用于配置、優(yōu)化和管理微電網(wǎng)的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于配置、優(yōu)化和管理微電網(wǎng)的系統(tǒng)和方法。該方法包括確定包括能源的配電網(wǎng)中的場(chǎng)所。該方法還包括確定包括微電網(wǎng)的配電網(wǎng)的配置，微電網(wǎng)包括一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所。該方法還包括通過(guò)使用微電網(wǎng)管理器從配電網(wǎng)電隔離、監(jiān)視和控制微電網(wǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于配置、優(yōu)化和管理微電網(wǎng)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及電力分配，尤其涉及用于控制配電網(wǎng)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)系統(tǒng):發(fā)電、傳輸和配電。配電系統(tǒng)(即，配電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò))從傳輸系統(tǒng)的一個(gè)或更多個(gè)高壓源接收電力并將該電力分配給饋電線(xiàn)。配電網(wǎng)的主要功能包括電壓變換、電壓調(diào)節(jié)和儲(chǔ)存、以及切換和保護(hù)。電壓變換將電力從傳輸電壓電平降壓到配電電壓電平。電壓調(diào)節(jié)在添加和移除負(fù)載時(shí)調(diào)整饋電線(xiàn)的電壓。切換和保護(hù)包括自動(dòng)或手動(dòng)將配電網(wǎng)的一部分連接或斷開(kāi)連接的開(kāi)關(guān)、斷路器、自動(dòng)繼電器和熔絲，這改變電網(wǎng)拓?fù)洹?br> [0003]技術(shù)已經(jīng)將配電網(wǎng)轉(zhuǎn)換成包括各種發(fā)電和存儲(chǔ)部件的分散系統(tǒng)。例如，配電網(wǎng)內(nèi)的處所(例如家用或商用)可以操作自己的能源(例如，太陽(yáng)能電池、風(fēng)力渦輪機(jī)和電池)，該能源也可以向配電網(wǎng)供電。另外，智能能源裝置(例如，ZigBee Alliance Corp.(San
Ramon, California) 的ZigBee? )允許公用設(shè)施操作員遠(yuǎn)程控制配電網(wǎng)的部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在本發(fā)明的第一方面，一種用于配置在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的微電網(wǎng)的方法包括:確定包括能源的配電網(wǎng)中的場(chǎng)所。該方法還包括:確定包括微電網(wǎng)的配電網(wǎng)的配置，微電網(wǎng)包括一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所。該方法還包括:將微電網(wǎng)與所述配電網(wǎng)電隔離。
[0005]在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于配置包括計(jì)算系統(tǒng)的微電網(wǎng)的系統(tǒng)，該計(jì)算系統(tǒng)包括經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)通信地鏈接到配電網(wǎng)的計(jì)算裝置。計(jì)算裝置經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)從配電網(wǎng)中的裝置接收當(dāng)前狀況信息。另外，計(jì)算裝置基于當(dāng)前狀況信息確定配電網(wǎng)中的用于包括在微電網(wǎng)中的場(chǎng)所。另外，計(jì)算裝置控制配電網(wǎng)中的切換元件，以將場(chǎng)所與配電網(wǎng)電隔離。
[0006]在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于配置微電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀有形存儲(chǔ)裝置。另外，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)在一個(gè)或個(gè)多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，以將一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所電隔離到配電網(wǎng)內(nèi)的微電網(wǎng)中。另外，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)在一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，以訂閱一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的裝置。另外，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)在一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中至少一個(gè)上的程序指令，以基于經(jīng)由家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)從裝置提供的當(dāng)前狀況信息來(lái)修改微電網(wǎng)中的電力流。
[0007]在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于配置配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)處理器、一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀貯存器和一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀有形存儲(chǔ)裝置。另外，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以從配電網(wǎng)的場(chǎng)所中的多個(gè)家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)接收當(dāng)前狀況信息。另外，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以確定所述配電網(wǎng)的配置信息。所述配置信息提供包括微電網(wǎng)的所述配電網(wǎng)的拓?fù)?。微電網(wǎng)為包括所述場(chǎng)所中的一個(gè)或更多個(gè)的所述配電網(wǎng)的電隔離部分。另外，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以基于所述配置信息控制所述配電網(wǎng)中的切換元件。另外，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以與所述微電網(wǎng)中包括的所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或更多個(gè)中的能源和能源消耗裝置交換信息。另外，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以控制所述能源與所述能源消耗裝置之間的電力流。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的附加方面，一種對(duì)用于配置配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)的系統(tǒng)進(jìn)行部署的方法包括提供計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)。該計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)向?qū)?yīng)于微電網(wǎng)的存在服務(wù)器注冊(cè)的裝置進(jìn)行訂閱。另外，該計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)接收在由所述裝置經(jīng)由所述存在服務(wù)器實(shí)時(shí)發(fā)布的消息中的當(dāng)前狀況信息。另外，該計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)確定在所述微電網(wǎng)內(nèi)生成的總電力是否將超過(guò)所述微電網(wǎng)內(nèi)需要的電力。另外，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)經(jīng)由所述存在服務(wù)器向所述裝置中的一個(gè)或更多個(gè)裝置發(fā)送控制消息，使得所述一個(gè)或更多個(gè)裝置基于所述確定來(lái)修改由所述一個(gè)或更多個(gè)裝置提供或消耗的電力。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面通過(guò)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的非限制示例，參考所示的多個(gè)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0010]圖1示出用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的各方面的步驟的說(shuō)明性環(huán)境。
[0011]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于配置微電網(wǎng)的環(huán)境的功能框圖。
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議(SIP)管理微電網(wǎng)的示例性環(huán)境的功能框圖。
[0013]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸(MQTT)協(xié)議管理微電網(wǎng)的示例性環(huán)境的功能框圖。
[0014]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用SIP管理微電網(wǎng)的示例性環(huán)境的功能框圖。
[0015]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用MQTT協(xié)議管理微電網(wǎng)的示例性環(huán)境的功能框圖。
[0016]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于配置微電網(wǎng)的示例性處理的流程圖。
[0017]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于管理微電網(wǎng)的示例性處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明總體涉及電力分配，尤其涉及用于控制配電網(wǎng)絡(luò)(S卩，配電網(wǎng))的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施方式配置、管理和監(jiān)視微電網(wǎng)。微電網(wǎng)為自足式孤島，該自足式孤島與配電網(wǎng)的其余部分電隔離(即，孤島化)，并包括足夠的能源以滿(mǎn)足微電網(wǎng)內(nèi)的能量消耗裝置所需要的電力。例如，配電網(wǎng)的區(qū)域可以包括一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所(例如，住宅、辦公室或工廠)，一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所包括消耗電力的裝置(例如，電燈和電器)和提供電力的能源(例如，電池、發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池、風(fēng)力渦輪機(jī)等)。微電網(wǎng)可以包括場(chǎng)所的子集，聯(lián)合地提供足夠的電力以滿(mǎn)足場(chǎng)所的子集內(nèi)消耗的總電力。公用設(shè)施操作員可以通過(guò)打開(kāi)配電網(wǎng)中的切換元件來(lái)創(chuàng)建微電網(wǎng)，切換元件將配電網(wǎng)的區(qū)域內(nèi)的場(chǎng)所與配電網(wǎng)的其余部分電隔離。
[0019]在實(shí)施例中，公用設(shè)施供應(yīng)者動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和/或重配置微電網(wǎng)，以最小化被事件影響的客戶(hù)數(shù)，該事件使配電網(wǎng)的一部分的電力傳輸中斷。這樣的事件可包括維護(hù)、施工、惡劣天氣、自然災(zāi)害、人為災(zāi)害等。例如，響應(yīng)于導(dǎo)致配電網(wǎng)的一部分出現(xiàn)故障的暴風(fēng)雪，公用設(shè)施操作員(例如，電力供應(yīng)者、配電員和/或管理員)可以遠(yuǎn)程控制安裝在配電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)(例如，使用監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)獲取(SCADA)控制器)，以配置和建立一個(gè)或更多個(gè)微電網(wǎng)。在中斷結(jié)束后(例如，損壞已經(jīng)被修復(fù))，公用設(shè)施操作員可重配置配電網(wǎng)以取消微電網(wǎng)，而不影響配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0020]另外，本發(fā)明的各方面通過(guò)動(dòng)態(tài)控制配電網(wǎng)內(nèi)的場(chǎng)所(例如家用和商用位置)處的分布式能源和能源消耗裝置來(lái)管理微電網(wǎng)。例如，公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可以監(jiān)視微電網(wǎng)內(nèi)的狀況，并響應(yīng)于狀況的變化(例如，改變或供應(yīng)或要求)，并發(fā)出命令以遠(yuǎn)程修改(即，調(diào)節(jié))微電網(wǎng)內(nèi)的裝置的操作，以生成或消耗更多或更少的電力。通過(guò)這樣，公用設(shè)施操作員提高了提供給客戶(hù)的服務(wù)的可靠性和健壯性。另外，公用設(shè)施操作員可以最大化本地能源的使用以滿(mǎn)足本地能源需求，從而減少發(fā)電的潛在的環(huán)境負(fù)面影響(例如，來(lái)自燃媒電廠的煙灰)。
[0021]所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員知道，本發(fā)明的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個(gè)方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即:完全的硬件實(shí)施方式、完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施方式，這里可以統(tǒng)稱(chēng)為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的各個(gè)方面還可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。
[0022]可以采用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任意組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是一但不限于一電、磁、光、電磁、紅外線(xiàn)、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)盤(pán)、硬盤(pán)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤(pán)只讀貯存器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何可包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。
[0023]計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括一但不限于一電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任意合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)還可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。
[0024]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0025]可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的任意組合來(lái)編寫(xiě)用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計(jì)算機(jī)程序代碼，所述程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言一諸如Java、Smalltalk、C++等，還包括常規(guī)的過(guò)程式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言一諸如“C”編程語(yǔ)言或類(lèi)似的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分地在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過(guò)任意種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶(hù)計(jì)算機(jī)，或者，可以連接到外部計(jì)算機(jī)(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來(lái)通過(guò)因特網(wǎng)連接)。
[0026]下面將參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述本發(fā)明各方面。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器，從而生產(chǎn)出一種機(jī)器，使得這些計(jì)算機(jī)程序指令在通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時(shí)，產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的裝置。
[0027]也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，這些指令使得計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的指令的制造品(article of manufacture)0
[0028]計(jì)算機(jī)程序指令還可以被裝載到計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備、或其它裝置上，以使得在計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備、或其它裝置上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖和/或框圖或方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的處理。
[0029]圖1示出用于管理根據(jù)本發(fā)明的處理的示意性環(huán)境10。其中，環(huán)境10包括可以執(zhí)行本文中描述的處理的服務(wù)器或其它計(jì)算系統(tǒng)12。特別地，服務(wù)器12包括計(jì)算裝置14。計(jì)算裝置14可以位于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)或第三方服務(wù)供應(yīng)商的計(jì)算裝置上(圖1中總體地示出其中的任一個(gè))。
[0030]計(jì)算裝置14還包括處理器20、貯存器22A、I/O接口 24、和總線(xiàn)26。貯存器22k可以包括在實(shí)際執(zhí)行程序代碼期間使用的本地貯存器、大容量存儲(chǔ)裝置、以及高速緩沖貯存器，高速緩沖貯存器提供對(duì)至少部分程序代碼的臨時(shí)存儲(chǔ)，以減少在執(zhí)行期間必須從大容量存儲(chǔ)裝置檢索代碼的次數(shù)。另外，計(jì)算裝置14包括隨機(jī)存取貯存器(RAM)、只讀貯存器(ROM)和操作系統(tǒng)(0/S)。
[0031 ] 計(jì)算裝置14與外部I/O裝置/源28和存儲(chǔ)系統(tǒng)22B進(jìn)行通信。例如，I/O裝置28可包括使得個(gè)體能夠與計(jì)算裝置14進(jìn)行交互的任何裝置(例如，用戶(hù)接口)或使得計(jì)算裝置14能夠使用任何類(lèi)型的通信鏈路與一個(gè)或更多個(gè)其它計(jì)算裝置進(jìn)行通信的任何裝置。外部I/O裝置/源28例如可以為手持裝置、PDA、手持機(jī)、鍵盤(pán)等。
[0032]通常，處理器20執(zhí)行可存儲(chǔ)在貯存器22A和/或存儲(chǔ)系統(tǒng)22B中的計(jì)算機(jī)程序代碼(例如，程序控制44)。另外，根據(jù)本發(fā)明的各方面，程序控制44控制配置引擎102和/或微電網(wǎng)管理器104，例如本文中描述的處理。配置引擎102和微電網(wǎng)管理器104可被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)在貯存器22A中的程序控制44中的一個(gè)或更多個(gè)程序代碼，以作為分離的模塊或組合的模塊。另外，配置引擎102和微電網(wǎng)管理器104可被實(shí)現(xiàn)為分離的專(zhuān)用處理器、或單個(gè)或若干個(gè)處理器，以提供這些工具的功能。另外，配置引擎102和微電網(wǎng)管理器104 (與其各自的數(shù)據(jù)和模塊一起)可被實(shí)現(xiàn)在分離的裝置中。另外，配置引擎102和微電網(wǎng)管理器104(與其各自的數(shù)據(jù)和模塊一起)可被實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的不同平面(例如，控制平面和服務(wù)平面)中。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的各方面，服務(wù)器12包括配置引擎102和/或微電網(wǎng)管理器104。配置引擎102為硬件、軟件或其組合，通過(guò)確定微電網(wǎng)內(nèi)的能源滿(mǎn)足微電網(wǎng)內(nèi)的能量消耗裝置的需求來(lái)配置配電網(wǎng)內(nèi)的微電網(wǎng)。能量消耗裝置例如包括家用電器、照明裝置、電動(dòng)車(chē)輛等。能源包括可變能源(VER)和分布式能源(DER)，例如包括發(fā)電機(jī)(例如，燃?xì)?、風(fēng)力、太陽(yáng)能等)和能源存儲(chǔ)裝置(例如電池、燃料電池等)。
[0034]在確定微電網(wǎng)配置之后，配置引擎102發(fā)出消息以控制配電網(wǎng)的元件(例如，與SCADA控制器連接的開(kāi)關(guān))，以修改配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳?chuàng)建或修改微電網(wǎng)。例如，配置引擎可通過(guò)基于配電網(wǎng)內(nèi)的當(dāng)前狀況(例如，天氣、負(fù)荷、發(fā)電等)減少微電網(wǎng)內(nèi)的所連接的場(chǎng)所的數(shù)量和/或消耗裝置的數(shù)量來(lái)動(dòng)態(tài)修改微電網(wǎng)。
[0035]仍然參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的各方面，配置引擎102包括歷史分析模塊110、預(yù)測(cè)分析模塊112、和/或配置分析模塊114。歷史分析模塊110為分析諸如存儲(chǔ)系統(tǒng)22B中的歷史信息132的歷史信息的硬件、軟件或其組合?？梢詮呐潆娋W(wǎng)和/或第三方源的裝置采集歷史信息132。歷史信息132例如包括以往天氣狀況(例如，溫度，降水、風(fēng)向和風(fēng)力、大氣壓和天空狀況)、電氣狀況(例如，電壓、電流、實(shí)際(real)、電抗(reactive)和表觀功率(apparent power))、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、停?power outage)信息、通信基礎(chǔ)架構(gòu)信息(例如,操作狀態(tài)、位置、客戶(hù)端)、以及資產(chǎn)信息(例如，標(biāo)識(shí)、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)、位置)。歷史分析模塊110使用常規(guī)數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)歷史信息132進(jìn)行聚集、相互關(guān)聯(lián)、過(guò)濾和/或擴(kuò)充。例如，歷史分析模塊110可以在時(shí)段上對(duì)不同位置(例如場(chǎng)所)處的電力需求數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，以生成歷史信息132的匯編(digest)，該歷史信息132的匯編將配電網(wǎng)(包括微電網(wǎng))的位置與不同時(shí)間幀(例如，每月、每日、每小時(shí)等)的電力需求相關(guān)聯(lián)。
[0036]預(yù)測(cè)分析模塊112為硬件、軟件或其組合，結(jié)合歷史信息(例如由歷史分析模塊110確定的歷史信息的匯編)和預(yù)測(cè)信息(例如存儲(chǔ)系統(tǒng)22B中的預(yù)測(cè)信息134)，以確定電網(wǎng)中的預(yù)測(cè)近期狀況。預(yù)測(cè)信息134可以是由公用設(shè)施操作員生成的信息和/或從第三方源獲得的信息。例如，預(yù)測(cè)信息134包括天氣預(yù)測(cè)信息、本地預(yù)測(cè)信息、以及發(fā)電預(yù)測(cè)信息(包括風(fēng)力、太陽(yáng)能、溫度等)。預(yù)測(cè)分析模塊112可以使用一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定模型來(lái)分析預(yù)測(cè)信息134，以預(yù)測(cè)配電網(wǎng)的近期狀況。例如，基于能源消耗分布和能源生成分布，預(yù)測(cè)分析模塊112生成將電網(wǎng)(包括微電網(wǎng))的位置(例如，場(chǎng)所)與近期不同時(shí)間(例如，天、小時(shí)、分鐘等)的預(yù)測(cè)電力需求相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？梢赃B續(xù)和/或周期地(例如，實(shí)時(shí))更新生成的預(yù)測(cè)。
[0037]配置分析模塊114為硬件、軟件或其組合，基于配電網(wǎng)的歷史信息、預(yù)測(cè)信息和/或當(dāng)前狀態(tài)來(lái)確定包括微電網(wǎng)配置的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｔ趯?shí)施例中，基于由預(yù)測(cè)分析模塊112確定的預(yù)測(cè)近期狀況，配置分析模塊114確定配置信息136，該配置信息136限定可被電隔離到包括能源(例如，分布式能源和/或可變能源，例如風(fēng)力渦輪機(jī))的一個(gè)或更多個(gè)微電網(wǎng)中的位置(例如，場(chǎng)所)，該能源可以生成比微電網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行的能源消耗裝置(例如電器)所消耗的電量更大的電量。配置分析模塊114可以使用常規(guī)技術(shù)來(lái)分析近期預(yù)測(cè)信息和/或當(dāng)前狀態(tài)信息。例如，配置分析模塊114可使用數(shù)據(jù)事件和數(shù)據(jù)模式匹配、圖形探測(cè)、蒙特卡洛模擬、隨機(jī)和拉斯維加斯算法、使用基于定理或基于模型的數(shù)據(jù)組的近似和遺傳算法來(lái)分析信息，以對(duì)上述實(shí)時(shí)和歷史信息源進(jìn)行聚集、相互關(guān)聯(lián)和分析，以限定微電網(wǎng)的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)配置。微電網(wǎng)的最優(yōu)配置可包括使一個(gè)或更多個(gè)微電網(wǎng)中的客戶(hù)數(shù)最大化的能源和能量消耗裝置的組合。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的各方面，微電網(wǎng)管理器104為實(shí)現(xiàn)并管理微電網(wǎng)的硬件、軟件或其組合。在實(shí)施例中，微電網(wǎng)管理器104獲得由配置引擎102生成的配置信息136，并基于該信息對(duì)配電網(wǎng)中的裝置發(fā)送命令，以打開(kāi)將一個(gè)或更多個(gè)部分隔離到微電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)。另夕卜，在實(shí)施例中，微電網(wǎng)管理器104通過(guò)確保特定微電網(wǎng)內(nèi)的電力消耗裝置的需求被微電網(wǎng)內(nèi)的電力提供裝置滿(mǎn)足來(lái)管理微電網(wǎng)。在實(shí)施時(shí)，使用類(lèi)似于配置引擎102的分析技術(shù)，微電網(wǎng)管理器104可以將從微電網(wǎng)中的裝置和/或系統(tǒng)接收到的當(dāng)前(例如，實(shí)時(shí))信息與歷史信息和預(yù)測(cè)信息組合，以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)微電網(wǎng)內(nèi)的能源和電力消耗裝置的性能。例如，基于從配電網(wǎng)中的一個(gè)或更多個(gè)裝置接收到的當(dāng)前溫度信息，微電網(wǎng)管理器104可以與微電網(wǎng)中的場(chǎng)所的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的智能電器(例如，熱水器和空調(diào))進(jìn)行通信，并控制智能電器以減少電力消耗。通過(guò)這樣，微電網(wǎng)管理器104可以確保在微電網(wǎng)中產(chǎn)生足夠的能源以對(duì)可以在微電網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行的裝置供電。
[0039]盡管在圖1中將微電網(wǎng)管理器104示出為與配置引擎102 —起被集成在服務(wù)器12中，但是微電網(wǎng)管理器104可以被實(shí)現(xiàn)在分離的服務(wù)器或其它計(jì)算裝置上。例如，配置引擎102可以是公用設(shè)施操作員的集中配電和/或配電網(wǎng)的控制基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分，并且微電網(wǎng)管理器104可以是服務(wù)平面的一部分，該服務(wù)平面與控制平面中的裝置(例如，存在服務(wù)器)進(jìn)行通信，該控制平面對(duì)用戶(hù)/傳輸平面中的裝置進(jìn)行維護(hù)。
[0040]在實(shí)施例中，配置引擎102和微電網(wǎng)管理器104實(shí)時(shí)地操作。在本公開(kāi)內(nèi)容的上下文中，“實(shí)時(shí)”為以這樣的速率對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，該速率近似等于或大于系統(tǒng)從系統(tǒng)中運(yùn)行的一個(gè)或更多個(gè)裝置接收信息的速率。例如，如果實(shí)時(shí)系統(tǒng)以I赫茲的頻率接收信息，則系統(tǒng)在正常的操作條件下以大約I赫茲或更快的頻率輸出信息。
[0041]當(dāng)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，處理器20可以向/從貯存器22A、存儲(chǔ)系統(tǒng)22B和/或I/O接口 24讀取和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)。程序代碼執(zhí)行本發(fā)明的處理?？偩€(xiàn)26提供計(jì)算裝置14中的每個(gè)元件之間的通信鏈路。
[0042]計(jì)算裝置14可包括能夠執(zhí)行安裝在其上的計(jì)算機(jī)程序代碼的任何通用計(jì)算制造產(chǎn)品(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器等)。然而，可以理解，計(jì)算裝置14僅代表可以執(zhí)行本文中描述的處理的各種可能的等同計(jì)算裝置。就這方面而言，在實(shí)施例中，由計(jì)算裝置14提供的功能可通過(guò)包括通用和/或?qū)Ｓ糜布?或計(jì)算機(jī)程序代碼的任意組合的計(jì)算制造產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)。在每個(gè)實(shí)施例中，可分別使用標(biāo)準(zhǔn)編程技術(shù)和工程技術(shù)來(lái)創(chuàng)建程序代碼和硬件。
[0043]類(lèi)似地，計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)僅例示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)。例如，在實(shí)施例中，服務(wù)器12包括經(jīng)由任意類(lèi)型的通信鏈路(例如網(wǎng)絡(luò))、共享貯存器等進(jìn)行通信的兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算裝置(例如，服務(wù)器集群)，以執(zhí)行本文中描述的處理。另外，當(dāng)執(zhí)行本文中描述的處理時(shí)，服務(wù)器12上的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算裝置可以使用任意類(lèi)型的通信鏈路與服務(wù)器12外部的一個(gè)或更多個(gè)其它通信裝置進(jìn)行通信。通信鏈路可包括:有線(xiàn)鏈路和/或無(wú)線(xiàn)鏈路的任意組合；一種或更多種網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)等)的任意組合；和/或使用傳輸技術(shù)和協(xié)議的任意組合。
[0044]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于配置微電網(wǎng)的示例性環(huán)境200的功能框圖。環(huán)境200包括一個(gè)或更多個(gè)裝置202、一個(gè)或更多個(gè)存在服務(wù)器206、配置引擎102、以及微電網(wǎng)管理器104。裝置202可以是配電網(wǎng)中的能源(例如，發(fā)電機(jī)或電力存儲(chǔ)裝置)和/或能量消耗裝置(例如，電器)。根據(jù)其它方面，裝置202是包括網(wǎng)絡(luò)通信接口的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)啟用裝置(例如，智能裝置)，通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)通信接口，該裝置可以使用例如SIP或MQTT協(xié)議消息來(lái)交換信息和/或接收命令。例如，如圖2所示，裝置202可以經(jīng)由存在服務(wù)器206進(jìn)行通信，以向配置引擎102 (可以通過(guò)微電網(wǎng)管理器104對(duì)配置引擎102進(jìn)行中繼)提供當(dāng)前狀況信息225(例如，接通/斷開(kāi)狀態(tài)、電力、電壓、電流、故障、服務(wù)信息等)。另外，裝置202可以從例如微電網(wǎng)管理器104接收命令(例如，SIP控制消息)，該命令對(duì)裝置202進(jìn)行控制以修改裝置202的操作(例如，電力消耗和/或發(fā)電)。
[0045]存在服務(wù)器206為軟件、系統(tǒng)或其組合，從SIP實(shí)體接受、存儲(chǔ)和分發(fā)SIP存在信息。例如，存在服務(wù)器206是注冊(cè)微電網(wǎng)管理器104 (例如，作為監(jiān)視應(yīng)用程序)和裝置202(例如，作為存在體)的SIP存在服務(wù)器。因此，圖2所示的SIP實(shí)體可以經(jīng)由SIP消息訂閱、發(fā)布和確認(rèn)信息或命令。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的各方面，配置引擎102基于歷史信息132、預(yù)測(cè)信息134、和/或當(dāng)前狀況信息225確定微電網(wǎng)。當(dāng)前狀況信息225為從電網(wǎng)中的一個(gè)或更多個(gè)裝置(例如,裝置202)接收到的描述網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)的信息。例如，當(dāng)前狀況信息225包括諸如負(fù)荷、拓?fù)湫畔?例如，身份、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)、位置、聯(lián)絡(luò)線(xiàn))、天氣、狀態(tài)(接通/斷開(kāi)、電力、電壓、電流、阻抗、溫度)和網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)的信息。在實(shí)施例中，配置分析模塊114基于由歷史分析模塊110和預(yù)測(cè)分析模塊112確定的信息來(lái)確定最優(yōu)微電網(wǎng)配置。歷史分析模塊110分析歷史信息132以確定歷史信息的匯編。預(yù)測(cè)分析模塊112分析預(yù)測(cè)信息134和/或歷史分析模塊的輸出，以確定配電網(wǎng)中的近期狀況的預(yù)測(cè)(例如，裝置及其各自的電力供應(yīng)和/或需求)。使用由預(yù)測(cè)分析模塊112確定的近期狀況的預(yù)測(cè)，配置分析模塊114確定潛在的微電網(wǎng)。
[0047]仍參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的各方面，微電網(wǎng)管理器104基于由配置引擎102確定的配置信息(例如，配置信息136)發(fā)出SIP控制消息。SIP控制消息可以包括諸如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?、微電網(wǎng)配置的變化、和/或微電網(wǎng)中的裝置的電力生成和/或消耗參數(shù)的變化的信息。例如，在確定配置信息136之后，公用設(shè)施操作員可以檢查該信息并開(kāi)始配電網(wǎng)中的配置變化。在開(kāi)始后，微電網(wǎng)管理器104接收配置信息136 (例如，從配置引擎102或存儲(chǔ)裝置22B)并向配電網(wǎng)發(fā)出命令，以創(chuàng)建或修改一個(gè)或更多個(gè)微電網(wǎng)。在實(shí)施例中，微電網(wǎng)管理器104發(fā)送SIP控制消息(例如，經(jīng)由存在服務(wù)器206)，SIP控制消息控制拓?fù)湓?例如，作為連接到SCADA控制器的開(kāi)關(guān)、熔絲和分段隔離開(kāi)關(guān))，以將部分或全部裝置202隔離到微電網(wǎng)中。
[0048]特別地，圖2示出微電網(wǎng)管理器104使用SIP消息與裝置202和存在服務(wù)器206交換信息的實(shí)施例。然而，本發(fā)明實(shí)施例不限于該示例。如下文更詳細(xì)的描述，實(shí)施例可以代替地使用MQTT消息或任何其它合適的通信協(xié)議。另外，如上所述，配置引擎102和微電網(wǎng)管理器104可以集成在單個(gè)系統(tǒng)中。
[0049]圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用SIP消息管理微電網(wǎng)的示例性環(huán)境300的功能框圖。如圖所示，微電網(wǎng)管理器104可以與示例性環(huán)境300的部件通信鏈接，部件包括能源310、能量消耗裝置315、微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320、以及存在服務(wù)器206。能源310是向微電網(wǎng)提供電力的系統(tǒng)和裝置，包括電動(dòng)車(chē)輛(例如，插入式電動(dòng)車(chē)輛或插入式混合電動(dòng)車(chē)輛)、可變能源(例如，太陽(yáng)能電池、風(fēng)力渦輪機(jī))、以及能量存儲(chǔ)裝置(例如，電池、存儲(chǔ)電容器、和燃料電池)。能量消耗裝置315是消耗能源的裝置(例如，家用電器、熱水器、游泳池、可編程可控恒溫器等)。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的各方面，能源310和能源消耗裝置315是網(wǎng)絡(luò)啟用裝置，可以形成客戶(hù)端(例如，能源310和能源消耗裝置315)使用SIP消息的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。例如，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)啟用能源310和能源消耗裝置315可以向存在服務(wù)器206注冊(cè)(例如，使用與SIP注冊(cè)機(jī)構(gòu)的直接sip注冊(cè)或使用Zigbee?接口)。
[0051]微電網(wǎng)管理器104利用SIP消息與能源310、能源消耗裝置315、微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320、和存在服務(wù)器206進(jìn)行通信?？梢允褂美鏗TTP或HTTPS經(jīng)由諸如廣域網(wǎng)或英特網(wǎng)的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸SIP消息。另外，可使用安全的SIP和IPSec對(duì)SIP消息進(jìn)行加密。微電網(wǎng)管理器104向SIP注冊(cè)機(jī)構(gòu)(例如，存在服務(wù)器206 )注冊(cè)，并預(yù)訂由屬于微電網(wǎng)的各個(gè)連接的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)裝置發(fā)出的SIP通知和消息。通過(guò)這樣，微電網(wǎng)管理器104用作能源310、能源消耗裝置315、和/或微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320的SIP監(jiān)視器。
[0052]微電網(wǎng)管理器104監(jiān)視和控制微電網(wǎng)中的裝置，以確保分配給微電網(wǎng)的能源310向也在微電網(wǎng)內(nèi)的能源消耗裝置315提供充足的電力。例如，基于在由微電網(wǎng)中的裝置(諸如裝置202)發(fā)出的SIP消息中接收到的微電網(wǎng)的拓?fù)浜彤?dāng)前狀況(例如，當(dāng)前狀況信息225)，微電網(wǎng)管理器104計(jì)算監(jiān)視的微電網(wǎng)的當(dāng)前狀況(例如，實(shí)際或估計(jì)的電抗和實(shí)際電力、電壓、電流等)。即，微電網(wǎng)管理器104基于由能源310和能源消耗裝置315提供的當(dāng)前(例如實(shí)時(shí))信息確定微電網(wǎng)的電力流。
[0053]基于當(dāng)前狀況，微電網(wǎng)管理器104可以修改能源310的能源產(chǎn)生(增加的輸出)和/或減少能源消耗裝置315的能源消耗(例如，降低電器(例如空調(diào))的輸出或關(guān)閉電器)，以平衡微電網(wǎng)的供應(yīng)和需求。在微電網(wǎng)的供應(yīng)或需求無(wú)法平衡使得微電網(wǎng)自足的情況下，微電網(wǎng)管理器可以通過(guò)配置引擎102 (如圖1所示)啟動(dòng)微電網(wǎng)配置的改變。
[0054]微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320為軟件、硬件或其組合，從微電網(wǎng)管理器104、能源310、能源消耗裝置315和存在服務(wù)器206中的一個(gè)或更多個(gè)收集并呈現(xiàn)信息。例如，經(jīng)由微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320，公用設(shè)置操作員的雇員(例如，分布式調(diào)度員)可以使用集中式高級(jí)監(jiān)視可視化應(yīng)用來(lái)查看由一個(gè)或更多個(gè)微電網(wǎng)管理器管理的全部微電網(wǎng)或微電網(wǎng)的子集的狀態(tài)。另外，公用設(shè)施操作員和/或客戶(hù)可以通過(guò)高級(jí)可視化監(jiān)視應(yīng)用程序來(lái)確定微電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)，這提高了客戶(hù)和公用設(shè)施操作員的情境感知。
[0055]圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的系統(tǒng)的功能框圖，該系統(tǒng)使用MQTTs和/或MQTT消息來(lái)管理電網(wǎng)中的微電網(wǎng)。圖4所示的示例性實(shí)施例包括與示例性環(huán)境400的部件通信鏈接的微電網(wǎng)管理器104，部件包括:能源310、能源消耗裝置315、微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320、網(wǎng)關(guān)420、和微電網(wǎng)代理425。能源310、能源消耗裝置315以及微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320與以上參考圖3描述的相同或類(lèi)似。在本實(shí)施方式中，將MQTT消息用于無(wú)線(xiàn)通信提高了關(guān)于使用SIP的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
[0056]如圖4所示，環(huán)境400中的每個(gè)元件可以用作信息的發(fā)布者或信息的訂閱者。網(wǎng)關(guān)420通過(guò)從MQTT消息剝離頭部元素或?qū)QTT添加頭部元素來(lái)執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。微電網(wǎng)代理425在客戶(hù)端(即，微電網(wǎng)管理器104、能源310、能源消耗裝置315以及微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320)之間交換消息，以發(fā)送MQTT消息并使得訂閱者接收。因此，在消息被傳送給期望的客戶(hù)端的情況下，微電網(wǎng)代理425可以基于指定消息的數(shù)據(jù)保持要求的所傳輸?shù)南⒌臉?biāo)志之一來(lái)存儲(chǔ)接收到的和路由的消息。
[0057]圖5不出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用SIP管理微電網(wǎng)的環(huán)境500。環(huán)境500包括具有家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(如場(chǎng)所505和506的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516所示)的一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所505-509，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)512 (例如，蜂窩無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)、極交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò)(PSTN)和/或因特網(wǎng))通信鏈接至配置引擎102、微電網(wǎng)管理器104、微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320、以及存在服務(wù)器206A和206B。場(chǎng)所505-509中的每個(gè)可包括一個(gè)或更多個(gè)裝置(例如，類(lèi)似于裝置202)，如圖3所示，裝置可以是在各自的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(例如，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516)中通信鏈接的能源310和/或能量消耗裝置315。例如，如圖5所示，場(chǎng)所505和506包括可以在根據(jù)本發(fā)明的各方面的實(shí)現(xiàn)方式中被管理的如下裝置:熱水器、可控恒溫器、能量存儲(chǔ)裝置(例如，電池，電容性存儲(chǔ)裝置)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)(等)、池泵、家用電器(例如，電視、數(shù)字視頻盤(pán)播放器、冰箱等)、插入式電動(dòng)車(chē)輛、以及可變能源(例如，風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽(yáng)能電池)。在實(shí)施方式中，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516為經(jīng)由各自的網(wǎng)關(guān)540連接至網(wǎng)絡(luò)512的Zigbee?網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)540在SlP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)512的通信協(xié)議(例如，TCP/IP)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0058]場(chǎng)所505和場(chǎng)所506被隔離到第一微電網(wǎng)550中，并且場(chǎng)所507-509被隔離到第二微電網(wǎng)551中(如包圍這些場(chǎng)所的虛線(xiàn)所例示的)。微電網(wǎng)管理器104用作存在服務(wù)器206A和206B的SIP監(jiān)視器。即，微電網(wǎng)管理器104向存在服務(wù)器206A和/或206B注冊(cè)(例如，向訂閱注冊(cè)機(jī)構(gòu))，并訂閱分別由場(chǎng)所505-509的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)裝置發(fā)出的SIP通知，從場(chǎng)所505-509的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)裝置接收關(guān)于微電網(wǎng)550和551的狀態(tài)的狀況信息(例如，當(dāng)前狀況信息225)。基于獲得的狀況信息、歷史信息(例如,歷史信息132)和預(yù)測(cè)信息(例如，預(yù)測(cè)信息134)，微電網(wǎng)管理器104確定場(chǎng)所505-509的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516中的裝置的電力控制設(shè)置，以確保微電網(wǎng)550和551的穩(wěn)定性和可靠性。另外，微電網(wǎng)管理器104例如經(jīng)由網(wǎng)關(guān)540向裝置發(fā)出SIP控制消息，并修改裝置的電力控制設(shè)置(例如，增加/減小電力生成或消耗)。
[0059]盡管圖5僅包括一個(gè)微電網(wǎng)管理器104，但是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式可包括許多微電網(wǎng)管理器。在這樣的實(shí)現(xiàn)方式中，配置引擎102通過(guò)提供與屬于每個(gè)微電網(wǎng)的場(chǎng)所的列表一起管理的微電網(wǎng)的配置來(lái)啟用/禁用微電網(wǎng)管理器。屬于微電網(wǎng)的場(chǎng)所可以向或不向同一存在服務(wù)器注冊(cè)。在后一情況中，微電網(wǎng)管理器向若干個(gè)存在服務(wù)器注冊(cè)，并訂閱由各個(gè)家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)裝置發(fā)出的SIP通知?；谖㈦娋W(wǎng)的當(dāng)前電氣狀態(tài)，微電網(wǎng)管理器經(jīng)由合適的存在服務(wù)器向家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)裝置發(fā)出SIP控制消息，以管理微電網(wǎng)中的需求和生成平衡。
[0060]微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320可以從一個(gè)或若干個(gè)微電網(wǎng)管理器104請(qǐng)求信息。例如，微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320可以為集中式系統(tǒng)，該集中式系統(tǒng)呈現(xiàn)來(lái)自微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320的關(guān)于在分布式調(diào)度員的責(zé)任區(qū)域中的微電網(wǎng)的狀態(tài)的信息?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員移動(dòng)裝置521可以是由在特定微電網(wǎng)中工作的現(xiàn)場(chǎng)工作人員使用的移動(dòng)裝置，該移動(dòng)裝置從微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320獲得信息以顯示微電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)。另外，現(xiàn)場(chǎng)工作人員移動(dòng)裝置521可以通過(guò)私人或公眾和安全的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)使用SIP或其它通信協(xié)議，以通過(guò)微電網(wǎng)管理器104將特定命令控制發(fā)送到配電網(wǎng)，從而例如打開(kāi)熔絲、減小分布式能
源、重新連接消耗裝置等。
[0061]在實(shí)施方式中，代替與場(chǎng)所505-509的裝置直接通信，微電網(wǎng)管理器104與網(wǎng)關(guān)540通信。在該實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)540用作場(chǎng)所能量管理系統(tǒng)。例如，網(wǎng)關(guān)540可以解釋并發(fā)送由微電網(wǎng)管理器102向家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516中的裝置發(fā)送的控制消息。
[0062]圖6不出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用MQTTs和/或MQTT消息管理微電網(wǎng)的環(huán)境600。圖6所示的實(shí)現(xiàn)方式的通信流程與圖5所示的類(lèi)似，但是代替地，通過(guò)微電網(wǎng)代理425A和425B使用MQTTs和/或MQTT協(xié)議來(lái)提供通信。即，類(lèi)似于環(huán)境500，圖6中所示的示例性實(shí)施例包括具有家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(例如，場(chǎng)所505和506的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516)的一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所505-509，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)512 (例如，TCP/IP網(wǎng)絡(luò))通信鏈接至配置引擎102、微電網(wǎng)管理器104、微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置320、以及現(xiàn)場(chǎng)工作人員移動(dòng)裝置521。
[0063]根據(jù)本實(shí)施方式，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516為經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)420連接到網(wǎng)絡(luò)512的Zigbee?網(wǎng)絡(luò)。家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516的客戶(hù)端(例如，裝置)可具有部署在家庭區(qū)
域網(wǎng)絡(luò)515和516頂部的MQTT客戶(hù)端(例如Zigbee? )。另外，類(lèi)似于以上參考圖4所描述的，微電網(wǎng)代理425A和425B使用MQTTs和/或MQTT消息與微電網(wǎng)550和551中的裝置通信。家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516中的每個(gè)裝置可以用作信息的發(fā)布者或信息的訂閱者。
[0064]如圖6所示，并且類(lèi)似于圖4所示的，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516經(jīng)由網(wǎng)關(guān)420與網(wǎng)絡(luò)512通信。將MQTT用于無(wú)線(xiàn)裝置可以增加關(guān)于SIP消息的可靠性。網(wǎng)關(guān)420將MQTTs轉(zhuǎn)換為家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516中的裝置與微電網(wǎng)代理425A和425B之間的MQTT消息。在實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)420通過(guò)從MQTT剝離頭部元素或?qū)QTT添加頭部元素來(lái)執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。
[0065]圖7和圖8示出用于執(zhí)行本發(fā)明的各方面的示例性泳道圖。例如，圖7和圖8的步驟可以在圖1-6的環(huán)境中的任一個(gè)中實(shí)現(xiàn)。
[0066]圖7和圖8中的流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專(zhuān)用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專(zhuān)用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0067]另外，本發(fā)明可以采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，可從提供由計(jì)算機(jī)或任意指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或與其連接的程序代碼的計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。軟件和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以在圖1的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以為這樣的任意設(shè)備，其包含、存儲(chǔ)、傳送、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或與其連接的程序。該介質(zhì)可以為電、磁、光、電磁、紅外線(xiàn)、或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或設(shè)備或裝置)或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括半導(dǎo)體或固態(tài)貯存器、磁帶、可移除計(jì)算機(jī)盤(pán)、隨機(jī)存取貯存器(RAM)、只讀貯存器(ROM)、硬磁盤(pán)以及光盤(pán)。光盤(pán)的當(dāng)前示例包括緊湊盤(pán)-只讀貯存器(⑶-ROM)、緊湊盤(pán)-讀取/寫(xiě)入(⑶-R/W)和DVD。
[0068]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于配置微電網(wǎng)的示例性處理的泳道圖。該流程包括用戶(hù)/傳輸平面、控制平面、服務(wù)平面、以及集中配電控制平面。用戶(hù)/傳輸平面包括SCADA裝置、SIP客戶(hù)端能源裝置(例如，能源310 )、以及SI P-客戶(hù)端能源消耗裝置(例如，能源消耗裝置315)?？刂破矫姘⊿IP注冊(cè)機(jī)構(gòu)和存在服務(wù)器(例如，存在服務(wù)器206)。月艮務(wù)平面可包括微電網(wǎng)管理器(例如，微電網(wǎng)管理器104)。集中配電控制平面可包括服務(wù)器(例如，服務(wù)器12)和配置引擎(例如，配置引擎102)。
[0069]該處理從配置引擎(例如配置引擎102)的啟動(dòng)開(kāi)始?？梢曰谂潆娋W(wǎng)的當(dāng)前狀況(例如，在風(fēng)暴期間檢測(cè)到的故障)由操作員手動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)配置引擎。在步驟710，配置引擎基于配電網(wǎng)的當(dāng)前(例如，實(shí)時(shí))狀況、以及歷史信息(例如歷史信息132)和預(yù)測(cè)信息(例如，預(yù)測(cè)信息134)，確定配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)(例如，微電網(wǎng)550和551)的最優(yōu)配置(例如，配置信息136)。例如，配置引擎可以基于從配電網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)啟用裝置(例如，裝置202)接收到的信息、歷史天氣模式(例如，每日高/低溫度)和預(yù)測(cè)的電力消耗確定微電網(wǎng)(例如，微電網(wǎng)550)的配置。在步驟712，確定的配置信息可以被數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)22B)中的中央服務(wù)器(例如，服務(wù)器12)記錄以用于以后的參考和訪(fǎng)問(wèn)(例如，通過(guò)微電網(wǎng)管理器102)。
[0070]在步驟714，微電網(wǎng)管理器(例如，微電網(wǎng)管理器104)接收由配置引擎確定的配置信息。微電網(wǎng)管理器限定切換方案以隔離確定的微電網(wǎng)配置。例如，基于描述配電網(wǎng)的微電網(wǎng)的位置和拓?fù)湫畔⒌呐渲眯畔⒅械臄?shù)據(jù)，微電網(wǎng)管理器可以識(shí)別將微電網(wǎng)隔離的配電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)、重合閘(reclosure)等。微電網(wǎng)管理器可以通過(guò)向配電網(wǎng)的切換元件發(fā)送控制來(lái)自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行用于微電網(wǎng)配置的切換方案，以將配電網(wǎng)的一部分隔離到微電網(wǎng)中。例如，微電網(wǎng)管理器可以將命令(例如，利用SIP控制消息)發(fā)送至遠(yuǎn)程可控制的SCADA裝置，該SCADA裝置打開(kāi)配電網(wǎng)中的選定開(kāi)關(guān)，從而將配電網(wǎng)的一部分隔離到微電網(wǎng)中。在實(shí)施例中，在發(fā)送命令以創(chuàng)建微電網(wǎng)之前，管理引擎通過(guò)驗(yàn)證每個(gè)微電網(wǎng)在從配電網(wǎng)的其余部分?jǐn)嚅_(kāi)連接時(shí)是可實(shí)現(xiàn)的來(lái)確認(rèn)切換方案。
[0071]在步驟720a和720b，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(例如，家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)515和516)中的各個(gè)裝置(例如，分布式能源310和能源消耗裝置315)向SIP注冊(cè)機(jī)構(gòu)(例如，存在服務(wù)器206)注冊(cè)，這使得各個(gè)裝置能夠加入微電網(wǎng)中。步驟720a和/或720b可以在步驟710、712和714的一個(gè)或更多個(gè)之前、之后或同時(shí)進(jìn)行。特別地，圖中的虛線(xiàn)表示確認(rèn)消息(例如，SIP確認(rèn)消息)。
[0072]在步驟730，基于從配置引擎提供的微電網(wǎng)配置(例如配置信息136)，微電網(wǎng)管理器識(shí)別一個(gè)或更多個(gè)存在服務(wù)器，以向這些存在服務(wù)器的SIP注冊(cè)機(jī)構(gòu)注冊(cè)并發(fā)送SIP注冊(cè)消息。例如，微管理器可以基于包括拓?fù)湫畔⒌呐渲眯畔⒆R(shí)別存在服務(wù)器，拓?fù)湫畔⒅甘緦?duì)應(yīng)于將被分配給微電網(wǎng)的裝置和/或場(chǎng)所(例如，場(chǎng)所505-509)的存在服務(wù)器。在步驟735，在被注冊(cè)的情況下，微電網(wǎng)管理器向?qū)儆诒环峙浣o指定微電網(wǎng)管理器的微電網(wǎng)的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的全部裝置進(jìn)行訂閱。在訂閱被發(fā)送出去并被存在服務(wù)器確認(rèn)的情況下，在步驟737，微電網(wǎng)管理器確認(rèn)接收微電網(wǎng)配置，向公用設(shè)施操作員(例如，集中配電/控制)通知微電網(wǎng)管理器可以在需要時(shí)監(jiān)視并控制所分配的微電網(wǎng)。
[0073]在步驟740a和740b，向存在服務(wù)器注冊(cè)的并加入微電網(wǎng)的每個(gè)裝置訂閱由微電網(wǎng)管理器發(fā)出的SIP控制消息并發(fā)布當(dāng)前狀態(tài)(例如，當(dāng)前狀況信息225)。例如，裝置可以發(fā)出周期狀況信息，并且/或者裝置可以在發(fā)生狀況變化時(shí)發(fā)出通知。在步驟745，存在服務(wù)器確認(rèn)由裝置發(fā)出的SIP消息并通知微電網(wǎng)管理器。這使得微電網(wǎng)管理器能夠確定所監(jiān)視的微電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)。例如，周期地、或者當(dāng)特定閾值或切換裝置改變了狀態(tài)時(shí)，微電網(wǎng)管理器重新計(jì)算所監(jiān)視的微電網(wǎng)的電氣狀態(tài)。
[0074]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于監(jiān)視微電網(wǎng)的示例性處理的泳道圖。該流程包括用戶(hù)/傳輸平面、控制平面、服務(wù)平面、以及集中配電控制平面。用戶(hù)/傳輸平面包括SCADA裝置、SIP客戶(hù)端能源裝置(例如，能源310)、以及SIP客戶(hù)端能源消耗裝置(例如，能源消耗裝置315)。控制平面包括SIP注冊(cè)機(jī)構(gòu)和存在服務(wù)器(例如，存在服務(wù)器206)。月艮務(wù)平面可包括微電網(wǎng)管理器(例如，微電網(wǎng)管理器104)。集中配電控制平面可包括服務(wù)器(例如，服務(wù)器12)和配置引擎(例如，配置引擎102)。
[0075]圖8所示的處理例如可以在圖7所示的微電網(wǎng)配置處理之后進(jìn)行。例如，在配電網(wǎng)中的大量停電期間，公用設(shè)施操作員的中央服務(wù)器(例如服務(wù)器12)可以通過(guò)微電網(wǎng)管理器(例如，微電網(wǎng)管理器104)啟動(dòng)對(duì)現(xiàn)有微電網(wǎng)(例如，微電網(wǎng)550)的管理。在步驟810，微電網(wǎng)管理器確認(rèn)對(duì)微電網(wǎng)配置信息的接收，并啟動(dòng)對(duì)微電網(wǎng)中各個(gè)裝置(例如，裝置202)的控制。
[0076]在步驟820，如果微電網(wǎng)管理器檢測(cè)到微電網(wǎng)中(例如，由能源310)生成的總電力不足以支持(例如，能源消耗裝置315的)當(dāng)前需求，并且，另外確定能源具有保留容量，則微電網(wǎng)管理器經(jīng)由存在服務(wù)器(例如存在服務(wù)器206A)向微電網(wǎng)中的一個(gè)或更多個(gè)能源發(fā)送SIP控制消息(例如，類(lèi)似于設(shè)置點(diǎn)控制)，以指示能源生成更多能量。在步驟825，微電網(wǎng)的存在服務(wù)器確認(rèn)來(lái)自微電網(wǎng)管理器的消息并通知裝置(例如，能源310)遵從該控制。能源裝置確認(rèn)SIP通知，并執(zhí)行控制，以增大輸出。
[0077]在步驟830，受控能源的生成的輸出根據(jù)命令增加，并且能源使用SIP消息發(fā)布指示增加的生成的輸出的該當(dāng)前狀態(tài)。在步驟840，存在服務(wù)器接收提供新生成的輸出能源的SIP消息，確認(rèn)該消息，并通知微電網(wǎng)管理器。在步驟850，微電網(wǎng)管理器接收修改的輸出，并確認(rèn)該消息。微電網(wǎng)管理器然后重新計(jì)算微電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)。
[0078]在步驟855，如果微電網(wǎng)管理器檢測(cè)到微電網(wǎng)中生成的總電力不足以支持需求，并且，另外確定微電網(wǎng)中沒(méi)有能源具有保留(額外的)容量，則微電網(wǎng)管理器控制能源消耗裝置(例如，微電網(wǎng)中的能源消耗裝置315)減少需求。例如，微電網(wǎng)管理器可以在增加的需求期間發(fā)出使得可編程可控恒溫器修改設(shè)置或停止池泵的命令。存在服務(wù)器確認(rèn)接收到SIP家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制消息，并通知受控的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)裝置。
[0079]在步驟860，每個(gè)受控裝置接收SIP通知，確認(rèn)SIP通知，并處理控制消息。例如，控制消息可以使得能源消耗裝置如微電網(wǎng)管理器所指示的那樣減去負(fù)荷，從而減少家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的能源消耗。該裝置然后發(fā)布具有新能量消耗的SIP消息，這可以經(jīng)由來(lái)自存在服務(wù)器的SIP通知消息以類(lèi)似的方式路由到微電網(wǎng)管理器。在步驟870，微電網(wǎng)管理器接收并處理來(lái)自存在服務(wù)器的SIP通知。例如，微電網(wǎng)管理器確定控制家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的新能量消耗，并重新計(jì)算微電網(wǎng)的當(dāng)前電氣狀態(tài)。可以迭代地重復(fù)步驟820、830...870直到由公用設(shè)施操作員解除微電網(wǎng)為止。
[0080]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式提供了許多優(yōu)點(diǎn)，包括:將由家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(例如Zigbee?
)提供的配置、監(jiān)視和能力擴(kuò)展到外部應(yīng)用；對(duì)客戶(hù)的場(chǎng)所處的分布式能源和能源消耗裝置提供實(shí)時(shí)和分散的監(jiān)視和控制，從而即使在大規(guī)模停電期間仍向客戶(hù)持續(xù)提供服務(wù)，并提高微電網(wǎng)的可靠性和持續(xù)性；最大化本地能源的使用，以滿(mǎn)足本地能量需求，從而減少潛在的環(huán)境負(fù)面影響；提高通信標(biāo)準(zhǔn)以使得能夠進(jìn)行分散的微電網(wǎng)管理；通過(guò)使用充分證明的、高執(zhí)行并且低延遲的通信協(xié)議來(lái)支持少量至大量的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)裝置；以及通過(guò)分散的微電網(wǎng)管理使得能夠在影響配電網(wǎng)的非計(jì)劃的事件期間更快地恢復(fù)服務(wù)。
[0081]在示例性實(shí)現(xiàn)方式中，本發(fā)明在計(jì)劃的停電期間向公用設(shè)施操作員的客戶(hù)提供持續(xù)的電服務(wù)。例如，在公用設(shè)施操作員計(jì)劃對(duì)主饋線(xiàn)執(zhí)行可能對(duì)附近的服務(wù)產(chǎn)生影響的維修的情況下，公用設(shè)施操作員可以使用配置引擎(例如，配置引擎102)識(shí)別如何可以通過(guò)若干個(gè)微電網(wǎng)的配置來(lái)全部或部分地保持服務(wù)。例如，公用設(shè)施操作員可以檢查來(lái)自配置引擎的配置信息(例如，配置信息136)，以建立創(chuàng)建微電網(wǎng)的切換方案。另外，公用設(shè)施操作員可以通過(guò)分布式監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)獲取(D-SCADA)系統(tǒng)來(lái)檢查控制，或者啟動(dòng)對(duì)切換方案的自動(dòng)執(zhí)行，從而隔離識(shí)別的電袋(electrical pocket)以創(chuàng)建微電網(wǎng)。另外，公用設(shè)施操作員可以使得分散的微電網(wǎng)管理系統(tǒng)(例如微電網(wǎng)管理器104)能夠管理微電網(wǎng)。另外，公用設(shè)施操作員可以(通過(guò)例如微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化裝置)監(jiān)視微電網(wǎng)的狀態(tài)和健康狀況。
[0082]在實(shí)施例中，在公用設(shè)施操作員通過(guò)分散的微電網(wǎng)管理系統(tǒng)(微電網(wǎng)管理器)啟用微電網(wǎng)管理后，微電網(wǎng)管理器計(jì)算當(dāng)前微電網(wǎng)狀態(tài)。微電網(wǎng)管理器監(jiān)視微電網(wǎng)中的能源和能源消耗裝置，并周期地調(diào)節(jié)生成的電力和能量消耗(例如，斷開(kāi)/接通、增加/減少等)。在完成計(jì)劃的維修的情況下，使用集中式高級(jí)配電管理系統(tǒng)的調(diào)度員通過(guò)微電網(wǎng)管理器停用微電網(wǎng)的控制，并將微電網(wǎng)重新連接到電網(wǎng)的其余部分。
[0083]在示例性實(shí)現(xiàn)方式中，本發(fā)明在非計(jì)劃的停電期間保持和/或恢復(fù)服務(wù)。例如，風(fēng)暴、災(zāi)難、或非計(jì)劃的事件可能在各個(gè)位置形成停電。負(fù)責(zé)受影響的電網(wǎng)和客戶(hù)的公用設(shè)施操作員必須迅速恢復(fù)服務(wù)。為此，除了提高由配電和停電管理系統(tǒng)提供的高級(jí)功能之外，公用設(shè)施操作員還使用配置引擎識(shí)別配電網(wǎng)的可以被隔離并被配置為微電網(wǎng)的部分。公用設(shè)施操作員然后可以隔離所識(shí)別的微電網(wǎng)。
[0084]在實(shí)現(xiàn)中，微電網(wǎng)初始可以是被激勵(lì)的或去激勵(lì)的(S卩，被供電和未被供電)。在被隔離的情況下，公用設(shè)施操作員使得微電網(wǎng)管理系統(tǒng)能夠監(jiān)視并控制關(guān)聯(lián)的電袋。對(duì)于激勵(lì)的微電網(wǎng)，關(guān)聯(lián)的微電網(wǎng)管理器開(kāi)始控制可用的分布式能源和家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)可控負(fù)載，從而確保微電網(wǎng)的持續(xù)性和可靠性以及電力質(zhì)量。對(duì)于去激勵(lì)的微電網(wǎng)，關(guān)聯(lián)的微電網(wǎng)管理器可以啟動(dòng)微電網(wǎng)的黑啟動(dòng)(blackstart)(即，自未被供電狀態(tài)開(kāi)始)。為此，微電網(wǎng)管理器將分布式能源可用的場(chǎng)所隔離，并向能源發(fā)送信號(hào)以開(kāi)始發(fā)電。在具有能源的每個(gè)場(chǎng)所是可實(shí)現(xiàn)的情況下，微電網(wǎng)管理器一次一個(gè)地連接鄰近場(chǎng)所，從而確保斷開(kāi)場(chǎng)所中的全部可控和不需要的負(fù)荷的連接。在連接了微電網(wǎng)中的全部場(chǎng)所并且基于可用能源產(chǎn)生的生成電力已經(jīng)使可控負(fù)載上線(xiàn)的情況下，微電網(wǎng)管理器切換到正常操作模式，持續(xù)監(jiān)視微電網(wǎng)電氣狀態(tài)，并根據(jù)需要控制可用的分布式能源和能源消耗裝置。
[0085]在示例性實(shí)現(xiàn)中，本發(fā)明通過(guò)微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化來(lái)監(jiān)視微電網(wǎng)。即，當(dāng)公用設(shè)施操作員已經(jīng)配置配電網(wǎng)以將配電網(wǎng)與電網(wǎng)的其余部分隔離時(shí)，可以通知屬于微電網(wǎng)的公用設(shè)施操作員、操作員的雇員及其客戶(hù)。例如，微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化使得客戶(hù)能夠通過(guò)移動(dòng)裝置、家庭能源管理系統(tǒng)或公用設(shè)施入口將微電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)可視化，這顯示如下信息:總能量需求；總發(fā)電量；總儲(chǔ)備；以及/或者圖形地示出電壓質(zhì)量的微電網(wǎng)的地形圖。另外，可以向能源(例如，能源310)的所有者或操作者顯示以下信息:當(dāng)前電力輸出、當(dāng)前估計(jì)儲(chǔ)備、以及由微電網(wǎng)管理系統(tǒng)向能源發(fā)出的消息。另外，可以向能源消耗裝置(例如，能源消耗裝置315)的所有者或操作者顯示以下信息:當(dāng)前間隔使用、負(fù)載調(diào)節(jié)信號(hào)、以及由微電網(wǎng)管理系統(tǒng)向各個(gè)家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)裝置發(fā)出的控制。從而，在這樣的情況下，微電網(wǎng)監(jiān)視和可視化向公用設(shè)施操作員及其客戶(hù)通知微電網(wǎng)的狀態(tài)，從而他們可以根據(jù)微電網(wǎng)的當(dāng)前發(fā)電能力和儲(chǔ)備來(lái)調(diào)節(jié)能量消耗。
[0086]在實(shí)施例中，諸如解決方案集成商(Solution Integrator)的服務(wù)供應(yīng)商可以提供以執(zhí)行本文中描述的處理。在該情況下，服務(wù)供應(yīng)商可以為一個(gè)或更多個(gè)客戶(hù)制造、維修、部署、支持執(zhí)行本發(fā)明的處理步驟的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)等。這些客戶(hù)例如可以是使用技術(shù)的任何商業(yè)機(jī)構(gòu)。從而，服務(wù)供應(yīng)商可以在定購(gòu)和/或支付協(xié)議下接收來(lái)自客戶(hù)的支付，并且/或者服務(wù)供應(yīng)商可以從向一個(gè)或更多個(gè)第三方出售廣告內(nèi)容而接收支付。
[0087]對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的描述是示意性的，而不是旨在窮舉或限制所公開(kāi)的實(shí)施例。在不偏離所描述的實(shí)施例的范圍和主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到多個(gè)修改和變化。本文中使用的術(shù)語(yǔ)被選擇以最佳地解釋實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或在市場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)上的技術(shù)改進(jìn)，或者使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠理解本文中公開(kāi)的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于配置在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的微電網(wǎng)的方法，包括: 通過(guò)計(jì)算機(jī)裝置確定包括能源的配電網(wǎng)中的一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所； 通過(guò)計(jì)算機(jī)裝置確定包括微電網(wǎng)的配電網(wǎng)的配置，所述微電網(wǎng)包括一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所；以及 通過(guò)計(jì)算機(jī)裝置將所述微電網(wǎng)與所述配電網(wǎng)電隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所包括將所述能源和能源消耗裝置通信鏈接的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)；以及 確定所述一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所包括經(jīng)由所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)從所述能源和所述能源消耗裝置接收信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中基于從所述能源和所述能源消耗裝置接收到的信息、歷史信息和預(yù)測(cè)信息來(lái)確定所述配電網(wǎng)的配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)使用會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議(SIP)消息進(jìn)行通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括: 向?qū)?yīng)于所述微電網(wǎng)的存在服務(wù)器注冊(cè)；以及 訂閱由所述能源和能源消耗裝置發(fā)布的消息?！?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)使用消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸(MQTT)消息進(jìn)行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述微電網(wǎng)電隔離包括使得所述配電網(wǎng)中的切換元件將所述微電網(wǎng)與所述配電網(wǎng)斷開(kāi)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行所述計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)的制造、維護(hù)、部署和支持中的至少之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中由服務(wù)供應(yīng)商基于訂閱、廣告和/或支付來(lái)提供權(quán)利要求I的步驟。
10.一種用于配置微電網(wǎng)的系統(tǒng),包括: 計(jì)算系統(tǒng)，包括經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)通信地鏈接到配電網(wǎng)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算裝置， 其中所述一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算裝置: 經(jīng)由所述信息網(wǎng)絡(luò)從所述配電網(wǎng)中的裝置接收當(dāng)前狀況信息； 基于所述當(dāng)前狀況信息確定配電網(wǎng)中的用于包括在微電網(wǎng)中的一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所；以及 控制所述配電網(wǎng)中的切換元件，以將所述一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所與所述配電網(wǎng)電隔離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所包括家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)將所述裝置中的一個(gè)或更多個(gè)通信鏈接到所述信息網(wǎng)絡(luò)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中確定用于包括在微電網(wǎng)中的一個(gè)或更多個(gè)場(chǎng)所包括基于當(dāng)前狀況信息、歷史信息和預(yù)測(cè)信息確定對(duì)所述配電網(wǎng)的近期狀況的預(yù)測(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述裝置使用會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議(SIP)消息進(jìn)行通?目。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算裝置包括微電網(wǎng)管理器，所述微電網(wǎng)管理器向?qū)?yīng)于所述微電網(wǎng)的存在服務(wù)器注冊(cè)，并訂閱由所述微電網(wǎng)中的所述裝置中的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)布的消息。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述裝置利用消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸(MQTT)消息進(jìn)行通信。
16.一種用于配置配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 一個(gè)或更多個(gè)處理器、一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀貯存器和一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀有形存儲(chǔ)裝置； 存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以從配電網(wǎng)的場(chǎng)所中的多個(gè)家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)接收當(dāng)前狀況信息； 存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以確定所述配電網(wǎng)的配置信息，所述配置信息提供包括微電網(wǎng)的所述配電網(wǎng)的拓?fù)?，其中所述微電網(wǎng)為包括所述場(chǎng)所中的一個(gè)或更多個(gè)的所述配電網(wǎng)的電隔離部分； 存儲(chǔ)在所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以基于所述配置信息控制所述配電網(wǎng)中的切換元件； 存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以與所述微電網(wǎng)中的所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或更多個(gè)中的能源和能源消耗裝置交換信息；以及存儲(chǔ)在所述一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一個(gè)上的程序指令，用于經(jīng)由所述一個(gè)或更多個(gè)貯存器中的至少一個(gè)被 所述一個(gè)或更多個(gè)處理器中的至少一個(gè)執(zhí)行，以控制所述能源與所述能源消耗裝置之間的電力流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中確定所述配電網(wǎng)的配置信息包括基于當(dāng)前狀況信息、歷史信息和預(yù)測(cè)信息確定對(duì)所述配電網(wǎng)的近期狀況的預(yù)測(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中與所述微電網(wǎng)中的能源和所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或更多個(gè)中的能源消耗裝置交換信息包括: 向與所述微電網(wǎng)中的所述家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)應(yīng)的SIP注冊(cè)機(jī)構(gòu)注冊(cè)；以及 訂閱一個(gè)或更多個(gè)家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的所述能源和所述能源消耗裝置的SIP消息。
19.一種對(duì)用于配置配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)的系統(tǒng)進(jìn)行部署的方法，包括: 提供計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)，能夠操作用于: 向?qū)?yīng)于微電網(wǎng)的存在服務(wù)器注冊(cè)的裝置進(jìn)行訂閱； 接收在由所述裝置經(jīng)由所述存在服務(wù)器發(fā)布的消息中的當(dāng)前狀況信息； 確定在所述微電網(wǎng)內(nèi)生成的總電力是否將超過(guò)所述微電網(wǎng)內(nèi)需要的電力；以及經(jīng)由所述存在服務(wù)器向所述裝置中的一個(gè)或更多個(gè)裝置發(fā)送控制消息，使得所述一個(gè)或更多個(gè)裝置基于所述確定來(lái)修改由所述一個(gè)或更多個(gè)裝置提供或消耗的電力。
【文檔編號(hào)】G06F9/445GK103854232SQ201310627088
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】G·K·巴哥利雅, J-G·F·雷波爾, M·B·特雷瓦桑 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司