CN114208122B

CN114208122B - 分布式联网系统的自主语义数据发现

Info

Publication number: CN114208122B
Application number: CN202080055693.8A
Authority: CN
Inventors: A·布里塞特; M·H·辛图卢; D·伊什琴科
Original assignee: Hitachi Energy Switzerland AG
Current assignee: Hitachi Energy Ltd
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2023-10-17
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: AU2020321608A1; US20210036908A1; US10892938B1; EP4004842A1; JP7437589B2; WO2021019091A1; JP2022542328A; CN114208122A

Abstract

公开了用于管理联网智能代理(113，123，133，143，153)的分布式应用的系统、方法、技术和装置。代理(113，123，133，143，153)可操作以自主地发现联网系统(100)中参与给定应用的其他代理(113，123，133，143，153)的语义配置文件和相关数据。代理(113，123，133，143，153)不需要与联网系统(100)中的所有其他代理(113，123，133，143，153)直接通信或对于联网系统中的所有其他代理来说是已知的。

Description

分布式联网系统的自主语义数据发现

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月31日提交的美国非临时申请第16/527,502号的权益，该申请通过引用并入本申请。

本发明是在美国政府的支持下根据能源部颁发的第DE-OE0000831号合同做出的。美国政府对本发明拥有某些权利。

技术领域

本公开总地涉及利用通信协议实现的分布式网络的代理之间的分散式数据交换机制。在一个实施例中，代理可以发现网络中参与分布式应用的其他代理的身份和能力。

背景技术

智能代理网络和/或系统在当今的许多应用(例如，电力系统、工业控制系统、访问控制系统、和物联网，仅列出一些)中都有使用。例如，配电系统正在从集中管理向具有独立智能和自主性的分布式联网系统过渡。与公用电网有一个或多个互连点的、包括分布式能源(DER)和负载的独立控制的联网微电网可以协调支持使用分布式应用(如，能源交易、优化、和状态估计)的配电系统。这些应用由代表每个微电网的代理的网络执行，这些代理可能不知道整个网络或相邻微电网的状态(尤其是在它们不共享所有者的情况下)。

因此，可行的是，联网系统的代理可以不知道将包括在给定应用的给定信息交换中的其他代理的身份和/或网络中的一个或多个其他代理的能力可以相对于应用提供。因此，该领域需要进一步发展。

发明内容

本公开的示例性实施例包括独特的系统、方法、技术、和装置，用于自主发现联网系统中参与给定应用的多个代理的语义配置文件和相关数据，从而节省初始配置工作，使能适应网络变化，并且保护独立拥有资产的隐私。本公开的进一步的实施例、形式、目的、特征、优点、方面、和益处将从以下描述和附图中变得显而易见。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中：

图1示出了具有分布式代理的示例性联网微电网系统。

图2是示出图1中的联网微电网之间的邻居关系的表格。

图3是示出用于传送代理语义配置文件和相关数据以供网络中的其他代理发现的示例性过程的流程图。

图4是示出在语义配置文件发现过程期间由图1中的联网系统中的一个代理发送的消息的迭代的图表。

图5是示出示例性控制系统的框图。

具体实施方式

为了清楚、简明、且准确地描述本公开的说明性实施例，制造和使用它们的方式和过程，并使得它们能够实施、制造、和使用，现在将参考某些示例性实施例(包括图中所示的那些实施例)并且将使用特定的语言来描述这些示例性实施例。然而，应当理解，这不会产生对本发明范围的限制，并且本发明包括并保护本领域技术人员可以想到的示例性实施例的这些改变、修改、和进一步应用。

参考图1，示出了联网微电网系统100。应当理解，系统100不限于联网微电网，并且可以实现在包括联网智能代理的分布式系统的各种应用中，这些分布式系统包括公用电网配电系统、工业厂房配电系统、车辆配电系统、分布式发电系统、和微电网中的其他代理、工业控制系统、物联网、访问控制系统、和单个计算机上的分区应用，仅列出一些示例。

应当理解，系统100的拓扑是出于解释的目的示出的，而不是旨在对本公开的限制。例如，系统100可以包括更多或更少的微电网，并且系统100的微电网可以被布置成任何配置，仅包括具有嵌入在继电器、仪表控制器等中并且在微电网内运行以参与分布式应用的智能代理的单个微电网。此外，应当理解，每个微电网的拓扑是出于解释的目的示出的，而不是对本公开的限制。例如，微电网110可以包括更多或更少的母线、更多或更少的电源、更多或更少的储能设备、更多或更少的负载、以及更多或更少的现场设备。尽管用单线图示出了系统100，但是系统100也可以被构造成发送单相交流(AC)电、或多相交流电、或直流(DC)电。

在所示出的示例中，系统100包括微电网110、120、130、140、和150。每个微电网包括耦合到多条母线之一的至少一个电源和至少一个负载。每个微电网包括被构造成测量微电网的电气或物理特性的多个现场设备。例如，微电网150包括多条总线(包括母线158)、多个负载(包括负载155)、AC电源157、和多个现场设备152。

AC电源157可以包括太阳能板阵列、风力涡轮机、天然气发电机、或被构造成发电的任何其他设备或系统。负载155可以是被构造为消耗电力的任何类型的设备或系统。多个现场设备152可以包括电压传感器、智能电子设备(IED)、远程终端单元(RTU)、继电器、重合器、电流传感器、电压互感器、和电流互感器，仅列出一些示例。

每个微电网110、120、130、140、150还包括通过多个通信信道耦合到多个现场设备的微电网控制系统111、121、131、141、151。例如，微电网150包括微电网控制系统151，其通过多个通信信道耦合到多个现场设备152。每个微电网控制系统被构造为监测微电网的电气和物理特性，操作微电网中的可控设备，并保护耦合到微电网的设备免受故障和其他情况的影响。

每个微电网110、120、130、140、和150分别包括智能代理113、123、133、143、153，这些智能代理可以是相应控制系统111、121、131、141、和151的一部分。代理113、123、133、143、153分别管理相应的微电网，并且通过下述方式在通信网络160中彼此连接。代理113、123、133、143、153自主操作并且被配置为执行独立计算并通过在通信网络160内交换消息来相互通信。对于电力系统，这些代理113、123、133、143、153可以与保护继电器、仪表、分布式能源控制器、微电网监控控制器等相关联。应该理解，图1仅示出了示例拓扑，并且代理113、123、133、143、153可以是某些代理的邻居而不是其他，并且邻居关系不限于所示出的实施例。

参考图2，图1中的相邻微电网之间的通信网络关系如表格200所示。微电网110、120、130、140、和150的微电网控制系统111、121、131、141、151和/或代理113、123、133、143、153分别被构造为通过包括与一个或多个相邻微电网控制系统耦合的通信信道的通信网络160进行通信。在所示出的实施例中，微电网控制系统111/代理113仅与微电网控制系统/代理121/123和131/133通信；微电网控制系统/代理121/123仅与微电网控制系统/代理111/113通信；微电网控制系统/代理131/133仅与微电网控制系统/代理111/113、141/143、和151/153通信；微电网控制系统/代理141/143仅与微电网控制系统/代理131/133通信；并且微电网控制系统/代理151/153仅与微电网控制系统/代理131/133通信。

代理之间、现场设备与微电网控制系统的代理之间、以及微电网内的现场设备之间的通信信道可以是有线的或无线的。每个通信通道可以使用标准化的通信协议，例如，IEC 61850、OPC UA、Pub-Sub、XMPP、或DDS等。在某些实施例中，可以使用称为语义模型的公知表示来定义所交换的消息的语义。

例如，智能物理代理基础(FIPA)标准实现代理通信语言(ACL)来描述所交换的消息的语义。ACL消息的内容包括动作的对象和通过消息传递的参数。发送者和接收者参数指定发送者代理和预期的接收代理的名称。ACL消息表示诸如通知、请求、拒绝、订阅、和传播等通信行为。IEC 61850通信协议可以使用非标准化的IEC 61850逻辑节点作为基于ACL通信行为的抽象通信服务接口(ACSI)进行扩展，并且可以映射到GOOSE消息。

利用自主智能代理113、123、133、143、153操作分布式系统是有好处的。分布式系统可以协调以执行增强整个系统的弹性的功能或分布式应用。例如，划分为微电网网络的配电系统的分布式应用包括分布式状态估计、优化、对等能量共享、和系统重配置。与每个代理113、123、133、143、153相关联的资源可以被独立拥有和/或操作。作为这些特征的结果，代理113、123、133、143、153中的一个或多个代理可能不具有关于其他代理如何与任何一个或多个给定的分布式应用交互的知识或数据。

现有的分布式系统存在许多缺点和缺陷。鉴于本领域的这些和其他缺点，非常需要本文公开的独特装置、方法、系统、和技术。如下文更详细说明的，系统100的代理113、123、133、143、153分别都被构造为自动发现参与给定分布式应用的所有其他代理的语义配置文件和相关数据，并动态更新它们自己的配置文件以反映其他语义配置文件和相关数据的发现。如本文所使用的，代理的语义配置文件和相关数据包括有关代理相对于给定应用的能力的信息。

本申请中提出的方案基于允许独立的分布式联网代理在无需所有代理113、123、133、143、153之间预先建立链接的情况下交换信息的通信协议。这些协议可以包括使用客户端-服务器机制的代理之间以消息为中心的协议、具有分区数据空间的以数据为中心的协议、和/或不使用寻址的多播/广播协议。在没有固定网络的情况下，应用必须遵守在代理之间发送的消息的结构和内容的约定格式。按照这种格式，用于特定应用的消息是代理的语义配置文件。该格式可能需要将数据编码在特定的“主题”标题下。因此，一个代理上的应用可以在没有指定的接收代理的情况下将特定主题的消息发送到网络，并且被配置为在网络上检测和/或订阅该主题的任何相邻代理都将接收该消息。

一些协议使用消息“中间人(broker)”来实现这一点，消息中间人是一个集中代理，其唯一目的是根据主题将消息从发布者(发送者)编组到订阅者(接收者)。其他协议使用分布式“数据空间”，其中，所有代理113、123、133、143、153在初始网络发现过程中共享它们的主题，但不一定共享它们的语义配置文件数据。这种网络中的应用也可以分布在分区的数据空间中，因此代理不一定与所有其他代理共享主题。在这些情况下，代理可以从网络上的另一代理接收数据，而无需事先已经建立直接通信链路。与以数据为中心的多播/广播协议不同，客户端-服务器协议使用地址以便代理知道相邻代理的身份。然而，从应用的一个执行到另一个执行，每个代理113、123、133、143、153可能没有关于其相邻代理的能力或相邻代理是否参与应用的信息。代理113、123、133、143、153也不一定包括有关网络其余部分的信息，它们也不能与非相邻代理进行通信。

参考图3，示出了用于传送代理语义配置文件数据，以便所有代理发现网络中的其他代理及其相对于特定应用的能力的过程300。过程300的以下描述是参照图1所示的联网微电网系统200进行的。具体地，过程300的描述参考了一个微电网控制系统，但应理解，联网微电网系统100的每个微电网控制系统同时执行过程300。过程300可以与其他形式的联网微电网系统和本文公开的其他分布式系统结合使用。还应当理解，可以预见到对过程300的多种变化和修改，包括例如省略过程300的一个或多个方面、添加进一步的条件和操作、和/或重组操作和条件或将操作和条件分离为不同过程。

过程300包括开始操作302。在操作302，开始语义配置文件和相关数据，并且整个代理群体的参与可能对于代理113、123、133、143、153中的一个或多个代理来说是未知的。过程300进行到操作304，其中每个代理113、123、133、143、153将其与应用相关的语义配置文件数据(无论是作为多播/广播，还是作为“出版物”)发送到网络，或直接发送给一个或多个相邻代理(编码在先前商定的主题下)。

一旦已经发送了所有消息，过程300在操作306继续，其中每个代理113、123、133、143、153从其每个邻居代理接收语义配置文件数据。在操作306，每个代理113、123、133、143、153还将学习其一个或多个邻居代理的存在、身份、和配置文件。在图1中的系统100的示例中，代理113将学习代理123和133的语义配置文件和相关数据，代理123将学习代理113的语义配置文件和相关数据，代理133将学习代理143和153的语义配置文件和相关数据，代理143将学习代理133的语义配置文件和相关数据，并且代理153将学习代理133的语义配置文件和相关数据。

此外，每个代理113、123、133、143、153在制定新消息时将其配置文件扩展为包括其邻居代理的配置文件信息。在本示例中，代理113将准备一条新消息，该消息将包括其原始配置文件以及代理123和133的传送给其的配置文件。当代理113、123、133、143、153发送新消息时，订阅该主题的每个代理113、123、133、143、153将捕获有关其相邻代理以及包含在其邻居代理配置文件中的其他代理的数据。

过程300在条件308处继续，以迭代地确定由相应代理113、123、133、143、153接收到的语义配置文件是否包括关于接收代理当前未知的代理的任何语义配置文件数据。在本文提供的示例中，代理123将像以前一样接收关于已知的邻居代理113的语义配置文件的数据以及还关于代理133的数据(因为代理113在其发送给代理123的消息中包括代理133的语义配置文件数据)。

如果条件308为是，则过程300在操作308继续，以将代理的现有配置文件动态调整为包括包含在该消息中的新语义配置文件数据。在本文讨论的示例中，与代理113有关的已知语义配置文件数据可以被代理123忽略，但是非邻居代理133的新语义配置文件数据将被添加到代理123的语义配置文件中，因为代理123将认识到它没有接收到代理133的语义配置文件数据。如果条件308为否，因为没有接收到未知代理语义配置文件数据，过程300在312结束。

参考图4，表格400示出了示例代理123以及在代理123未知的所有代理的发现完成之前在代理123处发送和接收的新消息的每次迭代。由于每个代理113、123、133、143、153连续发送消息，所以每当代理123接收到消息时，其语义配置文件被扩展具有先前未知的代理的新发现的语义配置文件数据。因此，每个代理113、123、133、143、153将逐渐学习网络中的其他代理的语义配置文件和相关数据。每个代理113、123、133、143、153可以为了关于它之前尚未检测到的代理的语义配置文件数据过滤传入消息。最终，所有代理113、123、133、143、153将没有新的语义配置文件数据捕获，这表明发现过程完成。

使用过程300将语义配置文件扩展为包括新数据可能与将新语义数据附加到下一消息一样简单。一些通信协议(例如，IEC 61850)使用高度指定的能力描述数据模型来描述代理如何与应用交互。本公开利用动态数据模型概念来在接收到邻居的消息时将系统100的每个代理113、123、133、143、153处的能力描述重新配置为包括相邻代理已知的语义配置文件。

过程300是应用代理113、123、133、143、153从相邻代理接收语义配置文件数据、将它们的相邻代理数据附加到它们自己的语义配置文件，并且将更新的语义配置文件再次发送给它们的相邻代理的迭代过程。当所有代理113、123、133、143、153接收到的扩展后的语义配置文件数据自上次迭代以来尚未改变时，过程300确定代理发现完成。过程300几乎可以用于任何通信网络环境(包括客户端-服务器、发布者-订阅者、和多播/广播)中。

过程300可以使用“发现”消息主题来允许代理发现其他代理的存在以及相对于特定分布式应用的语义配置文件。当代理通过接收“发现”消息了解相邻代理时，第一代理将其配置文件扩展为包括新发现的语义配置文件数据，然后其发送带有扩展后的语义配置文件的新消息。在更新其语义配置文件并发送具有扩展后的更新语义配置文件的更新消息的迭代过程中，代理可以了解更远的代理，因为它的邻居在其扩展后的语义配置文件中包含以前未知的代理的语义配置文件数据。最终，所有代理将发现所有其他代理的配置文件，并且当正在交换的消息中不包含新信息时，过程300完成。

本公开对于电力系统以及使用分布式联网代理来提供支持系统的测量和控制功能的其他系统是有价值的。联网代理托管增强分布式系统的网络安全、弹性、效率、和其他能力，并在整个网络中以分布式方式执行的应用。在此类应用中，代理113、123、133、143、153必须要了解其他代理的身份和能力，以便它们可以相互通信和协调。本公开提出了一种实现代理113、123、133、143、153的发现的方式，该方式保护了设备的隐私并且可以适应网络中的变化。

本公开中的具体示例使用代表联网微电网的代理113、123、133、143、153作为示例，但本公开不限于这样的系统。使用本文公开的发现过程300的联网微电网应用可需要网络中任意数量的代理的参与。发现过程300用于找出可以共享能量的邻居微电网(即，通过低阻抗电连接相连的微电网)并识别可以共享多少能量。

在许多情况下，参与代理的数目可能是事先未知的。例如，电力系统的分布式状态估计应用需要所有代理参与，并且代理在启动应用时可以不一定事先知道有多少其他代理连接到网络、或者正在估计多少个状态。在其他情况(例如能源交易)下，应用可能是两个代理之间的点对点交易。

本公开允许具有分布式智能的系统通过允许系统高度灵活和可重新配置来改善整个系统的运行。代理的本地独立管理消除了单点故障，同时为独立所有的代理提供了安全和隐私。用于改进系统操作的应用分布在智能代理之间，这些智能代理代表联网代理系统并通过通信网络进行协调。

为了获得分布式代理系统相对于中央控制系统提供的灵活性和隐私优势，在运行特定的分布式应用之前，应该了解所有代理之间的全套配置文件和功能。代理必须发现其他代理的身份和配置文件，这些其他代理可能自应用上次运行以来已更改。语义配置文件数据发现过程300可以快速且自动地运行，同时尊重独立所有的资源的隐私。对于可需要由联网设备定期运行的应用，本公开解决了在集中控制系统中出现的规模、带宽限制、隐私约束和其他问题(在集中控制系统中，不可能在一个步骤中将所有相关更改传播到参与应用的所有设备)。

本公开提出的方案基于允许独立的联网应用在无需在系统中的所有代理之间预先建立链接的情况下交换信息的通信技术。为了让联网代理执行分布式应用，每个代理都学习将与之协调的其他代理的特定于应用的语义配置文件和相关数据。当代理通过网络发送带有其语义配置文件数据的消息时，语义配置文件数据遵循由所有代理商定的与应用相关的预定义格式和数据模型。

在发布-订阅协议的情况下，代理可以为与所选主题相关的消息过滤网络流量，并且它们可以从另一代理接收语义配置文件和相关数据，而无需事先知道该代理的身份或位置。在客户端-服务器协议的情况下，发送者和接收者是预定义的，但配置文件内容不是。

在使用发布-订阅协议和商定的发现主题的网络中，代理能够在多次迭代中发现所有其他代理的应用语义配置文件和相关数据，这些迭代仅随网络规模线性扩展。除了主题之外，代理不需要在流程之前知道任何事情。这大大简化了建立分布式智能应用的工作，因为应用和通信过程可以适应网络中的任何变化。例如，如果添加了新代理，则其他代理不必更改它们运行应用的方式，并且新代理不需要经过特殊设计即可参与应用。

网络也可以使用客户端-服务器协议或其他协议，在这些协议中，代理之间的发送者和接收者是已知的。本公开假定代理不知道整个代理网络，如图1所示，但是所有代理都将参与同一分布式应用。在这种情况下，本公开提供了一种快速、自动化且易于配置的方式来在网络中的所有代理之间启动应用。允许所有代理学习所有其他代理的配置文件和能力，同时仅与其预定义的邻居交换数据。如果网络发生变化，发现过程不需要重新配置。

作为与图1所示的系统100相关的一个具体示例，在代理113、123、133、143、153上提供提高系统安全性的分布式状态估计应用。全局状态估计是由每个代理113、123、133、143、153生成的向量，对于跨所有微电网的网络中的每条母线具有一个值。为了确定向量的长度，代理113、123、133、143、153必须知道微电网的总数目以及每个微电网中的母线数目。如果长度是固定的，则应用无法适应系统中的任何重新配置。使用这里描述的过程，每个代理113、123、133、143、153在它发现新的微电网/代理时的若干次迭代的过程中学习母线的总数目。这可以通过在语义配置文件中包含母线数目作为属性来实现，例如通过将图4中的“Value(值)”字段之一设置为母线数目。

具体的微电网内应用也可以使用语义发现过程300。例如，微电网可以具有减轻微电网内部故障的影响的分布式故障检测、隔离、和恢复(FDIR，又称故障定位、隔离、和服务恢复或FLISR)应用。在分布式FDIR应用中，地理上分布在整个微电网中的代理将进行通信和协调，以执行故障缓解功能。应用的高性能将依赖于所有参与代理对其他参与代理的存在和能力的最新了解。因此，这里描述的语义配置文件数据过程300可以周期性地执行(或通过一些其他方式触发)，以在发生故障的情况下保持向代理通知其他代理。

微电网内应用的另一个示例是“黑启动”应用，该应用中，在完全停电后使用微电网内的资源将服务恢复到微电网。在这个应用中，分布式代理可以通信和协调黑启动过程，以最大限度地减少停机时间、保持系统稳定性、最大限度地利用可再生能源，以及其他原因。为了使应用成功，代理必须知道其他参与代理的存在和能力。因此，语义配置文件数据发现过程300可以作为黑启动过程中的第一步运行。

参考图5，示出了示例性控制系统500(例如，图1中的系统100的代理113、123、133、143、153之一)的示意框图。控制系统500包括处理设备502、输入/输出设备504、存储器设备506、和操作逻辑508。此外，计算设备500与一个或多个外部设备510通信，这些外部设备包括分布式系统中的其他代理或控制系统或本地现场设备。控制系统800可以是独立设备、嵌入式系统、或被构造为执行关于系统500描述的功能的多个设备。

输入/输出设备504使控制系统500能够与本地现场设备或其他代理或控制系统通信。输入/输出设备504可以包括例如，网络适配器、网络凭证、接口、或端口(例如，USB端口、串行端口、并行端口、模拟端口、数字端口、VGA、DVI、HDMI、FireWire、CAT5、以太网、光纤、或任何其他类型的端口或接口)。输入/输出设备504可以包括这些适配器、凭证、或端口中的多于一者，例如，用于接收数据的第一端口和用于发送数据的第二端口。

处理设备502可以包括例如，一个或多个处理器、算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)。对于具有多个处理单元的处理设备的形式，可以使用分布式、流水线、或并行处理。处理设备802可以专用于仅执行这里描述的操作或者可以用于一个或多个附加应用中。处理设备502可以是可编程的种类，其根据存储在存储器506中的编程指令(例如，软件或固件)所定义的操作逻辑508来执行算法和处理数据。可选地或另外地，用于处理设备502的操作逻辑508至少部分地由硬连线逻辑或其他硬件定义。处理设备502可以包括适合于处理从输入/输出设备504或其他地方接收到的信号并提供期望的输出信号的任何类型的一个或多个组件。这样的组件可以包括数字电路、模拟电路、或它们两者的组合。

存储器设备506(也称为计算机可读介质)可以是一种或多种类型的存储器，例如，固态种类、电磁种类、光学种类、或这些形式的组合等。此外，存储器设备506可以是易失性、非易失性、暂态、非暂态、或这些类型的组合，并且存储器设备506中的一些或全部可以是便携式种类，例如，磁盘、磁带、记忆棒、或盒式磁带等。另外，除了存储定义操作逻辑508的编程指令之外或代替存储定义操作逻辑508的编程指令，存储器设备506可以存储例如，由处理设备502的操作逻辑508操纵的数据(诸如，代表接收自和/或发送到输入/输出设备504的信号的数据)。存储器设备506可以包括在处理设备502中和/或耦合到处理设备502。

现在将提供对本公开的多个示例性方面和各种实施例的进一步书面描述。根据一个方面，提供了一种用于在分布式联网系统中发现多个代理的语义数据的方法。该方法包括：向一个或多个接收代理发送多个代理中的每个代理的语义配置文件和相关数据，该一个或多个接收代理直接与一个或多个发送代理通信；在一个或多个接收代理中的每个接收代理处从相应的一个或多个发送代理接收语义配置文件和相关数据；响应于在一个或多个接收代理处确定接收到的语义配置文件包括未知代理的未知语义配置文件和相关数据，更新一个或多个接收代理的语义配置文件以包括未知代理的未知语义配置文件和相关数据；在更新一个或多个接收代理的语义配置文件之后，迭代地发送、接收、和更新多个代理的语义配置文件，直到没有接收代理接收到包括未知代理的未知语义配置文件和相关数据的语义配置文件和相关数据为止。

在该方法的一个实施例中，最初地，多个代理中的至少两个或两个以上代理是对于多个代理中的至少一个代理的未知代理。在另一个实施例中，多个代理中的每个代理是自主的并且通过交换包括更新后的语义配置文件的消息来与多个代理中的其他代理通信。在又一个实施例中，语义配置文件和相关数据包括与对应的代理相对于多个代理中每个代理上的应用的能力有关的数据。

在该方法的另一个实施例中，代理通过客户端-服务器、发布者-订阅者、和多播/广播通信协议之一进行通信。在又一个实施例中，每个代理包括控制系统，该控制系统包括处理设备、输入/输出设备、存储器设备、和用于执行该方法的操作逻辑。在另一个实施例中，分布式联网系统包括多个微电网，并且每个代理与多个微电网中相应的一个相关联。在另一个实施例中，分布式联网系统包括微电网内的多个设备，并且每个代理与这些设备中相应的一个设备相关联。

根据另一方面，提供了一种用于发现分布式联网系统中的一个或多个代理的方法。该方法包括：操作第一控制系统的第一代理、第二控制系统的第二代理、和第三控制系统的第三代理；利用第一控制系统发送第一消息，该第一消息具有第一代理的第一语义配置文件和相关数据；在第二控制系统接收第一消息；将第一代理的第一语义配置文件和相关数据添加到第二代理的第二语义配置文件；利用第二控制系统发送第二消息，该第二消息包括第一语义配置文件和相关数据以及第二语义配置文件和相关数据；在第三控制系统处接收第二消息；以及响应于在第三控制系统处接收到第二消息，将第一代理的第一语义配置文件和相关数据添加到第三代理的第三语义配置文件。

在一个实施例中，该方法包括在将第一代理的第一语义配置文件和相关数据添加到第三代理的第三语义配置文件之前，确定第一代理的语义配置文件和相关数据对于第三代理是未知的。在该实施例的改进中，该方法包括利用第一、第二、和第三控制系统发送和接收消息，以利用一个或多个其他代理的语义配置文件和相关数据更新第一代理的第一语义配置文件、第二代理的第二语义配置文件、和第三代理的语义配置文件，直到第一、第二、和第三控制系统中没有控制系统接收到一个或多个其他代理的未知语义配置文件和相关数据为止。

在该方法的另一个实施例中，每个控制系统操作相关的微电网。在又一个实施例中，每个控制系统操作微电网内的相关的设备。在又一个实施例中，第一控制系统不与第三控制系统直接通信。

在另一个实施例中，该方法包括利用第三控制系统发送第三消息，该第三消息包括第一、第二、和第三语义配置文件；在包括第四代理的第四控制系统处接收第三消息；确定第一语义配置文件和相关数据、第二语义配置文件和相关数据、以及第三语义配置文件和相关数据中的至少一个语义配置文件和相关数据对于第四代理是未知的；以及将未知的至少一个语义配置文件和相关数据添加到第四代理的第四语义配置文件。

根据另一方面，一种非暂态计算机可读介质包括一组指令，该组指令被构造为由第一代理的第一控制系统的处理设备执行，以用于：向与第一代理直接通信的至少一个接收代理发送包括至少第一语义配置文件和相关数据的第一消息；从与第一代理直接通信的至少一个发送代理接收包括至少第二语义配置文件和相关数据的第二消息；确定第二语义配置文件和相关数据是对于第一代理的未知代理；更新第一代理的第一语义配置文件以包括未知代理的语义配置文件和相关数据；以及向至少一个接收代理发送包括第一语义配置文件和相关数据以及第二语义配置文件和相关数据的第三消息。

在一个实施例中，对于第一代理，被构造为由处理设备执行的该组指令用于：利用在来自至少一个发送代理的消息中接收的语义配置文件迭代地更新第一代理的语义配置文件，直到没有消息包括未知代理的语义配置文件和相关数据为止。在另一个实施例中，语义配置文件和相关数据包括与对应的代理相对于每个代理上的应用的能力有关的数据。

在又一个实施例中，被构造为由处理设备执行的该组指令用于确定在第一代理接收的每个语义配置文件的值。在另一个实施例中，第一代理被配置为通过客户端-服务器、发布者-订阅者、和多播/广播通信协议之一与至少一个接收代理和至少一个发送代理进行通信。

除非有明确的相反指示，预期来自各个实施例的各个方面、特征、过程、和操作可以用在任何其他实施例中。所示出的某些操作可以通过计算机执行非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品来实现，其中计算机程序产品包括使得计算机执行一个或多个操作或向其他设备发出执行一个或多个操作的命令的指令。

为了清楚、简明、且准确地描述本公开的非限制性示例性实施例、制造和使用它们的方式和过程，并使得能够实践、制造、和使用它们，参考了某些示例性实施例(包括图中所示的实施例)，并且已经使用特定语言对其进行描述。然而，应当理解，不由此产生对本公开的范围的限制，并且本公开包括并保护示例性实施例的这些变更、修改、和进一步的应用，如本领域技术人员借助于本公开可以想到的。

尽管在附图和前面的描述中已经详细说明和描述了本公开，但其应被认为是说明性的而不是限制性的。应当理解，仅示出和描述了某些示例性实施例，并且落入本公开的精神之内的所有变化和修改都希望得到保护。应当理解，尽管在上述描述中使用诸如“优选”、“优选地”、“更优地”或“更优选地”之类的词语表明这样描述的特征可能是更可取的，但它可能不是必需的，并且缺少该特征的实施例可以被认为在本公开的范围内，该范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，当使用诸如“一个”、“一”、“至少一个”、或“至少一个部分”之类的词时，除非权利要求中有相反的明确指示，否则无意将权利要求仅限于一项。术语“的”可能意味着与另一个项目的关联或连接、以及属于其他项目或与其他项目连接，如由使用它的上下文所告知的。术语“耦合到”、“耦合于”等包括间接连接和耦合，并且进一步包括但不要求直接耦合或连接，除非有明确相反指示。当使用术语“至少一部分”和/或“一部分”时，该项目可以包括一部分和/或整个项目，除非另有明确说明。

Claims

1.一种用于在分布式联网系统(100)中发现多个代理(113，123，133，143，153)的语义数据的方法(300)，所述方法(300)包括：

向一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)发送所述多个代理(113，123，133，143，153)中的每个代理的语义配置文件和相关数据，所述一个或多个接收代理与一个或多个发送代理(113，123，133，143，153)直接通信；

在所述一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)中的每个接收代理处从相应的一个或多个发送代理(113，123，133，143，153)接收所述语义配置文件和相关数据；

响应于在所述一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)处确定接收到的语义配置文件包括未知代理(113，123，133，143，153)的未知语义配置文件和相关数据，更新所述一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)的语义配置文件以包括所述未知代理(113，123，133，143，153)的未知语义配置文件和相关数据；以及

在更新所述一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)的语义配置文件之后，迭代地发送、接收、和更新所述多个代理(113，123，133，143，153)的语义配置文件，直到所述一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)中没有接收代理接收到包括未知代理(113，123，133，143，153)的未知语义配置文件和相关数据的语义配置文件和相关数据为止。

2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，最初地，所述多个代理(113，123，133，143，153)中的至少两个或两个以上代理是对于所述多个代理(113，123，133，143，153)中的至少一个代理的未知代理(113，123，133，143，153)。

3.根据权利要求1或2所述的方法(300)，其中，所述多个代理(113，123，133，143，153)中的每个代理是自主的并且通过交换包括所述一个或多个接收代理(113，123，133，143，153)的更新后的语义配置文件的消息与所述多个代理(113，123，133，143，153)中的其他代理通信。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(300)，其中，所述语义配置文件和相关数据包括与对应的代理(113，123，133，143，153)相对于所述多个代理(113，123，133，143，153)中每个代理上的应用的能力有关的数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(300)，其中，所述多个代理(113，123，133，143，153)通过客户端-服务器、发布者-订阅者、或多播/广播通信协议中的一者进行通信。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(300)，其中，所述多个代理(113，123，133，143，153)中的每个代理包括控制系统(500)，所述控制系统包括处理设备(502)、输入/输出设备(504)、存储器设备(506)、以及用于执行所述方法(300)的操作逻辑(508)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(300)，其中，所述分布式联网系统(100)包括多个微电网(110，120，130，140和150)，并且所述多个代理(113，123，133，143，153)中的每个代理与所述多个微电网(110，120，130，140和150)中相应的一个微电网相关联。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(300)，其中，所述分布式联网系统(100)包括微电网(110，120，130，140和150)内的多个设备(152)，并且所述多个代理(113，123，133，143，153)中的每个代理与所述设备(152)中相应的一个设备相关联。

9.一种用于在分布式联网系统(100)中发现一个或多个代理(113，123，133，143，153)的方法(300)，所述方法包括：

操作第一控制系统(111，121，131，141，151)的第一代理(113，123，133，143，153)、第二控制系统(111，121，131，141，151)的第二代理(113，123，133，143，153)、以及第三控制系统(111，121，131，141，151)的第三代理(113，123，133，143，153)；

利用所述第一控制系统(111，121，131，141，151)发送第一消息，所述第一消息具有所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件和相关数据；

在所述第二控制系统(111，121，131，141，151)处接收所述第一消息；

将所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件和相关数据添加到所述第二代理(113，123，133，143，153)的第二语义配置文件；

利用所述第二控制系统(111，121，131，141，151)发送第二消息，所述第二消息包括所述第一语义配置文件和相关数据以及所述第二语义配置文件和相关数据；

在所述第三控制系统(111，121，131，141，151)处接收所述第二消息；以及

响应于在所述第三控制系统(111，121，131，141，151)处接收到所述第二消息，将所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件和相关数据添加到所述第三代理(113，123，133，143，153)的第三语义配置文件。

10.根据权利要求9所述的方法(300)，还包括：在将所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件和相关数据添加到所述第三代理(113，123，133，143，153)的第三语义配置文件之前，确定所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件和相关数据对于所述第三代理(113，123，133，143，153)是未知的。

11.根据权利要求10所述的方法(300)，还包括：利用所述第一控制系统、所述第二控制系统、和所述第三控制系统(111，121，131，141，151)发送和接收消息，以利用一个或多个其他代理(113，123，133，143，153)的语义配置文件和相关数据更新所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件、所述第二代理(113，123，133，143，153)的第二语义配置文件、和所述第三代理(113，123，133，143，153)的第三语义配置文件，直到所述第一控制系统、所述第二控制系统、和所述第三控制系统(111，121，131，141，151)中没有控制系统接收到所述一个或多个其他代理(113，123，133，143，153)的未知语义配置文件和相关数据为止。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法(300)，其中，所述控制系统(111，121，131，141，151)中的每个控制系统操作相关的微电网(110，120，130，140和150)。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的方法(300)，其中，所述控制系统(111，121，131，141，151)中的每个控制系统操作微电网(110，120，130，140和150)内的相关的设备(152)。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法(300)，还包括：

利用所述第三控制系统(111，121，131，141，151)发送第三消息，所述第三消息包括所述第一语义配置文件、所述第二语义配置文件、和所述第三语义配置文件；

在第四控制系统(111，121，131，141，151)处接收所述第三消息，所述第四控制系统包括第四代理(113，123，133，143，153)；

确定所述第一语义配置文件和相关数据、所述第二语义配置文件和相关数据、或所述第三语义配置文件和相关数据中的至少一个语义配置文件和相关数据对于所述第四代理(113，123，133，143，153)是未知的；以及

将未知的至少一个语义配置文件和相关数据添加到所述第四代理(113，123，133，143，153)的第四语义配置文件。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法(300)，其中，所述第一控制系统(111，121，131，141，151)不与所述第三控制系统(111，121，131，141，151)直接通信。

16.一种非暂态计算机可读介质(506)，包括：

一组指令，所述一组指令被构造成由第一代理(113，123，133，143，153)的第一控制系统(111，121，131，141，151)的处理设备(502)执行，以用于：

向至少一个接收代理(113，123，133，143，153)发送包括第一语义配置文件和相关数据的第一消息，所述至少一个接收代理与所述第一代理(113，123，133，143，153)直接通信；

从至少一个发送代理(113，123，133，143，153)接收包括第二语义配置文件和相关数据的第二消息，所述至少一个发送代理与所述第一代理(113，123，133，143，153)直接通信；

确定所述第二语义配置文件和相关数据是对于所述第一代理(113，123，133，143，153)的未知代理(113，123，133，143，153)；

更新所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件以包括所述未知代理(113，123，133，143，153)的第二语义配置文件和相关数据；以及

向所述至少一个接收代理(113，123，133，143，153)发送包括所述第一语义配置文件和相关数据以及所述第二语义配置文件和相关数据的第三消息。

17.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质(506)，其中，对于所述第一代理(113，123，133，143，153)，被构造成由所述处理设备(502)执行的一组指令用于：

利用在来自所述至少一个发送代理(113，123，133，143，153)的消息中接收到的语义配置文件迭代地更新所述第一代理(113，123，133，143，153)的第一语义配置文件，直到所述消息中没有消息包括未知代理(113，123，133，143，153)的语义配置文件和相关数据为止。

18.根据权利要求16或17所述的非暂态计算机可读介质(506)，其中，所述第一语义配置文件和相关数据包括与对应的代理(113，123，133，143，153)相对于所述代理(113，123，133，143，153)中每个代理上的应用的能力有关的数据。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的非暂态计算机可读介质(506)，其中，被构造成由所述处理设备(502)执行的一组指令用于确定在所述第一代理(113，123，133，143，153)处接收的每个语义配置文件的值。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的非暂态计算机可读介质(506)，其中，所述第一代理(113，123，133，143，153)被配置成通过客户端-服务器、发布者-订阅者、或多播/广播通信协议中的一者与所述至少一个接收代理(113，123，133，143，153)和所述至少一个发送代理(113，123，133，143，153)通信。