CN115398770A - 供电网络拓扑和相的自动发现 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于发现电力分布系统的拓扑和相的系统。例如，连接到电力分布系统的一组电表可以处理在电表处获得的传感器数据，并且基于经处理的数据生成描述符，并且将描述符发送到头端系统。头端系统可以在从系统中的各个电表接收到描述符之后，通过将聚类算法应用于这些电表的描述符来对这些电表进行分组以生成分组。头端系统还可以将当前分组与过去分组进行比较以确定当前分组的置信度水平，并且基于置信度水平将分段标识符或相标识符或二者分配给电表中的一个或多个。
Description
技术领域
本公开一般涉及供电网络，并且更具体地，涉及供电网络的拓扑和相信息的发现。
背景技术
公用事业公司通常人工跟踪安装在现场的电仪表的位置以及电仪表到配电变压器的连接性。对于大型公用事业公司来说，电仪表的数量可以高达几百万个，其中，配电变压器接近一百万个，使得这种人工操作过程耗时且容易出错。而且，相信息由于技术复杂性、劳动、时间约束、成本、设备可用性等而没有被记录。另外，电仪表和相关联的上游资产的实际相指定可能由于线路工作人员对系统资产所做的工作而随时间发生改变。类似的问题也可能存在于具有连接到它们的多个电仪表的3相配电变压器中。各个电仪表的相通常不被记录，但是需要被确定以用于管理电网上的负载的目的。
发明内容
公开了用于发现或识别电力分布系统中的资产的拓扑和相信息的装置和过程的方面和示例。例如，用于发现资源分布系统中的一个或多个公用事业设备的拓扑位置和相的方法包括由头端系统从连接到电力分布系统的多个公用事业设备接收描述符。通过处理在相应的公用事业设备处获得的传感器数据，在相应的公用事业设备处生成所述描述符。所述方法还包括：响应于确定已经接收到用于常规模式的至少阈值数量的描述符，由头端系统通过将聚类算法应用于多个公用事业设备的描述符来对多个公用事业设备进行分组以生成当前分组；由所述头端系统将所述当前分组与过去分组进行比较以确定所述分组的置信度水平；由所述头端系统确定所述置信度水平是否超过阈值置信度值；以及，响应于确定所述置信度水平超过所述阈值置信度值，由所述头端系统向多个公用事业设备中的一个或多个分配分段标识符或相标识符中的至少一个。
在另一示例中，由公用事业设备执行以生成用于发现电力分布系统的拓扑和相的描述符的方法包括处理由公用事业设备获得的传感器数据以生成经处理的数据，以及确定公用事业设备是在快速模式下操作还是在常规模式下操作。公用事业设备在快速模式下操作时以比在常规模式下操作时更高的速率生成描述符。该方法还包括：响应于确定公用事业设备在快速模式下操作，基于经处理的数据生成快速描述符；以及，响应于确定已经生成至少第一阈值数量的快速描述符，将快速描述符发送到通信地连接到公用事业设备的头端系统。该方法还包括，响应于确定公用事业设备在常规模式下操作，基于经处理的数据生成常规描述符；以及，响应于确定已经生成至少第二阈值数量的常规描述符，将常规描述符发送到头端系统，其中，第二阈值数量高于第一阈值数量，并且其中，快速描述符和常规描述符不同。
在一个附加示例中，一种系统包括多个公用事业设备和头端系统。多个公用事业设备连接到电力分布系统并且通信地连接到头端系统。多个公用事业设备中的每个公用事业设备被配置用于处理在公用事业设备处获得的传感器数据以生成经处理的数据，并且基于经处理的数据生成和发送快速描述符或常规描述符。头端系统被配置用于从多个公用事业设备接收快速描述符或常规描述符，确定多个公用事业设备是在快速模式下操作还是在常规模式下操作。在快速模式中，在比常规模式短的时间段内，向多个公用事业设备中的公用事业设备分配分段标识符或相标识符。所述头端系统还被配置用于响应于确定所述多个公用事业设备在所述常规模式下操作，通过将聚类算法应用于多个公用事业设备的常规描述符来对多个公用事业设备分组以生成当前分组，将所述当前分组与过去分组进行比较以确定当前分组的置信度水平，以及基于所述置信度水平向多个公用事业设备中的一个或多个分配将分段标识符或相标识符中的至少一个。
提及这些说明性方面和特征不是为了限制或限定目前描述的主题，而是为了提供示例以帮助理解本申请中描述的构思。在阅读了整个申请之后，当前所描述的主题的其它方面、优点及特征将会变得显而易见。
附图说明
当参考附图阅读以下具体实施方式时，应当可以更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点。
图1是示出根据本公开的某些方面的电力分布系统的框图。
图2是示出根据本公开的某些方面的公用事业管理系统的图，通过该公用事业管理系统，电力分布系统中的电表可以与头端系统通信以便于电力分布系统的拓扑和相的发现。
图3是根据本公开的某些方面的用于在电力分布系统的电表处生成描述符以便于头端系统的拓扑和相发现的过程的一个示例。
图4是根据本公开的某些方面的用于在电力分布系统的电表处处理传感器数据的过程的一个示例。
图5是根据本公开的某些方面的用于识别电力分布系统的拓扑和相的过程的一个示例。
图6是根据本公开的某些方面的用于识别电力分布系统的拓扑和相的快速模式过程的一个示例。
图7是描绘适于实现本文所呈现的技术和科技的各方面的电表的一个示例的框图。
图8是描绘适于实现本文所呈现的技术和科技的各方面的计算系统的一个示例的框图。
具体实施方式
提供了用于发现或识别电力分布系统中的资产的拓扑和相信息的系统和方法。例如，配备有传感器的电力分布系统中的资产(例如，电表、变压器、发电机)可以被配置成收集传感器数据(例如，电压、电流、负载阻抗、温度)。每个资产都可以在将传感器数据发送到头端系统以用于拓扑和相发现之前预处理传感器数据。预处理可以包括例如对传感器数据进行过滤以去除或减少噪声或偏移、将传感器数据变换到频域或者对传感器数据进行归一化以生成经处理的传感器数据。在一些情况下，预处理可以包括增强表示局限于电表的小群体的唯一特性或签名的噪声。预处理还可以包括检测诸如传感器数据中的扰动或异常之类的事件，并且确定事件的特性，诸如事件的持续时间、事件的数量、事件的频率、事件的时间和严重性等等。
基于经处理的传感器数据和检测到的事件，资产可以进一步生成描述符。描述符可以包括例如描述传感器数据的值变化的值变化描述符、标识传感器数据中的最大值或最小值的分级描述符、包括传感器数据的过滤值的经过滤的描述符、包括事件的时序、频率和幅度、不同类型的事件的频率比的基于事件的描述符等等。所生成的描述符被发送到头端系统用于拓扑和相发现。
在从电力分布系统中的各种资产接收到描述符之后，头端系统可以执行聚类以将资产分组为不同的分段和不同的相。具有已知相ID和分段ID的参考资产可以用于将特定相ID和分段ID分配给未知资产。所确定的分配信息可以被发送到各个资产以供显示或其他用途。此外，描述符中包含的事件的时序信息可以用于同步电力分布系统中的各种资产的时钟。在一些实现中，具有空闲计算和通信资源(例如，边缘处理器)的网络中的资产可以充当头端系统的代理以执行这些操作，以便减少到头端系统的通信业务和/或减少头端系统的计算负载。
当资产在常规模式下操作时，可以执行上述操作。在一些场景中，资产可以被配置成在快速模式下操作，其中，可以在比常规模式更短的时间段中进行分段和相的识别。在快速模式中，具有未知分段或相的资产及其邻近资产可被配置成基于经处理传感器数据而不检测事件或基于连续发生的次要事件而生成快速描述符。资产可以以比常规模式中的描述符更高的速率将快速描述符发送到头端系统或边缘处理器。类似地，头端系统可以通过对快速描述符执行相关来比常规模式更快地确定分段和相分配。可以通过利用相邻资产作为参考资产来确定分段和相分配。
本公开中描述的技术提高了电力分布系统中的资产的分段和相检测以及资产与头端系统之间的通信的效率和准确性。通过配置资产以生成和发送描述符而不是原始传感器数据，可以显著地减少带宽消耗，因为描述符通常具有比原始传感器数据小得多的大小。另外，在资产处本地处理传感器数据允许每个资产识别事件的时序和不同事件的相对时序。这种类型的信息使得资产的分组比原始传感器数据更准确。另外，利用时序信息，头端系统可以确定资产的时钟相对于高精确度资产的时钟的偏移，从而在资产之间执行高精确度时间同步或调整。
示例性操作环境
图1是示出根据本公开的各个方面的电力分布系统100的框图。在图1中，发电设施110可产生电力。所产生的电力可以是例如3相交流(AC)电力。在三相电源系统中，三个导体各自承载相对于公共参考的相同频率和电压幅度的交流电，但是在每个导体之间具有三分之一周期的相位差。电力可以在高压(例如，大约140 kV至750kV)下经由传输线115传输至电力变电站120。
在电力变电站120处，降压变压器130可以将高压电力降压到更适合于客户使用的电压电平。经降压的3相电力可经由馈电器140a、140b、140c传输到配电变压器150，其可进一步降低电压(例如，对于住宅客户为120-240V)。每个配电变压器150、155可以向住宅和/或商业客户输送单相和/或3相电力。电力从配电变压器150、155通过电仪表160被输送到用户。电仪表160可以是由电力公用事业公司供电的，并且可以连接在负载(即，客户驻地)和配电变压器150、155之间的。三相变压器155可以例如通过对街头上的三条线路供电来向客户驻地输送3相电力。在一些地区，为了获得单相电力，客户驻地将随机地连接到这些线路中的一条上。这种随机连接或分接导致公用事业公司失去了对什么驻地在什么相上的跟踪。除了3相电力之外，单相电力可以从配电变压器150从由公用事业公司产生的3相电力的不同相输送到各个客户，导致相上的负载不均匀。
传感器180可以分布在整个网络的各种资产处，例如但不限于馈电电路、配电变压器等。传感器180可以感测各种电路参数，例如频率、电压、电流幅度和相位角，以监视电力分布系统100的操作。应当理解，图1中所示的传感器的位置仅仅是示例性的，并且传感器可以设置在其它位置，并且还可以使用附加的或更少的传感器。
如从图1中可以看出，每个资产连接到电力分布系统100的一个或多个相和一个或多个分段。本文所呈现的公开可以自动识别电力分布系统100中的资产的分段和相，并且更新诸如电力分布系统100的拓扑和相随时间改变之类的信息。下面的描述利用电表作为资产的一个示例。应当理解，所描述的技术也适用于配置有传感器的其他类型的资产，诸如变压器、发电机、接触器、重闭器、保险丝、开关、街道照明、波纹接收器、波纹发生器、电容器组、电池、同步调相机等。包括电表的这些资产在这里被统称为“公用事业设备”。
图2是示出根据本公开的各个方面的公用事业管理系统200的图。公用事业管理系统200可以包括电仪表160(或简称为电表160)、头端系统210和储存库220。虽然图2为了便于解释而示出了一个电仪表160，但是应当理解，也可以在公用设施管理系统200中包括多个电仪表160。
电仪表160可以监视和/或记录与电力分布系统相关联的各种特性，诸如电压、电流、客户驻地230处的能量使用、源阻抗和负载阻抗，并且将信息传送到头端系统210。例如，电仪表160可以连续地监视和记录客户驻地230处的电压变化，以及与客户驻地230处的电压变化相关的一周中的日子和一天中的时间，并且将该信息传送给头端系统210。此外，电仪表160可以作为传感器来执行以检测和/或记录异常测量结果和/或事件。应当理解，可以通过电仪表160监视和传送其它信息，例如但不限于消耗的平均功率、峰值功率等。
电仪表160可以使用适合于特定通信接口的通信协议经由有线或无线通信接口与头端系统210通信。不同的有线或无线通信接口和相关联的通信协议可以在电仪表160上实现，用于与头端系统210通信。例如，在一些情况下，可以实现有线通信接口，而在其他情况下，可以实现无线通信接口以用于电仪表160与头端系统210之间的通信。在一些示例中，无线网状网络可以连接电仪表160。电仪表160可以将数据发送到与另一网络通信的收集器(未示出)，以将数据发送到头端系统210。收集器还可以充当边缘处理器，以处理从电表160发送的数据(例如，描述符)，以尤其是在如下所述的快速模式中转移来自头端系统的一些处理负载。电仪表160可以使用射频(RF)、蜂窝或电力线通信来进行通信。应当理解，也可以使用其它通信方法。
如上所述的连接电仪表160和头端系统210的通信网络可以用于发送用于拓扑和相识别的数据(例如，下面讨论的描述符)。通信网络还可以用于提供从电仪表160到头端系统210的其他类型的通信，诸如用于报告功耗的那些通信。在一些示例中，如上所述的连接电仪表160和头端系统210的通信网络可以覆盖图1所示的电力分布网络。对于无线通信来说，通信网络中的相邻电表可以不同于分布网络中的相邻电表。
头端系统210还可以经由有线或无线通信接口与储存库220通信。储存库220可以使用例如但不限于一个或多个硬盘驱动器、固态存储器设备或其他计算机可读存储介质来实现。也可以使用其它存储配置。储存库220可以被配置成存储与电力分布系统100中的电表160和其它资产有关的各种数据。例如，储存库220可以包括由每个资产传送的描述符226、针对每个资产所确定的分段和相228等。
储存库220还可以包括描述与具有已知的分段信息或相信息或两者的参考资产相关联的信息的参考资产数据222。在一些示例中，使用唯一表示各个分段和相的分段标识符(ID)和相标识符(ID)来表示分段和相信息。共享相同相或分段ID但具有未知相或网络分段的任何资产都可以具有由头端系统210推断的其相或网络分段。参考资产的已知相和分段可以是由除本文描述的自动化网络拓扑发现之外的过程设置的“带外信息”。在一些示例中，由于大量带外信息被加载，大多数资产可能具有已知相和/或分段。这里所提出的过程可以用于验证该数据并标记任何不一致性。
与电力分布系统100中的资产有关的各种其他信息可以被包括在储存库220中，诸如针对分段或资产生成的参数。例如，可以在头端系统210确定可能存在唯一分段时创建分段对象。可以创建诸如相ID、分段ID、分段类型ID之类的分段参数，并将其与分段相关联。
现在参考图3，图3示出了根据本公开的某些方面的用于由电力分布系统100的电表160生成描述符226以便于头端系统210的拓扑和相发现的过程的一个示例。电表160可以通过执行适当的程序代码来实现图3中所示的操作。出于说明性目的，参考附图中描绘的某些示例来描述过程300。然而，其它实现也是可能的。
在框302处，过程300涉及在电表160或其它资产处获得传感器数据并对传感器数据进行预处理。根据资产的类型和安装在资产上的传感器，传感器数据可以包括但不限于电源电压、电流、功率、源阻抗、负载阻抗、温度、光级、湿度、压力、声音、振动和其他分布网络或环境量。预处理传感器数据可以包括过滤和归一化传感器数据以移除或减少噪声、偏移等，以生成经处理的传感器数据。预处理还可以包括检测诸如传感器数据中的扰动或异常之类的事件，并且确定事件的特性，诸如事件的持续时间、事件的数量、事件的时间和严重性等等。对于电表160来说，传感器数据可以包括电力电压、电流、电力使用等。关于获得和预处理传感器数据的附加细节在下面参考图4呈上。
在框304处，过程300涉及确定电表160是否处于快速模式。当电表160处于快速模式时，电表160可以以比常规模式更高的速率生成描述符(也称为“快速描述符”)并将其发送到头端系统210，使得电表160的分段或相可以在短的持续时间内由头端系统210识别。如果电表160不处于快速模式(即电表160以常规模式进行操作)，则电表160可以以正常速率生成描述符226(也称为“常规描述符”)。
如果确定电表160处于常规模式，则过程300涉及基于经处理的传感器数据生成常规描述符226。电表160可以被配置成在描述符间隔(诸如30分钟、一小时或两小时)内生成一组常规描述符226。可以生成常规描述符226以包括过滤的或归一化的传感器数据、检测到的事件以及与事件相关联的特性。在一些示例中，描述符226可以包括描述传感器数据和检测到的事件的向量或标量值。
电表160可以被配置成生成和发送不同类型的描述符，包括但不限于原始描述符、原始统计描述符、归一化变化描述符、分级描述符、过滤描述符、扰动表征描述符、分布表征描述符、信号频率分析描述符、事件时序分析描述符、事件频率分析描述符、事件幅度分析描述符等。
例如，原始描述符可以包括具有较少预处理要求的描述符。由于高带宽消耗和对头端系统210处执行的分组过程的有限贡献，原始描述符通常不以常规模式发送到头端系统210。在一些示例中，原始描述符中的传感器数据未被归一化。相反，传感器数据的值可以是原始值，并且可以包括描述符间隔内的平均值。原始描述符可以包括在该间隔期间的平均均方根(RMS)电压、在该间隔期间的平均电压不平衡、平均供电阻抗、平均温度、平均光级、平均负载阻抗、平均输出功率、平均振动、瞬时通信信道地址或名称等等。
原始统计描述符可以提供传感器数据的标准统计量，诸如最大值、最小值、中值、范围、标准偏差、方差等。可以基于传感器数据的原始值而不是归一化值来确定原始统计描述符。在常规模式期间，原始统计描述符通常不被发送到头端系统210。
归一化变化描述符可以表示基础量的变化。在这种类型的描述符中，使用来自先前描述符间隔的传感器数据的数量的平均值来对传感器数据的值进行归一化或缩放。所述归一化变化描述符可以包括与电表160相关联的计量窗口的归一化最大RMS正电压变化、电表160的半周期的归一化最大RMS正电压变化、单个样本的归一化最大RMS正电压变化、计量窗口的归一化最小RMS负电压变化以及电源频率的变化。通常，归一化最大值在常规模式下被发送到头端系统210。
分级描述符可以包括诸如在间隔时段期间的数量的第N个最高最大值或第N个最低最小值之类的值。可以在描述符226中包括单个第N个最大值或最小值或者N个最高或最低值的序列，并且可以将其发送到头端系统210。分级描述符的示例包括但不限于计量窗口的归一化第N个最高最大RMS电压变化、半周期的归一化第N个最高最大RMS电压变化和单个样本的归一化第N个最高最大电压变化。
过滤描述符可以包括通过对传感器数据应用数字滤波器而产生的值。过滤描述符的示例包括但不限于经过滤以排除脉冲的单个样本的归一化最大RMS正电压变化、经过滤以排除基本电源频率的单个样本的归一化最大RMS正电压变化、在一段时间(例如，一分钟)内过滤的计量窗口的归一化第N个最高最大RMS电压变化、在一段时间(例如，5分钟)内过滤的计量窗口的归一化第N个最高最大RMS电压变化。滤波器还可以包括有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)数字滤波器，以形成带通、低通、高通或陷波滤波器等。这些滤波器可以在到1000Hz的高速率原始采样或者到1Hz的低速率处理的度量输出上操作。
事件表征描述符包括表征诸如扰动或异常的事件的性质的描述符。例如，描述符间隔中的最大扰动可以被分析并被包括作为事件表征描述符的值。事件表征描述符的示例可以包括但不限于振铃扰动的持续时间、振铃扰动的频率、振铃扰动的归一化峰值幅度、脉冲的归一化幅度、电压的阶跃变化的归一化幅度、电压的阶跃变化的相位、短期电压漂移的持续时间、短期电压漂移的归一化电压变化等。
分布描述符可以以样本到N个不同类别的分布的形式表征传感器数据中的信号。可以执行归一化，使得不同值的数目在诸如5到10的范围内。分布描述符可以是特定类别中的样本数量或者分布的统计特性，诸如中值或平均值。分布描述符的示例可以包括驻留在归一化电压幅度的N个不同类别之一内的样本的总数、驻留在归一化电压幅度变化的M个不同类别之一内的样本的总数、或驻留在电压幅度的N个不同类别之一内的电压幅度的持续性的平均持续时间。
信号频率分析描述符可以用于描述传感器数据中的频率分量。例如，可以采用快速傅立叶变换(FFT)来确定传感器数据的频率分量。信号频率分析描述符的示例可以包括但不限于在间隔时段内在计量窗口内检测到的第二最大频率的归一化幅度和频率、在最长运行振铃扰动中检测到的最大频率的频率、在间隔时段内在RMS电压样本中检测到的最大频率的频率、具有超过额定电压的p%(例如，p=2)的幅度的最长运行扰动的频率和幅度、传感器数据的总谐波失真(THD)、THD的变化、最显著谐波的幅度变化等。
事件时序分析描述符、事件频率分析描述符、事件幅度分析描述符表征了不同类别的事件。这些类型的描述符的示例包括事件的时间、一个滤波器的输出变得高于或等于另一滤波器输出的时间(例如，一分钟移动平均值越过RMS电压的五分钟移动平均值)、两个事件之间的持续时间、相同类型的多个事件之间的平均持续时间、相同类型的多个事件的幅度/持续时间/时间/频率的最小值/最大值/中值/方差、阈值已被突破的次数、值落在有效范围内的次数，和其它量越过阈值时的滤波器量的幅度。其他示例可以包括，对于RMS值的N个最高最大差，相邻发生之间的时段，N个最高最大差RMS值的归一化幅度，以及所有突破事件的电压幅度的累积和。应当注意，上述时间可以相对于绝对时标或相对于某些其它事件的发生时间。绝对时序可能需要精确的计时器，而相对于一些其它事件的时序则不需要精确的计时器。
这些类型的描述符不是互斥的，并且描述符可以被分类为多于一种类型。另外，电表160可以被配置成根据描述符配置在每个间隔处生成和发送描述符的范围。例如，对于具有多相供电和电流测量能力的资产，描述符配置可以包括在间隔期间的平均RMS电压、间隔期间的平均电压不平衡、平均供电阻抗、一分钟和五分钟滑动平均值不发生交叉的M个最长间隔之间的时段、一分钟和五分钟交叉的次数的计数、超过先前间隔平均RMS电压的10%的电压变化的次数的计数、零交叉和最大同步事件开始之间的时间、波纹电报脉冲的数量、以及电压幅度驻留在10个不同电压幅度类别之一内的持续性的平均持续时间。
在框308处，过程300涉及将所生成的常规描述符附加到常规描述符块。在一些示例中，可以按照具有固定大小的常规描述符块来组织常规描述符。新生成的描述符可以被附加到当前描述符块，直到描述符块充满。然后，可以将充满常规描述符的描述符块附加到与电表160相关联的描述符简档。描述符简档可以被配置成维护要被发送到头端系统210的常规描述符块和最近被发送到头端系统210的常规描述符块。在其他实现中，可以在描述符简档中维护常规描述符，而不涉及描述符块。
在框310处，过程300涉及确定所生成的常规描述符是否准备好发送到头端系统210。在一些示例中，当描述符简档中存在多于K个描述符块并且K是自然数时，常规描述符就准备好发送到头端系统210。在其它示例中，如果已经生成了用于L个描述符间隔的常规描述符，则常规描述符准备好发送到头端系统210。例如，电表160可以被配置成将每4个描述符间隔的常规描述符一次发送到头端系统210。可以使用其它标准来确定是否可以将常规描述符发送到头端系统210。在框312处，过程300涉及将常规描述符，诸如描述符简档中最旧的N个描述符块或过去L个描述符间隔中的描述符，发送到头端系统210。在框314处，过程300涉及删除描述符简档中最旧的描述符，诸如在框312发送的描述符，以便为新的描述符释放存储空间。过程300然后返回到框302以收集更多传感器数据用于生成新描述符。
如果在框304确定电表160处于快速模式，则过程300涉及在框320生成快速描述符。在一些情况下，电表160可以被手动地配置成在快速模式下操作。例如，技术人员可以在客户驻地230安装新的电表或维修现有电表，并且需要快速确定新电表或现有电表的分段和相标识符。为了获得这样的信息，技术人员可以通过用户输入来配置具有未知或未验证的分段和相标识符的电表(也称为“未知电表”)以在快速模式下操作。另外，技术人员还可以配置具有已知分段或相信息的未知电表的相邻电表以在快速模式下操作。这些相邻电表可以在相和分段识别过程期间用作参考电表。在其它示例中，头端系统210可以响应于技术人员的请求或在头端处发起的其它动作，向未知电表及其相邻电表发送指令以在快速模式中操作，以便在短时间段内确定未知电表的分段和相。
为了加速该过程，可以以比常规描述符更高的速率，诸如每分钟两次，来生成快速描述符并将其发送到头端系统210。这样，头端系统210可以确定未知电表的相和分段，并且将该信息几乎实时地提供回现场的电表和/或技术人员。快速描述符可以包括需要较少计算资源的数据或描述符，诸如原始描述符或原始统计描述符，其中，不涉及耗时的处理，诸如FFT。此外，当生成快速描述符时，电表不需要等待同时发生的供电异常。然而，由于电表之间潜在地缺乏时间同步，头端系统可能需要以来自多个电表的快速描述符的时间相关的形式执行附加处理。
在框322处，过程300涉及将快速描述符附加到快速描述符块或其它类型的数据结构。在框324处，过程300涉及确定是否生成了足够的快速描述符，例如，是否已经生成了预定数量的快速描述符，是否快速描述符块充满，或者是否已经生成了用于快速模式间隔的快速描述符。如果不是，则过程300涉及在框302处获得更多传感器数据，以用于生成附加的快速描述符。如果已经生成了足够的快速描述符，则过程300涉及在框326将所生成的快速描述符发送到头端系统210。在一些示例中，快速模式间隔比常规模式中的描述符间隔短得多。在框328处，过程300涉及删除快速描述符以便为新描述符释放空间。该过程还涉及在框302处获得附加传感器数据。
现在参考图4，图4示出了根据本公开的某些方面的用于在电力分布系统100的电表160处处理传感器数据的过程的一个示例。电表160可以通过执行适当的程序代码来实现图4中所示的操作。为了说明的目的，参考附图中描绘的某些示例来描述过程400。然而，其它实现也是可能的。
在框402处，过程400涉及从与电表160相关联并且被配置成测量和产生传感器数据的传感器获得读数样本。在框404处，过程400涉及对当前样本和过去样本执行数据处理。预处理的示例包括但不限于统计处理、数学运算和数字信号处理(DSP)。统计处理可以包括确定例如瞬时值、最大值、最小值、平均值、中值、值的范围、标准偏差、分级列表N个最大/最小值以及样本计数。数学运算可包括RMS运算、去分化和/或积分。DSP操作可以包括FFT、有限脉冲响应滤波(FIR)、无限脉冲响应滤波(IIR)、小波变换、归一化和/或重新采样。
在框406处，过程400涉及归一化经处理的值并识别事件，诸如扰动或异常。例如，可以通过将经处理的值除以来自先前描述符间隔的平均电压幅度来执行归一化。可以通过将经处理的值与一个或多个阈值进行比较或者将值与参考值进行匹配来执行识别事件。阈值可以是固定的静态值、由例如头端系统210控制的可配置阈值、或者是传感器数据本身的函数的动态变量(例如，瞬时传感器值可以与传感器值的短期平均值进行比较)。如果经处理的值高于相应的阈值(或低于阈值，这取决于阈值的类型)、在有效范围之外、或匹配参考值，则可以识别出事件。例如，如果平均电压值高于电压的高阈值、低于电压的低阈值、或在有效范围之外，则可以识别电压异常事件。可以类似地识别多种事件。
在框408处，过程400涉及确定所识别的事件的特性或属性。例如，事件的特性可以包括事件发生的时间、事件中扰动的严重性(例如，通过超过阈值或偏离有效范围的经处理值的量来测量)、事件类别中的事件的数量、各种事件之间的时间间隔等。事件的这些特性可以与相应事件相关联，并且被电表160使用以生成描述符，如上文参考图3所述。
在框410处，过程400涉及调整归一化因子和参考时间。例如，可以基于传感器数据的平均值和标准偏差来执行归一化。当收集更多的传感器数据时，可以更新平均值以包括新的传感器数据。标准偏差可以被类似地更新。另外，如果头端系统210指示电表160调整参考时间，则电表160可以在预处理期间进一步执行参考时间调整。
在一些示例中，电表160可以进一步执行与预处理期间的事件相关的时序分析。时序分析可以包括记录事件的时间和/或自前一事件以来经过的时间。确定和报告事件之间的持续时间而不是事件的时间可能是有益的，因为事件之间的持续时间不需要电表160之间的精确时间同步。换句话说，事件之间的相对时间对电表本身和头端系统210的时序不精确性不敏感。
预处理传感器数据可以减小发送到头端系统210的数据的大小。与原始传感器数据速率相比，在一些系统中，原始传感器数据速率是大约13k字节/小时或32M字节/小时，该描述符数据可以具有大约50字节/小时的较低的数据速率。因此，预处理可以提供允许处理高带宽数据而不必通过通信信道将其发送到头端系统210的益处，从而减少网络带宽消耗。
现在参考图5，图5示出了根据本公开的某些方面的用于识别电力分布系统100的拓扑和相的过程500的一个示例。头端系统210可以通过执行电表160中的适当程序代码来实现图5中所描绘的操作。出于说明性目的，参考附图中描绘的某些示例来描述过程500。然而，其它实现也是可能的。
在框502处，过程500涉及从电力分布系统100中的电表160接收描述符。取决于电力分布系统100中的电表160的操作模式，可以从被配置成以快速模式操作的电表160的小集合或者从被配置成以常规模式操作的电力分布系统100中的电表160接收描述符。在框504处，过程500涉及确定所接收的描述符是否为快速描述符。在一些示例中，快速描述符可以包括指示描述符由电表160在以快速模式操作时生成的标志。头端系统210可以通过检测该标志来确定所接收的描述符是否是快速描述符。在其它示例中，头端系统210可以基于接收描述符的大小和频率将描述符确定为快速描述符。例如，可以使用较小尺寸的分组来发送快速描述符，并且以较高的频率来发送快速描述符。
如果头端系统210确定描述符是快速描述符，则过程500涉及执行快速模式处理。关于快速模式处理的细节在下面参考图6提供。如果头端系统210确定描述符不是快速描述符，则过程500涉及从框506开始执行常规模式处理。在框506处，头端系统210可存储相关联的电表160的所接收的描述符。在框508处，头端系统210可确定是否已接收到足够数量的描述符(例如，所接收的描述符的数量超过描述符的阈值数量)。在一些实现中，头端系统210被配置成逐个间隔地识别电表的分段和相。换句话说，头端系统210基于在整个检测间隔期间收集的描述符来识别分段和相。检测间隔可以被设置为整数个描述符间隔(例如，4小时或8小时，针对1小时的描述符间隔)。
如果所接收的描述符的数量不足，则过程500涉及在框502接收更多描述符。如果已经接收到足够数量的描述符，则过程500涉及在框510处基于所接收的描述符(诸如，针对当前检测间隔的所接收的描述符)对电表160进行分组。分组可以使用例如K均值聚类、K类元聚类(PAM)、分层聚类、模糊聚类、基于模型的聚类、基于密度的聚类、混合聚类等来执行。头端系统210可以评估聚类趋势、确定聚类的数量并且评估聚类质量。分组或聚类结果可被用于自动地定制对描述符进行分组的聚类方法。
在框512处，过程500涉及将当前分组与过去分组进行比较以确定分组的置信度水平。例如，如果当前分组与过去分组一致(例如，相同的电表被不断地分组到相同的组中)，则分组的质量就可以被确定为高，并且可以向分组分配高置信度水平；否则，分配低置信度水平。
在一些示例中，可以基于使用不同类型的描述符的分组来确定置信度水平。如上所述，电表160可以基于描述符配置生成并发送不同类型的多个描述符。对于每个描述符类型，头端系统210可以执行聚类以将电表分配成多个组。一种类型的描述符的组可以与形成并集的另一类型的组重叠。这种并集可以包含连接到相同分段的一群电表。然而，这种并集也可以包含不属于相同分段的电表或者省略应当包括的电表。通过确定和比较多个检测间隔上的并集，可以减轻这个问题。如果对于跨越多个检测间隔的大多数情况，电表都存在于相同的并集中，则可以将其宣称为属于与该并集相关的分段。可向这种分组分配高置信度水平。否则，分配低置信度水平。
在框514处，过程500涉及将置信度水平与置信度阈值进行比较。如果置信度水平超过该阈值，则可以确定电表属于所确定的组，并且可以将该组中的参考电表的分段ID和相ID分配给该组中的电表，如框518所示。如果置信度水平不超过该阈值，则在框516，头端系统210可以选择新的描述符配置并将其发送到电表160，使得电表160可以生成不同的描述符集合以增加分组的置信度水平。例如，如果没有信号频率描述符的现有描述符配置不能提供超过该阈值的置信度水平，则头端系统210可以选择新的描述符配置以包括一个或多个信号频率描述符。如果在电力分布系统100中已经观察到具有某些频率的扰动，则头端系统210可以选择该新的描述符配置。可以针对电力分布系统100的不同位置处的电表160不同地选择描述符配置。这样，头端系统210可以定制由电表160发送的描述符以匹配在给定时间和/或在电力分布系统100中的给定点处普遍的电网扰动和参数的类型。当正确地选择描述符时，将存在描述符值的高信噪比，并且可以提高聚类质量。过程500然后可进行到框502以接收附加描述符。在一些示例中，可以在多轮操作和确定分组的置信度水平低于阈值之后执行框516。在该点，头端系统210可以被配置成生成新的描述符配置并且将其发送到电表160。在一些示例中，如果在多次迭代之后，相邻电表中没有一个具有相ID和分段ID，则可以创建新的相ID和分段ID并将其分配给电表。类似地，如果没有找到相邻的电表，则可以创建新的相ID和分段ID，并将其分配给电表。
在一些实现中，在电表已经被识别和分类之后，头端系统210可以指示电表160禁用或减少描述符传输活动以减少通信网络带宽消耗。头端系统210也可以选择对未分类的电表这样做，使得头端系统210可以将其计算工作集中于电力分布系统100中的特定区域。在另外的实现中，头端系统210可以暂时禁用全部或一些电表中的描述符生成和传输行为，使得电表的其他功能可以优先或者避免有时收集已知为错误的数据。
现在参考图6，图6示出了根据本公开的某些方面的用于识别电力分布系统100的拓扑和相的快速模式过程600的一个示例。头端系统210可通过执行合适的程序代码来实现图6中所描绘的操作。出于说明性目的，参考了附图中描绘的某些示例来描述过程600。然而，其它实现也是可能的。
在框602处，过程600涉及存储相关联的电表的所接收的快速描述符。在框604处，过程600涉及确定是否已接收到足够的快速描述符。例如，头端系统210可以被配置成针对每Y个快速间隔识别电表的分段和相，并且Y是正整数。快速间隔比上面参考图5中的框508讨论的常规模式的检测间隔短得多。例如，快速间隔可以被设置为一分钟、30秒或甚至更短。如果没有接收到过去Y个快速间隔的快速描述符，则过程600进行到框614以收集更多的快速描述符(其可以是图5的框502)。如果已经接收到过去Y个快速间隔的快速描述符，则过程600涉及在框606通过执行在快速模式下操作的电表的快速描述符之间的相关性来对电表进行分组。由于从电表收集传感器数据的间隔短，快速描述符可能不包含诸如扰动和异常的事件作为常规描述符。相反，快速描述符主要包含传感器数据的值的小变化，诸如电压变化或总谐波失真(THD)、温度、源阻抗、电流等的变化。对于这种类型的数据，基于相关性的分组可以提供更准确的分组结果。
在框608处，过程600涉及将分段ID和/或相ID分配给未知电表。例如，与未知电表在相同组中的相邻电表的分段ID和/或相ID可以被分配给未知电表。所分配的分段ID和/或相ID可以存储在储存库220的资产数据224中。在框610处，过程600涉及将分配的信息发送到未知电表。未知电表可以在显示设备上显示分配的信息。在由现场技术人员以快速模式配置电表的示例中，技术人员可以读取分配的信息并且相应地继续安装或修理过程。替代地或附加地，在需要时可以从头端系统210获得电表的分配信息。在框612处，过程600涉及向电表发送指令以退出快速模式。然后，电表可以在如上参考图3和4所述的常规模式下生成和发送描述符。在一些示例中，电表可以通过在相应电表处通过用户输入接收指令退出快速模式。
应当理解，虽然以上公开针对电表，但是由电表执行的用于生成描述符的操作也可以由其他类型的资产执行以促进资产的相和分段操作。此外，如果不存在用于分配相ID和分段ID的参考资产信息，则头端系统210可以生成或创建用于不同资产组的不同相ID和/或分段ID，使得不同资产组可以彼此区分开来。
还应当理解，虽然上述公开是针对接收所有描述符的单个头端系统210，但是其他布置也是可能的。例如，电力分布系统100可以分裂成单独的区带，其中，每个区带都具有其自己的专用头端系统。该区带头端系统可以与任何其他头端系统无关，或者其可以与其他头端系统协调活动。在多头端环境中，可以存在分层布置，其中，单个顶级头端系统协调所有其它区带头端系统的活动。每个区带头端系统可以承担处理大量描述符数据的任务，并且将有限的描述符数据转发到该顶级头端系统。这样，可以限制任何单个头端系统的数据处理要求，并且可以降低带宽要求。可以可选地激活区带头端系统以处理来自附近资产的快速描述符数据。在某些示例中，边缘处理器可以用于处理各个区带中的描述符，并且将经处理的描述符数据转发到该顶级头端系统。
此外，如上所述，发送到头端系统210的描述符不是永久地存储在电表160处。在一些示例中，仅存储用于做出关于哪些分段与哪些资产相关联的当前确定的数据。该数据被连续刷新，并且旧数据被连续删除。例如，存储来自最后N个间隔的描述符(例如，N的范围从10到200)。另外，可以存储来自不同关键事件类周围的间隔的资产的描述符。关键事件可以包括由大量资产检测到的电力分布系统上的罕见扰动。对于每个关键事件，可以存储事件之前、期间和之后的间隔，并且存储每个类别的最后M个关键事件的间隔(例如，M=10)。
如上所述，电表在若干时间间隔上生成描述符，并且头端系统210基于这些时间间隔上的描述符来执行识别。这需要跨将描述符发送到头端系统210的所有资产之间的时间同步。在一些电力分布系统100中，时间误差可以高达+/-2分钟。由于描述符具有不同的值，否则这些值将是相同的，因此，时序的不准确性将对头端系统210中执行的分组活动产生负面影响。为了减轻这个问题，时间间隔可以被选择成相对于时间误差量较大。例如，可以选择一小时的间隔来克服2分钟的时序误差。
然而，这种机制可能对于快速模式不起作用，在快速模式中，少量物理上邻近的资产会在短持续时间内发送短间隔数据(例如，大约10秒)。对于这些情况，头端系统210可以在有限数量的描述符上执行跨多个时间间隔的相关操作，以确定每个资产的时间偏移。资产传感器将会经历类似的电噪声，因此，那些模式可被用作使用相关而可检测的同步事件。一旦知道了每个资产的时间偏移，就可以执行上述描述符分组过程。
本文所呈现的公开还可以用于同步电力分布系统100中的资产的时钟。根据资产的硬件能力，子周期(例如，20ms@50Hz)预处理在高性能资产中是可能的。因此，这些资产可以检测到短持续时间的扰动，例如几毫秒的高频振铃或大的电压变化。尽管由于传输线、变压器和电容器组而可能存在传播延迟，但是可以假设小区域中的资产对于这些类型的事件具有相同的检测时间。因此，这样的事件可以被用于以接近传感器采样周期(例如，+/-2ms)的精度跨已经检测到事件的多个资产之间同步时钟。例如，这些同步事件可以被包括在描述符中，使得头端系统210可以识别这些同步事件，并且使用同步事件的发生时间作为头端系统210所接收的描述符中的所有其他事件的参考时间，以调整那些事件的时序，使得所有事件被同步。头端系统210还可以计算每个资产从参考时钟的时间偏移，并且向这些资产发送时间校正指令以校正它们各自的时钟。替代地或附加地，头端系统210还可以向资产发送同步事件的参考时间。资产可以确定参考时间和它们观察到同步事件时的相应时间之间的差。然后，资产可以基于该差来调整其本地时钟。
较长持续时间的同步事件可以以高频音调或脉冲的形式存在，所述高频音调或脉冲是叠加在电源电压之上的传导扰动。音调具有比脉冲(例如，短于50ms)更长的扰动持续时间(例如，更长的50ms-5000ms)。由于阻抗和滤波延迟，脉冲与音调相比可能会遭受更多的衰减。这些可以是来自诸如并网（grid-connected）逆变器、变速驱动器和开关模式电源的源的无意事件，或者是诸如用于负载控制的注入波纹电报的有意事件。一系列脉冲或音调可以持续仅几毫秒、10秒(对于波纹电报的情况)或甚至是连续的(对于设备故障的情况)。这些信号可以持续几个电源周期。由于电表本身内的滤波延迟，检测这些事件的时间可能会较长，但是同步仍然是可能的，因为延迟是已知的常数。网络的不同区域可能会经历不同频率的长持续时间扰动。如果选择搜索所有频率由于处理限制而不是选项，则可能需要将资产配置成搜索特定频率。头端系统210可以根据区域中存在的扰动自动配置资产以关注在特定频率。
使用具有诸如好于+/-3.3ms的更高精度的电网事件来同步它们的时间的资产可以确定它们的相。许多类型的电网事件会在所有相上同时发生。电压信号的正向过零每20ms发生一次，并且每个相被延迟6.666ms。通过计算正过零和电网同步事件之间的时间段，可直接确定相，因为每个相A、B或C将具有相差6.666ms的倍数的时段。该时段可以用描述符来表示，并被发送到头端系统210，在那里可以通过将具有未知相的资产的时段与具有已知相的资产的时段进行比较来做出确定。
电力分布系统100中的同步事件对于识别分段以及相是有用的。一些类别的同步事件可以在大量资产和分段上传播。接收时间可以充当本地事件发生时间的参考点。在相同分段上的资产将具有在同步事件的时间和本地扰动的时间之间的类似时间段。该时间段可以以描述符的形式被发送到头端系统210，其中，所述描述符可以与其他类似的描述符进行分组以识别资产的分段和相。此外，同步事件可以触发从头端系统210向资产发送时间调整消息。这可以在一些资产包含高精确度时钟时出现。当高精确度资产向头端系统210报告同步事件时，报告消息还可以包括该事件相对于其精确时钟何时发生。这样，头端系统210可以知道事件发生的精确时间。利用该信息，头端系统210就可以向也已经检测到事件的其他资产通知事件发生时的准确时间，从而使其他资产相应地调整其时钟。
示例性电表
图7示出了可以用于实现本文所述的传感器数据收集和描述符生成的一个示例性电表700，诸如电表160。电表700包括通过本地或串行连接730连接的通信模块716和计量模块718。这两个模块可被容纳在分离的板上的相同单元中，因此本地连接730可以是板载插座。这两个模块也可以被容纳在具有执行包括感测/计量和通信协调的多个任务的单个处理器和存储器块的相同单元中。替代地，模块可以被单独地容纳，并且因此本地连接730可以是诸如USB电缆的通信电缆或其他导体。
通信模块716的功能包括将描述符226和其它数据发送到其它电表或头端系统210，以及接收来自头端系统210或其它电表的数据。计量模块718的功能包括管理资源所必需的功能，特别是允许访问资源和测量所使用的资源所必需的功能。通信模块716可以包括通信设备712，诸如天线和无线电。替代地，通信设备712可以是允许无线或有线通信的任何设备。通信模块716还可以包括处理器713和存储器714。处理器713控制由通信模块716执行的功能。存储器714可以用于存储由处理器713用来执行其功能的数据。存储器714还可以临时存储用于电表700的其它数据，诸如描述符226。
计量模块718可以包括处理器721、存储器722和测量电路723。测量电路723处理资源的测量，并且可被用作传感器来收集传感器数据。计量模块718中的处理器721控制由计量模块718执行的功能。例如，处理器721被配置成基于由测量电路723获得的传感器数据来计算描述符226，如上所述。存储器722存储处理器721执行其功能所需的数据。存储器722还存储由处理器721计算的描述符226。通信模块716和计量模块718通过本地连接730彼此通信，以提供其它模块所需的数据。通信模块716和计量模块718两者可以包括存储于存储器或另一类型的计算机可读介质中的计算机可执行指令，且所述模块内的一个或多个处理器可执行所述指令以提供本文所描述的功能。
用于实现某些实施例的头端系统的示例
任何合适的计算系统或计算系统组都可以用于执行本文所述的操作。例如，图8描绘了计算系统800的一个示例。计算系统800的实现可被用于头端系统210。
计算系统800的所描绘示例包括通信地耦合到一个或多个存储器设备804的处理器802。处理器802执行存储在存储器设备804中的计算机可执行程序代码，访问存储在存储器设备804中的信息，或两者。处理器802的示例包括微处理器、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)或任何其他合适的处理设备。处理器802可以包括任何数量的处理设备，包括单个处理设备。
存储器设备804包括用于存储程序代码805、程序数据807或两者的任何合适的非瞬态计算机可读介质。计算机可读介质可以包括能够向处理器提供计算机可读指令或其它程序代码的任何电子、光学、磁性或其它存储设备。计算机可读介质的非限制性示例包括磁盘、存储器芯片、ROM、RAM、ASIC、光存储、磁带或其他磁存储、或处理设备可从其读取指令的任何其他介质。指令可以包括由编译器或解释器从以任何适当的计算机编程语言编写的代码生成的处理器专用指令，所述计算机编程语言例如包括C、C++、C#、Visual Basic、Java、Python、Perl、JavaScript和ActionScript。
计算系统800执行程序代码805，该程序代码配置处理器802以执行本文描述的一个或多个操作。在各种实施例中，程序代码805的示例包括用于基于常规描述符和快速描述符来识别资产的分段和相的程序代码或执行本文描述的一个或多个操作的其他合适的应用。程序代码可以驻留在存储器设备804或任何合适的计算机可读介质中，并且可以由处理器802或任何其他合适的处理器执行。
在一些实施例中，一个或多个存储器设备804存储包括本文描述的一个或多个数据集的程序数据807。这些数据集的示例包括过去的安全令牌、全局令牌表等。在一些实施例中，数据集、模型和功能中的一个或多个存储在相同的存储器设备(例如，存储器设备804中的一个)中。在附加的或替代的实施例中，本文描述的程序、数据集、模型和功能中的一个或多个存储在可经由数据网络访问的不同存储器设备804中。计算系统800中还包括一个或多个总线806。总线806通信地耦合计算系统800中的相应一个的一个或多个组件。
在一些实施例中，计算系统800还包括网络接口设备810。网络接口设备810包括适于建立到一个或多个数据网络的有线或无线数据连接的任何设备或设备组。网络接口设备810的非限制性示例包括以太网适配器、调制解调器等。计算系统800能够使用网络接口设备810经由数据网络与一个或多个其他计算设备通信。
计算系统800还可包括多个外部或内部设备、输入设备820、呈现设备818或其他输入或输出设备。例如，计算系统800被示出为具有一个或多个输入/输出(“I/O”)接口808。I/O接口808可以从输入设备接收输入或向输出设备提供输出。输入设备820可以包括适于接收视觉、听觉或控制或影响处理器802的操作的其他合适的输入的任何设备或设备组。输入设备820的非限制性示例包括触摸屏、鼠标、键盘、麦克风、单独的移动计算设备等。呈现设备818可以包括适于提供视觉、听觉或其他合适的感觉输出的任何设备或设备组。呈现设备818的非限制性示例包括触摸屏、监视器、扬声器、单独的移动计算设备等。
尽管图8将输入设备820和呈现设备818被描绘为在执行头端系统210的计算设备本地，但其它实现是可能的。例如，在一些实施例中，输入设备820和呈现设备818中的一个或多个可以包括远程客户端计算设备，其使用本文描述的一个或多个数据网络经由网络接口设备810与计算系统800通信。
一般考虑
在此阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其它实例中，未详细描述所属领域的技术人员应当了解的方法、装置或系统，以免混淆要求保护的主题。
本文所讨论的特征不限于任何特定的硬件架构或配置。计算设备可以包括提供在一个或多个输入上调节的结果的组件的任何合适的布置。合适的计算设备包括访问所存储的软件(即，存储在计算机系统的存储器上的计算机可读指令)的基于微处理器的多用途计算机系统，该软件将计算系统从通用计算装置编程或配置到实现本主题的一个或多个方面的专用计算设备。任何合适的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合可以以软件实现本文包含的教导，该软件将用于编程或配置计算设备。
本文公开的方法的各方面可以在这样的计算设备的操作中执行。在以上示例中呈现的框的顺序可以变化；例如，框可以被重新排序、组合和/或分解成子框。某些框或过程可以并行执行。
这里对“适于”或“配置成”的使用意味着开放和包括性语言，其不排除适于或配置成执行附加任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包括性的，因为“基于”一个或多个所叙述的条件或值的过程、步骤、计算或其他动作实际上也可以基于超出所叙述的那些的附加条件或值。本文所包括的标题、列表和编号仅是为了便于解释，而不是限制性的。
尽管已经针对本主题的特定方面详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解后，可以容易地产生对这些方面的更改、变化和等效物。因此，应当理解，本公开已经是出于示例而非限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本领域普通技术人员将容易显而易见的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。
Claims (20)
1.一种用于发现资源分布系统中的一个或多个公用事业设备的拓扑位置和相的方法，包括：
由头端系统从连接到电力分布系统的多个公用事业设备接收描述符，所述描述符是通过处理在相应的公用事业设备处获得的传感器数据而在所述相应的公用事业设备处生成的；
响应于确定已经接收到用于常规模式的至少阈值数量的描述符，
由所述头端系统通过将聚类算法应用于所述多个公用事业设备的所述描述符来对所述多个公用事业设备进行分组以生成当前分组；
由所述头端系统将所述当前分组与过去分组进行比较以确定所述分组的置信度水平；
由所述头端系统确定所述置信度水平是否超过阈值置信度值；以及
响应于确定所述置信度水平超过所述阈值置信度值，由所述头端系统向所述多个公用事业设备中的一个或多个公用事业设备分配分段标识符或相标识符中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述多个公用事业设备是否在快速模式下操作，其中，在所述快速模式下，在比所述常规模式更短的时间段内将所述分段标识符或所述相标识符分配给公用事业设备；
响应于确定所述多个公用事业设备在快速模式中操作并且已经接收到用于所述快速模式的足够的描述符，通过对用于所述快速模式的所接收的描述符相关来对所述多个公用事业设备进行分组；
通过将分段标识符或相标识符中的至少一个分配给所述多个公用事业设备中的未知公用事业设备来生成分配信息；
将所述分配信息发送到所述未知公用事业设备；以及
向所述多个公用事业设备发送指令以退出所述快速模式。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于确定所述置信度水平不超过所述阈值置信度值，由所述头端系统生成新的描述符配置并将其发送到所述多个公用事业设备中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述当前分组与过去分组进行比较以确定所述分组的置信度水平包括响应于确定一组公用事业设备在所述当前分组和所述过去分组中被分组在一起而分配高置信度水平；以及，响应于确定一组公用事业设备在当前分组中与过去分组不同地分组，分配低置信度水平。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述描述符包含同步事件；以及
使用所述同步事件的发生时间作为参考时间来调整所述描述符中的其他事件的时序。
6.根据权利要求6所述的方法，还包括：
基于所述同步事件确定所述多个公用事业设备中的一个或多个的时间偏移；以及
向所述多个公用事业设备中的所述一个或多个公用事业设备发送指令，以根据所述相应的时间偏移来校正时钟。
7.一种由公用事业设备执行以生成用于发现电力分布系统的拓扑和相的描述符的方法，包括：
处理由所述公用事业设备获得的传感器数据以生成经处理的数据；
确定所述公用事业设备是在快速模式下操作还是在常规模式下操作，其中，所述公用事业设备在所述快速模式下操作时以比在所述常规模式下操作时更高的速率生成描述符；
响应于确定公用事业设备以快速模式操作，
基于经处理的数据生成快速描述符；以及
响应于确定已经生成至少第一阈值数量的快速描述符，将所述快速描述符发送到通信地连接到所述公用事业设备的头端系统；以及
响应于确定公用事业设备以常规模式操作，
基于经处理的数据生成常规描述符；以及
响应于确定已经生成至少第二阈值数量的常规描述符，将所述常规描述符发送到所述头端系统，其中，所述第二阈值数量高于所述第一阈值数量，并且其中，所述快速描述符和所述常规描述符不同。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，处理所述传感器数据以生成经处理的数据包括对所述传感器数据进行滤波、将所述传感器数据变换到频域或归一化所述传感器数据中的一个或多个。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，处理所述传感器数据还包括：
通过确定经处理的数据的值在预定范围之外来识别扰动；以及
确定扰动的特性。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述常规描述符被生成以包括所述扰动的特性中的一个或多个特性。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括响应于从所述头端系统接收指令以校正所述公用事业设备的参考时间，调整所述公用事业设备的所述参考时间。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括：
响应于接收到在所述公用事业设备处的第一用户输入或来自所述头端系统的第一指令，以所述快速模式操作所述公用事业设备；以及
响应于接收到在所述公用设施设备处的第二用户输入或来自所述头端系统的第二指令，退出所述快速模式。
13.根据权利要求7所述的方法，还包括：
从所述头端系统接收所述公用事业设备的分配信息；以及
在与所述公用设施设备相关联的显示设备上显示所述分配信息。
14.一种系统，包括：
多个公用事业设备，连接到电力分布系统并且通信地连接到头端系统，所述多个公用事业设备中的每个公用事业设备被配置用于：
处理在所述公用事业设备处获得的传感器数据以生成经处理的数据；
基于经处理的数据生成并发送快速描述符或常规描述符；以及
所述头端系统被配置用于：
从所述多个公用事业设备接收所述快速描述符或所述常规描述符；
确定所述多个公用事业设备是在快速模式下操作还是在常规模式下操作，其中，在所述快速模式下，在比所述常规模式更短的时间段内将分段标识符或相标识符分配给所述多个公用事业设备中的公用事业设备；
响应于确定多个公用事业设备以常规模式操作，
通过将聚类算法应用于所述多个公用事业设备的所述常规描述符来对所述多个公用事业设备进行分组以生成当前分组；
将所述当前分组与过去分组进行比较以确定所述当前分组的置信度水平；以及
基于所述置信度水平将分段标识符或相标识符中的至少一个分配给所述多个公用事业设备中的一个或多个。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个公用事业设备中的每个公用事业设备还被配置用于确定所述公用事业设备是在所述快速模式下操作还是在所述常规模式下操作，其中，响应于确定所述公用事业设备在所述常规模式下操作而生成并发送所述常规描述符。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述多个公用事业设备中的每个公用事业设备还被配置用于响应于确定所述公用事业设备以所述快速模式操作，
基于经处理的数据生成快速描述符；
确定已经生成至少第一阈值数量的快速描述符；以及
将所述快速描述符发送到所述头端系统。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述多个公用事业设备中的每个公用事业设备还被配置用于响应于确定所述公用事业设备在所述常规模式下操作，确定已经生成至少第二阈值数量的常规描述符，其中，响应于确定已经生成至少所述第二阈值数量的常规描述符，将所述常规描述符发送到所述头端系统。
18.根据权利要求17所述的系统，其中：
确定已经生成至少第一阈值数量的快速描述符包括确定已经针对快速模式间隔生成所述至少第一阈值数量的快速描述符；
确定已经生成至少第二阈值数量的常规描述符包括确定已经针对预定数量的描述符间隔生成至少第二阈值数量的常规描述符；以及
所述快速模式间隔比所述描述符间隔短。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述头端系统还被配置成用于：
确定所述置信度水平是否超过阈值置信值；以及
响应于确定所述置信度水平不超过所述阈值置信度值，生成新描述符配置并将其发送到所述多个公用事业设备中的一个或多个，
其中，响应于确定所述置信度水平超过所述阈值置信度值，执行将分段标识符或相标识符中的至少一个分配给所述多个公用事业设备中的一个或多个。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述头端系统还被配置用于响应于确定所述多个公用事业设备在快速模式下操作，
通过使所述快速描述符相关来对所述多个公用事业设备进行分组；
通过使用所述多个公用事业设备中的未知公用事业设备的相邻公用事业设备作为参考，将分段标识符或相标识符中的至少一个分配给所述多个公用事业设备中的未知公用事业设备，来生成分配信息；
将所述分配信息发送到所述未知公用事业设备；以及
向所述多个公用事业设备发送指令以退出所述快速模式。
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