CN117400774A - 移动能源网络*** - Google Patents

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CN117400774A CN202311590090.XA CN202311590090A CN117400774A CN 117400774 A CN117400774 A CN 117400774A CN 202311590090 A CN202311590090 A CN 202311590090A CN 117400774 A CN117400774 A CN 117400774A
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Abstract

本申请提出了一种移动能源网络***，包括：移动能源机器人，其被配置成存储电能并进行双向充放电并且能够在预设范围内移动；能量网关，其被配置成连通电网和/或微电网；自动对接装置，其被配置成连通能量网关和移动能源机器人，自动对接装置的第一端与能量网关连接，第二端能够与移动能源机器人自动对接和自动分离，其中当移动能源机器人移动到自动对接装置附近的预设位置时，两者自动对接，以实现电能在移动能源机器人与电网和/或微电网之间的双向流动；以及能量管理调度平台，其被配置成对电能在移动能源机器人、能量网关和自动对接装置中的流动进行管理和调度。还提出了相关联的能量交换方法、虚拟电厂***以及需求侧响应方法。

Description

移动能源网络***
技术领域
本申请一般涉及电能充储领域，涉及一种电能充储一体化***，尤其涉及一种移动能源网络***。
背景技术
新能源充电市场可以分为固定充电和移动充电两大类。固定充电方案存在基础设施建设难度较大、用户体验较差、运营效率低等问题。相比于固定充电方案，移动充电方案降低了基础设施建设难度、提升了用户体验、提高了运行效率。然而，当新能源终端(例如，新能源汽车)的保有量超过一定数量时，在特定时间段内(例如，夜间)的充电需求集中释放，且调度和管理难度增大，对电网提出更高要求，给电网***稳定性和服务能力带来极大挑战。
同时，越来越多的充电设备同时具有储能功能，既能够从电网获取电能进行存储，又能够释放电能(例如，提供给需要充电的设备或回馈给电网)。
然而，车辆终端与电网之间的交互、充放电决策、以及控制车辆终端充放电对电网的影响、对电能的智能调度和优化等各方面还存在诸多挑战和改进需求。目前尚无一体化***能够有效解决这些问题。
有鉴于此，期望提供一种电能充储一体化***，特别是一体化的移动能源网络***。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更详细描述之序言。
本申请提供了一种移动能源网络***，包括：移动能源机器人，该移动能源机器人被配置成存储电能并进行双向充放电，并且该移动能源机器人能够在预设范围内移动；能量网关，该能量网关被配置成连通电网和/或微电网；自动对接装置，该自动对接装置被配置成连通该能量网关和该移动能源机器人，该自动对接装置的第一端与该能量网关连接，该自动对接装置的第二端能够与该移动能源机器人自动对接和自动分离，其中，当该移动能源机器人移动到该自动对接装置附近的预设位置时，该自动对接装置与该移动能源机器人自动对接，以实现电能在该移动能源机器人与该电网和/或微电网之间的双向流动；以及能量管理调度平台，该能量管理调度平台被配置成：对电能在该移动能源机器人、该能量网关和该自动对接装置中的流动进行管理和调度。
在一些实施例中，该移动能源机器人包括插座，该自动对接装置的第二端为自动机械臂，该自动机械臂能够与该移动能源机器人的插座自动对接，以连通该移动能源机器人和该能量网关，实现该移动能源机器人与该电网和/或微电网之间的能量交换。
在一些实施例中，该移动能源机器人包括充电枪，该充电枪能够与新能源车的充电插座对接和分离，以实现该移动能源机器人和该新能源车之间的能量交换。
在一些实施例中，该移动能源网络***进一步包括运营端应用程序，该运营端应用程序被配置成：基于该能量管理调度平台为该移动能源网络***中各移动能源机器人的运行提供管理和监控。
在一些实施例中，该移动能源网络***进一步包括用户端应用程序，该用户端应用程序被配置成：基于该能量管理调度平台为用户提供充放电服务。
本申请还提供了由前述移动能源网络***进行的能量交换方法，包括：该能量管理调度平台接收充放电服务需求；该能量管理调度平台获取该移动能源网络***中所有移动能源机器人的状态信息；该能量管理调度平台根据该充放电服务需求和所有移动能源机器人的状态信息来制定最优响应策略，并确定要执行响应的响应方移动能源机器人；以及该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人执行该最优响应策略，完成充放电服务。
在一些实施例中，该充放电服务需求包括电量参数、时间段参数，响应区域参数；和/或该状态信息包括相应移动能源机器人的电量信息、位置信息。
在一些实施例中，该充放电服务需求包括来自新能源车的充放电服务需求，其中该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人完成充放电服务进一步包括：该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人移动到该新能源车附近，以完成对该新能源车的充放电服务。
在一些实施例中，该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人移动到该新能源车附近进一步包括：该能量管理调度平台基于区域地图信息、该新能源车的车辆位置信息、该响应方移动能源机器人的位置信息来生成规划路径并发送至该响应方移动能源机器人，该响应方移动能源机器人根据该规划路径移动到该新能源车附近；或该能量管理调度平台将该新能源车的车辆位置信息发送至该响应方移动能源机器人，该响应方移动能源机器人根据区域地图信息、该新能源车的车辆位置信息和该响应方移动能源机器人的位置信息来生成规划路径，并根据该规划路径移动到该新能源车附近。
在一些实施例中，该充放电服务需求包括来自该电网和/或微电网的充放电服务需求，其中该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人完成充放电服务进一步包括：该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人移动到该自动对接装置附近的预设位置，以使该自动对接装置与该响应方移动能源机器人自动对接，以完成对该电网和/或微电网的充放电服务。
在一些实施例中，该充放电服务需求包括应急充放电服务需求，其中该最优响应策略是进一步基于该应急充放电服务需求的发起方和需求紧急程度来制定的，其中该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人完成充放电服务进一步包括：该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人移动到与该发起方相关联的位置，以完成对该发起方的应急充放电服务。
在一些实施例中，充放电服务需求包括来自不同发起方的多个充放电服务需求，并且该能量交换方法进一步包括：该能量管理调度平台基于多个充放电服务需求及所有移动能源机器人的状态信息来制定最优响应策略；该能量管理调度平台确定响应需求的优先级以及执行响应的响应方移动能源机器人；以及该能量管理调度平台调度该响应方移动能源机器人基于该优先级完成一个或多个充放电服务。
在一些实施例中，该能量交换方法进一步包括：该移动能源网络***中的移动能源机器人在用电低谷时段从该电网和/或微电网获取电能并进行存储；以及该移动能源机器人在用电高峰时段利用所存储的电能对外供电以响应充电需求。
在一些实施例中，该能量交换方法进一步包括：该移动能源网络***中的移动能源机器人在电价较低的第一时段从该电网和/或微电网获取电能并进行存储；以及该移动能源机器人在电价较高的第二时段利用所存储的电能对外供电以响应充电需求。
本申请还提供了一种虚拟电厂***，包括：多个前述移动能源网络***；以及虚拟电厂管理平台，该虚拟电厂管理平台被配置成：对电能在各个移动能源网络***中的分配和流动进行管理。
本申请还提供了一种利用前述虚拟电厂***进行进行需求侧响应的方法，包括：从电网的电力管理平台接收需求响应邀约或实时需求响应指令；在接收需求响应邀约的情况下进行以下操作：基于该需求响应邀约来制定初始响应计划并提供给该电力管理平台；基于该电力管理平台对该初始响应计划的反馈来制定实际响应计划；以及基于该实际响应计划来控制一个或多个移动能源网络***的电能流向；在接收实时需求响应指令的情况下进行以下操作：实时控制该一个或多个移动能源网络***的电能流向。
在一些实施例中，该需求响应邀约包括响应范围、需求量、时段、邀约截止时间。
在一些实施例中，基于该实际响应计划来控制一个或多个移动能源网络***的电能流向进一步包括：在削峰需求响应时段，使该一个或多个移动能源网络***中的移动能源机器人通过能量网关向电网放电；以及在填谷需求响应时段，使该一个或多个移动能源网络***中的移动能源机器人通过能量网关从电网获取电能。
本申请的技术方案提出了移动能源网络***的整体解决方案。移动能源网络***可以灵活地满足不同时段不同区域的各类用户的用电需求，实现对电能的智能调度和优化电能的流通，有效提升能量交换的灵活性和可持续性。通过获得移动能源网络***内各装置/模块的电能产生、消耗和存储情况，能够实现对电能的智能调度和优化，可实现电能供需平衡。同时，电能双向流动的机制使得新能源车辆能够从电网获取电能，也能够向电网反馈电能，从而使新能源车辆成为电网的有力补充，提高了能量交换的灵活性和可持续性。另外，移动能源机器人和自动对接装置的自动对接和分离，可有效提升能源交换的效率，且扩大了充放电服务的区域，从而能够满足更大范围内的充放电服务需求，提升了用户体验。
附图说明
结合附图理解下面阐述的详细描述时，本申请的特征、本质和优点将变得更加明显。在附图中，相同附图标记始终作相应标识。要注意，所描述的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些部件的尺寸可放大并且出于解说性的目的不按比例绘制。
图1示出了根据本申请的各方面的移动能源网络***的架构图。
图2示出了根据本申请的各方面的移动能源网络***的框图。
图3示出了根据本申请的各方面的由移动能源网络***进行的能量交换方法。
图4示出了根据本申请的各方面的针对单个充放电服务需求的能量交换过程。
图5示出了根据本申请的各方面的针对多个充放电服务需求的能量交换过程。
图6示出了根据本申请的各方面的能量交换过程中电能存储和释放的示例性决策流程。
图7示出了根据本申请的各方面的虚拟电厂***的示意图。
图8示出了根据本申请的各方面的利用虚拟电厂***进行需求侧响应的方法。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图对本申请进一步详细说明。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所描述的示例性实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所描述的实施例。在其它示例性实施例中，没有详细描述公知的结构，以避免不必要地模糊本申请的概念。应当理解，本文所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。同时，在不冲突的情况下，实施例所描述的各个方面可以任意组合。
图1示出了根据本申请的各方面的移动能源网络***的架构图100。
如图所示，本申请的移动能源网络***主要涉及能量网关、自动对接装置、移动能源机器人、能量管理调度平台、用户端应用程序、运营端应用程序等多个装置/模块。另外，图1中用虚线框示出了电网和/或微电网和用户车辆。电网和/或微电网和用户车辆在移动能源网络***之外，且能够与移动能源网络***进行能量交换。如图所示，电能可以在移动能源网络***与电网和/或微电网之间双向流动，用户车辆可以与移动能源网络***进行双向充放电。
具体而言，移动能源机器人用于存储电能并进行双向充放电，并且移动能源机器人能够在预设范围内移动。
如图所示，移动能源机器人能够对用户车辆(例如，新能源车辆)进行充电。具体而言，移动能源机器人可以移至用户车辆附近并与用户车辆对接，从而使用户车辆从移动能源机器人获取电能。
在一些实现中，如果用户车辆具有放电功能，则用户车辆还可以对移动能源机器人进行反向放电，即移动能源机器人可以回收用户车辆释放的电能。
能量网关能够连通移动能源网络***外部的电网和/或微电网，而自动对接装置用于连接能量网关和移动能源机器人。如图所示，自动对接装置的一端与能量网关连接，另一端能够与移动能源机器人自动对接和自动分离。当移动能源机器人移动到自动对接装置附近的预设位置时，自动对接装置与移动能源机器人自动对接。由此，在移动能源机器人与电网和/或微电网之间经由自动对接装置和能量网关形成了一条双向通路，以实现电能在移动能源机器人与电网和/或微电网之间的双向流动。
应注意，虽然本申请着重描述了电能的来源为电网和/或微电网(即，从电网和/或微电网获得电能)，但本申请不限于此。在实际实现中，电能还可以来自其它来源，诸如光伏***、风能***等等。
在电能来自光伏***的实现中，能量网关可以与光伏***相连，并且电能在能量网关与光伏***之间单向流动(从光伏***流向能量网关)。
能量管理调度平台主要负责管理和调度。具体而言，能量管理调度平台能够对电能在移动能源机器人、能量网关和自动对接装置中的流动进行管理和调度。
此外，能量管理调度平台还能够监测移动能源网络***内的各项数据(诸如与电能的产生、消耗和存储有关的数据、各个装置/模块的运行数据等等)，从而有助于利用这些数据进行后续分析、统计和决策。
用户端应用程序可以基于能量管理调度平台为用户提供充放电服务。通过能量管理调度平台的后台数据，用户端应用程序可以为用户提供便捷可靠的充放电体验。在本申请中，用户端应用程序可以具有多种不同的形式，诸如用户设备(智能电话、车载设备等等)中的APP、小程序等等。例如，用户可以通过用户端应用程序找到附近可用的移动能源机器人并发起请求，以便为自己的车辆提供充放电服务。
另外，运营端应用程序可以基于能量管理调度平台提供运维服务。具体而言，运营端应用程序可以基于能量管理调度平台为移动能源网络***中各移动能源机器人的运行提供管理和监控。运营端应用程序可以基于能量管理调度平台提供的数据为运营团队提供全面的管理和监控功能，从而获知***内移动能源机器人的位置、电量状态和运行情况等等，及时发现和解决故障，更好地满足充放电服务需求。
应注意，图1中的移动能源网络***的架构仅是示例性的而非限制性的。在实际实现中，移动能源网络***可以具有不同的架构。本领域技术人员可以根据需要采用比图1的架构更多的装置/模块、更少的装置/模块、不同的装置/模块。例如，在一些实现中，移动能源网络***还可以包括固定对接装置(图中未示出)。不同于自动对接装置，固定对接装置不可移动且通过手动方式与移动能源机器人和/或新能源车辆对接和分离，以实现电能在移动能源机器人和/或新能源车辆与电网和/或微电网之间的双向流动。此外，虽然图1中示出了能量网关和自动对接装置分开布置的实施例，但在实际实现中，能量网关和自动对接装置也可以集成为单个装置。该单个装置可以执行能量网关和自动对接装置两者的功能。另外，一个能量网关可以仅与一个自动对接装置配套，也可以与多个自动对接装置配套，即多个自动对接装置可以连接至同一能量网关上，或者多个自动对接装置可以集成在一个能量网关上。
图2示出了根据本申请的各方面的移动能源网络***200的框图。
参见图2，移动能源网络***200可以包括移动能源机器人205、能量网关210、自动对接装置215、能量管理调度平台220、以及可任选的运营端应用程序225和用户端应用程序230。这些装置/模块中的一者或多者可在一条或多条总线235上直接或间接地彼此连接或通信。
移动能源机器人205被配置成存储电能并进行双向充放电，并且移动能源机器人205能够在预设范围内移动。例如，移动能源机器人可以在预设的充电区域内移动以在该区域内进行双向充放电。在具体实现中，本领域技术人员可以根据实际情况来设定移动能源机器人的预设范围。例如，如果某个移动能源机器人应用于商场的停车场，则可以将移动能源机器人的预设范围设定为整个停车场或停车场中的某个区域。移动能源机器人可以在该范围内移动以进行双向充放电。
能量网关210被配置成连通电网和/或微电网。具体而言，能量网关可以将电网和/或微电网与自动对接装置相连，以实现电能在电网和/或微电网与自动对接装置之间的双向流动。
自动对接装置215被配置成连通能量网关210和移动能源机器人205。具体而言，自动对接装置215的第一端与能量网关210连接，且第二端能够与移动能源机器人205自动对接和自动分离。
当移动能源机器人205移动到自动对接装置215附近的预设位置时，自动对接装置215与移动能源机器人205自动对接，以实现电能在移动能源机器人205与电网和/或微电网之间的双向流动。
预设位置可以是预先设定的自动对接装置215周围的位置。在一些示例中，预设位置可以是与自动对接装置215相距阈值距离内的位置。在另外一些示例中，预设位置可以是自动对接装置215周围的特定范围内的位置。当移动能源机器人205移动到该预设位置时，自动对接装置215能够触及移动能源机器人205并与其自动对接。在一些实施例中，在预设范围内，移动能源机器人205与自动对接装置215之间可收发通讯信号。
为了能够更好地进行对接，自动对接装置215可以具有移动部件(图中未示出)，自动对接装置215的对接模块(诸如充电接口)可以设置于移动部件，以随着移动部件的移动一起移动，由此触及移动能源机器人205并与其自动对接。
在优选实现中，移动部件可以独立于自动对接装置215的其它部分进行移动。由此，自动对接装置215在与移动能源机器人205进行对接时，不需要使自动对接装置215整体移动至移动能源机器人205附近(例如，阈值距离内)，而是仅需要使自动对接装置215的移动部件(连同设置于其上的对接模块)移动至移动能源机器人附近以进行自动对接。以此方式，提高了对接的灵活性。
移动能源机器人205可以通过各种方式与其它装置(例如，自动对接装置、用户的新能源车)进行对接。
在一种实现中，移动能源机器人205可以设置有插座，且自动对接装置215的第二端为自动机械臂。在此类实现中，当移动能源机器人205移动到自动对接装置215附近的预设位置时，自动对接装置215的自动机械臂能够移动并与移动能源机器人205的插座自动对接，以连通移动能源机器人215和能量网关210，从而实现移动能源机器人205与电网和/或微电网之间的能量交换。
在另一种实现中，移动能源机器人205可以设置有充电枪，该充电枪能够与新能源车的充电插座对接和分离，以实现移动能源机器人205与新能源车之间的能量交换。在此类实现中，当移动能源机器人205移动到新能源车附近时，新能源车的用户可以手动拔出移动能源机器人205的充电枪并***新能源车的充电插座进行充放电服务。
在又一种实现中，移动能源机器人205可以设置有充电枪和电动控制臂，该电动控制臂被配置成带动充电枪与新能源车的充电插座自动对接和自动分离。在此类实现中，当移动能源机器人205移动到新能源车附近时，电动控制臂可以将充电枪自动***新能源车的充电插座以进行充放电服务，而无需用户干预。
能量管理调度平台220被配置成：对电能在移动能源机器人205、能量网关210和自动对接装置215中的流动进行管理和调度。
例如，当能量管理调度平台220接收到来自新能源车的充放电服务需求时，能量管理调度平台220可以通过调度使移动能源机器人205移动到新能源车附近，以完成对新能源车的充放电服务。当能量管理调度平台220接收到来自电网和/或微电网的充放电服务需求时，能源管理调度平台220可以通过调度使移动能源机器人205移动到自动对接装置215附近的预设位置，使自动对接装置215和移动能源机器人205自动对接，以完成对电网和/或微电网的充放电服务。能量管理调度平台220能够调度移动能源网络***220中各装置的运行，以对电能进行整合和协调，实现对电能的高效利用和优化。
应注意，虽然本申请中示出了移动能源机器人经由自动对接装置和能量网关连接到电网和/或微电网，但这是示例性的而非限制性的。在实际实现中，移动能源机器人也可以直接与能量网关相连，并通过能量网关进一步连接到电网和/或微电网。另外，虽然图2中解说了能量管理调度平台220对电能在移动能源机器人205、能量网关210和自动对接装置215中的产生、消耗和存储进行管理和调度，但本申请不限于此。在实际实现中，能量管理调度平台220还可以对电能在其它装置中的产生、消耗和存储进行管理和调度。
运营端应用程序225被配置成：基于能量管理调度平台220为移动能源网络***200中各移动能源机器人的运行提供管理和监控。
具体而言，运营端应用程序225可以基于能量管理调度平台220提供的后台数据为运营团队提供全面的管理和监控功能。运营团队通过运营端应用程序225能够了解***内各移动能源机器人的位置、电量状态和运行情况等等，及时发现和解决各种故障，从而优化运维流程，确保***内移动能源机器人的准确调度和高效运行，并提升用户体验。
用户端应用程序230被配置成：基于能量管理调度平台220为用户提供充放电服务。
具体而言，用户端应用程序230可以基于能量管理调度平台220提供的后台数据为用户提供便捷可靠的充放电服务。例如，用户可以通过用户端应用程序230找到附近可用的移动能源机器人并发起充放电请求，以便为自己的新能源车辆充电或者对移动能源机器人进行反向充电。用户还可以通过用户端应用程序230直接发起充放电需求，用户端应用程序230将需求发送至能量管理调度平台220以完成需求响应。通过用户端应用程序230，可以减少用户寻找移动能源机器人和等待的时间，降低能源消耗，从而实现高效的能源利用，并且使用户享受到快速便捷的充放电服务。
本申请中的能量包括来源于各种能量源(电网和/或微电网、光伏***、风能***等等)的电能，移动能源机器人通过移动来提供电能充储服务，能量管理调度平台对电能进行管理和调度，并且能量交换是指电能在各个装置/模块之间的流动以完成一体化的电能充储服务。在该背景下，本申请的移动能源网络***也可以被称为电能充储一体化***，移动能源机器人也可以被称为移动充储装置，能量管理调度平台也可以被称为充储管理平台。此外，本申请中的自动对接装置是通过移动来实现对接的，因此自动对接装置在本文中也可以被称为移动对接装置。
虽然图2中示出了移动能源网络***200的特定模块/装置，但应注意，这些模块/装置仅是示例性的而非限制性的。在不同实现中，可以组合、拆分、移除这些模块/装置中的一个或多个模块/装置，或者可以添加另外的模块/装置。
图3示出了根据本申请的各方面的由移动能源网络***进行的能量交换方法300。方法300可以由移动能源网络***(例如，图2的移动能源网络***200)中的能量管理调度平台(例如，图2的能量管理调度平台220)来执行。
如图3所示，方法300开始于步骤305。在步骤305，能量管理调度平台接收充放电服务需求。
在一些实施例中，所接收的充放电服务需求可以包括但不限于电量参数、时间段参数、响应区域参数。
电量参数可以包括与电量有关的各种参数，诸如当前剩余电量、目标电量、期望的充电量、期望的放电量等等。时间段参数可以包括与充放电服务的时间有关的参数，诸如期望开始充放电的时间、期望结束充放电的时间、期望进行充放电的时间段等等。响应区域参数可以包括与针对充放电服务需求的响应有关的区域/位置信息(例如，充放电服务需求发起方所在的区域/位置)。
在步骤310，能量管理调度平台获取移动能源网络***中所有移动能源机器人的状态信息。
在一些实施例中，状态信息可以包括但不限于相应移动能源机器人的电量信息(例如，剩余电量、可用电量等等)、位置信息(例如，绝对位置、与充放电服务需求发起方的相对位置等等)。
在步骤315，能量管理调度平台根据充放电服务需求和所有移动能源机器人的状态信息来制定最优响应策略，并确定要执行响应的响应方移动能源机器人。
基于在步骤305和310中获得的充放电服务需求和所有移动能源机器人的状态信息，能量管理调度平台可以知晓需求方信息(例如，充放电服务需求发起方的电量、位置和区域信息)以及***中移动能源机器人的能力信息(例如，***中移动能源机器人的数量、位置、能够提供的电量等信息)。由此，能量管理调度平台可以制定最优响应策略。例如，最优响应策略可以指示对充放电服务需求的响应量(例如，充放电的电量)、响应时间(进行充放电的时间/时间段)、响应区域(进行充放电的区域/位置)、前往响应区域的线路信息等等。在一些实现中，最优响应策略还可以指示相关联的电价。
可以基于各种准则来制定最优响应策略。例如，可以将具有前往响应区域的最佳线路(例如，路径最短、路径交通最通畅等等)的响应策略作为最佳响应策略，可以将能够提供最多响应量的响应策略作为最优响应策略，等等。
另外，能量管理调度平台还可以确定所有移动能源机器人中要执行响应(即，提供充放电服务)的响应方移动能源机器人。能量管理调度平台可以通过各种方式来确定响应方移动能源机器人。例如，可以选择具有最大剩余电量的移动能源机器人作为响应方移动能源机器人。举另一示例，可以选择具有足够电量、且与响应区域的距离小于特定阈值的移动能源机器人作为响应方移动能源机器人。
在步骤320，能量管理调度平台调度响应方移动能源机器人执行最优响应策略，完成充放电服务。
在确定响应方移动能源机器人之后，能量管理调度平台可以调度该响应方移动能源机器人(例如，通过向该响应方移动能源机器人发送指令)执行最优响应策略，以完成充放电服务。例如，响应方移动能源机器人可以根据最优响应策略中的线路信息前往响应区域，以在响应时间根据最优响应策略中指示的响应量来提供充放电服务。
在能量管理调度平台执行能量交换方法(诸如方法300)的过程中，能量管理调度平台可能会接收到单个或多个充放电服务需求，且充放电服务需求可能来自不同的发起方，对此可能需要采取不同的处理流程。以下结合图4和图5讨论了针对来自不同发起方的单个或多个充放电服务需求的处理流程。
图4示出了根据本申请的各方面的针对单个充放电服务需求的能量交换过程400。
如图4所示，对于能量管理调度平台接收到的单个充放电服务需求(405)，可以首先确定该充放电服务需求的来源(即，需求发起方/请求方)。
在一些情况下，单个充放电服务需求可以来自新能源车(410)。在此类情形中，能量管理调度平台可以调度响应方移动能源机器人移动到新能源车附近(420)。
在一些实施例中，能量管理调度平台调度响应方移动能源机器人移动到新能源车附近进一步包括：能量管理调度平台基于区域地图信息、新能源车的车辆位置信息、响应方移动能源机器人的位置信息来生成规划路径(415)并发送至响应方移动能源机器人，响应方移动能源机器人根据规划路径移动到新能源车附近(420)。
在另外一些实施例中，能量管理调度平台调度响应方移动能源机器人移动到新能源车附近进一步包括：能量管理调度平台将新能源车的车辆位置信息发送至响应方移动能源机器人，响应方移动能源机器人根据区域地图信息、新能源车的车辆位置信息和响应方移动能源机器人的位置信息来生成规划路径(415)，并根据规划路径移动到新能源车附近(420)。
在响应方移动能源机器人移动到新能源车附近之后，可以完成对新能源车的充放电服务(430)。
在一些情况下，单个充放电服务需求可以来自电网和/或微电网(435)。在此类情形中，能量管理调度平台可以调度响应方移动能源机器人移动到自动对接装置附近的预设位置(440)，使自动对接装置与响应方移动能源机器人自动对接(445)，以完成对电网和/或微电网的充放电服务(450)。
上述充放电服务需求均为针对常规充放电服务的需求而不涉及紧急或临时充放电，此类充放电服务需求在本文中也被称为常规充放电服务需求。
与常规充放电服务需求形成对比，在一些情况下，单个充放电服务需求可以包括应急充放电服务需求(在本文中也被简称为应急需求)(455)。应急充放电服务需求的发起方可以是新能源车、电网和/或微电网，也可以是其它外部负载(例如，***中除新能源车以外的、利用电能进行工作的各种装置/设备)。
应急充放电服务需求可以是紧急充放电服务需求、临时充放电服务需求等等。例如，假如外部负载的电量极低以至于即将无法正常工作，则可以发出紧急充电服务需求。在其它一些示例中，假如电网和/或微电网计划在将来某个时间段内临时提高负荷，则可以发出临时充电服务需求。应急充放电服务需求的紧急程度相对于常规充放电服务需求往往较高。
由此，对于应急充放电服务需求，能量管理调度平台可以确定应急充放电服务需求的发起方和需求紧急程度(460)。在该情形中，最优响应策略可以是进一步基于发起方和需求紧急程度来制定的。
随后，能量管理调度平台可以调度响应方移动能源机器人移动到与发起方相关联的位置(465)，以完成对发起方的应急充放电服务(470)。例如，如果发起方为急需充电的外部负载，则移动能源机器人可以移动到该外部负载附近以完成对外部负载的应急充电服务。如果发起方为计划临时提高负荷的电网和/或微电网，则移动能源机器人可以移动到自动对接装置，以通过与自动对接装置的对接来完成对电网和/或微电网的应急充电服务。
图5示出了根据本申请的各方面的针对多个充放电服务需求的能量交换过程500。
如图5所示，能量管理调度平台可以接收到多个充放电服务需求(505)。
接着，能量管理调度平台可以基于该多个充放电服务需求以及移动能源网络***中所有移动能源机器人的状态信息来制定最优响应策略(510)。
能量管理调度平台随后可以确定对多个充放电服务需求进行响应的优先级(515)以及执行响应的响应方移动能源机器人(520)。
在具体实现中，可以基于各种准则来确定优先级。
在一些示例中，可以基于电价的高低或者电价*电量的高低来确定优先级。在此类示例中，充放电服务需求还可以包括电价参数，以指示与充放电服务需求相关联的电价，诸如需求发起方采购电的价格。
例如，在基于电价的高低来确定优先级的实施例中，如果一充放电服务需求的相关联电价(例如，需求发起方采购电的价格)大于来自另一充放电服务需求的相关联电价，则可以使电价较高的充放电服务需求的优先级较高。
在基于电价*电量的高低来确定优先级的实施例中，如果一充放电服务需求中的电量参数指示的所需电量*相关联电价大于来自另一充放电服务需求的电量参数指示的所需电量*相关联电价，则可以使所需电量*相关联电价较高的充放电服务需求的优先级较高。
在其它一些示例中，也可以基于其他因素(诸如需求紧急程度、发起方位置等等)来确定优先级。例如，可以使紧急程度较高的充放电服务需求优先于紧急程度相对较低的充放电服务需求，可以使来自距离较近的发起方的充放电服务需求优先于来自距离较远的发起方的充放电服务需求等等。
以此方式，可以对接收到的多个充放电服务需求进行优先级排序。
同样地，可以基于各种准则来确定执行响应的响应方移动能源机器人。例如，可以基于各个移动能源机器人与需求发起方之间的相对位置(例如，两者之间的距离)来选择恰适的移动能源机器人作为响应方移动能源机器人。举例而言，如果需求发起方为新能源车且充放电服务需求中指示了所需电量以及车辆位置信息，则可以选择能够提供所需电量、且与新能源车较近(例如，在特定距离内)的移动能源机器人作为响应方移动能源机器人。
对于上述多个充放电服务需求，可以确定一个或多个响应方移动能源机器人。即，可以由一个响应方移动能源机器人对这些充放电服务需求进行响应，或者由多个响应方移动能源机器人对这些充放电服务需求进行响应。
最后，能量管理调度平台可以调度响应方移动能源机器人基于优先级来完成一个或多个充放电服务(525)。
在一些情况下，由于***中移动能源机器人的数量和电量有限、请求方位置偏远等因素，响应方移动能源机器人可能无法完成所有充放电服务。在此类情形中，可以基于在515处确定的优先级，选择对优先级较高的充放电服务需求进行响应，以完成所有充放电服务中的一个或多个充放电服务。以此方式，可以优化电能分配和调度。
图6示出了根据本申请的各方面的能量交换过程中电能存储和释放的示例性决策流程600。
在执行能量交换的过程中，能量管理调度平台可以基于各种准则来调度移动能源机器人进行电能存储(充电)和/或电能释放(放电)。
例如，在一些实现中，能量管理调度平台可以使移动能源机器人在用电低谷时段从电网和/或微电网获取电能并进行存储，并在用电高峰时段利用所存储的电能对外供电以响应充电需求。移动能源机器人对外供电可以包括对电网和/或微电网供电(例如，通过能量网关)、对新能源车供电、对外部负载供电等等。
在另外一些实现中，能量管理调度平台可以使移动能源机器人在电价较低的第一时段从电网和/或微电网获取电能并进行存储，并在电价较高的第二时段利用所存储的电能对外供电以响应充电需求。
在另外一些实现中，能量管理调度平台可以在移动能源机器人的电量低于预设值时调度移动能源机器人移动至自动对接装置处，以从电网和/或微电网获取电能并进行存储；移动能源机器人也可以在其电量低于预设值时，自发地移动至自动对接装置处，以从电网和/或微电网获取电能并进行存储。
具体而言，如图6所示，能量管理调度平台可以获知电网和/或微电网的用电情况。例如，电网和/或微电网可以与移动能源网络***中的能量管理调度平台直接或间接相连并进行通信，以告知电网和/或微电网的用电情况。
如果确定电网和/或微电网的用电量较低(例如，低于某个阈值)，则可以认为电网和/或微电网处于用电低谷。此时，电网和/或微电网的用电负荷较低，能量管理调度平台可以调度移动能源机器人从电网和/或微电网获取电能并进行存储。
如果确定电网和/或微电网的用电量较高(例如，高于某个阈值)，则可以认为电网和/或微电网处于用电高峰。此时，电网和/或微电网的用电负荷较高，能量管理调度平台可以调度移动能源机器人利用所存储的电能对外供电(即，电能释放)，以解决用电高峰时电力供应短缺的问题。
在一些实现中，可以基于电网和/或微电网的日常用电负荷情况确定某些固定的用电低谷时段和用电高峰时段，其中在用电低谷时段内的用电量往往较低，而在用电高峰时段内的用电量往往较高。由此，移动能源机器人可以在用电低谷时段从电网获取电能并进行存储，而在用电高峰时段利用所存储的电能对外供电。
在实践中，电价在不同时段可能会有所不同，例如在一天中的某个时段电价可能较高，而在一天中的另一时段电价可能较低。
由此，如图6所示，能量管理调度平台还可以基于电价来作出与电能存储和释放有关的决策。
如果确定在当前时间段内电价较低(例如，低于某个阈值)，则能量管理调度平台调度移动能源机器人从电网获取电能进行存储。
如果确定在当前时间段内电价较高(例如，高于某个阈值)，则能量管理调度平台可以调度移动能源机器人利用所存储的电能对外供电(即，电能释放)。以此方式，可以利用不同时段的电价差来作出电能存储和电能释放决策，在电价较低时存储电能并在电价较高时释放电能，从而节约用电成本并优化能源利用。
应注意，虽然图6中示出了基于用电量和电价来作出电能存储和电能释放的决策，但本申请不限于此。在在实际实现中，还可以基于其它因素来作出电能存储和电能释放的决策。
图7示出了根据本申请的各方面的虚拟电厂***的示意图700。
虚拟电厂(Virtual Power Plant，VPP)是一种基于数字化技术和智能能源管理***的能源集成解决方案。它通过整合分布式能源资源、储能设备和灵活负荷，实现能源的集中控制和协调管理。虚拟电厂的目标是优化能源供应、提高能源利用效率，并为电力***提供灵活性和可靠性。
在实践中，图7中所示的每个电网和/或微电网可以对应一个园区，并且每个电网和/或微电网可以管理对应园区内的电力供应，而多个园区可以形成一个虚拟电厂。通过虚拟电厂对多个电网和/或微电网进行能量调度与需求响应，可以进一步提高整个***的能源管理效率和可靠性。
如图所示，虚拟电厂***主要包括虚拟电厂管理平台以及多个(N个)电网和/或微电网，其中每个电网和/或微电网采用相应的移动能源网络***。
虚拟电厂管理平台被配置成：对电能在各个移动能源网络***中的分配和流动进行管理。
例如，虚拟电厂***可以通过与电网和/或微电网的通信来了解各个电网和/或微电网中电能的产生和消耗情况，以实现电能在各个电网和/或微电网之间的供需平衡和优化。例如，虚拟电厂管理平台可以从电网和/或微电网的管理平台(诸如下面图8中的电力管理平台)接收信号，以获知电网和/或微电网的电力状况和需求。
通过了解各个电网和/或微电网的电力状况和需求，虚拟电厂***能够进一步整合不同园区内的电能资源，提高资源的利用效率。通过经由电力管理平台实时采集各个电网和/或微电网中的数据、预测分析和自动化控制，虚拟电厂***能够在更大范围内快速响应电力市场需求和电力***的变化，实现能源的高效配置和优化。
图8示出了根据本申请的各方面的利用虚拟电厂***进行需求侧响应的方法800。
如图所示，电网的电力管理平台可以向虚拟电厂***(例如，虚拟电厂***的虚拟电厂管理平台)发送需求响应邀约或实时需求响应指令。
在电力管理平台发送需求响应邀约(805)的情况下，虚拟电厂***(例如，虚拟电厂***的虚拟电厂管理平台)可以基于接收到的需求响应邀约来制定初始响应计划并提供给电力管理平台(815)。
在本申请中，需求响应邀约可以包括但不限于邀约响应范围、需求量、时段、以及邀约截止时间等信息。
具体而言，在接收到需求响应邀约之后，虚拟电厂***可以根据邀约的内容来制定初始响应计划。例如，虚拟电厂***可以制定满足邀约中所指示的要求、且在自身能力范围内的最优响应计划(例如，具有最大响应量的响应计划)，并将其作为初始响应计划提供给电力管理平台。在一些实施例中，还可以将附带的响应价格一起提供给电力管理平台。
随后，虚拟电厂***可以基于电力管理平台对初始响应计划的反馈来制定实际响应计划(820)。
例如，电力管理平台在收到来自各个虚拟电厂***的初始响应计划之后，可以确定参与需求响应的虚拟电厂***以及相关联的应约响应量。电力管理平台可以将应约响应量作为反馈提供给虚拟电厂***，虚拟电厂***由此可以基于反馈来制定实际响应计划。
在制定实际响应计划之后，虚拟电厂***可以基于实际响应计划来控制一个或多个移动能源网络***的电能流向(825)。
例如，在削峰需求响应时段，虚拟电厂***可以使一个或多个移动能源网络***中的移动能源机器人通过能量网关向电网放电，在填谷需求响应时段，虚拟电厂***可以使一个或多个移动能源网络***中的移动能源机器人通过能量网关从电网获取电能，以满足实际响应计划中的电网负荷要求(例如，使实际电网负荷不超过负荷上限、不低于负荷下限等等)。
另一方面，在电力管理平台发送实时需求响应指令(810)的情况下，虚拟电厂***可以基于该指令实时控制一个或多个移动能源网络***的电能流向(830)。在具体实现中，电力管理平台可以对接并控制虚拟电厂***的虚拟电厂管理平台，以实时控制虚拟电厂***中的一个或多个移动能源网络***的电能流向。例如，电力管理平台可以根据电网的实时运行情况来决定是需要向电网放电还是从电网获取电能。电力管理平台可以向虚拟电厂管理***发出实时指令，以实时控制移动能源网络***的电能流向。以此方式，可以根据电网的实时运行情况来进行电能调度，实现对电能的高效配置和优化。
在具体实现中，电力管理平台可以在不同时间向虚拟电厂***发出不同类型的指令。例如，电力管理平台可以在第一时间向虚拟电厂***发出需求响应邀约，并在不同于第一时间的第二时间向虚拟电厂***发出实时需求响应指令。电力管理平台可以根据实际情况来决定向虚拟电厂***发出的指令类型。例如，当对电力***的实时性要求较高的情况下，电力管理平台可以向虚拟电厂***发出实时需求响应指令，以实时地控制电能流向。在对电力***的稳定性要求较高、而对实时性要求不那么高的情况下，电力管理平台可以向虚拟电厂***发出需求响应邀约。
本申请的技术方案通过获得移动能源网络***内各装置/模块的电能产生、消耗和存储情况，实现了对电能的智能调度和优化。移动能源网络***可以灵活地满足不同时段不同区域的各类用户的用电需求，实现对电能的智能调度和优化电能的流通，有效提升能量交换的灵活性和可持续性。同时，移动能源网络***内的电能双向流动机制使得新能源车辆能够从电网获取电能并向电网反馈电能，从而提高了能量交换的灵活性和可持续性。另外，移动能源机器人和自动对接装置的自动对接和分离，可有效提升能源交换的效率，且扩大了充储服务的区域，从而满足更大范围内的电能充储需求。虚拟电厂***利用移动能源网络***来整合和管理电能分配和流动，根据实际用电需求和能源供需情况来对电能进行有效的分配和调度，以实现电力供应的稳定性和可靠性。
以上结合附图阐述的详细说明描述了示例而不代表可被实现或者落在权利要求的范围内的所有示例。术语“示例”和“示例性”在本说明书中使用时意指“用作示例、实例或解说”，并不意指“优于或胜过其它示例”。
贯穿本说明书引述的“一个实施例”或“一实施例”意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性是包含在本申请的至少一个实施例中的。因此，这些短语的使用可以不仅仅指代一个实施例。此外，所描述的特征，结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
提供之前的描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其它方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示的方面，而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述除非特别声明，否则并非旨在表示“有且仅有一个”，而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。本申请通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。
还应注意，这些实施例可能是作为被描绘为流程图、流图、结构图、或框图的过程来描述的。尽管流程图可能会把诸操作描述为顺序过程，但是这些操作中有许多操作能够并行或并发地执行。另外，这些操作的次序可被重新安排。
虽然已经说明和描述了各种实施例，但是应该理解，实施例不限于上述精确配置和组件。可以在本文公开的设备的布置、操作和细节上作出对本领域技术人员显而易见的各种修改、替换和改进而不脱离权利要求的范围。

Claims (18)

1.一种移动能源网络***，包括：
移动能源机器人，所述移动能源机器人被配置成存储电能并进行双向充放电，并且所述移动能源机器人能够在预设范围内移动；
能量网关，所述能量网关被配置成连通电网和/或微电网；
自动对接装置，所述自动对接装置被配置成连通所述能量网关和所述移动能源机器人，所述自动对接装置的第一端与所述能量网关连接，所述自动对接装置的第二端能够与所述移动能源机器人自动对接和自动分离，其中，当所述移动能源机器人移动到所述自动对接装置附近的预设位置时，所述自动对接装置与所述移动能源机器人自动对接，以实现电能在所述移动能源机器人与所述电网和/或微电网之间的双向流动；以及
能量管理调度平台，所述能量管理调度平台被配置成：对电能在所述移动能源机器人、所述能量网关和所述自动对接装置中的流动进行管理和调度。
2.如权利要求1所述的移动能源网络***，其特征在于：
所述移动能源机器人包括插座，所述自动对接装置的第二端为自动机械臂，所述自动机械臂能够与所述移动能源机器人的插座自动对接，以连通所述移动能源机器人和所述能量网关，实现所述移动能源机器人与所述电网和/或微电网之间的能量交换。
3.如权利要求1所述的移动能源网络***，其特征在于：
所述移动能源机器人包括充电枪，所述充电枪能够与新能源车的充电插座对接和分离，以实现所述移动能源机器人和所述新能源车之间的能量交换。
4.根据权利要求1所述的移动能源网络***，进一步包括运营端应用程序，所述运营端应用程序被配置成：基于所述能量管理调度平台为所述移动能源网络***中各移动能源机器人的运行提供管理和监控。
5.根据权利要求1所述的移动能源网络***，进一步包括用户端应用程序，所述用户端应用程序被配置成：基于所述能量管理调度平台为用户提供充放电服务。
6.一种由权利要求1至5中任一项所述的移动能源网络***进行的能量交换方法，包括：
所述能量管理调度平台接收充放电服务需求；
所述能量管理调度平台获取所述移动能源网络***中所有移动能源机器人的状态信息；
所述能量管理调度平台根据所述充放电服务需求和所有移动能源机器人的状态信息来制定最优响应策略，并确定要执行响应的响应方移动能源机器人；以及
所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人执行所述最优响应策略，完成充放电服务。
7.如权利要求6所述的能量交换方法，其特征在于：
所述充放电服务需求包括电量参数、时间段参数，响应区域参数；
和/或；
所述状态信息包括相应移动能源机器人的电量信息、位置信息。
8.如权利要求6所述的能量交换方法，其特征在于：
所述充放电服务需求包括来自新能源车的充放电服务需求，其中所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人完成充放电服务进一步包括：
所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人移动到所述新能源车附近，以完成对所述新能源车的充放电服务。
9.如权利要求8所述的能量交换方法，其特征在于，
所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人移动到所述新能源车附近进一步包括：
所述能量管理调度平台基于区域地图信息、所述新能源车的车辆位置信息、所述响应方移动能源机器人的位置信息来生成规划路径并发送至所述响应方移动能源机器人，所述响应方移动能源机器人根据所述规划路径移动到所述新能源车附近；或
所述能量管理调度平台将所述新能源车的车辆位置信息发送至所述响应方移动能源机器人，所述响应方移动能源机器人根据区域地图信息、所述新能源车的车辆位置信息和所述响应方移动能源机器人的位置信息来生成规划路径，并根据所述规划路径移动到所述新能源车附近。
10.如权利要求6所述的能量交换方法，其特征在于：
所述充放电服务需求包括来自所述电网和/或微电网的充放电服务需求，其中所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人完成充放电服务进一步包括：
所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人移动到所述自动对接装置附近的预设位置，以使所述自动对接装置与所述响应方移动能源机器人自动对接，以完成对所述电网和/或微电网的充放电服务。
11.如权利要求6所述的能量交换方法，其特征在于：
所述充放电服务需求包括应急充放电服务需求，其中所述最优响应策略是进一步基于所述应急充放电服务需求的发起方和需求紧急程度来制定的，其中所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人完成充放电服务进一步包括：
所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人移动到与所述发起方相关联的位置，以完成对所述发起方的应急充放电服务。
12.如权利要求6所述的能量交换方法，其特征在于，所述充放电服务需求包括来自不同发起方的多个充放电服务需求，并且所述方法进一步包括：
所述能量管理调度平台基于多个充放电服务需求及所有移动能源机器人的状态信息来制定最优响应策略；
确定响应需求的优先级以及执行响应的响应方移动能源机器人；以及
所述能量管理调度平台调度所述响应方移动能源机器人基于所述优先级完成一个或多个充放电服务。
13.根据权利要求6所述的能量交换方法，进一步包括：
所述移动能源网络***中的移动能源机器人在用电低谷时段从所述电网和/或微电网获取电能并进行存储；以及
所述移动能源机器人在用电高峰时段利用所存储的电能对外供电以响应充电需求。
14.根据权利要求6所述的能量交换方法，进一步包括：
所述移动能源网络***中的移动能源机器人在电价较低的第一时段从所述电网和/或微电网获取电能并进行存储；以及
所述移动能源机器人在电价较高的第二时段利用所存储的电能对外供电以响应充电需求。
15.一种虚拟电厂***，包括：
多个如权利要求1-5中任一项所述的移动能源网络***；以及
虚拟电厂管理平台，所述虚拟电厂管理平台被配置成：对电能在各个移动能源网络***中的分配和流动进行管理。
16.一种利用权利要求15所述的虚拟电厂***进行需求侧响应的方法，包括：
从电网的电力管理平台接收需求响应邀约或实时需求响应指令；
在接收需求响应邀约的情况下进行以下操作：
基于所述需求响应邀约来制定初始响应计划并提供给所述电力管理平台；
基于所述电力管理平台对所述初始响应计划的反馈来制定实际响应计划；以及
基于所述实际响应计划来控制一个或多个移动能源网络***的电能流向；
在接收实时需求响应指令的情况下进行以下操作：
实时控制所述一个或多个移动能源网络***的电能流向。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述需求响应邀约包括响应范围、需求量、时段、邀约截止时间。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，基于所述实际响应计划来控制一个或多个移动能源网络***的电能流向进一步包括：
在削峰需求响应时段，使所述一个或多个移动能源网络***中的移动能源机器人通过能量网关向电网放电；以及
在填谷需求响应时段，使所述一个或多个移动能源网络***中的移动能源机器人通过能量网关从电网获取电能。
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