(57)【要約】  交流電圧の測定値を与える方法および装置である。この装置は、交流回路の交流電圧を表す少なくとも第１および第２電圧を測定するとともに、それら少なくとも第１および第２電圧を表すデータを含むシリアルデータストリームフレームを生成して、当該シリアルデータストリームフレームを伝送するための交流電圧モニタを備える。【選択図】図３
2011515702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧の測定値を与える装置であって、
交流回路の交流電圧を表す少なくとも第１および第２電圧を測定するとともに、前記少なくとも第１および第２電圧を表すデータを含むシリアルデータストリームフレームを生成して、当該シリアルデータストリームフレームを伝送する交流電圧モニタを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記交流電圧モニタが、前記交流電圧の第１、第２および第３電圧のサンプルを取得するとともに、前記第１および前記第３電圧のサンプル間の差と、前記第２および前記第３電圧のサンプル間の差とを計算して前記第１電圧および前記第２電圧をそれぞれ得ることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記交流回路とデバイスとの間の電気的分離を与えるための固体分離装置をさらに備え、この固体分離装置を介して、前記シリアルデータストリームフレームが前記デバイスに伝送されることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
前記シリアルデータストリームフレームが、当該シリアルデータストリームフレームを識別するためのフレームワードを追加的に備えることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、
前記フレームワードが、フレームカウンタ、パリティコードまたは周期的冗長検査（ＣＲＣ）コードのうちの少なくとも１つを利用して構成されることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置において、
前記第１、第２および第３電圧のサンプルを取得する前に、前記交流電圧をスケーリングするためのスケーリング回路をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項３に記載の装置において、
前記固体分離装置が光結合素子であることを特徴とする装置。
【請求項８】
交流電圧の測定値を与える方法であって、
交流回路の交流電圧を表す少なくとも第１および第２電圧を測定する測定ステップと、
前記少なくとも第１および第２電圧を表すデータを含むシリアルデータストリームフレームを生成する生成ステップと、
前記シリアルデータストリームフレームを伝送する伝送ステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
少なくとも第１および第２電圧を測定する前記測定ステップが、前記交流電圧の第１、第２および第３電圧のサンプルを取得するステップと、前記第１および前記第３電圧のサンプル間の差と、前記第２および前記第３電圧のサンプル間の差とを計算するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、
前記交流回路と、前記シリアルデータストリームを受け取るデバイスとの間の電気的分離を与えるステップをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法において、
前記シリアルデータストリームフレームを識別するためのフレームワードを生成するステップと、前記フレームワードを前記シリアルデータストリームフレームに組み込むステップとをさらに備え、それら生成および組込みを行うステップが、前記伝送ステップの前に行われることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記フレームワードが、フレームカウンタ、パリティコードまたは周期的冗長検査（ＣＲＣ）コードのうちの少なくとも１つを利用して生成されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法において、
前記交流電圧の第１、第２および第３電圧のサンプルを取得するステップの前に前記交流電圧をスケーリングするステップをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法において、
前記測定ステップ、前記生成ステップおよび前記伝送ステップを実行する交流電圧モニタを作動させるために、前記交流電圧から直流電圧を生成するステップをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
交流電圧の測定値を与えるシステムであって、
（ｉ）交流回路の交流電圧の少なくとも第１および第２電圧を表すデータと、フレームワードとをそれぞれが含むシリアルデータストリームフレームを複数生成して、（ｉｉ）複数の前記シリアルデータストリームフレームをシリアルデータストリームとして伝送するための交流電圧モニタと、
前記交流電圧モニタから伝送される前記シリアルデータストリームを受信するためのデバイスとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記交流電圧モニタが、前記交流電圧の第１、第２および第３電圧のサンプルを取得するとともに、前記第１および前記第３電圧のサンプル間の差と、前記第２および前記第３電圧のサンプル間の差とを計算して前記第１電圧および前記第２電圧をそれぞれ得ることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記交流回路と前記デバイスとの間の電気的分離を与える光結合素子をさらに備え、この光結合素子を介して前記シリアルデータストリームが伝送されることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記フレームワードが、フレームカウンタ、パリティコードまたは周期的冗長検査（ＣＲＣ）コードのうちの少なくとも１つを利用して構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムにおいて、
前記デバイスが、少なくとも４の連続的な有効フレームカウンタニブルを受け取ったときに、有効なフレーム範囲内（in-frame）状態を判定することを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムにおいて、
前記デバイスが、２の連続的な誤りフレームカウンタニブル、２の連続的なパリティエラーまたは２の連続的なＣＲＣエラーのうちの少なくとも１つを受け取ったときに、フレーム範囲外（out-of-frame）状態を判定することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、交流電圧を測定するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
本願は、２００８年３月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／０７０，７９７号の利益を主張するものであり、そのすべてが引用により本明細書に援用されるものである。
【背景技術】
【０００３】
再生可能資源からエネルギーを得るための今日の探究において、太陽エネルギーはますます望ましい選択になってきている。太陽熱システムで利用される太陽光発電（ＰＶ）モジュールは、受け取った太陽光からのエネルギーを直流（ＤＣ）に変換する。ＰＶモジュールは、生成した電気エネルギーを保存することができないため、そのエネルギーを、電池または揚水水力発電のようなエネルギー貯蔵システムに分散させるか、あるいは負荷によって分散させる必要がある。生成されたエネルギーを使用する１つの選択は、１またはそれ以上のインバータを使用して、ＤＣ電流を交流電流（ＡＣ）に変換し、その交流電流を商用電力網に繋ぐことである。
【０００４】
商用電力網に接続されるＰＶ電力インバータは、関連する保険業者安全試験所（ＵＬ）および電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）標準、特に、ＵＬ−１７４１  ｅｄ．１“Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ，Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ”（１９９９年５月）およびＩＥＥＥ  １５４７−２００３“ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”に適合するために、そのインバータの位置で公共電力網（グリッド）の電圧を常に監視しなければならない。また、無停電電源装置（ＵＰＳ）のようなグリッドに接続され得るその他の装置も、そのグリッドの電力を監視して、特定の分離基準に適合するものとしなければならない。
【０００５】
グリッドの監視においては、そのグリッド電圧の各相を別々に監視して測定しなければならない。伝統的にグリッド監視回路は、グリッドの各相の交流電圧をサンプリングする前に、グリッド電圧を分離およびステップダウンするために、変圧器を利用している。そのような変圧器は、巨大で重く高価である。さらに、それら変圧器は、絶えず電力を消費し、歪み問題を示すこともある。
【０００６】
このため、交流電圧を効率的に測定する方法および装置が必要である。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、一般に、交流電圧の測定値を提供する方法および装置に関するものである。その装置は交流電圧モニタを含み、当該交流電圧モニタが、交流回路の交流電圧を表す少なくとも第１および第２電圧を測定し、少なくとも第１および第２電圧を表すデータを含むシリアルデータストリームフレーム（serial data stream frame）を生成し、そのシリアルデータストリームフレームを伝送する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の上記特徴を詳細に理解することができるように、上で簡潔に要約した本発明のより詳細な説明は実施形態によって参照することができ、その一部は、添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を単に示しているに過ぎず、よって本発明の範囲を制限するものとみなされるべきではなく、本発明は、その他の同等で有効な実施形態を許容することができる。
【０００９】
【図１】図１は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る、分離された交流電圧のモニタリングを提供する交流電圧モニタのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る電源回路のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る、スケーリング回路、マイクロコントローラおよび光結合素子のブロック図を示している。
【図４】図４は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る、分離された交流電圧の監視方法４００である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る、分離された交流電圧のモニタリングを提供するための交流電圧モニタ１０２のブロック図である。この交流電圧モニタ１０２は、三相交流商用電力網（“グリッド”）およびデバイス１１２に接続されており、電源回路１０４、スケーリング回路（scaling circuit）１０６、マイクロコントローラ１０８および光結合素子１１０（すなわち、固体分離装置）を含む。幾つかの実施形態では、電源回路１０４を、従来のＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、ダイオードブリッジ、コンデンサおよびフライバックコンバータ）とすることができる。デバイス１１２は、ＵＰＳ、インバータ、マイクロインバータなどのような、交流線からの電圧測定を必要とする任意のデバイスとすることができる。
【００１１】
電源回路１０４は、グリッドの各ライン、すなわち、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３およびＮに接続されており、ラインＬ１，Ｌ２およびＬ３は、グリッド上の三相交流電圧（“グリッド電圧”）の第一、第二および第三相をそれぞれ伝え、ラインＮは、中性線を提供する。電源回路１０４は、さらに、２つの出力端子を介してマイクロコントローラ１０８に接続されており、マイクロコントローラ１０８に電力を供給するために、グリッド電圧から直流電力を生成する。
【００１２】
電源回路１０４に加えて、スケーリング回路１０６もグリッドの各ラインおよびマイクロコントローラ１０８に接続されている。スケーリング回路１０６は、スケールされたバージョンのグリッド電圧（“スケールグリッド電圧（scaled grid voltage）”）をマイクロコントローラ１０８に接続する。幾つかの実施形態では、そのようなスケールグリッド電圧は、二桁のグリッド電圧の減少を伴う。マイクロコントローラ１０８は、スケールグリッド電圧の各相の電圧を、スケールされた中性線電圧とともに抽出（すなわち、測定）して、グリッド電圧の各相を表すライン・中性線間の電圧データ（すなわち、三相交流グリッド電圧のディジタル表現）を含むシリアルデータストリームを生成する。マイクロコントローラ１０８は、デバイス１１２とグリッドとの間の電気的分離を提供するために、光結合素子１１０を介してデバイス１１２にシリアルデータストリームを伝送し、１またはそれ以上のその他の実施形態では、代替的な固定分離装置を光結合素子１１０の代わりに利用することができる。
【００１３】
代替的な実施形態では、交流電圧モニタ１０２を、代替的な三相交流電圧源、または二相あるいは単相の交流電圧源に接続することができる。
【００１４】
図２は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る電源回路１０４のブロック図である。電源回路１０４は、マイクロコントローラ１０８のデジタル電子機器に電力を供給するために、グリッドからの交流電力を直流電力に変換する。
【００１５】
電源回路１０４は、コンデンサ２０２，２０４，２０６，２２０，２２２，２２４および２２６と、ダイオード２０８，２１０，２１２，２１４，２１６および２１８と、抵抗器２２８および２３０と、ツェナーダイオード２３２とを含む。コンデンサ２０２，２０４および２０６の第１端子は、ラインＬ１，Ｌ２およびＬ３にそれぞれ接続されている。コンデンサ２０２，２０４および２０６の第２端子は、ダイオード２１４，２１６および２１８の陰極端子と、ダイオード２０８，２１０および２１２の陽極端子とにそれぞれ接続されている。ダイオード２０８，２１０および２１２の陰極端子は、コンデンサ２２０の第１端子および抵抗器Ｒ１の第１端子に接続されている。抵抗器Ｒ１の第２端子は、コンデンサ２２４の第１端子、ツェナーダイオード２３２の陽極端子、電源回路１０４の出力端子“ＶＰ”に接続されている。コンデンサ２２０の第２端子は、コンデンサ２２４の第２端子、コンデンサ２２２の第１端子、コンデンサ２２６の第１端子および中性線に接続されている。抵抗器Ｒ２は、コンデンサ２２２および２２６の第２端子に跨って接続されている。コンデンサ２２６の第２端子は、ツェナーダイオード２３２の陽極端子および電源回路１０４の出力端子“ＶＮ”にさらに接続されている。
【００１６】
グリッドからの高圧／低周波の交流電圧は、コンデンサ２０２，２０４および２０６の各々を跨いで与えられ、それは、そのようなコンデンサを通る電流を少量として、回路内の電流フローを制限する。コンデンサ２０２，２０４および２０６を通る電流フローは、ダイオード２１４，２１６，２１８，２０８，２１０および２１２により整流されて、グリッド電圧の位相に応じてコンデンサ２２０および２２２を蓄電する。また、コンデンサ２２０および２２２は、コンデンサ２０２，２０４および２０６を通過する更なるエネルギーを吸収することにより、グリッドからの任意の電圧サージに対する保護を提供する。コンデンサ２２０および２２２は、一般に、コンデンサ２０２，２０４および２０６より桁違いに大きいものであるが、高圧に定格されることを必要とはしていない。幾つかの実施形態では、コンデンサ２２０および２２２を、約１マイクロファラドとすることができ、一方、コンデンサ２０２，２０４および２０６を、約数十マイクロファラドとすることができる。
【００１７】
整流電流は、抵抗器２２８／２３０およびコンデンサ２２４／２２６により平滑化され、続いて、ツェナーダイオード２３２により安定化される。ツェナーダイオード２３２は、低電圧直流電源を提供してマイクロコントローラ１０８に、例えば、約３−５ボルトの電力を与えるために、ツェナー電圧で出力電圧振幅を設定する。代替的な実施形態では、ＶＰとＶＮに跨る出力電圧を調整するために、異なる電圧基準によってツェナーダイオード２３２を置き換えることができる。
【００１８】
図３は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る、スケーリング回路１０６、マイクロコントローラ１０８および光結合素子１１０のブロック図である。スケーリング回路１０６は、抵抗器３２２，３２４，３２６，３２８，３３０および３３２を備える。抵抗器ペア３２２／３２４，３２６／３２８および３３０／３３２は、ラインＬ１およびＮ、Ｌ２およびＮ、Ｌ３およびＮをそれぞれ跨いで各々が直列に接続され、それによりグリッドの各相と中性線Ｎとの間の分圧器が形成されている。抵抗値は、各分圧器が高比率分圧器、例えば、各電圧を１００の係数で分割する分圧器となるように、選択することができる。幾つかの実施形態では、コンデンサ３３４，３３６および３３８が抵抗器３３２，３２８および３２４に跨いでそれぞれ接続され、それにより低域フィルタリングが提供される。
【００１９】
スケーリング回路１０６は、デジタル化および処理用のマイクロコントローラ１０８に対して、スケールされたバージョンの三相交流グリッド電圧（“スケールグリッド電圧”）、すなわち、グリッドの各相および中立線の電圧のサンプルを表すグリッド電圧を提供する。
【００２０】
マイクロコントローラ１０８は、プログラム可能インテリジェントコンピュータ（ＰＩＣ）のような、従来より利用可能なマイクロコントローラとすることができる。マイクロコントローラ１０８は、メモリ３０４、サポート回路３１０、クロック回路３１２、汎用非同期送受信回路（ＵＡＲＴ）３１４およびＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）バンク３１６に接続されたプロセッサ３０２により構成されている。プロセッサ３０２は、従来より利用可能な１またはそれ以上のマイクロプロセッサを含むことができ、追加的および／または代替的には、プロセッサ３０２は、１またはそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができる。サポート回路３１０は、プロセッサ３０２の機能性を拡張するために使用される周知の回路であり、それには、キャッシュメモリ、電源装置、クロック回路、バス、ネットワークカード、入出力（Ｉ／Ｏ）回路などがあるが、それらに限定されるものではない。
【００２１】
メモリ３０４は、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、取り外し可能なディスクメモリ、フラッシュメモリおよびそれら種類のメモリの様々な組合せを含むことができる。メモリ３０４はメインメモリと呼ばれることもあり、部分的には、キャッシュメモリまたはバッファメモリとして使用することができる。また、メモリ３０４は、様々な形態のアプリケーションソフトウェアおよび／またはファームウェアを格納することができ、そのようなファームウェアには、グリッド電圧のデジタル化されたサンプルに基づきラインと中性線間の電圧データを測定して、シリアルデータストリームのためのフレーミング情報を測定する電圧監視ファームウェア３０８などが含まれる。クロック回路３１２は、タイミング信号の提供によりマイクロコントローラ１０８をサポートする。ＵＡＲＴ３１４は、デバイス１１２にシリアルデータストリームを伝送する。
【００２２】
マイクロコントローラ１０８は、ＡＤＣバンク３１６を介して、スケールグリッド電圧を抽出（すなわち、測定）およびデジタル化する。ＡＤＣバンク３１６は、ラインＬ３，Ｌ２，Ｌ１およびＮからのスケールグリッド電圧をそれぞれ抽出およびデジタル化するためのＡ／ＤコンバータＡＤＣ１，ＡＤＣ２，ＡＤＣ３およびＡＤＣ４により構成されている。グリッド電圧の各相のライン・中性線間の電圧（ＶＬ１Ｎ，ＶＬ２ＮおよびＶＬ３Ｎ）は、サンプル相電圧からサンプル中性線電圧を差し引くことにより計算される。
ＶＬ１Ｎ  ＝  ＶＬ１  −  ＶＮ      （１）
ＶＬ２Ｎ  ＝  ＶＬ２  −  ＶＮ      （２）
ＶＬ３Ｎ  ＝  ＶＬ３  −  ＶＮ      （３）
【００２３】
ここで、ＶＬ１，ＶＬ２およびＶＬ３は、それぞれラインＬ１，Ｌ２およびＬ３上の電圧を表わす電圧サンプルであり、ＶＮは、中性線上の電圧を表わす電圧サンプルである。一般に、電圧ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３およびＶＮは順番に測定され、その直後、例えば数マイクロ秒以内に、ライン・中性線間の電圧が計算され、それにより、急速なリフレッシュレートが可能になる。
【００２４】
計算された各セットのライン・中性線間の電圧について、プロセッサ３０２は、ライン・中性線間の電圧データを含むシリアルデータストリームフレームを識別するためのフレームワード（frame word）を構成する。幾つかの実施形態では、フレームワードは、４ビットのフレームカウンタ（例えば、００００，０００１，００１０）、４ビットのパリティまたは周期的冗長検査（ＣＲＣ）コードなどを利用して構成することができ、代替的な実施形態では、より多くのビットまた少ないビットが利用されることもある。また、フレームワードは、計算されたライン・中性線間の電圧の各々のためのワードの長さと同じ長さに冗長化されるようにしてもよい。
【００２５】
ライン・中性線間の電圧データおよびフレームワードは、シリアルデータストリームフレームとして伝送するために、ＵＡＲＴ３１４に接続され、幾つかの実施形態では、ＵＡＲＴ３１４が、各ワードを伝送するために、１のスタートビット、８−１０のデータビット、１の任意のパリティビット、１のストップビットのような設定を利用することができる。シリアルデータストリームの各フレームは、グリッドの各相について、計算されたライン・中性線間の電圧を表すデータを含むとともに、シリアルデータストリーム内のフレームを特定するために、フレームワードを含む。例えば、各シリアルデータストリームフレームは、一連のワード“ＶＬ１Ｎ，ＶＬ２Ｎ，ＶＬ３Ｎ，フレームワード”として伝送することができる。
【００２６】
ＵＡＲＴ３１４は、光結合素子１１０を介してデバイス１１２にシリアルデータストリームフレームを送信し、そこで、光結合素子１１０は、デバイス１１２とグリッドとの間の電気的分離を提供する。幾つかの実施形態では、ＵＡＲＴ３１４と光結合素子１１０との間に抵抗器３４０が接続されることもある。
【００２７】
デバイス１１２は、送信されたシリアルデータストリームを受け取ると、ライン・中性線間の電圧データを利用して、線間（line-to-line）瞬時電圧、線間位相角、線ＲＭＳ電圧、ゼロ交差情報等のような、グリッド電圧に関する様々な情報を測定することができる。幾つかの実施形態では、有効なフレーム範囲内（in-frame）状態を判定するためにデバイス１１２により利用されるフレーミング基準を、受け取った４つの連続的な有効フレームカウンタニブルから構成することができる。フレーム範囲外（out-of-frame）基準は、２つの連続的な誤りフレームカウンタニブルまたは２つの連続的なパリティまたはＣＲＣエラーの受取りにより構成することができる。フレーム範囲外の期間中、デバイス１１２は、受け取った対応するライン・中性線間の電圧データを廃棄する。
【００２８】
図４は、本発明の１またはそれ以上の実施形態に係る、分離された交流電圧の監視方法４００のフローチャートである。幾つかの実施形態では、後述する実施形態のように、交流電圧モニタ（例えば、交流電圧モニタ１０２）が多相交流電源、例えば、三相の商用電力網に接続される。若しくは、交流電圧モニタを、異なる三相交流電源または二相あるいは単相の交流電源に接続するようにしてもよい。交流電圧モニタは、交流電源からの交流電圧の分離されたモニタリングを必要とするデバイスにさらに接続されている。幾つかの実施形態では、交流電圧モニタは、交流電源からの交流電力を直流電力に変換して交流電圧モニタのデジタル電子機器に電力を供給するために、従来のＡＣ／ＤＣコンバータのような電源回路（例えば、ダイオードブリッジ、コンデンサおよびフライバックコンバータ）を含むことができる。
【００２９】
本方法４００は、ステップ４０２から始まり、ステップ４０４に移行し、このステップにおいて、交流電圧モニタのマイクロコントローラが初期化される。ステップ４０６では、マイクロコントローラが、ＡＤＣバンク３１６のようなＡＤＣバンクを介して交流電源の各ライン上のＡＣ線間電圧を抽出（すなわち、測定）する。例えば、三相交流電源について、各相（すなわち、ラインＬ１，Ｌ２およびＬ３）の電圧が、中性線（すなわち、Ｎ）上の電圧と同様に抽出される。得られたデジタル化サンプルは、交流電源の各ライン（各相および中性線）上の実際の電圧の正確な表現を与える。幾つかの実施形態では、交流電源からの交流電圧を、抽出する前に、例えば、分圧器によりスケールし、かつ／または低域フィルタリングすることができる。
【００３０】
本方法４００はステップ４０８に移行する。ステップ４０８では、各サンプル相電圧（すなわち、Ｌ１，Ｌ２およびＬ３から抽出された電圧）からサンプル中性線電圧を差し引くことにより、各相についてライン・中性線間の電圧が計算される。一般に、交流電源の各ライン上の電圧は順番に測定され、その直後、例えば数マイクロ秒以内に、ライン・中性線間の電圧が計算され、それにより、急速なリフレッシュレートが可能になる。
【００３１】
ステップ４１０では、フレームワードが構成される。幾つかの実施形態では、フレームワードは、４ビットのフレームカウンタ（例えば、００００，０００１，００１０）、４ビットのパリティまたは周期的冗長検査（ＣＲＣ）コードなどを利用して構成することができ、代替的な実施形態では、より多くのビットまた少ないビットが利用されることもある。また、フレームワードは、計算されたライン・中性線間の電圧の各々のためのワードの長さと同じ長さに冗長化されるようにしてもよい。
【００３２】
ステップ４１２では、計算されたライン・中性線間の電圧およびフレームワードを表わすデータが、連続する交流電圧ストリームのフレームとして、例えば、万能非同期送受信機（ＵＡＲＴ）によりデバイスに送信される。シリアルデータストリームフレームは、デバイスと交流電源との間の分離を提供するために、光結合素子のような固体分離装置を介してデバイスに伝送される。
【００３３】
デバイスは、送信されたシリアルデータストリームフレームを受け取ると、ライン・中性線間の電圧データを利用して、線間瞬時電圧、線間位相角、線ＲＭＳ電圧、ゼロ交差情報等のような、グリッド電圧に関する様々な情報を測定することができる。幾つかの実施形態では、有効なフレーム範囲内状態を判定するためにデバイスにより利用されるフレーミング基準は、受け取った４つの連続的な有効フレームカウンタニブルから構成することができる。フレーム範囲外基準は、２つの連続的な誤りフレームカウンタニブルまたは２つの連続的なパリティ／ＣＲＣエラーの受取りにより構成することができる。フレーム範囲外の期間中、デバイスは、受け取った対応するライン・中性線間の電圧データを廃棄する。
【００３４】
本方法４００は、ステップ４１４に移行し、このステップにおいて、別のセットのライン・中性線間の電圧が計算および伝送されるかどうの判定が行われる。そのような判定の結果がＹＥＳである場合には、本方法４００は、ステップ４０６に戻る。一方、ステップ４１４における判定の結果がＮＯである場合には、本方法４００は、ステップ４１６に移行して終了となる。
【００３５】
上述したことは、本発明の実施形態に関するものであるが、本発明のその他の更なる実施形態を、その基本的な範囲から逸脱することなく考え出すことができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって確定されるものである。
【図１】
2011515702.tif 000003
【図２】
2011515702.tif 000004
【図３】
2011515702.tif 000005
【図４】
2011515702.tif 000006
【国際調査報告】
2011515702.tif 000007
2011515702.tif 000008