KR101701099B1 - 배전 시스템들의 시간 동기화 및 측정을 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

배전 시스템들의 시간 동기화 및 측정을 위한 방법들 및 장치 Download PDF

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Abstract

배전 시스템들의 시간 동기화 및 측정을 위한 방법들 및 장치이다. 방법은, 동기화된 무선 통신 신호를 수신하는 단계, 동기화된 무선 통신 신호에 동기하여 동기화된 시간을 생성하는 단계, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하는 단계, 및 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하는 단계를 포함한다. 장치는 동기화된 무선 통신 신호를 수신하고 동기화된 무선 통신 신호에 동기화하여 동기화된 시간을 생성하도록 구성된 수신기, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하도록 구성된 측정 모듈, 및 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하도록 구성된 송신기를 구비한다.

Description

배전 시스템들의 시간 동기화 및 측정을 위한 방법들 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR TIME SYNCHRONIZATION AND MEASUREMENT OF POWER DISTRIBUTION SYSTEMS}
본 출원은 대체로 배전 시스템들의 동작에 관한 것이고, 더 상세하게는, 배전 시스템들의 시간 동기화 및 측정을 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
전기 업계는 "스마트 그리드"라고 알려진 것을 대중화하는 유틸리티들로 탈바꿈을 하고 있는 중이다. "스마트 그리드"는 현존 전기 분배 네트워크 위의 지능, 관리, 제어, 네트워크 통신 오버레이이다. 본질적으로 스마트 그리드는 유틸리티 컴퓨터 서버들을 그리드 인프라 (infrastructure) 디바이스들 및 새로운 "스마트 전기 계량기들"에 링크시킨다. 여러 스마트 그리드 서비스들은 정확한 시간이 알려질 것을 요구한다. 예를 들어, 동기화된 페이저 측정들 (교류 위상의 시간-스탬프식 (time-stamped) 측정들), 계시별 요금제 (Time of Use; TOU) 계량, 및 스케쥴식 로드 쉐딩 (scheduled load shedding) 은 이들 서비스들의 몇몇일 뿐이다.
그러나, 스마트 그리드에 전체에 걸쳐 정확한 동기화된 시간를 결정하는 것은 도전과제이고 비쌀 수 있다. 일부 고급 유틸리티 인프라 구성요소들은 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 모듈들을 사용하여 정확한 시간을 유지하지만, 이들 모듈들은 개개의 스마트 계량기들에 배치하기에는 너무 비싸다. 따라서, 스마트 계량기들은 시간을 획득하고 유지하는 다른 덜 정확하고 덜 값비싼 수단을 사용해야만 한다.
통상, 스마트 계량기들은 전력 이상 (power outage) 들을 커버하기 위해 전력선 주파수 자체를 이용하여 값비싼 실시간 클록 구성요소들을 대신하여 시간의 경과를 측정한다. 유감스럽게도, 이는 상당한 비용을 계량기에 추가하고, 시간 정확도 에러들은 사용 기간에 걸쳐 누적되는 경향이 있다. 그 결과는, 스마트 계량기들에서의 시간이 어디에서도 동기화된 페이저 측정들을 가능하도록 할 정도로 충분하게 정확한 것이 아니고, 계시별 요금제 계량에 간신히 적합하다는 것이다.
그러므로, 배전 시스템들에 대한 개선된 모니터링 및 고장 검출을 위한 시간 동기화 및 측정을 제공하도록 동작하는 간단하고 비용 효율적인 메커니즘을 가지는 것이 바람직할 것이다.
배전 시스템들에 대한 개선된 모니터링 및 고장 검출을 위한 시간 동기화 및 측정을 제공하도록 동작하는 방법들 및 장치를 포함하는 시간 동기화 (TS) 시스템이 제공된다.
일 양태에서, 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 방법이 제공된다. 이 방법은, 동기화된 무선 통신 신호를 수신하는 단계, 동기화된 무선 통신 신호에 동기화하여 동기화된 시간을 생성하는 단계, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하는 단계, 및 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치가 제공된다. 이 장치는, 동기화된 무선 통신 신호를 수신하는 수단, 동기화된 무선 통신 신호에 동기화하여 동기화된 시간을 생성하는 수단, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하는 수단, 및 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하는 수단을 포함한다.
일 양태에서, 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 동기화된 무선 통신 신호를 수신하고 동기화된 무선 통신 신호에 동기화하여 동기화된 시간을 생성하도록 구성된 수신기, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하도록 구성된 측정 모듈, 및 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하도록 구성된 송신기를 구비한다.
일 양태에서, 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 이 컴퓨터 프로그램 제품은, 동기화된 무선 통신 신호를 수신하도록, 동기화된 무선 통신 신호에 동기화하여 동기화된 시간을 생성하도록, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하도록, 그리고 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하도록 프로세서에 의해 실행가능한 코드들이 수록된 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다.
일 양태에서, 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 방법이 제공된다. 이 방법은, 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정치들을 하나 이상의 측정 디바이스들로부터 각각 수신하는 수신 단계로서, 각각의 측정 디바이스는 동기 무선 통신 시스템에 동기화되는, 상기 수신 단계; 및 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정치들을 분석하여 배전 시스템의 하나 이상의 전력 컨디션들을 결정하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치가 제공된다. 이 장치는, 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정치들을 하나 이상의 측정 디바이스들로부터 각각 수신하도록 구성된 송수신기로서, 각각의 측정 디바이스는 동기 무선 통신 시스템에 동기화되는, 송수신기; 및 송수신기에 연결되고 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정치들을 분석하여 배전 시스템의 하나 이상의 전력 컨디션들을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
다른 양태들이 이후로 언급되는 도면의 간단한 설명, 상세한 설명, 및 청구범위의 검토 후 명확하게 될 것이다.
본 명세서에서 설명되는 전술한 양태들은 다음의 첨부 도면들에 연계하여 취해질 이하의 설명을 참조하여 더 쉽사리 명확하게 될 것이다:
도 1은 배전 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 시간 동기화 시스템을 도시한다;
도 2는 시간 동기화 시스템에 따라서 구성되는 예시적인 시간 동기화 장치를 도시한다다;
도 3은 시간 동기화 시스템에 따라서 구성된 예시적인 전력 제어 센터를 도시한다;
도 4는 시간 동기화 시스템을 따르는 시간 동기화 및 측정을 위한 예시적인 방법을 도시한다;
도 5는 시간 동기화 시스템에 따라서 시간 동기화된 측정치들을 수신 및 처리하는 예시적인 방법을 도시한다;
도 6은 시간 동기화 시스템에 따라서 구성되는 예시적인 시간 동기화 장치를 도시한다; 그리고
도 7은 시간 동기화 시스템에 따라서 구성된 예시적인 전력 제어 센터를 도시한다.
다음의 설명은 배전 시스템들에 대한 개선된 모니터링 및 고장 검출을 위한 시간 동기화 및 측정을 제공하도록 동작하는 시간 동기화 시스템의 양태들 및 구현예들을 서술한다.
도 1은 배전 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 시간 동기화 시스템 (100) 을 도시한다. 선택된 지리적 지역에 걸쳐 전력을 분배하는 분배 그리드의 부분인 배전선 (102) 이 도시되어 있다. 예를 들어, 배전선 (102) 은 이웃, 지역사회, 도시, 카운티, 또는 임의의 다른 지역에 걸쳐 전력을 배분할 수도 있다. 배전선 (102) 에 연결된 것은 시간 동기화 장치들 (TSA들) (104, 106, 108, 110, 및 112) 이다. 예를 들어, TSA들은 기업들, 주택들, 정부 건물들, 선택된 지리적 로케이션들, 또는 배전선 (102) 을 모니터링하는데 바람직할 수도 있는 임의의 로케이션에 위치될 수도 있다. 각각의 TSA는 무선 통신 서버와 통신하도록 동작가능하다. 예를 들어, 각각 TSA들 (104 및 108) 은 서버 (114) 와 무선 통신으로 통신할 수 있고, 및 TSA들 (106, 110, 및 112) 은 서버들 (116, 118 및 120) 과 무선 통신으로 통신할 수 있다.
하나의 구현예에서, 무선 통신 서버들 (114, 116, 118, 및 120) 은, 동기 무선 통신들을 제공하여 다수의 노드들이 네트워크 인프라에 연결된 서로 간에 그리고 다른 엔티티들과 통신하는 것을 허용하는 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 무선 통신 시스템의 부분이다. CDMA 시스템은 그것의 시간 동기화를 유니버셜 시간 시스템, 이를테면 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 으로부터 도출한다. 따라서, 모든 통신들은 시간 동기화된 방식으로 수행된다. 시간 동기화 시스템이 동기 통신을 제공하도록 동작가능한 임의의 무선 통신 시스템과 함께 사용하기에 적합하고 CDMA 시스템들과만 함께 사용되도록 제한되지 않음에 주의해야 한다.
각각의 TSA는 TSA를 식별하는 식별자를 할당받고, 배전선 (102) 에 대한 그것의 위치를 확립하는 메커니즘을 제공한다. 각각의 TSA는 무선 통신 서버들로부터 송신된 신호들을 이용하여 이들 신호들로부터 시간 동기화를 획득하는 것을 허용하는 무선 모뎀/라디오를 포함한다. 그 결과, 모든 TSA들은 특정 임계치 또는 정확도 내에서 동기화될 수 있다. 예를 들어, CDMA 신호 전송물들을 이용하여, TSA들은 시간 동기화를 1 마이크로초 내에 달성할 수도 있다.
하나의 구현예에서, 라디오 모뎀에서 내재적으로 전개되는 시간의 지식은 TSA들에서의 클록 처리 회로에 출력되고 TSA들에 의해 취해진 임의의 측정들은 이 매우 정확한 시간 소스로 태깅된다. 이는 각각의 TSA가 매우 정확한 페이저 측정들을 수행하며, 전력 측정들을 정확한 시간 간격들로 수행하며, 임의의 다른 유형의 측정을 측정하고, 태스크들을 매우 정밀하게 스케줄링하는 것을 가능하게 한다.
동기 무선 전송물들에 대한 동기화는 TS 시스템이 기존의 시스템들에서 발견되는 시간 에러들을 누적하는 문제들을 방지하거나 없애는 것을 허용한다. 예를 들어, 각각의 TSA는 시간 동기화된 무선 서버들로부터의 수신된 라디오 전송물들에 기초하여 시간 동기를 획득하고 유지한다. 따라서, 각각의 TSA는, 시간 에러들을 누적하는 것을 경험할 수도 있는 로컬 타이밍을 이용하는 기존의 시스템들과는 달리, 시간 에러들을 누적하지 않고 정확한 시간 동기를 유지한다.
일단 동기화되면, TSA들은 임의의 소망의 전력선 측정들을 수행하도록 동작한다. 예를 들어, TSA들은 위상, 전압, 전류, 전력 사용효율 (utilization) 또는 배전선 (102) 에 연관된 임의의 다른 매개변수들을 측정하도록 동작한다. 이는 정확히 시간 동기화되는 배전선 (102) 을 따르는 알려진 로케이션들에서 측정들의 세트가 생기게 한다. 예를 들어, 배전선 (102) 을 따르는 시간 동기화된 위상 측정치들의 세트가 획득되는 것이 가능하다.
식별자 #2를 갖는 TSA (106) 를 이제 참조하면, TSA (106) 는 무선 서버 (116) 로부터 수신된 무선 신호들을 이용하여 시간 동기를 획득한다. 그 다음 TSA (106) 는 소망의 전력선 측정들을 행하여 동기화된 전력선 측정치들을 생성한다. 그 다음 TSA (106) 는 이들 동기화된 측정치들을 전력 제어 센터 (PCC) (122) 에 송신한다. 이 측정치들은 경로 (126) 에 의해 예시된 바와 같이 무선 서버 (116) 를 이용하여 무선으로, 또는 경로 (124) 에 의해 예시된 바와 같이 지상선 통신 시스템을 이용하여 송신된다. 지상선 통신 시스템은 전력선 (102) 사용을 포함하여, 전화기, 네트워크, 광섬유 통신 시스템들 또는 다른 유형의 유선 통신 시스템을 포함한다.
위상 측정들은 배전선 (102) 의 라인 주파수를 효과적으로 측정한다. 보통, 전력 파형의 주파수는 60 헤르츠 사인파이다. 이 주파수를 1 마이크로초 시간 간격들로 측정함으로써, 주파수 (및 연관된 위상) 는 정밀하게 분해될 수 있다. 처리 동안, 측정치들은 전체 그리드에 걸쳐 실시간으로 상관되어 문제가 있을 수도 있는 위상 변동들을 결정한다. 각각의 TSA의 아이덴티티는 과도한 위상 변동들의 로케이션들이 결정되는 것을 허용하는 지리적 위치에 매핑된다. 도 1에 도시된 모든 TSA들은 TSA (106) 와 동일한 기능들을 수행하고 또한 그것들의 동기화된 측정치들을 전력 제어 센터 (122) 에 송신한다.
전력 제어 센터 (122) 는 배전선 (102) 을 따라 놓인 TSA들로부터의 동기화된 측정치 전송물들을 수신하도록 구성된다. PPC (122) 는 각각의 TSA의 위치를 그 TSA의 식별자를 통해 인식한다. 동기화된 측정치들은 지상선 시스템을 통해 무선으로 또는 유선으로 수신된다. 전력 제어 센터 (122) 는 동기 측정치들을 분석하여 배전선 (102) 의 갖가지 컨디션들 또는 동작 상태들을 결정하도록 동작한다. 예를 들어, 전력 제어 센터 (122) 는, 배전선 (102) 상의 특정 로케이션에서 용인불가 (unacceptable) 전력 또는 위상 변동이 있는지의 여부를 동기화된 측정치들 및 TSA 식별자들로부터 결정할 수 있다. 전력 제어 센터 (122) 는 또한 동기화된 측정들이 수행될 때 및 어떤 측정들이 수행될 것인지를 조정하기 위한 커맨드들 또는 명령들을 TSA들에 전송할 수 있다. TSA 식별자들를 이용하여, 전력 제어 센터 (122) 는 또한 선택된 TSA들과 통신하여 부가적인 측정들 또는 다른 액션들을 취하는 요구를 할 수 있다. 덧붙여, PCC (122) 는 전력선 (102) 상의 비정상 (anomaly) 컨디션들을 TSA가 검출하는 방법을 동적으로 제어하기 위해 비정상 매개변수들을 통신할 수 있다. 비정상 매개변수들의 더 상세한 설명은 아래에서 제공된다.
더욱이, PCC (122) 는 분배 그리드의 다른 PCC들과의 통신을 허용하는 통신 채널 (130) 을 지원한다. 통신 채널 (130) 은 정보가 PCC들 간에 교환되는 것을 허용하고 및/또는 TSA들에 의해 수행되는 전력선 측정들의 분산 처리를 허용한다.
또 다른 구현예에서, 각각의 TSA는 자신의 위치를 "스스로 찾고 (self-locate)" 그 위치를 적절한 PCC에 보고할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 TSA는 무선 모뎀/라디오의 하나 이상의 위치 결정 능력들을 이용하여 지리적 위치를 결정한다. 이 위치 결정 능력들은, 셀 섹터 식별 및 AFLT (Advanced Forward Link Trilateration) 를 포함하지만 이것들로 제한되지는 않는다. AFLT에서, TSA는 인근의 셀룰러 기지국들 (타워들) 로부터의 신호들의 측정들을 행하고 시간/거리 판독치들 (readings) 을 PCC에 되 보고하며, 그러면 그 판독치들은 TSA의 근사 로케이션을 계산하는데 사용된다. 대체로, 세 개의 주변 기지국들이 최적의 위치 결정치를 얻기 위해 사용된다.
또 다른 구현예에서, TSA는 자신 소유의 위치를 다른 서버들 또는 네트워크 엔티티들과의 인터페이싱에 의해 결정할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 TSA는 임의의 유형의 정보를 다른 네트워크 엔티티들과 교환하여 그 소유 위치를 결정하는 네트워크 인터페이스 (128) 를 포함한다.
자기 위치찾기 (self locating) 기법들 중의 하나 이상을 이용한 결과로서, 각각의 TSA는 각각의 전력 측정에 대한 위치적 콘텍스트를 제공하기 위해 근사 위도 및 경도 (알려진 불확실성을 가짐) 를 PCC에 보고한다. 이는 시스템의 관리를 단순화시키는데 이는 PCC가 TSA 아이덴티티들을 어드레스들 및 대응하는 로케이션들에 결부시킨 (tying) 데이터베이스를 신중하게 유지하는 대신 TSA 위치들을 자기 학습하도록 동작할 것이라서이다.
대안으로, PCC가 위치 데이터베이스를 유지한다면, TSA들에 의해 전달된 근사 위도 및 경도를 가지는 것은 이러한 데이터베이스에서의 에러들을 찾는데 사용될 수 있다. 매우 정확한 자기 로케이션 결정이 필요하지 않을 것임에 주의한다. 기본 셀 섹터 포지션 능력 (많은 무선 기술들에 의해 제공됨) 은 그리드 문제들의 로케이션을 결정하거나 또는 위치 데이터베이스를 유지하는데 적절할 것이다.
TSA가 분배 그리드 상의 모든 노드의 부분일 수 있음에 주의해야 한다. 값비싼 위치 찾기 전자기기를 각각 갖는 몇몇 하이 앤드 인프라 구성요소들을 이용하는 기존의 시스템들과 비교하면, TSA들은 비교적 적은 비용으로 구현될 수 있고 가상적으로 비제한적인 수의 동기화된 측정 포인트들을 그리드 전체에 걸쳐 제공할 수 있다.
그러므로, 시간 동기화 시스템은 배전 시스템에서의 시간 동기화 및 측정을 제공하도록 동작한다. 시스템은 다수의 동기화된 측정치들이 비용 효율적 방법으로 획득되는 것을 허용하고, 이들 측정치들은 분석을 위해 전력 제어 센터에 통신된다. 예를 들어, 다수의 동기화된 측정치들은 분배 그리드 전체에 걸쳐 약간의 위상 변동들이 검출되는 것을 허용한다. 시스템은 또한 분배 컨디션들 또는 비효율적인 것들의 더 상세한 조사들을 허용하기 위해 전력 제어 센터가 부가적인 측정들 또는 다른 액션들에 대한 요구들을 하나 이상의 TSA들에 통신하는 것을 허용한다.
도 2는 시간 동기화 시스템에 따라서 사용하기 위한 예시적인 TSA (200) 를 도시한다. 예를 들어, TSA (200) 는 도 1에 도시된 TSA (106) 로서 사용하기에 적합하다. TSA (200) 는 프로세서 (202), 측정 모듈 (204), 지상선 송수신기 (206), 및 무선 송수신기 (208) 를 포함하며, 그것들 모두는 데이터 버스 (210) 를 사용하여 통신하도록 연결된다. TSA (200) 는 단지 하나의 구현예이고 다른 구현예들이 가능함에 주의해야 한다.
무선 송수신기 (208) 는 TSA (200) 가 무선 통신 시스템을 사용하여 다른 엔티티들과 데이터 또는 다른 정보를 통신하는 것을 허용하도록 동작하는 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다. 하나의 구현예에서, 송수신기 (208) 는 무선 통신 시스템을 통해 통신하도록 구성되는 라디오 모뎀을 포함한다. 예를 들어, 송수신기 (208) 는 동기화된 송신 프레임들 (212) 을 무선 통신 서버, 이를테면 CDMA 통신 시스템에서 동작하는 서버로부터 수신하도록 동작가능한 수신기 부분을 포함한다.
송수신기 (208) 는 데이터 또는 다른 정보를 무선 통신 시스템을 사용하여 다른 엔티티들에 송신하도록 동작가능한 송신기 부분을 구비한다. 따라서, 송수신기 (208) 는 라디오 모뎀을 활용하여 무선 통신 시스템을 사용하여 통신함으로써 전력 제어 센터로부터의 명령들을 송신 프레임들 (212) 을 통해 수신하거나, 또는 동기화된 측정치들 (214) 을 전력 제어 센터에 송신할 수도 있다.
송수신기 (208) 는 또한 무선 통신 시스템의 전송 신호들을 이용하여 시간 동기를 획득한다. 예를 들어, 무선 통신 시스템과의 통신 동안, 송수신기 (208) 는 내재적으로 정확한 시간 동기를 획득하고 이 시간 동기를 프로세서 (202) 의 타이밍 로직 (222) 에 전해준다.
지상선 송수신기 (206) 는 TSA (200) 가 지상선 통신 시스템을 사용하여 다른 엔티티들과 데이터 또는 다른 정보를 통신하는 것을 허용하도록 동작하는 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다. 지상선 통신 시스템은 전력선 자체를 사용하는 것을 포함하여, 전화기, 네트워크, 또는 광섬유 통신 시스템들 또는 다른 유형의 유선 통신 시스템을 포함한다. 예를 들어, 송수신기 (208) 는 데이터 또는 다른 정보를 지상선 통신 시스템을 사용하여 다른 엔티티들에 전송 또는 수신하도록 동작가능하다. 예를 들어, 송수신기 (208) 는 지상선 통신 시스템을 사용하여 통신하여 명령들 (216) 을 전력 제어 센터로부터 수신할 수 있거나 또는 동기화된 측정치들 (218) 을 전력 제어 센터에 송신할 수도 있는 송신기 및 수신기 부분들을 포함한다.
측정 모듈 (204) 은 프로세서 (202) 로부터 동기 신호를 수신하고 전력선 (220) 의 하나 이상의 측정들을 수행하도록 동작하는 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다. 예를 들어, 프로세서 (202) 는 언제 무슨 측정들이 측정 모듈 (204) 에 의해 수행될지를 제어한다. 측정치들은 전력, 전압, 전류, 위상, 사용 내역 및/또는 임의의 다른 유형의 측정치를 포함한다. 전압, 전류, 및 위상은 기본 측정치들이다. 그러나 전력은 다른 기본 측정들로부터 유도되는 도출된 측정치이다. 측정 모듈 (204) 은 부하 팩터, 하모닉 콘텐츠, 다른 반응 특성들을 포함하는 임의의 유형의 도출된 측정치들, 또는 임의의 다른 유형의 도출된 측정치를 결정하도록 동작가능하다. 측정치들은 수신된 동기 신호에 동기화되고 프로세서 (202) 에 전해진다.
하나의 구현예에서, 측정 모듈 (204) 은 네트워크에서의 고정된 포인트에 대한 TSA의 정상-상태 평균 "위상 오프셋"을 측정하도록 동작한다. 이는 임의의 두 개의 TSA들 간의 거리의 추정을 가능하게 한다. 위상 오프셋은 일반적으로 적어도 5,000 킬로미터에 대해서는 모호해지지 않고, 따라서 모든 실사용의 목적들에 대해 임의의 전력 사업자의 영역 내에서 모호하지 않다. 임의의 두 개의 TSA들 사이의 위상 오프셋 차이는 전력이 두 개의 개별 위치들로 이동해 가는 거리 차이의 추정치이다. 특정 이웃 또는 지역에 있다고 가정되는 하나의 TSA가 그 지역의 다른 TSA들과는 많이 다른 위상을 가진다면, 추가 조사를 필요로 할 수도 있는 에러 컨디션이 표시된다.
측정 모듈 (204) 은 또한 비정상 매개변수들 (224) 을 포함한다. 비정상 매개변수들 (224) 은 측정 모듈 (204) 에 의해 측정될 전력선 비정상 컨디션들을 식별한다. 비정상 컨디션들은 도출된 측정들을 결정하기 위해 측정 모듈 (204) 을 필요로 할 수도 있다. 비정상 매개변수들은 각각의 비정상 컨디션에 연관된 기본 및 도출된 측정들에 대한 경계치들 및 임계치들을 설정한다. 비정상 컨디션에 연관된 경계치들 및 임계치들이 초과되면, 비정상 컨디션이 존재한다고 결정된다. 따라서, 비정상 매개변수들은 비정상 검출에 대한 경계치들 또는 임계치들을 제공하고 덧붙여서, 취해질 액션들은 하나 이상의 비정상 컨디션들이 검출되게 해야 한다.
하나의 구현예에서, 측정 모듈 (204) 은 전력선 비정상 컨디션들을 비동기적으로 검출하도록 동작하여서, 식별된 비정상 컨디션이 발생하는 임의의 시간에, 그 비정상 컨디션은 측정 모듈 (204) 에 의해 신속히 검출될 것이다.
하나의 구현예에서, 비정상 매개변수들 (224) 은 측정 모듈 (204) 에서 사전구성된다. 예를 들어, 비정상 매개변수들은 TSA (200) 의 제조 또는 설치 시에 구성된다. 또 다른 구현예에서, 비정상 매개변수들 (224) 은 PCC에 의해 구성되며, 업데이트되고, 유지된다. 예를 들어, 언제든지 PCC는 비정상 매개변수들 (224) 을 송수신기 (208) 또는 송수신기 (206) 를 사용하여 다운로드할 수도 있다. 이는 PCC가 TSA (200) 에 의해 수행되는 비정상 검출을 동적으로 제어하는 것을 허용한다.
더욱이, 비정상 매개변수들 (224) 은 각각의 비정상 컨디션에 연관된 부가적인 측정들을 식별한다. 이 부가적인 측정들은 대응하는 비정상 컨디션이 검출될 때 측정된다. 예를 들어, 측정 모듈 (204) 은 비정상 매개변수들 (224) 에 기초하여 특정 비정상 컨디션을 검출한다. 그 다음 측정 모듈 (204) 은 비정상 매개변수들 (224) 에 액세스하여, 수행될 부가적인 측정들을 검출된 비정상 컨디션에 기초하여 결정한다. 부가적인 측정들이 수행되고 검출된 비정상 및 연관된 측정치들은 PCC로의 전송을 위해 프로세서 (202) 에 전해진다.
프로세서 (202) 는 CPU, 프로세서, 게이트 어레이, 하드웨어 로직, 메모리 요소들, 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어 중 적어도 하나를 포함한다. 프로세서 (202) 는 측정 모듈 (204) 을 제어하여 선택된 측정들을 수행하도록 동작한다. 프로세서 (202) 는 측정들이 취해질 때를 제어하기 위해 측정 모듈 (204) 에 전송되는 동기 신호를 생성하는 타이밍 로직 (222) 을 포함한다. 타이밍 로직 (222) 은 수신된 무선 송신 프레임들로부터 자신의 동기를 획득한 송수신기 (208) 로부터 동기를 획득한다. 예를 들어, 수신된 동기화된 송신 프레임들은 송수신기 (208) 에 의해 수신되고 타이밍 로직 (222) 에 표시되는 정확한 시간 기준을 결정하기 위해 송수신기 (208) 에 의해 분석되며, 그 다음 타이밍 로직은 특정한 측정들이 측정 모듈 (204) 에 의해 수행되는 정확한 시간을 표시하기 위해 동기 신호를 발생한다.
프로세서 (202) 는 또한 갖가지 네트워크 엔티티들과의 네트워크 통신을 제공하는 통신 링크 (226) 를 지원하는 인터페이스 로직을 포함한다. 예를 들어, 프로세서 (202) 는 TSA (200) 의 위치를 스스로 찾기 위해 링크 (226) 를 이용하여 다른 네트워크 엔티티들과 통신할 수도 있다. 임의의 적합한 로케이션 기법들이 수행될 수도 있고 결과들은 프로세서 (202) 에 의해 송수신기 (206) 및/또는 송수신기 (208) 를 사용하여 PCC에 보고된다.
프로세서 (202) 는 또한 전력 제어 센터로부터의 명령들을 무선 통신 시스템 또는 지상선 통신 시스템을 사용하여 수신하도록 동작가능하다. 예를 들어, 전력 제어 센터는 명령들을 무선 송수신기 (208) 에 의해 수신되는 수신된 무선 송신 프레임들 (212) 로 인코딩할 수도 있다. 전력 제어 센터는 또한 명령들을 지상선 송수신기 (206) 에 의해 수신되는 지상선 통신물들 (216) 로 인코딩할 수도 있다. 어느 경우에나, 수신된 명령들은 프로세서 (202) 에 전해진다.
프로세서 (202) 는 그 명령들을 디코딩하고 임의의 액션들이 필요한지를 결정한다. 예를 들어, 부가적인 측정들이 요구된다면, 프로세서 (202) 는 측정 모듈 (204) 을 제어하여 부가적인 측정들을 수행한다. 그 다음 프로세서 (202) 는 지상선 송수신기 (206) 또는 무선 송수신기 (208) 중 어느 하나를 사용하여, 부가적인 측정들을 전력 제어 센터에 송신한다. 프로세서 (202) 는 또한 전력 제어 센터에 의해 요구되는 임의의 다른 액션을 수행할 수도 있고 부가적인 전력선 측정들로만 제한되지는 않는다. 예를 들어, 명령들은 측정 모듈 (204) 에 저장되는 비정상 매개변수들 (224) 을 포함할 수도 있다. 비정상 매개변수들 (224) 은 PCC가 비정상 검출 및 처리를 동적으로 제어하는 것을 허용하는데 사용된다. TSA (200) 의 동작의 더 상세한 설명은 아래의 또 다른 섹션에서 제공된다.
도 3은 시간 동기화 시스템에 따라서 구성된 예시적인 전력 제어 센터 (300) 를 도시한다. 예를 들어, PCC (300) 는 도 1에 도시된 PCC (122) 로서 사용하기에 적합하다. PCC (300) 는 프로세서 (302), 지상선 송수신기 (304), 무선 송수신기 (306), TSA 데이터베이스 (308) 를 포함하며, 그것들 모두는 데이터 버스 (310) 를 사용하여 통신하도록 연결된다. PCC (300) 는 단지 하나의 구현예이고 다른 구현예들이 가능함에 주의해야 한다.
무선 송수신기 (306) 는 PCC (300) 가 무선 통신 시스템을 사용하여 다른 엔티티들과 데이터 또는 다른 정보를 통신하는 것을 허용하도록 동작하는 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다. 예를 들어, 송수신기 (306) 는 동기화된 무선 통신 시스템, 이를테면 CDMA 통신 시스템의 동기화된 송신 프레임들 (314) 을 이용하여 정보, 명령들, 또는 다른 데이터를 하나 이상의 TSA들에 송신하도록 동작가능한 송신기 부분을 포함한다. 송수신기 (308) 는 또한 하나 이상의 TSA들로부터의 동기화된 측정치들 (312) 을 동기화된 무선 통신 시스템을 사용하여 수신하도록 동작가능한 수신기를 포함한다.
지상선 송수신기 (304) 는 PCC (300) 가 지상선 통신 시스템을 사용하여 다른 엔티티들과 데이터 또는 다른 정보를 통신하는 것을 허용하도록 동작하는 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다. 예를 들어, 송수신기 (304) 는 하나 이상의 TSA들로부터의 동기화된 측정치들 (316) 을 지상선 통신 시스템을 사용하여 수신하도록 동작가능한 수신기 부분을 포함한다. 송수신기 (304) 는 또한 명령들 (318) 또는 다른 데이터를 지상선 통신 시스템을 사용하여 하나 이상의 TSA들에 송신하도록 동작가능한 송수신기를 포함한다.
TSA 데이터베이스 (308) 는 버스 (310) 를 통해 액세스가능한 임의의 적합한 메모리에 저장된 TSA들에 관한 정보를 포함한다. 데이터베이스 (308) 는 TSA들을 그것들의 할당된 식별자에 의해 식별하고, 임의의 TSA로부터 수신된 동기화된 측정치들을 처리하는데 필요한 임의의 다른 정보를 포함한다. 데이터베이스는 또한 TSA 식별자들을 지리적 로케이션들에 연관시켜서 각각의 수신된 동기화된 측정치에 대한 로케이션이 결정될 수 있게 한다.
프로세서 (302) 는 CPU, 프로세서, 게이트 어레이, 하드웨어 로직, 메모리 요소들, 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어 중 적어도 하나를 포함한다. 프로세서 (302) 는 송수신기들 (304 및 306) 에 의해 수신된 동기화된 측정치들을 처리하여 배전선에 연관된 하나 이상의 전력선 컨디션들을 결정하도록 동작한다. 예를 들어, 수신된 동기화된 측정치들은 식별된 TSA들에 연관되고 프로세서 (302) 는 TSA 데이터베이스에 액세스하여 각각의 수신된 동기화된 측정치에 연관된 로케이션을 결정할 수 있다. 그 다음 프로세서 (302) 는 각각의 로케이션에서 취해진 측정치들을 분석함으로써 하나 이상의 전력선 컨디션들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 TSA들이 저 전압 컨디션들을 보고한다면, 프로세서 (302) 는 TSA 데이터베이스 (308) 에 액세스하여 저 전압 컨디션들의 로케이션을 결정할 수 있다. 마찬가지로, TSA들에 의해 보고된 동기화된 위상 측정치들은, 로딩 문제들 또는 잠재적인 정전 컨디션을 나타낼 수도 있는 임의의 위상 변동의 로케이션을 결정하기 위해 프로세서 (302) 에 의해 실시간으로 상관될 수 있다.
*프로세서 (302) 는 또한 임의의 부가적인 측정들 또는 액션들이 하나 이상의 TSA들로부터 요망되는지를 결정하도록 동작가능하다. 만약 그렇다면, 프로세서 (302) 는 무선 송수신기 (306) 를 제어하여 명령들을 동기화된 송신 프레임들로 하나 이상의 TSA들에 송신할 수 있다. 이 명령들은 특정 TSA들이 부가적인 측정들을 행하거나, 비정상 매개변수들을 업데이트하거나, 또는 부가적인 액션들을 수행하고 그 결과들을 되 보고하도록 지시한다.
프로세서 (302) 는 또한 분배 그리드의 다른 PCC들과의 통신을 허용하는 통신 채널 (320) 을 지원한다. 통신 채널 (320) 은 정보가 PCC들 간에 교환되는 것을 허용하고 TSA들에 의해 수행되는 전력선 측정들의 분산 처리를 허용한다. 통신 채널 (320) 은 다수의 PCC들이 통신하는 것을 허용하는 임의의 적합한 통신 링크를 포함한다.
도 4는 시간 동기화 시스템을 따르는 시간 동기화 및 측정을 위한 예시적인 방법을 도시한다. 명료함을 위해, 이 방법 (400) 은 도 2에 도시된 TSA (200) 를 참조하여 아래에서 설명된다. 하나의 구현예에서, 프로세서 (202) 는 코드들의 하나 이상의 세트들을 실행하여 TSA (200) 를 제어함으로써 아래에서 설명되는 기능들을 수행한다.
블록 402에서, 동기화된 무선 통신 신호들이 수신된다. 예를 들어, 무선 통신 신호들은 동기화된 무선 통신 시스템, 이를테면 CDMA 시스템으로부터, 또는 동기화된 통신 신호들을 제공할 수 있는 임의의 다른 유형의 시스템으로부터 수신된다. 하나의 구현예에서, 송수신기 (208) 는 동기화된 무선 통신 신호들을 무선 통신 서버, 이를테면 도 1에 도시된 서버 (116) 로부터 수신한다.
블록 404에서, 시간 동기는 동기화된 무선 통신 신호에 동기화함으로써 획득된다. 하나의 구현예에서, 송수신기 (208) 는 수신된 동기화된 무선 통신 신호들로부터 시간 동기를 결정한다. 예를 들어, 수신된 동기화된 무선 통신 신호들은 GPS 시간 표준에 동기화된 송신 프레임들을 포함한다. 송수신기 (208) 는 이들 수신된 프레임들을 분석하여 시간 동기를 획득 (또는 잠금) 할 수 있다. 예를 들어, CDMA 송신 프레임들을 이용하여, 시간 동기는 송신 프레임들을 수신하는 임의의 디바이스가 이 정확도 레벨에 동기할 수 있도록 1 마이크로초 내에 결정될 수 있다. 그 다음 시간 동기는 대응하는 동기 신호를 생성하는 타이밍 로직 (222) 에 표시된다.
블록 406에서, 업데이트된 비정상 매개변수들이 수신된다. 하나의 구현예에서, 비정상 매개변수들은 송수신기 (208) 에 의해 수신되고 측정 모듈 (204) 에서 비정상 매개변수들 (224) 로서 저장된다. 비정상 매개변수들은 검출될 전력선 비정상들 및 응답하여 행할 액션들을 식별한다.
블록 408에서, 동기화된 배전 측정들이 수행된다. 하나의 구현예에서, 타이밍 로직 (222) 은 동기 신호 또는 트리거를 측정 모듈 (204) 에 제공한다. 측정 모듈 (204) 은 배전선의 위상 또는 다른 매개변수들을 측정함으로써 응답한다. 측정 모듈 (204) 은 위상을 임의의 소망의 정확도 레벨까지 측정할 수 있고 그것의 측정은 동기 신호에 의해 동기화된다. 측정 모듈은 또한 임의의 다른 유형의 전력선 측정을 수행하도록 동작가능하다.
블록 410에서, 측정치들은 무선 통신 시스템을 사용하여 전력 제어 센터에 송신된다. 예를 들어, 측정 모듈 (204) 은 무선 송수신기 (208) 를 제어하여 동기화된 위상 측정치들을 무선 통신 링크 (214) 를 사용하여 전력 제어 센터에 송신한다.
블록 410에서, 선택사항적인 동작으로, 동기화된 위상 측정치들은 지상선 통신 시스템을 사용하여 전력 제어 센터에 송신된다. 예를 들어, 측정 모듈 (204) 은 지상선 송수신기 (206) 를 제어하여 동기화된 위상 측정치들을 지상선 통신 링크 (218) 를 사용하여 전력 제어 센터에 송신한다. 지상선 통신 시스템은 전력선 자체를 사용하는 것을 포함하여, 전화기, 네트워크, 또는 광섬유 통신 시스템들 또는 다른 유형의 유선 통신 시스템을 포함한다.
블록 412에서, 부가적인 측정들 또는 다른 액션들에 대한 요구가 수신되었는지의 여부에 관한 결정이 행해진다. 예를 들어, 부가적인 측정들에 대한 요구는 PCC에 의해 발생하고 무선 송신 프레임들 (212) 을 이용하여 TSA (200) 에 송신될 수도 있다. 부가적인 측정들 또는 다른 액션들에 대한 요구가 수신되지 않으면, 이 방법은 블록 418로 진행한다. 부가적인 측정들 또는 다른 액션들에 대한 요구가 수신되었다면, 이 방법은 블록 416으로 진행한다. 프로세서 (202) 는 이 결정을 수행한다.
블록 416에서, 부가적인 측정들 또는 액션들이 수행된다. 예를 들어, 프로세서 (202) 는 측정 모듈 (204) 을 제어하여 부가적인 위상 측정들 또는 다른 배전 측정들을 수행한다. 일단 부가적인 측정들 또는 액션들이 수행되면, 이 방법은 블록 410으로 진행하여 측정치들을 송신한다.
블록 418에서, 임의의 전력선 비정상들이 검출되었는지의 여부에 관한 결정이 행해진다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, 측정 모듈 (204) 은 점검할 전력선 비정상들의 세트를 식별하는 비정상 매개변수들 (224) 로 사전 구성된다. 이들 비정상들은 과도한 전력 사용, 전압 또는 전류 스파이크들, 또는 전력선 (102) 에 연관된 임의의 다른 유형의 비정상을 포함한다. 또 다른 구현예에서, PCC는 블록 406에서 비정상 매개변수들을 제공한다. 예를 들어, PCC는 임의의 시간에 비정상 매개변수들 (224) 을 제공함으로써 및/또는 업데이트함으로써 검출될 비정상들을 동적으로 조정할 수 있다. 비정상 매개변수들은 기본 또는 도출된 측정들에 대한 경계치들 및 임계치들을 식별한다. 경계치들 또는 임계치들이 초과된다면, 측정 모듈은 임의의 비정상 컨디션들이 존재하는지를 결정한다. 하나 이상의 비정상 컨디션들이 존재하면, 이 방법은 블록 420으로 진행한다. 비정상 컨디션들이 존재하진 않는다면, 이 방법은 블록 406으로 진행한다.
블록 420에서, 부가적인 측정들 또는 액션들이 수행된다. 예를 들어, 비정상 매개변수들 (224) 은 각각의 검출된 비정상에 대해 수행될 부가적인 측정들을 포함한다. 예를 들어, 저 전압 비정상이 검출되면; 부가적인 측정들, 이를테면 전력 또는 전류 측정들이 수행된다. 프로세서 (202) 는 측정 모듈 (204) 을 제어하여 검출된 비정상들 및 비정상 매개변수들 (224) 로 식별된 대응하는 측정들에 기초하여 부가적인 측정들을 수행한다. 일단 부가적인 측정들 또는 액션들이 수행되면, 이 방법은 블록 410으로 진행하여 그 결과들을 PCC에 송신한다.
그러므로, 하나의 구현예에서, 이 방법 (400) 은 배전선에 연관된 임의의 로케이션에서 TSA에 의해 수행되어, 동기화된 위상 측정치들 또는 다른 배전 매개변수들을 결정하고 그 측정치들을 무선 및/또는 지상선 전송 링크들을 이용하여 전력 제어 센터에 송신한다. 이 방법 (400) 은 단지 하나의 구현예이고 이 방법 (400) 의 동작들은 다양한 구현예들의 범위 내에서 재배열되거나 다르게 수정될 수도 있음에 주의해야 한다. 따라서, 다른 구현예들이 가능하다.
도 5는 시간 동기화 시스템에 따라서 시간 동기화된 측정치들을 수신 및 처리하는 예시적인 방법 (500) 을 도시한다. 명료함을 위해, 이 방법 (500) 은 도 3에 도시된 PCC (300) 를 참조하여 아래에서 설명된다. 하나의 구현예에서, 프로세서 (302) 는 코드들의 하나 이상의 세트들을 실행하여 PCC (300) 를 제어함으로써 아래에서 설명되는 기능들을 수행한다.
블록 502에서, 업데이트된 비정상 매개변수들은 하나 이상의 TSA들에 송신된다. 예를 들어, 프로세서 (302) 는 비정상 매개변수들을 생성하고 그것들을 식별된 TSA들에 송수신기 (306) 를 사용하여 송신한다.
블록 504에서, 동기화된 배전 측정치들은 하나 이상의 TSA들로부터 수신된다. 예를 들어, 동기화된 배전 측정치들은 송수신기 (304) 를 사용하는 지상선 통신 시스템 또는 송수신기 (306) 를 사용하는 무선 통신 시스템으로부터 수신된다. 동기화된 배전 측정치들의 각각은 식별된 TSA에 연관된다.
블록 506에서, 수신된 측정치들은 하나 이상의 전력선 컨디션들을 결정하기 위해 분석된다. 예를 들어, 프로세서 (302) 는 다수의 TSA들로부터의 측정치들을 분석하여 전력, 전압, 전류, 위상 또는 임의의 다른 매개변수에서의 변동을 결정한다. 하나의 구현예에서, 프로세서 (302) 는 TSA 데이터베이스 (308) 로부터 TSA들의 로케이션을 결정함으로써 하나 이상의 TSA들에 의해 표시된 특정 전력선 컨디션의 로케이션을 결정한다. 예를 들어, 위상 변동들을 결정하기 위해, 프로세서 (302) 는 수신된 동기화된 위상 측정치를 실시간으로 상관시켜 문제가 있을 수도 있는 임의의 위상 변동들을 검출한다. 그 다음 검출된 위상 변동들의 로케이션들은 TSA 식별자들 및 TSA 데이터베이스 (308) 로부터 획득된 대응하는 로케이션들에 기초하여 결정될 수 있다.
블록 508에서, 부가적인 측정들 또는 액션들이 요망되는지의 여부에 관한 결정이 행해진다. 예를 들어, 부가적인 측정들은 특정 전력선 컨디션을 충분히 분석하기 위해 하나 이상의 TSA들로부터 요망될 수도 있다. 부가적인 측정들 또는 액션들이 요구되지 않는다면, 이 방법이 종료된다. 부가적인 측정들 또는 액션들이 요구된다면, 이 방법은 블록 508로 진행한다. 프로세서 (302) 는 이 결정을 수행한다.
블록 510에서, 하나 이상의 TSA들은 부가적인 측정들 또는 액션들을 수행하기 위해 식별된다. 예를 들어, 프로세서 (302) 는 하나 이상의 전력선 컨디션들을 이전의 동기화된 측정치들에 기초하여 식별하고 추가 분석을 수행하기 위해 부가적인 측정들이 요망되는 하나 이상의 TSA들을 식별한다. 이 TSA들은 그것들의 로케이션 및/또는 고유 식별자에 의해 식별된다. 예를 들어, 위상 변동이 특정 로케이션에서 검출되면, 프로세서 (302) 는 그 로케이션에 또는 그 로케이션 근처에 위치된 TSA들에 부가적인 위상 측정들을 요구하도록 동작한다.
블록 512에서, 부가적인 측정들 또는 액션들에 대한 요구들은 식별된 TSA들에 송신된다. 프로세서 (302) 는 TSA들 및 획득될 연관된 측정들을 하나 이상의 요구들로 식별한다. 이 요구들은 식별된 TSA들로의 전송을 위해 무선 통신 시스템의 송신 프레임들 (312) 을 이용하여 무선 송수신기 (306) 로 포워딩된다. 그 다음 이 방법은 비정상 매개변수들을 업데이트하기 위해 블록 502로 진행한다.
그러므로, 이 방법 (500) 은 복수의 TSA들에 의해 보고되는 동기화된 측정치들을 분석하도록 동작가능하고, 소망된다면, 부가적인 측정들 또는 액션들을 하나 이상의 특정한 TSA들에 요구한다. 이 방법 (500) 은 단지 하나의 구현예이고 이 방법 (500) 의 동작들은 다양한 구현예들의 범위 내에서 재배열되거나 다르게 수정될 수도 있음에 주의해야 한다. 따라서, 다른 구현예들이 가능하다.
도 6은 시간 동기화 시스템에 따라서 구성되는 예시적인 시간 동기화 장치 (600) 를 도시한다. 예를 들어, TSA (600) 는 도 2에 도시된 TSA (200) 로서 사용하기에 적합하다. 일 양태에서, TSA (600) 는 여기서 설명된 바와 같은 시간 동기화 시스템의 양태들을 제공하도록 구성된 하나 이상의 모듈들을 포함하는 최소한 하나의 직접회로에 의해 구현된다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, 각각의 모듈은 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다.
TSA (600) 는 일 양태에서 송수신기 (208) 를 포함하는, 동기화된 무선 통신 신호를 수신하는 수단 (602) 을 구비하는 제 1 모듈을 포함한다. TSA (600) 는 또한 일 양태에서 송수신기 (208) 를 포함하는, 동기화된 무선 통신 신호에 동기하여 동기화된 시간을 생성하는 수단 (604) 을 구비하는 제 2 모듈을 포함한다. TSA (600) 는 또한 일 양태에서 측정 모듈 (204) 을 포함하는, 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하여 동기화된 배전 측정치들을 생성하는 수단 (606) 을 구비하는 제 3 모듈을 포함한다. TSA (600) 는 또한 일 양태에서 송수신기 (208) 를 포함하는, 동기화된 배전 측정치들을 전력 제어 센터에 송신하는 수단 (608) 을 구비하는 제 4 모듈을 포함한다.
도 7은 시간 동기화 시스템에 따라서 구성된 예시적인 전력 제어 센터 (700) 를 도시한다. 예를 들어, PCC (700) 는 도 3에 도시된 PCC (300) 로서 사용하기에 적합하다. 일 양태에서, PCC (700) 는 여기서 설명된 바와 같은 시간 동기화 시스템의 양태들을 제공하도록 구성된 하나 이상의 모듈들을 포함하는 최소한 하나의 직접회로에 의해 구현된다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, 각각의 모듈은 하드웨어 및/또는 하드웨어 실행 소프트웨어를 포함한다.
PCC (700) 는 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정치들을 하나 이상의 측정 디바이스들 각각으로부터 수신하는 수단 (702) 을 구비한 제 1 모듈을 포함하며, 각각의 측정 디바이스는 일 양태에서 송수신기 (306) 를 포함하는 동기 무선 통신 시스템에 동기화된다. PCC (700) 는 또한 일 양태에서 프로세서 (302) 를 포함하는, 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정치들을 분석하여 배전 시스템의 하나 이상의 전력 컨디션들을 결정하는 수단 (704) 을 구비한 제 2 모듈을 포함한다.
하나 이상의 예시적인 실시형태들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 컴퓨터에 의해 실행될 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그것들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드들로서 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 전송될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 양쪽 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 이용가능한 어떤 매체라도 될 수 있다. 예로서 그리고 비제한적으로, 이러한 컴퓨터 판독가능 미디어는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지, 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 소망의 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 운반하거나 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수도 있다. 또한, 어떤 관련된 것이라도 사실상 컴퓨터 판독가능 매체라고 한다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 자원으로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 (twisted pair), 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 무선 기술들 이를테면 적외선, 라디오, 및/또는 마이크로파를 이용하여 전송된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 디스크 (Disk 및 disc) 는 여기서 사용되는 바와 같이, 콤팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하는데, disk들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, disc들은 레이저들로써 광적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들도 컴퓨터 판독가능 미디어의 범위 내에 포함되어야 한다.
*본 명세서에서 개시된 양태들에 관련하여 설명된 갖가지 구체적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 디자인된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트들, 또는 그것들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대체예에서, 이 프로세서는 기존의 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신 (state machine) 일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로 구현될 수도 있다.
개시된 양태들의 설명은 이 기술분야의 숙련된 임의의 사람이 본 발명을 제작하고 사용할 수 있게끔 제공된다. 이들 양태들에 대한 갖가지 변형예들은 이 기술분야의 숙련된 자들에게 쉽사리 명확하게 될 수도 있고, 본원에서 정의된 일반 원리들은 본 발명의 정신 또는 범위로부터 벗어남 없이 다른 양태들, 예컨대 인스턴트 메시징 서비스 또는 임의의 일반 무선 데이터 통신 응용들에 적용될 수도 있다. 그래서, 본 발명은 본원에서 보인 양태들로 한정할 의도는 아니며 본원에서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 부여하는 것을 의도한다. 단어 "예시적인"은 본 명세서에서는 "예, 사례, 또는 예시로서 쓰일 수 있다"는 의미로 사용된다. "예시적인" 것으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태가 다른 양태들보다 바람직하거나 유익하다고 생각할 필요는 없다.
따라서, 시간 동기화 시스템의 양태들이 본원에서 예시되고 설명되었지만, 여러 변경들이 그 양태들에 대해 그것들의 정신 또는 본질적인 특성들로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러므로, 본원의 개시내용들 및 설명들은 다음의 청구항들에서 언급되는 본 발명의 범위의 예시이지만 제한이 아닌 것으로 의도된다.

Claims (63)

  1. 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 방법으로서,
    지상선 통신 시스템으로부터 동기화된 무선 통신 신호를 수신하는 단계;
    상기 동기화된 무선 통신 신호에 기초하여 클록을 동기화된 시간에 동기화하는 단계;
    하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 생성하기 위한 상기 동기화된 시간에 기초하는 하나 이상의 배전 측정들을 수행하는 단계;
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 송신하는 단계;
    상기 하나 이상의 배전 측정들 및 비정상 매개변수들에 기초하여 전력선 비정상 컨디션들을 식별하는 단계; 및
    상기 전력선 비정상 컨디션들에 기초하여 하나 이상의 추가적인 전력 측정들이 수행되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클록은 상기 동기화된 무선 통신 신호에서 송신 프레임들에 기초하여 동기화되는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    측정 결과들을 생성하기 위해 상기 전력선 비정상 컨디션들을 검출하는 것에 응답하여 상기 하나 이상의 추가적인 전력 측정들을 수행하는 단계; 및
    상기 측정 결과들을 전력 제어 센터로 송신하는 단계를 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배전 측정들은 측정 모듈에 의해 수행되고,
    AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 를 이용하여 상기 측정 모듈의 위치를 식별하는 단계; 및
    상기 위치를 전력 제어 센터로 송신하는 단계를 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력선 비정상 컨디션들에 대응하는 상기 비정상 매개변수들을 수신하는 단계로서, 상기 전력선 비정상 컨디션들은 초과 전력 사용, 전압 스파이크, 전류 스파이크 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 비정상 매개변수들은 전력 임계, 전압 임계, 전류 임계 또는 이들의 조합을 포함하는, 상기 비정상 매개변수들을 수신하는 단계를 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 전력선 비정상 컨디션들은 제 1 비정상 매개변수들에 기초하여 식별되고,
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 송신한 후 상기 전력 제어 센터로부터 업데이트된 비정상 매개변수들을 수신하는 단계; 및
    상기 업데이트된 비정상 매개변수들에 기초하여 상기 추가적인 하나 이상의 전력 측정들을 수행하는 단계를 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 비정상 매개변수들의 특정 비정상 매개변수는 임계를 포함하고, 특정 비정상 컨디션은 상기 하나 이상의 배전 측정들의 제 1 배전 측정이 상기 임계를 초과하는 것에 응답하여 식별되는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  10. 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치로서,
    지상선 통신 시스템으로부터 동기화된 무선 통신 신호를 수신하는 수단;
    상기 동기화된 무선 통신 신호에 기초하여 클록을 동기화된 시간에 동기화하는 수단;
    하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 생성하기 위한 상기 동기화된 시간에 기초하는 하나 이상의 배전 측정들을 수행하는 수단;
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 송신하는 수단;
    상기 하나 이상의 배전 측정들 및 비정상 매개변수들에 기초하여 전력선 비정상 컨디션들을 식별하는 수단; 및
    상기 전력선 비정상 컨디션들에 기초하여 하나 이상의 추가적인 전력 측정들이 수행되는지 여부를 결정하는 수단을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 동기 통신 시스템인, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 동기 통신 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템인, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 클록은 상기 동기화된 무선 통신 신호에서 송신 프레임들에 기초하여 동기화되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배전 측정들은 하나 이상의 동기화된 1 차 측정들, 하나 이상의 동기화된 2 차 측정들 또는 이들의 조합을 결정하기 위해 전력선상에서 수행되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배전 측정들은 전력 측정, 전류 측정, 전압 측정, 위상 측정 또는 이들의 조합을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들은 제 2 무선 송신, 유선 송신 또는 이들의 조합을 이용하여 전력 제어 센터로 송신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신하는 수단, 상기 동기화하는 수단, 상기 수행하는 수단, 상기 송신하는 수단, 상기 식별하는 수단 및 상기 결정하는 수단은 각각 데이터 버스에 커플링 된, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    하나 이상의 부가적인 측정들에 대한 요구를 수신하는 수단;
    상기 하나 이상의 부가적인 측정들을 수행하여 하나 이상의 부가적인 결과들을 생성하는 수단; 및
    상기 하나 이상의 부가적인 결과들을 송신하는 수단을 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  19. 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치로서,
    데이터 버스;
    지상선 통신 시스템으로부터 동기화된 무선 통신 신호를 수신하도록 구성되고 상기 데이터 버스에 커플링 된 수신기;
    상기 동기화된 무선 통신 신호에 기초하여 동기화된 시간을 결정하도록 구성되고 상기 데이터 버스에 커플링 된 프로세서;
    하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 생성하기 위해 상기 동기화된 시간에 기초하여 하나 이상의 배전 측정들을 수행하도록 구성되고 상기 데이터 버스에 커플링 된 측정 모듈로서, 상기 측정 모듈은 상기 하나 이상의 배전 측정들 및 비정상 매개변수들에 기초하여 전력선 비정상 컨디션들을 식별하고, 상기 전력선 비정상 컨디션들에 기초하여 하나 이상의 추가적인 전력 측정들이 수행되는지 여부를 결정하는, 상기 측정 모듈; 및
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들을 송신하도록 구성되고 상기 데이터 버스에 커플링 된 송신기를 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 동기 통신 시스템이고, 상기 동기 통신 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 데이터 버스, 상기 수신기, 상기 프로세서, 상기 측정 모듈 및 상기 송신기는 공통의 하우징 (housing) 내에 포함되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 프로세서 내의 클록은 상기 동기화된 무선 통신 신호의 송신 프레임들에 기초하여 동기화되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배전 측정들은 하나 이상의 동기화된 제 1 측정들, 하나 이상의 동기화된 제 2 측정들 또는 이들의 조합을 결정하기 위해 전력선 상에서 수행되고, 상기 하나 이상의 배전 측정들은 전력 측정, 전류 측정, 전압 측정, 위상 측정 또는 이들의 조합을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들은 제 2 무선 송신을 이용하여 송신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 동기화된 배전 측정들은 유선 송신을 이용하여 송신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 수신기는 하나 이상의 추가적인 측정들에 대한 요청을 수신하도록 구성되고,
    상기 측정 모듈은 하나 이상의 추가적인 결과들을 생성하기 위해 상기 하나 이상의 추가적인 측정들을 수행하도록 구성되며,
    상기 송신기는 상기 하나 이상의 추가적인 결과를 송신하도록 구성된, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
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  36. 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 방법으로서,
    하나 이상의 측정 디바이스들로부터 시간 동기화된 배전 측정들을 수신하는 단계로서, 각각의 측정 디바이스는 지상선 통신 시스템으로부터의 동기화된 무선 통신 신호에 기초하여 시간 동기화 되고, 상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 제 1 위상 오프셋 및 제 2 위상 오프셋을 포함하는, 시간 동기화된 배전 측정들을 상기 배전 측정들을 수신하는 단계;
    상기 배전 시스템의 하나 이상의 전력 컨디션들을 결정하기 위해 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 분석하는 단계; 및
    상기 제 1 위상 오프셋 및 제 2 위상 오프셋의 비교에 기초하여 에러 컨디션을 결정하는 단계를 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 하나 이상의 지리적 위치들에 각각 연관시키는 단계; 및
    측정 변동을 결정하기 위해 상기 하나 이상의 지리적 위치들에 기초하여 상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 상관시키는 단계를 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 제1 위상 오프셋은 제 1 디바이스에 의해 수집된 제 1 배전 데이터와 고정된 디바이스에 의해 수집된 제 2 배전 데이터 사이의 제 1 위상차이고,
    상기 제 2 위상 오프셋은 제 2 디바이스에 의해 수집된 제 3 배전 데이터와 상기 제 2 배전 데이터 사이의 제 2 위상차인, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 위상 오프셋은 상기 제 1 디바이스와 상기 고정된 디바이스 사이의 제 1 거리에 대응하고,
    상기 제 2 위상 오프셋은 상기 제 2 디바이스와 상기 고정된 디바이스 사이의 제 2 거리에 대응하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들 각각은 상기 배전 시스템의 전력선에 연관되고,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 전력 측정, 전류 측정, 전압 측정, 위상 측정 또는 이들의 조합을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  42. 제 36 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 유선 송신을 통해 수신되는, 배전 시스템 시간 동기화 방법.
  43. 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치로서,
    하나 이상의 측정 디바이스들로부터 시간 동기화된 배전 측정들을 수신하는 수단으로서, 각각의 측정 디바이스는 지상선 통신 시스템으로부터의 동기화된 무선 통신 신호에 기초하여 시간 동기화 되고, 상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 제 1 위상 오프셋 및 제 2 위상 오프셋을 포함하는, 상기 시간 동기화된 배전 측정들을 상기 수신하는 수단;
    상기 배전 시스템의 하나 이상의 전력 컨디션들을 결정하기 위해 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 분석하는 수단; 및
    상기 제 1 위상 오프셋 및 제 2 위상 오프셋의 비교에 기초하여 에러 컨디션을 결정하는 수단을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 하나 이상의 지리적 위치들에 각각 연관시키는 수단; 및
    측정 변동을 결정하기 위해 상기 하나 이상의 지리적 위치들에 기초하여 상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 상관시키는 수단을 더 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 상기 지상선 통신 시스템에서 서버로부터 수신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템인, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  47. 제 43 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들 각각은 상기 배전 시스템의 전력선과 연관되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  48. 제 43 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 전력 측정, 전류 측정, 전압 측정, 위상 측정 또는 이들의 조합을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  49. 제 43 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 유선 송신을 통해 수신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  50. 배전 시스템에서의 시간 동기화를 위한 장치로서,
    하나 이상의 측정 디바이스들로부터 시간 동기화된 배전 측정들을 수신하도록 구성된 송수신기로서, 각각의 측정 디바이스는 지상선 통신 시스템으로부터의 동기화된 무선 통신 신호에 기초하여 시간 동기화 되고, 상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 제 1 위상 오프셋 및 제 2 위상 오프셋을 포함하는, 상기 송수신기;
    상기 송수신기와 커플링된 프로세서로서, 상기 프로세서는:
    상기 배전 시스템의 하나 이상의 전력 컨디션들을 결정하기 위해 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 분석하도록 구성되고;
    상기 제 1 위상 오프셋 및 제 2 위상 오프셋의 비교에 기초하여 에러 컨디션을 결정하도록 구성된,
    상기 프로세서를 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 하나 이상의 지리적 위치들에 각각 연관시키도록;
    측정 변동을 결정하기 위해 상기 하나 이상의 지리적 위치들에 기초하여 상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들을 상관시키도록 구성된, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  52. 제 50 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 상기 지상선 통신 시스템에서 서버로부터 수신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  53. 제 50 항에 있어서,
    상기 지상선 통신 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템인, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  54. 제 50 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들 각각은 상기 배전 시스템의 전력선과 연관되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  55. 제 50 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 전력 측정, 전류 측정, 전압 측정, 위상 측정 또는 이들의 조합을 포함하는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
  56. 제 50 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시간 동기화된 배전 측정들은 유선 송신을 통해 수신되는, 배전 시스템 시간 동기화 장치.
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