Результат интеллектуальной деятельности: РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к установке распределения энергии с уровнем полевых приборов, иерархически вышестоящим станционным уровнем, а также уровнем техники управления, который является иерархически вышестоящим по отношению к станционному уровню, причем режим функционирования полевых приборов, относящихся к уровню полевых приборов, режим функционирования станционных приборов, относящихся к станционному уровню, и режим функционирования приборов техники управления, относящихся к уровню техники управления, определяются параметрами. Подобные установки распределения энергии являются в настоящее время общепринятыми, например, в электрических сетях распределения энергии.

В основе изобретения лежит задача предложить установку распределения энергии, в которой изменение параметров можно выполнить проще, чем в нынешних установках распределения энергии.

Эта задача решается установкой распределения энергии с признаками согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления соответствующей изобретению установки распределения энергии приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предусмотрено, что множество отдельных вычислительных устройств через коммуникационную сеть соединены друг с другом и образуют децентрализованную вычислительную систему установки распределения энергии, полевые приборы уровня полевых приборов, станционные приборы уровня станционных приборов, а также приборы техники управления уровня техники управления подключены к децентрализованной вычислительной системе или образованы посредством отдельных или нескольких вычислительных устройств децентрализованной вычислительной системы, и параметры для определения режима функционирования полевых приборов, станционных приборов, а также приборов техники управления распределены на по меньшей мере два различных вычислительных устройства децентрализованной вычислительной системы, и доступ полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления к параметрам осуществляется через коммуникационную сеть.

Существенное преимущество соответствующей изобретению установки распределения энергии следует усматривать в том, что в ней параметры, которые устанавливают режим функционирования полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления, могут изменяться децентрализовано за счет того, что просто получают доступ к децентрализованной вычислительной системе установки распределения энергии. В отличие от традиционных установок распределения энергии, при которых параметры реализованы или сохранены в отдельных приборах и поэтому должны изменяться также индивидуально для прибора, в соответствующей изобретению установке распределения энергии возможно независимое от прибора изменение параметров. Тем самым, можно намного быстрее и экономичнее переконфигурировать установку распределения энергии и изменить распределение энергии в сети распределения энергии, если, например, ввиду неожиданного изменения погоды в распоряжение предоставляется меньше альтернативной энергии (например, энергии ветра или электрогальванической энергии), чем ожидалось.

Другое существенное преимущество соответствующей изобретению установки распределения энергии состоит в том, что предусмотрено распределение параметров в децентрализованной вычислительной системе. За счет децентрализованного хранения параметров становится возможным учитывать пространственное или географическое размещение полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления, и сохранять параметры там, где они требуются; это снижает нагрузку коммуникационной сети и проблемы передачи или ошибки передачи при передаче параметров к соответствующим полевым приборам, станционным приборам и приборам техники управления. Также параметры могут сохраняться избыточным образом, чтобы избегать возможных потерь данных при выходе из строя отдельных вычислительных устройств.

Согласно особенно предпочтительному выполнению предусмотрено, что управляющее программное обеспечение, которое управляет распределением энергии посредством установки распределения энергии и/или защитой установки распределения энергии за счет того, что оно устанавливает или изменяет параметры для определения режима функционирования полевых приборов, станционных приборов, а также приборов техники управления, распределено по различным вычислительным устройствам децентрализованной вычислительной системы. Такое распределение вычислительной мощности предоставляет преимущество, заключающееся в том, что могут привлекаться и такие вычислительные устройства, которые отдельно не пригодны для того, чтобы манипулировать или выполнять полное управляющее программное обеспечение, но вполне в состоянии самостоятельно решать по меньшей мере частичные задачи.

Предпочтительным образом управляющее программное обеспечение имеет модули распределения энергии, которые самостоятельно управляют распределением энергии посредством установки распределения энергии по меньшей мере в зависимости от доступности энергии и потребности энергии посредством установки или изменения параметров. Обеспечение отдельных модулей распределения энергии предоставляет преимущество, состоящее в том, что вычислительную мощность для локального распределения энергии целенаправленно можно предоставить там, где она пространственно или географически требуется; это повышает скорость обработки и снижает вероятность ошибок. В качестве альтернативы или дополнительно, управляющее программное обеспечение может также иметь отдельные защитные модули, которые самостоятельно управляют защитой установки распределения энергии путем установления или изменения параметров.

Предпочтительным образом модули распределения энергии выполнены таким образом, что они самостоятельно распознают, следует ли в сети распределения энергии соответствующих поставщиков энергии или потребителей энергии дополнительно ввести или исключить, и в зависимости от возникающего изменения сетевой структуры предпринимают подстройку параметров.

Принимая во внимание оптимальное распределение вычислительной мощности и загрузки памяти вычислительных устройств децентрализованной вычислительной системы, рассматривается в качестве предпочтительного, если управляющее программное обеспечение имеет центральную часть программы управления, которая контролирует сопоставление модулей распределения энергии и/или модулей защиты отдельным вычислительным устройствам децентрализованной вычислительной системы в зависимости от текущей доступности и/или текущего статуса функционирования вычислительных устройств регулярным, нерегулярным или управляемым событиями образом, и при необходимости изменяет его.

Предпочтительным образом локальным участкам установки распределения энергии сопоставлены индивидуальные модули распределения энергии и/или индивидуальные модули защиты, для которых модули распределения энергии управляют распределением энергии в зависимости от локальной доступности энергии и локальной потребности в энергии и/или модули защиты локально управляют защитой.

Также в качестве предпочтительного рассматривается, если центральная часть программы управления выполнена таким образом, что она выбирает соотнесение модулей распределения энергии и/или модулей защиты с вычислительными устройствами децентрализованной вычислительной системы в зависимости от географического положения вычислительных устройств и географического положения локальных участков, а именно таким образом, что при соотнесении модулей распределения энергии и/или модулей защиты с вычислительными устройствами находящиеся на соответствующих локальных участках вычислительные устройства или соседние с ними вычислительные устройства рассматриваются как предпочтительные по сравнению с такими вычислительными устройствами, которые имеют большее расстояние до соответствующих локальных участков.

Предпочтительным образом, по меньшей мере один из модулей распределения энергии подходит для того, чтобы прогнозировать будущую потребность в энергии на его локальном участке, чтобы обеспечить оптимальное распределение энергии.

Модули распределения энергии и/или модули защиты могут, например, быть соотнесены с соответствующим одним вычислительным устройством децентрализованной вычислительной системы.

Центральная часть программы управления предпочтительно распределена на по меньшей мере два вычислительные устройства децентрализованной вычислительной системы, так как она ввиду ее сложности, как правило, имеет относительно большую потребность в вычислительной мощности. Предпочтительным образом центральная часть программы управления образована модулями части программы управления, которые соотнесены с по меньшей мере двумя вычислительными устройствами децентрализованной вычислительной системы.

Чтобы избежать потери данных, в качестве предпочтительного рассматривается, если коммуникационное соединение между по меньшей мере двумя вычислительными устройствами децентрализованной вычислительной системы и/или между по меньшей мере одним полевым прибором уровня полевых приборов, станционным прибором уровня станционных приборов или прибором техники управления уровня техники управления и по меньшей мере одним из вычислительных устройств децентрализованной вычислительной системы осуществляется с избыточностью.

Например, коммуникация по коммуникационной сети может осуществляться по меньшей мере согласно протоколу IEC61850. Протокол IEC61850 обеспечивает возможность особенно простого способа обработки значений напряжения и тока в децентрализованной вычислительной системе.

Изобретение также относится к способу функционирования установки распределения энергии с уровнем полевых приборов, иерархически вышестоящим станционным уровнем, а также уровнем техники управления, который является иерархически вышестоящим по отношению к станционному уровню, причем режим функционирования полевых приборов, относящихся к уровню полевых приборов, режим функционирования станционных приборов, относящихся к станционному уровню, и режим функционирования приборов техники управления, относящихся к уровню техники управления, определяются параметрами.

В соответствии с изобретением предусмотрено, что параметры для определения режима функционирования полевых приборов, станционных приборов, а также приборов техники управления распределяются на по меньшей мере два различных вычислительных устройства децентрализованной вычислительной системы, и доступ полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления к параметрам осуществляется через коммуникационную сеть.

Относительно преимуществ соответствующего изобретению способа можно сослаться на преимущества соответствующей изобретению установки распределения энергии, так как преимущества соответствующей изобретению установки распределения энергии в значительной степени соответствуют преимуществам соответствующего изобретению способа.

В качестве особенно предпочтительного рассматривается, если локальным участкам установки распределения энергии сопоставлены индивидуальные модули распределения энергии и/или индивидуальные модули защиты, для которых модули распределения энергии локально управляют распределением энергии и/или модули защиты локально управляют защитой, и если соотнесение модулей распределения энергии и/или модулей защиты с вычислительными устройствами децентрализованной вычислительной системы выбирается в зависимости от географического положения вычислительных устройств и географического положения локальных участков, а именно таким образом, что при соотнесении модулей распределения энергии и/или модулей защиты с вычислительными устройствами те вычислительные устройства, которые находятся на локальных участках, соотнесенных с модулями распределения энергии и/или модулями защиты, или вблизи них, рассматриваются как предпочтительные по сравнению с более удаленными вычислительными устройствами.

Изобретение поясняется далее более подробно со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг.1 - незаявленная установка распределения энергии для общего пояснения,

Фиг.2 - пример выполнения соответствующей изобретению установки распределения энергии, на основе которой также поясняется пример осуществления для соответствующего изобретению способа, и

Фиг.3 - другой пример выполнения соответствующей изобретению установки распределения энергии.

На чертежах для одинаковых или сопоставимых компонентов использованы одни и те же ссылочные позиции.

На фиг.1 показана установка 10 распределения энергии, которая подключена к непоказанной детально сети 20 энергоснабжения. Установка 10 распределения энергии иерархически структурирована и имеет уровень 30 полевых приборов, к которому относятся полевые приборы 31, 32, 33 и 34. Полевые приборы 31, 32, 33 и 34 могут быть образованы, например, защитными приборами, счетчиками, регулирующими приборами, переключателями, распределительными устройствами и тому подобным. Полевые приборы 31, 32, 33 и 34 непосредственно или опосредованно соединены с сетью энергоснабжения 20, например, через измерительный преобразователь, переключающие элементы или иные устройства и приборы.

По отношению к уровню 30 полевых приборов, иерархически вышестоящим является станционный уровень 40, который образован, например, из станционных приборов 41 и 42.

Установка 10 распределения энергии содержит, кроме того, уровень 50 техники управления, который является вышестоящим по отношению к станционному уровню 40 и включает в себя один или более приборов 51 техники управления.

Режим функционирования полевых приборов 31, 32, 33 и 34, относящихся к уровню 30 полевых приборов, режим функционирования станционных приборов 41 и 42, относящихся к станционному уровню 40, и режим функционирования приборов 51 техники управления, относящихся к уровню 50 техники управления, определяются, соответственно, посредством параметров, которые реализованы или сохранены в соответствующих приборах. Если должно осуществляться изменение конфигурации установки 10 распределения энергии, то все связанные с этим приборы должны перепараметризироваться, что влечет за собой значительные затраты, поскольку перепараметризация, как правило, затрагивает все иерархические уровни 30, 40, и 50.

На фиг.2 показан пример выполнения для соответствующей изобретению установки 10 распределения энергии. В этой установке 10 распределения энергии полевые приборы 31, 32, 33 и 34, станционные приборы 41 и 42 и прибор 51 техники управления соединены через коммуникационную сеть 80. Кроме того, они через эту коммуникационную сеть 80 подключены к децентрализованной вычислительной системе 100 установки 10 распределения энергии.

Децентрализованная вычислительная система 100 включает в себя в этом примере выполнения шесть вычислительных устройств 101, 102, 103, 104, 105 и 106. На одном из этих шести вычислительных устройств, например вычислительном устройстве 101, или распределенным образом на нескольких из этих вычислительных устройств инсталлировано управляющее программное обеспечение SW, которое управляет распределением энергии посредством установки 10 распределения энергии и/или защитой установки 10 распределения энергии.

Задача управляющего программного обеспечения SW состоит, в числе прочего, в том, чтобы устанавливать и/или изменять параметры Р для определения режима функционирования или работы полевых приборов 31, 32, 33 и 34, станционных приборов 41 и 42, а также прибора 51 техники управления, и, соответственно, сохранять действительные параметры Р в децентрализованной вычислительной системе 100. Предпочтительным образом управляющее программное обеспечение SW загружает параметры Р для полевых приборов, станционных приборов и прибора техники управления в те вычислительные устройства децентрализованной вычислительной системы 100, которые имеют по возможности меньшее пространственное удаление от соответствующих полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления, так что реализуется распределение параметров Р на по меньшей мере два различных вычислительных устройства децентрализованной вычислительной системы 100. В примере выполнения согласно фиг.2 параметры Р сохранены, например, в вычислительных устройствах 102 и 103.

Полевые приборы 31, 32, 33 и 34, станционные приборы 41 и 42, а также приборы 51 техники управления получают через коммуникационную сеть 80 свои соответствующие параметры Р, которые загружены в вычислительную систему 100.

Управляющее программное обеспечение SW имеет предпочтительным образом один или более модулей ЕМ распределения энергии, которые самостоятельно управляют распределением энергии, осуществляемым установкой 10 распределения энергии, по меньшей мере в зависимости от доступности энергии и потребности в энергии, за счет того, что они устанавливают или изменяют параметры Р для установления режима функционирования полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления согласно заданному алгоритму оптимизации с целью оптимального распределения энергии.

Кроме того, управляющее программное обеспечение предпочтительно имеет один или более модулей SM защиты, которые самостоятельно управляют защитой установки распределения энергии за счет того, что они устанавливают или изменяют параметры Р для установления режима функционирования полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления согласно заданному алгоритму оптимизации с целью оптимального защитного действия.

Предпочтительным образом модули ЕМ распределения энергии выполнены таким образом, что они самостоятельно проверяют - например, регулярно, нерегулярно или при управлении событиями - следует ли в сети распределения энергии дополнительно ввести или исключить соответствующих поставщиков энергии или потребителей энергии, и что они в зависимости от возникающего изменения сетевой структуры предпринимают подстройку параметров Р.

Фиг.3 показывает другой пример выполнения для соответствующей установки 10 распределения энергии. В этой установке 10 распределения энергии полевые приборы, станционные приборы и прибор техники управления образованы вычислительными устройствами децентрализованной вычислительной системы 100:

- полевой прибор 31 согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 31',

- полевой прибор 32 согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 32',

- полевой прибор 33 согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 33',

- полевой прибор 34 согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 34',

- станционный прибор 41 согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 41',

- станционный прибор 42 согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 42', и

- прибор 51 техники управления согласно фиг.1 и 2 образован вычислительным устройством 51'.

В варианте выполнения согласно фиг.3 каждый полевой прибор, станционный прибор и прибор техники управления образован отдельным индивидуальным вычислительным устройством. В качестве альтернативы, отдельные или все эти приборы могут также быть реализованы несколькими вычислительными устройствами децентрализованной вычислительной системы 100, или их функциональность может быть распределена на несколько вычислительных устройств децентрализованной вычислительной системы 100. Также возможно, что отдельные или все вычислительные устройства децентрализованной вычислительной системы 100 полностью или частично обеспечивают или отображают функциональность двух или более полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления.

На одно или несколько из вычислительных устройств - здесь в качестве примера на вычислительные устройства 101 и 102 - распределено управляющее программное обеспечение, которое управляет распределением энергии посредством установки 10 распределения энергии и/или защитой установки 10 распределения энергии. Управляющее программное обеспечение образовано модулями SW1 и SW2 управляющего программного обеспечения.

Задача модулей SW1 и SW2 управляющего программного обеспечения заключается, в числе прочего, в том, чтобы установить и/или изменить параметры для определения режима функционирования или работы полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления и, соответственно, сохранить действительные параметры Р в децентрализованной вычислительной системе 100. Предпочтительным образом модули SW1 и SW2 управляющего программного обеспечения загружают параметры Р для полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления в те вычислительные устройства децентрализованной вычислительной системы 100, которые имеют по возможности меньшее пространственное удаление от соответствующих полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления, так что реализуется распределение параметров Р на по меньшей мере два различных вычислительных устройства децентрализованной вычислительной системы 100. В примере выполнения согласно фиг.3 параметры Р сохранены, например, в вычислительных устройствах 103 и 104.

Модули SW1 и SW2 управляющего программного обеспечения имеют предпочтительным образом один или более модулей распределения энергии, которые самостоятельно управляют распределением энергии, осуществляемым установкой 10 распределения энергии по меньшей мере в зависимости от доступности энергии и потребности в энергии, за счет того, что они устанавливают или изменяют параметры Р для установления режима функционирования полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления согласно заданному алгоритму оптимизации с целью оптимального распределения энергии. Модули распределения энергии, которые, например, могут соответствовать таковым по фиг.2 или могут быть идентичными или подобными им, для наглядности на фиг.3 в явном виде не показаны.

В качестве альтернативы или дополнительно, модули SW1 и SW2 управляющего программного обеспечения имеют предпочтительным образом один или более модулей защиты, которые самостоятельно управляют защитой установки распределения энергии за счет того, что они устанавливают или изменяют параметры Р для установления режима функционирования полевых приборов, станционных приборов и приборов техники управления согласно заданному алгоритму оптимизации с целью оптимального защитного действия. Модули защиты, которые, например, могут соответствовать таковым по фиг.2 или могут быть идентичными или подобными им, для наглядности на фиг.3 в явном виде не показаны.