纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构及其控制方法，智能结构包括：计算层，用于根据能源类型维度的优化目标参数生成包含至少一个空间分布控制命令的空间维度分布群命令；总控制层，用于根据空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组；设备控制层，用于根据时间维度序列控制命令组确定对应能源系统的时序控制命令；至少一个能源系统，用于由确定的能源系统执行多元化维度序列控制命令组中的多元化控制命令。本发明专利技术中的纳网能源系统多维度数据流的整个控制结构设计与实施过程，可以同时适用于高实时动态性能与或高精度静态误差要求的能源网络结构，并避免在动态演化的控制过程中出现大的误差与不稳定。

Intelligent structure and control method based on multi-dimensional heterogeneous data flow driving in nano grid energy system

【技术实现步骤摘要】
纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构及其控制方法
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构及其控制方法。
技术介绍
微电网(Micro-Grid)是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网中的分布式电源自身的不稳定性容易导致微电网的运行控制困难。针对此问题，现有技术多采用分层控制方法。这种控制方法可以将分层控制分为三层，每一层独立完成自身的控制任务，通过通信通道向下层传达命令，且传达命令过程中不会影响微电网的稳定性。基于分层控制方法，微电网分层控制的第一层为分布式电源和负荷控制，第二层为在第一层控制信号基础上的频率和电压幅值控制，第三层为微电网功率和主网功率控制。但由于此分层控制结构只是适用于静态结构的能源网络系统，对于结构发生动态演化的能源网络系统，分层控制会使系统出现较大的误差与不稳定。微电网通常适用于结构不发生变化的能源系统，属于静态结构。结构可以发生变化的能源系统，属于动态结构。纳网兼容动态结构与静态结构。在纳网中，需要解决如何避免系统在控制过程中出现大的误差与不稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构及其控制方法，以解决现有的分布式能源网络系统在控制上会出现较大的误差与不稳定的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：第一方面，提供了一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构，包括：计算层，用于根据能源类型维度的优化目标参数生成包含至少一个空间分布控制命令的空间维度分布群命令；总控制层，与所述计算层通信连接，用于根据所述空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组；设备控制层，与所述总控制层通信连接，用于根据所述时间维度序列控制命令组确定对应能源系统的时序控制命令；至少一个能源系统，与包含所述计算层、总控制层和设备控制层的三层结构中的至少一层结构通过基于发布及订阅数据流模型总线通信连接，并通过虚拟化的多维度异构数据流智能算法实现数据流的快速获取、实时处理、动态存储与智能分析，用于由确定的所述能源系统执行所述多元化维度序列控制命令组中的多元化控制命令，其中，所述多元化维度序列控制命令组包括计算层产生的类型控制命令组、总控制层产生的空间控制命令组和所述时间维度序列控制命令组中的至少一种，所述多元化控制命令包括所述类型控制命令组中的控制命令、空间控制命令组中的控制命令和时间维度序列控制命令组中的时序控制命令。第二方面，提供了一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构的控制方法，包括：由计算层根据目标参数生成包含至少一个空间分布控制命令的空间维度分布群命令；由总控制层根据所述空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组；由设备控制层根据所述时间维度序列控制命令组确定对应能源系统的时序控制命令；由确定的所述能源系统执行所述多元化维度序列控制命令组中的多元化控制命令，其中，所述多元化维度序列控制命令组包括计算层产生的类型控制命令组、总控制层产生的空间控制命令组和所述时间维度序列控制命令组中的至少一种，所述多元化控制命令包括至少一种所述类型控制命令组中的控制命令、所述空间控制命令组中的控制命令和所述时间维度序列控制命令组中的时序控制命令。在本专利技术实施例中，所有的能源系统、设备控制层、总控制层及计算层通过基于实时平行算法的数据流模型总线相连，并采用虚拟化的多维度异构数据流实现数据流的快速获取、实时处理、动态存储与智能分析；其中，对于目标参数，例如用户输入的运行参数或者以其它方式生成的运行参数等，计算层可以生成对应的空间维度分布群命令，总控制层会根据空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组，设备控制层可以根据时间维度序列控制命令组确定对应的能源系统；其中，通过数据流模型总线，设备控制层、总控制层及计算层均可以向能源系统发送对应的控制命令组，这些控制命令组可以形成多元化维度序列控制命令组，能源系统可以执行多元化维度序列控制命令组中的多元化控制命令，以上纳网能源系统多维度数据流的整个控制结构设计与实施过程，可以同时适用于高实时动态性能与或高精度静态误差要求的能源网络结构，并避免在动态演化的控制过程中出现大的误差与不稳定。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术的一个实施例的纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构的结构图；图2是图1中总控制层的工作原理示意图；图3是图1中设备控制层的工作原理示意图；图4是本专利技术的一个实施例的纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构的框图；图5是本专利技术中Merge1控制器的原理结构图；图6是本专利技术一个实施例的纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构的控制方法。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术的一个实施例的纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构的结构图。如图1所示，其包括：计算层110，用于根据能源类型维度的优化目标参数生成包含至少一个空间分布控制命令的空间维度分布群命令。计算层110可以包括多个云服务器，云服务器之间可以相互通信连接。目标参数可以是用户进行输入，基于不同能源类型的分类标准可以有多种选择，例如基于集中与分布式能源分类，基于可再生与化石能源分类，基于一次与二次能源分类，基于电力与化工能源分类，以电能系统为例，用户可以输出与功率、发电量、输出电量等相关的参数。也可以是切换参数，例如切换至电池能源系统进行供电的目标参数等。需要指出的是，目标参数可以具有多种。对于目标参数，计算层110可以进行计算，生成一个空间维度分布群命令。计算层可以采用不同的计算方法，以优化计算结果。具体的计算方法本实施例不再具体详述。这些群命令可以用于最终控制对应的各个能源系统140以完成目标参数所涉及的工作内容。空间维度分布群命令可以包括至少一个空间分布控制命令。这些空间分布控制命令可以被发送至总控制层120。总控制层120，与计算层110通信连接，用于根据空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组。总控制层120可以是多个互相通信连接的服务器。总控制层120可以根据空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组。其中，总控制层120可以判断适用于不同能源系统的时序控制命令，然后，将适用于同一能源系统的时序控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构，其特征在于，包括：/n计算层，用于根据能源类型维度的优化目标参数生成包含至少一个空间分布控制命令的空间维度分布群命令；/n总控制层，与所述计算层通信连接，用于根据所述空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组；/n设备控制层，与所述总控制层通信连接，用于根据所述时间维度序列控制命令组确定对应能源系统的时序控制命令；/n至少一个能源系统，与包含所述计算层、总控制层和设备控制层的三层结构中的至少一层结构通过基于发布及订阅数据流模型总线通信连接，并通过虚拟化的多维度异构数据流智能算法实现数据流的快速获取、实时处理、动态存储与智能分析，用于由确定的所述能源系统执行多元化维度序列控制命令组中的多元化控制命令，其中，所述多元化维度序列控制命令组包括计算层产生的类型控制命令组、总控制层产生的空间控制命令组和所述时间维度序列控制命令组中的至少一种，所述多元化控制命令包括至少一种所述类型控制命令组中的控制命令、所述空间控制命令组中的控制命令和所述时间维度序列控制命令组中的时序控制命令。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳网能源系统的基于多维度异构数据流驱动的智能结构，其特征在于，包括：
计算层，用于根据能源类型维度的优化目标参数生成包含至少一个空间分布控制命令的空间维度分布群命令；
总控制层，与所述计算层通信连接，用于根据所述空间维度分布群命令确定至少一个时间维度序列控制命令组；
设备控制层，与所述总控制层通信连接，用于根据所述时间维度序列控制命令组确定对应能源系统的时序控制命令；
至少一个能源系统，与包含所述计算层、总控制层和设备控制层的三层结构中的至少一层结构通过基于发布及订阅数据流模型总线通信连接，并通过虚拟化的多维度异构数据流智能算法实现数据流的快速获取、实时处理、动态存储与智能分析，用于由确定的所述能源系统执行多元化维度序列控制命令组中的多元化控制命令，其中，所述多元化维度序列控制命令组包括计算层产生的类型控制命令组、总控制层产生的空间控制命令组和所述时间维度序列控制命令组中的至少一种，所述多元化控制命令包括至少一种所述类型控制命令组中的控制命令、所述空间控制命令组中的控制命令和所述时间维度序列控制命令组中的时序控制命令。


2.根据权利要求1所述的智能结构，其特征在于，所述计算层的能源类型维度数据流根据能源类型进行采用分类，可采用的分类方式包括但不局限于：集中式与分布式能源、一次能源与二次能源、化石能源与可再生能源、电力能源与化工能源，所述计算层根据存储的数据流与能源系统能源类型实时转化的运行参数，对所述空间维度分布群命令中的空间分布控制命令进行优化。


3.根据权利要求1所述的智能结构，其特征在于，所述总控制层的空间维度分布包括不同类型的网络连接方式连接不同类型的电源、储能及负荷，采用的空间维度分布包括但不局限于：星型、环型、树型、网状，总控制层根据存储的数据流与能源系统空间维度分布变化的运行参数，对所述时间维度序列控制命令组中的控制参数进行优化。


4.根据权利要求1所述的智能结构，其特征在于，所述设备控制层的时间维度序列控制包括不同长短...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友，赵璐璐，冀晓帆，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11