CN102835001A - 用于变电站中电力管理的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

工厂电气网络的电力管理系统使用配置用于电力管理的多个控制器，使得来自多个控制器的第一控制器配置成执行工厂电气网络内的第一本地过程区域中的电力管理，并能够与配置用于通过工厂范围通信网络在工厂电气网络内的第二本地过程区域中的电力管理的第二控制器通信。基于在第一控制器与第二控制器之间传递的信息或/和基于对于工厂范围电气网络或对于第一本地过程区域实施的电力平衡计算执行第一本地过程区域中的电力管理功能。电力管理功能包含缓慢甩负载以控制工厂电气网络中电力设备中的过载状况。提供了用于电力管理和缓慢甩负载的方法连同用于实施工厂电气网络中电力管理功能的控制器。

Description

用于变电站中电力管理的方法和系统
技术领域
本发明一般涉及电力管理系统领域，并且更具体地说，涉及加工工业的变电站中的电力管理。
背景技术
通常，电气或电力变电站涉及使用变换器将电压从高变到低或相反的电力传输和分配系统。电力可流过发电厂与消费者或负载之间的多个变电站，并且电压可在多个步骤中得以变换。
工业设置涉及密集的能量消耗，并且包含一个或多个专用变电站，包括连接到主电源(电网或内部发电机)的上游变电站和向分布在工业各部分上的不同负载中心分配电力的下游变电站。此外，工业可具有它自己的发电系统以满足其能量需求，并且还具有电力管理系统以便有效地处理电力用于其目的。
电力管理功能性包含甩负载(load shedding)、功率和电压控制、电力恢复、电源同步等，它们取决于(比如电压、电流、功率和其它电力质量参数的测量以便有效地处理各种设备和过程的电力需求、功率浮动、设备约束等。正在变得普遍的是：在工业设置(比如加工工业、诸如提炼厂和电力公用设施)内发现这些种类的电力管理需要。然而，这种设置还可应用于其它加工工业，诸如水泥、纸浆和纸张、石油化学工厂、化肥、钢铁、采矿和金属、水和废水处理工厂等。
变电站(上游和下游)一般包含多个电力和分配变换器、线缆、开关、无功功率和接地设备。这些设备需要被保护以免电力系统异常，比如功率激增、电力系统故障等。这个目标通过提供不同综合保护和监视功能的智能电子装置(IED)实现。除了保护和监视功能，IED还提供了计量和控制功能。IED是与电力系统设备(诸如断路器、发电机、变换器、电力线、电力线缆、电抗器、电机、电容器组等)相关联的基于微处理器的装置。通常，IED从传感器接收主要电力系统信息(比如电压和电流)以执行各种保护和监视功能。IED的通用类型包含保护性继电装置、负载抽头变换装置控制器、断路器控制器、重合器控制器(recloser controller)、电压调节器、辅助功能(比如甩负载等)，其中甩负载功能性在IED中实现，并且这种功能性所需的过程数据交换由直接与电力系统设备、控制器等对接(interface)的初级IED进行。由此，IED根据其目的执行多种电力系统功能。
变电站自动化形成了使用目前发展水平技术解决电力系统功能任务的重要且复杂的方面。通过这样做，变电站自动化还提供了增值特征以执行基于电力系统状况/事件的自动控制、设备维护、变电站信息到更高级控制系统(比如电网控制中心)的传递等。通过变电站自动化，提供人工和自动控制命令功能，比如闭合和打开开关设备(断路器和断开器)或提高/降低电压电平以便保持期望的电压电平。对于变电站自动化存在多个通信协议，其包含对于定制通信链路的许多专有协议。然而，来自不同供应商的装置的互操作是高度期望的，以便简化变电站自动化装置的实现和使用。
来自国际电工委员会(IEC)的IEC61850标准提倡使用公共工程模型(例如使用逻辑节点的IEC61850公共工程模型)、数据格式和通信协议在来自各种制造商的智能电子装置(IED)之中的互操作性。近来的IED因此设计成支持变电站自动化的IEC61850标准，其提供了互操作性和先进通信能力，比如GOOSE(通用面向对象的变电站事件)和MMS(制造消息系统)通信简档。
电力管理功能性(比如甩负载)当前实现为变电站自动化系统中的集中式功能用于加工工业(比如提炼厂、石油化学工厂、钢铁工厂、水泥、纸浆和纸张等)。本文提到的甩负载或负载的减少一般暗示当电力需求变得大于电力供应时切断某些线路/负载上的电力。这一般发生在出现电力系统故障或将影响可用于给电网中的过程馈电的电力的事件时。
经常实现在单个过程控制器IED中并部署在上游变电站处的以上功能的集中式实现具有多个缺点。例如，集中式功能实现由于集中了(在其中需要部署甩负载的)整个电力系统网络的所有功能而引起高负载。它还导致过程控制器IED中通信负载的高且持续的电平，因为它将需要从下游IED收集必要数据以便执行集中式功能。这导致对于其它活动而言过程控制器IED的可用性更低。由于下游IED直接连接到中央过程控制器，因此它直接面临变电站配置的复杂性和连接性。
另外，电力设备(示例下游变换器)中的过载情形不能容易地在集中式实现中检测到，并且因此一般没有用于下游变电站缓慢甩负载以减轻电力设备上过载的设施。缓慢甩负载可基于电网(公共电网)变换器或到变电站的互连变换器的过载。当代电力管理解决方案仅覆盖了电网变换器过载甩负载功能性，并且没有用于上游变电站与下游变电站之间的互连变换器的过载处理。在电网变换器过载的情况下，中央过程控制器减少负载以纠正过载状况，并且在互连变换器过载的情况下，过载保护可得到激活，并隔离变换器，导致互连变换器的可用性更低。
因此，存在对于开发如下电力管理系统和技术的需要，所述电力管理系统和技术通过管理电力设备(特别是互连变换器)的过载和系统中的有效缓慢甩负载来确保更高的系统可用性，从而允许改进电力管理。
发明内容
根据一个方面，提供了用于工厂电气网络的电力管理系统。例证了电力管理功能、特别是缓慢甩负载(load shedding)，用于使用连接在工厂范围通信网络中的工厂电气网络中用于电力管理的多个控制器进行工厂电气网络中的变换器。控制器配置成执行它们的相应本地过程区域中的电力管理，并在需要与至少一个其它控制器的通信和信息交换的远程控制模式操作，或在需要控制器实施电力平衡计算和甩负载优先级信息的估计的完全自主模式操作，或实施在远程控制模式和在完全自主模式操作都需要的电力管理功能的部分自主模式操作。操作模式取决于通信(例如诸如由于网络问题或其它装置/控制器的不可用性或故障而引起的通信故障的实例)的能力评估和电气连接性(例如岛与工厂范围电气网络中的电气网络的其余部分电隔离)。
本地过程区域的范围取决于控制器作为中央控制器的配置，让整个工厂作为本地过程区域的范围，并且此外能够执行由中央控制器专门管理的本地过程区域中的电力管理。正常情况下对于配置为本地控制器的控制器进行本地过程区域的这种专门配置。
根据另一方面，提供了使用一个或多个本地控制器和中央控制器的工厂电气网络中的电力管理的示范方法。所述方法包含如下步骤：
a.所述中央控制器从所述工厂电气网络中的至少一个本地控制器或直接从与电力设备相关联的智能电子装置接收包括所述电力设备中过载量和所述过载方向的负载状况信息；
b.所述中央控制器执行所述工厂范围电力管理的电力平衡计算；
c.所述中央控制器基于所述过载的方向发出电力管理命令；以及
d.所述中央控制器基于所述电力平衡计算直接实施其相应本地过程区域中的甩负载，或者让所述一个或多个本地控制器基于发出的所述电力管理命令实施其相应本地过程区域中的甩负载。
电力管理命令包含甩负载命令(缓慢甩负载或快速甩负载或人工甩负载)连同甩负载优先级信息。命令还包含甩负载类型的指示，并且还可包含在缓慢/人工甩负载的情况下必须在其内减少（shed）负载的时间的信息。可同时执行各种类型甩负载以确保工厂电气网络中的有效电力管理。
在另一个实施例中，提供了用于具有多个控制器的工厂电气网络中缓慢甩负载的方法。所述方法包含如下步骤：
a.第一控制器检测第一本地过程区域中电力设备中的所述过载状况，并合并过载状况信息；
b.第一控制器评估向来自所述多个控制器的至少一个其它控制器传递过载状况信息的能力和/或第一本地过程区域的电气连接性以决定操作和控制模式；
c.第一控制器使用所述过载状况信息基于决定的操作和控制模式执行电力平衡计算以确定用于甩负载的优先级信息来控制第一本地过程区域中所述电力设备的负载，或使来自所述工厂电气网络中所述多个控制器的至少一个本地控制器接收用于甩负载的优先级信息以基于传递到所述中央控制器的合并的过载状况信息控制第一本地过程区域中的所述电力设备的负载；
d.第一控制器或/和来自所述工厂电气网络中的所述多个控制器的至少一个其它控制器基于用于甩负载的所述优先级信息执行甩负载以控制所述过载电力设备中的负载。
根据又一方面，提供了控制器或装置。控制器或装置配置用于工厂电气网络内本地过程区域中的电力管理，并且能够通过工厂通信网络与配置用于其相应本地过程区域中电力管理的一个其它控制器或装置通信。控制器配置成执行工厂电气网络中的甩负载功能，以控制工厂电气网络中至少一个电力设备的负载。甩负载类型可以是同时或单独操作的缓慢甩负载或快速甩负载或人工甩负载。
附图说明
当参考附图阅读如下具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中：
图1是描绘了与相应变电站相关联的不同过程区域的示范电气单线图；
图2a和图2b是作为示范实施例的电力管理系统的框图表示；
图3是根据本发明一个方面的电力管理方法的示范步骤的流程图表示；以及
图4-图6是作为附加示范实施例的电力管理系统的框图表示。
具体实施方式
本文描述的系统和技术提供了独特的电力管理解决方案。作为示范电力管理功能性，在本文已经描述甩负载，然而，相同的概念可扩展到工业设置中的其它功能，比如功率控制、负载恢复、顺序起动等。类似地，加工工业在本文中已经用作可应用这种电力管理解决方案的非限制性示例。
本文描述的系统和技术包含：按照需要提供附加过程控制器，用于本地电力管理的本地控制器，以便以具有指定用于总体工厂级电力管理的过程控制器的层级方式运作。用于总体工厂级电力管理的指定过程控制器在本文称为中央控制器。另外，本文描述的系统和技术还可应用于分布式电力管理环境，在其中没有这样的指定中央控制器，电力管理在本地级通过本地控制器进行，并且对于任何需要的电力平衡情形，它们彼此通信。该技术基于开放通信标准(OCS)，比如IEC61850-MMS和IEC61850-GOOSE。
对于甩负载，总体工厂甩负载与可包括在地理上集中或分散的一个或多个上游变电站和下游变电站的工厂电气网络相关联。换句话说，本文所提到的工厂级甩负载功能性涉及通过中央控制器的直接控制和通过与用于变电站中本地甩负载的一个或多个附加过程控制器(本地控制器)的适当协作来处理变电站中的甩负载。工厂电气网络还包含电力分配设备(例如变换器、断路器等)、电力致动器(power actuate)(例如用于断路器中断路操作的驱动器等)和变电站自动化产品(例如过程控制器、IED、网络通信附件等)。用于电力管理应用的电力致动器可操作以减少或连接负载以及本地发电机。
本文所提到的本地甩负载是本地过程区域中的甩负载。最常见的是，在加工工厂下，在下游变电站中减少负载。本文所提到的本地过程区域包含电源(到电网或上游变电站或其它供电网络(energized network)的变换器连接)、本地发电系统和本地负载，并且在电力管理装置或控制器的控制下在本地过程区域中减少或连接负载。另外，本地过程区域可与一部分变电站(在大变电站的情况下)或完全与一个变电站(中等尺寸变电站)或多个变电站(小尺寸变电站)相关联。
本地负载可包含不同加工设备，比如用于工业电机、压缩机、泵、炉等的变速驱动器。这些负载的供电/断电将由IED通过断路器控制。
本文所描述的本地岛网络(island network)被定义为一部分工厂电气网络，并且可作为与电气电网的其余部分电隔离的本地过程区域存在，并且因此无助于总体加工工厂的电力平衡。
本文所描述的电力平衡和电力平衡原则是指来自发电机和(连接到上游变电站/电网的)变换器侧的供应和来自加工工厂中电力负载侧的需求的平衡。本文所用的电力平衡计算在下面是指为了电气网络和部件获得电力平衡的已知计算。
现在转到附图，图1是描绘示范工厂电气网络中三个本地过程区域的电气单线图100。本地过程区域之一、例如第一本地过程区域110与上游变电站相关联，并且另两个本地过程区域、第二本地过程区域120和第三本地过程区域130与下游变电站相关联。这个示范描绘还用于描述与本发明有关的系统和技术。图1还描绘了过程区域中的主要部件，诸如发电机140、变换器连接150、断路器或开关160以及电气负载170。必须理解，为了易于说明，本文示出了三个过程区域，但系统可具有多个此类过程区域。
图2a和图2b描述了甩负载系统的示范实现，作为用于包含本地甩负载方面连同集中式甩负载的具体功能性的电力管理系统的示例。参考图2a，甩负载系统200包含多于一个控制器(210a,210b,210c)以控制工厂电气网络。在特定实施例中，至少一个控制器(210a)配置为用于工厂级电力管理的中央控制器(CC)。甩负载系统200还包含连接到中央控制器210a的、用于工厂过程可视化的工厂级过程可视化接口(PVI)220a。这里可注意到，中央控制器210a这里在示范实现中与第一本地过程区域110相关联，第一本地过程区域110与连接到主电力发生源和公共电网连接的上游变电站相关联(本地过程区域还描绘了相关联的变电站并因此不使用变电站的单独附图标记)。本地过程区域与控制器的关联以及本地过程区域的范围可明确地作为控制器配置中的定义实施，或在控制器的控制下基于变电站设备从控制器的配置文件中推断。图2b描述了甩负载系统的另一示范实现以例证配置用于包含上游变电站和下游变电站的本地过程区域110a的中央控制器。要注意，本地过程区域可被定义或者配置成包含多个变电站，并且备选地，变电站可包含多个本地过程区域。
甩负载系统200还包含多个其它控制器本地控制器(LC)，例如第二控制器210b、第三控制器210c和用于本地过程可视化的相关联本地PVI 220b、220c。可能再次注意到，每个本地控制器都配置用于控制下游变电站中的本地过程区域(120,130)。将适当的工程和配置工具用于电力管理功能，来配置中央和本地控制器210a、210b、210c。
过程可视化接口220a、220b、220c是允许在加工工厂的操作员/用户查看关键功能、监视、控制和配置变电站活动的人机接口(HMI)。本文上面所描述的与CC相关联的HMI、即PVI 220a显示了工业工厂范围甩负载功能和单独下游变电站甩负载功能的汇总。由于存在本地HMI(可能是基于万维网的)模块、即PVI(220b,220c)连同相应的LC，所以用户可监视和参数化来自变电站本身的下游变电站甩负载功能，并且如果需要的话，发起动作以禁止或阻止各个负载的甩负载。
本地过程区域120、130中的下游变电站(通过变换器或结线)连接到与通常在较高电压电平的第一本地过程区域110相关联的上游变电站。发电机、变换器和负载分布在下游变电站级和以较高电压电平在上游变电站级。到下游变电站的连接也可来自相邻变电站或外部电网连接。再次参考图2a，甩负载系统200还描绘了通过以适当方式连接各种变电站自动化装置(例如230a、230b、230c)的工厂范围通信网络230(LAN)的网络连接。控制器210b被描绘成以与控制器210c的LAN连接相比不同的方式连接到LAN 230a和230b以例证构造分布式控制系统的实践中的多样性。图2a因此仅被看作是本发明的示范例证。另外，甩负载系统200还包含下游变电站IED组240和一个或多个服务器250以支持工程、通信连接，并提供与电力管理系统连接的各种工厂级服务。如本领域技术人员将理解的，在本地过程区域120、130的下游变电站还可包含发电单元、外部电网连接、到其它电力网络的连接、成岛的电气网络和由IED 240控制的本地负载。
例如包含但不限于在不同下游变电站上累积的负载信息、有关上游变电站到下游变电站的电气和通信连接性的连接性信息、来自下游变电站和上游变电站求和的可用电力信息等的工厂级甩负载功能信息由中央控制器210a处理，并且是在过程可视化接口220a上可得到的。
类似地，在过程可视化接口220b和220c上显示由本地控制器210b、210c处理的本地甩负载功能信息，其包含与下游变电站相关的本地甩负载信息、网络配置信息、来自电源(发电机和连接到上游变电站/电网的变换器等)的可用电力以及按照优先级的负载功耗信息。
上面提到的优先级信息是用于电力管理功能的过程优先级信息。例如，对于甩负载功能性，这个优先级称为负载优先级或甩负载优先级；对于功率控制，称为发电机的优选模式；对于电力恢复，称为负载的重新连接优先级，等等。
本文所用的甩负载优先级是指用于基于上游变电站和下游变电站的功耗、功能关键性减少与上游变电站和下游变电站相关联的不同负载的优先级。还有，对于在系统干扰或故障(偶然事故)期间要减少/跳闸的负载或馈线定义甩负载优先级。
在示范实施例中，根据负载的重要性，作为编号(1…20或1....50等)进行优先级定义，例如“1”被指配给工厂中的最低优先级负载/馈线，并且“20”或“50”被指配给工厂中最重要的负载/馈线。这里还可注意到，相同甩负载优先级可被指配给变电站中的一个或多个负载/馈线。还有，可能存在指配给LC的一个或多个变电站。因此，还可能在不同变电站上存在相同的优先级编号。然而，对于在下游变电站级由LC或在工厂级由CC进行的甩负载功能性，这表现为按照优先级的单个合并数据(负载的功耗)。这暗示，对于每个优先级，在LC(在下游变电站级)或CC(在许多下游变电站指导(overlooking)的工厂级)计算的从1到20或50，存在合并的功率值。因此，所有同样优先级负载的数据被求和，并呈现为CC的单个从LC“集总/合并的”优先级数据。
在更具体的示例中，在工厂级的PVI显示如下信息：
-用于甩负载的工厂范围电气网络汇总
-工厂范围甩负载状态
-CC与LC之间的通信状态
-上游电源和外出馈线(到下游变电站)的数据
-下游变电站电气连接状态
-包含变电站身份和电气网络状态数据(断路器状态、发电机功率信息等)的下游变电站数据。针对每个优先级，在各种下游变电站上的负载的求和数据
类似地，在更具体的示例中，在本地过程区域处的PVI上显示的数据包含：
-用于甩负载的下游变电站电气网络汇总
-针对每个优先级的负载的下游变电站求和数据
-下游变电站电源和外出馈线甩负载数据
-未参与甩负载的下游变电站
-下游变电站网络断路器状态连同网络身份
-下游变电站甩负载状态
-到上游变电站的下游变电站电力连接性
-下游变电站身份
-下游变电站LC与CC的通信状态
使用IEC61850 MMS简档进行工厂级PVI与LC、CC和其它保护和控制IED的通信支持和数据建模(使用IEC61850逻辑节点建模定义)。LC和CC使用IEC61850 GOOSE简档进行通信。下游变电站中的保护和控制IED与LC使用IEC61850 GOOSE简档进行通信。这个通信和数据建模确保所有过程数据(信息)都使用IEC61850通信简档，无需任何专有(供应商特定/非标准协议)通信模式。
根据本技术的各方面，LC从连接到那个变电站中不同负载的IED收集有关其下游变电站的甩负载信息。它吸收这个信息，并且然后准备合并的本地甩负载信息以便发送到CC。
在初始状态数据中，CC接收下游变电站信息。从LC到CC的典型数据：
-下游变电站标识
-“LC/CC”控制中的下游变电站甩负载功能性
-未参与甩负载的下游变电站馈线
-下游变电站甩负载功能性状态
-下游变电站电气网络信息，包含电力输送能力信息、实际电力输送、断路器信息、负载数据连同优先级。
CC处理来自上游变电站和下游变电站的信息，并发出用于LC的甩负载动作或优先级(通过上游变电站/下游变电站之间的IEC61850通信状态和连接性)。
在初始状态，下面是从CC到LC的数据通信的示例：
-需要发生甩负载的下游变电站编号
-连接到CC的所有下游变电站(LC)的甩负载优先级命令
-上游变电站与下游变电站之间的电气连接性状态
-LC的操作状态(在完全自主模式或部分自主模式或完全远程控制模式中操作)
在稳定状态下，当LC与CC连接(上游变电站与下游变电站连接或在IEC61850上的工厂范围LAN上通信网络LC与CC连接)时，在甩负载功能性方面下游变电站与工厂电气网络的其余部分“统一”。这里，下游变电站甩负载功能性在远程控制模式，由CC控制(LC与CC结合操作)。
CC保持连接到上游变电站的下游变电站的标签，并从相应LC接收下游变电站的甩负载功能性信息。CC基于接收的信息进行工厂范围甩负载计算。工厂范围电力平衡计算基于：
[∑来自上游电源的电力+∑来自所有下游变电站电源的电力]-[∑来自所有下游变电站负载的负载消耗+∑来自上游变电站的负载消耗+∑上游变电站中LS的不可用负载+∑下游变电站中LS的不可用负载]
在稳定状态下，当上游变电站和下游变电站电气地断开或LC与CC彼此通信方式断开时，在甩负载功能性中，下游变电站从工厂电气网络的其余部分“断开”。在此，下游变电站的甩负载功能性处于本地控制模式(自主模式)，由LC控制。
如果本地控制模式由于电力断开引起，则下游变电站中的断开岛停止参与工厂范围甩负载功能性。CC进行网络其余部分的工厂范围电力平衡计算，除了下游变电站中的断开岛(因为它没看到任何电力流入成岛的下游变电站)。LC进行下游变电站甩负载计算，即，下游变电站甩负载电力平衡计算基于：
[∑来自下游变电站的电源的电力]-[∑来自下游变电站负载的负载消耗+∑下游变电站中LS的不可用负载]
如果本地控制模式由于通信故障引起，则下游变电站中的断开岛停止参与工厂范围甩负载功能性。下游变电站停止参与工厂范围LS功能性。LC不向CC发送任何更新信息(由于通信故障)。CC感测此方面，并丢弃来自LC的用于工厂范围LS计算的老数据。LC还丢弃来自CC的用于其本地LS计算的数据。
通过图3中所示的流程图300描述图2的系统200使用的电力管理(甩负载是示范性而非限制性电力管理功能性)方法的中心方面。如所例证的，在步骤310，控制器(CC和LC)通过交换与它们的相应本地过程区域相关的电气网络信息和通信连接性状态检测它们的电气连接性状态，作为控制器之间的通信过程的结果。在步骤320，基于交换的网络数据或/和连接性状态，在电力管理过程中涉及的控制器决定是否存在对于操作在远程控制模式或本地控制模式的任何一个控制器的需要。交换或保持的电气信息或者用于电力平衡计算(远程控制模式)或者被丢弃(本地控制模式)，如在步骤330中所例证的。在本地控制模式，执行在单独控制器处的电力平衡计算，好像在其它控制器控制下的电气网络不存在一样。如果不要丢弃电气信息(远程控制模式)，则一个控制器(LC)在对于工厂进行集中式计算的另一控制器(CC)的命令下操作。要注意，每个控制器(CC和LC)计算以保持它们的相应本地过程区域中的电力平衡和最高电气电力可用性。显然的是，对于控制器，电力管理的范围/程度定义取决于电气和通信连接性。这里重新强调，中央控制器(CC)具有整个工厂电气网络作为其电力管理的范围，其中有结合一个或多个附加控制器(本地控制器)操作整个或部分工厂电气网络的选项。
可能注意到，CC的本地过程区域被描绘为上游变电站(110)的区域，因为在这个区域中，CC被描述成具有对于电力管理的直接控制。然而，CC(210a)具有整个电气工厂网络作为其本地过程区域的范围，并且通过配置在它们的相应本地过程区域(120,130)中的一个或多个本地控制器(210b,210c)执行对于电力管理的间接控制。这方面在用图4描绘的系统400中例证了。例证了CC的本地过程区域(410)连同包含上游变电站的本地过程区域(110)。这里，仅包含上游变电站的本地过程区域(110)在CC(210a)的直接控制下。
在图5中，CC(510)被描绘为仅充当独立CC，在与变电站相关的任何本地过程区域中都没有直接控制。在本地控制器(515、210b和210c)的本地过程区域外面还描绘了用于工厂电力管理的工厂PVI(520)和服务器(530)。做这个示范例证以突出CC可通过各种本地过程区域中的本地控制器执行对工厂电气网络的电力管理。再次注意，CC的本地过程区域是整个工厂电气网络。
还要认识到，尽管在正常状况下，CC的本地过程区域是整个工厂电气网络，但CC可编程为排除工厂电气网络的具体部分，并且CC的本地过程区域可基于通过上面各种示例描述的各种偶然事故状况动态改变，以排除在工厂电气网络中隔离或成岛的部分工厂电气网络。这方面通过图6描绘，图6例证了与覆盖整个工厂电气网络的本地过程区域(410)不同的用于CC的本地过程区域(610)的配置。这个改变可能是故意的(CC配置或编程为仅包含一部分工厂电气网络作为其本地过程区域)或者工厂电气网络中动态活动(例如偶然事故状况)的结果。
本领域技术人员将认识到，LC仅对于连接的本地负载网络配置向更高级CC转移控制。然而，如果在下游变电站中存在本地岛网络，即未连接岛，则CC对于工厂范围电力平衡计算丢弃有关未连接岛信息的信息，并且LC处理由于下游变电站中未连接岛引起的甩负载。
在本文所描述的示范实施例中，每个LC因此配置成通过发出本地命令(比如甩负载跳闸命令信息)以解决本地负载网络中一个或多个本地岛的甩负载优先级来实施电力管理功能，其中本地岛由于本地负载网络与主电力工厂网络其余部分的隔离而存在。换句话说，LC接管对于本地岛的任何甩负载要求的控制，由此将CC从这些任务中解脱出来。LC还配置用于设置本地甩负载参数以解决本地过程区域中的本地甩负载优先级。
可使用本文所描述的LC处理的电力网络岛的最大数量在概念上是无限的，因为CC仅必须看管在最高电压电平的岛，即工厂级岛，并且LC看管本地变电站岛。在形成本地变电站岛的情况下，相应LC独立运作，无需来自CC的任何干预。由此，整个工厂中的可及距离和功能性覆盖范围(reach and functionality coverage)相比现有技术系统的集中式功能性高得多。
另外，在示范实现中，当与CC的通信失效时，或当与上游变电站存在电力断开时，每个LC配置成在隔离或自主模式(本地控制模式)操作，但具有从其它源(比如本地GTG(燃气涡轮发电机)/STG(蒸汽涡轮发电机)DG(柴油发电机)组或来自其它变电站的联结馈线连接)向下游变电站的电力供入。要重申，LC通过检查它自己与CC的通信状态还有工厂级变电站与它位于的下游变电站之间的电力网络连接性感测到它需要继续自主模式。备选地，还将有可能的是，通过使用本地PVI，在需要它的情况下，用户将LC带到自主模式中。
根据本发明技术的方面，在每个LC处的甩负载功能保持一直激活以迎合本地成岛的网络配置。附加地，检测进入电网变换器的过载的功能性在下游变电站级LC中也保持激活。因此，本地控制器配置成结合中央控制器同时在远程控制模式操作，还在自主模式操作，用于与其本地过程区域相关联的电气网络的一个或多个分段中的电力管理。
重申，其部分上的CC配置成像“集总的负载”那样对待下游变电站(合并的优先级方式)，并且CC在总系统/工厂级执行电力平衡计算。在系统/工厂级干扰上，CC计算系统/工厂级电力平衡，并发出工厂范围或工厂级甩负载优先级。这些优先级将由各个LC接收，并且它们又将减少所需的负载/发电机，或基于变电站内指配的优先级“本地地”减少负载/发电机。换句话说，LC应对像直接向它发出的本地人工甩负载优先级那样对待来自CC的优先级信息，。
从上面的描述将清楚，CC和LC彼此通信以基于电力平衡原则解决总体加工工厂的甩负载需要。
此外，从上面的描述将清楚，LC处理下游变电站甩负载数据，并且仅将合并的(汇总的)电气网络数据和可用功率以及按照优先级的合并的负载功耗从LC发送到CC。由此，在LC与CC之间划分系统的处理负载。作为LC看管下游变电站内优先级并且CC看管来自下游变电站的合并优先级的结果，在CC中，甩负载优先级的处理负载大大降低，从而引起CC的高可用性和更大操作灵活性。
此外，由于LC直接连接到下游变电站IED，因此CC上的通信负载在很大程度上进一步降低。CC仅需要向LC通信。因为所有变电站IED都通过IEC 61850 GOOSE连接到它们的相应LC以便进行甩负载I/O数据交换，并且仅这些LC连接到CC，因此LC在将合并的LS数据传送到CC之前进行下游变电站LS数据的所有预先处理。还以这种方式，LC向CC“隐藏”变电站配置和连接复杂性，由此改进和提高CC的可用性等级。
现在参考在LC和CC处的优先级处理，在一个示范实施例中，基于系统操作状况为负载/馈线提供动态甩负载优先级指配。基于下游变电站优先级或基于下游过程负载的/馈线的优先级，在总体工业工厂级进行另一个示例中的优先级指配。
在示范实施例中，可在整个工业工厂上定义公共负载优先级，即在两个或更多变电站之间，可能存在公共优先级并且将以来自CC的命令上的公共优先级在所有变电站中发生甩负载。以这种方式，能够以分立方式执行甩负载，直到下游变电站中的最低可能等级为止。
备选地，如果在一些其它下游变电站中由于其中一个下游变电站中的干扰而需要减少负载，则可定义负载优先级，并且这些一般在本文中称为“预先标识的负载优先级”。优先级由此可适合于最大化甩负载系统的效率。在一个示范实现中，每个LC都可具有在CC指配用于其对应本地过程区域的本地优先级，并且基于这种指配进行甩负载。具有根据操作状况的优先级指配方案导致称为“优先级的灵活自动更新”的功能性，在示范实施例中，“优先级的灵活自动更新”在LC中实现。
如早前提到的，所有变电站IED都通过OCS向它们的相应LC传递甩负载所需的信息。变电站LC也使用OCS进一步向CC传递本地变电站甩负载信息。可能注意到，LC在向CC传送合并的优先化数据之前基于下游变电站数据的电力平衡计算进行所有预先处理。
本发明技术的方面有利地基于工厂级和下游甩负载功能性实现“快速甩负载”、“缓慢甩负载”和“人工甩负载”模式，如下面说明的。基于电源跳闸或定义上游变电站或下游变电站中的断路器的网络改变而激活“快速甩负载”模式。人工甩负载基于使用本地负载的以人工方式馈送的人工优先级的本地甩负载命令的发出。人工甩负载基于CC和LC级。在CC级，用户使用工厂级PVI输入包含下游变电站的整个工厂网络上的负载优先级或必要甩负载动作的电力信息。如果要在LC级发起人工LS，则用户使用本地PVI输入下游变电站中的负载优先级或电力信息或必要甩负载动作。在此可注意到，在现有技术系统中，由于在下游变电站缺乏HMI功能而在下游变电站没有关于甩负载功能的信息。因此，在现有技术系统中知道来自下游变电站的甩负载状态的唯一方式是来自与中央控制器相关联的HMI。本发明的方法和系统克服了现有技术系统的这个限制，并且用户可监视并参数化来自变电站本身的下游变电站甩负载功能。
该技术还基于将下游变电站连接到上游变电站的变换器的过载实现了“缓慢甩负载”。缓慢甩负载模式在下游变换器上过载(基于过载等级运作一段时间)的情况下特别有利。在这种情形下，缓慢甩负载模式被激活，并且LC减少下游变电站中的负载。由此，由LC实现变换器过载状况的迅速校正和下游变电站中的负载平衡。由于LC中存在缓慢甩负载模式，所以可在下游变电站变换器上允许容许的过载状况(在有限持续时间)，由此避免对进行甩负载的需要。容许的过载状况基于不同的参数，包括但不限于周围温度、母线上外出馈线的状态等。由此，在可基于容许的(基于当前的负载等级和变得过载的变换器容量)过载状况“过度驱动(overdriven)”下游变换器的情形下，可避免甩负载，由此增大系统可用性。
尽管使用变换器的示例进行例证，但本发明可在控制工厂电气网络中的任何电力设备中的负载中获得应用。电力设备可以是单个设备或单独设备(诸如功率变换器、电压变换器、电流变换器、发电机、电容器组、电机、断路器、开关、线缆和连接器)的组合。
上游变电站与下游变电站之间的互连变换器潜在地可在朝上游变电站(在下游变电站中分配的发电)和下游变电站的两个方向上过载。控制器可暂时允许这种过载，时间基于过载量，并使得在设置用于变换器保护断路器操作的时间之前发生缓慢甩负载。在电力管理系统200中，由控制器之间的协调功能提供用于电网和互连变换器的综合过载状况处理。
在一个实施例中，过载检测基于IDMT(反向有限最小时间)机制，其类似于在系统中使用过电流保护原则。这种机制在本发明中也称为电力设备的负载时间特性。使用示范情况例证变换器过载状况和系统行为的一些示例。
情况1：当从下游变电站向上游变电站馈送电力时，下游变电站与上游变电站之间的互连变换器变得过载。
采取如下步骤来处理和校正互连变换器中的过载情形：
1.LC检测过载状况并确定过载量和过载方向(向上方向)。
2.LC将这个信息传到CC。这意味着，LC未发起任何甩负载动作来校正过载状况。
3.CC将过载状况视为工厂范围甩负载触发。它处理变换器上的过载量用于电力平衡计算，也就是说，它将过载量视为电源“短缺”(以便生成甩负载动作)。
4.CC向下游变电站(除了检测到过载状况的下游变电站之外)发出具有优先级信息的甩负载命令，以减少它们的相应变电站中的负载，相当于(在上游变电站与具有过载的互连变换器的下游变电站之间的)下游互连变换器上的过载。在计算的功率方面，要减少的负载量将相当于互连变换器上的过载。不向具有在向上方向上过载的互连变换器的下游变电站发出甩负载命令，这是因为，为了降低或校正互连变换器的过载情形，需要在其它本地过程区域中，而不是在检测到过载状况的下游变电站中减少负载。
5.连同甩负载命令和优先级信息，CC将向LC指示工厂范围缓慢甩负载已经被激活。
6.属于下游变电站和上游变电站的控制器(LC/CC)将基于由CC计算/提供的所计算甩负载优先级通过相应的IED向识别的负载发出甩负载命令。
由此，向上游变电站馈送电力的下游变电站互连变换器的过载将导致其它下游变电站(其从上游变电站提取电力)中的LS(甩负载)动作。同时，如果快速甩负载变得从CC发起并且LC接收减少优先级，则它们执行包含在具有过载互连变换器的变电站中的必要甩负载动作。
情况2：当从上游变电站向下游变电站馈送电力时，下游变电站与上游变电站之间的互连变换器变得过载。
1.LC检测本地过程区域中互连变换器中的过载状况，并确定过载量和过载方向(向下方向)。
2.LC将这个信息传到CC，并且不发起任何甩负载动作来校正其本地过程区域中的过载状况。
3.CC将过载状况视为工厂范围甩负载触发。它处理变换器上的过载量用于电力平衡计算，也就是说，它将过载量视为电源“短缺”(以便生成甩负载动作)。
4.CC向具有过载互连变换器的LC发出具有优先级信息的甩负载命令以减少其本地过程区域中的负载，相当于(在上游变电站与下游变电站之间的)下游互连变换器上的过载。在计算的功率方面，要减少的负载量将相当于互连变换器上的过载。仅向具有(在向下方向上过载的)过载互连变换器的LC发出甩负载命令，因为仅在与过载互连变换器连接的变电站中需要减少负载以降低或校正互连变换器的过载情形。在单个下游变电站含有具有多个本地控制器的多个本地过程区域的配置中，向与具有过载互连变换器的单个下游变电站相关联的所有本地控制器发出甩负载命令。
5.与以上信息一起，CC将向下游变电站中的LC指示工厂范围缓慢LS已经被激活。
6.下游变电站中的LC将基于从CC接收的所计算甩负载优先级通过相应的IED向识别的负载发出甩负载命令。
由此，向上游变电站馈送电力的下游变电站互连变换器上的过载将导致那个下游变电站本身中的甩负载动作。始终是，如果快速甩负载得到发起，则变电站中的LC准备采取必要步骤实施甩负载。
情况3：在向上游变电站中馈送电力时，到上游变电站的公用事业电网变换器变得过载。因为尽管电网源在技术上可能是无限电源，但公用事业对于超过最大需求(超过约定等级)可对加工工业施加巨大商业惩罚，所以这个状况需要快速甩负载动作(在缺乏工厂中的发电机功率控制特征的情况下)。
在一些场合中，公用事业可经历架空传输线的过载，在此情况下，存在工厂跳闸并从电网断开的危险。在这种情况下，存在利用电网过载功能性并将工厂负载降到安全极限并由此防止传输线过载的巨大益处。
1.与上游变电站相关联的控制器(LC/CC)检测过载状况(基于最大需求违背)并确定过载量。
2.上游变电站控制器(如果LC)将这个信息传到CC。这再次意味着，上游LC未发起任何LS动作来通过自身校正过载状况。如果上游变电站控制器本身是CC，则省略这个步骤。
3.CC将过载状况视为工厂范围甩负载触发。它处理电网变换器上的过载量用于电力平衡计算，也就是说，它将过载量视为电源“短缺”(以便生成甩负载动作)。
4.CC向所有下游LC发出具有优先级信息的甩负载命令以减少它们的相应变电站中的负载。在计算的功率方面，要减少的负载量将相当于电网变换器上的过载。下游LC发出甩负载命令，这是因为在下游变电站中为了更好的系统可用性需要减少负载，并降低电网变换器过载。上游变电站中的任何甩负载动作都将导致在最高级的甩负载，由此切断到下游变电站的电力(导致坏的过程可用性)并且这不是优选的。
5.与以上信息一起，CC将向所有下游变电站LC指示工厂范围缓慢甩负载已经被激活。
6.下游变电站LC将基于从CC接收的所计算甩负载优先级通过相应的IED向识别的负载发出它们的相应变电站中的甩负载命令。
由此，向上游变电站馈送电力的电网变换器上的过载将导致工厂范围LS动作(在所有上游变电站和下游变电站上)。
公用电网变换器直接连接到在对应LC/CC控制下的上游变电站。为了具有电网变换器的正确过载处理，需要实施LC(如果用于具有电网变换器的变电站中的电力管理的话)与CC之间的IDMT特性协调，并且工作序列如下：
1.当LC检测到其本地过程区域中电网变换器上的过载状况时，LC将发起其IDMT功能。
2.LC还向CC发送在过载状况的功率极限(基于系统操作状况计算或人工设置的)。
3.当过去了LC IDMT特性的计算时间时，LC评估在其管辖范围(本地过程区域)下是否存在足够的可减少负载，以校正电网变换器上的过载状况(达到过载的可减少负载需要小于总的可减少负载)。如果这个条件满足，则LC将在其本地过程区域中减少负载。
如果过载量大于总的可减少负载，则LC将向CC发送甩负载触发信息。使用这个信息，CC将通过向LC发出公共甩负载优先级信息而在所有变电站上采取必要措施。
如果电网变换器由CC直接控制，则CC将实施在上面序列中为LC所定义的附加任务。一般，要注意，形成IDMT特性(包含功率极限信息)用于系统中使用的任何控制器的本地过程区域中的电网/互连变换器，并且如上所述的那样实现协调的缓慢甩负载。
在CC与LC之间通信失效的情况下，或者由于出故障的CC或出故障的网络部件(或任何其它原因)，执行缓慢甩负载，如在下面描述的两个示范偶然事故情况中所提供的那样。
偶然事故情况1：(在上游变电站与下游变电站之间的)互连变换器在从下游变电站到上游变电站的方向上变得过载，并且作为CC与LC之间通信故障的结果，工厂范围甩负载功能性不可用。
1.LC将检测通信故障并将它们自己切换到本地模式。
2.由于需要在其它变电站中校正过载情形(如在情况1)，因此LC生成建议操作员将LC的人工甩负载特征用于断开其它变电站中的负载的报警。这然后将降低互连变换器上的负载。使用人工甩负载特征，用户输入优先级或功率值(在下游变电站或上游变电站中需要将甩负载直到该功率值)，以便LC在那些变电站中本地地实施甩负载。
3.LC基于提供的人工LS优先级值通过相应的IED向识别的负载发出甩负载命令。
偶然事故情况2：(在上游变电站与下游变电站之间的)互连变换器在从上游变电站到下游变电站的方向上变得过载，并且作为CC与LC之间通信故障的结果，工厂范围甩负载功能性不可用。
1.LC将检测通信故障并切换到本地操作模式。
2.由于需要在相同变电站中校正过载情形(如情况2中那样)，因此在其本地过程区域中具有过载变换器的LC：
-检测过载；
-确定变换器上的过载量；
-生成过载触发；
-执行电力平衡计算。
3.LC将计算甩负载优先级以便移除变换器上的过载。
4.基于计算的优先级，LC将通过相应的IED向同一变电站中的所识别负载发出甩负载命令。
由此，具有多个控制器的电力管理系统提供用于协调的甩负载以处理工厂中变换器过载状况。各种控制器之间的通信基于IEC61850-GOOSE以具有快速响应。同样，LC与下游变电站IED之间的通信网络也需要快速响应时间，并因此基于IEC61850-GOOSE。
这三个操作模式或功能，快速甩负载、缓慢甩负载和人工甩负载在加工工厂的电力管理中是有用的，并确保上游变电站和下游变电站的电力网络中不同设备的最大操作可用性，并且因为可发现这些控制模式；具体地说，可运用人工控制来提供偶然事故以及将自动或人工控制用于正常状况，包含人工超驰(manual overrides)。
本领域技术人员将认识到，在此主要作为示范实施例说明中央和本地甩负载的层级概念。然而，这个层级概念不单单限于甩负载功能，并且可扩展到电力管理本身，从而引起部署在各种工业、公用事业和家居环境中的电力管理系统的更大效率和优化。还有，在本发明的精神中，对过载状况的校正可扩展到本地过程区域中的任何电力设备，并且对过载状况的检测可通过测量直接进行，或通过与负载相关联的控制器或IED的计算间接进行。
还要声明，尽管层级概念例证为两级层级，即以层级方式连接的一个CC(第一级)和LC(第二级)，但该概念可扩展成具有多于两级的层级，即一个CC(第一级)组合连接到次级(根据需要的第三级、第四级等等)中的一个或多个LC的一个LC(第二级)，其中由在层级上位于次级LC以上的LC/CC合并来自次级LC的电气网络数据。
本领域技术人员还将认识到，尽管在此主要作为示范实施例说明中央和本地甩负载的层级概念，但电气网络信息交换、与电力管理功能有关的计算和操作(控制)不限于控制器严格地以层级方式操作。这些还可在部署成管理以分布式或混合方式(分布在同一等级和参考具体等级分层级)的架构中出现的变电站的任何两个控制器之间发生。
虽然本文已经仅例证和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，要理解到，所附的权利要求书意图含盖落入本发明真实精神内的所有这种修改和改变。

Claims (20)

1. 一种用于使用一个或多个本地控制器和中央控制器在工厂电气网络中进行电力管理的方法，所述一个或多个本地控制器和中央控制器配置用于相应本地过程区域中的电力管理，所述方法包括如下步骤：
a.所述中央控制器从所述工厂电气网络中的至少一个本地控制器或直接从与所述电力设备相关联的智能电子装置接收包括所述电力设备中过载量和所述过载方向的负载状况信息；
b.所述中央控制器执行电力平衡计算用于所述工厂范围电力管理；
c.所述中央控制器基于所述过载的方向发出电力管理命令；以及
d.所述中央控制器基于所述电力平衡计算直接实施其相应本地过程区域中的甩负载，或者让所述一个或多个本地控制器基于发出的所述电力管理命令实施其相应本地过程区域中的甩负载。
2. 如权利要求1所述的用于电力管理的方法，其中当所述过载的方向使得所述过载电力设备正在从下游变电站向上游变电站的方向上馈送电力时，所述电力管理命令用于不同于含有所述过载电力设备的本地过程区域的至少一个本地过程区域中负载的甩负载。
3. 如权利要求1所述的用于电力管理的方法，其中当所述过载的方向使得所述过载电力设备正在从上游变电站向下游变电站的方向上馈送电力时，所述电力管理命令用于含有所述过载电力设备的所述本地过程区域中负载的甩负载。
4. 一种用于在工厂电气网络中进行缓慢甩负载的方法，所述工厂电气网络具有通过工厂范围通信网络连接的、配置用于所述工厂电气网络中它们的相应本地过程区域中电力管理的多个控制器，并具有来自所述多个控制器的、配置为用于工厂范围电力管理功能性的中央控制器的控制器，所述方法包括如下步骤：
a.第一控制器检测第一本地过程区域中电力设备中的所述过载状况，并合并过载状况信息；
b.所述第一控制器评估向来自所述多个控制器的所述至少一个其它控制器传递过载状况信息的能力和/或所述第一本地过程区域的电气连接性以决定操作和控制模式；
c.所述第一控制器使用所述过载状况信息基于决定的操作和控制模式执行电力平衡计算以确定用于甩负载的优先级信息来控制第一本地过程区域中所述电力设备的负载，或使来自所述工厂电气网络中所述多个控制器的至少一个本地控制器接收用于甩负载的优先级信息以基于传递到所述中央控制器的合并的过载状况信息控制第一本地过程区域中的所述电力设备的负载；
d.第一控制器或/和来自所述工厂电气网络中的所述多个控制器的所述至少一个其它控制器基于用于甩负载的所述优先级信息执行甩负载以控制所述过载电力设备中的负载。
5. 如权利要求4所述的缓慢甩负载方法，其中第一控制器配置为所述中央控制器。
6. 如权利要求4所述的缓慢甩负载方法，其中来自所述多个控制器的所述至少一个其它控制器包含第一控制器。
7. 如权利要求4所述的缓慢甩负载方法，其中当第一控制器具有向所述中央控制器通信的能力并且第一本地过程区域中的过载电力设备具有与和第一本地过程区域分开的至少一个本地过程区域的电气连接时，第一控制器决定所述操作模式为远程控制模式。
8. 如权利要求7所述的缓慢甩负载方法，其中当第一控制器不能够向所述中央控制器通信时或者当第一本地过程区域没有与和第一本地过程区域分开的至少一个本地过程区域的电气连接时，第一控制器决定所述操作模式为完全自主模式。
9. 如权利要求7所述的缓慢甩负载方法，其中当第一控制器具有向所述中央控制器通信的能力并且当第一本地过程区域中的至少一个电力设备具有与和第一本地过程区域分开的至少一个本地过程区域的电气连接时，第一控制器决定所述操作模式为部分自主模式。
10. 如权利要求7所述的缓慢甩负载方法，其中所述控制模式是在需要甩负载的一个或多个本地过程区域中实施的人工甩负载，由运营商实施的所述甩负载基于由第一控制器或所述中央控制器提供的优先级信息。
11. 如权利要求1所述的缓慢甩负载方法，其中基于所述过载电力设备的负载时间特性对于缓慢甩负载管理第一控制器和所述中央控制器。
12. 如权利要求1所述的缓慢甩负载方法，其中与快速或人工甩负载同时执行所述缓慢甩负载。
13. 一种来自用于在工厂电气网络中进行电力管理的多个控制器或装置的控制器或装置(210a,510)，配置用于所述工厂电气网络内第一本地过程区域(110,410)中的电力管理，并能够通过工厂通信网络(230)与配置用于第二本地过程区域(120)中所述工厂电气网络中的电力管理的一个其它控制器或装置(210b)通信，其中所述电力管理功能是所述工厂电气网络中的甩负载功能以控制所述工厂电气网络中至少一个电力设备的负载。
14. 如权利要求13所述的用于工厂电气网络中电力管理的控制器或装置，配置用于所述工厂电气网络内第一本地过程区域中的电力管理，其中所述控制器或装置配置成对于第一本地过程区域中的至少一个负载单独或同时执行缓慢甩负载功能或/和快速甩负载功能或/和人工甩负载功能。
15. 如权利要求13所述的用于工厂电气网络中电力管理的控制器或装置，配置用于所述工厂电气网络内第一本地过程区域中的电力管理，其中所述控制器或装置基于其与来自所述工厂电气网络中所述多个控制器或装置的所述一个其它控制器或装置通信的能力的评估或/和基于第一本地过程区域与第二本地过程区域之间的电气连接性自动将它自己配置成在远程控制模式或完全自主模式或部分自主模式操作。
16. 一种用于包含电力分配设备、电力致动器和工业工厂负载的工厂电气网络的电力管理系统，所述系统包括：
工厂范围通信网络；以及
用于所述工厂电气网络中的电力管理的多个控制器；
其中来自所述多个控制器(210a,210b,210c,510)的第一控制器(210a,510)配置用于所述工厂电气网络内第一本地过程区域(110,410)中的电力管理，并能够通过所述通信网络与来自所述多个控制器的、配置用于所述工厂电气网络内第二本地过程区域(130)中电力管理的至少第二控制器(210c)通信，基于在第一控制器与第二控制器之间传递的信息或/和基于对于工厂范围电气网络或对于第一本地过程区域实施的电力平衡计算执行电力管理功能。
17. 如权利要求16所述的电力管理系统，其中来自所述多个控制器的所述至少一个控制器配置为用于所述工厂电气网络中所述工厂范围电力管理的中央控制器(210a,510)，以通信方式连接到来自所述多个控制器的、配置为用于所述工厂电气网络内相应本地过程区域中电力管理的本地控制器(210b,210c)的全体控制器。
18. 如权利要求17所述的电力管理系统，其中在所述中央控制器与本地控制器之间传递的信息包含位于所述中央控制器或所述本地控制器的所述本地过程区域中的电力设备(150)的负载状况信息，并且其中所述负载状况信息包括有关所述电力设备中过载量和过载方向的信息。
19. 如权利要求16所述的电力管理系统，其中所述电力管理功能包含缓慢甩负载以移除所述工厂电气网络中至少一个电力设备中的过载状况。
20. 如权利要求16所述的电力管理系统，其中所述电力管理功能包含同时或单独实施的快速甩负载、缓慢甩负载、人工甩负载或它们的组合。
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