一種用于判斷負(fù)載點(diǎn)和服務(wù)變壓器之間的原理關(guān)系的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于判斷服務(wù)變壓器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的邊界的配電網(wǎng)信號，尤其用于識別為受測負(fù)載點(diǎn)提供電源的服務(wù)變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]次級配電站包括一個或多個次級變壓器，用于將電壓從高壓傳輸線等級(典型的是130kV至700kV)降至中壓等級(典型的是從4kV至大約35kV)，進(jìn)而傳輸給分配服務(wù)區(qū)域內(nèi)的用電者們。配電網(wǎng)有許多服務(wù)變壓器，用于將配電網(wǎng)的中壓轉(zhuǎn)換成用于商業(yè)、工業(yè)和住戶的低壓(在美國，典型的是120、208、240、277或480V)。包括這些電壓的其他電壓被用于世界的其他地方。每個服務(wù)變壓器為一個或多個受測負(fù)載供電。受測負(fù)載可以是住宅、商業(yè)建筑房或工業(yè)建筑房，例如一系列街燈、農(nóng)業(yè)裝置，例如灌溉系統(tǒng)，或是可以從配電網(wǎng)或這些負(fù)載中獲取電量的任何其他受測結(jié)構(gòu)。
[0003]除了連接用戶負(fù)載和相關(guān)檢測裝置于變壓器的線，在電能實(shí)際被送往用戶前，月艮務(wù)變壓器是電網(wǎng)的最外層部件。典型地，測量儀表被連接在將電力從服務(wù)變壓器送外變壓器的點(diǎn)上。服務(wù)變壓器可以是三相或單相的，檢測儀表也是。被包括在從服務(wù)變壓器到至少一個電表的集合內(nèi)的功率通量路徑內(nèi)的電氣裝置，被判斷為變壓器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(TAN)。一個變壓器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)可以有一放射狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這在美國是常見的，或者它可以有一線性或“總線”拓部結(jié)構(gòu)，這在歐洲和世界的其他地方更為常見。
[0004]傳統(tǒng)的，讀取電表是電氣應(yīng)用帶來的最大運(yùn)行成本之一。原始的電氣儀表是帶有視覺讀取功能的模擬設(shè)備，但是不得不每月人工檢查以完成電表對賬。70年代初，數(shù)字化監(jiān)測信息和自動收集技術(shù)開始應(yīng)用。這些技術(shù)從電表可以使用短程無線信號顯示它現(xiàn)有讀數(shù)的無線抄表系統(tǒng)進(jìn)化而來，接收該信號由帶有電表指示器的設(shè)備完成。這些早期系統(tǒng)作為自動檢測讀取系統(tǒng)或AMR廣為人知。最近，各種特定用途的信息采集網(wǎng)絡(luò)，通常采用網(wǎng)孔配置的帶有用于傳輸幾種讀數(shù)的裝備寬帶拖回方的法采集點(diǎn)的短距離射頻中繼器。
[0005]在實(shí)用服務(wù)中心，這些網(wǎng)絡(luò)能夠在“監(jiān)測前端”之間和該信息采集網(wǎng)絡(luò)的邊緣處的檢測裝置之間雙向通信，這通常被稱為高級計(jì)量架構(gòu)(或者AMI)。高級計(jì)量架構(gòu)可以頻繁收集和讀取，典型的是每15分鐘一次，且可以那樣頻繁地報(bào)告結(jié)果。假如該裝置被謹(jǐn)慎地使用，它們可以讀取任何需要的監(jiān)測裝置，也可以連接或不連接在任何監(jiān)測裝置上。高級計(jì)量架構(gòu)可以傳遞信號給擁堵設(shè)備，用來進(jìn)行能量保存、需求管理和變速計(jì)費(fèi)。因?yàn)槌擞?jì)量儀表的交叉點(diǎn)以外，高級計(jì)量架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與電力配電網(wǎng)分離開，高級計(jì)量架構(gòu)監(jiān)測裝置不知道也對電網(wǎng)拓?fù)浠蚰撤N電網(wǎng)狀態(tài)的改變不敏感。然而，引入高級計(jì)量架構(gòu)經(jīng)常是真實(shí)的智能電網(wǎng)應(yīng)用方向的第一步。
[0006]高級計(jì)量架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通常沒有超過儀表讀取和需求管理的支持智能電網(wǎng)應(yīng)用的全部能力。有意義的是，高級計(jì)量架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通常不使用電網(wǎng)作為傳輸媒質(zhì)。它僅監(jiān)測受測負(fù)載點(diǎn)，因此不會監(jiān)測配電網(wǎng)上其他位置的電變化和狀態(tài)。更進(jìn)一步地，從邊緣到中心集中器的信息攜帶能力，典型地，足以滿足計(jì)量信息及稍多一些信息的要求。針對能量存儲、財(cái)產(chǎn)保護(hù)、負(fù)載平衡、故障隔離和恢復(fù)管理的復(fù)雜智能電網(wǎng)應(yīng)用，需要關(guān)于電網(wǎng)資產(chǎn)、負(fù)載和狀態(tài)的圖表關(guān)系信息以及雙模態(tài)和多模態(tài)資產(chǎn)的當(dāng)前狀態(tài)的精確信息。這個信息，連同相同資產(chǎn)的地理空間位置，被稱為電網(wǎng)地圖，且典型地被存儲在數(shù)據(jù)庫中。一般來說，高級計(jì)量架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)既沒有監(jiān)控能力，也沒有帶寬來提供這些種類的信息，結(jié)果使得現(xiàn)代的電網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)庫很少實(shí)時更新。
[0007]實(shí)用技術(shù)典型地包括兩個地圖或者配電網(wǎng)的模型。一個物理網(wǎng)絡(luò)模型(P匪)聚集電網(wǎng)的資產(chǎn)的地理空間位置。P匪S，由于現(xiàn)代GPS技術(shù)，相對于點(diǎn)資產(chǎn)是適度地精確的，例如變電站、電容器組、變壓器和甚至單獨(dú)的監(jiān)測裝置。當(dāng)修復(fù)或改變開始時，不精確的定位是由于未能升級地圖。舉個例子，一個服務(wù)變壓器可能從街的一側(cè)移動到其他側(cè)，原因是街拓展。這樣的動作可能額外導(dǎo)致一區(qū)域內(nèi)的服務(wù)變壓器中的受測負(fù)載的分區(qū)的改變。
[0008]縱向資產(chǎn)，特別是埋下的電纜，未能很好地在P匪中被描述出來。P匪可以包含與縱向資產(chǎn)的位置有關(guān)的設(shè)計(jì)用數(shù)據(jù)，但是由于在許多地方，鋪設(shè)電纜發(fā)生在全球定位技術(shù)成熟以前，這些設(shè)計(jì)基于地平面勘測，且原始地圖可能或可能沒有被升級以反映這些改變。因此，來自設(shè)計(jì)用數(shù)據(jù)的位置可以是不精確的，后續(xù)的表面改變使得改變由中壓和低壓配電線采用的地理路徑的問題更加復(fù)雜。
[0009]第二模型是邏輯網(wǎng)絡(luò)模型，或者LNMIMI描述了電網(wǎng)各部件如何在沒有參考它們的地理位置的情況下被連接的。L匪頻繁地改變。在修復(fù)的過程中，變壓器連接至頭部和側(cè)面，且監(jiān)測裝置連接至變壓器的方式可能被改變。此改變可以影響L匪和PNM。在許多應(yīng)用中，此改變被外部代理手動記錄下來。手動報(bào)告可能或可能沒有在LNM和PM1中升級，當(dāng)升級時出現(xiàn)在維護(hù)發(fā)生的時間間隔之間時，它被記錄會是有意義的。
[0010]電網(wǎng)地圖的“最后路程”問題與確定什么服務(wù)變壓器和什么相或者服務(wù)變壓器的相有關(guān)，當(dāng)然是在變壓器有多相且為一個特殊的計(jì)量儀器供電的情況下。在變壓器被安裝在桿上的位置，接頭線在地面上方，這可能是顯而易見的。但是，在那些位置，由風(fēng)暴、交通事故或定期建設(shè)產(chǎn)生的停電發(fā)生以后，以將變壓器轉(zhuǎn)移至計(jì)量儀器被安裝的位置的方式維修是非常容易的。在稠密的近鄰社區(qū)，如何將電力線十字連接在建筑和變壓器之間并非總是顯而易見的，尤其是在多個變壓器被安裝在一根桿上時。
[0011]變壓器被焊接安裝或位于地底的情況下，分接頭鋪設(shè)在地底，該設(shè)施可以先于電網(wǎng)地圖建設(shè)。在那種情況下，僅可使用的數(shù)據(jù)是由勘測產(chǎn)生的原理圖設(shè)計(jì)。一般來說，沒有關(guān)于電網(wǎng)的“最后路程”是否根據(jù)說明書或隨后的修正版本嚴(yán)格建設(shè)的可參考的記錄存在。當(dāng)接頭不可見時，獲得TAN的精確地圖充其量需要的是勞動強(qiáng)度。
[0012]有精確TAN級電網(wǎng)地圖的實(shí)際收益是資產(chǎn)保護(hù)和盜竊檢測。這兩項(xiàng)收益一定程度上相關(guān)，正如非計(jì)量電源盜竊是變壓器過載的一個原因，盡管不是唯一原因。所需要的是精確的TAN地圖，以幫助家庭建立一種狀態(tài)，使得從變壓器獲取的所有電源都被計(jì)量，并使得大消耗不可預(yù)測負(fù)載可以被公斷，例如快充電氣車用蓄電池。精確的TAN地圖對于在配電網(wǎng)的邊緣處計(jì)劃和預(yù)訂修改、升級和修訂來說是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明涉及一種能夠可靠地確定為候選TAN集合中的每個受測負(fù)載供電的變壓器。單一TAN包括特定的受測負(fù)載，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的年代可以是未知的，因?yàn)殡娋W(wǎng)計(jì)劃和實(shí)際建設(shè)的電網(wǎng)之間的不同，因?yàn)殡S時間的改變和維修等。候選TAN的集合典型地僅由靠近負(fù)載或問題負(fù)載選擇，但也可能是根據(jù)現(xiàn)有計(jì)劃或電網(wǎng)地圖所依賴的東西選擇。
[0014]通過外觀檢查確定供電變壓器經(jīng)常是困難的，正如下文所描述的那樣。由于所存在的服務(wù)變壓器被各種各樣的形狀因子采用，且因?yàn)樵谧儔浩魈幱谶\(yùn)行狀態(tài)時打開變壓器的外殼是不現(xiàn)實(shí)的，本發(fā)明的多個實(shí)施例僅通過連接變壓器的外殼來運(yùn)行操作。本發(fā)明的一些實(shí)施例運(yùn)行時根本不接觸變壓器。
[0015]本發(fā)明包括一并網(wǎng)變壓器，用于在傳輸電能給用戶的電力線上傳輸一信號，以及一接收裝置，用于檢測聲頻服務(wù)變壓器上