[發明專利]電力管理控制系統

在審

• 申請號: 201310414731.6
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103676831A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: S-W·J·付;K·J·卡瑞米;M·梅斯巴海;D·澤拉佐
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明一般涉及一種運載工具電力管理控制系統。

背景技術

運載工具電力系統的最基本功能是為運載工具系統產生、調整以及分配電能（例如，電力）。在出現故障和其他意外事件時，運載工具電力系統還可以被配置為提供安全保證。隨著若干運載工具電力子系統的增加，負載和系統管理變得愈加復雜。

對于復雜系統（即，有很多獨立負載的系統），在給定時間的電力需求是難于預測的。某些現有控制方法專注于發電單元的能力并已經使用負荷削減作為一種手段來避免超負荷狀況以及保持對高優先級負載的服務。為了實施負載削減，可以根據優先級列表對負載劃分“等級”，當超負荷狀況存在或即將發生時，根據該優先級列表可以切斷（例如，去掉或關斷）一個或更多負載。負荷削減易于實施且需要少量計算開銷；然而，由于負荷削減過程的簡單，運載工具電力系統操作的負載和源的配置可能是次優的。提供本發明以響應這些問題及其他問題。

發明內容

因此，本發明提供一種電力管理控制系統，其使用對偶分解法用于電力系統（例如，配電系統）如下一代“多電”飛機電力系統的電負荷和源的分布式管理。電力管理控制系統使用可伸縮方法，其將有限時間跨度上電力系統的總能源使用量看作是電力系統的每個單元（例如，子系統或設備）的一個或更多子問題（例如，計算）。每個單元的子問題被逐個解決，如通過最短路徑算法，并隨后使用代數更新規則如子梯度更新規則調整，從而迭代地得到源和負載分配。以這種方式獲得的源和負載分配是最優或接近最優的。相應地，電力管理控制系統可以以使得所有單元共同高效運行的方式協調多個單元（例如，源設備，負載設備或其組合），其中每個單元具有不同的行為。

例如，為了調度電力系統的負載和源，產生成本-效用函數（例如，數學結構），其建立為每個源設備產生電力的運行成本和/或運轉每個負載設備的效用（或負成本）的數學模型（例如，表示）。設計成本-效用函數以降低運行和發電成本，同時提高電力系統的效用（例如，功能）。電力系統所有單元的成本-效用函數被組合以平衡（例如優化）有限時間范圍內電力系統中所有單元的運行。

電力管理控制系統可以包括系統控制器和一個或更多子系統（或設備）控制器。每個設備的成本-效用函數可以被分配給相應的子系統控制器。每個子系統控制器接收來自系統控制器的表示分配的電量的數據。子系統控制器將表示分配的電力的數據作為輸入以求解其成本-效用函數，例如，使用最短路徑技術，從而調度一個或更多關聯設備（例如，源設備，負載設備或其組合）的運行。系統控制器接收每個成本效應函數的指示并利用子梯度更新規則確定和更新一個或更多設備（例如，源設備，負載設備或其組合）的電力分配。

在一個替代實施例中，系統控制器求解每個子系統或設備的成本-效用函數，例如，使用最短路徑技術，并根據基于每一個最短路徑解的子梯度更新規則向子系統控制器發布一個或更多命令。

在一個實施例中，一種系統包括被配置為確定多個子系統的每一個在第一時間期間或周期（period）的電力分配的系統控制器。該系統還包括與系統控制器通信耦合的子系統控制器。該子系統控制器與設備關聯并被配置為從系統控制器接收指示該設備的電力分配的電力分配數據。子系統控制器被進一步配置為接收指示操作設備的請求的操作請求數據并基于電力分配數據，操作請求數據以及與設備關聯的成本-效用函數將第二時間期間的設備操作建模，以產生設備的模型化操作。子系統控制器還被配置為于第二時間期間之前將與第二時間期間的模型化的設備操作關聯的預測的電力需求數據發送到系統控制器中。

在另一個實施例中，一種方法包括確定多個子系統的每一個的電力分配。多個子系統的每一個與至少一個對應的設備關聯。該方法還包括產生指示多個子系統的具體子系統的電力分配的電力分配數據并接收指示操作具體子系統的設備的請求的操作請求數據。該方法還包括基于電力分配分配數據，操作請求數據以及與設備關聯的成本-效用函數將設備的操作建模，以生成模型化的設備操作。該方法額外地包括識別與模型化設備操作關聯的預測的電力需求數據。

在另一個實施例中，非臨時性計算機可讀介質包括指令，當其被處理器執行時，使得處理器確定多個子系統的每一個的電力分配。多個子系統的每一個與至少一個相應的設備關聯。該指令還使處理器產生指示多個子系統的具體子系統的電力分配的電力分配數據。該指令還使處理器接收指示操作具體子系統的設備的請求的操作請求數據，并基于電力分配數據，操作請求數據以及與設備關聯的成本-效用函數將設備的操作建模，以生成模型化的設備操作。該指令額外地還使處理器識別與模型化的設備操作關聯的預測的電力需求數據。