JP6077789B2

JP6077789B2 - 配電ネットワーク故障管理

Info

Publication number: JP6077789B2
Application number: JP2012186081A
Authority: JP
Inventors: ウェイレム・ヘンドリック・ドュ・トワ; チユアン・ファン; ボグダン・クリスチャン・ポペスキュ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: AU2012216363B2; BR102012021631A8; CA2787574C; JP2013048548A; US20130054042A1; EP2566001B1; ES2535247T3; AU2012216363A1; CA2787574A1; EP2566001A1; NZ601983A; BR102012021631A2; US8725305B2

Description

先願の参照
本願は、２００７年１０月３０日に出願し、２００９年４月３０日に米国特許出願公開第２００９／１１２，３７５号として公開された「ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＣＯＮＴＲＯＬＯＦＰＯＷＥＲＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ」という名称の米国特許出願第１１／９７８，７４０号、及び２０１０年６月２１日に出願した「ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＣＯＮＴＲＯＬＯＦＰＯＷＥＲＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＮＥＴＷＯＲＫＳ」という名称の米国特許出願第１２／８１９，５１５号に関連し、どちらも参照により本明細書に組み込まれている。

本開示は、概略的には、配電管理に関し、より具体的には、故障箇所検出、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）、並びに、そのためのシステム、方法、及びコンピュータ製品に関する。

配電ネットワークでは、故障箇所は、残りのネットワークを保護するために、影響を受けたネットワークの一部分を分離するなどして、できる限り迅速に分離すべきである。故障箇所が分離されると、故障箇所とオフラインになったネットワークの少なくとも複数の部分には電力を回復させることができる。本明細書に開示し請求する本発明の実施形態は、配電ネットワーク内の故障に関する問題を検出し、分離し、及び回復させるためのシステム、方法、及び／又はコンピュータ製品を提供する。

米国特許第７７５１１６６号明細書

本明細書に開示し請求する本発明の実施形態は、配電ネットワークにおける故障箇所に応答して、配電ネットワーク用の配電ネットワーク故障管理方法を実行するように構成される少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのコントローラと通信し、それに応答するように構成される少なくとも１つのノードとを含む、配電ネットワーク用の配電ネットワーク故障管理方法を提供し、各コントローラは、デバイスデータ、トポロジーデータ、及び電力需要量データの少なくとも１つを含むネットワークデータを記憶するように構成される。ネットワークデータは、第１の故障箇所により影響を受けた領域を特定するために使用され、影響を受けた領域は、影響を受けた領域への導通を遮断するように、最も近い上流ノード及び最も近い下流ノードに命令することにより分離される。供給源と影響を受けた領域との間の第１の故障遮断装置の導通を回復させるなどして、第１の故障箇所の上流の電力を回復させるが、第１の故障遮断装置は、故障箇所に応答して導通を事前に遮断する。第１の故障箇所の下流の電力は、分析される電力需要量及び電力供給能力に応答して回復する。電力供給能力を超える電力需要量に応答して、負荷は、電力需要量を低減するために分離される。電力需要量が供給可能な電力よりも大きくないと判定されると、少なくとも１つの２次的供給源は、故障箇所の下流の影響を受けた領域に接続される。配電ネットワークは、対応するコントローラ及びネットワークデータを有する第２の区域を含む。第２の故障遮断装置が、第２の故障箇所に応答してトリップするとき、第２の故障遮断装置の場所は、第２の故障場所と同様に特定される。第２の故障箇所を分離し、第２の故障場所の上流、次いで、その下流の電力が回復する。

本明細書に開示し請求する本発明の他の実施形態は、少なくとも１つのコンピュータ読取可能媒体内で具体化されるプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提供するが、本コンピュータプログラム製品は、実行の際、配電ネットワーク内の第１の故障箇所に応答して、配電ネットワーク故障管理の方法を実行するように構成される、少なくとも１つの第１のコントローラを有する少なくとも１つの区域を含む、配電ネットワークにおける配電ネットワーク故障管理の方法をコンピュータシステムに実施させる。少なくとも１つの区域は、少なくとも１つのコントローラと通信し、それに応答するように構成される少なくとも１つのノードを含み、各コントローラは、デバイスデータ、トポロジーデータ、及び電力需要量の少なくとも１つを含むネットワークデータを記憶するように構成される。コンピュータプログラム製品は、第１の故障箇所によって影響を受けた領域を特定するためにネットワークデータを使用し、影響を受けた領域への導通を遮断するように、最も近い上流ノード及び最も近い下流ノードに命令することにより、第１の故障箇所によって影響を受けた領域を分離するプログラムコードを含む。プログラムコードは、第１の故障箇所の上流の電力を回復させるために、さらに含まれるが、供給源と影響を受けた配電ネットワークの部分との間のデバイスの導通を回復させるプログラムコードを含み、本デバイスは、第１の故障箇所に応答して導通を遮断する。それに加えて、コンピュータプログラム製品は、電力需要量及び電力供給能力に応答して第１の故障箇所の下流の電力を回復させるプログラムコードを含むが、電力需要量及び電力供給能力を分析し、負荷を分離する前の電力需要量よりも小さい電力供給能力に応答して、電力需要量を低減するために負荷を分離し、第１の故障箇所の下流の影響を受けた領域に少なくとも１つの供給源を接続するためのプログラムコードを含む。第２の故障箇所が生じるとき、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの第２のコントローラと通信するためのプログラムコードを使用することができ、対応するネットワークデータ及び追加のプログラムコードを有する第２のコントローラは、第２の故障箇所を特定し、それを分離し、第２の故障場所の上流の電力を回復させ、第２の故障場所の下流の電力を回復させるために使用することができる。

追加の実施形態は、少なくとも１つのコンピュータデバイスを有する少なくとも１つの第１の区域コントローラを含む配電ネットワーク故障管理システムを提供するが、第１の区域コントローラは、配電ネットワークの第１の区域の導通を制御するように構成される、少なくとも１つの高機能電子デバイス（ＩＥＤ）と通信するように構成され、第１の区域コントローラは、少なくとも１つのＩＥＤに命令を送るために、少なくとも１つのＩＥＤからのデータを含むネットワークデータを記憶するようにさらに構成される。本システムは、少なくとも１つのＩＥＤに応答する少なくとも１つの故障遮断装置と、トリップした第１の故障遮断装置に応答して第１の区域コントローラのコンピュータデバイスにより実行するとき、第１の故障箇所の第１の故障場所を特定する方法を実施するコンピュータ読取可能コードを含むコンピュータプログラムとをさらに含む。第１の故障場所の上流のノードを制御するＩＥＤは、第１の区域の影響を受けた区画の供給源側と第１の故障場所との間の導通を停止するように命令され、第１の故障場所の下流のノードを制御するＩＥＤは、第１の故障場所と影響を受けた区画の下流部分との間の導通を遮断するように命令される。第１の故障遮断装置の導通を回復させることを含めて、影響を受けた区画の供給源側に電力を回復させる。下流部分の電力需要量を分析することを含めて、影響を受けた区画の下流部分の負荷の電力需要量を特定し、少なくとも１つの２次的供給源から影響を受けた区画の下流部分への供給可能な電力を特定する。利用可能な電力を超える電力需要量に応答して、下流部分の一部分への導通は、電力需要量を低減するために遮断される。電力需要量が電力供給能力を超えないと、少なくとも１つの２次的供給源は、影響を受けた区画の下流部分に接続される。第２の故障箇所が生じるとき、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの第２のコントローラと通信するためのプログラムコードを使用することができるが、第２のコントローラは、対応するネットワークデータを有し、追加のプログラムコードは、第２の故障場所を特定し、第２の故障箇所を分離し、第２の故障場所の上流の電力を回復させ、第２の故障場所の下流の電力を回復させるために使用することができる。

本発明の他の態様は、方法、システム、プログラム製品、及びそれぞれを使用し生成する方法を提供し、これらは、本明細書に説明する動作のいくつか又はすべてを含み、及び／又はそれらを実施する。本発明の例示的な態様は、本明細書に説明する１つもしくは複数の問題、及び／又は説明しない１つもしくは複数の他の問題を解決するように設計される。

本開示のこれら及び他の特徴は、本発明の様々な態様を示す添付の図面と併せて行う、本発明の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。

実施形態を使用することができる、配電ネットワークの一部分の概略図である。実施形態を使用することができる、コンピュータシステムの概略図である。実施形態の方法の概略フロー図である。第１の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図１に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図１に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図１に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図１に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図１に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。実施形態の方法の概略フロー図である。第１の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第１の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第２の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第２の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第２の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第２の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第２の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第２の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第３の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第３の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第３の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第３の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。第３の場所における第２の故障箇所に応答する実施形態の適用例を図示した、図８に見られる配電ネットワークの一部分の概略図である。

図面は、原寸に比例していない場合があることに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すものとし、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なすべきでない。図面では、同様の番号は、図面を通して同様の要素を表す。

上述のように、本発明の態様は、配電ネットワーク故障管理を実現する。特に断らない限り、本明細書に使用するとき、用語「ｓｅｔ（組）」は、１つ又は複数（すなわち少なくとも１つ）を意味し、句「ａｎｙｓｏｌｕｔｉｏｎ（任意の解決策）」は、現在知られている又は将来開発される、任意の解決策を意味する。

図面に目を向けると、図１は、本明細書に開示し請求する本発明の実施形態による配電ネットワーク１０の概略図を示す。ネットワーク１０は、少なくとも１つの区域１００、２００を含み、これらの区域のそれぞれは、ガスもしくは石炭火力発電設備、水力発電設備、風力ベースの発電設備、太陽光発電設備、及び／又はネットワーク１０の他の区域などの、ネットワーク１０上の少なくとも１つの供給源２０から電力を受け取る、少なくとも１つの変電所１１０、２１０を含むことができる。各変電所１１０、２１０は、ユーザに配電するために、少なくとも１つの区画１３０、２３０に給電する変圧器１２０、２２０を含むことができる。主遮断器などの主故障遮断装置１２２、２２２は、例えば、要素の故障などが起こったとき、ネットワーク１０及び／又は区域１００、２００の部分を保護するために、変圧器１２０、２２０と区画１３０、２３０との間に挿入することができる。

実施形態では、各区域１００、２００は、イーサネット（登録商標）ベースの通信ネットワーク、変電所バスなどの通信構成体１５０、２５０を介して区画１３０、２３０のノード１３２、２３２と通信する配電自動化コントローラ（ＤＡＣ）１４０、２４０を含むことができる。各ＤＡＣ１４０、２４０は、実施形態における各変電所１１０、２１０のすべての区画１３０、２３０と同じ数のすべてのノード１３２、２３２と同じ数の変電所コンピュータ及び制御装置を備え、及び／又はこれらの中に含むことができるが、本明細書に開示し請求する本発明の範囲内で、他の構成を使用することができる。各区画１３０、２３０は、例えば、それ自体、並びに／又は他の区画、区域、及び／もしくは配電ネットワーク１０の他の接続部分の要素の故障、電力サージ、電源故障などから、各それぞれの区画１３０、２３０及びそれぞれの要素を保護するために、第１の故障遮断装置１３４、２３４を含むことができる。各ノード１３２、２３２は、通信構成体１５０、２５０を介してＤＡＣ１４０、２４０と通信する少なくとも１つの高機能電子デバイス（ＩＥＤ）１３６、２３６に応答する、少なくとも１つの制御デバイス１３８、２３８を含むことができる。便宜上、本説明ではＩＥＤについて述べるが、述べられるＩＥＤは、それぞれのノードの複数の部分であり、及び／又はそれぞれのノードを含むことを理解されたい。ＩＥＤは、２つ以上のノードを制御することができることも理解されたい。それに加えて、何かをするように命令されるノードについて述べるとき、そうしたノードを制御するＩＥＤ、及び／又はノードの一部分となるＩＥＤに命令することができることを理解されたい。ノード１３２、２３２に含むことができる制御デバイス１３８、２３８の例は、スイッチ、ブレーカ、メーター、並びに、現在知られている及び／又は将来開発される、及び／又は発見される適当なものとすることができる、配電、測定、及び制御用の他のデバイスを含む。区画の第１の故障遮断装置１３４、２３４を含む場合、これは、さらに、ＤＡＣ１４０、２４０と通信し、及び／又はＤＡＣ１４０、２４０により制御することができる。タイなどのコネクタノード３０は、ＤＡＣ１４０、２４０による制御に応答して、２つ以上の区域１００、２００を接続することができ、その結果、一方の区域に追加の電力が必要になった場合には、一方の区域は、他方の区域の供給源として働くことができる。これらの実施形態では、コネクタノード３０は、常時開であるが、他の実施形態では、コネクタノード３０は、常時閉とすることができる。ＤＡＣ１４０、２４０は、デバイスデータ１４４、２４４、トポロジーデータ１４６、２４６、及び電力需要量データ１４８、２４８の１つ又は複数を含む、ネットワークデータ１４２、２４２を記憶するように構成することができる。ネットワークデータ１４２、２４２のいくつか又はすべては、ＩＥＤ１３６、２３６などの、ネットワーク上のデバイスから受け取られ、及び／又は、事前にロードされ、及び／又は他の供給源から時々伝送される可能性がある。デバイスデータ１４４、２４４は、デバイスタイプ、デバイス構成、環境データ、並びに、適当である及び／又は所望される可能性がある他のデバイス関連データの１つ又は複数を含むことができる。トポロジーデータ１４６、２４６は、ネットワーク構造、ネットワークプロトコルデータ、トラフィックデータ、並びに、適当である及び／又は所望される可能性がある他のトポロジーデータの１つ又は複数を含むことができる。電力需要量データ１４８、２４８は、現在の需要量、過去の需要量、予測需要量、使用電力、並びに／又は、適当である及び／もしくは所望される可能性がある他の電力需要量データの１つ又は複数を含むことができる。それに加えて、デバイスデータ、トポロジーデータ、及び電力需要量データのどれでも又はすべては、配電ネットワーク全体、配電ネットワークの区域、及び／又は個々の最終使用デバイスに送られる他の階層データサマリ用とすることができる。

図２は、一実施形態による配電ネットワーク故障管理の例示的な環境４０を示す。この範囲では、環境４０は、配電ネットワーク故障管理を実行するために本明細書に説明する処理を実行することができるコンピュータシステム５０を含む。例えば、各ＩＥＤ１３６、２３６は、少なくとも１つのＤＡＣ１４０、２４０などのコンピュータシステムを備えることができる。具体的には、コンピュータシステム５０は、本明細書に説明する処理を実行することにより、コンピュータシステム５０に配電ネットワーク故障管理をするように機能させる、配電ネットワーク故障管理プログラム６０を含むものとして示す。

コンピュータシステム５０は、処理要素又はユニット５２（例えば、１つ又は複数のプロセッサ、ＰＵ）、記憶要素５４（例えば、記憶階層）、入出力（Ｉ／Ｏ）要素５６（例えば、１つ又は複数のＩ／Ｏインターフェース及び／もしくはデバイス）、及び通信経路５８を含むものとして示す。通常、処理要素５２は、記憶要素５４内に少なくとも部分的に定置される配電ネットワーク故障管理プログラム６０などのプログラムコードを実行する。処理要素５２は、プログラムコードを実行する間、データを処理し、その結果、さらに処理するために、記憶要素５４及び／もしくはＩ／Ｏ要素５６からの変換データを読み出し、並びに／又は、記憶要素５４及び／もしくはＩ／Ｏ要素５６に変換データを書き込むことができる。経路５８は、コンピュータシステム５０内の各要素間の通信リンクを実現する。Ｉ／Ｏ要素５６は、人間ユーザ４２がコンピュータシステム５０と対話するのを可能にする、１つもしくは複数のヒューマンＩ／Ｏデバイス、及び／又は、任意のタイプの通信リンクを使用してシステムユーザ４２がコンピュータシステム５０と通信するのを可能にする、１つもしくは複数の通信デバイスを備えることができる。実施形態では、ネットワークハードウェア／ソフトウェアなどの通信構成体８０により、コンピュータデバイス５０は、それが設置される変電所の内部及び外部の他のデバイスと通信することができる。この範囲では、配電ネットワーク故障管理プログラム６０は、人間及び／又はシステムユーザ４２が配電ネットワーク故障管理プログラム６０と対話するのを可能にする、１組のインターフェース（例えば、グラフィカルユーザインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェースなど）を管理することができる。さらに、配電ネットワーク故障管理プログラム６０は、例えば任意の解決策を使用して、ネットワークデータ１４０、２４０を含む、配電ネットワーク故障管理データ７０などのデータを管理（例えば、記憶、検索、作成、操作、組織、提供など）することができる。

コンピュータシステム５０は、そこにインストールされる配電ネットワーク故障管理プログラム６０などのプログラムコードを実行することができる、１つ又は複数の汎用コンピュータ製品（例えばコンピュータデバイス）を備えることができる。本明細書に使用するとき、「プログラムコード」は、直接、あるいは、以下のもの、すなわち（ａ）別の言語、コード、もしくは表記法への変換、（ｂ）異なるマテリアル形態での再生、及び／又は（ｃ）復元の任意の組合せの後に、特定の動作を情報処理能力を持つコンピュータデバイスに実行させる、任意の言語、コード、又は表記法による命令の任意の集合体を意味することを理解されたい。それに加えて、コンピュータコードは、オブジェクトコード、ソースコード、及び／又は実行可能コードを含み、少なくとも１つのコンピュータ読取可能媒体上にあるとき、コンピュータ製品の一部分を形成することができる。用語「コンピュータ読取可能媒体」は、プログラムコードのコピーを認知し、再生し、又は別途コンピュータデバイスにより通信することができる、現在知られている又は将来開発される、任意のタイプの有形表現媒体の１つ又は複数を含むことができることを理解されたい。例えば、コンピュータ読取可能媒体は、１つ又は複数の携帯型記憶装置製品、１つ又は複数のメモリ／コンピュータデバイスの記憶要素、紙などを含むことができる。メモリ／記憶要素の例は、磁気媒体（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、テープなど）、光媒体（コンパクトディスク、デジタル多用途／ビデオディスク、磁気光学式ディスクなど）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、又は、コンピュータプログラムコードを記憶し、コンピュータプログラムコードをコンピュータにロードし、コンピュータプログラムコードをコンピュータによって実行することができる、現在知られている、及び／もしくは将来開発される、及び／もしくは発見される、他の任意のコンピュータ読取可能記憶媒体を含む。コンピュータがコンピュータプログラムコードを実行するとき、コンピュータは、本発明を実施するための装置になり、汎用マイクロプロセッサ上で、特定の論理回路は、コンピュータコードセグメントを有するマイクロプロセッサの設定により生成される。実行可能命令の技術的な効果は、故障によるダウンタイムを最小化し、及び／又は、故障の影響を受けるユーザの数を最小化するために、変電所のデバイスなどにおける故障箇所を検出し、分離し、及び回復させる、配電ネットワーク管理方法、及び／又はシステム、及び／又はコンピュータ製品を実現することである。

コンピュータプログラムコードは、任意のプログラム言語によりエンコードされるソフトウェアの形態などの、コントローラにより実行可能なコンピュータ命令に書き込むことができる。適当なプログラム言語の例は、限定されないが、アセンブリ言語、ＶＨＤＬ（ベリログハードウェア記述言語）、超高速ＩＣハードウェア記述言語（ＶＨＳＩＣＨＤＬ）、ＦＯＲＴＲＡＮ（数式翻訳）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）、ＡＬＧＯＬ（アルゴリズム言語）、ＢＡＳＩＣ（初心者向汎用記号命令コード）、ＡＰＬ（一種のプログラム言語）、ＡｃｔｉｖｅＸ、ＨＴＭＬ（ハイパーテキストマークアップ言語）、ＸＭＬ（拡張マークアップ言語）、並びに、現在知られている、及び／又は将来開発される、及び／又は発見される、これら及び／又は他のものの１つ又は複数の任意の組合せもしくは派生物を含む。この範囲では、配電ネットワーク故障管理プログラム６０は、システムソフトウェア及び／又はアプリケーションソフトウェアの任意の組合せとして具体化することができる。

さらに、配電ネットワーク故障管理プログラム６０は、１組のモジュール６２を使用して実行することができる。この場合、モジュール６２は、配電ネットワーク故障管理プログラム６０により使用される１組のタスクをコンピュータシステム５０に実行させることができ、独立に開発され、及び／又は配電ネットワーク故障管理プログラム６０の他の部分とは別に実行することができる。本明細書に使用するとき、用語「要素」は、任意の解決策を使用して、併せて説明する機能を実現するソフトウェアを含む、又はそれを含まないハードウェアの任意の構成を意味するが、用語「モジュール」は、任意の解決策を使用して、併せて説明する動作をコンピュータシステム５０に実行させるプログラムコードを意味する。モジュールは、処理要素５２を含むコンピュータシステム５０の記憶要素５４内に定置されるとき、動作を実行する要素の実質的な部分である。それでも、２つ以上の要素、モジュール、及び／又はシステムは、それらの対応するハードウェア及び／又はソフトウェアのいくつか／すべてを共有することができることを理解されたい。さらに、本明細書に説明する機能のいくつかを実現することができず、又は、追加的な機能をコンピュータシステム５０の一部分として含むことができることを理解されたい。

コンピュータシステム５０が複数のコンピュータデバイスを備えるとき、各コンピュータデバイスは、その上に定置される配電ネットワーク故障管理プログラム６０（例えば、１つ又は複数のモジュール６２）の一部分のみを有することができる。しかし、コンピュータシステム５０及び配電ネットワーク故障管理プログラム６０は、本明細書に説明する処理を実行することができる、様々な考えうる均等なコンピュータシステムを代表するだけであることを理解されたい。この範囲では、他の実施形態において、コンピュータシステム５０及び配電ネットワーク故障管理プログラム６０により提供される機能は、プログラムコードを含む、又は含まない汎用及び／又は特定用途ハードウェアの任意の組合せを含む、１つ又は複数のコンピュータデバイスにより少なくとも部分的に実現することができる。各実施形態では、ハードウェア及びプログラムコードは、含まれる場合、それぞれ、標準的なエンジニアリング技術及びプログラミング技術を使用して生成することができる。

それでも、コンピュータシステム５０が複数のコンピュータデバイスを含むとき、コンピュータデバイスは、任意のタイプの通信リンクを通して通信することができる。さらに、コンピュータシステム５０は、本明細書に説明する処理を実行する間、任意のタイプの通信リンクを使用して、１つ又は複数の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合も、通信リンクは、様々なタイプの有線及び／もしくは無線リンクの任意の組合せを含み、１つもしくは複数のネットワークタイプの任意の組合せを含み、並びに／又は、現在知られている、及び／もしくは将来開発される、及び／もしくは発見される、様々なタイプの伝送技術及びプロトコルの任意の組合せを使用することができる。

本明細書に説明するように、配電ネットワーク故障管理プログラム６０により、コンピュータシステム５０は、以下に説明し、例えば図３に概略的に示す、配電ネットワーク故障管理の製品、及び／又はその方法を実現することができる。コンピュータシステム５０は、任意の解決策を使用して、配電ネットワーク故障管理データ７０を取得することができる。例えば、コンピュータシステム５０は、配電ネットワーク故障管理データ７０を生成し、及び／又はこのデータを生成するのに使用し、１つ又は複数のデータ記憶装置から配電ネットワーク故障管理データ７０を検索し、別のシステムから配電ネットワーク故障管理データ７０を受け取るなどすることができる。

別の実施形態では、本発明は、図３に概略的に示すものなどの、本明細書に説明する処理のいくつか又はすべてを実行する、配電ネットワーク故障管理プログラム６０（図２）などのプログラムコードのコピーを提供する方法を提供する。この場合、コンピュータシステムは、１組のデータ信号のプログラムコードのコピーをエンコードする方式で、第２の異なる場所で受け取るために、その特性の１つ又は複数を設定し、及び／又はそれらの特性を変更する１組のデータ信号を生成し、それを伝送するように、本明細書に説明する処理のいくつか又はすべてを実行するプログラムコードのコピーを処理することができる。同様に、本発明の一実施形態は、本明細書に説明する処理のいくつか又はすべてを実行するプログラムコードのコピーを取得する方法を提供しており、本明細書に説明する１組のデータ信号を受け取り、１組のデータ信号を少なくとも１つのコンピュータ読取可能媒体内に定置されるコンピュータプログラムのコピーに変換するコンピュータシステムを含む。いずれの場合も、任意のタイプの通信リンクを使用して、１組のデータ信号を伝送／受信することができる。

さらに別の実施形態では、本発明は、配電ネットワーク故障管理用のシステムを作成する方法を提供する。この場合、コンピュータシステム５０（図２）などのコンピュータシステムを取得（例えば、作成、維持、利用など）することができ、本明細書に説明する処理を実行する１つ又は複数の要素を取得（例えば、作成、購入、使用、変更など）し、これらの要素をコンピュータシステムに配備することができる。この範囲では、配備は、（１）プログラムコードをコンピュータデバイス上にインストールすること、（２）１つ又は複数のコンピュータデバイス及び／又はＩ／Ｏデバイスをコンピュータシステムに追加すること、（３）本明細書に説明する処理をプログラムコードに実行させるためにコンピュータシステムを組み込み、及び／又はそれを変更することなどの１つ又は複数を含むことができる。

本発明の態様は、加入、広告、及び／又は料金ベースで本明細書に説明する処理を実行する方法の一部分として実施することができることを理解されたい。すなわち、サービスプロバイダは、本明細書に説明する配電ネットワーク故障管理を提供することができる。この場合、サービスプロバイダは、１人又は複数の顧客のために本明細書に説明する処理を実行するコンピュータシステム５０（図２）などのコンピュータシステムを管理（例えば、作成、維持、支援など）することができる。その代わりに、サービスプロバイダは、加入及び／又は料金契約のもとで顧客から支払いを受け、１人又は複数の第三者などへの広告収入から支払いを受けることができる。

図３を参照すれば、実施形態は、故障もしくは第１の故障遮断装置のトリップ動作の通知を受け取り、又はそのチェックを行うとき、実行し、又は開始（ブロック３０２）する配電ネットワーク管理方法３００を含む。それが第１の故障箇所であるかどうかを知るためにチェックされ（ブロック３０４）、そうでなければ、以下に説明する、図９の方法を呼ぶ。故障が、トリップする第１の故障遮断装置により指示される、第１の故障箇所であれば、ネットワークデータ１４２を使用することができる、区域１００の第１のＤＡＣ１４０などの第１のコントローラは、故障箇所を分離し（ブロック３０６）、次いで影響を受けた区画の上流部分に電力を回復させる（ブロック３０８）。本明細書に使用するとき、「上流部分」は、伝送線などの分配経路に沿って、変電所変圧器などの供給源と見なすことができる供給源又は要素により近い、影響を受けた区画の一部分を意味する。いいかえれば、上流部分は、配電経路に沿って、故障箇所と供給源との間にあるネットワークの一部分である。同様に、「下流部分」は、故障箇所と区画の終端部との間の区画の一部分、又は、配電経路に沿って、故障箇所及び供給源から離れて延びる区画の少なくとも一部分を意味する。

配電ネットワーク管理は、電力が無いままである下流部分の電力需要量、及び下流部分に接続することができる２次的供給源などの電力供給能力を分析する（ブロック３１０）ことにより、継続する。例えば、別の区域を供給源として機能するように下流部分に接続し、及び／又は、大口顧客のコジェネレーション設備、顧客の太陽光／風力発電機、もしくは他の発電設備などの、通常下流部分に電力を供給しない他の供給源を接続することができる。いくつかの場合には、そうした設備は、常時開のタイ又はスイッチなどを介して既に接続することができ、その結果、スイッチは、下流部分のために線上に２次的供給源をもたらすには閉じさえすればよい。電力需要量は、電力供給能力に対してチェックされ（ブロック３１２）、電力需要量が供給可能な電力よりも大きくないとき、少なくとも１つの２次的供給源が下流部分に接続され（ブロック３１４）、方法３００は、停止し、又は監視状態に変化し、もしくは監視状態に戻る（ブロック３１６）。電力需要量が利用可能な電力を超えるとき、実施形態は、電力需要量を低減するために、負荷を分離し、及び／又は下流部分のノードを無効にし（ブロック３１８）、次いで少なくとも１つの２次的供給源を接続し（ブロック３１４）、停止し、又は監視状態に変化し、もしくは監視状態に戻る（ブロック３１６）ことができる。電力需要量の分析を電力供給能力の分析と同じブロックに示すが、これらは、独立したステップとなり、任意の順序で実行することができることを理解されたい。さらに、示した順序は、影響を受けた区画の上流部分が最初に電力を回復させるが、下流部分を最初に回復させることができることを理解されたい。影響を受けた区画に供給する供給源が、区画全体で利用できる十分な電力を有することがわかり、したがって、上流部分で利用できる十分な電力をほぼ確実に有し、その結果、故障箇所を分離すると、最小のダウンタイムの後、電力の回復を遅らせる電力需要量の分析をしないで、上流に電力を回復させることができるという点で、最初に上流部分を回復させる利点がある。

図４〜８は、図１に示すものと同様の配電ネットワーク１０を示しており、同様の参照番号は同様の要素を指し、Ｘを含むノードは電力を供給されておらず、円を含むノードは無効である。したがって、第１の故障箇所１６０は、第１の区域１００の第１の区画１３０内に生じるものとして、図４〜８に示す。図５及び６に見られるように、第１の故障遮断装置１３４は、故障箇所１６０に応答してトリップし、その導通を中断し、又は停止し、又は遮断し、第１の区画１３０の残りを貫流する電力を停止する。図６及び７に見られるように、影響を受けた区画又は第１の区画１３０は、第１の上流部分４３２及び第１の下流部分４３４を有するものと見なすことができる。さらに図６に見られるように、ＤＡＣ１４０は、故障箇所に最も近いＩＥＤ４３６、４３８を無効にし、又はＩＥＤ４３６、４３８に故障箇所１６０の場所への導通を中断又は遮断するように命令することにより、故障箇所１６０を分離し、その結果、電力は故障箇所１６０に流れず、第１の区画１３０の残りの部分に電力を回復させることができる。例えば、図７に見られるように、第１の故障遮断装置１３４は、リセットされ、第１の区画１３０の第１の上流部分４３２に電力を回復させることができる。第１の下流部分４３４の電力需要量が、第２の区域２００などの２次的供給源からの利用可能な電力を超えないことが判定されると、第１の下流部分４３４に電力を回復させることができる。例えば、図８などに見られるように、第２の区域２００から第１の下流部分４３４に電力を供給するために、コネクタ３０の導通を有効にするなど、少なくとも１つの２次的供給源を第１の下流部分４３４に接続することにより、電力を回復させることができる。

図８に示す回復したネットワークで、別の故障箇所が生じるとき、実施形態による配電ネットワーク管理は、図９に概略的に示すものなどの追加のステップを使用して実現することができる。図９に示すステップは、特定の状況により特殊性が加えられ、すなわち、電源として機能させるために一方の区域を他方に接続するなどして故障から回復するように既に管理されてきた配電ネットワークの一部分に故障が起こった、図３に示すものの応用例であることに留意されたい。したがって、トリップした故障装置の通知／判定、故障箇所の分離、故障箇所の上流の電力回復、電力需要量／供給能力分析、及び故障箇所の下流の電力回復を実行するが、特定の環境が考慮される。

図９に見られるように、実施形態の方法５００は、開始する（ブロック５０２）とき、ネットワークデータ２４２を使用することができるＤＡＣ２４０を使用するなどして、トリップした第２の故障遮断装置の場所の通知を受け取り、又はその場所を特定する（ブロック５０４）。第１の故障遮断装置が第１の区域内にある（ブロック５０６）とき、第２の故障箇所が第１の区画１３０の第１の上流部分４３２内にあるかどうかについてチェックされる（ブロック５０８）。そうした状況、及び実施形態による応答の例を、例えば図１０〜１４に示す。したがって、第２の故障箇所１６２を図１０に示し、第１の故障遮断装置１３４は、図１１及び１２に示すように、第２の故障箇所１６２に応答してトリップし、第１の区画１３０の第１の上流部分４３２への電力を停止するので、第２の故障遮断装置と見なすことができる。ここで、第１の上流部分４３２自体は、図１１に示すように、第２の故障箇所１６２により、第２の上流部分６３２及び第２の下流部分６３４に分割される。

第１のコントローラ１４０は、図１２に示すように、第２の故障箇所１６２に最も近いノード６３６、６３８を無効にし、又はそれらのノードに第２の故障箇所１６２への導通を中断するように命令するなどして、第２の故障箇所１６２を分離する（ブロック５１０）。第１の故障遮断装置１３４をリセットするなどして、第２の上流部分６３２に電力を回復させる（ブロック５１２）（図１３）。第１の故障箇所１６０が修理されたかどうかを知るためにチェックされる（ブロック５１４）。修理されていなければ、方法５００の反復は、停止し、又は監視状態に変化し、もしくは監視状態に戻る（ブロック５１６）が、それは、この場合、２次的供給源が第１の区画１３０の残りの部分に接続することができないからである。第１の故障箇所１６０が修理されたとき、第１のコントローラ１４０は、ＩＥＤ４３６、４３８に第１の故障箇所１６０の場所への導通を再び有効にするように命令するなどして、第１の区画１３０を再び有効にし（ブロック５１８）、コネクタ３０を有効にすることにより第２の区域２００を第１の下流部分４３４に接続するなどして、２次的供給源を接続する（ブロック５２０）。

図９を参照すれば、トリップした第２の故障遮断装置が第２の区域内にある（ブロック５２２）とき、第２の故障箇所が第１の区画１３０の第１の下流部分４３４内にあるかどうかを判定するためにチェックされる（ブロック５２４）。そうであれば、図１５〜２０に見られるように、第２の故障箇所１６２と第２の故障遮断装置２３４との間の第２の上流部分７３２、及び第１の故障箇所１６０と第２の故障箇所１６２との間の第２の下流部分７３４が形成される。最初に第２の故障箇所１６２を分離するために、コネクタ３０を開き（ブロック５２６、図１７）、第２の上流部分７３２の第２の区域部分７４０に電力を回復させる（ブロック５２８、図１８）ことができる。例えば、図１８に示すように、第２の故障遮断装置２３４をリセットすることにより、第２の区域２００に電力を回復させることができる。第１のコントローラ１４０は、第２の故障箇所１６２に最も近いＩＥＤ７３６、７３８を無効にし、又はそれらのＩＥＤに第２の故障箇所１６２の場所への導通を中断又は遮断するように命令するなどして、第２の故障箇所１６２をさらに分離する（ブロック５３０、図１９）ことができる。例えば図２０に見られるように、コネクタ３０を介して第２の区域２００を再接続することにより、第２の上流部分７３２の第１の区域部分７４２に電力を回復させる（ブロック５３２）ことができる。実施形態では、第１の故障箇所１６０が修理されたかどうかを知るためにチェックする（ブロック５１４）ことができる。修理されていなければ、方法５００の反復は停止するが、第１の故障箇所１６０が修理されたとき、第１のコントローラ１４０は、ＩＥＤ４３６、４３８に第１の故障箇所１６０の場所への導通を再び有効にするように命令し、第１の故障遮断装置１３４から第１の故障箇所１６０の場所に電力を供給することを可能にする。

トリップした第２の故障遮断装置が第２の区域内にあり、第２の故障箇所も第２の区域内にある（ブロック５３４、図２２〜２５）とき、第２のコントローラ２４０は、ＩＥＤ８３６、８３８に第２の故障箇所１６２への導通を中断又は遮断するように命令するなどして、第２の故障箇所１６２を分離し（ブロック５３６、図２３〜２５）、第２の下流部分８３４を分離する。第２のＤＡＣ２４０は、第２の故障遮断装置２３４をリセットするなどして、第２の区域２００の第１の区画２３０の第２の上流部分８３２に電力を回復させる（ブロック５３８、図２３）ことができる。実施形態では、第１の故障箇所１６０が修理されたかどうかを知るためにチェックする（ブロック５１４）ことができる。修理されていなければ、方法５００の反復は、停止し、又は監視状態に変化し、もしくは監視状態に戻る（ブロック５１６）が、第１の故障箇所１６０が修理されたとき、第１のコントローラ１４０が、ＩＥＤ４３６、４３８に第１の故障箇所１６０の場所への導通を再び有効にするように命令し（ブロック５１８）、第１の故障遮断装置１３４から第１の故障箇所１６０の場所に電力を供給することを可能にするなどして、ブロック５１８及び５２０を実行することができる。ブロック５０８又はブロック５３４の答えがいいえとなるとき、エラーを認識する（ブロック５４０）ことができ、本方法は停止する（ブロック５１６）可能性がある。

本明細書に開示する実施形態を使用すると、配電ネットワークにおける故障箇所のより好適な分離及び回復につながる可能性がある。特定のシナリオを開示してきたが、実施形態は、本明細書に説明し請求する本発明の技術的思想内で、配電ネットワーク内の他の場所の故障箇所を分離し、回復させるために使用することができることは明白であろう。

対応する構成、材料、動作、並びに以下の特許請求の範囲の任意及びすべての手段又はステップ及び機能要素と均等なものは、任意の構成、材料、又は具体的に請求する他の請求要素と組み合わせて機能を実現する動作を含むものとする。本発明の説明は、例示及び説明するために示してきたが、本発明を網羅し、又は本発明を開示した形態に限定するものではない。本発明の範囲及び技術的思想から逸脱することなく、多くの変更及び変形を行うことは当業者には明白であろう。実施形態は、本発明の原理及び実際の用途を最も良く説明し、企図する特定の使用法に合う様々な変更形態を有する様々な実施形態のために、当業者が本発明を理解することが可能なように、選択し、説明した。

本発明は、限られた数の実施形態のみと併せて詳細に説明してきたが、本発明は、そのような開示した実施形態に限定されないことが容易に理解されよう。むしろ、本発明は、これまで説明しなかった、任意の数の変形形態、修正形態、代替形態、又は均等な構成を組み込むように変更することができるが、それらは、本発明の技術的思想及び範囲と整合する。それに加えて、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明の態様は、説明した実施形態のいくつかだけを含むことができることを理解されたい。したがって、本発明を、上述の説明により限定されるものと見なすべきでないが、添付の特許請求の範囲の範囲のみにより限定される。

１０配電ネットワーク
２０供給源
３０コネクタノード
４０例示的な環境
４２システムユーザ
５０コンピュータシステム
５２処理要素又はユニット
５４記憶要素
５６入出力（Ｉ／Ｏ）要素
５８通信経路
６０配電ネットワーク故障管理プログラム
６２モジュール
７０配電ネットワーク故障管理データ
８０通信構成体
１００第１の区域
１１０変電所（第１の区域）
１２０変圧器（第１の区域）
１２２主故障遮断装置（第１の区域）
１３０区画（第１の区域）
１３２ノード（第１の区域）
１３４第１の故障遮断装置
１３６高機能電子デバイス（ＩＥＤ第１の区域）
１３８制御デバイス（第１の区域）
１４０第１の配電自動化コントローラ（ＤＡＣ）
１４２ネットワークデータ
１４４デバイスデータ
１４６トポロジーデータ
１４８需要量データ
１５０第１の通信構成体
１６０第１の故障箇所
１６２第２の故障箇所
２００第２の区域
２１０変電所（第２の区域）
２２０変圧器（第２の区域）
２２２主故障遮断装置（第２の区域）
２３０第１の区画（第２の区域）
２３２ノード（第２の区域）
２３４第２の故障遮断装置
２３６ＩＥＤ（第２の区域）
２３８制御デバイス（第２の区域）
２４０第２の配電自動化コントローラ（ＤＡＣ）
２４２ネットワークデータ
２４４デバイスデータ
２４６トポロジーデータ
２４８需要量データ
２５０第２の通信構成体
３００配電ネットワーク故障管理方法（第１の故障箇所）
４３２第１の上流部分（第１の故障箇所）
４３４第１の下流部分（第１の故障箇所）
４３６第１の故障箇所上流ＩＥＤ
４３８第１の故障箇所下流ＩＥＤ
５００配電ネットワーク故障管理方法（第２の故障箇所）
６３２第２の上流部分（第２の故障場所１）
６３４第２の下流部分（第２の故障場所１）
６３６第２の故障上流ＩＥＤ（第２の故障場所１）
６３８第２の故障下流ＩＥＤ（第２の故障場所１）
７３２第２の上流部分（第２の故障場所２）
７３４第２の下流部分（第２の故障場所２）
７３６ＩＥＤ（第２の故障場所２）
７３８ＩＥＤ（第２の故障場所２）
７４０第２の上流部分の第２の区域部分（第２の故障場所２）
７４２第２の上流部分の第１の区域部分（第２の故障場所２）
８３２第２の区域の第１の区画の第２の上流部分（第２の故障場所３）
８３４第１の区画の第２の下流部分（第２の故障場所３）
８３６第２の故障上流ＩＥＤ（第２の故障場所３）
８３８第２の故障下流ＩＥＤ（第２の故障場所３）

Claims

少なくとも１つのコンピュータデバイスを含む少なくとも１つの第１の区域コントローラであって、
前記第１の区域コントローラは、配電ネットワークの第１の区域の導通を制御するように構成される、少なくとも１つの高機能電子デバイス（ＩＥＤ）と通信するように構成され、
前記第１の区域コントローラは、少なくとも１つのＩＥＤに命令を送るために、少なくとも１つのＩＥＤからのデータを含むネットワークデータを記憶するようにさらに構成された、
少なくとも１つの第１の区域コントローラと、
少なくとも１つのＩＥＤに応答する故障遮断装置と、
トリップした第１の故障遮断装置に応答して前記第１の区域コントローラの前記コンピュータデバイスにより実行するとき、方法を実施するコンピュータ読取可能コードを含むコンピュータプログラムと、
を含み、前記方法が、
第１の故障箇所の第１の故障位置を判定するステップと、
ＩＥＤが、前記第１の故障位置の上流のノードを制御して、前記第１の区域の影響を受けた区画の供給源側と前記第１の故障位置との間の導通を停止するように命令するステップと、
ＩＥＤが、前記第１の故障位置の下流のノードを制御して、前記第１の故障位置と影響を受けた区画の下流部分との間の導通を遮断するように命令するステップと、
前記第１の故障遮断装置の導通を回復させるステップを含む、前記影響を受けた区画の前記供給源側に電力を回復させるステップと、
前記下流部分の電力需要量を分析するステップを含む、前記影響を受けた区画の前記下流部分の負荷の電力需要量を判定するステップと、
少なくとも１つの２次的供給源から前記影響を受けた区画の前記下流部分への供給可能な電力を判定するステップと、
利用可能な電力を超える電力需要量に応答して、前記影響を受けた区画の前記下流部分の一部分への導通を、前記電力需要量を低減するために遮断するステップと、
少なくとも１つの２次的供給源を、前記影響を受けた区画の前記下流部分に接続するステップと、
少なくとも１つの２次的供給源を前記影響を受けた区画の前記下流部分に接続する前記ステップの後に、トリップした第２の故障遮断装置に応答して、
前記第２の故障遮断装置の場所を判定するステップと、
第２の故障箇所の第２の故障場所を判定するステップと、
前記第２の故障箇所を分離するステップと、
前記第２の故障場所の上流の電力を回復させるステップと、
前記第２の故障場所の下流の電力を回復させるステップと、
を実行するステップと、
を含む、配電ネットワーク故障管理システム。
前記第１の区域と２次的供給源との間の導通を選択的に可能にする第１のタイをさらに含み、
少なくとも１つの２次的供給源を接続する前記ステップが、前記第１のタイを介して導通可能にするステップを含む、
請求項１に記載の配電ネットワーク故障管理システム。
電力需要量を判定する前記ステップが、少なくとも前記ネットワークデータに基づいて、少なくとも予め定められた優先順位のルールを用いて、遮断可能な下流部分を判定するステップを含む、請求項１に記載の配電ネットワーク故障管理システム。
前記第１の区域は、少なくとも１つの２次的供給源に前記第１の区域を接続するように構成される少なくとも１つのタイを含む、請求項１に記載の配電ネットワーク故障管理システム。
前記２次的供給源は、前記第１の区域コントローラと通信可能な少なくとも１つの第２の区域を含み、
少なくとも１つの前記第１及び第２の区域コントローラは、対応する電力需要量、電力供給能力、及び故障情報の少なくとも１つを含む情報を選択的に交換するように構成される、
請求項１に記載の配電ネットワーク故障管理システム。
前記第１の区域内にある前記第２の故障遮断装置に応答して、前記上流部分の電力を回復させる前記ステップは、前記第１の区域コントローラが前記第２の故障遮断装置をリセットするステップを含み、
前記第１の区域の前記上流部分内にある前記第２の故障場所に応答して、前記第２の故障箇所を分離する前記ステップは、第１の区域コントローラが前記第２の故障場所のすぐ上流の少なくとも１つのＩＥＤ及びすぐ下流の少なくとも１つのＩＥＤに前記故障場所への導通を遮断するように命令するステップを含み、
前記第２の故障場所の下流の電力を回復させる前記ステップは、修理された前記第１の故障箇所に応答して、導通を再び有効にするように、前記第１の故障位置のすぐ上流の前記第１の区域のノード、及びすぐ下流の前記第１の区域のノードを制御する少なくとも１つのＩＥＤに前記第１の区域コントローラが命令するステップを含む、
請求項５に記載の配電ネットワーク故障管理システム。
前記第２の故障場所の下流の電力を回復させる前記ステップは、
前記第２の故障場所の下流の負荷の電力需要量を特定するステップと、
前記第２の故障場所の下流の負荷のための利用可能な電力を特定するステップと、
前記供給可能な電力を超える前記電力需要量に応答して、前記電力需要量を低減するために、前記第２の故障場所の下流の前記負荷への導通を停止するステップと、
を含む、請求項４に記載の配電ネットワーク故障管理システム。