CN111981643A - 一种能量调控系统、方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种能量调控系统、方法及装置。其中，该能量调控系统包括：被控系统、能量调控装置和天气服务器；所述被控系统包括：发电设备、储能设备和空调设备；所述发电设备、所述储能设备和所述空调设备通过直流母线并联；所述空调设备还连接至交流电网；所述能量调控装置分别与所述被控系统及所述天气服务器通信连接，所述能量调控装置用于从所述天气服务器获取未来预设时间段内的天气预报信息，并向所述被控系统发送所述未来预设时间段内的最优能量流动配置。本发明基于天气因素，能够实现被控系统在未来预设时间段内处于最优运行状态及效益最大化；利用直流母线将负载集合到一起，能够降低系统能耗且减少系统复杂度。

Description

一种能量调控系统、方法及装置
技术领域
本发明涉及能量调控技术领域，具体而言，涉及一种能量调控系统、方法及装置。
背景技术
目前，对于发电、储能和用能的集成系统，例如，在光伏、储能、空调一体化的系统里，市网、储能、光伏、空调压缩机之间的能量流动管控是综合峰、谷电价和空调系统的耗能规律调控光伏、储能、市网之间的能量流向，白天主要调控依据是光伏发电功率、储能、市网供电功率对空调压缩机之间的功率平衡，夜间是市网供电功率对空调系统、储能之间的功率平衡，对能量的流向优先级只是被动考虑空调能耗与峰、谷电价之间的效益最大化，无法有效保证系统综合效益的最大化。
发明内容
本发明实施例提供一种能量调控系统、方法及装置，以至少解决现有技术中能量调控无法有效保证系统综合效益最大化的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种能量调控系统，包括：被控系统、能量调控装置和天气服务器；
所述被控系统包括：发电设备、储能设备和空调设备；所述发电设备、所述储能设备和所述空调设备通过直流母线并联；所述空调设备还连接至交流电网；
所述能量调控装置分别与所述被控系统及所述天气服务器通信连接，所述能量调控装置用于从所述天气服务器获取未来预设时间段内的天气预报信息，并向所述被控系统发送所述未来预设时间段内的最优能量流动配置。
可选的，所述空调设备包括：变流器和空调主机；
所述变流器包括：第一交流端、第二交流端和直流端；
所述第一交流端连接至所述交流电网，所述第二交流端连接至所述空调主机，所述直流端连接至所述直流母线。
可选的，所述变流器包括：AC/DC模块和DC/AC模块，所述AC/DC模块包括第一端和第二端，所述DC/AC模块包括第三端和第四端；
所述第一端作为所述变流器的第二交流端；
所述第二端连接至所述第三端，且所述第二端与所述第三端的连接点作为所述变流器的直流端；
所述第四端作为所述变流器的第一交流端。
可选的，所述变流器与所述能量调控装置通信连接。
可选的，所述空调主机包括：压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，所述压缩机连接至所述变流器的第二交流端。
可选的，所述储能设备包括：储能机构和DC/DC变换器；所述DC/DC变换器的一端连接至所述储能机构，另一端连接至所述直流母线；所述储能机构还连接至所述空调设备。
可选的，所述储能机构包括：储电部件和/或储冷部件；
所述储电部件连接至所述DC/DC变换器；
空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵和主水泵，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门和第二阀门，其中，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧；
所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门。
可选的，所述DC/DC变换器与所述能量调控装置通信连接。
可选的，所述能量调控系统还包括：通讯模块，连接至所述能量调控装置和所述天气服务器之间。
可选的，所述发电设备为光伏发电设备。
本发明实施例还提供了一种能量调控方法，所述方法应用于本发明实施例所述的能量调控系统，所述方法包括：
获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息；
根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置；
根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，以使所述被控系统在所述未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。
可选的，根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置，包括：
根据所述天气预报信息估算发电设备在所述未来预设时间段内各时刻的发电量；
根据预设规则估算空调设备在所述未来预设时间段内各时刻所需的冷量；
根据所述各时刻的发电量、所述各时刻所需的冷量、所述当前储能信息和所述被控系统的能量平衡公式，对目标函数进行寻优运算，得到所述最优能量流动配置。
可选的，所述目标函数为：
Figure BDA0002615930240000041
其中，
Figure BDA0002615930240000042
τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，f1(t)表示所述被控系统的电费预算，m(t)表示交流电网的电价，p(t)表示所述被控系统对所述交流电网的耗电功率，f2(t)表示所述被控系统的需求冷量与实际供冷量的差值，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，hM(t)表示所述被控系统中空调末端的实际制冷功率。
可选的，所述能量平衡公式为：
Figure BDA0002615930240000051
其中，τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，cS(t)表示储冷功率，cM(t)表示压缩机热交换制冷功率，p(t)表示所述被控系统对交流电网的耗电功率，pM(t)表示压缩机耗能热交换耗电功率，pP(t)表示实际发电功率，pSP(t)表示储电功率，η表示压缩机的热交换效率，hP(t)表示天气条件对应发电功率的效率函数，T(t)表示天气函数，pA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储电量，pA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储电量，cA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储冷量，cA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储冷量。
可选的，所述能量平衡公式的限制条件为：
Figure BDA0002615930240000061
其中，CT表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率的最大功率限制，CS表示储冷功率的最大功率限制，CM表示压缩机热交换制冷功率的最大功率限制，PT表示所述被控系统对交流电网的耗电功率的最大功率限制，PM表示压缩机耗能热交换耗电功率的最大功率限制，pS(t)表示预估发电功率，PSP表示储电功率的最大功率限制，C表示最大储冷量，P表示最大储电量。
可选的，所述最优能量流动配置包括：在所述未来预设时间段内各时刻的所述被控系统对交流电网的耗电功率、各时刻的压缩机耗能热交换耗电功率、各时刻的预估发电功率、各时刻的空调末端所需的制冷功率、各时刻的压缩机热交换制冷功率、各时刻的储能功率、以及各时刻的储能量，其中，所述各时刻的储能功率包括：各时刻的储电功率和/或各时刻的储冷功率，所述各时刻的储能量包括各时刻的储电量和/或各时刻的储冷量。
可选的，根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，包括以下至少之一的步骤：
根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的空调末端所需的制冷功率，控制所述空调末端与所在区域环境的热交换。
可选的，根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述被控系统对交流电网的耗电功率大于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，将交流电网的交流电整流为直流电，并控制电能由交流电网流向直流母线；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率小于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，将直流母线的直流电逆变为交流电，反馈至交流电网；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率等于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启直流稳压模式，稳定直流母线的电压至发电设备的MPPT电压处。
可选的，根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述压缩机耗能热交换耗电功率大于0，控制所述变流器中的AC/DC模块将直流母线的直流电逆变为交流电，并控制电能由直流母线流向压缩机；
若所述压缩机耗能热交换耗电功率等于0，控制所述变流器中的AC/DC模块停止逆变功能，并控制压缩机待机。
可选的，根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述预估发电功率大于0，控制所述发电设备处于发电模式，并控制电能由发电设备流向直流母线；
若所述预估发电功率等于0，控制所述发电设备停止发电且处于开路状态。
可选的，根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述储电功率大于0，通过所述储能设备中的DC/DC变换器将直流母线的电能经过变流给所述储电部件充电；
若所述储电功率等于0，控制所述DC/DC变换器处于待机状态，且控制所述储电部件处于待机储能状态；
若所述储电功率小于0，通过所述DC/DC变换器自所述储电部件取电能经过变流供于直流母线。
可选的，根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动，包括：
若所述储冷功率大于0，通过所述变流器控制第一阀门、第三阀门和冷冻水泵开启以对所述储冷部件进行蓄冷，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动；
若所述储冷功率等于0，通过所述变流器控制第三阀门关闭，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动；
若所述储冷功率小于0，通过所述变流器控制第三阀门开启，以使所述储冷部件进行放冷，并根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制；
其中，空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵和主水泵，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门和第二阀门，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧；所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门。
可选的，根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动，包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第一控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制第二阀门和主水泵关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号用于控制第二阀门和主水泵开启，且控制所述主水泵的流量小于所述冷冻水泵的流量。
可选的，根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动，包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第三控制信号，其中，所述第三控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第四控制信号，其中，所述第四控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均开启，且控制所述主水泵的流量等于所述冷冻水泵的流量。
可选的，根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制，包括：
若所述压缩机热交换制冷功率等于0，确定由所述储冷部件向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第五控制信号，其中，所述第五控制信号用于控制第一阀门和冷冻水泵关闭，以及控制第二阀门和主水泵开启；
若所述压缩机热交换制冷功率大于0，确定由压缩机和所述储冷部件联合向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第六控制信号，其中，所述第六控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵都开启，且控制所述主水泵的流量大于所述冷冻水泵的流量。
本发明实施例还提供了一种能量调控装置，包括：
获取模块，用于获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息；
确定模块，用于根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置；
控制模块，用于根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，以使所述被控系统在所述未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的能量调控方法。
应用本发明的技术方案，通过天气服务器可获取天气预报信息，结合天气因素和被控系统的参数提供智能化的能量流动决策，给出未来预设时间段内的最优能量流动配置，按照该最优能量流动配置控制被控系统运行，实现被控系统在未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化，有效保证系统综合效益的最大化。同时，被控系统中的发电设备、储能设备和空调设备通过直流母线并联，利用直流母线将负载集合到一起，将直流母线作为能量传送的媒介，能够降低系统能耗且减少系统复杂度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的能量调控系统的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的能量调控系统中空调设备的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的储能设备及空调主机的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的能量调控方法的流程图；
图5是本发明实施例三提供的光伏、储能、空调压缩机一体化系统能量流动智能决策系统的结构示意图；
图6是本发明实施例三提供的光伏、储能、空调压缩机一体化系统能量流动智能决策系统中空调设备的结构示意图；
图7是本发明实施例三提供的光伏、储能、空调压缩机一体化系统能量流动智能决策系统的工作流程图；
图8是本发明实施例四提供的能量调控装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种能量调控系统，能够结合天气预报信息与被控系统的参数进行被控系统能量流动的最优配置，以使被控系统处于最优运行状态以及效益最大化，实现整个系统的综合效益最大化。
如图1所示，能量调控系统包括：被控系统100、能量调控装置200和天气服务器300。
所述被控系统100包括：发电设备110、储能设备120和空调设备130。所述发电设备、所述储能设备和所述空调设备通过直流母线(包括正母线DC+和负母线DC-)并联。所述空调设备还连接至交流电网400(即市电电网)。被控系统是发电、储能、空调用电一体化系统。发电设备为新能源发电设备，较优的，发电设备为光伏发电设备。
天气服务器用于提供天气预报信息，通过对天气服务器进行数据访问和请求，可以获取天气预报信息。
所述能量调控装置分别与所述被控系统及所述天气服务器通信连接，所述能量调控装置用于从所述天气服务器获取未来预设时间段内的天气预报信息，并向所述被控系统发送所述未来预设时间段内的最优能量流动配置。
本实施例中，通过天气服务器可获取天气预报信息，结合天气因素和被控系统的参数提供智能化的能量流动决策，给出未来预设时间段内的最优能量流动配置，按照该最优能量流动配置控制被控系统运行，实现被控系统在未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化，有效保证系统综合效益的最大化。同时，被控系统中的发电设备、储能设备和空调设备通过直流母线并联，利用直流母线将负载集合到一起，将直流母线作为能量传送的媒介，能够降低系统能耗且减少系统复杂度。
能量调控装置为与被控系统之间的数据传输提供通讯接口，如CAN总线、RS485、工业以太网或SPI通讯等。天气预报信息可以与最优能量流动配置一起发给被控系统，以使被控系统中的储能设备、空调设备、发电设备能够结合天气预报信息进行独立运算与运行。
参考图2，所述空调设备130包括：变流器131、空调主机132和空调末端133。所述变流器131包括：第一交流端、第二交流端和直流端。所述第一交流端连接至所述交流电网400，所述第二交流端连接至所述空调主机132，所述直流端连接至所述直流母线。示例性的，变流器131可以是AC\DC\AC的一体化四象限变流器。空调主机与空调末端之间通过冷冻水循环管路连接，若储能设备中包括储冷部件，则储能设备连接至空调主机与空调末端之间的冷冻水循环管路上。通过设置变流器，可以实现空调主机、市电与直流母线之间的能量流动控制。
具体的，变流器131包括：AC/DC模块1311和DC/AC模块1312，所述AC/DC模块包括第一端和第二端，所述DC/AC模块包括第三端和第四端；所述第一端作为所述变流器的第二交流端；所述第二端连接至所述第三端，且所述第二端与所述第三端的连接点作为所述变流器的直流端(即第二端和第三端均连接至直流母线)；所述第四端作为所述变流器的第一交流端。通过AC/DC模块和DC/AC模块，可以实现直流电与交流电的转换，并控制电能的流动方向。
所述变流器与所述能量调控装置通信连接，具体的，可通过通讯总线或数据总线实现通信连接，如图2中虚线所示。
参考图3，所述空调主机132包括：压缩机1321、冷凝器1322、节流装置1323和蒸发器1324，所述压缩机1321连接至所述变流器131的第二交流端。通过变流器与空调主机的连接以及变流器与能量调控装置的通信连接，可以实现变流器对空调主机的相关能量流动的控制。
参考图3，所述储能设备120包括：储能机构121和DC/DC变换器122。所述DC/DC变换器的一端连接至所述储能机构，另一端连接至所述直流母线；所述储能机构还连接至所述空调设备。通过设置DC/DC变换器，可以实现储能设备与直流母线之间的电能流动控制。
所述储能机构121包括：储电部件1211和/或储冷部件1212，图3以同时包括储电部件和储冷部件为例对结构进行说明，在实际应用中，可根据需要使用具体的储能机构的类型及其相应结构。所述储电部件连接至所述DC/DC变换器。所述储冷部件连接至空调设备中的空调主机以及空调末端，具体通过冷冻水循环管路连接。储电部件可以是储能电池，储冷部件可以是蓄冷材料。
具体的，空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵J1和主水泵J2，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门K1和第二阀门K2，其中，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧。所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门K3。
其中，冷冻水泵用于为蒸发器内部冷冻水提供循环动力，主水泵用于为冷冻水循环管路(即冷冻水出水管路、冷冻水进水管路、第一管路和第二管路)中的冷冻水提供循环动力。第一阀门、第二阀门和第三阀门用于控制所在管路的通断。第一阀门、第二阀门和第三阀门可以接收变流器发来的控制信号或控制指令。
基于上述储冷部件与空调主机及空调末端的具体连接，以及阀门和水泵的设置，通过变流器可以实现对储冷部件的蓄冷和放冷进行控制，配合系统最优化、经济最大化运行。
所述DC/DC变换器与所述能量调控装置通信连接，具体的，可通过通讯总线或数据总线实现通信连接，如图3中虚线所示。通过DC/DC变换器能够实现对储电部件的充电和放电进行控制，配合系统最优化、经济最大化运行。
可选的，所述能量调控系统还可以包括：通讯模块，连接至所述能量调控装置和所述天气服务器之间。通讯模块主要为访问天气服务器提供一个高速、稳定可靠的网络通讯通道。示例性的，通讯模块可以是GPRS模块。
可选的，所述能量调控系统还可以包括：后台数据监控服务器，与所述能量调控装置通信连接。具体的，后台数据监控服务器通过通讯模块与能量调控装置通信，能量调控装置可将被控系统的数据通过通讯模块上传至后台数据监控服务器。通讯模块为被控系统的通讯数据上传到后台数据监控服务器提供一个高速、稳定可靠的网络通讯通道。
实施例二
基于同一构思，本实施例提供一种能量调控方法，所述方法应用于上述实施例所述的能量调控系统，所述方法可由能量调控装置执行。如图4所示，该方法包括：
S401，获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息。
其中，未来预设时间段可以根据实际需求进行设置，例如，未来6小时或者未来3天等。未来预设时间段的最大取值为天气预报提供的预报时长，即未来预设时间段可以是预报时长内的任意取值。
S402，根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置。
其中，被控系统的当前储能信息是指被控系统的储能设备中当前储存的能量信息。储能信息可以包括：储电信息和/或储冷信息，具体根据被控系统所包含的储能设备类型确定。示例性的，当前储能信息包括：当前储电量和/或当前储冷量。最优能量流动配置是使得被控系统处于最优运行状态以及效益最大化的功率配比数据。未来预设时间段内的最优能量流动配置包括未来预设时间段内各时刻的最优能量流动配置。
S403，根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，以使所述被控系统在所述未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。具体的，能量调控装置将最优能量流动配置(可以控制指令的形式发送)通过通讯总线或数据总线推送给被控系统中的相关设备或器件。
本实施例中，获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息，根据天气预报信息和被控系统的当前储能信息确定被控系统在未来预设时间段内的最优能量流动配置，按照未来预设时间段内的最优能量流动配置控制被控系统运行，结合天气因素和被控系统的参数，提供智能化的能量流动决策，实现被控系统在未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化，有效保证系统综合效益的最大化。
可选的，可以定时获取天气预报信息，每次获取天气预报信息，均会计算得到对应天气预报时段的最优能量流动配置。若连续两次的预报时段有重叠，则可用后一次的最优能量流动配置，对前一次的最优能量流动配置进行修正，具体的，以后一次的运算结果为准对被控系统进行控制，或者，计算两次最优能量流动配置中各参数在各时刻的均值作为最终的配置。此外，若能量调控装置接收到后台数据监控服务器的请求，将请求的数据反馈给后台数据监控服务器。
具体的，根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置，包括：根据所述天气预报信息估算发电设备在所述未来预设时间段内各时刻的发电量；根据预设规则估算空调设备在所述未来预设时间段内各时刻所需的冷量；根据所述各时刻的发电量、所述各时刻所需的冷量、所述当前储能信息和所述被控系统的能量平衡公式，对目标函数进行寻优运算，得到所述最优能量流动配置。
其中，新能源发电设备的发电情况与天气条件有关，根据天气预报信息可以估算出发电量。预设规则是指估算空调设备制冷需求的规则，例如，可以根据空调设备的实际使用面积、历史运行情况等进行估算。对目标函数进行寻优运算，即求取目标函数的最优解，将最优解作为最优能量流动配置。
本实施方式根据被控系统的发电信息、储能信息、制冷需求以及能量平衡公式，对目标函数进行寻优运算，能够保证得到较为合理的最优能量流动配置，进而保证系统的最优运行和效益最大化。
进一步的，所述目标函数为：
Figure BDA0002615930240000211
其中，
Figure BDA0002615930240000212
τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，t∈[0，τ]，f1(t)表示所述被控系统的电费预算，m(t)表示交流电网的电价，p(t)表示所述被控系统对所述交流电网的耗电功率，f2(t)表示所述被控系统的需求冷量与实际供冷量的差值，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，hM(t)表示所述被控系统中空调末端的实际制冷功率。
本实施例中的寻优运算可使用现有算法，本实施例对此不作限制。示例性的，可使用分层求解法，对目标函数进行重要程度排序，按照排序依次对单目标进行优化求解。
通过求取上述目标函数的最优解，被控系统在未来预设时间段内按照该最优解运行，能够保证被控系统电费最小且保持冷量供需平衡，即实现了最优运行状态且效益最大化。
所述能量平衡公式为：
Figure BDA0002615930240000221
其中，τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，cS(t)表示储冷功率，cM(t)表示压缩机热交换制冷功率，p(t)表示所述被控系统对交流电网的耗电功率，pM(t)表示压缩机耗能热交换耗电功率，pP(t)表示实际发电功率，pSP(t)表示储电功率，η表示压缩机的热交换效率，hP(t)表示天气条件对应发电功率的效率函数，T(t)表示天气函数，pA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储电量，pA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储电量，cA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储冷量，cA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储冷量。
上述能量平衡公式中的各公式均是针对未来预设时间段内的某一时刻t的能量平衡，各参数的取值表示的是某一时刻t的取值。n表示上一次寻优运算，n+1表示本次寻优运算。运算初始时刻是指本次运算的起始时刻，例如，本次获取到天气预报信息的时刻，该时刻对应的当前实际储电量表示储能设备已有的能量，需要作为本次寻优运算的基础。
上述能量平衡公式中各公式的含义如下：第一个公式表示冷量需求与储冷、压缩机制冷的平衡；第二个公式表示直流母线DC+、DC-并联的设备功率平衡；第三个公式表示压缩机耗能制冷量关系；第四个公式表示发电功率与天气的关系；第五个公式表示储电部件内的实时储电量与能量流动的关系；第六个公式表示储冷部件内的实时储冷量与能量流动的关系。
需要说明的是，上述能量平衡公式为通用公式，例如，若被控系统中的储能设备仅涉及储电，那么上述能量平衡公式中与储冷相关的参数取值为0。
上述能量平衡公式可以充分体现出被控系统的能量平衡情况，从而基于该能量平衡公式对目标函数进行寻优运算，使得寻优运算结果符合被控系统的能量平衡规律，从而更好的利用寻优运算结果对被控系统的运行进行控制，以达到最优能量调控的目的。
所述能量平衡公式的限制条件为：
Figure BDA0002615930240000241
其中，CT表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率的最大功率限制，CS表示储冷功率的最大功率限制，CM表示压缩机热交换制冷功率的最大功率限制，PT表示所述被控系统对交流电网的耗电功率的最大功率限制，PM表示压缩机耗能热交换耗电功率的最大功率限制，pS(t)表示预估发电功率，PSP表示储电功率的最大功率限制，C表示最大储冷量，P表示最大储电量。
通过上述限制条件可使得在有效数值范围内进行寻优运算，保证寻优运算结果的合理性和可靠性。
所述最优能量流动配置包括：在所述未来预设时间段内各时刻的所述被控系统对交流电网的耗电功率、各时刻的压缩机耗能热交换耗电功率、各时刻的预估发电功率、各时刻的空调末端所需的制冷功率、各时刻的压缩机热交换制冷功率、各时刻的储能功率、以及各时刻的储能量，其中，所述各时刻的储能功率包括：各时刻的储电功率和/或各时刻的储冷功率，所述各时刻的储能量包括各时刻的储电量和/或各时刻的储冷量。
根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，是指在未来预设时间段内的每个时刻，按照该时刻相应的最优能量流动配置控制被控系统运行，从而使得被控系统在未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。
相应的，对应于最优能量流动配置所包含的内容，根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，包括以下至少之一的步骤：
根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的空调末端所需的制冷功率，控制所述空调末端与所在区域环境的热交换。
下面分别对上述各步骤进行具体说明，在未来预设时间段内的任意时刻均可执行上述步骤中至少之一。
(1)根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述被控系统对交流电网的耗电功率大于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，控制直流母线电压，将交流电网的交流电整流为直流电，并控制电能由交流电网流向直流母线；具体的，直流母线上的电能可根据需要供给储电部件进行储电或者供给空调设备；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率小于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，控制直流母线电压，将直流母线的直流电逆变为交流电，反馈至交流电网，实现发电馈网；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率等于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启直流稳压模式，稳定直流母线的电压至发电设备的MPPT(最大功率点跟踪，MaximumPower Point Tracking)电压处，使得发电设备在当前天气条件下处于最大功率进行输出。
(2)根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述压缩机耗能热交换耗电功率大于0，表示压缩机需要耗电运行，控制所述变流器中的AC/DC模块将直流母线的直流电逆变为交流电，并控制电能由直流母线流向压缩机，压缩机稳定运行到冷量所需功率pM(t)处；
若所述压缩机耗能热交换耗电功率等于0，表示压缩机不工作，控制所述变流器中的AC/DC模块停止逆变功能，并控制压缩机待机。
(3)根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述预估发电功率大于0，控制所述发电设备处于发电模式，并控制电能由发电设备流向直流母线；
若所述预估发电功率等于0，控制所述发电设备停止发电且处于开路状态。
(4)根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述储电功率大于0，表示所述储电部件需要处于充电状态，此时通过所述储能设备中的DC/DC变换器将直流母线的电能经过变流给所述储电部件充电，控制电能由直流母线流向储电部件；
若所述储电功率等于0，控制所述DC/DC变换器处于待机状态，且控制所述储电部件处于待机储能状态；
若所述储电功率小于0，表示所述储电部件需要处于放电状态，此时通过所述DC/DC变换器自所述储电部件取电能经过变流供于直流母线，电能由储电部件流向直流母线。
(5)根据所述最优能量流动配置中的空调末端所需的制冷功率，控制所述空调末端与所在区域环境的热交换，包括：
若空调末端所需的制冷功率大于0，空调末端向所在区域供冷；若空调末端所需的制冷功率等于0，空调末端与所在区域环境无热量交换，等效为待机状态。
(6)根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动，包括：
若所述储冷功率大于0，控制所述储冷部件处于蓄冷状态，具体的，通过所述变流器控制第一阀门、第三阀门和冷冻水泵开启以对所述储冷部件进行蓄冷，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动；
若所述储冷功率等于0，控制所述储冷部件暂停蓄冷和放冷，具体的，通过所述变流器控制第三阀门关闭，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动；
若所述储冷功率小于0，控制所述储冷部件处于放冷状态，具体的，通过所述变流器控制第三阀门开启，以使所述储冷部件进行放冷，并根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制；
其中，空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵和主水泵，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门和第二阀门，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧；所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门。
能量调控装置可通过变流器将相关的控制指令发给空调主机及空调末端中的相关器件。
具体的，根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动，包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第一控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制第二阀门和主水泵关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号用于控制第二阀门和主水泵开启，且控制所述主水泵的流量小于所述冷冻水泵的流量，水泵流量可通过水泵配套的变频器进行控制。
具体的，根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动，包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第三控制信号，其中，所述第三控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均关闭，管路内的冷冻水停止流动；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第四控制信号，其中，所述第四控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均开启，且控制所述主水泵的流量等于所述冷冻水泵的流量，水泵流量可通过水泵配套的变频器进行控制。
具体的，根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制，包括：
若所述压缩机热交换制冷功率等于0，确定由所述储冷部件向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第五控制信号，其中，所述第五控制信号用于控制第一阀门和冷冻水泵关闭，以及控制第二阀门和主水泵开启；
若所述压缩机热交换制冷功率大于0，确定由压缩机和所述储冷部件联合向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第六控制信号，其中，所述第六控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵都开启，且控制所述主水泵的流量大于所述冷冻水泵的流量，水泵流量可通过水泵配套的变频器进行控制。
实施例三
下面结合一个具体实施例对上述能量调控系统及方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。
本实施例以光伏、储能、空调压缩机一体化系统作为被控系统为例进行说明，该被控系统同时具备储电和储冷功能。
参考图5，为光伏、储能、空调压缩机一体化系统能量流动智能决策系统(相当于上述的能量调控系统)的结构示意图，包括：
网络服务器51(相当于实施例一中的天气服务器)，通过访问网络服务器可以获取天气预报信息，本实施例中，网络服务器主要是基于访问请求为能量流动智能决策提供天气预报信息。
GPRS模块52(相当于实施例一中的通讯模块)，GPRS模块主要提供高速、稳定可靠的网络通讯通道，具体为一体化系统的通讯数据上传到后台数据监控服务器以及访问网络服务器提供网络通讯通道。
最优化综合调控系统53(相当于实施例一中的能量调控装置)，最优化综合调控系统一方面是对一体化系统通讯总线的数据上传提供接口(如CAN总线、RS485、工业以太网或SPI通讯等)，并将数据推送至GPRS模块以上传至后台数据监控服务器；另一方面，最优化综合调控系统对通过GPRS模块访问网络服务器获取的天气预报信息进行处理，推送至一体化系统的数据总线，供一体化系统中的各个子系统共享，并根据一体化系统的能量流向规律，结合天气预报信息，对系统效益进行寻优运算，求最优解修正运行规划，并通过一体化系统的通讯总线发送给一体化系统中的各个子系统进行运行控制。
其中，子系统具体指：光伏变流器、压缩机系统、储能系统、空调末端(具体为空调末端蒸发器)。最优化综合调控系统结合天气预报信息和各子系统的运行状态运算出最优的光伏、储能、压缩机、市网之间的能量流动储配，然后将能量流动储配对应的控制信息推入通讯总线，一体化系统中的压缩机系统内的水循环控制阀、储能系统前端的DC/DC变换器、光伏变流器执行控制指令，从而实现储电、储冷之间的能量流向控制，通过光伏、储冷、储电与市网的能量最优化配用以实现未来一定时间段内效益最大化。天气预报信息可以与运算得到的能量流动储配对应的控制信息一同推入通讯总线，为储能系统、空调压缩机系统结合天气情况独立运算与运行预留接口，以及与楼宇内空调群控系统留出信息交互通道。
一体化系统包括：光伏板54(相当于实施例一中的发电设备)、储能系统55(相当于实施例一中的储能设备)、空调压缩机系统56和空调末端57。空调压缩机系统56包括光伏变流器58(相当于实施例一中的变流器)和压缩机系统59(相当于实施例一中的空调主机)。
其中，储能系统55包括：电储能部件和蓄冷储能部件，电储能通过储能前端的DC/DC变换器551控制储能电池的充放电；蓄冷储能通过光伏变流器58控制水循环管路电控阀的开关状态、冷冻水泵状态和主水泵状态，实现蓄冷储能蓄冷、放冷的状态控制。
DC\DC变换器主要对储能侧电储能的能量流向(即储能电池的充电/放电)进行控制，配合系统的最优化、经济最大化运行。
光伏变流器58具体可以是AC\DC\AC的一体化四象限变流器，包括AC/DC模块581和DC/AC模块582，光伏变流器的一个交流端连接三相交流电网60，另一个交流端连接空调压缩机，直流端连接至直流母线，即通过直流母线与光伏板、储能前端的DC/DC变换器连接。光伏变流器可为空调设备中的水循环电控阀提供控制指令。
参考图6，压缩机系统59包括：压缩机591、冷凝器592、电控比例阀593和蒸发器594。压缩机可以为离心式空气压缩机或螺杆式空气压缩机，是空调设备所在的建筑内部的冷冻水循环与建筑外部冷却塔的冷却水循环进行耗能热交换的主要设备。压缩机系统还包括：冷冻水泵J1、主水泵J2、冷却水泵J3、冷冻水循环管路、冷却水循环管路及相关电控阀K1-K4。
压缩机依靠光伏变流器提供的电能，将蒸发器中的低压气态冷媒加压为高压气态冷媒推入冷凝器。冷凝器使冷却水吸收高压气态冷媒的热量，冷媒液化为液态。蒸发器使液态冷媒吸收冷冻进水的热量，冷媒转化为气态，吸入压缩机。电控比例阀(相当于实施例一中的节流装置)，通过对电控比例阀的开合状态及开度大小进行控制，可以控制冷凝器与蒸发器之间的冷媒管路中的液态冷媒的流速，起到节流作用。电控阀K1-K4可接收光伏变流器的电控信号，改变自身开合状态，控制相关管路通断。冷冻水泵为蒸发器内的冷冻水提供循环动力。主水泵为冷冻水循环管路中的冷冻水提供循环动力。冷却水泵为冷却水循环管路中的冷却水提供循环动力。
参考图7，为光伏、储能、空调压缩机一体化系统能量流动智能决策系统的工作流程图，能量调控的工作流程主要包括如下步骤：
S701，一体化系统开机，最优化综合调控系统开机，启动能量调控流程。
S702，最优化综合调控系统初始化，初始化完成并开启定时器，定时器用于定时访问网络服务器。
S703，最优化综合调控系统进入主程序对通讯接口进行轮询。
S704，判断是否收到后台数据监控服务器的数据访问请求，若是，进入步骤S705，若否，进入步骤S707。
S705，整理请求的数据，即机组的工作数据。
S706，将整理好的数据反馈到后台数据监控服务器。
S707，判断是否存在定时器中断，若是，进入步骤S708；若否，返回步骤S703。其中，步骤S704和步骤S707可以调换执行顺序，二者也可以同时执行。
S708，当检测到定时器中断动作，访问网络服务器，请求天气预报信息。
S709，收到天气预报信息之后，根据天气预报信息和一体化系统的参数，修正未来预设时间段内的机组能量流动规划。
S710，将能量流动规划推动至通讯总线共享，以实现一体化系统的最优化工作状态的控制。
一体化系统最优化工作的能量调控过程具体如下：
设光伏、储能、空调压缩机一体化系统实时的电网费用预算为f1(t)，楼宇需冷冷量与实际供冷冷量差值为f2(t)，则有：
Figure BDA0002615930240000351
实时对应的目标函数为：
Figure BDA0002615930240000352
最优化综合调控系统获取天气预报信息以及一体化系统的当前储能信息，基于能量平衡公式及其限制条件(具体参见实施例二)进行寻优运算，对目标函数求出最优解(即功率配比数据)，将最优解对应的控制指令推送至数据总线，储能前端的DC/DC变换器根据经总线推送的功率控制数据控制电储能的实时能量流向，光伏变流器根据经总线推送的功率控制数据控制压缩机系统及变流器内部的AC/DC模块、DC/AC模块，实现市网、压缩机、蓄冷储能间的能量流向控制。
具体的，在收到天气预报信息的0时刻，最优化综合调控系统根据此时刻的电储能部件、蓄冷储能部件推送到总线上的当前储能信息pA(n)(t)和cA(n)(t)，各个子系统的功率、能量平衡，在限制条件下，对目标函数
Figure BDA0002615930240000353
进行寻优运算，得出最优能量流动配置下的pA(n+1)(t)、cA(n+1)(t)在0→τ时间段内的储能状态以及各个时刻的p(t)、pM(t)、pS(t)、pSP(t)、c(t)、cS(t)、cM(t)，并将运算结果推送至系统内数据总线。
系统正常工作的某一时刻，当p(t)＞0时，光伏变流器的DC/AC模块开启可控整流模式，控制直流母线电压，并将网侧的三相交流电整流为直流电，控制电能由交流网侧流向直流母线侧，后续可根据需求将直流母线上的电能进行储电或者供给压缩机；当p(t)＜0时，光伏变流器的DC/AC模块开启可控整流模式，控制直流母线电压，并将直流母线的直流电能逆变为三相交流电能反馈至三相交流电网侧，实现馈网发电模式；当p(t)＝0时，光伏变流器的DC/AC模块只开启直流稳压模式，稳定直流母线电压至光伏发电的MPPT电压处。
系统正常工作的某一时刻，当pM(t)＞0时，光伏变流器内的AC/DC模块将直流母线内的直流电能逆变为三相交流电能，控制电能能量由直流母线流向压缩机，压缩机稳定运行到冷量所需功率pM(t)处；当pM(t)＝0，光伏变流器的AC/DC模块停止逆变功能，压缩机待机。
系统正常工作的某一时刻，当pS(t)＞0，光伏板处于发电模式，电能由光伏板流向直流母线；pS(t)＝0时，光伏板停止发电，处于开路状态。
系统正常工作的某一时刻，当pSP(t)＞0时，电储能部件处于充电状态，此时电储能前端的双向DC/DC变换器将直流母线的电能经过变流给电储能充电，控制能量由直流母线流向电储能系统；当pSP(t)＝0时，储能前端的DC/DC变换器处于待机状态，整个电储能部件处于待机储能状态；当pSP(t)＜0时，电储能部件处于放电状态，此时电储能前端的双向DC/DC变换器自电储能系统取电能经过变流供于直流母线，能量由电储能系统流向直流母线。
系统正常工作的某一时刻，当c(t)＞0时，此时楼宇内的空调末端向楼内供冷；当c(t)＝0时，楼宇内的空调末端对楼宇内部环境无热量交换，等效为待机状态。
系统正常工作的某一时刻，当cS(t)＞0时，蓄冷储能部件处于蓄冷状态，此时光伏变流器输出控制信号控制电控阀K1、K3状态为开，由于压缩机处于运行状态，因此冷冻水泵J1也处于开启状态，此时有两种状态，状态1：若空调末端所需的制冷功率c(t)＝0，则电控阀K2和主水泵J2不开，参考图6，此时冷冻水管路内的水流流向为：蒸发器594→K1→蓄冷储能部件(图中未示出)→K3→J1→蒸发器594；状态2：若c(t)＞0时，此时电控阀K2和主水泵J2处于开启状态，且各水泵配套变频器控制水泵使得主水泵流量小于冷冻水泵流量，参考图6，此时冷冻水管路内的水流流向包括：蓄冷流向和压缩机向末端供冷流向，其中，蓄冷流向为：蒸发器594→K1→蓄冷储能部件(图中未示出)→K3→J1→蒸发器594，压缩机向末端供冷流向为：蒸发器594→K1→K2→空调末端57→J2→J1→蒸发器594。
当cS(t)＝0时，蓄冷储能部件暂停蓄冷和放冷，此时电控阀K3关闭，有两种状态，状态1：若c(t)＝0，则电控阀K1、K2、冷冻水泵J1和主水泵J2均不开，水流管路内的水流冷冻水停止流动；状态2：若c(t)＞0时，此时电控阀K1、K2、主水泵J2和冷冻水泵J1处于开启状态，且各水泵配套变频器控制水泵使得主水泵流量等于冷冻水泵流量，参考图6，此时冷冻水管路内的水流流向为：蒸发器594→K1→K2→空调末端57→J2→J1→蒸发器594。
当cS(t)＜0时，蓄冷储能部件处于放冷状态，此时有两种状态，状态1：当cM(t)＝0时，此时空调末端所需冷量全部由蓄冷储能部件提供，此时冷冻水泵J1和电控阀K1关闭，电控阀K2、K3、主水泵J2开启，参考图6，此时冷冻水管路内的水流流向为：蓄冷储能部件→K2→空调末端57→J2→K3→蓄冷储能部件；状态2：当cM(t)＞0时，此时由压缩机和蓄冷储能部件联合向空调末端供冷，电控阀K1、K2、K3、主水泵J2、冷冻水泵J1均处于开启状态，且各水泵配套变频器控制水泵使得主水泵流量大于冷冻水泵流量，参考图6，此时冷冻水管路内水流方向包括：压缩机向末端供冷流向和蓄冷储能部件向末端供冷流向，其中，压缩机向末端供冷流向为：蒸发器594→K1→K2→空调末端57→J2→J1→蒸发器594；蓄冷储能部件向末端供冷流向为：蓄冷储能部件→K2→空调末端57→J2→K3→蓄冷储能部件。
实施例四
基于同一构思，本实施例提供了一种能量调控装置，可以用于实现上述实施例所述的能量调控方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现，该装置一般可集成于终端或服务器中。
图8是本发明实施例四提供的能量调控装置的结构框图，如图8所示，该装置包括：
获取模块81，用于获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息；
确定模块82，用于根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置；
控制模块83，用于根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，以使所述被控系统在所述未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。
可选的，确定模块82包括：
第一估算单元，用于根据所述天气预报信息估算发电设备在所述未来预设时间段内各时刻的发电量；
第二估算单元，用于根据预设规则估算空调设备在所述未来预设时间段内各时刻所需的冷量；
运算单元，用于根据所述各时刻的发电量、所述各时刻所需的冷量、所述当前储能信息和所述被控系统的能量平衡公式，对目标函数进行寻优运算，得到所述最优能量流动配置。
可选的，所述目标函数为：
Figure BDA0002615930240000392
其中，
Figure BDA0002615930240000391
τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，f1(t)表示所述被控系统的电费预算，m(t)表示交流电网的电价，p(t)表示所述被控系统对所述交流电网的耗电功率，f2(t)表示所述被控系统的需求冷量与实际供冷量的差值，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，hM(t)表示所述被控系统中空调末端的实际制冷功率。
可选的，所述能量平衡公式为：
Figure BDA0002615930240000401
其中，τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，cS(t)表示储冷功率，cM(t)表示压缩机热交换制冷功率，p(t)表示所述被控系统对交流电网的耗电功率，pM(t)表示压缩机耗能热交换耗电功率，pP(t)表示实际发电功率，pSP(t)表示储电功率，η表示压缩机的热交换效率，hP(t)表示天气条件对应发电功率的效率函数，T(t)表示天气函数，pA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储电量，pA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储电量，cA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储冷量，cA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储冷量。
可选的，所述能量平衡公式的限制条件为：
Figure BDA0002615930240000411
其中，CT表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率的最大功率限制，CS表示储冷功率的最大功率限制，CM表示压缩机热交换制冷功率的最大功率限制，PT表示所述被控系统对交流电网的耗电功率的最大功率限制，PM表示压缩机耗能热交换耗电功率的最大功率限制，pS(t)表示预估发电功率，PSP表示储电功率的最大功率限制，C表示最大储冷量，P表示最大储电量。
可选的，所述最优能量流动配置包括：在所述未来预设时间段内各时刻的所述被控系统对交流电网的耗电功率、各时刻的压缩机耗能热交换耗电功率、各时刻的预估发电功率、各时刻的空调末端所需的制冷功率、各时刻的压缩机热交换制冷功率、各时刻的储能功率、以及各时刻的储能量，其中，所述各时刻的储能功率包括：各时刻的储电功率和/或各时刻的储冷功率，所述各时刻的储能量包括各时刻的储电量和/或各时刻的储冷量。
可选的，控制模块83包括以下至少之一：
第一控制单元，用于根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动；
第二控制单元，用于根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动；
第三控制单元，用于根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动；
第四控制单元，用于根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动；
第五控制单元，用于根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动；
第六控制单元，用于根据所述最优能量流动配置中的空调末端所需的制冷功率，控制所述空调末端与所在区域环境的热交换。
可选的，第一控制单元具体用于：
若所述被控系统对交流电网的耗电功率大于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，将交流电网的交流电整流为直流电，并控制电能由交流电网流向直流母线；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率小于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，将直流母线的直流电逆变为交流电，反馈至交流电网；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率等于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启直流稳压模式，稳定直流母线的电压至发电设备的MPPT电压处。
可选的，第二控制单元具体用于：
若所述压缩机耗能热交换耗电功率大于0，控制所述变流器中的AC/DC模块将直流母线的直流电逆变为交流电，并控制电能由直流母线流向压缩机；
若所述压缩机耗能热交换耗电功率等于0，控制所述变流器中的AC/DC模块停止逆变功能，并控制压缩机待机。
可选的，第三控制单元具体用于：
若所述预估发电功率大于0，控制所述发电设备处于发电模式，并控制电能由发电设备流向直流母线；
若所述预估发电功率等于0，控制所述发电设备停止发电且处于开路状态。
可选的，第四控制单元具体用于：
若所述储电功率大于0，通过所述储能设备中的DC/DC变换器将直流母线的电能经过变流给所述储电部件充电；
若所述储电功率等于0，控制所述DC/DC变换器处于待机状态，且控制所述储电部件处于待机储能状态；
若所述储电功率小于0，通过所述DC/DC变换器自所述储电部件取电能经过变流供于直流母线。
可选的，第五控制单元具体用于：
若所述储冷功率大于0，通过所述变流器控制第一阀门、第三阀门和冷冻水泵开启以对所述储冷部件进行蓄冷，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动；
若所述储冷功率等于0，通过所述变流器控制第三阀门关闭，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动；
若所述储冷功率小于0，通过所述变流器控制第三阀门开启，以使所述储冷部件进行放冷，并根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制；
其中，空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵和主水泵，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门和第二阀门，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧；所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门。
可选的，第五控制单元执行根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动的步骤，具体包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第一控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制第二阀门和主水泵关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号用于控制第二阀门和主水泵开启，且控制所述主水泵的流量小于所述冷冻水泵的流量。
可选的，第五控制单元执行根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动的步骤，具体包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第三控制信号，其中，所述第三控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第四控制信号，其中，所述第四控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均开启，且控制所述主水泵的流量等于所述冷冻水泵的流量。
可选的，第五控制单元执行根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制的步骤，具体包括：
若所述压缩机热交换制冷功率等于0，确定由所述储冷部件向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第五控制信号，其中，所述第五控制信号用于控制第一阀门和冷冻水泵关闭，以及控制第二阀门和主水泵开启；
若所述压缩机热交换制冷功率大于0，确定由压缩机和所述储冷部件联合向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第六控制信号，其中，所述第六控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵都开启，且控制所述主水泵的流量大于所述冷冻水泵的流量。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的方法。
实施例五
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的能量调控方法。
实施例六
本实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够实现如上述实施例所述的能量调控方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (27)

1.一种能量调控系统，其特征在于，包括：被控系统、能量调控装置和天气服务器；
所述被控系统包括：发电设备、储能设备和空调设备；所述发电设备、所述储能设备和所述空调设备通过直流母线并联；所述空调设备还连接至交流电网；
所述能量调控装置分别与所述被控系统及所述天气服务器通信连接，所述能量调控装置用于从所述天气服务器获取未来预设时间段内的天气预报信息，并向所述被控系统发送所述未来预设时间段内的最优能量流动配置。
2.根据权利要求1所述的能量调控系统，其特征在于，所述空调设备包括：变流器和空调主机；
所述变流器包括：第一交流端、第二交流端和直流端；
所述第一交流端连接至所述交流电网，所述第二交流端连接至所述空调主机，所述直流端连接至所述直流母线。
3.根据权利要求2所述的能量调控系统，其特征在于，所述变流器包括：AC/DC模块和DC/AC模块，所述AC/DC模块包括第一端和第二端，所述DC/AC模块包括第三端和第四端；
所述第一端作为所述变流器的第二交流端；
所述第二端连接至所述第三端，且所述第二端与所述第三端的连接点作为所述变流器的直流端；
所述第四端作为所述变流器的第一交流端。
4.根据权利要求2所述的能量调控系统，其特征在于，所述变流器与所述能量调控装置通信连接。
5.根据权利要求2所述的能量调控系统，其特征在于，所述空调主机包括：压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，所述压缩机连接至所述变流器的第二交流端。
6.根据权利要求1所述的能量调控系统，其特征在于，所述储能设备包括：储能机构和DC/DC变换器；所述DC/DC变换器的一端连接至所述储能机构，另一端连接至所述直流母线；所述储能机构还连接至所述空调设备。
7.根据权利要求6所述的能量调控系统，其特征在于，所述储能机构包括：储电部件和/或储冷部件；
所述储电部件连接至所述DC/DC变换器；
空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵和主水泵，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门和第二阀门，其中，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧；
所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门。
8.根据权利要求6所述的能量调控系统，其特征在于，所述DC/DC变换器与所述能量调控装置通信连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的能量调控系统，其特征在于，所述能量调控系统还包括：通讯模块，连接至所述能量调控装置和所述天气服务器之间。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的能量调控系统，其特征在于，所述发电设备为光伏发电设备。
11.一种能量调控方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至10中任一项所述的能量调控系统，所述方法包括：
获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息；
根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置；
根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，以使所述被控系统在所述未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置，包括：
根据所述天气预报信息估算发电设备在所述未来预设时间段内各时刻的发电量；
根据预设规则估算空调设备在所述未来预设时间段内各时刻所需的冷量；
根据所述各时刻的发电量、所述各时刻所需的冷量、所述当前储能信息和所述被控系统的能量平衡公式，对目标函数进行寻优运算，得到所述最优能量流动配置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：
Figure FDA0002615930230000041
其中，
Figure FDA0002615930230000042
τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，f1(t)表示所述被控系统的电费预算，m(t)表示交流电网的电价，p(t)表示所述被控系统对所述交流电网的耗电功率，f2(t)表示所述被控系统的需求冷量与实际供冷量的差值，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，hM(t)表示所述被控系统中空调末端的实际制冷功率。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述能量平衡公式为：
Figure FDA0002615930230000051
其中，τ表示所述未来预设时间段的时长，t表示所述未来预设时间段内的时刻，c(t)表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率，cS(t)表示储冷功率，cM(t)表示压缩机热交换制冷功率，p(t)表示所述被控系统对交流电网的耗电功率，pM(t)表示压缩机耗能热交换耗电功率，pP(t)表示实际发电功率，pSP(t)表示储电功率，η表示压缩机的热交换效率，hP(t)表示天气条件对应发电功率的效率函数，T(t)表示天气函数，pA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储电量，pA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储电量，cA(n)(t)表示运算初始时刻储能设备的当前实际储冷量，cA(n+1)(t)表示运算得到的未来预设时间内的实时储冷量。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述能量平衡公式的限制条件为：
Figure FDA0002615930230000061
其中，CT表示所述被控系统中空调末端所需的制冷功率的最大功率限制，CS表示储冷功率的最大功率限制，CM表示压缩机热交换制冷功率的最大功率限制，PT表示所述被控系统对交流电网的耗电功率的最大功率限制，PM表示压缩机耗能热交换耗电功率的最大功率限制，pS(t)表示预估发电功率，PSP表示储电功率的最大功率限制，C表示最大储冷量，P表示最大储电量。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述最优能量流动配置包括：在所述未来预设时间段内各时刻的所述被控系统对交流电网的耗电功率、各时刻的压缩机耗能热交换耗电功率、各时刻的预估发电功率、各时刻的空调末端所需的制冷功率、各时刻的压缩机热交换制冷功率、各时刻的储能功率、以及各时刻的储能量，其中，所述各时刻的储能功率包括：各时刻的储电功率和/或各时刻的储冷功率，所述各时刻的储能量包括各时刻的储电量和/或各时刻的储冷量。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，包括以下至少之一的步骤：
根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动；
根据所述最优能量流动配置中的空调末端所需的制冷功率，控制所述空调末端与所在区域环境的热交换。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述最优能量流动配置中的所述被控系统对交流电网的耗电功率，通过空调设备中的变流器控制交流电网与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述被控系统对交流电网的耗电功率大于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，将交流电网的交流电整流为直流电，并控制电能由交流电网流向直流母线；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率小于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启可控整流模式，将直流母线的直流电逆变为交流电，反馈至交流电网；
若所述被控系统对交流电网的耗电功率等于0，控制所述变流器中的DC/AC模块开启直流稳压模式，稳定直流母线的电压至发电设备的MPPT电压处。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述最优能量流动配置中的压缩机耗能热交换耗电功率，通过空调设备中的变流器控制压缩机与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述压缩机耗能热交换耗电功率大于0，控制所述变流器中的AC/DC模块将直流母线的直流电逆变为交流电，并控制电能由直流母线流向压缩机；
若所述压缩机耗能热交换耗电功率等于0，控制所述变流器中的AC/DC模块停止逆变功能，并控制压缩机待机。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述最优能量流动配置中的预估发电功率，控制发电设备与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述预估发电功率大于0，控制所述发电设备处于发电模式，并控制电能由发电设备流向直流母线；
若所述预估发电功率等于0，控制所述发电设备停止发电且处于开路状态。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述最优能量流动配置中的储电功率，通过储能设备中的DC/DC变换器控制所述储能设备中的储电部件与直流母线之间的能量流动，包括：
若所述储电功率大于0，通过所述储能设备中的DC/DC变换器将直流母线的电能经过变流给所述储电部件充电；
若所述储电功率等于0，控制所述DC/DC变换器处于待机状态，且控制所述储电部件处于待机储能状态；
若所述储电功率小于0，通过所述DC/DC变换器自所述储电部件取电能经过变流供于直流母线。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述最优能量流动配置中的储冷功率、空调末端所需的制冷功率和压缩机热交换制冷功率，通过空调设备中的变流器控制储能设备中的储冷部件、空调主机中的蒸发器及空调末端之间的能量流动，包括：
若所述储冷功率大于0，通过所述变流器控制第一阀门、第三阀门和冷冻水泵开启以对所述储冷部件进行蓄冷，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动；
若所述储冷功率等于0，通过所述变流器控制第三阀门关闭，并根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动；
若所述储冷功率小于0，通过所述变流器控制第三阀门开启，以使所述储冷部件进行放冷，并根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制；
其中，空调主机中的蒸发器通过冷冻水进水管路和冷冻水出水管路连接至空调末端，所述冷冻水进水管路上依次设置有冷冻水泵和主水泵，所述冷冻水出水管路上依次设置有第一阀门和第二阀门，所述冷冻水泵和所述第一阀门靠近所述蒸发器一侧；所述储冷部件通过第一管路连接至所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述储冷部件还通过第二管路连接至所述冷冻水泵和所述主水泵之间，所述第二管路上设置有第三阀门。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件蓄冷状态下的流动，包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第一控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制第二阀门和主水泵关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号用于控制第二阀门和主水泵开启，且控制所述主水泵的流量小于所述冷冻水泵的流量。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，根据空调末端所需的制冷功率控制冷冻水在储冷部件待机状态下的流动，包括：
若所述空调末端所需的制冷功率等于0，通过所述变流器输出第三控制信号，其中，所述第三控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均关闭；
若所述空调末端所需的制冷功率大于0，通过所述变流器输出第四控制信号，其中，所述第四控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵均开启，且控制所述主水泵的流量等于所述冷冻水泵的流量。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，根据压缩机热交换制冷功率对所述空调末端的供冷进行控制，包括：
若所述压缩机热交换制冷功率等于0，确定由所述储冷部件向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第五控制信号，其中，所述第五控制信号用于控制第一阀门和冷冻水泵关闭，以及控制第二阀门和主水泵开启；
若所述压缩机热交换制冷功率大于0，确定由压缩机和所述储冷部件联合向所述空调末端提供所需冷量，通过所述变流器输出第六控制信号，其中，所述第六控制信号用于控制第一阀门、第二阀门、冷冻水泵和主水泵都开启，且控制所述主水泵的流量大于所述冷冻水泵的流量。
26.一种能量调控装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取被控系统所在区域的未来预设时间段内的天气预报信息；
确定模块，用于根据所述天气预报信息和所述被控系统的当前储能信息，确定所述被控系统在所述未来预设时间段内的最优能量流动配置；
控制模块，用于根据所述最优能量流动配置控制所述被控系统运行，以使所述被控系统在所述未来预设时间段内处于最优运行状态以及效益最大化。
27.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求11至25中任一项所述的能量调控方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022028368A1 (zh) * 2020-08-03 2022-02-10 珠海格力电器股份有限公司 一种能量调控系统、方法及装置和电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008043148A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源システム、電源システムの制御方法およびプログラム
CN102361328A (zh) * 2011-10-25 2012-02-22 中国科学技术大学 一种利用风能、光能互补并与市电综合利用的分布式微网系统
US20120093141A1 (en) * 2009-08-21 2012-04-19 Imes Kevin R Proximity control using wifi connection
CN104596002A (zh) * 2014-12-26 2015-05-06 珠海格力电器股份有限公司 空调系统
CN107040034A (zh) * 2016-02-03 2017-08-11 珠海格力电器股份有限公司 一种光伏储能空调装置及控制方法
CN110336331A (zh) * 2019-06-24 2019-10-15 珠海格力电器股份有限公司 一种光伏冰蓄冷机组的分时段控制方法及装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009225550A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電力の需要予測処理方法及び装置、並びに発電予測処理方法
CN104913456A (zh) * 2015-06-13 2015-09-16 周国范 一种空调系统
CN105207267B (zh) * 2015-10-29 2017-03-22 南阳理工学院 一种微网能量管理系统
JP6599763B2 (ja) * 2015-12-28 2019-10-30 株式会社東芝 電力需要予測装置および電力需要予測プログラム
CN105846418B (zh) * 2016-05-17 2018-06-22 南京国电南自电网自动化有限公司 一种孤岛型微电网实时调度能量管理系统
CN108649602A (zh) * 2018-04-26 2018-10-12 江苏金润龙科技股份有限公司 风光柴储智能交流微电网系统
CN108767866B (zh) * 2018-06-28 2020-05-29 珠海格力电器股份有限公司 能源管理方法、装置及系统
CN209896705U (zh) * 2019-06-06 2020-01-03 南通国轩新能源科技有限公司 一种园区综合能源系统
CN210380274U (zh) * 2019-07-12 2020-04-21 浙江天煌科技实业有限公司 一种多能互补分布式能源互联网教学实验系统
CN111981643B (zh) * 2020-08-03 2022-02-11 珠海格力电器股份有限公司 一种能量调控系统、方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008043148A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源システム、電源システムの制御方法およびプログラム
US20120093141A1 (en) * 2009-08-21 2012-04-19 Imes Kevin R Proximity control using wifi connection
CN102361328A (zh) * 2011-10-25 2012-02-22 中国科学技术大学 一种利用风能、光能互补并与市电综合利用的分布式微网系统
CN104596002A (zh) * 2014-12-26 2015-05-06 珠海格力电器股份有限公司 空调系统
CN107040034A (zh) * 2016-02-03 2017-08-11 珠海格力电器股份有限公司 一种光伏储能空调装置及控制方法
CN110336331A (zh) * 2019-06-24 2019-10-15 珠海格力电器股份有限公司 一种光伏冰蓄冷机组的分时段控制方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖钢等: "《规模化储能技术综论》", 30 September 2017, 武汉大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022028368A1 (zh) * 2020-08-03 2022-02-10 珠海格力电器股份有限公司 一种能量调控系统、方法及装置和电子设备

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