CN107005273A - 用于在配电网格中分配时隙和解决时隙冲突的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检测并解决来自位于配电网格的边缘的DT的传输中的冲突的系统和方法。通过检查冲突的帧和时隙并推测可能涉及传输冲突的DT，并且将DT的传输重新分配到另一个帧和时隙，所述冲突应该可被解决，而由DT提供的数据不一定会丢失，其接收也不一定会过度延迟。

Description

用于在配电网格中分配时隙和解决时隙冲突的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月30日提交的美国临时专利申请No.62/072,882的优先权，其公开的内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及数据通信系统、方法和装置，具体地涉及与配电网络相关联的数据通信系统、方法和装置。

发明内容

本发明提供了一种用于检测并解决传输中的冲突的系统和方法，例如，在位于配电网格边缘的下游发射机(下文中简称为“DT”)和位于相关联的变电站的设备之间的传输。通过检查冲突的帧和时隙并推测可能涉及传输冲突的DT，并且将DT的传输重新分配到另一个帧和时隙，所述冲突应该可被解决，而由DT提供的数据不一定会丢失，其接收也不一定会过度延迟。此外，如果DT在一段时间内具有多个调度的传输，那么用于每个传输的时隙分配被重新调度。一方面，可能的冲突DT的识别，可能是一个迭代过程，借此若在一个DT已经被重新分配了时隙分配之后，冲突似乎存在，那么另一个DT可能需要重新分配其时隙分配。本发明确定冲突而不考虑具有系统拓扑和布局或其电气特性的先验知识。

本发明提供了一种用于检测和解析传输的系统和方法，其通过知道寻找一个在时隙期间被接收的信号而实现。如果在该时隙期间，在通信通带内检测到了大于系统上的噪音(即候选信号能量)的能量，并且候选信号能量的长度与发射信号的长度大致相同，系统则检查是否存在传输报头，例如GLA信号。如果存在GLA信号，那么信号被正常处理。如果GLA信号不存在，那么系统会检查在该时隙期间哪个DT应该发送一个传输，并且将该DT重新分配给另一个可用的时隙。

附图说明

图1为从发电站到配电变电站到用户的电力路径的简单示意图，示出了配电网格的高压、中压和低压区域并且描绘了配电网格的一些主要特点；

图2为示例性配电网格的域的逻辑结构的简单示意图，示出了企业域、区域、变电站域和变压器域；

图3为在网格位置Aware^TM网络内的变电站装置的简化框图，示出了网格位置Aware^TM网络装置如何耦合到现有的变电站中的SCADA和/或保护继电器线，以及来自变电站接收机的数据如何返回到数据中心；

图4为本发明的简化框图，示出了本发明的主要逻辑结构；

图5为一部分示例性时隙结构的简单示意图，示出了来自两个信道的一帧中的六个时隙；

图6为数据突发配置文件的简单示意图，示出了具有GLA前同步码数据的第一部分和具有地址、控制、数据或CRC数据的第二部分；

图7为根据本发明的实施例的用于初始DT检测和分配的一种方法的简化逻辑流程图；

图8为根据本发明的实施例的用于时隙分配的一种方法的简化逻辑流程图；

图9为根据本发明的实施例的用于时隙分配的另一种方法的简化逻辑流程图；

图10为根据本发明的实施例的用于分配一个新时隙的决策过程的方法的简化逻辑流程图；

图11为时隙再分配的简单示意图，描绘出了发生在第1帧第3时隙的时隙冲突，在第3帧中接收到的新时隙分配，以及记录的DT被重新分配给第4帧第5时隙；

图12为根据本发明的实施例的用于单个时隙重新分配的方法的简化逻辑流程图；

图13为根据本发明的实施例的用于多个时隙重新分配的方法的简化逻辑流程图；

图14为根据本发明的实施例的用于解决冲突的DT的方法的简化逻辑流程图；以及

图15为根据本发明的实施例的用于DT的有意重新分配的方法的简化逻辑流程图。

具体实施方式

下文对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于下文描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

本发明公开了解决DT之间的时隙冲突的系统和方法，所述DT可需动态地将至少一个DT重新分配给不同的时隙。本发明包含用于构建并运行并网数据收集网络的系统和方法，以这样的方式来解决来自DT的传输之间的冲突，其至少部分地同时发生和/或在基本相同的信道上发生。

本领域技术人员会理解的是，虽然本发明内容强调示例性系统，其中时分多路复用(有或没有分频信道)被采用，而当其被应用于各种其它系统时可以享受本发明的优点。例如，基于频分复用，空间分离复用，或例如本领域已知的或成为已知的任何其它适当的通信系统的系统和配置(包括各种方法和装置)在本发明的基础上同样会有益地发展。

一方面，该系统与存在于边缘、变电站的其他相邻的网络和设备以及配电网格络的特点集成，其中，其它网络和设备可包括智能仪表和AMI以及传统网络，如互联网。系统和方法也可采用集成网络的能力以其他方式通过减少与DT的通信来改变DT传输时间，在改变传输时间方面没有显著的延迟，并且不丢失由DT发送的数据。这导致了该系统从配电网格边缘及时增大数据流的能力，从而支持监测系统的需求和供应时的增加的准确性。支持智能电网应用的模型，如节能降压，伏/乏优化，负载均衡，故障隔离，以及恢复管理。

在一个实施例中，本发明确定时隙分配冲突的存在，然后识别出处于冲突的DT，其应该重新分配其时隙分配。本发明以各种方式来确定DT的识别，包括但不限于：查找被分配的DT的识别，该时隙分配基于已接收的信号的有效载荷数据的信息确定DT的识别，并基于推断已接收的信号的所述馈线和信号以及一些已接收的信号的有效载荷数据的信息确定DT的识别。然后，本发明找到可用的时隙，或者如果所述DT需要多个时隙，那么本发明找到DT被重新分配到的时隙。所述DT发送新时隙分配并在其系统中存储该信息。计算机系统也为其系统中的DT存储时隙分配。

拥有电网互通的各种设备和组件通常是有利的。与这种通信相关的数据可以多种方式进行转移。这些包括专用和通用电气和光传输介质，包括现有的蜂窝和卫星网络的各种无线方案等的应用。本发明涉及通过输电网自身的电力线采用直接数据传输而得的显著的效益。

通过电力传输介质的通讯是所需的，由于在系统组件之间的这种介质的固有存在。虽然可选的传输机制通常可用于智能电网上的设备，而那些替代品可能比基于网格的通信而具有降低的成本，他们缺乏能力以提供有关电网的信息。因此，例如蜂窝或卫星通信系统可能在变电站和DT之间可用，但是在相应的数据信道的通信可能会导致每个通信成本的变动，当与相关的通信硬件相关联的固定成本相比时其可能相对较低。

然而，网络的电力传输介质形成有噪声的和动态的信道，其抑制通信信号的可靠传输。在正常事件的过程中，网络运行包括运行中的和失效的各种传输链路的切换，无源和无功负载的添加和去除，以及各种集中式和分布式生成节点的连接和断开。另外，电感和电容串扰，不同的环境因素以及线路连接设备的各种故障模式可导致整个系统具有快速变化的特征。

由于这些缺陷和障碍，在并网数据传输方面的早期研究在很大程度上被认为是失败的和/或不适于某些理想的应用。本发明人仔细考虑了这种系统的潜在优势，并对当前问题应用了新的和难以置信的理解，开发了一些新颖的方法和发明，其提供了有效通信方法的可能性，而以前没有如此可用的方法。结果包括某些创造性的改进和新颖的装置，方法和系统，用于跨输电网传输数据。

在本发明人发现的问题之中显著地提供先前需要的但不可用的功能，需要提供可靠的数据通信面对信号的无意重叠，其在其他方面旨在进行时分复用。在实际的物理系统中，这种信号重叠可能由网上的动态变化引起，其中包括，适用馈线和/或相位的切换，载切换，系统串扰，器件复位活动，以及存在于网络中的各种物理阻抗转换时的信号反射。这种不合需要的信号重叠包括在术语“数据冲突”里，并且本发明尤其包括用于时隙分配和解决冲突的各种系统、方法和设备。

在某些优选实施例中，本发明的时隙分配和解决冲突的特性还将实现其他目标：

1.提供DT引入的能力，作为DT和具备或不具备电路拓扑和配置信息的先验知识的中央设备之间进一步通信的基础；

2.检测和解决异步叠影(即从网格的一个元件转移到网格的另一个元件的电路或部分电路)并提供随后的冲突解决的能力；以及

3.管理有意的和/或任意的时隙重新分配能力。

根据以下讨论显而易见的是，DT包括各种设备和系统中的任何一种，如通用系统和具有嵌入式计算机技术的系统，其存在于在输电网络上接收电力的电力用户的附近。按照惯例，这种用户的网格位置通常被称为“网络边缘”。中央设备将在网络中的各种地点被找到，所述各种地点相对于网络边缘是位于远端的，并且最典型地在本发明的上下文中，位于输电变电站或者在输电变电站附近。

“时隙”(如“时隙分配”中的)是指时间间隙,例如在时分复用数据传输中按惯例分配到各种有效载荷的时间间隙。对于本领域普通技术人员来说，根据下面的进一步描述这将变得清楚。同样地，在以下披露的过程中，术语“叠影”，“异步叠影”，“传输冲突”和“解决冲突”的意思对本领域的读者而言将变得清楚。随着这些术语被理解，“时隙重新分配”的性质和意义自然会呈现在读者面前。

虽然，对包括“智能电网”技术和“高级计量基础设施”的输电网格的一般性理解将由本领域技术人员掌握，以下对典型网络约定和拓扑的描述提供了额外的清晰度。

电力网通常被认为是由两个拓扑区组成，输电网格和配电网格。输电网格来自大的发电点，如水力发电大坝，核反应堆，风力发电场，和燃煤或燃气发电厂。来自于发电点的电力作为高压交流电流(AC)通过绵长的高压线的松散连接的网络被传输到存在电力需求的点，如工厂，农场和人口中心。配电变电站通常位于输电网格外围或边缘的各个点。

图1显示了电力网的一个典型部分。电力网通常被认为是由两个逻辑区组成，输电网格和配电网格。所述输电网格起源于大发电点，例如发电厂120，如水力发电大坝，核反应堆，风电场，太阳能发电场，以及燃煤或燃气发电厂。来自于发电点的电力作为高压交流电流(AC)通过绵长的高压线连接的网络被传输到存在电力需求的点，如工厂，农场和人口中心。配电变电站的集合，例如配电变电站124，通常位于输电网格边缘。配电变电站包含一个或多个变电站变压器，它将电压从高压传输线电平(通常为130kV至700kV)降低至中等电压水平(目前在美国通常为4kV至35kV，目前在美国以外使用更高的电压，虽然具体的配电电压与本发明没有密切关系)，在这里电力被分配给配电服务区内的用户。

在配电网格的边缘存在一些服务变压器，例如，服务变压器136，其将配电网格的中压改变为低电压(在美国，通常为120V，208V，240V，277V或480V)。除了这些以外的其它电压可以在世界其他地方使用。在某些情况下，一层或多层变压器，称为降压变压器，例如，在变电站变压器和服务变压器之间示意性地示出的变压器128，在变电站和服务变压器之间引起中间电压的降低。

每个服务变压器为一个或多个电表(例如使用电表142)或者未计量的负载的供电。负载，例如负载150，可以是住宅，商业或工业建筑，市政基础设施的一个元件，如一系列路灯，或者农业设备，如灌溉系统。典型的配电网格包括用于控制、平衡和调节电力流动的其他元件。这种元件的例子为电容器组，例如电容器组132，电压调节器，开关和重合器。

配电网格已经被设计和部署在各种拓扑结构中。在美国，配电网格类型通常被表征为径向的、循环的或联网的。其他新出现的情况为校园网格和微网格。未描述的另外的拓扑结构在世界其他地方使用。在径向网格内，一个变电站有一个或多个变电站变压器。每个变电站变压器具有一个或多个变电站总线。一个或多个三相馈线从每个变电站总线向外“辐射”，具有单相或三相侧线从馈线分支，而分支点(或简称为“分接头”)依次从侧线分支。径向网格设计和建造成本低廉，因为它们简单，但是它们最容易断电，由于它们缺乏冗余的电源路径，所以任何断电会导致至少一个负载失去电力。网络和环网格也是本领域技术人员所已知的，且同样适用于支持本发明的相应的实施例。

配电变电站从输电网接收高压电到一个或多个大型电力变压器。配电变压器可结合一种调节器，被称为有载分接开关，其通过包括或排除变压器的次级绕组电路的一些匝数改变该变压器输送到配电总线(变电站配电总线)的电压，从而改变输入电压与输出电压之比。本发明的某些实施例中，尽管这些匝数比有所变化，但其将正常运行。一个或多个馈线从变电站总线发散。如果需要太多的馈线以服务负载或拓扑，则使用额外的变压器和总线。

图2为示例性配电网格的域的逻辑结构的简单示意图，示出了企业域、区域、变电站域和变压器域。输电网格可被视为包含功能域和逻辑域的“域”的层次结构。顶级域被称为“企业域”。企业域(ED)，例如企业域210，通常包括源于发电系统的业务的整个配电网格，例如，电厂到电网的边缘。企业域210一般会包含若干个“区域”，例如区域214。区域(RD)可被进一步细分为至少一个变电站域，例如变电站域220。通常，变电站域包括变电站的电路和下游电路。

变电站域(SD)220可被进一步细分为至少一个变压器域，例如变压器域222，224，226。变压器域包括配电变压器，将电压从传输电压转换成配电电压，以及该变压器下游的所有电路。在本发明中，除非另有说明，“域”将指变电站域。一般地，物理变电站将包括一个或多个变压器，每个变压器定义一个变压器域。每个变压器域可有各种类型的下游电路布置。每个变压器提供一个或多个馈线，并且，通常每个馈线由三相组成。可以想到有一个网格包括若干变压器，每个变压器具有一个或多个馈线，而每个馈线具有三相并支持各种下级电路。本领域技术人员将会理解，但是，其他相位安排是可能的且被认为在本发明的范围内。

为了监控并控制电网的组件，馈线/相位电流互感器(FPCT)被连接至变电站内的电力承载导体上。FPCT在环形导体上输出相对低的交流电流(通常高达5安培)，所述环形导体正好与流经被监控的高压导体的电流成比例。这些低电流输出适合连接数据采集子系统，所述数据采集子系统与变电站内的监控和数据采集(SCADA)系统或继电保护系统相关联。FPCT被设计并组成变电站，由于当电流正在流动的时候将FPCT更换或添加到高压组件是不可能的或危险的。另一方面，额外监视CT(MCT)可以根据需要安全地在低电流环路周围添加，而不影响电力输送，保护电路或SCADA系统的准确性。

除了电力线本身以外，配电网格还包含许多其它设备，用于调节，隔离，稳定和转移电力。这些设备包括开关，重合器，电容器组(通常用于功率因数或电压校正)，以及次级电压调节器。当被视为数据承载网络时，所有这些设备会影响配电网格的行为，同电网上的各种负载和次级电源一样。突然状态改变的设备会在电网上引入脉冲噪声，如负载可开启和关闭一样。一些设备，如变压器和电容器组，过滤并衰减在某些频率的信号，并可引起电力输送系统的基频以上的信号串扰。

不同于将用户负载和相关联的电表连接到服务变压器的电线，在电力实际上传输给用户之前，服务变压器通常是配电网格最外面的元件。所述电表连接在来自服务变压器的电力传输给用户位置。服务变压器可以是三相或单相，电表也可如此。

习惯上，读电表是由电力公司引起的最大的运营成本之一。原电表是一种模拟设备，具有一个光学读出，必须每月手动检查以推动电费计费过程。从20世纪70年代开始，数字化仪表数据并自动收集的机制开始被采用。这些机制是从步态或驱动系统演变而来的，其中所述电表将通过使用短距离无线电信号广播其当前读数，所述短距离无线电信号被带有仪表读取器的设备接收。这些早期的系统被称为自动电表读数系统或AMR。随后，采用网格配置中的短程射频中继器与用于传输汇总读数的配备宽带回程装置的采集点的结合，各种专用数据采集网络开始被采用。适时地，利用双向寻呼技术和蜂窝通信的双向专用收集网络也被部署，无论是作为独立的系统还是复杂的专用数据采集系统的一部分。

这些网络能够在公用事业服务中心的“电表头尾”和该数据采集网络边缘的电表之间实现双向通信，通常被称为高级计量基础设施或AMI。AMI能够频繁收集和存储读数，通常每15分钟一次，并且在整个部署中可以这种频率报告它们。它们可以读取所需的任何电表，只要此特性被少量使用，并且也可以根据需要连接或断开任何电表。出于节能、需求管理和可变费率计费的目的，AMI电表可将信号传递给用户设备。由于AMI网络与配电网格分离，AMI电表既不知道网格拓扑的改变或网格上的某些条件的变化，也对网格拓扑的改变或网格上的某些条件的变化不敏感。然而，AMI的引入通常被认为是智能电网的开始。

配电基础设施的许多特征限制了使用网格本身作为通信介质的努力的成功。首先，所述网格是一个嘈杂的环境。网格上负载状态的变化以及网格自身的控制和调节工件在电源线上引起了脉冲噪声。负载的正常运行，如电动机，整体负载的简单变化，以及环境RF噪声(主要来自闪电和其他天气相关的原因)总计可达显著的高斯噪声。

在美国的典型变电站内所测得的本底噪声为约80-90分贝，低于线路基频的最大振幅。网格的复数阻抗随频率和时间域而变化。当阻抗增加时，这可能导致网格上位于较高电压点的并网接收机上的信号丢失，或者交替迫使并网发送器使用比平均需要更多的能量。

出于优化功率因数的目的，位于网格点的电容器组可引起信号衰减。这些电容器组可为静态值或动态值，其手动地或自动地改变。最重要的是，变压器充当低通滤波器，显著地衰减高于某一频率的信号。有效通频带在每个配电网格上都不一样，由于使用了不同布置和类型的变压器并且由于变压器本身不是故意调整为对以基频以上的指定频率进行滤波。。所有这些变量都会影响作为传输介质的网格的频率响应。

此外，在电网上注入调制电流信号可能会造成注入的信号本身之间的干扰。一个有问题的现象是串扰，其中注入于一条电源线的一信号在另一条线上是可检测的。当相同馈线的两个或多个相位发生串扰时，它可由感应和/或电容耦合引起，因为相位线在馈线的大部分长度上彼此并排运行。串扰也可能是由于同一个变压器内核上的多相绕组，并且可能是由在变电站切断电源总线的所注入的信号的反射引起的。

馈线到馈线串扰也被测量，且可能是由在变电站切断电源总线的所注入的信号的反射引起的。如将在下面进一步讨论的那样，在变电站接收到的信号的振幅在串扰信道(馈线/相位)上可能比在起始馈线/相位上更高(在某些频率)。考虑到美国和世界各地的配电网格的复杂性、多样性和使用年限，对频率高于可能预期的基准这些现象知之甚少。

图3为根据本发明的一个实施例的智能平台的逻辑框图，显示了处理元件相对于网络驻留的位置。所示的示例性网络包括广域网，如互联网，AMI，以及中压配电网格，或其它的这种介质。连接在边缘或内部连接点的中压配电网格至少为一个DT。

图3显示了该系统可被分为三个区域或者层。边缘层301包括至少一个DT。DT，例如DT 305可位于服务变压器303处，或者DT，例如DT 304可位于服务变压器下方的耗电站点。

本发明不需要安装通讯设备或者边缘层和变电站层之间的其它改造。然而，如果希望从中压电网的特征收集数据，如电容器组，可以在那里安装DT的变体。这种DT技术上仍然在边缘层，由于它由一个位于该特征的低压出口供电，而不是直接从安装有网格特征的中压线。

仍然参考图3，变电站层306包括至少一个变电站接收机307，可操作地以从边缘层或中间结点中的DT接收传输，而无需求助于任何信号放大器，旁路机构或安装在配电网格的中压基础设施上的网桥。变电站接收机通过局域网连接至含有非易失性计算机可读存储器和CPU的计算平台308，用于存储和执行软件309，其维护库存和网格图数据库并执行配置和管理数据网络的任务。本领域技术人员会理解的是，虽然含有非易失性计算机可读存储器的计算平台如上所述，但是任何各种各样的计算平台以及计算系统或计算机系统都可用于本发明的实施中。同样地，本领域技术人员可理解的是，这种系统可以已知的或成为已知的任何方式进行修改，以便更充分地享有本发明的益处。

另外，所述计算平台存储并执行软件310，其结合从变电站接收机307收到的消息处理库存和网格图数据，以推断有关网格状态的信息,在该网格上,仅基于输入传输,变电站接收机单独就可检测。所述变电站接收机307与其关联的计算平台308的结合也被称为馈线智能模块(FIM)。

在本发明的一个实施例中，变电站接收机307包括一些模数(A/D)转换器，虽然通常被描绘的A/D转换器位于变电站接收机307的外部。每个A/D转换器被耦合至每个馈线相位环绕的导体上的预期传感器，即每个馈线的每个相位支持一个A/D转换器。在一个实施例里，从馈线的相位接收的信号为电流波形的形式。在一种方法中，A/D转换器位于在每个相应馈线相位输入线上的每个MCT附近(图4)。

所述FIM包括耦合至所述FPCT的输出的MCT。MCT的输出又依次分别连接到A/D转换器的输入。理想地，所述A/D位于每个馈线相位电流回路上的相应的MCT附近。(图3)在一种方法中，当处理信号时，变电站接收机307忽略了在电网的基线频率和其整数倍谐波的信号。

返回来参见图3，每个配电变电站至少有一个变电站变压器。根据连接至变电站的负载的类型和数量，变电站中可能有多个变电站变压器。变电站变压器及其在变电站变压器与负载之间的拓扑-电路和特点一般被称为变电站域。在该示例性情况下，所述系统唯一地包括一个变电站接收机307，其与每个变电站变压器相关联。在该示例性情况下，所述变电站层306具有对应于两个变电站接收机307的两个变电站域。在其它方法里，变电站接收机307由多个变电站域共享，或者变电站域具有多个变电站接收机。

在本发明的一些实施例中，所述变电站接收机的基于计算机的组件和所述计算平台组件托管在同一个处理子系统上。在这些实施例里，用于在变电站接收机和计算平台软件组件之间传输数据的通信协议(如HTTP)不需要改变，即使不需要物理局域网。

在一个实施例中，计算平台308连接到一个常规的广域网311，如互联网，为了与数据中心层313内的集线器312通信。在本发明的一些实施例中，不管计算平台和变电站接收机是位于同一个位置还是在单独的处理子系统上，所述处理子系统可被配置于冗余集群中，以确保系统的连续运行。

再次参见图3，在某些实施例中，集线器312托管具有类似架构的软件至变电站软件。这种架构可包括网络和数据管理组件314，其向一个或多个应用315提供软件服务用于GLA。所述应用使用传统的基于网络的消息协议，例如但不限于：JMS，SOAP和REST，以向用户应用发布信息，如地理信息系统(GIS)316。

所述数据和网络管理组件314可以与AMI头端317集成，出于使AMI网络广播数据块到边缘层301内或中间交汇点的DT的目的。数据和网络管理组件314可通过使用标准协议和/或专有接口与AMI头端317集成。

本发明的其它实施例可以使用替代性辅助网络组件。例如，变电站到边缘广播能力和/或从变电站到DT的时间同步可由中压PLC发射机提供，所述中压PLC变送器连接到变电站的馈线，而不是为此目的使用AMI。

同样地，起始于配电变电站的广播消息的单独的无线电发射机可被采用。无线电发射机不需要物理上位于变电站，只要有从变电站的计算平台到发射机的通信路径即可。单个无线电发射机可以作为变电站到边缘信道用于多个变电站。当所述变电站到边缘信道不是AMI时，DT时钟的同步可以如美国专利申请系列No.13/566,481中所述的那样提供，其名称为无载波侦听的用于在信道上同步边缘设备的系统与方法，其通过引用并入本文。本领域技术人员可以理解的是，在本发明的实施例中，信道没有时隙(例如，TDMA)，时钟同步是不必要的。

图4为GLA网络和边缘的网格拓扑中的典型的配电变电站装置的简化框图。图4包括配电变电站440，其包括变电站变压器442，其被电耦合到配电总线430，其反过来电耦合至馈线相位线421。网格的边缘包括多个，例如，n个馈线410，每个馈线410具有三个馈线相位线421。每个相应的馈线相位线通过服务变压器414通常连接到负载418。DT 417位于服务变压器414附近和/或DT 416毗邻电表或作为电表的一部分。配电变电站还包括SCADA/保护继电器420，其通过环路426分别电耦合到馈线相位线421。FIM也通过A/D转换器422和MCT424分别电耦合到环路426。

图4详细说明了在其中的一种实施方案中，FIM如何通过连接MCT、例如MCT424到SCADA/保护继电器环路、例如已经到了SCADA或保护继电器420的环路426来监视在在变电站变压器442的低压侧的馈线相位线421。这种耦合方法允许变电站接收器安装在配电变电站中，无需中断变电站的运行。其他耦合方法，如热夹钳式电流互感器，是本领域已知的，并且可以等效地用于代替本文所述的到SCADA环路的次级耦合。一些配电变电站440可能缺少SCADA环路426，或者现有的环路可能无法访问，由于物理布置或公用事业规定。

图4还显示了MCT 424到A/D转换器422的连接。A/D转换器422数字化从MCT输出读取的模拟电流信号，其输出与由其FPCT 425测量的流过相应馈线相位的电流成正比。在某些实施例中，通过一个或多个FIM开关(为简单起见，并未在图4中示出)，所得到的数字化信号被传送到一个或多个FIM计算元件。正如本领域技术人员可以理解的，在示例性系统中，所述计算元件包括但不限于：一个或多个基于微处理器的常规计算机，数字信号处理器或其它信号处理装置，如现场可编程门阵列和/或图形处理单元。在某些实施例中，FIM涵盖变电站接收机的所有电子设备，不一定都在同一个机架中。FIM开关执行几个功能，包括收集来自A/D的信号。FIM开关还提供通过以太网连接到A/D 422的电源。

尽管使用电网作为通信媒体存在固有的许多工程难题，它对电力公共设施仍然具有吸引力，因为公共设施已经拥有基础设施，且其存在于该公共设施需要收集数据的所有的点。在电力线通信或PLC的名义下，一些中频电力线协议已成功应用于智能电网应用。尽管有局限性，低频系统已经实现了在农村地区的市场渗透，在那里无线系统是成本高昂的。

高频通信需要额外的设备以允许信号跨越变压器和电容器组。这些信号也可能通过地下电缆信道严重衰减，并且可以在架空线上辐射射频信号。因此，该技术尚未得到广泛应用。

如上文所探讨的高中低频PLC方法的问题和局限性导致在21世纪的美国用于AMI数据收集到定制的无线网络的快速发展。高频并网方法已被证明过于昂贵，不够可靠，并且太充满错误且不确定在商业上是否可行。低频方法可以用低成本的边缘到变电站发射机来实现，但这些缺乏现代AMI要求的数据承载能力。进一步地，并网低频变电站到边缘发射机，如AFRC，是巨大的，昂贵的，并且具有不良副作用，这限制了其在城市环境中的使用。一个可能的选择是结合使用高频变电站到边缘发射机与低频边缘到变电站发射机。然而，在美国，市场力量导致无线AMI系统的快速渗透，特别是在城市和郊区。

成本限制和不受管制频谱的可用性已经决定了在AMI网络内使用成本低的网状架构，具有从一组电表收集数据的邻域集线器，并使用传统的基础设施(POTS，光纤或蜂窝)以回传至数据中心。网状架构的意思是，虽然所使用的RF收发器具有单独的高数据速率，边缘网络容易饱和。在这些网络中承载容量的大部分可用的数据仅用于报告电表间隔数据，具有有限的容量保留用于固件更新和控制数据包，用于诸如需求管理的应用。

存在两个主要因素限制现有AMI基础设施的效用。当然，第一个为网格的容量限制。更重要的是第二个，其为这样的事实：AMI网络与电网不一致。它能够提供关于电网运行状态的很少信息，并且不了解电网的原理图配置。这对于抄表是不必要的，但更复杂的智能电网应用(用于节能，资产保护，负载平衡，故障隔离，恢复管理和非技术和技术损失确定)则需要有关各种资产的原理图关系的准确信息(如网格资产，负载和网格上若干段的条件，以及双模和多模态的资产的当前状态)。此信息与同一资产的地理空间位置一起被称为网格图。

公用事业通常维护网格的两个地图或模型。物理网络模型(PNM)汇总网格上的资产的地理空间位置。由于现代GPS技术，PNM相对于点资产是相当准确的，如变电站，电容器组，变压器，甚至个体电表。当修理或变更时，不准确的原因是未能更新地图。例如，由于街道扩大，服务变压器可从街道的一边移动到另一边。

纵向资产，特别是埋地电缆在PNM中表现不佳。所述PNM可以包含所设计的数据，但由于在许多地方，电缆在全球定位技术成熟之前被铺设，这些设计是基于地面层面的勘测。随后，原始地图可能也可能不会被更新以反映更改。随后的表面变化使得采取中压配电线验证地理路径的问题更复杂。

第二种模式为逻辑网络模型或LNM。LNM描述了网格组件的连接方式，而没有提及它们的地理空间位置。LNM频繁变化。在修理过程中，变压器连接到分接头和支线的方式，电表连接到变压器上的方式，可被改变。这种变化影响LNM和PNM。

在许多公用事业中，此类更改由现场处理员手动记录。人工报告在LNM和PNM中可能会更新或不更新，并且进行更新时，发生维护之间的时间延迟，且它被记录是可变的。另外，许多电网组件，特别是调节器、开关和重合器，异步地和/或自动地改变状态。除非这些组件被仪表化通信回传到数据中心，而不是简单地受到本地控制系统的约束，这种动态变化没有反映在LNM中。然而，它们的确影响了电力路径，在配电网格的其它组件上的负载和环境压力，以及对用户的服务水平。

(实际)网格图的重要但不可靠的已知方面的例子，为馈线和相位，目前每个电表通过它们被供电。其他重要因素包括每个馈线的每个相位上的相对负载，尤其是在网格的下属(侧)分支上，提供给每个电表的实际电压，沿着电网边缘的功率因数，以及在变压器引出的所有电力是否均被测量。此外，重要的是要知道开关组，本地连接或如保险丝的保护装置的状态，特别是在造成断电的天气事件之后。

如果这些信息是可靠的，公用设施可以节约能源(大部分的节省将转嫁给用户)，节省维护成本，延长本领域设备的使用寿命，提高公用设施和用户设备的效率和寿命，避免断电，减少不可避免的断电后的恢复时间，并改进现场工程师的操作安全性。

自动动态网格映射问题，没有通过无线智能电表解决。电力公司之间的共识为LNM的波动性使得使用现场工程师来测量和监控网格图的变化的属性，这通常不是成本效益或可行的解决方案。

公用事业常常向用户过量供电，以确保负载波动，家庭布线中的功率损耗等等不会导致低于有效的110v AC在建筑物内的各个出口处的一些用户的服务下降，这通常是家用电器等的最佳选择。良好的仪表化细粒度保护电压调节系统的目标可能会在单相电表到114VAC时降低典型的有效电压，如在美国从典型的240VAC服务的一端到中性所测量的。

成本限制也决定了在每个中压场资产放置SCADA或其他仪器是不切实际的。无论怎样，配电网格上的“触点”为主要是边缘的电表和变电站的仪表。这规定了电力线通信技术被再访，因为在电力线上行驶的信号可用于推断和报告无法通过无线AMI检测的网格映射信息。无所不在的用于报告电表数据的无线AMI可被认为是寻找有效的网格映射技术的益处，因为其释放了低频并网传输方法的有限的数据承载容量，以反过来支持网格映射系统。然而，需要鉴定边缘处的和在配电系统内的其他点的低成本的传输方法，与AMR或AMI共存，并且不触发任何并网传输的上述缺陷。这种缺陷还包括对中间设备的要求，如边缘与变电站之间的中继器；不可接受的闪烁；RF干扰；脉冲噪声等。最后，传输必须要求很少的功率，因为驱动发射机消耗的能量会减少所获得的经济利益。

最后，网格的拓扑原理图可能会改变而没有被通知或记录。因此，信号源可能不容易辨别。因此，一个相当快速合理的低成本解决方案以不断地定期地或偶发地确定电网的拓扑原理图中的变化和/或以确定信号源的示意性位置是可取的。此外，建立了这些示意性位置，有丰富的可用信息，其可被分析以确定有关配电网格的其他方面的信息，例如连接网格的不同元件的片段。

在数据通信中，通信设备之间可能有专门的介质。在本发明的上下文中，两个或多个设备共享特定的通信介质。这种配置被称为“多路访问”。也就是说，多路访问的意思是多个发射机可以使用相同的传输信道，而来自一个发射机的信号与来自另一个发射机的信号不会相互干扰。对于本发明的目的，可以理解的是，发送和接收设施可以包含于单个设备中。

理想的情况是，电力线通信传输必须要求很少的电力，因为驱动发射机消耗的能量减少了所获得的节能效益。一些PLC方法已经适应了无线电调制技术，例如DPSK，和信道接入配电网格的介质的方法，例如TDMA。在TDMA中，信道被周期性地随时间划分，每个发射机共享在该周期中分配特定时隙的信道，其中，发射机独具发射权限。TDMA要求所有发射机都有系统时钟，它们在足够接近的公差范围内彼此同步，使单信道存取器与其他信道存取器的传输不重叠。一般而言，发射机不知道信道上的其他发射机和其他传输；发射机仅知道它所提供的传输。因此，在实施过程中，会发生：两台发射机在同一时隙发射，导致来自两个发射机的相应传输中的冲突。因此，具有一种相当快速合理的低成本解决方案以解决冲突是所希望的。

在一种方法中，DT通过馈线和相位(馈线相位)将信息从相关联的电表发送到变电站接收机。

在系统中实施时隙消息传递，存在一建立期用于所有时隙长度合并。在一些系统中，这个周期可以是动态的，并且可在操作过程中更改，这将需要通知并从旧周期到新周期调整系统上的所有元件。在许多系统中，合并的时隙周期为24小时。时隙的长度也被建立；在许多系统中，时隙的长度也可以动态地改变。在一个方法里，每个传输信道具有结合的时间段，它可在逻辑上分段成时间帧，并且反过来，每个时间帧可进一步在逻辑上分段成单个时隙。

根据TDMA和其它多路访问通信，发送设备被分配一个或多个唯一的时隙以减少两个(或多个)传输设备在大致相同的时间发送信号的可能性。在本发明的一方面，计算平台或与计算平台配合使用的另一个更高级的计算机系统，为位于配电变电站下游的每个DT分配时隙。于是，在给定的域内的每个DT具有一个独特的时隙或多个时隙，用于将信息传输到计算平台。因此，当计算平台在特定域内的特定时间段期间接收信号时，计算平台可以高度的确定性确定哪个DT发送了信号。

一个DT通常包括用于适当通信所必需的电路(例如，AMI，PLC，蜂窝等)，数据收集电路和除了数据处理能力以外的非易失性存储器。AGPS信号或NTP时基可用于同步DT，除了提供将逻辑网络模型与物理网络模型相关联的手段和/或用于在时隙信道上同步传输以便不与其他DT传输相冲突之外。

当DT变得可操作时，提供DT，从而如果其可被使用，它通常会获得网络系统的时间，例如，通过查询智能电表中的AMI逻辑，并且在保留的边缘到变电站信道上格式化、编码、并发送配置请求，用于配置请求和警报。当变电站接收机检测到配置请求的时候，其可能会导致配置响应通过AMI，或通过可用的并网方式或无线变电站到边缘信道被发送。在优选的配电系统里，一旦DT在网格上运行，它则配置信息——来自计算机平台操作信息的DT请求。作为回应，所述计算机平台将操作信息提供给所述DT，包括但不限于：描述DT将传输的信息的类型的信息和一个或多个时隙分配。

一旦一个DT被分配一个时隙分配，且若合适，一个信道，它将在该信道的时隙分配期间始终传输直至DT从计算机平台接收到一些进一步的指令或者发生错误。在一个实施例中，每个域通常采用一个传输频率信道，但是该域可以采用多个信道，这取决于域的配置。由于有可供使用的信道的数量可能有限，域可以使用系统中与另一个域相同的一个或多个信道。

如上所述，本发明提供跨输电介质的数据信号的通信。这样的通信可以跨越任何上述系统域而被部署。但是，通常情况下，主通信将在各种变电站域进行。所以，出于示例性的目的，本发明将主要处理变电站域通信。

由DT和变电站接收机实施的方法提供从配电变电站的服务区内的所述至少一个DT发送的电流信号的信道化和调制，以使得信号在变电站接收机处接收，并且所述变电站接收机能够推断信号被传输到其上的特定馈线的电相位。信号在称为信道的频谱的宽带上传输，但是信道的频带被选择，以使得频率低于服务变压器的低通阈值，所述服务变压器为边缘发射器供电。该方法需要很少的电力来注入信号，以使被调制的信号在RF频谱中不辐射能量或者造成设备闪烁或传输附近的嗡嗡声，或者表现出并网通信的现有技术方法的任何其它不良特征。该方法通过使用域而适用于所有网格拓扑，并且其能够支持每个变电站变压器的足够数量的DT，以使得即使是最大的变电站也可被全面覆盖。因此，该系统是完全可扩展的。

在一个实施例中，当变电站接收机完全处理传输时，它将解码的传输与关于由接收器逻辑推断的消息的任何附加信息一起打包，例如消息在其上发送的相位和馈线，消息在其上发送的信道，以及用于传输的调制方法的参数的指示。通过使用普通的基于TCP/IP的协议如HTTP，变电站接收机将整个消息包转发到变电站计算平台。

如上所述，配电网格在很大程度上受制于计划内和计划外的动态变化。配电网格电路可手动、半自动或自动更改。例如，线路员可能会导致变压器从街道的一边移到另一边，并因此可影响变压器连接到哪个DT。重合器可被编程为以在配电网格内改变电路，以补偿短期功率损耗。这些变化可以是不同长度的时间，通常取决于变化的原因。例如，由于短期功率损耗引起的由重合器导致的变化通常是一种短期变化。通过移动变压器的变化可能是一个长期的变化。

配电网格内变化的复杂性可以是复杂的，由于准确的记录通常不是由人维护或实体造成的变化。例如，线路工可能并不总是准确地记录和报告变压器从一个电路到另一个电路的变化。于是，相关计算平台不知道变压器连接的电路。进一步地，电路(或其部分)可从一个域移动到另一个域。如果与变压器相关联的DT已从一个域移动到另一个域，那么DT可以在相同的时隙上发送，如另一个DT之前存在于第二域上一样。这将导致冲突。在配电网格中，如从图中可以清楚地看出，可以切换域的一个馈线/相位的一个下级电路到不同域的另一馈线/相位。于是，以前已经独立运作的域现在至少部分地接合。因此，已被移动的且现在正处于这个新的域的DT可能同时传输并且在同一信道传输，如已经存在于所得到的域上的其它DT一样。这可能导致多个冲突。

在另一方面，电路上的设备的操作可能会动态改变。例如，DT依赖于内部定时机制，以确定何时发送信号。DT的时序机制可能会漂移，或者影响DT的时序的一些其他电路问题导致DT传输其信息相对于系统或域的其余部分不同步。当来自此DT的传输不同步的时候，传输可能至少部分地将时隙与另一传输重叠，所述另一传输是同步的，导致两个信号之间的冲突。

在另一方面，在许多现有的配电系统中，以及正在计划和建造的那些中，有一个DT分布在配电网格上。虽然能够接收和发送信号的DT，被设计成主要提供出站通信，例如，到集线器，配电变电站的计算机系统。DT通常是“非智能”设备，对它们正在其中运行的语境的认识有限。例如，DT一般不知道任何其它发送信号的DT。因此，当DT正在发送其信号时，DT并不知道它可能至少部分地在来自另一个DT的传输的顶部上传输。

该配置方案(配置新安装的DT)预期并最大限度地减少串扰问题，并且提供了用于变电站接收机、变电站计算平台和集线器分层处理从每个DT收到的信息的逻辑手段。该信息可用于推断电网格上的各种设备的状态，如开关、重合器等设备，和/或电力线路故障。传输的其它属性由DT上的固件和仪器动态确定。例如，发送时使用的电力可能与线路的阻抗有关，如在发送之前立即测量。

一方面，存储在所述至少一个DT中的每一个的程序将边缘到变电站GLA网络与相邻网络集成，如AMI，以及具有Smart Meter平台本身的固有智能。所述DT可以轮询本地原生智能电表智能以获取本地数据，如电流，电压和相位角。所述DT随后从收集的数据点中导出结果。

所述DT存储、压缩和/或处理根据策略和包含在存储的程序中的应用算法所收集的数据，直到可操作的政策规定，收集的数据和/或收集的数据的衍生的结果可发送到变电站接收器。这些基于政策的“衍生的结果”可以被认为是用于DT的“应用程序”，并且可被不时地更改或改变。

当时隙信道和/或时间调度的传输策略被使用的时候，所述DT可能需要一种同步其系统时钟至具有在同一服务区内的其它DT的已知公差的方法。在一些实施例中，每个DT可轮询本地仪表或AMI网络，以获得AMI网络时间，其中所述DT用于确定什么时候调度的传输必须发生，并以获得通过AMI接收的数据块，其适用于DT上的网格位置感知智能。这些数据模块可包括固件更新和网络政策或配置的变化，其会影响DT的后续行为。此外，在另一方面，DT可基于无线广播信号同步。在另一方面，如果没有同步方法是可用的，那么频道访问根本不可能是基于时隙的。这降低了网络的数据承载能力，却不影响系统提供数据的能力。在一些实施例中，DT可包含全球定位系统(GPS)接收机。此GPS信号除了提供将逻辑网络模型与物理网络模型相关联的手段以外还可被用于同步DT。

在一个实施例中，计算平台和集线器维护两个主数据表，其能够从公用事业的PNM和/或LNM中最初提取，或者其可从DT的报告中完全累积。这些数据表是库存，其为已经检测到的所有DT的表格，以及网格图，其为电网拓扑和状态的示意图，类似于LNM。

在变电站计算平台的网格图和库存可能是部分的，仅代表至少在某些时候访问变电站的网格的一部分。集线器中的所述网格图和库存一般代表整个公用事业服务区，虽然网格图中的间隙可能存在，如果使用DT的服务区的仪器仪表不完整。在一个实施例里，当变电站的计算平台从DT接收任何消息的时候，其将消息中的数据和由变电站接收机推断出的消息增强与库存和网格图中的数据进行比较。计算平台上的逻辑和政策被用于确定网格图和库存的本地副本是否需要更新，并且该更新是否必须发送到集线器以更新主网格图和库存。如果实际上计算平台的政策如此指定，从边缘收集的数据也转发到集线器。所述集线器反过来执行政策决定哪些事件和定期报告必须公布到其他数据中心应用程序。

关于信道化的讨论，在一方面，图5描绘了在一段时间内的时隙结构。所述时隙结构描绘出一帧462，具有第一和第二信道452，其中每个信道具有六个时隙452。在一实施例内，每个信道的五个时隙452，即时隙1-5，是有效负载时隙或同步时隙。每个信道的第六个时隙是一个异步时隙，即时隙6。同步时隙通常用于调度的传输，例如，时隙传输。异步时隙用于其他未调度的传输。使用异步时隙，例如，当DT首先在系统上启动(初始配置)并发送消息的时候，使用并网通信至FIM或请求时隙分配的其它合适元件。

所述时隙关于具有数据突发部分456和突发间间隔458有进一步的描述。在一示例性方法里，所述数据突发部分456长约5秒，并且所述突发间间隔约1秒钟，虽然可以实现不同的时间分配，如已知的。信道1和2被描绘为具有预定组织。信道1描绘了具有用于时隙1的指定DT HR101，用于时隙2的DT HR102，用于时隙3的DT HR103，用于时隙4的DT HR104，用于时隙5的DT HR105，以及用于时隙6的异步。信道2描绘了具有用于时隙1的指定DT HR201，用于时隙2的指定DT HR202，用于时隙3的指定DT HR203，用于时隙4的指定DT HR204，用于时隙5的指定DT HR205，以及用于时隙6的异步。虽然用多个信道描绘，系统可以仅使用单个信道。

图6更详细地描绘了图5中的时隙的突发配置文件。如图所示，所述突发有一个设计的突发时间，例如约5秒钟，和突发方向，例如从右侧突发开始，以突发的左侧结束。在此方法中，突发配置文件可分成两部分，例如，报头和报尾。数据突发的报头472通常包括系统信息。例如，头部或报头通过使用计算系统提供前同步码数据，用于网格位置感知和解调器同步。在一方面，所述报头包括一特征信号，其被用于FIM检测。所述数据突发的报尾474提供有效载荷数据，例如，地址数据，控制数据，CRC数据，电压数据和/或其他类型的数据。

所描述的信道的数量和组织仅作为示例。在某些变电站，只有一个可靠的信道可能为可用的。不管信道数量多少，可以保留多个时隙用于警报(例如异步消息)，当其它时隙被安排的时候。在一实施例内，单个信道足以允许每天12,000个DTs传输一次。对于本领域技术人员而言是显而易见的是，DT的数量，其调度的传输的周期，可用的异步时隙的数量，调度的和异步的时隙的尺寸，以及所需信道的数量都是相互关联的。

在一方面，计算机系统可以动态地改变DT提供的数据。此外，如果由DT在单个传输中发送的信息量减少了，那么周期性可以增加。这在某些应用中是有帮助的，如技术损失或非技术损失(盗窃)的检测或者迅速检测风暴的破坏。

目前，根据呼叫电力公司的客户对公司的抱怨，电力公司意识到电力损失。电力公司将电话与一个位置相关联并发送维修人员到指定的位置。应该会有大量的客户来电，那么电力公司可能会调查更高层次的电力断电原因，例如，相位，馈线或变电站故障。反过来，一家电力公司一般不知道客户电力何时恢复。因此，一家电力公司通常决定派遣工人带动周边观察。于是，使用风暴模式下的DT的计算机系统可能不一定关注电压电平或通常在DT收集和存储的的其它数据，只有所述DT传输，这将表明所述DT仍然有电。这种量较少的数据转换为较小的预定时隙，其反过来造成在一段时间内有更多的时隙，因此DT的报告更快。如果一个或多个DT不被计算机系统接收，那么有些事情失败了——大概是由于天气。由一个或多个DT进行的传输的存在和/或缺乏可用于电路故障推理。例如，计算机系统知道时隙222，时隙235和时隙987对应于相同电路上的DT，并且如果计算机系统在来自那些设备的各个时隙期间未收到任何信息，那么计算机系统可以推断整个电路出现了故障。快速识别电路故障可导致更快的系统的分析和修正。

一旦DT已安装并启用运行，包括将其操作与计算机系统同步的过程，所述DT向FIM发送消息，所述FIM被转发到集线器系统，或者更具体地为网络和数据管理组件。所述网络和数据管理组件确定请求时隙分配的DT的时隙分配，记录数据库中的时隙分配，并转发，使用下游无线电链路或其他适当的方法，该时隙分配到DT的下游。当所述DT接收到该时隙分配时，它在非易失性存储器中存储时隙分配信息，并向网络和数据管理组件发送确认信号，优选地，通过上游无线电链路。在这种情况下，其中所述DT计划每个周期有多个传输，例如，在多个时隙上传输，然后采用类似的过程来请求(另一个)时隙和帧——请求，接收并确认——直至所需数量的所有时隙都有时隙分配。

图7描绘了DT启动和时隙分配的逻辑流程的流程图。

该过程在S200部分中开始。处理流程继续到S202部分。

DT在S202部分中开始加电。在一方法里，所述DT使用请求时隙定时信息的电网格通信系统的异步信道发送消息。处理流程继续到S204部分。

在S204部分内，DT获取时隙定时信息。处理流程继续到S206部分。

在S206部分内，DT检查以确认时隙分配信息是否存储在其持续存储器中。如果时隙分配信息存储在持续存储器中，那么处理流程继续到S220部分。如果所述时隙分配信息不存储于持续存储器中，那么处理流程继续到S208部分。

在S208部分内，所述DT优选使用并网通信机制向上游处理系统发送配置请求，例如，网络和数据管理组件，通过变电站接收机，优选使用异步有效载荷时隙。处理流程继续到S210部分。

在S210部分里，DT启动固定重传定时器加随机重传定时器。处理流程继续到S212部分。

在S212部分里，DT检查是否已经接收到时隙分配，优选地通过RF链路。如果已经接收到时隙分配，那么处理流程继续到S216部分。如果尚未收到时隙分配，那么处理流程继续到S214部分。

在S214部分里，DT检查以确定是否存在由于固定加随机时间所导致的超时。如果存在超时，那么处理流程继续到S208部分。如果不存在超时，那么处理流程继续到S212部分。

在S216部分里，DT将时隙分配存储在其持续存储器中。处理流程继续到S218部分。

在S218部分里，DT发送确认收到了配置请求的信号，优选通过上游广播的方式。处理流程继续到S220部分。

在S220部分里，退出程序并结束进程。

因此，在该过程结束时，DT已经请求并收到其针对时隙分配的配置请求且已将该信息存储于其持续存储器中。在指定具有多个时隙分配的DT中，上述流程对于所需的每个时隙分配进行重复。

在本发明的方法中，数据和网络管理组件负责管理DT，包括直接或间接提供配置信息到每个DT。在一个优选的方法中，DT提供一个或多个时隙分配，例如预定有效载荷的时隙分配，用于在伪随机基础上给定的帧和时隙。第一时隙分配是随机的，随机数发生器的种子由从DT收到配置请求的时间提供。将随机生成的第一时隙分配与数据和网络管理组件比较之后，以查看计算的时隙是否已经分配，重复该过程直到确定可用的时隙。在一优选方法里，提供了多个时隙分配以使得在整个时段期间或多或少地平均调度时隙分配，例如24小时，虽然特定时隙仍然是伪随机生成的。这种伪随机时隙分配方法降低了当两个电路彼此顶部没有先验知识地折叠时计时分配冲突的次数减少的可能性，并且反过来，解决冲突所需和所要求的时间同样减少。在一个实施例中，数据和网络管理组件通过并网通信从DT接收配置请求。它通过上下游RF链路提供了时隙分配，虽然任何适当的通信系统可用于时隙分配消息。

图8为一幅流程图，示出了为DT分配时隙的一种方法的示例性逻辑流程，所述DT已经提供了配置请求。

在S500部分内，配置过程开始。处理流程继续到S502部分。

在S502部分内，来自DT的配置请求被数据和网络管理组件接收。该请求通常由数据和网络管理组件通过变电站接收机的方式接收，其反过来通过并网通信方式接收该请求。处理流程继续到S504部分。

在S504部分内，数据和网络管理组件清除——重置——往返时间和后台任务计时器。处理流程继续到S506部分。

在S506部分内，数据和网络管理组件，例如VirtuGrid(VG)，查找，例如Num_Slots_DT，DT以确定时隙如何，例如，多少时隙将被分配给DT。处理流程继续到S508部分。

在S508部分内，初始的时隙分配，例如Slot_Assigned是基于配置请求被接收的时间、最大可用时隙数、变电站域、以及变电站转移域的随机化函数确定的，随后，结果与时隙分配的范围相对应，例如，该时隙是f_RAND1(Prov_Req_Time，Max_Slots，SD，ST)的随机函数，其中SD是变电站域而ST是变电站变压器域。处理流程继续到S510部分。

在S510部分内，时隙分配，例如Slot_Assigned保留给DT，例如在VG中。处理流程继续到S512部分。

在S512部分内，数据和网络管理组件检查以确定初始时隙分配是否为可用的。如果时隙分配可用，那么处理流程继续到S516部分。如果时隙分配不可用，那么处理流程继续到S514部分。

在S514部分内，用于DT的时隙分配在数据和网络管理组件中发布。处理流程继续到S508部分。

在S516部分内，时隙分配被提供给DT，优选地使用RF链路。处理流程继续到S518部分。

在S518部分内，该过程等待直到系统时钟或其他定时机制达到Round_Trip时钟的预定义值。处理流程继续到S520部分。

在S520部分内，数据和网络管理组件查看以确定是否已从DT接收到配置确认信号。如果已经收到确认信号，处理流程继续到S522部分。如果尚未收到确认信号，处理流程继续到S526部分。

在S522部分内，数据和网络管理组件在其数据库中确认：时隙已分配给DT。处理流程继续到S524部分。

在S524部分内，数据和网络管理组件查看以确定DT(例如Num_Slots_DT)的请求数量是否大于1。如果数量大于1，那么处理流程继续到S532以分配额外的时隙给DT。如果数量不大于1，那么处理流程继续到S534部分。

在S526部分内，该过程等待直到系统时钟或其他定时机制达到Background_Task时钟的预定义值。处理流程继续到S528部分。

在S528部分内，数据和网络管理组件查看以确定是否出现了从相同DT收到的新的配置请求。如果已经收到了新的配置请求，那么处理流程继续到S530部分。如果尚未收到新的配置请求，那么处理流程继续到S516部分。

在S530部分内，数据和网络管理组件在其数据库中发布为DT分配的时隙。处理流程继续到S504部分。

在S532部分内，该系统重复这个时隙分配方法，或者另一个时隙分配方法，例如参考图9如下所述，对于每个时隙分配需要大于1。当所有时隙分配已被处理时，处理流程继续到S534部分。

在S534部分内，该流程退出并结束。

因此，在该过程结束时，数据和网络管理组件已经生成并提供了一个时隙分配用于DT，并从DT接收它已经收到时隙分配的确认。

如果将给DT分配多个时隙，那么图9为一幅流程图，描绘了用于为已经提供了配置请求的DT分配多个时隙的方法的示例性逻辑流程。

在S602部分内，为DT分配多个时隙的过程开始了。处理流程继续到S604部分。

在S604部分内，时隙指数被确定为可用的最大时隙除以该DT要求的时隙分配数量，例如，Slot_Index＝Max_Slots/Num_Slots_DT。处理流程继续到S606部分。

在S606部分内，循环计数被设定为等于1，例如Loop_Count＝1，并且N_Slot被设定为等于之前分配给DT和存储在数据和网络管理组件中的时隙，例如N_Slot＝Slot_Assigned。处理流程继续到S608部分。

在S608部分内，DT的(提出的)新时隙分配设置为先前分配的时隙加上偏移量，例如N_Slot设置为等于N_Slot加上Slot_Index。处理流程继续到S610部分。

在S610部分内，该系统检查时隙数量是否超出允许的时隙分配的边界，例如，N_Slot是否大于可分配的时隙的最大数量，或者N_Slot＞Max_Slots吗？如果N_Slot大于它，那么处理流程继续到S612部分。如果N_Slot不大于它，那么处理流程继续到S614部分。

在S612部分内，N_Slot被设置为等于N_slot减去最大时隙数，例如，N_Slot＝N_Slot–Max_Slots。处理流程继续到S614部分。

在S614部分内，所提出的时隙分配由将所提出的时隙设置为配置请求时间、N_slot和窗口大小的随机函数而决定，例如，Slot＝f_RAND2(Prov_Req_Time,N_Slot,Window_Size)。在一种方法里，窗口大小是围绕下一个理想的时隙分配的不确定的区域。处理流程继续到S616部分。

在S616部分内，数据和网络管理组件将所提出的时隙与时隙分配数据库进行比较，以确定所提出的时隙是否可用。如果所提出的时隙为可用的，那么处理流程继续到S624部分。如果所提出的时隙为不可用的，处理流程继续到S614。

在S624部分内，所提出的时隙分配，例如Slot_Assigned被发送到DT，优选通过RF链路的方式。处理流程继续到S622。

在S622部分内，数据和网络管理组件在其数据库中确认时隙，例如Slot_Assigned，分配给了DT。处理流程继续到S620。

在S620部分内，循环计数增加。处理流程继续到S618部分。

在S618部分内，将循环计数与DT所需的时隙数进行比较，例如Loop_Count＜Num_Slots_DT吗？如果循环计数小于所需的时隙数，那么处理流程继续到S608部分。如果循环计数不小于所需的时隙数，那么处理流程继续到S626部分。

在S626部分内，所述系统等待系统时钟或其他定时机制达到预定义的时间，例如，Background_Task秒。处理流程继续到S628部分。

在S628部分里，数据和网络管理组件检查以确定是否已收到分配给DT的所有时隙的例如Provision_Ask等确认。如果已收到所有的确认，那么处理流程继续到S632部分。如果并非已收到所有的确认，那么处理流程继续到S630部分。

在S630部分里，数据和网络管理组件确定尚未接收到哪个时隙分配确认，并将时隙分配提供给DT。处理流程继续到S626部分。

在S632部分里，退出程序并结束进程。

于是，在该过程结束时，为DT创建了多个时隙分配，多个时隙分配被发送到DT，并且由DT确认。

一旦电网系统正在运行，并且运行的DT已被配置，可能会有一段时间，其中在至少两个DT之间分配的时隙中存在冲突。来自DT的传输信息的冲突，是部分或完全重叠的传输，在理想情况下应该防止，由于它们可能会破坏性地干扰包含于传输中的数据。

当两个或更多个DT在大致相同的时间使用相同的预定的有效载荷时隙的时候，可能会发生时隙冲突，例如时隙分配。时隙冲突通常是由未知事件或盗贼发射器所引起。当计算机系统进行或已经进行多个分配到相同的预定的有效载荷时隙时，通常会造成未知事件。这通常发生在网络和数据管理组件分配特定的有效载荷时隙到第一DT和第二DT的时候，所述第一DT位于分配网格的第一个域。在网络和数据管理组件进行该分配的时候，第二DT由位于除第一个域之外的域中的网络和数据管理组件所理解。然而，如果第二DT移入第一个域，要么在以前的某个时候，不了解网络和数据管理组件，时隙分配是对第一个DT进行的，要么在网络和数据管理组件进行了分配之后。在这种情况下，时隙冲突的可能性被创建。没有网络和数据管理组件的知识的从一个域到另一个域的DT的这种移动通常在计划外的变化过程中在配电网格电路中发生。因此例如，当一个线务员出去处理由于天气或事故造成的作为计划外变化的一部分的线路问题的时候，该线务员将电路从一个域切换到另一个域，没有适当地报告变化或者报告了变化但数据未正确输入计算机系统，那么在任一情况下，网络和数据管理组件没有正确更新。可假定，当配电网格电路内发生计划的变化的时候，网络和数据管理组件随着影响网格布局的变化而被适当地更新，虽然本发明不需要这样的更新以在每个实施例中适当地起作用。

时隙冲突也可能由配电网格中的DT的盗贼发射器引起。DT包括跟踪时隙传输的主定时的内部电路。众所周知，时隙传输系统通常采用通用定时同步信号，其在系统中周期性地发送以同步在系统上发送/接收的所有单位，通常被称为主同步。可以想象的是，可能会出现这种情况，其中的DT内部时间偏移，并且不再与主机定时同步。缺乏同步通常是由于经由NTP未能更新定时或GPS定时信号丢失引起的。当发生这种不同步的事件时，DT根据其内部时间在适当的时隙发送其信号，然而相对于主时间表，这个时隙不是适当的时隙。盗贼发射器可以“行走”其时间，以创建单时隙冲突，或者横跨两个时隙，并创建相邻时隙冲突。DT必须定期获得主时序，或者被自动抑噪。如果信号被抑噪，那么所述盗贼发射器的信号停止传输，而冲突也不复存在。

通过检查候选信号能量而检测到时隙冲突，所述候选信号能量在一个时隙期间被FIM收到。这可以是候选信号随时间的能量，或其可能缺乏候选信号能量。随时间的能量是收到的候选信号能量，并且其横跨基本上所有的时隙，部分跨越时隙，并且部分跨越相邻时隙。

跨越时隙的能量是当FIM检测到跨越时隙的候选信号能量时，即其持续时间大致相当于DT传输时间的能量，随后存在一个时隙冲突或存在大量的脉冲噪声。部分跨越时隙的能量是当FIM检测到跨越一部分时隙的候选信号能量时，即其持续时间小于DT传输时间的能量，随后存在一个盗贼发射机时隙冲突或存在一定量的脉冲噪声。部分穿过相邻的时隙的能量是当FIM检测到跨越两个相邻时隙的一部分的候选信号能量时的能量，随后存在一个盗贼发射机时隙冲突或存在一定量的脉冲噪声。

如果候选信号能量在分配时隙的FIM上基本上未被检测到，那么在那个时隙没有收到可识别的信号。候选信号能量的这种缺失表明DT无法传输，为DT供电的电路失效，网格上的条件已经充分衰减了DT的发射信号以使其不被FIM检测到，或者DT在分配的时隙以外的时间发送。

在本发明的方法中，一旦识别出了一个时隙冲突，那么尽早启动网络和数据管理组件，解决时隙冲突的过程。用于解决时隙冲突的示例性方法一般取决于冲突的隐含原因，其基于如何检测到冲突。如果基于能量穿过时隙而检测到冲突，那么网络和数据管理组件确定该DT是该时隙的记录的DT(即网络和数据管理组件相信根据其分配时隙的数据库应在该时隙中发射的DT)，随后所述网络和数据管理组件确定用于DT的新的可分配的(目前没有采用的)有效载荷时隙，并提供该有效载荷时隙信息到DT。

如果冲突是根据部分跨越时隙的能量所确定的，那么在时隙接收到的候选信号能量被检测到，例如通过FIM，以确定是否可提取任何信息。如果有效的GLA信号——突发数据的报头——被提取，那么网络和数据管理组件不会发出新的时隙分配。

如果所述FIM无法检测到有效的GLA信号，一个新的可分配的有效载荷时隙被给予记录的DT(即网络和数据管理组件相信应该在这个时隙中传输的DT)。

如果FIM检测到部分跨越相邻时隙的能量，那么网络和数据管理组件将遵循上述过程，相对于能量部分地跨越时隙。

图10为一幅流程图，描绘出用于决策过程是否为DT分配新的有效负载时隙的方法的逻辑流程，在这样的情况下，网络和数据管理组件确定存在时隙冲突。

在S700部分内，新的时隙分配决策过程开始。处理流程继续到S702部分。

在S702部分内，所述FIM已检测到在有效的时隙时间内检测到了候选信号能量。处理流程继续到S704部分。

在S704部分内，所述FIM检查在时隙中检测到的候选信号能量的持续时间，并且将其与建立的突发时间进行比较，例如，Energy_Duration＝Burst_Time吗？如果它们的时间长短大约不一样，那么突发长度可能无效，并且可能的原因是噪音。然而，还存在造成冲突的盗贼发射机的可能性，但不太可能；因此，处理流程继续到S710部分。如果它们具有大致相同的时间长度，那么处理流程继续到S706部分。

在S706部分内，FIM检查接收的候选信号能量以确定是否检测到有效的GLA信号。如果已经检测到了有效的GLA信号，那么发送的信号很可能是正常信号，其中，在传输中的冲突可能是由于迟来的噪音或盗贼发射机，但不太可能；处理流程继续到S710部分。如果没有收到有效的GLA，那么这表明很可能有冲突，其可能是由噪音或盗贼发射机造成的，但不太可能；处理流程继续到S708部分。

在S708部分内，新分配的时隙被提供给记录的DT。处理流程继续到S710部分。

在S710部分内，退出程序并结束进程。

于是，在该过程结束时，如果网络和数据管理组件确定发生了冲突，那么记录的DT被提供一个新分配的时隙。所述网络和数据管理组件将新分配的时隙沿着其系统内的DT存储，并且所述DT在其系统中存储分配时隙。

当冲突被确定存在时，在一个优选方法里，计算机系统可以采用几种不同的方法之一，以重新分配时隙分配：在有具有单个时隙分配的DT的情况下，计算机系统通常将使用单时隙重新分配方法；在有具有多个时隙重新分配的DT的情况下，所述计算机系统通常将使用多时隙重新分配方法；并在这种情况下，其中存在冲突的DT，所述计算机系统通常会采用冲突的DT分辨率方法。

在本发明的一个优选的单时隙重新分配的方法里，也称为具有单次调度有效载荷时隙的DT，一旦时隙冲突已被识别，在尽早的合理时间内冲突应该得到理想的解决，以使将会减少或消除这种可能性：由冲突中的DT发送的当前和/或新信息将丢失、覆盖或以其他方式无法访问。然而，该方法应确保新分配的时隙不会在时间上离现在太近(例如老的)，的分配的时隙，由于系统必须考虑到在向DT提供信息和DT的运行时间方面的一些延误。延迟的一部分用于系统以确定新的时隙分配应为DT记录什么。延迟的第二部分为将新的时隙分配与记录的DT进行通信所需要的最短时间；这部分延迟将会被考虑，RF链路上的流量被用于传输新的时隙分配。延迟的第三部分，虽然通常不重要，其为DT存储新分配信息和在新时隙内准备传送信息的延迟。例如参见图11，其描绘出了一个时隙重新分配。

如图11所示，在帧1152内，计算机系统检测到帧1时隙3中的时隙冲突，用“X”表示，例如时隙1162。此后不久，计算机系统确定DT的新时隙分配。存在一个传输延迟——直到对应于帧3时隙3的时间则不存在传输延迟，所述帧3时隙3的时间里，适当的记录的DT接收时隙分配信息，例如，在时隙1164。新时隙分配为帧4时隙5，例如时隙1166。假设每个时隙都是六秒钟，那么DT有大约五个时隙或三十(30)秒以准备传送应该发送的信息。于是，一旦检测到冲突，与该冲突关联的DT重新分配了其时隙分配并且在一分钟内提供其新的时隙分配。虽然这可能是最好的情况，重新提交此DT的信息在大约18个时隙或108秒内传输。

在本发明的优选方法里，基于时隙冲突检测，网络和数据管理组件应启动重新分配冲突DT的时隙分配的过程。首先，所述网络和数据管理组件识别了冲突的DT。使用其数据库，所述网络和数据管理组件查找什么DT已分配给具有冲突的时隙，其可被称为“记录的DT”。所述网络和数据管理组件试图在最小偏移和最大偏移的范围内将一个伪随机时隙分配给予记录的DT，所述最小偏移即“不分配”期间或“不分配窗口”1154，所述最大偏移即最大恢复。

“不分配”期间为DT提供足够的时间以通过下游无线电链路接收分配消息。最小无分配期间通常基于下游无线电链路类型，出站消息队列时间与上游无线电链路类型来设置。在一种方法里，所述无分配期间将在几秒钟内进行测量，但出于实用的目的，系统通常会避免一无分配期间小于一帧时间或三十(30)秒。同样地，一个新的时隙分配不能在这段时间内被无分配期间覆盖。

所述计算机系统也将采用最大的“恢复”期，这是DT将被提供一个时隙分配之前最长的一段时间。通常情况下，最大恢复将设置为24小时，但如果来自特定DT的信息被认为是高价值的则可设置得更短，并因此试图尽早发送DT的信息，例如约12小时，然后，最大恢复关闭将被设置为43,200秒(＝十二(12)小时)。

另一方面，所述计算机系统还采用一个最大值设置，其为在具有冲突的DT的时隙分配和新提出的针对DT的时隙分配之间的最大值，通常用秒表示，。再次，对于高价值的DT，其中，其在太长一段时间之前寻求具有来自DT的信息，例如约12小时，然后最大值设置将设定为43,200秒(＝十二(12)小时)。

接收到新分配的时隙之后，DT通过上游无线电链路确认时隙分配。所述DT存储新的时隙分配，并更新其电路以在新的时隙分配中进行传输。

图12为一幅流程图，描绘了根据本发明的优选实施例的用于单个时隙重新分配的方法的逻辑流程。如上所述，当所述计算机系统确定具有单个时隙分配的DT具有冲突且需要被重新分配的时候，那么所述计算机系统实施以下方法：

在S1102部分内，单时隙重新分配过程开始了。处理流程继续到S1102部分。

在S1104部分内，N_Slot被设定为约等于冲突中DT的当前时隙加上不分配窗口的偏移值，例如No_Assign_Window。处理流程继续到S1106部分。

在S1106部分内，所提出的时隙分配种子与可用时隙的最大数量进行比较，例如Max_Slots。如果所提出的时隙分配数大于Max_Slots，那么处理流程继续到S1108部分。否则，处理流程继续到S1110部分。

在S1108部分内，N_slot被设置为等于N_slot减去最大时隙数，例如，N_Slot＝N_Slot-Max_Slots。否则，处理流程继续到S1110部分。

在S1110部分内，所提出的时隙分配大约等于根据日期和时间的种子、所提出的分配时隙种子、以及窗口大小(即围绕下一个时隙分配不确定性的区域。它是围绕所提出的时隙分配的范围+/-。该值通常设置为10，但可设置为任何值)生成的随机数。例如，Slot＝f_RAND2(Date_Time,N_Slot,Window_Size)。处理流程继续到S1112部分。

在S1112部分内，计算机系统的网络和数据管理组件检查其数据库以确认建议的分配时隙是否可用。如果提出的分配时隙为可用的，那么处理流程继续到S1114部分。否则，处理流程继续到S1110部分。

在S1114部分内，网络和数据管理组件记录提出的时隙分配，例如Slot_Assigned，用于其数据库中的DT。处理流程继续到S1116部分。

在S1116部分内，一个循环计数器(即Loop_Count)被设置为零。处理流程继续到S1118部分。

在S1118部分内，所述循环计数器增加1。处理流程继续到S1120部分。

在S1120部分内，将循环计数器与定义的为尝试将新分配的时隙传送到DT的最大次数的数字进行比较，例如，Loop_Count＞Max_Retries吗？如果循环计数器大于最大重试次数，那么处理流程继续到S1128部分。否则，处理流程继续到S1122部分。

在S1122部分内，计算机系统发送所提出的时隙分配，例如Slot_Assigned到DT，优选通过RF链路。处理流程继续到S1124部分。

在S1124部分内，所述系统等待一段定义的时间，例如Round_Trip_Seconds。当延迟结束时，处理流程继续到S1126部分。

在S1126部分内，所述计算机系统检查以确定是否已从DT收到确认：时隙分配，更具体地说是时隙重新分配，已从DT收到，例如，Slot_Reassign_Ack。如果确认已收到，那么处理流程继续到S1132部分。如果确认尚未收到，处理流程继续到S1118部分。

在S1128部分内，所述计算机系统发布所提出的时隙分配，其可由系统用于将来的使用。处理流程继续到S1130部分。

在S1130部分内，退出程序并且结束进程。

在S1132部分内，计算机存储所提出的时隙分配的确认，作为DT的时隙分配。处理流程继续到S1130部分。

于是，在成功完成的过程中，DT提供了新的时隙分配，其中时隙分配应该在将来足够远，DT将有时间在新的时隙分配中传输其数据。如果该过程结束，是由于它已经尝试了太多次，那么此时DT不重新编程。

在具有两个或多个计划有效载荷时隙的DT的重新分配方法中，也称为多时隙重新分配，计算机系统通常应用方法的组合。在一个优选方法中，根据记录的DT完成了第一时隙重新分配，被给予所述第一时隙分配，通过使用参考图12且如上所述的“DT具有单个可分配的有效载荷时隙”的过程。时隙分配的其余部分通过使用参考图7、8、9且如上所述的“初始DT检测和分配”的过程而被一般设置，用于具有多个分配时隙的所述DT的剩余分配时隙。

图13为一幅流程图，描绘了用于多个时隙重新分配的方法的逻辑流程。如上所述，当计算机系统确定具有时隙分配的DT有冲突且需要被重新分配的时候，计算机系统以优选方式实施以下操作。

在S1200部分内，开始该过程。处理流程继续到S1202部分。

在S1202部分内，开始该单时隙重新分配过程。处理流程继续到S1204部分。

在S1204部分内，所提出的时隙分配N_Slot种子被设定为约等于DT的当前时隙，例如DT_Slot，加上考虑延迟的抵消值，例如No_Assign_Window。处理流程继续到S1206部分。

在S1206部分内，所提出的时隙分配种子，例如N_Slot，与可用时隙的最大数量进行比较。如果所提出的时隙分配数量大于Max_Slot，那么处理流程继续到S1208部分。否则，处理流程继续到S1210部分。

在S1208部分内，所提出的分配时隙种子，例如N_Slot，被设定为等于所提出的分配时隙种子减去Max_Slots，例如N_Slot＝N_Slot-Max_Slots。处理流程继续到S1210部分。

在S1210部分内，所提出的时隙分配被设定为约等于由日期和时间、所提出的分配时隙种子、以及窗口大小生成的一个随机数。例如，Slot＝f_RAND2(Date_Time,N_Slot,Window_Size)。处理流程继续到S1212部分。

在S1212部分内，网络和数据管理组件检查其数据库以确认所提出的分配时隙是否可用。如果所提出的分配时隙可用，那么处理流程继续到S1214部分。否则，处理流程继续到S1210部分。

在S1214部分内，网络和数据管理组件为其数据库中的DT记录提出的时隙分配。处理流程继续到S1216部分。

在S1216部分内，时隙指数被确定为可用的最大时隙数除以该DT所需的时隙分配数，例如，Slot_Index＝Max_Slots/Num_Slots_DT。处理流程继续到S1218部分。

在S1218部分内，循环计数被设定为等于1，而N_slot被设定为等于之前分配给DT的和存储在数据和网络管理组件中的时隙，例如，N_Slot＝Slot_Assigned。处理流程继续到S1220部分。

在S1220部分内，N_slot被设定为等于N_slot加上时隙指数，例如N_slot＝N_Slot+Slot_Index。处理流程继续到S1227部分。

在S1227部分内，N_Slot是否大于可分配的最大时隙数，例如N_Slot＞Max_Slots吗？如果N_Slot大于Max_Slots，那么处理流程继续到S1224部分。如果N_Slot不大于Max_Slots，那么处理流程继续到S1226部分。

在S1224部分内，N_Slot被设定为等于N_slot减去最大时隙数，例如N_Slot＝N_Slot-Max_Slots。处理流程继续到S1226部分。

在S1226部分内，时隙被设定为等于配置请求时间，N_slot和窗口大小的随机函数。例如，Slot＝f_RAND2(Date_Time,N_Slot,Window_Size)。处理流程继续到S1234部分。

在S1234部分内，数据和网络管理组件将时隙与时隙分配数据库进行比较，以确定时隙是否可用。如果所述时隙可用，那么处理流程继续到S1232部分。如果所述时隙不可用，处理流程继续到S1226部分。

在S1232部分内，数据和网络管理组件保留时隙分配，例如Slot_Assigned，用于其数据库中的DT，例如VG。处理流程继续到S1230部分。

在S1230部分内，循环计数递增，例如，Loop_Count＝Loop_Count+1。处理流程继续到S1228部分。

在S1228部分内，将循环计数与DT所需的时隙数进行比较，例如Loop_Count＜Num_Slots_DT。如果循环计数小于所需时隙数，那么处理流程继续到S1220部分。如果循环计数不少于所需时隙数，那么处理流程继续到S1236部分。

在S1236部分内，Loop_Count被设置为零。处理流程继续到S1238部分。

在S1238部分内，Loop_Count递增1，例如Loop_Count＝Loop_Count+1。处理流程继续到S1240部分。

在S1240部分内，将Loop_Count与最大重试次数(Max_Retries)进行比较。如果Loop_Count大于Max_Retries，例如Loop_Count＞Max_Retries，那么该处理流程继续到S1242。否则，处理流程继续到S1244部分。

在S1242部分内，所有为DT提出的时隙分配，例如Slot_Assigned，被发布。处理流程继续到S1252部分。

在S1244部分内，所有为DT提出的时隙分配被发送给DT，优选通过RF链路。处理流程继续到S1246部分。

在S1246部分内，所述系统等待系统时钟或其他定时机制达到Round_Trip秒的预定义时间。处理流程继续到S1248部分。

在S1248部分内，数据和网络管理组件检查以确定是否已收到对于分配给DT的所有时隙的确认，例如，收到Slot_Reassign_Ack了吗？如果所有的确认都已收到，那么，处理流程继续到S1250部分。如果并非所有的确认都已收到，那么处理流程继续到S1238部分。

在S1250部分内，数据和网络管理组件在其数据库中确认所有时隙都分配给了DT。处理流程继续到S1252部分。

在S1252部分内，退出程序并结束进程。

于是，在过程结束时，为DT创建了多个时隙分配，多个时隙分配被发送到DT，由DT存储并确认，并且存储在计算机系统的数据库中。

当发生冲突情况并且记录的DT随后被重新分配到另一个时隙的时候，然后通常在一个分配的时隙导致与以前记录的DT相冲突的DT通常可被计算机系统检测到。当冲突的DT在下一个分配的时隙发送的时候，计算机系统在24小时内检测到冲突的DT，所述24小时将为在最后一个分配的时隙之后的约24小时。所述计算机系统可根据其建立的技术确定DT在网格上的位置。例如，参见美国专利申请US13/871,944“用于推导配电网格的原理图和拓扑特性的系统和方法”，以及美国专利申请US14/304,648“用于推导馈电和相位供电并网发射机的系统和方法”，其内容在此被全部并入本文。

另外，计算机系统可根据它传输的信息确定冲突DT的ID。在一方面，冲突的DT发送用于自身的识别信息，作为调度信号传输的一部分，由于DT的识别信息被包含作为数据突发的一部分(图6)，其可为数据突发的报头和/或报尾的一部分。在另一个方法里，计算机系统向冲突的DT发送信号，在其下一个调度的传输期间指示它发送其识别信息。计算机系统可推断哪个DT是冲突的DT，如果其检查它从哪个DT已收到一个传输。如果存在缺少传输的DT，那么计算机系统可以推断出这是冲突的DT，并向该DT发送指令，以使其在下一个调度传输期间发送其识别信息。如果计算机系统在对应于冲突的时隙的下一个时隙期间接收到了DT的识别信息，那么该识别信息被认为是相冲突的DT。如果计算机系统发现存在似乎没有发出信号的若干DT，那么计算机系统可以交互地检查每个丢失的DT，发送指令给每个直至在冲突的时隙期间所述识别信息被接收，或者直至不存在丢失剩余传输的DT的时候。如果计算机系统无法根据丢失传输或其它的DT推断出哪个是丢失的DT，那么计算机系统可向域中的所有的DT发送指令，表明在下一个信号传输期间，每个DT将发送其识别信息。虽然，前两种方法通常可通过指向特定DT的下游RF链路进行发送，在此方法里，计算机系统将采用并网传输和/或下游RF链路至所有DT，以增加冲突的DT将接收传输的可能性。一旦冲突DT的ID在冲突的时隙期间已收到，计算机系统，通常是从传输信号确定DT的ID的FIM，更新其数据库以反映，与冲突的DT的ID相关联的冲突的DT在冲突的时隙正进行传输。

图14为一幅流程图，描绘了用于解决在两个DT之间的传输冲突的方法的逻辑流程。如上所述，当计算机系统确定冲突的DT的识别的时候，计算机系统更新其数据库以反映冲突时隙分配时间作为冲突的DT的时隙分配时间。所述计算机系统通过以下优选的方式实现更新计算机系统的数据库信息：

在S1300部分内，开始冲突的DT解析过程。处理流程继续到S1302部分。

在S1302部分内，检测到冲突的DT，例如最有可能在对应于所分配的时隙的下一次中，其通常是24小时后，当它再次传输。处理流程继续到S1304部分。

在S1304部分内，所述计算机系统确定冲突DT的ID并将其提供给计算机系统，例如，该计算机系统的网络和数据管理组件，用于查找。在一方面，冲突的DT的ID通过DT的识别来确定。在另一方面，所述冲突的DT根据馈线和相位的组合确定，计算机系统，很可能是FIM，已经与从冲突的DT接收到的信号以及在信号的报头或有效载荷数据中的部分信息相关联。所述计算机系统也跟踪冲突的DT的位置。处理流程继续到S1306部分。

在S1306部分内，计算机系统的数据库，例如VG，被更新以反映冲突的DT，以在冲突的时隙分配时间和冲突的DT的位置进行传输。处理流程继续到S1308部分。

在S1308部分内，退出程序并结束进程。

于是，在该过程结束时，冲突的DT已被识别，而所述计算机系统的数据库已更新以反映冲突的DT的时隙分配及其位置。

在配电网运行过程中，可能会出现这种情况，在此情况时DT应该有一个新的时隙分配。这个场合可以为，例如，由于如上所述的冲突，或者这个场合可能是因为其他原因。一旦计算机系统已经确定DT应该被重新分配到不同的时隙，其将为DT预留一个新时隙，并且将该新时隙信息发送至DT。在所述计算机系统收到从DT收回的确认之后，所述计算机系统更新其数据库以反映为DT的时隙分配。

在另一个方法里，所述计算机系统通过查看从网格上的DT收到的信号确定冲突的DT。当已从每个DT接收到最后一个信号的时候，所述计算机系统进行跟踪。因此，所述计算机系统可以确定，如果有的话，预定要传输哪个DT，例如，它们至少有一个时隙分配，但是计算机系统至少有一段时间没有从它们收到任何信号，例如一个周期。如果仅有一个DT在一段时间内没有从它收到信号，那么计算机系统假定这是处于冲突的DT。如果有多个DT在一段时间内没有从它们收到信号，那么计算机系统可以迭代地处理这些DT中的每一个，假定其为处于冲突的DT，并且为每个重新分配时隙分配。在这种方法的变体中，所述计算机系统将只通过一些DT无需最近的信号进行迭代地重新分配DT的工作，直到达到某个停止点(并且所述计算机系统可恢复重新分配最近没有收到的DT)。例如，所述计算机系统在固定数量的DT重新分配之后会停止。在另一方法里，当接收到具有候选信号能量的时隙但没有可识别的信号已经改变的时候，所述计算机系统将停止重新分配DT，现在，无论是该时隙具有可识别的信号还是该时隙没有候选信号能量均足以表明在此期间传输的DT设备。

图15为一幅流程图，描绘了用于根据本发明的优选方法解决冲突的DT的方法的逻辑流程。如上所述，当计算机系统确定冲突的DT的识别的时候，所述计算机系统更新其数据库以反映冲突的时隙分配时间为冲突的DT的时隙。所述计算机系统以如下优选的方式实施：

在S1402部分内，开始故意重新分配过程。处理流程继续到S1404部分。

在S1404部分内，网络和数据管理组件为DT预留了一个时隙。所述组件优选使用上述方法中的一种或任何其他适当的方法为DT分配时隙。处理流程继续到S1406部分。

在S1406部分内，一个计数器，Loop_Count，被设置为零。处理流程继续到S1408部分。

在S1408部分内，计数器递增1，例如Loop_Count＝Loop_Count+1。处理流程继续到S1410部分。

在S1410部分内，将计数器与Max_Retries进行比较，Max_Retries即用于等待DT的确认的最大重试次数，例如Loop_Count＞Max_Retries吗？如果计数器小于Max_Retries，那么处理流程继续到S1412部分。否则，处理流程继续到S1420部分。

在S1412部分内，所述计算机系统导致时隙分配，例如Slot_Assigned，以被发送至DT，优选通过RF链路的方式。处理流程继续到S1414部分。

在S1414部分内，系统等待系统时钟或其他定时机制达到Round_Trip秒的预定义时间。处理流程继续到S1416部分。

在S1416部分内，所述系统检查它是否已经收到了从DT接收的时隙分配的确认。如果已收到确认，处理流程继续到S1418部分。否则，处理流程继续到S1408部分。

在S1418部分内，网络和数据管理组件确认了，为DT保留的时隙，例如Slot_Assigned，被分配给DT。处理流程继续到S1422部分。

在S1422部分内，该过程退出并结束。

在S1420部分内，计算机系统为数据库内的DT发布所有保留的时隙。处理流程继续到S1422部分。

于是，在该过程的优选结束时，DT已经被分配了一个新的时隙。用于DT的时隙分配存储在DT和计算机系统中。

本发明的使用提供至少以下几个优点：首先，算法比较简单，其显示出算法易于使用、修改，如有需要，易于维持。其次，在没有或具有电路拓扑的先验知识的情况下，本发明可用于引入或修改DT操作。第三，本发明可用于引入或修改DT。第四，本发明可用于解决电路叠影，而不增加时间或复杂性，基本上不考虑叠影的大小。第五，本发明的运用支持及时恢复信息。第六，本发明的运用兼容于但不要求DT运动的先验知识。第七，本发明的运用可在没有初始时隙分配的先验分配的情况下使用。第八，发明的运用为假阳性耐受的。第九，发明的运用不会将流量添加到异步有效负载时隙。

Claims (22)

1.一种用于管理配电网格的方法，所述配电网格包含至少一个域，所述域包括至少一个配电变电站，其具有至少一个变电站变压器向至少一个服务变压器供电，所述至少一个服务变压器向至少一个计量负载供电，所述方法包含：

提供配电网格的域，包含：

在变电站提供变电站变压器，用于将传输电压转化成配电电压；

提供服务变压器，用于将配电电压转化成低压，所述变电站变压器向所述服务变压器供电，

在所述变电站变压器的总线上提供变电站接收机，所述变电站接收机可操作以接收边缘到变电站的传输；

在所述服务变压器的低压侧上提供第一DT，所述第一DT具有第一分配时隙并且至少部分地在所述第一分配时隙期间向所述变电站接收机提供第一信号；

在所述服务变压器的低压侧上提供第二DT，所述第二DT具有第二分配时隙并且至少部分地在所述第二分配时隙期间向所述计算平台提供第二信号；其中所述第一分配时隙至少部分地与所述第二分配时隙相同；

提供与所述变电站接收机通信耦合的计算系统，所述计算机系统为DT存储分配时隙；并且在变电站接收机上执行冲突检测过程，所述冲突检测过程能够确定在从DT接收到的信号里的至少部分冲突是否在一个时隙期间基本上已经发生了。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲突检测过程还包括：

将基本上在一个时隙期间由变电站接收机检测到的候选信号能量的水平与在一个时隙期间通常由所述变电站接收机接收的所述配电网格上的噪音水平进行比较。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冲突检测过程还包括：

将基本上在一个时隙期间由变电站接收机检测到的候选信号能量的长度与在一个时隙期间通常由所述变电站接收机接收的信号的典型长度进行比较。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冲突检测过程还包括：

确定传输报头是否在所述时隙期间被变电站接收机检测到。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，解决所述冲突的步骤还包括：

识别所述第一信号的来源，其中所述来源为第一DT。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，识别的步骤至少部分地基于所述时隙，其中，所述第一信号的至少一部分由所述变电站接收机接收。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，识别的步骤至少部分地基于所述变电站接收机，确定所述计算平台尚未从其收到信号的DT。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，识别的步骤至少部分地基于所述计算平台，确定哪个DT至少部分地基于所述信号。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

解决接收信号中的所述至少部分冲突，包含以下步骤：

确定可用的时隙，至少部分地基于所识别的DT的所述第一分配时隙；

用所述可用的时隙和所识别的DT更新所述计算机系统；并且

将关于所述可用的时隙的数据提供给所识别的DT。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

解决接收信号中的所述至少部分冲突，包含以下步骤：

确定可用的时隙，至少部分地基于所识别的DT的所述第一分配时隙；

用所述可用的时隙和所识别的DT更新所述计算机系统；并且

将关于所述可用的时隙的数据提供给所识别的DT。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，解决所述冲突的步骤还包括：

通过所述第一DT和所述第二DT中所识别的一个接收所述数据；以及

所述第一DT和所述第二DT中所识别的一个。

12.一种用于管理配电网格的系统，其包含至少一个域，所述域包括至少一个配电变电站，

其具有至少一个变电站变压器向至少一个服务变压器供电，所述至少一个服务变压器向至少一个计量负载供电，所述系统包含：

提供配电网格的域，包含：

在变电站提供变电站变压器，用于将传输电压转换成配电电压；

提供服务变压器，用于将配电电压转换为低电压，所述变电站变压器向所述服务变压器供电，在所述变电站变压器的总线上提供变电站接收机，所述变电站接收机可操作以接收边缘到变电站的传输；

在所述服务变压器的低压侧上提供第一DT，所述第一DT具有第一分配时隙并且至少部分地在所述第一分配时隙期间向所述变电站接收机提供第一信号；

在所述服务变压器的低压侧上提供第二DT，所述第二DT具有第二分配时隙并且至少部分地在所述第二分配时隙期间向所述计算平台提供第二信号；其中所述第一分配时隙至少部分地与所述第二分配时隙相同；

提供与所述变电站接收机通信耦合的计算系统，所述计算机系统为DT存储分配时隙；并且在变电站接收机上执行冲突检测过程，所述冲突检测过程能够确定在从DT接收到的信号里的至少部分冲突是否在一个时隙期间基本上已经发生了。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述冲突检测过程还包括：

将基本上在一个时隙期间由变电站接收机检测到的候选信号能量的水平与在一个时隙期间通常由所述变电站接收机接收的所述配电网格上的噪音水平进行比较。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述冲突检测过程还包括：

将基本上在一个时隙期间由变电站接收机检测到的候选信号能量的长度与在一个时隙期间通常由所述变电站接收机接收的信号的典型长度进行比较。

15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述冲突检测过程还包括：

确定传输报头是否在所述时隙期间被变电站接收机检测到。

16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，解决所述冲突的步骤还包括：

识别所述第一信号的来源，其中所述来源为第一DT。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，识别的步骤至少部分地基于所述时隙，其中，所述第一信号的至少一部分由所述变电站接收机接收。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，识别的步骤至少部分地基于所述变电站接收机，确定所述计算平台尚未从其收到信号的DT。

19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，识别的步骤至少部分地基于所述计算平台，确定哪个DT至少部分地基于所述信号。

20.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：

解决接收信号中的所述至少部分冲突，包含以下步骤：

确定可用的时隙，至少部分地基于所识别的DT的所述第一分配时隙；

用所述可用的时隙和所识别的DT更新所述计算机系统；并且

将关于所述可用的时隙的数据提供给所识别的DT。

21.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：

解决接收信号中的所述至少部分冲突，包含以下步骤：

确定可用的时隙，至少部分地基于所识别的DT的所述第一分配时隙；

用所述可用的时隙和所识别的DT更新所述计算机系统；并且

将关于所述可用的时隙的数据提供给所识别的DT。

22.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，解决所述冲突的步骤还包括：

通过所述第一DT和所述第二DT中所识别的一个接收所述数据；以及

所述第一DT和所述第二DT中所识别的一个。