[发明专利]用于验证数字电能线完整性的方法

说明书

通过检测或预防来确保在采样周期期间存在线电压干扰的情况下数字电力系统中传输线电压测量值的完整性，具体方式如下：(a)获取传输线电压的至少三个测量值，对这些测量值进行数值分析以产生多项式函数，并基于各个测量值的方差大小来估算该多项式函数的精度；(b)在该采样周期期间对该传输线施加负偏压或正偏压，并获取电压测量值以确定施加该偏压后的电压变化率；(c)将第一传输线上的第一采样周期的开始时间参照第二传输线上的第二采样周期进行移位以减少传输线上的采样周期的重叠；和/或(d)使第一传输线和第二传输线上各自的采样周期的开始时间同步。

背景技术

数字电力或数字电能可以被表征为以分立、可控的能量单元来分配电力的任何电力格式。包能量传递(PET)是美国专利号8,068,937、美国专利号8,781,637(伊夫斯2012)以及于2017年2月7日提交的国际专利申请PCT/US2017/016870中披露的新型数字电力协议。

与传统的模拟电力系统相比，数字电力传输系统中的主要识别因素是电能被分离成离散的单元；并且单独能量单元可以与模拟和/或数字信息相关联，该模拟和/或数字信息可以用于优化安全性、效率、弹性、控制或路由的目的。由于PET系统中的能量被作为离散量或量子进行传递，所以这种能量可以被称为“数字电力”或“数字电能”。

如伊夫斯2012中所描述的，电源控制器和负载控制器通过电力传输线连接。伊夫斯2012的电源控制器周期性地将电力传输线与电源隔离(断开连接)，并且在线路被隔离之前和之后立即至少对源控制器端子处存在的电压特性进行分析。伊夫斯2012将电力线被隔离的时间周期称为“采样周期”，并且将连接电源的时间周期称为“传递周期”。线路上的电压在采样周期之前、期间和之后的上升和衰减速率揭示电力传输线上是否存在故障状况。可测量故障包括但不限于短路、高线路电阻、或不当接触这些线路的个人的存在。

伊夫斯2012还对可以在电源与负载控制器之间通过电力传输线发送的数字信息进行描述，以进一步增强安全性或提供能量传递(诸如总能量或负载控制器端子处的电压)的一般特性。美国专利号9,184,795(伊夫斯通信专利)中进一步描述并改进了一种用于在与电力所使用的相同的数字电力传输线上进行通信的方法。

数字配电系统的一个应用是用于以数字格式并且在升高的电压下安全地将直流(DC)电源从系统的电源侧分配到负载侧。

美国公开专利申请号2016/0134331A1(伊夫斯电力元件)描述了以各种配置将伊夫斯2012的电源侧部件封装到称为数字电力发射器的设备中。

美国专利号9,419,436(伊夫斯接收器专利)描述了将伊夫斯2012的负载侧部件的各种配置封装到称为数字电力接收器的设备中。

发明内容

下文所述的方法以伊夫斯2012的早期工作为基础，着眼于新颖的方法，可最大程度地减少传输线故障检测中的错误。这些错误可能是由电噪声或在执行包能量传递协议时可能会影响从传输线感测到的数据的完整性的其他干扰引起的。

数字电力或数字电能可以被表征为以分立、可控的能量单元来分配电力的任何电力格式。数字电能系统周期性地将输电线路与电源和负载隔离开以分析模拟线路的特性，这些特性反映了可能的故障或与输电线路的人为接触。线路故障的检测涉及到传输线电压的周期性测量。然而，实际的传输线电压测量值通常会受到电噪声或有害振荡的影响。所披露的方法可以用于确保用于故障检测的模拟测量的完整性，从而防止误报或漏报线路故障确定。

在此描述了用于确保在执行包能量传递时用于确定传输线路故障的数据的完整性的方法，其中，方法和用于执行该方法的装置的各种实施例可以包括以下描述的一些或全部元件、特征和步骤。

在用于确保包括一个或多个发射器的数字电力系统中的传输线电压测量值的完整性的方法的实施例中，使用各自的发射器来监测并控制一个或多个传输线上的电压。通过使用以下四种方法中的至少一种来确保采样周期期间存在线电压干扰的情况下传输线电压测量值的完整性。