CN105900313A - 对电力网络的至少一部分中的至少一个动作的定义进行管理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明定义了连接至联网网络的特定连接设备—诸如插座(20)—的个体电气设备(20)的个体地址—优选地唯一地址—的概念并对其加以利用。

Description

对电力网络的至少一部分中的至少一个动作的定义进行管理的方法
技术领域
本发明涉及一种对电力网络(或这样的电力网络的子网)的至少一部分中的至少一个动作的定义进行管理的方法，上述动作诸如涉及到管理功率消耗和/或供应的动作。
针对该动作而言，特别是与第一子网相关联的第一数据处理设备对其负责。该第一数据处理设备位于第一子网的部件所在之处或者与之远离。动作尤其能够通过该第一数据处理设备发送控制信息(例如，数据比特的序列)而作出，或者通过使得发出物理(电)控制信号而作出。
背景技术
本发明以现有的所谓“智能电网”的概念作为开始。在这样的概念中，存在着有关任意参与单元(电气能量源和消耗方，存储器件等)的标识的知识。利用这样的知识，中央控制将能够更好地对个体参与单元所进行的功率消耗和/或供应进行管理。该知识在家庭、充电站、光伏供应方单元等的层面结束。
已知通过特定的标识符来识别诸如连接器和线缆之类的个体消费者设备。这例如在电动汽车中有所使用，尤其参见IEC 62196-2-X上的当前标准活动。这包括在连接器和线缆中使用RFID标识符。
在2012年2月，能够至少在互联网上找到有关日本公司SONY构建包括RFID部件的新型电气接口的报道。
发明内容
本发明的目标是提出一种如何提高目前已知的智能电网概念的效率的方式。
本发明再另外的目标是提出一种如何在考虑到连接至电网的个体电气设备的属性的情况下以更为充分的方式定义电力网络中的活动的方式。这尤其能够应用于为了管理功率消耗和/或供应，电网自身组织等所提供的动作。
本发明再另外的目标是尤其在考虑到哪个个体电气设备应当定义这样的动作或者应当针对哪个个体电气设备进行寻址的基础的情况下以更为充分的方式对电力网络中的动作进行有效寻址。
本发明再另外的目标是在定义或导致其中或与之相关的动作时反映出定义电力网络的整体网络层级中的整体连接的真实情形。
本发明再另外的目标是提供一种使得能够以更为充分的方式对电力网络中的动作进行有效寻址的器件，所述器件是紧凑且廉价的。
该问题在第一方面中通过一种方法而被解决，该方法通过使用与第一子网相关联的至少一个第一数据处理设备对电力网络的至少一部分中的至少一个动作的定义进行管理，其中所述第一子网包括用于电气连接所述第一子网外部的电气设备的至少一个连接设备，所述连接设备中的至少一个包括用于接收连接至所述连接设备中的所述至少一个的电气设备之中或之处的单元所发送的地址信息的接收器，所述方法包括以下步骤：
-在存储器中存储所述至少一个第一连接设备的至少一部分的相应第一地址信息以用于识别该相应连接设备，
-由所述连接设备中的第一个的接收器从连接至所述第一连接设备的电气设备之中或之处的单元接收第二地址信息，
-由所述接收器将该第二地址信息转发至所述第一连接设备与之相关联的第一数据处理设备，
-由所述第一数据处理设备接收所转发的第二地址信息，并且识别与该接收器从其发送所述第二连接信息的第一连接设备相关联的第一地址信息，
-使用所识别的第一地址信息和所接收的第二地址信息形成组合地址以供与至少所述第一子网相关联的数据处理设备使用，该组合地址定义了哪个电气设备连接至哪个连接设备，
-以所述组合地址为基础应用第一预定标准以便定义动作。
本发明引入了识别连接至连接设备并且因此连接至电力网络的一部分的个体电气设备的概念。因此可能针对在该电力网络的一部分中或者甚至在整体电网中连接的电气设备的整体配置而对个体动作进行更为精确地调适。
优选地，至少该第一地址信息是唯一的，从而第一和第二地址信息的组合(例如，通过串联)——该组合地址——同样也是唯一的。该组合地址因此可以反映出整体层级中的整体连接的实际情形。
该第一地址信息优选地通过指示电力网络或者其一部分中这些第一子网属于的层级级别而定义了连接设备在电力网络或者其一部分之中的位置。这是定义唯一的第一地址的最佳方式。
优选地，该至少一个动作涉及到群组中的至少一种，该群组由功率消耗和/或供应的控制以及相关信息(例如，其旨在对最低功率消耗和/或最佳功率效率进行优化)、电力网络的至少一部分的结构的控制(“电网控制”)、所述电力网络的至少一部分之中或之处的电气设备的相关信息(“电网设备标识”)、应用于该电力网络的至少一个子网的电气负载的控制和相关信息(例如，其旨在获得过载保护)、该电力网络的至少一个子网中的功率质量的控制和相关信息、该电力网络中的能量流动和分配的控制和相关信息、负载生成和/或更新的控制、变压器的控制(关于负载、过载和寿命)、需求供给管理、所述电力网络中的隔离部分(“孤岛(islanding)”)以及虚拟发电站的供应的控制以及一般地子网管理优化所组成。
在该方法的优选实施例中，该动作包括允许由连接至该连接设备的电气设备进行能量消耗和/或供应，以及减少或避免连接至该连接设备的电气设备所进行的能量消耗和/或供应之一。换句话说，在对诸如子网或者甚至个体电气装置的个体电气设备进行寻址的个体层面上进行能量管理。
该动作同样能够包括由该第一数据处理设备将该组合地址转发至与该电力网络或者更高级别子网相关联的第二数据处理设备，更高级别被看作为对于第一子网，并且同样地更高级别涉及到第三子网。该第二数据处理设备从第一和第三子网(二者)接收至少两个组合地址，并且通过提供该至少两个组合地址(也就是被指示为连接至特定连接设备)而应用第二预定标准以便定义该电气装置所作出的动作。在该方面，本发明允许覆盖整体电网的大部分的分散动作和集中动作。
在优选实施例中，该第一数据处理设备从不同连接设备(两个不同的第一地址与之相关联)的至少两个接收器接收第二地址信息。该第一预定标准因此包括使用与该第一地址之一、该第二地址之一和/或该组合地址之一相关联的至少一种预定优先级。换句话说，该地址自身可能定义所采取的特定动作。在该优先级与第一地址之一相关联的情况下，一个连接设备(例如，特定插座)相比另一个连接设备是优选的。例如，在家庭环境中，起居室和厨房中的连接设备与地下室的相比可以是优选的。该优先级同样可能与第二地址相关联，诸如使得特定电气装置相比其它是优选的。例如，在冬季，电暖气可能比无线电广播更为重要。这两种想法在优先级与组合地址之一相关联时能够进行组合。
可能有优先级(数值)关联于个体地址而没有优先级关联于其它地址。每个地址同样可能关联于特定优先级。
优选地，该电气设备是变压器、发电机、输电和配电网络、另外子网、电网部件、开关部件和电气装置所组成的群组之一，上述电气装置尤其是工业或家用设备。
该相应的第一地址信息存储于其中的存储器原则上可以关联于这样的第一数据处理设备来提供。优选地，该存储器关联于至少一个接收器。换句话说，其是连接设备自身，其存储其自己的第一地址。
本发明优选地利用已知的RFID技术来检测哪个电气设备特别是哪个电气装置连接至特定的连接设备。优选地，该电气设备中的该单元因此由RFID芯片来提供。该芯片可能是有源或无源的。
也可以被称作“终端”的连接设备优选地均是插座或者优选地均包括插座。插座是电力网络中的供电方向电气装置提供电能的最为常见的方式。
在第二方面，该问题通过一种与电力网络的子网相关联的数据处理设备而被解决，所述数据处理设备被配置为：
-接收从关联于第一连接设备的接收器所转发的第二信息，所述第二地址信息被定义为识别连接至所述连接设备的电气设备，
-识别关联于所述第一连接设备的第一地址信息，所述识别包括从所述接收器所发送的消息中提取该第一地址信息，或者识别该接收器并且从查找表中读取该第一地址信息，其中该第一地址信息在该查找表中对应于所述接收器，
-通过使用该第一地址信息和第二地址信息形成组合地址，
-基于所述组合地址应用第一预定标准以定义动作。
这里，优选地，该动作包括向另一个设备发出信号或发送数据。
附图说明
通过下文将参考附图对本发明实施例的详细描述，本发明将更为完整地被理解。
图1图示了示例性电力网络的不同层级(级别)，以及可以如何对关联于连接至特定插座的电气装置的地址进行相应地定义；
图2示出了作为层级电网的一部分的个体插座，并且用来图示这些插座如何与电气装置和数据处理设备进行交互。
具体实施方式
以100所指示的电力网络中的最高层级级别是输电网络10。在该概念中，输电网络10接收到标识TG ID 001。
能量被提供至输电网络10。下一级层级级别是中压电网12。图1示出了两个这样的中压电网。其中之一具有标识MG ID 001，另一个则具有标识MG ID 002。当前所讨论的是标识为MG ID 002的中压电网。
该中压电网12包括作为下一级层级级别的配电网络。图1示出了具有标识DG ID 001、DG ID 002和DG ID 003的三个配电网络。当前所讨论的是配电网络DG ID 003。
在该配电网络中，特定建筑物均具有建筑物标识。建筑物之一16具有建筑物标识Bd ID 001。当前讨论该建筑物。
在建筑物16中具有若干插座，例如参见图2中所示的三个插座18。一个插座具有插座ID 02。具有设备ID Dv ID 014的电气装置连接至该插座。
现在，如图1所示，通过将TG ID、MG ID、DG ID、Bd ID、插座ID和Dv ID的三个数字一个接一个地进行连接而形成组合地址。在当前示例中，因此得到了组合地址“001.002.003.001.002.0014”。
通过当前的解释已经清楚，每个插座具有通过其考虑到整体电网层级的较高级别子网的位置所定义的唯一地址。
随后参考图2对如何获得地址信息并且其被用于何种用途加以解释。
电气设备20(例如微波炉等)的插头22插入到具有地址02(图2中的“.abc.def.02”)的插座中。插座18被提供以RFID读取器。插座18可能检测到这样插入的插头22并且提示读取器24发出无线电波。插头22被提供以图2中放大示出的RFID芯片30，其将接收到该微波并且发出关联于该电气装置20的标识。该ID当前为数字“014”。
读取器24因此作为接收器并且从电气装置20处的RFID芯片30接收到标识014。作为插座18的一部分，在该示例中，进一步提供了存储器241，其中存储插座18在电网层级中的位置。在图1的示例中，这将对应于第一地址“001.002.003.001.002”。
现在已经接收到电气装置20的标识“014”作为第二地址，读取器/接收器24将其自己的地址(以上所指出的第一地址)以及所接收的第二地址都转发至负责多个不同插座18中的每一个的服务器26。服务器26可能接近于插座18(例如，在相同建筑物中)，或者与其远离，例如经由数据网络(“云”)进行耦合。该服务器26将来自于接收器24的第一地址与第二地址“014”进行组合以获得如图1的示例中的组合地址“001.002.003.001.002.014”。服务器26随后能够例如基于执行特定算法而定义特定的动作，其执行上述算法对应于应用第一预定标准。例如，服务器26可能识别出特定住户(具有建筑物ID Bd ID 001的建筑物16)的厨房中的插座并且从组合地址了解到微波炉已经被连接到那里。由于烹饪食物可能被认为具有高优先级，所以服务器即使在能量需求低的时间也可以允许该微波炉进行能量消耗，上述能量可能在整体电网100中提供或者在其子网12、14、16中提供。
与此同时，服务器26可能从另外的插座(未示出)接收到第一和第二地址信息，该算法根据其确定连接有可以经由插座18提供能量的发电机。服务器26因此可以允许由该发电机提供电能以增加整体可用电能，或者至少增加相对应子网中可用的能量。
服务器26同样可能从被设置在建筑物外墙并且指示割草机连接的插座18接收第一和第二地址信息。割草机可能具有低优先级，从而服务器26通过应用第一预定标准将避免割草机接收到供其操作的能量。
图2还示出了更高的层级级别：作为数据处理设备的服务器26经由万维网(互联网)或另一数据网络28连接至更高级别的服务器(更高级别的数据处理设备)32。该更高级别的服务器32可能包括部署在较低级别或者至少关联于作为与较高级别服务器32与之相关联的子网相比较低级别的子网的另外的服务器26a、26b。
服务器26可能将组合地址转发至服务器32，后者从所有服务器26、26a、26b接收多个组合地址。通过执行特定算法(对应于应用第二预定标准)，服务器32能够提供管理任务以便定义相关联子网中特别是电气装置20与之连接的个体插座18的级别上的电能的消耗和/或供应或者提供。
不同于将有关插座18的第一地址信息存储在插座18的存储器241中，服务器26同样可能被提供以这样的存储器并且能够识别第二地址信息从是从哪一个读取器/接收器24所转发。这样的识别可能基于识别特定数据来自于服务器26的哪一个端口。本发明并不局限于这样的特定技术。
以上所解释的整体概念对组合地址加以利用，其包括插座18(或者可能另一种类型的终端或连接设备)的唯一地址以及关联于连接至所述插座18的电气装置20并在那里或之中进行存储的单独的第二地址信息。该发明方法在应用预定标准时对该组合地址信息加以利用，上述预定标准定义了电网中的能量消耗和/或供应。
在当前示例中已经关于连接至插座18的电气装置20所讨论的内容能够更一般地被应用于电气装置与之进行连接的任何类型的连接设备。特别地，连接设备可以是比插座18更高的层级级别，并且与之连接的电气设备能够提供电力网络100的较低层级级别。
例如，在已经将中压电网12连接至输电网络10时，可以通过将输电网络10的单独的第一地址TG ID 001和与之连接的中压电网的地址(例如，MG ID 002)进行组合来定义该组合地址。在该情况下，连接设备可能是中压电网的开关可以与之连接的终端。
同样地，连接设备可以被提供为中压电网12并且具有归纳了输电网络10和中压电网12的层级级别的信息的单独的第一地址“001.002”。配电网络DG ID 003能够被视为连接至中压电网12的连接设备的电气设备并且提供单独的第二地址信息(“003”)。因此组合地址信息将为“001.002.003”。
再进一步地，输电网络10、具有标识MG ID 002的第二中压电网以及具有标识DG ID 003的第三配电网络的整体可以具有处于配电网络IDID 003的级别的连接设备。该连接设备因此将归纳有单独的第一地址信息“001.002.003”。如果具有建筑物标识Bd ID 001的建筑物16的电气子网与之相连接，则这将提供第二地址信息(“001”)，并且将共同获得组合地址“001.002.003.001”。
类似地，当定义诸如具有插座ID 02的特定插座18处于何处时，将根据第一地址“001.002.003.001”和第二地址“002”形成组合地址。
因此，该方法应用于电力网络100的所有层级级别。特别地，组合地址也无需是完整的，但是能够随后在将另外的子网(或者一般地电气设备)连接至该连接设备时被完成。
显然，还可能将已经连接有另外的子网的子网进行连接。例如，如果具有建筑物标识Bd ID 001的建筑物之前已经被连接至DG ID 003以外的另一个配电网络，并且如果图1中所示的连接是通过将建筑物Bd ID 001连接至配电网络DG ID 003而提供，则第一地址将是“001.002.003”，并且第二地址将是“001.002.0014”，以便定义电气装置20的层级级别。
图中所示包括被描述为“服务器”的任意可工作模块在内的各个部件可以使用专用硬件以及能够执行软件并且与适当软件相关联的硬件来提供。尤其表示数据处理设备的服务器可能包括处理器，或者这样的处理器的功能可以有单个专用处理器、单个共享处理器或者多个个体处理器来提供，上述个体处理器中的一些可以是共享的。此外，可能使用数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、应用特定集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)和非易失性存储。还可以包括其它常规和/或定制的硬件。

Claims (11)

1.一种通过使用与第一子网(16)相关联的至少一个第一数据处理设备(26)对电力网络(10)的至少一部分中的至少一个动作的定义进行管理的方法，其中所述第一子网(16)包括用于电气连接所述第一子网(16)外部的电气设备(20)的至少一个连接设备(18)，所述连接设备(18)中的至少一个包括用于接收连接至所述连接设备(18)中的所述至少一个的电气设备(20)之中或之处的单元(30)所发送的地址信息的接收器(24)，所述方法包括以下步骤：
-在存储器(241)中存储所述至少一个第一连接设备(18)的至少一部分的相应第一地址信息以便识别该相应连接设备(18)，
-由所述连接设备(18)中的第一个的接收器(24)从连接至所述第一连接设备(18)的电气设备(20)之中或之处的单元(30)接收第二地址信息，
-由所述接收器(24)将该第二地址信息转发至所述第一连接设备(18)与之相关联的第一数据处理设备(26)，
-由所述第一数据处理设备(26)接收所转发的第二地址信息，并且识别与该接收器(24)从其发送所述第二连接信息的第一连接设备(18)相关联的第一地址信息，
-使用所识别的第一地址信息和所接收的第二地址信息形成组合地址以供与至少所述第一子网(16)相关联的数据处理设备(26，32)使用，该组合地址定义了哪个电气设备(20)连接至哪个连接设备(18)，
-以所述组合地址为基础应用第一预定标准以便定义动作。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述第一地址信息通过指示所述电力网络的所述至少一部分的多个层级级别而定义了所述连接设备(18)在所述电力网络的所述至少一部分中的位置，其中所述第一子网(16)属于这些层级级别。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述至少一个动作涉及到群组中的至少一种，该群组由功率消耗和/或供应的控制以及相关信息、所述电力网络的所述至少一部分的结构的控制、所述电力网络的至少一部分之中或之处的电气设备的相关信息、应用于所述电力网络的至少一个子网的电气负载的控制和相关信息、所述电力网络的至少一个子网中的功率质量的控制和相关信息、所述电力网络中的能量流动和分配的控制和相关信息、负载生成和/或更新的控制和相关信息、变压器的控制、需求供给管理、所述电力网络和隔离部分以及虚拟功率部分的供应的控制所组成。
4.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其中该动作包括允许由连接至该连接设备(18)的所述电气设备(20)进行能量消耗和/或供应，以及减少或避免连接至该连接设备(18)的所述电气设备(20)所进行的能量消耗和/或供应之一。
5.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其中该动作包括由所述第一数据处理设备(26)将所述组合地址转发至关于所述第一子网(16)和第三子网(16)而与电力网络(10)或者更高级别子网(12，14)相关联的第二数据处理设备(32)，其中所述第二数据处理设备(32)从该第一和第三子网(16)接收至少两个组合地址，并且应用第二预定标准以便定义另外的动作。
6.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其中所述电气设备是变压器、发电机、输电和配电网络、另外的子网、电网部件、开关部件和电气装置(20)所组成的群组之一，上述电气装置(20)尤其是工业或家用设备(20)。
7.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其特征在于所述第一数据处理设备(26)从不同连接设备(18)的至少两个接收器(24)接收第二地址信息，并且其中所述第一预定标准包括使用与该第一地址之一、该第二地址之一和/或该组合地址之一相关联的至少一种预定优先级。
8.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其特征在于所述存储器(241)关联于所述至少一个接收器(24)。
9.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其特征在于所述电气装置(20)中的所述单元是RFID芯片。
10.根据之前任一项权利要求所述的方法，
其特征在于所述连接设备(18)的至少一部分均是插座或者均包括插座。
11.一种与电力网络(10)的子网(16)相关联的数据处理设备(26)，所述数据处理设备(26)被配置为：
-接收从关联于第一连接设备(18)的接收器(24)所转发的第二地址信息，所述第二地址信息被定义为识别连接至所述连接设备(18)的电气设备(20)，
-识别关联于所述第一连接设备(18)的第一地址信息，所述识别包括从所述接收器(24)所发送的消息中提取该第一地址信息，或者识别该接收器(40)并且从查找表中读取该第一地址信息，其中该第一地址信息在该查找表中对应于所述接收器(24)，
-通过使用该第一地址信息和第二地址信息形成组合地址，
-基于所述组合地址应用第一预定标准以定义动作，所述动作优选地包括向另一个设备发出信号或发送数据。
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