(57)【要約】  電気エネルギー分配接続システム（ＥＥＤＣＳ）に適用される電圧制御および管理（ＶＣＣ）システムを計画するために使用されうるエネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）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。ＥＰＰシステムは、ＥＥＤＣＳのＶＣＣシステム制御によって達成されるエネルギー管理のレベルを最大化するために、ＶＣＣシステムを「オン」状態で動作させる結果としてのＥＥＤＣＳへの変更を計画する。ＥＰＰシステムは、ＥＥＤＣＳにおける潜在的問題を修正のために特定してもよい。
2016517685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザ地点における電気使用装置による使用のために電気分配システムを介して電気使用システムに電力を供給する電気供給システムとして構成されたサブステーションを有する電気エネルギー分配システムと、
前記サブステーションと、前記複数のユーザ地点のうちの少なくとも１つとに配置され、ＡＭＩによって受け取られる電力の測定成分に基づいてＡＭＩデータを生成するように構成されたメーターと、
前記ＡＭＩデータ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電圧コントローラと、
に対して、電圧管理を最適化し、かつ、改善された電圧信頼性を提供するためにＥＥＤＳシステムにおいて線形回帰を用いて最良の変更を選択するための電圧制御およびエネルギー管理システムの計画技術であって、
前記サブステーションはさらに、前記複数のユーザ地点に対して供給される前記電力の電圧セットポイント値を、前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整するように構成され、
電圧およびエネルギーは、エネルギー検証プロセスを用いて間隔ベースで測定され、ＣＶＲ係数、および、ＣＶＲ「オン」セットポイントとＣＶＲ「オフ」セットポイントとにおける両電圧間のエネルギー節約等のエネルギー特性の変化は、電気エネルギー分配システムのＣＶＲ係数とエネルギー使用量変化とを判断するために最適化されたペアリングプロセスを用いるペアｔ測定（paired t measurement）を用いて測定される、
電圧制御およびエネルギー管理システムの計画技術。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記計画プロセスは、動作線形回帰パターンを、システム信頼性に関するデータベースで特定されるパターンと比較する線形回帰技術を用いて、電圧の異常動作を特定する付加的なプロセスを含む、
システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記システムへの変更を特定する方法は、性能基準としての管理電圧低減の損失と分配システムの損失との表れに基づく線形化された最適化を用いる、
システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記線形化は、ＡＭＩ電圧を用いる回路位置と位相位置とを線形化技術を用いて関連付けるために電圧を比較するために使用される、
システム。
【請求項５】
電圧管理を最適化し、かつ、改善された電圧信頼性を提供するためにＥＥＤＳシステムにおける変更を線形回帰を用いて選択するための電圧制御およびエネルギー管理システムであって、
複数のユーザ地点における電気使用装置による使用のために電気分配システムを介して電気使用システムに電力を供給する電気供給システムとして構成されたサブステーションを有する電気エネルギー分配システムと、
複数のメーターであって、メーターによって受信された電力の測定成分に基づいてメーターデータを生成するように構成された、前記複数のユーザ地点のうちの少なくとも１つのそれぞれに配置された少なくとも１つのメーターと、前記サブステーションにおける供給点に配置されたメーターとを含む複数のメーターと、
管理電圧低減オン状態または管理電圧低減オフ状態で動作するように構成された電圧コントローラであって、前記電圧コントローラが前記管理電圧低減オン状態である場合に管理電圧低減を適用して前記メーターデータに基づき管理電圧低減エネルギー分配パラメータの生成を行い、前記電圧コントローラが前記管理電圧低減オフ状態である場合に行わない、電圧コントローラと、
を含み、
前記サブステーションはさらに、前記供給点にて前記複数のユーザ地点に対して供給される前記電力の電圧セットポイント値を、前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整するように構成され、
電圧およびエネルギーは、エネルギー検証プロセスを用いて間隔ベースで前記メーターにより測定され、前記管理電圧低減オン状態と前記管理電圧低減オフ状態との間のエネルギー特性の変化は、ペアｔ測定（paired t measurement）を用いて測定され、
前記電圧コントローラはさらに、性能基準としての前記管理電圧低減の損失と分配システムの損失との表れに基づく線形化された最適化を用いて、システムへの変更を特定するように構成される、
電圧制御およびエネルギー管理システム。
【請求項６】
電圧管理を最適化し、かつ、改善された電圧信頼性を提供するためにＥＥＤＳシステムにおける変更を線形回帰を用いて選択するための電圧制御およびエネルギー管理システムであって、
複数のユーザ地点における電気使用装置による使用のために電気分配システムを介して電気使用システムに電力を供給する電気供給システムとして構成されたサブステーションを有する電気エネルギー分配システムと、
複数のメーターであって、メーターによって受信された電力の測定成分に基づいてメーターデータを生成するように構成された、前記複数のユーザ地点のうちの少なくとも１つのそれぞれに配置された少なくとも１つのメーターと、前記サブステーションにおける供給点に配置されたメーターとを含む複数のメーターと、
管理電圧低減オン状態または管理電圧低減オフ状態で動作するように構成された電圧コントローラであって、前記電圧コントローラが前記管理電圧低減オン状態である場合に管理電圧低減を適用して前記メーターデータに基づき管理電圧低減エネルギー分配パラメータの生成を行い、前記電圧コントローラが前記管理電圧低減オフ状態である場合に行わない、電圧コントローラと、
を含み、
前記サブステーションはさらに、前記供給点にて前記複数のユーザ地点に対して供給される前記電力の電圧セットポイント値を、前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整するように構成され、
電圧およびエネルギーは、エネルギー検証プロセスを用いて間隔ベースで前記メーターにより測定され、前記管理電圧低減オン状態と前記管理電圧低減オフ状態との間のエネルギー特性の変化は、ペアｔ測定（paired t measurement）を用いて測定され、
前記電圧コントローラはさらに、電圧の異常動作を、システム信頼性に関するデータベースで特定されるパターンと動作線形回帰パターンとを比較する線形回帰技術を用いて特定するように構成されている、
電圧制御およびエネルギー管理システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、
前記サブステーションはさらに、前記供給点にて前記複数のユーザ地点に対して供給される前記電力の電圧セットポイント値を、前記エネルギー特性の変化に基づいて調整するように構成されている、
システム。
【請求項８】
請求項６に記載のシステムであって、
前記電圧コントローラはさらに、前記エネルギー分配パラメータを、前記エネルギー特性の変化に基づいて調整するように構成されている、
システム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムであって、
前記エネルギー特性は管理電圧低減係数である、
システム。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステムであって、
前記エネルギー特性はエネルギー節約である、
システム。
【請求項１１】
請求項６に記載のシステムであって、
各メーターのデータは前記間隔にわたり平均化される、
システム。
【請求項１２】
請求項６に記載のシステムであって、
前記間隔は２４時間の期間である、
システム。
【請求項１３】
請求項６に記載のシステムであって、
前記間隔は４時間の期間である、
システム。
【請求項１４】
請求項６に記載のシステムであって、
前記間隔は１時間の期間である、
システム。
【請求項１５】
請求項６に記載のシステムであって、
前記ペアリングのプロセスは、ペアｔプロセス（paired t process）を、季節ごとの管理電圧低減係数と管理エネルギー節約との測定に分割し、所定限度内で、ペアｔ比較（paired t comparisons）が正確に計算されることが可能であり、かつ、整合性のある負荷が存在する時間のブロックを決定するために線形回帰定数を用いる付加的なプロセスを含む、
システム。
【請求項１６】
請求項６に記載のシステムであって、
前記異常動作は、メーターとメーター台との接続不良、過負荷状態の二次導体、過負荷状態の二次トランスフォーマ、不正確なトランスフォーマタップ設定、メーター台に接続された互換性のないタイプのメーター、または、中性点接続不良を含む、
システム。
【請求項１７】
供給点から複数のユーザ地点に電力を供給するように構成された電力伝送および分配グリッドのための制御システムであって、
複数のセンサであって、前記供給点と前記複数のユーザ地点のうちの少なくとも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うちの少なくとも１つとの間における前記分配グリッドの複数の分配地点のそれぞれに各センサが配置され、各センサが、各分配地点における前記供給される電力の成分を検知し、前記電力の検知された成分に基づいて測定データを生成するように構成されている、複数のセンサと、
前記複数のセンサから受信された前記測定データに基づいてエネルギー分配パラメータを生成し、前記電力伝送および分配グリッドを変更オン状態または変更オフ状態で動作させるように構成されたコントローラと、
前記電力伝送および分配グリッドの構成要素を前記エネルギー分配パラメータに応じて調整するように構成された構成要素調整装置と、
を含み、
前記供給される電力の前記成分は、エネルギー検証プロセスを用いて間隔ベースで前記メーターにより測定され、前記変更オン状態と前記変更オフ状態との間のエネルギー特性の変化は、線形回帰を用いて判断され、
前記コントローラはさらに、前記エネルギー特性の表れに基づき、線形化された最適化を用いて前記システムへの変更を特定するように構成されている、
制御システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記コントローラは、前記コントローラが前記変更オン状態にある場合に変更を適用して前記メーターデータに基づきエネルギー分配パラメータの生成を行い、前記コントローラが前記変更オフ状態にある場合に行わないように構成されている、
システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記コントローラは、前記変更オン状態と前記変更オフ状態との間の前記エネルギー特性の変化を判断し、前記エネルギー特性の表れと、最適化された電圧動作の境界を判定する限定電圧条件とに基づいて、システムへの変更を特定するように構成されている、
システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記変更は管理電圧低減であり、前記エネルギー特性の変化は管理電圧低減係数またはエネルギー節約である、
システム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記エネルギー特性の表れは、分配システムの損失、管理電圧低減の損失、またはエネルギー節約である、
システム。
【請求項２２】
供給点から複数のユーザ地点に電力を供給するように構成された電力伝送および分配グリッドのための制御システムであって、
複数のセンサであって、前記供給点と前記複数のユーザ地点のうちの少なくとも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うちの少なくとも１つとの間における分配グリッドの複数の分配地点のそれぞれに各センサが配置され、各センサが、各分配地点における前記供給される電力の成分を検知し、前記電力の検知された成分に基づいて測定データを生成するように構成されている、複数のセンサと、
前記複数のセンサから測定データを受信し、電圧測定データを、システム信頼性に関するデータベースで特定されるパターンと比較する技術を用いて、電圧の異常動作を特定するように構成されたコントローラとを含む、
制御システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムであって、
前記異常動作は、メーターとメーター台との接続不良、過負荷状態の二次導体、過負荷状態の二次トランスフォーマ、不正確なトランスフォーマタップ設定、メーター台に接続された互換性のないタイプのメーター、または、中性点接続不良を含む、
システム。
【請求項２４】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記エネルギー特性は、性能基準としての管理電圧低減の損失および分配システムの損失である、
システム。
【請求項２５】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記供給される電力の前記成分は電圧である、
システム。
【請求項２６】
請求項１７に記載のシステムであって、
電力伝送および分配グリッド調整装置の構成要素が、前記供給点にて供給される前記電力の電圧をロードタップ変更係数に基づいて調整するロードタップ変更トランスフォーマ、または、前記分配グリッドにおける前記供給点または別の点にて供給される前記電力の電圧を前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整する電圧レギュレータ、または、前記分配グリッドにおける点にて供給される前記電力の電圧を前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整するコンデンサレギュレータを含む、
システム。
【請求項２７】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記コントローラは、動作線形回帰パターンを、正常エネルギー特性、正常電圧特性、および正常インピーダンス特性に関するデータベースで特定されるパターンと比較する線形回帰技術を用いて、エネルギー分配及びシステム信頼性を予測し変更するように構成されている、
システム。
【請求項２８】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記コントローラは、線形モデルに結合されたマルチソースＥＳＳを使用するように構成されている、
システム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムであって、
前記マルチソースＥＳＳは、前記モデルに関して単一のトランスフォーマとして取り扱われる複数のトランスフォーマである、
システム。
【請求項３０】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記コントローラは、線形化と、ＧＩＳ座標と、前記調整装置に対する前記メーターの近接度を判断するためのメーター電圧相関とを使用するように構成されている、
システム。
【請求項３１】
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、各分配地点における前記供給される電力の電圧を検知して、検知された前記電圧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、
電力伝送および分配グリッドを変更オン状態または変更オフ状態に制御することであって、コントローラが、前記コントローラが前記変更オン状態にある場合に変更を適用してメーターデータに基づきエネルギー分配パラメータの生成を行い、前記コントローラが前記変更オフ状態にある場合に行わないことと、
前記エネルギー分配パラメータに応じて前記電力伝送および分配グリッドの構成要素を調整するよう構成された構成要素調整装置を動作させることと、
エネルギー検証プロセスを用いて間隔ベースで前記メーターにより、前記供給される電力の成分を測定し、管理電圧低減オン状態と管理電圧低減オフ状態との間のエネルギー特性の変化を線形回帰を用いて判断することと、
前記エネルギー特性の表れに基づき、線形化された最適化を用いてシステムへの変更を特定するように前記コントローラを動作させることと、
を含む方法。
【請求項３２】
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、各分配地点における前記供給される電力の電圧を検知して、検知された前記電圧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、
電力伝送および分配グリッドを変更オン状態または変更オフ状態に制御することであって、コントローラが、前記コントローラが前記変更オン状態にある場合に変更を適用してメーターデータに基づきエネルギー分配パラメータの生成を行い、前記コントローラが前記変更オフ状態である場合に行わないことと、
前記エネルギー分配パラメータに応じて、前記電力伝送および分配グリッドの構成要素を調整するよう構成された構成要素調整装置を動作させることと、
エネルギー検証プロセスを用いて間隔ベースで前記メーターにより、前記供給される電力の成分を測定し、管理電圧低減オン状態と管理電圧低減オフ状態との間のエネルギー特性の変化を線形回帰を用いて判断することと、
動作線形回帰パターンを、システム信頼性に関するデータベースで特定されるパターンと比較する線形回帰技術を用いて、電圧の異常動作を特定するように前記コントローラを動作させることと、
を含む方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法であって、
前記供給される電力の前記成分は電圧である、
方法。
【請求項３４】
請求項３１に記載の方法であって、
前記変更は管理電圧の低減である、
方法。
【請求項３５】
請求項３１に記載の方法であって、
電力伝送および分配グリッド調整装置の構成要素が、前記供給点にて供給される前記電力の電圧をロードタップ変更係数に基づいて調整するロードタップ変更トランスフォーマ、または、前記分配グリッドにおける前記供給点または別の点にて供給される前記電力の電圧を前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整する電圧レギュレータ、または、前記分配グリッドにおける点にて供給される前記電力の電圧を前記エネルギー分配パラメータに基づいて調整するコンデンサを含む、
方法。
【請求項３６】
請求項３２に記載の方法であって、
前記エネルギー特性は管理電圧低減係数である、
方法。
【請求項３７】
請求項３１に記載の方法であって、
前記エネルギー特性はエネルギー節約である、
方法。
【請求項３８】
請求項３１に記載の方法であって、
各メーターのデータは前記間隔にわたり平均化される、
方法。
【請求項３９】
請求項３１に記載の方法であって、
前記間隔は２４時間の期間である、
方法。
【請求項４０】
請求項３１に記載の方法であって、
前記間隔は４時間の期間である、
方法。
【請求項４１】
請求項３１に記載の方法であって、
前記間隔は１時間の期間である、
方法。
【請求項４２】
請求項３１に記載の方法であって、
前記異常動作は、前記メーターとメーター台との接続不良、過負荷状態の二次導体、過負荷状態の二次トランスフォーマ、不正確なトランスフォーマタップ設定、メーター台に接続された互換性のないタイプのメーター、または、中性点接続不良を含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統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し、電圧最適化、エネルギー管理および需要低減に関して分配回路を計画することを含む。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電力需要およびエネルギー効率の計画の実施に関する。この方法は、電力系統の提案される構成変更を実施することに基づいて、エネルギー使用と電力需要を低減するために回路の能力を直接決定することを可能にする。この方法は、電力系統の提案される変更の実施から得られたエネルギー効率および電力需要低減節約分の値の見積もりを正確に定量化し、また、提案された変更各々のコスト／利点を比較するために使用してよい。さらに、この方法は、電力系統での特有の問題を特定するためにＡＭＩに基づく測定を使用でき、これらの問題の特定に基づいて、電力系統の動作を適正に変更することを可能にする。
【０００２】
電力は、化学的な燃焼又は核分裂により動力を得た熱エンジン、又は水や風からの動的なエネルギーの流れによって通常は駆動される、電気機械的な発電機によって一般的に発電所において生成される。電力は一般的に、トランスミッショングリッドを通じて、交流信号として最終ユーザに供給される。トランスミッショングリッドは、発電所、伝達回路、変電所等のネットワークを含むことがある。
【０００３】
生成された電力は通常、伝達システムに供給される前に、例えばステップアップトランスフォーマの生成を利用して電圧がステップアップされる。電圧をステップアップすることで、伝達される電力が入力される電力とほぼ同等に維持される一方で、伝達システムのコンダクタを流れる電流が低減されて、伝達効率が向上する。電圧がステップアップされた電力は伝達システムを通じて分配システムに伝達され、分配システムが電力を最終ユーザに分配する。分配システムは、電力を伝達システムから運び最終ユーザに分配するネットワークを含むことがある。通常そのネットワークは、中間電位（例えば６９ｋＶより低い）電力線、電気的サブステーション、トランスフォーマ、低電位（例えば１ｋＶより低い）分配配線、電気計器等を含むことがある。
【背景技術】
【０００４】
言及することでその各々の全体が本明細書に組み込まれる非特許文献１〜１１は、電力生成または分配に関する主題を記載している。
【０００５】
さらに、言及することで本明細書に全体が組み込まれる特許文献１、すなわち、「高度測定インフラストラクチャおよびサブステーション集中管理電圧制御を使用した電圧管理（VOLTAGE CONSERVATION USING ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE AND SUBSTATION CENTRALIZED VOLTAGE CONTROL）」というタイトルの、米国特許出願第６１／１７６，３９８号（２００９年５月９日出願）及び米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号明細書は、電力を複数のユーザ地点に供給するように構成された電力伝送および分配グリッド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している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号明細書（出願第６１／１７６，３９８号）
【非特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
ここに記載される種々の実施形態は、高度測定インフラストラクチャ（ＡＭＩ）（「ＡＭＩに基づく測定」）によって測定された二次電圧を使用した電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）のための電圧計画の実施を含む、電力系統制御のための新規の方法、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。ＡＭＩに基づく測定および電圧計画は、ＥＥＤＳで管理電圧低減（ＣＶＲ）の実施から特に得られた分を含む、ＥＥＤＳのエネルギー効率および需要低減能力を最適化するために使用されてよい。ＡＭＩに基づく測定および電圧計画は、電気エネルギー分配接続システム（ＥＥＤＣＳ）に接続されるエネルギー使用システム（ＥＵＳ）およびエネルギー使用装置（ＥＵＤ）の電圧性能の信頼性を向上させるためにも使用されてよい。
【０００９】
本発明の一態様によれば、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）は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）に電気的に接続するエネルギー供給システム（ＥＳＳ）から構成される）の電圧範囲能力を顧客二次レベル（ＥＵＳ）において、ＥＥＤＳに対する電圧管理から、エネルギー使用の変化のレベルを測定することによって予測する。またＥＰＰは、ＥＥＤＳの設備および／又は設備構成に対する、および／又は、測定中の任意の所与の時点でエネルギーをランダムに使用している多数のエネルギー使用装置から構成され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（electrical point）におけるエネルギー使用装置（ＥＵＤ）に対する、提案された変更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関してＥＥＤＳのエネルギー使用における変化のレベルを測定することである。ＥＶＰの一例の詳細は、同時係属中の、ELECTRIC POWER SYSTEM CONTROL WITH MEASUREMENT OF ENERGY DEMAND AND ENERGY EFFICIENCY USING T−DISTRIBUTIONSというタイトルの、米国特許出願第６１／７８９０８５号および第１４／１９３，９８０号明細書（「同時係属／Ｐ００６出願」）にカバーされており、その全体が本明細書に組み込まれているが、他のＥＶＰも使用されてよい。開示される実施形態のＥＰＰシステムの１つの目的は、ＥＥＤＳの電圧変化に対応する能力を推定して、利用可能な変化のレベルを予測することである。システムへの提案された変更によってもたらされるエネルギーの潜在的な節約は、ＣＶＲ係数（エネルギー変化％／電圧変化％）（ＥＶＰによって計算されてもよいその一例は、同時係属／Ｐ００６出願に記載されているが、ＣＶＲ係数計算のための他の方法も使用されてよい）に、利用できる電圧変化（ＥＰＰによって判断された）を乗算することにより算出され、調査対象の時間間隔にわたり利用できるエネルギーおよび需要の節約を決定することができる。電気エネルギー分配システム（ＥＥＤＳ）への電気エネルギー供給は、（ａ）ＥＳＳの供給点および（ｂ）エネルギー使用システム（ＥＵＳ）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。この測定は、１時間等の設定された期間にわたり供給点および測定点のそれぞれにおいて平均エネルギー使用量（ＡＵＥ）を記録する。
【００１０】
エネルギー使用改善のためテストは、２つの基本的期間に分割されている：第１期間は、改善が含まれない期間、即ち「オフ」状態である。第２期間は、改善が含まれる期間、即ち「オン」状態である。ＥＥＤＳにおける変更に対して節約能力を推定するために、２つの変数が決められなければならない。すなわち、変更によって生じた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へのＥＥＤＳの許容量である（ＣＶＲ係数。その計算の一例が同時係属中／Ｐ００６出願に記載されているが、他のＣＶＲ係数計算方法も使用されてよい）。
【００１１】
電圧能力（voltage capability）の変化の計算は、実施にあたり詳細なロードフローモデルを必要としない、ＥＥＤＳ電圧関係の新規の特性評価を用いる管理電圧低減計画への新規なアプローチである。ＥＳＳからＥＥＤＣＳへの入力レベルは、調査期間となる１時間の期間等の設定された間隔で記録される。調査期間となる同じ間隔で、ＥＥＤＣＳからＥＵＳへの入力レベルがＡＭＩシステムを用いて測定され記録される。ＥＳＳ測定とＥＵＳ使用測定の間のＥＥＤＳ特有の関係は、調査期間にわたり線形回帰技術を使用して特徴化される。この計算は、電圧変化に対するＥＳＳでの負荷変化の効果を、一般的な方法論を用いて特定的に、顧客のＥＵＳ各々に一意に関連させる。
【００１２】
これらの線形関係が計算されると、ＡＭＩ収集データ（当該データは、例えば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）に埋め込まれた一意的なＥＵＳの特定の負荷の切り替えの効果を含む種々の負荷レベルにおける電圧の複雑な挙動を表すために、単純な線形モデルが構築される。次に、特定の計画された変更がその線形モデルに関連付けられるため、そのモデルが、その計画された変更から利用できる新たな電圧範囲を計算できるようにする。この単純な線形モデルを使用することは、ＥＥＤＳへの変更によって引き起こされるＥＥＤＳの電圧挙動を計画し予測するための新規の方法である。
【００１３】
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、または分散型発電の追加）間の関係は、先ず、１つのＥＳＳと単純な単相ラインおよび、１つのベース負荷と２つの反復切り替え負荷を具えた単一のＥＵＳの単純なシステムを使用して開発される。単純化されたＥＥＤＳの伝統的なロードフローモデルを、電圧特性の線形統計的表現と比較することで、変更を、線形モデルにおける特定の変化に関連付けるための線形モデルの変化が得られる。これがなされると、電圧範囲効果と、ＣＶＲ係数を用いての、対応するＥＥＤＳエネルギー節約および需要節約とを予測するために、提案される変更が容易にチェックされる。
【００１４】
線形モデルが構築されると、望まれるエネルギー変更に見合うＥＥＤＳ改善の最良の方法を決定するための、単純な線形最適化を適用するために、そのモデルが使用されうる。さらに、この方法は変更のコスト／利点を最適化でき、ユーザがＥＥＤＳの変更の最良の選択肢を選択することを可能にする。
【００１５】
本発明の更なる態様によると、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）は、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ために使用されうる。これらの複数点モデルは、より大きいシステムの線形特性を、コンデンサ設備（capacitor installation）、レギュレータ設備（regulator installation）のシステム変更およびインピーダンス変更に関連させて、複数の変更がなされた電圧特性の単純な線形モデルの構築を可能にすることにより、より大規模な放射状システム（a larger radial system：例えば、単一の接続地点から出る連続した送信素子のグループ）について電圧挙動を予測するために使用されうる。変更を表した新規のモデルにより、最適化は様々な変更のコスト／利点を最適化でき、それによりユーザが、ＥＥＤＳの変更の最良の選択肢を選択することが可能になる。
【００１６】
本発明の更なる態様によると、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ために使用されうる。これらの複数ＥＳＳ・ＥＵＳ点モデルは、より大きいシステムの線形特性を、コンデンサ設備、レギュレータ設備のシステム変更およびインピーダンス変更に関連させて、複数の変更がなされた電圧特性の単純な線形モデルの構築を可能にすることにより、より大規模な放射状システムについて電圧挙動を予測するために使用されうる。変更を表した新規のモデルにより、最適化は様々な変更のコスト／利点を最適化でき、それによりユーザが、ＥＥＤＳの変更の最良の選択肢を選択することが可能になる。
【００１７】
本発明の更なる態様によると、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ために使用されうる。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されうる。この正常動作モデルを「フィンガープリント」として用いて、ＥＥＤＳ上の他のＥＵＳ点が、異常な挙動特性を示しているものがあればそれを特定するためにフィルタリングすることができ、異常なＥＵＳ点は、起こり得る信頼性の低い動作（potential of low reliability performance）を表す、特定の異常挙動を示す予測特性のリストと比較することができる。一例として、接続状態が良くないメーター台の特性は、モデルにおいて特定の線形特性を有していることが明らかにされている。この異常状態を表現する観察線形特性は、ＡＭＩからの電圧データを用いて、この挙動を示すＥＵＳメーターいずれをも識別するために使用することができる。このことは、顧客設備故障が発生する前の異常の解決を可能にし、ＥＥＤＳの信頼性を大きく向上させる。
【００１８】
本発明の更なる態様によると、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ために使用されうる。このモデルと測定されたＡＭＩデータを用いて、ＥＰＰは、ＣＶＲの実施のためにＥＥＤＳ全体にわたる電圧の最小レベルを制御するため電圧管理システムにおいて使用されうる最初のグループのメーターを予測するために使用されうる。
【００１９】
本発明の更なる態様によると、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ために使用されうる。電圧データは、電圧相関解析を用いて、回路上のメーター接続点に関する位置情報を提供するために使用されうる。この方法は、各メーターに対する電圧データを使用して統計的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整合させる。位相が共通する電圧挙動（common phase voltage movement）は関連付けられ、また、回路ごとの共通な電圧挙動は線形回帰技術を用いて特定される。この情報は、メーターの緯度および経度情報と組み合わされると、停電管理およびＤＭＳリアルタイムモデル等の一次ベースアプリケーションに対する個別の接続チェックを提供できる。
【００２０】
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。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】本発明の原理に係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構成されるＥＥＤＳの一例を示す図である。
【図２】本発明の原理に係る、ＥＳＳ測定点で測定される電圧制御および管理（ＶＣＣ）システムと、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）から構成されるＥＵＳと、制御システムＶＣＣおよびＥＰＰの一例を示す図である。
【図３】本発明の原理に係る、ＥＥＳ、ＥＥＤＣＳおよび複数のＥＵＳから構成されているＥＥＤＳの一例の図であり、電圧管理制御（ＶＣＣ）に関連するＥＥＤＣＳとＥＵＳにおける損失を判断する方法を概説している。
【図４】本発明の原理に係る、電圧制御に影響するシステムならびにＥＥＤＳ性能を変化させるために変更されうるデバイスまたは設備を含む、解析に使用される測定点（metering point）（ＡＭＩ）を持つエネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）システムの一例の図である。
【図５】本発明の原理に係る、ＥＥＤＣＳおよび顧客負荷の電圧挙動の単純な線形モデルを構築するために線形回帰を用いて、どのようにＥＳＳデータがＥＵＳデータと関連付けられるかの一例としての分配システムの図である。
【図６】本発明の原理に係る、接続設備と電圧制御設備への特定の変更のために開発される線形システム特性における変化を決定するために一次システムがどのようにモデリングされるかの一例としての分配システムの図である。
【図７】本発明の原理に係る、プロトタイプシステムからの統計的比較用に２４時間の期間に亘り１時間ごとに取得された、一組のＥＳＳ電圧（ボルト）および一組のＶＡＭＩ電圧（ＥＵＳにおける）のＥＥＤＣＳの電圧データの一例の図である。
【図８】本発明の原理に係る、図７からのデータ例の線形回帰分析の結果の一例の図である。
【図９】本発明の原理に係る、図７からのデータ例の線形回帰分析ヒストグラムの結果の一例の図である。
【図１０】本発明の原理に係る、図７からのデータ例の線形回帰分析ヒストグラムの結果の一例の図である。
【図１１】本発明の原理に係る、電圧を制御するための計画プロセスのエネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）マップの一例の図である。
【図１２】本発明の原理に係る、ＥＥＤＳの変更計画を進めるための電圧異常値を特定するために使用されるＥＵＳ  ＡＭＩ電圧データのヒストグラムの一例の図である。
【図１３】本発明の原理に係る、プランナーが彼らの既存の回路計画ソフトウェアで回路変更を行うために使用する、ＥＵＳ  ＡＭＩデータを回路単線結線図（circuit one line diagram）へとマッピングするアプリケーションの分配回路の一例の図である。
【図１４】本発明の原理に係る、ＥＥＤＳの特定の制御装置に合致する特定のゾーンとブロックにＡＭＩ電圧点をマッピングする分配回路例の図である。
【図１５】本発明の原理に係る、各ブロックの最初のメーターの選択を生成するためにＥＰＰを介して処理された、図１４に示される例示的回路のサマリーチャートの一例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、以下の詳細な説明によりさらに記述される。
【００２４】
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／又は図示され、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。
【００２５】
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、又は、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、又はプロセッサ、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、デスクトップの配列コンピュータ、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。
【００２６】
本発明で用いられる「サーバ」は、ソフトウェアおよび／又はハードウェ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／又は少なくとも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、当該少なくとも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、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。
【００２７】
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／又は少なくとも１つのコンピュータを含むソフトウェアおよび／又はハードウェ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）された記録のコレクションや、例えば、関係モデル、階層モデル、ネットワークモデル等、これらの少なくとも一つ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んでよいが、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。
【００２８】
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又は情報を運ぶ有線および／又は無線の媒体を意味する。有線又は無線の媒体は、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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く、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。
【００３３】
ここで１つの装置又は部材が記載された場合、１以上の装置又は部材が１つの装置又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以上の装置又は部材が記載された場合、１つの装置又は部材が１以上の装置又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。
【００３４】
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ーを含んでよい。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。
【００３５】
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／又は（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、プロトコルに従ってフォーマットされてよい。
【００３６】
本発明の１つの非限定的な例により、エネルギー計画プロセス（ＥＰＰ）システム１７００（図２に示される）が提供される。ＥＰＰシステム１７００は、開示される実施形態の計画機能を実行するものであり、以下により詳細に説明される。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を含む３つのサブシステムを含む電圧制御および管理（ＶＣＣ）システム２００も提供されてよい。ＶＣＣシステム２００は、ＥＤシステム３００におけるエネルギー使用をモニタして、ＥＣシステム（または電圧コントローラ）４００での１以上のエネルギー分配パラメータを決定するように構成されている。次に、ＥＣシステム４００は、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節するために、１以上のエネルギー分配パラメータＣＥＤをＥＲシステム５００に供給して良い。図２にはエネルギー検証システム（ＥＶＰ）６００も示されている。ＥＶＰシステム６００は、ＶＣＣシステム２００からＥＥＤＳのエネルギーにおける変化をモニタするために使用される。ＥＶＰシステム６００は、通信リンク６１０を介して、全ての計測されたエネルギーの流れをモニタし、ＥＲシステム５００での電圧制御の変化から生じたエネルギーにおける変化を判断する。また、ＥＶＰシステム６００は、通信リンク６２０を介して、適切な測候所６４０からの気候データ情報を読み取り、ＥＶＰプロセス６３０を実行する。ＥＶＰシステム６００の一例は、同時係属／Ｐ００６出願においてより十分に説明されているが、別のＥＶＰも使用されてよい。
【００３７】
ＥＰＰシステム１７００は、通信リンク１７４０を介してＡＭＩデータに関して履歴データベース４７０を読み取る。ＥＰＰシステム１７００は、ＥＥＤＳシステム７００に何らかの問題があればそれを特定するために、測定されたＡＭＩデータと共にこの履歴データを処理できる。また、ＥＰＰシステム１７００は、提案されたシステム変更によって引き起こされた、解析におけるいかなる異常値もそれを特定でき、また、制御システムによって適合プロセス（米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号明細書に記載）が開始されるまでにＶＣＣシステム２００によるモニタ向けに使用されうる初期メーター（initial meters）を特定できる。
【００３８】
また、ＶＣＣシステム２００は、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（また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判断するように構成されている。するとＥＣシステム４００は、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するために、１以上のエネルギー分配パラメータＣＥＤをＥＲシステム５００に提供してよい。同様に、ＥＣシステム４００は、ＥＥＤＳ７００を別の方法で制御するためにエネルギー変化データを使用してよい。例えば、コンデンサバンクの追加、電圧レギュレータの変更、顧客効率を変更するためのエンドユーザ設備の変更、およびその他の制御動作を含めて、ＥＥＤＳ７００の構成要素は、変更、調整、追加または削除されてもよい。
【００３９】
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うる緊急電圧低減計画を含んでもよい。所定のイベントは、例えば、緊急事態、変圧器からの電力出力が例えばその電力定格の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、１以上の所定のイベントが誘発されたときに負荷軽減プランに従い、複数のユーザに供給される電力の電圧を減少させることを負荷軽減プランに許可するよう構成される。
【００４０】
図１は、米国特許出願公開第２０１３／００３０５９１号明細書の図１と同様であるが、本発明の原理に係る電力生成および分配システム１００に基づくＥＳＳシステム８００、ＥＵＳシステム９００およびＥＥＤＣＳシステム１０００を含むＥＥＤＳ７００システムの一例を示すオーバーレイを含む。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と、生成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、複数のステップダウントランスフォーマ１４０、１６５、１６７と、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て、ステップアップ後の電力を電気伝送媒体１２５に供給する。ＥＳＳ８００は、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、本明細書で説明されるＥＲ５００と、ステーション１１０からユーザ１５０、１６０に電力を伝達するための媒体１２５を含む、電気伝送媒体とを含んでいる。ＥＵＳ９００は、本明細書で説明される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、または消費者設備等を含む負荷を含む。ＥＥＤＣＳシステム１０００は、ＥＳＳ８００とＥＵＳ９００との間に位置する、媒体１３５、接続、および他のあらゆる設備を含んだ、送信媒体を含む。
【００４１】
図１に示されるように、電気伝送媒体は、例えば電柱１２７、１３７によって地上で、および／又は、例えばシールドされた導体（図示しない）によって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してもよい。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、例えば地下の電気導体（および／又は地上の電気導体）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。
【００４２】
ユーザ１５０、１６０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 Operation 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／又は無線通信システム１９０によって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。
【００４３】
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およ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／又は有線の通信媒体を介してデータの通信を行うように構成されてよい。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。
【００４４】
ＡＭＩ３３０は、スマートメーター、ネットワークインターフェース（例えば、ＷＡＮインターフェース等）、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア等の１つ又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、または、各位相の値が独立して使用されてよい。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。
【００４５】
ＡＭＩ３３０はさらに１以上のコレクタ３５０（図２に示される）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における電力供給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から収集するように構成されている。代わりに（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。
【００４６】
ＶＣＣシステム２００はＤＭＳおよびＡＭＩシステムに接続され、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、ＶＣＣシステム２００によって達成されたエネルギー節約レベルを計算するために、ＥＳＳシステム８００からのＡＭＩデータを使用する。さらに、ＥＰＰシステム１７００は、ＶＣＣシステム２００を用いて、ＡＭＩ電圧データの履歴を定期的に確認して、問題のあるＥＵＳ電圧性能の特定と、ＥＥＤＳシステム７００の効率と信頼性を高めるために必要な変更を提供することにより、ＥＥＤＳの性能を継続的に向上させるためのプロセスを提供する。
【００４７】
［ＶＣＣシステム２００］
図２は、本発明の原理に係るＶＣＣシステム２００の一例を示し、ＶＣＣシステム２００は、ＥＥＤＳを、より高効率な下方５％の電圧帯（the more efficient lower 5% band of voltage）で制御するＶＣＣにより結果として生じるエネルギーの変化をモニタするＥＶＰシステム６００を具えている。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て、ＶＣＣ２００からのエネルギー使用量の改善を計算する。
【００４８】
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を調整することで、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）の動作帯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）の効率的な利用を促進する。
【００４９】
ＶＣＣシステム２００は、ＥＣシステム５００から供給された電力ＥＳｕｐｐｌｙ（ｔ）の電圧ＶＳｕｐｐｌｙ（ｔ）を、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）を含むＡＭＩデータに基づいて、また、ＥＶＰシステム６００からの検証データおよびＥＰＰシステム１７００から受信した情報に基づいて、制御または調整する。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又は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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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（または電圧帯ＶＢａｎｄ−ｎ）における変化の前のユーザ１５０、１６０によるエネルギー使用量を、電圧セットポイント値ＶＳＰ（または電圧帯ＶＢａｎｄ−ｎ）における変化後のユーザ１５０、１６０によるエネルギー使用量と比較することによりエネルギー節約を測定し検証してもよい。これら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）を下げて、全体的なエネルギー節約の効果を判断するために、およびユーザ１５０、１６０に分配されるエネルギー出力ＥＤｅｌｉｖｅｒｅｄ（ｔ）に対する最適な分配電圧帯ＶＢａｎｄ−ｎを決定するために用いられてもよい。
【００５５】
［ＥＲシステム５００］
ＥＲシステム５００は、ＥＤシステム３００および／又は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。
【００５６】
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）されるように、適応的に変換する。
【００５７】
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、又はＯＬＴＣ）又はオフロード、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。
【００５８】
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、又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）を所定の電圧値又は所定の電圧値範囲に維持するよう制御されてもよい。
【００５９】
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、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ためにＬＴＣトランスフォーマが使用される場合、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）を所定の電圧値又は所定の電圧値範囲に維持するのに使用されてもよい。
【００６０】
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）を少しずつ、例えば約５／１６（０．３％）又はそれより小さい値ずつ、調整してもよい。
【００６１】
又は、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５／１６（０．３％）より大きい量ずつ、調整してもよい。
【００６２】
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）のサンプリング又は継続的な測定を行い、測定された時間ｔの関数としての電圧成分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され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。
【００６３】
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。
【００６４】
ＥＲシステム５００は、通信リンク４３０又は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／又は位相差値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。
【００６５】
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又は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又はＥＲシステム５００に断続的に供給されてもよい。
【００６６】
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、又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（又は小さい）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。
【００６７】
［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と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。
【００６８】
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、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。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、又はそれ以上である。例えば、ＡＭＩ３３０は、エネルギー使用量を、１分（ｔ６０  ｓｅｃ）、５分（ｔ３００  ｓｅｃ）、１０分（ｔ６００  ｓｅｃ）、それ以上、もしくはＡＭＩ３３０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。
【００６９】
ＡＭＩ３３０は、測定した電圧ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）および／又は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、測定した電圧成分ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）および／又は電流成分ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）を含む測定した電力使用量ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）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（又はリモート）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。
【００７０】
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）、又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、又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。
【００７１】
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。
【００７２】
代わりに（又は加えて）、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３５０の機能を実行してもよい。
【００７３】
要求信号は、例えば、クエリー又は読み出し信号、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ＡＭＩ３３０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、需要データ、等である。
【００７４】
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ＭＡＳ４６０に送信してもよい。ＡＭＩデータは、所定のスケジュール又はＭＡＳ４６０からの要求に従って周期的にＭＡＳ４６０に送信されてもよい。
【００７５】
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に構成される。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による読み取り可能な媒体）等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（または範囲）、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。
【００７６】
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、選択又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による選択又は変更が可能である。
【００７７】
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（又はＲＯＣ４９０）に送信してもよい。
【００７８】
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に構成されている。受信したコレクタ制御信号に基づいて、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に構成される。その後、コレクタ３５０は、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（又は読み出し）されるＡＭＩ３３０の識別子、識別されたＡＭＩが、ＶＭｅｔｅｒ（ｔ）、ＩＭｅｔｅｒ（ｔ）、ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）、および／又は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Ｍｅｔｅｒ（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（複数）、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し、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／又はＲＯＣ４９０）への送信を行ってよい。
【００７９】
［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／又は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。
【００８０】
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。
【００８１】
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を選択するように構成される。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との接続を削除又は終了し、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を生成するように構成される。
【００８２】
ＭＡＳ４６０は、コレクタ３５０から、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。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に転送するように構成される。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／又はＤＢ４７０に格納してもよい。
【００８３】
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）および電力ＥＭｅｔｅｒ（ｔ）の値を回収して転送するように構成される。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に構成されてもよい。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分おき、又はそれより短い（長い）間隔、又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に構成されてもよい。「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。
【００８４】
ＤＢ４７０は複数のリレーショナルデータベース（図示しない）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。
【００８５】
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（又はクエリーされた）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（又はクエリーされる）スケジュール、等である。
【００８６】
ＡＭＩの履歴データは、例えば、特定のＡＭＩ３３０によって使用された電力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において測定又は決定された離散間隔において測定されてもよい。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の履歴データはさらに、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／又は位相差φＭｅｔｅｒ（ｔ）を含んでもよい。
【００８７】
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／又は受信された電力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。
【００８８】
メモリーのコストが安価である場合、ＤＢ４７０は、ＡＭＩデータがＡＭＩ３３０から最初に収集されたときの、正に最初の履歴データから、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。
【００８９】
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／又は電力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／又は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。
【００９０】
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。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。
【００９１】
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の近隣で測定された、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。
【００９２】
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。
【００９３】
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／又は電力ＥＳｕｐｐｌｙ（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。
【００９４】
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又は決定される。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／又は電力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。
【００９５】
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。
【００９６】
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号明細書の図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（または可変な）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。
【００９７】
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／又は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。
【００９８】
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。
【００９９】
［ＥＶＰシステム６００］
同時係属／Ｐ００６出願の図３は、本出願の図１−２におけるＶＣＣシステムを動作させることによって実現される顧客ごとのエネルギー管理量を決定するためのエネルギー検証プロセス６００の一例を示す。プロセスが開始され（６０１）、プロセスマネージャによって、オン期間とオフ期間のデータがロードされる（６０２）。次のステップは、監督制御およびデータ取得（ＳＣＡＤＡ）タイプの工業的制御システムの一部であってもよいＤＭＳ４８０からの、ＶＣＣシステム上の測定データ点からの一時間ごとの電圧および電力（ＭＷ）データの収集である（６０３）。次に、同じ一時間ごとの条件で、対応する気候データが収集される（６０４）。データは、以下により詳しく説明するように、結果に誤った影響を与えうる異常値を排除するためのフィルタと解析技術を用いて品質を向上させるよう処理される（６０５、６０６、６０７、６０８）。一時間ごとのペアリングを行う場合、一時間ごとのグループが、線形回帰技術を用いて決定される（６０９）。次の主要なステップは、以下により詳しく説明するように、サンプルの最適なペアリングの決定である（６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７）。
【０１００】
［ＥＰＰシステム１７００］
図２は、上記で論じたように、ＶＣＣシステム２００およびＥＶＰシステム６００をも含んでよい、分配回路に適用されるＥＰＰシステム１７００の例をも示している。ＥＰＰシステム１７００は、ＡＭＩシステムからのエネルギーおよび電圧のデータの履歴を、データベース４７０および／又は分配管理システム（ＤＭＳ）４８０から収集し、それをＥＶＰシステム６００（同時係属／Ｐ００６出願で詳細に論じられる）からのＣＶＲ係数解析と組み合わせて、問題を修正しＶＣＣシステム２００の能力を向上させるための堅牢な計画プロセス（ＥＰＰシステム１７００）を作り出し、それによりエネルギー効率を上げ、需要低減アプリケーション（demand reduction applications）を増加させる。
【０１０１】
図３は、ＥＰＰシステム１７００へのアプローチの内訳の概要図である。ＥＳＳ８００は、ＥＳＳ８００上の送信源および発電源に結び付けられた固定ポイントからエネルギーと電圧を供給する。ＥＥＤＣＳ１０００は、電気分配システムに典型的な一次および二次電気的接続でＥＳＳ８００をＥＵＳ９００に接続する。ＡＭＩシステムのＡＭＩメーター３３０は、ＥＳＳ８００からの、エネルギーおよび電圧での入力と、ＥＵＳ９００への、エネルギーおよび電圧での入力の両方を測定する。図３に示すように、ＥＥＤＣＳ１０００におけるエネルギー損失は、ＶＳ−ＶＡＭＩ＝ＢＥＥＤＣＳ×ＰＬｏｓｓＥＥＤＣＳ、という数式で表されるように、ＥＳＳ８００からＥＵＳ９００への電圧降下に基づいて線形化されうる。ここで、ＶＳはＥＳＳ電圧であり、ＶＡＭＩはＥＵＳ電圧（ＡＭＩ３３０によって測定された）であり、ＢＥＥＤＣＳは線形回帰の傾きを表し、ＰＬｏｓｓＥＥＤＣＳはＥＥＤＣＳ１０００におけるエネルギー損失を表す。同様に、ＥＵＳ９００におけるエネルギー「損失」（例えば、負荷がオン状態にあるときとオフ状態にあるときのエネルギーの差）は、ＶＡＭＩｏｎ−ＶＡＭＩｏｆｆ＝ＢＥＵＳ×ＰＬｏｓｓＥＵＳという数式で表されるように、負荷オン状態での測定と負荷オフ状態での測定との電圧差に基づいて線形化されうる。ここで、ＶＡＭＩｏｎは、オン状態におけるＥＵＳ電圧であり、ＶＡＭＩｏｆｆはオフ状態におけるＥＵＳ電圧であり、ＢＥＵＳは線形回帰の傾きを表し、ＰＬｏｓｓＥＵＳは負荷オン状態と負荷オフ状態の間のエネルギー差を表す。制御されうるＥＥＤＣＳ１０００内のエネルギー損失のパーセンテージは、制御されうるＥＵＳ９００上のエネルギー損失のパーセンテージより低い大きさの規模である。例えば、分配システムにおいてＥＥＤＣＳ１０００の損失は全体の５％未満であり、ＥＵＳ９００上の損失は全体の９５％より多い。
【０１０２】
これらの原理、およびＥＳＳ８００電圧とＥＵＳ９００電圧の関係を用いて、独立変数に基づくＥＥＤＣＳ１０００の設計の完全な最適化を可能にする性能基準の定義を導出することができる。電力と電圧の関係の線形化に基づいて、これは、線形最適化の問題の境界条件の探索として定式化されうる、近放射状ＥＥＤＣＳ（near radial EEDCS）１０００での最適化を可能にする。
【０１０３】
図４は、ＥＰＰシステム１７００を構築し、電圧最適化の設計のための入力を供給するために使用される計画変数と測定システムを記述する。最上部のボックスは、ＥＥＤＳ７００内のシステムそれぞれ、例えば、ＥＳＳ８００、ＥＥＤＣＳ１０００、ＥＵＳ９００およびＥＤシステム３００を表す。ボックスそれぞれの下のリストは、ＥＰＰシステム１７００を用いたコスト／利益の解析のために最適化され、設けられる、制御可能な計画要素の例を含む。コスト／利益解析は最適化に含まれることもでき、または、電圧最適化からの変更のリストは、コスト／利益ごとに逐次評価されるプロジェクト変更の優先リストに細分化されることもできる。ＡＭＩ測定点３３０は、最適化の計算に必要なモデルおよびデータを定式化するために使用される測定がなされる位置を示す。
【０１０４】
図５のチャート１７５０は、ＥＳＳ８００からの電圧データが、各ＥＵＳ９００のＡＭＩで測定された電圧データにどのように関連付けられるかを示す。チャート１７５０を作成するために使用された線形化技術（図７−１０に関連して記載）は、開示される実施形態の重要な側面である。ソース（例えばＥＳＳ）電圧と分配（例えばＥＵＳ）電圧を関連付けるための単純な線形化技術を使用できるＥＰＰシステム１７００の能力は、ＥＥＤＳシステム７００のオーナーによって予測されるＥＳＳおよびＥＵＳの負荷データの変動に基づいて、利用できる電圧範囲を計算するための効率の良い方法を作り出す。この方法は、ＥＥＤＣＳ１０００への様々な変化を迅速に評価し、結果として得られた電圧範囲能力の変化（the resulting change in voltage range capability）を記録できる新規の線形最適化プロセスの適用を可能にもする。
【０１０５】
図６は、単純な線形モデルを、ＥＰＰシステム１７００によって特定される潜在的な変化に関連付けるためのシステムをモデリングするために使用される方法を示す。提案されたシステム変更それぞれに関して、線形モデルは、システムへの変更の効果を表すために変更される。例えば、提案されたシステム変更が、システムの位置ＡＳにおいて、伝送ラインに付加的なコンデンサを追加するということである場合、それは、モデルの位置ＡＭにおける適切な変数を変更することによりモデリングされうる。この新たな表現で、システムはＥＰＰシステム１７００によって評価されて、提案された変更により付加的な電圧範囲がもたらされるかどうかを判断される。この付加的な電圧範囲は、提案されたシステム変更の組み合わされたエネルギー改善効果を判断するために、決定されたＣＶＲ係数能力とともに、予測されたＥＳＳ負荷に基づいてエネルギー節約と需要節約を計算するために使用することができる。ＥＰＰシステム１７００は、１時間おきの２４時間間隔にわたり、年間では８７６０時間間隔までの評価を実行する。このことは、変更プロジェクトの回数と優先度を最適化し、ＥＥＤＳ７００に対する変更の最適な組み合わせに関する解決策を探索する能力を与える。
【０１０６】
図７−１０は、実際のシステムにおける１つのＥＳＳ８００およびＥＵＳ９００の要素の線形化例を示す。図７に見られるように、ＥＳＳＤＡＴＡはＥＳＳ８００からのＡＭＩデータであり、ＥＵＳＤＡＴＡはＥＵＳからのＡＭＩデータである。このデータ（ＥＳＳＤＡＴＡおよびＥＵＳＤＡＴＡ）は、評価を実行するために使用される。特に、ＥＳＳＤＡＴＡは、当業者には知られているように、ＥＳＳＣｕｒｒｅｎｔの値を決定するために使用され、ＤｅｌｔａＶはＶＳ−ＶＡＭＩである。図５に示される式（Ｖ＝ＩＲ＋Ｂ、ここでＶはＤｅｌｔａＶであり、ＩはＥＳＳＣｕｒｒｅｎｔである）を用いて、線形回帰計算はデータに対する最良の線フィッティングの傾き（Ｒ）と切片（Ｂ）を解くことができる（図１０参照）。この例において、データの線形回帰方程式は、ＶＳ−ＶＡＭＩ＝１２．９（ＥＳＳＣｕｒｒｅｎｔ）−１．１７である。
【０１０７】
図８は、ＥＳＳからＥＵＳへの電圧降下の変動のうち８８％から８９％が線形技術によって説明されうることを示している（例えば、Ｒ２値が８８．３％であり、それは、回帰直線が如何に良くこのデータのセットにフィットするかを記述している）。さらに、残りの分は、ＥＵＳで発生する負荷切り替えの「オン」および「オフ」性に特徴的である、ＥＵＳでの正規化されたバリエーションを表す。ＥＵＳのこの特性評価は、分配二次電圧性能を計画し、またその信頼性を追跡する有効な方法にとって決定的である。図９および１０は、このモデルが如何に良くＥＵＳの２４時間性能を表すかの計算を示す。このことは、二分の一ボルト以内においても一貫しており、残りの分は高度に正規化される。これは、異常なＥＵＳ挙動の特性評価だけでなく、「正常な」ＥＵＳ挙動の特性評価をするための優れた視点を提供する。このシステムは、ＥＰＰシステム１７００において実施される優れたモデルである。
【０１０８】
図１１は、ＥＰＰシステム１７００によって実施されるエネルギー計画プロセス１５００（例えば電圧計画プロセス）を示す流れ図である。プロセスは、ステップ１５０１において３つの主要なデータのブロック、すなわちＡＭＩデータ、ＥＳＳデータ、およびＣＶＲ係数データを読み取ることで開始する。以前に述べたように、ＡＭＩデータはＥＵＳ９００からの測定された電圧データであり、ＥＳＳデータはＥＳＳ８００からの測定された電圧データであり、ＣＶＲ係数はＥＶＰ６００によって計算される。次に履歴ＡＭＩデータおよび履歴ＥＳＳデータが、ステップ１５０２において例えばデータベース４７０から入力される。
【０１０９】
図７−１０に関して上述した線形化モデルはステップ１５０３において構築される。ステップ１５０４において、プロセスによって読み込まれるデータと、ＥＳＳでのエネルギー使用の予測が、電圧動作の範囲を判断し、正常範囲に対する外れ値（normal outlier）（例えば限度内にない電圧）を特定するために使用される。正常限度範囲外の電圧がある場合、それらはステップ１５０５において従来の計画プロセス（例えば従来のフィールドレゾリューション法）によって解決される。
【０１１０】
次のステップ１５０６は、本発明による電圧信頼性に影響を与える特定の問題を表す電圧のいかなるパターンも特定することである。線形化プロセス比較において認識可能なパターンをつくる問題の例は、メーターとメーター台の接続状態が悪い、過負荷状態の二次導体、過負荷状態の二次トランスフォーマ、不正確なトランスフォーマタップ設定、メーター台に接続された互換性のないタイプのメーター、および、中性点接続不良を含む。これらは、例えば、線形回帰の外にあるデータ点として特定されうる（例えば、図５のチャート１７５０上の点Ｘを参照）。問題が特定されると、それらはステップ１５０７において、先ず解決すべきプロジェクトプロセスへと廻される。解決されると、ステップ１５０８において、変更（修正）された線形化モデルを使用して、ＣＶＲ係数を用いて新たな性能範囲の計算に使用される。決定された節約が次の動作周期に充分なものであれば（ステップ１５０９）、プロセスは次のステップ１５１０に移る。そうでない場合、線形化モデルはより狭い許容値で再び実行され（例えばステップ１５０４に戻る）、プロセスは、目標とするエネルギー改善が導出されるまで繰り返される。
【０１１１】
最終ステップ１５１０は、モニタリングのための最初のメーターの新しい組を選択すること、および／又はＥＰＰ１７００によって予測されたシステム性能の新たなレベルで動作するようにＶＣＣ２００を設定することである。次にこの情報は、次の動作周期にわたり制御を設定するためにＶＣＣ２００およびＥＶＰ６００に供給される。
【０１１２】
図１２は、異常値（外れ値）の識別（チャート１６２０参照）と、プロセスにおけるこのステップから特定されうる何らかの潜在的な問題の表示の一例を示す。図１３は、プランナーによって、詳細な二次モデルを行う必要なく、二次レベルまたはＥＵＳレベルでの最良の変更の組み合わせを決定するために使用されうる、ＡＭＩデータ解析を地理的単線チャート（geographic one line chart）へと移す表示画面を示す。この情報も、種々のＧＩＳ表現と組み合わされて、電圧の性能を最適化するための回路変更の最良のグループを選択するための主要な情報を計画に与えうる。
【０１１３】
図１４は、ＥＰＰプロセス１７００の最終ステップを図示しており、そこで新たなメーター情報と変更は、どのメーターが制御の各ブロックとゾーンに関連するかを特定することによって、ＥＰＰシステム１７００によって使用される制御情報に変換される。各「ゾーン」は、１つの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）の上流の全てのＡＭＩ３３０を指し、各「ブロック」は、分配システム（例えば、特定のコンデンサ）の特徴の影響圏内にある領域を指す。図１４に示す例において、ＬＴＣゾーンは、ＬＴＣの下流かつレギュレータ１４０２（例えば、Ｂ１およびＢ２にあるＡＭＩ３３０）の上流の全てのＡＭＩ３３０を含み、レギュレータゾーンは、レギュレータ１４０２（Ｂ３にあるＡＭＩ３００）の下流にある全てのＡＭＩ３３０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）の全てのＡＭＩ３３０を含む。この新たなメーターおよび変更情報は、詳細な構成情報（ゾーン／ブロック情報）とともに、ＥＰＰシステム１７００によってＶＣＣ２００に提供されて、新たな変更を踏まえたクリアな制御の実施を可能にする。
【０１１４】
図１５は、ＥＰＰシステム１７００を用いて、ＣＶＲでのモニタのための最初のメーターのセットを構成するための最終ファイルの一例を示す。推奨されるセットはＥＰＰシステム１７００によって提供される。しかし、ユーザは、重要な顧客（critical customer）またはその他の基準等の付加的な考慮が、ＥＰＰシステム１７００内部の自動選択プロセスをオーバーライドする場合、この推奨されるセットの変更を許可されてもよい。次にこの最終構成は、実施のためにＶＣＣ構成ファイルに直接転送される。
【０１１５】
本発明は、例示的な実施形態をもって記述されたが、本発明は、趣旨と、添付される請求項の範囲内に変更を加えたうえで実施されうることを当業者は理解するであろう。これらの例は、単なる例示的なものであって、本発明の可能な設計、実施形態、適用、もしくは変形の全ての包括的なリストであることを意図したものではない。
【図１】
2016517685.tif 000003
【図２】
2016517685.tif 000004
【図３】
2016517685.tif 000005
【図４】
2016517685.tif 000006
【図５】
2016517685.tif 000007
【図６】
2016517685.tif 000008
【図７】
2016517685.tif 000009
【図８】
2016517685.tif 000010
【図９】
2016517685.tif 000011
【図１０】
2016517685.tif 000012
【図１１】
2016517685.tif 000013
【図１２】
2016517685.tif 000014
【図１３】
2016517685.tif 000015
【図１４】
2016517685.tif 000016
【図１５】
2016517685.tif 000017
【国際調査報告】
2016517685.tif 000018