CN114814341A - 电压暂降检测方法、装置及电子设备、存储介质 - Google Patents

电压暂降检测方法、装置及电子设备、存储介质 Download PDF

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CN114814341A CN202210456402.7A CN202210456402A CN114814341A CN 114814341 A CN114814341 A CN 114814341A CN 202210456402 A CN202210456402 A CN 202210456402A CN 114814341 A CN114814341 A CN 114814341A
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涂少煌
孙开发
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吴岱航
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Abstract

本申请公开了一种电压暂降检测方法、装置及电子设备、存储介质，其中所述方法包括通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。通过本申请可用于储能型UPS***中实现多工况下电压暂降的准确检测。

Description

电压暂降检测方法、装置及电子设备、存储介质
技术领域
本申请涉及电网电压波动检测技术领域，尤其涉及一种电压暂降检测方法、装置及电子设备、存储介质。
背景技术
随着芯片半导体、数据中心、智能制造行业等对供电稳定性要求高的应用场景不断增多，不间断电源(UPS)的市场体量也相应扩大。
储能型UPS***在保障用电设施稳定供电的前提下，还可以并网供电参与电网削峰填谷，能够降低储能型UPS***成本、优化储能型UPS***配置，使其具有巨大的市场潜力。
电压暂降是半导体、数据中心、智能制造等行业面临最主要的供电质量问题。但考虑到电压暂降发生的随机性和快速性，如何实现对其快速、准确的检测是储能型UPS***面临的主要技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了电压暂降检测方法、装置及电子设备、存储介质，以实现多工况下电压暂降的准确检测。
本申请实施例采用下述技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种电压暂降检测方法其中，用于储能型UPS***，所述方法包括：通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
第二方面，本申请实施例还提供一种电压暂降检测装置，其中，用于储能型UPS***，所述装置包括：第一电压暂降检测模块，用于通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；第二电压暂降检测模块，用于通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；电压暂降检测结果输出模块，用于将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述方法。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行上述方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
通过第一电压暂降检测模块、第二电压暂降检测模块得到第一电压暂降结果以及第二电压暂降结果，并通过所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算得到最终电压暂降检测结果。可以实现在多工况下的电压暂降准确检测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中电压暂降检测方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中电压暂降检测装置的结构示意图；
图3为本申请实施例中储能型UPS***原理示意图；
图4为本申请实施例中电压暂降检测实现原理示意图；
图5(a)、图5(b)为本申请实施例中a相电压跌落到0.895倍额定电网电压工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图6(a)、图6(b)为本申请实施例中a、b相电压跌落到0.895倍额定电网电压工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图7(a)、图7(b)为本申请实施例中a、b、c相电压跌落到0.895倍额定电网电压工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图8(a)、图8(b)为本申请实施例中a相电压跌落到0工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图9(a)、图9(b)为本申请实施例中a、b相电压跌落到0工况下采用电压暂降检测时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图10(a)、图10(b)为本申请实施例中a、b、c相电压跌落到0工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图11(a)、图11(b)为本申请实施例中a相电压偏移90°工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图12(a)、图12(b)为本申请实施例中a相电压翻转1800工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图；
图13为本申请实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
作为信息技术产业的核心，芯片半导体产业是支撑国家经济社会发展的基础性和先导性产业。半导体行业属于高端制造行业，使用了大量高精密仪器设备，导致其很容易受供电质量的影响。一旦出现供电质量问题导致设备停机，造成的直接和间接经济损失可高达上亿元。此外，随着5G、工业互联网的发展，互联网与传统产业进一步融合，数据中心也将成为各个行业赖以发展的基础性先导产业。数据中心对供电质量要求极高，一旦出现供电质量问题造成设备停机，导致数据中心的业务中断，会给企业造成巨大损失。还有，智能制造产业近年来在行业形势及国家政策推动下蓬勃发展，成为国家全力打造制造强国的重要抓手。智能制造行业属于连续性生产制程，一旦由于供电质量问题造成生产暂停需要耗费极大的停工成本。因此，电压暂降和电压中断是半导体、数据中心、智能制造等行业面临最主要的供电质量问题。
发明人研究时发现，储能型UPS***在保障用电设施稳定供电的前提下，还可以并网供电参与电网削峰填谷，降低储能型UPS***成本、优化储能型UPS***配置，使其具有巨大的市场潜力。储能型UPS***面临的主要技术问题是多工况下快速、准确检测出电压暂降，进而尽可能降低电压暂降造成的经济损失。
此外，在相关技术中，在电压暂降检测方面做了很多的研究。一些方法中，公开了一种三相电压暂降检测方法，该方法采用等值滤波网络对常规的dq算法输出进行滤波，避免了谐波放大，实现了电网电压的快速跟踪检测。
另一些方法中，提出了一种基于同步旋转坐标系的电压暂降检测方法，通过求导方式抵消三相不平衡电压暂降工况下同步旋转坐标变换产生的二倍频分量，从而实现任意相电压跌落的检测。
还有另一些方法中公开了一种基于相位偏移的电网电压跌落快速检测方法，该方法通过全通滤波器相位延迟构造出三组新的对称三相电压，利用常规的dq算法快速判断电网电压三相不对称跌落。
还有另一些方法中在电网电压出现相位偏移或者相位翻转工况时，暂降检测结果容易出现偏差，不准确；再者该方法在极限工况即任意相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压下根本无法有效检测出电压暂降。
还有另一些方法中，提出了一种基于同步旋转坐标系的电压暂降检测方法，但是该方法采用了微分求导运算，对电压谐波较为敏感，在三相电网电压同时跌落或者电网电压出现相位偏移或者相位翻转工况时，暂降检测结果容易出现偏差，不准确。
此外，还有一些方法在电网电压出现相位偏移或者相位翻转工况时，则无法有效检测。
对此，本申请的实施例中提供了基于储能型UPS***多工况电压暂降检测方法，能够在多种工况下快速、准确检测出电压暂降。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
本申请实施例提供了一种电压暂降检测方法，如图1所示，提供了本申请实施例中电压暂降检测方法流程示意图，所述方法至少包括如下的步骤S110至步骤S140：
步骤S110，通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果。
对于所述中可以通过全通滤波器进行移相，由于对电压谐波不敏感，并采用带阻滤波器与低通滤波器相结合的滤波方式，在三相电网电压同时跌落或者电网电压出现相位偏移或者相位翻转工况时，电压暂降检测结果更加准确。
所述第一电压暂降检测模块包括但不限于全通滤波器、带阻滤波器以及低通滤波器的组合，再对所述第一电压暂降检测模块的输出进行比较。
步骤S120，通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果。
对于所述第二电压暂降检测模块通过全通滤波器虚拟出以A、B、C相电网电压为基准的三组三相电网电压，通过同步旋转坐标变换和低通滤波分别得到A、B、C相电网电压幅值，之后检测出第二电压暂降结果。
步骤S130，将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
在步骤中通过将第一电网电压暂降检测结果与第二电网电压暂降检测结果进行相关的逻辑运算即可得到电网电压最终电压暂降检测结果。
在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述最终电压暂降检测结果，控制储能型UPS***中的快速开关断开电网；以及控制所述储能型UPS***向负载供电，用以在电网电压暂降模式下持续供电。
具体实施时，如图3所示，为储能型UPS***原理框图，当电网电压出现暂降或者中断时，***通过本申请提供的电压暂降检测算法快速识别并控制快速开关断开电网，同时控制储能型UPS***向负载供电，以实现电网电压暂降模式下高质量持续性稳定供电。
优选地，所述电网电压跌落至少包括如下之一的工况：单相电网电压跌落、两相电网电压跌落、三相电网电压跌落，所述电网电压出现相位变化包括如下之一的工况：电网电压相位偏移、电网电压相位翻转。
优选地，方法还包括：对所述单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压，所述两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压，所述三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压中的任意一种或多种极限工况的电压暂降检测。0.9为通常预设倍数的额定电网电压阈值。也就是说，即使是在单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压、两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压和三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压等极限工况下，本申请的方法仍能准确有效检测出电网电压暂降。
基于上述，本申请的方法采用了第一电压暂降检测模块与第二电压暂降检测模块相结合的复合电压暂降检测技术，能够在单相电网电压跌落、两相电网电压跌落、三相电网电压跌落、电网电压相位偏移和电网电压相位翻转等多种工况下快速、准确检测出电压暂降。此外，甚至能在单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压、两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压和三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压等极限工况下准确有效检测出电压暂降。
在本申请的一个实施例中，所述电网电压包括三相电网电压，通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果，包括：将三相电网电压的q轴分量通过全通滤波器，得到经预设移相后的三相电网电压的q轴目标分量，并与所述三相电网电压的d轴分量叠加得到所述三相电网目标电压幅值；将所述三相电网电压目标幅值输入带阻滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第一幅值；将所述三相电网电压的第一幅值输入低通滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第二幅值；比对所述三相电网电压的第二幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出第一电压暂降结果。
具体实施时，所述将三相电网电压的q轴分量通过全通滤波器，得到经预设移相后的三相电网电压的q轴目标分量，并与所述三相电网电压的d轴分量叠加得到所述三相电网目标电压幅值具体为：通过同步旋转坐标变换将预处理步骤中采样的三相电网电压实际值Uga，Ugb，Ugc转换成旋转坐标系下三相电网电压d轴分量Ugd和三相电网电压q轴分量Ugq，
优选地，其计算式为：
Figure BDA0003618909140000081
需要注意的是，所述预处理包括但不限于：
首先，采样三相电网电压实际值并记为Uga，Ugb，Ugc；
然后，对于采样的三相电网电压实际值Uga，Ugb，Ugc进行锁相获得三相电网电压相位θ，为了尽可能减少滤波环节带来的延时，PLL锁相环采用单同步坐标系软件锁相环；
再通过同步旋转坐标变换将采样的三相电网电压实际值Uga，Ugb，Ugc转换成旋转坐标系下三相电网电压d轴分量Ugd和三相电网电压q轴分量Ugq。可采用如下计算式进行计算：
Figure BDA0003618909140000082
所述将所述三相电网电压目标幅值输入带阻滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第一幅值，具体包括：
通过全通滤波器将得到的三相电网电压q轴分量Ugq移相90°得到移相90°后的三相电网电压q轴分量Ugq1。采用全通滤波器移相的目的是避免电压谐波对暂降检测结果的影响，保证暂降检测结果的准确性。
优选地所用的全通滤波器传递函数Hapf1(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000083
其中ωapf1＝200π；
然后，还需要将移相90°后的三相电网电压q轴分量Ugq1与得到的三相电网电压d轴分量Ugd叠加得到三相电网电压幅值Ugm。
最后，将得到的三相电网电压幅值Ugm通过带阻滤波器滤除谐波得到带阻滤波后的三相电网电压幅值Ugm1。采用带阻滤波器的目的是尽可能将其滤除。优选地，所用的带阻滤波器传递函数Hbsf1(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000091
其中ωbsf1＝600π，Bp1＝83π；
所述将所述三相电网电压的第一幅值输入低通滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第二幅值，具体包括：
将得到的带阻滤波后的三相电网电压幅值Ugm1通过低通滤波器进一步滤除其中的高次谐波得到带阻-低通滤波后的三相电网电压幅值Ugm2。
优选地，所用的低通滤波器为巴特沃斯低通滤波器，为了尽可能降低滤波器延时，采用一阶巴特沃斯低通滤波器，其传递函数Hlpf1(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000092
其中ωlpf1＝200π；
最后，通过所述比对所述三相电网电压的第二幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出第一电压暂降结果。即将带阻-低通滤波后的三相电网电压幅值Ugm2与电网电压暂降的阈值进行比较得到电压暂降检测模块1下电网电压暂降检测结果Sag1。
在本申请的一个实施例中，所述比对所述三相电网电压的第二幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出第一电压暂降结果，包括：当所述三相电网电压的第二幅值小于预设三相电网电压暂降阈值的情况下，检测出第一电压暂降结果＝1，则发生电网电压暂降；当所述三相电网电压的第二幅值大于或等于预设三相电网电压暂降阈值的情况下，检测出第一电压暂降结果＝0，则没有发生电网电压暂降。
具体实施时，电网电压暂降的阈值通常选为额定电网电压幅值的90％，当Ugm2小于电网电压暂降的阈值时，Sag1＝1，则发生电网电压暂降；当Ugm2大于或等于电网电压暂降的阈值时，Sag1＝0，则没有发生电网电压暂降。
在本申请的一个实施例中，所述电网电压包括A相、B相、C相的三相电网电压，通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果，包括：将采样的A相电网电压实际值通过全通滤波器，得到经预设移相后的A相电网电压实际值；根据所述A相电网电压实际值与所述经预设移相后的A相电网电压实际值，构造以所述A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压，根据经所述A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压，得到A相电网电压的第三幅值；将所述三相电网电压的第三幅值输入低通滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第四幅值；比对所述三相电网电压的第四幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出A相电网电压的第二电压暂降结果；同理，检测出B相电网电压的第二电压暂降结果以及C相电网电压的第二电压暂降结果；将所述A相电网电压的第二电压暂降结果、B相电网电压的第二电压暂降结果、所述C电网电压的第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到第二电压暂降结果。
具体实施时，采样三相电网电压实际值并记为Uga，Ugb，Ugc；通过全通滤波器将采样的A相电网电压实际值Uga移相90°得到移相90°后的A相电网电压实际值Uga1。
根据采样的A相电网电压实际值Uga和移相90°后的A相电网电压实际值Uga1构造出以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压Uaga，Uagb，Uagc。
进一步地，通过同步旋转坐标变换将上述构造的以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压Uaga，Uagb，Uagc转换成旋转坐标系下以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压d轴分量Uagd和虚拟三相电网电压q轴分量Uagq。
将上述步骤得到的以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压d轴分量Uagd和虚拟三相电网电压q轴分量Uagq通过计算得到A相电网电压的幅值Uagm。
将得到的A相电网电压的幅值Uagm通过低通滤波器滤除其中的高次谐波得到低通滤波后的A相电网电压幅值Uagm1，所用的低通滤波器为巴特沃斯低通滤波器，为了尽可能降低滤波器延时，采用一阶巴特沃斯低通滤波器
将低通滤波后的A相电网电压幅值Uagm1与电网电压暂降的阈值进行比较得到A相电网电压暂降检测结果Sag_a，电网电压暂降的阈值通常选为额定电网电压幅值的90％，当Uagm1小于电网电压暂降的阈值时，Sag_a＝1，则发生电网电压暂降；当Uagm1大于或等于电网电压暂降的阈值时，Sag_a＝0，则没有发生电网电压暂降。
按照与A相相同的方法，可以得到B相电网电压暂降检测结果Sag_b和C相电网电压暂降检测结果Sag_c，将其与之前得到的A相电网电压暂降检测结果Sag_a进行逻辑或运算得到电压暂降检测模块2下电网电压暂降检测结果Sag2。
本申请实施例还提供了电压暂降检测装置200，如图2所示，提供了本申请实施例中电压暂降检测装置的结构示意图，所述电压暂降检测装置200至少包括：第一电压暂降检测模块210、第二电压暂降检测模块220、电压暂降检测结果输出模块230，其中：
第一电压暂降检测模块210，用于通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；
第二电压暂降检测模块220，用于通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；
电压暂降检测结果输出模块230，用于将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
在本申请的一个实施例中，所述第一电压暂降检测模块210具体用于：可以通过全通滤波器进行移相，由于对电压谐波不敏感，并采用带阻滤波器与低通滤波器相结合的滤波方式，在三相电网电压同时跌落或者电网电压出现相位偏移或者相位翻转工况时，电压暂降检测结果更加准确。
所述第一电压暂降检测模块包括但不限于全通滤波器、带阻滤波器以及低通滤波器的组合，再对所述第一电压暂降检测模块的输出进行比较。
在本申请的一个实施例中，所述第二电压暂降检测模块220具体用于：对于所述第二电压暂降检测模块通过全通滤波器虚拟出以A、B、C相电网电压为基准的三组三相电网电压，通过同步旋转坐标变换和低通滤波分别得到A、B、C相电网电压幅值，之后检测出第二电压暂降结果。
在本申请的一个实施例中，所述电压暂降检测结果输出模块230具体用于：在步骤中通过将第一电网电压暂降检测结果与第二电网电压暂降检测结果进行相关的逻辑运算即可得到电网电压最终电压暂降检测结果。
优选地，所述电网电压跌落至少包括如下之一的工况：单相电网电压跌落、两相电网电压跌落、三相电网电压跌落，所述电网电压出现相位变化包括如下之一的工况：电网电压相位偏移、电网电压相位翻转。
优选地，方法还包括：对所述单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压，所述两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压，所述三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压中的任意一种或多种极限工况的电压暂降检测。0.9为通常预设倍数的倍额定电网电压阈值。也就是说，即使是在单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压、两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压和三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压等极限工况下，本申请的方法仍能准确有效检测出电网电压暂降。
基于上述，本申请的方法采用了第一电压暂降检测模块与第二电压暂降检测模块相结合的复合电压暂降检测技术，能够在单相电网电压跌落、两相电网电压跌落、三相电网电压跌落、电网电压相位偏移和电网电压相位翻转等多种工况下快速、准确检测出电压暂降。此外，甚至能在单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压、两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压和三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压等极限工况下准确有效检测出电压暂降。
能够理解，上述电压暂降检测装置，能够实现前述实施例中提供的电压暂降检测装置方法的各个步骤，关于电压暂降检测方法的相关阐释均适用于电压暂降检测装置，此处不再赘述。
为了更好的理解上述电压暂降检测方法流程，以下结合优选实施例对上述技术方案进行解释说明，但不用于限定本发明实施例的技术方案。
如图4所示，为电压暂降检测原理框图，包括电压暂降检测模块1、电压暂降检测模块2和电压暂降检测结果输出三个部分。
具体而言，电压暂降检测模块1包括如下的计算步骤：
步骤1，采样三相电网电压实际值并记为Uga，Ugb，Ugc；
步骤2，对步骤1中采样的三相电网电压实际值Uga，Ugb，Ugc进行锁相获得三相电网电压相位θ，为了尽可能减少滤波环节带来的延时，PLL锁相环采用单同步坐标系软件锁相环；
步骤3，通过同步旋转坐标变换将步骤1中采样的三相电网电压实际值Uga，Ugb，Ugc转换成旋转坐标系下三相电网电压d轴分量Ugd和三相电网电压q轴分量Ugq，其计算式为：
Figure BDA0003618909140000131
步骤4，通过全通滤波器将步骤3中得到的三相电网电压q轴分量Ugq移相90°得到移相90°后的三相电网电压q轴分量Ugq1，采用全通滤波器移相的目的是避免电压谐波对暂降检测结果的影响，保证暂降检测结果的准确性，所用的全通滤波器传递函数Hapf1(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000132
其中ωapf1＝200π；
步骤5，将步骤4中得到的移相90°后的三相电网电压q轴分量Ugq1与步骤3中得到的三相电网电压d轴分量Ugd叠加得到三相电网电压幅值Ugm；
步骤6，将步骤5中得到的三相电网电压幅值Ugm通过带阻滤波器滤除其中的6次谐波得到带阻滤波后的三相电网电压幅值Ugm1，原因是实际电网中主要含有5、7次谐波，其经过同步旋转坐标变换均变成了6次谐波，采用带阻滤波器的目的是尽可能将其滤除，所用的带阻滤波器传递函数Hbsf1(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000133
其中ωbsf1＝600π，Bp1＝83π；
步骤7，将步骤6中得到的带阻滤波后的三相电网电压幅值Ugm1通过低通滤波器进一步滤除其中的高次谐波得到带阻-低通滤波后的三相电网电压幅值Ugm2，所用的低通滤波器为巴特沃斯低通滤波器，为了尽可能降低滤波器延时，采用一阶巴特沃斯低通滤波器，其传递函数Hlpf1(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000141
其中ωlpf1＝200π；
步骤8，将骤7中得到的带阻-低通滤波后的三相电网电压幅值Ugm2与电网电压暂降的阈值进行比较得到电压暂降检测模块1下电网电压暂降检测结果Sag1，电网电压暂降的阈值通常选为额定电网电压幅值的90％，当Ugm2小于电网电压暂降的阈值时，Sag1＝1，则发生电网电压暂降；当Ugm2大于或等于电网电压暂降的阈值时，Sag1＝0，则没有发生电网电压暂降。
所述电压暂降检测模块2包括：
步骤1，采样三相电网电压实际值并记为Uga，Ugb，Ugc；
步骤2，通过全通滤波器将步骤1中采样的A相电网电压实际值Uga移相90°得到移相90°后的A相电网电压实际值Uga1；所用的全通滤波器传递函数Hapf2(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000142
其中ωapf2＝100π；
步骤3，根据步骤1中采样的A相电网电压实际值Uga和步骤2中得到的移相90°后的A相电网电压实际值Uga1构造出以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压Uaga，Uagb，Uagc，所用的构造公式为:
Figure BDA0003618909140000143
步骤4，通过同步旋转坐标变换将步骤3中构造的以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压Uaga，Uagb，Uagc转换成旋转坐标系下以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压d轴分量Uagd和虚拟三相电网电压q轴分量Uagq，其计算式为：
Figure BDA0003618909140000144
步骤5，将步骤4中得到的以A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压d轴分量Uagd和虚拟三相电网电压q轴分量Uagq通过计算得到A相电网电压的幅值Uagm，其计算式为：
Figure BDA0003618909140000151
步骤6，将步骤5中得到的A相电网电压的幅值Uagm通过低通滤波器滤除其中的高次谐波得到低通滤波后的A相电网电压幅值Uagm1，所用的低通滤波器为巴特沃斯低通滤波器，为了尽可能降低滤波器延时，采用一阶巴特沃斯低通滤波器，其传递函数Hlpf2(s)表达式为:
Figure BDA0003618909140000152
其中ωlpf2＝260π；
步骤7，将步骤6中得到的低通滤波后的A相电网电压幅值Uagm1与电网电压暂降的阈值进行比较得到A相电网电压暂降检测结果Sag_a，电网电压暂降的阈值通常选为额定电网电压幅值的90％，当Uagm1小于电网电压暂降的阈值时，Sag_a＝1，则发生电网电压暂降；当Uagm1大于或等于电网电压暂降的阈值时，Sag_a＝0，则没有发生电网电压暂降；
步骤8，按照与A相相同的步骤(步骤2-步骤7)，可以得到B相电网电压暂降检测结果Sag_b和C相电网电压暂降检测结果Sag_c，将其与步骤7中得到的A相电网电压暂降检测结果Sag_a进行逻辑或运算得到电压暂降检测模块2下电网电压暂降检测结果Sag2；
所述电压暂降检测结果输出包括：
将电压暂降检测模块1下电网电压暂降检测结果Sag1与电压暂降检测模块2下电网电压暂降检测结果Sag2进行逻辑或运算得到该方法下电网电压暂降检测结果Sag。
根据上述电压暂降检测方法进行具体试验的结果包括：
图5(a)、5(b)为本申请实施例中a相电压跌落到0.895倍额定电网电压工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以有效检测出电网电压暂降，检测时间为7.25ms。
图6(a)、6(b)为本申请实施例中a、b相电压跌落到0.895倍额定电网电压工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以有效检测出电网电压暂降，检测时间为7.25ms。
图7(a)、7(b)为本申请实施例中a、b、c相电压跌落到0.895倍额定电网电压工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以有效检测出电网电压暂降，检测时间为4.125ms。
图8(a)、8(b)本申请实施例中为a相电压跌落到0工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以快速有效检测出电网电压暂降，检测时间为0.375ms。
图9(a)、9(b)为本申请实施例中a、b相电压跌落到0工况下采用电压暂降检测时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以快速有效检测出电网电压暂降，检测时间为0.375ms。
图10(a)、10(b)为本申请实施例中a、b、c相电压跌落到0工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以快速有效检测出电网电压暂降，检测时间为0.25ms。
图11(a)、11(b)为本申请实施例中a相电压偏移90°工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以快速有效检测出电网电压暂降，检测时间为0.375ms。
图12(a)、12(b)为本申请实施例中a相电压翻转1800工况下采用电压暂降检测方法时的三相电网电压Uga，Ugb，Ugc波形和电网电压暂降检测结果Sag 的波形示意图，仿真中三相电网线电压基波有效值400V，含有2％的5次谐波和2％的7次谐波，三相电网电压采样频率为8kHz，该方法可以快速有效检测出电网电压暂降，检测时间为0.25ms。
图13是本申请的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图13，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图13中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成电压暂降检测装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；
通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；
将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
上述如本申请图1所示实施例揭示的电压暂降检测装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该电子设备还可执行图1中电压暂降检测装置执行的方法，并实现电压暂降检测装置在图1所示实施例的功能，本申请实施例在此不再赘述。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行图1所示实施例中电压暂降检测装置执行的方法，并具体用于执行：
通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；
通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；
将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电压暂降检测方法，其中，用于储能型UPS***，所述方法包括：
通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；
通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；
将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
2.如权利要求1所述方法，其中，还包括：根据所述最终电压暂降检测结果，控制储能型UPS***中的快速开关断开电网；以及
控制所述储能型UPS***向负载供电，用以在电网电压暂降模式下持续供电。
3.如权利要求1或2所述方法，其中，所述电网电压跌落至少包括如下之一的工况：单相电网电压跌落、两相电网电压跌落、三相电网电压跌落，所述电网电压出现相位变化包括如下之一的工况：电网电压相位偏移、电网电压相位翻转。
4.如权利要求3所述方法，其中，还包括：对所述单相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压，所述两相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压，所述三相电网电压跌落到0.895倍额定电网电压中的任意一种或多种极限工况的电压暂降检测。
5.如权利要求1所述方法，其中，所述电网电压包括三相电网电压，所述通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果，包括：
将三相电网电压的q轴分量通过全通滤波器，得到经预设移相后的三相电网电压的q轴目标分量，并与所述三相电网电压的d轴分量叠加得到所述三相电网目标电压幅值；
将所述三相电网电压目标幅值输入带阻滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第一幅值；
将所述三相电网电压的第一幅值输入低通滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第二幅值；
比对所述三相电网电压的第二幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出第一电压暂降结果。
6.如权利要求5所述方法，其中，所述比对所述三相电网电压的第二幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出第一电压暂降结果，包括：
当所述三相电网电压的第二幅值小于预设三相电网电压暂降阈值的情况下，检测出第一电压暂降结果＝1，则发生电网电压暂降；
当所述三相电网电压的第二幅值大于或等于预设三相电网电压暂降阈值的情况下，检测出第一电压暂降结果＝0，则没有发生电网电压暂降。
7.如权利要求1所述方法，其中，所述电网电压包括A相、B相、C相的三相电网电压，所述通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时检测出第二电压暂降结果，包括：
将采样的A相电网电压实际值通过全通滤波器，得到经预设移相后的A相电网电压实际值；
根据所述A相电网电压实际值与所述经预设移相后的A相电网电压实际值，构造以所述A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压，
根据经所述A相电网电压为基准的虚拟三相电网电压，得到A相电网电压的第三幅值；
将所述三相电网电压的第三幅值输入低通滤波器，经过滤除后得到所述三相电网电压的第四幅值；
比对所述三相电网电压的第四幅值与预设三相电网电压暂降阈值，检测出A相电网电压的第二电压暂降结果；
同理，检测出B相电网电压的第二电压暂降结果以及C相电网电压的第二电压暂降结果；
将所述A相电网电压的第二电压暂降结果、B相电网电压的第二电压暂降结果、所述C电网电压的第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到第二电压暂降结果。
8.一种电压暂降检测装置，其中，用于储能型UPS***，所述装置包括：
第一电压暂降检测模块，用于通过第一电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第一电压暂降结果；
第二电压暂降检测模块，用于通过第二电压暂降检测模块在电网电压跌落或者电网电压出现相位变化的工况时，检测出第二电压暂降结果；
电压暂降检测结果输出模块，用于将所述第一电压暂降结果以及所述第二电压暂降结果进行逻辑运算，得到最终电压暂降检测结果。
9.一种电子设备，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行所述权利要求1～7之任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行所述权利要求1～7之任一所述方法。
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