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用于分析警报以解决电气系统问题的系统和方法技术方案

技术编号:40186069 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-26 23:50
本文描述的是与提供电气系统分析相关的系统和方法。电气系统可以与例如至少一个负载、过程、建筑物、设施、船只、飞机或其他类型的结构相关联。此外,电气系统可以与一个或多个细分市场(例如,客户细分市场)相关联,例如,零售、办公室,半导体晶圆厂、汽车制造厂、酒店、医院、数据中心、食品和饮料、石油和天然气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开总体上涉及电气系统,并且更具体地,涉及与分析警报以解决电气系统问题有关的系统和方法。


技术介绍

1、不断变化的能源世界使得优化电力可靠性、能源成本和操作效率越来越具有挑战性,例如在关键电力环境(例如医院、数据中心、机场和制造设施)中。由于增加的电子控制设备,公用电网变得更加动态,并且设施配电系统变得更加复杂并且对电能质量问题敏感,威胁网络稳定性。竞争压力和环境法规正在推动对能源效率和商业可持续性的期望比以往任何时候都要高。解决这些挑战需要专门设计的新的数字工具,以便能够更快地响应与电气/电力系统可靠性和操作稳定性相关的机会和风险。

2、电力质量问题是意外业务停机和设备故障/损坏/失灵的主要原因。可能归因于电力质量问题的对设备的有害影响的示例包括设备部件(例如,马达、电容器、电缆、变压器等)的过热、加速的磨损、设备部件的过早老化、故障和误操作以及错误的断路器或继电器操作。

3、由电力质量问题产生的经济影响可以包括增加的能源账单、额外的财务处罚(例如,由于电能中断而导致的处罚)以及对环境的潜在有害影响(例如,增加的碳足迹)。电力质量问题还可能不利地导致增加的需求电费、增加的电气/电力系统损耗以及电压降的增加。受电力质量问题影响的区域的三个示例包括:正常运行时间、资产状况和能效。例如,系统正常运行时间可能受到由于电压下降、中断和/或欠压/过压状况而无意中从服务中移除的电气安装的影响。此外,由谐波、电压膨胀或瞬变引起的电路的有害跳闸也可能导致减少的正常运行时间。资产和基础设施(例如,电缆、变压器、电容器组等)可能受到电力质量问题和相关联的状况的不利影响。例如,设备过热、设计特性的意外变化和/或降低的使用寿命仅仅是由电力质量异常引起的几个问题。最后,能量的有效使用也受到电力质量问题的影响。

4、根据具体示例,电容器组可能受到被表征为电压和/或电流信号的稳态失真的电力质量问题(例如,谐波)的影响。来自电弧炉(eaf)、电气化铁路系统、基于晶闸管的电压和频率改变设备的非线性电力负载已经成为电网中重要的谐波产生源。这些技术将大量谐波电流注入到电气系统中,导致电网中的源电压失真。谐波可以以多种方式不利地影响电容器组的正常操作(例如,增加功率损耗、产生谐波谐振、增加谐波电流、导致熔断器失效、以及通过额外的加热降低电容器组的使用寿命)。许多上述事件将生成事件数据和警报数据。


技术实现思路

1、本文描述的是与提供电气系统分析有关的系统和方法。例如,电气系统可以与至少一个负载、过程、建筑物、设施、船只、飞机或其他类型的结构相关联。另外,电气系统可以与一个或多个部分(例如,客户细分)相关联,例如,零售店、办公室、半导体工厂、汽车制造设施、酒店、医院、数据中心、食品和饮料以及石油和天然气等。

2、众所周知,电气系统分析可能非常耗时,并且通常基于固定阈值和商业智能(例如,数据立方体、使专家用户接入事件和警报数据、导航、选择、过滤、组合、聚合结果或放大细节的工具)。现有的工具和技术通常需要专家用户进行动手调查。为了能够分析所有细节,需要大量的努力和时间来筛选所有数据并识别相关信息。如已知的,电气系统分析需要对应用领域和专业知识的相当多的理解以识别和分析解决问题、对场地/部分/建筑物的背景的理解以及对驱动负载和过程的良好理解。

3、现有技术要求系统操作员评估警报、事件传播、警报滋扰行为、警报模式识别、重合波形信息、负载影响、事件源位置、相关事件分析、历史警报数据分析以避免过焦、空间环境等。简而言之,评估警报可能是压倒性的;然而,不评估警报可能是有风险且昂贵的。警报分析是耗时的,并且除了支持现场的操作之外还需要额外的时间(例如,电力系统工程师指出,在数据中心发生重大问题之后,可能需要他们长达3周来进行事后警报分析,以确保事件的所有潜在原因被识别。检查缓解解决方案的鲁棒性和覆盖范围也是重要的,这可能潜在地影响电气系统的设计(并且可能改变未来实施的解决方案的规范以避免重复事件)。

4、警报可以是快速识别问题使得正常运行时间被改善的有力工具。然而,即使对于有经验的终端用户,警报也可能是令人不安的、不及时的和压倒性的,特别是在较大的系统中。一些事件产生不同类型的警报(例如,pq事件、过流、通信错误等),这可能加剧混淆和不明确性,导致错误,并浪费时间和/或资源。具有讽刺意味的是(并且可能更重要的是),警报可能导致终端用户忽视电力监测系统(epms)提供的价值和信息,因为终端用户可能不知道警报如何相互关联。与理解警报数据的重要性相关联的线索通常分布在多个源、多个警报类型和/或时间范围内。由于源自终端用户的电气系统的警报的体积、复杂性和潜在重要性,对它们的相关性的牢固理解对于从epms获得最大益处是必不可少的。并且这可能成为不久的将来的主要障碍,因为合格的电力系统工程师离开了劳动力并且可用的专业知识变得稀缺。

5、在此,为简单起见,术语epms还用于指监测和控制系统(mcs)、功率监测系统(pms)或测量、导出、控制和/或提供/报告关于电气系统的信息的任何其它系统。监督控制和数据采集(scada)系统(例如,电力scada、制造scada)、建筑物管理系统(bms)、可编程逻辑控制器(plc)、输入/输出系统和设备和/或能够进行监测、测量、导出、收集、处理、产生、分析、警告、通信、显示、报告、存储和/或与设施的(一个或多个)公用设施系统(例如,wages:水、空气、气体、电、蒸汽)相关联或其一部分的任何其他动作和/或过程中的至少一个的任何其他系统或系统和/或设备的组合可以被认为与该应用相关。另外,诊断系统在本文中用作epms的一部分或子集,用于识别、分析、确定、查明、学习、教导、提供、受益和/或以其他方式评估数据,以获得对一个或多个数据含义的更好理解。

6、警报分析和识别电气系统内发生的异常状况的一个目标是提出和优化缓解动作。这需要对客户细分、与电力事件相关(或可能受电力事件影响)的负载类型以及特定负载对客户过程或建筑物功能的关键性的良好理解。因此,对现场和客户系统的深入理解是成功分析警报、确定异常状况的原因以及定义、选择和/或优先化潜在解决方案和缓解的基本要素。

7、从下面的讨论中可以理解,所公开的系统和方法自动检查大量数据,以更快地识别和解决epms(或其它来源)、电气系统和/或设备问题。它们区分噪声(警报滋扰行为)和相关信号/数据。它们识别可能的滋扰来源(例如,丢失事件和警报加时间戳的数据),并使epms(或其他来源)能够通过利用其他可用数据和专业知识来校正某些类型的丢失数据(例如,部分地校正丢失数据)。该系统和方法自动处理所有可用数据,降低了在分析中忽略重要数据或导出信息的风险,如在设定的时间约束内操作的人类专家可能发生的。另外,所公开的系统和方法提供了对分析中的潜在影响和原因(来源位置)的指导,并基于部分背景(例如,数据中心vs.工业vs.办公室等)、负载类型(例如,电机、汽车工业过程、hvac、照明、it机架等)以及其他库和设置提供推荐本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于分析警报以解决电气系统问题的方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中使用以下中的至少一个来确定所采取或执行的至少一个动作:所述事件症状、所述警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的所识别的原因和/或来源中的至少一个的位置、事件类型、片段类型和数量。

3.根据权利要求1所述的方法,其中使用以下中的至少一个来推荐所采取或执行的所述至少一个动作的优先级排序:所述事件症状、所述警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的所识别的原因和/或来源中的至少一个的位置、事件类型、片段类型和数量。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,推荐的优先级排序还基于以下中的至少一个:所述事件症状、所述警报源以及所识别的原因和/或来源中的至少一个的严重性、影响、风险水平和流行度。

5.根据权利要求1所述的方法,还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述评估包括分析并比较来自采取或执行所述至少一个动作之前的聚合的信息与来自采取或执行所述至少一个动作之后的聚合的信息。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,在采取或执行所述至少一个动作之前的聚合的信息是从由所述至少IED在采取或执行所述至少一个动作之前的第一时间捕获或导出的所述能量相关信号导出的,并且在采取或执行所述至少一个动作之后的聚合的信息是从由所述至少IED在采取或执行所述至少一个动作之后的第二时间捕获或导出的所述能量相关信号导出的。

8.根据权利要求5所述的方法,其中,所述评估量化所采取或执行的所述至少一个动作的有效性。

9.根据权利要求8所述的方法,还包括:响应于量化的有效性满足或超过可接受的阈值,确定是否需要继续采取或执行所述至少一个动作。

10.根据权利要求8所述的方法,还包括:响应于量化的有效性不满足或不超过可接受的阈值,确定是否需要对所采取或执行的至少一个动作进行任何调整,或者是否应该采取或执行至少一个替代动作。

11.根据权利要求1所述的方法,还包括:利用与第一设施或位置相关联的片段和/或负载类型信息来更有效地和/或主动地减轻/补救第二设施或位置处的所述事件症状、所述警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的所识别的原因和/或来源。

12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述聚合的信息还包括来自以下中的至少一个的信息:电力监测系统(EPMS)、SCADA系统、建筑物管理系统(BMS)、I/O设备和系统用户。

13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述聚合的信息被进一步分析以识别和/或确定缓解/补救机会和技术/途径/方法,以解决与所述EPMS相关联的问题。

14.根据权利要求13所述的方法,其中,与所述EPMS相关联的问题包括与所述EPMS相关联的问题未检测到或未充分检测到所述电气系统中存在的问题。

15.根据权利要求13所述的方法,其中,所识别和/或确定的用于解决与所述EPMS相关联的问题的缓解/补救机会和技术/途径/方法包括调整与所述EPMS相关联的一个或多个设置以解决与所述EPMS相关联的问题。

16.根据权利要求12所述的方法,其中,所述EPMS包括负责捕获或导出所述能量相关信号的所述至少一个IED。

17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述聚合的信息被进一步分析以确定所述至少一个IED的数量、放置、类型和/或配置,以改善和/或增强所述EPMS中的警报和相关联数据的质量。

18.根据权利要求1所述的方法,还包括:

19.根据权利要求1所述的方法,还包括:投射和/或提供与减轻/补救所述电气系统中和/或与所述电气系统相关联的EPMS中的问题相关联的益处。

20.根据权利要求1所述的方法,其中,用于解决事件症状、警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的原因/来源中的至少一个的所识别和/或所确定的缓解/补救机会和技术/途径/方法包括:对与所述电气系统相关联的EPMS的操作性质、设备类型和方面中的至少一个的推荐改变,以改进所述电气系统或所述EPMS的特性、参数、性质和属性中的至少一个。

21.根据权利要求1所述的方法,其中,自动地或动态地分析所述聚合的信息。

22.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个动作包括至少一种缓解或补救技术。

23.一种用于分析警报以解决电气系统问题的系统,包括:

24.根据权利要求23所述的系统,其中,所述至少一个处理器和所述至少一个存储器设备还被配置为:

25.根据权利要求23所述的系统,其中,所述至少一个处理器和所述至少一个存储器设备还...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于分析警报以解决电气系统问题的方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中使用以下中的至少一个来确定所采取或执行的至少一个动作:所述事件症状、所述警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的所识别的原因和/或来源中的至少一个的位置、事件类型、片段类型和数量。

3.根据权利要求1所述的方法,其中使用以下中的至少一个来推荐所采取或执行的所述至少一个动作的优先级排序:所述事件症状、所述警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的所识别的原因和/或来源中的至少一个的位置、事件类型、片段类型和数量。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,推荐的优先级排序还基于以下中的至少一个:所述事件症状、所述警报源以及所识别的原因和/或来源中的至少一个的严重性、影响、风险水平和流行度。

5.根据权利要求1所述的方法,还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述评估包括分析并比较来自采取或执行所述至少一个动作之前的聚合的信息与来自采取或执行所述至少一个动作之后的聚合的信息。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,在采取或执行所述至少一个动作之前的聚合的信息是从由所述至少ied在采取或执行所述至少一个动作之前的第一时间捕获或导出的所述能量相关信号导出的,并且在采取或执行所述至少一个动作之后的聚合的信息是从由所述至少ied在采取或执行所述至少一个动作之后的第二时间捕获或导出的所述能量相关信号导出的。

8.根据权利要求5所述的方法,其中,所述评估量化所采取或执行的所述至少一个动作的有效性。

9.根据权利要求8所述的方法,还包括:响应于量化的有效性满足或超过可接受的阈值,确定是否需要继续采取或执行所述至少一个动作。

10.根据权利要求8所述的方法,还包括:响应于量化的有效性不满足或不超过可接受的阈值,确定是否需要对所采取或执行的至少一个动作进行任何调整,或者是否应该采取或执行至少一个替代动作。

11.根据权利要求1所述的方法,还包括:利用与第一设施或位置相关联的片段和/或负载类型信息来更有效地和/或主动地减轻/补救第二设施或位置处的所述事件症状、所述警报源以及所识别的事件和/或所识别的警报的所识别的原因和/或来源。

12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述聚合的信息还包括来自以下中的至少一个的信息:电力监测系统(epms)、scada系统、建筑物管理系统(bms)、i/o设备和系统用户。

13.根据权利要求12所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·门泽尔J·A·比克尔
申请(专利权)人:施耐德电气美国股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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