CN110414867A - 能源管理网关、能源网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能源管理网关、能源网络系统，其中，该能源管理网关，连接一个能源局域网内的多个能源设备，包括：数据分析模块，用于采集或计算所述多个能源设备的能源信息；调度模块，与所述数据分析模块相连，用于根据所述能源信息对所述多个能源设备进行负荷调控。通过本发明，解决了相关技术中能源管理系统调度效率低下的问题，提高了能源互联网的调度效率。

Description

能源管理网关、能源网络系统
技术领域
本发明涉及能源管理领域，具体而言，涉及一种能源管理网关、能源网络系统。
背景技术
相关技术中，能源互联网的发展将主要以分布式局域能源系统组成，能源局域网是能源互联网中的基本组成元素，为了实现能源互联网的整体高效可靠运行，需要对分布式能源进行有效调度管理。
在相应领域目前还缺少针对能源互联网的能够实现协同调度的网关，现有分布式能源只能被动接收上层系统的调度，没法主动响应，对于能源互联网来说，没法实现其应有的联动机制，导致能源网络的调度效率低。
针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种能源管理网关、能源网络系统。
根据本发明的一个实施例，提供了一种能源管理网关，所述能源管理网关连接一个能源局域网内的多个能源设备，包括：数据分析模块，用于采集或计算所述多个能源设备的能源信息；调度模块，与所述数据分析模块相连，用于根据所述能源信息对所述多个能源设备进行负荷调控。
可选的，所述网关与能源管理系统相连，所述调度模块，还用于接收所述能源管理系统的调度指令，并根据所述调度指令对所述多个能源设备进行负荷调控。
可选的，所述调度模块，还用于根据可转移负荷优先级控制至少一个所述能源设备的开关状态，其中，所述调度指令包括：能量消耗值、所述可转移负荷优先级、负荷运行周期。
可选的，所述网关还包括：通讯接口，连接在所述能源局域网内的任意两个能源设备之间，用于通过接口与所述能源局域网内的多个能源设备进行组网互通；数据流处理模块，用于根据接口类型解析所述能源局域网内任意两个能源设备间的交互数据。
可选的，所述网关还包括：安全管理模块，用于对接入所述能源管理网关的能源设备进行安全认证，以及对所述能源管理网关与相连的其他能源管理网关间的交互信息进行安全认证。
可选的，所述网关还包括：设备管理模块，用于识别接入所述能源管理网关的能源设备。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种能源网络系统，包括：分布式能源供给系统，用于输出能源，并向能源管理系统传送能源供给信息；所述能源管理系统，与所述分布式能源供给系统连接，用于获取耗能设备的能源消耗信息，并根据所述能源供给信息和所述能源消耗信息控制所述分布式能源供给系统的能源输出；多个并联的如上述实施例所描述的能源管理网关，均与所述能源管理系统连接。
可选的，多个所述能源管理网关中的至少两个能源管理网关之间通讯连接，通讯连接的能源管理网关间共享能源相关信息，其中，所述能源相关信息包括以下至少之一：自身供能信息、负荷信息，能源盈亏信息。
可选的，多个所述能源管理网关中的至少两个能源管理网关的能源局域网之间能源互通连接，能源互通连接的能源局域网之间根据所述能源相关信息转移能源，以实现多个能源局域网间能源交易或者能量均衡。
可选的，所述能源设备的设备类型包括以下至少之一：供能设备、储能设备、并网设备、耗能设备。
通过本发明，通过分布式能源管理边缘计算网关的设计，提出主动响应的调度思想，能够通过局域能源管理网关接入广域的能源管理系统，同时主动获取能源设备的能源信息，通过内部运算，实时响应能源网络的需求，主动响应能源调度，解决了相关技术中能源管理系统调度效率低下的问题，提高了能源互联网的调度效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的一种能源管理网关的结构框图；
图2是根据本发明实施例的一种能源管理网关的结构示意图；
图3是本发明实施例的另一种能源管理网关的结构图；
图4是本发明实施例的一种能源网络系统的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
本申请实施例一所提供的实施例可以在能源管理网关等类似的运算装置中执行。图1是本发明实施例的一种能源管理网关的结构框图。如图1所示，能源管理网关10可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述能源管理网关还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述能源管理网关的结构造成限定。例如，能源管理网关10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储能源管理网关程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的能源管理网关程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的能源管理网关程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的能源管理网关的功能。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至能源管理网关10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括能源管理网关10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他并网设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种能源管理网关，图2是根据本发明实施例的一种能源管理网关的结构示意图，如图2所示，所述能源管理网关连接一个能源局域网内的多个能源设备，包括：
数据分析模块20，用于采集或计算所述多个能源设备的能源信息；
可选的，所述能源设备的设备类型包括以下至少之一：供能设备、储能设备、并网设备、耗能设备。在能源为电能时，能源设备包括：发电源设备、储电设备、用电设备、电网并网设备。能源信息包括负荷信息，状态信息，耗能信息，功能信息，能源转化率等。
调度模块22，与所述数据分析模块20相连，用于根据所述能源信息对所述多个能源设备进行负荷调控。
通过上述能源管理网关，通过分布式能源管理边缘计算网关的设计，提出主动响应的调度思想，能够通过局域能源管理网关接入广域的能源管理系统，同时主动获取能源设备的能源信息，通过内部运算，实时响应能源网络的需求，主动响应能源调度，解决了相关技术中能源管理系统调度效率低下的问题，提高了能源互联网的调度效率。
解决了相关技术中加载页面数据时间过长的技术问题，提高页面的数据显示速度，提高页面的数据准确度，增强用户的体验感和信任感。
在本实施例中，所述网关与能源管理系统相连，所述调度模块，还用于接收所述能源管理系统的调度指令，并根据所述调度指令对所述多个能源设备进行负荷调控。
可选的，所述调度模块，还用于根据可转移负荷优先级控制至少一个所述能源设备的开关状态，其中，所述调度指令包括：能量消耗值、所述可转移负荷优先级、负荷运行周期。
本实施例的系统数据分析模块用于对局域能源网内的能源设备的能源信息进行汇总，运算，为能源调度策略执行模块提供执行依据。调度模块用于对内部能源设备的调度及综合能源管理系统调度指令的分析。
在可选的实施例中，能源管理网关还包括除了数据分析模块和调度模块之外的其他功能，图3是本发明实施例的另一种能源管理网关的结构图。
在一个可选的实施例中，所述网关(在实施例中均指能源管理网关)还包括：通讯接口，连接在所述能源局域网内的任意两个能源设备之间，用于通过接口与所述能源局域网内的多个能源设备进行组网互通；数据流处理模块，用于根据接口类型解析所述能源局域网内任意两个能源设备间的交互数据。通讯接口可以是软件接口或者是硬件接口，包含多种通信处理接口，如控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)，RS485,以太网等，通过接口与局域能源系统内部所有设备进行组网，形成信息流环网，数据流处理模块按照不同硬件接口对数据进行处理解析，及整个网络内数据互通。局域能源系统包括能源局域网内的所有设备，包括能源管理网关和能源设备。
在一个可选的实施例中，所述网关还包括：安全管理模块，用于对接入所述能源管理网关的能源设备进行安全认证，以及对所述能源管理网关与相连的其他能源管理网关间的交互信息进行安全认证。对局域能源网内部能源设备的接入进行认证，同时在能源网关间的信息交互做安全认证，保证网关之间通信的合法性。
在一个可选的实施例中，所述网关还包括：设备管理模块，用于识别接入所述能源管理网关的能源设备。设备管理模块，主要对局域能源网络内部设备实现自动识别及管理，实现局域能源网内设备的即插即用。
在局域能源系统内部，能源管理网关将能量消耗值、可转移负荷优先级、负荷运行周期等传递给负荷,通过负荷控制完成对区域内负荷的有序调控。能源管理网关传递的负荷信息包含设备识别、执行器和测量。设备识别的类目包含设备名称、出厂信息、接受信息更改项目,在执行器类中包含的是开关状态,通过更改状态控制负荷用能,实现用电侧主动响应整体电网调峰策略，测量类主要包括负荷及能源生产设备的实时能源数据，为系统负荷需求、发电能力预测提供计算依据。
实施例2
在本实施例中还提供了一种能源网络系统，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
实施例提供了一种能源网络系统，图4是本发明实施例的一种能源网络系统的结构框图，该系统包括：分布式能源供给系统40，能源管理系统42，能源管理网关44，其中。
分布式能源供给系统40，用于输出能源，并向能源管理系统传送能源供给信息；
所述能源管理系统42，与所述分布式能源供给系统连接，用于获取耗能设备的能源消耗信息，并根据所述能源供给信息和所述能源消耗信息控制所述分布式能源供给系统的能源输出；
多个并联的如上述实施例所描述的能源管理网关44，均与所述能源管理系统连接。
分布式能源供给系统为能源生产层，在能源生产层中新能源电厂和传统电厂通过数据封装将当前出力以及下一时段的预测能源供给信息传送到能源管理系统中,平台根据相关策略对能源进行分配,同时将能量消耗情况通过信息流通道传输到能源生产端,若出现负荷过载现象则停止能源传输。在能源传输层,能源管理系统经过相关策略的计算,将能源的激励价格和可转移负荷信息,通过该信息配置区域内负荷能量消耗,将数据包发送到各个能源局域网的能源管理网关,各能源管理网关根据相关信息，根据自身系统情况进行内部调控，完成相关调控后将调控情况也存入该类中反馈到能源管理系统。同时，局域能源系统通过能源管理网关主动将系统的自给发电、储能信息实时上传到能源管理系统。
可选的，多个所述能源管理网关中的至少两个能源管理网关之间通讯连接，通讯连接的能源管理网关间共享能源相关信息，其中，所述能源相关信息包括以下至少之一：自身供能信息、负荷信息，能源盈亏信息。
可选的，多个所述能源管理网关中的至少两个能源管理网关的能源局域网之间能源互通连接，能源互通连接的能源局域网之间根据所述能源相关信息转移能源，以实现多个能源局域网间能源交易或者能量均衡。
在多个局域能源系统间，通过局域能源网关可以通过订阅、绑定机制，对彼此间的相关能源信息进行交互，实现局域能源系统间的信息互通，将局域能系统自身发电能力、负荷信息，用电富余/缺口信息进行共享，在此基础上，局域能源系统间的能源能够实现内部能源主动转移，实现多个局域能源系统间能源的直接交易或者能量均衡。
在局域能源系统内部，能源管理网关将能量消耗值、可转移负荷优先级、负荷运行周期等传递给负荷,通过负荷控制完成对区域内负荷的有序调控。能源管理网关传递的负荷信息包含设备识别、执行器和测量。设备识别的类目包含设备名称、出厂信息、接受信息更改项目,在执行器类中包含的是开关状态,通过更改状态控制负荷用能,实现用电侧主动响应整体电网调峰策略，测量类主要包括负荷及能源生产设备的实时能源数据，为系统负荷需求、发电能力预测提供计算依据。
可选的，所述能源设备的设备类型包括以下至少之一：供能设备、储能设备、并网设备、耗能设备。在能源为电能时，能源设备包括：发电源设备、储电设备、用电设备、电网并网设备。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种能源管理网关，其特征在于，所述能源管理网关连接一个能源局域网内的多个能源设备，包括：
数据分析模块，用于采集或计算所述多个能源设备的能源信息；
调度模块，与所述数据分析模块相连，用于根据所述能源信息对所述多个能源设备进行负荷调控。
2.根据权利要求1所述的网关，其特征在于，所述能源管理网关与能源管理系统相连，所述调度模块，还用于接收所述能源管理系统的调度指令，并根据所述调度指令对所述多个能源设备进行负荷调控。
3.根据权利要求2所述的网关，其特征在于，所述调度模块，还用于根据可转移负荷优先级控制至少一个所述能源设备的开关状态，其中，所述调度指令包括：能量消耗值、所述可转移负荷优先级、负荷运行周期。
4.根据权利要求1所述的网关，其特征在于，所述能源管理网关还包括：
通讯接口，连接在所述能源局域网内的任意两个能源设备之间，用于通过接口与所述能源局域网内的多个能源设备进行组网互通；
数据流处理模块，用于根据接口类型解析所述能源局域网内任意两个能源设备间的交互数据。
5.根据权利要求1所述的网关，其特征在于，所述能源管理网关还包括：
安全管理模块，用于对接入所述能源管理网关的能源设备进行安全认证，以及对所述能源管理网关与相连的其他能源管理网关间的交互信息进行安全认证。
6.根据权利要求1所述的网关，其特征在于，所述能源管理网关还包括：
设备管理模块，用于识别接入所述能源管理网关的能源设备。
7.一种能源网络系统，其特征在于，包括：
分布式能源供给系统，用于输出能源，并向能源管理系统传送能源供给信息；
所述能源管理系统，与所述分布式能源供给系统连接，用于获取耗能设备的能源消耗信息，并根据所述能源供给信息和所述能源消耗信息控制所述分布式能源供给系统的能源输出；
多个并联的如权利要求1至6任一项所述的能源管理网关，均与所述能源管理系统连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，多个所述能源管理网关中的至少两个能源管理网关之间通讯连接，通讯连接的能源管理网关间共享能源相关信息，其中，所述能源相关信息包括以下至少之一：自身供能信息、负荷信息，能源盈亏信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，多个所述能源管理网关中的至少两个能源管理网关的能源局域网之间能源互通连接，能源互通连接的能源局域网之间根据所述能源相关信息转移能源，以实现多个能源局域网间能源交易或者能量均衡。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述能源设备的设备类型包括以下至少之一：供能设备、储能设备、并网设备、耗能设备。
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