[发明专利]一种功率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统的测量和监控，尤其涉及一种同步相量测量和瞬态捕捉以及报告的设备。

背景技术

目前提高电力系统的监控和事件报告的努力集中于从网络上一些分散的站点检测和关联数据。为了实现同步的读数，本地数据抽样通常是关于与绝对时间参考同步的时基，如能能够通过全球定位系统（GPS）得到。测量设备的样品的电流和电压值并可以对数据进行分析，如谐波分析。典型的采样率范围对于高分辨率的测量是从1到12千赫，或对于高速低分辨率的瞬态信号检测是500倍所述频率（例如到6 MS / s）的。     一个典型的电力系统测量装置采用带有不同采样率的独立的电路来实现高分辨率的测量和高速瞬态捕捉。两个电路的使用引入将数据结合到到一个单一的有用数据流的复杂性。两个电路之间的增益和孔径匹配是不能实现完美的。     典型的电力系统测量装置的低通滤波器的采样数据用来去除噪声和其他人工制品。     准确的来说，速度和低成本是在开发一个功率测量装置的所追求的属性。

发明内容

从一个方面来讲，本发明公开了用于锁定一系统频率的频率锁定环，所述系统频率是关于Δ-∑调制器采样的信号，其中Δ-∑调制器输出的一比特Δ-∑比特流。频率锁定环包括接收相位斜坡信号一比特旋转的CORDIC和一比特Δ-∑信号和输出的差分信号的同相和正交相位差信号，每个具有的一比特Δ-∑信号的每一位多字位差信号，相位斜坡信号源自的频率锁定环维持的频率值。

从另一方面来讲，本发明描述了一种功率测量装置。该装置包括一个装配有在电力系统中取样一电压或电流和输出一比特Δ-∑比特流的Δ-∑调制器，所述电压或电流具有系统频率；一频率锁定环路，所述频率锁定环路配置为接收一比特Δ-∑比特流并且输出锁定于系统频率的频率值；和配置有接收一比特Δ-∑比特流的瞬态捕捉模块，滤波器从一比特Δ-∑比特流选择光谱来获得瞬态数据。

从更深的方面来讲，本发明公开了一种功率测量装置包括一个配有在电力系统中取样一电压或电流和输出一比特Δ-∑比特流、带有系统频率的电压或电流的Δ-∑调制器；和频率锁定环。频率锁定环包括一比特旋转的CORDIC，所述旋转的CORDIC接收一相位斜坡信号和1比特Δ-∑信号，并输出一同步差分信号和正交差分信号、每个具有的一比特Δ-∑信号的每一位多字位差信号、相位误差的计算器，所述计算器配置为接收差分信号和用来输出一相位错误信号，所述相位错误信号是基于在相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在1一比特Δ-∑信号中、一含有频率值的频率寄存器、一个配置产生相位斜坡信号的相位累加器，所述相位斜坡信号具有一由频率值决定的周期性。频率锁定环被配置为基于相位误差信号的调节频率值，从而锁定频率值为系统频率。

更进一步地说，本方法应用描述了测量动力系统的特性、具有一系统频率和一或多种相位的动力系统的方法。该方法包括采样动力系统的电压或电流产生一个一比特Δ-∑比特流；从一比特Δ-∑比特流中产生同相和正交信号的差异，所述一比特Δ-∑比特流使用一比特旋转CORDIC接收相位斜坡信号；其中相位斜坡信号是基于一个频率值；通过产生一相位错误信号，锁定频率值到系统的频率，所述相位错误信号是基于相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在1一比特Δ-∑信号中，其中差异是从差分信号中取得。

本申请的其它方面和特点将从阅读以下实施例及其附图的描述中被那些本领域普通技术人员所理解。

附图说明

现通过举例的方式参考附图，所述附图显示了本申请的典型实施例，并且其中：

图1为一个功率测量装置的简化框图；

图2为图1的功率测量装置中信号处理器的简化示意框图；

图3为Δ∑调制后动力信号的频谱的一个简化示意图；

图4为一个示例信号处理器更详细的框图；

图5为一个比特的FLL / PLL的基于CORDIC的简化框图；

图6为图表似地描述1比特旋转CORDIC的示例实施例。

类似的参考数字可能被用于在不同图中来指代相同的组分。

具体实施方式

在说明书中以下的一些简化的描述是为了便于说明。例如，本领域技术人员会明白，在许多情况下功率测量设备可以被配置为测量电压和电流的三相，而在本文描述的实施例的电压和/或电流单向是为了简化描述。。