CN103038606B - 智能核心引擎 - Google Patents

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Abstract

公开了用于诸如公用电力事业系统的中央管理机构。中央管理机构与多个仪表数据管理系统且与多个头端系统通信,该仪表数据管理系统生成命令,且头端系统与一个或多个仪表(诸如一个或多个智能仪表)通信。中央管理机构包括网关层和核心层。网关层包括多个输入连接器例程以与所述多个源系统和多个输出连接器例程中的每一个通信,以与所述多个目标系统中的每一个通信。核心层包括多个核心适配器,核心适配器执行从生成命令的所述多个仪表数据管理系统到所述多个头端系统的通信的一对一转换。

Description

智能核心引擎
[0001] 较早相关申请的引用
[0002] 本申请要求2010年7月30日提交的印度专利申请号2171/CHE/2010的申请日的 优先权,其公开被通过引用整体地结合到本文中。
技术领域
[0003] 1.发明的领域
[0004] 本发明一般地涉及一种用于管理工业网络的系统和方法,并且更特别地涉及一种 用于从电力网的不同区段收集数据和/或向其路由数据、并分析所收集/路由数据以便管 理电力网的系统和方法。
背景技术
[0005] 2.相关技术
[0006] 电力网可以包括以下各项中的一个或全部:发电、输电和配电。可以使用发电站来 产生电,诸如燃煤电厂、核电站等。出于效率目的,产生的电功率被逐步增加至非常高的电 压(诸如345K伏)并通过传输线来传输。传输线可以长距离地传输功率,诸如跨州界或跨 国际边界,直至其到达其批发顾客,该批发顾客可以是拥有本地配电网络的公司。传输线可 以在传输变电站(transmissionsubstation)处终止,该传输变电站可以将非常高的电压 逐步降低至中间电压(诸如138K伏)。从传输变电站,较小传输线(诸如副传输线)向配 电站(distributionsubstation)传输中间电压。在配电站处,可以再次将中间电压逐步 降低至"中压"(诸如从4K伏至23K伏)。一个或多个馈电电路可以从配电站发出。例如, 四个至十个馈电电路可以从配电站发出。馈电电路是包括4个导线的3相电路(三个导线 用于3个相中的每一个且一个导线用于中性线)。可以在地面上(在电杆上)或在地下铺 设馈电电路。可以使用配电变压器周期性地将馈电电路上的电压分接出来,这使电压从"中 压"逐步降低至消费电压(诸如120V)。消费电压然后可以被消费者使用。
[0007] 一个或多个电力公司可以管理电力网,包括管理与电力网有关的故障、维护以及 升级。然而,电力网的管理常常是低效且昂贵的。例如,管理本地配电网的电力公司可以管 理在馈电电路中或从馈电电路分出支路的称为侧电路的电路上的故障。本地配电网的管理 常常依赖于在发生断电时来自于消费者的电话呼叫或者依赖于现场工作人员分析本地配 电网。
[0008] 电力公司已尝试使用有时称为"智能电网"的数字技术将电力网升级。例如,更智 能的仪表(有时称为"智能仪表")是一种比常规仪表更详细地识别消耗的高级仪表。该智 能仪表然后可以出于监视和计费目的(遥测),经由某个网络将该信息传送回至本地公用 事业公司。
[0009] 即使有电力网中的这些进步,用于电力网的分析和通信仍是复杂的。电力公司可 以具有多个系统,诸如能量管理系统(其可以分析负载共享,并相应地发布命令)、断电管 理系统(其可以分析断电,并相应地发布命令)、需求响应系统、计费系统等。这些多个系统 可以相互交互,使电力网的管理变得复杂。此外,这些多个系统可以充当向电力网的各种目 标发布命令的多个源。所述多个系统常常以不同的格式进行通信,使通信变得复杂。因此, 需要更好地管理电力网内的多个系统的分析和通信。
发明内容
[0010] 公开了用于诸如公用电力事业系统的系统的中央管理机构。中央管理机构与多个 仪表数据管理系统且与多个头端系统(headendsystem)通信,该仪表数据管理系统生成命 令,且头端系统与一个或多个仪表(诸如一个或多个智能仪表)通信。包括中央管理机构 且可以管理智能电网的架构的一个示例是智能网络数据企业(以下称为INDE)参考架构。
[0011] 中央管理机构包括网关层和核心层。网关层包括多个输入连接器例程和多个输出 连接器例程。所述多个输入连接器例程包括用于与多个源系统中的每一个通信的至少一个 单独输入连接器例程,所述多个源系统向中央管理机构发送数据(诸如从中央管理机构发 送连接/断开连接命令的仪表数据管理系统)。所述多个输出连接器例程包括与目标系统 中的每一个通信的至少一个单独输出连接器例程,所述多个目标系统接收从中央管理机构 发送的数据(诸如从中央管理机构发送连接/断开连接命令的头端系统)。
[0012] 中央管理机构的核心层包括多个核心适配器,该核心适配器执行从产生命令的多 个仪表数据管理系统到多个头端系统的通信的一对一转换。
[0013] 研究以下各图和详细描述之后,其他系统、方法、特征和优点将会或将变得对于本 领域的技术人员显而易见。意图在于所有此类附加系统、方法、特征和优点被包括在此描述 内、在本发明的范围内且受到随附权利要求的保护。
附图说明
[0014] 图1图示出高级INDE架构的示例。
[0015] 图2图示出MDM系统、INDE核心以及头端系统之间的高级流程图。
[0016] 图3是用于断开连接或重新连接请求的详细流程图的示例。
[0017] 图4是用于周期性仪表读取的详细流程图的示例。
[0018] 图5是用于按需(OnDemand)仪表读取请求的详细流程图的示例。
[0019] 图6A-6C用于电力网的总体架构的一个示例的方框图。
具体实施方式
[0020] 以概述的方式,下述优选实施例涉及用于管理电力网的方法和系统。某些方面涉 及电力网的中央管理的结构和/或功能能力。智能网络数据企业(INDE)是智能电网集成平 台,如在美国专利申请号12/378, 102(作为美国专利申请号2009-0281674A1公布)中、在 美国专利申请号12/378,091(作为美国专利申请号2009-0281673六1公布)以及?(:1'专利 申请号PCT/US2009/000888 (作为W02009/136975公布)中公开的,INDE提供高度可缩放、 可配置应用集成解决方案,并且具有核心内建智能电网业务过程,诸如高级计量架构、需求 响应、故障和断电智能、变电站分析等,其可以广泛地被公用事业公司使用。
[0021] INDE架构被分成核心和网关层,INDE核心提供某些服务,诸如智能服务路由、同 步和异步服务呼出、数据变换以及审计能力,并且INDE网关提供应用连接器服务,其可以 利用广泛使用的工业通信协议来构建。例如,INDE网关可以包括多个输入连接器例程和多 个输出连接器例程,所述多个输入连接器例程包括用于与多个仪表数据管理(MDM)系统中 的每一个通信的单独输入连接器例程,并且所述多个输出连接器例程包括用于与所述多个 头端系统中的每一个通信的单独输出连接器例程。
[0022] INDE核心和INDE网关的分离提供多个益处,包括但不限于,INDE架构对已知和未 知系统的更好的适应、更好的可缩放性以及更好的安全性。在图1中公开了高级架构50的 示例。如图1中所示,INDE核心50与INDE网关60分离。此外,INDE网关60提供INDE核 心50与源系统(诸如源系统1 (65)和源系统2(70))和目标系统(诸如目标系统(75)和 目标系统2(80))之间的接口。图1图示出两个源系统和两个目标系统。然而,可以预期更 少或更多的源系统和目标系统。如在下文更详细地讨论的,INDE网关包括将各种源和目标 系统连接的连接器层。
[0023] 源系统发送用于行动的信息请求或命令,并且目标系统对信息请求进行响应或按 命令行动。命令的一个示例可以包括针对仪表的断开连接/重新连接动作,其可以由MDM 系统产生。MDM系统可以包括用于以下各项中的一个或多个的功能:数据收集和通信系统 (包括自动仪表读取)和高级计量基础设施(AMI);以及仪表数据管理和相关软件应用。在 典型公用事业系统中,可以存在多个MDM系统,使得多个不同MDM系统中的一个可以充当源 系统。业务MDM系统的示例包括LodeStar和Itron。并且,不同的MDM系统可以源自于不 同的卖方并遵循不同的格式。这样,命令内的数据可以包含类似信息(诸如用于智能仪表 的ID#和用以连接/断开连接的命令),但采取不同的格式。
[0024] 例如,可以基于多个不同的网络协议中的一个来发送命令,该网络协议诸如文件 传输协议(FTP)、java消息服务(JMS)以及超文本传输协议(HTTP)。FTP是可以用来通过 诸如因特网的基于TCP/IP的网络将文件一个主机拷贝到另一个的标准网络协议。FTP是在 客户端-服务器架构上建立的,并且利用客户端和服务器应用程序之间的单独控制和数据 连接,这解决了不同终端主机配置(即,操作系统、文件名)的问题。FTP被用于基于用户的 口令认证或以匿名用户访问。JMSAPI是用于在两个或更多客户端之间发送消息的Java面 向消息中间件(MOM)API。JMS是Java平台的一部分,企业版,并且是由根据作为JSR914的 Java社区进程开发的规范定义的。其为允许应用程序部件基于Java2平台、企业版(J2EE) 来创建、发送、接收和读取消息的消息发送标准。其允许在分布式应用程序的不同部件之间 的通信被松散地耦合、可靠且异步。最后,HTTP是用于分布式、合作式超媒体信息系统的应 用层协议。
[0025] 可以将该命令(经由不同网络协议中的任何一个发送)路由到头端系统,其向安 装在家域网(HAN)中的仪表传输断开连接/重新连接动作。再次地,在典型公用事业系统 中,可以存在多个头端系统,诸如Secure或Current,使得多个不同头端系统中的一个可以 充当目标系统。
[0026] 不同的头端系统可以与不同种类的仪表通信。例如,可以基于以下各项将仪表分 类:工业仪表、家庭仪表、住宅仪表、车辆相关仪表等。不同种类的仪表可以被不同的头端系 统(诸如工业头端系统、住宅头端系统以及车辆头端系统)操纵。命令被发送到各头端系 统,其继而向智能仪表发送连接/断开连接命令。
[0027] 各种头端系统可以在多个方面不同,包括不同的格式、不同类型的被管理负载 (例如,高密度头端系统对比低密度头端系统)。如下文更详细地讨论的,多个输出连接可 以服务于所使用的不同头端系统。
[0028] 可以将仪表命令公布到总线上,诸如在图6A-6C中公开的总线中的一个。例如,可 以存在一个"公布者"和命令的多个订阅者。作为另一示例,可以存在多个公布者和多个订 阅者。基于本设计,存在关于特定技术的限制。并且,本设计使得能够适合于任何公布者或 订阅者。如相对于图3所讨论的,不需要公布者和订阅者知道"公共格式"。替代地,INDE 网关可以使通信适合于每个公布者/订阅者组合,这排除了对至少某个类型的公共格式的 需要。
[0029] 此外,如目前公开的公布者-订阅者模型可以以多种方式运行。例如,公布者-订 阅者模型可以作为"推送"进行操作,其中,发布者"推送"数据(诸如命令)且订阅者"拉 取"数据。作为另一示例,公布者-订阅者模型使得能够实现用于公布者和订阅者的"推 送"和"拉取"。特别地,可以将INDE网关中的一个或多个连接器配置成"拉取"数据和/或 "推送"数据。例如,可以将GMS连接器(或FTP连接器)配置成从源系统"拉取"数据。或 者,可以将INDE网关中的连接器中的一个连接器被配置为网络服务,使得源系统可以调用 网络服务并推送数据。此外,输入连接器和输出连接器可以同时地支持推送和拉取方法两 者。
[0030] 命令的另一示例可以包括按需仪表读取。诸如LodeStar、Itron的MDM系统可以 向诸如Secure或Current的多个不同头端系统中的一个发送用于仪表信息的请求。
[0031] 源系统还可以向目标系统发送信息。其中一个示例是周期性仪表读取。诸如 Secure或Current的头端系统可以向多个MDM系统中的一个发送仪表数据。
[0032] 这样,本设计可以克服使命令的格式化和路由变得复杂的多个源系统和多个目标 系统。INDE网关在其与INDE核心的分离及其设计两方面使得能够实现复杂的路由/格式 化,并允许适应于不同的源或目标系统。针对充当源系统的MDM系统和充当目标系统的头 端系统,INDE网关可以调整连接器(诸如与所述多个源系统中的每一个通信的输入连接器 和与所述多个目标系统中的每一个通信的输出连接器)。使得,INDE网关可以包括用于所 述多个MDM系统中的每一个的多个输入连接器,并且可以包括用于所述多个头端系统中的 每一个的多个输出连接器,如在图3和5中更详细地讨论的。针对充当源系统的MDM系统 和充当目标系统的MDM系统,INDE网关可以调整连接器(诸如与所述多个源系统中的每一 个通信的输入连接器和与所述多个目标系统中的每一个通信的输出连接器)。使得,INDE 网关可以包括用于所述多个头端系统中的每一个的多个输入连接器,且可以包括用于所述 多个MDM系统中的每一个的多个输出连接器,如在图4中更详细地讨论的。并且,针对如下 系统(其中MDM系统在一部分时间充当源系统、且在一部分时间充当目标系统,且其中头端 系统在一部分时间充当源系统、且在一部分时间充当目标系统),INDE网关可以包括在图3 和5中公开和在图4中公开的两个连接器类型。更具体地,INDE网关可以包括用于所述多 个MDM系统中的每一个的多个输入连接器和多个输出连接器,并且可以包括用于所述多个 头端系统中的每一个的多个输入连接器和多个输出连接器。
[0033] INDE核心可以同样地调整其操作,诸如调整其核心适配器,如在下文更详细地讨 论的。例如,针对充当源系统的MDM系统和充当目标系统的头端系统,INDE核心可以包括 从每个MDM系统转换到每个头端系统的核心适配器。举例来说,在具有第一MDM系统和第 二MDM系统以及第一头端系统和第二头端系统的系统中,可以存在四个核心适配器以执行 一对一转换。特别地,可以存在以下核心适配器:从第一MDM系统至第一头端系统的转换; 从第一MDM系统至第二头端系统的转换;从第二MDM系统至第一头端系统的转换;以及从 第二MDM系统至第二头端系统的转换。
[0034] 作为另一示例,针对充当源系统的头端系统和充当目标系统的MDM系统,INDE核 心可以包括从每个头端系统转换到每个MDM系统的核心适配器。例如,在具有第一MDM系 统和第二MDM系统以及第一MDM系统和第二MDM系统的系统中,可以存在四个核心适配器 以执行一对一转换。特别地,可以存在以下核心适配器:从第一头端系统至第一MDM系统的 转换;从第一头端系统至第二MDM系统的转换;从第二头端系统至第一MDM系统的转换;以 及从第二头端系统至第二MDM头端系统的转换。
[0035] 并且,针对如下系统(其中MDM系统在一部分时间充当源系统且在一部分时间充 当目标系统,且其中头端系统在一部分时间充当源系统且在一部分时间充当目标系统), INDE核心可以包括在图3和5中公开的和在图4中公开的两个适配器类型。更具体地, INDE核心可以是从所述多个MDM系统中的每一个至所述多个头端系统中的每一个的一对 一转换,以及从所述多个头端系统中的每一个至所述多个MDM系统中的每一个的一对一转 换。
[0036] 参考图2,示出了与断开连接或重新连接请求有关的高级流程图。MDM系统向INDE 核心发送断开连接或重新连接请求。INDE核心接收请求,变换请求,并将所变换的请求转 发至头端系统中的一个,如在下面更详细地讨论的。头端系统接收变换请求,执行所请求动 作,并且向INDE核心发送确认。INDE核心继而接收确认,变换确认,并将所变换确认转发至 MDM系统。
[0037] 参考图3,示出了与断开连接或重新连接请求有关的用于7层的详细流程图。针对 断开连接/重新连接请求,源系统是MDM系统。如上文所讨论的,MDM系统的业务示例包括 但不限于LodeStar和Itron。同样地,针对断开连接/重新连接请求,目标系统是头端系 统。如上文所讨论的,公用事业系统可以具有多个类型的头端系统中的一个,诸如Secure 和Current。
[0038] 导出/导入连接器服务层包括连接至一个或多个源系统和一个或多个目标系统 的连接器。这些连接可以通过使用用于指定与Web服务的交互的任何类型的可执行语言 (诸如业务过程执行语言(BPEL))来创建。
[0039] 如图3中所示,导出/导入连接器服务层具有分别用于源系统和目标系统的输入 连接器(诸如IPConnector1至IPConnector6)和输出连接器(诸如OPConnector1至 OPConnector6)。可以使用IPC_DisconnectReconnect_LodeStarFTP(在IPConnector1 中示出),来从LodeStar系统的FTP位置获取请求,并将其发送到连接器服务接口(INDE 核心)。可以使用IPC_DisconnectReconnect_LodeStar_HTTP(在IPConnector3 中不 出),来从LodeStar系统在HTTP协议上获取请求,并发送到连接器服务接口(INDE核 心)。可以使用IPC_DisconnectReconnect_LodeStar_JMS(在IPConnector2 中不出), 来从LodeStar系统的JMS队列获取请求,并将其发送到连接器服务接口(INDE核心)。类 似地,可以使用IPC_DisconnectReconnect_Itron_FTP(在IPConnector4 中不出),来从 Itron系统的FTP位置获取请求,并将其发送到连接器服务接口(INDE核心)。可以使用 IPC_DisconnectReconnect_Itron_HTTP(在IPConnector6 中不出),来从Itron系统系 统在HTTP协议上获取请求,并将其发送到连接器服务接口(INDE核心)。可以使用IPC_ DisconnectReconnect_Itron_JMS(在IPConnector5 中不出),来从Itron系统的JMS队 列获取请求,并将其发送到连接器服务接口(INDE核心)。
[0040]OPC_DisconnectReconnect_Secure_FTP(在OPConnector2 中不出)从OSB连 接器服务接收断开连接/重新连接请求数据,并在所配置FTP位置处将其发送到Secure 系统。OPC_DisconnectReconnect_Secure_HTTP(在OPConnector1 中不出)从OSB连 接器服务接收断开连接/重新连接请求,并通过HTTP将其发送到Secure系统。0PC_ DisconnectReconnect_Secure_JMS(在OPConnector3 中不出)从OSB连接器服务接 收断开连接/重新连接请求,并在JMS队列中将其发送到Secure系统。同样地,0PC_ DisconnectReconnect_Current_FTP(在OPConnector5 中不出)从OSB连接器服务 接收断开连接/重新连接请求数据,并在所配置FTP位置处将其发送到Current系 统。OPC_DisconnectReconnect_Current_HTTP(在OPConnector4 中不出)从OSB连 接器服务接收断开连接/重新连接请求,并通过HTTP将其发送到Current系统。0PC_ DisconnectReconnect_Current_JMS(在OPConnector6 中不出)从OSB连接器服务接收断 开连接/重新连接请求,并在JMS队列中将其发送到Current系统。
[0041] 如图3中所示,针对每个终端系统(包括源系统和目标系统两者),导出/导入连 接器服务层可以提供多个类型的连接器。例如,图3图示出导出/导入连接器服务层包括 支持三个不同协议、即HTTP、FTP和JMS的三个不同连接器。在此接口中,MDM系统可以经 由多个不同协议中的一个协议来发送文件。在图3中所描绘的示例中,MDM系统经由FTP 协议来发送文件。因此,以淡出的方式示出其他两个连接器。并且,在图3中所描绘的示例 中,目标系统(目标系统I(Current))期望HTTP格式的数据。因此,突出显示了使用Http 的OPConnector4,并且以淡出方式示出了其他连接器。这些连接器能够用于检查接收到的 输入数据的数据结构。在发生错误时,其调用错误处理程序服务。由于导出/导入连接器 服务层的功能驻留于INDE网关中且与INDE核心分离,所以导出/导入连接器服务层可以 根据客户端要求以多个方式中的一个来配置或调整。
[0042] 连接器服务接口(INDE核心)层包括调用OSB服务的核心部件。在发生错误时, 其调用错误处理服务。由于设计(INDE核心部件与INDE网关的分离)的原因,不需要基于 客户端要求来修改连接器服务接口(INDE核心)层。
[0043] 0SB(INDE核心)层参考"lookup,config"文件以判定基于终端系统的适当变换。 在变换之后,OSBINDE核心层将数据发送到分发器。分发器异步地分发将被发送到目标系 统的数据。在发生错误时,其调用错误处理程序服务。
[0044] 0SB(INDE核心)层包括OSB核心部件,其包含代理服务以基于目标系统的消息 格式来执行数据变换。PS_AMI_DisconnectReconnect可以包括代理服务,其从连接器服 务接口(INDE核心)接受输入,并设置至少一个路由参数(诸如到"断开连接/重新连接" 的输入请求的路由报头)。在请求的情况下,PS_AMI_DisconnectReconnect进一步将路 由参数传递至PS_Foundation_TransformAndDispatch_Sync。在请求的情况下,PS_AMI_ DisconnectReconnect将路由参数传递至连接器服务接口(INDE核心)。
[0045]PS_Foundation_TransformAndDispatch_Sync可以包括代理服务,其从PS_AMI_ ConnectDisconnect接收请求并基于请求路由报头和AMI_Lookup.config来执行变换D该 变换可以包括例如LodeStar至头端、头端至Itron等。可以将已变换数据连同诸如一个 或多个报头(诸如两个报头,即用于PS_Foundation_SynchronousRouter的路由器中的动 态路由活动的 "routingservice" 和 "invokingoperation")一起发送到PS_Foundation_ SynchronousRouter〇
[0046]PS_Foundation_SynchronousRouter从在PS_Foundation_ TransformAndDispatch_Sync中设置的用户报头检索 "routingservice" 名和 "invokingoperation" 名aPS_FoundationSynchronous_Router然后动态地路由到如在 routingservice报头中指定的业务服务。
[0047]0SB(INDE核心)层包括一个或多个INDE核心适配器。如图3中所示,列出了用于 不同源系统至不同目标系统变换的INDE核心适配器。特别地,图3图示出作为Srcl_t〇_ tgtl.xq的、从源系统1至目标系统1的XQuery变换D基于AMI_Lookup.conFig来选择特 定XQuery变换例如,LodeStar_to_Secure.xq是从LodeStar请求格式至Secure请求 格式的变换Secure至LodeStar.xq是从Secure响应格式至LodeStar响应格式的变换D Itron_To_Secure.xq是从Itron请求格式至Secure请求格式的变换aSecure_To_Itron. xq是从Secure响应格式至Itron响应格式的变换LodeStar_To_Current是从LodeStar 请求格式到Current请求格式的变换^Current_To_LodeStar是从Current响应格式至 LodeStar响应格式的变换DItron_To_Current是从Itron请求格式至Current请求格式 的变换DCurrent_To_Itron.xq是从Current响应格式至Itron响应格式的变换D除从不 同源系统至不同目标系统的变换之外,除INDE核心之外,可以包括用于额外变换的自定义 核心适配器D例如,CustomXquery_Req.xq可以包括请求Xquery文件,其执行从输入至输 出的一对一映射,并且可以针对IDNE扩展层来开发CustomXquery_Res.xq可以包括响应 Xquery文件,其进行从输入至输出的一对一映射,并且可以针对IDNE扩展层来开发。
[0048]OSB连接器服务(INDE网关)层包括OSB业务服务。此层从分发器接收数据并 将其发送到输出连接器(诸如OPConnector1至OPConnector6)D如在图3中描绘的, 每个输出连接器存在一个业务服务。例如,OSB连接器服务(INDE网关)包括BS_AMI_ DisconnectReconnect_Secure_FTP,其可以包括从分发器接收呼叫(根据消息报头)并调 用OPC_DisconnectReconnect_Secure_FTP(在导出/导入连接器服务(INDE网关)中描 绘)的业务服务DBS_AMI_DisconnectReconnect_Secure_HTTP可以包括从分发器接收呼 叫(根据消息报头)并调用〇PC_DisconnectReconnect_Secure_HTTP(在导出/导入连接 器服务(INDE网关)中描绘)的业务服务DBS_AMI_DisconnectReconnect_Secure_JMS是 从分发器接收呼叫(根据消息报头)并调用〇PC_DisconnectReconnect_Secure_JMS(在导 出/导入连接器服务(INDE网关)中描绘)的业务服务aBS_AMI_DisconnectReconnect_ Current_FTP是从分发器接收呼叫(根据消息报头)并调用OPC_DisconnectReconnect_ Cuaent_FTP(在导出/导入连接器服务(INDE网关)中描绘)的业务服务。BS_AMI_ DisconnectReconnect_Current_HTTP是从分发器接收呼叫(根据消息报头)并调用0PC_ DisconnectReconnect_Current_HTTP(在导出/导入连接器服务(INDE网关)中描绘)的 业务服务BS_AMI_DisconnectReconnect_Current_JMS是从分发器接收呼叫(根据消息报 头)并调用〇PC_DisconnectReconnect_Current_JMS(在导出/导入连接器服务(INDE网 关)中描绘)的业务服务。最后,BS_AMI_DisconnectReconnect_Extn可以调用用于远程 数据库(DB)的输出连接器(诸如OPConnector4),其可以是扩展层数据库。
[0049] 0SB(INDE扩展)层利用未知消息格式向终端系统提供自定义变换。此能力可以 连接到远程数据库,如在图3中所示。PS_AMI_DisconnectReconnect_Extn可以包括来自 0SB(INDE扩展)层的代理服务。PS_AMI_DisconnectReconnect_Extn可以应用多个查询, 诸如两个自定义Xqueries,其被设计成XML数据的查询集。两个自定义Xqueries可以用于 请求和用于响应。例如,通过应用请求Xquery,PS_AMI_DisconnectReconnect_Extn可以向 扩展层的业务服务发送已变换请求,例如,BS_AMI_DisconnectReconnect_Extn〇
[0050] 错误处理程序服务可以包括可以被不同层中的其他进程调用以处理各种例外情 况的单独进程。
[0051] 图3图示出流程的示例。在步骤1处,导出导入连接器服务(INDE网关)通过FTP 协议从诸如源系统1或源系统2的MDM系统接收断开连接或重新连接请求。在步骤2处, 该请求被IPConnector转发至连接器服务接口(INDE核心)。在步骤3处,连接器服务接 口(INDE核心)调用0SB(INDE核心)。在步骤4处,OSB(INDE核心)执行查找。在步骤5 处,0SB(INDE核心)根据目标头端系统通过使用INDE核心适配器来进行变换。在步骤6 处,OSB(INDE核心)将其分发到OSB连接器服务(INDE网关)。在步骤7处,OSB连接器服 务将传输发送至导出/导入连接器服务(INDE网关)。在步骤8处,导出/导入连接器服务 (INDE网关)将其发送到头端系统,诸如Secure或Current,以执行动作(诸如断开连接或 重新连接)。在成功的断开连接/重新连接之后,通过所有上述过程以与MDM系统相反的方 式来发送响应(步骤7至步骤1)。
[0052] 图4图示出与周期性仪表读取有关的详细流程图。在这种情况下,源系统包括 头端系统中的一个,诸如Current或Secure,并且目标系统包括MDM系统中的一个,诸如 LodeStar或Itron0
[0053] 类似于图3,导出/导入连接器服务(INDE网关)层在输入层包括用于不同 类型的源系统和不同格式的不同例程,诸如IPC_PeriodicMeterRead_Secure_Http、 IPC_PeriodicMeterRead_Secure_JMS、IPC_PeriodicMeterRead_Secure_FTP、IPC_ PeriodicMeterRead_Current_Http、IPC_PeriodicMeterRead_Current_JMS以及IPC_ PeriodicMeterRead_Current_FTP。此外,导出/导入连接器服务(INDE网关)层在输出 侧包括用于不同类型的目标系统和不同格式的不同例程,诸如〇PC_Per i〇d i cMe t erRead_ LodeStar_Http、OPC_PeriodicMeterRead_LodeStar_JMS、OPC_PeriodicMeterRead_ LodeStar_FTP、OPC_PeriodicMeterRead_Itron_Http、OPC_PeriodicMeterRead_Itron_JMS 以及OPC_PeriodicMeterRead_Itron_FTP〇
[0054] 连接服务接口(IDNE核心)层从导出/导入连接器服务(INDE网关)层接收输入 并调用0SB(INDE核心)。具体地,BP_AMI_PeriodicMeterRead调用0SB,检查是否存在同 步标志。如果存在,则确定是否存在重复设备ID。如果不存在,则通过将设备ID插入INDE DB来更新INDE数据库(DB)。
[0055] 图4中的OSB(INDE核心)层和OSB连接器服务(INDE网关)与在3中所讨论的 0SB(INDE核心)层和OSB连接器服务(INDE网关)类似地操作。
[0056] 图5图示出与按需仪表读取有关的详细流程图。在这种情况下,源系统包括MDM 系统中的一个(诸如LodeStar或Itron),并且目标系统包括头端系统中的一个(诸如Current或Secure)〇
[0057] 图6A-6C用于电力网的总体架构的一个示例的方框图。包括与INDE网关60组合 的INDE核心55的架构使得能够实现对于智能电网而言可能重要的功能,并且可以包括: (1)数据收集过程;(2)数据分类和持续过程;以及(3)可观察性过程。如在下文更详细地 讨论的,使用这些过程允许一个人"观察"电网,分析数据并导出关于电网的信息。
[0058] 在图6A-6C中所描绘的架构仅仅是出于图示的目的,并且可以充当参考模型,其 提供智能电网数据的端至端收集、传输、存储以及管理;其还可以提供分析和分析管理以及 前者到公用事业过程和系统中的集成。因此,可以将其视为企业范围的架构。下面更详细 地讨论诸如电网本身的操作管理和方面的某些元素。
[0059] 在图6A-6C中所描绘的架构可以包括多达四个数据和集成总线:(1)高速传感器 数据总线146 (其可以包括操作和非操作数据);(2)专用事件处理总线147 (其可以包括事 件数据);(3)操作服务总线130 (其可以用于向公用事业后台办公应用程序提供关于智能 电网的信息);以及(4)用于后台办公IT系统的企业服务总线(在图6A-6C中示为用于服 务于企业IT115的企业集成环境总线114)。可以以一个或多个方式来实现单独数据总线。 例如,诸如高速传感器数据总线146和事件处理总线147的数据总线中的两个或更多可以 是单个数据总线中的不同段。具体地,总线可以具有分段结构或平台。如在下文更详细地 讨论的,可以使用诸如一个或多个交换机的硬件和/或软件来在数据总线的不同段上路由 数据。
[0060] 作为另一示例,数据总线中的两个或更多可以在单独总线上,就在单独总线上传 输数据所需的硬件而言,诸如单独物理总线。具体地,每个总线可以包括相互分开的电缆。 此外,某些或所有单独总线可以是同一类型的。例如,总线中的一个或多个可以包括局域网 (LAN),诸如通过非屏蔽双扭线电缆和Wi-Fi的Ethernet⑧。如在下文更详细地讨论的,可 以使用诸如路由器的硬件和/或软件来在不同物理总线之中的一个总线上路由数据。
[0061] 作为另一示例,总线中的两个或更多可以在单个数据结构中的不同段上,且一个 或多个总线可以在单独物理总线上。具体地,高速传感器数据总线146和事件处理总线147 可以是单个数据总线中的不同短,而企业集成环境总线114可以在物理上分离的总线上。
[0062] 虽然图6A-6C描绘了四个总线,可以使用更少或更多数目的总线来载送四个所列 类型的数据。例如,可以使用单个未分段总线来传送传感器数据和事件处理数据(使总线 的总数为三个),如下文所讨论的。并且,系统可以在没有操作服务总线130和/或企业集 成环境总线114的情况下操作。
[0063]IT环境可以是SOA兼容的。面向服务架构(SOA)是用于在贯穿其生命周期中创建 和使用被封装为服务的业务过程的计算机系统架构风格。SOA还定义并提供IT基础设施以 允许不同的应用程序交换数据和参与业务过程。尽管如此,SOA和企业服务总线的使用是 可选的。
[0064] 该图示出了总体架构内的不同元素,诸如以下各项=(I)INDE核心55;(2)INDE变 电站180;以及(3)INDE设备188。总体架构内的元素的此划分是出于图示目的。可以使用 元素的其他划分。INDE架构可以用来支持到电网智能的分布式和集中式途径,并且用来提 供用于处理大规模实施方式的机制。
[0065]INDE参考架构是可以实现的技术架构的一个示例。例如,其可以是元架构的示例, 用来提供用于开发任何数目的特定技术架构的起始点,每个用于一个公用事业解决方案, 如下文所讨论的。因此,用于特定公用事业的特定解决方案可以包括INDE参考架构中的元 素中的一个、某些或全部。并且,INDE参考架构可以提供用于解决方案开发的标准化起始 点。下文所讨论的是用于确定用于特定电力网的特定技术架构的方法。
[0066]INDE参考架构可以是企业范围的架构。其目的可以是提供用于电网数据的端至 端管理和这些到公用事业系统和过程中的集成的框架。由于智能电网技术影响公用事业业 务过程的每个方面,所以,一个人应注意不仅在电网、操作和客户端(customerpremise)水 平处、而且在后台办公和企业水平处的效果。因此,INDE参考架构可以且确实参考企业水 平S0A,例如以便出于接口目的支持SOA环境。不应将这视为公用事业必须在能够建设和使 用智能电网之前将其现有IT环境转换成SOA的要求。企业服务总线是用于促进IT集成的 有用机制,但是并不是要实现智能电网解决方案的其余部分所要求的。下文的讨论集中于 INDE智能电网元素的不同部件。
[0067]INDE部件组
[0068] 如上文所讨论的,IDNE参考架构中的不同部件可以包括例如:(I)INDE核心55; (2)INDE变电站 180 ;以及(3)INDE设备 188。
[0069]INDE核心55是可以存在于操作控制中心中的INDE参考架构的一部分,如在图 6A-6C中所示。INDE核心55可以包含用于电网数据存储的统一数据架构和用于分析的集 成模式以便对该数据进行操作。此数据架构可以使用国际电工委员会(IEC)公共信息模型 (CHM)作为其顶级模式。IEC(ΠΜ是由电力行业开发的标准,已被IEC官方采用,目的在于 允许应用软件交换关于电力网的配置和状态的信息。
[0070] 另外,此数据架构可以利用联合中间件134来连接其他类型的公用事业数据(诸 如,例如仪表数据、操作和历史数据、日志和事件文件)、以及到单个数据架构中的连接性和 元数据文件,该单个数据架构可以具有供高级应用程序(包括企业应用程序)访问的单个 入口点。实时系统还可以经由高速数据总线来访问关键数据存储,且多个数据存储可以接 收实时数据。可以在智能电网中的一个或多个总线内传输不同类型的数据。如下面在INDE 变电站180小节中所讨论的,可以收集变电站数据,并将其以本地方式存储在变电站处。具 体地,可以与变电站相关联且接近于变电站的数据库可以存储变电站数据。还可以在变电 站计算机处执行与变电站水平有关的分析,并将其存储在变电站数据库处,并且可以将数 据的全部或一部分传输至控制中心。
[0071] 所传输数据的类型可以包括操作和非操作数据、事件、电网连接性数据以及网络 位置数据。操作数据可以包括但不限于交换机状态、馈电器状态、电容器状态、区段状态、仪 表状态、FCI状态、线路传感器状态、电压、电流、实际功率、无功功率等。非操作数据可以包 括但不限于功率质量、功率可靠性、资产健康、应力数据等。可以使用操作/非操作数据总 线146来传输操作和非操作数据。电力网中的输电和/或配电中的数据收集应用程序可以 负责将数据的某些或全部发送到操作/非操作数据总线146。这样,需要此信息的应用程序 可能能够通过订阅该信息或通过调用使得此数据可用的服务来获得数据。
[0072] 事件可以包括源自于作为智能电网的一部分的各种设备和传感器的消息和/或 警报,如下文所讨论的。事件可以直接从智能电网上的设备和传感器生成,以及由各种分析 应用程序基于来自这些传感器和设备的测量数据生成。事件的示例可以包括仪表断电、仪 表警报、变压器断电等。类似于电网设备(智能功率传感器(诸如具有可以被编程已获得 数字处理能力的嵌入式处理器的传感器)温度传感器等)、包括附加嵌入式处理(RTU等) 的电力系统部件、智能仪表网络(仪表健康、仪表读数等)以及移动现场处理设备(断电事 件、工作指令完成等)的电网部件可以生成事件数据、操作和非操作数据。可以经由事件总 线147来传输在智能电网内生成的事件数据。
[0073] 电网连接性数据可以定义公用事业电网的布局。可以存在定义电网部件(变电 站、段、馈电器、变压器、交换机、自动开关、仪表、传感器、公用事业电杆等)的物理布局及 其在安装时的互连性的基础布局。基于电网内的事件(部件故障、维修活动等),电网连接 性可以连续地变化。如在下文更详细地讨论的,如何存储数据的结构以及数据的组合使得 能够实现在各种过去时间点的电网布局的历史重建。可以随着对公用事业电网进行修改来 周期性地从地理信息系统(GIS)提取电网连接数据,并在GIS应用程序中更新此信息。
[0074] 网络位置数据可以包括关于通信网络上的电网部件的信息。此信息可以用来向特 定电网部件发送消息和信息。可以随着新的智能电网部件的安装而手动地将网络位置数据 输入到智能电网数据库中,或者如果此信息被在外部保持,则从资产管理系统提取。
[0075] 可以从电网中的各种部件(诸如INDE变电站180和/或INDE设备188)发送数 据。可以将该数据以无线方式、有线方式或两者的组合发送到INDE核心55。该数据可以被 公用事业通信网络160接收,其可以将数据发送到路由设备190。路由设备190可以包括用 于管理数据到总线的一段(当总线包括分段总线结构式)上或到单独总线上的路由的软件 和/或硬件。路由设备可以包括一个或多个交换机或路由器。路由设备190可以包括联网 设备,其软件和硬件将数据路由和/或转发到总线中的一个或多个。例如,路由设备190可 以将操作和非操作数据路由到操作/非操作数据总线146。路由器还可以将事件数据路由 到事件总线147。
[0076] 路由设备190可以基于一个或多个方法来确定如何路由数据。例如,路由设备190 可以检查所传输数据中的一个或多个报头,以确定是将数据路由到用于操作/非操作数据 总线146的段还是用于事件总线147的段。具体地,数据中的一个或多个报头可以指示:数 据是否是操作/非操作数据(使得路由设备190将数据路由到操作/非操作数据总线146) 或者数据是否是事件数据(使得路由设备190路由事件总线147)。备选地,路由设备190 可以检查数据的有效负荷以确定数据的类型(例如,路由设备190可以检查数据的格式以 确定数据是否是操作/非操作数据或事件数据)。
[0077] 可以将诸如存储操作数据的操作数据仓库(在图6A-6C中未示出)的库中的一个 实现为真实分布式数据库。可以将库中的另一个、历史库实现为分布式数据库。这两个数 据库中的其他"终端"可以位于INDE变电站180组中。此外,可以经由复杂的事件处理总 线将事件直接存储到多个数据存储中的任何一个。具体地,可以将事件存储在事件日志中, 其可以是用于已被公布到事件总线147的所有事件的储存库。事件日志可以存储以下各项 中的一个、某些或全部:事件id;事件类型;事件源;事件优先级;以及事件生成时间。事件 总线147不需要长期地存储事件,提供用于所有事件的持久性。
[0078] 数据的存储可以使得数据可以尽可能地或在可行的情况下靠近于源。在一个实现 中,这可以包括例如将变电站数据存储在INDE变电站180处。但是在操作控制中心水平 116处也可以不需要此数据,以在非常精细的水平考虑电网的不同类型的判定。与分布式 智能方法相结合,分布式数据方法已被用来通过可应用的数据库链接和数据服务的使用, 来促进所有水平的解决方案处的数据可用性。以此方式,用于历史数据存储(其可以是在 操作控制中心水平116处可访问的)的解决方案可以与操作数据存储的类似。可以将数据 本地地存储在变电站和在控制中心处的储存库实例上配置的数据库链接处,提供对单独变 电站处的数据的访问。可以使用本地数据存储在变电站处本地地执行变电站分析。可以通 过使用数据库链接来访问本地变电站实例处的数据,而在操作控制中心水平116处执行理 事/集体分析。备选地,可以在INDE核心55处本地地存储数据。然而,给定要从INDE设 备188传输可能需要的数据的量,INDE设备188处的数据的存储可以是优选的。具体地, 如果存在数以千计或数以万计的变电站(这可能在电力网中发生),则需要传输到INDE核 心55的数据的量可能产生通信瓶颈。
[0079] 最后,INDE核心55可以对电力网中的INDE变电站180或INDE设备188中的一 个、某些或全部进行编程或控制。例如,INDE核心55可以修改编程(诸如下载已更新程序) 或提供控制命令以控制INDE变电站180或INDE设备188的任何方面(诸如传感器或分析 的控制)。INDE核心55中的其他元素可以包括各种集成元素以支持此逻辑架构。
[0080] 表1描述了INDE核心55的某些元素。
[0081]
Figure CN103038606BD00161
Figure CN103038606BD00171
Figure CN103038606BD00181
Figure CN103038606BD00191
[0085] 表1:INDE核心元素
[0086] 如在表1中所讨论的,可以将实时数据总线146 (其传送操作和非操作数据)和实 时复杂事件处理总线147 (其传送事件处理数据)组合成单个总线346。
[0087] 如在图6A-6C中所示,总线出于性能的目的而是分开的。针对CEP处理,低等待时 间对于经受非常大的消息突发的某些应用而言是重要的。另一方面,除数字故障记录器文 件之外,大多数电网数据流或多或少地是恒定的,但是这些通常可以被受控地检索,而事件 突发是异步的且随机的。
[0088] 图6A-6C进一步示出与INDE核心55分离的操作控制中心116中的附加元素。具 体地,图6A-6C进一步示出仪表数据收集头端153,亦即负责与仪表通信的系统(诸如从其 中收集数据并将所收集的数据提供给公用事业)。需求响应管理系统154是与一个或多个 客户端处的可以由公用事业来控制的设备通信的系统。断电管理系统155是如下系统,其 通过跟踪断电的位置、通过管理正在分发什么或者通过其如何被固定来帮助公用事业管理 断电。能量管理系统156是控制输电网上的变电站(例如)中的设备的输电系统水平控制 系统。配电管理系统157是控制变电站中的设备和用于配电网的馈电设备(例如)的配电 系统水平控制系统。IP网络服务158是在支持IP类型通信(诸如DHCP和FTP)的一个或 多个服务器上操作的服务的集合。分发移动数据系统159是向现场中的移动数据终端传输 /接收消息的系统。电路&负载流分析、规划、闪电分析和电网模拟工具152是在用于电网 的设计、分析和规划中被公用事业使用的工具的集合。IVR(集成语音响应)和呼叫管理151 是用以处理客户呼叫(自动地或由服务人员)的系统。可以自动地或手动地输入关于断电 的输入电话呼叫并转发到断电管理系统155。工作管理系统150是监视和管理工作指令的 系统。地理信息系统149是包含关于资产在地理上位于何处和资产被如何连接在一起的数 据库。如果环境具有面向服务架构(S0A),则操作SOA支持148是用以支持SOA环境的服务 的集合。
[0089] 在INDE核心55外面的操作控制中心116中的系统中的一个或多个是公用事业可 以具有的传统产品系统。这些传统产品系统的示例包括操作SOA支持148、地理信息系统 149、工作管理系统150、呼叫管理151、电路&负载流分析、规划、闪电分析和电网模拟工具 152、仪表数据收集头端153、需求响应管理系统154、断电管理系统155、能量管理系统156、 配电管理系统157、IP网络服务158以及分发移动数据系统159。然而,这些传统产品系统 可能不能处理或操作从智能电网接收到的数据。INDE核心55可能能够从智能电网接收数 据,处理来自智能电网的数据,并以传统产品系统可以使用的方式(诸如传统产品系统所 特有的特定格式化)将已处理数据传输至一个或多个传统产品系统。这样,可以将INDE核 心55视为中间件。
[0090] 包括INDE核心55的操作控制中心116可以与企业IT115通信。一般而言,企 业IT115中的功能包括后台办公操作。具体地,企业IT115可以使用企业集成环境总线 114,来将数据发送到企业IT115内的各种系统,包括业务数据仓库104、业务智能应用程 序105、企业资源规划106、各种金融系统107、客户信息系统108、人力资源系统109、资产 管理系统110、企业SOA支持111、网络管理系统112以及企业消息发送服务113。企业IT 115还可以包括经由防火墙102与因特网101通信的门户103。
[0091] INDE核心中的功能的特定示例
[0092] 如在图6A-6C中所示,在INDE核心55中包括各种功能(用方框表示),其中的两 个可以包括仪表数据管理服务及计量分析和服务。由于架构的模块性,可以结合诸如仪表 数据管理服务及计量分析和服务的各种功能。
[0093] INDE变电站
[0094] 在与变电站电子装置和系统共同定位的一个或多个服务器上的变电站控制室处, INDE变电站180可以包括实际上在变电站170中操控的元素。
[0095] 下表2列出并描述了某些INDE变电站180组元素。数据安全服务171可以是变 电站环境的一部分;备选地,可以将其结合到INDE变电站180组中。
[0096] 表 2
Figure CN103038606BD00201
[0098]
Figure CN103038606BD00211
[0099] 表2INDE变电站元素
[0100] 如上文所讨论的,智能电网内的不同元素可以包括附加功能,包括附加处理/分 析能力和数据库资源。智能电网中的各种元素内的此附加功能的使用使得能够实现具有应 用程序和网络性能的集中式管理和监管的分布式架构。由于功能、性能和可缩放性原因,涉 及数以千计的INDE变电站180和数以万计至百万计的电网设备的智能电网可以包括分布 式处理、数据管理以及过程通信。
[0101] INDE变电站180可以包括一个或多个处理器及一个或多个存储设备(诸如变电 站非操作数据181和变电站操作数据182)。可以使非操作数据181和变电站操作数据182 与变电站相关联且接近于变电站,诸如位于INDE变电站180中或上。INDE变电站180还可 以包括负责变电站水平处的智能电网的可观察性的智能电网部件。INDE变电站180部件可 以提供三个主要功能:分布式操作数据存储中的操作数据获取和存储;非操作数据的获取 和在历史数据库中的存储;以及实时(诸如亚秒)的本地分析处理。处理可以包括电压和 电流系统的数字信号处理、检测和分类处理,包括事件流处;以及处理结果到本地系统和设 备以及到操作控制中心116处的系统的传送。INDE变电站180与电网中的其他设备之间的 通信可以是有线的、无线的或者有线和无线的组合。例如,从INDE变电站180至操作控制 中心116的数据传输可以是有线的。INDE变电站180可以将诸如操作/非操作数据或事件 数据的数据传输到操作控制中心116。路由设备190可以将传输数据路由到操作/非操作 数据总线146或事件总线147中的一个。
[0102] 在这里还可以执行用于配电损耗管理的需求响应最优化。此架构是根据先前所讨 论的分布式应用架构。
[0103] 例如,可以在变电站170处且在操作控制中心116处复制连接数据,从而即使在到 操作控制中心116的数据通信网络不可运行的情况下也允许变电站170独立地操作。在此 信息(连接性)被本地地存储的情况下,即使到操作控制中心的通信链路是不可操作的,也 可以本地地执行变电站分析。
[0104] 同样地,可以在操作控制中心116处和在变电站170处复制操作数据。可以收集来 自与特定变电站相关联的设备和传感器的数据,并且可以将最近的测量结果存储在变电站 处的此数据存储中。操作数据存储的数据结构可以是相同的,并且因此数据库链接可以用 来通过控制中心处的操作数据存储的实例,来对存在于变电站上的数据提供无缝访问。这 提供了许多优点,包括减轻数据重复并使得更加时间敏感的变电站数据分析能够在本地、 且在不依赖于超过变电站的通信可用性的情况下发生。操作控制中心水平116处的数据分 析可能是不那么时间敏感的(因为操作控制中心116通常可以检查历史数据以辨别更有预 测性而不是反应的图案),并且可能能够围绕网络问题(如果有的话)工作。
[0105] 最后,可以将历史数据本地地存储在变电站处,并且可以在控制中心处存储数据 的拷贝。或者,可以在操作控制中心116处的储存库实例上配置数据库链接,提供操作控制 中心对单独变电站处的数据的访问。可以使用本地数据存储在变电站170处本地地执行变 电站分析。具体地,使用变电站处的附加智能和存储能力,使得变电站能够在没有来自中央 管理机构的输入的情况下分析其本身并修正其本身。备选地,还可以通过使用数据库链接 来访问本地变电站实例处的数据,而在操作控制中心水平116处执行历史/集体分析。
[0106] INDE设备
[0107] INDE设备188可以包括智能电网内的任何种类的设备,包括智能电网内的各种传 感器,诸如各种配电电网设备189(例如,电力线上的线路传感器)、客户端处的仪表163等。 INDE设备188可以包括被添加到电网的具有特定功能的设备(诸如包括专用编程的智能远 程终端单元(RTU)),或者可以包括电网内的具有所添加功能的现有设备(诸如已经在电网 中就位的现有开放式架构电杆顶部RTU,其可以被编程为产生智能线路传感器或智能电网 设备)。INDE设备188还可以包括一个或多个处理器和一个或多个存储设备。
[0108] 现有电网设备从软件观点出发可以不是开放的,并且可能不能在现代联网或软件 服务方面提供太多支持。现有电网设备可能已被设计成获取并存储数据,以用于到诸如膝 上型计算机的某个其他设备的偶然卸载,或者按需经由PSTN线将批处理文件传输至远程 主机。这些设备可能未被设计成用于实时数字网络环境中的操作。在这些情况下,根据现有 通信网络是如何设计的,可以在变电站水平170处或者在操作控制中心水平116处获得电 网设备。在仪表网络的情况下,常规情况将是从仪表数据收集引擎获得数据,因为仪表网络 通常被关闭,并且仪表可能未被直接寻址。随着这些网络演进,仪表及其他电网可以是可单 独寻址的,使得可以将数据直接传输到需要它的地方,其可能不一定是操作控制中心116, 但是可以是电网上的任何地方。
[0109] 可以使诸如耦合有故障电路指示器的设备与无线网络接口卡配对,以用于通过中 等速度(诸如100kbps)无线网络的连接。这些设备可以由异常报告状态,并执行固定的预 编程功能。可以通过使用本地智能RTU来增加许多电网设备的智能。作为具有被设计为固 定功能、闭合架构设备的杆顶RTU的替代,可以使用RTU作为能够被第三方编程,且可以充 当INDE参考架构中的INDE设备188的开放式架构设备。并且,可以使用客户端处的仪表 作为传感器。例如,仪表可以测量消耗量(诸如出于计费的目的,消耗了多少能量),并且可 以测量电压(以供在伏/VAr最优化中使用)。
[0110] 图6A-6C还描绘了客户端179,其可以包括一个或多个智能仪表163、家庭显示器 165、一个或多个传感器166以及一个或多个控制机构167。实际上,传感器166可以寄存 在客户端179处的一个或多个设备处的数据。例如,传感器166可以寄存在客户端179内 的各种主要器械处的数据,诸如锅炉、热水加热器、空调等。可以将来自一个或多个传感器 166的数据发送到智能仪表163,其可以封装数据以用于经由公用事业通信网络160到操作 控制中心116的传输。家庭显示器165可以为客户端处的客户提供输出设备以实时地观看 从智能仪表163和一个或多个传感器166收集的数据。另外,可以使输入设备(诸如键盘) 与家庭显示器165相关联,使得客户可以与操作控制中心116通信。在一个实施例中,家庭 显示器165可以包括存在于客户端处的计算机。
[0111] 客户端165还可以包括可以控制客户端179处的一个或多个设备的控制机构167。 可以根据来自操作控制中心116的命令来控制客户端179处的各种器械,诸如加热器、空调 等。
[0112] 如在图6A-6C中所描绘的,客户端169可以以多种方式进行通信,诸如经由因特网 168、公共交换电话网(PSTN) 169或经由专用线路(诸如经由收集器164)。经由所列通信信 道中的任何一个,可以发送来自一个或多个客户端179的数据。如图6A-6C中所示,一个或 多个客户端179可以包括智能仪表网络178 (包括多个智能仪表163),向收集器164发送数 据以便经由公用事业管理网络160传输到操作控制中心116。此外,分布式能量产生/存储 162的各种源(诸如太阳能板等)可以向监视器控制机构161发送数据以便经由公用事业 管理网络160与操作控制中心116通信。
[0113] 如上文所讨论的,在操作控制中心116外面的电力网中的设备可以包括处理和/ 或存储能力。该设备可以包括INDE变电站180和INDE设备188。除包括附加智能的电力 网中的单独设备之外,单独设备可以与电力网中的其他设备通信,以便交换信息(包括传 感器数据和/或分析数据(诸如事件数据)),以便分析电力网的状态(诸如确定故障)且 以便改变电力网的状态(诸如修正故障)。具体地,单独设备可以使用以下各项:(1)智能 (诸如处理能力);(2)存储(诸如上文所讨论的分布式存储);以及(3)通信(诸如上文所 讨论的一个或多个总线的使用)。这样,电力网中的单独设备可以在没有来自操作控制中心 116的监视的情况下相互通信和协作。
[0114] 例如,上文公开的INDE架构可以包括感测馈电电路上的至少一个参数的设备。该 设备还可以包括监视馈电电路上的所感测参数,并分析所感测参数以确定馈电电路的状态 的处理器。例如,感测参数的分析可以包括所感测参数与预定阈值的比较和/或可以包括 趋势分析。一个如此所感测参数可以包括感测波形,且一个此类分析可以包括确定所感测 波形是否指示馈电电路上的故障。该设备还可以与一个或多个变电站通信。例如,特定变 电站可以向特定馈电电路供应功率。该设备可以感测特定馈电电路的状态,并且确定在特 定馈电电路上是否存在故障。该设备可以与变电站通信。变电站可以分析由设备确定的故 障,并且可以根据故障采取修正动作(诸如减少供应给馈电电路的功率)。在发送指示故 障(基于波形的分析)的数据的设备示例中,变电站可以在没有来自操作控制中心116的 输入的情况下改变供应给馈电电路的功率。或者,变电站可以将指示故障的数据与来自其 他传感器的信息组合,以进一步改进故障的分析。变电站还可以与操作控制中心116通信, 诸如断电智能应用程序和/或故障智能应用程序。因此,操作控制中心116可以确定故障, 且可以确定断电的程度(诸如受故障影响的家庭的数目)。这样,感测馈电电路的状态的设 备可以与变电站协作地工作,以便在要求或不要求操作控制中心116介入的情况下修正潜 在故障。
[0115] 作为另一示例,包括使用处理和/或存储器能力的附加智能的线路传感器可以产 生电网的一部分(诸如馈电电路)中的电网状态数据。可以与操作控制中心116处的需求 响应管理系统155共享电网状态数据。需求响应管理系统155可以响应于来自线路传感器 的电网状态数据,来控制馈电电路上的客户站点处的一个或多个设备。特别地,需求响应管 理系统155可以命令能量管理系统156和/或分布管理系统157,通过响应于指示馈电电路 上的断电的线路传感器而关掉从馈电电路接收功率的客户站点处的器械,来减少馈电电路 上的负载。这样,与需求响应管理系统155相组合的线路传感器可以自动地使来自有故障 馈电电路的负载移位,并然后隔离该故障。
[0116] 作为另一示例,电力网中的一个或多个继电器可以具有与之相关联的微处理器。 这些继电器可以与存在于电力网中的其他设备和/或数据库通信,以便确定故障和/或控 制电力网。
[0117] 前述示例集中于公用电力事业应用。公开的INDE架构也可以应用于不同的行业。 例如,公开的INDE架构可以是可自定义的,并应用于一个或多个行业,包括但不限于交通 工具旅行行业(诸如空中旅行行业、铁路旅行网络、汽车旅行网络、公共汽车旅行网络等)、 电信网络和能量勘探(诸如油井网络、天然气井网络等)。
[0118] 虽然已经结合优选实施例示出并描述了本发明,但显而易见的是,根据本发明的 基本特征,可以进行除上述那些之外的某些变更和修改。另外,存在可以在实施本发明时利 用的许多不同类型的计算机软件和硬件,并且本发明不限于上述示例。参考由一个或多个 电子设备执行的操作的动作和符号表示描述了本发明。同样,将理解的是此类动作和操作 包括由电子设备的处理单元进行的以结构化形式表示数据的电信号的操纵。此操作对数据 进行变换并将其保持在电子设备的存储器系统中的位置处,其以本领域的技术人员很好地 理解的方式重配置或改变电子设备的操作。其中保持数据的数据结构是具有由数据的格式 定义的特定性质的存储器的物理位置。虽然在前文中描述了本发明,但其并不意图是限制 性的,如本领域的技术人员将认识到的,还可以用硬件来实现所述的动作和操作。因此,申 请人的意图是保护在本发明的有效范围内的所有变更和修改。意图在于由包括所有等价物 的以下权利要求来限定本发明。

Claims (18)

1. 一种中心电力网管理系统,用于管理电力网的至少一部分并用于与多个仪表数据管 理系统且与多个头端系统通信,所述仪表数据管理系统生成命令且所述头端系统与一个或 多个仪表通信,所述中心电力网管理系统包括: 网关层,包括多个输入连接器例程和多个输出连接器例程,所述多个输入连接器例程 包括用于与向中心电力网管理系统发送数据的多个源系统中的每一个通信的至少一个单 独输入连接器例程,所述源系统包括多个仪表数据管理系统,其向中心电力网管理系统发 送数据,所述多个输出连接器例程包括各自用于与多个目标系统中的每一个通信的至少一 个单独输出连接器例程,所述目标系统包括从中心电力网管理系统接收数据的所述多个头 端系统;以及 核心层,与所述网关层通信而不与所述源系统和所述目标系统通信,所述核心层包括 多个核心适配器,所述核心适配器被配置用于执行由将被适配用于由所述多个目标系统接 收的、由所述网关层从所述多个源系统接收的所述多个目标系统的通信的一对一转换。
2. 根据权利要求1所述的中心电力网管理系统,其中,发送到所述中心电力网管理系 统的数据包括由所述多个仪表数据管理系统发送的连接/断开连接命令。
3. 根据权利要求1所述的中心电力网管理系统,其中,发送到所述中心电力网管理系 统的数据包括由所述多个仪表数据管理系统发送的按需仪表读取命令。
4. 根据权利要求1所述的中心电力网管理系统,其中,所述多个输入连接器例程包括 用于与所述多个仪表数据管理系统通信的多个单独输入连接器例程;以及 其中,所述多个输出连接器例程包括用于与所述多个头端系统通信的多个单独输出连 接器例程。
5. 根据权利要求4所述的中心电力网管理系统,其中,所述仪表数据管理系统中的每 一个与多个单独输入连接器例程相关联;以及 其中,所述头端系统中的每一个与多个单独输出连接器例程相关联。
6. 根据权利要求5所述的中心电力网管理系统,其中,与每个所述仪表数据管理系统 相关联的所述多个单独输入连接器例程包括不同的网络协议。
7. 根据权利要求6所述的中心电力网管理系统,其中,所述不同网络协议选自由以下 组成的组:文件传输协议(FTP)、java消息服务(JMS)以及超文本传输协议(HTTP)。
8. 根据权利要求4所述的中心电力网管理系统,其中,所述多个输入连接器例程还包 括:用于与所述多个头端系统中的每一个通信的至少一个单独输入连接器例程;以及 其中,所述多个输出连接器例程还包括用于与所述多个仪表数据管理系统中的每一个 通信的至少一个输出连接器例程。
9. 根据权利要求8所述的中心电力网管理系统,其中,所述头端系统中的每一个与单 独输入连接器例程相关联;以及 其中,所述仪表数据管理系统中的每一个与单独输出连接器例程相关联。
10. 根据权利要求1所述的中心电力网管理系统,还包括:用于在所述网关层与所述核 心层之间对接的连接器服务接口层,所述连接器服务接口层响应于由所述网关层的通信接 收而调用所述核心层。
11. 根据权利要求1所述的中心电力网管理系统,其中,所述核心适配器还被配置成执 行从所述多个源系统中的每一个至所述多个目标系统中的每一个的通信的一对一转换。
12. 根据权利要求11所述的中心电力网管理系统, 其中,所述核心适配器被配置成执行从所述多个仪表数据管理系统中的每一个到所述 多个头端系统中的每一个的通信的一对一转换。
13. 根据权利要求12所述的中心电力网管理系统,其中,所述核心适配器还被配置成 执行从所述多个头端系统中的每一个至所述多个仪表数据管理系统中的每一个的通信的 一对一转换。
14. 一种中心电力网管理系统,用于管理电力网的至少一部分并用于与多个仪表数据 管理系统且与多个头端系统通信,所述仪表数据管理系统生成命令且所述头端系统与一个 或多个仪表通信,所述中心电力网管理系统包括: 网关层,包括多个输入连接器例程和多个输出连接器例程,所述多个输入连接器例程 包括用于与向中心电力网管理系统发送数据的多个源系统中的每一个通信的至少一个单 独输入连接器例程,所述源系统包括多个头端系统,其向中心电力网管理系统发送数据,所 述多个输出连接器例程包括各自用于与多个目标系统中的每一个通信的至少一个单独输 出连接器例程,所述目标系统包括从中心电力网管理系统接收数据的所述多个仪表数据管 理系统;以及 核心层,与所述网关层通信而不与所述源系统和所述目标系统通信,所述核心层包括 多个核心适配器,所述核心适配器被配置用于执行由将被适配用于由所述多个目标系统接 收的、由所述网关层从所述多个源系统接收的所述多个目标系统的通信的一对一转换。
15. 根据权利要求14所述的中心电力网管理系统,还包括:用于在所述网关层与所述 核心层之间对接的连接器服务接口层,所述连接器服务接口层响应于由所述网关层的通信 接收而调用所述核心层。
16. 根据权利要求14所述的中心电力网管理系统,其中,所述核心适配器还被配置成 执行从所述多个源系统中的每一个至所述多个目标系统中的每一个的通信的一对一转换。
17. 根据权利要求14所述的中心电力网管理系统,其中,发送到所述中心电力网管理 系统的所述数据包括由所述多个头端系统发送的周期性仪表读数。
18. 根据权利要求14所述的中心电力网管理系统,其中,所述多个输入连接器例程包 括用于与所述多个头端系统通信的多个单独输入连接器例程;以及 其中,所述多个输出连接器例程包括用于与所述多个仪表数据管理系统通信的多个单 独输出连接器例程。
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