DE102012025178A1 - Method for automatic characterization and monitoring of electrical system by comparing correlations between measured values, involves performing comparison through evaluation of mutual correlations of pairs of measurement variables - Google Patents

Abstract

The method involves performing comparison through evaluation of mutual correlations of pairs of measurement variables (1). Multiple currently measured pairs of measurement values of all evaluated pairs of measurement variables are checked to see whether they lie within the expected range limits (8'), which are obtained from multiple historical pairs of measurement values of all evaluated pairs of measurement variables. An independent claim is included for a device for automatic characterization and monitoring of an electric network or a power network section of an electric network or an electrical system by comparing correlations between measured values.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Charakterisierung und Überwachung eines elektrischen Netzes oder eines Stromnetzabschnitts eines elektrischen Netzes oder einer elektrischen Anlage durch Vergleich von Zusammenhängen zwischen Messwerten.The invention relates to a method and a device for automatically characterizing and monitoring an electrical network or a power network section of an electrical network or an electrical system by comparing relationships between measured values.

In gewissem Maße wird dies auch bisher schon praktiziert, wenn beispielsweise aus dem Verhältnis aus Spannung und Stromstärke der Widerstand, auch als Impedanz bezeichnet, eines Teilnetzes bestimmt wird. So ist beispielsweise in der DE1994869464 ein Verfahren zum Erzeugen von mindestens einem eine Pendelung in einem elektrischen Energieversorgungsnetz anzeigenden Signal beschrieben.To a certain extent, this has already been practiced, for example, if the resistance, also referred to as impedance, of a subnetwork is determined from the ratio of voltage and current intensity. For example, in the DE1994869464 a method for generating at least one signal indicating a pendulum in an electric power grid described.

Aus der WO2005/088802A1 ist eine Einrichtung zur Prävention von Großstörungen in elektrischen Versorgungsnetzen durch Spektralanalyse der Netzspannung bekannt. Dabei wird das durch einen Spannungs-A-D-Wandler und eine Spektralanalyse-Einrichtung ermittelte Spektrum einer Klassifikation nach Frequenzintervallen unterzogen. In einem Vergleicher werden die Werte der Frequenzintervallklassen mit den bestimmten Störungen zugeordneten Frequenzintervallklassen-Referenzmustern korreliert und eine Auswerteeinrichtung gibt bei Erkennen einer Störung ein Signal, eine oder mehrere Relais-Meldungen oder eine oder mehrere Meldungen über Kommunikationsschnittstellen ab. Die Frequenzwerte und die Anzahl der Frequenzintervallklassen werden über einen Bifurkationsanalysator adaptiv an die örtliche Last- und Schwingungsdynamik des Netzes angepasst. Der Vergleicher ist mit parametrierbaren Grenzwerten der Intervallspannung für jedes Frequenzintervall ausgerüstet, wobei sich die Grenzwerte der Intervallspannung selbstständig an die Lastverhältnisse des Netzes anpassen.From the WO2005 / 088802A1 a device for the prevention of major disturbances in electrical supply networks by spectral analysis of the mains voltage is known. In this case, the spectrum determined by a voltage AD converter and a spectral analysis device is subjected to a classification according to frequency intervals. In a comparator, the values of the frequency interval classes are correlated with the frequency interval class reference patterns assigned to the specific disturbances, and an evaluation device outputs a signal, one or more relay messages or one or more messages via communication interfaces when a fault is detected. The frequency values and the number of frequency interval classes are adaptively adapted via a bifurcation analyzer to the local load and vibration dynamics of the network. The comparator is equipped with programmable limit values of the interval voltage for each frequency interval, whereby the limit values of the interval voltage automatically adapt to the load conditions of the network.

Im Bereich der Netzanalyse ist der Fokus darauf gerichtet, Schwachstellen bei der Versorgung einzelner Verbraucher zu finden, sie zu beschreiben und durch geeignete Maßnahmen zu beseitigen. Zum Erkennen der Ursachen müssen hierzu alle Daten der Netzparameter verfügbar sein. Um ein Fehlverhalten durch Ereignisse im Versorgungsnetz zu erkennen, hat die Anmelderin störresistente Messsysteme entwickelt, welche die Netzqualität sowie das Netz- und Verbraucherverhalten kontinuierlich und lückenlos messen. Die Messdaten werden in leistungsfähigen Datenbanken gerichtsfest protokolliert. Beispielsweise ist aus der DE 10 2007 041 565 A1 ein Verfahren und eine Messanordnung bekannt zur Übertragung von mit einem Zeitstempel versehenen Messdaten an einen Server, wenn die Messdaten außerhalb einer Norm oder außerhalb eines individuell festgesetzten Toleranzbereiches liegen.In the area of network analysis, the focus is on finding weak points in the supply of individual consumers, describing them and eliminating them with suitable measures. To recognize the causes, all data of the network parameters must be available for this purpose. In order to detect a malfunction due to events in the supply network, the Applicant has developed interference-resistant measuring systems which measure the network quality as well as the network and consumer behavior continuously and completely. The measured data are recorded in powerful databases. For example, is from the DE 10 2007 041 565 A1 a method and a measuring arrangement are known for transmitting time-stamped measurement data to a server if the measurement data is outside a standard or outside an individually specified tolerance range.

Bekannt ist auch aus der EP2355412A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewerten einer elektrischen Anlage eines elektrischen Energiesystems, wobei die elektrische Anlage ein Kommunikationsnetzwerk zum Übertragen von Daten umfasst. Das Verfahren umfasst das automatische Erfassen von Echtzeitdatenübertragungen in dem Kommunikationsnetzwerk und das automatische Bewerten der elektrischen Anlage anhand der erfassten Echtzeitdatenübertragungen. Beispielsweise tastet eine Abtasteinheit ein Referenzsignal ab, welches eine Refenzzeitinformation umfasst und überträgt dieses als Echtzeitübertragung über das Kommunikationsnetzwerk, wobei die elektrische Anlage anhand eines Vergleichs der Referenzzeitinformation mit der Zeitinformation der Echtzeitübertragung automatisch bewertet wird.It is also known from the EP2355412A1 a method and an apparatus for evaluating an electrical system of an electrical energy system, wherein the electrical system comprises a communication network for transmitting data. The method comprises automatically acquiring real-time data transmissions in the communication network and automatically assessing the electrical equipment based on the acquired real-time data transmissions. For example, a scanning unit samples a reference signal comprising reference time information and transmits it as a real-time transmission over the communication network, wherein the electrical system is automatically evaluated based on a comparison of the reference time information with the time information of the real time transmission.

Stromnetze sind dynamische Gebilde, in denen es zum Normalfall gehört, dass sie durch Ein- und Abschalten von Betriebsmitteln ständig ihre Struktur verändern und dass sich die elektrischen Lastflüsse kurzfristig verändern und durch dezentrale Stromerzeugung auch umkehren. Die Strom- und Leistungsflüsse in gegebenen Abschnitten des Stromnetzes können somit in weiten Grenzen variieren, ohne technisch und normativ vorgegebene Grenzen zu verletzen. Hinter diesen akuten Änderungen der Netz-Betriebszustände bleiben systematische Verschiebungen der Dynamik häufig verborgen.Electricity grids are dynamic structures in which it is normal for them to constantly change their structure by switching on and off operating equipment, and that the electrical load flows change in the short term and are also reversed by decentralized power generation. The current and power flows in given sections of the power grid can thus vary within wide limits, without violating technical and normative given limits. Behind these acute changes in network operating states, systematic shifts in dynamics often remain hidden.

Die herkömmliche Messtechnik in den Stromnetzen ist insbesondere darauf gerichtet, den ordnungsgemäßen Betrieb des Stromnetzes und damit den Netzschutz sowie die Tarifierung sicherzustellen. Netzqualitätsmessungen, auch als Power Quality Messungen bezeichnet, messen darüber hinaus, ob beispielsweise die beim Verbraucher anstehenden Spannungsverläufe den normativen Vorgaben entsprechen.The conventional measurement technology in the power grids is aimed in particular at ensuring the proper operation of the power grid and thus the network protection and tariffing. Power quality measurements, also referred to as power quality measurements, also measure whether, for example, the voltage curves present at the load comply with the normative specifications.

Nachteilig bei allen bekannten Messverfahren und Bewertungen ist jedoch, dass der Bewertungszeitpunkt immer in der Vergangenheit eines störenden Ereignisses liegt, auch wenn die gemessenen Daten in Echtzeit übertragen werden und die Bewertung unmittelbar und fast in Echtzeit erfolgt. Nicht jedes störende Ereignis kann dann noch ohne zum Teil erhebliche Folgen für eine elektrische Anlage oder einen Verbraucher rechtzeitig abgewendet werden.A disadvantage of all known measuring methods and evaluations, however, is that the evaluation time always lies in the past of a disturbing event, even if the measured data is transmitted in real time and the evaluation is immediate and almost real-time. Not every disturbing event can then be averted in time without any significant consequences for an electrical system or a consumer.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Messverfahren und Bewertungen besteht in der separaten Betrachtung der Messwerte einzelner Messgrößen.Another disadvantage of the known measuring methods and evaluations is the separate consideration of the measured values of individual measured variables.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum vorzeitigen Erkennen von Störfällen im elektrischen Netz und/oder an elektrischen Anlagen zu schaffen, damit bereits im Vorfeld Entscheidungen zur Vermeidung von Störfällen gefällt oder erforderliche Schaltvorgänge oder andere Gegenmaßnahmen automatisch ausgeführt werden können. Auch soll die Erfindung dazu beitragen, eine Planung des laufenden Betriebs und Investitionsentscheidungen zu optimieren.The object of the present invention is therefore to provide a method and a device for the early detection of incidents in the electrical network and / or electrical installations, thus already in advance decisions on Prevention of incidents or required switching operations or other countermeasures can be performed automatically. The invention is also intended to help to optimize planning of current operations and investment decisions.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass nicht die aktuellen oder historischen Messwerte selbst, sondern die gegenseitigen Zusammenhänge ihrer Messgrößen-Paare zur Charakterisierung eines elektrischen Netzes oder Stromnetzabschnittes oder einer elektrischen Anlage genutzt werden sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.This object is achieved according to the present invention by a method according to claim 1, characterized in that not the current or historical measured values themselves, but the mutual relationships of their pairs of measured variables for characterizing an electrical network or power network section or an electrical system are used and by a device according to claim 7 for carrying out the method. The dependent claims define advantageous embodiments of the invention.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt der Vergleich durch die Bewertung von gegenseitigen Zusammenhängen von Messgrößen-Paaren, indem eine Vielzahl von aktuell gemessenen Messwert-Paaren aller untersuchten Messgrößen-Paare daraufhin überprüft werden, ob sie innerhalb von Erwartungsbereichsgrenzen liegen, die zuvor aus einer Vielzahl von historischen Messwert-Paaren aller untersuchten Messgrößen-Paare gewonnen wurden. Für jedes untersuchte Messgrößen-Paar wird aus einer Vielzahl von historischen Messwert-Paaren jeweils eine Punktwolke gebildet. Während eines Lernmodus wird dann aus der Punktwolke vieler historischer Messwert-Paare in jedem Messgrößen-Paar einer ersten Matrix oder einer ersten Halb-Matrix, nachfolgend als historisches Messgrößen-Paar bezeichnet, jeweils ein Erwartungsbereich definiert und eine Erwartungsbereichsgrenze abgelegt. Während eines Überwachungsmodus werden dann aktuell gemessene Messwert-Paare in Messgrößen-Paare n einer zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix, nachfolgend als aktuelle Messgrößen-Paare bezeichnet, mit den in der ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix definierten Erwartungsbereichen und abgelegten Erwartungsbereichsgrenzen für jedes aktuelle Messgrößen-Paar verglichen und bewertet. Diejenigen aktuell gemessenen Messwert-Paare der aktuellen Messgrößen-Paare, die außerhalb der Erwartungsbereiche und/oder außerhalb der Erwartungsbereichsgrenze liegen, werden in den Messgrößen-Paaren einer dritten Matrix oder einer dritten Halb-Matrix als anormale Messwert-Paare beschrieben. Bei Auslösen eines Alarms durch ein oder mehrere anormale Messwert-Paare kann ein vorher vom Anwender festgelegter Schutz- oder Schaltvorgang zur Behebung des Problems ausgelöst werden, bevor ein Negativereignis eintreten kann.According to the method according to the invention, the comparison is carried out by the evaluation of mutual relationships of measured variable pairs by checking a multiplicity of currently measured measured value pairs of all measured variable pairs to see whether they are within expectation range limits previously determined from a plurality of historical values Measured value pairs of all investigated pairs of measured variables were obtained. For each pair of measured variables examined, one point cloud is formed from a plurality of historical measured value pairs. During a learning mode, an expectation range is then defined from the point cloud of many historical measured value pairs in each measured variable pair of a first matrix or a first half matrix, referred to below as an historical measured variable pair, and an expected range limit is stored. During a monitoring mode, currently measured pairs of measured values in measured-value pairs n of a second matrix or second half-matrix, referred to below as current measured-value pairs, are then defined with the expected ranges defined in the first matrix or first half-matrix and stored expected-range limits for each current measured value pair compared and evaluated. Those currently measured measured value pairs of the current measured variable pairs which are outside the expectation ranges and / or outside the expectation range limit are described in the measured value pairs of a third matrix or a third half matrix as abnormal measured value pairs. When an alarm is triggered by one or more abnormal pairs of measurements, a user-specified protection or switching action may be initiated to correct the problem before a negative event can occur.

Die in einer Datensammelstelle gespeicherten, historisch gemessenen Messwerte können erfindungsgemäß auch der zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix zugeführt werden. Zwischen den Messgrößen-Paaren der zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix und denen der ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix können dann historische Vergleichsmessungen durchgeführt werden, wobei die anormalen Messwert-Paare der historischen Vergleichsmessungen mit den in der ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix bereits formulierten Erwartungsbereichsgrenzen anderer historischer Messgrößen-Paare verglichen werden zur Durchführung einer Trendanalyse oder zur Charakterisierung der Änderung des Verbraucherverhaltens im elektrischen Netz oder zur Leistungsbewertung einer elektrischen Anlage im Dauerbetrieb.The historically measured values stored in a data collection point can also be fed to the second matrix or second half-matrix according to the invention. Historical comparison measurements can then be carried out between the measured-value pairs of the second matrix or second half-matrix and those of the first matrix or first half-matrix, wherein the abnormal measured-value pairs of the historical comparison measurements match those in the first matrix or first half-matrix already formulated expected range limits of other historical pairs of measured variables are compared to carry out a trend analysis or to characterize the change in consumer behavior in the electrical network or for performance evaluation of an electrical system in continuous operation.

Als Messgrößen können alle typischerweise zur Beschreibung der Netzqualität herangezogenen Messgrößen, wie Strom, Spannung, Leistung, Oberschwingungen von Strom und Spannung, Phasenlagen, Interharmonische, Flicker etc., aber auch nicht-elektrische Einflussgrößen, wie beispielsweise Wochentag, Tageszeit, Außentemperatur, Temperatur von Transformatoren oder Niederschlag und/oder weitere Messgrößen, wie

• • abgeleitete Messgrößen, wie Änderungsraten des Lastflusses und/oder
• • instationäre Messgrößen, für die über die Zeit nur eine Wahrscheinlichkeitsdichte angegeben werden kann und/oder
• • Messgrößen, die mittels Spektral- oder Autokorrelationsanalysen aus einer Basis-Messgröße zu berechnen sind,

zur Charakterisierung eines Netzabschnitts herangezogen werden. Dabei wird aus jeweils zwei unterschiedlichen Messgrößen jeweils ein Messgrößen-Paar erzeugt und die Messgrößen-Paare werden in Form eines Korrelations-Dreiecks dargestellt, wobei die aktuellen Messgrößen-Paare vorzugsweise die gleiche Anzahl an Messgrößen-Paaren wie die historischen Messgrößen-Paare aufweisen sollten.As measured variables, all typically used to describe the power quality measured variables such as current, voltage, power, harmonics of current and voltage, phase, interharmonic, flicker, etc., but also non-electrical factors such as day of the week, time of day, outside temperature, temperature of Transformers or precipitation and / or other measurands, such as

• • derived measures, such as rates of change of the load flow and / or
• • transient measurements for which only one probability density can be given over time and / or
• • measured quantities which are to be calculated from a basic measured variable by means of spectral or autocorrelation analyzes,

used to characterize a network section. In each case, a pair of measured variables is generated from two different measured variables in each case, and the measured variable pairs are represented in the form of a correlation triangle, wherein the current pairs of measured variables should preferably have the same number of measured variable pairs as the historical measured variable pairs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens auf

• • einen ersten Datenspeicher zur Programmierung und Pflege einer ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix aus historischen Messgrößen-Paaren zur Erfassung von Punktwolken aus historischen Messwert-Paaren und Speicherung der zugehörigen Erwartungsbereichsgrenzen,
• • einen zweiten Datenspeicher für eine zweite Matrix oder zweite Halb-Matrix aus aktuellen Messgrößen-Paaren zur Erfassung von aktuell gemessenen Messwert-Paaren,
• • ein Programmteil, der prüft, ob aktuell gemessene Messwerte der aktuellen Messgrößen-Paare innerhalb von Erwartungsbereichen und den definierten Erwartungsbereichsgrenzen der historischen Messgrößen-Paare liegen,
• • einen dritten Datenspeicher für eine dritte Matrix oder dritte Halb-Matrix zur Beschreibung von anormalen Messwert-Paaren sowie
• • eine Ausgabeeinrichtung.

The device according to the invention has at least

• A first data memory for programming and maintaining a first matrix or first half-matrix from historical measured-value pairs for recording point clouds from historical measured-value pairs and storing the associated expected-range limits,
• A second data memory for a second matrix or second half-matrix of current measured-value pairs for the acquisition of currently measured measured-value pairs,
• A program part which checks whether currently measured values of the current measured-value pairs lie within expectation ranges and the defined expected-range limits of the historical measured-value pairs,
• A third data memory for a third matrix or third half-matrix for describing abnormal measured value pairs as well as
• • an output device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist optional einen Datenbankserver mit einer Datensammelschiene und mindestens einer Datensammelstelle auf zur Erfassung und Speicherung historisch gemessener Messwerte. Eine erste Datenleitung verbindet die Datensammelstelle über einen ersten Anschluss mit dem ersten Datenspeicher und überträgt die historischen Messwerte von der Datensammelstelle über die erste Datenleitung an die erste Matrix oder eine erste Halb-Matrix des ersten Datenspeichers. Die Datensammelschiene weist Anschlüsse zum elektrischen Netz sowie zu Betriebsmitteldatenquellen, Zeitdatenquellen, Kalenderdatenquellen, Wetterdatenquellen und/oder sonstigen Datenquellen von zu überwachenden oder zu schützenden Anlagen oder Geräten auf. Außerdem ist die Datensammelschiene über eine zweite Datenleitung und einen zweiten Anschluss mit der zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix des zweiten Datenspeichers verbunden. Die zweite Datenleitung überträgt aktuell gemessene Messwerte der Datenquellen an die zweite Matrix oder zweite Halb-Matrix des zweiten Datenspeichers und erfasst sie als aktuell gemessene Messwert-Paare für jedes aktuelle Messgrößen-Paar. Die Datensammelstelle des Datenbankservers steht vorzugsweise mit einem an sich bekannten Messgerät zur Netzqualitätsmessung in Verbindung. Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Zusatzmodul für das Messgerät zur Netzqualitätsmessung ausgebildet sein oder die erfindungsgemäße Vorrichtung ist direkt in das Messgerät zur Netzqualitätsmessung integriert, wobei die Datensammelstelle den ersten Datenspeicher im laufenden Messbetrieb permanent mit historischen Messwert-Paaren versorgt und so in einem Lernmodus die Erwartungsbereichsgrenzen kontinuierlich aktualisieren kann.The device according to the invention optionally has a database server with a data bus and at least one data collection point for the acquisition and storage of historically measured values. A first data line connects the data collection point to the first data memory via a first connection and transmits the historical measured values from the data collection point via the first data line to the first matrix or a first half-matrix of the first data memory. The data bus has connections to the electrical network as well as equipment data sources, time data sources, calendar data sources, weather data sources and / or other data sources of systems or devices to be monitored or protected. In addition, the data bus is connected via a second data line and a second terminal to the second matrix or second half-matrix of the second data memory. The second data line transmits currently measured values of the data sources to the second matrix or second half-matrix of the second data memory and records them as currently measured value pairs for each current pair of measured quantities. The data collection point of the database server is preferably connected to a measuring device known per se for power quality measurement. Alternatively, the device according to the invention can be designed as an additional module for the measuring device for power quality measurement, or the device according to the invention is integrated directly into the measuring device for power quality measurement, the data collecting point permanently supplying the first data memory with historical measured value pairs during the current measuring operation and thus the expected range limits in a learning mode can update continuously.

Erfindungsgemäß werden daher nicht einzelne Messwerte verschiedener Messgrößen betrachtet und miteinander verglichen, sondern alle möglichen Paare aus den Messwerten der verschiedenen gemessenen Messgrößen.According to the invention, therefore, not individual measured values of different measured variables are considered and compared with one another, but all possible pairs from the measured values of the different measured measured variables.

Statt Messwert-Paaren der verschiedenen Messgrößen-Paare könnten erfindungsgemäß auch Messwert-n-Tupel aus Messgrößen-n-Tupel betrachtet werden, was aber weniger praktikabel ist, weil die Zahl der in Frage kommenden Kombinationen extrem rasch mit der Anzahl der Messgrößen zunimmt.Instead of measured value pairs of the different pairs of measured variables, measured value n-tuples from measured variable n-tuples could also be considered according to the invention, but this is less practicable because the number of combinations in question increases extremely rapidly with the number of measured variables.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:In the following the invention will be explained on the basis of exemplary embodiments and illustrated with reference to the attached drawings. Show it:

1 Ein erfindungsgemäßes Korrelations-Dreieck einer ersten Halbmatrix, hier schematisch dargestellt in einer möglichen ersten Ausführungsform mit in jedem Messgrößen-Paar definierten Erwartungsbereichsgrenzen, basierend hier auf 21 Messgrößen, woraus sich 20 Messgrößen je Spalte S und Reihe R sowie 210 unterschiedliche Messgrößen-Paare ergeben. 1 A correlation triangle according to the invention of a first half-matrix, shown here schematically in a possible first embodiment with expectation range limits defined in each measured variable pair, based here on 21 measured quantities, resulting in 20 measured values per column S and row R and 210 different pairs of measured variables.

2 Eine erfindungsgemäß zu einem Messgrößen-Paar gehörige Punktwolke, bestehend aus einer Vielzahl von Messwert-Paaren als Grundlage der Berechnung einer Erwartungsbereichsgrenze, hier dargestellt als Ellipse. 2 A point cloud according to the invention belonging to a pair of measured variables, comprising a multiplicity of measured value pairs as a basis for calculating an expected range boundary, here represented as an ellipse.

3 Eine Prinzipskizze über den prinzipiellen Aufbau der Erfindung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. 3 A schematic diagram of the basic structure of the invention according to a further embodiment.

Zur Charakterisierung eines Netzabschnitts bieten sich die Messwerte aller Messgrößen an, die typischerweise zur Beschreibung der Netzqualität herangezogen werden:
Strom, Spannung, Leistung, Oberschwingungen von Strom und Spannung, Phasenlagen, Interharmonische, Flicker etc.For the characterization of a network section, the measured values of all measured variables are suitable, which are typically used to describe the network quality:
Current, voltage, power, harmonics of current and voltage, phase angles, interharmonics, flicker etc.

Zu berücksichtigen sind auch:

• • Werte und/oder Messwerte von nicht-elektrischen Größen, wenn diese Einfluss auf die Auslastung des untersuchten Netzabschnittes haben. Beispiele für solche nicht-elektrischen Einflussgrößen sind Wochentag, Tageszeit, Außentemperatur, Temperatur von Trafos oder Niederschlag.
• • Abgeleitete Messgrößen Ein Beispiel wären Änderungsraten des Lastflusses, weil Leistungsänderungen die Entstehung von Flicker und von Interharmonischen bewirken können und weil die Antwort auf die Frage, ob und inwieweit dies der Fall ist, ein Charakteristikum eines elektrischen Netzes 36 bzw. Teilnetzes ist.
• • Messgrößen, die an sich instationär sind und für die daher über die Zeit nur eine Wahrscheinlichkeitsdichte angegeben werden kann. So sind in normalen Netzen Über- und Unterspannungs-Transienten, Brownouts und Blackouts seltene Ereignisse. Trotzdem ist es wichtig zu wissen, ob und wie diese Ereignisse mit anderen charakteristischen Netzgrößen korrelieren.
• • Messgrößen, die mittels Autokorrelationsanalysen aus einer Basis-Messgröße zu berechnen sind.

Also to be considered are:

• • Values and / or measured values of non-electrical quantities, if these have an influence on the utilization of the examined network section. Examples of such non-electrical influencing variables are day of the week, time of day, outside temperature, temperature of transformers or precipitation.
• • Derived metrics An example would be rates of change in load flow because power changes can cause the formation of flicker and interharmonics and because the answer to the question of whether and to what extent this is the case is a characteristic of an electrical network 36 or subnet is.
• • Measurands that are transient in nature and therefore can only be given a probability density over time. Thus, in normal networks, over and under voltage transients, brownouts and blackouts are rare events. Nevertheless, it is important to know if and how these events correlate with other characteristic network sizes.
• • Measured variables which are to be calculated by means of autocorrelation analyzes from a basic measured variable.

Für manche Messgrößen-Paare empfiehlt es sich, eine oder beide der Messgrößen erst nach Filterung über einen Tiefpass, über eine Schleppzeiger-Funktion oder dgl. als Argument zu nutzen.For some pairs of measured variables, it is advisable to use one or both of the measured variables as an argument only after filtering via a low-pass filter, a drag-pointer function or the like.

Beispielsweise kann eine Betriebstemperatur eines Transformators von 70° für sich betrachtet völlig unkritisch sein, wenn der Transformator für eine maximale Vollast-Betriebstemperatur von 90° ausgelegt ist, während dieselbe Betriebstemperatur von 70° mit hoher Wahrscheinlichkeit Indikator für einen Fehler darstellt, falls sie schon bei geringer Auslastung des Transformators erreicht wird. In der Kombination der Messgrößen Betriebstemperatur und Auslastung steckt mehr Information über den Zustand des Transformators als in den beiden einzelnen Messgrößen allein.For example, an operating temperature of a transformer of 70 ° can be considered separately be completely uncritical if the transformer is designed for a maximum full load operating temperature of 90 °, while the same operating temperature of 70 ° is highly likely indicator of an error, if it is reached even at low utilization of the transformer. The combination of the measured variables operating temperature and load factor provides more information about the condition of the transformer than in the two individual measured quantities alone.

Sämtliche Messgrößen, die für die Charakterisierung und/oder Überwachung eines elektrischen Netzes 36, eines Stromnetzabschnittes eines elektrischen Netzes 36 oder einer elektrischen Anlage von Interesse sind, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Korrelations-Dreieck 7 definiert. Ein solches erfindungsgemäßes Korrelations-Dreieck 7 ist in 1 schematisch in einer möglichen ersten Ausführungsform dargestellt in Form einer ersten Halbmatrix 4. Im Ausführungsbeispiel nach 1 wurden mindestens einundzwanzig Messgrößen in den verschiedensten Abhängigkeiten zueinander numerisch als Messgrößen-Paare 1 definiert und in Spalten S1 bis S20 sowie Reihen R1 bis R20 erfasst. Jeweils zwei unterschiedliche Messgrößen bilden ein Messgrößen-Paar 1. Aus historisch gemessenen Messwerten 18', die zuvor oder in der Vergangenheit u. a. mittels Netzqualitätsmessungen ermittelt wurden, lassen sich nunmehr Erwartungsbereiche 14 mit Erwartungsbereichsgrenzen 8' für jedes zu beobachtende Messgrößen-Paar 1 definieren. Die Erwartungsbereichsgrenzen 8' sind nach dem ersten Ausführungsbeispiel von 1 und 2 als Ellipsen 8 dargestellt. Es liegt jedoch im Bereich der Erfindung, dass die Erwartungsbereichsgrenzen 8' auch polygon- oder hyperbelähnlich aussehen oder eine andere geschlossene Kurve aufweisen können.All measurands used for the characterization and / or monitoring of an electrical network 36 , a power line section of an electrical network 36 or an electrical system of interest are, according to the inventive method in a correlation triangle 7 Are defined. Such a correlation triangle according to the invention 7 is in 1 schematically illustrated in a possible first embodiment in the form of a first half-matrix 4 , In the embodiment according to 1 At least twenty-one metrics in a variety of dependencies on each other were numerically measured as pairs of measures 1 defined and detected in columns S1 to S20 and rows R1 to R20. Two different measured variables each form a pair of measured variables 1 , From historically measured values 18 ' , which were previously or in the past, among other things determined by means of power quality measurements, can now expect areas 14 with expectation range limits 8th' for each pair of measured variables to be observed 1 define. The expectation range limits 8th' are according to the first embodiment of 1 and 2 as ellipses 8th shown. However, it is within the scope of the invention that the expectation range limits 8th' may also look polygonal or hyperbolic, or have another closed curve.

Grundsätzlich ist zwischen Messgrößen-Paaren 1 und Messwert-Paaren 2 zu unterscheiden. Viele Messwert-Paare 2 eines Messgrößen-Paares 1 bilden jeweils eine Punktwolke 3 innerhalb eines Messgrößen-Paars 1. In 2 ist ein Messgrößen-Paar 1 mit einer solchen Punktwolke 3 dargestellt.Basically, between pairs of measured variables 1 and metric pairs 2 to distinguish. Many reading pairs 2 a pair of measured variables 1 each form a point cloud 3 within a measurand pair 1 , In 2 is a pair of measured variables 1 with such a point cloud 3 shown.

Die erfindungsgemäße Punktwolke 3 im Messgrößen-Paar 1 besteht aus einer Vielzahl von Messwert-Paaren 2 innerhalb der definierten Erwartungsbereichsgrenze 8', die auch in 2 als Ellipse 8 dargestellt ist. Die Erwartungsbereichsgrenze 8' kann aber auch rechteckförmig oder in einer anderen geschlossenen Form verlaufen, wenn bekannt ist, dass ein oder mehrere Messwert-Paare 2, die zwar noch in den Randbereichen, aber dennoch innerhalb einer Ellipse 8 lägen, massive Störungen oder sonstige Probleme im elektrischen Netz 36 oder an einer zu überwachenden elektrischen Anlage verursachen könnten. Derartige Erwartungsbereiche 14 müssen außerhalb der Erwartungsbereichsgrenze 8' angesiedelt werden, eine Ellipse 8 ist dann nicht mehr möglich. Der Einfachheit halber wird jedoch die Entstehung einer erfindungsgemäßen Erwartungsbereichsgrenze 8' anhand einer Ellipse 8 erklärt.The point cloud according to the invention 3 in the measured quantity pair 1 consists of a large number of measured value pairs 2 within the defined expectation range limit 8th' that also in 2 as an ellipse 8th is shown. The expectation range limit 8th' but may also be rectangular or in another closed form, if it is known that one or more measured value pairs 2 while still in the margins, but still within an ellipse 8th or massive problems or other problems in the electrical network 36 or at an electrical system to be monitored. Such expectation ranges 14 must be outside the expected range limit 8th' be settled, an ellipse 8th is then no longer possible. For the sake of simplicity, however, the emergence of an expected range limit according to the invention 8th' based on an ellipse 8th explained.

Als Beschreibung der Punktwolken 3 für die verschiedenen Messgrößen-Paare 1 bieten sich diejenigen mathematischen Verfahren an, mit denen sich aus der Analyse der Punktwolke 3 vorhandener Messwert-Paare 2 eines Messgrößen-Paares 1 Erwartungsbereiche 14 bestimmen lassen, die für neue Messwert-Paare 2 angeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit sie in dem errechneten Erwartungsbereich 14 liegen. Diese Erwartungsbereiche 14 kann man sich als Grenzen in verschiedenen Abständen um die Punktwolke 3 der Messwerte-Paare 2 im Normalbetrieb vorstellen. Messwerte-Paare 2 außerhalb dieses Erwartungsbereiches 14 werden im Überwachungsbetrieb als anormale Messwerte-Paare 2''' und als potentielle Indikatoren kritischer oder fehlerhafter Betriebszustände betrachtet.As a description of the point clouds 3 for the different measured variable pairs 1 those mathematical methods are suitable, with which from the analysis of the point cloud 3 existing measured value pairs 2 a pair of measured variables 1 expectancy ranges 14 let determine that for new reading pairs 2 indicate with what probability they are in the calculated expected range 14 lie. These expectation areas 14 You can think of yourself as boundaries at different distances around the point cloud 3 the measured value pairs 2 in normal operation. Readings pairs 2 outside of this expectation range 14 are in monitoring mode as abnormal pairs of measured values 2 ''' and considered as potential indicators of critical or erroneous operating conditions.

Beispiele für Rechenverfahren, die solche Erwartungsbereiche 14 liefern können, sind

• • die lineare Regression mit ihren Vertrauensbereichen oder
• • die Ellipse 8 um die Punktwolke 3 mit einer kurzen Achse 10 und einer langen Achse 9, die den minimalen mittleren Abstand zu den Messwert-Paaren 2 der Punktwolke 3 hat, wie in 2 dargestellt.

Examples of calculation methods that have such expectation ranges 14 can deliver

• • the linear regression with its confidence intervals or
• • the ellipse 8th around the point cloud 3 with a short axis 10 and a long axis 9 that the minimum mean distance to the measured value pairs 2 the point cloud 3 has, as in 2 shown.

Viele der Zusammenhänge, die so erfasst werden

• • haben keine Bedeutung,
• • sind trivial,
• • sind redundant oder
• • enthalten zu wenige Daten für eine signifikante Aussage,

können somit vernachlässigt werden.Many of the relationships that are captured

• • have no meaning
• • are trivial,
• • are redundant or
• • contain too little data for a significant statement,

can thus be neglected.

Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Punktwolke 3 durch eine Ellipse 8 beschrieben, deren lange Achse 9 den kleinsten mittleren Abstand zu den Messwert-Paaren 2 hat, die in 2 punktförmig dargestellt sind. Die lange Achse 9 und die kurze Achse 10 der Ellipse 8 kreuzen sich im Schwerpunkt der Punktwolke 3 als Ellipsen-Mittelpunkt 11. Vier fett eingezeichnete Punkte 12 auf den Achsen 9, 10 geben den mittleren Abstand der Messwert-Paare 2 zu jeweils dazu senkrechten Achsen an. Die Länge dieser Halbachsen bestimmt sich aus den Abständen der Punkte 12 zum Ellipsen-Mittelpunkt 11 zuzüglich 2,5 mal σ, der Streuung der mittleren Abstände. Der in 2 willkürlich gewählte Faktor 2,5 ist ein Toleranz-Parameter. Andere Werte des Toleranz-Parameters ergäben größere oder kleinere Längen der Ellipsen-Achsen 9, 10 und damit verschieden große Ellipsen 8, die aber nicht kleiner als ein Kreuz 13 innerhalb der Punkte 12 werden können.According to the embodiment according to the invention 2 is the point cloud 3 through an ellipse 8th described, whose long axis 9 the smallest mean distance to the measured value pairs 2 has that in 2 are shown punctiform. The long axis 9 and the short axis 10 the ellipse 8th intersect at the center of gravity of the point cloud 3 as ellipse center 11 , Four bold points 12 on the axes 9 . 10 give the mean distance of the measured value pairs 2 to each perpendicular to axes. The length of these half-axes is determined by the distances of the points 12 to the ellipse center 11 plus 2.5 times σ, the scattering of mean distances. The in 2 arbitrarily chosen factor 2.5 is a tolerance parameter. Other values of the tolerance parameter would result in larger or smaller Lengths of elliptical axes 9 . 10 and thus different sized ellipses 8th but not smaller than a cross 13 within the points 12 can be.

Jedes Feld einer Halb-Matrix 4 enthält somit beschreibende Informationen über die Punktwolke 3 jedes Messgrößen-Paares 1.Each field of a half-matrix 4 thus contains descriptive information about the point cloud 3 every measurand pair 1 ,

Der prinzipielle Aufbau der Erfindung und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 15 ist in 3 dargestellt. Die Vorrichtung 15 weist in diesem Ausführungsbeispiel auf:

• • einen ersten Datenspeicher 16 zur Programmierung und Pflege der ersten Halb-Matrix 4 zur Berechnung und Erfassung der Erwartungsbereichsgrenzen 8' in historischen Messgrößen-Paaren 1'' auf der Basis von Referenzdaten historischer Messwert-Paare 2''
• • einen ersten Anschluss 17 für eine erste Datenleitung 18, die historische Messwerte von einer Datensammelstelle 19 eines Datenbankservers 31 über die erste Datenleitung 18 an den ersten Datenspeicher 16 überträgt,
• • einen zweiten Datenspeicher 20 für die zweite Halb-Matrix 5 zur Erfassung und Zwischenspeicherung von aktuell gemessenen Messwert-Paaren 2' innerhalb entsprechend definierter aktueller Messgrößen-Paare 1',
• • einen zweiten Anschluss 21 für eine zweite Datenleitung 22, die aktuelle Messwerte von Datenquellen an den zweiten Datenspeicher 20 überträgt,
• • ein Programmteil 23 für die Durchführung des Vergleichs, auch als Vergleicher bezeichnet, der alle aktuell gemessenen Messwert-Paare 2' der aktuellen Messgrößen-Paare 1' daraufhin überprüft, ob sie innerhalb der für die historischen Messgrößen-Paaren 1'' in der ersten Halb-Matrix 4 hinterlegten Erwartungsbereichsgrenzen 8' liegen,
• • einen dritten Datenspeicher 24 für eine dritte Halb-Matrix 6 zur Erfassung und Bewertung von anormalen Messwerten 2'''. Hier wird abgelegt, für welche Messgrößen-Paare 1 die aktuell gemessenen Messwert-Paare 2' außerhalb der für die historischen Messgrößen-Paare 1'' festgelegten Erwartungsbereichsgrenzen 8' liegen sowie
• • eine Ausgabeeinrichtung 25, die ein zuvor definiertes Signal abgibt und/oder versendet und die auch als Steuergerät arbeiten kann.

The basic structure of the invention and the device according to the invention 15 is in 3 shown. The device 15 has in this embodiment:

• • a first data store 16 for programming and maintaining the first half-matrix 4 for calculating and recording the expected range limits 8th' in historical quantities pairs 1'' on the basis of reference data of historical measured value pairs 2 ''
• • a first connection 17 for a first data line 18 , the historical readings from a data collection point 19 a database server 31 over the first data line 18 to the first data store 16 transmits,
• • a second data store 20 for the second half matrix 5 for the acquisition and temporary storage of currently measured value pairs 2 ' within correspondingly defined current measured value pairs 1' .
• • a second connection 21 for a second data line 22 , the current readings from data sources to the second data store 20 transmits,
• • a program part 23 for the implementation of the comparison, also referred to as comparator, all currently measured pairs measured 2 ' the current measured variable pairs 1' then check to see if they're within the range for the historical metric pairs 1'' in the first half matrix 4 stored expectation range limits 8th' lie,
• • a third data store 24 for a third half-matrix 6 to record and evaluate abnormal readings 2 ''' , Here is filed, for which pairs of measured variables 1 the currently measured pairs of measurements 2 ' outside the for the historical metric pairs 1'' defined expectation range limits 8th' lie as well
• • an output device 25 which emits and / or transmits a previously defined signal and which can also operate as a control unit.

Die zweite Datenleitung 22 ist an eine Datensammelschiene 26 angebunden. Außerdem weist die Datensammelschiene 26 in diesem Ausführungsbeispiel Anschlüsse auf zu einer Zeitdatenquelle 27, einer Kalenderdatenquelle 28, einer Wetterdatenquelle 29, einer Betriebsmitteldatenquelle 30 und ggf. zu sonstigen Datenquellen von zu überwachenden oder zu schützenden Anlagen oder Geräten.The second data line 22 is on a data bus 26 tethered. In addition, the data bus points 26 in this embodiment, connections to a time data source 27 , a calendar data source 28 , a weather data source 29 , a resource data source 30 and possibly to other data sources of installations or equipment to be monitored or protected.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 15 nach 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine dritte Datenleitung 35 auf. Diese ermöglicht, dass die in der Datensammelstelle 19 gespeicherten, historisch gemessenen Messwerte 18' der zweiten Halb-Matrix 5 zugeführt werden und dass zwischen den Messgrößen-Paaren 1 der zweiten Halb-Matrix 5 und denen der ersten Halb-Matrix 4 historische Vergleichsmessungen durchgeführt werden, wobei die anormalen Messwert-Paare 2''' der historischen Vergleichsmessungen mit den in der ersten Halb-Matrix 4 bereits formulierten Erwartungsbereichsgrenzen 8', die aus anderen historischen Messwert-Paaren 2'' gebildet wurden, verglichen werden zur Durchführung einer Trendanalyse oder zur Charakterisierung der Änderung des Verbraucherverhaltens im elektrischen Netz oder zur Leistungsbewertung einer elektrischen Anlage im Dauerbetrieb.The device according to the invention 15 to 3 has a third data line in this embodiment 35 on. This allows those in the data collection point 19 stored, historically measured values 18 ' the second half-matrix 5 be fed and that between the pairs of measured variables 1 the second half-matrix 5 and those of the first half-matrix 4 historical comparison measurements are performed, with the abnormal measured value pairs 2 ''' the historical comparison measurements with those in the first half-matrix 4 already formulated expectation range limits 8th' that come from other historical metric pairs 2 '' are compared to carry out a trend analysis or to characterize the change in consumer behavior in the electrical network or for performance evaluation of an electrical system in continuous operation.

Grundsätzlich weisen die aktuellen Messgrößen-Paare 1' die gleiche Anzahl an Messgrößen-Paaren 1 auf wie die historischen Messgrößen-Paare 1''. Unterschiede gibt es dann, wenn im laufenden Messbetrieb beispielsweise eine Datenquelle zu- oder abgeschaltet wird. Der Vergleich von aktuellen Messgrößen-Paaren 1 mit historischen Messgrößen-Paaren 1'' kann zwar immer nur dann erfolgen, wenn bereits Erwartungsbereichsgrenzen 8' aus historischen Messwert-Paaren 2'' definiert sind. Da jedoch sämtliche aktuell gemessenen Messwerte 22' über die Datensammelschiene 26 sowohl dem zweiten Datenspeicher 20 mit der zweiten Halb-Matrix 5 als auch der Datensammelstelle 19 zugeleitet werden, können über eine spätere historische Vergleichsmessung im Lernmodus 32 z. B. die fehlenden Erwartungsbereiche 14 und Erwartungsbereichsgrenzen 8' in den historischen Messgrößen-Paaren 1'' neu definiert und an die aktuellen Messgrößen-Paare 1' angepasst werden.Basically, the current measured value pairs 1' the same number of measured variable pairs 1 on like the historical metric pairs 1'' , There are differences if, for example, a data source is switched on or off during ongoing measuring operation. The comparison of current measured value pairs 1 with historical measured value pairs 1'' It is only possible to do so if there are already expectation limits 8th' from historical metric pairs 2 '' are defined. However, since all currently measured values 22 ' via the data busbar 26 both the second data store 20 with the second half-matrix 5 as well as the data collection point 19 can be fed via a later historical comparison measurement in learning mode 32 z. B. the missing expectation areas 14 and expectation range limits 8th' in historical metric pairs 1'' newly defined and to the current measured value pairs 1' be adjusted.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Datensammelstelle 19 mit einem Messgerät, beispielsweise mit einem an sich bekannten Messgerät zur Netzqualitätsmessung 34 verbunden ist. Sämtliche im Messgerät zur Netzqualitätsmessung 34 aktuell gemessenen Messwerte für ein elektrisches Netz oder einen Stromnetzabschnitt oder ein zu überwachendes Betriebsmittel 30, z. B. Transformatoren in einer Umspannstation, können dann sowohl der Datensammelstelle 19 als auch dem zweiten Datenspeicher 20 zugeführt und in der Vorrichtung 15 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren direkt verarbeitet werden.It is particularly advantageous if the data collection point 19 with a measuring device, for example with a measuring device known per se for power quality measurement 34 connected is. All in the meter for power quality measurement 34 currently measured values for an electrical network or a power supply section or a resource to be monitored 30 , z. As transformers in a substation, then both the data collection point 19 as well as the second data store 20 fed and in the device 15 be processed directly by the novel process.

Es liegt im Bereich der Erfindung, dass die Datensammelstelle 19 direkt im Messgerät zur Netzqualitätsmessung 34 angeordnet ist. Auch kann die Vorrichtung 15 als Zusatzmodul für ein Messgerät zur Netzqualitätsmessung 34 oder ein anderes geeignetes Messgerät ausgebildet sein. Erfindungsgemäß kann aber auch die gesamte Vorrichtung 15 in das Messgerät zur Netzqualitätsmessung 34 integriert sein. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass die Datensammelstelle 19 des Messgeräts zur Netzqualitätsmessung 34 den ersten Datenspeicher 16 im laufenden Messbetrieb permanent mit Messwerten versorgt und so die Lernfähigkeit der Vorrichtung 15 gewährleistet. Messgeräte zur Netzqualitätsmessung 34, wie sie heute bereits zur Netzqualitätsmessung am Zugang oder an den Zugängen zu einem untersuchten Netzabschnitt eingesetzt werden, liefern einen Strom von Daten verschiedener Messgrößen zum Netzzustand. Dieselben Datenquellen oder Kalenderdatenquellen 28 und Zeitdatenquellen 27 liefern Zeit-Informationen, Wetterdatenquellen 29 liefern Wetter-Informationen. Optional weitere Datenquellen liefern weitere Daten zum Zustand von Betriebsmitteln, wie z. B. die Trafo-Innentemperatur von der Betriebsmitteldatenquelle 30. Die an der Datensammelschiene 26 ankommenden Daten gelangen in die Datensammelstelle 19. Mit deren Inhalt werden Erwartungsbereiche 14 bestimmt und in der ersten Halb-Matrix 4 definiert. Die über die zweite Datenleitung 22 und den zweiten Anschluss 21 im zweiten Datenspeicher 20 ankommenden Daten werden als aktuell gemessene Messwert-Paare 2' erfasst und als aktuelle Messgrößen-Paare 1' in der zweiten Halb-Matrix 5 verarbeitet. Im Programmteil 23 wird dann ein Vergleich der aktuellen Messgrößen-Paare 1 mit den historischen Messgrößen-Paaren 1'' durchgeführt und diejenigen Messwerte-Paare 2, bei denen die aktuellen Messgrößen-Paare 1' außerhalb der Erwartungsbereiche 14 liegen, als anormale Messwerte-Paare 2''' in der dritten Halb-Matrix 6 angezeigt. Bei den anormalen Messwerte-Paaren 2''' kann es sich dabei um Live-Daten bzw. Echtzeitdaten oder auch um Test-Daten handeln.It is within the scope of the invention that the data collection point 19 directly in the meter for power quality measurement 34 is arranged. Also, the device can 15 as additional module for a measuring device for power quality measurement 34 or another suitable measuring device. But according to the invention can also the entire device 15 into the meter for power quality measurement 34 be integrated. This is particularly advantageous if it is provided that the data collection point 19 the meter for power quality measurement 34 the first data store 16 permanently supplied with measured values in the course of measuring operation and thus the learning capability of the device 15 guaranteed. Measuring devices for power quality measurement 34 , as they are already used today for the power quality measurement at the entrance or at the entrances to a network section under investigation, provide a stream of data of different parameters to the network state. Same data sources or calendar data sources 28 and time data sources 27 provide time information, weather data sources 29 provide weather information. Optionally, further data sources provide further data on the state of resources, such. B. the transformer internal temperature of the resource data source 30 , The at the data bus 26 incoming data go to the data collection point 19 , Their content becomes areas of expectation 14 determined and in the first half-matrix 4 Are defined. The over the second data line 22 and the second port 21 in the second data store 20 incoming data will be measured as currently measured pairs 2 ' captured and as current pairs of measurements 1' in the second half-matrix 5 processed. In the program part 23 then becomes a comparison of the current measured value pairs 1 with the historical measured value pairs 1'' performed and those measured pairs 2 in which the current measurement pairs 1' outside the expected ranges 14 lie, as abnormal measured value pairs 2 ''' in the third half matrix 6 displayed. In the case of the abnormal measured value pairs 2 ''' this can be live data or real-time data or even test data.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung 15 arbeiten in mindestens zwei Modi: Einem Lernmodus 32 und einem Überwachungsmodus 33. Der Lernmodus 32 arbeitet mit Referenzdaten.

• • Zu Beginn des Lernmodus selektiert der Anwender diejenigen Messgrößen-Paare 1, welche in die Analyse eingehen sollen.
• • Dann bestimmt der Anwender den Zeitraum, dessen Daten als Referenzdaten dienen sollen.
• • Optional bestimmt der Anwender noch, ob alle verfügbaren Messwerte oder ob beispielsweise nur zeitlich gerasterte Stichproben der Daten als Referenzdaten dienen sollen.
• • Optional können auch Daten aus einem Simulationsprogramm, welches das Verhalten des zu überprüfenden Netzes synthetisiert, als Referenzdaten dienen.
• • Dann werden die Zusammenhänge der vom Anwender vorher selektierten Messgrößen-Paare 1 bestimmt.

The method and the device according to the invention 15 work in at least two modes: a learning mode 32 and a monitoring mode 33 , The learning mode 32 works with reference data.

• • At the beginning of the learning mode, the user selects the pairs of measured variables 1 which should be included in the analysis.
• • Then the user determines the period of time whose data should serve as reference data.
• • Optionally, the user also determines whether all available measured values or, for example, only time-sampled samples of the data should serve as reference data.
• • Optionally, data from a simulation program that synthesizes the behavior of the network to be checked can also serve as reference data.
• • Then the relationships of the pairs of measured variables previously selected by the user become 1 certainly.

Als Ergebnis des letztgenannten Arbeitsschritts wird jeder Position in der ersten Halb-Matrix 4 die Beschreibung eines historischen Messgrößen-Paares 1'' z. B. eine Korrelationsanalyse, eine Ellipse 8 oder dergl. und damit die Definition der Erwartungsbereiche 14 für Daten im Überwachungsmodus 33 zugeordnet. Die Berechnungen dazu können aus den in der Datensammelstelle 19 archivierten Daten historisch gemessener Messwerte 18' erfolgen.As a result of the latter operation, each position in the first half-matrix becomes 4 the description of a historical pair of measured variables 1'' z. B. a correlation analysis, an ellipse 8th or the like and thus the definition of the expectation ranges 14 for data in monitoring mode 33 assigned. The calculations can be made from those in the data collection point 19 archived data of historically measured values 18 ' respectively.

Wichtig ist, dass die Referenzdaten aus einem hinreichend langen und typischen Zeitraum stammen, welcher alle im Normalbetrieb relevanten Betriebszustände abdeckt. Mit Hilfe eines Toleranz-Parameters kann der Anwender die Weite der tatsächlich genutzten Erwartungsbereiche 14 einzeln oder gemeinsam für alle Erwartungsbereiche 14 vorgeben.It is important that the reference data comes from a sufficiently long and typical period, which covers all operating conditions relevant in normal operation. With the aid of a tolerance parameter, the user can define the width of the actual expected ranges of expectation 14 individually or together for all areas of expectation 14 pretend.

Im Überwachungsmodus 33

• • berechnet das System in regelmäßigen Abständen die aktuell gemessenen Messwert-Paare 2' und
• • prüft das System, ob die aktuell gemessenen Messwert-Paare 2' innerhalb der Erwartungsbereiche 14 der im Lernmodus 32 selektierten historischen Messgrößen-Paare 1'' liegen.
• • Liegt ein aktuell gemessenes Messwert-Paar 2' außerhalb des Erwartungsbereichs 14 des entsprechenden historischen Messgrößen-Paars 1'', wird nach dem Vergleich im Programmteil (23) durch anormale Messwert-Paare 2''' ein Alarm ausgelöst und in der dritten Halb-Matrix 6 angezeigt.
• • Jeder Alarm enthält die Information, welches Messgrößen-Paar 1 mit welchem anormalen Messwert-Paar 2''' ihn ausgelöst hat. Diese Information kann dem Anwender auf Wunsch im Klartext angezeigt werden.

In monitoring mode 33

• • the system calculates the currently measured measured value pairs at regular intervals 2 ' and
• • the system checks whether the currently measured measured value pairs 2 ' within the expected ranges 14 the one in learning mode 32 selected historical variables pairs 1'' lie.
• • Is a currently measured pair of measured values 2 ' outside the expected range 14 of the corresponding historical parameter pair 1'' , after the comparison in the program part ( 23 ) by abnormal measured value pairs 2 ''' an alarm is triggered and in the third half-matrix 6 displayed.
• • Each alarm contains the information, which pair of measured variables 1 with which abnormal pair of measured values 2 ''' has triggered him. This information can be displayed to the user on request in plain text.

Die Alarmmeldungen, welche alle Informationen der zugrunde liegenden Messgrößen-Paare 1 enthalten, können auch für eine kontrollierte Erweiterung der Erwartungsbereiche 14 genutzt werden. Stehen dem erfindungsgemäßen System archivierte Rohdaten der Sensoren zur Verfügung, kann die Eignung der Erwartungsbereiche 14 zur Detektion bekannter Veränderungen am elektrischen Netz 36 oder einer elektrischen Anlage getestet werden.The alarm messages, which contain all the information of the underlying measured variable pairs 1 can also be used for a controlled extension of the expected ranges 14 be used. If archived raw data of the sensors are available to the system according to the invention, the suitability of the expected ranges can be determined 14 for detecting known changes in the electrical network 36 or an electrical system.

Bei der Konfiguration des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung 15 existieren folgende Freiheitsgrade:

• • Anzahl und Auswahl der Messgrößen-Paare 1, welche in die Analyse eingehen sollen,
• • Die Auswahl der Referenzdaten,
• • Die Auswahl des Zeitrasters der Referenzdaten sowie der Stichproben im Überwachungsmodus 33
• • Die Wahl der Toleranz-Parameter für die Messgrößen-Paare 1
• • Ein automatisierbarer Austausch der Referenzdaten, weil zum Beispiel bekannt ist, dass das untersuchte Netzsegment sich an Werk- und Feiertagen sehr verschieden verhält.

In the configuration of the method and the device according to the invention 15 the following degrees of freedom exist:

• • Number and selection of the measured variable pairs 1 which should be included in the analysis,
• • the selection of reference data,
• • The selection of the time frame of the reference data as well as the samples in monitoring mode 33
• • The choice of tolerance parameters for the measured quantity pairs 1
• • An automatable exchange of the reference data, because it is known, for example, that the examined network segment behaves very differently on workdays and public holidays.

Vorteile der Erfindung gegenüber den üblichen Netzanalyse-Systemen sind, dass das erfindungsgemäße Verfahren „selbstlernend” ist, d. h. es „lernt” die Grenzen des „Normbetriebs” des Netzabschnittes selbstständig und automatisch. Außerdem funktioniert das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von Grenzwerten, Normen und physikalischen Limitierungen. Existierende Limitierungen können jedoch in die Grenzen der Erwartungsbereiche 14 eingearbeitet und so als Alarm auslösende Schwellen wirksam werden.Advantages of the invention over the usual network analysis systems are that the inventive method is "self-learning", ie it "learns" the limits of "normal operation" of the network section independently and automatically. In addition, the inventive method works independently of limits, standards and physical limitations. However, existing limitations can be within the bounds of expectation 14 be incorporated and act as alarm triggering thresholds.

Auch ist das erfinderische Verfahren „Lazy-User-tauglich”. Das bedeutet: Der Hersteller kann eine „übervorsichtige” Konfiguration mit übermäßig vielen Messgrößen-Paaren 1 und mit zu engen Toleranz-Parametern ausliefern. Dann werden beim Anwender zu viele und zu enge Erwartungsbereiche 14 generiert. Das führt im Überwachungsbetrieb zu einem Übermaß an Alarmen. Während einer vorläufigen Phase des Überwachungsbetriebes können diese Alarme dann genutzt werden, um durch eine Erweiterung der Toleranz-Parameter die Erwartungsbereiche 14 allmählich automatisch an den Normbetrieb des Ziel-Netzsegmentes anzupassen. Auch können die neuen Messwert-Paare 2 benutzt werden, um in einem solchen Betrieb laufend die Erwartungsbereichsgrenzen 8' bei konstanten Toleranz-Parametern neu zu berechnen, um so das System den vorkommenden Messsituationen anzupassen.Also, the inventive method "lazy user-suitable". This means that the manufacturer can have a "over-cautious" configuration with an excessive number of pairs of measurements 1 and deliver too tight tolerance parameters. Then the user gets too many and too narrow expectation ranges 14 generated. In monitoring mode, this leads to an excessive number of alarms. During a preliminary phase of the monitoring operation, these alarms can then be used to extend the tolerance parameters to the expected ranges 14 gradually adapt automatically to the normal operation of the target network segment. Also, the new reading pairs can 2 in order to keep the expected range limits in such operation 8th' to recalculate at constant tolerance parameters to adapt the system to the existing measurement situations.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Konfigurationen vorab getestet werden können. Dazu kann man das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise offline mit Archivdaten aus Zeiten vor und nach einer bekannten Veränderung des zu untersuchenden Netzsegments testen. Zunächst werden dazu aus Referenzdaten der Zeit vor der Veränderung im Netzsegment Erwartungsbereiche 14 generiert und anschließend mit Daten aus der Zeit nach der Veränderung im Netzsegment getestet, ob die Veränderung mit der gewählten Konfiguration wie gewünscht erkannt worden wäre. Der Anwender kann – entsprechende Softwaretools vorausgesetzt – die Erwartungsbereiche 14 aller Messgrößen-Paare 1 jederzeit abfragen, darstellen (vergleichbar mit 2) und auf Verträglichkeit mit technischen und wirtschaftlichen Vorgaben überprüfen.Another advantage is that configurations can be pre-tested. For this purpose, the method according to the invention can be tested, for example, offline with archive data from times before and after a known change in the network segment to be examined. First of all, expectation ranges from reference data of the time before the change in the network segment are expected 14 and then tested with data from the time after the change in the network segment to see if the change with the selected configuration would have been detected as desired. The user can - provided appropriate software tools - the expected ranges 14 all measured variable pairs 1 query at any time, represent (comparable to 2 ) and for compatibility with technical and economic requirements.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass systematische Verschiebungen der Dynamik von Netz-Betriebszuständen rechtzeitig erkannt werden können. Solche Veränderungen ergeben sich beispielsweise aus schleichender Degradation von Betriebsmitteln, aus Änderungen von Art und Anzahl der angeschlossenen Verbraucher und Generatoren etc.. Gerade diese verborgenen Trends in systematischen Verschiebungen der Dynamik sind für Netzbetreiber von besonderem Interesse, um die Planung des laufenden Betriebs und Investitionsentscheidungen zu optimieren.A further advantage of the invention is that systematic shifts in the dynamics of network operating states can be detected in good time. Such changes arise, for example, from creeping degradation of equipment, from changes in the type and number of connected consumers and generators, etc .. These hidden trends in systematic shifts in dynamics are of particular interest to network operators to the planning of ongoing operations and investment decisions optimize.

Das erfindungsgemäße Verfahren erhält trotz der Vielfalt der genutzten Messgrößen-Paare 1 die Nachvollziehbarkeit aller Alarme bis zu den Rohdaten. Das unterscheidet die Erfindung von Netzüberwachungs-Lösungen mit Neuronalen Netzen. Die Anzahl der Messgrößen-Paare 1 und der zugehörigen Erwartungsbereiche 14 steigt mit dem Quadrat der Anzahl der Messgrößen: N_{Erwartungsbereiche} – ≈0,5·N_Messgrößen The method according to the invention obtains despite the diversity of the pairs of measured variables used 1 the traceability of all alarms up to the raw data. This distinguishes the invention of network monitoring solutions with neural networks. The number of measured variable pairs 1 and the associated expectation ranges 14 increases with the square of the number of measured variables: N _{expectancy ranges} - ≈0,5 · N _metrics

Schließt man bei einem 3-phasigen Netz Amplituden und Phasenwinkel der ersten 50 Oberschwingungen als Messgrößen ein, erreicht man insgesamt etwa 1000 Messgrößen, also 500000 Messgrößen-Paare 1, von denen ein Großteil überflüssig ist.If the amplitudes and phase angles of the first 50 harmonics are included as measured variables in a 3-phase network, a total of about 1000 measured variables, ie 500,000 pairs of measured variables, can be achieved 1 of which a large part is superfluous.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass aus den historischen Messwert-Paaren 2'' und den aktuell gemessenen Messwert-Paaren 2' automatisch Kenngrößen extrahiert werden können, mit denen eine Charakterisierung des elektrischen Netzes 36 oder des untersuchten Netzabschnittes möglich ist und mit denen sich nach einem Lernmodus 32 signifikante Änderungen und Trends in der Charakteristik dieser Netzabschnitte automatisch online oder offline detektieren lassen.In summary, it can be stated that from the historical measured value pairs 2 '' and the currently measured measured value pairs 2 ' Characteristics can be extracted automatically, with which a characterization of the electrical network 36 or the examined network section is possible and with which after a learning mode 32 Automatically detect significant changes and trends in the characteristics of these network sections online or offline.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die normalen Betriebszustände eines gegebenen elektrischen Netzes 36 oder eines Stromnetz-Abschnittes automatisch charakterisiert werden und akute sowie schleichende Abweichungen von einer zuvor gelernten Charakteristik bereits im Vorfeld eines Ereignisses detektiert und abgewendet werden können. With the invention it is achieved that the normal operating states of a given electrical network 36 or a power supply section can be automatically characterized and acute and creeping deviations from a previously learned characteristic can be detected and averted in advance of an event.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Messgrößen-PaarMetrics pair

1'1'

aktuelles Messgrößen-Paarcurrent pair of measured variables

1''1''

historisches Messgrößen-Paarhistorical measure pair

22

Messwert-PaarReading pair

2'2 '

aktuell gemessenes Messwert-Paarcurrently measured value pair

2''2 ''

historisches Messwert-Paarhistorical reading pair

2''2 ''

anormales Messwert-Paarabnormal reading pair

33

Punktwolkepoint cloud

44

erste Halb-Matrixfirst half-matrix

55

zweite Halb-Matrixsecond half-matrix

66

dritte Halb-Matrixthird half-matrix

77

Korrelations-DreieckCorrelation triangle

8 8th

Ellipseellipse

88th

ErwartungsbereichsgrenzeExpected range limit

99

lange Achse der Ellipse 8 long axis of the ellipse 8th

1010

kurze Achse der Ellipse 8 short axis of the ellipse 8th

1111

Ellipsen-MittelpunktEllipse center

1212

PunktePoints

1313

Kreuzcross

1414

ErwartungsbereichExpected range

1515

Vorrichtungcontraption

1616

erster Datenspeicherfirst data store

1717

erster Anschlussfirst connection

1818

erste Datenleitungfirst data line

1818

historisch gemessene Messwertehistorically measured values

1919

Datensammelstelledata collection

2020

zweiter Datenspeichersecond data store

2121

zweiter Anschlusssecond connection

2222

zweite Datenleitungsecond data line

22'22 '

aktuell gemessene Messwertecurrently measured values

2323

Programmteilprogram part

2424

dritter Datenspeicherthird data memory

2525

Ausgabeeinrichtungoutput device

2626

DatensammelschieneData bus

2727

ZeitdatenquellenTime data sources

2828

KalenderdatenquellenCalendar data sources

2929

WetterdatenquellenWeather data sources

3030

BetriebsmitteldatenquellenResource data sources

3131

DatenbankserverDatabase server

3232

Lernmoduslearning mode

3333

Überwachungsmodusmonitoring mode

3434

Messgerät zur NetzqualitätsmessungMeter for power quality measurement

3535

dritte Datenleitungthird data line

3636

elektrisches NetzElectrical network

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 1994869464 [0002] DE 1994869464 [0002]
• WO 2005/088802 A1 [0003] WO 2005/088802 A1 [0003]
• DE 102007041565 A1 [0004] DE 102007041565 A1 [0004]
• EP 2355412 A1 [0005] EP 2355412 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Überwachung eines elektrischen Netzes oder eines Stromnetzabschnitts eines elektrischen Netzes oder einer elektrischen Anlage durch Vergleich von Zusammenhängen zwischen Messwerten dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich durch die Bewertung von gegenseitigen Zusammenhängen von Messgrößen-Paaren (1) erfolgt.Method for automatically characterizing and monitoring an electrical network or a power supply section of an electrical network or an electrical system by comparing relationships between measured values, characterized in that the comparison is carried out by the evaluation of mutual relationships of measured variable pairs ( 1 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von – aktuell gemessenen Messwert-Paaren (2') aller untersuchten Messgrößen-Paare (1) daraufhin überprüft werden, ob sie innerhalb von Erwartungsbereichsgrenzen (8') liegen, die zuvor aus einer Vielzahl von – historischen Messwert-Paaren (2'') aller untersuchten Messgrößen-Paare (1) gewonnen wurden.Method according to claim 1, characterized in that a plurality of - currently measured pairs of measured values ( 2 ' ) of all measured variable pairs ( 1 ) are checked to see if they are within expectation 8th' ), which previously consisted of a large number of historical measured value pairs ( 2 '' ) of all measured variable pairs ( 1 ) were won. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass für jedes untersuchte Messgrößen-Paar (1) aus einer Vielzahl von Messwert-Paaren (2) jeweils eine Punktwolke (3) gebildet wird und – dass während eines Lernmodus (32) aus der Punktwolke (3) vieler historischer Messwert-Paare (2'') in jedem historischen Messgrößen-Paar (1'') einer ersten Matrix oder einer ersten Halb-Matrix (4) jeweils ein Erwartungsbereich (14) definiert und eine Erwartungsbereichsgrenze (8') abgelegt wird und – dass während eines Überwachungsmodus (33) die in einer zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix (5) aktuell gemessenen Messwert-Paare (2') mit den in der ersten Matrix oder einer ersten Halb-Matrix (4) definierten Erwartungsbereichen (14) und abgelegten Erwartungsbereichsgrenzen (8') für jedes aktuelle Messgrößen-Paar (1') verglichen und bewertet werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that - for each pair of measured variables examined ( 1 ) from a plurality of measured value pairs ( 2 ) one point cloud each ( 3 ) and - that during a learning mode ( 32 ) from the point cloud ( 3 ) of many historical measured value pairs ( 2 '' ) in each historical measure pair ( 1'' ) a first matrix or a first half-matrix ( 4 ) each one expectation area ( 14 ) and an expectation range limit ( 8th' ) and that during a monitoring mode ( 33 ) in a second matrix or second half matrix ( 5 ) currently measured pairs ( 2 ' ) with those in the first matrix or a first half-matrix ( 4 ) defined areas of expectation ( 14 ) and stored expectation range limits ( 8th' ) for each current pair of measured variables ( 1' ) are compared and evaluated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuell gemessenen Messwert-Paare (2') der Messgrößen-Paare (1), die außerhalb der Erwartungsbereiche (14) und/oder außerhalb der Erwartungsbereichsgrenze (8') liegen, in einer dritten Matrix oder einer dritten Halb-Matrix (6) als anormale Messwert-Paare (2''') beschrieben werden und dass bei Auslösen eines Alarms durch ein oder mehrere anormale Messwert-Paare (2''') ein vorher vom Anwender festgelegter Schutz- oder Schaltvorgang zur Behebung des Problems ausgelöst werden kann, bevor ein Negativereignis eintreten kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the currently measured measured value pairs ( 2 ' ) of the measured variable pairs ( 1 ) outside the expected ranges ( 14 ) and / or outside the expectation range limit ( 8th' ), in a third matrix or a third half-matrix ( 6 ) as abnormal measured value pairs ( 2 ''' ) and that when an alarm is triggered by one or more abnormal measured value pairs ( 2 ''' ) a user-defined protection or switching operation can be triggered to correct the problem before a negative event can occur. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Datensammelstelle (19) gespeicherte, historisch gemessene Messwerte (18') der zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix (5) zugeführt werden und dass zwischen den Messgrößen-Paaren (1) der zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix (5) und denen der ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix (4) historische Vergleichsmessungen durchgeführt werden, wobei die anormalen Messwert-Paare (2''') der historischen Vergleichsmessungen mit den in der ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix (4) bereits auf der Basis anderer historischer Messwert-Paare (2'') formulierten Erwartungsbereichsgrenzen (8') verglichen werden zur Durchführung einer Trendanalyse oder zur Charakterisierung der Änderung des Verbraucherverhaltens im elektrischen Netz oder zur Leistungsbewertung einer elektrischen Anlage im Dauerbetrieb.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a data collection point ( 19 stored, historically measured values ( 18 ' ) of the second matrix or second half-matrix ( 5 ) and that between the pairs of measured variables ( 1 ) of the second matrix or second half-matrix ( 5 ) and those of the first matrix or first half-matrix ( 4 ), the abnormal measured value pairs ( 2 ''' ) of the historical comparison measurements with those in the first matrix or first half matrix ( 4 ) already on the basis of other historical measured value pairs ( 2 '' ) formulated expectation range limits ( 8th' ) are compared to carry out a trend analysis or to characterize the change in consumer behavior in the electrical network or to evaluate the performance of an electrical system in continuous operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Messgrößen alle typischerweise zur Beschreibung der Netzqualität herangezogenen Messgrößen, wie Strom, Spannung, Leistung, Oberschwingungen von Strom und Spannung, Phasenlagen, Interharmonische, Flicker etc., aber auch nicht-elektrische Einflussgrößen, wie beispielsweise Wochentag, Tageszeit, Außentemperatur, Temperatur von Transformatoren oder Niederschlag und/oder weitere Messgrößen, wie • abgeleitete Messgrößen, wie Änderungsraten des Lastflusses und/oder • instationäre Messgrößen, für die über die Zeit nur eine Wahrscheinlichkeitsdichte angegeben werden kann und/oder • Messgrößen, die mittels Spektral- oder Autokorrelationsanalysen aus einer Basis-Messgröße zu berechnen sind, zur Charakterisierung eines Netzabschnitts herangezogen werden können und dass aus jeweils zwei unterschiedlichen Messgrößen jeweils ein Messgrößen-Paar (1) erzeugt und die Messgrößen-Paare (1) in Form eines Korrelations-Dreiecks (7) dargestellt werden, wobei die aktuellen Messgrößen-Paare (1') vorzugsweise die gleiche Anzahl an Messgrößen-Paaren (1) wie die historischen Messgrößen-Paare (1'') aufweisen sollten.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measured variables used are all parameters typically used to describe the network quality, such as current, voltage, power, harmonics of current and voltage, phase angles, interharmonics, flicker etc., but also non-electrical parameters, such as day of the week, time of day, outside temperature, temperature of transformers or precipitation and / or other measured variables, such as • derived measured variables, such as rates of change of the load flow and / or • transient measured variables for which only a probability density can be specified over time and / or • Measured variables which can be calculated by means of spectral or autocorrelation analyzes from a basic measured variable, used to characterize a network section, and that in each case a pair of measured variables from two different measured variables each ( 1 ) and the measured variable pairs ( 1 ) in the form of a correlation triangle ( 7 ), where the current measured variable pairs ( 1' ) preferably the same number of pairs of measured variables ( 1 ) like the historical measures pairs ( 1'' ) should have. Vorrichtung zur automatischen Charakterisierung und Überwachung eines elektrischen Netzes oder eines Stromnetzabschnitts eines elektrischen Netzes oder einer elektrischen Anlage durch Vergleich von Zusammenhängen zwischen Messwerten dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) mindestens aufweist a) einen ersten Datenspeicher (16) zur Programmierung und Pflege einer ersten Matrix oder ersten Halb-Matrix (4) aus historischen Messgrößen-Paaren (1'') zur Erfassung von Punktwolken (3) aus historischen Messwert-Paaren (2'') und Speicherung der zugehörigen Erwartungsbereichsgrenzen (8'), b) einen zweiten Datenspeicher (20) für eine zweite Matrix oder zweite Halb-Matrix (5) aus aktuellen Messgrößen-Paaren (1') zur Erfassung von aktuell gemessenen Messwert-Paaren (2') c) ein Programmteil (23), der prüft, ob aktuell gemessene Messwerte (22') der aktuellen Messgrößen-Paare (1') innerhalb von Erwartungsbereichen (14) und den definierten Erwartungsbereichsgrenzen (8') der historischen Messgrößen-Paare (1'') liegen, d) einen dritten Datenspeicher (24) für eine dritte Matrix oder dritte Halb-Matrix (6) zur Beschreibung von anormalen Messwert-Paaren (2''') sowie e) eine Ausgabeeinrichtung (25).Device for automatically characterizing and monitoring an electrical network or a power supply section of an electrical network or an electrical system by comparing relationships between measured values, characterized in that the device ( 15 ) at least a) a first data memory ( 16 ) for programming and maintaining a first matrix or first half-matrix ( 4 ) from historical measured value pairs ( 1'' ) for capturing point clouds ( 3 ) from historical measured value pairs ( 2 '' ) and storage of the associated expectation range limits ( 8th' ), b) a second data memory ( 20 ) for a second matrix or second half-matrix ( 5 ) from current measured value pairs ( 1' ) for the acquisition of currently measured value pairs ( 2 ' ) c) a program part ( 23 ), which checks whether currently measured values ( 22 ' ) of the current measured variable pairs ( 1' ) within expected ranges ( 14 ) and the defined expectation range limits ( 8th' ) of historical measured value pairs ( 1'' ), d) a third data memory ( 24 ) for a third matrix or third half-matrix ( 6 ) for the description of abnormal measured value pairs ( 2 ''' ) and e) an output device ( 25 ). Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) einen Datenbankserver (31) mit einer Datensammelschiene (26) und mindestens einer Datensammelstelle (19) aufweist zur Erfassung und Speicherung historisch gemessener Messwerte (18') und dass eine erste Datenleitung (18) die Datensammelstelle (19) über einen ersten Anschluss (17) mit dem ersten Datenspeicher (16) verbindet und die historischen Messwerte (18') von der Datensammelstelle (19) über die erste Datenleitung (18) an die erste Matrix oder eine erste Halb-Matrix (4) des ersten Datenspeichers (16) überträgt und dass die Datensammelschiene (26) Anschlüsse zum elektrischen Netz (36) sowie zu a) Betriebsmitteldatenquellen (30) und/oder b) Zeitdatenquellen (27) und/oder c) Kalenderdatenquellen (28) und/oder d) Wetterdatenquellen (29) und/oder e) sonstigen Datenquellen von zu überwachenden oder zu schützenden Anlagen oder Geräten aufweist, und dass die Datensammelschiene (26) über eine zweite Datenleitung (22) und einen zweiten Anschluss (21) mit der zweiten Matrix oder zweiten Halb-Matrix (5) des zweiten Datenspeichers (20) verbunden ist und dass die zweite Datenleitung (22) aktuell gemessene Messwerte (22') der Datenquellen an die zweite Matrix oder zweite Halb-Matrix (5) des zweiten Datenspeichers (20) überträgt und als aktuell gemessene Messwert-Paare (2') für jedes aktuelle Messgrößen-Paar (1') erfasst und dass der zwischen dem ersten Datenspeicher (16), dem zweiten Datenspeicher (20) und dem dritter Datenspeicher (24) angeordnete Programmteil (23) ein Vergleicher ist.Device according to claim 7, characterized in that the device ( 15 ) a database server ( 31 ) with a data bus ( 26 ) and at least one data collection point ( 19 ) for the acquisition and storage of historically measured values ( 18 ' ) and that a first data line ( 18 ) the data collection point ( 19 ) via a first connection ( 17 ) with the first data memory ( 16 ) and the historical measured values ( 18 ' ) from the data collection point ( 19 ) over the first data line ( 18 ) to the first matrix or a first half-matrix ( 4 ) of the first data memory ( 16 ) and that the data busbar ( 26 ) Connections to the electrical network ( 36 ) and to a) resource data sources ( 30 ) and / or b) time data sources ( 27 ) and / or c) calendar data sources ( 28 ) and / or d) weather data sources ( 29 ) and / or e) other data sources of equipment or devices to be monitored or protected, and that the data bus ( 26 ) via a second data line ( 22 ) and a second port ( 21 ) with the second matrix or second half-matrix ( 5 ) of the second data memory ( 20 ) and that the second data line ( 22 ) currently measured values ( 22 ' ) of the data sources to the second matrix or second half-matrix ( 5 ) of the second data memory ( 20 ) transmits and as currently measured measured value pairs ( 2 ' ) for each current pair of measured variables ( 1' ) and that between the first data memory ( 16 ), the second data store ( 20 ) and the third data memory ( 24 ) program part ( 23 ) is a comparator. Vorrichtung nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensammelstelle (19) des Datenbankservers (31) mit einem an sich bekannten Messgerät zur Netzqualitätsmessung (34) in Verbindung steht oder dass die Vorrichtung (15) als Zusatzmodul für das Messgerät zur Netzqualitätsmessung (34) ausgebildet ist oder dass die Vorrichtung (15) in das Messgerät zur Netzqualitätsmessung (34) integriert ist und dass die Datensammelstelle (19) den ersten Datenspeicher (16) im laufenden Messbetrieb permanent mit historischen Messwert-Paaren (2'') versorgt und in einem Lernmodus (32) die Erwartungsbereichsgrenzen (8') kontinuierlich aktualisiert.Apparatus according to claim 7 and / or 8, characterized in that the data collection point ( 19 ) of the database server ( 31 ) with a per se known measuring device for power quality measurement ( 34 ) or that the device ( 15 ) as an additional module for the measuring device for power quality measurement ( 34 ) or that the device ( 15 ) into the power quality meter ( 34 ) and that the data collection point ( 19 ) the first data memory ( 16 ) in ongoing measuring operation permanently with historical measured value pairs ( 2 '' ) and in a learning mode ( 32 ) the expectation range limits ( 8th' ) continuously updated. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 Verwendung findet.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that a method according to one of claims 1 to 6 is used.

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