KR20150132469A - Ami-기반 데이터 분석을 이용하여 에너지 수요 및 에너지 효율의 계획으로 전력 시스템을 제어 - Google Patents

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Abstract

에너지 계획 프로세스(EPP) 시스템의 구현을 포함하는 전력 시스템을 제어하는 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램이 제공되고, 상기 에너지 계획 프로세스는 전기 배분 접속 시스템(EEDCS)에 적용되는 전압 제어 및 보존(VCC) 시스템을 계획하기 위해 사용될 수 있다. 상기 EPP 시스템은, EEDCS의 시스템 제어에 의해 달성되는 에너지 보존의 레벨을 최대화하도록, "온(ON)" 상태에서 VCC 시스템을 동작시킨 결과로서 EEDCS에 대한 수정들을 계획한다. 상기 EPP 시스템은 또한 수정을 위해 EEDCS에서 잠재적인 문제들을 식별할 수 있다.

Description

AMI-기반 데이터 분석을 이용하여 에너지 수요 및 에너지 효율의 계획으로 전력 시스템을 제어{ELECTRIC POWER SYSTEM CONTROL WITH PLANNING OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY USING AMI-BASED DATA ANALYSIS}
본 발명은, 전압을 최적화하고, 에너지를 보존하고 그리고 수요를 감소시키는 것과 관련하여 분배 회로들을 계획하는 것을 포함하는, 전력 제어 시스템을 제어하는 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개선된 미터링 인프라구조("AMI": Advanced Metering Ifrastructure)-기반 데이터 분석을 이용하여 에너지 수요 및 에너지 효율을 계획하는 구현에 관한 것이다.
이러한 방법은, 전력 시스템의 제안된 구성 변화들의 구현에 기초하여 에너지 사용 및 전기 수요를 감소시키기 위해 회로의 기능에 대한 직접적인 결정을 가능하게 한다. 상기 방법은, 전력 시스템에서 제안된 수정들의 구현으로 발생하는 전기 효율 및 전기 수요 감소 절약의 가치의 예측을 정확하게 정량화하고 각 제안된 수정의 비용/이익을 비교하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 이러한 방법은 전력 시스템으로 특정 문제들을 식별하기 위해 AMI-기반 측정들을 사용할 수 있고, 이는 상기 전력 시스템의 동작이 이러한 문제들의 식별에 기초하여 정확하게 수정되는 것을 가능하게 한다.
전기는 일반적으로 전자-기계적 발전기로 발전소에서 생성되며, 상기 발전기는 전형적으로 화학적 연소 또는 핵분열에 의해 연료를 공급받는 열기관으로 구동되거나, 물 또는 바람의 흐름으로부터 얻어지는 운동 에너지로 구동된다. 전기는 일반적으로 교류 신호로서 송전 그리드(grids)를 통하여 최종 사용자(end user)에게 공급된다. 송전 그리드는 발전소, 송전 회로, 변전소 등의 네트워크를 포함할 수 있다.
일반적으로, 생성된 전기는 예를 들어 송전 시스템에 전기를 공급하기 전에, 발전용 스텝-업(step-up) 트랜스포머를 사용하여 전압을 스텝-업 한 것이다. 전압의 스텝-업은 송전된 전력을 전력 입력과 거의 같게 유지하면서 송전 시스템 도체(conductor)로 흐르는 전기의 흐름을 줄임으로써 송전 능률을 개선시킨다. 스텝-업 전압의 전기는 다음에 송전 시스템을 통하여 배전 시스템으로 보내지는데, 배전 시스템은 전기를 최종 사용자에게 분배한다. 배전 시스템은 송전 시스템에서 전기를 운반하고 최종 사용자에게 전달하는 네트워크를 포함할 수 있다. 일반적으로, 네트워크는 중간 전압(예를 들면, 69kV 미만) 송전선, 변전소, 트랜스포머, 저전압(예를 들면, 1kV 미만) 배선, 전기 미터들 등을 포함할 수 있다.
다음과 같은 문서들: Engineering Optimization Methods and Applications, First Edition, G.V. Reklaitis, A. Ravindran, K.M. Ragsdell, John Wiley and Sons, 1983; Estimating Methodology for a Large Regional Application of Conservation Voltage Reduction, J.G. De Steese, S.B. Merrick, B.W. Kennedy, IEEE Transactions on Power Systems, 1990; Power Distribution Planning Reference Book, Second Edition, H. Lee Willis, 2004; Implementation of Conservation Voltage Reduction at Commonwealth Edison, IEEE Transactions on Power Systems, D. Kirshner, 1990; Conservation Voltage Reduction at Northeast Utilities, D.M. Lauria, IEEE, 1987; Green Circuit Field Demonstrations, EPRI, Palo Alto, CA, 2009, Report 1016520; Evaluation of Conservation Voltage Reduction (CVR) on a National Level, PNNL-19596, Prepared for the U.S. Department of Energy under Contract DE-AC05-76RL01830, Pacific Northwest National Lab, July 2010; Utility Distribution System Efficiency Initiative (DEI) Phase 1, Final Market Progress Evaluation Report, No 3, E08-192 (7/2008) E08-192; Simplified Voltage Optimization (VO) Measurement and Verification Protocol, Simplified VO M&V Protocol Version 1.0, May 4, 2010; MINITAB Handbook, Updated for Release 14, fifth edition, Barbara Ryan, Brian Joiner, Jonathan Cryer, Brooks/Cole-Thomson, 2005; Minitab Software, http://www.minitab.com/en- US/products/minitab/ Statistical Software provided by Minitab Corporation.은 전력 발생 또는 배전에 관한 주제를 서술하고, 각 문서들 전체는 참조로써 본 명세서에 통합된다.
또한, 2009년 5월 7일에 출원된 U.S 특허 출원 61/176,398 및 "개선된 미터링 인프라 구조 및 전압 제어가 집중화된 변전소를 이용하여 전압 보존(ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE AND SUBSTATION CENTRALIZED VOLTAGE CONTROL)"의 명칭을 갖는 미국 공보 2013/0030591은, 복수의 사용자 위치들에 전력을 공급하도록 된 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 전압 제어 및 에너지 보존 시스템을 서술하고, 이러한 문서들의 전체가 참조로써 본 명세서에 통합된다.
여기에서 서술된 여러 실시예들은, 개선된 미터링 인프라구조(AMI)에 의해 측정된 2차 전압("AMI-기반 측정들")을 사용하여 전기 에너지 전달 시스템들(EEDS)에 대한 전압 계획의 구현을 포함하는, 전력 시스템을 제어하는 새로운 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램을 제공한다. AMI-기반 측정들 및 전압 계획은, EEDS에서 보존 전압 감소(CVR)를 구현하는 것으로부터 구체적으로 획득되는 것을 포함하는, EEDS의 에너지 효율 및 수요 감소 기능을 최적화하기 위해 사용할 수 있다. AMI-기반 측정들 및 전압 계획은 또한 전기 에너지 배전 접속 시스템(DDECS)에 부착된 에너지 사용 시스템(EUS) 및 에너지 사용 디바이스들(EUD)에 대한 전압 성능의 신뢰성을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 양상에 따라, 에너지 계획 프로세스(EPP)는, EEDS에 대한 전압 관리로부터 에너지 사용에서 변화의 레벨을 측정함으로써 소비자 2차 레벨에서(전기 에너지 배전 접속 시스템(EEDCS)을 통해 하나 이상의 에너지 사용 시스템들(EUS)에 전기적으로 접속하는 에너지 공급 시스템(ESS)으로 구성된) 주어진 전기 에너지 전달 시스템(EEDS)의 전압 범위 기능을 계획한다. EPP는, 또한, 측정 동안 임의의 특정 시간에서 에너지를 랜덤하게 사용하는 많은 에너지 사용으로 구성된 전기 에너지 전달 시스템(EEDS) 상의 일부 전기적인 점(들)에서 EEDS의 장비 및/또는 장비 구성에 대한 그리고/또는 에너지 사용 디바이스(EUD)에 대한 제안된 수정들의 잠재적인 충격들을 결정할 수 있다. 에너지 검증 프로세스(EVP)의 목적은 전압 레벨에서의 변화에 대한 EEDS의 에너지 사용에서의 변화의 레벨을 측정하는 것이다. 예시적인 EVP의 세부사항들은, "T-배전들을 이용하여 에너지 수요 및 에너지 효율의 측정으로 전기 전력 시스템 제어(ELECTRIC POWER SYSTEM CONTROL WITH MEASUREMENT OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY USING T - DISTRIBUTIONS)의 명칭을 갖는 동시 계속인(co-pending) 미국 특허 출원 번호 61/789,085 및 14/193,980에서 커버되고, 이러한 문서들의 전체가 참조로써 본 명세서에 통합되지만, 다른 EVP들이 또한 사용될 수 있다. 개시된 실시예들의 EPP 시스템의 하나의 목적은, 전압 변화를 수용하고 이용가능한 변화의 레벨을 예측하기 위해 EEDS의 기능을 추정하는 것이다. 시스템에 상기 제안된 수정에 의해 제공되는 에너지의 잠재적인 절약들은, 연구되는 기간을 통해 이용가능한 에너지 및 수요 절약들 결정하기 위해, (EPP에 의해 결정된 것처럼) 전압에서의 이용가능한 변화에 의해 CVR 팩터(에너지에서의 % 변화/전압에서의 % 변화)(동시-계속인 /P006 출원에서 서술되는 일 예로서, EVP에 의해 계산될 수 있지만, CVR 팩터를 계산하는 다른 방법들도 또한 사용될 수 있음)를 곱함으로써 계산될 수 있다. 전기 에너지 전달 시스템(EEDS)으로의 전기 에너지 공급은, (a) ESS의 공급점에서 그리고 (b) 에너지 사용자 시스템(EUS) 또는 미터 포인트에서 와트, 킬로와트(kw) 또는 메가와트(Mw)로 측정된다. 이러한 측정은, 한 시간과 같은 설정 시간에 대해 공급점 및 미터 포인트의 각각에서 에너지의 평균 사용(AUE)을 기록한다.
에너지 사용 개선을 위한 테스트는, 2개의 기본적인 기간들로 분할된다. 첫번째 기간은 상기 개선이 포함되지 않을 때, 즉, "오프(OFF)" 상태에서의 기간이다. 두번째 기간은 상기 개선이 포함될 때, 즉, "온(N)" 상태에서의 기간이다. 2개의 변수들은 EEDS에서의 수정에 대한 절약 기능을 추정하기 위해 결정되어야만 한다. 전압에서의 이용가능한 변화는, 전압 변하에 관련한 에너지 변화에 대한 EEDS 기능 및 상기 수정에 의해 생성된다(공동-계속인 /P006 출원에서 서술되는 예시적인 계산으로 CVR 팩터를 얻을 수 있지만, CVR 팩터를 계산하는 다른 방법들도 사용될 수 있다).
전압 기능에서의 변화의 계산은, 구현하기 위한 세부적인 부하유량 모델을 요구하지 않은 EEDS 전압 관계들의 새로운 특성을 사용하는 보존 전압 감소 계획에 대한 새로운 접근이다. ESS로부터 EEDCS로의 입력 레벨들은, 연구되는 시간에 대해 1시간과 같은 설정 기간에서 기록된다. 연구되는 시간에 대해 동일한 기간들에서, EEDCS로부터 EUS로의 입력 레벨들은 AMI 시스템을 사용하여 측정되고 기록된다. ESS 측정들과 EUS 측정들 사이의 EEDS 특정 관계는 연구 기간에 대해 선형 회귀 기법을 사용하여 특정된다. 이러한 계산은, 특히, 공통의 방법을 사용하여 각 소비자 EUS에 대해 전압에서 고유하게 변화시키도록 ESS에서의 부하에서의 변화들의 효과를 관련시킨다.
일단 이러한 선형 관계들이 계산되면, 단순한 선형 모델은, AMI 수집된 데이터(예를 들어, EUS에서 발생하는 부하 스위칭의 "온(ON)" 및 "오프(OFF)" 특성을 포함하는 데이터)에 임베딩되는 고유한 EUS 특정 부하들을 전환하는 효과들을 포함하는 여러 부하 레벨들에서 전압의 복잡한 행동을 표현하기 위해 만들어진다. 이후, 구체적으로 계획된 수정은, 상기 모델이 계획된 수정으로부터 이용하는 새로운 전압 범위들을 계산할 수 있도록 선형 모델에 관련된다. 이러한 단순한 선형 모델을 사용하는 것은 EEDS에 대한 수정들에 의해 야기된 EEDS의 전압 행동을 계획하고 예측하는 새로운 방법이다.
상기 수정(예를 들어, 커패시터 뱅크들을 부가/제거, 레귤레이터들을 부가/제거, 임피던스 감소, 또는 분산된 발생의 추가)사이에서의 관계들은, 기저 부하 및 2개의 반복하여 스위칭되는 부하들을 갖는 단일 EUS 및 단순한 하나의 위상 라인과 하나의 ESS를 갖는 단순한 시스템을 사용함으로써 처음으로 개발되었다. 단순화된 EEDS의 종래의 부하유량 모델과 전압 특성들의 선형의 통계적 표현을 비교함으로써, 선형 모델 변화들은 선형 모델에서의 특정 변화들에 상기 수정들을 관련시킴으로써 획득될 수 있다. 일단 이러한 것들이 수행되면, 제안된 수정들은, CVR 팩터를 사용하여 전압 범위 효과들 및 대응하는 EEDS 에너지 절약 및 수요 절약을 예측하기 위해 용이하게 검사된다.
일단 선형 모델이 만들어지면, 이후 상기 모델은 요구된 에너지 수정을 충족시키기 위해 EEDS를 개선하는 최적의 방법을 결정하도록 단순한 선형 최적화를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 이러한 방법은 사용자로 하여금 EEDS에 대한 수정들의 최적의 선택을 수행하도록 하는 수정들의 비용/이익을 최적화할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에너지 계획 프로세스(EPP)는, 다수의 AMI EUS 포인트들로부터 AMI 데이터를 얻고 선형화 기법을 사용하여 전압의 선형 모델을 만들기 위해 사용될 수 있다. 이러한 다수의 포인트 모델들은, 다수의 수정들로 인해 만들어진 전압 특성들의 단순한 선형 모델을 만드는 것을 가능하게 하도록, 커패시터 설치, 레귤레이터 설치 및 임피던스 수정들의 시스템 수정들에 더 큰 시스템 선형 특성들을 관련시킴으로써 더 큰 방사형 시스템(예를 들어, 접속의 단일 지점으로부터 방사하는 연속적인 전송 요소들의 그룹)에 대한 전압 행동을 예측하기 위해 사용될 수 있다. 수정들을 나타내는 새로운 모델을 통해, 최적화는 여러 수정들의 비용/이익을 최적화할 수 있고, 그 결과 사용자로 하여금 EEDS에 대한 수정들에 대해 최선의 선택을 수행하도록 한다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에너지 계획 프로세스(EPP)는 다수의 AMI EUS 포인트들로부터 AMI 데이터를 얻고 선형화 기법을 사용하여 전압의 선형 모델을 만들기 위해 사용될 수 있다. 이러한 다수의 ESS 및 EUS 포인트 모델들은, 다수의 수정들로 인해 만들어진 전압 특성들의 단순한 선형 모델을 만드는 것을 가능하게 하도록, 커패시터 설치, 레귤레이터 설치 및 임피던스 수정들의 시스템 수정들에 더 큰 시스템 선형 특성들에 관련시킴으로써 더 큰 방사형 시스템에 대한 전압 행동을 예측하기 위해 사용될 수 있다. 수정들을 나타내는 새로운 모델을 통해, 최적화는 여러 수정들의 비용/이익을 최적화할 수 있고, 그 결과 사용자로 하여금 EEDS에 대한 수정들에 대해 최선의 선택을 수행하도록 한다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에너지 계획 프로세스(EPP)는 다수의 AMI EUS 포인트들로부터 AMI 데이터를 얻고 선형화 기법을 사용하여 전압의 선형 모델을 만들기 위해 사용될 수 있다. 일반적인 동작에 대해 존재하는 선형 모델은 선형화의 특성들에 기초하여 결정될 수 있다. "핑거프린트(fingerprint)"로서 이러한 일반적인 동작 모델을 사용하여, EEDS 상의 다른 EUS 포인트들은, (존재하다면) 일반적이지 않은 행위 특성들을 디스플레이하는 것들을 결정하기 위해 필터링될 수 있고, 일반적이지 않은 EUS 포인트들은 낮은 신뢰성 성능의 가능성을 표현하는 특정한 비정상적 행동을 보여주는 예측된 특성들의 리스트와 비교될 수 있다. 일 예로서, 불량하게 접속된 미터 베이스의 특성은 상기 모델에서 어떤 선형 특성들을 갖도록 특정 지어진다. 이러한 일반적이지 않은 조건을 나타내는 관측된 선형 특성들은, AMI로부터의 전압 데이터를 사용하여 이러한 행동을 나타내는 상기 EUS 미터들 중 일부를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 것은, 사용자 장비의 고장이 발생하기 전에 일반적이지 않은 부분을 해결하도록 하고, EEDS의 신뢰성을 명확하게 개선한다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에너지 계획 프로세스(EPP)는 다수의 AMI EUS 포인트들로부터 AMI 데이터를 얻고 선형화 기법을 사용하여 전압의 선형 모델을 만들기 위해 사용될 수 있다. 이러한 모델 및 상기 측정된 AMI 데이터를 사용하여, EPP는, CVR의 구현을 위해 EEDS에 걸린 전압의 최소 레벨을 제어하도록 전압 관리 시스템에서 사용될 수 있는 미터들의 초기 그룹을 예측하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에너지 계획 프로세스(EPP)는 다수의 AMI EUS 포인트들로부터 AMI 데이터를 얻고 선형화 기법을 사용하여 전압의 선형 모델을 만들기 위해 사용될 수 있다. 전압 데이터는 전압 수정 분석을 사용하여 회로 상의 미터 접속점들에 관한 위치 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방법은, 통계적 분석을 제공하기 위해 각 미터에 대해 전압 데이터를 사용하는 기법을 사용함으로써 크기 및 위상에 따라 전압들을 매칭한다. 공통 위상 전압 운동은 수정되고, 회로에 의한 공통 전압 운동은 선형 회귀 기법들을 사용하여 식별된다. 미터 상의 크기 및 길이 정보과 결합될 때 이러한 정보는, 정전 관리 및 DMS 실시간 모델들과 같은 주요한 애플리케이션들에 대한 특정 연결성 검사들을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가 특징들, 장점들과 실시예들이 상세한 설명 및 도면을 고려하여 제시되거나 또는 명백히 드러날 것이다. 더욱이, 본 발명의 이전의 요약 및 하기의 상세 설명은 예시적이며 청구한 바와 같은 발명의 범위를 제한하지 않고 추가 설명을 제공하기 위한 것으로 이해될 것이다.
첨부한 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하도록 포함되고, 본 명세서의 일부로 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 실시예들을 나타내며, 상세한 설명과 함께 발명의 원리를 설명하는데에 도움이 된다. 본 발명의 기본적인 이해에 필요할 수 있는 발명의 구조적 상세 및 개시는 실행될 수 있는 여러가지 방법을 더욱 상세하게 보여주려고 시도되지 않는다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따라, 소비자 부하들에 접속되는 전기적 발생 및 배전 시스템으로 구성되는 EEDS의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 원리들에 따라, ESS 미터 포인트에서 측정되는 전압 제어 및 보존(VCC) 시스템, 전압 및 에너지를 측정하는 개선된 미터링 인프라구조(AMI)로 구성되는 EUS, 및 상기 제어 시스템 VCC 및 EPP의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 원리들에 따라, EES, EEDCS 및 다수의 EUS로 구성되는 EEDS의 일례를 도시하고, 전압 보존 제어(VCC)와 관련된 EEDCS 및 EUS에서의 손실들을 결정하는 방법들을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 원리들에 따라, EEDS 성능을 변화시키기 위해 수정될 수 있는 디바이스들 또는 장비와 함께 전압 제어에 영향을 미치는 시스템들을 포함하는, 분석에서 사용된 미터링 포인트들(AMI)을 갖는 에너지 계획 프로세스(EPP) 시스템의 일 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 원리들에 따라, EEDCS 및 소비자 부하들의 전압 행위의 단순한 선형 모델을 만들기 위해 선형 회귀를 사용하여 ESS 데이터가 어떻게 EUS 데이터와 상관되는지를 나타내는 예시적인 배전 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 원리들에 따라, 접속 장비 및 전압 제어 장비에 대한 특정 수정들을 위해 개발된 선형 시스템 특성들에서의 변화를 결정하기 위해 주요 시스템이 어떻게 모델링되는지를 나타내는 예시적이 배전 시스템을 도시한다.
도 7은 본 발명의 원리들에 따라, 프로토타입 시스템으로부터의 통계적인 비교를 위해 24시간 동안 시간마다 행해진, 하나의 세트의 ESS 전압들(Volt) 및 하나의 세트의 VAMI 전압들(EUS에서의)을 위한 EEDCS에 대한 전압 데이터의 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 원리들에 따라, 도 7로부터의 예시적인 데이터의 선형 회귀 분석의 결과들의 일 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 원리들에 따라, 도 7로부터의 예시적인 데이터의 선형 회귀 분석 히스토그램들의 결과들의 일 예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 원리들에 따라, 도 7로부터의 예시적인 데이터의 선형 회귀 분석 히스토그램들의 결과들의 일 예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 원리들에 따라, 전압을 제어하는 계획 프로세스의 에너지 계획 프로세스(EPP) 맵의 일 예를 도시한다.
도 12는 본 발명의 원리들에 따라, EEDS에 대한 수정 계획들을 개발하는 전압 이상점들을 식별하기 위해 사용되는 EUS AMI 전압 데이터의 히스토그램의 일 예를 도시한다.
도 13는 본 발명의 원리들에 따라, 기존의 회로 계획 소프트웨어를 가지고 회로 수정들을 개발하기 위해 기획자들에 의해 사용되는 회로 단일선 다이어그램에 EUS AMI 데이터를 맵핑하는 애플리케이션의 분배 회로의 예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 원리들에 따라, EEDS 상의 특정 제어 디바이스들로 매치 업하기 위해 AMI 전압점들을 특정 구역들 및 블록들과 맵핑하는 배전 회로의 예를 도시한다.
도 15는 본 발명의 원리들에 따라, 각 블록에 대한 초기 미터들을 선택하기 위해 EPP를 통해 처리되는 도 14에서 도시된 예시적인 회로에 대한 요약 차트의 예를 도시한다.
본 발명은 하기의 상세한 설명에서 추가로 설명된다.
본 발명 및 여러가지 특징들 그리고 그 유리한 상세가 첨부 도면으로 기술되고 및/또는 설명되고 하기의 설명에서 상술되는, 비제한의 실시예들 및 예를 참조하여 더 충분히 설명된다. 주목할 사항으로, 도면에서 설명되는 특징들은 일정한 비율로 확대될 필요는 없고, 여기에 명백히 진술하지 않더라도 당업자들이 인식할 수 있는 바와 같이 일실시예의 특징들이 다른 실시예들로 사용될 수 있다. 공지의 구성요소와 처리 기술의 설명은 본 발명의 실시예들을 불필요하게 불명료해지지 않도록 생략될 수 있다. 여기서 사용된 예들은 단지 본 발명이 실행될 수 있는 방식의 이해를 용이하게 하고, 당업자들이 발명의 실시예들을 실행할 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 예들과 실시예들은 여기서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 더욱이, 주목할 사항으로, 동일한 참조번호는 몇몇 관점의 도면에 걸쳐서 유사한 부분을 표현한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "컴퓨터"는 머신, 디바이스, 회로, 컴포넌트, 또는 모듈, 또는 머신들, 디바이스들, 회로들, 컴포넌트들, 모듈들 등의 임의 시스템을 의미하는데, 제한없이, 하나 이상의 명령에 따라 데이터를 처리할 수 있는, 프로세서, 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치, 범용 컴퓨터, 슈퍼 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 팜 탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 탁상용 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, 서버, 또는 그 종류, 또는 프로세서들, 마이크로프로세서들, 중앙 처리 장치들, 범용 컴퓨터들, 슈퍼 컴퓨터들, 퍼스널 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 팜 탑 컴퓨터들, 노트북 컴퓨터들, 탁상용 컴퓨터들, 워크스테이션 컴퓨터들, 서버들, 또는 그 종류의 어레이를 예로 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 "서버"는 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의 조합을 의미하는데, 클라이언트 서버 아키텍쳐의 일부로서 접속된 클라이언트들을 위한 서비스를 수행하는 적어도 하나의 애플리케이션 및/또는 적어도 하나의 컴퓨터를 포함한다. 적어도 하나의 애플리케이션은 예를 들면 클라이언트로부터의 서비스 요청에 대한 접속을 클라이언트로의 재응답을 전송함으로써 채택할 수 있는 애플리케이션 프로그램을 포함할 수 있다. 서버는 최소의 인간 지시와 관련하여 연장된 기간동안 격무에 종종 방치되는 적어도 하나의 애플리케이션에서 실행되도록 구성될 수 있다. 서버는 적어도 하나의 애플리케이션이 격무에 따라 컴퓨터들 중에 분배되도록 된 다수의 컴퓨터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 경부하시에, 적어도 하나의 애플리케이션은 단일 컴퓨터에서 실행될 수 있다. 그러나, 중부하시에, 다중 컴퓨터들이 적어도 하나의 애플리케이션을 실행하도록 요구될 수 있다. 또한, 서버 또는 임의 컴퓨터들이 워크스테이션으로서 사용될 수 있다.
본 발명에 사용된 바와 같은 "데이터베이스"는 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의 조합을 의미하는데, 적어도 하나의 애플리케이션 및/또는 적어도 하나의 컴퓨터를 포함한다. 데이터베이스는, 이에 제한되지 않지만, 예를 들면 적어도 하나의 관계형 모델, 계층적인 모델, 네트워크 모델 등과 같은 데이터베이스 모델에 따라 편성된 레코드 또는 데이터의 구조화된 수집을 포함할 수 있다. 데이터베이스는 종래기술로 공지된 바와 같은 데이터베이스 관리 시스템 애플리케이션(DBMS : database management system application)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 애플리케이션은, 이에 제한되지 않지만, 예를 들면 클라이언트로부터의 서비스 요청에 대한 접속을 클라이언트로의 재응답을 전송함으로써 채택할 수 있는 애플리케이션 프로그램을 포함할 수 있다. 데이터베이스는 최소의 인간 지시와 관련하여 연장된 기간동안 격무에 종종 방치되는 적어도 하나의 애플리케이션을 실행하도록 될 수 있다.
본 발명에 사용된 바와 같은 "통신 링크"는 적어도 2개의 지점 사이에서 데이터 또는 정보를 운반하는 유선 및/또는 무선 매체를 의미한다. 유선 또는 무선 매체는 예를 들면 금속성 컨덕터 링크, 무선 주파수(RF) 통신 링크, 적외선(IR) 통신 링크, 광학적 통신 링크 등을 제한없이 포함할 수 있다. RF 통신 링크는 예를 들면 WiFi, WiMAX, IEEE 802.11, DECT, 0G, 1G, 2G, 3G, 또는 4G 셀룰러 표준, 블루투스 등을 포함할 수 있다.
용어 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", 및 그 변형들은, 본 개시에서 사용된 바와 같이, 마찬가지로 특별히 지정되지 않는다면, "제한되지 않지만, 포함하는(including)"를 의미한다.
용어 "a", "an", 및 "the"는, 본 개시에 사용된 바와 같이, 마찬가지로 특별히 지정되지 않는다면, "하나 이상"을 의미한다.
서로 통신하는 디바이스들은, 마찬가지로 특별히 지정되지 않는다면, 서로 연속적으로 통신할 필요는 없다. 부가적으로, 서로 통신하고 있는 디바이스들은 하나 이상의 매개물을 통해 직접 또는 간접적으로 통신할 수 있다.
프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들이 연속하는 순서로 개시될 수 있더라도, 그런 프로세스, 방법 및 알고리즘은 다른 순서로 작용하도록 될 수 있다. 다시 말해서, 기술될 수 있는 단계들의 임의 시퀀스 또는 순서는 단계들이 그 순서로 수행되어야 한다는 것을 반드시 가리키지는 않는다. 여기에 기술된 프로세스, 방법 또는 알고리즘의 단계들은 사실상 임의 순서로 수행될 수 있다. 더욱이, 일부 단계들은 동시에 수행될 수 있다.
단일 디바이스 또는 아티클이 여기서 기술될 때, 하나 이상의 디바이스 또는 아티클이 단일 디바이스 또는 아티클 대신에 사용될 수 있음은 용이하게 명백해질 것이다. 유사하게, 하나 이상의 디바이스 또는 아티클이 여기서 기술되는 경우, 단일 디바이스 또는 아티클이 하나 이상의 디바이스 또는 아티클 대신에 사용될 수 있음은 용이하게 명백해질 것이다. 디바이스의 기능성 또는 특징들은 그런 기능성 또는 특징들을 가지는 것으로서 명백히 기술되지 않는 하나 이상의 다른 디바이스들에 의해 택일적으로 구현될 수 있다.
본 발명에 사용된 바와 같은 "컴퓨터 판독가능한 매체"는 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 데이터(예를 들면, 명령들)의 제공에 참여하는 임의 매체를 의미한다. 그런 매체는 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하는 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는 예를 들면 광학 또는 자기 디스크 및 다른 퍼지스턴트(persistent) 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 매체는 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM)을 포함할 수 있다. 전송 매체는 프로세서에 결합된 시스템 버스를 포함한 배선들을 포함하는 동축 케이블, 구리선 및 광섬유를 포함할 수 있다. 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 동안 발생된 것들과 같은, 음파, 광파 및 전자기 방출을 포함하거나 또는 운반할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 공통 형태는 예를 들면 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 홀들의 패턴을 가지는 임의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM, 임의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이후에 기술된 바와 같은 반송파, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의 다른 매체를 포함한다.
여러가지 형태의 컴퓨터 판독가능한 매체가 컴퓨터로의 명령 시퀀스 운반에 포함될 수 있다. 예를들면, 명령 시퀀스는 (ⅰ) RAM으로부터 프로세서로 운반될 수 있고, (ⅱ) 무선 전송 매체를 통해 운반될 수 있고, 및/또는 (ⅲ) 예를 들어 WiFi, WiMAX, IEEE 802.1, DECT, 0G, 1G, 2G, 3G 또는 4G 셀룰러 표준들, 블루투스 등을 포함하는 많은 포맷들, 표준들 또는 프로토콜들에 따라 포매팅될 수 있다.
비제한적인 본 발명의 일예에 따르면, 에너지 계획 프로세스(EPP) 시스템(1700)(도 2에 도시됨)이 제공된다. 상기 EPP 시스템(1700)은 개시된 실시예들의 계획 기능들을 수행하고, 그리고 아래에서 더 상세하게 서술된다. 전압 제어 및 보존(VCC : voltage control and conservation) 시스템(200)이 또한 제공될 수 있고, 그 시스템은 에너지 전달(ED: energy delivery) 시스템(300), 에너지 제어(EC : energy control) 시스템(400) 및 에너지 조정(ER : energy regulation) 시스템(500)을 포함한 3개의 서브시스템들을 포함한다. VCC 시스템(200)은 ED 시스템(300)에서의 에너지 사용량을 모니터링하고 EC 시스템(또는 전압 제어기)(400)에서의 하나 이상의 에너지 전달 파라미터들을 결정하도록 된다. 다음에, EC 시스템(400)은 최대 에너지 보존을 위해 다수의 사용자로 전달되는 에너지를 조정하도록 하나 이상의 에너지 전달 파라미터(CED)를 ER 시스템(500)에 제공할 수 있다. 또한 도 2에 도시된 것처럼, 에너지 검증 시스템(EVP)(600)이 제공된다. EVP 시스템(600)은 VCC 시스템(200)으로부터 EEDS 에너지에서의 변화를 모니터링하기 위해 사용된다. EVP 시스템(600) 모든 측정된 에너지 흐름을 통신 링크(610)를 통해 모니터링하고 ER 시스템(500)에서 전압 제어의 변화로부터 발생하는 에너지에서의 변화를 결정한다. EVP 시스템(600)은 또한 EVP 프로세스(630)를 실행하기 위해 적합한 기상 관측소(640)로부터 통신 링크(620)를 통해 기상 데이터 정보를 판독한다. 예시적인 EVP 시스템(600)은 동시-계속인(co-pending)/P006 애플리케이션에 더 상세하게 서술되지만, 다른 EVP들도 사용될 수 있다.
EPP 시스템(1700)은 AMI 데이터에 대한 통신 링크(1740)를 통해 이력 데이터베이스들(470)을 판독한다. EPP 시스템(1700)은 (만약 있으면) EEDS 시스템(700) 상의 문제들을 식별하기 위해 측정된 AMI 데이터에 따라 이러한 이력 데이터를 처리할 수 있다. EPP 시스템(1700)은 또한 제안된 시스템 수정들에 의해 야기된 분석에서 임의의 이상점들(outlier points)을 식별할 수 있고, 그리고 (상기 2013/0030591 공보에서 논의된) 적응형 프로세스는 상기 제어 시스템에 의해 개시될 때까지 VCC 시스템(200)에 의해 모니터링하기 위해 사용될 초기 미터들을 식별할 수 있다.
VCC 시스템(200)은 또한 EVP 시스템(600)으로부터의 에너지 변화 데이터를 통신 링크(610)를 통해 모니터링하고 그리고 EC 시스템(또는 전압 제어기)(400)에서 하나 이상의 에너지 전달 파라미터들을 결정하도록 구성된다. 다음에, EC 시스템(400)은 최대 에너지 보존을 위해 다수의 사용자로 전달되는 에너지를 조정하도록 하나 이상의 에너지 전달 파라미터(CED)를 ER 시스템(500)에 제공할 수 있다. 유사하게, EC 시스템(400)은 다른 방식들로 EEDS(700)을 제어하기 위해 에너지 변화 데이터를 사용할 수 있다. 예를 들어, EEDS(700)의 컴포넌트들은 수정, 조정, 추가 또는 삭제될 수 있고, 이는 커패시터 뱅크들의 추가, 전압 레귤레이터들의 수정, 고객 효율성을 수정하기 위한 최종-사용자 장비에서의 변화들, 및 다른 제어 행동들을 포함한다.
VCC 시스템(200)은 예를 들면 전력 공급 시스템의 기존 부하 절감 플랜(plan)에 포함될 수 있다. 전력 공급 시스템은 하나 이상의 미리 결정된 이벤트들이 트리거링될 때 활성화될 수 있는 비상 전압 환원 플랜을 포함할 수 있다. 예를 들면, 미리 결정된 이벤트들은 트랜스포머로부터의 전력 출력이 예를 들어 전력 정격의 80% 등을 초과할 때 비상, 전도체의 과열을 포함할 수 있다. VCC 시스템(200)은 하나 이상의 미리 결정된 이벤트들이 트리거링될 때 부하 절감 플랜에 따르도록 될 수 있으며, 그결과 부하 절감 플랜이 다수의 사용자에 공급되는 전력의 전압을 감소시키게 실행되도록 한다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른, 전기 발전 및 배전 시스템(100)에 기초한 ESS 시스템(800), EUS 시스템(900) 및 EEDCS 시스템(1000)을 포함하는, EEDS(700) 시스템의 일 예를 도시하는 오버레이들을 갖는 US 공보 2013/0030591의 도 1과 유사하다. 전기 발전 및 배전 시스템(100)은 전력 발전소(110), 발전용 스텝-업 트랜스포머(120), 변전소(130), 다수의 스텝-다운(step-down) 트랜스포머(140, 165, 167) 및 사용자(150, 160)를 포함한다. 전력 발전소(110)는 스텝-업 트랜스포머(120)에 공급되는 전력을 발전한다. 스텝-업 트랜스포머는 전력의 전압을 스텝-업하고, 스텝-업 전력을 전기 전송 매체(125)로 공급한다. ESS(800)는, 전력 발전소(110), 스텝-업 트랜스포머(120), 변전소(130), 다수의 스텝-다운(step-down) 트랜스포머(140, 165, 167), 여기에서 서술된 ER(500) 및 전력 발전소(110)로부터 사용자들(150, 160)로 전력을 전송하는 매체(125)를 포함하는 전기 전송 매체를 포함한다. EUS(900)는 여기에서 서술된 ED(300) 시스템, 및 다수의 에너지 사용 디바이스들(EUD)(920)을 포함하고, 여기서 에너지 사용 디바이스들은 사용자 장비 등을 포함하는 전력의 소비자들 또는 부하들일 수 있다. EEDCS 시스템(1000)은, 매체(135)를 포함하는 전송 매체, 접속들 및 상기 ESS(800)과 EUS(900) 사이에 위치된 임의의 다른 장비를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기 전송 매체는 예를 들어 전신주(127, 137)에 의해 지상으로 및/또는 예를 들어 차폐 도체(도시 안됨)에 의해 지하로 운반될 수 있는 와이어 도체를 포함할 수 있다. 전력은 셋-업 트랜스포머(120)로부터 전력(EIn(t))으로서 변전소(130)에 공급되는데, 여기서 메가와트(MW)의 전력(EIn(t))은 시간(t)의 함수로서 변경할 수 있다. 변전소(130)는 수신된 전력(EIn(t))을 ESupply(t)로 변환하고, 변환된 전력(ESupply(t))을 다수의 사용자(150, 160)에게 공급한다. 변전소(130)는 전력(ESupply(t))을 사용자(150, 160)에게 공급하기 전에 예를 들어 전압을 스텝-다운함으로써 수신된 전력(EIn(t))의 전압 성분(VIn(t))을 조정가능하게 변환할 수 있다. 변전소(130)로부터 공급되는 전력(ESupply(t))은 스텝-다운 트랜스포머(140, 165, 167)에 의해 수신될 수 있고, 제한되지 않지만 예를 들어 지하 전기 도체(및/또는 지상 전기 도체)와 같은 전송 매체(142, 162)를 통해 사용자(150, 160)에게 공급된다.
사용자(150, 160)는 각각 개선된 미터링 인프라구조(AMI)(330)를 포함할 수 있다. AMI(330)는 지역본부(ROC)(180)에 결합될 수 있다. ROC(180)는 다수의 통신 링크(175, 184, 188), 네트워크(170) 및/또는 무선 통신 시스템(190)에 의해 AMI(330)에 결합될 수 있다. 무선 통신 시스템(190)은 제한되지 않지만 예를 들어 RF 트랜시버, 위성 트랜시버, 및/또는 그 종류를 포함할 수 있다.
네트워크(170)는 예를 들어 적어도 하나의 인터넷, 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 도시지역 네트워크(MAN : metropolitan area network), 캠퍼스 지역 네트워크, 사내 지역 네트워크, 전기 통신 매체(125, 135) 및 트랜스포머들(140, 165, 167), 글로벌 지역 네트워크(GAN), 광대역 네트워크(BAN) 등을 포함할 수 있는데, 그중 어떤 것은 무선 및/또는 유선 통신 매체를 통해 데이터 통신하도록 될 수 있다. 네트워크(170)는 예를 들어 링, 메시(mesh), 라인, 트리(tree), 스타(star), 버스, 완전 연결(full connection) 등과 같은 네트워크 토폴로지(topology)를 포함하도록 될 수 있다.
AMI(330)는 다음 중 하나, 이를테면 AMI; 네트워크 인터페이스(예를 들면, WAN 인터페이스 등); 펌웨어; 소프트웨어; 하드웨어 등을 포함할 수 있다. 상기 AMI는 다음 중 어떤 하나 이상, 이를테면 시간당 킬로와트(kWh) 전달된 데이터; kWh 수신된 데이터; kWh 전달된 데이터 + kWh 수신된 데이터; kWh 전달된 데이터 - kWh 수신된 데이터; 간격 데이터; 수요(demand) 데이터; 전압; 전류; 위상 등을 결정하도록 될 수 있다. 상기 AMI가 3상 미터인 경우에, 낮은 위상 전압이 평균 계산에 사용될 수 있거나 각 위상에 대한 값들이 독립적으로 사용될 수 있다. 미터가 단상 미터인 경우에, 단일 전압 성분이 평균화될 수 있다.
AMI(330)는 하나 이상의 AMI들(330)로부터 AMI 데이터를 수집하도록 된 하나 이상의 컬렉터(350)(도 2에 도시된)를 더 포함할 수 있는데, 하나 이상의 AMI들(330)은 예를 들어 전력 전달 및 하나 이상의 사용자(150, 160)에서의 소비를 측정하고 보고하는 역할을 수행한다. 선택적으로(또는 부가적으로), 하나 이상의 컬렉터는 사용자(150, 160)에 대해 외부에, 이를 테면 예를 들어 스텝-다운 트랜스포머(140, 165, 167)를 보관하는 하우징 내에 배치될 수 있다. 각각의 컬렉터들은 ROC(180)와 통신하도록 될 수 있다.
VCC 시스템(200)은 전압 제어 기능을 실행하기 위해 DMS 시스템 및 AMI 시스템으로 연결된다. 추가로, EVP 시스템(600)은, VCC 시스템(200)에 의해 달성되는 에너지 절약 레벨을 계산하기 위해 기상 데이터를 수집하고 ESS 시스템(800)으로부터의 AMI 데이터를 사용한다. 추가로, EPP 시스템(1700)은, 이력 AMI 전압 데이터를 주기적으로 리뷰하고, VCC 시스템(200)을 사용하여 EEDS 시스템(700)의 효율성 및 신뢰성을 증가시키는데 필요한 문제의 EUS 전압 수행 및 수정들의 식별을 제공함으로써 EEDS의 성능을 계속적으로 개선시키기 위한 프로세스를 제공한다.
VCC 시스템(200)
도 2는 본 발명의 원리에 따른, 전압의 더 효율적인 하위 5% 대역에서 EEDS를 제어하는 VCC로부터 발생하는 에너지에서의 변화를 모니터링하는 EVP 시스템(600)을 갖는 VCC 시스템(200)의 예를 도시한다. VCC 시스템(200)은 ED 시스템(300), EC 시스템(400) 및 ER 시스템(500)을 포함하고, 각각은 점선 타원으로서 도시되어 있다. VCC 시스템(200)은 ED 시스템(300)에서의 에너지 사용량을 모니터링하도록 된다. ED 시스템(300)은 하나 이상의 사용자(150, 160)(도 1에 도시된)에서의 에너지 사용량을 모니터링하고 에너지 사용량 정보를 EC 시스템(400)으로 전송한다. EC 시스템(400)은 에너지 사용량 정보를 처리하고, 하나 이상의 에너지 전달 파라미터(CED)를 생성하며, 상기 에너지 전달 파라미터(CED)를 통신 링크(430)을 통해 ER 시스템(500)으로 전송한다. ER 시스템(500)은 하나 이상의 에너지 전달 파라미터(CED)를 수신하고, 수신된 에너지 전달 파라미터(CED)에 기초하여 사용자(150, 160)에게 공급되는 전력(ESupply(t))을 조정한다. EVP 시스템(600)은 기상 데이터 및 에너지 사용 데이터를 수신하고, VCC(200)로부터의 에너지 사용 개선을 계산한다.
VCC 시스템(200)은 전력 시스템 손실을 최소화하고, 사용자 에너지 소비를 감소시키며, 정밀한 사용자 전압 제어를 제공한다. VCC 시스템(200)은 예를 들어 ER 시스템(500)내의 배전 회로(도시되지 않음)에서의 전압 설정치(VSP)를 제어하도록 ED 시스템(300)에 의해 제공된 사용자 전압 데이터를 사용하는 폐회로 프로세서 제어 애플리케이션을 포함할 수 있다. 즉, VCC 시스템(200)은 ER 시스템(500)내의 배전 회로의 전압 설정치(VSP)를 조절함으로써 사용자(150, 160)에게 공급된 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))을 제어할 수 있는데, ER 시스템(500)은 예를 들어 하나 이상의 부하 탭 전환(LTC : load tap changing) 트랜스포머, 하나 이상의 전압 레귤레이터, 또는 전력 손실을 최소화하고 사용자 위치들(150 또는 160)에서의 전력(EDelivered(t))의 효율적 사용을 촉진하도록 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))의 전압(VDelivered(t))의 타이트한 동작 대역을 유지하는 다른 전압 제어 장비를 포함할 수 있다.
VCC 시스템(200)은, AMI 데이터에 기초하고 그리고 EVP 시스템(600)으로부터의 검증 데이터 및 EPP 시스템(1700)으로부터 수신된 정보에 기초하여, EC 시스템(500)으로부터 공급된 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))을 제어 또는 조정하며, 상기 AMI 데이터는 ED 시스템(300)내의 사용자들(150, 160)로부터 측정된 전압(VMeter(t))을 포함한다. VCC 시스템(200)은 안전 공칭 동작 범위를 포함할 수 있는 목표 전압 대역(VBand -n)에서 사용자 전압(VMeter(t))을 유지하기 위해 예를 들어 LTC 트랜스포머(도시안됨), 회로 레귤레이터(도시안됨) 등을 조정함으로써 변전소에서의 전압 설정치(VSP) 또는 ER 시스템(500) 내의 라인 레귤레이터 레벨을 조정할 수 있다.
VCC 시스템(200)은 하나 이상의 전압 대역(VBand -n) 내에서 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 유지하도록 될 수 있다. 예를 들면, 에너지는 실질적으로 동시에 2개 이상의 전압 대역(VBand -n)에서 전달될 수 있는데, 여기서 2개 이상의 전압 대역은 실질적으로 동일 또는 다를 수 있다. 상기 값(VBand -n)은 하기의
Figure pct00001
에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 VBand -n은 전압의 범위이고, n은 실질적으로 동시에 취급될 수 있는 전압 대역(VBand)의 수에 대응하는 0보다 큰 양의 정수이고, VSP는 전압 설정치이며,
Figure pct00002
는 전압 편차 범위이다.
예를 들면, VCC 시스템(200)은 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 시골(rural)의 애플리케이션에 대해 111V 내지 129V와 동일한 대역(VBand -I)의 범위에서 유지할 수 있고, 여기서 VSP는 120V로 설정되고
Figure pct00003
는 7.5%의 편차(+/- 7.5%)로 설정된다. 유사하게, VCC 시스템(200)은 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 도시(urban)의 애플리케이션에 대해 114V 내지 126V와 동일한 대역(VBand -I)의 범위에서 유지할 수 있고, 여기서 VSP는 120V로 설정되고
Figure pct00004
는 5%의 편차(+/- 5%)로 설정된다.
VCC 시스템(200)은 VSP와
Figure pct00005
에 대한 적정한 값을 결정함으로써 사용자(150, 160)에 의해 사용가능한 임의 전압 대역(VBand -n)으로 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))을 유지할 수 있다. 이 점에서, VSP와
Figure pct00006
은 ED 시스템(300)으로부터 수신된 사용자(150, 160)에 대한 에너지 사용량 정보에 기초하여 EC 시스템(400)에 의해 결정될 수 있다.
EC 시스템(400)은 상기 값(VBand -n)을 또한 포함할 수 있는 에너지 전달 파라미터(CED)로서 VSP 및
Figure pct00007
값을 ER 시스템(500)으로 전송할 수 있다. 다음에, ER 시스템(500)은 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))의 전압(VDelivered(t))을 전압 대역(VBand-n)내에서 제어하고 유지할 수 있다. 에너지 전달 파라미터(CED)는 예를 들어 부하 탭 전환기(LTC : load-tap-changer)) 제어 명령을 더 포함할 수 있다.
EVP 시스템(600)은 추가로 본 발명의 원칙에 따른 전압 설정치(VSP) 또는 전압 대역(VBand -n)의 변경 이전의 사용자(150, 160)에 의한 에너지 사용량을 전압 설정치(VSP) 또는 전압 대역(VBand -n)의 변경 이후의 사용자(150, 160)에 의한 에너지 사용량과 비교함으로써 에너지 절약을 측정하고 입증할 수 있다. 이런 측정 및 입증은 예를 들면 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))의 전압(VDelivered(t))을 낮춤으로써 전체 에너지 절약의 효과를 결정하고, 그리고 사용자(150, 160)에게 전달된 전력(EDelivered(t))에 대한 최적의 전달 전압 대역(VBand -n)을 결정하는데 사용될 수 있다.
ER 시스템(500)
ER 시스템(500)은 네트워크(700)에 의해 ED 시스템(300) 및/또는 EC 시스템(400)과 통신할 수 있다. ER 시스템(500)은 통신 링크(510 및 430)에 의해 네트워크(170) 및 EC 시스템(400)에 각각 결합된다. 또한 EC 시스템(500)은 통신 링크를 포함할 수 있는 전력선(340)에 의해 ED 시스템(300)에 결합된다.
ER 시스템(500)은 예를 들면 라인(520) 상의 전력 발전소(110)(도 1에 도시된)로부터 공급 전력(EIn(t))을 수신하는 변전소(530)를 포함한다. 전력(EIn(t))은 전압(VIn(t)) 성분 및 전류(IIn(t)) 성분을 포함한다. 변전소(530)는 예를 들면 전력(EIn(t))의 전압 성분(VIn(t))을 전력 공급 라인(340) 상의 다수의 AMI들(330)에 공급되는 전력(ESupply(t))의 전압값(VSupply(t))으로 감소(또는 스텝-다운)시키기 위해 수신된 전력(EIn(t))을 조절할 수 있도록 변환한다.
변전소(530)는 예를 들면 부하 탭 전환(LTC) 트랜스포머와 같은 트랜스포머(도시안됨)를 포함할 수 있다. 이 점에서, 변전소(530)는 LTC 트랜스포머에서의 탭을 자동으로 전환시키도록 된 자동 탭 전환기 메커니즘(도시안됨)을 더 포함할 수 있다. 상기 탭 전환기 메커니즘은 부하시(부하시 탭 전환기 즉, OLTC : on-load tap changer) 또는 무부하시(off-load) 또는 둘다 중 하나의 LTC 트랜스포머에서의 탭을 전환시킬 수 있다. 상기 탭 전환기 메커니즘은 모터 구동되거나 또는 컴퓨터 제어될 수 있다. 변전소(530)는 또한 전력 공급 라인(340)에서 사용자에게 공급되는 전력(EDelivered(t))의 전력 인자를 조정하고 최대화하기 위해 벅(buck)/부스트 트랜스포머를 포함할 수 있다.
부가적으로(또는 선택적으로), 변전소(530)는 당업자들에 의해 잘 알려진 바와 같이 미리 결정된 전압값으로 또는 미리 결정된 전압값의 범위로 전력(ESupply(t))의 전압 성분(VSupply(t)) 출력을 유지하도록 제어될 수 있는 하나 이상의 전압 레귤레이터, 또는 다른 전압 제어 장비를 포함할 수 있다.
변전소(530)는 통신 링크(430) 상의 EC 시스템(400)으로부터 에너지 전달 파라미터(CED)를 수신한다. LTC 트랜스포머가 전력(EIn(t))의 입력 전압 성분(VIn(t))을 ED 시스템(300)에 공급되는 전력(ESupply(t))의 전압 성분(VSupply(t))으로 스텝-다운하는데 사용될 때, 에너지 전달 파라미터(CED)는 예를 들면 부하 탭 계수를 포함할 수 있다. 이 점에서, 부하 탭 계수는 LTC 트랜스포머의 저전압측에서의 전압 성분(VSupply(t))을 미리 결정된 전압값으로 또는 미리 결정된 전압값의 범위로 유지하기 위해 ER 시스템(500)에 의해 사용될 수 있다.
LTC 트랜스포머는 예를 들면 17 이상의 스텝들(35 이상의 이용가능한 위치들)을 포함할 수 있는데, 그 스텝들은 각각 수신된 부하 탭 계수에 기초하여 선택될 수 있다. 스텝에서의 각각의 전환은 예를 들어 적어도 약 16분의 5(0.3%) 미만으로 LTC 트랜스포머의 저전압 측에서의 전압 성분(VSupply(t))을 조정할 수 있다.
선택적으로, LTC 트랜스포머는 17 미만의 스텝들을 포함할 수 있다. 유사하게, LTC 트랜스포머의 스텝에서의 각각의 전환은 예를 들어 약 16분의 5(0.3%) 이상으로 LTC 트랜스포머의 저전압 측에서의 전압 성분(VSupply(t))을 조정할 수 있다.
상기 전압 성분(VSupply(t))은 예를 들면 스텝-다운된 전력(ESupply(t))의 전압 성분(VSupply(t))을 샘플링 또는 연속적으로 모니터링함으로써 그리고 컴퓨터 판독가능한 매체와 같은 스토리지(도시안됨)에서의 시간(t) 함수로서 측정된 전압 성분(VSupply(t)) 값을 저장함으로써 LTC 트랜스포머의 저전압측에서 측정되고 모니터링될 수 있다. 상기 전압 성분(VSupply(t))은 예를 들면 변전소 배전 버스 등에서 모니터링될 수 있다. 더욱이, 상기 전압 성분(VSupply(t))은 측정이 송전 동안 이루어질 수 있는 임의 지점 또는 ER 시스템(500) 내의 배전 시스템에서 측정될 수 있다.
유사하게, LTC 트랜스포머의 고전압 측에 대한 전력(EIn(t)) 입력의 전압 성분(VIn(t))이 측정되고 모니터링될 수 있다. 더욱이, 스텝-다운된 전력(ESupply(t))의 전류 성분(ISupply(t)) 및 전력(EIn(t))의 전류 성분(IIn(t))이 또한 측정되고 모니터링될 수 있다. 이 점에서, 전력(EIn(t))의 전압(VIn(t))과 전류(IIn(t)) 성분 사이의 위상차(
Figure pct00008
)가 결정되고 모니터링될 수 있다. 유사하게, 공급 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))과 전류(ISupply(t)) 성분 사이의 위상차(
Figure pct00009
)가 결정되고 모니터링될 수 있다.
ER 시스템(500)은 통신 링크(430 또는 510) 상의 EC 시스템(400)에 전기 에너지 공급 상태정보를 제공할 수 있다. 전기 에너지 공급 정보는 모니터링된 전압 성분(VSupply(t))을 포함할 수 있다. 전기 에너지 공급 정보는 시간(t) 함수로서 전압 성분(VIn(t)), 전류 성분(IIn(t), ISupply(t)) 및/또는 위상차 값(
Figure pct00010
,
Figure pct00011
)을 더 포함할 수 있다. 또한, 전기 에너지 공급 상태정보는 예를 들면 LTC 트랜스포머의 부하 레이팅(rating)을 포함할 수 있다.
전기 에너지 공급 상태정보는 당업자에 의해 결정되는 바와 같이 예를 들어 매 초, 5초, 10초, 30초, 60초, 120초, 600초 또는 본 발명의 범위 및 사상 내에서의 임의 다른 값과 같은 주기적 시간 간격으로 EC 시스템(400)에 제공될 수 있다. 주기적 시간 간격이 EC 시스템(400) 또는 ER 시스템(500)에 의해 설정될 수 있다. 선택적으로, 전기 에너지 공급 상태정보가 EC 시스템(400) 또는 ER 시스템(500)에 간헐적으로 공급될 수 있다.
더욱이, 전기 에너지 공급 상태정보는 EC 시스템(400)에 의한 요청에 응답하여 또는 미리 결정된 이벤트가 검출되는 경우에 EC 시스템(400)으로 포워딩될 수 있다. 미리 결정된 이벤트는 예를 들면 전압 성분(VSupply(t))이 미리 결정된 시간 간격에 걸쳐서 정의된 임계값(VSupplyThreshold)(예를 들면, 130V) 이상(또는 미만)의 양만큼 변경될 경우, ER 시스템(500)에서의 하나 이상의 성분의 온도가 정의된 온도 임계값을 초과하는 경우 등을 포함할 수 있다.
ED 시스템(300)
ED 시스템(300)은 다수의 AMI들(330)을 포함한다. ED 시스템(300)은 옵션이 되는 적어도 하나의 컬렉터(350)를 더 포함할 수 있다. ED 시스템(300)은 통신 링크(310)에 의해 네트워크(170)에 결합될 수 있다. 컬렉터(350)는 통신 링크(320)에 의해 다수의 AMI들(330)에 결합될 수 있다. AMI들(330)은 또한 통신 링크를 포함할 수 있는 하나 이상의 전력 공급 라인(340)에 의해 ER 시스템(500)에 결합될 수 있다.
각각의 AMI(330)는 각각 관련 사용자(150, 160)(도 1에 도시된)에 의한 에너지 사용 데이터를 측정하고, 저장하며, 보고하도록 된다. 각각의 AMI(330)는 시간의 함수로서, 사용자(150, 160)에 의해 사용되는 전력(EMeter(t))의 전압 성분(VMeter(t))과 전류 성분(IMeter(t))을 포함하는, 사용자(150, 160)에서의 에너지 사용량을 측정 및 결정하도록 된다. AMI들(330)은 이산 시간(ts)에서 전력(EMeter(t))의 전압 성분(VMeter(t))과 전류 성분(IMeter(t))을 측정할 수 있고, 여기서 s는 예를 들어 s = 5초, 10초, 30초, 60초, 300초, 600초, 또는 그 이상과 같은 샘플링 주기이다. 예를 들면, AMI들(330)은 이를테면 1분(t60 sec), 5분(t300 sec), 10분(t600 sec) 또는 그 이상 마다, 또는 AMI들(330)에 의해 가변적으로 설정한 시간 간격 마다(예를 들면, 난수 발생기를 사용하여) 에너지 사용량을 측정할 수 있다.
AMI들(330)은 미리 결정된 시간 간격(예를 들면, 5분, 10분, 30분 또는 그 이상)에 걸쳐 측정된 전압(VMeter(t)) 및/또는 전류(IMeter(t))를 평균화할 수 있다. AMI들(330)은 로컬(또는 원격) 스토리지(도시안됨), 이를테면 컴퓨터 판독가능한 매체에, AMI 데이터로서 측정된 전압 성분(VMeter(t)) 및/또는 전류 성분(IMeter(t))을 포함하여, 측정된 전력 사용량(EMeter(t))을 저장할 수 있다.
각각의 AMI(330)는 또한 목표 성분 대역 범위의 밖에 있는 임의 전압(VMeter(t)), 전류(IMeter(t)) 또는 에너지 사용량(EMeter(t))에 대해 "예외에 의한 보고(report-by-exception)" 모드에서 동작할 수 있다. 목표 성분 대역은 목표 전압 대역, 목표 전류 대역 또는 목표 에너지 사용량 대역을 포함할 수 있다. "예외에 의한 보고" 모드에서, AMI(330)는 자발적으로 통신을 시작하고 EC 시스템(400)으로 AMI 데이터를 전송할 수 있다. "예외에 의한 보고" 모드는 AMI들(330)을 재구성하는데, 이를테면 시스템 조건을 변경함으로써 요청대로 회로상의 최저 전압을 나타내는데 사용될 수 있다.
AMI 데이터는 통신 링크(320)에 의해 컬렉터(350)에 주기적으로 제공될 수 있다. 부가적으로, AMI들(330)은 통신 링크(320) 상의 컬렉터(350)로부터 수신된 AMI 데이터 요청 신호에 응답하여 AMI 데이터를 제공할 수 있다.
선택적으로(또는 부가적으로), AMI 데이터는 이를 테면 통신 링크(320, 410) 및 네트워크(170)에 의해 다수의 AMI들로부터 EC 시스템(400)(예를 들면, MAS(460))에 직접 주기적으로 제공될 수 있다. 이 점에서, 컬렉터(350)는 ED 시스템(300)으로부터 바이패스(bypass)되거나 또는 제거될 수 있다. 더욱이, AMI들(330)은 EC 시스템(400)으로부터 수신된 AMI 데이터 요청 신호에 응답하여 AMI 데이터를 EC 시스템(400)에 직접 제공할 수 있다. 컬렉터(350)의 부재시, EC 시스템(예를 들면, MAS(460))이 여기서 기술된 컬렉터(350)의 기능을 수행할 수 있다.
요청 신호는 이를테면 쿼리(또는 판독) 신호 및 AMI 데이터가 찾아지는 특별한 AMI(330)를 식별하는 AMI 식별 신호를 포함할 수 있다. AMI 데이터는 각각의 AMI(330)에 대한 하기의 정보, 이를테면 시간당 킬로와트(kWh) 전달된 데이터, kWh 수신된 데이터, kWh 전달된 데이터 + kWh 수신된 데이터, kWh 전달된 데이터 - kWh 수신된 데이터, 전압 레벨 데이터, 전류 레벨 데이터, 전압과 전류 사이의 위상각, kVar 데이터, 시간 간격 데이터, 수요 데이터 등을 포함할 수 있다.
부가적으로, AMI들(330)은 AMI 데이터를 미터 자동 시스템 서버(MAS(460))로 전송할 수 있다. AMI 데이터는 미리 결정된 스케줄 또는 MAS(460)로부터의 요청에 따라 주기적으로 MAS(460)로 전송될 수 있다.
컬렉터(350)는 통신 링크(320)를 통해 다수의 AMI들(330) 각각으로부터 AMI 데이터를 수신하도록 된다. 컬렉터(350)는 수신된 AMI 데이터를 로컬 스토리지(도시안됨), 이를테면 컴퓨터 판독가능한 매체(예를 들어, 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 매체)에 저장한다. 컬렉터(350)는 수신된 AMI 데이터를 컬렉터 데이터로 컴파일링한다. 이 점에서, 수신된 AMI 데이터는 이를테면 AMI들(330)이 배치되는 지리적 구역, AMI 데이터가 수집되는 특별한 시간 대역(또는 범위), 컬렉터 제어 신호로 식별되는 AMI들(330)의 서브셋 등에 기초한 컬렉터 데이터로 종합될 수 있다. 수신된 AMI 데이터의 컴파일링시, 컬렉터(350)는 모든 AMI들(330)(또는 모든 AMI들(330)의 서브셋)에서 수신되는 전압 성분(VMeter(t)) 값을 평균화할 수 있다.
EC 시스템(400)은 예를 들면 15분 간격을 포함할 수 있는 미리 결정된 시간 간격 동안 모니터링될 모든 AMI들(330)의 서브셋을 선택 또는 변경할 수 있다. 주의할 사항으로, 미리 결정된 시간 간격은 15분보다 짧거나 길 수 있다. 모든 AMI들(330)의 서브셋은 AMI들(330)에 공급되는 전압(VSupply(t))의 최소 레벨 제어를 유지하기 위해 필요에 따라 EC 시스템(400)에 의해 선택가능하고 변경될 수 있다.
또한 컬렉터(350)는 모든 AMI들(330)(또는 모든 AMI들의 서브셋)로부터의 AMI 데이터 내에 수신된 전력(EMeter(t)) 값을 평균화할 수 있다. 컴파일링된 컬렉터 데이터는 통신 링크(310) 및 네트워크(170)를 통해 컬렉터(350)에 의해 EC 시스템(400)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 컬렉터(350)는 컴파일링된 컬렉터 데이터를 EC 시스템(400)의 MAS(460)(또는 ROC(490))로 전송할 수 있다.
컬렉터(350)는 네트워크(170) 및 통신 링크(310)를 통해 EC 시스템(400)으로부터 컬렉터 제어 신호를 수신하도록 된다. 수신된 컬렉터 제어 신호에 기초하여, 컬렉터(350)는 다수의 AMI들(330) 중 특별한 AMI들을 선택하고, 선택된 AMI들(330)에 AMI 데이터 요청 신호를 전송함으로써 AMI 데이터에 대한 측정들을 쿼리(query)한다. 다음에 컬렉터(350)는 쿼리에 응답하여, 선택된 AMI들(330)로부터 수신하는 AMI 데이터를 수집할 수 있다. 선택가능한 AMI들(330)은 다수의 AMI들(330) 중 임의 하나 이상의 AMI들을 포함할 수 있다. 컬렉터 제어 신호는 예를 들어 쿼리될(또는 판독될) AMI들(330)의 식별, 식별된 AMI들(330)이 VMeter(t), IMeter(t), EMeter(t) 및/또는
Figure pct00012
를 측정하는 시간을 포함할 수 있고, 여기서
Figure pct00013
는 식별된 AMI들(330)에서 측정된 전력(EMeter(t))의 전압과 전류 성분 사이의 위상차이고, 식별된 AMI들(330)로부터의 최종 판독후의 에너지 사용량 정보 등을 포함할 수 있다. 다음에 컬렉터(350)는 컴파일링하고, EC 시스템(400)내의 MAS(460)(및/또는 ROC(490))로 컴파일링된 컬렉터 데이터를 전송한다.
EC 시스템(400)
EC 시스템(400)은 네트워크(170)에 의해 ED 시스템(300) 및/또는 ER 시스템(500)과 통신할 수 있다. EC 시스템(400)은 하나 이상의 통신 링크(410)에 의해 네트워크(170)에 결합된다. EC 시스템(400)은 또한 통신 링크(430)에 의해 ER 시스템(500)과 직접 통신할 수 있다.
EC 시스템(400)은 MAS(460), 데이터베이스(DB)(470), 배전 관리 시스템(DMS)(480), 및 지역본부(ROC)(490)를 포함한다. ROC(490)는 컴퓨터(ROC 컴퓨터)(495), 서버(도시안됨) 및 데이터베이스(도시안됨)를 포함할 수 있다. MAS(460)는 통신 링크(420 및 440)에 의해 DB(470) 및 DMS(480)에 각각 결합될 수 있다. DMS(480)는 통신 링크(430)에 의해 ROC(490) 및 ER 시스템(500)에 결합될 수 있다. 데이터베이스(470)는 MAS(460)와 같이 동일 위치에(이를테면, 근접하게 또는 내에), 또는 네트워크(170)를 통해 접근가능할 수 있는 원격 위치에 배치될 수 있다.
EC 시스템(400)은 모니터링되는 AMI들(330)의 서브셋으로부터, EC 시스템(400)이 모니터링하기 위해 이전에 선택한 AMI(330)을 선택해제하며, 모니터링되는 AMI들(330)의 서브셋 이외의 AMI(330)(하지만, 예외에 의한 보고 모드에서 동작한다)를 선택하도록 된다. EC 시스템(400)은 선택되지 않은 AMI(330)로부터 자발적 AMI 데이터를 수신한 후 이런 변경을 수행할 수 있다. 이 점에서, EC 시스템(400)은 선택되지 않은 AMI(330)에 대한 접속을 제거 또는 종료하고, 예외에 의한 보고 모드에서 동작하는 새롭게 선택된 AMI들(330)에 대한 새로운 접속을 형성할 수 있다. 더욱이, EC 시스템(400)은 이를테면 최저 측정 전압 성분(VMeter(t))을 포함한, AMI 데이터를 수신하는 다수의 AMI들(330) 중 임의의 하나 이상의 AMI들을 선택하도록 되며, 최저 측정 전압 성분(VMeter(t))을 제공하는 AMI(들)(330)로부터 수신된 AMI 데이터에 기초하여 에너지 전달 파라미터(CED)를 생성하도록 된다.
MAS(460)는 컬렉터(350)로부터 컬렉터 데이터를 수신하도록 된 컴퓨터(도시안됨)를 포함할 수 있으며, 여기서 컬렉터 데이터는 AMI들(330) 중 선택된 서브셋(또는 모두)으로부터 선택되는 AMI 데이터를 포함한다. 더욱이, MAS(460)는 ROC(490)로부터 수신된 쿼리에 응답하여 AMI 데이터를 검색하여 ROC(409)로 포워딩하도록 된다. MAS(460)는 AMI 데이터를 포함하는 컬렉터 데이터를 로컬 스토리지 및/또는 DB(470)에 저장할 수 있다.
DMS(480)는 변전소(530)로부터 전기 에너지 공급 상태정보를 수신하도록 되는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 더욱이, DMS(480)는 ROC(490)로부터 수신된 쿼리에 응답하여 측정된 전압 성분(VMeter(t)) 값 및 전력(EMeter(t)) 값을 검색하여 포워딩하도록 된다. 더욱이, DMS(480)는 ROC(490)로부터 수신된 쿼리에 응답하여 측정된 전류 성분(IMeter(t)) 값을 검색하여 포워딩하도록 될 수 있다. 또한 DMS(480)는 "예외에 의한 보고" 모드에서 동작하는 AMI들(330)로부터 모든 "예외에 의한 보고" 전압(VMeter(t))을 검색하고, 미리 결정된 시간(예를 들면, 15분 마다, 또는 그 미만(또는 이상), 또는 가변 시간에)에 연속적으로 판독될 제어 포인트들 중 하나로서 지정하도록 된다. "예외에 의한 보고" 전압(VMeter(t))은 EC(500) 설정값을 제어하는데 사용될 수 있다.
DB(470)는 다수의 관계형 데이터베이스(도시안됨)를 포함할 수 있다. DB(470)는 각각의 AMI(330), 각각의 컬렉터(350), 각각의 변전소(530), 및 지리적 영역(들)(위도, 경도 및 고도를 포함하는)에 대한 이력 데이터를 포함하는 다수의 레코드들을 포함하며, 여기서 지리적 영역(들)에는 AMI들(330), 컬렉터들(350) 및 변전소들(530)이 배치되어 있다.
예를 들면, DB(470)는 지리적 위치(위도, 경도 및 고도를 포함하는); AMI 식별 번호; 과금 번호; 과금 이름; 청구서 발송지; 전화번호; 모델과 시리얼 번호를 포함하는 AMI 타입; AMI가 사용중에 우선 배치되어진 날짜; AMI가 최종 판독되어진(또는 쿼리된) 타임 스탬프; 최종 판독 시간에 수신된 AMI 데이터; 판독되어야 하는 정보 타입을 포함하는, AMI가 판독해야 될(또는 쿼리해야 될) 스케줄 등을 포함하는 각각의 AMI(330)에 대한 상기의 정보 중에서 임의의 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이력 AMI 데이터는 이를테면 시간함수로서 특별한 AMI들(330)에 의해 사용된 전력(EMeter(t))을 포함할 수 있다. 시간(t)은 이를테면 수신된 전력(EMeter(t))의 전력(EMeter) 크기(magnitude)(kWh)가 AMI(330)에서 측정 또는 결정되는 이산 간격에서 측정될 수 있다. 이력 AMI 데이터는 AMI(330)에서 수신된 전기 에너지(EMeter(t))의 측정된 전압 성분(VMeter(t))을 포함한다. 이력 AMI 데이터는 AMI(330)에서 수신된 전력(EMeter(t))의 측정된 전류 성분(IMeter(t)) 및/또는 위상차(
Figure pct00014
)를 더 포함할 수 있다.
이전에 언급한 바와 같이, 전압 성분(VMeter(t))은 이를테면 매 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분, 15분 등등의 샘플링 주기로 측정될 수 있다. 또한 전류 성분(IMeter(t)) 및/또는 수신된 전력(EMeter(t)) 값은 전압 성분(VMeter(t))과 같이 실질적으로 동일한 시간에 측정될 수 있다.
저가의 메모리를 고려하면, DB(470)는 AMI 데이터가 AMI들(330)로부터 우선 수집되어진 때의 가장 처음부터, AMI(330)로부터 수신된 가장 최근의 AMI 데이터까지의 이력 데이터를 포함할 수 있다.
DB(470)는 각각의 측정된 전압 성분(VMeter(t)), 전류 성분(IMeter(t)), 위상 성분(
Figure pct00015
) 및/또는 전력(EMeter(t))과 관련된 시간 값을 포함할 수 있고, 여기서 시간 값은 AMI(330)에서 생성된 타임 스탬프 값을 포함할 수 있다. 타임 스템프 값은 이를테면 년, 월, 일, 시간, 분, 초 및 1초의 몇분의 1을 포함할 수 있다. 선택적으로, 타임 스탬프는 이를테면 룩업 테이블을 사용하여 년, 월, 일, 시간, 분, 초 및 1초의 몇분의 1를 결정하도록 디코딩될 수 있는 코드값이 될 수 있다. ROC(490) 및/또는 AMI들(330)은 예를 들어 미국 국립표준기술연구소(NIST : National Institute of Standards and Technology)에 의해 전송되는 WWVB 자동 클럭 신호 등등을 수신하고, 그것의 내부 클럭을 WWVB 자동 클럭 신호에 동기화하도록 될 수 있다.
DB(470)의 이력 데이터는 각각의 컬렉터(350)와 관련된 이력 컬렉터 데이터를 더 포함할 수 있다. 이력 컬렉터 데이터는 예를 들면 각각의 컬렉터(350)와 관련된 특별한 AMI들(330); 각각의 컬렉터(350)의 지리적 위치(위도, 경도 및 고도를 포함하는); 모델과 시리얼 번호를 포함하는 컬렉터 타입; 컬렉터(350)가 사용중에 우선 배치되어진 날짜; 컬렉터 데이터가 컬렉터(350)로부터 최종 수신되어진 때의 타임 스탬프; 수신되어진 컬렉터 데이터; 컬렉터(350)가 컬렉터 데이터(전송해야하는 정보의 타입을 포함하는)를 전송할 것으로 예측되는 스케줄 등등을 포함하는 상기의 정보 중 임의의 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이력 컬렉터 데이터는 예를 들어 시간(t)에서 각각의 컬렉터(350)의 외부에서 측정된 외부 온도값(TCollector(t))을 더 포함할 수 있다. 이력 컬렉터 데이터는 예를 들어 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 대기압 값(PCollector(t)); 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 습도(humidity) 값(HCollector(t)); 측정된 바람의 방향과 크기를 포함하는, 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 바람 벡터 값(WCollector(t)); 시간(t)에서 컬렉터(350)의 근처에서 측정된 일사량(solar irradiant) 값(LCollector(t))(kW/㎡) 등등을 포함하는 각각의 컬렉터(350)에 대한 상기의 정보 중 임의의 하나 이상의 정보를 더 포함할 수 있다.
DB(470)의 이력 데이터는 각 변전소(530)와 관련된 이력 변전소 데이터를 더 포함할 수 있다. 이력 변전소 데이터는 이를테면 변전소(530)에 의해 전기 에너지(ESupply(t))로 공급되는 특별한 AMI들(330)의 식별; 변전소(530)의 지리적 위치(위도, 경도 및 고도를 포함하는); 모델, 시리얼 번호 및 최대 메가볼트 암페어(MVA) 레이팅을 포함하는 각 트랜스포머의 트랜스포머 타입; 전압 레귤레이터의 수; 모델과 시리얼 번호를 포함하는 각 전압 레귤레이터의 전압 레귤레이터 타입; 변전소 데이터가 변전소(530)로부터 최종 수신되어진 때의 타임 스탬프; 수신되어진 변전소 데이터; 제공되어야 하는 정보의 타입을 포함하여, 변전소(530)가 전기 에너지 공급 상태정보를 제공할 것으로 예측되는 때의 스케줄 등등을 포함하는 상기 정보 중 임의의 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이력 변전소 데이터는 이를테면 각각의 특별한 AMI(330)에 공급되는 전력(ESupply(t))을 포함하며, 여기서 ESupply(t)는 변전소(530)의 출력에서 측정 또는 결정된다. 이력 변전소 데이터는 이를테면 배전 버스(도시안됨) 상의 트랜스포머로부터 측정될 수 있는, 공급된 전력(ESupply(t))의 측정된 전압 성분(VSupply(t))을 포함한다. 이력 변전소 데이터는 공급된 전력(ESupply(t))의 측정된 전류 성분(ISupply(t))을 더 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 전압 성분(VSupply(t)), 전류 성분(ISupply(t)), 및/또는 전력(ESupply(t))은 매 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분 등등의 샘플링 주기에서 측정될 수 있다. 이력 변전소 데이터는 전력(ESupply(t))의 전압(VSupply(t))과 전류(ISupply(t)) 신호 사이의 위상차(
Figure pct00016
)를 더 포함할 수 있으며, 위상차(
Figure pct00017
)는 AMI들(330)에 공급되는 전력(ESupply(t))의 전력 인자를 결정하는데 사용될 수 있다.
이력 변전소 데이터는 이를테면 라인(520) 상의 변전소(530)의 입력에서 수신되는 전력(EIn(t))을 더 포함할 수 있으며, 여기서 전력(EIn(t))은 변전소(530)의 입력에서 측정 또는 결정된다. 이력 변전소 데이터는 이를테면 트랜스포머의 입력에서 측정될 수 있는, 수신된 전력(EIn(t))의 측정된 전압 성분(VIn(t))을 포함할 수 있다. 이력 변전소 데이터는 수신된 전력(EIn(t))의 측정된 전류 성분(IIn(t))을 더 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 전압 성분(VIn(t)), 전류 성분(IIn(t)) 및/또는 전력(EIn(t))은 매 5초, 10초, 30초, 1분, 5분, 10분 등등의 샘플링 주기에서 측정될 수 있다. 이력 변전소 데이터는 전력(EIn(t))의 전압 성분(VIn(t))과 전류 성분(IIn(t)) 사이의 위상차(
Figure pct00018
)를 더 포함할 수 있다. 전력(EIn(t))의 전력 인자는 위상차(
Figure pct00019
)에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, EC 시스템(400)은 변전소 레벨에서의 집계된 kW 데이터, 변전소 레벨에서의 전압 데이터, 및 기상 데이터를 저장하고, 이들 데이터를 AMI(330)당 에너지 사용량과 비교하고 기상의 영향, 부하 증대, 경제 효과 등등을 계산으로부터 제거하기 위해 선형 회귀를 사용하여 VCC 시스템(200)으로부터의 에너지 절약을 결정할 수 있다.
VCC 시스템(200)에서, 예를 들어 ROC 컴퓨터(495)로부터 제어가 시작될 수 있다. 이 점에서, 예를 들어, 상기 US 2013/0030591 공보의 도 3에 도시된 바와 같이, ROC 컴퓨터(495)에는 제어 스크린(305)이 디스플레이될 수 있다. 제어 스크린(305)은 ER 시스템(500)에서의 특별한 변전소(530)(예를 들면, 트라뷰(TRABUE) 변전소)에 대한 데이터에 대응될 수 있다. ROC 컴퓨터(495)는 사용자(150, 160)에 대한 ED 시스템(300)으로부터 수신되는 AMI 데이터에 기초하여 변전소(530) 부하 탭 전환 트랜스포머를 제어 및 (필요하다면) 재조정(override)할 수 있다. ED 시스템(300)은 요구된 전압 제한 범위로 전압을 유지하면서, 미리 결정된(또는 가변) 간격, 이를테면 평균적으로 15분에 사용자 위치들(150, 160)로 공급되는 전력의 전압을 결정할 수 있다.
시스템 보안성을 위하여, 변전소(530)는, 통신 링크(430)을 통해 ER(500), EUS(300) 및 EVP(600)로 데이터를 전송하거나 ER(500), EUS(300) 및 EVP(600)로부터 상기 통신 링크(430)를 통해 데이터를 전송하는 것을 포함하는, ROC(490) 및/또는 DMS(480)로부터 직접 통신 링크(430)를 통해 제어될 수 있다.
더욱이, 오퍼레이터는 ROC 컴퓨터(490)에서 전압 제어 프로그램을 구동할 수 있고, 필요하다면 제어를 재조정할 수 있으며, ER 시스템(500)에서의 변전소 LTC 트랜스포머(도시안됨)의 제어를 위해 사용되는 사용자 전압(VMeter(t))을 판독하는데 걸리는 시간을 모니터링할 수 있다.
EVP 시스템(600)
동시-계속인/P006 출원의 도 3은 본 출원의 도 1 내지 도 2에서 VCC 시스템을 동작시킴으로써 실현된 소비자당 에너지의 보존의 양을 결정하기 위한 예시적인 에너지 검증 프로세스(600)를 도시한다. 상기 프로세스는 시작되고(601) 그리고 온 및 오프 기간들에서의 데이터는 프로세스 관리자에 의해 로딩된다(602). 다음 단계는, DMS(480)로부터 VCC 시스템상의 데이터 포인트들을 측정하는 시간당 전압 및 전력(MW)을 수집하고(603), 상기 DMS(480)는 감시 제어 및 데이터 획득(SCADA) 타입의 산업 제어 시스템의 일부일 수 있다. 다음, 대응하는 기상 데이터는 동일한 시간당 조건들에 대해 수집된다(604). 데이터는, 하기에서 더 상세하게 서술되는 것처럼, 부정확한 결과들을 발생시킬 수 있는 이상점들을 제거하기 위해, 필터들 및 분석 기법들을 사용하여 데이터의 품질을 향상시키도록 처리된다(605, 606, 607, 608). 시간당 페어링(pairing)이 1시간마다 행해지면, 그룹들은 선형 회귀 기법들을 사용하여 결정된다(609). 다음 주요 단계는, 하기에서 서술된 것처럼, 샘플들의 선택적인 페어링을 결정하는 것(611, 612, 613, 614, 615, 616, 617)이다.
EEP 시스템(1700)
도 2는, 이전에 논의된 것처럼, VCC 시스템(200) 및 EVP 시스템(600)을 또한 포함할 수 있는 배전 회로에 적용된 EPP 시스템(1700)의 예를 또한 도시한다. EPP 시스템(1700)은, 데이터베이스(470) 및/또는 배전 관리 시스템(DMS)(480)으로부터 AMI 시스템으로부터의 이력 에너지 및 전압 데이터를 수집하고, 그리고 에너지 효율 및 수요 감소 애플리케이션을 증가시키도록 VCC 시스템(200)의 기능을 향상시키고 문제점들을 수정하기 위해 견고한 계획 프로세스(EPP 시스템(1700))를 생성하기 위해 (동시-계속인/P006 출원에서 상세하게 논의된) EVP 시스템(600)으로부터의 CVR 팩터 분석과 상기 이력 에너지 및 전압 데이터를 결합한다.
도 3은 EPP 시스템(1700)으로의 접근의 고장(breakdown)에 대한 개관을 도시한다. ESS(800)는 ESS(800) 상의 전송 및 발생 소스들에 관련된 고정된 점들로부터 에너지 및 전압을 공급한다. EEDCS(1000)는, 전기적 배전 시스템에 일반적인 1차 및 2차 접속들을 통해 ESS(800)를 EUS(900)와 접속시킨다. AMI 시스템의 AMI 미터들(330)은, 에너지 및 전압에서 ESS(800)로부터의 입력들과 에너지 및 전압에서 EUS(900)으로부의 입력들 모두를 측정한다. 도 3에 도시된 것처럼, EEDCS(1000)에서의 에너지 손실들은 방정식:
Figure pct00020
에 의해 표시된 것처럼, ESS(800)으로부터 EUS(900)으로 전압 강하에 기초하여 선형화될 수 있고, 여기서, VS는 ESS 전압이고, VAMI는 EUS 전압(AMI(330)에 의해 측정됨)이고, BEEDCS는 선형 회귀의 기울기를 나타내고, 그리고 PLossEEDCS는 EEDCS(1000)에서의 에너지 손실들을 나타낸다. 유사하게, EUS(900)에서의 에너지 "손실(loss)"(예를 들어, 부하가 온 및 오프 상태에 있을 때 온 상태 및 오프 상태의 사이에서의 차)은, 방정식:
Figure pct00021
에 의해 표시된 것처럼, 부하-온(load-ON) 상태에서의 측정과 부하-오프(load-OFF) 상태에서의 측정 사이에서의 전압차에 기초하여 선형화될 수 있으며, 여기서, VAMIon는 온 상태에서의 EUS 전압이고, VAMIoff는 OFF 상태에서의 EUS 전압이며, BEUS는 선형 회귀의 기울기를 나타내고, PLossEUS는 부하-온 상태와 부하-오프 상태 사이에서 에너지 차를 나타낸다. 제어될 수 있는 EEDCS(1000)에서의 에너지 손실율은, 제어될 수 있는 EUS(900)에서의 에너지 손실율보다 적은 규모이다. 일 예로서, 배전 시스템상에서, EEDCS(1000)에 대한 손실들은 전체의 5%보다 작고, 그리고 EUS(900)에 대한 손실들은 전체의 95%보다 많다.
이러한 원리들 및 ESS(800) 전압들과 EUS(900) 전압들에서의 관계를 사용하여, 성능 범위 정의는 독립 변수에 기초한 EEDCS(1000) 설계의 최대한의 최적화를 허용하도록 도출될 수 있다. 전력 및 전압 관계들의 선형화에 기초하여, 이는 선형 최적화 문제의 경계 조건들의 탐색으로서 표현될 수 있는 근접한 방사형의 EEDCS(1000)에 대한 최적화를 가능하게 한다.
도 4는 EPP 시스템(1700)을 구축하고 전압 최적화 설계에 대한 입력을 제공하기 위해 사용되는 변수들을 계획하고 측정하는 시스템들을 도시한다. 상부의 박스들은 EEDS(700) 내의 시스템들 각각, 예를 들어, ESS(800), EEDCS(1000), EUS(900) 및 ED 시스템(300)을 나타낸다. 박스들 각각의 아래의 리스트는 EPP 시스템(1700)을 사용하여 비용/이익 분석을 위해 최적화되고 제공될 수 있는 제어가능한 계획 요소들의 예들을 포함한다. 비용/이익 분석은 최적화에 포함될 수 있거나 또는 상기 전압 최적화로부터의 수정들의 리스트는 비용/이익에 의해 순차적으로 평가될 프로젝트 수정들의 우선화된 리스트로 나눠질 수 있다. AMI 측정점들(330)은, 상기 최적화 계산들을 위해 요구되는 데이터 및 상기 모델을 공식화하기 위해 사용되는 측정들이 행해지는 위치들을 나타낸다.
도 5에서의 차트(1750)는, ESS(800)로부터의 전압 데이터가 각 EUS(900)의 AMI-측정된 전압에 어떻게 관련되는지를 도시한다. 차트(1750)를 생성하기 위해 사용되는 (도 7 내지 도 10에 관련하여 기술된) 선형화 기법은, 개시된 실시예들의 중요한 양상이다. 소스(예를 들어, ESS) 전압 및 전달(예를 들어, EUS) 전압에 관련되는 단순한 선형화 기법을 사용하기 위한 EPP 시스템(1700)의 기능은, EEDS 시스템(700) 소유자들에 의한 ESS 및 EUS 부하 데이터 예측의 변동들에 기초하여 이용가능한 전압 변화들을 계산하도록 하는 효율적인 방법을 생성한다. 이러한 방법은 또한 새로운 선형 최적화 프로세스의 애플리케이션을 가능하게 하고, 이러한 새로운 선형 프로세스는 EEDCS(1000)에 대한 여러 변화들을 빠르게 평가할 수 있고 전압 범위 기능에서 상기 발생된 변화를 기록할 수 있다.
도 6은, EPP 시스템(1700)에 의해 식별되는 잠재적인 변화들을 단순한 선형 모델에 관련시키기 위해 상기 시스템을 모델링하도록 사용되는 방법을 도시한다. 각 제안된 시스템 수정에 대해, 선형 모델은 상기 시스템상의 수정의 효과를 나타내도록 변경된다. 예를 들어, 제안된 시스템 수정이 시스템의 위치 AS에서 전송 라인에 부가적인 커패시터를 부가하면, 이러한 것은 모델의 위치 AM에서 적합한 변수들을 변화시킴으로써 모델링될 수 있다. 이러한 새로운 표현들에 의해, 상기 시스템은, 제안된 수정이 추가적인 전압 범위에서 발생하는지를 결정하기 위해 EPP 시스템(1700)에 의해 평가된다. 이러한 추가적인 전압 범위는, 제안된 시스템 수정의 결합된 에너지 개선 효과를 결정하기 위해 예측된 ESS 부하들에 기초하여 에너지 절약 및 수요 절감을 계산하도록 결정된 CVR 팩터 기능으로 사용될 수 있다. EPP 시스템(1700)은 매년 최대 8760 시간 기간들의 간격까지 24시간 간격들에 대한 평가들을 수행한다. 이러한 것은 수정 프로젝트들의 수 및 우선 순위를 최적화하고, EEDS(700)에 대한 수정들의 최적 조합에 대한 솔루션들을 탐색하는 기능을 제공한다.
도 7 내지 도 10은 실제 시스템에서 하나의 ESS(800) 및 EUS(900) 요소에 대한 선형화 예를 도시한다. 도 7에서 알 수 있는 것처럼, ESSDATA는 ESS(800)로부터의 AMI 데이터이고, EUSDATA는 EUS로부터의 AMI 데이터이다. 이러한 데이터(ESSDATA 및 EUSDATA)는 상기 평가를 수행하기 위해 사용된다. 특히, EUSDATA는 통상의 기술자에게 알려진 것처럼, ESSCurrent의 값을 결정하기 위해 사용될 수 잇고, 델타 V는 VS - VAMI이다. 도 5에서 도시된 방정식(V = IR+B, 여기에서 V는 델타 V이고, I는 ESSCurrent이다)을 사용하여, 선형 회귀 계산은 상기 데이터에 적합한 최적의 라인의 기울기(R) 및 절편(B)에 대해 계산할 수 있다(도 10 참조). 이러한 예에서, 상기 데이터에 대한 선형 회귀 방정식은 VS - VAMI = 12.9(ESSCurrent) - 1.17이다.
도 8은, ESS로부터 EUS로 전압 강하에서의 변동의 88 내지 89%는 선형 기법에 의해 설명될 수 있다(예를 들어, R2 값은 88.3%이고, 이는 회귀선이 데이터의 세트에 얼마나 잘 맞는지를 서술한다). 추가로, 나머지 부분들은, EUS에서 발생하는 부하 스위칭의 "온" 및 "오프" 상태의 특성인 EUS에서의 일반화된 변이를 나타낸다. 이러한 EUS의 특성은 제2 전압 수행의 분배를 계획하고 그것의 신뢰성을 추적하는 효율적인 방법에 매우 중요하다. 도 9 및 도 10은, 상기 모델이 EUS의 24시간 성능을 얼마나 잘 나타내는지에 대한 계산들을 나타낸다. 이는 0.5V 내에서 일정하고, 나머지들은 상당히 정규화된다. 이는, 일반적이지 않은 EUS 행위를 측정하는 것과 함께 "일반적인(nomal)" EUS 행위를 특정하는데 큰 관점을 제공한다. 상기 시스템은 EPP 시스템(1700)에서 구현될 매우 훌륭한 모델이다.
도 11은 EPP 시스템(1700)에 의해 구현되는 에너지 계획 프로세스(1500)(예를 들어, 전압 계획 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 상기 프로세스는 단계 1501에서 데이터의 3개의 주요 블록들: AMI 데이터, ESS 데이터 및 CVR 팩터 데이터를 판독하는 것으로 시작한다. 이전에 표시된 것처럼, AMI 데이터는 EUS(900)로부터의 측정된 전압 데이터이고, CVR 팩터는 EVP(600)에 의해 계산된다. 이후, 이력 AMI 데이터 및 이력 ESS 데이터는, 예를 들어, 단계 1502에서 데이터베이스(470)로부터 입력된다.
도 7 내지 도 10에 관련하여 상기에서 논의된 것처럼, 선형 모델은 단계 1503에서 만들어진다. 단계 1504에서, 상기 프로세스에 의해 판독된 데이터 및 상기 ESS에서의 에너지 사용의 예측은, 전압 동작의 범위를 결정하고 그리고 일반적인 이상점들(예를 들어, 한계들 내에 있지 않은 전압들)을 식별하기 위해 사용된다. 임의의 전압들이 정상적인 한계들을 벗어나면, 이러한 것들은 단계 1505에서 종래의 계획 프로세스(예를 들어, 종래의 필드 해결 방법들)에 의해 해결된다.
다음 단계(1506)는 본 발명에 따라 전압 신뢰성에 영향을 미치는 특정 문제점들을 나타내는 전압들의 임의의 패턴들을 식별하는 것이다. 선형화 프로세스 비교에서 인지가능한 패턴들을 생성하는 문제들의 예들은, 미터와 미터 베이스 사이의 접속 불량, 과부화가 걸린 제2 컨덕터, 과부하가 걸린 제2 트랜스포머, 부정확한 탭 설정, 미터 베이스에 접속된 양립불가능한 타입의 미터, 및 불량한 뉴트럴 접속이다. 이러한 것들은, 예를 들어, 선형 회귀의 밖에 존재하는 데이터 포인트로서 식별될 수 있다(예를 들어, 도 5의 차트(1750) 상의 포인트 X 참조). 일단 문제점들이 식별되면, 문제점들은 단계 1507에서 먼저 해결하기 위해 프로젝트 프로세스에 두어진다. 일단 해결되면, 정확한 선형화 모델은, 단계 1508에서, CVR 팩터를 사용하는 성능의 새로운 범위를 계산하기 위해 사용된다. 상기 결정된 에너지 절약들이 다음 동작 기간에 대해 만족하면(단계 1509), 프로세스는 다음 단계 1510로 넘어간다. 상기 선형화 모델이 더 좁은 허용 한계들을 가지고 다시 수행되지 않으면(예를 들어, 단계 1504로 리턴되면), 목표로 한 에너지 개선이 도출될 때까지 상기 프로세스는 반복된다.
최종 단계(1510)는 모니터링을 위해 새로운 미터들의 초기 설정을 선택하고 그리고/또는 EPP(1700)에 의해 예측된 시스템 성능의 새로운 레벨로 동작하기 위해 VCC(200)를 구성하는 것이다. 이후, 이러한 정보는, 다음 동작 기간에 대한 제어들을 구성하도록 VCC(200) 및 EVP(600)에 공급된다.
도 12는 이상점 식별에 대한 디스플레이(차트 1620 참조) 및 상기 프로세스에서 이러한 단계로부터 식별될 수 있는 일부 잠재적인 문제점들의 예를 도시한다. 도 13은, 세부적인 제2 모델을 가질 필요없이 제2 레벨 또는 EUS 레벨에서 수정들의 최선의 조합을 결정하기 위해 기획 관리자에 의해 사용될 수 있는 지리적 단일 라인 차트에 AMI 데이터 분석을 전달하는 디스플레이 스크린을 도시한다. 이러한 정보는 또한 전압의 성능을 최적화하기 위해 회로 수정들의 최적의 그룹을 선택하하기 위한 계획의 핵심 정보를 제공하기 위해 여러 GIS 표현들과 결합될 수 있다.
도 14는 EPP 프로세스(1700)에서 최종 단계를 도시하고, 여기서 새로운 미터 정보 및 수정들은, 어떤 미터들이 각 블록 및 제어 구역과 관련되는지를 식별함으로써 EPP 시스템(1700)에 의해 사용되는 제어 정보로 변환된다. 각 "구역(zone)"은 레귤레이터의 모든 AMI들(330) 다운스트림 및 다음 레귤레이터의 업스트림을 언급하고, 각 "블록(block)"은 배전 시스템(예를 들어, 특정 커패시터)의 피처들의 영향력을 나타내는 구(sphere) 형태의 범위 내에서 영역들을 언급한다. 도 14에 도시된 예에서, LTC 존(zone)은 LTC의 모든 AMI들(330) 다운스트림 및 레귤레이터(1402)의 업스트림(예를 들어, B1 및 B2에서의 AMI들(330))을 포함하고, 레귤레이터 존은 레귤레이터(1402)의 모든 AMI들(330) 다운스트림(예를 들어, B3내의 AMI들(300))을 포함하고, 그리고 블록 2(B2)는 커패시터(1403)의 흐름(업스트림 또는 다운스트림) 내의 모든 AMI들(330)을 포함한다. 세부적인 구성 정보(존/블록 정보)에 따른 이러한 새로운 미터 및 수정 정보는, 새로운 수정들로 상기 제어의 명확한 구현을 가능하게 하도록 EPP 시스템(1700)에 의해 VCC(200)에 제공된다.
도 15는, EPP 시스템(1700)을 사용하여, CVR에서 모니터링하기 위한 미터들의 초기 설정을 구성하는 최종 파일의 일 예를 도시한다. 권고된 세트는 EPP 시스템(1700)에 의해 주어진다. 하지만, 중요한 소비자들 또는 다른 범위와 같은 추가적인 고려사항들이 EPP 시스템(1700) 내의 자동적인 선택 프로세스를 무효화하면, 사용자가 이러한 권고된 세트를 변경하는 것이 허용될 수 있다. 이러한 최종 구성은 이후 구현을 위해 VCC 구성 파일에 집적 전달된다.
본 발명이 예시적 실시예들에 관하여 기술되었더라도, 당업자들은 본 발명이 첨부된 청구범위의 사상 및 범주내의 변형들로 실행될 수 있음을 인정할 것이다. 이런 예들은 단지 예시적이고, 본 발명의 모든 가능한 디자인, 실시예들, 응용들 또는 변형들의 철저한 리스트인 것을 의도하지는 않는다.

Claims (42)

  1. 전압 제어 및 에너지 보존 시스템으로서,
    상기 전압 제어 및 에너지 보존 시스템은, 전압 보존을 최적화하기 위해, 그리고
    복수의 사용자 위치들에서 전기 사용 디바이스들에 의한 사용을 위해 전기 배전 시스템을 통해 전기 사용 시스템에 전력을 공급하는 전기 공급 시스템으로 된 변전소(substation)를 갖는 전기 에너지 전달 시스템과;
    상기 변전소에 그리고 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나에 위치되고, AMI(advanced metering infrastructure)에 의해 수신되는 전력의 측정된 컴포넌트에 기초하여 AMI 데이터를 발생시키도록 된 미터(meter)와; 그리고
    상기 AMI 데이터에 기초하여 에너지 전달 파라미터를 발생시키도록 된 전압 제어기에 대한 개선된 전압 신뢰성을 제공하기 위해, EEDS(electrical energy delivery system) 시스템에서 최적의 수정(modification)들을 선택하도록 선형 회귀(linear regression)를 사용하는 기술을 계획(planning)하고,
    상기 변전소는 또한 상기 복수의 사용자 위치들에 공급되는 상기 전력의 전압 설정치를 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 조정하도록 되어 있으며,
    상기 전압 및 에너지는, 보전 전압 감소(CVR: conservation voltage reduction) 팩터와 같은 에너지 특성들에서의 변화에 대하여 에너지 검증 프로세스(energy validation process)를 사용하는 기간(interval)에 기초하여 측정되고, 그리고
    CVR "온(ON)" 설정점(set point)에서의 전압과 CVR "오프(OFF)" 설정점에서의 전압 사이에서의 에너지 절약은, 상기 CVR 팩터 및 상기 전기 에너지 전달 시스템에 대한 에너지 사용 수정(energy usage modification)을 결정하는데 최적화된 페어링 프로세스(pairing process)를 사용하는 페어링된 t 측정(paired t measurement)을 사용하여 측정되는 것을 특징으로 하는
    전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 계획의 프로세스는, 선형 회기 기법을 사용하여 전압의 일반적이지 않은 동작을 식별하는 추가적인 프로세스를 포함하고,
    상기 선형 회기 기법은, 동작하는 상기 선형 회귀의 패턴과 시스템 신뢰성 문제들에 관련된 데이터베이스에서 식별된 패턴들을 비교하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스템에 대한 수정들을 식별하는 방법은, 성능 범위(performance criterion)로서 배전 시스템 손실들 및 보전 전압 감소(CVR) 손실들의 표시에 기초한 선형화된 최적화를 사용하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형화는, AMI 전압들을 사용하는 위상 위치 및 회로 위치를 선형화 기법을 사용하여 수정하기 위해, 전압들을 비교하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  5. 전압 보존을 최적화하고 그리고 개선된 전압 신뢰성을 제공하도록 EEDS 시스템에서 수정들을 선택하기 위해 선형 회귀를 사용하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템으로서,
    복수의 사용자 위치들에서 전기 사용 디바이스들에 의한 사용을 위해 전기 배전 시스템을 통해 전기 사용 시스템에 전력을 공급하는 전기 공급 시스템으로 된 변전소를 갖는 전기 에너지 전달 시스템과;
    상기 변전소의 공급점(supply point)에 위치된 미터 및 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나의 각각에 위치되고 그리고 상기 미터에 의해 수신되는 전력의 측정된 컴포넌트에 기초하여 미터 데이터를 발생하도록 된 적어도 하나의 미터를 포함하는 복수의 미터들과; 그리고
    보존-전압-감소-온 상태(conservation-voltage-reduction-on state)에서 또는 보존-전압-감소-오프 상태에서 동작하도록 된 전압 제어기를 포함하고,
    상기 전압 제어기가 상기 보존-전압-감소-온 상태에 있지만, 상기 보존-전압-감소-오프 상태에 있지 않을 때, 상기 전압 제어기는 상기 미터 데이터에 기초한 보존 전압 감소 에너지 전달 파라미터를 발생하기 위해 보존 전압 감소를 적용하고;
    상기 변전소는 또한, 상기 공급점에서 상기 복수의 사용자 위치들로 공급되는 상기 전력의 전압 설정치를 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 조정하도록 되어 있고,
    상기 전압 및 에너지는, 에너지 검증 프로세스를 사용하는 기간에 기초하여 상기 미터들에 의해 측정되고, 상기 보존-전압-감소-온 상태와 상기 보존-전압-감소-오프 상태 사이의 에너지 특성들에서의 변화는 페어링된 t 측정을 사용하여 결정되며; 그리고
    상기 전압 제어기는 또한, 성능 범위로서 배전 시스템 손실들 및 보전 전압 감소(CVR) 손실들의 표시에 기초한 선형화된 최적화를 사용하여 상기 시스템에 대한 수정들을 식별하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  6. 전압 보존을 최적화하고 그리고 개선된 전압 신뢰성을 제공하도록 EEDS 시스템에서 수정들을 선택하기 위해 선형 회귀를 사용하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템으로서,
    복수의 사용자 위치들에서 전기 사용 디바이스들에 의한 사용을 위해 전기 배전 시스템을 통해 전기 사용 시스템에 전력을 공급하는 전기 공급 시스템으로 된 변전소를 갖는 전기 에너지 전달 시스템과;
    상기 변전소의 공급점에 위치된 미터 및 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나 각각에 위치되고 그리고 상기 미터에 의해 수신되는 전력의 측정된 컴포넌트에 기초하여 미터 데이터를 발생하도록 된 적어도 하나의 미터를 포함하는 복수의 미터들과; 그리고
    보존-전압-감소-온 상태에서 또는 보존-전압-감소-오프 상태에서 동작하도록 된 전압 제어기를 포함하고,
    상기 전압 제어기가 상기 보존-전압-감소-온 상태에 있지만, 상기 보존-전압-감소-오프 상태에 있지 않을 때, 상기 전압 제어기는 상기 미터 데이터에 기초한 보존 전압 감소 에너지 전달 파라미터를 발생하기 위해 보존 전압 감소를 적용하고;
    상기 변전소는 또한 상기 공급점에서 상기 복수의 사용자 위치들로 공급되는 상기 전력의 전압 설정치를 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 조정하도록 되어 있고,
    상기 전압 및 에너지는, 에너지 검증 프로세스를 사용하는 기간에 기초하여 상기 미터들에 의해 측정되고, 상기 보존-전압-감소-온 상태와 상기 보존-전압-감소-오프 상태 사이의 에너지 특성들에서의 변화는 페어링된 t 측정을 사용하여 결정되며; 그리고
    상기 전압 제어기는 또한 동작하는 상기 선형 회귀의 패턴과 시스템 신뢰성에 관련된 데이터베이스에서 식별된 패턴들을 비교하는 선형 회귀 기법을 사용하여 전압의 일반적이지 않은 동작을 식별하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 변전소는 또한, 상기 공급점에서 상기 복수의 사용자 위치들로 공급되는 상기 전력의 전압 설정치를 상기 에너지 특성들에서의 변화에 기초하여 조정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 전압 제어기는 또한, 상기 에너지 특성들에서의 변화에 기초하여 상기 에너지 전달 파라미터를 조정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 에너지 특성은 보존 전압 감소 팩터인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 에너지 특성은 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  11. 청구항 6에 있어서,
    각 미터의 데이터는 상기 기간에 대하여 평균인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 기간은 24시간인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 기간은 4시간인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  14. 청구항 6에 있어서,
    상기 기간은 1시간인 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 페어링 프로세스는, 계절별로(by season) 상기 페어링된 t 프로세스를 보존 전압 감소 팩터 및 보존 에너지 절약의 측정들로 나누고, 그리고 일정한 부하들이 존재하고 페어링된 t 비교들이 미리결정된 한계들 내에서 정확하게 계산되는 시간들의 블록을 결정하기 위해 선형 회귀 상수들을 사용하는 추가적인 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  16. 청구항 6에 있어서,
    상기 일반적이지 않은 동작은, 미터와 미터 베이스 사이의 불량한 접속, 과부하가 걸린 2차 컨덕터, 과부하가 걸린 2차 트랜스포머, 부정확한 트랜스포머 탭 설정, 미터 베이스에 접속된 양립할 수 없는 타입의 미터, 또는 불량한 뉴트럴 접속(bad neutral connection)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 및 에너지 보존 시스템.
  17. 공급점으로부터 복수의 사용자 위치들로 전력을 공급하도록 된 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템으로서,
    복수의 센서들 - 각 센서는, 상기 공급점과 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나 사이에서, 또는 상기 공급점 및 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나에서 상기 배전 그리드 상의 복수의 배전 위치들 중 각 배전 위치에 위치되고, 그리고 각 센서는 상기 각 배전 위치에서 상기 공급된 전력의 컴포넌트를 감지하고 상기 전력의 감지된 컴포넌트에 기초하여 측정 데이터를 발생시키도록 되며 - 과;
    상기 복수의 센서들로부터 수신되는 상기 측정 데이터 기초하여 에너지 전달 파라미터를 발생시키도록 되고, 그리고 수정-온 상태에서 또는 수정-오프 상태에서 상기 전력 전송 및 배전 그리드를 동작시키도록 된 제어기와; 그리고
    상기 에너지 전달 파라미터에 응답하여 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 컴포넌트를 조정하도록 된 컴포넌트 조정 디바이스를 포함하고,
    상기 공급된 전력의 컴포넌트는, 에너지 검증 프로세스를 사용하는 기간에 기초하여 상기 미터들에 의해 측정되고, 상기 수정-온 상태와 상기 수정-오프 상태 사이의 에너지 특성들에서의 변화는 선형 회귀를 사용하여 결정되며; 그리고
    상기 제어기는 또한 상기 에너지 특성들의 표시에 기초한 선형화된 최적화를 사용하여 상기 시스템에 대한 수정들을 식별하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    제어 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어기가 상기 수정-온 상태에 있지만, 상기 수정-오프 상태에 있지 않을 때, 상기 제어기는 상기 미터 데이터에 기초한 에너지 전달 파라미터를 발생하기 위해 상기 수정을 적용하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 수정-온 상태와 상기 수정-오프 상태 사이의 에너지 특성에서의 변화를 결정하도록 되고 그리고 상기 에너지 특성의 표시 및 최적화된 전압 동작의 경계들을 결정하는 제한되는 전압 상태들에 기초하여 상기 시스템에 대한 수정들을 식별하도록 되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 수정은 보전 전압 감소이고, 상기 에너지 특성에서의 변화는 보존 전압 감소 팩터 또는 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 에너지 특성의 표시는, 배전 시스템 손실들, 보존 전압 감소 손실들 또는 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  22. 공급점으로부터 복수의 사용자 위치들로 전력을 공급하도록 된 전력 전송 및 배전 그리드에 대한 제어 시스템으로서,
    복수의 센서들 - 각 센서는, 상기 공급점과 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나 사이에서, 또는 상기 공급점 및 상기 복수의 사용자 위치들 중 적어도 하나에서 상기 배전 그리드 상의 복수의 배전 위치들 중 각 배전 위치에 위치되고, 그리고 각 센서는 상기 각 배전 위치에서 상기 공급된 전력의 컴포넌트를 감지하고 상기 전력의 감지된 컴포넌트에 기초하여 측정 데이터를 발생시키도록 되며 - 과; 그리고
    전압 측정 데이터와 시스템 신뢰성에 관련된 데이터베이스에서 식별되는 패턴들을 비교하는 기법을 사용하여 전압의 일반적이지 않은 동작을 식별하도록 되는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    제어 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 일반적이지 않은 동작은, 미터와 미터 베이스 사이의 불량한 접속, 과부하가 걸린 2차 컨덕터, 과부하가 걸린 2차 트랜스포머, 부정확한 트랜스포머 탭 설정, 미터 베이스에 접속된 양립할 수 없는 타입의 미터, 또는 불량한 뉴트럴 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  24. 청구항 17에 있어서,
    상기 에너지 특성은 성능 범위로서 배전 시스템 손실들 및 보전 전압 감소(CVR) 손실들인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  25. 청구항 17에 있어서,
    상기 공급된 전력의 컴포넌트는 전압인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  26. 청구항 17에 있어서,
    디바이스를 조정하는 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 컴포넌트는: 부하 탭 변화 계수에 기초하여 상기 공급점에서 공급되는 상기 전력의 전압을 조정하는 부하 탭 변화 트랜스포머; 또는 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 공급점 또는 상기 배전 그리드 상의 다른 지점에서 공급된 상기 전력의 전압을 조정하는 전압 레귤레이터; 또는 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 배전 그리드 상의 한 지점에서 공급되는 상기 전력의 전압을 조정하는 커패시터 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  27. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어기는, 에너지 전달 및 시스템 신뢰성을 예측 및 수정하기 위해, 동작하는 선형 회귀 패턴과 일반적인 에너지 특성들, 일반적인 전압 특성들 및 일반적인 임피던스 특성들에 관련하여 데이터베이스에서 식별되는 패턴들을 비교하는 선형 회귀 기법을 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  28. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어기는 선형 모델에 결합된 멀티소스 ESS를 사용하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 멀티소스 ESS는 상기 모델에 대한 단일 트랜스포머로서 여겨지는 복수의 트랜스포머들인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  30. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어기는 상기 조정하는 디바이스에 대한 상기 미터의 근접성을 결정하기 위해 선형화, GIS 좌표들 및 미터 전압 상관성을 사용하도록 된 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  31. 공급점과 적어도 하나의 사용자 위치 사이에서, 또는 상기 공급점 및 상기 적어도 하나의 사용자 위치에서 위치된 복수의 배전 위치들에 공급되는 전력을 제어하는 방법으로서,
    상기 복수의 배전 위치들 각각은, 상기 각 배전 위치에서 상기 공급된 전력의 전압을 감지하고 그리고 상기 감지된 전압에 기초하여 측정 데이터를 발생시키도록 되어있는 적어도 하나의 센서를 포함하고,
    상기 방법은:
    수정-온 상태에서 또는 수정-오프 상태에서 상기 전력 전송 및 배전 그리드를 제어하는 단계 - 제어기가 상기 수정-온 상태에 있지만, 상기 수정-오프 상태에 있지 않을 때, 상기 제어기는 상기 미터 데이터에 기초한 에너지 전달 파라미터를 발생하기 위해 수정을 적용하고 - 와;
    상기 에너지 전달 파라미터에 응답하여 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 컴포넌트를 조정하도록 된 컴포넌트 조정 디바이스를 동작시키는 단계와;
    에너지 검증 프로세스를 사용하는 기간에 기초하여 상기 미터들에 의해 상기 공급된 전력의 컴포넌트를 측정하고, 그리고 보존-전압-감소-온 상태와 보존-전압-감소-오프 상태 사이의 에너지 특성들에서의 변화를 선형 회귀를 사용하여 결정하는 단계와; 그리고
    상기 에너지 특성들의 표시에 기초한 선형화된 최적화를 사용하여 상기 시스템에 대한 수정들을 식별하도록 상기 제어기를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력을 제어하는 방법.
  32. 공급점과 적어도 하나의 사용자 위치 사이에서, 또는 상기 공급점 및 상기 적어도 하나의 사용자 위치에서 위치된 복수의 배전 위치들에 공급되는 전력을 제어하는 방법으로서,
    상기 복수의 배전 위치들 각각은, 상기 각 배전 위치에서 상기 공급된 전력의 전압을 감지하고 그리고 상기 감지된 전압에 기초하여 측정 데이터를 발생시키도록 되어있는 적어도 하나의 센서를 포함하고,
    상기 방법은:
    수정-온 상태에서 또는 수정-오프 상태에서 상기 전력 전송 및 배전 그리드를 제어하는 단계 - 제어기가 상기 수정-온 상태에 있지만, 상기 수정-오프 상태에 있지 않을 때, 상기 제어기는 상기 미터 데이터에 기초한 에너지 전달 파라미터를 발생하기 위해 수정을 적용하고;
    상기 에너지 전달 파라미터에 응답하여 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 컴포넌트를 조정하도록 된 컴포넌트 조정 디바이스를 동작시키는 단계와;
    에너지 검증 프로세스를 사용하는 기간에 기초하여 상기 미터들에 의해 상기 공급된 전력의 컴포넌트를 측정하고, 그리고 보존-전압-감소-온 상태와 상기 보존-전압-감소-오프 상태 사이의 에너지 특성들에서의 변화를 선형 회귀를 사용하여 결정하는 단계와; 그리고
    동작하는 상기 선형 회귀의 패턴과 시스템 신뢰성에 관련된 데이터베이스에서 식별된 패턴들을 비교하는 선형 회귀 기법을 사용하여 전압의 일반적이지 않은 동작을 식별하도록 상기 제어기를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력을 제어하는 방법.
  33. 청구항 31에 있어서,
    상기 공급된 전력의 컴포넌트는 전압인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  34. 청구항 31에 있어서,
    상기 수정은 보존 전압 감소인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  35. 청구항 31에 있어서,
    디바이스를 조정하는 상기 전력 전송 및 배전 그리드의 컴포넌트는: 부하 탭 변화 계수에 기초하여 상기 공급점에서 공급되는 상기 전력의 전압을 조정하는 부하 탭 변화 트랜스포머; 또는 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 공급점 또는 상기 배전 그리드 상의 다른 지점에서 공급된 상기 전력의 전압을 조정하는 전압 레귤레이터; 또는 상기 에너지 전달 파라미터에 기초하여 상기 배전 그리드 상의 한 지점에서 공급되는 상기 전력의 전압을 조정하는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  36. 청구항 32에 있어서,
    상기 에너지 특성은 보존 전압 감소 팩터인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  37. 청구항 31에 있어서,
    상기 에너지 특성은 에너지 절약인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  38. 청구항 31에 있어서,
    각 미터의 데이터는 상기 기간에 대하여 평균인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  39. 청구항 31에 있어서,
    상기 기간은 24시간인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  40. 청구항 31에 있어서,
    상기 기간은 4시간인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  41. 청구항 31에 있어서,
    상기 기간은 1시간인 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
  42. 청구항 31에 있어서,
    상기 일반적이지 않은 동작은, 미터와 미터 베이스 사이의 불량한 접속, 과부하가 걸린 2차 컨덕터, 과부하가 걸린 2차 트랜스포머, 부정확한 트랜스포머 탭 설정, 미터 베이스에 접속된 양립할 수 없는 타입의 미터, 또는 불량한 뉴트럴 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 제어하는 방법.
KR1020157029528A 2013-03-15 2014-03-14 Ami-기반 데이터 분석을 이용하여 에너지 수요 및 에너지 효율의 계획으로 전력 시스템을 제어 KR20150132469A (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210130865A (ko) * 2020-04-22 2021-11-02 한국전력공사 에지 컴퓨팅에서 다중 ami 데이터 스트림 가속처리를 위한 하이브리드 딥 러닝 스케줄링 방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9678520B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Dominion Resources, Inc. Electric power system control with planning of energy demand and energy efficiency using AMI-based data analysis
US9563218B2 (en) 2013-03-15 2017-02-07 Dominion Resources, Inc. Electric power system control with measurement of energy demand and energy efficiency using t-distributions
US9553453B2 (en) 2013-03-15 2017-01-24 Dominion Resources, Inc. Management of energy demand and energy efficiency savings from voltage optimization on electric power systems using AMI-based data analysis
US9582020B2 (en) 2013-03-15 2017-02-28 Dominion Resources, Inc. Maximizing of energy delivery system compatibility with voltage optimization using AMI-based data control and analysis
US9847639B2 (en) 2013-03-15 2017-12-19 Dominion Energy, Inc. Electric power system control with measurement of energy demand and energy efficiency
WO2016123327A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Dominion Resources, Inc. Electric power system control with measurement of energy demand and energy efficiency
CN104917187B (zh) * 2015-07-14 2018-01-02 国家电网公司 一种电网系统的控制方法及装置
EP3125397B1 (de) 2015-07-29 2019-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, datenverarbeitungsanordnung und computerprogrammprodukt zur nachrüstung eines elektrischen energienetzes
US10732656B2 (en) 2015-08-24 2020-08-04 Dominion Energy, Inc. Systems and methods for stabilizer control
US11221353B2 (en) * 2018-07-06 2022-01-11 Schneider Electric USA, Inc. Systems and methods for analyzing power quality events in an electrical system
US20220129865A1 (en) * 2019-03-28 2022-04-28 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method for monitoring an electrical device
SE1951342A1 (en) * 2019-11-25 2021-05-26 Climeon Ab Method and module controller for controlling a power producing system
CN113269430A (zh) * 2021-05-20 2021-08-17 北京理工大学 基于运行测风塔实测数据的风电项目发电量后评估方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120053751A1 (en) * 2009-02-03 2012-03-01 Dong Energy Power A/S Distributed electrical power production system and method of control thereof
JP5312611B2 (ja) * 2009-02-11 2013-10-09 アクセンチュア グローバル サービスィズ リミテッド 需要応答を使用してフィーダ回路損失を削減する方法およびシステム
MX339713B (es) * 2009-05-07 2016-06-07 Dominion Resources Inc Conservacion de voltaje usando infraestructura de medicion avanzada y control de voltaje centralizado en la subestacion.
EP2603771A1 (en) * 2010-08-10 2013-06-19 Sensus USA Inc. Electric utility meter comprising load identifying data processor
CN102055201B (zh) * 2010-12-09 2012-11-14 北京四方继保自动化股份有限公司 基于微扰动信号振荡模式辨识的电力系统低频振荡机理分析方法
US8825416B2 (en) * 2011-02-28 2014-09-02 International Business Machines Corporation Systems and methods for phase identification

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210130865A (ko) * 2020-04-22 2021-11-02 한국전력공사 에지 컴퓨팅에서 다중 ami 데이터 스트림 가속처리를 위한 하이브리드 딥 러닝 스케줄링 방법

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