CN101688892A - 用于在时域中预测电力系统的状态的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供一种用于预测电力系统的状态的方法和一种用于执行该方法的设备，其中该方法包括以下步骤：对周期性波形信号()的样本进行快速傅里叶变换，以便确定周期性波形信号()的频谱(S())，其中周期性波形信号()根据电力系统的至少一个可测量电量来导出，并且代表电力系统的状态。根据该方法，在频谱(S())中所选峰值处的频率(fi)和相关复数幅值(Ai)被确定，并且与时间戳(t0)一起存储。此后，通过计算预测时间(tp)处的正弦信号之和来在预测时间(tp)处确定周期性波形信号()在时域中的预测值(p)，其中各正弦信号的特征在于确定的频率(fi)其中之一及其相关复数幅值(Ai)以及时间戳(t0)。存储预测值(p)以供将来处理，比如比较预测值(p)与测量值(m)，该比较的结果可以引起对更多分析的初始化。

Description

用于在时域中预测电力系统的状态的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种方法和设备，其用于通过对周期性波形信号的样本进行快速傅里叶变换以便确定周期性波形信号的频谱来预测电力系统的状态，其中周期性波形信号根据电力系统的至少一个可测量电量来导出，并且代表电力系统的状态。在该设备中，快速傅里叶变换由从至少一个存储单元接收周期性波形信号的样本的至少一个处理单元来执行。

背景技术

术语电力系统包括发电以及输电和配电系统及其与电力相关的部件，比如发电机、电力变压器、断路器、输电和配电线等。如今，持续地监视电力系统的操作以便搜集与该系统的操作状态相关的数据并且能够在偏离正常操作状态时且尤其在故障时快速地做出反应。还可以附加地存储搜集的数据以在随后时间将它们用于评估目的。该监视通常基于对电力系统的电量(electric quantity)的测量。因而，监视如今意味着仅在事件已经出现之后才检测到它们。

在近来的发展中，监视通过如下方面得到补充，即为预测电力系统中的故障以便克服常规监视仅在故障已经发生并且可能的损坏已造成之后才允许对故障做出反应这一问题。在美国6,917,888B2中，描述了一种用于检测电力线网络中的故障的方法，其中基于频率数据来预计故障。在US 2007/0052426A1中，描述了一种用于电力变压器的故障预测方法，该方法使用变压器的频域传递函数来估计变压器的完好状况。可以使用对变压器的测量的输入和输出波形形式的快速傅里叶变换(FFT)，来计算频域传递函数。

在两篇文献中均仅解决故障预测方面，并且在两种方法中均在频域中进行故障检测。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种上述类型的方法和设备，该方法和设备允许将对电力系统的状态的预测用于包括故障预测目的的多个目的。

这一目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求19所述的用于执行该方法的设备来实现。

根据本发明，周期性波形信号的频谱用来确定在频谱中的所选峰值处的频率和相关复数幅值。频率和对应复数幅值与时间戳一起存储。对于理想正弦信号，将仅确定一个频率和复数幅值，而对于电力系统的现实周期性波形信号，比如电压、电流、有功功率或者无功功率，可导出数个频率和对应复数幅值的列表。该频率和复数幅值的列表在下一步骤中用来确定周期性波形信号在时域中的预测值。因此，选择预测时间并且计算该预测时间处的正弦信号之和，其中各正弦信号的特征在于确定的频率之一及其相关复数幅值以及时间戳。

在一个优选实施方式中，基于以下等式来确定预测值：

${\mathrm{\φ}}_p=\mathrm{Re}\left[\underset{i}{\mathrm{\Σ}}(A_i\·e^{2\mathrm{\π}{f}_i(t_p-t_0)})\right]$

其中φ_p是预测值，i是用于对确定的频率f_i及其对应复数幅值A_i连续编号的索引，t₀是确定频率f_i和幅值A_i时的时间戳，而t_p是预测时间。

在一个实施方式中，根据频谱中幅值超过预定幅值限制的那些峰值确定频率和相关复数幅值。除此之外或者取而代之，可以在用频率滤波器对频谱滤波之后确定频率和相关复数幅值。

通过在时域中预测周期性波形信号的值，使得可以确定周期性波形信号在正常操作条件之下何时正好达到某一幅值或者相角。这样的信息可以用来在电力系统中触发某一控制动作。

由于控制动作通常要求可靠地并且可能延迟时间最短地确定控制决策所基于的信息，所以在一个实施方式中提出在具有实时操作系统的计算设备上执行该方法并且与进行快速傅里叶变换以及确定频率和相关复数幅值的步骤同时执行确定预测值的步骤。

为了确定周期性波形信号达到某一预定幅值或者相角时的时间点，在一个实施方式中优选确定在连续预测时间的预测值的连续序列，并且确定连续预测时间中在预测值的序列达到预定幅值或者相角时一个预测时间。

然后可以在最合适的时间点，例如当控制动作的负面作用为最小时或者当控制动作的影响处于最大时，在电力系统中启动控制动作。根据电力系统对控制动作的反应时间，可以在实际时间精确地达到预定时间点时启动控制动作，或者可以在预定时间点之前的某一时间启动它，其中根据电力系统对控制动作做出反应的预期延迟来选择某一时间。

对周期性波形信号的幅值或者相角的预测可以例如应用于对电力断路器的切换。理想地，应当在零电流经过断路器时切换断路器，从而在切换操作期间没有原本导致增加断路器触点磨损的电流断续。

因而，有利的是，通过确定认为断路器电流达到零安培时的时间点来预测断路器电流的零电流交叉，以及启动断路器的切换以恰好在零电流交叉时进行切换，从而减少断路器磨损。

目前为止，描述了周期性波形信号的预测值可以如何用来预测在正常操作条件下达到预定幅值或者相角时的时间点以及这一预测时间点如何可以用来提高控制动作初始化的准确度。

根据另一实施方式，用于在时域中预测周期性波形信号的值的方法用来检测电力系统中的故障。因此，将预测值与对根据电力系统的至少一个电量的测量而导出的测量值进行比较，其中预测时间等于进行该测量时的时间点。由于常常可能难以在精确给定的时间点测量，所以就首先预测值、然后尝试恰好在预测时间测量被视为一种较差方案。一种更佳方式是第一步根据频谱确定频率和相关复数幅值的列表、第二步测量至少一个电量、第三步确定实际进行测量时的时间点、第四步预测在与测量瞬间相等的预测时间的值而第五步是比较测量值与预测值。如果预测值与测量值之差超过预定限制，通知电力系统状态的非预期改变，以便启动更多动作。更多动作可以根据电量的种类和电力系统的特征而不同。在最简单的情况下，如果预测值与测量值之差超过预定限制，则可以立即通知电力系统的故障状态。例如，如果预测电压值与测量电压值之间的大差值表明短路，则这一点是可能的。在更多其它情况下，将启动更多分析。这样的分析可以包括搜寻至少一个电量在时间发展中的具体模式，这要求更多测量，这些测量可以是在预测时间之前或者之后导出的测量。可以在相同或者连接的处理单元上联机进行或者脱机进行更多分析。由于预测方法不仅提供对电力系统状态的非预期改变的指示而且提供状态改变时的确切时间点，所以可以存储来自事件之前和之后的所有必要数据以便用于更多分析。这允许用于电力系统中的故障和状态检测的高级算法的开发和使用。

除了偶发地比较预测值与测量值之外，在另一实施方式中还布置成确定在多个预测时间的周期性波形信号的多个预测值，并且将多个预测值中的各预测值与根据对电力系统的至少一个电量的测量而导出的测量值进行比较，其中多个预测时间每个均等于进行对应测量时的时间点。如果多个预测值与对应测量值之间预定数目的差值每个均超过预定限制，则通知电力系统状态的非预期改变。

可以联机执行根据这一实施方式的方法，其中不断地测量电力系统的至少一个电量，并且随着进行该测量，将其与预测值进行比较。测量值被存储和用来持续地导出更新的频谱以及根据频谱导出频率和相关复数幅值的更新集合。

可以用本领域中已知的各种方式完成对状态的非预期改变的通知，比如将听觉、视觉或者触觉信号输出给操作者，或者生成消息并且显示和存储该消息。然后可以自动或者由操作者人工进行对更多动作的启动。待预测的电力系统的状态可以例如是不存在短路、电网中的输电线的可用性或者电力变压器的抽头变换器的操作质量。状态的非预期改变在这些例子中将是对检测到短路或者输电线丢失或者抽头变换器没有恰当工作的指示。

在另一实施方式中，有意地引起周期性波形信号的改变，并且通过存储在连续预测时间的预测值的连续序列来记录该改变。例如可以通过在电力系统中步进式改变用于控制单元的参考信号来引起周期性波形信号的改变，该控制单元例如连接到电力系统中的转换器或者滤波器单元。用于引起改变的另一例子是步进操作电力变压器的抽头变换器。

在本发明的又一发展中，将记录的预测值的序列与周期性波形信号的预期序列进行比较，并且该比较的结果用来评估电力系统的状态。

在根据本发明的设备中，至少一个处理单元被布置成：确定在频谱中的所选峰值处的频率和相关复数幅值；将频率和幅值与时间戳一起存储于存储单元中；通过计算预测时间处的正弦信号之和来确定在该预测时间周期性波形信号在时域中的预测值，各正弦信号的特征在于确定的频率之一及其相关复数幅值以及时间戳，以及在存储单元中存储预测值。存储单元可以是临时存储单元，比如RAM，数据以后可以从该临时存储单元发送到持久存储单元，或者存储单元可以是持久存储单元，比如ROM、硬盘、存储器或者闪存卡等。处理单元可以是能够接收、处理和输出数字信息的任何单元，比如CPU、微控制器、数字信号处理器、ASIC、FPGA或者高级处理设备如嵌入式计算机。

在一个具体实施方式中，处理单元是在实时操作系统之下运行的数字处理单元，其中处理单元在具有高优先级的线程中确定预测值并且进行快速傅里叶变换而在具有低优先级的线程中确定频率和相关复数幅值。

该设备例如可以是保护继电器或者广域分布的监视系统的一部分。

附图说明

现在参照以下附图通过例子描述本发明：

图1示出了其中在预定时间点切换电力断路器的方法的流程图；

图2a示出了方法的第一例程，其中该方法包括相互并行运行的两个例程；

图2b示出了具有两个并行例程的方法的第二例程；

图3示出了其中对抽头转换器的操作质量进行评估的方法的流程图；

图4示出了用于执行根据本发明的方法的具有处理单元和存储单元的设备；

图5示出了其中用于在时域中预测状态的方法应用于检测电力线丢失的电力系统；

图6示出了周期性波形信号的频谱；

图7示出了周期性电压信号的连续预测值和测量值及其差值的时间图；

图8示出了在步进操作抽头转换器时周期性电压信号的连续预测值和测量值及其差值的时间图；

图9示出了在步进操作抽头转换器并且在抽头转换器操作期间出现电弧时周期性电压信号的连续预测值和测量值及其差值的时间图。

具体实施方式

图1示出了用于预测经过断路器的电流i与零交叉时的将来时间点的方法的流程图。在步骤1中，在始于时间t₀的连续时间点t记录周期性波形信号φ的样本，其中波形信号φ等于经过断路器的电流i。此后，在步骤2中对周期性波形信号φ的样本进行FFT以便生成频谱S(φ)。在图6中示出了频谱的例子。通过比较频谱中的幅值A(S)与预定幅值限制A_lim，从频谱S(φ)选择某些峰值。幅值A(S)超过预定幅值限制A_lim的那些峰值被选择并且与时间戳t₀一起存储(步骤3)，其中时间戳t₀表明对用于确定频率f_i和对应复数幅值A_i的测量样本进行记录时的时间点。在图6的例子中，确定了五个频率f_i及其相关复数幅值A_i。在接下来的步骤4至7中循环执行，以通过计算在连续预测时间t_pj处的正弦信号之和来确定在对应预测时间t_pj时周期性波形信号在时域中的预测值φ_pj，其中各正弦信号的特征在于确定的频率f_i之一及其相关复数幅值A_i以及时间戳t₀。对于各预测值φ_pj，在步骤6中检验该值是否最接近零、即预测值φ_pj是否表明电流i的零交叉。如果预测值φ_pj不等于或者不最接近零，则计算下一预测值φ_p(j+1)。否则，如果检测到预测值φ_pj是最接近零的预测值，则将它的对应预测时间t_pj保存为为零交叉时间t_pa，并且将断路器待切换的切换时间t_s计算为零交叉时间t_pa与预定延迟时间t_delay(对应于断路器对切换信号的反应时间)之差(步骤8)。在下一步骤9中，比较实际时间点t_now与切换时间t_s，并且当达到切换时间t_s时，在步骤10中将切换信号发送到断路器。

图2a示出了其中两个例程并行运行的方法的第一例程。第一例程对周期性波形信号φ进行采样并且处理样本，以便提供频率f_i和相关复数幅值A_i的连续更新集合。第二例程使用相应最新集合以确定预测值并且将它们与周期性波形信号的新测量值进行比较。图2a的步骤11至13与图1的步骤1至3相同，仅有的不同在于根据电力系统的至少一个可测量电量导出的任何周期性波形信号φ可以是本方法的对象。将步骤11中待取得的样本数目预定为X。在确定频谱S(φ)和频率f_i以及幅值A_i的同时，对周期性波形信号φ的采样在后台继续。在步骤14中，检验当时是否取得周期性波形信号φ的足够新样本而再次达到预定数目X。如果不是，则等待直至达到预定数目X。当取得足够新样本时，该方法返回到步骤12以便对新样本进行FFT并且根据所得频谱S(φ)生成频率f_i和幅值A_i的更新集合。更新的频率f_i和幅值A_i然后与它们的更新时间戳t₀一起存储，从而改写先前数据集。

第二例程与图2a的第一例程并行运行，该第二例程在图2b中描绘。在步骤15中将计数器k设置成零而将索引j设置成一。在下一步骤16中，取得周期性波形信号φ的新样本φ_mj，新样本根据对电力系统的至少一个电量的新测量而导出，其中在测量瞬间t_mj进行该测量。即使样本φ_mj未必需要是测量本身而可以是对至少一个电量的测量的数据处理结果，但是样本φ_mj在下文中称为测量值φ_mj。对于与取得测量值φ_mj相同的时间瞬间，现在将确定预测值φ_pj。这就是为何将预测时间t_pj设置成等于测量瞬间t_m的原因。在步骤17中，以与图1的步骤5类似的方式确定在预测时间t_pj的预测值φ_pj，其中该确定是基于图2a的第一例程的最新结果，即频率f_i及其相关复数幅值A_i以及时间戳t₀的最新集合。在步骤18中计算预测值φ_pj＝φ_p1与测量值φ_mj＝φ_m1之差的绝对值。比较该差值与预定限制φ_lim。

如果该差值没有超过预定限制φ_lim，则在步骤22中将索引j加一，并且该方法返回到步骤16，以便确定下一测量值φ_mj+1＝φ_m2和下一预测值φ_pj+1＝φ_p2并且比较它们。

如果差值超过预定限制φ_lim，则将计数器k以及索引j加一(步骤19)。在下一步骤20中，比较计数器与计数器限制k_lim。如果没有超过计数器限制k_lim，则该方法返回到步骤16以确定用于下一次比较的值。否则，生成已经出现电力系统的状态改变这一通知，该通知然后引起对更多分析或者动作的启动。超过计数器限制k_lim表明预测值φ_pj与对应测量值φ_mj之间预定数目的差值每个均超过预定限制φ_lim。在生成通知之后，该方法返回到步骤15以便使用频率f_i和相关复数幅值A_i的更新集合从头开始第二例程。

图7示出了以归一化值给出的预测值φ_pj与对应测量值φ_mj的时间图，其中对应周期性波形信号φ是配电线的电压信号。此外还描绘了预测值φ_pj与对应测量值φ_mj之差(φ_pj-φ_mj)。在图9的例子中，该差值总是小于0.02的预定限制φ_lim。

图3示出了其中对抽头变换器的操作质量进行评估的方法的流程图。抽头变换器连接到电力变压器，而电力变压器是输电或者配电系统的一部分。在该方法的第一步骤23中，开始对周期性波形信号φ的样本进行记录，其中根据对输电或者配电系统中的电压u进行测量来导出周期性波形信号φ。在下一步骤24中，通过步进操作抽头变换器从而使得电力变压器的变压比改变来进行控制动作。因而，输电或者配电系统中的电压也应当改变。接下来的步骤25和26与图2a的步骤12和13相同。在步骤27中，确定在连续预测时间t_pj的周期性波形信号φ的数目为N的预测值φ_pj。在步骤28中，确定周期性波形信号φ的预期值φ_ej序列，其中假设没有出现抽头变换器步进操作。因而，预期值φ_ej反映变压比不变情况下的输电或者配电系统的预期电压。在下一步骤29中，比较预测值φ_pj和预期值φ_ej，并且使用该比较的结果来评估抽头变换器操作的质量。由于预测值和预期值均与时间相关，所以不仅可以评估是否实现电压改变预期幅值而且可以检验电压改变是否在预期时间帧(time frame)内出现以及对电压的扰动是否保持于要求的限制内。

为了表明根据图3的方法的适用性，如下图8和图9包括有在步进操作抽头变换器时周期性电压信号的归一化连续预测值和测量值及其差值(φ_pj-φ_mj)的时间图。在这两种情况下，当确定预测值φ_pj时没有考虑抽头变换器步进操作，而是以查看可以如何清楚地检测电压改变以及是否可以区分有问题的抽头变换器步进操作与正常操作为目标。正如在示出正常抽头变换器步进操作的图8中可见，电压幅值明显地改变，并且此后保持于恒定电平，而电压频率在整个操作期间保持不变。然而，图9描绘了其中出现电弧的抽头变换器步进操作。在电弧期间达到的预测值与期望值之差(φ_pj-φ_mj)具有图8的正常差值电平的多级量值。除此之外，也可以根据电压信号的高频振荡来导出针对电弧的指示。因而，有问题的抽头变换器步进操作显然不同于正常抽头变换器步进操作，因此在图9的情况下，通知可以保存于日志文件中和/或以陈述出现电弧的文本消息这一形式发送给操作者，但是抽头变换器步进操作仍然成功，因为此后针对预期电平和频率来调节电压。

在图4中示出了具有处理单元31和存储单元32的设备30。设备30经由输入端口33接收对电力系统的电量的测量值，比如测量电压u_meas和电流i_meas。至少一个输出端口34连接到可以是外部存储设备、显示器、扬声器、遥控设备或者中央监视设备的外部单元。至少一个输出端口34用来将可能的通知信息发送到外部单元，以便输出或者保存它，其中通知信息可以是文本、图形或者声信号的形式。除此之外或者取而代之，至少一个输出端口34还用来发送在执行上文提供的方法之一期间导出的各种数据，以便存储、显示或者以别的方式进一步处理所述数据，其中所述数据可以例如是预测值和预期值或者测量值及它们的比较结果。

图5示出了包括四个发电单元G的电力系统。该电力系统包括电网，其中电能从发电单元G发送到箭头所示的负载35。电网包括通过电力线连接的四个节点，第一节点36、第二节点37、第三节点38和第四节点39。在第一节点36与第二节点37之间的第一电力线[36，37]中安装有源设备40，该有源设备由本地控制单元41控制并且其功能在于调节电力系统的电量，比如沿着第一电力线[36，37]流动的电流或者有功或者无功功率。有源设备40中的每个控制动作不仅影响第一电力线[36，37]中的电量，而且影响第一节点与第二节点之间所有其它电力线连接中的电量，其中各线路改变的量值依赖于电网的整个拓扑结构。第一节点36与第二节点37之间的其它电力线连接例如是沿着第一节点与第三节点之间的第二电力线[36，38]加上第三节点与第二节点之间的第三电力线[38，37]的连接，以及沿着第二电力线[36，38]加上第三节点与第四节点之间的第四电力线[38，39]加上第四节点与第二节点之间的第五电力线[39，37]的连接。有源设备40中全部源自于和受控于本地控制单元41的控制动作被盖上时间戳并且与时间戳一起存储于本地控制单元41中。在第四节点39附近安装远程测量单元42，该远程测量单元包括根据图4用于执行根据本发明的预测方法的设备30。经由可以是有线或者无线的通信信道43来连接本地控制单元41和远程测量单元42。

远程测量单元42通过基于第三电力线[38，37]中进行的测量来预测电力系统的至少一个电量的值并且通过比较预测值与对应测量值来监视电力系统的状态。如果远程测量单元42检测到电力系统的状态改变，则单元42将通知与有时间戳的数据一起发出到本地控制单元41。取而代之，如果已经进行控制动作，则本地控制单元41可以请求发送由远程测量单元42确定的最新数据。本地控制单元41比较接收的有时间戳的数据与关于控制动作的本地存储的有时间戳的信息，以便确定第四电力线[38，39]是否能够受到有源设备40中的控制动作的影响以及能够在什么程度上受其影响。如果假设电网的特定拓扑结构和连接性，则某一量值的控制动作应当在安装远程测量单元42的一点处引起电力系统状态的某一量值的改变。因此，本地控制单元41尝试发现来自远程测量单元42的数据中时间戳与控制动作之一的时间戳匹配的那些数据。对于这些数据，确定和分析控制动作的量值与由远程测量单元42测量的所得电力系统状态改变之比。

例如，如果第四电力线[38，39]中的电流变得如此之高以至于电力线达到热限制，则与第四电力线[38，39]中的潮流是否仍然可以由有源设备40影响以及如何能够影响更新的信息对于相应地调节接下来的控制动作颇为有用。因此，在第四电力线[38，39]中的问题出现之后，本地控制单元41初始化有源设备40中的特殊控制动作并且分析然后从远程测量单元42接收的数据，或者本地控制单元41使用与最近刚发生的控制动作匹配的最新数据。关于控制动作的量值与所得的电力系统状态改变之比的更新信息然后可以用来直接调节接下来的控制动作或者启动更多分析。

一个特例是其中一条或者多条电力线从网络断开的情况。例如，如果第二电力线[36，38]断开，则有源设备40中的控制动作不会引起可从远程测量单元42检测到的电力系统的任何状态改变。

因此，用于预测电力系统的状态的设备30可以有利地用来确定可以在什么程度上影响远程电力线的电流或者电力潮流，其中远程电力线形成与具有有源设备40的电力线的并行连接。在第一特殊实施方式中，与远程电力线中的潮流可控性相关的这一信息用来确定电网的至少一部分的连接性。这在不清楚电网的实际状态和配置时在电网的扰动后尤为有利。在第二特殊实施方式中，与远程电力线中的潮流可控性相关的信息用于对电网中的至少一条远程电力线的热控制，即调节经过该线路的潮流以便遵循该线路的热限制。根据电网的规模和结构，可以相对于有源设备40远程安装多个预测设备30，其中所有设备30将与本地控制单元41通信。

Claims (25)

1.一种用于预测电力系统的状态的方法，包括以下步骤：对周期性波形信号(φ)的样本进行快速傅里叶变换，以便确定所述周期性波形信号(φ)的频谱(S(φ))，其中所述周期性波形信号(φ)根据所述电力系统的至少一个可测量电量来导出，并且代表所述电力系统的状态，所述方法其特征在于：

·确定在所述频谱(S(φ))中的所选峰值处的频率(f_i)和相关复数幅值(A_i)并且将所述频率(f_i)和幅值(A_i)与时间戳(t₀)一起存储，

·通过计算预测时间(t_p)处的正弦信号之和来确定和存储在所述预测时间(t_p)处所述周期性波形信号(φ)在时域中的预测值(φ_p)，各所述正弦信号的特征在于所述确定的频率(f_i)其中之一及其相关复数幅值(A_i)以及所述时间戳(t₀)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于以下等式来确定所述预测值：

其中φ_p是所述预测值，i是用于对所述确定的频率(f_i)及其对应复数幅值(A_i)连续编号的索引，t₀是确定所述频率f_i和幅值A_i时的所述时间戳，而t_p是所述预测时间。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中根据所述频谱(S(φ))中幅值超过预定幅值限制(A_lim)的那些峰值确定所述频率(f_i)和相关复数幅值(A_i)。

4.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的方法，其中在用频率滤波器对所述频谱(S(φ))滤波之后确定所述频率(f_i)和相关复数幅值(A_i)。

5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，其中在具有实时操作系统的计算设备上执行所述方法，并且其中与所述进行快速傅里叶变换以及确定所述频率(f_i)和相关复数幅值(A_i)的步骤同时进行所述确定所述预测值(φ_p)的步骤。

6.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

·确定在连续预测时间(t_pj)处的预测值(φ_pj)的连续序列，

·确定所述连续预测时间(t_pa)中在所述预测值(φ_pj)的序列达到预定幅值或者相角时的一个预测时间。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：在所述连续预测时间(t_pa)中的所述一个预测时间，在所述电力系统中启动控制动作。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述连续预测时间(t_pa)中的所述一个预测时间之前的某一时间(t_s)启动所述控制动作，其中根据所述电力系统对所述控制动作做出反应的预期延迟(t_delay)来选择所述某一时间(t_s)。

9.根据权利要求6至8中的任一权利要求所述的方法，其中所述周期性波形信号(φ)是所述电力系统中的电流，所述控制动作是切换所述电力系统中的断路器，而所述预定幅值是零安培。

10.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

·将所述预测值(φ_p)与根据对所述电力系统的所述至少一个电量的测量而导出的测量值(φ_m)进行比较，其中所述预测时间(t_p)等于进行所述测量时的时间点，以及

·如果所述预测值(φ_p)与所述测量值(φ_m)之差超过预定限制(φ_lim)，则通知所述电力系统状态的非预期改变。

11.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

·确定所述周期性波形信号(φ)在多个预测时间(t_pi)处的多个预测值(φ_pj)；

·将所述多个预测值(φ_pj)中的各预测值与根据对所述电力系统的所述至少一个电量的测量而导出的测量值(φ_mj)进行比较，其中所述多个预测时间(t_pj)每个均等于进行对应的所述测量时的时间点(t_mj)，以及

·如果所述多个预测值(φ_pj)与所述对应测量值(φ_mj)之间预定数目的差值每个均超过预定限制(φ_lim)，则通知所述电力系统状态的非预期改变。

12.根据权利要求11所述的方法，其中联机执行所述方法，并且其中不断地导出测量值(φ_mj)并且随着进行所述测量，将所述测量值与所述多个预测值(φ_pj)中的对应预测值进行比较。

13.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

·有意地引起所述周期性波形信号(φ)的改变，

·通过存储在连续预测时间(t_pj)处的预测值的连续序列(φ_pj)来记录所述改变。

14.根据权利要求13所述的方法，其中将所述记录的预测值序列(φ_pj)与所述周期性波形信号的预期序列(φ_ej)进行比较，以便评估所述电力系统的状态。

15.根据权利要求11至14中的任一权利要求所述的方法，其中所述状态是所述电力系统中不存在短路。

16.根据权利要求11至14中的任一权利要求所述的方法，其中所述电力系统是电网，并且其中所述状态是所述电网中的输电线的可用性。

17.根据权利要求11至14中的任一权利要求所述的方法，其中所述电力系统包括具有抽头变换器的电力变压器，并且其中所述状态是所述抽头变换器的操作质量。

18.根据权利要求13所述的方法，其中通过在电力系统中步进式改变用于控制单元的参考信号来引起所述周期性波形信号(φ)的所述改变。

19.根据权利要求13所述的方法，其中通过步进式操作电力变压器的抽头变换器来引起所述周期性波形信号(φ)的所述改变。

20.一种用于预测电力系统的状态的设备，包括至少一个处理单元和至少一个存储单元，其中所述至少一个处理单元被布置成对周期性波形信号(φ)的样本进行快速傅里叶变换，以便确定所述周期性波形信号(φ)的频谱(S(φ))，其中所述周期性波形信号(φ)根据所述电力系统的至少一个可测量电量来导出并存储于所述存储单元中，并且其中所述周期性波形信号(φ)代表所述电力系统的状态，所述设备其特征在于，所述至少一个处理单元还被布置成：

·确定在所述频谱(S(φ))中的所选峰值处的频率(f_i)和相关复数幅值(A_i)，并且将所述频率(f_i)和幅值(A_i)与时间戳(t₀)一起存储于所述存储单元中，

·通过计算预测时间(t_p)处的正弦信号之和来确定在所述预测时间(t_p)所述周期性波形信号(φ)在时域中的预测值(φ_p)，各所述正弦信号的特征在于所述确定的频率(f_i)之一及其相关复数幅值(A_i)以及所述时间戳(t₀)，并且在所述存储单元中存储所述预测值(φ_p)。

21.根据权利要求20所述的设备，其中所述处理单元是在实时操作系统下运行的数字处理单元，并且其中所述处理单元与进行所述快速傅里叶变换以及确定所述频率(f_i)和相关复数幅值(A_i)同时确定所述预测值(φ_p)。

22.根据权利要求20或者21所述的设备，其中所述设备是保护继电器的部分。

23.根据权利要求20或者21所述的设备，其中所述设备是广域分布的监视系统的部分。

24.一种将根据权利要求20至23中的任一权利要求所述的设备用于确定电网的至少一部分的连接性的用途。

25.一种将根据权利要求20至23中的任一权利要求所述的设备用于对电网中的至少一个远程电力线的热控制的用途。

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