公用事业监视系统中数据的自动化集成技术方案

自动化集成监视（ＩＭ）算法通过在时间上将数据对准到公共基准点并通过标识层次结构中的每一个监视设备相对于其他设备的位置，将来自公用事业监视系统的数据置于上下文中。从所有计量表接收频率变化数据。使用互相关算法来确定数据最相关时的时间延迟，自动地将数据对准到公共基准点，如准确的零交叉点。一旦对准了数据，就从层次结构中的所有计量表接收功率数据，使用相关算法，自动学习监视系统布局，以基于它们的历史功率读数，判断哪两个计量表最有可能彼此相关联。一旦布局完成，就可以通过ＩＭ算法自动地作出有关硬件和软件配置的额外的判断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及公用事业监视系统，具体来说，涉及数据 的自动化精度对准、电力监视系统层次结构的自动化确定，以及公用 事业监视系统中的数据的自动化集成。
技术介绍
由于在19世纪后期产生了配电系统，一直需要监视它们的操作 特征和电特征。如果能够收集、分析有关电力系统的信息并对它们作 出响应，就可以提高安全性、最大限度地降低设备损耗、缩小报废， 最终可以节省时间和资金。为此，开发了监视设备，用于测量并报告 这样的信息。随着电子时代的到来，来自监视设备的数据的质量和数 量大大地改善，并开发出了通信网络和软件，用于收集、显示和存储 信息。令人遗憾的是，那些负责评估来自监视设备的数据的系统现在 被来自它们的监视系统的信息所淹没。为了最大限度地提高监视系统 的用途，监控设备制造商正在寻找以最有用的格式呈现信息的方法。有效地监视当今的配电系统相当繁重、昂贵，并且效率低下。电 力监视系统通常以层次结构的方式布置，诸如电度表之类的监视设备 安装在层次结构的各个层次(请参见图2)。监视设备测量流过导体 的电信号的各种特征(例如，电压、电流、波形畸变、功率等等)， 由用户对来自每一个监视设备的数据进行分析，以评估潜在的性能或 质量相关的问题。然而，鈕今的电气监视系统的组件(监视设备、软 件等等)彼此独立地操作，要求用户成为配置硬件、收集和分析数据 以及判断哪些数据重要或有用方面的专家。这里有两个问题待分析 的数据量和数据的上下文。这些是单独的但是相关的问题。可以使对 数据的分析过程自动化，来解决数据量的问题。但是，为了可靠地做 到这一点，数据必须放进上下文中。评估电力系统的每一个监视设备 之间的数据的独立性基本上使得每一个监视设备忘记来自连接到正 在被分析的系统的其他监视设备的数据。相应地，从每一个监视设备 传输到系统计算机的数据经常不对准，因为来自系统上的每一个监视 设备的数据不会同时到达监视系统的计算机。之所以监视设备之间的数据存在时间的偏差，有两个基本原因通信时间延迟和监视设备时 间记录与事件时间戳。然后，由用户来分析和解释此独立的数据，以 便优化性能或评估电力系统上的潜在的质量相关的问题。借助于数字监视设备中的先进的处理功能，可以从貌似简单的电 信号中推导并累积大量的复杂的电气数据。由于数据的复杂性、数量， 以及从一个监视设备到下一个监视设备的相对不相交的关系，对所有 数据进行人工分析需要耗费巨大的精力，常常需要雇用专家来完成该 任务。此过程繁瑣、复杂，容易出错和疏忽，并且耗时。 一个部分的 解决方案是使用全球定位卫星(GPS)系统来对事件加盖时间戳，但 是，此方法要求用户购买和安装额外的硬件和数据线来将监视设备链 接在一起。而此解决方案仍需要评估大量数据，因为系统只是在时间 上处于上下文中；而不是在空间上处于上下文中。使用GPS系统使 数据同步也会由于与系统中的其他硬件关联的时间延迟而不利。此 外，通过基于GPS的系统进行的任何数据对准的精确度只能由 GPS信号的传播延迟决定，意思是说，当使用GPS系统时，数据 仍可能不会最佳地对准。在电力系统中添加补充的监视设备只不过是在电力系统中添加 了计量表的点产生更多的有关电力系统的信息而已，增加了复杂性， 而没有任何好处。数据的任何用途一般仅限于添加的监视设备的局 部，尽管会积聚甚至更多的数据。许多电力系统的复杂性通常需要复杂的对监视系统的配置过程， 因为电力系统中的每一个测量的点都具有不同的特征，这是为什么多 个监视设备安装在第 一位置。由于从电气监视系统累积的大量的复杂 数据，对数据进行彻底的分析通常是不可行的，因为资源、时间和/ 或经验有限。将数据在时间上对准是理解和描述电力系统特征的一个重要方 面。另一个重要方面是全面了解电力监视系统的布局(或层次结构)。 功率监视设备测量电力系统的操作参数，而不会提供有关位于电力监 视系统上的不同点的参数彼此之间的关系的信息。通过了解电力监视 系统的层次结构，可以将多个监视设备的操作参数置于彼此的上下文 中。为确定电力监视系统的布局，用户必须检查电气单线图，或者， 如杲单线图不可用，在物理上对电力系统进行清点。用户人工地向监 视系统软件中输入空间信息，以便进行分析。当在电力监视系统内添 加新的设备或移动监视的负荷时，用户必须人工地更新监视系统软件 以反映新的添加或变化。数据对准和布局信息对了解和描述系统特征是必不可少的。利用 这两种信息，可以将来自每一个计量表的数据集成起来，并与电力系 统中的所有其他计量表一起放进上下文中。迄今为止，尚可的集成数 据的唯一技术对于用户来说复杂、昂贵、耗费人力，并且耗时。这些技术也只能进行有限的数据集成，并且需要额外的硬件(如GPS硬 件)、数据线，以及补充的监视设备附件。因此，所需要的是，自动化数据集成技术，包括数据的自动精度 对准，以及系统布局的自动层次分类。本专利技术旨在满足此需要及其他需要。
技术实现思路
简单来说，根据本专利技术的实施例，自动化集成监视(IM)算法向 计量表发送收集频率数据的命令。在主机计算机上运行的包括IM算 法的监视系统软件根据本专利技术上传来自计量表的数据，并自动地对准 来自所有计量表的数据。主机计算机向计量表发送收集功率数据的命 令，并上传来自计量表的功率数据。IM算法根据本专利技术确定电力系 统布局。当电力系统布局完成时，IM算法退出。由于参考图形对各种实施例的详细描述，本专利技术的前面的以及额 外的方面对那些精通本技术的普通人员来说是显而易见的，接下来还提供简要描述。 附图说明在阅读下列详细描述并参考附图之后，本专利技术的前面的及其他 优点将变得显而易见。图1是根据本专利技术的自动化数据集成监视系统的功能方框图； 图2是简化的电力监视系统的功能方框图； 图3是根据本专利技术的实施例的监视设备的功能方框图； 图4是根据本专利技术的来自两个监视设备的已对准的示范性频率 数据样本；图5A是根据本专利技术的实施例的数据对准算法的流程图；图5B是根据本专利技术的另一个实施例的数据对准算涂的流程图；图6是具有一个主输电线和两个馈电线的简化层次结构的功能 方框图；图7是单径向馈电系统的示范性图形； 图8是多径向馈电系统的示范性图形；图9-11A是根据本专利技术的实施例的自动学习层次结构算法的流程图；图11B是根据本专利技术的另一个实施例的自动学习层次结构算 法的流程图；图11C是根据本专利技术的再一个实施例的自动学习层次结构算 法的流程图；以及图12是根据本专利技术的实施例的自动化集成监视算法的流程图。 尽管本专利技术可以具有各种修改和替代形式，但是，这里将通过附 图中的示例显示特定实施例，并进行详细描述。然而，应该理解，本 专利技术不仅限于所说明的特定形式。相反地，本专利技术将涵盖如附权利要 求所定义的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等效内容和替代方 案。具体实施例方式现在请参看图1，该图一般性地显示自动化数据集成监视系统100。具有多个监视设备M的公用事业系统102从与自动化数据对 准系统104和自动化层次结构分类系统106进行通信的每一个监 视设备M提供数据。在根据本专利技术的自动化数据对准系统104中 自动地对数据进行校准，并产生已校准的数据，以便它代表当电力监 视系统102中的多个监视设备M同时实际看到它时的数据。层次 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动化集成监视方法，包括：命令径向馈电层次结构中的多个监视设备缓冲表示预定时间段内的第一参数的数据；接收表示所述多个监视设备中的每一个监视设备的所述第一参数的所述数据；通过将与所述多个监视设备中的基准监视设备关联的数据和与所述多个监视设备中的第二监视设备关联的数据交互关联，使得与所述第二监视设备关联的所述数据在通过所述互相关产生的互相关系数超过阈值的点相对于与所述基准监视设备关联的所述数据移动，自动地将与所述基准监视设备关联的数据和与所述第二监视设备关联的数据对准；命令所述多个监视设备每隔周期性的时间间隔缓冲表示第二参数的数据；接收表示所述多个监视设备中的每一个监视设备的所述第二参数的所述数据；以及自动地确定包括所述多个监视设备的层次结构、它们相对于彼此的位置以及它们的彼此之间的相互关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔恩A比克尔，罗纳尔德W卡特尔，拉里E库尔迪斯，
申请(专利权)人：方D公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]