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1、(10)申请公布号 CN 102545383 A (43)申请公布日 2012.07.04 C N 1 0 2 5 4 5 3 8 3 A *CN102545383A* (21)申请号 201110390409.5 (22)申请日 2011.11.30 3629/CHE/2010 2010.11.30 IN H02J 13/00(2006.01) H04L 29/08(2006.01) (71)申请人施耐德电器工业公司 地址法国吕埃马迈松 (72)发明人 A.库梅里什 M.甘尼森 (74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105 代理人钱大勇 (54) 发明名称 用于监视和控制配电系统的模。
2、块和方法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于监视和控制配电系统的 模块(1)，包括：多个智能电子设备(IED)(2)，用 于监视和控制所述配电系统的各种参数；-多个 嵌入设备(3)，收容在所述配电系统的电气间(6) 并且经过以太网彼此通信；可由用户访问的至少 一个web使能设备(4)，与所述嵌入设备之一通 信；以及网络设备(5)，用于链接所述嵌入设备中 的一个和web使能设备。本发明也涉及一种用于 监视和控制配电系统的方法。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 。
3、5 页 附图 3 页 1/2页 2 1.一种用于监视和控制配电系统的模块，包括： -多个智能电子设备(IED)，用于监视和控制所述配电系统的各种参数， -多个嵌入设备，收容在所述配电系统的电气间并且经过以太网彼此通信， -可由用户访问的至少一个web使能设备，与所述嵌入设备之一通信， -以及网络设备，用于链接所述嵌入设备中的一个与所述web使能设备，其中每个所述 嵌入设备包括： -网络管理器，提供有其他嵌入设备的网络配置信息，所述网络管理器以一种方式管理 在系统中可用的其他嵌入设备从而使得用户能够传达和获取必需的数据， -客户端，用于发起并且提供对所述电网中可用的其他嵌入设备的连接并且负责从网。
4、 络中可用的其他嵌入设备中收集数据， -web服务器，用于提供由用户访问的web页面并且负责接受用户对连接所述嵌入设备 的任何一个的请求并且向用户提供web接入以监视和控制电力系统和智能电子设备(IED) 的安全状态， -动态数据存储缓冲器，其中完整的系统数据被存储并且在从用户接收特定请求时与 连接模块的其他嵌入设备的其他用户共享， -非易失性存储设备，用于存储从各个IED和网络的其他嵌入设备接收的数据， -应用管理器，与所述web服务器、所述网络管理器和所述动态数据存储缓冲器连接， 所述应用管理器控制所述模块的全部组件的性能并且监视分配给每个组件的任务被 适当地执行从而获得最终用户值，以及 。
5、-IED设备管理器，其与IED交互作用以监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网 的安全状态的电气参数。 2.根据权利要求1所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述网络设备是网络 开关。 3.根据权利要求1所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述网络设备是无线 路由器。 4.根据权利要求1到3的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述 以太网是有线网络。 5.根据权利要求1到4的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述 以太网是无线网络。 6.根据权利要求1到5的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述 web服务器使用因特网信息服务器的技术。 7。
6、.根据权利要求1到6的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中所述 应用管理器使用视窗通信基础。 8.根据权利要求1到7的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的模块，其中通过 外部网络经过网络设备访问所述模块。 9.一种依靠模块监视和控制配电系统的方法，包括步骤： -在配电系统的配置中部署多个智能电子设备(IED)， -部署多个嵌入设备并且构成嵌入设备的网络，嵌入设备经过以太网彼此通信连接，所 述嵌入设备包括网络管理器、客户端、web服务器、动态存储缓冲器、非易失性存储设备、应 权 利 要 求 书CN 102545383 A 2/2页 3 用管理器和IED设备管理器， -使得全部嵌入设。
7、备的网络配置信息对嵌入设备的每个的网络管理器可用， -通过所述嵌入设备的web服务器提供可由连接到所述配电系统的全部用户访问的 web页面， -使得用户依靠web使能设备访问由所述web服务器提供的web页面， -在经由网络设备接收连接请求时将用户与所述模块的任何嵌入设备连接； -经过所述客户端从特定嵌入设备向连接到所述配电系统的全部其他嵌入设备发送对 信息的请求， -当从特定嵌入设备接收信息请求时，其他嵌入设备的IED设备管理器与各个IED交互 作用以监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数， -从各个IED向IED管理器发送电气数据， -无论何时期望，针对诸如触发之类。
8、的任何不希望动作，用户经过其被链接用于控制所 述配电系统的嵌入设备的IED设备管理器发出控制命令， -将从IED接收的信息数据存储在各个嵌入设备的非易失性存储设备中， -从其他嵌入设备的非易失性存储设备接收的数据被吸收和存储在动态数据存储缓冲 器中，以及 -将关于配电系统的合并信息通过web服务器发送到配电系统的全部请求用户。 10.根据权利要求9所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中通过每个嵌入设备 的所述应用管理器监视和控制所述模块的全部组件的性能。 11.根据权利要求9和10任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述 网络设备是网络开关。 12.根据权利要求9和10任何一个所。
9、述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所述 网络设备是无线路由器。 13.根据权利要求9到12的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所 述以太网是有线网络。 14.根据权利要求9到12的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所 述以太网是无线网络。 15.根据权利要求9到14的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所 述web服务器使用因特网信息服务器的技术。 16.根据权利要求9到14的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中所 述应用管理器使用视窗通信基础。 17.根据权利要求9到16的任何一个所述的用于监视和控制配电系统的方法，其中通 过外部网络经。
10、过网络设备访问所述模块。 权 利 要 求 书CN 102545383 A 1/5页 4 用于监视和控制配电系统的模块和方法 技术领域 0001 本发明涉及依靠智能电子设备(IED)、嵌入的设备、网络设备和web使能设备监视 配电系统的模块和方法。 背景技术 0002 对于如实时计量、事件、电路跳闸、电流、电压、功率、能量、电网安全状况等的参数 常常需要对配电系统进行监视和控制。一般，通过使用客户端-服务器方法监视此类配电 系统。 0003 可是，由于数据集中在服务器中，此类公知客户端-服务器方法无助于可靠性；以 及在服务器失败的情况下用户从监视系统状态中断开。此外，在现有客户端-服务器技术 系。
11、统中，组件规范需要依据服务器和客户端的配置改变。换句话说，如果服务器的配置没 有与客户端的配置匹配，则系统组件规范必须相应改变。但是目前使用固定的(kept in place)冗余服务器来解决该问题。 0004 通过使用在不同地方的冗余服务器来解决此类问题在本领域中也是公知的。此类 主张的缺点是这些服务器需要较高的硬件配置和软件应用以满足这些系统的需要。 0005 此外，此类监视系统要求额外的软件以安装在具有合适硬盘驱动器存储空间的计 算机上。 0006 US专利申请第12/515,734(公开号US 2009/0327483A1)公开一种web使能设备， 用于在web浏览器中呈现信息并且尤其。
12、使用软件小配件(gadset)以展示小配件来基于在 公用监视系统(诸如电力系统)的监视数据以及来自数据存储设备的历史监视数据呈现结 构的信息。该方法对用于选择用户要求的小配件的外部世界、在远程端可用的数据存储服 务等具有很大的依赖性，由此此类主张的可靠性极大依靠于在各种内部和外部连接之间的 完整连接性。此类系统很复杂并且同时此类系统的可靠性不是无可指责的。 0007 因此，发明人觉得需要开发一种更简单的用于监视和控制配电系统的硬件配置平 台/模块，藉此用户能够通过使用他的个人数字设备(如PDA、膝上计算机等)获得来自配 电系统的任何部分的完整的进行中的系统信息，而无需在其中实现的任何特定软件方。
13、法， 以及同时在监视和控制系统的全部电气设备方面提供增强的可靠性。 发明内容 0008 因此，本发明提供一种用于监视和控制配电系统的模块，包括： 0009 -多个智能电子设备(IED)，用于监视和控制所述配电系统的各种参数， 0010 -多个嵌入设备，收容在所述配电系统的电气间并且经过以太网彼此通信， 0011 -可由用户访问的至少一个web使能设备，与所述嵌入设备之一通信，以及 0012 -网络设备，用于链接所述嵌入设备和web使能设备中的一个， 0013 其中每个所述嵌入设备包括： 0014 -网络管理器，提供有其他嵌入设备的网络配置信息，所述网络管理器以一种方式 说 明 书CN 1025。
14、45383 A 2/5页 5 管理在系统中可用的其他嵌入设备从而使得用户能够传达和获取必需的数据， 0015 -客户端，用于发起并且提供对所述电网中可用的其他嵌入设备的连接并且负责 从网络中可用的其他嵌入设备中收集数据， 0016 -web服务器，用于提供由用户访问的web页面并且负责接受用户对连接所述嵌入 设备的任何一个的请求并且向用户提供web接入以监视和控制电力系统和智能电子设备 (IED)的安全状态， 0017 -动态数据存储缓冲器，其中完整的系统数据被存储并且在从用户接收特定请求 时与连接模块的其他嵌入设备的其他用户共享， 0018 -非易失性存储设备，用于存储从各个IED和网络的其。
15、他嵌入设备接收的数据， 0019 -应用管理器，与所述web服务器、所述网络管理器和所述动态数据存储缓冲器 (space)连接， 0020 所述应用管理器控制所述模块的全部组件的性能并且监视分配给每个组件的任 务被适当地执行从而获得最终用户值，以及 0021 -IED设备管理器，其与IED交互作用并且监视和控制诸如电流、电压、功率、能量 和电网的安全状态的电气参数。 0022 所述网络设备可以是用于提供有线连接的网络开关(network switch)，或用于提 供无线连接的无线路由器。 0023 有利地，在本发明模块中，用户能够在行动中使用如个人数字助理(PDA)、膝上计 算机等的web使能。
16、设备)而无需任何在此实现的任何特定软件方法。换句话说，本发明模 块不要求任何客户端应用被安装在客户端的web使能设备中。因此，用户能够通过收集来 自分布的嵌入设备的数据来获得配电系统的任何部分的完整系统信息。用户从配电系统的 任何部分获得对系统的全局视图的访问。 0024 用于互联嵌入设备的以太网可以是有线网络或无线网络。 0025 根据本发明模块的优选实施例，web服务器在本发明模块中使用以用于与应用管 理器组件一起监视和控制配电系统。该web服务器能够是任何web服务器，例如，因特网 信息服务器，以及所述应用管理器使用叫做视窗通信基础( Communication Foundation)的。
17、现有技术实现其功能。 0026 优选地，本发明模块可由办公室或建筑物的外部网络经过网络设备访问。 0027 在本发明模块中，可以使用易失性/非易失性存储设备，如SDRAM、HDD、EEPROM等。 0028 本发明也涉及一种依靠模块监视和控制配电系统的方法，包括步骤： 0029 -在配电系统的配置中部署多个智能电子设备(IED)， 0030 -部署多个嵌入设备并且构成嵌入设备的网络，嵌入设备经过以太网彼此通信连 接，所述嵌入设备包括网络管理器、客户端、web服务器、动态存储缓冲器、非易失性存储设 备、应用管理器和IED设备管理器， 0031 -使得全部嵌入设备的网络配置信息对嵌入设备的每个的网。
18、络管理器可用， 0032 -通过所述嵌入设备的web服务器提供可由连接到所述配电系统的全部用户访问 的web页面， 0033 -使得用户能够依靠web使能设备访问由所述web服务器提供的web页面， 0034 -在经由网络设备接收连接请求时将用户与所述模块的任何嵌入设备链接； 说 明 书CN 102545383 A 3/5页 6 0035 -经过所述客户端从特定嵌入设备向连接到所述配电系统的全部其他嵌入设备发 送对信息的请求， 0036 -当从特定嵌入设备接收信息请求时，其他嵌入设备的IED设备管理器与各个IED 交互作用以监视和控制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数， 00。
19、37 -从各个IED向IED管理器发送电气数据， 0038 -无论何时期望，针对诸如触发之类的任何不希望动作，用户经过其被链接用于控 制所述配电系统的嵌入设备的IED设备管理器发出控制命令， 0039 -将从IED接收的信息数据存储在各个嵌入设备的非易失性存储设备中， 0040 -从其他嵌入设备的非易失性存储设备接收的数据被吸收和存储在动态数据存储 缓冲器中，以及 0041 -将关于配电系统的合并信息通过web服务器发送到配电系统的全部请求用户。 0042 根据本发明方法的优选实施例，通过每个嵌入设备的所述应用管理器监视和控制 所述模块的全部组件的性能。在发明方法中，可以使用用于提供有线连接的。
20、网络开关、或用 于提供无线连接的无线路由器。用于互联IED设备到嵌入设备的串行网络是有线网络。 0043 根据本发明方法的优选实施例，web服务器使用因特网信息服务器来实现其功能， 以及所述应用管理器使用叫做视窗通信基础的技术实现其功能。 0044 根据本发明方法的另一实施例，用于监视和控制配电系统的模块能够由办公室或 建筑物的外部网络经过网络设备访问。 0045 因此，根据该发明，用户能够按照分级分布方式监视、编辑/配置和控制电气设 备。由于在本发明不使用特定服务器，用户一直不从知晓配电系统的状态中断开。 0046 本发明也为用户提供用于连续或偶尔监视和控制的选项。有利地，本发明使得用 户能。
21、够从他的个人设备(如PDA、膝上计算机等)监视整个配电系统，而不用安装任何另外 的软件。本发明也使得用户能监视和控制附着配电系统的单个电气设备以及大量电气设 备。本发明也允许多个用户连接到不同嵌入设备或相同的嵌入设备并且使得调节不同用户 以从不同终端监视和控制该系统。 0047 本发明尤其对LV电气网络系统有用，该系统通常用于关键的建筑中，诸如医院， 数据中心等，但是不局限于此类建筑物。 附图说明 0048 为了更好地理解，现在将参考附图描述本发明的说明性实施例。但是，将理解在附 图中示范的实施例仅是说明性的并非限制本发明的范围，因为相当可能的，的确常常期望， 在附图中示出的特定实施例中引入多。
22、个变化。 0049 图1说明根据本发明的特定实施例的所发明的监视和控制模块的框图，示出单个 嵌入设备以及web使能设备和网络设备。 0050 图2示意说明根据特定实施例的所发明的用于监视和控制配电的模块的整个配 置。 0051 图3是说明根据本发明的优选实施例的用于监视和控制配电系统的方法的流程 图。 说 明 书CN 102545383 A 4/5页 7 具体实施方式 0052 在附图的图1、2和3中，已经示出所发明的用于监视和控制配电的模块(1)的特 定实施例。模块(1)包括：多个智能电子设备(IED)(2)，用于监视和控制所述配电系统的各 种参数；多个嵌入设备(3)；至少一个web使能设备。
23、(4)；和网络设备(5)，用于链接所述嵌 入设备(3)的一个与web使能设备(4)。嵌入设备(3)收容在所述配电系统的电气间(6) 并且经过以太网来彼此通信，如在附图的图2和3中所示。 0053 尽管多个IED(2)和多个嵌入设备(3)用于所发明的模块(1)，但是在图1，为了说 明的目的，模块(1)示出具有单个IED(2)和单个嵌入设备(3)。web使能设备(4)可以是 如图1所示的膝上型计算机，或是图2和3所示的PDA。网络设备(5)可以是网络开关或无 线路由器。 0054 参考附图的图1，每个嵌入设备(3)包括网络管理器(7)、客户端(8)、web服务器 (9)、动态数据存储缓冲器(10)。
24、、非易失性数据存储设备(11)、应用管理器(12)和IED设备 管理器(13)。网络管理器(7)提供有其他嵌入设备(3)的网络配置信息。所述网络管理 器以某种方式管理在系统中可用的其他嵌入设备(3)从而使得用户(14)能够传达和获取 必需的数据。客户端(8)发起并且提供对所述电网中可用的其他嵌入设备(3)的连接并且 负责从网络中可用的其他嵌入设备中收集数据，同时web服务器(9)提供由用户(14)访问 的web页面。web服务器(9)也负责接受用户对连接所述嵌入设备(3)的任何一个的请求 并且向用户(14)提供web接入以监视和控制电力系统和智能电子设备(IED)(2)的安全状 态。从IED(。
25、2)接收的信息数据存储在各个嵌入设备(3)的非易失性存储设备(11)中。动 态数据存储缓冲器(10)存储完整的系统数据并且在从用户(14)接收特定请求时与连接模 块的其他嵌入设备(3)(图1中没有示出)的其他用户(14)共享。从网络的其他嵌入设备 (3)的非易失性数据存储设备(11)接收的数据被吸收和存储在动态数据存储缓冲器(10) 中。应用管理器(12)与web服务器(9)、网络管理器(7)和动态数据存储缓冲器(10)连 接。应用管理器(12)控制所述模块的全部组件的性能并且监视分配给每个组件的任务被 适当地执行从而获得最终用户值。IED设备管理器(13)与IED(2)交互作用并且监视和控 。
26、制诸如电流、电压、功率、能量和电网的安全状态的电气参数。 0055 现在将在附图的图1、2和3的帮助下说明所发明的模块(1)的功能。在所发明的 模块(1)中，多个IED(2)被部署在配电系统的配置中从而构成网络。IED(2)经过串行网络 与嵌入设备彼此通信连接。全部嵌入设备的网络配置信息对嵌入设备(3)的每个的网络管 理器(7)(图2和3中没有示出)可用。web服务器(9)(仅在图1中示出)提供由连接所 述配电系统的全部用户(14)可访问的web页面。由此，任何用户(14)能够依靠web使能 设备(4)接入由web服务器(9)提供的web页面。用户(14)经由网络设备(5)发送连接 请求到we。
27、b服务器(9)并且web服务器(9)将用户链接到模块(1)的嵌入设备(3)的任何 一个，如图2和3的编号4的所述嵌入设备。然后客户端(8)(仅在图1中示出)从该特定 嵌入设备(3)(嵌入设备编号4)向连接到模块(1)的全部其他嵌入设备(图2和3的嵌入 设备编号1、2、3和5)发送对信息的请求。在从特定嵌入设备(嵌入设备编号4)接收信息 请求时，其他嵌入设备(图2和3中未示出)的IED设备管理器(图2和3中未示出)与 各个IED(图2和3中未示出)交互作用以监视和控制各电气参数，如电流、电压、功率、能 量和电网的安全状态。数据形式的电气信息从IED(2)发送到各个嵌入设备(3)。 说 明 书CN。
28、 102545383 A 5/5页 8 0056 如果用户(14)注意到诸如触发之类的任何不希望动作，则他会经过嵌入设备(其 被连接用于控制所述配电系统)的IED设备管理器(13)发出控制命令。 0057 从IED(2)接收的电气信息数据存储在如图1所示的各个嵌入设备(3)的动态数 据存储缓冲器中。从其他嵌入设备(3)(诸如图2和3的设备编号1、2、3和5)接收的数据 被吸收和存储在特定嵌入设备(图2和3的设备编号4)的动态数据存储缓冲器(10)中。 然后关于配电系统的合并信息通过web服务器(9)发送到配电系统的全部请求用户(14)。 0058 如附图的图2和3所示，根据本发明模块的特定实施例，由办公室或建筑物的外部 网络(15)通过网络设备(5)访问本发明的模块(1)。 0059 如已经提及的，前述描述是本发明的说明并且并非限制其范围，因为对本领域的 技术人员显然的是设计其他替换实施例而不脱离这里公开的更宽的范围。 说 明 书CN 102545383 A 1/3页 9 图1 说 明 书 附 图CN 102545383 A 2/3页 10 图2 说 明 书 附 图CN 102545383 A 10 3/3页 11 图3 说 明 书 附 图CN 102545383 A 11 。