CN108600283A - 一种能源互联网信息共享架构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能源互联网信息共享架构及方法，包括：能源供给信息模型、发用联合信息模型、能源传输信息模型、能源消费信息模型、价值管理信息模型和能源价格信息模型。能源供给信息模型及发用联合信息模型，在能源传输信息模型、价值管理信息模型和能源价格信息模型的协调控制下，通过能源传输信息模型向能源消费信息模型输送能源。本发明通过整体考虑能源系统的全部供能需求，建立先进信息技术构建统一的能源互联信息模型，用户通过该模型提供自身的需求、控制与交易信息，在合理的能源交易模式下，发挥能源的综合利用优势，整体优化未来能源供用体系，满足未来能源应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及能源互联网领域，具体涉及一种能源互联网信息共享架构及方法。
背景技术
互联网+智慧能源构成的能源互联网是未来能源供用体系的整体愿景，以电能为核心的能源替代转化技术扩展了能源供用的优化范围。在电力行业中，随着微电网和分布式电源的发展，电网中出现了海量“发用电联合体”，它们在能源系统中扮演重要角色。这些发用电联合体在满足自身负荷的需求外，还具备了供应多余电能的能力。如何利用能源互联网市场成员提供的自身能源交互需求、控制与交易信息，管理与调度大量分布的具有不同规模供电能力的发用电联合体是能源互联网面临的新挑战。
以电能为核心的能源间替代与转换技术的发展为不同种类能源间的替代和转换创造了条件。技术支持下的能源替代转化需要建立能源间等价替换的交易模型。目前交易模式下的模型缺乏对用能选择和交互的支持，用户侧安装的分布式电源向电网送电价格单一，缺乏引导和市场供求信息信号的反应，没有表现出不同负荷在不同时段能源消耗需求间的差别。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种能源互联网信息共享架构及方法。
本发明提供的技术方案是：
一种能源互联网信息共享架构，所述架构包括：能源供给信息模型、发用联合信息模型、能源传输信息模型、能源消费信息模型；
所述能源供给信息模型用于接收能源供给用户发布的能源供给信息，并将所述能源供给信息上传到所述能源传输信息模型；
所述发用联合信息模型用于接收具备能源需求和供给双重特性的、由用户发布的能源供给和能源需求信息，并将所述能源供给信息和所述能源需求信息上传到所述能源传输信息模型；
所述能源消费信息模型用于接收能源消费用户发布的能源需求信息，并将所述能源需求信息上传到所述能源传输信息模型；
所述能源传输信息模型用于接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，并向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
优选的，所述能源供给信息模型包括：
能源供给单元，用于基于能源互联网上传能源供给信息，所述能源供给信息为发电节点名称、发电节点位置、连接方式、能源种类、能源供给信息曲线和供能价格；
能源特征单元，用于基于能源互联网记录能源特征信息，所述能源特征信息为能源种类、污染排放特性；
能源性质单元，用于基于能源互联网分析能源性质信息，所述能源信息为控制状态、供给特性、能源价格信息。
优选的，所述发用联合信息模型包括：
能源供给单元，用于上传能源供给信息，所述能源信息为发电节点名称、发电节点位置、连接方式、能源种类、能源供给信息曲线和供能价格曲线；
能源需求单元，用于发送能源需求信息，所述能源需求信息为用电节点名称、用电节点位置、连接方式、能源购买价格；
能源性质单元，用于分析能源性质信息，所述能源性质信息为能源种类、控制状态、消费特性和污染排放特性。
优选的，所述能源消费信息模型包括：能源需求单元，用于基于能源互联网上传能源需求信息，所述能源需求信息为用电负荷的名称、地址、用电节点、连接方式和、能源购买价格；
消费性质单元，用于分析能源状态，所述能源状态为消费特性、污染排放特性和价格信息。
优选的，还包括价值管理信息模型和能源价格信息模型；
所述价值管理信息模型用于标识能源互联网中能源交易所涉及的价值比率、投资利率、支出利率、风险管理与投资信息；
所述能源价格信息模型用于标识能源互联网中能源交易所涉及的能源名称、种类、价格时间特性、价格量化成本特性与能源状态。
优选的，所述能源传输信息模型包括：
信息匹配单元用于根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，计算式如下：
xn＝fn(t)
pn＝Fn(pn′)
其中，y表示用户对能源的购买价格；xn表示供能价格，由时间函数fn(t)确定；fn(t)为能源的供能曲线函数，下标n用于区别能源种类；t是时段，表示时间范围；pn表示能源供应量；Pn′表示能源输入功率，Fn为能源特性函数。
优选的，所述能源供给信息曲线和供能价格由所述价值管理信息模型和所述能源价格信息模型统计决定的。
一种能源互联网信息共享方法，用于如上任一项所述的一种能源互联网信息共享架构，所述方法包括：能源供给用户将能源供给信息通过能源互联网发布到能源供给信息模型上；
能源需求用户将所述能源需求信息通过能源互联网发布到能源需求信息模型上；
具备能源需求和供给双重需求的用户通过能源互联网将供给或需求信息发布到发用联合信息模型上；
能源供给信息模型和发用联合信息模型将能源供给信息上传到能源传输信息模型；
能源消费信息模型将能源需求信息上传到能源传输信息模型；
能源传输信息模型接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，并将所述能源供给信息和能源需求信息进行匹配后，向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
优选的，所述能源传输信息模型接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，并将所述能源供给信息和所述能源需求信息进行匹配后，向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息包括：
基于所述能源供给信息模型、所述发用联合信息模型、所述能源消费信息模型，将所述能源供给信息和能源消费信息上传到所述能源传输信息模型；
基于所述能源供给信息和所述能源需求信息，所述价值管理信息模型和所述能源价格信息模型通过统计计算获得能源供给信息曲线和供能价格对所述能源供给信息和所述能源需求信息按照能源供应成本最低进行能源信息匹配；
当所述能源信息和能源需求信息匹配成功后，所述能源传输信息模型向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
优选的，所述信息匹配包括，根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，计算式如下：
xn＝fn(t)
pn＝Fn(pn′)
其中，y表示用户对能源的购买价格；xn表示供能价格，由时间函数fn(t)确定；fn(t)为能源的供能曲线函数，下标n用于区别能源种类；t是时段，表示时间范围；pn表示能源供应量；Pn′表示能源输入功率，Fn为能源特性函数。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过本发明的技术方案，将能源互联网信息共享架构划分若干模型，用户可通过模型间的连接关系能够进行信息共享；
2、本发明提供的技术方案，通过构建能源互联网信息共享架构，使能源互联网中的市场成员可以发布与自身有关的能源供用需求信息、发用电节点或连接方式信息；
3、通过本发明构建的互联网信息共享架构可以发布用电负荷的地址与连接方式、自身控制状态与可以接受的指令、提供能源售出或者买入的价格信息；
4、本发明提供的技术方案，通过构建能源互联网信息共享构架，能源传输信息模型层可以控制协调参与者之间的能源交互和优化，又能在参与者之间的能源供应不足时，提供满足用户需求的能源供给；
5、本发明提供的技术方案，通过整体考虑能源系统的全部供能需求，建立先进信息技术构建统一的能源互联信息共享架构，用户通过该模型提供自身的需求、控制与交易信息，在合理的能源交易模式下，发挥能源的综合利用优势，整体优化未来能源供用体系，满足未来能源应用需求。
附图说明
图1为本发明的能源互联网信息共享架构示意图；
图2为本发明的使用信息共享架构应用场景示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明由能源互联网市场成员通过该架构发布自身在能源交互中的需求、控制与交易信息。
如图1所示，能源互联网信息共享架构包括：能源供给信息模型、发用联合信息模型、能源传输信息模型、能源消费信息模型、价值管理信息模型和能源价格信息模型；
能源供给信息模型和发用联合信息模型将能源供给信号上传到能源传输信息模型；
能源传输信息模型接受所述能源供给信息模型和发用联合信息模型的能源供给信号，以及能源消费信息模型的能源需求信号，并向能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源；
价值管理信息模型根据能源价格信息模型发送的能源价格信息向能源传输信息模型进行匹配。
所述匹配方式以图(b)为例，对匹配方式进行说明：
横坐标表示电价，纵坐标表示用电量或者供电量。用户的电力需求不总是恒定的，会随电价变化y1对应用电需求曲线，其总趋势是电价上升时，用电量随之下降，可以表示为这是一组非线性函数，用电需求曲线大概如图(b)所示；
若有必要，还可以对需求曲线做分段化线性处理；
同理，有供电-电价曲线总趋势是随电价增高，供电方的供电量呈上升趋势，所述曲线如图(b)所示，两条曲线的交点即为信息匹配点，此时用户需电量等供能方供电量。
所述互联网互联信息模型中的若干个模型由一系列信息构成如下所示：
(一)能源供给信息模型，其中包括名称、位置、控制状态、供给特性、排放特性与价格信息；
(二)发用联合信息模型，具备供给与消费双重特性，其中包括名称、位置、拓扑、状态、供给特性、消费特性、排放特性与价格信息；
(三)能源传输信息模型，其中包括名称、位置、控制状态、消费特性、排放特性与价格信息；
(四)能源消费信息模型，其中包括名称、位置、状态、消费特性、排放特性与价格信息；
(五)价值管理信息模型，代表投资特性，其中包括名称、价值比率、投资利率、支出利率、风险管理与投资信息；
(六)能源价格信息模型，是模型与交互的中间媒介，其中包括名称、能源种类、价格时间特性、价格量化成本特性与能源状态。
所述能源供给信息模型和所述发用联合信息模型将能源供给信号上传到所述能源传输信息模型，所述能源消费信息模型将自己的能源需求信号上传到所述能源传输信息模型。
价格管理信息模型收集所述能源供给信息模型和所述发用联合信息模型里面的能源种类信息以及状态信息然后通过计算机分析给予价值管理信息模型参考指导，当价值管理信息模型获得能源消费模型的消费信息和市场规划后再去确定能源供给信号和能源需求信号的匹配，之后再发送能源匹配指令，最后能源通过传输信息模型输送到所述消费信息模型可以合理化被有效利用。
在能源互联网环境下，根据信息技术建立一个统一的互联网互联信息模型平台，用户不仅能够在网络上获取能源还能向网络输出能源。这样在合理的能源交易模式下，用户就能够发挥能源的综合利用优势，整体优化未来能源体系，满足未来能源需求。
上述模型中不同角色的特点使其模型内部的特征参数有所不同，共性的包括“名称”，即定义特定角色的名称，该名称在能源互联信息发布中具有唯一标识作用；其他特性则根据角色的不同有相应的表示形态：“位置”表明发布主体的供需求位置，这种供需求可以是能源供给或消费需求；控制状态则表示当前主体在能源互联中的工作状态；价值管理主要描述投资对于特定能源市场的关注程度，反映特定能源市场成员的融资情况，主要特征由利率和风险保障等表示；能源供给的特性由“供给特性”描述，它是时间与输入能源的函数；消费特性是能源传输和能源消费的主要特征，它们一般是时间与价格的函数。
图2为本发明的使用信息共享架构应用场景示意图。图中互联网互联信息模型用于描述的实体模型见虚线左侧及下部内容：
具体实体模型包括：能源供给，发用联合，能源传输(枢纽)，能源消费四部分。这四个部分的关系是，能源供给及发用联合通过能源传输枢纽向能源消费输送能源，满足能源消费需求。在能源互联网环境下，设计以上四类实体模型，独立发布各自的能源供给、传输及需求信息，通过信息的匹配，最终完成能源消费过程。信息匹配过程中，通过能源价格信息模型及价值管理模型实现整个能源互联网系统的价值优化或其他目标。
一种能源互联网信息共享方法，所述方法包括：能源供给用户将能源供给信息通过能源互联网发布到能源供给信息模型上；
能源需求用户将所述能源需求信息通过能源互联网发布到能源需求信息模型上；
具备能源需求和供给双重需求的用户通过能源互联网将供给或需求信息发布到发用联合信息模型上；
能源供给信息模型和发用联合信息模型将能源供给信息上传到能源传输信息模型；
能源消费信息模型将能源需求信息上传到能源传输信息模型；
能源传输信息模型接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，并将所述能源供给信息和能源需求信息进行匹配后，向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
所述能源传输信息模型接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，并将所述能源供给信息和所述能源需求信息进行匹配后，向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息包括：
基于所述能源供给信息模型、所述发用联合信息模型、所述能源消费信息模型，将所述能源供给信息和能源消费信息上传到所述能源传输信息模型；
基于所述能源供给信息和所述能源需求信息，所述价值管理信息模型和所述能源价格信息模型通过统计计算获得能源供给信息曲线和供能价格对所述能源供给信息和所述能源需求信息按照能源供应成本最低进行能源信息匹配；
当所述能源信息和能源需求信息匹配成功后，所述能源传输信息模型向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
所述信息匹配包括，根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，计算式如下：
xn＝fn(t)
pn＝Fn(pn′)
其中，y表示用户对能源的购买价格；xn表示供能价格，由时间函数fn(t)确定；fn(t)为能源的供能曲线函数，下标n用于区别能源种类；t是时段，表示时间范围；Pn表示能源供应量；Pn′表示能源输入功率，Fn为能源特性函数。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述架构包括：能源供给信息模型、发用联合信息模型、能源传输信息模型、能源消费信息模型；
所述能源供给信息模型用于接收能源供给用户发布的能源供给信息，并将所述能源供给信息上传到所述能源传输信息模型；
所述发用联合信息模型用于接收具备能源需求和供给双重特性的、由用户发布的能源供给和能源需求信息，并将所述能源供给信息和所述能源需求信息上传到所述能源传输信息模型；
所述能源消费信息模型用于接收能源消费用户发布的能源需求信息，并将所述能源需求信息上传到所述能源传输信息模型；
所述能源传输信息模型用于接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，并向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
2.如权利要求1所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述能源供给信息模型包括：
能源供给单元，用于基于能源互联网上传能源供给信息，所述能源供给信息为发电节点名称、发电节点位置、连接方式、能源种类、能源供给信息曲线和供能价格；
能源特征单元，用于基于能源互联网记录能源特征信息，所述能源特征信息为能源种类、污染排放特性；
能源性质单元，用于基于能源互联网分析能源性质信息，所述能源信息为控制状态、供给特性、能源价格信息。
3.如权利要求1所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述发用联合信息模型包括：
能源供给单元，用于上传能源供给信息，所述能源信息为发电节点名称、发电节点位置、连接方式、能源种类、能源供给信息曲线和供能价格曲线；
能源需求单元，用于发送能源需求信息，所述能源需求信息为用电节点名称、用电节点位置、连接方式、能源购买价格；
能源性质单元，用于分析能源性质信息，所述能源性质信息为能源种类、控制状态、消费特性和污染排放特性。
4.如权利要求1所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述能源消费信息模型包括：能源需求单元，用于基于能源互联网上传能源需求信息，所述能源需求信息为用电负荷的名称、地址、用电节点、连接方式和、能源购买价格；
消费性质单元，用于分析能源状态，所述能源状态为消费特性、污染排放特性和价格信息。
5.如权利要求1所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，还包括价值管理信息模型和能源价格信息模型；
所述价值管理信息模型用于标识能源互联网中能源交易所涉及的价值比率、投资利率、支出利率、风险管理与投资信息；
所述能源价格信息模型用于标识能源互联网中能源交易所涉及的能源名称、种类、价格时间特性、价格量化成本特性与能源状态。
6.如权利要求1所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述能源传输信息模型包括：
信息匹配单元用于
根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，计算式如下：
xn＝fn(t)
pn＝Fn(pn′)
其中，y表示用户对能源的购买价格；xn表示供能价格，由时间函数fn(t)确定；fn(t)为能源的供能曲线函数，下标n用于区别能源种类；t是时段，表示时间范围；pn表示能源供应量；Pn′表示能源输入功率，Fn为能源特性函数。
7.如权利要求6所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述能源供给信息曲线和供能价格由所述价值管理信息模型和所述能源价格信息模型统计决定的。
8.一种能源互联网信息共享方法，用于如权利要求1-7中任一项所述的一种能源互联网信息共享架构，其特征在于，所述方法包括：能源供给用户将能源供给信息通过能源互联网发布到能源供给信息模型上；
能源需求用户将所述能源需求信息通过能源互联网发布到能源需求信息模型上；
具备能源需求和供给双重需求的用户通过能源互联网将供给或需求信息发布到发用联合信息模型上；
能源供给信息模型和发用联合信息模型将能源供给信息上传到能源传输信息模型；
能源消费信息模型将能源需求信息上传到能源传输信息模型；
能源传输信息模型接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，并将所述能源供给信息和能源需求信息进行匹配后，向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
9.如权利要求8所述的一种能源互联网信息共享方法，其特征在于，所述能源传输信息模型接收所述能源供给信息和所述能源需求信息，并将所述能源供给信息和所述能源需求信息进行匹配后，向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息包括：
基于所述能源供给信息模型、所述发用联合信息模型、所述能源消费信息模型，将所述能源供给信息和能源消费信息上传到所述能源传输信息模型；
基于所述能源供给信息和所述能源需求信息，所述价值管理信息模型和所述能源价格信息模型通过统计计算获得能源供给信息曲线和供能价格对所述能源供给信息和所述能源需求信息按照能源供应成本最低进行能源信息匹配；
当所述能源信息和能源需求信息匹配成功后，所述能源传输信息模型向所述能源消费信息模型或所述发用联合信息模型输送能源信息。
10.如权利要求8所述的一种能源互联网互联信息共享方法，其特征在于，所述信息匹配包括，根据能源供给信息曲线和供能价格，按能源供应成本最低进行能源分配，计算式如下：
xn＝fn(t)
pn＝Fn(pn′)
其中，y表示用户对能源的购买价格；xn表示供能价格，由时间函数fn(t)确定；fn(t)为能源的供能曲线函数，下标n用于区别能源种类；t是时段，表示时间范围；pn表示能源供应量；Pn′表示能源输入功率，Fn为能源特性函数。
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