用于分布式电功率确定的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对至少一个用电器(605)进行分布式电功率确定的方法(100)，所述用电器经由电压路径(603)与电压源(601)连接，其中电压测量装置(607)在电压路径(603)上的电压测量点(613)处确定电压源(601)的供电电压U，并且其中至少一个电流测量装置(609)在电压路径(603)的电流测量点(615)处确定用电器(605)的用电器电流I，所述方法包括：在电压测量步骤(101)中通过用于确定供电电压U的电压变化曲线TCU的电压测量装置(607)记录供电电压U的电压测量值DPU，在电流测量步骤(103)中通过用于确定用电器电流I的电流变化曲线TCI的至少一个电流测量装置609记录至少一个用电器605的用电器电流I的电流测量值DPI，在分析步骤(105)中借助分析函数AF分析供电电压U的电压测量值DPU和/或用电器电流I的电流测量值DPI，以便确定供电电压U的电压变化曲线TCU的电压特征值AFPU和用电器电流I的电流变化曲线TCI的电流特征值AFPI，并且在功率值求出步骤(107)中在考虑电压特征值AFPU和/或电流特征值AFPI的情况下求出至少一个功率值L。值AFPI的情况下求出至少一个功率值L。值AFPI的情况下求出至少一个功率值L。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分布式电功率确定的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于对具有至少一个用电器的系统进行分布式电功率确定的方法。本专利技术还涉及一种用于分布式功率确定的系统。本专利技术还涉及一种用于执行用于分布式功率确定的方法的计算机程序和一种具有该计算机程序的存储介质。
[0002]本专利申请要求德国专利申请10 2019103270.9的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]在分布式功率确定中，在系统的不同位置处记录具有至少一个用电器的系统的电流和电压。相对于其中在系统中的相同位置处确定电压和电流的功率确定，特别是在具有多个用电器的系统中，分布式功率确定可以得出如下优点：仅必须对多个用电器执行一次电压测量。供电电压的在电压测量时确定的值与相应的在用电器位置处确定的用电器电流组合地用于确定功率。由此可以节约硬件部件，因为不是对于每个用电器都需要个体的电压测量值装置，而是一个电压测量装置对于多个用电器就是足够的。
[0004]从文献WO 2013/009942 A1中已知一种用于分布式功率确定的方法，其中在具有至少一个用电器的系统中的一个点处执行电压测量并且在另一点处执行电流测量。
[0005]但是，现有技术中已知的用于分布式功率确定的系统中的问题是传输所记录的电流和电压值以确定功率。由于电流和电压的测量值在系统中的不同位置处记录且记录不同的系统部件的电流和电压的测量值，所以必须将至少一个数据集从一个系统部件传输给另一系统部件，以便在考虑所记录的电压和所记录的电流的情况下可以确定相应的功率。
[0006]在现有技术中，在交流电压的情况下基于电流和电压的有效值确定功率。这还基于以下事实：必须动用电流和电压的瞬时值以精确地确定功率。但是，这意味着传输大量数据，这在如今的系统中会造成问题。
[0007]但是，基于电流和电压的有效值确定功率同样不令人满意。电流和电压的有效值为相对于实际瞬时值的强烈简化，并且包含在瞬时值中的信息的大部分在简化成有效值时丢失。特别是在具有电流和电压中相对高份额的谐波频率的系统中，该简化导致功率却东中的测量不精确性。

技术实现思路

[0008]本专利技术所基于的目的可以在于：提供一种用于对具有至少一个用电器的系统进行分布式电功率确定的有效方法，提供一种用于分布式电功率确定的系统和提供一种具有用于执行用于分布式电功率确定的方法的计算机程序的存储介质。
[0009]所述目的借助于独立权利要求的主题实现。本专利技术的有利的设计方案是各个从属权利要求的主题。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供一种用于对至少一个用电器进行分布式电功率确定的方法，所述用电器经由电压路径与电压源连接，其中电压测量装置在电压路径上的电压
测量点处确定电压源的供电电压，并且其中至少一个电流测量装置在电压路径的电流测量点处确定用电器的用电器电流。该方法包括如下方法步骤：在电压测量步骤中通过用于确定供电电压的电压变化曲线的电压测量装置记录供电电压的电压测量值，在电流测量步骤中通过用于确定用电器电流的电流变化曲线的至少一个电流测量装置记录至少一个用电器的用电器电流的电流测量值，在分析步骤中借助分析函数分析供电电压的电压测量值和/或用电器电流的电流测量值，以便确定供电电压的电压变化曲线的电压特征值和用电器电流的电流变化曲线的电流特征值，并且在功率值求出步骤中在考虑电压特征值和/或电流特征值的情况下求出至少一个功率值。
[0011]由此实现：可以提供一种用于在具有至少一个用电器的系统中进行分布式功率确定的有效方法。
[0012]通过分布式功率确定可以减小所需的硬件，所述分布式功率确定在下文中理解为其中在系统中的不同位置处测量电压和电流的功率确定。
[0013]尤其在具有多个用电器的系统中，借助仅一个电压测量装置和多个与各个用电器相关联的电流测量装置实现为每个用电器确定功率。
[0014]可以避免为每个用电器进行给他的电压测量。所述给他电压测量尤其对于其中对于不同的用电器供电电压仅微小变化的系统是不利的。用于每个用电器的本地电压测量在在这种系统中相对于对于整个系统的供电电压的唯一的全局的电压测量没有带来额外的信息，进而是冗余的。
[0015]但是，分布式功率确定的前提是：为了确定至少一个功率值，将供电电压的电压测量值和/或用电器的电流测量值从电压测量装置和/或电流测量装置传输至相应的系统部件，由所述系统部件将电流和电压的相应的测量值用于确定相应的功率，其中测量值包括电压测量值和/或电流测量值。
[0016]在这方面，有利地实现：在本方法中，为了传输从所记录的电压和电流测量值中获得的关于供电电压和/或用电器电流的信息必须传输相对小的数据量。由此，实现更快速地传输数据和与其相关的更快速地为系统的各个用电器确定功率。
[0017]由于特征值相对于未分析过的电压和电流测量值的信息密度较高，其中特征值可以通过电压和/或电流测量值形成，所有还可以随电压特征值和/或电流特征值实现每所传播的数据流更高的信息内容。在以一定的最大可传输的数据量中，所传输的特征值因此可以与在相同的数据流的电压或电流测量值的情况下相比传输更高的信息内容。例如，可以传输如下特征值，所述特征值对应于一组电压和/或电流测量值，所述测量值的数据流超过最大可传输的数据量。替选地，也可以传输多组电压和/或电流测量值的特征值，而由于电压和/或电流测量值的各个数据组的高的数据量而无法同时传输所有数据组。
[0018]供电电压的记录的电压测量值和/或供电电流的电流测量值在传输给相应的系统部件之前经过分析过程以确定功率。在数据分析中，求出供电电压的电压变化曲线的电压特征值和/或用电器电流的电流变化曲线的电流特征值。
[0019]然后，所求出的电压变量和/或电流特征值被传输给系统部件，所述系统部件在考虑电压变量和/或电流特征值的情况下确定相应的用电器的功率。因此，代替所记录的电压和/或电流测量值，传输电压特征值和/或电流特征值，由此实现要传输的数据量的显着减少。
[0020]分析电压测量值或电流测量值，并根据应当传输哪个电压测量值或电压特征值或电流测量值或电流特征值来求出电压特征值或电流特征值。如果为了确定至少一个功率值而将电压和电流测量值传输至相应的系统部件，则分析电压测量值并且求出电压特征值还有分析电流测量值还有求出电流特征值。
[0021]仅将特征值从电压测量装置或至少一个电流测量装置传输至执行功率确定的相应的系统部件。不进行电压或电流测量值的传输。
[0022]功率的确定在考虑电压特征值和/或电流特征值的情况下进行。例如，可以将特征值构成为，使得电压特征值和电流特征值相乘产生相应的功率值。
[0023]同样可以将电压特征值和电流特征值逆变换为相应的电压和电流测量值。在这种情况下，在考虑电压和电流测量值的情况下确定功率。在将电压特征值和/或电流特征值从电压测量装置和/或至少一个电流测量装置传输给相应的功率部件之后，可以通过用于确定功率的系统部件来执行相应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对至少一个用电器(605)进行分布式电功率确定的方法(100)，所述用电器经由电压路径(603)与电压源(601)连接，其中电压测量装置(607)在所述电压路径(603)上的电压测量点(613)处确定所述电压源(601)的供电电压(U)，并且其中至少一个电流测量装置(609)在所述电压路径(603)的电流测量点(615)处确定所述用电器(605)的用电器电流(I)，所述方法包括如下方法步骤：在电压测量步骤(101)中通过用于确定所述供电电压(U)的电压变化曲线(TCU)的所述电压测量装置(607)记录所述供电电压(U)的电压测量值(DPU)；在电流测量步骤(103)中通过用于确定所述用电器电流(I)的电流变化曲线(TCI)的所述至少一个电流测量装置(609)记录所述至少一个用电器(605)的用电器电流(I)的电流测量值(DPI)；在分析步骤(105)中借助分析函数(AF)分析所述供电电压(U)的所述电压测量值(DPU)和/或所述用电器电流(I)的所述电流测量值(DPI)，以便确定所述供电电压(U)的所述电压变化曲线(TCU)的电压特征值(AFPU)和所述用电器电流(I)的所述电流变化曲线(TCI)的电流特征值(AFPI)，其中在所述分析步骤(105)中由所述电压测量装置(607)执行所述供电电压(U)的所述电压测量值(DPU)的分析，和/或其中在所述分析步骤(105)中由所述至少一个电流测量装置(609)执行所述用电器电流(I)的所述电流测量值(DPI)的分析；通过所述电压测量装置(607)将所述电压特征值(AFPU)传输给处理器单元(611)和/或通过所述至少一个电流测量装置(609)将所述电流特征值(AFPI)传输给所述处理器单元(611)；和在功率值求出步骤(107)中在考虑所述供电电压(U)的所述电压变化曲线(TCU)的所述电压特征值(AFPU)和/或所述用电器电流(I)的所述电流变化曲线(TCI)的所述电流特征值(AFPI)的情况下通过所述处理器单元(611)求出至少一个功率值(L)。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述电压测量值(DPU)和/或所述电流测量值(DPI)的所述分析步骤(105)包括：在谱分析步骤(201)中对所述电压测量值(DPU)和/或所述电流测量值(DPI)进行谱分析、尤其离散傅里叶分析；在谱创建步骤(203)中基于所述电压测量值(DPU)的所述谱分析创建所述供电电压(U)的电压频谱(SDU)和/或基于所述电流测量值(DPI)的所述谱分析创建所述用电器电流(I)的电流频谱(SDI)；在降低步骤(205)中将所述供电电压(U)的所述电压频谱(SDU)和/或所述用电器电流(I)的所述电流频谱(SDI)降低到所述供电电压(U)的电压基频(U0)和前n个电压谐波频率(U1、
……
、U
n
)的频率和/或降低到所述用电器电流(I)的电流基频(I0)和前n个电流谐波频率(I1、
……
、I
n
)的频率；和在谱值鉴别步骤(207)中将所述供电电压(U)的电压基频(U0)和前n个电压谐波频率(U1、
……
、U
n
)的频率的电压频谱值(SDU0、SDU1、
……
、SDU
n
)鉴别为电压特征值(AFPU)和/或将所述用电器电流(I)的电流基频(I0)和前n个电流谐波频率(I1、
……
、I
n
)的频率的电流频谱值(SDI0、SDI1、
……
、SDI
n
)鉴别为电流特征值(AFPI)。3.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述电压测量值(DPU)和/或所述电流测量值
(DPI)的所述分析步骤(105)包括以下方法步骤：在适配步骤(501)中执行将适配函数适配于所述电压测量值(DPU)和/或所述电流测量值(DPI)的适配过程；在参数求出步骤(503)中求出所述适配函数的电压参数(PU)，其中所述适配函数与所述电压参数(PU)描述所述供电电压(U)的电压变化曲线(TCU)，和/或求出所述适配函数的电流参数(PI)，其中所述适配函数与所述电流参数(PI)描述所述用电器电流(I)的所述电流变化曲线(TCI)；和在参数鉴别步骤(505)中将所述适配函数的所述电压参数(PU)鉴别为电压特征值(AFPU)和/或将所述适配函数的所述电流参数(PI)鉴别为电流特征值(AFPI)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，还包括：在同步步骤(209)中将所述电压测量装置(607)和所述至少一个电流测量装置(609)同步到基准时间，其中所述电压测量装置(607)和所述至少一个电流测量装置(609)各自确定本地时间，并且其中所述电压测量装置(607)的所述本地时间和所述至少一个电流测量装置(609)的所述本地时间相对于所述基准时间进行适配。5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中在所述同步步骤(209)中同步所述电压测量装置(607)和所述至少一个电流测量装置(609)包括在相移求出步骤(401)中求出所述供电电压(U)的所述电压变化曲线(TCU)和所述用电器电流(I)的所述电流变化曲线(TCI)之间的相移(ΔΦ)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中所述至少一个功率值(L)是有功功率(P)、无功功率(Q)、畸变无功功率(D)或总视在功率(S)。7.一种用于分布式电功率确定的系统(600)，所述系统具有：用于提供供电电压(U)的电压源(601)；至少一个用电器(605)，所述用电器经由至少一个电压路径(603)与所述电压源(60...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比安，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：