专利名称：用于监视和控制配电系统的模块和方法
技术领域：
本发明涉及依靠智能电子设备(IED)、嵌入的设备、网络设备和web使能设备监视配电系统的模块和方法。
背景技术：
对于如实时计量、事件、电路跳闸、电流、电压、功率、能量、电网安全状况等的参数常常需要对配电系统进行监视和控制。一般，通过使用客户端-服务器方法监视此类配电系统。
可是，由于数据集中在服务器中，此类公知客户端-服务器方法无助于可靠性；以及在服务器失败的情况下用户从监视系统状态中断开。此外，在现有客户端-服务器技术系统中，组件规范需要依据服务器和客户端的配置改变。换句话说，如果服务器的配置没有与客户端的配置匹配，则系统组件规范必须相应改变。但是目前使用固定的(k印t in place)冗余服务器来解决该问题。
通过使用在不同地方的冗余服务器来解决此类问题在本领域中也是公知的。此类主张的缺点是这些服务器需要较高的硬件配置和软件应用以满足这些系统的需要。
此外，此类监视系统要求额外的软件以安装在具有合适硬盘驱动器存储空间的计算机上。
US专利申请第12/515，734 (公开号US 2009/0327483A1)公开一种web使能设备， 用于在web浏览器中呈现信息并且尤其使用软件小配件(gadset)以展示小配件来基于在公用监视系统(诸如电力系统)的监视数据以及来自数据存储设备的历史监视数据呈现结构的信息。该方法对用于选择用户要求的小配件的外部世界、在远程端可用的数据存储服务等具有很大的依赖性，由此此类主张的可靠性极大依靠于在各种内部和外部连接之间的完整连接性。此类系统很复杂并且同时此类系统的可靠性不是无可指责的。
因此，发明人觉得需要开发一种更简单的用于监视和控制配电系统的硬件配置平台/模块，藉此用户能够通过使用他的个人数字设备(如PDA、膝上计算机等)获得来自配电系统的任何部分的完整的进行中的系统信息，而无需在其中实现的任何特定软件方法， 以及同时在监视和控制系统的全部电气设备方面提供增强的可靠性。发明内容
因此，本发明提供一种用于监视和控制配电系统的模块，包括
-多个智能电子设备(IED)，用于监视和控制所述配电系统的各种参数，
-多个嵌入设备，收容在所述配电系统的电气间并且经过以太网彼此通信，
-可由用户访问的至少一个web使能设备，与所述嵌入设备之一通信，以及
-网络设备，用于链接所述嵌入设备和web使能设备中的一个，
其中每个所述嵌入设备包括
-网络管理器，提供有其他嵌入设备的网络配置信息，所述网络管理器以一种方式管理在系统中可用的其他嵌入设备从而使得用户能够传达和获取必需的数据，
-客户端，用于发起并且提供对所述电网中可用的其他嵌入设备的连接并且负责从网络中可用的其他嵌入设备中收集数据，
-web服务器，用于提供由用户访问的web页面并且负责接受用户对连接所述嵌入设备的任何一个的请求并且向用户提供web接入以监视和控制电力系统和智能电子设备 (IED)的安全状态，
-动态数据存储缓冲器，其中完整的系统数据被存储并且在从用户接收特定请求时与连接模块的其他嵌入设备的其他用户共享，
-非易失性存储设备，用于存储从各个IED和网络的其他嵌入设备接收的数据，
-应用管理器，与所述web服务器、所述网络管理器和所述动态数据存储缓冲器 (space)连接，
所述应用管理器控制所述模块的全部组件的性能并且监视分配给每个组件的任务被适当地执行从而获得最终用户值，以及
-IED设备管理器，其与IED交互作用并且监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数。
所述网络设备可以是用于提供有线连接的网络开关(network switch)，或用于提供无线连接的无线路由器。
有利地，在本发明模块中，用户能够在行动中使用如个人数字助理(PDA)、膝上计算机等的web使能设备)而无需任何在此实现的任何特定软件方法。换句话说，本发明模块不要求任何客户端应用被安装在客户端的web使能设备中。因此，用户能够通过收集来自分布的嵌入设备的数据来获得配电系统的任何部分的完整系统信息。用户从配电系统的任何部分获得对系统的全局视图的访问。
用于互联嵌入设备的以太网可以是有线网络或无线网络。
根据本发明模块的优选实施例，web服务器在本发明模块中使用以用于与应用管理器组件一起监视和控制配电系统。该web服务器能够是任何web服务器，例如，因特网信息服务器，以及所述应用管理器使用叫做视窗《通信基础(Windows Communication Foundation)的现有技术实现其功能。
优选地，本发明模块可由办公室或建筑物的外部网络经过网络设备访问。
在本发明模块中，可以使用易失性/非易失性存储设备，如SDRAM、HDD、EEPROM等。
本发明也涉及一种依靠模块监视和控制配电系统的方法，包括步骤
-在配电系统的配置中部署多个智能电子设备(IED)，
-部署多个嵌入设备并且构成嵌入设备的网络，嵌入设备经过以太网彼此通信连接，所述嵌入设备包括网络管理器、客户端、web服务器、动态存储缓冲器、非易失性存储设备、应用管理器和IED设备管理器，
-使得全部嵌入设备的网络配置信息对嵌入设备的每个的网络管理器可用，
-通过所述嵌入设备的web服务器提供可由连接到所述配电系统的全部用户访问的web页面，
-使得用户能够依靠web使能设备访问由所述web服务器提供的web页面，
-在经由网络设备接收连接请求时将用户与所述模块的任何嵌入设备链接；
-经过所述客户端从特定嵌入设备向连接到所述配电系统的全部其他嵌入设备发送对信息的请求，
-当从特定嵌入设备接收信息请求时，其他嵌入设备的IED设备管理器与各个IED 交互作用以监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数，
-从各个IED向IED管理器发送电气数据，
-无论何时期望，针对诸如触发之类的任何不希望动作，用户经过其被链接用于控制所述配电系统的嵌入设备的IED设备管理器发出控制命令，
-将从IED接收的信息数据存储在各个嵌入设备的非易失性存储设备中，
-从其他嵌入设备的非易失性存储设备接收的数据被吸收和存储在动态数据存储缓冲器中，以及
-将关于配电系统的合并信息通过web服务器发送到配电系统的全部请求用户。
根据本发明方法的优选实施例，通过每个嵌入设备的所述应用管理器监视和控制所述模块的全部组件的性能。在发明方法中，可以使用用于提供有线连接的网络开关、或用于提供无线连接的无线路由器。用于互联IED设备到嵌入设备的串行网络是有线网络。
根据本发明方法的优选实施例，web服务器使用因特网信息服务器来实现其功能， 以及所述应用管理器使用叫做视窗《通信基础的技术实现其功能。
根据本发明方法的另一实施例，用于监视和控制配电系统的模块能够由办公室或建筑物的外部网络经过网络设备访问。
因此，根据该发明，用户能够按照分级分布方式监视、编辑/配置和控制电气设备。由于在本发明不使用特定服务器，用户一直不从知晓配电系统的状态中断开。
本发明也为用户提供用于连续或偶尔监视和控制的选项。有利地，本发明使得用户能够从他的个人设备(如PDA、膝上计算机等)监视整个配电系统，而不用安装任何另外的软件。本发明也使得用户能监视和控制附着配电系统的单个电气设备以及大量电气设备。本发明也允许多个用户连接到不同嵌入设备或相同的嵌入设备并且使得调节不同用户以从不同终端监视和控制该系统。
本发明尤其对LV电气网络系统有用，该系统通常用于关键的建筑中，诸如医院， 数据中心等，但是不局限于此类建筑物。
为了更好地理解，现在将参考附图描述本发明的说明性实施例。但是，将理解在附图中示范的实施例仅是说明性的并非限制本发明的范围，因为相当可能的，的确常常期望， 在附图中示出的特定实施例中弓丨入多个变化。
图1说明根据本发明的特定实施例的所发明的监视和控制模块的框图，示出单个嵌入设备以及web使能设备和网络设备。
图2示意说明根据特定实施例的所发明的用于监视和控制配电的模块的整个配置。
图3是说明根据本发明的优选实施例的用于监视和控制配电系统的方法的流程图。
具体实施例方式在附图的图1、2和3中，已经示出所发明的用于监视和控制配电的模块(1)的特定实施例。模块(1)包括多个智能电子设备(IED) O)，用于监视和控制所述配电系统的各种參数；多个嵌入设备(3)；至少ー个web使能设备；和网络设备(5)，用于链接所述嵌入设备(3)的ー个与web使能设备0)。嵌入设备C3)收容在所述配电系统的电气间(6) 并且经过以太网来彼此通信，如在附图的图2和3中所示。尽管多个IED(2)和多个嵌入设备(3)用于所发明的模块(1)，但是在图1，为了说明的目的，模块(1)示出具有单个IED(2)和单个嵌入设备(3)。web使能设备(4)可以是如图1所示的膝上型计算机，或是图2和3所示的PDA。网络设备(5)可以是网络开关或无
线路由器。參考附图的图1，每个嵌入设备(3)包括网络管理器(7)、客户端⑶、web服务器 (9)、动态数据存储缓冲器(10)、非易失性数据存储设备(11)、应用管理器(1 和IED设备管理器(1 。网络管理器(7)提供有其他嵌入设备(3)的网络配置信息。所述网络管理器以某种方式管理在系统中可用的其他嵌入设备C3)从而使得用户(14)能够传达和获取必需的数据。客户端(8)发起并且提供对所述电网中可用的其他嵌入设备(3)的连接并且负责从网络中可用的其他嵌入设备中收集数据，同时web服务器(9)提供由用户(14)访问的web页面。web服务器(9)也负责接受用户对连接所述嵌入设备(3)的任何一个的请求并且向用户(14)提供web接入以监视和控制电力系统和智能电子设备(IED)⑵的安全状态。AIEDQ)接收的信息数据存储在各个嵌入设备(3)的非易失性存储设备(11)中。动态数据存储缓冲器(10)存储完整的系统数据并且在从用户(14)接收特定请求时与连接模块的其他嵌入设备(3)(图1中没有示出)的其他用户(14)共享。从网络的其他嵌入设备 (3)的非易失性数据存储设备(11)接收的数据被吸收和存储在动态数据存储缓冲器(10) 中。应用管理器(1 与web服务器(9)、网络管理器(7)和动态数据存储缓冲器(10)连接。应用管理器(1 控制所述模块的全部组件的性能并且监视分配给每个组件的任务被适当地执行从而获得最终用户值。IED设备管理器(1 与IEDQ)交互作用并且监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气參数。现在将在附图的图1、2和3的帮助下说明所发明的模块(1)的功能。在所发明的模块(1)中，多个IED(2)被部署在配电系统的配置中从而构成网络。IED(2)经过串行网络与嵌入设备彼此通信连接。全部嵌入设备的网络配置信息对嵌入设备C3)的每个的网络管理器(7)(图2和3中没有示出)可用。web服务器(9)(仅在图1中示出)提供由连接所述配电系统的全部用户(14)可访问的web页面。由此，任何用户(14)能够依靠web使能设备⑷接入由web服务器(9)提供的web页面。用户(14)经由网络设备(5)发送连接请求到web服务器(9)并且web服务器(9)将用户链接到模块(1)的嵌入设备(；3)的任何 ー个，如图2和3的编号4的所述嵌入设备。然后客户端(8)(仅在图1中示出)从该特定嵌入设备( (嵌入设备编号4)向连接到模块(1)的全部其他嵌入设备(图2和3的嵌入设备编号1、2、3和幻发送对信息的请求。在从特定嵌入设备(嵌入设备编号4)接收信息请求吋，其他嵌入设备(图2和3中未示出)的IED设备管理器(图2和3中未示出)与各个IED (图2和3中未示出)交互作用以监视和控制各电气參数，如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态。数据形式的电气信息从IED( 发送到各个嵌入设备(3)。
如果用户(14)注意到诸如触发之类的任何不希望动作，则他会经过嵌入设备(其被连接用于控制所述配电系统)的IED设备管理器(1 发出控制命令。从IED(2)接收的电气信息数据存储在如图1所示的各个嵌入设备(3)的动态数据存储缓冲器中。从其他嵌入设备C3)(诸如图2和3的设备编号1、2、3和幻接收的数据被吸收和存储在特定嵌入设备(图2和3的设备编号4)的动态数据存储缓冲器(10)中。 然后关于配电系统的合井信息通过web服务器(9)发送到配电系统的全部请求用户(14)。如附图的图2和3所示，根据本发明模块的特定实施例，由办公室或建筑物的外部网络(15)通过网络设备(5)访问本发明的模块(1)。如已经提及的，前述描述是本发明的说明并且并非限制其范围，因为对本领域的技术人员显然的是设计其他替换实施例而不脱离这里公开的更宽的范围。
权利要求
1.一种用于监视和控制配电系统的模块，包括-多个智能电子设备(IED)，用于监视和控制所述配电系统的各种参数， -多个嵌入设备，收容在所述配电系统的电气间并且经过以太网彼此通信， -可由用户访问的至少一个web使能设备，与所述嵌入设备之一通信， -以及网络设备，用于链接所述嵌入设备中的一个与所述web使能设备，其中每个所述嵌入设备包括-网络管理器，提供有其他嵌入设备的网络配置信息，所述网络管理器以一种方式管理在系统中可用的其他嵌入设备从而使得用户能够传达和获取必需的数据，-客户端，用于发起并且提供对所述电网中可用的其他嵌入设备的连接并且负责从网络中可用的其他嵌入设备中收集数据，-web服务器，用于提供由用户访问的web页面并且负责接受用户对连接所述嵌入设备的任何一个的请求并且向用户提供web接入以监视和控制电力系统和智能电子设备(IED) 的安全状态，-动态数据存储缓冲器，其中完整的系统数据被存储并且在从用户接收特定请求时与连接模块的其他嵌入设备的其他用户共享，-非易失性存储设备，用于存储从各个IED和网络的其他嵌入设备接收的数据， -应用管理器，与所述web服务器、所述网络管理器和所述动态数据存储缓冲器连接， 所述应用管理器控制所述模块的全部组件的性能并且监视分配给每个组件的任务被适当地执行从而获得最终用户值，以及-IED设备管理器，其与IED交互作用以监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数。
2.根据权利要求1所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述网络设备是网络开关。
3.根据权利要求1所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述网络设备是无线路由器。
4.根据权利要求1到3的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述以太网是有线网络。
5.根据权利要求1到4的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述以太网是无线网络。
6.根据权利要求1到5的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述 web服务器使用因特网信息服务器的技术。
7.根据权利要求1到6的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述应用管理器使用视窗 通信基础。
8.根据权利要求1到7的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中通过外部网络经过网络设备访问所述模块。
9.一种依靠模块监视和控制配电系统的方法，包括步骤 -在配电系统的配置中部署多个智能电子设备(IED)，-部署多个嵌入设备并且构成嵌入设备的网络，嵌入设备经过以太网彼此通信连接，所述嵌入设备包括网络管理器、客户端、web服务器、动态存储缓冲器、非易失性存储设备、应用管理器和IED设备管理器，-使得全部嵌入设备的网络配置信息对嵌入设备的每个的网络管理器可用， -通过所述嵌入设备的web服务器提供可由连接到所述配电系统的全部用户访问的 web页面，-使得用户依靠web使能设备访问由所述web服务器提供的web页面， -在经由网络设备接收连接请求时将用户与所述模块的任何嵌入设备连接； -经过所述客户端从特定嵌入设备向连接到所述配电系统的全部其他嵌入设备发送对信息的请求，-当从特定嵌入设备接收信息请求时，其他嵌入设备的IED设备管理器与各个IED交互作用以监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数， -从各个IED向IED管理器发送电气数据，-无论何时期望，针对诸如触发之类的任何不希望动作，用户经过其被链接用于控制所述配电系统的嵌入设备的IED设备管理器发出控制命令，-将从IED接收的信息数据存储在各个嵌入设备的非易失性存储设备中， -从其他嵌入设备的非易失性存储设备接收的数据被吸收和存储在动态数据存储缓冲器中，以及-将关于配电系统的合并信息通过web服务器发送到配电系统的全部请求用户。
10.根据权利要求9所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中通过每个嵌入设备的所述应用管理器监视和控制所述模块的全部组件的性能。
11.根据权利要求9和10任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述网络设备是网络开关。
12.根据权利要求9和10任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述网络设备是无线路由器。
13.根据权利要求9到12的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述以太网是有线网络。
14.根据权利要求9到12的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述以太网是无线网络。
15.根据权利要求9到14的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述web服务器使用因特网信息服务器的技术。
16.根据权利要求9到14的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述应用管理器使用视窗 通信基础。
17.根据权利要求9到16的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中通过外部网络经过网络设备访问所述模块。
全文摘要
本发明涉及一种用于监视和控制配电系统的模块(1)，包括多个智能电子设备(IED)(2)，用于监视和控制所述配电系统的各种参数；-多个嵌入设备(3)，收容在所述配电系统的电气间(6)并且经过以太网彼此通信；可由用户访问的至少一个web使能设备(4)，与所述嵌入设备之一通信；以及网络设备(5)，用于链接所述嵌入设备中的一个和web使能设备。本发明也涉及一种用于监视和控制配电系统的方法。
文档编号H04L29/08GK102545383SQ201110390409
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者A.库梅里什, M.甘尼森 申请人:施耐德电器工业公司