使用基于ami的数据控制和分析使电压最佳化的制作方法_3

文档序号:9510335阅读:来源:国知局
传送点和EUS仪表点处的配电系统的 EEDS的结构的实例,示出了系统内的设备和装置以及能用来完成EEDS的最佳化的独立变 量;
[0045] 图6A和6B示出根据本发明原理的、用于在VCC中使用的AMI仪表的测量系统的 实例;
[0046] 图7示出根据本发明原理的、将控制变量与EUS电压关联以确定功率损耗、电压水 平并提供搜索最佳条件的输入,并识别来自AMI电压仪表的异常电压水平,并在高变动能 力和效率之间改变操作模式的线性回归分析的实例;
[0047] 图8示出根据本发明原理的、将控制仪表映射到控制区域和控制模块的实例;
[0048] 图9示出根据本发明原理,来自独立变量的电压特性如何映射到前导仪表的线性 回归模型和高变动负载被监测的仪表的分段线性模型的实例;
[0049] 图10示出根据本发明原理、用于实施对VCC最佳化解的模型,包括对EEDCS的线 性化和两个损耗计算的线性化的实例;
[0050] 在下面的详细描述中进一步描述本发明。
【具体实施方式】
[0051] 参照在附图中描述和/说明并在下面的说明书中详细描述的非限制性实施例和 实例,更完整地说明本发明及其各种特征和优点。应当注意,附图中示出的特征不一定按比 例绘制,并且即使没有在此明确说明,就像本领域技术人员将认识到的,其他实施例可采用 一个实施例的特征。可省略公知部件和处理技术的描述,因此不会不必要地模糊本发明的 实施例。这里使用的实例只是要帮助理解实践本发明的方式,并进一步使得本领域技术人 员能够实践本发明的实施例。因此,不应将这里的实例和实施例解释为限制本发明的范围。 此外注意,附图的若干示意图中相同的附图标记表示相似的部件。
[0052] 本发明中所使用"计算机"表示能够根据一个或多个指令处理数据的任何机器、装 置、电路、部件、模块或者任何机器、装置、电路、部件、模块的系统等等,不作限制地,例如处 理器、微处理器、中央处理单元、通用计算机、超级计算机、个人计算机、膝上型计算机、掌上 型计算机、笔记本电脑、桌上型计算机、工作站计算机、服务器等等,或者处理器、微处理器、 中央处理单元、通用计算机、超级计算机、个人计算机、膝上型计算机、掌上型计算机、笔记 本电脑、桌上型计算机、工作站计算机、服务器的阵列等等。
[0053] 本发明中所使用的"服务器"表示软件和/或硬件的任何组合,包括为连接的作为 客户端-服务器架构一部分的客户端进行服务的至少一个应用和/或至少一个计算机。至 少一个应用例如可包括但不限于可通过向客户端发送支持响应,接受连接来自客户端的服 务要求的应用程序。服务器可被配置为运行至少一个应用,经常承受大工作量,无人值守, 以最少的人工指示持续很长的时间周期。服务器可包括多个配置有至少一个应用的计算 机,根据工作量,在计算机中分配所述至少一个应用。例如,在大负荷情况下,可要求多个计 算机运行所述至少一个应用。服务器或者它的计算机的任何一个也可以用作工作站。
[0054] 本发明中所使用的"数据库"表示软件和/或硬件的任何组合,包括至少一个应用 和/或至少一个计算机。数据库可包括根据数据库模型组织的记录或数据的结构化集合, 例如但不限于关系模型、分层模型、网络模型等等的至少其中之一。数据库可包括本领域公 知的数据库管理系统应用(DBMS)。至少一个应用可包括但不限于例如可通过向客户端发送 支持响应,接受连接来自客户端的服务请求的应用程序。数据库可被配置为运行至少一个 应用,经常承受大工作量,无人值守,以最少的人工指示持续很长的时间周期。
[0055] 本发明中所使用的"通信链路"表示在至少两个点之间传送数据或信息的有线和 /或无线介质。不作限制地,有线或无线介质例如可包括金属导体链路、射频(RF)通信链 路、红外(IR)通信链路、光学通信链路等等。RF通信链路例如可包括WiFi、WiMAX、IEEE 802.11、DECT、0G、1G、2G、3G或4G移动电话标准、蓝牙等等。
[0056] 本发明中所使用的术语"包括"、"包含"及其变体表示"包括但不限于",除非另外 明确指定。
[0057] 本发明中所使用的术语"一"、"一个"和"该"表示"一个或多个",除非另外明确指 定。
[0058] 相互通信的装置不需要相互连续通信,除非另外明确指定。此外,相互通信的装 置可直接通信或通过一个或多个中介间接通信。
[0059] 虽然可以按照连续的顺序描述处理步骤、方法步骤、算法等等,但是也可以按照交 替的顺序配置这些处理、方法和算法。换言之,可描述的步骤的任何次序或顺序不一定表示 要求按照该顺序进行所述步骤。可按照任何可行的顺序进行这里描述的处理、方法或算法 的步骤。此外,可同时进行某些步骤。
[0060] 尽管这里描述了单个装置或项目,但显然可以使用一个以上装置或项目代替单个 装置或项目。类似地,尽管这里描述了一个以上的装置或项目,但显然可以使用单个装置或 项目代替一个以上装置或项目。装置的功能性或特征可通过没有明确描述为具有这些功能 性或特征的一个或多个其他装置来替代性地具体实施。
[0061] 本发明中所使用的术语"计算机可读介质"表示参与提供可通过计算机读取的数 据(例如指令)的任何介质。这些介质可采用多种形式,包括非易失性介质、易失性介质和 传输介质。非易失性介质例如可包括光盘或磁盘和其他永久存储器。易失性介质可包括动 态随机访问存储器(DRAM)。传输介质可包括同轴电缆、铜导线和光纤,含包括连接处理器 的系统总线的导线。传输介质可包括或传播声波、光波和电磁福射,例如射频(RF)和红外 (IR)数据通信过程中产生的电磁辐射。计算机可读介质的普通形式例如包括软盘、柔性盘、 硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光介质、打孔卡片、纸带、带有孔图案的 任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPR0M、任何其他存储器芯片或盒式存储器、 如下所述的载波或者计算机可读的任何其他介质。
[0062] 在向计算机传送指令序列时可涉及各种形式的计算机可读介质。例如,(i)可从 RAM向处理器传递指令序列,(ii)可通过无线传输介质传送指令序列,和/或(iii)可根据 多种格式、标准或协议将指令序列格式化,例如包括WiFi、WiMAX、IEEE 802. 11、DECT、0G、 1G、2G、3G或4G移动电话标准、蓝牙等等。
[0063] 根据本发明的一个非限制性实例,提供电压控制和节约(VCC)系统200(在图2中 示出)并使用ECP600以监视来自VCC200的EEDS能量的变化,VCC200包括三个子系统, 该子系统包括能量传递(ED)系统300、能量控制(EC)系统400和能量调节(ER)系统500。 图2还示出能量验证(EVP)系统600和能量计划处理(EPP)系统1700。VCC系统200被配 置为监测系统300的能量使用和确定EC系统(或电压控制器)400的一个或多个能量传 递参数。然后EC系统400可将一个或多个能量传递参数CED提供给ER系统500,以调节传 递给多个用户的能量,以使最大能量节约最佳。EVP系统600通过通信链路610监测所有计 量的能量流,并确定ER系统500的电压控制变化所造成的能量变化。EVP系统600还从适 合的气象站640通过通信链路620读取气象数据信息,以执行EVP处理630。EVP系统600 的一个实例在共同待审的/P006申请中更加充分地描述,不过也可以使用其他EVP系统。
[0064] EPP系统1700针对AMI数据经由通信链路1740读取历史数据库470。EPP系统 1700能处理此历史数据以及测量的AMI数据以识别EEDS系统700上的问题(如果有的 话KEPP系统1700还能识别提出的最佳系统修改所引起的分析的任何其他方面,并识别用 于VCC系统200的监测的初始计量,直到控制系统开始适应性的处理(在US2013/0030591 中描述)。
[0065] VCC系统200还配置成经由通信链路610监测来自EVP系统600的能量改变数据, 并确定EC系统(或电压控制器)400的一个或多个能量传递参数。然后EC系统400可将 一个或多个能量传递参数CED提供给ER系统500,以调节传递给多个用户的能量,以用于最 大能量节约。类似地,EC系统400可以以其他方式使用能量改变数据以控制EEDS700。例 如,EEDS700的部件可以被修改,调解、增加或者删除,包括增加电容器排,修改稳压器、对端 用户设备进行改变以改进客户效率以及其他控制动作。
[0066] 例如可将VCC系统200集成到电功率供应系统的既有负荷缩减计划。电功率供应 系统可包括紧急电压降低计划,当触发一个或多个预定事件时可启动紧急电压降低计划。 预定事件例如可包括紧急事件、短路、当变压器输出的电功率例如超过其额定功率的80% 时的电导体过热等等。VCC系统200被配置为当触发一个或多个预定事件时服从负荷缩减 计划,允许执行负荷缩减计划,以降低提供给多个用户的电功率的电压。
[0067] 图1类似于美国申请2013/0030591的图1,叠置示出根据本发明的原理的基于发 电和配电系统100的EEDS700系统的实例,其包括ESS系统800、EUS系统900和EEDCS系统 1000。发电和配电系统100包括发电站110、升压变压器120、变压站130、多个降压变压器 140、165、167和客户150、160。发电站110产生提供给升压变压器120的电功率。升压变 压器升高电功率的电压,并将升压的电功率提供给输电介质125。ESS系统800包括站110、 升压变压器120、变压站130、降压变压器140、165、167、此处描述的ER500以及用于将电力 从站110传输到用户150、160的输电介质(包括介质125)。EUS900包括此处描述的ED300 系统和多个能量使用装置(EUD) 920,能量使用装置(EUD) 920可以是电力客户或者负载,包 括客户设备等。EEDCS系统1000包括输电介质(包括介质135)、连接以及位于ESS800和 EUS900之间的任何其他设备。
[0068] 如图1所示,输电介质可包括导线导体,例如可通过电线杆127、137在地上承载导 线导体,和/或例如通过屏蔽导体(未示出)在地下承载导线导体。电功率从升压变压器 120作为电功率EIn(t)提供给变电站130,其中以兆瓦(MW)计的电功率EIn可作为时间t的 函数而变化。变电站130将接收的电功率EIn(t)转换为电功率ESupply(t),并将转换的电功 率ESupply(t)提供给多个用户150、160。将电功率ESupply(t)提供给用户150、160之前,变电 站130例如可通过降低电压,可调节地变换接收的电功率EIn(t)的电压分量VIn(t)。可通过 降压变压器140、165、167接收变电站130提供的电功率ESupply (t),并通过例如但不限于地 下电导体(和/或地上电导体)的输电介质142、162将电功率ESupply(t)提供给用户150、 160〇
[0069] 每个用户150、160可包括高级仪表基础设施(AMI) 330。AMI 330可连接区域操作 中心(R0C) 180。R0C 180可通过多个通信链路175、184、188、网络170和/或无线通信系统 190连接AMI 155、169。无线通信系统190例如可包括RF收发器、卫星收发器等等,但不限 于此。
[0070] 网络170例如可包括Internet、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、个人 区域网(PAN)、校域网、公司区域网、输电介质125、135和变压器140、165、167、全球区域网 (GAN)、宽带区域网(BAN)等等的至少其中之一,其中任何一个都可配置为经由无线和/或 有线通信介质通信数据。网络170可配置为包括例如环形、网形、线形、树形、星形、总线、全 连接等等网络拓扑。
[0071] AMI 330可包括下列的任何一个或多个:AMI、网络接口(例如,WAN接口等等)、固 件、软件、硬件等等。AMI可配置为确定下列的任何一个或多个:传递的千瓦时(kWh);接收 的kWh ;传递的千瓦时加上接收的千瓦时;传递的千瓦时减去接收的千瓦时;间隔数据;需 求数据;电压;电流;相等等。如果AMI是三相仪表,则可在平均值计算中使用低相电压或 者可以独立地使用每相的值。如果该仪表是单相仪表,可将单一电压分量取平均值。
[0072] AMI330还可包括配置为从一个或多个AMI330收集AMI数据的一个或多个收集器 350 (如图2所不),所述一个或多个AMI例如被分配以测量和报告一个或多个用户150、160 的电功率传递和消耗的任务。替代性地(或附加地),可将一个或多个收集器设置在用户 150、160外部,例如支承降压变压器140、165、167的壳体中。每个收集器可配置为与R0C180 通信。
[0073] VCC系统200插入到DMS和AMI系统以执行电压控制功能。此外,EVP系统600收 集气象数据并使用来自ESS系统800的AMI数据以计算由VCC系统200所实现的能量节约 水平。此外,EPP系统1700通过使用VCC系统200周期性地检查历史AMI电压数据并提供 对EUS电压性能问题的识别和增大EEDS系统700的效率和可靠性所需的修改,提供连续地 提高EEDS的性能的处理。
[0074] VCC 系统 200
[0075] 图2示出根据本发明原理的VCC系统200和EVP系统600的实例,EVP系统600监 测VVC在更加有效的较低5%的电压带控制EEDS所造成的能量变化。VCC系统200包括ED 系统300、EC系统400和ER系统500,其中每一个都示出为虚线椭圆。VCC系统200配置为 监测系统300的能量使用。ED系统300监测一个或多个用户150、160的能量使用(如 图1所示),并将能量使用信息发送给EC系统400。EC系统400处理能量使用信息并产生 经由通信链路430发送给ER系统500的一个或多个能量传递参数CED。ER系统500接收一 个或多个能量传递参数CED,并基于接收的能量传递参数CED调节提供给用户150、160的电 功率ESupply⑴。EVP系统600接收气象数据和能量使用数据,并计算来自VCC200的能量使 用提尚。
[0076] VCC系统200将功率系统损耗最小化,降低用户能量消耗并提供准确用户电压控 制。VCC系统200可包括闭环处理控制应用,其利用ED系统300提供的用户电压数据例如控 制ER系统500中配电电路(未示出)上的电压设置点VSP。也就是说,VCC系统200可通过 调节ER系统500中配电电路的电压设置点VSP,控制提供给用户150、160的电功率ESupply (t) 的电压VSupply(t),以降低功率损耗并促进用户位置150、160的电功率ΕΜινΜ^α)的有效使 用,ER系统500例如可包括一个或多个负荷抽头变换(LTC)变压器、一个或多个稳压器或 其它电压控制装备,以维持较紧工作带以使传递给用户150、160的电功率ΕΜιν_,α
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