用于使公用网格中信号注入测试模式的预期效用最大化的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供在公用网格上用于实现实验性试验的方法和系统。选择网格参数中的变型以引入公用网格，以改进从每个实验性试验中学习以及通过计算学习和网络性能两者的预期值来促进改进网格性能的值。这些试验用于管理机会成本和约束，所述机会成本和约束影响将变型引入公用网格参数以及可归因于公用网格参数中特定变型的有效数据的生成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
公用网格的性能，即其可靠性、安全性和效率，可通过以下操作显著改进：感测重要参数并且使用那些结果来指导网格的操作和维护，识别故障，指导适当的响应，以及实现有效管理，诸如将可再生源并入电网中同时维持电力质量。传感器网络通常用于监控公用网格。这些传感器网络可包括网末端处的智能测量仪、网格节点处的传感器，以及在公用线路上或在其周围的传感器，这些传感器用于测量网络参数，诸如供水网中的流速、电网中的电力质量或公用网格中的压力。这些传感器是换能器，通常输出代表所测量特性的模拟信号。这些输出需要被表征以映射到那些特性的特定值和/或进行分类，使得所述输出可表示某领域的具体状态，诸如需要调查的可能泄漏，或在将可再生源并入电网中时识别相的差异。传感器的表征通常通过台架测试来进行，同时传感器可能在周围环境中产生各种干扰；对公用网格监控网络上的传感器进行原位表征是优选的，但这对大量用于监控公用网格的传感器而言十分困难。分析传感器数据并指导响应的趋势是“大数据”，其使用大量网格历史数据来构建用于分类和响应指导的模型。然而，这些大数据模型局限于相关性，因为它们会挖掘历史数据来构建模型，从而限制了其对于有效指导处理或进行精调的效果。另外，这些大数据模型通常需要大量数据，这些数据会影响对特定网格节点或位置处的网格状态进行高度粒度化理解，或仅可在长时间运行后实现此类粒度；一些方法已应用机器学习技术和改进的模型来增大速度和粒度，但即使是这些方法也依赖于与被动采集历史数据的相关性。已使用信号注入来突出网络故障，诸如发现从交流网格非法获取电力的节点，或测试对网格高电平(诸如在HVDC分配电平处)中的较大变化的全网响应。这些信号注入是大规模的、单独的且由人工介入，用于评估系统而非评估用来监控系统的传感器。公用网格管理将极大受益于对传感器响应的实时因果理解，从而对大数据智能网格方法中的问题进行补救，并且可实现实时、粒度化的精调网格监控和管理。
技术实现思路
本专利技术涉及用于增大公用网格中信号注入值的方法，该方法包括：接收多个可能信号注入的信号注入特征，接收当前传感器判断状态，计算多个信号注入中每一个的学习值，基于学习值选择多个可能信号注入中的一些，以及实现那些选定的信号注入。附图说明图1为本专利技术方法的步骤的流程图。图2为示出本专利技术系统实施方案的示例的系统图。图3为本专利技术系统的各种部件中信息流的数据流程图。图4为用于计算不同信号注入的学习值的示例方法的流程图。图5为用于确定信号注入的效用并根据其效用来协调信号注入的示例方法的流程图。图6为示出系统实施方案的架构及其与公用网格交互情况的图示。具体实施方式将信号注入公用网格提供了表征公用网格中或其附近的传感器以及发现公用网格响应特征的重要方式。然而，多个可能的信号注入可能受到需要确保同时的信号注入不彼此干扰的限制；用于协调将信号注入公用网格的系统受益于自动识别并实现信息量最大和/或最低机会成本信号注入模式的方式，所述模式可用于改进在使用有限时间和空间来测试和理解网络及传感器响应时的效率。在公用网格中进行的信号注入是对特定于那些电网的电网参数的改变，诸如电网中电压电平或波形、供气网中压力和/或流速、供水网中流速的改变。信号注入可为在诸如通过致动控件导致的电流、电压或功率因子增大或减小中的电信号注入。信号注入可通过自动或人工介入的方式来实现。在供气网中，可通过例如改变通过管道的气体路线以增大或减小特定点处的压力来注入信号。对这些信号的响应可为供气网管道周围传感器网络所检测出的泄漏数目和/或严重程度的增大或减小，或连接到被推动至高压或低压的区域的下游压力的变化。这些信号注入可在人工介入的情况下通过在指导分配给执行对各种阀和开关的手动调整的维护人员的计划时对各种阀和开关的手动调整来实现；这些计划可采用各种形式，诸如维护队列、另外的任务，并且可通过多种电子方式来分发，诸如计算机、平板电脑、智能手机或其它便携式计算设备上的电子邮件、文本消息和日历提醒。在这些人工介入的情况中，这些调整的时间可通过使维护人员使用联网设备来签到以记录实际实现更改的时间来审查，以用于处理由于这些信号注入而产生的后续数据。在供气网中进行信号注入的完全机器到机器实施的实施方案中，开关和阀通过经由有线和无线通信网络耦合到系统的致动器来操作，并且响应于系统发送的信号或根据通过系统分配给那些致动器的控制器的指令或计划来作用。机器到机器实施方案由于在实施时间方面将存在较小差异而允许更密切协调的测试，并且改进的定时允许执行更复杂的试验。在这些具体实施中，对传感器条件和致动器状态的监控可一直相关以实时理解对空间和时间分配的影响之间的关系，从而能够检测并表征关系的变化以及局部传感器的状态，例如通过所检测到变化的因子隔离来实现。在电网中，人工介入的方法涉及手动切换功率流，激活或禁用连接到网格的功率源，调整有载分接开关的位置，开关电容器组，激活或禁用重型工业设备诸如电弧炉或网格中其它重要的手动控制主要功率负载。在这些示例中，改变可通过在指导分配给维护人员的计划时由维护人员来实现；这些计划可采用各种形式，诸如维护队列、另外的任务，并且可以通过多种电子方式来分发，诸如计算机、平板电脑机、智能手机或其它便携式计算设备上的电子邮件、文本消息和日历提醒。在这些人工介入的情况中，这些调整的时间可通过使维护人员使用联网设备来签到以记录实际实施更改的时间来审查，以用于处理由于这些信号注入而产生的后续数据。这些人工介入的方法可改变可测量因子，诸如电力质量、线路温度、线路垂度、可用功率水平以及其它因子，这些因子可通过观察那些可测量网格因子的传感器网络获得。在电网中，机器到机器方法提供更好的控制措施，并且可通过多种自动化方法注入信号。其中包括可在人工介入的示例(诸如改变有载分接开关的位置或开关电容器组)中使用的切换和维护行为类型的自动化，另外信号注入的M2M方法可利用更大的控制精度和宽度来包括一些动作，诸如协调末端位置处装置等设备的使用以产生经协调的需求和在消费者位置处加载，或实施多种类型的网格影响动作组合的复杂协调以产生更加复杂的条件，或将变化引入到自动功率因子校正单元。这些组合可能性非常难以通过大数据方法解决，因为即使是大量数据，也可能仅具有反映特定组合的有限样本容量，并且组合可能性的绝对数目使得这些问题的大数据解决方案相当棘手。这些可通过自动化控制相关网格部件和联网设备来发起，相关部件和设备包括发电机、开关、稳压设备、用于从网格接收电力的智能测量仪和智能器具，以及其它易通过系统远程控制的网格部件。这些可利用毫秒级控制能力来调控电力质量变量，诸如整合新源或对新负载的即时响应或自动功率因子校正单元的特定操作，并且还增加了测试涉及时间高度敏感性变量的网格动作或条件的组合的能力。信号注入可依据其进行以下操作的可能性进行选择：篡改传感器响应的当前模型，表征传感器响应(例如，来自传感器的输出的特定水平指示所感测变量的特定水平)，或按类别(例如，在供水网中，来自两个传感器的该特定传感器输出信号指示存在严重泄漏)或按概率(例如，在供气网中，来自甲烷传感器的该特定电输出为60％可能指示3类泄漏，为30％可能指示2类泄漏，为10％可能不指示泄漏)将传感器响应分类为指示特定事本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将信号注入公用网格的方法，包括：接收多个信号注入中的每个信号注入的空间范围和时间范围；计算所述多个信号注入中每个信号注入的学习值；计算所述多个信号注入中每个信号注入的预期效果值；基于所述学习值和预期效果值来选择信号注入集，其中每个信号注入的所述空间范围和时间范围不都与所述信号注入集中的另一信号注入的所述空间范围和时间范围重叠；以及将所选定的信号注入集注入公用网格中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.17 US 62/025,6101.一种用于将信号注入公用网格的方法，包括：接收多个信号注入中的每个信号注入的空间范围和时间范围；计算所述多个信号注入中每个信号注入的学习值；计算所述多个信号注入中每个信号注入的预期效果值；基于所述学习值和预期效果值来选择信号注入集，其中每个信号注入的所述空间范围和时间范围不都与所述信号注入集中的另一信号注入的所述空间范围和时间范围重叠；以及将所选定的信号注入集注入公用网格中。2.根据权利要求1所述的方法，还包括测量所述公用网格对所注入的信号的响应。3.根据权利要求2所述的方法，还包括基于所述传感器数据的所述时间和位置以及所述信号注入的所述空间范围和时间范围，将来自所述传感器的数据与信号注入相关联。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述学习值基于能够由所述信号注入的网格响应篡改的多个判断状态来计算。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述学习值基于所述信号注入的网格响应的置信区间的预测宽度变化来计算。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预期效果值基于先前信号注入效果的数据库来计算。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号注入为网格控件状态的变化。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述网格控件为电容器组。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号注入为调度网格人员以执行任务。10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述公用网格上同时实现多个信号注入。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·E·布鲁克斯，陆扬，安德鲁·T·蒂奥，王宗样，吉勒·J·伯努瓦，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US