利用高级仪表基础设施和变电站集中电压控制的电压节约的制作方法_2

文档序号:9690120阅读:来源:国知局
明原理的可以在区域操作中心(R0C)计算机上显示的控制屏幕 的实例;
[0030]图4示出根据本发明原理的电压控制和节约(VCC)处理的实例;
[0031]图5A示出根据本发明原理的用于监测在选择的智能仪表接收和测量的电压分量 和电能的处理实例;
[0032]图5B示出根据本发明原理的用于选择在例外报告模式下工作的智能仪表并取消 选择先前选择的智能仪表的处理实例;
[0033]图6示出根据本发明原理的提供给用户的电功率的电压相对于一天时间的曲线图 实例;
[0034]图7示出例如通过例如可能与图3所示控制屏幕上显示的信息相关联的变电站的 LTC变压器产生的电功率的变电站电压的曲线图实例;
[0035]图8示出根据本发明原理,在施加电压控制之前通过图7的实例中的DMS按小时收 集(包括电压和能量测量)的数据的实例;
[0036]图9示出根据本发明原理,在施加电压控制之后通过图7的实例中的DMS按小时收 集(包括电压和能量测量)的数据的实例;
[0037]图10示出在图7至图9的实例中对于1-5小时的计算数据以及关于全部24小时的平 均值的实例;
[0038]图11示出根据本发明原理,在电压控制和/或节约前后可以对于每天的天气变量 收集的数据的实例;
[0039]图12示出根据本发明原理施加成对测试分析处理的实例;
[0040]图13示出VCC开启情况下的每客户kW日相对于VCC关闭情况下的每客户kW日的散 点图的实例;
[0041]图14示出根据本发明原理,用于图13所示数据的总结图表的实例;
[0042]图15示出根据本发明原理,在实施VCC系统之前的历史数据的散点图的替代实例;[0043]图16示出根据本发明原理,在实施VCC系统之后的历史数据的散点图的替代实例; 以及
[0044]图17示出根据本发明原理,包括98%置信区间的总结图表的替代实例。
[0045]在下面的详细描述中进一步描述本发明。
【具体实施方式】
[0046]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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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、IEEE802.11、 DECT、0G、1G、2G、3G或4G移动电话标准、蓝牙等等。
[0051]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。
[0052]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。
[0053]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。
[0054]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。
[0055] 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。
[0056] 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、光波和电磁辐射,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-R0M、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-EEPROM、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。
[0057]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、IEEE802.11、DECT、0G、1G、 2G、3G或4G移动电话标准、蓝牙等等。
[0058]根据本发明的一个非限制性实例,提供包括三个子系统的电压控制和节约(VCC) 系统200(在图2中示出),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500JCC系统200被配置为监测ED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Ced。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。
[0059]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。
[0060]图1示出根据本发明原理的发电和配电系统100的实例。发电和配电系统100包括: 发电站110、升压变压器120、变电站130、多个降压变压器140、165、167以及用户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。
[0061]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Es_iy(t),并将转换的电功率Es_iy(t) 提供给多个用户150、160。将电功率ESuppiy(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Es_iy(t)提供给用户150、160。
[0062] 每个用户150、160可包括高级仪表基础设施(AMI) 155、169JMI155、169可连接区 域操作中心(R0C) 180A0C180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AMI155、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。
[0063] 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、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。
[0064]AMI155、169可包括下列的任何一个或多个:智能仪表、网络接口(例如,WAN接口 等等)、固件、软件、硬件等等。智能仪表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;需求数据等等。如果智能仪表是三相仪表,则可在平均值计算中使用低相电压。 如果该仪表是单相仪表,可将单一电压分量取平均值。
[0065] AMI155、169还可包括配置为从一个或多个智能仪表收集智能仪表数据的一个或 多个收集器(如图2所示),所述一个或多个智能仪表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。
[0066]VCC系统 200
[0067]图2示出根据本发明原理的VCC系统200的实例。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ED系统300的能 量使用。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400JC系统400处理能量使用信息并产生发送给ER系统500的一个或多个 能量传递参数CeiER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ESupply(t)。
[0068] 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ESuppiy (t)的电压 Vs_iy(t),以降低功率损耗并促进用户位置150、160的电功率EDe3iiv_d(t)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,以维持传递给用户150、160的电功率EDe3liv_d(t)的电压VDe3liv_d(t)的较紧凑工作 带。
[0069] VCC系统200基于智能仪表数据控制或调节EC系统500提供的电功率ESuppiy (t)的电 压Vsuppiy(t),智能仪表数据包括来自ED系统300中用户 VCC系统200例如可通过调节LTC变压器(未示出)、稳压器(未示出)等等,调节变电站的电压 设置点VSP或ER系统500中的线路稳压器电平,以维持目标电压带VBand-n中的用户电压VMeter (t),用户电压Vjfeter(t)可包括安全的额定工作范围。
[0070] VCC系统200被配置为将传递给用户1 50、160的电功率EDelivered(t)维持在一个或多 个电压带VBand-n中。例如,可以基本上同时地在两个或更多个电压带VBand-n中传递能量,其中 两个或更多个电压带可以基本相同或不同。可通过以下方程式[1]确定值VBand-n:
[0071] [l]VBand-n=VSP+AV
[0072] 其中VBand-n是电压范围,η是大于零的正整数,对应于可以基本上同时处理的电压 带VBand的数量,VSP是电压设置点值,AV是电压偏离范围。
[0073]例如,对于农村应用,VCC系统200可将传递给用户150、160的电功率EDeiivered(t)维 持在例如等于111V至129
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