[發明專利]利用干擾檢測確定配電系統拓撲結構的方法和設備

有效

• 申請號: 201280054635.9
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN104011957B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: Y·L·法米利安特;L·R·佩雷拉;K·李;M·J·哈里森
• 申請（專利權）人: 伊頓公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J9/06;G01R31/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 周良玉,楊曉光

技術領域

本發明主題涉及配電(power distribution)系統和方法，更具體地涉及用于監控和/或控制配電系統的系統和方法。

背景技術

互聯網的出現加之計算機技術中的新發展已經導致數據中心的數量和復雜度有了迅速的增長。例如，諸如電子商務和云計算之類的一些互聯網應用由非常大的數據中心提供服務，該數據中心內有成排的設備機架，上面充滿了服務器、硬盤驅動器陣列、路由器、交換機、以及其他計算機和通信裝置。數據中心中的設備跨成千上萬平方英尺的建筑空間分布，并且可能橫跨多樓層和/或多建筑。

這類大規模的數據中心可能具有很是煞費苦心并且是動態的配電系統。例如，典型的大規模數據中心可以包括市電的多個輸入，以及一個或多個經由自動切換開關(ATS)和類似裝置為市電后備的柴油或汽油發電機。經由配電盤、電源分配單元(PDU)和其他裝置的廣泛網絡以及互連這些裝置的輸電線陣列，來自這些不同源頭的電力可以被分配。該網絡的后備電源可以由不間斷電源(UPS)的陣列來提供，它從電池或如燃料電池或飛輪能量存儲裝置之類的其他能量存儲裝置提供后備電力。一些數據中心還被配置成直接從諸如風力發電機或光伏陣列之類的替代能量源接收電力。

數據中心一般具有模塊化或半模塊化結構，這類結構包括容納服務器、路由器和類似裝置的許多機架。隨著數據中心的發展和/或由數據中心執行的任務的改變，該設備可能頻繁地被互換、替換以及另外被重新配置。維護及其他操作也可能導致數據中心的重新配置。增長和重新安排通常導致數據中心配電網絡的重新配置，例如將某些服務器機架從一個電源移動到另一個。為了如計劃、維護和負載平衡之類的目的，通常希望具有關于配電網絡配置的最新信息。

2010年6月11日提交的美國專利申請序列號No.12/814,149(Atty.Docket No.33014-1)描述了用于匹配電力電源與計算資源的技術。這些技術通常涉及將諸如電流、功耗、諧波失真等等之類的源活動數據與諸如CPU使用率、I/O使用率、網絡使用率等等之類的負載活動數據關聯起來。

發明內容

本發明主題的一些實施例提供了操作配電網絡的方法。諸如不間斷電源(UPS)之類的配電網絡組件被操作為，在配電網絡的至少一部分中產生干擾。經受該干擾的網絡的至少一個節點被識別，配電網絡的拓撲結構響應于識別該至少一個節點而被確定。

在一些實施例中，UPS的逆變器可以被操作來產生該干擾。例如，操作UPS的逆變器產生干擾可以包括改變輸出頻率和/或電壓幅度。在又一些實施例中，操作UPS在配電網絡的至少一部分中產生干擾可以包括，在市電供電模式和逆變器供電模式之間轉換UPS來產生干擾。

識別經受干擾的網絡的至少一個節點可以包括從配電網絡的至少一個裝置接收通信。識別經受干擾的網絡的至少一個節點可以包括使用耦合到該至少一個節點的裝置的檢測電路來檢測該干擾。

在一些實施例中，識別經受干擾的網絡的至少一個節點可以包括獲得表示該至少一個節點處的電壓的電壓值、從該電壓值產生角估計，以及從該角估計檢測偽跡(artifact)。從角估計檢測偽跡可以包括檢測角估計的變化率的改變。

根據另一些實施例，響應于識別至少一個節點來確定配電網絡的拓撲結構可以包括確定與被識別的至少一個節點相關聯的裝置的連接性。響應于識別至少一個節點來確定配電網絡的拓撲結構可以包括響應于至少一個節點的識別來識別與該干擾相關聯的裝置組，以及執行組合優化來確定該裝置組成員之間的連接性。在執行組合優化來確定裝置組成員之間的連接性之前，可接收關于該裝置組的功率相關信息，并且執行組合優化來確定裝置組成員之間的連接性可以包括使用接收的功率相關信息來執行該組合優化。

一些實施例提供了監控配電網絡的方法，該方法包括檢測與配電網絡的各個組件裝置相關聯的配電網絡的多個節點處的偽跡，確定檢測到的偽跡之間的相關性來識別配電網絡的至少一組裝置，以及響應于該至少一組的識別來確定該配電網絡的拓撲結構。檢測偽跡可以包括從電壓值產生角值以及檢測角值變化率的改變。確定被檢測到的偽跡之間的相關性來識別配電網絡的至少一組裝置可以包括檢測被檢測到的偽跡與引入配電網絡的干擾之間的對應關系。

該方法還包括操作配電網絡的組件(例如，UPS)來產生干擾。例如，操作配電網絡的組件來產生干擾可以包括在UPS的市電供電模式和逆變器供電模式之間變化來產生干擾。操作配電網絡的組件來產生干擾可以包括操作逆變器來改變輸出電壓的頻率和/或幅度。