通过波形监视管理电力馈送的制作方法_4

文档序号:9793960阅读:来源:国知局
[0126]在一些实施方案中,电力监视系统503可将电力从外部电源505a、505b直接切换到发电机512无需首先切换到来自替代外部电源的电力,即使一个或多个外部电源是可用的。在一些实施方案中,电力监视系统503监视从电源505a、505b中的每个接收的高电压电力,并且响应于基于波形监视确定电源505a、505b均提供不期望的电力,致动一个或多个发电机512并指导切换装置511切换到发电机512。例如,在变电站507从电源505a输送电力并且基于波形监视电源505b被确定为不稳定的情况下,电力监视系统503可通过从发电机512直接切换到备用电源无需首先切换到电源505b来对确定从电源505a接收的电力可能被中断作出响应。
[0127]电力监视系统503可通过指导一个或多个开关装置514将主要电力系统516与上游电源505a、505b、512隔离来切换到储备电力系统530。在一些实施方案中,电力监视系统503可指导主要电力系统516被隔离使得电力由储备电力系统530提供给电负载504。在一些实施方案中,电力监视系统503可指导主要电力系统516被隔离使得电力由一个或多个UPS518提供给电负载。
[0128]在一些实施方案中,电力监视系统503在从一个或多个发电机512提供备用电力或者简单地隔离主要电力系统516使得在高电压电力馈送潜在中断期间从UPS 518和储备电力系统530中的一个或多个供应电力之间作出决定。这个决定可基于潜在中断的预期长度。例如,如果电力监视系统503确定来自电源505a、505b的全部高电压馈送在短时间段内可能中断,那么电力监视系统503可指导主要电力系统516被隔离并且在中断期间内由一个或多个UPS 518或储备电力系统530供电,从而节约与致动和停用发电机512相关联的资源。在另一实例中,其中电力监视系统503确定来自电源505a、505b的全部高电压馈送在长时间段内可能中断,电力监视系统503可致动一个或多个发电机512并指导切换装置511切换到来自发电机512的备用电力。
[0129]在一些实施方案中,可基于以下中的一个或多个确定对中断持续时间是“长”还是“短”的确定:UPS 518和储备电力系统530中的一个或多个的可用容量,在中断的预期时间经过期间电负载504的预期电力消耗,以及可用容量的将被耗费来满足预期的电力消耗的部分。例如,基于可用UPS 518容量的部分在潜在中断期间将被耗尽来满足预期消耗的部分是否满足或超出预定阈值,中断持续时间可被确定为“长”或“短”,并从而确定UPS 518、储备电力系统530或发电机512是否被利用来向电负载504提供电力。例如,如果预定阈值是70%,那么只在电负载504在预期中断时间经过期间的预期电力消耗耗尽不多于UPS 518的可用容量的70%时,电力监视系统503可选择隔离主要电力系统516并依靠UPS 518来给电负载504供电。
[0130]在一些实施方案中,数据中心502不包括一些或全部主要电力系统516。例如,数据中心502可不包括UPS 518和储备电力系统530中的一个或多个。电力监视系统503提供的电力管理能力可通过在一个或多个电源505a、505b和发电机512之间切换而排除对UPS 518和储备电力系统530向电负载504提供足够置信水平的不中断电力供应的需要来实现足够确保的不间断电源。
[0131]图6示出具有波形分析模块、控制模块、波形图案识别模块和数据存储的电力监视系统的一个实施方案。
[0132]在一些实施方案中,电力监视系统600包括波形分析模块602、控制模块604、数据存储608和波形图案识别模块610中的一个或多个。包括在电力监视系统600中的一些或全部模块可由一个或多个计算装置的一个或多个部件实施。在一些实施方案中,电力监视系统600中的一些或全部模块通信地耦接到彼此。电力监视系统600可通过一个或多个通信连接耦接到一个或多个外部系统。在一些实施方案中,电力监视系统600内的个别模块包括到一个或多个外部系统的个别通信连接。
[0133]电力管理系统600管理电力基础设施的一些或全部中的电力分配,其包括例如,图1-5中示出的一些或全部系统。在一些实施方案中,电力分配管理可包括管理对电负载的电力供应。电负载可包括数据中心。
[0134]在一些实施方案中,电力监视系统600对供应给负载的电力的管理包括监视一个或多个高电压电力馈送的波形,并基于从所述监视做出的确定选择性地输送高电压电力馈送,使得电力被供应给负载。在一些实施方案中,监视波形包括监视指示一个或多个特定电力事件的一个或多个波形图案的波形,并且在检测波形图案之后,确定在电力馈送中可能发生一个或多个特定电力事件。
[0135]电力监视系统600可基于与电力馈送相关联的数据监视电力馈送的波形。在电力监视系统600处可从一个或多个传感器装置(未示出)接收这种数据。在一些实施方案中,从其接收数据的传感器装置位于电力监视系统600的外部。例如,电力监视系统600可接收与通过一根或多根输电线从耦接到输电线的一个或多个传感器装置接收的高电压电力相关联的数据。数据接收可连续、间歇、周期或以其一些组合方式发生。
[0136]在一些实施方案中,与电力馈送相关联的数据在电力监视系统600处接收并由波形分析模块602处理以便监视电力馈送的波形中的一个或多个波形图案。特定波形图案可与特定电力事件相关联。例如,一个波形图案的存在可指示电力馈送中的正常变化。另一波形图案可通过其在波形中的存在指示电力馈送正在经历一个或多个特定干扰。例如,波形图案可指示电力馈送正在经历电压暂降。一个或多个干扰可指示电力馈送可能将被中断,被充分中断的情况下,电力馈送可能将变得不能由电负载使用等。因此,识别电力馈送的波形中的特定波形图案可指示电力馈送可能被中断或以其他方式不能由负载使用。
[0137]特定电力事件可表示与电力馈送相关联的特定事件,包括正常操作、性能中的某些具体干扰、电涌、短暂中断、电力馈送的全部损失等。例如,波形分析模块602可基于在电力馈送的波形中检测到一个或多个特定波形图案,确定电力不稳定并可能失败或以其他方式变得不能由负载使用。
[0138]在一些实施方案中,波形图案随波形的一个或多个特性变化而变化。特性可包括电压随时间变化的速率、电流随时间变化的速率、电压或电流的频率、幅值、变化的斜率,其一些组合等。例如,特定波形图案可通过随时间变化减小的波形幅值、表格幅值等识别。特定波形图案可与电力馈送相关联的特定电力事件相关联,使得可通过识别电力馈送的波形中相关联的波形图案来预期电力馈送中电力事件的发生。
[0139]电力馈送中可能发生电力事件的确定可基于以下中的一个或多个而具有不同的置信水平:检测的特定波形图案,监视的波形与特定波形图案之间的相关性,与特定波形图案相关联的特定电力事件,特定波形图案与特定电力事件之间的关联性的置信水平,其一些组合等。这些置信水平可能影响关于电力管理做出的决定。
[0140]控制模块604与各种外部部件相互作用以管理电力基础设施中的电力分配。此类相互作用可包括控制一个或多个切换装置、致动一个或多个备用电源等。在一些实施方案中,控制模块604接收与各种部件相关联的用于确定控制模块604对外部系统指导的命令的数据。例如,在电力基础设施中的外部备用电源包括柴油发电机的情况下,控制模块604可从发电机接收指示发电机的柴油箱中有多少柴油燃料可用的数据。
[OH1]在一些实施方案中,控制模块604与波形分析模块602相互作用。在波形分析模块602确定电力馈送中可能发生特定电力事件之后,控制模块604可指导一个或多个部件选择性地输送一个或多个电力馈送。部件可在电力监视系统600外部。例如,在通过第一输电线接收的高电压电力正被输送到电力基础设施中的负载,并且波形分析模块602在监视高电压电力的波形过程中检测到指示特定电力事件的特定波形图案的情况下,控制模块604可指导高电压切换装置从输送来自第一输电线的高电压电力切换到输送来自第二输电线的高电压电力。
[0142]在一些实施方案中,波形分析模块602可连续监视在变电站接收的一些或全部电力馈送的波形,并且控制模块604可基于由波形分析模块602基于所述监视做出的确定连续检测变电站的至少一部分来选择性地输送电力馈送中的一个或多个。例如,控制模块604可响应于确定通过第二电力馈送接收的电力的质量高于通过第二电力馈送接收的电力,指导变电站的一部分在输送第一电力馈送与输送第二电力馈送之间切换。
[0143]继续所述实例,控制模块604可响应于波形分析模块602在第一电力馈送的波形中检测到指示第一电力事件的波形图案并且同时或之前在第二电力馈送的波形中检测到第二电力事件,指导变电站的一部分在输送第一电力馈送与输送第三电力馈送之间切换。随后,控制模块604可响应于波形分析模块602在第一电力馈送的波形中检测到第三波形图案,指导变电站的一部分在输送第三电力馈送与输送第一电力馈送之间切换。
[0144]在一些实施方案中,电力监视系统600通过选择性地将一个或多个电力馈送输送到变压器来对确定在变电站处接收的电力馈送中可能发生电力事件作出响应。例如,在第一电力馈送正由切换装置输送到变压器,并且波形分析模块602在第一电力馈送的波形中检测到波形图案的情况下,波形分析模块602可通过以一定置信水平确定在第一电力馈送中可能发生第一电力事件来对所述检测作出响应,并且控制模块604可响应于所述确定指导切换装置从第一电力馈送切换到第二电力馈送,使得第二电力馈送被输送到变压器并且第一电力馈送与所述变压器隔离。
[0145]在一些实施方案中,电力监视系统600基于不同置信水平的确定采取不同动作。例如,在波形分析模块602以80%的置信水平确定第一电力馈送中可能发生第一电力事件的情况下,控制模块604可指导切换装置切换到另一电力馈送。在另一实例中,在波形分析模块602以仅30%的置信确定第一电力馈送中可能发生第一电力事件的情况下,控制模块604可选择继续输送第一电力馈送。在一些实施方案中,可预先确定、随时间自适应发展或其一些组合的置信阈值可部分或全部影响哪个动作由控制模块604指导。例如,与基于特定波形图案的检测的特定电力事件的确定相关联的置信水平可被预先确定为60%。在另一实例中,基于波形分析模块602对在一个或多个电力馈送中电力事件发生的观察和电力馈送中的一个或多个的波形中的波形图案的检测,置信水平可由电力监视系统600随时间自适应创建、调整或其一些组合。
[0146]在一些实施方案中,电力馈送中的一个或多个按照偏好来排序,使得控制模块604可指导一个或多个部件优先地选择性输送排序最高的稳定电力馈送。例如,控制模块604可响应于波形分析模块602在第一电力馈送的波形中检测到指示第一电力事件的波形图案指导变电站的一部分在输送第一电力馈送与输送第三电力馈送之间切换,其中第三电力馈送是比第二电力馈送排序高的电力馈送。排序可被预先确定。在一些实施方案中,电力馈送的排序发展并连续、间歇、周期地修正等,使得排序最高的电力馈送可基于波形分析模块602对电力馈送的监视随时间变化。在一些实施方案中,电力馈送的排序可由电力监视系统600的一个或多个模块确定。例如,控制模块604可基于由波形分析模块602进行的对多个电力馈送的波形监视确定排序最高的电力馈送。
[0147]在一些实施方案中,电力监视系统600包括与波形分析模块602相互作用的波形图案识别模块610,数据存储608和随时间自适应发展识别或预期电力馈送中的干扰的能力的一个或多个其他系统。波形图案识别模块610可至少部分应用各种机器学习技术来随时间发展学习识别或预期各种干扰的能力。波形图案识别模块610可使由波形分析模块602检测的波形图案与由电力监视系统600或一些外部系统观察的对应电力事件相关,以便在检测的波形图案与观察的电力事件之间创建关联性以用于未来的电力管理。基于电力事件与波形图案之间的确定关系电力事件可被确定为对应于波形图案,所述关系包括阈值数量的电力事件和波形图案发生的时间接近度。
[0148]例如,波形分析模块602可在高电压电力馈送的波形中检测到以前未知的波形图案并在这不久之后检测到高电压电力馈送被中断。波形分析模块602可通过存储未知的波形图案来对检测到未知波形图案作出响应。波形图案识别模块610可通过使未知波形图案与电力中断事件相关联来对未知波形图案和电力中断事件的一次或多次发生作出响应,使得在未来检测到波形图案之后,波形分析模块602可确定可能发生电力中断事件。
[0149]在一些实施方案中,在确定波形图案与电力事件的关联性之后,电力监视系统600的一部分可建立与波形图案相关联的图案识别数据。这一建立可由电力监视系统600中的一个或多个模块执行。包括识别已知电力事件与已知波形图案之间关联性的信息的图案识别数据可由波形分析模块602利用来识别波形图案并确定电力馈送中电力事件的潜在发生。在一些实施方案中,信息可包括与识别相关联的一个或多个电力事件的已知波形图案相关联的特性信息,使得波形分析模块602将监视的波形与一个或多个已知波形的特性进行比较,并且在基于所述特性确定监视的波形与已知波形图案之间的相关性之后,确定相关联的电力事件的潜在发生。在一些实施方案中,信息可包括由波形分析模块利用来处理波形的一个或多个算法,使得如果利用所述算法处理波形的特定结果发生,那么特定相关联电力事件的潜在发生或不发生被确定。
[0150]在一些实施方案中,各种特定波形图案可与公共电力事件相关联。例如,波形图案识别模块610可使若干相似但稍微不同的波形图案与单一电力事件相关联。波形图案识别模块610可响应于确定多个已知波形图案与公共电力事件相关联而确定波形图案之间的相似性。如果已知波形图案中的两个或更多个被确定为在一定预定阈值内相关,那么波形图案识别模块610可针对标准化版本的波形图案建立标准化图案识别数据,使得利用标准化图案识别数据处理两个或更多个波形将导致标准化波形图案的识别。波形分析模块602在检测波形图案中可使与两个或更多个已知波形图案相关联的图案识别数据移除使用、删除或其一些组合。以此方式,波形分析模块602可利用较少组的图案识别数据处理波形,从而提高电力监视系统600的效率和有效性。
[0151]在一些实施方案中,数据存储608可存储与电力监视系统600中各种模块有关的信息。例如,数据存储608可存储已知波形图案与已知电力事件之间的关联性。数据存储608可存储与已知波形图案相关联的图案识别数据。在一些实施方案中,数据存储608处存储的信息从外部源接收。例如,数据存储608可存储与各种外部部件相关联的接收数据,由用户通过用户接口供应给电力监视系统的预先确定的数据等。
[0152]图7A、图7B和图7C是示出根据一个实施方案的与电力馈送中的各种电力事件相关联的电力波形的图。电力监视系统的包括波形分析模块的部分可监视电力馈送的波形以识别一个或多个波形图案,其中波形图案可指示电力馈送的质量水平、电力馈送中是否可能发生一个或多个电力事件等。在一些实施方案中,波形分析模块可通过将波形与一个或多个已知波形图案的特性进行比较来识别波形中的波形图案。在一些实施方案中,波形分析模块可通过使用图案识别数据、算法等处理波形来识别波形中的波形图案,使得处理的特定结果指示电力馈送中是否可能发生电力事件。
[0153]将了解,示出的电力波形是监视的波形的实例,并且本公开涵盖监视具有不同特性的波形。例如,波形图案可包括暂时、不重复的特性。在其他实例中,可监视具有不同幅值、频率和其他特性的波形。
[0154]图7A示出根据一个实施方案的可在正常操作条件下监视的高电压电力馈送的波形的实例。示出的波形是与电力馈送的正常操作一致的电压随时间的正弦波。将了解,在一些实施方案中,可监视涉及电流随时间变化的波形。波形分析模块在接收与电力馈送相关联的数据之后可处理示出的波形并确定电力馈送在正常操作。可通过识别指示正常电力馈送操作的波形图案来确定正常操作。可通过利用特定图案识别数据、算法等处理波形来识别基于处理的特定结果指示正常操作的图案。例如,在图案识别数据包括特定算法,并且使用算法处理波形产生特定结果数量的情况下,数量的值可通过处在特定的值范围内确定正常操作。
[0155]图7B和图7C示出根据一个实施方案的在干扰操作条件下的高电压电力馈送的波形的实例。图7B的波形指示谐波并且图7C的波形指示电压暂降。任一波形图案可通过其存在指示电力馈送中的电力质量降低、不稳定等。在一些实施方案中,电力馈送的示出波形的存在可指示电力馈送在未来可能被中断。任一波形图案的识别以及什么电力事件可能发生的确定可涉及将波形与已知谐波或电压暂降波形图案进行比较,并且在确定相关性之后识别与相关波形图案相关联的一个或多个电力事件。在一些实施方案中,识别可涉及利用与一个或多个波形图案相关联的算法或图案识别数据处理波形,使得落在特定范围内的处理结果指示波形包括与特定的一个或多个电力事件相关联的特定波形图案。
[0156]图8示出根据一个实施方案的电力管理基础设施的操作800,所述电力管理基础设施包括变电站、电力监视系统和数据中心还包括备用发电机。
[0157]在802,在变电站处从第一电源接收电力并将其输送到数据中心。在一些实施方案中,从第一电源接收的电力是在变电站内被输送到变压器的高电压电力,其中所述电力被逐步下降到较低电压并分配给数据中心。
[0158]在842,数据中心对从变电站接收的电力进行操作。数据中心操作可包括操作数据中心负载,这可包括各种计算系统。在一些实施方案中,所述电力从如由变电站从第一电源接收的更高电压逐步下降。例如,电力可被输送通过一个或多个变压器并逐步下降到数据中心设备可接收的电压。
[0159]在804,将与从第一电源接收的电力相关联的第
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