СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2014 года по МПК H02J3/00 H02J13/00 H04L12/00 H04L12/54 G05B19/00 G05B19/42 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системе и способу для управления электроэнергетической системой и, более конкретно, к системе и к способу для сбора данных в разных частях электроэнергетической системы и анализа собранных данных для управления электроэнергетической системой.

Уровень техники

Электроэнергетическая система может включать в себя генерирование электроэнергии, и/или передачу электроэнергии, и/или распределение электроэнергии. Электроэнергия может генерироваться с использованием электростанций, таких как угольные тепловые электростанции, атомные электростанции и т.д. С целью повышения эффективности, напряжение генерируемой электроэнергии повышают до очень высокого уровня (такого как 345 кВ) и передают через линии электроэнергетической системы. Линии электроэнергетической системы могут передавать электроэнергию на большие расстояния, например, по линиям электроэнергетической системы штата или через международные границы, до тех пор, пока она не достигнет своего потребителя, занимающегося оптовой продажей, который может представлять собой компанию, которой принадлежит локальная сеть распределения. Линии электроэнергетической системы могут заканчиваться в подстанции передачи, на которой может осуществляться снижение очень высокого уровня напряжения до промежуточного напряжения (такого, как 138 кВ). Из подстанции электроэнергетической системы меньшие линии электроэнергетической системы (такие как вспомогательные линии электроэнергетической системы) передают промежуточное напряжение в распределительные подстанции. В распределительных подстанциях промежуточное напряжение снова может быть понижено до "среднего напряжения" (например, от 4 кВ до 23 кВ). Одна или больше подающих цепей могут исходить из распределительных подстанций. Например, от четырех до десяти распределительных цепей могут исходить из распределительной подстанции. Подающая цепь представляет собой 3-х фазную цепь, содержащую 4 провода (три провода для каждой из 3 фаз и один провод нейтральный). Подающие цепи могут быть направлены либо над землей (на опорах), либо под землей. Напряжение подающих цепей может быть периодически отобрано, используя распределительные трансформаторы, которые понижают напряжение со "среднего напряжения" до напряжения потребителя (например, 120В). Напряжение потребителя может затем использоваться потребителем.

Одна или более энергетических компаний могут управлять электроэнергетической системой, включая в себя управление отказами, техническое обслуживание и обновления, относящиеся к электроэнергетическим системам. Однако управление электроэнергетической системой часто неэффективно и дорого стоит. Например, энергетическая компания, которая управляет локальной распределительной сетью, может выполнять управление в случае отказов сети, которые могут возникать в цепях подачи электроэнергии или в цепях, называемых поперечными цепями, которые представляют собой ответвления от цепей подачи электроэнергии. Управление локальной распределительной сетью часто происходит на основе телефонных звонков потребителей, вызванных перерывом в работе, или связано с полевыми работами сотрудников, которые осуществляют проверку локальной распределительной сети на местах.

Энергетические компании постоянно пытаются модернизировать электроэнергетические системы, используя цифровую технологию, иногда называемую "интеллектуальной энергосистемой". Например, более интеллектуальные счетчики (иногда называемые "интеллектуальными счетчиками") представляют собой определенный тип усовершенствованного счетчика, который более подробно идентифицирует потребление, чем обычный счетчик. Интеллектуальный счетчик может затем передавать свою информацию через какую-нибудь сеть обратно в локальную коммунальную службу для мониторинга и с целью начисления счетов (телеметрия). Хотя все эти достигнутые в последнее время усовершенствования и обновления электроэнергетической системы являются полезными, требуется дополнительное усовершенствование. Поступили отчеты о том, что только в Соединенных Штатах половина генерируемой электроэнергии не используется, половина пропускной способности сетей электроэнергетической системы на большое расстояние не используется, и две трети локального распределения в стране не используются. Поэтому, очевидно, существует потребность в улучшении управления сетями электроэнергетической системы.

Сущность изобретения

Предложена интеллектуальная энергосистема для улучшения управлением энергетической системой общего пользования. Интеллектуальная энергосистема, как раскрыто в настоящем описании, включает в себя использование датчиков в различных частях энергосистемы, использование технологий передачи данных и вычислительных технологий (таких как дополнительные структуры шины) для обновления существующей электроэнергетической системы так, чтобы она могла работать более эффективно и надежно, и для поддержания дополнительных услуг для потребителей. Интеллектуальная энергосистема, как раскрыто в данном описании, может обновлять традиционные сети или "системы" передачи и распределения электроэнергии, например, путем использования надежной двунаправленной передачи данных, усовершенствованных датчиков и распределенных компьютеров (включающих в себя дополнительные интеллектуальные возможности по передаче и/или распределению электроэнергии). Интеллектуальная энергосистема может дополнительно включать в себя дополнительные функции в центральном пункте управления для управления операциями, детектированием и коррекцией неисправностей, управления ресурсами и т.д.

Один пример системы управления, которая может выполнять управление интеллектуальной энергосистемой, раскрытой ниже, представляет собой Эталонную архитектуру информационного предприятия интеллектуальной энергосистемой (ниже сокращенно называется INDE). Эталонная архитектура INDE обеспечивает интегрирование интеллектуальных или "умных" энергосетей в индустрию по производству электроэнергии (или другие виды индустрии). Кроме того, управление электроэнергетической системой может быть улучшено при использовании услуг передачи данных по интеллектуальной энергосистеме (ниже сокращенно называются INDS). Ниже раскрыт набор процессов и ресурсов, которые помогают разрабатывать интеллектуальные энергосистемы. Такой набор ресурсов и способов содержит набор решений INDE. INDE включает в себя: эталонную архитектуру INDE, которая может содержать шаблон для данных широкой интеллектуальной энергосистемы, а также для управления аналитическими данными и интегрированием предприятия; аналитические средства и средства получения данных и обработки в режиме реального времени, которые могут включать в себя распределенные архитектуры и воплощение аналитических средств для высокоскоростного анализа интеллектуальных энергосистем; ресурсы для транспортирования данных и архитектуры сохранения данных, которые могут включать в себя элементы решения при управлении данными на основе открытых стандартов; аналитические приложения для транзакций конечного пользователя, которые могут включать в себя воплощение широкого диапазона характеристик систем, охватывающих анализ, качество электроэнергии, степень использования ресурсов сети и управление ресурсами сети; и процесс развития интеллектуальной энергосистемы, который может содержать методику анализа существующей сети для предоставления определенных коммунальных услуг и определять рекомендации для улучшения текущей сети для предоставления определенных коммунальных услуг в одном или больше аспектах интеллектуальной энергосистемой.

Различные аспекты эталонной архитектуры INDE могут улучшать структуру и управление сетями электроснабжения. Например, эталонная архитектура INDE может включать в себя множество сетевых шин для передачи данных различных типов, включающих в себя: (i) множество шин могут быть специально выделены для различных типов данных, таких как рабочие/не рабочие данные, данные о событии, данные о подключаемости сети и данные о местоположении сети; и (ii) используя структуру из множества шин, обеспечивается возможность доставки данных в множество мест назначения. Множество шин могут содержать разные сегменты в одной шине или могут содержать отдельные шины. Множество шин можно использовать для транспортирования различных типов данных в другие процессы интеллектуальной энергосистемой (такие как контроллер с центральным расположением). В качестве альтернативы, один или более типов данных можно передавать с использованием одной шины так же, как и другие типы данных (такие как данные о событии, передаваемые под одной и той же шине, что и рабочие /не рабочие данные). В этом случае, данные о событии могут быть переданы, используя специальный протокол для данных по обработке события.

В качестве другого примера, эталонная архитектура INDE может включать в себя распределенный интеллект в электроэнергетической системе, включающий в себя: (i) устройства, которые генерируют данные в разных частях энергосистемы (такие как измерительные устройства на подстанциях, счетчики в помещениях потребителей, датчики на линии); (ii) устройства, которые анализируют генерируемые данные (такие как обработка событий на подстанциях, на линии электроэнергетической системы и т.д., и центр управления для анализа данных, для определения, произошло ли конкретное событие) таким образом, что анализ может быть выполнен в разных точках в сети электропитания и/или в центре управления; и (iii) устройства, которые автоматически модифицируют работу участка электроэнергетической системы (например, модифицируют работу на подстанции на основе определенного события).

Например, отдельные компоненты в электроэнергетической системе, которые являются удаленными от центрального органа управления электроэнергетической системой, могут включать в себя интеллектуальные свойства (такие как возможности по обработке и сохранению данных) для анализа состояния сетей электроэнергетической системы (такого как анализ неисправности) и/или для автоматического исправления неисправностей. Один такой индивидуальный компонент может содержать подстанцию электроэнергетической системы, которая может включать в себя датчики, по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одно устройство - накопитель. Подстанция может использовать датчик для определения данных для участка электроэнергетической системы и может использовать анализ определяемых данных с помощью процессора и устройства накопления, для определения состояния участка электроэнергетической системы (например, определение, возникла ли неисправность на участке электроэнергетической системы), и/или может автоматически корректировать определенную неисправность. Таким образом, подстанция может автоматически изменять по меньшей мере один аспект управления участком электроэнергетической системы до запроса от центрального органа управления электроэнергетической системы, который принимает измеренные данные, и/или до запроса центрального органа управления, анализирующего измеренные данные.

В качестве другого примера, отдельные компоненты в электроэнергетической системе, которые являются интеллектуальными сами по себе, могут взаимодействовать для анализа и/или управления состоянием электроэнергетической системы. Используя дополнительную возможность передачи данных по множеству шин, компоненты в области электроэнергетической системы могут выполнять обмен информацией, например данными, определенными в электроэнергетической системе, и/или отказами, определенными в результате анализа. Развернутые компоненты могут, таким образом, работать вместе с или без центрального органа управления, для определения состояния электроэнергетической системы и/или коррекции отказов в электроэнергетической системе.

Распределенные интеллектуальные способности могут дополнительно включать в себя распределенное сохранение. Например, устройства электроэнергетической системы (такие как подстанции) могут иметь накопители данных, связанные с ними. Накопитель данных может быть расположен рядом с подстанцией (например, может быть связан с процессором подстанции). Устройства электроэнергетической системы могут сохранять данные в накопителе данных (включающем в себя данные датчика, аналитические данные и т.д.). Устройства электроэнергетической системы могут затем передавать в центр управления ссылку на место сохранения данных (например, указатель на адрес, по которому содержатся данные в устройстве сохранения). Центр управления может сохранять эту ссылку в центральном накопителе данных (таком как база данных). Таким образом, когда центр управления выполняет поиск возможности обновления данных, центральное управление может обращаться к соединению в центральном накопителе данных, передавать запрос в сетевое устройство (такое как подстанция) запрашивать данные, связанные с этим соединением, и принимать ответ из сетевого устройства, содержащий данные, связанные с соединением.

Еще в одном другом примере, INDS может улучшить управление электроэнергетической системой в нескольких аспектах, включающих в себя измерение состояния электроэнергетической системы, не влияющее на рабочий сбор и сохранение данных, управление событиями, уменьшение объема передаваемых сигналов, интеллектуальные свойства анализа простоя, интеллектуальные свойства анализа неисправностей, мониторинг удаленными ресурсами (включая в себя мониторинг одним или больше ресурсом в пределах электроэнергетической системы), мониторинг качества электропитания (например, множество форм колебаний тока/напряжения), измерение рабочих характеристик системы (таких как надежность, в отношении того, является ли питание включенным или выключенным), инициирование порядка работы, управление метаданными, агент уведомления, сбор метаданных, анализ транзакции, процессы управления сетью и анализ в режиме реального времени.

В еще одном другом примере INDS может улучшать управление электроэнергетической системой, используя преимущество модульной конструкции эталонной архитектуры INDE. Это может позволить использовать другие модели бизнеса, кроме используемых в данный момент времени (такие как аутсорсинг (передача стороннему подрядчику некоторых функций) одной или больше функций), и обеспечивает возможность эффективного управления множеством сетей электропитания. В еще одном другом примере определенная электроэнергетическая система может быть проанализирована для определения, какие аспекты эталонной архитектуры INDE или INDS следует применять для обновления операций определенной сети электропитания.

Другие системы, способы, свойства и преимущества будут или станут понятными для специалиста в данной области техники после исследования следующих чертежей и подробного описания изобретения. При этом предполагается, что все такие дополнительные системы, способы, свойства и преимущества, которые должны быть включены в настоящее описание, находятся в пределах объема изобретения и должны быть защищены следующей формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1А-С показаны блок-схемы одного примера общей архитектуры сети электроснабжения.

На фиг.2 показана блок-схема ядра INDE, представленного на фиг.1.

На фиг.3А-С показаны блок-схемы другого примера общей архитектуры сети электропитания.

На фиг.4 показана блок-схема подстанции INDE, представленной на фиг.1 и 3.

На фиг.5А-В показаны блок-схемы устройства INDE, представленного на фиг.1А-С и 3А-С.

На фиг.6 показана блок-схема еще одного примера общей архитектуры сети электропитания.

На фиг.7 показана блок-схема другого примера общей архитектуры сети электропитания.

На фиг.8 показана блок-схема, включающая в себя список некоторых примеров процессов возможности наблюдения.

На фиг.9А-В представлены структурные схемы потока обработки в процессах измерения и операций состояния электроэнергетической системы.

На фиг.10 показана блок-схема последовательности операций процесса обработки не рабочих данных.

На фиг.11 показана блок-схема последовательности операций процессов управления событием.

На фиг.12А-С иллюстрируются схемы потока обработки процессов передачи сигналов в ответе на запрос (DR).

На фиг.13А-В иллюстрируются блок-схемы процессов интеллектуального анализа простоя в работе.

На фиг.14А-С иллюстрируются блок-схемы последовательности операций процессов интеллектуального анализа отказа.

На фиг.15А-В иллюстрируются блок-схемы последовательности операций процессов управления метаданными.

На фиг.16 иллюстрируется блок-схема последовательности операций процесса агента уведомления.

На фиг.17 иллюстрируется блок-схема последовательности операций процессов сбора измеренных данных (AMI).

На фиг.18A-D показан пример схемы взаимозависимости объекта, которую можно использовать для представления базы данных подключаемости на уровне базовой линии.

На фиг.19А-В иллюстрируется пример графика потока разработки детального плана.

Подробное описание изобретения

В качестве общего обзора предпочтительные варианты воплощения, описанные ниже, относятся к способу и системе для управления электроэнергетической системой. Как более подробно описано ниже, определенные аспекты относятся к самой сети электроснабжения (включающие в себя аппаратные средства и программное средство при передаче электроэнергии и/или распределении электричества). Кроме того, определенные аспекты относятся к функциональным возможностям центрального управления электроэнергетической системой. Эти функциональные возможности могут быть сгруппированы по двум категориям - операции и применения. Услуги операций позволяют коммунальному предприятию отслеживать и управлять инфраструктурой интеллектуальной электроэнергетической системы (такой как применение, сеть, серверы, датчики и т.д.).

Как более подробно описано ниже, возможности применения могут относиться к измерениям и управлению самой сетью. В частности, услуги приложений обеспечивают возможность выполнения функций, которые могут быть важны для самой интеллектуальной энергосистемы, и могут включать в себя: (1) процессы сбора данных; (2) процессы установления категорий для данных и процессы обеспечения постоянства характеристик; и (3) процессы, обеспечивающие возможность наблюдения. Как более подробно описано ниже, используя эти процессы, обеспечивается возможность "наблюдать" за сетью, анализировать данные и получать информацию о сети.

Описание архитектуры высокого уровня INDE

Общая архитектура

Возвращаясь к чертежам, на которых одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены одинаковые элементы, на фиг. 1А-С представлен один пример общей архитектуры INDE. Эта архитектура может использоваться как опорная модель, которая обеспечивает сбор данных из конца в конец, транспортирование, сохранение и управление данными интеллектуальной энергосистемой; она может также обеспечивать аналитические данные и аналитическое управление, а также интеграцию предыдущего в процессы и системы коммунальной службы. Следовательно, ее можно рассматривать как архитектуру в масштабах предприятия. Определенные элементы, такие как оперативное управление и аспекты самой сети, более подробно описаны ниже.

Архитектура, представленная на фиг.1А-С, может включать в себя вплоть до четырех шин данных и интегрирования: (1) шина 146 высокоскоростных данных датчика (которые могут включать в себя рабочие и не рабочие данные); (2) специально выделенная шина 147 обработки события (которое может включать в себя данные события); (3) шина 130 операционной услуги (которая может использоваться для предоставления информации об интеллектуальной энергосистемой обратно в приложение операционного отдела предприятия коммунальной службы); и (4) шина услуги предприятия для систем информационных технологий операционного отдела (показаны на фиг.1А-С как шина 114 среды интегрирования) предприятия, предназначенная для обслуживающего предприятия информационных технологий 115. Отдельные шины для передачи данных могут быть сформированы одним или больше способами. Например, две или больше шин передачи данных, такие как шина 146 высокоскоростной передачи данных датчиков и шина 147 обработки события, могут представлять собой разные сегменты одной шины передачи данных. В частности, шины могут иметь сегментированную структуру или платформу. Как более подробно описано ниже, аппаратные и/или программные средства, такие как один или больше переключателей, можно использовать для направления данных по разным сегментам шины передачи данных.

В качестве другого примера, две или больше шины передачи данных могут быть построены на отдельных шинах, таких как отдельные физические шины с использованием аппаратных средств, необходимых для транспортирования данных по отдельным шинам. В частности, каждая из шин может включать в себя кабели, отдельные друг от друга. Кроме того, некоторые или все из отдельных шин могут быть одного типа. Например, одна или больше шин могут содержать локальную сеть (ЛВС), такую как Ethernet®, организованную по неэкранированному кабелю с витой парой и Wi-Fi. Как более подробно описано ниже, аппаратные средства и/или программные средства, такие как маршрутизатор, могут использоваться для направления данных среди данных в одну шину из разных физических шин.

В качестве другого примера, две или больше шины могут быть организованы в разных сегментах в отдельной структуре шины, и одна или больше шин могут быть организованы в виде отдельных физических шин. В частности, шина 146 высокоскоростной передачи данных датчиков и шина 147 обработки события могут представлять собой разные сегменты в одной шине передачи данных, в то время как шина среды 114 интегрирования предприятия может представлять собой физически отдельную шину.

Хотя на фиг.1А-С представлены четыре шины, меньшее или большее количество шин может использоваться для передачи четырех описанных типов данных. Например, отдельная несегментированная шина может использоваться для передачи данных датчика и данных обработки события (сводя общее количество шин к трем), как описано ниже. И система может работать без шины 130 операционных услуг и/или шины 114 среды интегрирования предприятия.

Среда IT может быть SOA-совместимой. Архитектура, ориентированная на услугу (SOA), представляет собой архитектурный стиль компьютерной системы для формирования и использования процессов для бизнеса, упакованных как услуги, в течение их жизненного цикла. SOA также определяет и предусматривает IT инфраструктуру, которая обеспечивает для различных приложений возможность обмена данными и участие в процессах, направленных на бизнес. Хотя использование SOA и шины обслуживания предприятия является необязательным.

На фигурах представлены разные элементы в пределах общей архитектуры, такие как следующие: (1) ядро 120 INDE; (2) подстанция 180 INDE; и (3) устройство 188 INDE. Такое разделение элементов в пределах общей архитектуры представлено с целью иллюстрации. Можно использовать другое разделение элементов. Архитектура INDE может использоваться для поддержки как распределенного, так и централизованного подходов к интеллектуальной энергосистеме и для предоставления механизмов, обеспечивающих возможность работы в масштабе крупных воплощений.

Эталонная архитектура INDE представляет собой один пример технической архитектуры, которая может быть воплощена. Например, она может представлять собой пример мета-архитектуры, используемой для предоставления исходной точки для развития любого количества конкретных технических архитектур, по одной для каждого из решений коммунальной службы, как описано ниже. Таким образом, конкретное решение для конкретных коммунальных служб также может включать в себя один, некоторые или все из элементов эталонной архитектуры INDE. И эталонная архитектура INDE может предоставлять стандартизированную исходную точку для развития решения. Ниже описана методология определения конкретной технической архитектуры для определенной электрораспределительной сети.

Эталонная архитектура INDE может представлять собой архитектуру для всего предприятия. Ее назначение может состоять в том, чтобы обеспечивать основу для управления из конца в конец данными электроэнергетической системы и также обеспечить анализ и интегрирование их в системы и процессы коммунального обслуживания электроэнергетической системы. Поскольку такие технологии интеллектуальной электроэнергетической системы влияют на каждый аспект бизнес-процессов коммунального обслуживания, следует учитывать, что и эти эффекты существуют не только на уровне сети, операций и на уровне помещения потребителя, но также и на уровне операционного отдела и уровне предприятия. Следовательно, эталонная архитектура INDE может обращаться и в действительности обращается к уровню SOA предприятия, например, для поддержки среды SOA с целью формирования интерфейса. Такой подход не следует использовать как требование того, что коммунальные службы должны преобразовывать свою существующую IT среду в SOA прежде, чем интеллектуальная энергосистема сможет быть построена и сможет использоваться. Шина обслуживания предприятия представляет собой полезный механизм, который способствует интегрированию IT, но она не требуется для воплощения остального решения интеллектуальной энергосистемой. Приведенное ниже описание фокусируется на различных компонентах элементов интеллектуальной энергосистемой INDE.

Группы компонентов INDE

Как описано выше, разные компоненты в эталонной архитектуре INDE могут включать в себя, например: (1) ядро 120 INDE; (2) подстанцию 180 INDE; и (3) устройство 188 INDE. В следующих разделах описаны эти три примера групп элементов эталонной архитектуры INDE и предусмотрено описание компонентов каждой группы.

Ядро INDE

На фиг.2 показано ядро 120 INDE, которое представляет собой часть эталонной архитектуры INDE, которая может быть размещена в операционном центре управления, как показано на фиг. 1А-С. Ядро 120 INDE может содержать унифицированную архитектуру данных для сохранения данных сети и схемы интегрирования для обеспечения возможности для аналитиков работы с этими данными. Такая архитектура данных может использовать Общую информационную модель (CIM) Международной электротехнической комиссии (IEC, МЭК) как ее схему на самом высоком уровне. CIM IEC представляет собой стандарт, разработанный электроэнергетической промышленностью, который был официально принят IEC, с целью обеспечения возможности обмена информацией о конфигурации и состоянии электроэнергетической системы для программного обеспечения приложений.

Кроме того, такая архитектура данных может использовать межплатформенное программное обеспечение 134 федерации для подключения других типов коммунальных данных (таких как, например, данные измерений, рабочие данные и данные предыстории, файлы регистрации и файлы событий), и файлы обеспечения подключения, и файлы метаданных в одной архитектуре данных, которая может иметь одну точку входа для доступа к приложениям высокого уровня, включающим в себя приложения предприятия. Системы, работающие в режиме реального времени, могут также обращаться к хранилищам ключевых данных через шину высокоскоростной передачи данных, и несколько хранилищ могут принимать данные в режиме реального времени. Данные различных типов могут транспортироваться по одной или более шин в интеллектуальной энергосистеме. Как описано ниже, в блоке 180 подстанции INDE данные подстанции могут быть собраны и могут храниться локально на подстанции. В частности, база данных, которая может быть связана и может быть расположена рядом с подстанцией, может содержать данные подстанции. Аналитики, обращающиеся к уровню подстанции, также могут работать на компьютерах подстанции и сохранять результаты в базе данных подстанции, при этом все или часть данных могут быть переданы в центр управления.

Типы передаваемых данных могут включать в себя рабочие и не рабочие данные, события, данные обеспечения подключения сети и данные о местоположении в сети. Рабочие данные могут включать в себя, но не ограничиваются этим, состояние переключения, состояние линии подачи энергии, состояние конденсатора, состояние участка, состояние счетчика, состояние FCI, состояние датчика линии, напряжение, ток, активную мощность, реактивную мощность и т.д. Не рабочие данные могут включать в себя, но не ограничиваются этим, качество мощности, надежность мощности, общее состояние ресурса, данные о нагрузке и т.д. Рабочие и не рабочие данные могут быть транспортированы с использованием шины 146 рабочих/не рабочих данных. Приложение, занимающееся сбором данных при передаче электроэнергии и/или распределении электроэнергии в электрораспределительной сети, может быть ответственным за передачу некоторых или всех данных в шину 146 рабочих/не рабочих данных. Таким образом, приложения, которым требуется такая информация, могут быть выполнены с возможностью получения этих данных путем подписки на информацию или осуществление услуг, которые могут сделать эти данные доступными.

События могут включать в себя сообщения и/или сигналы тревоги, поступающие из различных устройств и датчиков, которые составляют часть интеллектуальной энергосистемы, как описано ниже. События могут быть непосредственно сгенерированы из устройств и датчиков интеллектуальной энергосистемой, а также могут быть сгенерированы различными аналитическими приложениями, на основе данных результатов измерения, полученных из этих датчиков и устройств. Примеры событий могут включать в себя перерыв в работе счетчика, сигнал тревоги измерителя, перерыв в работе трансформатора и т.д. Компоненты сети, такие как устройства сети (интеллектуальные датчики мощности (например, датчик со встроенным процессором, который может быть запрограммирован для обеспечения возможности цифровой обработки), датчики температуры и т.д.), компоненты энергетической системы, которые включают в себя дополнительные встроенные возможности обработки (RTU и т.д.), интеллектуальные энергосистемы счетчиков (состояние счетчика, показания счетчика и т.д.) и мобильные, установленные на местах устройства (события простоя в работе, порядок окончания работы и т.д.) могут генерировать данные события, рабочие и не рабочие данные. Данные события, генерируемые интеллектуальной энергосистемой, могут быть переданы через шину 147 события.

Данные о подключаемости сети могут определять общую компоновку сети коммунального предприятия. Может существовать базовая компоновка, которая определяет физическую компоновку компонентов сети (подстанции, сегменты, питающие линии, трансформаторы, переключатели, устройства автоматического повторного включения, измерители, датчики, столбы коммунальных служб и т.д.) и возможность их взаимного соединения во время установки. Основываясь на событиях в пределах сети (отказы компонентов, активность по техническому обслуживанию и т.д.), подключаемость сети может постоянно изменяться. Как более подробно описано ниже, структура того, как данные сохраняют, а также комбинация данных обеспечивает историческое воссоздание структуры сети в различные прошедшие моменты времени. Данные о подключаемости сети могут выделяться из системы Географической информации (ГИС) на периодической основе, по мере того как подготавливают модификации коммунальной сети, и такую информацию обновляют в приложении ГИС.

Данные о местоположении в сети могут включать в себя информацию о компоненте сети для сети передачи данных. Такую информацию можно использовать для передачи сообщений и информации в определенный компонент сети. Данные о местоположении в сети могут быть либо введены вручную в базу данных интеллектуальной энергосистемой, по мере того как новые компоненты интеллектуальной энергосистемой устанавливают или удаляют из системы управления ресурсами, если эта информация поддерживается извне.

Как описано более подробно ниже, данные могут быть переданы из различных компонентов сети (таких как подстанция 180 INDE и/или устройство 188 INDE). Эти данные могут быть переданы по проводам в ядро 120 INDE по беспроводным каналам, по проводам или используя комбинацию обоих подходов. Данные могут быть приняты в сетях 160 передачи данных коммунальной службы, которые могут передавать эти данные в устройство 190 направления по маршруту. Устройство 190 направления по маршруту может содержать программное средство и/или аппаратное средство для управления маршрутизацией данных в сегмент шины (когда шина содержит сегментированную структуру шины) или в отдельную шину. Устройства формирования маршрута может содержать один или больше переключателей или маршрутизатор. Устройство 190 направления по маршруту может содержать устройство подключения к сети, программное обеспечение и аппаратные средства которого направляют и/или передают данные по маршруту в одну или больше из шин. Например, устройство 190 направления по маршруту может выполнять маршрутизацию рабочих и не рабочих данных в шину 146 рабочих/не рабочих данных. Маршрутизатор также может направлять по маршруту данные события в шину 147 события.

Устройство 190 направления по маршруту может определять, как направлять данные, на основе одного или больше способов. Например, устройство направления 190 направления по маршруту может проверять один или больше заголовков передаваемых данных для определения, следует ли направлять эти данные в сегмент для шины 146 рабочих/не рабочих данных или в сегмент для шины 147 события. В частности, один или больше заголовков среди данных могут обозначать, являются ли данные рабочими/не рабочими данными (таким образом, что устройство 190 направления по маршруту направляет данные в шину 146 рабочих/не рабочих данных) или являются ли данные данными события (таким образом, что устройство 190 направления по маршруту направляет эти данные в шину 147 события). В качестве альтернативы, устройство 190 направления по маршруту может проверять полезную нагрузку данных для определения типа данных (например, устройство 190 направления по маршруту может проверять формат данных для определения, являются ли эти данные рабочими/не рабочими данными или данными события).

Один из накопителей, таких как хранилище 137 рабочих данных, в котором содержатся рабочие данные, может быть воплощен как действительно распределенная база данных. Другие из накопителей, в которых содержатся данные предыстории (идентифицированные как данные 136 предыстории на фиг.1 и 2), могут быть воплощены как распределенная база данных. Другие "концы" этих двух баз данных могут быть расположены в группе подстанции 180 INDE (описана ниже). Кроме того, события могут быть сохранены непосредственно в любом из нескольких накопителей данных через шину обработки сложных событий. В частности, события могут быть сохранены в журналах 135 регистрации событий, которые могут представлять собой хранилище для всех событий, которые были опубликованы в шине 147 событий. Журнал регистрации событий может сохранять один, некоторые или все из следующего: id события; тип события; источник события; приоритет события и время генерирования события. Шина 147 события не обязательно должна содержать долгосрочные события, обеспечивая сохранность для всех событий.

Накопление данных может осуществляться таким образом, что данные могут быть как можно ближе расположены к источнику, или может осуществляться удобным для осуществления на практике путем. В одном варианте осуществления это может включать в себя, например, сохранение данных подстанции в подстанции 180 INDE. Но такие данные также могут потребоваться на уровне 116 центра управления операциями для того, чтобы можно было принимать решения других типов, в которых учитывается уровень сети на значительно более гранулированном уровне. Совместно с подходом распределенных интеллектуальных возможностей может быть принят подход распределенных данных для того, чтобы способствовать доступности к данным на всех уровнях решения, благодаря использованию соединения с базой данных и с применимыми услугами данных. Таким образом, решение для сохранения данных предыстории (которые могут быть доступным на уровне 116 центра управления операциями) может быть аналогично принятому для хранилища рабочих данных. Данные могут быть сохранены локально на подстанции, и связи с базой данных, сконфигурированные в центре управления для экземпляра хранилища, позволяют обеспечивать доступ к данным в отдельных подстанциях. Аналитические средства подстанции могут работать локально на подстанции, используя локальное хранилище данных. Исторический/совместный анализ может быть выполнен на уровне 116 центра управления операциями путем доступа к данным в локальных подстанциях, используя соединения с базой данных. В качестве альтернативы, данные могут быть сохранены централизованно в ядре 120 INDE. Однако, учитывая объем данных, который может потребоваться передавать из устройств 188 INDE, хранение данных в устройствах 188 INDE может быть предпочтительным. В частности, если существуют тысячи или десятки тысяч подстанций (что может произойти в электроэнергетической системе), объем данных, который может потребоваться передавать в ядро 120 INDE, может создать бутылочное горлышко при передаче данных.

В конечном итоге, ядро 120 INDE может программировать или управлять одной, некоторыми или всеми подстанциями 180 INDE или устройством 188 INDE электроэнергетической системы (описана ниже). Например, ядро 120 INDE может модифицировать программирование (например, загрузку обновленной программы) или может предоставлять команду управления для управления любым аспектом подстанции 180 INDE или устройства 188 INDE (например, управление датчиками или аналитическими средствами). Другие элементы, не представленные на фиг.2, могут включать в себя различные элементы интегрирования для поддержки такой логической архитектуры.

В таблице 1 описаны определенные элементы ядра 120 INDE, как представлено на фиг.2.

Как описано в таблице 1, шина 146 данных в режиме реального времени (которая связывается с рабочими и не рабочими данными) и шина 147 сложной обработки события в режиме реального времени (которая связывается с данными обработки события) объединены в одну шину 346. Пример этого представлен в блок-схеме 300 на фиг. 3А-С.

Как показано на фиг. 1А-С, шины могут быть отдельными с целью повышения характеристик. Для обработки СЕР низкая латентность может быть важной для определенных приложений, в которых выполняют обработку очень крупных пульсаций сообщения. Большая часть потоков данных в сети, с другой стороны, является более или менее постоянной, за исключением цифровых файлов записи отказов, но они обычно могут быть получены на управляемой основе, в то время как пакетная передача событий является асинхронной и случайной.

На фиг. 1, кроме того, показаны дополнительные элементы в центре 116 управления операциями, отдельном от ядра 120 INDE. В частности, на фиг. 1 дополнительно представлен головной узел (узлы) 153 сбора данных измерений, система, которая отвечает за обмен данными со счетчиками (такой как сбор данных от них и предоставление собранных данных в коммунальную службу). Система 154 управления ответом по запросу представляет собой систему, которая связывается с оборудованием в одном или больше помещениях потребителя, управление которыми может осуществляться коммунальной службой. Система 155 управления перерывами в работе представляет собой систему, которая помогает коммунальной службе управлять перерывами в работе, путем отслеживания местоположения перерывов в работе, управляя тем, что было выделено, и тем, как должна быть устранена проблема. Система 156 управления производством и потреблением энергии представляет собой систему управления на уровне системы передачи, которая управляет устройствами в подстанциях (например) сети передачи. Система 157 управления распределением представляет собой систему управления на уровне системы распределения, которая управляет устройствами в подстанциях и устройствами подачи (например) распределительной сети. Услуги 158 IP сети представляют собой подборку услуг, работающих на одном или больше серверах, которые поддерживают передачу данных типа IP (такую как DHCP и FTP). Система 159 отправки мобильных данных представляет собой систему, которая передает/принимает сообщения в терминалы мобильных данных, установленные на месте. Инструменты 152 анализа потоков цепей нагрузки, планирования анализа освещения и имитации сети представляют собой набор инструментов, используемых коммунальными услугами в ходе конструкторских работ, анализа и планирования сети. IVR (интегрированный голосовой отклик) и управление 151 вызовами представляют собой системы, которые управляют вызовами потребителей (автоматизированными или с использованием обслуживающего персонала). Входящие телефонные вызовы, относящиеся к перерывам в работе оборудования, могут быть автоматически или вручную введены и переданы в систему 155 управления перерывами в работе. Система 150 управления работой представляет собой систему, которая отслеживает исправляет порядком работы. Система 149 географической информации представляет собой базу данных, которая содержит информацию о том, где географически расположены ресурсы и как эти ресурсы соединены вместе. Если среда имеет архитектуру, ориентированную на услуги (SOA), поддержка 148 операций SOA представляет собой набор услуг для поддержки среды SOA.

Одна или больше систем в центре 116 управления операциям, который находится за пределами ядра 120 INDE, представляют собой системы - продукт наследия, который может иметь коммунальная служба. Примеры таких систем - продуктов наследия включают в себя поддержку 148 операции SOA, систему 149 географической информации, систему 150 управления работой, управление 151 вызовами, инструменты 152 анализа цепей и потоков нагрузки, планирования, анализа освещения и имитации сети, головной узел (узлы) 153 сбора измеренных данных, систему 154 управления откликом по запросу, систему 155 управления перерывами в работе, систему 156 управления производством и потреблением энергии, систему 157 управления распределением, систему 158 IP сети и систему 159 отправки мобильных данных. Однако такие системы - продукты наследия, могут не иметь возможности обрабатывать или работать с данными, которые принимают из интеллектуальной энергосистемы. Ядро 120 INDE может быть выполнено с возможностью приема данных из интеллектуальной энергосистемы, обработки этих данных из интеллектуальной энергосистемы и передачи обработанных данных в одну или больше систем - продуктов наследия таким образом, что системы - продукты наследия могут использовать (например, определенное форматирование, относящееся к системе - продукту наследия). Таким образом, ядро 120 INDE можно рассматривать как межплатформенное программное обеспечение.

Центр 116 управления операциями, включающий в себя ядро 120 INDE, может связываться с предприятием IT 115. Вообще говоря, функции предприятия IT 115 содержат операции операционного отдела. В частности, предприятие IT 115 может использовать шину 114 среды интегрирования предприятия для передачи данных в различные системы в пределах предприятия IT 115, включая в себя хранилище 104 данных бизнеса, интеллектуальное приложение 105 бизнеса, систему 106 планирования ресурсов предприятия, различные финансовые системы 107, систему 108 информации потребителя, систему 109 человеческих ресурсов, систему 110 управления ресурсами, поддержку 111 SOA предприятия, сетевую систему 112 управления и систему 113 передачи сообщений на предприятие. IT 115 предприятия может дополнительно включать в себя портал 103 для связи с Интернет 101 через брандмауэр 102.

Подстанция INDE

На фиг. 4 иллюстрируется пример архитектуры высокого уровня для группы подстанции 180 INDE. Эта группа может содержать элементы, которые фактически содержатся на подстанции 170 в помещении существенного управления одной или больше услугами, совместно расположенными с электронными средствами и системами подстанции.

В таблице 2, приведенной ниже, представлен список и описаны определенные элементы группы подстанции 180 INDE. Услуги 171 безопасности сохранения данных могут представлять собой часть события подстанции; в качестве альтернативы, они могут быть интегрированы с группой 180 подстанции INDE.

Как описано выше, разные элементы в пределах интеллектуальной энергосистемы могут включать в себя дополнительные функции, включающие в себя дополнительные возможности обработки/аналитические возможности и ресурсы базы данных. Использование таких дополнительных функций с различными элементами в интеллектуальной энергосистеме обеспечивает возможность использования распределенных архитектур с централизованным управлением и администрированием приложений и работой сети. Для обеспечения возможности выполнения функций, рабочих характеристик и причин масштабирования, интеллектуальная энергосистема, включающая в себя от тысячи до десятков тысяч подстанций 180 INDE и от десятков тысяч до миллионов устройств сети, может включать в себя передачу данных распределенной обработки, управление данными и процессами.

Подстанция 180 INDE может включать в себя один или больше процессоров и одно или больше запоминающих устройств (таких как не рабочие данные 181 подстанции и рабочие данные 182 подстанции). Нерабочие данные 181 подстанции и рабочие данные 182 подстанции могут быть связаны с и расположены рядом с подстанцией, например расположены на подстанции 180 INDE. Подстанция 180 INDE может дополнительно включать в себя компоненты интеллектуальной энергосистемы, которые отвечают за возможность наблюдения интеллектуальной энергосистемы на уровне подстанции. Компоненты подстанции 180 INDE могут обеспечивать три первичные функции: получение и сохранение рабочих данных в распределенном хранилище рабочих данных; получение не рабочих данных и сохранение их среди данных предыстории; и локальная аналитическая обработка в режиме реального времени (такая как на субсекундном уровне). Обработка может включать в себя цифровую обработку сигналов формы напряжений и тока, обработку детектирования и классификации, включающую в себя обработку потока событий; и передачу результатов обработки в локальные системы и устройства, а также в системы центра 116 управления операциями. Передача данных между подстанцией 180 INDE и другими устройствами в сети может осуществляться по проводам, по беспроводным каналам или с использованием комбинации проводных и беспроводных каналов передачи данных. Например, передача данных из подстанции 180 INDE в центр 116 управления операциями может осуществляться по проводам. Подстанция 180 INDE может передавать данные, такие как рабочие/не рабочие данные или данные события, в центр 116 управления операциями. Устройство 190 направления по маршруту может направлять передаваемые данные в одну из операционной/не операционной шины 146 данных или в шину 147 события.

Оптимизация отклика на запрос для управления потерей распределения также может быть выполнена здесь. Такая архитектура соответствует принципам архитектуры распределенного приложения, описанного выше.

Например, данные подключаемости могут быть дублированы в подстанции 170 и в центре 116 управления операциями, обеспечивая, таким образом, для подстанции 170 возможность независимой работы, даже если сеть передачи данных, обеспечивая связь с центром 116 управления операциями, не выполняет свои функции. С помощью такой информации (подключаемости), сохраненной локально, аналитическое средство подстанции может быть выполнено локально, даже если канал передачи данных с центром управления операциями будет неработоспособным.

Аналогично, данные операции могут быть дублированы в центре 116 управления операциями и в подстанциях 170. Данные от датчиков и устройств, связанных с определенной подстанцией, могут быть собраны, и самое последнее измерение может быть сохранено в этом хранилище данных на подстанции. Структуры данных в хранилище рабочих данных могут быть одинаковыми, и, следовательно, связи базы данных можно использовать для обеспечения доступа без перерывов к данным, которые находятся в подстанциях через экземпляр хранилища рабочих данных в центре управления. Это обеспечивает ряд преимуществ, включающих в себя устранение дублирования данных и обеспечение средствами аналитического анализа данных на подстанции, которые являются более чувствительными и возникают локально, и не могут полагаться на доступность передачи данных за пределами подстанции. Средства анализа данных на уровне центра 116 управления операциями могут в меньшей степени зависеть от времени (поскольку центр 116 управления операциями типично может исследовать данные предыстории для распознавания структур, которые являются более предсказуемыми, чем консервативными), и может быть выполнен с возможностью работы с проблемами сети, если они возникают.

В конечном итоге, данные предыстории могут быть сохранены локально в подстанции, и копия данных может быть сохранена в центре управления. Или могут быть выполнены связи базы данных с экземпляром хранилища в центре 116 управления операциями, обеспечивая доступ центра управления операциями к данным в отдельных подстанциях. Аналитические средства подстанции могут быть выполнены локально в подстанции 170, используя локальный накопитель данных. В частности, используя дополнительное интеллектуальное средство и возможности по сохранению в подстанции, для подстанции обеспечивается возможность самостоятельного анализа и самостоятельной коррекции без воздействия со стороны центрального учреждения. В качестве альтернативы, анализ данных предыстории/коллективных данных также может быть выполнен на уровне центра 116 управления операциями путем доступа к данным в отдельной локальной подстанции, используя связи с базой данных.

Устройство INDE

Группа устройств 188 INDE может содержать любое количество устройств в пределах интеллектуальной энергосистемы, включающей в себя различные датчики, находящиеся в пределах интеллектуальной энергосистемой, такие как различные устройства 189 сети распределения (например, датчики в линиях на линиях электроэнергетической системы), счетчики 163 в помещениях потребителя и т.д. Группа устройства 188 INDE может содержать устройство, добавленное к сети с определенными функциями (такое как интеллектуальный модуль удаленного терминала (RTU), который включает в себя специальные программы), или может содержать существующее устройство в пределах сети с добавленными функциями (такое как существующий RTU, установленный на вершине столба существующей архитектуры, который уже установлен на месте в сети, и который может быть запрограммирован для формирования интеллектуального датчика линии или интеллектуального устройства сети). Устройство 188 INDE может дополнительно включать в себя один или больше процессоров и одно или больше запоминающих устройств.

Существующие устройства в сети могут не быть открытыми с точки зрения программного обеспечения, и могут не иметь возможности поддержки современных сетей или программных услуг. Существующие устройства в сети, возможно, были спроектированы для получения и сохранения данных, касающихся случайной неработоспособности некоторых других устройств, такие как переносной компьютер, или передачи командных файлов через линию PSTN в удаленный хост-компьютер по требованию. Такие устройства могут не быть спроектированы для работы в среде цифровой сети, работающей в режиме реального времени. В этих случаях данные устройства в сети могут быть получены на уровне 170 подстанции или на уровне 116 центра управления операциями, в зависимости от того, как существующая сеть была разработана. В случае сетей счетчиков, нормально, когда данные получают из механизма сбора данных счетчиков, поскольку измерительные электроэнергетические системы обычно являются закрытыми,, и в них невозможно осуществлять адресацию непосредственно к счетчикам. По мере развития этих сетей, счетчики и другие устройства в сети могут получать возможность индивидуальной адресации, поэтому данные могут быть транспортированы непосредственно в то место, где они требуются, что может не потребоваться в центре 116 управления операциями, но может быть нужным где-либо в другом месте в сети.

Устройства, такие как индикаторы неисправности сети, могут быть объединены с картами интерфейса беспроводной сети, предназначенными для подключения к беспроводной сети с невысоким уровнем скорости (например, 100 кбит/с). Эти устройства могут сообщать о статусе по отклонениям и осуществлять заранее запрограммированные функции. Уровень интеллектуальности многих устройств, подключенных к сети, может быть повышен при использовании локальных интеллектуальных RTU. Вместо установки RTU на вершине столба, которые спроектированы как устройства замкнутой архитектуры с фиксированной функцией, RTU можно использовать как устройства с открытой архитектурой, которые могут быть запрограммированы третьими сторонами и которые можно использовать как устройство 188 INDE в эталонной архитектуре INDE. Кроме того, счетчики в помещениях потребителей могут использоваться как датчики. Например, счетчики могут измерять потребление (например, сколько энергии было израсходовано, с целью начисления счетов) и могут измерять напряжение (для использования при оптимизации вольт/VAr).

На фиг.5А-В представлен пример архитектуры группы устройств 188 INDE. В Таблице 3 описаны некоторое элементы устройства 188 INDE. Интеллектуальное устройство сети может включать в себя встроенный процессор, таким образом, что элементы обработки выполнены в меньшей степени как услуги SOA и в большей степени как процедуры библиотеки программ, работающие в реальном времени, поскольку группа устройств воплощена на специализированном DSP, работающем в режиме реального времени, или в микропроцессоре.

На фиг.1А дополнительно представлено помещение 179 потребителя, которое может включать в себя один или больше интеллектуальных счетчиков 163, установленный внутри дома дисплей 165, один или больше датчиков 166 и один или больше элементов 167 управления. На практике датчики 166 могут регистрировать данные в одном или больше устройствах в помещении 179 потребителя. Например, датчик 166 может регистрировать данные в различных основных устройствах, установленных в помещении 179 потребителя, таких как печь, нагреватель воды, кондиционер воздуха и т.д. Данные от одного или больше датчиков 166 могут быть переданы в интеллектуальный счетчик 163, который может упаковывать эти данные для передачи в центр 116 управления операциями через сеть 160 передачи данных коммунальной службы. Установленный в доме дисплей 165 может предоставлять для потребителя в помещении потребителя выходное устройство для просмотра в режиме реального времени данных, собранных из интеллектуального счетчика 163 и одного или больше датчиков 166. Кроме того, входное устройство (такое как клавиатура) может быть связано с установленным в доме дисплеем 165 так, что потребитель может связываться с центром 116 управления операциями. В одном варианте осуществления установленный в доме дисплей 165 может содержать компьютер, установленный в помещении потребителя.

Помещение 165 потребителя может дополнительно включать в себя элементы 167 управления, которые могут управлять одним или больше устройствами в помещении 179 потребителя. При этом можно управлять различными устройствами в помещении 179 потребителя, такими как нагреватель, кондиционер воздуха и т.д., в зависимости от команд, поступающих из центра 116 управления операциями.

Как представлено на фиг.1А, помещение 169 потребителя может связываться различными способами, например через Интернет 168, телефонную коммутируемую сеть общего пользования (PSTN) 169 или через выделенную линию (например, коллектор 164). Через любой из представленных каналов передачи данных можно передавать данные из одного или больше помещений 179 потребителя. Как показано на фиг. 1, одно или больше помещений 179 потребителя могут содержать интеллектуальную сеть 178 счетчика (содержащую множество интеллектуальных счетчиков 163), передающих данные в коллектор 164 для передачи в центр 116 управления операциями через сеть 160 управления коммунальной службы. Кроме того, различные источники распределенного устройства 162 генерирования/сохранения энергии (например, солнечные панели и т.д.) могут передавать данные в элемент управления 161 монитором для передачи данных в центр 116 управления операциями через сеть 160 управления коммунальными услугами.

Как описано выше, устройства электроэнергетической системы расположены за пределами центра 116 управления операциями и могут включать в себя возможности обработки и/или сохранения. Эти устройства могут включать в себя подстанцию 180 INDE и устройство 188 INDE. В дополнение к отдельным устройствам в электроэнергетической системе, включающим в себя дополнительные интеллектуальные способности, отдельные устройства могут связываться с другими устройствами в электроэнергетической системе для обмена информацией (включая в себя данные датчиков и/или аналитические данные (такие как данные события)), для анализа состояния электроэнергетической системы (например, для определения отказов) и для изменения состояния электроэнергетической системы (например, для коррекции отказов). В частности, отдельные устройства могут использовать следующее: (1) интеллектуальные способности (например, возможности обработки); (2) сохранение (например, упомянутое выше распределенное сохранение); и (3) передачу данных (например, такую как использование одной или больше шин, описанных выше). Таким образом, отдельные устройства в электроэнергетической системе могут связываться и взаимодействовать друг с другом без контроля со стороны центра 116 управления операциями.

Например, архитектура INDE, описанная выше, может включать в себя устройство, которое измеряет по меньшей мере один параметр, касающийся цепи подачи энергии. Это устройство может дополнительно включать в себя процессор, который отслеживает этот измеряемый параметр, касающийся цепи подачи энергии, и анализирует измеренный параметр для определения состояния цепи подачи энергии. Например, анализ измеренного параметра может заключаться в сравнении измеренного параметра с заданным пороговым значением и/или может заключаться в анализе тенденции. Одним из таких измеренных параметров может быть измерение формы колебаний, а одним из таких анализов может быть определение того, указывает ли эта измеренная форма колебаний на неисправность в цепи подачи энергии. Устройство может дополнительно связываться с одной или больше подстанциями. Например, конкретная подстанция может передавать энергию в конкретную цепь подачи питания. Устройство может детектировать состояние этой конкретной цепи подачи питания и определить, возникла ли неисправность в этой конкретной цепи подачи питания. Устройство может быть связано с подстанцией. Подстанция может анализировать неисправность, которая была определена этим устройством, и может предпринимать корректирующее действие в зависимости от неисправности (например, уменьшить мощность, подаваемую в цепь питания). В этом примере, где устройство передает данные, указывающие на неисправность (основанные на анализе формы колебаний), подстанция может изменять мощность, подаваемую в цепь питания, в центр 116 управления операциями. Или подстанция может комбинировать данные, обозначающие неисправность, с информацией от других датчиков с тем, чтобы дополнительно улучшить анализ неисправности. Подстанция может дополнительно передавать в центр 116 управления операциями такую информацию, как перерыв в работе интеллектуального приложения (такого, как описано со ссылкой на фиг.13А-В), и/или информацию о неисправности интеллектуального приложения (такого, как описано со ссылкой на фиг.14А-С). Таким образом, центр 116 управления операциями может определять неисправность и может определять протяженность перерыва в работе (например, количество домов, на которые повлияла неисправность). Таким образом, устройство, определяющее состояние цепи подачи энергии, может работать во взаимодействии с подстанцией для коррекции потенциальной неисправности, с необходимостью вмешательства или без необходимости вмешательства центра 116 управления операциями.

В качестве другого примера, датчик в линии, который включает в себя дополнительные интеллектуальные возможности, используя возможность обработки и/или запоминающего устройства, может производить данные о состоянии сети на участке сети (таком как цепь подачи энергии). Данные о состоянии сети могут совместно использоваться с системой управления 155 откликом на запрос в центре 116 управления операциями. Система 155 управления откликом на запрос может управлять одним или больше устройствами в местах потребителя в цепи подачи энергии в ответ на данные о состоянии сети из датчика линии. В частности, система 155 управления откликом на запрос может передавать команды в автоматизированную систему 156 управления энергией и/или в систему 157 управления распределением для уменьшения нагрузки на цепь подачи энергии, путем отключения устройств в местах потребителей, которые принимают энергию из цепи подачи энергии в ответ на обозначение датчиком в линии перерывов в работе цепи подачи энергии. Таким образом, датчик в линии, в комбинации с системой 155 управления откликом на запрос, может автоматически переключать нагрузку с неисправной цепи подачи энергии и затем изолировать эту нагрузку.

В еще одном другом примере, одно или больше реле в электроэнергетической системе может иметь микропроцессор, который связан с ними. Такие реле могут связываться с другими устройствами и/или базами данных, резидентно установленными в сети подачи питания, для определения неисправности и/или управления сетью подачи питания.

Концепция и архитектура INDS

Модель интеллектуальных данных и данных интеллектуальной энергосистемы/аналитических услуг, предоставляемых на основе аутсорсинга

Одно из применений архитектуры интеллектуальной энергосистемой обеспечивает для коммунальной службы возможность подписки на управление данными сети и аналитические услуги, при сохранении собственных традиционных систем управления и соответствующих операционных систем. В этой модели коммунальные службы могут устанавливать собственные датчики и устройства сети (как описано выше) и могут или владеть, или оперировать системой передачи данных для транспортирования данных сети, или могут получать эти данные на основе аутсорсинга. Данные сети могут поступать из коммунальных служб в удаленный сайт размещения, на котором размещены услуги обработки данных интеллектуальной энергосистемой (INDS), где данными можно управлять, данные можно сохранять и анализировать. Коммунальная служба может затем подписываться на услуги предоставления данных и анализа в соответствии с соответствующей моделью финансовых услуг. Коммунальная служба может исключить необходимость начальных инвестиций, представляющих капитальные затраты и текущие затраты на управление, поддержку и обновления данных интеллектуальной энергосистемой /аналитической инфраструктуры, в обмен на платежи. Эталонная архитектура INDE, описанная выше, сама по себе поддерживает описанную здесь компоновку с предоставлением данных из внешнего источника.

Архитектура INDS для услуг интеллектуальной энергосистемы

Для воплощения модели услуг INDS, эталонная архитектура INDE может быть разделена на группы элементов, которые могут быть размещены дистанционно, и на элементы, которые могут оставаться в коммунальной службе. На фиг.6А-С иллюстрируется, как архитектура коммунальной службы может выглядеть после того, как ядро 120 INDE становится удаленным. Сервер может быть включен как часть ядра 120 INDE, который может действовать как интерфейс для удаленных систем. Для систем коммунальных услуг это может выглядеть как виртуальное ядро 602 INDE.

Как представлено на общей блок-схеме 600 на фиг.6А-С, подстанция 180 INDE и группы устройств 188 INDE являются неизменными по сравнению с тем, что представлено на фиг. 1А-С. Структура из множества шин также все еще может использоваться в коммунальной службе.

Ядро 120 INDE может быть размещено дистанционно, как показано в блок-схеме 700 на фиг.7. В месте размещения ядро 120 INDE может быть установлено в соответствии с необходимостью, для поддержки абонентов INDS с коммунальной службой (представлена как североамериканский центр 702 размещения INDS). Каждое ядро 120 может представлять собой модульную систему, таким образом, что добавление новых абонентов представляет собой стандартную операцию. Часть, отдельная от коммунальной услуги электроэнергетической системы, может управлять и поддерживать программное средство для одного, некоторых или всех ядер 120 INDE, а также приложений, которые загружают из сайта размещения INDS в каждые из подстанций 180 INDE коммунальной службы и в устройства 188 INDE.

Для того чтобы способствовать передаче данных, могут использоваться услуги передачи данных с большой полосой пропускания и низкой задержкой, например, через сеть 704 (например, MPLS или другую WAN), которая может достигать центра операций коммунальных услуг абонента, а также сайта размещения INDS. Как показано на фиг. 7, могут обслуживаться различные регионы, такие как Калифорния, Флорида и Огайо. Такая модульность операций не только позволяет обеспечить эффективное управление различными сетями. Она также обеспечивает лучшее управления между сетями. Возникают случаи, когда отказ в одной сети может повлиять на операции в соседней сети. Например, неисправность сети Огайо может иметь каскадный эффект на операции в соседней сети, например центрально-атлантической сети. Используя модульную структуру, как показано на фиг. 7, обеспечивается возможность операций управления между сетями для отдельных сетей. В частности, общая система INDS (которая включает в себя процессор и запоминающее устройство) может управлять взаимодействием между различными ядрами 120 INDE. Это может уменьшить возможность катастрофического отказа, который каскадно передается от одной сети в другую. Например, отказ в сети Огайо может каскадно быть передан в соседнюю сеть, такую как центрально-атлантическая сеть. Ядро 120 INDE, предназначенное для управления сетью Огайо, может сделать попытку коррекции неисправности в сети Огайо. И общая система INDS может делать попытку уменьшения возможности возникновения каскадной неисправности в соседних сетях.

Конкретные примеры функций ядра INDE

Как показано на фиг.1, 6 и 7, различные функции (представленные блоками) включены в ядро 120 INDE, две из которых представлены как услуги 121 управления данными счетчика (MDMS) и средства анализа и услуги 122 счетчиков. Благодаря модульности архитектуры, могут быть внедрены различные функции, такие как MDMS 121 и аналитические средства и услуги 122 счетчиков.

Процессы обеспечения возможности наблюдения

Как описано выше, одна функция услуг приложений может включать в себя процессы обеспечения возможности наблюдения. Процессы обеспечения возможности наблюдения могут обеспечивать для коммунальной службы возможность "наблюдать" за сетью. Эти процессы могут быть ответственными за интерпретацию необработанных данных, полученных из всех датчиков и устройств по сети, и преобразования их в действующую информацию. На фиг. 8 представлен список некоторых примеров процессов обеспечения возможности наблюдения.

На фиг.9А-В представлена блок-схема последовательности операций 900 процессов управления состоянием и операций сети. Как можно видеть, сканер данных может запрашивать данные счетчиков, как показано в блоке 902. Запрос может быть передан в одно или больше устройств, установленных в сети, в компьютеры подстанций и в датчики RTU на линии. В ответ на запрос устройства могут собирать данные операций, как показано в блоках 904, 908, 912, и могут передавать данные (такие как одни, некоторые или все из рабочих данных, такие как данные о напряжении, токе активной мощности и реактивной мощности), как показано в блоках 906, 910, 914. Сканер данных может собирать данные операций, как показано в блоке 926, и может передавать эти данные в накопитель данных операций, как показано в блоке 928. Накопитель данных операций может сохранять данные операций, как показано в блоке 938. Накопитель данных операций может дополнительно передавать краткую характеристику этих данных в накопитель данных предыстории, как показано в блоке 940, и накопитель данных предыстории может сохранять краткую характеристику этих данных, как показано в блоке 942.

Приложение состояния счетчика может передавать запрос на получение данных счетчика в DCE счетчика, как показано в блоке 924, который в свою очередь передает этот запрос в один или больше счетчиков для сбора данных счетчиков, как показано в блоке 920. В ответ на этот запрос один или больше счетчиков собирают данные счетчика, как показано в блоке 916, и передают данные напряжения в измеритель DCE, как показано в блоке 918. Измеритель DCE может собирать данные напряжения, как показано в блоке 922, и передавать эти данные в блок запроса данных, как показано в блоке 928. Приложение состояния счетчика может принимать данные счетчика, как показано в блоке 930, и определять, относятся ли они к процессу с одним значением или к состоянию сети с профилем напряжения, как показано в блоке 932. Если они относятся к процессу с одним значением, данные счетчика передают в запрашивающий процесс, как показано в блоке 936. Если данные счетчика предназначены для сохранения и определения состояния сети в будущем, данные счетчика сохраняют в накопителе рабочих данных, как показано в блоке 938. Накопитель рабочих данных дополнительно передает краткие характеристики данных в накопитель предыстории, как показано в блоке 940, и накопитель предыстории сохраняет краткие характеристики данных, как показано в блоке 942.

На фиг.9А-В дополнительно иллюстрируются действия, относящиеся к ответу на запрос (DR). Ответ на запрос относится к механизму динамического запроса для управления потреблением потребителя электроэнергии в ответ на условия предоставления, например, для того, чтобы потребитель электроэнергии уменьшил потребление в критическое время или в ответ на рыночные цены. Это может включать в себя фактическое сокращения используемой энергии или начало генерирования на месте, которое может быть подключено или может не быть подключено параллельно сети. С точки зрения эффективности энергии, некоторые средства используют меньше энергии для выполнения тех же задач, на постоянной основе или всякий раз при выполнении задачи. В ответ на запрос потребитель, использующий одну или больше систем управления, может избавляться от нагрузок в ответ на запрос из коммунальной службы или в соответствии с условиями цен на рынке. Услуги (освещение, устройства, кондиционирование воздуха) могут быть уменьшены в соответствии с заранее запланированной схемой приоритетов нагрузки во время критических периодов. Альтернатива отключению нагрузки представляет собой генерирование на месте электроэнергии для подачи ее в сеть потребления электроэнергии. При условиях плотной подачи электричества отклик на запрос может существенно уменьшить пиковую цену и, в общем, снижать неустойчивость тарифов на электричество.

Отклик на запрос может обычно использоваться для обозначения механизмов, используемых для поощрения потребителей к снижению потребления, в результате чего уменьшается пиковая потребность в электричестве. Поскольку электроэнергетические системы обычно имеют такие размеры, чтобы они соответствовали пиковой потребности (плюс запас на ошибку и непредвиденные события), уменьшения потребности к пиковому потреблению может снизить общие требования к установке и капитальным затратам. В зависимости от конфигурации и возможностей генерирования, однако, ответ на запрос также можно использовать для увеличения запроса (нагрузки) во время крупносерийного производства и при низком спросе. Некоторые системы могут поэтому поощрять накопление энергии для выравнивания между периодами низкого и высокого потребления (или низких и высоких тарифов). По мере того как в системе растет пропорция не постоянных источников электроэнергии, таких как ветряные установки, отклик на запрос может становиться все более важным для эффективного управления электроэнергетической системой.

Приложения состояния. DR могут запрашивать доступные ресурсы DR, как показано в блоке 954. Система управления DR может затем запрашивать доступные ресурсы из одного или больше домашних устройств DR, как показано в блоке 948. Одно или больше домашних устройств может собирать доступные ресурсы DR в ответ на запрос, как показано в блоке 944, и передавать доступные ресурсы DR и данные отклика в систему управления DR, как показано в блоке 946. Система управления DR может собирать ресурсы DR и данные отклика, как показано в блоке 950, и передавать доступные ресурсы DR и данные отклика в приложение состояния DR, как показано в блоке 952. Приложение состояния DR может принимать ресурсы DR и данные отклика, как показано в блоке 956, и передавать данные ресурса и данные отклика в накопительных рабочих данных, как показано в блоке 958. Накопитель рабочих данных может сохранять доступные ресурсы DR и данные отклика, как показано в блоке 938. Накопитель рабочих данных может дополнительно передавать краткие характеристики данных в накопитель данных предыстории, как показано в блоке 940, и накопитель данных предыстории может сохранять краткие характеристики данных, как показано в блоке 942.

Компьютер подстанции может запрашивать данные приложения из приложения подстанции, как показано в блоке 974. В ответ приложение подстанции может запрашивать приложение из устройства подстанции, как показано в блоке 964. Устройство подстанции может собирать данные приложения, как показано в блоке 960, и передавать данные приложения в устройство подстанции (эти данные могут включать в себя одни, некоторые или все из таких данных, как напряжение, ток, активная мощность и реактивная мощность), как показано в блоке 962. Приложение подстанции может собирать данные приложения, как показано в блоке 966, и передавать данные приложения в блок запроса (который может представлять собой компьютер подстанции), как показано в блоке 968. Компьютер подстанции может принимать данные приложения, как показано в блоке 970, и передавать эти данные приложения в накопитель рабочих данных, как показано в блоке 972.

Процесс обработки данных измерений и рабочих данных состояния сети может содержать передачу состояния сети и топологии сети в определенный момент времени, а также предоставлять эту информацию в другие системы и накопители данных. Подпроцессы могут включать в себя: (1) измерение и захват информации о состоянии сети (это относится к рабочим данным, относящимся к сети, которые были описаны выше; (2) передачу информации о состоянии сети в другие аналитические приложения (это обеспечивает для других приложений, таких как аналитические приложения, доступ к данным состоянии сети); (3) сохранение краткой характеристики состояния сети в накопителе данных подключаемости/рабочих данных (это обеспечивает возможность обновления информации о состоянии сети в накопителе данных подключаемости/рабочих данных в соответствующем формате, а также передачу этой информации в накопитель данных предыстории для сохранения таким образом, что топология сети может быть получена для этой точки времени в более позднее время); (4) предоставление топологии сети в определенные моменты времени на основе принятой по умолчанию подключаемости и текущего состояния сети (это обеспечивает топологию сети в данный момент времени, путем применения кратких характеристик для данной точки времени состояния сети в накопителе данных предыстории для основной подключаемости в накопителе данных подключаемости, как более подробно описано ниже); и (5) предоставление информации о топологии сети в приложения после запроса.

Что касается подпроцесса (4), топология сети может быть выведена для заданного времени, например в режиме реального времени, 30 секунд назад, 1 месяц назад и т.д. Для воссоздания топологии сети можно использовать множество баз данных и программу для доступа к данным во множестве баз данных, для восстановления топологии сети. Одна база данных может содержать реляционную базу данных, которая содержит основные данные подключаемости ("база данных подключаемости"). База данных подключаемости может содержать информацию о топологии сети, встроенную для определения модели подключаемости по основной линии. Информация о ресурсах и топологии может обновляться в этой базе данных на периодической основе, в зависимости от обновлений электроэнергетической системы, таких как добавление или модификация цепей в электроэнергетической системы (например, дополнительные цепи подачи энергии, которые были добавлены в электроэнергетической системе). База данных подключаемости может рассматриваться как "статичная" в том, что она не изменяется. База данных подключаемости может изменяться, если возникают изменения в структуре сетей электроэнергетической системы. Например, если существуют модификации в цепях подачи электроэнергии, такие как добавление цепи подачи электроэнергии, база данных подключаемости может изменяться.

Один пример структуры 1800 базы данных подключаемости может быть выведен из иерархической модели, представленной на фиг.18A-D. Структура 1800 разделена на четыре секции, при этом фигура 18А представляет собой верхнюю левую секцию, фигура 18В представляет собой верхнюю правую секцию, фигура 18С представляет собой нижнюю левую секцию и фигура 18D представляет собой нижнюю правую секцию. В частности, на фиг.18A-D показан пример диаграммы взаимозависимостей объектов, которые представляют собой абстрактный способ представления базы данных подключаемости к основной линии. Иерархическая модель на фиг.18A-D может содержать метаданные, которые описывают электроэнергетическую систему и могут описывать различные компоненты сети и взаимосвязи между компонентами.

Вторая база данных может использоваться для сохранения "динамических" данных. Вторая база данных может содержать нереляционную базу данных. Один пример нереляционной базы данных может содержать базу данных предыстории, в которой содержится временная последовательность не рабочих данных, а также рабочие данные предыстории. База данных предыстории может содержать последовательность "простых" записей, таких как: (1) временной штамп; (2) идентификатор устройства; (3) значение данных и (4) статус устройства. Кроме того, сохраненные данные могут быть сжаты. В связи с этим, рабочие/не рабочие данные в электроэнергетической системе могут быть сохранены просто, и ими можно управлять даже при том, что значительный объем данных может быть доступным. Например, данные объемом порядка 5 терабайт могут быть доступны в режиме онлайн в любой момент времени для использования для воссоздания топологии сети. Поскольку эти данные сохранены в виде простой записи (например, без организационного подхода), обеспечивается возможность повышения эффективности при сохранении данных. Как более подробно описано ниже, доступ к данным может осуществляться с помощью специфичной метки, такой как временной штамп.

Различным аналитическим средствам сети может понадобиться принимать в качестве входных данных топологию сети в определенный момент времени. Например, аналитические средства, относящиеся к качеству энергии, надежности, состоянию ресурсов и т.д., могут использовать топологию сети в качестве входных данных. Для определения топологии сети можно выполнять оценку модели подключаемости в основной линии, как она определена данными в базе данных подключаемости. Например, если требуется топология определенной цепи подачи энергии, модель подключаемости основной линии может определять различные переключатели в определенной цепи подачи энергии в электроэнергетической системе. После чего может произойти обращение к базе данных предыстории (на основе определенного времени) для определения значения переключений в определенной цепи подачи энергии. Затем программа может комбинировать данные из модели подключаемости основной линии и базы данных предыстории для генерирования представления определенной цепи подачи энергии в определенный момент времени.

Более сложный пример для определения топологии сети может включать в себя множество цепей подачи питания (например, цепь А подачи энергии и цепь В подачи энергии), которые имеют переключатели промежуточной горизонтальной связи и переключатели разделения на секции. В зависимости от состояний переключателей для некоторых переключателей (например, переключателя промежуточной горизонтальной связи и/или переключателей разделения на секции), секции цепей подачи электроэнергии могут принадлежать цепи А подачи энергии или цепи В подачи энергии. Программа, которая определяет топологию сети, может обращаться к данным как из модели подключаемости основной линии, так и из базы данных предыстории для определения подключаемости в определенный момент времени (например, какие цепи принадлежат цепи А подачи энергии или цепи В подачи энергии).

На фиг.10 иллюстрируется блок-схема 1000 операций для процессов, не связанных с не рабочими данными. Приложения выделения не рабочих данных могут запрашивать не рабочие данные, как показано в блоке 1002. В ответ на это сканер данных может собирать не рабочие данные, как показано в блоке 1004, где с помощью различных устройств в электроэнергетической системе, таких как сетевые устройства, компьютеры подстанций и сенсор RTU в линии, он может собирать не рабочие данные, как показано в блоках 1006, 1008, 1110. Как описано выше, не рабочие данные могут включать в себя температуру, качество энергии и т.д. Различные устройства в электроэнергетической системы, такие как сетевые устройства, компьютеры подстанции и датчик RTU в линии, могут передавать не рабочие данные в сканер данных, как показано в блоках 1012, 1014, 1116. Сканер данных может собирать не рабочие данные, как показано в блоке 1018, и передавать эти не рабочие данные в приложение выделения не рабочих данных, как показано в блоке 1020. Приложение выделения не рабочих данных может собирать не рабочие данные, как показано в блоке 1022, и передавать собранные не рабочие данные в накопитель данных предыстории, как показано в блоке 1024. Накопитель данных предыстории может принимать не рабочие данные, как показано в блоке 1026, сохранять не рабочие данные, как показано в блоке 1028, и передавать не рабочие данные в одно или больше аналитических приложений, как показано в блоке 1030.

На фиг. 11 иллюстрируется блок-схема 1100 последовательности операций для процессов управления событием. Данные могут быть сгенерированы из различных устройств на основе различных событий в электроэнергетической системе и могут быть переданы через шину 147 событий. Например, механизм сбора данных измерения может передавать информацию уведомления о перерывах подачи/восстановления энергии в шину события, как показано в блоке 1102. Линейные датчики RTU генерируют сообщение об отказе и могут передавать сообщение об отказе в шину события, как показано в блоке 1104. Аналитическое средство подстанции может генерировать сообщение о неисправности и/или о перерыве в работе и может передавать такое сообщение о неисправности и/или о перерыве в работе в шину событий, как показано в блоке 1106.

Накопитель данных предыстории может передавать поведение сигнала в шину события, как показано в блоке 1108. И различные процессы могут передавать данные через шину 147 события. Например, интеллектуальный процесс неисправности, описанный более подробно со ссылкой на фиг.14А-С, может передавать событие анализа неисправности через шину события, как показано в блоке 1110. Интеллектуальный процесс перерыва в работе, описанный более подробно со ссылкой на фиг.13А-В, может передавать событие перерыва в работе через шину события, как показано в блоке 1112. Шина события может собирать различные события, как показано в блоке 1114. И услуги обработки сложного события (СЕР) могут обрабатывать события, переданные через шину события, как показано в блоке 1120. Услуги СЕР могут обрабатывать запросы по множеству конкурирующим высокоскоростным потокам сообщений о событиях в режиме реального времени. После обработки услуги СЕР данные события могут быть переданы через шину события, как показано в блоке 1118. И накопитель данных предыстории может принимать через шину события одну или больше регистрационных записей событий для сохранения, как показано в блоке 1116. Кроме того, данные события могут быть приняты одним или больше приложениями, таким как система (OMS) управления перерывами в работе, интеллектуальное средство перерыва в работе, аналитическое средство неисправности и т.д., как показано в блоке 1122. Таким образом, шина события может передавать данные события в приложение, исключая, таким образом, проблему "бункера", из-за которой данные становятся не доступными для других устройств или других приложений.

На фиг.12А-С иллюстрируется блок-схема 1200 последовательности операций процесса передачи сигналов ответа на запрос (DR). DR может запрашиваться приложением операции распределения, как показано в блоке 1244. В ответ на это состояние/подключаемость сети может собирать данные доступности DR, как показано в блоке 1202, и может передавать эти данные, как показано в блоке 1204. Приложение операции распределения может распределять оптимизацию доступности DR, как показано в блоке 1246, через шину события (блок 1254), в одну или больше систем управления DR. Система управления DR может передавать информацию DR и сигналы в одно или больше помещений потребителя, как показано в блоке 1272. Одно или больше помещений потребителя могут принимать сигналы DR, как показано в блоке 1266, и передавать ответ DR, как показано в блоке 1268. Менеджер DR может принимать ответ DR, как показано в блоке 1274, и передавать ответы DR в одну, некоторые или все шину 146 рабочих данных, базу данных начисления счетов и базу данных маркетинга, как показано в блоке 1276. База данных начисления счетов и база данных маркетинга могут принимать ответы, как показано в блоках 1284, 1288. Шина 146 данных операций также может принимать ответы, как показано в блоке 1226, и передавать ответы DR и доступные ресурсы в подборку данных DR, как показано в блоке 1228. Подборка данных DR может обрабатывать ответы DR и доступные ресурсы, как показано в блоке 1291, и передавать данные в шину данных операций, как показано в блоке 1294. Шина данных операций может принимать доступность и отклик DR, как показано в блоке 1230, и передавать ее в состояние/подключаемость сети. Состояние/подключаемость сети может принимать данные, как показано в блоке 1208. Принятые данные могут использоваться для определения данных о состоянии сети, которые могут быть переданы (блок 1206) через шину данных операций (блок 1220). Приложение операции распределения может принимать данные о состоянии сети (как сообщение о событии для оптимизации DR), как показано в блоке 1248. Используя данные о состоянии сети, и доступность DR, и отклик, приложение операции распределения может запустить оптимизацию распределения для генерирования данных распределения, как показано в блоке 1250. Данные распределения могут быть получены с помощью шины рабочих данных, как показано в блоке 1222, и могут быть переданы в приложение выделения подключаемости, как показано в блоке 1240. Шина рабочих данных может передавать данные (блок 1224) в приложение операции распределения, которая, в свою очередь, может передавать один или больше сигналов DR в одну или больше систем управления DR (блок 1252). Шина события может собирать сигналы для каждой из одной или больше систем управления DR (блок 1260) и передавать сигналы DR в каждой из систем управления DR (блок 1262). Система управления DR может затем обрабатывать сигналы DR, как описано выше.

Накопитель данных предыстории для операций передачи данных может передавать данные в шину события, как показано в блоке 1214. Накопитель данных предыстории для операций передачи данных также может передавать данные портфеля генерирования, как показано в блоке 1212. Или устройство управления ресурсом, такое как Ventyx®, может запрашивать информацию виртуальной электроэнергетической установки (VPP), как показано в блоке 1232. Шина рабочих данных может собирать данные VPP, как показано в блоке 1216, и передавать данные в устройство управления ресурсом, как показано в блоке 1218. Устройство управления ресурсом может собирать данные VPP, как показано в блоке 1234, может запускать оптимизацию системы, как показано в блоке 1236, и передавать сигналы VPP в шину события, как показано в блоке 1238. Шина события может принимать сигналы VPP, как показано в блоке 1256, и передавать сигналы VPP в приложение операций распределения, как показано в блоке 1258. Приложение операции распределения может затем принимать и обрабатывать сообщения события, как описано выше.

Приложение выделения соединения может выделять данные нового потребителя, как показано в блоке 1278, которые должны быть переданы в базу данных маркетинга, как показано в блоке 1290. Данные нового потребителя могут быть переданы в базу данных состояния/подключаемости сети, как показано в блоке 1280, таким образом, что база данных подключаемости и состояния сети может принимать новые данные подключаемости DR, как показано в блоке 1210.

Оператор может передавать один или больше сигналов отмены, когда это применимо, как показано в блоке 1242. Сигналы отмены могут быть переданы в приложение операции распределения. Сигнал отмены может быть передан в систему управления потреблением энергии, как показано в блоке 1264, базу данных начисления счетов, как показано в блоке 1282, и/или в базу данных маркетинга, как показано в блоке 1286.

На фиг.13А-В иллюстрируется блок-схема 1300 последовательности операций интеллектуальных процессов перерывов в работе. Различные устройства и приложения могут передавать уведомления о перерыве подачи энергии, как показано в блоках 1302, 1306, 1310, 1314, 1318. События перерывов подачи энергии могут быть собраны с помощью шины события, как показано в блоке 1324, которая может передавать события о прекращении подачи энергии в комплексную обработку события (СЕР), как показано в блоке 1326. Кроме того, различные устройства и приложения могут передавать состояние подачи энергии, как показано в блоке 1304, 1308, 1312, 1316, 1320. СЕР может принимать сообщения о прекращении и установлении подачи энергии (блок 1330), обрабатывать эти события (блок 1332) и передавать данные события (блок 1334). Интеллектуальное приложение о прекращении работы может принимать данные события (блок 1335) и запрашивать состояние сети и данные подключения сети (блок 1338). Шина рабочих данных может принимать запрос о состоянии сети и данные подключаемости (блок 1344) и передавать их в один или в оба накопитель рабочих данных и накопитель данных предыстории. В ответ на это накопитель рабочих данных и накопитель предыстории данных могут передавать состояние сети и данные подключаемости (блоки 1352, 1354) через шину рабочих данных (блок 1346) в интеллектуальное приложение прекращения подачи энергии (блок 1340). Определяют, обозначают ли данные состояния сети и данные подключаемости, было ли такое отключение мгновенным, как показано в блоке 1342. Если это так, такие мгновенные отключения передают через шину рабочих данных (блок 1348) в базу мгновенных отключений для сохранения (блок 1350). В противном случае формируют случай прекращения подачи энергии (блок 1328), и данные случая прекращения подачи энергии сохраняют и обрабатывают с помощью системы управления прекращением подачи энергии (блок 1322).

Интеллектуальные процессы прекращения подачи энергии могут: детектировать прекращение подачи энергии; классифицировать и регистрировать мгновенные прекращения подачи энергии; определять протяженность прекращения подачи энергии; определять первопричину (первопричины) прекращения подачи энергии; отслеживать восстановление подачи энергии; поднимать событие прекращения подачи энергии и обновлять показатели рабочих характеристик системы.

На фиг.14А-С показана блок-схема 1400 последовательности операций интеллектуального процесса неисправности. Комплексная обработка события может запрашивать данные из одного или больше устройств, как показано в блоке 1416. Например, состояние сети и подключаемость в ответ на запрос могут передавать данные состояния сети и подключаемости в сложную обработку события, как показано в блоке 1404. Аналогично, накопитель данных предыстории в ответ на запрос может передавать состояние переключателя в режиме реального времени, в комплексную обработку события, как показано в блоке 1410. И комплексная обработка события может принимать состояние сети, данные подключаемости и состояние переключателя, как показано в блоке 1418. Аналитические средства подстанции могут запрашивать данные о неисправности, как показано в блоке 1428. Данные неисправности могут быть переданы в множество устройств, таких как датчики RTU линии, и компьютеры подстанции, как показано в блоках 1422, 1424. Различные данные неисправности, состояние сети, данные подключаемости и состояние переключателей могут быть переданы в аналитическое средство подстанции для детектирования события и определения его характеристик, как показано в блоке 1430. Шина события также может принимать сообщения о событии (блок 1434) и передавать сообщения о событии в аналитические средства подстанции (блок 1436). Аналитические средства подстанции могут определить тип события, как показано в блоке 1432. Для событий модификации защиты и управления компьютеры подстанции могут принимать сообщение события неисправности, как показано в блоке 1426. Для всех других типов событий события могут быть приняты шиной события (блок 1438) и могут быть переданы в комплексную обработку события (блок 1440). Комплексная обработка события может принимать данные события (блок 1420) для последующей обработки. Аналогично, состояние сети и подключаемость могут передавать данные о состоянии сети в комплексную обработку события, как показано в блоке 1406. И хранилище общей информационной модели (CIM) может передавать метаданные в приложение комплексной обработки события, как показано в блоке 1414.

Приложение комплексной обработки события может передавать сообщение о событии неисправности, как показано в блоке 1420. Шина события может принимать сообщение (блок 1442) и передавать сообщение о событии в интеллектуальное приложение неисправности (блок 1444). Интеллектуальное приложение неисправности может принимать данные события (блок 1432) и запрашивать состояние сети, данные подключаемости и состояние переключения, как показано в блоке 1456. В ответ на запрос состояния сети и подключаемость передают данные о состоянии сети и подключаемости (блок 1408), и накопитель данных предыстории передает данные о состоянии переключателя (блок 1412). Интеллектуальное средство неисправности принимает данные (блок 1458), анализирует эти данные и передает данные события (блок 1460). Данные события могут быть приняты с помощью шины события (блок 1446) и переданы в файл регистрации неисправности (блок 1448). Файл регистрации неисправности может регистрировать данные события (блок 1402). Данные события также могут быть приняты шиной рабочих данных (блок 1462) и переданы в одно или больше приложений (блок 1464). Например, интеллектуальное приложение перерыва работы может принимать данные события (блок 1466), описанные выше со ссылкой на фиг. 13А-В. Система управления работой может также принимать данные события в форме заказа на работу, как показано в блоке 1468. И другие запрашивающие приложения могут принимать данные события, как показано в блоке 1470.

Интеллектуальная обработка неисправности может отвечать за интерпретацию данных сети для получения информации о текущих и потенциальных неисправностях в сети. В частности, неисправности могут быть детектированы с использованием интеллектуальной обработки неисправности. Неисправность обычно представляет собой короткое замыкание цепи, вызванное неисправностями в оборудовании коммунальной службы или в формирования альтернативного пути для протекания тока, например, в случае обрыва проводов линии электроэнергетической системы передач. Такая обработка может использоваться для детектирования типичных неисправностей (типично обрабатываемых с помощью обычного оборудования детектирования и защиты от неисправностей: реле, плавкие предохранители и т.д.), а также неисправностей, связанных с высоким импедансом в сети, которые не так просто детектировать, используя цепи неисправностей,

Интеллектуальный процесс устранения неисправности также может классифицировать и разделять неисправности по категориям. Это позволяет классифицировать и разделять неисправности на категории. В настоящее время не существует стандарт для систематической организации и классификации неисправностей. Стандарт де-факто может быть установлен для них и может быть воплощен.

Интеллектуальный процесс устранения неисправности может дополнительно характеризовать неисправности.

Интеллектуальный процесс устранения неисправности может также определять местоположение неисправности. Определение местоположения неисправности в распределительной системе может представлять собой трудную задачу из-за большой сложности и трудностей, связанных с уникальными характеристиками распределительной системы, такими как несбалансированная нагрузка, ответвление трех, двух и одной фазы, отсутствие датчиков/средств измерения, разные типы неисправностей, разные случаи коротких замыканий, изменяющиеся условия нагрузки, длинные линии подачи энергии с множеством ответвлений и сетевых конфигураций, которые не документированы. Этот процесс обеспечивает возможность использования разных технологий для изоляции местоположения неисправности с большей точностью, чем позволяет технология.

Интеллектуальные средства неисправности, кроме того, позволяют находить события неисправности. В частности, такой процесс может формировать и может публиковать события неисправностей в шине событий, как только неисправность была детектирована, классифицирована, разделена на категории, охарактеризована и изолирована. Этот процесс также может отвечать за сбор, фильтрацию, сортировку и устранения публикации неисправностей таким образом, чтобы было представлено событие индивидуальной неисправности, вместо множества сообщений, основанных на необработанных событиях, которые типично возникают во время неисправности. В конечном итоге, интеллектуальные средства неисправности могут регистрировать события неисправности в базе данных регистрации событий.

На фиг. 15А-В иллюстрируется блок-схема 1500 последовательности операций процессов управления метаданными. Процессы управления метаданными могут включать в себя: управление списком пунктов; и управление подключаемостью при передаче данных и управление протоколом; и наименование/трансляция элемента; управление фактором калибровки датчика; и управление данными топологии сети в режиме реального времени. Приложение выделения основной подключаемости может запрашивать данные основной подключаемости, как показано в блоке 1502. Система географической информации (GIS) может принимать запрос (блок 1510) и передавать данные в приложение выделения основной подключаемости (блок 1512). Приложение выделения основной подключаемости может принимать данные (блок 1504), выделять, преобразовывать и загружать данные (блок 1506) и передавать данные основной подключаемости в хранилище данных подключаемости (блок 1508). Хранилище данных подключаемости может после этого принимать данные, как показано в блоке 1514.

Хранилище данных подключаемости может содержать специальный накопитель данных, который содержит информацию о подключаемости компонентов сети для подачи электроэнергии. Как показано на фиг.15А-В, эта информация может быть получена типично из системы географической информации (GIS) для коммунальных услуг, которые содержат встроенную информацию географического местоположения компонентов, которые составляют сеть. Данные в этом хранилище данных описывают иерархическую информацию обо всех компонентах сети (подстанция, линии подачи энергии, секции, сегменты, ответвления, Т-секции, прерыватели цепи, устройство автоматического повторного включения, переключатель и т.д. - в основном все ресурсы). Хранилище данных может иметь информацию о ресурсах и подключаемости, как встроенную информацию.

Приложение выделения метаданных может запрашивать метаданные для ресурсов сети, как показано в блоке 1516. База данных метаданных может принимать запрос (блок 1524) и передавать метаданные (блок 1526), приложение выделения метаданных может получать метаданные (блок 1518), выделять, преобразовывать и загружать метаданные (блок 1520) и передавать метаданные в хранилище данных CIM (блок 1522).

Хранилище данных CIM (общая информационная модель) может затем сохранять данные, как показано в блоке 1528. CIM может устанавливать форматы стандарта коммунальной службы для представления данных коммунальной службы. Интеллектуальная энергосистема INDE может способствовать доступности информации из интеллектуальной энергосистемы в формате стандарта коммунальной службы. И хранилище данных CIM может способствовать преобразованию конкретных данных INDE в один или больше форматов, таких как предписанный стандартный формат коммунальной службы.

Приложение выделения ресурса может запрашивать информацию о новом ресурсе, как показано в блоке 1530. Регистр ресурса может принимать запрос (блок 1538) и может передавать информацию о новом ресурсе (блок 1540). Приложение выделения ресурса может принимать информацию о новом ресурсе (блок 1532), преобразовывать и загружать данные (блок 1534) и передавать информацию о новом ресурсе в хранилище данных CIM (блок 1536).

Приложение выделения подключаемости DR может запрашивать данные подключаемости DR, как показано в блоке 1542. Шина рабочих данных может передавать запрос на данные подключаемости DR в базу данных маркетинга, как показано в блоке 1548. База данных маркетинга может принимать запрос (блок 1554), преобразовывать с выделением, загружать данные подключаемости DR (блок 1556) и передавать данные подключаемости DR (блок 1558). Шина рабочих данных может передавать данные подключаемости DR в приложение выделения подключаемости DR (блок 1550). Приложение выделения подключаемости DR может принимать данные подключаемости DR (блок 1544) и передавать данные подключаемости DR (блок 1546) через шину рабочих данных (блок 1552) в базу данных состояния сети и подключаемости DM, которая содержит данные подключаемости DR (блок 1560).

На фиг.16 показана блок-схема 1600 последовательности операций процесса агента уведомления. Абонент уведомления может регистрироваться на веб-странице, как показано в блоке 1602. Абонент уведомления может формировать/модифицировать/удалять параметры списка просмотра сценария, как показано в блоке 1604. Веб-страница может содержать список просмотров сформированного/модифицированного/удаленного сценария, как показано в блоке 1608, и хранилище данных CIM может формировать список тегов данных, как показано в блоке 1612. Услуга трансляции названия может транслировать теги данных для накопителя данных предыстории (блок 1614) и передавать эти теги данных (блок 1616). Веб-страница может передавать список тегов данных (блок 1610) через шину рабочих данных, которая принимает список тегов данных (блок 1622) и передает его в агент уведомления (блок 1624). Агент уведомления получает список (блок 1626), удостоверяет и объединяет списки (блок 1628) и проверяет в накопителе данных предыстории сценарии уведомления (блок 1630). Если будут найдены исключения, соответствующие сценариям (блок 1632), будет передано уведомление (блок 1634). Шина события принимает уведомление (блок 1618) и передает его подписчику уведомления (блок 1620). Подписчик уведомления может принимать уведомление через предпочтительную среду, такую как текстовое сообщение, электронную почту, вызов по телефону и т.д., как показано в блоке 1606.

На фиг.17 показана блок-схема 1700 последовательности операций процесса сбора данных счетчика (AMI). Современное устройство сбора может запрашивать данные электросчетчика, находящегося в помещениях, как показано в блоке 1706. Один или больше электросчетчиков, находящихся в помещении, могут собирать данные электросчетчика, находящегося в помещении, в ответ на запрос (блок 1702) и передавать данные электросчетчика, находящегося в помещении (блок 1704). Современный блок сбора может принимать данные электросчетчика, находящегося в помещении (блок 1708), и передавать их в шину рабочих данных (блок 1710). Механизм сбора данных счетчика может запрашивать коммерческие и промышленные данные счетчиков, как показано в блоке 1722. Один или больше коммерческих и промышленных данных счетчиков могут собирать коммерческие и промышленные данные счетчиков в ответ на запрос (блок 1728) и передавать коммерческие и промышленные данные счетчиков (блок 1730). Механизм сбора данных счетчика может принимать коммерческие и промышленные данные счетчиков (блок 1724) и передавать их в шину рабочих данных (блок 1726).

Шина рабочих данных может принимать данные счетчика, находящегося в помещении, коммерческие и промышленные данные счетчика (блок 1712) и передавать эти данные (блок 1714). Эти данные могут быть приняты базой данных хранилища данных счетчика (блок 1716) или могут быть приняты процессором начисления счетов (блок 1718), которые могут быть, в свою очередь, переданы в одну или больше систем, таких как система CRM (управления взаимосвязями с потребителями) (блок 1720).

Процессы наблюдаемости могут дополнительно включать в себя процессы мониторинга удаленными ресурсами. Мониторинг ресурсами в пределах электроэнергетической системы может оказаться трудноосуществимым. Могут существовать разные участки электроэнергетической системы, некоторые из которых являются весьма дорогостоящими. Например, подстанции могут включать в себя силовые трансформаторы (стоимостью вплоть до 1 миллиона $) и прерыватели цепей. Часто коммунальные службы могут мало что сделать, если вообще могут сделать что-нибудь, для анализа ресурсов и обеспечения максимального использования этих ресурсов. Вместо этого, фокус коммунальной службы обычно направлен на обеспечение поддержания подачи электроэнергии потребителю. В частности, коммунальные службы фокусируют свою работу на планируемых инспекциях (которые обычно происходят через заданные интервалы), или на техническом обслуживании "на основе события" (которое может возникать, когда на участке сети возникает неисправность).

Вместо типичных планируемых инспекций или технического обслуживания "на основе события", процесс мониторинга удаленным ресурсом может фокусироваться на техническом обслуживании на основе условия. В частности, если один участок (или вся) электроэнергетической системы может быть оценен (например, на периодической или постоянной основе), может быть улучшено состояние электроэнергетической системы.

Как описано выше, данные могут быть сгенерированы в различных участках электроэнергетической системы и переданы в (или к ним может быть открыт доступ) центральное учреждение. Данные могут затем использоваться центральным учреждением для определения состояния сети. В отличие от анализа состояния сети, центральное учреждение может выполнять мониторинг степени использования. Как правило, оборудование в электроэнергетической системы работает с использованием заметных запасов для обеспечения безопасности. Одна из причин этого состоит в том, что компании коммунального обслуживания консервативны по своей природе и стремятся поддерживать подачу электроэнергии потребителю в пределах широкого участка ошибок. Другая причина этого состоит в том, что компании коммунального обслуживания, осуществляющие мониторинг сети, могут не знать о размерах части используемого оборудования в электроэнергетической системе. Например, если энергетическая компания передает электроэнергию через определенную цепь подачи энергии, энергетическая компания может не иметь средств, с помощью которых она могла бы узнать, находится ли передаваемый уровень электроэнергии рядом с пределом возможностей цепи подачи электроэнергии (например, цепь подачи электроэнергии может быть чрезмерно нагрета). В связи с этим компании коммунальных служб могут недостаточно использовать один или больше участков электроэнергетической системы.

Коммунальные службы также обычно тратят существенную сумму денег для добавления возможностей к электроэнергетической системе по мере повышения нагрузки в электроэнергетической системе (то есть по мере увеличения потребляемой электроэнергии). В связи с неосведомленностью коммунальных служб, коммунальные службы выполняют ненужное обновление сетей электроэнергетической системы. Например, сети подачи электроэнергии, которые не работают рядом с пределом их возможности, тем не менее, могут быть модернизированы путем замены проводников (то есть, провода большего размера укладывают в сети подачи электроэнергии), или могут быть проложены дополнительные сети подачи электроэнергии. Стоимость только такой операции является существенной.

Процессы удаленного мониторинга ресурсов позволяют отслеживать различные аспекты сетей электроэнергетической системы, например: (1) анализ существующего состояния ресурса для одного или больше участков сети; (2) анализ будущего состояния ресурса одного или больше участков сети; и (3) анализ использования одного или больше участков сети. Вначале один или больше датчиков могут измерять и передавать в процесс удаленного мониторинга ресурса данные для определения текущего состояния определенного участка сети. Например, датчик на силовом трансформаторе может обеспечивать индикатор состояния путем измерения рассеиваемых газов трансформатором. Процесс удаленного мониторинга ресурса может затем использовать аналитические инструменты для определения, находится ли определенный участок сети (такой как силовой трансформатор) в хорошем состоянии или в плохом состоянии. Если определенный участок сети находится в плохом состоянии, может быть произведен ремонт этого конкретного участка сети.

Кроме того, процесс удаленного мониторинга ресурсами может анализировать данные, генерируемые из участков сети, для прогнозирования будущего состояния ресурса участков сети. Существуют причины, которые вызывают нагрузку на электрические компоненты. Факторы нагрузки не обязательно могут быть постоянными и могут быть переменными. Датчики могут обеспечить индикатор нагрузки на определенный участок электроэнергетической системы. Процесс удаленного мониторинга ресурсом может регистрировать результаты измерения нагрузок, как обозначено данными датчиков, и может анализировать результат измерения нагрузок, для прогнозирования будущего состояния участка электроэнергетической системы. Например, процесс удаленного мониторинга ресурсом может использовать анализ на основе тенденции для прогнозирования, когда может произойти отказ на определенном участке сети, и может заранее запланировать техническое обслуживание ко времени (или одновременно с), когда может произойти отказ на определенном участке сети. Таким образом, процесс удаленного мониторинга ресурсом может прогнозировать срок службы определенного участка сети и, таким образом, определять, не является ли срок службы участка сети слишком коротким (то есть, не израсходован ли ресурс этого участка сети слишком быстро).

Кроме того, процессы удаленного мониторинга ресурсами могут анализировать степень использования участка электроэнергетической системы, для лучшего управления электроэнергетической системой. Например, процессы удаленного мониторинга ресурсами могут анализировать цепь подачи энергии для определения ее операционных возможностей. В этом примере цепи подачи электроэнергии процессы удаленного мониторинга ресурсами могут определять, что цепь подачи электроэнергии в настоящее время работает с нагрузкой 70%. Процессы удаленного мониторинга ресурсами могут дополнительно рекомендовать, чтобы определенная цепь подачи электроэнергии работала с более высоким процентом использования (например, 90%), поддерживая все еще при этом приемлемый запас для обеспечения безопасности. Процесс удаленного мониторинга ресурсами может, таким образом, обеспечивать возможность эффективного увеличения способностей работы просто путем анализа степени использования.

Методика определения конкретной технической архитектуры

Существуют разные методики определения конкретной технической архитектуры, которые может использовать один, некоторые или все из элементов эталонной архитектуры INDE. Методика может включать в себя множество этапов. Во-первых, этап основной линии может быть выполнен при генерировании документации, для существующего состояния коммунальной службы, и может быть выполнена оценка готовности для перехода к интеллектуальной энергосистемой. Во-вторых, этап определения требований может быть выполнен при генерировании определения требуемого состояния и детальных требований для перехода в это состояние.

В-третьих, может быть предусмотрен этап разработки решения, состоящий в генерировании определения архитектурных компонентов решения, которые обеспечивают возможность работы интеллектуальной энергосистемой, включающей в себя измерение, мониторинг и управление. Для архитектуры INDE это может включать в себя измерительные устройства, сеть передачи данных для передачи данных из устройств в приложение ядра 120 INDE, приложение ядра 120 INDE при этом должно продолжать работу и реагировать на эти данные, аналитические приложения интерпретировать данные, архитектура данных моделирует измеренные и интерпретированные данные, архитектура интегрирования выполняет обмен данными и информацией между INDE и системами коммунальной службы, технологическая инфраструктура обеспечивает работу различных приложений и баз данных, и стандартов, следование которым может быть обеспечено для обеспечения возможности компактного и эффективного решения в соответствии с отраслевым стандартом.

В-четвертых, моделирование значения может быть выполнено при генерировании определения ключевых показателей эффективности и факторов успеха для интеллектуальной энергосистемы и воплощения возможности измерения и определения характеристик системы в отношении требуемых факторов рабочих характеристик. Приведенное выше раскрытие относится к аспекту разработки архитектуры в соответствии с этапом 3.

На фиг.19А-В представлен пример графика потока разработки детального плана. В частности, на фиг.19А-В иллюстрируется поток обработки этапов, которые могут быть предприняты для определения требований к интеллектуальной энергосистеме и этапов, которые могут быть выполнены для воплощения интеллектуальной энергосистемы. Процесс разработки интеллектуальной энергосистемы может начаться с разработки видения интеллектуальной энергосистемы, которое позволяет получить основные очертания общих целей проекта, которые могут привести к процессу общего плана действий при разработке интеллектуальной энергосистемы. Процесс общего плана действий может привести к подробной разработке деталей и моделирования значений.

Подробная разработка деталей может обеспечить методологический подход к определению интеллектуальной энергосистемы в контексте всего предприятия коммунальной службы. Разработка деталей может включать в себя общий план действий, который может привести к разработке основной линии и оценке систем (BASE) и к определению требований и выбору аналитических средств (RDAS). Процесс RDAS может формировать подробное определение конкретной интеллектуальной энергосистемы коммунальной службы.

Процесс BASE может устанавливать исходную точку для коммунальной службы в отношении систем, электроэнергетических систем, устройств и приложений, для поддержки возможностей интеллектуальной энергосистемы. Первая часть процесса состоит в определении материально-производственных средств сети, которые могут включать в себя: структуру сети (например, генерирующие мощности, линии электроэнергетической системы, подстанции электроэнергетической системы, вспомогательные линии электроэнергетической системы, распределительные подстанции, распределительные цепи подачи электроэнергии, классы напряжения); устройства сети (такие как переключатели, устройства автоматического повторного включения, конденсаторы, регуляторы, компенсаторы падения напряжения, взаимные соединения в линиях подачи электроэнергии); автоматика подстанции (например, IED, ЛВС подстанции, инструменты, RTU/компьютеры станции); распределительная автоматика (такая как конденсатор и управление переключением; средства локализации неисправности и элементы управления преобразованием нагрузки; системы координации LTC; DMS; система управления откликом на запрос); и датчики сети (такие как датчик, величины, варианты использования и подсчет в распределительных сетях, по линиям электроэнергетической системы и в подстанциях); и т.д. После окончания разработки материально-производственных средств может быть сформирована оценка коммунальной службы в отношении модели готовности к развертыванию интеллектуальной энергосистемой высокого уровня. Модель потока данных, в том виде, как они существуют, и схемы систем также могут быть сформированы.

Процесс конфигурации архитектуры (ARC) может разработать предварительную техническую архитектуру интеллектуальной энергосистемой для коммунальных служб, путем комбинирования информации из процесса BASE, требований и ограничений из процесса RDAS и эталонной архитектуры INDE, для получения технической архитектуры, которая удовлетворяет определенным потребностям коммунальной службы и которая использует преимущество соответствующих унаследованных систем, и соответствует ограничениям, которые существуют в данной коммунальной службе. Использование эталонной архитектуры INDE позволяет исключить необходимость изобретения специальной архитектуры и обеспечивает то, что накопленный опыт и лучшие практики будут применены для разработки решения. Это также позволяет гарантировать то, что решение сможет максимально использовать повторно используемые ресурсы интеллектуальной энергосистемой.

Процесс конфигурации архитектуры сети датчика (SNARC) может обеспечивать основу для получения последовательности решений, которые определяют архитектуру сети распределенных датчиков для поддержки интеллектуальной энергосистемой. Такая структура может иметь структуру в виде последовательности решений, каждое из которых ориентировано на определенный аспект архитектуры сети датчиков. После принятия таких решений может быть сформирована схема структуры сети датчиков.

Выделение датчиков через процесс рекурсии Т-участка (SATSECTR), который может обеспечить основу для определения количества датчиков, которые должны быть размещены в распределительной сети, для получения заданного уровня наблюдаемости с учетом ограничений по затратам. Этот процесс также позволяет определять типы датчиков и их места расположения.

Процесс разработки шаблона оценки и компонентов элементов решения (SELECT) может обеспечить основу для оценки типов компонентов решения и обеспечивает конструктивный шаблон для каждого класса. Шаблон может содержать опорную модель для спецификаций для каждого из элементов решения. Такие шаблоны можно затем использовать для запроса расценок поставщика и поддержки оценок поставщика/продукта.

Процесс планирования обновления для приложений и сетей (UPLAN) может обеспечить развитие плана по обновлению существующих систем коммунальных служб, приложений и сетей так, чтобы они были готовы к интегрированию в решение интеллектуальной энергосистемой. Процесс оценки риска и планирования управления (RAMP) может обеспечить оценку риска, связанную с определенными элементами решения интеллектуальной энергосистемой, созданными в процессе ARC. Процесс UPLAN может выполнять оценку уровня риска для идентифицированных элементов риска и обеспечивает план действия для уменьшения риска прежде, чем коммунальная служба примет решение на строительство. Процесс анализа изменений и планирования управления (CHAMP) может анализировать процесс и организационные изменения, которые могут потребоваться для коммунальной службы, для освоения сумм инвестиций в интеллектуальную сеть и может обеспечить высокий уровень плана управления, для осуществления этих изменений синхронно с развертыванием интеллектуальной энергосистемой. Процесс CHAMP может привести к генерированию детального плана.

Общий план и процесс моделирования значений могут привести к спецификации метрических значений, которые могут привести к оценке стоимости и преимуществ. Оценка может привести к построению одного или больше положений, таких как положение о тарифе и положение о бизнесе, которые, в свою очередь, могут привести к закрытию положения. Выход разработки детального плана и моделирования значений может быть передан в коммунальную службу для утверждения, в результате чего могут быть выполнены обновления системы коммунальной службы и развертывание интеллектуальной энергосистемой, и действия по уменьшению риска. После чего сеть может быть спроектирована, построена и тестирована и затем введена в работу.

Хотя настоящее изобретение было представлено и описано в связи с предпочтительными вариантами осуществления, очевидно, что определенные изменения и модификации в дополнение к упомянутым выше, могут быть выполнены на основе основных свойств настоящего изобретения. Кроме того, существует множество разных типов компьютерного программного обеспечения и аппаратных средств, которое можно использовать при выполнении на практике настоящего изобретения, и изобретение не ограничено описанными выше примерами. Изобретение было описано со ссылкой на действия и символические представления операций, которые выполняют одним или больше электронными устройствами. Также следует понимать, что такие действия и операции включают в себя манипуляции, выполняемые модулем обработки электронного устройства данных, представляющих электрические сигналы, в структурированной форме. Такая манипуляция трансформирует данные или поддерживает их в определенных местах в системе памяти электронного устройства, которая изменяет конфигурацию или другим образом изменяет работу электронного устройства хорошо понятным способом для специалистов в данной области техники. Структуры данных, где содержат эти данные, представляют собой физические места расположения в запоминающем устройстве, которые имеют определенные свойства, определенные форматом данных. В то время как изобретение было описано в приведенном выше контексте, оно не должно быть ограничительным, поскольку для специалистов в данной области техники будет понятно, что описанные действия и операции также могут быть воплощены в аппаратных средствах. В соответствии с этим, заявитель стремится защитить все варианты и модификации, находящиеся в пределах действительного объема настоящего изобретения. При этом предполагается, что изобретение будет определено следующей формулой изобретения, включая все его эквиваленты.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы. Интеллектуальная энергосистема для улучшения управления энергосистемой общего пользования включает в себя использование датчиков на различных участках энергосистемы общего пользования, с применением технологии передачи данных и компьютерной технологии, таких как дополнительные структуры шины, для обновления электроэнергетической системы таким образом, чтобы она могла работать более эффективно и надежно, и для поддержания дополнительных услуг для потребителей. Интеллектуальная энергосистема может включать в себя распределенное интеллектуальное средство в энергосистеме общего пользования (отдельное от интеллектуальных средств центра управления), включающее в себя устройства, которые генерируют данные на разных участках энергосистемы, анализируют сгенерированные данные и автоматически модифицируют работу участка электроэнергетической системы. 6 н. и 40 з.п. ф-лы, 37 ил.

1. Базовая структура интегрирования для обеспечения связи множества компонентов электросети и энергетической системы с центральным органом управления электроэнергетической системы, который управляет электроэнергетической системой, причем указанное множество компонентов электросети и энергетической системы выполнено с возможностью генерировать рабочие данные и данные событий в электроэнергетической системе, содержащая:
рабочую шину, выполненную с возможностью передачи рабочих данных в центральный орган управления электроэнергетической системы, причем рабочие данные содержат по меньшей мере одно измерение в режиме реального времени напряжения, тока, активной мощности или реактивной мощности по меньшей мере для части электроэнергетической системы; и
шину событий, выполненную с возможностью передачи данных событий в центральный орган управления электроэнергетической системы, причем шина событий отделена от рабочей шины, данные событий являются отличными от измерений в режиме реального времени, причем получены из указанных измерений в режиме реального времени и содержат по меньшей мере одно аналитическое определение, касающееся работы электроэнергетической системы, основанное на указанном по меньшей мере одном измерении в режиме реального времени,
при этом рабочая шина выполнена с возможностью передавать рабочие данные и не передавать данные событий, а
шина событий выполнена с возможностью передавать данные событий и не передавать рабочие данные.

2. Базовая структура интегрирования по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один переключатель, выполненный с возможностью анализа по меньшей мере части принимаемых данных и с возможностью направлять эти данные к рабочей шине или шине событий.

3. Базовая структура интегрирования по п.1, дополнительно содержащая маршрутизатор, выполненный с возможностью анализа по меньшей мере части принимаемых данных и с возможностью направления этих данных к рабочей шине или шине событий.

4. Базовая структура интегрирования по п.3, в которой маршрутизатор выполнен с возможностью анализировать по меньшей мере один заголовок в данных для определения, следует ли направлять эти данные к рабочей шине или к шине событий.

5. Базовая структура интегрирования по п.3, в которой маршрутизатор расположен в центральном органе управления электроэнергетической системой.

6. Базовая структура интегрирования по любому из пп.1-5, в которой рабочая шина выполнена с возможностью дополнительно передавать не рабочие данные, причем не рабочие данные включают качество электроэнергии, и/или надежность подачи электроэнергии, и/или состояние ресурсов, и/или данные по нагрузке.

7. Базовая структура интегрирования по п.6, дополнительно содержащая шину услуги, выполненную с возможностью связи между центральным органом управления электроэнергетической системой и системой начисления счетов, причем шина услуги выполнена отдельно от рабочей шины и шины событий.

8. Базовая структура интегрирования по любому из пп.1-5, в которой рабочая шина функционально соединена с базой данных накопителя рабочих данных, а также с системой управления перерывами в работе, и/или системой управления энергией, и/или системой управления распределением.

9. Базовая структура интегрирования по п.8, в которой рабочая шина функционально соединен с базой данных накопителя рабочих данных и системой управления перерывами в работе, системой управления энергией и системой управления распределением.

10. Базовая структура интегрирования по любому из пп.1-5, в которой шина событий функционально соединена с базой данных накопителя регистрации событий, а также с системой управления перерывами в работе, и/или системой управления энергией, и/или системой управления распределением.

11. Базовая структура интегрирования по п.7, в которой шина событий функционально соединена с базой данных накопителя регистрации событий, а также с системой управления перерывами в работе, системой управления энергией и системой управления распределением.

12. Базовая структура интегрирования по п.1, дополнительно содержащая
сервер, связанный с рабочей шиной и шиной событий, а также выполненный с возможностью принимать и сохранять рабочие данные, причем сервер дополнительно выполнен с возможностью:
анализировать рабочие данные в отношении по меньшей мере одной базы правил;
генерировать по меньшей мере одно событие на основе указанного анализа; и
посылать по меньшей мере одно событие по меньшей мере в один компонент электросети и энергетической системы для запуска самовосстановления по меньшей мере на участке электроэнергетической системы.

13. Базовая структура интегрирования по п.12, в которой сервер находится на подстанции электроэнергетической системы, причем по меньшей мере одно событие запускает изменение в работе указанной подстанции.

14. Базовая структура интегрирования по п.12, в которой сервер дополнительно выполнен с возможностью генерировать порядок работы для передачи в центральный орган управления электроэнергетической системы.

15. Способ передачи рабочих данных и данных событий от множества компонентов электросети и энергетической системы в центральный орган управления электроэнергетической системы, который управляет электроэнергетической системой, включающий:
передачу, по меньшей мере, частично по радиосвязи, рабочих данных в центральный орган управления электроэнергетической системы по рабочей шине, причем рабочие данные содержат по меньшей мере одно измерение, выполненное в режиме реального времени, напряжения, тока, активной мощности или реактивной мощности по меньшей мере для части электроэнергетической системы; и
передачу по меньшей мере частично по радиосвязи данных событий в центральный орган управления электроэнергетической системы по шине событий, причем шина событий выполнена отдельно от рабочей шины, при этом данные событий являются отличными от измерений в режиме реального времени, причем получены из указанных измерений в режиме реального времени и содержат по меньшей мере одно аналитическое определение, касающееся работы электроэнергетической системы, основанное на указанном по меньшей мере одном измерении в режиме реального времени,
при этом рабочие данные передают через рабочую шину и не передают через шину событий, а
данные о событии передают через шину событий и не передают через рабочую шину.

16. Способ по п.15, в котором дополнительно:
анализируют по меньшей мере часть принятых данных; и
направляют данные к рабочей шине или шине событий.

17. Способ по п.15 или 16, в котором по рабочей шине дополнительно передают не рабочие данные, причем не рабочие данные содержат данные о качестве электроэнергии, и/или надежности подачи электроэнергии, и/или состоянии ресурсов, и/или данные о нагрузке.

18. Способ по п.15, в котором компоненты электросети и энергетической системы дополнительно содержат одно или более устройство интеллектуальной сети счетчиков.

19. Способ по п.15, в котором дополнительно:
осуществляют фильтрацию с помощью шины событий множества потоков событий для интерпретации указанного множества потоков событий в соответствии по меньшей мере с одной схемой событий, и
пересылают с помощью шины событий указанную интерпретацию множества потоков событий по меньшей мере к одному компоненту из множества компонентов электросети и энергетической системы.

20. Способ по п.15, в котором дополнительно:
принимают и сохраняют рабочие данные с помощью сервера, связанного с рабочей шиной и шиной событий;
анализируют с помощью сервера рабочие данные в отношении по меньшей мере одного правила;
генерируют с помощью сервера по меньшей мере одно событие на основе указанного анализа; и
пересылают с помощью сервера указанное по меньшей мере одно событие по меньшей мере к одному из указанных компонентов электросети и энергетической системы, с тем чтобы запустить самовосстановление по меньшей мере участка электроэнергетической системы.

21. Способ по п.20, в котором сервер размещен на подстанции электроэнергетической системы, при этом дополнительно запускают с помощью сервера изменение работы указанной подстанции на основе указанного по меньшей мере одного события.

22. Способ по п.20, в котором дополнительно с помощью сервера генерируют порядок работы для передачи к центрального органу управления электроэнергетической системы.

23. Система управления данными для электроэнергетической системы, причем электроэнергетическая система содержит центральный орган управления электроэнергетической системы для управления электроэнергетической системой и множество устройств в пределах электроэнергетической системы, содержащая:
накопитель данных, связанный с устройством, расположенным на участке электроэнергетической системы, накопитель данных расположен рядом с указанным устройством, причем устройство измеряет электрический параметр на участке электроэнергетической системы, причем накопитель данных содержит множество мест в запоминающем устройстве для сохранения измеренного электрического параметра; и
центральный накопитель данных, связанный с центральным органом управления электроэнергетической системы, причем центральный накопитель содержит ссылку на места в запоминающем устройстве накопителя данных.

24. Система управления данными по п.23, в которой указанное устройство в электроэнергетической системе является подстанцией.

25. Система управления данными по п.24, в которой накопитель данных, связанный с подстанцией, содержит запоминающее устройство, которое расположено в подстанции или на подстанции.

26. Система управления данными по п.24, в которой подстанция передает указанную ссылку в центральный орган управления электроэнергетической системы;
при этом центральный орган управления электроэнергетической системы сохраняет эту ссылку в центральном накопителе данных.

27. Система управления данными по п.26, в которой центральный орган управления электроэнергетической системы обращается к этой ссылке в центральном накопителе данных;
при этом центральный орган управления электроэнергетической системы передает запрос в подстанцию, запрашивая данные, связанные с этой ссылкой; и
центральный орган управления электроэнергетической системы принимает ответ из подстанции, содержащий данные, связанные с этой ссылкой.

28. Система управления данными по п.26, в которой подстанция дополнительно передает по меньшей мере один заголовок, связанный с ссылкой;
при этом центральный орган управления электроэнергетической системы содержит:
первый участок шины для передачи рабочих данных в центральный орган управления электроэнергетической системы, причем рабочие данные содержат по меньшей мере одно измерение, выполненное в режиме реального времени, напряжения, тока, активной мощности или реактивной мощности по меньшей мере для части электроэнергетической системы; и
второй участок шины для передачи данных событий в центральный орган управления электроэнергетической системы, причем второй участок выполнен отдельно от первого участка, данные событий являются данными, отличными от измерения, выполненного в режиме реального времени, получены из этого измерения и содержат по меньшей мере одно аналитическое определение, касающееся работы электроэнергетической системы, основанное на указанном по меньшей мере одном измерении в режиме реального времени,
при этом рабочие данные передаются через первый участок и не передаются через второй участок, а
данные о событии передаются через второй участок и не передаются через первый участок.

29. Система управления данными по п.23, в которой данные сохраняются в определенном месте в запоминающем устройстве в накопителе данных;
причем в центральном накопителе данных сохраняются ссылки на место в запоминающем устройстве в накопителе данных, но не сохраняются данные, сохраненные в этом месте в запоминающем устройстве.

30. Система управления данными по п.23, в которой по меньшей мере одно из множества устройств в электроэнергетической системе содержит счетчик в помещении потребителя.

31. Система управления электроэнергетической системой для управления электроэнергетической системой, содержащей множество устройств электросети, характеризующаяся тем, что содержит:
центральный орган управления электроэнергетической системы для управления электроэнергетической системой;
первое устройство сети, расположенное на первом участке электроэнергетической системы, причем первое устройство содержит:
первый датчик для измерения электрического параметра на первом участке электроэнергетической системы;
первый процессор для анализа измеренного электрического параметра на первом участке электроэнергетической системы и определения события на основе измеренного электрического параметра, и
второе устройство сети, расположенное на втором участке электроэнергетической системы, причем второе устройство содержит:
второй процессор для приема события, определенного первым устройством сети, для модификации по меньшей мере участка электроэнергетической системы, содержащего второй участок, на основе указанного события, и для передачи в центральный орган управления электроэнергетической системы информации, обозначающей модификацию указанного по меньшей мере участка электроэнергетической системы.

32. Система управления электроэнергетической системы по п.31, в которой второе устройство сети модифицирует указанный участок электроэнергетической системы без вмешательства центрального органа управления электроэнергетической системы.

33. Система управления электроэнергетической системы по п.31, в которой второе устройство сети является подстанцией.

34. Система управления электроэнергетической системы по п.33, в которой по меньшей мере одна цепь подачи электроэнергии выходит из подстанции;
причем первый датчик первого устройства сети измеряет электрический параметр по меньшей мере для части цепи подачи электроэнергии.

35. Система управления электроэнергетической системы по п.34, в которой второе устройство сети дополнительно содержит второй датчик для измерения электрического параметра на втором участке электроэнергетической системы;
причем второй процессор анализирует событие, определенное первым устройством сети, и электрический параметр на втором участке электроэнергетической системы для модификации по меньшей мере участка электроэнергетической системы.

36. Система управления электроэнергетической системы по п.35, в которой подстанция дополнительно содержит накопитель данных, связанный с подстанцией и расположенный рядом с подстанцией, причем накопитель данных содержит множество мест в запоминающем устройстве для сохранения измеренного электрического параметра на втором участке электроэнергетической системы.

37. Способ для системы управления данными для электроэнергетической системы, причем электроэнергетическая система содержит центральный орган управления электроэнергетической системы для управления электроэнергетической системой и множество устройств в электроэнергетической системе, включающий:
измерение электрического параметра на участке электроэнергетической системы, используя электрическое устройство, расположенное на указанном участке электроэнергетической системы;
сохранение измеренного электрического параметра в определенном месте в запоминающем устройстве накопителя данных, причем устройство-накопитель данных связано с электрическим устройством и расположено рядом с этим устройством;
передачу в центральный накопитель данных, связанный с центральным органом управления электроэнергетической системы, указанного местоположения в запоминающем устройстве указанного устройства-накопителя данных.

38. Способ по п.37, в котором устройство в электроэнергетической системе является подстанцией.

39. Способ по п.38, в котором накопитель данных, связанный с подстанцией, содержит запоминающее устройство, которое расположено в подстанции или на подстанции.

40. Способ по п.38, в котором подстанция передает ссылку в центральный орган управления электроэнергетической системы;
причем центральный орган управления электроэнергетической системы сохраняет ссылку в центральном накопителе данных.

41. Способ по п.40, в котором центральный орган управления электроэнергетической системы обращается к указанной ссылке в центральном накопителе данных;
при этом центральный орган управления электроэнергетической системы передает запрос в подстанцию, запрашивая данные, связанные с этой ссылкой; и
центральный орган управления электроэнергетической системы принимает ответ от подстанции, содержащий данные, связанные с этой ссылкой.

42. Подстанция на первом участке электроэнергетической системы, содержащая:
интерфейс связи, выполненный с возможностью взаимодействовать с устройством электросети, находящимся во втором участке электроэнергетической системы, при этом указанное устройство электросети выполнено с возможностью измерять электрический параметр во втором участке электроэнергетической системы, анализировать измеренный электрический параметр во втором участке электроэнергетической системы и определять событие исходя из измеренного электрического параметра, причем интерфейс связи выполнен с возможностью принимать указанное событие; и
процессор, взаимодействующий с указанным интерфейсом связи, выполненный с возможностью:
принимать событие, определенное указанным устройством электросети,
изменять первый участок электроэнергетической системы исходя из принятого события, и
передавать в центральный орган управления электроэнергетической системы информацию, указывающую на изменение указанного первого участка электроэнергетической системы.

43. Подстанция по п.42, характеризующаяся тем, что выполнена с возможностью изменения первого участка электроэнергетической системы без вмешательства центрального органа управления электроэнергетической системы.

44. Подстанция по п.42, в которой питающая линия выходит из подстанции, при этом интерфейс связи выполнен с возможностью принимать от устройства электросети измеренный электрический параметр по меньшей мере для части указанной питающей линии.

45. Подстанция по п.44, дополнительно содержащая датчик, выполненный с возможностью измерять электрический параметр на первом участке электроэнергетической системы, при этом процессор выполнен с возможностью анализировать событие, определенное устройство электросети и измеренный электрический параметр из датчика, с тем чтобы изменить указанный первый участок электроэнергетической системы.

46. Подстанция по п.45, дополнительно содержащая накопитель данных, связанный с подстанцией и находящийся вблизи подстанции, при этом накопитель данных содержит множество мест расположения запоминающих устройств, выполненных с возможностью сохранения указанного измеренного электрического параметра из датчика.