任 光 楊 剛 華昊辰 楊 方 白翠粉 邱忠濤 曹軍威

1(清華大學(xué)信息技術(shù)研究院 北京 100083)

2 (國網(wǎng)能源研究院 北京 102219)

(renguang@tsinghua.edu.cn)

實(shí)現(xiàn)低碳、綠色能源消費(fèi)是能源領(lǐng)域的目標(biāo)之一，當(dāng)前，世界各國特別是發(fā)達(dá)國家都在開展降低碳排放、提高能效的能源改革,能源互聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑.里夫金在《第三次工業(yè)革命》中分析了能源互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)景，它給人們帶來了綠色、低碳、高效與共享的新理念[1].

能源路由器與能源互聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)，它是能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的新一代能源管理裝置與系統(tǒng)，也被視為能源互聯(lián)網(wǎng)高級發(fā)展階段的核心部分[2].很多科學(xué)家已經(jīng)開始了對能源路由器的探索研究.美國科學(xué)家首先提出了能源路由器的概念，2008年，美國國家科學(xué)基金項(xiàng)目“未來可再生電力能源傳輸與管理系統(tǒng)”(The future renewable electric energy delivery and management system, FREEDM system)[3-4]，研究了一種構(gòu)建在可再生能源發(fā)電和分布式儲能裝置基礎(chǔ)上的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，稱之為能源互聯(lián)網(wǎng).其中，美國科學(xué)家效仿信息領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心路由器，提出了能源路由器概念并進(jìn)行了原型機(jī)實(shí)現(xiàn)研究[5].同一年，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了“Energy Hub”，并稱之為能量集線器[6-9].該集線器是由計算機(jī)科學(xué)中集線器的概念引申而來，也叫能量控制中心.2013年，日本科學(xué)家提出了“電力路由器”的概念.他們研制的數(shù)字電網(wǎng)路由器，可以統(tǒng)籌管理一定范圍地區(qū)的電力，并可通過電力路由器調(diào)度地區(qū)電力[10].美國北卡羅來納州立大學(xué)的科學(xué)家針對智能電網(wǎng)中電源側(cè)與需求側(cè)的能量管理，研究了能源路由器的架構(gòu)建設(shè)和通信性能，包含了電力電子、通信和電網(wǎng)智能[2].

在國內(nèi)，盛萬興等人研究了一種基于虛擬電機(jī)控制的能源路由器[11].其電路拓?fù)浜瓦\(yùn)行控制與可再生能源接納、靈活電力變換息息相關(guān).不同于傳統(tǒng)基于固態(tài)變壓器的能源路由器，他提出一種交直流混合、工頻隔離、交直流模塊化的能源路由器電路，并在此基礎(chǔ)上提出了基于虛擬電機(jī)理論的控制策略.林川等人針對在以“能源路由器”為基礎(chǔ)、以“微電網(wǎng)”為結(jié)構(gòu)單元的能源互聯(lián)網(wǎng)中，存在大規(guī)模、頻繁的能量與信息轉(zhuǎn)移傳輸現(xiàn)象，即能量信息流的“路由”問題，提出了3種路由策略，分別是基于邊權(quán)的路由策略、基于網(wǎng)絡(luò)鄰節(jié)點(diǎn)負(fù)載的路由策略和聯(lián)合路由策略，解決3 種考慮不同因素下的能量信息流路由問題[12].曹軍威等人探討了以能源路由器為核心交換裝置的能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)模型，全面闡述能源路由器的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)等[13].清華大學(xué)、中國科學(xué)家電工研究所等國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)都設(shè)計出不同的能源路由器實(shí)驗(yàn)裝置[14-15].

2015年，能源互聯(lián)網(wǎng)理論在中國科技界和產(chǎn)業(yè)界出現(xiàn)了快速推廣的局面.眾多能源互聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟相繼發(fā)起成立，如2015年4月14日清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院在北京成立、2015年6月16日中國能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟在北京中關(guān)村成立等，這些機(jī)構(gòu)都旨在推動能源互聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展.2015年，也是中國能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程的種子年.在全國范圍內(nèi)，相繼出現(xiàn)了針對不同應(yīng)用場景的能源互聯(lián)微網(wǎng)示范工程大型籌備項(xiàng)目.工程模式包括：熱電聯(lián)產(chǎn)模式、風(fēng)光儲互補(bǔ)模式、光伏直供模式、工業(yè)園區(qū)自治系統(tǒng)等.中國國家能源局重視能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，積極推進(jìn)微網(wǎng)示范工程，為能源互聯(lián)網(wǎng)理論與技術(shù)在中國的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了機(jī)遇.

能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程需要合適的能源路由網(wǎng)絡(luò).本文針對示范工程應(yīng)用需要，對能源路由網(wǎng)絡(luò)及其能源管理實(shí)現(xiàn)方面進(jìn)行了研究.分別提出了鏈?zhǔn)铰酚删W(wǎng)絡(luò)和針對該網(wǎng)絡(luò)的邊緣擴(kuò)散策略，研究了能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下用戶級的能量管理實(shí)現(xiàn)策略.

1 低壓電網(wǎng)中能源路由系統(tǒng)

1.1 單能源路由器結(jié)構(gòu)與功能

圖1給出了單個能源路由器單機(jī)結(jié)構(gòu)圖.其中，380 V交流連接外部電網(wǎng)，本地接入設(shè)備包括新能源電站和負(fù)載2類；能源路由器母線電壓為低壓直流，所有本地接入都通過標(biāo)準(zhǔn)接口連接到母線；儲能接口連接智能儲能裝置，主要用于平抑直流母線的電壓跌落和閃變.

Fig. 1 The structure of a low voltage energy router圖1 低壓能源路由器單機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2 能源路由應(yīng)用場景的網(wǎng)絡(luò)化需求

1) 區(qū)位場景分析

一般地，能源路由器在能源互聯(lián)網(wǎng)中的物理分布中，既可以在廣域網(wǎng)絡(luò)層級，也可以在局域微網(wǎng)層級，或者微網(wǎng)內(nèi)部的一個有限區(qū)域即終端網(wǎng)絡(luò)中.圖2給出了能源路由網(wǎng)絡(luò)的區(qū)位圖解.

圖2中的網(wǎng)絡(luò)即為以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)連接而成的中小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò).其中，每一個能源終端網(wǎng)絡(luò)在物理上可左右接入2個能源路由器，在運(yùn)行時只能與一個能源路由器發(fā)生能量傳遞.多個終端網(wǎng)絡(luò)共同形成一個鏈?zhǔn)侥茉绰酚善骶W(wǎng)絡(luò);而這個能源路由器網(wǎng)絡(luò)和能源終端網(wǎng)絡(luò)則構(gòu)成了微網(wǎng)，即配電網(wǎng)絡(luò).而微網(wǎng)通過廣域能源路由系統(tǒng)可連接到廣域能源互聯(lián)網(wǎng).

Fig. 2 The linkage scene of energy Internet of microgrid圖2 能源互聯(lián)微網(wǎng)鏈?zhǔn)娇臻g情景

2) 用戶需求側(cè)對配網(wǎng)的要求

當(dāng)分布式新能源被納入能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程范圍時，在能源的生產(chǎn)和消費(fèi)過程中，具有4項(xiàng)需求特點(diǎn)：

① 分布式新能源既是生產(chǎn)者，也是消費(fèi)者，而且應(yīng)盡量自產(chǎn)自消;

② 盡可能提高新能源的使用比例;

③ 盡可能減少能量遠(yuǎn)距離傳遞，降低損耗和能源設(shè)施建設(shè)投資;

④ 基本的能量交易行為可在人際交往可以達(dá)到的范圍內(nèi)進(jìn)行，且開放自由.

綜合上述特點(diǎn)，需要把能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程在空間上進(jìn)一步區(qū)塊化，增強(qiáng)分布式新能源的本地消納能力、提高使用比例、減少輸送距離和靈活交易機(jī)制.

從控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能力角度，采用一個能源路由器可以實(shí)現(xiàn)在較小距離內(nèi)的能量管理.比如一個小區(qū)或一個村莊可共用一個能源路由器，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)部的新能源生產(chǎn)和消納.當(dāng)該區(qū)域內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)能量平衡時，臨近的小區(qū)或村莊可通過能源路由器互聯(lián)起來形成路由器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)能量在更大范圍互聯(lián)共享.這樣，一張能源路由器互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程能量管理的信息物理單元.

1.3 鏈?zhǔn)侥茉绰酚删W(wǎng)絡(luò)

圖3給出了一種鏈?zhǔn)侥茉绰酚删W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).其中，每一個能源路由器把相鄰小區(qū)或村莊的電源與負(fù)荷連接起來，先在路由器內(nèi)部自產(chǎn)自用，盡量實(shí)現(xiàn)平衡.當(dāng)有能量剩余或不足時，可從臨近的小區(qū)或村莊購得電量，其物理實(shí)現(xiàn)過程表現(xiàn)為對臨近能源路由器的路勁切換管理.

在圖3中，每一個小區(qū)或村莊的電源和負(fù)載都可被連接到2個路由器，且只能選擇一邊工作在運(yùn)行狀態(tài).一共有3個小區(qū)或村莊被4個能源路由器鏈接起來，所以最多可以實(shí)現(xiàn)3個區(qū)域的能量傳遞與共享.網(wǎng)絡(luò)兩邊緣側(cè)的能源路由器接入外部380 V配電網(wǎng)絡(luò)和儲能設(shè)備，作為更進(jìn)一步的能量調(diào)節(jié)備用.

Fig. 3 The linkage energy routing network圖3 鏈?zhǔn)侥茉绰酚删W(wǎng)絡(luò)

2 基于邊緣擴(kuò)散的路由策略

鏈?zhǔn)侥茉绰酚删W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃具有自然約束條件，其能量管理與路由控制策略需緊密結(jié)合應(yīng)用環(huán)境的要求，在規(guī)劃建設(shè)時須充分考慮,可從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、路由策略、信息支持和應(yīng)用可行性4個角度分析路由網(wǎng)絡(luò).

2.1 接入規(guī)劃與梯級分類

以小區(qū)或村莊為示例單位，規(guī)劃一個以能源路由器為中心的能量管理系統(tǒng).需要考慮4點(diǎn)因素：

1) 采用投切為主要調(diào)節(jié)手段，接入的電源和負(fù)荷在功率等級上需具有差異化，且呈現(xiàn)順序遞增或下降特點(diǎn).

2) 能源路由器工作在低壓狀態(tài)，接線距離不宜太長，比如1～2 km以內(nèi).

3) 接入電源和負(fù)荷的總數(shù)量需在控制系統(tǒng)接入能力和指令通道數(shù)量范圍之內(nèi)；也不宜太少，以免成本過高，經(jīng)濟(jì)性差.

4) 單個能源路由器完全自動調(diào)節(jié)，無需人工參與；而能源路由網(wǎng)絡(luò)則需一個人工干預(yù)平臺.

我們把所有功率設(shè)備按照從小到大的順序排列，把一個功率設(shè)備的功率大小視為一個隨機(jī)變量.理想模型是若隨機(jī)變量有n個不同數(shù)值，每個數(shù)值具有相同的出現(xiàn)概率，那么我們可以將其近似看作是一個離散時間的均勻分布(discrete time uniform distribution).其數(shù)學(xué)模型可以描述如下:

設(shè)離散隨機(jī)變量x，其可能變量有1,2,…,n，即x=1,2,…,n，若其概率函數(shù)為

它的期望值為

方差為

在能源互聯(lián)網(wǎng)場景中，根據(jù)上述離散均勻分布的梯次規(guī)劃原則，設(shè)它們的額定功率分布是以1 kW為間隔，依次從1～100 kW.功率設(shè)備的梯次分布特點(diǎn)，使得能源路由器通過投切操作，可基本實(shí)現(xiàn)能量平衡.

2.2 基于功率精度指標(biāo)的邊緣擴(kuò)散策略

設(shè)圖3中能源路由器2應(yīng)用于某個村莊，共接入100路電源和100路負(fù)荷.其中，有50路電源和50路負(fù)荷同時連接到能源路由器1、有50路電源和50路負(fù)荷同時連接到能源路由器2.根據(jù)梯次規(guī)劃原則，它們的額定功率分布以1 kW為間隔從1 kW～100 kW，即能源路由器的最大總功率是5 050 kW.

首先能源路由器2需要對這200路功率設(shè)備進(jìn)行即時功率管理.設(shè)隨機(jī)退出能源路由器2的負(fù)荷是39 kW，那么能源路由器2將主動切斷39 kW的電源.為了不浪費(fèi)電能，被切斷的39 kW電源將被接入臨近的能源路由器，假定接入能源路由器1.由于能源路由器1的電源增加，它要么把39 kW饋入電網(wǎng)，要么存入儲能，或者增加能源路由器的負(fù)荷需求.

同理，當(dāng)一個負(fù)荷為39 kW的負(fù)荷隨機(jī)接入能源路由器2時，由于能量不足，能源路由器將計算最佳的電源組合，如2 kW和37 kW，可發(fā)出信號，強(qiáng)制把已接入其它能源路由器的2路電源轉(zhuǎn)接到能源路由器2.比如從能源路由器1強(qiáng)制切換過來，此時，能源路由器1需增加自身的電源供應(yīng)，可以從外部電網(wǎng)獲取，也可以來自儲能或備用發(fā)動機(jī).

上述2類情形的共同特點(diǎn)是：以能源路由器的功率精度為主要因素，強(qiáng)制接入或退出功率設(shè)備，它的不利影響是增加了切換頻率和控制的難度.

當(dāng)一個負(fù)荷數(shù)值為αkW(0<α<100)的負(fù)荷隨機(jī)接入某能源路由器時，記此能源路由器為x，該能源路由器將強(qiáng)制從臨近的某一個能源路由器，記為能源路由器y端，找到數(shù)值接近于α的電源組合.該電源組合可能由僅僅1個或者2個、甚至3個或更多的單獨(dú)電源組合而成.根據(jù)2.1節(jié)描述的關(guān)于電源分布的模型，即近似于離散均勻分布模式，所需電源組合將在能源路由器y中均勻分布的各個電源中尋找.可以看出，此電源組合的每個元素額定功率數(shù)值必定是小于或等于α.換而言之，需要選取的組合元素取值在(0,α]的范圍內(nèi).根據(jù)能源路由器y中電源端呈近似離線均勻分布的特征，我們假設(shè)在(0,α]的范圍內(nèi)，存在數(shù)值為α1,α2,…,αn的n個電源組合，另外此序列滿足條件：

0<α1<α2<…<αn<α.

(4)

理論上，我們需要在α1,α2,…,αn中選取一種組合，它可以由一個或多個電源疊加而成.根據(jù)排列組合原理，理論上我們將有δ種組合方式：

δ

(5)

(6)

以上陳述了一個理想的模型，考慮到電氣與控制設(shè)備的支撐能力，我們所選取的最佳電源組合，其組成數(shù)量一般不宜超過3個.

實(shí)踐中，在能源路由器y中我們有可能直接找到一個數(shù)值與α非常接近的單個電源，這個概率可能比較小.那么我們首先尋找在能源路由器y中的所有單個電源，計算它們的精度百分比，如果數(shù)值小于2%，則可以認(rèn)定這個選取的電源適宜接入.在這種情況下就沒有必要再去尋找由2個甚至3個電源累計而成的組合.如果接入所有單個電源計算所得精度百分比均無法滿足小于2%，則我們需要進(jìn)一步考慮選取2個電源組合的形勢.此時，根據(jù)上述理論模型以及運(yùn)算法則，計算出相應(yīng)精度百分比.如果其數(shù)值小于2%，則可以認(rèn)定這個選取的電源組合適宜接入；否則，我們不得不考慮選取由3個電源組合而成的情況，計算方式同上.

上述情景中，能源路由器Router1由于接入了負(fù)荷導(dǎo)致不平衡，Router1立刻通過從Router2引入電源達(dá)到其自身平衡.這樣一來，能源路由器Router2的電源負(fù)荷不再平衡.我們概括地描述這個過程為：Router1將它自身的不平衡傳遞給了Router2.由于Router2還與能源路由器Router3相連，相似地，Router2也會將它自身的不平衡傳遞給了Router3，其方式類似于上述模型.以此類推，直到終端能源路由器Routerm.最后，Routerm為了尋求平衡，它將向大電網(wǎng)或主干網(wǎng)尋求電源供應(yīng).這個過程表達(dá)了能源互聯(lián)網(wǎng)中鏈?zhǔn)侥茉绰酚善鏖g一次傳遞不平衡性以求達(dá)到自身平衡的特點(diǎn).

2.3 信息支撐網(wǎng)絡(luò)

鏈?zhǔn)侥茉绰酚善骶W(wǎng)絡(luò)具有鮮明的智能特征，除了需具備先進(jìn)的控制能力和電力電子器件執(zhí)行能力外，還需要高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分析和傳輸能力.匹配于上述路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可設(shè)計3類不同特點(diǎn)的信息支撐網(wǎng)絡(luò)：

第1類是集中式信息網(wǎng)絡(luò)情形，如圖4(a)所示.這種情形需建設(shè)一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心，它同時具有必要的數(shù)據(jù)分析和學(xué)習(xí)能力.路由網(wǎng)絡(luò)的所有路由器都與數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換，路由器之間不建立直接通信.這樣的通信網(wǎng)絡(luò)對鏈?zhǔn)铰酚善骶W(wǎng)絡(luò)整體管控能力較好，但響應(yīng)延時較多.

第2類是圖4(b)給出的扁平式信息網(wǎng)絡(luò)情形.相鄰的路由器之間可直接通信，使得信息響應(yīng)速度較快，切換響應(yīng)快.但是，由于路由器只能獲得臨近的路由器運(yùn)行信息，所有信息僅有助于協(xié)調(diào)本地路由器的能量平衡性，這使得能量失衡可能向周邊傳遞，加大周邊的不平衡性.

第3類是圖4(c)給出的協(xié)同式信息網(wǎng)絡(luò)情形.它把集中式和扁平式組合起來，一方面數(shù)據(jù)中心會做出分析，并給出網(wǎng)絡(luò)協(xié)同建議；另一方面最終的調(diào)整策略仍由路由器給出.這樣每一個路由器既可以調(diào)整自身，又可以兼顧遠(yuǎn)處的路由器調(diào)節(jié)能力，優(yōu)勢明顯，不足之處是增加了設(shè)備建設(shè)和運(yùn)維成本.

Fig. 4 The information support network of the linkage energy routing network圖4 匹配于鏈?zhǔn)侥茉绰酚删W(wǎng)絡(luò)的信息支持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程中，具體采用哪一種通信網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有關(guān)，特別是路由器的功率設(shè)備接入狀況.一般地，接入設(shè)備的功率分布均勻，可采用扁平式通信；反之，適宜集中式或協(xié)同式通信.

2.4 應(yīng)用分析

以建設(shè)能源互聯(lián)微網(wǎng)示范工程為例，其能源交易需具備如下特點(diǎn)：電源和負(fù)荷的接入自由、微網(wǎng)統(tǒng)一交易平臺、能量雙向流動和本地消納、新能源比重穩(wěn)步提高等.從用戶角度來說，不論居民還是企業(yè)，他們存在如下現(xiàn)實(shí)需求：盡量自產(chǎn)自銷、可臨近交易、價格低廉甚至免費(fèi)、供電穩(wěn)定等.為了實(shí)現(xiàn)上述需求，可在鏈?zhǔn)铰酚删W(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上規(guī)劃微網(wǎng)系統(tǒng).除了微網(wǎng)層級的統(tǒng)一交易和集中調(diào)度平臺外，還需向下一級建設(shè)用戶級的低壓終端路由網(wǎng)絡(luò)，并由用戶級低壓路由電網(wǎng)組合構(gòu)成微網(wǎng)示范工程.從能源路由結(jié)構(gòu)看，即包括底層的鏈?zhǔn)侥茉绰酚删W(wǎng)絡(luò)和上層微網(wǎng)路由器2級.

3 仿真分析

Fig. 5 The spreading course of power’s imbalance圖5 功率不平衡擴(kuò)散過程

采用3個能源路由器串聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)來驗(yàn)證鏈?zhǔn)脚潆姴呗缘挠行?其中，能源路由器1只與能源路由器2連接，能源路由器2同時連接能源路由器3，能源路由器3同時連接外部交流電網(wǎng).每個能源路由器上接入的負(fù)荷和電源指標(biāo)如表1所示，負(fù)荷和電源的功率值在一定范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生，并保證每個能源路由器總負(fù)荷功率與電源功率相同.

對能源路由器的功率平衡管理而言，負(fù)載接入與電源退出、負(fù)載退出與電源接入效果相同.故從3個方面進(jìn)行驗(yàn)證，分別是：

1) 有負(fù)荷退出時，電源的串聯(lián)式邊緣擴(kuò)散情形;

2) 有負(fù)荷接入時，電源的串聯(lián)式邊緣擴(kuò)散情形;

3) 負(fù)荷先退出與接入連續(xù)動作的情形.

Table 1 Access Devices Setting表1 接入設(shè)備設(shè)置

圖5(a)表述了有負(fù)荷退出時能源路由器1,2,3上所接入的負(fù)荷功率、電源功率的差值.初始狀態(tài)下，3個能源路由器的負(fù)荷功率與電源功率差為0；時序4時刻能源路由器1上負(fù)荷退出導(dǎo)致功率不平衡，這個不平衡性在時序5轉(zhuǎn)移給能源路由器2，并在時序6傳遞給能源路由器3.能源路由器3的不平衡需要由交流電網(wǎng)來填補(bǔ).

需要注意的是，能源路由器1,2在新穩(wěn)態(tài)下其接入的負(fù)荷功率依然略小于電源功率.不平衡產(chǎn)生的原因是負(fù)載功率和電源功率并不是連續(xù)分布，在功率擴(kuò)散過程中無法找到完全匹配的功率組合.此時微小的功率差由儲能部件消除.

圖5(b)給出了負(fù)荷接入時能源路由器1,2,3的功率平衡性變化過程.初始狀態(tài)下，3個能源路由器負(fù)荷功率與電源功率差為 0；在時序4時刻，能源路由器1上新負(fù)荷接入導(dǎo)致功率不平衡，這個不平衡性在時序5轉(zhuǎn)移給能源路由器2，并在時序6傳遞給能源路由器3.但此時能源路由器1,2的功率仍是不平衡的，所以在7～10過程中再次進(jìn)行了調(diào)整使得最終達(dá)到了功率平衡.經(jīng)過了2次平衡的原因是挑選調(diào)整的負(fù)載電源組合時其組成數(shù)量不超過3個，導(dǎo)致經(jīng)過第1次調(diào)整只達(dá)到次優(yōu)解，需要更多次的調(diào)整才能達(dá)到最優(yōu)解.

圖5(c)針對負(fù)荷接入與退出連續(xù)發(fā)生的情況，進(jìn)行了多事件仿真，事件類型和發(fā)生時間如表2所示：

Table 2 Continuous Switching Events表2 連續(xù)切換事件

連續(xù)切換給出了長時間運(yùn)行、多事件發(fā)生的有序切換，結(jié)果顯示:通過邊緣擴(kuò)散策略，功率不平衡最終都累積到了能源路由器3.

4 總 結(jié)

本文針對能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程的配電網(wǎng)組網(wǎng)需求，深入研究了基于能源路由器的鏈?zhǔn)讲呗?主要包括2個方面的貢獻(xiàn):1)提出了鏈?zhǔn)铰酚删W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它把所有能源用戶劃分為多個區(qū)塊，通過一定數(shù)量的路由器鏈接起來，從而進(jìn)行有序的能量管理;2)提出了邊緣擴(kuò)散策略，實(shí)現(xiàn)對能源路由器的設(shè)備切換管理.它既有助于本地消納、自產(chǎn)自消、交易自由，又可減少投資、降低損耗.當(dāng)上述策略應(yīng)用于工程時，需依據(jù)用能場景具體規(guī)劃研究，特別地，在數(shù)據(jù)通信方法、接入380 V電網(wǎng)方式和設(shè)備切換技術(shù)等方面仍需深入研究.