智能电网用户需求响应调度系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种智能电网用户需求响应调度系统及方法，系统包括电站信息采集模块，用户信息采集模块，用户节点配置模块，数据处理模块，用户需求响应列表生成模块，用户需求响应调度模块；所述电站信息采集模块，用户信息采集模块，用户节点配置模块分别与数据处理模块连接，所述数据处理模块连接用户需求响应列表生成模块，所述用户需求响应列表生成模块连接用户需求响应调度模块。方法包括根据各电站节点的供电产电特征信息、用户节点特征信息和用户节点需求参数，得到用户节点优先度和用户节点需求响应时间的优先度；并生成各用户需求响应列表；根据需求响应列表，各电站节点将电能调度到各用户节点。
【专利说明】智能电网用户需求响应调度系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能电网【技术领域】，尤其涉及一种智能电网用户需求响应调度系统及 其方法。
【背景技术】
[0002] 智能电网（Smart Grid)是下一代电力系统，为了优化电力资源的利用率，它在电 能的传输和分布方面使用了各种先进的技术：智慧型电表基础建设、能量存储系统、传感器 技术、需求响应控制技术和双向通信技术等。其中需求响应是智能电网中的一个关键的技 术，它被定义为提高电力利用率和电网稳定性的一种激励机制。需求响应机制通过对电网 中用户、用户需求及电网供电情况进行分析，从而实现对电网中对所有用户需求的调度。
[0003] 随着智能电网中能量存储技术和各种新型能源发电技术的发展，电网中用户的复 杂度也随之增加，用户不再是传统电网中单纯电能消耗者。基于智能电网中双向通信技术， 电站可以和电网中的用户交换各自的信息，从而使得电站更加聪明的满足用户的需求响 应，用户更加聪明的安排其耗电需求。而传统电网中，电站缺乏对电网中用户的认识，同时 用户也无法得到电站的供电产电信息，从而使得电网中能量的传输和调度比较不灵活，电 网出现大量的用电高峰和低谷时间，严重影响了电网的效率和稳定性。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的缺陷，为了降低高峰低谷用电时间和提高智能电网用户需求 响应效率和稳定性，本发明的目的是提供一种智能电网用户需求响应调度系统及其方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种智能电网用户需求响应调度系统，包括电站信息采集模块，用户信息采集模块，用 户节点配置模块，数据处理模块，用户需求响应列表生成模块，用户需求响应调度模块；所 述电站信息采集模块，用户信息采集模块，用户节点配置模块分别与数据处理模块连接，所 述数据处理模块连接用户需求响应列表生成模块，所述用户需求响应列表生成模块连接用 户需求响应调度模块。
[0006] 其中电站信息采集模块，用于采集电站节点的供电产电特征信息；用户节点信息 采集模块，用于采集智能电网中用户节点的特征信息；用户节点配置模块，用于预设用户节 点需求的参数；数据处理模块，用于根据所述电站节点供电产电特征信息、用户节点特征信 息和用户节点需求参数计算得到用户节点优先度和各需求响应时间的优先度，以及周期循 环计算用户需求响应时间的优先度；用户需求响应列表生成模块，用于根据所述用户节点 优先度和需求时间的优先度生成各用户需求响应列表；用户需求响应调度模块，用于根据 所述用户需求响应列表电站节点调度电能到用户节点。
[0007] 还包括反馈模块，所述反馈模块分别与所述用户需求响应调度模块、用户节点配 置模块连接，组成闭环系统。用户需求响应列表生成模块还用于判断电站节点是否能够满 足用户节点需求响应的要求或电网负载率限制；否，则反馈模块将通过调节电价来激励用 户节点配置模块重新配置其需求响应要求，通过电价对用户节点的引导，使得用户可以寻 找到符合其利益的用电需求，同时保证电网负载率尽量平稳且不超过电网承受范围。
[0008] 所述数据处理模块包括电站供电状态分析单元，用户特征分析单元，用户需求参 数分析单元，响应时间优先度计算单元；其中电站供电产电状态分析单元，用于根据所述电 站节点供电产电信息计算得到电网负载率；用户特征分析单元，用于根据用户节点信息采 集模块提供的信息，确定各用户节点优先度；用户需求参数分析单元，用于根据所述用户节 点配置模块提供的信息，确定用户节点需求响应时间或时间区间；响应时间优先度计算单 元，用于根据所述用户节点需求响应时间或时间段结合相应电网中负载率情况计算得到各 需求响应时间的优先度。所述电站供电产电状态分析单元与用户特征分析单元连接，所述 用户特征分析单元与用户需求参数分析单元连接，所述用户需求参数分析单元与响应时间 优先度计算单元连接。
[0009] 一种智能电网用户需求响应调度方法，包括如下步骤： S100.通过电站信息采集模块采集智能电网中各电站节点的供电产电特征信息； S200.通过用户信息采集模块采集智能电网中用户节点的特征信息； S300.通过用户节点配置模块预设用户节点需求的参数； S400.根据各电站节点的供电产电特征信息、用户节点特征信息和用户节点需求参数， 通过数据处理模块计算得到用户节点优先度和用户节点需求响应时间的优先度； S500.根据步骤S400得到的用户节点优先度和用户需求响应时间的优先度，通过用户 需求响应列表生成模块生成各用户需求响应列表； S600.根据需求响应列表，各电站节点将电能调度到各用户节点。
[0010] 在步骤S500之后还可以包括步骤S500A :判断发电节点是否能够满足用户节点需 求参数的要求和电网负载率限制，是，则进行步骤S600 ;否，则通过反馈模块利用调整电价 来激励用户节点配置模块进行调整。
[0011] 所述步骤S400的具体步骤为： S410.根据电站节点的供电产电特征信息计算得到电网负载率； S420.根据用户节点特征信息计算得到用户节点优先度； S430.根据用户节点配置模块提供的信息，确定各用户节点各需求响应时间或时间区 间； S440.根据各用户节点各需求响应时间或时间区间结合相应电网中负载率情况计算得 到各需求响应时间的优先度。
[0012] 所述步骤S500的具体步骤为： S510.对所有用户的所有需求按响应时间排序； S520.对同时间点的需求响应选择结合其用户优先度和需求响应时间的优先度选择综 合优先度最大的需求加入用户需求响应节点列表。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点： 本发明智能电网用户需求响应调度系统及方法，根据用户需求响应列表的信息电站节 点将电能调度至用户节点，使得智能电网中的用户节点可以配合电站节点情况聪明的安排 其电能需求，有效的减少了传统电网中用电高峰和低谷时间，使得智能电网更加稳定和节 约成本的运行，同时加强了用户节点和电站节点的通信，使得用户节点更加灵活的安排其 需求从而达到其节约用电成本的效果。同时，所有的用户节点需求响应都是基于该时刻电 站节点和用户节点需求量及特点来进行其调度的，真正的为用户节点提供了优质的电能， 减少了电网中负载率的波动，进一步的为电网的稳定运行提供了保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明开环的智能电网用户需求响应调度系统的示意图。
[0015] 图2为本发明闭环的智能电网用户需求响应调度系统的示意图。
[0016] 图3为图1或图2中数据处理模块的具体示意图。
[0017] 图4为本发明开环的智能电网用户需求响应调度方法的流程图。
[0018] 图5为本发明闭环的智能电网用户需求响应调度方法的流程图。
[0019] 图6为图4或图5中步骤S400的具体流程图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步的说明。
[0021] 在开环的智能电网用户需求响应调度系统中，如图1所示，一种智能电网用户需 求响应调度系统，包括电站信息采集模块100,用户信息采集模块200,用户节点配置模块 300,数据处理模块400,用户需求响应列表生成模块500,用户需求响应调度模块600 ;所述 电站信息采集模块100,用户信息采集模块200,用户节点配置模块300分别与数据处理模 块400连接，所述数据处理模块400连接用户需求响应列表生成模块500,所述用户需求响 应列表生成模块500连接用户需求响应调度模块600。
[0022] 电站信息采集模块100,用于采集智能电网中电站节点供电产电的信息。具体地， 通过分布在智能电网中电站节点的各种传感器、监测器或者其他信号采集设备采集电站节 点信息。本实施例中，假设系统中只有一个电站节点。所采集的电站节点信息包括电站节 点的总电量、电站电量需求总和。
[0023] 用户信息采集模块200,用于采集智能电网中用户节点的信息。具体地，通过分布 在用户节点终端的各种传感器、监测器或者其他信号采集设备采集用户节点信息。所采集 的用户节点信息包括用户节点度(节点度表示该用户节点对其他用户节点的影响力，节点 度越大，则对其他用户节点的影响力大)，用户节点的储存的电量，用户节点剩余存储用电 需求缓存，用户节点附近不自私的其他用户节点数目（该数目可提现该用户可从通过电网 从其他用户得到用电需求响应的程度)。
[0024] 用户节点配置模块300,用于预设用户节点的需求参数。具体地，用户节点配置 模块300可根据用户节点自身的需求，预设用户节点需求参数。每个用户节点可以有若干 个需求，每个需求需要设置其最早允许开始时间、持续时间、最晚允许结束时间和其紧急性 (紧急性为1的需要马上执行，紧急性为〇的可以等待)。用户在预设用电参数时，为节约用 电成本，会受到电价的影响来调整其需求参数。
[0025] 数据处理模块400,用于根据电站信息采集模块100采集的电站节点供电产电信 息，用户信息采集模块200采集的用户节点信息计算得到用户节点优先度和用户需求响应 时间的优先度。具体地，根据当前电站节点的总电量和电站电量需求总和，结合具体的用户 节点需求参数和用户节点特征，计算得到每个用户节点的优先度和其需求响应时间的优先 度。
[0026] 进一步，如图3所示，处理模块400包括电站供电产电状态分析单元401、用户特征 分析单元402、用户需求参数分析单元403及响应时间优先度计算单元404。所述电站供电 产电状态分析单元401与用户特征分析单元402连接，所述用户特征分析单元402与用户 需求参数分析单元403连接，所述用户需求参数分析单元403与响应时间优先度计算单元 404连接。
[0027] 电站供电产电状态分析单元401，用于根据电站节点信息计算得到电网中负载率。 具体地，电站状态分析单元401根据电站信息采集模块100获取到的电站节点信息，通过设 定函数f进行计算得到电网负载率。
【权利要求】
1. 一种智能电网用户需求响应调度系统，其特征在于，包括电站信息采集模块（100)， 用户信息采集模块（200)，用户节点配置模块（300)，数据处理模块（400)，用户需求响应列 表生成模块（500)，用户需求响应调度模块（600);所述电站信息采集模块（100)，用户信息 采集模块（200)，用户节点配置模块（300)分别与数据处理模块（400)连接，所述数据处理 模块（400)连接用户需求响应列表生成模块（500)，所述用户需求响应列表生成模块（500) 连接用户需求响应调度模块（600)。
2. 根据权利要求1所述的智能电网用户需求响应调度系统，其特征在于，还包括反馈 模块（700);所述反馈模块（700)分别与所述用户需求响应调度模块（600)、用户节点配置 模块（300)连接，组成闭环系统。
3. 根据权利要求1或2所述的智能电网用户需求响应调度系统，其特征在于，所述数 据处理模块（400)包括电站供电状态分析单元（401)，用户特征分析单元（402)，用户需求 参数分析单元（403)，响应时间优先度计算单元（404);所述电站供电产电状态分析单元 (401)与用户特征分析单元（402)连接；所述用户特征分析单元（402)与用户需求参数分析 单元（403)连接，所述用户需求参数分析单元（403)与响应时间优先度计算单元（404)连 接。
4. 一种智能电网用户需求响应调度方法，其特征在于，包括如下步骤： S100.通过电站信息采集模块（100)采集智能电网中各电站节点的供电产电特征信 息； S200.通过用户信息采集模块（200)采集智能电网中用户节点的特征信息； S300.通过用户节点配置模块（300)预设用户节点需求的参数； S400.根据各电站节点的供电产电特征信息、用户节点特征信息和用户节点需求参数， 通过数据处理模块（400)计算得到用户节点优先度和用户节点需求响应时间的优先度； S500.根据步骤S400得到的用户节点优先度和用户需求响应时间的优先度，通过用户 需求响应列表生成模块（500)生成各用户需求响应列表； S600.根据需求响应列表，电站节点将电能调度到各用户节点。
5. 根据权利要求4所述的智能电网用户需求响应调度方法，其特征在于，在步骤S500 之后还包括步骤S500A :判断电站节点是否能够满足用户节点需求参数的要求和电网负载 率限制，是，则进行步骤S600 ;否，则通过反馈模块（700)利用调整电价来激励用户节点配 置模块（300)进行调整。
6. 根据权利要求4或5所述的智能电网用户需求响应调度方法，其特征在于，所述步骤 S400的具体步骤为： S410.根据电站节点的供电产电特征信息计算得到电网负载率； S420.根据用户节点特征信息计算得到用户节点优先度； S430.根据用户节点配置模块（300)提供的信息，确定各用户节点各需求响应时间或 时间区间； S440.根据各用户节点各需求响应时间或时间区间结合相应电网中负载率情况计算得 到各需求响应时间的优先度。
7. 根据权利要求4或5所述的智能电网用户需求响应调度方法，其特征在于，所述步骤 S500的具体步骤为： S510.对所有用户的所有需求按响应时间排序； S520.对同时间点的需求响应选择结合其用户优先度和需求响应时间的优先度选择综 合优先度最大的需求加入用户需求响应列表。
【文档编号】G06Q50/06GK104408663SQ201410444740
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】方冬凤, 苏洲, 许其超, 徐泽骏 申请人:上海大学