能量管理系统中的停机计划管理装置和方法

摘要

本公开提供了能量管理系统中的停机计划管理装置和方法，其中，响应于通过用户输入设置的停机计划而执行拓扑变化，并对系统运行标准执行有效性判定以核准停机。

权利要求

1.一种能量管理系统中的停机计划管理装置，所述装置包括：用户输入单元，其配置为接收来自用户的系统的停机计划；

控制器，其配置为：

响应于所述停机计划而对所述系统执行拓扑变化，其中，所述拓扑变化通过从系统排除停机的部分来重新配置系统，基于潮流计算、故障计算和可信事故判读来判定所述停机计划对所述系统是否合适，其中，在执行拓扑变化以后相对于拓扑变化后的系统来判定系统运行标准的有效性，且利用所述潮流计算、故障计算和可信事故判读来执行系统运行标准的有效性判定，以及当所述停机计划对于所述系统是合适的，则核准所述停机计划；

第一存储器，其被配置为在停机被核准时存储所述停机计划；以及传输器，其配置为通过网络将所述停机计划传输至电力公司服务器以对所述系统执行停机，其中，所述控制器基于潮流计算的结果向用户提供这样的信息：如果应用了停机计划，则在系统中可能出现问题，其中，所述控制器基于故障计算的结果向用户提供在所述系统中由于停机计划而会出现的问题，其中，所述控制器基于可信事故判读的结果向用户提供因停机计划而对系统造成的影响。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

显示单元，其被配置为响应于控制器的控制而显示所述停机计划以及对所述停机计划的核准。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，在用户输入单元接收到要停机的设施的情况下，所述控制器进一步配置为在与停机计划对应的区域内指定线路断路器和线路开关。

4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括：

第二存储器，其配置为存储关于所述设施、线路断路器和线路开关的信息。

5.一种能量管理系统中的停机计划管理方法，所述方法包括：接收来自用户的系统的停机计划；

响应于所述停机计划而对所述系统执行拓扑变化，其中，所述拓扑变化通过从系统排除停机的部分来重新配置系统；

基于潮流计算、故障计算和可信事故判读来判定所述停机计划对所述系统是否合适，其中，在执行拓扑变化以后相对于拓扑变化后的系统来判定系统运行标准的有效性，且利用所述潮流计算、故障计算和可信事故判读来执行系统运行标准的有效性判定；

当所述停机计划对于所述系统是合适的，则核准所述停机计划；

在停机被核准时存储所述停机计划；以及

通过网络将所述停机计划传输至电力公司服务器以对所述系统执行停机，其中，基于潮流计算的结果提供这样的信息：如果应用了停机计划，则在所述系统中可能出现问题，其中，基于故障计算的结果提供在所述系统中由于停机计划而会出现的问题，其中，基于可信事故判读的结果提供因停机计划而对系统造成的影响。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

在接收到要停机的设施的情况下，在与停机计划对应的区域内指定线路断路器和线路开关。

说明书

能量管理系统中的停机计划管理装置和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及停机管理，具体而言，涉及一种被配置为在EMS(能量管理系统)中使用的停机计划管理装置和方法。

背景技术

[0002] 在此背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本公开的一般背景的理解，且不应被视为承认或以任何形式暗示该信息构成了对于本领域技术人员来说已知的现有技术。

[0003] 通常，EMS(能量管理系统)是电网的最上层系统，用于管理整个电力的供应/需求以及系统的运行。

[0004] EMS的停机计划系统管理闲置设施的计划和运行。应该注意的是，形成电力系统的所有设施总是处于可使用状态。也就是说，因发现异常迹象如过热等或因新安装相邻的设施或改变系统配置，可以停止运行中的设施以进行日常维护/修理或者进行事先预防性维护，该操作被称为停机或停机事件，其中根据停机条件对系统运行程序的设置被称为停机计划或停机规划。

[0005] 停机计划由各个区域的现场工作人员通过手写手工输入，通过使用包括潮流计算和故障计算的程序进行检查，并通过分析进行确定以核准。然而，通过手写输入一年几百个至几千个停机事件的停机计划信息存在的问题是浪费人力资源和处理时间(因为其花费大量的时间)。

[0006] 图1是图示出根据现有技术的停机计划管理方法的示例图，其中，每年、每月和每日的停机计划信息由各个区域的现场工作人员通过手工或通过手写输入，并且通过形成停机信息应用系统经由潮流计算、故障计算和可信事故判读来确定停机核准。

[0007] 参照图1，常规的停机管理包括计划停机100和紧急停机200，其中计划停机100进一步包括核准操作110和通知操作120。

[0008] 每年的停机检查111用于准备将要在一年中处理的预定形式的设备(或设施)停机计划，且在每个11月底时公开115。每月的停机检查112用于准备将要在下个月中处理的预定形式的设备停机计划，且在每月20日公开115。临时停机113用于准备将要临时处理的预定形式的设备停机计划，且与下一天的停机检查114一起公开115。下一天的停机检查114用于准备将要在下一天中处理的预定形式的设施停机计划，且在每日的18：00时公开115。

[0009] 通知操作120中的下一天停机列表122是从区域控制中心传输到供电站的列表。如此收到的列表由现场工作人员手工输入(126，123)。

[0010] 现场工作人员经由潮流计算、故障计算和可信事故判读来检查施加于系统的影响(131)，通过讨论判定停机对于系统运行标准是否合适(132)，并且作为讨论的结果判定是否触发停机(133，134)。

[0011] 同时，如果发生紧急停机(201)，则相关区域供电站请求停机核准的功率交换(202)。现场工作人员手工输入接收到的停机计划(203)，经由潮流计算、故障计算和可信事故判读来检查施加于系统的影响(204)，通过讨论判定停机对于系统运行标准是否合适(205)，并且作为讨论结果判定是否触发停机(206，207)。

[0012] 在常规EMS系统中的电力系统的规划阶段，由于未考虑对于设施的单独停机条件，触发停机的区域在很大程度上形成有比最初的系统运行方案弱的系统条件。此外，所有停机规划由现场工作人员手工输入，系统基于手写的停机规划经由现有程序而重新建立，并且经由潮流计算、故障计算和可信事故判读基于现场工作人员的经验通过讨论来判定是否核准停机。

[0013] 然而，如此描述的常规停机管理系统的问题在于，停机计划信息是手工处理的，从而需要很多的人力资源，由此延长了处理时间而使得难以确立可靠性和可信性。

[0014] 另一个问题在于，停机计划以书面形式处理，从而使得在每天的18：00共享关于下一天停机的信息，在每个月的20日共享关于每月停机的信息，以及在11月份共享关于每年停机的信息，由此难以共享关于停机的信息和难以判定是否反映了停机计划的有效性。

发明内容

[0015] 本部分提供了本公开的一般概要，而非其全部范围或者全部特征的全面公开。

[0016] 本公开的示例性方案是基本至少解决了上述问题和/或缺点，并提供至少以下优点。因此，本公开的一个方案提供了一种EMS中的停机计划管理装置和方法，其针对操作员被配置为：在核准停机计划之前在停机检查期间，基于潮流计算、故障计算和可信事故判读而提出解决方案作为检查数据，由此可以预测停机后的系统。

[0017] 本公开的另一个方案提供了一种EMS中的停机计划管理装置和方法，其被配置为：为操作员提供便利的在线输入停机计划，并直接向系统输入停机计划，从而允许一旦设置了停机计划就能通过拓扑过程自动设置应用停机后的系统，由此可以实现停机事件所需的快速和可靠的判定。

[0018] 本公开的又一个方案提供了一种EMS中的停机计划管理装置和方法，其被配置为：一旦设置了停机计划就能自动处理拓扑，并通过在其后实施潮流计算、故障计算和可信事故判读来实时判定停机计划是否合适，由此可以实现对停机的快速和可靠的判定。

[0019] 然而，如上所述，应当强调的是，本公开并不限于特定的公开。应当理解的是，本领域的普通技术人员可以理解这里未提及的其他技术问题。

[0020] 在本发明的一个总方案中，提供了一种停机计划管理装置，该装置包括：控制器，其响应于通过用户输入设置的停机计划而执行拓扑变化，判定系统运行标准的有效性并且核准停机计划；以及第一存储器，其响应于所述控制器的控制而存储所述停机计划。

[0021] 在一些示例性实施方式中，该装置可进一步包括显示单元，该显示单元响应于控制器的控制和停机计划的核准/不核准而显示所述停机计划。

[0022] 在一些示例性实施方式中，该装置可进一步包括传输器，在控制器核准停机计划的情况下，该传输器通过网络传输停机计划。

[0023] 在一些示例性实施方式中，该控制器可将停机计划应用于系统以执行拓扑变化。

[0024] 在一些示例性实施方式中，该控制器可通过从系统排除停机的部分来重新配置系统以执行拓扑变化。

[0025] 在一些示例性实施方式中，该控制器可以执行潮流计算、故障计算和可信事故判读以判定系统运行标准的有效性。

[0026] 在一些示例性实施方式中，该控制器可以执行潮流计算以向用户提供这样的信息：如果应用了停机计划，则在系统中可能出现了问题。

[0027] 在一些示例性实施方式中，该控制器可以执行故障计算以判定因停机计划会出现的问题并向用户提供该判定。

[0028] 在一些示例性实施方式中，该控制器可执行可信事故判读以给用户提供因停机计划对系统造成的影响。

[0029] 在一些示例性实施方式中，该装置可进一步包括用户输入单元，该用户输入单元由用户输入停机计划。

[0030] 在一些示例性实施方式中，在用户通过用户输入单元设置要停机的设施的情况下，该控制器可以指定相关区域的线路断路器和线路开关以设置停机计划。

[0031] 在一些示例性实施方式中，该装置可以进一步包括第二存储器，该第二存储器存储与设施以及线路断路器和线路开关有关的信息。

[0032] 在本公开的另一个方案中，提供了一种停机计划管理方法，该方法包括：响应于通过用户的输入设置的停机计划而执行拓扑变化；执行系统运行标准的有效性判定；以及核准停机。

[0033] 在一些示例性实施方式中，该方法可进一步包括：在用户设置要停机的设施的情况下，通过指定相关区域的线路断路器和线路开关来设置停机计划。

[0034] 在一些示例性实施方式中，该拓扑变化可以是对系统应用停机计划。

[0035] 根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理装置和方法具有的一个有益效果在于：操作员在核准停机计划之前在停机检查期间，基于潮流计算、故障计算和可信事故判读而提出解决方案作为检查数据，由此可以预测停机后的系统，并且可以提出基于系统变化的稳定操作。

[0036] 另一个有益效果在于：一旦设置了停机计划，则处理自动拓扑，并且停机计划是否合适是通过执行潮流计算、故障计算和可信事故判读而实时判定的，由此可以实现对于停机的快速和可靠的判定。

[0037] 通过下面结合附图的公开了本发明的示例性实施方式的详细描述，本公开的其他示例性方案、优点和显著特征对于本领域的普通技术人员来说将变得更加显而易见。

[0038] 以下将讨论本公开的上述和其它特征。

附图说明

[0039] 现将参考附图中图示出的本发明的特定示例性实施方式来详细描述本发明的上述和其他特征，附图在下文中仅以图示的方式给出，因此并不限制本发明，其中：

[0040] 图1是图示出根据现有技术的停机计划管理方法的示例图；

[0041] 图2是图示出根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理装置的示意性框图；以及

[0042] 图3是图示出根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理方法的流程图。

[0043] 本公开的另外的优点、目的和特征将在随后的说明书中部分阐明，并且在核实下文时对于本领域的普通技术人员来说部分将变得显而易见或者可以从本发明的实践中学习到。本公开的目的和其他优点可以通过在书面说明书和其权利要求书以及附图中特别指明的结构而实现及获得。

[0044] 应当理解的是，本公开的上述一般描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，且其旨在提供对如要求保护的公开内容的进一步解释。

具体实施方式

[0045] 以下，将参考附图详述本公开的示例性实施方式。

[0046] 在描述本公开时，本领域中公知的结构或过程的详细描述可以省略以避免本领域的普通技术人员因关于这些公知的结构和功能的不必要细节而模糊了对本发明的理解。因此，在说明书和权利要求书中使用的具体术语或用词的含义不应局限于字面或者通常使用的意思，而是应当根据用户或者操作员的意图以及习惯用法来解释或者可以不同。因此，特定术语或词语的定义应该基于整个说明书的内容。

[0047] 为了便于本公开，可以使用词尾“模块”、“单元”和“部件”用于元件。词尾本身可不给予重要的意义或作用，且应当理解的是，“模块”、“单元”和“部件”可一起使用或互换使用。也就是说，在本说明书中所描述的术语“器(-er)”，“件(-or)”、“部件”和“模块”意味着用于处理至少一个功能和操作的单元，且可以以硬件组件或软件组件及其组合来实现。

[0048] 如在此使用的，“示例性”仅仅是指一个例子，而不是最好的。还应当理解的是，在此所描述的特征、层和/或元件是出于简单和便于理解的目的而图示有相对于彼此特定的尺寸和/或方位，且其实际的尺寸和/或方位可与图示出的有很大差别。也就是说，为清楚起见，在附图中，层、区域和/或其它元件的尺寸和相对尺寸可以放大或缩小。全文中相似的附图标记指示相似的元件，且将省略彼此重复的解释。

[0049] 应当理解的是，虽然在此可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于使元件彼此区分。例如，在不脱离本公开教导的情况下，第一区域/层可被称为第二区域/层，且类似地，第二区域/层可被称为第一区域/层。

[0050] 在此使用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的，并不意欲限制总的发明构思。除非文中另外清楚地说明，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”意图也包括复数形式。

[0051] 图2是图示出根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理装置的示意性框图。

[0052] 参照图2，根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理装置包括控制器10、用户输入单元20、停机计划数据库(DB)30、显示单元40和传输器50。

[0053] 用户通过在区域供电站的用户输入单元20输入新的停机计划，且控制器10以这样的方式控制：停机计划DB 30存储通过用户输入单元20输入的停机计划。基于在停机计划DB 30中存储的数据库，控制器10控制显示单元40以允许显示直到当前时间的停机计划，或者从停机计划DB 30中检索关于各个周期的统计数据的信息和/或用户想要浏览的信息，由此用户可以看到该信息。

[0054] 现将描述通过用户的停机计划输入。

[0055] 在用户设置要停机的设备(或设施)的情况下，控制器10设置区域的线路断路器和线路开关，且用户可以通过选择持续时间和其他必要信息来输入停机计划。为此，控制器10优选在停机计划DB 30中存储设备。或者，控制器10可安装有单独的存储器(未示出)以用于存储设备。

[0056] 控制器10以这样的方式控制：停机计划DB 30可存储通过用户输入设置的停机计划，由此可执行拓扑变化(在下文中描述)。

[0057] 拓扑过程是从SCADA(监控和数据采集)接收线路断路器的信息以判定当前的母线/支路模型的过程。在拓扑过程中，产生支路/注入表(branch/injection table)，从RTDB(实时数据库)接收测量数据，配置母线/支路模型(物理节点变为电气节点)，配置设施之间的链路(判定/升级表之间的连接关系)，并审查岛(审查系统的绝缘(isolation)以及构成元件(发电机、变压器等)的分离)。

[0058] 实时EMS中的拓扑过程可以提供在所有的应用中所需要的数据。对本领域技术人员来说应当显而易见的是，拓扑过程是众所周知的，因此，下文将不会对其进行更详细的解释。

[0059] 在用户通过用户输入单元20输入停机计划的情况下，根据本公开的示例性实施方式的控制器10对系统应用假想的相关停机计划。此时，对从系统中排除了停机部分的系统的重新配置被定义为“拓扑变化”。可以从控制器10的拓扑变化得到应用了停机的系统，且可以相对于具有因此变化的拓扑的系统来判定系统运行标准的有效性。

[0060] 也就是说，控制器10在执行拓扑变化以后相对于拓扑变化后的系统来判定系统运行标准的有效性。此时，利用潮流计算(稍后描述)、故障计算(稍后描述)和可信事故判读(稍后描述)来执行系统运行标准的有效性判定。

[0061] 潮流(PF)计算是通过计算电压的大小以及计算各个母线和节点的角度而定义的。通过计算可以计算得到各个线路的潮流(有功功率、无功功率)、各个部门和各个区域的潮流的量，并且输出违规结果。

[0062] 相对于由拓扑变化得到的应用了停机计划的系统，根据本公开的示例性实施方式的控制器10执行潮流计算，且在应用停机时存在高压母线、低压母线和过载线路的情况下，控制器10可以向操作员提供当前停机计划可能会导致系统问题的信息。

[0063] 故障计算意味着计算当设施故障时影响邻近设施的故障电流或故障电压，且用于容错能力的精确计算和保护继电器的校正。故障计算的结果防止了设施的不可预期的故障二次传播。

[0064] 线路断路器通过故障计算而计算断流(中断)容量。停机计划应用于通过整个系统的故障计算而设置的线路断路器的断流容量，由此当再次执行故障计算时，可以流动大于通常一天的断流容量的断流容量。

[0065] 对于非限制性的实施例，在由于系统上的线路断路器的停机而施加60KA的断流容量(这大于通常一天的断流容量，其中在通常的一天期间一般设置50kA的断流容量)的情况下，线路断路器执行断路功能，由此系统会引起问题。

[0066] 因而，控制器10可通过故障计算判定因停机会产生的问题，并且向操作员传输该判定。

[0067] 同时，可信事故判读是在相对于形成电力系统的设施产生假想故障的情况下，计算对电力系统造成的影响。经由可信事故判读，控制器10通过判定电压违规、线路/变压器违规、相位差违规和接口违规而执行警报，由此操作员可判定停机对系统造成的影响。

[0068] 如前所述，控制器10可以通过因应用停机计划而执行自动重建系统的拓扑变化，以及通过经由潮流计算、故障计算和可信事故判读而执行系统运行标准的有效性判定，从而检查可能在重建系统时产生的问题，由此可以消除通过停机可能产生的问题，从而稳定和有效地运行该系统。

[0069] 控制器10执行系统运行标准的有效性判定，并允许用户了解相对于判定为无效的停机计划在特定区域会发生什么类型的问题，并允许显示单元40显示该问题。

[0070] 为了解决由停机计划造成的问题，用户可以利用上述的配置，通过由显示单元40提供的整个系统的单线图判定由直接变化引起的系统的问题。控制器10核准被判定为对于系统运行标准合适的停机计划，可控地允许传输器50经由网络向电力公司服务器(未显示)传输合适的停机计划，其中电力公司服务器基于传输的信息执行停机计划。

[0071] 图3是图示出根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理方法的流程图，其中，该流程由图2的装置执行。

[0072] 参照图3，根据本公开的示例性实施方式的EMS中的停机计划管理方法通过用户经由用户输入单元20输入停机计划而开始(S31)。

[0073] 在用户设置要停机的设施的情况下，控制器10设置区域的线路断路器和线路开关，其中用户可以通过选择持续时间和其他必要信息而输入停机计划。对于非限制性的示例，由用户输入的停机计划可包括每年、每月、下一天和紧急的停机计划中的任一种。然而，本公开并不限于此。

[0074] 控制器10存储由此输入的停机计划(未显示)，并根据该输入的停机计划执行系统的拓扑变化(S32)，其中向系统应用相关的假想停机计划的拓扑变化已在上文中解释过了。

[0075] 接着，控制器10对拓扑变化后的系统执行有效性判定(S33)，其中，对于非限制性实施例，优选通过利用潮流计算、故障计算和可信事故判读来执行有效性判定，但本公开不限于此。

[0076] 如果在S33判定出停机计划对于系统运行标准是合适的(S34)，则控制器10核准停机(S35)，并控制传输器50(S37)，使得相关的停机计划可经由网络传输到电力公司服务器(未显示)。

[0077] 如果在S33判定出停机计划对于系统运行标准是不合适的(S34)，则控制器10判定出在系统中已发生停机(S36)，并可控地允许显示单元40显示该问题，从而用户可以亲自检查(未显示)。

[0078] 虽然在图3中未显示，但是在用户输入停机计划的情况下，控制器10可以可控地在停机计划DB 30中存储停机计划，如果拓扑变化则可存储变化后的拓扑，并可以存储系统运行标准的有效性的结果。在每个阶段执行的结果可以通过控制器10的控制而存储在停机计划DB 30中。

[0079] 同时，本公开的示例性实施方式可以以体现在有形介质(如磁性记录介质、光学记录介质、固态储存器、软盘、CD-ROM、硬盘、或任何其他非暂时性的机器可读存储介质)中的程序代码的形式而体现。当本公开的示例性实施方式利用软件实现时，本公开的构成器件可以是执行必要步骤的代码段。例如，程序或代码段也可以以程序代码的形式体现，程序代码或者存储在非暂时性的机器可读存储介质中，加载到机器和/或由机器执行，或者在某些传输介质或载体中传输(例如在电线或电缆中传输)，通过光纤或经由电磁辐射，其中，当该程序代码被加载到机器(诸如计算机)中并由机器执行时，该机器成为用于实践本公开的装置。

[0080] 本发明的上述实施方式也可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码/指令/程序。计算机可读记录介质的例子包括存储介质(如磁性存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘、磁带等))、光学读取介质(例如，CD-ROM、DVD等)、载波(例如，通过因特网传输)等。计算机可读记录介质还可以分布于网络联接的计算机系统，以使计算机可读代码以分布式的方式存储和执行。

[0081] 然而，根据本公开的上述EMS中的停机计划管理装置可以以许多不同的形式实施，且不应该被解释为限于在此所述的实施方式。因此，旨在使本公开的实施方式可以覆盖本公开的改进和变化，只要它们落在所附权利要求和其等同方案的范围以内。

[0082] 虽然相对于若干实施方式已公开了特定的特征或方案，但是根据需要，这些特征或方案可以选择性地与其他实施方式的一个以上其他特征和/或方案相结合。