BRPI1102911A2 - Sistema para controlar uma rede de distribuição de energia multi-alimentação - Google Patents

Abstract

SISTEMA PARA CONTROLAR UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA MULTI-ALIMENTAÇÃO Trata-se de um sistema para controlar uma rede de distribuição de energia multi-alimentação que inclui: um primeiro controlador configurado para operação de controle de um primeiro setor de rede, sendo que o primeiro controlador é configurado, em resposta a uma alteração de topologia no primeiro setor de rede, para ocasionar uma alteração em um local a partir do qual a energia é suprida a pelo menos um segmento de rede afetado, transmitir uma mensagem identificando pelo menos um segmento de rede afetado a partir do primeiro controlador para a rede sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores; e pelo menos um segundo controlador configurado para operação de controle de pelo menos um segundo setor de rede, sendo que o segundo controlador é configurado para receber a mensagem, informar a configuração de troca com relação a pelo menos um segmento afetado com o primeiro controlador, e atualizar automaticamente os segundos dados de configuração do segundo controlador com base na informação de configuração recebida a partir do primeiro controlador para refletir a alteração de topologia.

Description

“SISTEMA PARA CONTROLAR UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA MULTI-ALIMENTAÇÃO”

Antecedentes da Invenção

O assunto revelado neste documento refere-se a sistemas e 5 aplicações para controlar as redes de distribuição de energia com alimentações múltiplas a partir de uma ou mais subestações.

Redes de distribuição de energia elétrica (isto é, grades) consistem geralmente em segmentos múltiplos atados via comutadores e outros dispositivos de campo, e são alimentados, em geral, a partir de uma ou 10 mais fontes. Tais redes podem usar dispositivos ativos que podem detectar condições em circuitos de energia formados nas redes e podem distinguir entre os diversos segmentos (por exemplo, comutadores controlados, religadores, ■ etc.). " Muitos sistemas de controle para grades mais complexas tais como grades do tipo malha exigem sistemas de gerenciamento de distribuição 15 centrajizados (DMS)= oucontroladorescentráis”que controlam a operação de todas as subestações. Tais soluções centralizadas exigem recursos dedicados para implantação e manutenção, tais como equipamentos específicos e conjuntos de habilidades humanas.

Ãkíternativamente, sistemas de controle podem utilizar 20 controladores lógicos distribuídos integralmente para grades complexas, com todos tais controladores localizados diretamente nos pontos de seccionalização da grade de energia (“em campo”). Entretanto, tais sistemas de controle lógico distribuídos exigem geralmente o uso dos mesmos tipos de dispositivos de controle, frequentemente a partir do mesmo fornecedor, através de toda a 25 grade de energia de distribuição. Tais soluções “‘inteligentes’ ponto a porito” para os dispositivos de campo, que podem ser definidas como comunicações vizinho a vizinho exclusivamente dentre tais controladores em campo, geralmente não exigem controladores dedicados em subestações, mas dependem de alguma espécie de dispositivo idêntico "inteligente" que é implantado em todo o local de campo, e pouco frequentemente depende de protocolos de comunicações específicas e meios para dispositivos de campo. Além disso, a inclusão de novos dispositivos de controle e/ou dispositivos de 5 campo devido às alterações em topologia de rede pode exigir a reconfiguração de dispositivos de controle existentes.

Outros sistemas podem incluir um ou mais dispositivos de controle associados com as respectivas subestações. Tais dispositivos de controle geralmente precisam ser pré-configurados para o reconhecimento um 10 do outro para que os dados possam ser trocados entre os mesmos. Alterações em configurações de controlador previamente implantadas são exigidas todas as vezes em que um novo controlador é adicionado. Além disso, em instâncias tais como processos de restauração e isolamento de falha, as alterações que resultam em uma alteração em topologias de sistema de energia e direção de 15 -fluxo de energia podem fazer com que controladores afetados sejam impedidos de responderem a alterações de topologia adicionais.

Breve Descrição da Invenção De acordo com um aspecto da invenção, um sistema para controlar uma rede de distribuição de energia multi-alimentação, sendo que a rede inclui um primeiro setor de rede que inclui uma primeira pluralidade de dispositivos conectados a uma primeira fonte de energia e pelo menos um segundo setor de rede que inclui uma segunda pluralidade de dispositivos conectados* a uma segunda fonte de energia, inclui: um primeiro controlador configurado para operação de controle do primeiro setor de rede e inclui primeiros dados de configuração que representam uma primeira topologia de setor de rede, sendo que o primeiro controlador é configurado, em resposta a uma alteração de topologia no primeiro setor de rede, para ocasionar uma alteração em um local a partir do qual a energia é suprida a pelo menos um segmento de rede afetado, transmite uma mensagem que identifica pelo menos um segmento de rede afetado a partir do primeiro controlador à rede sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores; pelo menos um segundo controlador configurado para operação de controle de pelo menos um 5 segundo setor de rede e incluindo segundos dados de configuração que representam uma segunda topologia de setor de rede, sendo que o segundo controlador é configurado para receber a mensagem sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores, informação de configuração de troca com relação a pelo menos um segmento afetado com o primeiro controlador, e 10 atualizar automaticamente os segundos dados de configuração do segundo controlador com base na informação de configuração recebida a partir do primeiro controlador para refletir a alteração de topologia.

De acordo com outro aspecto da invenção, um método de controle de uma rede de distribuição de energia multi-alimentaçãoJ que inclui 15 uma pluralidade de dispositivos; sendo_qué~a rede inclui um primeiro setor de rede que inclui uma primeira pluralidade de dispositivos conectados a uma primeira fonte de energia e pelo menos um segundo setor de rede que inclui uma segunda pluralidade de dispositivos conectados a uma segunda fonte de energia, inclui: em resposta a uma alteração de topologia no primeiro setor de 20 rede controlado por um primeiro controlador incluindo primeiros dados de configuração representando uma primeira topologia de setor de rede, a alteração de topologia que ocasiona uma alteração em um local a partir do qual a energia é suprida a pelo menos um segmento de rede afetado, transmitindo uma mensagem que identifica pelo menos um segmento de rede afetado a 25 partir do primeiro controlador para a rede sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores; recepção da mensagem por meio de pelo menos um outro controlador configurado para controlar pelo menos um segundo setor de rede, sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores, sendo que pelo menos um outro controlador inclui segundos dados de configuração representando uma segunda topologia de setor de rede; troca da informação de configuração com relação a pelo menos um segmento afetado entre o primeiro controlador e pelo menos um outro controlador; e 5 automaticamente a atualização dos segundos dados de configuração de pelo menos um outro controlador com base na informação de configuração recebida a partir do primeiro controlador para refletir a alteração de topologia.

Essas e outras vantagens e funções se tornarão mais evidentes a partir da seguinte descrição obtida em conjunto com os desenhos.

Breve Descrição dos Desenhos

A seguinte descrição das figuras não se destina a ser, e não deve ser interpretada por ser, limitadora em nenhuma forma.

A Figura 1 é uma ilustração de uma rede de distribuição de energia elétrica em um estado de pré-falha e seus dispositivos associados.

A Figura 2é uma ilustração da rede de distribuição de energia

elétrica da Figura 1 após uma alteração de topologia de rede e seus dispositivos associados.

A Fiqura 3 é um diagrama de fluxo que ilustra uma realização de um método de controle de uma rede de distribuição de energia multi- alimentação.

Descrição Detalhada da Invenção

Diversas realizações de sistemas e métodos para descrever e controlar redes de distribuição de energia são descritas neste documento. Os sistemas incluem controladores lógicos, sendo que cada um supervisiona uma 25 pluralidade de dispositivos e tem a capacidade de troca de dados entre controladores, e topologias de rede de energia de alimentação múltipla. Os sistemas e métodos desempenham diversas funções, incluindo identificação ou autodescoberta automática de controladores e descoberta automática de alterações de configuração de rede. Tal identificação permite que os controladores continuem a operar após uma ou mais alterações de topologia que se desviam de uma disposição de topologia inicial. Em uma realização, cada um dos controladores é associado com um respectivo setor de rede que 5 tem uma topologia incluindo um ou mais nós ou segmentos conectados de maneira operável a pelo menos uma fonte de energia. Em uma realização, pelo menos um controlador é configurado para estabelecer comunicação automática ad hoc com um ou mais de outros controladores em resposta a uma alteração em pelo menos uma topologia de setor de rede do controlador para 10 que pelo menos um controlador e outros controladores afetados possam aprender oü atualizar suas respectivas configurações automaticamente para refletir atualizações em suas respectivas topologias de setor. Tais atualizações Tias fèspéctivás configurações, em uma realização, resultam em configurações que seriam a mesma como se um operador humano configurasse 15 manualmente os. controladores para refletir a topologia alterada. Os controladores podem residir em, controlar e/ou diferentemente ser associados com uma ou mais subestações de distribuição de energia.

Em uma realização, os controladores são configurados para, — -monifôrár^periõclica ou continuamente seus respectivos setores por meio da observação de configuração e status de equipamentos de campo, para detectar alterações em suas respectivas topologias. Em uma realização, os controladores são configurados para monitorar suas respectivas topologias após uma alteração de topologia para detectar alterações adicionais e/ou restaurar seus respectivos setores para uma topologia anterior. No caso de restauração de um setor de rede a uma topologia anterior ou inicial, o respectivo controlador pode ser configurado para restaurar sua configuração para refletir topologias anteriores ou iniciais.

Os sistemas e métodos descritos neste documento permitem autodescoberta automática de controladores dentro de uma rede, bem como alterações de configuração automática de controlador em resposta a alterações de topologia de rede de energia. Os sistemas e métodos permitem adicionalmente funções de automação nos controladores para continuar a 5 operar após uma ou múltiplas alterações de topologia a partir de uma disposição configurada inicial. Os sistemas e métodos também podem permitir que os controladores restaurem automaticamente suas respectivas configurações para configurações anteriores na medida em que a topologia de rede é restaurada para uma topologia anterior ou na medida em que um 10 operador exige.

Diversas realizações de um aplicativo de controle, tais como programas de computador, são descritas Dodendo^ser proporcionadas como módulos em aplicações de controle de rede existentes. As realizações do aplicativo de controle também podem residir em módulos localizados dentro de 15 tServrdoreSHe sistemas" de gerenciamento e controle de rede de distribuição. Quando equipado com o aplicativo de controle, e quaisquer interfaces e protocolos de comunicação adequados para interação com dispositivos de campo, o aplicativo de controle pode proporcionar automação de distrib_uição__ completa (DA) sem a necessidade por controladores mestre dedicados, e 20 permitir alterações na topologia de rede e/ou expansão do controle de rede de distribuição sem a necessidade por alterações extensivas e potencialmente intensas de mão-de-obra para software ou configurações de controlador.

Inicialmente em relação à Figura 1, uma rede de distribuição de energia exemplificadora é indicada geralmente em 100. A rede de distribuição 25 de energia 100 inclui uma pluralidade de subestações 10, 20 e 30, cada uma das quais é associada com um ou mais alimentadores, mostrados como 11, 12, 13, 21, 22 e 31. Um exemplo de uma subestação inclui uma subestação de distribuição configurada para transferir energia a partir de um ou mais sistemas de transmissão (por exemplo, uma rede ou linha de transmissão de alta voltagem) para um ou mais setores da rede 100. Cada subestação 10, 20 e 30 inclui um(a) ou mais alimentadores ou fontes de energia 11, 12, 13, 21, 22 e 31. Cada subestação 10, 20, 30 também pode incluir um ou mais disjuntores, 5 isto é, disjuntores de subestação (ou simplesmente “disjuntores”), 301, 311, 316, 327, 328 e 340, cada um dos quais é conectado a um dos alimentadores

11, 12, 13, 21, 22 e 31. Para o benefício desse texto, os disjuntores de subestação também podem ser descritos como “raízes”. Conforme usado neste documento, o termo “alimentador” se refere a uma linha de distribuição 10 de energia ou outro condutor que proporciona energia a uma ou mais porções da rede 100. Na presente realização exemplificadora mostrada na Figura 1, a subestação 10 é associada com alimentadores 11, 12 e 13, sendo que cada um das quais é conectado a disjuntores 301, 316 e 328 respectivamente. A subestação 20 é associada com alimentadores 21 e 22, cada uma das quais é 15 - associada a disjuntores 311 "e 327 respectivamente. Ã subestação 30 é associada com o alimentador 31, que é conectado ao disjuntor 340. Embora somente três subestações sejam descritas nesse exemplo, a rede 100 pode incluir qualquer quantidade de subestações, cada uma das quais pode incluir qualquer quantidade de alimentadores.

Em uma realização, a rede de distribuição de energia 100 é parte

de uma rede de distribuição e transmissão hierárquica. Uma rede de transmissão fica localizada em uma hierarquia de nível alto e fornécé energia à rede de distribuição 100. As subestações 10, 20, 30 ficam localizadas em uma hierarquia de nível médio e são conectadas a uma pluralidade de dispositivos 25 de campo localizados em uma hierarquia de nível baixo da rede de distribuição e transmissão. Em uma realização, os controladores ficam localizados em um nível de hierarquia que é pelo menos o nível das subestações, isto é, a hierarquia de nível médio, que é mais alta do que os níveis inferiores de hierarquia incluindo locais “em campo”.

A rede 100 inclui uma pluralidade de nós 301 a 340 localizados, por exemplo, em uma hierarquia de nível baixo, cada um dos quais afeta a topologia de rede 100 e conecta porções de um ou mais alimentadores. O 5 termo “nó" se refere a qualquer ponto endereçável na rede 100. Os nós 301 a 340 podem incluir qualquer tipo de dispositivo de campo tal como um circuito divisor, um sensor ou outro ponto de medição, e um comutador controlável tal como um disjuntor ou religador. Em uma realização, os nós incluem dispositivos de campo “não inteligentes”, tais como dispositivos que não 10 incluem controladores locais. Os dispositivos de campo podem ser dispositivos instalados em campo, por exemplo. Os comutadores controláveis podem ser abertos ou fechados normalmente. Os nós 301 a ,340 podem ^ser caracterizados como ativos ou passivos. “Nós ativos” se referem a quaisquer nós que podem ser controlados para afetar uma alteração de topologia. Nós 15 ativos incluem religadores, disjuntores e comutadores controláveis (incluindo, por exemplo, comutadores controláveis remotos) que não necessitam ter nenhuma função de automação relacionada a seccionalização e restauração. Nós ativos podem ter a capacidade de controle de fase individual ou três fases. “Nós passivos” se referem a nós incluindo divisores de rede ou quaisquer itens 20 não controláveis, e não ocasionam uma alteração de topologia. Nós passivos podem ser levados em conta por causa da consideração de capacidades de carga devido às possibilidades de re-roteamento dentro do setor de rede. Os nós também podem definir diversas ramificações, em que o circuito formado se divide em circuitos adicionais múltiplos. Uma ramificação pode ocorrer como 25 uma ramificação de fase múltipla ou única. O nó onde a divisão ocorre, localizado em direção ao disjuntor de subestação associado, pode ser descrito como uma “raiz de ramificação”.

A rede 100 define uma “disposição” ou “topologia” associada, que se refere à distribuição das conexões da rede, incluindo distribuições geográficas e estáticas, bem como a quantidade, o tipo e a distribuição de nós na rede 100. A rede 100 também pode ser dividida em um ou mais “segmentos”, que se referem a nós únicos, grupos de nós conectados e/ou 5 porções do alimentador localizadas entre nós de rede passiva ou ativa significativos. Dependendo da disposição, os segmentos podem ter a capacidade de aceitar energia a partir de alimentadores múltiplos através de subestações múltiplas. Cada segmento pode ter uma “capacidade de carga” configurada associada, que representa a carga máxima que pode ser 10 manuseada por meio do segmento.

Referindo-se novamente à Figura 1, na presente realização exemplificadora, os nós 301 a 340 incluem nós de^ rede_passiva, comutadores normalmente fechados, comutadores normalmente abertos, e sensores. Não existe nenhum limite pré-configurado para a quantidade de nós. Os nós 302, 15 303, 3077 309, 317, 319, 321, 325, 326, 329, 333, 334 e 338 são comutadores normalmente fechados, que podem ser abertos, por exemplo, para isolar um segmento com falha. Os nós 305, 312, 313, 323, 335 e 337 são comutadores normalmente abertos, que atuam para impedir a transmissão de energia cruzãda e definem os setores da rede 100. Os nós 304, 306, 308, 310, 315, 20 318, 320, 322, 324, 330, 332, 336 e 339 são nós de rede passiva, e os nós 314 e 331 são sensores. A disposição da rede 100, e a configuração particular dos tipos e das quantidades de nós mostrados na presente realização são simplesmente exemplificadoras. O sistema e os métodos descritos neste documento são aplicáveis a qualquer rede de distribuição de energia tendo 25 qualquer topologia desejada, e qualquer quantidade, tipo e configuração de nós.

A rede 100 também inclui uma pluralidade de setores, cada um das quais pode ser alimentado por meio de um alimentador individual, e cada um dos quais tem uma topologia ou disposição associada. O termo “setor” se refere a uma sub-rede de distribuição associada com uma quantidade finita de nós ativos, tais como disjuntores, comutadores e religadores. Os setores também podem ser denominados “áreas de energia”. A topologia de um setor 5 se refere às quantidades, aos tipos e às posições relativas de nós conectados a ou em comunicação com um controlador e/ou a fonte de alimentação do controlador. Cada setor pode ser associado com um alimentador individual ou com alimentadores múltiplos. Em uma realização, cada setor inclui todos os segmentos entre um disjuntor único em uma subestação conectada a um 10 alimentador único e todos os comutadores abertos normalmente. A “borda” de um setor se refere aos disjuntores em uma subestação e os comutadores abertos normalmente. No presente exemplo mostrado na Figura 1, a rede 100 inclui seis setores 211, 212, 213, 221, 222 e 230, cada um associado com um alimentador individual e ligado por meio de um disjuntor de subestação e pelo 15 menos um comutador aberto normalmente. Os nós, tais como os comutadores abertos normalmente, que definem a borda de um setor e conectam setores adjacentes podem ser denominados “nós de borda”.

No presente exemplo mostrado na Figura 1, todos os segmentos são trifásicos, isto é, não existe nenhum circuito de fase única. Entretanto, o aplicativo de controle e o método descrito neste documento têm a capacidade de processamento de fase única, e, portanto, podem ser aplicados a redes não trifásicas tais como redes de fase única.

A posição de diversos(as) nós, subestações, ou outros componentes na rede 100 é descrita uns em relação aos outros, e os mesmos 25 podem ser descritos em relação a sua posição em um caminho de rede em relação aos outros(as) nós, disjuntores, alimentadores ou subestações. Por exemplo, um primeiro nó descrito como estando “antes” ou sendo “anterior” a um segundo nó, “precedendo” o segundo nó ou “à montante” do segundo nó, indica que o primeiro nó fica localizado antes do segundo nó quando analisando o caminho de circuito a partir do disjuntor em direção a uma borda do setor, isto é, fica localizado entre o disjuntor ou a subestação e o segundo nó. Da mesma forma, um primeiro nó descrito como sendo “o próximo nó”, 5 “após” ou “seguindo” um segundo nó, ou “à jusante” do segundo nó, indica que o primeiro nó segue o segundo nó quando analisando o caminho de circuito a partir do disjuntor em direção a uma borda do setor, isto é, fica localizado entre o segundo nó e um nó de borda de setor.

Cada subestação 10, 20 e 30 inclui um respectivo controlador 101, 102 e 103, localizado em, por exemplo, uma hierarquia de nível médio, para controlar diversos nós de rede. Conforme mostrado na Figura 1, o controlador 101 é incluído na subestação 10, o controlador 102 éjncluído na* subestação 20, e o controlador 103 é incluído na subestação 30. Em uma realização, cada controlador 101, 102 e 103 é um controlador de Automação de ^ Distribuição -(DA). Na presente realização, cada subestação inclui um controlador. Entretanto, uma subestação pode incluir mais do que um controlador se desejado. Cada controlador 101, 102 e 103 também pode servir como uma unidade terminal remota (RTU) de Supervisório para Controle _e _ Aquisição de Dados (SCADA) conforme necessário. Cada controlador 101, 102 e 103 se comunica em uma relação pré-configurada e, em uma realização, não dinamicamente intercambiável, cliente-servidor (mestre-escravo) com os nós ativos e sensores localizados nos segmentos de energia energizados a partir de uma respectiva subestação. Cada controlador 101, 102 e 103 tem a capacidade de descobrir automaticamente os outros controladores, sem definições pré-configuradas, e estabelecendo trocas ad hoc de dados. Em uma realização, a comunicação entre os controladores e os nós é executada por meio de serviços baseados em IP.

Cada controlador 101, 102 e 103 controla pelo menos um setor conectado a um alimentador ou outra fonte de energia. Em uma realização, um setor é definido por meio de seu respectivo alimentador e/ou disjuntor e pode ser definido adicionalmente por meio de um ou mais respectivos comutadores abertos. No exemplo mostrado na Figura 1, a rede 100 é dividida em setores 211, 212, 213, 221, 222 e 230. O setor 211 tem bordas definidas por meio do disjuntor 301 e dos comutadores abertos normalmente 305 e 312, o setor 212 tem bordas definidas por meio do disjuntor 316 e dos comutadores abertos normalmente 312, 323 e 337, e o setor 213 tem bordas definidas por meio do disjuntor 328 e do comutador aberto normalmente 335. Os setores 211, 212 e 213 são controlados por meio do controlador 101. O setor 221 tem bordas definidas por meio do disjuntor 311 e dos comutadores abertos normalmente 305 e 313, e o setor 222 tem bordas definidas por meio do disjuntor 327 e dos comutadores abertos normalmente 313 e 323. Os setores 221 e 222 são controlados por meio do controlador 102. O sétor 230 tem bordas definidas por meio do disjuntor 340 e dos comutadores abertos normalmente 335 e 337, e é controlado por meio do controlador 103. Em uma realização, todos os nós ativos em cada setor são pré-configurados para transmitir dados a, e receber comandos de, somente o respectivo controlador do setor, e a reconfiguração dinâmica de tais sessões de comunicação pode não ser possível (por exemplo: devido à reorientação de caminhos de rádio).

Em uma realização, se uma determinada subestação não incluir um controlador, os controladores em outras subestações podem ser configurados para formar uma interface com os setores normalmente cobertos por meio da determinada subestação, construindo, portanto, controladores 25 “lógicos”. Essa configuração pode resultar em uma instância completamente separada do aplicativo de controle. Múltiplos setores associados com a mesma subestação podem ser controlados por meio do mesmo controlador físico, embora a partir da perspectiva do aplicativo de controle, o controlador físico possa aparecer como controladores lógicos diferentes.

Os comutadores abertos normalmente podem enviar dados para e aceitar comandos a partir de controladores em cada lado do comutador aberto normalmente (no caso de alimentadores múltiplos na mesma subestação, 5 esses podem incluir controladores “lógicos”). Se isso não for possível devido às limitações de caminhos de rádio ou protocolo de comunicação no dispositivo de comutador aberto normalmente, então, um controlador designado pode estar exclusivamente responsável por aquele nó ativo, marcando o mesmo na configuração de aplicativo de controle.

Os controladores e as aplicações de controle associadas e os

métodos são descritos adicionalmente neste documento. Como um exemplo, as características do controlador serão descritas em. conjunto com o controlador 101. Entretanto, as características também são aplicáveis aos controladores 102 e 103, bem como quaisquer outros controladores aplicados a - quaisquer outros(as)‘rêdes"e/Õu subestações.

O controlador 101 recebe dados a partir de, e transmite dados e/ou comandos para os nós ativos nos setores 211, 212 e 213.

O controlador 101 pode estabeleceLsessões^da comunicação-ad- hoc com os outros controladores, por exemplo, controladores 102 e 103 - usando um mecanismo de descoberta automatizado. Em uma realização, não existe nenhuma pré-configuração exigida para trocas de dados entre controladores.

Um aplicativo de controle é proporcionado, podendo residir em um ou mais controladores e pode ser executado por meio de um ou mais 25 controladores para iniciar um processo para controlar a topologia da rede 100. O aplicativo de controle pode residir em um ou mais controladores, e é executado para desempenhar um ou mais dos métodos descritos neste documento, incluindo afetar a comunicação entre controladores, enviar a informação de topologia e configurar os controladores para refletir topologias alteradas e/ou configuradas.

Em uma realização, cada setor é reconhecido por meio do aplicativo de controle como uma instância de controlador. Além disso, 5 naquelas subestações que têm alimentadores múltiplos, e, portanto, setores múltiplos, o aplicativo de controle pode representar o controlador naquela subestação como instâncias múltiplas de controlador “lógico”. Os dados são então trocados entre instâncias de controlador conforme necessário. Conforme usado neste documento, “instância de controlador” inclui um controlador lógico 10 ou físico reconhecido pelo aplicativo de controle. Múltiplos controladores (ou instâncias de controlador) podem se comunicar uns com os outros usando dados de troca e sessões descobertas automaticamente ad hoc sobre o status de seu próprio setor de rede.

No exemplo mostrado na Figura 1, o controlador 101 pode ser representado conforme as instâncias de controlador 111, 112 e 113, que controlam os setores 211, 212 e 213, respectivamente. O controlador 102 pode ser representado conforme as instâncias de controlador 121 e 122, que controlam os setores 221e 222, respectivamente. O_controlador 103 pode ser representado conforme a instância de controlador 131, que controla o setor 31. Consequentemente, os “controladores”, tais como os controladores 101, 102, 103, conforme descrito neste documento, também podem incluir, em algumas realizações, qualquer quantidade de instâncias de controlador, tais como as instâncias de controlador 111, 112, 113, 121, 122, 131. Onde a alta disponibilidade for necessária, controladores aplicáveis podem ser implantados em configurações redundantes.

Em uma realização, o aplicativo de controle gera e/ou inclui dados de configuração que descrevem a topologia ou disposição dé rede. Em uma realização, os dados de configuração descrevem a configuração da rede como nós e segmentos individuais simples. Conforme denominado neste documento, uma configuração de controlador pode se referir aos dados de configuração associados com o controlador que descrevem uma topologia, pré- configurada ou diferentemente, do setor. A configuração do controlador pode 5 incluir dados que identificam nós e/ou segmentos, descrevendo as posições relativas de nós e/ou segmentos dentro do setor e/ou descrevendo o status dos nós e/ou segmentos dentro do respectivo setor. Esses dados de configuração podem ser convertidos por meio do aplicativo de controle (ou uma ferramenta de configuração no mesmo) em matrizes multi-dimensionais, dinamicamente de 10 tamanho que armazenam a informação de configuração:· Em uma realização, o aplicativo de controle descreve a topologia ou a disposição de rede armazenando dados de_configuração como. elementos ^de-matriz -que correspondem a cada nó e segmento na rede. O mesmo pode ser desempenhado seqüencialmente para cada setor na rede. Cada nó e setor é 15 descrito, portanto, na matriz como dados de matriz configurados, e diversas características ou propriedades de cada nó e setor são descritas no elemento de matriz associada.

O aplicativo de controle também pode_gravar dados em tempo real a partir de dispositivos de campo (por exemplo, nós ativos) e construir 20 conjuntos de matrizes como espaços reservados. Esses dados podem ser denominados “dados de matriz de tempo de funcionamento”. Por meio da análise dos dados de matriz de tempo de funcionamento em relação aos dados de matriz configurados, o aplicativo de controle pode determinar métodos de roteamento apropriados para energia para os segmentos da grelha (fase 25 múltipla ou única). Quando os limites de grelha são atingidos, isto é, o aplicativo de controle descreveu a configuração e os dados de tempo de funcionamento para todos os nós associados com o respectivo setor, o aplicativo de controle informará aplicações adjacentes *em funcionamento em outros controladores, para que toda a grelha de rede seja descrita na matriz em uma forma expansível.

Em uma realização, uma matriz de dados de configuração em uma instância de controlador inclui elementos de dados que descrevem um 5 setor de rede associado com a instância de controlador e o respectivo alimentador, e cada nó em uma ordem que começa no disjuntor (“raiz”) e termina nos nós de borda do setor, até que todos os comutadores abertos normalmente sejam atingidos para aquele alimentador (todas as “bordas”).

Com o uso da abordagem acima, qualquer tipo de topologia ou disposição de rede e/ou setor pode ser descrito com exatidão em termos muito simples. Além disso, a disposição de cada setor pode ser descrita em código . idêntico dentre todas as instâncias de controlador.

Em uma realização, o aplicativo de controle pode usar os dados de matriz configurados para construir matrizes de dados como parte da 15 configuração do controlador (isto é, dados de configuração) descrevendo as características de cada componente de rede. Tais matrizes permitem uma quantidade ilimitada de vínculos de interconexão, segmentos, alimentadores ou subestações. A descrição^da configuração de uma rede pode ser-alcançada por meio de descrição simples das topologias de setor de rede associadas com 20 cada instância de controlador. Cada instância de controlador não necessita conhecer a configuração dos outros setores.

Em uma realização, os comutadores abertos normalmente (isto é, nós de borda) são configurados com o mesmo nome em instâncias adjacentes de controlador, para que quando chamadas pelo nome, cada instância de 25 controlador possa endereçar cada comutador aberto normalmente de forma correta. Essa convenção de nomeação comum permite que cada controlador identifique facilmente e com exatidão os comutadores abertos normalmente mencionados nas solicitações dentre os controladores. Em uma realização, cada um dos controladores inclui uma respectiva matriz de dados. Uma matriz de dados do controlador ou outra descrição armazenada da topologia desse respectivo setor pode ser denominada como parte de uma “configuração de controlador”. A “informação 5 de configuração” se refere a dados armazenados com o controlador, e pode incluir toda a ou parte da matriz de dados do controlador. A informação de configuração inclui dados que descrevem a topologia detectada e/ou armazenada de um respectivo setor do controlador. Em uma realização, a informação de configuração é armazenada com o controlador na forma de uma 10 matriz de dados, que inclui um único identificador de cada nó no setor controlado por meio do controlador.

Alterações dinâmicas, nas topologias (configurações) dos setores que pertencem a uma instância de controlador exigirão a atualização das configurações em outras instâncias de controlador, para que as funções de automação continuem a operar como configuradas para a topologia de setor inicial.

Em uma realização, os controladores estabelecerão comunicações ad hoc uns com os outros, com base em métodos de - autodescoberta, para compartilhar parte de elementos de matriz da informação 20 de configuração, tal como a topologia de pelo menos uma porção de seus respectivos setores e/ou dados de configuração relacionados a um ou mais nós dentro do setor do controlador.

Em uma realização, um controlador acionador é uma instância de controlador quer foi afetada por meio de uma alteração na topologia de rede de 25 energia. Alterações em topologia de rede incluem qualquer condição que fez com que a energia fluísse para um segmento ou nó a partir de um alimentador associado com um setor de rede não associado previamente com Oi segmento ou nó. Nessa instância, esse segmento ou nó afetado está recebendo energia a partir de um alimentador associado com um novo setor de rede, e, portanto, o segmento ou nó afetado é associado agora com um novo setor de rede. Exemplos de tais alterações, denominados “acionadores”, incluem a adição de novos controladores de rede, nós ou segmentos, uma alteração comandada de 5 estado, uma alteração em status de quaisquer nós resultantes em novos vínculos abertos normalmente, e processos de seccionalização e reconfiguração resultantes de uma falha de rede.

Em uma realização, um controlador acionador emite dinamicamente uma mensagem de difusão para todos os outros controladores, 10 para informá-los de uma alteração na respectiva topologia do controlador acionador. A difusão não é limitada à forma de uma difusão conforme compreendido nas redes de protocolo de internet.- A mensagem de difusão permite aviso de autodescoberta de uma resposta ad hoc a partir de outros controladores sem exigir conhecimento mútuo prévio.

Em uma realização, a mensagem de difusão inclui uma

identificação de um ou mais segmentos ou nós afetados do setor de rede de acionador, que incluem um ou mais nós cuja conexão com a fonte de energia foi perdida ou diferentemente reduzida. O setor afetado também pode incluir novos vínculos abertos normalmente tais como vínculos que foram 20 normalmente fechados na topologia anterior, mas cujo estado foi alterado para se abrir normalmente na topologia atual. Tais segmentos afetados podem ser desconectados de todas as fontes de energia como resultado da alteração de topologia, ou podem ser conectados com um novo setor / fonte de energia devido à alteração de topologia.

A identificação dos segmentos afetados pode incluir um único

identificador de cada segmento afetado, por exemplo, um identificador associado com uma matriz de dados de configuração, tal como a matriz descrita acima. O identificador pode identificar exclusivamente nós cuja fonte de alimentação foi perdida ou alterada e/ou nós cujo status foi alterado para aquele de um vínculo aberto normalmente como resultado da alteração de topologia.

Em uma realização, a mensagem de difusão inclui uma cópia de 5 pelo menos uma porção da matriz de dados armazenados da instância de controlador acionador contendo somente elementos de matriz alterados, que descreve um ou mais nós ou segmentos afetados no setor do controlador. Em uma realização, a mensagem de difusão inclui uma indicação de uma alteração no setor do controlador acionador e/ou dados (tais como um único identificador) 10 descrevendo um ou mais nós que foram afetados pela alteração de setor.

Todos os outros controladores (e suas instâncias) na rede irão aceitar a mensagem de difusão a partir de instância de controlador acionador, e determinar se o segmento afetado identificado (na forma, por exemplo, do elemento de matriz alterado mencionado pelo identificador exclusivo) está sob 15 seu controle e conectado a sua fonte de energia associada. Em uma realização, em resposta à mensagem de difusão, e se um segmento afetado identificado estiver sob o controle de ou diferentemente associado com outra instância de controlador (denominada neste documento de um “controlador afetado”), o controlador afetado e o controlador acionador estabelecerão um 20 unicast ad hoc ou outra sessão de comunicação ponto a ponto entre os mesmos com base nos parâmetros de fonte de mensagem de difusão (endereço). A informação de configuração pode ser trocada, então, entre o controlador acionador e um ou mais controladores afetados via sessões de comunicação ad hoc. Por exemplo, o controlador acionador envia dados de 25 configuração (elementos de matriz) em relação aos segmentos afetados para o(s) controlador(es) afetado(s).

Em uma realização, a sessão de comunicação é estabelecida por meio de cada controlador sem nenhum conhecimento de outros controladores no sistema antes da alteração de topologia. Múltiplas sessões de comunicação podem ser estabelecidas para permitir a comunicação entre o controlador acionador e os múltiplos controladores afetados.

Cada controlador pode usar a informação de configuração de acionador para confirmar e/ou identificar os nós localizados dentro do respectivo setor do controlador como resultado da alteração de topologia. Por exemplo, um controlador pode identificar segmentos de rede e nós que estão sob seu próprio controle ou conectados ao seu respectivo alimentador, mas não configurados previamente em sua própria matriz de dados ou outros dados de configuração. Da mesma forma, o controlador acionador pode identificar segmentos de rede e nós que não estão mais sob seu controle, mas foram configurados previamente em sua própria matriz de dados. Os controladores podem atualizar, portanto, seus próprios dados de configuração para refletir a topologia atual ou as topologias de seus respectivos setores-automaticamente -15 com 5base nos dados de configuração enviados a partir de um ou mais controladores acionadores.

A informação de configuração usada para atualizar a outra configuração do controlador afetado pode ser dados de configuração enviados na mensagem de difusão e/ou a sessão de comunicação ad hoc estabelecida 20 na forma de elementos de matriz. Por exemplo, a informação de identificação na forma de um único identificador é enviada com a mensagem de difusão para permitir que outros controladores determinem se algum dos segmentos afetados está dentro de seu setor, e os dados de configuração de controlador acionador adicionais são enviados via unicast ad hoc ou outra sessão de 25 comunicação para permitir que o controlador afetado utilize seus dados de configuração (elementos de matriz). Exemplos de dados de configuração adicionais incluem tipo de nó, posição relativa em relação a outros nós e segmentos e outra informação encontrada no controlador de dados de configuração do acionador.

Em um exemplo, em resposta a uma alteração na topologia da rede, um controlador afetado ou acionador envia uma mensagem de difusão incluindo uma identificação de segmentos afetados para outros controladores 5 na rede. Por exemplo, um controlador recentemente adicionado é implantado em uma subestação e configurado para controlar um segmento da rede e configurado para controlar um “setor recentemente adicionado”. O setor recentemente adicionado pode incluir novos segmentos de rede e/ou segmentos de rede previamente sob o controle de um ou mais de outros 10 controladores. O controlador recentemente adicionado pode enviar uma mensagem de difusão incluindo sua informação de configuração, tal como os e.ndereços-de seus vínculos abertos normalmente. Os outros controladores pré-presentes recebem a mensagem e comparam suas respectivas configurações à configuração recentemente adicionada para determinar se a 15 configuração de seus respectivos setores tiver alterado. Dessa maneira, todos os seus controladores (e suas instâncias) podem se configurar automaticamente sem a necessidade por nenhum procedimento de pré- configuração ou intervenção do usuário.

Não existe nenhum controlador mestre nos sistemas e métodos descritos neste documento. No caso de falhas simultâneas ou outras condições que afetam múltiplos setores, podem existir múltiplos controladores atuando como “controladores acionadores”.

A troca de informação entre controladores ocorre ad hoc (“on the fly”) e sem conhecimento prévio um do outro. Os controladores precisam ter somente conhecimento inicial de seus próprios setores e não necessitam ter conhecimento global, isto é, conhecimento de outros setores de rede.

A Figura 2 ilustra uma instância em que uma topologia de rede de energia é alterada. O exemplo mostrado na Figura 2 ilustra uma alteração em topologia de rede devido a uma detecção de falha e operação de restauração. Entretanto, a alteração de topologia pode resultar de qualquer quantidade de razões, tais como uma alteração controlada por operador, ou uma adição ou subtração de um ou mais dispositivos de rede, controladores ou setores.

No caso de uma falha em um determinado segmento, o

controlador acionador é pelo menos uma instância de controlador que controla pelo menos uma porção do setor com falha, isto é, o setor que inclui o segmento com falha. O controlador acionador pode isolar a falha, então procurar por possibilidades de restauração da energia a partir da mesma 10 subestação, ou a partir de outras subestações, averiguando as restrições de capacidade de circuito e disponibilidade de energia das instâncias de controlador restantes, via difusão e combinação ad hoc de sessões de comunicação autodescobertas. Os outros controladores se tornaram uma parte ativa do processo de aplicativo de controle após receber solicitações do 15 controlador acionador.

Em relação à Figura 2, se uma falha ocorrer no setor 211, por exemplo, entre nós 318 e 321, a topologia de rede de energia resultante pode ser a topologia mostrada na Figura 2, em que os vínculos 317, 319 e 321 são abertos (para isolar a falha), o vínculo 337 é fechado e o vínculo 323 20 remanesce aberto para proporcionar energia à parte previamente de segmentos de borda do setor 212, mas agora parte de um setor estendido 230’. O vínculo 312 é fechado para proporcionar energia a um setor estendido 211’.

A Figura 3 ilustra um método 400 de controle de uma rede de distribuição de energia multi-alimentação configurando e/ou reconfigurando 25 instâncias de controlador em uma rede de energia. O método 400 inclui um ou mais estágios 401 a 407. Embora o método 400 seja descrito em conjunto com o sistema 100, o método 400 pode ser usado com qualquer sistema tendo a capacidade de comunicação entre setores de rede conforme descrito neste documento. Em uma realização, o método 400 inclui a execução de todos os estágios 401 a 407 na ordem descrita. Entretanto, determinados estágios podem ser omitidos, os estágios podem ser adicionados, ou a ordem dos estágios pode ser alterada.

No primeiro estágio 401, um primeiro controlador detecta uma

alteração na topologia de um respectivo primeiro setor de rede. Nesse exemplo, o primeiro controlador é uma instância de controlador acionador 112 que detecta e isola uma falha entre os nós 317, 319 e 321, mostrada na Figura

2. A nova topologia de rede que resulta da falha é mostrada na Figura 2. O 10 controlador acionador pode se referir a qualquer controlador que tenha uma alteração de topologia (por exemplo, uma alteração no vínculo aberto normalmente), e não é limitado àquela descrita neste documento. Além disso, a alteração em topologia pode ocorrer devido a qualquer razão, que não é limitada a uma falha.

Nesse exemplo, como resultado da alteração de topologia, o

controlador acionador 112 é associado agora com um setor de rede afetado ou modificado 212’. Os nós afetados nesse exemplo são os nós 317 a 323 e 337. O controlador 112, como resultado da alteração de topologia, é limitado por meio do nó 317, que é agora um vínculo aberto normalmente, e não mais 20 controla os nós 318 a 323 e 337. Outras instâncias dé controlador precisam cobrir os nós restantes delimitados por 319, 320, 312, e 321, 322, 323, 337.

No segundo estágio 402, a instância de controlador acionador 112 envia uma mensagem de difusão às outras instâncias de controladores indicando que o setor de rede 212’ alterou, especificando os identificadores 25 exclusivos dos vínculos abertos normais configurados previamente, estando agora fora de alcance. Em uma realização, o controlador acionador 112 envia uma mensagem de difusão incluindo os identificadores exclusivos dos vínculos abertos normais 312, 337 e 323. A mensagem de difusão pode incluir diversos tipos de dados de configuração, tais como elementos de mafriz de dados com endereços, números, e definições.

Cada instância de controlador 111, 113, 121, 122 e 131 recebe a mensagem de difusão e compara os dados de configuração de identificador 5 exclusivos dos vínculos abertos normais recebidos a seus respectivos identificadores de vínculo aberto normal de setor (bordas) para determinar se seu próprio respectivo setor inclui um ou mais dos nós de vínculo aberto normal comunicado, e a instância de controlador necessita se tornar uma instância de controlador “afetada”. No presente exemplo, a instância de controlador 111 10 detecta que o nó 312 é agora fechado e ligado aos dispositivos! localizados após o nó 312, e a instância de controlador 111 se torna uma instância de controlador afetada. A instância de-controlador 131 detecta que o nó 337 é agora fechado e ligado aos dispositivos localizados após o nó 337, e a instância 131 se torna uma instância de controlador afetada. A topologia de 15 setor 211 nesse exemplo alterou e é denominada de setor afetado 211’, com uma cobertura aumentada. A topologia de setor 230 nesse exemplo alterou e é denominada como setor afetado 230’, com uma cobertura aumentada. A topologia de setor 212 nesse exemplo alterou e é denominada como setor afetado 212’, com uma cobertura diminuída.

No terceiro estágio 403, uma sessão unicast ou outro mecanismo

de troca de comunicação é estabelecida entre o controlador acionador e uma ou mais instâncias de controlador afetadas, tais como 111 e 131. Em uma realização, múltiplas sessões unicast podem ser estabelecidas em paralelo com instâncias de controlador diferentes conforme exigido, para fontes de energia múltipla de serviço. No presente exemplo, a instância de controlador

111 solicita e estabelece uma sessão unicast ad hoc com a instância de controlador de difusão (acionador) 112 e envia uma confirmação ou outra resposta à instância de controlador 112 identificando o nó 312 como sendo parte de sua própria configuração e solicita os dados que definem a nova topologia, e a instância de controlador 131 solicita e estabelece uma sessão unicast ad hoc com a instância de controlador de difusão (acionador) 112 e envia uma confirmação ou outra resposta â instância de controlador 112 5 identificando o nó 337 como sendo parte de sua própria configuração e solicita os dados que definem a nova topologia.

No quarto estágio 404, com o uso das sessões unicast ad hoc estabelecidas em 403, e com base nos identificadores de dados proporcionados recebidos a partir de outras instâncias de controlador, a 10 instância de controlador acionador impulsiona ou envia dados de configuração associados com segmentos de rede que não são mais parte de sua cobertura ou controle ou diferentemente não são mais associados com o setor do ■ controlador acionador, para as instâncias de controlador afetadas de solicitação. Nesse exemplo, a instância de controlador acionador 112 envia 15 para 111a informação de dados de configuração em relação aos nós 319, 320 e os segmentos entre - pelo fato de o identificador de nó 312 ter sido recebido a partir da instância de controlador 111. A instância de controlador acionador

112 envia para 131 a informação de dados de configuração em relação aos nós

321, 322, 323 e os segmentos entre - pelo fato de o identificador de nó 337 ter sido recebido a partir da instância de controlador 131.

Após receber a informação de dados de configuração, os controladores afetados dinamicamente ("on the fly") se reconfiguram para que seu alcance de controle seja estendido, com o(s) vínculo(s) aberto(s) normal(is) agora em um local diferente. Nesse exemplo, a instância de controlador 111 25 tem um novo vínculo aberto normalmente 319, e a instância de controlador 131 tem dois novos vínculos abertos normalmente 321, 323. Nesse exemplo, o controlador afetado 111 detecta que o comutador 312 é fechado e òs nós 312, 320, 319 e os segmentos entre os mesmos estão sob seu controle. O controlador afetado 131 detecta que o comutador 337 é fechado e os nós 321,

322, 323, 337 e os segmentos entre os mesmos estão sob seu controle. O controlador 111 atualiza suas matrizes de dados para incluir dados de configuração (por exemplo, elementos de matriz) enviados a partir do 5 controlador acionador 112. O controlador 111 agora é configurado para controlar um novo setor 211’. O controlador 131 atualiza suas matrizes de dados para incluir dados de configuração (por exemplo, elementos de matriz) enviados a partir do controlador acionador 112. O controlador 131 agora é configurado para controlar um novo setor 230’. A nova configuração resultante 10 pode ser tratada não diferentemente a uma configuração pré-construída equivalente, mas foi todo um resultado de cálculos dinâmicos e trocas de dados, com base nos^dados em tempo real. Em uma realização, as instâncias de controlador 111, 131 e o controlador acionador 112 salvam suas respectivas configurações anteriores, por exemplo, matrizes de dados previamente 15 configuradas, para uso futuro, para poder restaurar suas respectivas topologias de setor para refletir uma configuração anterior na instância em que os setores de rede são armazenados para a topologia que existe antes da alteração de topologia, tais como uma topologia de base.

Em uma realização, nós ou segmentos afetados têm agora um 20 novo controlador, isto é, o controlador afetado. Por exemplo, os nós 319 e 320 têm agora um novo controlador 111, e os nós 321, 322 e 323 têm agora um novo controlador 131. Em uma realização, entretanto, os nós 319, 320, 321, 322 e 323 continuarão a operar via protocolos de comunicações pré- configuradas que existem antes da alteração de topologia, isto é, para a 25 instância de controlador 112.

No quinto estágio 405, o controlador acionador se configura para rotear todo o tráfego de dados em tempo real associado com os nós afetados para as instâncias de controlador afetadas, via sessões de comunicações unicast ad hoc estabelecidas no estágio 403, em ambas as direções, e todas as instâncias de controlador (afetadas) configuradas recentemente se configuram para usar as sessões de comunicação unicast ad hoc estabelecidas no estágio 403 para aceitar o tráfego de dados em tempo real roteado 5 procedendo do controlador acionador. Como um resultado, todos os bancos de dados em tempo real de instâncias de controlador afetadas são atualizados com os dados de nó afetados, indiretamente via controlador acionador e não diferentemente a uma configuração pré-construída equivalente. Em uma realização, a instância de controlador 111 se comunica indiretamente com os 10 novos nós 312 e 319 (320 é passivo) via controlador acionador 112, que, por sua vez, comunica-se com os nós 312 e 319 via protocolos de comunicações pré-configuradas, e a-instância de controlador 131 se comunica indiretamente com os novos nós 321 e 323 (322 é passivo) via controlador acionador 112, que, por sua vez, comunica-se com os nós 321 e 323 via protocolos de 15 comunicações pré-configuradas. Dessa maneira, os protocolos de comunicação pré-existentes entre controladores e nós na rede não necessitam ser modificados para refletir as alterações de configuração.

Por exemplo, cada instância de controlador 114, 131 e 112 inclui matrizes de dados dinâmicos que refletem a nova configuração de seus 20 respectivos setores 211’, 230’ e 212’. O controlador acionador 112 ainda recebe comunicações e/ou sinais a partir dos nós 319, 321, 323 com base nos protocolos pré-configurados, e retransmite os sinais às instâncias de controlador afetadas 111, 131 com base em sua própria matriz de dadós. Da mesma forma, comunicações a partir da instância de controlador afetada 111 25 para o novo nó 319 são retransmitidas através do controlador acionador 112, e comunicações a partir da instância de controlador afetada 131 para os novos nós 321, 323 são retransmitidas através do controlador acionador 112. Essa configuração elimina a necessidade de as instâncias de controlador afetadas terem qualquer conhecimento de dispositivos individuais no setor de acionador original; os controladores afetados necessitam somente usar o controlador acionador recentemente aprendido 112 como um proxi estabelecido dinamicamente para acesso de dados em tempo real para parte dos nós afetados do setor original.

No sexto estágio 406, todo o sistema funciona com as novas instâncias de controlador autocriadas e os controladores acionadores que atuam como se tivessem sido pré-configurados com os setores 211’, 230’ e 212’ e terá a capacidade de aceitar os futuros acionadores (vide ação 401 a 10 406 na Figura 3). O método 400 pode ser repetido para futuros acionadores, ocasionando a criação automática de setores modificados adicionais, todos ^sem nenhuma implantação exigida por usuário (por-exemplo, ser humano) de* novas configurações, e sem nenhuma necessidade de os controladores terem conhecimento prévio um do outro. Em uma realização, o método 400 pode ser 15 repetido até atingir uma quantidade pré-determinada (limite) de operações, ou até que os caminhos de fluxo de energia disponíveis sejam esgotados.

No sétimo estágio 407, na instância em que as topologias de rede de energia revertem para as configurações anteriores (por exemplo, 211’ reverte para 211, 230’ reverte para 230 e/ou 212’ reverte para 212) devido a, 20 por exemplo, ações iniciadas por operador, os controladores 111, 131 e 112 podem reverter automaticamente de volta para suas configurações de base ou anteriores, sem exigir nenhuma intervenção do usuário. Em uma realização, os controladores podem ser equipados com seqüências automáticas pré- programadas, que restaurarão a topologia de rede de energia para normal, 25 mediante um comando iniciado único através da rede. Por exemplo, na instância em que os setores de rede 211’, 230’ e 212’ são revestidos de volta para suas topologias anteriores (isto é, configurados como setores 211, 230 e 212), cada controlador 111, 131 e 112 reconfigura suas respectivas matrizes de dados com base em uma configuração que foi salva na memória antes da alteração nas matrizes de dados para refletir a alteração de topologia. Em uma realização, por meio de monitoramento de forma contínua da topologia de rede de energia efetiva, os controladores têm a capacidade de identificar 5 automaticamente alterações em topologia e/ou identificar quando uma topologia anterior foi restaurada, e reverter automaticamente de volta para as definições de configuração anterior. Todas as sessões de comunicação unicast ad hoc podem ser fechadas após reverter para os estados iniciais.

A rede 100 pode estar em comunicação com um ou mais centros de controle remoto. Em tal realização,, cada controlador pode informar o centro de controle remoto do que está sendo desempenhado em qualquer momento. Por exemplo, cada instância de controlador pode usar uma quantidade apropriada de valores codificados analógicos (“pseudo-pontos”) para informar o centro de controle remoto do que está sendo desempenhado. Cada estado e estágio do aplicativo de controle, pode ter valores associados exclusivos atualizados em tempo real nesses pseudo-pontos analógicos. Além disso, cada instância de controlador pode aceitar comandos a partir do centro de controle, tais como “redefinir”, “inibir”, “etiqueta de segurança aplicada”, “sob manutenção” e outros. Em uma realização, cada instância de controlador pode criar eventos para estados importantes, que podem ser retransmitidos ao usuário e/ou centro de controle.

Uma quantidade de vantagens, e contribuições técnicas acumula a partir das realizações descritas acima, algumas das quais são discutidas abaixo. Por exemplo, um efeito técnico inclui permitir a configuração em tempo 25 real, dinâmica de controladores de hierarquia de nível médio em uma rede de energia, sem a necessidade por configuração manual ou externa, e sem a necessidade de controladores de nó de campo (a hierarquia de nível baixo na rede de energia) a serem supridos a partir da mesma família, ou exigidos para ter definições comuns de função, ou qualquer outra restrição prescritiva. Nas realizações descritas acima, os controladores de nó de campo podem ser de qualquer tipo, função, família, fornecedor, protocolo de comunicação, com nenhuma restrição imposta. As restrições de operação são reduzidas, na 5 medida em que os métodos e o sistema permitem que a rede responda a múltiplas falhas ou outras alterações de topologia sem a necessidade por intervenção externa.

Além disso, os sistemas e métodos proporcionam o efeito técnico de permitir a reconfiguração de controlador de hierarquia de nível médio e a operação de setor alterado sem a necessidade por protocolos de comunicações pré-existentes. Não existe nenhuma necessidade para pré- configurar múltiplas combinações de caminhos ou canais de dados, na medida em que o sistema é configurado para aprender automaticamente como rotear os dados com base nas configurações em tempo real aprendidas. Além disso, não existe nenhuma necessidade por procedimentos manuais complicados para restaurar ou para confirmar a restauração da topologia de rede de energia de volta ao normal. Os sistemas e métodos descritos neste documento não exigem sistemas de gerenciamento de distribuição centralizados (DMS), nem equipe versada específica associada. Os sistemas e métodos são dispositivo de campo (hierarquia de nível baixo) e meio de comunicação transparente, que permitem que os equipamentos de campo de múltiplos fornecedores coexistam.

Vantagens adicionais e efeitos técnicos incluem permitir a implantação modular de nós adicionais, setores e unidades de controle, 25 permitindo que os integradores de sistemas se foquem em necessidades reais e futuras, sem se preocupar com o que já foi configurado ou comissionado, e permitindo autoaprendizado de roteamento rápido e o uso de tecnologias IT padrão (VLAN). Outras vantagens incluem economia associada com necessidade reduzida por trabalho de equipe em campo (por exemplo, teste, comissionamento, manutenção) e independência de protocolos de comunicação e meios para dispositivos de campo e seus tipos.

Enquanto os métodos e sistemas descritos acima e/ou reivindicados neste documento são descritos acima em relação a uma realização exemplificadora, será compreendido por aquele indivíduo versado na técnica que diversas alterações podem ser feitas e a equivalência pode ser substituída para elementos dos mesmos sem se desviar do escopo dos métodos e sistemas descritos acima e/ou reivindicados neste documento. Além disso, muitas modificações podem ser feitas aos ensinamentos acima para adaptar a uma situação particular sem se desviar do escopo dos mesmos. Por esse motivo, é^previsto que os métodos e sistemas descritos acima e/ou reivindicados neste documento não sejam limitados à realização revelada para realizar essa invenção, mas que a invenção inclui todas as realizações que -15 pertencem ao escopo das reivindicações previstas. Além disso, o uso do primeiro, do segundo termos, etc. não denota nenhuma ordem de importância, mas, de preferência, o primeiro, o segundo termos, etc., são usados para distinguir um elemento do outro.

Claims (10)

1. SISTEMA PARA CONTROLAR UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA MULTI-ALIMENTAÇÃO (100), sendo que a rede (100) inclui um primeiro setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230) que inclui uma primeira pluralidade de dispositivos conectados a uma primeira fonte de energia (11, 12, 13, 21, 22, 31) e pelo menos um segundo setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230) que inclui uma segunda pluralidade de dispositivos conectados a uma segunda fonte de energia (11, 12, 13, 21, 22, 31), sendo que o sistema compreende: um primeiro controlador (101, 102, 103) configurado para operação de controle do primeiro setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230) e incluindo primeiros dados de configuração representando uma primeira topologia de setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230), sendo que o primeiro controlador (101, 102, 103) é configurado, em resposta a uma alteração de topologia no primeiro setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230), para ocasionar uma alteração em um local a partir do qual a energia é suprida a pelo menos um segmento de rede afetado, transmitir uma mensagem identificando pelo menos um segmento de rede afetado a partir do primeiro controlador (104, 102, 103) para a rede (100) sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores; pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) configurado para operação de controle de pelo menos um segundo setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230) e incluindo segundos dados de configuração representando uma segunda topologia de setor de rede (211, 212, 213, 221,222, 230), o segundo controlador (101, 102, 103) configurado para receber a mensagem sem conhecimento prévio de quaisquer outros controladores, informação de configuração de troca com relação a pelo menos um segmento afetado com o primeiro controlador (101, 102, 103), e atualização automática dos segundos dados de configuração do segundo controlador (101, 102, 103) com base na informação de configuração recebida a partir do primeiro controlador (101, 102, 103) para refletir a alteração de topologia.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que cada um do primeiro controlador (101, 102, 103) e pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) são instâncias de controlador (111, 112, 113, 121, 122, 131) selecionadas a partir de pelo menos um de um controlador físico e um controlador lógico.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) é uma pluralidade dos segundos controladores.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que a alteração de topologia é selecionada a partir de pelo menos um de: uma alteração em uma conexão a partir de pelo menos um dispositivo entre a primeira fonte de energia (11, 12, 13, 21, 22, 31) e a segunda fonte de energia (11, 12, 13, 21, 22, 31), uma falha na rede (100), uma adição de pelo menos um dispositivo para a rede (100), e uma subtração de pelo menos um dispositivo a partir da rede (100).

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, em que o primeiro controlador (101, 102, 103) e pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) são configurados para descobrir automaticamente e se configurar automaticamente com base em uma ou mais mensagens de difusão enviadas a partir do primeiro controlador (101, 102, 103) para a pluralidade de segundos controladores.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que a troca de informação de configuração inclui estabelecer uma sessão unicast autodescoberta e automatizada ad hoc entre o primeiro controlador (101, 102, 103) e pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) e enviar dados de configuração relacionados aos segmentos afetados a partir do primeiro controlador (101, 102, 103) para pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103).

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, em que a troca 5 de informação de configuração inclui estabelecer uma sessão unicast autodescoberta e automatizada ad hoc entre o primeiro controlador (101, 102, 103) e pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) e enviar dados de configuração relacionas aos segmentos afetados a partir do primeiro controlador (101, 102, 103) para pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103).

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro controlador (101, 102, 103) e pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) são configurados para reverter os primeiros e os segundos dados de configuração para uma configuração de base em resposta a uma restauração das primeiras e segundas topologias de setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230) para topologias de base.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que os primeiros dados de configuração incluem uma primeira matriz de dados para a primeira topologia de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230), sendo que a matriz de dados inclui uma primeira pluralidade de elementos de matriz, cada uma da primeira pluralidade de elementos de matriz representa propriedades de uma da primeira pluralidade de dispositivos, e a informação de configuração inclui pelo menos um elemento de matriz de dados que descreve o segmento de rede afetado.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que os segundos dados de configuração incluem uma segunda matriz de dados para o segundo setor de rede (211, 212, 213, 221, 222, 230), a segunda matriz de dados inclui uma segunda pluralidade de elementos de matriz, cada uma da segunda pluralidade de elementos de matriz representa propriedades de uma da segunda pluralidade de dispositivos, e a atualização de uma configuração de pelo menos um segundo controlador (101, 102, 103) inclui incorporar pelo menos um elemento de matriz de dados na segunda matriz de dados.