電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法和裝置。該電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法包括：獲取至少一個(gè)周波的電壓或電流采樣值；基于所獲取的電壓或電流采樣值，計(jì)算出當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值；緩存每個(gè)半個(gè)周波前的電壓或電流均方根值，僅記錄超出預(yù)定容限范圍的電壓或電流均方根值，還記錄超出預(yù)定容限范圍的電壓或電流均方根值的之前半個(gè)周波前的電壓或電流均方根值。由此，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)記錄量得以大幅降低。
【專利說(shuō)明】電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法和裝置，尤其涉及一種能夠降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的電能監(jiān)測(cè)方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電能質(zhì)量是指通過(guò)電網(wǎng)(例如公共電網(wǎng))供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、正弦波形和標(biāo)準(zhǔn)電壓對(duì)用戶供電。同時(shí)，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值應(yīng)大小相等、相位對(duì)稱且互差120°。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對(duì)稱，負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來(lái)干擾和各種故障等原因，這種理想的狀態(tài)并不存在。由此，產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行、電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問(wèn)題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。
[0003]從不同角度觀察，電能質(zhì)量含義例如可以包括:
[0004](I)電壓質(zhì)量:其以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個(gè)定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問(wèn)題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問(wèn)題，也不包括用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。
[0005](2)電流質(zhì)量:其反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對(duì)交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問(wèn)題。
[0006]為了分析得到電壓質(zhì)量或電流質(zhì)量，一般需要對(duì)供電網(wǎng)中的電壓和電流進(jìn)行采樣，同時(shí)將監(jiān)測(cè)到的電壓和電流數(shù)據(jù)保存下來(lái)，以供電能質(zhì)量分析。為了確保電能質(zhì)量分析的可靠性和準(zhǔn)確性，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是以固定的時(shí)間周期持續(xù)記錄監(jiān)測(cè)到的電壓或電流值。例如，記錄每個(gè)周期的電壓或電流采樣數(shù)據(jù)，或者每I分鐘、每個(gè)小時(shí)的電壓或電流采樣數(shù)據(jù)。假設(shè)以625微秒對(duì)50Hz的電力線的單相進(jìn)行采樣，則每個(gè)周期得到32個(gè)采樣點(diǎn)。若記錄連續(xù)10秒的數(shù)據(jù)，則需記錄16K個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是例如16K*4字節(jié)=64Κ字節(jié)的數(shù)據(jù)。如此，如果記錄一天24小時(shí)的數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)量將達(dá)到552Μ字節(jié)。這就需要電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備具有相當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)容量，但這一點(diǎn)對(duì)于大多數(shù)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備而H是很難達(dá)到的。
[0007]同時(shí)，如果記錄每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，一旦因例如電壓暫?；螂妷?電流)的漲落而導(dǎo)致記錄數(shù)據(jù)超出預(yù)定的記錄范圍，則所記錄的數(shù)據(jù)將自此失效，或者得到不準(zhǔn)確的記錄數(shù)據(jù)。為了解決這一問(wèn)題，現(xiàn)有的一種方式是進(jìn)一步縮小數(shù)據(jù)記錄間隔以得到更多或更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。但是，這種方案給電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的存儲(chǔ)容量提出了更高的要求。另一種方案是在出現(xiàn)超出范圍的無(wú)效數(shù)據(jù)時(shí)記錄這一事件并在數(shù)據(jù)記錄中標(biāo)記無(wú)效數(shù)據(jù)。但是，這種方法的缺點(diǎn)是因無(wú)效數(shù)據(jù)的存在連續(xù)的采樣數(shù)據(jù)將會(huì)出現(xiàn)中斷，并不利于電能質(zhì)量的分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，其能夠記錄連續(xù)的反應(yīng)電流或電壓變化的數(shù)據(jù)，以供電能質(zhì)量分析。
[0009]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提出的用于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的方法，初始化一個(gè)用于存儲(chǔ)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)的緩存以及一個(gè)用于存儲(chǔ)在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)的緩存；獲取至少一個(gè)周期的電壓或電流采樣值，基于所獲取的電壓或電流采樣值，計(jì)算出當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值；判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值與所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的第一容限；如果未超出，則以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記更新所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)，并繼續(xù)執(zhí)行獲取后續(xù)周期的電壓或電流采樣值的步驟；如果超出，則在所述在半個(gè)周波前數(shù)據(jù)為有效值的情況下，將所述在半個(gè)周波前數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)，以及如果超出，則還將所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)，同時(shí)以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值更新所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0010]優(yōu)選地，所述初始化步驟包括:清空用于存儲(chǔ)所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)的緩存。而且，所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)為有效值的情況還包括:如果所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)不為空，則表明所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)為有效值；以及將所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)的步驟還包括；在記錄下所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)之后，清空所述用于存儲(chǔ)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)的緩存。
[0011]更為優(yōu)選地，所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)為有效值的情況還包括:如果所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)不為空，則進(jìn)而判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值與所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)之差是否超出一個(gè)第二容限(Tc);如果超出，則表明所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)為有效值。
[0012]在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，更為優(yōu)選地，所述預(yù)定的第一容限為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，以及記錄所述電壓或電流均方根值的步驟還包括:判斷當(dāng)前計(jì)算出的電壓或電流均方根值與額定的電壓或電流值之差是否超出一個(gè)預(yù)定的容限閾值；如果當(dāng)前計(jì)算出的電壓或電流均方根值與額定的電壓或電流值之差未超出所述預(yù)定容限閾值，則所述預(yù)定的第一容限為第一子容限，否則所述預(yù)定第一容限為第二子容限，其中所述預(yù)定的容限閾值大于所述第一子容限和第二子容限中任一。優(yōu)選地，所述預(yù)定的容限閾值為額定的電壓或電流均方值的8%?12%。更為優(yōu)選地，所述第一容限是第二容限的兩倍。尤為優(yōu)選地，所述預(yù)定容限為額定的電壓或電流均方值
1% ?6% ο
[0013]根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還提出了一種用于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的裝置，包括:初始化模塊，用于初始化一個(gè)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)以及一個(gè)在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)；采樣模塊，用于獲取至少一個(gè)周波的電壓或電流采樣值；計(jì)算模塊，基于所獲取的電壓或電流采樣值，計(jì)算出當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值；判斷模塊，判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值與所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的第一容限；第一更新模塊，如果判斷模塊的判斷結(jié)果為未超出第一容限，則以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記更新所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)；第一記錄模塊，如果判斷模塊的判斷結(jié)果為超出第一容限，則在所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)為有效值的情況下，將所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)，以及第二記錄模塊，如果判斷模塊的判斷結(jié)果為超出第一容限，則還將所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)；第二更新模塊，在所述第二記錄模塊記錄完成后，以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值更新所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0014]參考以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清晰明了。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0016]圖1示出了電壓均方根的計(jì)算方式的示意圖；
[0017]圖2示出了每半個(gè)周波(瞬時(shí)半周波)電壓均方根的計(jì)算方式的示意圖；
[0018]圖3是利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法得到的記錄數(shù)據(jù)的示意圖；
[0019]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0020]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0021]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0022]圖7是采用本發(fā)明提出的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法得到的記錄數(shù)據(jù)的示意圖；
[0023]圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0025]圖1示意性地示出供電線路中單相的電壓波形，以及電壓均方根值(Urms)的計(jì)算方法。在圖1中，縱坐標(biāo)為采樣到的電壓值，圖中用x(i)表示；橫坐標(biāo)為時(shí)間軸，單位為秒
(S)。如圖1所示，電壓的均方根值Urms (即圖1中的y⑴)為電壓采樣值x⑴的平方在整個(gè)周期T內(nèi)積分后除以周期時(shí)長(zhǎng)T后的平方根。電壓的均方根值Urms亦稱為有效電壓。Urms的幅值變化足以反映電壓波形的變化，也就是電壓的狀態(tài)變化。這里所述的電壓狀態(tài)變化是指電壓值從一個(gè)穩(wěn)定的幅值狀態(tài)變遷到一個(gè)新的穩(wěn)定幅值狀態(tài)。這里狀態(tài)也可以指在幅值上以恒定的比率增加或減少的變化狀態(tài)。
[0026]在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了進(jìn)行電能質(zhì)量分析，所記錄的是時(shí)間上每錯(cuò)后半個(gè)周波的電壓均方根值(Urms)。圖2示出了至少兩個(gè)周期的正弦電壓波形。同時(shí)，圖2也示出了與該電壓波形對(duì)應(yīng)的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖中用“X”表示。圖中左起第三到第五個(gè)“X”所指示的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以分別以與之對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)范圍表示。在圖2中，第η個(gè)1/2周期所指示的范圍為用于計(jì)算該相應(yīng)Urms所使用的采樣數(shù)據(jù)的范圍。例如，第一個(gè)X點(diǎn)(Ist)的值是在第一個(gè)周期(即圖中的lstl/2周期)指示的周期內(nèi)按照?qǐng)D1所示的公式計(jì)算出來(lái)的。第二個(gè)X點(diǎn)(2nd)的值是在第二個(gè)周期(即圖中的2ndl/2Cycle)指示的周期內(nèi)按照?qǐng)D1所示的公式計(jì)算出來(lái)的。2ndl/2Cycle比lstl/2CyCle錯(cuò)后半個(gè)周期。換言之，如果2ndl/2Cycle所指示的范圍為當(dāng)前周期Cur Cycle,則lstl/2Cycle為半個(gè)周波前(Pre_l/2)的Urms。如此，按照?qǐng)D2所示的范圍可以依次計(jì)算出Urms，即圖2中“x”點(diǎn)。x點(diǎn)構(gòu)成的曲線描述了電壓的變化趨勢(shì)。
[0027]圖3示出了進(jìn)一步簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)記錄量的記錄方式。同樣地，在圖3中用“X”表示記錄下來(lái)的Urms。如圖3所示,僅記錄下了發(fā)生變化的Urms,所以所記錄的數(shù)據(jù)量得以大幅減少。例如，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備判斷當(dāng)前周期(Cur)計(jì)算出的Urms與先前一個(gè)記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)的Urms之差是否超出了一個(gè)預(yù)定的容限！Y。例如，假設(shè)當(dāng)前計(jì)算出的Urms為圖2中的2nd Urms，則電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備求2nd Urms與先前一個(gè)記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)的Urms之差的絕對(duì)值，即Λ l/2Urmso如果Λ l/2Urms大于預(yù)定的容限Tlj (例如額定的電壓均方值的1%?6%)貝Ij將當(dāng)前計(jì)算(Cur)(例如2nd Urms)作為數(shù)據(jù)記錄點(diǎn)記錄下來(lái)。否則，不進(jìn)行記錄，進(jìn)而獲取新的采樣值，以計(jì)算向后錯(cuò)開(kāi)半個(gè)周波的周期內(nèi)電壓均方根值，例如圖2中的3ri Urms0這樣就可以獲得如圖3所示的電壓變化趨勢(shì)。
[0028]采用圖3所示方式可以大幅減少所記錄的數(shù)據(jù)量。例如，如果電壓穩(wěn)定的情況下，例如一個(gè)小時(shí)、一天或一周內(nèi)Urms變化均未超出容限?Υ,則僅記錄一個(gè)Urms值即可。同時(shí)，當(dāng)電壓幅值增加或下降時(shí)，如圖3波形中部所示，也可以及時(shí)捕獲到電壓的變化。由此，圖3所示的方式依賴于Urms的變化來(lái)記錄例如電壓波形的漲落、暫停等事件，從而所記錄的數(shù)據(jù)始終是連續(xù)且可信的，而不會(huì)受到例如電壓暫停等事件的干擾。
[0029]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法的流程圖。在圖4所示的流程中，特別使用了一個(gè)緩存Buf，用于緩存在半個(gè)周波之前的Urms及其相關(guān)的時(shí)間標(biāo)記(時(shí)間戳)，這也可稱作半個(gè)周波前數(shù)據(jù)，圖中用Pre-l/2UrmS表示。在按照?qǐng)D3所示方式需要記錄當(dāng)前均方根值CurJJrms時(shí),也記錄所緩存的在半個(gè)周波前數(shù)據(jù)Pre-l/2Urms。由此，通過(guò)增加一個(gè)很小的緩存即可使得所記錄的曲線數(shù)據(jù)連續(xù)性更好，且更能真實(shí)地反映實(shí)際電壓的變化情況。
[0030]具體地，圖4所示的流程從初始化步驟S410開(kāi)始。在步驟S411中，設(shè)定如上所述的容限!Y?？蛇x地所述容限IY也可以是一個(gè)預(yù)定的固定值。在步驟S413中初始化用于存儲(chǔ)Pre-l/2Urms的緩存Buf。這里的初始化例如是清空該緩存。可選地，初始化步驟S413也可以將第一個(gè)周期的Urms存儲(chǔ)在該緩存Buf中作為初始數(shù)據(jù)。在步驟S414中，初始化用于存儲(chǔ)在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded Point)的緩存,例如將第一個(gè)計(jì)算出的Urms及其相關(guān)的時(shí)間戳存為該初始的在先記錄數(shù)據(jù)。
[0031]初始化步驟完成后，流程進(jìn)入正常操作過(guò)程。在正常操作過(guò)程中，電能質(zhì)量檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)采樣線路上的電壓。在圖4所示的例子中僅以電壓采樣為例，在實(shí)際使用中，也可采樣電流值。在步驟S420，獲取當(dāng)前周期的電壓采樣值，并由此計(jì)算出當(dāng)前周期的UrmsJPCur_Urms。進(jìn)而在步驟S430中判斷是否需要記錄該Cur_Urms。具體地,在步驟S435中，將計(jì)算出的CurJJrms與先前記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)(即，在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn))之差Λ l/2Urms與所確定的第一容限?Υ進(jìn)行比較。如果Λ l/2Urms超出容限IV，則表明需要記錄CUr_UrmS，流程進(jìn)行到記錄操作部分S440和S450。如果Λ l/2Urms未超出容限?Υ,則無(wú)需記錄Cur_Urms,流程行進(jìn)到步驟S437。在步驟S437中，將Cur_Urms及其相關(guān)的時(shí)間戳存入緩存Buf，作為更新后的Pre-l/2Urms，進(jìn)而重復(fù)執(zhí)行步驟S420，以獲取半個(gè)周波之后的周期內(nèi)的Urms。
[0032]如果Λ l/2Urms超出容限1\，則流程行進(jìn)到步驟S440，以判斷并記錄半個(gè)周波前數(shù)據(jù)，進(jìn)而行進(jìn)到步驟S450，以記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)CUr_UrmS。具體地，在步驟S441中，首先判斷緩存Buf是否為空(NULL)。如果為空則表明Pre-l/2UrmS為無(wú)效值，否則流程行進(jìn)到步驟S445，將緩存Buf中存儲(chǔ)的Pre-l/2Urms及其相關(guān)時(shí)間戳作為一個(gè)記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)。記錄完成后，在步驟S447中清空緩存Buf。最后在步驟S450中將當(dāng)前計(jì)算出的當(dāng)前數(shù)據(jù)CUr_UrmS及其相關(guān)的時(shí)間戳作為一個(gè)記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)。步驟S450之后，流程回到步驟S420繼續(xù)獲取下一個(gè)半波的數(shù)據(jù)。
[0033]圖5示例性地示出了按照?qǐng)D4所示的方法得到的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線。與圖3所示的記錄數(shù)據(jù)曲線相比，圖5所示的曲線上增加了至少兩個(gè)記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)Pl和P2。Pl和P2均為在當(dāng)前數(shù)據(jù)與在先記錄數(shù)據(jù)之差超出了容限IY時(shí)所記錄的緩存Buf中的半個(gè)周波前數(shù)據(jù)。如此所得到的數(shù)據(jù)曲線相對(duì)于圖3所示曲線連續(xù)性更好，而且更能反應(yīng)實(shí)際的電壓變化趨勢(shì)。
[0034]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法的流程圖。在圖6中，與圖4相同的步驟采用了相同的附圖標(biāo)記，這些步驟的具體內(nèi)容請(qǐng)參見(jiàn)前文，這里不再重復(fù)。與圖4不同的是，圖6所示的流程中初始化步驟S511中除了設(shè)定第一容限I；之外，還設(shè)定一個(gè)第二容限Tc。第二容限Tc用于判斷是否需要記錄Pre-l/2UrmS。例如，第二容限Tc為1%?6%。此外，在圖6中，在步驟S441之后還增加了步驟S543。在S543中，進(jìn)一步判斷當(dāng)前計(jì)算出的CurJJrms與已經(jīng)存儲(chǔ)在Buf中的Pre_l/2Urms之差是否超出了第二容限Tc。如果超出，則流程行進(jìn)到步驟S445和S447，依次記錄所緩存的Pre-l/2Urms并在記錄后情況緩存Buf。如果CurJJrms與所緩存的Pre_l/2Urms之差小于第二容限Tc,則無(wú)需記錄Buf中的Pre-l/2Urms，而直接行進(jìn)到步驟S447和S450。采用圖6所示的方法，僅當(dāng)CurJJrms與所緩存的Pre_l/2Urms之差足夠大時(shí)才記錄Pre_l/2Urms。相反,如果Cur_Urms與所緩存的Pre-l/2Urms非常接近,則無(wú)需記錄Pre_l/2Urms,而由CurJJrms代之,這樣可以進(jìn)一步減少記錄數(shù)據(jù)的量，且不影響所記錄數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
[0035]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法的流程圖。圖7中僅著重描繪了不同于圖4和圖6的部分,其它部分省略未畫(huà)出。此外，圖7中與圖4或圖6相同的步驟采用了相同的附圖標(biāo)記，這些步驟的具體內(nèi)容請(qǐng)參見(jiàn)前文，這里不再重復(fù)。與圖4和圖6不同，圖7中在步驟S435之前增加了步驟S731?S733。新增的步驟用于對(duì)不同變化區(qū)段或不同變化范圍的電壓采用不同的第一容限?Υ，以便以不同的敏感度記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于電壓變化處于用戶感興趣范圍內(nèi)的情況，容限?Υ可以選擇一個(gè)較小的值，以便記錄電壓變化細(xì)節(jié)。相反，對(duì)于電壓變化處于非用戶感興趣范圍的情況，容限?Υ可以選擇一個(gè)較大的值，以便僅記錄電壓變化的大趨勢(shì)。
[0036]具體地,如圖7所示,在步驟S731中，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備判斷當(dāng)前計(jì)算出的Cur_Urms與一個(gè)額定的電壓均方根值Unom之差是否超出了一個(gè)預(yù)定容限閾值Th。這里容限閾值Th的設(shè)定用于區(qū)分用戶感興趣的電壓變化范圍，以及不感興趣的電壓變化范圍。例如，如果電壓變化未超出閾值Th (Th例如為額定電壓值均方根的8%?12%，優(yōu)選為10%)，則數(shù)據(jù)屬于用戶不關(guān)心的范圍，無(wú)需提供高分辨率的數(shù)據(jù)記錄。相反，在該閾值以外電壓變化則需要較高分辨率的數(shù)據(jù)記錄，以便進(jìn)行詳細(xì)的分析。在本實(shí)施例中，假設(shè)當(dāng)前計(jì)算出的Cur_Urms與Unom之差的絕對(duì)值大于閾值Th，則行進(jìn)到步驟S732，選擇一個(gè)較小的容限T2作為容限Tp相反，當(dāng)前計(jì)算出的CurJJrms與Unom之差的絕對(duì)值小于閾值Th,則行進(jìn)到步驟S733，選擇一個(gè)較大的容限Tl作為容限IV。優(yōu)選地，Tl可以是T2的兩倍。例如，如果容限T2為2.5%，則Tl例如可以為大概5%。進(jìn)而，在步驟S435中，根據(jù)所確定容限?Υ，按照與圖4或圖6中相應(yīng)步驟相同的方式，確定是否需要記錄當(dāng)前半波數(shù)據(jù)。如果需要，則按照與圖4或圖6類(lèi)似的方式執(zhí)行步驟S440和S450，否則返回到步驟S420。
[0037]圖5也示出了采用圖7所示方法對(duì)出現(xiàn)漲落變化的電壓波形進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄的結(jié)果。如圖5所示，在電壓相對(duì)于額定電壓變化處于用戶感興趣的范圍內(nèi)時(shí)，以更高的分辨率進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，如記錄點(diǎn)P3和P4所示。由此，采用圖7所示的方法可以在用戶關(guān)心的變化范圍內(nèi)提供更多的數(shù)據(jù)記錄，以便進(jìn)行進(jìn)一步的電能質(zhì)量分析。
[0038]圖4、圖6和圖7所示的方法可以采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件或嵌入式編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可以采用軟件和硬件相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖8示意性地示出了一種用于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的裝置(或稱電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0039]如圖8所示，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的裝置包括初始化模塊810、采樣模塊820、計(jì)算模塊830、判斷模塊840、第一更新模塊850、第二更新模塊860、第一記錄模塊870以及第二記錄模塊880。
[0040]具體地，初始化模塊810用于初始化兩個(gè)緩存區(qū)，其一用于存儲(chǔ)一個(gè)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)Pre-l/2Urms,另一個(gè)用于存儲(chǔ)在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)Recorded_Point。采樣模塊820獲取當(dāng)前周波的電壓(或電流)采樣值。計(jì)算模塊830基于采樣模塊820所獲取的電壓(或電流)采樣值，計(jì)算出當(dāng)前周期的電壓(或電流)均方根值(例如CurJJrms )。判斷模塊840判斷計(jì)算出的當(dāng)前數(shù)據(jù)Cur_Urms)與在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的第一容限！Y。第一更新模塊850在判斷模塊840的判斷結(jié)果為未超出第一容限IY時(shí)以當(dāng)前數(shù)據(jù)Cur_Urms)及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記更新半個(gè)周波前數(shù)據(jù)Pre-l/2Urms。第一記錄模塊870在判斷模塊840的判斷結(jié)果為超出第一容限?Υ時(shí)在所述Pre-l/2Urms為有效值的情況下，將在半個(gè)周波前數(shù)據(jù)Pre-l/2UrmS作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)。第二記錄模塊880在判斷模塊840的判斷結(jié)果為超出第一容限IY時(shí)還將當(dāng)前數(shù)據(jù)Cur_UrmS及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)。第二更新模塊860在所述第二記錄模塊記錄完成后，以當(dāng)前數(shù)據(jù)CurJJrms更新所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)Recorded_Point。
[0041]更為優(yōu)選地，所述初始化模塊810在進(jìn)行初始化時(shí)清空用于存儲(chǔ)Pre-l/2Urms的緩存Buf。第一記錄模塊850在判斷緩存Buf不為空時(shí)確定Pre-l/2Urms為有效值。而且，第一記錄模塊870在記錄下Pre-l/2Urms之后,清空緩存Buf。更為優(yōu)選地,第一記錄模塊870在緩存Buf不為空的情況下,進(jìn)而判斷CurJJrms與Pre_l/2Urms之差是否超出一個(gè)第二容限Tc。如果超出，則表明所述Pre-l/2Urms為有效值，可以記錄下來(lái)。
[0042]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)是按照各個(gè)實(shí)施例描述的，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的方法，包括: 初始化一個(gè)用于存儲(chǔ)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms )的緩存以及一個(gè)用于存儲(chǔ)在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)的緩存； 獲取至少一個(gè)周期的電壓或電流采樣值， 基于所獲取的電壓或電流采樣值，計(jì)算出當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(Cur_Urms)； 判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms )與所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的第一容限(Tlj)； 如果未超出，則以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CUr_UrmS)及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記更新所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)，并繼續(xù)執(zhí)行獲取后續(xù)周期的電壓或電流采樣值的步驟； 如果超出，則在所述在半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)為有效值的情況下,將所述在半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)，以及 如果超出，則還將所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(Cur_UrmS)及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)，同時(shí)以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(Cur_UrmS)更新所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述初始化步驟包括:清空用于存儲(chǔ)所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)的緩存； 而且，所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)為有效值的情況還包括:如果所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)不為空，則表明所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)為有效值；以及 將所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)的步驟還包括；在記錄下所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)之后，清空所述用于存儲(chǔ)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)的緩存。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)為有效值的情況還包括: 如果所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)不為空，則進(jìn)而判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms)與所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)之差是否超出一個(gè)第二容限(Tc)； 如果超出，則表明所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)為有效值。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一個(gè)所述的方法，其中，所述預(yù)定的第一容限(I；)為至少第一子容限(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 判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms )與所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的第一容限(Tlj)還包括: 判斷當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms)與一個(gè)額定的電壓或電流均方值(Unom)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的容限閾值(Th)； 如果未超出所述預(yù)定的容限閾值(Th)，則所述預(yù)定第一容限(IY)為第一子容限(T1),否則所述預(yù)定第一容限(?Υ)為第二容限(T2), 其中所述預(yù)定的閾值(Th)大于所述第一子容限(T1)和第二子容限(T2)中任一。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)定的容限閾值為額定的電壓或電流均方值的8%?12%。
6.如權(quán)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兩倍。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)定第一容限(IY)為額定電壓或者電流均方值的1%?6%ο
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)定第二容限(Tc)為額定電壓或者電流均方值的1%?6%ο
9.一種用于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的裝置，包括: 初始化模塊(810)，用于初始化一個(gè)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)以及一個(gè)在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)； 采樣模塊(820)，用于獲取至少一個(gè)周波的電壓或電流采樣值， 計(jì)算模塊(830)，基于所獲取的電壓或電流采樣值，計(jì)算出當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms )； 判斷模塊(840),判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms)與所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)之差是否超出一個(gè)預(yù)定的第一容限(Tlj)； 第一更新模塊(850)，如果判斷模塊的判斷結(jié)果為未超出第一容限(IV)，則以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(Cur_UrmS)及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記更新所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms); 第一記錄模塊(870)，如果判斷模塊的判斷結(jié)果為超出第一容限(IV)，則在所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)為有效值的情況下，將所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)，以及 第二記錄模塊(880)，如果判斷模塊的判斷結(jié)果為超出第一容限(I；)，則還將所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(Cur_UrmS)及其相關(guān)時(shí)間標(biāo)記作為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄下來(lái)；第二更新模塊(860)，在所述第二記錄模塊記錄完成后，以所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(CurJJrms)更新所述在先記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)(Recorded_Point)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中， 所述初始化模塊(810)清空用于存儲(chǔ)所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)的緩存；所述第一記錄模塊(870)在判斷所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)不為空時(shí)確定所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)為有效值；以及 所述第一記錄模塊(870)在記錄下所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)之后，清空所述用于存儲(chǔ)半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)的緩存。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述第一記錄模塊(870)在所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)不為空的情況下，進(jìn)而判斷所述當(dāng)前周期的電壓或電流均方根值(Cur_Urms)與所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2UrmS)之差是否超出一個(gè)第二容限(Tc);如果超出，則表明所述半個(gè)周波前數(shù)據(jù)(Pre-l/2Urms)為有效值。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述預(yù)定第一容限(IY)為額定電壓或者電流均方值的1%?6%ο
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述預(yù)定第二容限(Tc)為額定電壓或者電流均方 值的1%?6%O
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104345224SQ201310323182
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】仲剛 申請(qǐng)人:西門(mén)子電力自動(dòng)化有限公司