專利名稱：控制電力分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力分配領(lǐng)域。其不同于權(quán)利要求1的前序部分中所描述的用于控制電力分配的分配控制器。
背景技術(shù)：
電力分配系統(tǒng)是電力傳輸網(wǎng)絡(luò)和電力終端客戶之間的接口。典型地，電力分配系 統(tǒng)包含經(jīng)電力線和開關(guān)連接到次級(jí)變電站的多個(gè)主變電站。主變電站含有將電壓從輸電網(wǎng) 或者地區(qū)輸電網(wǎng)(sub-transmission grid)的HV級(jí)減小到適合于區(qū)域傳輸?shù)腗V級(jí)的變壓 器。分配級(jí)別網(wǎng)絡(luò)控制涉及與變電站和電力線的主設(shè)備相互作用的多件次級(jí)設(shè)備，即開關(guān)、 抽頭換接器、電容器組以及類似設(shè)備。分配地區(qū)、區(qū)域或者單元被指派給一個(gè)單個(gè)主變電站 并且由電力明確連接的主設(shè)備(樹形結(jié)構(gòu)或者饋線結(jié)構(gòu))定義。然而，分配地區(qū)在網(wǎng)絡(luò)拓 撲結(jié)構(gòu)的重新配置期間經(jīng)受變化，潛在地導(dǎo)致分配地區(qū)與關(guān)聯(lián)的次級(jí)設(shè)備的虛擬域之間的 不一致。另外，在分配系統(tǒng)的較低電壓級(jí)上的電力的分布式發(fā)電為分配級(jí)別網(wǎng)絡(luò)控制產(chǎn)生 一些不可忽視的協(xié)調(diào)任務(wù)。舉例來說，2007年6月的IEEE 2007電力工程協(xié)會(huì)全體會(huì)議上Per Lund的題為 “The Danish Cell Project-Part 1 -Background andGeneral Approach，，的論文描述了單 元控制器引導(dǎo)計(jì)劃(CellController Pilot Project)，其目的在于開發(fā)用于存在于丹麥西 部的大量分布式發(fā)電的優(yōu)化管理和有效電力網(wǎng)利用的新的解決方案。為了這個(gè)目的，在主 變電站處的每個(gè)150/60千伏變壓器下面的60千伏(kV)網(wǎng)絡(luò)部件通過斷開被選擇的變電 站中足夠多的60千伏線斷路器并且從而將60千伏分配系統(tǒng)的另外組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)分區(qū)而被作 為放射狀網(wǎng)絡(luò)操作。這些被放射狀地操作的60千伏網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)于是定義60千伏分 配單元，該分配單元將受具有多個(gè)功能并且具有到分配網(wǎng)絡(luò)操作器(DNO)的網(wǎng)絡(luò)控制中心 (NCC)處的監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)捕獲(SCADA)系統(tǒng)的鏈路的全自動(dòng)單元控制器控制。單元或者分配控制器也被稱為智能變電站控制系統(tǒng)(ISCS)或者分配智能系統(tǒng)控 制器(DISC)，其可以包含一個(gè)或者若干物理設(shè)備并且通常被置于分配地區(qū)的主變電站中。 ISCS能夠通過提供用于映射用于保護(hù)和控制的次級(jí)設(shè)備和較高級(jí)別的系統(tǒng)之間的信號(hào)的 網(wǎng)關(guān)功能而對(duì)于NCC起變電站網(wǎng)關(guān)的作用。特別地，其能夠在內(nèi)部將來自各種主協(xié)議的過 程數(shù)據(jù)變換到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，例如IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，以及能夠?qū)碜詷?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的 數(shù)據(jù)變換到通用從協(xié)議之一。舉例來說，ISCS通過現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施連接到NCC，這兩者經(jīng)主從類型的遙控 協(xié)議通信,例如IEC 60870-5-101 ο多個(gè)其它協(xié)議，諸如SPA、L0N_LAG和IEC 60870-5-103被 用于將ISCS連接到為了保護(hù)和控制目的的次級(jí)設(shè)備或者過程設(shè)備。另一方面，IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議基于客戶端-服務(wù)器，這允許若干客戶端訪問來自相同服務(wù)器的數(shù)據(jù)。它們以標(biāo) 準(zhǔn)化的面向?qū)ο蟮姆绞蕉x變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)的語義(semantics)，并且提供標(biāo)準(zhǔn)化的方法 以在不同的工程工具之間以標(biāo)準(zhǔn)化的格式傳遞數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是要優(yōu)化電力分配。通過根據(jù)權(quán)利要求1的分配控制器和根據(jù)權(quán)利要求7的控制電力分配的方法來實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。根據(jù)從屬權(quán)利要求，另外優(yōu)選的實(shí)施例顯而 易見。根據(jù)本發(fā)明，用于控制被指派給控制器的第一電力分配區(qū)域或者單元中的電力分 配的分配控制器適用于被連接到第一控制域的過程設(shè)備或者次級(jí)設(shè)備。這些次級(jí)設(shè)備，諸 如變電站智能電子設(shè)備IED和遠(yuǎn)程終端單元RTU，依次與被指派的第一區(qū)域的主設(shè)備相互 作用。該控制器包含用于處理和評(píng)估來自連接到控制器的過程設(shè)備的數(shù)據(jù)的處理裝置。該 處理裝置實(shí)現(xiàn)根據(jù)IEC 61850的邏輯節(jié)點(diǎn)和/或應(yīng)用函數(shù)算法，并且取得和提出與被指派 的第一區(qū)域的主設(shè)備有關(guān)并且由被指派的第一區(qū)域的主設(shè)備執(zhí)行的動(dòng)作或者命令。分配控 制器還包含實(shí)現(xiàn)用于在被提出的動(dòng)作或者命令由主設(shè)備執(zhí)行之前協(xié)調(diào)它們的邏輯算法或 者準(zhǔn)則的協(xié)調(diào)裝置。在本上下文中的協(xié)調(diào)被理解為包含按優(yōu)先級(jí)排序、分等級(jí)、沖突解決、 或者任何其它類型的合情合理的決策。上述應(yīng)用函數(shù)算法包含用于例如損失最小化、電壓控制和擁塞管理的高級(jí)和復(fù)雜 的程序(routine)，其由超過預(yù)先確定的門限和/或以其它方式違反特定的操作約束的某 個(gè)在線變量觸發(fā)。對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或者命令包含在100毫秒的時(shí)間尺度上的控制、管理或者優(yōu) 化命令，或者與這些命令有關(guān)的參數(shù)設(shè)置的改變，或者保護(hù)設(shè)置的改變。因?yàn)橛尚碌囊?guī)則、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的快速擴(kuò)張、諸如風(fēng)力或者PV的可再生間歇性發(fā)電的集成以及歸因于能量市場 的影響的改變的需求模式而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的增加，如今電力系統(tǒng)的操作狀態(tài)正變得不 那么可預(yù)測。這種增加的不可預(yù)測性可能最終使得不同的應(yīng)用函數(shù)算法提出分歧的測量 (diverging measure)0因而，凡是由對(duì)過程設(shè)備提供的過程數(shù)據(jù)的處理產(chǎn)生的與電力分配系統(tǒng)的操作有 關(guān)的矛盾的、競爭的或者重疊的要求之處，獨(dú)立的協(xié)調(diào)步驟被調(diào)用。協(xié)調(diào)準(zhǔn)則可以取決于電 力分配系統(tǒng)和/或分配控制器的操作條件，并且可以基于例如預(yù)先確定的或者動(dòng)態(tài)更新的 因素或者來自電力分配系統(tǒng)的鄰近的分配區(qū)域或者單元的輸入而被獨(dú)立地確定和調(diào)整，最 終產(chǎn)生后者的進(jìn)一步優(yōu)化的操作以及計(jì)算資源的有效使用。在根據(jù)本發(fā)明的第一分配控制器中，區(qū)域內(nèi)范圍(intra-region-wide)的協(xié)調(diào)或 者決策制定被實(shí)現(xiàn)為協(xié)調(diào)裝置，只要矛盾的動(dòng)作被提出或者可能被提出就咨詢?cè)搮f(xié)調(diào)裝 置。協(xié)調(diào)裝置回到(revert to)用于選擇專門的應(yīng)用函數(shù)算法的諸如按優(yōu)先級(jí)排序或者分 等級(jí)的順序的準(zhǔn)則，該專門的應(yīng)用函數(shù)算法的提議將被執(zhí)行或者被丟棄。因而，通過評(píng)估多 個(gè)預(yù)先定義的應(yīng)用函數(shù)由處理裝置提出的動(dòng)作在它們要求監(jiān)督介入的情況下通過咨詢對(duì) 任何特定的提議組合指示怎樣繼續(xù)的表或者索引而被協(xié)調(diào)。在優(yōu)選的變體中，協(xié)調(diào)裝置包括基于過去的操作經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)被提出的動(dòng)作的沖突解 決能力。為了該目的，歷史數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)多個(gè)先前遇到的操作條件和目標(biāo)主設(shè)備的對(duì)應(yīng)的被 執(zhí)行的動(dòng)作，舉例來說諸如開關(guān)操作歷史。根據(jù)這些，結(jié)論被得到并且被合并入表或者索 弓丨，以及被應(yīng)用到與先前的操作條件相似的任何當(dāng)前情況。在另外的優(yōu)選變體中，分等級(jí)的順序評(píng)估分歧動(dòng)作的可能原因，即約束違反的類 型和/或幅度。類型既涉及超過其門限的物理量也涉及所關(guān)心的那件設(shè)備，因而區(qū)分具有 相同類型的主設(shè)備，諸如都遭受電壓或者電流約束違反的兩條線。幅度是絕對(duì)值或者是相對(duì)值，并且可以結(jié)合被指派給類型的權(quán)重來組合或者評(píng)估。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，第一分配控制器適用于直接經(jīng)光信道或者間接經(jīng)較高的層級(jí)結(jié)構(gòu)級(jí)別或者NCC中的數(shù)據(jù)集中器與被指派給第二或者鄰近區(qū)域的第二或者對(duì)等 分配控制器通信。第一控制器于是可以代表第一區(qū)域的主設(shè)備接收由第二控制器的處理裝 置取得的動(dòng)作或者命令。同樣地，第一控制器的協(xié)調(diào)裝置可以基于來自第二控制器的輸入 來協(xié)調(diào)被提出的動(dòng)作。來自第二控制器的決策支持輸入可以是電壓或者負(fù)載測量，或者可 以是由第二域的過程設(shè)備估計(jì)的任何其它量，或者可以是對(duì)第一控制器的明確的問題或者 請(qǐng)求的答復(fù)。通過這樣將協(xié)調(diào)活動(dòng)擴(kuò)展到第一區(qū)域之外，多區(qū)域電力分配系統(tǒng)的操作性能 和有效網(wǎng)絡(luò)管理被改進(jìn)。在另外的實(shí)施例中，第一分配控制器適用于與過程設(shè)備通信，該過程設(shè)備又依次 與被指派給第一控制器的第一區(qū)域的主設(shè)備相互作用，但是該第一分配控制器被直接連接 到第二分配控制器。這允許第一控制器經(jīng)第二控制器得到到其處理裝置的必要數(shù)據(jù)輸入， 例如按照電力網(wǎng)絡(luò)的重新配置和對(duì)所述主設(shè)備從第二區(qū)域到第一區(qū)域的對(duì)應(yīng)的重新指派。 換句話說，其中由連接到主變電站的主設(shè)備定義的分配區(qū)域不同于由連接到分配控制器的 次級(jí)設(shè)備定義的控制域的情況被預(yù)期。在控制包含被指派給至少兩個(gè)非重疊的分配區(qū)域的多個(gè)主設(shè)備以及至少兩個(gè)連 接到又依次與相應(yīng)的分配區(qū)域中的主設(shè)備相互作用的過程設(shè)備或者次級(jí)設(shè)備的分配控制 器的電力分配網(wǎng)絡(luò)上的電力分配的方法中，下列兩個(gè)步驟被執(zhí)行通過實(shí)現(xiàn)應(yīng)用函數(shù)算法或者邏輯節(jié)點(diǎn)的第一控制器的處理裝置并且基于來自連 接到控制器的過程設(shè)備的數(shù)據(jù)，取得與被指派的第一區(qū)域的主設(shè)備有關(guān)并且由被指派的第 一區(qū)域的主設(shè)備執(zhí)行的控制、管理或者優(yōu)化命令，以及通過實(shí)現(xiàn)邏輯算法的第一控制器的協(xié)調(diào)裝置基于來自第二或者鄰近分配控制器 的決策支持輸入來協(xié)調(diào)動(dòng)作。此處，決策支持輸入最好專用光纖鏈路在兩個(gè)控制器之間被 傳送。本發(fā)明還涉及包括用于控制連接到電力分配區(qū)域的過程設(shè)備的分配控制器的一 個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特別地，涉及包括在其中含有 計(jì)算機(jī)程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。


將參考首選的示例性實(shí)施例在下文中更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的主題，首選的示例性 實(shí)施例在附圖中示出，其中圖1示意性地示出電力傳輸網(wǎng)絡(luò)；圖2描繪了主變電站的功能塊；圖3示出分配控制器的構(gòu)架；圖4示出電力變電站網(wǎng)絡(luò)；以及圖5是示出用于在電力分配網(wǎng)絡(luò)上控制電力分配的方法的流程圖。附圖中所使用的參考符號(hào)及它們的含義以歸納的形式在參考符號(hào)列表中列出。原 則上，一致的部件在圖中具有相同的參考符號(hào)。
具體實(shí)施例方式圖1示出包含具有經(jīng)電力線和開關(guān)連接到次級(jí)變電站13的主變電站3的兩 個(gè)分配地區(qū)1的示例性電力分配系統(tǒng)。主變電站含有將電壓從輸電網(wǎng)或者地區(qū)輸電網(wǎng) (sub-transmission grid)(未示出)的HV級(jí)減小到適合于區(qū)域傳輸?shù)腗V級(jí)的變壓器。在 次級(jí)變電站13中，抽頭轉(zhuǎn)換變壓器依次將客戶或者LV饋線(未示出)連接到MV級(jí)。該系 統(tǒng)包含多個(gè)主設(shè)備，諸如受控的變壓器5、電路斷路器7、開關(guān)9 (斷開)和11 (閉合)、用于 分布式發(fā)電的電力源15以及受控電容器17。分配級(jí)別網(wǎng)絡(luò)控制涉及與上述變電站、電力線 及其它主設(shè)備相互作用的多件次級(jí)設(shè)備(未示出)?？梢员挥糜谥匦屡渲镁W(wǎng)絡(luò)的開關(guān)11被置于次級(jí)變電站之間的線的末端。分配地 區(qū)、區(qū)域或者單元1被指派給一個(gè)單個(gè)主變電站并且由電力明確連接的主設(shè)備(樹形結(jié)構(gòu) 或者饋線結(jié)構(gòu))定義。因而，當(dāng)通過斷開閉合的開關(guān)11并且閉合斷開的開關(guān)9中的一個(gè)來 重新配置電力分配系統(tǒng)時(shí)，圖1中的兩個(gè)分配區(qū)域?qū)⒆兊孟喈?dāng)不同。圖2示出包含布置在主變電站3中并且連接到四個(gè)過程設(shè)備21的分配控制器19 的分配級(jí)別網(wǎng)絡(luò)控制的示意性結(jié)構(gòu)，其中過程設(shè)備21中的每一個(gè)依次連接到多個(gè)主設(shè)備 23。分配控制器19是智能變電站控制系統(tǒng)(ISCS)，其能夠執(zhí)行許多網(wǎng)絡(luò)控制和管理功能。 其從過程設(shè)備21收集數(shù)據(jù)并且采取有關(guān)主設(shè)備23的狀態(tài)變化的決策。舉例來說，分配控 制器19可以基于其從過程設(shè)備21收集的數(shù)據(jù)決定電力分配區(qū)域1中的電路斷路器7的狀 態(tài)。過程設(shè)備21的例子包括但不限于智能電子設(shè)備(IED)和遠(yuǎn)程終端單元(RTU)。這些設(shè) 備與主設(shè)備23以及分配控制器19通信。舉例來說，它們可以將數(shù)據(jù)從主設(shè)備23傳遞到分 配控制器19，并且將分配控制器19的決策傳送到主設(shè)備23。有了必要數(shù)據(jù)，分配控制器19可以執(zhí)行各種控制和管理功能。網(wǎng)絡(luò)控制功能的 例子是電壓控制、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)和網(wǎng)絡(luò)重新配置，而網(wǎng)絡(luò)管理功能的例子是發(fā)電約束管理、網(wǎng)絡(luò) 損失減小和資產(chǎn)管理。分配控制器19也執(zhí)行與電力分配區(qū)域1有關(guān)的各種優(yōu)化功能。另 夕卜，由于分配控制器19負(fù)責(zé)對(duì)對(duì)應(yīng)于主變電站3的區(qū)域的可靠的電力分配，其在從數(shù)秒到 數(shù)分鐘范圍內(nèi)的快速時(shí)間尺度上工作并且執(zhí)行各種優(yōu)化功能。舉例來說，這些快速時(shí)間尺 度的功能可以是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)由于傳輸線中的故障而被斷電時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整開關(guān)配置。這有助于在最 短的可能時(shí)間中為盡可能多的客戶恢復(fù)電力。分配控制器19也可以基于被選擇的開關(guān)狀 態(tài)以及分布式電源15的電流負(fù)載模式和操作狀態(tài)而調(diào)整其它本地控制器的設(shè)置。分配控 制器19也負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各種其它分配控制器的動(dòng)作以控制電壓和無功潮流(reactive power flow)ο另外，分配控制器19基于分布式電源15的開關(guān)配置和連接/斷開狀態(tài)來調(diào)整主 設(shè)備23的保護(hù)設(shè)置。在電力分配區(qū)域1中有負(fù)載變化的情況下，分配控制器19被配置用 于調(diào)整開關(guān)配置并且使用需求側(cè)管理或者能量存儲(chǔ)設(shè)備使得所有網(wǎng)絡(luò)部件的容量限制被 兩足。上述功能由分配控制器19在其工作在快速時(shí)間尺度上時(shí)執(zhí)行。當(dāng)分配控制器19 工作在數(shù)小時(shí)到數(shù)周的較慢時(shí)間尺度上時(shí)，其負(fù)責(zé)條件監(jiān)視和資產(chǎn)壽命延長。為此，分配控 制器19為電力傳輸網(wǎng)絡(luò)的正常狀態(tài)操作調(diào)整默認(rèn)開關(guān)配置。此處，網(wǎng)絡(luò)的正常狀態(tài)操作指 當(dāng)在傳輸線或者任何其它網(wǎng)絡(luò)部件中沒有故障時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。分配控制器19的較慢時(shí)間 尺度工作被執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)最小的操作損失以及使網(wǎng)絡(luò)中的故障的影響最小化。這可以通過估計(jì)故障的可能性及其在經(jīng)濟(jì)上的后果來完成。分配控制器19可以使用來自條件評(píng)估系統(tǒng)的輸入以使總的風(fēng)險(xiǎn)最小化。圖3描繪了分配控制器19的詳細(xì)構(gòu)架。通過使用通信基礎(chǔ)設(shè)施，分配控制器19 可以收集和發(fā)送來自/去往其被指派的域中的過程設(shè)備21的數(shù)據(jù)、來自/去往網(wǎng)絡(luò)控制中 心(NCC)的數(shù)據(jù)以及來自/去往位于其它變電站中的其它分配控制器的數(shù)據(jù)。過程設(shè)備21 通過首先從主設(shè)備23收集數(shù)據(jù)并且接著將其發(fā)送到分配控制器19來將必要數(shù)據(jù)從主設(shè)備 23傳遞到分配控制器19。在分配控制器19處，主協(xié)議變換器25將過程設(shè)備21為數(shù)據(jù)傳 遞所使用的各種通信協(xié)議變換到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。這具有分配控制器19的功能變?yōu)楠?dú)立于分配 網(wǎng)絡(luò)所使用的通信模型或者協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)。在轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之后，必要數(shù)據(jù)被發(fā)送到通用 數(shù)據(jù)模型(CDM)或者服務(wù)器27。必要數(shù)據(jù)存在于臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或者抽象數(shù)據(jù)空間27并且可以被處理裝置29使 用。處理裝置29可以通過通信的對(duì)稱“請(qǐng)求和響應(yīng)”和/或“周期性更新”方法來得到必要 數(shù)據(jù)。在接收數(shù)據(jù)之后，處理裝置29提出要在主設(shè)備23處被實(shí)現(xiàn)的“動(dòng)作”或者決策。處 理裝置29包括處理必要數(shù)據(jù)和提出一組動(dòng)作的多個(gè)算法31。算法31的例子包括但不限于 控制算法、最優(yōu)潮流算法以及類似的算法。另外，所提出的該組動(dòng)作經(jīng)臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)27被 傳送到協(xié)調(diào)裝置33。在接收被提出的這組動(dòng)作之后，協(xié)調(diào)裝置33決定需要在主設(shè)備23處被實(shí)現(xiàn)的“最 終”動(dòng)作。在不同的被提出的動(dòng)作之間有沖突的情況下，協(xié)調(diào)裝置33基于提出這些動(dòng)作的 算法31的優(yōu)先級(jí)決定最終的動(dòng)作。舉例來說，當(dāng)兩個(gè)算法提出彼此相互矛盾的動(dòng)作時(shí)，如 一個(gè)提出斷開特定開關(guān)而另一個(gè)提出閉合該開關(guān)，協(xié)調(diào)裝置33基于兩個(gè)競爭的算法的優(yōu) 先級(jí)采取最終的決策。另外，算法31的優(yōu)先級(jí)也可以基于電力系統(tǒng)和分配控制器19的操作 條件而被動(dòng)態(tài)地改變。協(xié)調(diào)裝置33還可以利用來自歷史數(shù)據(jù)庫的額外信息來做出最終的 決策。舉例來說，來自歷史數(shù)據(jù)庫的額外信息可以是網(wǎng)絡(luò)中的主設(shè)備的開關(guān)操作歷史。根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在控制器的本地存儲(chǔ)不足的情況下，歷史數(shù)據(jù)庫可以被包括在外部存 儲(chǔ)設(shè)備中，該外部存儲(chǔ)設(shè)備可以通過使用通信接口由分配控制器19訪問。除了上述部件以外，分配控制器19也包括從協(xié)議變換器35，其被可通信地連接到 臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)27和較高的層級(jí)結(jié)構(gòu)級(jí)別處的外部網(wǎng)絡(luò)控制器，如NCC。類似于主協(xié)議變換 器25，從協(xié)議變換器35通過將數(shù)據(jù)從分配控制器19的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議變換到NCC所使用的合適 的通信協(xié)議來促進(jìn)NCC和分配控制器19之間的通信，并且反之亦然(vice-versa)。分配控制器19的功能通過使用臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)27而包含網(wǎng)絡(luò)及關(guān)聯(lián)設(shè)備的抽象模 型。在臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)27中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件由存在于操作分配控制器19的控制器軟件中的 抽象的CDM對(duì)象表示。這些CDM對(duì)象含有與分配控制器19相關(guān)聯(lián)的過程設(shè)備提供的必要 數(shù)據(jù)的鏡像復(fù)制。另外，無論何時(shí)只要任何控制操作被執(zhí)行或者決策被做出，對(duì)應(yīng)的CDM對(duì) 象就被更新并且關(guān)聯(lián)的過程設(shè)備自動(dòng)被通知并且被命令來執(zhí)行操作。同樣地，無論何時(shí)只 要新的數(shù)據(jù)在過程設(shè)備處可用時(shí)，新的數(shù)據(jù)就被自動(dòng)發(fā)送到控制器并且有關(guān)的CDM對(duì)象被 更新。這種抽象模型使控制功能獨(dú)立于在各種網(wǎng)絡(luò)中所使用的通信模型和協(xié)議。圖4詳細(xì)示出具有變電站3和變電站37以及NCC39的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)。通過使用 通信基礎(chǔ)設(shè)施，變電站3中的分配控制器19能夠傳遞來自/去往變電站37中的分配控制 器43和/或NCC 39的數(shù)據(jù)。通過在位于不同變電站中的這些分配控制器之間的必要數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)，由這些控制器完成的網(wǎng)絡(luò)操作對(duì)于整個(gè)區(qū)域可以被優(yōu)化。在分配控制器例如控制器19內(nèi)，協(xié)調(diào)器33負(fù)責(zé)變電站3內(nèi)的過程設(shè)備21之間，以及變電站37內(nèi)的過程設(shè)備41之間的通信。協(xié)調(diào)裝置33可以使用來自過程設(shè)備21的必 要數(shù)據(jù)和/或來自分配控制器43的決策支持輸入以采取最終的操作決策。決策支持輸入 可以是例如歷史數(shù)據(jù)或者來自過程設(shè)備41的必要數(shù)據(jù)。另外，在不同變電站處的協(xié)調(diào)器默 認(rèn)地具有相同的權(quán)利，然而在一些環(huán)境中，它們中的一個(gè)/若干個(gè)可以比其它具有更多的 決策權(quán)利。舉例來說，可能有分配控制器19比分配控制器43具有更多權(quán)利，并且可以因而 拒絕由分配控制器43發(fā)送的任何建議或者數(shù)據(jù)的情況。參考圖4，變電站3中的分配控制器19可以通過使用專用鏈路，如光信道或者通 過較高層級(jí)結(jié)構(gòu)或者NCC 39中的數(shù)據(jù)集中器來與變電站37中的分配控制器43通信。NCC 39和分配控制器19之間的通信經(jīng)從協(xié)議變換器35來完成。分配控制器19和43也可以通 過它們各自的協(xié)調(diào)裝置33和45直接通信。協(xié)調(diào)裝置33和45通過通信的對(duì)稱“請(qǐng)求和響 應(yīng)”和/或“周期性更新”方法彼此通信。圖5是示出用于控制電力分配系統(tǒng)上的電力分配的優(yōu)選方法的流程圖。作為例 子，電力分配系統(tǒng)可以具有兩個(gè)分配區(qū)域，對(duì)應(yīng)于變電站3和37。變電站3和37中的每一 個(gè)都包括分配控制器，像分配控制器19和43，分配控制器19和43還被連接到過程設(shè)備21 和41。在步驟47處，要在第一分配區(qū)域的主設(shè)備上執(zhí)行的動(dòng)作由分配控制器19的處理 裝置29提出?；趶倪^程設(shè)備21得到的數(shù)據(jù)提出該動(dòng)作。在步驟49處，基于由第二分配 區(qū)域的分配控制器43提供的輸入或者數(shù)據(jù)通過協(xié)調(diào)裝置33協(xié)調(diào)由處理裝置29提出的動(dòng) 作。為了通信，分配控制器19和分配控制器43使用專用鏈路或者NCC 39。標(biāo)記列表1 電力分配區(qū)域3 主變電站5 受控變壓器7 電路斷路器9 開關(guān)(斷開)11 開關(guān)(閉合)13 次級(jí)變電站15 分布式電源17 受控電容器19 分配控制器或者ISCS21 過程設(shè)備23 主設(shè)備25 主協(xié)議變換器27 臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)29 處理裝置31 算法33 協(xié)調(diào)裝置
35從協(xié)議變換器37第二變電站39NCC41變電站37的過程設(shè)備43變電站37的分配控制器45變電站37的協(xié)調(diào)裝置47第一流程圖步驟49第二流程圖步驟
權(quán)利要求
一種用于控制第一電力分配區(qū)域(1)中的電力分配的分配控制器(19)，其中所述控制器(19)適用于被連接到過程設(shè)備(21)，所述過程設(shè)備(21)依次與被指派的第一區(qū)域(1)的主設(shè)備(23)相互作用，并且其中所述控制器(19)包含處理裝置(29)，所述處理裝置(29)用于處理來自連接到所述控制器(19)的過程設(shè)備(21)的數(shù)據(jù)，以及用于提出與所述第一區(qū)域(1)的主設(shè)備(23)有關(guān)的動(dòng)作，其特征在于，所述分配控制器(19)包含用于協(xié)調(diào)被提出的動(dòng)作的協(xié)調(diào)裝置(33)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配控制器，其特征在于，所述協(xié)調(diào)裝置(33)適用于基于按 優(yōu)先級(jí)排序的順序或者分等級(jí)的順序來協(xié)調(diào)被提出的動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分配控制器，其特征在于，所述按優(yōu)先級(jí)排序的順序或者分 等級(jí)的順序基于所述主設(shè)備(23)的操作歷史。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分配控制器，其特征在于，所述按優(yōu)先級(jí)排序的順序或者分 等級(jí)的順序?qū)⒁鸨惶岢龅膭?dòng)作的約束違反的類型和/或幅度考慮在內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配控制器，其特征在于，其為第一分配控制器(19)并且適 用于與被指派給第二區(qū)域的第二分配控制器(43)通信，以及其特征在于_所述協(xié)調(diào)裝置(33)適用于協(xié)調(diào)與所述第一區(qū)域(1)的主設(shè)備(23)有關(guān)并且由所述 第一分配控制器(19)的處理裝置(29)或者所述第二分配控制器(43)的處理裝置(29)提 出的動(dòng)作，和/或其特征在于_所述協(xié)調(diào)裝置(33)適用于基于來自所述第二控制器(43)的決策支持輸入來協(xié)調(diào)被 提出的動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配控制器，其特征在于，其為第一分配控制器(19)并且適 用于與被指派給第二區(qū)域的第二分配控制器(43)通信，以及其特征在于，其適用于與連接 到所述第二控制器(43)的過程設(shè)備(41)通信。
7.—種控制電力分配系統(tǒng)上的電力分配的方法，所述電力分配系統(tǒng)包含兩個(gè)分配區(qū)域 和連接到過程設(shè)備(21)的兩個(gè)分配控制器(19，43)，所述過程設(shè)備(21)依次與各個(gè)分配區(qū) 域中的主設(shè)備(23)相互作用，所述方法包含-通過第一控制器(19)的處理裝置(29)并且基于來自連接到所述控制器(19)的過程 設(shè)備(21)的數(shù)據(jù)取得與被指派的第一區(qū)域的主設(shè)備(23)有關(guān)的動(dòng)作。-通過所述第一控制器(19)的協(xié)調(diào)裝置(33)基于來自所述第二分配控制器(43)的輸 入?yún)f(xié)調(diào)所述動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，其包含經(jīng)專用鏈路或者經(jīng)所述電力分配 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制中心(NCC) (39)在所述兩個(gè)分配控制器(19，43)之間通信。
全文摘要
本發(fā)明與控制電力分配區(qū)域中電力的分配有關(guān)。為了有效地控制所述分配區(qū)域中的電力分配，所述區(qū)域的變電站(3)具備分配控制器(19)或者智能變電站控制系統(tǒng)(ISCS)。所述分配控制器被連接到各種過程設(shè)備(21)，所述過程設(shè)備又被連接到所述區(qū)域的主設(shè)備(23)。所述過程設(shè)備將對(duì)應(yīng)于所述主設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述分配控制器，并且所述分配設(shè)備包括處理裝置(29)，所述處理裝置基于被接收的數(shù)據(jù)提出一組動(dòng)作。另外，所述分配控制器包含協(xié)調(diào)裝置(33)，所述協(xié)調(diào)裝置從被提出的該組動(dòng)作中選擇最終的動(dòng)作。在所述分配區(qū)域的主設(shè)備上實(shí)現(xiàn)所述最終的動(dòng)作。
文檔編號(hào)H02J3/04GK101809839SQ200880110047
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者A·派斯, C·弗雷, C·袁, M·拉森 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司