CN102272787A

CN102272787A - 电网间的数据的自动同步

Info

Publication number: CN102272787A
Application number: CN2009801533195A
Authority: CN
Inventors: 乔恩·A·比科尔
Original assignee: Schneider Electric USA Inc
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: WO2010051220A1; US8467985B2; EP2362961A1; US20100111112A1; CN102272787B

Abstract

一种将由监测第一电网(102)和第二电网(104)的各个监测设备所测得的数据自动地相互关联的方法和系统。第二电网与第一电网电隔离。示例的电源监测设备(130)耦接于第一电网中的第一监测设备(112)，并且耦接于第二电网中的第二监测设备(122)。第一计数器存储来自第一电网的事件的数据计数，而第二计数器存储来自第二电网的事件的数据计数。同步监测算法通过将来自第一计数器的数据计数与来自第二计数器的数据计数关联，从而使第一计数器和第二计数器与来自第一电网或第二电网的时间自动地同步，该时间对应于在第一电网和/或第二电网中的事件的发生。

Description

电网间的数据的自动同步

技术领域

本发明一般涉及电网监测系统，并且具体涉及多个电网系统之间的数据同步。

背景技术

自从19世纪末采用配电系统以来，一直需要监测配电系统的运行特性和电特性。采集、分析并响应来自电力系统的信息的能力可提高安全性、使设备损耗降至最低、减少废料并最终节省时间和金钱。为此目的，开发了监测设备以测量并报告这种信息。随着电子时代的到来，极大地提高了来自监测设备的数据的质量和数量，并且开发了通信网络和软件以采集、显示并存储信息。

电力系统中的所有实际电信号在频率和幅值上随时间而经历细微的变化。对电信号的频率和幅值的这种调制都是不确定的且相对于时间是唯一的。位于同一电网中的每个设备在稳态负荷条件下都会同时经历同一频率波动。在它们的层级中而彼此直接链接的设备在所述设备的幅值调制中会看出更强的相关性。于是可使用信号的频率和幅值调制，使得来自一个设备的数据与来自另一设备的数据精确地同步(或所有设备彼此同步)。

目前，诸如在2005年7月1日提交的美国专利申请序列号11/174,099以及在2007年10月1日提交的美国专利申请序列号11/981,428中所述的数据同步特性可在未使用额外的硬件的情况下，使得在监测系统中的所有设备同步至全部三相电压的过零点。还可通过这些系统检测各种设备之间的电势相移。一旦使所述各个设备彼此同步，则系统数据与其发生的时间基本上同步，使得更复杂的数据分析变得可行。

随着电力系统的复杂性的演化，不同电力监测系统或电网之间的数据同步的需求正变得更平常。将监测系统数据同步可以使得用户判断一个事件在所述用户的电力系统中如何传播、该事件如何影响设备以及如何潜在地抑制重新发生。监测设备的一个例子为施耐德电气公司提供的ProActiveLogic

技术，该技术在迄今为止要求GPS时标(timestamping)(以及相关的GPS设备、安装和配置成本)的应用(数据中心、孤岛系统等)中可以提供更大量的数据同步机会。

数字监测设备的复杂处理能力可实现从单独的电力系统中的看似简单的电信号中获取并累积大量的复杂的电气数据。由于数据的复杂性和数量、以及一个监测设备与另一个检测设备之间(以及一个电网与另一个电网之间)的表面上无关联的关系，全部数据的人工分析是一项庞大的工作，经常要求雇佣专家来完成该任务。这种处理是单调的、复杂的、易于出错和疏忽的并且耗时的。一种局部解决方案是通过使用全球卫星定位(GPS)系统，而对不同电网之间的事件加盖时间戳，然而，该方案要求用户购买并安装额外的硬件和数据线，以便将不同电网的监测设备链接在一起。并且，因为系统数据仅处于时间上下文(temporal context)中，而不是处于空间上下文(spatial context)中，故该方案还要求对大量数据的估算。由于与系统中的其它硬件相关的等待时间，故使用GPS系统对数据进行同步可能不利。而且，任何通过基于GPS的系统而对数据的对齐只能与GPS信号的传播延迟一样精确，这意味着即使使用GPS系统，仍不能使数据最优地对齐。

使用大型不间断电源(UPS)的系统(例如数据中心)例如使用多个独立的电“网”，在此情况中为公用电网和“UPS电网”。因为特意将这些电网彼此隔离，并且这些电网彼此(在电的意义上)独立地运行，故使用诸如现有的施耐德电气公司的ProActiveLogic

技术的现有的监测技术进行数据同步是不实际的。因此，期望有一种在多电网系统之间自动地且廉价地进行精确的数据同步的方法。

发明内容

简言之，本发明公开了一种将由监测独立电网的监测设备所测得的数据自动地关联的方法。主同步设备从正在监测第一电网的一组第一监测设备接收第一信号数据。第一信号数据至少表示由各个第一监测设备以预定的事件数所测得的频率变化。在主同步设备中，将由每个第一监测设备所测得的频率变化自动地同步，并且提供第一事件计数器，该第一事件计数器对在与第一监测设备关联的已同步的频率变化中的周期性事件进行计数。主同步设备从正在监测第二电网的一组第二监测设备接收第二信号数据。第二电网产生与由第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号。第二信号数据至少表示由各个第二监测设备以预定的事件数所测得的频率变化。在主同步设备中，使由每个第二监测设备所测得的频率变化自动地同步，并且提供第二事件计数器，该第二事件计数器对在与第二监测设备关联的已同步的频率变化中的周期性事件进行计数。第一事件计数器的第一计数与第二事件计数器的第二计数自动地关联。第一计数和第二计数在时间上对应于在第一电网和/或第二电网中的电气事件。

本发明公开的另一例为一种用于使第一电网和第二电网之间的数据关联的电源监测设备。第二电网产生与由第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号。电源监测设备包括：控制器；第一监测设备接口，其耦接于第一电网中的第一监测设备；和第二监测设备接口，其耦接于公用电网中的第二监测设备。设置了第一计数器，其对应于来自第一电网的事件的数据计数。设置了第二计数器，其对应于来自第二电网的事件的数据计数。同步监测算法通过使来自第一计数器的数据计数与来自第二计数器的数据计数关联，从而将第一计数器和第二计数器与来自第一电网或第二电网的对应于在第一电网和/或第二电网中的事件的发生的时间自动地同步。

本发明公开的另一例为一种其上存储有指令的机器可读介质，该指令用于将从第一电网和第二电网测得的数据进行关联。第二电网产生与由第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号。机器可读介质包括机器可执行代码，当该机器可执行代码被至少一个机器执行时使得机器从监测第一电网的第一监测设备接收第一信号数据。第一信号数据表示由第一监测设备以预定的事件数所测得的频率变化。所述代码使得机器从监测第二电网的第二监测设备接收第二信号数据。第二信号数据至少表示由第二监测设备以预定的事件数所测得的频率变化。所述代码使得机器确定对应于由第一监测设备测得的频率变化之一的第一事件计数。所述代码使得机器确定对应于由第二监测设备测得的频率变化之一的第二事件计数。所述代码使得机器基于在第一电网和/或第二电网中发生的事件的时间测定而将第一事件计数与第二事件计数关联。

通过参照附图对各种实施例的详细描述，本发明的前述的和其它的各个方面对本领域技术人员而言是显然的，下面作出简要说明。

附图说明

参照附图阅读下列详细说明后，本发明的前述和其它优点将会更加明显。

图1是可被看做具有主同步设备(MSD)的多电网系统的电力系统的框图，该主同步设备(MSD)可实现至少两个电网之间的监测数据的相互关联；

图2是介于图1中的电网之间的主同步设备(MSD)的功能框图；

图3是提供两个电网之间的数据同步的另一多电网系统的功能框图；

图4是来自图3的系统中的两个电网的信号输入的框图，所述信号输入由图3中的主同步设备(MSD)采集；并且

图5是由图2和图4中的主同步设备(MSD)使用的多电网同步算法的流程图。

虽然通过附图中的示例图示了具体实施例，并且将在这里详细描述，然而本发明可有各种变化和替代形式。然而应当理解，本发明并不局限于所公开的具体形式。反而，本发明意图包含落入所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有变化、等效和替代。

具体实施方式

电力系统网络是导体之间的互联网络，该互联网络用于将电能从电源分配给所述电源的各自的负载。例如，公用电网将电能从发电厂分配给遍及全国的家庭和商户，很像道路为车辆提供路径以使车辆从起点旅行至终点。公用电网由遍及全国的数以百计的电力公司所有并运行。在北美运行的三个主要公用电网为：东部互联电网、西部互联电网和ERCOT(德克萨斯电力可靠性委员会)互联电网。虽然这些电网通过高压直流(HVDC)线路而在不同点彼此连接，但是所述电网彼此电气独立地运行。换言之，每个公用电网产生与由其它公用电网产生的交流信号电隔离的交流信号。因为这些电网彼此电气独立，故在所述电网的电网频率之间不存在相关关系。

进一步引申“电网”的概念，在与图1所示的电力系统100相同的设施内，可具有两个以上独立的电力系统。图1是包括多个电网102和104的电力系统100的框图。一些电力用户可使用在单独的电网中的能源的组合，以达到如多个电网系统100所示的电能和可靠性的目标。在这些电力系统的各种运行方式中，可采用诸如图1中的公用电网102和UPS电网104的两个以上独立的电网。例如，2-4层级的数据中心将市电馈送用作它们的主要能源；然而，所述数据中心还使用其它电源以将冗余能源供给所述数据中心的关键负荷，所述其它电源包括柴油发电机和诸如图1中的UPS 106的不间断电源(UPS)。需要冗余能源的电力用户的其它例子包括卫生机构、医疗中心和/或医院。虽然某些类型的UPS(例如双变换在线式)由市电电源馈电，但是所述UPS的输出电特性(包括频率)可与市电电源完全独立，因此所述UPS产生与由市电电源产生的AC信号电隔离的AC信号。例如，双变换在线式UPS首先将市电输入电源整流(变换为DC)，然后将同一整流器的DC输出逆变(变换为AC)，从而提供真正隔离的能源。

使用某种类型的UPS的电力系统与公用电网固有地隔离，从而产生具有独立的电特性的唯一电网。例如，电动发电机(M-G)组通过一个电网和另一电网之间的机械链路而提供完全的线路隔离，并且被用于变换电源的频率、电压和相位。还有其它将能源彼此隔离的方法和技术，而最终结果是单独的电网。因为这些电网通过某些装置而彼此隔离，故所述电网的各自的电网频率也可能彼此独立(取决于怎样控制隔离方法的输出频率)。

在图1的多电网系统100中，UPS电网104与公用电网102电隔离。虽然将这两个电网电隔离，但是在该例中，公用电网102可为UPS电网104提供能源。公用电网102包括不同层级系列的馈电线和支路110，并且具有可提供数据的多个监测设备112，可由自动数据同步系统和自动层级分类系统(未图示)将多个监测设备112连通。公用电网102可包括变电装置114，变电装置114为同样被监测设备112监测的支路116提供电压降。在自动数据同步系统中，按照2005年7月1日提交的美国专利申请号11/174,099和2007年10月1日提交的美国专利申请号11/981,428中论述的原则，为公用电网102使来自监测设备112的数据自动同步，将该两项专利通过引用并入此处。UPS电网104通过UPS 106耦接于公用电网102，并且将电能供给至具有多个监测设备122的不同层级系列的馈电线和支路120。UPS 106在公用电网102和UPS电网104之间提供电隔离。在公用电网102和UPS电网104中的监测设备112和122可以是任何形式的监测设备，该检测设备优选地包括智能电子设备(IED)，例如是施耐德电气公司提供的产品PowerLogic

线路。

如图1所示，假设UPS 106对施加至其的能源采取某种形式的双变换而产生真正隔离的电源，所述双变换即通过首先将来自公用电网102的能源变换为DC，然后再次将DC变换为AC，最终得到真正隔离的电网。

如上所述，UPS电网104是在UPS 106下游的电力设施，并且公用电网102是在电网系统100内的所有其余的电力设施。因为公用电网102和UPS电网104彼此隔离，故它们可以彼此不同的频率和/或不同的相角运行，于是彼此可以不同步。为了在未进行GPS时间同步的情况下而将来自两个电网102或104的数据一起同步，在电网102和电网104之间加入主同步设备(MSD)130，以估计来自电网102和电网104的频率数据。通过主同步设备(MSD)130而将两个电网102、104彼此置入时间背景中，于是来自两个电网102、104的数据可彼此相互关联。

图2中图示了在图1中的主同步设备(MSD)130的功能框图。应当理解，图1中的监测设备112或监测设备122之任一个或两者可以是用作电表(或电度表)的智能电子设备(IED)。在该例中，主同步设备(MSD)130可基于有施耐德电气公司提供的产品PowerLogic

线路之一。主同步设备(MSD)130包括控制器200、固件202、存储器204、通信接口206和第一组三相电压输入208a、208b、208c，第一组三相电压输入208a、208b、208c分别连接于第一公用电网102的V_A、V_B和V_C相电压信号，并且耦接于控制器200。分别连接于I_A、I_B和I_C相电流信号的第一组三相电流输入210a、210b、210c可选地耦接于控制器200。分别与第二UPS电网104的V_A、V_B和V_C相电压信号连接的第二组三相电压输入218a、218b、218c耦接于控制器200。分别连接于I_A、I_B和I_C相电流信号的第二组三相电流输入220a、220b、220c可选地耦接于控制器200。实际上，MSD 130至少可仅具有两个输入：一个例如是来自第一电网的相电压输入208a，而另一个例如是来自第二电网的相电压输入218a。如下所述，这两个信号输入足以使来自两个电网102、104的数据同步。

存储器204可由控制器200访问，以便存储并获取由监测设备130测定的电参数数据。在该例中，存储器204包括：电网信号计数器232，其用于来自图1中的公用电网102的数据；电网信号计数器234，其用于来自图1中的UPS电网104的数据；以及可选的时钟236，其存储来自公用电网102或UPS电网104的时间数据。固件202包括机器指令，该机器指令用于命令控制器200完成由主同步设备(MSD)130执行的操作，所述机器指令可包括监测和同步功能。具体来说，固件202包括主同步算法240、438，主同步算法240、438对图1中的独立的电网102和电网104之间的监测数据进行同步或比较。在此背景下的“同步”意味着各自的电网信号计数器在时间上对应于在第一电网、第二电网或者两者中发生的电气事件。于是，如果在第一电网102中，在对应于832的信号计数处检测到电气事件，而在第二电网104中，在对应于940的信号计数处检测到同一电气事件，则通过控制器200将两个信号计数器彼此关联，从而可在来自两个电网102、104的各自的监测数据之间作比较。通信接口206可实现诸如来自主同步设备130的已同步的电网数据的数据输出与外部设备通信，该外部设备例如为用于进一步分析的计算机132。

如下所述，为了同步的目的而“连接”图1中的电网102和电网104，使用主同步设备130中的诸如电压导体连接器208a、208b、208c之任一个的主电压源输入以及诸如电压导体连接器218a、218b、218c之任一个的相应的辅助电压源输入，以便将来自电网102和电网104的两个电网信号接入主同步设备130中，主同步设备130充当用于电网102和电网104的一种信号集合设备。在主同步设备130中，将计数器232和计数器234用作每个电网102和电网104的信号计数器，以便跟踪来自电网102和电网104的同时发生的信号计数，电网102和电网104可彼此独立地运行。主同步设备130利用来自计数器232和计数器234的同时发生的信号计数数据，以便将每个独立的电网102和电网104上的各个事件彼此关联。计数器可基于在被监测的电压或电流信号中的任何可测的且周期性事件而进行迭代。优选地，每当检测到正过零或负过零时，计数器232、234递增。这种过零的每个时刻传统上称作“循环”，因此循环计数是指在计数器被初始化或被复位后所计算的循环数。然而，应当理解，计数器232、234可通过电流或电压信号中的任何可测且周期性事件，例如通过每个过零或基于周期信号的正峰值或负峰值而进行迭代，所述电流或电压信号被每个电网102、104中的监测设备所监测。

在该例中，在IED 130的固件202内执行主同步功能。然而，应当理解，现有的检测硬件通过安装用于在两个电网之间执行数据相关分析的主同步可选模块，可以具备在电网102和电网104之间进行自动数据比较的功能。这种可选模块的形式可以是可安装的卡，该卡带有形式为主同步算法240的固件。或者，可选模块可仅包含硬件，并且可选模块由其各自的IED的固件管理。

控制器200包括通过总线或其它链路而耦接在一起的中央处理单元(CPU)、控制器或处理器、存储器以及接口系统，然而也可采用其它数量和类型的组件以及这些组件的其它配置和位置。控制器200可执行用于此处描述的方法和系统的一个以上方面的存储指令的程序，该方法包括对多个电网数据的同步，然而控制器也可执行其它类型的程序化指令。存储器可存储这些用于此处描述的方法和系统的一个以上方面的程序化指令，该方法包括用于将来自多个独立的电网的数据进行同步的方法，然而也可在别处存储并/或执行程序化指令的某些或全部。多种不同类型的存储装置可用于存储器，所述存储装置例如系统中的随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)，或者软盘、硬盘、CD ROM、DVD ROM，或者通过磁、光或耦接于处理器的其它读和/或写系统来读出和/或写入的其它计算机可读介质。用户输入装置可包括计算机键盘和计算机鼠标，然而也可使用其它类型和数量的用户输入装置。显示器可包括计算机显示屏，诸如仅为示例的CRT屏幕或LCD屏幕，然而也可使用其它类型和数量的显示器。

虽然此处连同图1-2描述并说明了主同步设备(MSD)130的例子，然而可用任何合适的计算机系统或计算设备来实现控制器200。应当理解，系统100的示例设备和系统为示例性目的，也可使用用于实现系统100的多种特定硬件和软件，本领域技术人员应当理解这一点。

而且，在计算机、软件以及网络领域中的技术人员应当理解，可根据此处的教导和图示，而对一个以上通用计算机系统、微处理器、数字信号处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等进行编程，从而方便地实现诸如智能电子设备或监测设备112和122的系统100中的每个设备。

此外，可使用两个以上计算系统或设备以替代在系统100中的各个系统之任一个。因此，通过实现分布式处理(例如冗余、重复)的原则和优点，可以期望地提高系统100中的设备和系统的鲁棒性和性能。还可通过利用任何合适的接口机制和通信技术，而在任何网络环境下的计算机系统或系统上实现系统100，所述接口机制和通信技术例如包括任何合适形式(例如声音、调制解调器等)的电通信、公用电话交换网络(PSTN)、分组数据网络(PDN)、因特网、内联网、它们的组合等。

图3图示了具有两个独立的电网302、304的电力系统300的另一例。每个独立的电网302、304具有各自的监测设备306、308。监测设备306、308每个都可耦接至用于各个电网302、304的自动数据同步系统(未图示)，从而使所述电网内的数据自动地同步(即，将各个监测设备306中的各自的循环计数与在电力系统300中发生的频率变化相关联)。在2005年7月1日提交的未决的美国申请序列号11/174,099和2007年10月1日提交的美国申请序列号11/981,428中，进一步说明了这种用于单独的电网的自动数据对齐系统，将该两项专利通过引用并入此处。简言之，自动数据同步系统选用了两组监测数据，所述监测数据代表由两个不同的监测设备所监测的电流或电压信号中的频率变化。因为这些频率变化不必然对应于每个监测设备中的同一信号计数，故自动数据对齐系统计算在两组数据中的每个频率变化对的相关系数，直到该系统求得最大相关系数为止。在每个监测设备中的最大相关点处的各个信号计数被彼此关联，于是，可跟踪在被监测的信号中的任何电气事件或扰动，并且可以同步的方式操控或处理被关联的监测数据。从所述算法得知发生了同一事件或扰动的各自的信号计数的意义上，认为在整个监测系统中的数据现在被“对齐”。

系统300包括IED 310，IED 310从不间断电源(UPS)312的输入和输出接收输入信号314和316。在该例中，IED 310还可实现电源监测以及对UPS电网304的控制设备的正常功能(因此，使用四个导体)。IED 310还从公用电网302中的导体接收信号输出316。在该例中，IED 310用作主同步设备(MSD)，类似于图2中所示的主同步设备130。在该例中的IED 310包括诸如图2中的数据同步算法240的算法，该算法使得IED 310可使用来自电网302和电网304的信号来比较并且对齐在独立的电网302和电网304之间的数据。IED 310还可使用在2005年7月1日提交的美国申请序列号11/174,099和在2007年10月1日提交的美国申请序列号11/981,428中的前述的算法，将该两项专利通过引用并入此处，从而将在每个电网302或电网304内的数据对齐。

对多个电网之间的数据进行比较和同步的处理的关键部件是介于各个电网之间的在图1-2中的主同步设备(MSD)130，或图3中的多功能智能电子设备310。虽然为简单起见，所讨论的示例以两个独立的电网为参考，然而这些示例也可适用于任何数量的额外的电网。主同步设备(MSD)130、310可以是能够从两个以上独立的电网接收并处理频率信息(例如测量、偏差、调制等)的任何设备。在该例中，由IED 310管理多个电网之间的主同步，IED 310可具有其它功能，或者可以是诸如图2中的主同步设备(MSD)130的专用设备。

图4是包括UPS电网304和普通公用电网302的图3中的电力系统300的电气图。为示例性起见，公用电网302具有五个导体，A相导体402a、B相导体402b、C相导体402c、接地导体402d和可选的中性导体402e。如图3所示的信号输出316对应于A相导体402a，并且还可包括B相导体402b和/或C相导体402c。相反，UPS电网304具有五个导体，即A相导体404a、B相导体404b、C相导体404c、接地导体404d和可选的中性导体404e。图3中的信号输出314对应于A相导体404a。图3中的系统300包括在公用电网302中的用作监测设备306的三个IED、在公用电网304中的三个IED 308以及诸如图3所示的主同步设备(MSD)310。IED 306设置于公用电网302中，并且用于与公用电网302相关的各种检测功能，而IED 308设置于UPS电网304中，并且用于与UPS电网304相关的各种检测功能。IED 306包括内存储器410，内存储器410将信号的计数存储在信号计数器412中，并且可选地存储在各自的时间数据表414中。形式为计数的数据存储在信号计数器412和各自可选的时间数据表414中，所述计数是从公用电网302的导体402a-e之一测得。IED 308包括内存储器420，内存储器420包括信号计数器422和可选的各自的时间数据表424。形式为计数的数据存储在循环计数器422和时间数据表424中，所述计数是从UPS电网304的导体404a-e之一测得。

IED 310包括存储器430，存储器430存储信号计数器432、信号计数器434和可选的时间基准数据文件436。MSD算法438与计数器432、434以及可选的时间基准数据文件436接口，并且对从电网302和电网304测得的监测数据进行同步。应当理解，MSD算法438仅需要信号输出314和316的导体之一。信号计数器432存储与来自电网302中的导体402a-e之一的信号相关的周期性事件(例如过零)的信号计数(通常为数值)，而信号计数器434存储与来自UPS电网304中的导体404a-e之一的信号相关的周期性事件的信号计数。MSD算法438实现主同步功能，并且从电网302和电网304接收对应于频率变化数据的信号数据，在各自的信号计数器432、434中对所述信号数据进行编译。因为IED 310从电网302和电网304接收输入信号，故IED 310可同步于电网302、304两者或任一个。每个电网302和电网304可独立运行，故每个电网的频率和相位可与其它电网独立。因此，IED 310中的MSD算法438使用信号计数器432、434，以便与其它电网独立地跟踪各个电网的频率。虽然本例中使用循环计数，但应当理解，还可以或反而可以使用输入信号的某些其它的周期性事件(例如，每次检测到峰值电流或电压时的递增的计数，或者每次过零时的递增的计数)。而且，诸如信号计数器432、434的其它信号计数器可被用于额外的电网的同步。对各自的电网来说，每个循环计数器432、434的作用类似于里程表，每次完成来自各自的电网的输入电流或电压信号的周期时，则每个循环计数器432、434递增。在特定的循环计数器432或循环计数器434的每次迭代之间的时间间隔可提供关于来自各自的电网302或电网304的循环计数器432或循环计数器434的各自的输入信号的频率的信息。

图4所示的MSD算法438首先使循环计数器432与诸如位于第一电网302中的IED 306的其它IED同步。然后，MSD算法438使循环计数器434与诸如位于第二电网304中的IED 308的其它IED同步。

然后，MSD算法438可通过比较每个电网中的事件，例如通过比较两个电网302、304之间的循环计数，从而判定在第一电网302中发生的事件和关于第二电网304的数据之间的关系。例如，兴趣点可能是在第一电网302中在循环计数5,421处发生的事件。当在第一电网302中的循环计数为5,421时，MSD算法438在第二电网304中确定对应的循环计数。分别对应于电网302和电网304的循环计数器432、434可能不彼此同步地或同时递增(由于不同的相角)，于是采用MSD算法438来跟踪来自每个电网的信号之间的关系。可采用存储器430中的缓存器(未图示)以实现在两个电网302、304之间的循环计数或其它数据的历史记录比较。

在该例中，IED 310和MSD算法438能够执行在2005年7月1日提交的美国申请序列号11/174,099和2007年10月1日提交的美国申请序列号11/981,428中描述的同步算法，将该两项专利通过引用并入此处，同时跟踪在固件中的多个信号计数器，并且从耦接于每个各自的电网的硬件中采集信号数据。或者，可跨越多个电网而将多个MSD设备菊链(daisy-chain)，于是如果有三个电网，那么，例如一个MSD可链接第一和第二电网，而另一MSD可链接第二和第三电网。MSD算法438使用两个MSD之间的信号计数关系来关联第一和第三电网。随着新的IED的开发和布置，可简易地且非常廉价地提供补充的主同步输入，所述主同步输入可通过这样的IED而实现至少两个电网之间的数据同步。可将主同步固件嵌入这种新开发的IED中，或者可将现有的IED的固件升级以包括MSD算法438。或者，还可将可选模块/卡附加于这种IED，从而为任何数量的电网提供同步。

下面，参照图3-4并连同图5所示的流程图来说明将来自多个电网的数据进行同步的示例性处理的操作。图5中的流程图表示示例性的机器可读指令，该机器可读指令用于执行IED 310中的算法438，从而将来自多个电网的监测数据进行同步。在该例中，机器可读指令包括由如下的部件来执行的算法，这些部件是：(a)处理器、(b)控制器、和/或(c)一个以上其它合适的处理设备。所述算法可被包含在存储于有形介质中的软件中，所述有形介质例如是闪存、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字视频(多功能)光盘(DVD)或其它存储器装置，然而本领域技术人员易于理解，还可由一种装置来替代地执行全部算法和/或该算法的部分，该装置不同于处理器并且/或以众所周知的方式包含于固件或专用硬件中(例如，可通过专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑器件等来执行所述算法)。例如，可通过软件、硬件和/或固件来实现IED 310的部件之任一个或全部。而且，可手动地执行由图5中的流程图表示的机器可读指令的某些或全部。而且，虽然参照如图5所示的流程图来描述示例性算法，然而本领域技术人员易于理解，可替代地使用用于执行示例性机器可读指令的很多其它方法。例如，可改变方框的执行顺序，并且/或者可改变、删除或合并某些所述方框。

图5是由诸如图2中的算法240或如图4所示的MSD算法438的主同步算法所进行的处理的流程图。MSD算法438使例如图4中的循环计数器432的第一信号计数器同步于由其它IED测得的已同步的数据，所述其它IED例如位于电网302中的IED 306(500)。一旦由电网302内的各监测设备测得的数据相对于彼此被自动地同步(例如，所述监测设备的各自的信号计数器正在跟踪在电流或电压信号中的同一频率变化，该频率变化正在被电网内的监测设备所监测)，那么循环计数器432以在电网302中被监测的电流或电压信号的每个周期性事件(例如，每个过零或峰值事件)进行迭代。MSD算法438使诸如循环计数器434的第二信号计数器同步于由其它IED测得的已同步的数据，所述其它IED诸如位于电网304中的IED 308(502)。一旦在电网304中的IED的各自的计数器正在跟踪在电流或电压信号中的同一频率变化，该频率变化正在被电网304中的IED所监测，那么循环计数器434以在电网304中被监测的电流或电压信号的每个周期性事件进行迭代。

MSD算法438可将时间可选地存储于图4的时间寄存器436中，该时间与在图3的电网302或电网304之一中发生的电气扰动相关(504)。例如，MSD算法438存储数据，所述数据表明在2008年10月22日1:53:04PST在电网302中观测到电气扰动，并且该电气扰动对应于循环计数值3540。在电网304中也观测到同一电气扰动，并且该电气扰动对应于循环计数值5432。因为这两个各自的循环计数与两个电网中的同一时间事件一致，故随后将所述两个各自的循环计数彼此关联。MSD算法438能够通过比较并跟踪两个电网之间的循环计数(506)，来确定在一个电网中发生的事件与关于其它电网的数据之间的关系。例如，如果MSD算法438使用循环计数，则MSD算法438将从时间数据表436中取得的电网302中的事件的时间与来自电网302的第一循环计数关联。MSD算法438使得诸如来自计数器434的电网304的第二循环计数与对应于在电网302中发生的事件的循环计数相关联。因此，MSD算法438能够基于两个计数器来判定电网302和电网304的电网信号之间的关系(508)。MSD算法438可将数据存储于缓存器中，从而实现两个电网302、304之间的循环计数或其它数据的历史记录比较(510)。

虽然图示并说明了本发明的特定实施例和应用，但应当理解，本发明不局限于此处公开的精确构造和组成，并且在不脱离由所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，显然可从前面的说明书中作出各种变化、修改和变更。

Claims

1.一种使由监测独立电网的各个监测设备所测得的数据自动地关联的方法，该方法包括：

主同步设备从正在监测第一电网的一组第一监测设备接收第一信号数据，该第一信号数据至少表示由各个所述第一监测设备以预定的事件数所测得的频率变化；

在所述主同步设备中，将由每个所述第一监测设备所测得的各个频率变化自动地同步，并且设置第一事件计数器，该第一事件计数器对在与所述第一监测设备关联的已同步的频率变化中的周期性事件进行计数；

所述主同步设备从正在监测第二电网的一组第二监测设备接收第二信号数据，所述第二电网产生与由所述第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号，所述第二信号数据至少表示由各个所述第二监测设备以预定的事件数所测得的频率变化；

在所述主同步设备中，将由每个所述第二监测设备所测得的各个频率变化自动地同步，并且设置第二事件计数器，该第二事件计数器对在与所述第二监测设备关联的已同步的频率变化中的周期性事件进行计数；

在所述主同步设备中，将所述第一事件计数器的第一计数与所述第二事件计数器的第二计数自动关联，其中，所述第一计数和所述第二计数在时间上对应于在所述第一电网和/或所述第二电网中的电气事件。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一电网或所述第二电网定义为公用互联电网的一部分。

3.如权利要求1所述的方法，其中，由所述第一电网产生的交流电与由所述第二电网产生的交流电通过介于二者之间的不间断电源、电动发电机组或柴油发电机组而电隔离。

4.如权利要求1所述的方法，其中，与所述第一监测设备关联的事件数为由所述第一电网产生的交流信号的循环数，而与所述第二监测设备关联的事件数为由所述第二电网产生的交流信号的循环数。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一电网和所述第二电网都将交流信号供给数据中心。

6.一种用于使第一电网和第二电网之间的数据关联的电源监测设备，所述第二电网产生与由所述第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号，所述电源监测设备包括：

控制器；

第一监测设备接口，其耦接于所述第一电网中的第一监测设备；

第二监测设备接口，其耦接于公用电网中的第二监测设备；

第一计数器，其对应于来自所述第一电网的事件的数据计数；

第二计数器，其对应于来自所述第二电网的事件的数据计数；和

同步监测算法，其通过使来自所述第一计数器的数据计数与来自所述第二计数器的数据计数关联，从而将所述第一计数器和所述第二计数器与来自所述第一电网或所述第二电网的对应于在所述第一电网和/或所述第二电网中的事件的发生的时间自动地同步。

7.如权利要求6所述的设备，其中，所述第一监测设备和所述第二监测设备为智能电子设备。

8.如权利要求6所述的设备，其中，所述电网之一定义为公用互联电网的一部分。

9.如权利要求6所述的设备，其中，由所述第一电网产生的交流电与由所述第二电网产生的交流电通过介于二者之间的不间断电源、电动发电机组或柴油发电机组而电隔离。

10.如权利要求6所述的设备，其中，来自所述第一电网的事件的数据计数为由所述第一电网产生的交流信号的循环数，而来自所述第二电网的事件的数据计数为由所述第二电网产生的交流信号的循环数。

11.如权利要求10所述的设备，其中，与所述第一电网关联的循环数表示由所述第一电网中的第一监测设备所监测的电流或电压信号的过零数。

12.如权利要求6所述的设备，其中，所述第一监测设备接口或所述第二监测设备接口安装于可从所述控制器拆卸的卡模块上，并且所述主同步算法存储于存储器中。

13.如权利要求6所述的设备，其中，所述第一监测设备接口和所述第二监测设备接口安装于可从所述控制器拆卸的卡模块上，并且所述主同步算法存储在耦接于所述控制器的存储器中。

14.一种其上存储有指令的机器可读介质，该指令用于使从第一电网和第二电网测得的数据关联，所述第二电网产生与由所述第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号，所述机器可读介质包括机器可执行代码，当所述机器可执行代码被至少一个机器执行时使得所述机器：

从监测所述第一电网的第一监测设备接收第一信号数据，该第一信号数据表示由所述第一监测设备以预定的事件数所测得的频率变化；

从监测所述第二电网的第二监测设备接收第二信号数据，该第二信号数据至少表示由所述第二监测设备以预定的事件数所测得的的频率变化；

确定对应于由所述第一监测设备测得的频率变化之一的第一事件计数；

确定对应于由所述第二监测设备测得的频率变化之一的第二事件计数；并且

基于在所述第一电网和/或所述第二电网中发生的事件的时间测定而将所述第一事件计数与所述第二事件计数关联。

15.如权利要求14所述的机器可读介质，其中，所述第一电网或所述第二电网定义为公用互联电网的一部分。

16.如权利要求14所述的机器可读介质，其中，由所述第一电网产生的交流电与由所述第二电网产生的交流电通过介于二者之间的不间断电源、电动发电机组或柴油发电机组而电隔离。

17.如权利要求14所述的机器可读介质，其中，与所述第一监测设备关联的事件数为由所述第一电网产生的交流信号的循环数，而与所述第二监测设备关联的事件数为由所述第二电网产生的交流信号的循环数。

18.如权利要求14所述的机器可读介质，其中，所述第一电网和所述第二电网都将交流信号供给数据中心。

19.如权利要求1所述的方法，其还包括：

所述主同步设备从所述第一电网接收第一时间并且从所述第二电网接收第二时间；并且

基于所述第一计数与所述第二计数的关联性而将所述第一时间与所述第二时间关联。