电力通信融合网络系统以及电力通信融合网络系统中的控制方法技术方案

提供一种包括多个无线基站和属于各无线基站所形成的小区的直流电网组在内的电力通信融合网络系统，直流电网组中的各直流电网具有直流电力线，该直流电力线连接有包括发电设备以及蓄电设备在内的多个电力设备，该各直流电网基于通过无线通信在电力设备之间进行交换的各电力设备的状态信息，实施用于抑制直流电力线中的电力的时间波动的第一控制，在多个直流电网所属的小区中，多个直流电网中的第一直流电网基于通过无线通信在直流电网之间进行交换的各直流电网的状态信息，实施用于与第二直流电网之间互换电力的第二控制，属于第一小区的第一直流电网组在第一直流电网组以及属于第二小区的第二直流电网组的电力状况满足了预先设定的第一条件时，实施用于在第一直流电网组与第二直流电网组之间互换电力的第三控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力通信融合网络系统以及电力通信融合网络系统中的控制方法
本专利技术涉及电力通信融合网络系统以及电力通信融合网络系统中的控制方法。
技术介绍
Society5.0高度地融合了CPS(CyberPhysicalSystem，信息物理系统)的赛博空间(Cyberspace)和物理空间(Physicalspace)，而对于实现该Society5.0的智慧型城市(Smartcity)和紧凑型城市(Compactcity)而言，期待着这些城市在实现都市、地区具有的功能、服务的效率化以及高度化的同时，能使应以脱碳等的社会为目标的课题的解决、和伴随着数字化转型、订阅(subscription)所引起的产业结构的变革的经济发展这两者并存。此外，以考虑到环境(Environment)、社会(Social)、管理(Governance)这3要素的投资(ESG投资)的增加、2015年9月的联合国首脑会议中“用于可持续发展的2030议程”(可持续发展目标(SDGs))的通过等为背景，宣布了仅使用可再生的能源而进行商业运营的企业能够参加的RE100(RenewableEnergy100％)的加盟数也正在增加。世界的智慧型城市市场被推断为2010年到2030年这20年间达到累计3100兆日元的规模，成为其核心的能源相关市场中，预期涉及智能电网(smartgrid)为约720兆日元，涉及EV(ElectricVehicle，电动车)等的下一代机动车为约310兆日元，涉及可再生能源为约380兆日元这样的市场规模。因此，多个国家、地区推进智慧型城市化计划，其中的一部分已经开始运行。下述的专利文献1中提出了将包括太阳能发电、风力发电、蓄电池以及电力用蓄电系统在内的分布式电源、包括EV以及充电站在内的社会基础设施、HEMS(HomeEnergyManagementSystem，家庭能源管理系统)以及BEMS(BuildingEnergyManagementSystem，建筑能源管理系统)、发电站通过通信网以及电网相互连接的系统。特别是，该专利文献1中提出了经由光通信网络将各种基础设施与云计算系统连接，通过SCMS(SmartCommunityManagementSystem，智能社区管理系统)集中控制社会基础设施的社会基础设施控制系统。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/172088号
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题然而，在如上述的社会基础设施控制系统那样大规模的电网中，电力网络以及信息通信网络的创设成本以及运营成本高，在此基础上，存在由于自然灾害等所引起的损害规模容易变大，并且其恢复原状所涉及的期间长期化的悬念。此外，在社会基础设施那样的大规模系统中，仅通过自主分布式协同控制难以最优化系统，需要与整体最优化的构造进行协作，但在对社会基础设施的韧性(resilience)进行强化的基础上使两者如何协作成为课题。鉴于上述课题，根据本专利技术的一个观点，本专利技术的目的在于提供一种电力网络与信息通信网络互相补充而使两者融合以实现基于上述协作的韧性的强化的电力通信融合网络系统及其控制方法。用于解决技术问题的技术方案根据本专利技术的一个技术方案，提供包括多个无线基站和属于各无线基站所形成的小区的直流电网组在内的电力通信融合网络系统。直流电网组中的各直流电网具有直流电力线，该直流电力线连接有包括发电设备以及蓄电设备在内的多个电力设备，基于通过无线通信在电力设备之间进行交换的各电力设备的状态信息，实施用于抑制直流电力线中的电力的时间波动的第一控制。在多个直流电网所属的小区中，多个直流电网中的第一直流电网基于通过无线通信在直流电网之间进行交换的各直流电网的状态信息，实施用于与第二直流电网之间互换电力的第二控制。属于第一小区的第一直流电网组在第一直流电网组以及属于第二小区的第二直流电网组的电力状况满足了预先设定的第一条件时，实施用于在第一直流电网组与第二直流电网组之间互换电力的第三控制。专利技术效果根据本专利技术，能够实现韧性的强化。附图说明图1为用于对实施方式涉及的电力通信融合网络系统的系统结构进行说明的示意图。图2为用于对实施方式涉及的基站的结构进行说明的示意图。图3为用于对实施方式涉及的直流电网的可扩展性进行说明的图。图4为用于对实施方式涉及的云系统的功能进行说明的框图。图5为用于对实施方式涉及的自主分布式协同控制以及整体最优化控制的流程进行说明的流程图。图6为表示了实施方式涉及的生存优先级表的例子的图表。图7为用于对实施方式涉及的电力通信网络模型的例子以及整体最优化控制进行说明的图。图8为表示了实施方式涉及的状态信息以及整体控制参数的例子的图表。图9为用于对用于控制直流电网的控制设备、用于控制电力互换门的控制设备、MEC服务器以及能够实现云系统的功能的计算机的硬件进行说明的框图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，存在针对本说明书以及图面中实质上具有相同的功能的要素，通过赋予相同的附图标记而省略重复说明的情况。首先，在对本专利技术的实施方式进行说明之前，对实现智慧型城市和紧凑型城市的基础上应解决的课题进行描述。在通过有效利用AI(ArtificialIntelligence，人工智能)、大数据、IoT(InternetofThings，物联网)而技术革新迅速地进行了进展的ICT(InformationandCommunicationTechnology，信息通讯技术)领域中，向数据中心的通信量(Traffic)集中所引起的信息处理的负荷增大成为课题。此外，伴随着信息处理的负荷增大的电力消耗量的急增也为严峻的课题。针对这样的课题，在5G(第五代移动通信系统)、B5G(Beyond5G)中，预计在对来自终端的访问进行汇集的基站(Edge)中导入能够处理信息的MEC(MobileEdgeComputing，移动边缘计算)。在5G、B5G的系统中，通过多个基站和从各基站伸出的多个天线组构筑无线网络。例如，在各基站设置有多个BBU(BaseBandUnit，基带单元)，利用与各BBU连接的RRH(RemoteRadioHead，射频拉远头)的天线组来形成覆盖各终端的宏小区(macrocell)。各RRH形成小小区(smallcell)(纳米小区、微微小区、毫微微小区等)，通过小小区的集合来构成宏小区。在上述那样的系统中，对于分散配置在较大区域的基站以及天线组，如何供电成为课题。在电力领域中，从对环境问题的考虑、韧性的强化的观点出发，与现有的电力系统之间的协作也被纳入视野，并且从面向利用了可再生能源的分布式能源系统的实现的各种观点出发而进行着研究开发。例如，已经进行了将可再生能源纳入到电力系统为目的的虚拟发电站的验证实验、由直流的电力线(DC线)形成的小规模的电网(直流电网)的验证实验。其中，伴随着从现有的电力系统向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力通信融合网络系统，包括多个无线基站和属于各无线基站所形成的小区的直流电网组，/n所述直流电网组中的各直流电网具有直流电力线，该直流电力线连接有包括发电设备以及蓄电设备在内的多个电力设备，所述各直流电网基于通过无线通信在电力设备之间进行交换的各电力设备的状态信息，实施用于抑制所述直流电力线中的电力的时间波动的第一控制，/n在多个直流电网所属的小区中，所述多个直流电网中的第一直流电网基于通过无线通信在直流电网之间进行交换的各直流电网的状态信息，实施用于与第二直流电网之间互换电力的第二控制，/n属于第一小区的第一直流电网组在所述第一直流电网组以及属于第二小区的第二直流电网组的电力状况满足了预先设定的第一条件时，实施用于在所述第一直流电网组与所述第二直流电网组之间互换电力的第三控制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力通信融合网络系统，包括多个无线基站和属于各无线基站所形成的小区的直流电网组，
所述直流电网组中的各直流电网具有直流电力线，该直流电力线连接有包括发电设备以及蓄电设备在内的多个电力设备，所述各直流电网基于通过无线通信在电力设备之间进行交换的各电力设备的状态信息，实施用于抑制所述直流电力线中的电力的时间波动的第一控制，
在多个直流电网所属的小区中，所述多个直流电网中的第一直流电网基于通过无线通信在直流电网之间进行交换的各直流电网的状态信息，实施用于与第二直流电网之间互换电力的第二控制，
属于第一小区的第一直流电网组在所述第一直流电网组以及属于第二小区的第二直流电网组的电力状况满足了预先设定的第一条件时，实施用于在所述第一直流电网组与所述第二直流电网组之间互换电力的第三控制。


2.根据权利要求1所述的电力通信融合网络系统，其中，
所述直流电网组中包括的至少一个直流电网与电力系统连接，
在实施所述第一控制以及所述第二控制中可能的控制的状态下的电力状况满足了预先设定的第二条件时，所述直流电网组实施用于从所述电力系统接收电力供给的第四控制。


3.根据权利要求1所述的电力通信融合网络系统，其中，
在所述多个无线基站中第一无线基站的至少一部分功能发生了障碍时，通过所述第一无线基站的剩余的功能以及/或者位于所述第一无线基站的周围的其他无线基站，对与所述第一无线基站对应的直流电网组提供无线环境，通过利用了所述无线环境的无线通信来交换各电力设备的状态信息以及/或者各直流电网的状态信息。


4.根据权利要求1所述的电力通信融合网络系统，其中，
使用通过从所对应的无线基站伸出的光通信电缆来连接的天线组而形成所述小区，经由从对应的所述无线基站所在的设备中伸出的干铜而向所述天线组供电。


5.根据权利要求1所述的电力通信融合网络系统，其中，
包括用于电动车辆的充电以及/或者来自所述电动车辆的受电的接收供给电站与所述直流电力线连接的直流电网在内的第三直流电网组，在所述第三直流电网组的电力状况满足了预先设定的第三条件时，实施用于抑制对通过所述接收供给电站进行充电的电动车辆的供电的第五控制，从所述直流电力线切断所述接收供给电站。


6.根据权利要求5所述的电力通信融合网络系统，其中，
在所述第五控制中，在没有与所述直流电力线连接的独立的蓄电设备与所述接收供给电站连接的情况下，在从所述直流电力线切断所述接收供给电站之后，所述接收供给电站使用独立的所述蓄电设备的电力来实施对所述电动车辆的充电。


7.根据权利要求2所述的电力通信融合网络系统，其中，
对多个所述电力设备中耗电的电力消耗设备设定生存优先级，
所述直流电网组在实施所述第一控制至所述第四控制中的可能的控制的状态下的电力状况满足预先设定的第四条件时，实施用于按照所述生存优先级从低到高的顺序断开所述电力消耗设...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾辻泰一，岩月胜美，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP