CN103733463B - 基于市场数据来控制能量服务的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于市场数据来控制由能量服务设备所实现的功率的设备、系统、计算机可读介质以及方法。该方法模拟控制模型的执行，以作为模拟结果；在第一周期的过程中选择控制模型中的一个控制模型；以及使用选定的控制模型控制第一周期之后的第二周期中能量服务设备的操作。根据示例性装置，每个控制模型基于一组变化的市场数据并且控制能量服务设备的操作。一种系统使用市场数据来控制由不同的能量服务设备所实现的功率。该系统包括模型处理器，模型选择器和处理器，其中模型处理器使用市场数据来模拟模型组的执行已生成模拟结果；模型选择器基于模拟结果来选择每一组中的模型；处理器配置为使用每一相应模型组中选定的模型来控制不同能量服务设备的操作。

Description

基于市场数据来控制能量服务的方法及装置
相关申请的交叉参考
本申请要求于2011年6月20日提交的名称为“MethodandApparatusforControllingEnergyServicesBasedonMarketData”的美国临时申请NO.61/499,053的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于为功率电网提供能量服务的装置、系统及方法，更具体地，涉及基于市场数据的能量服务控制。
背景技术
通常，公用设施从诸如燃气、燃煤、核和/或水力发电厂的一个或多个发生源获得电力，经由分配电网传送至用户。由这些来源提供的功率能够时刻变化。一般来说，可以对来源进行调节以满足用户的需求，与此同时符合针对这种功率的标准。为了与负载匹配，应对这些发生源进行控制。当负载比正在传送的功率高时，应当增加来自发生源的功率，并且当负载比正在传送的功率低时，应当降低来自发生源的功率，从而使得电网中的电气设备充分运作。
发明内容
本公开涉及一种基于市场数据对通过能量服务设备所实现的功率进行控制的装置、系统、计算机可读介质及方法。一个示例性方法包括：通过模型处理器模拟多个控制模型的执行，作为模拟结果，在第一周期过程中选择所述控制模型中的一个控制模型；以及在所述第一周期之后，使用选定的控制模型在第二周期中控制所述能量服务设备的操作。每个控制模型基于一组变化的市场数据，并且控制所述能量服务设备的操作。
另一示例性实施例包括：(1)通过模型处理器模拟多个第一类型的控制模型和多个第二类型的控制模型的执行，作为模拟结果；(2)确定与第一周期过程中模拟的每个模拟结果相关联的值；(3)通过模型选择器分别为第一和第二能量服务设备选择与最高值相关联的一个所述第一类型的控制模型和一个所述第二类型的控制模型；并且(4)使用选定的与所述最高值相关联的所述第一和第二类型的控制模型，通过处理器来在所述第一周期之的第二周期中控制所述第一和第二能量服务设备的操作。所述第一类型的控制模型配置为控制第一能量服务设备的操作，并且所述第二类型的控制模型配置为控制第二能量服务设备的操作。
附图说明
结合附图对下文的详细描述进行阅读，将更好地理解示例性实施例。需要强调的是，根据常规实践，附图的各种特征并非是按比例的。相反，出于清楚的目的，各种特征的尺寸可以任意地扩大或缩小。在附图中包含如下：
图1是示出根据示例性实施例的示例性能量服务单元的框图；
图2是示出针对电网频率的各种状态和图1中的能量服务单元的充电状态所采取的各个措施的示例的表，以说明用于该能量服务单元的示例性的控制模型；
图3是示出根据示例性实施例的示例性市场数据单元(MDU)的框图；
图4是示出根据其他示例性实施例的另一示例性市场数据单元的框图；
图5是示出根据示例性实施例使用市场数据对能量服务进行控制的步骤的流程图；
图6是示出根据其他示例性实施例使用市场数据对能量服务进行控制的方法的流程图；以及
图7是能够实施实施例的示例性计算机系统的图解。
具体实施方式
作为背景知识，电网运营商通常通过征用包括电压调节、频率调节和无功(VAR)支持服务等不同的能量服务来控制电力在供应与需求之间的平衡。每个供应商可使用不同的控制模型(例如，控制算法或控制方案)，以实施所征用的能量服务的供应。
可能需要的是灵活的、可采用的且动态的控制模型，从而更好地适于功率供应从传统的功率发生器向更多可再生来源的变化性质，并且适于对需求端的负载控制。
为了便于理解本公开背后的原理，具有控制模型从而能够进行频率调节并且采用电池作为能量存储单元的能量服务单元将作为一个能量服务的示例来进行描述，所述能量服务可以应用到涉及MDU的本公开内容。可以设想，这些原理可以应用于针对传统功率发生器和功率存储装置的其他控制模型和其他类型的能量服务单元。而且，技术人员可从本公开中通过MDU控制系统的上下文而掌握其他控制模型(控制算法和控制方案)的实施。正如本领域技术人员将理解的那样，MDU可以包括各种开关和继电器、数据库和包括非暂时性计算机可读存储介质的计算机设备，所述非暂时性计算机可读存储介质具有存储于其中的计算机软件，例如程序代码，从而至少控制MDU系统。
在本文中，术语“计算机程序介质”、“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可用介质”通常均用于指代诸如硬盘、存储器的存储介质，其可以是半导体存储器(例如DRAM等)。
图1是示出根据示例性实施例的示例性能量储存系统的框图。
参考图1，能量服务单元100(例如，频率或功率调整等)可以配置为通过市场数据单元(MDU)102来控制。能量服务单元100可以向电网105提供能量(例如，功率)，并且可以从电网105接收能量。例如，能量可以经由本地变电站或传输线来提供。通过这种方式，电网105可以在指定的标称频率(例如，在美国通常为60Hz和/或在世界的其他一些地区为50Hz)下为当前负载提供适当量的功率(例如，可以使得来自供应商和用户的功率平衡)。
能量服务单元100可以配置为在第一操作模式通过MDU102控制，并且在第二操作模式(例如，默认或独立模式)通过可编程逻辑控制器(PLC)130控制。例如，能量服务单元100可以是能够使用控制算法或控制模型向电网105提供功率并且从电网105接收功率的独立单元，从而提供电网频率的稳定。控制模型可以在无需MDU102就能够控制能量服务单元100的PLC130处执行。当MDU102可操作时，能量服务单元100可以由MDU102控制。
MDU102可以向PLC130输出信号，以模拟来自SCADA(监控及数据采集)系统155和/或换能器160的输入信号，从而使能来自MDU102的控制。例如，PLC130可以并不知道MDU102正在控制能量服务单元100的操作。MDU102可以向PLC130发送信号，这可以使PLC130对能量服务单元100的操作进行控制，如MDU102的选定控制算法(或选定控制模型)所提供的那样。通过这种方式，可以在不修改能量服务单元100或PLC130的情况下将MDU102添加于能量源服务单元100中。
默认或独立操作模式
在示例性的默认或独立模式中，SCADA系统155可以耦合于PLC130，并且可以作为响应于MDU102的尚未安装的或者当前未运行的频率调节单元而提供用于能量服务单元100的默认或独立操作。例如，在PLC130可以包括可执行于PLC130上的用于控制能量服务单元100以提供频率调节的控制算法或控制模型。在这种模式下，PLC130可以充当能量服务单元100的控制处理器。该示例性控制模型将在下文描述，并且其同样可以形成MDU102的控制模型之一。
能量服务单元100可以包括一组能量存储单元110，例如电池。该组能量存储单元110可以与电网105能量耦合。术语“能量耦合”通常指能量能够从一个对象流到另一对象。例如，交流电(AC)或直流电(DC)形式的电能可以以双向的方式从一个对象流到另一对象。能量存储单元110可以向电网105提供能量，或者可以从电网105接收(例如，消耗)能量，例如用于(1)调节电网频率；或者(2)提供电压调节；或者(3)提供VAR支持等。
当向电网105提供能量时，DC电流可以从能量存储单元110行进至将DC电流转换为AC电流的双向AC/DC转换器115。在不同的示例性实施例中，变换器可用于DC向AC的转换。当存储来自电网105的能量时，整流器可用于AC向DC的转换。
功率转换系统(PCS)125可以为AC/DC双向转换器115提供逻辑控制系统。可编程逻辑控制器(PLC)130可以指示PCS125，从而使AC/DC双向转换器115与能量储存单元110和/或电网105连接或断开。
PLC130可以经由数据接口(DI)线3向PCS125发送数据信号，并且可以从PCS125接收数据信号。自PCS125向PLC130的示例性输入可以包括准备信号状态，并且来自PLC130的示例性输出可以包括要充电或放电的能量的量，以及将AC/DC双向转换器115与电网105和/或能量储存单元(例如，电池)110进行连接/断开的指令。
为了保持电池110处于能够使他们响应于请求而向电网105添加能量或者从电网105中吸收能量的状态，能量服务单元100可以包括电池管理系统(BMS)135。BMS135可以平衡电池110中的电池单元的能量水平，并且可以保持电池110中的电池单元的充电状态(SOC)的获知。电池110的SOC是对电池110供给(发送)能量和消耗(接收)能量的电流能力的测量。自BMS135经由DI线4至PLC130的示例性输入可以包括电池110的功率容量(例如，以MWsec为单位)、故障和/或SOC，等等。
在某些示例性实施例中，SOC可以是从0％至100％变化的百分比，其中100％是指在电池110中再不能存储更多的能量。SOC可以根据开路和/或闭路电压电平来计算。然而可以设想，SOC可以通过本领域技术人员已知的许多方式来计算。
远程终端单元(RTU)150可用于经由DI线1与监控及数据采集(SCADA)系统155连接。在某些示例性实施例中，SCADA系统155可以与操作电网105的电网或公共设施系统的运营商相关联。自SCADA系统155至PLC130的示例性输入可以包括调节电网频率的请求。该请求可以包括进行充电或放电的能量的量(例如以MW为单位)以及电网频率。来自PLC130的示例性输出可以包括能量服务单元100的状态和可用性，以及能量服务单元是否在默认模式下运行。在某些示例性实施方式中，PLC130可以将有关SOC或其容量的信息发送到SCADA系统155，使得SCADA系统155能够提前知道能量服务单元100是否能够提供频率调节服务。
PLC130还可以经由DI线2从耦合于电网105的换能器160中接收数据信号。换能器160可以感测电网105上的AC信号，以确定经由电网105所传送的电力的频率。
在其他示例性实施例中，PLC130可以从HVAC单元140发送并且接收信号(经由DI线5)，从而为电池110和其他部件保持适当的环境条件。自HVAC140向PLC130的示例性输入可以包括温度和湿度等，并且通向HVAC140的示例性输出可以包括HVAC140的温控设定或其他控制设定。
在某些示例性实施例中，计算机145可与PLC130连接，用于对PLC130进行控制、编程或设置参数。计算机145还可以用于监测能量服务单元100。自计算机145向PLC130的示例性输入可以包括关闭和/或启动信号等。通向计算机145的示例性输出可以包括记录事件、记录数据和/或警报报告等。
当正在执行频率调节时，可以经由SCADA系统155和RTU150在PLC130处接收来自电网运营商的请求。该请求可以包括从电网105吸收能量或向电网105添加能量的指令。在某些示例性实施例中，该请求可以指定要转移多少能量或者转移的速率。作为响应，根据该请求是要增加还是降低当前的电网频率(或者相当于吸收或添加能量)来向/从电网105转移能量。
此后，响应于来自电网运营商的另一调度请求，可以停止调节。例如，电网运营商可能认为电网频率处于或接近期望的标称频率。电网运营商也可能认为频率不可能很快改变，例如因为电网运营商可以预测到联机电厂的能量产生将与所期望的负载匹配。在另一示例中，基于能量服务单元100关于电网频率处于或接近期望值的测量，频率调节可以停止。频率调节也可由于其他原因而停止，诸如检测出故障。
在频率调节过程中，电池110的SOC可能大幅上升或下降。例如，电池110可以向电网105传输相当大量的能量，因此使得电池110具有很少的电荷(例如，SOC大约为20％)。在另一示例中，电池110可以从电网105接收许多能量，因此使得电池110具有大量的电荷(例如，SOC大约为85％)。在这两种情况下，如果分别还需要添加或吸收更多的能量，则电池110可能会在不良的条件下继续调节电网频率。因此，为了提高更可靠的服务，可以根据控制算法或控制模型对电池110的电荷进行修改，从而在尽可能最长的时间下将服务保持在期望的范围内。
控制模型可以适当地增加或减少电荷，以使适当的SOC与来自电网105的功率供应/消耗进行平衡。控制模型可确定出电网频率处于死区，以致于没有频率调节发生。在这种情况下，PLC130的控制模型可以确定，对电荷进行添加/移除直到SOC值处于指定的范围内。基于来自BMS135的信息，SOC值可以由PLC130处的控制模型来监测。例如，死区范围可集中在50％(目标状态)左右，从而使能量的服务单元100能够均等地提供或接收能量。在其他示例性实施例中，例如在已经知道期望在特定方向上进行大幅转移时，目标状态可以高于或低于大约50％。
图2是示出针对电网频率的各种状态和图1中的能量服务单元100的充电状态所采取的各个措施的示例的表，以说明用于该能量服务单元100的示例性的控制模型。
参考图2的表，示出了示例性的控制模型，并且该示例性控制模型提供了可以运行以对电网105提供辅助服务并且保持可用于支持电网频率服务的电池单元110的SOC的操作示例。该表中的行分别对应于SOC的三个范围，即：(1)高于上限值L2(或“范围以上”)(例如，具有约55％容量的预设上限阈值)；(2)处于限值L1和L2之间(“范围以内”)(例如，低于预设的上限阈值并且高于约45％容量的预设下限阈值)；以及(3)低于下限值L1(“范围以下”)。表中的各列示出相对于标称设定点(例如，在美国为60Hz)的电网频率的各个不同的范围。
表中具有较深阴影的单元格表示响应于公式或者由电网或系统运营商发出的命令而采取的措施。较浅阴影表示为提供充电保持所采取的措施。当瞬时频率是非常低或非常高时(例如处于死区之外，如处于60Hz±0.025Hz的范围之外)，假设能量存储单元110具有执行该措施的足够容量，那么所采取的措施可以分别是使能量存储单元110放电至电网105或者是由电网105对能量存储电池110充电。
当频率处于死区内但不在标称设定点时，要执行的措施可以取决于电网频率和能量存储单元110的SOC的组合。如果电网频率低于标称设定点，那么当SOC为“范围以上”时能量存储单元110可以为放电，并且当SOC为“范围以下”时能量存储单元110可以设为涓流充电。如果电网频率高于标称设定点，那么当SOC为“范围以上”时能量存储单元110可以设为涓流放电，而当SOC为“范围以下”时为充电。
使用MDU的第一操作模式
MDU102可以包括上述控制模型和使能量服务单元100的操作能够提供频率调节服务以及其他辅助服务的其他控制模型，所述辅助服务诸如：(1)电压调节服务；以及(2)VAR支持服务等。MDU102可以通过改变用于提供能量服务的控制模型来控制能量服务单元100，从而允许能量服务单元100调整其个性配置(例如，从频率调节到电压调节或VAR支持)或者调整其操作(从更被动的能量服务提供商变为更积极的能量服务提供商)。
MDU102可以包括多个控制模型，以便于个性配置或操作的变化。MDU102可以从市场数据通道170以及从SCADA系统155(或系统/电网运营商)接收市场数据。在某些示例性实施例中，MDU102也可以从一个或多个换能器160中接收换能器输入。
在某些示例性实施例中，MDU102可以例如改装到现有的PLC，并且PLC130不会察觉到MDU102的功能。在这种情况下，PLC130可以从MDU102中接收对通向PLC130的数据信号进行模拟的控制信号。这些控制信号可如在MDU102处执行的选定控制模型所预期的那样驱使PLC130操作能量服务单元100。
在其他示例性实施例中，PLC130可以察觉到MDU102，并且可以配置为执行如下操作：当MDU102可操作时，MDU可用作能量服务单元100的控制处理器，并且当MDU102不可操作时，PLC130承担对能量服务单元100的控制。在这种情况下，PLC130可以充当网关设备，向MDU102传递(例如，中继)市场数据信号，并且从MDU102传递控制信号至能量服务单元100的其他部件。
市场数据通常是指市场上任何可获得的与电网105的预期能量服务或未来变化相关联的数据。例如，市场数据可以包括：(1)气象信息，包括(i)当前或预计的湿度信息；(ii)当前或预计的云层覆盖信息；(iii)当前或预计的降雨信息；以及(iv)当前或预计的温度信息等；(2)历史信息，诸如(i)历史能量服务定价信息，和/或(ii)历史用电负载信息等；(3)预测信息，诸如：(i)预期的负载；和/或(ii)预期的功率发生器容量等；(4)区域信息，诸如可能影响负载条件的地区事件的地点和时间；(5)系统操作信息，诸如欠压或过压表示、电压调节信号、频率调节信号和/或VAR支持信号等；和/或(6)检测信号，诸如频率、电压、功率因数和/或来自换能器的电流信号等。
尽管提供了一种用于电网频率稳定的控制模型，但可以设想还可能存在许多其他的控制模型。根据本公开，本领域技术人员可以理解，许多不同的控制模型可执行用于电压调节、VAR支持、稳频和/或其他辅助服务。
在某些示例性实施例中，计算机145可以与MDU102连接，用于对MDU102进行控制、编程或设置参数。从计算机145向MDU102的示例性输入和输出可与PLC130的示例性输入和输出类似或相同。
当通过MDU102从能量服务单元100征用能量服务时，可以在MDU102处例如经由SCADA系统155和RTU150接收来自电网运营商的请求。请求可以包括执行一个或多个不同类型的能量服务的指令，例如，从电力网150中吸收能量或者向电力网150添加能量。在某些示例性实施例中，请求可以指定要转移多少能量或者转移的速率。响应于请求以及由MDU102接收的其他市场数据，MDU可以连续使用一个或多个选定的控制模型，或者可以改变一个或多个选定的控制模型，由此执行能量向/从电网105的转移。
图3是示出根据示例性实施例的示例性MDU300的框图。
参考图3，MDU300可以包括接收器310、模型选择器320、MDU处理器330、控制接口340和存储器350。模型选择器320可以包括用于存储多个模型M1、M2、……、Mn的模型存储器322、模型处理器324和模型选择单元326。
MDU300经由接收器310可以经由不同的信息通道360接收市场数据以及控制信号(例如，电网运营商信号和换能器信号)等，所述信息通道诸如：(1)互联网；(2)新闻媒体；(3)期刊报道；(4)电子平面媒体报道。接收器310可以连续地从一个或多个市场数据信息通道(MDIC)360中接收市场数据。
存储在存储器350中的市场数据表或数据库355可以包括如下记录，所述记录可以：(1)识别来自MDIC360的信息的来源，包括信息在所识别的源中的位置；并且(2)将所识别的源与存储在模型选择器320的模型存储器322中的一个或多个控制模型相关联。例如，响应于从信息通道接收信息，接收器310可识别信息中的与一个或多个控制模型相关的部分，并且可以对信息进行解析并存储在存储器350，以供模型处理器324和相关控制模型的控制模型的标识符一起使用。
模型处理器324可以使用存储在存储器350中所识别的市场数据连续地、周期性地或反复地模拟每个控制模型。每段市场数据还可以存储有表示市场数据的接收时间的时间戳。每个控制模型可以(1)作为多线程系统中的线程进行模拟；(2)按顺序进行模拟；或者(3)并行地在多个处理内核中模拟。
在某些示例性实施例中，每个模型可以使用针对特定时段所识别的市场数据作为向控制模型的输入来进行模拟。例如，在一系列的模拟结果中以时间戳识别出的在第一阈值时刻之前的市场数据可以使用在控制模型中。
响应于由模型处理器324完成每个与第一阈值时刻相关联的模拟结果，模型选择单元326至少在下一选择周期期间可以选择用于执行的控制模型中的一个作为控制模型(例如，控制处理)，以管理或控制能量服务单元100(例如功率发生单元和/或功率存储单元)。模型处理器324可以通过当前的市场数据连续且反复地循环经过(或并行执行)控制模型以生成模拟结果，并且模型选择单元326在下一选择周期期间可以连续且反复地选择相同或不同的控制模型用于执行，作为能量服务单元100(例如功率发生单元和/或功率存储单元)的控制的下一控制处理。
模型选择单元326可以提供一种机制，以基于市场条件及市场指标来动态且灵活地更改或调整控制方案。在某些示例性实施例中，模型选择单元326可以基于控制模型的变化规律来选择不同的控制模型。例如，可以对每个控制模型进行评分(例如，在特定的选择周期给控制模型赋予值)。针对每个特定选择周期的每个控制模型的值可以存储在存储器350中，使得切换到新的控制模型的决定可以基于多个选择周期期间的控制模型的值的趋势。
例如，控制模型可以基于如下内容被选择用于对能量服务单元100的控制：(1)在最当前的选择周期中的最高值；(2)经过指定数目的最近选择周期的最高平均值；(3)经过指定数目的最近选择周期但不包括最高值和最低值的最高平均值；(4)经过指定数目的最近选择周期的最高的中值，或者(5)经过指定数目的最近选择周期但不包括最高值和最低值的最高的中值等。
可以设想，为了上述规则的附加或替代，可以使用用于改变控制模型的其他标准或规则。例如，当与由模型选择单元326所选定的控制模型相关联的值以指定的幅值或百分比超过了当前所选定的模型的值时，可能出现控制模型的改变。此外，在一定条件下可以采用其他规则来防止或阻断所选定的控制模型的变化，例如：(1)如果选定的模型至少在阈值周期中未执行对能量服务单元100的控制，那么选定的模型不会改变；或者(2)系统管理员通过计算机145覆写了选择处理并且在有限周期内或直到系统管理员再次修改之前选择了特定的控制模型。
模型选择单元326可以在每个选择周期期间确定每个控制模型的值，例如通过：(1)计算通过控制模型为特定周期实现的能量服务的参数以确定该周期期间的利润(例如利润率)，并且基于所计算的利润为选择周期向控制模型分配值；或者(2)优化能量服务单元100的操作特性(例如，通过向控制模型分配值，使得在选择周期期间用于充电或放电的参数(例如，能量服务单元100可获得的时间(例如在死区中可获得的时间)最大化)。
MDU处理器330在控制模型改变时可以接收控制模型或由模型选择器320选定的控制模型的标识符，并且可以执行新的控制模型用于对能量服务单元100的控制。MDU处理器330可以通过向控制接口340发送控制信号以经由PLC130来控制能量服务单元100的方式来执行这种控制。控制接口340可以获悉PLC130的控制方案，使得控制接口340可以将来自MDU处理器330的控制信号转换成发送至PLC130的一组不同的数据信号，PLC130能够解读这组数据信号以实现MDU处理器330选定的控制模型所意图的控制处理。也就是说，控制接口模拟了意图产生所选定的控制模型的控制处理的数据信号。
虽然示出了具有针对模型处理器和MDU处理器的独立处理器的MDU，但可以设想，这些处理器可以是单个处理器或两个以上的处理器。例如，可以对每个控制模型分配不同的处理器，使得每个模型均可以并行地执行它们的模拟。
尽管本发明公开了控制接口340可用于模拟通向PLC130的数据信号，但可以设想，在某些示例性实施例中可以省略该控制接口。例如，当MDU未改装到现有的PLC时，MDU和PLC可以配置为直接通过通用协议进行通信(例如，通过Modbus协议或其他主/从协议)。
图4是示出根据其他示例性实施例的另一示例性MDU400的框图。
参考图4，MDU400具有与MDU300相同的功能，不同的是模型选择器420可以包括：(1)可以存储不同类型的控制模型(例如，T1M1,T1M2...T1Mn；T2M1...T2M2,T2Mn；TnM1,TnM2...TnMn)的模型存储器422；(2)执行每种类型的控制模型的模型处理器424；以及(3)选择每种类型中的一个控制模型的模型选择单元426。模型选择器420可以存储并且可以选择(1)便于快速响应(例如，斜率超过阈值水平)或者缓慢响应(例如，斜率低于阈值水平)的控制模型；(2)便于不同能量服务的控制模型；和/或(3)将能量服务单元或其他发生单元的不同部分(例如，用于控制能量存储单元的第一类型的控制模型与用于控制功率发生站的第二类型的控制模型)相关联的控制模型。
当市场数据提供给模型处理器424之后，模型处理器424可以基于与第一选择周期相关联的市场数据使用第一类型的控制模型(例如，T1M1，T1M2...T1Mn)来执行第一系列的模拟，并且可以使用第二类型(例如，T2M1,T2M2...T2Mn)和其他类型(例如，TnM1,TnM2...TnMn)的控制模型来执行一种或多种其他系列的模拟。模型选择单元326可以选择每个所述第一、第二及其他类型的控制模型中的一个，并且可以针对设施(例如，能量服务单元100、能量存储单元和/或功率发生器)的某部分而使用适当类型的控制模型来控制设施的不同的部分。
图5是示出根据示例性实施例的基于市场数据来控制能量服务的方法500的流程图。图5以图1、3和4所示的实施例作为连续参照而进行描述。然而，图5并不限于这些实施方案。应注意的是，在该流程图中的步骤并不一定必须以所示的顺序发生。
现在参考图5，方法500能够使用市场数据控制由能量服务设备所实现的功率。在步骤510中，对多个控制模型的执行进行模拟，作为模拟结果。在一个实施例中，这个步骤由配置用于模拟多个控制模型的执行的模式处理器324来执行。每个控制模型均能够基于一组变化的市场数据(例如，变化的市场条件)，并且可以控制能量服务设备(例如，能量存储器和/或能量发生设备)的操作。当对多个控制模型进行模拟之后，控制进行至步骤520。
在步骤520中，在第一周期过程中选择控制模型其中之一。在一个实施例中，该步骤是由配置为在第一周期过程中选择控制模型之一的模型选择器320或420来执行。当第一周期过程中的控制模型之一被选定，控制进行至步骤530。
在步骤530中，在第二周期中控制能量服务设备的操作。在一个实施例中，这个步骤在第一周期之后，使用步骤530选定的控制模型，由配置为在第二周期中用于控制能量服务设备的操作的MDU处理器330来执行。例如，MDU处理器330可配置为：通过确定能量服务设备100的操作点并且根据所确定的操作点来管理由能量服务设备100实现的功率，在第二周期中控制能量服务设备的操作。
在某些示例性实施例中，模型选择器320或420可以确定与每个模拟结果相关联的值，并且可以基于与所选定的控制模型的模拟结果相关联的值来选择控制模型其中之一。
所确定的值可以包括如下之一：(1)与第一周期或若干个最近周期相关联的利润率；或者(2)与第一周期或若干个最近周期相关联的货币价值；或者(3)从模型中导出的与能量存储器或能量发生站相关联的常规属性或特征值，例如：(1)关于电池单元110的死区的时刻；(2)满足能量服务(例如电压调节或者频率控制等)的需求的时刻；或者(3)功率发生器的热效率等。
在某些示例性实施例中，模型选择器320或420可以在第一周期之后确定在第二周期或其他周期过程中与每个模拟结果相关联的另一值，并且可以选择与第二或其他周期过程的最高值相关联的控制模型和/或与控制模型变化规则相关联的控制模型。MDU处理器324或424可以使用与最高值和/或控制模型变化规律相关联的选定的控制模型，在第二或其他周期之后的周期中控制能量服务设备的操作。
在某些示例性实施例中，接收器310可以接收一个或多个市场信息通道360中的市场数据，可以将市场数据与一个或多个控制模型相匹配，并且模型处理器324或424可以使用与各个控制模型相匹配的市场数据来执行每个单独的控制模型。与每个控制模型相关联的市场数据可以是分别不同的数据。
在某些示例性实施例中，控制接口340可以将来自MDU300或400之中的内部接收的控制信号由一个通信协议转换到外部处理器或PLC130的另一通信协议。
图6是示出根据示例性实施例的使用市场数据对能量服务进行控制的方法600的流程图。图6以图3和4所示出的实施例作为连续参照而进行描述。然而，图6并不限于这些实施方案。注意，在该流程图中的步骤并不一定必须以所示的顺序发生。
如图6所示，方法600可以基于市场数据来控制由能量服务设备所实现的功率。
方法600开始于步骤610，其中模型处理器424模拟多个第一类型的控制模型和多个第二类型的控制模型的执行，作为模拟结果。在该步骤中，第一类型的控制模型可以配置为控制第一能量服务设备的操作，并且第二类型的控制模型可以配置为控制第二能量服务设备的操作。每个控制模型可以基于一组变化的市场数据。当对控制模型进行配置之后，方法600进行到步骤620。
在步骤620中，在第一周期期间确定与每个模拟结果相关联的值。在实施例中，这个步骤可以由配置用于确定与每个模拟结果相关联的值的模型处理器424来执行。当与每个模拟相关联的值被确定之后，控制进行到步骤630。
在步骤630中，分别对与第一和第二能量服务设备的最高值相关联的一个第一类型的控制模型和一个第二类型的控制模型做出选择。在一个实施例中，这个步骤是由配置用于选择与第一和第二能量服务设备的最高值相关联的一个第一类型的控制模型和一个第二类型的控制模型的模型选择器420来执行。当做出对第一和第二类型的控制模型的选择之后，控制进行到步骤640。
在步骤640中，在第一周期之后，使用与最高值相关联的选定的第一和第二类型的控制模型对第二周期过程中的第一和第二能量服务设备的操作进行控制。在一个实施例中，这个步骤可以通过使用配置为在第二周期中控制第一和第二能量服务设备的MDU处理器330来执行。
在某些示例性实施例中，MDU处理器330可以使用与在第二或其他周期过程中导出的最高值相关联的选定的第一和第二类型的控制模型来控制在第二或其他周期之后的周期中的能量服务设备的操作。
在某些示例性实施例中，第一能量供应设备可以被分组成具有小于阈值水平的斜率的第一组，并且第二能量供应设备被分组为具有大于或等于阈值水平的斜率的第二组，使得第一类型的控制模型与第一组相关联并控制第一组，并且第二类型的控制模型与第二组相关联并控制第二组。
在某些示例性实施例中，MDU102、300或400可包括控制模型选择器以选择不同的控制模型，从而基于通过MDU102接收到的市场数据来支持不同的个性配置。
尽管已根据控制模型对示例性实施例进行了描述，但可以设想，其可以通过诸如图7所示的计算机系统700的微处理器/通用计算机上的软件的方式来实施。在各种实施例中，各种部件的一个或多个功能可以通过控制计算设备、如计算机系统700的软件的方式来实施，这将在下文参考图7进行描述。
图1-6所示的本发明的各个方面或者他们的部件或功能可以使用硬件、软件模块、固件、上面存储有指令的有形计算机可读介质或者他们的组合来实施，并且可以在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实施。
图7示出了示例性计算机系统700，其中本发明的实施例或其部分可以实施为计算机可读代码。例如，图1和图3-6中的能量服务单元100、MDU300和400以及方法500和600可以使用硬件、软件、固件、上面存储有指令的非暂时性计算机可读介质或者他们的结合来实施于计算机系统700中，并且可以在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实施。硬件、软件或这些的任意组合可以体现为用于实现图1、3和4中的部件的任何模块和部件。
如果使用到可编程逻辑，那么可以在商业可获得的处理平台或专用设备上执行这种逻辑。本领域普通技术人员可以理解，所公开主题的实施例可以用各种计算机系统配置进行实践，包括多核处理器系统、小型计算机、大型计算机、以分布函数链接或群集的计算机，以及实际上可以嵌入到任何设备中的普及或微型计算机。
例如，至少一个处理器装置和存储器可用于实施上述实施例。处理器装置可以是单个处理器，多个处理器或者它们的组合。处理器装置可以具有一个或多个处理器“核心”。
根据该示例性计算机系统700对本发明的各种实施例进行描述。在阅读本说明书后，相关领域技术人员将明了如何使用其他计算机系统和/或计算机体系结构来实施本发明。尽管可以将操作描述为顺序过程，但一些操作实际上可以并行、同时和/或在分布式环境中执行，并且通过存储于本地或远程的程序代码用于单处理器或多处理器机器进行访问。此外，在一些实施例中，可以在不脱离所公开的主题的精神的情况下对操作顺序进行重新排列。
处理器设备704可以是专用或通用处理器设备。正如相关领域技术人员将理解的那样，处理器设备704也可以是独立运行的多核/多处理器系统中的单个处理器，或者是在集群或服务器场中运行的计算设备的群集中的单个处理器。处理器设备704与通信基础设施706连接，例如总线、消息队列、网络或者多核消息传递方案。
计算机系统700还包括主存储器708，例如随机存取存储器(RAM)，并且还可以包括辅助存储器710。辅助存储器710例如可以包括硬盘驱动器712、可移动存储驱动器714。可移动存储驱动器714可以包括软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、闪速存储器等。
可移动存储驱动器714以已知的方式对可移动存储单元718进行读取和/或写入。可移动存储单元718可以包括由可移动存储驱动器714读取和写入的软盘、磁带、光盘等。正如相关领域技术人员将理解的那样，可移动存储单元718包括其上存储有计算机软件和/或数据的非暂时性计算机可用存储介质。
在替代性实施例中，辅助存储器710可以包括用于允许将计算机程序或其他指令加载到计算机系统700的其他类似装置。这种装置例如可以包括可移动存储单元722和接口720。这种装置的示例可以包括程序盒式存储器和盒式存储器接口(诸如在视频游戏设备中发现的那种)、可移动存储器芯片(诸如EPROM或PROM)及相关的插槽，以及允许软件和数据从可移动存储单元722向计算机系统700传输的其他可移动存储单元722和接口720。
计算机系统700还可包括通信接口724。通信接口724允许软件和数据在计算机系统700与外部设备之间传输。通信接口724可以包括调制解调器、网络接口(诸如以太网卡)、通信端口、PCMCIA插槽及卡等。经由通信接口724传输的软件和数据可以是信号的形式，所述信号可以是电子、电磁、光学信号或者能够被通信接口724接收的其他信号。这些信号可以经由通信路径726提供给通信接口724。通信路径726承载信号并且可以使用电线或电缆、光纤、电话线、手机链路、RF链路或者其他通信信道来实现。
在本文中，术语“计算机程序介质”、“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可用介质”均用来指代诸如可移动存储单元718、可移动存储单元722和安装有硬盘驱动器712的硬盘等的介质。通过通信路径726承载的信号也能够体现本文所描述的逻辑。计算机程序介质和计算机可用介质还可以指代诸如主存储器708和辅助存储器710的存储器，其可以是半导体存储器(例如DRAM等)。这些计算机程序产品是用于将软件提供给计算机系统700的装置。
计算机程序(也称为计算机控制逻辑)存储在主存储器708和/或辅助存储器710中。计算机程序也可以经由通信接口724来接收。这种计算机程序当执行时能够使计算机系统700如本文所讨论地那样执行本发明。特别是，该计算机程序当执行时能够使处理器装置704执行本发明的处理，诸如上述图5和6中由流程图500和600所示的方法的步骤。因此，这种计算机程序代表计算机系统700的控制器。在本发明采用软件来执行的情况下，可以使用可移动存储驱动器714、接口720以及硬盘驱动器712或通信接口724将软件存储于计算机程序产品并加载到计算机系统700。
本发明的实施例也可以是针对包括存储在任何计算机可用介质中的软件的计算机程序产品。当执行于一个或多个数据处理设备中时，这种软件使得数据处理设备可如本文中所描述的那样进行操作。本发明的实施例可采用任何计算机可用或可读介质。计算机可用介质的示例包括但不限于主存储设备(例如，任何类型的随机访问存储器)、辅助存储设备(例如，硬盘、软盘、CDROM、ZIP磁盘、磁带、磁存储设备和光存储设备、MEMS、纳米技术存储设备等)以及通信介质(例如，有线和无线的通信网络、局域网、广域网、内联网等)。
应当理解，与发明内容和摘要部分不同，具体实施方式部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐明一个或多个示例性实施例，但并非本发明人所设想到的所有示例性实施例，因此，其并非旨在以任何方式对本发明及所附权利要求进行限制。
上面借助示出特定功能的执行及关系的功能构造模块已经对本发明的实施例进行了描述。为了便于描述，这里任意地对这些功能构造模块的界限做出定义。只要能够适当地执行指定功能及其关系，则可以定义可替代的边界。
具体实施例的上述描述将充分揭示本发明的一般性质，使得在不背离本发明的一般概念的情况下，他人无需过多的实验就能够通过应用本技术领域范围内的知识来容易地修改这些具体实施例和/或使其适应于各种应用。因此，基于本文所呈现的教导和指导，这种调整和修改旨在落入本发明所公开的实施例的等同项的含义及范围内。应当理解，本文的措词或术语是用于描述而非限制的目的，因此本说明书的术语或措词应当由技术人员根据所述教导和指导来解释。
本发明的广度和范围不应限制于上述任何示例性实施例，而是应当仅根据所附权利要求书及其等同项作出限定。

Claims (28)

1.一种基于市场数据来控制由能量服务设备所实现的功率的装置，所述装置包括：
模型处理器，其用于模拟多个控制模型的执行以作为模拟结果，并且用于确定在第一周期的过程中与每个所述模拟结果相关联的值，所述控制模型配置为控制所述能量服务设备的操作，每个所述控制模型基于一组变化的市场数据；
模型选择器，其用于选择与最高值相关联的控制模型；和
处理器，其使用选定的所述与最高值相关联的控制模型来控制所述第一周期之后的第二周期中的所述能量服务设备的操作。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述模型选择器从来自于所述第二周期之前的周期中的与相应的控制模型相关联的一个或多个值中导出所述最高值。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述模型选择器使用一组预设的规则来导出所述最高值。
4.如权利要求1所述的装置，其中：
所述模型处理器确定在所述第一周期之后的所述第二周期或其他周期的过程中的与每个所述模拟结果相关联的另一值；
所述模型选择器至少使用从所述第二周期或其他周期中导出的值来选择与新的最高值相关联的所述控制模型；并且
所述处理器使用选定的与所述新的最高值相关联的所述控制模型来控制在所述第二周期或其他周期之后的周期中的所述能量服务设备的操作。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器在相应的周期的过程中基于选定的所述模拟结果来确定所述能量服务设备的操作点，并且根据所确定的所述相应的周期的所述操作点来控制由所述能量服务设备所实现的功率。
6.如权利要求1所述的装置，还包括：
接收器，其连续地接收一个或多个信息通道中的所述市场数据，
其中，所述模型处理器将所述市场数据与所述多个控制模型中的一个或多个所述控制模型相匹配，并且使用所匹配的市场数据来模拟各个相应的控制模型的执行。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述市场数据包括如下至少一项：
湿度信息；
云层覆盖信息；
降水信息；
温度信息；
历史定价信息；
历史负载信息；
期望负荷预测；
可获得和不可获得的功率发生器容量；
区域事件信息；或
控制信号。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述模型处理器确定在第一周期的过程中与每个模拟结果相关联的值，作为在所述第一周期的过程中与每个所述模拟结果相关联的利润率，所述利润率至少基于所实现的功率的模拟量和从电网运营商接收的实际市场价格。
9.如权利要求1所述的装置，其中，各个相应的控制模型基于所述市场数据的各个不同的子集。
10.如权利要求1所述的装置，还包括：
协议转换器，其耦合于所述处理器并且配置为与所述能量服务设备的控制处理器耦合，用于以第一通信协议接收控制信号并且以所述控制处理器的通信协议传输所述控制信号。
11.一种基于市场数据来控制由能量服务设备所实现的功率的装置，包括：
模型处理器，其用于模拟多个第一类型的控制模型和多个第二类型的控制模型的执行以作为模拟结果，并且用于确定在第一周期过程中与每个所述模拟结果相关联的值，所述第一类型的控制模型配置为控制第一能量服务设备的操作，并且所述第二类型的控制模型配置为控制第二能量服务设备的操作，每个所述控制模型基于一组变化的市场数据；
模型选择器，其用于选择分别与所述第一能量服务设备和所述第二能量服务设备的最高值相关联的一个第一类型的控制模型和一个第二类型的控制模型；和
处理器，其使用选定的与最高值相关联的所述第一和第二类型控制模型来控制在所述第一周期之后的第二周期中的所述第一和第二能量服务设备的操作。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述模型选择器从来自于所述第二周期之前的周期中的至少一个或多个值中导出所述第一和第二类型的控制模型的所述最高值，并且使用基于预设的规则的选择标准来选择所述控制模型。
13.如权利要求11所述的装置，其中：
所述模型处理器确定在所述第一周期之后的所述第二周期或其他周期的过程中与每个所述模拟结果相关联的另一值；
所述模型选择器选择与新的最高值相关联的一个所述第一类型的控制模型和一个所述第二类型的控制模型，所述新的最高值从至少与所述第二周期或其他周期相关联的值中导出；并且
所述处理器使用选定的与所述新的最高值相关联的所述第一和第二类型控制模型来控制在所述第二周期或其他周期之后的周期中的所述第一和第二能量服务设备的操作。
14.如权利要求11所述的装置，其中，所述第一类型的控制模型是具有比所述第二类型的控制模型的斜率更大的斜率的控制模型。
15.如权利要求11所述的装置，其中，所述处理器基于选定的所述第一和第二类型的控制模型的结果来分别建立所述第一和第二能量服务设备的操作点，并且使用所建立的所述操作点来控制由所述第一和第二能量服务设备所实现的功率。
16.一种使用所接收的市场数据来控制由多个不同的能量服务设备所实现的功率的系统，包括：
模型处理器，其配置为模拟多组模型的执行，相应组中的每个模型使用所接收的市场数据来生成相应的模拟结果；
模型选择器，其配置为基于相应组中的所述模型的所述相应的模拟结果来选择各个组中的一个模型；和
处理器，其配置为使用每一个相应组中的选定的模型来控制所述不同能量服务设备的操作。
17.如权利要求16所述的系统，其中：
所述模型处理器进一步配置为基于所接收的市场数据来针对每个相应的模拟结果而确定与所述不同的能量服务设备中的每个设备相关联的值；并且
所述模型选择器进一步配置为基于模型的关联值来选择每一相应组中的一个控制模型。
18.一种使用市场数据来控制由能量服务设备所实现的功率的方法，包括：
通过模型处理器来模拟多个控制模型的执行以作为模拟结果，每个所述控制模型基于一组变化的市场数据，以用于控制所述能量服务设备的操作；
在第一周期的过程中选择所述控制模型中的一个控制模型；以及
使用选定的所述控制模型来控制在所述第一周期之后的第二周期中的所述能量服务设备的操作。
19.如权利要求18所述的方法，还包括：
确定与所述第一周期的过程中所模拟的每个所述模拟结果相关联的值，其中在第一周期的过程中选择所述控制模型中的一个控制模型包括基于与第一周期的过程中所模拟的所述选定的控制模型的所述模拟结果相关联的值来选择所述控制模型中的一个。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述值包括如下之一：
利润率；
货币价值；或者
常规属性值。
21.如权利要求18所述的方法，还包括：
确定在所述第一周期之后的所述第二周期或其他周期的过程中与每个所述模拟结果相关联的另一值；
选择在所述第二或其他周期的过程中与最高值相关联的所述控制模型；并且
使用选定的在所述第二或其他周期的过程中与所述最高值相关联的所述控制模型来控制在所述第二或其他周期之后的周期中的所述能量服务设备的操作。
22.如权利要求18所述的方法，其中，控制在所述第二周期中的所述能量服务设备的操作包括：
通过所述处理器来确定所述能量服务设备的操作点；并且
根据所确定的所述操作点来管理所述能量服务设备所实现的功率。
23.如权利要求18所述的方法，还包括：
以一个或多个信息通道接收所述市场数据；
将所述市场数据与所述多个控制模型的一个或多个控制模型相匹配；以及
使用所匹配的市场数据来执行相应的控制模型。
24.如权利要求23所述的方法，其中，模拟所述控制模型的执行包括：
基于与相应周期相关联的所述市场数据的子集来模拟每一个相应的控制模型的执行。
25.如权利要求18所述的方法，还包括：
通过协议转换器将内部接收的控制信号由一个通信协议转换为外部处理器的另一通信协议。
26.一种基于市场数据来控制由能量服务设备所实现的功率的方法，包括：
通过模型处理器来模拟多个第一类型的控制模型和多个第二类型的控制模型的执行以作为模拟结果，所述第一类型的控制模型配置为控制第一能量服务设备的操作，并且所述第二类型的控制模型配置为控制第二能量服务设备的操作，每个所述控制模型基于一组变化的市场数据；
确定与第一周期的过程中所模拟的每个模拟结果相关联的值；
通过模型选择器选择分别与用于所述第一和第二能量服务设备的最高值相关联的一个所述第一类型的控制模型和一个所述第二类型的控制模型；和
使用选定的与所述最高值相关联的所述第一和第二类型控制模型，通过处理器来控制在所述第一周期之后的第二周期中的所述第一和第二能量服务设备的操作。
27.如权利要求26所述的方法，还包括：
将第一能量服务设备分组为具有小于阈值水平的斜率的第一组，并且将第二能量服务设备分组为具有大于或等于阈值水平的斜率的第二组，使得所述第一类型的控制模型与所述第一组相关联并控制所述第一组，并且所述第二类型的控制模型与所述第二组相关联并控制所述第二组。
28.如权利要求26所述的方法，还包括：
使用选定的所述第一和第二类型的控制模型分别建立所述第一和第二能量服务设备的操作点，并且
使用所建立的所述操作点来控制由所述第一和第二能量服务设备所实现的功率。
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