CN106124835A

CN106124835A - 一种配电电源电压与预定电压比较的方法

Info

Publication number: CN106124835A
Application number: CN201610414467.XA
Authority: CN
Inventors: 郑万林; 钱梓锋; 朱颖; 林强
Original assignee: Individual
Current assignee: Lin Qiang; Qian Zifeng; Zhu Ying
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2036-06-13
Also published as: CN106124835B

Abstract

本发明提供了一种配电电源电压与预定电压比较的方法，包括：步骤100，实时获取配电电源的电压值；步骤200，对实时获取的配电电源电压值作去噪处理；步骤300，使用步骤200中的所述有效电压更新所述有效电压集合；步骤400，计算实时电压变化率和实时电压变化速度；步骤500，如果所述实时电压变化率的绝对值小于第二阈值并且所述实时电压变化速度的绝对值小于第三阈值，将所述实时电压作为有效电压更新有效电压集合，等待固定时间间隔之后并转入步骤100；否则转入步骤600；步骤600，输出比较结果，生成告警信息并发送给中央处理器。本发明可以有效的监测配电电源电压变化情况，及时发现电源异常并发出警告，保障用电设备的安全运行。

Description

一种配电电源电压与预定电压比较的方法

技术领域

本发明涉及电力安全领域，特别涉及一种配电电源电压与预定电压比较的方法。

背景技术

随着现代社会各行各业的IT信息化建设的飞速发展和不断深入，配电电源(UPS)的使用数量越来越多，在一些机房中没有办法实现24小时不间断监控，当机房没有人值班时，则无法正常的了解到此时配电电源的工作状态。

CN201310210280.4中给出了一种配电电源监控方法，但是没有给出具体的配电电源电压与预定电压比较的方法和触发报警的条件，所以还有进一步提升的空间。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种配电电源电压与预定电压比较方法。

根据本发明的一实施例，提供一种配电电源电压与预定电压比较的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10，确定要比较的配电电源；

步骤20，实时获取配电电源的电压值，将所述电压值与预定电压进行比较，得到比较结果，判断比较结果是否符合预设条件，是则生成告警信息并发送给中央处理器，否则重新获取配电电源的电压值；

步骤30，中央处理器通知显示端显示告警信息。

进一步的，所述步骤20还包括以下步骤：

步骤100，实时获取配电电源的电压值；

步骤200，对实时获取的配电电源电压值作去噪处理；

步骤300，使用步骤200中的所述有效电压更新所述有效电压集合；

步骤400，计算实时电压变化率和实时电压变化速度；

步骤500，如果所述实时电压变化率的绝对值小于第二阈值并且所述实时电压变化速度的绝对值小于第三阈值，将所述实时电压作为有效电压更新有效电压集合，等待固定时间间隔Δt′之后并转入步骤100；否则转入步骤600；

步骤600，输出比较结果，生成告警信息并发送给显示终端。

进一步的，所述步骤100中获取配电电源电压值的方法，优选为电压传感器间隔固定时间采集配电电源的电压数据，所述传感器包括但不仅限于直流电压传感器和交流电压传感器。

进一步的，所述步骤200中去噪处理的方法为，根据以往获取的有效电压集合计算出有效电压可能波动的取值区间，确定第一阈值，如果实时电压超出第一阈值，那么就认为是噪声而丢弃，所述有效电压集合在步骤300中会循环更新，具体更新方法为使用最新的有效电压代替时间最早的有效电压。

进一步的，所述步骤500中电压变化率阈值的选择取决于配电电源的具体参数，也就是不同配电电源可能拥有不同的额定电压、供电时间和电池容量，不同的配电电源可能应用于不同的设备和场景，所以电压变化率阈值要视情况而定。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一公开了一种配电电源电压与预定电压比较的方法，包括以下步骤：

步骤10，确定要比较的配电电源；

步骤30，中央处理器通知显示端显示告警信息。

进一步的，所述步骤20还包括以下步骤：

步骤100，实时获取配电电源的电压值；

步骤200，对实时获取的配电电源电压值作去噪处理，所述去噪处理包括：将所述实时获取的电压值与第一阈值TH₁比较，如果大于，则认为是噪声，重新转入步骤100；如果小于，则认为获取电压有效；

所述第一阈值TH₁的计算公式如下：

{TH}_{1} = \sqrt{\frac{9}{n} Σ_{i = 1}^{n} {(V_{i} - \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} V_{i})}^{2}} + \frac{1.1}{n} Σ_{i = 1}^{n} V_{i};

其中，n为有效电压集合中的有效电压个数，V_i是获取的第i个有效电压；

步骤300，使用步骤200中的所述有效电压更新所述有效电压集合，有效电压集合的初始值为一组预先采集的经过去噪处理的电压集合，集合中有效电压个数优选为20个；

步骤400，计算实时电压变化率V_p和实时电压变化速度V_v，计算公式如下：

V_{p} = \frac{V_{t} - V_{f}}{V_{f}} * 100 %;

V_{v} = \frac{V_{t} - V_{(t - Δ t)}}{Δ t};

其中，V_t是当前实时时间t处所述配电电源的实时电压；V_f是基础电压；Δt是有效电压集合中前一次更新的有效电压与当前实时时间t的时间差；V_(t-Δt)是有效电压集合中前一次更新的有效电压；

所述基础电压的计算方法为：

V_{f} = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} V_{i};

步骤500，如果所述实时电压变化率V_p的绝对值小于第二阈值并且所述实时电压变化速度V_v的绝对值小于第三阈值，将所述实时电压作为有效电压更新有效电压集合，等待固定时间间隔Δt′之后并转入步骤100；否则转入步骤600；

步骤600，输出比较结果，生成告警信息并发送给中央处理器。

进一步的，所述步骤100中实时获取电压的方法包括但不仅限于为通过RS485(或RS232)智能接口及通讯协议，采用总线的方式将采集到得所述配电电源的电流值和电压值接入中央处理器的串口中；或者将电压传感器连接到所述配电电源，由电压传感器实时采集电压信息并以有线或者无线的方式发送给中央处理器。

进一步的，所述步骤300中有效电压集合中有效电压个数可以由用户指定或者缺省设置，用户指定区间为[5,100]，缺省设置为20。

进一步的，所述步骤400中基础电压值为每次采集电压后根据有效电压集合中数据计算得来，有效电压结合中数据个数可能会影响到计算时间和计算效率。

进一步的，所述步骤400中，每次循环都会计算得到新的对应当前时间的电压变化速度和电压变化率，如果经过步骤500判断逻辑之后得到的电压为有效电压，那么就将电压变化速度和电压变化率分别存入到有效电压变化速度集合和有效电压变化率集合之中，集合中数据个数根据有效电压集合个数而定，可以用时间作为下标进行区别对应。

进一步的，所述步骤400中得到有效电压变化速度集合和有效电压变化率集合之后，结合有效电压集合，用户可以选择使用图形化的方式将历史数据显示出来。所述图形化的显示方式包括但不仅限于：柱形图、折线图以及饼状图。用户可以通过设定时间起止日期的方式显示特定时间段内的数据，例如2015年11月11日到2015年12月25日之间的有效电压变化速度数据；也可以通过设定时间跨度的方式显示特定时间段内的数据，例如三个月以内的有效电压变化率数据；还可以在三种数据之间做横向对比，例如同时显示本日内的电压变化速度趋势、电压变化率趋势以及有效电压变化趋势。

进一步的，所述步骤500中，固定时间间隔Δt′可以由用户自定义，最小时间间隔应该为获取电压的设备如电压传感器的最小采样时间，可指定的时间间隔应该为最小采样时间的倍数，例如最小采样时间为5秒，那么可指定的时间间隔应该为10秒，15秒以此类推，不可指定为7秒或者8秒。

进一步的，所述步骤600中，中央处理器接收到告警信息之后，可以在中央处理器中预先设置用户的手机号码，或者是个人电脑的IP地址，当有告警信息产生时，就可以将所述告警信息直接发送给所述手机号码的手机，或个人电脑上，其中，所述告警信息可以包括设备名称、故障描述和发送时间。

进一步的，所述步骤600中，中央处理器接收到告警信息之后，可以将告警信息在显示终端上进行显示，所述显示终端包括但不仅限于电脑屏幕、广场LED显示屏、手机、IPAD以及笔记本的电脑。

进一步的，所述步骤600中，中央处理器接收到告警信息之后，可以直接通知某些控制单元对配电电源进行操作，例如当发现电压过高的时候，立刻切断配电电源与用电设备之间的电路，防止损坏用电设备；或者当发现电压过低的时候，立刻将用电设备切换到备用电源上，防止数据丢失。

发明实施例二，步骤400中得到电压变化率V_p和电压变化速度V_v后，记所有电压变化率序列为{V_p1,V_p2…V_pm}，所有电压变化速度序列为{V_v1,V_v2…V_vm},计算

k_{0} = α (| \frac{(V_{p} - \frac{1}{m} Σ_{j = 1}^{m} V_{p j})}{\sqrt{\frac{1}{m} Σ_{j = 1}^{m} {(V_{p j} - \frac{1}{m} Σ_{j = 1}^{m} V_{p j})}^{2}}} |) + β (\frac{V_{v j} - V_{v \min}}{V_{v \max} - V_{v \min}}),

其中j＝1,2...m,α+β＝1，α,β可以由用户自定义，V_pj和V_vj分别是第j个电压变化率和电压变化速度，V_vmin和V_vmax分别是电压变化速度集合中的最小值和最大值。当电压变化率的绝对值小于第二阈值并且实时电压变化速度的绝对值小于第三阈值时，若k₀小于第四阈值，则将实时电压作为新的有效电压，重新转入数据处理过程,其他情况下，转入告警显示过程，其中第二阈值优选为25％，第三阈值根据线路标准电压不同而确定,α,β值优选为0.4和0.6，第四阈值优选为0.67。

在所述步骤500中，所述的判断逻辑能够在大多数情况下发现异常情况并发出警告，但是当电压变化率V_p临近第二阈值并且电压变化速度V_v同时临近第三阈值的时候，也很有可能发生异常现象，为了解决这个问题，上述实施例中采用了将电压变化率和电压变化速度结合起来进行判断的技术方案，从而提高了判断精度，能够有效的避免安全损失。

小规模样本实验结果表明，每100次配电电源异常状况监测中，发明实施例二中的判断逻辑能够提升约5％的告警率，较好的降低了漏报的概率。

本实施例的配电电源电压与预定电压比较的方法可以快速的发现配电电源异常现象并发出警告，以便工作人员能够及时发现配电电源故障并及时进行排查。

其他与方法相同之处在此不赘述，详情请参照方法说明部分。

本发明实施例可以有效的监测配电电源电压变化情况，及时发现电源异常并发出警告，方便用户在实际应用中加强对配电电源的监管，减少配电电源的故障概率，保障用电设备的安全运行。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种配电电源电压与预定电压比较的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10，确定要比较的配电电源；

步骤30，中央处理器通知显示端显示告警信息。

2.根据权利要求1所述的电压比较方法，其特征在于，步骤20进一步包括以下步骤：

步骤100，实时获取配电电源的电压值；

步骤200，对实时获取的配电电源电压值作去噪处理，所述去噪处理包括：将所述实时获取的电压值与第一阈值TH₁比较，如果大于，则认为是噪声，重新转入步骤100；如果小于，则认为获取结果有效；

所述第一阈值TH₁的计算公式如下：

{TH}_{1} = \sqrt{\frac{9}{n} Σ_{i = 1}^{n} {(V_{i} - \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} V_{i})}^{2}} + \frac{1.1}{n} Σ_{i = 1}^{n} V_{i};

步骤300，使用步骤200中的所述有效电压更新所述有效电压集合，有效电压集合的初始值为一组预先采样的经过去噪处理的电压集合，集合中有效电压个数优选为20个；

V_{p} = \frac{V_{t} - V_{f}}{V_{f}} * 100 %;

V_{v} = \frac{V_{t} - V_{(t - Δ t)}}{Δ t};

所述基础电压的计算方法为：

V_{f} = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} V_{i};

3.根据权利要求2所述的电压比较方法，其特征在于：所述步骤300中有效电压集合中有效电压个数取值区间为5-100，优选为20。

4.根据权利要求2所述的电压比较方法，其特征在于：所述步骤500中，固定时间间隔Δt′的最小取值为获取实时电压的采样设备的最小采样时间。

5.根据权利要求2所述的电压比较方法，其特征在于：所述步骤600中，如果中央处理器接收到电压过高的告警信息，则切断配电电源与用电设备之间的电路；如果中央处理器接收到电压过低的告警信息，则将用电设备切换到备用电源上。