CN112789778A - 利用能量包的电功率系统定价 - Google Patents

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大卫·E·怀特黑德
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Abstract

本文公开了对通过电功率输送系统的点的能量的值以及与该值相关联的价格的计算。根据本公开的实施例的能量包的使用更准确地表示了装备生产的能量和消耗的能量的量。可以计算在可配置的时间段内在一相或更多相上的能量包。能量包可以与货币汇率结合使用，以计算关于向能量消耗者计费或向能量生产者贷记的价格。

Description

利用能量包的电功率系统定价
技术领域
本公开涉及使用能量包(energy packet)来计算通过电功率系统的点的能量。本公开还涉及使用能量包来计算通过电功率输送系统的点的能量的值。
附图简述
描述了本公开的非限制性和非穷举的实施例，包括本公开的参考附图的多个实施例，在附图中：
图1A示出了包括用于计量电功率输送系统的部分的智能电子设备(IED)的电功率输送系统的单线图。
图1B示出了电功率随时间变化的曲线图。
图2示出了根据本文的多个实施例的包括用于使用能量包计量电功率输送系统的部分的IED的电功率输送系统的单线图。
图3示出了电压和电流乘积随包括能量包间隔的变化的曲线图。
图4示出了电压和电流乘积随包括能量包间隔的变化的另一曲线图。
图5示出了随时间推移的能量包计算。
详细描述
电功率输送系统已经被设计用于安全可靠地生成电功率、将电功率传输和分配到消耗负载。电功率市场进行电力交易，电力是(经由电功率输送系统)将能量从发电机传递到消耗者的媒介。为了测量生成且输送给消耗者的能量的量，可以使用执行计量功能的IED。传统上，计量技术基于时间平均值来测量输送的能量。尽管对于传统的能量生成和较长的时间间隔而言，时间平均是可以接受的，但是在许多情况下，诸如例如当AC功率表现出非纯正弦波波形；交易间隔缩短，存在具有快速动态的可再生能源发电；使用了更多的分布式发电等时，无法充分测量能量的输送。需要一种即使在现代电功率输送系统的条件下也测量输送到负载的能量的准确方法。
本文描述了使用能量包来测量通过电功率输送系统上的点的能量的系统和方法。出于本文档的目的，可以将这一点视为导体的无限小切片，在该处可以测量该切片处的电压和通过该切片的电流。在一些实施例中，点可以被认为是一台电力装置(例如，机器、线路、变压器)连接到母线的位置。该点不存储、生产或消耗能量。该点可以包括但不要求存在电流(CT)或电压(PT)测量装置(例如，电流传感器(CT)、电势传感器(PT)等)。如果测量装置与一个点并置，则可替代地将其称为测量点或计量点。对于实际应用，CT和PT通常不能并置在一个点处。这样，测量点通常是CT的位置，并且只要PT和CT的位置之间存在最小阻抗，就认为电压是并置的。本文的公开将在每个测量点处的能量划分为离开该点传递的部分和传递至该点的部分。能量包可用于计算所输送能量的货币价值，以及所输送能量的收费价格(或偿付价值)。
通过参考附图将最佳地理解本公开的实施例，其中，通篇相似的部分通过相似的数字表示。容易理解的是，如总体在本文中描述的和在附图中图示的，所公开的实施例的部件可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，本公开的系统和方法的实施例的以下详细描述并非旨在限制所要求保护的本公开的范围，而仅是本公开的可能实施例的表示。另外，除非另有说明，否则方法的步骤不必需要以任何特定顺序执行，或者甚至不必顺序地执行，也不必仅将步骤执行一次。
所描述的实施例的几个方面可以被实现为软件模块或部件或元件。如本文所使用的，软件模块或部件可以包括位于存储器设备内和/或作为电子信号通过系统总线或有线或无线网络传输的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。软件模块或部件可以例如包括一个或更多个物理或逻辑块或计算机指令。软件模块或部件可以包括存储在存储器设备的不同位置中的实现模块的所描述的功能的不同指令。实际上，模块或部件可以包括单个指令或多个指令，并且可以分布在若干不同的代码段上，分布在不同程序之间以及跨越多个存储器设备分布。一些实施例可以在分布式计算环境中实践。
图1示出了电功率输送系统(发电、传输、分配和消耗)100的简化单线图，该电功率输送系统100包括智能电子设备(IED)110、140，该智能电子设备110、140被配置为计量通过电力输送系统的相应点的电力。电功率输送系统100包括各种装备，诸如发电机162、164(一个或多个电功率发电机)、母线、传输线、变压器、断路器、配电线等，以用于生成能量、传输和输送能量至诸如消耗者152的负载。IED 110、140可以直接(如图所示)或间接从各种设备(诸如合并单元(merging units))获得来自电功率输送系统的多个部分的功率系统信号。可以使用诸如电流互感器(CT)168、178、电势互感器(PT)166、176等的仪器用互感器来获得电功率系统信号。IED 110、140可以使用诸如表示电流和电压的信号的功率系统信号来确定通过电功率输送系统的装备传递的能量。
IED 110和140可以是被配置为计量电功率的任何设备。IED 110可以包括激励输入端122，该激励输入端122被配置为接收CT和PT二次信号，并调节从其接收的信号以供IED110使用。信号调节可以包括各种滤波器、降压变压器、模数转换器(A/D)等产生数字化模拟信号。在多个实施例中，数字化模拟信号可以由诸如合并单元的其它设备提供。IED 110可以包括用于执行指令的处理器112。处理器112可以被实现为现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器、专用集成电路等。存储介质114可以是用于由处理器112执行的计算机指令、设置、采样等的存储库。存储介质114可以包括单个或多个物理存储介质，它们中的一个或更多个可以与处理器112封装在一起。被监视装备接口116可以与电功率输送系统的被监视装备(诸如断路器)通信，以向装备发送信号并从装备接收状态信号。通信接口118可以直接地或如图所示经由网络180促进与各种其它设备的通信。
如上简述，电力市场进行电力交易。电力是将能量从发电机传递到消耗者的媒介。消耗者希望在特定的时间间隔内输送能量。为了计算能量流，IED 110还可包括计量120，该计量120可体现为存储介质114上的计算机指令，以供处理器执行。计量120还可以包括信号处理122以调节获得的电流和电压。功率计算器128可以计算在由IED 110监视的点处的功率，该功率可以用于计算被传递通过该点的能量。例如，价格计算器126可以通过将价格乘以在一定时间间隔内接收到的能量来确定所传输的电能的值(或要计费或补偿的价格)。基于通过指定点的时间平均功率来计算接收到的能量。可以在功率计算器128中如方程式1中所示根据电压v(t)和电流i(t)测量结果来计算时间平均功率p(t)：
p(t)＝v(t)i(t) 方程式1
在典型的操作条件下，电压和电流可以被建模为具有频率ω和相位差φ的正弦稳态值，如方程式2和3中所示：
v(t)＝V cos(ωt) 方程式2
i(t)＝I cos(ωt-φ) 方程式3
将方程式2和3代入方程式1，并应用三角函数，得出方程式4：
Figure BDA0002996849480000041
图1B示出了电功率134(方程式4)与时间的示例曲线图132。能量包在移动通过测量点时的符号(正或负)可以按照约定进行分配，并由测量设备使用与约定对应的设置进行计算。在所示的实施例中，当能量包为正时，它表示移动通过能量被测量的地方并远离一台装备的能量的测量结果；并且当能量包为负时，它表示移动通过能量被测量的地方并朝向一台装备的能量的测量结果。在区域138期间，功率流的符号为负，这意味着功率以与CT配置的极性相反的方向流动。对于配置为测量到离开特定设备的能量为正值的CT，则这指示在测量的时间间隔期间，在测量点处能量进入。在区域136期间，功率为正。这指示在测量的时间间隔期间，在测量点处能量将离开。
发电机的经济补偿是能量在特定时间间隔内被需要时被输送到电网。因此，能源市场通常在计算财务往来(financial transactions)时将时间平均功率用作输入。从时间平均功率来看，能量通过积分计算。可以通过将电压和电流相乘以产生功率p(t)，然后在一个间隔内进行积分来计算时间平均功率，该间隔是瞬时功率力系统基频fo的精确倍数N，如方程式5中所示：
Figure BDA0002996849480000051
将方程式4代入方程式5，得出方程式6：
Figure BDA0002996849480000052
定义附加项，称为无功功率Q，如方程式7中所示：
Figure BDA0002996849480000053
无功功率提供的量与系统中无源电感和电容交换能量的需求有关。由于该特性，无功功率是辅助服务市场中用于测量价值的可用量。
时间平均功率P平均(方程式6)对于一些电力市场是有用的，在这些电力市场中，负载以在时间段内平均的方式需要能量。例如，加热以平均的方式并且在长时间间隔发生。时间平均功率在市场中也很有用，用于简化平均交易量缓慢变化的市场交易。最后，这些量导致了用于测量通过复杂电网的功率流的在数学上易于处理的方法。
尽管时间平均功率和无功功率可以成功地被应用于一些电功率市场，但是对早前功率系统的某些改变正在激励创新方法。例如，由于可再生能源发电的增加、系统惯性的降低以及电力电子耦合设备的高密度化，功率系统动态变得越来越快。平均技术无法在与它们的瞬态响应时间相同的时间尺度上为这些动态提供定价信号。此外，当电压和电流信号不是纯正弦波时，基于功率系统频率的平均技术无法充分测量非正弦波特性。因此，在这些情况下，平均技术无法提供准确的定价。简单的无功功率计算(方程式7)与非正弦波形的物理现象之间的联系越来越少。由于能源交易市场在较短的间隔上进行交易，因此基于频率的平均量不会超过某个最小交易时间间隔。
另外，由于积分间隔(方程式5)是频率相关的并且在非稳态动态期间整个功率系统的频率不稳定或不均匀，因此很难对平均功率量进行时间对齐。例如，使用KY和KYZ脉冲传递能量。这些脉冲的周期是通过测量点的能量速率的倒数函数。因此，脉冲在持续时间上会有所变化，并且未按时间对齐。
此外，能量存储设备和分布式能量源的增加需要适当地对能量交换进行评估的替代方法。需要一种用于交易的单元，以更好地表示传统发电和可再生能源发电的快速动态二者。
本文概述的公开内容采用了一种用于电功率市场的新的基本方法，该方法基于对固定宽度和时间同步的能量的包的测量。图2示出与图1A的电功率输送系统类似的电功率输送系统，然而图2的IED 210、240以能量包的形式测量能量传递。实际上，计量220包括信号处理222，以用于调节用于在对能量包的计算中的信号。价值和价格计算器226通过将计算出的能量包乘以价格率或价值率来计算流过IED 210的电能的价值或价格。能量包计算器224可使用以下详述的原理来计算流过被IED 210监视的点的能量包。在多个实施例中，能量包的计算和/或通信使用公共时间信号，该公共时间信号可以由IED使用与公共时间源234通信的公共时间接口232来获得。公共时间信号可以是来自时间源234的任何时间信号，该时间源对于电功率输送系统上的设备是公共的。公共时间源234可以包括全球导航卫星系统(GNSS)、WWVB或其它类似的公共时间。公共时间信号可以使用通用协议(诸如IRIG)经由无线电或通过其它通信介质输送。在多个实施例中，公共时间信号可以经由通信接口232接收。公共时间信号可以是公共网络时间。
可以为在系统上的设备之间的一致性确定能量包符号。例如，当能量远离电功率系统中的一个位置移动时，能量包的符号可以为正，而当能量朝向一个位置移动时，能量包的符号可以为负。正值能量传输既包括最终驱动负载的能量传输，也包括从无源无功元件中的临时存储装置返回到系统的能量。负能量传输(因此能量的接收)既包括施加到负载的能量，也包括暂时存储在无源无功元件中的能量。
当前公开的实施例的优点之一是以和与系统交换能量而不向系统增加能量的所有设备一致地处理存储设备。因此，能量包可以用于独立地对注入系统中的能量和从系统中获取的能量进行定价。使用本文描述的实施例，对在电功率系统中的每个点处交换的能量的评估是精确的。
如下所述，其公开内容与时间平均功率P平均和无功功率Q组合基本上不同。在时间平均方法中，以数学方式尝试将驱动负载的功率和以无损方式在无源无功功率设备中循环的功率分开。然而，除了纯稳态正弦波情况外，在所有情况下，对无功功率的物理解释都是具有挑战性的。能量包提供了一种较简单的方法。本文的公开内容提供了一种方法，该方法将每个点处的能量划分为远离点传递的部分和传递至该点的部分(或进入该点的能量和离开该点的能量)。这简化了当今电功率系统中以快速动态、非正弦信号和电力电子耦合设备为特征的能源交换的核算。
方程式8根据电压v(σ)和电流i(σ)定义了连续时间能量包ε(t)：
Figure BDA0002996849480000071
方程式9定义了三相能量包ε3(t)。在方程式9中，所有三相的积分间隔都在相同的时间间隔内。该方程式包括不平衡的三相运行的可能性。对于三相应用，还可以在积分之前应用变换。例如，将信号表示为Clarke分量。
Figure BDA0002996849480000072
方程式10定义了离散时间能量包ε[n]，其中要理解的是，电压(例如，以J/c为单位)和电流(例如，以c/s为单位)的乘积是功率(例如，以J/s为单位)。值TS是数据采样周期，并且M表示该周期内的样本的数量：
Figure BDA0002996849480000073
离散时间量的表示法带有硬括号：v[m]≡v(mTs)。方程式11定义了离散时间三相能量包：
Figure BDA0002996849480000074
方程式8-11对T或TS的值没有约束。因此，能量包是频率无关的。
可以在每个积分间隔内计算正方向和负方向的能量。图3示出电压和电流的瞬时乘积302随时间变化的曲线图300。正能量包308限于时间304和306处。对于连续时间情况，计算正能量包308。积分间隔(方程式8)覆盖了当前时间t，并且然后回退T秒到前一个时间t-T。在图3中，能量用上标ε+表示，指示在该间隔T中只有正功率贡献了能量。
图4示出电压和电流的瞬时乘积402随时间变化的曲线图400，其中从404(在时间t-T)到406(在时间t)的积分间隔包括在两个方向中的功率。在该情况下，将计算两个单独的间隔，一个间隔用于在正方向中流动的能量ε+，并且另一个间隔用于在相反或负方向中流动的能量ε-。该算法很容易扩展到积分间隔内的任意数量的零交叉。在多个实施例中，可以将在正方向中流动的所有功率的总和组合用于能量包ε+，并且可以将在负方向中流动的所有功率的总和组合用于能量包ε-。两个包可以在相同的时刻t和相同的间隔t-T被报告。
对于离散时间情况，在数学上如方程式12和13所示，分为正和负区域：
Figure BDA0002996849480000081
Figure BDA0002996849480000082
为了便于说明，可以方便地示出如图3和图4中所示的连续时间波形。然而，能量包通常通过离散时间方法实现(计算和使用)，如方程式12和13中所示。可以计算诸如三相的多个相位的能量包，作为在所有三相上的方程式12的总和与在所有三相上的方程式13的单独总和。对于每个积分间隔，可以计算出三相能量包，如方程式14、15和16中所示：
Figure BDA0002996849480000083
Figure BDA0002996849480000084
Figure BDA0002996849480000085
在多个实施例中，当前时间t(或nTs)可以使用诸如全球时间信号(GNSS)等的在测量设备之间公共的时间信号跨越所有测量设备同步。跨越功率系统的每个能量包可以对应于公共同步时间值。
能量包测量能量交换。这使得新的和更精确的电功率市场方法成为可能。为了实现该市场应用，可以将能量包计算增加等于固定的求和窗口长度的步长，如方程式17和18中所示。这些方程式在数学上解释了下采样关系。在一种实现方式中，可以仅针对所选求和窗口来计算方程式10-16。无需计算方程式17和18中未使用的总和。这是实现方式的简化，如图5中所示。
Figure BDA0002996849480000091
Figure BDA0002996849480000092
图5示出方程式17和18。在该示例中，M＝4。前四个点在时间t＝4Ts时被包括在第一能量包502中(能量包的正部分
Figure BDA0002996849480000093
和能量包的负部分
Figure BDA0002996849480000094
)。这些以实心竖直线示出。接下来的四个点在时间t＝8Ts时被包括在第二能量包504中(能量包的正部分
Figure BDA0002996849480000095
和能量包的负部分
Figure BDA0002996849480000096
)，以虚线示出。在前两个能量包502、504中，没有能量在负方向中移动(能量包的负部分
Figure BDA0002996849480000097
和
Figure BDA0002996849480000098
均为零)。第三能量包506既包括正移动能量，也包括负移动能量，并且再次以实心竖直线示出。第三包506的能量以t＝12Ts加时间戳。最终，该示例的第四能量包508包括所有负方向移动能量。
方程式10、11、12和13的数学等价表示，同时包括在一个步骤中的方程式17和18的下采样操作，由以下方程式给出。为了符号简化，在方程式19至方程式25中删除下标M。对于本公开的以下部分，在下采样之后计算并使用所有能量包。
Figure BDA0002996849480000099
Figure BDA0002996849480000101
Figure BDA0002996849480000102
Figure BDA0002996849480000103
类似地，基于下采样值来计算三相。
Figure BDA0002996849480000104
Figure BDA0002996849480000105
Figure BDA0002996849480000106
在某些实施例中，可以使用方程式12和13对每个相位计算方程式17和18。在其它实施例中，可以使用方程式14和15对所有三相计算方程式17和18。
能量包可以用于确定通过点的能量的量。这样，能量包可以用于对能量生产者的补偿和对能量消耗者的计费。用于对能量生产者的补偿的能量可以用下标(p)表示来指示生产者。生产者传输到系统中的能量可以根据方程式26计算，其中(p)指示“价格”而不是“功率”。
Figure BDA0002996849480000107
能量生产者也可以补偿从系统接收的能量。负方向能量包的绝对值可以如方程式27中所示进行计算。这确保了货币汇率
Figure BDA0002996849480000108
的符号正确确定了贷方或借方情况，如方程式27中所示：
Figure BDA0002996849480000109
其中：
Figure BDA0002996849480000111
是发电站处传输能量的货币汇率，以每焦耳的货币价值为单位(例如，美元)。
Figure BDA0002996849480000112
是发电站处接收能量的货币汇率，以每焦耳的货币价值为单位。
Figure BDA0002996849480000113
是生产者处传输能量的每能量包的价格。
Figure BDA0002996849480000114
是生产者处接收能量的每能量包的价格。
可以如方程式28中所述计算能量生产者的收入，方程式28是方程式26和方程式27之和：
Figure BDA0002996849480000115
总价格是关于所有三相的方程式28的总和。因此，令方程式28适用于单相，并用下标表示，并且然后将方程式28求和三次，每相求和一次，如方程式29中所示：
p(p)，3-相[k]＝p(p)，a-相[k]+p(p)，b-相[k]+p(p)，c-相[k] 方程式29
通常，生产的能量值高于接收的能量值(方程式30)：
Figure BDA0002996849480000116
类似地，可以使用流过该能量消耗点处的能量包来计算去往能量消耗者和来自能量消耗者的能量。可以对能量消耗者(c)传输给系统的能量向他们进行补偿，如方程式31中所示：
Figure BDA0002996849480000117
可以根据方程式32向能量消耗者对他们从系统接收的能量进行计费：
Figure BDA0002996849480000118
方程式33中示出了能量消耗者的净收入，它是方程式31和32的总和。
方程式32几乎总是负数，指示消耗者必须为接收的每个能源包付费：
Figure BDA0002996849480000119
消耗者有兴趣从电网接收能量。消耗者也可能出于各种原因将能量传递到电网。消耗者位置处的无源无功设备可向电网发送能量，而该能量对电网运营商可能没有什么价值(have little value)。该能量传递可能是消耗者的账单。然而，尽管作为能量传输的基础设施表示了一项财务投资(financial investment)，但消耗者也可能以小型能量生产者的身份向电网发送能量。因此，所消耗的能量值通常高于生产的能量值(方程式34)。
这与方程式30中的生产者情况相反。
Figure BDA0002996849480000121
相同的基本方程式适用于与功率系统连接的其它装备。如本文所公开的使用能量包的实施例可以用于精确地测量传输到此类装备和从该装备传输的瞬时能量。这允许基于能量流的方向进行定价。此外，由于每个能量包都经过精确地加时间戳，因此可以跨越功率系统以同步方式比较传输的能量和接收的能量。
如上所述，诸如图2的IED 210的IED可用于计量电功率输送系统。能量包计算器224可被配置为计算能量包，诸如上文所示和所述的离散时间能量包。离散时间能量包可以在价值和价格计算器中用于计算能量生产者和消耗者在计费周期内传输和接收的所有能量包的价值(要结算或补偿的价格)。IED 210还可以在存储介质114中保持能量包和/或值的记录。该记录可以被传输到另一IED、消耗者、生产者、监督系统(诸如监督控制和数据采集(SCADA)系统)、自动抄表(AMR)系统、电力公司等。该记录可以是根据预定时间表传输的报告的形式。在某些实施例中，所计算的能量包和/或值可以连续地传输(或流传输)到消耗者、生产者、监督系统、AMR系统、电力公司等。
可以使用通信接口118经由网络180或对等通信来传送报告或流传输值的传输。在多个实施例中，通信接口118可以是与无线电接收机通信的无线电接口，以用于接收报告和/或流传输值。通信接口118可以在询问时提供报告。无论是在报告中还是在流传输中，能量包都可以包括该能量包的时间戳，其中该时间戳包括如图5中所示的能量包捕获的时间。可以使用公共时间接口232获得该时间。因此，多个IED可以报告和/或流传输时间协调的并带时间戳的能量包。
在多个实施例中，IED可以包括人机界面(HMI)或能够显示能量包信息的其它显示器。该IED可以被配置为显示在预定的或可设置的时间段内的能量包或能量包的总和。例如，IED可被配置为显示在5秒钟的时段内的能量包的总和，每秒更新一次显示。IED可以被配置为显示全部能量包命令(诸如按下按钮、触摸屏命令、无线询问等)。IED可以被配置为显示自从前一个总和的最后一次显示以来的能量包的总和。该显示可以包括能量包的总和的时间段。因此，技术人员可以询问IED以自从先前读取IED以来可视地显示能量包的总和。
尽管已经示出和描述了本公开的特定实施例和应用，但是应当理解，本公开不限于本文公开的精确配置和部件。因此，可以在不脱离本公开的基本原理的情况下对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求书确定。

Claims (21)

1.一种计算通过电功率输送系统的点的能量值的设备，所述设备包括：
激励接口，所述激励接口用于接收在所述点处的电功率输送系统信号并提供电流测量结果和电压测量结果；
能量包计算器，所述能量包计算器与所述激励接口通信，以通过以下方式计算在预定时间间隔长度内进入所述点和离开所述点的能量包：
计算在具有所述预定时间间隔长度的时间间隔内获得的所述电流测量结果和所述电压测量结果的乘积；
计算作为在所述时间间隔内所述电流测量结果和电压测量结果的所计算的乘积之和的时间间隔功率；以及
计算作为所述时间间隔功率、所述时间间隔长度与电压测量结果和电流测量结果的数量的乘积的关于所述时间间隔的能量包值；以及
通信接口，所述通信接口用于将所述能量包值传输到接收设备。
2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括价格计算器，以确定作为所述能量包值和货币汇率的乘积的针对所述能量包值的价格。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量包值可以被计算为：
Figure FDA0002996849470000011
其中：
ε[k]表示在时间n的所述能量包值；
M表示样本的数量；
Ts表示采样时间间隔长度；
v[m]表示在时间m的所述电压测量结果；以及
i[m]表示在时间m的所述电流测量结果。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量包值是三相能量包值。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述三相能量包值被计算为：
Figure FDA0002996849470000021
其中：
ε3[n]表示在时间n的所述三相能量包值；
M表示样本的数量；
Ts表示采样时间间隔长度；
va-相[m]表示在时间m的A相电压测量结果；
ia-相[m]表示在时间m的A相电流测量结果；
vb-相[m]表示在时间m的A相电压测量结果；
ib-相[m]表示在时间m的A相电流测量结果；
vc-相[m]表示在时间m的A相电压测量结果；以及
ic-相[m]表示在时间m的A相电流测量结果。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量包计算器还被配置为将正能量包值与负能量包值分开。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述正能量包值和负能量包值被计算为：
Figure FDA0002996849470000022
Figure FDA0002996849470000023
其中：
ε+[k]表示时间n的所述正能量包值；
ε-[k]表示时间n的所述负能量包值；
M表示样本的数量；
Ts表示采样时间间隔长度；
v[m]表示在时间m的所述电压测量结果；以及
i[m]表示在时间m的所述电流测量结果。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述正能量包值和负能量包值是按照下式计算的三相正能量包值和负能量包值：
Figure FDA0002996849470000031
Figure FDA0002996849470000032
其中：
Figure FDA0002996849470000033
表示A相正能量包值；
Figure FDA0002996849470000034
表示B相正能量包值；
Figure FDA0002996849470000035
表示C相正能量包值；
Figure FDA0002996849470000036
表示A相负能量包值；
Figure FDA0002996849470000037
表示B相负能量包值；以及
Figure FDA0002996849470000038
表示C相负能量包值。
9.根据权利要求6所述的设备，其中，所述正能量包值表示离开所述点的能量的值，并且所述负能量包值表示进入所述点的能量的值。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激励输入端与仪器用互感器通信，以接收与所述电功率输送系统上的电压和电流有关的模拟信号。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激励输入端与合并单元通信，以接收与所述电功率输送系统上的电压和电流有关的数字化模拟信号。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量包值与时间戳相关联。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述时间戳使用公共时间信号生成。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述通信接口还被配置为将所述能量包值及所述能量包值关联的时间戳传输到所述接收设备，以用于能量包的时间对齐。
15.一种用于计算通过电功率输送系统的点的能量值的设备的系统，每个设备包括：
激励接口，所述激励接口用于接收在所述点处的电功率输送系统信号并提供电流测量结果和电压测量结果；
能量包计算器，所述能量包计算器与所述激励接口通信，以通过以下方式计算在预定时间间隔长度内进入所述点和离开所述点的能量包：
计算在具有所述预定时间间隔长度的时间间隔内获得的所述电流测量结果和所述电压测量结果的乘积；
计算作为在所述时间间隔内所述电流测量结果和电压测量结果的所计算的乘积之和的时间间隔功率；以及
计算作为所述时间间隔功率、所述时间间隔长度与电压测量结果和电流测量结果的数量的乘积的关于所述时间间隔的能量包值；以及
通信接口，其用于将所述能量包值传输到接收设备，其中，所述设备的系统的每个设备被配置为使用公共时间信号以时间协调的方式计算在每个点处的能量值。
16.根据权利要求15所述的设备的系统，其中，所述能量包值与时间戳相关联。
17.根据权利要求16所述的设备的系统，其中，所述能量包值和时间戳被传输到监督系统。
18.一种计算通过电功率输送系统的点的能量的值的方法，所述方法包括以下步骤：
获得与所述点相关联的电功率系统电压测量结果和电流测量结果；
计算在具有预定时间间隔长度的时间间隔内获得的所述电流测量结果和所述电压测量结果的乘积；
计算作为在所述时间间隔内所述电流测量结果和电压测量结果的所计算的乘积之和的时间间隔功率；
计算作为所述时间间隔功率、所述时间间隔长度与所述电压测量结果和电流测量结果的数量的乘积的关于所述时间间隔的能量包值；以及
将所述能量包值输送到接收设备。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
所述电流测量结果和电压测量结果包括三相电流测量结果和电压测量结果；以及
所述能量包值包括三相能量包值。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述能量包值被分成正能量包值和负能量包值。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述正能量包值表示离开所述点的能量，而所述负能量包值表示进入所述点的能量。
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