[发明专利]泛能网的系统能效控制器及控制方法以及终端设备的控制方法

说明书

技术领域

本申请涉及实现能源优化利用的系统能效控制器及系统控制方法，具体地，涉及用于实现分布式能源的优化利用的泛能网中使用的系统能效控制器及系统控制方法。

背景技术

提高能源的综合利用效率是实现低碳经济的关键之一。通过将现有电力网与网络通信技术相结合，可以实现电能生产、传输和利用的智能化。智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。我国学者武建东提出的互动电力网是在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电力网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电力网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理。然而，国家电网的智能电网技术仅仅是单一针对电能的信息化技术。

IBM在2008年提出了“智慧地球”和“云计算”的方案。智慧地球也称为智能地球，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。“智慧地球”的实质是物联网与互联网整合，“云计算”在最顶层提供了一定的数据服务功能。

IBM的智慧地球虽然实现了物与物的连接，但该方案缺乏对能源系统综合的优化和协调控制，从而不能完全实现用户所期望的经济利益和社会效益。此外，该方案完全依赖于物联网和互联网的覆盖率。而且，该方案的网络结构扁平、庞大而复杂，无法根据用户需求改变系统规模以及实现灵活而健壮的组网优化。

因此，本申请人在中国专利申请201010173519.1和201010173433.9中提出了泛能网的方案，以实现各种能源和物质的智能化和信息化，以及多能源(多种类型的能源和/或来自多个地理位置的能源)的耦合利用、管理和交易服务，其全文内容以引用方式结合在本文中。

泛能网基于系统能效技术，通过能源生产、储存、应用与再生四环节的能量和信息的耦合，形成能量输入和输出跨时域地域的实时协同，实现系统全生命周期的最优化和能量的增效。能效控制系统对各能量流进行供需转换匹配，梯级利用、时空优化、以达到系统能效最大化，最终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。

然而，仍然需要提供定义出各个网路节点的功能定义和协同方式的系统能效控制器及系统控制方法，以便容易地实现稳定而灵活的网络架构。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于实现分布式能源的优化利用的泛能网中使用的系统能效控制器及系统控制方法。

根据本发明的一方面，提供一种用于泛能网的系统能效控制器，包括控制决策模块；存储模块，与控制决策模块相连接，用于存储系统运行过程中的临时和永久信息数据；电源时钟模块，与控制决策模块相连接，用于提供内部时钟，并实现控制器上多个处理器的定时同步；内部通信模块，用于提供系统能效控制器与多个终端设备的控制实施单元之间的双向通信；以及外部通信模块，用于提供系统能效控制器与上层的局域优化器之间的双向通信，其中所述多个终端设备包括能源生产、储存、应用与再生四环节的终端设备。

根据本发明的另一方面，提供一种系统能效控制器执行的控制方法，包括以下步骤：

a)根据预设的时间/事件驱动原则建立/更新四环节模型；

b)通过外部通信通道，从上层的局域优化器读取广域控制层和局域优化层的决策信息；

c)通过内部通信通道，收集辖区内的能源生产、储存、应用与再生四环节的终端设备的传感器信息；

d)根据四环节模型以及接收的决策信息和传感器信息进行系统优化；

e)根据四环节模型以及接收的决策信息和传感器信息进行能效的增益；

f)通过内部通信通道，向能源生产、储存、应用与再生四环节的终端设备下发控制信息；

g)判断是否是合适的上报运行信息时机；

h)如果是合适的上报运行信息时机，则通过泛能控制层的外部通信通道，向局域优化器上报运行信息；

i)判断是否是合适的系统模型更新时机；

j)如果是合适的系统模型更新时机，则重复步骤a)-i)；以及

k)如果不是合适的系统模型更新时机，则重复步骤b)-j)。

根据本发明的又一方面，提供一种能源生产、储存、应用与再生四环节的终端设备执行的控制方法，包括以下步骤：

a)通过泛能控制层的内部通信通道，从系统能效控制器读取相应的终端设备的控制信息；