中國儲能網訊：在第一實施例中，用于控制微電網的系統(tǒng)包含基于處理器的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)配置成經由通信路徑從微電網系統(tǒng)內的至少一個微電網資產接收信息并且識別與微電網系統(tǒng)的操作關聯的一個或多個誤差。另外，控制系統(tǒng)配置成采用一個或多個動作對一個或多個識別的誤差作出響應。來自一個或多個識別的誤差的每個識別的誤差與來自一個或多個動作的至少一個動作關聯。此外，控制系統(tǒng)配置成生成優(yōu)化分派調度，其具有配置成控制微電網操作來減少成本并且提高微電網的操作效率的一個或多個控制信號。優(yōu)化分派調度至少部分基于對一個或多個識別的誤差的響應。
發(fā)明人 A.哈吉米拉哈 M .R .達達什扎德I .拉杜卡努
1 .一種用于控制微電網的系統(tǒng)，包括：
基于處理器的控制系統(tǒng)，配置成：
經由通信路徑從微電網系統(tǒng)內的多個微電網資產接收信息;
識別與所述微電網系統(tǒng)的操作關聯的一個誤差;所述誤差包括以下其中之一：
所述多個微電網資產的第一個微電網資產的不可觀察性誤差;
以及所述多個微電網資產的第一個微電網資產的不可控性誤差;
生成優(yōu)化分派調度，包括配置成控制所述微電網操作來提高所述微電網的操作效率的一個或多個控制信號，其中，如果所述誤差被識別在生成所述優(yōu)化分派調度之前，排除與所
述誤差關聯的所述多個微電網資產的第一個微電網資產產生優(yōu)化分派調度;
以及確定所述控制系統(tǒng)是自動模式或顧問模式;
如果所述系統(tǒng)在自動模式，經由所述通信路徑將所述優(yōu)化分派調度的至少一部分輸送給與所述多個微電網資產的第二個微電網資產關聯的基于處理器的局部控制器，其中所述
基于處理器的局部控制器的操作至少部分基于所述優(yōu)化分派調度的所述部分;
以及如果所述控制系統(tǒng)在顧問自動模式，在存儲器中記錄所述優(yōu)化分派調度。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中基于處理器的控制系統(tǒng)配置成對與所述微電網系統(tǒng)的所述操作關聯的優(yōu)化問題生成解決方案，并且其中對所述優(yōu)化問題的所述解決方案包括配置成控制所述微電網操作來提高所述操作效率的所述一個或多個控制信號。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述優(yōu)化分派調度至少部分基于對所述優(yōu)化問題的所述解決方案。
4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中對所述優(yōu)化問題的所述解決方案在預定預測時域內的多個循環(huán)中計算。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個微電網資產包括可再生發(fā)電資源、不可再生發(fā)電資源、可分派發(fā)電資源、不可分派發(fā)電資源、存儲設備、工業(yè)負載或住宅負載。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基于處理器的局部控制器配置成基于接收的所述優(yōu)化分派調度的所述部分來控制所述微電網資產的所述第二個微電網資產。
7 .如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，如果所述誤差被識別在生成優(yōu)化分派調度期間，所述控制系統(tǒng)被置于顧問模式。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述誤差為第一誤差，所述第一誤差被識別在生成優(yōu)化分派調度之前;
以及其中，如果第二誤差被識別在生成優(yōu)化分派調度期間，所述控制系統(tǒng)被置于顧問模式。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述不可觀察性誤差為失去通信。
10.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，不可控性誤差為以下其中之一：
開啟或關閉微電網資產的不成功的嘗試;
改變微電網資產的操作模式的不成功的嘗試;
局部控制器的非期望激活;
經歷命令和來自微電網的實際讀數之間的大的差異。
技術領域
本文公開的主題一般涉及微電網控制系統(tǒng)中發(fā)電的優(yōu)化，并且更具體地涉及用于微電網控制系統(tǒng)中的誤差監(jiān)測和處理的系統(tǒng)和方法。
背景技術
諸如“ 智能電網”基礎設施的能源基礎設施可包含發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、智能儀表、數字通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(例如，中央和局部控制器)和它們的相關組件。特別地，智能微電網系統(tǒng)可包含多個資產，例如發(fā)電源、負載(例如，功率用戶或消費者)、存儲系統(tǒng)或設備和/或混合用途的系統(tǒng)或設備。另外，微電網系統(tǒng)可以是獨立發(fā)電和配電網絡，可以是較大發(fā)電和配電網絡的個別可控部分，和/或可以是具有其自身的發(fā)電源、負載/用戶/消費者、存儲系統(tǒng)/設備和/或混合用途設備/系統(tǒng)的單個設施。
在智能電網功率系統(tǒng)中，特別在微電網功率系統(tǒng)中，控制發(fā)電、熱生成和能量存儲的分派以便減少操作成本、增加產量和/或并發(fā)地減少損耗，這通常是可取的。在一些實施例中，在分派的這種控制可稱為微電網系統(tǒng)的優(yōu)化。微電網系統(tǒng)的優(yōu)化和控制可通過面向優(yōu)化的計算來進行，稱為優(yōu)化分派調度(例如，傳送到微電網資產的一個或多個控制信號、命令或指令)。為了在微電網系統(tǒng)內制定優(yōu)化分派調度，考慮多種操作約束和/或限制，比如例如由微電網系統(tǒng)內的各種微電網資產產生的那些。實際上，微電網優(yōu)化和控制可一般涉及監(jiān)測和命令系統(tǒng)內的各種微電網資產。在一些情形中，識別在微電網優(yōu)化和控制期間可能出現的不同類型的誤差和/或非期望事件，這可是可取的。此外，響應于識別的誤差采取合適的動作來減少誤差對微電網系統(tǒng)或在微電網系統(tǒng)內的影響，這可是可取的。
發(fā)明內容
與最初要求保護的本發(fā)明在范圍上相稱的某些實施例在下文概述。這些實施例不意圖限制要求保護的本發(fā)明的范圍，但是而是這些實施例只意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡短概要。實際上，本發(fā)明可囊括可與下文闡述的實施例類似或不同的多種形式。
在第一實施例中，用于控制微電網的系統(tǒng)包含基于處理器的控制系統(tǒng)。該基于處理器的控制系統(tǒng)配置成經由通信路徑從微電網系統(tǒng)內的至少一個微電網資產接收信息并且識別與微電網系統(tǒng)的操作關聯的一個或多個誤差。另外，基于處理器的控制系統(tǒng)配置成采用一個或多個動作對一個或多個識別的誤差作出響應。來自一個或多個識別誤差的每個識別誤差與來自一個或多個動作的至少一個動作關聯。此外，基于過程的控制系統(tǒng)配置成生成優(yōu)化分派調度，其具有配置成控制微電網操作來提高微電網的操作效率的一個或多個控制信號。優(yōu)化分派調度至少部分基于對一個或多個識別誤差的響應。另外，基于過程的控
制系統(tǒng)配置成經由通信路徑將優(yōu)化分派調度的至少一部分輸送給與微電網資產關聯的基于處理器的局部控制器?；谔幚砥鞯木植靠刂破鞯牟僮髦辽俨糠只趦?yōu)化分派調度的部分。
在第二實施例中，提供非暫時性計算機可讀媒介，其具有存儲在其上的計算機可運行代碼。該代碼包括用于驗證控制系統(tǒng)與局部控制器之間的通信路徑的指令，其中該控制系統(tǒng)配置成計算對與微電網操作關聯的優(yōu)化問題的優(yōu)化分派調度。代碼進一步包括用于驗證由控制系統(tǒng)從局部控制器接收的與微電網操作有關的數據集的指令。另外，代碼包括用于經由控制系統(tǒng)采用一個或多個動作對一個或多個識別誤差作出響應并且生成優(yōu)化分派調度(其包括配置成控制微電網操作來減少成本并且提高微電網操作效率的一個或多個控制信號)的指令。優(yōu)化分派調度至少部分基于對識別的一個或多個誤差的響應。
在第三實施例中，提供控制系統(tǒng)，其包含處理器。該處理器配置成識別與微電網系統(tǒng)的操作關聯的一個或多個誤差并且采用一個或多個動作對一個或多個識別的誤差作出響應。來自一個或多個識別誤差的每個識別誤差與來自一個或多個動作的至少一個動作關聯。處理器還配置成生成優(yōu)化分派調度，其包括配置成控制微電網操作來提高微電網的操作效率的一個或多個控制信號。優(yōu)化分派調度至少部分基于對一個或多個識別誤差的響應。
附圖說明
當參照附圖(其中相似的字符在遍及整個附圖中代表相似的部件)閱讀下面詳細描述時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢將變得更好理解，其中：
圖1是圖示根據本文描述的實施例的微電網系統(tǒng)的實施例的示意圖;
圖2是微電網控制系統(tǒng)的前面板(其包含信號器顯示器和人機界面(HMI)顯示器)的實施例的圖示;
圖3是圖示微電網控制系統(tǒng)的實施例的示意圖，該微電網控制系統(tǒng)包含一個或多個處理器、輸入/輸出(I/O)組件和存儲器組件;
圖4是由微電網控制系統(tǒng)運行的優(yōu)化分派調度的實施例的可視化，其描繪微電網優(yōu)化問題的預測時域、分派時間和多時間間隔性質;
圖5是描繪用于監(jiān)測微電網控制系統(tǒng)、檢測誤差和/或不可取事件以及處理識別的誤差和/或不可取事件的過程的實施例的流程圖;以及
圖6是圖1的微電網控制系統(tǒng)內的存儲設備的實施例的框圖，其描繪存儲設備的最大存儲容量、最小可接受存儲容量和不同的荷電狀態(tài)區(qū)。
具體實施方式
將在下文描述本發(fā)明的一個或多個特定實施例。致力于提供這些實施例的簡潔描述，可不在該說明書中描述實際實現的所有特征。可以領會 ,在任何這種實際實現的開發(fā)中，如在任何工程或設計項目中，必須做出許多實現特定的決策以達到開發(fā)者的特定目標，例如與系統(tǒng)相關和業(yè)務相關的約束一致，該目標可從一個實現變化到另一個。此外，可以領會 ,這種開發(fā)努力可能是復雜并且耗時的，但對于受益于本公開的那些普通技術人員仍將是設計、制作和制造的例行任務。
當引入本發(fā)明的各種實施例的元素時，冠詞“ 一”、“ 一個”、“ 該”和“ 所述”意圖意味著存在元素中的一個或多個。術語“ 包括”、“ 包含”和“ 具有”意圖為包含的并且意味著可存在除列出的元素外的附加元素。
如上文指出的，優(yōu)化分派調度可用于優(yōu)化和控制微電網系統(tǒng)，其具有一個或多個操作約束和/或限制。例如，微電網系統(tǒng)的優(yōu)化和/或控制包含采用增加產量、減少損耗和/或減少操作成本的方式分派一個或多個控制信號、命令或指令。操作約束和/或限制可包含微電網資產，例如發(fā)電源、負載、存儲系統(tǒng)或設備和/或混合用途的系統(tǒng)或設備。特別地，微電網控制系統(tǒng)可用于通過控制與系統(tǒng)內的每個微電網資產關聯的一個或多個局部控制器來優(yōu)化微電網系統(tǒng)。例如，在一些情形中，鑒于這些約束和/或限制來對微電網系統(tǒng)制定優(yōu)化分派技術可涉及從微電網資產讀取、計算一個或多個面向優(yōu)化的問題、將一個或多個優(yōu)化決策/命令寫入局部控制器以及由局部控制器實現決策/命令。特別地，傳送到局部控制器的優(yōu)化決策/命令是控制信號，其可控制微電網的每個組件和/或微電網的整體操作。
在這些階段(例如，讀取、優(yōu)化或計算、寫入、實現)中的任一個期間，一些誤差和/或非期望事件可出現并且可影響微電網系統(tǒng)的優(yōu)化和穩(wěn)定操作。微電網系統(tǒng)內的誤差或非期望事件可包含例如微電網控制系統(tǒng)不能與資產的局部控制器建立通信、離線資產未對來自微電網控制系統(tǒng)的“ 打開”命令作出響應、在線資產未對來自微電網控制系統(tǒng)的“ 關閉”命令作出響應、離線資產在沒有從微電網控制系統(tǒng)接收“ 打開”命令的情況下變成在線或在線資產在沒有從微電網控制系統(tǒng)接收“ 關閉”命令的情況下變成離線(失效)。微電網系統(tǒng)內的其他誤差或非期望事件包含：微電網控制系統(tǒng)，其不能改變資產的操作模式(例如，使可分派發(fā)電機的操作模式從下垂(droop)變成同步或使存儲設備的操作模式從恒定功率變成負載跟蹤);或微電網控制系統(tǒng)，其不能制定微電網系統(tǒng)內的優(yōu)化問題(例如，發(fā)電源13的發(fā)電的高效控制)和對其求解。
同樣，提供配置成在優(yōu)化分派技術運行期間監(jiān)測微電網系統(tǒng)(例如，微電網資產)的微電網控制系統(tǒng)，這可是可取的。特別地，提供識別在分派調度技術階段(例如，讀取、優(yōu)化、寫入、實現)期間可能出現的不同類型的誤差和/或非期望事件的微電網控制系統(tǒng)，這可是可取的。此外，響應于識別的誤差來處理并且采取合適的動作來減少誤差對微電網系統(tǒng)的操作和穩(wěn)定性的負面影響，這可是可取的。實際上，這種誤差監(jiān)測和處理程序可在微電網控制系統(tǒng)內實現，如將在下文詳細描述的。
鑒于前述，圖1是圖示微電網系統(tǒng)10的實施例的示意圖，該微電網系統(tǒng)10包含微電網控制系統(tǒng)12。特別地，微電網10包含各種設備或微電網資產15，比如例如功率發(fā)電機源13(例如，可再生發(fā)電機、可分派發(fā)電機等)、存儲設備和/或負載(例如，用戶/消費者)。傳輸線14可使微電網10內的各種設備或資產連接，并且可用作功率路徑和/或通信路徑。應理解傳輸線14代表微電網10的分配網絡并且可根據需要和/或酌情可包含多個部分/段和/或變電站。
在圖示的實施例中，微電網10可包含各種功率發(fā)電機源13，比如例如水力發(fā)電機16、柴油發(fā)電機18和太陽能發(fā)電機20。在其他實施例中，微電網10可包含其他形式的可分派、不可分派或可再生發(fā)電源，比如例如組合熱和功率發(fā)電機或風力渦輪機。由這些發(fā)電源產生的功率可經由傳輸線14輸送給微電網10內的負載。例如，在圖示的實施例中，由水力發(fā)電機16、柴油發(fā)電機18和/或太陽能發(fā)電機20產生的功率可經由傳輸線14輸送給工業(yè)負載22或住宅負載24。在其他實施例中，產生的功率可經由傳輸線14輸送給其他負載，例如市政當局(例如，一個或多個房子、住宅區(qū)域、建筑、城市等)、車輛充電系統(tǒng)和/或商業(yè)設施(例如，一個或多個商店、制造廠、商業(yè)區(qū)等)。在某些實施例中，微電網10可在共同耦合25(例如，PCC 25)的點處通過斷路器耦合于主電網23(例如，公用事業(yè))。
另外，微電網系統(tǒng)10內的一個或多個存儲設備26可經由傳輸線14從發(fā)電源13抽取功率。存儲設備26可用于存儲由發(fā)電源13(例如，水力發(fā)電機16、柴油發(fā)電機18或太陽能發(fā)電機20)生成的功率，并且這種存儲功率可在需要功率但并不容易獲得時(例如在斷電期間，在存在超額需求時，等等)使用。在圖示的實施例中，存儲設備26包含電解裝置28、氫存儲裝置30和一個或多個燃料電池32(例如，燃料模塊、燃料堆等)。電解裝置28可使用生成的功率(例如，電力)來生成氫并且創(chuàng)建副產品，例如熱和氧。生成的氫可被壓縮并且存儲在氫存儲裝置30內，并且可被燃料電池32用于在任何時間生成電力。燃料電池32可用于在期望時經由傳輸線14向微電網10供應功率。在其他實施例中，存儲設備26可以是作為一個或多個能量存儲系統(tǒng)的部分而存在的一個或多個電池或其他能量存儲設備/資產。
微電網10還可包含一個或多個局部控制器34(例如，控制單元、控制子系統(tǒng)，等) ，其經由通信路徑36通信連接到微電網控制系統(tǒng)12。通信路徑36可包含有線網絡連接、無線網絡連接和/或適合于從微電網資產15(例如，水力發(fā)電機16、柴油發(fā)電機18、太陽能發(fā)電機20、工業(yè)負載22、住宅負載24或存儲設備26)接收信息以及將命令從微電網控制系統(tǒng)12傳送到局部控制器34的任何形式的連接。當通信路徑36包含無線通信元件時，無線網絡連接可包含微電網10內的任何設備可無線且通信連接到通信路徑36所到的無線接入點。另外，通信路徑36可連接到較大通信路徑36或可以是較大通信路徑36的一部分，例如互聯網、專用計算機網絡或諸如此類。
特別地，微電網控制系統(tǒng)12可從局部控制器34接收信息并且將指令(例如，命令、決策、控制信號等)傳送到局部控制器34，其中每個局部控制器34經由通信路徑36而通信耦合于微電網資產15。實際上，每個局部控制器34可配置成控制它所負責的微電網系統(tǒng)(例如，對應的微電網資產15)的各種方面，并且另外可負責將信息從微電網資產15中繼到微電網控制系統(tǒng)12。采用該方式，微電網控制系統(tǒng)12可配置成提供優(yōu)化分派調度(例如，提供微電網的優(yōu)化控制的指令、控制信號、命令等)來優(yōu)化和控制微電網資產15，比如例如水力發(fā)電機16、柴油發(fā)電機18、太陽能發(fā)電機20、工業(yè)負載22、住宅負載24或存儲設備26。另外，微電網控制系統(tǒng)12可通過通信路徑36從外部源接收信息和/或將信息發(fā)送到外部源，比如例如氣象/氣候信息、使用歷史信息等等。
在一些實施例中，微電網控制系統(tǒng)12可包含用于從用戶接收輸入的一個或多個接口。圖2是允許用戶輸入的微電網控制系統(tǒng)12的前面板38的實施例的圖示。如圖示的，微電網控制系統(tǒng)12包含信號器顯示器40和人機界面(HMI)顯示器42。如關于圖1描述的，微電網控制系統(tǒng)12可配置成鑒于微電網資產15生成微電網10的優(yōu)化分派問題并對其求解，并且可涉及從微電網資產15讀取、計算微電網10的一個或多個優(yōu)化問題并且寫入一個或多個優(yōu)化指令(例如，決策、命令等)來高效控制和/或調節(jié)局部控制器。因此，通過前面板38使微電網控制系統(tǒng)12的操作可視化并且與用戶/操作員交互，這可是可取的。
信號器顯示器40可配置成指示與微電網10內的功能或操作有關的警報和/或產品信息。在某些實施例中，由信號器顯示器40所指示的警報可對應于在分派調度過程或技術的階段(例如，讀取、優(yōu)化、寫入、實現)期間可能出現的一個或多個類型的誤差和/或非期望事件。警報條件可通過用戶輸入來預設，或可在微電網控制系統(tǒng)12的存儲器內預先配置。例如，配置警報可涉及選擇警報何時響應于特定誤差或非期望條件來提醒操作員的界限。此外，信號器顯示器40底部處的控制按鈕44可用于改變警報在前面板38上的觀看(顯示)并且在前面板38上關閉警報。在某些實施例中，控制按鈕44可用于關閉警報、循環(huán)通過主動警報、觀看關于警報的附加信息(例如，非期望誤差或事件的描述和/或位置)等等。
微電網控制系統(tǒng)12的HMI顯示器42可用于提供狀態(tài)信息(例如，直到下一個優(yōu)化分派通信的時間、微電網資產15的在線或離線狀態(tài)，等)、電系統(tǒng)信息(例如，由每個發(fā)電源生成的能量、功率輸出、微電網系統(tǒng)10的容量、存儲在存儲設備26內的能量的量，等)、歷史信息(例如，先前的優(yōu)化分派指令、關于微電網資產15的歷史統(tǒng)計，等)和一般操作員可期望的與微電網控制系統(tǒng)12有關的任何形式的信息。特別地，HMI顯示器42可用于設置用于確定優(yōu)化分派調度的計算參數。例如，對微電網10執(zhí)行優(yōu)化所在的預定義時間可經由HMI顯示器42通過用戶提供。實際上，HMI顯示器42可配置成以圖表方式顯示優(yōu)化計算的狀態(tài)，比如例如指示在優(yōu)化分派調度的每個循環(huán)內取得的進度的進度條。此外，控制按鈕44可用于在HMI顯示器42上導航和選擇不同的子系統(tǒng)和資產及各種選項。
轉向圖3，示意圖圖示微電網控制系統(tǒng)12的實施例，該微電網控制系統(tǒng)12包含一個或多個處理器46、輸入/輸出(I/O)組件48和存儲器組件 50。特別地，處理器46可與允許存儲機器可讀指令(比如例如配置成對微電網優(yōu)化問題求解來提高微電網10的效率的可運行程序代碼)的存儲器組件50(例如，有形的非暫時性存儲器組件50)關聯。處理器46配置成運行程序代碼同時處理外部信息，比如例如從微電網系統(tǒng)10內的微電網資產15讀取的信息、通過I/O組件48從操作員接收的信息等等。例如，I/O組件48可包含允許操作員/用戶與微電網控制系統(tǒng)12和/或微電網優(yōu)化可運行程序交互的一個或多個人為I/O設備(例如，鍵盤、鼠標等)，如在下文進一步描述的。實際上，如上文指出的，顯示器52(例如，信號器顯示器40或HMI顯示器42)可用于將從微電網資產15或一個或多個處理器46得到的信息中繼和傳達給操作員。此外，在微電網控制系統(tǒng)12內描述的組件可由電源53供電，比如例如一個或多個電池、壁式插座等等。
特別地，微電網控制系統(tǒng)12的一個或多個處理器46可運行程序代碼，例如配置成制定微電網優(yōu)化問題并對其求解并且對微電網10提供優(yōu)化分派調度來高效控制和/或調節(jié)微電網10資產的程序代碼。微電網優(yōu)化程序可配置成管理和處理從微電網10得到或通過來自I/O端口48的用戶輸入的信息。例如，微電網優(yōu)化程序可涉及將信息存儲在存儲器組件50中、從微電網資產15檢索信息和/或歷史統(tǒng)計、操縱和組織收集的信息、創(chuàng)建和寫入對于微電網10的資產和/或局部控制器34的優(yōu)化分派調度(例如，指令、命令或決策)、經由顯示器52向操作員呈現信息等等。微電網控制系統(tǒng)12的操作一般可采用各種操作模式出現，例如關閉模式、顧問模式或自動模式。在關閉模式期間，可未對微電網優(yōu)化問題求解并且因而，優(yōu)化分派調度(例如，優(yōu)化分派解決方案)的通信可未在微電網控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間發(fā)生。在顧問模式中，可對微電網優(yōu)化問題求解，但優(yōu)化分派調度(例如，優(yōu)化分派解決方案)可未與局部控制器34通信。在自動模式中，可對微電網優(yōu)化問題求解并且優(yōu)化分派調度(例如，解決方案)與局部控制器34通信。
此外，微電網控制系統(tǒng)12可與局部控制器34通信來接收信息或提供一系列命令或指令(例如，經由一個或多個控制信號的優(yōu)化分派調度)。例如，局部控制器34可對微電網控制系統(tǒng)12提供二進制和/或模擬輸入數據。特別地，局部控制器34可向控制系統(tǒng)12提供與微電網資產15的可用性有關的信息?？捎眯钥梢允沁@樣的二進制信號，其涉及資產15參與由控制系統(tǒng)12執(zhí)行來制定微電網優(yōu)化問題并對其求解并且提供對于微電網10的優(yōu)化分派調度的計算的可用性。可用資產可包含在控制系統(tǒng)12的決策制定過程中，并且可能夠接收各種命令或指令，如在下文進一步解釋的。不可用資產可從控制系統(tǒng)12的決策制定過程排除。
與資產15的可用性有關的二進制信號可基于局部控制器內的基于邏輯的計算。例如，資產15的可用性可以是下列條件的邏輯AND：資產15處于自動模式(例如，資產15能夠被自動起動并且由控制系統(tǒng)12所命令) ，未出現未完成的起動，未出現未完成的停止，并且保跳閘未被激活。在某些實施例中，用戶/操作員可從控制系統(tǒng)12的決策制定過程排除或包含一個或多個資產15?？刂葡到y(tǒng)12可配置成采用來自用戶/操作員的二進制信號啟用或停用資產15。
例如，在控制系統(tǒng)12的設置期間在資產15無法持續(xù)延長時段地在運行中(例如，維護)時停用資產15，這可是有益的。特別地，控制系統(tǒng)12可對每個資產15計算可用性和使能的邏輯AND以便確定資產15是否包含在決策制定過程內。在某些實施例中，控制系統(tǒng)12可配置成對于某些誤差處理程序重寫每個資產15的可用性或使能，如將在下文進一步解釋的。
微電網控制系統(tǒng)12還可與局部控制器34通信來提供一系列命令或指令(例如，經由一個或多個控制信號的優(yōu)化分派調度) ，比如例如起動/停止、功率設置點、同步/快速負載跟蹤、看門狗、操作模式等等。起動/停止命令可用于確定微電網10中在線和離線資產和/或設備的優(yōu)化組合。功率設置點可用于確定可分派發(fā)電單元(例如，16、18等)和存儲設備26的最佳發(fā)電水平。同步/快速負載跟蹤命令可用于確定哪個微電網資產15可采用同步/快速負載跟蹤模式操作來提供備用裕度并且在微電網10中維持一致頻率。在一些實施例中，由微電網控制系統(tǒng)12所選的同步機的調節(jié)器調節(jié)施加到原動機的能量來維持固定頻率，而不管直至機器額定功率的負載。發(fā)送給存儲設備的類似命令能夠將其放入快速負載跟蹤模式來捕捉負載和可再生功率中的擺動，因而便于微電網的穩(wěn)定操作?？撮T狗命令可用于告知負載控制器34到微電網控制系統(tǒng)12的通信是健康的。操作模式命令可用于將微電網控制系統(tǒng)12的操作模式(即，關閉、顧問、自動)告知局部控制器34。
在微電網控制系統(tǒng)12的操作、提高微電網10效率的微電網優(yōu)化程序代碼的運行或優(yōu)化分派調度的創(chuàng)建或傳送期間，通?？沙霈F誤差或不可取事件。例如，在微電網10的控制框架中，微電網控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間的通信可未被建立，或可被中斷、停用、攔截、錯誤傳達等等。這些誤差可歸類為下列五個一般類別：不可觀察性、不可控性、失效、不可行性和無界性，如將關于圖5進一步論述的。因此，啟用微電網控制系統(tǒng)12并且更具體地啟用一個或多個處理器46來識別各種類型的誤差并且處理識別的誤差，這可是可取的。
在一些實施例中，誤差監(jiān)測/識別和處理可作為微電網優(yōu)化程序代碼內的指令集而出現。在其他實施例中，誤差監(jiān)測/識別和處理可以以存儲在存儲器組件50內的單獨指令集(例如以由一個或多個處理器46運行的誤差監(jiān)測和處理程序代碼)而出現。實際上，配置成識別和處理誤差和/或非期望事件的微電網控制系統(tǒng)12可使這類誤差和/或非期望事件對控制系統(tǒng)12和微電網10的穩(wěn)定和優(yōu)化操作的不利影響減輕且最小化。
圖4是由微電網控制系統(tǒng)12運行的優(yōu)化分派過程54的實施例的可視化，其描繪預測時域56和分派時間58。如上文描述的，微電網10采用微電網控制系統(tǒng)12以基于由微電網資產15創(chuàng)建的限制/約束來計算一個或多個面向優(yōu)化的問題、在優(yōu)化分派調度54中將一個或多個優(yōu)化決策/命令/指令寫入局部控制器34以采用高效方式控制和/或調節(jié)局部控制器34并且由局部控制器34實現優(yōu)化分派過程54。采用該優(yōu)化功能性，控制系統(tǒng)12確定微電網10內的微電網資產15的優(yōu)化操作來實現最小目標函數，例如在預測時域56內的總操作成本。
預測時域56是要執(zhí)行微電網系統(tǒng)10的優(yōu)化所在的預定義時段。此外，每個預測時域56可由時間間隔60組成，其是指示在預測時域56期間要多久執(zhí)行優(yōu)化和/或優(yōu)化計算的優(yōu)化的預定義時間分辨率。作為示例，時間間隔60可以是在約45至60分鐘、30至45分鐘、20至30分鐘、15至20分鐘、10至15分鐘、1至10分鐘等等之間的預定時間。實際上，可使用任何其他預定時間間隔，使得預定義時段對于微電網10的優(yōu)化(例如，優(yōu)化問題的計算)是足夠的時間長度。預測長度是要執(zhí)行優(yōu)化所針對的時間間隔60的數量并且可通過將預測時域56除以時間間隔60而獲得。因而，對于24小時預測時域56和12分鐘的時間間隔60，預測長度是120個時間間隔60。在某些實施例中，時間步61(例如，“ t”)可用作指數并且可從1變化到預測長度，其中1是當前時間步61。例如，在圖示的實施例中，時間步61是當前時間間隔60，并且在長度上是12分鐘。
在一些實施例中，時間步61可采用時間步61上的各種點處的時間標記進一步分成時間窗口。例如，時間點A 64、時間點B 66和時間點C 68用于概述時間步61內各種時間窗口的邊界，例如AB窗口(例如，從時間點A 64到時間點B 66)和BC窗口(例如，從時間點B 66到時間點C 68)。時間窗口AB和BC的長度可基于微電網系統(tǒng)10內的多種因素比如例如微電網資產15的類型和數量以及微電網10操作約束和/或限制的復雜性來決定。同樣，優(yōu)化分派過程54內的其他時間間隔(比如例如，時間間隔60或時間步61)的長度也可基于微電網系統(tǒng)10內的多種因素例如微電網資產15的類型和數量來確定。在某些實施例中，優(yōu)化分派過程54內的任何時間間隔(其包含預測時域56)可經由I/O端口48通過用戶輸入來確定。
在整個時間步61(例如，在AB時間窗口和BC時間窗口兩者中連續(xù)地)中，微電網控制系統(tǒng)12從微電網資產15讀取信息并且在讀取/寫入過程70中將命令/指令寫入微電網資產15。讀取/寫入過程70可在時間間隔62內發(fā)生，例如以每10秒、20秒、30秒等等。特別地，在時間點B 66處，在AB時間窗口期間收集的信息或數據(例如，從微電網資產15讀取的信息)被鎖存并且可形成數據文件并將其存儲在存儲器組件50內。該數據文件可被微電網控制系統(tǒng)12使用，并且更具體地，通過運行微電網優(yōu)化程序代碼的處理器46訪問，以在優(yōu)化分派過程71期間在BC時間窗口中計算微電網優(yōu)化調度。對優(yōu)化問題的最優(yōu)解決方案可在時間點C68處結束，并且優(yōu)化分派調度(例如，指令、命令或決策)經由通信路徑36而與微電網資產15通信。采用該方式，新的命令將每幾秒(例如，10秒)與微電網資產15通信直到通過處理器46生成新的優(yōu)化問題并且在下一個時間步61內對其求解。簡而言之，在某些實施例中，微電網控制系統(tǒng)12包含兩個相對快和慢的過程：每幾秒(例如，10秒)出現的快速讀取/寫入過程70，和在時間步61內每幾分鐘/小時(例如，12分鐘)出現的慢優(yōu)化問題。如在圖4中圖示的，讀取/寫入過程70和優(yōu)化分派過程71兩者都在當前時間步61內的相同時間窗口(例如，時間窗口BC)內出現。然而，在某些實施例中，在時間點C 68處傳送的優(yōu)化分派調度僅基于在時間點B 66處被收集并且存儲到數據文件中的鎖存數據。
如上文指出的，微電網控制系統(tǒng)12的操作通常可采用各種操作模式出現，例如關閉模式、顧問模式或自動模式。因此，在時間點C 68處優(yōu)化分派過程71并且特別是指令、命令或決策的分派的運行可根據微電網控制系統(tǒng)12的操作模式。例如，在關閉模式期間，可未對微電網優(yōu)化問題求解并且在微電網控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間可未發(fā)生命令或指令的傳達。在該操作模式中，因為在微電網控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間對于命令的傳送未建立分派調度，可未出現優(yōu)化分派過程71。實際上，在時間點B處數據文件生成的過程可未出現，并且優(yōu)化問題可未由處理器46發(fā)起(例如，微電網優(yōu)化程序代碼可未在存儲器組件50內訪問或未由處理器46運行)。在一些實施例中，讀取過程可獨立于操作模式而在微電網控制系統(tǒng)12與微電網資產15之間繼續(xù)。例如，在這類實施例中，甚至在微電網控制系統(tǒng)12切換到關閉模式時，讀取過程繼續(xù)而寫入過程停止。采用該方式收集的數據可存儲在存儲器組件50中，并且可在稍后的時間對微電網優(yōu)化過程54訪問。
在微電網優(yōu)化過程54的正常操作期間，在微電網控制系統(tǒng)12內可出現某些誤差和/或非期望事件。如上文描述的，監(jiān)測控制系統(tǒng)12的過程來識別這些誤差，這可是可取的，并且處理識別的誤差可進一步是可取的，如關于圖5進一步解釋的。
圖5是描繪用于監(jiān)測微電網控制系統(tǒng)12、檢測誤差和/或不可取事件以及處理識別的誤差和/或不可取事件的過程70的實施例的流程圖。在微電網優(yōu)化過程54的正常操作期間，出現的誤差和非期望事件可歸類為五個一般類別：不可觀察性、不可控性、失效、不可行性和無界性。不可觀察性誤差指失去通信，例如在控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間失去通信。不可控性誤差指在接通/關閉設備(例如，微電網10內的微電網資產15)、改變微電網資產15的操作模式(例如，將柴油發(fā)電設備的操作模式從下垂速度控制變成同步速度控制)、局部控制器34的非期望激活或在命令和來自微電網10的實際讀數之間經歷大的差異方面的不成功嘗試。失效誤差指在線設備(例如，微電網資產15)由于除從控制系統(tǒng)12接收關閉命令以外的任何原因而變成離線時的情況。例如，失效誤差可在柴油發(fā)電機的操作模式從下垂速度模式變成同步速度控制時出現。不可行性和無界性誤差對應于在時間窗口BC期間生成和求解的優(yōu)化問題，如在圖4中描繪的，其可導致不可接受的結果。特別地，不可觀察性、不可控性、失效、不可行性和無界性誤差可包含不同的類型或對于不同類型的微電網資產15可被不同地定義。
微電網控制系統(tǒng)12可配置成連續(xù)和/或在設置間隔監(jiān)測這些誤差并且響應于識別的誤差發(fā)起合適的動作來使這些誤差對微電網10的穩(wěn)定性和優(yōu)化操作的不利影響最小化。特別地，監(jiān)測和處理誤差的過程70可重疊并且/或嵌入在微電網優(yōu)化過程54的讀取/寫入過程70內。同樣，方法70可在整個時間步61、時間間隔60、預測時域56中并且通常在整個微電網優(yōu)化過程54中循環(huán)出現。
鑒于前述，過程70以驗證通信路徑36(框72)開始。如上文指出的，通信路徑36可包含有線網絡連接、無線網絡連接和/或適合于從微電網資產15(例如，水力發(fā)電機16、柴油發(fā)電機18、太陽能發(fā)電機20、工業(yè)負載22、住宅負載24或存儲設備26)接收信息并且將在時間點C 68處的優(yōu)化分派調度從微電網控制系統(tǒng)12傳送到局部控制器34的任何形式的連接。在驗證通信路徑36時，控制系統(tǒng)12可監(jiān)測和檢測不可觀察性誤差(框73)。在一些實施例中，在該階段存在可以檢測到的兩個類型的不可觀察性誤差。不可觀察性類型I指在控制系統(tǒng)12與設備或微電網資產15之間失去通信，這在失去通信之前被離線監(jiān)測。不可觀察性類型II指在控制系統(tǒng)12與設備或微電網資產15之間失去通信，這在失去通信之前被在線監(jiān)測。盡管描述兩個類型的不可觀察性誤差，應注意根據在微電網10內操作的不同類型的微電網資產15可檢測或監(jiān)測任何數量的不可觀察性誤差。
在驗證通信路徑36時，控制系統(tǒng)12可與微電網資產15通信，并且具體地，可從微電網資產15讀取信息。從微電網資產15讀取的信息可包含資產15的性能歷史或歷史統(tǒng)計、由資產15生成的功率量、由資產15傳送、存儲或接收的能量的量、資產15的操作模式或狀態(tài)等等。因此，方法70則包含驗證從微電網資產15收集的讀數(框74)。在該驗證過程期間，控制系統(tǒng)12可配置成監(jiān)測和檢測各種類型的不可控性和失效誤差。在一些實施例中，存在可被控制系統(tǒng)12檢測的五個類型的不可控性誤差(框76)。不可控性類型I指在線設備從控制系統(tǒng)12接收關閉命令但它未關閉時的情況。不可控性類型II指離線設備從控制系統(tǒng)12接收打開命令但它未接通時的情況。不可控性類型III指在改變設備或資產的操作模式方面的不成功嘗試。例如，柴油發(fā)電機18使每10秒從控制系統(tǒng)12接收命令保持在同步操作模式，但這并未發(fā)生。不可控性類型IV對應于參考功率命令和來自微電網10的對應實際讀數之間的差異超過某一水平時的情況。不可控性類型V指在控制系統(tǒng)12未處于自動操作模式時局部控制器34的非期望激活。在這類情形中，采用局部控制器34的優(yōu)化命令的傳達或寫入過程(例如，優(yōu)化分派過程71)僅在控制系統(tǒng)12處于自動模式時發(fā)生。同樣，在控制系統(tǒng)12處于關閉或顧問模式時局部控制器34的操作未被預期。盡管描述五個類型的不可控性誤差，應注意根據在微電網10內操作的不同類型的微電網資產15可檢測或監(jiān)測任何數量的不可控性誤差。
此外，在驗證經由通信路徑36從微電網資產15收集的讀數期間，控制系統(tǒng)12可配置成監(jiān)測和檢測各種類型的失效誤差(框78)。在一些實施例中，存在五個類型的失效誤差，并且這些誤差可是不同的或對于各種類型的微電網資產15可被不同地定義。例如，可分派發(fā)電設備的失效指可分派發(fā)電設備(例如，柴油發(fā)電機18)在過去的時間是在線的并且在未來時間由控制系統(tǒng)12命令為在線的但在那個未來時間它是離線的時的情況。存儲設備的失效指存儲設備26在過去的時間是在線的、在未來的時間被命令為在線的但它在那個未來的時間是離線的時的情況?？稍偕l(fā)電設備的失效指啟用的可再生發(fā)電設備在過去的時間是在線的并且它在當前時間是離線的時的情況。負載的失效或跳閘指啟用的負載在過去的時間是在線的并且它在目前時間是離線的時的情況。對于微電網10的電網23的失效(如果它具有到大電網23的連接)指啟用的電網23在過去的時間是在線的并且它在當前時間是離線的時的情況。盡管描述五個類型的失效誤差，應注意根據在微電網10內操作的不同類型的微電網資產15可檢測或監(jiān)測任何數量的失效誤差。
在成功驗證通信路徑36和讀數時，方法70可確定微電網控制系統(tǒng)12的操作模式(框79)。例如，方法70可確定控制系統(tǒng)12是處于自動模式、顧問模式還是處于關閉模式。如果控制系統(tǒng)12處于關閉模式，從微電網系統(tǒng)10和微電網資產15收集附加讀數。這些讀數(例如，關于微電網資產15的操作的歷史信息)可存儲在存儲器組件50內供未來在對微電網優(yōu)化問題求解方面使用。此外，在從微電網獲取附加讀數時，控制系統(tǒng)12可配置成再次驗證通信路徑和收集的讀數，使得可在必要時監(jiān)測和檢測誤差。
如果控制系統(tǒng)12確定為處于自動模式或處于顧問模式，控制系統(tǒng)12配置成驗證操作的同步/快速負載跟蹤模式(框82)。在某些實施例中，驗證操作的同步/快速負載跟蹤模式可涉及確定控制系統(tǒng)12和局部控制器34是否采用相同操作模式操作。因此，如果源(控制系統(tǒng)12)和目標(局部控制器34)同步，則優(yōu)化分派調度(例如，命令、指令或決策)可在兩者之間傳送。
在驗證操作的同步/快速負載跟蹤模式時，控制系統(tǒng)12可配置成通過各種誤差處理過程來處理先前識別的誤差或不可取事件(框84)。例如，對于由控制系統(tǒng)12檢測的任何不可觀察性誤差(框73)，誤差處理程序由控制系統(tǒng)12發(fā)起以對識別的不可觀察性誤差作出響應(框86)。特別地，控制系統(tǒng)12對識別的誤差作出響應和/或處理識別的誤差以鑒于識別的誤差生成對微電網系統(tǒng)10優(yōu)化的優(yōu)化分派調度(例如，考慮在通常新分派調度中的誤差)。鑒于前述，提供關于控制系統(tǒng)12如何對識別的誤差作出響應或處理識別的誤差的簡要描述。
如上文指出的，不可觀察性類型I誤差指在控制系統(tǒng)12與設備或微電網資產之間失去通信，這在失去通信之前被離線監(jiān)測。在處理不可觀察性類型I誤差中，假設在時間點A64與時間點B 66之間失去通信，連續(xù)或以一定間隔(例如，每10秒)檢查該誤差。如果設備或資產到鎖存數據用于運行下一個優(yōu)化分派的時間(時間點B 66)時仍然不可觀察，則設備將在內部對供在通過控制系統(tǒng)12的優(yōu)化計算中的使用不可用。而且，如果存儲設備26的輸入/輸出變成不可觀察類型I誤差，存儲輸入/輸出變得不可用。除輸入和輸出不可觀察性外，存儲設備26的其他復雜與荷電狀態(tài)(SOC)的不可觀察性有關。在該情況下，如果存儲SOC變得不可觀察，存儲26的輸入和輸出兩者都可變得不可用。上文論述的動作從優(yōu)化計算排除不可觀察的微電網資產15。
如果該微電網資產15仍然可用，它可被優(yōu)化分派71委托(commit) ，這是非期望情形;即，微電網資產15被委托但它無法被傳達。這還可引起不可控性誤差。因此，代替等待不可控性誤差處理(框88)來解決問題，將不可觀察微電網資產15從優(yōu)化問題拿出以更快速限制該誤差的后果。如果與離線微電網資產15的通信在控制系統(tǒng)12正在時間窗口BC中尋找最優(yōu)解決方案的時間期間失去，不可取的結果是要在最優(yōu)解決方案內具有該不可觀察的微電網資產15，并且在時間點C 68處被命令。由于失去通信，該微電網資產15無法接通，這引起不可控性類型II誤差，其可由對應的誤差處理程序來處理，如下文描述的。
微電網控制系統(tǒng)12可與檢測的不可觀察性類型I誤差不同地識別和處理檢測的不可觀察性類型II誤差。假設在時間點A 64與時間點B 66之間失去通信，連續(xù)或以一定間隔(例如，每10秒)檢查不可觀察性誤差。如果到數據被鎖存并且生成新的優(yōu)化問題且對其求解的時間(例如，在時間點B 66)時微電網資產15仍然是不可觀察類型II誤差，控制系統(tǒng)12可轉移到顧問模式。如上文指出的，在顧問模式期間，可對微電網優(yōu)化問題求解，但優(yōu)化分派調度(例如，優(yōu)化分派解決方案)可未與局部控制器34通信。
在某些實施例中，如果在時間點B 66與時間點C 68之間失去與在線微電網資產15的通信，并且控制系統(tǒng)12在尋找最優(yōu)解決方案，下面對于不可觀察微電網資產15的結果在可獲得新的最優(yōu)解決方案時在時間點C 68處預見。例如，在設置點中可沒有變化，并且不要求特殊動作，因而控制系統(tǒng)12繼續(xù)正確操作。在功率設置點中可存在增加/減小，其中這兩個動作中的任一個由于失去通信而無法實現并且假設所得的功率的超額/不足由微電網10中的同步機或存儲設備來補償。可存在關閉情形，其中由于失去通信，微電網資產15無法關閉。這引起不可控性類型I，并且將基于對應的誤差處理程序來解決它(框88)。重要的是注意使不可觀察微電網資產15在內部不可用以從下一個優(yōu)化計算排除它將并未解決問題并且可甚至使情形惡化。因而，在不可觀察在線發(fā)電設備仍然服務于負載時，控制系統(tǒng)12可委托其他發(fā)電候選者;這可危及微電網10的穩(wěn)定性。
此外，控制系統(tǒng)12可配置成處理在驗證從微電網資產15得到的讀數期間檢測的不可控性誤差(框88)。實際上，控制系統(tǒng)12可配置成對每個類型的不可控性誤差(例如，不可控性類型I、不可控性類型II、不可控性類型III、不可控性類型IV和不可控性類型V)不同地處理誤差。在某些實施例中，處理誤差可指采取對校正和/或考慮檢測的誤差以便減少檢測誤差的任何非期望影響的響應或動作。例如，對于識別的不可控性類型I誤差，在時間點C68后連續(xù)或以設置的間隔來檢查誤差。控制系統(tǒng)12可每10秒繼續(xù)發(fā)送關閉命令，并且繼續(xù)從微電網資產15讀取來看看是否實現命令。如果微電網資產15到對下一個優(yōu)化分派來鎖存數據的時間(在下一個時間步61中的時間點B 66)時無法被關閉，控制系統(tǒng)12可轉移到顧問模式。另外，如果微電網資產15離線并且然后變成在線，該誤差落入不可控性類型I的類別，因為微電網資產15可繼續(xù)接收關閉命令，盡管未關閉。因此，如果問題未被下一個優(yōu)化分派(時間點B 66或下一個時間步61中的時間點B 66)校正，控制系統(tǒng)12可切換到顧問模式。如果這種事件在時間點B 66與時間點C 68之間發(fā)生，應用相同的誤差處理程序。例如，如果微電網資產15未被下一個優(yōu)化分派(下一個時間步61中的時間點B)關閉，控制系統(tǒng)12可切換到顧問模式。在某些實施例中，該誤差可激活局部控制器34中的未完成停止，并且因此微電網資產15變得不可用，并且它將不包含在下一個優(yōu)化分派中。因為足夠大小的微電網發(fā)電資產13或存儲設備26可通常采用同步/快速負載跟蹤模式操作，該誤差可未明顯危及微電網10的穩(wěn)定性。然而，如果未正確地處理它，它可在下一個優(yōu)化分派71中引起更多的服務器誤差/后果。因而，下一個優(yōu)化分派71可在不可控微電網資產15仍有助于微電網10中的發(fā)電時導致委托附加發(fā)電設備，這能夠危及微電網10的穩(wěn)定性。在同步發(fā)電機或快速負載跟蹤存儲設備不足以補償由于不可控(類型I)設備引起的額外發(fā)電的情況下，激活緊急補救動作來使適當數量的在線發(fā)電機停止。
對于不可控性類型II誤差，微電網系統(tǒng)10繼續(xù)操作直到下一個時間步61內的下一個優(yōu)化分派71。在鎖存數據用于在下一個時間步61中的時間點B 66處運行下一個優(yōu)化分派之前，如果誤差持續(xù)并且微電網資產15可用并且可觀察，控制系統(tǒng)12可通常使資產15在內部不可用/停用并且可發(fā)送警報;否則，僅發(fā)出警報。采用該方式，微電網資產15可完全在優(yōu)化計算之外直到操作員解決問題并且使微電網資產15可用/啟用。如果該類型的誤差在優(yōu)化問題運行期間(即，在時間點B 66與時間點C 68之間)出現，在時間點B 66處鎖存數據之前由于可能已經做出正確決策而可未進行特定動作。在某些實施例中，由于操作有足夠大小的同步發(fā)電機或快速負載跟蹤存儲設備，不可控性類型II誤差可不是關于微電網10的穩(wěn)定操作的主要關注。通常，該類型的誤差可引起微電網資產15的未完成起動和不可用性，從而使微電網資產15在下一個優(yōu)化分派71中的優(yōu)化計算中被剔除。然而，可發(fā)出要求操作員解決問題的警報。在由同步發(fā)電機或快速負載跟蹤存儲設備提供的備用裕度不足以補償不可控(類型II)發(fā)電機的情況下，激活補救動作來起動和分派在大小方面與不可控發(fā)電機類似或接近的替換發(fā)電機。對于其中既沒有足夠備用裕度也沒有替換發(fā)電機的那些微電網應用，快速卸載方案應由微電網控制系統(tǒng)根據由用戶設置的優(yōu)先表來發(fā)起。
在某些實施例中，對于存儲微電網資產15(例如，存儲設備26)的不可控性類型II誤差的復雜性對應于它們的待機損耗或自放電率，從而引起微電網優(yōu)化問題的不可行性。例如，存儲設備26(例如，充電)可在未接通的情況下繼續(xù)接收打開命令，并且它的荷電狀態(tài)(SOC)因為待機損耗而隨時間減少。在這種誤差被操作員校正并且存儲變成可用/被啟用時，從微電網系統(tǒng)10讀取的SOC可已降到最小可接受容量以下，這使得優(yōu)化問題不可行。這類情形可通過對存儲設備26推動“ 軟”約束以允許與最小可接受容量的小的違背而避免，如在下文關于圖6進一步解釋的。因此，在一些實施例中，SOC通過最大容量和最小可接受容量限制。根據與存儲技術有關的各種因素(其包含與存儲設備26的壽命有關的考慮) ，通常對存儲設備26推薦最大放電深度。最大放電深度可以在最大容量的約70%-80%附近。在其他實施例中，最大深度可以是60%-70%、80%-90%等等。因此，最小可接受容量通常不能小于最大容量的20%-30%。
在某些實施例中，與最小容量的偏離可不被容忍，因為這由下界“ 硬”約束實現。然而，能夠通過定義正的松弛變量允許SOC略微偏離最小可接受容量，這可在微電網優(yōu)化問題的目標函數中被懲罰。采用該方式，SOC可通過由微電網控制系統(tǒng)決定的小的正松弛變量值而達到最小可接受容量以下。這稱為下界“ 軟”約束。此外，在某些實施例中，可提供控制系統(tǒng)12中的參數以允許用戶對存儲設備26決定“ 硬”或“ 軟”約束的類型。該參數能夠分別設置為0或1以選擇“ 硬”或“ 軟”約束。在對存儲設備26檢測不可控性類型II誤差以便消除優(yōu)化不可行性的風險時，軟約束可由控制系統(tǒng)12在內部推動，即使硬約束已經由用戶設置。
除不可控性類型II誤差外，控制系統(tǒng)12還可處理檢測的不可控性類型III誤差。如上文指出的，處理誤差可包含由微電網控制系統(tǒng)12采取來校正和/或考慮檢測的誤差的動作或響應。不可控性類型III誤差應于操作模式不可控性并且可對在線發(fā)電設備或存儲設備26檢查。由于該誤差的危急程度，控制系統(tǒng)12可在檢測到該類型的誤差時立即轉移到顧問模式和/或關閉模式。如上文指出的，在某些實施例中，同步/快速負載跟蹤模式由控制系統(tǒng)12驗證(框82)。在某些實施例中，如果在控制系統(tǒng)12所發(fā)送的東西與從微電網系統(tǒng)10所讀取的東西之間檢測到差異，控制系統(tǒng)12可未停留在自動模式，并且可切換到顧問模式和/或關閉模式。
控制系統(tǒng)12還可處理檢測的不可控性類型IV誤差。對于不可控性類型IV誤差，當在功率設置點命令(例如，優(yōu)化分派調度內的命令或指令)與來自微電網10的實際讀數之間檢測到比預期要大的差異時，控制系統(tǒng)12可未停留在自動模式?？山邮苷`差裕度能夠由用戶在控制系統(tǒng)12中設置。另外，對于檢測的不可控性類型V誤差，為了防止該非期望事件發(fā)生，控制系統(tǒng)12操作模式和看門狗信號可在局部控制34內的邏輯中利用以阻斷它們，如果控制系統(tǒng)12和通信路徑36不是操作的或控制系統(tǒng)12操作模式不是自動模式的話。
類似地，控制系統(tǒng)12可配置成處理在驗證從微電網資產15得到的讀數期間檢測的失效誤差(框90)。實際上，控制系統(tǒng)12可配置成處理對于每個失效誤差(例如，可分派發(fā)電設備的失效、存儲設備26的失效、可再生發(fā)電設備的失效、失效或使負載跳閘或電網23的失效)的誤差。例如，在處理可分派發(fā)電設備的失效中，控制系統(tǒng)12可具有兩個動作。在第一動作中，可首先發(fā)起補救動作。例如，該補救動作可包含在設置控制系統(tǒng)12時根據由用戶設置的優(yōu)先表來實現替換可分派發(fā)電設備。在第二動作中，如果失效的可分派發(fā)電設備宣告不可用，在下一個優(yōu)化分派71處將不需要動作，否則，控制系統(tǒng)12可使它在下一個優(yōu)化分派71
處停用/不可用。操作員可采取動作來校正問題并且使可分派發(fā)電設備可用或啟用。
在某些實施例中，控制系統(tǒng)12可配置成處理存儲設備26的失效。這些類型的誤差在存儲設備26由若干設備(例如，電解裝置28、氫存儲裝置30和燃料電池32)組成時可更可能出現。該誤差可對存儲設備26的輸入(充電)和/或存儲設備26的輸出(放電)發(fā)生?？刂葡到y(tǒng)12可在處理與存儲設備26有關的這些類型的誤差時利用兩個動作，如將在下文關于圖6進一步解釋的。
在第一動作中，如果發(fā)現失效的存儲設備26(輸入或輸出)不可用，由控制系統(tǒng)12將不需要動作。然而，根據存儲設備26的荷電狀態(tài)(例如，SOC)的值，控制系統(tǒng)12可使存儲設備26(輸入或輸出)在下一個優(yōu)化分派71處停用/不可用。在這種實施例中，操作員可校正問題并且使存儲設備26(輸入或輸出)可用或被啟用。關于對該誤差處理程序的SOC值的考慮將在下文并且關于圖6詳細論述。此外，在第二動作中，如果存儲設備26的失效涉及具有非零待機損耗的存儲輸入(充電)，可激活軟約束以允許存儲設備26的最小可接受容量的略微違背并且確保微電網優(yōu)化問題的可行性。除由于待機損耗(其可引起微電網優(yōu)化問題的不可行性)而違背存儲最小容量之外，存在可引起違背最大和最小存儲容量兩者的其他實際復雜性。例如，發(fā)出充電/放電命令中的延遲、測量誤差和起動或環(huán)境條件可引起違背存儲設備26的最大和最小存儲容量兩者。
在一些實施例中，存儲設備26在最大容量和最小可接受容量附近的頻繁充電和放電(循環(huán))可引起非期望結果，比如例如不可行性和循環(huán)誤差。這些非期望結果在控制系統(tǒng)12中能夠通過在控制系統(tǒng)12的優(yōu)化核外部具有預處理單元和后處理單元而避免。這些單元可修改控制系統(tǒng)12的命令或可修改輸入讀數，例如涉及SOC的那些。這還可包含在最大容量和最小可接受容量附近定義一些區(qū)。
例如，圖6圖示對于存儲設備26的荷電狀態(tài)(SOC) ，其包含最大存儲容量91和最小可接受存儲容量93。特別地，對存儲設備26圖示在最大容量91以下的兩個區(qū)(例如，A和B)和在最小可接受容量93的任一側上的兩個區(qū)(即，C和D)。這些區(qū)可以是最大存儲容量91的幾個百分比或一小部分。在一些實施例中，區(qū)E代表不要求特定動作的存儲安全操作帶。然而，如果SOC在四個區(qū)A、B、C或D中的任何內，那個區(qū)的測量值適當改變連同推動一些必要的充電/放電命令。例如，如果測量的SOC位于區(qū)A或B中，SOC的值在控制系統(tǒng)12中運行的優(yōu)化模式中固定在最大容量91。同樣，如果測量的SOC位于區(qū)D中，假設它是優(yōu)化模型中避免不可行性的最小可接受容量93。在一些實施例中，存儲設備26可被推動充電直到SOC達到區(qū)E。
在某些實施例中，某些時刻或事件可不適當地視為存儲設備26的失效。因而，假設存儲設備26在線并且保持充電。在它達到最大容量91時，局部控制器34可將它設置在待機模式。在某些實施例中，這可解釋為失效并且因此在下一個優(yōu)化分派71中，輸入充電在輸入可用的情況下可被停用。類似地，在線存儲設備26可由于放電或待機損耗而達到最小可接受容量93。對于存儲設備26的局部控制器34在該情況下可再次將設備設置在待機模式。這可被誤差地解釋為失效并且因此在下一個優(yōu)化分派71中，輸出放電在存儲輸出可用的情況下可被停用。
為了處理這些問題(即，非期望輸入或輸出停用)并且將這些事件與真實失效區(qū)分開，控制系統(tǒng)12可配置成停用輸入充電和輸出放電，只要SOC離最大容量91和最小可接受容量93足夠遠。例如，在某些實施例中，這些狀態(tài)可分別圖示為圖6中的區(qū)F和G。如果在SOC位于區(qū)F中時發(fā)生從在線到離線/待機的狀態(tài)改變，控制系統(tǒng)12因為該狀態(tài)改變是由于真實失效引起而不是因為達到最大容量91而停用輸入充電。同樣，如果在SOC位于區(qū)G中時出現類似的狀態(tài)改變事件，控制系統(tǒng)12因為該事件是由于真實失效引起而不是因為達到最小容量93而停用輸出放電。
如關于圖5中的流程圖70描述的，微電網控制系統(tǒng)12還可處理可再生發(fā)電設備誤差的失效。在檢測到該誤差時，根據微電網應用和可再生發(fā)電設備的大小，能夠定義可發(fā)起的補救動作。因此，根據由用戶設置的優(yōu)先表將起動替換發(fā)電/存儲設備。在該情況下，可再生發(fā)電設備將在下一個優(yōu)化分派71中在內部被停用并且將保持被停用直到它的狀態(tài)變成在線。每個分派時間段(例如，12分鐘)中的可再生鎖存數據可由控制系統(tǒng)12的可再生預測引擎使用。在失效期期間，可未用零值來更新預測數據。
對于負載的失效或跳閘，控制系統(tǒng)12可通過在下一個優(yōu)化分派71中在內部停用負載來處理誤差，并且與可再生發(fā)電設備類似，在失效期期間可未用零值更新預測數據。如果負載變成在線，控制系統(tǒng)12使它在內部內被啟用。值得提及，微電網10能夠具有多個負載連接，并且前面提及的誤差處理程序在對微電網10中的每個負載檢測到失效時能適用。對于電網23連接的失效，如果對控制系統(tǒng)12定義操作的孤島模式，該模式可在電網23失效時立即被激活，否則電網23可在內部被停用并且控制系統(tǒng)12可轉移到關閉模式和/或顧問模式。
采用該方式，微電網控制系統(tǒng)12采用不同的方式處理不同類型的每個檢測誤差和/或不可取事件。由微電網控制系統(tǒng)12可檢測和處理其他類型的誤差，比如例如不可行性和無界性誤差。不可行性和無界性誤差可在優(yōu)化問題無法在微電網優(yōu)化問題期間生成和/或求解時產生，如在圖4中描繪的。例如，不可行性誤差指在時間點B 66處生成的微電網優(yōu)化問題的不可行性(圖4)，意味著沒有能夠滿足所有優(yōu)化約束和/或限制的解決方案。此外，無界性誤差指在時間窗口BC中發(fā)現的微電網最優(yōu)解決方案的無界性(圖4) ，使得微電網優(yōu)化問題是可行的，但最優(yōu)解決方案中的一個或多個決策變量的值可不是有效數字(例如，接近無限)。在一些實施例中，在處理這些類型的誤差中，控制系統(tǒng)12可在時間點C 68處切換到顧問模式。
在處理檢測的誤差和/或不可取事件后，包含的過程70確定微電網控制系統(tǒng)12是處于自動模式還是顧問模式。如上文指出的，在微電網控制系統(tǒng)12處于自動模式時，對微電網優(yōu)化問題求解并且優(yōu)化分派調度(例如，優(yōu)化分派解決方案)與局部控制器34通信。在微電網控制系統(tǒng)12處于顧問模式時，對微電網優(yōu)化問題求解，但優(yōu)化分派調度(例如，優(yōu)化分派解決方案)未與局部控制器34通信。如果微電網控制系統(tǒng)12處于自動模式，控制系統(tǒng)12配置成將命令/設置點寫入并且通常將優(yōu)化分派調度(例如，命令、指令或決策)寫入局部控制器34(框94)。
特別地，優(yōu)化分派調度可在微電網優(yōu)化過程54的優(yōu)化分派區(qū)71處出現，并且優(yōu)化分派調度可傳送到局部控制器34。如果控制系統(tǒng)12處于顧問模式，控制系統(tǒng)12可配置成在存儲器組件50內記錄命令和設置點(例如，優(yōu)化分派調度命令、指令、決策等) 用于未來訪問。特別地，不管控制系統(tǒng)12是處于自動模式還是顧問模式，在過程70結束時確定的優(yōu)化分派調度可以是去除識別的誤差和/或不可取事件的結果。因此，過程70配置成基于可用(例如，非誤差或有效)信息確定最優(yōu)的分派調度，因為其在向局部控制器34發(fā)送命令之前確定和考慮各種誤差。在過程70結束時，讀取/寫入過程70可配置成在下一個時間步61中再次開始，并且過程70可再一次循環(huán)來確定、識別和處理各種類型的誤差或非期望事件。
本發(fā)明的技術效果包含微電網控制系統(tǒng)12，其配置成在運行優(yōu)化分派技術期間監(jiān)測微電網系統(tǒng)10(例如，微電網資產15)。特別地，控制系統(tǒng)12配置成識別可在優(yōu)化分派技術階段期間(例如在分派調度結果的讀取、優(yōu)化、寫入和實現期間)出現的不同類型的誤差和/或不可取事件。識別的誤差的類型可包含不可觀察性(例如，不可觀察性類型I、不可觀察性類型II)、不可控性(例如，不可控性類型I、不可控性類型II、不可控性類型III、不可控性類型VI、不可控性類型V)、失效誤差(例如，可分派發(fā)電設備的失效、存儲設備的失效、可再生發(fā)電設備的失效、負載跳閘或失效、電網23的失效，等)、不可行性和無界性?？刂葡到y(tǒng)12可
配置成采用不同的方式處理這些識別的誤差來使誤差對微電網10的穩(wěn)定性和優(yōu)化操作的不利影響最小化。特別地，監(jiān)測和處理誤差的過程70可重疊和/或嵌入微電網優(yōu)化過程54的讀取/寫入過程70內并且可在微電網優(yōu)化的整個預測時域中循環(huán)出現。
該書面描述使用包含最佳模式的示例來公開本發(fā)明，并且還使本領域內技術人員能夠實施本發(fā)明，其包含制作和使用任何設備或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的可取得專利范圍由權利要求定義，并且可包含本領域內技術人員想到的其他示例。這類其他示例如果它們具有不與權利要求的書面語言不同的結構元素，或者如果它們包含與權利要求的書面語言無實質區(qū)別的結構元素則意圖處于權利要求的范圍內。
責任編輯：張珊珊
