(57)【要約】  ＥＥＤＣＳおよびＥＵＳにおける損失を最小限に抑えるために線形最適化方法論を用いて、独立電圧およびコンデンサバンクを最適に制御するために使用される電圧制御管理（ＶＣＣ）システムの実施を含む電力システムを制御するための方法、装置、システムおよびコンピュータプログラムが提供される。ＶＣＣの節約を実証するために使用されるエネルギー検証プロセスシステム（ＥＶＰ）が提供され、ＥＰＰはＥＥＤＳにおけるエネルギー損失を継続的に改善するためにＥＥＤＣＳに対する改善を最適化するために使用される。ＥＶＰシステムは、ＶＣＣシステムを「オン」状態で動作させた結果のＥＥＤＳにおける改善を測定し、ＶＣＣシステムによって達成されたエネルギー管理のレベルを決定する。さらに、ＶＣＣシステムは、パターン認識イベントをモニタし、それらを例外報告データと比較してＨＶＬイベントを検出する。ＨＶＬイベントが検出されると、ＶＣＣは、そのＨＶＬイベントを吸収するＥＤＤＳの能力を最大にする区分線形ソリューションを中心におくことによってそのＨＶＬイベントに対応するＥＥＤＳの許容量を最適化する。
2016516386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給点から複数のユーザ地点に対して電力を供給するように構成された電力送配網のための制御システムであって、
複数のセンサであって、それぞれのセンサが、前記供給点と複数のユーザ地点の少なくとも１つとにおける、または、前記供給点と前記複数のユーザ地点の少なくとも１つとの間における前記電力送配網の複数の分配地点のそれぞれに配置され、それぞれのセンサが、それぞれの前記分配地点における供給電力の成分を検知し、前記電力の検知された前記成分に基づいて測定データを生成するように構成された、複数のセンサと、
前記センサから受信される前記測定データと制御ターゲット帯との比較に基づいてエネルギー分配パラメータを生成するように構成された制御部と、
前記エネルギー分配パラメータに応じて前記電力送配網の構成要素を調整するように構成された構成要素調整装置とを含み、
前記制御ターゲット帯は、第１の制御モードのための第１の上限および下限を有し、第２の制御モードのための第２の上限および下限を有し、前記制御部は前記センサから受信される前記測定データに基づいて前記第１または第２の制御モードのいずれかを選択する制御システム。
【請求項２】
前記供給電力の前記成分は電圧であり、前記制御ターゲット帯は制御ターゲット電圧帯である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の制御モードは管理電圧削減であり、前記制御ターゲット帯の前記第１の上限および下限は、分配地点において許容可能な電圧の第１の範囲の下側部分を示す、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の制御モードは高変動負荷であり、前記制御ターゲット帯の前記第２の上限および下限は、前記分配地点において許容可能な電圧の第２の範囲を示す、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記供給電力の電圧成分は電圧の大きさおよび電圧位相角を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御部は、前記センサから受信される測定データおよびソースエネルギーの測定を使用して、システムのエネルギー状態の決定に基づき前記第１または第２の制御モードを選択する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数のセンサの部分集合の各センサから測定データを受信するようさらに構成され、前記部分集合は、前記複数のセンサのうちの２つ以上であってかつ前記複数のセンサの全てよりも実質的に少ない数のセンサを含み、前記制御部は、前記部分集合から受信される前記測定データと前記制御ターゲット帯との比較に基づいて前記エネルギー分配パラメータを生成するようさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記部分集合は、前記センサの特性に基づいて選択される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記特性は、前記センサが前記電力送配網の特定のブロック内に存在することである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記特性は、前記センサが前記電力送配網の特定のゾーン内に存在することである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御部は、前記センサから受信される前記測定データの前記制御ターゲット帯に対する比較に基づいて、前記第１および第２の上限および下限を変更するようさらに構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御部は、少なくとも１つの他のセンサによって検知された電力の前記測定成分が前記制御ターゲット帯の外にあることを示す信号の受信に応じて、前記部分集合に前記少なくとも１つの他のセンサを追加し、前記少なくとも１つの他のセンサを前記部分集合に追加する場合に前記部分集合における前記センサのうちの少なくとも１つを非選択とするようさらに構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記制御部は、少なくとも１つの他のセンサによって検知された電力の前記測定成分が前記制御ターゲット帯を下回っていることを示す信号の受信に応じて、前記部分集合に前記少なくとも１つの他のセンサを追加し、前記少なくとも１つの他のセンサを前記部分集合に追加する場合に前記部分集合における前記センサのうちの少なくとも１つを非選択とするようさらに構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記制御部は、少なくとも１つの他のセンサによって検知された電力の前記測定成分が前記制御ターゲット帯を上回っていることを示す信号の受信に応じて、前記部分集合に前記少なくとも１つの他のセンサを追加し、前記少なくとも１つの他のセンサを前記部分集合に追加する場合に前記部分集合における前記センサのうちの少なくとも１つを非選択とするようさらに構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１５】
前記制御部は、ユーザ地点における前記電圧または決定された平均電圧の一方が、安全公称動作範囲に基づく所定の最小電圧値を下回る場合に前記エネルギー分配パラメータを調節するようさらに構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１６】
前記部分集合は、測定された成分の位相に対応し、正しくない位相を有する成分を検知する前記部分集合のセンサは前記部分集合から除外される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１７】
センサの複数の部分集合が存在し、それぞれが前記電力の成分の位相に対応し、正しくない位相のために前記部分集合から除外されたセンサは、正しい対応する位相を有する前記部分集合に追加される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記供給電力の前記成分は、位相角、電流角、力率、ＶＡＲ、電力ベクトルのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記構成要素調整装置は、位相角、電流角、力率、ＶＡＲ、電力ベクトルのうちの少なくとも１つを変化させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記供給電力の前記成分は複素電圧である、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記制御部は、前記複数のセンサからの測定データに基づいて複素電圧を決定するようさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１の制御モードのための前記部分集合は、前記第２の制御モードのための前記部分集合とは異なる、請求項７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記制御部は、線形化技術を用いて、電圧、電流、電力の大きさおよび電力角を使用して高変動負荷および発電の量を選択するために、前記第２の制御モードのための前記第２の上限および下限を決定するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２４】
供給点と少なくとも１つのユーザ地点とにおける、または、前記供給点と前記少なくとも１つのユーザ地点との間における複数の分配地点に供給される電力を制御する方法であって、
前記複数の分配地点のそれぞれは、それぞれの前記分配地点における供給電力の成分を検知して、検知された前記成分に基づいて測定データを生成するように構成された少なくとも１つのセンサを含み、
前記方法は、
前記センサから受信される前記測定データの制御ターゲット帯に対する比較に基づいてエネルギー分配パラメータを生成することであって、前記制御ターゲット帯が第１の制御モードのための第１の上限および下限を有し、第２の制御モードのための第２の上限および下限を有することと、
前記エネルギー分配パラメータに応じて電力送配網の構成要素を調整するように構成された構成要素調整装置を動作させることと、
前記センサから受信された前記測定データに基づいて前記第１または第２の制御モードのいずれかを選択することと、を含む方法。
【請求項２５】
前記供給電力の前記成分は電圧であり、前記制御ターゲット帯は制御ターゲット電圧帯である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の制御モードは管理電圧削減であり、前記制御ターゲット帯の前記第１の上限および下限は、前記分配地点において許容可能な電圧の第１の範囲の下側部分を示す、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第２の制御モードは高変動負荷であり、前記制御ターゲット帯の前記第２の上限および下限は、前記分配地点において許容可能な電圧の第２の範囲を示す、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記供給電力の電圧成分は電圧の大きさおよび電圧角を含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
前記制御部は、前記センサから受信される測定データおよびソースエネルギーの測定を使用して、システムエネルギー状態の決定に基づき前記第１または第２のモードのいずれかを選択する、請求項２７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電システムを高変動の分散発電と負荷と適合させる目的のためだけに電圧を最適化することについて分配回路上で電圧を制御することを含む、電力システムを制御するための方法、装置、システム、およびコンピュータプログラムに関する。より具体的には、本発明は、高度測定インフラストラクチャ（Advanced Metering Infrastructure：ＡＭＩ）に基づくデータ解析を用いた可変負荷適合性を最適化する方法に関する。この方法によって、顧客レベル二次電圧の直接制御が可能になり、それによって電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）が大量の個別および全体的な負荷変動性に対応する能力を最適に最大化できるようになる。本方法は、二次ＡＭＩに基づく測定を用いてこの可変負荷電圧制御を実行し、顧客電圧測定およびレベルの信頼性を著しく向上させ、ＥＥＤＳ操作者がそれらの種類の分散発電と負荷に対する顧客電圧性能の信頼性を向上させられるようにする。
【０００２】
開示される実施の形態の方法は４つの主要なステップに分けられる。１つ目のステップは、履歴データ、二次導体の典型的なインピーダンス、距離推定のためのＧＰＳ座標からの電圧相関解析（voltage correlation analysis）に基づいて共通の二次電圧接続を有する負荷の位置を特定することである。２つ目のステップは、推定された一次電圧降下との相関によって一次負荷接続を電子的に「構築」する新規の方法を使用することである。３つ目のステップは、線形モデルの面から負荷を特徴づけることである。４つ目のステップは、独立電圧制御変数を制御して最適な動作レベルを選択し、区分線形回帰モデル（piecewise linear regression model）を構築する新規の方法を用いて負荷変動の影響に対しての応答に成功させる回路の性能を最大にさせ、独立電圧変数を用いた回帰モデルを中心とさせることである。これによって、高変動負荷に応答する回路の性能が最適化される。
【０００３】
一般的に、電気は、典型的には化学的燃焼または核分裂により燃料が供給される熱機関に駆動される、または水または風から流れ来る運動エネルギーにより駆動される電気機械的発電機によって、発電所において生成される。この電気は通常、送電網を介し、交流電流信号としてエンドユーザに供給される。この送電網は、発電所、送電回路、サブステーションなどのネットワークを含んでもよい。
【０００４】
生成された電気は、送電システムへの供給前に、例えば生成ステップアップトランスフォーマなどを用いて、電圧において典型的に昇圧される。電圧の昇圧によって、入力電力にほぼ等しく保ちながら電力の送電を継続しつつ、送電システムの導体を流れる電流を減らして送電効率を改善する。その後、昇圧電圧の電気は、送電システムを介して、電気をエンドユーザに分配する分配システムに送電される。この分配システムは、送電システムから電気を運びエンドユーザに配電するネットワークを含んでもよい。典型的に、このネットワークは、中間電圧（例えば６９ｋＶ未満）送電線、電気サブステーション、トランスフォーマ、低電圧（例えば１ｋＶ未満）分配配線、電気メーターなどを含んでもよい。
【背景技術】
【０００５】
非特許文献１〜非特許文献１１は、その全体が本明細書に参考として組み込まれ、発電または配電に関係する内容を記載する。
【０００６】
さらに、特許文献１は、言及することでその全体が本明細書に組み込まれ、複数のユーザ地点に対して電力を供給するよう構成される電力送配網のための電圧制御およびエネルギー管理システムを記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第６１／１７６，３９８号，２００９年５月７日出願、および米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号、名称「VOLTAGE CONSERVATION USING ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE AND SUBSTATION CENTRALIZED VOLTAGE CONTROL」
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Engineering Optimization Methods and Applications, First Edition, G.V. Reklaitis, A. Ravindran, K.M. Ragsdell, John Wiley and Sons, 1983
【非特許文献２】Estimating Methodology for a Large Regional Application of Conservation Voltage Reduction, J.G. De Steese, S.B. Merrick, B.W. Kennedy, IEEE Transactions on Power Systems, 1990
【非特許文献３】Power Distribution Planning Reference Book, Second Edition, H. Lee Willis, 2004
【非特許文献４】Implementation of Conservation Voltage Reduction at Commonwealth Edison, IEEE Transactions on Power Systems, D. Kirshner, 1990
【非特許文献５】Conservation Voltage Reduction at Northeast Utilities, D.M. Lauria, IEEE, 1987
【非特許文献６】Green Circuit Field Demonstrations, EPRI, Palo Alto, CA, 2009, Report 1016520
【非特許文献７】Evaluation of Conservation Voltage Reduction (CVR) on a National Level, PNNL-19596, Prepared for the U.S. Department of Energy under Contract DE-AC05-76RL01830, Pacific Northwest National Lab, July 2010
【非特許文献８】Utility Distribution System Efficiency Initiative (DEI) Phase 1, Final Market Progress Evaluation Report, No 3, E08-192 (7/2008) E08-192
【非特許文献９】Simplified Voltage Optimization (VO) Measurement and Verification Protocol, Simplified VO M&V Protocol Version 1.0, May 4, 2010
【非特許文献１０】MINITAB Handbook, Updated for Release 14, fifth edition, Barbara Ryan, Brian Joiner, Jonathan Cryer, Brooks/Cole-Thomson, 2005
【非特許文献１１】Minitab Software, http://www.minitab.com/en-US/products/minitab/ Statistical Software provided by Minitab Corporation
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本明細書に記載する様々な実施形態は、太陽光発電や電子自動車の充電、マイクログリッドなどの高変動分散発電および負荷に対して配電システムが適合性を有するようにするという特定の目的のために電圧を最適化するという観点から、電圧を制御するためにＡＭＩに基づく二次電圧測定のデータ解析を使用した電圧制御の実行を含む、電力システムを制御するための新規な方法、装置、システム、およびコンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、電圧制御管理システム（ＶＣＣ）は、ロードタップチェンジ制御（ＬＴＣ）トランスフォーマ、電圧レギュレータ、コンデンサバンク、分散型発電、蓄電、太陽光発電、マイクログリッドなど、電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）の一次および二次独立電圧制御装置を制御して、エネルギー使用システム（ＥＵＳ）に対して分配される電圧の信頼度を改善しつつ、エネルギー損失を最適化する。電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）は、１以上のエネルギー使用システム（ＥＵＳ）に対して電気的に接続するエネルギー供給システム（ＥＳＳ）からなる。エネルギー使用システム（ＥＵＳ）は、電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）上の電気的地点（electrical point）のエネルギー使用装置（ＥＵＤ）に対して電圧およびエネルギーを供給し、ＥＵＳは所与の時刻にランダムにエネルギーを使用する多くのエネルギー使用装置（ＥＵＤ）から構成される。エネルギー検証プロセス（ＶＣＣ）の目的は、ＥＥＤＳ、ＥＵＳ、ＥＤにおけるエネルギー損失を最適化するようにＥＥＤＳの電圧レベルを操作することである。電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）に対する電気エネルギー供給は、ＥＳＳおよびエネルギー使用システム（ＥＵＳ）の供給点または測定点（meter point）においてワット、キロワット（ｋｗ）、またはメガワット（Ｍｗ）で測定される。この測定によって、１時間などの設定期間にわたる平均エネルギー使用量（ＡＵＥ）が記録される。ＥＥＤＳ内で行われるエネルギーおよび電圧測定は、ＶＣＣによる処理のために通信ネットワークを用いて中央制御装置に返信され、そしてＶＣＣは一次および二次電圧制御装置に対して制御の変更を命令して、ＥＥＤＳに対するエネルギー損失を最適に最小化するより正確かつ信頼性の高い電圧制御を実現する。
【００１１】
本発明の一態様によれば、ＶＣＣはエネルギー使用システム（ＥＵＳ）におけるＡＭＩメーターからの例外報告を測定し、１つ以上の場所における高変動性負荷（high variability load）に関連する電圧変化の設定パターンを探す。検出されると、ＶＣＣはエネルギー効率および需要節約モードから高適合性モードへと変化させることによって応答する。これは、電圧例外データからの高変動性パターンの検出によってトリガーされる。ＥＥＤＳに対する独立電圧制御を調整することによって、ＥＥＤＳを「エネルギー効率モード」における動作から「高変動性モード」における動作に移行させるために、特定の応答が行われる。その後、ＶＣＣは高変動性イベントに応答するためにＥＥＤＳの能力を最大化して、電圧エクスカーションのリスクがなくなるまで、そのモードにとどまる。
【００１２】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー検証プロセス（ＥＶＰ）は、電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）に対してエネルギー使用量の変化レベルを計測する。この電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）は、１以上のエネルギー使用システム（ＥＵＳ）に電気的に接続するエネルギー供給システム（ＥＳＳ）からなる。エネルギー使用の改善における変化レベルのテストは、２つの基本期間に分けられる。１つ目は、ＶＣＣが動作していない、すなわち「オフ」状態の期間である。２つ目は、ＶＣＣが動作している、すなわち「オン」状態の期間である。ＥＥＤＳにおける改善に対する節約能力の推定のためには、２つの変数を決定する必要がある。即ち、ＶＣＣによって生成される電圧における利用可能な電圧変化と、電圧変化またはＣＶＲ係数に関してのエネルギー変化に対するＥＥＤＳの許容量である。電圧における平均変化は、高度測定インフラストラクチャ（ＡＭＩ）における直接測定によって決定される。ＣＶＲ係数および平均電圧変化の算出に関する一例は、その全体が本明細書に組み込まれる同時係属出願である米国特許出願第６１／７８９，０８５号および第１４／１９３，９８０号、名称「ELECTRIC POWER SYSTEM CONTROL WITH MEASUREMENT OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY USING T − DISTRIBUTIONS」、２０１３年３月１５日出願（‘０８５出願）に記載されているが、他のＣＶＲ係数算出方法を使用してもよい。
【００１３】
本発明の一態様によればエネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）は、ＥＥＤＳに対する電圧管理からエネルギー使用量の変化レベルを測定することによって、顧客二次レベル（ＥＵＳ）における所与の電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）（電気エネルギー分配接続システム（ＥＥＤＣＳ）を介して１以上のエネルギー使用システム（ＥＵＳ）に電気接続するエネルギー供給システム（ＥＳＳ）からなる）の電圧範囲能力を予測する。また、ＥＰＰは、測定時のいかなる時刻においてもランダムにエネルギーを使用する多数のエネルギー使用装置からなる電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）上のいくつかの電気的地点におけるＥＥＤＳの機器および／または機器構成および／またはエネルギー使用装置（ＥＵＤ）に対する提案された変更（修正）の潜在的な影響を判断できる。エネルギー検証プロセス（ＥＶＰ）の目的は、電圧レベルの変化に対するＥＥＤＳのエネルギー使用量の変化レベルを測定することである。ＥＶＰの一例の詳細は‘０８５出願に記載されているが、他のＥＶＰも使用可能である。開示される実施の形態のＥＰＰシステムの１つの目的は、電圧変化に対応するＥＥＤＳの能力を推定し、利用可能な変化レベルを予測することである。システムに対する提案された変更によってもたらされるエネルギーの可能な節減量は、ＣＶＲ係数（エネルギー変化（％）／電圧変化（％））（ＥＶＰによって算出してもよく、その一例は‘０８５出願に記載されているが、他のＣＶＲ係数決定方法を用いてもよい）に対して、利用可能な電圧変化（ＥＰＰによって決定される）を乗算することによって算出することができ、考察対象期間（time interval being studied）における利用可能なエネルギーおよび需要の節減を決定できる。電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）に対する電気エネルギー供給は、ＥＳＳおよびエネルギー使用システム（ＥＵＳ）の供給点または測定点においてワット、キロワット（ｋｗ）、またはメガワット（Ｍｗ）で測定される。この測定によって、１時間などの設定期間にわたる供給点および測定点のそれぞれの平均エネルギー使用量（ＡＵＥ）が記録される。
【００１４】
エネルギー使用改善に対するテストは、２つの基本期間に分けられる。１つ目は、改善が含まれない期間、すなわち「オフ」状態の期間である。２つ目は、改善が含まれる期間、すなわち「オン」状態の期間である。ＥＥＤＳにおける変更に対する節約能力の推定のためには、２つの変数を決定する必要がある。即ち、その変更によって発生した電圧における利用可能な電圧変化と、電圧変化に関するエネルギー変化に対するＥＥＤＳの許容量である（ＣＶＲ係数、その算出例は同時係属出願である‘０８５出願に記載されているが、他のＣＶＲ係数決定方法も使用可能である）。
【００１５】
本発明の一態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）は、ＰＶにおける一時的な雲（PV cloud transient）またはマイクログリッド発電の変化などの高変動性負荷イベントに応答するＥＥＤＳの能力を予測する。ＥＰＰは、一般的な形式のＥＥＤＳの一次モデルを構築して、一次ＥＥＤＳ接続に対する電圧降下を算出する。その後、ＡＭＩ履歴データを使用し特定の電圧相関解析を用いて、ＡＭＩメーターからソースサービストランスフォーマへ、およびソーストランスフォーマ電圧への二次接続を推定する。さらに一次ＥＳＳ測定点における電圧「オン」から「オフ」の状態は、ペアｔ分布（対応のあるｔ分布：paired t distribution）を用いて二次ＡＭＩ電圧と関連付けられる。この方法によって、ＧＩＳマッピングを用いて接続エラーを無くすために二次測定と組み合わされることが可能なＥＥＤＳ一次および二次接続性のチェックが可能になる。高レベルＥＥＤＳ一次マッピングによって、構築される線形モデルがＥＳＳ入力電圧および電力をＥＵＳ出力電圧に電子的に関連させることができるようになり、さらにＧＩＳおよびプランニングモデル接続性モデルにおけるエラーのチェックができるようになる。
【００１６】
本発明のさらなる態様によれば、ＥＥＤＳコンポーネントの計画および構築の間、およびＥＥＤＳの動作の間の両方において、ＥＶＰプロセスをモニタすることによってシステムがその効率レベルを変化させるときを検出することにより、ＶＣＣは、ＥＶＰおよびＥＰＰを使用する電圧の全体的な最適化が可能である。これらの３つのプロセス（ＶＣＣ，ＥＶＰおよびＥＰＰ）がともに動作している場合、ＥＥＤＳの構築および動作を最適化できる。ＥＰＰは、ＥＥＤＳとそのコンポーネンツの計画および構築を最適化し、ＥＶＰはＶＣＣがＥＥＤＳの動作を最適化できるようにする測定システムである。ＥＰＰは、計画最適化プロセスにおいて学習した情報に基づいてＶＣＣに対する構成情報を供給する。この完全な最適化は、ＥＥＤＳのエネルギー効率、需要管理、および電圧信頼度の全体にわたって実現される。またシステム例および方法例としてその全体か本明細書に組み込まれる同時係属出願である米国特許出願第６１／８００，０２８号および第１４／１９３，７７０号、名称「MANAGEMENT OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY SAVINGS FROM VOLTAGE OPTIMIZATION ON ELECTRIC POWER SYSTEMS USING AMI-BASED DATA ANALYSIS」、２０１３年３月１５日出願（‘０２８出願）も参照してもよいが、他の最適化システムを使用してもよい。
【００１７】
本発明のさらなる態様によれば、ＶＣＣはＥＶＰおよびＥＰＰを使用して、高変動負荷（ＨＶＬ）に適応するためにシステムが高効率モードから高適合性モード（ＨＶＬモード）に変更する必要があるときを検出するために、ＶＣＣプロセスをモニタすることによって、ＥＥＤＳコンポーネントの構築とＥＥＤＳの動作時の両方における電圧の完全な最適化を可能する。高変動負荷は、ソーラーＰＶから、一次的な雲により（例えば、グリッドに接続されている光起電装置システムが雲に覆われた状態を経験し、発電を停止させ、グリッドに対して一度に大負荷を追加する）、電子自動車の充電により（例えば、多数の顧客が一度に車を充電した場合）、またはマイクログリッド発電の変化により、発生する場合がある。高適合性モードへの変更の必要性を高速に検出すると、確実に配電して高変動性負荷に対応するために、ＥＥＤＳの機能を最大限にするポイントまで独立電圧制御変数を動かすプロセスが開始される。応答のプロセスは、コンデンサバンクなどのより高速な電圧素子の位置から開始して、ＬＴＣトランスフォーマおよびラインレギュレータへと移り、ＥＰＰプロセスにおいてブロック制御レベルで発展してきた。
【００１８】
本発明のさらなる態様によれば、ＥＥＤＳはＥＵＳに対して許容された動作電圧の制限された電圧範囲にわたって線形モデルとして表すことができる。この狭い動作帯は、システムの実際の動作帯であるため、最適化ソリューションが発生する必要がある部分である。線形モデルは２つの領域にある。線形モデルの使用のための第１の領域は、ＥＥＤＣＳの一次および二次設備損失によるエネルギー損失を電圧およびエネルギーのＥＥＤＣＳ特性のある単純な近似を用いて線形で表わすことができることである。第２の近似は、ＥＵＳの電圧とエネルギーとの関係が、ＣＶＲ係数と所与の短い間隔にわたる電圧の変化によって表わすことができることである。これによって、十分短い間隔と電圧（＋／−１０％）の狭い範囲にわたり、ＥＥＤＳの全体的な損失関数をＥＳＳおよびＥＵＳにおける計測可能な電圧の線形関数として表わすことができる。この線形関係は、ＥＥＤＳにおけるエネルギー使用を最小にする最適な動作点を発見する複雑性を大幅に低減する。線形モデルの使用の第２の領域は、ＥＵＳ電圧がＥＵＳ電圧およびエネルギーの測定にのみ基づく線形回帰モデルとして表わすことができる近似である。これらの２つの近似によって、ＥＥＤＳ  ＶＣＣに対する最適化ソリューションを大幅に低減させ、最適化プロセスを非常に単純化する。
【００１９】
電圧能力の変化の算出は、ＥＥＤＳ電圧関係の新規の特徴化を利用した管理電圧削減計画に対する新規のアプローチであり、詳細なロードフローモデルの実施を必要としない。ＥＳＳからＥＥＤＣＳへの入力レベルは、調査期間において１時間毎などの設定間隔で記録される。ＥＥＤＣＳからＥＵＳへの入力レベルは、調査期間に対する同一の間隔で、ＡＭＩシステムを用いて測定され、記録される。ＥＳＳ測定とＥＵＳの使用量測定との間のＥＥＤＳ特有の関係は、調査期間において線形回帰技術を用いて特徴化が行われる。この算出によって、一般の方法論を用いて、具体的に、ＥＳＳにおける電圧を変化させる負荷変化の影響を各顧客ＥＵＳに一意に関連付ける。
【００２０】
そのような線形関係が算出されると、ＡＭＩ収集データ（例えば、このデータはＥＵＳで発生する負荷切り替えの「オン」特性および「オフ」特性を含む）に埋め込まれている、一意的なＥＵＳの特有の負荷の切り替えの影響を含む様々な負荷レベルにおける電圧の複雑な挙動を表わすために、より単純な線形モデルが構築される。その後、この電圧に対する線形モデルはＶＣＣに渡され、ＥＳＳにおける特定の状況に対するＥＵＳの正常な動作を決定する。この単純線形モデルを使用することは、ＶＣＣを用いた、ＥＥＤＳへの変更によって発生するＥＥＤＳの電圧挙動を計画および予測する新規な方法である。
【００２１】
変更（例えばコンデンサバンクの追加／除去、レギュレータの追加／除去、インピーダンス低減、分散型発電の追加）間の関係は、まず、１つのＥＳＳと単純な単相線とベース負荷および繰り返し切り替えられる２つの負荷を有する単一のＥＵＳからなる、単純なシステムを用いることによって形成される。単純化されたＥＥＤＳの従来の一次ロードフローモデルを電圧特性の線形統計表現と比較することによって、線形モデル変化が得られて、コンデンサバンクの動作の結果生じるＥＵＳ電圧変化に関連付けられる。これが行われると、ＥＵＳ電圧への影響がＶＣＣによって予測可能となり、最適な動作点に到達したかを判断するために使用できる。
【００２２】
線形モデルが構築されると、所望のエネルギー効率、需要、および信頼度の改善に見合うようにＥＥＤＳを制御するための最良の方法を決定するために、そのモデルを使用して単純な線形最適化を適用することができる。
【００２３】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）を使用して複数のＡＭＩ ＥＵＳ点からＡＭＩデータを取得して、線形化技術を用いて電圧の線形モデルを構築することができる。これらの複数点モデルは、大規模なシステムの線形特性を、コンデンサバンク、レギュレータ、およびＬＴＣトランスフォーマのシステム動作に関連付けることによって大規模な放射状システム（a larger radial system：例えば単一の接続点から発生する１組の連続した送信素子）について電圧挙動を予測するために使用することができる。ＥＥＤＳの独立変数の動作を表わす新規の線形モデルを用い、最適化によって、ＥＥＤＳ損失の線形モデルを最小化する独立変数の最適な設定を決定できる。これらの最適な制御特性は設定プロセスにおいてＥＶＰからＶＣＣへ渡される。
【００２４】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）を使用して複数のＡＭＩ ＥＵＳ点からＡＭＩデータを取得して、線形化技術を用いて電圧の線形モデルを構築することができる。これらの複数点モデルは、大規模なシステムの線形特性を、コンデンサバンク、レギュレータ、およびＬＴＣトランスフォーマのシステム動作に関連付けることによって、大規模な放射状方式について電圧挙動を予測するために使用することができる。ＥＥＤＳの独立変数の動作を表わす新規の線形モデルを用い、最適化によって、高変動負荷に耐えるようにＥＥＤＳの線形モデルを最大化する独立変数の最適な設定を決定できる。これらの最適な制御特性は設定プロセスにおいてＥＶＰからＶＣＣに渡される。
【００２５】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）を使用して、複数のＡＭＩ ＥＵＳ点と複数のＥＳＳ点からＡＭＩデータを取得し、線形化技術を用いて電圧の線形モデルを構築することができる。正常動作のために存在する線形モデルは、線形化の特性に基づいて決定できる。この「フィンガープリント」としての正常動作モデルを使用して、ＥＥＤＳ上の他のＥＵＳにフィルタリングをかけ、異常なふるまい特性を示すものがもしあれば、それらを決定し、異常なＥＵＳ点を、起こりうる低信頼性の動作（potential of low reliability performance）を表わす特定の異常挙動を示す、予測特性の一覧と比較できる。一例として、接続不良のメーター台の特性が、上記モデルにおいて所定の線形特性を有すると明らかにされた。この異常状態を表現する観察線形特性を使用すれば、ＡＭＩからの電圧データを用いて、この挙動を示すＥＵＳメーターのいずれをも特定することができる。これによって、顧客機器の故障が発生する前に異常を解決することができ、ＥＥＤＳの信頼度を著しく改善する。設定プロセスにおいて１組の電圧のフィンガープリントがＥＶＰによってＶＣＣに対して渡される。ＥＰＰはこれを認識することによって警告を発し、動作レベルを変更し、効率、需要または信頼度の改善につなげる。
【００２６】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）を使用して、複数のＡＭＩ ＥＵＳ点と複数のＥＳＳ点からＡＭＩデータを取得し、線形化技術を用いて電圧の線形モデルを構築できる。このモデルと測定ＡＭＩデータを使用すると、ＥＰＰを用いてＥＥＤＳにわたって電圧の最小レベルを制御してＣＶＲの実施をするために、電圧管理システムで使用可能なモニタされるメーターの初期のグループを予測できる。この情報は、設定プロセスにおいてＥＰＰからＶＣＣへ渡される。
【００２７】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）は複数のＡＭＩ ＥＵＳ点および複数のＥＳＳ点からのＡＭＩデータを取得して、線形化技術を使用して電圧の線形モデルを構築するために使用できる。このモデルと測定ＡＭＩデータを使用すると、高変動性負荷の検出を制御し、エネルギー効率および需要制御から高変動性負荷適合へとＶＣＣの動作モードを変更する電圧管理システムにおいて、初期に使用できるモニタされるメーターの高変動性グループを予想するためにＥＰＰを使用できる。これは、高変動性負荷の区分線形モデルを作成し、独立電圧変数を使用して、ＶＣＣ電圧レベルをこの高変動性制御範囲の中間点に移動させることによって、実行される。この情報は、設定プロセスにおいてＥＰＰからＶＣＣに渡される。
【００２８】
本発明のさらなる態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）を使用して、複数のＡＭＩ ＥＵＳ点と複数のＥＳＳ点からＡＭＩデータを取得し、線形化技術を用いて電圧の線形モデルを構築できる。電圧データを使用すると、電圧相関解析を用いて回路上のメーター接続点についての位置情報を提供できる。この方法は、各メーターの電圧データを使用して統計解析を提供する技術を用いて電圧を大きさおよび位相でマッチングする。位相が共通の電圧の動きは関連付けられ、回路毎の共通の電圧の動きは線形回帰技術を用いて識別される。この情報は、設定プロセスにおいてＥＰＰによってＶＣＣに対して供給され、モニタされたグループ内の電圧が被制御ＥＥＤＳからのものでない時を検出するために使用される。これによって、問題が解決されるまで、ＶＣＣは制御を停止してセーフモードに戻ることができる。
【００２９】
本発明のさらなる態様によれば、ＶＣＣはＥＵＳにおけるモニタされるグループの電圧をサンプリングし、その線形モデルを使用して、ＥＵＳ位置に対する線形回帰モデルに基づき、所要の電圧帯域にＥＵＳ電圧が存在し続けられるために必要な独立変数の必要レベルを予測する。また、このサンプリングによって、ＶＣＣは、サンプルが線形回帰モデルから著しく逸脱している場合を判断できるようになり、警告とＶＣＣ状態の変更によりＥＥＤＳの信頼度を保つことができるようにする。
【００３０】
本発明のさらなる態様によれば、回路、ＬＴＣトランスフォーマ、レギュレータ、および分散型発電における電圧調整を代行する装置は、ＥＥＤＳにおける制御のゾーンを重複なく割り当てられる。各ゾーンにおいて、１つの親装置が存在し、ＥＥＤＳに対してはすべての他のゾーンと装置を制御する１つのサブステーション親装置（ノード親装置）も存在する。ＥＥＤＳトポロジは、どのゾーンがノードゾーンに対して二次的であるか、および他のゾーンに対する関係を決定する。それらのゾーンのそれぞれにおいて、コンデンサバンクなどの子装置を形成する他の独立装置が存在する。これらは、それらのゾーンの親制御によって制御される。制御処理はゾーントポロジ毎に進み、ＥＥＤＳに対して最適化プロセスを実施する。各ゾーン制御装置と子装置に対して、モニタされるメーターのグループが割り当てられ、ＥＥＤＳに対する最適化プロセスを実施する制御点変更を開始するために使用される。この制御プロセスは、最適化を決定し最適化のソリューションの独立装置／変数を制御するために、ＥＰＰからの構成情報と、ＥＵＳにおけるモニタされるメーターからの電圧測定およびＥＳＳにおけるメーターの測定とのみを必要とする。
【００３１】
本発明のさらなる態様によれば、回路（例えばＬＴＣトランスフォーマ、レギュレータ、分散型発電など）に対する電圧調整を代行する装置がＥＥＤＳにおける高負荷変動制御の重複しないゾーンに対して割り当てられる。各ゾーンには１つの親装置が存在し、ＥＤＤＳに対しては、他の全てのゾーンと装置を制御する１つのサブステーション親装置（ノード親装置）も存在する。ＥＤＤＳトポロジは、どのゾーンがノードゾーンに対して二次的であるか、また他のゾーンとの関係を決定する。これらのゾーンのそれぞれには、コンデンサバンクなどの子装置を形成する他の独立装置が存在する。これらはそのゾーンの親による高負荷変動制御によって制御される。ＥＤＤＳに対する最適化プロセスを実施するための制御処理がゾーントポロジごとに進められる。各ゾーン制御装置および子装置に対して、高変動モードがモニタされていたメーターのグループが割り当てられ、ＥＥＤＳに対する高負荷変動適応量（amount of high load variation capability）を最大にするための高負荷変動最適化プロセスを実施する制御点変更を開始するために使用される。この制御プロセスは、最適化ソリューションの独立装置／変数の最適化および制御を決定するために、ＥＰＰからの設定情報と、ＥＵＳにおける高負荷変動最新メーター（high load variation bellwether meters）からの電圧測定およびＥＳＳにおけるメーターの測定のみを必要とする。
【００３２】
本発明のさらなる態様によれば、ＥＥＤＳにおけるモニタ対象外のメーターは電圧例外報告（米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号を参照）を提供する。電圧例外報告は、あらゆる装置に対してその時モニタされているグループのレベル未満と検出されるメーターを再選択し、それらをモニタされるグループに接続し、ＥＥＤＳにおけるメーターの最低値／最高値を示さないメーターの接続を切断するために使用される。モニタされるグループは、制御装置による影響を受けるメーターが全て存在する制御装置ブロックの、より高い動作レベルおよびより低い動作レベルを追跡するように維持される。
【００３３】
本発明のさらなる態様によれば、ＥＥＤＳにおいてモニタ対象外のメーターは電圧例外報告（米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号を参照）を提供する。電圧例外報告は、高変動性負荷状態を検出している代表的な高信頼度のメーターを再選択してそれらを高負荷変動性最新グループに接続し、ＥＥＤＳにおけるメーターの最低値／最高値を示さないメーターの接続を切断するために使用される。モニタされるグループは、制御装置による影響を受けるメーター全てが存在する制御装置ブロックのより高い動作レベルおよびより低い動作レベルを追跡するように維持される。
【００３４】
本発明のさらなる態様によれば、ＥＥＤＳの最適化に対するソリューションが決定される。第１のステップは、最適化問題の境界を画定することである。この最適化は、ＥＥＤＳ、ＥＳＳ、ＥＥＤＣＳ、ＥＵＳ、およびＥＤを扱い、これらのシステムにおける電圧とエネルギーの関係に関わる。第２のステップは、性能基準を決定することである。この性能基準は、ＥＥＤＣＳにおいて発生するＥＳＳからＥＵＳへのエネルギー損失とＣＶＲからのＥＵＳおよびＥＤにおけるエネルギー損失である。第１の損失は、通常、電圧最適化からの制御可能な損失全てのうち５％未満である。第２のエネルギー損失は、ＥＵＳ点に接続されたＥＤにおけるＣＶＲ損失のすべての組み合わせである、ＥＵＳにおける管理電圧低減損失であり、通常、潜在的な制御可能な損失の９５％である。性能基準は、ＥＵＳおよびＥＤにおける電圧の信頼度を維持または向上させながら、これらの２つの損失を最小化することである。第３のステップは、最適化問題における独立変数を決定することである。独立変数は、ＬＴＣトランスフォーマと、電圧レギュレータと、コンデンサバンク位置と、分散型発電電圧制御装置などのＥＵＳ／ＥＤＳ電圧制御とによって制御される電圧である。これらのそれぞれは、ＶＣＣによる制御において具体的に表わされる。次のステップはシステムモデルの作成である。損失の線形モデルは性能基準モデルを表わす。ＥＳＳからＥＵＳへの電圧（the ESS to EUS voltages）の線形モデルは、ＥＥＤＣＳのためのシステムモデルを表わす。最後のステップは制約を決定することである。この場合、制約は、適切な設備および動作標準に基づくＥＵＳおよびＥＤでの電圧範囲限界である。
【００３５】
最適化ソリューションを評価するために以下の仮定がなされる。第１に、ＶＣＣにおいて定義されているように、負荷はブロック毎に均等に分布しているものとする。これは、ブロックが明確に選択できるため、非常に信頼性の高い仮定である。第２は、一次側におけるＥＳＳ電圧降下率（％）と二次側におけるＥＵＳ電圧降下率（％）との間には一様性が存在するものとする。これらの２つの仮定により、モデルは単調であり、電圧と、ＥＥＤＣＳ上の電圧のスロープとともに減少することが示される。これは、独立変数点における制御電圧の減少の結果、つねにＥＵＳにおいて電圧が減少し、損失が結果として減少することを意味し、同時に電圧のスロープがコンデンサバンク位置によって最小化した場合、線形最適化技術を適用すると、境界条件において最適化が常に発生することが示される。これは、すなわち、遭遇する第１の境界条件は、損失を最小化するためのＥＤのための最適な動作点を特定するであろうことを意味する。ＶＣＣは、電圧制御に基づく最適な損失操作を保証するための、この境界条件の探索を実行する制御プロセスの実装である。
【００３６】
本発明のさらなる態様によれば、高変動負荷イベントが検出された場合、ＥＥＤＳ高適合性モードの最適化に対するソリューションが決定される。第１のステップは、高負荷変動性最新グループ（high load variability bellwether group）において代表される高変動性負荷の、統合された区分線形モデル（aggregated piecewise linear model）の決定である。この最適化は、ＥＥＤＳ、ＥＳＳ、ＥＥＤＣＳ、ＥＵＳ、およびＥＤを扱い、これらのシステムにおける電圧とエネルギーの関係に関わる。第２のステップは、性能基準を決定することである。この性能基準は、高変動性負荷からのＥＥＤＣＳとＥＵＳおよびＥＤにおける保存電圧降下（save voltage drops）を維持するＥＳＳからＥＵＳへの最大エネルギー変化適合性である。一次電圧降下は、ソーラーパネル（ＰＶ装置）に対する一時的な雲など、同時に複数の高変動性負荷に影響を及ぼすイベントを蓄積する。性能基準は、ＥＵＳおよびＥＤにおける電圧の信頼性を維持または向上させながら、これらのイベントに対する一次側および二次側における利用可能な電圧降下を最大にすることである。第３のステップは、最適化問題において独立変数の最適状態を決定することである。独立変数は、ＬＴＣトランスフォーマと、電圧レギュレータと、コンデンサバンク位置と、分散型発電電圧制御装置などのＥＵＳ／ＥＤ電圧制御と、によって制御される電圧である。これらのそれぞれは、ＶＣＣによる制御において具体的に表わされる。高負荷変動性イベントに対して、ＥＥＤＳに対する利用可能な電圧降下機能を最大にするコンデンサバンクの位置によってブロックの電圧スロープを最小にした後に、電圧制御装置を高変動性負荷の区間線形表現の中心に移動させる。次のステップはシステムモデルである。高変動性負荷からの電圧降下の線形モデルは性能基準モデルを表わす。ＥＳＳからＥＵＳへの電圧（the ESS to EUS voltages）の線形モデルは、ＥＥＤＣＳのためのシステムモデルを表わす。最後のステップは制約を決定することである。この場合、制約は、適切な設備および動作標準に基づく、ＥＵＳおよびＥＤにおける電圧範囲限界である。
【００３７】
最適化ソリューションを見積もるために以下の仮定がなされる。第１に、ＶＣＣにおいて定義されているように、負荷はブロック毎に均等に分布しているものとする。これは、ブロックは選択できるため、非常に信頼性の高い仮定である。第２の仮定は、一次側におけるＥＳＳ電圧降下率（％）と二次側におけるＥＵＳ電圧降下率（％）との間には一様性が存在するものとするか、もしくは一次モデルがＧＰＳおよびＡＭＩデータから構築されて、ＥＥＤＳの一次側と二次側との間の電圧降下率を適切に推定するものとすることである。これらの２つの仮定により、モデルは電圧とともに単調に減少し、ＥＥＤＣＳ上の電圧のスロープとともに単調に増加すると示される。これは、独立変数点（independent variable points）における制御電圧の減少は、常にＥＵＳにおける電圧の減少と、結果としての電圧降下能力の減少につながり、同時に電圧のスロープがコンデンサバンク位置によって最小となった場合、線形最適化技術を適用すると、最適化は常に制御ブロック間の最小スロープにおいて起こるであろうことが示される。ＶＣＣは、電圧制御に基づく最適な適合性動作を確実にするために区分線形回帰モデルの中心を使用して電圧上昇または降下に対するＥＥＤＳの耐性を最大にする電圧の探索を実施する制御プロセスの実装である。
【００３８】
本発明のさらなる態様によれば、ＶＣＣはＥＰＰの最適化とＶＣＣの最適化を組み合わせ、ＶＣＣ動作最適化を用いたＥＥＤＳの設計および構築両方の同時最適化を実現し、ＥＥＤＳにとって必要であれば、計画、管理、および検証のプロセスを用いてエネルギー効率、エネルギー需要、および高変動性負荷許容量の全体的な電圧最適化を通して循環する継続的な改善プロセスを生み出す。この継続的な改善プロセスによって、継続的に変化するＥＥＤＳ負荷環境に最適化を適応させ、電圧最適化プロセスを完成させる。
【００３９】
本発明の追加的な特徴、利点、および本発明の実施形態は、詳細な説明および図面を考慮した結果これらにおいて説明されるもの、もしくはこれらから明らかなものである。さらに、前述した本発明の概要および以下の詳細な説明は例示的なものであって、請求項に記載された発明を限定することなく、さらなる説明を提供することを意図したものであることが理解されるべきである。
【００４０】
本発明のさらなる理解のために含まれる添付図面は、本明細書に含まれてその一部を構成し、本発明の実施形態を示し、詳細な説明と共に本発明の原理の説明に寄与する。本発明および実施されうるいくつかの方法の、基本的な理解のために必要と思われるもの以上に詳細な構成は示されていない。図面は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の原理による、顧客負荷に接続された電力生成および分配システムからなるＥＥＤＳの一例を示す。
【図２】図２は、本発明の原理による、電圧とエネルギーを測定する高度測定インフラストラクチャ（ＡＭＩ）よりなるＥＳＳ測定点とＥＵＳ測定点とで測定されるエネルギー検証プロセス（ＥＶＰ）およびエネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）に組み合わされた、電圧制御および管理（ＶＣＣ）システムを示す。
【図３】図３は、本発明の原理による、出力電圧の制限内という仮定と共に線形モデルを使用するのみで分配電圧およびエネルギー損失を算出するための線形モデルとして、ＥＥＤＣＳがどのように表わされるかの一例を示す。
【図４】図４は、本発明の原理による。ＡＭＩ測定データとともにＧＩＳ情報を使用して一次モデルを構築する方法を示す。
【図５】図５は、本発明の原理による、ＥＳＳ分配点とＥＵＳ測定点における測定点を有する配電システムのＥＥＤＳ構造の一例を示し、システム内の設備および装置と、ＥＥＤＳの最適化を達成するために使用可能な独立変数を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の原理による、ＶＣＣにおいて使用されるＡＭＩメーターのための測定システムの一例を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の原理による、ＶＣＣにおいて使用されるＡＭＩメーターのための測定システムの一例を示す。
【図７】図７は、本発明の原理による、電力損失、最大変動性能力、電圧レベルを決定し、最適な条件を探索し、ＡＭＩ電圧測定から異常な電圧レベルと、高い能力と効率の間の動作モードの変化とを認識するための入力を提供する制御変数を、ＥＵＳ電圧に関連づける線形回帰解析の一例を示す。
【図８】図８は、本発明の原理による、制御のゾーンおよび制御のブロックに対する制御メーターのマッピングの一例を示す。
【図９】図９は、本発明の原理による、独立変数からの電圧特性がどのように最新メーターの線形回帰モデルと高変動性負荷をモニタされたメーターの区分線形モデルとにマッピングされるかの一例を示す。
【図１０】図１０は、本発明の原理による、ＥＥＤＣＳに対する線形化と２つの損失算出の線形化を含むＶＣＣのための最適化ソリューションの実施のために使用されるモデルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明は、以下の詳細な説明によりさらに記述される。
【００４３】
本発明およびさまざまな特徴、それらの詳細な効果は限定的でない実施形態および例によって、より詳細に説明され、これら実施形態および例は添付の図面により記述および／または図示され、以下の記述により詳細に説明される。ここで、図面に示される特徴は必ずしも正確な縮尺で描かれたものではなく、たとえここで明確に記載されていなかったとしても、当業者が認識するように、一実施形態における特徴は、他の実施形態においても採用されうる。周知の構成物および処理技術に関する記述は、本発明の実施形態が不必要に不明瞭になるのを回避するために省略されることがある。ここで用いられる例は、本発明の実施方法の理解を助けること、および当業者が本発明の実施形態を実行するのをより容易にすることのみのためのものである。従って、ここにおける例および実施形態は本発明の範囲を限定するためのものではない。さらに、同様の符号は、各図面を通じて同様の部分を指すものである。
【００４４】
本発明で用いられる「コンピュータ」は、あらゆる機械、装置、回路、部品、もしくはモジュールを意味し、または、１以上の命令に従ってデータを扱うことのできる、機械、装置、回路、部品、モジュール等のあらゆるシステムを意味し、例えば、限定されることなく、プロセッサ、マイクロプロセッサ、中央演算処理装置、汎用コンピュータ、スーパーコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、パームトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ワークステーションコンピュータ、サーバ等、またはプロセッサ、マイクロプロセッサ、中央演算処理装置、汎用コンピュータ、スーパーコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、パームトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ワークステーションコンピュータ、サーバ等のアレイを意味する。
【００４５】
本発明で用いられる「サーバ」は、ソフトウエアおよび／またはハードウエアのあらゆる組み合わせを意味し、少なくとも１つのアプリケーションおよび／または少なくとも１つのコンピュータを含み、クライアント−サーバアーキテクチャの一部として接続されたクライアントに対しサービスを実施する。少なくとも１つのサーバアプリケーションは、例えば接続を受け入れて、クライアントにレスポンスを送信することでクライアントからのリクエストに応じることができるアプリケーションプログラムを含んでよいが、これに限定されない。サーバは、人からの最低限の指示により、しばしば重い負荷のもとで、無人で、長時間にわたり少なくとも１つのアプリケーションを実行するよう構成されてもよい。サーバは、複数の構成されたコンピュータを含み、負荷に基づいて、少なくとも１つのアプリケーションをこれらのコンピュータに分配してもよい。例えば負荷が軽い場合、当該少なくとも１つのアプリケーションは１つのコンピュータにおいて実行できるが、負荷が重い場合、複数のコンピュータが当該少なくとも１つのアプリケーションを実行するよう求められてもよい。サーバ、もしくはそのコンピュータは、ワークステーションとして使用されてもよい。
【００４６】
本発明で用いられる「データベース」は、少なくとも１つのアプリケーションおよび／または少なくとも１つのコンピュータを含むソフトウエアおよび／またはハードウエアのあらゆる組み合わせを意味する。データベースは構築（ストラクチャ）されたレコードのコレクションや、例えば、関係モデル、階層モデル、ネットワークモデル等、これらに限定されないデータベースモデルに基づいてオーガナイズされたデータを含んでよい。データベースが、従来技術として周知のデータベース管理システムアプリケーション（ＤＢＭＳ）を含んでもよい。少なくとも１つのアプリケーションは、例えば、接続を受け入れて、クライアントにレスポンスを送信することでクライアントからのリクエストに応じることができるアプリケーションプログラムを含むが、これに限定されない。データベースは、人からの最低限の指示により、しばしば重い負荷で、無人で、長時間にわたり少なくとも１つのアプリケーションを実行するよう構成されてもよい。
【００４７】
本発明で用いられる「通信リンク」は、少なくとも２つのポイント間でデータまたは情報を運ぶ有線および／または無線の媒体を意味する。有線または無線の媒体は、例えば金属導体のリンク、無線周波数（ＲＦ）通信リンク、赤外線（ＩＲ）通信リンク、光通信リンク等を含んでよく、又これに限定されない。ＲＦ通信リンクは、例えばＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＤＥＣＴ、０Ｇ、１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、もしくは４Ｇセルラ標準、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）等を含んでよい。
【００４８】
本発明で用いられる「含む」「有する」およびその変形からなる語は、特に記載のない限り「含むが、それに限定されない」ことを意味する。
【００４９】
本発明で用いられる「１つの（a, an）」「前記（the）」等の語は、特に記載のない限り「１以上（one or more）」を意味する。
【００５０】
互いに通信を行う装置は、特に記載のない限り、必ずしも継続して通信を行う必要はない。加えて、互いに通信を行う装置は、直接的にもしくは１以上の中間物を通じて間接的に、通信を行ってよい。
【００５１】
処理ステップ、方法ステップ、アルゴリズム等は、順序を追って記載されてよいが、そのような処理、方法、アルゴリズムは、順序を入れ替えて実行されるよう構成されてもよい。言い換えれば、記載されるあらゆる順番やステップ順序は、ステップがこの順序で実行されることの要求を必ずしも示すものではない。ここで記載される処理、方法、アルゴリズムのステップは、実際にはあらゆる順序で実行されてよい。さらに、いくつかのステップは同時に実行されてもよい。
【００５２】
ここで１つの装置または部材が記載された場合、１以上の装置または部材が１つの装置または部材に代えて使用されてよいのは明らかであろう。同様に、ここで１以上の装置または部材が記載された場合、１つの装置または部材が１以上の装置または部材に代えて使用されてよいのは明らかであろう。１つの装置の機能や特徴は、代わりに１以上の、そのような特徴や機能を有することが明確に示されていない他の装置により実現されてもよい。
【００５３】
本発明で用いられる「コンピュータにより読み取り可能な媒体」は、コンピュータに読まれるデータ（例えば命令）の提供を行うあらゆる媒体を意味する。このような媒体は、不揮発性の媒体、揮発性の媒体、および送信媒体を含む数多くの形態をとりうる。不揮発性の媒体は、例えば光学ディスクもしくは磁気ディスクや他の持続性メモリを含んでよい。揮発性の媒体は、ダイナミックランダムアクセスメモリー（ＤＲＡＭ）を含んでよい。送信媒体は、プロセッサと組み合わされたシステムバスを含むワイヤを含む、同軸ケーブル、銅製ワイヤ、および光ファイバを含んでよい。送信媒体は音波、光波、および無線（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）のデータ通信において生成されるもののような、電磁放射を含んでよく、あるいは運んでよい。コンピュータにより読み取り可能な媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他のあらゆる磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、他のあらゆる光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する他のあらゆる物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＥＰＲＯＭ、他のあらゆるメモリーチップもしくはカートリッジ、後述する搬送波、もしくはコンピュータが読み取り可能なあらゆる媒体を含む。
【００５４】
さまざまな形態のコンピュータによる読み取り可能な媒体が、コンピュータに命令のシーケンスを運ぶのに利用されてもよい。例えば、命令のシーケンスは、（ｉ）ＲＡＭからプロセッサに運ばれてもよく、（ｉｉ）無線送信媒体を通って運ばれてもよく、および／または（ｉｉｉ）例えばＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＤＥＣＴ、０Ｇ、１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、もしくは４Ｇセルラ標準、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）等を含む数多くのフォーマット、規格またはプロトコルに従ってフォーマットされてよい。
【００５５】
本発明の非限定的な例によれば、電圧制御および管理（ＶＣＣ）システム２００が提供され（図２に示す）、ＥＶＰ６００はＶＣＣ２００からのＥＥＤＳエネルギーの変化をモニタするために使用される。ＶＣＣ２００は、エネルギー分配（ＥＤ）システム３００と、エネルギー制御（ＥＣ）システム４００と、エネルギー調整（ＥＲ）システム５００とを含む、３つのサブシステムを含む。また、エネルギー検証（ＥＶＰ）システム６００とエネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）システム１７００も図２に示している。ＶＣＣシステム２００は、ＥＤシステム３００におけるエネルギー使用量をモニタして、ＥＣシステム（または電圧制御装置）４００における１以上のエネルギー分配パラメータを決定するよう構成される。そしてＥＣシステム４００は、１以上のエネルギー分配パラメータＣＥＤをＥＲシステム５００に対して供給して、最適な最大エネルギー管理のために、複数のユーザに対して届けられるエネルギーを調整してよい。ＥＶＰシステム６００は通信リンク６１０を通してすべての測定されたエネルギーフローをモニタし、ＥＲシステム５００における電圧制御の変化の結果生じるエネルギーの変化を判断する。また、ＥＶＰシステム６００は適切な測候所６４０から通信リンク６２０を介して天候データ情報を読み込んでＥＶＰプロセス６３０を実行する。ＥＶＰシステム６００の一例は、‘０８５出願においてより詳細に記載されているが、他のＥＶＰシステムを使用してもよい。
【００５６】
ＥＰＰシステム１７００は、ＡＭＩデータを得るために、通信リンク１７４０を介して履歴データベース４７０を読み込む。ＥＰＰシステム１７００は、この履歴データを測定ＡＭＩデータとともに処理して、ＥＥＤＳシステム７００上に問題があればそれを特定できる。また、ＥＰＰシステム１７００は、提案された最適なシステム変更によって発生した、解析におけるいかなる異常値も特定でき、さらに適応プロセス（米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号に記載）が制御システムにおいて初期化されるまでに、ＶＣＣシステム２００によるモニタリングに使用できる初期メーター（initial meter）も特定できる。
【００５７】
ＶＣＣシステム２００はまた、ＥＶＰシステム６００からのエネルギー変化データを通信リンク６１０を介してモニタし、ＥＣシステム（もしくは電圧コントローラ）４００における１以上のエネルギー分配パラメータを決定するよう構成される。ＥＣシステム４００は、その後１以上のエネルギー分配パラメータＣＥＤをＥＲシステム５００に提供して、最大エネルギー管理のために複数のユーザに分配されるエネルギーを調整させてもよい。同様に、ＥＣシステム４００は、エネルギー変化データを使用して、他の方法でＥＥＤＳ７００を制御してもよい。例えばＥＥＤＳ７００の構成要素を修正、調整、追加、または削除してもよく、それにはコンデンサバンクの追加、電圧レギュレータの修正、顧客の効率を修正するためのエンドユーザ設備に対する変更、その他の制御動作が含まれる。
【００５８】
ＶＣＣシステム２００は、例えば電力供給システムの既存の負荷軽減プランに統合されてもよい。電力供給システムは、１以上の所定のイベントがトリガーされた場合に起動される可能性のある緊急電圧低減プランを含んでもよい。所定のイベントは、例えば緊急事態、変圧器からの出力電力が例えばその定格電力の８０％を超える場合に発生する導体の過熱、等を含んでよい。ＶＣＣシステム２００は、例えば１以上の所定のイベントがトリガーされた場合には負荷軽減プランに対して譲歩し、複数のユーザに対し供給される電力の電圧を下げることを負荷軽減プランに許可するよう構成される。
【００５９】
図１は米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号の図１と類似しており、本発明の原理によるＥＥＤＳ７００システムの例を示すオーバーレイを含む。当該ＥＥＤＳ７００システムは、ＥＳＳシステム８００と、ＥＵＳシステム９００と、電力生成および分配システム１００に基づくＥＥＤＣＳシステム１０００とを含む。電力生成および分配システム１００は電力生成ステーション１１０、ステップアップ生成トランスフォーマ１２０、サブステーション１３０、複数のステップダウントランスフォーマ１４０，１６５，１６７、およびユーザ１５０，１６０を含む。電力生成ステーション１１０はステップアップトランスフォーマ１２０に供給される電力を生成する。ステップアップトランスフォーマは電力の電圧をステップアップし、ステップアップされた電力を電気伝送媒体１２５に供給する。ＥＳＳ８００は、ステーション１１０からユーザ１５０，１６０に対して電力を伝送するために、ステーション１１０と、ステップアップトランスフォーマ１２０と、サブステーション１３０と、ステップダウントランスフォーマ１４０、１６５、１６７と、本明細書で説明するＥＲ５００と、媒体１２５を含む電気伝送媒体とを含む。ＥＵＳ９００は、本明細書で説明するＥＤ３００システム及び電力の消費者となりうる複数のエネルギー使用装置（ＥＵＤ）９２０、または消費者設備などを含む負荷とを含む。ＥＥＤＣＳシステム１０００は、ＥＳＳ８００とＥＵＳ９００との間に位置する、媒体１３５、接続、及び他のあらゆる設備とを含んだ、送信媒体を含む。
【００６０】
図１に示されるように、電気伝送媒体は、例えば電柱１２７，１３７により地上で、および／または例えばシールドされた導体（図示しない）により地下で支えられる導線を含んでよい。電力は、ステップアップトランスフォーマ１２０からサブステーション１３０に、電力ＥＩｎ（ｔ）として供給される。ここでメガワット（ＭＷ）レベルの電力ＥＩｎは時間ｔの関数として変化してもよい。サブステーション１３０は、受信した電力ＥＩｎ（ｔ）をＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）に変換し、変換された電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を複数のユーザ１５０，１６０に供給する。サブステーション１３０は、電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）をユーザ１５０，１６０に供給する前に、受信した電力ＥＩｎ（ｔ）の電圧成分ＶＩｎ（ｔ）を、例えば電圧をステップダウンすることで調整的に変換する。サブステーション１３０から供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）は、ステップダウントランスフォーマ１４０，１６５，１６７により受信されてもよく、例えば地下の導体（および／または地上の導体）等に限定されない伝達媒体１４２，１６２を通じてユーザ１５０，１６０に供給されてもよい。
【００６１】
ユーザ１５０，１６０のそれぞれは、高度測定インフラストラクチャ（ＡＭＩ）３３０を含んでもよい。ＡＭＩ３３０は、地域オペレーションセンター（Regional Operations Center：ＲＯＣ）１８０と組み合わされてもよい。ＲＯＣ１８０は、複数の通信リンク１７５，１８４，１８８、ネットワーク１７０、および／または無線通信システム１９０によりＡＭＩ３３０と組み合わされてもよい。無線通信システム１９０は、例えばＲＦ送受信機、衛星送受信機等を含んでよく、これらに限定されない。
【００６２】
ネットワーク１７０は、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク、企業エリアネットワーク、電気伝送媒体１２５，１３５及びトランスフォーマ１４０，１６５，１６７、グローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）、ブロードバンドエリアネットワーク（ＢＡＮ）等の少なくとも１つを含み、これらのいずれも、無線および／または有線の通信媒体を介してデータの通信を行うよう構成されてよい。ネットワーク１７０は、例えばリング、メッシュ、ライン、ツリー、スター、バス、フル接続等のネットワークトポロジを含むように構成されてよい。
【００６３】
ＡＭＩ３３０は、スマートメーター、ネットワークインタフェース（例えば、ＷＡＮインターフェイス等）、ファームウェア、ソフトウエア、ハードウエア等の１つまたは複数を含んでよい。ＡＭＩは、分配キロワット時（ｋＷｈ）（kilo-Watt-hours (KWh) delivered）。受領ｋＷｈ（kWh received）、分配ｋＷｈ＋受領ｋＷｈ、分配ｋＷｈ−受領ｋＷｈ、間隔データ、需要データ、電圧、電流、位相等の１以上を決定するように構成されてよい。ＡＭＩが三相メーターの場合、低位相電圧が平均の計算に使用されてよく、あるいは各位相の値を独立して使用してもよい。メーターが単相メーターの場合、単一の電圧成分が平均化される。
【００６４】
ＡＭＩ３３０は、さらに１以上のコレクタ３５０（図２に示す）を含んでもよく、コレクタ３５０はＡＭＩデータを、例えば１以上のユーザ１５０，１６０における電力分配および消費量の測定および報告を行うようタスクが設けられた１以上のＡＭＩ３３０から収集するよう構成されている。あるいは（またはそれに加えて）、１以上のコレクタは、ユーザ１５０，１６０の外部、例えばステップダウントランスフォーマ１４０、１６５、１６７を保持しているハウジングにおいて、設けられてもよい。それぞれのコレクタはＲＯＣ１８０と通信するように構成されてもよい。
【００６５】
ＶＣＣシステム２００はＤＭＳとＡＭＩシステムにつながれて、電圧制御機能を実行する。さらに、ＥＶＰシステム６００は天候データを収集し、ＥＳＳシステム８００からの収集しＡＭＩデータを使用して、ＶＣＣシステム２００によって達成されるエネルギー節約レベルを算出する。さらに、ＥＰＰシステム１７００は、ＶＣＣシステム２００を使用して、ＡＭＩ電圧データの履歴を定期的に確認し、ＥＵＳ電圧性能問題を特定し、ＥＥＤＳシステム７００の効率および信頼度を上げるために必要な変更を提供することによって、ＥＥＤＳの性能を継続的に改善するプロセスを提供する。
【００６６】
［ＶＣＣシステム２００］
図２は、本発明の原理に係る、より効率的な下側５％の電圧帯でＥＥＤＳを制御するＶＣＣから結果的に発生するエネルギーの変化をモニタするＥＶＰシステム６００を有するＶＣＣシステム２００の例を示す。ＶＣＣシステム２００は、それぞれ破線の楕円で示されているＥＤシステム３００、ＥＣシステム４００、およびＥＲシステム５００を含む。ＶＣＣシステム２００は、ＥＤシステム３００におけるエネルギー使用量をモニタするように構成されている。ＥＤシステム３００は１以上のユーザ１５０，１６０（図１に示す）におけるエネルギー使用量をモニタし、エネルギー使用量の情報をＥＣシステム４００へ送信する。ＥＣシステム４００は、エネルギー使用量の情報を処理して１以上のエネルギー分配パラメータＣＥＤを生成し、通信リンク４３０を介してＥＲシステム５００に送信する。ＥＲシステム５００は、１以上のエネルギー分配パラメータＣＥＤを受信し、受信したエネルギー分配パラメータＣＥＤに基づいて、ユーザ１５０，１６０に供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を調整する。ＥＶＰシステム６００は天候データとエネルギー使用量データを受信し、ＶＣＣ２００からのエネルギー使用量の改善を算出する。
【００６７】
ＶＣＣシステム２００は、電力システムの損失を最小化し、ユーザのエネルギー消費を削減し、正確なユーザの電圧制御を提供する。ＶＣＣシステム２００は、クローズドループプロセス制御アプリケーションを含んでもよく、クローズドループプロセス制御アプリケーションは、ＥＤシステム３００により提供されるユーザ電圧データを使用して、例えばＥＲシステム５００内の分配回路（図示しない）に対する電圧セットポイントＶＳＰを制御する。すなわち、ＶＣＣシステム２００はＥＲシステム５００内の分配回路の電圧セットポイントＶＳＰを調整することによって、ユーザ１５０，１６０に供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を制御してよい。そしてＥＲシステム５００は、例えば１以上のロードタップチェンジング（ＬＴＣ）トランスフォーマ、１以上の電圧レギュレータ、もしくは他の電圧制御設備を含んでよい。これによってユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）の電圧ＶＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）の動作の最適化のために電圧帯（band）を狭い状態に維持し、電力損失を低く抑え、ユーザ地点１５０，１６０における電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）の効率的な使用を促進する。
【００６８】
ＶＣＣシステム２００は、ＥＤシステム３００内のユーザ１５０，１６０からの測定された電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）のデータを含むＡＭＩデータに基づいて、さらにＥＶＰシステム６００からの検証データとＥＰＰシステム１７００から受信した情報とに基づいて、ＥＣシステム５００から供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の最適な制御および調整を行う。ＶＣＣシステム２００は、例えばＬＴＣトランスフォーマ（図示しない）、回路レギュレータ（図示しない）等を調整することにより、サブステーションにおける電圧セットポイントＶＳＰまたはＥＲシステム５００内のラインレギュレータレベルを調整して、ユーザ電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）を安全公称動作範囲を含んでもよいターゲット電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎに維持してもよい。
【００６９】
ＶＣＣシステム２００は、ユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）を１以上の電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎに維持するよう構成される。例えば、実質的に同時に、エネルギーは２つ以上の電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎにおいて分配されうる。ここで２つ以上の電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎは、実質的に同じ、もしくは異なる。ＶＢａｎｄ‐ｎの値は以下の数式（１）により決定されるであろう。
（１）ＶＢａｎｄ‐ｎ＝ＶＳＰ＋ΔＶ
ここでＶＢａｎｄ‐ｎは電圧の範囲である。ｎは０より大きい正の整数であり、実質的に同時に扱いうる電圧帯ＶＢａｎｄの数に対応する。ＶＳＰは電圧セットポイントの値でありΔＶは電圧偏差範囲（voltage deviation range）である。
【００７０】
例えば、ＶＣＣシステム２００はユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）を、地方（rural）での適用のために、例えば１１１Ｖから１２９Ｖと等しい電圧帯ＶＢａｎｄ‐１に維持してもよい。ここでＶＳＰは１２０Ｖに設定され、ΔＶは、＋／−７．５％の偏差範囲に設定される。同様に、ＶＣＣシステム２００はユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）を、都市（urban）での適用のために、例えば１１４Ｖから１２６Ｖと等しい電圧帯ＶＢａｎｄ‐２に維持してもよい。ここでＶＳＰは１２０Ｖに設定され、ΔＶは、＋／−５％の偏差範囲に設定される。
【００７１】
ＶＣＣシステム２００は、ＶＳＰおよびΔＶに適切な値を設定することで、ユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）を、ユーザ１５０，１６０において使用可能なあらゆる電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎに維持してもよい。ここで、ＶＳＰおよびΔＶの値は、ＥＤシステム３００から受信されるユーザ１５０，１６０のエネルギー使用量情報に基づいて、ＥＣシステム４００により決定されてもよい。
【００７２】
ＥＣシステム４００は、ＶＳＰおよびΔＶを、ＶＢａｎｄ‐ｎも含みうるエネルギー分配パラメータＣＥＤとして、ＥＲシステム５００に送信してもよい。そしてＥＲシステム５００は、ユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）の電圧ＶＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）を、電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎに制御し、維持してもよい。エネルギー分配パラメータＣＥＤは、さらに、例えばロードタップチェンジャー（ＬＴＣ）制御コマンドを含んでもよい。
【００７３】
ＥＶＰシステム６００はさらに、本発明の原理に従って、電圧セットポイント値ＶＳＰ（もしくは電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎ）の変更後のユーザ１５０，１６０のエネルギー使用量に対して、電圧セットポイント値ＶＳＰ（もしくは電圧帯ＶＢａｎｄ‐ｎ）の変更前のユーザ１５０，１６０のエネルギー使用量を比較することでエネルギー節約の測定および検証を実行してもよい。この測定および検証は、例えばユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）の電圧ＶＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）を低減することによる全体のエネルギー節約の効果を特定したり、ユーザ１５０，１６０に分配される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）に対する最適な分配電圧帯ＶＢａｎｄ−ｎを決定するのに使用されてもよい。
【００７４】
［ＥＲシステム５００］
ＥＲシステム５００は、ＥＤシステム３００および／またはＥＣシステム４００と、ネットワーク１７０を使用して通信してもよい。ＥＲシステム５００は、それぞれ通信リンク５１０および４３０を使用してネットワーク１７０およびＥＣシステム４００と組み合わされる。ＥＣシステム５００は、通信リンクを含んでもよい電力ライン３４０を使用してＥＤシステム３００とも組み合わされる。
【００７５】
ＥＲシステム５００は、電力供給ＥＩｎ（ｔ）を例えばライン５２０上の電力生成ステーション１１０（図１に示す）から受信するサブステーション５３０を含む。電力ＥＩｎ（ｔ）は電圧ＶＩｎ（ｔ）成分および電流ＩＩｎ（ｔ）成分を含む。サブステーション５３０は受信した電力ＥＩｎ（ｔ）を、例えば電力ＥＩｎ（ｔ）の電圧成分ＶＩｎ（ｔ）が、電力供給ライン３４０上の複数のＡＭＩ３３０に供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧値ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）に低減（もしくはステップダウン）されるよう、適応的に変換する。
【００７６】
サブステーション５３０は、例えばロードタップチェンジ（ＬＴＣ）トランスフォーマのようなトランスフォーマ（図示しない）を含んでもよい。ここで、サブステーション５３０は、さらに、ＬＴＣトランスフォーマのタップを自動的に変更するよう構成されたオートマチックタップチェンジ機構（図示しない）を含んでもよい。タップチェンジ機構は、ＬＴＣトランスフォーマのタップを、オンロード（オンロードタップチェンジャー、またはＯＬＴＣ）またはオフロード、もしくはその両方で変更してもよい。タップチェンジ機構はモータ駆動およびコンピュータ制御によるものであってもよい。サブステーション５３０は、電力供給ライン３４０上のユーザに供給される電力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）の力率の調整および最大化を行うバック／ブースト（buck/boost）トランスフォーマも含んでもよい。
【００７７】
加えて（もしくはそれに代えて）、サブステーション５３０は、当業者にとって既知であるように、１以上の電圧レギュレータ、または他の電圧制御設備を含んでよい。これらは出力される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を所定の電圧値または所定の電圧値範囲に維持するよう制御されてもよい。
【００７８】
サブステーション５３０はエネルギー分配パラメータＣＥＤを通信リンク４３０上のＥＣシステム４００から受信する。エネルギー分配パラメータＣＥＤは、例えば、ＬＴＣトランスフォーマが電力ＥＩｎ（ｔ）の入力電圧成分ＶＩｎ（ｔ）を、ＥＤシステム３００に供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）にステップダウンするのに使用される場合、ロードタップ係数を含んでもよい。この場合、ロードタップ係数は、ＥＲシステム５００により、ＬＴＣトランスフォーマの低電圧側の電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を所定の電圧値または所定の電圧値範囲に維持するのに使用されてもよい。
【００７９】
ＬＴＣトランスフォーマは、例えば、１７以上のステップ（３５もしくはより多くの利用可能なポジション）を含んでよく、それらはそれぞれ、受信されたロードタップ係数に基づいて選択されてよい。ステップにおける変更のそれぞれは、ＬＴＣトランスフォーマの低電圧側の電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を少しづつ、例えば約１６分の５（０．３％）またはそれより小さい値づつ、調整してもよい。
【００８０】
または、ＬＴＣトランスフォーマは、１７より少ないステップを含んでもよい。同様に、ＬＴＣトランスフォーマのステップにおける変更のそれぞれは、ＬＴＣトランスフォーマの低電圧側の電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を、例えば約１６分の５（０．３％）より大きい量づつ、調整してもよい。
【００８１】
電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）は、ＬＴＣトランスフォーマの低電圧側において、測定およびモニタされてもよい。この場合、測定およびモニタは、例えば、ステップダウンされた電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）のサンプリングまたは継続的な測定を行い、時間ｔの関数としての測定された電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の値を、例えばコンピュータによる読み取りが可能な媒体等のストレージ（図示しない）に格納することで行われてもよい。電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）は、例えばサブステーション分配バス等の上でモニタされてもよい。さらに、電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）は、送信のために測定が実施できるあらゆるポイント、もしくはＥＲシステム５００内の分配システムにおいて測定されてもよい。
【００８２】
同様に、ＬＴＣトランスフォーマの高電圧側に入力される電力ＥＩｎ（ｔ）の電圧成分ＶＩｎ（ｔ）について測定およびモニタがなされてもよい。さらに、ステップダウンされた電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電流成分ＩＳｕｐｐｌｙ（ｔ）および電力ＥＩｎ（ｔ）の電流成分ＩＩｎ（ｔ）についても測定およびモニタがなされてもよい。ここで、電力ＥＩｎ（ｔ）の、電圧成分ＶＩｎ（ｔ）と電流成分ＩＩｎ（ｔ）との間の位相差φＩｎ（ｔ）について決定およびモニタがなされてもよい。同様に、電気エネルギー供給ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の、電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）と電流成分ＩＳｕｐｐｌｙ（ｔ）との間の位相差φＳｕｐｐｌｙ（ｔ）について決定およびモニタがなされてもよい。
【００８３】
ＥＲシステム５００は、通信リンク４３０または５１０上のＥＣシステム４００に、電気エネルギー供給状態情報を提供してもよい。電気エネルギー供給状態情報は、モニタされた電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を含んでもよい。電気エネルギー供給状態情報は、さらに電圧成分ＶＩｎ（ｔ）、電流成分ＩＩｎ（ｔ）、ＩＳｕｐｐｌｙ（ｔ）および／または位相差値φＩｎ（ｔ）、φＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を、時間ｔの関数として含んでもよい。電気エネルギー供給状態情報は、さらに、例えばＬＴＣトランスフォーマの定格負荷を含んでもよい。
【００８４】
電気エネルギー供給状態情報は、周期的、例えば毎秒、５秒毎、１０秒毎、３０秒毎、６０秒毎、１２０秒毎、６００秒毎、もしくは本発明の趣旨の範囲内の、当業者により決定されるあらゆる間隔を置いてＥＣシステム４００に供給されてもよい。時間間隔はＥＣシステム４００またはＥＲシステム５００により設定されてもよい。代わりに、電気エネルギー供給状態情報は、ＥＣシステム４００またはＥＲシステム５００に断続的に供給されてもよい。
【００８５】
さらに、電気エネルギー供給状態情報は、ＥＣシステム４００からの要求に応じて、または所定のイベントが検出された場合に、ＥＣシステム４００に転送されてもよい。所定のイベントは、例えば、電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）が所定の時間間隔にわたって、定義された閾値ＶＳｕｐｐｌｙＴｈｒｅｓｈｏｌｄ（例えば１３０Ｖ）より大きい（または小さい）値だけ変化した場合、ＥＲシステム５００の１以上の部品の温度が定義された閾値を超えた場合、等を含んでよい。
【００８６】
［ＥＤシステム３００］
ＥＤシステム３００は、複数のＡＭＩ３３０を含む。ＥＤシステム３００は、さらにオプションとして少なくとも１つのコレクタ３５０を含んでもよい。ＥＤシステム３００は、通信リンク３１０を使用してネットワーク１７０を組み合わされてもよい。コレクタ３５０は通信リンク３２０を使用して複数のＡＭＩ３３０と組み合わされてもよい。ＡＭＩ３３０は、通信リンクも含みうる１以上の電力供給ライン３４０を用いて、ＥＲシステム５００と組み合わされてもよい。
【００８７】
各ＡＭＩ３３０は、関連するユーザ１５０，１６０（図１に示す）によるエネルギー使用量データの測定、記憶、および報告を行うよう構成される。各ＡＭＩ３３０は、さらにユーザ１５０，１６０におけるエネルギー使用量の測定および決定を行うよう構成される。ここでエネルギー使用量は、ユーザ１５０，１６０により使用される、時間の関数としての、電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の、電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）と電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）を含む。ＡＭＩ３３０は、離散時間ｔｓにおける電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の、電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）と電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）を測定してもよい。ここでｓはサンプリング周期であり、例えばｓ＝５秒、１０秒、３０秒、６０秒、３００秒、６００秒、またはそれ以上である。例えば、ＡＭＩ３３０は、エネルギー使用量を、１分（ｔ６０ｓｅｃ）、５分（ｔ３００ｓｅｃ）、１０分（ｔ６００ｓｅｃ）、それ以上、もしくはＡＭＩ３００により（例えば乱数発生器を使用して）可変設定される時間間隔を置いて測定してもよい。
【００８８】
ＡＭＩ３３０は、測定した電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）および／またはＩＭｅｔｅｒ（ｔ）の値を所定の時間間隔（例えば５分、１０分、３０分、それ以上）について平均してもよい。ＡＭＩ３３０は、測定した電力使用量ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）（測定した電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）および／または電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）を含む）を、例えばコンピュータによる読み取り可能な媒体等のローカル（またはリモート）ストレージ（図示しない）に、ＡＭＩデータとして格納してもよい。
【００８９】
各ＡＭＩ３３０は、ターゲット成分帯（target component band）の外側の値となったあらゆる電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）、電流ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）、またはエネルギー使用量ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）について、「例外報告（report-by exception）」モードによって動作することもできる。ターゲット成分帯は、ターゲット電圧帯、ターゲット電流帯、またはターゲットエネルギー使用量帯を含んでよい。「例外報告」モードにおいては、ＡＭＩ３３０は、自発的に通信を開始し、ＡＭＩデータをＥＣシステム４００に送信する。「例外報告」モードは、システム状態を変更することで、例えば回路内の最低電圧を表すために使用されていたＡＭＩ３３０を要求通りに再構成するのに使用されてもよい。
【００９０】
ＡＭＩデータは、通信リンク３２０を使用して、周期的にコレクタ３５０に供給されてもよい。加えて、ＡＭＩ３３０は、ＡＭＩデータを、通信リンク３２０上のコレクタ３５０から受信したＡＭＩデータ要求信号に応じて供給してもよい。
【００９１】
代わりに（または加えて）、ＡＭＩデータは周期的に、複数のＡＭＩから直接、ＥＣシステム４００（例えばＭＡＳ４６０）に、例えば通信リンク３２０、４１０、およびネットワーク１７０を使用して供給されてもよい。ここで、コレクタ３５０は迂回、もしくはＥＤシステム３００から除外されてもよい。さらに、ＡＭＩ３３０は、ＥＣシステム４００から受信したＡＭＩデータ要求信号に応じて、ＡＭＩデータをＥＣシステム４００に直接供給してもよい。コレクタ３５０がない場合に、ＥＣシステム（例えばＭＡＳ４６０）は、ここで記述されるコレクタの３５０の機能を実行してもよい。
【００９２】
要求信号は、例えば、クエリーまたは読み出し信号、およびＡＭＩデータを捜索するための特定のＡＭＩ３３０を識別する、ＡＭＩ識別信号を含んでもよい。ＡＭＩデータは、各ＡＭＩ１３０について、以下の情報を含んでもよい。すなわち、例えば、分配キロワット時（ｋＷｈ）データ、受領ｋＷｈデータ、分配ｋＷｈデータ＋受領ｋＷｈデータ、分配ｋＷｈデータ−受領ｋＷｈデータ、電圧レベルデータ、電流レベルデータ、電圧電流間位相角、ｋＶａｒデータ、時間間隔データ、要求データ、等である。
【００９３】
加えて、ＡＭＩ３３０は、ＡＭＩデータを、メーターオートメーションシステムサーバ（ＭＡＳ）４６０に送信してもよい。ＡＭＩデータは、所定のスケジュールまたはＭＡＳ４６０からの要求に従って周期的にＭＡＳ４６０に送信されてもよい。
【００９４】
コレクタ３５０は、複数のＡＭＩ３３０のそれぞれから、通信リンク３２０を介してＡＭＩデータを受信するよう構成される。コレクタ３５０は、受信したＡＭＩデータを、例えばコンピュータによる読み取り可能な媒体（例えば非一時的かつコンピュータ読み取り可能な媒体）などのローカルストレージ（図示しない）に格納する。コレクタ３５０は、受信したＡＭＩデータをコンパイルしてコレクタデータにする。ここで、受信したＡＭＩデータは、例えばＡＭＩ３３０の位置する地理的ゾーン、ＡＭＩデータが収集された特定の時間帯（範囲）、コレクタ制御信号において識別されるＡＭＩ３３０の部分集合等に基づいて、コレクタデータに統合されてもよい。受信したＡＭＩデータのコンパイルにおいて、コレクタ３５０はＡＭＩ３３０の全て（もしくは全体の部分集合）からのＡＭＩデータの中の受信された、電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）の値を平均してもよい。
【００９５】
ＥＣシステム４００は、例えば１５分間隔等を含む所定の時間間隔においてモニタされるＡＭＩ３３０全ての部分集合について、選択または変更を行うことができる。ここで所定の時間間隔は、１５分より短くても長くてもよい。ＡＭＩ３３０全ての部分集合は、ＡＭＩ３３０に供給される電圧ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の最低レベル制御を維持するための必要に応じて、ＥＣシステム４００による選択または変更が可能である。
【００９６】
コレクタ３５０はＡＭＩ３３０の全て（もしくは全体の部分集合）からのＡＭＩデータの中の受信された電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の値を平均してもよい。コンパイルされたコレクタデータは、通信リンク３１０およびネットワーク１７０を使用して、コレクタ３５０によりＥＣシステム４００に供給されてもよい。例えばコレクタ３５０は、コンパイルされたコレクタデータを、ＥＣシステム４００内のＭＡＳ４６０（またはＲＯＣ４９０）に送信してもよい。
【００９７】
コレクタ３５０は、ＥＣシステム４００から、コレクタ制御信号を、ネットワーク１７０および通信リンク３１０を介して受信するよう構成されている。受信したコレクタ制御信号に基づき、コレクタ３５０はさらに、複数のＡＭＩ３３０の特定のものを選択し、選択されたＡＭＩ３３０にＡＭＩデータ要求信号を送信することでＡＭＩデータについてメーターにクエリーするよう構成される。コレクタ３５０はその後、選択されたＡＭＩ３３０からクエリーに応じて受信したＡＭＩデータを収集してもよい。選択可能なＡＭＩ３３０は、複数のＡＭＩ３３０のいずれか１以上を含んでよい。コレクタ制御信号は、例えば、クエリー（または読み出し）されるＡＭＩ３３０の識別子、識別されたＡＭＩ３３０がＶＭｅｔｅｒ（ｔ）、ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）、ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）、および／またはφＭｅｔｅｒ（ｔ）（φＭｅｔｅｒ（ｔ）は、識別されたＡＭＩ３３０において測定される電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の、電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）成分と電流ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）成分との間の位相差である）を測定する時刻、識別されたＡＭＩ３３０からの最後の読み取り以降のエネルギー使用量情報等を含んでよい。コレクタ３５０は、それからコンパイル、およびコンパイルされたコレクタデータの、ＥＣシステム４００内のＭＡＳ４６０（および／またはＲＯＣ４９０）への送信を行ってよい。
【００９８】
［ＥＣシステム４００］
ＥＣシステム４００は、ネットワーク１７０を用いて、ＥＤシステム３００および／またはＥＲシステム５００と通信を行ってよい。ＥＣシステム４００は、１以上の通信リンク４１０を用いて、ネットワーク１７０と組み合わせられる。ＥＣシステム４００は、通信リンク４３０を用いてＥＲシステム５００と直接通信を行ってもよい。
【００９９】
ＥＣシステム４００は、ＭＡＳ４６０、データベース（ＤＢ）４７０，分配管理システム（distribution management system：ＤＭＳ）４８０、および地域オペレーションセンター（regional operation center：ＲＯＣ）４９０を含む。ＲＯＣ４９０は、コンピュータ（ＲＯＣコンピュータ）４９５、サーバ（図示しない）およびデータベース（図示しない）を含んでもよい。ＭＡＳ４６０は、それぞれ通信リンク４２０，４４０を用いて、ＤＢ４７０およびＤＭＳ４８０と組み合わせられてもよい。ＤＭＳ４８０は、通信リンク４３０を用いてＲＯＣ４９０およびＥＲシステム５００と組み合わせられてもよい。データベース４７０は、ＭＡＳ４６０と同じ位置（例えば、近接している位置、またはその内部）に設けられてもよく、例えばネットワーク１７０でアクセス可能な離れた位置に設けられてもよい。
【０１００】
ＥＣシステム４００は、モニタされるＡＭＩ３３０の部分集合から、ＥＣシステム４００が以前モニタするよう選択したＡＭＩ３３０を選択から除外し、モニタされるＡＭＩ３３０の部分集合に含まれていないが例外報告モードで動作しているＡＭＩ３３０を選択するよう構成される。ＥＣシステム４００は、この変更を、選択されていないＡＭＩ３３０から自発的に送信されたＡＭＩデータを受信した後に実行してよい。ここで、ＥＣシステム４００は、選択から除外されたＡＭＩ３３０との接続を削除または終了し、新たに選択された、例外報告モードで動作する、ＡＭＩ３３０との間で新たな接続を生成してもよい。ＥＣシステム４００はさらに、複数のＡＭＩ３３０のうち、例えば最小の測定電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）を含むＡＭＩデータをＥＣシステムに送信しているいずれか１以上を選択し、最小の測定電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）を供給するＡＭＩ３３０から受信されたＡＭＩデータに基づいてエネルギー分配パラメータＣＥＤを生成するよう構成される。
【０１０１】
ＭＡＳ４６０は、コレクタ３５０からコレクタデータを受信するよう構成されるコンピュータ（図示しない）を含んでもよい。ここでコレクタデータは、選択されたＡＭＩ３３０の部分集合（またはＡＭＩ３３０の全て）から収集されたＡＭＩデータを含む。ＭＡＳ４６０は、さらに、ＲＯＣ４９０から受信されたクエリーに応じて、ＡＭＩデータを回収してＲＯＣ４９０に転送するよう構成される。ＭＡＳ４６０は、ＡＭＩデータを含むコレクタデータを、ローカルストレージおよび／またはＤＢ４７０に格納してもよい。
【０１０２】
ＤＭＳ４８０は、サブステーション５３０から電気エネルギー供給状態情報を受信するよう構成されたコンピュータを含んでもよい。ＤＭＳ４８０は、さらに、ＲＯＣ４９０から受信されたクエリーに応じて、測定された電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）の値および電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の値を回収して転送するよう構成される。ＤＭＳ４８０は、さらに、ＲＯＣ４９０から受信されたクエリーに応じて、測定された電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）の値を回収して転送するよう構成されてもよい。ＤＭＳ４８０は、さらに「例外報告」モードで動作するＡＭＩ３３０から全ての「例外報告」電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）を回収し、電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）を、所定のタイミング（例えば１５分置き、又はそれより短い（長い）間隔、または変動するタイミング）で継続的に読み取られる制御ポイントの１つに割り当てるよう構成されてもよい。「例外報告」電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）は、ＥＣ５００セットポイントを制御するのに使用されてもよい。
【０１０３】
ＤＢ４７０は複数の図示しないリレーショナルデータベースを含んでもよい。ＤＢ４７０は、各ＡＭＩ３３０、各コレクタ３５０、各サブステーション５３０、および地理的領域（緯度、経度、および高度を含む）の履歴データを含む多くの記録を含む。ここで地理的領域は、ＡＭＩ３３０、コレクタ３５０、およびサブステーション５３０が位置している領域である。
【０１０４】
例えば、ＤＢ４７０は各ＡＭＩ３３０について、以下の情報の１以上を含んでもよい。すなわち、地理的位置（緯度、経度、および高度を含む）、ＡＭＩの識別番号、アカウント番号、アカウント名、請求先住所、電話番号、モデルおよびシリアルナンバーを含むＡＭＩのタイプ、該ＡＭＩが最初に使用された日時、ＡＭＩが最後に読まれた（クエリーされた）時のタイムスタンプ、最後に読み出されたときに受信されたＡＭＩデータ、読み出される情報のタイプも含むＡＭＩが読み出される（クエリーされる）スケジュール、等である。
【０１０５】
ＡＭＩの履歴データは、例えば、特定のＡＭＩ３３０において使用された電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）を時間の関数として含んでもよい。時間ｔは、例えば受信された電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の大きさＥＭｅｔｅｒ（ｋＷｈ）がＡＭＩ３３０において測定または決定された離散間隔において測定されてよい。ＡＭＩの履歴データは、ＡＭＩ３３０において受信された電気エネルギーＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の測定された電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）を含む。ＡＭＩの履歴データは、ＡＭＩ３３０において受信された電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の測定された電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）および／または位相差φＭｅｔｅｒ（ｔ）をさらに含む。
【０１０６】
既に述べたように、電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）は、例えば５秒、１０秒、３０秒、１分、５分、１０分、１５分等のサンプリング周期で測定されてもよい。電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）および／または受信された電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の値もまた、実質的に電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）と同じタイミングで測定されてもよい。
【０１０７】
メモリのコストが安価である場合、ＤＢ４７０は、ＡＭＩデータがＡＭＩ３３０から初めて収集されたときの、まさに最初のものから、ＡＭＩ３３０から受信された最新のＡＭＩデータまでの履歴データを含んでよい。
【０１０８】
ＤＢ４７０は、それぞれ測定された電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）、電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）、位相成分φＭｅｔｅｒ（ｔ）、および／または電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）に関する時間値を含んでよく、時間値はＡＭＩ３３０で生成されたタイムスタンプ値を含んでよい。タイムスタンプ値は、例えば年、月、日、時間、分、秒、および１秒のさらに一部分を示す値を含んでよい。代わりに、タイムスタンプは、例えばルックアップテーブルを用いてデコードされて年、月、日、時間、分、秒、および１秒のさらに一部分を決定する、コード化された値であってもよい。ＲＯＣ４９０および／またはＡＭＩ３３０は、例えば米国国立標準技術研究所（U.S. National Institute of Standards and Technology (ＮＩＳＴ））から送信されるＷＷＶＢ原子時計信号等を受信し、その内部クロック（図示しない）をＷＷＶＢ原子時計信号に同期させるよう構成されてもよい。
【０１０９】
ＤＢ４７０の履歴データは、さらに各コレクタ３５０に関する履歴コレクタデータを含んでもよい。履歴コレクタデータは以下の情報の１以上を含んでよい。すなわち、例えば各コレクタ３５０に関連する特定のＡＭＩ３３０、各コレクタ３５０の地理的位置（緯度、経度、および高度を含む）、モデルおよびシリアルナンバーを含むコレクタのタイプ、コレクタ３５０が最初に使用された日付、コレクタデータが最後にコレクタ３５０から受信された時のタイムスタンプ、受信されたコレクタデータ、コレクタ３５０が、送信される情報のタイプも含むコレクタデータを送信するスケジュール等である。
【０１１０】
履歴コレクタデータはさらに、例えば時刻ｔにおいてコレクタ３５０の外部で測定された外部温度値ＴＣｏｌｌｅｃｔｏｒ（ｔ）を含んでもよい。履歴コレクタデータはさらに、各コレクタ３５０について、例えば以下の１以上を含んでもよい。時刻ｔにおいてコレクタ３５０の近隣で測定された気圧値ＰＣｏｌｌｅｃｔｏｒ（ｔ）、時刻ｔにおいてコレクタ３５０の近隣で測定された湿度値ＨＣｏｌｌｅｃｔｏｒ（ｔ）、時刻ｔにおいてコレクタ３５０の近隣において測定された、風の方向および強さを含む風ベクトル値ＷＣｏｌｌｅｃｔｏｒ（ｔ）、時刻ｔにおいてコレクタ３５０の近隣で測定された日照値ＬＣｏｌｌｅｃｔｏｒ（ｔ）（ｋＷ／ｍ２）等である。
【０１１１】
ＤＢ４７０の履歴データは、各サブステーション５３０に関するサブステーション履歴データをさらに含んでもよい。サブステーション履歴データは、例えば以下の情報の１以上を含んでもよい。すなわち、例えばサブステーション５３０により電気エネルギーＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）が供給される特定のＡＭＩ３３０の識別子、サブステーション５３０の地理的位置（緯度、経度、および高度を含む）、分配回路の数、トランスフォーマの数、各トランスフォーマの、モデル、シリアルナンバー、および最大定格メガボルトアンペア（maximum Megavolt Ampere (MVA) rating）を含むトランスフォーマタイプ、電圧レギュレータの数、各電圧レギュレータの、モデルおよびシリアルナンバーを含む電圧レギュレータタイプ、サブステーション５３０から最後にサブステーションデータが受信された際のタイムスタンプ、受信されたサブステーションデータ、供給される情報のタイプも含む、サブステーション５３０が電気エネルギー供給状態情報を送信するスケジュール等である。
【０１１２】
サブステーション履歴データは、例えば、特定のＡＭＩ３３０のそれぞれに供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を含んでもよく、ここでＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）はサブステーション５３０の出力において測定または決定される。サブステーション履歴データは、供給された電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の、測定された電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を含み、これは例えばトランスフォーマからの分配バス（図示しない）上で測定されてもよい。サブステーション履歴データは、さらに、供給された電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の、測定された電流成分ＩＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を含んでよい。既に述べたように、電圧成分ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）、電流成分ＩＳｕｐｐｌｙ（ｔ）、および／または電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）は、例えば５秒、１０秒、３０秒、１分、５分、１０分ごと等のサンプリング周期で測定されてもよい。サブステーション履歴データは、さらに、電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）信号と電流ＩＳｕｐｐｌｙ（ｔ）信号との間の位相差値φＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を含んでもよく、これはＡＭＩ３３０に供給される電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の力率を決定するのに使用されてもよい。
【０１１３】
サブステーション履歴データは、さらに、例えばサブステーション５３０の入力のライン５２０上で受信される電力ＥＩｎ（ｔ）を含んでもよい。ここで電力ＥＩｎ（ｔ）はサブステーション５３０の入力において測定または決定される。サブステーション履歴データは、受信される電力ＥＩｎ（ｔ）の測定される電圧成分ＶＩｎ（ｔ）を含んでもよい。ここでＶＩｎ（ｔ）は、例えばトランスフォーマの入力において測定されてもよい。サブステーション履歴データは、さらに、受信される電力ＥＩｎ（ｔ）の測定される電流成分ＩＩｎ（ｔ）を含んでもよい。既に述べたように、電圧成分ＶＩｎ（ｔ）、電流成分ＩＩｎ（ｔ）、および／または電力ＥＩｎ（ｔ）は、例えば５秒、１０秒、３０秒、１分、５分、１０分等のサンプリング周期で測定されてもよい。サブステーション履歴データは、さらに、電力ＥＩｎ（ｔ）の電圧成分ＶＩｎ（ｔ）と電流成分ＩＩｎ（ｔ）との間の位相差φＩｎ（ｔ）を含んでもよい。電力ＥＩｎ（ｔ）の力率は、位相差φＩｎ（ｔ）に基づいて決定されてもよい。
【０１１４】
本発明の一態様によれば、ＥＣシステム４００は、ＡＭＩ３３０ごとのエネルギー使用量と比較するための、統合された、サブステーションレベルにおけるｋＷデータ、サブステーションレベルにおける電圧データ、および天候データを保存し、ＶＣＣシステム２００からエネルギー節約を決定し、線形回帰を使用して、計算から天候の影響、負荷の増大、経済的影響等を取り除く。
【０１１５】
ＶＣＣシステム２００において、制御は、例えばＲＯＣコンピュータ４９５から開始されてもよい。ここで、例えば米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号の図３に示されるように、コントロール画面３０５がＲＯＣコンピュータ４９５において表示されてもよい。コントロール画面３０５は、ＥＲシステム５００の特定のサブステーション５３０（例えばトラブサブステーション（TRABUE SUBSTATION））についてのデータに対応してもよい。ＲＯＣコンピュータ４９５は、例えば、ユーザ１５０，１６０のためのＥＤシステム３００から受信されたＡＭＩデータに基づいて、サブステーション５３０のロードタップチェンジングトランスフォーマを、制御および（必要であれば）オーバーライドできる。ＥＤシステム３００は、ユーザ地点１５０，１６０に対して供給される電力の電圧を、例えば平均して１５分等の予め決まった（または可変の）間隔で、要求された電圧の限界内に電圧を維持しながら決定してもよい。
【０１１６】
システムのセキュリティのために、サブステーション５３０は、ＲＯＣ４９０および／またはＤＭＳ４８０から、直接通信リンク４３０を通じて制御されてもよい。これは、通信リンク４３０を介したＥＲ５００，ＥＵＳ３００，ＥＶＰ６００とのデータの送受信を含む。
【０１１７】
さらに、オペレータは、ＲＯＣコンピュータ４９０上の電圧制御プログラムを開始することができる。電圧制御プログラムは、必要であれば制御をオーバーライドし、例えばＥＲシステム５００のサブステーションＬＴＣトランスフォーマ（図示しない）の制御に使用されるユーザ電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）の読み出しに必要な時間をモニタする。
【０１１８】
［ＥＶＰシステム６００］
‘０８５出願の図３は、本出願の図１〜２のＶＣＣシステムを動作させることによって実現された顧客毎のエネルギー管理量を決定するエネルギー検証プロセス６００を示す。このプロセスが開始すると（６０１）、ＯＮ期間およびＯＦＦ期間のデータがプロセスマネジャーによりロードされる（６０２）。次のステップは、監視制御かつデータ収集（ＳＣＡＤＡ）型の工業制御システムの一部でもよいＤＭＳ４８０から、ＶＣＣシステム上の測定データ点からの１時間毎の電圧および電力（ＭＷ）データを収集する（６０３）。次に、同一の１時間毎の条件に対して対応する天候データを収集する（６０４）。後に詳細に記すように、このデータはその品質を改善するために、結果に誤った影響を与える場合のある異常値を除去するためのフィルタと解析技術を用いて処理される（６０５，６０６，６０７，６０８）。時間毎のペアリング（hourly paring）が行われる場合、線形回帰技術を用いて時間毎のグループが決定される（６０９）。次の主要ステップは、以下で詳述するように、サンプルの最適なペアリングを決定することである（６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６，６１７）。
【０１１９】
［ＥＰＰシステム１７００］
本出願の図２はまた、分配回路に適用されるＥＰＰシステム１７００の一例を示す。このＥＰＰシステム１７００は、上述した通り、ＶＣＣシステム２００とＥＶＰシステム６００も含んでよい。ＥＰＰシステム１７００は、データベース４７０および／または分配管理システム（ＤＭＳ）４８０から、ＡＭＩシステムからのエネルギーおよび電圧の履歴データを収集し、これをＥＶＰシステム６００からのＣＶＲ係数解析と組み合わせて（例が‘０８５出願に詳細に記載されているが、他のＥＰＰシステムも使用してよい）、問題の修正ならびにエネルギー効率および需要削減アプリケーションを増加させる、ＶＣＣシステム２００の機能の改善のために最適化された堅牢な計画プロセスを作成する。
【０１２０】
［ＨＶＬシステム１８００］
図２は、分配回路に対して適用される高変動負荷（ＨＶＬ）システム１８００の一例を、同様に動作しているＥＰＰ１７００、ＶＣＣ２００、およびＥＶＰ６００システムとともに示す。ＨＶＬシステム１８００は例外報告データ（米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号に記載）を収集し、その各レベルをＨＶＬブロックモニタされるメーターと比較して高変動負荷アクティビティに関連したあらゆるパターンを識別する。また、ＶＣＣシステム２００がエネルギー効率モードでの動作からＨＶＬモードでの動作へ変更すべきかを常に評価するために、ＨＶＬシステム１８００はＡＭＩシステムと分配管理システム（ＤＭＳ）４８０からのエネルギーおよび電圧データを使用し、これをＨＶＬ電圧のための区分線形回帰モデルと組み合わせる。適切なパターン（高変動負荷アクティビティーに関連するもの）が認識された場合、ＥＰＰシステム１７００からの設定情報に基づいてＨＶＬ最適化モデルソリューションが実施されて、ＨＶＬイベントを受け入れるＶＣＣシステム２００の能力を最大にする最適化された堅牢なプロセスを生み出す。
【０１２１】
図３は、どのように出力電圧の限界内という仮定とともに、ＥＥＤＣＳ１０００がただ線形モデルを使用するだけで、どのように分配電圧およびエネルギー損失の算出のための線形モデルとして表わされるかの一例を示す。このモデルによって、最適化プロセスを実施でき二次電圧測定システム（例えばＡＭＩに基づく測定）により適応した堅牢なモデルが可能となる。ＥＳＳ８００からＥＵＳ９００への電圧降下に関連した電力損失に対する２つの線形近似が図３に示され、ＥＵＳのＡＭＩ電圧の電圧制約の限定モデル範囲における性能基準に対する数学的モデルを構成する。また、ＥＵＳからＥＤＳへのＣＶＲ係数に基づく損失に対する、一次と二次の間のＥＥＤＣＳの相対損失量は、５％より小及び９５％より大であると示されている。このように大きさの差が近いことから、ＥＥＤＣＳ損失をより小さくし、ＥＵＳからＥＤへのより大きなＣＶＲ係数損失を計算するためのより正確なモデルを導出する際に、より多くの仮定が使用できる。さらに、ＨＶＬシステム１８００は、ＨＶＬイベントに対応するＥＥＤＳ７００の能力を最大にするＨＶＬ最適化プロセスを開始するであろう、ＨＶＬパターンを特定するために例外報告を常に評価している。
【０１２２】
図４は、ＡＭＩ測定データとともにＧＩＳ情報を使用して一次モデルを構築する方法を示す。第１のステップは、すべての電圧を１２０ボルトベースに対して反映し、サブステーションで開始した電圧を関連付ける。サブステーション一般負荷センターからの距離のマッピングに、ＧＩＳマップ座標が使用され、例えば３０時間のＡＭＩとサブステーションの負荷データに対し、一次導体インピーダンスが使用されて、電圧降下がなされる。その後、ＧＰＳデータを使用してＡＭＩ電圧を二次トランスフォーマレベルで関連付けて顧客導体距離を評価し、それらを典型的なサービス導体を用いたインピーダンスに変換する。その後、トランスフォーマにおいて、関連付けられた負荷が集められて、一次電圧を評価するために典型的なサービストランスフォーマのインピーダンスとともに使用される。このプロセスは所与のＧＰＳ距離内のすべての負荷に対して繰り返される。３０個のサンプル（１時間のデータに対して１サンプル）の統計的平均を使用して一次レベルでの電圧の分配と、一次電圧接続点として使用される計算の平均値が生み出される。くりかえされるサービストランスフォーマの電圧は関連付けられて、各回路において最も接続されている可能性が高い場所を決定する。そのインピーダンスは、負荷が取り付けられているはずの次の電圧降下点を近似させるために使用される。この電圧降下が算出され、近隣の１つのライン上の点に適切な負荷が接続される。その後、接続エラーを無くすために、位相および回路を特定する既知の方法を関連付けられた負荷とともに使用する。最後に、ＧＰＳデータにおけるエラーを無くすために、リストを既存のＤＭＳおよび計画モデルと比較する。この情報により、一次から二次へのパーセント電圧のスプリットがより正確に決定でき、一次モデルおよび二次モデルにおいて高変動性負荷の電圧特性が正確に表わされる。すると、図４のモデルは次のインピーダンス点まで延長され、電圧の関連付けが継続される。
【０１２３】
図５は、ＥＳＳ分配点（ESS delivery points）およびＥＵＳ測定点（EUS metering points）において測定点（measuring points）を有する配電システムのＥＥＤＳ制御構造の一例を示す。制御点（control points）は、電力損失の最小化とＥＥＤＳ７００でのＨＶＬに対する最適な適合性の制御の最適なソリューションを決定するために使用される、最適化モデルにおける独立変数である。図５の上部のブロックは、制御または独立変数が存在している、ＥＳＳ８００，ＥＥＤＣＳ１０００，ＥＵＳ９００，ＥＤシステム３００などの、ＥＥＤＳ７００の様々なシステムのコンポーネントを示す。各ボックスの下には、ＥＥＤＳ７００の最適化を実現するために使用可能な独立変数の例が含まれる。例えば、最適化において使用される独立変数には、ＬＴＣトランスフォーマ出力電圧、レギュレータ出力電圧、コンデンサバンクの位置、分散型発電の電圧レベル、顧客電圧制御装置、電気自動車充電のためのインバータ、電圧に影響する直接負荷制御装置を含まれてもよい。ＡＭＩメーター３３０は、独立変数およびＥＵＳ９００に対する出力電圧がＶＣＣ２００によって測定可能な点に、配置される。それらの同一の独立変数は、区分線形最適化を使用したＨＶＬ能力の最大レベルの制御のために使用される。最適点は、ブロックスロープが最小となる線形最適化の中間である。
【０１２４】
図６Ａおよび図６Ｂは、ＶＣＣ２００において使用されるＡＭＩメーター３３０に対する測定システムの一例を示す。主要な特徴は、メーター３３０がＥＵＳ９００分配点において絶えず変化する電圧のレベルをサンプリングして、負荷特性の線形モデルと比較可能なデータ点を作成することである。このプロセスを使用して、ＥＥＤＳ７００の境界条件を検索するための基礎を提供する５〜１５分のサンプリングを提供して、最適な点の位置を特定する（図９〜１０、表１〜表５を参照してより詳細に説明する）。この独立変数を測定することによって、最適化のモデル化および最適化問題に対するソリューションを決定する際に使用される、ＥＵＳ９００に対する出力電圧の期待される状態を作り出すために線形モデルに対する入力を決定する。第２層は、ＨＶＬシステム１８００に対する検出と最適化制御のためである。ＶＣＣシステム２００は、記憶されたパターンを認識することによって信頼性を保証する必要に応じて、エネルギー効率モード（正常負荷制御）とＨＶＬモードとを切換えることができる。
【０１２５】
図７は、電力損失、電圧レベルを判断して最適な条件を検索しＡＭＩ電圧測定およびＨＶＬパターン条件から異常な電圧レベルを認識するための入力を供給する、ＥＵＳ電圧に対して制御変数を関連付ける二重線形回帰解析の一例を示す。ＡＭＩ電圧測定に基づく線形回帰解析の一例の特徴は、その全体が本明細書に組み込まれる同時係属中の米国特許出願第６１／７９４，６２３号および第１４／１９３，８７２号、名称「ELECTRIC POWER SYSTEM CONTROL WITH PLANNING OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY USING AMI-BASED DATA ANALYSIS」、２０１３年３月１５日出願（‘６２３出願）により詳細に論じ、記載しているが、他の線形回帰解析を用いてもよい。
【０１２６】
図８は、エネルギー効率および需要制御の両方のための制御のゾーンおよび制御のブロック、ならびにＨＶＬ動作に対する制御のブロックに対する、制御メーターのマッピングの一例を示す。各「ゾーン」は、レギュレータの下流かつ次のレギュレータ（例えばＬＴＣ，レギュレータ）の上流のすべてのＡＭＩ３３０を指し、各「ブロック」は分配システムの特徴物（例えば特定のコンデンサ）の影響の範囲内の領域を指す。図８に示す例において、ＬＴＣゾーンはＬＴＣの下流でかつレギュレータ１４０２の上流のすべてのＡＭＩ３３０（例えばＢ１およびＢ２のＡＭＩ３３０）を含み、レギュレータゾーンは、レギュレータ１４０２の下流のすべてのＡＭＩ３３０（例えばＢ３のＡＭＩ３００）を含み、ブロック２（Ｂ２）は、コンデンサ１４０３の影響内（上流または下流の）すべてのＡＭＩ３３０を含む。各ブロックは、モニタリングのためのメーター３３０の特定の組を含む。モニタされる特定のメーター３３０は、各々のＡＭＩメーター群（respective AMI meter populations）に対して（米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号に記載の通り）ＶＣＣ２００内の適応プロセスによって決定されてもよい。また図８に示すように、正常な、または高い変動の制御を各ブロックに個別に割り当てることが可能である。
【０１２７】
図９は、独立変数からの電圧特性が、どのようにモニタされたメーター３３０の線形回帰モデルに対してマッピングされるかの一例を示す。一次ロードフローモデルを使用して、ＬＴＣトランスフォーマ、レギュレータ、コンデンサバンク、分散型発電、その他の電圧制御独立変数の一般的特性が線形回帰モデルにどのように影響を及ぼすかを決定する。この変化は独立変数を作動させるための決定時点（decision point）を決定するために開始され使用され、それによって最適化プロセスが実行され、境界条件からの新規の制限点（limiting point）を決定する。このモデルは、電気モデルの単位あたりの計算への変換を使用し、その後単位あたりの計算は１２０ボルトの公称電圧を有するモデルの組へ変換される。その後、これを使用して、ＥＳＳからＥＵＳへの電圧制御とＥＥＤＳ損失の算出の両方のために線形回帰モデルを実現するためのＶＣＣプロセスへ変換する。モデリングプロセスの一例は、‘６２３出願の図６を参照してさらに詳細に説明されるが、他のモデリングプロセスも使用可能である。
【０１２８】
表１〜５および図１０は、ＶＣＣ２００の最適化制御の実装を示す。表１は、ＶＣＣ２００の最適化問題およびソリューションプロセスを定義するための境界条件の定義を示す。また、表１はこのモデルが適用されない境界を説明するもので、例えば、このモデルはＥＥＤＳ７００内の設備のローディングを表わさない。このモデリングは、代わりにＥＥＤＳ７００の一次システムに対するより詳細なロードフローモデルによって行われ、本発明がカバーしないより伝統的な分配管理システム（ＤＭＳ）において実現される。本電圧制御プロセスは、ともに図２で説明するＶＣＣ２００プロセスを用いて、ＤＭＳ４８０制御につなげることができる電圧損失制御プロセスおよび損失最適化モードとＨＶＬプロセスモードとの間の切換えのためのＨＶＬプロセスである。
【表１】
2016516386.tif 000003
【０１２９】
表２は性能基準（例えば最適化される値）と、ＶＣＣ２００についての最適化問題の独立変数（例えば最適化されたソリューションを得るために変化させられる値）とを示す。この性能基準は、一次および二次ＥＥＤＣＳについての線形損失モデルならびにＥＵＳからＥＤへのＣＶＲ係数線形モデル、ならびにＨＶＬモード動作についての区分線形方式によって表わされる。最適化においてこれらの線形モデルを使用することによって、ＥＵＳ電圧の制約の範囲内において損失を計算する簡単な方法が可能になる。また、最適化問題についての性能基準を実際に計算するとともに、区間線形モデルを使用してＨＶＬイベントを制御するために例外報告からパターン認識を行うために、（図３を参照して前述したような）２種類の損失間の大きさの規模の差も利用できる。
【表２】
2016516386.tif 000004
【０１３０】
図１０は、ＥＥＤＣＳ１０００に対する線形化と損失計算の線形化を含むＶＣＣ２００に対する最適化ソリューションの実装のために使用される概要モデルと、最新グループにおける出力ＥＵＳ電圧および一般的なＥＵＳ電圧母数に対する制御変数の線形化モデル１７５０を示す。また、図１０はＨＶＬイベントに適合するシステムの能力を最適化するためのＨＶＬモデルに対する概要モデルを示す。これらのモデルによって、線形最適化理論を用いてなされる最適化の直接解決を可能とする。
【０１３１】
表３は、ＥＵＳ電圧による制約によって決定される境界条件上の最適な点への最適化検索と、ＨＶＬパターン認識によってＨＶＬイベントが検出された場合に区分線形最適化に中心を置く機能を実現するために、ＶＣＣ２００によって使用されるプロセスを決定する最適化ソリューションの導出を完遂するために必要な、ＥＵＳ電圧の動作制約と特定の仮定および計算を示す。この仮定は、ＶＣＣ制御２００プロセスの新規の実行を理解する上で不可欠である。単位あたりの計算プロセスは、ＥＥＤＣＳ１０００の一次および二次モデルが導出され制御ソリューションの決定のための線形プロセスに変換されることが可能で、最適化ソリューションの間のシステム状態の明確な比較のために１つの標準化されたレベルでの電圧を出力できるようにする能力をＶＣＣ２００に与える、モデルベースを進歩させる。ブロックローディングが均一であるという仮定は、電圧制御独立変数の絶えず減少する特性とコンデンサバンクのスイッチングからのスロープ変数を導出する上で不可欠である。これらの仮定をまとめると、最適化問題へのソリューションが決定できる。ソリューションは、最適化の境界条件の探索およびＨＶＬ最適化のための区分線形モデルの探索、具体的にはＥＵＳからＥＤへの電圧に対する、線形最適化理論による線形最適化に対して境界ソリューションの位置を特定するための制約レベルを探索するルーチンである。
【表３】
2016516386.tif 000005
【０１３２】
表４は、表３においてなされた仮定を伴う最適化問題へのソリューションの一般的な形態を示す。その結果は、ＶＣＣ２００プロセスが、境界条件を探索して各ブロックにおける最小電圧を見つけなければならず、平均ブロック電圧のスロープの最小化を用いて独立変数のレベルを探索して電圧動作の最適点を見つけなければならないことを示す。この場合、このブロック電圧およびブロック電圧スロープは最小化されて最適化問題に対するソリューションの位置を特定し、ＥＥＤＣＳ１０００損失とＥＵＳ９００からＥＤ３００での損失が最小化されて、線形最適化理論による性能基準の最小化を満足する。ＨＶＬイベントに対して、例外報告データを検索してＨＶＬイベントを検出するパターンを認識し、ＶＣＣが効率モードから高信頼性モードへ切換えられるようにする。
【表４】
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【０１３３】
表５は表４と類似しているが、最適化ソリューションと一致した帯域幅で、独立制御変数に対する設定値変更を出力するための境界探索を行うプロセスを使用するＶＣＣ最適化への、追加された実際的なソリューションステップを有し、ＥＥＤＳ７００を最適な動作点に正確に移動させる制御を可能にする。このことは、中央制御装置がローカルな装置との接続を切断された場合に、ＶＣＣプロセス２００がローカルなフェイルセーフプロセスを有することをも可能にする。中央制御装置がローカルな装置との接続を切断された場合、ローカルの設定値は最後の設定値のままとなり、制御パスが再度構築できるまで不具合の影響を最小化する。
【表５】
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【０１３４】
方法、システムおよびその構成要素の実施形態の例を本明細書で説明した。他の場所でも記載した通り、これらの実施形態の例は例示のみを目的として記載されており、限定的ではない。さらに、いくつかのステップの説明とともに特定のプロセスを説明している。ステップは、特記のない限り記載された順番で実行される必要はなく、本明細書に記載したいくつかのステップは全く実行されなくてもよい。本発明の範囲は上述した実施形態の例のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびその均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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