JP2012143138A - 停電復旧の方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】停電時の切替計画及び修理処理等の電力グリッドの管理を効率よく行う。
【解決手段】電気グリッド修理／運用システムは、作業班の位置を作業班に関連した作業車両の位置に基づいて受信する作業班ロケータと、作業班ロケータから複数の作業班のうちのいくつかの位置を受信する作業班管理サブシステムと、電気グリッド資産についての修理要件を判定し、判定された修理要件に関連した修理時間を判定する資産管理サブシステムと、障害の指摘／故障を知らせる電話を使用して停電の発生を判定する停電管理サブシステムと、変更要求を実行する資格のある班員、変更要求を達成するために必要とされる道具／機器、ならびに応答タイミング要件を満たすと判定された作業班位置を含む可能な班を、グリッド構成変更要求に応答するために判定し、作業班がグリッド構成変更要求を満たすように作業要件／措置を詳述する班指示を開始する復旧オプティマイザとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に電力グリッドを管理するための方法およびシステムに関し、より具体的には停電管理および停電からの復旧のための方法およびシステムに関する。

少なくとも一部の既知の電力グリッドは、石炭火力発電所、原子力発電所等の発電所、高電圧伝送回線、配電資産等の電力伝送資産、および相互接続切り替え資産を含む。１つまたは複数の電力会社が、電力グリッドに関連した障害管理、メンテナンスおよびアップグレードを含めて、電力グリッドの管理を行っている場合がある。しかしながら電力グリッドの管理は、停電が生じたとき消費者からかかってくる電話、または局所の分配ネットワークを分析する現場の作業者に依拠しており、しばしば非効率的でコストがかかる。

停電および修理には、切り替え計画および修理措置が伴う。切り替え計画は、問題箇所を隔離し、次いで修理の後で問題箇所を復旧することを必要とする。この復旧の合計時間は信頼性の指標に直接影響を及ぼすので、公共事業では停電期間を最小化し、停電によって影響を受ける総エリアの境界を最小化し、停電のために隔離された電気の通っていないグリッドの区域を最小化することが望まれる。修理の見積もりは現在、個人または簡単なデバイステーブルによって提供されている。

切り替えおよび修理措置が自動化されていないと、派遣される作業班が停電箇所に行き着くために必要な、修理時間に追加される時間は、復旧見積もりにおいて考慮されなければならない。到着時間は作業班の現在の位置によって決まり、停電を修理するための班の能力は在庫によって決まる。現在の復旧時間および修理（総切り替え）時間の見積もりは、班の近接性および／または機器の利用可能性を含めていない。現在の方法には、班が手動で報告する時間見積もりが伴う。

米国特許出願公開第２０１０／０１５２９１０号明細書

１つの実施形態で、電気グリッド修理および運用システムは、作業班の位置を作業班に関連した作業車両の位置に基づいて受信するように構成された作業班ロケータと、作業班ロケータから複数の作業班のうちの少なくともいくつかの位置を受信するように構成された作業班管理サブシステムと、電気グリッド資産についての修理要件を判定し、判定された修理要件に関連した修理時間を判定するため構成された資産管理サブシステムとを含む。このシステムはまた、障害の指摘および故障を知らせる電話のうちの少なくとも１つを使用して停電の発生を判定するように構成された停電管理サブシステムと、変更要求を実行する資格のある班員、変更要求を達成するために必要とされる道具および機器、ならびに応答タイミング要件を満たすと判定された作業班位置を含む可能な班を、グリッド構成変更要求に応答するために判定し、作業班がグリッド構成変更要求を満たすように作業要件および措置を詳述する班指示を開始するように構成された復旧オプティマイザとを含む。いくつかのケースでは事前に時間要件は存在しない場合があり、ただ最も近くにいる、資格および道具を備えた応対可能な（忙しくない）班が選択されなければならず、到着時間が復旧の見積もりに含まれるということが最も重要である。

他の実施形態では、電気グリッド運用およびメンテナンスの管理方法は、電気グリッドの構成に対する変更を達成するために必要とされる１つまたは複数のグリッド資産に対する変更を判定するステップと、複数の応対可能な班から、グリッド資産の変更を達成するための班の能力を判定するステップと、複数の利用可能な機器から、グリッド資産の変更を達成するための機器の要件を判定するステップとを含む。この方法はさらに、可能な班の位置および１つまたは複数のグリッド資産の位置に関して必要とされる機器を判定するステップと、判定された可能な班、判定された必要な機器および判定された位置を使用して、電気グリッドの構成に対する変更を達成するための班指示であって、必要とされる機器の位置および１つまたは複数のグリッド資産の位置を含む班指示を作り出すステップと、班指示を少なくとも可能な班へ送信するステップとを含む。

さらに他の実施形態では、停電管理システムは、複数の作業班のうちの少なくともいくつかの位置を通信するように構成されたロケータを含むフィールドフォースサブシステムと、複数の作業班に関連した機器の位置を能動的に監視するように構成された機器在庫サブシステムと、複数の作業班のうちの少なくともいくつかの各々に関連したモバイルインターフェースであって、措置を命じる作業班指示を受信するように構成されたモバイルインターフェースとを含む。このシステムはまた、実行すべき作業のある位置に対する作業班および機器の近接性、ならびに作業班の応対可能性に基づいて、作業班指示の完了する時間を計算するように構成された中央操作サブシステムを含む。

図１〜２は、本明細書で説明する方法およびシステムの例示的実施形態を示す。

本発明の例示的実施形態による電気グリッド運用およびメンテナンス管理システムの概略的なブロック図である。 本発明の例示的実施形態による電気グリッド運用およびメンテナンス方法の流れ図である。

以下の詳細な説明は限定としてではなく、例として本発明の実施形態を示す。本発明は工業、商業および住宅の用途における広く地理的に多様な資産の運用およびメンテナンス管理の分析的および方法的な実施形態に広く応用されることが企図されている。

本明細書で使用する際、単数形で記載する要素またはステップ、および「１つの（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」という言葉が先行する要素またはステップは、明示的に記載しない限り、複数形の要素またはステップを除外するものとして理解されるべきではない。さらに、本発明の「１つの実施形態」に対する言及は、同様に記載した特徴を組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈すべきではいない。

図１は、本発明の実施形態による電気グリッド運用およびメンテナンス管理システム１００の概略的ブロック図である。システム１００は、作業班の位置と修理能力を統合したものに基づいて、グリッド切り替えの時間および修理提案を最適化するように構成されている。様々な実施形態では、システム１００のうちの少なくとも一部は既存の電気グリッド管理システムと統合されてもよく、またはシステム１００は既存の電気グリッド管理システムと通信することができる独立システムを含んでもよい。例示的実施形態では、システム１００は限定されないが、作業班ワークフロー管理サブシステム１０６などの中央収集点に複数の作業班のうちの少なくともいくつかの位置を通信するように構成されたＧＰＳセンサ１０４を含む。フィールドフォースサブシステム１０２は、典型的には、バケツトラックまたは柱設置トラックなどの作業車両、および作業車両に割り当てられた作業班を備える。ＧＰＳセンサ１０４は、各作業車両に搭載される。作業班が現場で利用できる道具１０８ならびにその他のメンテナンスおよび／またはテスト機器を持つように、道具１０８ならびにその他のメンテナンスおよび／またはテスト機器は、典型的には、作業車両に保管される。追加の道具１１０は、例えば中央または地区の派遣センタなど、作業車両から離れたところに保管されてもよい。追加の道具はまれにしか使用されない特殊用途の道具、および複数の作業班の間で共有される効果な道具を含んでもよい。

道具１０８、道具１１０またはその他の機器のうちの少なくともいくつかは、各道具１０８、１１０に関連したタグ付けデバイス１１２、１１４を含んでもよい。１つの実施形態では、タグ付けデバイス１１２、１１４は無線周波数識別対応タグまたはラベルを含む。ＲＦＩＤリーダ１１６は道具１０８、１１０に、それらの存在および／または正確な位置を確認するために問い合わせを行う。ＲＦＩＤリーダ１１６は、単独の独立型デバイスで実施されてもよく、または限定されないが、スマートフォン、ラップトップまたはタグ付けされた機器を追跡して状態を作業班ワークフロー管理サブシステム１０６に送信することができるその他のデバイスなどのハンドヘルドデバイス１１８の中に組み込まれてもよい。様々な実施形態では、道具１０８および道具１１０の正確な在庫の維持を促進するために、その他の追跡デバイスが使用される。フィールドフォースサブシステム１０２は、作業班および機器の状態を作業班ワークフロー管理サブシステム１０６にリアルタイムで通信し、作業班の移動および活動を命じる指示を受信するように構成された通信サブシステム１２０を含む。

システム１００は、停電管理（ＯＭＳ）サブシステム１２４、分配管理サブシステム（ＤＭＳ）１２６、資産管理サブシステム１２８、地理情報システム（ＧＩＳ）１３０および復旧最適化サブシステム１３２を含む中央操作サブシステム１２２を含む。

ＯＭＳ１２４は、停電の位置を追跡すること、作業班のための指示を提供することによって派遣されている作業班を管理すること、および持続する停電の期間および影響を受けるエリアに関連した信頼性指標を追跡することによって、停電を管理する際に公共事業を支援するシステムである。１つの実施形態で、ＯＭＳ１２４は、メモリ１２７の中に記憶された指示を実行し、本明細書で説明されるプロセスを実行するように構成されたプロセッサ１２５を含む。ＯＭＳ１２４は、停電を追跡し、停電から復旧するための基準時間を見積もるように構成されている。ＯＭＳ１２４はまた、作業班の作業命令および指示ならびに作業班の状態を追跡し、作業班がさらなる作業を行うために自由になるまでの時間見積もりを判定するように構成されている。ＤＭＳ１２６は、（例えば）配電グリッドのために変電所の中のデバイスおよび給電デバイスを制御する分配システムレベル制御システムである。ＤＭＳ１２６は、監督制御およびデータ取得（ＳＣＡＤＡ）システム１１４を介した分配の自動化を通じて、切り替え計画を作り出し、それを実施するように構成されている。ワークフロー管理サブシステム１０６は、全ての作業班のＧＰＳ位置を追跡するように構成されたデータ収集データベースおよびアプリケーション１３４と、全ての道具１０８、１１０ならびにテストおよびその他の機器を追跡するように構成されたデータ収集データベースおよびアプリケーション１３６とを含む。班ワークフロー管理サブシステム１０６は、統合されたＯＭＳサブシステム１２４の一部分として実施されることが可能である。ＧＩＳ１３０は、資産が地理的にどこに位置するのか、多数の資産の不変の（静的）特性、および資産がどのように共に接続されているのかについての情報を含むデータベースを含む。ＧＩＳ１３０はＯＭＳ１２４と結合され、班の位置を、問題のあるエリア、予測される停電ならびに電気的資産および導体の位置に関連した確認された停電と関連付け、各班についての各停電位置に到着する時間を計算するように構成されている。資産管理サブシステム１２８は、修理措置を資産と関連付けるため、およびさらに、関連する資産、停電の種類に基づいて、修理措置または切り替え運用のために必要な道具１０８、１１０またはその他の機器を見積もり、次いで作業班が道具１０８、１１０またはその他の機器を取得するのにかかる時間量を見積もるように構成されている。復旧最適化サブシステム１３２は、行われるべき作業のある位置に対する作業班および道具１０８、１１０またはその他の機器の近接性、ならびに作業班の応対可能性に基づいて、作業班指示を完了する時間の合計を計算するように構成されている。

運用の間、停電は、例えば消費者１４０によって開始される故障を知らせる電話１３８から、または変電所および分配自動化機器サブシステム１４６からＳＣＡＤＡ１４４を通じた障害の指摘１４２によって判定される。変電所および分配自動化機器サブシステム１４６はＳＣＡＤＡ１４４から切り替えコマンド１４８を受信し、作動のために切り替えコマンド１４８を処理して、適切な切り替え可能資産１５０へ送信する。変電所および分配自動化機器サブシステム１４６はまた、切り替え可能資産１５０から障害の指摘１４２を受信し、それをＳＣＡＤＡ１４４およびＤＭＳ１２６を通じてＯＭＳ１２４に中継する。ＳＣＡＤＡ１４４はまた、発電要件１５２を送信制御センタ１５６のエネルギー管理システム１５４に提供する。エネルギー管理システム１５４は、限定されないが、例えば風力および太陽光発電資産などの再生可能エネルギー資源など、発電資産１６０のための設定ポイント１５８を生成する。

電気グリッドの構成に対する変更の必要は、停電以外の様々な運用およびメンテナンスの理由で発起されてもよい。例えば、新たな機器の設置または既存の機器の交換は、作業を行う前に、安全に半導体部分の電源を切るための切り替え計画を必要とする場合がある。ＤＭＳ１２６は隔離切り替え計画、復旧切り替え計画を判定し、ＯＭＳ１２４は切り替え計画に関連した計画された停電命令を作り出し、ＯＭＳ１２４はまた、計画された停電に基づいておおよその復旧時間を判定する。作業が行われる位置から所定の距離内にいる、作業を実行することができる各作業班の応対可能性が判定される。様々な実施形態では、作業班が作業を実行することができるかどうかを判定することは、作業を実行または監督するための班員の認証を判定することを含む。一部のケースでは、行われる作業は２つ以上のタスクで認証された班員を必要としてもよいが、それ以外の可能な作業班は、行われるべき作業の１つの局面で認定された班員ではなくなる可能性がある。そのような場合、他の作業班からの１人の班員の応対可能性は、それ以外の可能な作業班に一時的に加えられ、一時的に加えられる班のための時間は集められなければならない。各班に関連した道具１０８およびテスト機器の在庫は判定され、行われる作業の種類のために必要であると判定された道具およびテスト機器と比較される。追加の道具またはその他の機器１１０を取得するために必要とされる時間は、停電または切り替え命令に応答するための各班についての総時間に追加される。ＯＭＳ１２４はさらに、停電の最も近くにいる可能な作業班、およびその作業班が停電場所に移動するためにかかる時間を判定する。推薦される班は、通信指令係またはネットワークオペレーターに対して示される。通信指令係またはネットワークオペレーターによって所望の班が選択され、派遣される。様々な実施形態では、所望の班は自動的に選択され、派遣されてもよい。その班についての追加時間は基本切り替え計画または復旧時間に追加され、おおよその信頼性指標は計算されて、通信指令係またはネットワークオペレーターに対して示される。

図２は、本発明の例示的実施形態による電気グリッド運用およびメンテナンス管理方法２００の流れ図である。例示的な実施形態では、方法２００は電気グリッドの構成に対する変更を達成するために必要とされる１つまたは複数のグリッド資産に対する変更を判定すること（２０２）と、複数の応対可能な班から、グリッド資産の変更を達成するための班の能力を判定すること（２０４）と、複数の利用可能な機器から、グリッド資産の変更を達成するための機器の要件を判定すること（２０６）とを含む。方法２００はまた、可能な班の位置および１つまたは複数のグリッド資産の位置に関して必要とされる機器を判定すること（２０８）と、判定された可能な班、判定された必要とされる機器および判定された位置を使用して、電気グリッドの構成に対する変更を達成するための班指示であって、必要とされる機器の位置および１つまたは複数のグリッド資産の位置を含む指示を作り出すこと（２１０）と、班指示を少なくとも可能な班に送信すること（２１２）とを含む。

「プロセッサ」という用語は本明細書で使用する際、中央処理装置、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書で説明する機能を実行することができる任意のその他の回路またはプロセッサのことを指す。

「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は本明細書で使用する際、置換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリおよび不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、プロセッサ１２５による実行のためのメモリの中に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリの種類は単に例示であり、したがってコンピュータプログラムを格納するために使用できるメモリの種類に関して制限されることはない。

上記の明細書に基づいて理解されるように、上述の本開示の実施形態は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはそれらの任意の組み合わせもしくはサブセットを含むコンピュータプログラミングまたはエンジニアリング技術を使用して実装されてもよく、その技術的効果は、公共事業の資源割当てを改善し、より速い停電復旧を確実にし、作業班の割当ておよび機器の準備を最適化する能力を提供するために使用されることが可能な正確な信頼性指標を確立するための信頼できる手段を提供する。コンピュータ可読符号手段を有する、任意のそのような結果として生じるプログラムは、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体内に含まれ、またはその中で提供されてもよく、それによってコンピュータプログラム製品すなわち製造品を説明した本開示の実施形態によって作成する。コンピュータ可読媒体は、限定されないが、例えば固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）等の半導体メモリ、および／またはインターネットまたはその他の通信ネットワークもしくはリンクなどの任意の送信／受信媒体であってもよい。コンピュータ符号を含む製造品は、１つの媒体から直接符号を実行すること、符号を１つの媒体から他の媒体へコピーすること、または符号をネットワークを介して送信することによって作成／または使用されてもよい。

上述の電気グリッドの運用およびメンテナンスの管理方法およびシステムの実施形態は、公共事業の資源割当てを改善し、より速い停電復旧を確実にし、班をどのように割り当てて、どの機器を用いるのかということを最適化する能力を提供するために使用されることが可能な正確な信頼性指標を確立するための、コスト効率のよい信頼できる手段を提供する。結果的に、本明細書で説明される方法およびシステムは、コスト効率のよい信頼できる方法で、電気グリッドの運用およびメンテナンスの管理を促進する。

本書は、最良の形態を含めて本発明を開示するために、また任意のデバイスまたはシステムを作成および使用すること、ならびに任意の組み込まれている方法を実行することを含めて、任意の当業者が本発明を実行することができるようにするために、例を使用する。本発明の特許性のある範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の例を含んでもよい。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を持つ場合、または、それらが特許請求の範囲の文言とごく僅かしか違わない同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。

１００ メンテナンス管理システム
１０２ フィールドフォースサブシステム
１０４ ＧＰＳセンサ
１０６ ワークフロー管理サブシステム
１０８ 道具
１１０ 道具
１１２ タグ付けデバイス
１１４ タグ付けデバイス
１１６ ＲＦＩＤリーダ
１１８ ハンドヘルドデバイス
１２０ 通信サブシステム
１２２ 中央操作サブシステム
１２４ 停電管理サブシステム（ＯＭＳ）
１２５ プロセッサ
１２６ サブシステム（ＤＭＳ）
１２７ メモリ
１２８ 資産管理サブシステム
１３０ 地理情報システム（ＧＩＳ）
１３２ 復旧最適化サブシステム
１３４ 収集データベースおよびアプリケーション
１３６ 収集データベースおよびアプリケーション
１３８ 故障を知らせる電話
１４０ 顧客
１４２ 障害の指摘
１４４ ＳＣＡＤＡ
１４６ 分配自動化機器サブシステム
１４８ プロセス切り替えコマンド
１５０ 切り替え可能資産
１５２ 発電要件
１５４ エネルギー管理システム
１５６ 送信制御センタ
１５８ 設定ポイントを生成する
１６０ 発電資産
２００ 方法

Claims (10)

1. 作業班の位置を、前記作業班に関連した作業車両の位置に基づいて受信するように構成された作業班ロケータと、
   前記作業班ロケータから複数の作業班のうちの少なくともいくつかの位置を受信するように構成された作業班管理サブシステムと、
   電気グリッド資産についての修理要件を判定し、前記判定された修理要件に関連した修理時間を判定するように構成された資産管理サブシステム（１２８）と、
   障害の指摘および故障を知らせる電話のうちの少なくとも１つを使用して、停電の発生を判定するように構成された停電管理サブシステム（１２４）と、
   グリッド構成変更要求を実行する資格のある班員、前記変更要求を達成するために必要とされる道具および機器、ならびに応答タイミング要件を満たすと判定された作業班位置を含む可能な班を、前記変更要求に応答するために判定し、前記作業班が前記グリッド構成変更要求を満たすように作業要件および措置を詳述する班指示を開始するように構成された復旧オプティマイザと
   を備える電気グリッド修理および運用システム。
2. 前記停電管理サブシステム（１２４）が、電気グリッドから停電を隔離するための切り替え要件を生成するようにさらに構成されている、請求項１記載のシステム。
3. 作業班および派遣センタに関連した作業車両のうちの少なくとも１つに関連した道具の在庫を受信するように構成された道具在庫サブシステムをさらに備える、請求項１記載のシステム。
4. 前記作業班ロケータが、作業班の位置を判定し、前記判定された位置を前記作業班ロケータに通信するように構成されたＧＰＳセンサ（１０４）を備える、請求項１記載のシステム。
5. 前記停電管理サブシステム（１２４）が、停電情報を生成し、前記停電情報を前記復旧オプティマイザに送信するように構成されている、請求項１記載のシステム。
6. 前記作業班管理サブシステムが、前記作業班ロケータから複数の作業班のうちの少なくともいくつかに関連した道具の在庫を受信するように構成されている、請求項１記載のシステム。
7. 複数の作業班のうちの少なくともいくつかの位置を通信するように構成されたロケータを備えるフィールドフォースサブシステム（１０２）と、
   前記複数の作業班に関連した機器の位置を能動的に監視するように構成された機器在庫サブシステムと、
   前記複数の作業班のうちの少なくともいくつかの各々に関連したモバイルインターフェースであって、措置を命じる作業班指示を受信するように構成されたモバイルインターフェースと、
   実行すべき作業のある位置に対する作業班および機器の近接性、ならびに作業班の応対可能性に基づいて、前記作業班指示の完了する時間を計算するように構成された中央操作サブシステム（１２２）とを備える停電管理システム（１２４）。
8. 前記複数の作業班に関連した前記機器のうちの少なくともいくつかが無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを備え、前記機器在庫サブシステムが、前記機器のうちの少なくともいくつかの位置を判定するために前記ＲＦＩＤタグに問い合わせを行うように構成されたＲＦＩＤリーダ（１１６）を備える、請求項７記載のシステム（１２４）。
9. 前記中央操作サブシステム（１２２）が、作業班指示を追跡し、前記作業班が追加の指示を割り当てられるために自由になるまでの時間見積もりを判定するように構成された停電管理サブシステム（１２４）を備える、請求項７記載のシステム（１２４）。
10. 前記中央操作サブシステム（１２２）が、電気グリッド資産および前記電気グリッド資産間の電気接続に関する位置情報のデータベースを備える地理情報サブシステム（１３０）をさらに備え、前記ＧＩＳが、作業班の位置を複数の停電位置と関連付け、少なくとも１つの作業班についての各停電位置に到着する時間を計算するように構成されている、請求項７記載のシステム（１２４）。

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