[發(fā)明專利]泛能網(wǎng)的控制系統(tǒng)、自組織系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210280426.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103576549B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋臣;甘中學(xué);馮程程;鄭鵬;董辰輝;扈杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泛能網(wǎng)的控制系統(tǒng)、自組織系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

能量網(wǎng)的主要形式是電力網(wǎng)，其中通過(guò)將現(xiàn)有電力網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電能生產(chǎn)、傳輸和利用的智能化。

在甘中學(xué)等人的中國(guó)專利申請(qǐng)No.201010173519.1(發(fā)明名稱：“實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化利用的泛能網(wǎng)及提供能源交易和服務(wù)的方法”)中公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)多能源(多種類型的能源和/或來(lái)自多個(gè)地理位置的能源)的耦合利用、實(shí)現(xiàn)分布式能源的管理和決策、以及針對(duì)能源利用的全過(guò)程進(jìn)行能效優(yōu)化的泛能網(wǎng)的方案。

泛能網(wǎng)包括以傳輸泛能流的虛擬管道互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接在一起的節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)之間雙向傳輸泛能流。節(jié)點(diǎn)包括系統(tǒng)能效控制器，以及連接至系統(tǒng)能效控制器的其他節(jié)點(diǎn)、能源生產(chǎn)裝置、能源儲(chǔ)存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個(gè)。其中，系統(tǒng)能效控制器控制其他節(jié)點(diǎn)、能源生產(chǎn)裝置、能源儲(chǔ)存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的至少一個(gè)的泛能流的輸入和輸出，泛能流包括能量流、物質(zhì)流、信息流相互耦合協(xié)同而形成的邏輯智能流。

泛能網(wǎng)是一個(gè)信息、能量和物質(zhì)通過(guò)協(xié)同耦合而融為一體的智能泛能網(wǎng)絡(luò)體系。泛能網(wǎng)技術(shù)是將信息網(wǎng)、能量網(wǎng)和物質(zhì)網(wǎng)耦合成同一網(wǎng)絡(luò)的智能協(xié)同技術(shù)，最大程度的體現(xiàn)了機(jī)機(jī)互感、人機(jī)互動(dòng)和人人互智的網(wǎng)絡(luò)化關(guān)系。該技術(shù)通過(guò)能效匹配系統(tǒng)、智能交互控制中心和智能云服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了能量空間、信息空間和物質(zhì)空間的無(wú)縫連接，從而實(shí)現(xiàn)了能量的高級(jí)利用。

可以利用OSI模型來(lái)建立泛能網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)。OSI模型將網(wǎng)絡(luò)通信工作分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。

物理層對(duì)通信的物理參數(shù)(如通信介質(zhì)、傳送速率等)作出規(guī)定；數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)切割成數(shù)據(jù)框，并將數(shù)據(jù)框傳送到傳輸介質(zhì)上；網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的打包及傳輸途徑的設(shè)置，當(dāng)幾個(gè)局域網(wǎng)互聯(lián)時(shí)，通過(guò)它進(jìn)行路徑的選擇；傳輸層提供兩個(gè)系統(tǒng)間可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流量控制和差錯(cuò)控制，保證端到端的可靠傳輸；會(huì)話層是用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的接口，負(fù)責(zé)把面向網(wǎng)絡(luò)的會(huì)話地址變換成相應(yīng)的工作站的物理地址；表示層提供數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換機(jī)編碼；應(yīng)用層提供OSI通信協(xié)議的用戶接口以及分布式數(shù)據(jù)服務(wù)。

根據(jù)泛能網(wǎng)的特點(diǎn)，泛能網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)包括互感、互動(dòng)、互智三層體系。

在互感層，日常運(yùn)行由泛能網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換與泛能網(wǎng)平衡優(yōu)化控制；在互動(dòng)層，綜合優(yōu)化策略注入后，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控人員針對(duì)超出日常業(yè)務(wù)控制范圍的狀況進(jìn)行基礎(chǔ)調(diào)整，滿足業(yè)務(wù)異常變動(dòng)需求；在互智層，針對(duì)災(zāi)難、事故、政策等進(jìn)行決策，決定資源調(diào)度策略，并與相應(yīng)預(yù)案協(xié)調(diào)，形成綜合優(yōu)化策略。

然而，在泛能網(wǎng)中仍然存在著以下問(wèn)題：在互感層，雖然可以使用傳感器，但是傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳感關(guān)鍵信息和傳感機(jī)制效率不高；在互動(dòng)層，存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)自組織的問(wèn)題；在互智層，存在無(wú)法將群體智能最佳協(xié)同的問(wèn)題。

在泛能網(wǎng)中期望提供四環(huán)節(jié)的自組織機(jī)制以及使三層體系有機(jī)高效運(yùn)行的優(yōu)化控制機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供泛能網(wǎng)的優(yōu)化控制方法及自組織機(jī)制。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種泛能網(wǎng)的控制系統(tǒng)，該泛能網(wǎng)包括連接在一起的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括能效控制器、能量生產(chǎn)環(huán)節(jié)、能量?jī)?chǔ)存環(huán)節(jié)、能量應(yīng)用環(huán)節(jié)和能量再生環(huán)節(jié)的至少一個(gè)，所述控制系統(tǒng)包括：植物性神經(jīng)系統(tǒng)，用于執(zhí)行互感層節(jié)點(diǎn)的自主性控制；周圍神經(jīng)系統(tǒng)，用于執(zhí)行互動(dòng)層根據(jù)默認(rèn)規(guī)則的邏輯控制；以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，根據(jù)植物性神經(jīng)系統(tǒng)信息產(chǎn)生決策信息，以及形成經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)，通過(guò)互智層的集智進(jìn)化引擎實(shí)現(xiàn)進(jìn)化功能，其中，植物性神經(jīng)系統(tǒng)使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換而運(yùn)行，周圍神經(jīng)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)使得不同范圍內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移而運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種泛能網(wǎng)的自組織系統(tǒng)，該泛能網(wǎng)包括連接在一起的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括能效控制器、能量生產(chǎn)環(huán)節(jié)、能量?jī)?chǔ)存環(huán)節(jié)、能量應(yīng)用環(huán)節(jié)和能量再生環(huán)節(jié)的至少一個(gè)，所述自組織系統(tǒng)包括：上述的控制系統(tǒng)；以及泛能調(diào)配池，用作在不同節(jié)點(diǎn)之間交換能量的緩沖池，其中，能效控制器用于控制節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換。