分布式智能电网处理制造技术

无线网状网络内的节点配置为监测与效用网络相关联的时序数据，包括电压波动、电流水平、温度数据、湿度测量以及其他可观察的物理量。节点执行流函数以处理所记录的时序数据并生成数据流。节点配置为将所生成的数据流传送至相邻节点。相邻节点可执行其他流函数以处理所接收到的数据流，从而生成附加的数据流。耦连至无线网状网络的服务器收集并处理数据流以识别发生在网络内的事件。

【技术实现步骤摘要】
分布式智能电网处理本申请是分案申请，其原申请的国际申请号为PCT/US2015/019703,国际申请日是2015年3月10日，中国国家申请号为201580024037.0，进入中国的日期为2016年11月8日，专利技术名称为“分布式智能电网处理”。相关申请的交叉引用本申请要求于2014年3月10日提交的具有序列号61/950,425的题为“SmartGridProcessingtoEvaluateGridConditions”的美国临时专利申请、于2014年9月3日提交的具有序列号为62/045,423的题为“DistributedSmartGridProcessing”的美国临时专利申请、以及于2014年12月19日提交的具有序列号62/094,907的题为“DistributedSmartGridProcessing”的美国临时专利申请的权益。这些相关申请的每一个的主题通过引用并入本文中。专利技术的背景专利技术的领域本专利技术的实施例总地涉及用于数据管线上的分布式处理的网络体系架构和语义，并且更具体地涉及分布式智能电网处理。相关领域的说明常规的配电基础设施典型地包括耦连至中间分配实体(诸如，变压器、馈线、变电站等)的电网的多个能量消耗者，诸如房子、商业等。分配实体的电网从上游发电站吸取功率并将功率分配给下游消耗者。在现代的配电基础设施中，消耗者以及中间分配实体可包括智能电表和耦连在一起以形成网状网络的其他监测硬件。智能电表和其他测量设备以及控制设备收集反映电网的操作状态、以及电网的消耗和利用的数据，以及然后经由网状网络将所收集的数据报告给中央电网管理设施(其通常称为“后台系统”)。这样的配置通常被称为“智能电网”。在常规智能电网中，后台系统从多个智能电表接收大量实时数据，将该数据存储在数据库中作为历史数据，以及然后采用历史数据实施不同的计算以识别与电网相关联的特定操作状况。那些状况可包括电事件诸如骤降或骤升，以及物理事件诸如电线掉落、变压器过载等其他可能性。后台系统通常包括中央处理硬件诸如服务器机房或数据中心，其配置为跨数据库中存储的智能电表数据执行“大数据”处理。这种大数据处理可包括仓库处理技术或成批处理等其他技术。上面描述的方法的一个问题是随着智能电网基础设施的扩展，必须传送至后台系统、存储在数据库中以及然后处理的数据量快速增长。结果是，智能电表传送数据所通过的网状网络可变得流量负担过大，并且因此承受吞吐量问题。此外，由后台系统实现的处理硬件随着必须处理的数据量的增长可快速变为废弃。一般情况下，由智能电网生成的用于传输及处理数据所需要的基础设施不能和生成数据量一样快的扩大规模。由于前述说明，本领域所需要的是用于评估智能电网体系架构内产生的实时和历史状况的更加有效的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例详细阐述了用于跨节点的网络实施分布式处理操作的计算机实现的方法，包括将居于第一网络内的第一物理位置处的第一节点配置为对第一时序数据执行第一流函数以生成第一数据流，将居于第一网络内的第二物理位置处的第二节点配置为对第二时序数据执行第二流函数以生成第二数据流，经由一个或多个网络连接从所述第一节点获得所述第一数据流，经由一个或多个网络连接从所述第二节点获得所述第二数据流，以及处理所述第一数据流和所述第二数据流以生成时序处理结果。本文中阐述的该技术的至少一个优点为数据处理发生在网络的边缘，即数据实际上被收集的位置。因而，涉及网络的复杂处理作为一个整体可分解为粒状的、原子级的处理步骤，其以分布式及实时的方式跨网络被实施。附图的简要说明因此，可参考实施例得到可详细理解本专利技术的上述特征的方式以及上面简要总结的本专利技术的更具体的描述，实施例的一些在附属的附图中例示。然而注意到，附属的附图仅例示了本专利技术的典型实施例，并且因此这些实施例不被认为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其他等同有效的实施例。图1例示了根据本专利技术的一个实施例的、配置为实现配电基础设施的效用网络；图2例示了根据本专利技术的一个实施例的、结合图1的效用网络操作的网状网络；图3例示了根据本专利技术的一个实施例的、配置为实现多通道操作的网络接口；图4A例示了根据本专利技术的一个实施例的、耦连至图2的网状网络的服务器；图4B例示了根据本专利技术的一个实施例的、可用于生成流函数的图形用户接口；图5例示了根据本专利技术的一个实施例的、配置为结合图2的网状网络操作的流网络；图6例示了根据本专利技术的一个实施例的示例性情景，其中图5的节点基于所记录的时间序列数据生成数据流集；图7例示了根据本专利技术的一个实施例的网络体系架构，其包括图1的效用网络、图2的网状网络以及图5的流网络；图8例示了根据本专利技术的一个实施例的、用于基于所记录的时间序列数据生成数据流的方法步骤的流程图；图9例示了根据本专利技术的一个实施例的、用于基于一个或多个所接收的数据流生成一个或多个数据流的方法步骤的流程图；图10例示了根据本专利技术的一个实施例的、用于评估与图7的网络体系架构相关联的状况的方法步骤的流程图；以及图11例示了根据本专利技术的一个实施例的、用于配置图5的流网络内的节点以生成数据流的方法步骤的流程图。详细描述在下面的说明中，详细阐述了多个特定细节以提供本专利技术的更加详尽的理解。然而，对本领域的技术人员将明显的是，本专利技术可以没有这些具体细节的一个或多个而被实践。在其他的实例中，已知的特征未加描述以避免遮蔽本专利技术。系统概述在下面的公开中，描述了多层次的网络体系架构，其包括在图1中例示的效用网络、在图2中例示的无线网状网络以及在图5中例示的流网络。效用网络包括配置为传输及分配电力的硬件。无线网状网络包括居于该效用网络的元件内的硬件节点，其中那些节点配置为执行固件和/或软件以(i)监测效用网络以及(ii)建立并维持无线网状网络。此外，节点还配置为执行固件和/或软件以生成流网络。流网络包括由节点生成并处理以及经由无线网状网络在节点之间共享的时间序列数据。流网络在无线网状网络之上操作，无线网状网络转而在配电层上操作。图1例示了根据本专利技术的一个实施例的、配置为实现配电基础设施的效用网络100。如所示，效用网络100包括顺序耦连在一起的使用者110、变压器120、馈线130、变电站140和后台系统150。变电站140(1)到140(T)配置为从一个或多个发电站160吸取功率并将该功率分配给馈线130(1)到130(S)。馈线130转而将该功率分配给变压器120(1)到120(R)。变压器120将馈线130传输的高电压功率逐步降低为低电压功率，以及然后将低电压功率传送到使用者110(1)到110(Q)。使用者110包括房子、商业以及其他功率消耗者。使用者110、变压器120、馈线130和变电站140的每一个可包括节点的一个或多个实例。在本公开的上下文中，“节点”指耦连至效用网络100的元件的计算设备且包括传感器阵列和无线收发器。示例性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储程序指令的非暂态计算机可读介质，当其由处理器执行时，使得所述处理器通过实施以下步骤而生成时序数据值，所述步骤为：/n获得具有第一类型的第一时序数据值；/n获得具有第二类型的第二时序数据值；/n对所述第一时序的至少一部分和所述第二时序的至少一部分执行第一流函数以生成具有第三类型的第三时序数据值；以及/n将所述第三时序传送到配置为管理网络的至少一部分的至少一个其他节点。/n

【技术特征摘要】
20140310 US 61/950,425;20140903 US 62/045,423;20141.一种存储程序指令的非暂态计算机可读介质，当其由处理器执行时，使得所述处理器通过实施以下步骤而生成时序数据值，所述步骤为：
获得具有第一类型的第一时序数据值；
获得具有第二类型的第二时序数据值；
对所述第一时序的至少一部分和所述第二时序的至少一部分执行第一流函数以生成具有第三类型的第三时序数据值；以及
将所述第三时序传送到配置为管理网络的至少一部分的至少一个其他节点。


2.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，进一步包括以下步骤：
使配置为记录所述第一类型的数据值的第一传感器阵列生成所述第一时序数据值，以及
使配置为记录所述第二类型的数据值的第二传感器阵列生成所述第二时序数据值。


3.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，进一步包括以下步骤：
从网络中的第一节点接收所述第一时序数据值，其中所述第一节点包括第一传感器阵列，所述第一传感器阵列配置为记录所述第一类型的数据值；以及
从所述网络中的第二节点接收所述第二时序数据值，其中所述第二节点包括第二传感器阵列，所述第二传感器阵列配置为记录所述第二类型的数据值。


4.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，进一步包括以下步骤：
使配置为记录所述第一类型的数据值的第一传感器阵列生成所述第一时序数据值；以及
从所述网络中的第二节点接收所述第二时序数据值，其中所述第二节点包括配置为记录所述第二类型的数据值的第二传感器阵列。


5.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，进一步包括以下步骤：
获得具有第四类型的第四时序数据值；以及
执行第二流函数以将所述第四时序数据值分离成具有第五类型的第五时序数据值和具有第六类型的第六时序数据值。


6.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，进一步包括对所述第一时序数据值和所述第二时序数据值中的至少一个实施错误校正程序以校正丢失或被破坏的数据的步骤。


7.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，进一步包括以下步骤：
将所述第一时序数据值、所述第二时序数据值以及所述第三时序数据值组成第一流结构；以及
将所述第一流结构传送到所述网络中的至少一个节点，其中所述第一流结构包括与配电基础设施内包括的部件相关联的一个或多个数据值。


8.如权利要求1所述的非暂态计算机可读介质，其中所述第一时序数据值中的每个数据值反映与所述第二时序数据值相关联的计算属性，以及其中所述第三时序数据值中的每个数据值反映与将来自所述第二时序数据值的数据值和来自所述第一时序数据值的数据值进行比较的相关联的结果。


9.如权利要求8所述的非暂态计算机可读介质，其中第一计算属性包括与所述第二时序数据值中的多个数据值相关联的平均值，以及其中与比较相关联的所述结果指示来自所述第二时序数据值的数据值是否超过来自所述第一时序数据值的数据值。


10.一种配置为生成时序数据值的系统，其包括：
居于网络内的节点，其包括：
配置为存储程序代码的存储器，以及
耦连至所述存储器的处理器，其配置为：
获得具有第一类型的第一时序数据值；
获得具有第二类型的第二时序数据值；
对所述第一时序的至少一部分和所述第二时序的至少一部分执行第一流函数以生成具有第三类型的第三时序数据值，以及
将所述第三时序传送到配置为管理网络的至少一部分的至少一个其他节点。


11.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·P·萨姆，乔治·H·弗拉梅尔三世，
申请(专利权)人：埃创网络解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US