一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统的制作方法

技术特征：
1.一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述能量流、信息流、业务流耦合系统建立在以能源路由器为核心部件的能源互联网上，且所述能量流、信息流、业务流耦合系统的整体架构包含业务层、信息层、能量层三部分；其中，业务层和信息层之间通过业务信息耦合层传递信息流与业务流，信息层与能量层之间通过信息能量耦合层传递信息流，能量层与能源互联网之间通过能量流耦合；所述能源层负责能量流的生产、管理与共享，所述信息层负责信息流的采集、传递、应用与交互，所述业务层负责业务流的制定、运行和交易。2.根据权利要求1所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述业务层为支撑能源互联网开展电网数据业务、电力语音业务、多媒体业务所需的软硬件系统。3.根据权利要求2所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述电网数据业务包括能量管理业务、安全稳定控制业务、同步相量测量业务、线路保护业务、电能计量业务、保护管理业务以及信息管理业务；所述多媒体业务包括会议会商业务、变电站集中视频监控业务以及通信机房环境监测业务。4.根据权利要求1所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述信息层是支撑能源互联网信息传递的通信系统，所述通信系统由通信网络和通信规约构成，所述通信网络包括通信节点和通信支路。5.根据权利要求4所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述通信节点和通信支路的通信性能参数采用式(1)所示的多元组c
ij
描述：c
ij
＝[t
ij
，p
b，ij
，p
m，ij
]
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，t
ij
、p
b，ij
、p
m，ij
分别表示通信i节点与通信j节点之间的通信延时、中断概率和传输错误概率，c
ij
为所述通信节点和通信支路的通信性能参数的集合。6.根据权利要求5所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述通信网络的拓扑结构采用式(2)所示的通信网邻接矩阵c描述，矩阵c表示的通信网络共有m个通信节点；其中，若i＝j，则c
ij
为通信节点的通信性能参数的集合，若i≠j，则c
ij
为通信支路的通信性能参数的集合。7.根据权利要求1所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述能量层是能源互联网中能源转换设备的总和，所述能源转换设备用于实现天然气-电能、电能-热能、天然气-热能之间的转换。8.根据权利要求1所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述业务信息耦合层包括网络虚拟化层、网络切片层及基础设施层；
所述网络虚拟化层通过软件定义网络sdn和网络功能虚拟化nfv实现，所述软件定义网络sdn用于将基础设施层与业务信息耦合层隔离，所述网络功能虚拟化nfv用于将网络功能与硬件资源分离；所述基础设施层用于提供执行虚拟化过程所需的物理资源，包括实现物理计算、存储以及网络功能的相关组件、传感和驱动功能设备；所述网络切片层由一组虚拟网络功能vnf组成，所述虚拟网络功能vnf在基础设施层实现；所述业务层通过相应信息传输通道把业务实例的信息传送至网络切片层。9.根据权利要求1所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述信息能量耦合层包括耦合通信网络与二次设备网络，所述信息层、能量层以及信息能量耦合层共同组成电网信息物理系统网络，且所述能量层包含n个能量节点，所述通信网络包含m个通信节点，所述二次设备网络包含k个二次设备节点，所述信息层包含l个信息应用节点；对包含n个能量节点、m个通信节点、k个二次设备节点和l个信息应用节点的电网信息物理系统网络，建立二次设备网邻接矩阵s、二次设备节点—能量节点关联特性矩阵s-p、能量节点—二次设备节点关联特性矩阵p-s、二次设备节点—信息应用节点关联特性矩阵s-i、信息应用节点—二次设备节点关联特性矩阵i-s、二次设备节点—通信节点关联特性矩阵s-c和通信节点—二次设备节点关联特性矩阵c-s，用来描述信息能量耦合层与能量层、信息层之间的关联关系。10.根据权利要求9所述的一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，其特征在于，所述二次设备网邻接矩阵s如式(3)所示：当二次设备节点i与通信节点j之间有逻辑直连时，s
ij
表示二次设备逻辑直连通道的性能，当二次设备节点i与通信节点j之间无逻辑直连时，s
ij
＝[0，0，0]；其中，s
ij
如式(4)所示：s
ij
＝[f
ij
(a
input
)，t
ij
(f
ij
)，p
ij
(f
ij
)]
ꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，f
ij
(a
input
)为信息处理算法，t
ij
(f
ij
)为信息处理产生的延时，p
ij
(f
ij
)为信息处理错误概率；所述二次设备节点-通信节点关联特性矩阵s-c如式(5)所示：
其中，s-c
ij
＝[s-c
tp，ij
，s-c
t，ij
，s-c
pb，ij
]，s-c
tp，ij
表示信息上传过程中通信节点i和二次设备节点j的直连状态，s-c
t，ij
表示信息上传过程中通信节点i和二次设备节点j的延时参数，s-c
pb，ij
表示信息上传过程中通信节点i和二次设备节点j的中断概率；所述通信节点-二次设备节点关联特性矩阵c-s如式(6)所示：其中，c
ij-s＝[c
tp，ij-s，c
t，ij-s，c
pb，ij-s]，c
tp，ij-s表示命令下放过程中通信节点i和二次设备节点j的直连状态，c
t，ij-s表示命令下放过程中通信节点i和二次设备节点j的延时参数，c
pb，ij-s表示命令下放过程中通信节点i和二次设备节点j的中断概率；所述能量节点-二次设备节点关联特性矩阵p-s如式(7)所示：其中，p
ij-s＝[p
tp，ij-s，p
t，ij-s，p
pm，ij-s]，p
tp，ij-s表示命令下放过程中能量节点i和二次设备节点j之间的拓扑关联关系，p
t，ij
‑‑
5表示命令下放过程中能量节点i和二次设备节点j之间的交互延时，p＝
pm，ij-s表示命令下放过程中能量节点i和二次设备节点j之间的交互可靠程度；所述二次设备节点-能量节点关联特性矩阵s-p如式(8)所示：其中，s-p
ij
＝[s-p
tp，ij
，s-p
t，ij
，s-p
pm，ij
]，s-p
tp，ij
表示信息上传过程中能量节点i和二次设备节点j之间的拓扑关联关系，s-p
t，ij
表示信息上传过程中能量节点i和二次设备节点j之间的交互延时，s-p
pm，ii
表示信息上传过程中能量节点i和二次设备节点j之间的交互可靠程度；所述信息应用节点-二次设备节点关联特性矩阵i-s如式(9)所示：其中，i
i-s表示命令下放过程中信息应用节点和二次设备节点之间的拓扑关联关系；所述二次设备节点-信息应用节点关联特性矩阵s-i如式(10)所示：
其中，s-i
i
表示信息上传过程中信息应用节点和二次设备节点之间的拓扑关联关系。

技术总结
本发明公开了一种基于能源路由器的能量流、信息流及业务流耦合系统，所述能量流、信息流、业务流耦合系统建立在以能源路由器为核心部件的能源互联网上，且所述能量流、信息流、业务流耦合系统的整体架构包含业务层、信息层、能量层三部分；其中，业务层和信息层之间通过业务信息耦合层传递信息流与业务流，信息层与能量层之间通过信息能量耦合层传递信息流，能量层与能源互联网之间通过能量流耦合。本发明通过对能源流、业务流和信息流运行特性进行分析，提出实现能量流、业务流和信息流协同优化的耦合系统，进而对能量进行最优配置，提高资源利用率，提升用户用电体验。提升用户用电体验。提升用户用电体验。


技术研发人员：韩笑 闫华光 康建东 张济安
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司 国家电网有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8