一种多计算机集群式负荷响应系统及响应方法与流程

本发明涉及电网柔性负荷调度领域，特别涉及基于个人计算机等信息终端的集群式响应的柔性负荷响应领域。

背景技术：

目前环境污染日益严重，大城市为了保证市区的环境质量，正逐渐将火电厂搬到远离市区的地方，或者通过特高压输电，从远方引入电能，即自给自足的区域电网逐渐转化为大型受端电网。然而大型城市经济发达，对电力依赖性很大，这种电网特性的根本性变化导致城市配电网面临很多技术问题。

当跨区域交直流送电通道因设备、外破、灾害、故障闭锁等原因而存在停运的风险时，特别是在大功率输送期间的突然停运，将直接对电网的安全稳定运行造成较大的冲击。如何在特高压交直流输电通道停运时有效快速地调整负荷，最大幅度地减少对用户的停电影响已成为电网新的运行格局下亟待解决的重要问题。

所以迫切需要充分利用基于用户智能互动的负荷精细化控制技术，实现“互联网+”、云计算、大数据等新技术与电力系统的深度融合，研究面向用户设备终端的新型控制技术，为特高压大区域互联背景下的大型城市或者经济发达区域电网安全运行提供坚强技术保障。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，首次提出一种采用个人计算机作为负荷响应执行体的源荷互动方法及负荷响应系统。

具体技术方案如下：

一种多计算机集群式负荷响应系统，其特征是，包括采用服务器/客户端构架的一台服务器计算机和多台客户端计算机；

服务器计算机实时接收电网调度中心的调度命令，并根据调度命令向各个客户端计算机发送电源模式切换指令。

服务器计算机拥有固定IP地址或者固定域名；多个客户端计算机通过固定IP或者固定域名访问该服务器计算机，实时接收服务器计算机发出的指令。

服务器计算机利用现有的互联网络或4G网络，通过广播式指令，控制各客户端计算机的电源计划切换。

当服务器计算机接收到电网调度中心发出的切断负荷指令时，通过互联网络控制各台计算机将台式机电脑的电源计划从高性能模式切换到节能模式，将笔记本电脑的电源计划切换到仅用电池模式。

当服务器计算机接收到电网调度中心发出的恢复负荷指令时，通过互联网络控制各计算机将台式机电脑的电源计划从节能模式切换到高性能模式，将笔记本电脑的电源计划切换到使用市电电源模式。

电网调度中心与服务器计算机采用光纤网络连接。

一种多计算机集群式负荷响应方法，其特征是，一台服务器计算机和多台客户端计算机采用服务器/客户端的构架，通过互联网络或4G网络进行信息互动；服务器计算机通过光纤网络实时接收电网调度中心的调度命令，并根据调度命令向各个客户端计算机发送电源模式切换指令。

当供电电网功率不足、电压下降或者频率下降时，电网调度中心向服务器计算机发送调度命令，由服务器计算机向各客户端计算机发送指令，客户端计算机响应指令，并按照指令对应的切换电源计划进行电源模式切换。

客户端计算机按以下步骤响应指令：

步骤a，枚举客户端计算机当前使用的电源计划方案并保存；

步骤b，枚举电源计划方案的全球唯一标识后，检索到该电源计划方案对应的友好名称；

步骤c，通过固定域名或者固定IP地址向服务器计算机请求调度指令；

步骤d，没有收到调度指令则返回步骤c；当收到调度指令时，进一步判断是什么调度指令；

步骤e，当收到切负荷调度指令时，设置电源计划为节能模式；

步骤f，当收到恢复负荷指令时，设置电源计划为高性能模式，否则返回步骤c。

客户端软件的功能是根据服务器的指令实现电源计划的切换。所述客户端计算机的电源切换计划须由用户事先设置，所述电源计划包括高性能模式、节能模式以及平衡模式等。

本发明所达到的有益效果：

目前我国的互联网行业发达，互联网普及率较高，个人台式计算机或者笔记本计算机数目众多，并且连接到互联网络的个人计算机数目巨大。并且，每台台式计算机从高性能模式切换到节能模式后，约可以出让3-10W左右的功率，每台笔记本电脑从高性能模式切换到电池模式时，可出让约50W的功率。因此，充分利用海量个人计算机负荷出让潜能以及自然联网的现有优势，在集群式效应下，将会出让出巨大的负荷空缺，因此本发明首次提出采用个人计算机作为负荷响应执行体的源荷互动方法。

附图说明

图1是本发明系统组成框图。

图2是本发明客户端服务程序工作流程图。

具体实施方式

现将结合图1说明本发明的组成框图。本发明包含一个服务器计算机和成千上万个客户端个人计算机。服务器计算机连接到电网调度中心。服务器计算机和客户端计算机采用服务器/客户端构架。在多个客户端计算机中安装有客户端软件，用于响应服务器计算机的指令。

电网调度中心和服务器计算机采用光纤高速网络连接，用于保证数据的及时性。服务器计算机和多个客户端计算机采用现有互联网络或者移动4G网络等进行互联通信。

服务器计算机上安装有服务软件，其通过光纤网络接收电网调度中心调度命令，根据调度命令向多个客户端发送电源模式切换指令。服务器计算机拥有固定IP地址或者固定域名，其中固定域名是通过DDNS动态域名解析技术映射出的固定域名。多个客户端计算机通过固定IP或者固定域名访问该服务器计算机。

客户端计算机安装客户端软件，其功能是：1、实时通过固定IP地址或者固定域名向服务器计算机请求电源模式指令；2、实时接收服务器计算机指令；3；根据服务器计算机指令进行计算机的电源模式切换。

客户端计算机包括台式计算机、笔记本电脑、平板电脑等。

每台台式计算机从高性能模式切换到节能模式后，约可以出让3-10W左右的功率，每台笔记本电脑从高性能模式切换到电池模式时，可出让约50W的功率。当集群式的客户端计算机负荷响应下可出让出巨大的负荷空缺，从而有效地实现了电网源荷双向互动。

客户端软件的具体实现流程如图2所示。

本实施例中实现程序以微软公司windows系统作为操作系统平台，通过微软公司提供的API程序接口实现本发明功能：

a.客户端软件运行后，首先枚举客户端计算机当前的电源使用方案。该过程采用的API函数为PowerEnumerate。该API函数将枚举得到的电源计划方案存放于Buffer地址当中。

该函数的函数声明格式如下所示：

DWORD WINAPI PowerEnumerate(

__in_opt HKEY RootPowerKey,

__in_opt const GUID *SchemeGuid,

__in_opt const GUID *SubGroupOfPowerSettingsGuid,

__in POWER_DATA_ACCESSOR AccessFlags,

__in ULONG Index,

__out_opt UCHAR *Buffer,

__inout DWORD *BufferSize

);

b.枚举电源计划方案的GUID（全球唯一标识）后，采用PowerReadFriendlyName函数检索到电源计划方案对应的友好名称。例如节能、高性能、平衡模式等等。该API函数声明结构如下：

DWORD WINAPI PowerReadFriendlyName(

__in_opt HKEY RootPowerKey,

__in_opt const GUID *SchemeGuid,

__in_opt const GUID *SubGroupOfPowerSettingsGuid,

__in_opt const GUID *PowerSettingGuid,

__out_opt PUCHAR Buffer,

__inout LPDWORD BufferSize

);

c.客户端软件通过制定域名或者固定IP向服务器计算机请求调度指令。

d．没有收到指令则返回c步骤。当收到指令时，进一步判断是什么调度指令。

e.当收到切负荷调度指令时，客户端软件设置电源计划为节能模式。设置电源计划模式的API函数采用PowerSetActiveScheme函数。 其函数体为：

DWORD WINAPI PowerSetActiveScheme(

__in_opt HKEY UserRootPowerKey,

__in const GUID *SchemeGuid

);

具体实施步骤和使用的函数如下：

1）查“节能”电源计划的GUID

FindPowerSheme("节能", &GuidActiveSheme);

2）直接调用API 切换电源计划

PowerSetActiveScheme(NULL, &GuidActiveSheme);

f.当收到恢复负荷指令时，客户端软件设置电源计划为高性能模式。其具体实施方式如下：

1）查“节能”电源计划的GUID

FindPowerSheme("高性能", &GuidActiveSheme);

2）直接调用API 切换电源计划

PowerSetActiveScheme(NULL, &GuidActiveSheme)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。