(57)【要約】三相電力システムの各位相と関連付けられた負荷数を決定する。負荷は、一施設に位置する計量デバイスのようなノードにおける電力消費と関連付けることができる。一実装では、かかるノードにスマートグリッド及び無線周波数メッシュネットワークを介して接続された中心デバイスが、位相をリアルタイムで決定するべく影響力を及ぼされる。例えば、中心デバイスは、一以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するプロセッサと含むことができる。コンピュータプログラムモジュールによって、スマートグリッドの配電フィーダへのアクセス権を有する負荷タップチェンジャが、電力システムの各位相にわたって供給される電圧レベルを変更する。加えて、中心デバイスは、メッシュネットワークのノードと通信することができる。これによって、ノードは、電圧測定を行い、かつ、かかる測定に関連する情報を収集する。
2014518503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
初期期間に対して適用される初期電圧レベルを第１電力位相、第２電力位相及び第３電力位相に適用するように負荷タップチェンジャに命令することと、
第１期間に対し、第１電圧を前記第１電力位相に適用し、かつ、前記第２電圧とは別個の第２電圧を前記第２電力位相及び前記第３電力位相に適用するように前記負荷タップチェンジャに命令することと、
前記第１期間中に複数の電圧測定を行うようにメッシュネットワークの複数のノードに命令することと、
前記メッシュネットワークを介して前記複数のノードから、前記第１期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する情報を受け取ることと、
前記第１期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する前記情報を処理してどのノードが前記第１電力位相と関連付けられているかを決定することと
を含む方法。
【請求項２】
第２期間に対し、前記第１電圧を前記第２位相に適用し、かつ、前記第２電圧を前記第１位相及び前記第３位相に適用するように前記負荷タップチェンジャに命令することと、
前記メッシュネットワークの前記複数のノードに前記第２期間中に複数の電圧測定を行うように命令することと、
前記メッシュネットワークを介して前記複数のノードから、前記第２期間中に行われた複数の電圧測定に関連する情報を受け取ることと、
前記第２期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する前記情報を処理してどのノードが前記第２電力位相と関連付けられているかを決定することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第３期間に対し、前記第１電圧を前記第３位相に適用し、かつ、前記第２電圧を前記第１位相及び前記第２位相に適用するように前記負荷タップチェンジャに命令することと、
前記第３期間中に複数の電圧測定を行うように前記メッシュネットワークの前記複数のノードに命令することと、
前記第３期間中に行われた複数の電圧測定に関連する情報を、前記メッシュネットワークを介して前記複数のノードから受け取ることと、
前記第３期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する前記情報を処理してどのノードが前記第３電力位相と関連付けられているかを決定することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の電圧測定に関連する前記情報は、前記複数のノードのそれぞれに対し、
前記複数のノードと関連付けられた識別子と、
少なくとも一つの電圧測定と関連付けられたタイムスタンプと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のノードの少なくとも一つが、その行った前記複数の電圧測定に関連する前記情報を、その測定した電力消費に関連する情報を送ることとは別途に、前記メッシュネットワークのもう一つのノードに送る、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のノードが位置する領域に基づいて前記命令を受け取る前記複数のノード選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記処理は、前記初期電圧レベルと、前記第１期間中に行われた前記複数の電圧測定との差分を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
方法であって、
初期期間に対する初期電圧を受け取ることと、
第１期間に対する第１電圧を受け取ることと、
前記第１期間中に複数の電圧測定を行うことと、
第２期間に対する第２電圧を受け取ることと、
前記第２期間中に複数の電圧測定を行うことと、
第３期間に対する第３電圧を受け取ることと、
前記第３期間中に複数の電圧測定を行うことと
を含み、
前記第１、第２及び第３期間中の２つに受け取られた電圧が同様であり、かつ、残りの期間中に受け取られた電圧が異なり、
前記電圧を受け取ることと前記電圧測定を行うこととがメッシュネットワーク内のノードにおいて行われる方法。
【請求項９】
前記第１、第２及び第３期間中に行われた複数の測定に関連する情報を中心デバイスに送ることをさらに含み、
前記情報は、前記メッシュネットワークの一以上の他のノードによって前記中心デバイスまで引き回される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記情報は、
前記ノードと関連付けられた識別子であって、前記ノードを前記メッシュネットワークの他のノードから一意的に識別する識別子と、
前記複数の電圧測定の少なくとも一つ電圧測定と関連付けられたタイムスタンプと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間中に行われた前記複数の測定に関連する情報を記憶することと、
前記ノードを第１電力位相、第２電力位相又は第３電力位相のいずれかに関連付けるべく前記情報を処理することと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記処理は、前記初期電圧と、前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間中に行われた電圧測定との差分を計算することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１電圧測定が、前記初期期間が終了する時刻からオフセットされた時刻で行われ、
そのオフセットの値は、前記ノードで前記第１電圧を受け取るのに必要な最小時間に対応する、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
第２電圧測定が、前記第１期間が終了する時刻からオフセットされた時刻で行われ、かつ、第３電圧測定が、前記第２期間が終了する時刻からオフセットされた時刻で行われ、
それらのオフセットはそれぞれが異なる値である、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の測定は、前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間内のインターバルで行われ、
前記インターバルは、前記ノードにおいて予め決定されるか又は前記ノードにおいて中心デバイスから受け取られる、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサ上で実行される場合に動作を行うコンピュータロジックを具体化する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記動作は、
初期期間に対して適用される初期電圧レベルを第１電力位相、第２電力位相及び第３電力位相に適用するように負荷タップチェンジャに命令することと、
第１期間に対し、第１電圧を前記第１電力位相に適用し、かつ、前記第１電圧とは別個の第２電圧を前記第２電力位相及び前記第３電力位相に適用するように前記負荷タップチェンジャに命令することと、
前記第１期間中に複数の電圧測定を行うようにメッシュネットワークの複数のノードに命令することと、
前記メッシュネットワークを介して前記複数のノードから、前記第１期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する情報を受け取ることと、
前記第１期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する情報を処理してどのノードが前記第１電力位相と関連付けられているかを決定することと
を含むコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
第２期間に対し、前記第１電圧を前記第２位相に適用し、かつ、前記第２電圧を前記第１位相及び前記第３位相に適用するように前記負荷タップチェンジャに命令することと、
前記メッシュネットワークの前記複数のノードに前記第２期間中に複数の電圧測定を行うように命令することと、
前記メッシュネットワークを介して前記複数のノードから、前記第２期間中に行われた複数の電圧測定に関連する情報を受け取ることと、
前記第２期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する前記情報を処理してどのノードが前記第２電力位相と関連付けられているかを決定することと
をさらに含む、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
第３期間に対し、前記第１電圧を前記第３位相に適用し、かつ、前記第２電圧を前記第１位相及び前記第２位相に適用するように前記負荷タップチェンジャに命令することと、
前記第３期間中に複数の電圧測定を行うように前記メッシュネットワークの前記ノードに命令することと、
前記第３期間中に行われた電圧測定に関連する情報を、前記メッシュネットワークを介して前記ノードから受け取ることと、
前記第３期間中に行われた前記複数の電圧測定に関連する前記情報を処理してどのノードが前記第３電力位相と関連付けられているかを決定することと
を含む、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記複数の電圧測定に関連する前記情報は、前記複数のノードのそれぞれに対し、前記複数のノードと関連付けられた識別子と、少なくとも一つ電圧測定と関連付けられたタイムスタンプとを含む、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記複数のノードの少なくとも一つが、その行った前記複数の電圧測定に関連する前記情報を、その測定した電力消費に関連する情報を送ることとは別途に、前記メッシュネットワークのもう一つのノードに送る、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２１】
前記複数のノードが位置する領域に基づいて前記命令を受け取る前記複数のノードを選択することをさらに含む、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２２】
前記処理は、前記初期電圧レベルと、前記第１期間中に行われた前記複数の電圧測定との差分を計算することを含む、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般には電力システムに関し、詳しくは、三相電力システムにおける負荷の不均衡を修正するための情報を収集及び分析するべく、負荷タップチェンジャ又は同様の電圧調整デバイス、及びメッシュネットワークの選択されたノードと通信するソフトウェアモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
三相電力システムは、消費者に電力を供給するべく広く使用されている。かかるシステムを効率的に運用するには、負荷が各位相間で適切に均衡している必要がある。残念ながら、負荷の不均衡は日常的に生じ得る。かかる不均衡を解決するべく、電力線搬送又は電力線通信システムのような様々なシステムが提案しているのは、配電フィーダネットワークが集中化位置において位相関連情報をリアルタイムで収集及び分析するように影響力を及ぼすことによる統合的なソリューションである。しかしながら、電力線搬送システムは、不均衡を修正するための唯一の媒体を代表するにすぎない。負荷の不均衡を修正するべく使用され得る位相関連情報を取得可能なデバイスと集中化位置との間の既存のネットワーク接続性に影響力を及ぼす他のシステムも望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０６０２５９（Ａ１）号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６８６，６３０号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第２３８８６００（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の様々な側面が、メッシュネットワークのノードと電力位相との関連付けを決定することに関する。一側面では、初期電圧レベルを第１電力位相、第２電力位相及び第３電力位相に適用するように負荷タップチェンジャに命令することができる。初期電圧レベルは初期期間に対して適用される。第１電圧を第１電力位相に適用し、かつ、第２電圧を第２電力位相及び第３電力位相に第１期間適用するように負荷タップチェンジャに命令することもできる。第１期間中に複数の電圧測定を行うようにメッシュネットワークの複数のノードに命令することができる。第１期間中に行われた複数の電圧測定に関連する情報は、メッシュネットワークのノードから受け取ることができる。当該情報は、どのノードが第１電力位相と関連付けられているかを決定するべく処理することができる。どのノードが第２及び第３電力位相と関連付けられているかを決定するべく、同様のステップを行うことができる。
【０００５】
もう一つの側面では、初期期間に対する初期電圧を受け取ることができる。第１期間に対する第１電圧、第２期間に対する第２電圧、及び第３期間に対する第３電圧も受け取ることができる。第１期間、第２期間及び第３期間中に複数の測定を行うことができる。第１、第２及び第３期間の２つにおける電圧測定は同様であり、残りの期間における受け取られた電圧は異なる。当該電圧を受け取りかつ当該電圧測定を行うことは、メッシュネットワーク内のノードにおいて行われる。
【０００６】
これらの例示は、本開示を制限又は画定するべく言及されるのではなく、その理解を支援する例を与えるべく言及される。詳細な説明において、追加の例及びさらなる記載が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示のこれらの及びその他の特徴、側面及び利点が、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読む場合に十分に理解される。
【０００８】
【図１】ノードと電力位相との関連付けを決定する一例の環境を示す。
【図２】メッシュネットワークのノードが、配電フィーダによって搬送される複数の電力位相にわたって分散されている電力システムを例示する。
【図３】ノードと電力位相との関連付けを決定するコンピュータに実装された方法を例示するフローチャートである。
【図４】図１の環境において電圧を確立及び測定する一例の処理を例示するフローチャートである。
【図５】図５Ａは、様々な期間中の電力位相のそれぞれに適用される電圧レベルを示す。図５Ｂは、図５Ａに示された電力位相に適用された電圧に基づいて様々なノードにより行われた電圧測定を示す。
【図６】ノードと電力位相との関連付けを決定するべく電圧測定値関連情報を処理するコンピュータに実装された一例の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の複数の側面は、三相電力システムの各位相と関連付けられた負荷の数を決定することに関する。当該負荷は、一施設に位置する計量デバイスのようなノードにおいて、電力消費と関連付けることができる。一側面では、かかるノードにスマートグリッド及び無線周波数メッシュネットワークを介して接続された中心デバイスに対し、位相をリアルタイムで決定するべく影響力を及ぼすことができる。例えば、中心デバイスは、一以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するプロセッサを含むことができる。当該コンピュータプログラムモジュールによって、スマートグリッドの配電フィーダへのアクセス権を有する負荷タップチェンジャが、電力システムの各位相にわたって供給される電圧レベルを変更する。加えて、中心デバイスは、メッシュネットワークのノードと通信することができる。これによって、当該ノードは、電圧測定を行い、かつ、かかる測定に関連する情報を収集する。
【００１０】
一実装によれば、中心デバイスは、電圧レベルが位相に応じて変更され及び電圧が測定される繰り返し処理を制御する。例えば、中心デバイスによって負荷タップチェンジャは、各位相にわたって電圧を初期期間に対する初期レベルに設定することができる。初期期間の満了後、中心デバイスによって負荷タップチェンジャは、電力システムの第１位相例えば位相Ａに適用される電圧レベルを所定量だけ増加させる一方、当該負荷タップチェンジャは、位相Ｂ及び位相Ｃに適用される電圧レベルを所定量だけ減少させることができる。電圧レベルは、ノードが第１セットの電圧測定値を測定する特定期間の間、有効のままとなり得る。第２及び第３セットの電圧測定値を、上記ステップを繰り返すことによって測定することができる。例えば、第２セットの電圧測定値は、第２位相例えば位相Ｂに適用される電圧レベルの増加、並びに位相Ａ及び位相Ｃに適用される電圧レベルの減少とともに測定することができる。第３セットの電圧測定値は、第３位相例えば位相Ｃに適用される電圧レベルの増加、並びに位相Ａ及び位相Ｂに適用される電圧レベルの減少とともに測定することができる。
【００１１】
いくつかの例によれば、第１、第２及び第３セットの電圧測定値が中心デバイスにおいて受け取られた後、電圧測定値に関連する情報を、特定位相と関連付けられた負荷の数又は各ノードと関連付けられた位相の指示のような、ノードと位相との関連付けを決定するべく分析することができる。当該情報は、本発明の他の側面における他の決定を行うべく使用することができる。電圧を測定し、オプションとして当該測定電圧を記憶し、及び測定された電圧に関連する情報を中心デバイスに送るべく複数のノードを構成することができる。当該情報は、様々な時に、例えばバッチ時又は各測定が行われるリアルタイムで、様々な実装によって送ることができる。当該情報は、メッシュネットワークの一以上のノードを介して中心デバイスまで引き回すことができる。
【００１２】
ここで使用される用語「デバイス」は、命令を実行する任意のコンピュータ機器又は他の電子機器を言及し、かつ、オペレーティングシステムを動作させ又は他の方法で命令を実行する任意のタイプのプロセッサ系機器を含む。デバイスは典型的に、プログラム命令を実行するプロセッサを含み、マウス、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、キーボード、ディスプレイ、又は他の入力若しくは出力機器のような外部又は内部コンポーネントを含み得る。デバイスの例としては、パーソナルコンピュータ、デジタルアシスタント、パーソナルデジタルアシスタント、セル電話、移動式電話、スマートフォン、ページャ、デジタルタブレット、ラップトップコンピュータ、インターネット機器、他のプロセッサ系デバイス、及びテレビ視聴デバイスである。
【００１３】
中心デバイス１０は、そのアプリケーションが提案する特定の機能性を与えるための専用コンピュータデバイスとして使用される。これは、ここでの実施例では、メッシュネットワーク１５の様々なノードからの情報を受け取る「中心」位置又はハブとして、及び、ここに記載される機能を初期化及び制御する中心的な指令センターとして作用する。
【００１４】
ここで使用される「ノード」は、電力に依存する家、共同住宅のユニット、若しくは他の居住場所、又は他のタイプの最終ポイントのような一施設の電圧を測定することができるデバイスを言及する。ノードは、これを同様のノード及び／又は他のデバイスと、スマートグリッド又はメッシュネットワークのような接続性含有媒体を介して通信させるように構成するハードウェア及びソフトウェアを含むことができる。一実装では、ノードは、一施設の電力消費を測定するメーターである。したがって、ノードは、電力システムの配電フィーダにわたる所定位置での任意時刻における「負荷」を代表することができる。
【００１５】
ここで使用される「負荷タップチェンジャ」は、サブステーションのような電源から生じる電圧を調整することができるデバイスを言及する。電圧レベルは、位相単位で調整され得る。
【００１６】
以下の特許請求の範囲は、「コンピュータ可読媒体」を記載する。コンピュータ可読媒体は、プロセッサにコンピュータ可読命令を与えることができる電子、光学、磁気又は他の記憶デバイスを含むがこれらに限定されない。他の例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気ディスク、メモリチップ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、コンフィギュアドプロセッサ、光学記憶装置、磁気テープ若しくは他の磁気記憶装置、フラッシュメモリ、又は、コンピュータプロセッサが命令を読み取ることができる任意の他の媒体を含むがこれらに限定されない。命令は、例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ（登録商標）、Ｐｅｒｌ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）及びＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔ（登録商標）を含む任意の適切なコンピュータプログラム言語で書かれたコードのコンパイラ及び／又はインタプリタによって生成されたプロセッサ固有の命令を含む。
【００１７】
図１は、ここに記載されるシステムを実装するための一例の環境を示す。図１に示される環境は、中心デバイス１０及び負荷タップチェンジャ４０が接続された有線又は無線のネットワーク５を含む。ネットワーク５はインターネットを含み得る。代替的に、他のネットワーク、イントラネット、又は複数のネットワークの組み合わせを、ネットワーク５に接続されたデバイスが互いに通信できるように使用することができる。ネットワークを含まない他の環境は、例えば、単数のデバイス、又は互いに直接接続された複数のデバイスに依存し得る。例えば、中心デバイス１０を負荷タップチェンジャ４０に直接接続してもよい。他の代替的なネットワーク、コンピュータデバイス及び電子デバイス構成も可能である。
【００１８】
図１の環境はまたネットワーク１５も包含する。一実装では、ネットワーク１５は無線メッシュネットワークである。無線メッシュネットワークは、中心デバイス１０へ情報を引き回すべく互いに通信し合うことができる多重ノードを含む。同様に、メッシュネットワーク１５のノードはまた、中心デバイス１０からメッシュネットワーク１５の他のノードまでメッセージを引き回すことができる。図２は、メッシュネットワーク１５における個々のノード２０６ａ〜ｎを示す。加えて、メッシュネットワーク１５のノードは、図１に例示されるように、配電フィーダ４５を含む電力分配システムの複数の位相１０７（位相Ａ）、１０８（位相Ｂ）及び１０９（位相Ｃ）の一つと関連付けることができる。したがって、ここでの側面に係るノードは、電力分配システムのメッシュネットワーク１５及び配電フィーダ４５内で機能することができる。
【００１９】
図１に示される中心デバイス１０は、負荷識別アプリケーション３０により実現されるコンピュータ命令を実行するプロセッサ１１、及び当該プロセッサ１１にバス１６を介して接続された入力／出力デバイス１７を含む。ユーザは、中心デバイス１０と相互作用するべく、ディスプレイ１８、並びにマウス及びキーボードのような一以上のユーザインタフェースデバイス１９を使用することができる。メモリ１２は、負荷識別アプリケーション３０を含み得る。これは、負荷タップチェンジャインタフェース３１、ノード選択器３２、情報収集器３３、並びに位相分析及び決定モジュール３４のような様々なコンピュータプログラムモジュールを含み得る。
【００２０】
これらのモジュールのそれぞれは、負荷識別アプリケーション３０の特定の機能性を与える個々のモジュールとして実装することができる。例えば、負荷タップチェンジャインタフェース３１によって、負荷タップチェンジャ４０は、配電フィーダ４５が搬送する各位相に適用される電圧レベルを変更することができる。ノード選択器３２は、電圧測定を行う所定のノードを選択するべく使用され得る様々なアルゴリズムを実装することができる。情報収集器３３は、メッシュネットワーク１５の一以上のノードから受け取られた電圧測定値に関連する情報を受け取り及び構文解析することができる。メッシュネットワーク１５は、電圧測定を行ったノードからの情報を中心デバイス１０まで引き回す。位相分析及び決定モジュール３４は、当該情報を処理してノードと位相との関連付けを決定する。
【００２１】
いくつかの実装では、上記プログラムモジュールの少なくともいくつかを中心デバイス１０以外の複数のデバイスに位置させることができる。例えば、位相分析及び決定モジュール３４を、ネットワーク５を介して又はネットワーク１５を介してデバイス１０に接続された一デバイス上のプロセッサによって実行することができる。他の実装では、プログラムモジュールは、ノードと位相との関連付けを決定する特定の機能性を与えるべく、デバイス１０上の又はもう一つのデバイス上の一以上の他のプログラムモジュールと通信することができる。これらの実装では、位相の関連付けの決定は、多数の他の付加的な機能性又は特徴を与える広範なソフトウェアアプリケーション内の一つの機能性又は特徴のみを代表する。他の実装では、様々なプログラムモジュールが与える機能性を、単数のモジュールに実装することができる。
【００２２】
図２は、一施設に位置し得る電源２０２からの電力をノード２０６ａ〜ｎに搬送する配電フィーダ４５を例示する。負荷タップチェンジャ４０は、ノード２０６ａ〜ｎに存在する電圧レベルを制御するべく、電源２０２から受け取った電圧レベルを調整することができる。
【００２３】
図２はまた、メッシュネットワーク１５と、配電フィーダ４５が搬送する位相１０７、１０８及び１０９との関係を例示する。かかる関係は、メッシュネットワーク１５にとって及び配電フィーダ４５にとって共通のノード２０６ａ〜ｎを介して存在する。図２は、１０７（位相Ａ）に接続された４つのノード（２０６ａ〜ｄ）、１０８（位相Ｂ）に接続された２つのノード（２０６ｅ〜ｆ）、及び１０９（位相Ｃ）に接続された８つのノード（２０６ｇ〜ｎ）を例示する。１４のノードのみが示されるが、これよりも少ない又は多いノードも存在し得る。点線の雲１５は、メッシュネットワークを代表しており、かつ、当該メッシュネットワーク１５においてノード２０６ａ〜ｎも、互いに対する関係を有していることを例示している。
【００２４】
いくつかのシステムでは、ノードは位相分析及び決定モジュール３４を含み得る。これらのシステムによれば、ノードは、ローカルメモリ、又は当該ノードによるアクセスが可能なもう一つの外部メモリから、記憶された電圧測定値にアクセスし、かつ、ノードが関連付けられる位相を決定する。ノードは、その結果を中心デバイス１０に送る。当該結果を得るべく中心デバイス１０が位相分析及び決定を行うのではない。
【００２５】
図３は、位相決定方法のフローチャートである。位相決定は、ステップ３０４から開始する。ここでは、電圧測定を行い及び当該電圧測定値に関連する情報を中心デバイス１０に送ることによって位相決定に参加する配電フィーダ４５の所定ノード２０６ａ〜ｎが選択される。いくつかの実装では、所定の複数のノードを選択するべく様々なアルゴリズムを実装することができる。例えば、複数のノードをこれらの位置に基づいて選択することができる。急速な伸びを経験している位置は、安定した位置よりも負荷不均衡を生じる傾向が高いので、その位置と関連付けられたノードが望ましい候補となる。もう一つの例として、故障又は非効率的な動作を経験している施設と関連付けられたノードも望ましい候補となる。故障したノードに近接するノードもまた、いくつかのアルゴリズムによって選択される。他の実装では、一つの又は複数の配電フィーダに位置するノードすべてを選択することができる。様々な他のアルゴリズム及び／又はロジックが、どのノードが選択されるのかを決定するべく、様々な他の条件と関連付けられた計量又はデータを利用することができる。
【００２６】
ステップ３０６では、１０７（位相Ａ）、１０８（位相Ｂ）及び１０９（位相Ｃ）に適用される電圧を、初期電圧レベルに設定し、かつ、システムが定常状態を達成するまで当該レベルに保持することができる。一例では、定常状態は、電圧がすべてのノードに伝播するのに十分な初期期間、例えば３０分間、初期電圧を適用することによって達成される。負荷タップチェンジャインタフェース３１が、初期期間に対する所定値を使用することができるか、又は、当該負荷タップチェンジャインタフェース３１がアクセス可能なメモリ若しくはデータベースに記憶された所定データ、例えば履歴期間に基づいて当該値を決定することができる。いくつかの例では、負荷タップチェンジャインタフェース３１は、当該期間を特定する入力又は命令を受け取ることができる。
【００２７】
他の例では、負荷タップチェンジャインタフェース３１は、電圧がすべてのノードに伝播したか否かを決定することができる。例えば、負荷タップチェンジャインタフェース３１によって、候補ノードは受容に応じて電圧を測定し及び当該測定電圧をリアルタイムで中心デバイス１０に送ることができる。当該測定電圧は、定常状態電圧レベルと対比することができる。その結果、定常状態電圧レベルと等しいか又は許容可能範囲内にある測定電圧を、初期電圧を受け取ったものとみなすことができる。いくつかの実装では、中心デバイス１０は、所定パーセンテージのノードが、定常状態電圧と等しいか又は許容可能範囲内にある電圧を測定した後に、初期電圧がすべてのノードに伝播したと結論付けることができる。パーセンテージに基づくことで、故障を経験し得る任意のノードを当該決定から有効に除外することができる。
【００２８】
所定の他の実装は、各ノードに対する既知の位置データに基づくことができる。例えば、負荷タップチェンジャインタフェース３１によって、負荷タップチェンジャ４０から最も遠い箇所にあるノードが電圧を測定することができる。かかるノードが、初期電圧と等しいか又は許容可能範囲内にある電圧を測定したことを示す場合、当該初期電圧は、すべてのノードに十分に伝播したとみなすことができる。同様の方法を、各位相に適用された付加的な電圧レベル、例えば定常状態電圧プラス２．０ボルト及び定常状態電圧マイナス１．０ボルトがすべてのノードに伝播したことを確証するべく使用することができる。
【００２９】
電圧は、ステップ３０８で測定することができる。図４は、電圧を測定する一例の処理を例示する。ステップ４０４では、位相Ａに適用される電圧が第１電圧に設定され、かつ、位相Ｂ及び位相Ｃに適用される電圧が第２電圧に設定される。一例では、位相Ａに適用される電圧が初期電圧レベルよりも２ボルト高い一方、位相Ｂ及び位相Ｃに適用される電圧は初期電圧レベルよりも１ボルト低い。位相Ｂは、いくつかの実装において、位相Ｃによって受け取られる電圧とは異なる電圧を受け取る。
【００３０】
電圧の増減量は、電圧レベルが許容可能な公差内、すなわち１１４ボルトから１２６ボルトにある限り、いくつかの実装において異なる。したがって、３ボルトの電圧差分（＋２ボルトの増加及び−１ボルトの減少）を使用することができる。他の電圧差分も使用することができる。
【００３１】
ステップ４１０では、選択されたノードが電圧測定を開始することができる。一システムでは、電圧は第１期間測定される。第１期間は、ステップ３０６で使用された初期期間と同じでも異なってもよい。第１期間の持続期間を決定するべく、初期期間と同様に所定データも評価される。代替的には、第１期間の持続期間をノードに通信することができる。測定は、所定の時間インターバルで第１期間にわたって行うことができる。例えば、ノードは、一分に一回電圧を測定することができる。一の実装においてノードは、電圧測定値を所定の時間インターバルで記録するようにプログラムされ、他の実装においてノードは、中心デバイス１０から時間インターバルを受け取ることができる。したがって、これらの実装によれば、中心デバイス１０は、各ノードが行う測定の数を有効に制御することができる。すなわち、３０分間の毎分のノード測定電圧が合計３０回の測定に達することが必要とされる。
【００３２】
ステップ４１２では、電圧測定値に関連する情報を、オプションとしてノードに記憶することができる。ノードにおける情報の記憶は、複数の測定に対する情報が単数のメッセージで中心デバイス１０に送られる場合、又は当該ノードが位相分析及び決定モジュールを含む場合、特に有用である。電圧測定値は、決定された若しくはスケジュールされた時刻に又はネットワークの活動状態に基づいて、中心デバイス１０に送ることができる。例えば、情報は、メッシュネットワーク１５上の負荷が相対的に低い時間、すなわち引き回されているメッセージが相対的に少ない時間に送ることができる。いくつかの実装では、電圧測定値は、特に電圧測定がリアルタイムに、例えば各電圧測定が行われた後に中心デバイス１０に送られるシステムにおいては記憶されない。
【００３３】
処理は、第１期間の終了がステップ４１４に到達したか否かを決定する。そうであれば、第１セットの電圧測定が参照４１６において有効に完了する。処理は、位相Ｂが第１電圧（例えばステップ４０４で位相Ａに適用された第１電圧と同じ）に設定され、かつ、位相Ａ及び位相Ｃが第２電圧（例えばステップ４０４で位相Ｂ及び位相Ｃに適用された第２電圧と同じ）に設定されるステップ４０６で再開することができる。ステップ４１０及び４１２は、第１期間及び／又は初期期間と同じ又は異なり得る第２期間がステップ４１４で満了するまで繰り返される。第２期間の終了に到達すると、第２セットの電圧測定が参照４１８において有効に完了する。ステップ４１０及び４１２は、処理がステップ４０８で再開した後に繰り返される。ステップ４０８では、第１電圧が位相Ｃ（例えばステップ４０４で位相Ａに及びステップ４０６で位相Ｂに適用された第１電圧と同じ）に適用され、かつ、第２電圧が位相Ａ及び位相Ｂ（例えばステップ４０４で位相Ｂ及び位相Ｃに並びにステップ４０６で位相Ａ及び位相Ｃに適用された第２電圧と同じ）に適用される。第３期間が決定ステップ４１４で満了した後に、第３セットの電圧測定が参照４２０で有効に完了する。電圧測定はまた、例えば、初期期間の終結によって定常状態電圧が達成されていることを確証するいくつかの実装によれば、初期期間中に行うこともできる。
【００３４】
いくつかの実装では、第１期間、第２期間及び第３期間は等価である。これらはまた、他の実装では異なる。図４の点線４０２ａ、実線４０２ｈ及び太線４０２ｃは、ステップ４０４、４０６及び４０８それぞれにおいて適用された各電圧設定に対して行われる各ステップをつなぐ。
【００３５】
図５Ａ及び図５Ｂは、一例の電圧収集処理を例示するべく互いに共同して機能する。双方の図は、電圧測定値が収集されるいくつかの期間を例示する。すなわち、定常状態５０５、第１期間５１０、第２期間５１５及び第３期間５２０である。各期間は異なる時刻に生じ得る。例えば、定常状態５０５は０分から３０分の初期化期間、第１期間５１０は３０分から６０分の範囲、第２期間５１５は６０分から９０分の範囲、及び、第３期間５２０は９０分から１２０分の範囲である。
【００３６】
上述のように、当該期間は異なる。例えば３０分より多いか又は少ない。加えて、各期間は、特定の時刻オフセットに開始する。第１期間５１０は例えば、４０分から６０分の範囲であり得る。すなわち、定常状態５０５終了後１０分で開始する。かかる時刻オフセットは、新たな電圧レベルがすべてのノードに伝播できるようにするいくつかの実装で必要となる。負荷タップチェンジャインタフェース３１は、一例では、各位相間の固定又は可変の時刻オフセットを適用することができる。簡便のため、図５Ａ及び図５Ｂの時間範囲には、時刻オフセットが反映されていない（すなわち、第１期間５１０は定常状態期間５０５の終了時に開始する）。
【００３７】
図５Ａの各期間は、定常状態電圧レベルに対して所定電圧量（例えば＋２．０ボルト又は−１．０ボルト）だけ変更された配電フィーダの位相を例示する。例えば、第１期間５１０に対しては、位相Ａは定常状態電圧よりも２ボルト増加し、かつ、位相Ｂ及び位相Ｃは定常状態電圧よりも１ボルト減少する。第２期間に対しては、位相Ｂは定常状態電圧よりも２ボルト増加し、かつ、位相Ａ及び位相Ｃは定常状態電圧よりも１ボルト減少する。第３期間に対しては、位相Ｃは定常状態電圧よりも２ボルト増加し、かつ、位相Ａ及び位相Ｂは定常状態電圧よりも１ボルト減少する。
【００３８】
図５Ｂに例示されるように、第１期間５１０、第２期間５１５及び第３期間５２０はそれぞれ、ノード１、ノード２及びノード３が電圧測定を行う時間インターバルを包含する。例えば、電圧測定５１０ｄ、５１０ｅ及び５１０ｆは、第１期間５１０中にノード１が時刻５１０ａ、５１０ｂ及び５１０ｃそれぞれにおいて行う電圧測定に対応し得る。電圧測定５１０ｇ、５１０ｈ及び５１０ｉは、ノード２が時刻５１５ａ、５１５ｂ及び５１５ｃにおいて行う電圧測定に対応し得る。例えば、第２期間５１５に対して位相Ａが、定常状態電圧よりも１ボルト減少する場合（図５Ａに示す）、ノード１は、時間インターバル５１５ａ、５１５ｂ及び５１５ｃそれぞれに対応する新たな電圧測定５１５ｄ、５１５ｅ及び５１５ｆを行う。図５Ｂに示されるように、電圧測定値はまた、図５Ａに例示される電圧レベル変化に応答してノード２及びノード３に対し変化する。
【００３９】
図３に戻ると、処理は、電圧測定に関連する情報が受け取られるステップ３１０で再開される。一の実装では、図５Ａ及び５Ｂに示されるように、情報は、第１期間５１０、第２期間５１５及び第３期間５２０に対するすべての測定値が受け取られた後に受け取られる。もう一つの実装では、情報は、各期間の終結時に受け取られ得る。さらにもう一つの実装では、情報は、リアルタイムで、例えばノードが各測定を行った後に受け取られる。
【００４０】
受け取られた情報の例には、測定された電圧値、電圧測定を行ったノードと関連付けられた識別子、ノードが電圧を測定した絶対的又は相対的時刻が含まれる。識別子は、住所、デバイスのシリアル番号、又はそれ以外の、測定が行われた施設若しくは物理的位置とノードとを関連付け得る任意の識別子であり得る。当該情報には、様々な他のデータが含まれ得る。当該データの少なくともいくつかは、電圧測定と一意的に関連付けられる。
【００４１】
ステップ３１２では、ノードと位相との関連付けを決定するべく、電圧測定に関連する情報を処理することができる。図６は、図５Ａ及び５Ｂと共同して、情報を処理する一例のステップを例示する。ステップ６０４では、情報は、特定のノードに付随する電圧測定及び関連情報が一緒に一群化されるように構文解析される。各ノード群内の情報はさらに、電圧測定が行われた時刻によって識別され得る。情報は、ステップ６０６で記憶され、かつ、ステップ６０８で計算が行われ得る。
【００４２】
図５Ｂにおける３つのノード（ノード１、ノード２及びノード３）によって行われる仮定的な電圧測定がここで、ステップ６０８での一例の計算を例示する目的で考慮される。３つのノードのみが仮定的として識別される一方、これよりも多くのノードが存在し得る。第１期間５１０中、ノード１は、４０分マーク５１０ａで定常状態電圧プラス２．１ボルト（５１０ｄ）を測定し、５０分マーク５１０ｂで定常状態電圧プラス１．９ボルト（５１０ｅ）を測定し、及び、６０分マーク５１０ｃで定常状態電圧プラス２．０ボルト（５１０ｆ）を測定した。一例では、各測定が平均されて、定常状態プラス２．０ボルトという第１期間５１０に対する代表的な測定値に到達し得る。図５Ｂに例示されるように、特定の期間中に行われた電圧測定は少なくともわずかに異なる。したがって、一例では、電圧測定の任意の不整合を平滑化するべく測定値を平均することができる。電圧測定の任意の不整合は、負荷タップチェンジャ４０が電圧レベルを維持することを困難にし得る外部因子（例えばサブステーションからの距離及び温度）に起因し得る。平均に加え、ノード１が行った複数の測定を代表するべく他の数学的演算を行うこともできる。他の例では、電圧測定値は一範囲として表現することができる。上記例では、ノード１の電圧測定は、１．９ボルトから２．１ボルトの範囲として表現することができる。これは、ノード１と位相との関連付けを与えるべく使用することもできる。
【００４３】
電圧測定と特定の位相との関連付けを決定するべく、代表的な電圧測定値又は範囲を、各位相に対する許容可能範囲又は公差レベルと対比することができる。一例では、許容可能範囲は、位相に適用される電圧レベルの±２％とすることができる。例えば、１２２ボルトの電圧が位相Ａに適用される場合、１１９．６から１２４．４（すなわち１２２ボルトの±２％）の範囲内にある電圧測定値を位相Ａと関連付けることができる。電圧測定値と位相Ｂ及び位相Ｃとの間にも同様の対比を行うことができる。
【００４４】
ノード１がどの位相に属するのかといったノード１と位相との関連付けを与えるべく、ノード１の電圧測定値のそれぞれと定常状態電圧との差分を計算することができる。例えば、２．０ボルトと等しいか又は許容可能範囲内にある差分は、ノード１が位相Ａに位置していることを示し得る。負荷タップチェンジャ４０が、配電フィーダ４５の１０７（位相Ａ）にわたって定常状態電圧プラス２．０ボルトの電圧を与えたからである。したがって、ノード１の定常状態プラス２．０ボルトの測定は、位相Ａに適用された２．０ボルトの増加電圧の測定を反映している。逆に、期間５１０中のノード２及びノード３の電圧測定値と定常状態電圧との差分は、ノード２及びノード３が位相Ａに位置していないことを示す。
【００４５】
第１期間５１０中、ノード２及びノード３は、定常状態電圧マイナス１．０ボルトと等しいか又は近似する電圧を測定した。これは、ノード２及びノード３の双方が位相Ｂ又は位相Ｃのいずれかであることを示す。特に、ノード２及びノード３は、４０分マーク５１０ａで定常状態電圧マイナス１．１ボルト（５１０ｇ及び５１０ｊ）を測定し、５０分マーク５１０ｂで定常状態電圧マイナス０．９ボルト（５１０ｈ及び５１０ｋ）を測定し、並びに、６０分マーク５１０ｃで定常状態電圧マイナス１．０ボルト（５１０ｉ及び５１０ｌ）を測定した。
【００４６】
第２期間５１５に対してノード２の測定値を同様に計算することにより、ノード２が位相Ｂに位置していることが示される。その電圧測定値が、位相Ｂが第２期間５１５に対して設定された定常状態電圧プラス２．０ボルトと等しいか又は許容可能範囲内にあるからである。例えば、第２期間５１５中、ノード２は、７０分マーク５１５ａで定常状態電圧プラス２．１ボルト（５１５ｇ）を測定し、８０分マーク５１５ｂで定常状態電圧プラス１．９ボルト（５１５ｈ）を測定し、及び、９０分マーク５１５ｃで定常状態電圧プラス２．０ボルト（５１５ｉ）を測定した。第２期間５１５中のノード１及びノード３の測定値は、これらのノードがこの期間中、位相Ｂに存在しないことを示す。特に、第２期間５１５中、ノード１及びノード３は、７０分マーク５１５ａで定常状態電圧マイナス１．３ボルト（５１５ｄ及び５１５ｊ）を測定し、８０分マーク５１５ｂで定常状態電圧マイナス０．９ボルト（５１０ｅ及び５１０ｋ）を測定し、９０分マーク５１５ｃで定常状態電圧値マイナス１．０ボルト（５１５ｆ及び５１５ｌ）を測定した。
【００４７】
第３期間５２０に対する同様の分析によって、ノード３が位相Ｃに位置していることが示される。第３期間中、ノード３は、位相Ｃが第３期間５２０に対して設定された定常状態プラス２．０ボルトと等しいか又は許容可能範囲内にある電圧を測定した。例えば、第３位相５２０中、ノード３は、１００分マーク５２０ａで定常状態電圧値プラス２．１ボルト（５２０ｊ）を測定し、１１０分マーク５２０ｂで定常状態電圧プラス１．９ボルト（５２０ｋ）を測定し、及び、１２０分マーク５２０ｃで定常状態電圧プラス２．０ボルト（５２０ｌ）を測定した。第３期間５２０中のノード１及びノード２の測定値は、これらのノードがこの期間中、位相Ｃに存在しないことを示す。特に、第３期間５２０中、ノード１及びノード２は、１００分マーク５２０ａで定常状態電圧値マイナス１．１ボルト（５２０ｄ及び５２０ｇ）を測定し、１１０分マーク５２０ｂで定常状態電圧値マイナス０．９ボルト（５２０ｅ及び５２０ｈ）を測定し、並びに、１２０分マーク５２０ｃで定常状態電圧値マイナス１．０ボルト５２０ｆ及び５２０ｉを測定した。
【００４８】
いくつかの例によれば、当該測定及び計算が第３期間に対して行われる必要はない。電圧測定を行うべく選択されたノードのうち、位相Ａ又は位相Ｂとの関連付けを有しないノードが位相Ｃと関連付けされ得るからである。換言すれば、３つの位相からの任意の２つに対して関連付けが決定された後は、いくつかの例によれば、残りのノードと残りの第３位相との関連付けを決定するためのさらなる測定及び計算は必要とされない。これらはそれぞれが唯一の残りのノード又は位相であるから、互いに対して必然的に関連付けることができる。それにもかかわらず、いくつかの実装は、例えばいずれかの位相と適切に関連付けられていないかもしれないノードを識別するべく、第３位相中に測定を行う。かかるノードは、いずれの位相の許容可能範囲内にも存在しない測定値を有し得る。これらのノードに関連する情報が分析されて、例えば、ノードと関連付けられた施設に存在し得る任意の問題を修正するのに修理又は迅速処理が必要とされるか否かが決定される。
【００４９】
本発明に係る多くの他の修正、特徴及び実施例が当業者にとって明らかとなる。したがって、上述の事項が、限定ではなく例として提示される本発明の所定の側面又は実装のみに関することを理解すべきである。ここに記載された例に対し、以下の特許請求の範囲に画定されるように、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく多数の変更がなされ得る。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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