分布式资源聚合装置的制作方法

1.本发明实施例涉及分布式资源处理领域，尤其涉及一种分布式资源聚合装置。


背景技术：

2.在“双碳”目标和构建以新能源为主体的新型电力系统背景下，对规模化灵活资源进行有效聚合调配，可以从根本上解决电力系统灵活性调节能力不足的问题。虚拟电厂作为能源供给和能源消费的融合点，采用先进信息通信技术聚合分布式电源、电动汽车、储能、可调负荷等分布式资源，通过更高层面的软件架构实现分布式资源的协调优化运行，对内实现清洁能源主动协调和综合消纳，对外呈现类似传统电厂出力特性。
3.论文“汪莞乔，苏剑，潘娟，张慧，高凯强，刘川.虚拟电厂通信网络架构及关键技术研究展望[j/ol].电力系统自动化.https://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.tp.20220824.1123.004.html”设计虚拟电厂通信架构，提出在虚拟电厂边缘设置集控设备来汇聚分布式资源，数据经过4g/5g无线公网或电力无线专网接入虚拟电厂管控平台，虚拟电厂管控平台再与电力调度控制/用电信息采集/配电云主站对接。该架构未考虑可直接对接电力调度控制主站的大用户(如超高型商业大厦、高密度智慧园区)，其集控设备与虚拟电厂管控平台可部署在同一设备中，可减少4g/5g无线公网或电力无线专网的网络传输带来的不确定性，且论文中不涉及集控设备与虚拟电厂管控平台的功能设计。
[0004]
发明专利“一种分布式灵活资源聚合控制装置及控制方法-zl202210401812.1”提出了一种包含处理控制单元、通信单元的分布式灵活资源聚合控制装置，通信单元用于装置的上下行连接、不同装置的边缘自组网，处理控制单元用于支撑调度控制类业务实现实时需求响应、低功耗海量规模化部署及微网智能并/退网。其处理单元与通信单元的耦合度高，且各模块功能与专利所提出的控制方法相关度高，专利提出的分布式灵活资源聚合控制装置需要整体应用，对已有系统的兼容性较差。实际部署时需要会导致造价较高，不适用工程预算较低的新建分布式资源聚合工程、改建的分布式资源聚合工程。
[0005]
发明专利“一种海量分布式可调资源的聚合和可调容量评估方法-202210322508.8”提出了通过对海量分布式可调资源进行聚类、建模、优化，来提升可调容量评估精确度的方法。该专利侧重于优化虚拟电厂外出力特性，不涉及虚拟电厂内部的组成及通信方式。
[0006]
发明专利“分布式资源调度的方法及装置、存储介质、电子设备-202210822646.2”、“一种集群分布式资源调度方法、装置、设备及存储介质-zl202010567625.1”所涉及的分布式资源分别为服务器计算资源、主机或虚拟机的cpu利用率，并非电力资源，属于信息通信领域。


技术实现要素：

[0007]
鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种分布式资源聚合装置。
[0008]
第一方面，本发明实施例提供一种分布式资源聚合装置，包括：聚合调控平台单元、边缘物联代理单元、网络通信单元、装置管理单元和装置电源单元；
[0009]
所述聚合调控平台单元用于基于接收到的调度任务确定调度策略并下发到所述边缘物联代理单元；
[0010]
所述边缘物联代理单元用于将所述调度策略解析为控制指令并下发到分布式资源控制终端；
[0011]
所述网络通信单元用于控制分布式资源聚合装置的正常通信；
[0012]
所述装置管理单元用于所述分布式资源聚合装置的系统管理；
[0013]
所述装置电源单元用于所述分布式资源聚合装置的供电。
[0014]
在一个可能的实施方式中，所述聚合调控平台单元包括调度解析模块、资源管理模块、数据采集模块、模型预测模块、第一状态管理模块；
[0015]
所述调度解析模块，用于接收调度任务，以及根据所述资源管理模块提供的发电策略信息，将所述调度任务解析为调度策略，下发至所述边缘物联代理单元；
[0016]
所述资源管理模块，用于获取所述模型预测模块上报的各终端的发电能力预测信息、所述第一状态管理模块上报的边缘物联代理单元及下联终端的终端状态信息，确定目标发电策略集，并上报至所述调度解析模块。
[0017]
在一个可能的实施方式中，所述模型预测模块，用于根据所述数据采集模块中的终端能量流数据，完成下联分布式资源控制终端的数据建模，预测下联分布式资源控制终端及所接分布式资源的发电能力；
[0018]
所述第一状态管理模块，用于根据所述数据采集模块中的终端信息流数据，管理下联边缘物联代理单元、分布式资源控制终端及分布式资源的状态。
[0019]
在一个可能的实施方式中，所述数据采集模块，用于接收所述边缘物联代理单元上报的全部下联终端数据，并采集所述下联终端数据中的终端能量流数据，将所述终端能量流数据发送至所述模型预测模块；
[0020]
所述数据采集模块，还用于采集下联终端数据中的终端信息流数据，将所述终端信息流数据发送至所述第一状态管理模块。
[0021]
在一个可能的实施方式中，所述边缘物联代理单元至少包括策略解析模块、第二状态管理模块、规则引擎模块、终端配置模块、数据采集模块；
[0022]
所述策略解析模块，用于监测并接收所述聚合调控平台单元下发的调度策略，以及根据第二状态管理模块提供的分布式资源控制终端信息和分布式资源的状态信息，将所述调度策略解析为控制指令，通过网络通信单元下发至对应的分布式资源控制终端；
[0023]
所述第二状态管理模块，用于全部下联分布式资源控制终端及分布式资源的状态管理。
[0024]
在一个可能的实施方式中，所述规则引擎模块，用于对比现有规则与终端配置模块获取的采集规则，若现有规则不包含终端配置模块获取的采集规则，则从规则库中下载所需采集规则的规则适配脚本并进行脚本配置；
[0025]
所述终端配置模块，用于全部下联分布式资源控制终端的初始配置，以及下联分布式资源控制终端的配置数据管理。
[0026]
在一个可能的实施方式中，所述数据采集模块，用于获取终端配置模块中的终端
数据采集协议及终端数据采集点表的配置信息，获取规则引擎模块下发的规则适配脚本；
[0027]
所述数据采集模块，还用于通过网络通信单元采集下联分布式资源控制终端的原始数据，将原始数据上传至聚合调控平台单元，将终端信息流数据上传至第二状态管理模块。
[0028]
在一个可能的实施方式中，所述网络通信单元，用于控制所述聚合调控平台单元与调度系统间、所述边缘物联代理单元与分布式资源控制终端间的数据收发和通信接口协议转换；
[0029]
所述网络通信单元，还用于控制所述聚合调控平台单元与边缘物联代理单元间、聚合调控平台与装置系统管理单元间、边缘物联代理单元与装置系统管理单元间的数据收发和通信接口协议转换。
[0030]
在一个可能的实施方式中，所述分布式资源聚合装置的系统管理至少包括：安全认证、系统配置、操作系统版本管理、操作日志、故障监测及告警。
[0031]
在一个可能的实施方式中，所述装置电源单元用于控制交直流转换、电压转换、电源隔离、稳压滤波。
[0032]
本发明实施例提供的分布式资源聚合装置，包括：聚合调控平台单元、边缘物联代理单元、网络通信单元、装置管理单元和装置电源单元；所述聚合调控平台单元用于基于接收到的调度任务确定调度策略并下发到所述边缘物联代理单元；所述边缘物联代理单元用于将所述调度策略解析为控制指令并下发到分布式资源控制终端；所述网络通信单元用于控制分布式资源聚合装置的正常通信；所述装置管理单元用于所述分布式资源聚合装置的系统管理；所述装置电源单元用于所述分布式资源聚合装置的供电。相比于现有的分布式资源聚合方法覆盖面少、功能少、兼容性差等问题，由本装置进行分布式资源聚合，采用单元化、模块化的设计，单元及模块间的耦合程度低，可提供灵活的组装形式，增强装置的适用性。
附图说明
[0033]
图1为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的结构示意图；
[0034]
图2为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的聚合调控平台单元功能说明图；
[0035]
图3为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的功能模块示意图；
[0036]
图4为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置i型组装形式示意图；
[0037]
图5为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置ii型组装形式示意图；
[0038]
图6为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的部署形式示意图；
[0039]
图7为本发明实施例提供的另一种分布式资源聚合装置的部署形式示意图。
具体实施方式
[0040]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0041]
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0042]
图1为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的结构示意图，如图1所示，分布式资源聚合装置的功能模块包含聚合调控平台单元、边缘物联代理单元、网络通信单元、装置管理单元及装置电源单元。
[0043]
其中，聚合调控平台单元包括但不限于调度解析、资源管理、数据采集、模型预测、状态管理模块，如图2为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的聚合调控平台单元功能说明图。
[0044]
结合图2，调度解析模块在线监测并接受调度系统下发的调度任务，根据资源管理模块的提供的发电策略信息，将调度任务解析为调度策略，下发至边缘物联代理单元。
[0045]
资源管理模块获取模型预测模块上报的各终端的发电能力预测信息、状态管理模块上报的边缘物联代理单元及下联终端的终端状态信息，分析计算出当前可选的发电策略集,并上报至调度解析模块。
[0046]
模型预测模块根据数据采集模块中的终端能量流数据，完成下联分布式资源控制终端的数据建模，实现下联分布式资源控制终端及所接分布式资源的发电能力预测。
[0047]
状态管理模块根据数据采集模块中的终端信息流数据，实现下联边缘物联代理单元、分布式资源控制终端及分布式资源的状态管理，包括但不限于：边缘物联代理单元的部署方式、地理位置、在线状态、故障信息等；分布式资源控制终端的终端类型、终端型号、终端在线状态、终端故障信息等；分布式资源的种类、型号、功率、电压、电流、频率等信息。
[0048]
数据采集模块接收边缘物联代理单元上报的所有下联终端数据，完成数据的清洗与存储后，采集下联终端数据中的终端能量流数据，发送至模型预测模块。采集下联终端数据中的终端信息流数据，发送至状态管理模块。
[0049]
边缘物联代理单元包括但不限于策略解析、状态管理、规则引擎、终端配置、数据采集模块，结合图3为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的功能模块示意图进行详细说明：
[0050]
策略解析模块监测并接受聚合调控平台单元下发的调度策略，根据状态管理模块提供分布式资源控制终端及分布式资源的状态信息，将调度策略解析为控制指令，通过网络通信单元下发至对应的分布式资源控制终端。
[0051]
状态管理模块完成所有下联分布式资源控制终端及分布式资源的状态管理，包括但不限于：分布式资源控制终端的终端类型、终端型号、终端在线状态、终端故障信息等；分布式资源的种类、型号、功率、电压、电流、频率等信息。
[0052]
规则引擎模块对比现有规则与终端配置模块获取的采集规则(如需遵循的规约、标准等)，若现有规则不包含终端配置模块获取的采集规则，则从规则库(可部署在云端系统、本地固件中等)中下载所需采集规则的规则适配脚本，并配置脚本参数、参数规则、服务参数等信息。
[0053]
终端配置模块完成所有下联分布式资源控制终端的初始配置(包括但不限于终端注册、终端身份唯一标识、终端通信功能验证、终端数据采集协议录入，终端数据采集点表配置等)，并完成下联分布式资源控制终端的配置数据管理。
[0054]
数据采集模块获取终端配置模块中的终端数据采集协议及终端数据采集点表的
配置信息，获取规则引擎模块下发的规则适配脚本，通过网络通信单元，按照规定通信协议、通信接口、采集频率采集下联分布式资源控制终端的原始数据。并完成原始数据的清洗、分类和存储，同时将下联终端数据上传至聚合调控平台单元，将终端信息流数据上传至状态管理模块。
[0055]
网络通信单元实现分布式资源聚合装置的外部通信和内部通信，其中：
[0056]
分布式资源聚合装置的外部通信包括但不限于聚合调控平台单元与调度系统间的、边缘物联代理单元与分布式资源控制终端间的数据收发和通信接口协议转换。聚合调控平台单元与调度系统间的通信支持但不限于4g/5g、fttb、电力有线专网、电力无线专网等通信方式。边缘物联代理单元与分布式资源控制终端间的通信支持但不限于plc、以太网、485、微功率无线等通信方式。
[0057]
分布式资源聚合装置的内部通信包括但不限于聚合调控平台单元与边缘物联代理单元间的、聚合调控平台与装置系统管理单元间的、边缘物联代理单元与装置系统管理单元间的数据收发和通信接口协议转换。内部通信支持但不限于i2c、uart、spi、plc、以太网、485、微功率无线等通信方式。
[0058]
装置管理单元实现分布式资源聚合装置的管理功能，包括但不限于安全认证、系统配置、操作系统版本管理、操作日志、故障监测及告警等功能。
[0059]
装置电源单元实现整机及各模块的安全供电，包括但不限于交直流转换、电压转换、电源隔离、稳压滤波等功能。
[0060]
本发明实施例提供的分布式资源聚合装置，包括：聚合调控平台单元、边缘物联代理单元、网络通信单元、装置管理单元和装置电源单元；所述聚合调控平台单元用于基于接收到的调度任务确定调度策略并下发到所述边缘物联代理单元；所述边缘物联代理单元用于将所述调度策略解析为控制指令并下发到分布式资源控制终端；所述网络通信单元用于控制分布式资源聚合装置的正常通信；所述装置管理单元用于所述分布式资源聚合装置的系统管理；所述装置电源单元用于所述分布式资源聚合装置的供电。相比于现有的分布式资源聚合方法覆盖面少、功能少、兼容性差等问题，由本装置进行分布式资源聚合，采用单元化、模块化的设计，单元及模块间的耦合程度低，可提供灵活的组装形式，增强装置的适用性。
[0061]
进一步的，本发明实施例提供的分布式资源聚合装置包含2种组装形式，如图4为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置i型组装形式示意图，分布式资源聚合装置i型将聚合调控平台单元、边缘物联代理单元、网络通信单元、装置管理单元、装置电源单元组装在同一装置内，即共用同一装置结构件，聚合调控平台单元和边缘物联代理单元共用网络通信单元、装置管理单元，且组装在同一pcb中，装置电源单元为独立pcb。
[0062]
如图5为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置ii型组装形式示意图，分布式资源聚合装置ii型在组装前，先根据聚合调控平台单元、边缘物联代理单元的需求及专用设备或服务器的功能，将共用的网络通信单元、装置管理单元切分整合为第一网络通信子单元、第二网络通信子单元、第一装置管理子单元、第二装置管理子单元。
[0063]
再将聚合调控平台单元、第一网络通信子单元、第一装置管理子单元组装在专用设备或服务器中，共用专用设备或服务器的结构件。组装时，可将聚合调控平台单元、第一网络通信子单元、第一装置管理子单元以硬件pcb的形式组装(在pcb的固件中烧写相关程
序)；也可以只提供纯软件，安装在专用设备或服务器已有pcb的固件中。
[0064]
分布式资源聚合装置ii型将边缘物联代理单元、第二网络通信子单元、第二装置管理子单元、装置电源单元组装在同一装置内，即共用同一装置结构件。边缘物联代理单元、第二网络通信子单元、第二装置管理子单元组装在同一pcb中。装置电源单元为独立pcb。
[0065]
进一步的，本发明实施例提供的分布式资源聚合装置包含2种部署形式，图6为本发明实施例提供的一种分布式资源聚合装置的部署形式示意图，该种部署形式为调度系统下接n个分布式资源聚合装置i型，分布式资源聚合装置i型与分布式资源控制终端、现有资源管理系统有3种连接方式。其中：
[0066]
第1种连接方式中，分布式资源聚合装置i型直接与分布式资源控制终端连接，分布式资源聚合装置i型实现北向的数据采集和南向的终端控制指令下达。
[0067]
第2种连接方式中，分布式资源聚合装置i型直接与现有资源管理系统连接，由现有资源管理系统实现终端的数据采集。分布式资源聚合装置i型的聚合调控平台单元解析调度系统下发的调度任务并生成调度策略。若现有资源管理系统与具有边缘物联代理单元的功能，则聚合调控平台单元将调度策略直接下达至现有资源管理系统，由其完成策略解析及控制指令下发。若现有资源管理系统不具有边缘物联代理单元的功能，则仍由边缘物联代理单元完成策略解析及控制指令生成，现有资源管理系统实现控制指令的获取、安全检测、协议适配及最终控制指令下发。
[0068]
第3种连接方式中，分布式资源聚合装置i型可同时连接部分终端以及现有资源管理系统连接。具体功能参见第1种和第2种连接方式。
[0069]
图7为本发明实施例提供的另一种分布式资源聚合装置的部署形式示意图，该种部署形式为调度系统下接n个安装了聚合调控平台单元的专用设备或服务器，专用设备或服务器与分布式资源聚合装置ii型有3种连接方式。其中：
[0070]
第1种连接方式中，第1专用设备或服务器与若干分布式资源聚合装置ii型连接，分布式资源聚合装置ii型与若干分布式资源控制终端连接。第1专用设备或服务器中的聚合调控平台单元接收调度系统的调度任务，并将其解析为调度策略，下发给第1～第n分布式资源聚合装置ii型。对应分布式资源聚合装置ii型中的边缘物联代理单元将调度策略解析为终端控制指令，并将其下发至终端。
[0071]
第2种连接方式中，第2专用设备或服务器与现有资源管理系统连接。第2专用设备或服务器中的聚合调控平台单元解析调度系统下发的调度任务，向现有资源管理系统下发调度策略，现有资源管理系统将其解析为终端控制指令并下达至下连的终端。
[0072]
第3种连接方式中，分布式资源聚合装置i型可同时连接分布式资源聚合装置ii型以及现有资源管理系统连接。具体功能参见第1种和第2种连接方式。
[0073]
本发明实施例提供的分布式资源装置的组装和部署方法，通过切分整合装置内部模块功能，设计了分布式资源装置i型及分布式资源装置ii型。针对不同的装置类型、不同分布式资源控制终端、不同现有资源管理系统连接导致的不同应用场景，设计了6种连接方式，可适应不同造价的新建分布式资源聚合工程，最大程度的兼容现有分布式资源聚合工程的改造需求，实现分布式资源聚合调控系统的平滑演进。