[发明专利]基于SDN控制器的能源管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源管理方法。

背景技术

近年来，一方面非可再生能源的不断减少、环境问题的日益凸显，另一方面，人们对居 住环境舒适度的要求不断提高，这都要求我们寻找合适的可再生能源以减少非可再生能源的 利用和满足日益增长的电能需求。

智能电网的重要标志之一是电网和可再生能源的有机结合，可再生能源发电的利用形式 有分布式发电和集中发电两种形式。分布式发电通常直接接入低压配电网，供给用户，这样 减少了线路损耗、降低了电力系统建设成本。

针对智能电网在电源接入、电能控制和电能传输等方面面临的挑战，借鉴Internet中交 换设备的设计理念，设计能够实现能源网络互联、调度和控制的电能路由器是构建能源互联 网的一种直观可行的方案。但传统的电能路由器是彼此独立工作的，只能以局部最优的策略 工作，更容易造成网络资源和能源资源的浪费。因此，如何实现全局最优的能源控制和流量 工程，使网络资源和能源资源得到高效利用就成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了减少网络资源和能源资源浪费，本发明设计了一种可以实现全局最优的能源控制， 使网络资源和能源资源得到高效利用的能源管理方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于SDN的电能路由器能源管理方法，该方法采用的电能路由器的接口分为电源接口 和负荷接口，并具有数据采集模块与通信模块，能收集数据并与SDN控制器通信；将SDN控 制器与各个电能路由器连接，SDN控制器通过各个电能路由器连接获取全网拓扑信息和状态特 性；SDN控制器提供编程接口，通过编程实现全局最优的或定制化的用电策略；此能源管理方 法如下：

1)当接入电能路由器的分布式电源能够满足接入该电能路由器负荷的要求时，电能路由 器优先利用分布式电源对负荷供电，当分布式电源不能满足负荷的要求时，电能路由器优先 利用储能设备对负荷供电；当储能设备不能满足负荷的要求时，电能路由器向SDN控制器发 送相应信号及无法正常供电的负荷的电气参数，SDN控制器接收到信号后从市电主干网调度相 应数量的电能对该负荷进行供电；

2)当分布式电源的发电量不断增加能同时满足多个负荷工作时，电能路由器控制开关阵 列模块将分布式电源与对应的多个负荷连接，为多个负荷供电；当分布式电源的发电量不断 减少不能满足多个负荷工作时，电能路由器控制开关阵列将一部分负荷与储能设备连接，由 储能设备进行供电；

3)当分布式电源除了供应连接本电能路由器的负荷外还有富余容量时，电能路由器向SDN 控制器发送相应信号，若此时SDN控制器接收到市电主干网的供电紧张信号，则电能路由器 将富余的能量供给其他区域电力设备使用；若此时SDN控制器没有接收到市电主干网的供电 紧张信号，则电能路由器调节分布式电源为储能设备充电；若储能设备已满，则停止部分不 可再生能源发电机；

4)当市电主干网用电紧张时，市电主干网向SDN控制器发送供电紧张信号，SDN控制器 向电能路由器发送相应信号调动能源，电能路由器收到信号后控制分布式电源和储能设备同 时作为电源进行供电，若仍不能满足市电主干网的用电需求，则必须进行甩负荷，依次对可 控恒温电气设备和可控非恒温电气设备甩负荷，若用户对某被甩负荷进行重插，说明该被甩 负荷目前的用电优先级比较高，不再对其进行甩负荷；

5)当市电主干网故障时，市电主干网向SDN控制器发送故障信号，SDN控制器发送相应 信号使市电主干网和电能路由器解除连接，由与电能路由器相连的分布式电源和储能设备单 独为接入该电能路由器的负荷供电；若分布式电源和储能设备的供电可靠性和供电容量能满 足重要负荷时，首先选择供给重要负荷，所述的重要负荷为若停电将造成重大损失的负荷， 之后再选择供给包括照明用电在内的优先级较高的负荷。

与传统技术相比，本方法具有以下几项明显的优点：

1.传统的电能路由器是彼此独立工作的，只能以局部最优的策略工作，而SDN架构通过 控制器获取全局拓扑信息，实现全局最优的能源控制；

2.SDN架构统一的南向接口便于底层物理设备的虚拟化与透明化，更利于能源的高效率 调度；SDN架构灵活开放的北向接口支持通过编程实现用户的定制化需求。