PL232305B1 - Device for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network and method for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network - Google Patents
Device for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network and method for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply networkInfo
- Publication number
- PL232305B1 PL232305B1 PL425576A PL42557618A PL232305B1 PL 232305 B1 PL232305 B1 PL 232305B1 PL 425576 A PL425576 A PL 425576A PL 42557618 A PL42557618 A PL 42557618A PL 232305 B1 PL232305 B1 PL 232305B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- spectrum
- current
- receivers
- frequency
- time
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie oraz sposób do wykrywania zmiany stanu sieci oraz identyfikacji odbiornika będącego źródłem tej zmiany.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a change in network state and identifying a receiver that is the source of the change.
Znany jest sposób identyfikacji źródła zakłóceń harmonicznych w sieci elektroenergetycznej polegający na pomiarze przepływu mocy czynnej dla poszczególnych harmonicznych, w której dominujące źródło harmonicznej można zlokalizować określając kierunek przepływu mocy czynnej dla tej harmonicznej.There is a known method of identifying the source of harmonic disturbances in the power grid, which consists in measuring the active power flow for individual harmonics, in which the dominant harmonic source can be located by determining the direction of active power flow for this harmonic.
Znany jest też sposób, w którym mierzy się kierunek przepływu mocy biernej i impedancji krytycznej i na podstawie impedancji zastępczych określa się moc bierną wytworzoną przez źródło i na jej podstawie oblicza impedancję lub admitancję krytyczną, którą porównuje się ze znaną impedancją lub admitancją linii zasilającej odbiorcę. Umożliwia to wskazanie dominującego źródła harmonicznych.There is also a method in which the direction of the reactive power flow and the critical impedance are measured, and on the basis of the equivalent impedances, the reactive power generated by the source is determined and on its basis the critical impedance or admittance is calculated, which is compared with the known impedance or admittance of the power supply line. This makes it possible to indicate the dominant harmonic source.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.417462 znany jest sposób identyfikacji odbiorników energii elektrycznej polegający na tym, że mierzy się sygnały prądu i napięcia zasilania sieci niskiego napięcia, próbkuje je w układach przetworników analogowo cyfrowych i przetwarza na sygnały cyfrowe a następnie grupuje się w dwa wektory próbek odwzorowujących te sygnały w dziedzinie czasu, które przekształca się w widma i identyfikuje się odbiorniki na podstawie wyznaczonych na wybranych częstotliwościach admitancji lub impedancji. Z tego samego dokumentu znane jest urządzenie do identyfikacji odbiorników energii elektrycznej zawierające moduł pomiaru prądu i moduł pomiaru napięcia, których wejścia połączone są z zaciskami sieci zasilającej i wyjście modułu pomiaru napięcia połączone są poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy i następnie blok przetwarzania FFT z blokiem obliczeń impedancji i/lub admitancji zespolonej.From the Polish patent application No. P.417462, a method of identifying electricity receivers is known, which consists in measuring the current and voltage signals of a low-voltage network, sampling them in analog-to-digital converter systems and converting them into digital signals and then grouping them into two vectors samples mapping these signals in the time domain, which are transformed into spectra and the receivers are identified on the basis of the admittance or impedance determined at the selected frequencies. From the same document, a device for identifying electric energy receivers is known, containing a current measurement module and a voltage measurement module, the inputs of which are connected to the mains terminals, and the output of the voltage measurement module is connected via an analog-to-digital converter and then the FFT processing block with the impedance calculation block. and / or complex admittance.
Znane sposoby nie są dostatecznie precyzyjne i w niektórych okolicznościach, przy znacznej liczbie odbiorników mogą prowadzić do nieprawidłowych wniosków lub wymagają posiadana informacji o parametrach systemu elektroenergetycznego, którego dotyczą. Dodatkowym problemem są ograniczone możliwości prowadzenia identyfikacji w czasie ściśle skorelowanym z wystąpieniem zmiany stanu wynikające z ograniczonej rozdzielczości czasowej.The known methods are not sufficiently precise and in some circumstances, with a large number of receivers, they may lead to incorrect conclusions or require information about the parameters of the power system they concern. An additional problem is the limited possibilities of carrying out identification in time closely correlated with the occurrence of the state change resulting from the limited time resolution.
Celem wynalazku jest rozwiązanie tych problemów i zapewnienie sposobu oraz urządzenia umożliwiającego wykrycie zmiany stanu sieci i identyfikację źródła zakłóceń.An object of the invention is to solve these problems and to provide a method and apparatus for detecting a change in network state and identifying the source of the interference.
Urządzenie do detekcji zmian trybu pracy oraz identyfikacji odbiorników w sieci zasilania zawierające moduł pomiaru prądu zgodnie z wynalazkiem cechuje się tym, że zawiera blok wyznaczania widma przyjmujący sygnał wyjściowy z modułu pomiaru prądu oraz blok wykrywania zmian sieci przyjmujący sygnał wyjściowy z modułu pomiaru prądu oraz dyskryminator połączony z blokiem wyznaczania widma oraz modułem pamięci mieszczącym zespół wzorców. Zastosowanie bloku wykrywania zmian sieci umożliwia skorelowania zmiany stanu sieci ze zmianą stanu urządzenia, które ją wywołało. Dzięki temu można zastosować precyzyjne transformacje czasowo-częstotliwościowe i dopasować widmo prądu mierzonego w trakcie zmiany stanu do jednego wzorca z zapisanego w pamięci zespołu wzorów widmowych urządzeń w trakcie zmiany stanu.A device for detecting changes in operating mode and identifying receivers in a power supply network comprising a current measuring module according to the invention is characterized in that it comprises a spectrum determining block receiving an output from the current measuring module and a network change detection block receiving an output from the current measuring module and a combined discriminator with a spectrum determination block and a memory module housing the pattern set. The use of the network change detection block makes it possible to correlate a change in the network state with the change in the state of the device that caused it. Thanks to this, it is possible to apply precise time-frequency transformations and adjust the spectrum of the current measured during the state change to one pattern from the set of spectral patterns of devices stored in the memory during the state change.
Korzystnie blok wykrywania zmian sieci i blok wyznaczania widma przyjmują sygnał wyjściowy modułu pomiaru prądu za pośrednictwem przetwornika analogowo-cyfrowego o rozdzielczości większej lub równej 12 bitów i częstotliwości większej od 10 MHz. Zastosowanie przetwornika cyfrowego umożliwia przeprowadzenie transformacji widmowej w sposób cyfrowy zaś rozdzielczość 12 bitów i częstotliwość próbkowania większa od 10 MHz umożliwiają uzyskanie w ten sposób wysokiej precyzji identyfikacji urządzeń.Preferably, the network change detection block and the spectrum determining block receive the output of the current measuring module via an analog-to-digital converter with a resolution greater than or equal to 12 bits and a frequency greater than 10 MHz. The use of a digital converter enables the spectral transformation to be carried out in a digital manner, and a resolution of 12 bits and a sampling frequency greater than 10 MHz allow for high precision identification of devices.
Korzystnie blok wyznaczania widma jest przystosowany do wyznaczania transformaty falkowej w przynajmniej trzech zakresach częstotliwości. Transformata falkowa daje szczególnie dobrą precyzję zaś reprezentacja w trzech zakresach częstotliwości pozwala na wyznaczenie cech szczególnych większego zakresu urządzeń i w konsekwencji również przekłada się na precyzję.Preferably, the spectrum determining block is adapted to determine a wavelet transform in at least three frequency ranges. The wavelet transform gives a particularly good precision, and the representation in three frequency ranges allows to determine the special features of a larger range of devices and, consequently, also translates into precision.
Korzystnie blok wykrywania zmiany stanu sieci zawiera filtr górnoprzepustowy przystosowany do filtracji sygnału wejściowego, korzystnie mający częstotliwość graniczną większą lub równa 30 kHz.Preferably, the grid transition detection block comprises a high pass filter adapted to filter the input signal, preferably having a cutoff frequency greater than or equal to 30 kHz.
Sposób wykrywania zmian trybu pracy i identyfikacji odbiorników podłączonych do sieci zasilania obejmujący etap pomiaru prądu i(t) w sieci zasilania etap wykrywania momentu zmiany stanu sieci oraz etap identyfikacji odbiorników stanowiących źródło tych zmian, zgodnie z wynalazkiem cechuje się tym, że po etapie pomiaru prądu uzyskuje się sygnał reprezentujący i(t) reprezentujący przebieg prądu w czasie, a następnie wyznacza się jego widmo poczynając od momentu zmiany stanu sieci w odcinkuA method of detecting changes in the operating mode and identifying consumers connected to the power grid comprising the step of measuring the current and (t) in the power grid, the step of detecting the moment of the change in the state of the network and the step of identifying the receivers constituting the source of these changes, according to the invention, is characterized in that after the step of measuring the current the signal representing i (t) representing the current waveform over time is obtained, and then its spectrum is determined starting from the moment of the grid state change in the section
PL 232 305 B1 czasu dłuższym lub równym 2 ms, a następnie widmo to porównuje się z zespołem wzorców i identyfikuje się odbiornik na podstawie najbardziej dopasowanego wzorca. Zmiana stanu sieci wiąże się ze zmianą trybu pracy. Obserwacja tej zmiany przez 2 ms dostarcza dość długich przebiegów by można było zidentyfikować odbiornik którego zmiana trybu pracy powoduje w konsekwencji zmianę trybu pracy sieci.Time greater than or equal to 2 ms, then the spectrum is compared with a set of standards and the receiver is identified from the closest match. Changing the state of the network is associated with a change in the operating mode. Observation of this change for 2 ms provides quite long runs to be able to identify the receiver, the change of the operating mode causes the consequent change of the network operation mode.
Korzystnie widmo wyznacza się za pomocą transformaty falkowej, korzystnie przeprowadzanej w przynajmniej trzech zakresach częstotliwości, w których wyznacza się czas wystąpienia współczynnika falkowego o najwyższej amplitudzie (tx) oraz, częstotliwość współczynnika falkowego o najwyższej amplitudzie, częstotliwości brzegowe oraz pasmo na poziomie 0,9 maksymalnej amplitudy widma w czasie tx, częstotliwości brzegowe oraz pasmo na poziomie 0,5 maksymalnej amplitudy widma w czasie tx przy czym częstotliwości te które porównuje się z zespołem wzorców. Wynalazek umożliwia odbiornika energii elektrycznej, którego praca powoduje wytworzenie sygnałów zakłóceń impulsowych, na podstawie pomiarów przebiegu sumarycznego prądu zasilania sieci niskiego napięcia, w momentach zmian stanów odbiornika.Preferably the spectrum is determined by means of a wavelet transform, preferably carried out in at least three frequency ranges, in which the time of the occurrence of the wavelet factor with the highest amplitude (tx) and the frequency of the wavelet factor with the highest amplitude, the edge frequencies and the band at the level of 0.9 maximum are determined. spectral amplitudes at time tx, edge frequencies and a bandwidth of 0.5 of the maximum spectral amplitude at time tx, with the frequencies being compared with the set of standards. The invention enables an electric energy receiver, the operation of which causes the generation of impulse disturbance signals, on the basis of measurements of the sum waveform of the supply current of the low voltage network, at the moments of changes in the receiver states.
Korzystnie wykrywanie zmiany stanu sieci przeprowadza się wykrywając w widmie sygnału prądu częstotliwości wyższe niż 30 kHz.Preferably, the detection of a change in network state is performed by detecting frequencies higher than 30 kHz in the spectrum of the current signal.
Przedmiot wynalazku został ukazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia według przykładu wykonania wynalazku włączonego do sieci zasilania. Urządzenie według wynalazku jest przystosowana do włączania do s ieci zasilania i pozwala na identyfikację odbiornika energii elektrycznej, którego praca powoduje wytworzenie sygnałów zakłóceń impulsowych. Identyfikację przeprowadza się, na podstawie pomiarów przebiegu sumarycznego prądu zasilania sieci niskiego napięcia - nn, w momentach zmian stanów odbiornika.The subject of the invention has been shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of a device according to an embodiment of the invention connected to a power supply network. The device according to the invention is adapted to be connected to the mains and allows identification of the electric energy receiver whose operation causes the impulse disturbance signals. The identification is carried out on the basis of measurements of the sum waveform of the supply current of the low voltage network - LV, at the moments of changes in the receiver states.
Urządzenie w niniejszym przykładzie składa się z modułu pomiaru prądu 1, przystosowanego do przetwarzania prądu obciążenia płynącego do odbiorników na sygnał napięciowy i(t) z zakresu pozwalającego na poprawny pomiar w przetworniku analogowo cyfrowym 2 połączonym z modułem pomiaru prądu. Znawca jest bez trudu w stanie wybrać stosowną konstrukcję modułu pomiaru prądu z literatury, np. R. Kowalik, M. Januszewski, A. Smolarczyk: „Cyfrowa elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa” OWPW, 2006, ISBN: 83-7207-579-4, rozdz. 3.3.1. Wejścia analogowe prądowe. Przetwornik analogowo-cyfrowy 2, przetwarza sygnał napięciowy i(t) na sygnał dyskretny i(n) z próbkowaniem 20 M próbek/s. Sygnał dyskretny i(n) z przetwornika analogowo-cyfrowego 2 jest doprowadzany do bloku wyznaczania widma 3 i bloku wykrywania zmiany stanu sieci 4 połączonych z wyjściem przetwornika analogowo-cyfrowego 2. Blok wyznaczania widma 3 w niniejszym przykładzie realizuje transformację falkową i zwraca amplitudy falek w trzech zakresach częstotliwości: PF1, PF2, PF3.The device in the present example consists of a current measuring module 1 adapted to convert the load current flowing to the receivers into a voltage signal and (t) in the range allowing for correct measurement in an analog-to-digital converter 2 connected to the current measuring module. The expert is easily able to choose the appropriate design of the current measurement module from the literature, e.g. R. Kowalik, M. Januszewski, A. Smolarczyk: "Digital power protection automatics" OWPW, 2006, ISBN: 83-7207-579-4, chapter . 3.3.1. Current analog inputs. Analog-to-digital converter 2, converts the voltage signal i (t) into a discrete signal i (n) with a sampling rate of 20 M samples / s. The discrete signal i (n) from the analog-to-digital converter 2 is fed to the spectrum determination block 3 and the network state change detection block 4 connected to the output of the analog-to-digital converter 2. The spectrum determination block 3 in this example performs a wavelet transform and returns the wavelet amplitudes in three frequency ranges: PF1, PF2, PF3.
PF1: od 994,72 kHz do 5049,4 kHz.PF1: 994.72 kHz to 5049.4 kHz.
PF2: od 40,05 kHz do 150,12 kHz.PF2: 40.05 kHz to 150.12 kHz.
PF3: 599,2 Hz do 40,05 kHz.PF3: 599.2 Hz to 40.05 kHz.
Wynalazek można również zrealizować stosując inne zakresy częstotliwości lub nawet tylko dwa zakresy częstotliwości, chociaż w takim wypadku precyzja identyfikacji w stanie nieustalonym tj. w trakcie zmiany stanu sieci uległaby pewnej degradacji. Ważna jest obserwacja wysokich częstotliwości, co narzuca wymagania na częstotliwość próbkowania przetwornika. Szczególnie dobre wyniki w identyfikacji uzyskuje się, gdy częstotliwość próbkowania przekracza 10 MHz.The invention can also be carried out by using other frequency ranges or even just two frequency ranges, although in such a case the precision of the identification in a transient state, i.e. during a change of the grid state, would be somewhat degraded. It is important to observe the high frequencies, which places demands on the sample rate of the transducer. Particularly good identification results are achieved when the sampling frequency exceeds 10 MHz.
Zastosowanie transformacji falkowej pozwala na bardziej precyzyjne niż w przypadku innych transformat wyznaczenie momentu wystąpienia zakłócenia - zmiany stanu sieci. Zmiana stanu wiąże się z generacją w sygnale prądu składowych o wyższych częstotliwościach. W związku z tym blok 4 wyznaczania zmian stanu sieci w najprostszym przypadku implementuje się jako filtr górnoprzepustowy o częstotliwości granicznej 30 kHz, którego wyjście jest połączone z detektorem. Jeżeli sygnał wyjściowy filtru górnoprzepustowego przekroczy określoną wartość przyjmuje się, że w chwili przekroczenia doszło do zmiany stanu sieci. Znawca jest w stanie bez trudu i rutynowo zaproponować liczne alternatywne konstrukcje bloku 4 wyznaczania zmian stanu sieci.The use of the wavelet transformation allows for more precise determination of the moment of the disturbance occurrence - the change of the grid state - than in the case of other transforms. The change of state is associated with the generation of components of higher frequencies in the current signal. Accordingly, the grid state determination block 4 is most simply implemented as a highpass filter with a cutoff frequency of 30 kHz, the output of which is connected to a detector. If the output signal of the high-pass filter exceeds a certain value, it is assumed that the network condition has changed at the time of exceeding. One skilled in the art is able to easily and routinely propose numerous alternative structures for network state change determination block 4.
Urządzenie według wynalazku jest zaopatrzone ponadto w pamięć 5 przystosowaną do mieszczenia wzorcowych wartości widm falkowych. Pamięć ta jest połączona z blokiem dyskryminatora 6, który jest połączony z blokiem 3 wyznaczania widma.The device according to the invention is further provided with a memory adapted to contain the reference values of the wavelet spectra. This memory is connected to a discriminator block 6 which is connected to a spectrum determining block 3.
Blok dyskryminatora 6, od chwili wykrycia zamiany stanu sieci za pomocą bloku 4 wykrywania zmiany stanu sieci, realizuje test, czy w trzech określonych zakresach częstotliwości PF1, PF2 i PF3 utworzonych na podstawie trzech odpowiednich widm falkowych sygnału prądu skorelowanych w czasie ze zmianą stanu odbiornika związaną ze zmianą stanu sieci, występują wzorce zapisane w pamięci 5.The discriminator block 6, from the moment of detecting the grid state change by means of the grid state change detection block 4, carries out a test whether in three defined frequency ranges PF1, PF2 and PF3 created on the basis of three appropriate wavelet spectra of the current signal correlated with the change of the receiver state related to with a change in the network state, there are patterns stored in the memory 5.
PL 232 305 B1PL 232 305 B1
Urządzenie według wynalazku służy do realizacji sposobu według wynalazku, w którym, w niniejszym przykładzie wykonania mierzy się sygnał i(t) prądu zasilania sieci nn i próbkuje się w przetworniku analogowo-cyfrowym 2 o rozdzielczości co najmniej 12 bitów, z częstotliwością 20 MHz tj. znacznie większą od 10 MHz. Dzięki zastosowaniu takiej częstotliwości próbkowania możliwa jest późniejsza analiza w zakresach częstotliwości pozwalających na jeszcze lepszą identyfikację odbiorników.The device according to the invention serves for the implementation of the method according to the invention, in which, in the present embodiment, the signal i (t) of the LV supply current is measured and sampled in an analog-to-digital converter 2 with a resolution of at least 12 bits, with a frequency of 20 MHz, i.e. much greater than 10 MHz. Thanks to the use of such a sampling frequency, it is possible to perform subsequent analysis in the frequency ranges allowing for even better identification of the receivers.
Po spróbkowaniu sygnału i(t) w układzie przetwornika analogowo cyfrowego 2 sygnał cyfrowy grupuje się w wektor próbek i(n), odwzorowujących wspomniany sygnał w dziedzinie czasu.After sampling the signal i (t) in the analog-to-digital converter circuit 2, the digital signal is grouped into a vector of samples i (n) representing said signal in the time domain.
Otrzymany wektor próbek przekształca się w bloku wyznaczania widma 3 w trzy dyskretne sygnały widma falkowego sygnału prądu skorelowane w sensie czasu z chwilą zmiany stanu sieci zasilającej, wykrywaną za pomocą bloku wykrywania zmiany stanu sieci 4. Za pomocą dyskryminatora 6 sygnały widma falkowego porównuje się z zapisanymi w pamięci wzorcami.The obtained vector of samples is transformed in the spectrum determining block 3 into three discrete signals of the wavelet spectrum of the current signal correlated in the time sense with the moment of the grid state change detected by the grid state change detection block 4. The wavelet spectrum signals are compared with the recorded ones by discriminator 6. in memory with patterns.
Zbiór wartości amplitud poszczególnych falek prądu w bloku wyznaczania widma 3 wyznacza się w funkcji czasu liczonego od chwili wspomnianej zmiany stanu wykrytej za pomocą bloku wykrywania zmiany stanu 4. W niniejszym, cyfrowym przykładzie realizacji widmo falkowe wyznacza się za pomocą algorytmu przekształcenia falkowego w postaci ciągłej transformaty falkowej (CWT) wykorzystującej falkę typu „bump” w trzech zakresach:The set of the amplitude values of the individual current wavelets in the spectrum determining block 3 is determined as a function of the time from the time of said change of state detected by the state change detection block 4. In the present digital embodiment, the wavelength spectrum is determined by the continuous transform wavelet transform algorithm. wavelet (CWT) using the "bump" wavelet in three ranges:
w zakresie PF1: od a1 = 994.72 kHz do b1 = 5049.4 kHz wyznacza się pierwsze widmo βΐψ (a1, b1);in the range of PF1: from a1 = 994.72 kHz to b1 = 5049.4 kHz, the first spectrum βΐψ (a1, b1) is determined;
w zakresie PF2: od a2 = 40.05 kHz do b2 = 150.12 kHz wyznacza się drugie widmo β2ψ (a2, b2); w zakresie PF3: od a3 = 599.2 Hz do b3 = 40.05 kHz wyznacza się trzecie widmo β3ψ (a3, b3). Twórcy ustalili, że do identyfikacji można zastosować różne rodzaje transformacji z dziedziny czasu do dziedziny częstotliwością ale transformacja falkowa zapewniła lepszą precyzję niż inne testowane transformacje.in the PF2 range: from a2 = 40.05 kHz to b2 = 150.12 kHz, the second spectrum β2ψ (a2, b2) is determined; in the PF3 range: from a3 = 599.2 Hz to b3 = 40.05 kHz, the third spectrum β3ψ (a3, b3) is determined. The inventors found that different types of time-to-frequency-domain transforms could be used for identification, but the wavelet transform provided better precision than the other transforms tested.
Tym samym wyznacza się próbki trzech widm falkowych sygnału prądu na podstawie jego wartości próbek w dziedzinie czasu. Wartości uzyskanego widma sygnału prądu są skorelowane z czasem ich występowania liczonym od chwili pojawienia się w prądzie sygnału wysokiej częstotliwości czyli zmiany stanu sieci.Thus, samples of the three wavelength spectra of the current signal are determined on the basis of its time-domain sample values. The values of the obtained spectrum of the current signal are correlated with the time of their occurrence, calculated from the moment of the appearance of the high-frequency signal in the current, i.e. the change in the state of the network.
Proporcje amplitud falek w poszczególnych zakresach oraz ich wzajemne przesunięcia w czasie są unikalne dla różnych odbiorników w sieci a zatem ich wyznaczenie umożliwia identyfikację odbiornika wywołującego zmianę stanu sieci. Wystarczy do tego analiza sygnału prądu w odcinku czasu większym lub równym 2 ms poczynając od zajścia zmiany stanu sieci.The proportions of the wavelet amplitudes in individual ranges and their mutual shifts in time are unique for various receivers in the network, and therefore their determination enables the identification of the receiver causing the network state change. It is enough to analyze the current signal in the time period greater than or equal to 2 ms, starting from the change of the network state.
Twórcy wynalazku ustalili, że unikalność poszczególnych urządzeń można zapewnić za pomocą 21 parametrów uzyskiwanych poprzez identyfikację następujących 7 cech pokazanych graficznie na Fig. 2 na którym ukazano przekrój czasowo-częstotliwościowej charakterystyki prądu dla jednego zakresu częstotliwości PF2, na którym zaznaczono cechy C1 do C7 dla pojedynczego czasu analizy falkowej tx, dla którego wartość amplitudy A jest największa dla całego zakresu poddawanego analizie. Cechy te wyznacza się w każdym z zakresów częstotliwości PF1, PF2, PF3:The inventors have found that the uniqueness of the individual devices can be ensured by 21 parameters obtained by identifying the following 7 features graphically shown in Fig. 2, which shows the cross-section of the time-frequency characteristics of the current for one frequency range PF2, with features C1 to C7 for a single wavelet analysis time tx, for which the value of amplitude A is the highest for the entire range under analysis. These features are determined in each of the frequency ranges PF1, PF2, PF3:
cecha 1 to częstotliwość falki o najwyższej amplitudzie w analizowanym widmie.feature 1 is the wavelet frequency with the highest amplitude in the analyzed spectrum.
cechy 2, 3 i 4 dotyczą rozkładu w częstotliwości dominującego segmentu współczynników falkowych na pierwszym poziomie 0,9 wartości amplitudy maksymalnej A. Cecha 2 to wartość częstotliwości początku, cecha 3 to wartość częstotliwości końca, zaś cecha 4 to różnica pomiędzy częstotliwością początku a częstotliwością końca segmentu na poziomie 0,9 A.features 2, 3 and 4 concern the frequency distribution of the dominant segment of wavelet coefficients at the first level of 0.9 values of the maximum amplitude A. Feature 2 is the value of the beginning frequency, feature 3 is the value of the end frequency, and feature 4 is the difference between the frequency of the beginning and the frequency of the end segment at the level of 0.9 A.
Cechy 5, 6 i 7 dotyczą rozkładu w częstotliwości dominującego segmentu współczynników falkowych na drugim poziomie 0,5 A. Cecha 5 to wartość częstotliwości początku, cecha 6 to wartość częstotliwości końca, zaś cecha 7 to różnica pomiędzy częstotliwością początku a częstotliwością końca.Features 5, 6 and 7 relate to the frequency distribution of the dominant segment of wavelet coefficients at the second level of 0.5 A. Feature 5 is the value of the start frequency, feature 6 is the value of the end frequency, and feature 7 is the difference between the start frequency and the end frequency.
Zestaw określonych wartości lub zakresów wartości stanowi unikalny wzorzec odpowiadający odbiornikowi - odcisk palca. Dzięki zapisaniu w pamięci 5 wzorców różnych urządzeń można za pomocą dyskryminatora 6 wykryć odbiornik, którego zmiana stanu powoduje zmianę stanu sieci.A set of specific values or ranges of values constitutes a unique pattern corresponding to the receiver - fingerprint. By saving 5 patterns of different devices in the memory, it is possible by means of the discriminator 6 to detect a receiver whose state change causes a change of the network state.
Jeden odbiornik jest identyfikowany wzorcem zapisanym w pamięci, na który składają się grupy cech występujących w analizowanych zakresach częstotliwości. Cechy te są związane z określonym rodzajem odbiornika i zmianą jego stanu. Można je określić na podstawie pomiarów laboratoryjnych, w ten sposób tworząc bibliotekę wzorców popularnych urządzeń. Inną metodą określenia wzorca odbiornika jest zastosowanie identyfikacji odbiornika w miejscu jego zainstalowania, polegającej na wprowadzeniu urządzenia według wynalazku w stan detekcji wzorca oraz włączeniu i następnie wyłączeniu odbiornika. Tego rodzaju czynność umożliwia urządzeniu według wynalazku na wykonanie pomiarówOne receiver is identified by a pattern stored in the memory, which consists of groups of features occurring in the analyzed frequency ranges. These features are related to a specific type of receiver and the change of its state. They can be determined on the basis of laboratory measurements, thus creating a library of popular devices standards. Another method of determining the pattern of the receiver is to use the identification of the receiver at the place of its installation, consisting in putting the device according to the invention into the pattern detection state and switching the receiver on and off. Such an operation enables the device according to the invention to take measurements
PL 232 305 B1 sygnału prądu i dokonanie obliczeń cech występujących w trzech analizowanych zakresach częstotliwości.The current signal and calculating the features occurring in the three analyzed frequency ranges.
Z uwagi na znaczną liczbę możliwości zmian stanu do identyfikacji jednego urządzenia można zastosować więcej niż jeden wzorzec. W przypadku niektórych urządzeń zasadne jest zastosowanie kilkudziesięciu wzorców.Due to the large number of possibilities for state changes, more than one pattern can be used to identify one device. In the case of some devices, it is reasonable to use several dozen patterns.
Realizacja bloków urządzenia według wynalazku jest również możliwa w technice analogowej, chociaż znacznie skomplikowane. Blok wyznaczania widma można uzyskać zapewniając bank sygnałów wzorcowych np. falkowych oraz układ korelatorów. Blok wykrywania zmian sieci 4 można zrealizować jako prosty filtr LC oraz detektor. Układ dyskryminatora 6 i pamięci można zrealizować jako zespół generatorów i korelatorów, działających w sposób zsynchronizowany. Takie rozwiązanie jest bardziej zawodne i podatne na awarie ale znawca technik analogowych jest w stanie wykonać je rutynowo po zapoznaniu się z istotą wynalazku opisaną w niniejszym opisie.The implementation of the device blocks according to the invention is also possible in analog technology, although considerably complicated. The block of determining the spectrum can be obtained by providing a bank of standard signals, e.g. wavelet signals, and a system of correlators. The network change detection block 4 can be implemented as a simple LC filter and detector. The discriminator 6 and memory circuitry may be implemented as a set of generators and correlators operating in a synchronized manner. Such a solution is more unreliable and prone to failure, but one skilled in the art of analog techniques will be able to do it routinely after reading the essence of the invention described herein.
Alternatywnie można zastosować rozwiązanie w którym blok wykrywania zmian sieci 4 i blok wyznaczania widma realizuje się analogowo a uzyskane sygnały próbkuje i dalej przetwarza cyfrowo.Alternatively, a solution can be applied in which the network change detection block 4 and the spectrum determination block are performed analogously and the obtained signals are sampled and further processed digitally.
W alternatywnych realizacjach sposobu według wynalazku można zastosować więcej cech charakteryzujących odbiorniki lub nawet rozpoznawać je korelując całe widma.In alternative implementations of the method according to the invention, it is possible to use more features of the receivers or even to recognize them by correlating entire spectra.
Wynalazek umożliwia wykrycie zmian stanu sieci i wykrycie źródła zakłóceń co jest kluczową informacją dla jej utrzymywania i zapewniania prawidłowej pracy.The invention makes it possible to detect changes in the state of the network and detect the source of disturbances, which is the key information for its maintenance and ensuring its correct operation.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425576A PL232305B1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Device for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network and method for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425576A PL232305B1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Device for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network and method for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL425576A1 PL425576A1 (en) | 2019-01-02 |
| PL232305B1 true PL232305B1 (en) | 2019-06-28 |
Family
ID=64899052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL425576A PL232305B1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Device for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network and method for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL232305B1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248967A (en) * | 1991-04-26 | 1993-09-28 | Marek Daneshfar | Method and apparatus for monitoring electrical devices |
| US6625737B1 (en) * | 2000-09-20 | 2003-09-23 | Mips Technologies Inc. | System for prediction and control of power consumption in digital system |
| JP4454001B2 (en) * | 2001-06-19 | 2010-04-21 | 財団法人電力中央研究所 | Remote electrical equipment monitoring method and apparatus, and power consumption estimation method and apparatus using the same |
| WO2006028558A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Virgina Tech Intellectual Properties, Inc. | Detecting software attacks by monitoring electric power consumption patterns |
-
2018
- 2018-05-17 PL PL425576A patent/PL232305B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL425576A1 (en) | 2019-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | A novel wavelet transform technique for on-line partial discharge measurements. 1. WT de-noising algorithm | |
| RU2159445C2 (en) | Method for locating single-phase ground fault in power distribution network | |
| US9170986B2 (en) | Power quality meter and method of waveform anaylsis and compression | |
| AU2007273231A1 (en) | Detection and monitoring of partial discharge of a power line | |
| Varatharajan et al. | Harmonic emission of large PV installations case study of a 1 MW solar campus | |
| Zhongrong et al. | Application of complex wavelet transform to suppress white noise in GIS UHF PD signals | |
| Romano et al. | Partial discharges at different voltage waveshapes: Comparison between two different acquisition systems | |
| Matz et al. | Automated power quality monitoring system for on-line detection and classification of disturbances | |
| Thirumala et al. | An improved adaptive filtering approach for power quality analysis of time-varying waveforms | |
| Yan et al. | On-line partial discharge localization of 10-kV covered conductor lines | |
| Bertocco et al. | Frequency tracking for efficient phasor measurement based on a CSTFM model | |
| PL232305B1 (en) | Device for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network and method for detection of working mode changes and for identification of receivers in the supply network | |
| Mishra | Sag, swell and interruption detection using wavelet in LabVIEW | |
| Zhang et al. | Application of signal processing techniques to on-line partial discharge detection in cables | |
| US7271577B2 (en) | Testing loop impedance in an RCCB electrical test circuit | |
| Rodrigues et al. | Digital filter performance for zero crossing detection in power quality embedded measurement systems | |
| Lodetti et al. | Methods for the evaluation of new power quality parameters: A review of rapid voltage changes and supraharmonics | |
| Radil et al. | Power quality detection and classification method for IEC 61000-4-30 Class A instruments | |
| Mariscotti et al. | Variability of EMI measurement for switched mode power supplies EMI in the 2–1000 kHz range | |
| Gallarreta et al. | On the Feasibility of the Light-QP Method for the Assessment of V2G Supraharmonic Disturbances | |
| Shadmehr et al. | Beyond FFT algorithm in analyzing harmonics at frequency range of 2 kHz to 500 kHz | |
| PL232306B1 (en) | Device for identification of receivers in the supply network and method for identification of receivers in the supply network | |
| Tjader et al. | Performance evaluation for frequency estimation of transients using the ESPRIT: Measured noise versus white noise | |
| Mohammad et al. | Analysis on multiple acoustic and electrical emission of PD signal based on signal to noise ratio (SNR) on power cable | |
| Gallarreta et al. | Techniques to generate test waveforms for power grid measurement methods up to 150 kHz |