專利名稱：用于綜合資產保護的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及通過監(jiān)視單個或整體的公用事業(yè)資源分配系統(tǒng)資產(例 如，電力分配資產)的實時情況并調控在所調控棚艮務區(qū)域內的總計資源利用 來保護那些資產的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
人們對于資源的產生和分配的管理具有很高的期望。這在例如電力、氣及7乂 之類的公用事業(yè)資源的分配中是尤其確切的。在現代公用事業(yè)分配系統(tǒng)中，資 產被SA使用而通常沒有被監(jiān)視或控制。在電力分配系統(tǒng)中， 一些資產可以包 括電路和組件(例如，自動開關、保險絲和變壓器)。
迄今為止，行業(yè)的焦點主要在能量傳遞的供應側，因此已經建立了被設計 成更高效且有效地給終端用戶傳遞資源(例如，電、氣和水)的資產。這些資 產在信息時代之前已被投入使用并且需求極大地增加。因此，這些資產不斷面 臨著被過度使用的危險，這可能導致故障發(fā)生。在大多數情況下，沒有預先監(jiān)
視或控制資產，因ithffl常僅發(fā)生修理和/或替換出故障的資產。
當資產發(fā)生故障的時候，可靠性被損害并且通常伴隨著用戶的抱怨，其可能 導致商業(yè)上的損害。在修理發(fā)生故障的資產時會增加成本。此外，由于缺乏被 提供的服務，收入可能會縮減。
減少資產故障的一種方法是基于部件的普遍特性(例如，故障之間的平均時 間)來計劃各部件的維護。在此方法中，在預定的使用期以后，成批地更換諸 如變壓器之類的資產。這個方法可以陶氐資產故障的發(fā)生率。
然而，這種成批更換的方法可能具有缺點。該方法將不能避免其故障間的 實際平均時間短于預定使用期的資產的故障。此外， 一些資產可能具有故障間 的實際時間，該實際時間顯著地長于預定的使用期。更換這些資產可能是不必 要的并且費錢的。

發(fā)明內容
4本發(fā)明的示例性實施例使資源分配系統(tǒng)肖,實時監(jiān)視它的資產的狀況、并能 夠進行資源禾,的改變，以在它們達到故障狀態(tài)以前保護這些資產。
根據示例性實施例，保護資源分配系統(tǒng)的資產的方法可以包括監(jiān)視在資源 分配系統(tǒng)內的資產位置處的運行狀況以獲得各個資產位置處的狀況數據，將所
述狀況數據與各閾值電平或問IS/故障標記進行比較，當存在閾值違反(violation)
或者指示違反以及在哪個資產位置發(fā)生違反的問跡故障標記時觸發(fā)警報，以及 激活在相應的資產位置的區(qū)域內的需求調度系統(tǒng)來減少資源利用以在各資產達
到故障狀態(tài)以前保護它們。
fflil位于各資產位置處的傳感器來檢測運行狀況。每個資產位置包括至少
一個資產。在電力分配系統(tǒng)中，資產可以包括相電路、相位分接頭、變壓器、 開關、自動開關、保險絲、電容器組、分布式能源、以及其它實用設備中的至
少一個。
所述狀況數據可以包括電流、諧波、電壓暫降、電壓、有效功率、無效功率、 電磁干擾、氣壓、水壓、流速、誤碼率、信號強度以及表示實用設備的運行狀 況的其它參數中的至少一個。
所述傳感器可以傳送所述狀況數據至中央控制系統(tǒng)。所述中央控制系統(tǒng)存儲 預定義的閾值電平以及問激故障標記。
當至少一個所述狀況數據的值超出相應的閾值電平或在相應的閾值電平的 給定范圍之內時發(fā)生閾值違反。
所述需求調度系統(tǒng)監(jiān)視資源利用和跨越分配區(qū)域的分配，并將跨越單獨的 部件或整個分配區(qū)域的總計資源利用限制到預定義的禾,水平。
根據示例性實施例，綜合資產保護系統(tǒng)可以包括傳麟，微測在資源分
配系統(tǒng)內的資產位置處的運行狀況以獲得各個資產位置處的狀況數據；中央控
制系統(tǒng)，其將狀況 與各閾值電平或問敏故障標記進行比較，當存在閾值違
反(violation)或者指，反以及在哪個資產位置發(fā)生違反的問飄故障標記時觸 發(fā)警報，以及在相應的資產位置的區(qū)域內的需求調度系統(tǒng)，其被激活以減少資 源利用以在各資產達到故障狀態(tài)以前保護它們。


fflil結合附圖的以下詳細說明將更清楚地理解示例性實施例。圖1非限制性地表示如本文所述的示例性實施例。
圖1是圖解說明了根據示例性實施例的用于綜合資產保護的系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
為簡單起見和例證性的目的，通過主要參考其示例性實施例來描述本發(fā)明的 原理。所述示例性實施例主要涉及關于電力分配的資產管理。然而，本領域普 通技術人員將容易地意識到的是相同原理同樣地適用于許多類型的綜合資產 管理情形，其包括包含氣和水的其它公用事業(yè)的分配。此外，本發(fā)明不局限于 公用事業(yè)資產管理。本發(fā)明的范圍包括希望管理綜合資產的許多情形。
參見圖l，本發(fā)明的示例性實施例包括需求調度系統(tǒng)20、中央控制系統(tǒng)IO 和傳感器30的集成。系統(tǒng)通，視那些資產的實時狀況并調控在被調控服務區(qū) 域內的總計資源利用，可以保護單個或整體的資源分配系統(tǒng)資產40。該系統(tǒng)的
子部件按照如下所i^t行。
基于資產40的保護需求，在沿著資源分配網的不同點上設置傳感器30。例 如，可以考慮對全三相電路、單相分接頭、和組j帷置(例如變壓器、開關、 自動開關、保險絲、及分布式能源)的保護需求。因此，傳感器可以檢測一個 或多個資產40的運行狀況。
傳感器30可以包括市場上可買到的傳感器(例如光電流傳感器、電流^J1 器、寬帶電力線設備和分立的電壓監(jiān)控器)中的任一個或它們的組合。此外， 傳 30可以包括專門為特殊用途開發(fā)的設備。
來自傳感器30的數據包括但不局限于實時電流測量、諧波、電壓、無效 功率、和電磁干擾讀出。對于氣或水分配而言，數據可以包括壓力(例如，氣 壓或水壓)和流速。對于 分配而言，數據可以包括誤碼率和信號強度。
傳繊30可以通過直接連接(例如，以太網、FDDI、 Tl、 T3等等)或通 過無線連接(900MHz、 2.4GHz、 WiFi等)連接到通信網絡。所使用的特定通 信格式并不重要。i!31不斷地注意網絡可用性和等待時間，將來自傳感器30的 M經由通信網謝?；氐街醒肟刂葡到y(tǒng)10以便可以確保實時信息收集。
傳感器30捕獲資產40的狀況數據并向中央控制系統(tǒng)10報告所述辦居。還 可以報告負載相關的壓力閾值(例如電流、有效功率、無效功率、電壓暫降等) 或危及系統(tǒng)資產40的完整性的問驟故障標記并將該負載相關的壓力閾值或問敏故障標記存儲在所述中鵬制系統(tǒng)10中?？梢酝ㄟ^將狀況娜與各個閾值或 問驟故障標記進行比較來執(zhí)行各資產點處的運行狀況的診斷。如果診斷指示閾 值違反、傾向于閾值違反或可能的問鵬故障標記，則在系統(tǒng)內觸發(fā)警報。一 旦警報被觸發(fā)，違反的鄉(xiāng)就被確定并被分解到所述傳麟所處的特定資產40，
并且^^活在該資產覆蓋區(qū)內的需求調度系統(tǒng)20以緩和有問題的情況。
需求調度系統(tǒng)20限制,單個組件或跨M^h分配區(qū)域的總計資源利用。
可以采用集中式軟件程序來實現。特別是，系統(tǒng)監(jiān)視并管理可用于在用戶場所 內縮減的資源利用，從而產生對跨越,服務區(qū)域的資源利用的較大控制。一 旦減少資源利用，就能減輕資源分配系統(tǒng)資產40的工作壓力并防止故障情況。
i見在將更詳細地描述需求調度系統(tǒng)20。然而，需求調度系統(tǒng)在先前引用的 題為"SYSTEM AND METHOD FOR DEMAND DISPATCH AND LOAD MANAGEMENT (用于需求調度和負載管理的系統(tǒng)和方法)"的相關申請中有 甚至更詳細地描述，通過參考該申請的全部將其結合于此。
需求調度系統(tǒng)20可以包括場所控制器、場所傳感器、企業(yè)管理平臺、由場 所控制器和場所傳感默享的通信干線(例如以太網、BPL、專用點對點(Tl 或幀中繼)、iDen無線、CDMA無線、GPRS無線、WiFi和WiMax)、以及無 線電通信聚集器。
企業(yè)管理平臺逐場所地連續(xù)監(jiān)視遍及配置區(qū)域的系統(tǒng)資源利用及用戶場所 的狀態(tài)參數。例如，可以監(jiān)視位于每個用戶場所的一個或多個設備(例如，儀 器)的溫度和/或資源的利用。也可以監(jiān)視用戶場所本身的、鵬。
企業(yè)管理平臺(其可以被實現為軟件程序)經由場所控制器、使用可配置規(guī) 則來管理用戶場所內的單獨資源利用。 一旦信息返回到中央數據庫，軟件就使 用算法來管理該信息以滿足系統(tǒng)規(guī)定的資源利用削減目的并保護分配資產40。
企業(yè)管理平臺可以例如通過基于IP的網絡和遠程集線器(例如聚集器)設 備進^ffl信?？梢圆捎闷渌ㄐ判问?。集線器設備可以例如ili!900MHz無線 電或PLOBPL鏈路連接至場所控制器。如上所述，可以采用其它通信形式。
場所控制器與集線器交互并發(fā)送用戶場所處的狀況變化的消息。所述消息可 以作為異步消息來發(fā)送。所監(jiān)視到的狀況變化包括內部環(huán)境溫度、電壓、被控 設備的電流，以及被控設備的狀態(tài)(例如開/關、功率因數以及負載曲線)。
現在將描述示例性的需求調度算法。需求調度系統(tǒng)20維持全系統(tǒng)以及用戶場所的資源利用的資產專項清單。這可以通過讓所述系統(tǒng)周期性地(例如，每5 分鐘)輪詢所有場所控制器以收集信息來實現，該信息包括環(huán)境纟鵬、受控設 備狀態(tài)(開/關)，以及受控設備電壓和電流。還可以采用由場所控制器自己定期 報告。
一旦獲得數據，就將其放在企業(yè)管理平臺上的數據庫中，列出場所控制器
ID以及所獲得的數據，例如環(huán)境溫度、設備狀態(tài)(開/關)，以及電壓和電流的
狀態(tài)。然后，所述數據能與M庫中存儲的信息(例如，物理地址、用戶偏好、
以及用戶切斷優(yōu)先權)相關聯。
當企業(yè)管理平臺要 減資源利用的時候，所述系統(tǒng)可以基于設備優(yōu)先權、 用戶優(yōu)先權以及用戶偏好的預定義參數開始切斷資源使用。所述系統(tǒng)計算由正 在運行的所有設備利用的累計總數，并將期望的利用水平和正運行的累計總數 相比較以獲得期望的^1>量。如果期望的禾,水刑氐于正運行的累計總數，則 啟動資源利用的縮減。
所述系統(tǒng)可以基于優(yōu)先權來建立用戶場所組，其總的資源禾傭加起來是特定 資產區(qū)域內的期望的減少量。組可以具有少至一個設備作為成員。當已經建立 這些組的時候，所述系統(tǒng)發(fā)送命令至所述組的各個場所控制器以用信號通知所 述控制器打幵中繼并中斷到受控設備的資源傳遞。場所控制器發(fā)送時間戳響應 至所述系統(tǒng)以通知到該設備的資源傳遞已經確實被中斷，包括電流測量讀數證 實電流現在是零。通過比較該狀態(tài)變化和所述設備的先前資源利用，系統(tǒng)可以 精確地確定縮減多少資源利用以及何時縮減。
所述系統(tǒng)可以連續(xù)地監(jiān)視并比較由于資產狀況、電流資源利用及各個服務 水平參數導致的需要縮減的資源利用。該處理將繼續(xù)直到資源分配區(qū)域不再需 要削減為止。
可以由多個因素來規(guī)定優(yōu)先權，該多個因素包括設備類型(例如，HVAC、 熱水器和水池泵)、用戶優(yōu)先權以及用戶偏好。所述，裝置可以表示在用戶場 所消耗資源的任何東西。所述公用事業(yè)可以設置何時考慮某些設備需要縮減的 優(yōu)先權并對每個設備設置優(yōu)先權。所述算法可以系統(tǒng)地將每個設備分組到規(guī)定 的優(yōu)先權、并從劇氐優(yōu)先級至嘬高優(yōu)先級來切斷，直到所纖減需求得以滿足。
作為可選實施例，控制器可以由包括900MHz和BPL的多個不同的通信方 案來管理?；矩撦d管理技術還可以作為前端而被結合到其它分布式及微代產品中以擴展它們的4頓年限。所述資產保護系統(tǒng)可以被合并到包括先進的相關
技術的較寬預防性維護算法中，并與現有的SCADA (監(jiān)控和 采集)或M 挖掘應用程序集成。
本領域技術人員將知道的是，在不背離本發(fā)明的精祌或基本特征的情況下， 本發(fā)明可以以其它特定形式來體現。因此認為目前公開的實施例在各個方面均 是例證性的而非限制性的。
權利要求
1、一種保護資源分配系統(tǒng)的資產的方法，所述方法包括監(jiān)視在所述資源分配系統(tǒng)內的資產位置處的運行狀況以獲得各個資產位置處的狀況數據；將所述狀況數據與各閾值電平或問題/故障標記進行比較；當存在閾值違反或者指示所述違反以及在哪個資產位置發(fā)生違反的問題/故障標記時，觸發(fā)警報；以及激活在相應的資產位置的區(qū)域內的需求調度系統(tǒng)來減少資源利用以在各資產達到故障狀態(tài)之前保護各資產。
2. 如權利要求1所述的方法，其中,*位于各個資產位置處的傳 檢測所述運行狀況。
3. 如權禾腰求2所述的方法，其中所述傳感器包括光電流傳繊、電流頓器、寬帶電力線設備和分立的電壓監(jiān)控器中的至少一個。
4. 如權利要求1所述的方法，其中每個資產位置包括至少一個資產，資產包括相電路、相位分接頭、變壓器、開關、自動開關、保險絲、電容器組以及分布式能源中的至少一個。
5. 如權利要求1所述的方法，其中所述狀況 包括電流、諧波、電壓暫降、電壓、有效功率、無效功率、電磁干擾、氣壓、水壓、流速、誤碼率和信號強度中的至少一個。
6. 如權利要求2所述的方法，其中所述傳感器ilil直接連接或無線連接經由通信網絡將所述狀況數據傳送至中央控制系統(tǒng)。
7. 如權利要求6所述的方法，其中所述閾值電平以及問M/故障標記被預定義并被存儲在所述中央控制系統(tǒng)。
8. 如權利要求1所述的方法，其中當所述狀況數據中的至少一個的值超過相應的閾值電平時發(fā)生所述閾值違反。
9. 如權利要求1所述的方法，其中當所述狀況數據中的至少一個的值在相應的閾值電平的給定范圍之內時發(fā)生所述閾值違反。
10. 如權利要求1所述的方法，其中所述需求調度系統(tǒng)監(jiān)視資源禾,和跨越分配區(qū)域的分配，并將跨越單獨的部件或整個分配區(qū)域的總計資源利用限制到預定義的利用水平。
11. 一種綜合資產保護系統(tǒng)，其包括傳感器，其檢測在資源分配系統(tǒng)內的資產位置處的運行狀況以獲得各個資產位置處的狀況數據；中央控制系統(tǒng)，期每所述狀況娜和各閾值電平或問敏故障標i戰(zhàn)行比較，并且當存在閾值違反或者指示所m反以及在哪個資產位置發(fā)生違反的問M/故障標記時觸發(fā)警報；以及在相應的資產位置的區(qū)域內的需求調度系統(tǒng)，其被激活以減少資源利用以在各資產達到故障狀態(tài)之前保護各資產。
12. 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述傳繊位于所述各個資產位置處。
13. 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述傳li^包括光電流傳繊、電流變壓器、寬帶電力線設備和分立的電壓監(jiān)控器中的至少一個。
14.如權禾腰求ll所述的系統(tǒng)，其中每個資產位置包括至少一個資產，資產包括相電路、相位分接頭、變壓器、開關、自動開關、保險絲、電容器組和分布式能源中的至少一個。
15. 如權禾腰求U所述的系統(tǒng)，其中所述狀況 包括電流、諧波、電壓暫降、電壓、有效功率、無效功率、電磁干擾、氣壓、水壓、流速、誤碼率和信號強度中的至少一個。
16. 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述傳SHSil直接連接或無線連接經由通信網絡將所述狀況M傳送至中央控制系統(tǒng)。
17. 如權利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述閾值電平和問IS/故障標記被預定義并被存儲在所述中央控制系統(tǒng)。
18. 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中當所述狀況數據中的至少一個的《雄過相應的閾值電平時發(fā)生所述閾值違反。
19. 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中當所述狀況數據中的至少一個的值在相應的閾值電平的給定范圍之內時發(fā)生所述閾值違反。
20. 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述需求調度系纟雄視資源禾,和跨越分配區(qū)域的分配，荊各跨越單獨的部件或整個分配區(qū)域的總計資源利用限制到預定義的利用水平。
全文摘要
提供的是用于實時監(jiān)視資源分配系統(tǒng)的資產狀態(tài)并進行資源利用的改變以在所述資產達到故障狀態(tài)以前保護資產的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)可以包括傳感器、中央控制系統(tǒng)以及需求調度系統(tǒng)。所述系統(tǒng)和方法可以通過監(jiān)視那些資產的運行狀況并調控在調控服務區(qū)域內的總計資源利用來保護單個或整體的資源分配系統(tǒng)資產。
文檔編號G06Q50/00GK101681482SQ200880009790
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權日2007年3月26日
發(fā)明者H·卡羅萊恩, J·托爾納, L·海默, M·鮑爾 申請人:Bpl環(huán)球有限公司