FR2645969A1 - Procede et appareil de controle de puissance pour la distribution d'energie electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les systèmes de mesure de la consommation d'énergie électrique. Un contrôleur de puissance destiné à déterminer les puissances active et réactive associées à un ou plusieurs signaux d'une ligne d'énergie électrique, comprend un échantillonneur 80 qui échantillonne plusieurs cycles de la ligne pendant une fenêtre d'observation, pour produire plusieurs jeux d'échantillons de tension-courant pour chaque cycle. Les conditions temporelles de l'échantillonnage sont définies de façon que les jeux d'échantillons soient prélevés dans des positions temporelles relatives différentes à chaque cycle. Le contrôleur de puissance enregistre des données d'échantillons entrantes dans une zone de mémoire RAM 1, et il analyse simultanément des données d'échantillons qui ont déjà été enregistrées dans une autre zone de mémoire RAM 2. Les données d'échantillons sont conservées jusqu'à l'achèvement d'une analyse de transitoires qui est effectuée le cas échéant sur ces données. Application à l'alimentation électrique des installations industrielles.

Description

Cette invention concerne de façon générale la me-

sure de paramètres de systèmes de distribution d'énergie

dans des applications concernant des systèmes de distribu-

tion d'énergie électrique et des applications industrielles.

L'invention porte plus particulièrement sur un contrôle de

puissance qui est destiné à déterminer la tension, le cou-

rant et la puissance qui sont associés à une ou plusieurs lignes d'alimentation en énergie électrique ou à d'autres

chemins conducteurs.

La nature des mesures portant sur des lignes d'alimentation en énergie électrique est souvent telle

qu'il est nécessaire de disposer d'un ensemble de paramè-

tres d'entrée pour calculer la puissance qui est absorbée

par une charge particulière, ainsi que le facteur de puis-

sance (ou le rendement) avec lequel de la puissance est fournie à la charge. Dans des applications industrielles modernes, il est courant d'employer de l'énergie électrique triphasée pour alimenter une usine ou un autre utilisateur

consommant une puissance élevée. Pour mesurer avec préci-

sion la puissance qui est fournie à un tel site, on doit de

façon générale disposer d'au moins deux paramètres d'en-

trée, à savoir la tension et le courant, pour chacune des

phases. Par conséquent, dans l'application triphasée envi-

sagée ci-dessus, il est nécessaire de disposer d'un total de 6 paramètres d'entrée, plus un paramètre représentatif du neutre, pour permettre des calculs de puissance. Il existe dans le commerce aussi bien des capteurs "en ligne" que des capteurs "à pince" pour permettre la détection de

la tension et du courant dans chacune des phases. On con-

naît déjà depuis un certain temps des contrôleurs de ppis-

sance ou wattmètres mécaniques et électromécaniques.

Un but de l'invention est de procurer un contrô-

leur de puissance électronique qui soit capable de détermi-

ner les paramètres WATTS (puissance active) et VARS (volts-

ampères réactifs) qui sont associés à une ligne de distri-

bution d'énergie électrique particulière.

Un autre but de l'invention est de procurer un contrôleur de puissance dans lequel l'exigence de vitesse

imposée au circuit d'acquisition de données qui est incor-

poré dans le contrôleur soit relativement faible.

Un autre but encore de l'invention est de procu-

rer un contrôleur de puissance qui collecte une base de

données d'information de forme d'onde, dans le but d'effec-

tuer une analyse de forme d'onde.

Un mode de réalisation de l'invention procure un contrôleur de puissance destiné à contrôler la puissance qui est associée à un signal périodique. Le contrôleur de puissance comprend un circuit d'échantillonnage destiné à échantillonner le signal pendant une fenêtre d'observation,

comprenant plusieurs cycles du signal, pour produire plu-

sieurs jeux d'échantillons de tension-courant. Le contrô-

leur de puissance comprend en outre un circuit de commande de caractéristiques temporelles, connecté au circuit

d'échantillonnage, qui est destiné à définir les caracté-

ristiques temporelles de l'échantillonnage du signal, de façon que les jeux d'échantillons de tension-courant soient répartis dans le temps à des instants différents de cycle en cycle, à l'intérieur de la fenêtre d'observation, par

rapport au début de chaque cycle.

Un autre mode de réalisation de l'invention pro-

cure un contrôleur de puissance destiné à contrôler la puissance d'un signal d'une ligne de distribution d'énergie

électrique sur plusieurs fenêtres d'observation. Chaque fe-

nêtre d'observation comprend un nombre prédéterminé de cy-

cles du signal de la ligne. Le contrôleur de puissance com-

prend des première, seconde et troisième zones de mémoire.

Le contrôleur de puissance comprend en outre un circuit

d'échantillonnage qui est destiné à échantillonner la ten-

sion et le courant du signal de la ligne sur plusieurs fe-

nêtres d'observation, pour produire des données d'échantil-

lons entrantes. Le contrôleur de puissance enregistre al-

ternativement des données d'échantillons entrantes dans les première et seconde zones de mémoire pendant des fenêtres

d'observation séquentielles respectives. Le contrl61eur com-

prend un microprocesseur, connecté aux première, seconde et troisième zones de mémoire, qui est destiné à effectuer une analyse de puissance sur les données d'échantillon qui sont enregistrées dans la première zone de mémoire, pendant que des données d'échantillons entrantes sont enregistrées dans

la seconde zone de mémoire. Ensuite, le microprocesseur ef-

fectue une analyse de puissance sur les données d'échantil-

lons qui sont enregistrées dans la seconde zone de mémoire,

pendant que des données d'échantillons entrantes sont enre-

gistrées dans la première zone de mémoire. Le moniteur de

puissance comporte un sous-programme de détection de tran-

sitoires ou un matériel équivalent pour déterminer si des

données d'échantillons dans une fenêtre d'observation cou-

rante contiennent des données transitoires et, dans l'af-

firmative, il enregistre dans la troisième zone de mémoire

des données d'échantillons entrantes dans la fenêtre d'ob-

servation qui fait suite à la fenêtre d'observation couran-

te.

Dans un mode de réalisation préféré de l'inven-

tion, un contrôleur de puissance contrôle la puissance qui est associée à un signal périodique. Le contrôleur comprend un circuit d'échantillonnage destiné à échantillonner le

signal pendant une fenêtre d'observation comprenant plu-

sieurs cycles du signal, pour produire plusieurs jeux

d'échantillons de tension-courant. Chaque jeu d'échantil-

lons contient au moins un échantillon de tension et au

moins un échantillon de courant qui sont prélevés pratique-

ment au même instant. Le contrôleur de puissance comprend

en outre un circuit de commande de caractéristiques tempo-

relles, connecté au circuit d'échantillonnage, pour définir les caractéristiques temporelles de l'échantillonnage du signal par le circuit d'échantillonnage, de façon que les jeux d'échantillons de tension-courant soient répartis sur

toute l'étendue de chaque cycle de la fenêtre d'observation.

Une zone de mémoire de données de travail est connectée au circuit d'échantillonnage pour enregistrer d'une manière entrelacée les jeux d'échantillons qui apparaissent pendant une fenêtre d'observation, afin de simuler un seul cycle de données. Une zone de données transitoires est connectée au circuit d'échantillonnage pour enregistrer séquentiellement

les jeux d'échantillons qui apparaissent pendant une fené-

tre d'observation. Une zone de données d'émission est con-

nectée à la zone de données de travail et à la zone de don-

nees transitoires. La zone de données d'émission enregistre le contenu d'une zone sélectionnée parmi la zone de mémoire de données de travail et la zone de mémoire de données transitoires, conformément à une instruction fournie par un dispositif hôte ou un autre dispositif, en préparation pour l'émission vers un autre emplacement des données qui sont ainsi enregistrées dans la zone de mémoire de données d'émission.

La suite de la description se réfère aux dessins

annexés qui représentent respectivement: Figure 1: un schéma synoptique du contrôleur de puissance de l'invention; Figure 2 - une table des adresses que génère le générateur d'adresse/circuit diviseur du contrôleur de puissance; Figure 3: un tableau qui représente le numéro du cycle d'entrée de la ligne d'énergie électrique en fonction du nombre cumulé d'échantillons par cycle qui sont prélevés pendant une fenêtre d'observation dans le contrôleur dé puissance; Figure 4: une représentation de plusieurs cycles

de signaux d'entrée de ligne superposes, montrant les posi-

tions temporelles relatives des ensembles d'échantillons respectifs, par rapport aux cycles d'entrée de la ligne d'énergie électrique, dans le contrôleur de puissance; Figure 5: une mappe de mémoire montrant comment

les données échantillonnées sont enregistrées dans la mé-

moire vive (RAM); Figure 6: un tableau qui représente les paires V(i), I(i) d'un ensemble, à côté de leurs index respectifs;

Figure 7: un organigramme du programme de com-

mande principal qui réside en mémoire dans le contrôleur de puissance de l'invention; Figure 8: un organigramme du sous-programme WATTS qui est employé dans le contrôleur de puissance de l'invention; Figure 9: un organigramme du sous-programme VARS

qui est employé dans le contrôleur de puissance de la pré-

sente invention; Figure 10: un organigramme du sous-programme d'analyse TRANSITOIRE qui est employé dans le contrôleur de puissance de l'invention;

Figure 11: un schéma synoptique du mode de réa-

lisation préféré du contrôleur de puissance de l'invention; Figure 12: une mappe de mémoire des données qui sont contenues dans le tampon de données de travail et dans

le tampon de données transitoires du contrôleur de puissan-

ce de la figure 11; Figure 13: un schéma d'un circuit de détection qui peut être employé dans le contrôleur de puissance de l'invention; et

Figure 14: un organigramme général d'un program-

me de commande qui réside en mémoire dans le contrôleur de

puissance de la figure 11.

I. Premier mode de réalisation de l'invention

La figure 1 montre un schéma synoptique du con-

trôleur de puissance de l'invention, désigné par la réfé-

rence 10. Bien que le mode de réalisation du contrôleur de puissance qui est représenté sur la figure 1 soit capable de contrôler des paramètres de puissance dans un système

triphasé, l'homme de l'art notera qu'on peut également uti-

liser le contrôleur de puissance pour contrôler un plus pe-

tit nombre de phases. Comme on l'expliquera ultérieurement de façon plus détaillée, le contrôleur de puissance 10 échantillonne le signal d'entrée de la ligne d'énergie

électrique sur une fenêtre d'observation comprenant plu-

sieurs cycles du signal d'entrée de la ligne. Le contrôleur de puissance 10 prélève plusieurs jeux d'échantillons de

tension-courant pendant chaque cycle de la fenêtre d'obser-

vation, chaque jeu d'échantillons comprenant au moins un

échantillon de tension et au moins un échantillon de cou-

rant qui sont prélevés pratiquement en même temps.

De façon plus détaillée, le contrôleur de puis-

sance 10 comprend une boucle de verrouillage de phase 20 qui fonctionne en multiplicateur de fréquence, de façon à produire un signal-d'horloge de fréquence élevée qui est utilisé pour échantillonner des données détectées par le

contrôleur 10, d'une manière qu'on décrira ultérieurement.

La boucle de verrouillage de phase 20 comprend une entrée 20A et une sortie 20B. Un signal de fréquence de ligne d'énergie électrique, pratiquement périodique, présentant par exemple une fréquence de ligne, FL, de 50 Hz, 60 Hz, 400 Hz, ou une autre fréquence de ligne, est appliqué à l'entrée 20A de la boucle de verrouillage de phase. Dans

l'exemple considéré, la fréquence de ligne FL qui est ap-

pliquée à l'entrée 20A de la boucle de verrouillage de pha-

se est de 60 Hz, mais cette valeur n'est en rien limitati-

ve. Par commodité, on utilise la notation FL pour désigner non seulement la fréquence du signal de fréquence de ligne qui est appliqué à l'entrée 20A, mais également ce signal lui-même.

L'entrée 20A de la boucle de verrouillage de pha-

se est connectée à l'entrée (+), 30A, d'un détecteur de

phase 30 qui contrôle la différence de phase entre le si-

gnal de la ligne qui est appliqué à l'entrée 20A de la bou-

cle de verrouillage de phase, et un signal de réaction qui

est appliqué à l'entrée (-) 30B du détecteur de phase 30.

Une tension continue proportionnelle à cette différence de

phase est produite à la sortie du détecteur de phase 30.

La sortie du détecteur de phase 30 est connectée

à l'entrée d'un oscillateur commandé par tension (OCT) 40.

La sortie de l'oscillateur commandé par tension 40 est con-

nectée par un circuit diviseur 50 à l'entrée 30B du détec-

teur de phase 30, pour lui appliquer le signal de réaction

précitée. Dans ce mode de réalisation particulier de l'in-

vention, le diviseur 50 est un diviseur par 1024, mais

l'invention n'est absolument pas limitée à ce rang de divi-

sion. Le rang de division qui est associé au diviseur 50 est suffisamment élevé pour que le coeto*leurde puissance 10 puisse fonctionner avec une cadence d'échantillonnage de données suffisamment élevée pour échantillonner des données

d'entrée sans introduire d'erreur, comme on le décrira ul-

térieurement de façon plus détaillée. Le signal de sortie de la boucle de verrouillage de phase 20 est prélevé à la sortie de l'oscillateur commandé par tension 40, comme le

montre la connexion de la sortie 20B de la boucle de ver-

rouillage de phase, reliée à l'oscillateur commandé par tension 40 sur la figure 1. En supposant que le signal de fréquence de ligne qui est appliqué à l'entrée 20A de la boucle de verrouillage de phase ait une fréquence FL = 60 Hz, la fréquence de sortie de la boucle de verrouillage de phase est alors Fp = 60 x 1024 = 61440 Hz ou 61,44 kHz. Par commodité, on utilisera la notation Fp pour désigner non seulement la fréquence du signal de sortie de la boucle de verrouillage de phase, mais également le signal de sortie de la boucle de verrouillage de phase lui-même. D'après ce qui précède, on voit que la boucle de verrouillage de phase se comporte essentiellement comme un multiplicateur de fréquence, dont le signal de sortie Fp constitue un signal d'horloge de référence ou une base de temps à partir duquel on peut élaborer la cadence d'échantillonnage de données pour le moniteur de puissance 10. Le circuit de boucle de verrouillage de phase 20 fait en sorte que le signal de

sortie Fp de la boucle de verrouillage de phase soit ver-

rouillé en fréquence et en phase sur le signal de la ligne, FL, d'une fréquence de 60 Hz. Autrement dit, le signal de

sortie Fp de la boucle de verrouillage de phase est syn-

chronisé sur le signal de la ligne, FL, de façon qu'il ap-

paraisse un nombre entier d'impulsions dans le signal de

sortie Fp de la boucle de verrouillage de phase, pour cha-

que cycle du signal de la ligne, FL.

La sortie 20B de la boucle de verrouillage de

phase est connectée par l'intermédiaire d'un circuit divi-

seur 60 à l'entrée d'un circuit diviseur/générateur

d'adresse 70. Dans ce mode de réalisation, le rang de divi-

sion M du circuit diviseur 60 est égal à 9. De cette maniè-

re, le signal de sortie Fp de la boucle de verrouillage de phase est divisé ou "ralenti" d'un facteur de M=9 avant d'être appliqué à l'entrée du circuit diviseur/générateur d'adresse 70. Le contrôleur de puissance n'est pas limité à un rang de division de 9 pour le circuit diviseur 60, comme

il ressortira de l'explication qui suit. On signale cepen-

dant, pour que l'explication soit complète, que lorsque le rang de division du circuit diviseur 60 est de 9, le signal de sortie divisé de la boucle de verrouillage de phase, F., présente une fréquence FD1 de 61440 Hz/9, soit 6826,7 Hz,

et on désigne ci-après par FD1.le signal ayant cette fré-

quence. On utilise ce mode de réalisation particulier du contrôleur de puissance pour contrôler jusqu'à 8 paramètres différents, mais ici encore, cette caractéristique ne doit pas être considérée comme limitative. A titre d'exemple,

dans un système de distribution d'énergie électrique tri-

phasée (qui n'est pas entièrement représenté), VA, VB et VC représentent les tensions des trois phases et IA, IB et IC

représentent les courants correspondants qui sont respecti-

vement associés à ces tensions. On utilise un circuit

échantillonneur-bloqueur 80 & huit (8) entrées pour échan-

tillonner ces tensions et courants. Plus précisément, les 8

entrées du circuit échantillonneur-bloqueur 80 sont connec-

tées aux trois phases respectives par l'intermédiaire de

divers capteurs de tension et de courant (représentés ulté-

rieurement). Autrement dit, des capteurs de tension classi-

ques sont connectés et utilisés pour détecter les tensions

VA, VB et VC, et ces capteurs fournissent des représenta-

tions de ces tensions à des entrées d'échantillonneur-blo-

queur qui portent respectivement les désignations VA, VB et VC. De façon similaire, des capteurs de courant classiques sont connectés aux trois phases ou lignes sur lesquelles sont présentes les tensions VA, VB et VC, pour produire des signaux de détection de courant respectifs IA, IB et IC qui constituent des représentations des courants respectifs. Un capteur de courant est également connecté à la ligne neutre

et le courant de neutre détecté est désigné par IN. Les si-

gnaux de courants détectés IA, IB, IC et IN sont appliqués-

& des entrées respectives du circuit échantillonneur-blo-

queur 80 qu'on appelle les entrées IA, IB, IC et IN. Dans

ce mode de réalisation particulier, la huitième entrée res-

tante du circuit échantillonneur-bloqueur 80 porte la dési-

gnation S et elle constitue une entrée de réserve inutili-

sée. (Des circuits échantillonneurs-bloqueurs à huit (8)

entrées sont courants, tandis que des circuits échantil-

lonneurs-bloqueurs à 7 entrées sont des dispositifs spé-

ciaux.) Le circuit échantillonneur-bloqueur 80 comporfe une sortie analogique respective pour chaque entrée. Autrement

dit, dans ce mode de réalisation, le circuit échantillon-

neur-bloqueur 80 comprend 8 sorties analogiques pour blo-

quer les données qui sont échantillonnées sur les 8 entrées correspondantes. Il faut noter que les échantillons des entrées VA, VB, VC, IA, IB et IC (plus IN et l'entrée de réserve) sont prélevés lorsqu'un signal de validation est reçu sur

l'entrée de validation (EN) du circuit échantillonneur-blo-

queur 80. De cette manière, un jeu de 8 échantillons de

tension-courant, ou "jeu d'échantillons" de tension-cou-

rant, est prélevé pour chaque signal de validation qui est appliqué au circuit échantillonneur-bloqueur 80. Il faut en

outre noter que dans chaque jeu d'échantillons de tension-

courant,les-échantillons des entrées VA, VB, VC, IA, IB et

IC (plus IN et l'entrée de réserve) sont prélevés simulta-

nément pour garantir l'exactitude des calculs de WATTS et

de VARS (volts-ampères réactifs) qu'on décrira ultérieure-

ment).

La cadence réelle à laquelle les jeux d'échantil-

lons sont prélevés est déterminée par la cadence à laquelle l'entrée de validation du circuit échantillonneur-bloqueur reçoit des signaux d'horloge. L'entrée de validation du circuit échantillonneur-bloqueur 80 reçoit dessignaux d'horloge à une fréquence FD2 qui dépend à la fois du rang de division du circuit diviseur 60 et du rang de division du circuit diviseur/générateur d'adresse 70. Dans ce mode

de réalisation de l'invention, le rang de division du cir-

cuit diviseur/générateur d'adresse 70 est sélectionné de

façon à être égal au nombre d'entrées du circuit échantil-

lonneur bloqueur 80, c'est-à-dire 8. La cadence de valida-

il

tion FD2 est donc égale à FD1/8, soit dans ce mode de réa-

lisation 6826,7 Hz/8 ou 853,33 Hz. Le circuit diviseur/gé-

nérateur d'adresse 70 génère des adresses à 3 bits diffé-

rentes a une cadence huit fois supérieure à la cadence FD2 du circuit échantillonneur-bloqueur. Ainsi, dans un mode de réalisation, le circuit diviseur-générateur d'adresse 70 est un compteur fonctionnant en diviseur par 8, qui compte de 0 à 7, pour produire ainsi une impulsion de sortie tous

les 8 cycles. Les états internes de ce compteur sont dispo-

nibles de façon externe sous la forme d'une adresse & "3

bits", qui adresse le multiplexeur 90. Par exemple, le cir-

cuit diviseur/générateur d'adresse 70 comporte des sorties d'adresse A, B et C qui représentent respectivement les bits d'adresse d'ordre inférieur, d'ordre intermédiaire et d'ordre supérieur. La figure 2 est une table des adresses

que génère le circuit diviseur/générateur d'adresse 70.

Chaque fois que le circuit 70 reçoit une impulsion FD1 pro-

venant du diviseur 60, une adresse différente parmi huit adresses à 3 bits possibles est générée, comme le montre la table d'adresses de la figure 2. En retournant à la figure

1, on note que le moniteur de puissance 10 comprend un mul-

tiplexeur 90 qui comporte 8 entrées d'échantillons analogi-

ques [(VA(s), VB(s), VC(s), IA(s), IB(s), IC(s), IN(s) et S(s)] et une sortie analogique. Le multiplexeur 90 comporte en outre des entrées d'adresse 90A, 90B et 90C qui sont respectivement connectées à des sorties d'adresse A, B et C

du générateur d'adresse 70. Chacune des 8 entrées analogi-

ques du multiplexeur 90 est connectée à l'une respective

des 8 sorties analogiques du circuit échantillonneur-blo-

queur 80, comme le montre la figure 1. La sortie du multi-

plexeur 90 est connectée à l'entrée d'un convertisseur ana-

logique-numérique (A/N) 100. Le convertisseur A/N 100 com-

prend une entrée de validation qui est connectée à la sor-

tie du diviseur 60, et qui reçoit donc le signal FD1. Cha-

que jeu de 8 échantillons est donc multiplexé séquentielle-

ment à l'entrée du convertisseur A/N 100. Le convertisseur

A/N 100 convertit chaque échantillon en un équivalent numé-

rique qui est appliqué à un microprocesseur 110 par l'in-

termédiaire d'un bus 115 pour être enregistré dans une mé-

moire vive (RAM) 120, représentée sur la figure 1. La mé- moire vive 120 est connectée au microprocesseur 121 par un bus 125. Le microprocesseur 120 manipule et enregistre les données échantillonnées, sous la commande d'un programme de commande qui est enregistré dans une mémoire morte (ROM) 130. La mémoire morte 130 est connectée au microprocesseur par l'intermédiaire d'un bus 135. Le microprocesseur

effectue des calculs pour déterminer la puissance acti-

ve (watts) et les volts-ampères réactifs (VAR) du signal

d'entrée de la ligne qui est échantillonné, FL.

On va maintenant examiner de façon plus détaillée

l'échantillonnage du signal d'entrée de la ligne et la cir-

culation des données échantillonnées dans l'ensemble du contrôleur de puissance 10, à partir des entrées VA, VB, VC, IA, IB et IC (plus IN et l'entrée de réserve S). Sur la

base de ce qui précède, on rappelle que l'entrée de valida-

tion EN du circuit échantillonneur-bloqueur 80 reçoit des signaux d'horloge à une cadence divisée de FD2, ou 853,33 Hz. Par conséquent, un jeu de 8 échantillons des entrées VA, VB, VC, IA, IB et IC (plus IN et l'entrée de réserve S) est prélevé pour chaque impulsion d'horloge de validation que reçoit le circuit échantillonneur-bloqueur 80. Apres avoir été échantillonné, ces 8 échantillons sont bloqués

sur les 8 sorties respectives du circuit échantillonneur-

bloqueur 80 jusqu'à l'arrivée de l'impulsion d'horloge de

validation suivante. Du fait que le circuit diviseur/géné-

rateur d'adresse 70 est un diviseur par 8, le signal d'en-

* trée FD1 qui est appliqué au circuit diviseur/générateur d'adresse 70 est 8 fois plus rapide que le signal de sortie

FD2 (horloge de validation), qui a une cadence de 6826,7 Hz.

Par conséquent, le circuit diviseur/générateur d'adresse générera séquentiellement les huit adresses différentes

qui sont représentées sur la figure 2, pour chaque impul-

sion de sortie FD2 qu'il produit. Autrement dit, le divi-

seur 70 passera de façon cyclique par les 8 adresses pour chaque impulsion de sortie FD2 qu'il produit.

Pour comprendre complètement les aspects dynami-

ques des mécanismes d'échantillonnage, de multiplexage et

de conversion A/N du contôleur de puissance 10, il est com-

mode d'envisager le comportement du contrôleur 10 vis-a-vis

de chaque impulsion FD1 qui est appliquée à la fois à l'en-

trée du circuit diviseur/générateur d'adresse 70 et sur la ligne de validation du convertisseur A/N 100. On envisage

une série représentative de 10 impulsions FD1, qu'on dési-

gne par FD1(1), FD1(2),... FDl(10). Lorsque l'impulsion FD1(1) est appliquée au diviseur 70, ce dernier produit la première adresse 000 qui est représentée dans la table de

la figure 2. Dans ces conditions, le multiplexeur 90 sélec-

tionne l'échantillon qui se trouve sur son entrée VA(s), et

il applique l'échantillon VA(s) à sa sortie. Ensuite, lors-

que l'impulsion FD1(2) est appliquée au diviseur 70, ce dernier produit la seconde adresse 001 qui est représentée

dans la table de la figure 2. Sous l'effet de cette adres-

se, le multiplexeur 90 sélectionne l'échantillon présent sur son entrée VB(s), et il applique cet échantillon à sa sortie. De façon similaire, lorsque l'impulsion FD1(3) est appliquée au diviseur 70, ce dernier produit la troisième adresse 010 qui est représentée dans la table de la figure 2. Ce processus se poursuit avec les impulsions

FDI(4), FD1(5), FDI(6), FD1(7) et FD1(8), sous l'effet des-

quelles le circuit diviseur/générateur d'adresse 70 génère respectivement les adresses 011, 100. 101, 110 et 111. Des échantillons correspondants VC(s), IA(s), IB(s), IC(s), IN(s) et S(s) sont appliqués à la sortie du multiplexeur 90. Au fur et à mesure que les échantillons VA(s), VB(s),

VC(s), IA(s), IB(s), IC(s), IN(s) et S(s) atteignent l'en-

trée du convertisseur A/N 100, ce dernier reçoit une impul-

sion de validation correspondante, à la cadence FD1, qui lui commande de convertir chaque échantillon appliqué en une représentation numérique correspondante. Ces représen- tations numériques des échantillons analogiques d'origines constituent ce qu'on appelle les échantillons numériques Va(s)', VB(s)', VC(s)', IA(s)', IB(s)', IC(s)', IN(s)' et

S(s)'. Ces échantillons numériques sont appliqués au micro-

processeur 110 pour être manipulés et enregistrés comme on

l'envisagera ultérieurement.

Enfin, après que la huitième impulsion, FD1(8), a été appliquée au diviseur 70, celui-ci produit un signal de

sortie de report qui est le signal FD2, ou signal de vali-

dation pour le circuit échantillonneur-bloqueur 80. Le pre-

mier jeu d'échantillons numériques [(VA(s)', VB(s)', VC(s)', IA(s)', IB(s) ', IC(s)', IN(s)' et S(s)'< a maintenant été

appliqué au microprocesseur 110 pour être enregistré et ma- nipulé, et il est temps de passer au second jeu d'échantil-

lons, ou jeu suivant. La huitième impulsion FD1 (FD1(8)) et le signal de sortie de report résultant précité (signal de validation) provoquent le prélèvement d'un second jeu

d'échantillons VA, VB, VC, IA, IB, IC, IN et S par le cir-

cuit échantillonneur-bloqueur 80. L'impulsion FD1 suivante, ou neuvième impulsion, FD1(9), fait retourner l'état du circuit diviseur/générateur d'adresse 70 à l'adresse 000, ou première adresse. L'impulsion FDl(10) fait passer à l'adresse suivante, et ainsi de suite. De cette manière, le processus de multiplexage des huit échantillons analogiques

par le multiplexeur 90 commence sur un second jeu d'échan-

tillons, jusqu'à ce que les huit échantillons du second jeu

d'échantillons soient tous convertis en représentations nu-

mériques correspondantes par le convertisseur 100, et

soient appliqués au microprocesseur 110 pour être enregis-

très et manipulés.

Ce processus d'obtention de jeux d'échantillons des données d'entrée de la ligne se poursuit à la cadence de 853,33 Hz/fréquence d'entrée de la ligne (60 Hz), soit 14,22 fois par cycle de la ligne d'entrée dans ce mode de réalisation particulier de l'invention. Autrement dit,

14,22 jeux d'échantillons sont produits par cycle de la li-

gne d'entrée dans ce mode de réalisation. Il apparaîtra clairement ultérieurement que le contrôleur de puissance

n'est pas limité exactement à ce nombre de jeux d'échantil-

lons par cycle de la ligne d'entrée. On voit que du fait que le nombre de jeux d'échantillons prélevés par cycle d'entrée n'est pas un nombre entier, la position temporelle relative à laquelle les jeux d'échantillons sont prélevés

variera de cycle en cycle. Ceci produit un effet de "tra-

versée" dans lequel l'instant auquel les jeux d'échantil-

lons sont prélevés varie d'un cycle de la ligne au suivant.

Comme on le voit dans le tableau de la figure 3, qui repré-

sente le numéro de cycle d'entrée de la ligne en fonction du nombre cumulé d'échantillons prélevés depuis le cycle 1 jusqu'au cycle présent, la position temporelle relative à laquelle un jeu d'échantillons est prélevé à l'intérieur de la fenêtre d'observation ne se répétera pas jusqu'à ce que 128 jeux d'échantillons aient été prélevés, ou jusqu'à ce que 9 cycles d'entrée de la ligne se soient écoulés. Ainsi,

dans le mode de réalisation présent du contrôleur de puis-

sance, 128 jeux d'échantillons, comprenant 8 paramètres chacun, seront prélevés tous les 9 cycles d'entrée de la ligne. La "fenêtre d'observation" sur laquelle la forme

d'onde d'entrée de la ligne est échantillonnée est donc dé-

finie comme étant de 9 FL cycles de la ligne dans ce mode -

de réalisation. On note que la fenêtre d'observation est égale à M cycles de la ligne, soit 9 cycles dans ce mode de réalisation, et ce nombre correspond au rang de division

du circuit diviseur 60.

Pour illustrer plus clairement cet effet de "tra-

versée", la figure 4 est incluse pour montrer une représen-

tation de 9 cycles superposés du signal d'entrée de la li-

gne, représentant partiellement les positions temporelles relatives des jeux d'échantillons respectifs par rapport aux cycles d'entrée de la ligne. Par commodité, on n'a re- présenté qu'une seule onde d'entrée de la ligne et que les trois premières positions de jeux d'échantillons pendant le premier cycle d'entrée de la ligne (cycle 1), et les trois dernières positions de jeux d'échantillons dans le dernier cycle d'entrée (cycle 9). Sur la figure 4, SS1 représente

le premier jeu d'échantillons dans le cycle 1-, SS2 repré-

sente le second jeu d'échantillons dans le cycle 1,....

SS15 représente le 15-ième jeu d'échantillons (cycle 2), SS16 représente le 16-ième jeu d'échantillons (cycle 2), et ainsi de suite jusqu'à SS128 qui représente le 128-ième jeu d'échantillons dont l'instant d'apparition correspond à la fin du cycle 9. (On rappelle que chaque jeu d'échantillons de tension-courant comprend les échantillons VA(s), VB(s), VC(s), IA(s), IB(s), IC(s), IN(s) et S(s).)

On démontrera que lorsque le processus d'échan-

tillonnage se poursuit de cette manière pendant toute la durée de la fenêtre d'observation, un "ensemble" de points

de données est collecté pour chaque grandeur d'entrée ana-

logique. Après qu'un nombre déterminé d'échantillons pour chaque grandeur d'entrée a été collecté dans la mémoire

, soit 128 dans ce mode de réalisation, l'ensemble pré-

cité.est traité par le microprocesseur 110, comme on le dé-

crira ultérieurement. Une fenêtre d'observation consiste donc en 128 jeux d'échantillons collectés sur M=9 cycles

d'entrée de la ligne, dans ce mode de réalisation.

Pour permettre d'apprécier plus pleinement les

considérations temporelles qui interviennent dans le con-

tr81eur de puissance, en ce qui concerne la fréquence de

sortie Fp de la boucle de verrouillage de phase et la sé-

lection de la fenêtre d'observation, par le choix du rang de division pour le circuit diviseur 60, on va maintenant envisager de façon plus détaillée la boucle de verrouillage

de phase 20 et le circuit diviseur 60.

- En retournant à la figure 1, on rappelle que la boucle de verrouillage de phase 20 fonctionne en multipli- cateur de fréquence. Le signal d'entrée qui est appliqué à

la boucle de verrouillage de phase 20 est un signal repré-

sentatif de la fréquence d'entrée de la ligne d'énergie

électrique. La boucle de verrouillage de phase se "ver-

rouille' de façon précise sur la fréquence du signal d'en-

trée et elle fait en sorte que le processus d'échantillon-

nage décrit ci-dessus ait lieu exactement à une cadence connue par rapport à la fréquence de la ligne, que celle-ci soit de 50 ou 60 hertz ou ait une autre valeur. Lorsque la

boucle est verrouillée, les signaux présents sur les en-

trées 30A et 30B du détecteur de phase 30 doivent avoir exactement la même fréquence mais peuvent avoir un décalage de phase, en fonction de la structure particulière de la boucle de verrouillage de phase. Ceci impose à la fréquence de sortie Fp de la boucle de verrouillage de phase 20

d'être égale à N fois la fréquence de la ligne, en dési-

gnant par N un rang de division entier. Le signal d'entrée de la ligne comprend donc N intervalles de temps par cycle d'entrée. Si N est un nombre élevé, l'oscillateur commandé par tension 40 fonctionnera à une fréquence supérieure (N x F (ligne)), et la résolution de la boucle sera très

faible. Dans toufes les circonstances, la boucle peut seu-

lement se verrouiller à un intervalle de temps prés. Par

conséquent, une valeur relativement faible de N ne permet-

tra pas à la boucle de rester verrouillée suffisamment longtemps pour collecter l'ensemble des points de données pour chaque entrée. Inversement, si N est grand, la durée

nécessaire à la boucle pour atteindre la condition de ver-

rouillage peut être excessivement longue. La boucle de ver-

rouillage de phase a pour but de faire en sorte que le si-

gnal d'entrée soit échantillonné en synchronisme sur un nombre connu de façon exacte de cycles entiers de la ligne (par exemple 50 ou 60 cycles). Le signal de sortie Fp de la

boucle de verrouillage de phase est donc un signal numqéri-

que ayant une cadence exactement égale à N fois la fréquen- ce de la ligne d'entrée. Pour le circuit multiplexeur 90 qu'on a envisagé précédemment, N doit être au moins-égai à 144 pour que le critère d'échantillonnage de Nyquist soit juste statisfait (cadence d'échantillonnage = 2 x fréquence de la ligne). Plus précisément, on note que N est déterminé par la relation 2FL x 8 x 9 = FL x N. On note également que la fréquence réelle de la ligne, FL, n'est pas importante,

aussi longtemps que la boucle peut se verrouiller.

Comme mentionné précédemment, la figure 1 montre un diviseur 60 entre la boucle de verrouillage de phase 20 et le circuit diviseur/multiplexeur 90. C'est ce diviseur qui permet de régler la fenêtre d'observation sur un

nombre connu de cycles entiers de la ligne d'entrée.

D'après l'explication qui précède, on connaiît à ce point

deux conditions qui résultent de la conception du multiple-

xeur 90 et de la boucle de verrouillage de phase 20. Ces conditions sont les suivantes: 1) La fréquence de sortie de la boucle de verrouillage de phase, Fp, est égale à N fois la fréquence de la ligne, et 2) La fréquence d'entrée du multiplexeur,FDl,est égale à 8

fois la cadence d'échantillonnage FD2.

L'inclusion du diviseur 60 finit d'établir la relation mu-

tuelle complète entre ces variables conformément à l'ex-

pression:

FD2= ( N/8) M * FL

dans laquelle K est le rang de division entier qui est as-

socié au diviseur 60 faisant suite à la boucle de verrouil-

lage de phase. Si N - 1024 et K = 9, on a:

FD2 1024

FL 9 x 8 ou

FD2 128

FL 9

L'équation ci-dessus doit être considérée comme une propor-

tion entière, du fait que N et K sont limités à des valeurs entières. En effet, il y a 128 jeux d'échantillons entiers

pendant 9 cycles de la ligne d'entrée. Du fait que la fenê-

tre d'observation doit être égale à un nombre entier de cy-

cles, la fenêtre d'observation minimale doit être de neuf

cycles de la ligne d'entrée pour cet exemple particulier.

Si la fenêtre d'observation est allongée dans cet exemple, elle est allongée de multiples de 9 cycles d'entrée. Ceci illustre donc la relation mutuelle entre la sélection du

rang de division K et la fenêtre d'observation. Par exem-

ple, dans un autre mode de réalisation, si K = 8, il y a un

nombre entier d'échantillons au cours de chaque cycle d'en-

trée, et la fenêtre d'observation peut être un nombre quel-

conque de cycles d'entrée entiers. Dans encore un autre mo-

de de réalisation, si N = 2048 et K = 5, 256 échantillons entiers peuvent être collectés sur une durée d'observation

de 5 cycles d'entrée, ou d'un multiple de cette valeur.

II. Second mode de réalisation de l'invention On va maintenant envisager un mode de réalisation de l'invention dans lequel K = 8, de façon que 120 jeux d'échantillons soient prélevés sur 8 cycles de la ligne d'entrée. Dans ce mode de réalisation, comme dans le mode de réalisation envisagé précédemment, la mémoire vive 120 comprend trois zones de mémoire, c'està-dire RAM(1),

RAM(2) et RAM(3). Sous la supervision du programme de com-

mande qui est enregistré dans la mémoire morte 130, des

données sont enregistrées dans l'une des trois zones de mé-

moire, jusqu'à ce que les 120 points d'un ensemble particu-

lier (premier ensemble) aient tous été accumulés dans cette

zone. Ensuite, des données sont enregistrées dans une se-

conde des trois zones de mémoire, avec actualisation conti-

nuelle, pendant que le microprocesseur 110 traite et analy-

se le premier ensemble de données. Lorsque l'analyse du

premier ensemble est terminé, le microprocesseur 110 re-

tourne & la première zone de mémoire pour l'enregistrement

des données, tandis qu'il analyse les données qui sont con-

tenues dans la seconde zone de mémoire. Le programme de commande contrôle continuellement les données entrantes

- pour déterminer si un échantillon quelconque a une amplitu-

de qui dépasse un niveau de seuil prédéterminé indiquant la présence d'un transitoire. Si un transitoire est détecté de cette manière, les données qui ont été enregistrées jusqu'à ce point dans l'ensemble présent sont sauvegardées pour une visualisation ou une analyse de transitoire ultérieure, et

une troisième des trois zones de mémoire est ensuite utili-

sée pour enregistrer des données pour l'ensemble suivant.

Apres que les données transitoires ont été analysées, la zone de mémoire contenant les données transitoires est à nouveau libre pour l'enregistrement de données. En résumé,

deux des trois zones de mémoire sont utilisées pour l'enre-

gistrement et l'analyse des données de travail, tandis que

la troisième zone de mémoire est disponible pour l'enregis-

trement de transitoires.

La figure 5 est une mappe de mémoire qui montre comment les données échantillonnées sont enregistrées dans la mémoire 120 du dispositif de mémoire vive approprié. Du fait que dans ce mode de réalisation de l'invention, 120

échantillons sont prélevés sur 8 cycles d'entrée de la li-

gne, chaque échantillon V(i) ou I(i) sera séparé de 3 de-

grés des échantillons adjacents. Dans cette mappe, "i" est un index qui varie de 000 à 119. De cette manière, les 120 échantillons V(i) et I(i) dans un ensemble particulier ont

tous une étiquette spécifique. La première colonne, ou co-

lonne de gauche, sur la figure 5 représente l'écart angu-

laire d'un échantillon à l'échantillon suivant. Cette in-

formation angulaire n'est pas enregistrée séparément dans la mémoire 120, mais elle est incorporée dans la figure 5 pour spécifier plus clairement la position relative des échantillons V(i) et I(i) correspondants, par rapport au signal d'entrée de la ligne. La seconde colonne contient

l'index "i" précité, variant de 0 à 119, à côté des échan-

tillons V(i) et I(i) correspondants. Les colonnes 3 et 4

contiennent les échantillons V(i) et I(i) pour chaque en-

semble de 120 échantillons. On note que les échantillons I(i) contiennent en réalité une information angulaire telle que les échantillons I(i) sont en réalité de la forme

I(i)cos(e), dans laquelle cos(e) est ce qu'on appelle habi-

tuellement le "facteur de puissance". Le facteur de puis-

sance est une mesure de l'efficacité avec laquelle la puis-

sance est fournie à une charge. Du fait que le capteur de.

courant (non représenté) mesure le courant instantané a l'instant d'échantillonnage, la valeur de courant détectée

contient le facteur de puissance. Les capteurs d'entrée me-

surent la tension et le courant réels à un instant donné.

Par conséquent, le produit de ces deux quantités représente la puissance active qui passe au niveau du capteur. A titre de renseignement supplémentaire d'ordre général, on note que le facteur de puissance est un outil mathématique qui tient compte du fait que les formes d'onde de tension et de

courant sont mutuellement déphasées d'un certain angle.

Dans des conditions idéales, les formes d'onde de tension

et de courant sont en phase. Autrement dit, dans les condi-

tions idéales, toute la puissance serait active ou réelle

(WATTS) et il n'y aurait pas de puissance réactive ou ima-

ginaire (VARS; volts-ampères réactifs). Cependant, dans la pratique réelle, on rencontre souvent des charges réactives

dans des systèmes de distribution d'énergie et de la puis-

sance réactive ou imaginaire est donc présente. Le contrô-

leur de puissance de l'invention permet de contfoler à la fois la puissance active ou réelle (WATTS) et la puissance

réactive ou imaginaire (VARS). Le microprocesseur 110 cal-

cule la puissance active, ou WATTS, associée à un ensemble particulier de données V(i) et I(i)cos(G) conformément à la relation suivante: I 119 WATTS n ---: V(i) ICI) cos(e) Le microprocesseur 110 fait donc la somme de la totalité des 120 (i = 000 - 119) produits sur M éhantillons d'entrée (ici, M = 120) pour obtenir une quantité WATTSPRODSUM. La

quantité WATTSPRODSUM est ensuite divisée par M pour obte-

nir la quantité WATTS qui est la puissance réelle associée

à la fenêtre d'observation sélectionnée.

Le microprocesseur 110 calcule également la puis-

sance imaginaire ou VARS (volts-ampères réactifs) qui est associée à un ensemble particulier de données V(i) et I(i) conformément à la relation suivante 1i 119 VARS - ---- _ V(i) I(i) sin(e) Hi-l

On rappelle que la mappe de la mémoire vive qui est repré-

sentée sur la figure 5 contient l'information I(i)cos(e), au lieu de l'information I(i)sin(>) qui est nécessaire dans la relation ci-dessus donnant VARS. Malheureusement, comme

on l'a noté précédemment, le capteur de courant ne peut me-

surer qu'une valeur composite I(i)cos(e), alors que le cal-

cul de puissance réactive exige I(i)sin(e). Cependant, les

fonctions sin et cos sont liées par la relation trigonomé-

trique: sin(G) = cos (e + 90)

Par conséquent, lorsqu'on calcule VARS, on utilise un déca-

lage de 90 degrés pour générer une valeur de I(i)sin(.G) correspondant à une valeur V(i) particulière. Autrement dit, on obtient la valeur I(i) correspondant à une valeur V(i) particulière en utilisant la relation trigonométrique

ci-dessus. Plus précisément, on utilise la relation suivan-

te pour calculer VARS dans cette situation, en employant le décalage de 90 degrés précité

1!9

VARS - --- i V(i) I(i) cos(e+90) Le tableau de la figure 6 montre un moyen pour visualiser cette technique de décalage, etoe tableau indique les paires V(i)I(i) d'un ensemble à côté de leurs index respectifs. Par exemple, la première paire V(i)I(i) est formée par le produit de la valeur de V(i) obtenue avec l'index 000 (angle de O degré) dans la mémoire vive 120 et

de la valeur de I(i) qui est obtenue avec l'index 030 (an-

gle de 90 degrés) dans la mémoire vive 120. D'une manière

similaire, la seconde paire V(i)I(i) est formée par le pro-

duit de la valeur de V(i) obtenue avec l'index 001 (angle de 3 degrés) dans la mémoire vive, et de la valeur de I(i) gui est obtenue avec l'index 031 (angle de 93 degrés) dans la mémoire vive. Ce processus de multiplication se poursuit de cette manière jusqu'à ce que le dernier échantillon dans

l'ensemble soit finalement traité. Autrement dit, la der-

nière paire V(i)I(i) est formée par le produit de la valeur de V(i) obtenue avec l'index 119 (angle de 357 degrés) dans la mémoire vive, et de la-valeur de I(i) qui est obtenue

avec l'index 029 (angle de 87 degrés) dans la mémoire vive.

Pour obtenir finalement la quantité VARS pour cet ensemble, on fait la somme de tous les produits V(i)I(i) associés à l'ensemble, et on divise ensuite la somme par le nombre de cycles dans la fenêtre d'observation, soit 8 dans ce mode

de réalisation (M = 8).

III. Organigramme Pour permettre de mieux comprendre l'invention, on va maintenant expliquer un organigramme du programme de commande qui réside dans la mémoire morte 130. Bien que le

programme de commande qu'on va maintenant expliquer concer-

ne le second mode de réalisation envisagé ci-dessus, dans lequel 120 échantillons sont prélevés dans une fenêtre d'observation contenant M = 8 cycles de la ligne, on peut aisément l'adapter a des fenêtres d'observation contenant des nombres différents de cycles de la ligne et des nombres d'échantillons différents. Le programme de commande qui est

représenté sur la figure 7 commande les activités de col-

lecte de données, d'enregistrement en mémoire et d'analyse de données du microprocesseur 110. Les variables STORE et ANAL sont respectivement initialisées à 1 et 2 à la case

200. STORE et ANAL représentent celles de trois zones d'en-

registrement en mémoire RAM(1), RAM(2) et RAM(3) qui sont

disponibles au moment présent pour l'enregistrement de don-

nées et l'analyse de ces données, comme il ressortira de la suite de l'explication de l'organigramme. L'indicateur

EAFLAG, ou indicateur de validation d'analyse, est initia-

lisé à zéro pour empêcher l'analyse des données jusqu'à ce que l'une des zones d'enregistrement en mémoire RAM(1) et RAM(2) soit remplie avec des données. Des indicateurs de

verrouillage LOFLAG(1), LOFLAG(2) et LOFLAG(3) sont initia-

lisés & 0 (zéro) pour signifier que les trois zones d'enre-

gistrement en mémoire RAM(l), RAM(2) et RAM(3) sont toutes disponibles pour l'enregistrement de données. L'index i est

initialisé à 0 (zéro> et il a une plage de variation de 0-

119, représentant le nombre d'échantillons dans la fenêtre

d'observation qui est sélectionnée dans ce mode de réalisa-

tion. Des variables WATTSPRODSUM et VARSPRODSUM sont ini-

tialisées avec des valeurs de 0 (zéro) à la case 200. On utilise les variables WATTSPRODSUM et VARSPRODSUM dans les sous-programmes de calcul WATTS et VARS qu'on envisagera

ultérieurement. Les variables k et p représentent des posi-

tions de mémoire dans RAM(1) ou RAM(2), et sont toutes deux initialisées à 000. La variable q qui est utilisée dans le

sous-programme VARS est également initialisées 0.

Un jeu d'échantillons de données, c'est-à-dire VA(i), VB(i), VC(i), IA(i), IB(l), I(i), IN(i) et S(i), est prélevé & la case 205. Chaque échantillon de ce jeu d'échantillons correspond à l'entrée respective du circuit

échantillonneur-bloqueur 80 qui porte une désignation simi-

laire. Chaque élément du jeu d'échantillons de données est converti d'un échantillon analogique à une représentation d'échantillon numérisée correspondante à la case 210. Une décision est ensuite prise a la case 215 pour déterminer celles des trois zones de mémoire RAM(1), RAM(2) et RAM(3) qui sont actuellement disponibles pour l'enregistrement des données et pour l'analyse des données. Autrement dit, on

effectue une détermination pour trouver si une zone d'enre-

gistrement de mémoire quelconque RAM(1), RAM(2) et RAM(3) est verrouillée, c'est-a-dire rendue inaccessible, par le fait que son indicateur de verrouillage respectif est placé à 1. Plus précisément, à la case 215, si LOFLAG(1) n'est pas égal à 1 et LOFLAG(2) n'est pas égal à 1, les variables

STORE et ANAL peuvent prendre des valeurs de 1 ou 2, cor-

respondant à RAM(1) ou RAM(2). Dans ce cas, RAM(l) et RAM(2) sont disponibles pour l'enregistrement et l'analyse des données. Si l'indicateur LOFLAG(1) est égal à 1, les variables STORE et ANAL peuvent prendre des valeurs de 2 ou

3, ce qui fait que les zones RAM(2) et RAM(3) sont disponi-

bles-pour l'enregistrement et l'analyse des données. Cepen-

dant, si LOFLAG(2) est égal & 1, les variables STORE et ANAL peuvent prendre des valeurs de 1 ou 3, ce qui fait que

les zones RAM(1) et RAM(3) sont disponibles pour l'enregis-

*trement et l'analyse des données.

Les représentations numérisées du jeu d'échantil-

lons VA(i), VB(i), VC(i), IA(L), IB(i), IC(), IN(i) et S(i)

sont ensuite enregistrées dans l'une des trois zones en mé-

moire RAM(1),RAM(2) ou RAM(3), conformément à la caSE 220. Immédiatement après l'initialisation de ce programme, du

fait que STORE = 1, la première zone de mémoire vive à uti-

liser pour l'enregistrement est RAM(1). A l'instant

d'échantillonnage, un test de courant transitoire est ef-

fectué à la case de décision 225 pour déterminer si l'un quelconque des trois échantillons de courant IA(i), IB(i) et IC(i) présente une amplitude supérieure à un courant de

seuil prédéterminé (THRESH). La valeur THRESH est une va-

leur sélectionnée de façon à être suffisamment élevée pour que si l'un quelconque des trois échantillons IA(i), IB(i) et IC(i) dépasse THRESH, l'échantillon qui a dépassé THRESH soit considéré comme un courant transitoire. Si un transitoire n'est pas détecté, la séquence passe à la case

230 à laquelle l'indicateur EAFLAG est testé pour détermi-

ner s'il a été instauré. Si on trouve que l'indicateur

EAFLAG a une valeur de 0, comme ce sera le cas à la premiè-

re exécution immédiatement après l'initialisation, les ana-

lyses correspondant à WATTS, VARS et TRANSIENT ne sont pas permises. Dans cette situation, la séquence ne passe pas Z5 par les points d'entrée des sous-programmes WATTS,VARS et TRANSIUMEa=x cases respectives 235, 240 et 245, et elle se poursuit en passant à la case de décision 250. A la case de décision 250, on effectue une détermination pour trouver si l'index i a déjà atteint 119. Autrement dit, on détermine si tous les jeux d'échantillons dans l'ensemble entrant présent ou dans la fenêtre d'observation courante ont été enregistrés. Dans la négative, l'index i est incrémenté de 1 à la case 255 et la séquence retourne vers la case 205 à laquelle le jeu d'échantillons suivants VA(i), VB(i),

VC(i), IA(i), IB(l), IC(), IN(i) et S(i) est prélevé.

Après que tous les échantillons dans la fenêtre

d'observation sélectionnée ont été prélevés (120 échantil-

lons dans ce mode de réalisation), le test à la case 250 trouve que i=119, et la séquence se poursuit en passant à la case 260. A la case 260, les valeurs de STORE et ANAL sont permutées, de façon que la zone d'enregistrement en mémoire ou la mémoire vive qui était récemment utilisée pour l'enregistrement des données soit maintenant analysée,

et que la zone d'enregistrement en mémoire qui était analy-

sée, s'il y en a une, soit maintenant utilisée pour l'enre-

gistrement des données. Ainsi, après que le premier ensem-

ble de 120 jeux d'échantillons ont été enregistrés dans RAM(STORE)=RAM(1), c'est-à-dire lorsque STORE=1, et ANAL=2

(mais aucune donnée n'a encore été enregistrée jusqu'à pré-

sent dans RAM(2)), les valeurs de STORE et ANAL sont permu-

tées de façon que pour l'ensemble suivant de jeux d'échan-

tillons, les échantillons soient enregistrés dans RAM(2), tandis que les échantillons déjà collectés dans RAM(l) sont maintenant analysés. La séquence passe ensuite à la case 265 à laquelle l'indicateur de validation d'analyse EAFLAG est instauré à 1, de façon que l'analyse correspondant à WATTS et à VARS soit maintenant validée lorsque la séquence retourne à la case 205, ce qui déclenche la collecte de l'ensemble d'échantillons suivant. Par conséquent, lorsque la séquence se poursuit en passant par les cases 210, 215, 220 et 225 jusqu'à la case de décision 230, pour le second ensemble ou un ensemble ultérieur, l'indicateur EAFLAG sera trouvé instauré à 1. Lorsque ceci se produit, les points d'entrée des sous-programmes WATTS, VARS et TRANSITOIE aux cases 235, 240 et 245 ne sont pas sautés. Au contraire, à

l'occasion du second ensemble ou d'un autre ensemble sui-

vant, lorsque EAFLAG=1, la séquence entre dans le sous-pro-

gramme WATTS à l'instruction GOSUB (aller au sous-program-

me) à la case 235. Autrement dit, le sous-programme d'analy-

se WATTS sera lancé et appliqué à RAM(ANAL) qui est norma-

lement RAM(1) ou RAM(2) pour des conditions non transitoi-

res. En supposant à titre d'exemple que RAM(ANAL) soit

maintenant RAM(1), le sous-programme d'analyse WATTS tra-

vaille sur la zone d'enregistrement en mémoire RAM(1); Comme on le voit à la case 300 du sous-programme d'analyse WATTS de la figure 8, les quantités V(i) et I(i)

sont prélevées dans RAM(1) pour la valeur courante de l'in-

dex i. Par commodité, dans le sous-programme WATTS de la figure 8, uneseule paire V(i) I(i) est prélevée dans

RAM(ANAL) et est traitée, tandis que dans la pratique réel-

le, des analyses WATTS pratiquement similaires sont effec-

tuées pour la totalité des trois paires V(i) I(i), c'est-à-

dire VA(i) IA(i), VB(i) IB(i) et VC(i) IC(i). La quantité WATTPROD(i) est déterminée à la case 305 et elle est égale

à V(i) multiplié par I(i) pour la valeur courante de l'in-

dex i. La quantité WATTPRODSUM est calculée à la case 310

et est égale à WATTPRODSUM (initialisée à 0), plus la quan-

tité WATTPROD(i) qui vient d'être déterminée à la case 305.

La séquence se poursuit en passant à la case 315

à laquelle on détermine si i=119, c'est-à-dire qu'on déter-

mine si toutes les paires d'échantillons V(i) I(i) dans

RAM(ANAL) ont été analysées. Si toutes ces paires d'échan-

tillons n'ont pas été analysées, la séquence passe à la case 320 qui rend la commande au programme principal de la figure 7, au point d'entrée de la case 235. On supposera cependant pour l'instant, à titre d'exemple, que lorsque la case 315 dans le sous-programme WATTS est atteinte, toutes les paires d'échantillons ont été traitées, ce qui fait que

i=119. Dans ce cas, la séquence passe à la case 325, à la-

quelle le calcul WATTS=WATTPRODSUM/M est effectué, et dans ce calcul M est égal au nombre total d'échantillons dans la

fenêtre d'observation. La quantité WATTS est ensuite enre-

gistrée à la case 330 et elle est présentée à l'utilisateur à la case 335. Une fois que le sous-programme d'analyse WATTS est terminé, à la case 340, la commande est rendue au point d'entrée à la case 235, dans le programme principal

de la figure 7.

Chaque fois que le sous-programme d'analyse WATTS rend la commande à la case 235, la séquence passe à la case 240. Lorsque ceci se produit, la séquence entre dans le sous-programme d'analyse VARS, et la quantité p est fixée égale à i+30 a la case 400 dans le sous-programme VARS qui est représenté sur la figure 9. On utilise cette technique

pour obtenir le décalage de 90 degrés envisagé précédem-

ment en relation avec le terme Isin(e) dans le calcul de VARS envisagé précédemment, L'échantillon de tension V(i) et la valeur de courant décalée correspondante I(p) sont prélevés dans la zone de mémoire RAM(ANAL), conformément à la case 405. Par commodité, dans le sousprogramme VARS de la figure 9, une seule paire V(i) I(p) est prélevée dans

RAM(ANAL) et est traitée, tandis que dans la pratique réel-

le, des analyses VARS pratiquement similaires sont effec-

tuées pour la totalité des trois paires V(i) I(p), c'est-à-

dire VA(i) IA(p), VB(i) IB(p) et VC(i) IC(p). La quantité VARSPROD(i) est déterminée à la case 410, et elle est égale

à V(i) multiplié par I(p) pour la valeur courante de l'in-

dex i. La quantité VARSPRODSUM est calculée à la case 415 et elle est égale à VARSPRODSUM (initialisée à 0) plus la quantité VARSPROD(i) qui vient d'être déterminée à la case 410. On effectue ensuite une détermination à la case 420 pour trouver si i=119, c'est-à-dire pour déterminer si toutes les paires d'échantillons V(i) I(p) dans RAM(ANAL) ont été analysées. Si toutes ces paires d'échantillons n'ont pas encore été analysées, la séquence passe & la case

425 qui rend la commande au programme principal de la figu-

re 7, au point d'entrée de.la case 240. Cependant, si on suppose à titre d'exemple que lorsque la case 420 dans le sous-programme VARS est atteinte, toutes les paires d'échantillons ont été traitées, ce qui fait que i=119, la

séquence passe dans ce cas à la case 430 & laquelle est ef-

fectué le calcul VARS=VARSPRODSUM/M, dans lequel M est égal

au nombre total d'échantillons dans la fenêtre d'observa-

tion. La quantité VARS est ensuite enregistrée à la case 435 et est présentée à l'utilisateur à la case 440. Une fois que le sous-programme d'analyse VARS est terminé, à la case 445, la commande retourne au point d'entrée de la case

240 dans le programme principal de la figure 7.

On va maintenant expliquer de façon plus détail-

lée l'analyse transitoire considérée ci-dessus. Si on dé-

termine que l'un quelconque des échantillons de courant IA(i), IB(i) ou IC(i) présente une amplitude supérieure à la quantité THRESH à la case 22f, la séquence est dirigée vers la case 500 à laquelle l'indicateur LOFLAG(STORE) est instauré à 1. De cette manière, la zone de mémoire

RAM(STORE) dans laquelle est enregistré le courant transi-

toire qui vient d'être détecté, est "verrouillée", de façon

que cette zone de mémoire ne soit pas disponible pour l'en-

registrement d'ensembles d'échantillons suivants, jusqu'à ce que les données transitoires contenues dans cette zone de mémoire soient visualisées ou analysées. A la case 505, l'étiquette TRAN est fixée égale à STORE, pour préserver l'étiquette de la zone de mémoire RAM(STORE) dans laquelle

le transitoire est apparu, c'est-a-dire RAM(TRAN). Aux ca-

ses 510, 515, 520, 525 et 530 suivantes, les analyses WATTS et VARS pour l'ensemble courant contenu dans RAM(ANAL) sont poursuivies et achevées. Ainsi, la case 510 fait passer au

sous-programme WATTS. La case 515 fait passer au sous-pro-

gramme VARS. A la case 520, les données transitoires qui sont contenues dans RAM(TRAN) sont visualisées ou bien, dans un autre mode de réalisation, la séquence passe au

sous-programme TRANSITOIRE qu'on va maintenant décrire.

Le sous-programme TRANSITOIRE de l'ensemble cou-

rant qui est enregistré dans RAM(TRAN) peut prendre la for-

me de n'importe quelle technique d'analyse de transitoires classique et bien connue. Une telle analyse de transitoires

est indiquée de façon générale à la case 600 du sous-pro-

gramme TRANSITOIRE représenté sur la figure 10. Selon une variante, les données transitoires peuvent simplement être présentées pour l'observation par l'utilisateur du contrô-

leur de puissance de l'invention. Un test est ensuite ef-

fectué & la case de décision 605 pour déterminer si l'ana-

lyse de transitoires est terminée. Si l'analyse de transi-

toires est trouvée inachevée, la séquence passe à la case 610 qui rend la commande au programme principal au point

d'entrée qui est défini par la case 525.

Dans le cas o l'analyse transitoire est trouvée inachevée & la case de décision 605, la séquence retourne par l'intermédiaire de la case 610 à la case de décision 525 du programme de commande principal de la figure 7. La case 525 effectue sa propre détermination pour décider si

tous les jeux d'échantillons dans RAM(ANAL) ont été analy-

sés ou non. Dans la négative, i est incrémenté de 1 à la case 530 et la séquence retourne à la case 510 à laquelle le sous-programme WATTS est remis en oeuvre pour le jeu d'échantillons suivant dans l'ensemble qui se trouve dans RAM(ANAL). Finalement, lorsque tous les jeux d'échantillons

dans l'ensemble qui se trouve dans RAM(ANAL) ont été analy-

sés, la séquence passe à-la case 535 à laquelle, si TRAN a une valeur de 2, la quantité STORE est fixée à 1 et la

quantité ANAL est fixée à 3. Cependant, si TRAN a une va-

leur de 1, la quantité STORE est fixée à 2 et la quantité ANAL est fixée à 3, à la case 540. De cette manière, les zones d'enregistrement en mémoire suivantes a utiliser pour l'enregistrement des données et l'analyse des données sont étiquetées-pour ces fonctions. Les données contenues dans RAM(TRAN), c'est-à-dire la zone de mémoire dans laquelle se trouve l'information transitoire, sont ainsi préservées

jusqu'à ce que l'analyse de transitoires soit terminée.

L'indicateur de validation d'analyse EAFLAG est restauré à

la case 545 pour empêcher l'analyse jusqu'à ce que les don-

nées pour l'ensemble suivant soient collectées. La séquence passe ensuite à la case 205 à laquelle l'échantillonnage

est repris.

L'analyse de transitoires se poursuit lorsque la case 245 est atteinte, dans le cas o cette analyse est

trouvée inachevée. Autrement dit, le sous-programme TRANSI-

TOIRE de la figure 10 est remis en oeuvre et un travail supplémentaire d'analyse de transitoires est effectué à la

case 600. Si l'analyse de transitoires est maintenant trou-

vé achevée à la case 605, les résultats de l'analyse de transitoires sont visualisés à la case 615. Les indicateurs de verrouillage sont ensuite restaurés à zéro à -la case 620, de façon que LOFLAG(1)=0 et LOFLAG(2)=0, ce qui libère

la zone de mémoire RAM(1) ou RAM(2) pour enregistrer à nou-

veau des données. L'indicateur de validation d'analyse est

restauré à 0 à la case 625 une fois que l'analyse de tran-

sitoires est terminée, pour empêcher l'analyse immédiate-

ment après la réinitialisation du système, à la case 630.

Autrement dit, à la case 630 du sous-programme TRANSITOIRE, la séquence est renvoyée vers la case d'initialisation 200 du programme de commande principal de la figure 7, pour

permettre au système de se restabiliser et de continuer en-

suite à collecter des ensembles d'échantillons de données

et à analyser ces ensembles.

Dans un mode de réalisation du contrôleur de puissance de l'invention, on détermine le pourcentage des

échantillons courants dans RAM(TRAN) qui dépassent la va-

leur THRESH. Dans un tel mode de réalisation, le programme de commande est modifié de façon que des échantillons

soient prélevés pendant toute la durée de la fenêtre d'ob-

servation, à la fois avant et après la détection d'un pre-

mier échantillon transitoire, pour fournir davantage d'in-

formation concernant les conditions transitoires. On peut également employer d'autres techniques connues d'analyse de

2645969-

transitoires, et l'invention n'est limitée à aucune techni-

que d'analyse de transitoires particulière.

IV. Mode de réalisation préféré de l'invention Un mode de réalisation préféré du contrôleur de puissance de l'invention est représenté sous forme de sché- ma synoptique sur la figure 11 et constitue le contrôleur de puissance 800. A l'exception des modifications suivantes, le contrôleur de puissance 800 est pratiquement similaire

au contrôleur de puissance 10 de la figure 1, et les élé-

ments semblables sont désignés par des références numéri-

ques semblables. Dans le contrôleur de puissance 800, un

nombre entier d'échantillons sont prélevés par cycle du si-

gnal d'entrée de la ligne, FL, pendant une fenêtre d'obser-

vation qui est sélectionnée à titre d'exemple de façon à

avoir une longueur de 8 cycles. Dans cet exemple particu-

lier, les rangs de division des circuits diviseurs 50 et 60 sont sélectionnés de façon que 16 jeux d'échantillons soient prélevés par cycle du signal FL, sur chaque groupe de 8 cycles du signal FL. Ainsi, un ensemble de données comprend 128 jeux d'échantillons collectés sur les 8 cycles

de l'ensemble, avec 16 jeux d'échantillons collectés pen-

dant chaque cycle du signal FL. Dans ce mode de réalisa-

tion, les instants d'échantillonnage des 16 jeux d'échan-

tillons par cycle sont répartis de façon pratiquement uni-

forme sur toute l'étendue de chaque cycle de la fenêtre d'observation. L'homme de l'art notera qu'on peut également

employer conformément à l'invention d'autres fenêtres d'ob-

servation, de durée supérieure ou inférieure à 8 cycles.

Comme dans le contrôleur de puissance 10, la sor-

tie du convertisseur A/N 100 est connectée au microproces-

seur 110, de façon que des représentations numériques des

données provenant de chaque cycle soient appliquées au mi-

croprocesseur 110 qui coordonne l'enregistrement de ces

données en mémoire. Dans ce mode de réalisation de l'inven-

tion, le microprocesseur 110 est connecté à une mémoire vi-

ve (RAM) de "données de travail" 805 et à une mémoire vive de "données transitoires" 810, par l'intermédiaire d'un bus

de connexion 815.

Dans la pratique réelle, la mémoire vive 805 et la mémoire vive 810 peuvent être des parties de la même pu- ce de mémoire, grâce à l'utilisation d'adresses de départ

différentes dans cette mémoire pour les "données de tra-

vail" et les "données transitoires". La mémoire vive 805 et

la mémoire vive 810 seront également appelées respective-

ment "tampon de données de travail" et "tampon de données transitoires". Le tampon de données de travail 805 et le tampon de données transitoires 810 sont du type "premier

entré-premier sorti'' et chacun d'eux a une capacité suffi-

sante pour contenir un ensemble complet de données, c'est-

à-dire 128 jeux d'échantillons sur 8 cycles. A titre d'exemple, on a trouvé qu'une taille suffisante pour le tampon de données de travail 805 et le tampon de données

transitoires 810 était de 1792 multiplets, mais cette va-

leur n'est en rien limitative.

On envisagera ultérieurement de façon plus dé-

taillée la nature des données de travail et des données transitoires. Cependant, pour l'instant, on note que le tampon de données de travail 805 et le tampon de données transitoires 810 sont connectés à l'entrée d'un tampon d'émission 820 par l'intermédiaire de bus de données 825 et

830. Le tampon d'émission 820 a la même taille que les tam-

pons-805 et 810. Le tampon d'émission 820 est connecté par

l'intermédiaire d'un bus de connexion 835 à un bus de dis-

positif hôte 840 auquel est connecté un contrôleur logique programmable 845 ou un autre dispositif hâte. Comme on le verra ultérieurement, le dispositif h6te 845 demande des données de travail, des données transitoires et des données

calculées au contrôleur de puissance 800. On peut par exem-

ple employer un contrôleur logique programmable pour le dispositif hôte 845. On peut commodément employer le bus de

communication interne de ce contrôleur pour le bus de dis-

positif hôte 840.

Bien que 128 jeux d'échantillons soient collectés

de manière séquentielle sur les 8 cycles d'un ensemble par-

ticulier, les 128 jeux d'échantillons sont enregistrés

d'une manière entrelacée dans le tampon de données de tra-

vail 805. Plus précisément, les 128 jeux d'échantillons d'un ensemble de 8 cycles sont prélevés séquentiellement dans l'ordre qui est indiqué dans la colonne de gauche de la figure 12, en partant du jeu d'échantillons 1 du cycle 1

(SS1). On rappelle que chaque jeu d'échantillons comprend en réa-

lité 8 échantillons prélevés simultanément, c'est-à-dire les échantillons des entrées VA, VB, VC, IA, IB et IC (plus IN et l'entrée de réserve S). L'échantillonnage du premier

cycle se poursuit avec le prélèvement des jeux d'échantil-

lons SS2-SS16. Ensuite, l'échantillonnage du second cycle commence par le jeu d'échantillons SS17 et il se poursuit jusqu'au jeu d'échantillons SS32. D'une manière similaire,

l'échantillonnage du troisième cycle commence avec le pré-

lèvement du jeu d'échantillons SS33 et il se poursuit jus-

qu'au jeu d'échantillons SS48. L'échantillonnage se pour-

suit de la méme manière que pour les jeux d'échantillons 4-8 restants, jus-

qu'à ce que les échantillons des 128 cycles de l'ensemble

soient tous collectés.

Comme mentionné ci-dessus, bien que les jeux d'échantillons SS1-SS128 soient collectés séquentiellement, ces échantillons ne sont pas enregistrés en mémoire dans

l'ordre dans lequel ils sont collectés, mais sont enregis-

trés de la manière entrelacée qui est représentée dans la colonne centrale de la figure 12. De cette manière, huit cycles de données sont transformés en l'équivalent d'un

seul cycle de données, avant l'accomplissement destraite-

mentsde puissance active,-de puissance réactive et de fac-

teur de puissance qu'effectue le microprocesseur 110. De façon plus détaillée, la colonne de gauche de la figure 12

représente l'ordre d'échantillonnage des jeux d'échantil-

lons SS1-SS128, et la seconde colonne de droite représente l'ordre

d'enregistrement entrelacé des jeux d'échantillons SSl-

SS128 dans la mémoire de données de travail 805. Pour réa-

liser un tel entrelacement, au fur et à mesure que les don-

nées sont prélevées, le jeu d'échantillons SS1 est enregis-

tré dans la position de mémoire 1, SS2 est enregistré dans la position 9, SS3 est enregistré dans la position 17, et ainsi de suite pour le teste des données du premier cycle, comme le montre la figure 12. Lorsque le premier jeu

d'échantillons du second cycle, c'est-à-dire SS17, est pré-

levé, ce jeu d'échantillons SS17 est entrelacé, en arrière, dans les données déjà enregistrées, par le fait qu'il est

enregistré dans la position de mémoire 2 qui suit immédia-

tement la position de mémoire 1 utilisée pour le premier cycle. Le jeu d'échantillons SS18 est enregistré dans la position de mémoire 10 qui suit immédiatement la position de mémoire 9 utilisée pour le premier cycle. En résumé, les positions d'enregistrement des 16 jeux d'échantillons du

second cycle sont avancées d'une unité par rapport aux po-

sitions d'enregistrement des jeux d'échantillons du premier cycle. En continuant de la même manière, les positions d'enregistrement des 16 jeux d'échantillons du troisième cycle sont avancées d'une unité par rapport aux positions d'enregistrement des jeux d'échantillons du second cycle, et ainsi de suite jusqu'à ce que les 8 cycles de données SSl-SS128 soient tous entrelacés pour former l'équivalent

d'un seul cycle condensé de données de tension et de cou-

rant. Le tampon de données de travail 805 est donc rempli

avec un ensemble entrelacé de données SS1-SS128, de la ma-

nière décrite ci-dessus, pour simuler un seul cycle du si-

gnal de la ligne qui est observé.

Apres que l'ensemble de données de travail a été

collecté dans le tampon de données de travail 805, le mi-

croprocesseur 110 traite les données de travail pour déter-

miner la puissance réelle ou active (WATTS), la puissance imaginaire ou réactive (VARS) et le facteur de puissance qui sont associés aux données dans l'ensemble. Dans ce mode de réalisation, la puissance active, la puissance réactive et le facteur de puissance sont enregistrés dans le tampon

de données calculées 850 qui est connecté au tampon de don-

nées de travail 805, comme le montre la figure 11. Le tam-

pon de données calculées 850 est connecté au bus 840, de façon que les données calculées puissent être appliquées au

bus 840 et au contrôleur logique programmable 845 approxi-

mativement une fois par seconde. Les données calculées sont

émises automatiquement vers le contrôleur logique program-

mable 845 approximativement une fois par seconde, sans que - le contrôleur logique programmable, ou dispositif hôte,

845, ne demande de telles données calculées.

La figure 13 représente sous la forme du circuit de détection 855 un exemple d'un circuit de détection de tension et de courant qu'on peut employer en association avec le contrôleur de puissance de l'invention. Le circuit de détection 855 est du type phase-neutre, bien qu'on puisse également employer un circuit de détection du type

phase à phase. La figure 13 montre trois phases d'un systè-

me de distribution d'énergie électrique, portant respecti-

vement les désignations phases A, B et C, et une ligne de neutre désignée par N. Dans le circuit de détection 855, les tensions phase-neutre sont détectées et désignées par VA, VB, VC, comme représenté. Les courants dans les phases respectives A, B et C sont détectés et sont respectivement désignés par IA, IB et IC, comme représenté. Le courant

dans la ligne de neutre est désigné par IN.

Plus précisément, un transformateur 860 est con-

necté à la ligne N pour détecter le courant IN dans cette ligne, comme le montre la figure 13. Des enroulements de transformateurs d'intensité (TI) 865A, 865B et 865C sont

couplés de façon inductive aux phases A, B et C, comme re-

présenté. Chacun des enroulements 865A, 865B et 865C com-

porte des extrémités opposées portant les désignations 1 et 2, en combinaison avec la référence de l'enroulement. Les extrémités 865A1, 865B1 et 865C1 sont connectées ensemble et à la terre, comme le montre la figure 13. De plus, les

extrémités 865A1, 865B1 et 865C1 sont connectées par l'in-

termédiaire de conducteurs 870A, 870B et 870C aux extrémi-

tés respectives 865A2, 865B2 et 865C2. Les enroulements de

transformateurs d'intensité 875A, 875B et 875C sont cou-

plées de façon inductive aux conducteurs 870A, 870B et 870C

de façon que la tension qui est induite dans chacun des en-

roulements 875A, 875B et 875C soit représentative des cou-

rants IA, IB et IC qui circulent respectivement dans les phases A, B et C.

Le circuit de détection 855 comprend des enroule-

* ments de transformateurs de potentiel (TP) 880A, 880B et

880C. Une extrémité de chacun des enroulements de transfor-

mateurs de potentiel 880A, 880B et 880C est respectivement connectée électriquement aux phases A, B et C, comme le montre la figure' 23. La charge qui est associée-aux phases

A, B et C est connectée entre le neutre N et le noeud 885.

Les extrémités restantes de chacun des enroulements 880A,

880B et 880C sont conneceées ensemble au noeud 885. Des en-

roulements de transformateurs de potentiel 890A, 890B et 890C sont couplés de façon inductive aux enroulements 890A, 880B et 880C, de façon que des tensions de phase VA, VB et VC apparaissent aux bornes des enroulements 890A, 890B et 890C, comme le montre la figure 13. Une extrémité de chacun

des enroulements 890A, 890B et 890C est connectée à la pai-

re. De cette manière, le circuit de détection 855 fournit au contrôleur de puissance les données VA, VB, VC, IN, IA,

IB et IC à traiter. Ces données sont utilisées pour déter-

miner les valeurs efficaces vraies de la tension et du cou-

rant, ainsi que la puissance active et réactive, phase par

phase. Le contrôleur de puissance fournit également l'éner-

2645969-

gie totale et le facteur de puissance du système.

Le microprocesseur 110 calcule la puissance réel-

le ou active, WATTS, la puissance imaginaire ou réactive, VARS, et le facteur de puissance, FP, qui sont associes à un ensemble particulier, en procédant de la façon suivante. Pour des transformateurs de potentiel (TP) connectés entre phase et neutre: 1 128 VATTSA - --- VA(J)IAAj)

M J-I

X 128 VATTSB --- - V(j)I8tj>

I 128

TOTAL WATTS =WATTSA + W TTSB + WATTS0

avec les notations suivantes: WATTSA, WATTS et WATTS re-

A# B C

présentent respectivement la puissance réelle des phases A,

B et C; M est égal au nombre d'échantillons dans l'ensem-

ble; VA(j), VB(j) et VC(j) représentent les échantillons de

tension entre phase et neutre de la phase respective fai-

sant l'objet du calcul; et I(j) représente les échantillons

de courant de la phase respective faisant l'objet du cal-

cul. Il faut noter que dans ce mode de réalisation de l'in-

vention, les termes d'angle de phase dans les équations

donnant WATTS et VARS, ne sont pas représentés, par commo-

dité, du fait que l'information d'angle de phase est conte-

nue dans les variables IA, IB et IC. La valeur de j corres-

pondant aux échantillons de tension et de courant enregis-

trés en mémoire est indiquée dans la colonne de droite de

la figure 12.

1 128 VARSA - -- VA(j)IA(J 90 gdegrés) VARSB - --- VB(J)'I8(j + 90 degrés) H j-i 1 128 VARSc - ---. VC(J)ICj + 90 degrés) M J-1

TOTAL VARS - VARSA + VARSB + VARSC

avec les notations suivantes:VARSA, VARSB et VARSC repré- sentent respectivement la puissance imaginaire ou réactive des phases A, B et C; et VA(j), VB(j) et VC(j) représentent toujours les échantillons de tension entre phase et neutre pour les phases respectives qui font l'objet du calcul. On

obtient les valeurs de courant I(j + 90 degrés) en préle-

vant l'échantillon qui est enregistré en mémoire dans une

position située 90 degrés après l'échantillon I(j) particu-

lier. Du fait que la longueur de l'ensemble ( 128 jeux d'échantillons) après enregistrement en mémoire représente un cycle ou 360 degrés, 90 degrés correspondent à 128/4 ou 32 positions de mémoire. Par conséquent, pour prélever une valeur de courant I(j + 90 degrés) avec j=l, on prélève en réalité l'échantillon de courant désiré qui correspond à

I(1+32) ou I(33).

Pour des transformateurs de potentiel (TP) con-

nectés entre phases, on a: 1 128 VATTSA - --- IA(J + 90 deqrés)'(VA(J)) /(3)1/2 H J-i I 128 VATTSB - ---S-IB(J + 9go degrési)e(VB(J)/(3)1/2 K j=1 I 128 WATTSC - --- IC<j + 90 degrés)!*(VC(i))/3)1/2 K j-i

TOTAL WATTS - WATTSA + WATTS8 + WATTSC

avec les notations suivantes: WATTSA, WATTSB et WATTSC re-

présentent respectivement la puissance réelle ou active des phases A, B et C; VA(j), VB(j) et VC(j) représentent dans ce cas les échantillons de tension respectifs entre phases de B à C, de C à A, et de A à B; et I(j) représente les échantillons de courant de la phase respective faisant

l'objet du calcul.

-1 128

VARSA --- IAt)#(VA(j"i(3)112 A MJ i 128

VARSB - --- IB(J)*(VB(J))/(3}12

M J-1 i 128 VARSC - --- zIC(J)(VC(j)/(3)112 H j-I

TOTAL VARS - VARSA + VARSB + VARSC

TOTAL WATTS

FACTEUR DE PUISSANCE -= -----------------.-----

(TOTAL WATT2 + TOTAL VAR2)112

En résumé, le microprocesseur 110 calcule les pa-

ramètres exprimés ci-dessus à partir de l'information d'échantillons qui se trouve dans le tampon de données de

travail 805, et il émet les données calculées vers le tam-

pande données calculées 850. Les données calculées sont en- suite transmises au dispositif hôte ou contrôleur logique

programmable, 845, approximativement une fois par seconde.

Chaque échantillon de courant I(j) est testé par le microprocesseur 110 pour déterminer s'il s'agit d'un transitoire. Ainsi, chaque échantillon de courant I(j) est

comparé avec un niveau de seuil prédéterminé dont le dépas-

sement indique que l'échantillon I(j) particulier est un transitoire. Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, pour garantir la précision de la capture d'un transitoire, on considère qu'un transitoire est détecté lorsque le microprocesseur 110 trouve que deux échantillons

I(j) successifs présentent une amplitude qui dépasse le ni-

veau de seuil prédéterminé. Indépendamment du fait qu'un transitoire soit trouvé ou non, les données entrantes qui sont enregistrées de manière entrelacée dans le tampon de

données de travail 805 sont également enregistrées de-ma-

nière non entrelacée dans le tampon de données transitoires 810.Autrement dit, les jeux d'échantillons SS1-SS128 sont enregistrés séquentiellement dans le tampon de données

transitoires 810 dans l'ordre dans lequel ils ont été pré-

levés par le circuit échantillonneur-bloqueur 80.

Si le microprocesseur 110 détermine que le cycle courant contient un transistoire, il ordonne au tampon de

données transitoires 810 de conserver les données corres-

pondant aux deux derniers cycles antérieurs au transitoire, qui précèdent le cycle courant. Les données d'échantillons provenant du cycle courant qui contient le transitoire sont également conservées dans le tampon de données transitoires 810. Le microprocesseur 110 ordonne également au tampon de

données tansistoires 810 d'enregistrer les données d'échan-

tillons qui correspondent aux 5 cycles postérieurs au tran-

sitoire, apparaissant après le cycle dans lequel le transi-

toire a été trouvé. De cette manière, après la détection d'un transitoire, le tampon de données transitoire 810 est rempli avec 8 cycles de données d'échantillons ou 128 jeux

d'échantillons qui sont enregistrés d'une manière non en-

trelacée. Lorsque le microprocesseur 110 trouve qu'un tran-

sitoire est apparu, il signale cette condition au contrô-

leur logique programmable hôte 845.

Si le contrôleur logique programmable hôte 845 ne demande pas les données transitoires qui sont contenues dans le tampon de données transitoires 810, les données

d'échantillons provenant des cycles suivants peuvent écra-

ser les données qui sont enregistrées dans le tampon de

données transitoires 810. Cependant, si le contrôleur logi-

que programmable hôte 845 demande les données transitoires qui se trouvent dans le tampon de données transitoires 810, le contenu du tampon de données transitoires 810 est émis vers le tampon d'émission 820. Les données transitoires sont émises par paquets du tampon d'émission 820 vers le

contrôleur logique programmable hôte 845, par l'intermé-

diaire des bus 835 et 840.

Dans la pratique réelle, pour éviter des trans-

ferts de données inutiles de tampon à tampon, le tampon d'émission 820, le tampon de données transitoires 810 et le tampon de données de travail 805 ont tous la même taille et

font partie de la même mémoire. Le microprocesseur 110 at-

tribue une adresse ou position de départ à chacun des tam-

pons 820, 810 et 805. Par conséquent, si le microprocesseur a besoin de transférer vers le tampon d'émission 820 les

données transitoires qui se trouvent dans le tampon de don-

nées transitoires 810, il redéfinit le tampon de données transitoires 810 comme étant le tampon d'émission 820, et

inversement. Ainsi, le microprocesseur 110 considère main-

tenant que l'adresse de départ du tampon de données transi-

toires 810 est l'adresse de départ du tampon d'émission

820. Les données transitoires qui se trouvent dans le tam-

pon d'émission 820 sont ensuite émises par paquets vers le

contrôleur logique programmable hôte 845.

D'une manière similaire, si le contrôleur logique programmable hôte 845 demande au microprocesseur 110 de lui

envoyer les données de travail entrelacées qui sont conte-

nues dans le tampon de données de travail 805, au lieu d'envoyer réellement les données de travail vers le tampon

d'émission 820 (bien que ceci puisse toujours être effec-

tué), le microprocesseur 110 redéfinit le tampon de données

de travail 805 comme étant le tampon d'émission 820, et in-

versement. Plus précisément, le microprocesseur 110 consi-

dère maintenant que l'adresse de départ du tampon de don-

nées de travail 805 est l'adresse de départ du tampon

d'émission 820. Le contenu du tampon d'émission 820 est en-

suite émis par paquets vers le contrôleur logique program-

mable hôte 845.

V. Organigramme

La figure 14 est un organigramme montrant un pro-

gramme de commande généralisé pour le microprocesseur 110.

L'organigramme de la figure 14 résume également les étapes

du processus de contrôle de puissance de l'invention.

Un ensemble de données de 128 jeux d'échantillons SSl-SS128, comprenant chacun des échantillons de tension et de courant, est collecté sur 8 cycles, conformément à la

case 900. Au fur et à mesure que les échantillons de cou-

rant de l'ensemble sont collectés, chaque échantillon est

testé pour déterminer s'il s'agit d'un transitoire, confor-

3C mément à la case 905. Chaque ensemble de données est enre-

gistré dans le tampon de données transitoires 810, confor-

mément à la case 910. Ainsi, si le test de transitoire mon-

tre que deux échantillons de courant successifs (par exem-

ple un échantillon de courant dans le jeu SS21 et un échan-

tillon dans le jeu SS22) dépassent une amplitude prédéter-

minée, on détermine l'existence d'un transitoire. Dans ces conditions, les données pour le cycle courant ainsi que les deux cycles antérieurs au transitoire sont conservées dans le tampon de données transitoires 810. Des données de jeux d'échantillons provenant des 5 cycles suivants, postérieurs au transitoire, sont également enregistrées de manière non entrelacée dans le tampon de données transitoires 810, pour

former un ensemble complet de 128 jeux d'échantillons.

Les données provenant de chaque ensemble sont également enregistrées de manière entrelacée dans le tampon de données de travail 805, conformément à la case 915, de

la manière décrite ci-dessus. Si on trouve à la case de dé-

cision 920 que le contrôleur logique programmable hôte 845 a demandé les données transitoires qui se trouvent dans le tampon de données transitoires 810, le contenu du tampon de

données transitoires 810 est placé dans le tampon d'émis-

sion 820, à la case 925. Les données transitoires sont émi-

ses du tampon d'émission 820 vers le contrôleur logique programmable hôte 845 & la case 930. Cependant, si la case

de décision 920 indique que le contrôleur logique program-

mable hôte 845 n'a pas demandé les données transitoires, la séquence passe à la case de décision 935. Si on trouve à la case de décision 935 que le contrôleur logique programmable hôte 845 a demandé les données de travail se trouvant dans le tampon de données de travail 805, les données de travail qui sont contenues dans le tampon 805 sont transmises au tampon d'émission 820, comme l'indique la case 940. Les données de travail sont émises du tampon d'émission 820 vers le contrôleur logique programmable hôte 845 à la case 945. Cependant, si la case de décision 935 indique que le contrôleur logique programmable hôte 845 n'a pas demandé

les données de travail, la séquence passe à la case de cal-

cul 950.

A la case 950, le microprocesseur 110 calcule les quantités WATTS, VARS et FACTEUR DE PUISSANCE a partir des

données de travail entrecalées qui se trouvent dans le tam-

pon de données de travail 805, de la manière qu'on a déjà

décrite. Les données calculées sont émises vers le contrô-

leur logique programmable hôte 845 approximativement une fois par seconde, conformément à la case 955. La séquence retourne ensuite à la case 900 et le processus de collecte

de l'ensemble de données suivant commence. La description

ci-dessus montre clairement que l'invention procure non

seulement un appareil de contrôle de puissance, mais égale-

ment un procédé pour contrôler la puissance associée à un signal. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend les opérations qui consistent à échantillonner le signal pendant une fenêtre d'observation comprenant un ensemble de

cycles du signal, pour produire plusieurs jeux d'échantil-

lons de tension-courant au cours de chaque cycle du signal,

-et à définir les caractéristiques temporelles de l'échan-

tillonnage du signal de façon que les jeux d'échantillons

soient produits à des positions temporelles relatives dif-

férentes de cycle en cycle, par rapport au début de chaque cycle de la fenêtre d'observation. Le procédé comprend en outre l'opération qui consiste à déterminer à partir des

ensembles d'échantillons la puissance active et la puissan-

ce réactive qui sont associées au signal.

Un autre mode de réalisation procure un procédé pour contrôler la puissance associée à un signal périodique

pendant une fenêtre d'observation comprenant plusieurs cy-

cles du signal. Ce procédé comprend l'opération qui consis-

te à prélever des échantillons de tension et de courant pendant des première et seconde fenêtres d'observation du

signal, pour produire plusieurs jeux d'échantillons de ten-

sion-courant par cycle des première et seconde fenêtres d'observation, et l'opération qui consiste à enregistrer dans une première zone de mémoire les jeux d'échantillons de tension-courant qui ont été prélevés pendant la première

fenêtre d'observation. Le procédé comprend en outre l'opé-

ration qui consiste à analyser les échantillons contenus

dans la première zone de mémoire, pour déterminer la puis-

sance qui leur est associée, pendant la seconde fenêtre

d'observation, tandis que les échantillons de tension-cou-

rant qui sont prélevés pendant la seconde fenêtre d'obser-

vation sont enregistrés dans une seconde zone de mémoire.

Le procédé comprend l'opération qui consiste à déterminer

si l'un quelconque des jeux d'échantillons de tension-cou-

rant représente des transitoires dans le signal, et l'opé-

ration qui consiste & désigner l'une des première et secon-

de zones de mémoire comme étant une zone de mémoire de don-

nées transitoires lorsqu'on détermine que des données tran-

sitoires sont enregistrées dans cette zone. Le procédé com-

prend en outre l'enregistrement dans une troisième zone de mémoire des jeux d'échantillons qui apparaissent dans une

fenêtre d'observation qui fait suite à une fenêtre d'obser-

vation au cours de laquelle on a déterminé l'apparition d'un transitoire. Le procédé comprend également l'opération

qui consiste à empêcher l'utilisation de l'une des premiè-

re et seconde zones de mémoire qui est désignée comme étant la zone de mémoire de données transitoires, jusqu'à ce que

les données transitoires qu'elle contient soient analysées.

Un mode de réalisation préféré procure un procédé

pour contrôler la puissance d'un signal pratiquement pério-

dique, comprenant l'opération qui consiste à échantillonner

le signal pendant une fenêtre d'observation comprenant plu-

sieurs cycles du signal, pour produire plusieurs jeux

d'échantillons de tension-courant. Chaque jeu d'échantil-

lons contient au moins un échantillon de tension et au

moins un échantillon de courant qui ont été prélevés prati-

quement en même temps. Le procédé comprend en outre l'opé-

ration qui consiste & définir les caractéristiques tempo-

relles de l'échantillonnage du signal de façon que les jeux d'échantillons de tension-courant soient répartis sur toute l'étendue de chaque cycle de la fenêtre d'observation. Le

procédé comprend également l'opération qui consiste à enre-

gistrer d'une manière entrelacée, dans une première zone de mémoire, les jeux d'échantillons qui apparaissent pendant une fenêtre d'observation particulière, afin de simuler un seul cycle de données dans la première mémoire, et l'opéra- tion qui consiste à enregistrer de manière séquentielle, dans une seconde zone de mémoire, les jeux d'échantillons

qui apparaissent pendant la fenêtre d'observation particu-

lière. On a décrit dans ce qui précède un contrôleur de puissance et un procédé de contrôle de puissance qui sont

capables de déterminer le paramètre WATTS (puissance acti-

ve) et le paramètre VARS (volts-ampères réactifs, ou puis-

sance imaginaire) qui sont associés à une ligne de distri-

bution d'énergie électrique particulière. Le contrôleur de puissance comprend un circuit d'acquisition de données qui

est spécialement conçu de façon que ses exigences de vites-

se soient relativement faibles. Le contrôleur de puissance collecte une base de données d'information de forme d'onde dans le but d'effectuer une analyse de forme d'onde et de permettre l'analyse de transitoires et la visualisation de données transitoires. Le contrôleur de puissance fournit les valeurs efficaces vraies de tension et de courant pour chaque phase, ainsi que le facteur de puissance du système

et l'énergie totale pour l'ensemble du système.

Claims (32)

REVENDICATIONS

1. Contrôleur de puissance destiné à contrôler la

puissance qui est associée à un signal périodique, caracté-

risé en ce qu'il comprend: des moyens d'échantillonnage (80) pour échantillonner le signal pendant une fenêtre d'observation comprenant plusieurs cycles du signal, afin

de produire plusieurs jeux d'échantillons de tension-cou-

rant; et des moyens de définition de caractéristiques tem-

porelles (20, 60, 70), connectés aux moyens d'échantillon-

nage (80), pour définir les caractéristiques temporelles de

l'échantillonnage du signal de façon que les jeux d'échan-

tillons de tension-courant soient répartis à des positions temporelles différentes de cycle en cycle, à l'intérieur de la fenêtre d'observation, par rapport au début de chaque

cycle.

2. Contrôleur de puissance destiné à contrôler la

puissance qui est associée à un signal périodique, caracté-

risé en ce qu'il comprend: des moyens d'échantillonnage (80) pour échantillonner le signal pendant une fenêtre d'observation comprenant plusieurs cycles du signal, afin

de produire plusieurs jeux d'échantillons de tension-cou-

rant; et des moyens de définition de caractéristiques tem-

porelles (20, 60, 70), connectés aux moyens d'échantillon-

nage (80), pour définir les caractéristiques temporelles de

l'échantillonnage du signal de façon qu'un nombre non en-

tier de jeux d'échantillons soient prélevés par cycle, afin que de cycle en cycle dans la fenêtre d'observation, les jeux d'échantillons de tension-courant soient prélevés à des positions temporelles relatives différentes par rapport

au début de chaque cycle de la fenêtre d'observation.

3. Contrôleur de puissance destiné à contrôler la puissance qui est associée à un signal périodique, pendant une fenêtre d'observation comprenant plusieurs cycles du signal, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de définition de caractéristiques temporelles (20, 60, 70)

destinés & diviser chaque cycle du signal en plusieurs in-

tervalles de temps; des moyens d'échantillonnage (80), con-

nectés aux moyens de définition de caractéristiques tempo-

relles, pour prélever des échantillons de tension et de courant pendant chacun des intervalles de temps précités,

afin de produire plusieurs jeux d'échantillons de tension-

courant pendant chaque cycle de la fenêtre d'observation, ces jeux d'échantillons de tension-courant étant produits à des positions temporelles différentes pendant chaque cycle

du signal, par rapport au début de chaque cycle de ce Si-

gnal; des moyens de mémoire (120), connectés aux moyens

d'échantillonnage (80), pour enregistrer les jeux d'échan-

tillons de tension-courant; et un microprocesseur (110) connecté aux moyens de mémoire (120), pour déterminer la puissance réelle ou active et la puissance imaginaire ou réactive qui sont associées au signal, sur la base des jeux

d'échantillons qui sont enregistrés dans les moyens de mé-

moire (120).

4. Contrôleur de puissance destiné & contrôler la

puissance qui est associée à un signal périodique d'une li-

gne de distribution d'énergie électrique, ce signal compre-

nant plusieurs cycles, caractérisé en ce qu'il comprend:

des moyens de génération de signal de.référence (20), syn-

chronisés en fréquence et en phase avec le signal de la li-

gne, pour produire un signal de référence dont la fréquence

est un multiple de celle du signal de la ligne, et qui pré-

sente un nombre entier d'impulsions pour chaque cycle du signal de la ligne; des moyens d'échantillonnage (80) pour échantillonner le signal de la ligne avec une fréquence

d'échantillonnage sélectionnée, pendant une fenêtre d'ob-

servation qui comprend plusieurs cycles du signal de la li-

gne, pour produire plusieurs jeux d'échantillons de ten-

sion-courant pendant chaque cycle du signal de la ligne,

ces moyens d'échantillonnage (80) comportant plusieurs sor-

ties sur lesquelles des échantillons sont respectivement bloqués, chacun des jeux d'échantillons comprenant au moins un échantillon de tension et au moins un échantillon de courant; des moyens diviseurs (60, 70), connectés entre les moyens de génération de signal de référence (20) et les moyens d'échantillonnage (80), pour diviser la fréquence du signal de référence afin de déterminer la fréquence d'échantillonnage sélectionnée d'une manière telle que, de cycle en cycle dans la fenêtre d'observation, les jeux d'échantillons de tension-courant soient répartis dans des positions temporelles différentes par rapport au début de chaque cycle; des moyens de multiplexage (90), connectés aux différentes sorties des moyens d'échantillonnage (80),

pour multiplexer les échantillons dans chaque jeu d'échan-

tillons apparaissant sur les sorties des moyens d'échantil-

lonnage (80), en appliquant séquentiellement ces échantil-

lons à une sortie des moyens de multiplexage (90), pour

produire ainsi un signal d'échantillons multiplexé; un con-

vertisseur analogique-numérique (100) connecté à la sortie des moyens de multiplexage (90), pour convertir le signal

d'échantillons multiplexé en un signal d'échantillons numé-

rique; et un microprocesseur (110), connecté au convertis-

seur analogique-numérique (100) pour traiter le signal d'échantillons numérique afin de déterminer la puissance réelle ou active et la puissance imaginaire ou réactive qui sont associées au signal de la ligne, pendant la fenêtre

d'observation précitée.

5. Contrôleur de puissance selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de génération de signal

de référence comprennent un multiplicateur à boucle de ver-

rouillage de phase (20).

6. Contrôleur de puissance destiné à contrôler la

puissance qui est associée à un signal périodique d'une li-

gne de distribution d'énergie électrique, comportant plu-

sieurs cycles, caractérisé en ce qu'il comprend: des pre-

mière, seconde et troisième zones de mémoire (RAM(1), RAM(2), RAM(3)); des moyens d'échantillonnage (80) pour

échantillonner la tension et le courant du signal de la li-

gne sur plusieurs fenêtres d'observation, pour produire des données d'échantillons entrantes, une fenêtre d'obserVration comprenant un nombre prédéterminé de cycles du signal de la

ligne; des moyens (90, 100, 110) pour enregistrer des don-

nées d'échantillons entrantes dans les première et seconde

zones de mémoire pendant des fenêtres d'observation séquen-

tielles respectives; un microprocesseur (110), connecté aux première, seconde et troisième zones de mémoire (RAM(1), RAM(2), RAM(3)), pour effectuer une analyse sur les données d'échantillons qui sont enregistrées dans la première zone de mémoire (RAM(1)) pendant que des données d'échantillons entrantes sont enregistrées dans la seconde zone de mémoire (RAM(2)), ce microprocesseur (110) effectuant ensuite une

analyse sur les données d'échantillons qui sont enregis-

trées dans la seconde zone de mémoire (RAM(2)), pendant que des données d'échantillons entrantes sont enregistrées dans

la première zone de mémoire (RAM(1)); et des moyens de-dé-

tection de transitoires (110) destinés à déterminer si des

données d'échantillons dans une fenêtre d'observation cou-

rante contiennent des données transitoires et, dans l'af-

firmative, à enregistrer dans la troisième zone de mémoire

(RAM(3)) des données d'échantillons entrantes dans la fenê-

tre d'observation suivante, qui fait suite à la fenêtre

d'observation courante.

7. Contrôleur de puissance selon la revendication

6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (110) desti-

nés à empêcher l'enregistrement des données d'échantillons

entrantes dans l'une des première et seconde zones de mé-

moire (RAM(1), RAM(2)), si l'une des première et seconde

zones de mémoire contient des données transitoires.

8. Contrôleur de puissance selon la revendication

7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (110) desti-

nés à permettre l'enregistrement des données d'échantillons

entrantes dans l'une des première et seconde zones de mé-

moire (RAM(1), RAM(2)) qui contenait des données transitoi-

res, après que les données transitoires qu'elles conte-

naient ont été analysées.

9. Procédé pour contrôler la puissance qui est associée à un signal périodique, caractérisé en ce qu'il

comprend les opérations suivantes: on échantillonne ce si-

gnal pendant une fenêtre d'observation comprenant plusieurs

cycles du signal, pour produire plusieurs jeux d'échantil-

Ions de tension-courant pendant chaque cycle du cycle; et

on définit les caractéristiques temporelles de l'échantil-

lonnage du signal de façon que ces jeux d'échantillons soient produits dans des positions temporelles relatives

différentes de cycle en cycle, par rapport au début de cha-

que cycle de la fenêtre d'observation.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération qui consiste à déterminer à partir des jeux d'échantillons la puissance active ou

réelle et la puissance réactive ou imaginaire qui sont as- -

sociées au signal.

11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération qui consiste à déterminer a partir des jeux d'échantillons les valeurs efficaces

vraies de la tension et du courant dans des phases sélec-

tionnées.

12. Procédé selon la revendication 10, caractéri-

sé-en ce que l'opération de détermination comprend la dé-

termination de la puissance active ou réelle du signal pen-

dant la fenêtre d'observation, conformément à la relation: 1 119 WATTS -V Il) cott)

H 1-O

dans laquelle WATTS désigne la puissance active, V(i) re-

présente chaque échantillon de tension dans la fenêtre d'observation, I(i) cos(G) représente chaque échantillon de courant dans la fenêtre d'observation, et M représente le nombre d'échantillons dans la fenêtre d'observation.

13. Procédé selon la revendication 10, caractéri-

sé en ce que l'opération de détermination comprend la dé-

termination de la puissance réactive du signal pendant la fenêtre d'observation, conformément à la relation: 1 119 VARS - --- V V(i)(i) cos(e+90) dans laquelle VARS désigne les volts-ampères réactifs, V(i) représente chaque échantillon de tension dans la fenêtre d'observation, I(i)cos(G+90) représente chaque échantillon

de courant décalé de 90 degrés dans la fenêtre d'observa-

tion, et M représente le nombre d'échantillons dans la fe-

nêtre d'observation.

14. Procédé selon la revendication 13, caractéri-

-sé en ce qu'il comprend. l'opération qui consiste à détermi-

ner le facteur de puissance du système.

15. Procédé selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'opération qui consiste à détermi-

ner la consommation d'énergie totale du système.

16. Procédé de contrôle de la puissance qui est

associée à un signal périodique pendant une fenêtre d'ob-

servation comprenant plusieurs cycles de ce signal, carac-

térisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: on divise chaque cycle en plusieurs intervalles de temps ayant une durée pratiquement égale; on prélève des échantillons de tension et de courant pendant chacun des intervalles de temps précités de chacun des cycles, pour produire des jeux

d'échantillons de tension-courant A des positions temporel-

les relatives différentes de cycle en cycle du signal par

rapport au début de chaque cycle de la fenêtre d'observa-

tion; en enregistre les jeux d'échantillons de tensioi-cou-

rant dans une mémoire (120); et on détermine la puissance active ou réelle et la puissance réactive ou imaginaire qui sont associées au signal, sur la base des échantillons

ainsi enregistrés.

17. Procédé selon la revendication 16, caractéri-

sé en ce que le nombre d'intervalle de temps par cycle de

la fenêtre d'observation est un nombre non entier.

18. Procédé de contrôle de la puissance qui est

associée à un signal périodique pendant une fenêtre d'ob-

servation comprenant plusieurs cycles de ce signal, carac-

térisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: on prélève des échantillons de tension et de courant pendant des première et seconde fenêtres d'observation du signal,

pour produire plusieurs jeux d'échantillons de tension-

courant par cycle des première et seconde fenêtres d'obser-

vation; on enregistre dans une première zone de mémoire (RAM(1)) les jeux d'échantillons de tension-courant qui sont prélevés pendant la première fenêtre d'observation; on analyse les échantillons qui se trouvent dans la première zone de mémoire (RAM(1)), pour déterminer la puissance qui leur est associée, pendant la seconde fenêtre d'observation, tandis qu'on enregistre dans une seconde zone de mémoire

(RAM(2)) les échantillons de tension-courant qui sont pré-

levés pendant cette seconde fenêtre d'observation; on dé-

termine si l'un quelconque des jeux d'échantillons de ten-

sion-courant représente des transitoires dans le signal; on désigne l'une des première et seconde zones de mémoire (RAM(1), RAM(2)) comme étant une zone de mémoire de données

transitoires, lorsqu'on détermine que des données transi-

toires sont enregistrées dans cette zone; on enregistre dans une troisième zone de mémoire (RAM(3)) les jeux

d'échantillons qui apparaissent dans une fenêtre d'observa-

tion suivante, faisant suite à la fenêtre d'observation

pendant laquelle on a déterminé l'apparition des transitoi-

res; et on empêche l'utilisation de l'une des première et seconde zones de mémoire (RAM(l), RAM(2)) qui est désignée comme étant la zone de mémoire de données transitoires, jusqu'à ce que les données transitoires qu'elle contient

soient analysées.

19. Procédé selon la revendication 18, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'opération qui consiste à permuter les fonctions des première et seconde zones de mémoire

(RAM(1), RAM(2)) pendant une troisième fenêtre d'observa-

tion qui fait suite à la seconde fenêtre d'observation, de façon que des jeux d'échantillons qui sont prélevés pendant la troisième fenêtre d'observation soient enregistrés dans la première zone de mémoire (RAM(1)) , pendant que des jeux

d'échantillons qui se trouvent dans la seconde zone de mé-

moire (RAM(2)) sont analysés pour déterminer la puissance

qui leur est associée.

20. Procédé selon la revendication 18, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'opératon qui consiste à effectuer une analyse de transitoires sur les échantillons de tension qui se trouvent dans la zone de mémoire de transitoires, lorsque des données transitoires sont enregistrées dans

cette zone de mémoire.

21. Procédé selon la revendication 20, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'opération qui consiste à permet-

tre l'enregistrement de jeux d'échantillons de tension-cou-

rant dans la zone de mémoire de données transitoires, après

que les données transitoires qu'elle contient ont été ana--

lysées.

22. Contrôleur de puissance destiné & contrôler

la puissance qui est associée à un signal périodique, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'échantillon-

nage (80) destinés à échantillonner le signal pendant une

2645969-

fenêtre d'observation comprenant plusieurs cycles du si-

gnal, pour produire plusieurs jeux d'échantillons de ten-

sion-courant, chaque jeu d'échantillons contenant au moins un échantillon de tension et au moins un échantillon de courant prélevés pratiquement au même instant; des moyens de définition de caractéristiques temporelles (20, 110), connectés aux moyens d'échantillonnage (80), pour définir les caractéristiques temporelles de l'échantillonnage du signal par les moyens d'échantillonnage, de façon que les jeux d'échantillons de tensioncourant soient répartis sur

toute l'étendue de chaque cycle de la fenêtre d'observa-

tion; une zone de mémoire de données de travail (805), con-

nectée aux moyens d'échantillonnage (80), pour enregistrer

de manière entrelacée les jeux d'échantillons qui apparais-

sent pendant une fenêtre d'observation, afin de simuler un seul cycle de données; et une zone de mémoire de données transitoires (810), connectée aux moyens d'échantillonnage (80), pour enregistrer d'une manière séquentielle les.jeux

d'échantillons qui apparaissent pendant une fenêtre d'ob-

servation.

23. Contrôleur de puissance selon la revendica-

tion 22, caractérisé en ce qu'il comprend une zone de mé-

moire de données d'émission (820), connectée à la zone de mémoire de données de travail (805) et à la zone de mémoire de données transitoires (810), pour enregistrer le contenu d'ne zone sélectionnée parmi la zone de mémoire de données de travail et la zone de mémoire de données transitoires, de la manière demandée en préparation pour l'émission vers

un autre emplacement des données qui sont ainsi enregis-

trées dans la zone de mémoire de données d'émission (820).

24. Contrôleur de puissance selon la revendica-

tion 22, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de test (130), connectés aux moyens d'échantillonnage (80), pour déterminer si un cycle de la fenêtre d'observation

contient un transitoire.

25. Contrôleur de puissance selon la revendica-

tion 24, caractérisé en ce que les moyens de test (110) dé-

terminent qu'un transitoire est apparu pendant un cycle particulier de la fenêtre d'observation, lorsqu'au moins deux échantillons de courant successifs dans les jeux d'échantillons de tension-courant du cycle particulier, présentent une amplitude qui est supérieure à un niveau de

seuil prédéterminé.

26. Contrôleur de puissance selon la revendica-

tion 22, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour redéfinir la zone de mémoire de données de travail (805) comme étant la zone de mémoire de données d'émission (820) et la zone de mémoire de données d'émission comme étant la zone de mémoire de données de travail, lorsqu'on désire émettre vers un autre emplacement le contenu de la zone de

mémoire de données de travail.

27. Contrôleur de puissance selon la revendica-

tion 22, caractérisé en ce qu'il comprend un microproces-

seur (110), connecté aux moyens d'échantillonnage (80) et

aux moyens de mémoire (805, 820), pour déterminer la puis-

sance active ou réelle et la puissance réactive ou imagi-

naire qui sont associées au signal, sur la base des échan-

tillons enregistrés dans la zone de mémoire de données de

travail (805).

28. Contrôleur de puissance selon la revendica-

tion 27, caractérisé en ce qu'il comprend une zone de mé-

moire de données calculées (850), connectée au microproces-

seur (110), pour enregistrer la puissance active ou réelle

et la puissance réactive ou imaginaire que détermine le mi-

croprocesseur (110) pour chaque cycle du signal.

29. Procédé pour contrôler la puissance d'un si-

gnal pratiquement périodique, caractérisé en ce qu'il com-

prend les opérations suivantes: on échantillonne ce signal

pendant une fenêtre d'observation comprenant plusieurs cy-

cles du signal, pour produire un ensemble de jeux d'échan-

tillons de tension-courant, chaque jeu d'échantillons con-

tenant au moins un échantillon de tension et au moins un

échantillon de courant prélevés pratiquement au même ins-

tant; on définit les caractéristiques temporelles de l'échantillonnage du signal, de façon que les jeux d'échan- tillons de tension-courant soient répartis sur toute l'étendue de chaque cycle de la fenêtre d'observation; on enregistre d'une manière entrelacée, dans une première zone de mémoire (805) les jeux d'échantillons qui apparaissent pendant une fenêtre d'observation particulière, de façon à simuler un seul cycle de données dans la première zone de mémoire (805); et on enregistre de manière séquentielle

dans une seconde zone de mémoire (810) les jeux d'échantil-

lons qui apparaissent pendant la fenêtre d'observation par-

ticulière.

30. Procédé selon la revendication 29, caractéri-

sé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: on enre-

gistre le contenu de la première zone de mémoire (805) dans une troisième zone de mémoire (820), lorsqu'on désire que le contenu de la première zone de mémoire soit appliqué à une sortie; et on enregistre le contenu de la seconde zone de mémoire (810) dans la troisième zone de mémoire (820),

lorsqu'on désire que le contenu de la seconde zone de mé-

moire soit appliqué à une sortie.

31. Procédé selon la revendication 30, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'opération qui consiste & redéfi-

nir la première zone de mémoire (805) comme étant la troi-

sième zone de mémoire (820), lorsqu'on désire que le conte-

nu de la première zone de mémoire soit appliqué à la sortie

précitée.

32. Procédé selon la revendication 30, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'opération consistant à redéfinir la seconde zone de mémoire (810) comme étant la troisième zone de mémoire (820), lorsqu'on désire que le contenu de

la seconde zone de mémoire soit appliqué à la sortie préci-

tée.