專利名稱：智能變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及能量監(jiān)視，更具體地，涉及實施智能變壓器的系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品
背景技術(shù)：
部分由于電動車輛技術(shù)和其他智能電網(wǎng)優(yōu)勢，可以預(yù)期未來負載與當前負載將有顯著的不同。同樣，由于預(yù)期到負載類型的增加，公共設(shè)備可能開始經(jīng)歷每日峰值移動或呈平穩(wěn)狀態(tài)。盡管全系統(tǒng)負載是一個問題，但是即將到來的問題涉及對于單獨的配電變壓器特定的負載。目 前，住宅應(yīng)用中的變壓器大小設(shè)計可以基于多種假設(shè)。一個假設(shè)可以實現(xiàn)基于家庭大小的平均負載，而第二個假設(shè)可以實現(xiàn)峰值時段(例如，四個小時)。由于電動車輛充電，配電變壓器上的負載量可能會加倍，并增加峰值時段遠遠超過四個小時。因此，可以預(yù)期配電變壓器的使用壽命損失增加，并且變壓器故障的可能性更大。目前，還沒有已知的用于監(jiān)視和控制配電變壓器上的實時負載的方法。過載情況可以通過兩種方式檢測。在某些情況中，客戶因電壓問題打電話，引發(fā)調(diào)查，并且在過載的情況下引發(fā)隨后的升級變壓器。在變壓器故障的情況下，如果過載是預(yù)料到的原因，則可以對變壓器進行升級。兩種情況都涉及利用反應(yīng)性措施來處理問題。因此，尋求一種使用智能電網(wǎng)技術(shù)并以通過最有效、有成本效益的可能方式運行系統(tǒng)為目標的主動式解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于實施智能變壓器的系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。該系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品配置為監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能。本發(fā)明的一個實施例涉及用于實施智能變壓器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含處理器、駐留在處理器上的平衡算法，其中平衡算法存儲在非瞬時性計算機可讀介質(zhì)上，該計算機可讀介質(zhì)上包含計算機可執(zhí)行程序代碼，其中該計算機可執(zhí)行程序代碼配置為引起系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能，其中處理器接收多個系統(tǒng)輸入并使用平衡算法確定變壓器的額定值和客戶負載量。在某些實施例中，多個系統(tǒng)輸入可以包括從:系統(tǒng)負載；變壓器負載；變壓器類型、大小和制造時間；濕度；變壓器的環(huán)境溫度；變壓器GPS位置；價格信號；單獨的客戶負載；具體的設(shè)備負載；分布式發(fā)電輸出和類型；電壓；和日期/時間構(gòu)成的分組中選擇的五個或更多個輸入。在操作中，處理器使用平衡算法確定將防止配電變壓器過載的最優(yōu)負載分配。處理器接收包含從加載準則；時間間隔；標牌KVA;和電壓構(gòu)成的分組中選擇的兩個或更多個用戶輸入的多個用戶輸入。加載準則包括允許十進制數(shù)形式的基于熱點溫度、油溫和環(huán)境溫度的額定KVA百分比。上述系統(tǒng)可以進一步包含用于測量至少變壓器的電流、電壓和環(huán)境溫度的配電變壓器監(jiān)視器。在某些情況中，處理器接收表示包括至少光伏系統(tǒng)和電池儲能裝置在內(nèi)的遠離變壓器的所有客戶分布式發(fā)電的分布式發(fā)電值。如果當前負載超過加載準則，處理器將忙信號發(fā)送給客戶，并且分布式發(fā)電不可用。在某些實施例中，如果處理器檢測到可能的變壓器過載，那么變壓器置于等待模式，由此阻止處理器進行正常操作。裝置優(yōu)先權(quán)用于確定變壓器何時移出等待模式并被允許繼續(xù)正常操作。本發(fā)明的另一個實施例涉及其上含有計算機可執(zhí)行程序代碼的非瞬時性計算機可讀介質(zhì)，其中計算機可執(zhí)行程序代碼構(gòu)造為引起處理器通過執(zhí)行以下步驟來監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能:(i)接收多個系統(tǒng)輸入；(ii)利用平衡算法確定變壓器的額定值和客戶負載量jP(iii)利用平衡算法確定將防止配電變壓器過載的最優(yōu)負載分配。根據(jù)以下具體實施方式
并結(jié)合附圖，本發(fā)明的其他特征和方面將是明顯的，其中附圖僅僅通過示例的方式圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的特征。發(fā)明內(nèi)容并非要限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求限定。


參考附圖根據(jù)一個或更多個不同實施例詳細地描述本發(fā)明。提供附圖僅僅為了圖示的目的，并且附圖只描述本發(fā)明的典型或示例實施例。提供這些附圖是為了促進讀者對本發(fā)明的理解，這些附圖不應(yīng)當視為對本發(fā)明的寬度、范圍或適用性的限制。圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于實施智能變壓器的系統(tǒng)的基本系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和計算機程序產(chǎn)品的流程圖。圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電從而最優(yōu)化配電變壓器的性能的間隔 過程100的流程圖。圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電從而最優(yōu)化配電變壓器的性能的間隔過程700的流程圖。圖4是圖示用于實施本發(fā)明的各實施例的示例計算模塊的圖形。這些附圖不是詳盡的，也不是為了將本發(fā)明限制于所公開的精確形式。應(yīng)當理解，可以以修改和變更來實踐本發(fā)明，并且本發(fā)明只由權(quán)利要求及其等價物限定。
具體實施例方式本發(fā)明涉及用于實現(xiàn)智能變壓器的系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。該系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品配置為監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例描述用于實現(xiàn)智能變壓器的系統(tǒng)10的基本系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和計算機程序產(chǎn)品的圖示。系統(tǒng)10包括駐留在處理器15上的平衡算法12和用于存儲不同系統(tǒng)、公共設(shè)備和客戶信息的數(shù)據(jù)庫18。特別地，平衡算法12存儲在其上具有計算機可執(zhí)行程序代碼的非瞬時性計算機可讀介質(zhì)上，其中計算機可執(zhí)行程序代碼構(gòu)造為引起系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能。在所圖不的實施例中，系統(tǒng)的各種輸入包括但不限于:(i)系統(tǒng)負載20，( ii)變壓器負載25，(iii)變壓器類型、大小和制造時間30，(iv)濕度35 (目前濕度和歷史濕度)，(V)變壓器的環(huán)境溫度40 (目前環(huán)境溫度和歷史環(huán)境溫度)，(vi)變壓器GPS位置45，(vii)價格信號50，(viii)單獨的客戶負載55 (每個房間的總客戶負載)，(ix)具體的設(shè)備負載60 (例如，電動車輛充電)，(X)分布式發(fā)電輸出和類型65，(xi)電壓70，和(xii)日期/時間75。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的保護范圍的情況下，可以使用任意數(shù)量的額外系統(tǒng)輸入。此外，本發(fā)明的某些實施例可以產(chǎn)生只具有圖1中所示系統(tǒng)輸入的子集的相似系統(tǒng)。進一步參考圖1，處理器15接收各種系統(tǒng)輸入20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75，并且使用平衡算法12確定變壓器的額定值和客戶負載的數(shù)量。然后，處理器15使用平衡算法12確定將防止配電變壓器過載的最優(yōu)負載分配，同時最小化對客戶的影響?？梢岳眉彝プ詣踊W(wǎng)絡(luò)(HAN)裝置或其他通信裝置進行通信。根據(jù)本發(fā)明的各實施例，用戶輸入可以包括但不限于:(i)加載準則，(ii)時間間隔，(iii)標牌KVA (千伏特-安培)，和(iv)電壓。適當?shù)墓苍O(shè)備可以設(shè)置加載準則，其可以包括，例如允許作為十進制數(shù)/小數(shù)的基于熱點溫度、油溫和環(huán)境溫度的額定KVA百分t匕。當然，加載準則將基于變壓器是(i )單相UG變壓器、(i i )柱式變壓器(4小時峰值負載輪廓)還是(iii)柱式變壓器(8小時峰值負載輪廓)而改變。在某些實施例中，熱點溫度、油溫和環(huán)境溫度值自動與數(shù)據(jù)庫18內(nèi)的每個系統(tǒng)變壓器相關(guān)聯(lián)，從而可以選擇合適的加載準則，同時“平衡”變壓器。另一用戶輸入可以包括時間間隔，其可以定義為公共設(shè)備想要“間隔過程”多久運行一次。關(guān)于標牌KVA，公共設(shè)備應(yīng)當確保為系統(tǒng)上的每個變壓器將該值存儲在數(shù)據(jù)庫18中。關(guān)于電壓，公共設(shè)備應(yīng)當確保為系統(tǒng)上的每個變壓器在數(shù)據(jù)庫18中存儲次級電壓電平。圖2是示出用于監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電從而最優(yōu)化配電變壓器的性能的間隔過程100的流程圖。 具體地，操作110涉及將加載準則、INT (時間間隔)、VOLT (電壓)和KVA (千伏特-安培)加載到圖1的系統(tǒng)10中。操作120通過運行駐留在處理器15上的算法18實現(xiàn)程序起動。在操作130中，系統(tǒng)10檢索變壓器的GPS位置并使用時間戳保存該GPS位置。操作140實現(xiàn)GPS和時間戳數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫18的導(dǎo)出。在操作150中，系統(tǒng)10確定熱點數(shù)據(jù)是否可用。如果熱點數(shù)據(jù)可用，那么在操作160中系統(tǒng)將熱點加載準則用于間隔過程100。如果在操作150中熱點數(shù)據(jù)不可用，那么在操作180中系統(tǒng)10確定油溫數(shù)據(jù)是否可用。如果油溫數(shù)據(jù)可用，在操作190中系統(tǒng)將溫度加載準則用于間隔過程100。如果在操作180中油溫度數(shù)據(jù)不可用，那么在操作200系統(tǒng)10基于來自配電變壓器監(jiān)視器(DTM)的輸入檢索環(huán)境溫度讀數(shù)(攝氏度)，并且在操作220中將環(huán)境溫度讀數(shù)導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫18。DTM是用于在變壓器電平下測量至少電流、電壓和環(huán)境溫度的裝置。進一步參考圖2，操作230涉及通過對于30° C以下每攝氏度增加0.01千伏安和對于30° C以上每攝氏度減少0.015千伏安來操縱標牌KVA。在操作240中，如果時間間隔的預(yù)報高于當前溫度(基于在操作250中給定時間間隔的天氣預(yù)報輸入)，那么系統(tǒng)10根據(jù)預(yù)報重新操縱。操作255包含從每個服務(wù)點檢索智能負載信息，包括熱點加載準則、油溫加載準則和標牌KVA數(shù)據(jù)。此外，在操作260中，來自客戶設(shè)備(例如，EV (電動汽車)和HVAC(采暖、通風和空氣調(diào)節(jié)裝置))的輸入被傳輸?shù)较到y(tǒng)10。在操作270中，智能負載信息導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫18。操作280實現(xiàn)系統(tǒng)10接收每個服務(wù)點的智能發(fā)電(DistGen)量和可用值，其中從客戶設(shè)備接收額外的輸入(操作290)，以及其中智能發(fā)電數(shù)據(jù)導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫18 (操作300)。每個服務(wù)點的智能發(fā)電值在本文中還可以被稱為分布式發(fā)電(DistGen)值，其表示遠離特定變壓器的所有客戶分布式發(fā)電(例如，光伏系統(tǒng)，電池儲能裝置等等)。在操作310中，系統(tǒng)10檢索變壓器的當前負載，包括來自DTM的輸入在內(nèi)(操作320)。在操作330中，當前負載數(shù)據(jù)導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫18。操作340確定當前負載是否超過加載準則。如果當前負載超過加載準則，那么操作350涉及系統(tǒng)10確定是否存在可用的分布式發(fā)電(DistGen)。如果DistGen不可用，那么在操作355中系統(tǒng)10發(fā)送警報到公共設(shè)備并啟動忙信號。忙信號可以用于通知客戶在特定時間向系統(tǒng)增加負載不可取。在某些情況中，當變壓器負載已經(jīng)達到最大期望容量點時，可以將忙信號發(fā)送給客戶。然而，如果在操作350中DistGen可用，那么系統(tǒng)10連接DistGen，直到變壓器處于加載準則內(nèi)，或沒有另外的DistGen可用(操作360)。操作370實現(xiàn)系統(tǒng)10對當前負載是否在加載準則內(nèi)的確定。如果當前負載不在加載準則內(nèi)，那么在操作380系統(tǒng)10確定當前負載是否在緊急最大負載以上。如果還未超過緊急最大負載，那么間隔過程100進行到操作355，由此系統(tǒng)10向客戶發(fā)送警報并啟動忙信號。然而，在已經(jīng)超過緊急最大負載的情況下，間隔過程100進行到操作400，由此系統(tǒng)10發(fā)出緊急忙信號以關(guān)閉到變壓器的可用負載，并且系統(tǒng)10繼續(xù)向客戶發(fā)送警報并啟動忙信號(操作355)。繼續(xù)參考圖2，操作410和415實現(xiàn)系統(tǒng)10確定任何裝置是否處于等待模式。如果是，那么間隔過程100進行到操作420，其中系統(tǒng)10確定最高優(yōu)先級等待裝置是否具有小于[額定KVA-當前KVA]的負載。如果是，則間隔過程100進行到操作430，其中系統(tǒng)10連接最高優(yōu)先級等待負載并將該負載值添加到當前負載。在操作440中，系統(tǒng)10確定是否存在另一裝置處于等待模式。如果是，則間隔過程100返回到操作420，其中系統(tǒng)10再次確定最高優(yōu)先級等待裝置是否具有小于[額定KVA-當前KVA]的負載。如果不小于上述負載，則間隔過程100進行到操作450，并且系統(tǒng)確定是否存在任何可用的DistGen。在沒有DistGen可用的情況中，裝置留在等待模式(操作460)。然而，如果DistGen可用，那么間隔過程300移動到步驟470，其中系統(tǒng)10確定可用的DistGen是否足以攜帶最高優(yōu)先級等待負載。如果不足以攜帶最高優(yōu)先級等待 負載，則間隔過程100進行到操作460。如果足夠的DistGen可用，那么間隔過程100進行到操作430。當不再有任何裝置處于等待模式(操作410、415或440中的每次判斷)，或在向客戶發(fā)送忙信號(在操作355中)后，間隔過程100進行到操作500，其中系統(tǒng)10基于來自DTM的輸入(操作510)檢索電壓讀數(shù)。在操作520中，系統(tǒng)10確定電壓是否是VOLT的+/_5%。如果不是，那么系統(tǒng)基于來自數(shù)據(jù)庫18的輸入電壓讀數(shù)(操作540)檢索歷史電壓讀數(shù)(操作530)。操作550使系統(tǒng)10確定電壓在+/-5%范圍以外是否超過X小時。如果不是，那么在操作560中將低優(yōu)先級警報發(fā)送給公共設(shè)備。然而，如果在操作560中已經(jīng)超過該范圍達到X小時，那么間隔過程100進行到操作570，其中系統(tǒng)10利用來自公司數(shù)據(jù)庫的輸入次序歷史(操作580)檢索特定位置的次序歷史。進一步參考圖2，操作590實現(xiàn)系統(tǒng)10確定在過去的N天是否已經(jīng)發(fā)送過次序。如果沒有，那么在操作600中將高優(yōu)先級警報發(fā)送到公共設(shè)備。操作610涉及系統(tǒng)10為該位置創(chuàng)建電壓次序。在創(chuàng)建電壓次序(操作610)之后，或如果在操作520中電壓在VOLT的+/-5%范圍內(nèi)，或如果在操作590中已經(jīng)在過去的N天內(nèi)發(fā)送過次序，則間隔過程100進行到操作630，其中電壓讀數(shù)導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫18。在操作640間隔過程終止。圖3是圖示用于監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電從而最優(yōu)化配電變壓器的性能的瞬態(tài)過程700的流程圖。具體地，在操作710中，新的智能負載聯(lián)機或者裝置正處于等待模式的高優(yōu)先級。在操作720中，系統(tǒng)10將上一個時間間隔的新負載增加到當前負載。操作730實現(xiàn)系統(tǒng)10確定忙信號是否開啟。如果忙信號未開啟，那么瞬態(tài)過程700進行到操作740，其中系統(tǒng)10確定當前負載是否超過加載準則。如果在操作730中忙信號被開啟，或在操作740中當前負載超過加載準則，那么瞬態(tài)過程700進行到操作750，在操作750中系統(tǒng)10發(fā)送忙信號給客戶。操作760實現(xiàn)系統(tǒng)確定新的負載是否是高優(yōu)先級。如果新的負載不是高優(yōu)先級，那么在操作770中系統(tǒng)10確定客戶是否已經(jīng)點擊重寫(over-ride)按鈕。如果未點擊，那么系統(tǒng)10斷開新的負載，從當前負載中減去該負載，并且將裝置設(shè)置成等待模式(操作780)。然而，如果在操作770中客戶已經(jīng)點擊緊急按鈕，或如果在操作760中新的負載處于高優(yōu)先級，那么瞬態(tài)過程700進行到操作790，在操作790中系統(tǒng)10確定當前是否連接了較低優(yōu)先級負載。如果當前連接了低優(yōu)先級負載，那么系統(tǒng)斷開該較低優(yōu)先級負載，直到新負載的增加在加載準則內(nèi)，或所有較低優(yōu)先級負載已經(jīng)被斷開并進入等待模式(操作800)。操作810實現(xiàn)系統(tǒng)10通過低優(yōu)先級負載已經(jīng)被斷開的消息的形式向受影響的客戶發(fā)送忙信號。進一步參考圖3，操作820涉及系統(tǒng)10確定變壓器是否仍在加載準則以上。如果是，或如果在操作790中未連接較低優(yōu)先級負載，那么瞬態(tài)過程700進行到操作830，在操作830中系統(tǒng)10確定當前負載是否在緊急最大負載以上。如果是，那么系統(tǒng)10發(fā)出緊急忙信號以關(guān)閉可用負載(操作840)，并發(fā)送警報到公共設(shè)備(操作850)。如果在操作830中當前負載不在緊急最大負載以上，那么瞬態(tài)過程700直接進行到操作850。操作860實現(xiàn)將過載信息導(dǎo)出至數(shù)據(jù)庫18。 如果在操作820中變壓器未在加載準則以上或在操作740中當前負載未超過加載準則、或在操作780中將變壓器設(shè)置成等待模式之后，則在操作900中瞬態(tài)過程700結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的各實施例，系統(tǒng)10可以包括等待模式。在某些情況中，處于等待模式的客戶設(shè)備插入客戶駐地的電網(wǎng)，但是由于變壓器可能過載的原因而被阻止通過系統(tǒng)10進行操作。裝置優(yōu)先級確定設(shè)備何時移出等待模式并被允許繼續(xù)正常操作。在某些實施例中，系統(tǒng)10控制的所有客戶設(shè)備具有優(yōu)先級，該優(yōu)先級基于裝置進行充電或運行的時間長短以及客戶需要裝置何時準備就緒以供工作。系統(tǒng)10配置為接收這種客戶設(shè)置參數(shù)，從而設(shè)置合適的優(yōu)先級和基本負載連接。根據(jù)某些實施例，所有優(yōu)先級可以在任何時間被客戶重寫，從而無論是否存在可能的過載情況都允許負載進行連接。在某些實施例中，當?shù)却Ｊ绞录l(fā)生時，可以使用等待模式警報向公共設(shè)備提供電子通知。另一方面，低電壓警報是用于通知公共設(shè)備客戶服務(wù)電壓或使用電壓何時下降到預(yù)定閾值以下的設(shè)定點。低電壓警報可以連接智能儀表數(shù)據(jù)以確定服務(wù)電壓。如上所述，系統(tǒng)10的另一個方面可以包含變壓器忙信號，其可以用于通知客戶在特定時間向系統(tǒng)增加負載不可取。在某些情況中，當變壓器負載已經(jīng)達到最大期望容量點時，可以向客戶發(fā)送忙信號。
在本發(fā)明的進一步實施例中，系統(tǒng)10可以適用于結(jié)合收入保障(RevenueProtection)使用。具體地,系統(tǒng)10可以結(jié)合智能儀表負載曲線數(shù)據(jù)使用，從而觀察負載曲線的任何不平衡，由此定位各方可能竊電的區(qū)域。本發(fā)明的另一個應(yīng)用包含微型電網(wǎng)設(shè)置，其中一小部分電路被隔離，以使該一小部分電路與任何不利環(huán)境隔離。根據(jù)這種應(yīng)用，可以利用客戶負載通過將配電變壓器與主電力系統(tǒng)切斷的方式平衡客戶的分布式發(fā)電，從而在電路上別處斷電期間保持能量供應(yīng)。如文中所述，術(shù)語“集合”可以指任何元素集合，無論是有限的還是無限的。術(shù)語“子集”可以指任何元素集合，其中元素取自父集合；子集可以是整個父集合。術(shù)語“合適的子集”指代含有比父集少的元素的子集。術(shù)語“序列”可以指有序集合或子集。本文中的術(shù)語“小于”、“小于或等于”、“大于”和“大于或等于”可以用于描述有序集合或序列的各對象或成員之間的關(guān)系；這些術(shù)語可理解為指代適用于被排序的對象的任何合適的排序關(guān)系。術(shù)語“工具”可以用于指代配置為執(zhí)行所述功能的任何裝置。例如，工具可以包括一個或更多模塊的集合，并且也可以由硬件、軟件或其組合構(gòu)成。因此，例如，工具可以是一個或更多軟件模塊、硬件模塊、軟件/硬件模塊或其任意組合或排列的集合。舉另一個實例，工具可以是軟件在其上運行或硬件在其中實施的計算裝置或其他設(shè)備。如本文所使用的，術(shù)語“模塊”可描述可以根據(jù)本發(fā)明的一個或更多實施例實現(xiàn)的給定功能單元。如文中所述，模塊可以利用硬件、軟件或其組合中的任何形式實施。例如，可以實施一個或更多處理器、控制器、ASIC、PLA、PAL、CPLD, FPGA、邏輯組件、軟件例程或其他機構(gòu)來構(gòu)成模塊。在實施中，本文描述的各種模塊可以實施為離散模塊或功能，并且所描述的特征可以在一個或更多模塊之間部分或完全共享。換句話說，在閱讀本說明書之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本文中所描述的各種特征和功能可以在任意給定的應(yīng)用中實施，并且可以通過不同的組合和排列在一個或更多個單獨的或共享的模塊中實施。即使各特征或功能元素可以單獨地描述或保護為獨立的模塊，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，這些特征和功能可以在一個或更多個公共軟件和硬件元素之間共享，并且這樣的說明不應(yīng)當要求或暗示獨立的硬件或軟件組件用于實施這些特征或功能。
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在利用軟件完全或部分地實施本發(fā)明的組件或模塊的情形下，在一個實施例中，這些軟件元素可以實施為利用能夠執(zhí)行所描述的與其相關(guān)的功能的計算或處理模塊進行操作。圖4中示出一個這樣的示例計算模塊。根據(jù)該示例計算模塊1000描述了各實施例。在閱讀完本說明書之后，對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，如何利用其他計算模塊或體系結(jié)構(gòu)實施本發(fā)明將是明顯的。現(xiàn)在參考圖4，計算模塊1000可以表示，例如，在桌面計算機、便攜式計算機和筆記本計算機；手持計算裝置(PDA、智能電話、手機、掌上型計算機等等)；大型計算機、超級計算機、工作站或服務(wù)器；或?qū)τ诮o定應(yīng)用或環(huán)境可能是期望的或合適的任何其他類型的專用或通用計算裝置中發(fā)現(xiàn)的計算或處理能力。計算模塊1000還可以表示嵌入給定裝置或給定裝置可達到的計算性能。例如，可以在其他電子裝置(例如，數(shù)碼相機、導(dǎo)航系統(tǒng)、移動電話、便攜式計算裝置、調(diào)制解調(diào)器、路由器、WAP、終端以及可以包括某些形式的處理性能的其他電子裝置)中發(fā)現(xiàn)計算模塊。計算模塊1000可以包括，例如，一個或更多處理器、控制器、控制模塊或其他處理裝置，例如處理器1004。處理器1004可以利用通用或?qū)Ｓ锰幚硪鎭韺嵤?，例如，微處理器、控制器或其他控制邏輯。在所示的示例中，處理?004連接到總線1003，但是任何通信介質(zhì)可用于促進與計算模塊1000的其他組件的交互或促進與外部通信。計算模塊1000還可以包括一個或更多存儲器模塊，本文中可稱為主存儲器1008。例如，優(yōu)選地，隨機存取存儲器(RAM)或其他動態(tài)存儲器可以用于存儲處理器1004要執(zhí)行的信息和指令。主存儲器1008還可用于存儲在處理器1004執(zhí)行的指令執(zhí)行期間的臨時變量或其他中間信息。計算模塊1000可以同樣包括耦接至總線1003用于存儲處理器1004的靜態(tài)信息和指令的只讀存儲器(“ROM”)或其他靜態(tài)存儲裝置。計算模塊1000還可以包括一種或更多種形式的信息貯存機構(gòu)1010，其可以包括例如，介質(zhì)驅(qū)動器1012和貯存單元接口 1020。介質(zhì)驅(qū)動器1012可以包括驅(qū)動器或其他機構(gòu)用于支持固定或可移動貯存介質(zhì)1014。例如，可以提供硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、⑶、DVD或藍光驅(qū)動器(R或RW)、或其他可移動或固定介質(zhì)驅(qū)動器。因此，貯存介質(zhì)1014可以包括，例如，介質(zhì)驅(qū)動器1012可以讀取、寫入或訪問的硬盤、軟盤、磁帶、盒式磁盤、光盤、CD、DVD或藍光、或其他固定或可移動介質(zhì)。如這些示例所示，貯存介質(zhì)1014可以包括其上存儲計算機軟件或數(shù)據(jù)的計算機可用貯存介質(zhì)。在可替代的實施例中，信息貯存機構(gòu)1010可以包括允許計算機程序或其他指令或數(shù)據(jù)加載到計算模塊1000的其他類似工具。這些工具可以包括，例如，固定或可移動貯存單元1022和接口 1020。貯存單元1022和接口 1020的示例可以包括程序盒式磁盤和盒式磁盤接口、可移動存儲器(例如，閃存或其他可移動存儲模塊)和存儲器插槽、PCMCIA插槽和卡、以及允許軟件和數(shù)據(jù)從貯存單元1022傳輸?shù)接嬎隳K1000的其他固定或可移動貯存單元1022和接口 1020。計算模塊1000還可以包括通信接口 1024。通信接口 1024可以用于允許軟件和數(shù)據(jù)在計算模塊1000和外部裝置之間傳輸。通信接口 1024的示例可以包括調(diào)制解調(diào)器或軟調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口(例如，以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)接口卡、WiMedia、IEEE802.XX或其他接口)、通 信端口(例如，USB端口、IR端口、RS232端口藍牙⑧接口或其他端口)或其他通信接口。通過通信接口 1024傳輸?shù)能浖蛿?shù)據(jù)通?？梢杂尚盘柍休d，信號可以是電子信號、電磁信號(包括光信號)或能夠通過給定通信接口 1024被交換的其他信號。這些信號可以通過信道1028提供給通信接口 1024。該信道1028可以承載信號，并且可以利用有線或無線通信介質(zhì)實施。信道的某些示例可以包括電話線、蜂窩鏈路、RF鏈路、光鏈路、網(wǎng)絡(luò)接口、局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)和其他有線或無線通信信道。在本文中，術(shù)語“計算機程序介質(zhì)”和“計算機可用介質(zhì)”通常用于指代諸如存儲器1008、貯存單元1020、介質(zhì)1014和信道1028的介質(zhì)。這些和其他各種形式的計算機程序介質(zhì)或計算機可用介質(zhì)可以包含在將一個或更多序列的一個或更多指令運送到處理裝置以供執(zhí)行的過程中。包含在介質(zhì)上的這些指令通常稱為“計算機程序代碼”或“計算機程序產(chǎn)品”(其可以通過計算機程序或其他分組的形式分組)。當執(zhí)行時，這些指令能夠使計算機模塊1000執(zhí)行本文中所討論的本發(fā)明的特征或功能。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，但是應(yīng)當理解，這些實施例僅僅是通過示例的方式而非限制的方式呈現(xiàn)。同樣，各程序可以描述本發(fā)明的示例體系結(jié)構(gòu)或其他配置，這有助于理解本發(fā)明中包括的特征和功能。本發(fā)明不限于圖示的示例體系結(jié)構(gòu)或配置，而是期望的特征可以使用各種可替代的體系結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)來實施。實際上，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，如何實施可替代的功能、邏輯或物理分割和配置從而實現(xiàn)本發(fā)明的期望特征是顯而易見的。而且，除了本文中所描述的組成模塊名稱外，可以將大量不同的組成模塊名稱應(yīng)用于各部分。此外，關(guān)于流程圖、操作說明和方法權(quán)利要求，本文中呈現(xiàn)的步驟的順序不應(yīng)當約束各實施例以相同的順序執(zhí)行所列功能，除非上下文中明確指明。盡管以上關(guān)于不同的示例性實施例和實施描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，在各實施例的一個或更多個實施例中描述的各種特征、方面和功能并不限于對所描述的特定實施例的適用性，相反可以單獨地或以不同組合地應(yīng)用于本發(fā)明的其他實施例中的一個或更多個，無論是否描述這些實施例并且無論是否將這些特征呈現(xiàn)為所述實施例的一部分。因此，本發(fā)明的寬度和保護范圍不應(yīng)當受上述示例性實施例的任何實施例的限制。本文中使用的術(shù)語和短語及其變體，除非明確說明，應(yīng)當解釋為開放式結(jié)束而非限制性的。舉前述的示例來說:術(shù)語“包括”應(yīng)當理解為“包括但不限于”等等；術(shù)語“示例”用于提供討論項的示例性實例，而不是其詳盡的或限制性列表；術(shù)語“一”或“一個”應(yīng)當理解為“至少一個”、“一個或更多個”等等；并且，例如“常規(guī)的”、“傳統(tǒng)的”、“正常的”、“標準的”、“已知的”的形容詞和具有相似含義的術(shù)語不應(yīng)當解釋為將所描述的項限制于給定的時間周期或給定時間可用的項，相反應(yīng)當理解為涵蓋現(xiàn)在或?qū)砣魏螘r間可用或已知的常規(guī)的、傳統(tǒng)的、正常的或標準的技術(shù)。同樣地，本文提及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解或已知的技術(shù)，這些技術(shù)涵蓋現(xiàn)在或?qū)砣魏螘r間技術(shù)人員理解或已知的技術(shù)。在某些實例中出現(xiàn)的擴大范圍詞語和短語，例如“一個或更多”、“至少”、“但不限于”或其他相似的短語不應(yīng)當理解為在沒有這些擴大范圍短語的情況下意指或要求范圍更窄的情況。術(shù)語“模塊”的使用不是暗指所描述的或作為模塊部件而要求保護的組件或功能都構(gòu)造在公共數(shù)據(jù)包中。實際上，模塊的任何或所有不同組件，無論是控制邏輯還是其他組件，都可以組合在單個數(shù)據(jù)包中或獨立地保持，并且可以進一步分布在多個分組或數(shù)據(jù)包中或分布在多個位置。此外，根據(jù)示例性的方框圖、流程圖和其他圖示描述所記載的不同實施例。在閱讀完本文后，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員將理解，在不限于所示示例的情況下，可以實施所示實施例及其各種替代。例如，方框圖和其相關(guān)說明不應(yīng)當解釋為約束特定體系結(jié)構(gòu)或配置。
權(quán)利要求
1.一種用于實施智能變壓器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含: 處理器；和 駐留在所述處理器上的平衡算法； 其中，所述平衡算法存儲在其上具有計算機可執(zhí)行程序代碼的非瞬時性計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行程序代碼配置為引起所述系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能； 其中所述處理器接收多個系統(tǒng)輸入并使用所述平衡算法確定所述變壓器的額定值和客戶負載量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個系統(tǒng)輸入包含從:系統(tǒng)負載；變壓器負載；變壓器類型、大小和制造時間；濕度；變壓器的環(huán)境溫度；變壓器GPS位置；價格信號；單獨的客戶負載；具體的設(shè)備負載；分布式發(fā)電輸出和類型；電壓；和日期/時間構(gòu)成的分組中選擇的五個或更多個輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器使用所述平衡算法確定將防止所述配電變壓器過載的最優(yōu)負載分配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器接收包括從加載準則；間隔；標牌KVA;和電壓構(gòu)成的分組中選擇的兩個或更多個用戶輸入的多個用戶輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的系統(tǒng)，其中所述加載準則包括允許作為十進制數(shù)的基于熱點溫度、油溫和環(huán)境溫度的額定KVA百分比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包含用于測量至少所述變壓器的電流、電壓和環(huán)境溫度的配電變壓器監(jiān)視器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述處理器接收表示包括至少光伏系統(tǒng)和電池儲能裝置在內(nèi)的遠離變壓器的所有客戶分布式發(fā)電的分布式發(fā)電值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中如果所述當前負載超過所述加載準則和分布式發(fā)電不可用，則所述處理器向客戶發(fā)送忙信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中如果所述處理器檢測到可能的變壓器過載，則所述變壓器被置于等待模式，由此阻止所述處理器進行正常操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中裝置優(yōu)先級用于確定所述變壓器何時移出等待模式并被允許繼續(xù)正常操作。
11.一種其上包含有計算機可執(zhí)行程序代碼的非瞬時性計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行程序代碼配置為引起處理器通過執(zhí)行以下步驟來監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能: 接收多個系統(tǒng)輸入； 利用平衡算法確定所述變壓器的額定值和客戶負載量；和 利用所述平衡算法確定將防止所述配電變壓器過載的最優(yōu)負載分配。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述多個系統(tǒng)輸入包含從:系統(tǒng)負載；變壓器負載；變壓器類型、大小和制造時間；濕度；變壓器的環(huán)境溫度；變壓器GPS位置；價格信號；單獨的客戶負載；具體的設(shè)備負載；分布式發(fā)電輸出和類型；電壓；和日期/時間構(gòu)成的分組中選擇五個或更多個輸入。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括接收包括從加載準則；間隔；標牌KVA;和電壓構(gòu)成的分組中選擇的兩個或更多個用戶輸入的多個用戶輸入。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述加載準則包括允許作為十進制數(shù)的基于熱點溫度、油溫和環(huán)境溫度的額定KVA百分比。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括用于測量至少所述變壓器的電流、電壓和環(huán)境溫度的配電變壓器監(jiān)視器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括接收表示包括至少光伏系統(tǒng)和電池儲能裝置在內(nèi)的遠離變壓器的所有客戶分布式發(fā)電的分布式發(fā)電值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括確定所述當前負載是否超過所述加載準則，如果是，則確定是否存在可用的分布式發(fā)電。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括，如果分布式發(fā)電可用，則向客戶發(fā)送警報并啟動忙信號以通知客戶在特定時間向所述系統(tǒng)添加負載不可取。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括如果所述處理器檢測到可能的變壓器過載，則將所述變壓器置于等待模式，由此阻止所述處理器進行正常操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括利用裝置優(yōu)先級確定所述變壓器何時移出等待模式并允許其 繼續(xù)正常操作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于實現(xiàn)智能變壓器的系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品，其包括處理器和駐留在處理器上的平衡算法，其中平衡算法存儲在其上具有計算機可執(zhí)行程序代碼的非瞬時性計算機可讀介質(zhì)上，其中計算機可執(zhí)行程序代碼配置為引起系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力客戶負載和發(fā)電，從而最優(yōu)化配電變壓器的性能，其中處理器接收多個系統(tǒng)輸入并使用平衡算法確定變壓器的額定值和客戶負載量。
文檔編號G05D3/12GK103250058SQ201180058798
公開日2013年8月14日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月6日
發(fā)明者W·V·托爾, A·L·邁爾斯, M·J·科爾伯恩 申請人:圣地亞哥天然氣和電力公司