CN114252694A

CN114252694A - 用于监测电气系统中的能量相关数据的系统和方法

Info

Publication number: CN114252694A
Application number: CN202111106769.8A
Authority: CN
Inventors: J.A.比克尔; J.门泽尔
Original assignee: Schneider Electric USA Inc
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2021-09-22
Publication date: 2022-03-29
Also published as: EP3972084A3; US20220091166A1; US11740266B2; EP3972084A2; CA3131717A1

Abstract

一种用于监测电气系统中的能量相关数据的方法，包括处理来自电气系统中的至少一个智能电子设备捕获的能量相关信号的或从该能量相关信号导出的能量相关数据，以识别能量相关信号中的至少一个变化/改变。该方法还包括确定至少一个已识别的变化/改变是否满足一个或多个规定的阈值，并且响应于至少一个已识别的变化/改变满足一个或多个规定的阈值，表征和/或量化至少一个已识别的变化/改变。将与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关的信息附加到与能量相关数据相关联的时间序列信息，评估与时间序列信息相关联的特性和/或量以识别与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。

Description

用于监测电气系统中的能量相关数据的系统和方法

技术领域

本公开一般地涉及电气/电力系统，更具体地，涉及用于监测电气系统中的能量相关数据的系统和方法。

背景技术

现今的电力监测系统测量、捕获、报警和(定期)分析来自电气系统的数据。因此，一般由终端用户评估数据并确定他们自己的结论。不幸的是，大多数能量消费者没有时间和/或专业知识来评估能量相关数据，以便他们能够识别问题和/或时机。此外，电力监测系统产生的数据通常是负载的混合，因此很难识别、量化、分析和响应与能量相关数据(或其中服务的装备)相关联的离散问题。

发明内容

本文描述了涉及监测电气系统中的能量相关数据的系统和方法。例如，电气系统可以与至少一个负载、过程、建筑物、设施、船只、飞行器或其他类型的结构相关联。在本公开的一个方面，一种用于监测电气系统中的能量相关数据的方法包括处理来自由电气系统中的至少一个智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)捕获的能量相关信号的或从该能量相关信号导出的能量相关数据，以识别能量相关信号中的至少一个变化/改变。该方法还包括确定至少一个已识别的变化/改变是否满足一个或多个规定的阈值，并且响应于该至少一个已识别的变化/改变满足一个或多个规定的阈值，表征和/或量化该至少一个已识别的变化/改变(例如，识别什么改变了以及改变了多少)。将与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关的信息附加到与能量相关数据相关联的时间序列信息。此外，评估与时间序列信息相关联的特性和/或量(quantity)以识别与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。根据本公开的一些实施例，至少一种潜在负载类型对应于电气系统中的负载类型的至少一个子集。例如，电气系统可以包括多种负载类型(例如，负载类型A、B、C、D等)，并且负载类型的至少一个子集可以包括多种负载类型中的一种或多种(例如，负载类型A和/或负载类型B)。例如，多种负载类型(和负载类型的至少一个子集)可以包括与一个或多个应用和/或过程相关联的机械、装置和/或组件。应当理解，本文使用的术语“负载”可指任何组件、任何元件和任何过程。例如，(一个或多个)负载包括源(例如，发电机)、耦合到源的负载(例如，电机或驱动器)、基础设施(例如，变压器)和/或电气/电力系统中的组件(例如，电容器组、连接设备等)。

根据本公开的一些实施例，响应于使用上文讨论的方法(和/或本文讨论的其他系统和/或方法)所识别的至少一种潜在负载类型(即，负载类型的至少一个子集)，可以采取一个或多个动作。例如，在一些实施例中，所采取的一个或多个动作可以包括提供已识别的至少一种潜在负载类型的指示(例如，视觉和/或音频指示)。该指示可以被传达或呈现给例如终端用户、装备制造商、服务团队和/或其他感兴趣的个人或团体。例如，可以在报告、列表、文本、电子邮件、可听的方式和屏幕/显示器(例如，与电气系统相关联的计算设备或系统的显示设备)的接口上的至少一个和/或通过这些中的至少一个来提供指示。在一个示例实现方式中，例如，指示可以被图形化地表示在地图上，利用电力系统的现有的单线图来构建这样的地图，该地图包括每个已识别的负载和/或负载类型的图标(例如，通用的“电机”图标、通用的“加热”图标)。根据本公开的一些实施例，在其中、其上或由其提供指示的报告、文本等可以包括与已识别的至少一种潜在负载类型相关联的相关信息，并且包括指示已识别的至少一种潜在负载类型和/或相关信息的一个或多个指示符(例如，图标、符号等)。例如，报告、文本等可以提供已识别的至少一种潜在负载类型的(一个或多个)位置和/或与已识别的至少一种潜在负载类型相关联的特性和/或量。(一个或多个)位置可以被描述或被视觉显示(例如，在静态或交互式地图上)，特性和/或量可以使用对于本领域普通技术人员而言显而易见的关联指示符(例如，可配置指示符)来表示或描述。报告、文本等可以附加地或替代地提供已识别的至少一种潜在负载类型是实际负载类型的置信因子。

根据本公开的一些实施例，报告、文本等可以附加地或替代地提供可行动的建议用于响应，例如与已识别的至少一种潜在负载类型(例如，至少一个已识别的变化/改变)相关联的任何问题，和/或与已识别的至少一种潜在负载类型相关联的已识别的效率改进作为几个示例。例如，可行动的建议可以对应于响应于已识别的至少一种潜在负载类型而采取的一个或多个动作，并且可行动的建议(这可能导致采取一个或多个动作)可以是自动、半自动和/或手动执行的。作为一个示例，例如，响应于从负责识别至少一种潜在负载类型的(一个或多个)系统和/或(一个或多个)设备处接收到的消息/信息/命令/信号，可以由至少一个与电气系统相关联的系统和/或设备采取一个或多个动作。至少一个系统和/或设备可以对应于或包括例如与电气系统相关联的控制系统。例如，控制系统可以控制电气系统中的至少一个组件(例如，装置)。例如，在一些实施例中，动作(例如，电气系统中的至少一个组件的控制)和/或执行动作的(一个或多个)系统和/或(一个或多个)设备(例如控制系统)，可以至少部分基于已识别的至少一种潜在负载类型和/或与电气系统相关联的至少一个应用和/或过程。应当理解，存在许多其他可以被采取的动作，可以以多种方式采取这些动作，这将从下文进一步的讨论中理解。

在一些实施例中，上文讨论的方法(和/或本文讨论的其他(一个或多个)系统和/或(一个或多个)方法)可以在上文讨论的方法(和/或本文讨论的其他系统和/或方法)中被调用的至少一个IED上实现。此外，在一些实施例中，上文讨论的方法(和/或本文讨论的其他系统和/或方法)可以从至少一个IED上部分或完全地远程实施，例如在网关、基于云的系统、现场软件、远程服务器等中(本文也可以替代地称为“前端”或“边缘”系统)。在一些实施例中，至少一个IED可以被耦合以测量能量相关信号，在输入处接收来自能量相关信号的或从该能量相关信号导出的电气测量数据，并且被配置为生成至少一个或多个输出。输出可用于识别与电气系统中的经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。至少一个IED的示例可以包括智能电表、电能质量仪表和/或另一测量设备(或多个设备)。例如，至少一个IED可以包括断路器、继电器、电能质量校正设备、不间断电源(Uninterruptible Power Supplies，UPS)、滤波器和/或变速驱动器(VariableSpeed Drive，VSD)。此外，在一些实施例中，至少一个IED可以包括至少一个虚拟仪表。

上文讨论的方法(和/或本文讨论的其他系统和/或方法)可以包括一个或多个以下特性，这些特性可以单独地或者与一些实施例中的其他特性组合。例如，在一些实施例中，由至少一个IED捕获的能量相关信号可以包括以下至少一项：电压信号、电流信号、输入/输出(I/O)数据和导出的能量相关值。在一些实施例中，I/O数据包括一个或多个接通/关断(on/off)状态、一个或多个断开/闭合(open/closed)状态、一个或多个高/低状态、一个或多个温度、一个或多个压力和一个或多个体积中的至少一种。此外，在一些实施例中，导出的能量相关值包括以下至少一项：根据电压信号和/或电流信号中的至少一个计算(calculate)、估算(compute)、估计、导出、开发、内插、外推、评估和以其他方式确定的额外的能量相关值。在一些实施例中，导出的能量相关值包括以下至少一项：有功功率、视在功率、无功功率、能量、谐波失真、功率因数、一个或多个谐波功率的幅度/方向、一个或多个谐波电压、一个或多个谐波电流、一个或多个间谐波电流、一个或多个间谐波电压、一个或多个间谐波功率的幅度/方向、一个或多个子谐波功率的幅度/方向、单相电流、一个或多个相角、一个或多个阻抗、一个或多个顺序分量、总电压谐波失真、总电流谐波失真、一个或多个三相电流、一个或多个相电压、一个或多个线电压和/或其他类似/相关参数。在一些实施例中，导出的能量相关值包括至少一个能量相关特性，能量相关特性包括幅度、方向、相角、百分比、比率、水平、持续时间、关联频率分量、阻抗、能量相关参数形状和/或衰减率。应当理解，能量相关信号可以包括(或利用)从电压信号和电流信号中的至少一个(包括电压和电流本身)导出的基本上任何电气参数，如从下文进一步讨论中可以理解的，包括例如负载水平和模式。

在一些实施例中，能量相关信号可以由至少一个IED连续或半连续地捕获和/或记录，并且响应于可以更新(例如，评估/重新评估、优先考虑/重新优先考虑、跟踪等)在能量相关信号中识别的(一个或多个)变化/改变被。例如，(一个或多个)变化/改变最初可以从第一次捕获的能量相关信号中识别的，并且可以响应于(例如，包括或合并)从第二次捕获的能量相关信号中识别的(一个或多个)变化/改变对其进行更新或调整。例如，当识别到(一个或多个)变化/改变后，可以该(一个或多个)变化/改变进行表征和/或量化，可以将与经表征和/或经量化的已识别的(一个或多个)变化/改变相关的信息附加到与能量相关数据相关联的时间序列信息，并且可以评估与时间序列信息相关联的特性和/或量，以识别与经表征和/或经量化的已识别的(一个或多个)变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。附加信息可以包括例如关于时间序列信息的标记指示、元数据、特性和/或与经表征和/或经量化的已识别的(一个或多个)变化/改变相关的其他信息。

在一些实施例中，捕获能量相关信号的至少一个IED包括至少一个计量装置。例如，该至少一个计量装置可以对应于其能量相关数据被监测的电气系统中的至少一个计量装置。

如本文所使用的，IED是被优化以执行特定功能或功能集的计算电子设备。IED的示例包括智能电表、电能质量仪表、微处理器继电器、数字故障记录器和其他计量设备。IED也可以嵌入到变速驱动器(VSD)、不间断电源(UPS)、断路器、继电器、变压器或任何其他电气装置。IED可用于在各种设置中执行测量/监测和控制功能。这些设置可以包括公用事业系统、工业设施、仓库、办公楼或其他商业综合体、校园设施、计算共址中心(computing co-location center)、数据中心、配电网络或任何其他使用电能的结构、过程或负载。例如，在IED是电力监测设备的情况下，它可以耦合到(或安装在)电力传输或配电系统中，并被配置为感测/测量和存储数据(例如，波形数据、记录数据、I/O数据等)以作为表示配电系统的操作特性(例如，电压、电流、波形失真、功率等)的电气参数。用户可以分析这些参数和特性以评估例如潜在的性能、可靠性和/或电能质量相关问题。IED可以包括至少一个控制器(在某些IED中可以被配置为同时、逐次地或同时逐次运行一个或多个应用)，固件，存储器，通信接口，将IED连接到外部系统、设备的连接器，和/或任何电压水平、配置的组件，和/或类型(例如，交流、直流)。IED的监测和控制功能的至少某些方面可以体现在可由IED访问的计算机程序中。

在一些实施例中，本文使用的术语“IED”可以指并行和/或串联(串行)操作的IED的层次结构。例如，IED可以对应于能量仪表、功率仪表和/或其他类型的资源仪表的层次结构。层次结构可以包括基于树的层次结构，例如二叉树、具有从每个或多个父节点下降的一个或多个子节点的树或其组合，其中每个节点表示特定的IED。在某些情况下，IED的层次结构可以共享数据或硬件资源，并且可以执行共享的软件。应当理解，层次结构可以是非空间的，例如计费层次结构，其中被分组在一起的IED在物理上可以不相关。

在一些实施例中，上文和下文描述的系统和方法的计量设备(例如，IED)和装备/负载被安装、定位和/或在电气系统中不同的相应位置(即，多个位置)或计量点或者从这些相应的位置或计量点导出。特定的IED(例如，第二IED)可以是电气系统中另一个IED(例如，第三IED)的上线(即，上游)，同时是电气系统中又一个IED(例如，第一IED)的下线(即，下游)。

如本文所使用的，术语“上线(up-line)”和“下线(down-line)”(有时也分别称为“上游”和“下游”)用于指代电气系统内的电气位置。更具体地，电气位置“上线”和“下线”与收集数据并提供该信息的IED的电气位置有关。例如，在包括多个IED的电气系统中，一个或多个IED可以被定位(或安装)在相对于电气系统中一个或多个其他的IED上线的电气位置，并且该一个或多个IED可以被定位(或安装)在相对于电气系统中一个或多个另外的IED下线的电气位置。例如，位于从第二IED或负载上线的电路上的第一IED或负载可以在电气位置上比第二IED或负载更靠近电气系统(例如，发电机或公用事业馈电)的输入或源。相反，位于从第二IED或负载下线的电路上的第一IED或负载可以在电气位置上比另一个IED更靠近电气系统的末端或终端(因此在这种情况下，它将更接近负载或负载组)。

在实施例中，与第二IED或负载并联电连接(例如，在电路上)的第一IED或负载可以被认为是从所述第二IED或负载“电”上线，反之亦然。在实施例中，用于确定电能质量事件(即，上线或下线)的方向的算法位于(或存储在)IED、云、现场软件、网关等中。作为一个示例，IED可以记录电气事件的电压和电流相位信息(例如，通过对相应信号进行采样)并将该信息通信地传输到基于云的系统。然后，基于云的系统可以分析电压和电流相位信息(例如，瞬时、均方根(root-mean-square，rms)、波形和/或其他电气特性)以确定能量相关的瞬变(或其他能源相关事件)的源/起源是否为从IED电耦合到电气系统(或网络)处的电上线或电下线。

在一些实施例中，上文讨论的至少一种系统和/或设备(例如，控制系统)被描述为响应于已识别的至少一种潜在负载类型而采取一个或多个动作，该系统或设备可以是或者包括IED(例如，要求保护的至少一个IED中的IED)、现场/前端/边缘软件(即，软件系统)、基于云的控制系统、网关、通过以太网或一些其他通信系统将数据路由的系统等。例如，在至少一个系统和/或设备不是至少一个IED或不包括至少一个IED的实施例中，该至少一个系统和/或设备可以通信地耦合到至少一IED。该至少一个系统和/或设备还可以通信地耦合到以下至少一项：基于云的系统、现场软件、网关，以及与电气系统相关联的另一前端或边缘系统。

在一些实施例中，来自由至少一个IED捕获的能量相关信号的或由该能量相关信号导出的能量相关数据在以下至少一项上被处理：基于云的系统、现场或边缘软件、网关，以及与电气系统相关联的另一前端系统。在这些实施例中，例如，至少一个IED可以通信地耦合到以下至少一项：基于云的系统、现场或边缘软件、网关，以及在其上处理、分析和/或显示电气测量数据的其他前端系统。

在一些实施例中，与能量相关数据相关联的数据被存储(例如，在与电气系统相关联的至少一个设备或系统的存储器设备中)和/或在预定时间段内被跟踪。例如，预定时间段可以是用户配置的时间段。在一些实施例中，被存储和/或被跟踪的数据包括与识别至少一种潜在负载类型相关联的信息。与识别至少一种潜在负载类型相关联的信息可以包括例如以下至少一项：至少一个已识别的变化/改变、经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变、时间序列信息，以及与时间序列信息相关联的评估的特性和/或量。在一些实施例中，可以保存和/或跟踪与识别至少一种潜在负载类型相关联的信息以供将来分析/使用。例如，被存储和/或被跟踪的信息可以用于生成负载类型以及相关联的启动/运行/改变/停止特性的库，和/或被添加到预先存在的负载类型以及相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中。在预先存在负载类型以及相关联的启动/运行/改变/停止特性的库的实施例中，使用本文描述的系统和方法识别的至少一种潜在负载类型可以选自预先存在负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中的多种潜在负载类型。

应当理解，输入是处理器和/或IED(例如，上文讨论的至少一个IED)接收的数据，输出是处理器和/或IED发送的数据。输入和输出可以是数字的(例如，诸如高/低、一/零、接通/关断等两种状态)或模拟的(例如，诸如空间位置、温度、压力电压等连续变量)。

处理器和/或IED可以将数字的和模拟输入信号转换/重新转换为数字表示以用于内部处理。处理器和/或IED还可用于将内部处理的数字信号转换/重新转换为数字的和/或模拟输出信号以提供一些指示、动作或其他响应(例如针对另一处理器/IED的输入)。

数字输出的典型使用可以包括断开或闭合断路器或开关、启动或停止电机和/或其他装备，以及操作能够直接与数字信号接口的其他设备和装备。数字输入通常用于确定装备的操作状态/位置(例如，断路器是断开的还是闭合的等)或从公用事业脉冲输出读取输入同步信号。模拟输出可以用于提供对阀门、电机、加热器或能源管理系统中的其他负载/过程的可变控制。最后，模拟输入可以用于收集可变操作数据(例如，为给定电机确定不同的频繁操作稳定运行模式，例如给定负载下的扭矩或速度)和/或比例控制方案。

利用数字和模拟I/O数据的一些更多示例可以包括(但不限于)：作为一些示例，如涡轮机控制、电镀装备、发酵装备、化学处理装备、电信装备、精密缩放装备、升降机和移动人行道、压缩装备、废水处理装备、分拣和处理装备、电镀装备温度/压力数据记录、发电/传输/配电、机器人技术、报警检测和设备。

如本公开中较早指出的，由至少一个IED捕获的能量相关信号可以包括I/O数据。应当理解，I/O数据可以采用数字I/O数据、模拟I/O数据或数字和模拟I/O数据相组合的形式。例如，I/O数据可以传达状态信息和许多其他类型的信息，这从上文和下文的讨论中对于本领域的一位普通技术人员将是显而易见的。

在本公开的一个方面，一种用于监测电气系统中的能量相关数据的系统包括至少一个处理器和耦合到该至少一个处理器的至少一个存储器设备。该至少一个处理器和该至少一个存储器设备被配置为处理来自由电气系统中的至少一个IED捕获的能量相关信号的或从该能量相关信号导出的能量相关数据，以识别能量相关信号中的至少一个变化/改变。该至少一个处理器和该至少一个存储器设备还被配置为确定至少一个已识别的变化/改变是否满足一个或多个规定的阈值，并且响应于该至少一个已识别的变化/改变满足一个或多个规定的阈值，表征和/或量化该至少一个已识别的变化/改变。可以将与经表征和/或量化的至少一个已识别的变化/改变相关的信息附加到与能量相关数据相关联的时间序列信息，并且评估与时间序列信息相关联的特性和/或量以识别与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。根据本公开的一些实施例，至少一种潜在负载类型对应于电气系统中的负载类型的至少一个子集。此外，根据本公开的一些实施例，响应于识别至少一种潜在负载类型，采取一个或多个动作。

在一些实施例中，上文描述的系统可以对应于用于监测或控制与电气系统相关联的一个或多个参数的控制系统(例如，前文讨论的控制系统)。如前文讨论的，在一些实施例中，控制系统可以是仪表、IED(例如，负责捕获能量相关信号的至少一个IED)、可编程逻辑控制器(PLC)、现场/前端软件(即软件系统)、基于云的控制系统、网关、通过以太网或一些其他通信系统将数据路由的系统等。

应当理解，本文描述的系统和方法可以响应于提供和/或实现系统和方法的(一个或多个)电气系统中的变化。例如，将一个或多个规定的阈值与至少一个已识别的变化/改变进行比较以确定该至少一个已识别的变化/改变是否满足一个或多个规定的阈值，该一个或多个规定的阈值可以是响应于电气系统中的改变而改变的一个或多个动态阈值。例如，可以从(一个或多个)电气系统中的至少一个IED捕获的能量相关信号检测(一个或多个)电气系统中的改变。在一个示例实现方式中，在手动训练/教导系统之后检测改变以识这些改变。例如，在给定时间操作的特定装备(或过程)可以被描述为允许系统学习(即机器学习的形式)。在另一个示例实现方式中，通过使用最先进的机器学习算法(例如，使用时间序列聚类或使用谱或任何其他有助于分析以识别模式的算法)自动识别操作模式来检测变化。

如将从下文的讨论中进一步认识到的，除其他特征外，公开的发明提供了表征电压、电流和其他导出信号的能力，以更好地理解上游和下游负载、它们对电气系统的(一个或多个)操作和(一个或多个)影响。自动评估能量相关数据以关联、表征、量化、识别和分析的能力有助于终端用户更好地理解它们的电气系统的操作。它还可以向能量相关公司(例如，本公开的受让人Schneider Electric)提供更多的服务和解决方案的机会。

例如，除其他特征外，公开的发明还提供能力以帮助：

·从监测多个负载的单个计量设备中挑出/隔离下游产生的问题和难题；

·自动量化来自监测多个负载的单个计量设备的下游负载数量和类型；

·识别终端用户的监测系统中的计量覆盖缺口；

·根据来自单个计量设备的已识别的下游负载数量和类型，识别产品潜在客户生成机会(product lead generation opportunity)；

·基于终端用户的特定电气系统识别有针对性的服务机会；

·更好地理解客户负载、使用方式以及他们的特定问题；以及

·通过了解客户的特定电气系统及其操作/问题来改善客户关系。

此外，预期本发明将适用于所有细分市场类型(例如，工业、商业、住宅和政府的消费者)。

应当理解，如将从下文讨论中认识到的，还有许多其他与本公开发明优点。

附图说明

本公开的上述特征以及本公开本身可以从以下对附图的详细描述中得到更充分的理解，其中：

图1示出了根据本公开实施例的示例电气系统；

图2示出了根据本公开实施例的可以在电气系统中使用的示例智能电子设备(IED)；

图3是说明用于监测电力系统中能量相关数据的方法的示例实现方式的流程图；

图4示出了基于能量相关信号的改变来评估负载特性的已知示例；

图5示出了与各种非线性负载相关联的电流特性的示例；

图6示出了具有多个下游负载的聚合信号的示例；

图7是说明用于识别或选择至少一种潜在负载类型并且表征电力系统的操作及其相关联组件的方法的示例实现方式的流程图；以及

图8A和图8B示出了说明用于监测电力系统中的能量相关数据的方法的另一示例实现方式的流程图。

具体实施方式

现在将更具体地描述本文寻求保护的概念、系统和技术的特征和其他细节。应当理解，本文描述的任何特定实施例是通过说明的方式示出的，而不是对本公开和本文描述的概念的限制。在不脱离寻求保护的概念的范围的情况下，可以在各种实施例中采用本文描述的主题的特征。

参考图1，根据本公开的实施例的示例电气系统包括一个或多个负载(此处为负载111、112、113、114、115)(本文有时也称为“装备”或“装置”)和一个或多个智能电子设备(IED)(此处为IED 121、122、123、124)，其能够采样、感测或监测与负载相关联的一个或多个参数(例如，功率监测参数)。在实施例中，负载111、112、113、114、115和IED 121、122、123、124可以被安装在一个或多个建筑物或其他物理位置中，或者它们可以被安装在建筑物内一个或多个过程和/或负载上。例如，建筑物可以对应于商业、工业或机构建筑物。

如图1示出，IED 121、122、123、124各自耦合到负载111、112、113、114、115中的一个或多个(在一些实施例中，其可以位于IED的“上线”或“下线”)。例如，负载111、112、113、114、115可以包括与一个或多个特定应用(例如，工业应用)和/或过程相关联的机械或装置。例如，机械可以包括电气或电子装备。机械还可以包括与装备相关联的控制和/或辅助装备。

在实施例中，IED 121、122、123、124可以监测，并且在一些实施例中可以分析与它们耦合到的负载111、112、113、114、115相关联的参数(例如，能量相关参数)。在一些实施例中，IED 121、122、123、124也可以被嵌入负载111、112、113、114、115内。根据各个方面，IED121、122、123、124中的一个或多个可以被配置为监测公用事业馈电，包括浪涌保护设备(Surge Protective Device，SPD)、跳闸单元、有源滤波器、照明、IT装备、电机和/或变压器，它们是负载111、112、113、114、115和IED 121、122、123、124的一些示例，并且可以检测接地故障、电压骤降、电压骤升、瞬时中断和振荡瞬变，以及风扇故障、温度、电弧故障、相间故障、绕组短路、熔断器熔断和谐波失真，这些是可以与负载111、112、113、114、115相关联的一些示例参数。IED 121、122、123、124还可以监测设备，例如发电机，包括输入/输出(I/O)、保护继电器、电池充电器和传感器(例如，水、空气、气体、蒸汽、液位、加速度计、流量率、压力等)。

根据另一方面，IED 121、122、123、124可以检测过电压和欠电压条件(例如，瞬变过电压)，以及其他参数(例如温度，包括环境温度)。根据另一方面，IED 121、122、123、124可以提供可以用于控制负载111、112、113、114、115和安装了负载111、112、113、114和IED121、122、123、124的电气系统中的其他装备的被监测参数和被检测条件的指示。IED 121、122、123、124可以执行多种其他监测和/或控制功能，并且本文公开的方面和实施例不限于根据上文描述的示例进行操作的IED 121、122、123、124。

应当理解，IED 121、122、123、124可以采用各种形式并且可以各自具有相关联的复杂性(或功能能力和/或特征的集合)。例如，IED 121可以对应于“基本”IED，IED 122可以对应于“中级”IED，IED 123可以对应于“高级”IED。在这样的实施例中，中间IED 122可以比基本IED 121具有更多功能(例如，能量测量特征和/或能力)，并且高级IED 123可以比中间IED 122具有更多功能和/或特征。例如，在实施例中IED 121(例如，具有基本能力和/或特征的IED)可以能够监测瞬时电压、电流能量、需求、功率因数、平均值、最大值、瞬时功率和/或长时间rms变化，并且IED 123(例如，具有高级能力的IED)可以能够全部以更高的采样率等监测附加参数，例如电压瞬变、电压波动、频率转换率、谐波功率流和离散谐波分量。应当理解，该示例仅用于说明目的，同样在一些实施例中，具有基本能力的IED可以能够监测上述指示与具有高级能力的IED相关联的能量测量参数中的一个或多个。还应理解，在一些实施例中，IED 121、122、123、124各自具有独立的功能。

在示出的示例实施例中，IED 121、122、123、124经由“云”150通信地耦合到中央处理单元140。在一些实施例中，IED 121、122、123、124可以直接通信地耦合到云150，如示出的实施例中的IED 121。在其他实施例中，例如，IED 121、122、123、124可以通过诸如例如云连接集线器(cloud-conneted hub)130(或网关)的中间设备间接通信地耦合到云150，如示出的实施例中的IED 122、123，124。例如，云连接集线器130(或网关)可以为IED 122、123、124提供对云150和中央处理单元140的访问。

如本文所使用的，术语“云”和“云计算”旨在指代连接到互联网或经由通信网络以其他方式访问IED 121、122、123、124的计算资源，其中通信网络可以是有线网络或无线网络或两者的组合。包括云150的计算资源可以集中在单个位置、分布遍及多个位置，或两者的组合。云计算系统可以根据特定的云系统架构或编程在多个机架、刀片、处理器、核心、控制器、节点或其他计算单元之间划分计算任务。类似地，云计算系统可以将指令和计算信息存储在集中式存储器或存储中，或者可以在多个存储或存储器组件之间分布这样的信息。云系统可以将指令和计算信息的多个副本存储在冗余存储单元(例如RAID阵列)中。

中央处理单元140可以是云计算系统或云连接的计算系统的示例。在实施例中，中央处理单元140可以是位于其中安装了负载111、112、113、114、115和IED 121、122、123、124的建筑物内的服务器，或者可以是位于远程的基于云的服务。在一些实施例中，中央处理单元140可以包括与IED 121、122、123、124的计算功能组件类似的计算功能组件，但一般可以拥有更大数量和/或更强大版本的涉及数据处理的组件，例如处理器、存储器、存储、互连机制等。如下文进一步讨论的，中央处理单元140可以被配置为实现各种分析技术来识别从IED 121、122、123、124接收的测量数据中的模式。本文讨论的各种分析技术还涉及一个或多个软件功能、算法、指令、应用和参数的执行，它们被存储在通信耦合到中央处理单元140的存储器的一个或多个源上。在某些实施例中，术语“功能”、“算法”、“指令”、“应用”或“参数”还可以分别指代并行和/或串联(串行)操作的功能、算法、指令、应用或参数的层次结构。层次结构可以包括基于树的层次结构，例如二叉树、具有从每个父节点下降的一个或多个子节点的树或其组合，其中每个节点表示特定的功能、算法、指令、应用或参数。

在实施例中，由于中央处理单元140连接到云150，它可以经由云150访问附加的云连接的设备或数据库160。例如，中央处理单元140可以访问互联网并接收信息例如天气数据、公用事业定价数据或可以用于分析从IED 121、122、123、124接收的测量数据的其他数据。在实施例中，云连接的设备或数据库160可以对应于与一个或多个外部数据源相关联的设备或数据库。此外，在实施例中，云连接设备或数据库160可以对应于用户可以从其提供用户输入数据的用户设备。用户可以查看关于IED 121、122、123、124的信息(例如，IED品牌、型号、类型等)和由使用用户设备的IED 121、122、123、124收集的数据(例如，能量使用统计)。此外，在实施例中，用户可以配置使用用户设备的IED 121、122、123、124。

在实施例中，通过利用中央处理单元140相对于IED 121、122、123、124的云连接和增强的计算资源，可以对从一个或多个IED 121、122、123、124中检索到的数据执行复杂的分析，以及在适当的时候对上文讨论的附加数据源执行分析。该分析可用于动态控制与电气系统相关联的一个或多个参数、过程、条件或装备(例如，负载)。例如，如在本公开的发明内容部分中指出的，应当理解，如本文所使用的术语“负载”可以指任何源、任何组件、任何元件和任何过程。

在实施例中，参数、过程、条件或装备由与电气系统相关联的控制系统动态控制。在实施例中，控制系统可以对应于或包括电气系统中的IED 121、122、123、124、中央处理单元140和/或电气系统内部或外部的其他设备中的的一个或多个。

参考图2，示例IED 200可以适用于图1示出的电气系统，例如，IED 200包括控制器210、存储器设备215、存储225和接口230。IED 200还包括输入-输出(I/O)端口235、传感器240、通信模块245和用于通信地耦合两个或更多个IED组件210-245的互连机制220。

存储器设备215可以包括易失性存储器，例如DRAM或SRAM。存储器设备215可以存储IED 200的操作期间内收集的程序和数据。例如，在IED 200被配置为监测或测量与电气系统中的一个或多个负载(例如，图1示出的111)相关联的一个或多个电气参数的实施例中，存储器设备215可以存储监测到的电气参数。

存储系统225可以包括计算机可读和可写的非易失性记录介质(例如磁盘或闪存)，其中存储的信号限定要由控制器210执行的程序或要由程序处理的信息。控制器210可以根据已知的计算和数据传送机制来控制存储系统225和存储器设备215之间的数据传送。在实施例中，由IED 200监测或测量的电参数可以存储在存储系统225中。

I/O端口235可以用于将负载(例如，图1示出的111)耦合到IED 200，并且传感器240可以用于监测或测量与负载相关联的电气参数。I/O端口235还可以用于将外部设备，例如传感器设备(例如，温度和/或运动传感器设备)和/或用户输入设备(例如，本地或远程计算设备)(未示出)，耦合到IED 200。外部设备可以是本地或远程设备，例如网关(或多个网管)。I/O端口235可以进一步耦合到一个或多个用户输入/输出机制，例如按钮、显示器、声学设备等，以提供警报(例如，显示视觉警报(例如文本和/或稳定或闪烁的灯)，或提供音频警报(例如哔声或延长的声音))和/或允许用户与IED 200交互。

通信模块245可以被配置为将IED 200耦合到一个或多个外部通信网络或设备。这些网络可以是安装有IED 200的建筑物内的私有网络，也可以是公共网络(例如互联网)。在实施例中，通信模块245还可以被配置为将IED 200耦合到与包括IED 200的电气系统相关联的云连接集线器(例如，图1中示出的130)或连接到云连接的中央处理单元(例如，图1中示出的140)，

IED控制器210可以包括一个或多个处理器，这些处理器被配置为执行IED 200的(一个或多个)特定功能。该(一个或多个)处理器可以是市售的处理器，例如众所周知的PentiumTM、CoreTM、或Intel Corporation提供的AtomTM类处理器。还有许多其他处理器可用，包括可编程逻辑控制器。IED控制器210可以执行操作系统来定义计算平台，与IED 200相关联的应用可以在该平台上运行。

在实施例中，可以在控制器210的输入处接收由IED 200监测或测量的电气参数作IED输入数据，并且控制器210可以处理测量的电气参数以在其输出处生成IED输出数据或信号。在实施例中，IED输出数据或信号可以对应于IED 200的输出。例如，可以在(一个或多个)I/O端口235处提供IED输出数据或信号。在实施例中，可以由云连接的中央处理单元接收IED输出数据或信号，例如，用于进一步处理(例如，监测电气系统中的能量相关数据，如下文将进一步讨论的)，和/或由IED耦合到的装备(例如，负载)接收(例如，用于控制与装备相关联的一个或多个参数，如下文将进一步讨论的)。在一个示例中，IED 200可以包括用于显示指示IED输出数据或信号的可视化的界面230。在实施例中，界面230可以对应于图形用户界面(GUI)。

IED 200的组件可以通过互连机制220耦合在一起，互连机制220可以包括一个或多个总线、布线或其他电气连接装置。互连机制220可以使IED200的系统组件之间能够交换通信(例如，数据、指令等)。

应当理解，根据本公开的各种方面，IED 200只是IED的许多潜在配置中的一种。例如，根据本公开实施例的IED可以包括比IED 200更多(或更少)的组件。此外，在实施例中，可以组合IED 200的一个或多个组件。例如，在实施例中，存储器215和存储225可以组合。

参考图3-图7，流程表(或流程图)和其他图被示出以说明用于监测电气系统中的能量相关数据的本公开的各种方法(此处为方法300、600)和方面。流程图中的矩形元素(由图3中的元素305为代表)，如本文中可以称为“处理块”的，可以表示计算机软件和/或IED算法指令或指令组。菱形元素(由图3中的元素315为代表)，如在本文中可以称为“决策块”的，表示计算机软件和/或IED算法指令或指令组，它们影响计算机软件和/或由处理块表示的IED算法指令的执行。处理块和决策块(以及示出的其他块)可以表示由功能等效电路(例如数字信号处理器电路或专用集成电路(ASIC))执行的步骤。

流程图没有描述任何特定编程语言的语法。相反，流程图说明了本领域一个普通技术人员制造电路或生成计算机软件和算法以执行特定装置所需的处理所需的功能信息。应当注意的是，许多例行程序元素，例如循环和变量的初始化以及临时变量的使用都没有示出。本领域普通技术人员将理解，除非本文另有说明，否则所描述的块的特定序列仅是说明性的并且可以变化。因此，除非另有说明，否则下文描述的块是无序的；这意味着，在可能的情况下，块可以以任何方便或期望的顺序执行，包括可以同时执行连续块，反之亦然。还将理解，在一些实施例中可以将来自下文描述的流程图的各种特征进行组合。因此，除非另有说明，来自下文描述的流程图之一的特征可以与下文描述的其他流程图的特征进行组合，例如，以捕获与监测寻求本公开的保护的电气系统中与能源相关数据相关联的系统和方法的各种优点和方面。还应当理解，在一些实施例中，可以分离来自下文描述的流程图的各种特征。例如，尽管图3和图6说明的流程图被示出具有许多块，但在一些实施例中，由这些流程图示出的说明方法可以包括更少的块或步骤。

参照图3，流程图示出了用于监测电气系统中的能量相关数据的示例方法300。例如在一些实施例中，可以与图1示出的电气系统相同或相似的电气系统可以与至少一种设施和/或至少一种操作相关联。至少一个设施(其可以包括一个或多个建筑物)和/或至少一个操作可以与至少一个过程(例如，制造过程(例如喷漆过程)、汽车装配过程和/或另一设备装配过程)和/或至少一个应用相关联，并且包括多种负载类型中的一种或多种。例如，多种负载类型可以包括与(一个或多个)特定过程和/或应用相关联的机械、装置和/或组件。

根据本公开的实施例，例如，方法300可以在至少一个IED(例如，图1中示出的121)的处理器上实现，和/或例如在以下至少一项中从至少一个IED上远程实现：基于云的系统、现场/边缘软件、网关或其他前端系统。在其上实现方法300的至少一个IED和/或至少一个其他系统和/或设备可以与电气系统相关联(例如，电气耦合和/或通信地耦合到电气系统)。

如图3示出，方法300开始于块305，其中通过电气系统中的至少一个IED(和/或控制系统)测量能量相关信号(或波形)，并且捕获、收集、积累、存储数据。例如，至少一个IED可以被安装或定位在电气系统中的多个计量点中的相应计量点处。在一些实施例中，至少一个IED可以耦合到电气系统中的一个或多个负载/装备/装置，并且所测量的能量相关信号可以与耦合了至少一个IED的负载相关联。应当理解，可以从至少一个或多个负载和/或非负载(例如，(一个或多个)控制系统和(一个或多个)传感器设备(例如，用于I/O状态信息))收集能量相关信号。

例如，能量相关信号可以包括以下至少一项：电压信号、电流信号、I/O数据和导出的能量相关值。在一些实施例中，I/O数据包括(一个或多个)接通/关断状态、(一个或多个)断开/闭合状态、(一个或多个)高/低状态、(一个或多个)温度、(一个或多个)压力和(一个或多个)体积中的至少一种。此外，在一些实施例中，导出的能量相关值是电压信号、电流信号和导出的能量相关值。在一些实施例中，导出的能量相关值包括以下至少一项：从电压信号和/或电流信号中的至少一个中计算、估算、估计、导出、开发、内插、外推、评估和以其他方式确定额外的能量相关值。在一些实施例中，导出的能量相关值包括以下至少一项：(一个或多个)有功功率、(一个或多个)视在功率、(一个或多个)无功功率、(一个或多个)能量、(一个或多个)谐波失真、(一个或多个)功率因数、(一个或多个)谐波功率的幅度/方向、(一个或多个)谐波电压、(一个或多个)谐波电流、(一个或多个)间谐波电流、(一个或多个)间谐波电压、(一个或多个)间谐波功率的幅度/方向、子谐波功(一个或多个)率的幅度/方向、(一个或多个)单相电流、(一个或多个)相角、(一个或多个)阻抗、(一个或多个)顺序分量、(一个或多个)总电压谐波失真、(一个或多个)总电流谐波失真、(一个或多个)三相电流、(一个或多个)相电压、(一个或多个)线电压和/或其他类似/相关参数。在一些实施例中，导出的能量相关值包括至少一个能量相关特性，能量相关特性包括幅度、方向、相角、百分比、比率、水平、持续时间、关联频率分量、阻抗、能量相关参数形状和/或衰减率。应当理解，许多其他导出的能量相关值是可能的，这对于本领域的普通技术人员是显而易见的。

在块310处，来自在块305处捕获的能量相关信号的(例如，电压和/或电流信号、I/O数据等)或从该能量相关信号导出的能量相关数据被处理以识别能量相关信号中的至少一个变化/改变(例如，电压、电流、kW、谐波等)。在一些实施例中，至少一个已识别的变化/改变是能量相关信号的瞬时或同期变化/改变。此外，在一些实施例中，至少一个已识别的变化/改变是能量相关信号的长期变化/改变。例如，至少一个已识别的变化/改变可以对应于特定时间段内能量相关信号中的至少一个已识别的变化/改变。例如，可以在特定时间段内跟踪变化/改变。

信号中的改变提供了负载的区别/独特属性。这有助于识别电气系统中有什么负载。下文进一步讨论负载类型识别。然而，这里只需说电流总谐波失真(THD)的增加可以指示非线性负载已通电。此外，特定谐波电流(例如，5次、7次、11次、13次等)处的增加可以指示三相变速驱动器已通电。一般而言，信号中的每一个改变都表示一些可以用于识别负载类型的重要因素，如将从下文的进一步讨论中理解的。

在块315处，确定至少一个已识别的变化/改变是否满足一个或多个规定的阈值。根据本公开的一些实施例，一个或多个规定的阈值是一个或多个预先确定的阈值。例如，一个或多个规定的阈值可以由终端用户和/或系统操作员设置。例如，终端用户和/或系统操作员可以设置一个或多个规定的阈值，从而忽略小于5kW的任何改变。

在其他实施例中，(一个或多个)规定阈值可以是(一个或多个)动态阈值。例如，(一个或多个)动态阈值可以响应于电气系统的改变而改变。例如，电气系统中的至少一个IED和/或其他系统和/或设备可以检测电气系统中的改变(例如，设备被添加到电气系统和/或从电气系统移除)，一个或多个动态阈值可以响应于检测到的改变而改变。在一些涉及多个阈值(预定阈值和/或动态阈值)的情况下，阈值中的至少一个可以对应于上限阈值并且阈值中的至少一个可以对应于下阈值。应当理解，在一些情况下，阈值可以包含一定范围的值。

例如，使用上文讨论的非线性负载示例，可以为特定谐波或谐波组设置阈值以识别负载。三倍谐波(即谐波是3的倍数…3次、6次、9次、12次、15次等)通常指示单相非线性负载；因此，可以在这些特定谐波电流分量上设置阈值或其他指示符以指示非线性负载已通电或断电。三倍谐波电流没有显著改变的非线性负载往往指示三相非线性负载已通电或断电。

在诸如前述的情况下，重点可以是三倍谐波电流以确定非线性单相负载已经通电或断电。然而，重点可以是非三倍奇次谐波电流频率，以确定三相非线性负载已通电或断电。在这种情况下(三相、非线性负载)，可以评估非三倍奇次谐波电流(例如，5次、7次、11次、13次、17次、19次等)的显著改变。此外，可以识别三倍谐波电流的微小改变，因为这些改变表示单相非线性负载正在通电/断电。

现在返回到块315，如果确定至少一个已识别的变化/改变满足一个或多个规定的阈值，则该方法进行到块320。替代地，如果确定至少一个已识别的变化/改变不满足一个或多个规定的阈值，该方法可以返回到块305(用于进一步捕获和处理能量相关信号)或结束。例如，在期望连续(或半连续)捕获能量相关信号并动态识别和跟踪能量相关信号中的变化/改变的实施例中，该方法可以返回到块305。替代地，在期望表征(并响应于)捕获的能量相关信号的单个集中已识别的变化/改变的实施例下，该方法可以结束。

在块320处，响应于至少一个已识别的变化/改变满足一个或多个规定的阈值，可以表征和/或量化该至少一个已识别的变化/改变。在一些实施例中，表征和/或量化至少一个已识别的变化/改变包括识别什么改变了以及改变了什么程度。例如，可以识别和量化电流失真改变(例如，电流失真的百分比％、电流失真的安培等)。

在块325处，与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关的信息可以被附加到与能量相关数据相关联的时间序列信息。例如，可以用指示、元数据、特性和/或与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关的其他信息来标记时间序列信息。例如，简单参考图4，可以将“非线性负载接通”、“50kW实际功率增加”、“三相谐波电流失真增加(安培)”等信息附加与能量相关数据相关联的时间序列信息。此外，例如“线性负载通电”、“25kW实际功率增加”、“单相无功功率增加(kVArs)”和“单相PF减少(％)”等信息可以被附加到时间序列信息中.

现在返回到图3，在块330处，评估与时间序列信息相关联的特性和/或量，以识别与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。根据本公开的一些实施例，至少一种已识别的潜在负载类型对应于或包括电气系统中的负载类型的至少一个子集。例如，如本公开中先前讨论的，在一些情况下，电气系统可以包括多种负载类型(例如，负载类型A、B、C、D等)。根据本公开的一些实施例，至少一种已识别的潜在负载类型对应于或包括多种负载类型中的一种或多种(例如，负载类型A和/或负载类型B)。此外，至少一个已识别的潜在负载类型中的每个负载类型可以包括单个负载或者两个或更多个负载的聚合。换言之，在至少一种已识别的潜在负载类型对应于或包括单个负载类型(例如，负载类型A)的情况下，该单个负载类型可被确定为包括单个负载或多个负载(例如，基于对在块305处捕获的能量相关信号的分析)。

根据本公开的一些实施例，从负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中的多个潜在负载类型中识别或选择至少一种潜在负载类型。例如，可以将与时间序列信息相关联的特性和/或量与负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中的多个潜在负载类型相关联的特征和/或量进行比较，以识别至少一种潜在负载类型。简要地参考图5，根据本公开的一些实施例，负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库可以包括信号特性(例如，典型波形)和其他相关信息(例如，特定频率分量上的电流失真、负载消耗的无功VArs、不平衡负载等)，如图5所示。在一些情况下，可以将信号特性和其他相关信息与与时间序列信息相关联的特性和/或量相比较，以识别至少一种潜在负载类型。应当理解，图5中示出的信号特性和其他相关信息仅是示例类型的信息的说明，这些信息类型可以包括在负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中。负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库当然可以包括附加和/或其他类型的信息。在一个特定实施例中，每个负载还可以具有相关联的典型“负载水平”。这些负载水平可以从典型的“运行”模式中推断出来，并通过使用最先进的算法(例如，使用K-means聚类、基于密度的噪声应用空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise，DBSCAN)、基于模型的聚类或时间序列聚类或任何其他区分和/或分组算法)进行分析。因此，每个负载不仅会被识别，而且还会具有与其相关联的附加特性，例如运行“负载水平”。

例如，负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库可以被存储在与电气系统相关联的至少一个存储器设备上并且由其访问。在一些实施例中，至少一个存储器设备包括或对应于在块305处负责捕获能量相关信号的至少一个IED(和/或控制系统)的至少一个存储器设备。在一些实施例中，负载类型和相关的启动/运行/改变/停止特性的库可以响应于用户输入(例如，使用用户提供的数据)、评估能量相关信号而被初始生成，并且使用机器学习技术进行更新，例如，如下文结合图7进一步讨论的。

应当理解，一种或多种负载类型的聚合特性对于终端用户的电气系统和/或他们操作系统的方式可能是独特的。这些系统和/或操作特点对帮助表征负载类型(例如通过客户输入、学习和/或与库的内容进行比较)是有意义的。

简要地参考图6，示出了具有多个下游负载的示例聚合信号以帮助说明如何在块330处可以识别相同负载类型的多个负载。波形展示了用于在挤压过程中制造塑料袋的多个(21)变速驱动器(VSD)的单相电压信号。波形中示出的陷波(notche)是由VSD前端的21个六脉冲可控整流器产生的。当驱动器控制接通受控整流器的晶闸管/SCR时，负载的低阻抗相位会出现，导致电压波形出现陷波。六脉冲控制整流器一般每相每个周期“点火”每个晶闸管/SCR两次，以向被驱动的DC电机提供和控制能量；因此称为“六脉冲驱动”。

虽然在这种情况下由于重叠陷波可能难以完全分解下游VSD负载的数量，但是通过评估电压信号中的陷波数量来确定下游VSD的近似数量是可能的，因为它对应于电流信号。与下游(下行)负载相关联的谐波频率还提供了对三相非线性负载的进一步验证。

现在返回到方法300，在块335处，响应于识别至少一种潜在负载类型，可以采取一个或多个动作。例如，一个或多个动作可以包括提供已识别的至少一种潜在负载类型的指示。在一些实施例中，指示可以被通信给终端用户、装备制造商和/或服务团队。根据本公开的实施例，例如，通信可以包括以下中的至少一项：报告、文本、电子邮件、可听的方式以及屏幕/显示器(例如，与电气系统相关联的计算设备或系统的显示设备)的接口。报告、文本等可以指示可能的至少一种潜在负载类型。例如，再次简单参考图4，可以在报告、正文等中只是“可能增加的VSD负载”、“可能对服务增加的单相标准异步电动机”等信息。如图4示出，报告、文本等在某些情况下可以包括与能量相关数据相关联的时间序列信息(这也可以被认为是“导出的时间序列”，例如“开始相位”、“以50％负载水平运行”、“关断”、“断开”状态指示又名“改变点”作为时间序列内的事件)。根据本公开的一些实施例，报告、文本等可以附加地或替代地呈现与至少一种已识别的潜在负载类型相关联的任何问题。报告、文本等可以呈现问题的优先级和/或严重性。此外，报告、文本等可以为响应问题提供可行动的建议。

可以响应于识别至少一种潜在负载类型而采取的另一示例动作包括，响应于识别至少一种潜在负载类型的操作状态(接通/关断)，直接或间接地控制电气系统中至少一个组件(例如，装备的一部分)。例如，可以响应于识别至少一种潜在负载类型来控制或调整与至少一个组件相关联的至少一个参数(例如，接通/关断功率状态)，以防止或减少对电气系统装备的损坏或提高电气系统装备的性能。例如，可以响应于从至少一个IED的IED接收的控制信号和/或从例如控制系统接收的控制信号来控制参数。例如，控制系统可以通信地耦合到至少一个IED和/或基于云的系统、现场软件、网关和与电气系统相关联的另一前端/边缘系统。

在块335之后，在一些实施例中方法可以结束。在其他实施例中，方法可以返回到块305并再次重复(出于与上文结合块315讨论的基本相同的原因，或者由于关于一个或多个负载、过程等的一些更新状态和/或条件)。例如，在方法在块335之后结束的一些实施例中，可以响应于用户输入和/或控制信号再次启动该方法。

应当理解，在一些实施例中，方法300可以包括一个或多个附加块或步骤。例如，在一些实施例中，方法300可以包括开发已识别的至少一种潜在负载类型是实际负载类型的置信因子。在一个示例实现方式中，可以基于与时间序列信息相关联的特性和/或量和与所选择的至少一种潜在负载类型相关联的特性和/或量匹配的紧密程度来开发置信因子。如上文讨论的，所选择的至少一种潜在负载类型可以选自在负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中列出的多种潜在负载类型。根据本公开的一些实施例，可以额外地或替代地从由终端用户提供的输入来开发置信因子以验证(一个或多个)负载类型。作为少数示例，可以(例如，经由文本、报告等)将置信因子传达给终端用户、装备制造商和/或服务团队。根据本公开的一些实施例，所传达的置信因子可以例如响应于用户输入而被更新。用户输入可以包括，例如，作为一些示例，从多个可能的负载类型的列表中对已识别的至少一种潜在负载类型的用户选择和/或对已识别的至少一种潜在负载类型的用户验证。还可以传达置信因子的理由/原因。例如，可以传达与置信因子相关联的置信水平。例如，可以传达下游(下线)非线性三相负载(例如，基于最小三倍谐波的VSD)的高置信度。

本发明的其他示例方面将结合以下附图进行描述。

参照图7，流程图示出了用于识别或选择至少一种潜在负载类型的示例方法700。根据本公开的实施例，方法700对应于可以在上文结合图3讨论的方法300的块330处执行的示例步骤。

如图7中示出，方法700开始于块705，例如，其中在实现方法700的IED和/或另一系统和/或设备(例如，控制系统)的输入处接收时间序列能量相关数据。根据本公开的实施例，时间序列能量相关数据对应于在方法300的块325处生成或以其他方式提供的数据。如上文结合方法300指出的，时间序列能量相关数据与来自在方法300的块305处捕获的能量相关信号的(例如，电压和/或电流信号、I/O数据等)或从该能量相关数据导出的能量相关数据相关联。

在块710处，确定是否存在任何现有的负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。如上文结合图3所讨论的，根据本公开的一些实施例，在方法300的块330处，可以从负载类型和相关联的启动/运行/更改/停止特性的库中选择(或匹配到)与经表征和/或量经化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。在方法700中，如果确定有存在的负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库，则方法700可以从块710进行到块720。替代地，如果确定没有存在的负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库，则该方法可以从块710进行到块715。

在块715处，例如，可以基于时间序列能量相关数据生成至少一个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。在一些实施例中，响应于用户输入，生成至少一个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。此外，在一些实施例中，响应于输入数据(例如，时间序列能量相关数据、I/O数据等)，自动或半自动生成至少一个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。在块715之后，方法700可以进行到块740，如下文将进一步讨论的。

现在返回到块720，在块720处，可以确定在存在的一个或多个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中是否有任何潜在负载类型匹配。如果确定在存在的一个或多个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中有潜在负载类型匹配，则方法700可以进行到块740。替代地，如果确定在存在的一个或多个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中没有潜在负载类型匹配，则方法700可以进行到块725。

在块725处，可以确定来自一个(或多个)用户的输入是否是可能的(例如，用于帮助选择至少一种潜在负载类型)。在一个示例实现中，(一个或多个)用户可以是(一个或多个)自然人。在另一个示例实现方式中，(一个或多个)用户可以附加地或替代地是另一个系统，例如SCADA或建筑物管理系统(例如，利用人工智能)。如果确定用户输入是可能的，则方法700可以进行到块730，其中例如通过文本、电子邮件、信号和/或其他形式的指示请求用户输入。例如，文本、电子邮件、信号等可以由终端用户(例如，自然人)和/或系统操作(例如，SCADA或建筑物管理系统)接收。在一个实施例中，可以由一个用户提供多个输入，例如，如果该用户具有多个潜在的答案(例如，当多个负载同时开始或停止时，这可以帮助选择至少一种潜在负载类型)。在另一个实施例中，可以由多个用户(例如，自然人或其他)提供一个或多个输入。如果确定用户输入是不可能的，或者(一个或多个)用户现在不希望提供(一个或多个)输入(例如，(一个或多个)用户需要在提供输入之前进一步调查，没有时间以提供输入等)，则方法700可以进行到块735，其中提供负载类型未知的指示或通知。与上文类似，该指示可以采用文本、电子邮件和/或其他形式指示的形式。在块735之后，在一些实施例中方法700可以结束。

现在返回到块740，在块740处，可以选择或识别至少一种潜在负载类型。在一些实施例中，基于时间序列能量相关数据与一个或多个负载类型和相关的启动/运行/改变/停止特性的库中的数据(例如，如图5示出的数据)之间的匹配标准选择至少一种潜在负载类型。此外，在一些实施例中，响应于或基于用户输入(例如，响应于在块730发送的请求)选择至少一种潜在负载类型。应当理解，此时可以选择一种以上的潜在负载类型，或者系统可以在过程的未来迭代中选择额外的负载类型。

在块745处，其在一些实施例中是可选的，可以更新现有的一个或多个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。例如，可以基于对许多学习因素或标准的分析(例如，使用机器学习技术、用户更新等)来更新现有的一个或多个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。例如，可以基于从在块705接收的时间序列能量相关数据和/或其他输入数据中学习到的的信息，来更新一个或多个负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库。根据本公开的一些实施例，可以从一个或多个数据源接收其他输入数据(例如，关于负载和/或电气系统的数据)。例如，数据源可以包括电气系统中的传感器和/或其他设备。此外，数据源可以包括例如终端用户和/或系统操作员。终端用户和/或系统操作员可以例如，使用训练数据(例如，对时间序列能源相关数据和其他相关信息进行采样)，教导或训练负责生成一个或多个负载类型和相关联启动/运行/更改/停止特性的库的(一个或多个)系统和/或设备。

在块745处，与识别至少一种潜在负载类型相关联的信息也可以被保存到至少一个存储器设备以供将来分析/使用(即，除了生成或更新负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库之外的其他分析/使用)。未来的分析/使用可以包括，例如，作为一些示例，数据分解、数据聚合、操作趋势、消费趋势、使用趋势(即，装备的一部分已安装多长时间)、数据约束、计量缺口等。未来分析/使用的另一个示例可以通过事件分析来说明，其中在块740限定的“(一个或多个)潜在负载类型”可以提供上下文信息，用于确定例如在警报泛滥(例如，根据ISA 18.2)(即，淹没)影响系统/用户(例如，切换、影响和/或任何其他指示)时发生了什么。未来分析/使用的另一示例可能与资产管理有关。例如，当负载或负载组在块740处被识别，并且不同的操作稳定运行模式在方法300的块330处被识别时，可以执行基于条件的监测算法来检测改变或趋势以指示何时执行维护，并且如果不采取动作，则可能会提供潜在原因/问题、影响或风险的诊断。所有这些动作都可以基于由该方法/应用(即，本公开的主题)提供的输入。许多附加的分析领域可以受益于这种负载识别方式(例如，能量管理过度消耗或潜在节约分析、功率流分析、切换到其他源的模拟、减载分析，且此列表仅用于说明可能的应用的广度)。

根据本公开的实施例，被存储用于未来分析/使用的信息包括以下至少一项：至少一个已识别的变化/改变、经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变、时间序列信息，以及与时间序列信息相关联的评估的特性和/或量。其上可以存储与识别至少一种潜在负载类型相关联的信息的至少一个存储器设备，可以对应于或包括例如方法300中负责捕获能量相关信号的至少一个IED，和/或电气系统中的任何其他相关系统和/或设备。

在块745之后，在一些实施例中方法可以结束。在其他实施例中，方法可以返回到块705并再次重复(例如，响应于在块705接收到的附加时间序列能量相关数据)。在方法在块745之后结束的一些实施例中，例如，可以响应于用户输入、定时器和/或控制信号再次启动该方法。

参考图8A和图8B，流程图示出了用于监测电气系统中的能量相关数据的另一示例方法800。类似于方法300和方法700，方法800可以例如在至少一个IED(例如，图1示出的121)的处理器上实现，和或/或例如在以下至少一项中从至少从一个IED上远程实施：基于云的系统、现场/边缘软件、网关或其他前端系统。

根据本公开的一些实施例，方法800对应于方法300和方法700的示例实现方式。例如，根据本公开的一些实施例，方法800的一个或多个块可以对应于在方法300和方法700的各个块处执行的示例步骤，这将从下文的讨论中变得更加明显。

如图8A和图8B示出，方法800开始于块805，其中由电气设备中的至少一个IED(和/或控制系统)测量初始能量相关信号(或波形)，并且对数据进行捕获、收集、存储等。根据本公开的实施例，例如，初始能量相关信号对应于或包括在方法300的块305处测量或以其他方式收集的能量相关信号的一部分。可以在第一初始时间捕获初始能量相关信号(例如，用于生成基线/参考模型等，如下文将进一步讨论的)。

如图8A和图8B所示，根据本公开的一些实施例，初始能量相关信号可以包括例如以下中的至少一项：定期间隔记录数据、事件触发数据、收集的状态和操作数据、事件波形捕获，以及推断出的状态和操作数据。根据本公开的实施例，定期记录/间隔数据对应于以定期时间间隔(例如，10或15分钟以匹配公用事业间隔，或较小间隔以具有更高分辨率(例如1分钟或2分钟的时间间隔来跟踪特定资产的操作模式))来捕获和存储的测量。定期记录/间隔数据可以包括例如总功率或单独功率(实际功率、视在功率、无功功率)、电压、电流、谐波失真、功率因数等。在一些实施例中，这些值将是该定期时间间隔的统计代表值的聚合或选择类型(例如该间隔的平均值，以及最小值和最大值，或第一和第三分位数、标准偏差、中值等)。这些值也可以是瞬时读数/测量值。例如，事件数据可以被视为定期间隔记录值的补充部分，因为它们仅在检测到事件时被记录。例如，如果没有检测到警报，则在一些实施例中可以记录无事件数据。当检测到事件时，事件数据将带有时间戳，并将记录(取决于事件数据记录策略/配置)事件特性。例如，数据收集任务和/或状态可以包括收集控制数据(例如，来自建筑物管理系统(Building Management System，BMS)或监督控制和数据采集(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)系统)。此外，推断出的状态和操作数据可以包括例如从检测到的改变导出的时间序列数据。

在一方面，初始能量相关信号一般包括所有常规测量值(例如，电压和/或电流)以及所有导出/计算的测量值和特性(例如，功率因数、IED中事件或警报检测和触发、触发波形捕获等)。应当理解，初始能量相关信号可以包括许多其他类型的数据，如本公开中较早讨论的。

在块810处，基于对在块805处捕获的初始能量相关信号的分析，确定是否在电气系统中检测到任何能量相关事件或例如方法300的块310中所描述的改变。更具体地，来自在块805处捕获的初始能量相关信号的或从该初始能量相关信号导出的能量相关数据被处理以识别/检测电气系统中的能量相关事件/改变，并且响应于此，在块810处确定是否在电气系统中检测到任何能量相关事件/改变。

根据本公开的一些实施例，可以在块810处检测到的(一个或多个)能量相关事件包括至少一个功率质量事件。应当理解，存在多种类型的功率质量事件，并且这些类型的功率质量事件具有某些特征。例如，功率质量事件可以包括能量相关的瞬变。例如，至少一种能量相关的瞬变可以包括电压瞬变和电流瞬变中的至少一种。下文是来自IEEE标准1159-2019(已知技术)的表，器限定了电力系统电磁现象的示例类别和特性。

^a量pu指的是每单元，其是无量纲。量1.0pu对应于100％。标称条件通常被认为是1.0pu。在该表中，标称峰值用作瞬变的基本并且标称rms值用作rms变化的基本。

^b如IEC 61000-4-15:2010[B17]和IEEE Std 1453^TM[B31]中定义的闪烁严重度指数P_st。

应当理解，上表是一个标准机构(在这种情况下为IEEE)定义/表征的功率质量事件的方式。应当理解，还有其他定义电能质量类别/事件的标准，如国际电工委员会(IEC)、美国国家标准协会(ANSI)等，可能有不同的描述或功率质量事件类型、特性和术语。还应理解，在一些实施例中，可以在块810处检测到的(一个或多个)能量相关事件可以包括除功率质量事件之外的其他类型的事件。

简要地回到方法700的块745，如果正在跟踪资产或资产组的某种形式的基于状态的监测，则任何剧烈的改变都可以被检测为事件(例如，以相同的方式，任何新的异常能量消耗可以触发事件/警报)。根据本公开的实施例，还可以检测事件的重复模式或关联。这将在块825变得更清楚，例如，如下文进一步讨论的，其中在块825生成的(一个或多个)模型对应于(一个或多个)初始或基线/参考模型。可以说基线可以由多于一个事件/基线组成。这种组合可以被描述为一种模式(例如，当负载A“接通”并“稳定在60％”而负载B“断开”时)。根据本公开的一些实施例，可以基于可能显著影响过程的特定模式来创建事件(例如，当生成功率质量事件的特定组合时，诸如连同谐波的电压骤升)。其他类型的模式，例如特定事件的序列/步骤/同时出现，也可以被描述为模式，并相应地进行建模和跟踪/检测。

现在返回到块810，如果确定在电气系统中检测到至少一个能量相关事件/改变，则方法进行到块815，其中检测到的(一个或多个)能量相关事件/遍可以被评估和表征/量化。例如，在检测到的(一个或多个)能量相关事件包括能量相关瞬变的一个示例实现方式中，可以量化能量相关瞬变的影响。例如，能量相关瞬变对电气系统中的装备的影响可以被评估和分类为以下至少一种：间歇性中断、慢性退化、潜在故障和灾难性故障。与2020年4月6日提交的题为“用于管理电气系统中的能量相关应力的系统和方法(SYSTEMS ANDMETHODS FOR MANAGING ENERGY-RELATED STRESS IN AN ELECTRICAL SYSTEM)”的共同未决美国专利申请第16/841,493号结合，进一步讨论了量化能源相关瞬变对电气系统中设备的影响的其他方面。该申请已转让给与本公开相同的受让人Schneider Electric。然而，此处只需说间歇性中断可能发生，例如，当瞬变事件注入到数据或控制网络中，导致数据丢失或损坏。此外，可能会发生慢性退化，例如，当重复的瞬变事件降低暴露的组件(或多个组件)的完整性时。此外，潜在故障类似于慢性退化，不同之处在于它们是由损坏组件的重大瞬变事件引发的，但不会导致组件无法执行其预期功能。应当理解，间歇性中断、慢性退化、潜在故障和灾难性故障只是可以对至少一个能量相关瞬变进行分类的多种可能方式中的几种。还应理解，能量相关瞬变只是可以在块810处检测到的许多潜在类型的(一个或多个)能量相关事件/改变中的一种。例如，如上文讨论的，(一个或多个)能量相关事件/变化可以包括其他类型的功率质量事件。

在块810处，替代地，如果确定在电气系统中未检测到至少一个能量相关事件/改变，则该方法进行到块820，其中来自在块805捕获的初始能量相关信号的或从该初始能量相关信号导出的能量相关数据被进一步处理。例如，在一些实施例中，至少基于对能量相关数据的初始分析，可以进一步处理能量相关数据以跟踪和识别不对应于(一个或多个)能量相关事件的能量相关数据中的趋势。例如，与能量相关数据相关联的选择信息可以在预定时间段内被跟踪并且可以针对该预定时间段(或者更长或更短的时间段)被存储。在其中正在监测能量相关瞬变的实施例中，例如，基于对能量相关信号的各种捕获期间获取的数据的分析(例如，在块805处对能量相关信号的初始捕获，以及在块830处对能量相关信号的附加捕获，如下文将进一步讨论的)，例如，可以跟踪单独的和累积的能量相关应力(stress)和/或可能导致或指示能量相关瞬变的其他类型的数据。

应当理解，有许多不同的方式来“跟踪”电气系统和/或负载中的能量相关瞬变和/或其他类型的事件/变化。例如，关于跟踪与能量相关的瞬变，可以通过位置、幅度、持续时间、能量含量、频率含量等来跟踪与瞬变相关的活动的累积。这些也可以通过单独的事件和/或通过将两个或多个单个事件累积在一起来跟踪。例如，可以将来自多个事件的测量或计算的能量加在一起，以确定IED特定位置处的累积瞬变应力。

根据本公开的一些实施例，还可以在块825处学习和建模关于电气系统的信息。更具体地，在块815处评估和表征/量化检测到的(一个或多个)能量相关事件之后，和/或进一步处理来自块820处能量相关信号的或从该能量相关信号导出的能量相关数据之后，可以从能量相关数据学习关于电气系统及其相关联的组件(例如，负载)的特性并基于学习到的信息对其进行建模。根据本公开的一些实施例，例如，响应于来自用户的初始输入，可以自动地(即，通过自学习)或半自动地建立或生成(一个或多个)模型。应当理解，在一些实施例中，可以使用基本上任何能量相关数据(以及潜在的其他数据)来生成(一个或多个)模型。模型生成数据(即，能源相关数据和/或其他数据)可以包括例如任何和所有可用的时间序列数据、实时数据、记录数据、抽查数据、用户请求数据、系统请求数据、警报数据等。模型生成数据可以用于根据至少一个电流/电压相位等的至少一种测量、计算或导出的值和/或特性(例如，分类)。应当理解，例如，响应于接收到以及在一些情况下跟踪到(例如与上文讨论的与能量相关数据相关联的被跟踪的选择信息)的附加输入数据(例如附加能量相关数据)，可以更新(一个或多个)模型。例如，结合下文的块840-855，进一步讨论模型评估和更新的附加方面。

根据本公开的一些实施例，在块825生成的(一个或多个)模型对应于(一个或多个)初始或基线/参考模型。(一个或多个)初始或基线模型可以包括例如电气系统及其相关联组件的(一个或多个)特性基线/参考。可以开发或学习(一个或多个)基线/参考，例如，关于事件的程度、持续时间、受影响的百分比负载和/或任何其他电气参数、元数据或特定周期(例如，当前周期)的IED规范。(一个或多个)基线/参考可指示稳定的状态或值或形状或趋势或模式，并用于设置恢复警报阈值、评估恢复时间性能和识别改进机会、估计实际与预期恢复时间和成本、提高对有影响的电压事件估计的准确性等。根据本公开的一些实施例，(一个或多个)基线/参考可以是(一个或多个)活动的基线/参考，例如，其可以响应于电气系统中的改变(例如，响应于对电气系统组件的添加和/或移除，如电气系统中的一个或多个传感器设备所检测到的)而改变。例如，(一个或多个)活动的基线/参考可以对应于(一个或多个)最佳适用基线/参考(即被学习、被建模和被跟踪的(一个或多个)基线/参考)。

应当理解，基线/参考模型的范围可以从简单到复杂，并且可以针对例如离散的IED位置、区域或整个系统来创建或确定。还应理解，基线/参考模型可包括与特定操作相关联的基线。例如，基线可能与运行在其最高水平的40％、60％和100％的锅炉相关联或相链接。系统将能够学习(例如，通过用户输入、其他系统输入或通过推断)这些操作水平。然后系统可以检测任何改变(例如，接通或断开，或例如从40％改变到60％)，并将这些改变中的每一个分配给特定模型(例如，首先“接通”+“切换不稳定期”,”然后“接通”+“稳定在40％”，然后“接通”+“稳定在60％”，等)。还可以生成或重新创建操作事件的新导出的时间序列。该示例说明可以应用和组合多个模型来创建更丰富的模型(或元模型)，而这些更丰富的模型本身可能会成为新的时间序列数据，从而使能新的分析。

在块830处，由电气系统中的至少一个IED(和/或控制系统)测量附加能量相关信号(或波形)，并且对数据尽进行捕获、收集、存储等。根据本公开的一些实施例，在块825处捕获的能量相关信号的类型与在块805处捕获的能量相关信号的类型(例如，定期间隔记录数据、事件触发数据、收集的状态和操作数据、事件波形捕获、推断出的状态和操作数据等)相同或相似。然而，应当理解，在一些实施例中，可以在块830处捕获附加的或更少类型的能量相关信号。根据本公开的一些实施例，在块830处捕获的附加能量相关信号在比(一个或多个)第一时间或初始时间晚的第二时间(以及，有时是第三时间、第四时间等)被捕获，在第一时间或初始时间805处的初始能量相关信号已经被捕获。

在块835处，识别并且在一些情况下跟踪附加能量相关信号和先前捕获的能量相关信号(例如，在块805捕获的初始能量相关信号)之间的改变。根据本公开的一些实施例，基于比较来自附加能量相关信号的或从附加能量信号导出的能量相关数据与来自先前捕获的能量相关信号的或从先前捕获的能量相关信号导出的能量相关数据，来识别改变。

在块840处，确定先前生成的(一个或多个)模型(例如，在块825生成的基线/参考模型)是否需要更新或重新生成。例如，在一个示例实现方式中，可以基于在块835处已识别的改变来确定先前生成的(一个或多个)模型是否需要更新或重新生成。在检测到没有或较少或相对次要的改变的实施例中，例如，可以确定先前生成的(一个或多个)模型不需要重新生成(但是相反，可以保持不变或更新)。在检测到主要改变的实施例中，例如，由于电气系统中能量相关事件和/或改变的发生，可以确定需要重新生成先前生成的(一个或多个)模型。如果确定需要更新或重新生成(一个或多个)模型，则该方法可以进行到块845。替代地，如果确定不需要更新或重新生成(一个或多个)模型，则该方法可以进行到块860。

在块845处，例如，响应于在先前块中执行的分析，更新或重新生成(一个或多个)模型。在一个示例实现方式中，可以基于在块830处捕获的附加能量相关信号中跟踪和识别的改变中的一个或多个来更新或重新生成(一个或多个)模型。通常，当模型基于来自其他系统的数据时，这将会发生。一个示例是当将模型链接到一个特定的制造过程时。但是，如果新过程现在以类似的方式使用同一台机器，这可能会改变。在这种情况下，可能需要重新评估模型才能区分这两个过程。从区分分析中新导出的值(例如，通过使用多元相关分析或任何类型的无监督机器学习算法)可以有助于创建两个更精细的模型，每个模型用于一个过程。

在块850处，测试更新或重新生成的(即，新的)(一个或多个)模型。例如，可以提供一个或多个测试参数作为更新或重新生成的(一个或多个)模型的输入，并且可以响应于此生成一个或多个测试输出作为更新或重新生成的(即新的)(一个或多个)模型的输出。测试输出可以被评估并用于在块855处确定更新或重新生成的模型是否可接受。在一个示例实现方式中，在块855处确定更新或重新生成的(一个或多个)模型是否是一个最好可能的模型。在块855处，如果确定更新或重新生成的(一个或多个)模型是可接受的，则该方法可以进行到块860。替代地，如果确定更新或重新生成的(一个或多个)模型是不可接受的，该方法可以返回到块845，其中可以再次更新或重新生成该(一个或多个)模型。

在块860处，可以使用(一个或多个)模型来执行识别和/或分类。例如，可以使用(一个或多个)模型在捕获的能量相关信号中识别至少一个变化/改变，并且可以使用该(一个或多个)模型表征和/或量化至少一个已识别的变化/改变。此外，可以使用(一个或多个)模型评估与与能量相关信号相关联的时间序列信息相关联的特性和/或量，以识别与经表征和/或经量化的至少一个已识别变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型。

应当理解，可以使用(一个或多个)模型来识别和/或分类附加和/或替代信息。例如，可以使用(一个或多个)模型来识别与已识别的至少一种潜在负载类型链接的操作。此外，可以使用(一个或多个)模型来识别未与已识别的至少一种潜在负载类型链接的电气系统组件和操作。

在块860之后，在一些实施例中该方法可以结束。在其他实施例中，该方法可以返回到块805(或方法800中的任何其他块)并再次重复。例如，在该方法在块860之后结束的一些实施例中，可以响应于用户输入和/或控制信号再次启动该方法。应当理解，在一些实施例中，方法800可以包括一个或多个附加块或步骤。

如上文描述并且如本领域普通技术人员将理解的，本文公开的实施例可以被配置为系统、方法或其组合。因此，本公开的实施例可以由各种部件组成，部件包括硬件、软件、固件或其任意组合。

应当理解，本文寻求保护的概念、系统、电路和技术不限于在本文描述的示例应用(例如，电力监测系统应用)中使用，而是可以用于基本上任何需要监测电气系统中能源相关数据的应用。虽然已经说明和描述了本公开的特定实施例和应用，但是应当理解，本公开的实施例不限于本文公开的精确构造和组成，在不背离所附权利要求中限定的本公开的精神和范围的情况下，各种修改、改变和变化从上文描述中是显而易见的。

已经描述了用于说明作为本专利主题的各种概念、结构和技术的优选实施例，对于本领域的普通技术人员来说现在将变得显而易见的是，结合这些概念、结构和技术可以使用其他实施例。此外，本文描述的不同实施例的元素可以组合以形成上文未具体阐述的其他实施例。此外，任何/所有过程可以包括或排除本文描述的任何方面/元素和/或可以以任何顺序执行。

因此，应当提出，本专利的范围不应限于所描述的实施例，而应仅由所附权利要求的精神和范围来限制。

Claims

1.一种用于监测电气系统中的能量相关数据的方法，包括：

处理来自由所述电气系统中的至少一个智能电子设备(IED)捕获的能量相关信号的或从所述能量相关信号导出的能量相关数据，以识别所述能量相关信号中的至少一个变化/改变；

确定至少一个已识别的变化/改变是否满足一个或多个规定的阈值；

响应于所述至少一个已识别的变化/改变满足所述一个或多个规定的阈值，表征和/或量化所述至少一个已识别的变化/改变；

将与经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关的信息附加到与所述能量相关数据相关联的时间序列信息；

评估与所述时间序列信息相关联的特性和/或量以识别与所述经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关联的至少一种潜在负载类型，所述至少一种潜在负载类型对应于所述电气系统中的负载类型的至少一个子集；以及

响应于识别所述至少一种潜在负载类型，采取一个或多个动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电气系统包括多种负载类型，并且所述负载类型的至少一个子集包括所述多种负载类型中的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多种负载类型包括与一个或多个特定的应用和/或过程相关联的机械、装置和/或组件。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载类型的至少一个子集包括单个负载。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载类型的至少一个子集包括两个或更多个负载的聚合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电气系统与至少一个设施相关联，并且所述至少一个设施与至少一个过程和/或至少一个应用相关联。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述能量相关信号中的至少一个已识别的变化/改变与所述至少一个过程和/或所述至少一个应用的特定步骤和/或特定部分相关联。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将与识别所述至少一种潜在负载类型相关联的信息存储到至少一个存储器设备中以供将来分析/使用。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，存储的信息包括以下至少一项：所述至少一个已识别的变化/改变、所述经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变、所述时间序列信息以及与所述时间序列信息相关联的评估的特性和/或量。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，存储的信息用于生成负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库，或者被添加到预先存在的负载类型以及相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种潜在负载类型选自负载类型和相关联的启动/运行/改变/停止特性的库中的多种潜在负载类型。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：开发已识别的至少一种潜在负载类型是实际负载类型的置信因子，其中所述已识别的至少一种潜在负载类型的指示包括所述置信因子。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：响应于用户输入更新所述置信因子，所述用户输入包括从多个可能的负载类型的列表中对所述已识别的至少一种潜在负载类型的用户选择。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：响应于用户输入更新所述置信因子，所述用户输入包括对所述已识别的至少一种潜在负载类型的用户验证。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于识别所述至少一种潜在负载类型而采取的所述一个或多个动作包括提供已识别的至少一种潜在负载类型的指示。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述指示经由以下至少一项提供：报告、文本、电子邮件、可听的方式和屏幕/显示器的接口。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述指示为响应所述已识别的至少一个变化/改变提供可行动的建议。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述可行动的建议至少部分基于所述已识别的至少一种潜在负载类型或所述至少一种潜在负载类型的特性。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于识别所述至少一种潜在负载类型而采取的所述一个或多个动作包括向另一系统或设备发送消息/信息/命令/信号。

20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个规定的阈值是一个或多个预先确定的阈值。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个规定的阈值是响应于所述电气系统、子系统、过程和/或负载中的改变而改变的一个或多个动态阈值。

22.根据权利要求1所述的方法，其中，表征和/或量化所述至少一个已识别的变化/改变包括识别改变的内容以及其改变的程度。

23.根据权利要求1所述的方法，其中，将与经表征和/或经量化的至少一个已识别变化/改变相关的信息附加到时间序列信息包括：向所述时间序列信息附加指示、元数据、特性和/或与所述经表征和/或经量化的至少一个已识别的变化/改变相关的其他信息。

24.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述至少一个IED捕获的所述能量相关信号包括电压信号、电流信号、输入/输出(I/O)数据以及导出的能量相关值中的至少一个。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述I/O数据包括一个或多个接通/关断状态、一个或多个断开/闭合状态、一个或多个高/低状态、一个或多个温度、一个或多个压力和一个或多个体积中的至少一个。

26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述导出的能量相关值包括根据所述电压信号和/或所述电流信号中的至少一个计算、估算、估计、导出、开发、内插、外推、评估和以其他方式确定的额外的能量相关值中的至少一个。

27.根据权利要求24所述的方法，其中，所述导出的能量相关值包括一个或多个有功功率、一个或多个视在功率、一个或多个无功功率、一个或多个能量、一个或多个谐波失真、一个或多个功率因数、一个或多个谐波功率的幅度/方向、一个或多个谐波电压、一个或多个谐波电流、一个或多个间谐波电流、一个或多个间谐波电压、一个或多个间谐波功率的幅度/方向、一个或多个子谐波功率的幅度/方向、一个或多个单相电流、一个或多个相角、一个或多个阻抗、一个或多个顺序分量、一个或多个总电压谐波失真、一个或多个总电流谐波失真、一个或多个三相电流、一个或多个相电压、一个或多个线电压和/或其他类似/相关参数中的至少一个。

28.根据权利要求24所述的方法，其中，所述导出的能量相关值包括至少一个能量相关特性，所述能量相关特性包括幅度、方向、相角、百分比、比率、水平、持续时间、关联频率分量、阻抗、能量相关参数形状和/或衰减率。

29.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个IED包括至少一个计量设备。

30.一种用于监测电气系统中的能量相关数据的系统，包括：

至少一个处理器；以及

耦合到所述至少一个处理器的至少一个存储器设备，所述至少一个处理器和所述至少一个存储器设备被配置为：

提供已识别的至少一种潜在负载类型的指示。

31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述系统包括所述至少一个IED。

32.根据权利要求30所述的系统，其中，所述系统对应于/包括/是与所述电气系统相关联的控制系统。