CN102449877B - 能量分配 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能量分配装置，其具有现场设备级(30)、分层地设置在其上的站级(40)以及分层地设置在站级之上的控制技术级(50)，其中，现场级的现场设备(31，32，33，34)、站级的站设备(41，42)、以及控制技术级的控制技术设备(51)的工作方式由参数(P)来定义。按照本发明，大量单独的计算机装置(101，102，103，104，105，106)通过通信网络(80)彼此连接并且构成能量分配装置的分布式计算机系统(100)，并且用于确定现场设备的、站设备的以及控制技术设备的工作方式的参数被分布到该分布式计算机系统的至少两个不同的计算机装置，并且现场设备、站设备以及控制技术设备通过通信网络对所述参数进行访问。

Description

能量分配
技术领域
本发明涉及一种能量分配装置，其具有现场设备级、分层地设置在其的站级以及分层地设置在站级之上的控制技术级，其中，属于现场级的现场设备的工作方式、属于站级的站设备的工作方式以及属于控制技术级的控制技术设备的工作方式由参数来定义。
背景技术
目前，例如对于配电网来说，这样的能量分配装置是一般地常见的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能量分配装置，在该能量分配装置中能比迄今的能量分配装置更容易实施对参数的改变。
该技术问题通过一种具有根据权利要求1所述的特征的能量分配装置来解决。在从属权利要求中给出了按照本发明的能量分配装置的有利的构成。
据此，按照本发明，大量分开的计算机装置通过通信网络彼此连接并且构成所述能量分配装置的分布式计算机系统，现场级的现场设备、站级的站设备以及控制技术级的控制技术设备被连接到分布式计算机系统，或者通过分布式计算机系统的一个或多个计算机装置来构造这些设备，并且用于确定现场设备的、站设备的以及控制技术设备的工作方式的参数被分配到该分布式计算机系统的至少两个不同的计算机装置，而且现场设备、站设备以及控制技术设备通过通信网络对所述参数进行访问。
按照本发明的能量分配装置的一个主要优点在于，对于本装置，用于确定现场设备、站设备和控制技术设备的工作方式的所述参数可以被分布式地改变，方法是简单地对能量分配装置的分布式计算机系统进行访问。对于常规的能量分配装置来说，将参数实施或存储在单个设备中，并且由此也必须设备单独地改变参数；与常规的能量分配装置不同，对于按照本发明的能量分配装置来说，能够与设备无关地改变参数。因此，例如如果由于意外的天气变化比期待的天气变化可供使用的替代能源(例如风能或电伏特能源(elektrovoltaische Energie))更少时，可以更快以及更低成本地重新配置所述能量分配装置并且改变能量分配网络中的能量分配。
按照本发明的能量分配装置的另一个主要优点在于，参数的分配被设置在分布式计算机系统中。也就是，通过参数的分布式存储可以考虑现场设备、站设备以及控制技术设备的在空间上或地域上的设置，并且在需要的地方存储所述参数；这减少了在给每个现场设备、站设备以及控制技术设备传输参数时的通信网络负担以及传输问题或传输差错。也可以冗余地存储参数，以便避免在单个计算机装置出现故障时可能的数据丢失。
按照一种特别优选的构成，控制软件被分配到分布式计算机系统的不同计算机装置，该控制软件对通过能量分配装置的能量分配和/或对能量分配装置的保护进行控制，方法是其调整或改变用于确定现场设备、站设备以及控制技术设备的工作方式的参数。计算能力的这样的分配提供了如下优势，使得可以考虑这样的计算机装置，其或许不适合单独处理或实施整个的控制软件，但是其一定能够独立地完成至少部分任务。
优选地，控制软件具有能量分配模块，该能量分配模块至少依据能量可用性和能量需求，通过调整或改变参数，对通过能量分配装置的能量分配进行独立地控制。提供单独的能量分配模块具有这样的优点，即在空间上或地域上需要的地方，可以提供与局部能量分配相适应的计算能力；这点可以提高处理速度并且降低出错概率。可选地或附加地，控制软件也可以具有单独的保护模块，该保护模块通过调整或改变参数来独立地控制对能量分配装置的保护。
优选地，这样构造能量分配模块，使得其自动识别出，在能量分配网络中是否有相关的能量供应方或能量消费方加入或退出，并且根据网络结构发生的改变对参数进行相应的调整。
考虑到分布式计算机系统的计算机装置的计算能力和存储器装载的最优分配，控制软件具有中央管理程序段会被视为是有利的，所述中央管理程序段依据计算机装置的当前可用性和/或当前运行状态，规律地、不规律地或事件控制地对能量分配模块和/或保护模块与分布式计算机系统的单个计算机装置的对应进行检查并且在需要时进行改变。
优选地，能量分配装置的局部片段对应单独的能量分配模块和/或单独的保护模块，为此，能量分配模块依据局部的能量可用性和局部的能量需求对能量分配进行控制，和/或保护模块对保护进行局部控制。
也被视为有利的是，中央管理程序段被这样构造，即，依据计算机装置的地域位置和局部片段的地域位置选择能量分配模块和/或保护模块与分布式计算机系统的计算机装置的对应，更确切地说，在能量分配模块和/或保护模块与计算机装置的对应中，相对于具有与各个局部片段更大间距的计算机装置，优选位于各个局部片段中的计算机装置或者其相邻的计算机装置。
优选地，至少一个能量分配模块适用于预测在其局部片段中的未来的能量需求，以便为最优的能量分配做准备。
能量分配模块和/或保护模块能够分别例如与分布式计算机系统中的唯一的计算机设备对应。
优选地，中央管理程序段被分配到分布式计算机系统的至少两个计算机装置，因为基于其复杂性，该中央管理程序段通常需要相对大的计算能力。优选地，通过管理程序段模块来构造该中央管理程序段，所述中央管理程序段模块对应于分布式计算机系统的至少两个计算机装置。
为了避免数据丢失，被视为是有利的是，在分布式计算机系统的至少两个计算机装置之间和/或在至少一个现场级的现场设备、站级的站设备或控制技术级的控制技术设备与分布式计算机系统的至少一个计算机装置之间冗余地进行通信连接。
例如，经由通信网络、至少也遵循IEC61850协议来进行通信。所述IEC61850协议可以以特别简单的方式处理分布式计算机系统中的电压值和电流值。
此外，本发明涉及一种用于运行具有现场设备级、分层地设置在其上的站级以及分层地设置在站级之上的控制技术级的能量分配装置的方法，其中属于现场级的现场设备的工作方式、属于站级的站设备的工作方式和属于控制技术级的控制技术设备的工作方式通过参数来定义。
按照本发明，用于确定现场设备、站设备以及控制技术设备的工作方式的参数被分配到分布式计算机系统的至少两个不同的计算机装置，并且现场设备、站设备以及控制技术设备通过通信网络对所述参数进行访问。
关于按照本发明的方法的优点，请参考按照本发明的能量分配装置的优点，因为按照本发明的能量分配装置的优点基本上对应于按照本发明的方法的优点。
被视为尤其有利的是，能量分配装置的局部片段对应于单独的能量分配模块和/或单独的保护模块，为此，能量分配模块局部地控制能量分配，和/或保护模块局部地控制所述保护，以及对于分布式计算机系统的计算机装置依赖于计算机装置的地域性位置和局部片段的地域性位置，依据计算机装置的地域位置和局部片段的地域位置选择能量分配模块和/或保护模块与分布式计算机系统的计算机装置的对应，更确切地说，在能量分配模块和/或保护模块与计算机装置的对应中，相对于位于较远处的计算机装置，优选位于与能量分配模块和/或保护模块对应的局部片段中或者位于其附近的计算机装置。
附图说明
下面结合附图进一步详细描述本发明，附图中：
图1一般性地描述了未要求保护的能量分配装置，
图2示出了按照本发明的能量分配装置的一种实施例，据此也描述了按照本发明的方法的一种实施例，以及
图3示出了按照本发明的能量分配装置的另一种实施例。
在附图中，使用相同的附图标记表示相同的或类似的组成部分。
具体实施方式
图1示出了能量分配装置10，其连接在没有被进一步详细示出的能量供应网络20上。能量分配装置10被分层地构造并且具有现场设备级30，现场设备31、32、33和34属于所述现场设备级。现场设备31、32、33和34例如可以通过保护设备、计数器、调节控制仪器、开关、开关装置或诸如此类来构造。现场设备31、32、33和34直接地或间接地与能量供应网络20连接，例如通过测量换能器、开关元件或其它装置或设备。
分层地设置在现场设备级30之上的是站级40，其例如由站设备41和42构成。
此外，能量分配装置10具有控制技术级50，其分层地设置在站级40之上，并且可以包括一个或多个控制技术设备51。
属于现场级30的现场设备31、32、33和34的工作方式、属于站级40的站设备41和42的工作方式以及属于控制技术级50的控制技术设备51的工作方式分别通过在各个设备中所执行或存储的参数来确定。如果要改变能量分配装置10的配置，所有涉及到的设备就必须改变其参数，这带来了巨大的开销，因为所述参数改变通常会涉及到所有的分层级30、40和50。
图2示出了按照本发明的能量分配装置10的一个实施例。在该能量分配装置10中，现场设备31、32、33和34、站设备41和42以及控制技术设备51通过通信网络80彼此连接。此外，它们通过该通信网络80连接到能量分配装置10的分布式计算机系统100。
在该实施例中，分布式计算机系统100包括六个计算机装置101、102、103、104、105和106。将控制软件SW安装在这六个计算机装置之一上(例如计算机装置101)或者分布地安装在该计算机装置中的多个上，该控制软件对通过能量分配装置10的能量分配和/或对能量分配装置10的保护进行控制。
除了别的之外，控制软件SW的任务在于，对用于确定现场设备31、32、33、34、站设备41和42以及控制技术设备51的工作方式或者运行方式的参数P进行调整和/或改变，并且将各个有效的参数P存储在分布式计算机系统100中。优选地，控制软件SW将用于现场设备、站设备或控制技术设备的参数P存储在分布式计算机系统100的具有与这些现场设备、站设备或控制技术设备尽可能小的空间间距的计算机装置中，以便参数P被分配到分布式计算机系统100的至少两个不同的计算机装置。在该实施例的情况下，根据图2例如将参数P分布地存储在计算机装置102和103中。
通过通信网络80，现场设备31、32、33、34、站设备41和42以及控制技术设备51获得其各自的参数P，这些参数P被存储在分布式计算机系统100中。
优选地，控制软件SW具有一个或多个能量分配模块EM，其至少依据能量可用性和能量需求独立控制通过能量分配装置的能量分配，方法是其按照预先规定的以最优能量分配为目标的最优化算法对用于确定现场设备、站设备或控制技术设备的工作方式的参数P进行调节或改变。
此外，控制软件优选地具有一个或多个保护模块SM，该保护模块SM独立控制对能量分配装置的保护，方法是其按照预先给定的以最优的保护效果为目标的最优化算法对用于确定现场设备、站设备或控制技术设备的工作方式的参数P进行调节或改变。
优选地，这样构造能量分配模块EM，其例如规律地、不规律地或事件控制地自动检查，在能量分配网络中是否相关的能量供应方或能量消费方加入或退出，并且其根据网络结构发生的改变对参数P进行相应的调整。
图3示出了按照本发明的能量分配装置10的另一种实施例。在该能量分配装置10中，现场设备、站设备以及控制技术设备通过分布式计算机系统100的计算机装置来构造。即
-根据图1和图2，通过计算机装置31′构造现场设备31，
-根据图1和图2，通过计算机装置32′构造现场设备32，
-根据图1和图2，通过计算机装置33′构造现场设备33，
-根据图1和图2，通过计算机装置34′构造现场设备34，
-根据图1和图2，通过计算机装置41′构造站设备41，
-根据图1和图2，通过计算机装置42′构造站设备42，以及
-根据图1和图2，通过计算机装置51′构造控制技术设备51。
在该实施方案中，根据图3通过唯一单独的计算机装置来构造每个现场设备、站设备以及控制技术设备。替换地，也可以通过分布式计算机系统100的多个计算机装置来构造单个或所有这些设备，或者其功能可以分布在分布式计算机系统100的多个计算机装置中。同样地，也可以用分布式计算机系统100的单个或所有的计算机装置来整体地或部分地提供或构造两个或多个现场设备、站设备和控制技术设备的功能性。
控制软件分布在一个或多个计算机装置上，例如在此分布在计算机装置101和102上，该控制软件控制通过能量分配装置10的能量分配和/或对能量分配装置的保护。该控制软件通过控制软件模块SW1和SW2来构造。
除了别的之外，控制软件模块SW1和SW2的任务在于，对用于确定现场设备、站设备以及控制技术设备的工作方式或运行方式的参数进行调整和/或改变，并且将各个有效的参数P存储在分布式计算机系统100中。优选地，控制软件模块SW1和SW2将用于现场设备、站设备或控制技术设备的参数P存储在分布式计算机系统100的具有与各个现场设备、站设备或控制技术设备尽可能小的空间间距的计算机装置中，以便参数被分配到分布式计算机系统100的至少两个不同的计算机装置上。在该实施例中，根据图3例如将参数P分布地存储在计算机装置103和104中。
控制软件模块SW1和SW2优选地分别具有一个或多个能量分配模块，其至少依据能量可用性和能量需求独立控制通过能量分配装置的能量分配，方法是其按照预先规定的以最优能量分配为目标的最优化算法对用于确定现场设备、站设备以及控制技术设备的工作方式的参数P进行调节或改变。为了简明起见，在图3中没有明确地示出所述能量分配模块，其例如可以相应于根据图2中的能量分配模块，或者可以与之相同或类似。
替换地或附加地，控制软件模块SW1和SW2优选地具有一个或多个保护模块，该保护模块独立控制对于能量分配装置的保护，方法是其根据预先给定的以最优的保护效果为目标的最优化算法对用于确定现场设备、站设备或控制技术设备的工作方式的参数P进行调节或改变。为了简明起见，在图3中没有明确地示出所述保护模块，其例如可以相应于根据图2中的保护模块，或者可以与之相同或类似。

Claims (14)

1.一种能量分配装置(10)，其具有现场设备级(30)、分层地设置在其上的站级(40)以及分层地设置在站级之上的控制技术级(50)，其中，属于现场设备级的现场设备(31，32，33，34)的工作方式、属于站级的站设备(41，42)的工作方式以及属于控制技术级的控制技术设备(51)的工作方式由参数(P)来定义，其特征在于，
-大量分开的计算机装置(101，102，103，104，105，106)通过通信网络(80)彼此连接并且构成所述能量分配装置的分布式计算机系统，
-通过所述分布式计算机系统的单个或多个计算机装置来构造所述现场级的现场设备、所述站级的站设备以及所述控制技术级的控制技术设备，并且
-用于确定所述现场设备的、站设备的以及控制技术设备的工作方式的所述参数被分布到所述分布式计算机系统的至少两个不同的计算机装置，并且所述现场设备、站设备以及控制技术设备通过所述通信网络对所述参数进行访问，其中，
控制软件(SW)被分配到所述分布式计算机系统的不同计算机装置，所述控制软件对通过所述能量分配装置的能量分配和/或对所述能量分配装置的保护进行控制，方法是其对用于确定所述现场设备、站设备以及控制技术设备的工作方式的参数进行调整或改变。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制软件具有能量分配模块(EM)，所述能量分配模块至少依据能量可用性和能量需求通过调整或改变所述参数对经由所述能量分配装置的能量分配进行独立地控制，和/或所述控制软件具有保护模块(SM)，所述保护模块通过调整或改变所述参数独立地控制对所述能量分配装置的保护。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制软件具有中央管理程序段，所述中央管理程序段依据所述计算机装置的当前可用性和/或当前运行状态规律地、不规律地或事件控制地对能量分配模块和/或保护模块与所述分布式计算机系统的单个计算机装置的对应进行检查并且在需要时进行改变。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述能量分配装置的局部片段对应于单独的能量分配模块和/或单独的保护模块，为此，所述能量分配模块依据局部的能量可用性和局部的能量需求对能量分配进行控制，和/或所述保护模块对所述保护进行局部控制。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述能量分配装置的局部片段对应于单独的能量分配模块和/或单独的保护模块，所述中央管理程序段被这样构造，即，依据所述计算机装置的地域位置和所述局部片段的地域位置选择所述能量分配模块和/或所述保护模块与所述分布式计算机系统的计算机装置的对应，并且，在能量分配模块和/或保护模块与所述计算机装置的对应中，相对于具有与各个局部片段更大间距的计算机装置，优先选择位于所述各个局部片段中的计算机装置或者其相邻的计算机装置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述能量分配模块中的至少一个适用于预测在其局部片段中的未来的能量需求。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述能量分配模块和/或所述保护模块分别与所述分布式计算机系统的唯一的计算机装置对应。
8.根据权利要求3或5所述的装置，其特征在于，所述中央管理程序段被分布到所述分布式计算机系统的至少两个计算机装置上。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述中央管理程序段通过管理程序模块来构造，所述管理程序模块对应于所述分布式计算机系统的至少两个计算机装置。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制软件具有控制软件模块(SW1，SW2)，其对应于所述分布式计算机系统中唯一的计算机装置。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，在所述分布式计算机系统的至少两个计算机装置之间，和/或在至少一个所述现场设备级的现场设备、所述站级的站设备或所述控制技术级的控制技术设备与所述分布式计算机系统的至少一个计算机装置之间的通信连接被冗余地进行。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，至少也按照IEC61850协议进行经由所述通信网络的通信。
13.一种运行能量分配装置(10)的方法，所述能量分配装置具有现场设备级(30)、分层地设置在其上的站级(40)以及分层地设置在站级之上的控制技术级(50)，其中，属于现场设备级的现场设备(31，32，33，34)的工作方式、属于站级的站设备(41，42)的工作方式、以及属于控制技术级的控制技术设备(51)的工作方式由参数(P)来定义，其特征在于，
-用于确定所述现场设备的、站设备的以及控制技术设备的工作方式的所述参数被分布到分布式计算机系统(100)的至少两个不同的计算机装置(101，102，103，104，105，106)，并且
-所述现场设备、站设备以及控制技术设备通过通信网络(80)对所述参数进行访问，其中，控制软件(SW)被分配到所述分布式计算机系统的不同计算机装置，所述控制软件对通过所述能量分配装置的能量分配和/或对所述能量分配装置的保护进行控制，方法是其对用于确定所述现场设备、站设备以及控制技术设备的工作方式的参数进行调整或改变。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
-所述能量分配装置的局部片段对应于单独的能量分配模块(EM)和/或单独的保护模块(SM)，为此，所述能量分配模块对所述能量分配进行局部控制和/或所述保护模块对所述保护进行局部控制，并且
-依据所述计算机装置的地域位置和所述局部片段的地域位置，选择所述能量分配模块和/或所述保护模块与所述分布式计算机系统的计算机装置的对应，并且，在能量分配模块和/或保护模块与所述计算机装置的对应中，相对于位于较远处的计算机装置，优先选择位于与所述能量分配模块和/或保护模块对应的局部片段或其附近的计算机装置。
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