控制電網(wǎng)中功耗設備的操作的制作方法【專利說明】[0001]相關(guān)申請的交叉引用[0002]本申請要求申請人在2013年1月30日向澳大利亞國家ICT提交的澳大利亞臨時申請2013900285的優(yōu)先權(quán)，并且其內(nèi)容通過援引納入于此。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]本發(fā)明一般涉及智能電網(wǎng)中的負載控制。本發(fā)明的各方面包括用于控制功耗設備的操作的計算機實現(xiàn)的方法、軟件以及計算機系統(tǒng)。【
背景技術(shù)：
】[0004]在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，電網(wǎng)很少與它所服務的功耗設備進行交互。換言之，電網(wǎng)通常不知道功耗設備何時啟動以及功耗設備要消耗多少電，功耗設備也不知道電網(wǎng)可提供多少電力。結(jié)果，如果許多功耗設備同時開始操作，電網(wǎng)的聚集負載可能超出電網(wǎng)的工作容量，這可導致較高的操作成本或甚至電網(wǎng)故障。在現(xiàn)代電網(wǎng)中，具體而言是智能電網(wǎng)，與功耗設備和電網(wǎng)有關(guān)的信息被直接或間接地在它們之間交換，以調(diào)度功耗設備的操作，來將電網(wǎng)的聚集負載保持在最佳水平，使得電網(wǎng)和/或功耗設備可以在最佳條件下操作。[0005]包括在本說明書中的文獻、動作、材料、設備、物品等的任何討論不應被認為是承認這些事項中的任何或全部形成現(xiàn)有技術(shù)基礎的一部分，或不應被認為是承認因它在本申請的每一權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日之前存在而是與本公開相關(guān)的領(lǐng)域中的公知常識?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0006]提供了一種用于控制電網(wǎng)中的功耗設備的操作的計算機實現(xiàn)的方法，所述方法包括：[0007]基于所述電網(wǎng)的理想可轉(zhuǎn)移（shiftable)負載來確定所述功耗設備的啟動時間的概率分布；[0008]根據(jù)啟動時間的所述概率分布來確定所述功耗設備的操作的啟動時間；以及[0009]發(fā)送指令以使所述功耗設備在所述啟動時間啟動。[0010]本申請確定啟動時間的概率分布以及基于概率分布確定啟動時間以按隨機方式間接控制功耗設備的操作是有利的。通過這樣做，電網(wǎng)的總體負載基本上保持在電網(wǎng)的理想負載，使得電網(wǎng)以最佳操作條件來操作。[0011]電網(wǎng)可包括智能電網(wǎng)。[0012]功耗設備可包括能被編程成在特定時間窗口內(nèi)操作的設備，如洗衣機、干衣機、洗碗機、電動車，等等。[0013]理想可轉(zhuǎn)移負載可以基于電網(wǎng)的理想負載和不可轉(zhuǎn)移負載。[0014]理想可轉(zhuǎn)移負載可以例如是理想負載減去不可轉(zhuǎn)移負載。[0015]理想負載可以表示電網(wǎng)的運營商在保持電網(wǎng)在最佳操作條件（例如最小操作成本）下的同時在特定時段內(nèi)使用電網(wǎng)能提供的能量。應當注意，取決于電網(wǎng)的配置，電網(wǎng)的理想負載可以是可變的。[0016]不可轉(zhuǎn)移負載可以是電網(wǎng)的運營商在特定時段內(nèi)提供的基本上預定和/或可預測的能量。不可轉(zhuǎn)移負載的供電不能被轉(zhuǎn)移到另一時段。[0017]可轉(zhuǎn)移負載可以表示能從一個時段轉(zhuǎn)移到另一時段的能量，這意味著可轉(zhuǎn)移負載的供電能被轉(zhuǎn)移到一時間窗口中的另一時段。[0018]給定基本上預定和/或可預測的不可轉(zhuǎn)移負載，理想可轉(zhuǎn)移負載可表示電網(wǎng)的運營商能轉(zhuǎn)移到特定時段以保持電網(wǎng)在所述特定時段中在理想負載水平下操作的能量。[0019]確定功耗設備的啟動時間的概率分布可以基于功耗設備的操作的時間窗口。此外，確定功耗設備的啟動時間的概率分布還可包括基于功耗設備的能耗簡檔和操作的時間窗口來確定概率分布。[0020]功耗設備的操作的能耗簡檔和時間窗口可被包括在操作請求中。[0021]發(fā)送指令以使功耗設備啟動可包括在啟動時間發(fā)送指令來啟動功耗設備。[0022]功耗設備可以在接收到指令時啟動。[0023]發(fā)送指令以使功耗設備啟動可包括在啟動時間之前將指令發(fā)送給電網(wǎng)中的中間智能電表或能量管理系統(tǒng)，其中該指令包括啟動時間。[0024]功耗設備可由智能電表在到達啟動時間時啟動。[0025]該方法可最初包括接收或訪問電網(wǎng)的理想可轉(zhuǎn)移負載。[0026]還提供了一種包括計算機可讀指令的計算機軟件程序，該計算機可讀指令在由處理器執(zhí)行時使得所述處理器執(zhí)行前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法。[0027]還提供了一種用于控制電網(wǎng)中的功耗設備的操作的計算機系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理器，所述處理器被適配成：[0028]基于所述電網(wǎng)的理想可轉(zhuǎn)移負載來確定所述功耗設備的啟動時間的概率分布；[0029]根據(jù)啟動時間的所述概率分布來確定所述功耗設備的操作的啟動時間；以及[0030]發(fā)送指令以使所述功耗設備在所述啟動時間啟動?！靖綀D說明】[0031]將參考附圖來描述本發(fā)明的至少一個示例，附圖中：[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的具有被用來調(diào)度功耗設備的操作的調(diào)度器的電網(wǎng)的不圖；[0033]圖2a示出電網(wǎng)的聚集負載的分解圖；[0034]圖2b_2c示出根據(jù)本發(fā)明的各實施例的電網(wǎng)的理想負載的分解圖；[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的調(diào)度功耗設備的操作的流程圖；[0036]圖4是從功耗設備發(fā)送的操作請求的示例性格式；以及[0037]圖5a_5b示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用來確定功耗設備的啟動時間的概率分布的示例性理想可轉(zhuǎn)移負載。[0038]應當注意，貫穿各附圖，相同的標號表示相同或相似的元素?！揪唧w實施方式】[0039]電網(wǎng)[0040]在圖1中，電網(wǎng)110是向電網(wǎng)110中的功耗設備125、126、127、135、136、137、145、146以及147提供電能的供電網(wǎng)絡。在本發(fā)明中，電網(wǎng)110可以是可向連接到的智能電表120、130和140直接或間接提供其狀態(tài)信息（如工作容量、定價策略等）的智能電網(wǎng)。[0041]為了描述本發(fā)明的概念，闡明本說明書中使用的術(shù)語是必要的。參考圖2,水平坐標表不一天中的時間，且垂直坐標表不電網(wǎng)110在一天中的時間內(nèi)提供的能量。電網(wǎng)110在一天中的特定時間提供的聚集能量被稱為負載（在圖2a中示為實線）。該負載可被分成不可轉(zhuǎn)移負載（在圖3a中示為點虛線）和可轉(zhuǎn)移負載（圖2a中的虛線）。[0042]不可轉(zhuǎn)移負載可以是電網(wǎng)110在特定時段內(nèi)提供的基本上預定和/或可預測的能量。例如，用于照明和家庭娛樂的能量必須在特定時段（如每天下午8:00-11:00)內(nèi)提供。換言之，不可轉(zhuǎn)移負載的供電不能被調(diào)度到另一時段。[0043]可轉(zhuǎn)移負載表示能從一個時段轉(zhuǎn)移到另一時段的能量，這意味著可轉(zhuǎn)移負載的供電能被調(diào)度到一時間窗口中的另一時段。例如，用戶在早晨出門上班之前剛決定在上午8:00洗他的衣服。他想要這次洗衣不遲于下午5:30完成，彼時他預期會回家。用戶編程洗衣機以運行長熱洗滌循環(huán)自現(xiàn)在起的任何時間開始，只要它不遲于下午5:30完成，所以時間窗口是上午8:30到下午5:30。如果長熱洗滌循環(huán)花費2小時15分鐘，則洗衣機可在上午8:00那樣早或下午3:15那樣遲來啟動，以不遲于下午5:30完成。用戶不關(guān)心洗衣機何時啟動運行，只要它不遲于下午5:30完成。因此，針對這一任務的可轉(zhuǎn)移負載的供電可被調(diào)度到當天上午8:30和下午3:15之間的任何時段。在其他示例中，功耗設備的操作的時間窗口可以是包括所有合適啟動時間的窗口，但不一定包括功耗設備的操作的結(jié)束時間。使用以上示例，在這種情況下的時間窗口將是上午8:00和下午3:15。[0044]從以上描述可以看到，電網(wǎng)110的負載是不可轉(zhuǎn)移負載和可轉(zhuǎn)移負載的總和。在峰值時間期間（如在夏天晚上在數(shù)千或甚至數(shù)百萬用戶同時操作他們的電視機、空調(diào)等），電網(wǎng)110的負載可超出其工作容量，即電網(wǎng)110可提供的最大負載。這種超過工作容量可造成電網(wǎng)110的備用模塊的啟動以提供附加能量，以保證能量供應，或甚至可能造成電網(wǎng)110的故障，從而造成供電中斷。這兩個場景可對電網(wǎng)110的運營商和用戶帶來經(jīng)濟低效。[0045]在實踐中，電網(wǎng)110可具有其理想負載，這表示電網(wǎng)110的運營商在保持電網(wǎng)在最佳操作條件（例如最佳操作成本）下的同時在特定時段使用電網(wǎng)110能提供的能量。理想負載的示例在圖2b中示為實線且在這一示例中是隨時間相當恒定的。應當注意，在另一示例中，理想負載可能不是隨時間恒定的。換言之，電網(wǎng)110的理想負載是可變的。理想負載包括不可轉(zhuǎn)移負載（這具有與圖2a中相同的意義）和理想可轉(zhuǎn)移負載。給定基本上預定和/或可預測的不可轉(zhuǎn)移負載，理想可轉(zhuǎn)移負載（在圖2b中示為實線）表示電網(wǎng)的運營商能在一時間窗口內(nèi)轉(zhuǎn)移到特定時段以保持電網(wǎng)在所述特定時段中并在所述時間窗口總體上在理想負載水平下操作的能量。在本發(fā)明中，理想負載是不可轉(zhuǎn)移負載和理想可轉(zhuǎn)移負載的總和。例如，在圖2b中，上午4:00的理想負載是約100MW，不可轉(zhuǎn)移負載是約60MW，則理想可轉(zhuǎn)移負載是約40MW。[0046]本發(fā)明將可轉(zhuǎn)移負載保持得基本上在理想可轉(zhuǎn)移負載的水平，以使電網(wǎng)110在最佳操作條件下操作。[0047]智能電表[0048]在圖1中，智能電表120、130和140用作電網(wǎng)110與功耗設備125、126、127、135、136、137、145、1當前第1頁1 2 3