JPH04276565A - 電力量測定方法 - Google Patents
電力量測定方法Info
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- JPH04276565A JPH04276565A JP3707691A JP3707691A JPH04276565A JP H04276565 A JPH04276565 A JP H04276565A JP 3707691 A JP3707691 A JP 3707691A JP 3707691 A JP3707691 A JP 3707691A JP H04276565 A JPH04276565 A JP H04276565A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の電圧・電流
・電力を測定するための電力量測定方法に関する。
・電力を測定するための電力量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力量測定は、遠方監視制御等の監視デ
ータとして利用するには高速測定を必要とし、二積法に
よるデイジタル演算が多く採用されている。
ータとして利用するには高速測定を必要とし、二積法に
よるデイジタル演算が多く採用されている。
【０００３】図３は従来の測定装置を示す。電力系統に
結合される交流器１及び変成器２によって３相の電流及
び電圧の変成がなされ、これら電流及び電圧が測定装置
３の補助変流器４及び補助変成器５によって信号レベル
まで変成され、夫々サンプルホールド６１〜６６による
サンプリングがなされ、マルチプレクサ７による順次取
込みでＡ／Ｄ変換器８によるデイジタル値への変換がな
されて演算部９にサンプリングデータとして記憶され、
該演算部９においてサンプリングデータから二積法によ
る電圧・電流・電力（有効電力、無効電力）の演算がな
される。
結合される交流器１及び変成器２によって３相の電流及
び電圧の変成がなされ、これら電流及び電圧が測定装置
３の補助変流器４及び補助変成器５によって信号レベル
まで変成され、夫々サンプルホールド６１〜６６による
サンプリングがなされ、マルチプレクサ７による順次取
込みでＡ／Ｄ変換器８によるデイジタル値への変換がな
されて演算部９にサンプリングデータとして記憶され、
該演算部９においてサンプリングデータから二積法によ
る電圧・電流・電力（有効電力、無効電力）の演算がな
される。
【０００４】二積法の基本原理は、図４に示す電圧ｖと
電流ｉの基本波入力に対するサンプリングデータｖｎ、
ｉｎがサンプリング周期β（電気角で３０度）で取込ま
れる場合、例えば電圧ｖを演算するには現在の瞬時値ｖ
ｎと３サンプリング前の瞬時値ｖｎ−３のデータからｖ
２ ＝ｖｎ２＋（ｖｎ−３）２ ＝Ｖ２ｓｉｎ２（ωｔ＋θｖ）＋Ｖ２ｓｉｎ２（ωｔ＋
θ−３β）＝Ｖ２ｓｉｎ２（ωｔ＋θ）Ｖ２ｃｏｓ２（
ωｔ＋θ）＝Ｖ２ として求められる。
電流ｉの基本波入力に対するサンプリングデータｖｎ、
ｉｎがサンプリング周期β（電気角で３０度）で取込ま
れる場合、例えば電圧ｖを演算するには現在の瞬時値ｖ
ｎと３サンプリング前の瞬時値ｖｎ−３のデータからｖ
２ ＝ｖｎ２＋（ｖｎ−３）２ ＝Ｖ２ｓｉｎ２（ωｔ＋θｖ）＋Ｖ２ｓｉｎ２（ωｔ＋
θ−３β）＝Ｖ２ｓｉｎ２（ωｔ＋θ）Ｖ２ｃｏｓ２（
ωｔ＋θ）＝Ｖ２ として求められる。
【０００５】また、有効電力Ｐと無効電力Ｑは Ｐ＝
Σ（ｖｎ−３・ｉｎ−３−０．５（ｖｎ・ｉｎ−６＋ｖ
ｎ−６・ｉｎ）） Ｑ＝Σ（ｖｎ−３・ｉｎ−ｖｎ・
ｉｎ−３）から求められる。
Σ（ｖｎ−３・ｉｎ−３−０．５（ｖｎ・ｉｎ−６＋ｖ
ｎ−６・ｉｎ）） Ｑ＝Σ（ｖｎ−３・ｉｎ−ｖｎ・
ｉｎ−３）から求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の二積法による電
力量測定は、電力系統からの入力電圧及び電流が基本波
成分のみからなる場合には何ら問題とならないが、電力
系統に高周波が重畳されている場合には測定装置３への
入力電圧及び電流にも高調波成分が重畳し、これらの瞬
時値になるサンプリングデータからの演算では測定値が
リップルを含んだように変動する。
力量測定は、電力系統からの入力電圧及び電流が基本波
成分のみからなる場合には何ら問題とならないが、電力
系統に高周波が重畳されている場合には測定装置３への
入力電圧及び電流にも高調波成分が重畳し、これらの瞬
時値になるサンプリングデータからの演算では測定値が
リップルを含んだように変動する。
【０００７】この問題には従来から入力電圧及び電流ア
ナログ信号にフイルタ処理をして高周波成分を除去する
ことが知られているが、低次の高調波は成分除去には大
型のフイルタを必要とするし、フイルタ処理による測定
の遅延が問題となる。
ナログ信号にフイルタ処理をして高周波成分を除去する
ことが知られているが、低次の高調波は成分除去には大
型のフイルタを必要とするし、フイルタ処理による測定
の遅延が問題となる。
【０００８】本発明の目的は、高調波による測定値の変
動を無くしながら高速測定になる電力量測定方法を提供
することにある。
動を無くしながら高速測定になる電力量測定方法を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、電力系統の電圧及び電流のサンプリング
データから電圧、電流及び電力を求めるにおいて、前記
電圧及び電流の電気角３０度毎のサンプリングデータ（
ｙｋ〜ｙｋ−１１）を１サイクル分収集し、前記電圧及
び電流の現時点（ｋ＋１）での基本波成分の実部Ｙ（ｃ
）と虚部Ｙ（ｓ）を１つ前のフーリエ変換値ａ１（ｋ）
、ｂ１（ｋ）と現時点でのサンプリングデータｙｋ＋１
及び１２サンプリング周期前のデータｙｋ＋１１から
決を図るため、電力系統の電圧及び電流のサンプリング
データから電圧、電流及び電力を求めるにおいて、前記
電圧及び電流の電気角３０度毎のサンプリングデータ（
ｙｋ〜ｙｋ−１１）を１サイクル分収集し、前記電圧及
び電流の現時点（ｋ＋１）での基本波成分の実部Ｙ（ｃ
）と虚部Ｙ（ｓ）を１つ前のフーリエ変換値ａ１（ｋ）
、ｂ１（ｋ）と現時点でのサンプリングデータｙｋ＋１
及び１２サンプリング周期前のデータｙｋ＋１１から
【
００１０】
００１０】
【数３】
【００１１】の演算で求め、前記電圧及び電流の各相分
から該電圧及び電流の正相分Ｖ１、Ｉ１を求め、前記正
相分の電圧及び電流から有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを求
めることを特徴とする。
から該電圧及び電流の正相分Ｖ１、Ｉ１を求め、前記正
相分の電圧及び電流から有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを求
めることを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記方法になる本発明によれば、サンプリング
データからフーリエ変換により電圧及び電流の基本波成
分を求め、高調波成分を除去した基本波成分から正相文
の電圧及び電流を測定値とし、さらに電圧及び電流から
有効電力及び無効電力を演算で求める。
データからフーリエ変換により電圧及び電流の基本波成
分を求め、高調波成分を除去した基本波成分から正相文
の電圧及び電流を測定値とし、さらに電圧及び電流から
有効電力及び無効電力を演算で求める。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すフローチャー
トである。同図には図の演算部９による電流・電圧及び
電力の演算フローを示し、電力系統からの電圧及び電流
のサンプリングデータ収集は従来と同じになる。
トである。同図には図の演算部９による電流・電圧及び
電力の演算フローを示し、電力系統からの電圧及び電流
のサンプリングデータ収集は従来と同じになる。
【００１４】電力系統からの電圧及び電流のサンプリン
グデータ収集（ステップＳ１）は基本周波数の１サイク
ル分・１２点のデータを記憶更新する。例えば、５０Ｈ
ｚ電力系統には６００Ｈｚのサンプリング周期でデータ
収集を行う。このサンプリングデータは図２に示すよう
になる。
グデータ収集（ステップＳ１）は基本周波数の１サイク
ル分・１２点のデータを記憶更新する。例えば、５０Ｈ
ｚ電力系統には６００Ｈｚのサンプリング周期でデータ
収集を行う。このサンプリングデータは図２に示すよう
になる。
【００１５】収集されたサンプリングデータに対し、フ
ーリエ変換によって電圧及び電流の基本波成分のみの実
部Ｙ（ｃ）と虚部Ｙ（ｓ）を求め（ステップＳ２）、こ
れら算定値から電圧及び電流の基本波成分の瞬時値Ｙ（
＝Ｃ１∠ψ１）を求める（ステップＳ３）。
ーリエ変換によって電圧及び電流の基本波成分のみの実
部Ｙ（ｃ）と虚部Ｙ（ｓ）を求め（ステップＳ２）、こ
れら算定値から電圧及び電流の基本波成分の瞬時値Ｙ（
＝Ｃ１∠ψ１）を求める（ステップＳ３）。
【００１６】例えば、電圧又は電流の波形が図２に実線
で示す高調波を含む波形になるとき、その基本波はにな
り、サンプリングデータはｙｋ、ｙｋ−１…ｙｋ−１２
のように１サイクル１２点になり、この入力波形の基本
波成分のみの波形は
で示す高調波を含む波形になるとき、その基本波はにな
り、サンプリングデータはｙｋ、ｙｋ−１…ｙｋ−１２
のように１サイクル１２点になり、この入力波形の基本
波成分のみの波形は
【００１７】
【数４】
【００１８】で表される。
【００１９】ここで、実部Ｙ（ｃ）又はａ１及び虚部Ｙ
（ｓ）又はｂ１を求めるのに、現在から１つ前のフーリ
エ変換値を使用して求める方式、又は（１）式に従って
演算する方式にされる。
（ｓ）又はｂ１を求めるのに、現在から１つ前のフーリ
エ変換値を使用して求める方式、又は（１）式に従って
演算する方式にされる。
【００２０】前者の方式は、例えば図２の（ｋ＋１）時
点でのフーリエ変換値ａ１（ｋ＋１）、ｂ１（ｋ＋１）
を求めるのに、１つ前の時点ｋでのフーリエ変換値ａ１
（Ｋ）、ｂ１（Ｋ）を使用し、１サンプリング期間移動
させた次式から求める。
点でのフーリエ変換値ａ１（ｋ＋１）、ｂ１（ｋ＋１）
を求めるのに、１つ前の時点ｋでのフーリエ変換値ａ１
（Ｋ）、ｂ１（Ｋ）を使用し、１サンプリング期間移動
させた次式から求める。
【００２１】
【数５】
【００２２】この（４）、（５）式の演算によれば、現
在のサンプリングデータｙｋ＋１と、１サイクル前のデ
ータｙｋ−１１と、現在から１サンプル前に求めたフー
リエ変換値ａ１（ｋ）、ｂ１（ｋ）を使った簡単な演算
になり、前述の（２）式及び（３）式による１２サンプ
ルのデータの和を求めるのに較べて処理ステップ数及び
使用データ数を大幅に低減した高速演算を可能にする。
在のサンプリングデータｙｋ＋１と、１サイクル前のデ
ータｙｋ−１１と、現在から１サンプル前に求めたフー
リエ変換値ａ１（ｋ）、ｂ１（ｋ）を使った簡単な演算
になり、前述の（２）式及び（３）式による１２サンプ
ルのデータの和を求めるのに較べて処理ステップ数及び
使用データ数を大幅に低減した高速演算を可能にする。
【００２３】一方、後者の（１）式に従って演算する方
式は、次式から求める。
式は、次式から求める。
【００２４】
【数６】
【００２５】この後者の方式による演算では処理ステッ
プ数等を増大させるが、サンプリングデータ誤りや演算
誤りが１サイクルで解消される利点がある。
プ数等を増大させるが、サンプリングデータ誤りや演算
誤りが１サイクルで解消される利点がある。
【００２６】図１に戻って、ステップＳ３までの演算に
よって電圧及び電流の基本波成分（３相では電圧ＶａＶ
ｂ、Ｖｃ、電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）を求めた後、この基
本波データから電圧及び電流の正相分を求め（ステップ
Ｓ４）、さらに有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを求める（ス
テップＳ５）。
よって電圧及び電流の基本波成分（３相では電圧ＶａＶ
ｂ、Ｖｃ、電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）を求めた後、この基
本波データから電圧及び電流の正相分を求め（ステップ
Ｓ４）、さらに有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを求める（ス
テップＳ５）。
【００２７】このうち、電圧Ｖ１の演算は電圧データＶ
ａ、Ｖｂ、Ｖｃを使って下記式から求められる。
ａ、Ｖｂ、Ｖｃを使って下記式から求められる。
【００２８】
【数７】
【００２９】同様に、電流Ｉ１の演算は電流データＩａ
、Ｉｂ、Ｉｃを使って下記式から求められる。
、Ｉｂ、Ｉｃを使って下記式から求められる。
【００３０】
【数８】
【００３１】また、電力のＰ、Ｑの演算は下記式から求
められる。
められる。
【００３２】
【数９】
【００３３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、電圧及
び電流のサンプリングデータか電圧、電流及び電力を求
めるのに、フーリエ変換によって電圧及び電流の基本波
成分を求め、これら電圧及び電流データから正相分の電
圧，電流を求め、さらに有効電力及び無効電力を求める
ため、高調波が含まれる電圧及び電流の入力にも該高調
波を除去した電力量を求めることができる。
び電流のサンプリングデータか電圧、電流及び電力を求
めるのに、フーリエ変換によって電圧及び電流の基本波
成分を求め、これら電圧及び電流データから正相分の電
圧，電流を求め、さらに有効電力及び無効電力を求める
ため、高調波が含まれる電圧及び電流の入力にも該高調
波を除去した電力量を求めることができる。
【００３４】また、基本波成分を求めるのに、１つ前の
フーリエ変換値と現時点のサンプリングデータ及び１サ
イクル前のサンプリングデータから求めるため、少ない
演算ステップになって高速測定ができる。
フーリエ変換値と現時点のサンプリングデータ及び１サ
イクル前のサンプリングデータから求めるため、少ない
演算ステップになって高速測定ができる。
【図１】実施例のフローチャート。
【図２】実施例のサンプリングデータ。
【図３】電力量測定装置の構成図。
【図４】電圧・電流の波形図。
３…測定装置
６１，６６…サンプルホールド
９…演算部
Claims (2)
- 【請求項１】 電力系統の電圧及び電流のサンプリン
グデータから電圧、電流及び電力を求めるにおいて、前
記電圧及び電流の電気角３０度毎のサンプリングデータ
（ｙｋ〜ｙｋ−１１）を１サイクル分収集し、前記電圧
及び電流の現時点（ｋ＋１）での基本波成分の実部Ｙ（
ｃ）と虚部Ｙ（ｓ）を１つ前のフーリエ変換値ａ１（ｋ
）、ｂ１（ｋ）と現時点でのサンプリングデータｙｋ＋
１及び１２サンプリング周期前のデータｙｋ＋１１から
【数１】 の演算で求め、前記電圧及び電流の各相分から該電圧及
び電流の正相分Ｖ１、Ｉ１を求め、前記正相分の電圧及
び電流から有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを求めることを特
徴とする電力量測定方法。 - 【請求項２】 前記基本波成分の実部Ｙ（ｃ）と虚部
Ｙ（ｓ）を 【数２】 の演算で求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の電力量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03707691A JP3182777B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 電力量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03707691A JP3182777B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 電力量測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276565A true JPH04276565A (ja) | 1992-10-01 |
| JP3182777B2 JP3182777B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=12487466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03707691A Expired - Lifetime JP3182777B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 電力量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182777B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110879311A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-13 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种计算电网功率的方法 |
| JP2020114163A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | 台達電子工業股▲ふん▼有限公司Ｄｅｌｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ． | スマートグリッド統合システム及びその電力情報処理方法 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP03707691A patent/JP3182777B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020114163A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | 台達電子工業股▲ふん▼有限公司Ｄｅｌｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ． | スマートグリッド統合システム及びその電力情報処理方法 |
| CN110879311A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-13 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种计算电网功率的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3182777B2 (ja) | 2001-07-03 |
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