監(jiān)控供電網(wǎng)電能質(zhì)量的方法、電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備和電能質(zhì)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電網(wǎng)中的電能質(zhì)量監(jiān)控方法、電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備和電能質(zhì)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前供電網(wǎng)是用于分配電能的高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，通常具有大量的能量饋入和能量消耗。除了供電安全性，即，在保證每個(gè)時(shí)刻對每個(gè)能量用戶提供足夠量的電能之外，所提供的電能的質(zhì)量(以下稱為“電能質(zhì)量”)也起關(guān)鍵性的作用。供電網(wǎng)中的電能質(zhì)量例如通過所謂的電能質(zhì)量特征參數(shù)如頻率、電壓和電壓諧波或者電流諧波、畸變因數(shù)、閃爍、電壓不對稱和功率來確定。高靈敏度的電氣設(shè)備目前要求以具有一致的頻率和振幅的盡可能純正弦波的形式的電能供應(yīng)。由此在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)如EN50160或者IEC61000中規(guī)定了上限值和下限值，供電網(wǎng)的電能質(zhì)量特征參數(shù)必須處于這些值之內(nèi)。
[0003]為了能夠表示電能質(zhì)量，在供電網(wǎng)的不同測量位置設(shè)置了記錄各電能質(zhì)量特征參數(shù)的測量值的電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備。在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備中通?？梢詫⑺涗浀臏y量值存儲(chǔ)以用于存檔。為了分析測量值是否在特定的時(shí)刻超過了邊界值，將所存儲(chǔ)的測量值以有規(guī)律的間隔傳輸?shù)狡渌鼣?shù)據(jù)處理裝置例如中央分析計(jì)算機(jī)以進(jìn)行分析。因此在中央分析計(jì)算機(jī)中可以產(chǎn)生電能質(zhì)量特征參數(shù)的取決于時(shí)間的變化以及檢查或者證明邊界值的保持。
[0004]因?yàn)闃?gòu)造在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊由于成本原因而不能選擇為任意大，所以所存儲(chǔ)的測量值到中央分析計(jì)算機(jī)的傳輸必須相對頻繁地進(jìn)行。如果不能及時(shí)地傳輸所存儲(chǔ)的測量值，則由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器完全充滿，要么不再能存儲(chǔ)新的測量值要么舊的測量值被新的測量值覆蓋(所謂的“環(huán)形存儲(chǔ)操作”)。因此在此為了擴(kuò)大在兩次傳輸過程之間的時(shí)間間隔，必須在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備中設(shè)置相應(yīng)更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于監(jiān)控供電網(wǎng)電能質(zhì)量的方法、電能質(zhì)量設(shè)備以及電能質(zhì)量系統(tǒng)，由此能夠以相對小的開銷實(shí)現(xiàn)對電能質(zhì)量的監(jiān)控。
[0006]就方法而言上述技術(shù)問題通過一種用于監(jiān)控供電網(wǎng)中電能質(zhì)量的方法來解決，其中進(jìn)行以下步驟:
[0007]-在第一測量時(shí)刻借助在供電網(wǎng)的測量位置上設(shè)置的電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的測量裝置采集第一電能質(zhì)量特征參數(shù)的第一測量值；
[0008]-在緊接著第一測量時(shí)刻的第二測量時(shí)刻借助電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的測量裝置采集該第一電能質(zhì)量特征參數(shù)的第二測量值；
[0009]-將第一和第二測量值與至少一個(gè)預(yù)先給定的閾值比較，以及
[0010]-當(dāng)兩個(gè)測量值中的一個(gè)位于該至少一個(gè)閾值之上以及兩個(gè)測量值中的一個(gè)位于該至少一個(gè)閾值之下時(shí)，產(chǎn)生表明破壞該至少一個(gè)閾值的事件信號。
[0011]本發(fā)明方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于，由電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行了供電網(wǎng)的電能質(zhì)量狀態(tài)的第一分析，從而不必將所有采集的測量值都為了隨后的分析而存儲(chǔ)在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，而是僅僅在破壞至少一個(gè)對電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備來說是已知的閾值時(shí)產(chǎn)生事件信號。由此就電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備來說可以明顯減少所需的存儲(chǔ)容量以及與此相關(guān)的成本。
[0012]根據(jù)本發(fā)明方法的有利擴(kuò)展，將事件信號用于控制電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的光學(xué)信號裝置。以這種方式可以直接在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備上顯示閾值破壞(Schwellenwertverletzung)。在此顯示裝置例如可以是僅僅在發(fā)生閾值破壞時(shí)進(jìn)行顯示的發(fā)光二極管，或者是還給出關(guān)于被破壞的閾值的附加信息的顯示器(例如LCD)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，事件信號促使電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的控制裝置產(chǎn)生數(shù)據(jù)電文，該數(shù)據(jù)電文包含至少一個(gè)表明被破壞的閾值的數(shù)據(jù)組。由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)電文形式的報(bào)警，該報(bào)警提供給供電網(wǎng)的操作人員以關(guān)于被破壞的閾值的信息。此外在數(shù)據(jù)電文中還可以包含其它信息，例如電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的標(biāo)識(例如產(chǎn)品號)，由此操作人員可以將閾值破壞與特定的電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備唯一地相對應(yīng)并由此與供電網(wǎng)中的特定測量位置唯一地相對應(yīng)。
[0014]此外，與此相關(guān)地，數(shù)據(jù)電文還優(yōu)選包含表明第一測量時(shí)刻和/或第二測量時(shí)刻的數(shù)據(jù)組。由此可以將閾值破壞與一個(gè)時(shí)刻唯一地相對應(yīng)。
[0015]為此具有優(yōu)勢的是，數(shù)據(jù)電文還包含關(guān)于被破壞的閾值是由于超過還是由于低于而被破壞的的信息。由此可以給出閾值破壞的方向。
[0016]此外數(shù)據(jù)電文還可以包含第一和/或第二測量值。由此還可以進(jìn)行對閾值破壞的更詳細(xì)的分析，因?yàn)榻柚鷾y量值還可以確定超過閾值或者低于閾值的程度。
[0017]為此優(yōu)選將數(shù)據(jù)電文存儲(chǔ)在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，和/或傳輸?shù)皆O(shè)置在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的上級的數(shù)據(jù)處理裝置。因此操作人員可以在傳輸數(shù)據(jù)電文時(shí)直接借助設(shè)置在上級的數(shù)據(jù)處理裝置，或者當(dāng)數(shù)據(jù)電文存儲(chǔ)在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備中時(shí)通過從固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出而訪問數(shù)據(jù)電文。在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)電文與存儲(chǔ)所有測量值相比，所需的存儲(chǔ)容量明顯減少。
[0018]根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，事件信號促使電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的控制裝置將第一測量值和/或第二測量值存儲(chǔ)到電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。在此僅存儲(chǔ)這樣兩個(gè)測量值，在這兩個(gè)測量值之間發(fā)生閾值破壞。因此與連續(xù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)相比，在固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)明顯少的測量值，從而使存儲(chǔ)器容量足夠用于明顯更長的測量時(shí)間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選擴(kuò)展，除了測量值，還將第一和/或第二測量時(shí)刻存儲(chǔ)在固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。由此可以在分析所存儲(chǔ)的測量值時(shí)唯一地確定，在哪個(gè)時(shí)刻發(fā)生了閾值破壞。
[0020]根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備(50)采集設(shè)備內(nèi)部的時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘，并且根據(jù)該時(shí)鐘確定各測量值的測量時(shí)刻。因此可以用簡單的方式給每個(gè)測量值分配一個(gè)所謂的時(shí)間戳。
[0021]作為特別優(yōu)選的實(shí)施方式，電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備還可以采集外部時(shí)鐘，并且根據(jù)該外部時(shí)鐘確定各測量值的測量時(shí)刻。通過設(shè)置外部時(shí)鐘，也就是在現(xiàn)場設(shè)備外部產(chǎn)生的時(shí)鐘(例如GPS時(shí)間信號)，可以將多個(gè)電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的測量值更好地互相比較，因?yàn)槊總€(gè)電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備在時(shí)間上與其它電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備是同步的。由此每個(gè)測量值都僅與一個(gè)通過外部時(shí)鐘確定的測量時(shí)刻相對應(yīng)，該測量時(shí)刻在其它的電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備中也是絕對有效的。
[0022]此外根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，除了第一電能質(zhì)量特征參數(shù)的測量值之外，還采集至少另一個(gè)電能質(zhì)量特征參數(shù)的測量值，并且當(dāng)該至少另一個(gè)電能質(zhì)量特征參數(shù)的兩個(gè)時(shí)間上緊鄰的測量值位于至少另一閾值的不同側(cè)時(shí)，產(chǎn)生另一個(gè)事件信號。以這種方式可以利用電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備對相關(guān)的電能質(zhì)量特征參數(shù)進(jìn)行完整的分析。
[0023]最后，根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式，事件信號還促使控制裝置實(shí)施電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的其它電能質(zhì)量功能。在此可以通過事件信號例如促使電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備定義的時(shí)間段上記錄附加的測量值，也就是產(chǎn)生所謂的故障記錄(Stoerschriebe)，根據(jù)該記錄可以精確地展示在閾值破壞之前和之后電能質(zhì)量特征參數(shù)的測量值變化。這樣的故障記錄可以存儲(chǔ)在電能質(zhì)量現(xiàn)場設(shè)備的固定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或者傳輸?shù)皆O(shè)置