一种能源网络的控制方法、装置和系统与流程

本申请涉及能源网络控制通信领域，尤其涉及一种能源网络的控制方法、装置和系统。

背景技术

随着传统非可再生能源的日益紧缺以及环境问题的日趋严峻，分布式发电网、微电网、配电网等能源网络结构在世界范围内迅速发展起来。能源网络是指多个分布式电源或可再生能源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规大电网。能源网络由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成，能够实现自我控制、保护和管理。

在能源网络中，分为主电路和控制电路，其中，控制电路用于控制主电路的能量流动平衡。

现有技术中，能源网络中的主电路的拓扑结构一般分为三层：第一层为底层设备；第二层为多个底层设备并联形成的回流母线；第三层为多个回流母线并联形成的并网点，即常规大电网的接入点。相应地，能源网络中的控制电路的拓扑结构分为三级：一级控制，针对主电路拓扑结构中的第一层，即针对底层设备，控制量为各设备的有功功率p和无功功率q；二级控制，针对主电路拓扑结构中的第二层，即针对回流母线，控制量为各回流母线的电压幅值和频率；三级控制，针对主电路拓扑结构中的第三层，即针对并网点，控制量为并网点的功率。

三级控制通过计算得到电压和频率基准，并将该电压和频率基准下发给二级控制，用于使得二级控制根据该电压和频率基准控制各回流母线的电压和频率波动；二级控制根据回流母线的电压和频率波动，计算得到有功功率偏差δp和无功功率偏差δq，并将该δp和该δq下发给一级控制，用于使得一级控制根据该δp和该δq控制各底层设备的有功功率p和无功功率q。

采用现有的控制电路实现对能源网络的能量流动平衡的控制，操作简单，易于实现。但是，由于在现有的控制电路中各级的控制算法都不相同，使得该控制电路无法灵活扩展，导致其通用性较差。

如何解决现有技术中控制电路无法灵活扩展导致的通用性较差的问题，是本申请所要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供一种能源网络的控制方法、装置和系统，用于解决现有技术中控制电路无法灵活扩展导致的通用性较差的问题。

一种能源网络的控制方法，所述方法应用在控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器中，所述方法包括：

节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，其中，所述能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化；

所述节点控制器接收第一功率指令，其中，所述第一功率指令用于对所述节点进行功率分配；

所述节点控制器根据所述节点的预测能量参数和所述第一功率指令，确定所述节点的功率。

可选地，所述第一功率指令是所述节点的父节点对应的父节点控制器发送的，其中，所述第一功率指令中包括所述节点的父节点的功率。

可选地，在所述节点控制器根据所述节点的预测能量参数和所述第一功率指令，确定所述节点的功率之前，所述方法还包括：

所述节点控制器获取所述节点的额定容量以及所述节点的父节点的预测时长；

其中，所述节点控制器根据所述节点的预测能量参数和所述第一功率指令，确定所述节点的功率包括：

所述节点控制器根据所述节点的预测能量参数、所述节点的额定容量、所述父节点的功率以及所述父节点的预测时长，确定所述节点的功率。

可选地，确定所述节点的功率，包括：

所述节点控制器通过下述公式确定所述节点的功率：

其中，pi表示节点i的功率，vsoc(i)表示所述节点i的预测能量参数，eed(i)表示所述节点i的额定容量，t表示所述父节点的预测时长，p表示所述父节点的功率，表示所述节点i的父节点的所有子节点的功率之和。

可选地，所述方法还包括：

所述节点控制器获取所述父节点的额定容量；

所述节点控制器根据所述节点的功率、所述父节点的预测时长以及所述父节点的额定容量，确定所述父节点的实际能量参数。

可选地，确定所述父节点的实际能量参数，包括：

所述节点控制器通过下述公式确定所述父节点的实际能量参数：

其中，vsoc(l)表示父节点l的实际能量参数，pi表示所述节点i的功率，t表示所述父节点l的预测时长，eed(l)表示所述父节点l的额定容量。

可选地，当所述节点控制器是叶子节点控制器时，所述节点控制器对应的节点是叶子节点，其中：

节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，包括：

所述节点控制器直接获取所述节点的预测能量参数。

可选地，当所述节点控制器是非叶子节点控制器时，所述节点控制器对应的节点是非叶子节点，其中：

节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，包括：

所述节点控制器获取所述节点的子节点的预测能量参数；

所述节点控制器根据所述节点的子节点的预测能量参数，确定所述节点的预测能量参数。

可选地，所述方法还包括：

所述节点控制器根据所述节点的功率，确定第二功率指令；

所述节点控制器向其子节点控制器发送所述第二功率指令。

可选地，当所述父节点控制器是根节点控制器时，所述父节点的功率是所述父节点根据所述父节点的预测能量参数确定的。

本申请实施例还提供一种能源网络的控制方法，所述方法应用在控制电路中的根节点控制器中，所述方法包括：

根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数；

所述根节点控制器根据所述根节点的预测能量参数，确定所述根节点的功率；

所述根节点控制器根据所述根节点的功率，向其子节点控制器发送功率指令，其中，所述功率指令用于对所述子节点控制器对应的子节点进行功率分配。

可选地，根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数，包括：

所述根节点控制器获取所述根节点的子节点的预测能量参数；

所述根节点控制器根据所述根节点的子节点的预测能量参数，确定所述根节点的预测能量参数。

本申请实施例还提供一种能源网络的控制装置，所述装置应用在控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器中，所述装置包括：确定单元和接收单元，其中：

确定单元，用于控制节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，其中，所述能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化；

接收单元，用于控制所述节点控制器接收第一功率指令，其中，所述第一功率指令用于对所述节点进行功率分配；

所述确定单元，还用于控制所述节点控制器根据所述节点的预测能量参数和所述第一功率指令，确定所述节点的功率。

本申请实施例还提供一种能源网络的控制装置，所述装置应用在控制电路中的根节点控制器中，所述装置包括：确定单元和发送单元，其中：

确定单元，用于控制根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数；

所述确定单元，还用于控制所述根节点控制器根据所述根节点的预测能量参数，确定所述根节点的功率；

发送单元，用于控制所述根节点控制器根据所述根节点的功率，向其子节点控制器发送功率指令，其中，所述功率指令用于对所述子节点控制器对应的子节点进行功率分配。

本申请实施例还提供一种能源网络的控制系统，其特征在于，所述系统包括如上所述的应用在控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器中的能源网络的控制装置，以及，如上所述的应用在控制电路中根节点控制器中的能源网络的控制装置。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化，对于能源网络的控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器，采用相同的控制算法：节点控制器通过确定对应的节点的预测能量参数，以及接收用于对节点进行功率分配的第一功率指令，进而能够根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率，从而使得控制电路能够灵活分层扩展，应用在不限层级的能源网络中，有效提高了控制电路的通用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种能源网络的控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种微电网的主电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种微电网的控制电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种能源网络的控制方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种能源网络的控制装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种能源网络的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了实现本申请的目的，本申请实施例提供一种能源网络的控制方法、装置和系统，该方法包括：能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化，对于能源网络的控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器，采用相同的控制算法：节点控制器通过确定对应的节点的预测能量参数，以及接收用于对节点进行功率分配的第一功率指令，进而能够根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率，从而使得控制电路能够灵活分层扩展，应用在不限层级的能源网络中，有效提高了控制电路的通用性。

下面结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

图1为本申请实施例提供的一种能源网络的控制方法的流程示意图。所述方法应用在控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器中，所述方法可以如下所示。

步骤101：节点控制器确定对应的节点的预测能量参数。

其中，能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化。

本申请实施例中，借鉴传统的储能荷电状态(stateofcharge，soc)的概念，引入预测能量参数的概念，预测能量参数也即虚拟荷电状态(virtualstateofcharge，vsoc)，指的是能源设备(例如，发电设备、用电设备或储能设备等)在预测时长(即功率预测时间段)内可以吸收或者发出的能量与额定容量的百分比，用来表示能源设备在预测时长内的能量变化。

需要说明的是，预测时长可以根据能源设备的实际情况确定，这里不做具体限定。

例如：对于发电设备(例如，风电、光伏发电等分布式发电设备)，确定在预测时长内发电设备的输出能量e，发电设备的额定容量为eed，因此，发电设备的预测能量参数为vsoc＝e/eed，其取值范围为[0,1]；

对于用电设备(例如，常规负荷、可调负荷等多种用电设备)，确定在预测时长内用电设备的消耗能量e，用电设备的额定容量为eed，因此，用电设备的预测能量参数为vsoc＝e/eed，其取值范围为[0,-1]；

对于储能设备(例如，各种蓄电池、燃料电池、超级电容等储能设备)，确定在预测时长内储能设备的吸收或释放能量e，储能设备的额定容量为eed，因此，储能设备的预测能量参数为vsoc＝e/eed，其取值范围为[+1,-1]。

在能源网络中，各层节点均可以划归到发电设备、用电设备和储能设备三类中，因此，能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化。

本申请实施例中，能源网络的主电路为层级结构，不同的底层能源设备组成叶子节点层，各个底层能源设备为叶子节点；由多个叶子节点组成非叶子节点层；由多个非叶子节点组成根节点层。

其中，底层能源设备包含各类发电设备、用电设备和储能设备。

本申请实施例中，能源网络可以不包含非叶子节点层，可以仅包含一层非叶子节点层，还可以包含多层非叶子节点层，非叶子节点层的数量可以根据实际情况中底层能源设备的数量确定，这里不做具体限定。

需要说明的是，能源网络可以是分布式发电网，可以是微电网，可以是配电网，还可以是其他形式的能源网络系统，这里不做具体限定。

图2为本申请实施例提供的一种微电网的主电路的结构示意图。

如图2所示，微电网的主电路分为四层，叶子节点(即底层能源设备)h、i、j、k、l、m、n、o组成叶子节点层。

叶子节点h、i的父节点是下层非叶子节点d；叶子节点j、k的父节点是下层非叶子节点e；叶子节点l、m的父节点是下层非叶子节点f；叶子节点n、o的父节点是下层非叶子节点g。下层非叶子节点d、e、f、g组成下层非叶子节点层。

下层非叶子节点d、e的父节点是上层非叶子节点b；下层非叶子节点f、g的父节点是上层非叶子节点c。上层非叶子节点b、c组成上层非叶子节点层。

上层非叶子节点b、c的父节点是根节点a。根节点a组成根节点层。

在图2所示的微电网的主电路中，根节点层为最高层，与常规大电网相连。

本申请实施例中，能源网络的控制电路为与能源网络的主电路具有自相似结构的层级结构，在控制电路中，包含与主电路中的各个节点对应的节点控制器：叶子节点层包含与叶子节点对应的叶子节点控制器；非叶子节点层包含与非叶子节点对应的非叶子节点控制器；根节点层包含与根节点相对应的根节点控制器。

以上述图2为例，与图2所示的微电网的主电路对应的微电网的控制电路如图3所示。图3为本申请实施例提供的一种微电网的控制电路的结构示意图。

如图3所示，微电网的控制电路分为四层，叶子节点控制器h、i、j、k、l、m、n、o组成叶子节点层，各个叶子节点控制器用于控制与其对应的叶子节点。

叶子节点控制器h、i的父节点是下层非叶子节点控制器d；叶子节点控制器j、k的父节点是下层非叶子节点控制器e；叶子节点控制器l、m的父节点是下层非叶子节点控制器f；叶子节点控制器n、o的父节点是下层非叶子节点控制器g。下层非叶子节点控制器d、e、f、g组成下层非叶子节点层，各个下层非叶子节点控制器用于控制与其对应的下层非叶子节点。

下层非叶子节点控制器d、e的父节点是上层非叶子节点控制器b；下层非叶子节点控制器f、g的父节点是上层非叶子节点控制器c。上层非叶子节点控制器b、c组成上层非叶子节点层，各个上层非叶子节点控制器用于控制与其对应的上层非叶子节点。

上层非叶子节点控制器b、c的父节点是根节点控制器a。根节点控制器a组成根节点层，根节点控制器a用于控制与其对应的根节点a。

本申请实施例中，所述节点控制器是叶子节点控制器或非叶子节点控制器。

本申请实施例中，当节点控制器是叶子节点控制器时，相应地，节点控制器对应的节点是叶子节点，此时，节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，包括：

节点控制器直接获取节点的预测能量参数。

以上述图3为例，叶子节点h-o对应的预测时长(即功率预测时间)分别为th-to，在对应的预测时长内各个叶子节点输出能量为eh-eo，因此，根据各个叶子节点的额定容量eed(h)-eed(o)，能够确定所述各个叶子节点对应的预测能量参数vsoc(h)-vsoc(o)。

叶子节点控制器h直接获取叶子节点h的预测能量参数vsoc(h)；叶子节点控制器i直接获取叶子节点i的预测能量参数vsoc(i)；叶子节点控制器j直接获取叶子节点j的预测能量参数vsoc(j)；叶子节点控制器k直接获取叶子节点k的预测能量参数vsoc(k)；叶子节点控制器l直接获取叶子节点l的预测能量参数vsoc(l)；叶子节点控制器m直接获取叶子节点m的预测能量参数vsoc(m)；叶子节点控制器n直接获取叶子节点n的预测能量参数vsoc(n)；叶子节点控制器o直接获取叶子节点o的预测能量参数vsoc(o)。

本申请实施例中，当节点控制器是非叶子节点控制器时，相应地，节点控制器对应的节点是非叶子节点，此时，节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，包括：

节点控制器获取节点的子节点的预测能量参数；

节点控制器根据节点的子节点的预测能量参数，确定节点的预测能量参数。

本申请实施例中，子节点控制器是叶子节点控制器或下层非叶子节点控制器。

仍以上述图3为例，对于下层非叶子节点控制器d，其对应的子节点控制器包含：叶子节点控制器h和叶子节点控制器i。

下层非叶子节点控制器d接收叶子节点控制器h发送的vsoc(h)以及叶子节点控制器i发送的vsoc(i)，进而确定下层非叶子节点d的预测能量参数为vsoc(d)＝vsoc(h)+vsoc(i)。

对于下层非叶子节点控制器e，其对应的子节点控制器包含：叶子节点控制器j和叶子节点控制器k。

下层非叶子节点控制器e接收叶子节点控制器j发送的vsoc(j)以及叶子节点控制器k发送的vsoc(k)，进而确定下层非叶子节点e的预测能量参数为vsoc(e)＝vsoc(j)+vsoc(k)。

对于下层非叶子节点控制器f，其对应的子节点控制器包含：叶子节点控制器l和叶子节点控制器m。

下层非叶子节点控制器f接收叶子节点控制器l发送的vsoc(l)以及叶子节点控制器m发送的vsoc(m)，进而确定下层非叶子节点f的预测能量参数为vsoc(f)＝vsoc(l)+vsoc(m)。

对于下层非叶子节点控制器g，其对应的子节点控制器包含：叶子节点控制器n和叶子节点控制器o。

下层非叶子节点控制器g接收叶子节点控制器n发送的vsoc(n)以及叶子节点控制器o发送的vsoc(o)，进而确定下层非叶子节点g的预测能量参数为vsoc(g)＝vsoc(n)+vsoc(o)。

对于上层非叶子节点控制器b，其对应的子节点控制器包含：下层非叶子节点控制器d和下层非叶子节点控制器e。

上层非叶子节点控制器b接收下层非叶子节点控制器d发送的vsoc(d)以及下层非叶子节点控制器e发送的vsoc(e)，进而确定上层非叶子节点b的预测能量参数为vsoc(b)＝vsoc(d)+vsoc(e)。

对于上层非叶子节点控制器c，其对应的子节点控制器包含：下层非叶子节点控制器f和下层非叶子节点控制器g。

上层非叶子节点控制器c接收下层非叶子节点控制器f发送的vsoc(f)以及下层非叶子节点控制器g发送的vsoc(g)，进而确定上层非叶子节点c的预测能量参数为vsoc(c)＝vsoc(f)+vsoc(g)。

对于根节点控制器a，其对应的子节点控制器包含：上层非叶子节点控制器b和上层非叶子节点控制器c。

根节点控制器a接收上层非叶子节点控制器b发送的vsoc(b)以及上层非叶子节点控制器c发送的vsoc(c)，进而确定根节点a的预测能量参数为vsoc(a)＝vsoc(b)+vsoc(c)。

步骤102：节点控制器接收第一功率指令。

其中，第一功率指令用于对节点进行功率分配。

本申请实施例中，第一功率指令是节点的父节点对应的父节点控制器发送的，其中，第一功率指令中包括节点的父节点的功率。

本申请实施例中，父节点控制器是根节点控制器或非叶子节点控制器。

本申请实施例中，当父节点控制器是根节点控制器时，父节点的功率是父节点控制器根据父节点的预测能量参数确定的。

仍以上述图3为例，当根节点控制器a根据接收到的上层非叶子节点控制器b发送的vsoc(b)以及上层非叶子节点控制器c发送的vsoc(c)，进而确定根节点a的预测能量参数为vsoc(a)＝vsoc(b)+vsoc(c)之后，为了实现能源系统的能量流动平衡，根据预测能量参数vsoc(a)确定根节点a的功率p(a)，并向上层非叶子节点控制器b和上层非叶子节点控制器c发送包括功率p(a)的功率指令，该功率指令用于对上层非叶子节点b和上层非叶子节点c进行功率分配。

步骤103：节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率。

本申请实施例中，在节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率之前，还包括：

节点控制器获取节点的额定容量以及节点的父节点的预测时长；

其中，节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率包括：

节点控制器根据节点的预测能量参数、节点的额定容量、父节点的功率以及父节点的预测时长，确定节点的功率。

仍以上述图2为例，对于叶子节点层的叶子节点h-o，其预测时长分别为th-to，其额定容量分别为eed(h)-eed(o)。

由于各个叶子节点的预测时长不同，th-to的最小公约数为t1，在0-t1时间段内，各个叶子节点的预测能量参数vsoc(h)-vsoc(o)有效。

对于下层非叶子节点层的下层非叶子节点，下层非叶子节点d的预测时长为td，其中，td≥t1，下层非叶子节点d的额定容量为eed(d)＝eed(h)+eed(i)；下层非叶子节点e的预测时长为te，其中，te≥t1，下层非叶子节点e的额定容量为eed(e)＝eed(j)+eed(k)；下层非叶子节点f的预测时长为tf，其中，tf≥t1，下层非叶子节点f的额定容量为eed(f)＝eed(l)+eed(m)；下层非叶子节点g的预测时长为tg，其中，tg≥t1，下层非叶子节点g的额定容量为eed(g)＝eed(n)+eed(o)。

由于各个下层非叶子节点的预测时长不同，td-tg的最小公约数为t2，在0-t2时间段内，各个下层非叶子节点的预测能量参数vsoc(d)-vsoc(g)有效。

对于上层非叶子节点层的上层非叶子节点，上层非叶子节点b的预测时长为tb，其中，tb≥t2，上层非叶子节点b的额定容量为eed(b)＝eed(d)+eed(e)；上层非叶子节点c的预测时长为tc，其中，tc≥t2，上层非叶子节点c的额定容量为eed(c)＝eed(f)+eed(g)。

由于各个上层非叶子节点的预测时长不同，tb、tc的最小公约数为t3，在0-t3时间段内，各个上层非叶子节点的预测能量参数vsoc(b)、vsoc(c)有效。

对于根节点层的根节点，根节点a的预测时长为ta，其中，ta≥t3，根节点a的额定容量为eed(a)＝eed(b)+eed(c)。

控制电路中各层节点控制器能够获取对应的节点的额定容量以及其父节点的预测时长，进而根据各层节点的预测能量参数、各层节点的额定容量、各层节点的父节点的功率以及各层节点的父节点的预测时长，确定各层节点的功率。

本申请实施例中，确定节点的功率，包括：

节点控制器通过下述公式确定节点的功率：

其中，pi表示节点i的功率，vsoc(i)表示节点i的预测能量参数，eed(i)表示节点i的额定容量，t表示父节点的预测时长，p表示父节点的功率，表示节点i的父节点的所有子节点的功率之和。

本申请实施例中，还包括：

节点控制器获取父节点的额定容量；

节点控制器根据节点的功率、父节点的预测时长以及父节点的额定容量，确定父节点的实际能量参数。

具体地，确定父节点的实际能量参数，包括：

节点控制器通过下述公式确定父节点的实际能量参数：

其中，vsoc(l)表示父节点l的实际能量参数，pi表示节点i的功率，t表示父节点l的预测时长，eed(l)表示父节点l的额定容量。

本申请实施例中，还包括：

节点控制器根据节点的功率，确定第二功率指令；

节点控制器向其子节点控制器发送第二功率指令。

需要说明的是，本申请实施例中“第一功率指令”、“第二功率指令”中的“第一”、“第二”并没有特殊含义，仅表示不同的功率指令。

仍以上述图3为例，根节点控制器a确定根节点a的功率p(a)，并向上层非叶子节点控制器b和上层非叶子节点控制器c发送包括功率p(a)的功率指令，该功率指令用于对上层非叶子节点b和上层非叶子节点c进行功率分配。

上层非叶子节点控制器b和上层非叶子节点控制器c根据上层非叶子节点b、c的预测能量参数vsoc(b)、vsoc(c)，上层非叶子节点b、c的额定容量eed(b)、eed(c)，根节点a的预测时长ta以及根节点a的功率p(a)，通过下述公式，确定上层非叶子节点b的功率p(b)以及上层非叶子节点c的功率p(c)：

在根节点和上层非叶子节点层之间，输入功率与输出功率相等，功率流动平衡，即p(b)+p(c)＝p(a)。

根据上层非叶子节点b的功率p(b)、上层非叶子节点c的功率p(c)、根节点a的预测时长ta以及根节点a的额定容量eed(a)，通过以下公式，确定根节点a的实际能量参数vsoc(a')：

其中，vsoc(a')≤vsoc(a)。

上层非叶子节点控制器b向下层非叶子节点控制器d和下层非叶子节点控制器e发送包括功率p(b)的功率指令，该功率指令用于对下层非叶子节点d和下层非叶子节点e进行功率分配；上层非叶子节点控制器c向下层非叶子节点控制器f和下层非叶子节点控制器g发送包括功率p(c)的功率指令，该功率指令用于对下层非叶子节点f和下层非叶子节点g进行功率分配。

下层非叶子节点控制器d和下层非叶子节点控制器e根据下层非叶子节点d、e的预测能量参数vsoc(d)、vsoc(e)，下层非叶子节点d、e的额定容量eed(d)、eed(e)，上层非叶子节点b的预测时长tb以及上层非叶子节点b的功率p(b)，通过下述公式，确定下层非叶子节点d的功率p(d)以及下层非叶子节点e的功率p(e)：

根据下层非叶子节点d的功率p(d)、下层非叶子节点e的功率p(e)、上层非叶子节点b的预测时长tb以及上层非叶子节点b的额定容量eed(b)，通过以下公式，确定上层非叶子节点b的实际能量参数vsoc(b')：

其中，vsoc(b')≤vsoc(b)。

下层非叶子节点控制器f和下层非叶子节点控制器g根据下层非叶子节点f、g的预测能量参数vsoc(f)、vsoc(g)，下层非叶子节点f、g的额定容量eed(f)、eed(g)，上层非叶子节点c的预测时长tc以及上层非叶子节点的功率p(c)，通过下述公式，确定下层非叶子节点f的功率p(f)以及下层非叶子节点g的功率p(g)：

根据下层非叶子节点f的功率p(f)、下层非叶子节点g的功率p(g)、上层非叶子节点c的预测时长tc以及上层非叶子节点c的额定容量eed(c)，通过以下公式，确定上层非叶子节点c的实际能量参数vsoc(c')：

其中，vsoc(c')≤vsoc(c)。

在上层非叶子节点层和下层非叶子节点层之间，输入功率与输出功率相等，功率流动平衡，即p(d)+p(e)+p(f)+p(g)＝p(b)+p(c)。

在根节点和上层非叶子节点层之间，输入能量与输出能量相等，能量流动平衡，即vsoc(b')+vsoc(c')＝vsoc(a')。

下层非叶子节点控制器d向叶子节点控制器h和叶子节点控制器i发送包括功率p(d)的功率指令，该功率指令用于对叶子节点h和叶子节点i进行功率分配；下层非叶子节点控制器e向叶子节点控制器j和叶子节点控制器k发送包括功率p(e)的功率指令，该功率指令用于对叶子节点j和叶子节点k进行功率分配；下层非叶子节点控制器f向叶子节点控制器l和叶子节点控制器m发送包括功率p(f)的功率指令，该功率指令用于对叶子节点l和叶子节点m进行功率分配；下层非叶子节点控制器g向叶子节点控制器n和叶子节点控制器o发送包括功率p(g)的功率指令，该功率指令用于对叶子节点n和叶子节点o进行功率分配。

叶子节点控制器h和叶子节点控制器i根据叶子节点h、i的预测能量参数vsoc(h)、vsoc(i)，叶子节点h、i的额定容量eed(h)、eed(i)，下层非叶子节点d的预测时长td以及下层非叶子节点d的功率p(d)，通过下述公式，确定叶子节点h的功率p(h)以及叶子节点i的功率p(i)：

根据叶子节点h的功率p(h)、叶子节点i的功率p(i)、下层非叶子节点d的预测时长td以及下层非叶子节点d的额定容量eed(d)，通过以下公式，确定下层非叶子节点d的实际能量参数vsoc(d')：

其中，vsoc(d')≤vsoc(d)。

叶子节点控制器j和叶子节点控制器k根据叶子节点j、k的预测能量参数vsoc(j)、vsoc(k)，叶子节点j、k的额定容量eed(j)、eed(k)，下层非叶子节点e的预测时长te以及下层非叶子节点e的功率p(e)，通过下述公式，确定叶子节点j的功率p(j)以及叶子节点k的功率p(k)：

根据叶子节点j的功率p(j)、叶子节点k的功率p(k)、下层非叶子节点e的预测时长te以及下层非叶子节点e的额定容量eed(e)，通过以下公式，确定下层非叶子节点e的实际能量参数vsoc(e')：

其中，vsoc(e')≤vsoc(e)。

叶子节点控制器l和叶子节点控制器m根据叶子节点l、m的预测能量参数vsoc(l)、vsoc(m)，叶子节点l、m的额定容量eed(l)、eed(m)，下层非叶子节点f的预测时长tf以及下层非叶子节点f的功率p(f)，通过下述公式，确定叶子节点l的功率p(l)以及叶子节点m的功率p(m)：

根据叶子节点l的功率p(l)、叶子节点m的功率p(m)、下层非叶子节点f的预测时长tf以及下层非叶子节点f的额定容量eed(f)，通过以下公式，确定下层非叶子节点f的实际能量参数vsoc(f')：

其中，vsoc(f')≤vsoc(f)。

叶子节点控制器n和叶子节点控制器o根据叶子节点n、o的预测能量参数vsoc(n)、vsoc(o)，叶子节点n、o的额定容量eed(n)、eed(o)，下层非叶子节点g的预测时长tg以及下层非叶子节点g的功率p(g)，通过下述公式，确定叶子节点n的功率p(n)以及叶子节点o的功率p(o)：

根据叶子节点n的功率p(n)、叶子节点o的功率p(o)、下层非叶子节点g的预设时长tg以及下层非叶子节点g的额定容量eed(g)，通过以下公式，确定下层非叶子节点g的实际能量参数vsoc(g')：

其中，vsoc(g')≤vsoc(g)。

在下层非叶子节点层和叶子节点层之间，输入功率与输出功率相等，功率流动平衡，即p(h)+p(i)+……+p(n)+p(o)＝p(d)+p(e)+p(f)+p(g)。

在上层非叶子节点层和下层非叶子节点层之间，输入能量与输出能量相等，能量流动平衡，即vsoc(d')+vsoc(e')+vsoc(f')+vsoc(g')＝vsoc(b')+vsoc(c')。

在下层非叶子节点层和叶子节点层之间，输入能量与输出能量相等，能量流动平衡，即

vsoc(h')+vsoc(i')+……+vsoc(n')+vsoc(o')＝vsoc(d')+vsoc(e')+vsoc(f')+vsoc(g')。

根据上述描述可知，各层节点的预测能量参数逐层上传，用来确定上层父节点的预测能量参数，各层节点的功率逐层下传，用来确定下层子节点的功率，以实现能源网络中的功率和能量流动的平衡。

本申请实施例记载的技术方案，能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化，对于能源网络的控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器，采用相同的控制算法：节点控制器通过确定对应的节点的预测能量参数，以及接收用于对节点进行功率分配的第一功率指令，进而能够根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率，从而使得控制电路能够灵活分层扩展，应用在不限层级的能源网络中，有效提高了控制电路的通用性。

实施例2

图4为本申请实施例提供的一种能源网络的控制方法的流程示意图。所述方法应用在控制电路中的根节点控制器中，所述方法可以如下所示。

步骤401：根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数。

本申请实施例中，根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数，包括：

根节点控制器获取根节点的子节点的预测能量参数；

根节点控制器根据根节点的子节点的预测能量参数，确定根节点的预测能量参数。

以上述实施例1中的图3为例，根节点控制器a接收上层非叶子节点控制器b发送的vsoc(b)以及上层非叶子节点控制器c发送的vsoc(c)，进而确定根节点a的预测能量参数为vsoc(a)＝vsoc(b)+vsoc(c)。

步骤402：根节点控制器根据根节点的预测能量参数，确定根节点的功率。

仍以上述实施例1中的图3为例，根节点控制器a确定根节点a的预测能量参数为vsoc(a)，为了实现能源网络的功率能量流动平衡，根据预测能量参数vsoc(a)，根节点控制器a确定根节点a的功率p(a)。

步骤403：根节点控制器根据根节点的功率，向其子节点控制器发送功率指令。

其中，功率指令用于对子节点控制器对应的子节点进行功率分配。

仍以上述实施例1中的图3为例，根节点控制器a根据功率p(a)，向上层非叶子节点控制器b和上层非叶子节点控制器c发送包括功率p(a)的功率指令，该功率指令用于对非叶子节点b和上层非叶子节点c进行功率分配。

实施例3

图5为本申请实施例提供的一种能源网络的控制装置的结构示意图。控制装置50应用在控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器中，所述装置50包括：确定单元51和接收单元52，其中：

确定单元51，用于控制节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，其中，能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化；

接收单元52，用于控制节点控制器接收第一功率指令，其中，第一功率指令用于对节点进行功率分配；

确定单元51，还用于控制节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率。

可选地，接收单元52接收到的第一功率指令是节点的父节点对应的父节点控制器发送的，第一功率指令中包括节点的父节点的功率。

可选地，确定单元51控制节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率之前，装置50还包括：获取单元，其中：

获取单元，用于控制节点控制器获取节点的额定容量以及节点的父节点的预测时长；

确定单元51控制节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率包括：

节点控制器根据节点的预测能量参数、节点的额定容量、父节点的功率以及父节点的预测时长，确定节点的功率。

可选地，确定单元51确定节点的功率，包括：

节点控制器通过下述公式确定节点的功率：

其中，pi表示节点i的功率，vsoc(i)表示节点i的预测能量参数，eed(i)表示节点i的额定容量，t表示父节点的预测时长，p表示父节点的功率，表示节点i的父节点的所有子节点的功率之和。

可选地，获取单元，还用于控制节点控制器获取父节点的额定容量；

确定单元51，还用于控制节点控制器根据节点的功率、父节点的预测时长以及父节点的额定容量，确定父节点的实际能量参数。

可选地，确定单元51确定父节点的实际能量参数，包括：

节点控制器通过下述公式确定父节点的实际能量参数：

其中，vsoc(l)表示父节点l的实际能量参数，pi表示节点i的功率，t表示父节点l的预测时长，eed(l)表示父节点l的额定容量。

可选地，当节点控制器是叶子节点控制器时，节点控制器对应的节点是叶子节点，其中：确定单元51控制节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，包括：

节点控制器直接获取节点的预测能量参数。

可选地，当节点控制器是非叶子节点控制器时，节点控制器对应的节点是非叶子节点，其中：确定单元51控制节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，包括：

节点控制器获取节点的子节点的预测能量参数；

节点控制器根据节点的子节点的预测能量参数，确定节点的预测能量参数。

可选地，装置50还包括：发送单元，其中：

确定单元，用于控制节点控制器根据节点的功率，确定第二功率指令；

发送单元，用于控制节点控制器向其子节点控制器发送第二功率指令。

可选地，当父节点控制器是根节点控制器时，父节点的功率是父节点控制器根据父节点的预测能量参数确定的。

根据所述能源网络的控制装置，确定单元用于控制节点控制器确定对应的节点的预测能量参数，其中，能源网络的各层节点的预测能量参数用于以统一的指标描述节点在预测时长内的能量变化；接收单元用于控制节点控制器接收第一功率指令,其中，第一功率指令用于对节点进行功率分配；确定单元还用于控制节点控制器根据节点的预测能量参数和第一功率指令，确定节点的功率，从而使得控制电路能够灵活分层扩展，应用在不限层级的能源网络中，有效提高了控制电路的通用性。

实施例4

图6为本申请实施例提供的一种能源网络的控制装置的结构示意图。装置60应用在控制电路中的根节点控制器中，装置60包括：确定单元61和发送单元62，其中：

确定单元61，用于控制根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数；

确定单元61，还用于控制根节点控制器根据根节点的预测能量参数，确定根节点的功率；

发送单元63，用于控制根节点控制器根据根节点的功率，向其子节点控制器发送功率指令。

可选地，确定单元62控制根节点控制器确定对应的根节点的预测能量参数，包括：

根节点控制器获取根节点的子节点的预测能量参数；

根节点控制器根据根节点的子节点的预测能量参数，确定根节点的预测能量参数。

实施例5

本申请实施例提供的一种能源网络的控制系统，包括：如上所述的应用在控制电路中根节点控制器以外的任一节点控制器中的能源网络的控制装置，以及，如上所述的应用在控制电路中根节点控制器中的能源网络的控制装置。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,pld)(例如现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片pld上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logiccompiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(hardwaredescriptionlanguage，hdl)，而hdl也并非仅有一种，而是有许多种，如abel(advancedbooleanexpressionlanguage)、ahdl(alterahardwaredescriptionlanguage)、confluence、cupl(cornelluniversityprogramminglanguage)、hdcal、jhdl(javahardwaredescriptionlanguage)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(rubyhardwaredescriptionlanguage)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage)与verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc625d、atmelat91sam、microchippic18f26k20以及siliconelabsc8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。