CN109975724A - 交流电源异常检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力供应技术领域，提供了一种交流电源异常检测方法及装置，其中，上述方法包括：获取交流电源的锁相频率，并分别获取交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息；根据锁相频率和时间信息计算交流电源的最大频率差；判断最大频率差是否大于或等于预设阈值；当最大频率差大于或等于预设阈值时，判定交流电源异常。本发明实施例提供的交流电源异常检测方法及装置，由于利用交流电源中每相的过零点信息判断交流电是否出现异常，使得过零点直接应用于交流电检测中，解决了现有技术在交流电源检测中存在的过零点为检测盲点的问题，能够对交流电源进行完整、准确和快速的检测。

Description

交流电源异常检测方法及装置

技术领域

本发明属于电力供应技术领域，尤其涉及一种交流电源异常检测方法及装置。

背景技术

不间断电源系统中的静态切换开关一般处于主电源工作状态。在主电源异常(如掉电、缺相)时，静态切换开关需要快速切换至备用电源工作状态，以确保持续稳定供电。如何快速又准确地检测交流输入源掉电、尽可能地降低检测时间，是静态切换开关应用的技术关键。如果检测时间过长，会造成负载停机；如果检测过快则容易出现误判断，造成主备电源频繁切换，缩短静态切换开关使用寿命。目前，常用的交流电源检测方法主要有：

1.画线检测法。将采样得到的瞬时电压值与软件内的限定值比较，当连续出现电压值比限定值低时，认为电源掉电。此方法不适用于三相四线制的电源系统，且在过零点存在盲点，不能进行有效判断，并且软件限定值与实际交流输入波形相关，软件判断逻辑复杂，不利于推广使用。

2.正弦表检测法。将采样到的瞬时电压值与软件内的正弦表中的相应点进行比较，当连续出现电压值小于正弦表中的对应值时，认为电源掉电。此方法基于完成锁相并锁相于电源相位，虽然可以适用三相四线制和三相五线制电源系统，但同样在过零点存在盲点，容易造成误判断，且判断时间会相应增加。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种交流电源异常检测方法及装置，以解决现有技术在交流电源检测中存在的过零点检测盲点的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种交流电源异常检测方法，包括：获取交流电源的锁相频率，并分别获取所述交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息；根据所述锁相频率和所述时间信息计算所述交流电源的最大频率差；判断所述最大频率差是否大于或等于预设阈值；当所述最大频率差大于或等于预设阈值时，判定所述交流电源异常。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，由于利用交流电源中每相的过零点信息判断交流电是否出现异常，使得过零点直接应用于交流电检测中，解决了现有技术在交流电源检测中存在的过零点为检测盲点的问题，能够对交流电源进行完整、准确和快速的检测。

根据第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述锁相频率和所述时间信息计算所述交流电源的最大频率差，包括：分别根据所述时间信息计算所述交流电源中每相对应的频率；分别计算所述交流电源中每相对应的频率与所述锁相频率之间的频率差；筛选所述交流电源中每相对应的频率差中的最大值，并将所述最大值最为所述交流电源的最大频率差。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，通过交流电源中每相的过零点信息对应计算得到每相与锁相频率之间的频率差，并筛选其中的最大频率差，进而利用最大频率差对电源进行异常检测。由于免除对每一相分别进行异常检测，有利于提高检测效率，缩短检测时间。

根据第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，通过

计算所述交流电源中每相对应的频率；其中，f_{2_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率；f_pwm表示采样频率；T_{now_i}表示所述交流电源中第i相的当前过零点对应的时间信息；T_{last_i}表示所述交流电源中第i相的前次过零点对应的时间信息。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，通过公式并利用交流电源中每相的过零点信息计算每相对应的频率，能够方便快捷地推算出与过零点信息有关的频率信息。

根据第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，通过

f_{delta_i}＝|f₁-f_{2_i}|

计算所述交流电源中每相对应的频率差；其中，f_{delta_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率差；f_{2_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率；f₁表示所述锁相频率。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，通过公式并利用交流电源中每相与过零点信息有关的频率信息计算每相对应的频率差，能够方便快捷地推算出与过零点信息有关的频率差值。

根据第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，通过

f_{delta_max}＝max(f_{delta_i})

计算所述交流电源的最大频率差；其中，f_{delta_max}表示所述交流电源的最大频率差；f_{delta_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率差，i＝1,2,…,N，N表示所述交流电源的相数。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，通过公式并利用交流电源中每相与过零点信息有关的频率差值确定交流电源的最大频率差，能够方便快捷地推算出交流电源中与过零点信息有关的频率信息。

根据第一方面或第一方面第一至第三中的任一实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述交流电源异常检测方法还包括：根据所述锁相频率计算所述预设阈值。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，由于根据当前的锁相频率实时调整阈值，使得本发明实施例提供的交流电源异常检测方法在不同的电源频率下都能够快速检测对应电源的异常情况，提高了对交流电源检测的灵活性。

根据第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，通过

K＝M₁+f₁·M₂

计算所述预设阈值；其中，K表示所述预设阈值；f₁表示所述锁相频率；M₁和M₂为常数。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，通过公式并利用锁相频率计算对应的阈值，能够方便快捷地推算出与交流电源中锁相频率有关的阈值，从而使本发明实施例提供的交流电源异常检测方法能够随交流电源的锁相频率而动态调整阈值的数值，提高了对交流电源检测的灵活性。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种交流电源异常检测装置，包括：输入单元，用于获取交流电源的锁相频率，以及用于分别获取所述交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息；计算单元，用于根据所述锁相频率和所述时间信息计算所述交流电源的最大频率差；判断单元，用于判断所述最大频率差是否大于或等于预设阈值；以及用于当所述最大频率差大于或等于预设阈值时，判定所述交流电源异常。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面任一实施方式所述方法的步骤。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一实施方式所述方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的交流电源异常检测方法的一个具体示例的流程图；

图2是本发明实施例提供的交流电源异常检测方法的另一个具体示例的流程图；

图3是本发明实施例提供的交流电源异常检测装置的一个具体示例的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的终端设备的一个具体示例的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供了一种交流电源异常检测方法，如图1所示，该交流电源异常检测方法可以包括：

步骤S101：获取交流电源的锁相频率，并分别获取交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息。在一具体实施方式中，可以首先采集距离当前时间最近的过零点对应的时间信息，并将该过零点记为当前过零点；其次，采集与当前过零点相邻的另一过零点对应的时间信息，并将该另一过零点记为前次过零点。

步骤S102：根据锁相频率和时间信息计算交流电源的最大频率差。在一具体实施方式中，如图2所示，可以通过以下几个子步骤实现步骤S102的过程：

步骤S1021：分别根据时间信息计算交流电源中每相对应的频率。在实际应用中，可以通过公式(1)计算交流电源中每相对应的频率：

其中，f_{2_i}表示交流电源中第i相对应的频率；f_pwm表示采样频率；T_{now_i}表示交流电源中第i相的当前过零点对应的时间信息；T_{last_i}表示交流电源中第i相的前次过零点对应的时间信息。对于三相交流电源，需要通过公式(1)分别计算A相、B相和C相对应的频率。

步骤S1022：分别计算交流电源中每相对应的频率与锁相频率之间的频率差。在实际应用中，可以通过公式(2)计算交流电源中每相对应的频率差：

f_{delta_i}＝|f₁-f_{2_i}| (2)

其中，f_{delta_i}表示交流电源中第i相对应的频率差；f_{2_i}表示交流电源中第i相对应的频率；f₁表示锁相频率。

步骤S1023：筛选交流电源中每相对应的频率差中的最大值，并将最大值最为交流电源的最大频率差。在实际应用中，可以通过公式(3)计算交流电源的最大频率差：

f_{delta_max}＝max(f_{delta_i}) (3)

其中，f_{delta_max}表示交流电源的最大频率差；f_{delta_i}表示交流电源中第i相对应的频率差，i＝1,2,…,N，N表示交流电源的相数。

步骤S103：判断最大频率差是否大于或等于预设阈值。当最大频率差大于或等于预设阈值时，执行步骤S104；当最大频率差小于预设阈值时，不执行任何操作。

步骤S104：判定交流电源异常。

可选的，如图2所示，还可以在本发明实施例提供的交流电源异常检测方法中增设以下步骤：

步骤S105：根据锁相频率计算预设阈值。在一具体实施方式，可以通过公式(4)计算预设阈值：

K＝M₁+f₁·M₂ (4)

其中，K表示预设阈值；f₁表示锁相频率；M₁和M₂为常数。M₁为固定的保护阈值，其取值与需要检测出交流电源异常的速度有关，可以根据实际需要进行设定，例如，可以将M₁的取值设定为3～5。M₂为调整系数，用于根据锁相频率f₁的变化对阈值K进行微调，可以根据实际需要进行设定，例如，可以将M₂的取值设定为0.03～0.05。由于根据当前的锁相频率实时调整阈值，使得本发明实施例提供的交流电源异常检测方法在不同的电源频率下，都能够快速检测对应电源的异常情况，提高了对交流电源检测的灵活性。

本发明实施例提供的交流电源异常检测方法，由于利用交流电源中每相的过零点信息判断交流电是否出现异常，使得过零点直接应用于交流电检测中，解决了现有技术在交流电源检测中存在的过零点为检测盲点的问题，能够对交流电源进行完整、准确和快速的检测。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例还提供了一种交流电源异常检测装置，如图3所示，该交流电源异常检测装置可以包括：输入单元301、计算单元302和判断单元303。

其中，输入单元301用于获取交流电源的锁相频率，以及用于分别获取交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息；其具体的工作过程可参见上述方法实施例中步骤S101所述。

计算单元302用于根据锁相频率和时间信息计算交流电源的最大频率差；其具体的工作过程可参见上述方法实施例中步骤S102所述。

判断单元303用于判断最大频率差是否大于或等于预设阈值，以及用于当最大频率差大于或等于预设阈值时，判定交流电源异常；其具体的工作过程可参见上述方法实施例中步骤S103至步骤S104所述。

可选的，计算单元302还可以用于根据锁相频率计算预设阈值，对应的工作过程可参见上述方法实施例中步骤S105所述。

本发明实施例还提供了一种终端设备，如图4所示，该终端设备可以包括处理器401和存储器402，其中处理器401和存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

处理器401可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器401还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器402作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的交流电源异常检测方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的输入单元301、计算单元302和判断单元303)。处理器401通过运行存储在存储器402中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的交流电源异常检测方法。

存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器401所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器401。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述处理器401执行时，执行如图1至图2所示实施例中的交流电源异常检测方法。

上述终端设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交流电源异常检测方法，其特征在于，包括：

获取交流电源的锁相频率，并分别获取所述交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息；

根据所述锁相频率和所述时间信息计算所述交流电源的最大频率差；

判断所述最大频率差是否大于或等于预设阈值；

当所述最大频率差大于或等于预设阈值时，判定所述交流电源异常。

2.如权利要求1所述的交流电源异常检测方法，其特征在于，所述根据所述锁相频率和所述时间信息计算所述交流电源的最大频率差，包括：

分别根据所述时间信息计算所述交流电源中每相对应的频率；

分别计算所述交流电源中每相对应的频率与所述锁相频率之间的频率差；

筛选所述交流电源中每相对应的频率差中的最大值，并将所述最大值最为所述交流电源的最大频率差。

3.如权利要求2所述的交流电源异常检测方法，其特征在于，通过

计算所述交流电源中每相对应的频率；

其中，f_{2_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率；f_pwm表示采样频率；T_{now_i}表示所述交流电源中第i相的当前过零点对应的时间信息；T_{last_i}表示所述交流电源中第i相的前次过零点对应的时间信息。

4.如权利要求3所述的交流电源异常检测方法，其特征在于，通过

f_{delta_i}＝|f₁-f_{2_i}|

计算所述交流电源中每相对应的频率差；

其中，f_{delta_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率差；f_{2_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率；f₁表示所述锁相频率。

5.如权利要求4所述的交流电源异常检测方法，其特征在于，通过

f_{delta_max}＝max(f_{delta_i})

计算所述交流电源的最大频率差；

其中，f_{delta_max}表示所述交流电源的最大频率差；f_{delta_i}表示所述交流电源中第i相对应的频率差，i＝1,2,…,N，N表示所述交流电源的相数。

6.如权利要求1至4中任一项所述的交流电源异常检测方法，其特征在于，所述交流电源异常检测方法还包括：

根据所述锁相频率计算所述预设阈值。

7.如权利要求6所述的交流电源异常检测方法，其特征在于，通过

K＝M₁+f₁·M₂

计算所述预设阈值；

其中，K表示所述预设阈值；f₁表示所述锁相频率；M₁和M₂为常数。

8.一种交流电源异常检测装置，其特征在于，包括：

输入单元，用于获取交流电源的锁相频率，以及用于分别获取所述交流电源中每相的最近两个过零点对应的时间信息；

计算单元，用于根据所述锁相频率和所述时间信息计算所述交流电源的最大频率差；

判断单元，用于判断所述最大频率差是否大于或等于预设阈值；以及用于当所述最大频率差大于或等于预设阈值时，判定所述交流电源异常。

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。