CN104065098A - 能耗系统中的能源调配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于具有自发电功能的能耗系统（例如能源密集型企业）的能源调配方法和装置。该方法包括：基于能耗影响因素，确定在未来预定时间区间内各单位时段的内部电价；将该内部电价发送给该能耗系统中的各个耗电单元；耗电单元响应于该内部电价而确定自身的电能负荷（例如包括用电时段和用电量），以使得其用电成本最低。其中，能耗影响因素至少包括各个耗电单元之间的进度安排、用电成本以及能耗系统内自发电成本。本发明使用内部电价来激励能耗系统内的耗电单元尽量减少用电所需支付的费用，从而在一定程度上减少了整个能耗系统的能源成本。

Description

能耗系统中的能源调配方法及装置

技术领域

本发明涉及能源管理与能源调配技术领域，尤其涉及具有自发电能力的能耗系统中能源调配方法、装置以及管理系统。

背景技术

随着全球能源短缺问题的日益严重，能源的价格也越来越高。为了节约能源，大多数国家都颁布了自己的一系列节能规定。这些规定往往导致一些能源密集型企业（EIE：Energyintensive enterprises），例如金属冶炼厂、化工厂和水泥厂等企业，除了在生产中需要面临越来越高的能源成本之外，还需要满足至少政府制定的节能要求。因而，如何降低能源成本，尤其是电力成本，对于能源密集型企业来说非常重要。

通常，诸如金属冶炼厂和水泥加工厂的能源密集型企业一般具有其自治的电厂（独立于外部公共供电网的发电厂或发电机），以提供企业生产过程中所需要的一部分电力。同时，企业还可以具有一定规模的储能设备，例如备用蓄电池。这样在能源密集型企业内部可以形成一个能够由其自治电厂和储能设备供电的微电网，称作能源密集型微电网（EIE-microgrid），其结合了产能、耗能以及可选的储能等多种功能。以下，如未做特别说明，本文中提到的术语“产能”一般指发电。

图1中示例性地示出了EIE微电网的一种典型结构。从图1可知，EIE中基本上形成了一个能耗系统100。该能耗系统100通常包括：M个耗电单元110-1～110-M，其在EIE的能耗系统100中例如可以是用于完成某一加工工序的生产单元；N个发电单元120-1～120-N（自治电厂）以及能够从公共电网购买电能并提供到EIE微电网中的供电单元130，其中M和N为大于等于1的整数。供电单元130从公共电网获得的电能以及发电单元120自产电能均可通过微电网输送给耗电单元110使用。与普通的微电网不同，EIE微电网中的发电单元主要用于满足其能耗系统（能源密集型企业）自身的用电需要。当其EIE中自产电力不足以满足各耗电单元需求时，EIE还可从外部公共电网（Utility，或公共能源）购买电力。因而，为达到节能的目的，EIE需综合考虑整个能耗系统的发电成本以及买入电力的成本。

目前具有自治电厂的能源密集型企业还没有开展分析能源成本和负荷需求、以及自产电量之间关系的工作，也没有一个内部机制来促使生产单元主动减少能源成本。因而在现有的能源密集型企业中，存在能源浪费、耗费成本较大的问题。

EIE微电网与现有的微电网类似。在现有微电网系统中存在一种动态定价（DP：Dynamic pricing）机制，其用于为用电客户提供随时间变化的电价。用电客户可以根据该动态变化的电价来调整调配用电时段，从而为用电客户节省费用。但是，现有微电网的这种动态定价机制并不适用于EIE微电网。其原因在于：1）EIE微电网中，不同的生产进度安排可能会导致各个耗电单元负荷不同，例如出现不同的突发性的负荷需求；2）EIE微电网的不同耗电单元（生产单元）之间因受到生产进度安排的制约而具有较为紧密的关联性，由此EIE微电网中的负荷需求与各个耗电单元彼此关联度密切相关；3）EIE微电网以满足自身用电需求为目的；以及4）在EIE微电网中用电负荷还具有很大的不确定性。因而，现有的针对一般微电网的动态定价机制并不适用于EIE微电网。

因此，为了减少EIE的能耗系统中总体能源消耗，需要一种适用于EIE的能源调配方案，该方案能够适应于EIE能耗系统的能耗影响因素来合理调配能源，以降低总体的能源成本。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种适用于具有自发电功能的能耗系统的能源调配方法，该方法可以简便地通过使得各个耗电单元调整其用电时间来达到节省能源的目的。本发明的另一个目的在于通过能源调配方法使得整个能耗系统的能源消耗最低。

根据本发明一个实施例，能耗系统包括多个耗电单元、至少一个发电单元，以及能够从外部电网获得电能或者向所述外部电网提供电能的供电单元，其中所述发电单元和所述供电单元能够向每个所述耗电单元提供所需电能，以使得所述多个耗电单元能够按照预定的进度安排而运行。该能源调配方法包括：基于能耗影响因素，确定在未来预定时间区间内各单位时段的内部电价，以使得所述能耗系统总体能耗最低，所述能耗影响因素至少包括所述预定的进度安排、该单位时段内外部电网上获得电能的买入电价、所述发电单元的发电成本、以及各个耗电单元运行所需电能负荷；将所确定的各单位时段的内部电价发送给所述各个耗电单元；接收所述各个耗电单元所选择的电能负荷，其包括用电时段以及所述用电时段内各单位时段的用电量，其中所述电能负荷是基于所述预定的进度安排以及所述各单位时段的内部电价而选定的，以使得相关耗电单元运行的用电成本最低。

优选地，该方法还包括，基于所述能耗影响因素，通过使得所述能耗系统总体能耗最低来确定发电计划，所述发电计划包括所述发电单元的发电时间和/或发电量；将所述发电计划发送给所述发电单元。更为优选地，所述能耗影响因素还包括：向外部电网提供电能的卖出价。

在一个实施例中，确定所述内部电价的步骤中使得所述能耗系统总体能耗最低包括：使得所述各个耗电单元用电成本总体最低和/或使得所述发电单元的发电成本最低。

在一个具体实施例中，确定所述内部电价，以及确定所述发电计划的步骤包括：获取所述预定的进度安排，其中所述预定的进度安排包括各耗电单元运行顺序的约束条件，以及每个耗电单元运行所需的电能负荷；确定所述预定时间区间内各单位时段的初始内部电价；将所述初始内部电价作为临时内部电价，确定能够满足所述能耗系统内部用电成本最低的各个耗电单元在所述预定时间区间内的电能负荷；基于各个所述耗电单元在所述预定时间区间内电能负荷，确定发电单元的所述发电计划；调整所述临时内部电价，并重复执行确定所述电能负荷和确定所述发电计划的步骤，直到所述内部电价满足使得所述能耗系统总能耗最低，从而得到最终的所述内部电价。

在另一个具体实施例中，确定各个耗电单元的电能负荷的步骤包括：根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内各耗电单元的电能负荷

$d_{m,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{m,k}^{\left(i\right)},$ 其中， $C_{m,k}^{\left(i\right)}=\mathrm{\τ}{\mathrm{\λ}}_k^{\left(i\right)}{d}_{m,k}^{\left(i\right)},$

其中，i表示当前调整内部电价的迭代次数；

M表示所述耗电单元的个数；

K表示预定时间区间内的单位时段的总个数；

表示在第i次迭代中第k个单位时段的临时内部电价；

τ表示单位时段的时长。

在一个实施例中，确定所述内部电价的步骤还包括：根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内的发电计划

$p_{n,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{C}_k^{\left(i\right)},$

其中 $C_k^{\left(i\right)}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{f}_n\left(p_{n,k}^{\left(i\right)}\right)+B_k^{\left(i\right)},$

$B_k^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)}),$

N表示发电单元的个数，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段的平均自产电量，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段用于得到自产电量的发电成本，

分别表示在第k个单位时段从外部电网获得电能的买入电价以及向外部电网提供电能的卖出电价。

在另一个实施例中，所述调整临时内部电价的步骤包括：

$\frac{{\&PartialD;C}_k^{\left(i\right)}}{{\&PartialD;d}_{m,k}^{\left(i\right)}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ \frac{{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}+{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}}{2},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,$

当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；如果调整后每个单位时段的临时内部电价均满足预定的收敛条件，则得到最终内部电价。

在一个实施例中，本发明还提出了一种能源管理装置，其能够为上述能耗系统进行能源调配，所述能源管理装置包括：获取模块，用于获取所述预定的进度安排；计算模块，其基于能耗影响因素，计算出在未来预定时间区间内各单位时段的内部电价，以使得所述能耗系统总体能耗最低，所述能耗影响因素至少包括所述预定的进度安排、该单位时段内外部电网上获得电能的买入电价、所述发电单元的发电成本、以及各个耗电单元运行所需电能负荷；发送模块，用于将所确定的各单位时段的内部电价发送给所述各个耗电单元；接收模块，用于接收所述各个耗电单元所选择的电能负荷，电能负荷包括用电时段以及所述用电时段内各单位时段的电能负荷，其中所述电能负荷是基于所述预定的进度安排以及所述各单位时段的内部电价而选定的，以使得相关耗电单元运行的用电成本最低。

在一个实施例中，所述计算模块还基于所述能耗影响因素，通过使得所述能耗系统总体能耗最低来确定发电计划，所述发电计划包括所述发电单元的发电时间和/或发电量；所述发送模块还将包含所确定的发电时间和/或发电量的发电计划发送给所述发电单元。优选地，所述能耗影响因素还包括：向外部电网提供电能的卖出价。更为优选地，使得所述能耗系统总体能耗最低包括：使得所述各个耗电单元用电成本总体最低和/或使得所述发电单元的发电成本最低。

在一个实施例中，所述预定的进度安排包括各耗电单元运行顺序的约束条件，以及每个耗电单元运行所需的初始电能负荷；所述计算模块具体包括初始化子模块，用于确定所述预定时间区间内各单位时段的初始内部电价，并将所述初始内部电价作为临时内部电价；第一计算子模块，用于基于所述临时内部电价，确定能够使得所述能耗系统内部用电成本最低的各个耗电单元在所述预定时间区间内的电能负荷；第二计算子模块，用于基于各个所述耗电单元在所述预定时间区间内电能负荷，确定发电单元的所述发电计划；调整模块，用于调整所述临时内部电价，并将调整后的临时内部电价输送给所述第一计算子模块，直到所述临时内部电价满足使得所述能耗系统总能耗最低，从而得到最终的所述内部电价。

优选地，所述第一计算子模块根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内各耗电单元的电能负荷

$d_{m,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m,k}^{\left(i\right)},$ 其中， $C_{m,k}^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\left(i\right)}{d}_{m,k}^{\left(i\right)},$

其中，i表示迭代次数；

M表示所述耗电单元的个数；

K表示预定时间区间内的单位时段的总个数；

表示在第i次迭代中第k个单位时段的临时内部电价；

τ表示单位时段的时长。

优选地，所述第二计算子模块根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内的发电计划

$p_{n,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k^{\left(i\right)},$

其中 $C_k^{\left(i\right)}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_n\left(p_{n,k}^{\left(i\right)}\right)+B_k^{\left(i\right)},$

$B_k^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)}),$

N表示发电单元的个数，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段的平均功率，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段用于得到自产电量的发电成本，

分别表示在第k个单位时段从外部电网获得电能的买入电价以及向外部电网提供电能的卖出电价。

优选地，所述调整模块按照如下方式调整临时内部电价：

$\frac{{\&PartialD;C}_k^{\left(i\right)}}{{\&PartialD;d}_{m,k}^{\left(i\right)}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ \frac{{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}+{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}}{2},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,$

当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；

如果调整后每个单位时段的临时内部电价均满足预定的收敛条件，则得到最终内部电价。

根据本发明一个实施例，本发明还提出了一种能耗系统，包括多个耗电单元，其能够按照预定的进度安排而运行；至少一个发电单元，其能够自产电能并向所述耗电单元提供电能，供电单元，其能够从外部电网获得电能并向每个所述耗电单元提供电能，或者向所述外部电网提供所述发电单元自产的电能；上述任一的能源管理装置；发电管理装置，连接到所述至少一个发电单元，用于根据来自所述能源管理装置的发电计划，控制所述发电单元；耗电管理装置根据所述能源管理装置提供的未来预定时间区间内各单位时段的内部电价，选择用电时间以及电能负荷，并将所选择的用电时间和电能负荷提供给所述能源管理装置。优选地，所述能耗系统为一个企业内部的生产系统。

本发明还提出了一种程序产品，其包括机器可读指令，所述指令在运行时能够实现如上所述的能源调配方法。

本发明的有益效果在于：本发明提供的能源调配方法通过向耗电单元发送内部电价，来激励各个耗电单元降低自身的电能负荷。本发明提出的能源调配方案由于充分考虑了各个耗电单元之间的关联关系，从而更适用于能源密集型企业。本发明提出的能源调配方案还能够合理地动态控制自身的发电单元何时发电以及发电多少，从而降低了自身的发电能耗。本发明提出的能源调配方案在确定内部电价的同时优化了耗电单元的能耗以及发电能耗，从而得以进一步降低能源成本。本发明提出的能源调配方案还充分考虑了从外部电网买入或卖出电能带来的成本与自发电成本之间的相互关系，从而能够使得整个系统的能耗最低。

附图说明

以下附图旨在对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1是现有的能源密集型企业微电网的结构图；

图2是根据本发明一个实施例的具有能源调配能力的能耗系统的结构图；

图3是根据本发明一个实施例的能源调配方法的流程图；

图4是根据本发明又一个实施例的具有能源调配能力的能耗系统的结构图；

图5是根据本发明一个实施例的用于具有自治电厂的能源密集型企业的内部电价确定方法流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

图2示例性地示出了根据本发明一个实施例的例如用于能源密集型企业的能耗系统200。与图1类似，能耗系统200包括M个耗电单元110-1～110-M、N个发电单元120-1～120-N，以及供电单元230，其中M和N为大于等于1的整数。简便起见，图2未示出连接耗电单元、发电单元以及供电单元的微型电力网。在图2中，耗电单元110例如可以是EIE中的某个工艺流程中的某个生产工序。例如，对于钢厂而言，耗电单元例如是冶炼、精炼或氧化工序等。为此，各个耗电单元需要按照预定的工艺要求或进度安排运行，其在运行中所消耗的电能在本申请中称之为电能负荷。发电单元120例如是该企业的能耗系统200内部的自发电厂或发电机。能耗系统200内可以有一个或多个发电单元120。供电单元230能够从公共电网获得电能，也可以将EIE微电网中多余的电能提供给公共电网。与图1不同，图2中的能耗系统200还包括一个能源管理装置240以及可选的安排单元250。在图2中，能源管理装置240可以与耗电单元110、发电单元120、供电单元230以及安排单元250彼此通信。

图3示例性地示出了图2中能源管理装置240的操作流程图。如图3所示，根据本发明的一个实施例，在步骤S305中，能源管理装置240获取一个有关耗电单元工作顺序的预定进度安排。该进度安排可以是一个预先存储在能源管理装置中的固定安排，也可以是从安排单元250获取的当前进度安排。进度安排例如包括耗电单元运行的先后顺序。优选地，耗电单元各自运行所需的初始电能负荷也可以包括在该进度安排中。在步骤S310中，能源管理装置240根据能源影响因素在未来的预定时间区间（Time Zone：例如未来24小时）内各单位时段（例如每个小时）的能耗系统200内部的用电价格，即内部电价λ_k，k表示预定时间区间内的第k个单位时段，k=1～K，K表示该预定时间区间内的单位时段个数（例如，K=24）。这里，能源影响因素例如至少包括（例如在不考虑向外部电网供电的情况下）与多个耗电单元相关的进度安排、公共电网（或称外部电网）上获得电能的买入电价λ_buy、发电单元120的发电成本、以及M耗电单元运行各自运行所需的电能负荷d_m,k（m=1～M）。进而，在步骤S320中，所确定的内部电价λ_k可经由通信路径传送给各个耗电单元120。由此，根据该内部电价λ_k和预定的进度安排，各个耗电单元120能够有选择地确定其各自的工作时间，或称用电时段以及每个用电时段的用电量，其构成电能负荷，表示为d_m,k，电能负荷的选择方式以确保耗电单元的用电成本最低为目的。进而，在步骤S330中，能源管理装置240接收各个耗电单元120所选定的电能负荷d_m,k，并计算相应的用电费用。这里，内部电价λ_k可随着能源影响因素的变化而动态调整。例如，内部电价λ_k可每隔预定时间更新一次，例如每三个小时或每天更新一次。这样，动态调整的内部电价λ_k可以在一定程度上反映因影响因素的变化而变化的能源成本，同时在能源影响因素变化的情况下通过调整内部电价λ_k来使得整个能耗系统的耗能最低。

优选地，如果EIE的能耗系统200能够进行多种不同的生产加工，则图2中的安排单元250是需要的，其可以根据例如不同的生产需求或工艺需求为各个耗电单元110制定不同的进度安排Sche。安排单元250所制定的进度安排Sche构成对各个耗电单元110运行的约束条件，并被送入能源管理装置240。能源管理装置240可以在步骤S310中根据进度安排Sche设定相关的约束条件，或者基于此确定出初始的内部电价这里安排单元250例如是在相关联的耗电单元侧的排产部门，也可以与能源管理装置一起负责所有耗电单元管理的排产部门。

更为优选地，能耗系统200中发电单元的发电时间和自产电量也可以是不固定的，即可控制的。这时，能源管理装置240可以综合评估整个能耗系统的能源成本。例如，在步骤S310中，在计算出内部电价λ_k时，能源管理装置240可以确定出能够使得EIE能耗成本总体最低的发电计划，该发电计划例如可以包括发电时段以及每个发电时段的自产电量（或平均功率），其可以用p_n,k表示，其中n表示第n个发电单元，k表示第k个单位时段。在可选的步骤S325中，能源管理装置240将该发电计划p_n,k发送给各个发电单元120，用于控制发电单元如何运行。可选地，发电单元120也可将其自身实际的发电量（发电功率）反馈给能源管理装置240，以便动态调整内部电价λ_k。

尤为优选地，能源影响因素可以不仅涉及从外部电网获得电能的买入电价，还可涉及向外部电网提供电能的卖出电价。由于外部电网（例如公共电网）会出现用电高峰期和用电低谷期，因而在不同时段的买入电价和卖出电价各不相同。通常情况下，EIE发电单元自产电能的单位成本可能要高于最低买入电价，但可能小于最高买入电价。为此，能源管理装置240在确定内部电价时还优选综合考虑买入电价和卖出电价两方面的因素。

在图2所示的例子中，能源管理装置240可以采用多种算法来动态地确定该内部电价λk。例如，可以采用迭代算法、神经网络算法等等来基于一个初始的内部电价优化出能够使得耗能最低的最终内部电价λ_k。此外，耗电单元110、发电单元120均可具有自己的管理模块来与能源管理装置交互。当然，多个单元110（或120）也可以由一个管理模块来控制。

图4示出了根据本发明一个具体实施例的能耗系统。与图2不同的是，图4中，能源管理装置440、耗电管理装置414以及发电管理装置424构成了一个EIE中的能源管理系统400。在图4中，能源管理装置440包括获取模块441、计算模块443和发送模块445，以及接收模块447。获取模块441能够从安排单元250获取彼此相互关联的耗电单元之间的进度安排Sche。计算模块443能够根据该进度安排、各发电单元的发电成本、以及买入、卖出电价确定未来预定时间区间内各单位时段的初始内部电价再由该初始内部电价通过优化得到最终的内部电价λ_k，优化的目标是使得整个系统能耗最低。发送模块445能够周期性地向管理一个或多个耗电单元的耗电管理装置414发送更新的内部电价λ_k。该内部电价λ_k则在一定程度上反映了该预定时间区间内每个时段的能源成本。

图2和图4中的能耗系统内部的能耗可以分为两个部分。第一部分是维持各耗电单元110运行所需的电能，第二部分是为了供给耗电单元所需电能而自产电能或从外部电网购入电能造成的能耗。如若期望降低系统的总体能耗，则需要优化上述两个部分的能耗。就优化能耗而言，可以有多种优化策略。比如，在本发明一个实施例中，为节省能源成本，可以要求耗电单元的总体电能负荷最低，自产电量与买入电量之和达刚好能够满足该最低的电能负荷，同时要求自产电量与买入电量的总体能耗成本达到最低。在此实施例中，能源管理装置可以根据各单位时段的买入电价、发电成本以及耗电单元的电能负荷来确定发电计划。再比如，考虑到有时自产电能的成本可能远低于买入或卖出电能的费用，在本发明的另一个实施例中，不仅要求耗电单元的总体电能负荷最低，还要求总体能耗成本最低，该总体能耗成本为自产电量的发电成本加上购入电量成本再减去卖出电量的收益。对于后者的情况，可以为图4所示的能耗系统构建如下的能耗模型。

各个耗电单元的电能负荷总和可以表示为

$\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m,k},$ 其中 $C_{m,k}=\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&lambda;}}_k{d}_{m,k}$ （1）

为给耗电单元提供所需电能负荷的能耗成本可以表示为：

$C_k=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_n\left(p_{n,k}\right)+B_k,$

其中， $B_k=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k,& \mathrm{if}{Q}_k>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k,& \mathrm{if}{Q}_k<0\end{array}\right.,Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)})---\left(2\right)$

其中，m表示第m个耗电单元，m=1,2,…,M，M是耗电单元的总个数；

k表示在未来的预定时间区间内的第k单位时段，k=1,2,…,K，K是该预定时间区间内的单位时段总个数；

τ表示每个单位时段的长度，τK则表示预定时间区间的长度，例如，如果预定时间区间是一天，每个时段τ可以是一小时，则K=24；

λ_k第k个单位时段的内部电价；

d_m,k表示第m个耗电单元在第k个单位时段的平均负荷需求（例如平均功率）；

n表示第n个发电单元，n=1,2,…,N，N是发电单元的总个数；

C_k表示EIE系统中在第k个时段的能源成本，在一个实施例中，C_k考虑下列因素：

1）f_n(p_n,k)表示发电单元n在第k个时段用于发电所消耗的发电成本，其中p_n,k表示第n个发电单元在第k个时段的平均自产功率；以及

2）B_k表示在第k个时段从公共电网买入或者向公共电网卖出的电力费用，其中分别表示在第k个时段从外部（例如，公用能源）买入的电价和向外卖出的电价，通常来说买入的电价一般高于卖出的电价，因而

就能源成本而言，其除了包括买入电量的费用外还包括用于自产电量的发电成本。在一个实施例中，上述用于自产电量的发电成本指发电所消耗的燃料成本，而在另一个实施例中，多余的自产电量可以卖出给外部的公用能源，在这种情况下，能源成本为发电成本与买入电量的费用之和减去卖出电量的费用。

除了确定最终的内部电价，能源管理装置440的计算模块443还用于确定企业的自产电量，例如，可以根据每个时段的负载需求（EIE各生产单元所需要的电量）来确定自产电量，即需要多少产多少。然而，企业自产所消耗的发电成本可能低于从外部买入这一部分电量所需的费用（例如，在买入电费价比较高的时段），也可能高于买入费用（例如，买入电价较低的时段）。所以综合考量能源成本是更为优选的方案。

在图4中耗电管理装置414可以具体包括若干个子耗电管理单元414-1～414-O,其中O为小于或等于M的整数。一个子耗电管理单元414-x可以负责管理一个或多个耗电单元110，如图4所示。如图4所示，在EIE中，多个耗电单元110彼此之间需要按照预定的进度安排运行。例如，在耗电单元110-1未完成工作时，耗电单元110-2只能等待。由此，在图4所示的系统中，当耗电管理装置414接收到能源管理装置440发送的内部电价λ_k后，每个子耗电管理单元414-x为减少所需支付的内部电费，一般会希望在内部电价较低的时段使得耗电单元运行。但由于进度安排在时间上相互制约，因而耗电管理装置414需要根据进度安排Sche以及内部电价λ_k选择运行时段，也就是确定出自身的电能负荷d_m,k，发送给能源管理装置440。优选地，在一个实施例中，各个子耗电管理单元彼此之间也可相互通信，通过协调确定每个耗电单元的用电时段（或者称实际电能负荷），使得耗电单元的总用电成本可以最低。耗电单元在哪些时段使用电力，需根据在该时段的内部电价支付内部用电费用。

在另一优选实施例中，能源系统400还包括发电管理装置424，用于向能源管理装置440提供自产电量的预定阈值（例如发电上限），从而使计算模块21可以根据该上限值来决定是否还需要从外部买入电力，发电管理装置可将自产电量消息发送给能源管理装置中的接收模块。发电管理装置424也可响应于能源管理装置发出的发电安排p_n,k，控制各个发电单元120何时发电以及发电功率大小。

以上结合图4详细描述了本发明提出的能源系统的构成、运作方式以及确定内部电价的考虑因素。有关如何确定内部电价，本领域技术人员可以基于以上提到的影响能耗的因素想到多种具体的实现方法。在一个例子中，能源管理装置440可根据来自安排单元250的进度安排确定初始的内部电价，再经过优化过程得到最终的内部电价。优化目标例如为使得系统内整体能耗最低。优化过程可以采用迭代法、神经网络法等等。以下将结合附图5描述其中一种通过迭代方法优化的例子。

图5示例性地示出了一种在例如图2和图4所示的系统中确定系统内部电价的方法。

在步骤S510，计算初始内部电价。具体地，能源管理装置440中的计算模块根据预定的进度安排以及该进度安排中各耗电单元的初始电能负荷，来设置内部电价的初始值其中上角标为当前的迭代次数i，这里i=1。

在步骤S520，计算模块对各个耗电单元的电能负荷进行优化。具体地，优化的目的在于使得在该预定时间区间内使各个耗电单元的电能负荷最低，即其用电所需支付的内部电费（基于前一次跌倒确定的当前内部电价）最少。在一个实施例中，需结合考虑进度安排Sche以及当前的内部电价来调整各个耗电单元在每个时段的电能负荷，从而最小化需支付的电费，即满足下列公式：

$\min \underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m,k}^{\left(i\right)}---\left(3\right)$

其中，

$C_{m,k}^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\left(i\right)}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}---\left(4\right)$

其中i表示迭代次数（即对内部电价进行调整的次数），i是正整数。在一个实施例中，迭代次数具有一个上限I，即i=1,2,…I。

上述公式表示将在第i次迭代中的内部电价代入公式4，同时计算使得公式5达到最小的即各个耗电单元m在第k个时段的电能负荷。换言之，在当前内部电价下，最小化每个耗电单元在预定时间区间内需支付的电费总和。公式（3）的约束条件是与生产有关的一些限制，例如进度安排中上游、下游耗电单元在时间上的相互关联关系（例如生产的先后次序）。通过执行该步骤，可得到针对当前第i次迭代的内部电价优化后后的各个耗电单元的电能负荷分布。

在步骤S530中，对发电单元的能耗进行优化。具体地，能源管理装置中的计算模块可根据从步骤S520得到的耗电单元的电能负荷来确定自产电量的多少。在一个实施例中，自产电量的确定还需要考虑每个时段的买入电价以及卖出电价，这些电价都是已知的。对发电单元的能耗进行优化即对自产电量的发电计划进行优化（确定发电单元在哪个时段发多少电）从而减少EIE能源成本，下列公式用于表示在第i次迭代过程中，能源成本的计算方法：

$\min \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k^{\left(i\right)}---\left(5\right)$

其中，

$C_k^{\left(i\right)}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_n\left(p_{n,k}^{\left(i\right)}\right)+B_k^{\left(i\right)}---\left(6\right)$

$B_k^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.---\left(7\right)$

$Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)})---\left(8\right)$

其中，表示当前第i次迭代过程中，发电单元n在第k个时段用于自产电量的发电成本；表示在第k个时段从公共电网买入或者向公共电网卖出的电能的净成本。为使得公式（5）达到最小，从公式（6）—（8）可知，能源成本的决策变量为即发电单元n在第k个时段的平均功率。而公式（6）的约束条件是发电单元自身的限制（如发电单元的功率上限、个数等）。在另一个实施例中，该限制还包括燃料存储装置的限制以及通道限制（gateway constraint，例如单独配给能源密集型企业的变电站的接入端限制）等。通过该步骤可得到优化后各个发电单元的发电计划

在步骤S540中，调整当前第i次迭代中使用的内部电价具体地，通过对耗电单元能耗以及发电单元能耗进行优化，可以得到每个时段的总体能源成本的梯度，如公式（9）所示：

$\frac{{\&PartialD;C}_k^{\left(i\right)}}{{\&PartialD;d}_{m,k}^{\left(i\right)}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ \frac{{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}+{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}}{2},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.---\left(9\right)$

对内部电价进行调整时，为减少EIE的能源成本，该内部电价的调整方向应与能源成本的梯度方向相同，因而可以根据公式（9）使用第k个时段的能源成本的梯度来调整内部电价。例如，根据公式（9），当第k个时段的自发电量小于电能负荷时，则将该时段的内部电价调整为接近于该时段的买入电价；如果该时段中自发电量等于电能负荷时，则将该时段的内部电价调整为接近于该时段的买入电价和卖出电价的平均值；如果该时段中自发电量大于电能负荷时，则将该时段的内部电价调整为接近于该时段的卖出电价。

在一个实施例中，可通过下式进行内部电价的更新：

${\mathrm{\&lambda;}}_k^{\left(i\right)}=(1+{\mathrm{\&Delta;}}_k){\mathrm{\&lambda;}}_k^{(i-1)}---\left(10\right)$

其中，△_k为预定的梯度值，其随着的不同具有不同的值。在一个实施例中，当时，△_k为一正分数；当时，△_k为另一正分数；而当时，△_k为一负分数。

根据本发明一个实施例，可进一步在步骤S550中对内部电价进行归一化处理，得到新的内部电价。

在步骤S560，判断更新后的内部电价（或称调整后的内部电价）是否满足收敛条件，如满足则在步骤S570得到最终的内部电价λ_k；如果不满足，则将更新后的内部电价作为当前内部电价进行下一次迭代过程，即将当前迭代次数i加1，重复步骤S520—S550（即，根据该当前内部电价对耗电单元能耗以及发电单元的能耗重新进行优化，再根据优化后的电能负荷和发电计划重新调整内部电价）。

在一个实施例中，判断新的内部电价是否收敛，可以将调整后每时段的内部电价与调整前每时段的内部电价进行比较，如果每一个的差值都在预定的阈值范围内（或者为0），则满足收敛条件。在进一步的实施例中，还可以设置一个迭代次数最大阈值，如果对内部电价的调整次数（上述过程的迭代次数）达到该阈值，则停止继续调整内部电价。

图5所示的例子中充分考虑了耗电单元的电能负荷以及发电成本，这二者也可以仅考虑其中之一，这一点对于本领域技术人员而言是显然的。

基于图5所示的内部电价确定方法。计算模块443可以进一步包括初始化子模块，用于确定所述预定时间区间内各单位时段的初始内部电价，并将所述初始内部电价作为临时内部电价；第一计算子模块，用于基于所述临时内部电价，确定能够使得所述能耗系统内部用电成本最低的各个耗电单元在所述预定时间区间内的电能负荷；第二计算子模块，用于基于各个所述耗电单元在所述预定时间区间内电能负荷，确定发电单元的所述发电计划；调整模块，用于调整所述临时内部电价，并将调整后的临时内部电价输送给所述第一计算子模块，直到所述临时内部电价满足使得所述能耗系统总能耗最低，从而得到最终的所述内部电价。

优选地，所述第一计算子模块根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内各耗电单元的电能负荷

$d_{m,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m,k}^{\left(i\right)},$ 其中， $C_{m,k}^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\left(i\right)}{d}_{m,k}^{\left(i\right)},$

其中，i表示迭代次数；

M表示所述耗电单元的个数；

K表示预定时间区间内的单位时段的总个数；

表示在第i次迭代中第k个单位时段的临时内部电价；

τ表示单位时段的时长。

优选地，所述第二计算子模块根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内的发电计划

$p_{n,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k^{\left(i\right)},$

其中 $C_k^{\left(i\right)}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_n\left(p_{n,k}^{\left(i\right)}\right)+B_k^{\left(i\right)},$

$B_k^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)}),$

N表示发电单元的个数，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段的平均功率，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段用于得到自产电量的发电成本，

分别表示在第k个单位时段从外部电网获得电能的买入电价以及向外部电网提供电能的卖出电价。

优选地，所述调整模块按照如下方式调整临时内部电价：

$\frac{{\&PartialD;C}_k^{\left(i\right)}}{{\&PartialD;d}_{m,k}^{\left(i\right)}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ \frac{{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}+{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}}{2},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,$

当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；如果调整后每个单位时段的临时内部电价均满足预定的收敛条件，则得到最终内部电价。

上述内部电价制定方法采用多次迭代，在减少能源成本的同时获得最终的内部电价。应理解，也可以通过其他诸如启发式或神经网络等方式来进行内部电价的计算。

虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (19)

1.一种用于能耗系统（200，400）的能源调配方法，所述能耗系统（200，400）包括多个耗电单元（110）、至少一个发电单元（120），以及能够从外部电网获得电能或者向所述外部电网提供电能的供电单元（230），其中所述发电单元（120）和所述供电单元（230）能够向每个所述耗电单元（110）提供所需电能，以使得所述多个耗电单元（110）能够按照预定的进度安排而运行，

所述方法包括：

基于能耗影响因素，确定在未来预定时间区间内各单位时段的内部电价（λ_k），以使得所述能耗系统总体能耗最低，所述能耗影响因素至少包括所述预定的进度安排、该单位时段内外部电网上获得电能的买入电价、所述发电单元的发电成本、以及各个耗电单元运行所需电能负荷；

将所确定的各单位时段的内部电价（λ_k）发送给所述各个耗电单元（110）；

接收所述各个耗电单元（110）所选择的电能负荷，其包括用电时段以及所述用电时段内各单位时段的用电量，其中所述电能负荷是基于所述预定的进度安排以及所述各单位时段的内部电价（λ_k）而选定的，以使得相关耗电单元（110）运行的用电成本最低。

2.如权利要求1所述的方法，还包括，

基于所述能耗影响因素，通过使得所述能耗系统总体能耗最低来确定发电计划（p_n,k），所述发电计划包括所述发电单元的发电时间和/或发电量；

将所述发电计划（p_n,k）发送给所述发电单元。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述能耗影响因素还包括：向外部电网提供电能的卖出价。

4.如权利要求3所述的方法，其中，确定所述内部电价（λ_k）的步骤中使得所述能耗系统总体能耗最低包括：使得所述各个耗电单元（110）用电成本总体最低和/或使得所述发电单元（120）的发电成本最低。

5.如权利要求4所述的方法，其中，确定所述内部电价，以及确定所述发电计划的步骤包括：

获取所述预定的进度安排，其中所述预定的进度安排包括各耗电单元（110）运行顺序的约束条件，以及每个耗电单元运行所需的电能负荷；

确定所述预定时间区间内各单位时段的初始内部电价；

将所述初始内部电价作为临时内部电价，确定能够满足所述能耗系统内部用电成本最低的各个耗电单元在所述预定时间区间内的电能负荷；

基于各个所述耗电单元在所述预定时间区间内电能负荷，确定发电单元的所述发电计划；

调整所述临时内部电价，并重复执行确定所述电能负荷和确定所述发电计划的步骤，直到所述内部电价满足使得所述能耗系统总能耗最低，从而得到最终的所述内部电价。（λ_k）

6.如权利要求5所述的方法，其中，确定各个耗电单元的电能负荷的步骤包括：

根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内各耗电单元的电能负荷

$d_{m,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m,k}^{\left(i\right)},$ 其中， $C_{m,k}^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\left(i\right)}{d}_{m,k}^{\left(i\right)},$

其中，i表示当前调整内部电价的迭代次数；

M表示所述耗电单元的个数；

K表示预定时间区间内的单位时段的总个数；

表示在第i次迭代中第k个单位时段的临时内部电价；

τ表示单位时段的时长。

7.如权利要求6所述的方法，其中，确定所述内部电价的步骤还包括：

根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内的发电计划

$p_{n,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k^{\left(i\right)},$

其中 $C_k^{\left(i\right)}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_n\left(p_{n,k}^{\left(i\right)}\right)+B_k^{\left(i\right)},$

$B_k^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)}),$

N表示发电单元的个数，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段的平均自产电量，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段用于得到自产电量的发电成本，

分别表示在第k个单位时段从外部电网获得电能的买入电价以及向外部电网提供电能的卖出电价。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述调整临时内部电价的步骤包括：

$\frac{{\&PartialD;C}_k^{\left(i\right)}}{{\&PartialD;d}_{m,k}^{\left(i\right)}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ \frac{{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}+{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}}{2},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,$

当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；

如果调整后每个单位时段的临时内部电价均满足预定的收敛条件，则得到最终内部电价。

9.一种能源管理装置，用于为能耗系统（400）进行能源调配，所述能耗系统（400）包括多个耗电单元（110）、至少一个发电单元（120），以及能够从外部电网获得电能或者向所述外部电网提供电能的供电单元（230），其中所述发电单元（120）和所述供电单元（230）能够向每个所述耗电单元（110）提供所需电能，以使得所述多个耗电单元（110）能够按照预定的进度安排而运行，

所述能源管理装置包括：

获取模块（441），用于获取所述预定的进度安排；

计算模块（443），其基于能耗影响因素，计算出在未来预定时间区间内各单位时段的内部电价（λ_k），以使得所述能耗系统总体能耗最低，所述能耗影响因素至少包括所述预定的进度安排、该单位时段内外部电网上获得电能的买入电价、所述发电单元的发电成本、以及各个耗电单元运行所需电能负荷；

发送模块（445），用于将所确定的各单位时段的内部电价（λ_k）发送给所述各个耗电单元（119）；

接收模块（447），用于接收所述各个耗电单元（110）所选择的电能负荷，电能负荷包括用电时段以及所述用电时段内各单位时段的电能负荷，其中所述电能负荷是基于所述预定的进度安排以及所述各单位时段的内部电价而选定的，以使得相关耗电单元运行的用电成本最低。

10.如权利要求9所述的能源管理装置，所述计算模块（443）还基于所述能耗影响因素，通过使得所述能耗系统总体能耗最低来确定发电计划，所述发电计划包括所述发电单元的发电时间和/或发电量；

所述发送模块（445）还将包含所确定的发电时间和/或发电量的发电计划发送给所述发电单元。

11.如权利要求10所述的能源管理装置，其中，所述能耗影响因素还包括：向外部电网提供电能的卖出价。

12.如权利要求11所述的能源管理装置，其中，使得所述能耗系统总体能耗最低包括：使得所述各个耗电单元用电成本总体最低和/或使得所述发电单元的发电成本最低。

13.如权利要求12所述的能源管理装置，其中，所述预定的进度安排包括各耗电单元运行顺序的约束条件，以及每个耗电单元运行所需的初始电能负荷；且所述计算模块包括：

初始化子模块，用于确定所述预定时间区间内各单位时段的初始内部电价，并将所述初始内部电价作为临时内部电价；

第一计算子模块，用于基于所述临时内部电价，确定能够使得所述能耗系统内部用电成本最低的各个耗电单元在所述预定时间区间内的电能负荷；

第二计算子模块，用于基于各个所述耗电单元在所述预定时间区间内电能负荷，确定发电单元的所述发电计划；

调整模块，用于调整所述临时内部电价，并将调整后的临时内部电价输送给所述第一计算子模块，直到所述临时内部电价满足使得所述能耗系统总能耗最低，从而得到最终的所述内部电价。

14.如权利要求13所述的能源管理装置，其中，所述第一计算子模块根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内各耗电单元的电能负荷

$d_{m,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m,k}^{\left(i\right)},$ 其中， $C_{m,k}^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\left(i\right)}{d}_{m,k}^{\left(i\right)},$

其中，i表示迭代次数；

M表示所述耗电单元的个数；

K表示预定时间区间内的单位时段的总个数；

表示在第i次迭代中第k个单位时段的临时内部电价；

τ表示单位时段的时长。

15.如权利要求14所述的能源管理装置，其中，所述第二计算子模块根据下式确定在预定时间区间的各单位时段内的发电计划

$p_{n,k}^{\left(i\right)}=\arg \min \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k^{\left(i\right)},$

其中 $C_k^{\left(i\right)}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{f}_n\left(p_{n,k}^{\left(i\right)}\right)+B_k^{\left(i\right)},$

$B_k^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ 0,& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}{Q}_k^{\left(i\right)},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,Q_k^{\left(i\right)}=\mathrm{\&tau;}(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{m,k}^{\left(i\right)}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{n,k}^{\left(i\right)}),$

N表示发电单元的个数，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段的平均功率，

表示在第i次迭代中第n个发电单元第k个单位时段用于得到自产电量的发电成本，

分别表示在第k个单位时段从外部电网获得电能的买入电价以及向外部电网提供电能的卖出电价。

16.如权利要求15所述的能源管理装置，其中，所述调整临时内部电价的步骤包括：

$\frac{{\&PartialD;C}_k^{\left(i\right)}}{{\&PartialD;d}_{m,k}^{\left(i\right)}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}>0\\ \frac{{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{buy}}+{\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}}}{2},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_k^{\mathrm{sell}},& \mathrm{if}{Q}_k^{\left(i\right)}<0\end{array}\right.,$

当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；当，则将该单位时段的临时内部电价向接近于的方向调整；

如果调整后每个单位时段的临时内部电价均满足预定的收敛条件，则得到最终内部电价。

17.一种能耗系统（400），包括

多个耗电单元（110），其能够按照预定的进度安排而运行；

至少一个发电单元（120），其能够自产电能并向所述耗电单元（110）提供电能，

供电单元（230），其能够从外部电网获得电能并向每个所述耗电单元（110）提供电能，或者向所述外部电网提供所述发电单元自产的电能；

如权利要求9-16中任一所述的能源管理装置（440）；

发电管理装置（424），连接到所述至少一个发电单元（120），用于根据来自所述能源管理装置的发电计划，控制所述发电单元；

耗电管理单元（414）根据所述能源管理装置提供的未来预定时间区间内各单位时段的内部电价，选择用电时间以及电能负荷，并将所选择的用电时间和电能负荷提供给所述能源管理装置。

18.如权利要求17所述的能耗系统，其中所述能耗系统为一个企业内部的生产系统。

19.一种程序产品，其包括机器可读指令，所述指令在运行时能够实现如权利要求1-8中任一所述的方法。