[发明专利]电能质量监测方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及电能质量监测方法和装置，尤其涉及一种能够降低数据存储容量的电能监测方法和装置。

背景技术

电能质量是指通过电网(例如公共电网)供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想的状态并不存在。由此，产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。

从不同角度观察，电能质量含义例如可以包括：

(1)电压质量：其以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。

(2)电流质量：其反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概括大多数因电压原因造成的电能质量问题。

为了分析得到电压质量或电流质量，一般需要对供电网中的电压和电流进行采样，同时将监测到的电压和电流数据保存下来，以供电能质量分析。为了确保电能质量分析的可靠性和准确性，电能质量监测中一个重要的环节就是以固定的时间周期持续记录监测到的电压或电流值。例如，记录每个周期的电压或电流采样数据，或者每1分钟、每个小时的电压或电流采样数据。假设以625微秒对50Hz的电力线的单相进行采样，则每个周期得到32个采样点。若记录连续10秒的数据，则需记录16K个采样点数据，也就是例如16K*4字节＝64K字节的数据。如此，如果记录一天24小时的数据，则数据量将达到552M字节。这就需要电能质量监测设备具有相当的存储容量，但这一点对于大多数电能质量监测设备而言是很难达到的。

同时，如果记录每个采样点的数据，一旦因例如电压暂停或电压(电流)的涨落而导致记录数据超出预定的记录范围，则所记录的数据将自此失效，或者得到不准确的记录数据。为了解决这一问题，现有的一种方式是进一步缩小数据记录间隔以得到更多或更为准确的数据。但是，这种方案给电能质量监测设备的存储容量提出了更高的要求。另一种方案是在出现超出范围的无效数据时记录这一事件并在数据记录中标记无效数据。但是，这种方法的缺点是因无效数据的存在连续的采样数据将会出现中断，并不利于电能质量的分析。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电能质量监测方法，其能够记录连续的反应电流或电压变化的数据，以供电能质量分析。

根据本发明一个实施例，本发明提出的用于电能质量监测的方法，初始化一个用于存储半个周波前数据的缓存以及一个用于存储在先记录数据点的缓存；获取至少一个周期的电压或电流采样值，基于所获取的电压或电流采样值，计算出当前周期的电压或电流均方根值；判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述在先记录数据点之差是否超出一个预定的第一容限；如果未超出，则以所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记更新所述半个周波前数据，并继续执行获取后续周期的电压或电流采样值的步骤；如果超出，则在所述在半个周波前数据为有效值的情况下，将所述在半个周波前数据作为一个数据点记录下来，以及如果超出，则还将所述当前周期的电压或电流均方根值及其相关时间标记作为一个数据点记录下来，同时以所述当前周期的电压或电流均方根值更新所述在先记录数据点。

优选地，所述初始化步骤包括：清空用于存储所述半个周波前数据的缓存。而且，所述半个周波前数据为有效值的情况还包括：如果所述半个周波前数据不为空，则表明所述半个周波前数据为有效值；以及将所述半个周波前数据作为一个数据点记录下来的步骤还包括；在记录下所述半个周波前数据之后，清空所述用于存储半个周波前数据的缓存。

更为优选地，所述半个周波前数据为有效值的情况还包括：如果所述半个周波前数据不为空，则进而判断所述当前周期的电压或电流均方根值与所述半个周波前数据之差是否超出一个第二容限(Tc)；如果超出，则表明所述半个周波前数据为有效值。