[发明专利]智能变压器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2010年10月6日提出的美国专利申请12/899,412的优先权，其整个内容以引用方式包括在本发明中。

技术领域

本发明一般涉及能量监视，更具体地，涉及实施智能变压器的系统和计算机程序产品。

背景技术

部分由于电动车辆技术和其他智能电网优势，可以预期未来负载与当前负载将有显著的不同。同样，由于预期到负载类型的增加，公共设备可能开始经历每日峰值移动或呈平稳状态。尽管全系统负载是一个问题，但是即将到来的问题涉及对于单独的配电变压器特定的负载。目前，住宅应用中的变压器大小设计可以基于多种假设。一个假设可以实现基于家庭大小的平均负载，而第二个假设可以实现峰值时段（例如，四个小时）。由于电动车辆充电，配电变压器上的负载量可能会加倍，并增加峰值时段远远超过四个小时。因此，可以预期配电变压器的使用寿命损失增加，并且变压器故障的可能性更大。

目前，还没有已知的用于监视和控制配电变压器上的实时负载的方法。过载情况可以通过两种方式检测。在某些情况中，客户因电压问题打电话，引发调查，并且在过载的情况下引发随后的升级变压器。在变压器故障的情况下，如果过载是预料到的原因，则可以对变压器进行升级。两种情况都涉及利用反应性措施来处理问题。因此，寻求一种使用智能电网技术并以通过最有效、有成本效益的可能方式运行系统为目标的主动式解决方案。

发明内容

本发明涉及用于实施智能变压器的系统和计算机程序产品。该系统和计算机程序产品配置为监视和控制电力客户负载和发电，从而最优化配电变压器的性能。

本发明的一个实施例涉及用于实施智能变压器的系统，该系统包含处理器、驻留在处理器上的平衡算法，其中平衡算法存储在非瞬时性计算机可读介质上，该计算机可读介质上包含计算机可执行程序代码，其中该计算机可执行程序代码配置为引起系统监视和控制电力客户负载和发电，从而最优化配电变压器的性能，其中处理器接收多个系统输入并使用平衡算法确定变压器的额定值和客户负载量。

在某些实施例中，多个系统输入可以包括从：系统负载；变压器负载；变压器类型、大小和制造时间；湿度；变压器的环境温度；变压器GPS位置；价格信号；单独的客户负载；具体的设备负载；分布式发电输出和类型；电压；和日期/时间构成的分组中选择的五个或更多个输入。在操作中，处理器使用平衡算法确定将防止配电变压器过载的最优负载分配。处理器接收包含从加载准则；时间间隔；标牌KVA；和电压构成的分组中选择的两个或更多个用户输入的多个用户输入。加载准则包括允许十进制数形式的基于热点温度、油温和环境温度的额定KVA百分比。

上述系统可以进一步包含用于测量至少变压器的电流、电压和环境温度的配电变压器监视器。在某些情况中，处理器接收表示包括至少光伏系统和电池储能装置在内的远离变压器的所有客户分布式发电的分布式发电值。如果当前负载超过加载准则，处理器将忙信号发送给客户，并且分布式发电不可用。在某些实施例中，如果处理器检测到可能的变压器过载，那么变压器置于等待模式，由此阻止处理器进行正常操作。装置优先权用于确定变压器何时移出等待模式并被允许继续正常操作。

本发明的另一个实施例涉及其上含有计算机可执行程序代码的非瞬时性计算机可读介质，其中计算机可执行程序代码构造为引起处理器通过执行以下步骤来监视和控制电力客户负载和发电，从而最优化配电变压器的性能：（i）接收多个系统输入；（ii）利用平衡算法确定变压器的额定值和客户负载量；和（iii）利用平衡算法确定将防止配电变压器过载的最优负载分配。

根据以下具体实施方式并结合附图，本发明的其他特征和方面将是明显的，其中附图仅仅通过示例的方式图示根据本发明的实施例的特征。发明内容并非要限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附的权利要求限定。

附图说明

参考附图根据一个或更多个不同实施例详细地描述本发明。提供附图仅仅为了图示的目的，并且附图只描述本发明的典型或示例实施例。提供这些附图是为了促进读者对本发明的理解，这些附图不应当视为对本发明的宽度、范围或适用性的限制。

图1是图示根据本发明实施例的用于实施智能变压器的系统的基本系统体系结构和计算机程序产品的流程图。

图2是图示根据本发明实施例的用于监视和控制电力客户负载和发电从而最优化配电变压器的性能的间隔过程100的流程图。

图3是图示根据本发明实施例的用于监视和控制电力客户负载和发电从而最优化配电变压器的性能的间隔过程700的流程图。