背景

發(fā)明領(lǐng)域

本公開的方面和實(shí)施方式針對(duì)用于檢測(cè)在電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件并使用該信息來(lái)確定電能質(zhì)量事件對(duì)電力系統(tǒng)的影響的系統(tǒng)和方法。

背景討論

電能質(zhì)量干擾是對(duì)于意外的商業(yè)故障停機(jī)以及設(shè)備失靈和損壞的主要原因之一。根據(jù)一些估計(jì)，電能質(zhì)量干擾是商業(yè)故障停機(jī)中的30-40％的原因，且電能質(zhì)量問(wèn)題花費(fèi)了公司其年度收入的大約4％?？蓺w因于電能質(zhì)量干擾的對(duì)設(shè)備的有害影響的例子包括設(shè)備部件(諸如電動(dòng)機(jī)、電容器、電纜和變壓器)的過(guò)熱、加速的磨損、設(shè)備部件的過(guò)早老化、失靈和錯(cuò)誤地跳閘的斷路器。

電能質(zhì)量干擾可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響包括電費(fèi)的增加、罰款(諸如由于破壞性電力而處以的罰款)以及對(duì)環(huán)境的有害影響的增加(諸如增加的碳足跡)。電能質(zhì)量干擾還通過(guò)引起與需求有關(guān)的費(fèi)用的增加、電力系統(tǒng)損失的增加和電壓下降的增加來(lái)影響電力系統(tǒng)。圖1指示被電能質(zhì)量干擾影響的區(qū)域的三個(gè)例子：正常運(yùn)行時(shí)間、資產(chǎn)和能量效率。例如，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間可被由于電壓驟降(voltagesag)、中斷、欠電壓或過(guò)電壓而關(guān)閉的電氣設(shè)施影響。此外，由諧波、電壓驟升(voltageswell)或瞬變現(xiàn)象引起的電路的令人討厭的跳閘也導(dǎo)致正常運(yùn)行時(shí)間的降低。諸如電纜、變壓器、電容器組等的資產(chǎn)也可被電能質(zhì)量干擾不利地影響。例如，設(shè)備的過(guò)熱和縮短的使用壽命是由電能質(zhì)量干擾(諸如諧波)引起的兩個(gè)影響。能量的有效使用也被電能質(zhì)量干擾影響。

根據(jù)特定的例子，電容器組可被電能質(zhì)量干擾(諸如諧波)影響，電能質(zhì)量干擾特征在于基頻(在北美為60hz或周每秒)的穩(wěn)態(tài)失真。來(lái)自電弧爐(eaf)、電氣化鐵道、基于晶閘管的電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置的非線性電力負(fù)載成為在電網(wǎng)中的主要諧波源。這些系統(tǒng)將大量諧波電流輸入到電力系統(tǒng)內(nèi)，這導(dǎo)致在電網(wǎng)中的基本電流波形的失真。諧波可以用很多不同的方式(諸如通過(guò)增加在電容器組中的功率損耗、形成在電容器組電路中的諧波諧振、放大諧波電流和縮短電容器組的使用壽命)來(lái)不利地影響電容器組的正常操作。

電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的正確解釋可允許商業(yè)和能量提供者限制電能質(zhì)量干擾可能有的有害影響。例如，能源采購(gòu)經(jīng)理可使用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)避免罰款或修改能源合同。同樣，設(shè)備工程師可使用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)正確地診斷設(shè)備問(wèn)題并執(zhí)行對(duì)設(shè)備故障停機(jī)的根本原因分析。

概述

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，其包括檢測(cè)電能質(zhì)量事件；確定一個(gè)或多個(gè)停電是否在從電能質(zhì)量事件的開始延長(zhǎng)到電能質(zhì)量事件的結(jié)束的限定時(shí)間段中發(fā)生；如果一個(gè)或多個(gè)停電在限定時(shí)間段中發(fā)生，則執(zhí)行分析，其中執(zhí)行分析包括確定一個(gè)或多個(gè)停電是否與電能質(zhì)量事件相關(guān)聯(lián)；以及將關(guān)于分析的信息輸出到顯示裝置。

根據(jù)一些實(shí)施方式，電能質(zhì)量事件由電能質(zhì)量監(jiān)控裝置檢測(cè)，以及確定一個(gè)或多個(gè)停電是否與電能質(zhì)量事件相關(guān)聯(lián)包括：確定電能質(zhì)量監(jiān)控裝置是否在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電，以及如果電能質(zhì)量監(jiān)控裝置在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電，則提供可靠性指標(biāo)以被包括在所輸出的信息中，可靠性指標(biāo)相應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)停電與電能質(zhì)量事件相關(guān)聯(lián)的置信水平。根據(jù)另一實(shí)施方式，該方法還包括識(shí)別檢測(cè)到電能質(zhì)量事件的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置，確定位于電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置是否在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電，以及如果位于電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電則提供可靠性指標(biāo)。根據(jù)又一實(shí)施方式，該方法還包括：確定電能質(zhì)量監(jiān)控裝置和位于電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置是否在包括限定時(shí)間段加上預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段中檢測(cè)到停電，以及如果電能質(zhì)量監(jiān)控裝置和位于電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置在包括限定時(shí)間段加上預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段中檢測(cè)到停電則提供可靠性指標(biāo)。

根據(jù)另一實(shí)施方式，確定一個(gè)或多個(gè)停電是否發(fā)生包括從至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置接收停電信息，以及執(zhí)行分析還包括：基于停電信息來(lái)識(shí)別檢測(cè)到一個(gè)或多個(gè)停電的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的每個(gè)的位置，以及基于所識(shí)別的位置和使用停電信息的聚合來(lái)確定停電的位置。根據(jù)另一實(shí)施方式，停電信息包括由至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置消耗的電流的量，以及確定一個(gè)或多個(gè)停電是否發(fā)生包括：識(shí)別所消耗的電流的量的閾值，以及確定所檢測(cè)的量與閾值的偏差。

根據(jù)一些實(shí)施方式，停電信息包括至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，以及確定一個(gè)或多個(gè)停電是否發(fā)生包括檢測(cè)在網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)中的變化。根據(jù)另一實(shí)施方式，停電信息包括來(lái)自至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的電接觸狀態(tài)，以及確定一個(gè)或多個(gè)停電是否發(fā)生包括檢測(cè)在電接觸狀態(tài)中的變化。根據(jù)一些實(shí)施方式，確定一個(gè)或多個(gè)停電是否發(fā)生包括從輸入裝置接收停電信息。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，該分析還包括基于聚合來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)停電的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)一些實(shí)施方式，聚合基于被包括在停電信息中的時(shí)間戳。

根據(jù)某些實(shí)施方式，檢測(cè)電能質(zhì)量事件包括從檢測(cè)到電能質(zhì)量事件的每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置接收關(guān)于電能質(zhì)量事件的事件信息，以及執(zhí)行分析還包括：基于所接收的事件信息來(lái)識(shí)別每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置，以及至少部分地基于每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置來(lái)確定電能質(zhì)量事件的位置。根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還包括接收關(guān)于參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的信息，以及確定電能質(zhì)量事件的位置還基于所接收的關(guān)于參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的信息和所接收的事件信息。

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，檢測(cè)電能質(zhì)量事件包括：進(jìn)行與在電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量有關(guān)的至少一個(gè)測(cè)量，識(shí)別至少一個(gè)測(cè)量的閾值，以及確定至少一個(gè)測(cè)量與閾值的偏差。根據(jù)一些實(shí)施方式，可靠性指標(biāo)至少部分地基于限定時(shí)間段。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種系統(tǒng)，其包括顯示裝置、配置成檢測(cè)電能質(zhì)量事件的至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置以及處理器，該處理器與至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置和顯示裝置通信并配置成：從至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置接收由至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置檢測(cè)的事件信息，接收停電信息，基于事件信息和停電信息來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)停電是否在從電能質(zhì)量事件的開始延長(zhǎng)到電能質(zhì)量事件的結(jié)束的限定時(shí)間段中發(fā)生，如果一個(gè)或多個(gè)停電在限定時(shí)間段中發(fā)生，則執(zhí)行分析，分析包括確定一個(gè)或多個(gè)停電是否與電能質(zhì)量事件相關(guān)聯(lián)，以及將來(lái)自分析的信息輸出到顯示裝置。

根據(jù)一些實(shí)施方式，至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置配置成檢測(cè)停電，且處理器還配置成：從至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置接收停電信息，基于事件信息和停電信息來(lái)確定至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置是否在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電，以及如果至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電，則提供被包括在所輸出的信息中的可靠性指標(biāo)，可靠性指標(biāo)相應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)停電與電能質(zhì)量事件相關(guān)聯(lián)的置信水平。

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，處理器還配置成：基于所接收的事件信息來(lái)確定檢測(cè)到電能質(zhì)量事件的每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置，基于所確定的位置來(lái)識(shí)別位于上游最遠(yuǎn)處的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置，確定位于所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置是否在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電，以及如果位于所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置在限定時(shí)間段期間檢測(cè)到停電則提供可靠性指標(biāo)。

根據(jù)另一實(shí)施方式，處理器還配置成：確定所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置和位于所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置是否在包括限定時(shí)間段加上預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段中檢測(cè)到停電，以及如果所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置和位于所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的下游的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置在包括限定時(shí)間段加上預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段中檢測(cè)到停電則提供可靠性指標(biāo)。

根據(jù)一些實(shí)施方式，系統(tǒng)還包括至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置，其與處理器通信并配置成檢測(cè)停電，以及處理器還配置成：從配置成檢測(cè)到停電的至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置接收停電信息，以及基于所接收的停電信息來(lái)識(shí)別檢測(cè)到停電的每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置，其中執(zhí)行分析還包括基于所識(shí)別的位置和使用停電信息的聚合來(lái)確定停電的位置。

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，系統(tǒng)還包括與處理器通信的輸入裝置，且處理器還配置成從輸入裝置接收停電信息。

根據(jù)某個(gè)實(shí)施方式，至少一個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置包括參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置，以及處理器還配置成：接收關(guān)于參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置的信息，基于事件信息來(lái)識(shí)別檢測(cè)到電能質(zhì)量事件的每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置，以及至少部分地基于參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置和檢測(cè)到電能質(zhì)量事件的每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置來(lái)確定電能質(zhì)量事件的位置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置配置成確定電能質(zhì)量事件是在參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的上游還是在下游并將其作為事件信息向處理器傳輸，以及處理器配置成基于參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置、檢測(cè)到電能質(zhì)量事件的每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的位置以及從參考電能質(zhì)量監(jiān)控裝置傳輸?shù)氖录畔?lái)確定電能質(zhì)量事件的位置。

下面詳細(xì)討論這些示例方面和實(shí)施方式的又一些其它方面、實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)。而且，應(yīng)理解，前述信息和下面的詳細(xì)描述都僅僅是各種方面和實(shí)施方式的例證性例子，且意欲提供用于理解所要求保護(hù)的方面和實(shí)施方式的性質(zhì)和特征的概述或框架。在本文公開的實(shí)施方式可與其它實(shí)施方式組合，且對(duì)“實(shí)施方式”、“例子”、“一些實(shí)施方式”、“一些例子”、“可選的實(shí)施方式”、“各種實(shí)施方式”、“一個(gè)實(shí)施方式”、“至少一個(gè)實(shí)施方式”、“這個(gè)和其它實(shí)施方式”、“某些實(shí)施方式”等的提及并不一定是相互排他的，且意欲指示所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可被包括在至少一個(gè)實(shí)施方式中。在本文的這樣的術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)并不一定都指同一實(shí)施方式。

附圖的簡(jiǎn)要描述

下面參考附圖討論至少一個(gè)實(shí)施方式的各種方面，附圖并沒(méi)有被規(guī)定為按比例繪制。附圖被包括以提供對(duì)各種方面和實(shí)施方式的說(shuō)明和進(jìn)一步理解，并被合并在本說(shuō)明書中且構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，但并不意欲作為任何特定的實(shí)施方式的限制的定義。附圖連同說(shuō)明書的其余部分一起用于解釋所描述和要求保護(hù)的方面和實(shí)施方式的原理和操作。在附圖中，在各個(gè)附圖中示出的每個(gè)相同或幾乎相同的部件由相似的數(shù)字表示。為了清楚的目的，不是每個(gè)部件都可在每個(gè)附圖中標(biāo)出。在附圖中：

圖1是由電能質(zhì)量干擾引起的各種影響的列表；

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的各種方面列出短期電能質(zhì)量事件的表；

圖2b是根據(jù)本發(fā)明的各種方面列出長(zhǎng)期電能質(zhì)量事件的表；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的在電能質(zhì)量事件和設(shè)備故障停止時(shí)間之間的關(guān)系的一個(gè)例子的圖示；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的系統(tǒng)的方框圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的分層電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的分組的圖示；

圖5a是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的過(guò)程的一個(gè)例子的流程圖；

圖5b是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的過(guò)程的另一例子的流程圖；

圖5c是根據(jù)本發(fā)明的各種方面的過(guò)程的另一例子的流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的方法的流程圖；

圖7是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的例子的第一方框圖，本發(fā)明的各種方面可在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上被執(zhí)行；以及

圖8是圖7的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的例子的第二方框圖。

詳細(xì)描述

根據(jù)本發(fā)明的在本文所述的各種方面和實(shí)施方式包括用于檢測(cè)電能質(zhì)量干擾(另外在本文被稱為電能質(zhì)量事件)并接著確定這些事件在電力系統(tǒng)內(nèi)的影響(如果有的話)的系統(tǒng)和方法。例如，根據(jù)一個(gè)方面，系統(tǒng)和方法確定檢測(cè)到的設(shè)備停電是否與電能質(zhì)量事件相關(guān)。根據(jù)另一方面，提供通過(guò)使用與電能質(zhì)量事件有關(guān)的信息和與在電能質(zhì)量事件期間出現(xiàn)的檢測(cè)到的停電有關(guān)的信息來(lái)識(shí)別電能質(zhì)量事件在電力系統(tǒng)中的位置的系統(tǒng)和方法。例如，由系統(tǒng)和方法執(zhí)行的分析可能能夠確定事件是在電力系統(tǒng)(諸如設(shè)施)的內(nèi)部還是外部。根據(jù)又一方面，由系統(tǒng)和方法執(zhí)行的分析可用于通過(guò)聚合停電數(shù)據(jù)以識(shí)別在電力系統(tǒng)中的最“上游”的點(diǎn)來(lái)確定在電力系統(tǒng)內(nèi)的停電的位置。根據(jù)再一方面，分析可包括聚合停電數(shù)據(jù)以確定停電的長(zhǎng)度。

根據(jù)各種方面，電能質(zhì)量(pq)事件可包括在通過(guò)被監(jiān)控的電力系統(tǒng)的一部分的電力的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)中的短暫的或永久的變化。各種條件(諸如天氣條件、雷擊、功率驟增和驟升、停電(blackout)、燈火管制(brownout)和故障條件可嚴(yán)重危害電能質(zhì)量并引起電能質(zhì)量干擾。如下面進(jìn)一步解釋的，pq事件可包括例如通過(guò)電力系統(tǒng)的一部分的功率、電壓或電流的驟降或中斷、引起在電力系統(tǒng)的一部分中的電噪聲的電干擾或由松動(dòng)或腐蝕的電連接引起的電噪聲。pq事件可包括例如對(duì)通過(guò)電力系統(tǒng)的一部分的交變電流的頻率和/或相位的改變或在來(lái)自連接到電力系統(tǒng)的一件設(shè)備的所反射或吸收的電力的量的改變。pq事件可由在被監(jiān)控的電力系統(tǒng)內(nèi)部或附近的設(shè)備或事件引起。例如，pq事件可由從一件設(shè)備啟動(dòng)所消耗的大電流引起或由來(lái)自設(shè)施中的一件設(shè)備的電磁干擾引起。pq事件也可由在電力系統(tǒng)外部的事件(例如，由于在電源設(shè)施處的問(wèn)題、電力系統(tǒng)的電力傳輸線的問(wèn)題)或由諸如雷擊的事件引起。

根據(jù)一些實(shí)施方式，這些系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)可包括工業(yè)廠房或工廠、重要設(shè)施(諸如協(xié)同定位設(shè)施或數(shù)據(jù)中心，其包括諸如用于給重要設(shè)備供電的ups單元和斷路器以及用于冷卻重要負(fù)載和設(shè)施的hvac系統(tǒng))和/或非重要設(shè)施(諸如辦公室建筑物、住宅建筑物等)。本文所公開的方面和實(shí)施方式不限于用在任何特定的電力系統(tǒng)中。

在理想的三相電力系統(tǒng)中，電壓在它們的標(biāo)稱振幅處、在它們的標(biāo)稱頻率處，優(yōu)選地完美地被平衡，并具有完美的正弦波形。對(duì)這些參數(shù)(振幅、頻率、波形、對(duì)稱性)之一的任何干擾可被分類為電能質(zhì)量事件。如上面提到的，存在多個(gè)不同的電能質(zhì)量干擾，且它們中的任一個(gè)對(duì)電力系統(tǒng)可以有潛在地消極影響。圖2a和圖2b將不同的電能質(zhì)量事件分別分類為短期和長(zhǎng)期類別。一般說(shuō)來(lái)，短期事件(諸如瞬變現(xiàn)象和短持續(xù)時(shí)間電壓變化)具有小于一分鐘的持續(xù)時(shí)間。相反，長(zhǎng)期事件(諸如諧波、不平衡、欠電壓、過(guò)電壓、頻率和電壓變化以及功率因子被視為穩(wěn)態(tài)或連續(xù)干擾。在圖2a和2b中列出的電能質(zhì)量事件中的一個(gè)或多個(gè)可以是可由pq監(jiān)控裝置檢測(cè)的可測(cè)量的量，如下面進(jìn)一步討論的。

參考圖2a，短期電能質(zhì)量事件(諸如電壓驟降(dip)、驟升和中斷通常歸因于公用設(shè)施故障條件，且電壓瞬變現(xiàn)象可由雷擊或在電感和電容負(fù)載(例如，電容器組、電源變壓器的抽頭變換器)之間的切換操作引起。下面進(jìn)一步討論這些短期pq事件中的每個(gè)。

瞬變現(xiàn)象

瞬變現(xiàn)象是在電壓和電流的穩(wěn)態(tài)條件中的突然變化。瞬變現(xiàn)象通常被分類為兩個(gè)類別：脈沖的和振蕩的。脈沖瞬變現(xiàn)象是在正或負(fù)方向上升高電壓和/或電流電平的突然高峰值事件。這些類型的事件可根據(jù)它們產(chǎn)生的速度進(jìn)一步被分類為快的、中等的或慢的。振蕩瞬變現(xiàn)象是在正和負(fù)信號(hào)限制處在自然系統(tǒng)頻率下振蕩的在信號(hào)的電壓和/或電流的穩(wěn)態(tài)條件中的突然變化。換句話說(shuō)，瞬變現(xiàn)象使電力信號(hào)交替地非?？斓伢E升并接著減小。振蕩瞬變現(xiàn)象通常在一個(gè)周期內(nèi)衰減到零。瞬變現(xiàn)象可由閃電、負(fù)載切換、公用設(shè)施故障清除和靜電放電(esd)引起。

中斷

中斷被定義為供應(yīng)電壓或負(fù)載電流的完全損失。雖然圖2a將中斷分類為短期，但中斷可基于它的持續(xù)時(shí)間被分類為下面的類別：瞬時(shí)的(0.5-30個(gè)周期)、短暫的(30個(gè)周期到2秒)、暫時(shí)的(2秒到2分鐘)和持久的(大于2分鐘)。中斷的原因可改變，但一般是對(duì)電力供應(yīng)網(wǎng)的損壞的結(jié)果，諸如雷擊、車輛事故、破壞性天氣、設(shè)備故障或斷路器跳閘。電壓驟降和驟升

電壓驟降是在0.5個(gè)周期到1分鐘的持續(xù)時(shí)間期間在給定頻率下的ac電壓的減小。驟降通常由公用設(shè)施故障引起，且也常常是在具有強(qiáng)啟動(dòng)電流的負(fù)載上的切換的結(jié)果。例如，驟降的共同原因包括啟動(dòng)大負(fù)載(例如，大空調(diào)單元、在工業(yè)設(shè)施內(nèi)部的大電動(dòng)機(jī))和由公用設(shè)施設(shè)備執(zhí)行的遠(yuǎn)程故障清除。驟升是驟降的反轉(zhuǎn)形式，具有在0.5個(gè)周期到1分鐘的持續(xù)時(shí)間期間在ac電壓中的增加。驟升的一般原因包括高阻抗中性連接、突然的(特別是大的)負(fù)載減小和在三相系統(tǒng)上的單相故障。

參考圖2b，長(zhǎng)期(即，連續(xù)電能質(zhì)量事件)包括穩(wěn)態(tài)干擾，諸如電壓和電流不平衡和諧波、長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間變化(欠電壓和過(guò)電壓)以及還有間歇的電壓或頻率變化。每個(gè)長(zhǎng)期電能質(zhì)量干擾的特定標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則是可得到的。例如，諧波限制可由諸如iec61000-2-4和ieee519,2014修訂本的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定。下面進(jìn)一步討論在圖2b中列出的長(zhǎng)期pq事件的幾個(gè)例子。應(yīng)注意，功率因數(shù)(pf)是由終端用戶經(jīng)歷的pq問(wèn)題，但從標(biāo)準(zhǔn)角度看一般不被考慮為pq問(wèn)題。

欠電壓和過(guò)電壓

欠電壓由ieee1159描述為在大于1分鐘的一段時(shí)間期間在電力頻率下的ac電壓中的減少(rms)，一般為標(biāo)稱值的80％-90％。欠電壓是產(chǎn)生驟降的長(zhǎng)期問(wèn)題的結(jié)果。欠電壓可產(chǎn)生在電動(dòng)機(jī)中的過(guò)熱，并可導(dǎo)致非線性負(fù)載(諸如計(jì)算機(jī)電源)的故障。相反，過(guò)電壓由ieee定義為在長(zhǎng)于1分鐘的持續(xù)時(shí)間期間在電力頻率下的ac電壓中的增加，一般為標(biāo)稱值的110％-120％。過(guò)電壓可以是產(chǎn)生驟升的長(zhǎng)期問(wèn)題的結(jié)果，并可通常被認(rèn)為是延長(zhǎng)的驟升。過(guò)電壓可由在電源變壓器上的不正確的抽頭設(shè)置、切斷大負(fù)載或?qū)υ谳旊姾团潆娤到y(tǒng)上的電壓降的過(guò)度校正(諸如使幾個(gè)電容器組通電)引起。

諧波

諧波失真是一種類型的波形失真，并被表征為在為基頻的倍數(shù)的頻率下基本正弦波的惡化。例如，180hz是60hz基頻的三次諧波。諧波是現(xiàn)代電子器件的副產(chǎn)物。它們?cè)诖嬖诖罅總€(gè)人計(jì)算機(jī)(單相負(fù)載)、不間斷電源(ups)、變頻驅(qū)動(dòng)器(ac和dc)或使用固態(tài)功率開關(guān)電源來(lái)將輸入ac轉(zhuǎn)換成dc的任何電子裝置時(shí)頻繁地發(fā)生。線性負(fù)載暗示在電壓和電流之間存在線性關(guān)系。相反，非線性負(fù)載具有與施加的電壓波形不對(duì)應(yīng)的不連續(xù)電流關(guān)系。非線性負(fù)載通過(guò)以突然的短脈沖而不是以平滑的正弦方式消耗電流來(lái)產(chǎn)生諧波。

諧波的一個(gè)度量是由下面的方程(1)定義的總諧波失真(thd)(也被稱為“失真因數(shù)”(df))：

方程(1)：thd％＝(sqrt(n2²+n3²+...)/n1)×100

其中：

sqrt＝平方根，

nn＝n次諧波頻率的幅值，以及

n1＝基頻的幅值。

thd是評(píng)估電流(thdi)或電壓(thdu)的失真的常見參數(shù)。

電壓波動(dòng)

電壓波動(dòng)是在通常低于25hz的低頻下的小尺寸(即標(biāo)稱值的95％-105％)的電壓波形的系統(tǒng)變化或一系列隨機(jī)電壓變化。電壓波動(dòng)可由展示明顯的電流變化的任何負(fù)載(諸如電弧爐)引起。

頻率變化

電力頻率變化一般在穩(wěn)定的公用設(shè)施電力系統(tǒng)中時(shí)罕見的，特別是經(jīng)由電網(wǎng)互連的系統(tǒng)，且更一般地在具有專用備用發(fā)電機(jī)的位置或具有差的電力基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域中找到。

ieee標(biāo)準(zhǔn)1159-1995(用于監(jiān)控電能質(zhì)量的建議措施)定義可引起電能質(zhì)量問(wèn)題的電磁現(xiàn)象，并提供測(cè)量并記錄這樣的現(xiàn)象的建議方法。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包括下面在表1中概述的術(shù)語(yǔ)，并包括很多上面所述的pq事件。

表1---ieee1159術(shù)語(yǔ)的概要

上面在表1中列出的前三個(gè)類別通常被考慮為間歇性的或短期現(xiàn)象；而最后四個(gè)(不平衡、失真、波動(dòng)和頻率變化)是穩(wěn)態(tài)或連續(xù)干擾。

根據(jù)各種方面，電能質(zhì)量事件是來(lái)自可由諸如智能儀表的裝置記錄的最小電壓的干擾。與電能質(zhì)量事件有關(guān)的數(shù)據(jù)可包括事件id、事件類和相關(guān)物理含義(例如，最小/最大電壓、持續(xù)時(shí)間等)。很多系統(tǒng)可存在以對(duì)電能質(zhì)量事件分類。一個(gè)這樣的系統(tǒng)在下面的表2中示出。事件id可用于唯一地識(shí)別電能質(zhì)量事件類。

表2---由ieee標(biāo)準(zhǔn)1159定義的電能質(zhì)量事件類別

圖3提供在檢測(cè)到的電能質(zhì)量事件105和可由電能質(zhì)量事件105引起的設(shè)備故障停機(jī)110之間的關(guān)系的圖示。如圖3所示，設(shè)備故障停機(jī)110在時(shí)間t1開始并在時(shí)間t2結(jié)束。根據(jù)這個(gè)例子，電能質(zhì)量事件105由恰好在時(shí)間t1之前出現(xiàn)的尖峰表示。如下面進(jìn)一步討論的，各種方法可用于檢測(cè)設(shè)備故障停機(jī)并使它與所捕獲的pq事件相關(guān)。該方法可使用在pq事件的開始和結(jié)束之間的時(shí)間跨度以及時(shí)間t1和t2來(lái)評(píng)價(jià)相關(guān)性的可靠性。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，被檢測(cè)的并隨后用于執(zhí)行分析的pq事件包括在圖2a和2b的表中列出的干擾中的任一個(gè)或多個(gè)。例如，根據(jù)一些實(shí)施方式，可在執(zhí)行分析時(shí)使用pq事件，諸如電壓干擾，其包括欠電壓、過(guò)電壓、驟降和驟升以及“在范圍之外的”諧波水平。如下面進(jìn)一步討論的，可容易檢測(cè)并捕獲可潛在地引起設(shè)備故障停機(jī)的pq事件。相反，檢測(cè)設(shè)備故障停機(jī)可能更有挑戰(zhàn)性。例如，設(shè)備可以在自動(dòng)重新啟動(dòng)之前在相對(duì)短的一段時(shí)間期間是離線的，且這個(gè)離線期可以不被注意地過(guò)去。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，用于檢測(cè)故障停機(jī)的方法配置成檢測(cè)從在線狀態(tài)到離線的初始改變。根據(jù)可選的實(shí)施方式，用于檢測(cè)故障停機(jī)的方法配置成檢測(cè)在離線某個(gè)時(shí)間段之后恢復(fù)在線的設(shè)備。

圖4示出可用于檢測(cè)pq事件并確定檢測(cè)到的設(shè)備停電是否可與這些事件相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)400的實(shí)施方式。系統(tǒng)400可包括pq監(jiān)控裝置130(諸如，可用作在整個(gè)系統(tǒng)400中的監(jiān)控點(diǎn)的智能裝置和/或功率計(jì))的網(wǎng)絡(luò)、在整個(gè)系統(tǒng)中提供電力的公用設(shè)施115和pq分析系統(tǒng)125。pq監(jiān)控裝置130、pq分析系統(tǒng)125和公用設(shè)施115都可由通信網(wǎng)絡(luò)120連接在一起，通信網(wǎng)絡(luò)120可以是有線或無(wú)線連接。

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，pq監(jiān)控裝置130分布在被監(jiān)控的電力系統(tǒng)所存在的全部位置中。根據(jù)某些方面，pq監(jiān)控裝置130可監(jiān)控電力系統(tǒng)的全部或一部分。根據(jù)一些實(shí)施方式，pq監(jiān)控裝置130連續(xù)地監(jiān)控且在一些實(shí)施方式中分析在它們被安裝的點(diǎn)處的電力系統(tǒng)的電力特性。pq監(jiān)控裝置130還可嵌在被包括在被監(jiān)控的位置中的裝置內(nèi)。例如，pq監(jiān)控裝置130中的一個(gè)或多個(gè)可嵌在裝置(諸如ups模塊、控制器、pdu和包括數(shù)據(jù)中心的其它設(shè)備)內(nèi)。根據(jù)另一例子，pq監(jiān)控裝置130可安裝在裝置(諸如斷路器、可變速度驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)繼電器、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)裝置和其它嵌入式電力測(cè)量裝置內(nèi)。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，pq監(jiān)控裝置130的一個(gè)或多個(gè)可位于使用特定的監(jiān)控設(shè)備測(cè)量功率和能量使用的關(guān)鍵分布點(diǎn)處，和/或pq監(jiān)控裝置130中的一個(gè)或多個(gè)可嵌在系統(tǒng)的各種資產(chǎn)中。根據(jù)一些實(shí)施方式，監(jiān)控可由智能電子裝置(ied)來(lái)執(zhí)行，其諸如都由schneiderelectric制造的powerlogicion系列儀表或sepam保護(hù)繼電器。如上面討論的，監(jiān)控也可由位于電力系統(tǒng)中的資產(chǎn)通過(guò)嵌入資產(chǎn)內(nèi)的各種測(cè)量部件(諸如智能斷路器或ups單元)完成。

根據(jù)各種方面，系統(tǒng)400可包括電力系統(tǒng)或是電力系統(tǒng)的部分，如上面討論的。因此，本文公開的方面和實(shí)施方式可適用于監(jiān)控電力系統(tǒng)，其在本文也被稱為在諸如工業(yè)場(chǎng)地、工廠、重要設(shè)施和非重要設(shè)施的設(shè)施中的“電氣網(wǎng)”或僅僅為“電氣系統(tǒng)”。

根據(jù)各種方面，pq監(jiān)控裝置130的一個(gè)或多個(gè)可配置成監(jiān)控公用設(shè)施饋電器(包括電涌保護(hù)器、跳閘單元和變壓器)，并可檢測(cè)接地故障、電壓驟降、電壓驟升、短暫中斷和振蕩瞬變現(xiàn)象以及風(fēng)扇故障、溫度和諧波失真。pq監(jiān)控裝置130還可監(jiān)控裝置，諸如發(fā)電機(jī)，包括輸出端、保護(hù)繼電器、電池充電器和傳感器(例如水和燃料傳感器)。根據(jù)另一方面，pq監(jiān)控裝置130可檢測(cè)發(fā)電機(jī)狀態(tài)(包括逆功率、溫度、過(guò)電壓和欠電壓狀態(tài))以及其他參數(shù)(諸如溫度，包括周圍環(huán)境溫度)。根據(jù)另一方面，pq監(jiān)控裝置130還可監(jiān)控轉(zhuǎn)換開關(guān)(ts)(包括并聯(lián)開關(guān)裝置和靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(sts))，并可檢測(cè)在ts中的狀態(tài)變化以及硅可控整流器(scr)狀態(tài)、匯總警報(bào)(summaryalarm)、警報(bào)條件和測(cè)試位置連同其它信息。

根據(jù)一些實(shí)施方式，pq監(jiān)控裝置130可監(jiān)控ups單元、電池、輸出電壓、電流，并可進(jìn)一步檢測(cè)各種警報(bào)，諸如與電池有關(guān)的警報(bào)、旁路警報(bào)、匯總警報(bào)、在線警報(bào)、偶諧波輸入警報(bào)、總諧波失真(thd)輸出警報(bào)、電壓驟降和電壓驟升警報(bào)連同其它警報(bào)。pq監(jiān)控裝置130還可監(jiān)控冷卻系統(tǒng)(諸如各種冷卻器、hvac和冷卻系統(tǒng))并可確定狀態(tài)、輸入功率、輸入thd和溫度連同其它信息。pq監(jiān)控裝置130還可監(jiān)控pdu并可確定變壓器超溫、緊急斷電狀態(tài)、輸入功率、輸入thd、電路負(fù)荷和過(guò)載限制。pq監(jiān)控裝置130系統(tǒng)還可實(shí)時(shí)地監(jiān)控電力系統(tǒng)、這樣的設(shè)施及其設(shè)備。根據(jù)各種方面，本文所述的分析方法中的一個(gè)或多個(gè)分析方法在一個(gè)或多個(gè)事件發(fā)生之后被執(zhí)行，且因此不實(shí)時(shí)地被執(zhí)行，但是事件數(shù)據(jù)和任何隨后的故障停機(jī)可實(shí)時(shí)地被檢測(cè)并捕獲。

如下面進(jìn)一步討論的，形成在電力系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)的pq監(jiān)控裝置130可布置在“分層”結(jié)構(gòu)中，意味著裝置中的一個(gè)或多個(gè)位于一個(gè)或多個(gè)其它裝置的下游。例如，根據(jù)圖4所示的配置，一個(gè)pq監(jiān)控裝置130位于最接近公用設(shè)施115(被標(biāo)記為“a”)處，而pq監(jiān)控裝置130的多個(gè)“層”位于該裝置的下游。根據(jù)另一方面，位于最接近公用設(shè)施且在網(wǎng)絡(luò)中的最上游位置處的“a”pq監(jiān)控裝置可以是配置成檢測(cè)所有類型的pq事件(包括短期pq事件和諧波)的“高端”pq儀表，而位于下“層”處且在“a”的下游的pq監(jiān)控裝置可以是被配置成得到基本電力測(cè)量(諸如電流、電壓、功率、電阻、電荷等)的“基本”pq儀表，但是在一些實(shí)例中這些pq監(jiān)控裝置也可檢測(cè)諧波。

根據(jù)某些實(shí)施方式，pq監(jiān)控裝置130配置成檢測(cè)如上所述的pq事件和另外在本文被稱為故障停機(jī)的裝置停電中的至少一個(gè)，在故障停機(jī)中，由裝置消耗的電流或功率降到零。上面討論了可被包括在電力系統(tǒng)中的裝置的非限制性例子，且非限制性例子包括電動(dòng)機(jī)、電容器、變壓器等。被包括在數(shù)據(jù)中心中的裝置可包括it設(shè)備、ups裝置、冷卻設(shè)備和配電設(shè)備。下面更詳細(xì)地討論各種方法，pq監(jiān)控裝置130可配置成通過(guò)這些方法檢測(cè)設(shè)備故障停機(jī)。

圖4的系統(tǒng)400還包括執(zhí)行在本文討論和在下面更詳細(xì)討論的過(guò)程的pq分析系統(tǒng)125。例如，根據(jù)一些實(shí)施方式，pq分析系統(tǒng)125從pq監(jiān)控裝置130中的一個(gè)或多個(gè)接收信息，并使用該信息來(lái)使檢測(cè)到的設(shè)備停電與電能質(zhì)量事件相關(guān)聯(lián)。根據(jù)各種方面，當(dāng)故障停機(jī)被檢測(cè)到時(shí)，分析系統(tǒng)使這些事件與在預(yù)定時(shí)間窗內(nèi)發(fā)生的所捕獲的pq事件相關(guān)聯(lián)。例如，分析的結(jié)果允許設(shè)施管理員和電氣管理員確定已出現(xiàn)的故障停機(jī)的根本原因，即識(shí)別故障停機(jī)的起源，且在某些實(shí)例中可允許確定故障停機(jī)的影響和成本的估計(jì)。這可以允許采用校正措施。例如，如果故障停機(jī)的實(shí)例一年被檢測(cè)到幾次(其歸因于諧波)，則pq分析系統(tǒng)125可包括建議或?qū)嵤┬袆?dòng)以減小諧波及其影響，諸如在圖4中包括的“層”中的一個(gè)或多個(gè)處、諸如在系統(tǒng)和/或負(fù)載水平處實(shí)現(xiàn)有源或無(wú)源諧波濾波，將單獨(dú)的諧波濾波能力集成到引起諧波pq事件的設(shè)備(諸如可變速度驅(qū)動(dòng)器)內(nèi)，修改系統(tǒng)設(shè)計(jì)和/或架構(gòu)，以及修改在已經(jīng)在適當(dāng)?shù)胤缴系谋Ｗo(hù)裝置上的一個(gè)或多個(gè)設(shè)置以減小故障停機(jī)的影響。根據(jù)另一例子，如果故障停機(jī)的幾個(gè)實(shí)例歸因于由于大電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)引起的電壓驟降，則pq分析系統(tǒng)可建議或?qū)嵤┬袆?dòng)，諸如控制軟啟動(dòng)器、vsd或用于大電動(dòng)機(jī)的其它類型的控制器的操作。根據(jù)另一例子，pq分析系統(tǒng)可控制或以其他方式采取行動(dòng)，以諸如通過(guò)建議安裝校正設(shè)備(諸如ups)或控制該校正設(shè)備的操作或通過(guò)建議對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改變來(lái)使電壓電平穩(wěn)定。分析的結(jié)果可因此用于控制一個(gè)或多個(gè)部件，諸如位于被監(jiān)控的電力系統(tǒng)的內(nèi)部或外部的裝置和/或應(yīng)用。例如，pq分析系統(tǒng)125可使用分析的結(jié)果來(lái)控制裝置，諸如啟動(dòng)或關(guān)閉ups或其它保護(hù)設(shè)備或?qū)?yīng)用遷移至不同的計(jì)算裝置。根據(jù)一些實(shí)施方式，pq分析系統(tǒng)125可包括軟件、硬件或這兩者。根據(jù)一些實(shí)施方式，pq分析系統(tǒng)是處理器，如下面更詳細(xì)討論的。

根據(jù)各種方面，本文公開的過(guò)程可基于兩個(gè)基本原理。首先，對(duì)于檢測(cè)到的pq事件，諸如“在范圍之外的”電壓干擾，諸如驟降、驟升、瞬變現(xiàn)象、中斷、過(guò)電壓和欠電壓，下游分析可被執(zhí)行以檢測(cè)最終停電(其中所消耗的電流或功率＝0)。這是因?yàn)檫@些類型的pq事件穿過(guò)配電網(wǎng)絡(luò)“在下游”行進(jìn)。例如，回來(lái)參考圖4，發(fā)生在“a”處的pq事件將“向下”行進(jìn)到位于“a”的下游的pq監(jiān)控裝置130。其次，對(duì)于與“在范圍之外的”諧波相關(guān)的檢測(cè)到的pq事件，可執(zhí)行pq監(jiān)控裝置的分析，pq監(jiān)控裝置檢測(cè)諧波事件以檢測(cè)最終停電。下面更詳細(xì)描述了各種過(guò)程的特定例子。如在本文所述的，術(shù)語(yǔ)“在范圍之外”指在值的預(yù)定范圍之外或以其他方式超過(guò)預(yù)定閾值或落在預(yù)定閾值之下的值，預(yù)定閾值另外簡(jiǎn)稱為“閾值”。在一些實(shí)施方式中，值的預(yù)定范圍或閾值由標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則(諸如在上面的表2中列出的那些)來(lái)定義。在其它實(shí)施方式中，用戶或控制系統(tǒng)(諸如計(jì)算裝置)可建立或以其他方式確定預(yù)定范圍或閾值。

圖5示出可用作在整個(gè)電力系統(tǒng)中的監(jiān)控點(diǎn)的pq監(jiān)控裝置(130a、130b1、130b2和130c1-130c4)的網(wǎng)絡(luò)500的一個(gè)例子，如先前描述的。圖5的網(wǎng)絡(luò)500用于示出下面討論的三個(gè)示例過(guò)程。根據(jù)圖5所示的多層配置，pq監(jiān)控裝置130a在第一層中并被視為主pq監(jiān)控裝置且在網(wǎng)絡(luò)500中最“上游”，意味著它最接近電力的源(即公用設(shè)施，諸如圖4的公用設(shè)施115)。pq監(jiān)控裝置的其余部分是分層的并位于pq監(jiān)控裝置130a的下游。例如，圖5所示的示例網(wǎng)絡(luò)500包括位于pq監(jiān)控裝置130a的下游的第二層中的兩個(gè)pq監(jiān)控裝置130b1和130b2，以及位于第三層中的四個(gè)pq監(jiān)控裝置130c1、130c2、130c3和130c4，其中三個(gè)pq監(jiān)控裝置130c1、130c2、130c3位于pq監(jiān)控裝置130b1的下游，而一個(gè)pq監(jiān)控裝置130c4位于pq監(jiān)控裝置130b2的下游。如下面更詳細(xì)討論的，網(wǎng)絡(luò)500的每“層”(a、b、c，其中a是pq監(jiān)控裝置130a的位置，b是pq監(jiān)控裝置130b1和130b2的位置，等等)可代表被監(jiān)控的電力系統(tǒng)的不同“級(jí)”。例如，“a”級(jí)可以是站點(diǎn)范圍的級(jí)，“b”級(jí)可以是站點(diǎn)a的子系統(tǒng)、過(guò)程或區(qū)段，以及“c”級(jí)可以是b的子系統(tǒng)、過(guò)程或區(qū)段的特定負(fù)載或裝置。

雖然未明確示出，但是所有pq監(jiān)控裝置可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(諸如通信網(wǎng)絡(luò)120)連接到pq分析系統(tǒng)125和/或彼此連接，如上面參考圖4所討論的。例子1---短期事件：驟降、驟升、瞬變現(xiàn)象、中斷

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，圖5的pq監(jiān)控裝置130a、130b1和130b2每個(gè)配置成檢測(cè)短期pq事件，諸如驟降、驟升、瞬變現(xiàn)象和中斷。此外，pq監(jiān)控裝置130a可配置成檢測(cè)所有類型的pq事件，包括短期事件和諧波。pq監(jiān)控裝置130a還可具有干擾方向檢測(cè)(ddd)，其為在一些pq監(jiān)控裝置中的使其能夠識(shí)別干擾相對(duì)于儀表位置(上游/下游)的位置的能力。由于pq監(jiān)控裝置130a正好位于能量提供器的下游，因此這個(gè)特征可允許系統(tǒng)確定pq事件是否起源于能量提供器源處，或在下游更遠(yuǎn)處生成。pq監(jiān)控裝置130a也可由于它接近公用設(shè)施和其它pq監(jiān)控裝置(即，它是最“上游的”)、它檢測(cè)所有類型的pq事件的能力和它的ddd能力而被考慮為“參考”pq監(jiān)控裝置。根據(jù)這個(gè)例子，pq監(jiān)控裝置130c1、130c2、130c3和130c4每個(gè)配置成測(cè)量基本電力數(shù)據(jù)(諸如電壓)，并將這些測(cè)量值發(fā)送回到另一裝置(諸如圖4的pq分析系統(tǒng)125)。同樣，pq監(jiān)控裝置130a、130b1和130b2還配置成將電能質(zhì)量事件信息和停電數(shù)據(jù)發(fā)送到pq分析系統(tǒng)。圖5a是示出支持用于使用包括分層的pq監(jiān)控裝置的網(wǎng)絡(luò)的示例系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析的過(guò)程的一個(gè)例子的方法的流程圖。該過(guò)程在560處開始，其中圖5的pq監(jiān)控裝置中的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)在范圍之外的短期pq事件。例如，參考上面的表2，id類1-10是可由pq監(jiān)控裝置中的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)的短期pq事件的例子。對(duì)于包括從pq事件的開始延長(zhǎng)到pq事件的結(jié)束的限定時(shí)間段加上額外的預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間，最初檢測(cè)到pq事件的pq監(jiān)控裝置和位于這個(gè)pq監(jiān)控裝置的下游的pq監(jiān)控裝置被監(jiān)控以檢測(cè)在所述時(shí)間段期間是否發(fā)生停電(例如，所消耗的電流等于零)(562)。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，額外的預(yù)定時(shí)間段可以是30秒，但是其他時(shí)間長(zhǎng)度也在本公開的范圍內(nèi)。根據(jù)各種方面，額外的預(yù)定時(shí)間段基于下面的事實(shí)：雖然很多裝置對(duì)電能質(zhì)量干擾立即做出反應(yīng)(例如通過(guò)停止)，但是一些裝置(諸如電動(dòng)機(jī))不立即做出反應(yīng)，這些裝置可具有允許它們?cè)趐q事件之后的一段時(shí)間繼續(xù)操作的某個(gè)慣性。在很多實(shí)例中，電動(dòng)機(jī)慣性一般在持續(xù)時(shí)間上不長(zhǎng)于30秒。額外的預(yù)定時(shí)間段因此設(shè)計(jì)成允許這些類型的裝置對(duì)電能質(zhì)量事件做出反應(yīng)。額外的預(yù)定時(shí)間段可因此取決于被監(jiān)控的一個(gè)或多個(gè)裝置的類型。如果滿足在562中的條件，則確定由電能質(zhì)量干擾(pq事件)引起的停電發(fā)生。過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行到564，其中系統(tǒng)確定多個(gè)pq監(jiān)控裝置是否檢測(cè)到相同的pq事件并基于pq事件信息來(lái)進(jìn)行分析。如果多個(gè)pq監(jiān)控裝置檢測(cè)同一pq事件，則檢測(cè)到pq事件的最上游的pq監(jiān)控裝置也被確定。pq事件類型、時(shí)間和檢測(cè)到pq事件的最上游的pq監(jiān)控裝置可由pq分析系統(tǒng)記錄?？煽啃灾笜?biāo)也可由pq分析系統(tǒng)使用這個(gè)信息來(lái)確定?？煽啃灾笜?biāo)反映停電由pq事件引起的置信度。在這個(gè)特定的實(shí)例中(即對(duì)于短期pq事件)，可靠性指標(biāo)是95％的固定值。這個(gè)值基于以下概率：雖然裝置可具有由除了pq事件以外的源引起的零的所消耗的電流，諸如可為了維護(hù)或?yàn)榱瞬僮髟蚨P(guān)閉裝置的用戶(例如操作員)，這的可能性不大于5％。因此，根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，可靠性指標(biāo)是與停電由pq事件引起的概率有關(guān)的根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的因數(shù)，該概率基于觀察和統(tǒng)計(jì)分析。分析還包括566，其中系統(tǒng)通過(guò)從在被監(jiān)控的電力系統(tǒng)中的pq監(jiān)控裝置接收停電信息來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)停電是否在上面討論的時(shí)間段的至少一部分(pq事件的持續(xù)時(shí)間加上預(yù)定時(shí)間段)期間被檢測(cè)到。例如，pq監(jiān)控裝置可被監(jiān)控以確定檢測(cè)到的停電是否在包括pq事件的持續(xù)時(shí)間+預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段期間開始(雖然停電可延長(zhǎng)超出這個(gè)時(shí)間段)。在566處收集的停電信息可被聚合以確定停電的特性，包括停電的位置和持續(xù)時(shí)間。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，聚合可基于時(shí)間戳。例如，如果多個(gè)pq監(jiān)控裝置(其被互連)在同一45秒時(shí)期期間檢測(cè)到停電，則這些裝置可聚合在一起。停電的持續(xù)時(shí)間因此是45秒，且聚合的最上游的pq監(jiān)控裝置可用于確定停電的位置。在568處，如果pq事件由參考pq監(jiān)控裝置130a檢測(cè)到，且如果130a的ddd能力將pq事件檢測(cè)為發(fā)生在上游，則pq事件被確定在外部在公用設(shè)施(能量提供器)處發(fā)生。否則(即pq事件由130b1、130b2和130c1-130c4中的任一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)到)，pq事件被確定在內(nèi)部發(fā)生。

與公用設(shè)施相關(guān)的“外部”位置的非限制性例子包括停電、在電網(wǎng)上的尖峰、在最接近的變壓器處的閃電等，且可能是電力系統(tǒng)不可控制的，其中分析的至少一部分被執(zhí)行。相反，“內(nèi)部”位置的例子是在被監(jiān)控的電力系統(tǒng)(諸如，包括數(shù)據(jù)中心、工業(yè)場(chǎng)地、住宅房屋等的設(shè)施)內(nèi)發(fā)生的那些?！皟?nèi)部”位置可以是pq事件由斷路器引起的地方，斷路器由于電路的過(guò)載而跳閘。每個(gè)pq事件和設(shè)備停電(由pq監(jiān)控裝置檢測(cè)到)被“標(biāo)記”或以其他方式與pq監(jiān)控裝置相關(guān)，該pq事件被發(fā)送到pq分析系統(tǒng)，其隨后由pq分析系統(tǒng)使用來(lái)進(jìn)行分析。

可對(duì)下面的情況進(jìn)一步示出使用在圖5a中概述的過(guò)程的特定例子：電壓驟降(例如在上面的表2中列出的id類3、6或9)在pq監(jiān)控裝置130a、130b1和130b2處在時(shí)間09:00:00被檢測(cè)到持續(xù)30秒的持續(xù)時(shí)間(9:00:00-9:00:30)(圖5a的560)。對(duì)于包括從pq事件的開始延長(zhǎng)到pq事件的結(jié)束的限定時(shí)間段(即09:00:00到09:00:30)加上30秒的預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段，電流中的下降在pq監(jiān)控裝置(130a、130b1、130b2、130c1、130c2、130c3和130c4)處被檢測(cè)到(562)。例如，根據(jù)監(jiān)控裝置的類型，pq監(jiān)控裝置130a、130b1和130b2可測(cè)量電流值的下降，且pq監(jiān)控裝置130c1、130c2、130c3和130c4可測(cè)量零的電流值。由于所有pq監(jiān)控裝置位于檢測(cè)到電壓驟降的pq監(jiān)控裝置的下游，于是停電被確定由于電壓驟降而發(fā)生，有95％的可靠性指標(biāo)(因?yàn)檫@是短期pq事件)。在檢測(cè)到電壓驟降的這三個(gè)pq監(jiān)控裝置中，pq監(jiān)控裝置130a可基于由pq監(jiān)控裝置130a、130b1和130b2發(fā)送的pq事件數(shù)據(jù)(即它們各自的位置)被確定為最上游的pq監(jiān)控裝置(564)。根據(jù)某些方面，也可為了確定pq事件的持續(xù)時(shí)間的目的對(duì)檢測(cè)到pq事件的pq監(jiān)控裝置執(zhí)行基于時(shí)間戳的聚合。此外，在pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3處在09:00:15處檢測(cè)到持續(xù)20分鐘的持續(xù)時(shí)間的電流下降。這個(gè)信息可用于確定停電的特性(566)。例如，可基于時(shí)間戳來(lái)聚合停電信息以確定停電的位置和持續(xù)時(shí)間。在這個(gè)實(shí)例中，pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3都對(duì)于同一時(shí)間段(在9:00:15開始且在9:20:15結(jié)束的20分鐘)指示電流中的下降，并且基于位置信息，系統(tǒng)能夠確定這四個(gè)pq監(jiān)控裝置與彼此互連，即130b1在上游并連接到130c1、130c2和130c3，與其中130c4也在同一時(shí)間段檢測(cè)到電流中的下降的情況相反，但不是130b2?；跈z測(cè)到電流中的下降的pq監(jiān)控裝置的所識(shí)別的位置和基于時(shí)間戳的停電信息的聚合，這四個(gè)pq監(jiān)控裝置的最上游的pq監(jiān)控裝置是130b1(且因此停電發(fā)生在區(qū)域b1處)以及停電的持續(xù)時(shí)間被確定為20分鐘。根據(jù)這個(gè)例子，參考pq監(jiān)控裝置130a的ddd也指示pq事件發(fā)生在上游。由于pq監(jiān)控裝置130a檢測(cè)到pq事件并確定pq事件發(fā)生在上游，于是pq事件的位置被確定在外部(568)。下面在表3中概述pq事件和停電特性。表3：來(lái)自短期pq事件的示例分析

例子2---連續(xù)事件：過(guò)電壓、欠電壓

根據(jù)另一實(shí)施方式，圖5的所有的pq監(jiān)控裝置每個(gè)配置成檢測(cè)連續(xù)pq事件，例如在范圍之外的過(guò)電壓和欠電壓，且pq監(jiān)控裝置130a也可配置成具有ddd能力。如同例子1一樣，由于相同的原因(即，接近公用設(shè)施和配置)，pq監(jiān)控裝置130a可被考慮為“參考”pq監(jiān)控裝置。圖5b是示出支持用于使用包括上面所述的pq監(jiān)控裝置的多層網(wǎng)絡(luò)的示例系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析的過(guò)程的另一例子的方法的流程圖。該過(guò)程在570處開始，其中圖5所示的pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)在范圍之外的連續(xù)pq事件。例如，參考上面的表2，id類12和13是可由pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)的連續(xù)pq事件的例子。對(duì)于在被定義為從pq事件的起始開始到pq事件的結(jié)束的時(shí)間段監(jiān)控最初檢測(cè)到pq事件的pq監(jiān)控裝置和位于這個(gè)pq監(jiān)控裝置的下游的所有pq監(jiān)控裝置，以確定在限定時(shí)間段期間停電是否發(fā)生(572)。如果在572中的條件被滿足，則pq分析系統(tǒng)確定由pq事件引起的停電發(fā)生，并且pq事件類型、它發(fā)生的時(shí)間和檢測(cè)到pq事件的最上游的pq監(jiān)控裝置都由pq分析系統(tǒng)記錄。分析繼續(xù)進(jìn)行到574，其中系統(tǒng)確定多個(gè)pq監(jiān)控裝置是否檢測(cè)到相同的pq事件并基于pq事件信息來(lái)進(jìn)行分析。如果多個(gè)pq監(jiān)控裝置檢測(cè)到相同的pq事件信息，則檢測(cè)到pq事件的最上游的pq監(jiān)控裝置可由pq分析系統(tǒng)記錄。此外，可靠性指標(biāo)也可由pq分析系統(tǒng)確定。例如，在pq事件的持續(xù)時(shí)間小于60分鐘的實(shí)例中，則可根據(jù)如下所示的方程2來(lái)計(jì)算可靠性指標(biāo)。

方程2：可靠性指標(biāo)＝100％-(20％x(pq事件的持續(xù)時(shí)間)/60分鐘)

在pq事件的持續(xù)時(shí)間比60分鐘長(zhǎng)的實(shí)例中，可靠性指標(biāo)可以是80％的固定值，其不基于(basedoff)觀察和統(tǒng)計(jì)分析，并反映停電除了pq事件以外還由于某個(gè)其它事件(即，操作員關(guān)閉裝置等)的不大于20％的可能性。因此，在這個(gè)實(shí)例中，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定可靠性指標(biāo)。

分析還包括576，其中系統(tǒng)確定多個(gè)停電是否在從pq事件的開始延長(zhǎng)到pq事件的結(jié)束的限定時(shí)間段的至少一部分期間被檢測(cè)到。例如，可監(jiān)控pq監(jiān)控裝置以確定所檢測(cè)的停電是否在限定時(shí)間段期間開始，但是停電可延長(zhǎng)超出pq事件的持續(xù)時(shí)間。在576收集的停電信息可被聚合以確定停電的特性，包括停電的位置和持續(xù)時(shí)間。如上面關(guān)于例子1討論的，聚合可基于時(shí)間戳。例如，如果多個(gè)(互連的)pq監(jiān)控裝置檢測(cè)到停電持續(xù)相同的55分鐘時(shí)間段，則停電的持續(xù)時(shí)間被確定為55分鐘，且聚合的最上游的pq監(jiān)控裝置可用于確定停電的位置。在578處，如果pq事件由參考pq監(jiān)控裝置130a檢測(cè)到且如果pq監(jiān)控裝置130a的ddd將pq事件檢測(cè)為發(fā)生在上游，則pq事件通過(guò)pq分析系統(tǒng)被確定為已在外部發(fā)生。否則，(即，pq事件由130b1、130b2和130c1-130c4中的任一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)到)，pq事件被確定在內(nèi)部發(fā)生。

可對(duì)下面的情況進(jìn)一步示出使用在圖5b中概述的過(guò)程的特定例子：其中，欠電壓(例如在上面的表2中列出的id12)pq事件在pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3處在時(shí)間09:00:00處被檢測(cè)到持續(xù)30分鐘的持續(xù)時(shí)間(570)。對(duì)于從09:00:00延長(zhǎng)到09:30:00的限定時(shí)間段(從pq事件的開始延長(zhǎng)到pq事件的結(jié)束的時(shí)間段(30分鐘))，電流下降在pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3處被檢測(cè)到(572)。如上面提到的，根據(jù)監(jiān)控裝置的類型，pq監(jiān)控裝置130a、130b1和130b2可測(cè)量電流值的下降，且pq監(jiān)控裝置130c1、130c2、130c3和130c4可測(cè)量零的電流值。由于所有pq監(jiān)控裝置位于檢測(cè)到欠電壓的pq監(jiān)控裝置的下游(在這個(gè)例子中，它們實(shí)際上是相同的監(jiān)控裝置)，于是停電被確定由于欠電壓而發(fā)生，且使用方程2，可靠性指標(biāo)被確定為100％-(20％x(30分鐘/60分鐘))＝90％，意味著存在停電由pq事件引起的90％置信水平。在這個(gè)實(shí)例中，pq事件是長(zhǎng)期干擾，這使在同一時(shí)間段中檢測(cè)到的停電由長(zhǎng)期干擾引起變得較不可能。在檢測(cè)到欠電壓的這四個(gè)pq監(jiān)控裝置中，pq監(jiān)控裝置130b1基于由pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3發(fā)送的pq事件數(shù)據(jù)被確定為最上游的pq監(jiān)控裝置(574)。此外，在pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3處在09:20:00檢測(cè)到持續(xù)60分鐘的持續(xù)時(shí)間的電流下降。這個(gè)信息可用于確定停電的特性(576)。例如，可基于時(shí)間戳來(lái)聚合停電信息以確定停電的位置和持續(xù)時(shí)間，如上面討論的。在這個(gè)實(shí)例中，pq監(jiān)控裝置130b1、130c1、130c2和130c3對(duì)于同一時(shí)間段(09:20:00-10:20:00)檢測(cè)到電流下降，并且基于位置信息，系統(tǒng)可確定這四個(gè)pq監(jiān)控裝置彼此互連?；跈z測(cè)到電流中的下降的pq監(jiān)控裝置的所識(shí)別的位置和基于時(shí)間戳的停電信息的聚合，這四個(gè)pq監(jiān)控裝置的最上游的pq監(jiān)控裝置是130b1(且因此停電發(fā)生在區(qū)域b1處)以及停電的持續(xù)時(shí)間被確定為60分鐘。由于pq監(jiān)控裝置130a未檢測(cè)到pq事件，因此pq事件位置是內(nèi)部的(578)。下面在表4中概述pq事件和停電特性。

表4：來(lái)自連續(xù)pq事件的示例分析

例子3---諧波事件

根據(jù)另一實(shí)施方式，圖5的所有pq監(jiān)控裝置配置成檢測(cè)pq事件，諸如在范圍之外的thd值(例如thdu)。例如，pq分析系統(tǒng)可使用由pq監(jiān)控裝置結(jié)合上面的方程1進(jìn)行的測(cè)量結(jié)果，以確定結(jié)果值是否落在由諸如iec61000-2-4和ieee519,2014修訂本的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限制之外。此外，pq監(jiān)控裝置130a是“參考”pq監(jiān)控裝置并被配置有ddd能力。圖5c是示出支持用于使用包括上面所述的pq監(jiān)控裝置的多層網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析的過(guò)程的另一例子的方法的流程圖。該過(guò)程在580處開始，其中圖5所示的pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)在范圍之外的諧波pq事件。對(duì)于被限定為從pq事件的起始開始到pq事件的結(jié)束的時(shí)間段監(jiān)控檢測(cè)到pq事件的pq監(jiān)控裝置，以確定對(duì)于同一限定時(shí)間段是否發(fā)生停電(582)。這稍微不同于上面討論的例子，因?yàn)樵趐q事件歸因于諧波的實(shí)例中，必須對(duì)于pq事件的持續(xù)時(shí)間(而不僅僅是在pq事件的持續(xù)時(shí)間期間的某個(gè)時(shí)間開始)檢測(cè)到停電。如果在582中條件被滿足，則pq分析系統(tǒng)確定由pq事件引起的停電發(fā)生。pq事件類型、它發(fā)生的時(shí)間和檢測(cè)到pq事件的最上游的pq監(jiān)控裝置都由pq分析系統(tǒng)記錄?？煽啃灾笜?biāo)也可由pq分析系統(tǒng)確定。對(duì)于歸因于具有小于60分鐘的持續(xù)時(shí)間的諧波的pq事件，則可根據(jù)上面的方程2來(lái)計(jì)算可靠性指標(biāo)，而對(duì)于持續(xù)長(zhǎng)于60分鐘的諧波事件，可靠性指標(biāo)可以是80％的固定值。過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行到586，其中系統(tǒng)確定多個(gè)停電是否由于相同的原因(在范圍之外的thd)在同一限定時(shí)間段期間在其它pq監(jiān)控裝置處被檢測(cè)到，這類似于上面討論的圖5a和圖5b的聚合步驟566和576，但這里的差別在于，由諧波引起的pq事件并不如其它類型的po事件(諸如驟降、驟升、瞬變現(xiàn)象、欠電壓和過(guò)電壓)一樣在上游或下游傳播。更確切地，諧波是矢量，其中thd上游矢量是thd下游矢量的和。在最壞情況情形中，thd上游是下游thd矢量值的和，且在最好情況情形中，thd上游和thd下游矢量彼此抵消。pq分析系統(tǒng)能夠確定停電是否是由于諧波事件，這是因?yàn)樗械膒q監(jiān)控裝置配置成檢測(cè)pq事件，且因此能夠給pq分析系統(tǒng)提供pq事件信息以及停電信息。來(lái)自586的停電信息可被聚合(例如通過(guò)時(shí)間戳)以確定停電的特性，包括停電的位置和持續(xù)時(shí)間。以如上所述的類似的方式，聚合的最上游的pq監(jiān)控裝置可用于確定停電的位置。在588處，如果pq事件由參考pq監(jiān)控裝置130a檢測(cè)到且如果pq監(jiān)控裝置130a的ddd能力將pq事件檢測(cè)為發(fā)生在上游，則pq事件被確定在外部發(fā)生。否則(即pq事件由130b1、130b2和130c1-130c4中的任一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)到)，pq事件被確定在內(nèi)部發(fā)生。

可對(duì)下面的情況示出使用在圖5b中概述的過(guò)程的特定例子：其中，thdu值在范圍之外并被檢測(cè)為在pq監(jiān)控裝置130b1處在時(shí)間09:00:00處持續(xù)15分鐘的pq事件(580)。對(duì)于從09:00:00延長(zhǎng)到09:15:00的限定時(shí)間段(從pq事件的開始延長(zhǎng)到pq事件的結(jié)束的時(shí)間段(15分鐘))，電流下降在pq監(jiān)控裝置130b1處被檢測(cè)到(582)。由于檢測(cè)到pq事件(在范圍之外的諧波)的同一pq監(jiān)控裝置對(duì)于同一限定時(shí)間段也檢測(cè)到停電，于是停電被確定由于諧波事件而發(fā)生，有95％的可靠性指標(biāo)(使用上面的方程2，因?yàn)閜q事件的持續(xù)時(shí)間小于60分鐘)。此外，在pq監(jiān)控裝置130b1處檢測(cè)到在09:01:00處持續(xù)60分鐘的電流下降。由于沒(méi)有其它停電被檢測(cè)到，因此586的聚合不必被執(zhí)行。然而，仍然可基于由pq監(jiān)控裝置130b1發(fā)送到pq分析系統(tǒng)的停電信息來(lái)確定停電的特性，諸如位置和持續(xù)時(shí)間。在這個(gè)特定的例子中，pq分析系統(tǒng)可確定停電的持續(xù)時(shí)間是60分鐘的持續(xù)時(shí)間并發(fā)生在區(qū)域b1(pq監(jiān)控裝置130b1的位置)處。由于參考pq監(jiān)控裝置130a未檢測(cè)到pq事件，因此pq事件位置由pq分析系統(tǒng)確定為內(nèi)部的(588)。下面在表5中概述pq事件和停電特性。

表5：來(lái)自連續(xù)pq事件的分析

根據(jù)至少一個(gè)方面，分析系統(tǒng)可合并停電信息。如上面提到的并使用圖5作為參考，每個(gè)“層”(“a”、“b”、“c”，其中“a”是pq監(jiān)控裝置130a的位置，“b”是pq監(jiān)控裝置130b1和130b2的位置，等等)可代表在被監(jiān)控的位置處的不同“級(jí)”。例如，位置a是表6的“站點(diǎn)”級(jí)，位置b是“過(guò)程”級(jí)，以及位置c是“負(fù)載/設(shè)備”級(jí)。在下面的表6中示出所合并的停電信息的例子。

表6：合并的停電信息

上面討論的例子1-3通過(guò)測(cè)量所消耗的電流從標(biāo)稱值降至零的下降來(lái)檢測(cè)設(shè)備故障停機(jī)(停電)。根據(jù)另一實(shí)施方式，通過(guò)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)裝置的從在線狀態(tài)到離線狀態(tài)的初始變化來(lái)確定故障停機(jī)。用于確定故障停機(jī)的方法的其它非限制性例子包括檢測(cè)在斷路器接觸狀態(tài)(即，控制到負(fù)載的電力流的斷路器的斷開/閉合狀態(tài))中的變化、指示設(shè)備何時(shí)離線的手動(dòng)日志條目(具有時(shí)間戳)以及得到或以其他方式接收來(lái)自it系統(tǒng)(諸如材料需求計(jì)劃(mrp)系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(mes)和scada系統(tǒng))的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。用于檢測(cè)故障停機(jī)的方法的另一例子包括檢測(cè)在電流中的階躍變化(即，在時(shí)間序列或信號(hào)的平均水平中的突然變化，諸如階躍、跳躍、移動(dòng))。例如，pq監(jiān)控裝置可配置成通過(guò)掃描或以其他方式檢測(cè)電流或功率中的突然的階躍下降來(lái)檢測(cè)在所監(jiān)控的電路上的幾個(gè)負(fù)載之一的損失，其用信號(hào)指示負(fù)載之一的潛在損失。當(dāng)監(jiān)控包含幾個(gè)部件負(fù)載的設(shè)備(諸如封裝的hvac單元)時(shí)或當(dāng)監(jiān)控給幾個(gè)負(fù)載饋電的功率電路時(shí)，可使用這種方法。根據(jù)另一方面，可通過(guò)檢測(cè)設(shè)備在離線某個(gè)時(shí)間段之后何時(shí)恢復(fù)在線來(lái)確定故障停機(jī)。

因此，根據(jù)一些實(shí)施方式，除了電流(安培數(shù)(amps))以外，其它電氣測(cè)量還可用于檢測(cè)停電，諸如功率測(cè)量。所選擇的功率測(cè)量可取決于被監(jiān)控的設(shè)備的類型。有功功率測(cè)量可用于監(jiān)控在性質(zhì)上主要是電阻性的負(fù)載(諸如，電加熱)，而無(wú)功功率測(cè)量可用于監(jiān)控在性質(zhì)上主要是電感性的負(fù)載，諸如電動(dòng)機(jī)。

在圖6中大體上在600處示出操作圖4的系統(tǒng)400的方法的實(shí)施方式。然而應(yīng)理解，在不同的實(shí)施方式中，可利用pq監(jiān)控裝置130的不同數(shù)量和配置。根據(jù)各種方面，方法600包括檢測(cè)故障停機(jī)以及確定它何時(shí)由電能質(zhì)量問(wèn)題引起。在行動(dòng)605中，在系統(tǒng)400中的一個(gè)或多個(gè)pq監(jiān)控裝置檢測(cè)在范圍之外的pq事件。pq監(jiān)控裝置可位于在包括分層配置的網(wǎng)絡(luò)中的電力系統(tǒng)的至少一部分中，如上面關(guān)于圖5所討論的。pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)可配置成檢測(cè)全部類型的pq事件，并且pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)可配置成檢測(cè)某些類型的pq事件。例如，pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)可以是配置成檢測(cè)短期pq事件和諧波的“高端”裝置，而在系統(tǒng)中的其它pq監(jiān)控裝置配置成只檢測(cè)連續(xù)類型的pq事件。如前面討論的，pq事件是在穿過(guò)被監(jiān)控的電力系統(tǒng)的一部分的電力的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)中的瞬間的或永久的變化。如上面討論的，當(dāng)參數(shù)的值從值的預(yù)定范圍或預(yù)定閾值偏離時(shí)，它在范圍之外。這些預(yù)定范圍和閾值可由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或由用戶設(shè)置，如上面討論的。例如，對(duì)于30秒的持續(xù)時(shí)間小于標(biāo)稱值(預(yù)定閾值)的90％的電壓值的驟降可由pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)。當(dāng)pq監(jiān)控裝置檢測(cè)到pq事件時(shí)，關(guān)于事件的信息被傳遞到pq分析系統(tǒng)。在行動(dòng)610中，pq分析系統(tǒng)可使用pq事件信息來(lái)確定檢測(cè)到pq事件的每個(gè)pq監(jiān)控裝置的身份和位置、發(fā)生的pq事件的類型(即，暫時(shí)驟降(上面的表2中的id類9)，并記錄事件和時(shí)間戳(包括事件的持續(xù)時(shí)間)。

在行動(dòng)615中，pq分析系統(tǒng)確定是否在包括pq事件的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間段期間發(fā)生任何停電。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，位于電力系統(tǒng)中的pq監(jiān)控裝置中的一個(gè)或多個(gè)可配置成檢測(cè)停電。在一些實(shí)例中，配置成檢測(cè)pq事件的pq監(jiān)控裝置也配置成檢測(cè)停電，但在其它實(shí)例中，pq監(jiān)控裝置的一個(gè)或多個(gè)配置成只檢測(cè)停電。停電信息可從pq監(jiān)控裝置得到，或可使用其它方法(諸如，從使用輸入裝置手動(dòng)地輸入信息的用戶)得到。停電信息可因此由pq監(jiān)控裝置和/或輸入裝置傳遞或以其他方式傳輸?shù)絧q分析系統(tǒng)。如前面討論的，可通過(guò)使所消耗的電流的值從閾值偏離(諸如，通過(guò)降低或具有零的值)或通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的變化或通過(guò)在電接觸狀態(tài)中的變化來(lái)檢測(cè)停電。停電信息可因此包括反映停電的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間戳信息以及檢測(cè)到停電的pq監(jiān)控裝置的身份和位置。如果被包括在停電信息中的時(shí)間戳信息指示在包括pq事件的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間段期間發(fā)生停電，則為了幾個(gè)目的，停電信息可由pq分析系統(tǒng)使用。一個(gè)這樣的目的是確認(rèn)停電由pq事件引起，這可基于指示在包括pq事件的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間段期間開始的停電的時(shí)間戳數(shù)據(jù)。另一這樣的目的是確定停電的特性。

為了確認(rèn)停電由pq事件引起，上面關(guān)于圖5a-5c和在例子中討論的過(guò)程可由pq分析系統(tǒng)使用。例如，當(dāng)短期pq事件被檢測(cè)到時(shí)，pq分析系統(tǒng)可使用停電信息來(lái)找到在從短期pq事件的開始延長(zhǎng)到短期時(shí)間的結(jié)束加上預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段中開始的停電。對(duì)于連續(xù)pq事件，pq分析系統(tǒng)可執(zhí)行同一過(guò)程，但時(shí)間段僅為pq事件的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于短期和連續(xù)pq事件二者，pq分析系統(tǒng)還使用pq事件信息和停電信息來(lái)證實(shí)對(duì)檢測(cè)到pq事件的pq監(jiān)控裝置和對(duì)位于這個(gè)pq監(jiān)控裝置的下游的pq監(jiān)控裝置在該時(shí)間段期間發(fā)生停電。當(dāng)諧波事件被檢測(cè)到時(shí)，pq分析系統(tǒng)可使用停電信息來(lái)找到具有與pq事件的持續(xù)時(shí)間相同的持續(xù)時(shí)間的停電。pq分析系統(tǒng)還使用pq事件信息和停電信息來(lái)證實(shí)對(duì)檢測(cè)到pq事件的同一pq監(jiān)控裝置發(fā)生停電。因此，根據(jù)pq事件的類型和持續(xù)時(shí)間以及停電信息，pq分析系統(tǒng)可在行動(dòng)620中確定停電是否由pq事件引起并接著計(jì)算可靠性指標(biāo)。

為了確定停電的特性，上面關(guān)于圖5a-5c和在例子中討論的過(guò)程也可由pq分析系統(tǒng)使用。例如，在行動(dòng)625中，pq分析系統(tǒng)可使用停電數(shù)據(jù)來(lái)確定多個(gè)pq監(jiān)控裝置是否檢測(cè)到停電。如果是，則該過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行到行動(dòng)630，其中pq分析系統(tǒng)可使用停電信息來(lái)識(shí)別檢測(cè)到停電的pq監(jiān)控裝置中的每一個(gè)的位置并確定它們是否互連，即其中在分層配置(諸如在圖4和圖5中例示的配置)中至少一個(gè)pq監(jiān)控裝置連接到至少一個(gè)其它pq監(jiān)控裝置。如果裝置互連，則pq分析系統(tǒng)可在行動(dòng)635中基于停電信息來(lái)執(zhí)行聚合。如上面討論的，聚合可基于時(shí)間戳。在行動(dòng)640中，pq分析系統(tǒng)可基于聚合來(lái)確定停電的特性。例如，pq分析系統(tǒng)可確定停電的位置(即檢測(cè)到停電的最上游的pq監(jiān)控裝置的位置)和停電的持續(xù)時(shí)間。如果多個(gè)pq監(jiān)控裝置未檢測(cè)到停電(在行動(dòng)625中)，則過(guò)程可直接繼續(xù)進(jìn)行到行動(dòng)640，其中停電信息不必被聚合以確定停電的特性。

可在行動(dòng)645中由pq分析系統(tǒng)使用pq事件信息(來(lái)自行動(dòng)610)并通過(guò)確定pq事件是否由參考pq監(jiān)控裝置檢測(cè)到(來(lái)自行動(dòng)640)來(lái)確定pq事件的特性(諸如位置和持續(xù)時(shí)間)。因此，pq分析系統(tǒng)可從輸入裝置接收關(guān)于參考裝置信息(即，參考裝置的位置和身份)的信息。如上面關(guān)于圖5a-5c的過(guò)程和例子討論的，可由pq分析系統(tǒng)通過(guò)首先確定參考裝置是否檢測(cè)到pq事件來(lái)確定pq事件的位置。如果否，則pq事件是內(nèi)部的，即在被監(jiān)控的電力系統(tǒng)內(nèi)。如果是，則pq分析系統(tǒng)可使用從參考pq監(jiān)控裝置接收的事件信息來(lái)確定事件是否發(fā)生在上游。如果否，則pq事件位置是內(nèi)部。如果是，則事件位置在被監(jiān)控的電力系統(tǒng)的外部，即在公用設(shè)施級(jí)處。

在行動(dòng)650中，pq分析系統(tǒng)可輸出關(guān)于與pq事件的特性相關(guān)的分析的結(jié)果、停電和/或可靠性指標(biāo)的信息。例如，pq分析系統(tǒng)可將信息輸出到輸出裝置，(諸如顯示裝置)以由用戶觀看。pq分析系統(tǒng)還可使用信息來(lái)控制一個(gè)或多個(gè)部件，諸如位于被監(jiān)控的電力系統(tǒng)內(nèi)部或外部的裝置和/或應(yīng)用。例如，pq分析系統(tǒng)可基于在行動(dòng)650中得到的信息來(lái)控制軟啟動(dòng)器、vsd或其它類型的控制器的操作。

圖6的過(guò)程600描繪在特定實(shí)施方式中的行動(dòng)的一個(gè)特定次序?？赏ㄟ^(guò)或使用可以如在本文討論的被特別配置的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(如下面關(guān)于圖7和8討論的)來(lái)執(zhí)行被包括在這個(gè)過(guò)程中的行動(dòng)。一些行動(dòng)是可選的，且因此可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式被省略。此外，在某些實(shí)例中，行動(dòng)的順序可改變，或可添加其它行動(dòng)，而不偏離在本文所述的實(shí)施方式的范圍，下面討論實(shí)施方式的特定例子。此外，如下面更詳細(xì)描述的，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，在特定的特別配置的機(jī)器(即，根據(jù)本文公開的例子和實(shí)施方式配置的系統(tǒng))上執(zhí)行行動(dòng)。

上面所述的過(guò)程通過(guò)首先檢測(cè)pq事件并接著繼續(xù)監(jiān)控停電來(lái)使故障停機(jī)與pq事件相關(guān)。然而，根據(jù)可選的實(shí)施方式，過(guò)程可通過(guò)首先檢測(cè)停電并接著確定pq事件是否是停電的原因來(lái)繼續(xù)進(jìn)行。例如，停電信息可被記錄或以其他方式被存儲(chǔ)，且然后由pq監(jiān)控裝置記錄的任何pq事件信息可以用與上面討論的類似的方式(例如，分別為圖5a、5b和5c的562、572、582)被分析以確定停電是否由pq事件引起。例如，如果停電對(duì)于某個(gè)時(shí)間段在一個(gè)或多個(gè)pq監(jiān)控裝置處被檢測(cè)到，則pq分析系統(tǒng)可確定pq事件是否在那個(gè)時(shí)期期間發(fā)生(例如，在停電期期間開始或終止)。也可以用與上面討論的類似的方式確定pq事件和停電特性。

根據(jù)一些實(shí)施方式，本文所述的操作和/或功能可在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是特別配置的計(jì)算機(jī)，諸如基于intelatom、core或pentium型處理器、ibmpowerpc、amdathlon或opteron、sgimips、sunultrasparc或任何其它類型的處理器的那些。此外，任何系統(tǒng)可位于單個(gè)計(jì)算機(jī)上或可分布在由通信網(wǎng)絡(luò)附接的多個(gè)計(jì)算機(jī)當(dāng)中。

專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可特別配置成執(zhí)行如在本文公開的操作和/或功能。根據(jù)一些實(shí)施方式，專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置成執(zhí)行所述操作和/或過(guò)程中的任一個(gè)。本文所述的操作和/或過(guò)程也可被編碼為定義了可定義專用計(jì)算機(jī)的部分的處理部件的、在硬件上執(zhí)行的軟件，存在于單獨(dú)的專用計(jì)算機(jī)上，和/或存在于多個(gè)專用計(jì)算機(jī)上。

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，提供用于進(jìn)行本文所討論的分析和過(guò)程的pq分析系統(tǒng)。可使用如圖7所示的示例專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100來(lái)執(zhí)行pq分析系統(tǒng)，本發(fā)明的各種方面可在專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100上被實(shí)施。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100可包括連接到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置1110(諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器或用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的其它裝置)的處理器1106。存儲(chǔ)器1110一般用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100的操作期間存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100的部件可由互連機(jī)構(gòu)1108耦合，互連機(jī)構(gòu)1108可包括一個(gè)或多個(gè)總線(例如，在集成在同一機(jī)器內(nèi)的部件之間)和/或網(wǎng)絡(luò)(例如，在存在于單獨(dú)的分立機(jī)器上的部件之間)。互連機(jī)構(gòu)使通信(例如，數(shù)據(jù)、指令)能夠在系統(tǒng)1100的系統(tǒng)部件之間被交換。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100還可包括一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(i/o)裝置1102和1104，例如鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、麥克風(fēng)、觸摸屏、打印裝置、顯示屏、揚(yáng)聲器等。例如，輸出裝置1102(諸如顯示裝置)可再現(xiàn)信息以用于外部演示，且輸入裝置可接受來(lái)自外部源(諸如用戶和其它系統(tǒng))的信息。一個(gè)或多個(gè)傳感器1114還可將輸入提供到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100。這些傳感器可包括例如上面討論的pq監(jiān)控裝置130。儲(chǔ)存裝置1112一般包括計(jì)算機(jī)可讀和可寫的非易失性記錄介質(zhì)，在該記錄介質(zhì)中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其定義由處理器執(zhí)行的程序或?qū)⒂沙绦蛱幚淼拇鎯?chǔ)在介質(zhì)上或介質(zhì)中的信息。

介質(zhì)可以例如是如圖8所示的磁盤1202或閃存。一般地，在操作中，處理器使數(shù)據(jù)從非易失性記錄介質(zhì)讀取到另一存儲(chǔ)器1204內(nèi)，另一存儲(chǔ)器1204比該介質(zhì)允許由處理器更快地訪問(wèn)信息。這個(gè)存儲(chǔ)器一般是易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)或靜態(tài)存儲(chǔ)器(sram)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括非臨時(shí)存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令保留在該非臨時(shí)存儲(chǔ)介質(zhì)上。

回來(lái)參考圖7，存儲(chǔ)器可位于如所示的儲(chǔ)存裝置1112中或在存儲(chǔ)器系統(tǒng)1110中。處理器1106通常操縱在存儲(chǔ)器1110內(nèi)的數(shù)據(jù)，并接著在處理完成之后將數(shù)據(jù)復(fù)制到與儲(chǔ)存裝置1112相關(guān)的介質(zhì)。已知用于管理在介質(zhì)和集成電路存儲(chǔ)器元件之間的數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)的各種機(jī)制，且本發(fā)明不限于此。本發(fā)明不限于特定的存儲(chǔ)器系統(tǒng)或儲(chǔ)存系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括特別編程的專用硬件，例如專用集成電路(asic)。本發(fā)明的方面可在軟件、硬件或固件或其任何組合中實(shí)現(xiàn)。雖然計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100作為例子被示為一種類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其上可實(shí)施本發(fā)明的各種方面，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的方面不限于在如圖7所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)?？稍诰哂信c圖7所示的架構(gòu)或部件不同的架構(gòu)或部件的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上實(shí)施本發(fā)明的各種方面。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于在任何特定的系統(tǒng)或系統(tǒng)組上執(zhí)行。此外應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于任何特定的分布式架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)或通信協(xié)議。

本發(fā)明的各種實(shí)施方式可使用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言(諸如java、c++、ada或c#(c-sharp)來(lái)被編程。也可使用其它編程語(yǔ)言?？蛇x地，可使用函數(shù)、腳本和/或邏輯編程語(yǔ)言。可在非編程環(huán)境(例如，以html、xml或其它格式創(chuàng)建的文檔，當(dāng)在瀏覽器程序的窗口中觀看時(shí)，再現(xiàn)圖形用戶界面(gui)的方面或執(zhí)行其它功能)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種方面。編程語(yǔ)言的系統(tǒng)庫(kù)通過(guò)引用被并入本文。本發(fā)明的各種方面可被實(shí)現(xiàn)為編程或非編程元素或其任何組合。

在本文根據(jù)本發(fā)明公開的方面在其應(yīng)用中不限于在前面的描述中闡述或在附圖中所示的部件的布置和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。這些方面能夠采用其它實(shí)施方式并能夠以各種方式被實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。特定實(shí)現(xiàn)的例子在本文僅為了例證性目的而被提供且并沒(méi)有被規(guī)定為限制性的。特別是，結(jié)合任何一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式討論的行動(dòng)、部件、元件和特征并不意欲在任何其它實(shí)施方式中從類似的角色排除。

此外，在本文所使用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的且不應(yīng)被視為限制性的。對(duì)在本文以單數(shù)提到的系統(tǒng)和方法的例子、實(shí)施方式、部件、元件或行動(dòng)的任何提及也可包括包含復(fù)數(shù)的實(shí)施方式，以及在本文以復(fù)數(shù)對(duì)任何實(shí)施方式、部件、元件或行動(dòng)的任何提及也可包括只包含單數(shù)的實(shí)施方式。以單數(shù)或復(fù)數(shù)形式的提及并不意欲限制當(dāng)前公開的系統(tǒng)或方法、它們的部件、行動(dòng)或元件。在本文“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”及其變形的使用意欲包括在其后中列出的項(xiàng)目及其等效形式以及額外的項(xiàng)目。對(duì)“或”的提及可被解釋為包含的，使得使用“或”描述的任何項(xiàng)目可指示下列情況中的任一個(gè)：所述項(xiàng)目的單個(gè)、多于一個(gè)和全部。此外，在這個(gè)文檔和通過(guò)引用并入本文的文檔之間的術(shù)語(yǔ)的不一致使用的情況下，在所并入的參考資料中的術(shù)語(yǔ)使用對(duì)本文檔的術(shù)語(yǔ)使用進(jìn)行補(bǔ)充；對(duì)于不能相容的不一致，以在本文檔中的術(shù)語(yǔ)使用為準(zhǔn)。而且，可在說(shuō)明書中為了讀者的方便來(lái)使用標(biāo)題或子標(biāo)題，其不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的范圍有影響。

在這樣描述了至少一個(gè)例子的幾個(gè)方面后，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易想到各種變更、修改和改進(jìn)。例如，也可在其它上下文中使用本文公開的例子。這樣的變更、修改和改進(jìn)被規(guī)定為本公開的部分，且被規(guī)定為在本文討論的例子的范圍內(nèi)。相應(yīng)地，前述描述和附圖僅作為例子。