[发明专利]用于监视功率传输的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年9月17日提交的美国临时申请60/973,046和于2007年10月2日提交的60/976,946的优先权。

技术领域

本发明涉及用于在电功率传输线路内功率测量的设备和方法。

背景技术

在过去几年内在欧盟和美国的电力公司的传统垄断地位已经降低。因此，已经产生了新兴的电能批发市场。电力公司、独立的发电厂和电力营销商以及经纪人是在不稳定的电力供应市场中的一些参与者。例如，已经知道诸如时间和日期、天气、温度和油价等变量在给定区域内的电力定价起到重要作用。此外，电力定价取决于在该区域内电能生成和使用机构的运行状态以及电功率传输网络的传输容量。电功率市场的参与者要求获取该区域内的电力生成和使用机构以及电功率传输线路的运行状态的实时信息以及历史数据。该信息允许电力贸易策略的制定和响应电力系统事件(例如由于变压器故障导致电力供应中断)。

传统电力机构垄断地位的弱化已经导致在电能供应商之间客户竞争的加剧。潜在客户使用电能的相关信息对于竞标电力供应合同的参与者来说将极为有用。对于确定电能的供应和需求随着时间变化的相关信息也将是很有利的，而没有必要直接连接到电功率传输线路。

用于电功率传输测量的方法和系统从若干现有技术文献可以获知。例如，美国专利US6,714,000(Staats，转让给Genscape公司)教导了一种用于在延长的时间周期上远程监视网络电功率的幅度和方向以及累计所监视机构的流入或流入的方法。在‘000专利申请’中描述的方法包括检测和测量自所监视的电功率传输线路散发的磁场和检测与自电功率线路散发的功率系统频率同步的信号。该方法还包括电功率传输线路散发的电磁场的相关数据的估计、存储和传输。

另一专利申请，国际专利申请WO2006/112839(Genscape Intangible Holding公司)也教导了一种用于在交流功率网络内发电厂和其它部分的运行动态的基本实时监视的方法和系统。通过使用自功率网络频率检测和报告设备的网络收集的信息，执行该监视。本发明允许某些功率网络事件，例如发电厂启动或故障的实时检测和报告。

国际专利申请WO2007/030121(Genscape Intangible Holding公司)教导了一种用于监视沿着电功率传输线路的电流的系统，其包括放置在选定位置上的多个磁场监视器。该系统还包括用于将电流传送给终端用户的中央处理设备。

欧洲专利EP1297347(Genscape Intangible Holding公司)公开了一种用于远程测量和监视电功率传输线路的设备。该设备包括第一传感器，其响应于与电功率传输线路相关的磁通量密度的第一分量，和输出与流过电功率传输线路的电流生成的磁通量密度成正比的电压。该设备还包括第二传感器，其输出与电功率传输线路相关的网络电势成正比的电压。将流经电功率传输线路的电压和电流的数值传送给中央处理设备，其组合所测量电势的相位和所测量磁通量密度的相位，和通过确定与磁通量密度相关的电势的方向，从而确定与磁通量密度相关的电势的相位。还确定与传输线路电压相关的流经电功率传输线路的电流的相位角度。从而计算出电功率传输线路的功率因数和流经电功率传输线路的功率幅度和方向。应当指出如根据该专利的图1可以看出的，电压传感器和磁通量传感器基本上在一起。

其它公司也测量流经传输线路的电功率。例如，挪威公司powermonitor.org提供了德国发电厂的相关信息。在论文“Slik drives”，Rapport 04/2006，40-41中描述了他们的产品。另一挪威公司Energieinfo AS，Stavern已经提交了标题为“og apparat foravproduksjon ogav elektrisk kraft”(申请号20072653)的挪威专利申请。然而，此申请的内容尚未公开。

发明内容

本发明的设备和方法允许基本上实时地计算功率流的幅度和方向。在本文中术语“实时”是指在小于通常20毫秒的时间帧内执行计算。

本发明的设备和方法允许测量功率因数-包括有效功率和无功功率，还支持根据预期功率因数测量功率因数的偏差。通过“非实时”或者“接近实时”，我们通常是指在配置提供诸如U-1相位角度、无功功率等次要输出的算法中在诸如5-500秒内使用所测量的值。