一容限和第二容限中任一。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定容限阈值为额定的电压或电流均方值的8％～12％。3.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯勇，
申请(专利权)人：西门子电力自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32