JP6059442B2 - 配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるためのシステムおよび方法 - Google Patents

配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、一般に配電ネットワークに関し、より具体的には、配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるためのシステムおよび方法に関する。
送電網などの配電ネットワークは、電力供給業者から消費者または顧客に電力を届けるために利用される。停電などの電力障害の後、配電ネットワークは、通常、配電ネットワーク全体にわたり複数のスイッチを作動させることによって、再通電または復旧される。通常、自動スイッチと手動スイッチ両方が、ネットワークに含まれる。自動スイッチは、通常、ユーティリティプロバイダに結び付けられた遠隔監視制御情報取得(「SCADA」)などの制御システムによって制御されるが、手動スイッチは現場技術者によって制御される。
自動スイッチと手動スイッチを組み合わせる場合、電力の復旧中に安全上の懸念が生じる可能性がある。例えば、スイッチが誤作動すると、それによって現場技術者が働いているネットワークの一区画に通電してしまう、安全上の危険が存在する可能性がある。したがって、配電ネットワークでスイッチング動作を同期させるためのシステムおよび方法が望ましい。
上記の必要性および/または問題の一部または全ては、本発明の特定の実施形態によって対処することができる。本発明の実施形態は、配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるためのシステムおよび方法を含むことができる。本発明の1つの実施形態によれば、配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるための方法が開示される。停電の後に配電ネットワークに電力を復旧させるためのスイッチ計画は、制御システムによって確認することができる。この制御システムは、電力会社に結び付けることができ、1つまたは複数のコンピュータを含むことができる。スイッチ計画に関連する複数のスイッチング動作は、制御システムによって確認することができる。これら複数のスイッチング動作は、少なくとも1回の自動スイッチング動作、および少なくとも1回の手動スイッチング動作を含むことができる。複数のスイッチング動作の同期された実行は、制御システムによって調整することができる。
本発明の別の実施形態によれば、配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるためのシステムが開示される。このシステムは、少なくとも1つのメモリおよび少なくとも1つのプロセッサを含むことができる。少なくとも1つのメモリは、コンピュータで実行可能な命令を格納するように構成することができる。少なくとも1つのプロセッサは、少なくとも1つのメモリにアクセスし、(i)停電の後に配電ネットワークに電力を復旧させるためのスイッチ計画を確認し、(ii)スイッチ計画に関連する複数のスイッチング動作を確認し、これら複数のスイッチング動作は、少なくとも1回の自動スイッチング動作および少なくとも1回の手動スイッチング動作を含み、(iii)複数のスイッチング動作の同期された実行を調整する、コンピュータで実行可能な命令を実行するように構成することができる。
その他のシステム、方法、装置、特徴および態様が、本発明のさまざまな実施形態に関する技法によって実現される。本発明の他の実施形態および態様は、本明細書において詳細に記載され、特許請求された発明の一部と考えられる。他の実施形態および態様は、説明および図面を参照して理解することができる。
本発明を概括的に記載したので、これから添付図面を参照するが、添付図面は必ずしも実物大で描かれてはいない。
本発明の例示的な実施形態に従って、配電ネットワーク内で、同期されたスイッチングを容易にするシステムの1つの例を示すブロック図である。 本発明の例示的な実施形態に従って、スイッチ計画を実行するための方法の例を示す流れ図である。 本発明の例示的な実施形態に従って、スイッチ計画の実行中に通知および/または警報を生成し処理するための方法の例を示す流れ図である。
これから本発明の例示的な実施形態が、以下添付図面を参照してより詳細に記載されるが、その図面の中には、本発明の実施形態の全てではなく一部が示される。実は、本発明は多くのさまざまな形態で実施することができ、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈すべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が該当の法的要求事項を満足するように提供される。全体を通して、同じ番号は同じ要素を参照する。
送電網などの配電ネットワーク内でスイッチングを同期させるためのシステムおよび方法が開示される。本発明のさまざまな実施形態では、ユーティリティプロバイダに結び付けられたスイッチング制御システムなどの、適切なスイッチング制御システムを提供することができる。スイッチング制御システムは、配電ネットワークまたは配電ネットワークの一部の中で、スイッチング動作を指示することができる。この点に関連して、スイッチング制御システムは、配電ネットワークへの電力の復旧中にスイッチング動作を同期させることができる。特定の実施形態では、スイッチング制御システムは、自動スイッチング動作と手動スイッチング動作の実行を同期させることができる。
1つの例示的な実施形態では、スイッチング制御システムは、配電ネットワークへの電力復旧に関連するスイッチ計画などの、スイッチ計画を確認することができる。さらに、そのスイッチ計画に関連する複数のスイッチング動作を、確認および/または決定することができる。スイッチング動作は、自動スイッチング動作と手動スイッチング動作の両方を含むことができる。複数のスイッチング動作が確認されると、スイッチング動作を実行する順序を決定することができる。スイッチング制御システムは、次いで、決定された順序に従って、複数のスイッチング動作の実行を指示することができる。この点に関連して、スイッチング制御システムは、不可欠なスイッチング動作が後のスイッチング動作の前に実行されることを、保証することができる。
各スイッチング動作について、スイッチング制御システムは、スイッチング動作に関連するさまざまな情報を確認することができる。例えば、スイッチング制御システムは、スイッチング動作が自動スイッチング動作であるか、または手動スイッチング動作であるかを判定することができる。スイッチング動作が自動スイッチング動作であると判定されると、スイッチング制御システムは、スイッチング動作の自動実行を指示することができる。例えば、スイッチング制御システムは、スイッチング動作を実行するように、SCADAシステムに指示することができる。スイッチング制御システムは、次いで、SCADAシステムから、スイッチング動作が実行されたというインジケーションを受信することができ、スイッチング制御システムは、少なくとも一部はインジケーションの受信に基づいて、1つまたは複数の次のスイッチング動作の実行を指示することができる。同様に、スイッチング動作が手動スイッチング動作であると判定されると、スイッチング制御システムは、スイッチング動作の手動実行を指示することができる。例えば、スイッチング制御システムは、1人または複数の現場技術者に結び付けられた1つまたは複数のユーザデバイス(例えば、携帯電話、モバイルコンピュータなど)への、スイッチング動作を実行する命令の通信を指示することができる。手動スイッチング動作が現場技術者によって完了すると、スイッチング制御システムは、スイッチング動作が完了したというインジケーションを受信することができ、スイッチング制御システムは、少なくとも一部は受信したインジケーションに基づいて、1つまたは複数の次の動作を実行することができる。この点に関連して、自動および手動のスイッチング動作の実行は、スイッチング制御システムによって同期および/または調整され、それによって、スイッチ計画の比較的安全で比較的効率的な実行を容易にすることができる。
さらに、特定の実施形態では、スイッチング制御システムは、ロードバランシングシステム、資産管理システム、および/または任意の数の分散型エネルギー資源などの、ユーティリティプロバイダに結び付けられた任意の数の他のシステムと相互作用することができる。所望により、スイッチング制御システムは、実行された、かつ/または実行されるスイッチング動作を、他のシステムの1つまたは複数に通知することができる。さらに、スイッチング制御システムは、他のシステムの1つまたは複数から情報を受信することができ、所望により、スイッチング制御システムは、少なくとも一部は受信した情報に基づいて、スイッチ計画を修正することができる。この点に関連して、スイッチング制御システムは、配電ネットワークに関連する1つまたは複数の状態に基づいて、スイッチ計画を動的に調整することができる。
本発明のさまざまな実施形態は、スイッチング動作の同期を容易にする、1つまたは複数の専用コンピュータ、システム、および/または特定のマシンを含むことができる。専用コンピュータまたは特定のマシンは、さまざまな実施形態で要求される、多種多様の異なるソフトウェアモジュールを含むことができる。以下でより詳細に説明するように、特定の実施形態では、これらのさまざまなソフトウェアの構成要素は、スイッチ計画を確認し、スイッチ計画に関連する自動および手動のスイッチング動作の実行を同期するために利用することができる。
本明細書に記載された本発明の特定の実施形態は、配電ネットワークへの電力の復旧に関連するスイッチング動作の同期に関する、技術的な効果を有することができる。例えば、自動および手動のスイッチング動作を実行するための適切な順序を決定し指示することができる。この点に関連して、比較的効率的で安全なスイッチング動作を指示することができる。さらに、特定の実施形態は、他のユーティリティプロバイダのシステムにさまざまなスイッチング動作を通知することの、技術的な効果を有することができる。この点に関連して、比較的安定した状態(例えば、ロードバランシングなど)を配電ネットワーク内で維持することができ、保守手順をスイッチング動作と整合するようにスケジュールすることができる。
図1は、本発明の例示的な実施形態に従って、配電ネットワーク内で、同期されたスイッチングを容易にするシステムの1つの例100を示すブロック図である。図1に示されたシステム100は、例えば、1つまたは複数のスイッチコントローラ105、1つまたは複数のSCADAシステム110、および/または、1つまたは複数のユーザデバイス115を含むことができる。特定の実施形態では、システムの1つまたは複数の構成要素は、ユーティリティプロバイダに結び付けることができる。所望により、システム100の構成要素の1つまたは複数には、システム100内の動作を制御し、かつ/または、システム100の他の構成要素との通信を容易にするように構成された、1つまたは複数の適切なコンピュータが含まれ得る。スイッチコントローラ105に関連する適切なコンピュータの構成要素がより詳細に記載される。他の構成要素には、スイッチコントローラ105に類似の構成要素を含む、コンピュータまたは他のプロセッサ駆動デバイスが含まれ得る。さらに、特定の実施形態では、スイッチコントローラ105、SCADAシステム110および/またはユーザデバイス115などのシステム100のさまざまな構成要素は、任意の数の適切なネットワーク120を介して、お互いに通信を行うことができる。
動作中、スイッチコントローラ105は、スイッチ計画の実行を確認し指示することができる。例えば、スイッチ計画は、停電の後に配電ネットワーク(例えば、送電網)への電力を復旧するために実行することができる。スイッチコントローラ105は、スイッチ計画に含まれる自動および手動のスイッチング動作を確認することができ、スイッチコントローラ105は、自動および手動のスイッチング動作の実行を同期させることができる。その際、スイッチコントローラ105は、SCADAシステム110および/またはユーザデバイス115への、実行命令の通信を指示することができる。SCADAシステム110は、ユーティリティプロバイダに結び付けられた、任意の数の適切な遠隔監視制御情報取得のシステムおよび/または構成要素を含むことができる。SCADAシステム110は、配電ネットワークに関連する、任意の数の自動化された、または自動のスイッチ125の作動を指示することができる。特定の実施形態では、SCADAシステム110は、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、セルラネットワーク、インターネット、自動計測基盤ネットワークなどの1つまたは複数の適切なネットワーク130を介して、1つまたは複数の自動化されたスイッチ125の作動を指示することができる。さらに、または別法として、SCADAシステム110は、任意の数の適切な直接接続を介して、自動化されたスイッチ125の作動を指示することができる。
同様に、任意の数のユーザデバイス115は、スイッチコントローラ105から実行命令を受信するように構成することができる。例えば、ポータブルコンピュータおよび/またはモバイルデバイスなどの、現場技術者に結び付けられたユーザデバイス115は、実行命令を受信するように構成することができる。実行命令は、現場技術者などのユーザデバイス115のユーザに与えられ、ユーザは、少なくとも一部は受信した命令に基づいて、1つまたは複数の手動スイッチ135の作動を手動で制御することができる。スイッチング動作がSCADAシステムおよび/またはユーザによって完了すると、任意の数の適切なインジケーションおよび/またはメッセージをスイッチコントローラ105に返信することができる。スイッチコントローラ105は、少なくとも一部は受信したインジケーションに基づいて、スイッチ計画に含まれる次のスイッチング動作の実行を制御することができる。
引き続き図1を参照すると、例えば、ロードバランシングコントローラ140、任意の数の分散型エネルギー資源(「DER」)145、および/または資産管理システム150などの、ユーティリティプロバイダ(および/またはユーティリティプロバイダの顧客)に結び付けられた任意の数の他のシステムおよび/またはデバイスを提供することができる。スイッチ計画の実行中、スイッチコントローラ105は、通知、メッセージ、および/または命令を、他のシステムの1つまたは複数に通信することができる。この点に関連して、少なくとも一部はスイッチング動作に基づいて、他のシステムの動作を調整することができる。さらに、所望により、少なくとも一部は他のシステムがスイッチコントローラ105と通信した情報に基づいて、スイッチ計画を調整することができる。
ロードバランシングコントローラ140は、ボルト/ボルトアンペア無効電力(「VAR」)コントローラとも呼ばれるが、配電ネットワーク内で位相および/または負荷のバランシング解析の実行を容易にする、任意の数の適切なシステム、デバイスおよび/またはソフトウェア構成要素を含むことができる。スイッチ計画の実行中、ロードバランシングコントローラ140は、配電ネットワーク内でロードバランシング(すなわち、発電と電力需要とのバランシング)を実施すべきかどうかを判定するために、ロードバランシング解析を行うことができる。特定の実施形態では、配電ネットワークがバランスしていないとの判定に基づいて、ロードバランシングコントローラ140は、ロードバランシングを容易にするために、スイッチング動作の追加を指示するように、スイッチコントローラ105に指示または要求することができる。例えば、コンデンサバンク、電圧レギュレータ、および/または負荷時タップ充電器用の追加スイッチを、ロードバランスを容易にするために作動させることができる。所望により、任意の数のロードバランシング解析動作を実行することができる。例えば、ロードバランシング解析は、スイッチ計画の実行中周期的に実施することができ、かつ/または、所定の回数ずつ増えていくスイッチング動作の実行後に実施することができる。
さらに、特定の実施形態では、最適のスイッチ計画を決定するために、ロードバランシング情報は、スイッチコントローラ105および/またはロードバランシングコントローラ140によって調査することができる。所望により、ロードバランシング情報に基づいて、スイッチ計画を動的に修正または調整することができる。この点に関連して、スイッチ計画の実行中、比較的安定した負荷状態(例えば、電圧状態、電流状態、無効電力状態など)を、配電ネットワーク内で維持することができる。特定の実施形態では、スイッチコントローラ105および/またはロードバランシングコントローラ140は、ロードバランシングの目的でスイッチ計画を最適化することができる。この点に関連して、1つまたは複数のスイッチの作動のぐらつき(すなわち、開いたり閉じたりする)を削減および/または回避することができる。結果として、スイッチ計画の実行中、特定のロードバランシング動作の実行を抑制することができる。
DER145は、配電ネットワークに関連する、任意の数の分散型のエネルギー資源またはエネルギー源を含むことができる。DER145は、エネルギー源の制御および/またはスイッチコントローラ105との通信を容易にする、任意の数の適切なエネルギー源および/またはさまざまな制御ハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素を含むことができる。分散型エネルギー資源の例には、光起電力のセルおよび/またはアレイ(例えば、ソーラーパネル)、風力タービン、発電機(例えば、ガス発電機など)、および/または、バッテリー、コンデンサバンクなどの任意の数の電力貯蔵装置が含まれるが、それらには限定されない。DER145は、マイクログリッドまたは局所送電網(例えば、万一停電または主送電網から遮断された場合にアイランドモードで動作可能な地域送電網)の装置および/またはアプリケーションを含む、ユーティリティプロバイダによって操作される装置、および/または、ユーティリティプロバイダのさまざまな顧客に結び付けられた装置を含むことができる。
スイッチ計画の実行中、スイッチコントローラ105は、DER145に任意の数の通知を通信することができる。この点に関連して、DER145は、実行されたスイッチング動作および/またはこれから実行されるスイッチング動作を確認することができる。DER145は、DER145に関連する電力供給にスイッチング動作が与える可能性がある、衝撃または潜在的な衝撃を判定するために、スイッチング動作の解析を行うことができる。この点に関連して、DER145は電力の節減を回避することができ、スイッチ計画の実行中、電力はDER145により供給を続けることができる。
資産管理システム150は、配電所の構成要素、変圧器、送電線および/または他の適切な構成要素などの、ユーティリティプロバイダに結び付けられた任意の数の構成要素および/またはシステムに関連する情報を含むことができる。さらに、資産管理システム150は、さまざまな構成要素および/またはシステムのメンテナンスを、モニタおよび/またはスケジュールすることができる。例えば、資産管理システム150は、日常のメンテナンス手順を調整することができる。スイッチ計画の実行中、スイッチコントローラ105は、資産管理システム150に任意の数の通知を通信することができる。例えば、スイッチコントローラ105は、所与の時間分離される、および/または電源が切られる配電ネットワークの区域についての確認情報を通信することができる。少なくとも一部は受信した情報に基づいて、資産管理システム150は、分離される区域向けのメンテナンス手順をスケジュールおよび/または再スケジュールすることができる。あるいは、メンテナンス情報はスイッチコントローラ105に提供され、スイッチコントローラ105はメンテナンス手順をスケジュールまたは再スケジュールすることができる。1つの実施例として、資産管理システム150および/またはスイッチコントローラ105は、1つまたは複数の構成要素またはシステム向けのメンテナンス手順を、構成要素またはシステムの電源が切られる時間と一致するように、再スケジュールすることができる。
さらに、特定の実施形態では、スイッチコントローラ105は、メンテナンスを容易にするためにスイッチ計画を修正することができる。例えば、メンテナンス情報(例えば、スケジュールされたメンテナンス情報、再スケジュールされたメンテナンス情報など)は、スイッチコントローラ105によって受信することができ、スイッチコントローラ105は、メンテナンスを容易にするためにスイッチ計画を動的に修正することができる。
スイッチコントローラ105を参照すると、任意の数のコンピュータおよび/または他のコンピュータ処理構成要素は、スイッチコントローラ105の中に組み込むか、あるいはスイッチコントローラ105に結び付けることができる。処理構成要素は、スイッチング動作の同期を含むスイッチコントローラ105の動作を制御することができる。スイッチコントローラ105の中に組み込むか、あるいはスイッチコントローラ105に結び付けることができる適切な処理装置の例には、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ、特定用途向け回路、マイクロコントローラ、ミニコンピュータ、他の計算装置などが含まれるが、それらには限定されない。したがって、スイッチコントローラ105は、コンピュータ可読命令の実行を容易にする任意の数のプロセッサ161を含むことができる。コンピュータ可読命令の実行により、スイッチコントローラ105は、スイッチング命令の同期を容易にする専用コンピュータまたは特定のマシンを含むかまたは形成することができる。
1つまたは複数のプロセッサ161に加えて、スイッチコントローラ105は、1つまたは複数のメモリデバイス162、1つまたは複数の入出力(「I/O」)インタフェース163、および/または、1つまたは複数のネットワークインタフェース164を含むことができる。1つまたは複数のメモリデバイス162またはメモリには、適切なメモリデバイス、例えば、キャッシュ、リードオンリメモリデバイス、ランダムアクセスメモリデバイス、磁気記憶装置などが含まれ得る。1つまたは複数のメモリデバイス162は、スイッチコントローラ105によって利用されるデータ、実行可能な命令、および/またはさまざまなプログラムモジュール、例えば、データファイル165、オペレーティングシステム(「OS」)166、配電管理システム(「DMS」)モジュール167、作業命令モジュール168、および/またはスイッチングモジュール169を格納することができる。データファイル165は、システム100の1つまたは複数の他の構成要素との通信を容易にする情報、1つまたは複数の格納されたスイッチ計画に関連する情報、1つまたは複数のスイッチング命令に関連する情報、分散型スイッチに関連する情報、システムの他の構成要素(例えば、SCADAシステム110、ユーザデバイス115、ロードバランシングコントローラ140、分散型エネルギー資源145および/または資産管理システム150)に関連する情報、システムの他の構成要素から受信した情報(例えば、スイッチング動作が完了したというインジケーション、ロードバランシング情報、電力供給情報、メンテナンス情報など)、および/または、スイッチ計画の実行に関連する情報を含むが、それらには限定されない、スイッチコントローラ105の動作を容易にする任意の適切なデータを含むことができる。OS166は、スイッチコントローラ105の一般的な動作を容易にする、かつ/または制御する実行可能な命令および/またはプログラムモジュールを含むことができる。さらに、OS166は、DMSモジュール167、作業命令モジュール168、および/またはスイッチングモジュール169などの、他のソフトウェアプログラムおよび/またはプログラムモジュールの、プロセッサ161による実行を容易にすることができる。
DMSモジュール167は、配電ネットワークの状態をリアルタイムに管理するように構成された、適切なソフトウェアモジュールまたはアプリケーションであり得る。さらに、DMSモジュール167は、SCADAシステム110との通信を容易にするように構成することができる。動作中、DMSモジュール167は、SCADAシステム110にスイッチング命令を通信するようにとの命令を、スイッチングモジュール169から受信することができる。DMSモジュール167は、命令に関連する適切なメッセージを生成し、生成されたメッセージのSCADAシステム110への通信を指示することができる。さらに、DMSモジュール167は、命令されたスイッチング動作が完了したというインジケーションなどの情報を、SCADAシステムから受信することができ、DMSモジュール167は、受信した情報の少なくとも一部を、スイッチングモジュール169に転送することができる。
作業命令モジュール168は、現場技術者および/または現場クルーに結び付けられた1つまたは複数のユーザデバイス115と通信するように構成された、適切なソフトウェアモジュールまたはアプリケーションであり得る。例えば、作業命令モジュール168は、ユーザデバイス115に通信されるメッセージを生成および/またはフォーマットするように構成することができる。別の実施例として、作業命令モジュール168は、ユーザデバイス115から通信を受信するように構成することができる。動作中、作業命令モジュール168は、現場作業員にスイッチング命令を通信するようにとの命令を、スイッチングモジュール169から受信することができる。作業命令モジュール168は、現場作業員に結び付けられたユーザデバイス115を確認することができ、作業命令モジュール168は、命令に関連する適切なメッセージのユーザデバイス115への通信を生成し指示することができる。さらに、作業命令モジュール168は、命令されたスイッチング動作が完了したというインジケーションなどの情報を、ユーザデバイス115から受信することができ、作業命令モジュール168は、受信した情報の少なくとも一部をスイッチングモジュール169に転送することができる。
スイッチングモジュール169は、配電ネットワークへの電力を復旧するためのスイッチ計画などの、配電ネットワークに関連するスイッチ計画の実行を確認し調整するように構成された、適切なソフトウェアモジュールまたはアプリケーションであり得る。動作中、スイッチングモジュール169は、スイッチ計画に関連する複数のスイッチング動作を確認することができ、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作の同期された実行を指示することができる。この点に関連して、スイッチングモジュール169は、現場技術者の安全を保証する方法で、スイッチング動作の比較的効率的な実行を容易にすることができる。さらに、スイッチングモジュール169は、ロードバランシングコントローラ140、1つまたは複数のDER145、および/または資産管理システム150などの、システム100の他の構成要素への任意の数の通知の通信を、生成し指示することができる。この点に関連して、他の構成要素の動作はスイッチ計画を考慮に入れることができ、所望により、ロードバランシングおよび/またはメンテナンスの目標などの、1つまたは複数の追加目標を容易にするように、スイッチ計画を動的に修正することができる。
スイッチングモジュール169によって実行することができる動作のいくつかの例が、図2および図3を参照して、以下でより詳細に記載される。
DMSモジュール167および作業命令モジュール168は、スイッチコントローラ105に関連するソフトウェアモジュールとして記載されるが、これらのモジュールの1つまたは複数は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアの組合せとして実装することができる。例えば、DMSシステムは、本発明の特定の実施形態において提供することができる。
引き続きスイッチコントローラ105を参照すると、1つまたは複数のI/Oインタフェース163は、スイッチコントローラ105とのユーザ対話を容易にする、ディスプレイ、キーパッド、マウス、キーボード、マイクロフォン、コントロールパネル、タッチスクリーンディスプレイなどの、任意の数の適切な入出力デバイスとの通信を容易にすることができる。この点に関連して、ユーザコマンドは、スイッチコントローラ105によってローカルに受信することができる。さらに、情報はユーザに表示および/または出力することができる。1つまたは複数のネットワークインタフェース164は、図1に示されたネットワーク120などの任意の数の適切なネットワークへの、スイッチコントローラ105の接続を容易にすることができる。この点に関連して、スイッチコントローラ105は、システム100の他の構成要素からデータを受信し、かつ/またはシステム100の他の構成要素へデータを通信することができる。
特定の実施形態では、システム100のさまざまな構成要素は、任意の数の適切なネットワーク120、130を介して、お互いに通信を行うことができる。適切なネットワークの例には、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、セルラネットワーク、自動計測基盤(「AMI」)ネットワーク、さまざまな専用ネットワークなどが含まれるが、それらには限定されない。
所望により、本発明の実施形態は、図1に示された構成要素を多かれ少なかれもつシステム100を含むことができる。さらに、システム100の特定の構成要素は、本発明のさまざまな実施形態において組み合わせることができる。図1のシステム100は、例としてのみ提供される。
図2は、本発明の例示的な実施形態に従って、スイッチ計画を実行するための方法の例200を示す流れ図である。方法200は、図1に示されたシステム100などの、1つまたは複数のスイッチング制御システムに関連して利用することができる。特定の実施形態では、方法200のさまざまな処理は、図1に示されたスイッチングモジュール169などの、適切なスイッチングモジュールによって実行することができる。
方法200は、ブロック205で開始することができる。ブロック205で、スイッチ計画は、スイッチングモジュール169によって確認および/またはアクセスすることができる。特定の実施形態では、電源が切られた配電ネットワークの1つまたは複数の区域に関連するスイッチ計画を、アクセスおよび/または確認することができる。他の実施形態では、配電ネットワークの1つまたは複数の区域向けに、スイッチ計画を生成することができる。
ブロック210で、スイッチ計画に関連する任意の数のスイッチング動作を確認することができる。スイッチング動作は、自動スイッチング動作および手動スイッチング動作を含むことができる。スイッチング動作を実行するための命令は、ブロック215で決定することができる。特定の実施形態では、実行命令はスイッチ計画によって規定することができる。他の実施形態では、スイッチング動作を実行するための、所望および/または最適の命令を決定するために、スイッチングモジュール169によって所定のスイッチ計画を修正することができる。どちらの場合でも、実行命令は、1つまたは複数の他のスイッチの作動の前に作動すべき、不可欠なスイッチを規定することができる。さらに、所望により、実行命令は、同時に実行することができるさまざまなスイッチング動作を規定することができる。
ブロック220で、スイッチングモジュール169が処理するために、次のスイッチング動作を選択することができる。例えば、次のスイッチング動作は、スイッチ計画に関連するスイッチング動作の待ち行列から選択することができる。ブロック225で、スイッチ計画の実行が完了したかどうかについて判定することができる。ブロック225でスイッチ計画の実行が完了したと判定されると、処理は終了することができる。しかしながら、ブロック225でスイッチ計画の実行が完了していないと判定されると、処理はブロック230で継続する。
ブロック230で、選択されたスイッチング動作に関連する情報を確認することができる。所望により、スイッチング動作に関連するスイッチおよび/またはスイッチング動作に関連するタイプ(例えば、自動または手動)などの、スイッチング動作に関連する多種多様の情報を確認することができる。ブロック235で、選択されたスイッチング動作が手動スイッチング動作かどうかについて判定することができる。言い換えれば、スイッチング動作が手動動作か自動動作かを判定するために、スイッチング動作に関連するタイプを解析することができる。
ブロック235でスイッチング動作が手動スイッチング動作ではないと判定されると、スイッチング動作は自動スイッチング動作であると確認することができ、処理はブロック240で継続する。ブロック240で、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作を実行する命令を適切な制御システムに通信するように指示することができる。例えば、スイッチングモジュール169は、図1に示されたSCADAシステム110などの適切なSCADAシステムにSCADA命令を通信するように、図1に示されたDMSモジュール167などの適切なDMSモジュールに指示することができる。この点に関連して、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作に関連する1つまたは複数の自動スイッチを自動で作動させる(すなわち、開くまたは閉じる)ように、SCADAシステム110に指示することができる。さらに、ブロック245で、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作が完了したことの確認を含む、インジケーションまたはメッセージを受信することができる。特定の実施形態では、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作の待ち行列を進める前に、確認の受信を待つことができる。この点に関連して、スイッチングモジュール169は、1つまたは複数の他のスイッチング動作の実行の前に、不可欠なスイッチング動作が完了していることを保証することができ、それによって現場技術者の安全性を高め、かつ/または設備の損傷を削減することができる。ブロック245に続いて、以下でより詳細に記載するブロック260で、処理は継続する。
しかしながら、ブロック235でスイッチング動作が手動スイッチング動作であると判定されると、処理はブロック250で継続する。ブロック250で、スイッチングモジュール169は、現場技術者または現場クルーに結び付けられた適切なユーザデバイスに、スイッチング動作を実行する命令を通信するように指示することができる。例えば、スイッチングモジュール169は、図1に示されたユーザデバイス115などのユーザデバイスに作業命令を通信するように、図1に示された作業命令モジュール168などの適切な作業命令モジュールに指示することができる。この点に関連して、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作に関連する1つまたは複数の手動スイッチを手動で作動させる(すなわち、開くまたは閉じる)ように、現場技術者に指示することができる。さらに、ブロック255で、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作が完了したことの確認を含む、インジケーションまたはメッセージを受信することができる。例えば、ユーザデバイス115から伝送された確認メッセージの少なくとも一部を、スイッチングモジュール169に提供することができる。特定の実施形態では、自動スイッチング動作について上述したように、スイッチングモジュール169は、スイッチング動作の待ち行列を進める前に、確認の受信を待つことができる。ブロック255に続いて、処理はブロック260で継続する。
本発明の特定の実施形態では任意である可能性があるが、ブロック260で、いずれかの通知イベントが起動されるかどうかについて判定することができる。言い換えれば、ロードバランシングコントローラ、1つまたは複数のDER、および/または資産管理システムなどの、ユーティリティプロバイダに結び付けられた任意の数の他の構成要素またはシステムに、スイッチング動作に関連する通知メッセージを、伝送または通信すべきかどうかを判定することができる。所望により、通知イベントが起動されたかどうかを判定するために、多種多様の適切なパラメータおよび/または状態を解析することができる。例えば、1つまたは複数のパラメータは、通知イベントを確認および/または起動すべき、所定の時間間隔(例えば、1分に1度、5分毎に1度、10分毎に1度など)、所定のスイッチング動作の実行回数(例えば、5回のスイッチング動作毎に1度、10回のスイッチング動作毎に1度など)、および/または所定のスイッチ計画内のポイントを規定することができる。1つの実施例として、ロードバランシング通知イベントは、1分毎に、または一定回数のスイッチング動作の完了後に起動することができる。
ブロック260で通知イベントが1つも起動されなかったと判定されると、処理はブロック220で継続することができ、次のスイッチング動作を選択することができる。しかしながら、ブロック260で1つまたは複数の通知イベントが起動されたと判定されると、処理はブロック265で継続することができる。ブロック265で、1つまたは複数の起動された通知を通信することができ、通知に対する任意の受信応答を処理することができる。ブロック265で実行される動作の1つの例は、図3を参照して、以下でより詳細に記載される。ブロック265に続いて、処理はブロック220で継続することができ、次のスイッチング動作を選択することができる。
図2の方法200は、ブロック225の後に終了することができる。
図3は、本発明の例示的な実施形態に従って、スイッチ計画の実行中に通知および/または警報を生成し処理するための方法の例300を示す流れ図である。方法300は、図2に示されたブロック265で実行される処理の1つの例を示すことができる。したがって、方法300は、図1に示されたシステム100などの、1つまたは複数のスイッチング制御システムに関連して利用することができる。さらに、特定の実施形態では、方法300の処理は、図1に示されたスイッチングモジュール169などの、適切なスイッチングモジュールによって実行することができる。
方法300は、ブロック305で開始することができる。ブロック305で、起動された通知イベントを確認することができる。さらに、所望により、通知イベントに関連するタイプ、および/または、通知メッセージを通信すべき1つまたは複数のシステム(例えば、ロードバランシングシステム、1つまたは複数のDER、資源管理システムなど)に関連する情報などの、起動された通知イベントに関連する多種多様の情報を確認することができる。
ブロック310で、起動された通知イベントがロードバランスイベントかどうかについて判定することができる。言い換えれば、ロードバランシング解析を要求および/または実行すべきかどうかについて判定することができる。ブロック310で起動された通知イベントがロードバランスイベントではないと判定されると、処理は、以下でより詳細に記載するブロック335で継続することができる。しかしながら、ブロック310で起動された通知イベントがロードバランスイベントであると判定されると、処理はブロック315で継続することができる。
ブロック315で、図1に示されたロードバランシングコントローラ140などの、適切なロードバランスまたはボルト/VARのコントローラに、ロードバランス要求を通信することができる。この要求は、配電ネットワーク内でロードバランシング(すなわち、発電と電力需要とのバランシング)を実行すべきかどうかを判定するために、ロードバランシング解析を行う要求を含むことができる。ロードバランシングコントローラ140は要求された解析を行うことができ、ブロック320でロードバランシングコントローラ140からロードバランス情報を受信することができる。特定の実施形態では、ロードバランシングを容易にするために、スイッチング動作の追加を指示することができる。例えば、コンデンサバンク、電圧レギュレータおよび/または負荷時タップ充電器用の追加スイッチを、ロードバランスを容易にするために作動させることができる。さらに、特定の実施形態では、ロードバランシング情報は、最適のスイッチ計画を決定するために、スイッチコントローラ105および/またはロードバランシングコントローラ140によって調査することができる。
ブロック325で、少なくとも一部はロードバランス解析の結果に基づいて、バランススイッチング、および/またはスイッチ計画への他の修正が望ましいかどうかについて判定することができる。言い換えれば、ロードバランシングスイッチング動作の追加が望ましいかどうかについて判定することができる。ブロック325でバランススイッチングが望ましくないと判定されると、処理は、以下でより詳細に記載するブロック335で継続することができる。しかしながら、ブロック325でバランススイッチングが望ましいと判定されると、処理はブロック330で継続することができる。ブロック330で、ロードバランスを容易にするために、スイッチ計画を動的に修正または調整することができる。例えば、ロードバランシングスイッチング動作をスイッチ計画に挿入することができる。別の実施例では、ロードバランシングの目的で、スイッチ計画を最適化することができる。最適化の間、最適のロードバランスを容易にするために、任意の数のスイッチング動作を追加および/または抑制することができる。
ブロック335で、起動された通知イベントがDERイベントかどうかについて判定することができる。言い換えれば、図1に示されたDER145などの、1つまたは複数の分散型エネルギー資源に、1つもしくは複数の完了したスイッチング動作、および/または、1つもしくは複数のスケジュールされたスイッチング動作を通知すべきかどうかについて判定することができる。この点に関連して、1つまたは複数のDERは、電力の節減を回避するために、スイッチング動作の解析を行うことができる。ブロック335で、起動された通知イベントがDERイベントではないと判定されると、処理は、以下でより詳細に記載するブロック345で継続することができる。しかしながら、ブロック335で、起動された通知イベントがDERイベントであると判定されると、処理はブロック340で継続することができる。ブロック340で、任意の数のDERすなわち分散型エネルギー資源に、1つまたは複数のスイッチング動作を通信することができる。次いで、処理はブロック345で継続することができる。
ブロック345で、起動された通知イベントが資産管理イベントかどうかについて判定することができる。言い換えれば、1つまたは複数のメンテナンススケジュールを、スイッチ計画および/またはスイッチング動作と連携して解析すべきかどうかについて判定することができる。ブロック345で、起動された通知イベントが資産管理イベントではないと判定されると、処理は終了することができる。しかしながら、ブロック345で、起動された通知イベントが資産管理イベントであると判定されると、処理はブロック350で継続することができる。ブロック350で、配電ネットワークの1つまたは複数の分離される、または電源が切られる区域に関連する情報を、図1に示された資産管理システム150などの適切な資産管理システムに通信することができる。この点に関連して、分離される区域に関連するメンテナンスを、スイッチング動作と整合するようにスケジュールおよび/または再スケジュールすることができる。例えば、資産管理システム150は、スイッチ計画に関連する停止時間と一致するように、メンテナンス手順を再スケジュールすることができる。
さらに、特定の実施形態では、メンテナンス手順を容易にするために、スイッチ計画を修正することができる。例えば、資産管理システム150により、通知に対する応答をスイッチングモジュール169に通信することができ、この応答はブロック355で受信することができる。スケジュールされたメンテナンス手順に関連する情報、再スケジュールされたメンテナンス手順に関連する情報、および/または、約束された、かつ/もしくは再スケジュールされたさまざまなメンテナンス手順を完了するための追加時間の1つもしくは複数の要求などの、多種多様の適切な情報を応答の中で受信することができる。ブロック360で、1つまたは複数のメンテナンス手順の完了を容易にするために、スイッチ計画の修正が望ましいかどうかについて判定することができる。ブロック360で1つのスイッチ計画の修正も望ましくないと判定されると、処理は終了することができる。しかしながら、ブロック360で1つまたは複数のスイッチ計画の修正が望ましいと判定されると、処理はブロック365で継続することができる。ブロック365で、任意の数のメンテナンス手順および/またはメンテナンス作業の完了を容易にするために、スイッチ計画を動的に修正することができる。この点に関連して、最適のメンテナンススケジュールは、さまざまなスイッチング動作と連携して決定することができる。
図3の方法300は、ブロック345、360、365のいずれかの後に終了することができる。
図2〜3の方法200、300に記載され図示された処理は、本発明のさまざまな実施形態において、所望により任意の適切な順序で遂行または実行することができる。さらに、特定の実施形態では、処理の少なくとも一部は同時に遂行することができる。また、特定の実施形態では、図2〜3に記載された処理以下または以上を実行することができる。
本発明は、本発明の例示的な実施形態による、システム、方法、装置および/またはコンピュータプログラム製品のブロック図および流れ図を参照して上述される。ブロック図および流れ図の1つまたは複数のブロック、ならびにブロック図および流れ図の中のブロックの組合せは、それぞれコンピュータで実行可能なプログラム命令によって実装可能であることが理解されよう。同様に、ブロック図および流れ図の一部のブロックは、本発明のいくつかの実施形態に従って、必ずしも示された順序で実行する必要はなく、または、必ずしも実行する必要は全くない。
これらのコンピュータで実行可能なプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、プロセッサ、または特定のマシンを製作するための他のプログラマブルデータ処理装置に、コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラマブルデータ処理装置で実行される命令が、流れ図のブロックに明記された1つまたは複数の機能を実装するための手段を作成するように、ロードすることができる。また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読メモリに格納された命令が、流れ図のブロックに明記された1つまたは複数の機能を実装する命令手段を含む製品を作る特定の方式で機能するように、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置に指示することが可能な、コンピュータ可読メモリに格納することができる。例として、本発明の実施形態は、コンピュータ可読のプログラムコードまたはプログラム命令がその中に実装されたコンピュータ使用可能媒体を含む、コンピュータプログラム製品を提供することができる。前記コンピュータ可読のプログラムコードは、流れ図のブロックに明記された1つまたは複数の機能を実装するために実行するように適合される。また、コンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行される命令が、流れ図のブロックに明記された1つまたは複数の機能を実装するための要素またはステップを提供するように、コンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行される一連の処理可能な要素またはステップがコンピュータ実装プロセスを作ることができるようするために、コンピュータプログラム命令をコンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置にロードすることができる。
したがって、ブロック図および流れ図のブロックは、特定の機能を実行するための手段の組合せ、特定の機能を実行するための要素またはステップの組合せ、および特定の機能を実行するためのプログラム命令手段をサポートする。また、ブロック図および流れ図の各ブロック、ならびにブロック図および流れ図のブロックの組合せは、特定の機能、要素もしくはステップを実行する、専用でハードウェアベースのコンピュータシステム、または専用のハードウェアとコンピュータ命令の組合せによって実装可能であることが理解されよう。
本発明は、現在最も実用的で多様な実施形態であると考えられている実施形態とともに記載してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されず、それどころか、添付特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれるさまざまな修正形態および均等な構成をカバーすることを意図していると理解されたい。
記述された説明は、最良の形態を含む本発明を開示するために、また、任意の装置またはシステムを作製および使用すること、ならびに組み込まれた任意の方法を実施することを含めて、任意の当業者が本発明を実践できるように、例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲の中で規定され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違のない構造要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文言と実質的に相違のない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内に入ることが意図されている。
100 システム
105 スイッチコントローラ
110 SCADAシステム
115 ユーザデバイス
120 ネットワーク
125 自動化されたスイッチ
130 ネットワーク
135 手動スイッチ
140 ロードバランシングコントローラ
145 分散型エネルギー資源
150 資産管理システム
161 プロセッサ
162 メモリデバイス
163 I/Oインタフェース
164 ネットワークインタフェース
165 データファイル
166 オペレーティングシステム
167 DMSモジュール
168 作業命令モジュール
169 スイッチングモジュール

Claims (6)

  1. 電力会社に結び付けられ、1つまたは複数のコンピュータを含む制御システム(105)により、停電の後に配電ネットワークに電力を復旧するためのスイッチ計画を確認する(205)ステップと、
    前記制御システム(105)により、前記配電ネットワークの1つまたは複数の構成要素に通知を指示するステップであって、前記1つまたは複数の構成要素は、資産管理システムを含む、ステップと、
    前記制御システム(105)により、前記配電ネットワークの前記1つまたは複数の構成要素からの通信を受信する受信するステップであって、前記スイッチ計画は、受信された前記通信に基づいて動的に修正される、ステップと、
    前記制御システム(105)により、前記スイッチ計画に関連する複数のスイッチング動作を確認する(210)ステップであって、前記複数のスイッチング動作が少なくとも1回の自動スイッチング動作および少なくとも1回の手動スイッチング動作を含むステップと、
    前記制御システム(105)により、モバイルユーザデバイスに、前記スイッチ計画の実行を促す少なくとも1つのスイッチング動作を実行するためのメッセージの通信を指示するステップと、
    前記制御システム(105)により、少なくとも1つのスイッチング動作が完了したこと示すインジケーションを受信するステップと、
    前記制御システム(105)により、受信した前記インジケーションと、前記配電ネットワークの関連する1つまたは複数の状態とに少なくとも部分的に基づいて、前記スイッチ計画を動的にモデリングするステップと、
    前記制御システム(105)により、前記1つまたは複数の構成要素から受信した前記通信、前記少なくとも1つのスイッチング動作が完了したこと示す前記インジケーション、および前記配電ネットワークの関連する1つまたは複数の前記状態のうちの少なくとも1つに少なくとも基づいて、前記複数のスイッチング動作の同期された実行を調整するステップであって、前記同期された実行は、スイッチ計画の動的な前記修正を促し、前記少なくとも1つのスイッチング動作が完了したこと示す前記インジケーションの受信に少なくとも部分的に応じて、前記複数のスイッチング動作に含まれる次のスイッチング動作を実行する、ステップと、
    前記制御システム(105)により、前記複数のスイッチング動作の結果として分離される前記配電ネットワークの区域を、少なくとも一部は前記スイッチ計画に基づいて確認する(345)ステップと、
    前記制御システム(105)により、前記確認された区域に関連するメンテナンスの最適化を指示するステップと、
    を含み、
    前記メンテナンスの最適化を指示するステップが、
    前記制御システム(105)により、前記分離される区域の停電に関連する情報を資産管理システム(150)に通信する(350)ステップであって、前記資産管理システム(150)が前記分離される区域に関連するメンテナンスを、少なくとも一部は前記受信した情報に基づいてスケジュールするステップと、
    前記制御システム(105)により、前記分離される区域用にスケジュールされたメンテナンス情報を、前記資産管理システム(150)から受信する(355)ステップと、
    前記制御システム(105)により、少なくとも一部は前記スケジュールされたメンテナンス情報に基づいて、前記スイッチ計画を修正する(360)ステップと、
    を含む、
    方法(200)。
  2. 前記複数のスイッチング動作の同期された実行を調整するステップが、
    前記制御システム(105)により、前記複数のスイッチング動作を実行する順序を決定する(215)ステップと、
    前記制御システム(105)により、前記複数のスイッチング動作のそれぞれの前記実行を、少なくとも一部は前記決定された順序に基づいて指示するステップと
    を含む、請求項1に記載の方法(200)。
  3. 前記複数のスイッチング動作のそれぞれの実行を指示するステップが、
    前記制御システム(105)により、前記複数のスイッチング動作のそれぞれについて、前記スイッチング動作が自動スイッチング動作か手動スイッチング動作かを判定する(235)ステップと、
    前記制御システム(105)により、少なくとも一部は前記判定に基づいて、前記スイッチング動作の前記実行を指示するステップと、
    を含む、請求項2に記載の方法(200)。
  4. 前記スイッチング動作が自動スイッチング動作であると判定され、前記スイッチング動作の前記実行を指示するステップが、前記制御システム(105)により、自動スイッチング制御システム(110)に前記スイッチング動作を実行するコマンドの通信を指示する(240)ステップを含む、請求項3に記載の方法(200)。
  5. 前記制御システム(105)により、前記配電ネットワーク内のロードバランシング解析の実行を指示する(315)ステップと、
    前記制御システム(105)により、少なくとも一部は前記ロードバランシング解析に基づいて、前記スイッチ計画を修正する(330)ステップと、
    をさらに含み、
    前記1つまたは複数の構成要素は、ロードバランシングコントローラを含む、
    請求項1から4のいずれかに記載の方法(200)。
  6. 前記制御システム(105)により、1つまたは複数のスイッチング動作が実行されたインジケーションを、分散型エネルギー資源(145)に通信する(340)ステップをさらに含み、
    前記1つまたは複数の構成要素は、前記分散型エネルギー資源を含み、
    前記分散型エネルギー資源(145)が、少なくとも一部は前記インジケーションに基づいて、前記1つまたは複数のスイッチング動作の、前記分散型エネルギー資源に関連する電力供給への影響を判定する、
    請求項1から5のいずれかに記載の方法(200)。
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