[发明专利]供配电系统使用的系统和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题一般涉及配电系统，更确切地来说涉及供以下操作使用的系统和方法：经由配电变压器监视和控制电功率输送。

背景技术

公知的电网典型地包括发电厂、传输和配电线路、变压器和有助于电功率传输和功率输送的其他设备。在发电厂中产生电功率之后，经由高压传输线路持续延长的距离将其传送到配电站。传输线路常常以约115千伏（kV）和约765 kV之间的电压电平操作。在配电站处，变压器将传输该功率所处的高电压降低到范围从约46 kV到约69 kV的次传输电压电平，或降低到范围从约12 kV到约34.5 kV的配电电压电平。然后，经由馈线将功率传送到最终消费者，并且在其达到最终消费者之前，通过配电变压器将电压降低到约120 V/240V。

大多数公知的本地配电变压器典型地将功率输送到范围从一个家庭到二十个家庭的多个住所，具体取决于特定区域中消费者物业的密度。这些公知的配电变压器额定值介于约5千伏安（kVA）与约500 kVA之间。用于给定区域的本地化配电系统包括一个或多个配电变压器。因此，配电变压器对于将电功率输送到消费者物业至关重要，并且配电变压器的更换成本和维护成本可能是配电的总成本中的重要因素。

大多数公知的配电变压器是持续服务的。因此，电网运营商尽力将电功率输送保持在变压器的额定值内。但是，有时，一些公知配电变压器可能超出它们的额定值，从而可能导致变压器的有效使用寿命减少。虽然许多公知的配电变压器能够支持显著高于它们额定容量的电负荷，但是此类配电变压器的使用寿命和平均无故障时间（MTBF）在此类负荷状况下受到负面影响。确切地来说，当变压器负荷增加时，变压器绕组的温度也会升高，进而增高变压器绝缘的温度。如温度升高导致的变压器绝缘的击穿减少了变压器的有效寿命，并增加变压器故障的潜在可能性。

在许多公知的地理区域中，电动车辆的使用正在增加，因此，功率需求将可能以用于对此类车辆中使用的电池或其他储能装置充电的电功率的形式增加。电动车辆经由充电站汲取的电功率增加了经由电网组件，例如本地配电变压器的功率传输。例如，大多数驾车人士在傍晚从公司所在地（place of business）返回住所。可预期大多数电动车车主将期望从其公司所在地返回其住所时对其电动车辆充电。对电动车辆充电可能造成个体住所电负荷比其他个体住所电负荷（例如，照明和小电器）大得多。再者，如果单个配电变压器服务的多个住所包括车辆充电站，则通过从一个配电变压器对多个电动车辆充电所造成的功率需求可能导致该配电变压器过载，从而缩短该配电变压器的有效寿命。一般，对电动车辆充电是可缓供的负载，即，能够在适合约束下缓供有限的一段时间的负载。其他可缓供负载包括水池泵、电池储能系统（BESS）和智能设备，例如智能干衣机。

许多公知电网系统使用智能电网技术或系统，它们有助于能源消费者与其关联的公用事业中间的双向计量通信。此外，许多公知电网和智能电网系统的运营商使用需求响应管理系统（DRMS），以便有助于配电电压级的负载管理。但是，这些公知的DRMS在配电变压器级别上没有足够粒度(granularity)，并且无法处理具体配电变压器处的本地状况。确切地来说，这些DRMS有助于大型电负载或集团化的多个小型电负载的管理，而不适于处理配电变压器级别的需求。而且，大多数公知的DRMS具有与小时级别对应的占空比，且非实时的。再者，由于有关每年DR事件的应报数量的严格法规要求，公用事业可能会尽力减少应报事件的数量，并且因此可能错失进行调研的机会。

而且，智能电网系统与DRMS结合产生经由通信网络从远程设备传送到关联的公用事业的“后端办公室”的大量电网操作数据。虽然此数据对于协助公用事业识别有关电网的任何潜在问题和作出适当的决策是有用的，但是所收集的数据量非常巨大，并且此类数据收集之后存在与数据处理和分析关联的重大时延。因此，公知的DRMS未帮助前瞻性地管理此数据，也未帮助以及时的方式对此适当地动作。再者，巨大数据量需要增加通信信道的带宽来传送此数据。

发明内容

在一个方面中，提供一种用于增强配电变压器的可缓供负载管理的系统。该系统包括配置成存储配电变压器和至少一个可缓供负载的多个操作测量的存储器装置。该系统还包括与存储器装置通信耦合的处理器。该处理器编程为记录配置成将电功率传送到该至少一个可缓供负载的配电变压器的第一操作测量。该处理器还编程为记录该至少一个可缓供负载的第二操作测量。该处理器还编程为作为第一操作测量和第二操作测量的至少其中之一的函数来确定对队列内的至少一个可缓供负载赋能的优先级。