專利名稱：通過互聯網與管理電能的分布式設備的通信的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過互聯網與管理(handling)電能的分散的或分布式的設備通信的方法。
背景技術：
DE102009003173A1公開了在電カ網中電能的定向傳輸的方法。在此，數據包和能
量包被路由至接收器，該接收器可以由該數據包中的信息確定。DE102007022879A1公開了 ー種數據網絡，多個提供電能的設備連接到該數據網絡。這些設備包括輪流連接到光伏發電機的逆變器(inverter)。也可以提供其他發電機。數據網絡和逆變器一起形成ー個通信単元。通過該數據網絡，控制單元以將各個逆變器組合成關于它們至AC電網的饋入的全部參數的虛擬電力單元的方式來控制各個逆變器。特別地，各個逆變器可以連接到互聯網。隨后，逆變器按照基于客戶端-服務器方法的常見互聯網協議，通過互聯網啟動到它們的通信伙伴的通信連接。由W02009/103291已知ー種提供連接至互聯網的客戶端之間連通性的方法。在此，第一客戶端連接到控制服務器，關于該第一客戶端的客戶端特定連接信息在該控制服務器被注冊。如果運行在第一客戶端上的網頁瀏覽器應用通過包括特定URI (統ー資源定位符)的查詢的方式，請求與第二客戶端的連接，控制服務器調解(mediate)第一客戶端與由特定URI確定的第二客戶端的直接連接。這一點對點連接被用來傳輸與網頁瀏覽器應用相關的數據到客戶端。互聯網中的點對點連接調解屬于所謂的平等參與者之間通信的對等(peer topeer)方法，其中平等參與者可既是服務的提供者也是服務的使用者。互聯網中的點對點連接可以通過不同的協議調解，例如所謂的會話初始化協議(SIP)或者所謂的NAT的會話遍歷工具，其中后者協議用于穿透防火墻和各個客戶端的路由器以能夠建立雙向通信連接，而不管通常由這些防火墻和路由器設置的限制如何。仍然存在對通過互聯網與管理電能的分布式設備通信的方法的需求，其滿足了對與這些設備通信的特殊需求。這不僅包括用于通過多個這樣的設備的協同控制來運行虛擬電廠的手段，還包括用于服務、遠程診斷、遠程監視、運行參數的數據收集、這些設備的運行參數的修改等的手段。
發明內容
本發明提供ー種管理電能的分布式設備通過互聯網與通信伙伴通信的方法。該方法包括提供服務器和在服務器中對編程規則。該規則確定在至少ー個設備中的哪ー個和至少一個通信伙伴中的哪一個之間，基于設備的類屬(generic)性質、通信伙伴的類屬性質以及初始化時變數據(datum)，調解通信連接。通信連接選自由通過互聯網的點對點、點對多點以及多點對多點連接組成的連接組。該方法還包括通過互聯網從每個設備向服務器傳送數據，該數據包括設備的通信地址和指示設備的類屬性質的屬性，以及通過互聯網從每個通信伙伴向服務器傳送另外數據，其中另外數據包括通信伙伴的通信地址和指示通信伙伴的類屬性質的屬性。該方法還包括響應于由規則定義的初始化時變數據的值，調解由該規則確定的至少一個設備和至少一個通信伙伴之間的通信連接。在核對附圖以及詳細描述時，本發明的其它特性以及優點對于本領域技術人員將變得明了。所有這些額外的特性和優點都意在包括在由權利要求定義的本發明的范圍內。
通過參考附圖，本發明能夠更好地被理解。附圖中的組件尺寸不必是按比例的，重點在于清楚表明本發明的原理。在附圖中，類似的參考數字指明幾幅圖中相應的部件。圖1示出通過互聯網與管理電能的分布式設備的通信。
具體實施例方式管理電能的分布式設備可以是任何產生、提供、轉換或者消耗電能或者測量或監控電能流的設備。該定義，例如覆蓋了電廠和太陽能電廠以及發電機、電池、電池管理系統、變換器、逆變器、變壓器、測量設備、電表、電網連接點和電網節點，以及電能的所有消費者。往往，實際上與之發生通信的這些設備的部件是設備的控制器或者監控或測量設備的裝置。這些控制器或裝置甚至可以是分離的單元，其與管理電能的設備的其余部分分開。風力發電廠和太陽能發電廠的一個共同的特性是它們中單獨的一個無法提供特別高的電能。然而，多個這樣的設備能夠提供可與大型常規電廠相當的電能。但是，常規電廠以外，由于各個設備在相 對較大的區域上的空間分布，因此存在通信的問題，例如各個設備的電能提供何時必須被調整到電網中電能的實際需求量，其中，所有設備都連接到該電網。在根據本發明的通過互聯網與管理電能的分布式設備通信的方法中，設備以及它們的潛在通信伙伴通過互聯網傳送數據到服務器。來自每個設備或者通信伙伴的數據包括通信地址。響應于初始化時變數據，該服務器通過互聯網調解至少一個規定的設備和至少一個規定的通信伙伴之間的通信連接。該通信連接是點對點連接、點對多點連接(其也可以是多點對多點連接)，以及多點對多點連接。除通信地址外，由設備傳送到服務器的數據還包括表明設備的類屬性質的屬性。相應地，由通信伙伴傳送到服務器的數據附加地包括表明通信伙伴的類屬性質的屬性。服務器中被編程的規則確定在至少一個設備的哪個以及至少一個通信伙伴的哪個之間，基于設備的屬性和通信伙伴的屬性以及初始化時變數據來調解通信連接。由屬性表明的設備或者通信伙伴的類屬性質是該設備或者通信伙伴以與其他設備和/或通信伙伴包括該性質的相同方式包括的性質。這意味著類屬性質沒有像單個通信地址那樣個性化設備或者通信伙伴，盡管可能僅有一個設備或者通信伙伴具有特定性質。例如，這類類屬性質包括制造者、模型、類型、設計、結構、運行狀態(開/關)以及所有與衡量各個設備或者各個通信伙伴相關的信息。進一歩，固件的狀態、所有者或操作者、設備所屬的上級系統的名稱、電網連接區域和各個設備或各個通信伙伴的空間位置區域都屬于這樣的類屬性質。根據該定義沒有類屬性質是單個設備標志或者各個設備或通信伙伴的通信地址，或者像當前提供、消耗或者轉換電能的它們運行參數的當前值。初始化時變數據可以是隨時間改變的任何數據值。該定義特別包括在服務器中產生的定時信號。然而，其也可以是除通信地址和屬性外，被包括在由設備或者通信伙伴傳輸到服務器的數據中的數據。特別地，其可以是對聯系(contact)的請求。然而，在本發明的方法中，初始化時變數據不是對調解與由它們的通信地址定義的某設備或者某通信伙伴的通信連接的請求，而是，對于基于哪個服務器確定在哪個設備和哪個通信伙伴之間的通信連接被調解的聯系的類屬請求。對于聯系的類屬請求被理解為對于與設備或通信伙伴的聯系的請求，該設備或通信伙伴并非定向于特定各個設備或各個通信伙伴而是定向于通過它們的屬性和/或它們當前運行數據選擇的設備或通信伙伴。對于聯系的類屬請求仍未個性化聯系所需要的各個設備和通信伙伴。這樣的對于聯系的類屬請求還可以被解釋為規則的一部分，根據該規則服務器確定在哪個設備或哪些設備與哪個通信伙伴或哪些通信伙伴之間，通信連接被調解。換句話說，這樣的對于聯系的請求還可以被解釋為在服務器中對規則臨時編程。除根據本發明的通信外，本發明的方法還可以接受并滿足對于與特定各個設備或特定各個通信伙伴的通信連接的調解的請求，該設備或通信伙伴由它們的通信地址標識。初始化時變數據尤其可以是ー個設備的目前或當前運行參數，各個設備將其傳輸給服務器。一個設備的運行參數可以包括所有，特別是包括描述該設備的當前運行狀態的所有物理值。這尤其包括但不限于由各個設備當前提供的電能。此外，運行參數可以包括在輸入側和輸出側的所有當前電流和電壓、所有溫度、控制信號、效率、電カ儲備、漏電壓、絕緣電阻等。在該新方法中，使用在服務器中編程的規則，不是基于對特定設備或特定通信伙伴的請求導致對通信連接的調解，而是僅基于關于設備和其潛在通信伙伴的類屬信息以及還基于類屬初始化時變數據導 致調解。應理解，對于至少ー個設備和至少ー個通信伙伴之間的通信連接的實用的或實際的調解，需要它們的通信地址。然而，這些通信地址未包括在是否調解通信連接以及在誰之間調解通信連接的決策中。僅需要它們來調解已由服務器基于另ー準則決定的通信連接。在根據本發明的方法中在服務器中編程的規則可以強烈地變化。規則的一個例子是連接那些其運行參數表明逆變器的制造商的服務計算機故障的逆變器。另ー個規則可以是連接當前向網絡操作者的控制計算機饋入的電能高出向特殊區域的AC電網饋入的額定電能的預定百分比的那些設備，以將饋入的電能減少到預定百分比。規則還可以包括定時目標，根據該定時目標特定連接被以特定時間間隔重復地調解。由于在調解連接之后，在相同連接(盡管其仍然與在服務器中編寫的規則一同編譯)再次被調解之前必須經過特定時間間隔，這些定時目標可以被編程。在根據本發明的方法中被調解的通信連接可以是點對點連接或者點對多點連接包括多點對點連接或者甚至是多點對多點連接；在各種情況中，在連接被建立之后，服務器不再包括在連接中。因此，服務器可以與出現在這些通信連接之上的數據傳輸保持自由；并且避免例如通過服務器的安全相關數據的傳輸。例如，在至少一個設備和至少一個通信伙伴之間的通信連接可以被用于從通信伙伴到設備傳送數據傳輸請求和/或命令，并且從設備到通信伙伴傳送數據和/或命令確認。然而，通常對通過通信連接可以傳輸的數據沒有限制。根據本發明的產生通信的設備特別包括作為光伏發電廠部件的設備，例如將電能從光伏發電機饋送給AC電網的所謂的太陽能逆變器。潛在的通信伙伴可以是，例如，用于管理電能的設備本身，或者用于測量、監控或用于設備的服務計算機、移動終端或通過互聯網可以從中取回數據的數據記錄儀。在根據本發明的方法的一個實施例中，設備以特定間隔定期地傳輸其當前運行參數或其所有數據，和/或根據這些數據的值的預定改變定期地將它們的所有數據傳輸到服務器。數據傳輸的規律性保證與規則的應用相關的所有數據存在于服務器中。以特定間隔的數據的定期傳輸，即在此同時未被改變的數據的定期傳輸，還可以被用作各個設備通常能夠通信的指示。通信伙伴還可以將它們的數據的至少一部分以特定間隔定期地轉發，和/或根據它們數據的值的預定改變將它們數據的至少一部分定期地轉發到服務器。在此再次，在一個實施例中，以特定間隔的規律性可以優于僅具有表明通信伙伴的一般通信能力的特定改變的規律性。然而，通常，從設備傳輸到服務器的數據和從通信伙伴傳輸到服務器的數據都可以包括額外的通信準備就緒信號。服務器中的規則可以通過從通信伙伴向服務器傳輸程序數據而是可編程的。在一個實施例中，服務器中規則的這一編程可以被限制到具有特定性質或屬性的通信伙伴。
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服務器中的規則可以容易地允許提供或管理電能的設備本身作為其他設備的潛在通信伙伴。并且，根據哪個包括時間上重疊的通信連接可以在一個設備以及各種通信伙伴和/或一個通信伙伴和各種設備之間被調解，該規則在服務器中被編程。除了通過根據規則由服務器調解的通信連接的數據傳輸外，信息數據還可以由服務器傳輸，其中，從通信伙伴傳輸到服務器的數據包括對于信息的類屬請求，并且其中規則在服務器中被編程，根據該規則基于對于信息和設備屬性的類屬請求信息數據被傳輸到通信伙伴。這些信息數據可以根據來自設備運行參數的規則由服務器產生，或者它們可以已經由服務器產生或者否則對于服務器是可用的。例如，這些信息數據可以是具有特定性質或屬性的設備的運行數據的概要。通過互聯網對這些信息的請求不僅可能來自通信伙伴，該通信伙伴通常還可以進入與各個設備的直接通信連接，該請求還可以來自類似例如通過訪問公共網站的其它終端。本發明的方法還可以被用于實現用于管理電能的設備的運行數據的“虛擬”數據記錄儀。為了該目的，服務器可以以規則的時間間隔調解設備和作為它們的通信伙伴的數據記錄儀之間的通信連接，通過通信連接運行數據可以被傳輸到數據記錄儀。存儲在數據記錄儀中的運行數據可以從其他通信伙伴取回，其中用于該目的的通信連接可以根據本發明的方法按照基于類屬信息的規則由服務器調解。由于并不位于或者接近各個設備而是在其他位置，至今為止這樣的數據記錄儀是“虛擬的”，以至于在各個設備的位置沒有對數據記錄儀的直接物理訪問是可能的。現在，更詳細地參考附圖，圖1的云描繪互聯網I。通過互聯網1，通信在空間分布式的設備3以及通信伙伴5之間發生，設備3將電能饋送至AC電網2，或者消耗來自AC電網2的電能，或者以其它方式管理電能，而通信伙伴5本身并不管理電能。特別地，通過點對點連接4發生通信。根據規則由服務器6調解該點對點連接4。該規則基于設備3的屬性以及運行參數，除了設備3的通信地址外，其也包括在傳輸到服務器6的數據7中。進ー歩，這些規則基于包括在從通信伙伴5傳送到服務器6的數據8中的屬性，數據8中還包括通信伙伴5的通信地址，并且基于初始化時變數據，該初始化時變數據或者在服務器6中產生或者包括在一個設備3的運行數據中，或者被從具有其數據8的ー個通信伙伴5傳送到服務器6。數據7和8中的通信地址僅用于最終調解點對點連接4。然而，它們不用于決定在哪些設備3之間或者在哪個設備3與哪個通信伙伴5之間，點對點連接4被調解。服務器6中的規則可以經由通信伙伴5借助包括在數據8中的程序數據進行編程。這包括在數據8中可以包括對聯系的請求，數據8可與服務器6中編程的規則一同用于調解通信伙伴5和設備3之間的通信連接。圖1還描繪了終端9，其僅通過互聯網1，發送對信息10的類屬請求至服務器6，并且反過來接收來自服務器6的信息數據11，其中服務器6已經基于包括在設備3的數據7中的設備3的屬性以及設備3的運行參數生成該信息數據。響應于包括在來自通信伙伴5的數據8中的對通信的請求，這樣的信息數據11還可以被傳送到通信伙伴5，通信伙伴5通常還能夠與設備3之一直接通信，這可以不是包括終端設備9的情形。通信伙伴5之一是數據記錄儀12，基于規則該數據記錄儀12重復地通過通信連接4被服務器6連接到設備3以為存儲目的請求設備的所有或者特定運行參數。通過服務器6，存儲在數據記錄儀12中的運行數據對于其他通信伙伴5是可訪問的，其中當調解通信連接4時，數據記錄儀12可以被服務器6視為設備3。在不脫離本發明精神 和原理的實質下，本發明最佳實施例可以做出許多變型和修改。所有這些修改和變型都意在包括在由所附權利要求定義的本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種管理電能的分布式設備通過互聯網與通信伙伴通信的方法，所述方法包括 提供服務器； 在所述服務器中對規則編程，所述規則確定在多個設備的哪一個至少一個設備與多個通信伙伴的哪一個至少一個通信伙伴之間，基于所述設備的類屬性質、所述通信伙伴的類屬性質以及初始化時變數據來調解通信連接，所述通信連接選自由通過所述互聯網的點對點、點對多點以及多點對多點連接組成的連接組； 通過所述互聯網從每個設備向所述服務器傳送數據，所述數據包括各個設備的通信地址和指示各個設備的類屬性質的屬性； 通過所述互聯網從每個通信伙伴向所述服務器傳送另外的數據，所述另外的數據包括各個通信伙伴的通信地址和指示各個通信伙伴的類屬性質的屬性；以及 響應于所述初始化時變數據的值和所編程的規則，調解由所述規則確定的至少一個設備和至少一個通信伙伴之間的所述通信連接。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，管理電能的所述設備選自包括產生電能的設備、提供電能的設備、轉換電能的設備、測量電能流的設備、監控電能流的設備、消耗電能的設備以及這些設備的控制器的設備組。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述設備組包括發電機、逆變器、變換器、變壓器、電池、電池管理系統、電網連接點以及電網節點。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述設備組包括至少一個光伏發電廠或者至少一個風力發電廠的部件。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述通信伙伴選自包括通過所述互聯網可訪問的至少一個所述設備、用于所述設備的測量計算機、用于所述設備的測量計算機、用于所述設備的監控計算機、用于所述設備的服務計算機、移動終端和數據記錄儀的伙伴組。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述設備的類屬性質和所述通信伙伴的類屬性質選自包括它們的制造商、它們的模型、它們的類型、它們的固件、它們的固件的狀態、它們的設計、它們的結構、它們的運行狀態、它們的尺寸、它們的所有者、它們的操作者、上級系統的名稱、它們的電網連接區域和它們的空間位置區域的性質組。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述初始化時變數據包括在所述服務器中產生的定時信號。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述初始化時變數據包括一數據，所述數據包括在除它的各個通信地址和各個屬性以外，從至少一個所述設備和至少一個所述通信伙伴傳送到所述服務器的數據中。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述初始化時變數據選自至少一個設備的當前運行參數和至少一個通信伙伴的類屬聯系請求。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述設備配置為以固定間隔向所述服務器傳送它們的數據的至少一部分。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述設備配置為在所有它們的數據中的任意數據的值預定改變時，向所述服務器傳送這些數據。
12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述通信伙伴配置為以固定間隔向所述服務器傳送它們的數據的至少一部分。
13.根據權利要求1所述的方法，其中，所述通信伙伴配置為根據所有它們數據中的任意數據的值的預定改變向所述服務器傳送這些數據。
14.根據權利要求1所述的方法，其中，由至少一個所述設備和至少一個所述通信伙伴向所述服務器傳送的數據還包括通信就緒信號。
15.根據權利要求1所述的方法，其中，通過從至少一個所述通信伙伴向所述服務器傳送程序數據，對所述服務器中的所述規則編程。
16.根據權利要求1所述的方法，其中，通過從包括預定性質的至少一個所述通信伙伴向所述服務器傳送程序數據，對所述服務器中的所述規則編程。
17.根據權利要求1所述的方法，其中，所述服務器中的所述規則調解在至少一個所述設備和不同的通信伙伴之間或者在至少一個所述通信伙伴和不同設備之間的具有時間上的重疊的不同通信連接。
18.根據權利要求1所述的方法，還包括通過所述通信連接從所述至少一個通信伙伴向所述至少一個設備傳送至少一個數據傳輸請求，以及從所述至少一個設備向所述至少一個通信伙伴傳送至少一個請求的數據。
19.根據權利要求1所述的方法，還包括通過通信連接從所述至少一個通信伙伴向所述至少一個設備傳送至少一個命令，以及從所述至少一個設備向所述至少一個通信伙伴傳送至少一個命令確認。
20.根據權利要求1所述的方法，其中，響應于通過所述互聯網的對信息的類屬請求，基于由所述設備傳送的所述屬性，所述服務器傳輸由所述服務器根據所述設備的所述運行參數產生的信息數據。
全文摘要
一種管理電能的分布式設備通過互聯網與通信伙伴通信的方法包括在服務器中對規則編程。所述規則確定在哪個設備與哪個通信伙伴之間，基于設備的類屬性質、通信伙伴的類屬性質以及初始化時變數據來調解通信連接。通信連接是通過互聯網的點對點、點對多點或多點對多點連接。通過互聯網從每個設備和每個通信伙伴向服務器傳送數據。這些數據包括設備或通信伙伴的通信地址和分別指示設備或通信伙伴的類屬性質的屬性。響應于由規則定義的初始化時變數據的值，由規則確定的設備和通信伙伴之間調解通信連接。
文檔編號H04L29/08GK103036944SQ201210433539
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者R·蒂爾, V-D·孔茨, D·施洛特 申請人:艾思瑪太陽能技術股份公司