监测装置制造方法及图纸

公开了一种用于监测与配电网络(12)中的交流电源关联的参数值的监测装置(10)。所述监测装置(10)包括：传感器(16)，其在使用中电连接至所述网络(12)或以其他方式监测所述网络(12)；以及控制单元(20)，其可操作以使用所述传感器(16)的输出来确定相对于预设相位偏移值的相位偏移值，以及在控制负载(14)或设备的运行中使用所述相位偏移值的差异。运行中使用所述相位偏移值的差异。运行中使用所述相位偏移值的差异。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监测装置


[0001]本公开涉及一种监测装置，尤其涉及一种可用于监测配电网络中的交流电信号的参数的监测装置。

技术介绍

[0002]在多种情况下，期望能够监测与网络中的交流电信号关联的一个或多个参数，诸如其频率、相位和/或幅度。交流信号可以包括例如来自发电机的输出。可替换地，交流信号可以包括例如英国国家电网或类似的配电网络上的电源。
[0003]在将诸如来自太阳能电池板或风力涡轮机等发电机输出的电力提供给配电网络的情况下，希望能够监测配电网络上的电源的频率，在控制与发电机关联的电路的运行中使用该信息，以便使来自发电机的供电频率与配电网络的频率相匹配。当配电网络上的供电频率变化以适应电力需求和供应之间的差异时，优选地，这种监测连续地或基本上连续地进行、或者至少非常有规律地进行。
[0004]可用于监测配电网络的频率的另一应用允许过量供电用于对电池或其它存储装置充电，在存在过量需求时从电池或其它存储装置放电以用于增强对配电网络的供电。由于电源频率可用于提供关于配电网络上是否存在过量电源或过量需求的指示，所以应理解的是，通过能够监测电源频率，可精确地控制电池或其它存储装置的充电或放电。
[0005]进一步的应用包括控制诸如洗碗机、蓄热器、热水器等的智能设备的运行，控制设备的运行，使得仅在或主要在检测到存在可用的过量供电时，开启高电力需求功能(诸如加热元件的运行)。
[0006]应当理解，这些仅表示期望实时或基本实时地监测与配电网络上的交流电源关联的参数的应用的几个示例。
[0007]通过响应于需求的变化来监测网络上的供电并控制与其连接的负载或设备，可以增强网络稳定性，这是有利的。此外，通过使用对于在过度供电期间产生的消耗具有更有利的费率的供电合同，可以节省成本。
[0008]虽然用于监测例如交流电源的频率的装置是已知的，但是已知的装置通常相对没有响应，需要在相当长的时间段上进行测量以确定参数值。因此，这些装置并不适于在参数值频繁或连续变化的情况下使用。这是因为，与此类装置关联的测量时滞太长，而不能使用测量的参数值对设备进行适当的控制。
[0009]例如，EP2477298A1公开了一种静态能量供应单元。该静态能量供应单元包括控制器和比较器。该比较器用于将某一相位的模拟输出电压信号与交流供电网络中对应相位的测量交流电压进行比较。该控制器控制一个功率转换器的运行以便改变到该交流供电网络的功率量。EP2477298A1所公开的系统依赖于测量供电网络的相位和频率的能力。

技术实现思路

[0010]因此，期望提供一种装置，其可以基本上实时地或者至少以避免复杂测量系统的
方式来监测参数值，以便更有效地使用，包括在诸如家用电器等较小设备中使用。
[0011]本公开的目的是提供一种监测装置，其克服了至少一些已知装置的缺点或者解决了效果较差的问题。
[0012]根据本公开的一方面，提供了一种用于监测与配电网络中的交流电源或(电源的交流分量)关联的参数值的监测装置，所述监测装置包括：传感器，其在使用中电连接至所述网络或以其他方式监测所述网络；以及控制单元，其可操作以使用所述传感器的输出来确定电压相对于预设相位偏移值的相位偏移值，以及在控制负载或设备的运行中使用所述相位偏移值的差异。
[0013]例如，控制单元可以使用相位偏移的差异来控制诸如电池的蓄电设备的运行、或控制诸如洗碗机的智能电气设备的运行、或控制诸如蓄热器或热水器等的电加热设备的运行。
[0014]相位偏移优选地使用基于递归离散傅里叶变换(Recursive Discrete Fourier Transform，DFT)的技术，基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)的技术、基于快速正弦变换(Fast Sine Transform，FST)的技术和/或基于快速余弦变换(Fast Cosine Transform，FCT)的技术来确定。这种方法是有利的，因为可以使用非常少的运行来非常快速地进行相位偏移的计算或确定。因此，监测装置可以基本上实时地操作。然而，应当理解，在相位偏移的确定中可以使用其它技术，本公开在这方面不受限制。
[0015]通过使用递归DFT技术、FFT、FST或FCT，可以，例如在进行测量以获得交流信号的交流电源的波长或周期的一部分中，非常快速地确定相位偏移的值。因此，可以基本上实时地确定表示例如交流电源的频率、相位和/或幅度的参数值。
[0016]在简单的形式中，可以通过交流信号的在线测量(以交流电源的波长或周期的形式)来确定预设相位偏移值。这样，在线测量可以包括分析以确定测量电压值的相位信息的一连串测量，例如电压测量。在简单的形式中，预设相位偏移值可以被认为是空或零。在这种情况下，随后确定的相位偏移值和预设相位偏移值之间的差异是随后确定的相位偏移值。
[0017]对于多个相位偏移计算，可以保持预设相位偏移值作为用于确定相位偏移差的参考值。在这种情况下，可以不时地设置预设相位偏移值。或者，可以为每个测量设置预设相位偏移值。可替换地或附加地，预设偏移值可以是从初始测量确定的相位偏移值。以这种方式，相同的预设相位偏移值可以用于随后的测量。
[0018]可替换地或附加地，所述预设相位偏移值基于存储在所述监测装置的存储器中的查找表。
[0019]可替换地或附加地，所述预设相位偏移值基于表示所述交流电源的信号的模型波形。可以为给定的交流电源计算模型波形。可以预先计算模型波形并将其存储在监测装置的存储器上。可替换地，根据监测装置的可用处理能力，可以实时计算模型波形。可以计算模型波形，并且可以将其作为查找表存储在监测装置的存储器中。
[0020]在使用中，如果相位偏移中的差异是正的，表示相位偏移正在增加。交流电源的频率的增加又表示供电过量。如果相位偏移的差异是负的，表示相位偏移正在减小，则表示交流电源的频率减小。而交流电源的频率减小又表示需求过量。
[0021]根据本公开的另一方面，公开了一种如权利要求12所限定的方法，用于监测与配
电网络中的交流电源或电源的交流分量关联的参数值。所述方法包括：使用电连接到所述网络的传感器或以其它方式监测所述网络；基于所述传感器的输出来确定电压相对于预设相位偏移值的相位偏移值；以及基于所述预设相位偏移值与所述相位偏移值之间的差异来控制负载或设备的运行。
[0022]在一些实施例中，所述方法进一步包括：基于所述预设相位偏移值和所述相位偏移值之间的差异来控制蓄电设备、或智能电气设备、或诸如蓄热器或热水器的电加热设备的运行。
[0023]在一些实施例中，所述方法进一步包括：对所述网络中的交流信号建模并从中得到所述相位偏移值。
[0024]在一些实施例中，所述方法进一步包括：在分析交流信号中使用基于递归DFT的技术、基于FFT的技术、基于FST的技术或基于FCT的技术，从而得到所述相位偏移值。
[0025]在一些实施例中，所述方法进一步包括：通过交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种监测装置，用于监测与配电网络中的交流电源或电源的交流分量关联的参数值，其特征在于，所述监测装置包括：传感器，其在使用中电连接至所述网络或以其他方式监测所述网络；以及控制单元，其可操作以使用所述传感器的输出来确定电压相对于预设相位偏移值的相位偏移值，以及在控制负载或设备的运行中使用所述相位偏移值的差异。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述控制单元使用所述相位偏移的差异来控制蓄电设备的运行，或控制智能电设备的运行，或控制诸如蓄热器或热水器的电加热设备的运行。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，其中，所述控制单元可操作以对所述网络中的交流信号建模并从中得到所述相位偏移值。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述控制单元使用基于递归离散傅里叶变换(DFT)的技术来分析所述交流信号，从而得到所述相位偏移值。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述控制单元使用基于快速傅里叶变换(FFT)的技术来分析所述交流信号，从而得到所述相位偏移值。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述控制单元使用基于快速正弦变换(FST)的技术来分析所述交流信号，从而得到所述相位偏移值。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述控制单元使用基于快速余弦变换(FCT)的技术来分析所述交流信号，从而得到所述相位偏移值。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，其中，所述预设相位偏移值由所述交流信号的在线测量来确定。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，其中，所述预设相位偏移值基于存储在所述监测装置的存储器中的查找表。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，其中，所述预设相位偏移值基于表示所述交流电源的信号的模型波形。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，其中，指示所述相位偏移正在增大的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德，
申请(专利权)人：普希夫有限公司，
类型：发明
国别省市：