专利名称：用于监控电网状态的方法和设备的制作方法
用于监控电网状态的方法和设备本发明涉及一种用于检测具有第一相、第二相和第三相的三相交流电压网的电变量的方法。此外，本发明涉及一种用于将电能馈入交流电压电网的方法。此外，本发明还涉及一种用于检测三相交流电压电网的电变量的设备以及一种用于将电能馈入交流电压电网的设备。此外，本发明也涉及一种风能设备，其被准备用于检测交流电压电网的电变量和 /或用于将电能馈入到交流电压电网中。尤其是为了将电能馈入已有的交流电压电网，需要尽可能准确地识别所述交流电压电网。对电网中的交流电压的频率以及电压的数值和相位的认知是重要的。但是也出于可与馈入相互关联的其他目的、诸如识别电网中的干扰，期望尽可能准确和尽可能同时地检测尤其是电网的电压。为了检测交流电压电网的交流电压的频率和相位角，通常检测电压的过零。两个相邻的电压过零的时间间隔对应于半个周期持续时间，由此可计算频率。因此，也可由过零和频率或者两个过零确定相位。在这种情况下尤其不利的是相对应地至少需要半个周期的持续时间，以便检测频率并且由此检测频率变化。同时，在这种测量方法中，质量会不够。尤其是针对越来越多地通过中央能量供给装置供电并且也被支持的交流电压电网，尽可能快速地以尽可能高的质量来测量是重要的。可靠地和快速地检测如短路的出现等的电网干扰也越来越有意义。因此，本发明的任务是提出一种在上述缺点中的至少一个方面被改进的方法或相对应的设备。尤其是要提出一种尽可能在速度和质量方面被改进的测量方法。至少要提出一种替选的测量方法和一种用于馈电的替选的方法以及相对应的设备。作为现有技术，在此处通常指如下文献DE 101 13 786A1、EP 004 984A1和DE 199 44 680A1。根据本发明，提出一种根据权利要求1所述的用于检测三相交流电压电网的电变
量的方法。所基于的是具有第一相、第二相和第三相的三相交流电压电网。在下面，只要没有另外说明，相位角的说明基本上涉及第一相。下标1至3、尤其是电压或者相位角的下标基本上涉及第一相、第二相或第三相。在一个方法步骤中，在第一相、第二相和第三相的第一时刻分别检测或测量电压值、即相电压、也就是相对于中性导体或者其他中性电势的电压。作为下一步骤，将极坐标中的在第一时刻测量的电压值变换为复数值变量，由此相对应地形成数值和相位角。相位角在此涉及第一电压。变换可如下执行
权利要求
1.一种用于检测具有第一相、第二相和第三相的三相交流电压电网的电变量的方法， 其包括如下步骤-分别在第一时刻测量第一相、第二相和第三相相对于中性导体的电压值， -将第一时刻的三个电压值变换到具有电压幅度和相位角的极坐标中， -针对至少一个其他时刻重复测量和变换，以及-根据变换到极坐标的电压值确定所述相位中的至少之一的当前频率、电压幅度和/ 或相位角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了检测频率而使用频率调节装置，所述频率调节装置调节第一辅助频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为进行频率调节，在 -在变换时形成的相位角与-过去了采样时间的第一辅助相位角之间形成第一微分角，所述第一微分角与第一放大系数相乘和/或被加到起始频率值上，以便获得第一辅助频率，并且根据第一辅助频率确定第一辅助相位角。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了改进频率确定而利用第二辅助频率确定第二辅助相位角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，-第二微分角被形成为第一辅助相位角与过去了采样时间的第二辅助相位角之间的差，-辅助微分频率被形成为第二辅助频率与第一辅助频率之间的差，以及 -根据第二微分角和辅助微分频率形成辅助角加速度，其中辅助角加速度代表第二辅助相位角对时间的二阶导数，其中第二辅助相位角和第二辅助频率根据辅助角角速度来计笪弁。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，辅助角加速度被形成为如下两个量之间的差-第二微分角或者与第二放大系数相乘的第二微分角，以及 -辅助微分频率或者与第三放大系数相乘的辅助微分频率。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，-在变换时获得的电压幅度作为检测到的输出电压被输出，-在变换时获得的相位角对时间求微分，并且作为检测到的频率或者作为检测到的比较频率被输出，-第二辅助频率作为检测到的频率被输出，和/或-第二辅助相位角作为相的检测到的相位角被输出，其中优选地在输出之前对要输出的变量中的一个或多个进行滤波。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其进一步包括如下步骤监控交流电压电网是否存在来自如下列表的至少一个电网干扰-角度稳定性的损失， -隔离电网形成的出现， -三相短路的出现，和-二极短路的出现，和/或提供用于显示电网干扰之一的存在的信号。
9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，监控测量或检测的测量干扰，并且在出现测量干扰的情况下，继续检测作为基于最后使用的变量的估计。
10.一种用于将电能馈入到交流电压电网的方法，其包括如下步骤 -检测交流电压电网的电变量，-将交流电流馈入交流电压电网，-监控交流电压电网是否存在来自如下列表的至少一个电网干扰 -角度稳定性的损失， -隔离电网形成的出现，和-当出现至少一个所述电网干扰时，引入用于支持交流电压电网的措施。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，附加地监控交流电压电网是否存在来自如下列表的至少一个电网干扰-三相短路的出现，以及 -二极短路的出现，并且当出现至少一个所述的电网干扰时，引入用于支持交流电压电网的措施。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过根据权利要求1至9之一所述的方法来检测电变量，和/或自出现相关的电网干扰起在小于电网周期的检测时间之内检测电网干扰，尤其是在小于半个电网周期的检测时间之内检测，和/或自出现电网干扰起在小于电网周期的反应时间之内、尤其是在小于半个电网周期的反应时间之内引入用于支持电网的措施。
13.一种用于检测三相交流电压电网的电变量、即交流电压网络的至少频率和相位的测量设备，其包括-用于测量三个相中的每个相相对于中性导体的瞬时电压的电压测量装置， -用于确定电网络的至少频率和相位的计算单元，其中所述测量设备使用根据权利要求1至8之一所述的方法或适于使用这种测量方法。
14.一种用于将电能馈入交流电压网络的馈入设备，其包括-测量设备，尤其是根据权利要求13所述的测量设备，用于测量交流电压网络的电变量，以及-馈入单元，用于将电能馈入交流电压网络，其中所述馈入设备使用根据权利要求9-11之一所述的方法或适于使用这种方法。
15.一种用于将风能转换为电能并且将电能馈入交流电压电网的风能设备，其包括根据权利要求13所述的测量设备和/或根据权利要求14所述的馈入设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测具有第一相、第二相和第三相的三相交流电压电网的电变量的方法，其包括如下步骤分别在第一时刻测量第一相、第二相和第三相相对于中性导体的电压值，将第一时刻的三个电压值变换到具有电压幅度和相位角的极坐标中，针对至少一个其他时刻重复测量和变换，以及根据变换到极坐标的电压值确定所述相中的至少之一的当前频率、电压幅度和/或相位角。
文档编号G01R19/25GK102472780SQ201080029632
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年6月29日
发明者沃克尔·迪德里克斯, 阿尔弗烈德·比克曼 申请人:艾劳埃斯·乌本