專利名稱：用于產(chǎn)生狀態(tài)信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生狀態(tài)信號的方法，該狀態(tài)信號顯示了能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)，其中對于能量傳輸設(shè)備的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點測量關(guān)于至少一個電測量參數(shù)的電測量值并且在引入測量值的條件下產(chǎn)生顯示狀態(tài)的狀態(tài)信號。狀態(tài)信號作為“狀態(tài)”例如可以顯示在能量傳輸設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中的一個上的電流值、電壓值或功率值、從中導(dǎo)出的測量參數(shù)、負載估計、功率流或間接或直接涉及能量傳輸設(shè)備的任意其它參數(shù)。作為狀態(tài)信號，例如可以產(chǎn)生顯示報警狀態(tài)的報警信號，或顯示錯誤的錯誤信號。
背景技術(shù)：
在高壓電網(wǎng)中通常在所有重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上布置測量傳感器，以便在任何時候都能夠可靠地確定高壓電網(wǎng)的各個狀態(tài)并且例如在有錯誤的情況下采取合適的措施。與之不同地，在中壓電網(wǎng)中通常缺少相應(yīng)數(shù)量的測量傳感器。通常不是每個在電網(wǎng)中存在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都具有相應(yīng)的傳感器，從而不能獲知在該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上施加了哪些電壓和相位角。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種方法，即使當(dāng)由于缺乏測量傳感器而不能呈現(xiàn)足夠多的實際測量的測量值時，通過該方法也可以快速并可靠地產(chǎn)生狀態(tài)信號。按照本發(fā)明，上述技術(shù)問題通過具有按照權(quán)利要求1的特征的方法來解決。按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施在從屬權(quán)利要求中給出。然后按照本發(fā)明，給連接到能量傳輸設(shè)備的電負載分別分配預(yù)測各個負載的電特性的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)，將電負載分別分配給電負載組，在所述負載組中綜合了具有類似的預(yù)測可靠性的電負載，分別給每個負載組分配單獨的加權(quán)值，該單獨的加權(quán)值描述了分配給負載組的負載的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的預(yù)測可靠性，并且在引入測量值、負載數(shù)據(jù)以及負載組的加權(quán)值的條件下形成狀態(tài)信號。按照本發(fā)明的方法的主要優(yōu)點在于，其可以(例如利用電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備)相對快速地執(zhí)行。也就是按照本發(fā)明，將方法中所考慮的負載編組，并且形成其負載分別具有類似的預(yù)測可靠性的負載組。負載組例如可以通過工業(yè)負載構(gòu)成:工業(yè)負載通常示出了極其可靠的負載特性，因為該負載特性通過運行流程來確定。另外的負載組例如可以通過正?？蛻魳?gòu)成，通常不能如工業(yè)特性一樣可靠地預(yù)測其消耗特性。通過將負載歸入負載組并且考慮負載組單獨的加權(quán)值，與使用負載單獨的加權(quán)值相比可以實現(xiàn)實質(zhì)上的速度提高。優(yōu)選地，提供對于分別存在至少一個能量消耗測量裝置的至少一個消耗測量值的電負載的負載組以及對于不存在消耗測量值的電負載的另外的負載組。在將電負載分配到負載組的情況下，除了預(yù)測可靠性之外優(yōu)選地還考慮消耗測量值的存在。同樣視為優(yōu)選的是,測量至少一個當(dāng)前的氣候測量值(Klimamesswert)并且在引入當(dāng)前測量的氣候測量值的條件下校正加權(quán)值和/或負載數(shù)據(jù)。例如如果當(dāng)前測量的氣候測量值與預(yù)定的氣候額定值不同，則進行校正。
對于能量傳輸設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點例如也可以計算仿真的測量參數(shù)值，并且可以在引入仿真的測量參數(shù)值的條件下檢查能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)。例如對于不存在電測量值的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以計算仿真的測量參數(shù)值。換言之，也可以在運行能量傳輸設(shè)備的方法的范圍內(nèi)在引入電測量值、預(yù)測的負載數(shù)據(jù)和加權(quán)值的條件下進行“仿真”。按照另一種方法變形，對于存在電測量值的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點計算仿真的測量參數(shù)值，將該仿真的測量參數(shù)值與測量的測量值相比較，并且形成優(yōu)化的負載數(shù)據(jù)，方法是改變預(yù)測的負載數(shù)據(jù)直到在仿真的測量參數(shù)值和電測量值之間的偏差最小或者達到或低于預(yù)定的閾值。在此，在改變負載數(shù)據(jù)時可以考慮分配給各個負載組的加權(quán)值，方法是將其加權(quán)值顯示了較小的預(yù)測可靠性的負載數(shù)據(jù)比其加權(quán)值顯示了較大的預(yù)測可靠性的負載數(shù)據(jù)在更大的范圍內(nèi)改變。本發(fā)明還涉及一種用于產(chǎn)生狀態(tài)信號的裝置，該狀態(tài)信號顯示了能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)。按照本發(fā)明，該裝置具有用于輸入電測量值的接口，所述電測量值對于能量傳輸設(shè)備的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對于至少一個電測量參數(shù)被測量；具有控制裝置，其適用于:形成負載組，將負載分配給負載組并且給負載組分別分配單獨的加權(quán)值，該單獨的加權(quán)值描述了給負載組分配的負載的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的預(yù)測可靠性，并且在引入測量值、負載數(shù)據(jù)以及加權(quán)值的條件下檢查能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)，并且產(chǎn)生顯示狀態(tài)的狀態(tài)信號。


下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明；附圖中:圖1示出了具有多個測量片段的能量傳輸設(shè)備的實施例，圖2詳細示出了按照圖1的能量傳輸設(shè)備的片段，圖3示出了由電流和電壓測量值計算出的復(fù)數(shù)功率的不同組合，圖4示出了具有多個預(yù)定的測量片段的能量傳輸設(shè)備的另一個實施例，圖5示出了在重新定義測量片段之后按照圖4的實施例，圖6示出了用于解釋按照本發(fā)明的方法的實施例的流程圖，和圖7示出了用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的裝置的另一個實施例。在附圖中為清楚起見對于相同或類似的元件始終使用相同的附圖標記。
具體實施例方式在中壓電網(wǎng)的能量傳輸設(shè)備中典型地采用徑向或樹形的饋入結(jié)構(gòu)，例如以作為開環(huán)運行的回路(Schleife)的形式。在該能量傳輸設(shè)備中僅在饋入位置提供電測量裝置，但通常不在能量傳輸設(shè)備的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處。換言之，僅少量能量傳輸裝置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有電測量裝置。電測量裝置例如是電流或電壓測量設(shè)備或者是能夠測量有功功率和/或無功功率的功率測量設(shè)備。關(guān)于連接到能量傳輸設(shè)備的負載的信息因此通常不是以當(dāng)前的電測量值的形式呈現(xiàn)，而是僅以根據(jù)經(jīng)驗值獲得的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)。預(yù)測的負載數(shù)據(jù)例如可以以關(guān)于有功功率P或無功功率Q的標準化負載曲線的形式或者以關(guān)于有功功率P和功率因數(shù)COS((f>)的標準化負載曲線的形式呈現(xiàn)。圖1示例性示出了作為開環(huán)運行的能量傳輸設(shè)備。能量傳輸設(shè)備具有多個電測量設(shè)備，測量片段MAl至MA8通過它們來定義；在此每個測量片段以測量設(shè)備為界。在圖1中通過交叉來標記測量設(shè)備并且通過向下取向的箭頭來標記負載。因為在測量片段內(nèi)不存在測量設(shè)備，所以如果要定量地確定施加在該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的電測量參數(shù)，則對于位于其中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點必須實施仿真。優(yōu)選地，對于這樣的仿真除了別的之外考慮，在彼此相鄰的測量片段的接口處的測量參數(shù)在數(shù)值上匹配。特別地，避免了在彼此相鄰的測量片段的接口處的功率偏差。后一條件難以滿足，因為通常在許多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處僅提供電流測量裝置并且由此不是對于每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點呈現(xiàn)關(guān)于有功功率和無功功率的信息。圖2示例性示出了相鄰的測量片段怎樣通過功率流彼此耦合:由一個測量片段流出的功率流流入另一個測量片段?？梢詫⒃撌聦嵰氲剿B接的負載的負載特性的優(yōu)化估計。由此可以將相鄰的測量片段的耦合引入到迭代計算，在該迭代計算中實施用于總的能量傳輸設(shè)備的負載流計算以及估計，通過該估計匹配負載數(shù)據(jù)并且避免了在相鄰的測量片段之間的接口處的功率差。在此處示例性描述的估計方法中以相同的方式對待負載數(shù)據(jù)和電測量值以及(如果存在的話)偽測量值。通過不同的加權(quán)值考慮信息的不同質(zhì)量。例如通過對于真實的或者說實際測量的測量值的高的加權(quán)或高的加權(quán)值確保了，其在仿真和優(yōu)化的情況下被“碰到(getooffen)”或者說不通過仿真和優(yōu)化而改變。通過對于偽測量值和預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的低的加權(quán)或低的加權(quán)值可以確保，其在仿真和優(yōu)化的情況下可以在相對大的范圍內(nèi)被改變并且仿真和/或優(yōu)化算法可以計算地收斂。通過使用加權(quán)和加權(quán)值也能夠精確地處理不符合的負載，方法是比符合的負載分配更小的加權(quán)值。在這里解釋的實施例中，對于估計使用負載數(shù)據(jù)作為狀態(tài)變量。在實施了功率流計算之后，直接引入電壓和電流。所述估計既不需要測量片段的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)也不需要其電導(dǎo)。所述估計僅需要在不同的迭代步驟中所測量的負載的和、在測量片段的邊界處的損耗和負荷。通過這種方式在執(zhí)行估計 方法的情況下在每個迭代步驟中明顯降低了開銷。在執(zhí)行估計方法的情況下計算開銷的進一步明顯降低通過在每個測量片段中將負載編組到負載組中實現(xiàn)。負載組由具有相同的信息質(zhì)量(預(yù)測可靠性)并且其負載特性可以以類似的可靠性或精確性來預(yù)測的負載組成或包括所述負載。相應(yīng)地，在估計和仿真的情況下通過相同的加權(quán)值考慮相同負載組的負載。對于具有一整組有功功率(P)和無功功率(Q)測量裝置的測量片段，估計過程是相當(dāng)簡單的。通過如下方式確定負載，即其相應(yīng)于在各個測量片段邊界處饋入的和測量的功率的和。僅損失需在后面的迭代過程中被考慮。在如下測量片段中的計算是更困難的，所述測量片段的測量片段邊界僅構(gòu)造具有一個電流測量裝置。也就是電流測量值不能直接用于負載信息的確定。在圖3中示出了，電流測量僅描述了用于復(fù)數(shù)功率的環(huán)形區(qū)域。即，必須對電流值進行進一步處理。例如對于每個測量片段單獨地實施關(guān)于P和Q偽測量值的電流值的進一步處理。對于具有測量片段邊界處電流測量值的每個測量片段可以實施如下的最小化:(I) Σ [wf￡G (^(α^-ιΙ^ + μΡ (ep(Af其中引入如下條件:
(2)
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生狀態(tài)信號(Sz)的方法，該狀態(tài)信號顯示了能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)，其中 -對于能量傳輸設(shè)備的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點測量關(guān)于至少一個電測量參數(shù)的電測量值并且 -在引入所述測量值的條件下產(chǎn)生顯示狀態(tài)的狀態(tài)信號， 其特征在于， -給連接到能量傳輸設(shè)備的電負載分別分配預(yù)測各自的負載的電特性的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)， -將電負載分別分配給電負載組，具有類似的預(yù)測可靠性的電負載被歸入該負載組中，-分別給每個負載組分配單獨的加權(quán)值，該單獨的加權(quán)值描述了分配給負載組的負載的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的預(yù)測可靠性，并且 -在引入測量值、負載數(shù)據(jù)以及加權(quán)值的條件下形成狀態(tài)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， -提供對于分別存在至少一個能量消耗測量裝置的至少一個消耗測量值的電負載的負載組以及對于不存在消耗測量值的電負載的另外的負載組，和 -在將電負載分配到負載組的情況下，考慮預(yù)測可靠性以及消耗測量值的存在。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，測量至少一個當(dāng)前的氣候測量值并且在引入所述當(dāng)前測量的氣候測量值的條件下校正加權(quán)值和/或負載數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果當(dāng)前測量的氣候測量值與預(yù)定的氣候額定值不同，則進行校正。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于， -在引入電測量值、預(yù)測的負載數(shù)據(jù)和加權(quán)值的條件下，對于能量傳輸設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點計算仿真的測量參數(shù)值， -在引入所述仿真的測量參數(shù)值的條件下檢查能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對于不存在電測量值的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點計算仿真的測量參數(shù)值。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于， -對于存在電測量值的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點計算仿真的測量參數(shù)值， -將所述仿真的測量參數(shù)值與測量的測量值相比較，并且 -形成優(yōu)化的負載數(shù)據(jù)，方法是改變預(yù)測的負載數(shù)據(jù)直到在仿真的測量參數(shù)值和電測量值之間的偏差最小或者達到或低于預(yù)定的閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在改變負載數(shù)據(jù)的情況下考慮分配給各個負載組的加權(quán)值，方法是將其加權(quán)值顯示了較小的預(yù)測可靠性的負載數(shù)據(jù)比其加權(quán)值顯示了較大的預(yù)測可靠性的負載數(shù)據(jù)在更大的范圍內(nèi)改變。
9.一種用于產(chǎn)生狀態(tài)信號(Sz)的裝置(200)，該狀態(tài)信號顯示了能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)，該裝置具有 -用于輸入電測量值的接口，該電測量值對于能量傳輸設(shè)備的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點關(guān)于至少一個電測量參數(shù)被測量， -控制裝置，其適用于:形成負載組，將負載分配給負載組并且給負載組分別分配單獨的加權(quán)值，該單獨的加權(quán)值描述了給負載組分配的負載的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的預(yù)測可靠性，并且在引入測量值、負載數(shù)據(jù)以及加權(quán)值的條件下檢查能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)，并且產(chǎn)生顯示狀態(tài)的狀態(tài)信號?！?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生狀態(tài)信號(Sz)的方法，該狀態(tài)信號顯示了能量傳輸設(shè)備的狀態(tài)，其中對于能量傳輸設(shè)備的預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點測量關(guān)于至少一個電測量參數(shù)的電測量值并且在引入所述測量值的條件下產(chǎn)生顯示狀態(tài)的狀態(tài)信號。按照本發(fā)明，給連接到能量傳輸設(shè)備的電負載分別分配預(yù)測各個負載的電特性的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)，將電負載分別分配給電負載組，具有類似的預(yù)測可靠性的電負載被歸入該負載組中，分別給每個負載組分配單獨的加權(quán)值，該單獨的加權(quán)值描述了分配給負載組的負載的預(yù)測的負載數(shù)據(jù)的預(yù)測可靠性，并且在引入測量值、負載數(shù)據(jù)以及加權(quán)值的條件下形成狀態(tài)信號。
文檔編號H02J3/00GK103155331SQ201080069581
公開日2013年6月12日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者I.扎菲克 申請人:西門子公司