電網需求響應控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電網需求響應控制系統，其包括主站、若干子站、若干智能終端和若干智能負荷，所述主站、若干子站、若干智能終端有線連接，智能終端與若干智能負荷通過無線連接；所述智能終端采集數據發送給子站；子站數據發送給主站；主站統計該地區負荷總量和可控負荷總量，檢測線路狀態和變壓器負載率；當電網需求響應或變壓器、線路過載時，主站計算負荷削減量，將負荷削減任務分配給各個子站；子站根據居民可控負荷量，將負荷削減任務分配給各個居民用戶的智能終端；智能終端根據居民的用電舒適度，動態分配智能負荷的用電優先級，實現需求響應的同時保證居民的用電舒適度。
【專利說明】
電網需求響應控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電網控制系統，具體是一種電網需求響應控制系統，屬于電網通信和需求響應技術領域。
【背景技術】
[0002]為滿足用電需要，早期電力部門根據預測的負荷量來規劃電源的建設，從而實現發電與用電的平衡。這種方法雖然可以保證電網高峰時段的用電需求，但在非高峰時段，一些發電容量處于閑置狀態。隨著負荷的不斷增多，增加、更換變壓器等設備的投資數目巨大，同時伴隨著能源緊缺等問題，一些西方國家已不再一味通過增大系統裝機容量來滿足用電需求，展開了通過削減需求側負荷來緩解電網用電壓力的理論研究與實際應用，需求響應技術隨之誕生。
[0003]根據需求響應策略的不同，可將其分為兩大類:價格型和激勵機制型。在用電高峰期，起決定作用的需求響應類型包括緊急需求響應、可中斷負荷、直接負荷控制及容量響應四種，這四種都屬于激勵型需求響應。目前，激勵型需求響應的研究主要針對大型電力用戶，而針對普通居民用戶的研究則較少。因此，有必要針對居民用電，展開相關需求響應控制方面的研究。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種電網需求響應控制系統，該系統可以自動采集當前負荷總量與可控負荷總量，根據需求響應目標和智能負荷控制算法，計算負荷削減量并實現精確負荷控制。
[0005]為了達到上述技術目的，本實用新型的技術方案是:
[0006]—種電網需求響應控制系統，其包括主站、若干子站(小區電力控制中心)、若干智能終端和若干智能負荷，所述主站與若干子站有線連接，一個子站與若干智能終端有線連接，一個智能終端與若干智能負荷通過無線連接;所述智能終端采集戶內負荷總用電量和可控負荷量，將數據發送給與其連接的子站;子站統計小區內負荷總量和可控負荷量，將數據發送給主站;主站統計該地區負荷總量和可控負荷總量，檢測線路狀態和變壓器負載率；當電網需求響應或變壓器、線路過載時，主站計算負荷削減量，將負荷削減任務分配給各個子站;子站根據居民可控負荷量，將負荷削減任務分配給各個居民用戶的智能終端;智能終端根據居民的用電舒適度，動態分配智能負荷的用電優先級，實現需求響應的同時保證居民的用電舒適度。
[0007]所述有線連接為有線以太網連接。
[0008]所述無線連接為WIFI或藍牙連接。
[0009]本實用新型技術方案的有益效果:
[0010]1.本實用新型技術目的的實現是基于本系統硬件的連接關系，本系統硬件的連接實現分布式計算，采用分布式計算，將大量的計算任務分配給子站和智能終端完成，解決了大量數據計算時間長、實時性差的問題，提高了系統效率，加快了指令執行速度，實現負荷精確快速控制。特別聲明，而本實用新型系統涉及的計算機軟件部分為常規手段設計出，計算機軟件部分并非“對現有技術的改進”。
[0011]2.當線路或變壓器過載時，系統可以自動下發需求響應命令，自動削減負荷，減少了變壓器、線路等設備的投資。
[0012]3.系統根據用戶的用電舒適度分配負荷的動態優先級，在滿足需求響應功率限制的基礎上最大限度地保證了用戶的用電舒適度。
[0013]4.提高了普通居民用戶參與需求響應的積極性和主動性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的系統結構圖。
[0015]圖2是本實用新型的功能模塊圖。
[0016]圖3是本實用新型的控制算法流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0018]如圖1所示，電網需求響應控制系統由四部分組成:調度中心主站(即主站)、子站(小區電力控制中心)、智能終端和智能負荷。主站、子站和智能終端通過有線以太網連接，智能終端與智能負荷通過WIFI連接。
[0019]智能終端采集戶內負荷總用電量和可控負荷量，將數據打包發送給子站;子站統計小區內負荷總量和可控負荷量，將數據打包發送給主站。主站統計該地區負荷總量和可控負荷總量，檢測線路狀態和變壓器負載率，當電網需求響應或變壓器、線路過載時，主站計算負荷削減量，將負荷削減任務分配給各個小區；小區電力調度中心根據居民可控負荷量，間負荷削減任務分配給各個居民用戶的智能終端;智能終端根據居民的用電舒適度，動態分配智能負荷的用電優先級，實現需求響應的同時保證居民的用電舒適度。
[0020]電網需求響應控制系統的功能模塊劃分如圖2所示，系統可分為通信模塊、負荷控制模塊、參數設置模塊、數據分析模塊、顯示模塊和越限報警模塊。通信模塊負責系統內各個裝置間的通信，包括數據打包發送和報文接收解析；負荷控制模塊負責規劃負荷用電順序，并生成控制命令控制負荷;參數設置模塊用于設定系統參數如變壓器容量、線路容量、負荷類型等;數據分析模塊負責計算負荷削減量和需求響應時間；顯示模塊用于顯示系統參數、線路數據、變壓器數據、負載數據等;越限報警模塊用于監測線路和變壓器的功率是否越限。
[0021]通信模塊以及其計算機軟件設計均為現有技術，如專利公開號CN104079535A、授權公告號CN101777792B等專利文獻公開的通信方法。
[0022]負荷控制模塊以及其計算機軟件設計均為現有技術，如專利公開號CN104850026A等專利文獻公開的負荷控制方法。
[0023]參數設置模塊以及其計算機軟件設計均為現有技術，如專利公開號CN104639531A等專利文獻公開的參數設置方法。
[0024]數據分析模塊以及其計算機軟件設計均為現有技術，如授權公告號CN104933501B等專利文獻公開的電網數據分析方法。
[0025]顯示模塊以及其計算機軟件設計均為現有技術，如專利公開號CN105005466A等專利文獻公開的顯示控制方法。
[0026]越限報警模塊以及其計算機軟件設計均為現有技術，如授權公告號CN103268353B等專利文獻公開的電網報警自動響應系統及電網報警自動響應方法。
[0027]系統工作時，通信模塊讀取負荷總量、可控負荷量、線路負載率、變壓器負載率、需求響應命令等數據，通信模塊將報文解析后發送給數據處理模塊;數據處理模塊從通信模塊、參數設置模塊和越限報警模塊中獲取數據，計算得到負荷削減量并將相關數據發送給負荷控制模塊;負荷控制模塊根據負荷削減量和可控負荷量，將負荷削減任務進行分配，生成控制命令，經通信模塊發送給負荷。
[0028]系統分配智能負荷用電順序的控制算法流程圖如圖3所示(為現有技術，如授權公告號CN103676846B專利文獻公開的一種新型家庭能量管理系統的智能控制算法)，Pi為當前家電總功率，P2為需求響應限制功率。該算法的控制目標是在需求響應期間，在保證用戶舒適度的基礎上，根據各個家電的動態優先級K進行家電的用電決策，最大限度地滿足需求響應用電限制。需求響應開始后首先讀取需求響應功率限制并統計計算戶內智能負荷總功率，若Pi<P2則說明不需要優化家電用電，可以等待進入下一次狀態更新。若Pi>P2則說明需要優化家電用電，控制某些負荷斷電。智能終端計算各個家電的舒適度指數并進行排序，得出各個家電的動態優先級。智能終端根據動態優先級從高到低依次控制家電斷電，直到滿足需求響應功率限制或無法繼續優化為止。
[0029]例如，在居民用電高峰期夏季11:00至14: 00，有大量空調開啟，下班后17:30至22:00，居民可控負荷主要為空調、熱水器、充電器等，這兩個時段居民用電較為集中，可能出現線路或變壓器過載。為緩解用電壓力，主站發出需求響應信號，限制各個小區(子站)的用電功率。子站收到主站發來的需求響應命令后統計計算小區內當前可控的負荷量，將負荷削減任務分配給各個居民用戶。智能終端接收到子站發來的功率限制后，通過負荷控制算法計算負荷動態優先級，控制家電的用電順序，若用戶不希望某個家電斷電，則可以將其優先級手動設為最低。
[0030]上述實施例不以任何方式限制本實用新型，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術方案均落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種電網需求響應控制系統，其特征在于包括主站、若干子站、若干智能終端和若干智能負荷，所述主站與若干子站有線連接，一個子站與若干智能終端有線連接，一個智能終端與若干智能負荷通過無線連接;所述智能終端采集戶內負荷總用電量和可控負荷量，將數據發送給與其連接的子站;子站統計小區內負荷總量和可控負荷量，將數據發送給主站；主站統計該地區負荷總量和可控負荷總量，檢測線路狀態和變壓器負載率；當電網需求響應或變壓器、線路過載時，主站計算負荷削減量，將負荷削減任務分配給各個子站;子站根據居民可控負荷量，將負荷削減任務分配給各個居民用戶的智能終端；智能終端根據居民的用電舒適度，動態分配智能負荷的用電優先級。2.根據權利要求1所述的一種電網需求響應控制系統，其特征在于:所述有線連接為有線以太網連接。3.根據權利要求1所述的一種電網需求響應控制系統，其特征在于:所述無線連接為WIFI或藍牙連接。
【文檔編號】H02J3/06GK205595796SQ201620347519
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】田德勝, 伏祥運, 孫浩然, 邵琴, 劉明, 湯奕, 劉增稷
【申請人】國網江蘇省電力公司連云港供電公司, 國家電網公司, 東南大學