基于能源虚拟孪生实现的能源供应链管理与优化的系统和方法技术方案

一种能源供应链管理和优化系统包括能源系统，该能源系统包括多个相互连接的微电网，连接至至少一个宏电网。所述能源系统连接至一个或多个云服务器包括至少一个处理器和存储器。所述存储器存储计算机代码。所述计算机代码在由所述至少一个处理器执行时，实现根据现实世界映射并包括多个虚拟对象的持续性虚拟世界系统。所述多个虚拟对象包括对应现实世界元素的至少一个虚拟副本。所述存储器进一步存储了连接至所述持续性虚拟世界系统的分布式能源管理系统，包括配置为通过在所述持续性虚拟世界系统中的所述虚拟现实从所述能源系统接收的数据对能源流进行数字化控制的至少一个能源控制系统，以及能够在能源相关设备之间进行能源聚合和交换的能源市场平台。也公开了其方法。其方法。

【技术实现步骤摘要】
基于能源虚拟孪生实现的能源供应链管理与优化的系统和方法


[0001]本专利技术涉及计算机系统，尤其涉及基于能源虚拟孪生实现的能源供应链管理与优化的系统和方法。

技术介绍

[0002]技术进步导致全球电力需求增加，未来需求趋势也愈发显著。与传统电网能源系统相关的电力短缺、电能质量问题、轮流停电、电价和需求飙升等问题激发了分布式能源资源(DER)的概念，即位于负载相对较近的小型发电源。DER提供了传统电网替代方案，并可通过包括可再生能源(风能、太阳能、水力、生物质、地热能等)在内的各种能源供电。然而，尽管开发了DER，但目前静电管理系统的设计仍无法适应设施中电气系统的多种日常变化，导致能源利用效率低下以及相应的负面影响。
[0003]能源互联网(EI)作为一个新兴概念，定义了一个有望提高互联性、开放性和灵活性的新型能源生态系统。EI被定义为一个在整个电力基础设施中使用价值作为关键运行参数以实现能源供需动态平衡的经济和控制机制系统。EI基于去中心化系统体系(SoS)，并由多方位DER利用智能电网进行实时协作。具体趋势为，产消者在被称为微电网的本地点对点(P2P)网络中交换能源，也可在地区、国家甚至国际层面实现与其他微电网交换能源，从而消除如今批发市场和零售市场间的壁垒。
[0004]与EI相关的挑战包括推进传统电网的技术架构，从集中式、命令和控制导向的架构转向去分散式与分布式点对点(P2P)架构。另一个挑战是管理产消者之间关系的复杂性，这将在很大程度上改变目前传统电网的运行模式，并且由于清洁能源的采用、储能系统的逐步部署以及产消者大规模部署清洁能源发电系统和电动汽车(EV)的应用，这一变化正在加速实现。最后，EI还涉及经济模式挑战。由于DER的引入将彻底改变零售和顾客间的关系，使顾客从被动的能源消费者转变为能源生产、消费、储存和交易的产消者。因此，交易数量可能会激增，并且交易频率将会增加，向着不同类型能源的全面分散式实时交易模式转变。由于能源监管机构将要求在每笔交易中权衡能源三难困境(即在保证供应安全、低碳排放和低能源成本之间做出权衡)，批发市场和零售市场需要进行整合。
[0005]而要想实现目标，则需要采用新的系统和方法，聚合DER，满足用户能源服务需求，同时将碳排放和能源生产及分配成本降到最低。

技术实现思路

[0006]本
技术实现思路
简明扼要地介绍了一系列概念，并在以下详细说明中进一步加以描述。本
技术实现思路
不用于明确要求保护的主题的关键特征，也不用作确定要求保护的主题的辅助手段。
[0007]在一些实施例中，本公开的多方位能源供应链管理和优化系统包括一个能源系统，所述能源系统包括多个相互连接的微电网，连接到至少一个宏电网。所述能源系统通过
能源网络与一个或多个计算设备进行通信。所述一个或多个计算设备包括至少一个处理器和存储器，所述存储器存储计算机代码，所述计算机代码响应所述至少一个处理器的执行操作，使所述一个或多个计算设备组成持续性虚拟世界系统和分布式能源管理系统。所述持续性虚拟世界系统根据现实世界进行映射，并包括多个虚拟对象，包括对应现实世界元素的至少一个虚拟副本。所述虚拟副本中一些虚拟副本包括来自所述能源系统的对应能源相关设备的能源副本。所述分布式能源管理系统包括至少一个能源控制系统以及一个能源市场平台。所述能源控制系统通过在所述持续性虚拟世界系统中进行模拟，根据从所述能源系统接收的数据采用数字方式集成和控制能源流。所述能源市场平台通过所述持续性虚拟世界系统使所述能源相关设备能够聚合和交换能源。
[0008]在一些实施例中，所述能源控制系统在相应节段中执行一个或多个并发目标导向模拟。所述节段包括至少一个操作节段、一个预测节段和一个分析节段。所述操作节段定义用于维持能源供应质量和可靠性的控制策略以及控制所述能源网络中的能源流；所述预测节段在多种情况下预测能源需求和产生；所述分析节段执行增强性和规范性分析。在进一步的实施例中，每个节段均被细分为不同的特定对象流，有助于进一步执行目标导向模拟。
[0009]在进一步的实施例中，通过在对应节段进行所述并发目标导向模拟，所述持续性虚拟世界系统能够无缝集成经配置可用于能源管理和交易过程自动化的人工智能代理。
[0010]在进一步的实施例中，为优化能源生产和分配，所述能源控制系统通过所述并发目标导向模拟实现的能源控制策略以最低能源成本、最低碳排放和能源供应安全三大因素之一为依据。
[0011]在一些实施例中，不同节段被整合到统一视图中，所述视图为所述能源系统提供整体优化管理。
[0012]在更进一步的实施例中，多个能源市场运营商利用所述能源市场平台的各个实例，根据所述能源控制系统的能源数据交换，聚合和交易能源流。在更进一步的实施例中，所述多个能源市场运营商通过所述能源控制系统的实例与一个或多个能源分配系统运营商通信，从而通过网络加固和负载管理将配电和输电能源网络维持在运行限制内。在更进一步的实施例中，当能源供不应求时，所述一个或多个能源市场运营商向所述一个或多个能源分配系统运营商请求短缺的能源，或者，当能源供大于求时，所述一个或多个能源市场运营商向所述能源市场平台的点对点平行拍卖系统请求过剩能源，将所述过剩能源交易给外部消费者。在一些实施例中，所述操作节段与一个或多个能源市场运营商的计量、计费和投标服务连接。
[0013]在一些实施例中，所述能源系统的所述能源相关设备包括能源生产设备、储能设备、能源控制设备、能耗设备和能源分配设备中的一个或多个。至少一些所述能源相关设备包含在多方位分布式能源(DER)中。在一些实施例中，所述DER可包括一个或多个能源生产设备，例如风力涡轮机、地热发电厂、水力发电厂、生物质发电厂和电动汽车(EV)，和/或其他对应的能源相关设备(例如储能设备、能源控制设备、能耗设备和能源分配设备)。
[0014]在一些实施例中，所述分布式能源管理系统能够基于相应电动汽车是否与连接至相应微电网的充电站连接来更新电动汽车虚拟副本的状态。此外，在这些实施例中，将EV连接至所述微电网会更新所述EV在移动性网络中的不可用状态，而断开所述EV与所述微电网的连接则会更新所述EV在所述移动性网络中的可用状态。在一些实施例中，所述分布式能
源管理系统的不同实例使用智能合约共享服务、状态和数据，实现连接以及信息交换管理。
[0015]在一些实施例中，在所述市场平台通过所述持续性虚拟世界系统进行的交互以游戏形式呈现，激励用户优化能源消费模式。
[0016]在一些实施例中，所述能源市场平台支持能源即服务(EaaS)经济，为能源相关数据、服务和模拟的交易提供了一个开放市场，市场中的每位产消者都可以参与到整个能源市场活动中并为市场增加价值。
[0017]在一些实施例中，所述分布式能源管理系统包括或连接至一个能源应用程序商店，为所述分布式能源管理系统添加新内容、应用程序以及服务。
[0018]在一些实施例中，通过能源网络连接到能源系统的一个或多个计算设备负责执行一种能源供应链管理和优化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多方位能源供应链管理和优化系统，包括：一个能源系统包含多个彼此相连的微电网，这些微电网又至少与一个宏电网相连；所述能源系统通过能源网络与一个或多个计算设备进行通信耦合；所述一个或多个计算设备包含至少一个处理器和存储计算机代码的存储器；所述存储器应响应所述至少一个处理器的执行命令，确保所述一个或多个计算设备执行以下任务：基于现实世界映射并包括多个虚拟对象的持续性虚拟世界系统。所述虚拟对象包括至少一个对应现实世界元素的虚拟副本，其中一些虚拟副本包括来自所述能源系统的相应能源相关设备的能源副本；以及分布式能源管理系统与所述持续性虚拟世界系统进行通信耦合，该系统包含：一种能源控制系统，通过所述持续性虚拟世界系统的模拟对能源控制系统进行配置，使其具备依照所接收的所述能源系统数据对能源流进行数字化整合和控制；以及一种能源市场平台，该平台能够使用所述持续性虚拟世界系统在能源相关设备之间进行能源聚合和交换。2.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述能源控制系统应进行适当配置，可在相应节段中执行一个或多个并发目标导向模拟命令，至少包括：一个操作节段，其配置必须满足用于保持能源供应的质量和可靠性以及用于控制所述能源网络中的能源流的控制策略；一个预测节段，其配置必须满足在多种场景中预测能源需求和能源生产的要求；以及一个分析节段的配置应满足执行增强性和规范性分析的要求。3.根据权利要求2所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，通过在对应节段进行所述并发目标导向模拟，所述持续性虚拟世界系统能够无缝集成经配置可用于能源管理和交易过程自动化的人工智能代理。4.根据权利要求2所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述能源控制系统通过所述并发目标导向模拟实现的能源控制策略基于将能源生产和分配优化为最低能源成本、最低碳排放和能源供应安全三大因素中至少一个。5.根据权利要求2所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述节段整合在一个统一视图内，通过该视图可以对所述能源系统实施整体和优化管理。6.根据权利要求2所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，每个节段又被细分为不同的特定对象流，有助于进一步执行目标导向模拟。7.根据权利要求2所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述操作节段与一个或多个能源市场运营商的计量、计费和投标服务进行通信耦合。8.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，一个或多个能源市场运营商利用所述单个能源市场平台，依据所述能源控制系统的能源数据交换信息聚合和交易能源流。9.根据权利要求8所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述多个能源市场运营商通过所述能源控制系统的实例与一个或多个能源分配系统运营商通信，从而通过网络加固和负载管理将配电和输电能源网络维持在运行限制内。10.根据权利要求9所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，当能源供不应求时，所述一个或多个能源市场运营商向所述一个或多个能源分配系统运营商请求短缺的能
源，或者其中，当能源供大于求时，所述一个或多个能源市场运营商向所述能源市场平台的点对点平行拍卖系统请求过剩能源，将所述过剩能源交易给外部消费者。11.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中所述能源系统的所述能源相关设备包括一套或多套能源生产设备、储能设备、能源控制设备、能耗设备和能源分配设备，并且其中所述能源相关设备中的至少有一部分包含在多方位分布式能源(DER)内。12.根据权利要求11所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中所述分布式能源包括一套或多套风力涡轮机、地热发电设备、水力发电设备、生物质发电设备和电动汽车(EV)。13.根据权利要求12所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述分布式能源管理系统可以根据相应的EV与相应微电网的充电站的连接是否断开，更新EV虚拟副本的状态；其中，将EV与所述相应的微电网相连可激活移动性网络中的所述EV的不可用状态；其中，断开所述EV与所述相应的微电网之间的连接则可激活所述移动性网络中的所述EV的可用状态，同时使所述EV的能源物理交易功能失效。14.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述分布式能源管理系统的不同实例采用智能合约来共享服务、状态和数据，目的是管理连接和信息交换。15.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述持续性虚拟世界系统的所述能源市场平台进行的交互活动被博弈化，目的是为了激励用户优化能源消费模式。16.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述能源市场平台进一步实现数据、服务和模拟的交换和聚合。17.根据权利要求1所述的多方位能源供应链管理和优化系统，其中，所述分布式能源...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞维特，
申请(专利权)人：明日基金知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：