CN111355258A - 用于分布式能量管理的通信协议 - Google Patents

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Abstract

一种用于分散型的、异构的电网中的能量管理的系统、装置、方法、通信协议等等。所述电网可包含多种类型的发电系统、电能储存系统、电力负荷，且为了有效管理这些系统，可能需要一些要素来弥合这些系统的技术差距，并尽最大努力进行发电和耗电以稳定所述电网。这些技术在例如微电网、岛屿电网、虚拟发电厂等差异化电能网络中特别重要。

Description

用于分布式能量管理的通信协议
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月20日提交的名称为“用于分布式能源管 理的通信协议(Communication Protocol For Distributed Energy Management)”的美国临时专利申请序列号62/782,469的优先权，所 述申请据此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
背景技术
本公开涉及电网领域。
多个分布式发电系统(GPS)、储电和负荷的网络(例如电网、微 电网等)可包含许多异构的可再生能源发电系统、电池储存系统、组 合式储电和发电系统、电力负荷中心、商业用电负荷、住宅用电负荷 等。例如，网络中的每一个系统可以受不同所有者控制，这些所有者 具有不同优先级以平衡它们自身的需要和电网的需要。例如，一个所 有者可具有带多个系统的大型站点或校园。所述系统从性质上来说是 异构的，例如每个系统可具有不同型号年份、不同制造商、不同型号、 不同功率装置、不同代(例如，老产品)、不同生产/储存成本等。
在智能电力网络中，可以使用通信协议来平衡发电系统与整个网 络中的电力负荷。建立通信协议通常是为了满足网络设计的不同要求， 通信协议包含配置成管理网络的能量产生、储存和负荷的中央控制器。 例如相量测量单元(PMU)等等装置可包括多个传感器，用于评估电网 电力参数，例如电流、电压、相位、电网负荷等等。这些经PMU测量 的参数可以发送到中央控制器，用来评估状态和选择提高电网性能的 措施。
发明内容
以下概述是只出于说明性目的对本发明概念中的一些概念的简短 概述，而不是详尽的综述，并不是为了确定关键或重要要素，也不是 为了限制或约束本发明和详细描述中的实例。本领域技术人员根据详 细描述将认识到其它新颖的组合和特征。
根据本公开，描述了用于分布式的、异构的、混合了不同所有者 的和/或混合类型的发电和储电系统的能量管理通信协议的方法、装置 和系统的各方面。描述了一种用于管理系统资源的通信协议，所述系 统资源例如是生产的电力、储存的电力、备电、应急电力等。使用通 信协议能够使得在例如大型异构站点、社区子系统、孤岛微电网等不 同类的环境中的实施变轻松。通信协议使用简化命令集，结合内置循 环扰动技术，来产生系统范围内的储电与发电成本的优化。这样便能 够动态优化具有多个独立所有者、相互矛盾的考虑因素等等的高度异 构的系统。可以利用继电器装置来实施协议，所述继电器装置协调网络发电与电力负荷，例如，用于广播命令的通信模块等中央主控装置， 以及用于接收命令和转换到本地发电/储电操作的各个系统从属通信 模块。
如上所述，本发明内容仅仅是对本文中所描述的特征中的一些特 征的概述。它不是详尽的，且不对权利要求书加以限制。
附图说明
根据以下描述、权利要求书和附图，将更好地理解本公开的这些 和其它特征、方面和优势。本公开借助于实例说明并且不受附图限制。 在附图中，相似数字参考类似元件。
图1示意性地示出具有分布式发电系统、主控通信模块和从属通 信模块的电网。
图2示出根据本公开的说明性方面的用于操作主控通信模块的方 法的流程图。
图3示意性地示出根据本公开的说明性方面的用于稳定电网的通 信模块。
图4示出根据本公开的说明性方面的用于操作从属通信模块的方 法的流程图。
图5A、5B和5C示出根据本公开的说明性方面的从属通信模块的 示例本地规则的流程图。
具体实施方式
形成本公开的一部分的附图示出了本公开的实例。应理解，附图 中所示的和/或本文所论述的实例是非排他性的，且存在本公开可以如 何实践的其它实例。
公开了使用通信协议和扰动技术来进行在电力网络上互连的电力 负荷和发电和/或储电系统(PGS)之间的能量管理的系统、装置和方 法的各方面，所述电力网络例如是电网、微电网等等。通信协议包括 两个消息，一个是增加供应商对网络的电力注入，另一个是减少对网 络的电力供应。系统网络中的每个系统都可具有确定如何响应每个消 息的本地规则。监测系统平衡和发送消息的中央处理器可以频繁扰动 负荷与供应平衡。所述扰动使得退出成本更高的资源选择方案并转向 成本更低的资源选择方案成为可能。以此方式，在系统资源之间动态 地优化系统配电。
现在参考图1，图1示意性地示出具有分布式发电系统、主控通信 模块和从属通信模块的电网100。图1所示的是用于配电的宽线和用于 通信的窄线。虚线可指示任选的连接。电网100可包括一个或多个中 央发电机110，所述中央发电机110可以提供电力，稳定电网频率和/ 或电压，监测网络和/或电网电力参数，提供旋转备用等等。传输网络 120可以提供高压输电线、转换站、联络线、电网电力参数的传感器等 等，其中传输网络120可包含一个或多个传感器。传输网络120可以 向一个或多个分配网络130供应电力，分配网络130例如是多个分配 子网络，如DN1、DN2、……直到DNn，所述分配网络130也可提供传 感器、用于将高电压降低到中等电压的变压器，等等。在一些情况下， 从各个PGS产生的电力可以通过传输线传递到其它分配网络。传输网 络120和/或分配网络130的传感器可包括相量测量单元(PMU)、智能 电表、智能负荷中心等等。传感器可用于确定部分或整个电网的电力 生产和/或消耗。例如，传感器包含电流传感器、功率传感器、相位传 感器、频率传感器、电压传感器等等。
示例分配网络DN1可以将电力分配到多个站点，例如S1、S2、…… 直到Sn。每个站点可包括：
·功率计(如M1、Ms、……直到Mn，其中功率计可以是智能 电表)，
·一个或多个逆变器(如逆变器1、逆变器2、……直到逆变 器n，其中逆变器也可以是其它类型的功率装置)，
·一个或多个发电系统(如PGS1、PGS2、……直到PGSn)，
·一个或多个储电装置(如ST1、……直到STn)，
·等等。
可注意到，并非所有站点都包括所有类型的组件，一些站点可以 是不同的，例如不具有PGS、储电装置、逆变器等等。还可注意到，电 网100、传输或分配网络(如120或130)、通信网络140或站点S1、 S2、……直到Sn可基于交流电(AC)、直流电(DC)或这两者的组合。
图1的电网可另外包括主控通信模块CM0，所述主控通信模块CM0 逻辑上连接到发电机和/或网络监视器，以便通过通信网络140等在通 信模块当中提供连接性的通信路径向每个站点的从属通信模块(如 CM1、CM2、……直到CMn)传输命令。通信网络140可以包括有线物理 层、无线物理层、这两者的组合，也可以集成到电力传输/分配网络中。 在一些方面中，传输网络120可包括一个或多个通信模块，如CM0.1。 在一些方面中，分配网络130可包括中央通信模块CM0.2，或者各个分 配子网络可包括通信模块(如DN1和CM0.3)。中间通信模块(如CM0.1、 CM0.2、CM0.3等等)可以是主控模块、从属模块或这两者，并且可以 配置为通信模块的分层网络，或者各自可以独立操作。站点通信模块 (如CM1、CM2、……直到CMn)可以是从属模块，并且通信网络140上 可存在至少一个主控通信模块(如CM0、CM0.1、CM0.2、CM0.3等等)。
主控通信模块CM0可以并入到一个逆变器(逆变器1、逆变器 2、……逆变器n)中。例如，逆变器包括主控通信模块功能，并将功 率命令发送到一个或多个从属逆变器。通信模块CM1、CM1、CM2、……CMn 可以并入到一个或多个功率装置中，例如并入到一个或多个逆变器中。 例如，逆变器包括所有主控和从属通信模块功能性。
现在参考图2，图2示出根据本公开的说明性方面的用于操作主控 通信模块的方法的流程图200。一旦在步骤201中收集到传感器数据， 例如从相量测量单元(PMU)、远程站和/或从智能电表(如M1、M2、…… 直到Mn)收集，就可以在步骤202中计算出电力供需量，例如实时供 需量、日前供需量、未来供需量等等。当在步骤203中确定供不应求 时，可以在步骤204中发送“加电”命令。例如，如果功率装置的耗 电超过功率装置的发电(例如，基于传感器值)，那么可以发送包含增 大功率的“加电”命令。换句话说，当耗电传感器的传感器值大于发 电传感器的传感器值时，可以发送“加电”命令。当在步骤203中确 定供大于等于求时，可以在步骤205中发送“掉电”命令。例如，如 果功率装置的耗电小于或等于功率装置的发电(例如，基于传感器值)， 那么可以发送包含减小功率的指令的“掉电”命令。换句话说，当耗 电传感器的传感器值大于发电传感器的传感器值时，可以发送“掉电” 命令。发送命令(在步骤204或步骤205中)可以是电网系统的扰动 210。在步骤206中，在下一循环之前可以等待一段时间，使得发电和 /或储电系统有时间对所述命令做出响应。
现在参考图3，图3示意性地示出用于稳定电网的通信模块300。 通信模块300包括一个或多个硬件处理器301、存储介质302、本地传 感器303，以及功率装置350的接口(如320、310和360)、图1的通 信网络140、用户或操作者(未示出)等等。存储介质302可包括以下 模块：本地规则302A、命令评估302B、功率装置响应302C、功率供需 函数和计算(未示出)等等。网络接口310可以通过通信网络140接 收或发送来自其它通信模块的命令，例如来自CM0、CM0.1、CM0.2、CM1、 CM2、CMx等等(如在331、332和333处)的命令。
现在参考图4，图4示出根据本公开的说明性方面的用于操作从属 通信模块的方法的流程图400。从属通信模块(如CM1、CM2、……直 到CMn)可以在步骤401处接收主控通信模块命令(MC)，并且可以在 步骤402处检索本地传感器数据(例如，来自传感器303)和规则(例 如，来自本地规则存储模块302A的规则集)。当在步骤403中，基于 命令、规则集、传感器值和其它数据而确定变化将应用到逆变器等功 率装置(PD)时，可以在步骤404中向PD发送命令。换句话说，基于 功率命令等，可以确定功率装置命令(例如，对发电系统、储电系统和或电力负荷的操作修改)。在步骤405中，可以存储MC、值、规则、 数据和PD命令，例如将它们存储在本地存储介质302上，以供将来参 考。
例如，在包括多个分布式发电组件的虚拟发电厂中，可以使用通 信协议、通信模块和扰动技术来优化资源。例如，公用事业公司可以 使用通信协议和扰动技术尽最大努力实现系统范围内的动态优化。例 如，多个站点或多个变电站中的站点的单个用户可以使用通信协议和 扰动技术来实现用户资源的动态优化。
例如，岛屿、社区电网、微电网、单个/多个变电站等等中的多个 用户可以使用通信协议和扰动技术来实现用户资源的动态优化。例如， PGS网络可以是住宅PGS网络、商业PGS网络、工业PGS网络等等。例 如，PGS可以是太阳能发电系统、风力涡轮机系统、柴油/丙烷/汽油发 电机、混合系统等等。例如，太阳能发电系统的规则可包括PV面板安 装成本、维护成本、可持续成本等等。例如，太阳能PGS的规则可包 括逆变器额定功率、储电额定功率等等。例如，储电系统可包括具有 多个单元和类型的电池，例如锂离子电池、铅酸电池、燃料电池、热 电池、压缩气体/空气电池、动能电池、势能电池、混合电池等等。
当多个PGS连接在一起形成网络并且每个PGS的所有者实体、功 率装置、安装年份、发电类型、储电类型等等不同时，优化所有的所 有者需要/需求、系统能力、系统成本等等就变成了一个复杂的问题。 例如，在不受调控的市场中，在分布式、异构和/或分散型的PGS网络 的情况下，电力生产中的机组组合问题(UCP)在技术装置和算法方面 所需要的解决方案可能很复杂。克服差异的典型方法可包含：使系统 PGS组件或控制器同质化；要求所有者对针对网络的电力注入或需求做 出承诺，在不考虑分布式PGS的未来可用性的情况下规划中央发电机 等等。电力市场已经发展到以自由市场的方式实现电力的大规模商业化，但这并不能解决变电站及下级的小规模问题。
UCP可以被限定为提供燃料效率解决方案，并且在应用到小规模网 络时可以进一步具备其它限制。例如，UCP可以进一步满足排放限制， 例如碳排放限制、废水排放条件、散热限制、光/噪声污染限制等等。 例如，UCP可以扩展到不确定性限制，例如需求的不确定性、可再生能 量资源的不确定性、中央生产的不确定性(中央发电机故障等等)、燃 料价格的变化等等。例如，UCP可以扩展到安全限制、宗教限制、政治 限制、意识形态限制等等。
考虑通过运行备用来满足大面积电网的供需。这些备用包括旋转 备用、非旋转备用、置换备用、一级备用(响应时间最多30秒)、二 级备用(响应时间在30秒和15分钟之间)、三级备用(通常为手动激 活和/或响应时间大于15分钟)等等。满足本地和/或小规模电网的供 需需要的方面可包含更短的响应时间、更大的不确定性、更大的百分 比形式功率波动等等。
使用以下技术要素能够为分布式网络中的各个PGS上的小到中等 规模UCP提供一类解决方案：用于产生PGS的供需响应的简化通信协 议、松散控制中央扰动算法和符合PGS所有者需要/要求的每个PGS的 本地规则。例如，通信协议可基于主从拓扑、广播网络拓扑等等。例 如，主/从拓扑的主控处理器可以并入(例如，使用广播协议)到系统 中的任一个功率装置、专用单独处理单元、基于云的处理器等等中。 例如，主控命令可包括“增大功率”命令、“减小功率”命令等等。例 如，通信协议可以是2位电力线通信协议、频移键控(FSK)协议、频 率或电压响应协议等等。例如，频率或电压响应协议可以使用降低的 电网频率或电压来发送“增大功率”命令，并使用增加的电网频率或 电压来发送“减小功率”命令。
例如，每个从属装置(例如发电系统、储电系统、组合式发电和 储电系统等等)可具有用于确定对“增大功率”命令、“减小功率”命 令等等的响应的规则/函数。所述规则和/或函数可与时间相关，例如 依据日时间、周几、一年中的周/月等等而具有不同规则/函数。例如， 在请求功率增大/减小时，规则/函数可以确定增加/减小供应给电网的 功率的量。例如，可以使用上升和/或下降因子。例如，上升/下降因 子可以配置成便于增大功率、阻止功率减小等等。例如，因子可以动 态地基于以下来确定：
·储电系统的电量状态等等，
·储电系统的健康状态等等，
·耗损均衡等等，
·电荷均衡等等，
·备电需要(例如夏季和冬季的备电等等)，
·应急电力需要(例如两个月的最小功率等等)，
·宗教(例如，犹太教安息日仪式等等)，
·理念(例如，电网优先取舍权等等)，
●等等。
例如，当主控装置发送“增大功率”命令时，一个或多个从属装 置可以监测命令的频率以确定紧急程度。接着，当主控装置例如通过 在3分钟内每秒发送一次“增大功率”命令来坚持请求更大功率时， 从属装置可以增大供电的阈值。主控命令可以通过数字协议(例如I2C、 单线等等)、通过模拟协议等等发送。物理层可以是有线电气物理层(例 如，电力线通信等等)、有线电子物理层(例如，RS485等等)、电磁无 线物理层(例如蓝牙、Wi-Fi、WiMAX等等)、声学物理层、红外/光子 物理层，等等。如本文中所使用，术语模块、主控装置、从属装置、 CM等等是指根据所公开的技术的各方面的相应通信模块。
自适应函数可以确定要增大或减小的功率的量。例如，半闭环动 态优化算法可实现功率命令循环发送，这接近最优解但实际上并没有 达到最优，从而使网络发电在过多发电和过少发电之间循环。例如， 可以使用模拟退火算法，它周期性地且随机地发送加电或掉电命令， 周期例如是几秒一次、几分钟一次、几小时一次等等。例如，可以使 用探戈(tango)优化方法，这种方法要求成对发出加电命令，然后发 出掉电命令，即使在供需关系接近最优时也如此。例如，加电命令可 能要求增加至少x百分比，其中x在1％和25％之间，而掉电是减小x/2， 因此形成大于掉电步长的加电步长。
增大功率的命令可以是固定命令(例如，单个位——加电打开， 掉电关闭)、值(增加的百分比、增加的量、使用阈值等等)、更复杂 的握手(协商、投标、交换等等)，等等。例如，每个节点(例如站点、 用户等等)具有用于对加电(UP)或掉电(DOWN)命令做出响应的规则，以及受节点控制的每个电源的因子。例如，PV电源可具有高UP 因子，以便在接收到UP命令时优先使用PV电源。类似地，PV电源将 具有较小DOWN因子，使得接收到的掉电命令可以优先将PV电源保持 为电源，因为降低来自PV的功率可能会对太阳能发电系统的能量造成浪费。因子可反映使用成本等等。中央主控装置可以在节点网络产生 比所需要的更多的功率之前一直发出UP命令，然后发出掉电命令。连 续加电/掉电调整可引起系统功率平衡的扰动，并使得高成本电源最终 得以减少，并转向低成本电源。例如，可以发出对立功率命令来扰动 发电资源。
电能网络可包含发电厂、微电网、虚拟发电厂、建筑物、校园、 社区、岛屿等等。电能系统网络可以并入到车辆中，例如汽车、小艇、 飞机、轮船等等。网络可包括两个配置，例如连接到电网的第一配置、 与电网断开连接的第二配置等等。
例如，建筑物包括用于为电池充电的第一逆变器(在1995年安装) 和用于为压缩气体电能储存系统充电的第二逆变器(在2001年安装)。 每个逆变器都连接到可再生能量发电电源，例如PV串、风力涡轮机等 等。中央主控计算机(在2018年安装)测量建筑物负荷所需要的功率， 例如使用功率计来测量。主控计算机使用CM(在2018年与主控计算机 一起安装)向逆变器发送加电或掉电命令，CM将加电或掉电命令转换 成相关逆变器特定的输入，这些输入确定用于为电池或储能系统充电 和用于建筑物负荷的可再生能量的百分比。CM可包含优先为电池或压 缩气体电能储存系统充电的规则。例如，压缩空气系统在前三年期间 储存电能的成本更低，在这之后，电池成本更低，并且CM规则反映了 储存系统的使用年限(例如，小于或大于自安装以来的阈值年数)。
通信协议可包含表示为num的值，在加电或掉电命令的情况下， 表示为例如UP+num或DOWN+num，它可以指示所需要的功率量。用于对 加电或掉电命令做出响应的规则或函数可包含电池的充电或放电百分 比的加权参数值。
现在参考图5A、5B和5C，它们在500、530和540处示出根据本 公开的说明性方面的从属CM的示例本地规则的流程图。示例流程图说 明从属CM针对主控命令的每个循环要实施的规则，例如加电命令、掉 电命令、启动逆变器命令等等。
参考图5A，在步骤502中，将步长设置成步长大小加1。在步骤 504中，确定太阳能功率是否可用，如果可用，那么在步骤506中，将 步长增加5％。如果太阳能功率不可用，在步骤508中确定先前命令是 不是增加功率。如果是，那么在步骤512处将步长大小增加10％，如果 不是，在步骤510处将步长大小设置为5％。接下来，在步骤514处， 确定功率是需要增大还是需要减小。如果功率要减小，那么在步骤516 处，确定太阳能是否可用。如果可用，那么在步骤520处将步长大小 减小一半(50％)，如果不可用，那么在步骤522处将步长大小的功率 从电池中去除。如果步骤514确定功率要增大，那么在步骤518处确 定逆变器功率，并且如果逆变器功率是零，那么在步骤530处启动逆 变器，如果逆变器功率非零，那么在步骤540处继续逆变器操作。在 步骤524处，根据太阳能功率和电池功率计算总功率。
参考图5B，描述用于启动逆变器的方法530。在步骤532处，确 定可用太阳能功率是否大于100瓦特。如果大于，那么在步骤534处 从太阳能功率获取100瓦特。如果不大于，那么在步骤536处，确定 电池的电量状态(SOC)(是否大于100瓦特)。如果SOC＞100瓦特，在步骤538处从电池获取100瓦特减太阳能功率的量，并在步骤539 处使用所有可用太阳能功率。如果SOC小于或等于100瓦特，那么不 采取措施。参考图5C，描述用于继续逆变器操作的方法540。在步骤 542处，如果可用，那么使用“步长”太阳能功率。接下来，在步骤 544处，确定电池SOC是否＞100瓦特。如果是，那么在步骤546处， 从电池获取步长减太阳能功率的量。如果否，那么不采取措施。
在一些实例中，具有多个逆变器/系统的站点可能需要限制所有逆 变器上的总功率倒置，例如在需要对多个逆变器进行限幅时。主要主 控制器可以发送并入有加电或掉电命令的保活命令(KA)。
通信模块可布置成级联或分层配置。例如，当电网中的每个要素 (例如，中央发电机、传输线操作者、配电器等等)都由单独实体拥有 和/或操作时，单独实体例如是私营企业、地方政府机构、国营企业、 私人所有者等等，中央发电机可以连接到主控通信模块(CM)，所述主 控通信模块向每个输电线控制器的从属CM发送消息，输电线控制器又 是数个从属CM的主控装置，每个配电器网络控制器都有一个，配电器 网络控制器又是分布式发电和/或储电系统的数个从属CM的主控装置。 在此实例中，每个CM在充当主控装置时可以确定何时发送“加电”或 “掉电”命令，并且在充当从属装置时可以确定如何响应主控命令。
主控和从属CM的简单设施可包括一个主控装置和多个从属装置， 但是在一些情况下，一个或多个从属装置可以连接到多个主控装置， 每个从属模块的本地规则确定如何响应每个主控命令以及如何解决冲 突命令。例如，连接到中央发电机的主控模块(MM)可以使用电网频 率向从属装置传送发送更多或更少功率的信号，并且从属模块可以从 传输线主控模块(TLMM)、分配网络主控模块(DNMM)等等接收其它加 电或掉电命令。从属装置包括可向MM、TLMM、DNMM等等指派优先级的 本地规则。
在一些配置中，从属CM可以连接到在单独的分配网络上的PGS的 功率装置。例如，在虚拟发电厂应用中，主控装置可以连接到因特网， 并且可以配置成承诺供应预定量的功率。从属装置可以连接到分布在 整个电网上的多个PGS，例如在不同区域、区、子电网等等中的多个 PGS。当实际递送的功率小于阈值时，主控装置可以向从属装置发送“加 电”命令，并且有可用功率的从属装置可以增大馈送给电网的功率。
虚拟发电厂可以将可受中央处理器控制的大量站点用作大型发电 资源。不同站点可以在相同或不同区域中的区中，并且各自可包括电 能资源，例如太阳能、风力涡轮机、储能电池等等。因为可受根据本 公开的一个或多个方面的中央处理器控制，所以每个站点处的能量可 供电网在需要时使用。
在校园应用中，根据本公开的一个或多个方面，大量建筑物可以 具有PGS，并且属于相同实体或所有者。基于校园的总耗电，可以使在 一个建筑物中可用的能量能够供其它建筑物使用。例如，中央控制器 可以连接到向从属单元发送加电和掉电命令的主控CM。从属单元又可 基于每个建筑物的能量需求分布而针对每个建筑物具有不同规则。当 中央控制器检测到电网有新的功率汲取时，它可以向从属单元发送加 电命令。依据每个建筑物的规则，从属单元可以试图增大从建筑物馈 送到校园的功率，减小建筑物的电力需求等等。
如果电网覆盖的是与其它电网断开连接的岛屿，且一些岛屿居民 具有例如基于太阳能、风能、潮汐能等等的PGS，并且可以通过电力供 应商和/或PGS在电网上提供电能储存，那么本文所公开的技术的方面 可以用于最大努力地实现能量资源共享。例如，主控通信模块(MCM) 可以连接到中央发电机控制器，当频率降到阈值以下时，控制器可以 向连接到住宅PGS的SCM装置发送“加电”命令。每个住宅PGS可以 检索本地规则和传感器值，并确定要发送到电网的功率的量。控制器 可以启动倒数定时器，并等待PGS对命令做出响应。一旦定时器完成 倒计时，控制器就可以确定是否应该发送另一命令或是否应该开启发 电机转速稳定器。基于倒数定时器，控制器可以将对所发送的命令的 响应视为岛屿电网的一级、二级或三级备用。
在一些设施中，大量建筑物，例如一群建筑物、校园等等，可以 共享超过一个电网连接和/或可以连接到数个电网变电站。例如，当校 园需要超过两(2)兆瓦特的峰值功率时，校园可以连接到数个电网变 电站。在此实例中，建筑物的电力可以从任何一个变电站汲取。主控 CM可以连接到校园的中央控制器，其中中央控制器监测每个建筑物的 电力消耗并确定要从每个变电站汲取的功率的量。例如，当某一变电 站具有更高电力成本时，控制器可以确定从其它变电站汲取功率更经 济，并向连接到那些变电站的从属CM发送要向校园电网发送更大功率 的命令，并向连接到其它变电站的其它从属CM发送降低发送到校园电 网的功率的命令。结果是，校园电力控制器可以指示从每个变电站汲 取多少功率以及使用建筑物中的多少备电资源，所述备电资源例如是 备用电池、太阳能PGS、风力涡轮机PGS等等。例如，与主控通信模块 相关联的控制器或硬件处理器可以使用主从广播协议，该协议包括两 个命令，即加电命令和掉电命令。例如，主从广播协议只包括两个命 令，即加电命令和掉电命令。例如，与主控通信模块相关联的控制器 或硬件处理器可能并不预期从属模块的答案，并且在重新发出命令之 前等待一定时间，由此使得从属模块有时间命令相应功率装置，所述 相应功率装置增大或减小功率，且功率变化由主控通信模块检测。例如，硬件处理器组合成功率装置、公用事业规模的发电系统、电力网 络监测系统等等。
微电网可以是电网中可与电网断开连接和/或重新连接到电网的 部分。当断开连接时，微电网可包括用于监测微电网电力消耗与生产 的中央控制器。主控CM可以连接到中央控制器，当控制器检测到消耗 和生产之间的不平衡时，可以向连接到各个PGS的从属CM发送适当命 令。微电网的总功率生产和/或消耗可以在5千瓦特(KW)和50兆瓦 特(MW)之间，例如25KW、50KW、100KW、250KW、400KW、630KW、 800KW、1000KW、1250KW、1600KW、2000KW、5MW、10MW、20MW、 40MW、50MW，等等。微电网的一级电压可以是(线间)：6千伏(Kv)、 7.2kV、10kV、12kV、22kV、24kV、31.5kV、33kV、34.5kV、 35kV、36Kv等等，且二级电压可以是(线间)：240伏、380伏、400 伏等等。
在下文中，将在一组带编号的条款或段落中突出显示各种特征。 这些特征不可理解为对本发明或发明概念加以限制，而是仅作为对本 文所描述的一些特征的突出显示来提供的，且并不暗示此类特征的重 要性或相关性的特定次序。
条款1：一种用于电能管理的系统，包括：至少一个第一通信模块， 其连接到多个功率传感器，并且其中所述多个功率传感器包括发电传 感器和耗电传感器；多个第二通信模块，每一第二通信模块连接到多 个分布式功率装置中的一个，并且其中每一个所述分布式功率装置连 接到包括发电系统、储电系统和一系列电力负荷的组中的至少一个元 件；以及通信网络，其在所述至少一个第一通信模块和所述多个第二 通信模块当中提供连接性；其中所述至少一个第一通信模块包括控制 器，所述控制器配置成周期性地进行以下操作：(a)从所述多个功率 传感器收集传感器值，以及(b)响应于所述传感器值，向所述多个第 二通信模块发送功率命令；并且其中所述多个第二通信模块包括多个 相应控制器，所述相应控制器配置成：(i)通过所述通信网络从所述 至少一个第一通信模块接收所述功率命令，(ii)基于所述功率命令， 计算功率装置命令，以及(iii)将所述功率装置命令发送到分别连接 的功率装置。
条款2：根据条款1所述的系统，其中所述多个相应控制器另外配 置成检索规则集或本地传感器值，并且其中另外基于所述规则集或所 述本地传感器值计算所述功率装置命令。
条款3：根据条款1所述的系统，其中所述功率命令另外响应于计 算为所述发电传感器和所述耗电传感器的所述传感器值之间的差的净 功率余量。
条款4：根据条款3所述的系统，其中在所述净功率余量是负值时， 所述功率命令指示增大功率，并且其中在所述净功率余量大于或等于 零值时，所述功率命令指示减小功率。
条款5：根据条款1所述的系统，其中所述多个第二通信模块中的 至少一个被配置为中间通信模块，其中所述中间通信模块另外配置成 向所述多个第二通信模块中的一些发送第二功率命令，并且其中所述 第二功率命令是基于所述中间通信模块的：(i)接收功率命令，(ii) 检索到的规则集，以及(iii)检索到的本地传感器值。
条款6：根据条款5所述的系统，其中所述至少一个第一通信模块 使用广播协议发送所述功率命令，其中所述至少一个第一通信模块是 所述广播协议的主控装置，并且其中所述多个第二通信模块是所述广 播协议的从属装置。
条款7：根据条款6所述的系统，其中所述中间通信模块是相对于 所述多个第二通信模块的所述广播协议的主控装置，并且其中所述中 间通信模块是相对于所述至少一个第一通信模块的所述广播协议的从 属装置。
条款8：根据条款3所述的系统，其中所述至少一个第一通信模块 另外配置成周期性地扰动所述净功率余量。
条款9：根据条款8所述的系统，其中所述周期性扰动通过发送对 立功率命令来执行，其中在所述净功率余量是负值时，所述对立功率 命令指示减小功率，并且其中在所述净功率余量大于或等于零值时， 所述对立功率命令指示增大功率。
条款10：根据条款1所述的系统，其中所述耗电传感器包括电力 负荷传感器和电池充电负荷传感器中的至少一个。
条款11：一种用于电能管理的通信模块，包括：通信接口，其配 置成向多个通信模块发送功率命令；传感器接口，其连接到多个功率 传感器，并且其中所述多个功率传感器包括发电传感器和耗电传感器； 至少一个控制器，其配置成周期性地进行以下操作：(a)从所述多个 功率传感器收集传感器值，以及(b)响应于所述传感器值，向所述多 个通信模块发送功率命令。
条款12：根据条款11所述的通信模块，其中所述多个通信模块中 的每一个连接到多个分布式功率装置中的一个，并且其中每一个所述 分布式功率装置连接到由发电系统、储电系统和一系列电力负荷组成 的组中的至少一个元件。
条款13：根据条款11所述的通信模块，其中所述功率命令另外响 应于计算为所述发电传感器和所述耗电传感器的所述传感器值之间的 差的净功率余量。
条款14：根据条款11所述的通信模块，其中在所述净功率余量是 负值时，所述功率命令指示增大功率，并且其中在所述净功率余量大 于或等于零值时，所述功率命令指示减小功率。
条款15：根据条款11所述的通信模块，其中多个其它通信模块中 的至少一个被配置为中间通信模块，其中所述中间通信模块另外配置 成向所述多个通信模块中的一些发送第二功率命令，并且其中所述第 二功率命令是基于所述中间通信模块的：(i)接收功率命令，(ii)规 则集，以及(iii)本地传感器值。
条款16：根据条款11所述的通信模块，其中所述通信接口使用广 播协议发送所述功率命令，其中所述通信接口是所述广播协议的主控 装置，并且其中所述多个通信模块是所述广播协议的从属装置。
条款17：根据条款15所述的通信模块，其中所述中间通信模块是 相对于所述多个通信模块的所述广播协议的主控装置，并且其中所述 中间通信模块是相对于所述通信接口的所述广播协议的从属装置。
条款18：根据条款11所述的通信模块，其中所述至少一个控制器 另外配置成周期性地扰动所述净功率余量。
条款19：根据条款18所述的通信模块，其中所述周期性扰动通过 发送对立功率命令来执行，其中在所述净功率余量是负值时，所述对 立功率命令指示减小功率，并且其中在所述净功率余量大于或等于零 值时，所述对立功率命令指示增大功率。
条款20：根据条款11所述的通信模块，其中所述耗电传感器包括 电力负荷传感器和电池充电负荷传感器中的至少一个。
条款21：一种用于电能管理的通信模块，包括：
装置接口，其连接到功率装置，其中所述功率装置连接到包括发 电系统、储电系统和一系列电力负荷的组中的至少一个元件；以及通 信接口，其配置成从至少一个通信模块接收功率命令；至少一个控制 器，其配置成：(a)从所述至少一个通信模块接收所述功率命令，(b) 基于所述功率命令，计算功率装置命令，以及(c)将所述功率装置命 令发送到所述功率装置。
条款22：根据条款21所述的通信模块，其中所述至少一个控制器 另外配置成检索规则集或本地传感器值，并且其中另外基于所述规则 集或所述本地传感器值计算所述功率装置命令。
条款23：根据条款21所述的通信模块，其中所述功率命令响应于 计算为发电传感器和耗电传感器的传感器值之间的差的净功率余量。
条款24：根据条款21所述的通信模块，其中在所述净功率余量是 负值时，所述功率命令指示增大功率，并且其中在所述净功率余量大 于或等于零值时，所述功率命令指示减小功率。
条款25：根据条款21所述的通信模块，其中所述功率命令使用广 播协议传输，其中所述功率命令传输器是所述广播协议的主控装置， 并且其中所述通信模块是所述广播协议的从属装置。
条款26：根据条款21所述的通信模块，其中所述功率命令配置成 周期性地扰动所述净功率余量。
条款27：根据条款26所述的通信模块，其中所述周期性扰动通过 对立功率命令来执行，其中在所述净功率余量是负值时，所述对立功 率命令指示减小功率，并且其中在所述净功率余量大于或等于零值时， 所述对立功率命令指示增大功率。
条款28：根据条款21所述的通信模块，其中所述耗电传感器包括 电力负荷传感器和电池充电负荷传感器中的至少一个。
条款29：一种用于电能管理的方法，包括：通过至少一个控制器 从多个功率传感器收集传感器值，其中所述多个功率传感器包括发电 传感器和耗电传感器；以及通过所述至少一个控制器使用通信接口向 连接到功率装置的多个通信模块发送至少一个功率命令，其中所述功 率命令响应于所述传感器值。
条款30：根据条款29所述的方法，其中所述多个通信模块中的每 一个连接到多个分布式功率装置中的一个，并且其中每一个所述分布 式功率装置连接到由发电系统、储电系统和一系列电力负荷组成的组 中的至少一个元件。
条款31：根据条款29所述的方法，其中所述功率命令另外响应于 计算为所述发电传感器和所述耗电传感器的所述传感器值之间的差的 净功率余量。
条款32：根据条款29所述的方法，其中在所述净功率余量是负值 时，所述功率命令指示增大功率，并且其中在所述净功率余量大于或 等于零值时，所述功率命令指示减小功率。
条款33：根据条款29所述的方法，其中所述功率命令使用广播协 议发送，其中所述通信接口被配置为所述广播协议的主控装置，并且 其中所述多个通信模块是所述广播协议的从属装置。
条款34：根据条款29所述的方法，另外包括所述净功率余量的周 期性扰动。
条款35：根据条款34所述的方法，其中所述周期性扰动通过发送 对立功率命令来执行，其中在所述净功率余量是负值时，所述对立功 率命令指示减小功率，并且其中在所述净功率余量大于或等于零值时， 所述对立功率命令指示增大功率。
条款36：根据条款29所述的方法，其中所述耗电传感器包括电力 负荷传感器和电池充电负荷传感器中的至少一个。
条款37：一种用于电能管理的方法，包括：通过至少一个控制器 从至少一个通信模块接收功率命令；基于所述功率命令，通过所述至 少一个控制器计算功率装置命令；以及通过所述至少一个控制器使用 装置接口将所述功率装置命令发送到功率装置，其中所述功率装置连 接到包括发电系统、储电系统和一系列电力负荷的组中的至少一个元 件。
条款38：根据条款37所述的方法，另外包括检索规则集或本地传 感器值，并且其中另外基于所述规则集或所述本地传感器值计算所述 功率装置命令。
条款39：根据条款37所述的方法，其中所述功率命令响应于计算 为发电传感器和耗电传感器的传感器值之间的差的净功率余量。
条款40：根据条款37所述的方法，其中在所述净功率余量是负值 时，所述功率命令指示增大功率，并且其中在所述净功率余量大于或 等于零值时，所述功率命令指示减小功率。
条款41：一种用于电能管理的功率装置，包括：至少一个第一通 信模块，其连接到多个功率传感器，并且其中所述多个功率传感器包 括发电传感器和耗电传感器；控制器，其配置成周期性地进行以下操 作：(a)从所述多个功率传感器收集传感器值，以及(b)响应于所述 传感器值，向多个第二通信模块发送功率命令。
条款42：一种用于电能管理的功率装置，包括：发电系统、储电 系统和电力负荷中的至少一个；至少一个通信模块；以及至少一个控 制器，其配置成：(i)从至少一个其它通信模块接收功率命令，(ii) 基于所述功率命令，计算对发电系统、储电系统和电力负荷中的至少 一个的操作修改，以及(iii)实施所述操作修改。
条款43：根据条款42所述的功率装置，其中所述至少一个控制器 另外配置成检索规则集或本地传感器值，并且其中另外基于所述规则 集或所述本地传感器值计算所述操作修改。
条款44：根据条款42所述的功率装置，其中所述功率命令另外响 应于计算为所述发电传感器和所述耗电传感器的所述传感器值之间的 差的净功率余量。
条款45：根据条款42所述的功率装置，其中在所述净功率余量是 负值时，所述功率命令指示增大功率，并且其中在所述净功率余量大 于或等于零值时，所述功率命令指示减小功率。
条款46：根据条款42所述的功率装置，其中所述至少一个通信模 块使用广播协议发送所述功率命令，并且其中所述至少一个通信模块 是所述广播协议的主控装置或从属装置。
条款47：根据条款42所述的功率装置，其中所述至少一个控制器 另外配置成周期性地扰动所述净功率余量。
条款48：根据条款47所述的功率装置，其中所述周期性扰动通过 发送对立功率命令来执行，其中在所述净功率余量是负值时，所述对 立功率命令指示减小功率，并且其中在所述净功率余量大于或等于零 值时，所述对立功率命令指示增大功率。
条款49：根据条款42所述的功率装置，其中所述耗电传感器包括 电力负荷传感器和电池充电负荷传感器中的至少一个。
此处，如在说明书和权利要求中其它地方，范围可以组合以形成 更大范围。
本文中所公开的特定尺寸、特定材料、特定范围、特定电阻率、 特定电压、特定功率、特定形状和/或其它特定性质和值本质上是实例， 且并不限制本公开的范围。在本文中针对给定参数的特定值和特定值 范围的公开不排除可用于本文中所公开的实例中的一个或多个的其它 值和值范围。此外，据设想，本文中所陈述的特定参数的任何两个特 定值都可限定可用于给定参数的值范围的端点(例如，给定参数的第 一值和第二值的公开可解释为公开了在第一值与第二值之间的任何值 也可用于给定参数)。例如，如果参数X在本文中示例为具有值A也示 例为具有值Z，那么据设想，参数X可具有在约A到约Z之间的一系列值。类似地，据设想，参数的两个或更多个值范围的公开(不管此类 范围是嵌套、重叠还是不同的)包含可使用所公开范围的端点要求的 值范围的所有可能组合。例如，如果参数X在本文中示例为具有在1-10 或2-9或3-8的范围内的值，那么还设想参数X可具有包含1-9、1-8、 1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9的其它值范围。
在各种说明性实施例的描述中，参考附图，这些附图形成描述的 一部分，并且附图中借助于图示示出其中可以实践本公开的方面的各 个特征。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用其它特征， 并且可做出结构和功能修改。
例如本公开中所使用的“多个”的术语指示具有或包含数个部分、 元件或成员的性质。
可以注意到，本文中在元件之间阐述各种连接。这些连接经笼统 描述，除非另外规定，否则它们可以是直接或间接的；本说明书并不 意图在这方面加以限制，且直接和间接连接均被设想。此外，任一个 实施例中的一个特征的元件可以按照任何组合或子组合与任一个实施 例中的其它特征的元件组合。
所有所述特征和所述特征的修改可用于本文教示的本发明的所有 方面。此外，本文中所描述的所有实施例的所有特征和特征的所有修 改都可以彼此组合和互换。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
从通信模块接收功率命令；以及
基于所述功率命令，确定是否需要将功率装置命令发送到功率装置；以及
使用装置接口将所述功率装置命令发送到所述功率装置，
其中所述功率装置连接到发电系统、储电系统或一系列电力负荷。
2.根据权利要求1所述的方法，另外包括检索规则或本地传感器值，并且其中所述功率装置命令另外基于所述规则或所述本地传感器值。
3.一种功率装置，包括：
发电系统、储电系统或电力负荷中的至少一个；
通信模块，其包括至少一个硬件处理器，所述通信模块配置成：
(i)从至少一个其它通信模块接收功率命令，
(ii)基于所述功率命令，确定对所述发电系统、所述储电系统或所述电力负荷中的所述至少一个的操作修改，以及
(iii)实施所述操作修改。
4.根据权利要求3所述的功率装置，其中所述通信模块另外配置成检索规则或本地传感器值，并且其中另外基于所述规则或所述本地传感器值确定所述操作修改。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的功率装置，其中所述通信模块配置成使用广播协议接收所述功率命令，并且其中所述通信模块是所述广播协议的从属装置。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的功率装置，其中所述通信模块另外配置成周期性地扰动净功率余量，所述净功率余量指示功率需求和功率供应之间的差。
7.根据权利要求6所述的功率装置，其中所述通信模块另外配置成周期性地接收对立功率命令，其中响应于功率需求超过功率供应，所述对立功率命令指示减小功率，并且其中响应于所述功率需求小于或等于所述功率供应，所述对立功率命令指示增大功率。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的功率装置，其中所述功率命令基于发电传感器的传感器值和耗电传感器的传感器值之间的差，并且其中所述耗电传感器包括电力负荷传感器或电池充电负荷传感器中的至少一个。
9.一种通信模块，包括：
装置接口，其连接到功率装置，其中所述功率装置连接到发电系统、储电系统或一系列电力负荷；
通信接口，其配置成从至少一个其它通信模块接收功率命令；以及
至少一个硬件处理器，其配置成：
(i)通过所述通信接口从所述至少一个其它通信模块接收所述功率命令，以及
(ii)基于所述功率命令，确定功率装置命令，以及
(iii)将所述功率装置命令发送到所述功率装置。
10.根据权利要求9所述的通信模块，其中所述至少一个硬件处理器另外配置成检索规则或本地传感器值，并且其中另外基于所述规则或所述本地传感器值确定所述功率装置命令。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的通信模块，其中响应于功率需求超过功率供应，所述功率命令指示增大功率，并且其中响应于所述功率需求小于或等于所述功率供应，所述功率命令指示减小功率。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的通信模块，其中所述通信接口配置成使用广播协议接收所述功率命令，其中所述至少一个其它通信模块是所述广播协议的主控装置，并且其中所述通信模块是所述广播协议的从属装置。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的通信模块，其中所述功率命令配置成周期性地扰动净功率余量，所述净功率余量指示功率需求和功率供应之间的差。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的通信模块，其中所述通信接口另外配置成周期性地接收对立功率命令，其中响应于耗电超过发电，所述对立功率命令指示减小功率，并且其中响应于所述耗电小于或等于所述发电，所述对立功率命令指示增大功率。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的通信模块，其中所述功率命令基于发电传感器的传感器值和耗电传感器的传感器值之间的差，并且其中所述耗电传感器包括电力负荷传感器或电池充电负荷传感器中的至少一个。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11938874B2 (en) * 2019-09-25 2024-03-26 Volvo Car Corporation Centralized controller for automotive use
KR20220132864A (ko) * 2021-03-24 2022-10-04 현대자동차주식회사 차량 및 차량 제어 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120029720A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Spirae, Inc. Dynamic distributed power grid control system
CN104917208A (zh) * 2015-06-26 2015-09-16 国家电网公司 一种分布式电源联合发电系统及调度协同控制方法
CN106169774A (zh) * 2016-08-29 2016-11-30 北京京东方能源科技有限公司 一种离网型微电网系统
CN108173291A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 张庆强 一种基于天气因素的分布式新能源智能配电方法
EP3349317A1 (en) * 2017-01-17 2018-07-18 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
WO2018150604A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 Mitsubishi Electric Corporation Energy production and frequency regulation co- optimization for power generation systems

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5028859A (en) 1989-06-05 1991-07-02 Motorola, Inc. Multiple battery, multiple rate battery charger
WO2002007365A2 (en) 2000-07-13 2002-01-24 Nxegen System and method for monitoring and controlling energy usage
US7385373B2 (en) 2003-06-30 2008-06-10 Gaia Power Technologies, Inc. Intelligent distributed energy storage system for demand side power management
US20070005195A1 (en) 2005-01-10 2007-01-04 Nicholas Pasquale Distributed energy storage for reducing power demand
US7508173B2 (en) 2005-12-08 2009-03-24 General Electric Company System and method for providing reactive power support with distributed energy resource inverter
US8401706B2 (en) * 2008-08-28 2013-03-19 ETM Electromatic Networked multi-inverter maximum power-point tracking
CN102246383B (zh) 2009-03-12 2014-05-14 Vpec株式会社 自律分散型的交流电力系统
EP3077246B8 (en) 2013-12-06 2021-06-23 Schneider Electric USA, Inc. Branch energy management for multiple evses
FR3017941B1 (fr) 2014-02-27 2018-07-13 Ergylink Dispositif pour piloter au moins un sous-ensemble apte a transformer de l'energie electrique et a la stocker sous forme thermique, systeme et procede associes
US9645596B1 (en) 2016-11-23 2017-05-09 Advanced Microgrid Solutions, Inc. Method and apparatus for facilitating the operation of an on-site energy storage system to co-optimize battery dispatch
JP6809753B2 (ja) * 2016-12-28 2021-01-06 川崎重工業株式会社 複合発電システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120029720A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Spirae, Inc. Dynamic distributed power grid control system
CN104917208A (zh) * 2015-06-26 2015-09-16 国家电网公司 一种分布式电源联合发电系统及调度协同控制方法
CN106169774A (zh) * 2016-08-29 2016-11-30 北京京东方能源科技有限公司 一种离网型微电网系统
EP3349317A1 (en) * 2017-01-17 2018-07-18 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
WO2018150604A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 Mitsubishi Electric Corporation Energy production and frequency regulation co- optimization for power generation systems
CN108173291A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 张庆强 一种基于天气因素的分布式新能源智能配电方法

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