[发明专利]使用需求响应以启用改进的电力供给恢复规划

说明书

本申请要求2012年10月11日提交的美国临时专利申请序列号61/712,344的优先权和权益，通过在其整体上对该临时专利申请进行引用来将其合并于此。

技术领域

本发明涉及用于改进公共设施中的断电管理的系统和方法。更特别地，它涉及用于通过在智能电网中应用一个或更多个需求响应特征来改进断电管理的方法和系统。

背景技术

在电网中，必须首先通过对相关的开关装置的识别和对那些装置的有系统的打开来隔离将电路断路器触发为打开的电力供给故障。只有一旦故障被隔离，才可以向被电连接到馈电线的其余客户或设备恢复电供给。这是通过将故障馈电线与另一馈电线隔离的开关装置的闭合而有效地使故障的馈电线的一部分成为良好的馈电线的延伸来作到的。使该处理复杂化是确保在馈电线的给定区段上由客户消耗的电力不超过该馈电线的最大容量的需要。

确定对要被打开或闭合的装置进行切换的次序是在由公共设施操作者的引导下的断电管理系统的领域。用以确定该次序的处理并非微不足道，并且通过已知为自动规划的人工智能系统的子领域来执行该处理。当前的断电管理系统在可以被应用于电网中的任何开关装置的两个可能的动作（打开该装置（防止电流流过），或闭合该装置（允许电流流过））方面限定规划问题。规划者基于馈电线上由客户消耗的电力和馈电线上最大支持的电力来使用启发法以决定打开或闭合哪些装置。这是在被实施为“对用于规划和调度的知识工程的国际竞争（InternationalCompetitiononKnowledgeEngineeringforPlanningandScheduling）”或ICKEPS竞争的两年一次的自动规划竞争中所使用的电力恢复基准的程度。用以解决该基准区域的搜索算法是研究的活跃领域。搜索的复杂度是至少O（nlogn），其意味着，人类花费5分钟来评估针对覆盖1000个位置的断电的搜索的每个状态可能预期在24个整天内完成他们的分析。

存在不同的恢复搜索程序。这些对电网、它的限制和已知的断电进行分析。基于限制，例如对路线决定作出推荐以恢复区域，并且例如针对每个恢复动作的被恢复的客户的最大数量来优化推荐。如更早地讨论的那样，尽管路线优化是已知的，但是DR方法当前不是这些分析中的一部分。在2011年4月11-13日在Hyattsville,Maryland（海厄茨维尔，马里兰）举行的脆弱性和风险分析和管理的国际会议（theInternationalConferenceonVulnerabilityandRiskAnalysisandManagement）（ICVRAM2011）以及不确定性建模和分析的国际讨论会（theInternationalSymposiumonUncertaintyModelingandAnalysis）（ISUMA2011）的会议记录的第180-187页Coffrin等人的“用于电力系统恢复的策略规划（StrategicPlanningforPowerSystemRestoration）”中公开了一种恢复路线方法，通过在其整体上对其进行引用来将其合并于此。

在所谓的智能电网中，电网获得用以具有在线路上的客户与电配布公共设施公司之间的双向通信的能力。这向断电管理系统提供若干重要的特征，其中为：1）线路上的客户的精确的电力消耗测量；以及2）用以通过发出被已知为需求响应事件的事物来修改线路上的客户的电力消耗的能力。

需求响应的一个已知应用是通过如例如在Minnetonka（明尼唐卡）,MN的西门子工业公司（SiemensIndustry,Inc.）的日期为2012年10月18日的它的需求响应管理系统上的Siemens?卖单中描述的负载管理来防止断电。

相信当前不存在需求响应解决方案来向已经丢失电力的消费者恢复电力，并且由于如在2012年的印第安角（IndianPoint）单元3核电力关闭中所发生的那样的电网设备中的容量问题而阻碍恢复。

当前如何处置断电

电力公司采用各式各样的策略来处置诸如由大暴风引起的那些情形的断电情形。取决于风暴的大小，公司可以从周围的区域引进恢复人员。在飓风桑迪之前，PSE&G（公共服务电力燃气公司）从其它区域请求多于1300个架线工。后来，存在过向8.5M个家庭（其中2M个是PSE&G的客户）的恢复电力中所牵涉的多于60,000个架线工和公共设施员工以及额外的3000辆铲斗车。