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用于管理電網(wǎng)的方法和系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:7379030閱讀:212來源:國知局
用于管理電網(wǎng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供一種用于改進電力機構(gòu)電網(wǎng)管理的智能電網(wǎng)。如當(dāng)前公開的智能電網(wǎng)包括:使用電力機構(gòu)電網(wǎng)的各部分中的傳感器、使用諸如附加總線結(jié)構(gòu)的通信和計算技術(shù)來升級電網(wǎng),使其可以更為高效和可靠地運行,并且支持向客戶的附加服務(wù)。該智能電網(wǎng)可以包括電力機構(gòu)電網(wǎng)中的分布式智能性(獨立于控制中心智能性),該分布式智能性包括在電網(wǎng)的不同區(qū)段中生成數(shù)據(jù)、分析生成的數(shù)據(jù)以及自動修改電網(wǎng)區(qū)段運行的設(shè)備。
【專利說明】用于管理電網(wǎng)的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是國際申請日為2009年02月11日、國際申請?zhí)枮镻CT.US2009.000888、進入中國國家階段日期為2010年12月15日、國家申請?zhí)枮?00980122588。5的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0003]本申請要求于2008年5月9日提交的美國臨時申請?zhí)?1.127,294的優(yōu)先權(quán)并且要求于2008年12月15日提交的美國臨時申請?zhí)?1.201,856的優(yōu)先權(quán),通過引用將兩個
申請完全結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明總體上涉及一種用于管理電網(wǎng)的系統(tǒng)和方法,并且更具體地,涉及一種用于在電網(wǎng)的不同區(qū)段收集數(shù)據(jù)并且分析收集的數(shù)據(jù)以管理電網(wǎng)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0005]電網(wǎng)可以包括發(fā)電、電力傳輸和電力配送中的一項或者全部??梢允褂弥T如煤火電場、核電廠等發(fā)電站來發(fā)電。出于效率考慮,將生成的電功率逐步升至很高的電壓(例如345千伏)并且通過傳輸線路傳輸電功率。傳輸線可以長途傳輸功率(例如跨越州線路或者跨越國際邊界)直至它到達它的批發(fā)客戶,其可以是擁用本地配送網(wǎng)絡(luò)的公司。傳輸線路可以終止于傳輸變電站,該變電站可以將很高電壓逐步降至中間電壓(例如138千伏)。較小的傳輸線路(例如變電站線路)從傳輸變電站向配送變電站傳輸中間電壓。在配送變電站可以將中間電壓再次逐步降至“中等電壓”(例如從4千伏至23千伏)。一個或者多個饋送電路可以從配送變電站散發(fā)。例如,四個至數(shù)十個饋送電路可以從配送變電站散發(fā)。饋送電路是包括4條接線的3相電路(三條接線用于3相中的各相而一條線用于零相)。饋送電路可以在地上(記桿上)或者地下路由。可以使用配送變壓器來定期地分流饋送電路上的電壓,這些變壓器將電壓從“中等電壓”逐步降至消費者電壓(例如120V)。消費者電壓繼而可以由消費者使用。
[0006]一個或者多個電力公司可以管理電網(wǎng)(包括管理與電網(wǎng)有關(guān)的故障、維護和升級)。然而電網(wǎng)的管理常常低效和昂貴。例如管理本地配送網(wǎng)絡(luò)的電力公司可以管理可能在饋送電路中或者在從饋送電路分支的稱為側(cè)向電路的電路上發(fā)生的故障。本地配送網(wǎng)絡(luò)的管理常常依賴于在發(fā)生斷電時來自消費者的電話呼叫,或者依賴于分析本地配送網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場工人。
[0007]電力公司已經(jīng)嘗試使用數(shù)字技術(shù)來升級電網(wǎng)(有時稱為“智能電網(wǎng)”)。例如更智能的計量表(有時稱為“智能計量表”)是比常規(guī)計量表更具體地標(biāo)識消耗的一類高級計量表。智能計量表繼而可以經(jīng)由一些網(wǎng)絡(luò)向本地設(shè)施傳回該信息,以用于監(jiān)測和計費目的(遙測)。盡管在升級電網(wǎng)上的這些近來發(fā)展是有益的,但是需要更多發(fā)展。已經(jīng)報導(dǎo):僅在美國就有半數(shù)發(fā)電容量未被使用、半數(shù)長途傳輸網(wǎng)絡(luò)容量未被使用并且它的三分之二本地配送未被使用。因此顯然需要改進電網(wǎng)的管理。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]提供一種用于改進電力機構(gòu)電網(wǎng)的管理的智能電網(wǎng)。如當(dāng)前公開的智能電網(wǎng)包括:使用電網(wǎng)的各種部分中的傳感器、使用通信和計算技術(shù)(例如,附加總線結(jié)構(gòu))來升級當(dāng)前電力電網(wǎng),使其可以更為高效和可靠地運行,并且支持向客戶的附加服務(wù)。如當(dāng)前公開的智能電網(wǎng)可以例如通過使用魯棒的雙向通信、高級傳感器和分布式計算機(包括電功率傳輸和.或電力配送中的附加智能性)來升級傳統(tǒng)電力傳輸和配送網(wǎng)絡(luò)或稱“電網(wǎng)”。智能電網(wǎng)還可以包括中央管理設(shè)施處的附加功能,用以管理運行、檢測和糾正故障、管理資源
坐寸ο
[0009]下文公開的可以管理智能電網(wǎng)的管理系統(tǒng)的一個示例是智能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)企業(yè)(下文稱為INDE)參考架構(gòu)。INDE參考架構(gòu)允許將智能電網(wǎng)集成到電力行業(yè)(或者其他類型的行業(yè))中。另外,可以使用智能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)(下文稱為INDS)來改進電網(wǎng)的管理。下文公開用于輔助電力機構(gòu)開發(fā)智能電網(wǎng)的過程和資產(chǎn)集。此資產(chǎn)和方法集包括INDE方案集。INDE包括:INDE參考架構(gòu),其可以包括用于企業(yè)范圍的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)以及分析管理和集成的模板;數(shù)據(jù)采集和實時分析,其可以包括用于高速智能電網(wǎng)分析的分布式架構(gòu)和分析實現(xiàn);數(shù)據(jù)傳送和存儲架構(gòu)資產(chǎn),其可以包括基于開放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)管理方案元件;終端用戶事務(wù)分析應(yīng)用,其可以包括覆蓋系統(tǒng)性能、功率質(zhì)量、電網(wǎng)資產(chǎn)使用情況和電網(wǎng)資產(chǎn)管理的廣泛分析的實現(xiàn);以及智能電網(wǎng)開發(fā)過程,其可以包括一種方法,用于分析特定電力機構(gòu)的當(dāng)前電網(wǎng),以及確定利用智能電網(wǎng)的一個或者多個方面來改進特定電力機構(gòu)的當(dāng)前電網(wǎng)的推薦。
[0010]INDE參考架構(gòu)的各種方面可以改進電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和管理。例如,INDE參考架構(gòu)可以包括用于攜帶不同類型的數(shù)據(jù)的多個網(wǎng)絡(luò)總線,包括:(i)多個總線可以專用于不同類型的數(shù)據(jù),例如運行.非運行數(shù)據(jù)、事件處理數(shù)據(jù)、電網(wǎng)連通性數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)位置數(shù)據(jù);以及
[11]使用多總線結(jié)構(gòu)允許向多個目的地遞送數(shù)據(jù)。多個總線可以包括單個總線中的不同分段,或者可以包括獨立的總線。多個總線可以用來向其他智能電網(wǎng)過程(例如,集中定位的控制器處的過程)傳送各種類型的數(shù)據(jù)。備選地,一個或者多個類型的數(shù)據(jù)可以使用與其他類型的數(shù)據(jù)相同的總線來傳輸(例如,在與運行.非運行數(shù)據(jù)相同的總線上傳輸事件處理數(shù)據(jù))。在此情況下,可以使用針對事件處理數(shù)據(jù)的特定協(xié)議來傳輸事件數(shù)據(jù)。
[0011]作為另一示例,INDE參考架構(gòu)可以包括電網(wǎng)中的分布式智能性,包括:(i)在電網(wǎng)的不同區(qū)段中生成數(shù)據(jù)的設(shè)備(例如在變電站的感測設(shè)備、在客戶場所的計量表、線路傳感器);(ii)分析生成的數(shù)據(jù)的設(shè)備(例如在變電站、在功率線路上等以及在控制中心的事件處理,用于分析數(shù)據(jù)以確定是否已經(jīng)發(fā)生了特定事件),從而可以在電網(wǎng)中的不同點和.或在控制中心完成分析;以及(iii)自動地修改電網(wǎng)的區(qū)段的運行(例如基于確定的事件來修改在變電站的運行)的設(shè)備。
[0012]例如,在電網(wǎng)中位于電網(wǎng)主管方遠(yuǎn)程的個體部件可以包括智能性(例如處理和存儲能力)以便分析電網(wǎng)的狀態(tài)(例如分析故障)和.或自動地糾正故障。一個這樣的個體部件可以包括電網(wǎng)中的變電站,該變電站可以包括傳感器、至少一個處理器和至少一個存儲設(shè)備。變電站可以使用傳感器感測電網(wǎng)區(qū)段的數(shù)據(jù),并且可以使用處理器和存儲設(shè)備分析感測的數(shù)據(jù)以確定電網(wǎng)區(qū)段的狀態(tài)(例如確定在電網(wǎng)的區(qū)段中是否有故障)和.或可以自動地糾正確定的故障。以此方式,變電站可以在需要電網(wǎng)的主管方接收感測數(shù)據(jù)之前和.或在需要主管方分析感測數(shù)據(jù)之前自動地改變電網(wǎng)的區(qū)段的至少一個控制方面。
[0013]作為另一示例,在電網(wǎng)中的本身智能的個體部件可以一起配合以分析和.或控制電網(wǎng)的狀態(tài)。使用具有多個總線的附加通信能力,在電網(wǎng)現(xiàn)場中的部件可以交換信息,例如從電網(wǎng)感測的數(shù)據(jù)和.或經(jīng)由分析而確定的故障?,F(xiàn)場部件因此可以一起工作(有或者沒有主管方)以確定電網(wǎng)的狀態(tài)和.或糾正電網(wǎng)中的故障。
[0014]分布式智能性還可以包括分布式儲存。例如,在電網(wǎng)中的設(shè)備(例如變電站)可以具有與它們關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)儲存。數(shù)據(jù)儲存可以鄰近于變電站(例如與變電站中的處理器關(guān)聯(lián))。在電網(wǎng)中的設(shè)備可以在數(shù)據(jù)儲存中存儲數(shù)據(jù)(包括傳感器數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等)。在電網(wǎng)中的設(shè)備繼而可以向控制中心發(fā)送指向數(shù)據(jù)存儲位置的鏈接(例如指向數(shù)據(jù)儲存中容納數(shù)據(jù)的地址的指針)。控制中心可以在中央數(shù)據(jù)儲存(例如數(shù)據(jù)庫)中存儲該鏈接。因此,當(dāng)控制中心希望獲得數(shù)據(jù)時,中央控制可以訪問中央數(shù)據(jù)儲存中的鏈接,向電網(wǎng)設(shè)備(例如變電站)發(fā)送請求與鏈接關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的請求,并且從電網(wǎng)設(shè)備接收包括與鏈接關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的響應(yīng)。
[0015]作為又一示例,INDS可以在若干方面改進電網(wǎng)的管理,包括電網(wǎng)狀態(tài)測量、非運行性收集和存儲、事件管理、需求減少信令、斷電智能、故障智能、遠(yuǎn)程資產(chǎn)監(jiān)測(包括監(jiān)測電網(wǎng)內(nèi)的一個或者多個資產(chǎn))、功率質(zhì)量監(jiān)測(例如電流.電壓波形的純度)、系統(tǒng)性能測量(例如關(guān)于功率接通還是關(guān)斷的可靠性)、工作訂單啟動、元數(shù)據(jù)管理、通知代理、計量表數(shù)據(jù)收集、事務(wù)分析、電網(wǎng)控制過程和實時分析。
[0016]在又一示例中,INDS可以通過利用INDE參考架構(gòu)的模塊化設(shè)計的優(yōu)點來改進電網(wǎng)的管理。這可以允許與當(dāng)前所用不同的業(yè)務(wù)模型(例如通過外包一個或者多個功能)并且允許對多個電網(wǎng)的高效管理。在又一示例中,可以分析特定電網(wǎng)以便確定應(yīng)用INDE參考架構(gòu)或者INDS的哪些方面以升級特定電網(wǎng)的運行。
[0017]其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點將在考察以下附圖和具體描述時為本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚或者變得為本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚。旨在于讓所有這樣的附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點囊括于本說明書中、在本發(fā)明的范圍內(nèi)并且受所附權(quán)利要求保護。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1A-圖1C是電網(wǎng)的總體架構(gòu)的一個示例的框圖。
[0019]圖2是圖1中繪出的INDE核心的框圖。
[0020]圖3A-圖3C是電網(wǎng)的總體架構(gòu)的另一示例的框圖。
[0021]圖4是圖1和圖3中所示INDE變電站的框圖。
[0022]圖5A-圖5B是圖1和圖3中繪出的INDE設(shè)備的框圖。
[0023]圖6A-圖6C是電網(wǎng)的總體架構(gòu)的又一示例的框圖。
[0024]圖7是電網(wǎng)的總體架構(gòu)的又一示例的框圖。
[0025]圖8是包括可觀測性過程的一些示例的列舉的框圖。
[0026]圖9A-圖9B示出了電網(wǎng)狀態(tài)測量和運行過程的流程圖。
[0027]圖10示出了非運行數(shù)據(jù)過程的流程圖。
[0028]圖11示出了事件管理過程的流程圖。[0029]圖12A-圖12C示出了需求響應(yīng)(DR)信令過程的流程圖。
[0030]圖13A-圖13B示出了斷電智能過程的流程圖。
[0031]圖14A-圖14C示出了故障智能過程的流程圖。
[0032]圖15A-圖15B示出了元數(shù)據(jù)管理過程的流程圖。
[0033]圖16示出了通知代理過程的流程圖。
[0034]圖17示出了收集計量表數(shù)據(jù)(AMI)過程的流程圖。
[0035]圖18A-圖18D是可以用來代表基線連通性數(shù)據(jù)庫的實體關(guān)系圖的示例。
[0036]圖19A-圖19B示出了藍本進度流程圖的示例。
【具體實施方式】
[0037]概括而言,下文描述的優(yōu)選實施方式涉及用于管理電網(wǎng)的方法和系統(tǒng)。如下文具體討論的那樣,某些方面涉及電網(wǎng)本身(包括電功率傳輸和.或電力配送中的硬件和軟件)。另外,某些方面涉及電網(wǎng)的集中管理的功能性能力。這些功能性能力可以分組為運行和應(yīng)用這兩類。運行服務(wù)允許電力機構(gòu)監(jiān)測和管理智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施(例如應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、月艮務(wù)器、傳感器等)。
[0038]如下文具體討論的那樣,應(yīng)用能力可以涉及電網(wǎng)本身的測量和控制。特別地,應(yīng)用服務(wù)實現(xiàn)對于智能電網(wǎng)可能重要的功能并且可以包括:(I)數(shù)據(jù)收集過程;(2)數(shù)據(jù)分類和持續(xù)過程;以及⑶可觀測性過程。如下文具體討論的那樣,使用這些過程允許“觀測”電網(wǎng)、分析數(shù)據(jù)并且導(dǎo)出關(guān)于電網(wǎng)的信息。
[0039]INDE高級架構(gòu)描述
[0040]總體架構(gòu)
[0041]參照相似標(biāo)號指代相似元件的附圖,圖1示出了 INDE的總體架構(gòu)的一個示例。此架構(gòu)可以充當(dāng)提供對智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)的端到端收集、傳送、存儲和管理的參考模型;它也可以提供分析和分析管理以及將前述內(nèi)容集成到電力機構(gòu)過程和系統(tǒng)中。因此,它可以視為企業(yè)范圍的架構(gòu)。下文具體討論某些元件,例如電網(wǎng)本身的運行管理和方面。
[0042]圖1A-圖1C中所示架構(gòu)可以包括多達四個數(shù)據(jù)和集成總線:(I)高速傳感器數(shù)據(jù)總線146(可以包括運行和非運行數(shù)據(jù));(2)專用事件處理總線147(可以包括事件數(shù)據(jù));(3)運行服務(wù)總線130(可以適于向電力機構(gòu)內(nèi)勤應(yīng)用提供關(guān)于智能電網(wǎng)的信息);以及(4)用于內(nèi)勤IT系統(tǒng)的企業(yè)服務(wù)總線(在圖1A-圖1C中表示為用于服務(wù)于企業(yè)IT115的企業(yè)集成環(huán)境總線114)??梢杂靡环N或者多種方式實現(xiàn)獨立的數(shù)據(jù)總線。例如兩個或者多個數(shù)據(jù)總線(例如高速傳感器數(shù)據(jù)總線146和事件處理總線147)可以是單個數(shù)據(jù)總線中的不同分段。特別地,總線可以具有分段式結(jié)構(gòu)或者平臺。如下文具體討論的那樣,硬件和.或軟件(諸如一個或者多個交換機)可以用來在數(shù)據(jù)總線的不同分段上對數(shù)據(jù)進行路由。
[0043]作為另一示例,兩個或者更多數(shù)據(jù)總線可以在獨立的總線上,例如獨立的物理總線(傳送數(shù)據(jù)所需的硬件在獨立的總線上)。特別地,每個總線可以包括相互分離的電纜布線。另外,一些或者所有獨立總線可以是相同類型。例如一個或者多個總線可以包括局域網(wǎng)(LAN),例如通過無屏蔽雙絞線和W1-Fi的以太網(wǎng)回。如下文具體討論的那樣,硬件和.或軟件(例如路由器)可以用來將數(shù)據(jù)路由到不同物理總線之中的一個總線上。[0044]作為又一示例,兩個或者更多總線可以在單個總線結(jié)構(gòu)中的不同分段上,并且一個或者多個總線可以在獨立的物理總線上。特別地,高速傳感器數(shù)據(jù)總線146和事件處理總線147可以是單個數(shù)據(jù)總線中的不同分段,而企業(yè)集成環(huán)境總線114可以在物理上獨立的總線上。
[0045]盡管圖1A-圖1C描繪了四個總線,但是更少或者更多數(shù)目的總線可以用來承載四個列舉類型的數(shù)據(jù)。如下文討論的那樣,例如單個無分段總線可以用來傳送傳感器數(shù)據(jù)和事件處理數(shù)據(jù)(使總線總數(shù)為三)。而且,系統(tǒng)可以在沒有運行服務(wù)總線130和.或企業(yè)集成環(huán)境總線114的情況下運行。
[0046]IT環(huán)境可以是SOA兼容的。面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)是一種計算機系統(tǒng)架構(gòu)樣式,用于在其整個生命周期中創(chuàng)建和使用被封裝為服務(wù)的業(yè)務(wù)過程。SOA還定義和提供IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以允許不同應(yīng)用交換數(shù)據(jù)并且參與業(yè)務(wù)過程。然而使用SOA和企業(yè)服務(wù)總線是可選的。
[0047]附圖示出了總體架構(gòu)內(nèi)的不同元件,例如以下元件:(I) INDE核心120 ; (2) INDE變電站180 ;以及(3) INDE設(shè)備188。在總體架構(gòu)內(nèi)的元件的此劃分是為了舉例說明。可以使用對元件的其他劃分。INDE架構(gòu)可以用來支持分布式和集中式電網(wǎng)智能方式并且提供用于應(yīng)對大規(guī)模實現(xiàn)的機制。
[0048]INDE參考架構(gòu)是可以實施的技術(shù)架構(gòu)的一個示例。如下文討論的那樣,它例如可以是元架構(gòu)的示例,其中元架構(gòu)是用來提供開發(fā)任何數(shù)目的具體技術(shù)架構(gòu)(各具體技術(shù)架構(gòu)用于相應(yīng)電力機構(gòu)方案)的起點。因此,特定電力機構(gòu)的具體方案可以包括INDE參考架構(gòu)中的一個、一些或者所有元件。并且INDE參考架構(gòu)可以提供用于方案開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化起點。下文討論用于為特定電網(wǎng)確定具體技術(shù)架構(gòu)的方法。
[0049]INDE參考架構(gòu)可以是企業(yè)范圍架構(gòu)。它的目的可以是提供用于端到端管理電網(wǎng)數(shù)據(jù)以及分析這些數(shù)據(jù)和將這些數(shù)據(jù)集成到電力機構(gòu)系統(tǒng)和過程中的框架。由于智能電網(wǎng)技術(shù)影響電力機構(gòu)業(yè)務(wù)過程的每個方面,所以不僅在電網(wǎng)、運行和客戶場所級,而且在內(nèi)勤和企業(yè)級的效果也是不可忽視的。因而,INDE參考架構(gòu)例如可以并且確實參考企業(yè)級SOA以便支持用于接口目的的SOA環(huán)境。這并非要求電力機構(gòu)必須將它們的已有IT環(huán)境轉(zhuǎn)換成SOA才能構(gòu)建和使用智能電網(wǎng)。企業(yè)服務(wù)總線是一種用于促進IT集成的有用機制,但是它并非實施智能電網(wǎng)方案的其余內(nèi)容所必需的。下文討論著重于INDE智能電網(wǎng)元件的不同部件。
[0050]INDE 部件組
[0051]如上文討論的那樣,在INDE參考架構(gòu)中的不同部件可以例如包括:(I) INDE核心120 ; (2) INDE變電站180 ;以及(3) INDE設(shè)備188。以下章節(jié)討論INDE參考架構(gòu)的這三個示例元件組并且提供對各組的部件的描述。
[0052]INDE 核心
[0053]圖2示出了 INDE核心120,如圖1A-圖1C中所示,該INDE核心是INDE參考架構(gòu)可以駐留于運行控制中心中的部分。INDE核心120可以包含用于存儲電網(wǎng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)架構(gòu),以及用于分析以對該數(shù)據(jù)進行操作的集成方案。此數(shù)據(jù)架構(gòu)可以使用國際電工委員會(IEC)共同信息模型(CM)作為它的上層方案。IEC CM是已經(jīng)為IEC官方所采用的由電力行業(yè)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是允許應(yīng)用軟件交換與電網(wǎng)的配置和狀態(tài)有關(guān)的信肩、O
[0054]此外,此數(shù)據(jù)架構(gòu)可以利用聯(lián)盟中間件134以將其他類型的電力機構(gòu)數(shù)據(jù)(如例如計量表數(shù)據(jù)、運行和歷史數(shù)據(jù)、日志和事件文件)以及連通性和元數(shù)據(jù)文件連接到單個數(shù)據(jù)架構(gòu)中,該數(shù)據(jù)架構(gòu)可以具有單個進入點供包括企業(yè)應(yīng)用在內(nèi)的高級應(yīng)用訪問。實時系統(tǒng)也可以經(jīng)由高速數(shù)據(jù)總線訪問關(guān)鍵數(shù)據(jù)儲存,并且若干數(shù)據(jù)儲存可以接收實時數(shù)據(jù)。可以在智能電網(wǎng)中的一個或者多個總線內(nèi)傳送不同類型的數(shù)據(jù)。如下文在INDE變電站180此節(jié)中討論的那樣,可以在變電站收集和本地存儲變電站數(shù)據(jù)。特別地,可與變電站關(guān)聯(lián)和鄰近的數(shù)據(jù)庫可以存儲變電站數(shù)據(jù)。也可以在變電站計算機執(zhí)行和在變電站數(shù)據(jù)庫存儲與變電站級有關(guān)的分析,并且可以向控制中心傳送所有或者部分?jǐn)?shù)據(jù)。
[0055]傳送的數(shù)據(jù)類型可以包括運行和非運行數(shù)據(jù)、事件、電網(wǎng)連通性數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)位置數(shù)據(jù)。運行數(shù)據(jù)可以包括但不限于:交換機狀態(tài)、饋送狀態(tài)、電容器狀態(tài)、區(qū)段狀態(tài)、計量表狀態(tài)、FCI狀態(tài)、線路傳感器狀態(tài)、電壓、電流、有效功率、無效功率等。非運行數(shù)據(jù)可以包括但不限于:功率質(zhì)量、功率可靠性、資產(chǎn)狀況、壓力數(shù)據(jù)等??梢允褂眠\行.非運行數(shù)據(jù)總線146來傳送運行和非運行數(shù)據(jù)。在電網(wǎng)的電功率傳輸和.或電力配送中的數(shù)據(jù)收集應(yīng)用可以負(fù)責(zé)向運行.非運行數(shù)據(jù)總線146發(fā)送一些或者所有數(shù)據(jù)。以此方式,需要此信息的應(yīng)用可以能夠通過訂閱信息或者通過調(diào)用可以使數(shù)據(jù)可用的服務(wù)來獲得此數(shù)據(jù)。
[0056]如下文討論的那樣,事件可以包括源于作為智能電網(wǎng)一部分的各種設(shè)備和傳感器的消息和.或警報。可以直接從智能電網(wǎng)上的設(shè)備和傳感器生成以及由各種分析應(yīng)用基于來自這些傳感器和設(shè)備的測量數(shù)據(jù)來生成事件。事件的示例可以包括計量表斷電、計量表警報、變壓器斷電等。電網(wǎng)設(shè)備(智能功率傳感器(例如具有嵌入式處理器的傳感器,該傳感器可以被編程用于數(shù)字處理能力)、溫度傳感器等)之類的電網(wǎng)部件、包括附加嵌入式處理(RTU等)的功率系統(tǒng)部件、智能計量表網(wǎng)絡(luò)(計量表狀況、計量表讀數(shù)等)和移動場力設(shè)備(斷電事件、工作訂單完成等)可以生成事件數(shù)據(jù)、運行和非運行數(shù)據(jù)??梢越?jīng)由事件總線147傳輸在智能電網(wǎng)內(nèi)生成的事件數(shù)據(jù)。
[0057]電網(wǎng)連通性數(shù)據(jù)可以限定電力機構(gòu)電網(wǎng)的布局??梢杂腥缦禄静季?,該布局限定電網(wǎng)部件(變電站、分段、饋送、變壓器、交換機、自動開關(guān)、計量表、傳感器、電力機構(gòu)極等)的物理布局及其在安裝時的互通性。基于電網(wǎng)內(nèi)的事件(部件失效、維護活動等),電網(wǎng)連通性可以在連續(xù)基礎(chǔ)上改變。如下文具體討論的那樣,數(shù)據(jù)如何存儲的結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)的組合允許對在各種以往事件的電網(wǎng)布局的歷史重建。當(dāng)對電力機構(gòu)電網(wǎng)進行修改時,可以定期從地理信息系統(tǒng)(GIS)提取電網(wǎng)連通性數(shù)據(jù),并且此信息在GIS應(yīng)用中更新。
[0058]網(wǎng)絡(luò)位置數(shù)據(jù)可以包括與通信網(wǎng)絡(luò)上的電網(wǎng)部件有關(guān)的信息。此信息可以用來向特定電網(wǎng)部件發(fā)送消息和信息。當(dāng)安裝新智能電網(wǎng)部件時,可以向智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中手動輸入網(wǎng)絡(luò)位置數(shù)據(jù),或者,在外部維護此信息的情況下,可以從資產(chǎn)管理系統(tǒng)提取該信息。
[0059]如下文具體討論的那樣,可以從電網(wǎng)中的各種部件(例如INDE變電站180和.或INDE設(shè)備188)發(fā)送數(shù)據(jù)??梢韵騃NDE核心120以無線方式、以有線方式或者以二者的組合方式發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以由電力機構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)160接收,其可以向路由設(shè)備190發(fā)送數(shù)據(jù)。路由設(shè)備190可以包括用于管理將數(shù)據(jù)路由到總線的分段上(當(dāng)總線包括分段式總線結(jié)構(gòu)時)或者獨立總線上的軟件和.或硬件。路由設(shè)備可以包括一個或者多個交換機或者路由器。路由設(shè)備190可以包括如下聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,該聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的軟件和硬件向一個或者多個總線路由和.或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。例如,路由設(shè)備190可以將運行和非運行數(shù)據(jù)路由至運行.非運行數(shù)據(jù)總線146。路由器也可以將事件數(shù)據(jù)路由至事件總線147。
[0060]路由設(shè)備190可以基于一種或者多種方法來確定如何為數(shù)據(jù)路由。例如,路由設(shè)備190可以檢查傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的一個或者多個頭部以確定是將數(shù)據(jù)路由到用于運行.非運行數(shù)據(jù)總線146的分段,還是路由到用于事件總線147的分段。特別地,在數(shù)據(jù)中的一個或者多個頭部可以指示數(shù)據(jù)是否為運行.非運行數(shù)據(jù)(使得路由設(shè)備190將該數(shù)據(jù)路由至運行.非運行數(shù)據(jù)總線146),或者數(shù)據(jù)是否為事件數(shù)據(jù)(使得路由設(shè)備190將該數(shù)據(jù)路由至事件總線147)。備選地,路由設(shè)備190可以檢查數(shù)據(jù)的凈荷,以確定數(shù)據(jù)類型(例如路由設(shè)備190可以檢查數(shù)據(jù)的格式以確定數(shù)據(jù)是運行.非運行數(shù)據(jù)還是事件數(shù)據(jù))。
[0061]儲存之一(例如存儲運行數(shù)據(jù)的運行數(shù)據(jù)倉庫137)可以實現(xiàn)為真正的分布式數(shù)據(jù)庫。另一儲存,即歷史庫(在圖1和圖2中標(biāo)識為歷史數(shù)據(jù)136)可以實現(xiàn)為分布式數(shù)據(jù)庫。這兩個數(shù)據(jù)庫的另一“端”可以位于INDE變電站180此組中(下文討論)。另外,可以經(jīng)由復(fù)雜事件處理總線向若干數(shù)據(jù)儲存中的任一個中直接存儲事件。特別地,事件可以存儲于事件日志135中,事件日志135可以是用于向事件總線137發(fā)布的所有事件的儲存庫。事件日志可以存儲以下各項中的一個、一些或者全部:事件ID ;事件類型;事件來源;事件優(yōu)先級;以及事件生成時間。事件總線147無需長期存儲事件從而為所有事件提供持續(xù)性。
[0062]數(shù)據(jù)的存儲可以是這樣的,使得數(shù)據(jù)盡可能或者可行地靠近其來源。在一種實施方式中,這例如可以包括在INDE變電站180存儲變電站數(shù)據(jù)。但是也可能在運行控制中心級116需要此數(shù)據(jù),以進行在更精細(xì)的粒度考量電網(wǎng)的不同類型的決策。與分布式智能方式結(jié)合,可能已經(jīng)采用分布式數(shù)據(jù)方式,以通過使用可適用的數(shù)據(jù)庫鏈接和數(shù)據(jù)服務(wù)來促進方案所有層級的數(shù)據(jù)可用性。以此方式,用于歷史數(shù)據(jù)儲存的方案(可以在運行控制中心級116可訪問)可以類似于運行數(shù)據(jù)儲存的方案。數(shù)據(jù)可以本地存儲于變電站,并且在控制中心的儲存庫實例上配置的數(shù)據(jù)庫鏈接提供在個體變電站處對該數(shù)據(jù)的訪問??梢允褂帽镜財?shù)據(jù)儲存在變電站本地執(zhí)行變電站分析。通過使用數(shù)據(jù)庫鏈接訪問本地變電站實例處的數(shù)據(jù),可以在運行控制中心級116處執(zhí)行歷史分析.匯總分析。備選地,數(shù)據(jù)可以集中存儲于INDE核心120。然而,給定可能需要從INDE設(shè)備188傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,該數(shù)據(jù)可以優(yōu)選地存儲在INDE設(shè)備188處。特別地,如果有數(shù)以千計或者數(shù)以萬計的變電站(可能發(fā)生于電網(wǎng)中),則需要向INDE核心120傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量可能引起通信瓶頸。
[0063]最后,INDE核心120可以對電網(wǎng)中的INDE變電站180或者INDE設(shè)備188中的一個、一些或者全部進行編程或者控制(下文討論)。例如,INDE核心120可以修改編程(例如下載更新的程序)或者提供控制命令以控制INDE變電站180或者INDE設(shè)備188的任何方面(例如控制傳感器或者分析)。在圖2中未示出的其他元件可以包括各種集成元件以支持此邏輯架構(gòu)。
[0064]表I描述了如圖2中所示INDE核心120的某些元件。
[0065]
【權(quán)利要求】
1.一種用于促進與管理電網(wǎng)的中央電網(wǎng)設(shè)施通信的集成框架,所述集成框架包括: 多個電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件,被配置為生成所述電網(wǎng)內(nèi)的運行數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù); 與所述多個電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件通信的運行總線,所述運行總線被配置為從電網(wǎng)部件接收所述運行數(shù)據(jù),并且將所述運行數(shù)據(jù)傳送給所述中央電網(wǎng)設(shè)施,所述運行數(shù)據(jù)包括針對所述電網(wǎng)的至少一部分的電壓、電流、有功功率或者無功功率的實時測量;以及 與所述多個電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件通信的事件總線,所述事件總線被配置為從所述電網(wǎng)部件接收所述事件數(shù)據(jù),并且將所述事件數(shù)據(jù)傳送給所述中央電網(wǎng)設(shè)施,所述事件數(shù)據(jù)獨立于所述運行數(shù)據(jù),所述事件數(shù)據(jù)區(qū)別于所述實時測量并且從所述實時測量導(dǎo)出,并且包括基于所述至少一個實時測量的關(guān)于所述電網(wǎng)的運行的至少一個分析確定, 其中所述運行數(shù)據(jù)經(jīng)由所述運行總線傳送而不經(jīng)由所述事件總線傳送,以及 其中所述事件數(shù)據(jù)經(jīng)由所述事件總線傳送而不經(jīng)由所述運行總線傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成框架,還包括路由器,用于分析接收到的數(shù)據(jù)的至少一部分,以及將所述數(shù)據(jù)路由至所述運行總線和所述事件總線之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成框架,其中所述路由器分析所述數(shù)據(jù)中的至少一個頭部,以確定是將所述數(shù)據(jù)路由至所述操作總線還是所述事件總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成框架,其中所述路由器位于所述中央電網(wǎng)設(shè)施處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成框架,其中所述運行總線還傳送非運行數(shù)據(jù),所述非運行數(shù)據(jù)包括以下至少一個:功率質(zhì)量、功率可靠性、資產(chǎn)狀況和壓力數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成框架,還包括服務(wù)總線,用于在所述中央電網(wǎng)設(shè)施與計費系統(tǒng)之間進行通信,所述服務(wù)總線獨立于所述運行總線和所述事件總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成架構(gòu),其中所述運行總線可操作地連接至操作數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫以及以下至少一個:斷電管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和配送管理系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成框架,其中所述操作總線可操作地連接至所述操作數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫以及所述斷電管理系統(tǒng)、所述能源管理系統(tǒng)和所述配送管理系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成框架,其中所述事件總線可操作地連接至事件日志存儲數(shù)據(jù)庫以及以下至少一個:斷電管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和配送管理系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成框架,其中所述事件總線可操作地連接至所述事件日志存儲數(shù)據(jù)庫以及所述斷電管理系統(tǒng)、所述能源管理系統(tǒng)和所述配送管理系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成框架,其中所述電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件還包括一個或多個智能計量表網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成框架,其中所述運行總線被配置為: 根據(jù)至少一個事件模式對多個事件流進行過濾,以解釋所述多個事件流;以及 將所述多個事件流的所述解釋至少發(fā)送至所述中央電網(wǎng)設(shè)施。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成框架,還包括: 服務(wù)器,所述服務(wù)器與所述運行總線和所述事件總線耦合,并且被配置為接收和存儲所述運行數(shù)據(jù),所述服務(wù)器還被配置為: 關(guān)于至少一個規(guī)則分析所述運行數(shù)據(jù); 基于所述分析生成至少一個事件;以及 將所述至少一個事件發(fā)送給至少一個所述電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件,以觸發(fā)所述電網(wǎng)的至少一個分段內(nèi)的自愈。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成框架,其中所述服務(wù)器駐留在所述電網(wǎng)的變電站中,其中所述至少一個事件觸發(fā)對所述變電站的運行的修改。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成框架,其中所述服務(wù)器還被配置為生成工作訂單以便向所述中央電網(wǎng)設(shè)施傳輸。
16.—種用于向管理電網(wǎng)的中央電網(wǎng)設(shè)施傳送數(shù)據(jù)的方法,所述方法包括: 至少部分無線地并且由變電站,在運行總線上向所述中央電網(wǎng)設(shè)施傳送運行數(shù)據(jù),所述運行數(shù)據(jù)接收自所述變電站外部的多個電網(wǎng)部件和所述變電站內(nèi)的功率系統(tǒng)部件,并且包括針對所述電網(wǎng)的至少一部分的電壓、電流、有功功率或者無功功率的實時測量;以及 至少部分無線地并且由所述變電站,在事件總線上向所述中央電網(wǎng)設(shè)施傳送事件數(shù)據(jù),所述事件總線獨立于所述運行總線,所述事件數(shù)據(jù)由所述變電站的至少一個處理器生成,并且區(qū)別于所述至少一個實時測量并且從所述至少一個實時測量導(dǎo)出,所述事件數(shù)據(jù)還包括基于所述至少一個實時測量的關(guān)于所述電網(wǎng)的運行的至少一個分析確定, 其中所述運行數(shù)據(jù)經(jīng)由所述運行總線傳送而不經(jīng)由所述事件總線傳送,以及 其中所述事件數(shù)據(jù)經(jīng)由所述事件總線傳送而不經(jīng)由所述運行總線傳送。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,還包括: 由路由器分析接收到的數(shù)據(jù)的至少一部分;以及 由所述路由器基于對所述接收到的數(shù)據(jù)的所述分析,將所述數(shù)據(jù)路由至所述運行總線和所述事件總線之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述運行總線還傳送非運行數(shù)據(jù),所述非運行數(shù)據(jù)包括以下至少一個:功率質(zhì)量、功率可靠性、資產(chǎn)狀況和壓力數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件還包括一個或多個智能計量表網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,還包括: 由所述事件總線根據(jù)至少一個事件模式對多個事件流進行過濾,以解釋所述多個事件流;以及 由所述事件總線將所述多個事件流的所述解釋至少發(fā)送給所述多個電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件中的至少一個。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,還包括: 由于所述運行總線和所述事件總線耦合的服務(wù)器接收和存儲所述運行數(shù)據(jù); 由所述服務(wù)器關(guān)于至少一個規(guī)則來分析所述運行數(shù)據(jù); 由所述服務(wù)器基于所述分析來生成至少一個事件;以及 由所述服務(wù)器將所述至少一個事件發(fā)送給至少一個所述電網(wǎng)和功率系統(tǒng)部件,以觸發(fā)所述電網(wǎng)的至少一個分段內(nèi)的自愈。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中所述服務(wù)器駐留在所述電網(wǎng)的所述變電站中,還包括: 由所述服務(wù)器基于所述至少一個事件來觸發(fā)對所述變電站的運行的修改。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,還包括: 由所述服務(wù)器生成工作訂單,以便向所述中央電網(wǎng)設(shè)施傳輸。
【文檔編號】H02J3/00GK103762723SQ201410035483
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2008年5月9日
【發(fā)明者】J·D·塔夫特 申請人:埃森哲環(huán)球服務(wù)有限公司
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