(57)【要約】【課題】同期位相ベクトルおよび関連データのデータ管理および通信を改善する。【解決手段】システムは、同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）を含み、この場合、ＳＤＭＳは、同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）を含む。ＳＰＳは、第１の位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から第１の複数の入力を受信し、第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを時間整列することにより第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを第１の時間整列された出力に変換するように構成された位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）を含む。ＳＰＳは、第１の時間整列された出力をＰＭＵデータセットに集約するように構成された仮想ＰＭＵをさらに含み、この場合、ＳＰＳは、ＰＭＵデータセットを第２のＰＭＵ、外部ＰＤＣ、スーパＰＤＣ、またはそれらの組合せに送信するように構成される。【選択図】図１
2014116946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から第１の複数の入力を受信し、前記第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを処理することにより前記第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを第１の同期位相ベクトル関連出力に変換するように構成された位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）と、
前記第１の同期位相ベクトル関連出力をデータセットに挿入するように構成された擬似ＰＭＵであって、前記ＳＰＳが前記データセットを外部ＰＤＣ、スーパＰＤＣ、またはそれらの組合せに送信するように構成される、擬似ＰＭＵと
を含む同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）
を含む同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）
を含むシステム。
【請求項２】
前記擬似ＰＭＵが全体的にソフトウェアで実施され、前記複数の入力が複数の第１のプロトコル入力、複数の第２のプロトコル入力、またはそれらの組合せを含み、前記処理が、前記複数の入力の前記処理中にプロトコルマッピングを使用することを含み、前記データセットが第１のプロトコルデータセット、第２のプロトコルデータセット、またはそれらの組合せを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のプロトコルが、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ３７．１１８Ｘプロトコル、国際電気標準化会議（ＩＥＣ）６１８５０−９０−５プロトコル、またはそれらの組合せを含み、前記第２のプロトコルが、前記ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘプロトコル、前記ＩＥＣ  ６１８５０−９０−５プロトコル、またはそれらの前記組合せを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記ＳＤＭＳが、前記ＳＰＳを有するシングルボードコンピュータを含み、前記シングルボードコンピュータが取り替え可能である、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記ＳＰＳが、アグノスティックデータ構造を使用することにより前記第１の複数の入力を第１のプロトコルから第２のプロトコルに変換するように構成された入力プロトコルハンドラを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のプロトコルが、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ３７．１１８Ｘプロトコル、国際電気標準化会議（ＩＥＣ）６１８５０−９０−５プロトコル、またはそれらの組合せを含み、前記第２のプロトコルが前記ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘプロトコル、前記ＩＥＣ６１８５０−９０−５プロトコル、またはそれらの前記組合せを含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記ＳＰＳが、前記データセットを第１のプロトコル、第２のプロトコル、またはそれらの組合せで送信するように構成された出力プロトコルハンドラを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のプロトコルがＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘプロトコルを含み、前記第２のプロトコルがＩＥＣ６１８５０−９０−５プロトコルを含む、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記ＰＤＣが、前記第１のＰＭＵとは異なるデータレートで第２のＰＭＵから第２の複数の入力を受信し、前記第２の複数の入力のうちの少なくとも１つを処理することにより前記第２の複数の入力のうちの前記少なくとも１つを第２の同期位相ベクトル関連出力に変換するように構成され、前記擬似ＰＭＵが前記第２の時間整列された出力を前記データセットに挿入するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＳＰＳが、アラートデータ、診断データ、またはそれらの組合せを前記データセットに挿入するように構成され、前記データセットが、標準的ＰＭＵデータセットと互換可能なデータであるように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＳＤＭＳが、位相ベクトルアプリケーションを提供するように構成されたアプリケーションシステム、または少なくとも前記第１の複数の入力を格納するように構成されたヒストリアンシステム、またはそれらの組合せを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＳＤＭＳが、前記ＳＰＳを有する第１のシングルボードコンピュータ、前記アプリケーションシステムを有する第２のシングルボードコンピュータ、および前記ヒストリアンシステムを有する第３のシングルボードコンピュータを含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＳＤＭＳが冗長電源およびデータバスを有するシャーシを含み、前記第１のシングルボードコンピュータ、前記第２のシングルボードコンピュータ、および前記第３のシングルボードコンピュータが前記データバスに通信可能に結合される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
非一時的コンピュータ可読媒体であって、
位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）機能を提供するように構成され、前記ＰＤＣ機能が、第１の位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から第１の複数の入力を受信すること、および前記第１の複数の入力のうちの前記少なくとも１つを処理することにより、前記第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを第１の同期位相ベクトル関連出力に変換することを含み、
ＰＭＵ機能を提供するように構成され、前記ＰＭＵ機能が前記第１の同期位相ベクトル関連出力をデータセットに挿入することを含み、
前記データセットを外部ＰＤＣ、スーパＰＤＣ、またはそれらの組合せに送信するように構成された
命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記第１の複数の入力を第１のプロトコルから第２のプロトコルに変換するように構成された命令を含む、請求項１４記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記第１のプロトコルが、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ３７．１１８Ｘプロトコル、国際電気標準化会議（ＩＥＣ）６１８５０−９０−５プロトコル、またはそれらの組合せを含み、前記第２のプロトコルが、前記ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘプロトコル、前記ＩＥＣ６１８５０−９０−５プロトコル、またはそれらの前記組合せを含む、請求項１５記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記データセットを送信するように構成された前記命令が、第１のプロトコル、第２のプロトコル、またはそれらの組合せを使用して前記データセットを送信するように構成された命令を含む、請求項１４記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記第１のプロトコルが、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘプロトコルを含み、前記第２のプロトコルが、ＩＥＣ６１８５０−９０−５プロトコルを含む、請求項１４記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
システムであって、
第１の位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から複数の入力を受信し、第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを処理することにより前記複数の入力のうちの前記少なくとも１つを第１の同期位相ベクトル関連出力に変換するように構成された位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）と、
前記第１の同期位相ベクトル関連出力をデータセットに挿入するように構成された擬似ＰＭＵと、
前記複数の入力、前記データセット、前記擬似ＰＭＵ、またはそれらの組合せを第１のプロトコル、第２のプロトコル、またはそれらの組合せにマッピングするように構成されたマッピングシステムと
を含み、前記第１のプロトコル、前記第２のプロトコル、またはそれらの組合せで前記データセットを送信するように構成されたプロセッサ
を含むシステム。
【請求項２０】
前記第１のプロトコルが、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ３７．１１８Ｘプロトコルを含み、前記第２のプロトコルが、国際電気標準化会議（ＩＥＣ）６１８５０−９０−５プロトコルを含む、請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、配電網インフラストラクチャの広域監視に関し、より詳細には、同期位相ベクトルデータの管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力網などの配電網を監視するシステムは、位相ベクトル測定ユニット（Phasor Measurement Units: ＰＭＵ）を使用して配電網上の電気信号を測定することができる。ＰＭＵは、周波数、電圧、電流、または電力などのパラメータを測定することができる。次いで、位相ベクトルデータなどのいくつかの測定値を位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）に伝達することができる。ＰＤＣの機能は、様々なＰＭＵからデータを集め、そのデータを配信することである。したがって、ＰＤＣは、複数のＰＭＵとの通信を開始し、ポストイベント分析のためにデータをアーカイブし、データを集約し再送信し、出力データセットをフィルタリング／構成することができる。次いで、ＰＤＣは、他のＰＤＣ、スーパＰＤＣ、または他のデバイスなどのアップストリームデバイスにデータセットを出力することができる。
【０００３】
電力網アプリケーションはＰＤＣによって送信されたデータを処理するために使用され得る。例えば、ＰＤＣは、電力伝送の分析のためにデータセットを出力することができる。ＰＤＣ、ＰＭＵ、およびスーパＰＤＣの間の前述の通信は、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）プロトコルＣ３７．１１８および派生規格（すなわち、Ｃ３７．１１８Ｘ）を使用することができる。多種多様なシステムが、Ｃ３７．１１８Ｘを使用することにより送信されたデータを理解することができる。同期位相ベクトルおよび関連データのデータ管理および通信を改善することは有益であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明と同等の範囲を有するいくつかの実施形態を以下で要約する。これらの実施形態は、本願発明の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ、これらの実施形態は、本発明の可能な形態の概要を提供することのみを意図するものである。実際、本発明は、以下で説明される諸実施形態と同様でもよくまたは異なってもよい様々な形態を包含することができる。
【０００５】
第１の実施形態では、システムは、同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）を含み、この場合、ＳＤＭＳは、同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）を含む。ＳＰＳは、位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から第１の複数の入力を受信し、第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを時間整列することにより第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを第１の時間整列された出力に変換するように構成された位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）を含む。ＳＰＳは、第１の時間整列された出力をＰＭＵデータセットに集約するように構成された仮想ＰＭＵをさらに含み、この場合、ＳＰＳは、ＰＭＵデータセットを外部ＰＤＣ、スーパＰＤＣ、またはそれらの組合せに送信するように構成される。
【０００６】
第２の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）機能を提供するように構成された命令を含み、この場合、ＰＤＣ機能は、第１の位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から第１の複数の入力を受信すること、および第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを時間整列することにより第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを第１の時間整列された出力に変換することを含む。命令はＰＭＵ機能を提供するようにさらに構成され、この場合、ＰＭＵ機能は、第１の時間整列された出力をＰＭＵデータセットに集約することを含む。命令はＰＭＵデータセットを第２のＰＭＵ、外部ＰＤＣ、スーパＰＤＣ、またはそれらの組合せに送信するようにさらに構成される。
【０００７】
第３の実施形態では、システムは、プロセッサを含む。このプロセッサは、第１の位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）から複数の入力を受信し、第１の複数の入力のうちの少なくとも１つを時間整列することにより複数の入力のうちの少なくとも１つを時間整列された出力に変換するように構成された位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）を含む。プロセッサは、時間整列された出力をＰＭＵデータセットに集約するように構成された仮想ＰＭＵと、複数の入力、ＰＭＵデータセット、またはそれらの組合せを第１のプロトコル、第２のプロトコル、またはそれらの組合せにマッピングするように構成されたマッピングシステムとをさらに含み、この場合、プロセッサはＰＭＵデータセットを第１のプロトコル、第２のプロトコル、またはそれらの組合せで送信するように構成される。
【０００８】
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を全図面にわたって同様の符号は同様の部分を表す添付の図面を参照しながら読めば、より良く理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】階層型電力網監視システムの一実施形態の概略図である。
【図２】同期位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）の一実施形態の概略図である。
【図３】アプリケーションシステム、ヒストリアンシステム、同期位相ベクトルプロセッサシステム、およびプロトコルデータマッピングを示す、同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）の一実施形態の情報流れ図である。
【図４】図３の同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）の仮想ＰＭＵの一実施形態の流れ図である。
【図５】図３の同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）においてプロトコルをマッピングする一実施形態のデータフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を以下で説明する。本明細書では、これらの実施形態を簡潔に説明するために、実際の実装形態のすべての特徴を説明するわけではないこともある。いかなるそのような実際の実装形態の開発においても、いかなるエンジニアリングプロジェクトまたは設計プロジェクトにおいてものように、実装形態ごとに異なる可能性があるシステム関連の制約およびビジネス関連の制約の遵守など、開発者の特定の目的を達成するために多数の実装形態特有の決定をしなければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、本開示の利益を受ける当業者にとっては、設計、製作、および製造といった日常の仕事であろうことを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ（前記の）」は、１つまたは複数の要素があることを意味するものとする。用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であり、リストに記載された要素以外に追加の要素があってもよいことを意味するものとする。
【００１２】
配電網などのいくつかのシステムは、地理的にシステム上の様々な地点に配置された位相ベクトル測定ユニット（ＰＭＵ）によって監視することができる。次いで、測定した値を位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）に送信することができる。次いで、ＰＤＣは、他のシステムに送信するためにデータを集める。例えば、ＰＤＣは、同期位相ベクトルアプリケーションによる使用のためにリアルタイムの１秒未満の位相ベクトルデータストリームを同期することができる。次いで、データストリーム（例えば、同期位相ベクトルデータセット）を、他のＰＤＣ、他のＰＭＵ、スーパＰＤＣ、および／またはビジュアライザに伝達することができる。米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ３７．１１８、および派生規格、すなわちＩＥＥＥＣ３７．１１８Ｘを採用することによって、測定待ち時間は秒および分からミリ秒になった。国際電気標準化会議（ＩＥＣ）６１８５０−９０−５プロトコルなどのプロトコルを使用することもできる。
【００１３】
したがって、本明細書に記載の技法は、同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）を含むことが有利であり、この場合、ＳＤＭＳは、同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）を追加的に含む。ＳＰＳは、位相ベクトルデータ集信機（ＰＤＣ）と同等の機能を提供することができるが、仮想または擬似ＰＭＵを含むなど、機能を追加することができる。実際、ＳＰＳは、冗長電源およびデータバスを有するシャーシに入れられたモジュラーコンピューティングデバイスなどの単一のデバイス内にＰＭＵによって提供された追加の機能を有するＰＤＣ機能を提供することができる。例えば、ＳＰＳは、データバスに通信可能に結合されたシングルボードコンピュータに含まれてもよい。ＳＤＭＳシャーシは、アーカイブされたデータのデータストレージおよび通信に適したヒストリアンシステムなど、データバスに接続されていてもよい他のシングルボードコンピュータを含んでもよい。ヒストリアンシステムは、データバスに通信可能に結合され、シャーシの中に配置された第２のシングルボードコンピュータに含まれてもよい。同様に、同期位相ベクトルデータを分析するのに適したアプリケーションなどの様々な同期位相ベクトルアプリケーションを提供するソフトウェアプラットフォームをホストするアプリケーションシステムは、データバスに通信可能に結合されシャーシの中に配置された第３のシングルボードコンピュータに含まれてもよい。
【００１４】
ＳＰＳは、データ入力をＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘプロトコルおよび／またはＩＥＣ６１８５０−９０−５プロトコルで受信することができる。次いで、ＳＰＳは、例えば、プロトコルマッピングシステムを使用して、１つまたは両方のプロトコルをアグノスティックフォーマットまたはデータ構造にマッピングすることができる。次いで、着信データの内部処理をこのアグノスティックフォーマットで実行することができる。次いで、出力を外部システムに２つのフォーマットのどちらででも伝達することができる。アグノスティックデータ処理を使用することにより、新しいプロトコルをサポートするためにＳＰＳをより容易に更新することができる。別のプロトコルまたは同じプロトコルで出力されたデータを１つのプロトコルで受信することができる。さらに、仮想または擬似ＰＭＵを使用してデータをデータセットに挿入することにより、アラートおよび診断データを含めて、ＳＤＭＳからのデータは、ＰＭＵデータ通信技法を使用して、ＰＭＵデータに加えて追加のデータを伝達することができる。次いで、ＰＭＵ通信互換プロトコル（ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８Ｘおよび／またはＩＥＣ６１８５０−９０−５）を使用するシステムは、データを取り出し、アラートおよび症状を抽出することができる。前述のＳＤＭＳ／改良型ＰＤＣおよびＰＭＵは、図１に示されているものなどの階層型監視システム内に構成されてもよい。
【００１５】
図１は、階層型監視システム２の概略図である。図示されているように、ＰＭＵ４は、電力網などのシステムの測定をすることができる。ＰＭＵ４は、周波数、電圧、電流、および／または電力などのパラメータを測定することができる。次いで、ＰＭＵ４は、位相ベクトルデータなどの測定値をローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）などのネットワーク８を介してＰＤＣ６に送信する。前述のように、ＰＤＣ６がＰＭＵから測定値を受信した後に、ＰＤＣ６は、同期位相ベクトルアプリケーションによる使用のためにリアルタイムの１秒未満の位相ベクトルデータストリームを同期すること、測定値を時間整列すること、測定値をフィルタすることなどをすることができる。同期は、全地球測位システム（ＧＰＳ）時計または原子時計などの外部時計を使用することを含んでもよい。測定値に前後関係をつけるために測定値を時間整列することができる。測定値が集められた後に、ＰＤＣは、他のＰＤＣ６またはスーパＰＤＣ１０などの他のデバイスにデータセットを出力することができる。
【００１６】
図示されているように、ＰＤＣ６は、複数のＰＭＵ４からの入力を同じレートまたは様々なデータレートで受信することができる。ＰＤＣ６は、ネットワーク８を介して測定値を送信することができるので、測定値を受信するＰＭＵ４とは異なる地理的位置に配置されることが可能である。例示された実施形態においてのように、いくつかのサブステーション１２は、ＰＭＵ４しか含まなくてもよい。その場合、これらのＰＭＵ４は、それらの測定値を、他のサブステーション１４に配置されている他のＰＤＣ６に送信することができる。サブステーションＰＤＣ１６は、ＰＭＵ４を含む他の周囲のサブステーションに接続されることが可能である高圧サブステーション１４に設置されてもよい。ＰＤＣ１６を含むサブステーションは、硬く頑丈に設計されていてよく、毎秒約１〜１２０フレーム（ｆｐｓ）またはそれ以上のデータレートでデータを伝達することができる約２０〜４０、３０〜６０、９０〜１２０またはそれ以上のＰＭＵ４を処理し、約３〜１０、０．０５〜０．５ミリ秒またはそれ以下の待ち時間を有するように構成されてもよい。その場合、サブステーションＰＤＣ１６は、データセットをリージョナル制御センタ２０に配置されているＰＤＣ６に送信することができる。リージョナルＰＤＣ１８は、リージョナル制御およびオペレーティングセンタに設置されてよい。リージョナルＰＤＣ１８は、約５０〜５００の間またはそれ以上のＰＭＵ４を処理し、約３０〜６０ｆｐｓのデータレートを有し、約１０〜１００ミリ秒の待ち時間を有するように構成されてもよい。さらに、リージョナルＰＤＣ１８は、状態推定、ポストイベント分析、およびリージョンイベント監視を実行するために使用され得る。次いで、リージョナルＰＤＣ１８は、データセットを集中スーパＰＤＣ２２に送信することができる。スーパＰＤＣ２２は、メイングリッド制御センタに設置されてもよい。スーパＰＤＣ２２は、約５００から数千までの間のＰＭＵ４を処理し、約１〜３０ｆｐｓ、１０〜１００ｆｐｓまたはそれ以上のデータレートを有し、約１００ミリ秒から１秒までの待ち時間を有することができる。さらに、スーパＰＤＣ２２は、可視化を可能にするように構成されてもよい。図２では、ＰＭＵ４から送信された測定値を受信し、測定値を集め、データセットを出力するＰＤＣ６のさらなる説明が見られる。
【００１７】
図２は、ＰＤＣ６の概略図である。ＰＤＣ６は、複数のＰＭＵ４と通信し、データを集め、時間によってデータを整列し、欠落データを識別し、ポストイベント分析のためにデータをアーカイブし、集約および再送信し、ならびに受信アプリケーションによって必要とされるように出力ストリームをデシメートしフィルタリングするように構成されてよい。前述のように、ＰＤＣ６は、様々なＰＭＵ４から測定値２４を受信することができる。さらに、ＰＤＣ６は、ＧＰＳ時計、原子時計、および／またはハイレゾリューションタイムクロックなどの外部時計２８から時間信号２６を受信することができる。時間信号２６は、内部時計３０をセットするために使用され得る。その場合、ＰＤＣ６は、内部時計３０に基づいて測定値２４を集めるおよび／または時間整列するように構成されてもよい（プロセスブロック３２）。次いで、集められたおよび／または時間整列された測定値は、他のＰＤＣ（例えば１６および１８）および／またはスーパＰＤＣ２２などの他のデバイスに出力されてもよい３４。
【００１８】
ＰＤＣ６は、情報を測定値から処理／抽出することおよび測定値をアーカイブすることなどの他のタスクを実行するようにさらに構成されてもよい。図示した実施例では、ＰＤＣ６は、同期位相ベクトルアプリケーション３６を含む。これらの同期位相ベクトルアプリケーション３６は、状態推定およびイベント監視などの位相ベクトルアプリケーションを含んでもよい。さらに、図示したＰＤＣ６は、ポストイベント分析のために測定値をアーカイブするように構成されてもよい同期位相ベクトルヒストリアン３８を含む。
【００１９】
ＰＤＣ６はまた、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含んでもよい。図示した実施形態においてのように、これらは、ユーザインターフェース４０および同期位相ベクトル可視化またはビューツール４２を含んでもよい。これらのＨＭＩは、米国ニューヨーク州スケネクタディ市のゼネラルエレクトリック社から市販されているＥｎｅｒＶｉｓｔａソフトウェアスイートに含まれてもよい。例えば、同期位相ベクトルビューツール４２は、ＥｎｅｒＶｉｓｔａ同期位相ベクトルビューアでもよく、ユーザインターフェース４０は、ＥｎｅｒＶｉｓｔａ  Ｐ３０セットアップでもよい。当然のことながら、本技法は、ＰＤＣ６機能を提供し、図３に見られる追加の特徴を追加することができる。
【００２０】
図３は、アプリケーションシステム４６、ヒストリアンシステム４８、同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）５０、およびプロトコルデータマッピングシステム５７を示す、同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）４４の一実施形態の情報流れ図である。理解されるはずであるように、本明細書に記載のＳＤＭＳ４４は、追加の特徴と共に図２のＰＤＣ６の特徴を含んでもよい。したがって、図示したＳＤＭＳ４４は、ユーザインターフェース４０、ビューツール４２、および外部タイムソース２８を含む。一実施形態では、ＳＤＭＳ４４は、冗長電源、および例えばデータバスによって通信可能に結合された１つまたは複数の取り替え可能なシングルボードコンピュータを備えたシャーシを有するコンピュータデバイスとして提供されてもよい。他の実施形態では、シングルボードコンピュータ、または同様のもの（例えば、ブレード）は、ホットスワップ可能でもよい。
【００２１】
ＳＤＭＳ４４の１つの追加の特徴は、モジュール性を含む。言い換えれば、（図２の前述のヒストリアン３８と同様の）ヒストリアンシステム４８および（図２の前述の同期位相ベクトルアプリケーション３６と同様の）アプリケーションシステム４６はそれぞれ、シングルボードコンピュータのソフトウェアコンポーネントまたはハードウェアコンポーネントとして含まれてもよい。例えば、第１のシングルボードコンピュータは、ＳＰＳ５０を含んでもよく、第２のシングルボードコンピュータは、ヒストリアンシステム４８を含んでもよく、第３のシングルボードコンピュータは、アプリケーションシステム４６を含んでもよく、３つのボードはすべて、同じシャーシ内に配置され冗長電力を提供されてもよい。他の実施形態では、システム４６、４８、および５０は、シングルプロセッサ、複数のプロセッサシステム、冗長処理システム（例えば、フォールトトレラントコンピュータシステム）、および同種のものの中に提供されてもよい。
【００２２】
アプリケーションシステム４６は、位相ベクトルアプリケーションのためのプラットフォームとして使用されてもよく、ヒストリアンシステム４８は、複数の測定値入力および他のデータを格納するために使用されてもよい。アプリケーションシステム４６は、科学的数式／等式、サブステーション状態推定、同期制御（同期位相ベクトルベースのフィードバック制御）、広域アウトオブステップ測定、および／または振動検出などの機能を実行するために使用されてもよい。さらに、アプリケーションシステム４６は、任意のリアルタイムオペレーティングシステム（Ｗｉｎｄ  ＲｉｖｅｒによるＶｘＷｏｒｋｓ）、または米国ワシントン州レッドモンド市のマイクロソフトコーポレーションから市販されているウィンドウズ（登録商標）などのオペレーティングシステムを含んでもよい。これは、様々な．ＮＥＴツール、コンパイラ、サードパーティコンポーネント、および同種のものを使用してカスタムソフトウェア開発を可能にすることによりプラットフォーム機能を拡張することができる。言い換えれば、ＳＤＭＳ４４の既存のインフラストラクチャは、信頼性を維持しながらプラットフォームを拡張しカスタマイズするために使用され得る。同様に、図２の処理ブロック３２は、同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）５０によって実行されてもよい。
【００２３】
システム（例えば、４６、４８、および５０）のそれぞれは、それぞれシングルボードコンピュータでもよい。比較的、本技法は、各特徴がそれ自体のボード上にあるので、欠陥システムを取り替えことができるようにする。さらに、ＳＤＭＳ４４のモジュール性は、システムを追加することにより現場で改良すること、ならびに冗長システムを利用することにより信頼性を改善することを容易にすることができる。ヒストリアンシステム４８をサポートするためにローカルデータストレージを提供するように構成されたデータストアシステム、冗長電源によって高圧または低圧を提供するように構成された冗長電源システム、ならびに電力接続およびリレーによって外部インターフェースを提供するように構成された入力電力ボードおよび出力コンタクトシステムなどの他のシステムが、ＳＤＭＳ４４に含まれてもよい。各システムは、内部高速データ交換バス５１などのデータバスに通信可能に結合され得る。
【００２４】
本明細書に記載の技法は、ＩＥＥＥＣ３７．１１８ＸおよびＩＥＣ  ６１８５０−９０−５など複数のプロトコルを使用して処理し、入力を受信し、出力を送信することができる。様々なプロトコルを採用することによって、ＳＰＳ５０は、様々なプロトコルによって入力を受け取り、様々なプロトコルによってデータセットを出力するように構成され得る。さらに、内部処理がアグノスティックフォーマットで行われ得る。これは、プロトコルマッピングシステム５７を使用して複数の通信プロトコルをアグノスティックデータ構造にマッピングすることにより容易にされ得る。例えば、図示した実施形態では、ＳＰＳ５０は、入力信号５３をアグノスティックフォーマットに変換するように構成された入力プロトコルハンドラ５２を含む。その場合、アグノスティックフォーマットは、ＳＰＳ５０による内部処理中に使用され得る。ＳＰＳ５０はまた、出力信号５５を様々なプロトコルで送信するように構成された出力プロトコルハンドラ５４を含む。したがって、アグノスティックフォーマットは、変換され送信され得る。出力信号５５は、アップストリームデバイスによって理解可能なデータセットのストリームでもよい。図示したように、プロトコルは、とりわけＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８ＸおよびＩＥＣ６１８５０−９０−５を含んでもよい。アグノスティックフォーマットを使用することにより、新しいプロトコルをいくつでも追加することができる。プロトコルをマッピングすることのさらなる説明が図５に見られる。
【００２５】
入力プロトコルハンドラ５２が入力信号５３をＳＰＳ５０によって使用可能なフォーマット（例えばアグノスティックフォーマット）にマッピングした後に、データは、入力ストリームプロセッサ５６、データプロセッサ５８、および出力ストリームプロセッサ５９を通過させられる。入力ストリームプロセッサ５６は、受信されたデータが有効かどうか検査するように構成され得る。したがって、入力ストリームプロセッサ５６は、必要な場合は、データをリサンプリングし（ブロック１００）、データが失われたかどうか判定する（ブロック１０２）か、または時間同期が失われたかどうか判定する（ブロック１０４）ことができる。たとえデータ測定値、位相ベクトル測定値にタイムスタンプでタグをつけることができるとしても、それらはそれぞれ異なるレートで送信されたので、データはリサンプリングされる（ブロック１００）ことが必要であり得る。例えば、６０ｆｐｓを使用したものもあれば、３０ｆｐｓを使用したものもあり得る。さらに、ＰＭＵ４はそれぞれ異なる地理的位置にある可能性があるので、ネットワーク全体にわたって複数のレポートレートおよびそれぞれ異なる時間遅延があり得る。したがって、待ち時間がセットされることが可能であり、その後に、データが失われたと宣言されてもよい（ブロック１０２）。最後に、時間同期が失われた場合は、データは、十分に正確ではない可能性があり、これは検出される可能性があり、いくつかの場合には、内部時計を使用することにより克服され得る（ブロック１０４）。
【００２６】
次に、データは、データを時間整列し（ブロック１０６）、データを（例えば結合して）構造化し（ブロック１０８）、データをバッファする（ブロック１１０）ように構成され得るデータプロセッサ５８に渡される。言い換えれば、データプロセッサ５８は、データを集め、さらに処理して、リアルタイムアプリケーションのために統一データレートを提供するように構成され得る。例えば、データプロセッサ５８は、ＰＭＵ４から複数の入力をそれぞれ異なるデータレートで受信することができる。次いで、データプロセッサ５８は、複数の入力のそれぞれを時間整列すること（ブロック１０６）により、複数の入力のそれぞれを時間整列された出力に変換することができる。さらに、複数のＰＭＵ４からの整列されたデータは、単一のデータストリームに結合され得る（ブロック１０８）。最後に、データは、バッファされることが可能であり（ブロック１１０）、これは、データをリージョナルＰＤＣ１８またはスーパＰＤＣ２２などのアップストリームデバイスに順次伝達するのを容易にすることができる。
【００２７】
データプロセッサ５８の後に、データは、出力ストリームプロセッサ５９に渡される。出力ストリームプロセッサ５９は、必要な場合は、データを位相ベクトルフィルタリングし（ブロック１１２）、ダウンサンプリングする（ブロック１１４）ように構成され得る。例えば、いくつかの場合には、デシメーション（ブロック１１２）は、位相ベクトルの大きさによって搬送された変調周波数のエイリアシングをフィルタリングし、減らすために使用され得る。さらに、データのサンプリングレートは、アップストリームデバイスに基づいて低減されてもよい（ブロック１１４）。図示したように、データは、出力プロトコルハンドラ５４を通過し、アップストリームデバイスによって要求されたプロトコルに変換され、出力信号５５として出力される。
【００２８】
さらに、本明細書に記載の技法は、ＳＰＳ５０内に仮想または擬似ＰＭＵ６０を提供する。一般に、擬似ＰＭＵ６０は、ＳＤＭＳ４４からのデータをＰＭＵデータセットフォーマットでもよいデータセットに挿入するように構成され得る。データは、ＰＭＵ４によって出力されるパケット化されたデータフォーマットに挿入されてもよい。言い換えれば、ＳＤＭＳ４４は、データを出力信号５５にパケット化することによりデータをアップストリームに送信することができる可能性がある。図示した実施形態では、擬似ＰＭＵ６０は、擬似ＰＭＵデータセット６１を、出力信号５５に集約するために、出力ストリームプロセッサ５９に送信する。前述のように、ＰＤＣ６は、ＰＭＵ４から、ＰＭＵデータセットフォーマットでもよいデータを受信するように構成され得る。したがって、アップストリームデバイス（すなわち、リージョナルＰＤＣ１８およびスーパＰＤＣ２２）は、ＳＤＭＳ４４が図１に示す既存の階層型構造を通して情報を伝達することができるようにするＰＭＵデータセットフォーマットで受信されたデータを処理することができる。例えば、擬似ＰＭＵ６０は、時間整列された出力を擬似ＰＭＵデータセット６１に集約するように構成されてもよく、この場合、ＳＰＳ５０は、擬似ＰＭＵデータセット６１を第２のＰＭＵ４、外部ＰＤＣ１８、スーパＰＤＣ２２、またはそれらの組合せに送信するように構成される。有利なことには、擬似ＰＭＵ６０を使用することにより、ＰＤＣ１８機能を含むＳＰＳ４４は、ＰＭＵ通信ポートの故障、欠落メッセージ限界超過、平均通信待ち時間超過、認証の欠如、またはデータレート出力範囲などの問題およびアラートの通知を可能にすることができる。また、通信の平均および分散、ｋｂｐｓでの入力および出力データレート、または欠落メッセージレートなどの診断情報が送信されてもよい。本明細書に記載の技法を使用する前には、アラートおよび診断データが様々なデバイスと互換可能なフォーマットでのＰＭＵデータセットを使用することにより提供されなかった可能性がある。今や、いかなるＳＤＭＳデータも、本明細書に記載されているように、ＰＭＵデータセットで送信され得る。擬似ＰＭＵ６０の使用のさらなる説明が図４に見られる。
【００２９】
前述のように、ＳＤＭＳ４４は、入力ストリームプロセッサ５６、データプロセッサ５８、および出力ストリームプロセッサ５９にＰＤＣ６機能を含んでもよい。したがって、ＳＤＭＳ４４は、本明細書に記載の追加の特徴（例えば、擬似ＰＭＵ６０）を有するＰＤＣ６とみなされてもよい。さらに、本明細書に記載の技法は、例えば、フラッシュアップグレーディングメモリ、リプログラミングプロセッサ、および同種のものによって既存のＰＤＣ６に追加の特徴を追加することができるようにするキットに適応されてもよいことを理解されたい。
【００３０】
前述のシステム４４、４６、４８、および／または５０のそれぞれは、コンピュータ、サーバ、ラップトップ、タブレット、セルフォン、モバイルデバイス、または同様の処理デバイスもしくはコンピューティングデバイスのメモリなどの非一時的機械可読媒体に格納されているコンピュータ命令を使用することにより実施されてもよいことを理解されたい。コンピュータ命令は、プロセッサによって実行されるように構成されてもよい。特に、前述のシステムのそれぞれは、ソフトウェアで実施されてもよい。
【００３１】
図４は、例えば、図３の同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）４４の擬似ＰＭＵ６０を使用するのに適したプロセス６２の流れ図である。前述のように、擬似ＰＭＵ６０は、ＳＤＭＳ４４からデバイスにアップストリームへ情報を伝達するために使用されてもよく、帯域内システムとして働くことができる。したがって、通信プロセス６２は、送信したいデータを検査／収集することから開始することができる（ブロック６４）。例えば、これは、平均通信待ち時間超過などの問題があるかどうか検査することでもよく、または、これは、ＰＭＵ待ち時間レートなどの情報を収集することでもよい。状態が検査されたかまたは情報が収集された後に、そのデータは、擬似ＰＭＵデータセット６１を生成するためにＰＭＵデータセットフォーマットにマッピングされてもよい（ブロック６６）。これは、収集されたデータをＰＭＵデータセットフォーマットの定義されたフィールドにマッピングすることを含んでもよい。例えば、これは、位相ベクトルを有しないＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８データセット（すなわち、アナログフィールドおよびデジタルフィールドだけ）でも、または同等のプロトコルでもよい。次に、仮想ＰＭＵデータセットをＳＤＭＳ４４の出力信号５５に集約することができる（ブロック６８）。上記で図３に示すように、これは、データが出力ストリームプロセッサ５９によって使用可能なフォーマット（ＰＭＵデータセットフォーマット）になっているので、出力ストリームプロセッサ５９において行われてもよい。次いで、出力信号５５はＳＤＭＳ４４から出力され、アップストリームデバイスに送信される（ブロック７０）。仮想データセットは、アップストリームデバイスならびに出力ストリームプロセッサ５９によって理解可能なフォーマットになっているので、出力ストリームプロセッサ５９および出力プロトコルハンドラ５４は、正常に動作することができる。前述の実施形態では、ブラケット７２は、ＳＰＳ５０の中で実施されてもよい。最後に、アップストリームデバイスは、出力信号５５を受信すると、状態を監視し続けるかまたは改善行動を実行することができる（ブロック７４）。
【００３２】
ここで説明する実施形態では、プロセス６２は、ＳＰＳ５０によって実行されてもよい。しかし、各ステップは、コンピュータ、サーバ、ラップトップ、タブレット、セルフォン、モバイルデバイス、または同様の処理デバイスもしくはコンピューティングデバイスのメモリなどの非一時的機械可読媒体に格納されているコンピュータ命令を使用することにより実行されてもよいことを理解されたい。コンピュータ命令は、プロセッサによって実行されるように構成されてもよい。さらに、出力プロトコルハンドラ５４は、擬似ＰＭＵデータセット６０をアップストリームデバイスのための適切なプロトコルに変換することができることも理解されたい。出力信号５５のためのプロトコル変換は、図５に見られる。
【００３３】
図５は、図３の同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）４４内のプロトコルマッピングシステム５７を示すデータフロー７５の一実施形態の図である。前述のように、ＳＤＭＳ４４および、より詳細にはＳＰＳ５０は、様々なプロトコルによる入力を受け取り、様々なプロトコルによるデータセットを出力するように構成されてもよく、これは、複数の通信プロトコルの間でアグノスティックデータフォーマットにマッピングすることにより遂行され得る。本技法は、ＳＤＭＳ４４が複数のプロトコルで動作することができるようにする。例えば、ＳＤＭＳ４４は、入力信号５３（破線ボックスによって示す）を第１のプロトコルで受け取ることができる。次いで、ＳＤＭＳ４４内の入力プロトコルハンドラ５２は、プロトコルマッピング７７を使用して入力信号５３をアグノスティックフォーマット７８に変換することができる。他の実施形態では、入力プロトコルハンドラ５２は、入力信号５３をＳＰＳ５０によっても使用可能であり得る第１のプロトコル７６のままにしておいてもよいことを理解されたい。入力プロトコルハンドラ５２は、Ｃ−ｓｔｒｕｃｔ、オブジェクト指向クラス、メモリマップ、または同等物などのデータ構成を使用することにより入力信号５３をアグノスティックフォーマット７８に変換することができる。アグノスティックフォーマット７８は、データ処理のすべてのファセット中にＳＰＳ５０によって使用可能であるように構成され得る。図３に記載の処理の後に、入力信号５３がアグノスティックフォーマット７８に変換された場合は、出力プロトコルハンドラ５４は、信号５５が第１のプロトコル７６、第２のプロトコル８０、またはそれらの組合せで出力され得るように、プロトコルマッピング７７を使用して、出力する前に信号を第１のプロトコル７６かまたは第２のプロトコル８０かいずれかに変換し戻すことができる。同様に、入力信号５３が第２のプロトコル８０で受信された場合は、ＳＰＳ５０は、処理するためにアグノスティックフォーマット７８への同様の変換を行うことができる、または、他の実施形態では、処理中に第２のプロトコル８０を使用することができる。さらに、入力プロトコルハンドラ５２が入力信号５３を受信されたプロトコルのままにしておく場合は、出力プロトコルハンドラ５４は、出力信号５５を第１のプロトコル７６で出力することができる、または出力信号５５を第２のプロトコル８０に変換することができる。前述のプロトコルマッピングシステム５７は、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８ＸとＩＥＣ６１８５０−９０−５との間で変換するために使用されてもよい。プロトコルマッピングシステム５７は３つ以上のプロトコルに拡張され得ることを理解されたい。
【００３４】
ここで説明する実施形態では、プロトコルマッピングシステム５７は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せによって実施されてもよい。しかし、マッピングは、コンピュータ、サーバ、ラップトップ、タブレット、セルフォン、モバイルデバイス、または同様の処理デバイスもしくはコンピューティングデバイスのメモリなどの非一時的機械可読媒体に格納されているコンピュータ命令を使用することにより実行されてもよいことを理解されたい。コンピュータ命令は、プロセッサによって実行されるように構成されてもよい。
【００３５】
開示された実施形態の技術的効果は、配電網などのシステムを監視することから集められた同期位相ベクトルデータの管理を改善することを含む。特に、監視システムにおけるＰＤＣ６は、本明細書に記載のＳＤＭＳ４４に拡張され得る。言い換えれば、ＳＤＭＳ４４は、欠陥部品を現場で交換することができるようにし、ＳＤＭＳ４４に関する問題および／または情報をアップストリームへ送信するのを容易にすることにより、監視システムの信頼性を改善することができる。ＳＰＳ５０に含まれるＰＤＣ６は、擬似ＰＭＵ６０を含んでよく、データセットを使用して、ＰＤＣ６、ＳＰＳ６０、またはそれらの組合せに関するアラートおよび診断データなどの追加のデータをＰＭＵデータに含めることができる。さらに、ＳＤＭＳ４４は、特徴を現場で改良することができるようにし、複数のプロトコルを使用することができるようにすることにより監視システムの機能を改善することができる。
【００３６】
本明細書は、ベストモードを含めて、本発明を開示するために、さらに、当業者なら誰でも任意のデバイスまたはシステムを作成し使用すること、および任意の組み込まれた方法を実施することを含めて本発明を実施することができるようにするために、実施例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって定義され、当業者に思いつかれる他の実施例を含んでよい。そのような他の実施例は、請求項の文字言語と異ならない構造要素を有する場合、または請求項の文字言語と事実上異ならない同等の構造要素を含む場合は、請求項の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３７】
２  階層型監視システム
４  ＰＭＵからの様々な入力
６  ＰＤＣ
１０  スーパＰＤＣ
１８  リージョナルＰＤＣ
２０  リージョナル制御センタ
２２  スーパＰＤＣ
２４  測定値
２６  時間信号
２８  外部時計、外部タイムソース
３０  ハードリアルタイムシステムＣＬＫ
３２  プロセスブロック
３４  集められたおよび／または時間整列された測定値は、他のＰＤＣ（例えば１６および１８）および／またはスーパＰＤＣ２２などの他のデバイスに出力されてもよい
３６  同期位相ベクトルアプリケーション
３８  同期位相ベクトルヒストリアン／データアーカイバル
４０  ユーザインターフェース
４２  同期位相ベクトルビューアツール
４４  同期位相ベクトルデータ管理システム（ＳＤＭＳ）
４６  アプリケーションシステム
４８  ヒストリアンシステム
５０  同期位相ベクトルプロセッサシステム（ＳＰＳ）
５１  内部高速データ交換バス
５２  入力プロトコルハンドラ
５３  入力信号
５４  出力プロトコルハンドラ
５５  出力信号
５６  入力ストリームプロセッサ
５７  プロトコルマッピングシステム
５８  データプロセッサ
５９  出力ストリームプロセッサ
６０  擬似ＰＭＵ
６１  擬似ＰＭＵデータセット
６４  ＳＤＭＳデータを検査／収集する
６６  ＳＤＭＳデータをマッピングする
６８  出力信号に集約する
７０  信号を出力する
７２  ブラケット
７４  監視する／実行する
７５  データフロー
７６  第１のプロトコル
７７  プロトコルマッピング
７８  アグノスティックフォーマット
８０  第２のプロトコル
１００  リサンプリングする（必要な場合）
１０２  データ喪失機構（必要な場合は）
１０４  時間同期喪失機構（必要な場合は）
１０６  データの時間整列
１０８  データレートおよびフォーマットの変換（必要な場合は）
１１０  データのバッファリング
１１２  位相ベクトルフィルタリング（必要な場合は）
１１４  ダウンサンプリング（必要な場合は）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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