[发明专利]一种面向综合能源系统基于边缘计算的智能终端及其控制方法

说明书

本发明公开一种面向综合能源系统基于边缘计算的智能终端及其控制方法，所述智能终端能够通过采集综合能源系统能源设备数据和构建协同通信网络，智能终端执行考虑时延与动态事件触发分组一致性协议，实现经济最优控制，同时在智能终端执行该协议时，能够有效减少通信资源，并使协同控制策略在有时延的非理想通信条件下仍然可以有效地对综合能源系统多种能源进行优化控制。

技术领域

本发明属于综合能源协同优化领域，具体涉及一种面向综合能源系统基于边缘计算的智能终端及其控制方法。

背景技术

综合能源系统是能源互联网的重要组成部分和社会能源的主要承载形式，是新一轮能源转型和能源变革的一个重要发展方向，其概念的提出为实现能源高效利用和生态环境改善提供了新方向。为了使复杂多样的综合能源系统可以稳定运行，促进能源合理分配，综合能源管理系统是至关重要的部分，开发有效的管理策略是推动综合能源系统发展的关键核心所在。

随着综合能源建设的不断推进，大量的终端设备将会接入到系统中，产生海量异构数据，其采集、计算、传输将会对中心主站产生巨大的压力。边缘计算可以实现实时高效的轻量级数据处理，减少云主站通信和计算的压力，实现区域自治。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种面向综合能源系统基于边缘计算的智能终端及其控制方法。

本发明提供一种面向综合能源系统基于边缘计算的智能终端，包括：

数据采集模块，用于采集综合能源系统中电、热、气不同能源设备的实时数据，获取能源设备出力值数据；

数据处理模块，用于对获取的不同协议的数据进行协议解析，对于缺失的数据进行填补，重复的数据进行数据清洗和数据过滤；

存储模块，用于存储各能源设备出力限值、能源设备成本参数、运行约束条件和系统优化目标；

多终端协同模块，用于与邻居智能终端建立数据传输链路，形成协同通信网络，进行数据发送和接收；

本地计算模块，用于根据本地智能终端采集的数据与接收的其他邻居智能终端的数据进行迭代计算，计算全局最优的能源设备出力值与能源增量因子；

全双工信息传输模块，用于接收云平台发送的负荷预测数据，并将计算的最优能源设备出力值上传云平台，同时将对应最优的控制策略下发至能源设备；

显示模块，用于实时显示协同通信网络通信拓扑、能源设备出力值和能源增量因子值。

本发明还提供一种面向综合能源系统基于边缘计算的智能终端控制方法，包括以下步骤：

步骤1：智能终端通过数据采集模块采集能源设备出力数据，包括产电设备出力数据、产热设备出力数据、产气设备出力数据以及热电联产设备出力数据；

步骤2：智能终端利用数据处理模块，对采集的数据进行预处理：首先对采集的能源设备出力数据进行协议解析，获得初始能源设备出力值，其次利用热卡填补法对确实的数据进行数据填充，利用基于DataCleaner和Jaccard系数的数据清洗方法对重复数据去重，最后通过归一化方法进行数据标准化、正则化得到规范化后的初始能源设备出力值；

步骤3：智能终端通过多终端协同模块向邻居智能终端发送组网信息，构建协同通信网络，并生成通信拓扑矩阵A；

步骤4：智能终端通过系统优化目标和能源设备成本参数，建立优化模型；

步骤5：智能终端通过本地计算模块，计算所述初始能源设备出力值对应的初始能源增量因子λ_i(0)，并将初始邻居触发能源增量因子设置为0；