DE102004022719B4 - Data collection method for quality evaluation of electric energy - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Gewinnung von für
die Qualität
der elektrischen Energie eines Versorgungsnetzes (2) relevanten
Informationen mittels Spannungs- und Stromwandlern (8, 10) zum Erfassen
der momentanen Ströme
und Spannungen an einem Erfassungspunkt (Pj), A/D-Wandlern (12) zur
Aufbereitung der erfassten Spannungen (Uxz(t)j) und Strömen (Ix(t)j),
auf Mikrocomputer und Speicherbausteine basierenden Funktionsgruppen (14,
16, 18) zur Erzeugung, Analyse, Bewertung und kurzzeitlichen sowie
langzeitlichen Speicherung von aus den erfassten momentanen Spannungen
(Uxz(t)j) und Strömen (Ix(t)j)
erzeugten Kennwerten von qualitätsrelevanten
abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j)
sowie zur Ausgabe von Daten,
– wobei durch periodische Abfrage
aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) ausgewählter erster
Kenngrößen (K1(m1)j)
beim Übertreten
zugehöriger
Grenzwerte erste Ereignisdaten (De1j), die kenngrößen- und
grenzwertbezogene Daten über
Zeitpunkt und -dauer der ersten Ereignisse enthalten, erzeugt und
klassiert nach Zeitdauer sowie Höhe
der Grenzwertüber-
bzw. Grenzwertunterschreitung in kenngrößenbezogene Register auslesbar eingezählt werden,
dadurch
gekennzeichnet,
– dass
die ersten Ereignisdaten (De1j) an übergeordnete Speicher-...Method for obtaining information relevant to the quality of the electrical energy of a supply network (2) by means of voltage and current transformers (8, 10) for detecting the instantaneous currents and voltages at a detection point (Pj), A / D converters (12) Processing of the detected voltages (Uxz (t) j) and currents (Ix (t) j), on microcomputer and memory chip based functional groups (14, 16, 18) for generating, analyzing, evaluating and short-term and long-term storage of the detected current Voltages (Uxz (t) j) and currents (Ix (t) j) generated characteristic values of quality-related derived characteristics (K (m) j) and for the output of data,
- By periodic query from the set of the derived characteristics (K (m) j) selected first characteristics (K1 (m1) j) when exceeding associated limits first event data (De1j), the characteristic and limit value related data on the time and duration of the contain first events, generated and classified according to time duration as well as the amount of the limit value overrun or limit value undershoot can be counted into characteristic-related registers in a readable manner,
characterized,
- that the first event data (De1j) to higher-level memory -...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von für die Qualität der elektrischen Energie eines Versorgungsnetzes relevanten Informationen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a method for obtaining quality electrical Energy of a supply network relevant information after the Preamble of claim 1.
Im Zuge der Deregulierung der Elektroenergiewirtschaft ergeben sich geänderte wirtschaftliche Rahmenbedingungen für Energieversorger und Netzbetreiber. Überdies gewinnen störende Faktoren außerhalb und innerhalb des jeweiligen Versorgungsnetzes zunehmend Einfluss. Neben der Versorgungszuverlässigkeit, d.h. der Verfügbarkeit der Elektroenergie, nimmt die Qualität der Elektroenergie eine zunehmende Rolle innerhalb der Versorgungsqualität ein, da Mängel in der Elektroenergiequalität nicht selten erhebliche negative Auswirkungen auf technologische Vorgänge, Produkteigenschaften sowie die Personen- und Anlagensicherheit ausüben. Dazu sind nicht nur die Einflüsse der Elektroenergiequalität aus dem öffentlichen Netz auf das Kundennetz, sondern auch die Wechselwirkungen des Kundennetzes mit dem öffentlichen Netz als auch die Einflüsse der beim Kunden lokal hervorgerufenen Qualitätsprobleme auf andere Stellen im Kundennetz zu berücksichtigen.in the Deregulation of the electrical energy industry arise modified economic conditions for energy suppliers and network operators. moreover win disturbing Factors outside and within the respective supply network increasingly influence. In addition to supply reliability, i.e. the availability of electric power, the quality of electric power is increasing Role within the supply quality, since deficiencies in the quality of electrical energy is not rarely significant negative effects on technological processes, product properties and personal and plant safety. These are not just the influences the electrical energy quality from the public Network on the customer network, but also the interactions of the customer network with the public Net as well as the influences the quality problems caused locally at the customer to other locations to be considered in the customer network.
Als Norm mit Bezug zu Fragen der Elektrizitätsversorgungsqualität ist die Europanorm EN 50160; 1994 „Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen" zu erwähnen. Von dieser Norm werden allerdings Belange nicht öffentlicher Netze, in denen die Wechselwirkungen zwischen Netzaufbau, technologischen Prozessen und abnehmerseitigen Verbrauchern die Grenzwerte elektrischer Energiequalitätskenngrößen bestimmen, nicht betrachtet. Hier werden zwischen Energieversorger und Energieabnehmer zur Gewährleistung stabiler, störungsfreier und qualitätsorientierter Produktionsprozesse abnehmerbezogene Energiequalitäten mit angepassten Verrechnungstarifen vereinbart. Die Einführung differenzierter Qualitätsstufen erfordert eine entsprechende Überwachung durch geeignete Messsysteme.When Standard related to issues of electricity supply quality is the European standard EN 50160; 1994 "characteristics of tension in public electricity supply networks. "Of this The norm, however, concerns non-public networks in which the interactions between network construction, technological processes and customer-side consumers do not determine the limits of electrical energy quality parameters considered. Here are between energy suppliers and energy consumers to ensure stable, trouble-free and quality-oriented Production processes customer-related energy qualities with agreed settlement rates agreed. The introduction of differentiated Quality levels required a corresponding monitoring through suitable measuring systems.
Aus
der Druckschrift
Mit H. Gampenrieder „Überwachung von Netzparametern in der Spannungsversorgung" aus etz 123 (2002) Heft 11/12, Seite 28, 31–33 wird ein Netzanalyse-Messgerät zur Überwachung der Spannungsqualität gelieferter Elektroenergie nach der oben bezeichneten Norm beschrieben. Aus den über Strom- und Spannungsmesswandlern erfassten Werten am Übergabepunkt an den Verbraucher werden über programmgesteuerte Messfunktionen qualitätsrelevante Kenngrößen erzeugt. Die gebildeten Kenngrößen sind transiente Überspannungen, Spannungsunterschreitung, -überschreitung und -unterbrechung, Frequenzabweichung, Spannungs- und Stromeffektivwerte sowie deren Minimal-, Maximal- und Durchschnittswerte, Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor, Spannungs- und Stromsymmetrie in Phase und Amplitude, harmonische Oberschwingungen von Spannung, Strom und Leistung, interharmonische Schwingungen für Strom und Spannung, Phasenwinkel der harmonischen Oberschwingungen von Spannung und Strom sowie gesamter Störfaktor der harmonischen und interharmonischen Oberschwingungen von Spannung und Strom und Kurzzeit- sowie Langzeitflicker. Die genannten Kenngrößen werden in vorgegebenen Zeitabständen bewertet. Auf einem Farbmonitor werden Strom- und Spannungsschwingungen grafisch und numerisch dargestellt. Bei Über- und Unterschreiten von voreingestellten Grenzwerten durch die vorstehend genannten Kenngrößen erfolgen Ereignismeldungen ODER-verknüpft mit den eingestellten Grenzwerten und werden bei jedem eintreffenden und austretenden Ereignis mit Datum und Uhrzeit versehen. Der geräteinterne Speicher kann Daten aus Langzeitmessungen bis zu einem Monat aufzeichnen und speichern. Über entsprechende Schnittstellen und eine HTTP-Server-Funktion ist das Gerät für die Fernüberwachung und -steuerung geeignet. Durch die Vielzahl der zu überwachenden Parameter wird eine erhebliche Datenmenge erzeugt, die durch die nachfolgende statistische Auswertung der Tages- und Wochenintervalle im Sinne der EN 50160 mit Dauerüberwachung der Intervallwerte erneut gesteigert wird. Mit diesem Netzanalyse-Gerät wird eine enorme Datenmenge geliefert, die eine beträchtliche Übertragungs- sowie Speicherkapazität benötigt und deren Auswertung einen hohen Sachverstand sowie große fachliche Erfahrung erfordert. Auftretende Qualitätsstörungen – gleichgültig ob durch den Versorger, den Betreiber des öffentlichen Netzes oder den Kunden verursacht – sind wegen der Fülle der angebotenen Informatio nen nicht selten erst nach beträchtlicher Zeit vom auswertenden Personal auszumachen. Dadurch können sich Auswahl und Einleitung geeigneter Gegenmaßnahmen in einem Maße verzögern, das beim Kunden und nicht selten auch beim Netzbetreiber oder Versorger zu erheblichen technischen und/oder wirtschaftlichen nachteiligen Auswirkungen führt.With H. Gampenrieder "monitoring of network parameters in the power supply" from etz 123 (2002) Issue 11/12, page 28, 31-33 a network analysis meter for monitoring the voltage quality supplied electrical energy is described according to the above-mentioned standard The parameters formed are transient overvoltages, voltage undershooting, overshoot and interruption, frequency deviation, voltage and current rms values as well as their minimum, maximum and average values. Active, reactive and apparent power, power factor, voltage and current symmetry in phase and amplitude, harmonic harmonics of voltage, current and power, interharmonic oscillations for current and voltage, phase angle of the harmonic voltage and current harmonics and ge overall disturbance factor of the harmonic and interharmonic harmonics of voltage and current and short-term and long-term flicker. The mentioned parameters are evaluated at predetermined time intervals. Current and voltage oscillations are displayed graphically and numerically on a color monitor. If the above-mentioned parameters exceed or fall short of preset limit values, event messages are OR-linked to the set limit values and are given the date and time for each incoming and outgoing event. The device's internal memory can record and store data from long-term measurements up to one month. Through appropriate interfaces and an HTTP server function, the device is suitable for remote monitoring and control. Due to the large number of parameters to be monitored, a considerable amount of data is generated. which is increased again by the subsequent statistical evaluation of the daily and weekly intervals in the sense of EN 50160 with continuous monitoring of the interval values. This network analyzer provides a tremendous amount of data, which requires significant transmission and storage capacity and requires high levels of expertise and expertise to evaluate it. Occurring quality disturbances - irrespective of whether caused by the supplier, the operator of the public network or the customer - are not to be identified by the evaluating personnel not only after considerable time because of the abundance of the offered information. As a result, the selection and initiation of suitable countermeasures can be delayed to an extent that leads to considerable technical and / or economic adverse effects for the customer and not infrequently also for the network operator or supplier.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch kontinuierliche Überwachung des elektrischen Netzes und/oder von Verbrauchern verbesserte Informationen im Sinne einer vorausschauenden Erkennung und schnellen Beseitigung von Qualitätsstörungen bereitzustellen.Of the The invention is therefore based on the object, by continuous monitoring the electrical network and / or consumers improved information in the sense of predictive recognition and quick elimination to provide quality defects.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen sind.The The object is solved by the features of the independent claim, while the dependent claims advantageous embodiments of the invention are apparent.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine Vielzahl verschiedener Kenngrößen aus den momentanen Spannungen und Strömen am Erfassungspunkt mittels programmierbarer mikroelektronischer Mittel erfasst und in kurzen regelmäßigen Abständen in Bezug auf kenngrößenspezifische Grenzwerte überwacht. Die Erfassung erfolgt mikrocomputerunterstützt nach bekannten Algorithmen, wie Mittelwertbildung und schnelle Fourier-Transformation. Die Kennwerte der Kenngrößen werden jedoch nicht mit deren Abfragerhythmus an übergeordnete Speicher- und Verarbeitungseinrichtungen (im Folgenden mit üSVEn bezeichnet) übertragen. Dagegen werden beim Auftreten qualitätskritischerer Ereignisse, d.h. beim Verlassen mittels qualitätsrelevanter Grenzwerte festgelegter Wertebereiche durch ausgewählte Kenngrößen, zeitnah kenngrößen- und grenzwertbezogene Daten an die üSVEn übermittelt. Erfindungsgemäß werden aus allen abgeleiteten Kenngrößen eine erste Gruppe von ersten Kenngrößen und eine zweite Gruppe von zweiten Kenngrößen hinsichtlich kenngrößenspezifischer Grenzwerte überwacht. Das Übertreten der zugehörigen Grenzwerte durch die ersten bzw. zweiten Kenngrößen führt zu ersten bzw. zweiten Ereignissen mit der Folge, dass erste bzw. zweite Ereignisdaten an die üSVEn übermittelt werden. Die ersten Ereignisdaten enthalten u.a. Informationen über die ereignisauslösende Kenngröße, dem zugehörigen Grenzwert, den Zeitpunkt und die Zeitdauer der Grenzwertübertretung. Die zweiten Ereignisdaten enthalten darüber hinaus u.a. Informationen über eingetretene Kennwertänderungen der ereignisauslösenden Kenngröße jenseits des zugehörigen Grenzwertes und über den Zeitpunkt des Wiedereintritts der Kenngröße in den zulässigen Bereich. Beim Auftreten zweiter Ereignisse werden darüber hinaus durch die üSVEn sowohl von dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt als auch von ausgewählten weiteren Erfassungspunkten des zu überwachenden Versorgungsnetzes Ergänzungsdaten dritter Kenngrößen angefordert. Die Ergänzungsdaten enthalten Informationen über die in kurzen regelmäßigen Abständen erfassten dritten Kenngrößen. Die Auswahl der weiteren Erfassungspunkte einerseits und der Ergänzungsdaten anderseits erfolgt programmgesteuert je nach Art und Ort des zweiten Ereignisses. Darüber hinaus werden in größeren regelmäßigen Abständen und unabhängig vom Auftreten erster und zweiter Ereignisse die Kennwerte wenigstens einer Teilmenge aller abgeleiteten Kenngrößen als Zustandsdaten an die üSVEn übertragen. An allen Erfassungspunkten des Versorgungsnetzes werden die Kenngrößen in gleicher Weise wie an dem zuerst genannten Erfassungspunkt abgeleitet, hinsichtlich des Auftretens erster und zweiter Ereignisse überwacht sowie zu Zustandsdaten und gegebenenfalls zu Ergänzungsdaten verarbeitet, sodass in dem Versorgungsnetz eine überschaubare Anzahl von Erfassungspunkten nach den gleichen Verfahrenschritten überwacht wird.at the method according to the invention become a variety of different characteristics of the current voltages and streams at the detection point by means of programmable microelectronic Means recorded and monitored at short intervals in relation to characteristic size-specific limits. The acquisition is microcomputer-supported according to known algorithms, such as Averaging and fast Fourier transform. The characteristic values of the parameters However, not with their query rhythm to higher-level memory and Processing devices (hereinafter referred to üSVEn) transmitted. In contrast, when quality-critical events occur, i.e. when leaving by means of quality-relevant limit values Range of values by selected Characteristics, timely characteristic and limit value-related Data transmitted to the üSVEn. According to the invention from all derived parameters one first group of first characteristics and a second group of second characteristics in terms of characteristic-specific Limits monitored. The trespassing the associated Limits through the first and second parameters leads to first and second Events with the result that first or second event data transmitted to the UEVEn become. The first event data contains i.a. Information about the event-triggering Characteristic, the associated Limit value, the time and duration of the limit violation. The second event data also contains i.a. Information about occurred Characteristic changes the event triggering Characteristic beyond of the associated Limit and over the date of re-entry of the parameter into the permitted range. When second events occur, moreover, by the üSVEn, both of which triggers the second event Detection point as well as selected further detection points to be monitored Supply network supplementary data third characteristics requested. The supplementary data contain information about recorded at short intervals third characteristics. The Selection of further detection points on the one hand and supplementary data on the other on the other hand is program-controlled depending on the type and location of the second Event. Furthermore be in greater regular intervals and independently from the occurrence of first and second events the characteristic values at least a subset of all derived parameters as state data to the UEVEn transferred. At all detection points of the supply network, the parameters are in the same As derived at the first-mentioned detection point, with respect to the occurrence of first and second events monitored as well as status data and, if necessary, supplementary data processed, so that in the supply network a manageable number of detection points is monitored according to the same process steps.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zum einen mit größerem regelmäßigem Zeitabstand die von den abgeleiteten Kenngrößen abgeleiteten Zustandsdaten und zum anderen zeitnah beim Auftreten von ersten und zweiten Ereignissen die kenngrößen- und grenzwertbezogenen Ereignisdaten sowie zusätzlich beim Auftreten zweiter Ereignisse die ereignisbeschreibenden Ergänzungsdaten an die üSVEn übertragen. Damit werden mit ausreichender Kontinuität ein komprimiertes energetisches Abbild des Versorgungsnetzes und kurzzeitig nach Auftreten qualitätskritischer Energiezustände zahlreiche qualitätsrelevante Informationen in die üSVEn übertragen. Dabei sind die übertragenen qualitätsrelevanten Informationen nach Auftreten zweiter Ereignisse durch die zusätzlich angeforderten ereignisbeschreibenden Ergänzungsdaten wesentlich komplexer im Vergleich zu den übertragenen qualitätsrelevanten Informationen nach Auftreten erster Ereignisse. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher der Umfang der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von Daten gegenüber dem Stand der Technik wesentlich auf qualitätsrelevante Ereignisse konzentriert und damit technisch und informativ beherrschbar, wobei jedoch die Verwertbarkeit und Aussagekraft der übertragenen Daten erheblich gesteigert werden. Durch die erfindungsgemäße Datenselektion und -konzentration stehen einerseits aussagekräftige qualitätskritischer Informationen und anderseits ausreichende quasikontinuierliche Zustandsinformationen zur Verfügung.With the method according to the invention, the state data derived from the derived characteristic quantities and, on the other hand, the occurrence of first and second events, the characteristic-value and limit value-related event data are transmitted on a larger regular time interval, and additionally the event-describing supplementary data are transmitted to the UEVEn on the occurrence of second events. Thus, with sufficient continuity, a compressed energetic image of the supply network and, shortly after the occurrence of quality-critical energy states, numerous quality-relevant information is transferred to the UPS. In this case, the transmitted quality-relevant information after occurrence of second events by the additionally requested event-describing supplementary data is much more complex compared to the transmitted quality-relevant information after occurrence of first events. When using the method according to the invention, therefore, the extent of transmission, storage and processing of data over the prior art is essentially focused on quality-related events and thus technically and informatively manageable, but the usability and validity of the transmitted data are significantly increased. By erfindungsge On the one hand, meaningful data-critical information and, on the other, sufficient quasi-continuous status information are available.
Durch die erfindungsgemäße Häufung der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung auf die qualitätskritischen Informationen wird das Erkennen qualitätskritischer Energiezustände und das Ergreifen geeigneter Gegenmaßnahmen erheblich erleichtert und beschleunigt. Daneben bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, die gewonnenen qualitätsrelevanten Informationen und quasikontinuierlichen Zustandsinformationen noch in anderer nutzbringender Weise zu verarbeiten und zu verwerten, beispielsweise zur Netzberechnung, zur Simulation des Netzverhaltens, für Störanalysen, für die Energieabrechnung, das Lastmanagement, die Beeinflussung technologischer Prozesse in energetischer Hinsicht oder für Prognosen zum Verhalten des Versorgungsnetzes bei strukturellen und/oder technologischen Änderungen.By the accumulation of transmission according to the invention, Storage and processing on the quality-critical information the recognition becomes more quality critical energy states and greatly facilitating appropriate countermeasures and accelerates. In addition, the inventive method offers the possibility, the gained quality relevant Information and quasi-continuous state information yet to process and utilize in another beneficial way, for example for network calculation, for the simulation of the network behavior, for disturbance analyzes, for the Energy billing, load management, influencing technological Processes in terms of energy or for predictions on the behavior of the supply network structural and / or technological changes.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in Art und Weise der Zuordnung der abgeleiteten Kenngrößen zu der Gruppe der ersten Kenngrößen und zu der Gruppe der zweiten Kenngrößen. Für die ersten Kenngrößen werden diejenigen Kenngrößen ausgewählt, die nur von lokaler Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie an dem jeweiligen Erfassungspunkt sind. Für die zweiten Kenngrößen werden dagegen diejenigen Kenngrößen ausgewählt, die von übergreifender Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie für einen über den jeweiligen Erfassungspunkt hinausreichenden größeren Teil des Versorgungsnetzes sind. Zweckmäßigerweise sind für die Gruppe der ersten Kenngrößen Überströme, Fehlströme und Kenngrößen vorgesehen, die von Spannungs-Effektivwerten, schnellen Spannungsänderungen und Spannungs-Zwischenharmonischen abgeleitet werden. Dagegen sind zweckmäßigerweise für die Gruppe der zweiten Kenngrößen Harmonische, Spektralanteile innerhalb eines mittleren Frequenzbereiches, Gesamtstörfaktoren, Gleichanteile und Unsymmetriegrößen vorgesehen. Als dritte Kenngrößen für die Ergänzungsdaten sind vorzugsweise von Grundschwingungen, Harmonischen, Zwischenharmonischen und mittelfrequente Spektralanteilen abgeleitete Größen vorgesehen.A advantageous development of the method according to the invention consists in kind and way of assigning the derived characteristics to the group of the first Characteristics and to the group of the second parameters. For the first Characteristics are those characteristics selected, the only of local importance for the quality the electric energy at the respective detection point. For the second Characteristics are on the other hand, those parameters are selected which from more comprehensive Meaning of the quality the electric energy for one over the larger part of the respective entry point of the supply network are. Conveniently, for the group the first characteristics overcurrents, fault currents and characteristics provided, those of voltage rms, fast voltage changes and voltage interharmonics. On the other hand are expediently for the Group of second parameters harmonic, Spectral components within a medium frequency range, total interference factors, Equal shares and asymmetry sizes provided. As third parameters for the supplementary data are preferably of fundamental, harmonics, interharmonics and mid-frequency spectral components derived quantities.
Vorzugsweise werden mehrere in der Abfolge ihrer periodischen Erfassung aufeinander folgende Kennwerte der dritten Kenngrößen in Kettenspeichern in der Art von Schieberegistern für einen fortschreitenden begrenzten Zeitraum gespeichert. Diese zeitlichen Kennwertfolgen werden nach Auftreten zweiter Ereignisse zur Bildung der angeforderten Ergänzungsdaten ausgelesen. Die Ergänzungsdaten enthalten dann Informationen über das Verhalten der dritten Kenngrößen in unmittelbarer zeitlicher Umgebung vor und nach dem Auftreten des zweiten Ereignisses.Preferably several become successive in the sequence of their periodic acquisition following characteristic values of the third parameters in chain memories in the Kind of shift registers for saved a progressive limited period of time. These temporal Characteristic sequences are formed after the occurrence of second events the requested supplementary data read. The supplementary data included then information about the behavior of the third parameters in the immediate temporal environment before and after the occurrence of the second event.
In vorteilhafter Ausgestaltung werden für die ersten, die zweiten und die abgeleiteten Kenngrößen deren quadratische Mittelwerte, vorzugsweise gemittelt über mehrere Sekunden, verwendet, wobei für einige erste Kenngrößen auch Momentanwerte und/oder über eine Mittelungszeit von beispielsweise einer Spannungsperiode und gleitend im Abstand von beispielsweise einer Spannungshalbperiode gebildete Effektivwerte verwendet werden. Dagegen werden für die nach Auftreten zweiter Ereignisse angeforderten ereignisbeschreibenden Ergänzungsdaten die arithmetischen Mittelwerte der dritten Kenngrößen, vorzugsweise gemittelt über mehrere Sekunden, verwendet. Damit sind die ersten und zweiten Ereignisdaten sowie die Ergänzungsdaten und die Zustandsdaten weitgehend frei von zufälligen und kurzfristigen Störungen.In advantageous embodiment are for the first, the second and the derived parameters of their quadratic averages, preferably averaged over several Seconds, where used for some first parameters too Instantaneous values and / or over an averaging time of, for example, a voltage period and sliding at a distance of, for example, a voltage half cycle formed RMS values are used. In contrast, for the after Occurrence of second events requested event descriptors supplementary data the arithmetic mean values of the third characteristics, preferably averaged over several seconds, used. This is the first and second event data as well as the supplementary data and the state data is largely free from accidental and short-term disturbances.
Zweckmäßigerweise stimmt die Abfrageperiode der ersten und zweiten Kenngrößen mit deren Mittelungszeit überein, während die Zustandsdaten im Abstand mehrerer Minuten übertragen werden.Conveniently, agrees with the polling period of the first and second parameters whose averaging time coincide, while the status data is transmitted at intervals of several minutes.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt zum möglichst frühzeitigen Signalisieren qualitätskritischer Zustände eine unverzügliche Meldung an die üSVEn, dass überhaupt ein erstes bzw. ein zweites Ereignis eingetreten ist.In Advantageous development of the invention takes place as possible early Signal quality-critical conditions an immediate one Report to the authorities, that at all a first or a second event has occurred.
Zur Gewinnung eines langzeitlichen energetischen Abbildes des Versorgungsnetzes ist es von Vorteil, Daten aller erfassten Kenngrößen einmal im Tagesabstand an die üSVEn zu übertragen. Von zusätzlichem Vorteil ist hierbei die Übertragung von an den Erfassungspunkten gespeicherten Informationen der Art, wie oft mit den jeweiligen ereignisauslösenden Kenngrößen verbundene Ereignisse oder wie oft mit vorgebbaren Gruppen von ereignisauslösenden Kenngrößen verbundene Ereignisse im Verlaufe des Tages aufgetreten sind.to Obtaining a long-term energetic image of the supply network it is advantageous to enter data of all recorded parameters once a day to the people transferred to. From additional The advantage here is the transmission of information stored at the detection points of the kind how often associated with the respective event-triggering parameters Events or how often associated with predeterminable groups of event-triggering parameters Events occurred during the day.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe Invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the associated Drawing shows
In
Die
gleichartig aufgebauten Erfassungseinrichtungen
Die
Verarbeitungs- und Speichereinheiten
Die
ersten Ereignisdaten De10 bis De1N enthalten neben Informationen über den
Ort bzw. Erfassungspunkt des ersten Ereignisses, die auslösende Kenngröße, den über- oder
unterschrittenen Grenzwert außerdem
Informationen über
den Zeitpunkt, die Zeitdauer und die Art des Ereignisses. Gegebenenfalls
enthalten die ersten Ereignisdaten De10 bis De1N noch Informatio nen über den
Charakter (z.B. bei einem ereignisauslösenden Fehlerstrom: Über-, Kurzschluss-,
Einschalt- oder Rushstrom) und das zeitliche Ausmaß des ersten
Ereignisses. Die Verarbeitungs- und Speichereinheiten
Ein
erstes Ereignis signalisiert das Eintreten eines Zustandes, der
lediglich von lokaler Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie
ist. Das heißt,
dass die Ursachen und/oder die Auswirkungen des qualitätskritischen
Zustandes auf die unmittelbare Umgebung des das erste Ereignis auslösenden Erfassungspunktes
begrenzt sind. Ein zweites Ereignis signalisiert dagegen das Eintreten
eines Zustandes, der von übergreifender
Bedeutung für
die Qualität
der Elektroenergie ist. Das bedeutet, dass die Ursachen und/oder
die Auswirkungen des qualitätskritischen Zustandes
nicht mehr allein bei dem auslösenden
Erfassungspunkt zu finden sind. Beim Empfang zweiter Ereignisdaten
De20 bis bzw. De2N senden die üSVEn
Die
Verarbeitungs- und Speichereinrichtungen
Um
diesen komplexen Prozess der Datengewinnung zur Qualitätsbewertung
effektiv durchzuführen,
reicht es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
aus, dass bei ausreichender Qualität der Elektroenergie lediglich
die Zustandsdaten Dr0 bis DrN in Abständen von 10 min und die Tagesdaten
Dd0 bis DdN im Tagesabstand an die üSVEn
Der
Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in
Am Erfassungspunkt P0 wird aus den Momentanwerten der Phasenströme Ix(t)0 und der Phasenspannungen Uxz(t)0 mit ständiger Wiederholung eine Anzahl von n abgeleiteten Kenngrößen K(1)0, K(2)0 bis K(n)0 erzeugt. Mit dem Parameter m wird eine beliebige Kenngröße K(m) von allen n abgeleiteten Kenngrößen bezeichnet. Aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 ist zum einen eine erste Untermenge von ersten Kenngrößen K1(1)0, K1(2)0 bis K1(n1)0 festgelegt worden. Mit dem Parameter m1 wird eine beliebige Kenngröße K1(m1)0 aus allen n1 ersten Kenngrößen bezeichnet. Der Einfluss der ersten Kenngrößen K1(m1)0 ist bezüglich der Qualität der Elektroenergie im Wesentlichen auf den Erfassungspunkt P0 beschränkt. Aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 ist zum anderen eine zweite Untermenge von zweiten Kenngrößen K2(1)0, K2(2)0 bis K2(n2)0 festgelegt worden. Mit dem Parameter m2 wird eine beliebige Kenngröße K2(m2)0 aus allen n2 zweiten Kenngrößen bezeichnet. Der Einfluss der zweiten Kenngrößen K2(m2)0 geht bezüglich der Qualität der Elektroenergie spürbar über den Erfassungspunkt P0 hinaus.At the Detection point P0 becomes the instantaneous values of the phase currents Ix (t) 0 and the phase voltages Uxz (t) 0 with continuous repetition a number of n derived parameters K (1) 0, K (2) 0 until K (n) 0 is generated. With the parameter m, an arbitrary characteristic K (m) denoted by all n derived parameters. From the set of derived parameters K (m) 0 is on the one hand a first subset of first characteristics K1 (1) 0, K1 (2) 0 to K1 (n1) 0 been established. With parameter m1, any characteristic K1 (m1) 0 is output all n1 first characteristics designated. The influence of the first parameters K1 (m1) 0 is regarding the quality the electric energy is essentially limited to the detection point P0. Out the set of derived characteristics K (m) 0 is another one second subset of second characteristics K2 (1) 0, K2 (2) 0 to K2 (n2) 0 been established. With parameter m2, any parameter K2 (m2) becomes 0 from all n2 second characteristics. The influence of the second parameters K2 (m2) 0 goes in terms of the quality the electric energy noticeably above the Detection point P0 addition.
Am Erfassungspunkt P0 wird mit ständiger Wiederholung geprüft, ob die Kennwerte jeder ersten Kenngröße K1(m1)0 jenseits eines qualitätsrelevanten zugehörigen m1-ten Grenzwertes oder Grenzwertfensters gelangt sind. Ein solcher Fall stellt ein erstes Ereignis dar, in dessen Folge ein erstes Ereignissignal E10, das lediglich das Auftreten eines ersten Ereignisses meldet, und nachfolgend hinsichtlich ihres Informationsgehaltes umfangreiche erste Ereignisdaten De1(m1)0 an die üSVEn ausgegeben werden. Die ersten Ereignisdaten De1(m1)0 enthalten u.a. Informationen über die mit dem jeweiligen ersten Ereignis verbundene erste Kenngröße K1(m1)0, dem das erste Ereignis auslösenden Erfassungspunkt P0 sowie den Zeitpunkt und die Dauer des ersten Ereignisses. Weiterhin wird mit ständiger Wiederholung überwacht, ob die Kennwerte jeder zweiten Kenngröße K2(m2)0 jenseits eines qualitätsrelevanten zugehörigen m2-ten Grenzwertes oder Grenzwertfensters gelangt sind, sich jenseits des Grenzwertes oder Grenzwertfensters spürbar ändern oder wieder diesseits des Grenzwertes oder Grenzwertfensters eingetreten sind. Ein solcher Fall stellt jeweils ein zweites Ereignis dar, in dessen Folge ein zweites Ereignissignal E20, das lediglich das Auftreten eines zweiten Ereignisses meldet, und nachfolgend hinsichtlich ihres Informationsgehaltes umfangreiche zweite Ereignisdaten De2(m2)0 an die üSVEn ausgegeben werden. Die zweiten Ereignisdaten De2(m2)0 enthalten u.a. Informationen über die mit dem jeweiligen Ereignis verbundenen zweiten Kenngröße K2(m2)0 und dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt P0 sowie den Zeitpunkt und die Dauer des zweiten Ereignisses.At the Detection point P0 will be repeated checked, whether the characteristics of each first parameter K1 (m1) 0 beyond a quality-relevant associated m1-th limit value or limit value window are reached. Such a Case represents a first event, as a result of which a first Event signal E10, which is just the occurrence of a first event reports and, subsequently, their information content extensive first event data De1 (m1) 0 is output to the UEVEn become. The first event data De1 (m1) 0 contains i.a. Information about the first characteristic K1 (m1) 0 associated with the respective first event, which triggers the first event Detection point P0 and the time and duration of the first Event. Furthermore, monitoring is carried out with constant repetition, whether the characteristic values of every second parameter K2 (m2) 0 are beyond a quality-relevant one associated m2-th limit or limit window have passed, beyond of the limit or limit window noticeably change or again this side of the limit or limit window. Such a Case represents each a second event, as a result of a second event signal E20, which only the occurrence of a second Event reports, and subsequently with regard to their information content extensive second event data De2 (m2) 0 is output to the UEVEn. The second event data De2 (m2) 0 contains i.a. Information about the associated with the respective event second characteristic K2 (m2) 0 and which triggers the second event Detection point P0 and the time and duration of the second Event.
An jedem Erfassungspunkt Pj werden in gleicher Weise aus den Phasenströmen Ix(t)j und den Phasenspannungen Uxz(t)j abgeleitete Kenngrößen K(1)j, K(2)j bis K(n)j gebildet, aus deren Menge erste Kenngrößen K1(1)j, K1(2)j bis K1(n1)j von lokaler Bedeutung und zweite Kenngrößen K2(1)j, K2(2)j bis K2(n2)j von lokal übergreifender Bedeutung ausgewählt sind. Auch hier werden die ersten Kenngrößen K1(m1)j und die zweiten Kenngrößen K2(m2)j mit zugehörigen m1-ten bzw. m2-ten Grenzwerten oder Grenzwertfenstern verglichen und beim Auftreten erster bzw. zweiter Ereignisse erste Ereignissignale E1j und erste Ereignisdaten De1(m1)j bzw. zweite Ereignissignale E2j und zweite Ereignisdaten De2(m2)j an die üSVEn ausgegeben.At Each detection point Pj is similarly made up of the phase currents Ix (t) j and the phase voltages Uxz (t) j derived characteristics K (1) j, K (2) j to K (n) j, from the set of which first characteristic quantities K1 (1) j, K1 (2) j to K1 (n1) j of local significance and second characteristics K2 (1) j, K2 (2) j to K2 (n2) j from locally more comprehensive Meaning selected are. Again, the first characteristics K1 (m1) j and the second Parameters K2 (m2) j with associated m1-th or m2-th limit values or limit value windows and when first or second events occur, first event signals E1j and first event data De1 (m1) j and second event signals E2j, respectively and second event data De2 (m2) j is output to the UEVEn.
Am Erfassungspunkt P0 ist weiterhin aus der Menge der abgeleiteten Kennwerte K(1)0 bis K(n)0 eine dritte Untermenge von dritten Kenngrößen K3(1)0, K3(2)0 bis K3(n3)0 festgelegt worden. Mit dem Parameter m3 wird eine beliebige Kenngröße K3(m3)0 aus allen dritten Kenngrößen bezeichnet. Ebenso ist an jedem beliebigen Erfassungspunkt Pj aus der Menge der abgeleiteten Kennwerte K(1)j bis K(n)j eine Untermenge von dritten Kenngrößen K3(1)j, K3(2)j bis K3(n3)j festgelegt worden.At the Detection point P0 is still derived from the set of Characteristic values K (1) 0 to K (n) 0 a third subset of third characteristics K3 (1) 0, K3 (2) 0 to K3 (n3) 0 has been established. With the parameter m3 is any characteristic K3 (m3) 0 from all third parameters. As well is derived from the set of derived at any detection point Pj Characteristic values K (1) j to K (n) j a subset of third characteristics K3 (1) j, K3 (2) j to K3 (n3) j.
Beim Empfang von zweiten Ereignisdaten De2(m2)0 vom Erfassungspunkt P0 gibt die üSVEn ein Anforderungssignal RQ(m2;0) aus. Das Anforderungssignal RQ(m2;0) ist nach einem vorzugebenden Anforderungsmuster ausgebildet, das sowohl von der auslösenden zweiten Kenngröße K2(m2)0 als auch von deren Entstehungsort, d.h. dem Erfassungspunkt P0, abhängt. Durch das Anforderungssignal RQ(m2;0) wird die Übersendung von ergänzenden Daten an die üSVEn bewirkt. Die ergänzenden Daten sind zum einen von dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt P0 ausgegebene Ergänzungsdaten Dz0, die zusätzliche ereignisbeschreibende Kennwerte von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;0) ausgewählten der dritten Kenngrößen K3(1)0 bis K3(n3)0 beinhalten. Die ergänzenden Daten sind zum anderen von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;0) ausgewählten weiteren Erfassungspunkten – beispielsweise auch dem Erfassungspunkt Pj – ausgegebene Ergänzungsdaten Dzj. Die Ergänzungsdaten Dzj beinhalten zusätzliche ereignisbeschreibende Kennwerte von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;0) ausgewählten der dritten Kenngrößen K3(1)j bis K3(m3)j.At the Reception of second event data De2 (m2) 0 from the detection point P0 enter the üSVEn Request signal RQ (m2; 0) off. The request signal RQ (m2; 0) is designed according to a requirement pattern to be specified, the both from the triggering second parameter K2 (m2) 0 as also from their place of origin, i. the detection point P0, depends. By the request signal RQ (m2; 0) will be the sending of supplementary Data to the UEVEn causes. The supplementary data are on the one hand issued by the second event triggering detection point P0 supplementary data Dz0, the extra event descriptive characteristics of according to the requirement pattern of the request signal RQ (m2; 0) selected from the third characteristics K3 (1) 0 to K3 (n3) 0. The supplementary On the other hand, data is according to the requirement pattern of the Request signal RQ (m2; 0) selected further detection points - for example also the detection point Pj - issued supplementary data Dzj. The supplementary data Dzj include additional event descriptive characteristics of according to the requirement pattern of the request signal RQ (m2; 0) selected from the third characteristics K3 (1) j to K3 (m3) j.
Beim Empfang von zweiten Ereignisdaten De2(m2)j vom Erfassungspunkt Pj gibt die üSVEn dagegen ein Anforderungssignal RQ(m2;j) aus. Das Anforderungssignal RQ(m2;j) ist ebenfalls nach einem vorzugebenden Anforderungsmuster ausgebildet, das sowohl von der auslösenden zweiten Kenngröße K2(m2)j als auch von deren Entstehungsort, d.h. diesmal dem Erfassungspunkt Pj, abhängt. Durch das Anforderungssignal RQ(m2;j) wird wiederum die Übersendung von ergänzenden Daten an die üSVEn bewirkt. Die ergänzenden Daten setzen sich wieder aus Ergänzungsdaten Dzj, die von den dritten Kenngrößen K3(1)j bis K3(n3)j an dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt Pj abgeleitet werden, und aus weiteren Ergänzungsdaten, die von den ergänzenden Kenngrößen an weiteren Erfassungspunkten abgeleitet werden, zusammen. Zu den weiteren Ergänzungsdaten sollen in diesem Beispiel Ergänzungsdaten Dz0 gehören, die von den dritten Kenngrößen K3(1)0 bis K3(n3)0 an dem Erfassungspunkt P0 abgeleitet werden. Auch hier beinhalten die Ergänzungsdaten Dzj und Dz0 das zweite Ereignis ergänzend beschreibende Kennwerte von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;j) ausgewählten der dritten Kenngrößen K3(1)j bis K3(n3)j bzw. K3(1)0 bis K3(n3)0.At the Reception of second event data De2 (m2) j from the detection point Pj gives the üSVEn against a request signal RQ (m2; j). The request signal RQ (m2; j) is also designed according to a requirement pattern to be specified, that both from the triggering second parameter K2 (m2) j as well as their place of origin, i. this time the detection point Pj, depends. By the request signal RQ (m2; j) again becomes the transmission from complementary Data to the UEVEn causes. The supplementary Data is made up of additional data Dzj, of the third characteristic K3 (1) j to K3 (n3) j are derived at the second event triggering point Pj, and from other supplementary data, those from the supplementary Characteristics at other Detection points are derived, together. To the additional data Supplementary data should be used in this example Dz0 belong, those of the third characteristic K3 (1) 0 to K3 (n3) 0 are derived at the detection point P0. Here too contain the supplementary data Dzj and Dz0 the second event supplementary descriptive characteristics from according to the request pattern of the request signal RQ (m2; j) selected the third characteristic K3 (1) j to K3 (n3) j or K3 (1) 0 to K3 (n3) 0.
Ganz allgemein gilt, dass beim Empfang von zweiten Ereignisdaten De2(m2)p, die von einem anderen beliebigen Erfassungspunkt Pp stammen, die üSVEn ein Anforderungssignal RQ(m2;p) aussenden.In general, when receiving second event data De2 (m2) p originating from another arbitrary detection point Pp, the UEVEn outputs a request signal RQ (m2; p) the.
In größeren Abständen von 10 min werden vom Erfassungspunkt P0 und jedem beliebigen Erfassungspunkt Pj Zustandsdaten Dr0 bzw. Drj an die üSVEn übertragen. Die Zustandsdaten Dr0 und Drj werden aus der Menge aller abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 bzw. K(m)j erzeugt und als quasikontinuierlichen Zustandsabbild des Versorgungsnetzes über längere Zeit, beispielsweise Wochen oder Monate, in der üSVEn abgelegt. Von dort können die Zustandsdaten Dr0 und Drj bei Bedarf ausgelesen und beispielsweise mit aktuellen ersten Ereignisdaten De1(m1)0 bzw. De1(m1)j oder aktuellen zweiten Ereignisdaten De2(m2)0 bzw. De2(m2)j und zugeordneten Ergänzungsdaten Dz0 und Dzj in Beziehung gesetzt werden. Außerdem gestatten die abgelegten Zustandsdaten Dr0 und Drj, lang- und mittelfristige Trends im Qualitätsverhalten des Versorgungsnetzes zu erkennen.In greater distances from 10 min are from the detection point P0 and any detection point Pj state data Dr0 or Drj transmitted to the üSVEn. The status data Dr0 and Drj become 0 from the set of all derived characteristics K (m) or K (m) j generated and as a quasi-continuous state image of the supply network via longer Time, such as weeks or months, stored in the üSVEn. From there you can Status data Dr0 and Drj read out as needed and for example with current first event data De1 (m1) 0 or De1 (m1) j or current second event data De2 (m2) 0 or De2 (m2) j and associated supplementary data Dz0 and Dzj be related. In addition, the stored status data allow Dr0 and Drj, long and medium term trends in quality behavior to recognize the supply network.
In ähnlicher Weise werden aus der Menge aller abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 bzw. K(m)j am Erfassungspunkt P0 und an jedem beliebigen Erfassungspunkt Pj im Abstand von 24 h Tagesdaten Dd0 und Ddj an die üSVEn übergeben und dort zu statistischen Zwecken abgelegt.In similar Ways become out of the set of all derived characteristics K (m) 0 or K (m) j at the detection point P0 and at any detection point Pj at 24 h daily data Dd0 and Ddj passed to the üSVEn and stored there for statistical purposes.
Mit
Mit
Eine zweite Teilmenge der über 3 s quadratisch gemittelten Kennwerte wird einer weiteren quadratischen Mittelung, die diesmal über 10 min erfolgt, unterzogen. Die so erhaltenen Kennwerte bilden die alle 10 min an die üSVEn ausgegebenen Zustandsdaten Drj. Eine dritte Teilmenge der über 3 s quadratisch gemittelten Kennwerte bilden die alle 24 h an die üSVEn ausgegebenen Tagesdaten Ddj.A second subset of over 3 s square-averaged characteristic values becomes another square one Averaging, this time over 10 min, subjected. The characteristic values thus obtained form all 10 minutes to the üSVEn output state data Drj. A third subset of over 3 s square-averaged characteristic values form the values issued to the UEs every 24 h Daily data Ddj.
Mit
Es
ist noch festzuhalten, dass zwischen den vorgenannten ersten bis
vierten Teilmengen der über 3s
quadratisch gemittelten Kennwerte der abgeleiteten Kenngrößen K(m)j
erhebliche Überschneidungen bestehen.
Die Schieberegister
- 22
- Versorgungsnetzsupply network
- 44
- MittelspannungsleitungMedium voltage line
- 66
- Transformatortransformer
- 77
- Erfassungseinrichtungdetector
- 88th
- SpannungswandlerDC converter
- 1010
- StromwandlerPower converter
- 1212
- AD-WandlerADC
- 1414
- Messeinheitmeasuring unit
- 1616
- Bewertungseinheitassessment unit
- 1818
- Verarbeitungs- und Speichereinheitprocessing and storage unit
- 2020
- üSVEnüSVEn
- 2222
- Schieberegistershift register
- Dd0 ... DdNdd0 ... DdN
- Tagesdatendaily data
- De10 ... De1Nde10 ... De1N
- erste Ereignisdatenfirst event data
- De20 ... De2NDE20 ... De2N
- zweite Ereignisdatensecond event data
- Dr0 ... DrNDr0 ... DrN
- Zustandsdatenstate data
- Dz0 ... DzNdz0 ... DzN
- Ergänzungsdatensupplementary data
- E10 ... E1NE10 ... E1N
- erstes Ereignissignalfirst event signal
- E20 ... E2NE20 ... E2N
- zweites Ereignissignalsecond event signal
- Ix(t)0 ... Ix(t)NIx (t) 0 ... Ix (t) N
- Phasenströmephase currents
- K(m)0 ... K(m)NK (m) 0 ... K (m) N
- abgel. Kenngrößenabgel. parameters
- K1(m1)0 ... K1(m1)NK1 (m1) 0 ... K1 (m1) N
- erste Kenngrößenfirst parameters
- K2(m2)0 ... K2(m2)NK2 (m2) 0 ... K2 (m2) N
- zweite Kenngrößensecond parameters
- K3(m3)0 ... K3(m3)NK3 (m3) 0 ... K3 (m3) N
- dritte Kenngrößenthird parameters
- L1 ... LPL1 ... LP
- Lastload
- m; m1; m2; m3m; m1; m2; m3
- Parameterparameter
- P0 ... Pj ... PNP0 ... Pj ... PN
- Erfassungspunktedetection points
- RQ; RQ(m2;p)RQ; RQ (m2; p)
- Anforderungssignalrequest signal
- tt
- ZeitTime
- Uxz(t)0 ... Uxz(t)NUxz (t) 0 ... Uxz (t) N
- Phasenspannungenphase voltages
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