用于商品分配系统的控制的方法和装置

摘要

提供了一种用于商品分配系统的自动重新配置的系统。该系统包括位于分配系统中的多个节点，并且包括多个节点控制器。节点控制器根据第一操作模式或第二操作模式控制相应节点以响应于故障状况、加载、系统优化、系统扩展及其组合而影响系统重新配置。

说明书

相关申请的交叉引用

本专利要求于2010年1月19日提交的美国临时专利申请第61/296,466和2010 年3月12日提交的美国临时专利申请第61/313,597号的优先权，以引用的方式明确 地将这些申请的公开并入本文。

技术领域

本专利总体涉及例如电力分配系统的商品分配系统的控制，并且更具体地涉及使 用管理和控制分配系统的智能自主节点，以改善电路保护和系统资源的分配，并最终 改善对终端客户的服务。

背景技术

通常，分配系统包括通过分配网络连接到一个或多个配送点（delivery point）的 一个或多个源。由于商品（材料或能量）通过网络传输，改变网络状况（如，负载要 求、源可用性等）或异常（如，故障、失去源等）可能使得导致正常的商品流中断或 从系统中失去商品。为了有助于使这些变化的影响最小化，分配系统通常具有遍及网 络的各个位置处的节点，这些节点进行操作以监测或控制系统中的商品流。当异常发 生时，不仅希望使商品的损失最小化，而且希望使遭受由于系统变化所导致的商品传 输中断的用户数量最小化。为了降低商品损失，系统中的节点可以具有在不与其他节 点协调的情况下单独地响应系统异常的能力。在这样的系统中，节点可以防止商品从 分配系统中存在异常的部分流过。但是，该系统可能会中断比从分配系统隔离异常所 必需的用户更多的用户的服务。

配电线的损坏（故障）是由于断裂的电力线、地下线缆被挖掘或其他原因而发生 的，并通常通过感测过载（短路/过流）电流，有时候通过检测电压损失而检测到。 在配电系统中，有时情况是这样的：消费者抱怨的电压损失是电力公司感测断电、通 过派遣人员来隔离故障并重新配置配电系统而进行响应的手段（means）。用于隔离这 些故障的典型设备是主要位于配电站中的断路器（circuitbreaker）和位于分接线路（tap  line）上或在消费者变压器处的熔断器。变电站断路器通常设置有重合闸继电器 （reclosing relay），在断路器检测到过电流情况并跳闸后该重合闸继电器使断路器闭 合多次。如果在任意这些“重合闸”期间，故障变得不可检测，服务被恢复并且不再 发生断电。特别是对于架空配电线，由于风、闪电等导致的暂时电弧会造成许多故障。 因而，当断路器断开并且服务在自动的重合闸后恢复时，大多数故障得以清除。另选 地，在尝试一定数量的重合闸后，如果过流情况继续存在，重合器（recolser）进入“封 锁（lockout）”状态，阻止进一步尝试清除故障。

除了手动开关，多数配电线没有其他手段来隔离变电站和熔断器之间的故障，因 而配电线的任何故障会导致长时间的、昂贵的、不便的和潜在危险的断电。对此主要 的例外涉及被称为“线路重合器”、“断续器（interrupter）”和“自动线路分段开关” 或“分段器”的这些设备的使用。这些是本领域技术人员熟知的自动设备，并且在本 文件中称为“故障隔离设备”。术语“分段器”指下面描述的特定的自动的故障隔离 设备族，而术语“分段”用于描述隔离线路的故障区段的处理，这可以由上述所有类 别的开关来执行。

“线路重合器”通常是具有重合闸继电器的变电站断路器的预封装版本。线路重 合器通常包括具有集成的电力感测的故障-中断开关设备，以及包括故障检测硬件、 控制逻辑、用户接口模块和电池备份电源的控制外壳。当线路重合器被设置在变电站 和消费者负载之间的配电线路上时，线路重合器通常设置有相互协调以在变电站断路 器跳闸之前操作并相应阻止变电站断路器跳闸的多个故障检测设置。这具有减少受到 线路故障的末端影响的消费者的数量的效果。在非常长的配电线上，可以采用更灵敏 的设置以保护配电线免受数量级太小而无法被变电站断路器可靠地检测的故障的影 响。多个线路重合器可以串联地设置在配电线路上，尽管这更加难以或不可能协调它 们的设置以使得仅在故障源侧中最近的重合器操作。

“断续器”通常是不具有自动重合闸能力的预封装的断路器和故障中继器。断续 器主要在地下配电系统中使用。

“自动线路分段器”或“分段器”通常是与称为“线路分段器控制”的设备结合 使用的负载断路开关的预封装的组合。分段器感测电流（可选地，感测电压），使得 电路和源侧保护设备的操作可以被监测。当在短暂的时间间隔内已经损失一定数量的 预配置电压后电路被切断电源时，分段器被构造为在一定情况下打开其开关。这些情 况随着产品而变化，但始终基于对由电压损失后不久的故障所导致的情况的感测。分 段器设计为与电路保护设备的操作相互协作。通常的分段器是诸如由Cooper工业公 司制造的Cooper电力系统分段器类型的GV或GW或由S&C电力公司制造的型号为 2800-SC的开关控制的设备。

已经开发了各种类型的配电自动化系统，以隔离故障并重新配置配电系统从而向 最大数量的终端用户提供服务。这些类型的系统包括集中式控制装置、分布式控制装 置和智能自主控制装置的各种组合。在这种集中式控制的系统中，每个节点可以与中 央控制位置进行通信，该中心控制位置从每个节点收集信息并协调系统范围的响应。 中央控制器通常保持详细的系统拓扑映射图，并且每当系统被重新配置或添加新节点 时，必须更新该映射图。这会使得这种集中控制的系统较不可靠并且更困难和昂贵地 实现和维持。另外，针对具有很少节点的小型系统，包括中央控制器的需要会显著地 增加系统的成本。此外，一旦异常被改正，节点通常必须转变为正常状态或特定状态。 一旦异常被改正，通常希望将节点设置在原始配置或特定配置中，目前这通常由手动 完成。

在美国专利No.6,018,449、No.6,111,735、No.6,243,244和No.6,347,027中例示了 智能的分布式控制技术。尽管这些系统可能通常适合于执行它们预期的功能，但对于 确定在防止电路的任何部分过载的同时如何最优地重新配置复杂的配电电路（即系统 资源的分配）是有利的。这在电路规模扩展（分支）使得多个负载侧开关可能尝试同 时接管附加的负载并使电路超载的情况下变得特别困难。

附图说明

图1是分配网络的图示说明。

图2是列出网表组件的表。

图3a至图3i示出根据第一操作模式响应于商品分配系统中的第一故障类型的服 务恢复的示例。

图4a至图4j示出根据第二操作模式响应于商品分配系统中的第一故障类型的服 务恢复的示例。

图5a至图5h示出根据第一操作模式响应于商品分配系统中的第二故障类型的服 务恢复的示例。

图6a至图6k示出根据第二操作模式响应于商品分配系统中的第二故障类型的服 务恢复的示例。

图7a至图7f示出根据第一操作模式响应于商品分配系统中的第三故障类型的服 务恢复的示例。

图8a至图8c示出根据第二操作模式响应于商品分配系统中的第三故障类型的服 务恢复的示例。

图9a至图9i示出根据第一操作模式响应于商品分配系统中的第四故障类型的服 务恢复的示例。

图10a至图10i示出根据第二操作模式响应于商品分配系统中的第四故障类型的 服务恢复的示例。

图11a至图11o示出恢复后负载减少/负载平衡处理。

图12a至图12h示出系统设计、配置和规程处理。

图13a至图13c示出现场验收测试工具处理。

具体实施方式

该专利描述了用于控制商品分配系统（例如，电力分配系统的）的方法和系统。 下面的描述用于以使本领域任何技术人员能够制造和使用本发明，并在具体的应用和 它们的要求的背景下提供下面的描述。对所述实施方式的各种修改对本领域技术人员 来说是显而易见的，并且这里限定的一般原理可以在不偏离本发明的精神和范围的情 况下应用于其他实施方式和应用。因而，本发明并非旨在受限于示出的任何具体实施 方式，而是具有与本文公开的原理和特征相一致的尽可能宽的范围。例如，除了诸如 流体流动（fluid flow）等的电力外，本发明还可用于各种分布式商品。此外，尽管例 示的电力系统利用处于各种节点和位置处的开关位置，但应该认识到在具体的实施方 式中，这些例示的开关位置是包括自动继电器、断路器、分段器或其他保护设备的各 种设备的任何一个。

图1示出了可以由本发明控制的示例性电力分配系统的一部分的简化视图，并进 一步例示了贯穿多个附图使用的参考惯例。这样的网络可以包括多个节点或源（SR#） 和多个节点或开关（IR#）以及例如电线的适当互连部。源（SR#）可以是集中式的 或分布式的发电站、储存站和多个组合。开关或节点（IR#）可以是常开或常关的开 关、诸如断路器或熔断器的保护设备、感测设备和上述设备的组合，用于控制网络内 的商品流。网络向终端用户（如，工厂、办公室、家庭等，未图示）提供商品的分配。 在图1中示出的网络中，终端用户可以从互连源和节点的线路横向地延伸。

每个源和节点可以包含处理能力（例如处理器）以及用于保存一个或多个控制程 序和数据的关联存储器。响应于控制程序和可用数据，处理器可操作地控制源或节点 的操作以促进商品的有效分配。每个源和节点还可以包含一种或多种形式的通信能力 （包括有线或无线通信设备）。例如，每个源和节点能够使用诸如基于802.11的标准 的适当网络协议而链接到无线通信网络、经由电力线协议而链接到电力线通信网络、 使用无执照频谱中的无线电通信、使用其他通信技术和协议以及这些的各种组合。

根据本文描述的实施方式，分配网络的源和节点中至少被选择的那些源和节点自 主地操作，即具有分布式智能。源和节点可以使它们的操作协同工作，诸如在前述美 国专利和在美国专利申请序列号no.11/516,279中描述的，这是优选的，就各方面而 言，以引用的方式明确地将其公开并入本文。

针对该类型的相互依赖的广域网处理和控制系统，实现并维持包含例如全部系统 设备的列表、它们的静态资源能力、它们的实时资源利用和描述全部系统设备的互连 的表的复制数据库的本地副本是有利。该数据库的副本（本文中称为网表）可以存在 于互连系统中关键的智能（网表使能）控制装置处。系统中的每个设备的实时动态参 数可以经由通信基础设施持续更新。因此，每个网表使能设备可以始终具有控制系统 中每个其它设备的实时状况和可用资源。

当单个的相互依赖的广域网处理和控制设备已经访问它们系统中其他处理和控 制设备的状况和资源时，这些单个的相互依赖的广域网处理和控制设备能够在效率、 有效性和性能方面极大地受益。

假设每个这种设备维持系统中每个其他设备的实时状况和可用资源的数据库，则 可以由于系统状况和资源的远程变化，而迅速地修改系统功能。

具体地说，不限制网络类型的一般性的情况下，对于各种网络类型，诸如与分布 式智能相关联的网络和电力分配资源管理系统，网表使能设备有助于：

1、每个设备意识到系统状态和可用资源二者均变化，使得其迅速将负载转移到 下一个最佳的可用备用电源，与在电路过载或主源损失的情况下相同。或者在过载电 路没有可能的备用源的情况下，系统能够智能地选择最佳备用源来转移负载，该负载 是能够被丢弃的最小临界值。

2、典型的电力分配系统包含多个源，以及多个闭合的串联连接的开关设备和较 少数量的打开的开关设备，这些开关设备称为接合点（tie point），如果主源变为不可 用，则接合点可以闭合以从备用源对电路段馈电。网表使得到线路区段的电力能够迅 速恢复，该线路区段位于受损害的源或电路段的负载侧。该特征在本文称为闭合一个 恢复全部（Close One RestoreAll,CORA）。网表允许每个网表使能设备知晓全部潜在 的备用源的实时状况和可用负载，并因此允许作为最佳开关的接合开关请求闭合并恢 复电力。这可以在不需要使任何中间开关设备打开的情况下完成，显著地降低了将负 载转移到备用源所需要的时间。

3、网表还使得串联连接的故障中断设备能够协调最佳时间电流曲线（TCC）选 择。故障中断设备的TCC告知该设备在打开并停止过载之前遭受多久的特定过载状 况。低过载状态比高过载状态可以被忍受更长的时间。串联连接的故障中断设备必须 使它们的TCC按照下面的方式在设备之间进行协调：仅过载的源侧的设备打开以保 护电路，而使全部其它设备闭合。基于包含在网表中的实时信息，可以在每个故障中 断设备处确定使用哪个TCC。网表中用于确定TCC选择的一些信息是：

a、电路的静态特性，包括线路的电感和电容以及消费者可能想保护的熔断器 的存在。

b、全部故障中断设备的串联连接，以及每个设备处于保护链中的何处。

c、电流流动的方向，这是因为设备可以分析互连的设备以确定源位于何处以 及位于哪一侧。

d、在每个串联连接电路段上的当前负载。

4、按照将影响全局配电系统性能和效率的方式，网表以负载段为基础使能负载 段上的系统资源的管理如下：

a、在高峰用电时段期间，使消费者选择的负载断网（off grid）的自主能力。

b、管理并监测分布式能量储存的能力。

c、管理消费者拥有的电力生产（诸如柴油发电机组、太阳能面板和风力涡轮 机）的能力。

d、管理相位校正以维持最佳功率因数和使线路损耗最小化的能力。

5、当由于主源负担过重或失去主源导致需要备用源时，网表通过备用源有助于 快速发布源权限（合同）。

6、在需要对系统资源进行暂时重新分配和重新配置的事件之后，网表提供针对 有序地、协调地返回到处理和控制系统的正常操作状态所需要的信息。

7、网表提供分布式系统自动解决增加新设备和去除现有设备（无论是已计划的 还是由于故障）的能力，使得自动化系统很少或不经历中断。

网表（数据库）利用通信介质以使它的值作为辅助来进行处理和控制。

在一个实施方式中，网表由分布式数据集（dataset）组成，数据集唯一适合于分 布式智能系统，诸如从S&C Electric Company (Chicago Illinois)可得到的IntelliTEAM SG。网表的其他实施方式由中央处理器处的单个数据集组成。该集中形式的网表不 利于如在分布式系统中那样的快速局部并行处理。因此分布式网表在可靠性方面以及 不具有故障的中央点方面具有潜在的优点。

如在图2中总体示出的，网表包括系统组件和它们的设置以及参数的列表，还包 括系统组件彼此之间的互连关系的列表。在网表中列出的每个系统组件具有与其关联 的静态或动态的参数。静态参数通常表示系统的初始或静止配置状态。动态参数可以 由于由用户希望改变系统拓扑或操作所造成的系统事件或配置参数上的改变而实时 地变化。组件可以是真实的或虚拟的。真实的实体将可以是诸如开关设备或导体。虚 拟的实体是不能直接触知的系统对象。例如，应用于多个真实设备的一组本地设置（诸 如针对故障中断设备的队（Team）设置或TCC）是虚拟实体。

互连关系是具有共同连接的设备的列表，诸如在配电系统中连接到同一导体的全 部设备，或连接到同一光纤的全部设备，或全部在同一以太网子网上的设备，或为特 定目的或向特定消费者提供资源的全部设备。

使能通信基础设施可以是任何类型的，并且可以包括串联的有线或无线以太网、 光纤、无线电、电话等。每个“网表使能”设备能够经由通信基础设施向系统中每个 其他“网表使能”智能设备传送其状况和资源可用性的变化。这允许每个“网表使能” 设备维持经由通信所接收的网表组件动态参数的实时状况和资源的副本。

一般来说，针对商品分配系统基础设施的网表方法包括：负载平衡；负载减少； 伏特/无功管理；任意的消费者负载的控制；能量储存系统的管理；分布式能量产生 的管理；本地TCC选择；返回到正常管理；闭合一个恢复全部（CORA）；自身复原 通信系统；非操作设备报告和损失降低最优化。

通过多个示例展示了网表的特征和由网表使能的其他分配网络的功能。尽管在实 施方式中功能由网表使能，但可以预想并采用使能功能的其他手段。因此，尽管这些 示例在它们的描述中采用了网表，但这仅是展示使能所述功能的一种方式。

下面是在包括网表构架的自动化分配系统中可能的特征的简要概述，并在下面详 细地通过示例来描述。

·闭合一个恢复全部（CORA）——字面上表示闭合一个接合开关，将立即对所 有非故障电路区段恢复服务；但是，通常可以表示闭合一个或多个开关，影响恢复全 部或大部分非故障电路区段的结果。与打开全部开关并顺序地闭合打开的开关以恢复 对除故障区段之外的所有区段的服务相反，响应于故障，仅打开对隔离故障区段来说 必要的开关点。

·负载平衡/减少——将大量负载移到单个备用配电线可能会使得快速的、CORA 或类似CORA的服务恢复。可能会重新配置以分配负载而实现分布式发电、储存和 其他资源的最佳使用。如果必要的话，可以管理不重要的负载。

·永久电路重新配置——是返回到新的正常配置的可能性。当负载增加、季节变 化或机构变化需要电路配置被永久地或较长时间地改变时，公司工程师可以使用该特 征。

·智能继电器TCC选择——给定网表和电路段特性，可以使每个设备智能地选 择即使在多个连续的配置变化之后使串联设备保持相互协调的保护曲线。

·分布式发电/备用能源/NAS电池/岛状物——各种能源之间协调的转换在电路 事件期间使用这些源来恢复服务，并且当没有其他源可用时管理系统的孤立部分。

·测试/设置/分析应用——在实验室中预安装测试和安装后现场验收测试；设置 配置文件和测试脚本的自动创建；测试结果的分析和通过报告和即时重放的真实现场 操作。

前述美国专利和专利申请描述了分布式自动化系统的基本构架。基于代理的方法 加上分布式智能和对等通信以及网表进一步实现这里描述的新功能。通过网表添加新 的并且非常重要的组件。网表是从线路区段范围（如在前述专利和申请中使用的队） 移到更广的分配系统范围的关键。

再参照图2，网表是本领域中分配给全部设备的分配系统的数据库表示。它包含 静态配置数据、实时数据，并且它包含整体的连接图，从任何一个网表使能现场设备 的存储器内，通过电连接中的全部设备可以进行询问或搜索处理，以找到希望的数据。

网表的使用的示例是CORA、快速自身复原或一般是下面的处理：通过该处理， 隔离靠近电路源端的故障的开关可以在电路之外搜索更多以找到适当的备用源接合 开关（检查负载、能力和状态），并接着直接寻址该开关以请求恢复。即，开关可以 通过网表数据进行搜索以识别将最佳地提供服务恢复的源或多个源。

可以使用基于PC的管理应用来创建网表，基于PC的管理应用允许图形电路创 建和组件限定以及寻址和互连数据输入。一旦创建，诸如网络传播方法的适当的通信 方法可以用于将网表分配给分配网络中的每个网表使能设备。可以采用其他方法，诸 如来自分配系统限定数据的网表的自动化创建。

为了有助于网表的创建、分配和更新，可以限定网络组件，例如信使（Runner）。 信使是基于间隔（可以一秒一次）在每个源开关处创建的实体，并沿电路依次地发送 到每个其他开关设备直到它到达相对的源。沿该路线，信使收集在每个设备处变化的 数据并将它传递给每个其他设备。由于信使在每个源设备处创建，因而，信使一次在 至少两个方向上横越电路以努力保持全部数据最新。另外，由于通常存在两个以上的 源，信使可以在网络中的分支处分开以沿着电路的多个分支。尽管沿着电路径是高效 的，但可以存在信使横越网络的更有效方式。例如，信使可以基于地理、通信或算法 遵循限定的网格或其他规则。信使还具有以下能力：随着变量在系统内被收集，提供 实时的系统变量视图，并且随着系统重新配置，示出实际和变化的开关状况。信使还 可以收集和报告加载的数据。信使向系统内的每个节点提供收集的数据，并且数据可 以存储在每个节点处的网表和/或其他存储器内。

需要作为通用数据传送器的强健的通信协议，能提供足够的帧大小、有效的报头 和对象限定、有效的误差、CRS校验、写入功能和动态通信媒介自适应的通信协议 是优选的。尤其在对等设备之间传输通用数据的通信协议提高了数据传播速率。这样 的定制协议可以在同一信道上与DNP复用，这和“本地协议”与DNP进行复用非常 相同。这可以消除对冗余的并行通信系统的需要。尽管DNP3协议在提供上述特性方 面上可能受限，但可以对它改编以满足这些要求。还可以限定如“DNP4”的新协议 或改编诸如IEC 61850协议的另一现有协议。这里所述功能的实现不要求、但是要求 诸如在前述专利和未决申请中限定的适当的点对点通信协议、DNP或DNP的适当改 编或诸如从S&c Electric Company可得到的SpeedNet无线电系统的其他适当通信能 力。

移动自主软件代理构架可以使用现有的或新开发的标准实现。一种可能的开放的 现有标准是JADE（Java代理开发框架）。根据网站（http://jade.tilab.com/）“JADE is free  software and is distributed by Telecom Itlia,the copyright holder,in open source software  under the terms of the LGPL(Lesser Genaral Public License Version 2)”。它是完全用Java 语言实现的软件框架。它通过遵循FIPA规范的中间件以及通过支持调试和部署阶段 的一组图形工具，简化了多代理系统的实现。

希望使用或创建用于现场设备中代理容器的开放标准。这种通用框架可以允许在 更广的设备范围上实现。从高层面上说，这样的框架可能与PC上的浏览器 /DOM/Javascript模块在功能上相似。与网页如何通过网络浏览器访问PC设施类似， 移动代理通过严密控制的处理可以访问现场设备处的设施。

另一种可能是创建可视化的EOS。这基本上意味着在PC上创建CCP硬件仿真 层，使得分布式网络操作系统和应用可以在诸如Windows或Linux的现有操作系统 下运行在虚拟CCP环境中。该方法对创建基于PC的测试和模拟程序有益。在一个 盒子中运行任何数量的设备实例的能力是非常有力的。任何质量和形式的现场通信还 可以通过处理间的通信进行模拟。

尽管在上面参考的专利和专利申请中描述了现有配电自动化、故障隔离和服务恢 复技术的细节，但术语的简要背景和限定是有用的。

如在上面参考的专利和专利申请中描述的，现有分配自动化功能是基于三个关键 构件：

1）节点简档——知道特定节点可以提供哪些数据和服务以及该节点在系统内的 角色。

2）分布式执行——允许在节点位置处执行逻辑，基于对特定数据和服务的需要， 将其自己重新定向到其他节点位置以继续执行。

3）功能协调——保证许多独立的分布式处理最终一起工作，以执行整个系统的 作业。

这些构件使用下述来实现：

1）共享的分布式数据库

2）共享的分布式执行栈

3）点对点通信

4）移动自主软件代理

5）基于多层规则的算法

所述的配电自动化系统是：

1、可扩展的

2、灵活的

3、协调大的系统事件

4、相对容易理解（在高层面上）

5、处理负载/能力

6、与多种类型的设备工作

7、自我组织和自我协调

应该理解，分配自动化系统的逻辑操作是基于线路区段的概念，而非围绕区段的 单个物理设备。最初，为了与“队（Team）”类比一致，线路区段称为“运动场（Field）”。 运动场是由队员（线路区段上开关或节点）绑定，并且教练（Coach）在执行任务的 成员之间自由移动。基于这点，逻辑的执行不再与单个设备关联，而是与队内的多个 设备相关联，其中每个设备成为用于运行运动场/教练处理的临时容器。

教练是软件代理。实际上它可以被认为是移动自主软件代理。它具有将它自己发 送到其运动场内的任何位置、执行它认为必要的代码和实时地采取物理动作的能力。 当教练移动时，它不携带可执行的代码。相反它携带执行栈。可执行的代码实际上被 容纳在队员容器中，目前在每个容器中是相同的。如此做是为了通信效率。

为了便于讨论，教练携带下面的项：

·剪贴板（执行栈）

·公文包（分布式数据库）

当教练到达队员处时，它打开公文包、更新本地数据库信息并且开始执行剪贴板 上从上一个队员处停止的任务（逻辑/代码）。教练可以基于本地条件或从别处接收的 事件而动态地修改执行栈，并且可以全部基于这些目前的条件和事件，在该队员处停 留一些时间或移动到另一队员。

刚才提到的事件是处理的组成部分。事件表示在队中实时发生的变化，并由教练 分配到所有队员，以迅速和果断的行动。教练收集每个队员处的事件并将这些事件转 换为被执行的任务，并可以修改运动场处理的整体执行。如果从另一队员接收到了事 件并该事件必须在该队员处执行，教练将把公文包和剪贴板打包，并将它自身发送到 该队员以继续执行。

每个开关位置可以是从一个到多个队的成员。队的数量取决于设备类型和该设备 在电路中的位置。通常安装将是单个的。这些设备可以是一个或两个队的成员：如果 该位置是中间电路，则为两个；如果该位置是在电路的开始处或表示在径向配电线上 的最后开关，则为一个。

允许每个开关位置是多个队的成员表示在每个控制中存在并行运行的多个教练 （或代理）处理。每个教练处理是完全独立的。教练生命周期、事件、任务、公文包 （数据库）和剪贴板（执行栈）的管理对每个活动的队是唯一的。实际上，可以采用 严格的规则，防止教练处理直接互动或共享数据。称为运动员（Player）的另一软件 层用于便于该互动。

负载转移和电路重新配置处理的方面是协调。这可以是在广泛的地理区域上的许 多独立设备和处理的协调。运动员是该协调的关键组件，因为运动员实施配电自动化 系统的“两个教练规则”（Two Coach Rule）。两个教练规则表示，针对诸如闭合开关 的任何关键操作，两个教练必须都在场并必须同意（通过多个细节）可以闭合该开关。 运动员还被允许对该位置处所有队的运动场数据可见。运动员是通常为闲置的静止实 体。当有必要时，教练通过将任务放置在运动员的单个执行栈上而请求来自运动员的 动作（诸如闭合开关）时，运动员通过直接将任务放回到教练的执行栈上或通过创建 被发送出而到达教练的事件，可以影响每个教练的动作。

运动员还与被称为合同代理（Contract Agent）的较高层级处理交互。合同代理是 在每个队员处存在的单个静止处理，并具有请求、验证和维持合同的责任。合同是可 配置特征，其被设计为保证保留备用源的可用容量的一部分。主要为了其中多个意外 事件否则会导致过载情况的分支电路情形，合同代理处理自己保证在恢复之前备用源 存在足够的容量。

前述的现有配电自动化恢复处理可以在网络中继续并且甚至可以继续是对配电 网络内的断电事件（由于协调多个备用源的能力）的主要响应。在该方面，分布式系 统是具有至少第一操作模式和第二操作模式的多模式。如果第一操作模式是现有配电 恢复处理，第二操作模式可以是CORA，CORA可以被实现并且可以是对许多安装来 说有效且经常较快的备选。第一和第二操作模式的可以是操作和控制商品分配系统以 及对现有分配恢复处理或CORA和CORA类似处理及其组合的修改的不同模式。可 以提供两种以上的操作模式。根据诸如源的可用性和容量等当前的系统条件，操作模 式可以是用户可选的、动态可选的或实时选择的。

如上所述，CORA方法旨在闭合一个开关而恢复全部负载，但是一般可以被采用 为打开最小数量的开关来隔离故障以及闭合最小数量的开关来恢复服务。尽管该方法 避开了现有恢复方案的许多特征（诸如在上面参考的专利和专利申请中描述的）， CORA可以极大地减少恢复次数。当CORA被使能但是无法恢复负载（可能由于能 力不足或其他事故）时，但候补方式是利用现有的恢复操作。因此，CORA可以是第 一操作模式，现有的恢复操作（即第二操作模式）被用作候补模式。

CORA与上面参考的专利和专利申请中所描述的合同代理的类似在于，在一种实 现中，它是在每个网络节点（队员）处存在的单个静态处理，它与其他CORA代理 交互以引起操作，并且它是与节点（运动员）本地交互的较高层处理。CORA在下游 隔离开关处被激活以发现接合点开关，并且当接收到请求时，CORA逻辑还在接合点 开关处执行。它被编程为应用任务并且一直以规定间隔在全部被使能的节点（队员） 中运行。

当发生故障隔离事件时，CORA的交互开始于教练层。隔离事件自身是基于保护 设置、分段设置、或者如有需要（在故障的下游侧）基于教练的操作。如果被配置为 这样做，源侧开关和负载侧开关二者可以在故障的第一指示时跳闸（trip open），允许 对在电路的未受影响的部分上的消费者非常短的断电。不过更有可能的是，设备按照 这种方式协调：仅在上游开关封锁并且教练请求打开操作之后才打开下游开关。注意， 对于通信，进一步的选项可以是使下游非故障开关在上游保护设备的第一次跳闸后打 开，即使上游设备将继续重合闸并测试线路。

在下游开关打开后，现有分配自动化系统的正常操作将打开全部其他的下游开关 位置（如果它们不凭自己的力量打开），以准备一次闭合一个开关，在返回到隔离点 的时间点恢复一个线路区段的服务。通过CORA使能，在打开任何其他开关之前阻 止该功能。教练逻辑替代地被重新定向到新的任务以启动CORA。但是，如果CORA 不能恢复负载，教练保持在充分准备以根据现有逻辑重新开始操作的状态中。

CORA的使能状态可以基于用户配置和内部准备二者。首先，CORA可以是并典 型地将是用户可选择的。它也可以是基于逐个开关可选择的，使得该形式的恢复可以 仅在适当的情况下使用（诸如足够的备用源容量可用的情况）。其次，CORA要求关 联的队（或多个队）处于没有错误情况的准备状态。如果CORA检测到事故，它将 使用教练事件处理以向教练通知此时不应该使用CORA。CORA还使用教练事件处理 以使CORA返回到活动状态。

在启动后，CORA可以是不活动的，直到全部的队功能准备完毕。在隔离事件后， 利用活动的CORA，教练逻辑被重新定向到新任务，如上所述。按照与运动员被信号 通知以操作开关的相同方式，该新任务向运动员层发出信号通知。运动员层与CORA 而不是教练直接交互，以协调可能的多个教练信号。该信令是请求的运动员任务的形 式。在请求运动员任务后，教练希望看到指示CORA的启动状况的信号返回。如果 成功，教练可以继续相同电路的其他分支，如果这些分支存在，按照配置，启动CORA 或者备用恢复。如果启动不成功，教练将立即在该位置处开始备用恢复。

用于启动CORA的运动员任务将直接调用CORA启动功能。运动员将CORA传 递与该队员位置关联的两个运动场。运动员将期望关于CORA是否尝试恢复负载的 返回值。如果响应良好，运动员将进入等待状态，期望最终接收最后结果的指示。如 果启动功能调用返回不良好，或者最终结果为负，运动员将向教练通知事故。

启动的CORA功能将与网表交互以找到要闭合的适当的接合开关。CORA向网 表传递运动场的在开关位置的下游侧上（即，如果接合开关能够闭合，被恢复电路的 最后区段）的运动场标识。网表将其用作起点来搜索接合开关。来自网表的响应是 RTU地址、开关位置编号、可用容量和事故指示。CORA接着可以检查有足够容量 且没有事故的有效的接合开关。如果全部良好，CORA启动功能将利用适当的消息（例 如NDP的）登记该长距离的对等设备，并且请求向该设备传送CORA消息。在该隔 离开关处的CORA接着将进入等待状态。

当发送CORA消息时，还可以开启安全定时器。如果该定时器在接收到接合开 关操作的确认之前期满，则CORA将停止执行并将控制返回到运动员和教练。

另外，CORA通信可以使用与现有分配自动化系统的所有其他部分相同的设施。 通过IntelliTEAM功能的组合，以及较低水平的通信功能的组合，消息被发送、接收 和管理。CORA消息至少包含：

·请求开关RTU地址（返回消息的目的地）

·接合开关RTU地址

·接合开关位置编号

·初始请求的运动场编号

·待恢复的电路负载

·CORA的目前状态

·CORA处理的目前状况

·CORA请求的时间

只要接收到CORA请求，接合开关处的CORA继续准备好采取动作。在接合开 关处，CORA将再次检查该位置用于恢复负载的适用性。在自位于请求位置处的网表 被更新的最后时间起，本地数据已经改变的情况下，这是必要的。如果该位置能够恢 复负载，CORA将要求该位置处的运动员闭合接合开关。这里，运动员再次是本地操 作的中央协调点。

无论该位置是否能够对电路恢复服务与否，CORA将寻址原始请求开关位置并发 送回状态消息。在请求位置处的CORA将接收消息并适当地通知运动员和教练，允 许处理停止或采取进一步动作以恢复负载。

参照图3a至图3i和图4a至图4j，关于商品分配系统提供了与现有恢复操作（第 二操作模式）相比较的CORA操作的第一示例和第一操作模式。

图3a至3i示出响应于第一类型故障根据第一操作模式的恢复操作。如图3a所 示，当在队3（即，在节点IR4、IR5和IR6之间的互连）中发生故障时，存在正常 的电路状况。如图3b所示，在IR5处的开关运行并打开以隔离故障。图3c示出在IR5 处的开关启动闭合操作，例如使用脉冲测试方法来测试在尝试闭合之前故障是否仍然 存在，并且图3d示出故障是永久的，并且图3e示出在IR5处的开关封锁。基于电压 损失，在节点IR4、IR6、IR7和IR9处的开关打开，如图3f所示。图3g示出针对负 载条件评估在IR2和IR8处的接合开关，并且相应的开关闭合。下面，图3h示出在 IR7处评估负载，并且其开关闭合。接着在IR9处评估负载，并且其开关闭合，完成 在队3处的故障周围的恢复，如图3i所示。

图4a至4j示出对在图3a至图3i中图示的故障的响应，但利用第二操作模式（即， CORA）。如图4a所示，当在队3（即节点IR4、IR5和IR6之间的互连）中发生故障 时，存在正常的电路状况。如图4b所示，在IR5处的开关操作并打开以隔离故障。 在图4c，如果用户已将系统配置为允许CORA，节点IR4和IR6感测电压损失并启 动第二操作模式，例如快速的自我复原或CORA操作模式。参考网表，针对响应节 点IR4比IR1和IR2优先。正在更新的网表允许IR4实时确定IR1具有100安培（A） 的容量和IR2具有80A的容量，如图4d所示。在图4e中，假设在IR1处的开关具 有较高的可用容量，接着该在IR1处的开关被选择为闭合，尽管可以采用建议相反地 IR2应该闭合的备用标准。针对该示例，较高的可用容量是设置的标准。同时，在IR4 处的开关打开并且队1被恢复。另外同时，参考网表，节点IR6检查节点IR 8的恢 复队4、5和6的可用容量，如图4f所示。在图4g，因为IR8具有足够的可用容量， IR 6打开并且IR8闭合，完成恢复。需要注意的是IR7和IR9，在整个处理中保持闭 合，在第一操作模式中电压损失时打开。在图4h，节点IR5可以继续其测试和重合 闸处理。如果故障是永久的，在节点IR5处的开关封锁，并不需要附加的动作。如故 障被解决，无论因为它是临时还是经修复的，在IR5处的开关闭合，整个分配网络可 以接着返回到正常，全部队恢复，如图4j所示。

图5a至图5h示出响应于在图3a至图3i中例示的第一类型的故障根据第一操作 模式的恢复操作；但是是在源SRC4具有降低的容量的情况中。如图5a所示，当在 队3（即节点IR4、IR5和IR6之间的互连）中发生故障时存在正常的电路状况。如 图5b所示，在IR5处的开关操作并打开以隔离故障。图5c示出在IR5处的开关启动 闭合操作，例如使用脉冲测试方法来测试在尝试闭合之前故障是否仍然存在，并且图 5d示出故障是永久的，并且图5e示出在IR5处的开关封锁。由于电压损失，在节点 IR4、IR6、IR7和IR9处的开关打开，如图5f所述。图5g示出针对负载状况评估在 IR2和IR8处的接合开关，并且相应的开关被闭合。下面，在节点IR7处评估负载， 但是，由于队6的负载对于源SRC4来说太大，在IR9处的开关保持打开，但在IR7 处的开关闭合以恢复队4，如图5h所示。

图6a至图6j示出对在图5a至图5h中图示的故障和容量状况的响应，但是利用 了第二操作模式CORA。如图6a所示，当在队3，即在节点IR4、IR5和IR6之间的 互连中发生故障时存在正常的电路状况。如图6b所示，在IR5处的开关操作并打开 以隔离故障。在图6c，节点IR4和IR6感测电压损失并启动第二操作模式，例如快 速的自我复原或CORA操作模式（如果用户将系统配置为允许CORA）。参考网表， 对于响应节点IR4比IR1和IR2优先。正在更新的网表允许IR4实时确定IR1具有 100A的容量，以及IR2具有80A的容量，如图6d。如图6e所示，接着在假定在IR1 处的开关具有较高的可用容量的情况下，其被选择为闭合，尽管可以采用建议应该替 代地闭合IR2的备用标准。对于该示例，较高的可用容量是设置标准。同时，在IR4 处的开关打开并且队1恢复。另外同时，参考网表，节点IR6检查来自节点IR8的可 用容量以恢复队4、5和6，如图6f。在图6g，因为IR8没有足够的可用容量，CORA 逻辑中止，并根据第一操作模式采用现有的恢复逻辑来完成恢复。如图6h，由于电 压损失，在节点IR6、IR7和IR9处的开关打开。如图6i，在节点IR8处的开关闭合， 恢复队5，并且如图6j，给定可用容量的情况下，IR7处的开关闭合，恢复队4。由 于没有足够的容量，节点IR9处的开关必须保持打开，并完成恢复，如图6k。

图7a至图7f示出响应于第二类型故障（失去源SRC3）根据第一操作模式的恢 复操作。如图7a所示，当源SRC 3失去时存在正常的电路状况。由于电压损失，节 点IR4、IR5、IR6、IR7和IR9处的开关打开，如图7b。在图7c，参考网表检查负载， 并且在IR1（或IR2）和IR8处的开关闭合。接着参考网表检查负载，并且IR4和IR9 处的开关闭合，如图7d。检查负载，以闭合节点IR7处的开关，并且接着该开关被 闭合，如图7e。最后，检查负载以闭合节点IR6（或IR4）处的开关来完成恢复，如 图7f。

图8a至图8c示出响应于在图7a至图7f中图示的第二类型故障、但根据第二操 作模式（CORA）的恢复操作。如图8a所示，当失去源SRC 3时存在正常的电路状 况。如果系统被用户配置为第二操作模式，节点IR5立即感测电压损失并根据诸如 CORA的第二操作模式启动恢复。参考网表来评估能力，并且考虑到节点IR8的较高 的可用容量，节点IR8被选择为闭合。闭合节点IR8处的开关并打开IR5处的开关， 如图8c。恢复队1、3、4、5和6，并完成恢复。

图9a至图9i示出响应于在图7a至图7f中例示的第二类型故障（失去源SRC 3） 根据第一操作模式但也考虑到源SRC4处的降低的容量的恢复操作。如图7a所示， 当失去源SRC 3时存在正常的电路状况。由于电压损失，在IR4、IR5、IR6、IR7和 IR9处的开关打开，如图9b。在图9c，参考网表检查负载，并且在IR1（或IR2）和 IR8处的开关闭合。接着参考网表检查负载，并且IR4和IR7（或IR9）处的开关闭 合，如图9d。检查负载，以闭合节点IR9处的开关，并且接着该开关闭合，如图9e。 接着完成恢复。

图10a至图10c示出响应于在图9a至图9e中图示的第二类型故障和容量状况但 根据第二操作模式（CORA）的恢复操作。如图10a所示，当失去源SRC 3时存在正 常的电路状况。如果系统被用户配置为第二操作模式，节点IR5立即感测到电压损失 并根据诸如CORA的第二操作模式启动恢复。但是，节点IR5迅速确定节点IR2和 IR8都不具有足够的能力来允许CORA恢复。接着启动第一操作模式恢复，如图10b， 并且如上面图9a至图9e所述的继续进行恢复。

负载平衡和负载减少

从前述示例可以看到并且可以理解在各种可能发生的操作情况下，CORA类型的 恢复操作模式的可能结果是负载可以从单个源中恢复，即使多个备用源可用。这可能 性使单个源过载。因此，一旦全部负载恢复，可以采用第三操作模式（恢复后操作模 式）来检查负载和容量状况，并接着寻找更均匀地分配负载的闭合转变 （closed-transition）方法。但是，不只一个第三操作模式是恢复后操作模式，可以时 常监测负载分配以寻找电路源的更有效、更可靠和成本更低的配置。利用负载平衡， 第三操作模式可以与第一或第二操作模式以及恢复后同时是活动的，并且电路可以基 于用户配置设置在它被允许的任何时间自动地从正常状态转移到更优化的状态。

在系统配置期间，队负载可以被区分优先顺序，例如根据下面的从1到10的优 先级计划表。该计划表可以接着用于恢复后以有助于负载平衡和负载减少。

10=没有被允许的减少或转移

9=负载减少未被允许，仅通过闭路转变被允许的负载转移

8=负载减少未被允许，仅通过开放转变被允许的负载转移

7、6、5、4=允许负载减少，首先减少较低优先级的负载。仅考虑了负载转移后 的减少。

3、2、1=允许负载减少，首先减少较低优先级的负载。在考虑将负载转移到其他 电路之前减少这些负载。

附加的配置设置可以包括负载是否可以被“开放”地（即可以使用仅开放转变将 负载转移到邻近的馈电线）或者“闭合”地（即可以仅使用闭路转换将负载转移到邻 近的馈电线）减少。

图11a至图11m示出恢复后负载管理处理。每个队的实时负载经由网表被监测 和进行通信，如图11a所示。另外，如指出的，在系统配置期间，给每个队分配负载 优先级，如图11b所示。优先级可以基于负载的重要性或临界性（criticality）而设置 或者基于由队所服务的负载量设置。图11c示出源丢失故障（失去源SRC1），并且图 11d示出由于电压损失和导致的对队1、2、3和4的断电，在节点IR1处的开关打开。 使用第二操作模式，即CORA，评估IR2以确定它是否可以被闭合，并且IR2被闭合 以恢复队1、2、3和4，如图11e所示。这增加了由源SRC 2所服务的负载，如图11f 所示，并且，由于它正在服务超过其能力的负载，节点IR2认识到需要减少或转移负 载。

在图11g，使用网表的节点IR2基于在配置期间分配的队优先级而建立切换优先 级列表。它还对每个切换动作分配实时负载数据，如图11h所示。在图11i，在节点 IR4处的开关打开以减轻过载情况。但是，图11j示出过载条件继续恶化，并且节点 IR2认识到需要转移/减少附加的负载。在图11k，节点IR2建立另一切换优先级列表， 并对切换动作分配实时负载数据，如图11l所示。确定节点IR5处的开关可以被打开 以减轻过载情况，并且在图11m它被打开。

一旦过载情形被克服，系统可以接着尝试接管（pick up）未正在被服务的队。在 图11n，检查源SRC3的负载以确定队4是否可以被接管。如果可以，在IR6处的开 关闭合以从源SRC3接管队4，如图11o所示。

对队分配不同的负载优先级将导致不同的负载被接管或减少，因此，导致在各种 节点处的不同开关被打开或闭合。

新的常态和返回到常态

恢复后和随着负载减少/平衡，分配将可能处于与它的“正常”状态本质上不同 的配置中。术语“正常”状态暗指这些其他状态是异常的或者不是所希望的。情况并 非如此，并且出于便利而使用了该术语。现有分配系统被配置有被认为是系统中每个 节点的正常状态的那些部件，例如队中的开关，并且被配置有被认为是当队处于其正 常状态时每个开关在队中所起作用（Src/Sub、负载/接合等）的部件。当发生导致重 新进行配置的事件时，多个开关改变状态并改变它们的作用。尽管这些变化不会防止 继续的重新配置发生。如果第二偶然事件发生，系统的目前状态用于发现又一配置以 恢复尽可能多的负载。

“正常”则是系统的原始状态，但不必是任何重新配置的起点。但是，并非必须 具有称为“正常”的状态。实际上，“正常”可以由持续优化算法来替代，该持续优 化算法始终将分配系统配置为它认为是最适合的。

但是，系统操作员可能仍希望按照预定方式配置分配系统（假设紧急情况不存 在）。该希望的第一原因是在了解系统的目前状态方面的安全性。除了安全性，还有 工程原因、内部政治原因和为何存在正常分配状态的遗留原因。这些原因在未来可以 被克服，并因此希望现在提供持续系统优化的能力。

目前，当所有其他的稳定时，“正常”仍是分配自动化系统返回分配系统的情况， 即使这不是最佳配置。但是，考虑到当分配系统不稳定时的众多次数，负载平衡仍是 必要的。例如，利用CORA并如在图11a至11o的示例中示出的，负载可以按照这 种方式被转移：电路不能保持被配置较长时间段。因此，一旦全部非故障负载恢复， 分配自动化应该寻找机会以更均匀地分配负载。

首先基于用户配置的参数，并且其次基于真实世界的情况，负载平衡算法可以具 有它将采用的动作的度。可能的用户可配置的设置可以是：

·禁能

·仅以后的转移

·仅可交互

·公司发电的最佳使用

·共同发电和小型发电的最佳使用

·结合伏特/无功伏安要求

·调度的时间

诸如这些设置的策略可以与关于电容器控制的策略比较，尽管在规模上不同。它 们被允许仅在指定的时间帧内操作、仅操作一次或有限次数、或具有防止分配系统远 超人类控制的其他限制或超驰控制装置（override）。

负载平衡“策略”的思想暗指存在负载平衡系统的统一视图，可能为单个的接口 点。它甚至可以暗指集中式的控制算法。但是可能给人的印象（很可能应该是从操作 的角度）是，实际实现将与分布式逻辑模型一致并且通过为了本公开而调用的附加逻 辑（专员（Commissioner）和时间负载曲线（TLC））被增强。

专员是移动自主软件代理，在许多方面类似于教练，但是具有新的责任和更全局 的视野。专员在分配系统可用的多个源之间移动并在该多个源中执行，优选地在例如 光纤主干网的通信主干网上（尽管如果失去主干网，可以使用通过网格无线电网络的 次要路由）。专员使用的数据是本地数据（变电站RTU等）、来自分配系统的网表数 据和用户输入/配置的组合。

专员最终涉及以下活动：

·负载平衡/转移/减少

·永久电路重新配置，“新的常态”

·备用的和可更新的能源的使用和协调

·返回到正常（也称为RTN管理器）

·现场验收测试

与专员关联的硬件可以是通用接口模块（UIM）型的S&C Electric Company的设 备，或者如果采用开放的标准，则可以是第三方变电站RTU。平台必须为通信密集 型应用提供充足的资源。

如同利用教练，移动自主代理构架的主要优点是它的自然协调能力和它固有的安 全性（没有故障/病变（attack）的单个源）。其算法可以在任何位置处执行，即在分 配系统中的任何节点处执行，但可以仅限于存在专员时执行。算法将被包括进来以处 理失败的通信和损害的硬件意外事故。

TLC是相对较慢的处理，通过该处理可以在每个系统节点（队员）处进行负载 和能力预测。它是负载平衡处理的一般监测组件。包括在TLC逻辑中的一些关键点 是：

·每个队员进行TLC计算以确定它是否接近临界负载/容量水平。负载/容量随着 时间变化的速率将预测电路段将过载所位于的点。这与非常慢的继电器TCC很像。

·当如果速率不下降，TLC进入使电路置于过载情况的变化速率时，TLC被认 为是活动的。

·当确定下降并且历史数据表示针对一年的该时间和一天的某时间以及一周的某 天它应该下降时，下降的TLC重置活动状态。

·每个接合开关针对网表中的每个开关评估TLC。

·每个接合开关从它电路上的潜在备用源评估最好的源。

·具有处于活动状态的TLC的备用电路从潜在备用源排除。

·针对是否将任意备用源开关置于TLC活动状态，每个接合开关将评估闭合到 它的备用源和打开主源开关的可能结果。如果是，则该备用源从潜在备用源排除。

·接合开关将评估对于待打开的连续源开关其容量时机（opportunities），作为转 移容量的时机

·当确定电路段处于活动的TLC状态中时，将发出容量告警报告

·如果没有其他动作是可能的，TLC逻辑会发现有必要基于优先级来丢弃负载。

·专员将计算在电路头处（circuithead）的TLC，并在此中填加从队员设备接收 的TLC信息。

通过TLC处理与由专员运行的算法的组合，基于分布式GIS（地理信息系统） 创建作为本质上预测性的负载操纵的处理。

为了自己执行负载转移，专员将通过一系列事件消息与教练协调。教练将转而与 它们的源进行协调以操作开关和继电器，潜在地使设置成组变化或使其他设备特定的 活动。

如果情况需要，专员可以采取的一个附加动作是过载分享（或使过载滚动（roll））。 这是当全部源闭合或超过它们的最大容量时，过载条件在多个源之间的托管移动。在 该情况下，负载的一部分旋转，使得没有源被过载较长时段。

尽管负载平衡和负载减少可以是基于感测条件改变电路配置的自动特征，但对电 路配置的永久改变通常由系统工程师和操作者考虑到新的负载和新的设施而执行。历 史上，这由于运动场中的每个相关控制处所需的配置变化而难以管理。

这里，由于利用负载平衡，重要的是认识到需要称为“正常状态”的电路配置状 态。处理这种重新配置的两个潜在方法是i）脚本化的自动重新配置，和ii）紧接着 是“接受作为新的正常状态”信号的手动重新配置。这两者均可以被实现，并且操作 者可以基于与它们的正常操作过程的一体化而在使用一个和另一个之间进行选择。

脚本化的自动重新配置与下面描述的现场验收测试处理共享功能。一系列操作写 入到脚本中并且该脚本加载到适当的现场设备。为了运行由于各种原因制作的脚本， 在每个现场设备中包括脚本解释器。基于GPS时间进行协调在每个可应用位置处的 脚本执行。在特定的时间，全部设备开始执行，这将使全部设备按照精心设计的顺序 置于它们的新状态中。当完成时，系统的新状态被接受为“正常状态”。

这些脚本的创建可以是测试/设置/分析/应用的产物。这些脚本的操作还可以容易 地在使用即时重放类型处理的应用中进行实验室测试。

第二个方法是紧接着是“接受新正常状态”的信号的手动重新配置。利用该方法， 精心设计的脚本操作简单地被人工操作替代。通过例如SCADA的适当通信或本地操 作，公司人员根据需要重新配置现场设备。一旦完成，发送命令，指示全部设备接收 它们新的配置作为正常的配置。

给定之前提到的负载平衡特性，利用附加的逻辑层和必要的信息，分配系统可以 协调共同发电、小型发电、储存和分配系统内其他备用/可更新的能源的使用。当必 要时，分配系统甚至可以利用这些源来孤立负载块。

为了尝试使可变源（例如风或太阳能）最大化，配电自动化可以提供以下功能：

·向可更新的源提供转移跳闸信号，以命令它在设施扰动（utility disturbance） 的情况下离线。这将增强已经存在的反孤立功能。

·当由于上游故障产生的设施扰动导致分布式发电离线时，如果已经选择备用源 并且分布式源从公用电网断开时，则寻求快速的CORA或类似CORA的恢复。IEEE  1547建议在设施扰动之后的5分钟延迟以允许重合器完成它们的序列；但是，如果 故障已经被隔离，则不需要做。

·当分布式发电提供足够的电力以使重新分配节约成本时，使用它的最小损失算 法来重新配置分配电路。在总计达转移的负载后，当源1（连接的源）比源2（备用 原）少加载（安培负载/标定）滞后量（按照安培或%）时发生上述情况。

附加的分配自动化功能结合有储能或可调度（dispatchable）发电：

·可调度发电是可以向可变负载提供电力的发电。柴油或天然气发电机被认为是 可调度的。下面称为储能的讨论也应用于可调度的能量源。

·分配自动化将在电力和VAR方向上测量安培。利用能够在产生或消耗方向上 输出纯VARS并且在产生和消耗的方向上输出电力的储能，则可以在电力和VAR方 向上准确地计算每个现场中的负载安培。

·分配自动化将测量安培，以允许更好的计算现场负载，所以，电池系统可以向 尽可能多的负载提供电力。预期额定电流的千分之一的分辨率。所以，如果保护 34.5kV、600A的电路，分辨率是0.6安培。

·分配自动化将建立场优先级，场的优先级越高，当它被连接时它的优先级越高。 可以在例如从1到10或1到100的范围中设置优先级。如果分配自动化可以利用待 闭合的下一开关而连接优先级为100的场或优先级为90的场，则下面优先级为100 的场将被通电。如果正在发生过载，在优先级为100的场之前，断开优先级为90的 场。另选地，可以使用从101到200的数字作为备用的优先级场。在该情况下，优先 级为150的场1和场2将优先考虑与连接场1首先连接，下次做出决定时，场2将具 有优先权。

·如果孤立区（island）负载增加并且开始使储能系统过载，分配自动化将断开 场以降低在孤立区上的负载。基于可以被单独断开的所有单个场的优先（或缺乏优先 权）级，做出决定。如果被断开将断开其他场的场将不被断开，以降低负载。

·分配自动化将查看被孤立的电网和公用电网之间的边界。如果在孤立的电网和 公用电网二者上均存在良好的电压，并且公用电网处于良好状态达足够时间（IEEE  1547推荐5分钟），公用电网开关将请求孤立区储能源允许进行连接。孤立区储能源 将给予许可，接着移动到频率振荡（frequency hunting）模式。当孤立区和公用电网 同相时，公用电网开关将闭合。振荡模式将使电力在孤立区储能源处变化，孤立区储 能源将改变频率以观察这是否会改变电力，如果改变，它将继续，直到它的电力反向， 接着它将转移到公用电网连接模式。如果电力继续增加或保持不变，孤立区储能源将 重新开始它的频率振荡模式。当公用电网开关闭合时，它将向孤立区储能源发送消息 以重新开始公用电网并行的模式。

·分配自动化将发送信息（例如，比特），使连接的储能部知道是否存在一个以 上的储能源。在该情况下，当被孤立时，储能部将操作在频率和电压下降模式（droop  mode）。这允许当被孤立时，任何数量的储能源并行操作。

·当多个储能源在孤立区中连接在一起时，分配自动化将缓慢增加或降低对存储 源的频率基准。这允许孤立区大约以例如60Hz的系统频率运行，同时仍运行在下降 模式中。

·分配自动化将使被孤立的电网与公用电网同步。当它们同步时，公用电网接合 开关将闭合，并且分配自动化将告诉储能部已连接到公用电网并且它应该返回到公用 电网连接的模式。

附加的分配自动化功能结合储能部或具有分布式发电的可调度发电：

·当已经形成孤立区并且孤立区由储能部支持时，分配自动化将请求由于分配自 动化已经断开的公用电网故障所导致的被断开的任意分布式发电的快速重新启动。

·当形成孤立区时，分配自动化将告诉储能源它是针对孤立区的频率基准。这将 禁止储能源的反孤立（anti-islanding）特性。

·储能部将对分布式发电源提供频率基准，允许它运行而不使分布式发电源的反 孤立特性跳闸。

·储能部将提供孤立区上的电力平衡，充电或放电，以保持孤立区频率稳定，并 由此生成的电力等于在孤立区中消耗的电力。

·储能部将告知分配自动化可以使用的发电量，并且分配自动化将使用发电优先 级来连接不大于可用孤立区电力的发电。

储能部将告诉分配自动化在孤立区内何时存在太多的发电，分配自动化将根据发 电优先级断开（缩减）发电。

现场验收测试

为了协助管理分配自动化的这些新特性的能力，可以存在基于PC的应用，该应 用涉及系统的测试、设置和分析。这样的应用可以采取系统设计员的形式并执行支持 分配自动化测试系统所必需的任务。

分配自动化设计员应用的功能可以包括：

·电路绘图——该应用提供了这样的能力：容易地绘制应用了分配自动化的电路 或系统的一个线条代表。

·设置点输入——该应用可以允许对于电路上的每个设备分配自动化相关配置参 数的输入。可选地，也可以添加其他配置参数。许多设置参数、特别是队参数可以自 动地确定为电路绘图的属性。

·配置文件输出——可以产生必要的输入文件以将配置本地或远程地加载到现场 设备。

·网表输出——绘制的电路的产物还是网表自身。它也可以被输出为被加载到现 场设备的配置文件。

·实验室测试监测——与测试系统的接口以显示测试的进程并提供对测试的某种 控制。

·SAT脚本创建——实验室测试（或工厂验收测试，FAT）的产物可以是现场验 收测试（SAT）脚本，这可以在现场中复制工厂验收测试。基本上作为一次键击，宏 记录着对计算机执行动作时而按压的键，该功能可以记录测试系统的动作，使得这些 动作可以在现场被重放。

·脚本测试——尽管SAT脚本是在FAT中运行的内容的副本，但为了进一步的 验证，脚本可以在测试系统中执行，更加确保了SAT将按照预期执行。

·SAT脚本结果显示——由于难以观察动作中SAT脚本，有必要从现场设备取 得并显示结果。这些结果可以显示为经合并和整理的日志，并且随着动作在现场发生， 它可以显示为动作的即时回应。

·实验室测试、SAT、真实现场事件的即时重放——如上所述，SAT脚本结果可 以在即时重放中显示。这与实验室测试和FAT的即时重放本质上相同。另外，真实 现场事件（故障隔离、恢复、负载操纵）也应该能够被显示为即时重放。

·运行假设情节——在设计的电路内容易地创建并执行情节是用于建立消费者信 心的重要特征。这是应该延用到新应用上的现有特征。

配电自动化设计者还可以包括：

·配置文件和网表传输（现场或实验室）

·脚本传输

·通信一体化

·与保护分析程序的一体化

·详细的性能分析

该最后项的示例，即详细的性能分析，可以包括配电自动化设计者计算CMI、 SAIDI、SAIFI或CAIDI和保存的数分钟的中断。通过将每个队中的消费者数目作为 配置的一部分，可以实现这一点。通过观看故障电流并断开连接在熔融侧面（fused  lateral）的多个消费者，它甚至或许可以包括下游熔断器操作。

参照图12a至图12h，屏幕截图示出可以用于设计和配置描述的分配系统的设计 者工具的操作。在图12a中，源被标识、放置并大致通过“导线”连接，即描述为实 际的物理连接。在图12b中，布线可以自动的、可选地被清除和缩放。在图12c，节 点（例如开关）被放置在希望的位置处并且被标识。在图12d，限定了打开/闭合状态 和节点的源侧。图12e中，接着使用验证功能以检查配置，使得如图12f中，校正任 何错误并且重验证系统。接着将地址信息添加到节点，如图12g所示。在图12h，多 个队被设置并被自动配置。针对每个节点提供单独的数据输入页以针对该节点输入配 置和其他操作数据。设计者工具可以接着生成包括图形布局文件、队设置数据和设备 类型以及设备参数的配置文件。接着可以使该数据可用，并使之包含在网表中，并且 经由有线、无线的通信或到节点的直接串联连接而部署到分配系统。设计者工具此外 可以用于限定新的系统配置。使用图形接口，节点配置可以变化为“新”的希望的配 置、生成并用于系统节点的新网表以及用于开始新的“正常”状态的手动或自动验收。

配电自动化现场自动化测试（SAT）工具提供了配置各种电路事件和演示对事件 的配电自动化响应的手段——全部关于自动化使能控制的实际现场部署。该工具提供 了这种能力：利用通信系统将对配电自动化测试系统执行的通常的工厂验收测试 （FAT）扩展为对消费者的电路上部署的实际消费者系统。支持的电路事件至少包括 故障和电压损失（包括失去变电站）。这些事件的仿真使得配电自动化完全按照它将 响应于那些相同的“真实”、非仿真事件的方式操作。此外，由于配电自动化是高度 依赖于点对点通信的系统，任何可接受的SAT方案应该引入测试期间尽可能少的SAT 专用通信，优选地为根本没有。最后，在所有的参与控制下，SAT方案应该提供关 于测试成功还是失败（即，配电自动化是否正确并准时地转移/返回到正常）的决定 性反馈，以及配电自动化决定和操作的概要。

基于PC的GUI程序（在本文中称为SAT管理器）被用户用以配置SAT场景。 这包括了测试中包括的控制和用于测试的电路条件/场景。图13a至图13c提供SAT 测试系统的代表性示例。SAT管理器创建了测试中用于每个控制的独特脚本。使用配 电自动化通信系统，这些脚本被“推”出给每个控制并被存储在本地存储器中。例如， 脚本可以通过无线电网络推给测试中的每个节点控制器或设备的通用接口模块 （UIM）。另选地，针对每个控制具有独特线路的单个脚本可以推给全部节点，节点 的标识识别执行公共脚本的哪个线路，如图13b所述。

SAT测试的开始时间被配置为SAT输入的一部分，并且控制的GPS（或用户） 同步时间用于在规定的开始时间开启全部脚本。每个控制中特定的使能逻辑运行脚 本，并基于电路情况和/或动作的限定顺序向运行配电自动化逻辑的处理器提供模拟 和数字输入。运行实际的配电自动化逻辑以执行测试。导致SAT场景和配电自动化 恢复逻辑的开关操作基于用户的选择可以是虚拟的或者是真实的。在完成SAT后， SAT管理器经由通信系统从每个控制收集相关事件日志和信息，整理和分析接着将呈 现给用户的结果。例如，数据采集器（data trap）可以控制在恢复逻辑处理与设备控 制之间的消息传送，以收集并发送到SAT管理器。配电自动化结果可以按照表格形 式呈现，或者也可以被提供为全部开关情况和操作的图形“即时重放”，作为测试结 果的可视化确认，如图13c所示。

SAT允许实际系统操作模式逻辑的验证，并且可以使用实际设备控制和应用算法 来执行。另外，使用实际的设备设置，并且可以测试备用的设备设置。可以测试并验 证通信连通性和稳定性，并且可以看到或者可以之后进行回顾节点之间的实际实时消 息传送。

尽管根据商品分配系统和相应方法的多个实施方式描述了本发明，但将可以理解 的是，本发明不限于这些系统和方法。本创造性的概念可以应用于提供协调的分配系 统保护的任何数量的系统、设备和方法。

尽管本公开容许各种修改和另选形式，但通过附图和这里描述的实施方式中的示 例示出了特定实施方式。但是，将理解，本公开并非旨在将本发明限制为所述的具体 形式，而是相反，本发明旨在覆盖由所附的权利要求限定的所有修改、另选和等同物。

还应该理解，除非术语通过使用句子“如这里使用的，术语‘__’这里被限定为 表示…”或类似句子在本专利中被明确地限定，否则没有意图将该术语的含义限制在 其平常或普通的含义以外，无论是明确还是通过暗示，并且基于该专利的任何部分（除 了权利要求中的语言）中做出的陈述，这样的术语不应该解释为范围上有限制。就在 该专利的末尾处在权利要求中叙述的任何术语按照与单个含义一致的方式在该专利 中提到的意义来说，这样做仅为了简明以不使读者糊涂，并且不旨在使这样的权利要 求术语通过暗示或另外方式限制为该单个含义。除非权利要求元素通过在不叙述任何 结构情况下叙述单词“手段”和功能来限定，任何权利要求元素的范围不旨在基于 35 U.S.C.§112的第六款的应用而解释。