特開 2022-132275 電力グリッドにおける相接続の決定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022132275

(43)【公開日】2022-09-08

(54)【発明の名称】電力グリッドにおける相接続の決定

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/00 20060101AFI20220901BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20220901BHJP

   H02J 3/26 20060101ALI20220901BHJP

【ＦＩ】

H02J3/00 170

H02J13/00 301A

H02J3/26

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022026813

(22)【出願日】2022-02-24

(31)【優先権主張番号】21159796

(32)【優先日】2021-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】519431812

【氏名又は名称】ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＨＩＴＡＣＨＩ ＥＮＥＲＧＹ ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カタリーナ・クネゾビッチ

(72)【発明者】

【氏名】ドミトリー・シチェティニン

(72)【発明者】

【氏名】マルコ・ジュントーリ

(72)【発明者】

【氏名】ミロス・スバシッチ

(72)【発明者】

【氏名】ペーター・ノグリク

(72)【発明者】

【氏名】ジャンカルロ・ダッレ・アベ

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G064AC09

5G064CB08

5G064DA03

5G066AA03

5G066GA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続を決定する方法、装置及びコンピュータプログラム製品を提供する。
【解決手段】方法は、グリッド構成要素の時系列測定電圧データをクラスタリングすることによって、グリッド構成要素の時系列測定電圧データの相対類似度を評価するステップと、相対類似度を評価するステップに基づいてグリッド構成要素を複数のクラスタにグループ化するステップと、複数のクラスタの各クラスタ内の前記グリッド構成要素の相接続を評価するステップと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続を決定するための方法であって、
前記グリッド構成要素の時系列測定電圧データをクラスタリングすることによって、前記グリッド構成要素の前記時系列測定電圧データの相対類似度を評価するステップと、
前記相対類似度を評価するステップに基づいて前記グリッド構成要素を複数のクラスタにグループ化するステップと、
前記複数のクラスタの各クラスタ内の前記グリッド構成要素の相接続を評価するステップと、を備える、方法。

【請求項2】

相接続を評価する前記ステップは、前記複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の前記グリッド構成要素の基準相接続の大部分を決定するステップと、前記大部分の前記相接続が前記少なくとも１つのクラスタ内の前記グリッド構成要素の前記相接続であると評価するステップとに基づく、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

相接続を評価する前記ステップは、前記複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の確認された相接続を有する少なくとも１つのグリッド構成要素の前記時系列測定電圧データの少なくとも一部と、前記少なくとも１つのクラスタ内の少なくとも１つの他のグリッド構成要素の前記時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値に基づいて決定され、前記類似度値が所定の閾値を上回る場合、前記確認された相接続を前記少なくとも１つのクラスタ内の前記グリッド構成要素の前記相接続であると評価する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタにおける少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、前記複数のクラスタのうちの別のクラスタにおける少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値を計算するステップと、
前記類似度値が所定の閾値を上回る場合、前記少なくとも１つのクラスタからの前記少なくとも１つのグリッド構成要素を前記複数のクラスタのうちの他方のクラスタに分類するステップと、
前記クラスタおよび前記他のクラスタ内の前記グリッド構成要素の前記相接続を再評価するステップと、をさらに備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記グリッド構成要素の相接続を評価する前記ステップに基づいて、前記グリッド構成要素の相接続を決定するステップを備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記グリッド構成要素の相接続を評価する前記ステップおよび／または前記グリッド構成要素の前記相接続を再評価する前記ステップに基づいて、前記グリッド構成要素の相接続を決定するステップを備える、請求項４に記載の方法。

【請求項7】

計算する前記ステップおよび分類する前記ステップは、前記閾値を上回る類似度値を有するグリッド構成要素の数が所定の数を上回るまで繰り返される、請求項４から６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

相対類似度を評価する前記ステップは、前記グリッド構成要素の前記時系列測定電圧データに対する次元縮小、特に前記グリッド構成要素の前記時系列測定電圧データに対する非線形次元縮小を使用して実行される、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記クラスタリングの少なくとも１つのパラメータを自動的に決定するステップをさらに備え、特に、前記少なくとも１つのパラメータは、クラスタの数および／または前記クラスタリングの類似度メトリックのパラメータである、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

少なくとも１つのパラメータを自動的に決定する前記ステップは、クラスタ妥当性指標、特に前記クラスタ妥当性指標を最大化および／または最小化するステップ、より具体的には、Ｃａｌｉｎｓｋｉ－Ｈａｒａｂａｓｚ指標、シルエット指標またはＤａｖｉｅｓ－Ｂｏｕｌｄｉｎ指標を使用して実行される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

すべてのグリッド構成要素の前記時系列測定電圧データは複数の時間セグメントに分割され、各時間セグメントはすべてのグリッド構成要素の測定電圧データを備え、相対類似度を評価する前記ステップおよび前記グリッド構成要素をクラスタにグループ化する前記ステップは、各時間セグメントについて実行される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記時間セグメントは重複または非重複である、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の前記時間セグメントの少なくとも一部にわたる前記グリッド構成要素の前記相接続を、前記時間セグメントの前記少なくとも一部の前記グリッド構成要素の評価された相接続の大部分を決定するステップと、前記大部分の前記相接続を前記少なくとも１つのクラスタ内の前記グリッド構成要素の前記相接続であると評価するステップとに基づいて評価するステップをさらに備える、請求項１１または１２に記載の方法。

【請求項14】

相接続を決定する前記ステップに基づいて、前記グリッド構成要素の少なくとも一部の位相間で電力を平衡させるステップと、および／または
相接続を決定する前記ステップに基づいて相接続を決定する前記ステップに基づいて、前記グリッド構成要素のうちの少なくとも１つのグリッド構成要素の障害を検出するステップと、および／または
相接続を決定する前記ステップに基づいて、前記グリッド構成要素のうちの少なくとも１つのグリッド構成要素の予め決定された相接続の障害を決定するステップと、および／または
相接続を決定する前記ステップに基づいて前記電力グリッドの構成を決定するステップと、を備える、
請求項５から１３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続を決定するためのデバイスであって、前記デバイスは、コンピュータ命令を記憶するための非一時的メモリと、前記メモリと通信するプロセッサとを備え、前記プロセッサが前記コンピュータ命令を実行すると、前記プロセッサは請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成される、デバイス。

【請求項16】

前記プログラムがコンピュータによって実行されると、前記コンピュータに請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法の前記ステップを実行させる命令を備えるコンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続を決定するための方法、装置、およびコンピュータプログラム製品に関する。

【背景技術】

【0002】

電力グリッドは、従来、エネルギーの一方向の流れを処理するように設計されており、典型的には、厳しい負荷条件下でストレスを受けないようにするために大型化されていた。この戦略は、その単純な設計および動作規則のために数十年にわたって良好に機能したが、今日ではもはやそうではない。

【0003】

風力および太陽光などの可変再生可能資源の増加、ならびに輸送および暖房分野の電化に伴い、電力グリッドの複雑さは、最適化および調整のための多くの動作中の構成要素と共に急速に増加している。したがって、電力グリッドは予測が困難になりつつあり、機敏なグリッド制御のための改善されたソリューションが必要とされている。

【0004】

これに関連して、多くの事業体が計測インフラストラクチャを展開しており、より詳細な地理的および時間的情報、例えば監視制御およびデータ収集（ＳＣＡＤＡ）、スマートメータ、およびラインセンサを用いて電力システムの挙動を監視するための様々なツールが開発および実装されている。しかしながら、特に、収集されるデータの量がグリッド全体のサイズと比較して制限されていることを考慮すると、ばらばらのデータストリームから可観測性を生成することは依然として課題である。

【0005】

このような高度な監視ツールの出現により、電力グリッドにおける、特にこのような電力グリッドをモデル化する際のエラー、例えば相接続、トポロジーまたはパラメータエラーの識別および修正は、特に配電システムオペレータ（ＤＳＯ）が通常、基礎となる送電網の完全な知識を有していないため、非常に重要なトピックになりつつある。したがって、ＤＳＯには通常、基礎となる送電網の詳細な知識がないため、モデルベースのグリッド制御ソリューションを使用することができない。このような詳細な測定データの欠如は、一般に、モデルベースのグリッド制御ソリューションにとって最も高い障壁である。

【0006】

さらに、例えば地理情報システム（ＧＩＳ）などの多くのデータベースレコードでは、フィールドでアセットの変更が行われたときに更新されないことが多いため、データ品質が低いという問題がある。その結果、詳細な測定データがなく、データベースからのデータの品質が低いために、ＤＳＯは、基礎となる送電網の実際の状態および対応するモデルの完全な知識を持たない可能性があり、そのため、高度なグリッド制御ソリューション、例えば、不平衡な最適な電力潮流、電圧調整を適用することは困難である。

【0007】

電気部品の共通結合点における位相の詳細な知識は、グリッド制御ソリューションを開発および改善するために必要とされるグリッドの詳細な知識の重要な側面である。特に、三相システムの相の中からの電気部品の共通結合点における位相の詳細な知識は、この文脈において重要である。構成要素および対応する電力メータが接続される位相の知識は、配電システムのオペレータがシステムの全体的な効率および信頼性を改善するのを支援する。

【0008】

しかしながら、電気部品の相接続に関する詳細は、例えば顧客の施設での相接続の誤った識別に起因して、しばしばエラーを含む送電網の知識の一部であることが知られている。本開示において、「相接続」という用語は、単相接続、例えば活線と中性線を伴うか伴わない接続だけでなく、多相接続、例えば２つ以上の活線と中性線を伴うか伴わない接続も指す。例えば、位相が「ａ」、「ｂ」、および「ｃ」で示される場合、本開示における「相接続」という用語は、単相接続、すなわち「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、および多相接続、すなわち「ａｂ」、「ａｃ」、「ｂｃ」、および「ａｂｃ」の両方を指す。

【0009】

図１は、例示的な電力グリッドを示す。グリッドは、ＨＶ／ＭＶ（高電圧／中電圧）変電所１００と、３相ＭＶ／ＬＶ（高電圧／中電圧）変圧器１０１と、１相ＭＶ／ＬＶ変圧器１０２とを備える。この例示的な電力グリッドでは、グリッド構成要素１１０のうちの１つは、それぞれのデータベース内のエントリに対応しない相接続を有する。さらに、１１１で示される側方のグリッド構成要素は、それぞれのデータベースのエントリに対応しない相接続を有する。グリッド構成要素１１２および１１３についても同様である。結果として、グリッド（構成）に関する知識は不正確であり、不正確なグリッドモデルをもたらす。従来、データベース、例えばＧＩＳデータベースの精度の改善は、相接続の手動検証を行うために現場に人員を送ることを含む。しかしながら、システムおよび周囲の地理自然に応じて、架線および地下線を正確に追跡することは簡単ではない可能性があるため、これは面倒で高価な作業であり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

したがって、電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続の決定を改善する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本開示の好ましい実施形態を定義する。

【0012】

特に、本開示は、電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続を決定するための方法に関する。本方法は、グリッド構成要素の時系列測定電圧データをクラスタリングすることによって、グリッド構成要素の時系列測定電圧データの相対類似度を評価するステップと、相対類似度を評価するステップに基づいてグリッド構成要素を複数のクラスタにグループ化するステップと、複数のクラスタの各クラスタ内のグリッド構成要素の相接続を評価するステップとを備える。

【0013】

様々な実施形態は、好ましくは、以下の特徴を実装することができる。
電力グリッドは、送電網および／または配電網を備えるか、または送電網および／または配電網であることが好ましい。

【0014】

グリッド構成要素は、好ましくは、負荷、負荷に接続された電気メータ、コンデンサ、コンデンサバンク、電圧レギュレータおよび／または変圧器を備えるか、またはそれらである。

【0015】

好ましくは、本方法は、グリッド構成要素の時系列測定電圧データを受信するステップを備える。好ましくは、グリッド構成要素の時系列測定電圧データは、複数のグリッド構成要素のそれぞれのグリッド構成要素から、または複数のグリッド構成要素のそれぞれのグリッド構成要素に接続されたメータから受信される。

【0016】

好ましくは、グリッド構成要素の時系列測定電圧データは、異なる時間における１つまたは複数のサンプルを備える。サンプルは、好ましくは、特定の時間長を有し得る。

【0017】

好ましくは、相接続を評価するステップは、複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内のグリッド構成要素の基準相接続の大部分を決定するステップに基づく。好ましくは、本方法は、大部分の相接続を少なくとも１つのクラスタ内のグリッド構成要素の相接続であると評価するステップを備える。好ましくは、グリッド構成要素の基準相接続は、データベース、例えばＧＩＳデータベースからのものである。言い換えると、グリッド構成要素の基準相接続は、以前に記憶された相接続に関する情報であってもよい。

【0018】

好ましくは、相接続を評価するステップは、複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の確認された相接続を有する少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、少なくとも１つのクラスタ内の少なくとも１つの他のグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値に基づいて決定される。好ましくは、本方法は、類似度値が所定の閾値を上回る場合、確認された相接続を少なくとも１つのクラスタ内のグリッド構成要素の相接続であると評価するステップを備える。類似度値は、ここでは、複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の確認された相接続を有する少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、少なくとも１つのクラスタ内の少なくとも１つの他のグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の、変数間の類似度を定量化する値であり得ることが当業者に知られている。類似度値は、変数間の関係の強さを定量化するために当業者に知られている相関値であってもよい。確認された相接続は、好ましくは、グリッドプロバイダによって提供されてもよい。例えば、確認された相接続は、グリッドプロバイダに属する変圧器またはコンデンサのものであってもよい。言い換えると、確認された相接続は、真であることが知られている相接続であってもよい。

【0019】

好ましくは、本方法は、複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、複数のクラスタのうちの別のクラスタ内の少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値を計算するステップを備える。好ましくは、本方法は、類似度値が所定の閾値を上回る場合、少なくとも１つのクラスタからの少なくとも１つのグリッド構成要素を複数のクラスタの別のクラスタに分類するステップを備える。好ましくは、本方法は、前記クラスタおよび別のクラスタ内のグリッド構成要素の相接続を再評価するステップを備える。

【0020】

好ましくは、本方法は、グリッド構成要素の相接続を評価するステップに基づいて、グリッド構成要素の相接続を決定するステップを備える。好ましくは、本方法は、グリッド構成要素の相接続を評価するステップおよび／またはグリッド構成要素の相接続を再評価するステップに基づいて、グリッド構成要素の相接続を決定するステップを備える。

【0021】

計算および分類ステップは、好ましくは、前記閾値を上回る類似度値を有するグリッド構成要素の数が所定の数を上回るまで繰り返される。

【0022】

好ましくは、相対類似度を評価するステップは、グリッド構成要素の時系列測定電圧データに対する次元縮小、特にグリッド構成要素の時系列測定電圧データに対する非線形次元縮小を使用して実行される。

【0023】

本方法は、好ましくは、クラスタリングの少なくとも１つのパラメータを自動的に決定するステップをさらに備え、特に、少なくとも１つのパラメータは、クラスタの数および／またはクラスタリングの類似度メトリックのパラメータである。

【0024】

好ましくは、少なくとも１つのパラメータを自動的に決定するステップは、クラスタ妥当性指数、特にクラスタ妥当性指数を最大化および／または最小化するステップ、より具体的には、Ｃａｌｉｎｓｋｉ－Ｈａｒａｂａｓｚ指数、シルエット指数またはＤａｖｉｅｓ－Ｂｏｕｌｄｉｎ指数を使用して実行される。

【0025】

すべてのグリッド構成要素の時系列測定電圧データは、好ましくは複数の時間セグメントに分割される。好ましくは、各時間セグメントは、すべてのグリッド構成要素の測定電圧データを備える。好ましくは、相対類似度を評価し、グリッド構成要素をクラスタにグループ化するステップは、各時間セグメントに対して、好ましくは各時間セグメントに対して別々に実行される。

【0026】

好ましくは、時間セグメントは重複または非重複である。
本方法は、好ましくは、時間セグメントの少なくとも一部のグリッド構成要素の評価された相接続の大部分を決定するステップに基づいて、複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の時間セグメントの少なくとも一部にわたってグリッド構成要素の相接続を評価するステップを備える。好ましくは、本方法は、大部分の相接続を少なくとも１つのクラスタ内のグリッド構成要素の相接続であると評価するステップを備える。

【0027】

好ましくは、本方法は、相接続を決定するステップに基づいて、グリッド構成要素の少なくとも一部の相間で電力を平衡させるステップを備える。

【0028】

好ましくは、本方法は、相接続を決定するステップに基づいて、グリッド構成要素のうちの少なくとも１つのグリッド構成要素の障害を検出するステップを備える。

【0029】

好ましくは、本方法は、相接続を決定するステップに基づいて、グリッド構成要素のうちの少なくとも１つのグリッド構成要素の以前に決定された相接続の障害を決定するステップを備える。

【0030】

好ましくは、本方法は、相接続を決定するステップに基づいて相接続を決定するステップに基づいて、電力グリッドの構成を決定するステップを備える。

【0031】

好ましくは、本方法は、相対類似度を評価するステップの前に、グリッド構成要素の時系列測定電圧データの欠落データ、測定ノイズ、同期誤差またはバイアス誤差のうちの少なくとも１つを補正するステップを備える。

【0032】

好ましくは、本方法は、相対類似度を評価するステップの前に、相対類似度を評価するステップの前に、グリッド構成要素の時系列測定電圧データを正規化するステップを備える。

【0033】

本開示はまた、電力グリッド内のグリッド構成要素の相接続を決定するためのデバイスに関する。装置は、コンピュータ命令を記憶するためのメモリ、特に非一時的メモリと、メモリと通信するプロセッサとを備え、プロセッサがコンピュータ命令を実行すると、プロセッサは上述の方法を実行するように構成される。

【0034】

本開示はまた、プログラムがコンピュータによって実行されると、コンピュータに上述のようなことを実行させる命令を備えるコンピュータプログラム製品に関する。

【0035】

本明細書に開示される例示的な実施形態は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって容易に明らかになる特徴を提供することを対象とする。様々な実施形態によれば、例示的なシステム、方法、デバイス、およびコンピュータプログラム製品が本明細書に開示される。しかしながら、これらの実施形態は限定ではなく例として提示されていることが理解され、本開示を読んだ当業者には、開示された実施形態に対する様々な修正が本開示の範囲内に留まりながら行われ得ることが明らかであろう。

【0036】

したがって、本開示は、本明細書に記載および図示された例示的な実施形態および用途に限定されない。さらに、本明細書に開示される方法におけるステップの特定の順序および／または階層は、単なる例示的な手法である。設計の選好に基づいて、開示された方法またはプロセスのステップの特定の順序または階層は、本開示の範囲内に留まりながら再配置することができる。したがって、当業者であれば、本明細書に開示される方法および技術は、サンプルの順序で様々なステップまたは動作を提示し、本開示は、特に明記されない限り、提示される特定の順序または階層に限定されないことを理解するであろう。

【0037】

上記および他の態様ならびにそれらの実施態様は、図面、説明、および特許請求の範囲においてより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】異なる誤って決定された相接続を有する例示的な電力グリッドを示す。

【図2】本開示の一実施形態による方法のフローチャートを示す。

【図3】本開示の一実施形態による例示的な測定電圧入力行列を示す。

【図4】本開示の一実施形態による拡張された例示的な測定電圧入力行列を示す。

【図5a】本開示の一実施形態による時間セグメント化を伴う例示的な測定電圧入力行列を示す。

【図5b】本開示の一実施形態による時間セグメント化を伴う例示的な測定電圧入力行列を示す。

【図6】本開示の一実施形態によるクラスタリングの出力行列を示す。

【図7】本開示の実施形態による多数決の一例を示す。

【図8】本開示の実施形態によるさらなる多数決の一例を示す。

【図9】本開示の実施形態によるクラスタの初期化の一例を示す。

【図10】本開示の一実施形態による方法、特に最初のクラスタリング後のさらなるクラスタリングのフローチャートを示す。

【図11】本開示の一実施形態による、グリッド構成要素の別のクラスタへの分類を示す。

【図12】本開示の一実施形態による自動調整のためのＣａｌｉｎｓｋｉ－Ｈａｒａｂａｓｚスコアの図を示す。

【図13】本開示の一実施形態による、スライディングウィンドウを使用したスペクトルクラスタリング後の決定された相接続の信頼スコアの分布を示す。

【図14】本開示の一実施形態による、入力データ処理および位相決定方法後の埋め込み空間を示す。

【図15】本開示の一実施形態による、対応する基準相接続を有するバスシステムの一部を示す。

【図16】本開示の一実施形態による、決定された相接続を有するバスシステムの一部を示す。

【図17a】本開示の一実施形態によるバスシステムの５２０回のランダム初期化の精度分布を示す。

【図17b】本開示の一実施形態によるバスシステムの５２０回のランダム初期化の精度分布を示す。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、本開示の例示的な実施形態について説明する。記載された実施形態のいずれか１つのいくつかの態様は、特に明記されない限りまたは明らかでない限り、いくつかの他の実施形態にも見られ得ることに留意されたい。しかしながら、了解度を高めるために、各態様は、最初に言及されたときにのみ詳細に説明され、同じ態様の繰り返しの説明は省略される。

【0040】

図２は、本開示の一実施形態による方法のフローチャートを示す。
Ｓ２０１において、グリッド構成要素の時系列測定電圧データをクラスタリングすることにより、グリッド構成要素の時系列測定電圧データの相対類似度が決定される。

【0041】

一実施形態によれば、測定された電圧の大きさの時系列を、時系列測定電圧データとして使用することができる。本方法の入力信号／入力データは、生データまたは前処理データであってもよい。

【0042】

一実施形態によれば、時系列測定電圧データは、複数のグリッド構成要素、例えば負荷、特に最終消費者施設に位置する電力メータから得られる。取得は、図２の実施形態に示される方法の一部ではないが、データの取得／受信はまた、本開示の特定の実施形態の一部であってもよいことが当業者によって理解される。これらの電圧測定は、数分の測定分解能間隔でタイムスタンプされてもよい。間隔は、１５分、３０分、または１時間のうちの少なくとも１つの持続時間を有することができる。しかしながら、提示された開示は、言及された分解能間隔に限定されない。

【0043】

一実施形態によれば、測定電圧データの複雑な量がデカルトまたは極表現で利用可能であり、本開示による方法で処理される電圧データ、例えば電圧の大きさをそれに応じて計算することができる。

【0044】

【数1】

【0045】

本開示の一実施形態では、グリッドの他の部分、例えば他のグリッド構成要素からの時系列電圧測定データを使用して、本開示の方法の精度および堅牢性を高めることができる。そのような時系列電圧測定データは、すべての次元、例えば時間分解能およびデータ量におけるグリッド構成要素電圧測定値に対応することができる。

【0046】

【数2】

【0047】

本開示の一実施形態では、総誤差を除去するために、時系列電圧測定データに対して前処理を実行することができる。例えば、時系列電圧測定データは、とりわけ、欠落データ、測定ノイズ、同期誤差、およびメータバイアス誤差を含む一連の誤差を含むことができる。前処理では、欠落データ値を補間することができるが、他の誤差を補正する必要はない。一実施形態によれば、測定データが欠落しているデータ点を除外しないために、データ点は、周囲の測定点に基づいて補間され得る。追加的または代替的に、追加の情報を使用して、時系列電圧測定データをさらにクリーニングし、例えば、メータ精度クラス情報を使用してノイズ除去を実行し、測定ノイズなしで信号を推定することができる。

【0048】

【数3】

【0049】

【数4】

【0050】

本開示の一実施形態では、時間セグメントへの分割は、利用可能なデータの量および測定時間分解能に依存し得る。時間セグメントのサイズは、時間セグメント当たり数回のインスタンスから数百または数千のインスタンスまでの範囲であり得る。時間セグメントサイズの選択は、メモリに保持しなければならないデータ量、計算時間、および最終評価の信頼性の間のトレードオフを表し得る。一実施形態によれば、時間セグメントサイズは、数時間または数日の範囲であってもよく、時間分解能に依存してもよい。

【0051】

上述したように、グリッド構成要素の時系列測定電圧データの相対類似度は、グリッド構成要素の時系列測定電圧データをクラスタリングすることによって評価される。

【0052】

以下、時系列測定電圧データが時間セグメントに分割され、スペクトルクラスタリングがグリッドの時系列測定電圧データの相対類似度を評価するために使用される、本開示の一実施形態について説明する。しかしながら、本開示はスペクトルクラスタリングの使用および時間セグメントへの分割に限定されないことが当業者によって理解される。

【0053】

スペクトルクラスタリングは、非線形次元縮小に基づいている（しかし、非線形次元縮小を使用する他のクラスタリング方法も当業者に知られており、使用することができる）。一実施形態によるスペクトルクラスタリングは、以下を備える。

【0054】

【数5】

【0055】

一実施形態によれば、手順を高速化するために、部分固有分解は、最大固有値に対応する第１のn固有ベクトルを計算することのみによって実行することができる。
－計算された固有ベクトルに対して、後続のクラスタリング、例えばｋ平均クラスタリングまたは混合ガウスモデルなどを実行するステップ。

【0056】

【数6】

【0057】

本開示の一実施形態では、クラスタリングの少なくとも１つのパラメータ、例えば最適なハイパーパラメータの決定／調整は、内部クラスタ妥当性インデックスを使用して実行される。一実施形態によれば、クラスタ間およびクラスタ内の変動に依存するＣａｌｉｎｓｋｉ－Ｈａｒａｂａｓｚ指数が使用される。しかしながら、一般に、例えばシルエット指数、Ｄａｖｉｅｓ－Ｂｏｕｌｄｉｎ指数など、他の内部妥当性指数も使用することができる。

【0058】

【数7】

【0059】

言い換えると、相対類似度評価ステップＳ２０２に基づいて、グリッド構成要素３０３が複数のクラスタにグループ化される。

【0060】

図６の行列は、時間セグメント６００のそれぞれの時間セグメントにおけるグリッド構成要素３０３のうちの１つに属する各エントリについて、値「１」、「２」、または「３」を示し、値は各時間セグメントにおけるグリッド構成要素３０３のクラスタに対応することに留意されたい。値「１」、「２」、または「３」は単なる例示であり、任意の適切な命名／番号付け方式を適用できることが当業者には理解される。

【0061】

Ｓ２０３において、複数のクラスタの各クラスタにおけるグリッド構成要素の相接続が評価される。言い換えると、クラスタごとに、各クラスタ内のすべてのグリッド構成要素が同じ相接続を有すると評価される。これに関連して、本開示では、「相接続」という用語は、一般に、グリッド構成要素の位相がどのように接続されているかを指すことを再び強調しておきたい。言い換えると、「相接続」という用語は、単相接続、例えば活線と中性線を伴うか伴わない接続だけでなく、多相接続、例えば２つ以上の活線と中性線を伴うか伴わない接続も指す。例えば、位相が「ａ」、「ｂ」、および「ｃ」で示される場合、本開示における「相接続」という用語は、単相接続、すなわち「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、および多相接続、すなわち「ａｂ」、「ａｃ」、「ｂｃ」、および「ａｂｃ」の両方を指す。また、「相接続」という用語はいかなる空間的指示も与えない、すなわち、この用語は一般に接続の位置についての指示を与えないことも当業者には理解される。

【0062】

一実施形態によれば、相接続を評価するステップは、クラスタ内のグリッド構成要素の基準相接続の大部分を決定するステップに基づく。言い換えると、クラスタ内のグリッド構成要素のすべてまたは少なくとも一部の基準相接続に関する知識がある。そのような基準相接続は、例えばＧＩＳデータベースなどのデータベースにある／データベースから取得することができる。しかしながら、上述したように、特にデータベースからの前記基準接続は、例えばデータベースの品質が低いために正しくない可能性があり、それぞれのグリッド構成要素の相接続の実際の状態を反映しない可能性がある。そのような多数決の例は、２つの例示的なクラスタ７０１および７０２を用いて図７に示されている。クラスタ７０１では、基準相接続「ａ」および「ｂ」が示され、クラスタ７０２では、基準相接続「ａ」、「ｂ」および「ｃ」が示されているが、これは単なる例示であることが理解される。クラスタ７０１には、基準接続を有する１０個のグリッド構成要素がある。８個のグリッド構成要素は基準相接続「ａ」を有し、２個のグリッド構成要素は基準相接続「ｂ」を有する。したがって、クラスタ７０１の大部分は基準相接続「ａ」である。次いで、クラスタ７０１内のグリッド構成要素の相接続が相接続「ａ」７０３であると評価される。クラスタ７０２において、大部分は基準相接続「ｂ」７０４であり、この基準相接続は、クラスタ７０２内のグリッド構成要素の相接続であると評価される。

【0063】

基準相接続の大部分を評価する代わりに、またはそれに加えて、本開示の一実施形態によれば、相接続を評価するステップは、クラスタ内の確認された相接続を有する少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、クラスタ内の少なくとも１つの他のグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値に基づく。例えば、グリッド構成要素が、確認された相接続を有することが知られている場合、例えば、これらのグリッド構成要素が、相接続を手動で確認したグリッドプロバイダに属するため、これらのグリッド構成要素の電圧測定値とクラスタ内の他のグリッド構成要素の電圧測定値との間の類似度値、例えば相関値を計算することができる。類似度値が所定の閾値を上回る場合、それぞれの確認された相接続がクラスタ内のグリッド構成要素の相接続であると評価される。また、最も高い類似度値に基づいて評価が行われてもよい。

【0064】

時間セグメントへの分割が実行された場合、上述した相接続の評価は、すべての時間セグメントにわたって実行される。あるいは、相接続を評価する上記のステップは、時間セグメントの少なくとも一部にわたって実行され、残りの時間セグメントは破棄されてもよい。さらなる大部分、すなわち各時間セグメントのグリッド構成要素の、または上記の代替例では、時間セグメントの少なくとも一部の、評価された相接続の大部分が決定される。次いで、評価された相接続の決定された大部分が、クラスタ内のそれぞれのグリッド構成要素の相接続であると評価される。図８は、そのようなさらなる多数の「票」を例示的に示す。各グリッド構成要素３０３および時間セグメント６００について、相接続「ａ」、「ｂ」、または「ｃ」が評価され、多数決に基づいて、それぞれのグリッド構成要素の相接続８００が得られる。例えば、１０の時間セグメントの場合、１つの相接続は「ｂ」であると９回評価され、「ｃ」であると１回評価され、「最終的」に評価されるのは大部分の相接続「ｂ」の相接続に対応するものである。

【0065】

一実施形態によれば、グリッド構成要素の相接続は、グリッド構成要素の相接続を評価することに基づいて決定される。次いで、これらの決定された相接続は、データベース内のそれぞれのエントリ、すなわちデータベース内の相接続に関する情報と比較されてもよい。真の相接続は未知であり得るので、検出された誤差が誤った基準相接続または誤った位相決定に起因するかどうかを容易に評価することはできない。したがって、本開示の一実施形態では、決定がどの程度信頼できるかを推定するために、評価された相接続の各々または少なくとも一部の信頼スコアが計算される。言い換えると、一実施形態によれば、信頼スコアは、時間セグメント内のグリッド構成要素の相接続の発生に基づいて、クラスタ内のグリッド構成要素の相接続について計算される。

【0066】

【数8】

【0067】

そのような信頼スコアは、評価された相接続がどの程度信頼できるか、すなわち、グリッド構成要素がすべての時間セグメントにわたって特定の相接続を有するとどの程度一貫して評価されるかの指標である。タンブリングウィンドウと比較してスライディングウィンドウを使用すると、時間セグメントの数がより多くなり、通常は信頼スコアがより高くなる。当業者には、例えばグリッド構成要素が特定のクラスタに属する平均尤度を使用して、信頼スコアを計算するための他の手法も知られていることが理解される。

【0068】

１つの相接続が「ｂ」であると９回評価され、「ｃ」であると１回評価される上記の例では、信頼スコアは「ｂ」について９０％、「ｃ」について１０％となる。高い信頼スコアは、本開示の方法が一貫して同じ相接続を評価していることを示すことができるが、必ずしも相接続が正しいことを意味するとは限らない。しかしながら、信頼スコアは、強く相関しておらず、したがって誤って分類される可能性が高いグリッド構成要素については、本質的に低くなる。「信頼性」の許容可能な閾値をどのように定義するかは、当業者の知識の範囲内である。

【0069】

本開示によれば、上述のクラスタリングは、十分な精度および信頼性の相接続の評価を提供する。しかしながら、いくつかのグリッドでは、上記の多数決規則のために、他の相接続タイプと比較して発生が少ないグリッド構成要素が誤って分類される可能性がある。

【0070】

例えば、数千の単相グリッド構成要素を有する大きなグリッドに多相接続がわずかしか存在しない場合、これらはおそらく単相グリッド構成要素として誤って分類される。したがって、一実施形態によれば、全体的な手法の精度および堅牢性を改善するために、第２のステップとして、さらなる（後続の）クラスタリング、例えば複数木クラスタリングを実行することができる。

【0071】

そのようなさらなるクラスタリングは、グリッド構成要素を反復的に追加することに基づいてもよく、そのプロファイルは、クラスタに既に含まれているグリッド構成要素のプロファイルと最も相関する。

【0072】

本開示の一実施形態によれば、上述のさらなるクラスタリングのために、可能なクラスタが最初に初期化される。可能な相接続クラスタは、単相接続、すなわち「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、および多相接続、すなわち「ａｂ」、「ａｃ」、「ｂｃ」および「ａｂｃ」の両方を含むことができる。

【0073】

本開示の一実施形態では、さらなるクラスタリング、例えば複数木クラスタリングの可能なクラスタを初期化することができる。初期化はいくつかの方法で実行することができ、一例を以下に示す。

【0074】

１）スペクトルクラスタリングを使用する上記の例示的な第１のクラスタリングの結果を使用することであって、クラスタは、その評価された相接続が可能なクラスタ相接続に等しく、その信頼スコアが選択された閾値を上回り、任意選択的に、その評価された相接続が基準相接続に等しいグリッド構成要素の電圧測定値で初期化される。これに関連して、信頼スコアは上記のように計算することができるが、それに限定されないことに留意されたい。信頼スコアは、例えば、グリッド構成要素が特定のクラスタに属する平均尤度を使用して計算することもできる。

【0075】

２）項目１）の初期化に加えて、相接続が真であることが知られている、すなわちそれらが確認されている他のグリッド構成要素、例えば電圧レギュレータまたは変圧器からの電圧測定値を使用することができる。

【0076】

本開示の一実施形態では、可能な相接続クラスタを初期化する第１のステップは、評価された相接続に基づいて、項目１）の電圧測定値を対応するクラスタに追加することである。例えば、単相グリッド構成要素予測のみが設定値を上回る信頼スコアを有する場合、このステップが実行された後、いくつかのクラスタは空であり得ることに留意されたい。そのような場合、空の多相クラスタは、同じ電気ノードで測定されることが知られている単相測定値に従って初期化することができる。

【0077】

図９は、本開示の一実施形態による複数木クラスタを初期化する例を示す。単相クラスタ９０７、９０８および９０９は単相測定値で初期化され、多相クラスタ９１０は単相測定値の平均で初期化される。それぞれの単相測定値９０６、それぞれの電圧測定値９０５、およびそれぞれの測定装置９０４が示されている。特に、ＨＶ／ＭＶ変電所の各位相９０１、９０２、９０３について、単相測定が実行される。

【0078】

一例として、図９に示すように、ＨＶ／ＭＶ変電所の中電圧側での単相電圧測定値を使用して、三相にわたる平均電圧を計算し、それを初期電圧測定値として設定することによって三相クラスタを初期化することができる。

【0079】

図１０は、上記（スペクトル）クラスタリング後のさらなるクラスタリングのフローチャートを示す。

【0080】

初期化後、実行されると、複数のクラスタのうちの少なくとも１つのクラスタ内の少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、複数のクラスタのうちの別のクラスタ内の少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値が計算される（Ｓ１００１）。

【0081】

【数9】

【0082】

Ｓ１００２において、類似度値が所定の閾値を上回る場合、少なくとも１つのクラスタからの少なくとも１つのグリッド構成要素は、複数のクラスタの別のクラスタに分類される。言い換えると、選択されたグリッド構成要素のデータと別のクラスタの１つまたは複数のグリッド構成要素のデータとの間の類似度が所定の閾値を上回る場合、例えば、選択されたグリッド構成要素が他のクラスタまでの計算された最小距離を有する場合、選択されたグリッド構成要素は別のクラスタに追加される。

【0083】

このような他クラスタへの分類／再グルーピングの例を図１１ａ～図１１ｃに例示する。図１１ａおよび図１１ｂに示すように、グリッド構成要素からの測定データ、例えば測定電圧データ１１０１は、クラスタ１１００内のグリッド構成要素の測定データと比較され、対応する相関係数１１０２が計算される。そして、図１１ｃに示すように、相関係数に基づいて最小距離１１０３が計算され、グリッド構成要素が最小距離のクラスタ１１０４に分類される。

【0084】

一実施形態によれば、Ｓ１００２の手順は、ある閾値を超える類似度値を有するクラスタの一定の数またはすべてのグリッド構成要素が別のクラスタに分類されるまで繰り返される。

【0085】

Ｓ１００３において、あるクラスタと他のクラスタ内のグリッド構成要素の相接続が再評価される。言い換えると、少なくとも、分類されたクラスタが由来するクラスタ内のグリッド構成要素の相接続、およびグリッド構成要素が分類された他のクラスタ内のグリッド構成要素の相接続が再評価される。しかしながら、本開示はこれに限定されず、他のクラスタ、例えばすべてのクラスタの再評価も実行することができる。

【0086】

再評価は、先に述べた評価と同様に行ってもよい。例えば、一実施形態によれば、相接続を再評価するステップは、クラスタ内のグリッド構成要素の基準相接続の大部分を決定するステップに基づく。基準相接続の大部分を再評価する代わりに、またはそれに加えて、本開示の一実施形態によれば、相接続を評価するステップは、クラスタ内の確認された相接続を有する少なくとも１つのグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部と、クラスタ内の少なくとも１つの他のグリッド構成要素の時系列測定電圧データの少なくとも一部との間の類似度値に基づく。

【0087】

時間セグメントへの分割の場合、再評価はまた、すべての時間セグメントまたはその少なくとも一部にわたる上記の評価と、その後の多数決決定とを含み得る。不必要な繰り返しを避けるために、上記の評価、特に上記の多数決決定が完全に参照される。

【0088】

一実施形態によれば、グリッド構成要素の相接続は、グリッド構成要素の相接続を評価するステップおよびグリッド構成要素の相接続を再評価するステップに基づいて決定される。上記のように、これらの決定された相接続は、次いで、データベース内のそれぞれのエントリ、すなわちデータベース内の相接続に関する情報と比較することができる。

【0089】

一実施形態によれば、グリッド構成要素の相接続の評価および／またはグリッド構成要素の相接続の再評価の両方に基づいてグリッド構成要素の相接続が決定される場合、決定の結果はいくつかのセットに分割されてもよい。

【0090】

－その基準相接続が第１の（スペクトル）クラスタリングからの評価された相接続に等しく、その評価された相接続の信頼スコアが定義された閾値よりも大きいグリッド構成要素。そのような負荷について決定された相接続は、基準接続に等しい。

【0091】

－その基準相接続が第１の（スペクトルクラスタリング）からの評価された接続とは異なるか、またはその評価された相接続の信頼スコアが定義された閾値よりも小さいグリッド構成要素。一般に、（最終的な）決定された相接続は、手動検査、オープンソース地図からの街路画像に基づく目視検査、または取得されたデータ駆動結果に完全に依存することを含む、多くの方法で決定することができる。後者の場合、例えば、そのようなグリッド構成要素の（最終的な）決定された相接続は、以下のように決定することができる。

【0092】

－再評価された相接続が（スペクトル）クラスタリングからの（最初に）評価された相接続に等しい場合、決定された相接続は評価および再評価された相接続に等しい。

【0093】

－再評価された相接続が（スペクトル）クラスタリングからの（最初に）評価された相接続と異なる場合、決定された相接続は、より高い信頼スコアを有するものであり得る。そのようなグリッド構成要素は、さらなる手動および／または目視検査の潜在的な候補としてさらにマークされてもよい。

【0094】

以下、本開示による例示的な試験結果について説明する。ＩＥＥＥ－８５００バスシステム上の本開示の例示的な結果について論じる。現実的な場合をシミュレートするために、時系列の実際の電力測定値がグリッド構成要素、ここでは負荷に追加され、対応する電圧測定値を抽出するために一連の電力潮流が実行される。次いで、抽出された電圧データには、測定ノイズ、メータバイアス、同期誤差、欠落データ誤差等の各種誤差が付加される。

【0095】

最後に、提案された手法の試験のための入力データは以下のとおりである。
・負荷スマートメータからの１ヶ月の生電圧測定値。
・誤差のある負荷スマートメータの基準ラベル。

【0096】

入力信号を本開示による方法に供給する前に、生の電圧測定値が前処理されており、すなわち欠落データが補間され、時系列が平均正規化されている。入力データの前処理の後、Ｃａｌｉｎｓｋｉ－Ｈａｒａｂａｓｚ内部スコアを使用して全時系列に対して自動ハイパーパラメータ調整が１回実行される。

【0097】

【数10】

【0098】

図１３は、本開示の一実施形態による、ＩＥＥＥ８５００バスシステムのスライディングウィンドウを使用したスペクトルクラスタリング後の決定された相接続の信頼スコアの分布を示す。図１３に例示的に示すように、スペクトルクラスタリングクラスタリング後の全体的な予測精度は９８．０％に等しく、評価された相接続の大部分は９０％を超える信頼スコアを有する。より正確には、評価された相接続の約８６％が９０％を超える信頼スコアを有する。

【0099】

これらのグリッド構成要素の約８６％のうち、評価された相接続が基準相接続に等しいものは、信頼できるグリッド構成要素としてフラグが立てられており、さらに複数木クラスタリングを初期化するために使用されている。グリッド構成要素全体の７６％が信頼できると考えられる。したがって、それらの決定された相接続は、スペクトルクラスタリングからの評価された相接続、および基準相接続に等しい。

【0100】

決定された残りの２４％の相接続は、複数木クラスタリングの結果に基づいて決定される。複数木クラスタリング後、位相結合決定精度は９８．１％であり、観測されたフィーダのヘッド付近の誤差が大部分である。変電所からの追加の単相電圧測定値が複数木クラスタを初期化するために使用される場合、最終精度は９９．６％に上昇する。

【0101】

図１４は、本開示の一実施形態による、ＩＥＥＥ８５００バスシステムの入力データ処理および位相決定方法後の埋め込み空間を示す。図１４に示すように、６つのクラスタを識別することができた。相接続は、「正方形」、「三角形」、および「円形」のマーカによって示されている。

【0102】

図１５は、本開示の一実施形態による、対応する基準相接続を有するＩＥＥＥ８５００バスシステムの一部を示す。塗りつぶされたマーカは、側方と側方全体の両方における相接続の誤差を示し、これは実際には知られることはない。左側の拡大断面には、側方全体１５０１および単一のグリッド構成要素１５０２の基準相接続の誤差が示されている。さらに、単一のグリッド構成要素１５０３の正しい位相ラベルが示されている。

【0103】

図１６は、本開示の一実施形態による負荷スマートメータのための決定された相接続を有するＩＥＥＥ８５００バスシステムの一部を示す。塗りつぶされたマーカは、決定された相接続における認識されていない誤差、すなわち決定された相接続とグラウンドトゥルースとの間の差を示す。右側の拡大部分には、補正されていない相接続１６０１が示されている。

【0104】

図１７ａおよび図１７ｂは、測定誤差のランダムな組合せおよびランダムなクラスタリング初期化を含むＩＥＥＥ８５００バスシステムの５２０回のランダムな初期化の精度分布を示す。図１７ａは、追加の変電所測定値の有無によるスペクトルクラスタリング後の精度を示し、図１７ｂは、追加の変電所測定値の有無による後続の複数木クラスタリング後の最終精度を示す。

【0105】

以上、本開示の様々な実施形態について説明したが、それらは限定ではなく例としてのみ提示されていることを理解されたい。同様に、様々な図は、当業者が本開示の例示的な特徴および機能を理解することを可能にするために提供される例示的なアーキテクチャまたは構成を示すことができる。しかしながら、そのような当業者は、本開示が図示された例示的なアーキテクチャまたは構成に限定されず、様々な代替的なアーキテクチャおよび構成を使用して実施することができることを理解するであろう。さらに、当業者によって理解されるように、一実施形態の１つまたは複数の特徴は、本明細書に記載の別の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができる。したがって、本開示の幅および範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではない。

【0106】

また、「第１」、「第２」などの指定を使用する本明細書における要素へのいかなる言及も、一般に、それらの要素の量または順序を限定するものではないことも理解される。むしろ、これらの名称は、本明細書において、２つ以上の要素または要素の例を区別する便利な手段として使用することができる。したがって、第１および第２の要素への言及は、２つの要素のみが使用され得ること、または第１の要素が何らかの方法で第２の要素の前になければならないことを意味しない。

【0107】

さらに、当業者は、情報および信号が様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明を通して言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、およびシンボルは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは粒子、光場もしくは粒子、またはそれらの任意の組合せによって表すことができる。

【0108】

当業者であればさらに、本明細書に開示された態様に関連して記載されたさまざまな例示的な論理ブロック、ユニット、プロセッサ、手段、回路、方法、および機能のいずれも、電子ハードウェア（例えば、デジタル実装、アナログ実装、または２つの組合せ）、ファームウェア、命令を組み込んださまざまな形態のプログラムまたは設計コード（本明細書では、便宜上、「ソフトウェア」または「ソフトウェアユニット」と言及されることができる）、またはこれらの技術の任意の組合せによって実現することができることを理解するであろう。

【0109】

ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアとのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、ユニット、回路、およびステップが、それらの機能に関して一般的に上述されている。そのような機能がハードウェア、ファームウェア、もしくはソフトウェア、またはこれらの技術の組合せとして実装されるかどうかは、特定の用途およびシステム全体に課される設計制約に依存する。当業者は、説明された機能を特定の用途ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装決定は、本開示の範囲から逸脱すると解釈されるべきではない。様々な実施形態によれば、プロセッサ、デバイス、構成要素、回路、構造、機械、ユニットなどは、本明細書に記載の機能の１つまたは複数を実行するように構成することができる。指定された動作または機能に関して本明細書で使用される「ために構成された」または「ように構成された」という用語は、指定された動作または機能を実行するように物理的に構築、プログラムおよび／または配置されたプロセッサ、デバイス、構成要素、回路、構造、機械、ユニットなどを指す。

【0110】

さらに、当業者であれば、本明細書に記載の様々な例示的な方法、論理ブロック、ユニット、デバイス、構成要素および回路を、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、またはそれらの任意の組合せを含むことができる集積回路（ＩＣ）内に実装することができ、またはそれによって実行することができることを理解するであろう。論理ブロック、ユニット、および回路は、ネットワーク内またはデバイス内の様々な構成要素と通信するためのアンテナおよび／またはトランシーバをさらに含むことができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替例では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、またはステートマシンとすることができる。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または、本明細書に記載された機能を実行するためのその他の任意の適切な構成として実装することができる。ソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上の１つまたは複数の命令またはコードとして記憶することができる。したがって、本明細書に開示される方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェアとして実施することができる。

【0111】

コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムまたはコードをある場所から別の場所に転送することを可能にすることができる任意の媒体を含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、または命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。

【0112】

さらに、本開示の実施形態では、メモリまたは他の記憶装置、ならびに通信構成要素を使用することができる。明確にするために、上記の説明は、異なる機能ユニットおよびプロセッサを参照して本開示の実施形態を説明したことが理解されよう。しかしながら、本開示を損なうことなく、異なる機能ユニット、処理論理要素またはドメイン間の機能性の任意の適切な分配を使用できることは明らかであろう。例えば、別個の処理論理要素またはコントローラによって実行されるように示されている機能は、同じ処理論理要素またはコントローラによって実行されてもよい。したがって、特定の機能ユニットへの言及は、厳密な論理的または物理的な構造または組織を示すのではなく、記載された機能を提供するための適切な手段への言及にすぎない。

【0113】

本開示に記載された実施態様に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に示される実施態様に限定されることを意図するものではなく、以下の特許請求の範囲に記載される、本明細書に開示される新規の特徴および原理と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図11c】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17a】

【図17b】

【外国語明細書】