CN104969437B - 用于能量分配的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制从多个能量源向负载分配能量的系统和方法。所述系统包括能量系统控制器以控制向电负载分配的、由多个能量源提供的能量。所述能量源包括诸如柴油发电机和热电联产发电机的可调度能量源；包括光伏电池、风轮机和地热源的可再生能量源；和，诸如电化学电池或者泵入水电储备的储存源。

Description

用于能量分配的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种能量分配系统，并且更特别是涉及一种控制至系统负载的能量分配的能量分配系统结构。
背景技术
现有的能量系统结构可能包括基于逻辑的控制器以实施简单的控制逻辑来将能量从诸如电化学电池的能量储存装置调度给负载。基于逻辑的控制器包括预定的阈值组和时间戳记组，其限定何时给定的能量储存装置储存能量或者从可用源充电并且何时储存装置将能量释放至负载。这种基于逻辑的控制器的实例包括负载跟踪控制器和循环充电控制器。对于负载跟踪控制器，当能量可用时利用由可再生源提供的能量给储存装置充电，并且在每天的指定时间期间或者当负载超过指定阈值时使储存装置放电。对于循环充电的控制器，当诸如柴油发电机的可调度源运行而同时给负载提供电力时给储存装置充电，并且类似于负载跟踪策略地放电。
虽然基于逻辑的控制系统准备将能量储存装置集成到能量系统中并且可以提供一定量的功能，但是当试图恢复已经被储存的能量和可能由能量储存装置提供经济效益时基于逻辑的控制系统可能是有缺陷的。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种构造成用于控制能量至电负载的传输的能量控制系统。所述能量控制系统包括可再生能量源、储存能量源、构造成用于储存程序指令的存储器和可操作地联接至可再生能量源、储存能量源和存储器的能量系统控制器。所述能量系统控制器被构造成用于执行所存储的程序指令以预测在长时间范围上负载的能量需求、预测在长时间范围上可再生能量源产生的能量、预测在长时间范围上储存在储存能量源中的能量容量，并且为可再生能量源和储存能量源产生最佳规划的电力分布。控制器还执行所存储的程序指令以将所预测的能量需求、所预测的能量产生和所预测的能量容量与短时间范围上负载的实际能量需求、由可再生能量源发生的实际能量产生和储存能量源中的实际能量容量进行比较，并且基于所述比较来控制到电负载的能量供送。
在另一实施例中，提供了一种用于控制电负载、可再生能量源和储存能量源之间的能量传输的方法。该方法包括步骤：预测长时间范围上负载的能量需求、预测长时间范围上由可再生能量源产生的能量、预测长时间范围上储存在储存能量源中的能量容量、产生长时间范围上用于能量系统中的各个源的最佳规划的电力分布、将所预测的能量需求、所预测的能量产生和所预测的能量容量与较短时间范围上负载的实际能量需求、由可再生能量源发生的实际能量产生和储存能量源中的实际能量容量进行比较，并且基于所述比较来控制到电负载的能量供送。
附图说明
图1是本发明的能量系统的示意性方框图。
图2是图1的能量系统的详述的示意性方框图。
图3是本发明的能量系统控制器的示意性方框图。
具体实施方式
为了提升对发明原理的理解的目的，现在将参考附图中示出的并且在以下说明书中描述的实施例。很清楚，因此不意在限制发明的范围。还理解的是，本发明包括所示实施例的任何更改和改进并且还包括如本发明所属领域的普通技术人员通常想到的发明的原理的应用。
图1图解了一种使具有一个或多个集成的能量源的能量系统的优点最大化的能量系统100。能量系统100包括通过通信线路103可操作地联接至电负载104的能量系统控制器102，所述电负载104在一个实施例中包括一个或多个电负载。能量系统控制器102还可操作地联接至一个或多个能量源，包括通过通信线路113联接至可再生能量源106、通过通信线路115联接至可调度能量源108和通过通信线路117联接至储存能量源110。电负载104、可再生能量源106、可调度能量源108和储存能量源110各自可操作地联接至电力线112，所述电力线112从一个或多个能量源向另一能量源和电负载104传输能量。用户接口或者人机接口(HMI)和数据存储装置114也通过通信线路119被可操作地联接至能量系统控制器102。通信线路103、113、115、117和119被硬连线(hardwird)或者无线连接或者以其组合来连接。
能量系统控制器102集成有被提供用于预测能量产生、规划能量传送与储存、和从能量产生装置或者能量储存装置向负载或者能量产生装置可选地传输或传送电力的多个构件、装置或者子系统。当所述构件、装置或者子系统被集成到单个控制系统中时，能量流被在负载、能量储存装置、可调度能量源和可再生源之间无缝地传送以对使用者有利。控制器102被可操作地联接至电负载104的控制器105、可再生能量源106的控制器107、可调度能量源108的控制器109和储存能量源110的控制器111。不同实施例中的控制器105、107、109和111中的每一个包括处理器和存储器，并且从控制器102接收并向控制器102提供信号形式的信息。另外，不同实施例中的控制器105、107、109和111包括控制硬件，该控制硬件包括开关装置以在能量系统100内部提供能量的产生和传输或者能量的储存。能量系统102从稍后描述的源106、108和110中的每一个处获得状态信息，并且还向控制器105、107、109和111提供控制信号以用于在系统100中产生和传输或者储存能量。控制器102还被可操作地联接至控制器105以接收指示负载所需能量的负载104的状态信息。
不同实施例中的控制器102包括计算机、计算机系统或者可编程装置，例如，多用户或者单用户计算机、台式计算机、便携式计算机及其他计算装置。控制器102包括一个或多个如下所述的单个控制器并且在不同实施例中包括至少一个联接至存储器的处理器。控制器102在不同实施例中包括一个或多个处理器(例如，微处理器)，并且存储器在不同实施例中包括随机存取存储器(RAM)装置，该装置包括控制器102的主存储器以及任何补充层次的存储器，例如高速缓冲存储器、非易失性或者后备用存储器(例如，可编程或者闪速存储器)、只读存储器等。另外，存储器在一个实施例中包括相对于处理装置物理地设置在其它地方的存储装置并且包括处理装置中的任何高速缓冲存储器以及用作虚拟存储器的任何存储容量，例如，经由网络储存在大容量存储装置或者联接至控制器102的别的计算机上。大容量存储装置在一个实施例中包括高速缓冲存储器或者包括数据库的其他数据空间。
储存能量源110在不同实施例中包括能量储存装置，诸如在能量系统中发现的那些电化学电池，其向住宅负载、商业负载或者其他种类的负载和泵送的水力储备供给电能。能量储存装置的使用通过降低分配基础设施的要求和将可再生能量源集成到输电网路中的要求而在节能方面提供了优点。不同于在任何时刻需要在所产生的能量的量与由网路消耗的能量的量之间平衡的传统可调度源，一个或多个存储装置能够变换从一个时段到另一时段的电能消耗和能量产生。因此，由一个或多个可再生源106产生的能量在一个实施例中被储存在能量储存源110中，所述能量超过某些时候给定负载所需的能量的量以满足能量需要。可再生能量源包括风轮机、太阳能电池板、生物质发电厂、水力发电厂、地热能设备、潮汐能设备和波浪能设备。另外，在负载104低需求周期期间由输电网路以低价提供的低费用能量也被储存。然后，当需要能量或者当其他形式的能量更昂贵时按要求提供所储存的能量。可调度能量源还包括水电、煤电、柴油发电机、输电网路连接和气电。
能量储存源110的使用还提供可靠的电力供给以使提供给能量系统100的所有者、经营者或者使用者的效益最大化。因此，包括能量系统控制器102的所述用于能量分配的系统和方法实现了所述储能系统的优点，例如，通过电池设备，而同时提供在基本上任何和所有时间满足负载需要的可靠的能量来源。能量系统控制器102被构造成：为许多不同种类和构造的能量系统的最佳操作作规划。
如图2中所示，控制系统结构100使具有集成的储存能量源110(此处标记为能量储存装置110)的能量系统的优点最大化。一个或多个能量储存模块120被可操作地连接至电力线112，该电力线将电负载104联接至能量网络124。模块120表示了不同或者类似种类的能量储存装置。另外，可再生能量源106和可调度能量源108也被联接至电力线112。为了保证从网络124和源106、108及110分配能量，能量系统控制器102包括单独地和/或共同地解决电力预测、电力调度规划和执行电力调度的任务的三个构件或装置。负载和可再生预测器模块130保证了由可再生源106产生的电力预测，其在不同实施例中取决于在输入部132处接收至模块130的天气预报。调度规划器模块134保证了能量产生的规划并将能量释放或排放至负载104。调度控制器136调度或者引导由可再生源106、可调度源108提供的能量流和储存在储存装置110中的能量至电力线112。负载和可再生预测器模块130和调度规划器模块134中的每个在一个实施例中实施为包括驻存在控制器102中的软件的模块或者在一个实施例中被构造为单独的设备控制器。另外，调度控制器136在一个实施例中实施为包括软件的模块或者设备控制器。虽然模块130、134和控制器136在一个实施例中位于单一预定位置，但是如果希望的话，模块130、134和控制器136中的每一个在其他实施例中被相互隔开远距离地设置。
当负载和可再生预测器模块130、调度规划器模块134和调度控制器136被集成到能量系统控制器102中时，模块130、134和控制器136在一个实施例中引导可供用于负载104的用于/来自能量储存装置110和来自可调度源108及可再生源106的能量流和可用的电量以使使用者的效益最大化，其包括费用效益并包括电力量及其输送时间的能量输送效益。
图2图解了提供至可再生源106、可调度源108、能量储存装置110和电气网络124的电力连接的电力线112。能量系统控制器102接收来自负载的电力测量值、可再生与可调度源和储存装置的状态，并且从联接至控制器102的数据存储单元140接收历史操作和性能数据。另外，能量系统控制器102产生用于可再生源106、可调度源108和储存装置110的电力控制指令。
控制器102包括多个输入端以接收测量值和/或状态信号。如上所述，输入端132向预测器模块130提供天气信息。所述天气信息是从包括商业天气预报卖主和NOAA国家气象服务机关的许多供应者处获得的。输入端150向模块130提供表示负载104的现今或者当前的电力需求或状态的信号，该信号还被提供给稍后描述的比较器152。向预测器模块130的输入端154从可再生源106处接收并提供由可再生源106在当前产生的电力量的状态信息。由输入端154提供的状态信息还被提供给稍后描述的比较器156。
由控制器102在内部产生控制指令。预测器模块130例如在第一和第二预测器模块输出端160和162上产生信号，所述信号作为输入由规划器模块134接收。类似地，响应于在第一和第二预测器模块130输出端160、162上接收的信号，规划器模块134通过规划器模块134输出端164、166和168产生信号。输出端164处的信号被用于比较器156并且与在输出端154处由可再生源106产生的信号结合。输出端166处的信号被用于比较器152并且与在输入端150上由负载104产生的信号结合。比较器156的输出170被用作至调度控制器136的输入。比较器152的输出172被用作至调度控制器136的输入。调度控制器136包括联接至负载104的输出端180、联接至可再生源106的输出端182、联接至可调度源108的输出端184和联接至储存装置110的输出端186。
除了上述的反馈和控制指令之外，在联接至负载104、可再生源106、可调度源108、储存装置110、数据存储单元140、HMI 196和网络124的数据总线190上传送附加的控制信息。数据总线190(其包括其他种类的通信信道)传送被用于传递系统100的运行所需的通信指令信号和变量的数据。数据存储单元140依据来自控制器102的请求存储数据和传送数据。来自单元196的输出端192被联接至控制器102，并且到单元196的输入端194被联接至控制器102以接收指令信号。系统操作员或者用户存取和/或操作存储在数据存储单元140中的数据或者在输入端194上从控制器102处接收的数据。用户接口196(HMI)使得使用者能够存取在一个实施例中被保存在数据存储单元140中或者在输入端194上接收的与系统100的状态有关的信息。
图3以详细的视图图解了能量系统控制器102和在模块130、134与控制器136之间内部地传送和外部地往返于负载104、源106、108和110以及往返于HMI 196和数据存储单元140的信号的构造和种类。负载和可再生预测器模块130在输出端162上在预定时间范围TH上产生负载的需要量的预测值和待由可再生源产生或者提供的电力的预测值该电力预测值使用与162处被用于负载信号的相同的时间范围在输出端160上被传输。所述预测值被传输至调度规划器模块134，调度规划器模块处理所述信息并且响应地产生多个信号来控制能量系统100在时间范围TH上的运行。
调度规划器134在输出端168上产生用于可调度源108的基准电力控制指令(参考信号的矢量)以用于传输至调度控制器136。调度规划器模块134还在输出端164上产生了用于可再生源的基准电力控制指令(参考信号的矢量)所述基准电力控制指令连同在输出端166上传输的负载预测值一起分别在比较器156处与由可再生源提供的电力的相应测量值PR(k)进行比较并且在比较器152处与负载PL(k)进行比较，以分别产生误差信号eR(k)和eL(k)。所述误差信号和用于可调度源的基准信号然后被提供至调度控制器136，该调度控制器计算用于传输至可再生源106的控制指令(cR(k))、传输至可调度源108的控制指令(cD(k))、传输至储存装置110的控制指令(cS(k))和传输至负载的控制指令(cL(k))。所述控制指令被提供至专用装置并且由本地控制器或者与该装置通讯的控制器执行。相应的控制器控制源106、108和储存装置110处的至少一个开关来控制至电力线112的能量释放。例如，误差信号指示负载或者可再生源的电力产生的预测值或规划值与实测值之间的差值。
为了使由能量储存装置110提供的好处最大化，在未来足够长的时间范围TH上规划能量储存装置110的运行，以便当系统100中的能量可最轻易地使用和/或最便宜时给一个实施例中的能量储存装置110充电。在不同实施例中，时间范围包括一个或多个小时、一天或多天或者一个或多个星期或者其他长时间范围。当最需要能量时或者当在负载正被控制以减小负载需要量的情况下实现了预定水平的节省时，根据指令将所储存的能量提供给负载104。调度规划器模块134在一个实施例中通过使用驻存在包括与模块130有关的存储器的模块130的固件或者软件中的优化程序或算法解决数值优化问题来执行用于能量储存装置及其他能量源的电力分布的优化规划。在一个实施例中还使用驻存在用户接口114中的软件。在一个实施例中，所述长时间范围延续一个或多个星期，并且所使用的时间周期在较长时间范围期间发生改变。例如，在第一星期期间，每小时进行未来使用的电力和进一步的电力生产的确定。在第二星期期间，每六个小时进行确定，并且在第三星期期间每十二个小时进行确定。在一个实施例中根据天气预报的准确性来确定时间周期的确定值。当天气预报更准确时，例如在未来第一星期期间，比在天气预报变得不太准确的未来第二星期期间更频繁地进行确定。
以费用函数来制定优化问题并且考虑到能量费用、按需量供电、电池效率及耗尽寿命、能量系统的各个构件的维修及重置费用和影响给定时间范围TH的能量系统100的运行费用的其他参数。除了费用函数之外，优化程序考虑到了施加于系统的不同构件上的所有约束，诸如，对于各个源的电力限制、储存在不同能量储存装置中的可用能量的量和安全约束。所述算法及此处描述的其他算法在一个实施例中实施为驻存在模块、控制器、用户接口114或者远程装置中的一个中的软件和/或固件中的程序代码或者程序指令，所述远程装置通过硬布线连线、至国际互连网的连线或者有线或无线地连接至软件或固件的通讯器件联接至系统100。
为了解决所述优化问题，调度规划器模块134接收给定时间范围TH上的预测负载分布、预测的待由可再生源在相同时间范围上产生的电力分布和能量系统构件的目前状况，诸如对于可调度源可获得的燃料量及可从各个储存装置获得的能量的量。关于能量系统的构件状况的信息通过在输出端192上来自图2的数据存储单元140的信号S(k)被提供至调度规划器模块134。指示未来的负载分布和来自可再生源106的电力分布的信息通过负载104和可再生预测器模块130被提供给调度规划器模块134。
因为在任何给定的时间瞬间，负载104未来的负载分布和可从可再生源106处获得的未来电力分布是未知的，因此预测所述分布。负载和可再生预测器模块130包括许多预测器算法，所述算法产生了在预测的时间范围TH上负载104的未来负载需要量的预测值和可从可再生源106获得的预期电力的预测值。例如，在具有一个负载连接、一个光电(PV)设备(一般包括大阵列的PV电池)和一个风轮机的能量系统100中，为这些构件中的每一个提供三个预测器。通过所考虑的构件(例如，负载、PV设备、风轮机)的数学模型和影响所给定构件的电力消耗或产生的物理过程的模型来表示这些预测器中的每一个。预测器模块130接收可从构件获得的或者提供给构件的电力的测量值以及影响电力分布的其他输入，并且产生电力分布的预测值。这些预测值被以用于负载104的信号和用于可再生源106的信号的形式提供给调度规划器模块134。
例如，负载预测器模块130在一个实施例中以负载104的神经网络模型被实施，所述神经网络模型以能量系统100的历史负载分布来增殖或者训练并且能够产生未来在好几个小时或者一天或多天的时间范围上出现的负载104的预测值。例如在一个实施例中，根据与周末期间电力使用相对比的工作周期间的电力使用来预测负载的电力需求量。神经网络是已知的并且被用于一个实施例。
负载预测器模块130在一个实施例中使用负载电力需要量的过去测量值以及其他变量(诸如，现在和未来的时间变量、一周中的每天、一年中的时间、给定的未来时间范围上的天气预报及其他变量)来产生预测值。用于PV设备的预测算法在一个实施例中通过提供确定性模型的程序代码来体现，其计算在给定地理位置处对于每天和每年的任何时间的太阳辐照度，该太阳辐照度是通过天气预报的预测云量、湿度及未来时间TH的其他大气参量来进行调整的。太阳辐照度在一个实施例中被认作是天气预报的一部分。通过太阳辐照度，运用将辐射度匹配至电力输出的数学模型来确定由PV设备提供的电力。类似地，风能预测器在一个实施例中运用所安装的风轮机的数学模型以及关于下一时间范围TH的温度、湿度、风速和风向的天气预报。信号PR(k)提供了关于在时间瞬间k时由可再生电力的预测器使用的可再生源的电力生产的信息。
在一个实施例中，由调度规划器模块134计算的调度策略依赖负载104的预测值和可从可再生源106获得的电力。由于预测值的不可靠性及误差、模仿的不准确性和负载分布及可再生分布中的时间变化，在一个实施例中，所预测负载和电力分布与真实的负载和电力分布之间出现了不匹配。除了所述不匹配之外，因为预测器模块130和调度规划器模块134两者需要时间来计算预测值和下一时间范围的最佳调度策略，所以能量系统控制器102的预测器模块130和调度规划器模块134在一个实施例中按小于补偿负载需要量和电力供给的瞬时变化所需速度的采样速率运转。为了补偿负载需要量和由可再生源供给的电力的潜在更快变化，控制系统结合有调度控制器136。调度控制器136使用由调度规划器模块134所产生的最佳地规划的分布作为参考输入，并且计算所预测的分布与在高采样速率下收集的测量值之间的误差eR(k)和eL(k)，并且产生至能量系统源的最终指令输入。在一个实施例中，预测器模块130和调度规划器模块134以大约在15分钟到1小时之间的采样速率运行。该采样速率受用于负载104和可再生源106的预报的更新速度和执行优化所需的时间量的限制。
为了补偿由于预测的不准确性和时间变化而累积的误差，调度控制器136将来自调度规划器的参考输入与从负载和可再生源处接收的测量值进行比较，计算出相应误差并且以校正信号增加(augment)来自调度规划器模块134的参考指令以向可调度源108产生电力指令向储存装置110产生电力指令向可再生源106产生节流指令并且如果负载装置允许需求管理的话，向负载104产生负载调节指令在一个实施例中，通过增加将从调度规划器模块134处接收的参考信号以构成综合误差的部分(fraction)的校正值e(k)＝∑eR(k)-∑eL(k)来计算由调度控制器136产生的指令信号。
在可再生源106在给定的采样时间k上提供或者正提供的电力比能够由负载104、储存装置110或者可调度源108吸收的电力量大时的情况中产生节流指令。所述节流指令被传输至可再生源106以减小由可再生源产生的能量的量。在PV阵列的情况中，在一个实施例中，调整阵列相对于太阳的定向以使阵列相对于阳光的路径偏离，或者在另一实施例中断开至电力线112的连接。在风轮机的情况中并且在不同实施例中，调整桨叶角以限制旋转量或者将桨叶从变速箱或者发电机上断开。
调度控制器136的采样时间由k表示，而预测器模块130和调度规划器模块134的采样时间由i表示。进行该区别以指明预测器模块130和调度规划器模块134的采样速率比调度控制器136的较快速采样速率更慢。在一个实施例中，调度控制器136的采样速率为一分钟到几秒、毫秒或者其他短时间间隔的部分的量级。该采样速率受获得负载的瞬时功率的测量装置和可再生源的采样速率和产生控制指令cR(k)、cD(k)、cS(k)、cL(k)所需时间量的限制。
可调度能量源108在可再生能量源106、储存能量源110不足以满足负载104的能量需求时提供能量。在一个实施例中，可调度能量源108提供了负载匹配功能以提供输出来匹配负载需求的形式。在另一实施例中，还提供峰匹配以匹配在一天的某一时刻出现的最高能量需求。所述时间是基于一天的时间、能量的利用模式、天气和地理位置来预测的。可调度能量源108在其他实施例中还涉及一些源(诸如煤炭发电厂)花费一定量的时间以加大到期望输出量的导入时间。在某些实施例中还提供了频率调整。
控制系统结构100便于在单独系统构件中存在潜在问题或者故障的情况下稳健地运行。例如，在一个实施例中，三个模块130、134和控制器136中的每一个在单独的处理器、服务器、可编程逻辑控制器(PLC)或者别的计算装置上实施，以便当这些模块或者控制器中的一个损坏时，其他的模块或者控制器中的一个或多个继续运行。在一个实施例中，当控制系统的所述三个构件130、134和136中的每个实施在如硬件、固件或者软件的相同装置上时，每个被实施为单独装置或者程序或程序代码，独立地运行并且相互之间根据所述发明来交换信息以提供稳健的运行，以便在所述构件中的一个损坏的情况下继续供给电力。在一个实施例中，所述构件130、134和136中的每个都独立于其他构件，以考虑到其他构件中的一个或多个发生故障的情况。
例如，如果预测器模块130未接收到天气更新或者未能提供某一时刻的新预测，则调度规划器模块134使用保存在关联存储器中的或者保存在数据存储单元140中的来自先前预报的预测值，根据所选定律更进一步地推断它并且产生用于调度控制器136的一组新的参考信号。这种操作继续，直到预测器模块130恢复其功能并且开始再次提供预报。在该情况中，能量系统100的运行偏离了最佳运行，但是控制器102继续可靠地协调负载104与源106、108和110之间的电力传输。在另一实施例中，如果调度规划器模块134损坏，则调度控制器136使用前一时段期间从调度规划器模块134接收的规划分布并且继续控制系统的电力，直到规划器模块134的运行被恢复。在另一实施例中，如果预测器模块130或者调度规划器模块134在比几个小时或几天的预测范围更长的足够长的一段时间内损坏，则调度控制器136采取基于逻辑的电力传输控制，直到控制器102的全部功能被恢复。
就能量系统100的可靠运行而言，控制结构的重要构件是调度控制器136。通常并且在一个实施例中，只要调度控制器136继续可供操作，控制系统就控制能量系统源之间的电流。
虽然已经在附图中并且在先前说明中图解并详细描述了发明，但是其应认为是说明性的并且不限于字面意思。应当理解，虽然仅已经介绍了一些实施例，但是希望保护在发明的精神范围内的任一及所有变更、改进和进一步的应用。

Claims (22)

1.一种构造成用于控制能量至电负载的传输的能量控制系统，包括：
可再生能量源；
储存能量源；
构造成用于存储程序指令的存储器；以及
可操作地联接至所述可再生能量源、所述储存能量源和所述存储器的能量系统控制器，所述能量系统控制器构造成用于执行所存储的程序指令以：
预测在长时间范围上所述电负载的能量需求以及在所述长时间范围上所述可再生能量源的能量产生，
预测在所述长时间范围上储存在所述储存能量源中的能量容量，
基于所预测的能量需求和所预测的能量产生而产生在所述长时间范围上用于所述可再生能量源的规划的电力分布，以及基于所预测的能量需求和所预测的能量产生而产生在所述长时间范围上在所述能量系统中用于所述储存能量源的规划的电力分布，
将所预测的能量需求、所预测的能量产生和所预测的能量容量与在短时间范围上所述电负载的实际能量需求、由所述可再生能量源生成的实际能量产生和所述储存能量源中的实际能量容量进行比较，
基于所述规划的电力分布和所述比较来控制向所述电负载的能量供应；其中，所述能量系统控制器还被构造成，在进行所述比较和所述控制中执行所存储的程序指令时，能执行所存储的程序指令以便：
通过确定所预测的能量需求与在所述短时间范围上所述电负载的实际能量需求之间的差来确定能量需求误差值，以及通过确定所预测的能量产生与在所述短时间范围上所述可再生能量源的实际能量产生之间的差来确定能量产生误差值；以及
基于用于所述可再生能量源的规划的电力分布、所述能量需求误差值和所述能量产生误差值来控制所述可再生能量源的节流，以及基于用于所述储存能量源的规划的电力分布、所述能量需求误差值和所述能量产生误差值来控制所述储存能量源的充电和放电。
2.如权利要求1所述的能量控制系统，其特征在于，还包括可操作地联接至所述能量系统控制器的可调度能量源，其中，所述能量系统控制器被构造成进一步执行所存储的程序指令以预测所述可调度能量源在长时间范围上的能量潜力，并且将所预测的能量潜力、所预测的能量需求、所预测的能量产生和所预测的能量容量与在短时间范围上所述负载的实际能量需求、由所述可再生能量源所生成的实际能量产生和所述储存能量源中的实际能量容量进行比较。
3.如权利要求2所述的能量控制系统，其特征在于，所述能量系统控制器包括预测器模块，该预测器模块被构造成用于接收指示在长时间范围上未来出现的天气类型的天气预报并且用于执行所存储的程序指令以比较所预测的能量需求、所预测的能量产生和所述天气预报，并且用于提供指示所述负载的未来能量需求的第一预测值和指示所述可再生能量源的未来能量产生能力的第二预测值。
4.如权利要求3所述的能量控制系统，其特征在于，所述能量系统控制器还包括调度规划器模块，该调度规划器模块可操作地联接至所述预测器模块，并且被构造成用于接收第一预测值和第二预测值并且用于执行所存储的程序指令以提供用于所述可调度能量源和用于所述可再生能量源的基准电力控制指令以及负载预测指令，其中，所述基准电力控制指令和所述负载预测指令作为解决数值优化问题的结果来提供。
5.如权利要求4所述的能量控制系统，其特征在于，所述能量系统控制器还包括调度模块，该调度模块可操作地联接至所述调度规划器模块并且被构造成用于执行所存储的程序指令以向所述可再生能量源提供可再生源控制并向所述储存装置源提供储存装置控制，所述可再生源控制和所述储存装置控制都至少部分地从所述基准电力控制指令和所述负载预测指令来产生，其中，所述调度模块控制从所述可再生能量源向所述负载和向所述储存装置的能量输送并且控制从所述储存能量源向所述负载的能量输送。
6.如权利要求5所述的能量控制系统，其特征在于，所述可再生能量源包括光电设备、风轮机、生物质发电厂、水力发电厂、地热能设备、潮汐能设备和波浪能设备中的至少一种。
7.如权利要求6所述的能量控制系统，其特征在于，指示未来出现的天气类型的天气预报包括太阳辐照度、云量、湿度和风速与风向中的至少一种。
8.如权利要求7所述的能量控制系统，其特征在于，所述长时间范围是一天和一周中的至少一种的量级。
9.如权利要求8所述的能量控制系统，其特征在于，所述短时间范围是秒、分钟和小时中的至少一种的量级。
10.如权利要求1所述的能量控制系统，其特征在于，所述可再生能量源包括光电设备。
11.如权利要求2所述的能量控制系统，其特征在于，所述能量系统控制器包括预测器模块，该预测器模块被构造成用于接收指示在长时间范围上未来出现的天气类型的天气预报并且用于执行所存储的程序指令以比较所预测的能量需求、所预测的能量产生和所述天气预报，并且用于提供指示所述负载的未来能量需求的第一预测值和指示所述可再生能量源的未来能量产生能力的第二预测值。
12.如权利要求11所述的能量控制系统，其特征在于，所述能量系统控制器还包括调度规划器模块，该调度规划器模块可操作地联接至所述预测器模块，并且被构造成用于接收第一预测值和第二预测值并且用于执行所存储的程序指令以提供用于所述可调度能量源和用于所述可再生能量源的基准电力控制指令以及负载预测指令，其中，所述基准电力控制指令和所述负载预测指令作为解决数值优化问题以及所述储存能量源和所述可调度能量源的基准预测值的结果来提供。
13.如权利要求12所述的能量控制系统，其特征在于，所述能量系统控制器还包括调度模块，该调度模块可操作地联接至所述调度规划器模块并且被构造成用于执行所存储的程序指令以向所述可再生能量源提供可再生源控制并向所述储存装置源提供储存装置控制，所述可再生源控制和所述储存装置控制都至少部分地从所述基准电力控制指令和所述负载预测指令来产生，其中，所述调度模块控制从所述可再生能量源向所述负载和所述储存能量源的能量输送并且控制从所述储存能量源向所述负载的能量输送。
14.一种用于控制电负载、可再生能量源和储存能量源之间的能量输送的方法，包括：
预测在长时间范围上所述电负载的能量需求以及在所述长时间范围上所述可再生能量源的能量产生，
预测在所述长时间范围上储存在所述储存能量源中的能量容量，
基于所预测的能量需求和所预测的能量产生而产生在所述长时间范围上用于所述可再生能量源的规划的电力分布，以及基于所预测的能量需求和所预测的能量产生而产生在所述长时间范围上在所述能量系统中用于所述储存能量源的规划的电力分布，
将所预测的能量需求、所预测的能量产生和所预测的能量容量与在短时间范围上所述电负载的实际能量需求、由所述可再生能量源生成的实际能量产生和所述储存能量源中的实际能量容量进行比较，
基于所述规划的电力分布和所述比较来控制向所述电负载的能量供应；其中，所述能量系统控制器还被构造成，在进行所述比较和所述控制中执行所存储的程序指令时，能执行所存储的程序指令以便：
通过确定所预测的能量需求与在所述短时间范围上所述电负载的实际能量需求之间的差来确定能量需求误差值，以及通过确定所预测的能量产生与在所述短时间范围上所述可再生能量源的实际能量产生之间的差来确定能量产生误差值；以及
基于用于所述可再生能量源的规划的电力分布、所述能量需求误差值和所述能量产生误差值来控制所述可再生能量源的节流，以及基于用于所述储存能量源的规划的电力分布、所述能量需求误差值和所述能量产生误差值来控制所述储存能量源的充电和放电。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法包括：
预测在所述长时间范围上可调度能量源的能量潜力；以及
将所预测的能量潜力、所预测的能量需求、所预测的能量产生和所预测的能量容量与在短时间范围上所述负载的实际能量需求、由所述可再生能量源生成的实际能量产生和所述储存能量源中的实际能量容量进行比较。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
接收指示在长时间范围上未来出现的天气类型的天气预报，
比较所预测的能量需求、所预测的能量产生和所述天气预报，以及
提供指示所述负载的未来能量需求的第一预测值和指示所述可再生能量源的未来能量产生能力的第二预测值。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供用于所述可调度能量源和用于所述可再生能量源的基准电力控制指令以及负载预测指令，其中，做为解决数值优化问题以及所述储存能量源和所述可调度能量源响应于所提供的第一预测值与第二预测值的基准预测的结果来提供所述基准电力控制指令和所述负载预测指令。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，该方法还包括向所述可再生能量源提供可再生能量源控制和向所述储存装置源提供储存能量源控制，所述可再生能量源控制和所述储存装置控制都至少部分地从所述基准电力控制指令和所述负载预测指令来产生，其中，所述可再生能量源控制控制从所述可再生能量源向所述负载的能量输送，并且所述储存能量源控制控制从所述储存能量源向所述负载的能量输送。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，预测在所述长时间范围上由所述可再生能量源产生的能量包括预测由光伏阵列、风轮机、水力发电厂、潮汐能设备和波浪能设备中的至少一种所产生的能量。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，接收指示在所述长时间范围上未来出现的天气类型的天气预报包括太阳辐照度、云量、湿度和风速与风向中的至少一种。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述长时间范围是一天和一周中的至少一种的量级。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述短时间范围是秒、分钟和小时中的至少一种的量级。
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