[发明专利]公用事业监视系统中数据的自动化精确对准

说明书

技术领域

一般而言，本发明涉及公用事业监视系统，具体来说，涉及数据的自动化精确对准、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。

背景技术

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，当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。此过程繁琐、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，如果单线图不可用，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。