[发明专利]利用干扰检测确定配电系统拓扑结构的方法和设备

说明书

技术领域

本发明主题涉及配电(power distribution)系统和方法，更具体地涉及用于监控和/或控制配电系统的系统和方法。

背景技术

互联网的出现加之计算机技术中的新发展已经导致数据中心的数量和复杂度有了迅速的增长。例如，诸如电子商务和云计算之类的一些互联网应用由非常大的数据中心提供服务，该数据中心内有成排的设备机架，上面充满了服务器、硬盘驱动器阵列、路由器、交换机、以及其他计算机和通信装置。数据中心中的设备跨成千上万平方英尺的建筑空间分布，并且可能横跨多楼层和/或多建筑。

这类大规模的数据中心可能具有很是煞费苦心并且是动态的配电系统。例如，典型的大规模数据中心可以包括市电的多个输入，以及一个或多个经由自动切换开关(ATS)和类似装置为市电后备的柴油或汽油发电机。经由配电盘、电源分配单元(PDU)和其他装置的广泛网络以及互连这些装置的输电线阵列，来自这些不同源头的电力可以被分配。该网络的后备电源可以由不间断电源(UPS)的阵列来提供，它从电池或如燃料电池或飞轮能量存储装置之类的其他能量存储装置提供后备电力。一些数据中心还被配置成直接从诸如风力发电机或光伏阵列之类的替代能量源接收电力。

数据中心一般具有模块化或半模块化结构，这类结构包括容纳服务器、路由器和类似装置的许多机架。随着数据中心的发展和/或由数据中心执行的任务的改变，该设备可能频繁地被互换、替换以及另外被重新配置。维护及其他操作也可能导致数据中心的重新配置。增长和重新安排通常导致数据中心配电网络的重新配置，例如将某些服务器机架从一个电源移动到另一个。为了如计划、维护和负载平衡之类的目的，通常希望具有关于配电网络配置的最新信息。

2010年6月11日提交的美国专利申请序列号No.12/814,149(Atty.Docket No.33014-1)描述了用于匹配电力电源与计算资源的技术。这些技术通常涉及将诸如电流、功耗、谐波失真等等之类的源活动数据与诸如CPU使用率、I/O使用率、网络使用率等等之类的负载活动数据关联起来。

发明内容

本发明主题的一些实施例提供了操作配电网络的方法。诸如不间断电源(UPS)之类的配电网络组件被操作为，在配电网络的至少一部分中产生干扰。经受该干扰的网络的至少一个节点被识别，配电网络的拓扑结构响应于识别该至少一个节点而被确定。

在一些实施例中，UPS的逆变器可以被操作来产生该干扰。例如，操作UPS的逆变器产生干扰可以包括改变输出频率和/或电压幅度。在又一些实施例中，操作UPS在配电网络的至少一部分中产生干扰可以包括，在市电供电模式和逆变器供电模式之间转换UPS来产生干扰。

识别经受干扰的网络的至少一个节点可以包括从配电网络的至少一个装置接收通信。识别经受干扰的网络的至少一个节点可以包括使用耦合到该至少一个节点的装置的检测电路来检测该干扰。

在一些实施例中，识别经受干扰的网络的至少一个节点可以包括获得表示该至少一个节点处的电压的电压值、从该电压值产生角估计，以及从该角估计检测伪迹(artifact)。从角估计检测伪迹可以包括检测角估计的变化率的改变。

根据另一些实施例，响应于识别至少一个节点来确定配电网络的拓扑结构可以包括确定与被识别的至少一个节点相关联的装置的连接性。响应于识别至少一个节点来确定配电网络的拓扑结构可以包括响应于至少一个节点的识别来识别与该干扰相关联的装置组，以及执行组合优化来确定该装置组成员之间的连接性。在执行组合优化来确定装置组成员之间的连接性之前，可接收关于该装置组的功率相关信息，并且执行组合优化来确定装置组成员之间的连接性可以包括使用接收的功率相关信息来执行该组合优化。

一些实施例提供了监控配电网络的方法，该方法包括检测与配电网络的各个组件装置相关联的配电网络的多个节点处的伪迹，确定检测到的伪迹之间的相关性来识别配电网络的至少一组装置，以及响应于该至少一组的识别来确定该配电网络的拓扑结构。检测伪迹可以包括从电压值产生角值以及检测角值变化率的改变。确定被检测到的伪迹之间的相关性来识别配电网络的至少一组装置可以包括检测被检测到的伪迹与引入配电网络的干扰之间的对应关系。

该方法还包括操作配电网络的组件(例如，UPS)来产生干扰。例如，操作配电网络的组件来产生干扰可以包括在UPS的市电供电模式和逆变器供电模式之间变化来产生干扰。操作配电网络的组件来产生干扰可以包括操作逆变器来改变输出电压的频率和/或幅度。