DE112012002878T5

DE112012002878T5 - System und Verfahren zur Verwendung in elektrischen Energieverteilunqssystemen

Info

Publication number: DE112012002878T5
Application number: DE112012002878.3T
Authority: DE
Inventors: Nawal Kishor Parwal; Aleksandar Vukojevic; Damon Lane Walker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-04-03
Also published as: CN103765716A; WO2013009528A3; WO2013009528A2; US20130013232A1

Abstract

Ein System zur Verbesserung des Managements aufschiebbarer Lasten eines Verteilungstransformators enthält eine Speichervorrichtung, die konfiguriert ist, um mehrere Betriebsmessungen von einem Verteilungstranformator und wenigstens einer aufschiebbaren Last zu speichern. Das System enthält ferner einen Prozessor, der mit der Speichervorrichtung in Kommunikationsverbindung steht. Der Prozessor ist programmiert, um eine erste Betriebsmessung von dem Verteilungstransformator aufzuzeichnen, der konfiguriert ist, um elektrische Leistung zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen. Der Prozessor ist ferner programmiert, um eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen. Der Prozessor ist ferner programmiert, um eine Priorität für eine Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft allgemein elektrische Energieverteilungssysteme und insbesondere Systeme und Verfahren zur Verwendung bei der Überwachung und Steuerung der Lieferung elektrischer Energie über Verteilungstransformatoren.
Bekannte elektrische Energieversorgungsnetze enthalten gewöhnlich Energieerzeugungsanlagen, Übertragungs- und Verteilungsleitungen, Transformatoren und weitere Vorrichtungen, die eine Übertragung elektrischer Energie und Stromlieferung ermöglichen. Nachdem elektrische Energie in den Erzeugungsanlagen erzeugt worden ist, wird sie über die Hochspannungsübertragungsleitungen über größere Entfernungen zu Verteilerstationen übertragen. Die Übertragungsleitungen arbeiten gewöhnlich bei Spannungspegeln zwischen ungefähr 115 Kilovolt (kV) und ungefähr 765 kV. An den Verteilerstationen reduzieren Transformatoren die Hochspannung, bei der die Energie übertragen worden ist, auf Verteilernetzspannungspegel, die im Bereich von ungefähr 46 kV bis ungefähr 69 kV liegen, oder auf Verteilungsspannungspegel, die im Bereich von ungefähr 12 kV bis ungefähr 34,5 kV liegen. Die Energie wird anschließend über eine Versorgungsleitung zu einem Endkunden übertragen, und bevor sie den Endkunden erreicht, wird die Spannung durch einen Verteilungstransformator auf ungefähr 120 V/240 V verringert.
Die meisten bekannten lokalen Verteilungstransformatoren liefern gewöhnlich Energie zu einer Anzahl von Wohnstätten, die je nach der Konzentration der Kundengrundstücke in einem bestimmten Bereich von einem Heim bis 20 Heimen reichen. Diese bekannten Verteilungstransformatoren sind mit einer Nennleistung zwischen 5 Kilovolt-Ampere (kVA) und ungefähr 500 kVA bemessen. Ein lokalisiertes Energieverteilungssystem für einen gegebenen Bereich enthält einen oder mehrere Verteilungstransformatoren. Folglich sind Verteilungstransformatoren zur Lieferung elektrischer Energie zu Kundengrundstücken wesentlich, und Wiederbeschaffungskosten sowie Instandhaltungskosten für Verteilungstransformatoren können ein wesentlicher Faktor bei den Gesamtkosten der Energieverteilung sein.
Die meisten bekannten Verteilungstransformatoren sind dauerhaft im Einsatz. Folglich bemühen sich Netzbetreiber, die Lieferung der elektrischen Energie innerhalb der Nennleistungen des Transformators zu halten. Jedoch können einige bekannte Verteilungstransformatoren gelegentlich ihre Grenzleistungen überschreiten, was dadurch möglicherweise eine Reduktion der Nutzungslebensdauer der Transformatoren zur Folge hat. Obwohl viele der bekannten Verteilungstransformatoren in der Lage sind, elektrische Lasten auszuhalten, die deutlich höher sind als ihre Nennkapazität, werden die Nutzungslebensdauer und die mittlere störungsfreie Zeit (MPBF) derartiger Verteilungstransformatoren unter derartigen Lastbedingungen nachteilig beeinflusst. Wenn insbesondere die Transformatorbelastung steigt, steigt auch die Temperatur der Transformatorwicklungen, was wiederum die Temperatur der Transformatorisolation erhöht. Ein Versagen der Transformatorisolation, beispielsweise aufgrund der erhöhten Temperatur, verringert die Nutzungslebensdauer des Transformators und steigert das Risiko eines Transformatorausfalls.
In vielen bekannten geografischen Regionen steigt der Einsatz von Elektrofahrzeugen, und infolgedessen wird wahrscheinlich der Energiebedarf in Form elektrischer Energie steigen, die zum Aufladen von Batterien oder anderen Energiespeichervorrichtungen, die in derartigen Fahrzeugen verwendet werden, genutzt wird. Die elektrische Energie, die durch ein Elektrofahrzeug über eine Ladestation entnommen wird, erhöht die Energieübertragung über die Energieversorgungsnetzkomponenten, z. B. die lokalen Verteilungstransformatoren. Zum Beispiel kehren die meisten Autofahrer von ihrem Arbeitssitz zu ihrer Wohnstätte in den frühen Abendstunden zurück. Es wird erwartet, dass die meisten Besitzer von Elektrofahrzeugen nach der Rückkehr zu ihrem Wohnsitz von ihrem Arbeitssitz ihr Elektrofahrzeug aufladen wollen. Ein Aufladen eines Elektrofahrzeugs wird wahrscheinlich eine elektrische Last einer einzelnen Wohnstätte erzeugen, die deutlich größer ist als andere elektrische Lasten der einzelnen Wohnstätte, wie z. B. Beleuchtung und Haushaltsgeräte. Falls außerdem mehrere Wohnstätten, die durch einen einzelnen Verteilungstransformator versorgt werden, eine Fahrzeugladestation enthalten, kann der durch Aufladen mehrerer Elektrofahrzeuge erzeugte Energiebedarf von einem einzelnen Verteilungstransformator eine Überlastung des Verteilungstransformators verursachen, wodurch die Nutzungslebensdauer des Verteilungstransformators verringert wird. Allgemein ist ein Aufladen eines Elektrofahrzeugs eine aufschiebbare Last, d. h. eine Last, die unter geeigneten Randbedingungen für eine endliche Zeitdauer aufgeschoben werden kann. Andere aufschiebbare Lasten umfassen Poolpumpen, Batterieenergiespeichersysteme (BESS) und intelligente (Smart-)Geräte, z. B. intelligente Wäschetrockner.
Viele bekannte elektrische Energieverteilungsnetzsysteme verwenden intelligente Netz-(Smart-Grid-)Technologien oder -Systeme, die Zweiwege-Kommunikationen mit Messwerterfassung zwischen Energieverbrauchern und ihren zugehörigen Versorgungsunternehmen ermöglichen. Außerdem verwenden viele Betreiber bekannter Stromversorgungsnetze und intelligenter Netzsysteme ein Demand-Response-Managementsystem (DRMS), um ein Lastmanagement bei Verteilungsspannungsniveaus zu ermöglichen. Jedoch haben diese bekannten DRMSs keine hinreichende Granularität auf der Verteilungstransformatorebene, und sie können nicht die lokalen Bedingungen an einem bestimmten Verteilungstransformator berücksichtigen. Insbesondere ermöglichen diese DRMSs ein Management großer elektrischer Lasten oder zusammengefasster mehrerer kleiner elektrischer Lasten, während sie zur Bewältigung von Anforderungen auf dem Verteilungstransformatorniveau nicht geeignet sind. Außerdem haben die meisten DRMSs einen Arbeitszyklus, der einer Stundenbasis entspricht, und nicht in Echtzeit ist. Außerdem können Versorgungsunternehmen aufgrund strenger regulatorischer Vorgaben in Bezug auf die Anzahl meldepflichtiger DR-Ereignisse pro Jahr bestrebt sein, die Anzahl der gemeldeten Ereignisse zu reduzieren, und können Möglichkeiten für Untersuchungen verpassen.
Außerdem rufen intelligente Netzsysteme in Verbindung mit DRMSs eine umfangreiche Menge an Netzbetriebsdaten hervor, die über die Kommunikationsnetzwerke von entfernten Vorrichtungen zu der „Abwicklungsabteilung” des zugehörigen Versorgungsunternehmens übertragen werden. Während diese Daten nützlich sein können, um Versorgungsunternehmen zu ermöglichen, irgendwelche möglichen Probleme in dem Netz zu identifizieren und geeignete Entscheidungen zu treffen, ist die Menge der erfassten Daten sehr groß, und es ist eine beträchtliche Latenzzeit mit der Datenverarbeitung und -analyse nach einer derartigen Datenerfassung verbunden. Folglich ermöglichen bekannte DRMSs es nicht, diese Daten proaktiv zu managen und zeitnah geeignet auf diese zu reagieren. Außerdem erfordern die großen Datenvolumina erhöhte Bandbreiten der Kommunikationskanäle, um diese Daten zu übertragen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt ist ein System zur Verbesserung des Managements aufschiebbarer Lasten eines Verteilungstransformators geschaffen. Das System enthält eine Speichervorrichtung, die konfiguriert ist, um mehrere Betriebsmessungen eines Verteilungstransformators und wenigstens einer aufschiebbaren Last zu speichern. Das System enthält ferner einen Prozessor, der mit der Speichervorrichtung in Kommunikationsverbindung steht. Der Prozessor ist programmiert, um eine erste Betriebsmessung des Verteilungstransformators aufzuzeichnen, der konfiguriert ist, um elektrische Energie zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen. Der Prozessor ist ferner programmiert, um eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen. Der Prozessor ist ferner programmiert, um eine Priorität für die Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
In einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zum Aufbau eines Systems zur Verbesserung für eine aufschiebbare Last eines Verteilungstransformators (DTDLE, Distribution Transformer Differable Load Enhancement) geschaffen. Das Verfahren enthält ein Bereitstellen eines Verteilungstransformators und Koppeln des Verteilungstransformators mit wenigstens einer aufschiebbaren Last, die auf wenigstens einem Kundengrundstück positioniert ist. Das Verfahren enthält ferner ein Koppeln einer Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und eine mit dem Prozessor gekoppelte Speichervorrichtung enthält, mit dem Verteilungstransformator und dem wenigstens einen Kundengrundstück. Das Verfahren enthält ferner ein Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um eine erste Betriebsmessung des Verteilungstransformators aufzuzeichnen, der konfiguriert ist, um elektrische Energie zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen. Das Verfahren enthält ferner ein Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen. Das Verfahren enthält ferner ein Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um eine Priorität für die Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
In noch einem weiteren Aspekt ist ein elektrisches Energieverteilungssystem geschaffen. Das elektrische Energieverteilungssystem enthält wenigstens einen Verteilungstransformator, der mit wenigstens einer aufschiebbaren Last gekoppelt ist, die auf wenigstens einem Kundengrundstück positioniert ist. Das System enthält ferner eine Speichervorrichtung, die konfiguriert ist, um mehrere Betriebsmessungen von dem wenigstens einen Verteilungstransformator und der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu speichern. Das System enthält ferner einen Prozessor, der mit der Speichervorrichtung in Kommunikationsverbindung steht. Der Prozessor ist programmiert, um eine erste Betriebsmessung von dem wenigstens einen Verteilungstransformator aufzuzeichnen, der konfiguriert ist, um elektrische Energie zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen. Der Prozessor ist ferner programmiert, um eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen. Der Prozessor ist ferner programmiert, um eine Priorität der Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines typischen Verteilungssystems eines elektrischen Energieversorgungsnetzes;
2 zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Konfiguration eines Verbesserungssystems für aufschiebbare Lasten eines Verteilungstransformators (DTDLE-Systems), das bei dem in 1 veranschaulichten Verteilungssystem verwendet werden kann;
3 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften Fahrzeugladesystems, das mit dem in 2 veranschaulichten DTDLE-System verwendet werden kann;
4 zeigt eine grafische Ansicht von typischen Wohnstätten-bezogenen und kommerziellen Lasten an einem Verteilungstransformator, die mit dem in 2 veranschaulichten DTDLE-System beobachtet werden können;
5 zeigte eine grafische Ansicht eines typischen erwarteten Verlustes der Nutzungslebensdauer eines Verteilungstransformators, der bei Überlastungen beobachtet werden kann;
6 zeigt eine tabellarische Darstellung einer Preisgestaltung bei einer prozentualen Transformatorüberlastung, wie in 5 veranschaulicht;
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Planung, dass eine aufschiebbare Last elektrische Energie von dem in 1 veranschaulichten Verteilungssystem empfängt, unter Verwendung des in den 1 und 2 veranschaulichten DTDLE-Systems;
8 stellt eine Fortsetzung des in 7 veranschaulichten Flussdiagramms dar;
9 zeigt eine grafische Darstellung einer Verteilungstransformatorbelastung, die verwendet werden kann, um das in den 7 und 8 veranschaulichte Verfahren darzustellen, wenn P_AVAIL größer als 0% ist; und
10 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Aufbau des in 2 veranschaulichten DTDLE-Systems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines typischen Verteilungssystems 100 eines elektrischen Energieversorgungsnetzes 102. In der beispielhaften Ausführungsform enthält das Verteilungssystem 100 dreiphasige (3☐) 13,8 Kilovolt(kV)-Verteilungskabel 104. Alternativ haben die Kabel 104 eine beliebige Spannung, die einen Betrieb des Verteilungssystems 100 in der hierin beschriebenen Weise ermöglicht. Das Verteilungssystem 100 enthält ferner einen Verteilungstransformator 106, der mit einem der Kabel 104 über eine Sicherung 108 verbunden ist, sowie elektrische Leitungen 110 und 112 stromaufwärts bzw. stromabwärts von der Sicherung 108. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Verteilungstransformator 106 ein am Mast montierter Transformator. Alternativ können der Verteilungstransformator 106 und zugehörige Komponenten ein auf einer Platte montierter Transformator, innerhalb einer Netzstation integriert oder eine beliebige andere Art eines Verteilungstransformators sein, die einen Betrieb des Verteilungssystems 100 in der hierin beschriebenen Weise ermöglicht. Außerdem ist der Verteilungstransformator 106 ein einphasiger (1☐) Abspanntransformator, der von den Verteilungskabeln 104 aus mit einem Spannungspotential von ungefähr 13,8 kV (Außenleiter-Außenleiter) mit Energie gespeist wird und die Spannung auf ungefähr 240 V Außenleiter-Außenleiter-Spannung und 120 V Außenleiter-Neutralleiter-Spannung herunter transformiert. Alternativ ist der Verteilungstransformator ein dreiphasiger (3☐) Transformator. Typischerweise kann der Verteilungstransformator 106 eine Last im Bereich zwischen ungefähr 5 Kilovolt-Ampere (kVA) und ungefähr 500 kVa aufweisen. In der beispielhaften Ausführungsform weist der Verteilungstransformator 106 eine Belastbarkeit zwischen 25 kVA und 50 kVA, d. h. eine hinreichende Energieübertragungsfähigkeit auf, um Energie zu ungefähr 7 bis 10 Wohnstätten zu liefern.
Ferner enthält das Verteilungssystem 100 in der beispielhaften Ausführungsform ein Verbesserungssystem 120 für aufschiebbare Lasten eines Verteilungstransformators (DTDLE-System). Das DTDLE-System 100 ist mit dem Verteilungstransformator 106 über mehrere Niederspannungskabel 122 verbunden. Das DTDLE-System 120 ist eine intelligente verteilte Steuervorrichtung, die auf der Niederspannungsseite oder stromabwärts von dem Verteilungstransformator 106 angeordnet ist. Das DTDLE-System 120 ermöglicht ein automatisiertes Einplanen von aufschiebbaren Lasten an dem Verteilungstransformator 106 in einer derartigen Weise, dass ein Risiko für eine Überlastung des Transformators 106 deutlich reduziert wird. An sich ermöglicht das DTDLE-System 120 eine Reduktion eines Risikos, den Verteilungstransformator 106 zu überlasten, was wiederum die zugehörige Nutzungslebensdauer erhöht, Instandhaltungskosten reduziert und die Funktionssicherheit verbessert.
Zusätzlich ermöglicht das DTDLE-System 120 ein Verarbeiten von Kundendaten durch den zugehörigen Besitzer/Betreiber des Verteilungssystems 100 näher an dem Endnutzer. Das DTDLE-System 120 ermöglicht ferner ein Treffen automatisierter Entscheidungen lokal, auf der Basis derartiger Daten, anstatt derartige Daten zu sammeln, diese Daten zu der Abwicklungsabteilung zu übertragen, die Daten zu analysieren und Entscheidungen entfernt auf der Basis der entfernten Analyse zu treffen. An sich ermöglicht das DTDLE-System 120 eine Implementierung eines lokalisierten Echtzeit-Managements eines Abschnitts 123 des Verteilungssystems 100 stromabwärts von dem DTDLE-System 120, wodurch es als eine Mikronetzsteuereinrichtung arbeitet.
Ferner ist das DTDLE-System 120 in der beispielhaften Ausführungsform mit mehreren Kundenwohnstätten 124 über den Abschnitt 123 des Verteilungssystems 100 verbunden. Der Abschnitt 123 enthält drei Leitungen 126, an die eine Außenleiter-Außenleiter-Spannung von ungefähr 240 V und eine Außenleiter-Neutralleiter-Spannung von ungefähr 120 V angelegt ist. Jede Kundenwohnstätte 124 enthält ein Fahrzeugladesystem 130 zum Aufladen eines oder zum Bereitstellen von Elektrizität für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (EV) (das in 1 nicht veranschaulicht ist). Jedes Fahrzeugladesystem 130 enthält einen Transceiver 132, der in Zweiwege-Kommunikationsverbindung mit einem Transceiver 134 steht, der dem DTDLE-System 120 zugeordnet ist. Außerdem enthält jede Wohnstätte 124 hinreichend Hardware, Software und Firmware, um eine Zweiwege-Kommunikation zwischen den Kunden an jeder Wohnstätte 124 und dem DTDLE-System 120 zu ermöglichen, wozu einschließlich, jedoch ohne Beschränkung, ein Berührungsbildschirm gehört, der Ladeoptionen für jeden Kunden anzeigt, eine Auswahl von dem Kunden empfängt, die Auswahl zu dem DTDLE-System 120 überträgt und eine Bestätigung von dem DTDLE-System 120 empfängt. Derartige Ladeoptionen enthalten, ohne Beschränkung, Teuerungsraten, die mit einer Überlastung des Transformators 106 verbunden sind, wie nachstehend weiter beschrieben. Das DTDLE-System 120 verwendet einen beliebigen drahtlosen Standard, der einen Betrieb des DTDLE-Systems 120 in der hierin beschriebenen Weise ermöglicht.
Wenigstens einige Fahrzeugladesysteme 130 sind aufschiebbare Lasten, d. h. eine erste aufschiebbare Last 140, eine zweite aufschiebbare Last 142 und eine N-te aufschiebbare Last 144.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck „aufschiebbare Lasten” diejenigen Wohnstätten-bezogenen und/oder industriellen Lasten, die eine elektrische Leistungsaufnahme aufweisen, die bis zu einem späteren Zeitpunkt aufgeschoben werden kann. Derartige aufschiebbare Lasten können EV-Ladestationen sowie andere große Lasten enthalten, die ein Potential zur Überlastung eines Verteilungstransformators, wie hierin beschrieben, aufweisen, wie z. B., ohne Beschränkung, Elektroöfen und größere Klimaanlagen. Außerdem wird jede derartige aufschiebbare Last durch ein beliebiges Verfahren eindeutig identifiziert, das einen Betrieb des Verteilungssystems 100 und des DTDLE-Systems 120, wie hierin beschrieben, ermöglicht. Ferner bezeichnet der Ausdruck „aufschiebbarer Laststatus”, wie hierin verwendet, einen von zwei diskreten Status der aufschiebbaren Last. Der erste Status ist, dass die aufschiebbare Last nicht mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und keine Leistung von diesem aufnimmt, d. h. „AUS”. Der zweite Status ist, dass die aufschiebbare Last mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und wenigstens einige elektrische Energie von diesem entnimmt, d. h. „EIN”. Ferner bezieht sich der Ausdruck „Betriebsmodus”, wie hierin verwendet, auf eine Bezeichnung jeder der aufschiebbaren Lasten, dass sie einen von zwei elektrischen Leistungsaufnahmemodi aufweist. Der erste Betriebsmodus ist ein variabler Leistungsaufnahmemodus, in dem die aufschiebbare Last variierende Werte der elektrischen Leistung von dem Verteilungstransformator zwischen 0% und 100% der Nennleistung aufnimmt. Der zweite Betriebsmodus ist ein Nennleistungsaufnahmemodus, in dem die aufschiebbare Last nur elektrische Leistung mit ihrer Nennleistung aufnimmt.
Das Verteilungssystem 100 kann ferner eine oder mehrere Erzeugungseinrichtung(en) 146 enthalten, die mit den Leitungen 126 des Abschnitts 123 gekoppelt ist/sind und einen Transceiver 148 enthält/enthalten. Das Verteilungssystem 100 enthält eine beliebige Anzahl von und eine beliebige Art von verteilten Erzeugungsvorrichtungen 146, einschließlich, ohne Beschränkung, Dieselgeneratoren, Mikroturbinen und Solarkollektorfelder.
Das Verteilungssystem 100 ist mit einer beispielhaften Anzahl von Kundenwohnstätten 124 veranschaulicht. Alternativ weist das Verteilungssystem 100 eine beliebige Anzahl von Kundenwohnstätten 124 auf, die einen Betrieb des Verteilungssystems 100 in der hierin beschriebenen Weise ermöglicht.
2 zeigt einen Blockschaltbild einer beispielhaften Konfiguration eines Systems 120 zur Verbesserung für aufschiebbare Lasten eines Verteilungstransformators (DTDLE, Distribution Transformer Deferrable Load Enhancement), das bei dem Verteilungssystem 100 verwendet werden kann. Alternativ wird eine beliebige Computerarchitektur, die einen Betrieb des DTDLE-Systems 120 in der hierin beschriebenen Weise ermöglicht, verwendet. In der beispielhaften Ausführungsform, ermöglicht das DTDLE-System 120 eine Erfassung, Speicherung, Analyse, Anzeige und Übertragung von Daten, die mit dem Betrieb des Verteilungstransformators 106 (wie in 1 veranschaulicht) in einem Verteilungssystem 100 des elektrischen Energieversorgungsnetzes 102 (wie in 1 veranschaulicht) im Zusammenhang stehen. Ferner ermöglicht das DTDLE-System 120 in der beispielhaften Ausführungsform ein Lastmanagement des Verteilungssystems 100 stromabwärts von dem Verteilungstransformator 106, durch das die Last an dem Transformator 106 bewältigt wird.
Das DTDLE-System 120 enthält eine Speichervorrichtung 150 und einen Prozessor 152, der mit der Speichervorrichtung 150 zur Ausführung von Instruktionen betriebsmäßig verbunden ist. In einigen Ausführungsformen sind ausführbare Instruktionen in der Speichervorrichtung 150 gespeichert. Das DTDLE-System 120 ist konfigurierbar, um eine oder mehrere hierin beschriebene Operationen durch Programmierung des Prozessors 152 auszuführen. Zum Beispiel kann der Prozessor 152 durch Kodierung einer Operation als eine oder mehrere ausführbare Instruktionen und Bereitstellung der ausführbaren Instruktionen in der Speichervorrichtung 150 programmiert werden. Der Prozessor 152 kann eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten (zum Beispiel in einer Mehrkern-Konfiguration) enthalten.
In der beispielhaften Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 150 durch eine oder mehrere Vorrichtungen gebildet, die eine Speicherung und einen Abruf von Informationen, wie beispielsweise ausführbaren Instruktionen und/oder anderen Daten, ermöglicht. Die Speichervorrichtung 150 kann ein oder mehrere computerlesbare Medien, wie beispielsweise, ohne Beschränkung, dynamischen Schreib-/Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), statischen Schreib-Lese-Speicher (SRAM), eine Solid-State-Disk und/oder eine Festplatte, enthalten.
Die Speichervorrichtung 150 kann konfigurier sein, um vielfältige Betriebsdaten zu speichern, die von (nicht veranschaulichten) Sensorvorrichtungen übermittelt werden, die dem Verteilungstransformator 106 zugeordnet sind, einschließlich, ohne Beschränkung, Werte der über die Transformatoren übertragenen elektrischen Leistungen, die manchmal als Transformatorbelastung bezeichnet werden. Einige Ausführungsformen der Speichervorrichtung 150 enthalten ferner, ohne Beschränkung, Betriebsdaten, die mit Umgebungstemperaturen in der Nähe jedes der Transformatoren, mit Transformatoröltemperaturen und Tranformatorwicklungstemperaturen im Zusammenhang stehen. Außerdem werden in der beispielhaften Ausführungsform Betriebsdaten, die mit dem Verteilungstransformator 106 gekoppelten aufschiebbaren Lasten zugeordnet sind, innerhalb der Speichervorrichtung 150 gespeichert, wie beispielsweise Daten, die, ohne Beschränkung, den Status der aufschiebbaren Last, die gegenwärtige Wirkleistungsaufnahme, frühere maximale Wirkleistungsaufnahmen und einen Betriebsmodus der aufschiebbaren Last umfassen.
In einigen Ausführungsformen enthält das DTDLE-System 120 eine Präsentationsschnittstelle 154, die mit dem Prozessor 152 gekoppelt ist. Die Präsentationsschnittstelle 154 stellt Informationen, beispielsweise über eine Benutzeroberfläche und/oder einen Alarm, für einen Benutzer 156 dar. Zum Beispiel kann die Präsentationsschnittstelle 154 einen (nicht veranschaulichten) Anzeigeadapter enthalten, der mit einer (nicht veranschaulichten) Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise einem Kathodenstrahlröhrenbildschirm (CRT), einer Flüssigkristallanzeige (LCD), einer organischen LED(OLED)-Anzeige und/oder einer handgeführten Vorrichtung mit einer Anzeige, gekoppelt sein kann. In einigen Ausführungsformen enthält die Präsentationsschnittstelle 154 eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen. Zusätzlich oder alternativ kann die Präsentationsschnittstelle 154 eine (nicht veranschaulichte) Audioausgabevorrichtung (zum Beispiel einen Audioadapter und/oder einen Lautsprecher) enthalten.
In einigen Ausführungsformen enthält das DTDLE-System 120 eine Benutzereingabeschnittstelle 158. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Benutzereingabeschnittstelle 158 mit dem Prozessor 152 gekoppelt, und sie empfängt eine Eingabe von dem Benutzer 156. Die Benutzereingabeschnittstelle 158 kann zum Beispiel eine Tastatur, eine Zeigervorrichtung, eine Maus, einen Taststift und/oder ein berührungsempfindliches Feld (zum Beispiel ein Touchpad oder einen Berührungsbildschirm) enthalten. Eine einzige Komponente, wie beispielsweise ein berührungsempfindlicher Bildschirm, kann sowohl als eine Anzeigevorrichtung der Präsentationsschnittstelle 154 als auch als eine Benutzereingabeschnittstelle 158 dienen.
Eine Kommunikationsschnittstelle 160 ist mit dem Prozessor 152 gekoppelt und ist konfiguriert, um mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen, wie beispielsweise den (in 1 veranschaulichten) Fahrzeugladesystemen 130, der (in 1 veranschaulichten) verteilten Erzeugungsvorrichtung 146, einem anderen DTDLE-System 120 und jeder beliebigen Vorrichtung in Kommunikationsverbindung zu stehen, die in der Lage ist, auf das DTDLE-System 120 zuzugreifen, wozu einschließlich, ohne Beschränkung, ein tragbarer Laptop-Computer, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) und ein Smartphone gehören. Die Kommunikationsschnittstelle 160 kann, ohne Beschränkung, einen drahtgebundenen Netzwerkadapter, einen drahtlosen Netzwerkadapter, einen mobilen Telekommunikationsadapter, einen seriellen Kommunikationsadapter und/oder einen parallelen Kommunikationsadapter enthalten. Die Kommunikationsschnittstelle 160 kann Daten von einer oder mehreren entfernten Vorrichtungen empfangen und/oder Daten zu dieser bzw. diesen senden. Zum Beispiel kann eine Kommunikationsschnittstelle 160 eines DTDLE-Systems 120 Transaktionsinformationen zu der Kommunikationsschnittstelle 160 eines anderen DTDLE-Systems 120 senden. Das DTDLE-System 120 kann für Fernkommunikationen, zum Beispiel mit einem entfernten Desktop-Computer (nicht veranschaulicht), webfähig sein.
Die Präsentationsschnittstelle 154 und/oder die Kommunikationsschnittstelle 160 sind beide in der Lage, zur Verwendung bei den hierin beschriebenen Verfahren geeignete Informationen (zum Beispiel für den Benutzer 126 oder eine andere Vorrichtung) bereitzustellen. Demgemäß können die Präsentationsschnittstelle 154 und die Kommunikationsschnittstelle 160 als Ausgabevorrichtungen bezeichnet werden. Ebenso sind die Benutzereingabeschnittselle 158 und die Kommunikationsschnittstelle 160 in der Lage, Informationen, die sich zur Verwendung bei den hierin beschriebenen Verfahren eignen, zu empfangen, und sie können als Eingabevorrichtungen bezeichnet werden.
Der Prozessor 152 und/oder die Speichervorrichtung 120 können ferner mit einer Speichervorrichtung 162 betriebsmäßig verbunden sein. Die Speichervorrichtung 162 ist eine beliebige computergesteuerte Hardware, die sich zur Speicherung und/oder zum Abruf von Daten, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, einer Datenbank 164 zugeordneter Daten, eignet. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 162 in dem DTDLE-System 120 integriert. Zum Beispiel kann das DTDLE-System 120 eine oder mehrere Festplattenlaufwerke als die Speichervorrichtung 162 enthalten. Außerdem kann die Speichervorrichtung 162 zum Beispiel mehrere Speichereinheiten, wie beispielsweise Festplatten und/oder Solid-State-Disks, in einer Konfiguration eines redundanten speichernden Verbunds kostengünstiger Platten (RAID, Redundant Array of Inexpensive Disks) enthalten. Die Speichervorrichtung 162 kann ein Speichernetzwerk (SAN, Storage Area Network) und/oder ein an ein Netzwerk angeschlossenes Speicher(NAS, Network Attached Storage)-System enthalten. Alternativ ist die Speichervorrichtung 162 eine bezüglich des DTDLE-Systems 120 externe, und auf sie kann durch eine Speicherschnittstelle (nicht veranschaulicht) zugegriffen werden.
Ferner beinhaltet die Datenbank 164 in der beispielhaften Ausführungsform vielfältige Betriebsdaten, die mit dem Verteilungstransformator 106 im Zusammenhang stehen, einschließlich, ohne Beschränkung, Werte der über den Transformator 106 übertragenen elektrischen Leistung, die manchmal als Transformatorbelastung bezeichnet wird. Einige Ausführungsformen der Datenbank 164 enthalten ferner, ohne Beschränkung, Betriebsdaten im Zusammenhang mit Umgehungstemperaturen in der Umgebung jedes Transformators 106, Transformatoröltemperaturen und Transformatorwicklungstemperaturen. All die gesammelten Daten werden einem Zeitpunkt und Datum der Messung zugeordnet oder mit einem Messzeitpunkt und -datum gekennzeichnet.
Außerdem werden in der beispielhaften Ausführungsform Betriebsdaten innerhalb der Datenbank 164 gehalten, die mit den mit dem Verteilungstransformator 106 gekoppelten aufschiebbaren Lasten 140 bis 144 verbunden sind, wie beispielsweise Daten, die, ohne Beschränkung, den Status der ausführbaren Lasten, Werte der gegenwärtigen Wirkleistungsaufnahme, frühere hohe Werte der Wirkleistungsaufnahmen und einen Betriebsmodus der aufschiebbaren Lasten 140 bis 144 umfassen. All die gesammelten Daten werden einem Messzeitpunkt und -datum zugeordnet oder mit diesem gekennzeichnet.
Die hierin veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen sowie Ausführungsformen, die hier nicht speziell beschrieben sind, die jedoch innerhalb des Umfangs von Aspekten der Offenbarung liegen, bilden beispielhafte Mittel zur Aufzeichnung, Speicherung, zum Abruf oder zur Anzeige von Betriebsdaten, die mit einem Verteilungstransformator im Zusammenhang stehen. Zum Beispiel enthalten das DTDLE-System 120 und jede beliebige weitere ähnliche Computervorrichtung, die zu diesem hinzugefügt wird oder innerhalb dessen enthalten ist, wenn sie miteinander integriert werden, ausreichend computerlesbares Speichermedium oder computerlesbare Speichermedien, das/die mit hinreichenden computerausführbaren Instruktionen programmiert ist/sind, um mit einem Prozessor Prozesse und Methoden auszuführen, wie sie hierin beschrieben sind. Insbesondere bilden das DTDLE-System 120 und jede beliebige sonstige ähnliche Computervorrichtung, die zu diesem hinzugefügt wird oder innerhalb dessen enthalten ist, wenn sie miteinander integriert werden, ein beispielhaftes Mittel zur Aufzeichnung, Speicherung, zum Abruf und zur Anzeige von Betriebsdaten, die mit einem Verteilungstransformator im Zusammenhang stehen.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften Fahrzeugladesystems 130 zur Verwendung bei dem DTDLE-System 120 (wie in den 1 und 2 veranschaulicht). Das Fahrzeugladesystem 130 lädt oder liefert Elektrizität zu einem elektrisch betriebenen Fahrzeug (EV) 205. Ferner kann das Fahrzeugladesystem 130 eine aufschiebbare Last 140, 142 oder 144 sein oder nicht. In der beispielhaften Ausführungsform enthält das Fahrzeugladesystem 130 eine Ladevorrichtung 210, die mit dem EV 205 gekoppelt sein kann. Ferner enthält das EV 205 in der beispielhaften Ausführungsform wenigstens eine Energiespeichervorrichtung 215, wie beispielsweise eine Batterie und/oder eine Kondensator, die mit einem Motor 220 gekoppelt ist. Außerdem enthält das EV 205 einen Fahrzeugcontroller 225, der mit der Energiespeichervorrichtung 215 gekoppelt ist.
Ferner ist die Ladevorrichtung 210 in der beispielhaften Ausführungsform mit der Energiespeichervorrichtung 215 und dem Fahrzeugcontroller 225 über wenigstens eine Stromleitung 230 lösbar verbunden. Alternativ kann die Ladevorrichtung 210 mit der Energiespeichervorrichtung 215 und/oder dem Fahrzeugcontroller 225 über eine beliebige andere Leitung oder beliebige andere Leitungen verbunden sein, und/oder die Ladevorrichtung 210 kann mit dem Fahrzeugcontroller 225 über eine (nicht veranschaulichte) drahtlose Datenverbindung verbunden sein. Die Stromleitung 230 enthält wenigstens einen Leiter (nicht veranschaulicht) zur Lieferung von Elektrizität an die Energiespeichervorrichtung 215 und/oder an eine beliebige weitere Komponente innerhalb des EVs 205 und wenigstens einen Leiter (nicht veranschaulicht) zur Übertragung von Daten zu und zum Empfang von Daten von dem Fahrzeugcontroller 225 und/oder einer beliebigen weiteren Komponente innerhalb des EVs 205. Alternativ kann die Stromleitung 230 einen einzigen Leiter, der Leistung und/oder Daten sendet und/oder empfängt, oder eine beliebige andere Anzahl von Leitern enthalten, die dem Fahrzeugladesystem 130 ermöglicht, in der hierin beschriebenen Weise zu funktionieren. Darüber hinaus ist die Ladevorrichtung 210 in der beispielhaften Ausführungsform mit einer elektrischen Energiequelle, wie beispielsweise dem Verteilungssystem 100 und insbesondere den Leitungen 226 des Abschnitts 123 des Verteilungssystems 100 verbunden.
Das Fahrzeugladesystem 130 steht in Kommunikationsverbindung mit dem DTDLE-System 120 über den Transceiver 132. Betriebsdaten, die dem Fahrzeugladesystem 130 zugeordnet sind, umfassen, ohne Beschränkung den Status des Fahrzeugladesystems, die gegenwärtige Wirkleistungsaufnahme, frühere maximale Wirkleistungsaufnahmen und einen Betriebsmodus des Fahrzeugladesystems 130.
Während des Betriebs koppelt ein Benutzer 260 in der beispielhaften Ausführungsform die Energiespeichervorrichtung 215 mit der Ladevorrichtung 210 über die Stromleitung 230. Der Benutzer 260 kann mit der Ladevorrichtung 210 interagieren, in dem er auf eine (nicht veranschaulichte) Benutzerschnittstelle der Ladevorrichtung 210 zugreift, um Informationen, wie beispielsweise Zahlungsinformationen, einzugeben und/oder die Stromlieferung zu der Energiespeichervorrichtung 215 zu initiieren. Sobald der Benutzer 260 authentifiziert worden ist, empfängt die Ladevorrichtung 210 Leistung von den Leitungen 226 des Abschnitts 123 des Verteilungssystems 100 und liefert die Leistung zu der Energiespeichervorrichtung 215 über die Stromleitung 230. Wenn die Energiespeichervorrichtung 215 auf ein gewünschtes Niveau aufgeladen worden ist, beendet die Ladevorrichtung 210 die Lieferung der Leistung zu der Energiespeichervorrichtung 215, und der Benutzer 260 trennt die Stromleitung 230 von der Energiespeichervorrichtung 215.
4 zeigt eine grafische Darstellung 300 einer typischen Belastung an dem (in 1 veranschaulichten) Verteilungstransformator 106, die mit dem (in 2 veranschaulichten) DTDLE-System 120 beobachtet werden kann. Allgemein weisen Verteilungstransformatoren bestimmte Lastkurven auf, die von der Art des Kunden, der Tageszeit, dem Wochentag und der Außentemperatur abhängig sind.
Die grafische Darstellung 300 enthält eine y-Achse 302, die von 0% bis 300% in Schritten von 50% reicht, wobei die Prozentwerte auf der nominalen oder Nennlast auf dem Typenschild für den Verteilungstransformator 106 (wie in 1 veranschaulicht) basieren, wobei eine derartige Nennlast auf dem Typenschild mit P_NOM bezeichnet wird und auf den Wert von 100% der Nennlast auf dem Typenschild bezogen wird, die gewöhnlich in Einheiten von Kilovolt-Amper (kVA) gemessen wird. Werte oberhalb von 100% repräsentieren eine Überlastung des Verteilungstransformators 106. Die grafische Ansicht 300 enthält ferner eine x-Achse 304, die die Zeit entlang einer 24-Stunden-Zeituhr von 0:00 bis 24:00 in Schritten von 1 Stunde repräsentiert. Die grafische Darstellung 300 enthält ferner eine erste Kurve 306, die eine typische Wohnstättenlast an dem Verteilungstransformator 106 über einen typischen Zeitraum von 24 Stunden repräsentiert. Die erste Kurve 306 überschreitet P_NOM zwischen ungefähr 17:00 und 23:00, fällt unter P_NOM bei ungefähr 23:00 und weist eine Spitze 308 zwischen 19:00 und 21:00 auf, die anzeigt, dass Lasten, einschließlich, ohne Beschränkung, Haushaltsgeräte der Wohnstätte (nicht veranschaulicht) und Fahrzeugladesysteme 130 (wie in den 2 und 3 veranschaulicht), mit Energie versorgt werden. Folglich überlasten Wohnstättenlasten in dem Verteilungssystem 100 (wie in 1 veranschaulicht) den Verteilungstransformator 106 bis auf einen Wert von ungefähr 200% von PNOM für wenigstens einen Teil eines Zeitraums zwischen ungefähr 17:00 und 23:00.
Die grafische Darstellung 300 enthält ferner eine zweite Kurve 310, die eine typische kommerzielle Last an dem Verteilungstransformator 106 über einen typischen Zeitraum von 24 Stunden repräsentiert. Die zweite Kurve 310 überschreitet P_NOM zwischen ungefähr 7:00 und 22:00, was anzeigt, dass Lasten, einschließlich, ohne Beschränkung, kommerzieller Geräte (nicht veranschaulicht) und kommerzieller Fahrzeugladesysteme (nicht veranschaulicht), mit Energie versorgt werden. In vielen Ausführungsformen umfassen kommerzielle Einrichtungen, die elektrische Leistung nutzen, die über das Verteilungssystem 100 geliefert wird, und mit Kundenwohnstätten 124 vermischt werden, kleine Läden und Geschäfte.
Die grafische Darstellung 300 umfasst ferner eine dritte Kurve 312, die typische kommerzielle und industrielle Lasten an dem Verteilungstransformator 106 über einen typischen Zeitraum von 24 Stunden repräsentiert. In einigen Ausführungsformen beliefert das Verteilungssystem 100 Regionen mit Gewerbeflächen, in denen nur wenige, falls überhaupt, Wohnstättenlasten vorhanden sind. Die dritte Kurve 312 überschreitet P_NOM zwischen ungefähr 6:00 und 18:00, was anzeigt, dass Lasten, einschließlich, ohne Beschränkung, kommerzieller und/oder industrieller Anlagen (nicht veranschaulicht) und kommerzieller und/oder industrieller Fahrzeugladesysteme (nicht veranschaulicht), mit Energien versorgt werden. Folglich überlasten kommerzielle und/oder industrielle Lasten in dem Verteilungssystem 100 den Verteilungstransformator 106 zwischen ungefähr 6:00 und 18:00.
5 zeigt eine grafische Darstellung 320 eines typischen erwarteten Verlustes der Nutzungslebensdauer des (in 1 veranschaulichten) Verteilungstransformators 106, der bei Überlastungen des Transformators 106 beobachtet werden kann. Allgemein haben die meisten Versorgungsunternehmen und Transformatorhersteller über die Lebensdauern von zahlreichen Ausführungen und Modellen von Verteilungstransformatoren hinweg hinreichend empirische Daten gesammelt, um erwartete Nutzungslebensdauern für verschiedene Belastungsschematas zu entwickeln. Derartige empirische Daten ermöglichen ein Ableiten von Kurven, die eine Verringerung der Nutzungslebensdauer von Verteilungstransformatoren für ein gegebenes Überlastungsniveau vorhersagen.
Die grafische Darstellung 320 enthält eine y-Achse 322, die eine Verringerung der Nutzungslebensdauer des Transformators 106 repräsentiert und die von 0% bis 50% in Schritten von 5% erreicht, wobei die Prozentwerte auf einer nominalen Nutzungslebensdauer des Verteilungstransformators 106 von 100% basieren. Die grafische Darstellung 320 enthält ferner eine x-Achse 324, die einen Prozentsatz der Last an dem Verteilungstransformator 106 von 0% bis 170% von P_NOM für den Verteilungstransformator 106 in Schritten von 10% repräsentiert.
Die grafische Darstellung 300 enthält ferner eine Kurve 316, die eine typische Verringerung der Nutzungslebensdauer des Transformators 106 in Abhängigkeit von einem Prozentsatz der Belastung des Transformators 106 in Bezug auf P_NOM repräsentiert. Zum Beispiel kann von 0% bis 100% von P_NOM für den Verteilungstransformator 106 eine 0%-ige Verringerung der Nutzungslebensdauer des Transformators 106 erwartet werden. Ferner erhöht ein Überschreiten von 100% von B_NOM einen Lebensdauerverlust, das heißt es verringert die Nutzungslebensdauer des Transformators 106 in zunehmendem Maße, wenn der Prozentsatz der Überlastung des Transformators 106 steigt. In der beispielhaften Ausführungsform nimmt die grafische Darstellung 320 an, dass eine Verringerung der Nutzungslebensdauer mit einem konsistenten Wert der Überlastung für die Lebensdauer des Transformators 106 verbunden ist. Im Allgemeinen, und wie in 4 veranschaulicht, kann der Transformator 106 nur für ein Teil eines 24-Stunden-Zeitraums überlastet werden. Jedoch existierend ausreichend empirische Daten, um ähnliche Kurven für periodische Überlastungen zu bestimmen. Folglich können Kosten der Transformatorüberlastung als Funktion eines Wertes der Überlastung und eines integrierten Wertes der Zeitdauer der Überlastung bestimmt werden.
6 zeigt eine tabellarische Darstellung oder eine Tabelle 340 einer Preisgestaltungsstruktur im Zusammenhang mit einem Prozentsatz der Überlastung des (in 1 veranschaulichten) Verteilungstransformators 106. Die Tabelle 340 weist eine erste Spalte 342 auf, die Belastungswerte des Transformators 106 als ein Vielfaches von P_NOM des Transformators 106 enthält. Eine zweite Spalte 344 enthält Werte der Preisgestaltung P₁ bis P_N, die einem Wert der Überlastung in Spalte 342 zugeordnet sind. Die Preisgestaltungswerte in Spalte 344 repräsentieren die Kosten für einen Kunden eines Versorgungsunternehmers für diejenigen Kunden, die eine Belastung des Transformators 106 in einem derartigen Maße wählen, dass dieser überlastet wird, wodurch das Versorgungsunternehmen für die verringerte Nutzungslebensdauer des Transformators 106 und die vorzeitige Instandhaltung, Reparatur und/oder Austauschmaßnahme entschädigt wird.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zum Planen, dass aufschiebbare Lasten 140, 142 und/oder 144 (wie sie alle in 1 veranschaulicht sind) elektrische Leistung von dem (in 1 veranschaulichten) Verteilungssystem 100 unter Verwendung des (in den 1 und 2 veranschaulichten) DTDLE-Systems 120 empfangen. 8 ist eine Fortsetzung des in 7 veranschaulichten Flussdiagramms. In der beispielhaften Ausführungsform werden alle aufschiebbaren Lasten (DLs) 140, 142 und 144 bei dem Versorgungsunternehmen registriert, und es befindet sich wenigstens eine zugehörige Datenaufzeichnung (nicht veranschaulicht) innerhalb der Datenbank 164 (wie in 2 veranschaulicht) für jede der DLs 140, 142 und 144.
In der beispielhaften Ausführungsform enthält das Verfahren 400 ein Erhalten 402 des Wertes von P_NOM für den Verteilungstransformator 106 (wie in 1 veranschaulicht) und der innerhalb der Datenbank 164 (wie in 2 veranschaulicht) gespeichert wird. Der Wert für die Überlastbarkeit oder die obere Grenze (die hierin als P_UL bezeichnet wird) des Verteilungstransformators 106 wird ebenfalls erhalten, 404, und innerhalb der Datenbank 164 gespeichert. Die P_UL des Verteilungstransformators 106 kann von wenigstens entweder dem Versorgungsunternehmen oder dem Transformatorhersteller oder von einer Kombination von diesen erhalten werden. Alternativ kann die P_UL des Verteilungstransformators 106 aus Daten auf der Basis einer „Hot Spot”-Temperatur des Transformators 106 gewonnen werden. Außerdem kann der Wert für P_UL, der in Einheiten von Kilowatt (kW) gemessen und hierin als ein Prozentwert von P_NOM in Bezug genommen wird, je nach Ermessen des Versorgungsunternehmers basierend auf Parametern, die, ohne Beschränkung, die Größe der Überlastung, die das Versorgungsunternehmen zu akzeptieren gewillt ist, nach oben oder nach unten angepasst werden. Die gegenwärtigen Werte der Belastung des Transformators 106 (die hierin mit P_XFMR bezeichnet werden) werden aufgezeichnet, 406, und in der Datenbank 164 gespeichert. Ferner können optional Temperaturen, die, ohne Beschränkung, Umgebungstemperaturen (T_AMB), Transformatoröltemperaturen (T_OIL) und Transformatorwicklungstemperaturen (T_WDG) umfassen, aufgezeichnet und innerhalb der Datenbank 164 gespeichert werden.
Es werden Daten von allen DLs 140 bis 144, die innerhalb des Verteilungssystems 100 positioniert sind, gesammelt und in der Datenbank 164 gespeichert. Zu derartigen Daten gehören, ohne Beschränkung, ein Status jeder DL 140 bis 144, die gegenwärtige Wirkleistungsaufnahme für jede DL 140 bis 144, frühere maximale Wirkleistungsaufnahmen für jede DL 140 bis 144 und ein Betriebsmodus für jede DL 140 bis 144. Derartige Daten können in einer Tabelle 410 dargestellt werden. Eine erste Spalte 412 der Tabelle 410 enthält DLs#1 (140) bis #N (144), worin DL #i eine beliebige der DLs #1 (140) bis #N (144), die in der Warteschleife 424 sind, repräsentiert. Eine zweite Spalte 414 der Tabelle 410 enthält den Status jeder DL in der Spalte 412, wobei der Status entweder ein diskretes „AUS” oder ein diskretes „EIN” ist. Wie vorstehend beschrieben und wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck „aufschiebbarer Laststatus” einen von zwei diskreten Status der aufschiebbaren Last. Der erste Status ist, dass die aufschiebbare Last nicht mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und nicht irgendeine Leistung von diesem entnimmt, das heißt der „AUS”-Status. Der zweite Status ist, dass die aufschiebbare Last mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und wenigstens etwas elektrische Leistung von diesem entnimmt, das heißt der „EIN”-Status.
Eine dritte Spalte 416 der Tabelle 410 enthält die gegenwärtigen Werte der Last, d. h. P_CURRENT, die zu jeder der DLs #1 (140) bis #N (144) übertragen werden, in Einheiten von kW. Eine vierte Spalte 418 der Tabelle 410 enthält die Maximalwerte der aufschiebbaren Last, das heißt P_MAX. Eine fünfte Spalte 420 der Tabelle 410 enthält ein berechnetes Verhältnis der Inhalte der dritten Spalte 416 zu den Inhalten der vierten Spalte 418, das hießt P_CURRENT/P_MAX für jede der DLs #1 (140) bis #N (144), um die unmittelbare Nähe der tatsächlichen Last zu der maximalen Last für die zugehörige DL festzustellen. Die Werte für die Einträge in der fünften Spalte 420 können zwischen 0% und 100% der zugehörigen P_MAX variieren. Folglich erleichtert eine Berechnung der Verhältnisse eine Feststellung, ob die zugehörigen DLs gewöhnlich nahe an der Maximallast arbeiten oder alternativ bei einer variablen Last arbeiten.
Ferner enthält das Verfahren 400 in der beispielhaften Ausführungsform ein Füllen 422 einer Warteschlange 424 mit DLs, wenn die DLs versuchen, mit Energie versorgt zu werden, um elektrische Leistung von dem Verteilungssystem 100 zu erhalten. Die Warteschlange 424 enthält eine erste Spalte 426, die jede der DLs #1 (140) bis #N (144) enthält. Die erste Spalte 426 der Warteschlange 424 wird gefüllt, wenn die zugehörige Anforderung zur Energieversorgung empfangen wird. Ein derartiger Betrieb steht im Kontrast zu denjenigen Lasten, die bei Anforderung sofort mit Energie versorgt werden, wenn z. B. ein Lichtschalter betätigt wird. Solange innerhalb der Parameter, die in das DTDLE-System 120 programmiert sind, hinreichend Kapazität zur Verfügung steht, bleibt die Warteschlange 424 ungefüllt. Die Warteschlange 424 beginnt sich zu füllen, wenn keine hinreichende Kapazität innerhalb der in dem DTDLE-System 120 programmierten Parameter vorhanden ist. Die Warteschlange 424 enthält ferner eine zweite Spalte 428, die den Status jeder DL in der Spalte 426 enthält, wobei der Status stets ein diskretes „AUS” ist, während das DTDLE-System 120 die Zeitsteuerung der Energieversorgung der DLs in der Warteschlange 424 bewältigt. Die Warteschlange 424 enthält ferner eine dritte Spalte 430, die der vierten Spalte 418 der Tabelle 410 ähnlich ist. Die Warteschlange 424 enthält ferner eine vierte Spalte 423, die der fünften Spalte 420 der Tabelle 410 ähnlich ist.
Sobald durch einen Kunden eine DL-Anforderung gestellt wird, und bezugnehmend auf 8, stellt das DTDLE-System 120 für diejenigen Ausführungsformen, die T_OIL und T_WDG messen, fest, 434, ob die gemessenen Temperaturen einen Alarmsollwert (T_ALM), der in der Datenbank 164 gespeichert ist, überschreiten. Falls die gemessenen Temperaturen den Sollwert überschreiten, wird die DL nicht zu der Warteschlange 424 (wie in 7 veranschaulicht) hinzugefügt, 436. Ansonsten wird eine Feststellung 438 getroffen, ob irgendwelche DLs in der Warteschlange 424 vorhanden sind. Falls keine DLs in der Warteschlange 424 vorhanden sind, fährt das DTDLE-System 120 fort, jegliche Anforderungen nach einer DL-Anbindung zu überwachen, 440.
Falls DLs in der Warteschlange 424 vorhanden sind, bestimmt, 442, das DTDLE-System 120 die verbleibende verfügbare Belastbarkeit (P_AVAIL), um den Verteilungstransformator 106 zu belasten, ohne den Transformator 106 zu überlasten. Das DTDLE-System 120 verwendet einen Ausdruck, wie beispielsweise P_AVAIL = P_NOM – P_XFMR. Das DTDLE-System 120 bestimmt, 444, ob P_AVAIL größer als oder gleich 0% ist. Falls P_AVAIL größer als oder gleich 0% ist, dann bestimmt, 446, das DTDLE-System 120, ob P_XFMR + P_{MAX DL#i} kleiner ist als P_NOM, worin P_{MAX DL#i} P_MAX für jede der DLs #1 (140) bis #N (144), die sich in der Warteschlange 424 befinden, repräsentiert. Falls festgestellt wird, dass P_XFMR + P_{MAX DL#i} kleiner ist als P_NOM, gestattet das DTDLE-System 120 der DL #i, ihren Status von „AUS” auf „EIN” zu verändern, 448, und gestattet der DL#i von der Warteschlange 424 entfernt zu werden. Falls alternativ P_AVAIL kleiner ist als 0%, was anzeigt, dass keine weitere Kapazität bei dem Verteilungstransformator 106 vorhanden ist, oder falls P_XFMR + P_{MAX DL#i} größer als P_NOM ist, dann wird eine Bestimmung 450 vorgenommen, ob P_XFMR + P_{MAX DL#i} kleiner ist als P_UL.
Falls festgestellt wird, dass P_XFMR + P_{MAX DL#i} kleiner ist als P_UL, dann wird eine Bestimmung 452 vorgenommen, ob der Kunde gewillt ist, einen höheren Preis (nach 6) für eine sofortige Energieversorgung der DL #i zu zahlen, oder alternativ warten will, bis die Belastung an dem Transformator 106 hinreichend abnimmt, um eine Energieversorgung der DL #i ohne Überlastung des Transformators 106 zu erlauben. Falls der Kunde gewillt ist, den höheren Preis zu bezahlen, erlaubt das DTDLE-System 120 der DL #i, ihren Status von „AUS” auf „EIN” zu verändern, 448, erlaubt der DL #i, von der Warteschlange 424 entfernt zu werden, und erlaubt eine Überlastung des Transformators 106. Falls der Kunde nicht gewillt ist, den höheren Preis zu bezahlen, wird die DL #i anschließend in der Warteschlange 424 platziert.
Außerdem kann das Versorgungsunternehmen, wenn DL #i in der Warteschlange 424 platziert ist, den elektrischen Strom, der zu der DL #i übertragen wird, begrenzen, 454, so dass P_XFMR + P_DL#i gleich P_NOM ist, falls die DL #i unter P_{MAX DL#i}-Bedingungen ordnungsgemäß arbeiten kann. Dieser elektrische Strom wird variabel sein und wird wenn nötig angepasst, so dass die Bedingung P_XFMR + P_DL#i gleich P_NOM erfüllt ist. Falls die Bedingung nicht erfüllt werden kann, bleibt DL #i in der Warteschlange 424. Falls festgestellt wird, dass P_XFMR + P_{MAX DL#i} nicht kleiner als P_UL ist, bleibt, 456, DL #i anschließend in der Warteschlange 424, bis all die Bedingungen, die zum Entfernen von DL #i aus der Warteschlange 424 erforderlich sind, erfüllt sind.
9 zeigt eine grafische Darstellung 500 einer Belastung eines Verteilungstransformators, die verwendet werden kann, um das Verfahren 400 (wie in den 7 und 8 veranschaulicht) darzustellen, wenn P_AVAIL größer als 0% ist. Im Allgemeinen steuert das DTDLE-System 120 (wie in den 1 und 2 veranschaulicht) die Belastung des Verteilungstransformators 106 (wie in 1 veranschaulicht). Wie vorstehend beschrieben, repräsentiert P_NOM die Nennbelastung des Transformators nach dem Typenschild, während P_UL die obere Grenze der Transformatorbelastung, die das Versorgungsunternehmen nicht zu überschreiten wünscht, repräsentiert.
Die grafische Darstellung 500 enthält eine y-Achse 502, die von 0% bis 250% in Schritten von 50% reicht, worin die Prozentwerte auf P_NOM, die gewöhnlich in Einheiten von kVA gemessen wird, basieren. Werte oberhalb von 100% repräsentieren eine Überlastung des Verteilungstransformators 106. Die grafische Darstellung 500 enthält ferner eine x-Achse 504, die die Zeit entlang einer 24-Stunden-Zeituhr von 0:00 bis 24:00 in Schritten von einer Stunde repräsentiert. Die grafische Darstellung 500 enthält ferner eine Kurve 506, die eine typische Wohnstättenlast an dem Verteilungstransformator 106 über einen typischen 24-Stunden-Zeitraum, d. h. P_XFMR, repräsentiert. Die grafische Darstellung 500 enthält ferner eine erste Region 508, die unterhalb von P_NOM definiert ist. Die grafische Darstellung 500 enthält ferner eine zweite Region 510, die zwischen P_NOM und P_UL definiert ist. Die grafische Darstellung 500 enthält ferner eine dritte Region 512, die oberhalb von _POL definiert ist.
In der beispielhaften Ausführungsform ist P_XFMR zwischen ungefähr 0:00 und ungefähr 17:00 kleiner als P_NOM, und der Ausdruck P_AVAIL = P_NOM – P_XFMR ergibt das Ergebnis, dass P_AVAIL größer ist als 0%. Folglich liegt die P_XFMR-Kurve 506 bei oder unterhalb von P_NOM, und einer Anforderung zur Energieversorgung einer aufschiebbaren Last wird wahrscheinlich durch das DTDLE-System 120 stattgegeben, solange hinreichend P_AVAIL vorhanden ist, so dass eine Hinzunahme der Last nicht zur Folge haben wird, dass die P_XFMR-Kurve 506 P_NOM überschreitet.
Ferner ist in der beispielhaften Ausführungsform nach ungefähr 17:00 P_XFMR größer als P_NOM, und der Ausdruck P_AVAIL = P_NOM – P_XFMR erzeugt das Ergebnis, dass P_AVAIL kleiner ist als 0%. Für diese Situationen kann eine Energieversorgung einer bestimmten aufschiebbaren Last die Belastung derart vergrößern, dass die P_XFMR-Kurve 506 P_NOM überschreiten wird, und der Kunde wird aufgefordert, einen höheren Preis zu bezahlen. Falls der Kunde zustimmt, wird, wie in der beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht, das DTDLE-System 120 eine Energieversorgung dieser aufschiebbaren Last gestatten. In diesem Fall wird die P_XFMR-Kurve 506 P_NOM überschreiten, wobei dem Verteilungstransformator 106 erlaubt wird, in der Region 510 zu arbeiten, und es werden weitere Lasten erlaubt, solange die P_XFMR-Kurve 506 P_UL nicht überschreitet, wobei ein Betrieb in der dritten Region 512 nicht gestattet wird. Falls die zugehörige aufschiebbare Last normalerweise unterhalb von P_MAX-Bedingungen arbeiten kann, was bedeutet, dass die Last für einen ordnungsgemäßen Betrieb nicht den vollen Nennstrom erfordert, kann das DTDLE-System 120 außerdem der aufschiebbaren Last erlauben, in den „EIN”-Zustand zu schalten, wobei es jedoch seinen Ausgangsstrom regeln wird. Diese Entscheidung wird basierend auf dem minimalen Strom, den die aufschiebbare Last für einen normalen Betrieb erfordert, getroffen.
Alternativ wird, falls der Kunde der erhöhten Preisbildung nicht zustimmt, eine Energieversorgung der aufschiebbaren Last nicht gestattet, und diese wird in die Warteschlange 424 (wie in 8 veranschaulicht) platziert, bis hinreichend Kapazität zur Belastung des Transformators 106 mit der aufschiebbaren Last vorhanden ist, so dass P_XFMR P_NOM nicht überschreitet, und diese bestimmte Last kommt als nächste in der Warteschlange 424.
Das DTDLE-System 120 ermöglicht eine Verringerung des durchschnittlichen Unterbrechungshäufigkeitsindex des Systems (SAIFI, System Average Interruption Frequency Index). Der SAIFI ist das Verhältnis der Gesamtanzahl von Kundenunterbrechungen zu der gesamten Anzahl von Kunden, die versorgt werden, und wird von elektrischen Energieversorgungsunternehmen gewöhnlich als ein Zuverlässigkeitsindikator verwendet, wird häufig verwendet, um einen Wert der durchschnittlichen Anzahl von Unterbrechungen, die ein Kunde erfahren würde, zu kennzeichnen und wird in Einheiten von Unterbrechungen pro Kunde gemessen. Zum Beispiel betrug ein jüngster Wert von SAIFI in Nordamerika ungefähr 1,10 Unterbrechungen pro Kunde.
Außerdem ermöglicht das DTDLE-System 120 eine Verringerung des durchschnittlichen Unterbrechungsdauerindex des Systems (SAIDI, System Average Interruption Duration Index). Der SAIDI ist das Verhältnis der Summe aller Kundenunterbrechungsdauern zu der gesamten Anzahl von Kunden, die versorgt werden, und wird von elektrischen Energieversorgungsunternehmen gewöhnlich als ein weiterer Zuverlässigkeitsindikator verwendet, wird häufig verwendet, um einen Wert der durchschnittlichen Ausfalldauer für jeden versorgten Kunden darzustellen und wird in Einheiten der Zeit, häufig Minuten oder Stunden, gemessen. Zum Beispiel betrug ein jüngster Wert von SAIDI in Nordamerika ungefähr 1,50 Stunden.
10 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 600 zum Aufbau eines DTDLE-Systems 120 (wie in den 1 und 2 veranschaulicht). In der beispielhaften Ausführungsform wird ein Verteilungstransformator 106 (wie in 1 veranschaulicht) bereitgestellt, 602. Der Verteilungstransformator 106 wird mit wenigstens einer aufschiebbaren Last, z. B. den DLs #1 (140) bis #N (144) (wie sie alle in 1 veranschaulicht sind) gekoppelt, 604, die auf wenigstens einem Kundengrundstück 124 (wie in 1 veranschaulicht) angeordnet sind. Der Verteilungstransformator 106 wird konfiguriert, um elektrische Leistung zu wenigstens einer der DLs #1 (140) bis #N (144) zu übertragen. Eine Rechenvorrichtung, z. B. das DTDLE-System 120, die einen Prozessor 152 und eine mit dem Prozessor 152 gekoppelte Speichervorrichtung 150 enthält, wird mit dem Verteilungstransformator 106 und wenigstens einem Kundengrundstück 124 verbunden, 606. Das DTDLE-System 120 wird konfiguriert, 608, um eine erste Betriebsmessung von dem Verteilungstransformator 106 aufzuzeichnen. Das DTDLE-System 120 wird ferner konfiguriert, 610, um eine zweite Betriebsmessung von wenigstens einer der DLs #1 (140) bis #N (144) aufzuzeichnen. Das DTDLE-System 120 wird ferner konfiguriert, 612, um eine Priorität für die Energieversorgung wenigstens einer der DLs #1 (140) bis #N (144) innerhalb einer Warteschlange 424 (wie in 7 veranschaulicht) in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
Im Gegensatz zu bekannten elektrischen Energieverteilungssystemen ergeben die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen ein verbessertes Management von darin installierten Verteilungstransformatoren. Insbesondere ermöglichen die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen im Gegensatz zu bekannten elektrischen Energieverteilungssystemen eine verbesserte oder verlängerte Nutzungslebensdauer von Verteilungstransformatoren. Genauer gesagt, ermöglichen die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen im Gegensatz zu bekannten elektrischen Energieversorgungssystemen arbeitenden lokalisierten Teilen von größeren Verteilungssystemen, die Belastung des Transformators zu steuern, indem sie diejenigen aufschiebbaren Lasten in eine Warteschlange einreihen, die die Transformatorbelastung über einen Nennwert hinaus vergrößern können. Ferner ermöglichen die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen im Gegensatz zu bekannten elektrischen Energieverteilungssystemen eine Energieversorgung dieser aufschiebbaren Lasten auf einer planmäßigen Basis. Eine derartige Basis enthält die Reihenfolge des Empfangs der Anforderung zur Energieversorgung, wie sie in die Warteschlange gelangte, den Erwartungswert für die Stromentnahme durch jede Last in Abhängigkeit von der größten bekannten Stromaufnahme durch diese bestimmte aufschiebbare Last und einen Willen des zugehörigen Kunden, die höhere Kosten für die Energieversorgung der Last zum Ausgleich der Verringerung der erwarteten Lebensdauer des Transformators zu zahlen. Folglich ermöglichen die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen im Gegensatz zu bekannten elektrischen Energieverteilungssystemen eine Erhöhung der Funktionssicherheit und Verringerung von Ausfällen (SAIFI und SAIDI) und eine Verringerung von Instandhaltungskosten von Verteilungstransformatoren. Ferner werden deshalb die Kosten der verringerten Nutzungslebensdauer eines Transformators durch diejenigen Kunden getragen, die mit der verringerten Lebensdauer unmittelbar im Zusammenhang stehen, und diejenigen Kunden, die wählen, nicht mehr zu bezahlen, werden von unplanmäßigen Ausfällen verschont.
Ferner ermöglichen die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen im Gegensatz zu bekannten elektrischen Energieversorgungssystemen ein lokalisiertes und automatisiertes Management von Verteilungstransformatoren, so dass die Granularität eines derartigen Managements vergrößert wird, wodurch eine größere Kontrolle über die aufschiebbaren Lasten und den Transformator ermöglicht wird. Außerdem ermöglichen die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen im Gegensatz zu bekannten elektrischen Verteilungssystemen eine Reduktion des Kommunikations- und Datenverkehrsvolumens, das über die Kanäle zwischen den lokalisieren Teilen des Verteilungssystems und einer zugehörigen Abwicklungsabteilung eines Versorgungsunternehmens übertragen werden, wodurch eine Reduktion der Größe der zugehörigen Datenbanken und der Bandbreite der zugehörigen Datenkanäle ermöglicht wird. Ein derartiges lokalisiertes Datenmanagement, wie es durch die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen ermöglicht wird, reduziert betriebliche Latenzzeiten, die mit entfernter Entscheidungsfindung und Fernbetrieb von lokalisierten Vorrichtungen verbunden sind.
Ein beispielhafter technischer Effekt der hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen enthält wenigstens eines von: (a) Verwendung lokalisierter Datenerfassung und eines lokalisierten Managements, um aufschiebbare Lasten einzuplanen, um das Risiko für eine Überschreitung der nominalen Nennleistung eines Verteilungstransformators nach dem Typenschild zu reduzieren; b) Verwendung des lokalisieren Managements und der Steuerung der Verteilungstransformatoren, um Anforderungen zur Energieversorgung aufschiebbarer Lasten in einer Warteschlange zu speichern; c) Gestatten, dass diejenigen Lasten in der Warteschlange nach einer planmäßigen Basis, die auf der Reihenfolge des Empfangs der Anforderung zur Energieversorgung, wie sie in der Warteschlange ankam, dem erwarteten Wert der Stromentnahme durch jede Last in Abhängigkeit von der größten bekannten Stromaufnahme durch diese bestimmte aufschiebbare Last und einem Willen des zugehörigen Kunden, erhöhte Kosten für die Energieversorgung der Last zu zahlen, um die Verringerung der erwarteten Lebensdauer des Transformators auszugleichen, basiert, mit Energie versorgt werden; d) Erlauben einer begrenzten Überlastung des Verteilungstransformators, während ein Überschreiten einer oberen Grenze der Transformatorbelastung, wie sie durch das Versorgungsunternehmen bestimmt wird, nicht gestattet wird; und e) Verringern von Latenzzeiten, die mit einem Management der Belastung von lokalen Verteilungstransformatoren verbunden sind.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel können Komponenten jedes Systems und/oder Schritte jedes Verfahrens unabhängig und gesondert von anderen Komponenten und/oder Schritten, wie sie hierin beschrieben sind, verwendet und/oder in die Praxis umgesetzt werden. Außerdem kann jede Komponente und/oder jeder Schritt auch mit anderen Anordnungen und Verfahren verwendet und/oder in die Praxis umgesetzt werden.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und auch um jeden Fachmann auf dem Gebiet zu befähigen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn die äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.
Einige Ausführungsformen umfassen die Verwendung von einer oder mehreren elektronischen oder Rechenvorrichtungen. Derartige Vorrichtungen enthalten gewöhnlich einen Prozessor oder Controller, wie beispielsweise eine universale zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), einen Mikrocontroller, einen Prozessor eines Computers mit reduziertem Befehlsatz (RISC), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Logikschaltung (PLC) und/oder eine beliebige sonstige Schaltung oder einen beliebigen sonstigen Prozessor, die bzw. der in der Lage ist, die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Die hierin beschriebenen Verfahren können als ausführbare Instruktionen kodiert sein, die in einem computerlesbaren Medium, einschließlich, ohne Beschränkung, einer Speichervorrichtung und/oder einer Memory-Vorrichtung, enthalten sind. Derartige Instruktionen veranlassen einen Prozessor, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, wenigstens einen Teil der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. Die vorstehenden Beispiele sind lediglich beispielhaft und sollen deshalb die Definition und/oder Bedeutung des Begriffs Prozessor in keiner Weise einschränken.
Während die Erfindung anhand verschiedener spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Erfindung innerhalb des Rahmens und Umfangs der Ansprüche mit Modifikationen umgesetzt werden kann.

Claims

System zur Verbesserung des Managements von aufschiebbaren Lasten eines Verteilungstransformators, wobei das System aufweist: eine Speichervorrichtung, die konfiguriert ist, um mehrere Betriebsmessungen von einem Verteilungstransformator und wenigstens einer aufschiebbaren Last zu speichern; und einen Prozessor, der mit der Speichervorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei der Prozessor programmiert ist, um: eine erste Betriebsmessung von dem Verteilungstransformator aufzuzeichnen, der konfigureiert ist, um elektrische Leistung zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen; eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen; und eine Priorität für die Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Betriebsmessung des Verteilungstransformators wenigstens einen aufweist von: einem Wert der elektrischen Leistung, die durch den Verteilungstransformator übertragen wird; einem Umgebungstemperaturwert; einem Öltemperaturwert des Verteilungstransformators; und einem Wicklungstemperaturwert des Verteilungstransformators.
System nach Anspruch 1, wobei die zweite Betriebsmessung der wenigstens einen aufschiebbaren Last wenigstens einen aufweist von: einem Status der wenigstens einen aufschiebbaren Last; einem Wert der gegenwärtigen elektrischen Wirkleistungsaufnahme; einem früheren hohen Wert der elektrischen Wirkleistungsaufnahme; und einem Betriebsmodus der wenigstens einen aufschiebbaren Last.
System nach Anspruch 3, wobei der Status der wenigstens einen aufschiebbaren Last wenigstens einen aufweist von: einem ersten Status, in dem die aufschiebbare Last nicht mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und keine elektrische Leistung von diesem aufnimmt; und einem zweiten Status, in dem die aufschiebbare Last mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und wenigstens etwas elektrische Leistung von diesem aufnimmt.
System nach Anspruch 3, wobei der Betriebsmodus der wenigstens einen aufschiebbaren Last wenigstens einen aufweist von: einem ersten Betriebsmodus, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last variierende Werte der elektrischen Leistung von dem Verteilungstransformator aufnimmt; und einem zweiten Betriebsmodus, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last elektrische Leistung nur mit ihrer Nennleistung von dem Verteilungstransformator aufnimmt.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Wartenschlange zu definieren und die Warteschlange mit mehreren aufschiebbaren Lasten in Abhängigkeit von dem Folgenden zu füllen: einem Zeitpunkt, in dem die aufschiebbaren Lasten anfordern, mit dem Verteilungstransformator verbunden zu werden; und wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um: aufschiebbaren Lasten in der Warteschlange zu gestatten, im Ermessen eines Benutzers mit dem Verteilungstransformator verbunden zu werden; die gegenwärtige Belastung des Verteilungstransformators oberhalb einer Nennlast zu bestimmen; und eine Preisgestaltung für eine Überlastung des Verteilungstransformators festzulegen.
Verfahren zum Aufbau eines Systems zur Verbesserung für aufschiebbare Lasten eines Verteilungstransformators (DTDLE), wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Verteilungstransformators; Verbinden des Verteilungstransformators mit wenigstens einer aufschiebbaren Last, die auf wenigstens einem Kundengrundstück angeordnet ist; Verbinden einer Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und eine mit dem Prozessor verbundene Speichervorrichtung enthält, mit dem Verteilungstransformator und dem wenigstens einen Kundengrundstück; und Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um: eine erste Betriebsmessung von dem Verteilungstransformator aufzuzeichnen, der konfiguriert ist, um elektrische Leistung zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen; eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen; und eine Priorität für die Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um eine erste Betriebsmessung von dem Verteilungstransformator aufzuzeichnen, ein Konfigurieren der Rechenvorrichtung zur Aufzeichnung wenigstens eines der Folgenden aufweist: einem Wert der elektrischen Leistung, die über den Verteilungstransformator übertragen wird; einem Umgebungstemperaturwert; und einem Öltemperaturwert des Verteilungstransformators; und einem Wicklungstemperaturwert des Verteilungstransformators.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen, ein Konfigurieren der Rechenvorrichtung zur Aufzeichnung wenigstens eines der Folgenden aufweist: einem Status der wenigstens einen aufschiebbaren Last; einem Wert der gegenwärtigen elektrischen Wirkleistungsaufnahme; einem früheren hohen Wert der elektrischen Wirkleistungsaufnahme; und einem Betriebsmodus der wenigstens einen aufschiebbaren Last.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um einen Status der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen, wenigstens eines aufweist von: Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um einen ersten Status aufzuzeichnen, in dem die aufschiebbare Last nicht mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und keine elektrische Leistung von diesem aufnimmt; und Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um einen zweiten Status aufzuzeichnen, in dem die aufschiebbare Last mit dem Verteilungstransformator verbunden ist und wenigstens einen Teil der elektrischen Leistung von diesem aufnimmt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um einen Betriebsmodus der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen, wenigstens eines aufweist von: Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um einen ersten Betriebsmodus aufzuzeichnen, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last variierende Werte der elektrischen Leistung von dem Verteilungstransformator aufnimmt; und Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um einen zweiten Betriebsmodus aufzuzeichnen, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last elektrische Leistung nur mit ihrer Nennleistung von dem Verteilungstransformator aufnimmt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Konfigurieren der Rechenvorrichtung, um eine Priorität für die Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange zu bestimmen, ein Konfigurieren der Rechenvorrichtung aufweist, um die Warteschlange zu definieren und die Warteschlange mit mehreren aufschiebbaren Lasten in Abhängigkeit von dem Folgenden zu füllen: einem Zeitpunkt, in dem die aufschiebbaren Lasten anfordern, mit dem Verteilungstransformator verbunden zu werden; und wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung.
Elektrisches Energieverteilungssystem, das aufweist: wenigstens einen Verteilungstransformator; wenigstens eine aufschiebbare Last, die auf wenigstens einem Kundengrundstück positioniert und mit dem wenigstens einen Verteilungstransformator verbunden ist; eine Speichervorrichtung, die konfiguriert ist, um mehrere Betriebsmessungen von dem wenigstens einen Verteilungstransformator und der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu speichern; und einen Prozessor, der mit der Speichervorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei der Prozessor programmiert ist, um: eine erste Betriebsmessung von dem wenigstens einen Verteilungstransformator aufzuzeichnen, der konfiguriert ist, um elektrische Leistung zu der wenigstens einen aufschiebbaren Last zu übertragen; eine zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last aufzuzeichnen; und eine Priorität für die Energieversorgung der wenigstens einen aufschiebbaren Last innerhalb einer Warteschlange in Abhängigkeit von wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung zu bestimmen.
Elektrisches Energieverteilungssystem nach Anspruch 14, wobei die erste Betriebsmessung von dem wenigstens einen Verteilungstransformator wenigstens einen aufweist von: einem Wert der elektrischen Leistung, die durch den wenigstens einen Verteilungstransformator übertragen wird; einem Umgebungstemperaturwert; einem Öltemperaturwert des wenigstens einen Verteilungstransformators; und einem Wicklungstemperaturwert des wenigstens einen Verteilungstransformators.
Elektrisches Energieverteilungssystem nach Anspruch 14, wobei die zweite Betriebsmessung von der wenigstens einen aufschiebbaren Last wenigstens einen aufweist von: einem Status der wenigstens einen aufschiebbaren Last; einem Wert der gegenwärtigen elektrischen Wirkleistungsaufnahme; einem früheren hohen Wert der elektrischen Wirkleistungsaufnahme; und einem Betriebsmodus der wenigstens einen aufschiebbaren Last.
Elektrisches Energieverteilungssystem nach Anspruch 16, wobei der Status der wenigstens einen aufschiebbaren Last wenigstens einen aufweist von: einem ersten Status, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last nicht mit dem wenigstens einen Verteilungstransformator verbunden ist und nicht elektrische Leistung von diesem aufnimmt; und einem zweiten Status, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last mit dem wenigstens einen Verteilungstransformator verbunden ist und wenigstens einen Teil der elektrischen Leistung von diesem aufnimmt.
Elektrisches Energieverteilungssystem nach Anspruch 16, wobei der Betriebsmodus der wenigstens einen aufschiebbaren Last wenigstens einen aufweist von: einem ersten Betriebsmodus, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last variierende Werte der elektrischen Leistung von dem wenigstens einen Verteilungstransformator aufnimmt; und einem zweiten Betriebsmodus, in dem die wenigstens eine aufschiebbare Last elektrische Leistung nur mit ihrer Nennleistung von dem wenigstens einen Verteilungstransformator aufnimmt.
Elektrisches Energieverteilungssystem nach Anspruch 14, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Warteschlange zu definieren und die Warteschlange mit mehreren der aufschiebbaren Lasten als die aufschiebbaren Lasten in Abhängigkeit von dem Folgenden zu füllen: einem Zeitpunkt der Anforderung, mit dem wenigstens einen Verteilungstransformator verbunden zu werden; und wenigstens entweder der ersten Betriebsmessung und/oder der zweiten Betriebsmessung.
Elektrisches Energieverteilungssystem nach Anspruch 19, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um: wenigstens einer der mehreren aufschiebbaren Lasten in der Warteschlagen zu gestatten, im Ermessen eines Benutzers mit wenigstens einem Verteilungstransformator verbunden zu werden; die gegenwärtige Belastung des wenigstens einen Verteilungstransformators oberhalb einer Nennlast zu bestimmen; und eine Preisgestaltung für eine Überlastung des wenigstens einen Verteilungstransformators zu bestimmen.