一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法，包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值；还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，本发明设定实时的最大用电负荷，确定最佳的用电方案；集中控制模块通过采集实时的负荷需求确定最终的最大负荷需求。
【专利说明】
一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电量管理领域，尤其涉及一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系 统及方法。
【背景技术】
[0002] MD-契约用电负荷，也叫"最大需量"（单位:kW)，是指客户在一个电费结算周期 内，每单位时间用电平均负荷的最大值。也是电力用户在某一时刻使用电能的最大有功功 率值。契约负荷管理直接反映出企业用电管理水平，实际用电负荷与契约用电负荷的差距 越大，用电的成本就越高。低于契约负荷就要多付多余部分的基本电费，而高于契约负荷， 高出部分就要加倍付费。
[0003] 因此，对实际企业和用户而言，若不能够控制用电量在契约用电负荷的大致范围 内，则会造成电量的浪费及额外费用的支出，造成不必要的损失。
[0004] 鉴于上述缺陷，本发明创造者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种企业电力负荷分 析及最大需量的管理系统及方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种企业电力负荷分析及最大 需量的管理系统，包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测 的低压用电负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中 控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；
[0007] 所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电 公司申请最大需量的定值；
[0008] 还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，包括设置在各用电支路的负荷 电流变送器，各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输 至集中控制模块中；
[0009]还包括移动终端，当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号 并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正 常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通 知；
[0010]所述的低压用电负荷电流变送器在采样时，每次取连续的仏个周期，采样仏次，在 每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出Im，
[0012]式中，i表不任意周期内的一瞬时值，IrnQk表不在Nl个周期内的电流平均幅值，Im表 示计算所得电流幅值，Ni表示每次取样周期，1^表示取样次数，W表示信号传输频率。
[0013] 经上述计算得到在该周期范围内的电流幅值Im，通过采用功率与电流之间的线性 关系，计算得出实际负荷值。
[0014] 进一步地，电网系统中设置有偶数m个支路负荷电流变送器，m彡6,在同一支路上 设置有两个支路负荷电流变送器，该同一电力终端内的两个支路负荷电流变送器为同一 组；
[0015]在所述的集中控制模块包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑 控制模块，所述数据采集模块将上述各支路负荷电流变送器内的电流信号进行采集并传输 至所述比较模块;所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个 支路负荷电流变送器的电流进行分组整理，电容量检测信息分别形成m/2组二维电流矩阵； [0016]所述比较单元将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行实际负荷需量判断，并 将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的实际负荷需量P 21，
[0018] 式中，P21表示每两组电流的实际负荷需量，i#Pi2*别表示第一组二维电流矩阵 的电流值，ii表示第一支路负荷电流变送器的采样值，表示第二支路负荷电流变送器的采 样值;i 3和i4分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i3表示第三支路负荷电流变送器的采 样值，i 4表示第四支路负荷电流变送器的采样值;T表示均方差运算，I表示积分运算。
[0019] 进一步地，所述存储模块内设置有一额定电容量阈值Po;所述逻辑控制模块将所 述计算所得的两两实际电容量绝对值差值与额定电容量阈值P〇进行比对，若所述实际电容 量绝对值差值大于阈值，则断定其中两组支路负荷需量超标;将所有计算所得实际电容量 分别与实际电容量阈值P〇进行比对，则可断定确定的某一组支路负荷电流变送器中检测的 负荷需量超标。
[0020]进一步地，所述的比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维 电流矩阵的实际负荷需量p31，
[0022] 式中，P31表示每两组电流的实际负荷需量，i#Pi2*别表示所述第一组二维电流 矩阵的电流值，ii表示第一支路负荷电流变送器的采样值，表示第二支路负荷电流变送器 的采样值;is和i6分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，is表示第五支路负荷电流变 送器的米样值，i6表不第六支路负荷电流变送器的米样值;T表不均方差运算，I表不积分运 算。
[0023]进一步地，还包括数据存储单元，其对实时的最大需量进行储存，并且，对采集的 各支路的负荷需量进行存储。
[0024]本发明还提供一种企业电力负荷分析及最大需量的管理方法，
[0025] 电负荷电流变送器对低压用电负荷进行实时检测，其将实时检测的负荷需量传输 至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行 显不；
[0026] 所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电 公司申请最大需量的定值；
[0027] 支路负荷检测单元包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，各个支路负荷电流 变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中；
[0028] 当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移 动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制 模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知。
[0029]本发明还提供一种企业电力负荷分析及最大需量的管理方法，
[0030] 与现有相比本发明的有益效果在于:本发明设定实时的最大用电负荷，确定最佳 的用电方案。
[0031] 在本发明中，集中控制模块通过采集实时的负荷需求确定最终的最大负荷需求， 并且通过采用支路负荷需求对比的方法找寻负荷需求最大的支路，并通过人性化的方法对 其通知，实行限电。系统本身的数据处理繁杂程度较低，并且，判定准确，控制方便且及时。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统的功能框图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0034] 请参阅图1所示，其为企业电力负荷分析及最大需量的管理系统的功能框图，本发 明系统包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电 负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进 行数据处理后，记录需量的数值;并通过显示屏进行显示;所述的集中控制模块将输出处理 成曲线图，方便观测；并且，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定 值。
[0035] 还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，包括设置在各用电支路的负荷 电流变送器，在本实施例中，包括第一支路负荷电流变送器、第二支路负荷电流变送器和第 N支路负荷电流变送器。
[0036] 各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集 中控制模块中。
[0037] 还包括移动终端，当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号 并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正 常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通 知，做好限电准备。各支路用户分一、二、三级用户，根据用户用电性质控制最大需量。
[0038] 在本发明中还包括数据存储单元，其对实时的最大需量进行储存，并且，对采集的 各支路的负荷需量进行存储。
[0039]在电网中的负荷需量超出最大需量定值时，需要找寻最佳符合限值支路，并限制 其用电。
[0040] 本发明通过实时获取最大需量，由于契约负荷采用的评价标准为确定的某段时间 内的负荷的平均值，在本实施例中，获取实际负荷的使用情况也采用某一时间段内的负荷 平均值。
[0041] 所述的低压用电负荷电流变送器在采样时，每次取连续的他个周期，采样％次，在 每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出I m，
[0043]式中，i表不任意周期内的一瞬时值，ImQk表不在Nl个周期内的电流平均幅值，Im表 示计算所得电流幅值，Ni表示每次取样周期，1^表示取样次数，W表示信号传输频率。
[0044] 经上述计算得到在该周期范围内的电流幅值Im，由于在确定的供电终端，确定的 供电时间的电压是恒定的，通过采用功率与电流之间的线性关系，计算得出实际负荷值。
[0045] 所述的集中控制模块，将获取的该测量值作为供电公司申请最大需量的定值。
[0046] 电网系统中设置有偶数m个支路负荷电流变送器，m多6,在同一支路上设置有两个 支路负荷电流变送器，该同一电力终端内的两个支路负荷电流变送器为同一组。
[0047]在所述的集中控制模块包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑 控制模块，所述数据采集模块将上述各支路负荷电流变送器内的电流信号进行采集并传输 至所述比较模块;所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个 支路负荷电流变送器的电流进行分组整理，电容量检测信息分别形成m/2组二维电流矩阵。 [0048]所述比较单元将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行实际负荷需量判断，并 将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的实际负荷需量P 21，
[0050] 式中，P21表示每两组电流的实际负荷需量，i#Pi2*别表示第一组二维电流矩阵 的电流值，ii表示第一支路负荷电流变送器的采样值，表示第二支路负荷电流变送器的采 样值;i3和i4分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i3表示第三支路负荷电流变送器的采 样值，i4表示第四支路负荷电流变送器的采样值;T表示均方差运算，I表示积分运算。
[0051]所述的比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵 的实际负荷需量p31，
[0053] 式中，P31表示每两组电流的实际负荷需量，^和"分别表示所述第一组二维电流 矩阵的电流值，ii表示第一支路负荷电流变送器的采样值，表示第二支路负荷电流变送器 的采样值;is和i6分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，is表示第五支路负荷电流变 送器的米样值，i6表不第六支路负荷电流变送器的米样值;T表不均方差运算，I表不积分运 算。
[0054]所述的比较单元按照下述公式计算第二组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵 的实际负荷需量P32，
[0056] 式中，P32表示每两组电流的实际负荷需量，i3和i4分别表示所述第二组二维电流 矩阵的电流值，i3表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i4表示第二支路负荷电流变送器 的采样值;is和i6分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，is表示第五支路负荷电流变 送器的米样值，i6表不第六支路负荷电流变送器的米样值;T表不均方差运算，I表不积分运 算。
[0057]所述存储模块内设置有一额定电容量阈值PQ;所述逻辑控制模块将所述计算所得 的两两实际电容量绝对值差值与额定电容量阈值P〇进行比对，若所述实际电容量绝对值差 值大于阈值，则断定其中两组支路负荷需量超标;将所有计算所得实际电容量分别与实际 电容量阈值P〇进行比对，则可断定确定的某一组支路负荷电流变送器中检测的负荷需量超 标。
[0058]在本发明中通过对各支路的负荷需求进行比较分析，获知超过用电负荷阈值的支 路，并且，此时集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息。并向各 支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支 路用户，并且向限电用户发出限电信息通知，做好限电准备。
[0059] 在本发明中，集中控制模块通过采集实时的负荷需求确定最终的最大负荷需求， 并且通过采用支路负荷需求对比的方法找寻负荷需求最大的支路，并通过人性化的方法对 其通知，实行限电。系统本身的数据处理繁杂程度较低，并且，判定准确，控制方便且及时。
[0060] 发明系统还通过供电电源供电，通过电压变动器进行调节；确保系统能够平稳运 行。
[0061] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，包括对各数据进行处 理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电负荷电流变送器，其将实时 检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的 数值，通过显示屏进行显示； 所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为W后供电公司 申请最大需量的定值； 还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，包括设置在各用电支路的负荷电流 变送器，各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集 中控制模块中； 还包括移动终端，当负荷需量超出最大需量98%定值时，集中控制模块发出预报信号 并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正 常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通 知； 所述的低压用电负荷电流变送器在采样时，每次取连续的化个周期，采样Ml次，在每一 周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出Im，(1) 式中，i表示任意周期内的一瞬时值，ImOk表示在化个周期内的电流平均幅值，Im表示计 算所得电流幅值，化表示每次取样周期，化表示取样次数，W表示信号传输频率。 经上述计算得到在该周期范围内的电流幅值Im，通过采用功率与电流之间的线性关系， 计算得出实际负荷值。2. 根据权利要求1所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，电网 系统中设置有偶数m个支路负荷电流变送器，m>6,在同一支路上设置有两个支路负荷电流 变送器，该同一电力终端内的两个支路负荷电流变送器为同一组； 在所述的集中控制模块包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制 模块，所述数据采集模块将上述各支路负荷电流变送器内的电流信号进行采集并传输至所 述比较模块;所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个支路 负荷电流变送器的电流进行分组整理，电容量检测信息分别形成m/2组二维电流矩阵； 所述比较单元将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行实际负荷需量判断，并将结 果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的实际负荷需量P21，(一'） 式中，P21表示每两组电流的实际负荷需量，il和i2分别表示第一组二维电流矩阵的电流 值，il表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i2表示第二支路负荷电流变送器的采样值； i3和i4分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i3表示第Ξ支路负荷电流变送器的采样值， i4表示第四支路负荷电流变送器的采样值;T表示均方差运算，I表示积分运算。3. 根据权利要求2所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，所述 存储模块内设置有一额定电容量阔值Po;所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两实际电 容量绝对值差值与额定电容量阔值Po进行比对，若所述实际电容量绝对值差值大于阔值， 则断定其中两组支路负荷需量超标;将所有计算所得实际电容量分别与实际电容量阔值Po 进行比对，则可断定确定的某一组支路负荷电流变送器中检测的负荷需量超标。4. 根据权利要求2所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，所述 的比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第Ξ组二维电流矩阵的实际负荷需 量 P31，(3) 式中，P31表示每两组电流的实际负荷需量，il和i2分别表示所述第一组二维电流矩阵的 电流值，il表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i2表示第二支路负荷电流变送器的采样 值;is和i6分别表示所述第Ξ组二维电流矩阵的电流值，is表示第五支路负荷电流变送器的 采样值，i6表示第六支路负荷电流变送器的采样值;T表示均方差运算，I表示积分运算。5. 根据权利要求2所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，还包 括数据存储单元，其对实时的最大需量进行储存，并且，对采集的各支路的负荷需量进行存 储。6. -种企业电力负荷分析及最大需量的管理方法，其特征在于， 电负荷电流变送器对低压用电负荷进行实时检测，其将实时检测的负荷需量传输至集 中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显 示； 所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为W后供电公司 申请最大需量的定值； 支路负荷检测单元包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，各个支路负荷电流变送 器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中； 当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终 端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块 自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知。
【文档编号】G06Q50/06GK106097136SQ201610381958
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日 公开号201610381958.9, CN 106097136 A, CN 106097136A, CN 201610381958, CN-A-106097136, CN106097136 A, CN106097136A, CN201610381958, CN201610381958.9
【发明人】吕世全
【申请人】吕世全