[发明专利]分析三相电网中的电能的质量的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及电力网络中的电能的质量的分析。

背景技术

一般说来，电网中的电能的质量可以通过电压的量值和电流的量值之间的组合来表示。但是，对于三相系统，电能的质量定义起来更复杂。如果波形、振幅、频率和对称性分别保持在预定限制内，则三相电力系统事实上被认为是健康的，或不受干扰的。

而且，当确定像rms（均方根）电流或电压值那样的电学值时，尤其总有功功率、总视在功率、总无功功率使装置的能耗能够得到控制。

本发明尤其涉及三相电力系统。影响后者的最常见干扰是电压或电流骤降、电压浪涌或过电流、谐波污染、不平衡和电压闪变。

监视三相电力系统中的电能的质量的已知方法在于干扰和电学值的逐相分析。

为了全局地表征三相电力系统中的电能的消耗和量值，已知的方法在于对为每相获得的结果求和或求平均。但是，这些方法不是完全令人满意的。在三相电力系统中对一个相的测量结果事实上不总是相关的。如果，例如，算术平均由逐相所作的测量结果组成，则未必获得从物理观点出发对三相电力系统的表征。而且，当进行单相量值的求和时，测量误差会累积起来。

文献EP 0,599,648描述了计算三相电力系统中的正、负和零序分量以检测不平衡的方法。这种不平衡检测基于复杂、冗长和非常不精确的计算。不能使不均衡因素得到量化。最后，这个文献只处理了不平衡，而未考虑可以影响三相电力系统的所有干扰。

因此已知方法和设备都不能作出三相电力系统中的电能的质量的全局三相测量。

发明内容

本发明的目的是通过提供分析三相电力系统中的电能的质量的方法解决现有技术的问题，其特征在于包含如下步骤：

-测量一组电量值，该组每相包含一个电量值；

-从该组测量电量值的瞬时三维变换中形成空间矢量；以及

-按照该空间矢量，确定包含代表三相电力系统中的电能的质量的至少一个参数的集合。

相关地，本发明涉及分析三相电力系统中的电能的质量的设备，其特征在于包含：

-测量一组电量值的部件，该组每相包含一个电量值；

-从该组测量电量值的瞬时三维变换中形成空间矢量的部件；以及

-按照该空间矢量，确定包含代表三相电力系统中的电能的质量的至少一个参数的集合的部件。

通过本发明，可以量化和表征能够以全局方式出现在三相电力系统中的不同类型的电干扰。

使精确和计算时间得到显著改善。

因此可以以更精确和更迅速的方式监视三相电力系统中的电能的质量。这使可能出现的任何干扰的来源能够得到更好理解，以及使它们对存在于电力系统中的电子装备的影响能够得到更好评估。

本发明基于包含三相系统的所有信息的空间矢量的确定和使用。

按照一个优选特征，包含代表三相电力系统中的电能的质量的至少一个参数的集合包含选自如下的至少一个参数：

-代表三相电力系统中的电压或电流不平衡的参数；

-代表电压或电流骤降的参数；

-代表电压浪涌或过电流的参数；以及

-代表电压闪变的参数。

这些参数代表对于分析三相电力系统中的电能的质量来说最常见和最相关的干扰。

按照一个优选特征，该分析方法进一步包含从该组测量电量值的瞬时三维变换中形成零序分量。

在这种情况下，按照该零序分量进一步进行包含代表三相电力系统中的电能的质量的至少一个参数的集合的确定，以及所述至少一个参数代表谐波电压或电流污染。

按照一个优选特征，该方法进一步包含按照空间矢量和零序分量确定三相电力系统的至少一个能量参数。

按照一个优选特征，该至少一个能量参数选自：

-总rms电流或电压值；

-总有功功率；

-总视在功率；以及

-总无功功率。

该能量参数使三相能量消耗能够通过随时间积分来确定。

按照一个优选特征，该方法进一步包含在复平面中显示空间矢量所沿的形式的显示步骤。

这种类型的显示给出了存在用户检测起来非常迅速的干扰的可视指示。

该设备包含实现这些特征的部件以及呈现类似优点。

在一个特定实施例中，按照本发明的方法的步骤通过计算机程序指令来实现。

因此，本发明的进一步目的是在数据介质上提供计算机程序，这种程序能够在计算机中实现，这种程序包含适合实现如上文所述的方法的步骤的指令。