專利名稱：：公用事業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的自動(dòng)化精確對(duì)準(zhǔn)的制作方法公用事業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的自動(dòng)化精確對(duì)準(zhǔn)
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言，本發(fā)明涉及公用事業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)，涉及數(shù)據(jù)的自動(dòng)化精確對(duì)準(zhǔn)、電力監(jiān)視系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化確定，以及公用事業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的自動(dòng)化集成。
背景技術(shù)：
：由于在19世紀(jì)后期產(chǎn)生了配電系統(tǒng)，一直需要監(jiān)視它們的操作特征和電特征。如果能夠收集、分析有關(guān)電力系統(tǒng)的信息并對(duì)它們作出響應(yīng)，就可以提高安全性、最大P艮度地降低設(shè)備損耗、縮小報(bào)廢，最終可以節(jié)省時(shí)間和資金。為此，開發(fā)了監(jiān)視設(shè)備，用于測(cè)量并報(bào)告這樣的信息。隨著電子時(shí)代的到來(lái)，來(lái)自監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量大大地改善，并開發(fā)出了通信網(wǎng)絡(luò)和軟件，用于收集、顯示和存儲(chǔ)信息。令人遺憾的是，那些負(fù)責(zé)評(píng)估來(lái)自監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)現(xiàn)在被來(lái)自它們的監(jiān)視系統(tǒng)的信息所淹沒(méi)。為了最大限度地提高監(jiān)視系統(tǒng)的用途，監(jiān)控設(shè)備制造商正在尋找以最有用的格式呈現(xiàn)信息的方法。有效地監(jiān)視當(dāng)今的配電系統(tǒng)相當(dāng)繁重、昂貴，并且效率低下。電力監(jiān)視系統(tǒng)通常以層次結(jié)構(gòu)的方式布置，諸如電度表之類的監(jiān)視設(shè)備安裝在層次結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次(請(qǐng)參見圖2)。監(jiān)視設(shè)備測(cè)量流過(guò)導(dǎo)體的電信號(hào)的各種特征(例如，電壓、電流、波形畸變、功率等等)，由用戶對(duì)來(lái)自每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以評(píng)估潛在的性能或質(zhì)量相關(guān)的問(wèn)題。然而，當(dāng)今的電氣監(jiān)視系統(tǒng)的組件(監(jiān)視設(shè)備、軟件等等)彼此獨(dú)立地操作，要求用戶成為配置硬件、收集和分析數(shù)據(jù)以及判斷哪些數(shù)據(jù)重要或有用方面的專家。這里有兩個(gè)問(wèn)題待分析的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)的上下文。這些是單獨(dú)的但是相關(guān)的問(wèn)題?？梢允箤?duì)數(shù)據(jù)的分析過(guò)程自動(dòng)化，來(lái)解決數(shù)據(jù)量的問(wèn)題。但是，為了可靠地做到這一點(diǎn)，數(shù)據(jù)必須放進(jìn)上下文中。評(píng)估電力系統(tǒng)的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間的數(shù)據(jù)的獨(dú)立性基本上使得每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備忘記來(lái)自連接到正在被分析的系統(tǒng)的其他監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，從每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備傳輸?shù)较到y(tǒng)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)經(jīng)常不對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)閬?lái)自系統(tǒng)上的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)不會(huì)同時(shí)到達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。之所以監(jiān)視設(shè)備之間的數(shù)據(jù)存在時(shí)間的偏差，有兩個(gè)基本原因通信時(shí)間延遲和監(jiān)視設(shè)備時(shí)間記錄與事件時(shí)間戳。然后，由用戶來(lái)分析和解釋此獨(dú)立的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化性能或評(píng)估電力系統(tǒng)上的潛在的質(zhì)量相關(guān)的問(wèn)題。借助于數(shù)字監(jiān)視設(shè)備中的先進(jìn)的處理功能，可以從貌似簡(jiǎn)單的電信號(hào)中推導(dǎo)并累積大量的復(fù)雜的電氣數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)的復(fù)雜性、數(shù)量，以及從一個(gè)監(jiān)視設(shè)備到下一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的相對(duì)不相交的關(guān)系，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析需要耗費(fèi)巨大的精力，常常需要雇用專家來(lái)完成該任務(wù)。此過(guò)程繁瑣、復(fù)雜，容易出錯(cuò)和疏忽，并且耗時(shí)。一個(gè)部分的解決方案是使用全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)來(lái)對(duì)事件加蓋時(shí)間戳，但接在一起。而此解決方案仍需要評(píng)估大量數(shù)據(jù)，因?yàn)橄到y(tǒng)只是在時(shí)間上處于上下文中；而不是在空間上處于上下文中。使用GPS系統(tǒng)使數(shù)據(jù)同步也會(huì)由于與系統(tǒng)中的其他硬件關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲而不利。此外，通過(guò)基于GPS的系統(tǒng)進(jìn)行的任何數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)的精確度只能由GPS信號(hào)的傳播延遲決定，意思是說(shuō)，當(dāng)使用GPS系統(tǒng)時(shí)，數(shù)據(jù)仍可能不會(huì)最佳地對(duì)準(zhǔn)。在電力系統(tǒng)中添加補(bǔ)充的監(jiān)視設(shè)備只不過(guò)是在電力系統(tǒng)中添加了計(jì)量表的點(diǎn)產(chǎn)生更多的有關(guān)電力系統(tǒng)的信息而已，增加了復(fù)雜性，而沒(méi)有任何好處。數(shù)據(jù)的任何用途一般僅限于添加的監(jiān)視設(shè)備的局部，盡管會(huì)積聚甚至更多的數(shù)據(jù)。許多電力系統(tǒng)的復(fù)雜性通常需要復(fù)雜的對(duì)監(jiān)視系統(tǒng)的配置過(guò)程，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中的每一個(gè)測(cè)量的點(diǎn)都具有不同的特征，這是為什么多個(gè)監(jiān)視設(shè)備安裝在第一位置。由于從電氣監(jiān)視系統(tǒng)累積的大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行徹底的分析通常是不可行的，因?yàn)橘Y源、時(shí)間和/或經(jīng)驗(yàn)有限。將數(shù)據(jù)在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)是理解和描述電力系統(tǒng)特征的一個(gè)重要方面。另一個(gè)重要方面是全面了解電力監(jiān)視系統(tǒng)的布局(或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu))。功率監(jiān)視設(shè)備測(cè)量電力系統(tǒng)的操作參數(shù)，而不會(huì)提供有關(guān)位于電力監(jiān)視系統(tǒng)上的不同點(diǎn)的參數(shù)彼此之間的關(guān)系的信息。通過(guò)了解電力監(jiān)視系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，可以將多個(gè)監(jiān)視設(shè)備的操作參數(shù)置于彼此的上下文中。為確定電力監(jiān)視系統(tǒng)的布局，用戶必須檢查電氣單線圖，或者，如果單線圖不可用，在物理上對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行清點(diǎn)。用戶人工地向監(jiān)視系統(tǒng)軟件中輸入空間信息，以便進(jìn)行分析。當(dāng)在電力監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)添加新的設(shè)備或移動(dòng)監(jiān)視的負(fù)荷時(shí)，用戶必須人工地更新監(jiān)視系統(tǒng)軟件以反映新的添加或變化。數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)和布局信息對(duì)了解和描述系統(tǒng)特征是必不可少的。利用這兩種信息，可以將來(lái)自每一個(gè)計(jì)量表的數(shù)據(jù)集成起來(lái)，并與電力系統(tǒng)中的所有其他計(jì)量表一起放進(jìn)上下文中。迄今為止，尚可的集成數(shù)據(jù)的唯一技術(shù)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)復(fù)雜、昂貴、耗費(fèi)人力，并且耗時(shí)。這些技術(shù)也只能進(jìn)行有限的數(shù)據(jù)集成，并且需要額外的硬件(如GPS硬件)、數(shù)據(jù)線，以及補(bǔ)充的監(jiān)視設(shè)備附件。因此，所需要的是，自動(dòng)化數(shù)據(jù)集成技術(shù)，包括數(shù)據(jù)的自動(dòng)精確對(duì)準(zhǔn)，以及系統(tǒng)布局的自動(dòng)層次分類。本發(fā)明旨在滿足此需要及其他需要。
發(fā)明內(nèi)容簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)準(zhǔn)由連接到電力監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備測(cè)量到的數(shù)據(jù)的方法包括從基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備接收基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)?；鶞?zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)表示在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)由基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備測(cè)量到的頻率變化。該方法進(jìn)一步包括從在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)測(cè)量頻率變化的第二監(jiān)視設(shè)備接收第二信號(hào)數(shù)據(jù)。該方法進(jìn)一步包括自動(dòng)地將基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)與第二信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程包括使用基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)和第二信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算由互相關(guān)算法產(chǎn)生的相關(guān)系數(shù)。自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程進(jìn)一步包括判斷是通過(guò)相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)移動(dòng)第二信號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生最大相關(guān)系數(shù)還是使用移動(dòng)的第二信號(hào)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算通過(guò)互相關(guān)算法所產(chǎn)生的相關(guān)系數(shù)。自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程進(jìn)一步包括重復(fù)判斷過(guò)程，直到由互相關(guān)算法產(chǎn)生了最大相關(guān)系數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，互相關(guān)算法可以是循環(huán)或線性互相關(guān)算法。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，該方法還可以進(jìn)一步包括在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)向基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備傳遞緩沖基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)的指令。該方法還可以進(jìn)一步包括提供基準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)，從基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備接收第一時(shí)間數(shù)據(jù)，以及使第一時(shí)間數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)同步。該方法還可以進(jìn)一步包括在與基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)通道的零交點(diǎn)處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，判斷采樣的數(shù)據(jù)的值是零、負(fù)值還是正值，基于判斷結(jié)果，分配相位符號(hào)，并向用戶顯示表示相位符號(hào)的信息。可選地，當(dāng)在相導(dǎo)體上錯(cuò)誤地標(biāo)識(shí)了相位符號(hào)時(shí)可以警告用戶。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，監(jiān)視系統(tǒng)軟件向電力監(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視設(shè)備發(fā)送開始緩沖數(shù)據(jù)(優(yōu)選情況下，數(shù)據(jù)表示基本頻率變化)的指令或消息。監(jiān)視系統(tǒng)軟件從每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，并選擇基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備和另一個(gè)監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行分析。使用例如循環(huán)或線性互相關(guān)算法，使兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互相關(guān)。兩個(gè)設(shè)備之間的循環(huán)計(jì)數(shù)和時(shí)間關(guān)系存儲(chǔ)在矩陣中。當(dāng)已經(jīng)分析完所有設(shè)備并且它們的相應(yīng)的數(shù)據(jù)彼此對(duì)準(zhǔn)之后，監(jiān)視系統(tǒng)軟件對(duì)電壓(或電流)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以便查找錯(cuò)誤的接線。如果檢測(cè)到錯(cuò)誤接線，則通知用戶。由于參考圖形對(duì)各種實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前面的以及額外的方面對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的，接下來(lái)還提供簡(jiǎn)要描述。在閱讀下列詳細(xì)描述并參考附圖之后，本發(fā)明的前面的及其他優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。圖1是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化數(shù)據(jù)集成監(jiān)視系統(tǒng)的功能方框圖；圖2是簡(jiǎn)化的電力監(jiān)視系統(tǒng)的功能方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的監(jiān)視設(shè)備的功能方框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的來(lái)自兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備的已對(duì)準(zhǔn)的示范性頻率數(shù)據(jù)樣本；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)算法的流程圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)算法的流程圖；圖6是具有一個(gè)主輸電線和兩個(gè)饋電線的簡(jiǎn)化層次結(jié)構(gòu)的功能方框圖；圖7是單徑向饋電系統(tǒng)的示范性圖形；圖8是多徑向饋電系統(tǒng)的示范性圖形；圖9-llA是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法的流程圖；圖11B是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法的流程圖；圖11C是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法的流程圖；以及圖12是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)化集成監(jiān)視算法的流程圖。盡管本發(fā)明可以具有各種修改和替代形式，但是，這里將通過(guò)附圖中的示例顯示特定實(shí)施例，并進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅限于所說(shuō)明的特定形式。相反地，本發(fā)明將涵蓋如附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效內(nèi)容和替代方案。具體實(shí)施方式現(xiàn)在請(qǐng)參看圖1，該圖一般性地顯示自動(dòng)化數(shù)據(jù)集成監(jiān)視系統(tǒng)100。具有多個(gè)監(jiān)視設(shè)備M的公用事業(yè)系統(tǒng)102從與自動(dòng)化數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104和自動(dòng)化層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106進(jìn)行通信的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備M提供數(shù)據(jù)。在根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104中自動(dòng)地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，并產(chǎn)生已校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以便它代表當(dāng)電力監(jiān)視系統(tǒng)102中的多個(gè)監(jiān)視設(shè)備M同時(shí)實(shí)際看到它時(shí)的數(shù)據(jù)。層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106自動(dòng)地了解存在于公用事業(yè)系統(tǒng)102中的監(jiān)視設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)以及它們彼此之間的關(guān)系。一旦校準(zhǔn)了來(lái)自每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備M的數(shù)據(jù)并且每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的位置是已知的，則可以說(shuō)該數(shù)據(jù)位于上下文108中。上下文數(shù)據(jù)108可以供軟件應(yīng)用程序110用來(lái)，超出數(shù)據(jù)不在上下文中時(shí)通?？商峁┑姆秶峁┎⒃\斷有關(guān)公用事業(yè)系統(tǒng)102的有用信息。公用事業(yè)系統(tǒng)102中被監(jiān)視的公用事業(yè)可以是由縮寫詞WAGES表示的五個(gè)公用事業(yè)中的任何一種水、空氣、燃?xì)?、電或蒸汽。每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備都測(cè)量公用事業(yè)的特征，并將這些特征量化為可以供計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)。用戶通過(guò)常規(guī)的用戶界面112與軟件應(yīng)用程序110進(jìn)行交互。軟件應(yīng)用程序110可以鏈接到其他系統(tǒng)114，如記帳系統(tǒng)，并使用上下文數(shù)據(jù)108在其他系統(tǒng)114和用戶界面112之間傳遞消息。數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104校準(zhǔn)來(lái)自公用事業(yè)系統(tǒng)中的多個(gè)監(jiān)視設(shè)備M的諸如電壓、電流、時(shí)間、事件等等之類的數(shù)據(jù)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，是一個(gè)有用的工具。當(dāng)將來(lái)自所有監(jiān)視設(shè)備M的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)到產(chǎn)生該數(shù)據(jù)的同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，可以將數(shù)據(jù)放進(jìn)時(shí)間上下文中，根據(jù)時(shí)間上下文，可以自動(dòng)地作出或建議有關(guān)硬件和軟件配置的額外的判斷。這里所使用的監(jiān)視設(shè)備是指能夠采樣、收集或測(cè)量公用事業(yè)系統(tǒng)102的一個(gè)或多個(gè)操作特征或參數(shù)的任何系統(tǒng)元件或設(shè)備。當(dāng)公用事業(yè)系統(tǒng)102是電力監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)，監(jiān)視設(shè)備M可以是測(cè)量電力監(jiān)視系統(tǒng)的電特征或參數(shù)的計(jì)量表。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)(下面將詳細(xì)描述)實(shí)現(xiàn)了至少下列幾項(xiàng)1)監(jiān)視設(shè)備中的數(shù)據(jù)自動(dòng)校準(zhǔn)；2)監(jiān)視設(shè)備中的時(shí)間自動(dòng)同步；3)位于公用電力網(wǎng)上的不同點(diǎn)的監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)和時(shí)間的校準(zhǔn)(其中，監(jiān)視系統(tǒng)軟件可以從因特網(wǎng)或另一個(gè)服務(wù)器獲取時(shí)間數(shù)據(jù))；以及4)診斷整個(gè)電力系統(tǒng)中的相位的錯(cuò)誤標(biāo)識(shí)或貼錯(cuò)標(biāo)簽的情況。所有現(xiàn)實(shí)世界中的電力系統(tǒng)中的電信號(hào)的頻率和振幅隨著時(shí)間的推移總會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的變化。信號(hào)的頻率和振幅的這種變化相對(duì)于時(shí)間既不確定，又獨(dú)特。位于同一個(gè)公用電力網(wǎng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備都將會(huì)同時(shí)遇到相同的頻率變化。通過(guò)對(duì)在層次結(jié)構(gòu)中彼此直接鏈接在一起的監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的振幅變化的關(guān)聯(lián)。然后使用對(duì)信號(hào)的頻率和振幅變化的分析結(jié)果，在數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104中將一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)與另一個(gè)設(shè)備準(zhǔn)確地校準(zhǔn)(或?qū)⑺斜O(jiān)視設(shè)備彼此校準(zhǔn))。下面將討論數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)可使公用電力系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中的所有監(jiān)視設(shè)備M校準(zhǔn)到所有三相電壓的零交點(diǎn)，無(wú)需使用額外的硬件。本發(fā)明還可適用于例如由某些變壓器配置所引起的各個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間的潛在的相位移動(dòng)。一旦將監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)彼此校準(zhǔn)，就會(huì)將系統(tǒng)數(shù)據(jù)基本上相對(duì)于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時(shí)間校準(zhǔn)，使得進(jìn)行比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析變得可行。圖2顯示電力監(jiān)視系統(tǒng)120的簡(jiǎn)化配置。電力監(jiān)視系統(tǒng)120包括主輸電線122,該主輸電線122通過(guò)第一饋電線連接到第一負(fù)荷124,通過(guò)第二饋電線連接到第二負(fù)荷126。監(jiān)視設(shè)備128、130測(cè)量分別與第一和第二饋電線關(guān)聯(lián)的電特征或參數(shù)。每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備128、130都連接到計(jì)算機(jī)132并與其進(jìn)行通信。第一監(jiān)視設(shè)備128可以是功率表(或電度表)，如圖3所示。監(jiān)視設(shè)備128包括控制器134、固件136、存儲(chǔ)器138、通信接口140,以及三相電壓導(dǎo)體連接器142a，b，c，它們分別連接到VA、VB,以及Vc相電壓導(dǎo)體，并連接到控制器134。分別連接到IA、IB，以及Ic相電流導(dǎo)體的三相電流導(dǎo)體連接器143a，b，c可選地連接到控制器134。固件136包括用于指示控制器執(zhí)行監(jiān)視設(shè)備的所需的操作的機(jī)器指令。存儲(chǔ)器138由控制器134用來(lái)存儲(chǔ)由監(jiān)視設(shè)備128測(cè)量到的電參數(shù)數(shù)據(jù)。監(jiān)視設(shè)備128通過(guò)通信接口140從計(jì)算機(jī)132接收指令。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，這些指令包括，指示控制器134標(biāo)記循環(huán)計(jì)數(shù)、開始存儲(chǔ)電參數(shù)數(shù)據(jù)，或向監(jiān)視系統(tǒng)軟件132傳輸存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器138中的電參數(shù)數(shù)據(jù)的指令。電參數(shù)數(shù)據(jù)可以包括由監(jiān)視設(shè)備獲得的任何數(shù)據(jù)，包括頻率變化、振幅變化，以及相位變化的任何組合。本發(fā)明提供了準(zhǔn)確地、自動(dòng)地，并且在時(shí)間上將來(lái)自多個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)到相同電壓零交點(diǎn)的算法。下面討論的其他數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能都基于此功能。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能由監(jiān)視設(shè)備128和在計(jì)算機(jī)132上運(yùn)行的監(jiān)視系統(tǒng)軟件兩者的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，下面將分別討論它們各自的要求。在監(jiān)視設(shè)備128中進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和局部分析。從監(jiān)視設(shè)備128被通電時(shí)起，對(duì)測(cè)量到的電壓信號(hào)進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)。與每一個(gè)正電壓零交點(diǎn)(或，交替地，與每一個(gè)負(fù)電壓零交點(diǎn))連續(xù)地迭代循環(huán)計(jì)數(shù)。隨著監(jiān)視設(shè)備128—個(gè)循環(huán)一個(gè)循環(huán)地測(cè)量電壓和電病的頻率和振幅變化，與它們的相應(yīng)的額定值進(jìn)行比較。由設(shè)備固件136跟蹤頻率和振幅變化以及關(guān)聯(lián)的循環(huán)計(jì)數(shù)。任何指定的循環(huán)計(jì)數(shù)中的關(guān)聯(lián)的監(jiān)視設(shè)備時(shí)間可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器138中。由計(jì)算機(jī)132執(zhí)行的監(jiān)視系統(tǒng)軟件通過(guò)向電力監(jiān)視系統(tǒng)120上的所有監(jiān)視設(shè)備128、130發(fā)送全局命令，以標(biāo)記它們的循環(huán)計(jì)數(shù)、時(shí)間，并緩沖預(yù)定量的每個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)，啟動(dòng)與多個(gè)監(jiān)視設(shè)備關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)?；陔娏ΡO(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視設(shè)備的數(shù)量、電力監(jiān)視系統(tǒng)中的通信時(shí)間延遲和頻率和振幅變化的幅度，建立此預(yù)定量的數(shù)據(jù)。當(dāng)完成了緩沖過(guò)程時(shí)，監(jiān)視設(shè)備128、130將它們的緩沖的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)132。一旦監(jiān)視設(shè)備128、130收集了數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)軟件上傳緩沖的數(shù)據(jù)以供分析。在每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的緩沖的數(shù)據(jù)中都可能會(huì)有時(shí)間偏移，因?yàn)橄到y(tǒng)上的監(jiān)視設(shè)備可能由于電力監(jiān)視系統(tǒng)中的通信時(shí)間延遲和監(jiān)視設(shè)備內(nèi)的內(nèi)部時(shí)間延遲而不會(huì)同時(shí)開始緩沖數(shù)據(jù)。由計(jì)算機(jī)132上的監(jiān)視系統(tǒng)軟件對(duì)緩沖的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以定位所有監(jiān)視設(shè)備128、130之間的頻率的最高關(guān)聯(lián)。一般而言，通過(guò)使一個(gè)監(jiān)視設(shè)備中的緩沖的頻率數(shù)據(jù)相對(duì)于另一個(gè)監(jiān)視設(shè)備中的緩沖的頻率數(shù)據(jù)滑動(dòng)，直到頻率變化彼此對(duì)準(zhǔn)，來(lái)定位最高關(guān)聯(lián)，如圖4所示。監(jiān)視設(shè)備128的頻率數(shù)據(jù)360相對(duì)于監(jiān)視設(shè)備130的頻率數(shù)據(jù)362"滑動(dòng)"，直到每一個(gè)設(shè)備的頻率數(shù)據(jù)都對(duì)準(zhǔn)。如此，與監(jiān)視設(shè)備128的關(guān)聯(lián)的零交點(diǎn)與和監(jiān)視設(shè)備130的At,關(guān)聯(lián)的零交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，與監(jiān)視設(shè)備128的At2關(guān)聯(lián)的零交點(diǎn)與和監(jiān)視設(shè)備130的At2關(guān)聯(lián)的零交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，依次類推。下面將參考圖5A和5B詳細(xì)地討論使兩個(gè)數(shù)據(jù)集相對(duì)于彼此"滑動(dòng)"直到它們對(duì)準(zhǔn)的互相關(guān)算法。一旦對(duì)準(zhǔn)了緩沖的數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)132上的軟件中將第一監(jiān)視設(shè)備128的循環(huán)計(jì)數(shù)與第二監(jiān)視設(shè)備130的循環(huán)計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)。也可以可選地將監(jiān)視設(shè)備上的機(jī)載時(shí)間彼此對(duì)準(zhǔn)或彼此關(guān)聯(lián)。對(duì)于電力監(jiān)視系統(tǒng)120中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備，重復(fù)此過(guò)程，直到所有設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)彼此關(guān)聯(lián)。在數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)132上的監(jiān)視系統(tǒng)軟件構(gòu)建每一個(gè)設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)和相對(duì)于彼此的時(shí)間和計(jì)算機(jī)132上的時(shí)間的矩陣。雖然圖2顯示只有兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備128、130的簡(jiǎn)化的電力監(jiān)視系統(tǒng)120，但是，本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)實(shí)施例也可以應(yīng)用于具有多個(gè)層次級(jí)別的任何復(fù)雜性的任何電力監(jiān)視系統(tǒng)120，如圖7所示的單線圖。為便于說(shuō)明和討論，只討論了兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備128、130。一旦兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備128、130的數(shù)據(jù)彼此對(duì)準(zhǔn)，通常不需要再次重新校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，除非監(jiān)視設(shè)備丟失其電壓信號(hào)或復(fù)位其本身。在這些情況下，根據(jù)本發(fā)明，只有丟失它們的電壓信號(hào)或復(fù)位的監(jiān)視設(shè)備才需要重新校準(zhǔn)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)可以通過(guò)諸如電壓不足或過(guò)電壓狀態(tài)、將負(fù)荷連接到電力監(jiān)視系統(tǒng)或斷開、電壓、電流或負(fù)荷的特征的變化、監(jiān)視設(shè)備復(fù)位或斷電之類的事件啟動(dòng)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)也可以由監(jiān)視軟件自動(dòng)地或由用戶人工地啟動(dòng)?，F(xiàn)在請(qǐng)參看圖5A，顯示用于執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例的可以作為由200680023572.5說(shuō)明書第10/26頁(yè)計(jì)算機(jī)132執(zhí)行的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)算法180實(shí)現(xiàn)的流程圖。數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)算法180開始時(shí)向監(jiān)視設(shè)備(如監(jiān)視設(shè)備128、130)發(fā)送消息，以開始緩沖數(shù)據(jù)(200)，直到緩沖完成(202)。計(jì)算機(jī)132從每一個(gè)設(shè)備讀取數(shù)據(jù)(204)。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)代表諸如(基本)頻率的變化、振幅的變化以及相位的變化之類的電參數(shù)數(shù)據(jù)。優(yōu)選情況下，數(shù)據(jù)代表基本頻率的變化?；绢l率是優(yōu)選的標(biāo)準(zhǔn)尺度，因?yàn)樗谡麄€(gè)電力監(jiān)視系統(tǒng)中保持不變，即使在系統(tǒng)中存在變壓器。當(dāng)系統(tǒng)中存在變壓器時(shí)，振幅和相位會(huì)移動(dòng)；然而，本發(fā)明也可以使用振幅和相位信息作為標(biāo)準(zhǔn)尺度。計(jì)算機(jī)132選擇諸如監(jiān)視設(shè)備128之類的基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備(206)，然后選擇諸如監(jiān)視設(shè)備130之類的監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行分析(208)。然后，根據(jù)本發(fā)明，將監(jiān)視設(shè)備128、130的數(shù)據(jù)互相關(guān)(210)，并將每一個(gè)設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)和時(shí)間關(guān)系輸入到矩陣中(212)。通過(guò)常規(guī)的互相關(guān)算法，優(yōu)選情況下，如下面的公式1中所提供的算法，執(zhí)行互相關(guān)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>r(d)表示相關(guān)系數(shù)，d表示延遲(偏移或移動(dòng))，其中，兩個(gè)系列x(i)和y(i)的-l<=r(d)<=l代表來(lái)自監(jiān)視設(shè)備128、130的相應(yīng)的數(shù)據(jù)；而mx和my是對(duì)應(yīng)的系列x(i)和y(i)的平均值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相關(guān)算法是循環(huán)相關(guān)算法，其中，出界的索引被"折回"范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，相關(guān)算法是線性相關(guān)算法，其中，重復(fù)每一個(gè)系列。在其他實(shí)施例中，相關(guān)算法是模式匹配算法或文本搜索算法。在互相關(guān)之后，計(jì)算機(jī)132檢查是否已經(jīng)對(duì)所有監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行了分析(214)，如果是，則繼續(xù)檢查相位導(dǎo)體的線路。在許多情況下，在整個(gè)電力系統(tǒng)中，相位導(dǎo)體可能會(huì)被安裝它們的承包商錯(cuò)誤地標(biāo)識(shí)。例如，在主開關(guān)設(shè)備中被標(biāo)識(shí)為"A相位，，的相位可能會(huì)在負(fù)荷中被標(biāo)識(shí)為"B相位"。這種對(duì)相位導(dǎo)體的錯(cuò)誤標(biāo)識(shí)會(huì)導(dǎo)致混淆，甚至?xí)?lái)安全隱患。為降低這種隱患，計(jì)算機(jī)132通過(guò)對(duì)每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備上的基準(zhǔn)通道的電壓(或電流)零交點(diǎn)處的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，對(duì)電壓(或電流)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(216)。計(jì)算機(jī)132通過(guò)判斷采樣的數(shù)據(jù)的值是零、負(fù)值還是正值，并基于這些值，為每一個(gè)基準(zhǔn)通道分配相位符號(hào)(如A、B或C)，來(lái)判斷線路是否正確(218)。如果準(zhǔn)確地標(biāo)識(shí)所有監(jiān)視設(shè)備，則相位A的數(shù)據(jù)值應(yīng)該大致為零。如果數(shù)據(jù)值是負(fù)值，那么，所討論的相位是ABC相位表示法的"B相位"。如果數(shù)據(jù)值是正值，那么，所討論的相位是ABC相位表示法的"C相位"。通知用戶線路是否正確(220)。一旦為每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備確定了正確的相位符號(hào)(222)，那么，計(jì)算機(jī)132就可使用戶校正任何或所有監(jiān)視設(shè)備中的錯(cuò)誤地標(biāo)識(shí)的相位符號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的相位診斷實(shí)施例可應(yīng)用于電壓輸入以及電流輸入。圖5B顯示執(zhí)行本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。與圖5A相同，為便于討論，將參考圖2所示的電力監(jiān)視系統(tǒng)120，但是，如上所述，本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)適用于任何公用事業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)132命令電力監(jiān)視系統(tǒng)120中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備都存儲(chǔ)預(yù)定數(shù)量(優(yōu)選情況下，在大約1,000和大約10,000循環(huán)之間)的循環(huán)的每個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)(250)。當(dāng)由監(jiān)視設(shè)備存儲(chǔ)了足夠的數(shù)據(jù)量時(shí)，計(jì)算機(jī)132從監(jiān)視設(shè)備接收數(shù)據(jù)(252)，并選擇基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備(254)。通過(guò)使用諸如上面的公式1的常規(guī)互相關(guān)算法，計(jì)算機(jī)132計(jì)算基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備的至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)(如大約400個(gè)循環(huán))和第二監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)r(d)(256)。存儲(chǔ)計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)，將第二監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)相對(duì)于基準(zhǔn)設(shè)備移動(dòng)一個(gè)循環(huán)(258)。如上所述，根據(jù)循環(huán)相關(guān)算法，出界的索引可以被折回范圍內(nèi)，或者，根據(jù)線性相關(guān)算法，可以重復(fù)索引。使用移動(dòng)的數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)(260)，如果不需要進(jìn)一步的移動(dòng)(262)，則在計(jì)算出了最大相關(guān)系數(shù)的點(diǎn)或在相關(guān)系數(shù)超過(guò)闞值(如0.5)的點(diǎn)，將第二監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)設(shè)備的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)(264)。應(yīng)該指出的是，當(dāng)相關(guān)系數(shù)r(d)接近于1.0時(shí)，該算法可以退出，無(wú)需進(jìn)行任何進(jìn)一步的移動(dòng)。計(jì)算機(jī)132在對(duì)準(zhǔn)的點(diǎn)使第二監(jiān)視設(shè)備和基準(zhǔn)設(shè)備的時(shí)鐘同步(266)。計(jì)算機(jī)132讀取每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備中的循環(huán)計(jì)數(shù)和關(guān)聯(lián)的監(jiān)視設(shè)備的機(jī)載時(shí)鐘時(shí)間。由于機(jī)栽時(shí)鐘的限制，監(jiān)視設(shè)備的機(jī)載時(shí)鐘時(shí)間和循環(huán)計(jì)數(shù)可能相對(duì)于彼此存在漂移。一旦數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)，循環(huán)計(jì)數(shù)可被視為監(jiān)視設(shè)備的絕對(duì)基準(zhǔn)。由于時(shí)鐘漂移，可能需要周期地重新讀取與設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)的時(shí)間，以重建設(shè)備的時(shí)間。然后，計(jì)算機(jī)132上的軟件將更新包含監(jiān)視設(shè)備的時(shí)間信息的矩陣。此特征的另一個(gè)功能將允許所有機(jī)載監(jiān)視設(shè)備的時(shí)鐘周期地復(fù)位到同一個(gè)值，以為整個(gè)電力監(jiān)視系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。優(yōu)選情況下，根據(jù)某個(gè)絕對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)，設(shè)置(在計(jì)算機(jī)132上運(yùn)行的)監(jiān)視系統(tǒng)軟件內(nèi)的時(shí)間。一旦設(shè)置了計(jì)算機(jī)時(shí)間，監(jiān)視系統(tǒng)軟件就會(huì)相應(yīng)地復(fù)位所有監(jiān)視設(shè)備上的時(shí)間。在此實(shí)施例中，每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備和軟件的數(shù)據(jù)和時(shí)間將更加準(zhǔn)確地與絕對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)校準(zhǔn)。當(dāng)沒(méi)有其他監(jiān)視設(shè)備需要校準(zhǔn)時(shí)(268)，過(guò)程結(jié)束。在備選的實(shí)施例中，在時(shí)鐘被同步之前，所有監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)都對(duì)準(zhǔn)(266)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒐秒娏W(wǎng)的不同點(diǎn)的數(shù)據(jù)和時(shí)間對(duì)準(zhǔn)。如果監(jiān)視設(shè)備位于同一個(gè)公用電力網(wǎng)的兩個(gè)不同點(diǎn)，也可以將這些監(jiān)視設(shè)備一起對(duì)準(zhǔn)。在此實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明，首先將位于每一個(gè)地理位置的監(jiān)視設(shè)備彼此對(duì)準(zhǔn)。然后，使用管理所有系統(tǒng)的軟件作為所有系統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)，給它們都提供一個(gè)公共的基準(zhǔn)點(diǎn)。請(qǐng)回頭參看圖1，集成監(jiān)視系統(tǒng)100包括層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106。具有關(guān)于電力系統(tǒng)的布局的全面的知識(shí)對(duì)了解和描述系統(tǒng)特征是必不可少的。功率表通常只提供電力系統(tǒng)的操作參數(shù)，而不會(huì)給出有關(guān)位于電力系統(tǒng)上的不同監(jiān)視點(diǎn)的參數(shù)彼此之間的關(guān)系的信息。通過(guò)了解電力系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，可以將多個(gè)監(jiān)視設(shè)備的操作參數(shù)置于彼此的空間上下文中。此空間上下文給用戶提供了解決系統(tǒng)的問(wèn)題、提高系統(tǒng)效率、預(yù)測(cè)故障和性能下降、定位干擾源或模型化系統(tǒng)響應(yīng)的功能更加強(qiáng)大的工具。本發(fā)明的層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106可使監(jiān)視系統(tǒng)軟件從公用事業(yè)系統(tǒng)102上的監(jiān)視設(shè)備中收集數(shù)據(jù)，并自動(dòng)地確定公用事業(yè)系統(tǒng)102的層次結(jié)構(gòu)，很少或不需要用戶輸入。由層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106給出的細(xì)節(jié)的程度直接與公用事業(yè)系統(tǒng)102中的監(jiān)視設(shè)備的數(shù)量和范圍相互關(guān)聯(lián)。如果添加補(bǔ)充監(jiān)視設(shè)備，則根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)學(xué)習(xí)分層算法會(huì)使它們能自動(dòng)地并入確定的層次結(jié)構(gòu)中。節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)是基于這樣的關(guān)系建立的當(dāng)將節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)時(shí)，判斷一個(gè)節(jié)點(diǎn)始終大于另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。層次結(jié)構(gòu)的關(guān)系可以以下列三種方式之一鏈接元素或使元素相互關(guān)聯(lián)直接地、間接地，或根本沒(méi)有關(guān)聯(lián)。圖6顯示Load2310和Feeder2306之間的直接鏈接或相互關(guān)系的例圖。相比之下，在Load2310和Maiih302之間存在間接鏈接。最后，在Loa^308和Load2310之間和在Feeden304和Feeder2306之間實(shí)際上沒(méi)有鏈接。在電力系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的情況下，目標(biāo)是對(duì)電力系統(tǒng)中元素進(jìn)行排序，以便表示出電力系統(tǒng)的正確的連接布局。通過(guò)確定電力系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，可以提供可以用來(lái)解決問(wèn)題、提高設(shè)備和系統(tǒng)性能、提高安全性并節(jié)省資金的重要信息。電力系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中包含的細(xì)節(jié)的程度將取決于正在被監(jiān)視的元素或節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和節(jié)點(diǎn)向在計(jì)算機(jī)132上運(yùn)行的監(jiān)視系統(tǒng)軟件中的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法提供反饋的能力。一般而言，根據(jù)本發(fā)明的層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106利用監(jiān)視系統(tǒng)軟件中的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法，該算法基于規(guī)則和統(tǒng)計(jì)方法。監(jiān)視系統(tǒng)軟件周期地輪詢公用事業(yè)系統(tǒng)102中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備，以確定公用事業(yè)系統(tǒng)102在該節(jié)點(diǎn)上的(由監(jiān)視設(shè)備M代表)某些特征或參數(shù)。在相同的給定時(shí)間點(diǎn)，從系統(tǒng)中的每一個(gè)計(jì)量表獲取指定的參數(shù)的多個(gè)樣本。一旦從公用事業(yè)系統(tǒng)102中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)M收集了參數(shù)數(shù)據(jù)，自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法就對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并跟蹤的關(guān)系或鏈接?？梢灾芷诘剡M(jìn)行這種分析，以提高保證層次結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的概率，或弄清層次結(jié)構(gòu)中的任何變化。一旦這種迭代過(guò)程達(dá)到"公用事業(yè)系統(tǒng)102的確定的布局是正確的"某種預(yù)定的統(tǒng)計(jì)置信度，自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法就可以結(jié)束。然后，將公用事業(yè)系統(tǒng)102的最終的布局呈現(xiàn)給用戶審查。通過(guò)使用自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法，計(jì)算每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的在某個(gè)時(shí)間(學(xué)習(xí)時(shí)段)內(nèi)的相對(duì)于所有其他監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)，基于可用的監(jiān)視點(diǎn)，確定公用事業(yè)系統(tǒng)102的層次結(jié)構(gòu)的基本布局。在這一方面，根據(jù)本發(fā)明的算法使用來(lái)自每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)的歷史趨勢(shì)，并比較這些趨勢(shì)，以判斷在監(jiān)視設(shè)備之間是否存在任何相互關(guān)系(鏈接)。利用更多的可用于分析的監(jiān)視點(diǎn)，可以確定更加詳細(xì)的層次結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)地提供正在被監(jiān)視的公用事業(yè)系統(tǒng)的基本層次結(jié)構(gòu)，用戶基本上不需要輸入任何內(nèi)容，或很少。然后，該層次結(jié)構(gòu)可以供其他系統(tǒng)114作為進(jìn)行評(píng)估的工具。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，本發(fā)明提高了監(jiān)視設(shè)備和監(jiān)視系統(tǒng)軟件之間的時(shí)間同步的精確度。在公用事業(yè)系統(tǒng)102是電力監(jiān)視系統(tǒng)的實(shí)施例中，同時(shí)從電力監(jiān)視系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備獲取特定電參數(shù)(如功率、電壓、電流等等)的樣本。存儲(chǔ)此參數(shù)數(shù)據(jù)，并相對(duì)于取得樣本的時(shí)間、數(shù)據(jù)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)的值，以及提供該數(shù)據(jù)的監(jiān)視設(shè)備，對(duì)此參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。將從電力監(jiān)視系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)彼此進(jìn)行比較，以判斷監(jiān)視設(shè)備之間是否存在任何關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以了解在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)和關(guān)聯(lián)，以及相似和不同之處。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，使用一個(gè)或多個(gè)規(guī)則或假設(shè)來(lái)確定電力系統(tǒng)的分層順序?？赡鼙仨氉鞒鲫P(guān)于公用事業(yè)系統(tǒng)的某些假設(shè)，以便自動(dòng)學(xué)習(xí)公用事業(yè)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。這些假設(shè)基于歐姆定律、能量守恒定律，以及具有典型的電力分配和電力監(jiān)視系統(tǒng)的工作經(jīng)歷。涉及電力系統(tǒng)和電力監(jiān)視系統(tǒng)的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法可以作出的一般規(guī)則包括1.正在被分析的電力系統(tǒng)位于單徑向饋電配置320(圖7)或多徑向饋電配置330(圖8)中。2.假設(shè)測(cè)量最高能量使用情況的計(jì)量表位于層次結(jié)構(gòu)的頂部(例如，圖7所示的主輸電線322)。3.計(jì)量表的采樣數(shù)據(jù)的速率至少大于任何負(fù)荷的最短的負(fù)載循環(huán)。4.在參數(shù)數(shù)據(jù)收集過(guò)程中在電力系統(tǒng)上消耗能量(不產(chǎn)生能5.在數(shù)據(jù)被從監(jiān)視設(shè)備推向在計(jì)算機(jī)132上運(yùn)行的監(jiān)視系統(tǒng)軟件的情況下，由于電力監(jiān)視系統(tǒng)上的所有計(jì)量表中的時(shí)間的偏移而導(dǎo)致的錯(cuò)誤最小?？梢杂邢铝醒a(bǔ)充參數(shù)供自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法使用1.不從安裝在電力系統(tǒng)的同一個(gè)點(diǎn)的兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備收集用于分層目的的數(shù)據(jù)。2.忽略沒(méi)有負(fù)荷的計(jì)量表，或只使用電壓信息來(lái)確定它們?cè)趯哟谓Y(jié)構(gòu)中的位置。3.電力系統(tǒng)中可以存在多個(gè)主輸電線(Mainl、Main2、Main3等等)4.由系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備向監(jiān)^L系統(tǒng)軟件提供數(shù)據(jù)。5.啟動(dòng)或停止的負(fù)荷會(huì)影響與該負(fù)荷具有直接或間接鏈接的任何對(duì)應(yīng)的上游測(cè)量的數(shù)據(jù)的負(fù)荷曲線。6.對(duì)于位于同一個(gè)母線上的所有監(jiān)視設(shè)備，電壓特征(基本、諧振、對(duì)稱分量)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較一致。7.電力系統(tǒng)上的變壓器損耗相對(duì)于變壓器的下游的負(fù)荷最小。8.監(jiān)視設(shè)備之間的負(fù)荷的一般關(guān)聯(lián)(隨著時(shí)間的推移)表示直接或者間接的鏈接。9.電力系統(tǒng)中一個(gè)點(diǎn)的多個(gè)未計(jì)量的負(fù)荷合計(jì)為單一的未知負(fù)荷。對(duì)于徑向饋電的電力系統(tǒng)，前面的假設(shè)和參數(shù)中的任何都可以組合起來(lái)。例如，在特定實(shí)施例中，也可以使用下列基于規(guī)則的假設(shè)和參數(shù)1.電壓和電流越高，監(jiān)視設(shè)備就越靠上游(與層次結(jié)構(gòu)的頂部越近)。2.—般而言，諧振值越小，監(jiān)視設(shè)備就越靠上游。3.變壓器可以改變電壓和電流。4.上游的總的功率通量比下游高。5.電力系統(tǒng)是徑向饋電系統(tǒng)。6.兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備將不會(huì)安裝同一個(gè)點(diǎn)。7.具有相同電壓畸變的監(jiān)視設(shè)備相鄰地連接。8.在一個(gè)特定層次測(cè)量的總負(fù)荷(損耗除外)等于直接鏈接到該層次的所有已測(cè)量的和未測(cè)量的負(fù)荷的總和。如果多個(gè)監(jiān)視設(shè)備直接鏈接到同一個(gè)基準(zhǔn)設(shè)備，則它們被視為位于同一個(gè)層次。例如，請(qǐng)參看圖7，顯示具有由323a，b，c，d，e表示的五個(gè)不同的層次的公用事業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)320的簡(jiǎn)化的單線圖。在電力監(jiān)視系統(tǒng)的特定情況下，每一個(gè)層次都表示多個(gè)監(jiān)視設(shè)備可以直接鏈接到的饋電線。直接鏈接到一個(gè)饋電線的所有監(jiān)視設(shè)備都被視為位于同一個(gè)饋電線層次。如此，主輸電線322直接鏈接到饋電線323a,如此，存在于層次結(jié)構(gòu)中的其自己的層次上。饋電線323b直接鏈接到三個(gè)監(jiān)視設(shè)備，因此，構(gòu)成了另一個(gè)不同的層次。饋電線323c構(gòu)成了另一個(gè)不同于饋電線323a和323b的層次，因?yàn)橹苯渔溄拥金侂娋€323c的監(jiān)視設(shè)備不直接鏈接到饋電線323a或323b。在水、空氣、燃?xì)?，以及蒸汽系統(tǒng)的情況下，每一個(gè)層次都可以通過(guò)集管表示，代替饋電線。圖9-11A以流程圖的方式顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法400的具體內(nèi)容。算法400首先檢查系統(tǒng)中是否有一個(gè)以上的監(jiān)視設(shè)備(402)，如果沒(méi)有，則算法結(jié)束。如果存在一個(gè)以上的監(jiān)視設(shè)備，則從每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備(MhM2，…，Mk)獲取電氣數(shù)據(jù)，并匯編為一個(gè)數(shù)據(jù)表(404)。該數(shù)據(jù)表列出了在給定時(shí)間段內(nèi)每隔一定的時(shí)間間隔(1\，T2，...，Tn)獲取的原始數(shù)據(jù)(如功率、電壓大小、電壓畸變、電流大小、電流畸變或?qū)ΨQ分量數(shù)據(jù))。樣本之間的時(shí)間長(zhǎng)度取決于電力監(jiān)視系統(tǒng)中的任何負(fù)荷的最短的負(fù)載循環(huán)?；陔娏ΡO(jiān)視系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的負(fù)荷的變化程度，確定最大時(shí)間長(zhǎng)度(Tn)。假設(shè)具有數(shù)據(jù)表中的最大功率的監(jiān)視設(shè)備為主輸電線(即，電力層次結(jié)構(gòu)中的最高層次)(408)。然而，本發(fā)明也可適用于多個(gè)層次結(jié)構(gòu)(即，多個(gè)主輸電線)。下面的表1顯示數(shù)據(jù)表的示例。表1:數(shù)據(jù)表示例<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>一旦累加了數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)，就制作一個(gè)校驗(yàn)矩陣。校驗(yàn)矩陣是基于數(shù)據(jù)表的邏輯連接的矩陣。零(0)表示在任意兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間不存在直接鏈接，而(1)表示在兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間可能存在關(guān)系。下面的表2顯示一個(gè)示范性校驗(yàn)矩陣。在表2中，假設(shè)在計(jì)量表1和計(jì)量表2之間不存在鏈接。這是因?yàn)?，在?shù)據(jù)表的一個(gè)條目中計(jì)量表1測(cè)量的功率超過(guò)計(jì)量表2，在數(shù)據(jù)表的另一個(gè)條目計(jì)量表2測(cè)量的功率超過(guò)計(jì)量表1。計(jì)量表1始終與其本身相互關(guān)聯(lián)，因此，在校驗(yàn)矩陣的該單元格中放置了"不適用"。由于信息冗余，只需要校驗(yàn)矩陣的一半。表2:校驗(yàn)矩陣示例<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>一旦確定了校驗(yàn)矩陣，就可以使用數(shù)據(jù)表中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)制作下面的表3所顯示的相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)。在CCM中，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，以確定電力系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備相對(duì)于矩陣中的其他監(jiān)視設(shè)備的線性關(guān)系。確定任意兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)，并將其置于CCM中的適當(dāng)?shù)膯卧裰小Ｔ谙旅娴氖痉缎员?中，C12是計(jì)量表1相對(duì)于計(jì)量表2的相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)值越高，這兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備直接或者間接地鏈接的概率就越高。相反，此數(shù)字越低，這兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備直接或者間接地鏈接的概率就越低。使用下面的公式2來(lái)確定任意兩個(gè)給定監(jiān)視設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)(公式2)其中&是相關(guān)系數(shù)，并位于-"a.,"范圍內(nèi)；。v^，力是；c和j的協(xié)方差；而<tx和o>分別是jc和y的標(biāo)準(zhǔn)偏差。(公式3)其中n是；c和y中的數(shù)據(jù)元素的數(shù)量，而^和分別是x和y的平均值。相關(guān)矩陣的對(duì)角線單元始終都是1，因?yàn)槊恳粋€(gè)計(jì)量表都與其本身具有100%的相關(guān)。再者，由于數(shù)據(jù)冗余性(例如，C12=C21)，只需要相關(guān)矩陣的一半。表3:相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)示例<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>返回到圖9，為考慮中的層次結(jié)構(gòu)的每一個(gè)層次繪制了計(jì)量表列表。假設(shè)最頂部的層次為具有最大的功率讀數(shù)的計(jì)量表，并假設(shè)為主輸電線。一旦在數(shù)據(jù)表中查找到該計(jì)量表(408),算法400將主輸電線放在層次結(jié)構(gòu)的饋電線層次列表，并清除層次結(jié)構(gòu)中的當(dāng)前饋電線層次的監(jiān)視設(shè)備的列表(410)。在MAINLOOP的隨后的迭代中，算法400將基準(zhǔn)計(jì)量表放在層次結(jié)構(gòu)的前一饋電線層次列表中。應(yīng)該理解，在第一迭代中，沒(méi)有前一層次列表。算法400清除相關(guān)基準(zhǔn)陣列(CRA)(412)，并將主輸電線指定為基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備(414)。下面的表4中顯示示范性CRA,對(duì)于給定饋電線層次，有n個(gè)迭代。C51對(duì)應(yīng)于計(jì)量表5(基準(zhǔn)計(jì)量表)和計(jì)量表1之間的相關(guān)系數(shù)，C52對(duì)應(yīng)于計(jì)量表5和計(jì)量表2之間的相關(guān)系數(shù)，等等。最初，對(duì)于每一個(gè)饋電線層次，CRA被清除，算法400通過(guò)用當(dāng)前饋電線層次的所有計(jì)量表的相關(guān)系數(shù)填充每一個(gè)迭代列，為每一個(gè)饋電線層次制作新的CRA。參考下面的表5說(shuō)明一個(gè)具體示例?；诠β蕯?shù)據(jù)，計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)("6)。在第一迭代中，層次結(jié)構(gòu)中的唯一已知的元素是主輸電線，根據(jù)上面列出的某些或所有假設(shè)或參數(shù)，從最頂部的饋電線層次向下，自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>繼續(xù)參考圖10,算法400使CCM中的在校驗(yàn)矩陣中具有零的計(jì)量表和已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)已連接的計(jì)量表的相關(guān)系數(shù)置零(418)。將基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備的列從CCM復(fù)制到CRA(420)。將下面的表5說(shuō)明一個(gè)具體示例。假設(shè)CCM中的計(jì)量表5被指定為基準(zhǔn)計(jì)量表(414)。算法400基于數(shù)據(jù)表計(jì)算CCM(416),并使CCM中的在校驗(yàn)矩陣中具有零的計(jì)量表和已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)已連接的計(jì)量表的相關(guān)系數(shù)置零(418)。將CCM中的對(duì)應(yīng)于計(jì)量表5的列復(fù)制到CRA的列"迭代1"。請(qǐng)參看表5，計(jì)量表11與計(jì)量表5具有最高相關(guān)0.649，而計(jì)量表11被標(biāo)記為與當(dāng)前饋電線層次的計(jì)量表5相連接。在迭代2中，從數(shù)據(jù)表中的計(jì)量表5的功率中減去計(jì)量表11的功率，在迭代2中，計(jì)量表5-11相關(guān)系數(shù)下降到-0.048，提供了計(jì)量表11與計(jì)量表5相互關(guān)聯(lián)的較高置信度。還值得注意的是，隨著迭代前進(jìn)，某個(gè)計(jì)量表的相關(guān)系數(shù)越來(lái)越高。例如，計(jì)量表18相對(duì)于計(jì)量表5的相關(guān)系數(shù)從迭代1中的0.296到迭代2中的0.417到迭代3中的0.436到迭代4中的0.525，最后再到迭代5中的0.671(在所有計(jì)量表中最高的相關(guān)系數(shù))逐漸地提高，(與其本身關(guān)聯(lián)的計(jì)量表5始終是1.0，因此忽略其相關(guān)系數(shù))。此提高的趨勢(shì)還提供了計(jì)量表18也直接與計(jì)量表5鏈接的高置信度，此鏈接最后在迭代5中被確認(rèn)。例如，對(duì)于計(jì)量表12和15，也可以觀察到相同的提高趨勢(shì)。在迭代7中，沒(méi)有一個(gè)相關(guān)系數(shù)超過(guò)閾值，算法400繼續(xù)分析下一個(gè)饋電線層次。通過(guò)迭代7,算法400判斷，計(jì)量表11、12、14、15、18，以及20與計(jì)量表5直接鏈接。表5:具有示范性相關(guān)系數(shù)的CRA示例<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>仍請(qǐng)參看圖10，算法400查找CRA中的與基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備具有最高相關(guān)的監(jiān)視設(shè)備(饋電線)(422)。如果相關(guān)不超過(guò)閾值(在優(yōu)選實(shí)施例中為0.5)，則算法400轉(zhuǎn)到圖11A(OP3)，如在上面顯示的表5中的迭代7的情況下。否則，算法400判斷當(dāng)前迭代是否是基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備的第一迭代(426)，如果不是，判斷饋電線相關(guān)是否越來(lái)越高(428)。如果饋電線相關(guān)沒(méi)有變得越來(lái)越高，則算法400轉(zhuǎn)到圖11A(OP3)。變得越來(lái)越高的趨勢(shì)是監(jiān)視設(shè)備可能位于層次結(jié)構(gòu)的考慮中的當(dāng)前層次的跡象。如果當(dāng)前迭代是基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備的第一迭代，則將饋電線添加到層次結(jié)構(gòu)的當(dāng)前層次的監(jiān)視設(shè)備列表中(430)，算法400轉(zhuǎn)到圖11A(OP2)。在連接表中基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備和饋電線被表示為直接鏈接(或相互關(guān)聯(lián))(446),在數(shù)據(jù)表中從基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備中減去與饋電線關(guān)聯(lián)的功率(448)。連接表維護(hù)了設(shè)備列表以及它們的相互關(guān)系(例如，它們是否直接鏈接)。通過(guò)減去與相對(duì)于基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備的最高相關(guān)系數(shù)關(guān)聯(lián)的饋電線的功率，連接到基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備的其他饋電線(監(jiān)視設(shè)備)將看見它們的相關(guān)系數(shù)提高。算法400返回到圖9的FEEDERLOOP,下一迭代對(duì)于剩余的監(jiān)視設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行?，F(xiàn)在請(qǐng)看OP3功能，算法400判斷是否已經(jīng)分析完前一層次的所有監(jiān)視設(shè)備(432)，如果沒(méi)有，則獲取前一層次的下一監(jiān)視設(shè)備(饋電線)，算法400返回到圖9的FEEDERLOOP。如果已經(jīng)分析完前一層次的所有監(jiān)視設(shè)備，算法400檢查是否為層次結(jié)構(gòu)中的所有監(jiān)視設(shè)備找到了連接(434)。如果是，則算法400退出。如果沒(méi)有，算法400檢查CCM中的最高相關(guān)系數(shù)是否超過(guò)閾值(436)。如果沒(méi)有，則算法400退出。如果是，則算法400判斷是否為當(dāng)前層次再找到更多監(jiān)視設(shè)備(438)。如果沒(méi)有，則算法400返回到圖9中的MAINLOOP。如果是，算法將當(dāng)前層次的監(jiān)視設(shè)備移動(dòng)到前一層次(440)并清除CRA(442)。該算法返回到圖9的FEEDERLOOP以確定當(dāng)前層次的剩余監(jiān)視設(shè)備之間的關(guān)系。圖11B顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法500。算法500開始時(shí)從每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備接收與每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)尺度(502)。標(biāo)準(zhǔn)尺度可以是諸如功率、電壓、電流、電流畸變、電壓畸變或能量之類的電參數(shù)，或與任何WAGES公用事業(yè)關(guān)聯(lián)的參數(shù)，如單位時(shí)間的容量(BTU、MBTU、加侖、立方英尺)。監(jiān)視設(shè)備可以是功率監(jiān)視設(shè)備。例如，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)尺度是電壓畸變時(shí)，位于層次結(jié)構(gòu)的同一個(gè)層次的監(jiān)視設(shè)備大致具有相同的電壓畸變。作為補(bǔ)充或作為替代，該算法也可以使用諧波畸變值來(lái)基于功率標(biāo)準(zhǔn)尺度驗(yàn)證通過(guò)相關(guān)確定的層次結(jié)構(gòu)。諧波畸變也可以被該算法用來(lái)以較大的準(zhǔn)確性較好地預(yù)測(cè)未知的候選。例如，監(jiān)視設(shè)備可能臨界地與基準(zhǔn)設(shè)備關(guān)聯(lián)，以致于該算法不能判斷是否存在直接鏈接。通過(guò)諧波畸變，可以根據(jù)與所討論的監(jiān)視設(shè)備位于同一個(gè)層次的相鄰設(shè)備的諧波畸變值來(lái)確定或排除潛在的相互關(guān)系。例如，為所討論的監(jiān)視設(shè)備返回的不同的諧波畸變可以排除它與前一層次上的設(shè)備直接鏈接的情況。算法500計(jì)算基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備和層次結(jié)構(gòu)中的待相互關(guān)聯(lián)的所有其他監(jiān)視設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)(504)。算法500確定最高相關(guān)系數(shù)(506)并將與最高相關(guān)系數(shù)關(guān)聯(lián)的監(jiān)視設(shè)備和基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備相互關(guān)聯(lián)(508)。算法500檢查是否有更多監(jiān)視設(shè)備需要相互關(guān)聯(lián)(510),如果沒(méi)有，則算法500結(jié)束。如果是，則算法500檢查是否使用同一個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備(512)，如果是，則重新計(jì)算相關(guān)系數(shù)(504)。否貝，J,則算法500選擇新的基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備(514)，并重新計(jì)算相關(guān)系數(shù)(504)。圖11C顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法550。算法550開始時(shí)每隔周期性的間隔從每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備接收電參數(shù)數(shù)據(jù)(552)。算法550將電參數(shù)數(shù)據(jù)編入列出每個(gè)時(shí)間間隔的參數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表中(554)。形成包括監(jiān)視設(shè)備組合對(duì)之間的相關(guān)系數(shù)的相關(guān)矩陣(556)。算法550識(shí)別組合對(duì)之間的相互關(guān)系(558)，并從數(shù)據(jù)表中刪除與為其標(biāo)識(shí)了相互關(guān)系的監(jiān)視設(shè)備關(guān)聯(lián)的功率(560)。如果沒(méi)有更多相互關(guān)系需要識(shí)別(562)，則算法550結(jié)束。否則，它重新計(jì)算剩余的組合對(duì)之間的相關(guān)系數(shù)(564)，識(shí)別剩余組合對(duì)之間的另一個(gè)相互關(guān)系(558)。重復(fù)此過(guò)程，直到識(shí)別完監(jiān)視設(shè)備之間的所有相互關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法可適用于單徑向饋電系統(tǒng)和多徑向饋電系統(tǒng)中。在多徑向饋電系統(tǒng)中，該算法首先確定具有最高功率的主計(jì)量表，然后在繼續(xù)具有較低的額定功率的下一系統(tǒng)之前首先確定該系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。已經(jīng)在從最頂部的層次到最底層的層次形成層次結(jié)構(gòu)的各個(gè)實(shí)施例中討論了自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法。在備選實(shí)施例中，自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法基于每一個(gè)層次本地的事件從最底層的層次形成層次結(jié)構(gòu)。例如，在遠(yuǎn)離事件的監(jiān)視設(shè)備將看見事件之前，鄰近于事件的監(jiān)視設(shè)備將"看見"事件，如負(fù)荷打開或關(guān)閉。算法基于事件的發(fā)生和與每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備關(guān)聯(lián)的關(guān)于它何時(shí)察覺(jué)事件的時(shí)間戳，識(shí)別出監(jiān)視設(shè)備之間的相互關(guān)系。通過(guò)標(biāo)出系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備察覺(jué)到事件的時(shí)間的時(shí)間順序，可以基于監(jiān)視設(shè)備覺(jué)察到該事件的時(shí)間順序，自動(dòng)地作出哪些計(jì)量表相互關(guān)聯(lián)(直接鏈接)的結(jié)論。請(qǐng)回頭參看圖l，自動(dòng)化數(shù)據(jù)集成監(jiān)視系統(tǒng)100從數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104和層次結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106產(chǎn)生上下文數(shù)據(jù)108。上下文數(shù)據(jù)108包含來(lái)自每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的在所有其他監(jiān)視設(shè)備的上下文中的數(shù)據(jù)，如此對(duì)用戶更有價(jià)值?？梢詫?duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行上下文分析，涉及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，以便來(lái)自每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的特定外部參數(shù)對(duì)準(zhǔn)或公開。有關(guān)的主要外部參數(shù)包括公用事業(yè)系統(tǒng)102中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)相對(duì)于公用事業(yè)系統(tǒng)102中的所有其他監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)的時(shí)間位置；以及公用事業(yè)系統(tǒng)102中的每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備M相對(duì)于公用事業(yè)系統(tǒng)102中的所有其他監(jiān)視設(shè)備M的空間位置。通過(guò)評(píng)估上下文中的從公用事業(yè)系統(tǒng)102累積的所有監(jiān)視數(shù)據(jù)，將提供迄今為止不可用的有關(guān)公用事業(yè)系統(tǒng)102的某些知識(shí)。因?yàn)閬?lái)自整個(gè)系統(tǒng)(軟件和監(jiān)視設(shè)備)的信息通過(guò)一致的上下文集成在一起，這種監(jiān)視公用事業(yè)系統(tǒng)的方法簡(jiǎn)稱為"集成監(jiān)視，，(IM)。與根據(jù)本發(fā)明的IM方法的有用的類比是人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。大腦(軟件)知道相對(duì)于時(shí)間和位置在整個(gè)身體(監(jiān)視設(shè)備)上正發(fā)生什么事。如果腳趾被磕碰，大腦給身體發(fā)送信號(hào)，以便以某種方式作出反應(yīng)。類似地，如果發(fā)生了涉及電的事件，則由監(jiān)視系統(tǒng)軟件執(zhí)行的IM算法向用戶提供有關(guān)整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的癥狀、潛在的問(wèn)題源，以及可能的解決方案或建議的有用信息。本發(fā)明涉及使用監(jiān)視系統(tǒng)軟件中的特殊算法(例如，數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)算法、自動(dòng)學(xué)習(xí)層次結(jié)構(gòu)算法)，基于對(duì)來(lái)自每一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)的數(shù)據(jù)的分析，將數(shù)據(jù)集成在一起。在數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)104中，根據(jù)所有數(shù)據(jù)源，分析數(shù)據(jù)的頻率和振幅中的細(xì)微的但是可測(cè)量的變化。這些變化可被用來(lái)確定所有數(shù)據(jù)源的公共數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，數(shù)據(jù)源在電力系統(tǒng)中相對(duì)于其他數(shù)據(jù)源的位置。因?yàn)榧上到y(tǒng)數(shù)據(jù)的過(guò)程是通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)軟件中的算法自動(dòng)地執(zhí)行的，因此，省去了用戶的許多精力和成本。正在被分析的參數(shù)的比較任意的和實(shí)質(zhì)性的變化使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成更快。有多個(gè)超出目前可用的與IM關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，包括自動(dòng)化IM方法大大地降低了現(xiàn)有的用戶人工地提供有關(guān)電力系統(tǒng)布局的詳細(xì)信息以便將系統(tǒng)數(shù)據(jù)置于上下文中的要求。IM算法分析來(lái)自電力系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以自動(dòng)地確定系統(tǒng)布局，幾乎不需要或很少需要用戶參與，節(jié)省了用戶的時(shí)間和資源。自動(dòng)化IM方法消除了使用特殊硬件、另外的數(shù)據(jù)線，在某些情況下，監(jiān)視附件的必要性。IM算法分析來(lái)自電力系統(tǒng)中的每一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以自動(dòng)地確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，節(jié)省了用戶設(shè)備和勞力成本。利用自動(dòng)化IM方法，可以更加容易地配置監(jiān)視硬件和軟件。這是因?yàn)?，IM算法自動(dòng)地將監(jiān)視信息置于整個(gè)系統(tǒng)的上下文中。一旦監(jiān)視設(shè)備處于上下文中，則可以通過(guò)IM算法自動(dòng)地作出有關(guān)硬件和軟件配置的額外的判斷。一個(gè)示例是根據(jù)監(jiān)視設(shè)備在電力系統(tǒng)內(nèi)位置設(shè)置該監(jiān)視設(shè)備的欠壓閾值。再者，自動(dòng)化IM方法還能節(jié)省用戶的時(shí)間和資源。圖12顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)化IM算法600。算法600開始時(shí)向監(jiān)視設(shè)備發(fā)送收集頻率數(shù)據(jù)的命令(602)。將來(lái)自監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)上傳到主機(jī)計(jì)算機(jī)(604)，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)準(zhǔn)來(lái)自所有監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)(606)。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)了所有數(shù)據(jù)時(shí)，算法600判斷電力系統(tǒng)布局是否完成(610)。如果是，則算法600結(jié)束，可以在其他的軟件應(yīng)用程序中使用上下文數(shù)據(jù)。如果電力系統(tǒng)布局還沒(méi)有完成，則算法600向監(jiān)視設(shè)備發(fā)送收集功率數(shù)據(jù)的命令(612)。運(yùn)行算法600的主機(jī)計(jì)算機(jī)上傳來(lái)自監(jiān)視設(shè)備的功率數(shù)據(jù)(614)，并根據(jù)本發(fā)明確定電力系統(tǒng)布局(616)。重復(fù)此過(guò)程，直到電力系統(tǒng)布局完成(618)，此時(shí)，算法結(jié)束。盡管顯示和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例和應(yīng)用，但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅限于這里所說(shuō)明的準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)和組合，在不偏離如所附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神或范圍的情況下，根據(jù)前面的描述，可以顯而易見地看出可以進(jìn)行各種修改、更改以及變化。權(quán)利要求1.一種對(duì)準(zhǔn)由連接到電力監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備測(cè)量到的數(shù)據(jù)的方法，包括從基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備接收基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)，所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)表示在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)由所述基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備測(cè)量到的至少頻率變化；從至少第二監(jiān)視設(shè)備接收第二信號(hào)數(shù)據(jù)，所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)表示在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)由所述第二監(jiān)視設(shè)備測(cè)量到的至少頻率變化；以及自動(dòng)地將所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)與所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程包括使用所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)的至少一部分和所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)的至少一部分計(jì)算由互相關(guān)算法產(chǎn)生的相關(guān)系數(shù)；通過(guò)相對(duì)于所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)移動(dòng)所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)，并使用所述移動(dòng)的第二信號(hào)數(shù)據(jù)和所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算通過(guò)所述互相關(guān)算法所產(chǎn)生的相關(guān)系數(shù)，確定是否產(chǎn)生了最大相關(guān)系數(shù)；以及重復(fù)所述判斷過(guò)程，直到由所述互相關(guān)算法產(chǎn)生了最大相關(guān)系數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述互相關(guān)算法是循環(huán)互相關(guān)算法、線性互相關(guān)算法或模式匹配算法。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)向所述基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備傳遞緩沖所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)的指令。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括提供基準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)；從所述基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備接收第一時(shí)間數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)所述自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程，使所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)與所述基準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)同步。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括從所述基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備接收第一時(shí)間數(shù)據(jù)；從所述第二監(jiān)視設(shè)備接收第二時(shí)間數(shù)據(jù)；響應(yīng)所述自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程，使所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)與所述第二時(shí)間數(shù)據(jù)同步。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)所述自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程，在與所述基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)通道的零交點(diǎn)處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；判斷所述采樣的數(shù)據(jù)的值是零、負(fù)值還是正值；基于所述判斷結(jié)果分配相位符號(hào)；以及向用戶顯示表示所述相位符號(hào)的信息。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在相導(dǎo)體上錯(cuò)誤地標(biāo)識(shí)了所述相位符號(hào)中的至少一個(gè)時(shí)警告所述用戶。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備和所述第二監(jiān)視設(shè)備是計(jì)量表。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由所述第一信號(hào)數(shù)據(jù)表示的所述頻率變化是基本頻率的變化或諧波頻率的變化，其中，所述變化與電壓或電流關(guān)聯(lián)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一信號(hào)數(shù)據(jù)表示至少振幅變化，所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)也表示至少振幅變化。12.利用指令編碼的用于指示控制器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的計(jì)算機(jī)可讀取的介質(zhì)。13.—種對(duì)準(zhǔn)電力監(jiān)視系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法，包括從至少兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備中的第一監(jiān)視設(shè)備接收對(duì)應(yīng)于由所述第一監(jiān)視設(shè)備存儲(chǔ)的信號(hào)數(shù)據(jù)的第一信號(hào)數(shù)據(jù)，所述第一信號(hào)數(shù)據(jù)表示頻率或振幅變化；從所述至少兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備中的第二監(jiān)視設(shè)備接收對(duì)應(yīng)于由所述第二監(jiān)視設(shè)備存儲(chǔ)的信號(hào)數(shù)據(jù)的第二信號(hào)數(shù)據(jù)，所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)表示頻率或振幅變化；以及通過(guò)以增量方式相對(duì)于所述第一信號(hào)數(shù)據(jù)移動(dòng)所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)，直到通過(guò)互相關(guān)函數(shù)計(jì)算出最大互相關(guān)系數(shù)，來(lái)將所述笫一信號(hào)數(shù)據(jù)與所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)，所述互相關(guān)函數(shù)按每個(gè)所述增量計(jì)算互相關(guān)系數(shù)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)分別向所述電力監(jiān)視系統(tǒng)的所述至少兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備傳遞存儲(chǔ)所述第一信號(hào)數(shù)據(jù)和所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)的指令。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括向所述至少兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備傳遞標(biāo)記它們的相應(yīng)的循環(huán)計(jì)數(shù)的指令。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一信號(hào)數(shù)據(jù)和所述第二信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)一步表示相位變化。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述對(duì)準(zhǔn)過(guò)程是由連接到所述至少兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備并與它們進(jìn)行通信的控制器執(zhí)行的。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備是功率表。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)所述對(duì)準(zhǔn)操作，使所述第一監(jiān)視設(shè)備中的第一時(shí)鐘與所述第二監(jiān)視設(shè)備中的第二時(shí)鐘同步，以便在對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)所述第一時(shí)鐘和所述第二時(shí)鐘在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括提供基準(zhǔn)時(shí)鐘；以及響應(yīng)所述對(duì)準(zhǔn)操作，將所述第一監(jiān)視設(shè)備或所述第二監(jiān)視設(shè)備中的時(shí)鐘復(fù)位到所述基準(zhǔn)時(shí)鐘。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，通過(guò)因特網(wǎng)或GPS接收器提供所述基準(zhǔn)時(shí)鐘。22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述對(duì)準(zhǔn)過(guò)程是響應(yīng)由所述電力監(jiān)視系統(tǒng)檢測(cè)到的事件而執(zhí)行的。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述事件是從電壓或電流的特征的變化、負(fù)荷的特征的變化、監(jiān)視設(shè)備復(fù)位以及斷電之類的事件中選擇的至少一個(gè)事件。24.—種用于對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的電力監(jiān)視系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制器；具有連接到所述系統(tǒng)控制器、存儲(chǔ)器以及控制器的通信接口的第一監(jiān)視設(shè)備，以及具有連接到所述系統(tǒng)控制器、存儲(chǔ)器以及控制器的通信接口的第二監(jiān)視設(shè)備，其中，所述系統(tǒng)控制器被編程為在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)每個(gè)循環(huán)地向所述第一監(jiān)視設(shè)備和所述第二監(jiān)視設(shè)備通過(guò)它們的相應(yīng)的通信接口傳遞在它們的相應(yīng)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)表示頻率變化和振幅變化中的一個(gè)或兩者的數(shù)據(jù)的指令，從所述第一監(jiān)視設(shè)備接收對(duì)應(yīng)于由所述第一監(jiān)視設(shè)備在其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)，從所述第二監(jiān)視設(shè)備接收對(duì)應(yīng)于由所述笫二監(jiān)視設(shè)備在其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)，以及通過(guò)以循環(huán)增量方式相對(duì)于所述第一數(shù)據(jù)移動(dòng)所述第二數(shù)據(jù)，直到通過(guò)互相關(guān)函數(shù)計(jì)算出最大互相關(guān)系數(shù)，來(lái)將所述第一數(shù)據(jù)與所述第二數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)，所述互相關(guān)函數(shù)按每個(gè)所述循環(huán)增量計(jì)算互相關(guān)系數(shù)，以及其中，所述第一監(jiān)視設(shè)備的所述控制器被編程為通過(guò)所述第一監(jiān)視設(shè)備的所述通信接口接收所述指令，在所述預(yù)定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)將所述第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第一監(jiān)視設(shè)備的所述存儲(chǔ)器中，通過(guò)所述通信接口向所述系統(tǒng)控制器傳遞所述第一數(shù)據(jù)。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述第一監(jiān)視設(shè)備和所述第二監(jiān)視設(shè)備是計(jì)量表。全文摘要自動(dòng)地將來(lái)自多個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)到相同時(shí)間點(diǎn)的相同零交點(diǎn)的算法。從每一個(gè)監(jiān)視設(shè)備接收每個(gè)循環(huán)的頻率變化數(shù)據(jù)，并執(zhí)行互相關(guān)算法以確定基準(zhǔn)監(jiān)視設(shè)備和另一個(gè)監(jiān)視設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)。將另一個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)移動(dòng)一個(gè)循環(huán)，通過(guò)互相關(guān)算法計(jì)算另一個(gè)相關(guān)系數(shù)。在計(jì)算出了最大相關(guān)系數(shù)的點(diǎn)或在相關(guān)系數(shù)超過(guò)閾值的點(diǎn)，將兩個(gè)監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)。也可以在相同的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)使監(jiān)視設(shè)備的時(shí)鐘同步。文檔編號(hào)H02J13/00GK101213718SQ200680023572公開日2008年7月2日申請(qǐng)日期2006年6月28日優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日發(fā)明者喬恩·A.·比克爾,拉里·E.·庫(kù)爾迪斯,羅納爾德·W.·卡特爾申請(qǐng)人:方D公司