中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在第一實(shí)施例中，用于控制微電網(wǎng)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(jīng)由通信路徑從微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的至少一個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)接收信息并且識(shí)別與微電網(wǎng)系統(tǒng)的操作關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)誤差。另外，控制系統(tǒng)配置成采用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的誤差作出響應(yīng)。來(lái)自一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的誤差的每個(gè)識(shí)別的誤差與來(lái)自一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作的至少一個(gè)動(dòng)作關(guān)聯(lián)。此外，控制系統(tǒng)配置成生成優(yōu)化分派調(diào)度，其具有配置成控制微電網(wǎng)操作來(lái)減少成本并且提高微電網(wǎng)的操作效率的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。優(yōu)化分派調(diào)度至少部分基于對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的誤差的響應(yīng)。
發(fā)明人 A.哈吉米拉哈 M .R .達(dá)達(dá)什扎德I .拉杜卡努
1 .一種用于控制微電網(wǎng)的系統(tǒng)，包括：
基于處理器的控制系統(tǒng)，配置成：
經(jīng)由通信路徑從微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)接收信息;
識(shí)別與所述微電網(wǎng)系統(tǒng)的操作關(guān)聯(lián)的一個(gè)誤差;所述誤差包括以下其中之一：
所述多個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)的第一個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)的不可觀察性誤差;
以及所述多個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)的第一個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)的不可控性誤差;
生成優(yōu)化分派調(diào)度，包括配置成控制所述微電網(wǎng)操作來(lái)提高所述微電網(wǎng)的操作效率的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，其中，如果所述誤差被識(shí)別在生成所述優(yōu)化分派調(diào)度之前，排除與所
述誤差關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)的第一個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)產(chǎn)生優(yōu)化分派調(diào)度;
以及確定所述控制系統(tǒng)是自動(dòng)模式或顧問(wèn)模式;
如果所述系統(tǒng)在自動(dòng)模式，經(jīng)由所述通信路徑將所述優(yōu)化分派調(diào)度的至少一部分輸送給與所述多個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)的第二個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)關(guān)聯(lián)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(diào)度的所述部分;
以及如果所述控制系統(tǒng)在顧問(wèn)自動(dòng)模式，在存儲(chǔ)器中記錄所述優(yōu)化分派調(diào)度。
2.如權(quán)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(duì)與所述微電網(wǎng)系統(tǒng)的所述操作關(guān)聯(lián)的優(yōu)化問(wèn)題生成解決方案，并且其中對(duì)所述優(yōu)化問(wèn)題的所述解決方案包括配置成控制所述微電網(wǎng)操作來(lái)提高所述操作效率的所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述優(yōu)化分派調(diào)度至少部分基于對(duì)所述優(yōu)化問(wèn)題的所述解決方案。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中對(duì)所述優(yōu)化問(wèn)題的所述解決方案在預(yù)定預(yù)測(cè)時(shí)域內(nèi)的多個(gè)循環(huán)中計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)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(chǔ)設(shè)備、工業(yè)負(fù)載或住宅負(fù)載。
6.如權(quán)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(diào)度的所述部分來(lái)控制所述微電網(wǎng)資產(chǎn)的所述第二個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)。
7 .如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，如果所述誤差被識(shí)別在生成優(yōu)化分派調(diào)度期間，所述控制系統(tǒng)被置于顧問(wèn)模式。
8.如權(quán)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(shí)別在生成優(yōu)化分派調(diào)度之前;
以及其中，如果第二誤差被識(shí)別在生成優(yōu)化分派調(diào)度期間，所述控制系統(tǒng)被置于顧問(wèn)模式。
9.如權(quán)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(quán)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(guān)閉微電網(wǎng)資產(chǎn)的不成功的嘗試;
改變微電網(wǎng)資產(chǎn)的操作模式的不成功的嘗試;
局部控制器的非期望激活;
經(jīng)歷命令和來(lái)自微電網(wǎng)的實(shí)際讀數(shù)之間的大的差異。
技術(shù)領(lǐng)域
本文公開的主題一般涉及微電網(wǎng)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(wǎng)控制系統(tǒng)中的誤差監(jiān)測(cè)和處理的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)
諸如“ 智能電網(wǎng)”基礎(chǔ)設(shè)施的能源基礎(chǔ)設(shè)施可包含發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、智能儀表、數(shù)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(guān)組件。特別地，智能微電網(wǎng)系統(tǒng)可包含多個(gè)資產(chǎn)，例如發(fā)電源、負(fù)載(例如，功率用戶或消費(fèi)者)、存儲(chǔ)系統(tǒng)或設(shè)備和/或混合用途的系統(tǒng)或設(shè)備。另外，微電網(wǎng)系統(tǒng)可以是獨(dú)立發(fā)電和配電網(wǎng)絡(luò)，可以是較大發(fā)電和配電網(wǎng)絡(luò)的個(gè)別可控部分，和/或可以是具有其自身的發(fā)電源、負(fù)載/用戶/消費(fèi)者、存儲(chǔ)系統(tǒng)/設(shè)備和/或混合用途設(shè)備/系統(tǒng)的單個(gè)設(shè)施。
在智能電網(wǎng)功率系統(tǒng)中，特別在微電網(wǎng)功率系統(tǒng)中，控制發(fā)電、熱生成和能量存儲(chǔ)的分派以便減少操作成本、增加產(chǎn)量和/或并發(fā)地減少損耗，這通常是可取的。在一些實(shí)施例中，在分派的這種控制可稱為微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化。微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化和控制可通過(guò)面向優(yōu)化的計(jì)算來(lái)進(jìn)行，稱為優(yōu)化分派調(diào)度(例如，傳送到微電網(wǎng)資產(chǎn)的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)、命令或指令)。為了在微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)制定優(yōu)化分派調(diào)度，考慮多種操作約束和/或限制，比如例如由微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的各種微電網(wǎng)資產(chǎn)產(chǎn)生的那些。實(shí)際上，微電網(wǎng)優(yōu)化和控制可一般涉及監(jiān)測(cè)和命令系統(tǒng)內(nèi)的各種微電網(wǎng)資產(chǎn)。在一些情形中，識(shí)別在微電網(wǎng)優(yōu)化和控制期間可能出現(xiàn)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(yīng)于識(shí)別的誤差采取合適的動(dòng)作來(lái)減少誤差對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)或在微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的影響，這可是可取的。
發(fā)明內(nèi)容
與最初要求保護(hù)的本發(fā)明在范圍上相稱的某些實(shí)施例在下文概述。這些實(shí)施例不意圖限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，但是而是這些實(shí)施例只意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)短概要。實(shí)際上，本發(fā)明可囊括可與下文闡述的實(shí)施例類似或不同的多種形式。
在第一實(shí)施例中，用于控制微電網(wǎng)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(jīng)由通信路徑從微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的至少一個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)接收信息并且識(shí)別與微電網(wǎng)系統(tǒng)的操作關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)誤差。另外，基于處理器的控制系統(tǒng)配置成采用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的誤差作出響應(yīng)。來(lái)自一個(gè)或多個(gè)識(shí)別誤差的每個(gè)識(shí)別誤差與來(lái)自一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作的至少一個(gè)動(dòng)作關(guān)聯(lián)。此外，基于過(guò)程的控制系統(tǒng)配置成生成優(yōu)化分派調(diào)度，其具有配置成控制微電網(wǎng)操作來(lái)提高微電網(wǎng)的操作效率的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。優(yōu)化分派調(diào)度至少部分基于對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別誤差的響應(yīng)。另外，基于過(guò)程的控
制系統(tǒng)配置成經(jīng)由通信路徑將優(yōu)化分派調(diào)度的至少一部分輸送給與微電網(wǎng)資產(chǎn)關(guān)聯(lián)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(diào)度的部分。
在第二實(shí)施例中，提供非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒介，其具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可運(yùn)行代碼。該代碼包括用于驗(yàn)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(jì)算對(duì)與微電網(wǎng)操作關(guān)聯(lián)的優(yōu)化問(wèn)題的優(yōu)化分派調(diào)度。代碼進(jìn)一步包括用于驗(yàn)證由控制系統(tǒng)從局部控制器接收的與微電網(wǎng)操作有關(guān)的數(shù)據(jù)集的指令。另外，代碼包括用于經(jīng)由控制系統(tǒng)采用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別誤差作出響應(yīng)并且生成優(yōu)化分派調(diào)度(其包括配置成控制微電網(wǎng)操作來(lái)減少成本并且提高微電網(wǎng)操作效率的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào))的指令。優(yōu)化分派調(diào)度至少部分基于對(duì)識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)誤差的響應(yīng)。
在第三實(shí)施例中，提供控制系統(tǒng)，其包含處理器。該處理器配置成識(shí)別與微電網(wǎng)系統(tǒng)的操作關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)誤差并且采用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的誤差作出響應(yīng)。來(lái)自一個(gè)或多個(gè)識(shí)別誤差的每個(gè)識(shí)別誤差與來(lái)自一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作的至少一個(gè)動(dòng)作關(guān)聯(lián)。處理器還配置成生成優(yōu)化分派調(diào)度，其包括配置成控制微電網(wǎng)操作來(lái)提高微電網(wǎng)的操作效率的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。優(yōu)化分派調(diào)度至少部分基于對(duì)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別誤差的響應(yīng)。
附圖說(shuō)明
當(dāng)參照附圖(其中相似的字符在遍及整個(gè)附圖中代表相似的部件)閱讀下面詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢(shì)將變得更好理解，其中：
圖1是圖示根據(jù)本文描述的實(shí)施例的微電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖;
圖2是微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的前面板(其包含信號(hào)器顯示器和人機(jī)界面(HMI)顯示器)的實(shí)施例的圖示;
圖3是圖示微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該微電網(wǎng)控制系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)處理器、輸入/輸出(I/O)組件和存儲(chǔ)器組件;
圖4是由微電網(wǎng)控制系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化分派調(diào)度的實(shí)施例的可視化，其描繪微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題的預(yù)測(cè)時(shí)域、分派時(shí)間和多時(shí)間間隔性質(zhì);
圖5是描繪用于監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)、檢測(cè)誤差和/或不可取事件以及處理識(shí)別的誤差和/或不可取事件的過(guò)程的實(shí)施例的流程圖;以及
圖6是圖1的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)施例的框圖，其描繪存儲(chǔ)設(shè)備的最大存儲(chǔ)容量、最小可接受存儲(chǔ)容量和不同的荷電狀態(tài)區(qū)。
具體實(shí)施方式
將在下文描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例。致力于提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔描述，可不在該說(shuō)明書中描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征?？梢灶I(lǐng)會(huì) ,在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多實(shí)現(xiàn)特定的決策以達(dá)到開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如與系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)的約束一致，該目標(biāo)可從一個(gè)實(shí)現(xiàn)變化到另一個(gè)。此外，可以領(lǐng)會(huì) ,這種開發(fā)努力可能是復(fù)雜并且耗時(shí)的，但對(duì)于受益于本公開的那些普通技術(shù)人員仍將是設(shè)計(jì)、制作和制造的例行任務(wù)。
當(dāng)引入本發(fā)明的各種實(shí)施例的元素時(shí)，冠詞“ 一”、“ 一個(gè)”、“ 該”和“ 所述”意圖意味著存在元素中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“ 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(diào)度可用于優(yōu)化和控制微電網(wǎng)系統(tǒng)，其具有一個(gè)或多個(gè)操作約束和/或限制。例如，微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化和/或控制包含采用增加產(chǎn)量、減少損耗和/或減少操作成本的方式分派一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)、命令或指令。操作約束和/或限制可包含微電網(wǎng)資產(chǎn)，例如發(fā)電源、負(fù)載、存儲(chǔ)系統(tǒng)或設(shè)備和/或混合用途的系統(tǒng)或設(shè)備。特別地，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)可用于通過(guò)控制與系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)局部控制器來(lái)優(yōu)化微電網(wǎng)系統(tǒng)。例如，在一些情形中，鑒于這些約束和/或限制來(lái)對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)制定優(yōu)化分派技術(shù)可涉及從微電網(wǎng)資產(chǎn)讀取、計(jì)算一個(gè)或多個(gè)面向優(yōu)化的問(wèn)題、將一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化決策/命令寫入局部控制器以及由局部控制器實(shí)現(xiàn)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(hào)，其可控制微電網(wǎng)的每個(gè)組件和/或微電網(wǎng)的整體操作。
在這些階段(例如，讀取、優(yōu)化或計(jì)算、寫入、實(shí)現(xiàn))中的任一個(gè)期間，一些誤差和/或非期望事件可出現(xiàn)并且可影響微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化和穩(wěn)定操作。微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的誤差或非期望事件可包含例如微電網(wǎng)控制系統(tǒng)不能與資產(chǎn)的局部控制器建立通信、離線資產(chǎn)未對(duì)來(lái)自微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的“ 打開”命令作出響應(yīng)、在線資產(chǎn)未對(duì)來(lái)自微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的“ 關(guān)閉”命令作出響應(yīng)、離線資產(chǎn)在沒有從微電網(wǎng)控制系統(tǒng)接收“ 打開”命令的情況下變成在線或在線資產(chǎn)在沒有從微電網(wǎng)控制系統(tǒng)接收“ 關(guān)閉”命令的情況下變成離線(失效)。微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的其他誤差或非期望事件包含：微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，其不能改變資產(chǎn)的操作模式(例如，使可分派發(fā)電機(jī)的操作模式從下垂(droop)變成同步或使存儲(chǔ)設(shè)備的操作模式從恒定功率變成負(fù)載跟蹤);或微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，其不能制定微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的優(yōu)化問(wèn)題(例如，發(fā)電源13的發(fā)電的高效控制)和對(duì)其求解。
同樣，提供配置成在優(yōu)化分派技術(shù)運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)系統(tǒng)(例如，微電網(wǎng)資產(chǎn))的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，這可是可取的。特別地，提供識(shí)別在分派調(diào)度技術(shù)階段(例如，讀取、優(yōu)化、寫入、實(shí)現(xiàn))期間可能出現(xiàn)的不同類型的誤差和/或非期望事件的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，這可是可取的。此外，響應(yīng)于識(shí)別的誤差來(lái)處理并且采取合適的動(dòng)作來(lái)減少誤差對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)的操作和穩(wěn)定性的負(fù)面影響，這可是可取的。實(shí)際上，這種誤差監(jiān)測(cè)和處理程序可在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，如將在下文詳細(xì)描述的。
鑒于前述，圖1是圖示微電網(wǎng)系統(tǒng)10的實(shí)施例的示意圖，該微電網(wǎng)系統(tǒng)10包含微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12。特別地，微電網(wǎng)10包含各種設(shè)備或微電網(wǎng)資產(chǎn)15，比如例如功率發(fā)電機(jī)源13(例如，可再生發(fā)電機(jī)、可分派發(fā)電機(jī)等)、存儲(chǔ)設(shè)備和/或負(fù)載(例如，用戶/消費(fèi)者)。傳輸線14可使微電網(wǎng)10內(nèi)的各種設(shè)備或資產(chǎn)連接，并且可用作功率路徑和/或通信路徑。應(yīng)理解傳輸線14代表微電網(wǎng)10的分配網(wǎng)絡(luò)并且可根據(jù)需要和/或酌情可包含多個(gè)部分/段和/或變電站。
在圖示的實(shí)施例中，微電網(wǎng)10可包含各種功率發(fā)電機(jī)源13，比如例如水力發(fā)電機(jī)16、柴油發(fā)電機(jī)18和太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)20。在其他實(shí)施例中，微電網(wǎng)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(jī)或風(fēng)力渦輪機(jī)。由這些發(fā)電源產(chǎn)生的功率可經(jīng)由傳輸線14輸送給微電網(wǎng)10內(nèi)的負(fù)載。例如，在圖示的實(shí)施例中，由水力發(fā)電機(jī)16、柴油發(fā)電機(jī)18和/或太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)20產(chǎn)生的功率可經(jīng)由傳輸線14輸送給工業(yè)負(fù)載22或住宅負(fù)載24。在其他實(shí)施例中，產(chǎn)生的功率可經(jīng)由傳輸線14輸送給其他負(fù)載，例如市政當(dāng)局(例如，一個(gè)或多個(gè)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(shè)施(例如，一個(gè)或多個(gè)商店、制造廠、商業(yè)區(qū)等)。在某些實(shí)施例中，微電網(wǎng)10可在共同耦合25(例如，PCC 25)的點(diǎn)處通過(guò)斷路器耦合于主電網(wǎng)23(例如，公用事業(yè))。
另外，微電網(wǎng)系統(tǒng)10內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備26可經(jīng)由傳輸線14從發(fā)電源13抽取功率。存儲(chǔ)設(shè)備26可用于存儲(chǔ)由發(fā)電源13(例如，水力發(fā)電機(jī)16、柴油發(fā)電機(jī)18或太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)20)生成的功率，并且這種存儲(chǔ)功率可在需要功率但并不容易獲得時(shí)(例如在斷電期間，在存在超額需求時(shí)，等等)使用。在圖示的實(shí)施例中，存儲(chǔ)設(shè)備26包含電解裝置28、氫存儲(chǔ)裝置30和一個(gè)或多個(gè)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(lái)生成氫并且創(chuàng)建副產(chǎn)品，例如熱和氧。生成的氫可被壓縮并且存儲(chǔ)在氫存儲(chǔ)裝置30內(nèi)，并且可被燃料電池32用于在任何時(shí)間生成電力。燃料電池32可用于在期望時(shí)經(jīng)由傳輸線14向微電網(wǎng)10供應(yīng)功率。在其他實(shí)施例中，存儲(chǔ)設(shè)備26可以是作為一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的部分而存在的一個(gè)或多個(gè)電池或其他能量存儲(chǔ)設(shè)備/資產(chǎn)。
微電網(wǎng)10還可包含一個(gè)或多個(gè)局部控制器34(例如，控制單元、控制子系統(tǒng)，等) ，其經(jīng)由通信路徑36通信連接到微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12。通信路徑36可包含有線網(wǎng)絡(luò)連接、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接和/或適合于從微電網(wǎng)資產(chǎn)15(例如，水力發(fā)電機(jī)16、柴油發(fā)電機(jī)18、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)20、工業(yè)負(fù)載22、住宅負(fù)載24或存儲(chǔ)設(shè)備26)接收信息以及將命令從微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12傳送到局部控制器34的任何形式的連接。當(dāng)通信路徑36包含無(wú)線通信元件時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接可包含微電網(wǎng)10內(nèi)的任何設(shè)備可無(wú)線且通信連接到通信路徑36所到的無(wú)線接入點(diǎn)。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(lián)網(wǎng)、專用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或諸如此類。
特別地，微電網(wǎng)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(hào)等)傳送到局部控制器34，其中每個(gè)局部控制器34經(jīng)由通信路徑36而通信耦合于微電網(wǎng)資產(chǎn)15。實(shí)際上，每個(gè)局部控制器34可配置成控制它所負(fù)責(zé)的微電網(wǎng)系統(tǒng)(例如，對(duì)應(yīng)的微電網(wǎng)資產(chǎn)15)的各種方面，并且另外可負(fù)責(zé)將信息從微電網(wǎng)資產(chǎn)15中繼到微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12。采用該方式，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可配置成提供優(yōu)化分派調(diào)度(例如，提供微電網(wǎng)的優(yōu)化控制的指令、控制信號(hào)、命令等)來(lái)優(yōu)化和控制微電網(wǎng)資產(chǎn)15，比如例如水力發(fā)電機(jī)16、柴油發(fā)電機(jī)18、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)20、工業(yè)負(fù)載22、住宅負(fù)載24或存儲(chǔ)設(shè)備26。另外，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可通過(guò)通信路徑36從外部源接收信息和/或?qū)⑿畔l(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(shí)施例中，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可包含用于從用戶接收輸入的一個(gè)或多個(gè)接口。圖2是允許用戶輸入的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的前面板38的實(shí)施例的圖示。如圖示的，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12包含信號(hào)器顯示器40和人機(jī)界面(HMI)顯示器42。如關(guān)于圖1描述的，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可配置成鑒于微電網(wǎng)資產(chǎn)15生成微電網(wǎng)10的優(yōu)化分派問(wèn)題并對(duì)其求解，并且可涉及從微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取、計(jì)算微電網(wǎng)10的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化問(wèn)題并且寫入一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化指令(例如，決策、命令等)來(lái)高效控制和/或調(diào)節(jié)局部控制器。因此，通過(guò)前面板38使微電網(wǎng)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(hào)器顯示器40可配置成指示與微電網(wǎng)10內(nèi)的功能或操作有關(guān)的警報(bào)和/或產(chǎn)品信息。在某些實(shí)施例中，由信號(hào)器顯示器40所指示的警報(bào)可對(duì)應(yīng)于在分派調(diào)度過(guò)程或技術(shù)的階段(例如，讀取、優(yōu)化、寫入、實(shí)現(xiàn))期間可能出現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)類型的誤差和/或非期望事件。警報(bào)條件可通過(guò)用戶輸入來(lái)預(yù)設(shè)，或可在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先配置。例如，配置警報(bào)可涉及選擇警報(bào)何時(shí)響應(yīng)于特定誤差或非期望條件來(lái)提醒操作員的界限。此外，信號(hào)器顯示器40底部處的控制按鈕44可用于改變警報(bào)在前面板38上的觀看(顯示)并且在前面板38上關(guān)閉警報(bào)。在某些實(shí)施例中，控制按鈕44可用于關(guān)閉警報(bào)、循環(huán)通過(guò)主動(dòng)警報(bào)、觀看關(guān)于警報(bào)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(wǎng)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(gè)優(yōu)化分派通信的時(shí)間、微電網(wǎng)資產(chǎn)15的在線或離線狀態(tài)，等)、電系統(tǒng)信息(例如，由每個(gè)發(fā)電源生成的能量、功率輸出、微電網(wǎng)系統(tǒng)10的容量、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備26內(nèi)的能量的量，等)、歷史信息(例如，先前的優(yōu)化分派指令、關(guān)于微電網(wǎng)資產(chǎn)15的歷史統(tǒng)計(jì)，等)和一般操作員可期望的與微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12有關(guān)的任何形式的信息。特別地，HMI顯示器42可用于設(shè)置用于確定優(yōu)化分派調(diào)度的計(jì)算參數(shù)。例如，對(duì)微電網(wǎng)10執(zhí)行優(yōu)化所在的預(yù)定義時(shí)間可經(jīng)由HMI顯示器42通過(guò)用戶提供。實(shí)際上，HMI顯示器42可配置成以圖表方式顯示優(yōu)化計(jì)算的狀態(tài)，比如例如指示在優(yōu)化分派調(diào)度的每個(gè)循環(huán)內(nèi)取得的進(jìn)度的進(jìn)度條。此外，控制按鈕44可用于在HMI顯示器42上導(dǎo)航和選擇不同的子系統(tǒng)和資產(chǎn)及各種選項(xiàng)。
轉(zhuǎn)向圖3，示意圖圖示微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的實(shí)施例，該微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12包含一個(gè)或多個(gè)處理器46、輸入/輸出(I/O)組件48和存儲(chǔ)器組件 50。特別地，處理器46可與允許存儲(chǔ)機(jī)器可讀指令(比如例如配置成對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解來(lái)提高微電網(wǎng)10的效率的可運(yùn)行程序代碼)的存儲(chǔ)器組件50(例如，有形的非暫時(shí)性存儲(chǔ)器組件50)關(guān)聯(lián)。處理器46配置成運(yùn)行程序代碼同時(shí)處理外部信息，比如例如從微電網(wǎng)系統(tǒng)10內(nèi)的微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取的信息、通過(guò)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(wǎng)控制系統(tǒng)12和/或微電網(wǎng)優(yōu)化可運(yùn)行程序交互的一個(gè)或多個(gè)人為I/O設(shè)備(例如，鍵盤、鼠標(biāo)等)，如在下文進(jìn)一步描述的。實(shí)際上，如上文指出的，顯示器52(例如，信號(hào)器顯示器40或HMI顯示器42)可用于將從微電網(wǎng)資產(chǎn)15或一個(gè)或多個(gè)處理器46得到的信息中繼和傳達(dá)給操作員。此外，在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12內(nèi)描述的組件可由電源53供電，比如例如一個(gè)或多個(gè)電池、壁式插座等等。
特別地，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的一個(gè)或多個(gè)處理器46可運(yùn)行程序代碼，例如配置成制定微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題并對(duì)其求解并且對(duì)微電網(wǎng)10提供優(yōu)化分派調(diào)度來(lái)高效控制和/或調(diào)節(jié)微電網(wǎng)10資產(chǎn)的程序代碼。微電網(wǎng)優(yōu)化程序可配置成管理和處理從微電網(wǎng)10得到或通過(guò)來(lái)自I/O端口48的用戶輸入的信息。例如，微電網(wǎng)優(yōu)化程序可涉及將信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組件50中、從微電網(wǎng)資產(chǎn)15檢索信息和/或歷史統(tǒng)計(jì)、操縱和組織收集的信息、創(chuàng)建和寫入對(duì)于微電網(wǎng)10的資產(chǎn)和/或局部控制器34的優(yōu)化分派調(diào)度(例如，指令、命令或決策)、經(jīng)由顯示器52向操作員呈現(xiàn)信息等等。微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的操作一般可采用各種操作模式出現(xiàn)，例如關(guān)閉模式、顧問(wèn)模式或自動(dòng)模式。在關(guān)閉模式期間，可未對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解并且因而，優(yōu)化分派調(diào)度(例如，優(yōu)化分派解決方案)的通信可未在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間發(fā)生。在顧問(wèn)模式中，可對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解，但優(yōu)化分派調(diào)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(dòng)模式中，可對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解并且優(yōu)化分派調(diào)度(例如，解決方案)與局部控制器34通信。
此外，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可與局部控制器34通信來(lái)接收信息或提供一系列命令或指令(例如，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)的優(yōu)化分派調(diào)度)。例如，局部控制器34可對(duì)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12提供二進(jìn)制和/或模擬輸入數(shù)據(jù)。特別地，局部控制器34可向控制系統(tǒng)12提供與微電網(wǎng)資產(chǎn)15的可用性有關(guān)的信息?？捎眯钥梢允沁@樣的二進(jìn)制信號(hào)，其涉及資產(chǎn)15參與由控制系統(tǒng)12執(zhí)行來(lái)制定微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題并對(duì)其求解并且提供對(duì)于微電網(wǎng)10的優(yōu)化分派調(diào)度的計(jì)算的可用性?？捎觅Y產(chǎn)可包含在控制系統(tǒng)12的決策制定過(guò)程中，并且可能夠接收各種命令或指令，如在下文進(jìn)一步解釋的。不可用資產(chǎn)可從控制系統(tǒng)12的決策制定過(guò)程排除。
與資產(chǎn)15的可用性有關(guān)的二進(jìn)制信號(hào)可基于局部控制器內(nèi)的基于邏輯的計(jì)算。例如，資產(chǎn)15的可用性可以是下列條件的邏輯AND：資產(chǎn)15處于自動(dòng)模式(例如，資產(chǎn)15能夠被自動(dòng)起動(dòng)并且由控制系統(tǒng)12所命令) ，未出現(xiàn)未完成的起動(dòng)，未出現(xiàn)未完成的停止，并且保跳閘未被激活。在某些實(shí)施例中，用戶/操作員可從控制系統(tǒng)12的決策制定過(guò)程排除或包含一個(gè)或多個(gè)資產(chǎn)15。控制系統(tǒng)12可配置成采用來(lái)自用戶/操作員的二進(jìn)制信號(hào)啟用或停用資產(chǎn)15。
例如，在控制系統(tǒng)12的設(shè)置期間在資產(chǎn)15無(wú)法持續(xù)延長(zhǎng)時(shí)段地在運(yùn)行中(例如，維護(hù))時(shí)停用資產(chǎn)15，這可是有益的。特別地，控制系統(tǒng)12可對(duì)每個(gè)資產(chǎn)15計(jì)算可用性和使能的邏輯AND以便確定資產(chǎn)15是否包含在決策制定過(guò)程內(nèi)。在某些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)12可配置成對(duì)于某些誤差處理程序重寫每個(gè)資產(chǎn)15的可用性或使能，如將在下文進(jìn)一步解釋的。
微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12還可與局部控制器34通信來(lái)提供一系列命令或指令(例如，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)的優(yōu)化分派調(diào)度) ，比如例如起動(dòng)/停止、功率設(shè)置點(diǎn)、同步/快速負(fù)載跟蹤、看門狗、操作模式等等。起動(dòng)/停止命令可用于確定微電網(wǎng)10中在線和離線資產(chǎn)和/或設(shè)備的優(yōu)化組合。功率設(shè)置點(diǎn)可用于確定可分派發(fā)電單元(例如，16、18等)和存儲(chǔ)設(shè)備26的最佳發(fā)電水平。同步/快速負(fù)載跟蹤命令可用于確定哪個(gè)微電網(wǎng)資產(chǎn)15可采用同步/快速負(fù)載跟蹤模式操作來(lái)提供備用裕度并且在微電網(wǎng)10中維持一致頻率。在一些實(shí)施例中，由微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12所選的同步機(jī)的調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)施加到原動(dòng)機(jī)的能量來(lái)維持固定頻率，而不管直至機(jī)器額定功率的負(fù)載。發(fā)送給存儲(chǔ)設(shè)備的類似命令能夠?qū)⑵浞湃肟焖儇?fù)載跟蹤模式來(lái)捕捉負(fù)載和可再生功率中的擺動(dòng)，因而便于微電網(wǎng)的穩(wěn)定操作?？撮T狗命令可用于告知負(fù)載控制器34到微電網(wǎng)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(wǎng)控制系統(tǒng)12的操作模式(即，關(guān)閉、顧問(wèn)、自動(dòng))告知局部控制器34。
在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的操作、提高微電網(wǎng)10效率的微電網(wǎng)優(yōu)化程序代碼的運(yùn)行或優(yōu)化分派調(diào)度的創(chuàng)建或傳送期間，通常可出現(xiàn)誤差或不可取事件。例如，在微電網(wǎng)10的控制框架中，微電網(wǎng)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(cuò)誤傳達(dá)等等。這些誤差可歸類為下列五個(gè)一般類別：不可觀察性、不可控性、失效、不可行性和無(wú)界性，如將關(guān)于圖5進(jìn)一步論述的。因此，啟用微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12并且更具體地啟用一個(gè)或多個(gè)處理器46來(lái)識(shí)別各種類型的誤差并且處理識(shí)別的誤差，這可是可取的。
在一些實(shí)施例中，誤差監(jiān)測(cè)/識(shí)別和處理可作為微電網(wǎng)優(yōu)化程序代碼內(nèi)的指令集而出現(xiàn)。在其他實(shí)施例中，誤差監(jiān)測(cè)/識(shí)別和處理可以以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組件50內(nèi)的單獨(dú)指令集(例如以由一個(gè)或多個(gè)處理器46運(yùn)行的誤差監(jiān)測(cè)和處理程序代碼)而出現(xiàn)。實(shí)際上，配置成識(shí)別和處理誤差和/或非期望事件的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可使這類誤差和/或非期望事件對(duì)控制系統(tǒng)12和微電網(wǎng)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(wǎng)控制系統(tǒng)12運(yùn)行的優(yōu)化分派過(guò)程54的實(shí)施例的可視化，其描繪預(yù)測(cè)時(shí)域56和分派時(shí)間58。如上文描述的，微電網(wǎng)10采用微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12以基于由微電網(wǎng)資產(chǎn)15創(chuàng)建的限制/約束來(lái)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)面向優(yōu)化的問(wèn)題、在優(yōu)化分派調(diào)度54中將一個(gè)或多個(gè)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(diào)節(jié)局部控制器34并且由局部控制器34實(shí)現(xiàn)優(yōu)化分派過(guò)程54。采用該優(yōu)化功能性，控制系統(tǒng)12確定微電網(wǎng)10內(nèi)的微電網(wǎng)資產(chǎn)15的優(yōu)化操作來(lái)實(shí)現(xiàn)最小目標(biāo)函數(shù)，例如在預(yù)測(cè)時(shí)域56內(nèi)的總操作成本。
預(yù)測(cè)時(shí)域56是要執(zhí)行微電網(wǎng)系統(tǒng)10的優(yōu)化所在的預(yù)定義時(shí)段。此外，每個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)域56可由時(shí)間間隔60組成，其是指示在預(yù)測(cè)時(shí)域56期間要多久執(zhí)行優(yōu)化和/或優(yōu)化計(jì)算的優(yōu)化的預(yù)定義時(shí)間分辨率。作為示例，時(shí)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(yù)定時(shí)間。實(shí)際上，可使用任何其他預(yù)定時(shí)間間隔，使得預(yù)定義時(shí)段對(duì)于微電網(wǎng)10的優(yōu)化(例如，優(yōu)化問(wèn)題的計(jì)算)是足夠的時(shí)間長(zhǎng)度。預(yù)測(cè)長(zhǎng)度是要執(zhí)行優(yōu)化所針對(duì)的時(shí)間間隔60的數(shù)量并且可通過(guò)將預(yù)測(cè)時(shí)域56除以時(shí)間間隔60而獲得。因而，對(duì)于24小時(shí)預(yù)測(cè)時(shí)域56和12分鐘的時(shí)間間隔60，預(yù)測(cè)長(zhǎng)度是120個(gè)時(shí)間間隔60。在某些實(shí)施例中，時(shí)間步61(例如，“ t”)可用作指數(shù)并且可從1變化到預(yù)測(cè)長(zhǎng)度，其中1是當(dāng)前時(shí)間步61。例如，在圖示的實(shí)施例中，時(shí)間步61是當(dāng)前時(shí)間間隔60，并且在長(zhǎng)度上是12分鐘。
在一些實(shí)施例中，時(shí)間步61可采用時(shí)間步61上的各種點(diǎn)處的時(shí)間標(biāo)記進(jìn)一步分成時(shí)間窗口。例如，時(shí)間點(diǎn)A 64、時(shí)間點(diǎn)B 66和時(shí)間點(diǎn)C 68用于概述時(shí)間步61內(nèi)各種時(shí)間窗口的邊界，例如AB窗口(例如，從時(shí)間點(diǎn)A 64到時(shí)間點(diǎn)B 66)和BC窗口(例如，從時(shí)間點(diǎn)B 66到時(shí)間點(diǎn)C 68)。時(shí)間窗口AB和BC的長(zhǎng)度可基于微電網(wǎng)系統(tǒng)10內(nèi)的多種因素比如例如微電網(wǎng)資產(chǎn)15的類型和數(shù)量以及微電網(wǎng)10操作約束和/或限制的復(fù)雜性來(lái)決定。同樣，優(yōu)化分派過(guò)程54內(nèi)的其他時(shí)間間隔(比如例如，時(shí)間間隔60或時(shí)間步61)的長(zhǎng)度也可基于微電網(wǎng)系統(tǒng)10內(nèi)的多種因素例如微電網(wǎng)資產(chǎn)15的類型和數(shù)量來(lái)確定。在某些實(shí)施例中，優(yōu)化分派過(guò)程54內(nèi)的任何時(shí)間間隔(其包含預(yù)測(cè)時(shí)域56)可經(jīng)由I/O端口48通過(guò)用戶輸入來(lái)確定。
在整個(gè)時(shí)間步61(例如，在AB時(shí)間窗口和BC時(shí)間窗口兩者中連續(xù)地)中，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12從微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取信息并且在讀取/寫入過(guò)程70中將命令/指令寫入微電網(wǎng)資產(chǎn)15。讀取/寫入過(guò)程70可在時(shí)間間隔62內(nèi)發(fā)生，例如以每10秒、20秒、30秒等等。特別地，在時(shí)間點(diǎn)B 66處，在AB時(shí)間窗口期間收集的信息或數(shù)據(jù)(例如，從微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取的信息)被鎖存并且可形成數(shù)據(jù)文件并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組件50內(nèi)。該數(shù)據(jù)文件可被微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12使用，并且更具體地，通過(guò)運(yùn)行微電網(wǎng)優(yōu)化程序代碼的處理器46訪問(wèn)，以在優(yōu)化分派過(guò)程71期間在BC時(shí)間窗口中計(jì)算微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度。對(duì)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解決方案可在時(shí)間點(diǎn)C68處結(jié)束，并且優(yōu)化分派調(diào)度(例如，指令、命令或決策)經(jīng)由通信路徑36而與微電網(wǎng)資產(chǎn)15通信。采用該方式，新的命令將每幾秒(例如，10秒)與微電網(wǎng)資產(chǎn)15通信直到通過(guò)處理器46生成新的優(yōu)化問(wèn)題并且在下一個(gè)時(shí)間步61內(nèi)對(duì)其求解。簡(jiǎn)而言之，在某些實(shí)施例中，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12包含兩個(gè)相對(duì)快和慢的過(guò)程：每幾秒(例如，10秒)出現(xiàn)的快速讀取/寫入過(guò)程70，和在時(shí)間步61內(nèi)每幾分鐘/小時(shí)(例如，12分鐘)出現(xiàn)的慢優(yōu)化問(wèn)題。如在圖4中圖示的，讀取/寫入過(guò)程70和優(yōu)化分派過(guò)程71兩者都在當(dāng)前時(shí)間步61內(nèi)的相同時(shí)間窗口(例如，時(shí)間窗口BC)內(nèi)出現(xiàn)。然而，在某些實(shí)施例中，在時(shí)間點(diǎn)C 68處傳送的優(yōu)化分派調(diào)度僅基于在時(shí)間點(diǎn)B 66處被收集并且存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)文件中的鎖存數(shù)據(jù)。
如上文指出的，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的操作通?？刹捎酶鞣N操作模式出現(xiàn)，例如關(guān)閉模式、顧問(wèn)模式或自動(dòng)模式。因此，在時(shí)間點(diǎn)C 68處優(yōu)化分派過(guò)程71并且特別是指令、命令或決策的分派的運(yùn)行可根據(jù)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12的操作模式。例如，在關(guān)閉模式期間，可未對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解并且在微電網(wǎng)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(dá)。在該操作模式中，因?yàn)樵谖㈦娋W(wǎng)控制系統(tǒng)12與局部控制器34之間對(duì)于命令的傳送未建立分派調(diào)度，可未出現(xiàn)優(yōu)化分派過(guò)程71。實(shí)際上，在時(shí)間點(diǎn)B處數(shù)據(jù)文件生成的過(guò)程可未出現(xiàn)，并且優(yōu)化問(wèn)題可未由處理器46發(fā)起(例如，微電網(wǎng)優(yōu)化程序代碼可未在存儲(chǔ)器組件50內(nèi)訪問(wèn)或未由處理器46運(yùn)行)。在一些實(shí)施例中，讀取過(guò)程可獨(dú)立于操作模式而在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12與微電網(wǎng)資產(chǎn)15之間繼續(xù)。例如，在這類實(shí)施例中，甚至在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12切換到關(guān)閉模式時(shí)，讀取過(guò)程繼續(xù)而寫入過(guò)程停止。采用該方式收集的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組件50中，并且可在稍后的時(shí)間對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54訪問(wèn)。
在微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54的正常操作期間，在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12內(nèi)可出現(xiàn)某些誤差和/或非期望事件。如上文描述的，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)12的過(guò)程來(lái)識(shí)別這些誤差，這可是可取的，并且處理識(shí)別的誤差可進(jìn)一步是可取的，如關(guān)于圖5進(jìn)一步解釋的。
圖5是描繪用于監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12、檢測(cè)誤差和/或不可取事件以及處理識(shí)別的誤差和/或不可取事件的過(guò)程70的實(shí)施例的流程圖。在微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54的正常操作期間，出現(xiàn)的誤差和非期望事件可歸類為五個(gè)一般類別：不可觀察性、不可控性、失效、不可行性和無(wú)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(guān)閉設(shè)備(例如，微電網(wǎng)10內(nèi)的微電網(wǎng)資產(chǎn)15)、改變微電網(wǎng)資產(chǎn)15的操作模式(例如，將柴油發(fā)電設(shè)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(lái)自微電網(wǎng)10的實(shí)際讀數(shù)之間經(jīng)歷大的差異方面的不成功嘗試。失效誤差指在線設(shè)備(例如，微電網(wǎng)資產(chǎn)15)由于除從控制系統(tǒng)12接收關(guān)閉命令以外的任何原因而變成離線時(shí)的情況。例如，失效誤差可在柴油發(fā)電機(jī)的操作模式從下垂速度模式變成同步速度控制時(shí)出現(xiàn)。不可行性和無(wú)界性誤差對(duì)應(yīng)于在時(shí)間窗口BC期間生成和求解的優(yōu)化問(wèn)題，如在圖4中描繪的，其可導(dǎo)致不可接受的結(jié)果。特別地，不可觀察性、不可控性、失效、不可行性和無(wú)界性誤差可包含不同的類型或?qū)τ诓煌愋偷奈㈦娋W(wǎng)資產(chǎn)15可被不同地定義。
微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可配置成連續(xù)和/或在設(shè)置間隔監(jiān)測(cè)這些誤差并且響應(yīng)于識(shí)別的誤差發(fā)起合適的動(dòng)作來(lái)使這些誤差對(duì)微電網(wǎng)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(cè)和處理誤差的過(guò)程70可重疊并且/或嵌入在微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54的讀取/寫入過(guò)程70內(nèi)。同樣，方法70可在整個(gè)時(shí)間步61、時(shí)間間隔60、預(yù)測(cè)時(shí)域56中并且通常在整個(gè)微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54中循環(huán)出現(xiàn)。
鑒于前述，過(guò)程70以驗(yàn)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(wǎng)絡(luò)連接、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接和/或適合于從微電網(wǎng)資產(chǎn)15(例如，水力發(fā)電機(jī)16、柴油發(fā)電機(jī)18、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)20、工業(yè)負(fù)載22、住宅負(fù)載24或存儲(chǔ)設(shè)備26)接收信息并且將在時(shí)間點(diǎn)C 68處的優(yōu)化分派調(diào)度從微電網(wǎng)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(yàn)證通信路徑36時(shí)，控制系統(tǒng)12可監(jiān)測(cè)和檢測(cè)不可觀察性誤差(框73)。在一些實(shí)施例中，在該階段存在可以檢測(cè)到的兩個(gè)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(shè)備或微電網(wǎng)資產(chǎn)15之間失去通信，這在失去通信之前被離線監(jiān)測(cè)。不可觀察性類型II指在控制系統(tǒng)12與設(shè)備或微電網(wǎng)資產(chǎn)15之間失去通信，這在失去通信之前被在線監(jiān)測(cè)。盡管描述兩個(gè)類型的不可觀察性誤差，應(yīng)注意根據(jù)在微電網(wǎng)10內(nèi)操作的不同類型的微電網(wǎng)資產(chǎn)15可檢測(cè)或監(jiān)測(cè)任何數(shù)量的不可觀察性誤差。
在驗(yàn)證通信路徑36時(shí)，控制系統(tǒng)12可與微電網(wǎng)資產(chǎn)15通信，并且具體地，可從微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取信息。從微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取的信息可包含資產(chǎn)15的性能歷史或歷史統(tǒng)計(jì)、由資產(chǎn)15生成的功率量、由資產(chǎn)15傳送、存儲(chǔ)或接收的能量的量、資產(chǎn)15的操作模式或狀態(tài)等等。因此，方法70則包含驗(yàn)證從微電網(wǎng)資產(chǎn)15收集的讀數(shù)(框74)。在該驗(yàn)證過(guò)程期間，控制系統(tǒng)12可配置成監(jiān)測(cè)和檢測(cè)各種類型的不可控性和失效誤差。在一些實(shí)施例中，存在可被控制系統(tǒng)12檢測(cè)的五個(gè)類型的不可控性誤差(框76)。不可控性類型I指在線設(shè)備從控制系統(tǒng)12接收關(guān)閉命令但它未關(guān)閉時(shí)的情況。不可控性類型II指離線設(shè)備從控制系統(tǒng)12接收打開命令但它未接通時(shí)的情況。不可控性類型III指在改變?cè)O(shè)備或資產(chǎn)的操作模式方面的不成功嘗試。例如，柴油發(fā)電機(jī)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(duì)應(yīng)于參考功率命令和來(lái)自微電網(wǎng)10的對(duì)應(yīng)實(shí)際讀數(shù)之間的差異超過(guò)某一水平時(shí)的情況。不可控性類型V指在控制系統(tǒng)12未處于自動(dòng)操作模式時(shí)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(dá)或?qū)懭脒^(guò)程(例如，優(yōu)化分派過(guò)程71)僅在控制系統(tǒng)12處于自動(dòng)模式時(shí)發(fā)生。同樣，在控制系統(tǒng)12處于關(guān)閉或顧問(wèn)模式時(shí)局部控制器34的操作未被預(yù)期。盡管描述五個(gè)類型的不可控性誤差，應(yīng)注意根據(jù)在微電網(wǎng)10內(nèi)操作的不同類型的微電網(wǎng)資產(chǎn)15可檢測(cè)或監(jiān)測(cè)任何數(shù)量的不可控性誤差。
此外，在驗(yàn)證經(jīng)由通信路徑36從微電網(wǎng)資產(chǎn)15收集的讀數(shù)期間，控制系統(tǒng)12可配置成監(jiān)測(cè)和檢測(cè)各種類型的失效誤差(框78)。在一些實(shí)施例中，存在五個(gè)類型的失效誤差，并且這些誤差可是不同的或?qū)τ诟鞣N類型的微電網(wǎng)資產(chǎn)15可被不同地定義。例如，可分派發(fā)電設(shè)備的失效指可分派發(fā)電設(shè)備(例如，柴油發(fā)電機(jī)18)在過(guò)去的時(shí)間是在線的并且在未來(lái)時(shí)間由控制系統(tǒng)12命令為在線的但在那個(gè)未來(lái)時(shí)間它是離線的時(shí)的情況。存儲(chǔ)設(shè)備的失效指存儲(chǔ)設(shè)備26在過(guò)去的時(shí)間是在線的、在未來(lái)的時(shí)間被命令為在線的但它在那個(gè)未來(lái)的時(shí)間是離線的時(shí)的情況?？稍偕l(fā)電設(shè)備的失效指啟用的可再生發(fā)電設(shè)備在過(guò)去的時(shí)間是在線的并且它在當(dāng)前時(shí)間是離線的時(shí)的情況。負(fù)載的失效或跳閘指啟用的負(fù)載在過(guò)去的時(shí)間是在線的并且它在目前時(shí)間是離線的時(shí)的情況。對(duì)于微電網(wǎng)10的電網(wǎng)23的失效(如果它具有到大電網(wǎng)23的連接)指啟用的電網(wǎng)23在過(guò)去的時(shí)間是在線的并且它在當(dāng)前時(shí)間是離線的時(shí)的情況。盡管描述五個(gè)類型的失效誤差，應(yīng)注意根據(jù)在微電網(wǎng)10內(nèi)操作的不同類型的微電網(wǎng)資產(chǎn)15可檢測(cè)或監(jiān)測(cè)任何數(shù)量的失效誤差。
在成功驗(yàn)證通信路徑36和讀數(shù)時(shí)，方法70可確定微電網(wǎng)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(dòng)模式、顧問(wèn)模式還是處于關(guān)閉模式。如果控制系統(tǒng)12處于關(guān)閉模式，從微電網(wǎng)系統(tǒng)10和微電網(wǎng)資產(chǎn)15收集附加讀數(shù)。這些讀數(shù)(例如，關(guān)于微電網(wǎng)資產(chǎn)15的操作的歷史信息)可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組件50內(nèi)供未來(lái)在對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解方面使用。此外，在從微電網(wǎng)獲取附加讀數(shù)時(shí)，控制系統(tǒng)12可配置成再次驗(yàn)證通信路徑和收集的讀數(shù)，使得可在必要時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)誤差。
如果控制系統(tǒng)12確定為處于自動(dòng)模式或處于顧問(wèn)模式，控制系統(tǒng)12配置成驗(yàn)證操作的同步/快速負(fù)載跟蹤模式(框82)。在某些實(shí)施例中，驗(yàn)證操作的同步/快速負(fù)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(biāo)(局部控制器34)同步，則優(yōu)化分派調(diào)度(例如，命令、指令或決策)可在兩者之間傳送。
在驗(yàn)證操作的同步/快速負(fù)載跟蹤模式時(shí)，控制系統(tǒng)12可配置成通過(guò)各種誤差處理過(guò)程來(lái)處理先前識(shí)別的誤差或不可取事件(框84)。例如，對(duì)于由控制系統(tǒng)12檢測(cè)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(duì)識(shí)別的不可觀察性誤差作出響應(yīng)(框86)。特別地，控制系統(tǒng)12對(duì)識(shí)別的誤差作出響應(yīng)和/或處理識(shí)別的誤差以鑒于識(shí)別的誤差生成對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)10優(yōu)化的優(yōu)化分派調(diào)度(例如，考慮在通常新分派調(diào)度中的誤差)。鑒于前述，提供關(guān)于控制系統(tǒng)12如何對(duì)識(shí)別的誤差作出響應(yīng)或處理識(shí)別的誤差的簡(jiǎn)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(shè)備或微電網(wǎng)資產(chǎn)之間失去通信，這在失去通信之前被離線監(jiān)測(cè)。在處理不可觀察性類型I誤差中，假設(shè)在時(shí)間點(diǎn)A64與時(shí)間點(diǎn)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(shè)備或資產(chǎn)到鎖存數(shù)據(jù)用于運(yùn)行下一個(gè)優(yōu)化分派的時(shí)間(時(shí)間點(diǎn)B 66)時(shí)仍然不可觀察，則設(shè)備將在內(nèi)部對(duì)供在通過(guò)控制系統(tǒng)12的優(yōu)化計(jì)算中的使用不可用。而且，如果存儲(chǔ)設(shè)備26的輸入/輸出變成不可觀察類型I誤差，存儲(chǔ)輸入/輸出變得不可用。除輸入和輸出不可觀察性外，存儲(chǔ)設(shè)備26的其他復(fù)雜與荷電狀態(tài)(SOC)的不可觀察性有關(guān)。在該情況下，如果存儲(chǔ)SOC變得不可觀察，存儲(chǔ)26的輸入和輸出兩者都可變得不可用。上文論述的動(dòng)作從優(yōu)化計(jì)算排除不可觀察的微電網(wǎng)資產(chǎn)15。
如果該微電網(wǎng)資產(chǎn)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(wǎng)資產(chǎn)15被委托但它無(wú)法被傳達(dá)。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(lái)解決問(wèn)題，將不可觀察微電網(wǎng)資產(chǎn)15從優(yōu)化問(wèn)題拿出以更快速限制該誤差的后果。如果與離線微電網(wǎng)資產(chǎn)15的通信在控制系統(tǒng)12正在時(shí)間窗口BC中尋找最優(yōu)解決方案的時(shí)間期間失去，不可取的結(jié)果是要在最優(yōu)解決方案內(nèi)具有該不可觀察的微電網(wǎng)資產(chǎn)15，并且在時(shí)間點(diǎn)C 68處被命令。由于失去通信，該微電網(wǎng)資產(chǎn)15無(wú)法接通，這引起不可控性類型II誤差，其可由對(duì)應(yīng)的誤差處理程序來(lái)處理，如下文描述的。
微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可與檢測(cè)的不可觀察性類型I誤差不同地識(shí)別和處理檢測(cè)的不可觀察性類型II誤差。假設(shè)在時(shí)間點(diǎn)A 64與時(shí)間點(diǎn)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(shù)據(jù)被鎖存并且生成新的優(yōu)化問(wèn)題且對(duì)其求解的時(shí)間(例如，在時(shí)間點(diǎn)B 66)時(shí)微電網(wǎng)資產(chǎn)15仍然是不可觀察類型II誤差，控制系統(tǒng)12可轉(zhuǎn)移到顧問(wèn)模式。如上文指出的，在顧問(wèn)模式期間，可對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解，但優(yōu)化分派調(diào)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(shí)施例中，如果在時(shí)間點(diǎn)B 66與時(shí)間點(diǎn)C 68之間失去與在線微電網(wǎng)資產(chǎn)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(duì)于不可觀察微電網(wǎng)資產(chǎn)15的結(jié)果在可獲得新的最優(yōu)解決方案時(shí)在時(shí)間點(diǎn)C 68處預(yù)見。例如，在設(shè)置點(diǎn)中可沒有變化，并且不要求特殊動(dòng)作，因而控制系統(tǒng)12繼續(xù)正確操作。在功率設(shè)置點(diǎn)中可存在增加/減小，其中這兩個(gè)動(dòng)作中的任一個(gè)由于失去通信而無(wú)法實(shí)現(xiàn)并且假設(shè)所得的功率的超額/不足由微電網(wǎng)10中的同步機(jī)或存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)補(bǔ)償。可存在關(guān)閉情形，其中由于失去通信，微電網(wǎng)資產(chǎn)15無(wú)法關(guān)閉。這引起不可控性類型I，并且將基于對(duì)應(yīng)的誤差處理程序來(lái)解決它(框88)。重要的是注意使不可觀察微電網(wǎng)資產(chǎn)15在內(nèi)部不可用以從下一個(gè)優(yōu)化計(jì)算排除它將并未解決問(wèn)題并且可甚至使情形惡化。因而，在不可觀察在線發(fā)電設(shè)備仍然服務(wù)于負(fù)載時(shí)，控制系統(tǒng)12可委托其他發(fā)電候選者;這可危及微電網(wǎng)10的穩(wěn)定性。
此外，控制系統(tǒng)12可配置成處理在驗(yàn)證從微電網(wǎng)資產(chǎn)15得到的讀數(shù)期間檢測(cè)的不可控性誤差(框88)。實(shí)際上，控制系統(tǒng)12可配置成對(duì)每個(gè)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(shí)施例中，處理誤差可指采取對(duì)校正和/或考慮檢測(cè)的誤差以便減少檢測(cè)誤差的任何非期望影響的響應(yīng)或動(dòng)作。例如，對(duì)于識(shí)別的不可控性類型I誤差，在時(shí)間點(diǎn)C68后連續(xù)或以設(shè)置的間隔來(lái)檢查誤差。控制系統(tǒng)12可每10秒繼續(xù)發(fā)送關(guān)閉命令，并且繼續(xù)從微電網(wǎng)資產(chǎn)15讀取來(lái)看看是否實(shí)現(xiàn)命令。如果微電網(wǎng)資產(chǎn)15到對(duì)下一個(gè)優(yōu)化分派來(lái)鎖存數(shù)據(jù)的時(shí)間(在下一個(gè)時(shí)間步61中的時(shí)間點(diǎn)B 66)時(shí)無(wú)法被關(guān)閉，控制系統(tǒng)12可轉(zhuǎn)移到顧問(wèn)模式。另外，如果微電網(wǎng)資產(chǎn)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?yàn)槲㈦娋W(wǎng)資產(chǎn)15可繼續(xù)接收關(guān)閉命令，盡管未關(guān)閉。因此，如果問(wèn)題未被下一個(gè)優(yōu)化分派(時(shí)間點(diǎn)B 66或下一個(gè)時(shí)間步61中的時(shí)間點(diǎn)B 66)校正，控制系統(tǒng)12可切換到顧問(wèn)模式。如果這種事件在時(shí)間點(diǎn)B 66與時(shí)間點(diǎn)C 68之間發(fā)生，應(yīng)用相同的誤差處理程序。例如，如果微電網(wǎng)資產(chǎn)15未被下一個(gè)優(yōu)化分派(下一個(gè)時(shí)間步61中的時(shí)間點(diǎn)B)關(guān)閉，控制系統(tǒng)12可切換到顧問(wèn)模式。在某些實(shí)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(wǎng)資產(chǎn)15變得不可用，并且它將不包含在下一個(gè)優(yōu)化分派中。因?yàn)樽銐虼笮〉奈㈦娋W(wǎng)發(fā)電資產(chǎn)13或存儲(chǔ)設(shè)備26可通常采用同步/快速負(fù)載跟蹤模式操作，該誤差可未明顯危及微電網(wǎng)10的穩(wěn)定性。然而，如果未正確地處理它，它可在下一個(gè)優(yōu)化分派71中引起更多的服務(wù)器誤差/后果。因而，下一個(gè)優(yōu)化分派71可在不可控微電網(wǎng)資產(chǎn)15仍有助于微電網(wǎng)10中的發(fā)電時(shí)導(dǎo)致委托附加發(fā)電設(shè)備，這能夠危及微電網(wǎng)10的穩(wěn)定性。在同步發(fā)電機(jī)或快速負(fù)載跟蹤存儲(chǔ)設(shè)備不足以補(bǔ)償由于不可控(類型I)設(shè)備引起的額外發(fā)電的情況下，激活緊急補(bǔ)救動(dòng)作來(lái)使適當(dāng)數(shù)量的在線發(fā)電機(jī)停止。
對(duì)于不可控性類型II誤差，微電網(wǎng)系統(tǒng)10繼續(xù)操作直到下一個(gè)時(shí)間步61內(nèi)的下一個(gè)優(yōu)化分派71。在鎖存數(shù)據(jù)用于在下一個(gè)時(shí)間步61中的時(shí)間點(diǎn)B 66處運(yùn)行下一個(gè)優(yōu)化分派之前，如果誤差持續(xù)并且微電網(wǎng)資產(chǎn)15可用并且可觀察，控制系統(tǒng)12可通常使資產(chǎn)15在內(nèi)部不可用/停用并且可發(fā)送警報(bào);否則，僅發(fā)出警報(bào)。采用該方式，微電網(wǎng)資產(chǎn)15可完全在優(yōu)化計(jì)算之外直到操作員解決問(wèn)題并且使微電網(wǎng)資產(chǎn)15可用/啟用。如果該類型的誤差在優(yōu)化問(wèn)題運(yùn)行期間(即，在時(shí)間點(diǎn)B 66與時(shí)間點(diǎn)C 68之間)出現(xiàn)，在時(shí)間點(diǎn)B 66處鎖存數(shù)據(jù)之前由于可能已經(jīng)做出正確決策而可未進(jìn)行特定動(dòng)作。在某些實(shí)施例中，由于操作有足夠大小的同步發(fā)電機(jī)或快速負(fù)載跟蹤存儲(chǔ)設(shè)備，不可控性類型II誤差可不是關(guān)于微電網(wǎng)10的穩(wěn)定操作的主要關(guān)注。通常，該類型的誤差可引起微電網(wǎng)資產(chǎn)15的未完成起動(dòng)和不可用性，從而使微電網(wǎng)資產(chǎn)15在下一個(gè)優(yōu)化分派71中的優(yōu)化計(jì)算中被剔除。然而，可發(fā)出要求操作員解決問(wèn)題的警報(bào)。在由同步發(fā)電機(jī)或快速負(fù)載跟蹤存儲(chǔ)設(shè)備提供的備用裕度不足以補(bǔ)償不可控(類型II)發(fā)電機(jī)的情況下，激活補(bǔ)救動(dòng)作來(lái)起動(dòng)和分派在大小方面與不可控發(fā)電機(jī)類似或接近的替換發(fā)電機(jī)。對(duì)于其中既沒有足夠備用裕度也沒有替換發(fā)電機(jī)的那些微電網(wǎng)應(yīng)用，快速卸載方案應(yīng)由微電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)由用戶設(shè)置的優(yōu)先表來(lái)發(fā)起。
在某些實(shí)施例中，對(duì)于存儲(chǔ)微電網(wǎng)資產(chǎn)15(例如，存儲(chǔ)設(shè)備26)的不可控性類型II誤差的復(fù)雜性對(duì)應(yīng)于它們的待機(jī)損耗或自放電率，從而引起微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題的不可行性。例如，存儲(chǔ)設(shè)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?yàn)榇龣C(jī)損耗而隨時(shí)間減少。在這種誤差被操作員校正并且存儲(chǔ)變成可用/被啟用時(shí)，從微電網(wǎng)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(wèn)題不可行。這類情形可通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備26推動(dòng)“ 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(guān)于圖6進(jìn)一步解釋的。因此，在一些實(shí)施例中，SOC通過(guò)最大容量和最小可接受容量限制。根據(jù)與存儲(chǔ)技術(shù)有關(guān)的各種因素(其包含與存儲(chǔ)設(shè)備26的壽命有關(guān)的考慮) ，通常對(duì)存儲(chǔ)設(shè)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(shí)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(shí)施例中，與最小容量的偏離可不被容忍，因?yàn)檫@由下界“ 硬”約束實(shí)現(xiàn)。然而，能夠通過(guò)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(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)中被懲罰。采用該方式，SOC可通過(guò)由微電網(wǎng)控制系統(tǒng)決定的小的正松弛變量值而達(dá)到最小可接受容量以下。這稱為下界“ 軟”約束。此外，在某些實(shí)施例中，可提供控制系統(tǒng)12中的參數(shù)以允許用戶對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備26決定“ 硬”或“ 軟”約束的類型。該參數(shù)能夠分別設(shè)置為0或1以選擇“ 硬”或“ 軟”約束。在對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備26檢測(cè)不可控性類型II誤差以便消除優(yōu)化不可行性的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，軟約束可由控制系統(tǒng)12在內(nèi)部推動(dòng)，即使硬約束已經(jīng)由用戶設(shè)置。
除不可控性類型II誤差外，控制系統(tǒng)12還可處理檢測(cè)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(wǎng)控制系統(tǒng)12采取來(lái)校正和/或考慮檢測(cè)的誤差的動(dòng)作或響應(yīng)。不可控性類型III誤差應(yīng)于操作模式不可控性并且可對(duì)在線發(fā)電設(shè)備或存儲(chǔ)設(shè)備26檢查。由于該誤差的危急程度，控制系統(tǒng)12可在檢測(cè)到該類型的誤差時(shí)立即轉(zhuǎn)移到顧問(wèn)模式和/或關(guān)閉模式。如上文指出的，在某些實(shí)施例中，同步/快速負(fù)載跟蹤模式由控制系統(tǒng)12驗(yàn)證(框82)。在某些實(shí)施例中，如果在控制系統(tǒng)12所發(fā)送的東西與從微電網(wǎng)系統(tǒng)10所讀取的東西之間檢測(cè)到差異，控制系統(tǒng)12可未停留在自動(dòng)模式，并且可切換到顧問(wèn)模式和/或關(guān)閉模式。
控制系統(tǒng)12還可處理檢測(cè)的不可控性類型IV誤差。對(duì)于不可控性類型IV誤差，當(dāng)在功率設(shè)置點(diǎn)命令(例如，優(yōu)化分派調(diào)度內(nèi)的命令或指令)與來(lái)自微電網(wǎng)10的實(shí)際讀數(shù)之間檢測(cè)到比預(yù)期要大的差異時(shí)，控制系統(tǒng)12可未停留在自動(dòng)模式?？山邮苷`差裕度能夠由用戶在控制系統(tǒng)12中設(shè)置。另外，對(duì)于檢測(cè)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(hào)可在局部控制34內(nèi)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(dòng)模式的話。
類似地，控制系統(tǒng)12可配置成處理在驗(yàn)證從微電網(wǎng)資產(chǎn)15得到的讀數(shù)期間檢測(cè)的失效誤差(框90)。實(shí)際上，控制系統(tǒng)12可配置成處理對(duì)于每個(gè)失效誤差(例如，可分派發(fā)電設(shè)備的失效、存儲(chǔ)設(shè)備26的失效、可再生發(fā)電設(shè)備的失效、失效或使負(fù)載跳閘或電網(wǎng)23的失效)的誤差。例如，在處理可分派發(fā)電設(shè)備的失效中，控制系統(tǒng)12可具有兩個(gè)動(dòng)作。在第一動(dòng)作中，可首先發(fā)起補(bǔ)救動(dòng)作。例如，該補(bǔ)救動(dòng)作可包含在設(shè)置控制系統(tǒng)12時(shí)根據(jù)由用戶設(shè)置的優(yōu)先表來(lái)實(shí)現(xiàn)替換可分派發(fā)電設(shè)備。在第二動(dòng)作中，如果失效的可分派發(fā)電設(shè)備宣告不可用，在下一個(gè)優(yōu)化分派71處將不需要?jiǎng)幼鳎駝t，控制系統(tǒng)12可使它在下一個(gè)優(yōu)化分派71
處停用/不可用。操作員可采取動(dòng)作來(lái)校正問(wèn)題并且使可分派發(fā)電設(shè)備可用或啟用。
在某些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)12可配置成處理存儲(chǔ)設(shè)備26的失效。這些類型的誤差在存儲(chǔ)設(shè)備26由若干設(shè)備(例如，電解裝置28、氫存儲(chǔ)裝置30和燃料電池32)組成時(shí)可更可能出現(xiàn)。該誤差可對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備26的輸入(充電)和/或存儲(chǔ)設(shè)備26的輸出(放電)發(fā)生?？刂葡到y(tǒng)12可在處理與存儲(chǔ)設(shè)備26有關(guān)的這些類型的誤差時(shí)利用兩個(gè)動(dòng)作，如將在下文關(guān)于圖6進(jìn)一步解釋的。
在第一動(dòng)作中，如果發(fā)現(xiàn)失效的存儲(chǔ)設(shè)備26(輸入或輸出)不可用，由控制系統(tǒng)12將不需要?jiǎng)幼?。然而，根?jù)存儲(chǔ)設(shè)備26的荷電狀態(tài)(例如，SOC)的值，控制系統(tǒng)12可使存儲(chǔ)設(shè)備26(輸入或輸出)在下一個(gè)優(yōu)化分派71處停用/不可用。在這種實(shí)施例中，操作員可校正問(wèn)題并且使存儲(chǔ)設(shè)備26(輸入或輸出)可用或被啟用。關(guān)于對(duì)該誤差處理程序的SOC值的考慮將在下文并且關(guān)于圖6詳細(xì)論述。此外，在第二動(dòng)作中，如果存儲(chǔ)設(shè)備26的失效涉及具有非零待機(jī)損耗的存儲(chǔ)輸入(充電)，可激活軟約束以允許存儲(chǔ)設(shè)備26的最小可接受容量的略微違背并且確保微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題的可行性。除由于待機(jī)損耗(其可引起微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題的不可行性)而違背存儲(chǔ)最小容量之外，存在可引起違背最大和最小存儲(chǔ)容量?jī)烧叩钠渌麑?shí)際復(fù)雜性。例如，發(fā)出充電/放電命令中的延遲、測(cè)量誤差和起動(dòng)或環(huán)境條件可引起違背存儲(chǔ)設(shè)備26的最大和最小存儲(chǔ)容量?jī)烧摺?
在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)設(shè)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(jié)果，比如例如不可行性和循環(huán)誤差。這些非期望結(jié)果在控制系統(tǒng)12中能夠通過(guò)在控制系統(tǒng)12的優(yōu)化核外部具有預(yù)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(shù)，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(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備26的荷電狀態(tài)(SOC) ，其包含最大存儲(chǔ)容量91和最小可接受存儲(chǔ)容量93。特別地，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備26圖示在最大容量91以下的兩個(gè)區(qū)(例如，A和B)和在最小可接受容量93的任一側(cè)上的兩個(gè)區(qū)(即，C和D)。這些區(qū)可以是最大存儲(chǔ)容量91的幾個(gè)百分比或一小部分。在一些實(shí)施例中，區(qū)E代表不要求特定動(dòng)作的存儲(chǔ)安全操作帶。然而，如果SOC在四個(gè)區(qū)A、B、C或D中的任何內(nèi)，那個(gè)區(qū)的測(cè)量值適當(dāng)改變連同推動(dòng)一些必要的充電/放電命令。例如，如果測(cè)量的SOC位于區(qū)A或B中，SOC的值在控制系統(tǒng)12中運(yùn)行的優(yōu)化模式中固定在最大容量91。同樣，如果測(cè)量的SOC位于區(qū)D中，假設(shè)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(shí)施例中，存儲(chǔ)設(shè)備26可被推動(dòng)充電直到SOC達(dá)到區(qū)E。
在某些實(shí)施例中，某些時(shí)刻或事件可不適當(dāng)?shù)匾暈榇鎯?chǔ)設(shè)備26的失效。因而，假設(shè)存儲(chǔ)設(shè)備26在線并且保持充電。在它達(dá)到最大容量91時(shí)，局部控制器34可將它設(shè)置在待機(jī)模式。在某些實(shí)施例中，這可解釋為失效并且因此在下一個(gè)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(chǔ)設(shè)備26可由于放電或待機(jī)損耗而達(dá)到最小可接受容量93。對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備26的局部控制器34在該情況下可再次將設(shè)備設(shè)置在待機(jī)模式。這可被誤差地解釋為失效并且因此在下一個(gè)優(yōu)化分派71中，輸出放電在存儲(chǔ)輸出可用的情況下可被停用。
為了處理這些問(wèn)題(即，非期望輸入或輸出停用)并且將這些事件與真實(shí)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(yuǎn)。例如，在某些實(shí)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(shí)發(fā)生從在線到離線/待機(jī)的狀態(tài)改變，控制系統(tǒng)12因?yàn)樵摖顟B(tài)改變是由于真實(shí)失效引起而不是因?yàn)檫_(dá)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(shí)出現(xiàn)類似的狀態(tài)改變事件，控制系統(tǒng)12因?yàn)樵撌录怯捎谡鎸?shí)失效引起而不是因?yàn)檫_(dá)到最小容量93而停用輸出放電。
如關(guān)于圖5中的流程圖70描述的，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12還可處理可再生發(fā)電設(shè)備誤差的失效。在檢測(cè)到該誤差時(shí)，根據(jù)微電網(wǎng)應(yīng)用和可再生發(fā)電設(shè)備的大小，能夠定義可發(fā)起的補(bǔ)救動(dòng)作。因此，根據(jù)由用戶設(shè)置的優(yōu)先表將起動(dòng)替換發(fā)電/存儲(chǔ)設(shè)備。在該情況下，可再生發(fā)電設(shè)備將在下一個(gè)優(yōu)化分派71中在內(nèi)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(gè)分派時(shí)間段(例如，12分鐘)中的可再生鎖存數(shù)據(jù)可由控制系統(tǒng)12的可再生預(yù)測(cè)引擎使用。在失效期期間，可未用零值來(lái)更新預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
對(duì)于負(fù)載的失效或跳閘，控制系統(tǒng)12可通過(guò)在下一個(gè)優(yōu)化分派71中在內(nèi)部停用負(fù)載來(lái)處理誤差，并且與可再生發(fā)電設(shè)備類似，在失效期期間可未用零值更新預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。如果負(fù)載變成在線，控制系統(tǒng)12使它在內(nèi)部?jī)?nèi)被啟用。值得提及，微電網(wǎng)10能夠具有多個(gè)負(fù)載連接，并且前面提及的誤差處理程序在對(duì)微電網(wǎng)10中的每個(gè)負(fù)載檢測(cè)到失效時(shí)能適用。對(duì)于電網(wǎng)23連接的失效，如果對(duì)控制系統(tǒng)12定義操作的孤島模式，該模式可在電網(wǎng)23失效時(shí)立即被激活，否則電網(wǎng)23可在內(nèi)部被停用并且控制系統(tǒng)12可轉(zhuǎn)移到關(guān)閉模式和/或顧問(wèn)模式。
采用該方式，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12采用不同的方式處理不同類型的每個(gè)檢測(cè)誤差和/或不可取事件。由微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12可檢測(cè)和處理其他類型的誤差，比如例如不可行性和無(wú)界性誤差。不可行性和無(wú)界性誤差可在優(yōu)化問(wèn)題無(wú)法在微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題期間生成和/或求解時(shí)產(chǎn)生，如在圖4中描繪的。例如，不可行性誤差指在時(shí)間點(diǎn)B 66處生成的微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)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(wú)界性誤差指在時(shí)間窗口BC中發(fā)現(xiàn)的微電網(wǎng)最優(yōu)解決方案的無(wú)界性(圖4) ，使得微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題是可行的，但最優(yōu)解決方案中的一個(gè)或多個(gè)決策變量的值可不是有效數(shù)字(例如，接近無(wú)限)。在一些實(shí)施例中，在處理這些類型的誤差中，控制系統(tǒng)12可在時(shí)間點(diǎn)C 68處切換到顧問(wèn)模式。
在處理檢測(cè)的誤差和/或不可取事件后，包含的過(guò)程70確定微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12是處于自動(dòng)模式還是顧問(wèn)模式。如上文指出的，在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12處于自動(dòng)模式時(shí)，對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解并且優(yōu)化分派調(diào)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(wǎng)控制系統(tǒng)12處于顧問(wèn)模式時(shí)，對(duì)微電網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題求解，但優(yōu)化分派調(diào)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(wǎng)控制系統(tǒng)12處于自動(dòng)模式，控制系統(tǒng)12配置成將命令/設(shè)置點(diǎn)寫入并且通常將優(yōu)化分派調(diào)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(diào)度可在微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54的優(yōu)化分派區(qū)71處出現(xiàn)，并且優(yōu)化分派調(diào)度可傳送到局部控制器34。如果控制系統(tǒng)12處于顧問(wèn)模式，控制系統(tǒng)12可配置成在存儲(chǔ)器組件50內(nèi)記錄命令和設(shè)置點(diǎn)(例如，優(yōu)化分派調(diào)度命令、指令、決策等) 用于未來(lái)訪問(wèn)。特別地，不管控制系統(tǒng)12是處于自動(dòng)模式還是顧問(wèn)模式，在過(guò)程70結(jié)束時(shí)確定的優(yōu)化分派調(diào)度可以是去除識(shí)別的誤差和/或不可取事件的結(jié)果。因此，過(guò)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(diào)度，因?yàn)槠湓谙蚓植靠刂破?4發(fā)送命令之前確定和考慮各種誤差。在過(guò)程70結(jié)束時(shí)，讀取/寫入過(guò)程70可配置成在下一個(gè)時(shí)間步61中再次開始，并且過(guò)程70可再一次循環(huán)來(lái)確定、識(shí)別和處理各種類型的誤差或非期望事件。
本發(fā)明的技術(shù)效果包含微電網(wǎng)控制系統(tǒng)12，其配置成在運(yùn)行優(yōu)化分派技術(shù)期間監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)系統(tǒng)10(例如，微電網(wǎng)資產(chǎn)15)。特別地，控制系統(tǒng)12配置成識(shí)別可在優(yōu)化分派技術(shù)階段期間(例如在分派調(diào)度結(jié)果的讀取、優(yōu)化、寫入和實(shí)現(xiàn)期間)出現(xiàn)的不同類型的誤差和/或不可取事件。識(shí)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(shè)備的失效、存儲(chǔ)設(shè)備的失效、可再生發(fā)電設(shè)備的失效、負(fù)載跳閘或失效、電網(wǎng)23的失效，等)、不可行性和無(wú)界性?？刂葡到y(tǒng)12可
配置成采用不同的方式處理這些識(shí)別的誤差來(lái)使誤差對(duì)微電網(wǎng)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(cè)和處理誤差的過(guò)程70可重疊和/或嵌入微電網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程54的讀取/寫入過(guò)程70內(nèi)并且可在微電網(wǎng)優(yōu)化的整個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)域中循環(huán)出現(xiàn)。
該書面描述使用包含最佳模式的示例來(lái)公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，其包含制作和使用任何設(shè)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(quán)利要求定義，并且可包含本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想到的其他示例。這類其他示例如果它們具有不與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元素，或者如果它們包含與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的結(jié)構(gòu)元素則意圖處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
責(zé)任編輯：張珊珊
