电能质量监测方法和装置制造方法
电能质量监测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明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，计算出当前周期的电压或电流均方根值；缓存每个半个周波前的电压或电流均方根值，仅记录超出预定容限范围的电压或电流均方根值，还记录超出预定容限范围的电压或电流均方根值的之前半个周波前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。
【专利说明】电能质量监测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]从不同角度观察，电能质量含义例如可以包括:
[0004](I)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。
[0005](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。
[0006]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I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=64Κ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552Μ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H是很难达到的。
[0007]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。
【发明内容】
[0008]本发明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。
[0009]根据本发明一个实施例，本发明提出的用于电能质量监测的方法，初始化一个用于存储半个周波前数据的缓存以及一个用于存储在先记录数据点的缓存；获取至少一个周期的电压或电流采样值，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值；判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述在先记录数据点之差是否超出一个预定的第一容限；如果未超出，则以所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记更新所述半个周波前数据，并继续执行获取后续周期的电压或电流采样值的步骤；如果超出，则在所述在半个周波前数据为有效值的情况下，将所述在半个周波前数据作为一个数据点记录下来，以及如果超出，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记作为一个数据点记录下来，同时以所述当前周期的电压或电流均方根值更新所述在先记录数据点。
[0010]优选地，所述初始化步骤包括:清空用于存储所述半个周波前数据的缓存。而且，所述半个周波前数据为有效值的情况还包括:如果所述半个周波前数据不为空，则表明所述半个周波前数据为有效值；以及将所述半个周波前数据作为一个数据点记录下来的步骤还包括；在记录下所述半个周波前数据之后，清空所述用于存储半个周波前数据的缓存。
[0011]更为优选地，所述半个周波前数据为有效值的情况还包括:如果所述半个周波前数据不为空，则进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述半个周波前数据之差是否超出一个第二容限(Tc);如果超出，则表明所述半个周波前数据为有效值。
[0012]在本发明另一个实施例中，更为优选地，所述预定的第一容限为至少第一子容限和第二子容限中之一，且所述第一子容限大于所述第二子容限，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的容限阈值；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未超出所述预定容限阈值，则所述预定的第一容限为第一子容限，否则所述预定第一容限为第二子容限，其中所述预定的容限阈值大于所述第一子容限和第二子容限中任一。优选地，所述预定的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，所述预定容限为额定的电压或电流均方值
1% ?6% ο
[0013]根据本发明另一个实施例，本发明还提出了一种用于电能质量监测的装置，包括:初始化模块，用于初始化一个半个周波前数据以及一个在先记录数据点；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，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值；判断模块，判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述在先记录数据点之差是否超出一个预定的第一容限；第一更新模块，如果判断模块的判断结果为未超出第一容限，则以所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记更新所述半个周波前数据；第一记录模块，如果判断模块的判断结果为超出第一容限，则在所述半个周波前数据为有效值的情况下，将所述半个周波前数据作为一个数据点记录下来，以及第二记录模块，如果判断模块的判断结果为超出第一容限，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记作为一个数据点记录下来；第二更新模块，在所述第二记录模块记录完成后，以所述当前周期的电压或电流均方根值更新所述在先记录数据点。
[0014]参考以下结合附图对本发明各实施例的详细描述，本发明的上述方面和优点将会更加清晰明了。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0016]图1示出了电压均方根的计算方式的示意图；
[0017]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；
[0018]图3是利用电能质量监测方法得到的记录数据的示意图；
[0019]图4示出了根据本发明一个实施例的电能质量监测方法的流程图；
[0020]图5示出了根据本发明另一个实施例的电能质量监测方法的流程图；
[0021]图6示出了根据本发明又一个实施例的电能质量监测方法的流程图；
[0022]图7是采用本发明提出的电能质量监测方法得到的记录数据的示意图；
[0023]图8是根据本发明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】
[0024]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0025]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(i)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y⑴)为电压采样值x⑴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状态变迁到一个新的稳定幅值状态。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。
[0026]在本发明的实施例中，为了进行电能质量分析，所记录的是时间上每错后半个周波的电压均方根值(Urms)。图2示出了至少两个周期的正弦电压波形。同时，图2也示出了与该电压波形对应的每个数据点，在图中用“X”表示。图中左起第三到第五个“X”所指示的数据点可以分别以与之对应的采样数据范围表示。在图2中，第η个1/2周期所指示的范围为用于计算该相应Urms所使用的采样数据的范围。例如，第一个X点(Ist)的值是在第一个周期(即图中的lstl/2周期)指示的周期内按照图1所示的公式计算出来的。第二个X点(2nd)的值是在第二个周期(即图中的2ndl/2Cycle)指示的周期内按照图1所示的公式计算出来的。2ndl/2Cycle比lstl/2CyCle错后半个周期。换言之，如果2ndl/2Cycle所指示的范围为当前周期Cur Cycle,则lstl/2Cycle为半个周波前(Pre_l/2)的Urms。如此，按照图2所示的范围可以依次计算出Urms，即图2中“x”点。x点构成的曲线描述了电压的变化趋势。
[0027]图3示出了进一步简化数据记录量的记录方式。同样地，在图3中用“X”表示记录下来的Urms。如图3所示,仅记录下了发生变化的Urms,所以所记录的数据量得以大幅减少。例如，电能质量监测设备判断当前周期(Cur)计算出的Urms与先前一个记录的数据点的Urms之差是否超出了一个预定的容限！Y。例如，假设当前计算出的Urms为图2中的2nd Urms，则电能质量监测设备求2nd Urms与先前一个记录的数据点的Urms之差的绝对值，即Λ l/2Urmso如果Λ l/2Urms大于预定的容限Tlj (例如额定的电压均方值的1%?6%)贝Ij将当前计算(Cur)(例如2nd Urms)作为数据记录点记录下来。否则，不进行记录，进而获取新的采样值，以计算向后错开半个周波的周期内电压均方根值，例如图2中的3ri Urms0这样就可以获得如图3所示的电压变化趋势。
[0028]采用图3所示方式可以大幅减少所记录的数据量。例如，如果电压稳定的情况下，例如一个小时、一天或一周内Urms变化均未超出容限?Υ,则仅记录一个Urms值即可。同时，当电压幅值增加或下降时，如图3波形中部所示，也可以及时捕获到电压的变化。由此，图3所示的方式依赖于Urms的变化来记录例如电压波形的涨落、暂停等事件，从而所记录的数据始终是连续且可信的，而不会受到例如电压暂停等事件的干扰。
[0029]图4示出了根据本发明一个实施例的电能质量监测方法的流程图。在图4所示的流程中，特别使用了一个缓存Buf，用于缓存在半个周波之前的Urms及其相关的时间标记(时间戳)，这也可称作半个周波前数据，图中用Pre-l/2UrmS表示。在按照图3所示方式需要记录当前均方根值CurJJrms时,也记录所缓存的在半个周波前数据Pre-l/2Urms。由此，通过增加一个很小的缓存即可使得所记录的曲线数据连续性更好，且更能真实地反映实际电压的变化情况。
[0030]具体地，图4所示的流程从初始化步骤S410开始。在步骤S411中，设定如上所述的容限!Y。可选地所述容限IY也可以是一个预定的固定值。在步骤S413中初始化用于存储Pre-l/2Urms的缓存Buf。这里的初始化例如是清空该缓存。可选地，初始化步骤S413也可以将第一个周期的Urms存储在该缓存Buf中作为初始数据。在步骤S414中，初始化用于存储在先记录数据点(Recorded Point)的缓存,例如将第一个计算出的Urms及其相关的时间戳存为该初始的在先记录数据。
[0031]初始化步骤完成后，流程进入正常操作过程。在正常操作过程中，电能质量检测装置实时采样线路上的电压。在图4所示的例子中仅以电压采样为例，在实际使用中，也可采样电流值。在步骤S420，获取当前周期的电压采样值，并由此计算出当前周期的UrmsJPCur_Urms。进而在步骤S430中判断是否需要记录该Cur_Urms。具体地,在步骤S435中，将计算出的CurJJrms与先前记录的数据点(即，在先记录数据点)之差Λ l/2Urms与所确定的第一容限?Υ进行比较。如果Λ l/2Urms超出容限IV，则表明需要记录CUr_UrmS，流程进行到记录操作部分S440和S450。如果Λ l/2Urms未超出容限?Υ,则无需记录Cur_Urms,流程行进到步骤S437。在步骤S437中，将Cur_Urms及其相关的时间戳存入缓存Buf，作为更新后的Pre-l/2Urms，进而重复执行步骤S420，以获取半个周波之后的周期内的Urms。
[0032]如果Λ l/2Urms超出容限1\，则流程行进到步骤S440，以判断并记录半个周波前数据，进而行进到步骤S450，以记录当前数据CUr_UrmS。具体地，在步骤S441中，首先判断缓存Buf是否为空(NULL)。如果为空则表明Pre-l/2UrmS为无效值，否则流程行进到步骤S445，将缓存Buf中存储的Pre-l/2Urms及其相关时间戳作为一个记录数据点记录下来。记录完成后，在步骤S447中清空缓存Buf。最后在步骤S450中将当前计算出的当前数据CUr_UrmS及其相关的时间戳作为一个记录数据点记录下来。步骤S450之后，流程回到步骤S420继续获取下一个半波的数据。
[0033]图5示例性地示出了按照图4所示的方法得到的电能质量监测数据曲线。与图3所示的记录数据曲线相比，图5所示的曲线上增加了至少两个记录数据点Pl和P2。Pl和P2均为在当前数据与在先记录数据之差超出了容限IY时所记录的缓存Buf中的半个周波前数据。如此所得到的数据曲线相对于图3所示曲线连续性更好，而且更能反应实际的电压变化趋势。
[0034]图6示出了根据本发明另一个实施例的电能质量监测方法的流程图。在图6中，与图4相同的步骤采用了相同的附图标记，这些步骤的具体内容请参见前文，这里不再重复。与图4不同的是，图6所示的流程中初始化步骤S511中除了设定第一容限I；之外，还设定一个第二容限Tc。第二容限Tc用于判断是否需要记录Pre-l/2UrmS。例如，第二容限Tc为1%?6%。此外，在图6中，在步骤S441之后还增加了步骤S543。在S543中，进一步判断当前计算出的CurJJrms与已经存储在Buf中的Pre_l/2Urms之差是否超出了第二容限Tc。如果超出，则流程行进到步骤S445和S447，依次记录所缓存的Pre-l/2Urms并在记录后情况缓存Buf。如果CurJJrms与所缓存的Pre_l/2Urms之差小于第二容限Tc,则无需记录Buf中的Pre-l/2Urms，而直接行进到步骤S447和S450。采用图6所示的方法，仅当CurJJrms与所缓存的Pre_l/2Urms之差足够大时才记录Pre_l/2Urms。相反,如果Cur_Urms与所缓存的Pre-l/2Urms非常接近,则无需记录Pre_l/2Urms,而由CurJJrms代之,这样可以进一步减少记录数据的量，且不影响所记录数据的连续性。
[0035]图7示出了根据本发明又一个实施例的电能质量监测方法的流程图。图7中仅着重描绘了不同于图4和图6的部分,其它部分省略未画出。此外，图7中与图4或图6相同的步骤采用了相同的附图标记，这些步骤的具体内容请参见前文，这里不再重复。与图4和图6不同，图7中在步骤S435之前增加了步骤S731?S733。新增的步骤用于对不同变化区段或不同变化范围的电压采用不同的第一容限?Υ，以便以不同的敏感度记录相关数据。例如，对于电压变化处于用户感兴趣范围内的情况，容限?Υ可以选择一个较小的值，以便记录电压变化细节。相反，对于电压变化处于非用户感兴趣范围的情况，容限?Υ可以选择一个较大的值，以便仅记录电压变化的大趋势。
[0036]具体地,如图7所示,在步骤S731中，电能质量监测设备判断当前计算出的Cur_Urms与一个额定的电压均方根值Unom之差是否超出了一个预定容限阈值Th。这里容限阈值Th的设定用于区分用户感兴趣的电压变化范围，以及不感兴趣的电压变化范围。例如，如果电压变化未超出阈值Th (Th例如为额定电压值均方根的8%?12%，优选为10%)，则数据属于用户不关心的范围，无需提供高分辨率的数据记录。相反，在该阈值以外电压变化则需要较高分辨率的数据记录，以便进行详细的分析。在本实施例中，假设当前计算出的Cur_Urms与Unom之差的绝对值大于阈值Th，则行进到步骤S732，选择一个较小的容限T2作为容限Tp相反，当前计算出的CurJJrms与Unom之差的绝对值小于阈值Th,则行进到步骤S733，选择一个较大的容限Tl作为容限IV。优选地，Tl可以是T2的两倍。例如，如果容限T2为2.5%，则Tl例如可以为大概5%。进而，在步骤S435中，根据所确定容限?Υ，按照与图4或图6中相应步骤相同的方式，确定是否需要记录当前半波数据。如果需要，则按照与图4或图6类似的方式执行步骤S440和S450，否则返回到步骤S420。
[0037]图5也示出了采用图7所示方法对出现涨落变化的电压波形进行监测和数据记录的结果。如图5所示，在电压相对于额定电压变化处于用户感兴趣的范围内时，以更高的分辨率进行数据记录，如记录点P3和P4所示。由此，采用图7所示的方法可以在用户关心的变化范围内提供更多的数据记录，以便进行进一步的电能质量分析。
[0038]图4、图6和图7所示的方法可以采用软件来实现，也可以采用硬件或嵌入式编程来实现，还可以采用软件和硬件相结合的方式来实现。图8示意性地示出了一种用于电能质量监测的装置(或称电能质量监测设备)的结构框图。
[0039]如图8所示，电能质量监测的装置包括初始化模块810、采样模块820、计算模块830、判断模块840、第一更新模块850、第二更新模块860、第一记录模块870以及第二记录模块880。
[0040]具体地，初始化模块810用于初始化两个缓存区，其一用于存储一个半个周波前数据Pre-l/2Urms,另一个用于存储在先记录数据点Recorded_Point。采样模块820获取当前周波的电压(或电流)采样值。计算模块830基于采样模块820所获取的电压(或电流)采样值，计算出当前周期的电压(或电流)均方根值(例如CurJJrms )。判断模块840判断计算出的当前数据Cur_Urms)与在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限！Y。第一更新模块850在判断模块840的判断结果为未超出第一容限IY时以当前数据Cur_Urms)及其相关时间标记更新半个周波前数据Pre-l/2Urms。第一记录模块870在判断模块840的判断结果为超出第一容限?Υ时在所述Pre-l/2Urms为有效值的情况下，将在半个周波前数据Pre-l/2UrmS作为一个数据点记录下来。第二记录模块880在判断模块840的判断结果为超出第一容限IY时还将当前数据Cur_UrmS及其相关时间标记作为一个数据点记录下来。第二更新模块860在所述第二记录模块记录完成后，以当前数据CurJJrms更新所述在先记录数据点Recorded_Point。
[0041]更为优选地，所述初始化模块810在进行初始化时清空用于存储Pre-l/2Urms的缓存Buf。第一记录模块850在判断缓存Buf不为空时确定Pre-l/2Urms为有效值。而且，第一记录模块870在记录下Pre-l/2Urms之后,清空缓存Buf。更为优选地,第一记录模块870在缓存Buf不为空的情况下,进而判断CurJJrms与Pre_l/2Urms之差是否超出一个第二容限Tc。如果超出，则表明所述Pre-l/2Urms为有效值，可以记录下来。
[0042]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0043]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种用于电能质量监测的方法，包括: 初始化一个用于存储半个周波前数据(Pre-l/2Urms )的缓存以及一个用于存储在先记录数据点(Recorded_Point)的缓存； 获取至少一个周期的电压或电流采样值， 基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值(Cur_Urms)； 判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms )与所述在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限(Tlj)； 如果未超出，则以所述当前周期的电压或电流均方根值(CUr_UrmS)及其相关时间标记更新所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)，并继续执行获取后续周期的电压或电流采样值的步骤； 如果超出，则在所述在半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值的情况下,将所述在半个周波前数据(Pre-l/2Urms)作为一个数据点记录下来，以及 如果超出，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)及其相关时间标记作为一个数据点记录下来，同时以所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)更新所述在先记录数据点(Recorded_Point)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述初始化步骤包括:清空用于存储所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)的缓存； 而且，所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)为有效值的情况还包括:如果所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空，则表明所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)为有效值；以及 将所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)作为一个数据点记录下来的步骤还包括；在记录下所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)之后，清空所述用于存储半个周波前数据(Pre-l/2Urms)的缓存。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值的情况还包括: 如果所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空，则进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)与所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)之差是否超出一个第二容限(Tc)； 如果超出，则表明所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值。
4.如权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中，所述预定的第一容限(I；)为至少第一子容限(T1)和第二子容限(T2)中之一，且所述第一子容限(T1)大于所述第二子容限(T2),以及 判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms )与所述在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限(Tlj)还包括: 判断当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)与一个额定的电压或电流均方值(Unom)之差是否超出一个预定的容限阈值(Th)； 如果未超出所述预定的容限阈值(Th)，则所述预定第一容限(IY)为第一子容限(T1),否则所述预定第一容限(?Υ)为第二容限(T2), 其中所述预定的阈值(Th)大于所述第一子容限(T1)和第二子容限(T2)中任一。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述预定的容限阈值为额定的电压或电流均方值的8%?12%。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一子容限是第二子容限的两倍。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定第一容限(IY)为额定电压或者电流均方值的1%?6%ο
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定第二容限(Tc)为额定电压或者电流均方值的1%?6%ο
9.一种用于电能质量监测的装置，包括: 初始化模块(810)，用于初始化一个半个周波前数据(Pre-l/2Urms)以及一个在先记录数据点(Recorded_Point)； 采样模块(820)，用于获取至少一个周波的电压或电流采样值， 计算模块(830)，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms )； 判断模块(840),判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)与所述在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限(Tlj)； 第一更新模块(850)，如果判断模块的判断结果为未超出第一容限(IV)，则以所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)及其相关时间标记更新所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms); 第一记录模块(870)，如果判断模块的判断结果为超出第一容限(IV)，则在所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值的情况下，将所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)作为一个数据点记录下来，以及 第二记录模块(880)，如果判断模块的判断结果为超出第一容限(I；)，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)及其相关时间标记作为一个数据点记录下来；第二更新模块(860)，在所述第二记录模块记录完成后，以所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)更新所述在先记录数据点(Recorded_Point)。
10.如权利要求9所述的装置，其中， 所述初始化模块(810)清空用于存储所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)的缓存；所述第一记录模块(870)在判断所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空时确定所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值；以及 所述第一记录模块(870)在记录下所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)之后，清空所述用于存储半个周波前数据(Pre-l/2Urms)的缓存。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述第一记录模块(870)在所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空的情况下，进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_Urms)与所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)之差是否超出一个第二容限(Tc);如果超出，则表明所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述预定第一容限(IY)为额定电压或者电流均方值的1%?6%ο
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述预定第二容限(Tc)为额定电压或者电流均方 值的1%?6%O
【文档编号】G01R31/00GK104345224SQ201310323182
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】仲刚 申请人:西门子电力自动化有限公司
【专利摘要】本发明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，计算出当前周期的电压或电流均方根值；缓存每个半个周波前的电压或电流均方根值，仅记录超出预定容限范围的电压或电流均方根值，还记录超出预定容限范围的电压或电流均方根值的之前半个周波前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。
【专利说明】电能质量监测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]从不同角度观察，电能质量含义例如可以包括:
[0004](I)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。
[0005](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。
[0006]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I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=64Κ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552Μ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H是很难达到的。
[0007]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。
【发明内容】
[0008]本发明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。
[0009]根据本发明一个实施例，本发明提出的用于电能质量监测的方法，初始化一个用于存储半个周波前数据的缓存以及一个用于存储在先记录数据点的缓存；获取至少一个周期的电压或电流采样值，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值；判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述在先记录数据点之差是否超出一个预定的第一容限；如果未超出，则以所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记更新所述半个周波前数据，并继续执行获取后续周期的电压或电流采样值的步骤；如果超出，则在所述在半个周波前数据为有效值的情况下，将所述在半个周波前数据作为一个数据点记录下来，以及如果超出，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记作为一个数据点记录下来，同时以所述当前周期的电压或电流均方根值更新所述在先记录数据点。
[0010]优选地，所述初始化步骤包括:清空用于存储所述半个周波前数据的缓存。而且，所述半个周波前数据为有效值的情况还包括:如果所述半个周波前数据不为空，则表明所述半个周波前数据为有效值；以及将所述半个周波前数据作为一个数据点记录下来的步骤还包括；在记录下所述半个周波前数据之后，清空所述用于存储半个周波前数据的缓存。
[0011]更为优选地，所述半个周波前数据为有效值的情况还包括:如果所述半个周波前数据不为空，则进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述半个周波前数据之差是否超出一个第二容限(Tc);如果超出，则表明所述半个周波前数据为有效值。
[0012]在本发明另一个实施例中，更为优选地，所述预定的第一容限为至少第一子容限和第二子容限中之一，且所述第一子容限大于所述第二子容限，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的容限阈值；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未超出所述预定容限阈值，则所述预定的第一容限为第一子容限，否则所述预定第一容限为第二子容限，其中所述预定的容限阈值大于所述第一子容限和第二子容限中任一。优选地，所述预定的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，所述预定容限为额定的电压或电流均方值
1% ?6% ο
[0013]根据本发明另一个实施例，本发明还提出了一种用于电能质量监测的装置，包括:初始化模块，用于初始化一个半个周波前数据以及一个在先记录数据点；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，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值；判断模块，判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述在先记录数据点之差是否超出一个预定的第一容限；第一更新模块，如果判断模块的判断结果为未超出第一容限，则以所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记更新所述半个周波前数据；第一记录模块，如果判断模块的判断结果为超出第一容限，则在所述半个周波前数据为有效值的情况下，将所述半个周波前数据作为一个数据点记录下来，以及第二记录模块，如果判断模块的判断结果为超出第一容限，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记作为一个数据点记录下来；第二更新模块，在所述第二记录模块记录完成后，以所述当前周期的电压或电流均方根值更新所述在先记录数据点。
[0014]参考以下结合附图对本发明各实施例的详细描述，本发明的上述方面和优点将会更加清晰明了。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0016]图1示出了电压均方根的计算方式的示意图；
[0017]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；
[0018]图3是利用电能质量监测方法得到的记录数据的示意图；
[0019]图4示出了根据本发明一个实施例的电能质量监测方法的流程图；
[0020]图5示出了根据本发明另一个实施例的电能质量监测方法的流程图；
[0021]图6示出了根据本发明又一个实施例的电能质量监测方法的流程图；
[0022]图7是采用本发明提出的电能质量监测方法得到的记录数据的示意图；
[0023]图8是根据本发明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】
[0024]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0025]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(i)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y⑴)为电压采样值x⑴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状态变迁到一个新的稳定幅值状态。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。
[0026]在本发明的实施例中，为了进行电能质量分析，所记录的是时间上每错后半个周波的电压均方根值(Urms)。图2示出了至少两个周期的正弦电压波形。同时，图2也示出了与该电压波形对应的每个数据点，在图中用“X”表示。图中左起第三到第五个“X”所指示的数据点可以分别以与之对应的采样数据范围表示。在图2中，第η个1/2周期所指示的范围为用于计算该相应Urms所使用的采样数据的范围。例如，第一个X点(Ist)的值是在第一个周期(即图中的lstl/2周期)指示的周期内按照图1所示的公式计算出来的。第二个X点(2nd)的值是在第二个周期(即图中的2ndl/2Cycle)指示的周期内按照图1所示的公式计算出来的。2ndl/2Cycle比lstl/2CyCle错后半个周期。换言之，如果2ndl/2Cycle所指示的范围为当前周期Cur Cycle,则lstl/2Cycle为半个周波前(Pre_l/2)的Urms。如此，按照图2所示的范围可以依次计算出Urms，即图2中“x”点。x点构成的曲线描述了电压的变化趋势。
[0027]图3示出了进一步简化数据记录量的记录方式。同样地，在图3中用“X”表示记录下来的Urms。如图3所示,仅记录下了发生变化的Urms,所以所记录的数据量得以大幅减少。例如，电能质量监测设备判断当前周期(Cur)计算出的Urms与先前一个记录的数据点的Urms之差是否超出了一个预定的容限！Y。例如，假设当前计算出的Urms为图2中的2nd Urms，则电能质量监测设备求2nd Urms与先前一个记录的数据点的Urms之差的绝对值，即Λ l/2Urmso如果Λ l/2Urms大于预定的容限Tlj (例如额定的电压均方值的1%?6%)贝Ij将当前计算(Cur)(例如2nd Urms)作为数据记录点记录下来。否则，不进行记录，进而获取新的采样值，以计算向后错开半个周波的周期内电压均方根值，例如图2中的3ri Urms0这样就可以获得如图3所示的电压变化趋势。
[0028]采用图3所示方式可以大幅减少所记录的数据量。例如，如果电压稳定的情况下，例如一个小时、一天或一周内Urms变化均未超出容限?Υ,则仅记录一个Urms值即可。同时，当电压幅值增加或下降时，如图3波形中部所示，也可以及时捕获到电压的变化。由此，图3所示的方式依赖于Urms的变化来记录例如电压波形的涨落、暂停等事件，从而所记录的数据始终是连续且可信的，而不会受到例如电压暂停等事件的干扰。
[0029]图4示出了根据本发明一个实施例的电能质量监测方法的流程图。在图4所示的流程中，特别使用了一个缓存Buf，用于缓存在半个周波之前的Urms及其相关的时间标记(时间戳)，这也可称作半个周波前数据，图中用Pre-l/2UrmS表示。在按照图3所示方式需要记录当前均方根值CurJJrms时,也记录所缓存的在半个周波前数据Pre-l/2Urms。由此，通过增加一个很小的缓存即可使得所记录的曲线数据连续性更好，且更能真实地反映实际电压的变化情况。
[0030]具体地，图4所示的流程从初始化步骤S410开始。在步骤S411中，设定如上所述的容限!Y。可选地所述容限IY也可以是一个预定的固定值。在步骤S413中初始化用于存储Pre-l/2Urms的缓存Buf。这里的初始化例如是清空该缓存。可选地，初始化步骤S413也可以将第一个周期的Urms存储在该缓存Buf中作为初始数据。在步骤S414中，初始化用于存储在先记录数据点(Recorded Point)的缓存,例如将第一个计算出的Urms及其相关的时间戳存为该初始的在先记录数据。
[0031]初始化步骤完成后，流程进入正常操作过程。在正常操作过程中，电能质量检测装置实时采样线路上的电压。在图4所示的例子中仅以电压采样为例，在实际使用中，也可采样电流值。在步骤S420，获取当前周期的电压采样值，并由此计算出当前周期的UrmsJPCur_Urms。进而在步骤S430中判断是否需要记录该Cur_Urms。具体地,在步骤S435中，将计算出的CurJJrms与先前记录的数据点(即，在先记录数据点)之差Λ l/2Urms与所确定的第一容限?Υ进行比较。如果Λ l/2Urms超出容限IV，则表明需要记录CUr_UrmS，流程进行到记录操作部分S440和S450。如果Λ l/2Urms未超出容限?Υ,则无需记录Cur_Urms,流程行进到步骤S437。在步骤S437中，将Cur_Urms及其相关的时间戳存入缓存Buf，作为更新后的Pre-l/2Urms，进而重复执行步骤S420，以获取半个周波之后的周期内的Urms。
[0032]如果Λ l/2Urms超出容限1\，则流程行进到步骤S440，以判断并记录半个周波前数据，进而行进到步骤S450，以记录当前数据CUr_UrmS。具体地，在步骤S441中，首先判断缓存Buf是否为空(NULL)。如果为空则表明Pre-l/2UrmS为无效值，否则流程行进到步骤S445，将缓存Buf中存储的Pre-l/2Urms及其相关时间戳作为一个记录数据点记录下来。记录完成后，在步骤S447中清空缓存Buf。最后在步骤S450中将当前计算出的当前数据CUr_UrmS及其相关的时间戳作为一个记录数据点记录下来。步骤S450之后，流程回到步骤S420继续获取下一个半波的数据。
[0033]图5示例性地示出了按照图4所示的方法得到的电能质量监测数据曲线。与图3所示的记录数据曲线相比，图5所示的曲线上增加了至少两个记录数据点Pl和P2。Pl和P2均为在当前数据与在先记录数据之差超出了容限IY时所记录的缓存Buf中的半个周波前数据。如此所得到的数据曲线相对于图3所示曲线连续性更好，而且更能反应实际的电压变化趋势。
[0034]图6示出了根据本发明另一个实施例的电能质量监测方法的流程图。在图6中，与图4相同的步骤采用了相同的附图标记，这些步骤的具体内容请参见前文，这里不再重复。与图4不同的是，图6所示的流程中初始化步骤S511中除了设定第一容限I；之外，还设定一个第二容限Tc。第二容限Tc用于判断是否需要记录Pre-l/2UrmS。例如，第二容限Tc为1%?6%。此外，在图6中，在步骤S441之后还增加了步骤S543。在S543中，进一步判断当前计算出的CurJJrms与已经存储在Buf中的Pre_l/2Urms之差是否超出了第二容限Tc。如果超出，则流程行进到步骤S445和S447，依次记录所缓存的Pre-l/2Urms并在记录后情况缓存Buf。如果CurJJrms与所缓存的Pre_l/2Urms之差小于第二容限Tc,则无需记录Buf中的Pre-l/2Urms，而直接行进到步骤S447和S450。采用图6所示的方法，仅当CurJJrms与所缓存的Pre_l/2Urms之差足够大时才记录Pre_l/2Urms。相反,如果Cur_Urms与所缓存的Pre-l/2Urms非常接近,则无需记录Pre_l/2Urms,而由CurJJrms代之,这样可以进一步减少记录数据的量，且不影响所记录数据的连续性。
[0035]图7示出了根据本发明又一个实施例的电能质量监测方法的流程图。图7中仅着重描绘了不同于图4和图6的部分,其它部分省略未画出。此外，图7中与图4或图6相同的步骤采用了相同的附图标记，这些步骤的具体内容请参见前文，这里不再重复。与图4和图6不同，图7中在步骤S435之前增加了步骤S731?S733。新增的步骤用于对不同变化区段或不同变化范围的电压采用不同的第一容限?Υ，以便以不同的敏感度记录相关数据。例如，对于电压变化处于用户感兴趣范围内的情况，容限?Υ可以选择一个较小的值，以便记录电压变化细节。相反，对于电压变化处于非用户感兴趣范围的情况，容限?Υ可以选择一个较大的值，以便仅记录电压变化的大趋势。
[0036]具体地,如图7所示,在步骤S731中，电能质量监测设备判断当前计算出的Cur_Urms与一个额定的电压均方根值Unom之差是否超出了一个预定容限阈值Th。这里容限阈值Th的设定用于区分用户感兴趣的电压变化范围，以及不感兴趣的电压变化范围。例如，如果电压变化未超出阈值Th (Th例如为额定电压值均方根的8%?12%，优选为10%)，则数据属于用户不关心的范围，无需提供高分辨率的数据记录。相反，在该阈值以外电压变化则需要较高分辨率的数据记录，以便进行详细的分析。在本实施例中，假设当前计算出的Cur_Urms与Unom之差的绝对值大于阈值Th，则行进到步骤S732，选择一个较小的容限T2作为容限Tp相反，当前计算出的CurJJrms与Unom之差的绝对值小于阈值Th,则行进到步骤S733，选择一个较大的容限Tl作为容限IV。优选地，Tl可以是T2的两倍。例如，如果容限T2为2.5%，则Tl例如可以为大概5%。进而，在步骤S435中，根据所确定容限?Υ，按照与图4或图6中相应步骤相同的方式，确定是否需要记录当前半波数据。如果需要，则按照与图4或图6类似的方式执行步骤S440和S450，否则返回到步骤S420。
[0037]图5也示出了采用图7所示方法对出现涨落变化的电压波形进行监测和数据记录的结果。如图5所示，在电压相对于额定电压变化处于用户感兴趣的范围内时，以更高的分辨率进行数据记录，如记录点P3和P4所示。由此，采用图7所示的方法可以在用户关心的变化范围内提供更多的数据记录，以便进行进一步的电能质量分析。
[0038]图4、图6和图7所示的方法可以采用软件来实现，也可以采用硬件或嵌入式编程来实现，还可以采用软件和硬件相结合的方式来实现。图8示意性地示出了一种用于电能质量监测的装置(或称电能质量监测设备)的结构框图。
[0039]如图8所示，电能质量监测的装置包括初始化模块810、采样模块820、计算模块830、判断模块840、第一更新模块850、第二更新模块860、第一记录模块870以及第二记录模块880。
[0040]具体地，初始化模块810用于初始化两个缓存区，其一用于存储一个半个周波前数据Pre-l/2Urms,另一个用于存储在先记录数据点Recorded_Point。采样模块820获取当前周波的电压(或电流)采样值。计算模块830基于采样模块820所获取的电压(或电流)采样值，计算出当前周期的电压(或电流)均方根值(例如CurJJrms )。判断模块840判断计算出的当前数据Cur_Urms)与在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限！Y。第一更新模块850在判断模块840的判断结果为未超出第一容限IY时以当前数据Cur_Urms)及其相关时间标记更新半个周波前数据Pre-l/2Urms。第一记录模块870在判断模块840的判断结果为超出第一容限?Υ时在所述Pre-l/2Urms为有效值的情况下，将在半个周波前数据Pre-l/2UrmS作为一个数据点记录下来。第二记录模块880在判断模块840的判断结果为超出第一容限IY时还将当前数据Cur_UrmS及其相关时间标记作为一个数据点记录下来。第二更新模块860在所述第二记录模块记录完成后，以当前数据CurJJrms更新所述在先记录数据点Recorded_Point。
[0041]更为优选地，所述初始化模块810在进行初始化时清空用于存储Pre-l/2Urms的缓存Buf。第一记录模块850在判断缓存Buf不为空时确定Pre-l/2Urms为有效值。而且，第一记录模块870在记录下Pre-l/2Urms之后,清空缓存Buf。更为优选地,第一记录模块870在缓存Buf不为空的情况下,进而判断CurJJrms与Pre_l/2Urms之差是否超出一个第二容限Tc。如果超出，则表明所述Pre-l/2Urms为有效值，可以记录下来。
[0042]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0043]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种用于电能质量监测的方法，包括: 初始化一个用于存储半个周波前数据(Pre-l/2Urms )的缓存以及一个用于存储在先记录数据点(Recorded_Point)的缓存； 获取至少一个周期的电压或电流采样值， 基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值(Cur_Urms)； 判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms )与所述在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限(Tlj)； 如果未超出，则以所述当前周期的电压或电流均方根值(CUr_UrmS)及其相关时间标记更新所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)，并继续执行获取后续周期的电压或电流采样值的步骤； 如果超出，则在所述在半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值的情况下,将所述在半个周波前数据(Pre-l/2Urms)作为一个数据点记录下来，以及 如果超出，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)及其相关时间标记作为一个数据点记录下来，同时以所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)更新所述在先记录数据点(Recorded_Point)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述初始化步骤包括:清空用于存储所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)的缓存； 而且，所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)为有效值的情况还包括:如果所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空，则表明所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)为有效值；以及 将所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)作为一个数据点记录下来的步骤还包括；在记录下所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)之后，清空所述用于存储半个周波前数据(Pre-l/2Urms)的缓存。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值的情况还包括: 如果所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空，则进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)与所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)之差是否超出一个第二容限(Tc)； 如果超出，则表明所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值。
4.如权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中，所述预定的第一容限(I；)为至少第一子容限(T1)和第二子容限(T2)中之一，且所述第一子容限(T1)大于所述第二子容限(T2),以及 判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms )与所述在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限(Tlj)还包括: 判断当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)与一个额定的电压或电流均方值(Unom)之差是否超出一个预定的容限阈值(Th)； 如果未超出所述预定的容限阈值(Th)，则所述预定第一容限(IY)为第一子容限(T1),否则所述预定第一容限(?Υ)为第二容限(T2), 其中所述预定的阈值(Th)大于所述第一子容限(T1)和第二子容限(T2)中任一。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述预定的容限阈值为额定的电压或电流均方值的8%?12%。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一子容限是第二子容限的两倍。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定第一容限(IY)为额定电压或者电流均方值的1%?6%ο
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定第二容限(Tc)为额定电压或者电流均方值的1%?6%ο
9.一种用于电能质量监测的装置，包括: 初始化模块(810)，用于初始化一个半个周波前数据(Pre-l/2Urms)以及一个在先记录数据点(Recorded_Point)； 采样模块(820)，用于获取至少一个周波的电压或电流采样值， 计算模块(830)，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms )； 判断模块(840),判断所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)与所述在先记录数据点(Recorded_Point)之差是否超出一个预定的第一容限(Tlj)； 第一更新模块(850)，如果判断模块的判断结果为未超出第一容限(IV)，则以所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)及其相关时间标记更新所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms); 第一记录模块(870)，如果判断模块的判断结果为超出第一容限(IV)，则在所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值的情况下，将所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)作为一个数据点记录下来，以及 第二记录模块(880)，如果判断模块的判断结果为超出第一容限(I；)，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_UrmS)及其相关时间标记作为一个数据点记录下来；第二更新模块(860)，在所述第二记录模块记录完成后，以所述当前周期的电压或电流均方根值(CurJJrms)更新所述在先记录数据点(Recorded_Point)。
10.如权利要求9所述的装置，其中， 所述初始化模块(810)清空用于存储所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)的缓存；所述第一记录模块(870)在判断所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空时确定所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值；以及 所述第一记录模块(870)在记录下所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)之后，清空所述用于存储半个周波前数据(Pre-l/2Urms)的缓存。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述第一记录模块(870)在所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)不为空的情况下，进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值(Cur_Urms)与所述半个周波前数据(Pre-l/2UrmS)之差是否超出一个第二容限(Tc);如果超出，则表明所述半个周波前数据(Pre-l/2Urms)为有效值。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述预定第一容限(IY)为额定电压或者电流均方值的1%?6%ο
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述预定第二容限(Tc)为额定电压或者电流均方 值的1%?6%O
【文档编号】G01R31/00GK104345224SQ201310323182
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】仲刚 申请人:西门子电力自动化有限公司
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