[发明专利]基于压缩空气储能的清洁能源路由器信息-物理耦合系统

权利要求书

1.基于压缩空气储能的清洁能源路由器信息-物理耦合系统，其特征在于：系统包括自下而上依次电讯双向连接的物理层、接口层、信息层、和高级应用层，并在接口层、信息层、和高级应用层设置安全层；

所述接口层与物理层双向电讯连接，接口层实时采集并上传物理层实际运行数据，同时接口层传输信息层对物理层的控制指令；

所述信息层对接口层上传的数据进行异构数据存储和数据预处理，同时信息层对系统进行实时状态监测、安全评估、自愈保护和能流优化，并将能源控制的调度指令传输给接口层；

高级应用层是综合业务平台，包括系统调度交易中心和/或云平台，所述高级应用层与信息层双向电讯连接，所述高级应用层接收信息层的预处理数据，并对多区域能源进行协同优化调度、开展多能源市场交易、中长期规划和预测；

所述安全层为接口层、信息层和高级应用层提供网络安全、数据安全和信息安全的保障，并对通讯质量进行实时监测。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述物理层包括能量产生单元、能量存储单元、能量转换单元和用户单元，其中，能量生产单元包括风力发电机组、光伏发电组和光热集热器，能量存储单元包括不同温度的储热装置和压缩空气储能装置；能量转化单元包括吸收式制冷器、热泵、和电制冷器；用户单元包括电用户、热用户和冷用户。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：其中，风力发电机组、光伏发电组和压缩空气储能装置的电能生成端并网成供电电网，并在系统控制下向电用户供电。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于：其中，所述光热集热器、供电电网驱动的热泵和压缩空气储能装置、储热装置并网形成热网，在系统控制下向热用户提供热能。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：其中，所述吸收式制冷器、压缩空气储能装置、和电制冷器并网形成冷网，在系统控制下向冷用户提供冷能。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述接口层包括信号采集组件、数据管理单元和能量管理单元，所述数据管理单元通过安全层的防火墙与信息层电讯连接；其中，所述信号采集组件包括内嵌的传感器和检测器以实时采集物理层的运行参数和运行状态，所述运行参数的模拟量信号通过模数转换器、信号调理器、采样装置后经通信通道传输给信息层，所述运行状态的开关量通过输入缓冲器、光电隔离器后传输给信息层；所述数据管理单元将信号采集组件的运行参数和运行状态、以及用户单元的用户数据预处理并依次经传输通道和防火墙后传输给信息层；所述能量管理单元将信息层发出的控制指令传输给物理层。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述信息层包括异构数据存储单元、数据预处理单元、数据分析决策单元和控制指令转化系统；其中，所述异构数据存储单元接收来自接口层的数据并存储至本地存储装置和云存储装置，同时将接收的数据传输给数据预处理单元；所述数据预处理单元将将接收的数据预处理后分别传输给数据分析决策单元和高级应用层；所述数据分析决策单元通过接受的数据对系统进行状态监测和安全评估、能量优化、负荷侧管理以及系统自愈保护，对物理层能源的电、冷、热进行协调调度，同时对多能源的用户单元进行需求侧管理，并将生成的决策经控制指令转化系统转化为可执行的控制指令下达给接口层。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述安全层包括加密技术、网络防火墙、入侵检测、信息隐藏、和病毒防护技术，避免信息系统受到扰动、故障和/或恶意攻击。