专利名称：一种分布式能源网络能效优化调度系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于分布式能源网络，特别是关于分布式能源网络能效优化调度系 统。
背景技术：
分布式能源系统是指将能源系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、小容 量、模块化、分散式的方式布置在用户端，来双向传输冷、热、电能的系统，其可以提高能源 综合利用率和供电安全性，实现按需供能以及为用户提供更多选择，分布式能源系统成为 全球电力行业和能源产业的重要发展方向，是解决全球能源紧缺问题的重要途径之一。随 着多种能源综合利用效能越来越高，能源品种越来越丰富，分布式能源系统在工程应用上 的技术解决方案也越来越成熟，在推广上的难度也越来越小。有关专家预测，在未来20年， 将是发展分布式能源系统的黄金时代。因此国内外有众多公司开展了分布式能源系统的研 究、推广和应用，其中如何提高分布式能源系统的综合效率，按需供电、供热和供冷，双向选 择，并且实现远程控制，是目前研究的主要方向之一。公告号为CN101377678的发明专利公开了一种能量系统综合优化调度系统，其与 管理信息系统、生产过程控制系统分别相连，包括操作界面、信息监测与调度功能模块、数 据分析功能模块、能量优化功能模块、能量规划功能模块、事件管理功能模块、功能模型库、 关系数据库、实时数据库、接口模块和人工输入界面；其中，信息监测与调度功能模块、数据 分析功能模块、能量优化功能模块、能量规划功能模块、事件管理功能模块分别连接操作界 面和功能模型库；关系数据库分别与操作界面、功能模型库、实时数据库和人工输入界面 相连；关系数据库通过接口模块与管理信息系统相连；实时数据库与生产过程控制系统相 连。通过上述调度系统的优化可以科学、准确地调度能量配给，减少能源浪费和污染物的排 放。但从附图可以看出，上述的系统“生产过程控制系统”与“实时数据库”之间，以及“实 时数据库，，与“关系数据库，，之间的信息交换，都是单向流动的，即信息由“生产过程控制 系统”流向“关系数据库”。因此，由“能量优化功能模块”计算出来的优化调度数据，因缺乏 必要的信息传输通道而无法直接到达“能量系统”的控制终端——“生产过程控制系统”，存 在着信息传递链路的断裂的技术缺陷，并因此造成优化调度数据得不到充分利用，不能达 到真正地双向控制、综合优化的效果。
发明内容本实用新型的目的是以信息通畅、双向控制和反馈为目标，采用合理的模块结构 和模块连接方式，解决分布式能源网络调度过程中信息传递链路断裂的技术问题，使分布 式能源网络的优化调度数据顺利到达能源转换设备的控制单元，达到优化能效、节能环保 的目的。本实用新型的目的是通过以下的技术方案实现的一种分布式能源网络能效优化调度系统，与分布式能源网络和远程计算机互连，
3其包括实现数据处理功能的上位计算机、实现过程控制功能的下位计算机和通讯网络交换 机，上位计算机和下位计算机通过通讯网络交换机相连；远程计算机通过通讯网络交换机 与上位计算机和下位计算机相连，实现对该分布式能源网络的远程控制和数据采集。上述的分布式能源网络能效优化调度系统，所述的上位计算机包括主人机界面、 记录模块、数据处理模块、远程计算机通讯接口、下行通讯接口 ；其中主人机界面、记录模 块、远程计算机通讯接口、下行通讯接口分别连接数据处理模块；远程计算机通讯接口通过 通讯网络交换机与远程计算机相连接；所述的上位计算机通过下行通讯接口、通讯网络交 换机与下位计算机连接。上述的分布式能源网络能效优化调度系统，所述的下位计算机包括操作面板、上 行通讯接口、过程控制模块、输入/输出模块、设备控制单元通讯接口 ；操作面板、上行通讯 接口、输入/输出模块、设备控制单元通讯接口分别与过程控制模块连接；所述的下位计算 机通过上行通讯接口、通讯网络交换机与上位计算机连接；所述的下位计算机通过输入/ 输出模块、设备控制单元通讯接口与分布式能源网络连接。上述的分布式能源网络能效优化调度系统，所述的上行通讯接口和下行通讯接口 带有网络接口和TCP/IP协议栈；设备控制单元通讯接口带有串行通讯接口和标准串口协 议。上述的分布式能源网络能效优化调度系统，所述的下位计算机采用低功耗、无风
扇、无硬盘结构。总之，本实用新型具有以下有益效果本实用新型采用上/下位计算机，通过通讯网络交换机连接，实现了分布式能源 网络与过程控制模块和数据库模块的双向连接，具有流畅的数据和信息交换通道，使分布 式能源网络的运行调度过程实现了自动化，并保证了分布式能源网络实际运行结果符合能 效最优化的调度准则，可以充分实现分布式能源网络能量供需平衡，有效避免能源浪费，提 高能源利用效率，达到节能减排目的。该系统不仅具有结构合理、自动化水平高，还具备装 置可靠性和可利用性高的特点，为分布式能源网络能效优化调度，提供了实用的自动化技 术手段。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。其中10.上位计算机，101.主人机界面，102.记录模块，103.数据处理模块，104.远程 计算机通讯接口，105.下行通讯接口，20.通讯网络交换机，30.下位计算机，301.操作面板，302.上行通讯接口，303.过程控制模块，304.输 入/输出模块，305.设备控制单元通讯接口，40.分布式能源网络，50.远程计算机。
具体实施方式
本实用新型的分布式能源网络能效优化调度装置，由上/下两级计算机和通讯网 络交换机20组成。上位计算机10和下位计算机30通过通讯网络交换机20相连；远程计 算机50通过通讯网络交换机20与上位计算机10和下位计算机30相连，实现对该分布式 能源网络40的远程控制、数据采集和传输。下位计算机30由操作面板301、上行通讯接口 302、过程控制模块303、输入/输出 模块304、设备控制单元通讯接口 305等硬件模块组成。过程控制模块303是下位计算机 30的核心，操作面板301、上行通讯接口 302、输入/输出模块304、设备控制单元通讯接口 305分别与过程控制模块303连接；下位计算机30通过上行通讯接口 302、通讯网络交换机 20与上位计算机10连接；下位计算机30通过输入/输出模块304、设备控制单元通讯接口 305与分布式能源网络40连接。上述各互连设备之间，信息流向都是双向的。操作面板301实现过程控制参数设定、过程控制模式切换、能源网络检测参数和 设备状态显示、检测参数越限报警、设备的手动操作功能。上行通讯接口 302提供网络接口和TCP/IP协议栈，并通过通讯网络交换机20将 下位计算机30与上位计算机10连接起来，以便将下位计算机30获取的数据信息上传至上 位计算机10，并接收上位计算机10下载的优化调度数据。过程控制模块303介于优化调度装置上位计算机10与分布式能源网络40之间， 除完成常规的顺序逻辑控制、安全联锁保护和闭环调节运算以外，还承担着将优化调度数 据分时传递给能源转换设备控制单元的重要任务。通过过程控制模块303、通讯网络交换机 20、上/下行通讯接口 105和设备控制单元通讯接口 305的传递，上位计算机10生成的能 效优化调度数据就可以在分布式能源网络40运行过程中发挥控制作用。此外，在上位计算 机10故障条件下，过程控制模块303还可以将操作员通过操作面板301人工设定的调度数 据传递给能源转换设备控制单元，以提高优化调度装置的可用性。输入/输出模块304通过A/D和D/A转换，实现能源网络数据采集和信息收集，并 将控制和调节信号传递至能源网络的执行单元，完成具体的控制和调节功能。设备控制单元通讯接口 305提供串行接口和标准串口协议，以便下位计算机30与 能源转换设备控制单元之间建立通讯联系。上位计算机10由主人机界面101、记录模块102、数据处理模块103、远程计算机 通讯接口 104、下行通讯接口 105等硬件模块组成。其中主人机界面101、记录模块102、远 程计算机通讯接口 104、下行通讯接口 105分别连接数据处理模块103 ；远程计算机通讯接 口 104通过通讯网络交换机20与远程计算机50相连接；上位计算机10通过下行通讯接口 105、通讯网络交换机20与下位计算机30连接。主人机界面101可以彩色图形方式，显示能源网络的检测参数、设备运行状态、实 时和历史曲线、报警信息、事件记录；人机接口主模块还为能效优化调度计算提供运行条件 设置界面、优化计算启动按钮、优化计算过程和结果显示。数据记录模块102记录历史数据和设备状态信息，为优化调度提供数据和信息 源。数据处理模块103执行具体的优化调度计算。远程计算机通讯接口 104是能效优化调度装置接入广域网的连接通道。提供通讯 网络接口、网络通讯协议和网络安全防范措施，确保远程计算机50通过网络交换机和安全方式获取上位计算机10的信息。下行通讯接口 105通过网络接口和标准网络通讯协议，将上位计算机10和下位计 算机30连接起来，实现上位计算机10和下位计算机30之间的数据和信息交换。下面是该分布式能源网络能效优化调度装置的简要工作原理和特点分布式能源网络40的运行参数和工作状态，经过输入/输出模块304和设备控制 单元通讯接口 305模块，集中至下位计算机30的过程控制模块303。过程控制模块303在 完成逻辑控制和回路调节任务同时，将能效优化计算所需的实时数据和状态信息通过上行 通讯接口 302发送至上位计算机10。能效优化计算所需的实时数据和状态信息经过通讯网 络交换机20和上位计算机10的下行通讯接口 105，送达上位计算机10数据处理模块103。 数据处理模块103将实时数据和运行状态信息分类处理，执行具体的优化计算过程，然后 将需要记录的数据和状态信息发送给记录模块102。操作员通过主人机界面101观察历史数据和信息记录，并根据历史数据和信息记 录设置优化边界条件、选择优化目标函数、设置优化结束条件、启动优化计算过程、确认优 化计算结果。确认后的优化计算结果作为设备运行调度数据，经过下行通讯接口 105传递至下 位计算机30。下位计算机30的过程控制模块303通过上行通讯接口 302取得优化调度数据后， 先保存在非易失的存储器内，然后通过输入/输出模块304或设备控制单元通讯接口 305 模块，分时传送至设备控制单元，实现优化控制，达到提高设备能效和减少温室气体排放的 节能、环保效果。下位计算机30采用低功耗、无风扇、无硬盘结构。这种结构特点不仅满足其功能 需要，还可以显著提高能效优化调度装置的寿命、可靠性和可用性，使优化调度装置即便在 上位计算机10退出运行的极端条件下，也可以通过操作面板301选择下位计算机30内存 储的经验数据，完成优化调度任务。上位计算机10和下位计算机30经过通讯网络交换机20连接起来的结构，在提高 优化调度装置可靠性、可用性同时，使优化调度数据可以直接下载至设备控制单元，克服了 参考专利技术存在的优化调度数据链的断裂问题，实现了能源转换设备负荷优化调度的自动化。上位计算机10提供的远程计算机通讯接口 104，为能源计量系统的远程抄表、远 程监督和诊断提供了安全、可靠的技术手段，也为能效优化调度装置融入智能电网建立了 连接通道。以上实施例仅用于说明本实用新型而非限制本实用新型所描述的技术方案，并不 局限于以上的形式，还可以对本实用新型进行修改或等同的替换；一切不脱离本实用新型 的精神实质和范围的技术方案及其改进，都将落入本实用新型的保护范围。
权利要求一种分布式能源网络能效优化调度系统，与分布式能源网络(40)和远程计算机(50)互连，其特征在于其包括实现数据处理功能的上位计算机(10)、实现过程控制功能的下位计算机(30)和通讯网络交换机(20)，上位计算机(10)和下位计算机(30)通过通讯网络交换机(20)相连；远程计算机(50)通过通讯网络交换机(20)与上位计算机(10)和下位计算机(30)相连，实现对该分布式能源网络的远程控制和数据采集。
2.根据权利要求1所述的分布式能源网络能效优化调度系统，其特征在于所述的上 位计算机(10)包括主人机界面(101)、记录模块(102)、数据处理模块(103)、远程计算机 通讯接口(104)、下行通讯接口(105)；其中主人机界面(101)、记录模块(102)、远程计算机 通讯接口(104)、下行通讯接口(105)分别连接数据处理模块(103)；远程计算机通讯接口 (104)通过通讯网络交换机(20)与远程计算机(50)相连接；所述的上位计算机(10)通过 下行通讯接口(105)、通讯网络交换机(20)与下位计算机(30)连接。
3.根据权利要求1或2所述的分布式能源网络能效优化调度系统，其特征在于所述 的下位计算机(30)包括操作面板(301)、上行通讯接口(302)、过程控制模块(303)、输入/ 输出模块(304)、设备控制单元通讯接口(305)；操作面板(301)、上行通讯接口(302)、输入 /输出模块(304)、设备控制单元通讯接口(305)分别与过程控制模块(303)连接；所述的 下位计算机(30)通过上行通讯接口(302)、通讯网络交换机(20)与上位计算机(10)连接； 所述的下位计算机(30)通过输入/输出模块(304)、设备控制单元通讯接口(305)与分布 式能源网络(40)连接。
4.根据权利要求3所述的分布式能源网络能效优化调度系统，其特征在于所述的上 行通讯接口(302)和下行通讯接口(105)带有网络接口和TCP/IP协议栈；设备控制单元通 讯接口(305)带有串行通讯接口和标准串口协议。
5.根据权利要求3所述的分布式能源网络能效优化调度系统，其特征在于所述的下 位计算机(30)采用低功耗、无风扇、无硬盘结构。
专利摘要本实用新型公开了一种分布式能源网络能效优化调度系统，与分布式能源网络和远程计算机互连，其包括实现数据处理功能的上位计算机、实现过程控制功能的下位计算机和通讯网络交换机，上位计算机和下位计算机通过通讯网络交换机相连；远程计算机通过通讯网络交换机与上位计算机和下位计算机相连，实现对该分布式能源网络的远程控制和数据采集；该系统可以使分布式能源网络的优化调度数据顺利到达能源转换设备的控制单元，达到优化能效、节能环保的目的。
文档编号H04L12/28GK201698215SQ20102016140
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者左臻, 江兵, 许幼奇 申请人:上海齐耀动力技术有限公司