[發明專利]基于事件觸發牛頓拉夫森的網內網間能量控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202210465587.8
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114911180A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李玉帥;宋政杭;海彬;姚近科;張藝齡;黃博南;王晶宇;張化光
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H04L41/0823
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于事件觸發牛頓拉夫森的網內網間能量控制裝置，其特征在于：該裝置包括信號采集單元、數據預處理與轉換單元、分布式微型處理器、顯示單元和通信單元；

信號采集單元包括三相電壓傳感器、三相電流傳感器、電壓電流相角傳感器、質量流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和氣體流量傳感器；通過三相電壓傳感器、三相電流傳感器和電壓電流相角傳感器采集電網的三相電壓Vin、三相電流Iin和電壓電流相角theta(in)信號；通過質量流量傳感器和溫度傳感器采集熱網的質量流量min信號和供水溫度TSin信號、回水溫度TRin信號；通過壓力傳感器、氣體流量傳感器采集天然氣網的節點壓力Pin信號、氣體流量fin信號；信號采集單元將采集到的信號傳遞給數據預處理與轉換單元，作為數據預處理與轉換單元的輸入信號；

數據預處理與轉換單元包括降噪濾波處理模塊、平滑處理模塊和A/D轉換模塊；數據預處理與轉換單元的輸入信號經過降噪濾波處理模塊進行降噪，平滑處理模塊進行平滑處理后輸出與輸入相應的輸出信號，平滑處理后的輸出信號作為A/D轉換模塊的輸入，完成模擬信號到數字信號的轉換，而后輸出至分布式微型處理器的輸入端；

分布式微型處理器包括求解網內信息參數模塊、求解網間信息參數模塊、網絡攻擊檢測模塊和數據存儲單元；數據存儲單元為分布式微型處理器自帶的數據存儲器和引腳數據寄存器，數據存儲器用于存儲求解過程和控制過程中的數據，引腳數據寄存器用于短期儲存輸入分布式微型處理器的數據和分布式微型處理器即將輸出的數據；求解網內信息參數模塊接收到數據預處理與轉換單元輸出的信息后，在引腳內自備的寄存器內等待，當網內動態事件觸發機制滿足時，開始執行網內分布式優化算法；求解網間信息參數模塊收到由能量路由器發送來的能源互聯網中網間的信息后，在引腳內自備的寄存器內等待，當網間動態事件觸發機制滿足時，開始執行網間分布式優化算法；當網間觸發機制和網內觸發機制同時滿足時，首先執行網內的優化算法；通過兩個求解模塊的計算后，得到本地的最優操作值，即更新后的市場的能量價格、該能量體的狀態、功率、熱能和氣體的拉格朗日雙乘子，進而依據計算結果控制本地的分布式能源設備；將計算后的數據寄存到分布式微型處理器的數據存儲器，并寄存到發送引腳進行發送；分布式微型處理器與通信單元連接，與其他能量體進行信息交互；在信息交換的過程中，網絡攻擊檢測模塊用于對每一個計算單元都進行防御網絡攻擊中的協同攻擊和非協同攻擊的檢測，對于檢測到的受到網絡攻擊的計算單元立即進行隔離；分布式微型處理器在計算完成后將輸出信號傳送至顯示單元進行顯示；

顯示單元用于顯示當前時刻系統運行模式、各能源個體設備是否收斂到最優狀態和網內網間信息交互數據；

通信單元包括接收模塊和發射模塊；所述接收模塊包括解密模塊和接收串行接口；所述發射模塊包括加密模塊和發射串行接口；通過所述接收串行接口接收鄰居節點能量體的市場的能量價格、該能量體的狀態、功率、熱能和氣體的拉格朗日雙乘子的數據，在解密模塊中進行解密后傳送給分布式微型處理器進行網絡攻擊的檢測；通信單元在動態事件觸發時刻通過發射模塊的加密模塊將本地分布式優化算法計算之后更新的市場的能量價格、該能量體的狀態、功率、熱能和氣體的拉格朗日雙乘子進行加密后，經過發射串行接口發送至鄰居節點的能量體。

2.根據權利要求1所述的基于事件觸發牛頓拉夫森的網內網間能量控制裝置，其特征在于：所述通信單元采用北斗通信終端進行信息交互，使用SP3232電平轉換芯片實現分布式微型處理器串口與北斗通信終端串口的電平轉換；分布式微型處理器控制北斗數據通訊終端，將處理后的各種數據信息以短消息的格式發送給北斗衛星；北斗衛星完成數據中轉，接收北斗數據通訊終端發送來的數據，并將傳輸的數據入庫保存，同時向鄰居能量體的北斗數據通訊終端傳輸數據，實現能量體與其鄰居節點的通信相連，產生信息交互。