[发明专利]一种区域能源系统的能量流与信息流融合方法

权利要求书

1.一种区域能源系统的能量流与信息流融合方法，所述区域能源系统包括多个家庭能源网络、电力供需互动服务平台以及通讯管理机，每个所述家庭能源网络包括家庭智慧能源网关、分布式发电设备、储能设备与用户负荷；信息流的整体架构包括系统层、传输层和设备层；系统层包括后台控制程序、数据库、交互界面三个部分，交互界面读取数据库中的相应数据并实时显示，数据库负责存储设备层中的各设备的状态量、电量数据、控制指令信息及控制程序的计算结果；控制程序实现对家庭能源网络内部的优化运行控制以及区域能源系统内多个家庭能源网络间的能量交互协调控制；传输层包括通讯管理机及家庭智慧能源网关，家庭智慧能源网关实现用能数据的采集、用户负荷与光储系统的智能管理、能量优化控制功能，负责将设备层的电量数据、状态数据信息上传至系统层，并接收系统层下发的控制信息，对设备层进行相应控制；通讯管理机进行相应的协议处理，将区域能源系统内所有的智能控制设备的通讯数据，通过协议转换、逻辑处理，整理汇总后以一种数据帧格式实时上传至系统层，数据库通过信息传输协议与通讯管理机进行数据衔接；设备层包括光储系统、主动需求响应单元、智能插座和用户负荷，智能插座采集用户负荷的电量数据及状态数据信息，并将用户负荷的电量数据及状态数据信息上传至家庭智慧能源网关，通过智能插座将家庭智慧能源网关的控制信息下发至用户负荷；主动需求响应单元主动响应电力系统的频率/电压变化、电价/激励信号，通过与用户负荷连接，一方面将用户负荷的数据上传至家庭能源网关，另一方面将电价/激励信号下发给用户负荷，实现负荷需求响应、自动控制；光储系统用来管理分布式光伏发电设备与储能设备，将分布式光伏发电设备与储能设备的电量数据及状态数据信息传递到家庭智慧能源网关，并接收从网关传来的控制信息；所述方法包括：

所述家庭智慧能源网关采集所述用户负荷、所述分布式发电设备、所述储能设备的信息，并将所述信息通过所述通讯管理机上传至所述电力供需互动服务平台；

所述电力供需互动平台根据所述信息、预定能量流约束条件和预定优化目标，在预定运营模式下，制定出家庭智慧能源优化协调控制策略，并将该控制策略通过所述通讯管理机和所述家庭智慧能源网关下发至所述分布式发电设备、所述储能设备与所述用户负荷，以根据所述控制策略对所述分布式发电设备、所述储能设备与所述用户负荷相互之间的能量流进行控制；

所述电力供需互动服务平台位于系统层，通过对设备层的信息进行汇总、分析，以最小化所述家庭能源网络的运行费用、最大化所述用户负荷的用能效率、最大化所述发电设备的利用率为优化目标，以光伏发电设备、储能设备、用户负荷之间的能量流的流向及时间段为约束条件，实现多元用户负荷预测、需求侧主动响应机制编制、电力套餐/激励发布、供需互动策略功能。

2.根据权利要求1所述的区域能源系统的能量流与信息流融合方法，其特征在于，所述预定能量流约束条件包括所述分布式发电设备、所述储能设备、所述用户负荷之间的能量流的流向及时间段。

3.根据权利要求1所述的区域能源系统的能量流与信息流融合方法，其特征在于，所述预定优化目标包括最小化所述家庭能源网络的运行费用、最大化所述用户负荷的用能效率、最大化所述分布式发电设备的利用率。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的区域能源系统的能量流与信息流融合方法，其特征在于，所述预定运营模式为全额上网模式，在该模式下，所述分布式发电设备所提供的电能全部送入电网；所述储能设备在低谷电价时段从所述电网充电，并在高峰电价时段为所述用户负荷供电。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的区域能源系统的能量流与信息流融合方法，其特征在于，所述预定运营模式为自发自用、余电上网模式下，在该模式下，所述分布式发电设备所提供的电能优先发送至所述用户负荷，多余电能储存在所述储能设备中，若所述储能设备容量有限，无法消纳全部所述电能，则将多余电能提供给电网，获取电价收益；所述储能设备首先储存所述分布式发电设备所提供的电能，若有多余容量则在低谷电价时段储存所述电网的电能，并在所述分布式发电设备的电能不足或在所述电网的高峰电价时段释放电能供所述用户负荷使用；在所述分布式发电设备及所述储能设备不足以满足用户用电需求的情况下，所述电网向所述用户负荷提供电能。