專利名稱：：公用設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)中的自動分級結(jié)構(gòu)分類的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及公用設(shè)施(utility)監(jiān)控系統(tǒng)，更具體來說，涉及公用設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)中的自動數(shù)據(jù)精度對準(zhǔn)、電力監(jiān)控系統(tǒng)分級結(jié)構(gòu)的自動確定以及自動數(shù)據(jù)整合。
背景技術(shù)：
：自從在19世紀(jì)后期引入了配電氣系統(tǒng)之后，就需要監(jiān)控所述配電氣系統(tǒng)的操作特性和電特性。收集、分析關(guān)于電力系統(tǒng)的信息并且對所述信息做出響應(yīng)的能力可以提高安全性、最小化設(shè)備損耗、減少廢料并且最終節(jié)省時(shí)間和金錢。為此，開發(fā)了監(jiān)控設(shè)備以測量并報(bào)告這種信息。隨著電子時(shí)代的來臨，來自監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量都大大提高，并且開發(fā)了通信網(wǎng)絡(luò)和軟件來收集、顯示以及存儲信息。不幸的是，負(fù)責(zé)評估來自監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)的那些通信網(wǎng)絡(luò)和軟件現(xiàn)在無法應(yīng)對來自其監(jiān)控系統(tǒng)的信息。在使監(jiān)控系統(tǒng)的有用性最大化的努力中，監(jiān)控設(shè)備制造商正在尋求以最為有用的格式呈現(xiàn)信息的方法。有效地監(jiān)控當(dāng)今的配電氣系統(tǒng)較為麻煩、昂貴并且低效。電力監(jiān)控系統(tǒng)通常被設(shè)置成分級結(jié)構(gòu)，其中諸如電表之類的監(jiān)控設(shè)備被安裝在該分級結(jié)構(gòu)的各級處(參見圖2)。監(jiān)控設(shè)備測量通過導(dǎo)線的電信號的各種特性(例如電壓、電流、波形失真、功率等等)，并且由用戶分析來自每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)，以便評估潛在性能或質(zhì)量相關(guān)的問題。然而，當(dāng)今的電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組件(監(jiān)控設(shè)備、軟件等等)彼此獨(dú)立地起作用，從而需要用戶是在配置硬件、收集并分析數(shù)據(jù)以及確定什么數(shù)據(jù)重要或有用方面的專家。這里存在兩個(gè)問題待分析的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)的上下文(context)。這些是單獨(dú)的但是相關(guān)的問題?？梢允箤?shù)據(jù)的分析自動化，從而解決數(shù)據(jù)量的問題。但是，為了可靠地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須把數(shù)據(jù)置于上下文中。在評估所述電氣系統(tǒng)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)獨(dú)立性基本上使每個(gè)監(jiān)控設(shè)備忽略來自與所分析的系統(tǒng)相連的其他監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)。因此，從每個(gè)監(jiān)控設(shè)備傳送到系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)常常是失準(zhǔn)的，這是因?yàn)閬碜栽撓到y(tǒng)上的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備6的數(shù)據(jù)不是同時(shí)到達(dá)該監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。監(jiān)控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)時(shí)間失準(zhǔn)有兩個(gè)基本原因通信時(shí)間延遲以及監(jiān)控設(shè)備計(jì)時(shí)&給事件加時(shí)間戳。于是將取決于用戶來分析及解譯該獨(dú)立數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化性能或評估所述電力系統(tǒng)上的潛在的質(zhì)量相關(guān)的問題。數(shù)字監(jiān)控設(shè)備中的復(fù)雜處理能力允許從看起來簡單的電信號中導(dǎo)出并累積大量復(fù)雜電數(shù)據(jù)。由于所述數(shù)據(jù)的復(fù)雜度、數(shù)量以及從一個(gè)監(jiān)控設(shè)備到下一個(gè)監(jiān)控設(shè)備的相對脫節(jié)的關(guān)系，對所有所述數(shù)據(jù)的人工分析是一項(xiàng)龐大的工作，其通常需要雇用專家來完成這項(xiàng)任務(wù)。該過程是冗長的、復(fù)雜的、易于出錯及出現(xiàn)疏忽并且費(fèi)時(shí)的。一種部分解決方案是使用全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)來給事件加時(shí)間戳，但是這一方法要求用戶購買并且安裝附加的硬件和數(shù)據(jù)線，以便把各監(jiān)控設(shè)備鏈接在一起。并且該解決方案仍然需要評估大量數(shù)據(jù)，這是因?yàn)樗鱿到y(tǒng)只是在時(shí)間上有上下文，而不是在空間上有上下文。由于與所述系統(tǒng)中的其他硬件相關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲，利用GPS系統(tǒng)來同步數(shù)據(jù)也是不利的。此外，通過基于GPS的系統(tǒng)所獲得的任何數(shù)據(jù)對準(zhǔn)只能與GPS信號的傳播延遲一樣精確，這意味著在使用GPS系統(tǒng)時(shí)，所述數(shù)據(jù)仍然可能沒有最優(yōu)地被對準(zhǔn)。在所述電氣系統(tǒng)中添加補(bǔ)充監(jiān)控設(shè)備僅僅在該計(jì)量表4皮添加到該電氣系統(tǒng)中的那一點(diǎn)處生成關(guān)于該電氣系統(tǒng)的更多信息，從而毫無益處地增大了復(fù)雜度。雖然積聚了更多數(shù)據(jù)，但是所述數(shù)據(jù)的任何有用性通常都受限于被添加的監(jiān)控設(shè)備的位置。許多電氣系統(tǒng)的復(fù)雜度通常使監(jiān)控系統(tǒng)的有關(guān)的配置過程成為必要，這是因?yàn)樗鲭姎庀到y(tǒng)中的每個(gè)被計(jì)量的點(diǎn)都具有不同的特性，這也是首先安裝多個(gè)監(jiān)控設(shè)備的原因。作為至此為止從電氣監(jiān)控系統(tǒng)累積的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的結(jié)果，由于有限的資源、時(shí)間和/或經(jīng)驗(yàn)，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行詳盡的分析通常是不可行的。所述數(shù)據(jù)的時(shí)間對準(zhǔn)是用以理解及表征所述電力系統(tǒng)的一個(gè)重要方面。另一個(gè)重要方面是對所述電力監(jiān)控系統(tǒng)的布局(或分級結(jié)構(gòu))具有透徹的認(rèn)識。電力監(jiān)控設(shè)備測量所述電力系統(tǒng)的操作參數(shù)，但是不提供關(guān)于該電力監(jiān)控系統(tǒng)上的不同點(diǎn)處的參數(shù)如何彼此相關(guān)的信息。在知道該電力監(jiān)控系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)的情況下，可以把多個(gè)監(jiān)控設(shè)備的操作參數(shù)置于彼此的上下文當(dāng)中。為了確定電力監(jiān)控系統(tǒng)的布局，用戶必須檢查電單線圖(one-linedrawing),或者如果單線圖不可用的話則必須物理地執(zhí)行對所述電氣系統(tǒng)的編目。用戶把空間信息人工輸入到監(jiān)控系統(tǒng)軟件中以便進(jìn)行分析。當(dāng)在所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)添加或去除新設(shè)備或所監(jiān)控的負(fù)載時(shí)，用戶必須人工更新所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件，以便反映新的添加或改變。數(shù)據(jù)對準(zhǔn)和布局信息對于理解及表征所述電力系統(tǒng)來說是；絕對必要的。利用這兩項(xiàng)信息，可以整合來自每個(gè)計(jì)量表的數(shù)據(jù)，并且將其置入與該電力系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)其他計(jì)量表的上下文中。迄今為止，用于尚可地整合數(shù)據(jù)的唯一技術(shù)對于用戶來說是非常復(fù)雜的、昂貴的、人工密集的并且費(fèi)時(shí)的。此外，這些技術(shù)也僅僅允許受限制的數(shù)據(jù)整合，并且需要附加的硬件(比如GPS硬件)、數(shù)據(jù)線和補(bǔ)充監(jiān)控設(shè)備附件。因此，需要一種自動數(shù)據(jù)整合技術(shù)，包括自動數(shù)據(jù)精度對準(zhǔn)以及對系統(tǒng)布局的自動分級結(jié)構(gòu)分類。本發(fā)明旨在滿足上述需求以及其他需求o
發(fā)明內(nèi)容簡而言之，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種自動確定多級分級結(jié)構(gòu)中的設(shè)備如何彼此鏈接的方法包括從該分級結(jié)構(gòu)中的某些或所有設(shè)備接收數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)表示由某些或所有所述設(shè)備測量的公用設(shè)施(比如水、空氣、汽油、電或蒸汽)的單向流動。該方法還包括利用相關(guān)算法確定第一設(shè)備與第二設(shè)備是否直接互連，所述相關(guān)算法基于來自第一和第二設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生相關(guān)系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述確定包括當(dāng)所述第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的所述相關(guān)系數(shù)超出閾值時(shí)，把第一設(shè)備與第二設(shè)備識別為直接互連。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法把與輻射狀饋送的配電監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)計(jì)量表相關(guān)聯(lián)的電數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)表中。計(jì)算校驗(yàn)矩陣，其表明在所述系統(tǒng)內(nèi)的任何給定計(jì)量表對之間是否存在可能的連接。在所述數(shù)據(jù)表中具有最大電力讀數(shù)的計(jì)量表被放置在級別列表中，并且被指定為參考計(jì)量表?；谠摂?shù)據(jù)表中的電力數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)。對于在所述校驗(yàn)矩陣中具有零的計(jì)量表以及已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)被連接的計(jì)量表(在笫一次迭代中還沒有發(fā)現(xiàn)被連接的計(jì)量表)，該CCM內(nèi)的每個(gè)相關(guān)系數(shù)被歸零。所述參考計(jì)量表的列從所述CCM中被拷貝到CRA，并且識別出該CRA中的與該參考計(jì)量表具有最高相關(guān)性的計(jì)量表。如果所述相關(guān)性超出闊值，則所述算法確定當(dāng)前迭代是否是所討論的計(jì)量表的第一次迭代。如果是的話，則與該計(jì)量表相關(guān)聯(lián)的饋電線(feeder)被添加到當(dāng)前級別上的計(jì)量表列表中。否則，所述算法確定饋電線相關(guān)性是否趨向于更高。如果沒有確定更高的趨勢，則所述算法檢查是否已經(jīng)分析了前一級別上的所有計(jì)量表。如果沒有，則獲得前一級別上的下一個(gè)計(jì)量表，并且更新所述CCM。否則，所述算法檢查是否已經(jīng)找到了所有計(jì)量表的連接。如果是的話，則所述算法退出，否則，該算法確定所述CCM中的最大相關(guān)系數(shù)是否超出閣值。如果是的話，則該算法確定對于當(dāng)前級別來說是否存在更多計(jì)量表。如果不是的話，則確定在所述數(shù)據(jù)表中具有最高電力讀數(shù)的下一個(gè)計(jì)量表。否則，當(dāng)前級別上的計(jì)量表被移動到前一級別，針對下一級別清除所述CRA,并且所述算法針對下一級別(其在下一次循環(huán)中變成當(dāng)前級別)重復(fù)，從而定位直接連接到所述參考計(jì)量表的計(jì)量表。簡而言之，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種自動確定多級分級結(jié)構(gòu)中的設(shè)備如何彼此鏈接的方法包括從該分級結(jié)構(gòu)中的某些或所有所述設(shè)備接收數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)表示由某些或所有所述設(shè)備測量的公用設(shè)施(比如水、空氣、汽油、電或蒸汽)的單向流動。該方法還包括利用相關(guān)算法確定第一設(shè)備與第二設(shè)備是否直接互連，所述相關(guān)算法基于來自第一和第二設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生相關(guān)系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述確定包括當(dāng)所述第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的所述相關(guān)系數(shù)超出閾值時(shí)，把第一設(shè)備與第二設(shè)備識別為直接互連。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法把與輻射狀饋送的配電監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)計(jì)量表相關(guān)聯(lián)的電數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)表中。計(jì)算校驗(yàn)矩陣，其表明在所述系統(tǒng)內(nèi)的任何給定計(jì)量表對之間是否存在可能的連接。在所述數(shù)據(jù)表中具有最大電力讀數(shù)的計(jì)量表被放置在級別列表中，并且被指定為參考計(jì)量表?；谠摂?shù)據(jù)表中的電力數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)。對于在所述校驗(yàn)矩陣中具有零的計(jì)量表以及已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)被連接的計(jì)量表(在第一次迭代中還沒有被發(fā)現(xiàn)被連接的計(jì)量表)，該CCM內(nèi)的每個(gè)相關(guān)系數(shù)被歸零。所述參考計(jì)量表的列從所述CCM中被拷貝到所述CRA，并且識別出該CRA中的與該參考計(jì)量表具有最高相關(guān)性的計(jì)量表。如果所述相關(guān)性超出閾值，則所述算法確定當(dāng)前迭代是否是所討論的計(jì)量表的第一次迭代。如果是的話，則與該計(jì)量表相關(guān)聯(lián)的饋電線被添加到當(dāng)前級別上的計(jì)量表列表中。否則，所述算法確定饋電線相關(guān)性是否趨向于更高。如果沒有確定更高的趨勢，則所述算法檢查是否已經(jīng)分析了前一級別上的所有計(jì)量表。如果沒有，則獲得前一級別上的下一個(gè)計(jì)量表，并且更新所述CCM。否則，所述算法檢查是否已經(jīng)找到了所有計(jì)量表的連接。如果是的話，則所述算法退出，否則，該算法確定所述CCM中的最大相關(guān)系數(shù)是否超出閾值。如果是的話，則該算法確定對于當(dāng)前級別來說是否存在更多計(jì)量表。如果不是的話，則確定在所述數(shù)據(jù)表中具有最高電力讀數(shù)的下一個(gè)計(jì)量表。否則，當(dāng)前級別上的計(jì)量表被移動到前一級別，針對下一級別清除所述CRA，并且所述算法針對下一級別(其在下一次循環(huán)中變成當(dāng)前級別)重復(fù)，從而定位直接連接到所述參考計(jì)量表的計(jì)量表。根據(jù)下面參照附圖對各實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和附加方面對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將變得顯而易見，下面將提供對附圖的簡要描述。在參照附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的前述和其他優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。圖l是根據(jù)本發(fā)明的自動數(shù)據(jù)整合監(jiān)控系統(tǒng)的功能方框圖；圖2是簡化的電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)控設(shè)備的功能方框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明對準(zhǔn)的來自兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備的示例性頻率數(shù)據(jù)樣本；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)對準(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)對準(zhǔn)算法的流程圖；圖6是具有單一干線(main)和兩條饋電線的簡化分級結(jié)構(gòu)的功能方框圖；圖7是單輻射狀饋送系統(tǒng)的示例圖；圉8是多輻射狀饋送系統(tǒng)的示例圖；圖9-11A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動學(xué)習(xí)的分級結(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)施例的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法的流程圖；圖11C是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法的流程圖；以及圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動整合監(jiān)控算法的流程圖。雖然本發(fā)明可以有多種修改和替代形式，但是在附圖中以舉例的方式示出了特定實(shí)施例并且將在本文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不旨在限于所公開的特殊形式。相反，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)覆蓋落在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效方案和替代方案。具體實(shí)施方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖l,總體上示出了自動數(shù)據(jù)整合監(jiān)控系統(tǒng)100。具有多個(gè)監(jiān)控設(shè)備M的公用設(shè)施系統(tǒng)102提供來自每個(gè)監(jiān)控設(shè)備M的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)被傳送到自動數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104和自動分級結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106。所述數(shù)據(jù)在根據(jù)本發(fā)明的自動數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104中被自動對準(zhǔn)并且產(chǎn)生對準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，使得該數(shù)據(jù)表示當(dāng)由電力監(jiān)控系統(tǒng)102中的監(jiān)控設(shè)備M實(shí)際上同時(shí)看見時(shí)的數(shù)據(jù)。分級結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106自動學(xué)習(xí)存在于公用設(shè)施系統(tǒng)102中的監(jiān)控設(shè)備的分級結(jié)構(gòu)及其相對于彼此的關(guān)系。一旦來自每個(gè)監(jiān)控設(shè)備M的數(shù)據(jù)被對準(zhǔn)并且每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的位置是已知的，就可以說所述數(shù)據(jù)處在上下文108中。上下文數(shù)據(jù)108可以被軟件應(yīng)用110使用，以便在所述數(shù)據(jù)不在上下文中的情況下在通?？梢垣@得的范圍之外提供并且診斷關(guān)于所述公用設(shè)施系統(tǒng)102的有用信息。在公用設(shè)施系統(tǒng)102中被監(jiān)控的公用設(shè)施可以是由首字母縮寫詞WAGES或者水、空氣、汽油、電或蒸汽表示的五種公用設(shè)施中的任何一種。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備測量所述公用設(shè)施的特性，并且把這些特性量化成可以由計(jì)算機(jī)分析的數(shù)據(jù)。用戶通過傳統(tǒng)的用戶接口112與軟件應(yīng)用110交互。軟件應(yīng)用110可以,皮鏈接到其他系統(tǒng)114(比如記賬系統(tǒng))，并且使用上下文數(shù)據(jù)108來在所述其他系統(tǒng)114與用戶接口112之間傳送消息。數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104對準(zhǔn)來自公用設(shè)施系統(tǒng)中的多個(gè)監(jiān)控設(shè)備M的數(shù)據(jù)(比如電壓、電流、時(shí)間、事件等等)，并且對用戶來說是有價(jià)值的工具。當(dāng)來自所有監(jiān)控設(shè)備M的數(shù)據(jù)被對準(zhǔn)到所述數(shù)據(jù)所發(fā)生的相同時(shí)間點(diǎn)時(shí)，所述數(shù)據(jù)可以被置入時(shí)間上下文中，可以從所述時(shí)間上下文自動做出或推薦關(guān)于硬件和軟件配置的附加決定。如這里使用的，監(jiān)控設(shè)備指的是具有釆樣、收集或測量公用設(shè)施系統(tǒng)102的一個(gè)或多個(gè)操作特性或參數(shù)的能力的任何系統(tǒng)元件或設(shè)備。當(dāng)公用設(shè)施系統(tǒng)102是電力監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，所述監(jiān)控設(shè)備M可以是測量該電力監(jiān)控系統(tǒng)的電特性或參數(shù)的計(jì)量表。根據(jù)本發(fā)明的各方面的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)技術(shù)(下面將詳細(xì)描述)至少實(shí)現(xiàn)以下操作1)監(jiān)控設(shè)備中的自動數(shù)據(jù)對準(zhǔn)；2)監(jiān)控設(shè)備中的自動時(shí)間同步；3)位于公用電力網(wǎng)上的不同點(diǎn)處的監(jiān)控設(shè)備中的數(shù)據(jù)和時(shí)間對準(zhǔn)(其中監(jiān)控系統(tǒng)軟件可以從因特網(wǎng)或其他服務(wù)器獲得時(shí)間數(shù)據(jù))；以及4)在整個(gè)電力系統(tǒng)上診斷各相的錯誤識別或錯誤標(biāo)記。電力系統(tǒng)中的所有現(xiàn)實(shí)世界電信號在其頻率和幅度方面都會隨著時(shí)間經(jīng)歷微小變化。所述信號的頻率和幅度的這種變化就時(shí)間而言是不確定的而且唯一的。位于相同公用電網(wǎng)上的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備將同時(shí)經(jīng)歷相同的頻率變化。對來自在分級結(jié)構(gòu)中彼此直接鏈接的監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)的分析將揭示其幅度變化的相關(guān)性。隨后在數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104中利用對所述信號的頻率和幅度變化的分析來使一個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)相對于另一個(gè)設(shè)備精確地被對準(zhǔn)(或者使所有監(jiān)控設(shè)備相對于彼此對準(zhǔn))。下面討論數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)技術(shù)允許在不使用附加硬件的情況下把公用電力系統(tǒng)分級結(jié)構(gòu)中的所有監(jiān)控設(shè)備對準(zhǔn)到所有三相電壓的過零。本發(fā)明還預(yù)期到各監(jiān)控設(shè)備之間的潛在的相移、例如由確定的變壓器配置導(dǎo)致的那些相移。一旦把監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)彼此對準(zhǔn)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)就基本上關(guān)于其所發(fā)生的時(shí)間對準(zhǔn)，從而使更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析可行。在圖2中示出了電力監(jiān)控系統(tǒng)120的簡化配置。電力監(jiān)控系統(tǒng)120包括干線122，其通過第一饋電線連接到第一負(fù)載124并且通過第二饋電線連接到第二負(fù)載126。監(jiān)控設(shè)備128、130分別測量與第一和第二饋電線相關(guān)聯(lián)的電特性或參數(shù)。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備128、130通信耦合到計(jì)算機(jī)132。如圖3中所示，第一監(jiān)控設(shè)備128可以是功率表(或電表)。監(jiān)控設(shè)備128包括控制器134、固件136、存儲器138、通信接口140和三相電壓導(dǎo)線連接器142a、b、c(其分別連接到V"VB和Ve相電壓導(dǎo)線并且耦合到控制器134)。分別連接到IA、Ib和Ie相電流導(dǎo)線的三相電流導(dǎo)線連接器143a、b、c可選地耦合到控制器134。固件136包括用于指示該控制器實(shí)施所述監(jiān)控設(shè)備所需的操作的機(jī)器指令。存儲器138被控制器134用來存儲由監(jiān)控設(shè)備128測量的電參數(shù)數(shù)據(jù)。由監(jiān)控設(shè)備128通過通信接口140接收來自計(jì)算機(jī)132的指令。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，這些指令包括指示控制器134執(zhí)行以下操作的指令標(biāo)記循環(huán)計(jì)數(shù)，開始存儲電參數(shù)數(shù)據(jù)，或者把存儲在存儲器138中的電參數(shù)數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控系統(tǒng)軟件132。所述電參數(shù)數(shù)據(jù)可以包括由監(jiān)控設(shè)備采集的任何數(shù)據(jù)，包括頻率變化、幅度變化和相位變化的任何組合。本發(fā)明提供一種把來自多個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)自動地、精確地在時(shí)間上對準(zhǔn)到相同電壓過零的算法。下面討論的其他數(shù)據(jù)對準(zhǔn)方面都是基于這一能力。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)方面通過監(jiān)控設(shè)備128和運(yùn)行在計(jì)算機(jī)132上的監(jiān)控系統(tǒng)軟件來促進(jìn)，并且將單獨(dú)討論每一個(gè)的要求。在監(jiān)控設(shè)備128中執(zhí)行對數(shù)據(jù)的收集和部分分析。從監(jiān)控設(shè)備128被通電的時(shí)候開始，就對所測量的電壓信號執(zhí)行循環(huán)計(jì)數(shù)。在每次正電壓過零的情況下(或者替代地在每次負(fù)電壓過零的情況下)順序地迭代所述循環(huán)計(jì)數(shù)。隨著監(jiān)控設(shè)備循環(huán)地測量電壓和電流的頻率和幅度變化，執(zhí)行與其相應(yīng)的標(biāo)稱值的比較。由設(shè)備固件136跟蹤所述頻率和幅度變化以及相關(guān)聯(lián)的循環(huán)計(jì)數(shù)。在任意指定的循環(huán)計(jì)數(shù)下的相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控設(shè)備時(shí)間可以被存儲在存儲器138中。由計(jì)算機(jī)132執(zhí)行的監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過向電力監(jiān)控系統(tǒng)120上的所有監(jiān)控設(shè)備128、130發(fā)送全局命令以標(biāo)記其循環(huán)計(jì)數(shù)、時(shí)間以及緩沖預(yù)定量的逐循環(huán)的數(shù)據(jù)來啟動與多個(gè)監(jiān)控設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)。所述預(yù)定量的數(shù)據(jù)是基于所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備的數(shù)目、該電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的通信時(shí)間延遲以及所述頻率和幅度變化的大小來確定的。當(dāng)所述緩沖完成時(shí)，監(jiān)控設(shè)備128、130把它們的緩沖數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)132。一旦由監(jiān)控設(shè)備128、130收集了所述數(shù)據(jù)，所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件就上載緩沖數(shù)據(jù)以進(jìn)行分析。由于所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的通信時(shí)間延遲以及監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的內(nèi)部時(shí)間延遲，該系統(tǒng)上的監(jiān)控設(shè)備將不可能同時(shí)開始緩沖所述數(shù)據(jù)，因此將可能存在每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的緩沖數(shù)據(jù)的時(shí)間偏移量。由計(jì)算機(jī)132上的監(jiān)控系統(tǒng)軟件來分析緩沖數(shù)據(jù)，以便定位所有監(jiān)控設(shè)備128、130之間的最高頻率相關(guān)性。一般來說，通過相對于一個(gè)監(jiān)控設(shè)備滑動另一個(gè)監(jiān)控設(shè)備中的緩沖頻率數(shù)據(jù)直到頻率變化彼此對齊(如圖4所示)來定位最高相關(guān)性。相對于監(jiān)控設(shè)備130的頻率數(shù)據(jù)362"滑動"監(jiān)控設(shè)備128的頻率數(shù)據(jù)360，直到每個(gè)設(shè)備的頻率數(shù)據(jù)對齊。因此，與監(jiān)控設(shè)備128的AL相關(guān)聯(lián)的過零和與監(jiān)控設(shè)備130的A^相關(guān)聯(lián)的過零對準(zhǔn)，與監(jiān)控設(shè)備128的At2相關(guān)聯(lián)的過零和與監(jiān)控設(shè)備130的At2相關(guān)聯(lián)的過零對準(zhǔn)，以此類推。下面將結(jié)合圖5A和5B更加詳細(xì)地討論用于相對于彼此"滑動"兩個(gè)數(shù)據(jù)集直到它們被對準(zhǔn)的互相關(guān)算法，一旦所述緩沖數(shù)據(jù)被對準(zhǔn)，就在計(jì)算機(jī)132上的軟件中使第一監(jiān)控設(shè)備128的循環(huán)計(jì)數(shù)與笫二監(jiān)控設(shè)備130的循環(huán)計(jì)數(shù)相關(guān)聯(lián)。板上監(jiān)控設(shè)備時(shí)間也可以可選地相對于彼此被對準(zhǔn)或相關(guān)聯(lián)。針對電力監(jiān)控系統(tǒng)120內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備重復(fù)這一過程，直到所有設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)都與彼此相關(guān)聯(lián)。在所述數(shù)據(jù)對準(zhǔn)過程期間，計(jì)算機(jī)132上的監(jiān)控系統(tǒng)軟件構(gòu)建每個(gè)設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)和時(shí)間相對于彼此以及計(jì)算機(jī)132上的時(shí)間的矩陣。雖然圖2示出了僅具有兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備128、130的簡化的電力監(jiān)控系統(tǒng)120，但是本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)實(shí)施例可以適用于具有多個(gè)分級級別的任何復(fù)雜度的任何電力監(jiān)控系統(tǒng)120，比如圖7中示出的單線圖。為了易于說明及討論，僅僅討論了兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備128、130。一旦兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備128、130的數(shù)據(jù)相對于彼此被對準(zhǔn)，通常就不14需要再次重新對準(zhǔn)所述數(shù)據(jù)，除非監(jiān)控設(shè)備失去其電壓信號或者重置其自身。在那些情況下，根據(jù)本發(fā)明，僅僅需要重新對準(zhǔn)失去其電壓信號或重置的監(jiān)控設(shè)備。可以通過一個(gè)事件來啟動本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)技術(shù)，該事件比如是欠電壓或過電壓條件，把負(fù)載連接到所述電力監(jiān)控系統(tǒng)或者把負(fù)載從該電力監(jiān)控系統(tǒng)斷開，電壓、電流或負(fù)載的特性的改變，監(jiān)控設(shè)備重置，或者電力損失。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)技術(shù)還可以由所述監(jiān)控軟件自動啟動或者由用戶人工啟動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5A,示出了用于執(zhí)行本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，該流程圖可以被實(shí)施為由計(jì)算機(jī)132執(zhí)行的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)算法180。數(shù)據(jù)對準(zhǔn)算法180開始于向監(jiān)控設(shè)備(比如監(jiān)控設(shè)備128、130)發(fā)送消息，以便開始緩沖數(shù)據(jù)(200)，直到緩沖完成(202)。計(jì)算機(jī)132從每個(gè)設(shè)備讀取所述數(shù)據(jù)(204)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)表示電參數(shù)數(shù)據(jù)、比如(基本)頻率變化、幅度變化以及相位變化。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)表示基頻變化?；l是一個(gè)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)槠湓谡麄€(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)中保持不變，即使在所述系統(tǒng)中存在變壓器也是如此。當(dāng)在所述系統(tǒng)中存在變壓器時(shí)，幅度和相位可能偏移；但是本發(fā)明設(shè)想到使用幅度和相位信息作為標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)132選擇諸如監(jiān)控設(shè)備128的參考監(jiān)控設(shè)備(206),并且隨后選擇諸如監(jiān)控設(shè)備130的待分析的監(jiān)控設(shè)備(208)。隨后根據(jù)本發(fā)明對來自監(jiān)控設(shè)備128、130的數(shù)據(jù)進(jìn)行互相關(guān)(210)，并且把每個(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)。通過傳統(tǒng)的互相關(guān)算法來實(shí)施所述互相關(guān)，優(yōu)選地例如是在下面在等式1中提供的算法。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(等式l)相關(guān)系數(shù)由r(d)表示，延遲(偏移量或偏移)由d表示，其中對于表示來自監(jiān)控設(shè)備128、130的相應(yīng)數(shù)據(jù)的兩個(gè)數(shù)列x(i)和y(i)有-l<=r(d)<=l;并且mx和my是相應(yīng)的數(shù)列x(i)和y(i)的均值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述相關(guān)算法是循環(huán)相關(guān)算法，其中范圍外的索引被"巻(wrapped)"回到范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述相關(guān)算法是線性相關(guān)算法，其中每個(gè)數(shù)列被重復(fù)。在其他實(shí)施例中，所述相關(guān)算法是圖案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)分析了所有監(jiān)控設(shè)備(214)，如果是的話，該計(jì)算機(jī)繼續(xù)檢查相導(dǎo)線的布線。在許多實(shí)例中，在電氣系統(tǒng)內(nèi)相導(dǎo)線可能被安裝它們的承包商錯誤識別。例如，在干線開關(guān)裝置處被識別為"A相"的相可能在負(fù)載處被識別為"B相"。對相導(dǎo)線的這種命名錯誤識別可能導(dǎo)致混淆，甚至可能造成安全危害。為了減輕這種危害，計(jì)算機(jī)132通過在每個(gè)監(jiān)控設(shè)備上的參考通道的電壓(或電流)過零處采樣數(shù)據(jù)來分析電壓(或電流)數(shù)據(jù)(216)。計(jì)算機(jī)132通過確定所采樣的數(shù)據(jù)的值是零、負(fù)的還是正的并且基于這些值分配每個(gè)參考通道的相符號(比如A、B或C)來確定布線是否正確(218)。如果所有監(jiān)控設(shè)備都被正確識別，則相A的數(shù)據(jù)值應(yīng)當(dāng)接近零。如果所述數(shù)據(jù)值是負(fù)的，則對于ABC相旋轉(zhuǎn)來說所考慮的相是"B相"。如果所述數(shù)據(jù)值是正的，則對于ABC相旋轉(zhuǎn)來說所考慮的相是"C相，，。向用戶通知布線是否正確(220)。一旦針對每個(gè)監(jiān)控設(shè)備確定了正確的相符號(222)，計(jì)算機(jī)132隨后就可以允許用戶校正任何或所有監(jiān)控設(shè)備中的錯誤識別的相符號。根據(jù)本發(fā)明的相診斷實(shí)施例適用于電壓輸入以及電流輸入。圖5示出了用于實(shí)施本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。與圖5A—樣，為了易于討論，將參照圖2中示出的電力監(jiān)控系統(tǒng)120，但是如上所述，本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)技術(shù)適用于任何公用設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)132指示電力監(jiān)控系統(tǒng)120內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備在預(yù)定數(shù)目的循環(huán)內(nèi)(優(yōu)選地是在大約1000到大約10000個(gè)循環(huán)之間)在逐循環(huán)的基礎(chǔ)上存儲數(shù)據(jù)(250)。當(dāng)已經(jīng)由監(jiān)控設(shè)備存儲了足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)132接收來自監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)(252)，并且選擇參考監(jiān)控設(shè)備(254)。利用諸如上面的等式1的傳統(tǒng)互相關(guān)算法，計(jì)算機(jī)132計(jì)算所述參考監(jiān)控設(shè)備的至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)(比如大約400個(gè)循環(huán))與第二監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)r(d)(256)。所計(jì)算的相關(guān)系數(shù)被存儲，并且第二監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)相對于該參考設(shè)備被偏移一個(gè)循環(huán)(258)。如上所述，范圍外的索引可以根據(jù)循環(huán)相關(guān)算法被巻回范圍內(nèi)，或者所述索引可以根據(jù)線性相關(guān)算法被重復(fù)。利用經(jīng)過偏移的數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)(260),并且如果不需要進(jìn)一步的偏移(262)，則在計(jì)算最大相關(guān)系數(shù)的點(diǎn)處或者在所述相關(guān)系數(shù)超出閾值(比如0.5)的點(diǎn)處將第二監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)與所述參考設(shè)備的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)(264)。應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)所述相關(guān)系數(shù)r(d)接近于1.0時(shí)，則所述算法可以在不進(jìn)行任何進(jìn)一步的偏移的情況下退出。計(jì)算機(jī)132在對準(zhǔn)點(diǎn)處使所述第二監(jiān)控設(shè)備與所述參考設(shè)備的時(shí)鐘同步(266)。計(jì)算機(jī)132讀取每個(gè)監(jiān)控設(shè)備中的循環(huán)計(jì)數(shù)以及相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控設(shè)備的板上時(shí)鐘時(shí)間。由于板上時(shí)鐘的限制，監(jiān)控設(shè)備的板上時(shí)鐘時(shí)間與循環(huán)計(jì)數(shù)可能相對于彼此漂移。一旦對準(zhǔn)了所述數(shù)據(jù)，所述循環(huán)計(jì)數(shù)就被視為監(jiān)控設(shè)備的絕對參考。由于時(shí)鐘漂移，可能必須周期性地重新讀取與設(shè)備的循環(huán)計(jì)數(shù)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間，以便重新確定該設(shè)備的時(shí)間。計(jì)算機(jī)132上的軟件隨后將更新包含監(jiān)控設(shè)備時(shí)間信息的矩陣。上述特征的另一種能力是允許周期性地將所有板上監(jiān)控設(shè)備時(shí)鐘重置到相同的值，以便提供用于整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。優(yōu)選地，根據(jù)某一絕對時(shí)間參考來設(shè)置(運(yùn)行在計(jì)算機(jī)132上的)所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件內(nèi)的時(shí)間。一旦設(shè)置了計(jì)算機(jī)時(shí)間，該監(jiān)控系統(tǒng)軟件就相應(yīng)地在所有監(jiān)控設(shè)備上重置時(shí)間。在該實(shí)施例中，每個(gè)監(jiān)控設(shè)備和所述軟件的數(shù)據(jù)和時(shí)間將與所述絕對時(shí)間參考更精確地對準(zhǔn)。當(dāng)沒有其他的監(jiān)控設(shè)備要對準(zhǔn)時(shí)(268)，程序結(jié)束。在一個(gè)替代實(shí)施例中，在所述時(shí)鐘被同步之前對準(zhǔn)所有監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)(266)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)對準(zhǔn)技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在所述公用電網(wǎng)的不同點(diǎn)處對準(zhǔn)數(shù)據(jù)和時(shí)間的能力。如果監(jiān)控設(shè)備位于相同公用電網(wǎng)的兩個(gè)不同點(diǎn)處，可以將所述監(jiān)控設(shè)備一起對準(zhǔn)。在該實(shí)施例中，首先根據(jù)本發(fā)明將位于每個(gè)地理位置處的監(jiān)控設(shè)備彼此對準(zhǔn)。隨后把管理所有系統(tǒng)的軟件用作所有系統(tǒng)的絕對時(shí)間參考，從而為所有系統(tǒng)給出共同的參考點(diǎn)。回到圖l，集成監(jiān)控系統(tǒng)100包括分級結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106。具有對電力系統(tǒng)的布局的透徹認(rèn)識對于理解及表征所述系統(tǒng)來說是絕對必要的。電表通常僅提供所述電氣系統(tǒng)的操作參數(shù)，而不給出關(guān)于該電氣系統(tǒng)上的不同監(jiān)控點(diǎn)處的參數(shù)如何彼此相關(guān)的信息。具有電氣系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)，將多個(gè)監(jiān)控設(shè)備的操作參數(shù)置于彼此的空間上下文中。該空間上下文為用戶給出用來解決系統(tǒng)問題、提高系統(tǒng)效率、預(yù)測故障和降級、定位干擾源或者對系統(tǒng)響應(yīng)進(jìn)行建模的更為強(qiáng)大的工具。本發(fā)明的分級結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106允許所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件從公用設(shè)施系統(tǒng)102上的監(jiān)控設(shè)備收集數(shù)據(jù)并且在很少或者沒有用戶輸入的情況下自動確定該公用設(shè)施系統(tǒng)102的分級結(jié)構(gòu)。由該分級結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106給出的細(xì)節(jié)等級與該公用設(shè)施系統(tǒng)102內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備的數(shù)目和范圍直接相關(guān)。在添加補(bǔ)充監(jiān)控設(shè)備時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法使所述補(bǔ)充監(jiān)控設(shè)備能夠被自動合并到所確定的分級結(jié)構(gòu)中。在對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)時(shí)，節(jié)點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)基于確定一個(gè)節(jié)點(diǎn)總是大于另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)系。分級結(jié)構(gòu)的關(guān)系可以按照以下三種方式之一來鏈接元件或者使元件相互關(guān)聯(lián)直接關(guān)聯(lián)，間接關(guān)聯(lián)，或者根據(jù)不關(guān)聯(lián)。在圖6中示出了負(fù)載2310與饋電線2306之間的直接鏈接或相互關(guān)聯(lián)的圖示。與此相對，在負(fù)載2310與干線，302之間存在間接鏈接。最后，在負(fù)載，308與負(fù)載2310之間以及在饋電線，304與饋電線2306之間實(shí)際上沒有鏈接。在電力系統(tǒng)分級結(jié)構(gòu)的情況下，一個(gè)目標(biāo)是對該電力系統(tǒng)內(nèi)的元件進(jìn)行排序，以便表示該電力系統(tǒng)的真實(shí)的連接布局。通過確定電力系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)提供可以被用來解決問題、提高設(shè)備和系統(tǒng)性能、改進(jìn)安全性以及省錢的重要信息。包含在電力系統(tǒng)分級結(jié)構(gòu)內(nèi)的細(xì)節(jié)等級將取決于所監(jiān)控的元件或節(jié)點(diǎn)的數(shù)目以及所述節(jié)點(diǎn)向運(yùn)行在計(jì)算機(jī)132上的所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件中的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法提供反饋的能力。一般來說，根據(jù)本發(fā)明的分級結(jié)構(gòu)分類系統(tǒng)106利用基于規(guī)則和統(tǒng)計(jì)方法的所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件內(nèi)的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法。所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件周期性地輪詢公用設(shè)施系統(tǒng)102內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備，以便在該節(jié)點(diǎn)(由監(jiān)控設(shè)備M表示)處確定該公用設(shè)施系統(tǒng)102的某些特性或參數(shù)。在相同的給定時(shí)間點(diǎn)處從所述系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)計(jì)量表取得所指定的參數(shù)的多個(gè)樣本。一旦從公用設(shè)施系統(tǒng)102內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)M收集了參數(shù)數(shù)據(jù)，所述自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法分析所述數(shù)據(jù)并且關(guān)于取得所述數(shù)據(jù)樣本的時(shí)間以及該數(shù)據(jù)樣本的相關(guān)聯(lián)的值來追蹤監(jiān)控設(shè)備之間的關(guān)系或鏈接?？梢灾芷谛缘貓?zhí)行上述分析，以便提高所述分級結(jié)構(gòu)是準(zhǔn)確的概率或者確定該分級結(jié)構(gòu)的任何改變。一旦迭代過程18達(dá)到所確定的公用設(shè)施系統(tǒng)102的布局是正確的某一預(yù)定統(tǒng)計(jì)置信水平，所述自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法結(jié)束。隨后把公用設(shè)施系統(tǒng)102的最終布局呈現(xiàn)給用戶以求得一致。在利用所述自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法相對于所有其他監(jiān)控設(shè)備隨著時(shí)間(學(xué)習(xí)周期)評估每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí)，基于可用的監(jiān)控點(diǎn)確定公用設(shè)施系統(tǒng)102的分級結(jié)構(gòu)的基本布局。在這方面，根據(jù)本發(fā)明的算法使用來自每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)的歷史趨勢，并且將這些趨勢進(jìn)行比較以確定在監(jiān)控設(shè)備之間是否存在任何相互關(guān)聯(lián)(鏈接)。利用更多可用于分析的監(jiān)控點(diǎn)可以確定更為詳細(xì)的分級結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法的益處是在最少用戶輸入或沒有用戶輸入的情況下自動提供所監(jiān)控的公用設(shè)施系統(tǒng)的基本分級結(jié)構(gòu)。隨后可以把所述分級結(jié)構(gòu)用作由其他系統(tǒng)114進(jìn)行評估的工具。另一個(gè)益處在于，本發(fā)明提高了所述監(jiān)控設(shè)備與所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件之間的時(shí)間同步的精度。在公用設(shè)施系統(tǒng)102是電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施例中，從該電力監(jiān)控系統(tǒng)中的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備同時(shí)取得特定電參數(shù)(比如功率、電壓、電流等等)的樣本。參數(shù)數(shù)據(jù)被存儲，并且在取得所述樣本的時(shí)間、數(shù)據(jù)點(diǎn)的相關(guān)聯(lián)的值以及提供所述數(shù)據(jù)的監(jiān)控設(shè)備方面被分析。對從所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互比較，以便確定在監(jiān)控設(shè)備之間是否存在任何相關(guān)性。根據(jù)本發(fā)明，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)分析所述數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)趨勢和相關(guān)性以及相似性和差異。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)來確定所述電力系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)次序。為了自動學(xué)習(xí)所述公用設(shè)施系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)，可能必須關(guān)于該公用設(shè)施系統(tǒng)做出某些假設(shè)。所述假設(shè)是基于歐姆定律、能量守恒以及關(guān)于典型的配電和電力監(jiān)控系統(tǒng)的工作經(jīng)驗(yàn)?？梢杂伤鲎詣訉W(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法結(jié)合電力系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)制定的一般規(guī)則包括1、所分析的電力系統(tǒng)處在單輻射狀饋送配置320(圖7)或多輻射狀饋送配置330(圖8)中。2、假設(shè)測量最高能量使用的計(jì)量表處在所述分級結(jié)構(gòu)的頂部(例如圖7中示出的干線322)。3、所述計(jì)量表的采樣數(shù)據(jù)速率至少高于任何負(fù)栽的最短占空比。194、在電力系統(tǒng)上在參數(shù)數(shù)據(jù)收集過程期間消耗(不生成)能量。5、由于所述電力監(jiān)控系統(tǒng)上的所有計(jì)量表中的時(shí)間偏移量所導(dǎo)致的誤差是最小的，其中數(shù)據(jù)從所述監(jiān)控設(shè)備被推到運(yùn)行在計(jì)算機(jī)132上的監(jiān)控系統(tǒng)軟件。對于所述自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法來說可能存在下面的附加參數(shù)1、為了分級目的，不從安裝在電力系統(tǒng)的相同點(diǎn)處的兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備收集數(shù)據(jù)。2、忽略沒有負(fù)載的計(jì)量表，或者僅僅使用電壓信息來確定其在所述分級結(jié)構(gòu)中的位置。3、在所述電力系統(tǒng)中可以存在多個(gè)干線(干線1、干線2、干線3等等)。4、由所述系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備把數(shù)據(jù)提供給所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件。5、開始或停止的負(fù)載影響與該負(fù)載有直接或間接的鏈接的任何相應(yīng)的上游的被計(jì)量的數(shù)據(jù)的負(fù)載簡檔。6、電壓特性(基頻、諧波、對稱分量)對于相同總線上的所有監(jiān)控設(shè)備來說是相對一致的。7、電氣系統(tǒng)上的變壓器損耗相對于變壓器下游的負(fù)載是最小的。8、監(jiān)控設(shè)備之間的負(fù)載的(隨時(shí)間的)廣義相關(guān)表明直接鏈接或間接鏈接。9、在所述電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)處的多個(gè)未被計(jì)量的負(fù)載被總計(jì)為單個(gè)未知負(fù)載。可以針對輻射狀饋送電力系統(tǒng)組合上述假設(shè)和參數(shù)中的任一個(gè)。例如，在一個(gè)特定實(shí)施例中，可以利用下面的基于規(guī)則的假設(shè)和參數(shù)1、監(jiān)控設(shè)備的位置越上游(更靠近所述分級結(jié)構(gòu)的頂部)，電壓和電流就越高。2、監(jiān)控設(shè)備的位置越上游，諧波值通常就越低。3、變壓器可能改變所述電壓和電流。4、總功率通量在上游高于下游。5、所述電力系統(tǒng)是輻射狀饋送系統(tǒng)。6、兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備將不會被安裝在相同點(diǎn)處。7、具有相同電壓失真的監(jiān)控設(shè)備被鄰近地連接。8、在特定分級級別上測量的總負(fù)載等于(除去損耗)直接鏈接到該分級級別的所有已測量和未測量的負(fù)載的總和。如果監(jiān)控設(shè)備都直接鏈接到相同的參考設(shè)備，則所述監(jiān)控設(shè)備被視為處在相同的分級級別上。例如參照圖7，示出了公用設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)320的簡化的單線圖，其具有用323a、b、c、d、e表示的五個(gè)不同級別。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的特定情況下，每個(gè)級別表示一條饋電線，多個(gè)監(jiān)控設(shè)備可以直接鏈接到該饋電線。直接鏈接到一條饋電線的所有監(jiān)控設(shè)備被視為處在相同的饋電線級別上。因此，干線322直接鏈接到饋電線323a，從而存在于其自身在所述分級結(jié)構(gòu)中的級別上。饋電線323b直接鏈接到三個(gè)監(jiān)控設(shè)備，并且因此構(gòu)成另一個(gè)不同級別。由于直接鏈接到饋電線323c的監(jiān)控設(shè)備沒有直接鏈接到饋電線323a或323b，因此饋電線323c構(gòu)成不同于饋電線323a和323b的另一個(gè)級別。在水、空氣、汽油和蒸汽系統(tǒng)的情況下，每個(gè)級別可以用集管(header)而不是饋電線來表示。在圖9-11A中用流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法400的一個(gè)具體方面。該算法400首先檢查在系統(tǒng)中是否存在多于一個(gè)監(jiān)控設(shè)備(402)，如果不是的話，則所述算法結(jié)束。如果存在多于一個(gè)監(jiān)控設(shè)備，則從每個(gè)監(jiān)控設(shè)備(M,，M2，…，Mk)取得電數(shù)據(jù)并且將該電數(shù)據(jù)編輯到數(shù)據(jù)表中(404)。該數(shù)據(jù)表對在給定時(shí)間段內(nèi)以規(guī)則間隔(T,，T2，…，Tn)取得的未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)(比如功率、電壓大小、電壓失真、電流大小、電流失真或?qū)ΨQ分量數(shù)據(jù))進(jìn)行制表。樣本之間的時(shí)間段取決于所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的任何負(fù)載的最短占空比?；谠撾娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的負(fù)載的變化程度確定最大時(shí)間段(L)。假設(shè)在所述數(shù)據(jù)表中具有最大功率的監(jiān)控設(shè)備是干線(即電分級結(jié)構(gòu)中的最高級別)(408)。然而，本發(fā)明還設(shè)想了多個(gè)分級結(jié)構(gòu)(即多個(gè)干線)。在下面的表1中示出了所述數(shù)據(jù)表的一個(gè)實(shí)例。表l:數(shù)據(jù)表實(shí)例<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>一旦累積了所述數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)，就產(chǎn)生校驗(yàn)矩陣。該校驗(yàn)矩陣是基于所述數(shù)據(jù)表的邏輯連接的矩陣。零(o)表示在任何兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備之間不存在直接鏈接，一(1)表示在兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備之間存在可能的關(guān)系。在下面的表2中示出了一個(gè)示例性校驗(yàn)矩陣。在表2中，假設(shè)在計(jì)量表1與計(jì)量表2之間不存在鏈接。這是因?yàn)樵谒鰯?shù)據(jù)表的一個(gè)條目中，由計(jì)量表1測量的功率超出計(jì)量表2,而在該數(shù)據(jù)表的另一個(gè)條目中，由計(jì)量表2測量的功率超出計(jì)量表1。計(jì)量表l總是與其自身相關(guān)，從而把NA放置在所述校驗(yàn)矩陣的該單元內(nèi)。由于信息冗余，只需要該校驗(yàn)矩陣的一半。表2:校驗(yàn)矩陣?yán)?lt;table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>一旦確定了所述校驗(yàn)矩陣，就使用來自所述數(shù)據(jù)表中的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生在下面的表3中示出的相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)。在所述CCM中，實(shí)施統(tǒng)計(jì)評估以確定所述電氣系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備相對于所述矩陣內(nèi)的其他監(jiān)控設(shè)備的線性關(guān)系。確定任何兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)，并且將該相關(guān)系數(shù)放置在所述CCM中的適當(dāng)單元內(nèi)。在下面的示例性表3中，Cu是計(jì)量表1相對于計(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)控設(shè)備直接或間接鏈接的概率就越高。相反，該數(shù)值越低，這兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備直接或間接鏈接的概率就越低。下面的等式2被用來確定任何兩個(gè)給定的監(jiān)控設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(等式2)其中Pw是相關(guān)系數(shù)并且處在-1《px^1的范圍內(nèi)；Cov(;c,力是I和/的協(xié)方差；和^分別是z和7的標(biāo)準(zhǔn)偏差。其中/7是i和y中的數(shù)據(jù)元素的數(shù)目，A和^分別是f和y的均值。所述相關(guān)矩陣的對角單元都總是為1，這是因?yàn)槊總€(gè)計(jì)量表與其自身具有100%的相關(guān)性。再次，由于數(shù)據(jù)冗余，只需要所述相關(guān)矩陣的一半(例如Cu-")。表3:相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)實(shí)例計(jì)量41計(jì)量擬計(jì)量43計(jì)量表4計(jì)量表l計(jì)量表2計(jì)量表3計(jì)量表4計(jì)量勒《1c21c31C41cl21C42c13c231C43C4C24C3411C3kC4k計(jì)量勤Ck2Ck3Ck41返回圖9，針對所考慮的分級結(jié)構(gòu)的每個(gè)級別產(chǎn)生一個(gè)計(jì)量表列表。假設(shè)最高級別是具有最大功率讀數(shù)的計(jì)量表，假設(shè)該計(jì)量表是干線。一旦在所述數(shù)據(jù)表中找到該計(jì)量表H08)，所述算法400就把所述干線放置在所述分級結(jié)構(gòu)的饋電線級別列表中，并且清除該分級結(jié)構(gòu)中的當(dāng)前饋電線級別上的監(jiān)控設(shè)備列表("0)。在通過干線循環(huán)的隨后迭代中，所述算法400把參考計(jì)量表放置在所述分級結(jié)構(gòu)的前一饋電線級別列表中。應(yīng)當(dāng)理解，在第一次迭代中沒有前一級別列表。該算法400清除相關(guān)參考陣列(CRA)(412)，并且把所述干線指定為參考監(jiān)控設(shè)備(414)。下面針對給定饋電線級別的n次迭代在表4中示出了一個(gè)示例性CRA。Cn對應(yīng)于計(jì)量表5(參考計(jì)量表)與計(jì)量表1之間的相關(guān)系數(shù)，(:52對應(yīng)于計(jì)量表5與計(jì)量表2之間的相關(guān)系數(shù)，以此類推。最初，針對每一個(gè)饋電線級別清除所述CRA,并且所述算法400通過針對當(dāng)前饋電線級別上的所有計(jì)量表用相關(guān)系數(shù)填充每一迭代列來針對每一個(gè)饋電線級別產(chǎn)生新的CRA。下面結(jié)合表5解釋一個(gè)具體實(shí)例?；诠β蕯?shù)據(jù)計(jì)算所述相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)(416)。根據(jù)上面列出的假設(shè)或參數(shù)中的某些或全部，在第一次迭代中，所述體系結(jié)構(gòu)中的唯一已知的元件是所述干線，并且從最高饋電線級別向下自動學(xué)習(xí)所述分級結(jié)構(gòu)。表4:相關(guān)參考陣列(CRA)實(shí)例迭代1迭代2迭代3迭代4迭代5迭代nc5lc51c5lc51c51Onc52c52c52c52c52c52c53c53c53c53c53c53C54C54C54C54C54C5mC5mC5mC5mC5m以圖10繼續(xù)，針對在所述校驗(yàn)矩陣中具有零的計(jì)量表以及已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)被連接的計(jì)量表，所述算法400把所述CCM內(nèi)的相關(guān)系數(shù)歸零(418)。所述參考監(jiān)控設(shè)備的列從所述CCM被拷貝到所述CRA(420)。下面將結(jié)合表5解釋一個(gè)具體例子。假設(shè)所述CCM內(nèi)的計(jì)量表5被指定為參考計(jì)量表(414)。所述算法400基于所述數(shù)據(jù)表計(jì)算所述CCM(416)，并且針對在所述校驗(yàn)矩陣中具有零的計(jì)量表以及已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)被連接的計(jì)量表把該CCM中的(多個(gè))相關(guān)系數(shù)歸零(418)。所述CCM中的對應(yīng)于計(jì)量表5的列被拷貝到所述CRA的列"迭代l"中。參照表5，計(jì)量表11具有與計(jì)量表5的最高相關(guān)性0.649，并且計(jì)量表ll被標(biāo)記為對于當(dāng)前饋電線級別與計(jì)量表5連接。在迭代2中，從所述數(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，并且計(jì)量表5-11的相關(guān)系數(shù)在迭代2中下降到-O.048，該相關(guān)系數(shù)提供計(jì)量表ll與計(jì)量表5相互關(guān)聯(lián)的高置信度。此外還應(yīng)當(dāng)注意，隨著迭代繼續(xù)，某些計(jì)量表的相關(guān)系數(shù)趨向更高。例如，計(jì)量表18相對于計(jì)量表5的相關(guān)系數(shù)從迭代1中的0.296逐漸增大到迭代2中的0.417到迭代3中的0.436到迭代4中的0.525最終到迭代5中的0.671，這是所有計(jì)量表之間的最高相關(guān)系數(shù)(計(jì)量表5與其自身的相關(guān)系數(shù)總是l.O,因此忽略其相關(guān)系數(shù))。這一增大趨勢還提供計(jì)量表18也與計(jì)量表5直接鏈接的高置信度，并且在迭代5中最終證實(shí)了該鏈接。例如可以針對計(jì)量表12和15觀察到相同的增大趨勢。在迭代7中，沒有相關(guān)系數(shù)超出閾值，所述算法400繼續(xù)分析下一個(gè)饋電線級別。通過迭代7，該算法400已確定計(jì)量表ll、12、14、15、18和20與計(jì)量表5直接鏈接。表5:具有示例性相關(guān)系數(shù)的CRA實(shí)例24<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>仍然參照圖10,所述算法400找到所述CRA中的與所述參考監(jiān)控設(shè)備具有最高相關(guān)性的監(jiān)控設(shè)備(饋電線)(422)。如果所述相關(guān)性沒有超出閣值(在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中是O.5)，則該算法400繼續(xù)到圖11A(0P3)，比如在上面示出的表5中的迭代7的情況下。否則，所述算法400確定當(dāng)前迭代是否是所述參考監(jiān)控設(shè)備的第一次迭代(426)，如果不是的話，則確定所述饋電線相關(guān)性是否趨向更高(428)。如果所述饋電線相關(guān)性沒有趨向更高，則所述算法400繼續(xù)到圖11A(0P3)。趨向更高表明所述監(jiān)控設(shè)備有可能處在所考慮的分級結(jié)構(gòu)的當(dāng)前級別上。如果當(dāng)前迭代是所述參考監(jiān)控設(shè)備的第一次迭代，則把所述饋電線添加到所述分級結(jié)構(gòu)的當(dāng)前級別上的監(jiān)控設(shè)備列表中("0)，并且所述算法400繼續(xù)到圖11A(0P2)。所述參考監(jiān)控設(shè)備和饋電線在連接表中被指定為直接鏈接(或相互關(guān)聯(lián))(446)，并且在所述數(shù)據(jù)表中從該參考監(jiān)控設(shè)備中減去與該饋電線相關(guān)聯(lián)的功率(448)。所述連接表保持設(shè)備及其相互關(guān)聯(lián)(比如其是否直接鏈接)的列表。通過減去與相對于所述參考監(jiān)控設(shè)備的最高相關(guān)系數(shù)相關(guān)聯(lián)的饋電線的功率，連接到該參考監(jiān)控設(shè)備的其他饋電線(監(jiān)控設(shè)備)將看到它們的相關(guān)系數(shù)增大。所述算法400返回到圖9的饋電線循環(huán)，并且下一次迭代以剩余的監(jiān)控設(shè)備繼續(xù)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到0P3函數(shù)，所述算法400確定是否已經(jīng)分析了前一級別上的所有監(jiān)控設(shè)備(432)，如果不是的話，則在所述前一級別上獲得下一個(gè)監(jiān)控設(shè)備(饋電線)，并且該算法400返回到圖9的饋電線循環(huán)。如果已經(jīng)分析了前一級別上的所有監(jiān)控設(shè)備，則所述算法400檢查是否針對所述分級結(jié)構(gòu)中的所有監(jiān)控設(shè)備都找到了連接(434)。如果是的話，則所述算法400退出。如果不是的話，則該算法400檢查所述CCM中的最高相關(guān)系數(shù)是否超出閾值(436)。如果不是的話，則該算法400退出。如果是的話，則該算法400確定針對當(dāng)前級別是否找到了任何更多監(jiān)控設(shè)備(438)。如果不是的話，該算法400返回到圖9中的干線循環(huán)。如果是的話，所述算法把當(dāng)前級別上的監(jiān)控設(shè)備移動到前一級別(440)，并且清除所述CRA(442)。所述算法返回到圖9的饋電線循環(huán)，以便確定當(dāng)前級別上的剩余監(jiān)控設(shè)備之間的關(guān)系。在圖11B中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法500。該算法500開始于從每個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收與每個(gè)監(jiān)控設(shè)備相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)(502)。所述標(biāo)準(zhǔn)可以是電參數(shù)、比如功率、電壓、電流、電流失真、電壓失真或能量，或者可以是與任何WAGES公用設(shè)施相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，比如每單位時(shí)間的體積(BTU、MBTU、加侖、立方英尺)。所述監(jiān)控設(shè)備可以是電力監(jiān)控設(shè)備。例如，當(dāng)所述標(biāo)準(zhǔn)是電壓失真時(shí)，所述分級結(jié)構(gòu)的同一級別上的監(jiān)控設(shè)備將大致具有相同的電壓失真。附加地或替代地，所述算法可以使用諧波失真值來基于功率標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)通過所述相關(guān)性所確定的分級結(jié)構(gòu)。所述算法還可以使用諧波失真來以更高精度更好地預(yù)測未知候選。例如，一個(gè)監(jiān)控設(shè)備可能處于與參考設(shè)備相關(guān)的邊緣，以致所述算法無法確定是否存在直接鏈接。根據(jù)與所討論的監(jiān)控設(shè)備處在相同級別上的相鄰設(shè)備的諧波失真值，所述諧波失真可以確證或排除潛在的相互關(guān)聯(lián)。例如，針對所討論的監(jiān)控設(shè)備所返回的不同諧波失真可以將其排除為與前一級別上的某一設(shè)備直接鏈接。所述算法500計(jì)算參考監(jiān)控設(shè)備與將在所述分級結(jié)構(gòu)中被相互關(guān)聯(lián)的每個(gè)其他監(jiān)控設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)(504)。該算法500確定最高相關(guān)系數(shù)(506)，并且使與最高相關(guān)系數(shù)相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控設(shè)備與該參考監(jiān)控設(shè)備相互關(guān)聯(lián)(508)。該算法500檢查是否更多的監(jiān)控設(shè)備要被相互關(guān)聯(lián)(510)，如果不是的話，該算法500結(jié)束。如果是的話，該算法500檢查是否要使用相同的參考監(jiān)控設(shè)備(512)，如果是的話，則重新計(jì)算所述相關(guān)系數(shù)(504)。否則，該算法500選擇一個(gè)新的參考監(jiān)控設(shè)備(514)，并且重新計(jì)算所述相關(guān)系數(shù)(504)。在圖11C中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法550。該算法550開始于以周期性的時(shí)間間隔從每個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收電參數(shù)數(shù)據(jù)(552)。該算法550把所述電參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置到數(shù)據(jù)表中，該數(shù)據(jù)表對每個(gè)時(shí)間間隔處的所述參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行制表(554)。形成一個(gè)相關(guān)矩陣，該相關(guān)矩陣包括監(jiān)控設(shè)備的組合對之間的相關(guān)系數(shù)(556)。所述算法550識別一個(gè)組合對之間的相互關(guān)聯(lián)(558)，并且從所述數(shù)據(jù)表中去除與監(jiān)控設(shè)備相關(guān)聯(lián)的功率，針對該監(jiān)控設(shè)備識別出相互關(guān)聯(lián)(560)。如果沒有更多的相互關(guān)聯(lián)要被識別(562)，該算法550結(jié)束。否則，該算法重新計(jì)算剩余的組合對之間的相關(guān)系數(shù)(564)，并且識別剩余的組合對之間的另一相互關(guān)聯(lián)(558)。重復(fù)這一過程，直到識別出監(jiān)控設(shè)備之間的所有相互關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的所述自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法可工作于輻射狀饋送和多輻射狀饋送系統(tǒng)中。在多輻射狀饋送系統(tǒng)中，所述算法首先確定具有最高功率的干線計(jì)量表，隨后在繼續(xù)到具有較低額定功率的下一個(gè)(多個(gè))系統(tǒng)之前首先確定該系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)。已經(jīng)在從最高級別向最低級別產(chǎn)生所述分級結(jié)構(gòu)的各實(shí)施例中討論了所述自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法。在一個(gè)替代實(shí)施例中，一種自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法基于每個(gè)級別的局部事件從最低級別產(chǎn)生分級結(jié)構(gòu)。例如，鄰近某一事件(比如負(fù)載接通或關(guān)斷)的監(jiān)控設(shè)備將在遠(yuǎn)離該事件的監(jiān)控設(shè)備"看到，，該事件之前看到該事件。所述算法基于事件的發(fā)生以及關(guān)于每個(gè)監(jiān)控設(shè)備何時(shí)知道某一事件的與每個(gè)監(jiān)控設(shè)備相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳來識別監(jiān)控設(shè)備之間的相互關(guān)聯(lián)。通過制訂所述系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備何時(shí)察覺某一事件的時(shí)序，可以基于監(jiān)控設(shè)備察覺該事件的時(shí)間順序自動得出關(guān)于哪些計(jì)量表相互關(guān)聯(lián)(直接鏈接)的結(jié)論?；氐綀D1，自動數(shù)據(jù)整合監(jiān)控系統(tǒng)100從數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104和分級結(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包含來自與每個(gè)其他監(jiān)控設(shè)備處于上下對所述數(shù)據(jù)的評定，以致對準(zhǔn)或者獲知來自每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的特定外部參數(shù)。所涉及到的主要外部參數(shù)包括公用設(shè)施系統(tǒng)102中的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)相對于該公用設(shè)施系統(tǒng)102中的每個(gè)其他監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)的時(shí)間位置；以及公用設(shè)施系統(tǒng)102中的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備M相對于該公用設(shè)施系統(tǒng)102中的每個(gè)其他監(jiān)控設(shè)備M的空間位置。對從處于上下文中的公用設(shè)施系統(tǒng)102累積的所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行評估將提供關(guān)于該公用設(shè)施系統(tǒng)102的一定程度的認(rèn)識，所述認(rèn)識在這之前是不可用的。由于來自整個(gè)系統(tǒng)(軟件和各監(jiān)控設(shè)備)的信息通過統(tǒng)一的上下文被整合在一起，因此這種監(jiān)控公用設(shè)施系統(tǒng)的方法被稱作整合監(jiān)控UM)。對根據(jù)本發(fā)明的IM方法的一種有用的類比是人體的中央神經(jīng)系統(tǒng)。大腦(軟件)知道整個(gè)身體(監(jiān)控設(shè)備)就時(shí)間和位置而言正在發(fā)生什么。如果碰傷了腳趾，則大腦發(fā)送針對身體的信號，以便以某種方式做出反應(yīng)。類似地，如果發(fā)生某一電事件，則由所迷監(jiān)控系統(tǒng)軟件執(zhí)行的IM算法向用戶提供有用信息，所述信息是關(guān)于整個(gè)被監(jiān)控的系統(tǒng)內(nèi)的癥狀、潛在的問題來源以及可能的解決方案或建議。本發(fā)明涉及到基于利用所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件中的專門算法(比如數(shù)據(jù)對準(zhǔn)算法和自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法)分析來自每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)來整合數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)104中，從所有的數(shù)據(jù)源分析所述數(shù)據(jù)的頻率和幅度的微小但是可測量的改變。這些改變被用來確定所有數(shù)據(jù)源的公共數(shù)據(jù)對準(zhǔn)點(diǎn)以及某一數(shù)據(jù)源在所述電氣系統(tǒng)中相對于其他數(shù)據(jù)源的位置。由于整合系統(tǒng)數(shù)據(jù)的過程是在所述監(jiān)控系統(tǒng)軟件內(nèi)的算法上自動執(zhí)行的，因此消除了用戶所需的許多工作和開銷。通過分析所述參數(shù)的更為任意及顯著的變化，提供對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更快整合。存在超過當(dāng)前可獲得的益處的幾個(gè)與IM相關(guān)聯(lián)的益處詳細(xì)信息以把系統(tǒng)數(shù)據(jù)置于上下文中的現(xiàn)有要求。所述IM算法分析來自電氣系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以便在很少或者沒有用戶干預(yù)的情況下自動確定系統(tǒng)布局，從而節(jié)省用戶時(shí)間和資源。所述自動IM方法消除對專門的硬件、附加的數(shù)據(jù)線并且在某些情況下對監(jiān)視器附件的需要。所述IM算法分析來自電氣系統(tǒng)中的每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以便自動確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時(shí)間對準(zhǔn)，從而節(jié)省用戶設(shè)備和勞動力成本。所述自動IM方法允許更容易地配置監(jiān)控硬件和軟件。這是因?yàn)樗鯥M算法在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)把所述監(jiān)控信息自動置于上下文中，一旦監(jiān)控設(shè)備處于上下文中，就可以由所述IM算法自動做出關(guān)于硬件和軟件配置的附加決定。一個(gè)例子將是根據(jù)監(jiān)控設(shè)備在電氣系統(tǒng)內(nèi)的位置來設(shè)置該監(jiān)控設(shè)備的欠電壓閾值。再次，所述自動IM方法節(jié)省用戶時(shí)間和資源。在圖12中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動IM算法600。該算法600開始于向監(jiān)控設(shè)備發(fā)送命令以收集頻率數(shù)據(jù)(602)。來自所述監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)被上載到主機(jī)(604),并且根據(jù)本發(fā)明對準(zhǔn)來自所有監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)(606)。當(dāng)所有數(shù)據(jù)都被對準(zhǔn)時(shí)，所述算法600確定電力系統(tǒng)布局是否完成(610)。如果是的話，該算法600結(jié)束，并且可以在其他軟件應(yīng)用中使用上下文數(shù)據(jù)。如果所述電力系統(tǒng)布局沒有完成，則所述算法600向監(jiān)控設(shè)備發(fā)送命令以收集電力數(shù)據(jù)(612)。運(yùn)行該算法600的主機(jī)從監(jiān)控設(shè)備上載電力數(shù)據(jù)(614)，并且根據(jù)本發(fā)明確定所述電力系統(tǒng)布局(616)。重復(fù)該過程，直到完成該電力系統(tǒng)布局(618)，此時(shí)，所述算法結(jié)束。雖然說明并且描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例和應(yīng)用，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于這里公開的精確結(jié)構(gòu)和組成，并且在不背離如所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，從前面的描述中各種修改、改變和變化可以是顯而易見的。權(quán)利要求1、一種自動學(xué)習(xí)包括參考元件在內(nèi)的N個(gè)元件之間的關(guān)系的方法，所述N個(gè)元件被設(shè)置在輻射狀分配系統(tǒng)內(nèi)的分級結(jié)構(gòu)中，該方法包括從所述元件中的每一個(gè)接收與所述元件中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；利用相關(guān)算法計(jì)算所述參考元件與所述輻射狀分配系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)其他元件之間的相關(guān)系數(shù)，以產(chǎn)生N-1個(gè)相關(guān)系數(shù)；確定所述N-1個(gè)相關(guān)系數(shù)中的最高相關(guān)系數(shù)；以及響應(yīng)于所述確定，使與所述最高相關(guān)系數(shù)相關(guān)聯(lián)的元件與所述參考元件自動相互關(guān)聯(lián)。2、權(quán)利要求l的方法，還包括除了與所述最高相關(guān)系數(shù)相關(guān)聯(lián)的所述元件之外，利用相關(guān)算法關(guān)系數(shù)，以產(chǎn)生N-2個(gè)相關(guān)系數(shù)；確定所述N-2個(gè)相關(guān)系數(shù)中的最高相關(guān)系數(shù)；以及響應(yīng)于所述確定，使與所述N-2個(gè)相關(guān)系數(shù)中的所述最高相關(guān)系數(shù)相關(guān)聯(lián)的元件與所述參考元件自動相互關(guān)聯(lián)。3、權(quán)利要求l的方法，其中，所述輻射狀分配系統(tǒng)是公用設(shè)施系統(tǒng)，其中所述公用設(shè)施是從包括水、空氣、汽油、電以及蒸汽的組中選擇的。4、權(quán)利要求l的方法，其中，所述輻射狀分配系統(tǒng)是電力監(jiān)控系統(tǒng)。5、權(quán)利要求l的方法，其中，所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的功率、電壓、電流、電壓失真、每小時(shí)的BTU、每小時(shí)的MBTU、能量、每分鐘的加侖數(shù)以及每分鐘的立方英尺數(shù)。6、權(quán)利要求l的方法，其中，所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是功率。7、權(quán)利要求l的方法，其中，N至少是2。8、權(quán)利要求l的方法，其中，所述元件包括電表。9、權(quán)利要求l的方法，其中，所述元件是監(jiān)控設(shè)備，所述監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率、能量、每分鐘的水體積、每分鐘的空氣體積、每分鐘的汽油體積以及每分鐘的蒸汽體積。10、權(quán)利要求1的方法，其中，所述元件包括從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的至少一個(gè)元件干線、饋電線、集管以及負(fù)載。11、權(quán)利要求1的方法，還包括接收從所述元件中的每一個(gè)接收到所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間。12、一種利用指令編碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令用于指示控制器執(zhí)行權(quán)利要求1的方法。13、一種自動確定設(shè)置在電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備的分級結(jié)構(gòu)的方法，其中處在該分級結(jié)構(gòu)的頂部的監(jiān)控設(shè)備通常測量比該分級結(jié)構(gòu)的較低級別上的監(jiān)控設(shè)備更高的功率，該方法包括在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，以周期性的時(shí)間間隔從所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收電參數(shù)數(shù)據(jù)；在所述周期性的時(shí)間間隔中的每一個(gè)處把所述電參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置到數(shù)據(jù)表中，該數(shù)據(jù)表對每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的所述電參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行制表；形成相關(guān)矩陣的至少一部分，該相關(guān)矩陣包括所述監(jiān)控設(shè)備的至少一些組合對之間的相關(guān)系數(shù)，所述相關(guān)系數(shù)是根據(jù)相關(guān)算法計(jì)算的；以及分析所述相關(guān)矩陣，以便識別所述監(jiān)控設(shè)備的組合對之間的相互關(guān)聯(lián)。14、權(quán)利要求13的方法，還包括從所述數(shù)據(jù)表中去除監(jiān)控設(shè)備，其中針對該監(jiān)控設(shè)備識別出相互關(guān)聯(lián)；重新計(jì)算所述相關(guān)系數(shù)；以及分析所述重新計(jì)算的相關(guān)系數(shù)，以便識別所述監(jiān)控設(shè)備的第二組合對之間的另一相互關(guān)聯(lián)。15、權(quán)利要求13的方法，還包括形成矩陣的至少一部分，該矩陣針對所述數(shù)據(jù)表內(nèi)的所述監(jiān)控設(shè)備的每一對組合表明在給定監(jiān)控設(shè)備對之間是否存在相互關(guān)聯(lián)。16、權(quán)利要求13的方法，其中，所述電參數(shù)數(shù)據(jù)包括功率、電壓、電流、電壓失真或電流失真。17、權(quán)利要求13的方法，其中，所述相互關(guān)聯(lián)是直接鏈接。18、權(quán)利要求13的方法，其中，所述電力監(jiān)控系統(tǒng)是輻射狀分布的。19、權(quán)利要求13的方法，還包括識別具有最高電參數(shù)值的監(jiān)控設(shè)備；以及響應(yīng)于所述識別，將該監(jiān)控設(shè)備識別為參考監(jiān)控設(shè)備，其中所述組合對包括所述參考監(jiān)控設(shè)備和另一個(gè)監(jiān)控設(shè)備。20、權(quán)利要求13的方法，其中，所述分析包括針對監(jiān)控設(shè)備的任一給定組合對確定相關(guān)系數(shù)是否超出相關(guān)閾值，如果是的話，則將該組合對識別為相互關(guān)聯(lián)。21、權(quán)利要求13的方法，其中，所述分析包括確定所述相關(guān)矩陣中的最大相關(guān)系數(shù)，并且將與所述最大相關(guān)系數(shù)相關(guān)聯(lián)的組合對識別為相互關(guān)聯(lián)。22、權(quán)利要求13的方法，其中，在新的監(jiān)控設(shè)備被添加到所述電力監(jiān)控系統(tǒng)中之后實(shí)施所述接收。23、權(quán)利要求13的方法，還包括形成具有多個(gè)級別的分級結(jié)構(gòu)，在所述多個(gè)級別中，所述監(jiān)控設(shè)備中的至少一些在所述分級結(jié)構(gòu)內(nèi)被直接鏈接在一起，當(dāng)?shù)谝患墑e上的監(jiān)控設(shè)備與第二級別上的另一個(gè)監(jiān)控設(shè)備被直接鏈接在一起時(shí)，這兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備相互關(guān)聯(lián)，所述形成包括利用相關(guān)算法確定所述監(jiān)控設(shè)備中的所述至少一些中的哪幾個(gè)在所述分級結(jié)構(gòu)內(nèi)被直接鏈接在一起，以及所述監(jiān)控設(shè)備中的所述至少一些中的每一個(gè)在所述分級結(jié)構(gòu)內(nèi)位于所述多個(gè)級別中的哪一個(gè)級別上；以及響應(yīng)于所述形成，向操作員顯示所述分級結(jié)構(gòu)。24、權(quán)利要求13的方法，其中，被設(shè)置在所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的所述監(jiān)控設(shè)備包括電表。25、權(quán)利要求13的方法，其中，所述電力監(jiān)控系統(tǒng)包括耦合到所述監(jiān)控設(shè)備的負(fù)載，所述周期性的時(shí)間間隔中的每一個(gè)都長于所述電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的任何負(fù)載的最短占空比。26、一種自動確定多級別分級結(jié)構(gòu)內(nèi)的設(shè)備如何彼此鏈接的方法，包括從所述分級結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述設(shè)備中的至少一些接收數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)表示由所述設(shè)備中的所述至少一些測量的公用設(shè)施的單向流動；以及利用相關(guān)算法確定至少第一設(shè)備與第二設(shè)備是否直接互連，所述相關(guān)算法基于來自所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生相關(guān)系數(shù)。27、權(quán)利要求26的方法，其中，所述公用設(shè)施是從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的至少一種公用設(shè)施水、空氣、汽油、電以及蒸汽。28、權(quán)利要求26的方法，其中，所述第一和第二設(shè)備是計(jì)量表。29、權(quán)利要求26的方法，其中，所述確定包括當(dāng)所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備之間的所述相關(guān)系數(shù)超出閾值時(shí)，將所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備識別為直接互連。30、權(quán)利要求26的方法，其中，所述確定包括當(dāng)所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備之間的所述相關(guān)系數(shù)超出關(guān)于所述分級結(jié)構(gòu)內(nèi)的每個(gè)其他設(shè)備的相關(guān)系數(shù)時(shí)，將所述第一設(shè)備與所述笫二設(shè)備識別為直接互連。31、權(quán)利要求26的方法，其中，所述分級結(jié)構(gòu)是輻射狀分布分級結(jié)構(gòu)。32、權(quán)利要求26的方法，其中，所述數(shù)據(jù)表示電力。全文摘要本發(fā)明涉及一種學(xué)習(xí)電力監(jiān)控系統(tǒng)的分級布局的自動學(xué)習(xí)的分級結(jié)構(gòu)算法。接收來自每個(gè)計(jì)量表的歷史電力數(shù)據(jù)，并且將其放置到數(shù)據(jù)表中。假設(shè)干線處在所述分級結(jié)構(gòu)的頂部，并且將干線指定為參考。產(chǎn)生校驗(yàn)矩陣，其表明在每個(gè)計(jì)量表對組合之間是否存在可能的連接?；谒鰯?shù)據(jù)表計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣(CCM)，并且把不可能有連接的條目歸零。把參考計(jì)量表的列從所述CCM中拷貝到相關(guān)參考陣列(CRA)，并且將該CRA中的與該參考計(jì)量表具有最高相關(guān)性的計(jì)量表在連接表中標(biāo)記為連接到該參考計(jì)量表。從所述數(shù)據(jù)表中減去該計(jì)量表的功率，并且重復(fù)所述程序，直到所有計(jì)量表都已被分析。文檔編號G06K9/62GK101258513SQ200680032248公開日2008年9月3日申請日期2006年6月28日優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日發(fā)明者J·A·比克爾,R·W·卡特申請人:斯夸爾D公司