[发明专利]用于分配能量的方法和系统

说明书

技术领域

本公开涉及用于对例如智能电网环境中的电能消耗、存储或供应设备的多个设备分配能量的方法和系统。

背景技术

诸如电器的能量消耗设备需要提供有作为其使用、能量效率或工作周期的函数的电流。一方面，单个设备的电能的需求是不连续的。例如，电动汽车的能量需求依赖于计划的使用和充电状态。另一方面，分布的发电站（特别是基于可再生能量的供电单元）不能连续提供功率。而是，能量生成依赖于外部因素，诸如太阳能辐射或可部署的风能。因此，期望各个电网中的供电波动和需求波动的有效管理。当可再生能量资源集成到功率系统中时，此问题变得越来越迫切。

通常，可以定义成本函数，其考虑分布的能量资源的可用性和例如要被供电的电子设备的消耗简档（profile）。为了获得能量消耗器、能量生成器和存储能力的最高效使用，需要优化这样的全局成本函数，导致用于这样的复杂能量分布系统中包括的设备的操作的适当简档。用于优化成本函数的计算努力根据智能电网网络中包括的设备的数量而依比例决定。当考虑所涉及的设备的额外属性时，最小化成本函数所需的计算和通信资源的复杂度增加。例如，现代设备可能用作电能源、能量存储和/或能量宿，即，电消耗器。

发明内容

本公开的目的在于提供一种改进的分配能量的方法以及改进的能量分配系统。

根据本发明第一方面的实施例，公开了一种用于向多个设备分配能量的方法。每个设备可适于消耗、存储和/或供应能量。所述方法包括以下步骤：将每个设备分派到设备组；对每个设备组分派聚合节点设备；对于设备的选择，将设备的局部功率成本函数和/或设备的功率使用简档关于预定时隙发送到所分派的聚合节点设备；在聚合节点设备，生成作为所接收的局部功率成本函数和/或功率使用简档的函数的聚合数据；将聚合数据发送到中央处理设备；以及在中央处理设备，优化作为聚合数据的函数的、用于向设备分配功率的全局成本函数。

本发明另一方面的实施例提供了一种用于分配能量的系统，包括：多个设备，其中，每个设备适于消耗、存储和/或供应能量，并且每个设备被分派到设备组；一个聚合节点设备，分派给每个设备组；以及中央处理设备，用于优化用于对设备分配功率的全局成本函数；其中，设备至少暂时通信耦合到所分派的聚合节点设备，并且聚合节点设备至少暂时通信耦合到中央处理设备。此外，聚合节点设备适于聚合从设备接收的数据并将聚合数据发送到中央处理设备。

在所述系统的实施例中，所述系统被实现来执行上面指定的方法。

所述设备例如可以是电子设备。具体地，所述设备可以来自以下组：电动汽车、加热设备、泵浦设备、空调设备、电池、飞轮和家用电器。可以预期可用作能量消耗器、能量存储设备或能量生成设备的其他电子设备。

根据用于分配能量的方法和系统的实施例，所述设备被分派为组。例如，组可以以设备的位置为特征。一个设备组例如可以位于一栋建筑内。每组被分派聚合节点设备。例如，聚合节点设备可以通过通信网络上的消息与所分派的设备通信。局部功率成本函数或功率使用简档是发送到聚合节点设备的设备特定的数据。这意味着与设备相关的内部状态信息聚合到聚合节点设备中并且并非对于中央处理设备立即可用。而是，使得涉及与聚合节点设备关联的整个设备组的聚合数据对于中央处理设备可用。

然后，中央处理设备可以基于聚合数据和来自提供实际能量价格或成本的能量销售商的可选数据，计算优化成本函数。从而，可以获得优化参数，所述优化参数通过聚合节点设备重分布到设备。连续的时隙构建时间水平线，在此时间水平线上能量高效地分配到系统中的设备。可以考虑通过采用聚合节点设备的系统或方法的优点，降低系统中的通信负担。此外，例如，中央处理设备、聚合节点设备和/或电能设备中的计算机化的模块中的计算量减小。所述方法提供用于优化成本函数的分层次和分布的计算。最低层级或层次的枝叶是用户所管理的设备。每个设备可以经由所分派的聚合节点设备接收由最高层级的中央处理设备生成的优化参数。基于这些数据，每个设备可以优化局部成本函数。

在所述方法的实施例中，所述方法包括在中央处理设备对每个设备生成优化数据。

所述方法还可包括步骤：经由聚合节点设备将优化数据发送到设备。

在所述方法的实施例中，所述方法包括步骤：在设备处优化作为优化数据的函数的局部功率成本函数。

在所述方法的实施例中，所述方法包括步骤：对于组的至少一个设备，在所分派的聚合节点设备，优化作为对于所述至少一个设备的优化数据的函数的局部功率成本函数。