用于自动评估电气系统中的事件恢复的系统和方法与流程

本公开总地涉及电气系统，更具体地，涉及用于自动评估电气系统中的事件恢复的系统和方法。

背景技术：

1、当今的电力监测系统和设备擅长捕获和显示与电气事件的发生相关联的电气数据；然而，它们不能提供有用的(或通常足够的)信息来分析和/或评估系统从电气事件的恢复。因为每个终端用户的系统都是独一无二的，所以很难自动评估系统从事件恢复的如何，因而由客户来确定和改进他们对电气事件的响应性能。不幸的是，大多数终端用户没有保持事件记录(除了他们的电力监测系统(epms)提供的)，没有执行事件后评估以改进恢复性能，也没有使用标准操作过程(sop)来帮助促进从电气事件中高效恢复。

技术实现思路

1、本文描述了用于自动评估电气系统中的事件恢复的系统和方法。更具体地，在一个示例实施方式中，所公开的系统和方法使用分析来自动评估终端用户对电气事件的响应性能，而与他们的系统的独特性无关(即，具有最少的配置)。例如，该系统和方法可以将终端用户的事件恢复响应性能与他们的历史响应性能或类似客户群中的典型响应性能进行基线/基准测试。此外，根据需要，该系统和方法可适用于离散的区域、负载、过程或整个电气系统。例如，电气系统可以与至少一个建筑、设施、船只、飞机或其他类型的结构相关联。

2、在本公开的一个方面，一种用于自动评估电气系统(例如，一个或多个智能电子设备(ied)、边缘设备、基于云的设备、网关等)中的事件恢复的方法包括处理来自由至少电气系统中的ied捕获的至少一个能量相关信号的或由该至少一个能量相关信号导出的能量相关数据，以识别电气系统中至少一个事件的发生。例如，至少一个识别的事件发生可以指示电气系统中的异常状况。根据本公开的一些实施例，可以分析与至少一个识别的事件发生相关联的能量相关数据，以确定事件对与电气系统相关联的负载和/或区域的影响，以及是否已经为受事件影响的负载和/或区域中的至少一个发起或开始(或展开)从事件的恢复。从下面进一步讨论中将会理解，在一些示例实施方式中，能量相关数据可以进一步包括数字和/或模拟i/o数据、用户输入数据、plc数据、其他控制信号等中的至少一个。

3、响应于确定已经为受事件影响的负载和/或区域中的至少一个发起或开始从事件的恢复，可以确定从事件恢复的至少一个负载、负载类型和/或区域以及该至少一个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓(profile)。另外，可以跟踪该负载、负载类型和/或区域中的至少一个的恢复轮廓以及电气系统内的负载移除、负载添加、负载改变、负载类型改变和区域改变(即，区域内的改变)中的至少一个，例如，直到恢复已经满足一个或多个恢复准则(例如，恢复被认为是完整的、令人满意的、规定的、强制的或建议的时间段已满足等)。

4、根据本公开的一些实施例，在从事件的恢复已经满足恢复准则期间和/或之后，可以采取或执行至少一个动作，以例如提供与从事件的恢复相关联的指示(例如，视觉和/或听觉指示等)、优化或优化建议、以及反馈响应(例如，控制信号等)中的至少一个。该反馈可以包括例如恢复期间的动态(实时)反馈和/或恢复后的历史反馈。在一个示例实施方式中，至少一个动作可以包括提供警报以指示以下至少一个：1)从进行中/仍在进行中的事件恢复，2)在恢复期间或刚恢复之后新的峰值需求的风险，3)在恢复期间已经或还没有被重新供能的负载，4)在恢复期间已经或还没有被重新供能的负载类型，5)在恢复期间已经或还没有被重新供能的区域，6)从事件的恢复时间过长，7)相对于事件前参数已恢复的负载的幅度/量(相对或绝对)等。例如，该至少一个动作可以是负载特定的、负载类型特定的、区域特定的、事件特定的、应用特定的和/或客户特定的。

5、根据本公开的一些实施例，通过识别新的“运行模式”、现有的“运行模式”、现有的和/或新的“运行模式”的改变、暂时的“稳定性”、暂时的“不稳定性”、以及与电气系统相关联的任何一个或多个电气特性和/或控制信号(例如，谐波、有功功率、状态输入/输出等)的改变中的至少一个，来确定从事件恢复的负载、负载类型和/或区域以及每个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓中的至少一个。另外，根据本公开的一些实施例，基于对数据的一种或多种类型、参数和/或行为的分析，确定从事件恢复的负载、负载类型和/或区域以及每个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓中的至少一个，该数据的一种或多种类型包括时序数据日志、波形捕获、实时数据、i/o数据、用户输入等。这些参数可以包括例如电压、电流、功率、谐波等。另外，行为可以包括例如可测量的数据的改变、这些改变的特性等。

6、根据本公开的一些实施例，可以基于保护方案(例如，每个断路器保护一个区域等)、单独导出的源(例如变压器、发电机等)、过程或子系统、负载类型、子计费组或租户、网络通信方案(例如，ip地址等)，和/或任何其他逻辑分类在电气系统层级内确定区域。每个区域是计量系统层级的子集，并且每个区域可以按类型区分优先级，并且如果适用，每个区域可以分配一个以上的优先级(例如，具有低优先级过程的高优先级负载类型)。例如，如果保护设备也充当ied，并被并入计量系统，它和它下面的设备可以被认为是一个区域。如果保护设备在协调方案中分层，区域将类似地分层以对应于保护设备。

7、根据本公开的一些实施例，响应于以下各项中的至少一项，认为满足恢复准则：用户反馈指示已经满足恢复准则，至少一个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓和/或对电气系统的负载、负载类型和/或区域的添加满足与恢复相关联和/或指示恢复的一个或多个用户定义的和/或学习的阈值或定义，来自装备/负载的i/o信号指示恢复，对每个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓和/或对电气系统的负载、负载类型和/或区域的添加的启发式评估和统计评估指示恢复。根据本公开的一些实施例，与恢复相关联和/或指示恢复的用户定义的和/或学习的阈值或定义具有相关联的或规定的时间段/持续时间。另外，根据本公开的一些实施例，统计评估使用以下至少一种：相对简单的统计方法(例如，基于数据分布的统计，诸如标准偏差、百分位数等)、更复杂的时间序列分析方法(例如arima、lstm等)、更高级的形状/信号鉴别(例如，cnn、小波等)、固定或动态时间框或其组合。

8、根据本公开的一些实施例，确定从事件恢复的负载、负载类型和/或区域以及每个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓可以包括：确定一个或多个负载、负载类型和/或区域，或者负载、负载类型和/或区域的组合是否正在从事件恢复。另外，根据本公开的一些实施例，跟踪包括恢复特性、行为和/或参数，诸如负载、负载类型和/或区域轮廓、信息、状态等。可以评估能量相关信号和/或数据和/或其他信号，以例如表征恢复期间添加的负载、负载类型和/或区域，被重新供能的负载、负载类型和/或区域的顺序，缺失的负载、负载类型和/或区域，与历史上类似的事件恢复的比较，与来自类似或不类似的市场群的恢复特性和/或基线的比较等。

9、根据本公开的一些实施例，可以创建恢复事件(例如，跟踪数据、负载改变、负载添加、负载移除、区域改变、负载或区域状态、或其他相关事件或输入等)的列表以改进或优化一个或多个恢复参数和/或促进构建从事件的恢复的标准操作过程(sop)。例如，可以构建sop来优化各种目标，诸如峰值需求减少、计费减少、恢复持续时间/时间段、恢复期间的能量消耗、与恢复相关联的co2排放、特定负载或区域改进、负载类型改变、技术改变、装备或系统保护、安全改进等。

10、根据本公开的一些实施例，上述方法(以及下面讨论的其他方法和系统)可以在一个或多个波形捕获设备(例如，ied)上实现，例如，在负责捕获至少一个能量相关信号的至少一个ied上实现。另外，在一些实施例中，上述方法(以及下面讨论的其他方法和系统)可以部分或完全地远离至少一个ied实现，例如，在网关、基于云的系统、边缘软件、远程服务器(本文中可以可替代地被称为“头端”或“边缘”系统)等中实现。至少一个ied的示例可以包括智能公用事业计量表、电力质量计量表和/或另一测量设备(或多个设备)。例如，至少一个ied可以包括断路器、继电器、电力质量校正设备、不间断电源(ups)、滤波器和/或变速驱动器(vsd)。另外，在一些实施例中，至少一个ied可以包括至少一个虚拟计量表。

11、应当理解，结合上述方法(以及下面讨论的其他方法和系统)描述的至少一个捕获的能量相关信号可以与至少一个能量相关波形捕获相关联。例如，根据本公开的一些实施例，可以从由电气系统中的至少一个ied捕获或测量的至少一个能量相关信号生成至少一个能量相关波形捕获。例如，根据ieee标准1057-2017，波形是“信号的表现或表示(例如，图形、曲线(plot)、示波器演示、离散时间序列、方程、坐标表或统计数据)或可视化”。记住这个定义，至少一个能量相关波形可以对应于至少一个捕获的能量相关信号的表现或表示或可视化。应当理解，上述关系是基于一个标准团体(在这种情况下是ieee)对波形的定义，并且波形和信号之间的其他关系当然也是可能的，如本领域普通技术人员将理解的那样

12、应当理解，由上述至少一个ied捕获或测量的至少一个能量相关信号或波形可以包括例如电压信号、电流信号、输入/输出(i/o)数据以及导出值或提取值中的至少一个。在一些实施例中，i/o数据包括数字信号(例如，两个离散状态)和模拟信号(例如，连续变量)中的至少一个。数字信号可以包括例如开/关状态、打开/闭合状态、高/低状态、同步脉冲和任何其他表示性双稳态信号中的至少一种。另外，模拟信号可以包括例如温度、压力、音量、空间、速率、湿度和任何其他物理或用户/使用表示性信号中的至少一个。

13、根据本公开的一些实施例，导出值或提取值包括从测量的电压信号和/或测量的电流信号中的至少一个核算的、计算的、估计的、导出的、发展的、内插的、外推的、评估的和以其他方式确定的附加能量相关值中的至少一个。在一些实施例中，导出值另外地或可替代地包括有功功率、视在功率、无功功率、能量、谐波失真、功率因数、谐波功率的幅度/方向、谐波电压、谐波电流、间谐波电流、间谐波电压、间谐波功率的幅度/方向、次谐波功率的幅度/方向、单独相电流、相位角、阻抗、序列分量、总电压谐波失真、总电流谐波、三相电流、相电压、线电压、频谱分析和/或其他类似/相关参数中的至少一个。在一些实施例中，导出值另外地或可替代地包括至少一个能量相关特性，能量相关特性包括幅度、方向、相位角、百分比、比率、电平、持续时间、相关联的频率分量、能量相关参数形状、衰减率和/或增长率。根据本公开的一些实施例，例如，导出值或提取值可以链接到至少一个过程、负载标识等。

14、应当理解，由至少一个ied捕获或测量的至少一个能量相关信号或波形可以包括(或利用)例如从电压和电流信号中的至少一个导出的基本上任何电气参数(包括电压和电流本身)。还应当理解，至少一个能量相关信号或波形可以由至少一个ied连续地或半连续地/周期性地捕获/记录和/或传输和/或记录。

15、一种自动评估电气系统中(例如，一个或多个ied、边缘、云、网关等中)的事件恢复的系统也在此提供。在本公开的一个方面，该系统包括至少一个处理器和耦合到该至少一个处理器的至少一个存储器设备(例如，本地和/或远程存储器设备)。该至少一个处理器和该至少一个存储器设备被配置用于处理来自由电气系统中的至少一个ied捕获的至少一个能量相关信号的或由该至少一个能量相关信号导出的能量相关数据，以识别该电气系统中至少一个事件的发生。可以分析与至少一个识别的事件发生相关联的能量相关数据，以例如确定事件对与电气系统相关联的负载和/或区域的影响，以及是否已经为受事件影响的负载和/或区域中的至少一个发起或开始从事件的恢复。响应于确定已经为受事件影响的负载和/或区域中的至少一个发起或开始从事件的恢复，可以确定从事件恢复的至少一个负载、负载类型和/或区域以及该至少一个负载、负载类型和/或区域的恢复轮廓。

16、可跟踪该负载、负载类型和/或区域中的至少一个的恢复轮廓和/或电气系统内的负载移除、负载添加、负载改变、负载类型改变和区域改变(即，区域内的改变)中的至少一个，例如，直到恢复满足一个或多个恢复准则(例如，恢复被强制、认为是完整的、达到令人满意的参数、规定的或建议的时间段已满足等)。另外，在从事件的恢复已经满足恢复准则期间和/或之后，可以采取或执行至少一个动作，以提供与从事件的恢复相关联的指示(例如，视觉和/或听觉指示等)、优化或优化建议、以及反馈响应(例如，控制信号等)中的至少一个。

17、在一些实施例中，捕获至少一个能量相关信号的至少一个ied包括至少一个计量设备。该至少一个计量设备可以对应于例如电气系统中的至少一个计量设备，在该电气系统中捕获/监测至少一个能量相关信号。

18、如本文所使用的，ied是被优化来执行一个或多个功能的计算电子设备。ied的示例可以包括智能公用事业计量表、电力质量计量表、微处理器继电器、数字故障记录器和其他计量设备。ied也可以嵌入vsd、不间断电源(ups)、断路器、继电器、变压器或任何其他电气装置中。ied可用于在多种装置中执行测量/监测和控制功能。这些装置可以包括公用事业系统、工业设施、仓库、办公楼或其他商业综合体、校园设施、计算协同定位中心、数据中心、配电网络或任何其他使用电能的结构、过程或负载。例如，在ied是电力监测设备的情况下，它可以耦合到(或被安装在)电力传输或分配系统，并被配置用于感测/测量和储存数据(例如，波形数据、记录数据、i/o数据等)作为表示配电系统的操作特性(例如，电压、电流、波形失真、功率等)的电气参数。用户可以分析这些参数和特性，以评估例如潜在的性能、可靠性和/或电力质量相关的问题。ied可以至少包括控制器(在某些ied中，其可以被配置用于同时地、连续地或两者都有地运行一个或多个应用)、固件、存储器、通信接口和连接器，该连接器将ied连接到任何电压水平、配置和/或类型(例如，ac、dc)的外部系统、设备和/或组件。ied的监测和控制功能的至少某些方面可以体现在ied可访问的计算机程序中。

19、在一些实施例中，本文使用的术语“ied”可以指并行和/或串联/串行操作的ied的层级。例如，ied可以对应于多个能量计量器、功率计量器和/或其他类型的资源计量器的层级。该层级可以包括基于树的层级，诸如二叉树、具有从每个父节点或多个父节点下降的一个或多个子节点的树、或者它们的组合，其中每个节点表示特定的ied。在一些情况下，ied的层级可以共享数据或硬件资源，并且可以执行共享的软件。应当理解，层级可以是非空间的，诸如计费层级，其中分组在一起的ied可以是物理上不相关的。

20、应当理解，输入是处理器和/或ied(例如，上述多个ied)接收的数据，输出是处理器和/或ied发送的数据。输入和输出可以是数字的或模拟的。数字和模拟信号可以都是离散变量(例如，两种状态，诸如高/低、一/零、开/关等。如果是数字的，这可能是一个值。如果是模拟的，电压/电流的存在可以被系统/ied认为是等同的信号)或连续变量(例如，诸如空间位置、温度、压力电压等的连续变量)。它们可以是数字信号(例如，来自产生数字信息/值的传感器的ied中的测量)和/或模拟信号(例如，来自产生模拟信息/值的传感器的ied中的测量)。这些数字和/或模拟信号可以包括ied内的任何处理步骤(例如，在所有导出的计算中，导出有功功率(kw)、功率因数、幅度、相对相位角)。

21、处理器和/或ied可以将数字和模拟输入信号转换/再转换为数字表示用于内部处理。处理器和/或ied也可以用于将内部处理的数字信号转换/再转换为数字和/或模拟输出信号，以提供一些指示、动作或其他响应(诸如另一个处理器/ied的输入)。数字输出的典型用途可以包括发信号通知继电器打开或关闭断路器或开关、发信号通知继电器启动或停止电机和/或其他设备，以及操作能够直接与数字信号对接的其他设备和装备。数字输入通常用于确定装备的操作状态/位置(例如，断路器是打开还是关闭等)或从公用事业脉冲输出读取输入同步信号。模拟输出可用于提供能量管理系统中的阀门、电机、加热器或其他负载/过程的可变控制。最后，模拟输入可用于聚集可变操作数据和/或比例控制方案。

22、利用数字和模拟i/o数据的几个更多示例可以包括(但不限于)：涡轮机控制、电镀装备、发酵装备、化学处理装备、电信、装备、精密标度装备、电梯和移动人行道、压缩装备、废水治理装备、分类和处理设备、电镀装备温度/压力数据记录、发电/输电/配电、机器人、警报监测和控制装备，作为几个示例。

23、如本公开中前面指出的，由至少一个ied捕获/测量的至少一个能量相关信号可以包括i/o数据。应当理解，i/o数据可以采取数字i/o数据、模拟i/o数据或者数字和模拟i/o数据的组合的形式。i/o数据可以传送例如状态信息和许多其他类型的信息，从上面和下面的讨论中这对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

24、应当理解，术语“处理器”和“控制器”在本文中有时可互换使用。例如，处理器可以用来描述控制器。另外，控制器可以用来描述处理器。

25、以上和以下讨论的系统和方法将至少一个能量相关信号描述为由电气系统中的至少一个ied捕获，但是应当理解，在一些示例实施方式中，计量表、断路器、继电器和/或其他设备可以用于在电气系统中生成能量相关信号/波形捕获，和/或收集可以用于生成能量相关信号/波形捕获的数据。能量相关信号/波形捕获可以是电压和/或电流信号的测量和记录，其可以使用许多方法来触发，包括：手动地、在超过一个或多个参数阈值之后自动地、周期性地(例如，在每天的中午12:00)、由外部输入(例如，数字状态输入信号的改变)发起或开始、或通过一些其他手段。能量相关信号/波形捕获还可以包括其他内部/外部信息，诸如状态输入改变、来自其他设备、装备和/或系统的数据。

26、从下面的讨论中将会进一步理解，所公开的系统和方法提供了许多益处。例如，通过使用本文公开的系统和方法自动评估电气系统中的事件恢复所提供的示例益处包括：

27、-故障排除和重建事件后恢复

28、o恢复能量分析、负载类型重启顺序、潜在装备应力等。

29、-减少恢复后持续时间

30、o最小化事件后能量消耗、减少排放、确保装备和资源的可用性、利用各种系统输入(例如ied、i/o、plc等)。

31、-创建或改进与事件相关的恢复准则操作过程(sop)

32、o允许终端用户开发用于排序、优化和/或改进事件恢复的sop。

33、-避免归因于事件的新的峰值需求

34、o评估恢复与历史计费需求的对比，以减少超过峰值需求的可能性。

35、-提供与事件恢复相关联的警报和信息

36、o提供指示正在进行中的恢复的警报、指示尚未重新供能的负载/

37、负载类型的警报、指示恢复时间过长的警报等。

38、应当理解，从下面的讨论中可以理解，存在许多与所公开的发明相关联的其他特征、优点和方面。