[发明专利]电网间的数据的自动同步

说明书

技术领域

本发明一般涉及电网监测系统，并且具体涉及多个电网系统之间的数据同步。

背景技术

自从19世纪末采用配电系统以来，一直需要监测配电系统的运行特性和电特性。采集、分析并响应来自电力系统的信息的能力可提高安全性、使设备损耗降至最低、减少废料并最终节省时间和金钱。为此目的，开发了监测设备以测量并报告这种信息。随着电子时代的到来，极大地提高了来自监测设备的数据的质量和数量，并且开发了通信网络和软件以采集、显示并存储信息。

电力系统中的所有实际电信号在频率和幅值上随时间而经历细微的变化。对电信号的频率和幅值的这种调制都是不确定的且相对于时间是唯一的。位于同一电网中的每个设备在稳态负荷条件下都会同时经历同一频率波动。在它们的层级中而彼此直接链接的设备在所述设备的幅值调制中会看出更强的相关性。于是可使用信号的频率和幅值调制，使得来自一个设备的数据与来自另一设备的数据精确地同步(或所有设备彼此同步)。

目前，诸如在2005年7月1日提交的美国专利申请序列号11/174,099以及在2007年10月1日提交的美国专利申请序列号11/981,428中所述的数据同步特性可在未使用额外的硬件的情况下，使得在监测系统中的所有设备同步至全部三相电压的过零点。还可通过这些系统检测各种设备之间的电势相移。一旦使所述各个设备彼此同步，则系统数据与其发生的时间基本上同步，使得更复杂的数据分析变得可行。

随着电力系统的复杂性的演化，不同电力监测系统或电网之间的数据同步的需求正变得更平常。将监测系统数据同步可以使得用户判断一个事件在所述用户的电力系统中如何传播、该事件如何影响设备以及如何潜在地抑制重新发生。监测设备的一个例子为施耐德电气公司提供的ProActiveLogic技术，该技术在迄今为止要求GPS时标(timestamping)(以及相关的GPS设备、安装和配置成本)的应用(数据中心、孤岛系统等)中可以提供更大量的数据同步机会。

数字监测设备的复杂处理能力可实现从单独的电力系统中的看似简单的电信号中获取并累积大量的复杂的电气数据。由于数据的复杂性和数量、以及一个监测设备与另一个检测设备之间(以及一个电网与另一个电网之间)的表面上无关联的关系，全部数据的人工分析是一项庞大的工作，经常要求雇佣专家来完成该任务。这种处理是单调的、复杂的、易于出错和疏忽的并且耗时的。一种局部解决方案是通过使用全球卫星定位(GPS)系统，而对不同电网之间的事件加盖时间戳，然而，该方案要求用户购买并安装额外的硬件和数据线，以便将不同电网的监测设备链接在一起。并且，因为系统数据仅处于时间上下文(temporal context)中，而不是处于空间上下文(spatial context)中，故该方案还要求对大量数据的估算。由于与系统中的其它硬件相关的等待时间，故使用GPS系统对数据进行同步可能不利。而且，任何通过基于GPS的系统而对数据的对齐只能与GPS信号的传播延迟一样精确，这意味着即使使用GPS系统，仍不能使数据最优地对齐。

使用大型不间断电源(UPS)的系统(例如数据中心)例如使用多个独立的电“网”，在此情况中为公用电网和“UPS电网”。因为特意将这些电网彼此隔离，并且这些电网彼此(在电的意义上)独立地运行，故使用诸如现有的施耐德电气公司的ProActiveLogic技术的现有的监测技术进行数据同步是不实际的。因此，期望有一种在多电网系统之间自动地且廉价地进行精确的数据同步的方法。

发明内容

简言之，本发明公开了一种将由监测独立电网的监测设备所测得的数据自动地关联的方法。主同步设备从正在监测第一电网的一组第一监测设备接收第一信号数据。第一信号数据至少表示由各个第一监测设备以预定的事件数所测得的频率变化。在主同步设备中，将由每个第一监测设备所测得的频率变化自动地同步，并且提供第一事件计数器，该第一事件计数器对在与第一监测设备关联的已同步的频率变化中的周期性事件进行计数。主同步设备从正在监测第二电网的一组第二监测设备接收第二信号数据。第二电网产生与由第一电网产生的交流信号电隔离的交流信号。第二信号数据至少表示由各个第二监测设备以预定的事件数所测得的频率变化。在主同步设备中，使由每个第二监测设备所测得的频率变化自动地同步，并且提供第二事件计数器，该第二事件计数器对在与第二监测设备关联的已同步的频率变化中的周期性事件进行计数。第一事件计数器的第一计数与第二事件计数器的第二计数自动地关联。第一计数和第二计数在时间上对应于在第一电网和/或第二电网中的电气事件。