专利名称：电能质量监测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电能质量技术领域，尤其涉及一种电能质量监测方法和一种电能质量监测装置。
背景技术：
电能作为商品进入市场之后，电能质量问题已越来越引起供电双方的高度关注，其主要原因是随着高新技术的快速发展，基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力电子设备在电力系统中大量使用，它们对电能质量非常敏感，对电能质量要求也越来越高。要改善电能质量问题，首先需要监测电能质量的好坏程度，例如通过对电能质量进行分级的 方式等。电能质量指标主要分为两大类，稳态电能质量指标和暂态电能质量指标。由于暂态电能质量问题不像稳态电能质量问题具有连续性，目前对电能质量的考察一般主要集中在对稳态电能质量方面。而仅仅考察某种类型的电能质量指标，并不能全面反映电能质量，因此对电能质量监测和工业应用的指导意义有限。

发明内容
为解决上述由于没有考虑暂态电能质量问题而导致的电能质量监测不全面的问题，本发明提供了一种电能质量监测方法和一种电能质量监测装置。一种电能质量监测方法，包括以下步骤采集指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标；根据采集的稳态电能质量指标，确定稳态电能质量等级；根据采集的暂态电能质量指标，分别计算出各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率；根据计算出的各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率，通过计算电压暂降等级和电压暂升等级所对应的数学期望，确定电压暂降等级和电压暂升等级；将确定的电压暂降等级和电压暂升等级分别与其对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和；根据上述求和所得值，确定暂态电能质量等级；根据确定的稳态电能质量等级和暂态电能质量等级，确定综合电能质量等级。与一般技术相比，本发明电能质量监测方法，采集和考察了稳态电能质量指标和暂态电能质量指标，不仅实现了对稳态电能和暂态电能的分类监测，而且在此基础上对综合电能质量进行监测，能更客观和真实地反应电能质量水平。采用本发明对电能质量的监测结果，可对总体电能质量情况进行判断，并进一步用于工业实践，具有显著的工业应用价值。一种电能质量监测装置，包括电能质量指标采集模块、稳态电能质量等级确定模块、发生概率计算模块、电压暂降及暂升等级确定模块、求和模块、暂态电能质量等级确定模块和综合电能质量等级确定模块；
所述电能质量指标采集模块用于采集指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标；所述稳态电能质量等级确定模块用于根据采集的稳态电能质量指标，确定稳态电能质量等级；所述发生概率计算模块用于根据采集的暂态电能质量指标，分别计算出各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率；所述电压暂降及暂升等级确定模块用于根据计算出的各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率，通过计算电压暂降等级和电压暂升等级所对应的数学期望，确定电压暂降等级和电压暂升等级；所述求和模块用于将确定的电压暂降等级和电压暂升等级分别与其对应的权重 相乘，并将相乘结果进行求和；所述暂态电能质量等级确定模块用于根据上述求和所得值，确定暂态电能质量等级；所述综合电能质量等级确定模块用于根据确定的稳态电能质量等级和暂态电能质量等级，确定综合电能质量等级。与一般技术相比，本发明电能质量监测装置，采集和考察了稳态电能质量指标和暂态电能质量指标，不仅实现了对稳态电能和暂态电能的分类监测，而且在此基础上对综合电能质量进行监测，能更客观和真实地反应电能质量水平。采用本发明对电能质量的监测结果，可对总体电能质量情况进行判断，并进一步用于工业实践，具有显著的工业应用价值。


图I是本发明电能质量监测方法的示意流程图；图2是本发明电能质量监测装置的结构示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。请参阅图1，为本发明电能质量监测方法的示意流程图。本发明电能质量监测方法包括以下步骤SlOl采集指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标；电能质量指标包括稳态电能质量指标和暂态电能质量指标。作为其中一个实施例，可采集的指定监测点的稳态电能质量指标包括电压偏差指标、谐波畸变率指标、三相不平衡指标、电压闪变指标和频率偏差指标；可采集的指定监测点的暂态电能质量指标包括电压暂降指标和电压暂升指标。S102根据采集的稳态电能质量指标，确定稳态电能质量等级；作为其中一个实施例，可采用纠错码支持向量机的方法确定稳态电能质量等级，步骤如下根据稳态电能质量等级划分标准，生成用于对纠错码支持向量机进行训练的训练样本；根据国家标准，稳态电能质量被划分为5个等级优(I)、良(II)、中(III)、差
(IV)、劣(V)。在稳态电能质量等级范围内随机生成训练样本，各类电能质量的指标值都落在某类电能质量所规定的范围内，该样本则属于相应的级别。例如，有如下2级稳态电能质量样本U1, X2,, x5, Y) = ((3. 3，I. 5，0. 82，0. 065，0. 34)，2)，其中 X1 为电压偏差，X2 为谐波电压畸变率，X3为三相不平衡，X4为频率偏差，X5为电压闪变。选择用于对纠错码支持向量机进行训练的编码矩阵；
确定编码矩阵(Dij)5M，可供选择的编码矩阵有一对多编码矩阵L = 5、一对一编码矩阵L = 10和Hadamard纠错码矩阵L = 7等。表I、表2和表3给出了上述编码的矩阵形式。表I 5类问题的一对多纠错输出编码码本
类别号 gig2S3S4S5
~I I ~ ~ ~ ~
~ I ~ ~ ~
3~~I~~
~ ~ ~ ~ I ~
5 1I 1I 1I 1I I表2 5类问题的一对一纠错输出编码码本
类别号 gi g2g3S4S5SeS7g8SgSio
~IIIII000000
~2~000III000
30~00~00II0
~00~00~0~0I
50 00~ 00~ 0~ ~表3 5类7位Hadamard纠错输出编码
类别号 gig2g3g4S5SeS7
~I ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
权利要求
1.一种电能质量监测方法，其特征在于，包括以下步骤 采集指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标； 根据采集的稳态电能质量指标，确定稳态电能质量等级； 根据采集的暂态电能质量指标，分别计算出各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率； 根据计算出的各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率，通过计算电压暂降等级和电压暂升等级所对应的数学期望，确定电压暂降等级和电压暂升等级； 将确定的电压暂降等级和电压暂升等级分别与其对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和； 根据上述求和所得值，确定暂态电能质量等级； 根据确定的稳态电能质量等级和暂态电能质量等级，确定综合电能质量等级。
2.根据权利要求I所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述采集的指定监测点的稳态电能质量指标包括电压偏差指标、谐波畸变率指标、三相不平衡指标、电压闪变指标和频率偏差指标； 所述采集的指定监测点的暂态电能质量指标包括电压暂降指标和电压暂升指标。
3.根据权利要求I所述的电能质量监测方法，其特征在于，在确定的稳态电能质量等级和暂态电能质量等级中选取电能质量较低的等级，确定为综合电能质量等级。
4.根据权利要求I所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述确定稳态电能质量等级的步骤，包括以下步骤 根据稳态电能质量等级划分标准，生成用于对纠错码支持向量机进行训练的训练样本； 选择用于对纠错码支持向量机进行训练的编码矩阵； 根据生成的训练样本和选择的编码矩阵，对纠错码支持向量机进行训练； 将采集的稳态电能质量指标作为训练后纠错码支持向量机的输入，将其输出结果确定为稳态电能质量等级。
5.根据权利要求I所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述分别计算出各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率的步骤，包括以下步骤 按照采集的暂态电能质量指标和预设的电压暂降能量函数，计算各个电压暂降等级对应的电压暂降能量值； 分别将各个电压暂降等级对应的电压暂降能量值与各个电压暂降等级对应的电压暂降能量值之和相除，计算出各个电压暂降等级对应的发生概率； 按照采集的暂态电能质量指标和预设的电压暂升能量函数，计算各个电压暂升等级对应的电压暂升能量值； 分别将各个电压暂升等级对应的电压暂升能量值与各个电压暂升等级对应的电压暂升能量值之和相除，计算出各个电压暂升等级对应的发生概率。
6.根据权利要求I所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述确定电压暂降等级和电压暂升等级的步骤，包括以下步骤 选择与电压暂降等级数学期望的数值差距最小的等级，将其确定为电网的电压暂降等级；选择与电压暂升等级数学期望的数值差距最小的等级，将其确定为电网的电压暂升等级。
7.根据权利要求I所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述根据上述求和所得值，确定暂态电能质量等级的步骤，包括以下步骤 选择与求和所得值的数值差距最小的等级，将其确定为暂态电能质量等级。
8.根据权利要求I或3所述的电能质量监测方法，其特征在于，所述采集指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标的步骤，包括采集至少两个指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标； 所述确定稳态电能质量等级的步骤，包括 分别计算各个指定监测点对应的稳态电能质量等级； 分别将各个指定监测点对应的稳态电能质量等级与各个指定监测点对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和； 根据上述求和所得值，确定稳态电能质量等级； 所述分别计算出各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率的步骤，包括以下步骤 根据采集的各个指定监测点的暂态电能质量指标，计算每个指定监测点对应的各个电压暂降等级和电压暂升等级的发生概率； 所述确定电压暂降等级和电压暂升等级的步骤，包括以下步骤 根据每个指定监测点对应的各个电压暂降等级和电压暂升等级的发生概率，通过计算电压暂降等级和电压暂升等级的数学期望，分别确定该指定监测点对应的电压暂降等级和电压暂升等级； 所述将确定的电压暂降等级和电压暂升等级分别与其对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和的步骤，包括以下步骤 对于每一个指定监测点，将电压暂降等级和电压暂升等级分别与其对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和； 所述确定暂态电能质量等级的步骤，包括以下步骤 对于每一个指定监测点，确定该指定监测点对应的暂态电能质量等级； 分别将各个指定监测点对应的暂态电能质量等级与各个指定监测点对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和； 根据上述求和所得值，确定暂态电能质量等级。
9.一种电能质量监测装置，其特征在于，包括电能质量指标采集模块、稳态电能质量等级确定模块、发生概率计算模块、电压暂降及暂升等级确定模块、求和模块、暂态电能质量等级确定1吴块和综合电能质量等级确定1吴块； 所述电能质量指标采集模块用于采集指定监测点的稳态电能质量指标和暂态电能质量指标； 所述稳态电能质量等级确定模块用于根据采集的稳态电能质量指标，确定稳态电能质量等级； 所述发生概率计算模块用于根据采集的暂态电能质量指标，分别计算出各个电压暂降 等级和电压暂升等级所对应的发生概率；所述电压暂降及暂升等级确定模块用于根据计算出的各个电压暂降等级和电压暂升等级所对应的发生概率，通过计算电压暂降等级和电压暂升等级所对应的数学期望，确定电压暂降等级和电压暂升等级； 所述求和模块用于将确定的电压暂降等级和电压暂升等级分别与其对应的权重相乘，并将相乘结果进行求和； 所述暂态电能质量等级确定模块用于根据上述求和所得值，确定暂态电能质量等级；所述综合电能质量等级确定模块用 于根据确定的稳态电能质量等级和暂态电能质量等级，确定综合电能质量等级。
全文摘要
本发明公开了一种电能质量监测方法，包括采集稳态电能质量指标和暂态电能质量指标；确定稳态电能质量等级；计算各个电压暂降等级和电压暂升等级的发生概率；确定电压暂降等级和电压暂升等级；将电压暂降等级和电压暂升等级与其对应的权重相乘并求和；确定暂态电能质量等级；根据确定的稳态电能质量等级和暂态电能质量等级，确定综合电能质量等级。还公开了一种电能质量监测装置。本发明采集和考察了稳态电能质量指标和暂态电能质量指标，对综合电能质量进行监测，能更客观和真实地反应电能质量水平。采用本发明对电能质量的监测结果，可对总体电能质量情况进行判断，并进一步用于工业实践，具有显著的工业应用价值。
文档编号G01R31/00GK102735962SQ20121018383
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年5月25日
发明者何珊珊, 田立斌, 肖人岳, 赵丽 申请人:广州安电测控技术有限公司