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专利号: 2016100726370
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于它包括能量监控与管理系统、信息交换与管理系统和用户界面与接口系统;其中,所述能量监控与管理系统、信息交换与管理系统和用户界面与接口系统之间两两之间呈双向连接;

所述能量监控与管理系统是由能量控制器、可再生能源发电管理单元、储能管理单元、天然气管理单元和热能管理单元构成;所述可再生能源发电管理单元、储能管理单元、天然气管理单元和热能管理单元分别采集对应的能源形式的信息,将信息传输到能量控制器进行信息的汇总和计算;所述可再生能源发电管理单元、储能管理单元、天然气管理单元和热能管理单元与能量控制器的信息传输通过光纤或4G无线传输方式实现;

所述能量控制器可以根据负荷信号及可再生能源发电单元的发电能力的大小预测信号,综合计算电、气、热最优潮流,以此生成日前调度计划即各单元优化目标及调度周期;

所述一种包括电、气、热三种形式的能源路由器融合电能、天然气、热能三种不同形式的能源,实现能源的合理流动,提高能源利用率。

2.根据权利要求1所述一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于所述能量监控与管理系统、信息交换与管理系统和用户界面与接口系统之间两两之间通过UART通用异步收发传输器实现双向信息传递;所述信息交换与管理系统由信息交换单元、智能控制中心和远程控制及安全保护单元组成;所述用户界面与接口系统,其界面显示的信息包括登陆界面、能量管理信息、安全管理信息、优化界面、接口信息五个部分。

3.根据权利要求2所述一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于所述智能控制中心采用Intel82547EI芯片进行信号的处理;所述智能控制中心收集的能量控制器、可再生能源发电管理单元、储能管理单元、天然气管理单元和热能管理单元的控制及通信信号,通过光纤和4G网络汇总到信息交换单元;所述信息交换单元作为用户界面与接口系统的信息源并通过光纤和4G网络与能源互联网中的其他能源路由器进行信息交换。

4.根据权利要求1所述一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于所述能量控制器的输入端采集的信号包括可再生能源发电单元的风力及太阳能发出的电量信号、储能管理单元的电量信号、天然气管理单元的天然气流量、压力及价格信号、热能单元的热水的流量、温度及压力信号;所述能量控制器采用AQUA单片四通道MAC控制芯片;由YPT—

600能量监测网关进行安全防护。

5.根据权利要求1所述一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于所述信息交换与管理系统所收集的全部信息,通过电阻式可触摸屏同用户进行交流,并且预留Ethernet,AdHoc,CCN,SDN的信息网络接口,以便于未来能源路由器的联网运行和新设备接入。

6.根据权利要求1所述一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于所述可再生能源发电管理单元、储能管理单元、天然气管理单元和热能管理单元四个单元的输出信号分别进入能量控制器和智能控制中心,其中能量控制器进行能源潮流的计算和控制,智能控制中心进行整个系统的通信和控制,这两个控制系统都与远程控制及安全保护系统进行双向信号沟通。

7.一种包括电、气、热三种形式的能源路由器的控制方法,其基于权利要求1中所述的一种包括电、气、热三种形式的能源路由器,其特征在于它包括以下步骤:(1)信息交换单元获得的实际系统需求信号及用户通过用户界面管理与接口系统输入的需求信号即负荷信号在智能控制中心的控制下传输到能量控制器;

(2)信息交换单元根据获得的天气信号预测可再生能源单元的发电能力,其信号一并传输到能量控制器;

(3)能量控制器根据负荷信号及可再生能源发电单元的发电能力的大小预测信号,综合计算电、气、热最优潮流,以此生成日前调度计划即各单元优化目标及调度周期;

(4)能量控制器计算所得的各单元优化目标及调度周期信号在智能控制中心的控制下传输到可再生能源发电管理单元、储能管理单元、天然气管理单元和热能管理单元,以此控制各发电单元的状态;

(5)信息交换单元根据小时级预测数据和采集的各单元数据,更新各单元状态分布;

(6)能量控制器根据日前调度计划中给定的联络线功率和短期的预测结果,在边界条件的限制下,生成对于天然气发电单元产生热能的调节信号和对于热负荷的控制信号;

(7)上述天然气发电单元产生热能的调节信号和对于热负荷的控制信号再返回到能量控制器更新计算数据;

(8)能量控制器计算能量调度数据,智能控制中心将能量控制器计算所得的调度数据传输到各单元并控制各单元的状态。