CN1647000A - 管道输送的气体分配系统的控制 - Google Patents

Abstract

一种控制气体分配系统(1)的方法，其中，一个或多个空气分离设备(18，20)供应气态氧和气态氮产品到管道部分(10，12)。空气分离设备(18，20)由管理控制系统(30，32)控制来指导要被连接到管道部分(10，12)的消费者(14，16)消费的气态产品的生产率。空气分配系统(1)由模型预测控制系统(34)控制，其中，经验确定的开环响应模型被用于产生由消费者要求变化导致的管道部分(10，12)的开环响应。由模型预测控制技术产生管理控制系统(30，32)的生产率要求中的优化闭环响应。

Description

管道输送的气体分配系统的控制

                      发明领域

本发明涉及一种控制气体分配系统的方法，系统包括一个或多个由空气分离设备供应气态氧和/或氮的管道部分，特别是，本发明涉及这样一种方法，其中由模型预测控制器响应管道压力和消费者需求来控制空气分离设备供应气态氧和/或氮。

                      发明背景

气体分配系统包括空气分离设备，它通过众所周知的技术低温蒸馏空气生产气态氧和气态氮产品。这些产品由包括一个或多个部分的管道供应给消费者。这种气体分配系统由供应者手动控制来保证每一部分的管道在消费者约定要求的某一个最小压力之上。管道部分内的压力与管道部分中的气体产品的流量相关。从管道部分抽吸产品的每一个消费者与供应者约定从管道中抽吸产品的规定最大流量。这些消费者的约定要求用于设定管道压力。

空气分离设备可以被放置于一个地理位置或多个位置。可能有多个消费者从每一个管道部分抽吸产品。由管理控制系统控制单个设备，其中，通过设定生产请求变化而反过来控制设备生产。由监控一些关键管道压力和消费者需求的管道操作员控制管道。如果个别管道部分的压力开始达到高或低极限时，操作员通知单个设备并请求生产中的变化。设备操作员输入新的生产要求水平到设备管理控制系统，生产被调整到所请求的水平。

当多个空气分离设备需要控制时，难以对哪个设备会提供下一个空气增量做出最佳的经济决策。通常，决策是对压力需要改变的点最近的设备行使适当的控制。这个问题由于以下因素被进一步复杂化：空气分离设备耗电，并且存在电力供应约定限制设备可以汲取的最大电能，因此限制设备可以生产的产量，此外，即使没有电力供应约定，由于设备规模不同，其供应产品的能力是不同的。

典型地，管道操作员要控制管道部分压力基本高于最小压力。这样，由于空气分离设备以高于必需的压力供应给管道，这自然增加了操作管道系统的全部费用。

作为后备，如果管道压力降低到低于最小压力，储备的液态氧气被汽化并引入管道中。然而，由于液态氧与气态氧相比是一种生产起来更贵的产品，保留储存液态氧是一个昂贵的建议。

已经进行了单个管道由模型预测控制技术自动控制的模拟研究。这些研究的例子见Zhu等，“Dynamic Modeling and Model PredictiveControl of Gas Pipeline Networks”，由Zhu等在1999年11月提交于American Institute of Chemical Engineering Annual Meeting，Dallas，Texas，和Zhu等，“Dynamic Modeling and Linear Model PredictiveControl of Gas Pipeline Networks”，Journal of process control，2000年4月。在这两个参考文献中，响应管道和空气分离设备生产的预储存模型被用来确定开环响应和闭环控制动作，从而保持压力在目标值。

自动控制已经被应用于控制位于管道内的多个产品压缩机站，如Seiver等，“A Pyramid Approach to Advanced Control”，ControlMagazine，2000年7月中出现的。模型预测控制已经被用于防止下水道系统的溢流，如Gelormino等，“Model-predictive Control of a CombinedSewer System”，International Journal of Control，59卷，1994所公开的。

将要讨论的内容是：本发明通过一种技术来使用模型预测控制，这种技术允许气体分配系统以最优的经济方式被自动控制。

                      发明概述

本发明提供了一种气体分配系统的控制方法，所述气体分配系统包括至少一个管道部分和至少一个空气分离设备。这里和权利要求书中所用的术语“管道部分”表示管道流程，其中沿其长度的压力变化仅取决于摩擦力和流体损失。至少一个空气分离设备由响应生产要求变化的管理控制系统控制，生产要求变化指导至少一种气体产品的生产率，这种产品被与至少一个管道部分连接的至少一个消费者消费。

依照该方法，在至少一个管道部分中的压力被不断监测。压力取决于至少一种气体产品在至少一个管道部分中的实际流量。压力被控制在一个范围内以保证至少一个消费者可以得到至少一个管道部分中的至少一种气体产品的所要求流量。控制包括：监测和存储压力的压力值和生产要求的生产要求值，该生产要求值与滚动历史(rollinghistory)中每一个压力值相关，并在模型预测控制器(MPC)中输入压力值作为被控制变量，输入生产要求值作为操纵变量。在模型预测控制器中，至少一个管道部分中压力的开环的响应被计算超过预测水平，同时要求至少一个空气分离设备的一组生产要求变化，作为一组操纵变量，至少部分地恢复压力到开环响应的压力范围内的目标值。

计算目标值、开环响应和一组生产要求变化是基于至少一个管道部分压力的至少一个经验确定分级响应模型，其响应至少一个空气分离设备的要求值中的单位生产变化。将来的生产要求变化组被优化以同时最小化每一个生产要求变化和压力与超过预测水平目标值之间的偏差。生产要求变化被输入到单个空气分离设备的管理控制系统，来控制至少一个空气分离设备生产至少一种依据生产变化要求的产品。

由本发明的上面描述可以看出，不同于现有技术，模型预测控制通过使用经验模型得到更多的实际应用，此外，不存在对空气分离设备的直接控制。作为替代，空气分离设备的控制保留在管理控制系统中。本发明的模型预测控制产生基于经验模型的生产要求变化，反过来允许空气分离设备在既便有变化时，也是以很小的变化被集成到本发明的控制方案中。

优选地，实施进一步的开环响应计算，以从刚发生在预测水平之前的先前压力值确定预测水平开始时的计算压力值。预测水平开始时监测的实际压力值和计算压力值之间的差值被用于开环响应作为纠正系数。

以最小二乘计算为基础可以优化至少一个空气分离设备的生产率未来变化的计算。

在滚动历史中，被至少一个消费者消费的至少一种气体产品的消费流量值也可以被测量并储存。消费者流量值被输入到所述的模型预测控制器作为前馈变量。至少一个管道部分压力的开环响应基于至少一个压力的经验确定分级响应模型，该压力响应输送给至少一个消费者的至少一种气体产品的消费流量的单位变化。

应当指出，在瞬间变化时，如果压力降低到低于预定范围，至少一种(汽化液体)产品被加入到至少一个管道部分。如果压力高于预定范围，至少一种气体产品可以从至少一个管道部分被排放。

所述至少一个管道部分可以包括至少第一和第二管道部分。可以有两种气体产品，包括分别供应给第一管道部分和第二管道部分的氧气气态产品和氮气气态产品，其中，氧气和氮气由同一个空气分离设备供应。模型预测控制器响应至少第一管道部分中的压力以确定生产要求变化组。模型预测控制器也可以响应第一和第二管道部分每个的压力。在这种情况下，它确定与第一和第二管道部分相关的生产要求变化。至少一个空气分离设备被控制，这样与氧气气态产品相关的生产要求变化以所要求的程度代替氮气气态产品相关的生产要求变化，以维持压力在第一管道部分的范围内。

可以有多个空气分离设备，每一个可以供应与其限制相应的气态氧和气态氮产品。模型预测控制器确定每个空气分离设备与其限制相应的气态氧和气态氮产品的量。模型预测控制器确定空气分离设备的产品要求变化的组，该要求变化的组由依照气态氧和气态氮产品量的限制线性最优化所优化。这些限制可以包括费用、合同电能限制、设备容量或其综合等。

                      附图简述

虽然专利说明书推断出的权利要求清楚地指出了申请人的发明主旨，相信联系附图可以更好地理解发明，其中：

图1是依据本发明的一种典型的被控制气体分配系统；

图2是依据本发明的一个编入到管道控制器中的管道控制矩阵；

图3是图2中标有“A”的分级响应模型的放大视图；

图4是实施管道控制器的气体分配系统控制的部分示意图；

图5是对管道控制器实施气体分配系统控制的其余部分示意图。

                      发明详述

参考图1，图解了依据本发明被控制的一种气体分配系统1。应当理解，图解气体分配系统1是为了示范的目的，依据本发明被控制的系统可能比图解系统更复杂或简单。

气体分配系统1包括管道部分10和12，分别为消费者14和消费者16供应气态氧和气态氮。管道部分10和12由空气分离设备(ASP1和ASP2)18和20供应气态氧和气态氮。空气分离设备18和20由氧气导管22和24及氮气导管26和28连接到管道部分10和12。在这方面，供应的氧气和氮气纯度取决于所使用的满足消费者14和16需求的空气分离设备类型。

空气分离设备18和20通过众所周知的低温蒸馏技术从空气中分离氧气和氮气。如本领域所熟知的，这种技术包括压缩并冷却空气到或接近压缩空气的露点温度，然后，在一个或多个蒸馏塔中蒸馏空气生产氧气和氮气产品。向这个设备中的热漏失和暖端热交换损失通过加入致冷而控制，如所知的透平膨胀(turboexpansion)。

空气分离设备18和20由分别编入到管理控制和数据采集计算机30和32中的管理控制系统控制。管理控制系统通过空气分离设备18和20响应作为输入的生产要求而实现对气态氧和气态氮生产的自动控制。在这样的控制系统中使用多种控制方案，控制系统通过对如空气压缩机和透平膨胀机进口叶片的这些设备机械的电子、数字控制而起作用。特殊的控制方案不是本发明的部分，并且没有特殊控制方案是优选的。然而，应当指出，控制的复杂程度取决于控制的空气分离设备类型。例如，单塔氮气发生器可能有比生产氧气、氮气和氩产品的一个三塔设备更简单的控制系统。在任何情况下，两种设备均适用于本发明，因为本发明倾向单个管道部分和生产一种气体产品的单个设备。另外，很重要地，应当注意，任何管理控制系统中，生产要求的变化不能马上改变生产率，因为设备生产不可能被马上调高或降低，设备生产只有经过一段时间才能被调整。

由管道控制器34控制气态氧和气态氮的生产，管道控制器34可以是个人电脑，它不是直接控制空气分离设备18和20，而是提供生产要求并输入到管理控制系统中，管理控制系统程序装在管理控制和数据采集计算机(SCDAC)30和32中。关于这方面，管道控制器34通过以各种熟知的模拟或数字方式输入生产要求与管理控制系统相连。

下文中要更详细讨论的是，管道控制器34基于模型预测控制至少作为被控制变量的管道压力和作为操纵变量的气态氧和/或气态氮生产率而起作用。优选地，消费者汲取的气体产品的流量也被用作前馈变量。合适的操作程序是DMC+，可以从Aspentech，10 Canal Park，Cambridge，Massachusetts 02141处获得。

管道压力由压力传感器36和38监测，并作为输入信号导入到数据收集计算机40中。另外，空气分离设备18和20的当前生产要求由管理控制和数据采集计算机30和32收集，并作为输入信号也被导入到数据收集计算机40中。到消费者14的气态氧和气态氮流量由流量计44和46监测，并输入到数据收集计算机40中。关于这方面，每一个流量计可以包含在带有温度传感器的锐孔板对边上的压力传感器以纠正非标准温度。类似地，流量计48和50可以用来将气态氧和气态氮流量输入到数据收集计算机40中。所有这些值以周期循环时间，如5分钟，轮流被输入到保留在管道控制器34中的滚动历史中作为更新值。上述的压力、流量等值作为管道控制器34中的模型预测控制程序的输入来确定生产要求，从而维持管道部分10和12中的管道压力在允许范围内。关于这一点，管道控制器34产生与生产要求相应的信号，并将信号输入到管理控制和数据采集计算机30和32中。

存储在管道控制器34中的为经验确定分级响应模型，以熟知的方式被用来寻找管道部分10和12的开环压力响应。这些模型被输入到模型预测控制程序中作为数据点。开环响应是在没有采取进一步的控制行动时会发生的响应。参考图2，图解了管道控制矩阵，它包括用于管道控制器34中的模型预测控制程序中的模型。矩阵的每一个独立单位表示在一个固定时间周期内，一个指定的被控制变量对操纵变量分级变化的开环响应。对于每一个模型选择的时间由使用者选择，并与系统的动态响应特性相关。选择的时间设置了模型预测控制器计算的未来预定长度。在气体分配系统1中，时间可以设置为4个小时。换句话说，当模型预测控制程序计算一个预测值时，它把被控制量响应的4小时计算入未来中。这个时间周期被称作预测水平。

在图2中，被控制量沿顶部被显示，而操纵变量在一侧自上向下被显示。空格表示操纵变量和被控制变量之间没有显著关系。利用单个的开环模型，控制器可以预定合适的操纵变量变化来保持被控制量在期望操作范围内。

标有“A”的矩阵单位表示了1号被控制变量，作为操纵变量函数的管道部分10内气态氧压力的响应，操纵变量为被记录在管理控制和数据采集计算机30中的空气分离设备18的气态氧生产要求。标有“A”的矩阵单位表示被控制变量，作为在开环中操纵变量单位分级增加的函数的管道部分10内气态氧压力的响应，操纵变量为在4小时的时间段内的空气分离设备18的气态氧生产要求。特殊响应是一个综合或非稳定状态关系，这对于记录变量如管道压力是常见的。很重要地，应当注意，这个曲线实际上是两种现象的总和，即空气分离设备18的实际生产流量响应要求变化和管道部分18内的管道压力响应管道流量变化。

不同于已有技术，确定特定模型的方法为：通过在气体分配系统1自身中的试验，记录响应生产要求变化的压力，然后通过数据回归形成模型。例如，空气分离设备18和20生产的单位增加模型通过变化每一个空气分离设备18和20的生产，并记录由压力传感器36和38监测的管道压力而产生。

控制器34内的模型预测控制程序利用单个模型的累积效应来预测给定的被控制变量的未来变化。例如，如果空气分离设备18和空气分离设备20的气态氧要求的两个操纵变量发生变化，它们对于被控制参量都将有累积效应，控制参量为管道部分10内的气态氧压力。在这里，开环响应基于空气分离设备18和20的生产要求变化(如果有的话)以产生一个压力预测值，这个压力预测值在生产要求变化时记录的压力值的预测水平之上。标有“B”的矩阵单元表示相同的控制变量之间的关系，即管道10内的气态氧压力和到消费者14的气态氧流量单位增加的前馈变量。这个前馈变量被记录作为流量计44的压力测量结果。前馈变量被用于预测被控制变量的变化来作为这些被测量变量的函数，而这些变量不被控制系统操纵。消费者流量没有被控制。然而，它们将影响管道压力。例如，在消费者14的消费者位置的阀门打开，管道内压力将下降。这样，标有“B”的矩阵单元表示如果不采取进一步措施，消费者14的流量增加将降低压力。这也是对其它分级变化的响应操纵变量的累积，例如，空气分离设备18的气态氧要求的能量增加，被控制变量的能量也增加。显然地，增加空气分离设备18中氧的要求对空气分离设备20的现场能量没有影响。

参考图3，详细图解了图2中标有“A”的矩阵单元。为了使曲线图简单化，显示的每个抽样时间是20分钟，而不是上面讨论的5分钟的取样间隔。它表示了对于空气分离设备18的1磅摩尔/小时增加的气态氧生产要求，气态氧管道压力的开环响应。控制器制造的隐性假设是图中保持的如图所示的关系，与操作点无关。另外，对应除了1磅摩尔/小时的变化的压力变化数量级可以由与变化数量级的模型系数相乘来计算。这样，控制器计算系数12，对应操纵变量的2磅/摩尔/小时增加为0.2磅/平方英寸，对应的1磅/摩尔/小时降低为-0.1磅/平方英寸。换句话说，控制器利用模型来计算对应当前操作点被控制变量的响应，而不是计算绝对项。最终系数12代表在预测水平末端的被控制变量值，所述预测水平就是前面叙述的4小时。

管道控制器的重要特征在于其仅利用图2所示的矩形中的一个子集的能力。例如，如果空气分离设备1不运行，那么所有的与之相关联的独立矩阵模型必须从控制器计算中除去。然后保留的设备将被用于控制。虽然图2仅显示了矩阵中的2个设备，同样的方案可以被延伸到多至10个空气分离设备的系统。通过操作每一个变量简单的开/关标记，操纵变量可以从控制器计算中被加入到或移出。关于这方面，本发明涵盖了仅有一个空气分离设备被控制以生产在单个管道中的一种气体产品的情况。控制这样的情况是基础，即仅基于设备生产的被控制变量单位增加模型或更先进一些，考虑前馈变量，如消费者流量。

参考图4和图5，图解了实施管道控制器34中的模型预测控制程序的详细示意图。关于这方面，模型预测控制程序优先选择每5分钟实施，与滚动历史的取样时间一致。应当注意，实际的实施时间可以在大约1分钟到大约5分钟范围内变化。如图3所示的，滚动历史随以下因素而更新：与气态分离设备18和20相关的气态氧和气态氮生产要求、压力感应器36和38监测的管道部分压力当前值、和用于消费者14的流量计44、46及用于消费者16的流量计48、50监测的气态氧和气态氮消费者流量当前值。

应当注意，有必要更新当前生产要求作为管道控制器34计算的生产要求变化被增加或减去的基础。然而，轻微改变方案是可行的，其中，控制器34仅计算应用于管理控制和数据采集计算机30和32的生产要求变化，30和32中编有程序以接收这种变化并把它应用于当前生产要求。因此，这里和权利要求中的“生产要求变化”一词既表示从当前生产要求加上或减去的基于单位的生产要求变化，又表示从当前生产要求加上或减去的基于单位的生产要求变化总量。

第一步，利用先于当前预测开始而记录的管道部分10和12内的压力，每一个管道部分10和12的开环响应被图2所示的模型确定，参考图4中的“MPC模型”。这样计算确定的压力与当前预测水平开始时的实际监测压力相比，它们的差值作为管道部分10和12的开环响应计算在当前预测水平之上的纠正系数。

参考图5，预编入程序的管道控制器34允许每个管道部分10和12的压力变化。管道控制器34尝试设置空气分离设备18和20生产中的变化，以保持管道压力在范围内的目标值。关于这方面，设备生产单位增加的压力的经验确定分级响应模型被用于确定目标值。这个目标值可以是一个特定管道部分压力范围内的最小压力，但不都是这样。例如，如果响应消费者降低特定产品流量导致的管道压力升高，空气分离设备被关小以降低生产，空气分离设备也许不能充分降低压力超过预测水平以达到范围内最小压力。

一旦期望的目标值被确定，下一步是确定未来控制作用总和在每个控制器实施时计算的控制水平。控制水平越简短，控制器越复杂。利用先前确定的预测水平，在每个控制实施时，管道控制器实施以下程序。如前面所表述的，如果没有实施未来控制动作，控制器预测被控制变量即压力的未来响应超过预测水平。这被定义为开环响应。闭合循环预测是开环响应和被未来控制动作驱动的响应的总和。控制问题变成了寻找操纵变量变化组，它最小化闭合循环预测和目标值之间的差值。也就是最小化操纵变量每次变化之间的差值，即生产率要求和生产率要求与目标值的偏差。这通过最小二乘或其它优化方法来优化完成。从而一组生产率要求变化产生了，并且第一组这样的生产率要求变化被输入到管理控制和数据采集程序30和32中。因为模型预测控制程序不断实施，如果压力变化被监测到趋向目标压力，下一组生产率要求变化的接下来的第一生产率要求将少于除此以外所要求的要求。以这种方式，迅速达到目标压力。此外，如果存在由于未来消费者作用的压力变化，在未来的实施程序中，这样的作用将被考虑。

通过向管道内加入额外量的气态产品处理压力降低到低于范围值的瞬间现象，这以熟知的方式在设备52和54中存储液体产品来解决。此外，为了安全，如果压力超出范围值，气态产品可以从管道部分由与空气分离设备18和20相连的压力减压阀门排出。

可以以各种方式限制模型预测控制系统。因为空气中的氮气是氧气的4倍，氧气成为了更有价值的产品。所以，模型预测控制器可以做成仅响应管道部分10内的压力变化，管道部分10供应氧气。过量的氮气被排放掉。

优选地，模型预测控制器可以做成响应每个管道部分10和12内的压力，以确定与监测的管道部分10和12内的压力相关的一组生产要求未来变化。空气分离设备18和20由管道控制器控制，这样与气态氧生产相关的未来操纵变量将以一定程度取代与气态氮生产相关的操纵变量，来维持压力在气态氧要求的范围内。

各种限制可以被用于空气分离设备18和20。例如，这样的限制可能包括成本例如，空气分离设备18可以有比空气分离设备20便宜的能量约定。此外，还存在一个签订的能量限制，如果超过限制将被处以罚款。每个空气分离设备18和20的设备容量也是一个潜在限制。换句话说，可以设计空气分离设备18仅生产一个管道部分的部分潜在的氧需求，而设计空气分离设备20来生产其余的量。在这种情况下，模型预测控制器被编程以确定每个空气分离设备依据限制可以供应的气态氧和氮产品量。模型预测控制器确定了空气分离设备的多组未来操纵变量，操纵变量由依据气态氮和氧产品量的限制线性优化来优化。

再次参考图2所示的矩阵，图解了能量限制。这被编入上述的模型预测控制系统作为被控制变量。其它与费用、容量等相关的限制也将同样被编入。

虽然本发明参考优选实施例进行描述，对于本领域的普通技术人员，可能出现的许多变化、添加和省略都将落入本发明的实质和范围内。

Claims (8)

1.一种控制气体分配系统的方法，其具有由管理控制系统所控制的至少一个管道部分和至少一个空气分离设备，所述管理控制系统响应生产要求来指导至少一种气体产品的生产率，这种气体产品被与至少一个管道部分连接的至少一个消费者消费，所述的方法包括：

连续监测至少一个管道部分内的压力；

所述压力取决于至少一个管道部分内的至少一种气体产品的实际流量；

控制压力在确保至少一个消费者可以连续得到来自至少一个管道部分的至少一种气体产品的要求流量的范围内；

把与每个压力值相关的压力的压力值和生产要求的生产要求值存储到滚动历史中；

把所述的压力值和生产要求值分别作为被控制变量和操纵变量输入到模型预测控制器中；

模型预测控制器内，在预测水平之上，计算至少一个管道部分内的压力开环响应，要求至少一个空气分离设备的一组生产要求变化至少从所述开环响应部分地恢复压力到所述压力范围内的目标值；

目标值、开环响应和一组生产要求变化的计算是基于至少一个管道压力的至少一个经验确定的分级响应模型，该压力响应至少一个空气分离设备的要求值中的单位生产变化。将来的生产要求变化的组被优化以同时最小化每一个未来变化和压力在预测水平之上目标值的偏差；

输入第一组所述的生产要求变化到所述的管理控制系统。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：实施进一步的开环响应计算以从刚发生在预测水平之前的在前的压力值确定预测水平开始的压力值，预测水平开始时监测的实际压力值和计算压力值之间的差值被用于开环响应作为纠正系数。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，

至少一个空气分离设备生产率未来变化的计算基于最小二乘误差计算来优化。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中，

被至少一个消费者消费的至少一种气体产品的消费流量值也被监测并存储到所述的滚动历史中；

所述的消费流量值被输入到所述的模型预测控制器中作为前馈变量；

至少一个管道部分压力的开环响应也是基于至少一个管道部分压力的经验确定分级响应模型，该压力响应至少输送给一个消费者的至少一种气体产品的单位消费者流量变化。

5.如权利要求4所述的方法，其中，

至少一个管道部分包括至少第一和第二管道部分；

有两种所述的气体产品，包括分别供给第一和第二管道部分的氧气气态产品和氮气气态产品；

模型预测控制器响应至少第一管道部分内的压力以确定生产要求变化。

6.如权利要求5所述的方法，其中模型预测控制器响应第一和第二管道部分每个的压力并确定与第一和第二管道部分相关的生产要求变化的组；

至少一个空气分离设备被控制，这样与氧气气态产品相关的生产要求变化以所要求的程度代替氮气气态产品相关的生产要求变化，以维持压力在第一管道部分的范围内。

7.如权利要求5所述的方法，其中，

有多个所述的空气分离设备，每一个可以供应所述的依据限制的气态氧和气态氮产品；

模型预测控制器确定每个空气分离设备依据限制可供应的气态氧和气态氮产品的量；

模型预测控制器确定空气分离设备的产品要求变化的组，该要求变化的组由依照气态氧和气态氮产品量的限制线性最优化所优化。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述的限制包括费用、约定电能限制、设备容量或其结合。

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