本發(fā)明涉及一種包含電力、熱力、天然氣綜合能源的多時間尺度能量流協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和方法，屬于綜合能源運行控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有能源系統(tǒng)中，各能源(電/氣/冷/熱/交通)的控制和運行是獨立進(jìn)行的。實際上，終端能源體現(xiàn)為多種形式，各能源之間存在著緊密的耦合關(guān)系。多種類型的產(chǎn)用能集成后體現(xiàn)為綜合能源系統(tǒng)，與單一能源供應(yīng)系統(tǒng)相比，綜合能源系統(tǒng)可有效提高能源供應(yīng)充裕性和安全性，提高系統(tǒng)能源的利用效率，促進(jìn)可再生能源的利用。

由于各能源物理特性的差異，綜合能源系統(tǒng)內(nèi)的多種能源在采集監(jiān)測和控制的時間尺度上存在多種需求，目前，各能源通常采取獨立的采集和控制系統(tǒng)，無法滿足綜合能源系統(tǒng)對各能源協(xié)同控制的要求。

除時間尺度的差異外，綜合能源系統(tǒng)中存在能源耦合設(shè)備，如天然氣熱電聯(lián)供設(shè)備、電制熱設(shè)備等。各設(shè)備建立的能源耦合關(guān)系以及設(shè)備的動態(tài)特性使綜合能源系統(tǒng)的控制變得十分復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對綜合能源系統(tǒng)控制時間尺度差異和多元耦合關(guān)系,提供一種綜合能源系統(tǒng)的多時間尺度能量流協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方法，即提供一種適用于綜合能源系統(tǒng)的集中-分散式控制系統(tǒng)及方法；依據(jù)綜合能源協(xié)同中多種能源協(xié)同控制需求，通過數(shù)據(jù)的交互和層級之間的協(xié)調(diào)配合滿足綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效運行和多時間尺度控制的需求，使系統(tǒng)內(nèi)的電力設(shè)備、熱力設(shè)備和天然氣設(shè)備協(xié)調(diào)運行，進(jìn)而滿足系統(tǒng)的冷、熱、電等多種用能需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種綜合能源多時間尺度協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括日級調(diào)度層、協(xié)調(diào)控制層、實時控制層、數(shù)據(jù)采集層和信息交互總線；所述日級調(diào)度層含有可再生能源發(fā)電預(yù)測模塊、電力需求預(yù)測模塊、熱力需求預(yù)測模塊和日前計劃及日內(nèi)滾動修正調(diào)度模塊；所述協(xié)同控制層含有電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元；所述實時控制層含有電力設(shè)備、熱力設(shè)備以及天然氣設(shè)備的本地控制裝置；所述數(shù)據(jù)采集層含有電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站；

所述的電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站分別通過光纖專網(wǎng)將電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)以不同采集速率將各數(shù)據(jù)上傳于信息交互總線；電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端采用通訊連接，熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端采用通訊連接；天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端采用通訊連接；

所述的日級調(diào)度層，以及協(xié)調(diào)控制層中的電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元分別通過控制通訊網(wǎng)絡(luò)與信息交互總線連接，并將生成的控制參數(shù)通過各自的控制通訊網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給所管轄的電力設(shè)備、熱力設(shè)備和天然氣設(shè)備的本地控制裝置，并接受各設(shè)備反饋的運行信息，實現(xiàn)雙向通信。

上述技術(shù)方案中，其特征在于：所述實時控制層的電力設(shè)備的本地控制裝置包括光伏發(fā)電控制器、風(fēng)力發(fā)電控制器和電化學(xué)儲能控制器以及燃?xì)廨啓C(jī)控制器；所述的熱力設(shè)備的本地控制裝置包括電鍋爐控制器、熱泵控制器和燃?xì)忮仩t控制器；所述天然氣設(shè)備的本地控制裝置包括天然氣管網(wǎng)控制器。

優(yōu)選地，所述電力協(xié)同控制單元與各電力設(shè)備的本地控制裝置采用專用光纖通訊；熱力協(xié)同控制器與熱力設(shè)備的本地控制裝置采用公用或?qū)Ｓ脽o線通訊；天然氣協(xié)同控制單元與天然氣設(shè)備的本地控制裝置采用公用或?qū)Ｓ脽o線通訊。

優(yōu)選地，所述電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的通訊連接采用光纖專網(wǎng)、無線專網(wǎng)或電力線載波通訊；熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的通訊連接采用無線公網(wǎng)通訊；天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的通訊連接采用無線公網(wǎng)通訊。

本發(fā)明提供的一種綜合能源多時間尺度協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)所述數(shù)據(jù)采集層的電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站分別通過電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端獲取系統(tǒng)內(nèi)電力設(shè)備、熱力設(shè)備和天然氣設(shè)備的量測數(shù)據(jù)，并將獲得的量測數(shù)據(jù)匯集到信息交互總線，其中電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集周期為δte，熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集周期為δth，天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集周期為δtg；

2)日級調(diào)度層基于系統(tǒng)內(nèi)多種能源生產(chǎn)和用能需求的預(yù)測結(jié)果，以δt為時段長度對一日內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)的電力、熱力和天然氣供應(yīng)做出計劃，向協(xié)調(diào)控制層發(fā)布系統(tǒng)的電力、熱力和天然氣的調(diào)度安排；

3)所述協(xié)調(diào)控制層獲取當(dāng)前時段系統(tǒng)各節(jié)點的電力、熱力、天然氣調(diào)度計劃向量，分別為：和其中，各元素上角標(biāo)k表示當(dāng)前時段序號，元素的下角標(biāo)e、h、g分別表示電了、熱了、天然氣三類能源系統(tǒng)，下角標(biāo)數(shù)字分別表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的序號，電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點序號為1、2、……n，熱力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點序號為1、2、……m，天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點序號為1、2、……l，n、m、l分別為電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、熱力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)量；從信息交互總線獲取統(tǒng)一時刻t下系統(tǒng)的電力、熱力和天然氣節(jié)點狀態(tài)向量，分別為：

其中，各元素的上下角標(biāo)含義與前述相同，上角標(biāo)撇號表示狀態(tài)估計信息；協(xié)調(diào)控制層計算統(tǒng)一時刻t下系統(tǒng)各節(jié)點狀態(tài)與計劃的偏差：

電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元分計算各設(shè)備的控制參數(shù)：

其中，[ce1,ce2,ce3,ce4,...]為各電力設(shè)備的控制參數(shù)，fe為電力設(shè)備協(xié)調(diào)控制計算函數(shù)，[ch1,ch2,ch3,ch4,...]為各熱力設(shè)備的控制參數(shù)，fh為熱力設(shè)備協(xié)調(diào)控制計算函數(shù)，[cg1,cg2,cg3,cg4,...]為各天然氣設(shè)備的控制參數(shù)，fg為天然氣設(shè)備協(xié)調(diào)控制計算函數(shù)；

4)電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元分別確認(rèn)各設(shè)備是否處于上級控制模式，如果設(shè)備處于上級控制模式則將計算所得的控制參數(shù)下發(fā)給該設(shè)備；如果設(shè)備處于自治控制模式則協(xié)同控制單元只接收該設(shè)備上傳的運行信息；

5)在δt時段內(nèi)，電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)是否滿足允許偏差范圍，如果不滿足則重新計算各設(shè)備控制參數(shù)；同時，電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元分別通過控制通訊網(wǎng)絡(luò)，從所管轄設(shè)備的本地控制裝置獲取設(shè)備工作信息，對各設(shè)備進(jìn)行實時協(xié)調(diào)控制；

6)日級調(diào)度層從數(shù)據(jù)交互總線獲取系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，并依此修正未來時段的調(diào)度計劃；

7)進(jìn)入k+1時段，重復(fù)步驟1)-6)，從而實現(xiàn)綜合能源多時間尺度協(xié)調(diào)控制。

6、如權(quán)利要求5所述的一種綜合能源多時間尺度協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于：δte的取值范圍為1s至5s，δth的取值范圍為1min至5min，δtg的取值范圍為10s至60s；δt的取值范圍為5min至30min。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點及突出性的技術(shù)效果：本發(fā)明提供的綜合能源多時間尺度協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和方法，通過信息交互總線匯集電、熱、氣能源信息，實現(xiàn)信息的統(tǒng)一開放交互，適應(yīng)電、熱、氣信息采集的多種通訊方式和通訊協(xié)議，提高系統(tǒng)信息交互的有效性和實時性；通過日級調(diào)度層負(fù)責(zé)系統(tǒng)的整體運行過程優(yōu)化，用于實現(xiàn)全局長時間尺度控制；通過協(xié)調(diào)控制層進(jìn)行電、氣、熱的協(xié)調(diào)控制，使系統(tǒng)運行在經(jīng)濟(jì)高效狀態(tài)，同時電、熱、氣協(xié)調(diào)控制單元依據(jù)各設(shè)備的狀態(tài)和特性，分別通過各自的控制通信網(wǎng)絡(luò)，在調(diào)度周期內(nèi)進(jìn)行適應(yīng)各能源系統(tǒng)響應(yīng)時間尺度的實時控制，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行需求，從而實現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的多時間尺度協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明適應(yīng)綜合能源系統(tǒng)的多能量流協(xié)調(diào)控制的應(yīng)用需求，是一種實用的綜合能源系統(tǒng)多時間尺度控制系統(tǒng)及控制方法，較之當(dāng)前綜合能源系統(tǒng)中電、熱、氣能源獨立解耦控制方式，本發(fā)明實現(xiàn)了綜合能源系統(tǒng)中的信息采集、數(shù)據(jù)處理、交互的共享和統(tǒng)一，滿足綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行和多時間尺度控制的需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的綜合能源多時間尺度協(xié)同控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的綜合能源多時間尺度協(xié)同控制方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明綜合能源多時間尺度協(xié)同控制系統(tǒng)總體采用集中-分散式控制方式,以能源輸出形式，將系統(tǒng)內(nèi)的各類設(shè)備進(jìn)行劃分為電力設(shè)備、熱力設(shè)備、天然氣控制設(shè)備，電力協(xié)同控制單元對各電力設(shè)備下發(fā)控制參數(shù)，熱力協(xié)同控制單元對各熱力設(shè)備下發(fā)控制參數(shù)，天然氣協(xié)同控制單元對對各天然氣設(shè)備發(fā)下發(fā)控制參數(shù)；實時控制層包括各類電力設(shè)備、熱力設(shè)備和天然氣設(shè)備的本地控制裝置；數(shù)據(jù)采集層包括電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站；信息交互總線匯集不同采集時間周期和通訊方式的信息，供日級調(diào)度層和協(xié)調(diào)控制層訪問。

圖1為本發(fā)明的綜合能源多時間尺度協(xié)同控制系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，所述系統(tǒng)包括日級調(diào)度層001、協(xié)調(diào)控制層002、實時控制層003、數(shù)據(jù)采集層004和信息交互總線005。

所述日級調(diào)度層含有可再生能源發(fā)電預(yù)測模塊101、電力需求預(yù)測模塊102、熱力需求預(yù)測模塊103和日前計劃及日內(nèi)滾動修正調(diào)度模塊104。日級調(diào)度層001負(fù)責(zé)整個綜合能源系統(tǒng)的能量管理，其基于系統(tǒng)內(nèi)多種能源生產(chǎn)和用能需求的預(yù)測結(jié)果，以系統(tǒng)內(nèi)可再生能源消納和經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，以δt為周期對一日內(nèi)系統(tǒng)的各節(jié)點電力、熱力和天然氣生產(chǎn)做出計劃，根據(jù)系統(tǒng)供電、供熱、天然氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)，并從信息交互總線獲得系統(tǒng)運行狀態(tài)對日內(nèi)計劃進(jìn)行滾動修正。

協(xié)調(diào)控制層002含有電力協(xié)同控制單元201、熱力協(xié)同控制單元202和天然氣協(xié)同控制單元203；協(xié)調(diào)控制層負(fù)責(zé)各類電力、熱力、天然氣設(shè)備的協(xié)調(diào)控制指令的計算和下發(fā)，其基于信息交互總線獲得系統(tǒng)電、熱、氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)，計算當(dāng)前時刻系統(tǒng)各節(jié)點狀態(tài)與計劃的偏差，并根據(jù)所管轄設(shè)備的狀態(tài)分別計算各電力設(shè)備、各熱力設(shè)備及各天然氣設(shè)備的控制參數(shù)。

所述的日級調(diào)度層001，以及協(xié)調(diào)控制層002中的電力協(xié)同控制單元201、熱力協(xié)同控制單元202和天然氣協(xié)同控制單元203分別通過控制通訊網(wǎng)絡(luò)與信息交互總線005連接，并將生成的控制參數(shù)通過各自的控制通訊網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給所管轄的電力設(shè)備、熱力設(shè)備和天然氣設(shè)備的本地控制裝置，并接受各設(shè)備反饋的運行信息，實現(xiàn)雙向通信。

實時控制層包含各類設(shè)備的本地控制裝置，其接收協(xié)調(diào)控制層的控制參數(shù)，并反饋各類設(shè)備的狀態(tài)信息。各設(shè)備本地控制裝置具有自治控制模式和上級控制模式兩種工作模式：自治控制模式下，各設(shè)備依據(jù)本地量測信息做出響應(yīng)；上級控制模式下，各類設(shè)備按照協(xié)調(diào)控制層的指令調(diào)整控制參數(shù)，維持系統(tǒng)各節(jié)點與計劃的偏差滿足系統(tǒng)要求。所述實時控制層含有電力設(shè)備、熱力設(shè)備以及天然氣設(shè)備的本地控制裝置；其中電力設(shè)備的本地控制裝置包括光伏發(fā)電控制器301、風(fēng)力發(fā)電控制器302和電化學(xué)儲能控制器303以及燃?xì)廨啓C(jī)控制器311；所述的熱力設(shè)備的本地控制裝置包括電鍋爐控制器312、熱泵控制器313和燃?xì)忮仩t控制器314；所述天然氣設(shè)備的本地控制裝置包括天然氣管網(wǎng)控制器321。

所述數(shù)據(jù)采集層含有電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站401、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站402和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站403；所述的電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站分別通過光纖專網(wǎng)將電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)以不同采集速率將各數(shù)據(jù)上傳于信息交互總線005；電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端采用通訊連接，熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端采用通訊連接；天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端采用通訊連接；其中，電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與電氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的通訊連接采用光纖專網(wǎng)、無線專網(wǎng)或電力線載波通訊；熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的通訊連接采用無線公網(wǎng)通訊；天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站與天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集終端的通訊連接采用無線公網(wǎng)通訊。

上述信息交互總線適配不同采集周期和通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)系統(tǒng)電力、熱力、天然氣多源信息的匯集和統(tǒng)一處理，為日級調(diào)度層和協(xié)調(diào)控制層提供信息接口。

上述日級調(diào)度層、協(xié)調(diào)控制層、實時控制層、數(shù)據(jù)采集層和信息交互總線采用如下通訊方式：電氣網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集采用光纖專網(wǎng)/無線專網(wǎng)/電力線載波通訊，匯集各電氣測量終端信息到電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站；熱力網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集采用無線公網(wǎng)通訊，匯集各熱力測量終端信息到熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站；天然氣網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集采用無線公網(wǎng)通訊，匯集各天然氣測量終端信息到天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站；利用光纖專網(wǎng)匯集電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站采集信息到信息交互總線；電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元、天然氣協(xié)同控制單元通過信息交互總線讀取系統(tǒng)狀態(tài)，并依據(jù)集成的控制策略和算法計算其所管控設(shè)備的控制指令；電力協(xié)同控制單元與光伏發(fā)電控制器、風(fēng)力發(fā)電控制器、電化學(xué)儲能控制器、燃?xì)廨啓C(jī)控制器等電力設(shè)備采用專用光纖通訊，以5s-60s的時間周期下發(fā)控制指令并接收各設(shè)備狀態(tài)反饋；熱力協(xié)同控制器與電鍋爐控制器、燃?xì)忮仩t控制器等熱力設(shè)備采用公用或?qū)Ｓ脽o線通訊，以1min-10min的時間周期下發(fā)控制指令并接收各設(shè)備狀態(tài)反饋；天然氣協(xié)同控制器與天然氣管網(wǎng)閥控、調(diào)壓設(shè)備采用公用或?qū)Ｓ脽o線通訊，以1min-10min的時間周期下發(fā)控制指令并接收各設(shè)備狀態(tài)反饋。

圖2為本發(fā)明的綜合能源多時間尺度協(xié)同控制系統(tǒng)的工作流程示意圖，系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的步驟如下：

1)數(shù)據(jù)采集層通過電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站分別從各采集終端獲取系統(tǒng)電、熱、氣量測信息，其中電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集周期為δte，熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集周期為δth，天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集周期為δtg，各子站上傳系統(tǒng)電、熱、氣節(jié)點的采集數(shù)據(jù)，并匯集到信息交互總線。其中，δte的取值范圍為1s至5s，δth的取值范圍為1min至5min，δtg的取值范圍為10s至60s；

2)上述日級調(diào)度層基于系統(tǒng)內(nèi)多種能源生產(chǎn)和用能需求的預(yù)測結(jié)果，以δt為周期對一日內(nèi)系統(tǒng)的各節(jié)點電力、熱力和天然氣供應(yīng)做出計劃，δt的取值范圍為5min至30min，向協(xié)調(diào)控制層發(fā)布系統(tǒng)各節(jié)點的電力、熱力、天然氣的調(diào)度安排；

3)上述協(xié)調(diào)控制層獲取當(dāng)前時段系統(tǒng)各節(jié)點的電、熱、氣調(diào)度計劃向量，分別為：其中各元素上角標(biāo)k表示當(dāng)前時段序號，元素的下角標(biāo)e、h、g分別表示電、熱、氣三類能源系統(tǒng)，下角標(biāo)數(shù)字分別表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的序號，電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點序號為1、2、……n，熱力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點序號為1、2、……m，天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點序號為1、2、……l；從信息總線獲取統(tǒng)一時刻t下的系統(tǒng)電、熱、氣節(jié)點狀態(tài)向量，分別為：其中各元素的上下角標(biāo)含義與前述相同，上角標(biāo)撇號表示狀態(tài)估計信息；協(xié)調(diào)控制層計算統(tǒng)一時刻t下系統(tǒng)各節(jié)點狀態(tài)與計劃的偏差：電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元、天然氣協(xié)同控制單元分別通過集成策略計算各設(shè)備的控制參數(shù)：其中，[ce1,ce2,ce3,ce4,...]為各電力設(shè)備的控制參數(shù)，fe為電力設(shè)備協(xié)調(diào)控制計算函數(shù)，[ch1,ch2,ch3,ch4,...]為各熱力設(shè)備的控制參數(shù)，fh為熱力設(shè)備協(xié)調(diào)控制計算函數(shù)，[cg1,cg2,cg3,cg4,...]為各天然氣設(shè)備的控制參數(shù)，fg為天然氣設(shè)備協(xié)調(diào)控制計算函數(shù)；

4)電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元、天然氣協(xié)同控制單元通過控制網(wǎng)絡(luò)與所管轄設(shè)備進(jìn)行通訊，確認(rèn)各設(shè)備是否處于上級控制模式，如處于上級控制模式則將計算參數(shù)下發(fā)給各設(shè)備；如設(shè)備處于自治控制模式則只接收設(shè)備上傳的運行信息；

5)在δt時段內(nèi)，電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元、天然氣協(xié)同控制單元判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)是否滿足運行偏差范圍，如果不滿足則重新計算各設(shè)備控制參數(shù)，并下發(fā)給設(shè)備的本地控制裝置；同時，電力協(xié)同控制單元、熱力協(xié)同控制單元和天然氣協(xié)同控制單元分別通過控制通訊網(wǎng)絡(luò)，從各管轄設(shè)備獲取設(shè)備工作信息，對各設(shè)備進(jìn)行實時協(xié)調(diào)控制，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，當(dāng)安全穩(wěn)定要求與調(diào)度計劃相悖時，將不維持與計劃的一致性；

6)日級調(diào)度層從數(shù)據(jù)交互總線獲取系統(tǒng)運行狀態(tài)，并依此修正未來時段的調(diào)度計劃，即更新k+1及以后時段的調(diào)度計劃；

7)進(jìn)入k+1時段，重復(fù)步驟1)-6),從而實現(xiàn)綜合能源多時間尺度協(xié)調(diào)控制。

實施例：

圖1為本發(fā)明的綜合能源多時間尺度協(xié)同控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明綜合能源多時間尺度協(xié)同控制系統(tǒng)總體采用集中-分散式控制方式，包括：日級調(diào)度層001、協(xié)調(diào)控制層002、實時控制層003、數(shù)據(jù)采集層004、信息交互總線005。

所述日級調(diào)度層001包括：可再生能源發(fā)電預(yù)測模塊101、電力需求預(yù)測模塊102、熱力需求預(yù)測模塊103和日前計劃及日內(nèi)滾動修正調(diào)度模塊104。日級調(diào)度層001以δt為時間周期進(jìn)行調(diào)度計劃安排，此處取δt＝15min，即日前計劃包括96個時段。

所述協(xié)同控制層002包括：電力協(xié)同控制單元201、熱力協(xié)同控制單元202和天然氣協(xié)同控制單元203。各協(xié)同控制單元從信息交互總線005獲取數(shù)據(jù)，計算生成系統(tǒng)內(nèi)各電力、熱力和天然氣設(shè)備的協(xié)同控制指令。電力協(xié)同控制單元002對實時控制層003中的電力設(shè)備發(fā)出指令；熱力協(xié)同控制單元003對實時控制層003中的熱力設(shè)備發(fā)出指令；天然氣協(xié)同控制單元對對實時控制層003中的天然氣設(shè)備發(fā)出指令。

所述實時控制層003涉及電力設(shè)備、熱力設(shè)備和天然氣設(shè)備的本地控制裝置。電力設(shè)備的本地控制裝置包括：光伏發(fā)電控制器301、風(fēng)力發(fā)電控制器302、電化學(xué)儲能控制器303和燃?xì)廨啓C(jī)控制器311；熱力設(shè)備的控制器包括：電鍋爐控制器312、熱泵控制器313和燃?xì)忮仩t控制器314；天然氣設(shè)備控制器包括：天然氣管網(wǎng)控制器321。

所述數(shù)據(jù)采集層004包括：電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站401、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站402和天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站403；電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站通過專用光纖網(wǎng)絡(luò)匯集各電氣數(shù)據(jù)采集終端的量測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集周期為1s；熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站通過gprs無線公網(wǎng)通訊匯集各熱力數(shù)據(jù)采集終端的量測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集周期為1min；天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站通過gprs無線公網(wǎng)通訊匯集各天然氣數(shù)據(jù)采集終端的量測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集周期為1min。

所述信息交互總線005通過專用光纖網(wǎng)絡(luò)與電力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站401、熱力節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站402、天然氣節(jié)點數(shù)據(jù)采集子站403通訊，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一時標(biāo)處理。信息交互總線向電力協(xié)同控制單元201、熱力協(xié)同控制單元202、天然氣協(xié)同控制單元203以及日級調(diào)度層提供信息交互接口。