CN105657061B - 一种能源互联网研究平台的系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能源互联网研究平台的系统及其实现方法，所述系统包括依次相连的资源层、接口层、研究层和应用层，所述资源层用于连接的相关研究资源；所述接口层用于采集所述研究资源的数据，以及向实验资源下发控制指令的功能；所述研究层用于实验资源展示、实验场景搭建、接口数据管理、模拟研究和应用的调用以及数据的存储；所述应用层用于提供平台研究案例的解决方案工具。本发明通过跨专业协同和整体设计研发，构建了一个完整的实验体系，提供了实验研究条件，为全面推进能源互联网的技术研究和实验奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种能源互联网研究平台系统，具体涉及一种能源互联网研究平台的系统及其实现方法。
背景技术
能源发展正面临资源紧张、环境污染、气候变化等严峻挑战，构建能源互联网，建立以清洁能源为主导的新型全球能源开发、配置和利用体系，大力推动能源安全、清洁、高效、可持续发展已经成为世界各国能源发展的重点。能源互联网是未来的智能电网，具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征，为了缓解能源危机，寻求全球经济突出重围的出路，能源互联网研究逐渐为世界各国关注的热点。能源互联网是在现有能源体系基础上的重大变革，涉及范围广，面临政策、经济、技术等多方面的挑战，需要协调众多主体参与、实施新的政策机制等，在起步阶段很难在具体的示范工程中完全实现，因此有必要构建能源互联网实验研究环境，为能源互联网的关键技术、典型场景、主要特征等研究提供实验研究能力，通过实验研究推动能源互联网的建设实施。
能源互联网是一项宏大的系统工程，其实现有赖于各种电力前沿技术的创新和深度融合，然而，目前国内开展能源互联网研究依托的多是各个专业技术方向的实验平台，亟需建立能源互联网整体性、系统性实验研究环境，满足能源互联网跨专业技术、信息物理融合技术等多元性、全局性跨专业创新技术研究的需求。例如对能源资源互联交易、泛在智能电网需求调度技术、适应电网高比例可再生能源消纳的信息物理技术等能源互联网典型场景研究，不仅涉及到系统分析、调度自动化、信息通信等系统科学，还涉及到可再生能源发电、电力电子装置等硬件新技术，更要考虑需求侧资源参与电力市场交易等市场经济学，研究对象普遍存在专业交叉，部分研究还需要进行开放性设计才能实现，研究所需的实验资源专业跨度大、覆盖面广、头绪多，单一专业的实验资源往往无法很好支撑。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种能源互联网研究平台的系统及其实现方法，本发明通过跨专业协同和整体设计研发，构建了一个完整的实验体系，提供了实验研究条件，为全面推进能源互联网的技术研究和实验奠定基础。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种能源互联网研究平台的系统，所述系统包括依次相连的资源层、接口层、研究层和应用层，所述资源层用于连接的相关研究资源；所述接口层用于采集所述研究资源的数据，以及向实验资源下发控制指令的功能；所述研究层用于实验资源展示、实验场景搭建、接口数据管理、模拟研究和应用的调用以及数据的存储；所述应用层用于提供平台研究案例的解决方案工具。
优选的，所述资源层包括：光伏控制系统，电动汽车充放电实验系统，微网与分布式电源实验系统，智能负荷交互系统以及采用Ipv6通信技术的智能电表通信系统。
优选的，所述接口层包括：Modbus/Web service接口总线、电动汽车监控接口总线、微网监控接口总线、需求侧监控接口总线和智能电表监控接口总线。
优选的，所述研究层包括展示平台、研究平台、研究用例模块、接口数据管理模块、模拟服务总线、应用服务总线和数据库，所述展示平台和所述研究平台分别连接所述研究用例模块，所述研究用例模块分别连接所述接口数据管理模块、模拟服务总线和应用服务总线，所述数据管理模块、模拟服务总线和应用服务总线分别连接数据库，所述接口数据模块用于连接所述接口层中的各种接口，所述模拟服务总线和所述应用服务总线连接，所述应用服务总线连接所述应用层中的每个模块。
优选的，所述应用层包括电压控制模块、功率预测模块和分析评估模块。
优选的，一种能源互联网研究平台的实现方法，所述方法包括如下步骤：
(1)实时采集资源层实验装备的实验资源数据；
(2)将所述实验资源数据进行整体信息汇聚；
(3)建立对信息及装置进行整体控制、分析和实验的能源互联网实验验证平台；
(4)为所述能源互联网实验验证平台研究案例提供解决方案工具。
优选的，所述步骤(2)中，所述进行整体信息汇聚采用数据通信汇聚服务器。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过跨专业协同和整体设计研发，构建了一个完整的实验体系，提供了实验研究条件，为全面推进能源互联网的技术研究和实验奠定基础。
本发明中通过能源互联网与多种分布式能源(包含分布式电源与微网等)互动的协调优化“互联信息模型”研究。解决现有研发应用系统处于孤岛运行状态的问题，实现配电网和微电网的深度整合和良好互动。
本发明将分布式新能源发电装置与能源互联网实验平台实现物理连接，实现能源互联网内能源交互；同时将资源监测与预测数据通过能源互联网实现信息共享，为能源互联网研究提供数据支撑。
本发明一方面可以为理论的信息通信架构提供实际的平台支撑，为能源互联通信技术的实现和性能指标提供技术验证，另一方面，也为我国智能电网互动信息通信技术的发展提供借鉴。
附图说明
图1是本发明提供的一种能源互联网研究平台的系统结构图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种能源互联网研究平台的系统，该系统包括“资源层”、“接口层”、“研究层”、“应用层”4个层次。
资源层:平台连接的相关研究资源，目前包括：光伏控制系统，电动汽车充放电实验系统，微网与分布式电源实验系统，智能负荷交互系统以及采用Ipv6通信技术的智能电表通信系统；
接口层:用于采集上述实验资源信息的接口服务总线，同时负责承担实验平台向具体实验资源下发控制指令的功能；
研究层:能源互联网研究平台的应用层。实现：实验资源展示，实验场景搭建，接口数据管理、模拟研究和应用调用以及数据存储等功能；
应用层:构建于平台上层的解决方案层，用于提供平台研究案例的解决方案工具，与平台上的研究案例密切相关，并可以根据不同研究需求动态增长。目前拟部署电压控制、功率预测和分析评估功能。
除了软件结构，也分别对应于资源层、接口层、研究层、应用层提供了相应的硬件支撑，并设计了硬件的连接方式，为实现研究平台的搭建提供了硬件支撑。如表1为能源互联网研究平台硬件组成。
表1
一种能源互联网研究平台的实现方法，所述方法包括如下步骤：
(1)实时采集资源层实验装备的实验资源数据；
(2)将所述实验资源数据进行整体信息汇聚；
所述进行整体信息汇聚采用数据通信汇聚服务器。
(3)建立对信息及装置进行整体控制、分析和实验的能源互联网实验验证平台；
(4)为所述能源互联网实验验证平台研究案例提供解决方案工具。
实验资源间的信息接口：
对资源层实验装备等实验资源数据进行实时采集(如需要采集后可以进行本地的存储及备份)后上传到本方法搭建的能源互联网研究平台进行集中。需要在实验资源本地设置数据采集装置，包含数据网络和采集服务器。
信息互联通信平台
上述信息进行标准化采集和集中，贯通相关实验资源进行整体信息汇聚。需要在能源互联网平台建立数据通信汇聚服务器，以及与上述采集服务器通信的接口服务器。
集中的整体实验验证平台
在数据采集及集中的基础上，建立对信息和装置进行整体控制、分析和实验的能源互联网实验验证平台。
实现能源互联网相关资源的集中研究、实验、测试和展示
建立直观有效的上述信息展示界面，通过大屏幕展示等手段集中展示相关的研究成果和方案。搭建大屏幕等展示交互界面。
对现有实验资源进行升级改造为实验室建设打好基础
根据未来能源互联网条件下技术需求研究需要，对现有实验室、设备进行技术升级和必要的接口开发。在上述建设中，为未来实验室的建立预留接口和升级能力。
智能家居负荷研究单元
集成智能家居模型、智能家电直接与系统的连接，普通家电通过智能插座与系统连接，研究负荷双向互动。安装智能电表等通过网络采集电量数据，连接数据通信汇总服务器。
电动汽车充放电站
整车充电系统：IGBT式充放电机采用IGBT式整流、逆变原理。综合监控系统：充电、配电、计量、能量管理系统构建在统一软件平台上，并向计费/结算中心提供数据接口。环境系统独立设置，通过通信网关与充电监控、配电监控实现信息互动。对有序充电控制策略和V2G充放电策略进行验证。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种能源互联网研究平台的系统，其特征在于，所述系统包括依次相连的资源层、接口层、研究层和应用层，所述资源层用于连接的相关研究资源；所述接口层用于采集所述研究资源的数据，以及向实验资源下发控制指令的功能；所述研究层用于实验资源展示、实验场景搭建、接口数据管理、模拟研究和应用的调用以及数据的存储；所述应用层用于提供平台研究案例的解决方案工具；
所述研究层包括展示平台、研究平台、研究用例模块、接口数据管理模块、模拟服务总线、应用服务总线和数据库，所述展示平台和所述研究平台分别连接所述研究用例模块，所述研究用例模块分别连接所述接口数据管理模块、模拟服务总线和应用服务总线，所述接口 数据管理模块、模拟服务总线和应用服务总线分别连接数据库，所述接口数据管理 模块用于连接所述接口层中的各种接口，所述模拟服务总线和所述应用服务总线连接，所述应用服务总线连接所述应用层中的每个模块；所述资源层包括：光伏控制系统，电动汽车充放电实验系统，微网与分布式电源实验系统，智能负荷交互系统以及采用Ipv6通信技术的智能电表通信系统。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述接口层包括：Modbus/Web service接口总线、电动汽车监控接口总线、微网监控接口总线、需求侧监控接口总线和智能电表监控接口总线。
3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述应用层包括电压控制模块、功率预测模块和分析评估模块。
4.一种用于如权利要求1-3任一项所述能源互联网研究平台的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)实时采集资源层实验装备的实验资源数据；
(2)将所述实验资源数据进行整体信息汇聚；
(3)建立对信息及装置进行整体控制、分析和实验的能源互联网实验验证平台；
(4)为所述能源互联网实验验证平台研究案例提供解决方案工具；
所述步骤(2)中，所述进行整体信息汇聚采用数据通信汇聚服务器。
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