[发明专利]电压扰动检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电压扰动检测方法及实现该方法的装置，特别地，本发明涉及在电力监视装置(PMD)或者高级电表等电能检测设备中的电压扰动检测方法及实现该方法的装置。 

背景技术

近年来，由于电能质量能够对工业用户产生经济方面的巨大的影响，因此电能质量问题已经越来越引起关注，电源端的电压扰动，例如暂降、浪涌、失衡等被认为是在各种电能质量问题中最具破坏性的问题。伴随着功率敏感电器设备在控制过程和自动化过程中应用的增加，电压扰动导致了对工业过程的破坏并对用户带来巨大的经济损失。由于进一步减小电压的扰动是非常必要的，因此寻找检测和记录电压扰动波形的方法受到很大关注。 

现在，工业中广泛采用了各种电力监视装置(PMD)和高级电表等电能检测设备。近年来，随着对电压扰动的关注的增加，用户对电能检测设备产生一种要求：即，希望它能够具有有效检测电压扰动的性能，更进一步的，希望它能够具有波形捕获的功能以帮助用户容易地分析电压扰动的根本原因并制定相应的策略来进行控制。鉴于电能检测设备、特别是PMD内部的资源有限并且检测响应时间要求较快，而现有的基于电压有效值的检测方法响应时间慢，因此，需要提出一种新的能够实现上述要求并能容易在电能检测设备上得以实现的方法。 

发明内容

本发明的目的是基于上述技术要求，提供一种新的在电能检测设备中进行电压扰动检测的方法和装置，满足用户对易于实现和高效率的要求。 

根据本发明的一个方面，提供一种电压扰动检测方法，包括如下步骤：存储数字化的电压参考波形的点值；检测实际电压值，将所述实际电压值经数字化转换成与所述参考波形点值一一对应的实际电压点值；比较所述实际电压点值与所述参考波形的相应点值；对于连续N个点，若所述实际电压点值与所述参考波形的相应点值之间的差值均大于预定的扰动阈值，则判定发生了电压扰动，其中N为大于0的整数。优选地，所述参考波形的点值是以固定时间间隔连续对标准电压波形进行数字化而获得的。所述固定时间间隔取值优选为10微秒至2000微秒。所述N取值优选为3至5。所述扰动阈值为所述参考波形的点值与一预定百分比的乘积。 

在实际工业应用中，由于大量电力电子器件和非线性负载的存在，使得电压波形畸变非常严重。为此，本发明另外还相应地提出了电压扰动检测方法的进一步的方案，即当满足参考波形更新条件时，按照更新算法更新电压参考波形的点值。其中，所述参考波形更新条件为：检测到实际电压波形的正峰值大于一预定的正峰值阈值且负峰值小于一预定的负峰值阈值，且实际电压值与所述参考波形的相应点值之间的差值超过预定的畸变阈值。优选地，所述参考波形更新条件还包括：实际电压值与所述参考波形的相应点值之间的差值小于等于预定的扰动阈值。所述更新算法为： 

R_(m，n)＝R_(m-1，n)+[S_(m，n)-R_(m-1，n)]*K    (1) 

其中，R表示参考波形的点值，S表示实际电压的点值，m表示第m次更新并且m＞＝1，n表示第n个点，K为用于确定更新速度的更新系数。 

此外，还可以在判定发生了电压扰动时，记录实际电压波形点值直至电压恢复正常并持续一预定时间长度，以便对实际发生的电压扰动进行分析。其中，所述预定时间长度为一个电压波形周期。优选地，可以基于先入先出(FIFO)规则在一循环缓冲存储器中连续存储实际电压点值，当判定发生了电压扰动时，锁定所述循环缓冲存储器，以便对扰动发生前的数据进行分析。 

一种实现本发明方法的电压扰动检测装置包括：参考波形存储单元，用于存储数字化的参考波形的点值；电压检测单元，用于检测实际电压值，将所述实际电压值经数字化转换成与所述参考波形点值一一对应的实际电压点值；点值比较单元，用于将从所述电压检测单元获得的实际电压点值与从所述参考波形存储单元获得的参考波形的相应点值进行比较；以及扰动判断单元，用于获得点值比较单元的比较结果，当对于连续N个点，所述比较结果均为实际电压点值与所述参考波形的相应点值之间的差值大于预定的扰动阈值时，判定发生了电压扰动，其中N为大于0的整数。