(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力配電回路網と、
電力システムの少なくとも１つの属性を調整するように構成された制御デバイスと、
前記制御デバイスに結合されたプロセッサ（１５２）であって、
１回目に前記電力配電回路網上の境界外状態であって、前記少なくとも１つの属性に関連付けられた境界外状態を識別し、
所定の遅延時間が経過した後、前記１回目より後である２回目に前記少なくとも１つの属性の傾向であって、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する傾向を決定し、
少なくとも一部、前記傾向に基づいて前記制御デバイスに制御動作を伝送するように構成されたプロセッサ（１５２）とを備える、電力システム。
【請求項２】
前記制御デバイスが、電圧調整器（３１０、４１０）であり、前記少なくとも１つの属性が、電圧を含み、前記プロセッサ（１５２）が、高閾値および低閾値のうちの１つまたは複数を含む電圧の前記所定の範囲を識別するようにさらに構成される、請求項１記載の電力システム。
【請求項３】
前記制御デバイスが、電圧調整器（３１０、４１０）であり、前記プロセッサ（１５２）が、前記電圧調整器（３１０、４１０）にタップ切り替えコマンドを伝送するようにさらに構成される、請求項１記載の電力システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの属性が、電圧であり、前記プロセッサ（１５２）が、
前記電力システムの複数の電圧測定から正規化された電圧値を計算し、
前記正規化された電圧値を前記所定の範囲および前記所定の値のうちの１つまたは複数と比較するようにさらに構成される、請求項１記載の電力システム。
【請求項５】
前記プロセッサ（１５２）が、前記少なくとも１つの属性の測定値に基づいて前記少なくとも１つの属性の軌道を表す傾向値を計算するようにさらに構成される、請求項１記載の電力システム。
【請求項６】
前記プロセッサ（１５２）が、前記電力配電回路網のネットワークモデルを使用して前記傾向を決定するようにさらに構成される、請求項１記載の電力システム。
【請求項７】
前記プロセッサ（１５２）が、少なくとも一部、前記少なくとも１つの属性の測定値に基づいて前記遅延時間を計算するようにさらに構成される、請求項１記載の電力システム。
【請求項８】
電力配電回路網を含む電力システム用のコンピューティングデバイス（１４０，８１０）であって、前記電力配電回路網が、制御デバイスを含む、
１回目に電力配電システム上の境界外状態であって、少なくとも１つの属性に関連付けられた境界外状態を識別し、
所定の遅延時間が経過した後、前記１回目より後である２回目に前記少なくとも１つの属性の傾向であって、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する傾向を決定し、
少なくとも一部、前記傾向に基づいて前記制御デバイスに制御動作を伝送するようにプログラムされたプロセッサ（１５２）を備える、コンピューティングデバイス（１４０，８１０）。
【請求項９】
前記制御デバイスが、電圧調整器（３１０、４１０）であり、前記少なくとも１つの属性が、電圧であり、前記プロセッサ（１５２）が、高閾値および低閾値のうちの１つまたは
複数を含む電圧の所定の範囲を識別するようにさらにプログラムされ、前記プロセッサ（１５２）が、前記電圧調整器（３１０、４１０）にタップ切り替えコマンドを伝送するようにさらにプログラムされる、請求項８記載のコンピューティングデバイス（１４０，８１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの属性が、電圧であり、前記プロセッサ（１５２）が、
前記電力システムの複数の電圧測定から正規化された電圧値を計算し、
前記正規化された電圧値を前記所定の範囲および前記所定の値のうちの１つまたは複数と比較するようにさらにプログラムされる、請求項８記載のコンピューティングデバイス（１４０，８１０）。
【請求項１１】
前記プロセッサ（１５２）が、前記少なくとも１つの属性の傾向を決定するようにさらにプログラムされ、前記少なくとも１つの属性の測定値に基づいて前記少なくとも１つの属性の軌道を表す傾向値を計算するステップを含む、請求項８記載のコンピューティングデバイス（１４０，８１０）。
【請求項１２】
前記プロセッサ（１５２）が、前記少なくとも１つの属性の傾向を決定するようにさらにプログラムされ、前記電力配電回路網のネットワークモデルを使用して前記傾向を決定し、含む、請求項８記載のコンピューティングデバイス（１４０，８１０）。
【請求項１３】
前記プロセッサ（１５２）が、少なくとも一部、前記少なくとも１つの属性の測定値に基づいて前記遅延時間を計算し、決定するようにさらにプログラムされる、請求項８記載のコンピューティングデバイス（１４０，８１０）。
【請求項１４】
電力配電システムを含む電力システム上の制御動作を実施するためのコンピュータベースの方法であって、前記電力配電システムが制御デバイスを含む、メモリに結合されたプロセッサ（１５２）を含むコンピューティングデバイス（１４０，８１０）を使用する方法であって、
１回目に前記電力システム上の境界外状態であって、前記電力システムの少なくとも１つの属性に関連付けられた境界外状態を前記メモリ内で識別するステップと、
所定の遅延時間が経過した後、前記１回目より後である２回目に前記少なくとも１つの属性の傾向であって、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する傾向をプロセッサ（１５２）によって計算するステップと、
少なくとも一部、前記傾向に基づいて前記制御デバイスに制御動作を伝送するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記制御デバイスが、電圧調整器（３１０、４１０）であり、前記少なくとも１つの属性が、電圧であり、前記方法が、高閾値および低閾値のうちの１つまたは複数を含む電圧の所定の範囲を識別するステップをさらに含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記制御デバイスが、電圧調整器（３１０、４１０）であり、制御動作を伝送するステップが、前記電圧調整器（３１０、４１０）にタップ切り替えコマンドを伝送するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの属性が、電圧であり、境界外状態を識別するステップが、
前記電力システムの複数の電圧測定から正規化された電圧値を計算するステップと、
前記正規化された電圧値を前記所定の範囲および前記所定の値のうちの１つまたは複数と比較するステップとをさらに含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの属性の傾向を計算するステップが、前記少なくとも１つの属性の測
定値に基づいて前記少なくとも１つの属性の軌道を表す傾向値を計算するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの属性の傾向を計算するステップが、前記電力配電システムのネットワークモデルを使用して前記傾向を決定するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの属性の傾向を決定するステップが、少なくとも一部、前記少なくとも１つの属性の測定値に基づいて前記遅延時間を計算するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、電力配電回路網に関し、より詳しくは、例えば、太陽光（ＰＶ）発電機または風力発電機などの可変または変動発電機を含む電力配電回路網における構成要素の動作を制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力伝送および配電回路網は、典型的には、電力伝送および供給を容易にする中央発電所、送電線、配電線、変圧器、および他のデバイスを含む。電力は、中央発電所において発生された後、典型的には、高電圧送電線を通じて長距離にわたってサブ送電／配電サブステーションに伝送される。サブステーションから、次に、電力は配電回路網を通じて最終顧客に伝送される。
【０００３】
公知の配電回路網によっては、太陽光（ＰＶ）発電機や風力タービンなど、天災によって生じた変動の影響を受けやすい可能性がある分散型発電機も含まれる。例えば、ＰＶ発電機は、太陽放射を直流電力に変換し、その電力を地元の使用のために配電回路網に提供する。しかし、ＰＶ発電機からの出力は、雲量につれて変動する。曇りの日には、ＰＶ発電機は、相対的に小さい電力を配電回路網に提供することができ、そこで、晴れの日には、ＰＶ発電機が相当量の電力を回路網に提供することができる。さらに、雲が近隣を移動するにつれて、ＰＶ発電機の出力は、一日を通じて複数回、急増し激減することがあり、回路網に提供される総出力に多くのばらつきを生じ、相対的に低出力と高出力との間を迅速に変動する。
【０００４】
配電回路網のある一定の態様を制御する（例えば、公称電圧範囲内に電圧を維持する）ために、電力配電回路網は、コンデンサバンクや電圧調整器などの追加の制御デバイスを含むことがある。これらのデバイスは、例えば、動作状態と非動作状態とが切り替わる、または配電回路網内の電圧など、１つまたは複数の属性を変更するために段階的に切り替わる、制御動作を実行する。これらの変化は、例えば、公称電圧範囲を超える電圧の逸脱を軽減するのに役立つことがある。ＰＶなどの変動発電機なしの公知のシステムによっては、回路網の状態の変化によるずれが一般により予測可能であり、またはより激変しないので、制御器が所与の範囲内に電圧を十分に管理することができる。しかし、ＰＶなどの変動発電機が配電回路網上に存在すると、制御デバイスが下流の配電回路網上の正味の負荷の変動性を追いかけるので、過度のスイッチング動作がもたらされることがある。追加の制御デバイスの過度のスイッチングは、デバイスの寿命の低減および保守費用の増加をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１２３６０６号明細書
【発明の概要】
【０００６】
第１の態様においては、電力システムが提供される。電力システムは、電力配電回路網を含む。電力システムは、前記電力システムの少なくとも１つの属性を調整するように構成された制御デバイスも含む。電力システムは、制御デバイスに結合されたプロセッサをさらに含む。プロセッサは、１回目に前記電力配電回路網の境界外状態を識別するように構成される。境界外状態は、少なくとも１つの属性に関連付けられる。プロセッサは、所定の遅延時間が経過した後、１回目より後である２回目に少なくとも１つの属性の傾向を決定するようにも構成される。傾向は、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する。プロセッサは、少なくとも一部、傾向に基づいて前記制御デバイスに制御動作を伝送するようにさらに構成される。
【０００７】
別の態様においては、電力システム用のコンピューティングデバイスが提供される。電力システムは、電力配電回路網を含む。電力配電システムは、制御デバイスを含む。コンピューティングデバイスは、１回目に電力配電システム上の境界外状態を識別するようにプログラムされたプロセッサを含む。境界外状態は、少なくとも１つの属性に関連付けられる。プロセッサは、所定の遅延時間が経過した後、１回目より後である２回目に少なくとも１つの属性の傾向を決定するようにもプログラムされる。傾向は、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する。プロセッサは、少なくとも一部、傾向に基づいて制御デバイスに制御動作を伝送するようにもプログラムされる。
【０００８】
さらに別に態様においては、電力配電システムを含む電力システム上の制御動作を実施するためのコンピュータベースの方法が提供される。電力配電システムは、制御デバイスを含む。方法は、メモリに結合されたプロセッサを含むコンピューティングデバイスを使用する。方法は、１回目に電力システム上の境界外状態を識別するステップをメモリ内に含む。境界外状態は、電力システムの少なくとも１つの属性に関連付けられる。方法は、所定の遅延時間が経過した後、１回目より後である２回目に少なくとも１つの属性の傾向をプロセッサにより計算するステップも含む。傾向は、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する。方法は、少なくとも一部、傾向に基づいて制御デバイスに制御動作を伝送するステップをさらに含む。
【０００９】
本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同じ文字が同じ部分を表す添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読んだとき、より良く理解されることになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な電力配電システムを含む例示的な電力回路網の全体的な概略図である。
【図２】図１に示す電力回路網、より具体的には、図１に示す配電システムを分析するのに使用される例示的なコンピューティングシステムの構成図である。
【図３】例示的なスイッチングコントローラが電圧レベルの変動を管理する、図１に示す電力配電システムの概略図である。
【図４】図３に示すスイッチングコントローラの概略図である。
【図５】図３に示す電力配電システム上の、電圧などの属性を制御するための例示的なプロセスの流れ図である。
【図６】図３に示す電力配電システムからの、フィルタリングされ、正規化された電圧信号の例示的なグラフである。
【図７】図４に示すコントローラを使用して、図３に示す電力配電システム上の制御動作を実施するための例示的な方法の流れ図である。
【図８】図３に示す電力配電システム上のスイッチング動作を制御するのに使用することができる、他の関係するコンピューティング構成要素とともに、コンピューティングデバイス内のデータベースの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
他の指示がない限り、本明細書に提供する図面は、本開示の実施形態の特徴を示すことが意図されている。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を備える実に様々なシステムにおいて適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示する実施形態の実施に必要とされる、当業者に公知であるすべての従来の特徴を含むことは意図されていない。
【００１２】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語を参照するが、それらは以下の意味を有すると定義されなければならない。
【００１３】
文脈が明確に他の指示をしていない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その」は、複数の参照を含む。
【００１４】
「任意選択の」または「任意選択で」は、続いて説明される事象または状況が起きることもあり、起きないこともあることを意味し、説明は事象が起きる事例および事象が起きない事例を含むことを意味する。
【００１５】
本明細書および特許請求の範囲全体を通して本明細書では、近似のための語は、それが関係する基本機能に変化をもたらすことなく許容範囲で変動できる定量的表現を修飾するのに適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「ほぼ」などの用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されない。少なくともある一定の事例では、近似のための語は、その値を測定する測定器の精度に対応することができる。ここで、および本明細書および特許請求の範囲全体を通して、範囲の限定は、組み合わされたおよび互換されたうちの１つまたは複数であり得るし、そのような範囲は識別され、文脈または言語が他の指示をしない限り、それに含まれるすべての部分的な範囲を含む。
【００１６】
本明細書では、「持続性コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、または他の任意のデバイスにおけるデータなど、情報の短期および長期の格納のための任意の方法または技術で実現された任意の有形のコンピュータベースのデバイスを表すことが意図されている。したがって、本明細書に説明する方法は、制限なしで、記憶デバイスおよびメモリデバイスを含む、有形の、持続性コンピュータ可読媒体で具現された実行可能命令としてエンコードすることができる。そのような命令は、プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに本明細書に説明する方法の少なくとも一部分を実施させる。さらに、本明細書では、「持続性コンピュータ可読媒体」という用語は、制限なしで、持続性コンピュータ記憶デバイスを含む、制限なしで、揮発性および不揮発性媒体、およびファームウェア、物理および仮想記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および回路網やインターネットなどの任意の他のデジタルソース、ならびに今後開発されるデジタル媒体など、取外し可能および取外し不可能媒体を含む、すべての有形の、コンピュータ可読媒体を含み、唯一の例外は一時的伝搬信号である。
【００１７】
本明細書では、「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は、互換可能であり、制限なしで、モバイルデバイス、クラスタ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアント、およびサーバを含む、デバイスによって実行されるためのメモリに格納された任意のコンピュータプログラムを含む。
【００１８】
さらに、本明細書では、「実時間」という用語は、関連する事象の発生の時間、所定のデータの測定および収集の時間、データを処理する時間、および事象および環境へのシステム応答の時間のうちの少なくとも１つを表す。本明細書に説明する実施形態においては、これらの活動および事象は、ほぼ瞬時に起きる。
【００１９】
本明細書では、「制御デバイス」という用語は、１つまたは複数の「制御動作」を通じて回路網の１つまたは複数の属性（例えば、電圧）に影響するように構成される、電力回路網上の任意の回路網構成要素またはデバイスを一般的に表すのに使用される。本明細書では、「制御動作」という用語は、回路網に変化を生じさせる操作コマンド、プロセス、ステップまたは動作を一般的に表すのに使用される。電圧調整器が、回路網上の電圧（属性）を調整するのに使用することができる制御デバイスの一例である。電圧調整器は、回路網上の電圧を調整するためにタップ切り替えコマンドを通じて制御動作を実施する。また、本明細書では、「コントローラ」という用語は、制御デバイス上の制御動作を管理する、モジュール、デバイス、またはコンピュータにより実現されたシステムを一般的に表すのに使用される。
【００２０】
本明細書に説明する方法およびシステムは、電力システムにおける回路網構成要素の動作変更を制御するためのまたは「制御動作」するための費用効果がある方法を提供する。いくつかの実施形態においては、配電回路網（配電システム）が、例えば、太陽光（ＰＶ）発電機など、１つまたは複数の変動発電機を含む。配電回路網は、ネットワークバスを通じて電源に結合された複数の負荷を含む。配電回路網は、１つまたは複数の制御デバイス（例えば、無効電力制御デバイス）も含む。例えば、一実施形態においては、電圧調整器は、配電回路網上の電圧を調整する。コントローラ（例えば、スイッチングコントローラ）が、電圧調整器および複数の負荷に結合される。コントローラは、境界外状態が検知されたとき、電圧調整器の制御動作（例えば、スイッチングまたはタップ切り替え動作）を管理する。スイッチングコントローラは、境界外状態および電圧傾向を検知するために回路網上の電圧レベルを監視するように構成される。スイッチングコントローラは、不都合なまたは望ましくない変化の方向を指示する傾向値を監視するようにも構成される。
【００２１】
図１は、例示的な電力配電システム１１０を含む例示的な電力回路網１００の全体的な概略図である。概して、電力回路網１００は、典型的には、例示的な電力配電システム１１０に結合された発電部分１０３を含む。発電および送電部分１０３は、電力を発生し、電力が例示的な電力配電システム１１０に伝送される超高電圧送電系統１０４および高電圧送電系統１０６を含む送電系統に伝送する複数の発電所１０２を含む。電力回路網１００は、制限なしで、任意の数、種類、および構成の超高電圧送電系統１０４、高電圧送電系統１０６、および電力配電システム１１０、ならびに電力配電システム１１０内、例えば、１１０〜２６５キロボルト（ｋＶ）超の高電圧送電系統１０６内、および例えば、２６５ｋＶ超の超高電圧系統１０４内の任意の数の需要者を含むことができる。「システム」および「回路網」という用語は、電力伝送および配電媒体を表すとき、本明細書では互換可能に用いられる。
【００２２】
電力配電システム１１０は、ワット数の低い需要者１１２とワット数が中位の工業用需要者１１４とを含む。電力配電システム１１０は、都市発電所１３２と、ソーラーファーム１３４と、ウィンドファーム１３６とを含む、分散型発電機１３０も含む。電力配電システム１１０が例示的な数および種類の分散型発電機１３０を用いて示されるが、電力配電システム１１０は、制限なしで、ディーゼル発電機、マイクロタービン、ソーラーコレクタアレイ、太陽光（ＰＶ）アレイ、風力タービンを含む、任意の数および種類の分散型発電機１３０を含むことができる。
【００２３】
図２は、電力回路網１００（図１に示す）、より具体的には、配電システム１１０（図１に示す）を分析するのに使用される例示的なコンピューティングシステム１４０の構成図である。あるいは、本明細書に説明するシステムおよび方法の動作を可能にする任意のコンピュータアーキテクチャを使用することができる。コンピューティングシステム１４０は、制御デバイスやコントローラ（図２に示さず）など、配電システム１１０における構成要素の構成、動作、監視、および保守に関連付けられたデータおよび動作コマンドの収集、格納、分析、表示、および伝送することを容易にする。
【００２４】
また、例示的な実施形態においては、コンピューティングシステム１４０は、メモリデバイス１５０と、命令を実行するためにメモリデバイス１５０に動作可能に結合されたプロセッサ１５２とを含む。いくつかの実施形態においては、実行可能命令がメモリデバイス１５０に格納される。コンピューティングシステム１４０は、プロセッサ１５２をプログラミングすることによって本明細書に説明する１つまたは複数の動作を実施するように構成可能である。例えば、プロセッサ１５２は、１つまたは複数の実行可能命令として動作をエンコードし、実行可能命令をメモリデバイス１５０に提供することによりプログラムすることができる。プロセッサ１５２は、１つまたは複数の処理ユニットを、例えば、制限なしで、マルチコア構成で含むことができる。
【００２５】
さらに、例示的な実施形態においては、メモリデバイス１５０は、実行可能命令および他のデータなどの情報の格納および検索を可能にする１つまたは複数のデバイスである。メモリデバイス１５０は、制限なしで、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、固体ディスク、ハードディスク、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリなど、１つまたは複数の有形の、持続性コンピュータ可読媒体を含むことができる。上記のメモリの種類は、例示に過ぎず、したがって、コンピュータプログラムの格納のために使用可能なメモリの種類に関して限定するものではない。
【００２６】
いくつかの実施形態においては、コンピューティングシステム１４０は、プロセッサ１５２に結合されたプレゼンテーションインターフェース１５４を含む。プレゼンテーションインターフェース１５４は、ユーザインターフェースや警報などの情報をユーザ１５６に提示する。例えば、プレゼンテーションインターフェース１５４は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、およびディスプレイを有する携帯デバイスなど、ディスプレイデバイス（図示せず）に結合することができるディスプレイアダプタ（図示せず）の１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態においては、プレゼンテーションインターフェース１５４は、１つまたは複数のディスプレイデバイスを含む。さらに、またはあるいは、プレゼンテーションインターフェース１５４は、オーディオ出力デバイス（図示せず）、例えば、オーディオアダプタおよびスピーカの１つまたは複数を含むことができる。
【００２７】
いくつかの実施形態においては、コンピューティングシステム１４０は、ユーザ入力インターフェース１５８を含む。例示的な実施形態においては、ユーザ入力インターフェース１５８は、プロセッサ１５２に結合され、ユーザ１５６から入力を受け取る。ユーザ入力インターフェース１５８は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、タッチペン、およびタッチパネル、例えば、タッチパッドまたはタッチスクリーンのうちの１つまたは複数を含むことができる。タッチスクリーンなどの単一の構成要素は、プレゼンテーションインターフェース１５４およびユーザ入力インターフェース１５８の両方のディスプレイデバイスとして機能することができる。
【００２８】
さらに、通信インターフェース１６０が、プロセッサ１５２に結合され、制限なしで、配電システム１１０、別のコンピューティングシステム１４０、１つまたは複数のコントローラまたは制御デバイス、および制限なしで、ポータブルラップトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびスマートフォンを含むコンピューティングシステム１４０にアクセスすることができる任意のデバイスにおける構成要素など、１つまたは複数の他のデバイスと連通して結合されるように構成される。通信インテーフェース１６０は、制限なしで、ワイヤードネットワークアダプタ、ワイヤレスネットワークアダプタ、モバイル電気通信アダプタ、シリアル通信アダプタ、およびパラレル通信アダプタのうちの１つまたは複数を含むことができる。通信インターフェース１６０は、１つまたは複数の遠隔デバイスからデータを受信し、１つまたは複数の遠隔デバイスにデータを送信することができる。コンピューティングシステム１４０は、例えば、遠隔デスクトップコンピュータ（図示せず）との遠隔通信にはウェブ対応とすることができる。
【００２９】
また、プレゼンテーションインターフェース１５４および通信インターフェース１６０は、両方共、本明細書に説明する方法を用いて使用するのに適した情報を、例えば、ユーザ１５６または別のデバイスに提供することができる。したがって、プレゼンテーションインターフェース１５４および通信インターフェース１６０は、出力デバイスと称することができる。同様に、ユーザ入力インターフェース１５８および通信インターフェース１６０は、本明細書に説明する方法を用いて使用するのに適した情報を受け取ることができ、入力デバイスと称することができる。
【００３０】
さらに、プロセッサ１５２およびメモリデバイス１５０は、記憶デバイス１６２に動作可能に結合することもできる。記憶デバイス１６２は、限定はされないが、データベース１６４に関連付けられたデータなどのデータを格納し検索するのに適した任意のコンピュータ操作されるハードウェアである。例示的な実施形態においては、記憶デバイス１６２がコンピューティングシステム１４０内に統合される。例えば、コンピューティングシステム１４０は、１つまたは複数のハードディスクドライブを記憶デバイス１６２として含むことができる。さらに、例えば、記憶デバイス１６２は、ハードディスクや固体ディスクなどの複数の記憶ユニットを安価なディスクの冗長配列（ＲＡＩＤ）構成で含むことができる。記憶デバイス１６２は、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）システム、およびクラウドベースの記憶装置のうちの１つまたは複数を含むことができる。あるいは、記憶デバイス１６２は、コンピューティングシステム１４０の外部にあり、記憶インターフェース（図示せず）によってアクセスすることができる。
【００３１】
さらに、例示的な実施形態においては、データベース１６４が、例えば、配電回路網に関連付けられた電圧データおよび他のデータ、ならびに低減されたネットワークモデルに関連付けられたモデルデータなどの配電システムの構成要素に関連付けられた様々なスタティックおよびダイナミック動作データを含む。
【００３２】
本明細書に示し説明する実施形態ならびに本明細書に具体的に説明しないが本開示の態様の範囲内にある実施形態は、電力システム内の制御デバイスの操作動作を制御するための例示的な手段を構成する。例えば、コンピューティングシステム１４０、およびそれに追加されまたは内部に含まれる任意の他の同様のコンピュータデバイスは、共に統合されたとき、本明細書に説明するプロセッサを用いてプロセスおよび技法を実行するように十分なコンピュータ実行可能命令でプログラムされる十分なコンピュータ可読記憶媒体を含む。具体的には、コンピューティングシステム１４０、およびそれに追加されまたは内部に含まれる任意の他の同様のコンピュータデバイスは、共に統合されたとき、ＰＶ発電機１３０（図１に示す）および変動負荷（例えば、需要者の電気器具および電気自動車）などの分散型発電機からの変動に反応して配電システム１１０内の制御デバイスの制御動作を実行するための例示的な手段を構成する。制御デバイスは、例えば、電圧調整器、タップ切り替え器、およびコンデンサバンクなどの公共事業スイッチング機器を含むことができる。
【００３３】
図３は、例示的なコントローラ３６０が電圧レベルの変動を管理する、配電システム１１０（図１にも示す）の概略図３００である。いくつかの実施形態においては、コントローラ３６０は、配電回路網１１０に関連付けられた他のデータを受け取るために、十分なコンピュータ可読／実行可能命令、データ構造、プログラムモジュール、およびプログラムサブモジュールも含む。あるいは、コントローラ３６０は、スタンドアロンのシステムである。例示的な実施形態においては、コントローラ３６０は、本明細書に説明するステップの１つまたは複数を実行するように構成された少なくとも１つの中央処理装置（ＣＰＵ）（図３には示さず）を含む。いくつかの実施形態においては、コントローラ３６０は、コンピューティングデバイス１４０（図２に示す）でよい。ＣＰＵは、回路網３７０を介して他のデバイス（図示せず）に結合することができる。いくつかの実施形態においては、回路網３７０は、ワイヤレス回路網である。
【００３４】
例示的な実施形態においては、配電システム１１０は、電力を発生し、ネットワークバス３５０を通じて複数の負荷３４０に伝送するＰＶ発電機３３０（例えば、変動電源）を含む。いくつかの実施形態においては、ＰＶ発電機３３０は、ソーラーファーム１３０（図１に示す）と同様である。さらに、いくつかの実施形態においては、配電システム１１０は、例えば、太陽光電源（例えば、ＰＶ発電機３３０、ソーラーファーム１３０）、風力電源（例えば、ウィンドファーム１３０（図１に示す））、熱電源（図示せず）、水力電源（図示せず）、またはそれらの組合せなど、１つまたは複数の分散型発電機を含む。いくつかの実施形態においては、ＰＶ発電機３３０は、１つまたは複数の住宅規模の太陽光システム、商業規模の太陽光システム、公共事業規模の太陽光システム、またはそれらの組合せを含むことができる。
【００３５】
配電システム１１０は、例示的な実施形態において、配電システム１１０内の属性（例えば、電圧）を調整するのに使用される電圧調整器３１０など、１つまたは複数の制御デバイスを含む。制御デバイスは、コンデンサバンク、エネルギー貯蔵素子、スタティック同期補償器、負荷時タップ切り替え装置、電圧調整器、例えば、電圧調整器３１０、またはそれらの組合せのうちの１つまたは複数を含むことができる。さらに、例示的な実施形態においては、少なくとも１つのコントローラ３６０は、制御デバイス、ならびに配電システム１１０における複数の負荷３４０に結合される。コントローラ３６０は、とりわけ、配電システム１１０からの回路網属性の値を感知するまたは受け取るように、および制御動作（例えば、タップ切り替えコマンド）を電圧調整器３１０に対して送信／実行するように構成される。制御動作は、デバイスの種類に基づいて変化するが、例えば、デバイスの個別電源オンまたはオフおよび、例えば、時刻、負荷電流フロー、または電圧セットポイントに基づくことができる個別または連続スイッチング設定のうちの１つまたは複数を含むことできる。
【００３６】
例示的な実施形態においては、コントローラ３６０は、周期的にまたは連続的にネットワークバス３５０の実時間電圧を監視し、本明細書に説明する電圧調整器３１０のスイッチング動作を開始する。例えば、回路網構成要素は、特定のネットワークバス３５０の実時間電圧が配電システム１１０の動作電圧の範囲外に逸脱する場合、電圧維持をもたらすために動作状態に切り替えることができる。コントローラ３６０は、例えば、局部的に配電フィーダ（図示せず）に、または中心的に配電サブステーション（図示せず）に位置することができる。いくつかの実施形態においては、コントローラ３６０は、配電システム１１０内のコントローラ３６０または電圧調整器３１０の場所に応じて構成される。例えば、２つのコントローラ３６０が２つの異なる配電フィーダ（図示せず）に位置する場合、各コントローラ３６０は、それぞれの配電フィーダに結合された回路網構成要素の動作（制御動作）を制御する。
【００３７】
図４は、例示的なコントローラ４２０の概略図である。いくつかの実施形態においては、電圧調整器４１０は、電圧調整器３１０（図３に示す）と同様であり、コントローラ４２０は、コントローラ３６０（図３に示す）と同様である。コントローラ４２０は、例示的な実施形態において、分析モジュール４３０と、フィルタリングモジュール４４０と、制御モジュール４５０と、計算モジュール４６０とを含む。いくつかの実施形態においては、コントローラ４２０ならびにモジュール４３０、４４０、４５０、および４６０のうちの１つまたは複数は、コンピューティングデバイス１００（図２に示す）と同様でよい。さらに、例示的な実施形態において、コントローラ４２０は、データベース４７０も含む。
【００３８】
動作時に、例示的な実施形態において、分析モジュール４３０は、電圧調整器４１０から、生の電圧測定値など、回路網属性測定値を受け取る。フィルタリングモジュール４４０は、回路網属性測定値を分析モジュール４３０から受け取り、測定値をフィルタリングする。計算モジュール４６０は、フィルタリングされたデータを受け取り、電圧調整器４１０上の動作変更を実施するかどうかおよびいつ実施するかを決定するためにデータによる計算および分析を実施する。状態が、計算モジュール４６０が電圧調整器４１０上の動作変更を実行する必要を決定するようであるとき、計算モジュール４６０は、制御モジュール４５０を通じて変更事象を開始する。制御モジュール４５０は、電圧調整器４１０との連通により動作変更を実行する。電圧値を監視し、動作変更をいつ実施するのかを決定するプロセスは、図５に関して以下に詳細に説明する。
【００３９】
図５は、電力配電システム１１０（図３に示す）上の、電圧などの属性を制御するための例示的なプロセス５００の流れ図である。例示的な実施形態においては、プロセス５００は、電圧調整器４１０（図４に示す）などの制御デバイスと連動してコントローラ４２０（図４に示す）などのコントローラによって実施される。例示的な実施形態においては、プロセス５００は、いくつかの値を利用し、その一部は、定義済みの値であり、その他は、周期的に計算される。一般的に言えば、プロセス５００は、電圧の閾値と電圧の傾向との２つの側面を評価する。他の実施形態においては、電流、有効電力、無効電力、コントローラの場所における放射照度および温度、季節、電力、またはモデルベースの予測など、１つまたは複数の追加の変数も検討することができる。
【００４０】
プロセス５００によって使用される値の２つは、例示的な実施形態において、正規化された電圧値、Ｖと、電圧傾向とである。正規化された電圧値、Ｖは、配電システム１１０から受け取った電圧測定値から計算される。より具体的には、例示的な実施形態において、スイッチングコントローラ４２０は、電圧測定値または信号（Ｖ＿ｍｅａｓｕｒｅ）を、電圧調整器４１０の相互接続の点など、配電システム１１０内の１つまたは複数の調整点から受け取る。Ｖ＿ｍｅａｓｕｒｅの二乗平均平方根（ＲＭＳ）を計算し、ローパスフィルタをＲＭＳ値に適用してフィルタリングされた信号を生成する。いくつかの実施形態においては、ローパスフィルタは、ハイパスフィルタの時定数ＴLPHの値によって決定される、閾値周波数より上にある周波数における電圧変動に関連付けられた電圧信号の構成要素、Ｖ＿ｍｅａｓｕｒｅをブロックするように構成することができる。ローパスフィルタの出力信号は、ベース電圧ベース値によって割ると、正規化された、単位当たり（ｐｕ）の電圧値、Ｖが生成される。いくつかの実施形態においては、移動平均ウィンドウを生の信号に適用して、信号をフィルタリングすることができる。移動ウィンドウの長さ（例えば、および制限なしで、１分または１０分）は、信号の高周波振動を円滑にすることができる。さらに、電圧傾向（例えば、ΔＶ／Δｔ）は、前の時間ステップと現在の時間ステップとの単位当たりの電圧、Ｖの差を計算することにより算出される。他の実施形態においては、ローパス、バンドパス、およびハイパスフィルタリングのうちの１つまたは複数を使用する信号処理技法が用いられる。さらに他の実施形態においては、百分率または変動性推定を使用する統計技法が用いられる。他の実施形態においては、生の測定値が使用される。
【００４１】
例示的な実施形態においては、低電圧閾値、Ｖ＿ｌｏｗと高電圧閾値、Ｖ＿ｈｉｇｈとの２つの電圧閾値もプロセス５００によって識別される。これらの２つの所定の値は、回路網の目標とするまたは好ましい電圧範囲を定義する。いくつかの実施形態においては、Ｖ＿ｌｏｗとＶ＿ｈｉｇｈとは、定義済みの単位当たりの値である。他の実施形態においては、単一の所定の値が、所定の電圧として使用され、所定の電圧は、所定の値からの許容できる偏移距離を指示する偏差値も含み、それによって所定の範囲を定義することができる。したがって、コントローラ４２０およびプロセス５００は、Ｖ＿ｌｏｗとＶ＿ｈｉｇｈとの間の回路網上の電圧を保持する傾向があるか、またはこの所定の範囲の方に電圧を移動させる傾向があるかのいずれかの動作を実施する。この所定の範囲は、以下に、より詳細に説明する、境界外状態を決定するのに使用することができる。
【００４２】
一実施形態においては、コントローラ４２０は、現在の、正規化された電圧値、Ｖと、閾値とを比較して、ＶがＶ＿ｌｏｗとＶ＿ｈｉｇｈとによって定義される境界の外側にあるかどうか（例えば、「境界外」状態）を決定する。境界外状態が検知された場合、スイッチングコントローラ４２０は、現在の電圧、Ｖが高過ぎる（例えば、Ｖ＞Ｖ＿ｈｉｇｈ、閾値超状態）かどうか、または低過ぎる（例えば、Ｖ＜Ｖ＿ｌｏｗ、閾値未満状態）かどうかを識別する。さらに、スイッチングコントローラ４２０は、電圧傾向または「傾向値」も計算する。電圧傾向は、いくつかの実施形態において、最近の電圧レベルの傾斜または軌道（例えば、ΔＶ／Δｔ）を表す、計算された値である。他の実施形態においては、配電回路網１１０のネットワークモデルを使用して電圧傾向が推定され、将来のある一定の時点における電圧レベルを予測して電圧傾向を決定する。言い換えれば、電圧傾向は、配電回路網１１０上の１つまたは複数の点において電圧が上昇しているか減少しているかに近似する。一般的に言えば、スイッチングコントローラ４２０が「高過ぎる」状態を検知し、回路網電圧がまだ上昇していると決定もした場合、タップ切り替え機構が付勢され、スイッチングコントローラ４２０が、配電回路網１１０上の将来の電圧レベルを下げるために電圧調整器４１０への「タップダウン」動作を発令する。スイッチングコントローラ４２０が、「低過ぎる」状態を検知し、回路網電圧がまだ降下しているとの決定もした場合、タップ切り替え機構（図示せず）が付勢され、スイッチングコントローラ４２０が、回路網上の将来の電圧レベルを増大させるために電圧調整器４１０への「タップアップ」動作を発令する。それ以外の場合は、スイッチングコントローラ４２０は、何も処置することができない。
【００４３】
例示的な実施形態においては、プロセス５００がステップ５０２において開始し、閾値未満スレッド５０４と閾値超スレッド５０６との２つの主な処理のスレッドを一般に含む。プロセス５００が５０２を開始し、正規化された、現在の電圧値、Ｖを調べる。次いで、ステップ５１０において、ＶがＶ＿ｌｏｗと比較される。ＶがＶ＿ｌｏｗ超である場合、プロセス５００がステップ５３０のＶとＶ＿ｈｉｇｈとを比較するステップに進む。ＶがＶ＿ｈｉｇｈ未満である場合、プロセス５００は、フラグとタイマが再設定される再設定ステップ５６０に進む。これは、ＶがＶ＿ｌｏｗとＶ＿ｈｉｇｈとによって設定された境界内にあるシナリオを表す。したがって、回路網再構成の動作は何も起きず、プロセス５００は最初にループバックする。
【００４４】
ステップ５１０において、ＶがＶ＿ｌｏｗより小さい場合、これは正規化された電圧が、低い閾値より低いシナリオを表し、プロセス５００は、閾値未満スレッド５０４に進む。例示的な実施形態においては、プロセス５００は、ステップ５１２においてフラグ「ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈ」をゼロに設定して、プロセス５００が現在閾値超状態を処理していないことを指示する。ステップ５１４では、プロセス５００は、別のフラグ、「ｆｌａｇ＿ｌｏｗ」が現在「１」に設定されているかどうか確認する。「１」に設定されていない場合、ステップ５１６においてｆｌａｇ＿ｌｏｗが１に設定され、ステップ５１８において、タイマ、「ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ」が始動され、プロセス５００はプロセスの最初までループバックする。この選択肢は、閾値未満状態の最初、および潜在的制御動作への遅延の最初（例えば、３０秒など、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗの持続時間の間）の指示を表す。例示的な実施形態においては、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗは、定義済みの時間の長さであり、タイマ機能がステップ５１８で動作するタイマクロックを開始する。他の実施形態においては、開始時間は、ステップ５１８でキャプチャされ、後のステップで使用されて、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗによって定義された時間の量が経過したかどうかが決定される。本明細書では、「ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ」および「ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈ」という用語は、それぞれ、タイマに関連付けられた時間を定義する変数、または閾値未満または閾値超の状態に関連付けられたタイマのいずれかを表すのに使用することができる。さらに、これらの２つのタイマのいずれかまたは両方は、一般に「閾値タイマ」と称することができる。
【００４５】
ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗの持続時間は、例示的な実施形態において、例えば、３０秒など、定義済みの値である。他の実施形態においては、タイマの持続時間（例えば、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗとｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈ）は、変動することがある。例えば、一実施形態において、タイマの持続時間は、現在の電圧が所定の範囲からどの位遠くに離れているか、または所定の値が現在の電圧からどの位遠くに離れているかに対して計算することができる。例えば、現在の電圧値が相対的に所定の範囲から離れている場合、遅延時間を下げ、より短い時間フレームで処置を取る必要があることを指示することができる。いくつかの実施形態においては、タイマの長さを決定する複数の重大度を定義することができ、重大度ごとにタイマに別個のタイマ値を定義することができる。例えば、通常の電圧レベルは、０．９５＜Ｖ＜１．０５と定義し、関連するタイマ値を４５秒とし、中程度の電圧レベルを０．９０＜Ｖ＜０．９５または１．０５＜Ｖ＜１．１０と定義し、関連タイマ値を３０秒とし、極端な電圧偏移をＶ＜０．９０またはＶ＞１．１０と定義し、関連するタイマ値を１０秒とすることができる。タイマ値が短ければ短いほど、コントローラ４２０はより迅速に動作する。しかし、これは、動作変更の数の増大をもたらすことがある。他方、タイマ値が長ければ長いほど、コントローラ４２０の境界外状態に反応するのが遅くなる。これは、境界外状態がより長く持続し、場合により、電圧の変動が大きくなることに結果としてなり得る。
【００４６】
いくつかの実施形態においては、タイマは、ステップ５１８で開始され、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗによって定義されたその後の時間で終了するように設定される、割り込みスタイルのタイマである。割り込みタイマは、他のコンピューティングシステムにおいてよく知られており、プロセッサが関与してタイマが終了するように設定し、続いて、他の進行している処理に通知し、または「割り込み」、それによってタイマの終了後に（例えば、割り込みと同時に）動作を実施する。この実施形態においては、割り込みタイマは、例えば、ステップ５１８において、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗの持続時間により設定される。タイマが終了すると（すなわち、割り込みがあると）、次いで、処理が、例えばステップ５１０またはステップ５２０における処理を継続する。
【００４７】
例示的な実施形態においては、プロセス５００は、閾値未満スレッド５０４の後続の通過を実施する（例えば、ｆｌａｇ＿ｌｏｗ＝１とし、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗを開始しアクティブにして）。より具体的には、プロセス５００は、ステップ５１０において、後の正規化された電圧、Ｖを再計算し、Ｖがまだより低い閾値Ｖ＿ｌｏｗ未満である（すなわち、低電圧状態がまだ存在する）ことを再度認識する。ステップ５１２において、ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈが再度ゼロに設定される。ステップ５１４では、プロセス５００が、ｆｌａｇ＿ｌｏｗが現在１に設定されていることを認識し（すなわち、これは第２のまたは後続の、アクティブな閾値未満状態での通過である）、したがって、ステップ５２０まで通過する。ステップ５２０では、例示的な実施形態において、当該時間が終了したかどうか決定するためにｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗがチェックされる。そうでない場合（すなわち、この閾値未満状態に関連付けられたタイマがまだ動作中で、終了していない場合）、プロセス５００は最初にループバックする。
【００４８】
例示的な実施形態においては、閾値未満タイマ、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗが終了した場合、プロセス５００は、ステップ５２２において傾向値（例えば、ΔＶ／Δｔ）を調べる。より具体的には、電圧が増加しているように見える場合（例えば、ΔＶ／Δｔがゼロより大きい場合、または、ネットワークモデルの出力が電圧の増加を指示する場合）、何も処置は取られず、プロセス５００は最初にループバックする。言い換えれば、現在の電圧レベルは境界外であるが、軌道はすでに所定の動作範囲に向かって戻っていくように見え、したがって、所定の範囲に達するのに何も処置は必要でない可能性がある。いくつかの実施形態においては、ｆｌａｇ＿ｌｏｗは、０に再設定する（すなわち、閾値未満状態を再設定する）ことができる。他の実施形態においては、閾値未満タイマを再始動することができ、それによって、次の傾向チェックまで別の遅延を提供し、現在の閾値未満状態をまだ維持することができる。さらに他の実施形態においては、閾値未満タイマをｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ以外の異なる（例えば、より短い）値で再始動することができ、それによって、次の傾向チェックまで別の、より短い遅延を提供することができる。
【００４９】
電圧傾向が下方方向への傾向にある場合（例えば、ΔＶ／Δｔがゼロ未満である、または、ネットワークモデルの出力が電圧の減少を指示している場合）、プロセス５００は、ステップ５２４において回路網における制御動作を開始する（例えば、タップ切り替え）。より具体的には、例示的な実施形態において、プロセス５００は、電圧調整器４１０の上方タップ切り替えを開始する。言い換えれば、現在の電圧レベルが低過ぎて、軌道が所定の動作範囲から離れて、より低い方に向かっているように見え、したがって、現在の傾向を逆にする処置が必要とされ得る。プロセス５００は、ステップ５２６においてｆｌａｇ＿ｌｏｗ＝０を設定し、閾値未満タイマを再設定し、最初にループバックすることにより閾値未満状態も再設定する。
【００５０】
閾値超状態の場合、プロセス５００は、ステップ５３０に移動し、閾値超スレッド５０６を実行する。概して、閾値超スレッド５０６は、閾値未満スレッド５０４と同様であるが、反対の効果のために分析によっては逆にするものもある。例示的な実施形態において、ステップ５３０では、ＶがＶ＿ｈｉｇｈより大きい場合、これは正規化された電圧が高い閾値より高いシナリオを表し、プロセス５００は閾値超スレッド５０６に進む。例示的な実施形態においては、プロセス５００は、ステップ５３２においてフラグ「ｆｌａｇ＿ｌｏｗ」をゼロに設定して、プロセス５００が現在閾値未満状態を処理していないことを指示する。ステップ５３４では、プロセス５００は、フラグ「ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈ」が現在「１」に設定されているかどうかを確認する。「１」に設定されていない場合、ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈは、ステップ５３６において１に設定され、ステップ５３８においてタイマ、「ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈ」が始動され、プロセス５００はプロセスの最初までループバックする。この選択肢は、閾値超状態の最初、および潜在的な制御動作への遅延の最初（例えば、３０秒などのｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈの持続時間の間）の指示を表す。例示的な実施形態においては、ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈは、定義済みの時間の長さであり、タイマ機能がステップ５３８において動作中のタイマクロックを開始する。他の実施形態においては、開始時間がステップ５３８においてキャプチャされ、ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈによって定義された時間の量が経過したかどうかを決定するために後のステップにおいて使用される。ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈの持続時間は、例示的な実施形態においては、例えば、３０秒などの定義済みの値である。他の実施形態においては、ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈの持続時間は、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗに関して上に説明したように、変動することがある。別の実施形態においては、タイマは、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗに関して上に説明したタイマと同様の割り込みスタイルのタイマである。
【００５１】
例示的な実施形態においては、プロセス５００は、閾値超スレッド５０６の後続の通過（例えば、ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈ＝１とし、ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈを開始し動作させて）を実施する。より具体的には、プロセス５００は、後の正規化された電圧、Ｖを再計算し、ステップ５１０においてＶがまだ上側の閾値Ｖ＿ｈｉｇｈより上にあることを再度認識する。ステップ５３２において、ｆｌａｇ＿ｌｏｗが再度ゼロに設定される。ステップ５３４では、プロセス５００は、ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈが現在１に設定されていることを認識し（すなわち、これは閾値超状態内の後の通過である）、したがって、ステップ５４０まで通過する。ステップ５４０では、例示的な実施形態において、時間が終了したかどうか決定するためにｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈがチェックされる。終了していない場合（すなわち、この閾値超状態に関連付けられたタイマがまだ動作中であり、終了していない場合）、プロセス５００は、最初にループバックする。
【００５２】
例示的な実施形態においては、閾値超タイマ、ｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈが終了した場合、プロセス５００がステップ５４２において傾向値（例えばΔＶ／Δｔ）を調べる。より具体的には、傾向値が下方方向にある（例えば、ΔＶ／Δｔがゼロ未満である、またはネットワークモデルの出力が電圧の減少を指示する）場合、何も処置は取られず、プロセス５００は最初にループバックする。言い換えれば、現在の電圧レベルが高いが、軌道がすでに所定の動作範囲に向かって戻っていくように見え、したがって、所定の範囲に達するためには何も処置は必要とされない可能性がある。いくつかの実施形態においては、この段階においてｆｌａｇ＿ｈｉｇｈを０に再設定する（すなわち、閾値超状態を再設定する）ことができる。他の実施形態においては、閾値超タイマを再始動することができ、それによって、次の傾向チェックまで別の遅延を提供し、現在の閾値超状態を維持することができる。さらに他の実施形態においては、閾値超タイマはｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈとは異なる（例えば、短い）値で再始動することができ、それによって、次の傾向チェックまで別の、より短い遅延を提供することができる。
【００５３】
電圧傾向が上方方向にある（例えば、ΔＶ／Δｔがゼロより大きい、またはネットワークモデルの出力が電圧の増加を指示する）場合、プロセス５００は、ステップ５４４において回路網における制御動作を開始する。より具体的には、例示的な実施形態においては、プロセス５００は、電圧調整器４１０の下方のタップ切り替えを開始する。言い換えれば、現在の電圧レベルが高く、軌道が所定の動作範囲から離れて、上昇するように見え、したがって、所定の範囲に達するには処置を必要とする可能性がある。プロセス５００は、ステップ５４６において、ｆｌａｇ＿ｈｉｇｈ＝０を設定し、閾値超タイマを再設定し、最初にループバックすることにより閾値未満状態も再設定する。
【００５４】
本明細書に説明する例示的な実施形態においては、プロセス５００は、いくつかの異なるやり方で属性の傾向（例えば、電圧傾向）を計算することができる。本明細書で説明するいくつかの実施形態においては、プロセス５００は、配電システム１１０（図３に示す）からの実際の測定値に基づいて値（例えば、ΔＶ／Δｔ）を電圧傾向（例えば、ステップ５２２および５４２における）として含む、測定ベースのアプローチを使用する。この電圧の傾斜は、例えば、１秒のほんの一部離れた、最近行った２つのサンプル測定を使用して、または数秒もしくは数分離れて行われた２つのサンプル測定を使用することにより、測定することができる。
【００５５】
本明細書に説明する他の実施形態においては、プロセス５００は、モデルベースのアプローチを使用して、属性の傾向を決定する。この実施形態において傾向決定を容易にするために、コントローラ４２０は、配電回路網（例えば、配電システム１１０）の一部または全部のネットワークモデルを含む。コントローラ４２０は、ネットワークモデルを使用して、既存の状態（例えば、感知した電圧、負荷など）を入力し、その後で属性の予測値をシミュレーションすることによって調べた属性（例えば、電圧）の１つまたは複数の傾向を決定する。次に、この予測値を使用して、傾向を評価し、したがって、現在の時間における配電回路網内の動作変更を実行するかどうかの決定を行う。例えば、ステップ５２２および５４２において、コントローラ４２０は、電圧傾向を決定し、タップ切り替え動作（例えば、ステップ５２４および５４４）を実施するかどうかを決定するために将来の時間における予測される電圧を計算することができる。傾向を決定するためのネットワークモデルの使用に関する追加の詳細は、図６を参照して以下に詳細に説明する。
【００５６】
図６は、電力配電システム１１０（図３に示す）からの、フィルタリングされ、正規化された電圧信号の例示的なグラフ６００である。例示的な実施形態においては、Ｘ軸６１０が時間を分（ｍ）で表し、Ｙ軸６２０が単位当たり（ｐｕ）の電圧を表し、曲線６２５が、上に説明したように、時間とともに読み取られ、計算された、フィルタリングされ、正規化された電圧、Ｖを表す。例示的な実施形態においては、電圧、Ｖの曲線６２５は、これらのシステムおよび方法の説明を簡略化するために純粋な正弦波として示される。
【００５７】
例示的な実施形態においては、グラフ６００は、低電圧閾値６３２（例えば、約０．９６ｐｕ）と高電圧閾値６３４（例えば、約１．０４ｐｕ）とを含む。したがって、低電圧閾値６３２と高電圧閾値６３４との間の電圧範囲６３０が配電システム１１０の所定の動作範囲を表す。いくつかの実施形態においては、高電圧閾値６３４と低電圧閾値６３２とは、Ｙ軸６２０の単位（例えば、ｐｕ）で表す定義済みの値である。
【００５８】
図６に示す例におけるグラフ６００は、約６ｍと１３ｍとの間の曲線６２５のくぼみで表される、より低い電圧の「谷」と、約１３ｍと１９ｍとの間の曲線６２５の傾きで表される、より高い電圧の「ピーク」とを含む。曲線６２５は、範囲６５０によって表されるように、約７ｍと１２ｍとの間の低電圧閾値６３２より下がる。したがって、その時間の間、感知する点における回路網は、閾値未満状態（例えば、Ｖ＜Ｖ＿ｌｏｗ）にあるとみなされる。同様に、曲線６２５は、範囲６６０によって表されるように、約１３ｍと１８ｍとの間の高電圧閾値６３０より高く上がる。したがって、その時間の間、感知する点における回路網は、閾値超状態（例えば、Ｖ＞Ｖ＿ｈｉｇｈ）にあるとみなされる。
【００５９】
動作時の図５と６とを参照すると、例示的な実施形態において、スイッチングコントローラ４２０（図４に示す）がプロセス５００を実施する。第１の例において、プロセス５００が点Ａ（例えば、８ｍのすぐ前）に関連付けられた時間において反復を開始するとき、スイッチングコントローラ４２０は中性状態（すなわち、現在アクティブな閾値未満状態も現在アクティブな閾値超状態もない）にあるとする。この時点の正規化された電圧値、Ｖは、低電圧閾値６３２未満である。したがって、ステップ５１０において、コントローラ４２０は、Ｖが低電圧閾値６３２未満であると決定し、閾値未満スレッド５０４に入り、ステップ５１４においてシステム状態がもう閾値未満状態にないことを識別し、ステップ５１４においてｆｌａｇ＿ｌｏｗ＝１を設定して、閾値未満状態への状態変化を指示し、３０秒の持続時間の間（例えば、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ＝３０秒）、閾値未満タイマ（例えば、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ）を始動させる。
【００６０】
この第１のサンプルを継続し、点Ｂがｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗの終了後の次の反復を表すものとする（すなわち、点Ｂが点Ａより１５秒より長く後である）。コントローラ４２０は、ステップ５１０において、点Ｂの時点においてＶがまだ低電圧閾値６３２未満であり、したがって、閾値未満スレッド５０４に入る。コントローラ４２０は、システム状態がステップ５１４においてすでに閾値未満状態にあり、ステップ５２０において、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗがタイムアウト（例えば、終了）したことを認識する。次いで、コントローラ４２０は、ステップ５２２において、回路網の傾向を決定する。いくつかの測定ベースの実施形態においては、コントローラ４２０は、現在および過去の測定値に基づいて、ΔＶ／Δｔなどの傾向値を計算する。いくつかのモデルベースの実施形態において、コントローラ４２０は、現在の状態に基づいて、およびネットワークモデルを使用して、将来の時間における１つまたは複数の属性の予想値を計算し、回路網の傾向を決定する。コントローラ４２０は、ステップ５２２において、点Ｂの時点の傾向値がゼロ未満であり、それ以外の場合は減少していることを決定する。言い換えれば、電圧Ｖは、先の点Ａにおいて閾値未満状態に入り、その後のｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗの遅延の後、まだ低下傾向にある。したがって、コントローラ４２０は、ステップ５２４においてタップ切り替えコマンドを実行し、ステップ５２６においてシステム状態を通常状態に再設定し、プロセス５００の最初にループする。
【００６１】
第２の例において、プロセス５００が点Ｂに関連付けられた時点において（例えば、８ｍのすぐ後で。この例では点Ａを無視する）反復を開始するとき、スイッチングコントローラ４２０が中性状態（すなわち、現在アクティブな閾値未満状態も現在アクティブな閾値超状態もない）にあるとする。この時点の正規化された電圧値、Ｖは、低電圧閾値６３２未満である。したがって、ステップ５１０において、コントローラ４２０は、Ｖが低電圧閾値６３２未満であり、閾値未満スレッド５０４に入り、システム状態がステップ５１４においてもう閾値未満状態ではなく、ステップ５１４においてｆｌａｇ＿ｌｏｗ＝１を設定して、閾値未満状態への状態変化を指示し、１５秒の持続時間の間（例えば、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ＝１５秒）、閾値未満タイマ（例えば、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗ）を始動させる。
【００６２】
第２の例を継続し、点Ｃが、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗの終了後の次の反復を表すものとする（すなわち、点Ｃは点Ｂよりも１５秒より長く後にある）。コントローラ４２０は、ステップ５１０において、点Ｃの時点のＶがまだ低電圧閾値６３２未満であり、したがて、閾値未満スレッド５０４に入る。コントローラ４２０は、システム状態がステップ５１４においてすでに閾値未満状態にあり、ステップ５２０においてｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗがタイムアウトになった（例えば、終了した）ことを認識する。次いで、コントローラ４２０は、計算をし、またはそれ例外の場合、傾向値ΔＶ／Δｔを分析し、点Ｂの時点の傾向値がゼロ超である（例えば、上昇している）と決定する。言い換えれば、電圧Ｖが今は所定の動作範囲に向かって上方への傾向にある。したがって、コントローラ４２０は、タップ切り替えコマンドを実行しないが、代わりに、プロセス５００の最初にループバックする。後の点Ｄにおいて、電圧Ｖが所定の動作範囲に戻ったとき、プロセス５００は、電圧Ｖがステップ５１０において低電圧閾値６３２未満ではなく、ステップ５３０において高い閾値６３４超でもないことを認識し、したがって、コントローラ４２０は、ステップ５６０において、システム状態を中性に再設定する。したがって、第２の例は、閾値未満状態および遅延時間後の、コントローラ４２０が決定した状態を表し、電圧がすでに回復していたこと、およびタップ動作が必要でない可能性があることを表す。
【００６３】
いくつかの測定ベースの実施形態においては、コントローラ４２０は、フィルタリングされ、正規化された電圧、Ｖと電圧傾向、ΔＶ／Δｔとの２つの状態変数に基づいて制御動作を実現する。閾値未満または閾値超システム状態に入った後、および、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗなどのその後の遅延時間後に、コントローラ４２０は、以下の制御表に基づいて動作を決定する。
【００６４】
【表１】
0006602079.tif 000002
同様に、他の実施形態において、状態変数の多次元超空間における制御表を使用することができる。各状態は、例えば、正規化されフィルタリングされた電圧Ｖ、電圧の派生、タイマ状態、放射、温度、季節など、値のｎタプルによって表すことができる。例えば、いくつかの実施形態においては、電圧傾向は、両方とも一般に本明細書ではΔＶ／Δｔとして参照される、電圧の斜面（例えば、曲線６２５の斜面）または２つの時間サンプルの差であり得る。他の実施形態においては、電圧傾向は、電力または放射照度の負の派生を含むことができる。さらに他の実施形態においては、季節または曜日などの個別状態に基づく条件付き動作が含まれる。
【００６５】
さらに他の実施形態においては、制御動作は、例えば、電圧調整器４１０の現在のタップ位置によっても影響される。コントローラ４２０は、制御が利用可能範囲の中間近くにある場合、より制御動作をする傾向があるように構成される。動作をより多く、または少なくする傾向を、例えば、閾値超または閾値未満状態を検知した後の遅延時間を調整することにより、制御することができる。例えば、現在のタップ位置が利用可能範囲の中間近くにある場合、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗまたはｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈを、１０秒など、より短い時間の長さに設定することができる。しかし、現在のタップ位置が、現在、中間範囲の最も端に向かう位置に設定されている場合、コントローラ４２０は、そのそれぞれのタイマの時間の長さ（すなわち、その方向への動きに関連付けられたタイマ）を増大させることにより、その方向へのそれ以上の動きに抵抗するように構成することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態において、コントローラ４２０は、傾向へのモデルベースの分析を実現する。より具体的には、コントローラ４２０は、配電システム１１０の一部または全部のネットワークモデルを使用して生成された予測に少なくとも一部基づいて、少なくともある一定の制御決定を行う。いくつかの実施形態において、このネットワークモデルは、低減されたネットワークモデルであり得る。本明細書では、「ネットワークモデル」という用語は、電力配電回路網上の動作および事象への反応をシミュレーションするのに使用することができるコンピュータ化されたモデルを表す。さらに、本明細書では、「低減されたネットワークモデル」という用語は、モデリングシミュレーションの間、より迅速な計算を容易にするためにネットワークモデルが簡略化され、または低減された電力配電システム（例えば、配電システム１１０）のネットワークモデルを一般に表す。配電回路網のモデル低減技法は、当業界では公知である。例示的な実施形態においては、少なくとも配電システム１１０（図３に示す）の一部分の低減されたネットワークモデルは、コントローラ４２０上に設置しまたは他の方法でコントローラ４２０に利用可能にすることができる。最近のまたは現在の電圧表示に基づく回路網属性値（例えば、正規化され、フィルタリングされた電圧Ｖ）は、低減されたネットワークモデルへの入力として提供することができ、将来の回路網値および閾値傾向を予測するのに使用することができる。
【００６７】
いくつかの実施形態においては、モデルベースの分析は、プロセス５００および図５（例えば、スレッド５０４およびスレッド５０６）を参照して上に説明した遅延および再確認のステップの代わりとして、または遅延および再確認のステップと連動して、使用することができる。例えば、一実施形態においては、閾値未満状態が存在すると決定した後、コントローラ４２０は、直ちに最近のまたは現在の電圧値を低減されたネットワークモデルに入力し、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗまたはｔｉｍｅｒ＿ｈｉｇｈによって定義された時間など、将来におけるある一定の時間の量である電圧値の予測を生成することができる。言い換えれば、コントローラ４２０は、ステップ５１２、５１４、および５２０（およびスレッド５０６におけるそれらの等価物）など、タイマステップをスキップし、代わりに、ステップ５２２において将来の時間における（例えば、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗに等しい時間の長さにおける）傾向を推定するステップに直ちに移動することができる。別の実施形態においては、コントローラ４２０は、タイマステップ５１２、５１４、および５２０をまだ実施して、後の時間における現在の電圧をループし、再チェックし（例えば、ステップ５１０および５３０への２回目の通過）、同じ境界外状態がまだ存在する場合、コントローラ４２０は、ステップ５２２において１５秒後または４５秒後など、将来の時点における傾向を推定することができる。したがって、後の時間において結果として得られる電圧のモデル予測は、後の時間において（例えば、他の実施形態の下でプロセス５００のステップ５２２、５４２において）表示され／計算される、実際の電圧または実際の傾向値の代替として働くことができる。したがって、いくつかの実施形態において、コントローラ４２０が実際の測定値を収集するために後の時点まで待つ必要がないので、制御動作（例えば、タップ切り替え５２４、５４４）を先に実施することができる。代わりに、コントローラ４２０は、ネットワークモデルを使用して予測を計算し、その予測により動作する。
【００６８】
他の実施形態においては、ネットワークモデル分析を、プロセス５００および図５を参照して上に説明した遅延および再チェッキングステップと連動して使用することができる。例えば、閾値未満状態が存在することを決定し、ｔｉｍｅｒ＿ｌｏｗによって定義された時間の量を遅延させた後、コントローラ４２０は、実際の傾向値（例えば、ステップ５２２）ならびに将来の予測（例えば、低減されたネットワークモデルを使用して）を計算することができる。コントローラ４２０は、実際の傾向値と将来の予測とを組み合わせることができ、その一方で、タップ切り替え５２４などの制御動作を実行するかどうかを決定することができる。いくつかの実施形態においては、実際の傾向値および将来の予測は、制御動作を実行するかどうかを決定するために重み付けされる。他の実施形態においては、実際の傾向値は、ある一定の閾値超またはある一定の閾値未満の場合のみ使用することができ、それ以外の場合、コントローラ４２０は、実際の傾向値の代わりに将来の予測を使用することができる。
【００６９】
さらに他の実施形態においては、プロセス５００およびコントローラ４２０は、１つより多くの場所からの値を検討するように構成することができ、それらの値の１つまたは複数に基づいて検討し、処置を取るようにさらに構成することができる。例えば、コントローラ４２０は、電圧調整器４１０から電圧値を受け取るだけでなく、他の下流のまたは上流のバスから電圧も受け取ることができる。したがって、コントローラ４２０は、例えば、低電圧閾値６３２および高電圧閾値６３４によって設定された所定の動作境界に対して配電システム１１０の他の部分上の電圧傾向に基づいて決定をすることができる。
【００７０】
さらに、いくつかの実施形態においては、低減されたネットワークモデリングを、割り当てられた負荷上で動作する単一の電力フローにより実施することができ、または各バスにおける割り当てられた負荷を変えることによるモンテカルロシミュレーションを使用して複数の感度分析を実施することができる。モンテカルロシミュレーションの結果により、フィーダの各バスにおける電圧の確率分布が生成される。バスにおける電圧分布の平均および標準偏差は、電圧調整に対してフィーダの性能を特徴付ける。配電回路網において、各バスにおける電圧は、低電圧閾値６３２と高電圧閾値６３０との（例えば、０．９５ｐｕと１．０５ｐｕとの）間となるべきである。この範囲外であるバスにおける電圧の確率が高い場合、コントローラは電圧を所定の範囲内に戻すように働く。確率は、電圧の分布から計算することができ、ユーザは閾値の確率を指定することができる。例えば、コントローラは、モンテカルロシミュレーションに基づいて単一のバスまたは複数のバスの確率を計算することができ、電圧が所定の範囲外にある確率がユーザ指定の確率の閾値超である場合、動作することができる。
【００７１】
さらに他の実施形態においては、コントローラは、制御領域を、コントローラの相互接続の点と次のコントローラとの間の領域と定義することができる。したがって、各コントローラ（例えば、コントローラ４２０）は、それ自体の制御の領域内で動作することができる。各コントローラからの制御努力により、下流のコントローラがネットワークパラメータ（例えば、電圧プロファイル）をその境界内に制御することを同様に実施することを知って、ネットワークパラメータをその境界内に維持することであり得る。いくつかの実施形態においては、コントローラ４２０は、ネットワークモデルに基づいて、コントローラ４２０から下流の配電システム１１０の構成要素を識別することができる。これらの構成要素は、例えば、最終顧客の負荷、ＰＶまたは分散型発電、および電気自動車（ＥＶ）を含むことができる。ネットワークモデルは、例えば、天候パターン、配電システム１１０内の場所、ならびに発電機およびＥＶの能力に基づいてこれらの構成要素の動作を含むオフライン研究からの予備知識を含むことができる。いくつかの実施形態においては、コントローラ４２０は、構成要素内の短期の変動性を予測し、例えば、電力に応じて異なる時間スケールにおける可変性をリンクするルックアップテーブルなどのデータを含むことができる。他の実施形態においては、コントローラ４２０は、例えば、割り当てられた負荷および短期の変動性に基づいてネットワークバスの様々な状態を推定する電力フロー技法を使用することができる。いくつかの実施形態においては、電力フロー技法は、様々なネットワークバスにおける電圧および角度を推定するための順方向および逆方向掃引アルゴリズムの１つまたは複数に基づく。したがって、コントローラ４２０は、ネットワークバスの推定されたまたは予測された状態に基づいてそれぞれの回路網構成要素をスイッチングするためのスイッチングコマンドを生成することができる。
【００７２】
図７は、コントローラ４２０（図４に示す）を使用して、配電システム１１０（図３に示す）上の制御動作を実施するための例示的な方法７００の流れ図である。例示的な実施形態においては、方法７００は、メモリに結合されたプロセッサを含むコンピューティングデバイスを使用して実施される。いくつかの実施形態においては、方法７００は、コンピューティングデバイス１４０（図２に示す）を使用して実施される。いくつかの実施形態においては、制御デバイスは、電圧調整器であり、少なくとも１つの属性は電圧であり、方法７００は、高閾値と低閾値とのうちの１つまたは複数を含む電圧の所定の範囲を識別するステップを含む。
【００７３】
例示的な実施形態においては、方法７００は、１回目に電力システム上の境界外状態と、電力システムの少なくとも１つの属性に関連付けられた境界外状態とを識別するステップ７１０をメモリ内に含む。方法７００は、所定の遅延時間にわたって、境界外状態への応答を遅延させるステップ７２０を含む。方法７００は、所定の遅延時間が経過した後、１回目より後である２回目に少なくとも１つの属性の傾向であって、所定の範囲および所定の値のうちの少なくとも一方から離れる方向を指示する傾向をプロセッサによって計算するステップ７３０をさらに含む。方法７００は、少なくとも一部、傾向に基づいて制御デバイスに制御動作を伝送するステップ７４０も含む。
【００７４】
いくつかの実施形態においては、制御デバイスは電圧調整器であり、制御動作を伝送するステップ７４０は、タップ切り替えコマンドを電圧調整器に伝送するステップを含む。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つの属性は電圧であり、境界外状態を識別するステップ７１０は、電力システムの複数の電圧測定からの正規化された電圧値を計算するステップと、正規化された電圧値を所定の範囲および所定の値のうちの１つまたは複数と比較するステップとをさらに含む。さらに、いくつかの実施形態においては、少なくとも１つの属性の傾向を計算するステップ７３０は、少なくとも１つの属性の測定値に基づいて少なくとも１つの属性の軌道を表す傾向値を計算するステップを含む。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つの属性の傾向を計算するステップ７３０は、電力配電回路網のネットワークモデルを使用して傾向を決定するステップを含む。他の実施形態においては、少なくとも１つの属性の傾向を計算するステップ７３０は、少なくとも一部、少なくとも１つの属性の測定値に基づいて遅延時間を計算するステップを含む。
【００７５】
図８は、配電システム１１０（図３に示す）上のスイッチング動作を制御するのに使用することができる、他の関係するコンピューティング構成要素とともに、コンピューティングデバイス８１０内のデータベース８２０の構成例８００を示す。データベース８２０は、具体的なタスクを実施するコンピューティングデバイス８１０内のいくつかの別々の構成要素に結合される。実施形態例においては、コンピューティングデバイス８１０は、コンピューティングシステム１４０（図２に示す）であり得る。
【００７６】
実施形態例においては、データベース８２０は、電圧データ８２２と、配電回路網データ８２４と、モデルデータ８２６とを含む。電圧データ８２２は、上に説明したように、正規化されフィルタリングされた電圧値、Ｖ、電圧傾向値ΔＶ／Δｔ、および電圧閾値など、電圧値に関連付けられた情報を含む。配電回路網データ８２４は、配電システム１１０など、電力配電回路網に関連付けられた情報を含み、回路網から収集された他の動作データを含むことができる。モデルデータ８２６は、例えば、配電システム１１０の完全なモデルまたは低減されたネットワークモデルなど、モデリング配電システム１１０に関連付けられた情報を含む。
【００７７】
コンピューティングデバイス８１０は、データベース８２０ならびにデータ記憶デバイス８３０を含む。コンピューティングデバイス８１０は、電圧データ８２２を受け取り、処理するステップ、またはモデルデータ８２６に関連付けられた計算を処理するステップなどの動作の分析構成要素８４０も含む。コンピューティングデバイス８１０は、フィルタリングを実施するためのフィルタリング構成要素８５０および電圧データ８２２に関連付けられた二乗平均平方根動作も含む。制御構成要素８６０も、電圧調整器上のタップ動作を実行するステップなどの動作に含まれる。コンピューティングデバイス８１０は、電圧データ８２２、配電回路網データ８２４、およびモデルデータ８２６に関連付けられた他の値を処理するための計算構成要素８７０をさらに含む。処理構成要素８８０は、システムに関連付けられたコンピュータ実行可能命令の実行を助ける。
【００７８】
本明細書に示し説明する実施形態、ならびに本明細書に具体的に説明しないが、本開示の態様の範囲内にある実施形態は、電力配電回路網（例えば配電システム１１０）上のスイッチング動作を制御するための例示的な手段を構成する。例えば、コンピューティングシステム１４０、および共に統合されたとき、それに追加される、または内部に含まれる、任意の他の同様のコンピュータデバイスは、本明細書に説明するプロセッサを用いてプロセスおよび技法を実行するために十分なコンピュータ実行可能命令を用いてプログラムされる、十分なコンピュータ可読記憶媒体を含む。具体的には、コンピューティングシステム１４０、および共に統合されたとき、それに追加される、または内部に含まれる、任意の他の同様のコンピュータデバイスは、電力配電回路網上のスイッチング動作を制御するための例示的な手段を構成する。
【００７９】
上に説明したシステムおよび方法は、太陽光アレイなど、変動発電機を有する電力配電回路網上のスイッチング動作を制御するやり方を提供する。配電回路網は、電圧調整器などの１つまたは複数の制御デバイスを有する。電圧調整器は、回路網上の電圧安定性を維持するためにスイッチングコントローラによって管理される。電圧値は、電圧調整器から収集され、正規化される。閾値は識別され、回路網の好ましい動作範囲を説明する。回路網上の電圧が好ましい動作範囲の外側に偏移するとき、閾値未満または閾値超状態が開始され、タイマが始動される。既定の時間の後、スイッチングコントローラが電圧傾向をチェックし、傾向がまだ好ましい動作範囲から離れて移動している場合、スイッチングコントローラは、タップ動作を実行して、電圧を好ましい範囲内に戻す。
【００８０】
本明細書に説明する方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、以下のうちの少なくとも１つを含む。すなわち、（ａ）スイッチング動作を制限するために配電回路網上の傾向を分析するステップ、（ｂ）スイッチング動作を制限するのに使用することができる正規化された電圧値を計算するステップ、（ｃ）電圧が好ましい範囲から離れる傾向にあるとき、配電回路網上のスイッチング動作を実行するステップ、および（ｄ）回路網上の制御動作を決定するために配電回路網の低減されたネットワークモデルを分析するステップ。
【００８１】
電力配電回路網上のスイッチング動作を制御するためのシステムおよび方法の例示的な実施形態が、上に詳細に説明されている。本明細書に説明するシステムおよび方法は、本明細書に説明する具体的な実施形態に限定されないが、むしろ、システムの構成要素または方法のステップは、本明細書に説明する他の構成要素またはステップとは独立しておよび別個に利用することができる。例えば、方法は、データストリームの分析が関与する他のシステムに組み合わせて使用することもでき、本明細書に説明する伝送システムおよび方法だけを用いる実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、他の多くの制御用途に関連して実現し、利用することができる。
【００８２】
様々な実施形態の具体的な特徴を、図面によっては示し、図面によっては示さないことがあるが、これは便宜上だけである。本明細書に説明するシステムおよび方法の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴に組み合わせて参照し、および／または特許請求することができる。
【００８３】
この書面による説明は、例を使用して、最良の態様を含む、実施形態を開示し、また当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製作し、使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含む、実施形態を実施することもできるようにしている。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者には思いつく他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言語とは異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言語とは非実質的に異なる等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００８４】
１００  電力配電回路網
１０２  発電所
１０３  発電部分
１０４  超高電圧送電系統
１０６  高電圧送電系統
１１０  電力配電システム、
１１２  ワット数の低い需要者
１１４  ワット数が中位の工業用需要者
１３０  分散型発電機
１３２  都市発電所
１３４  ソーラーファーム
１３６  ウィンドファーム
１４０  コンピューティングシステム、コンピューティングデバイス
１５０  メモリデバイス
１５２  プロセッサ
１５４  プレゼンテーションインターフェース
１５６  ユーザ
１５８  ユーザ入力インターフェース
１６０  通信インターフェース
１６２  記憶デバイス
１６４  データベース
３００  概略図
３１０  電圧調整器
３３０  ＰＶ発電機
３４０  負荷
３５０  ネットワークバス
３６０  コントローラ
３７０  回路網
４１０  電圧調整器
４２０  コントローラ
４３０  分析モジュール
４４０  フィルタリングモジュール
４５０  制御モジュール
４６０  計算モジュール
４７０  データベース
５００  プロセス
５０４  閾値未満スレッド
５０６  閾値超スレッド
５１０、５１２、５１４、５１６、５１８、５２０、５２２、５２４、５２６、５３０、５３２、５３４、５３６、５３８，５４０、５４２、５４４、５４６、５６０  ステップ
６００  グラフ
６１０  Ｘ軸
６２０  Ｙ軸
６２５  曲線
６３０  電圧範囲、高電圧閾値
６３２  低電圧閾値
６３４  高電圧閾値
６５０  範囲
６６０  範囲
７００  方法
７１０  識別するステップ
７２０  遅延させるステップ
７３０  計算するステップ
７４０  伝送するステップ
８００  構成
８１０  コンピューティングデバイス
８２０  データベース
８２２  電圧データ
８２４  配電回路網データ
８２６  モデルデータ
８３０  データ記憶デバイス
８４０  分析構成要素
８５０  フィルタリング構成要素
８６０  制御構成要素
８７０  計算構成要素
８８０  処理構成要素
【図１】
0006602079.tif 000003
【図２】
0006602079.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006602079.tif 000007
【図６】
0006602079.tif 000008
【図７】
0006602079.tif 000009
【図８】
0006602079.tif 000010