一种直流微电网的控制系统的制作方法
本发明涉及直流微电网供电控制技术领域，尤其涉及一种直流微电网的控制系统。
背景技术：
直流微电网是由直流构成的微电网，是未来智能配用电系统的重要组成部分，对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。
在专利“cn106787190a一种用于直流微电网系统的监控系统及监控方法控制对象为直流微电网系统，所述的直流微电网系统包括电源模块、负荷模块、储能模块、并网控制器、直流微电网连接功率电路、直流微电网通信总线。所述的监控系统包括本地监控模块，信息处理模块，策略优化模块，数据存储模块，信息交换模块，远程监控模块。策略优化模块根据信息处理模块得到的直流微电网系统运行状态信息和本地监控模块所设置的直流微电网系统的安全阈值、安全级别以及数据更新频率，结合直流微电网系统优化控制算法，得出优化控制策略。通过策略优化模块可提高直流微电网系统监控系统的智能性，便于用户更好的监控直流微电网系统”；存在的不足是：当直流微电网系统的电量不足时，无法合理的调度和分配电量给用户使用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种直流微电网的控制系统。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何在直流微电网直流微电网产电量不足的情况下合理的控制和调度电量，以合理的为用户供电；
(2)如何使用户之间进行等级互换，便于协调用户的用电需求；
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种直流微电网的控制系统，包括直流微电网系统、数据采集模块、数据库、活动发布模块、参与统计模块、分配值计算模块、调度模块、用户访问模块和用户互换模块；
所述直流微电网系统用于将光伏、风机、燃料电池和电池储能单元产生的电能通过直流电为用户的用电设备供电；所述数据采集模块用于采集产生的电能总量和用户的用电数据；用户的用电数据包括用户的用电时间、对应的用电量、用户的调度等级和用户的调度值；所述数据采集模块将采集的产生的电能总量和用户的用电数据发送至数据库；所述数据库接收数据采集模块发送的产生的电能总量和用户的用电数据并进行存储；
所述活动发布模块用于根据产生的电能总量发布节电活动时间范围；具体表现为当产生的电能量小于预设阀值，则活动发布模块发布节电活动时间范围；所述参与统计模块用于统计节电活动时间范围内参与用户的用电量；所述统计模块将统计的节电活动时间范围内参与用户的用电量发送至数据库内存储；所述分配值计算模块用于计算用户的分配值，具体计算步骤如下：
步骤一：设定参与用户在节电活动时间范围内开始时间记为t1；
步骤二：当统计参与用户的用电量等于设定阀值，则记录结束时间t2；
步骤三：将一天分为24个时间段，时间段记为ai，i＝1……24；其中a1表示0点到上午1点；a24表示23点到24点；时间段对应的积分为bi，i＝1……24；a1对应的积分为b1，依次类推；将开始时间t1和结束时间t2与时间段进行匹配；得到在节电时长xi，i＝1……24；节电时长xi单位为分钟；x1表示开始时间t1和结束时间t2范围内在a1时间段的时长；
步骤四：利用公式
步骤五：统计参与用户的参与次数，参与次数记为pj，j＝1……n；
步骤六：利用公式
所述分配值计算模块将计算的分配值发送至数据库内存储；所述调度模块用于在直流微电网产生的电量小于预设阀值情况下根据数据库内存储的分配值进行直流微电网的电量调度。
优选的，所述调度模块的直流微电网的电量调度的具体步骤如下：
步骤一：设定调度等级，将调度等级划分为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级四个等级；分别记为c1、c2、c3、c4；
步骤二：计算调度等级的对应的数量；设定直流微电网产生的电量记为di，i＝1……n；直流微电网电量的预设阀值记为db；利用公式mz＝di/db*lz获取得到调度等级对应的用户数量mz；其中，z＝1……4，lz为cz对应的预设固定系数；通过公式可得直流微电网产生的电量越接近阀值，调度等级对应的用户数量越多；
步骤三：将用户按照分配值由高到低依次排序；分配值相同时，按照节电值大小排序，当节电值相同，按照参与次数大小排序；从分配值最高开始标记；将分配值靠前数量为m1的用户标记为第一等级用户；从剩余的分配值最高开始标记，将分配值靠前数量为m2的用户标记为第二等级用户；再从剩余的分配值最高开始标记，将分配值靠前数量为m3的用户标记为第三等级用户；剩余的用户直接标记问第四等级用户；
步骤四：每个等级用户的调度电量不同，且第一等级用户的调度电量大于第二等级用户的调度电量，依次类推，第二等级用户等级的调度电量大于第三等级用户的调度电量；第三等级用户的调度电量大于第四等级用户的调度电量；且第四等级用户的调度电量为零，即调度模块控制第四等级用户停电；
步骤五：调度模块调度电量结束后，统计等级用户使用调度电量的时长，并记为hi，i＝1……n；计算用户的调度值；设定等级用户的调度系数记为gz，z＝1……4；且g1>g2>g3>0>g4；
步骤六：利用公式qj＝hi*gz获取得到用户的调度值qj。
优选的，所述用户访问模块用于用户登录并访问数据库内用户的用电数据并查看节电活动时间范围及参与节电活动；
优选的，所述用户交换模块用于用户在调度模块调度电量开始前进行等级用户的互换，具体互换过程如下：
a：等级用户向想要互换的等级用户发送互换申请请求；设定互换申请请求发送给用户的数量记为r个；
b：互换申请请求按照等级用户的排序依次由高到低发送，第一次发送r个互换申请请求至该等级用户内的用户；当该等级用户内的用户点击同意互换申请，则停止发送互换申请请求；在预设时间内，该等级用户内的用户没有点击同意互换申请，则继续由高到低发送r个互换申请请求至该等级用户内的用户；当没有用户点击同意互换申请，则无法进行互换；
c：统计用户的互换值；设定互换值记为ui，i＝1……n；设定发送互换申请请求的用户记为vj，互换申请请求的用户记为vj对应的调度系数为gv；v＝1……4，同意互换请请求的用户记为wj，同意互换请请求的用户wj对应的调度系数为gw；w＝1……4；利用公式uj＝(gv-gw)*x1获取得到用户vj和wj的互换值ui；其中，x1为预设比例系数；
d：用户互换模块将计算的用户的互换值发送至数据库内存储。
本发明的有益效果：
(1)直流微电网系统将光伏、风机、燃料电池和电池储能单元产生的电能通过直流电为用户的用电设备供电；当直流微电网系统产生的电量小于设定阀值时，活动发布模块发布节电活动时间范围；用户通过参加节电活动来提高用户的分配值；然后通过分配值计算模块计算用户的分配值；调度模块在直流微电网产生的电量小于预设阀值情况下根据数据库内存储的分配值进行直流微电网的电量调度；从而对直流微电网系统的产生的电量合理的调度和控制，为用户进行供电；
(2)本发明通过分配值计算模块用于计算用户的分配值，统计用户的节电时长，然后利用公式
(3)本发明通过调度模块在直流微电网产生的电量小于预设阀值情况下根据数据库内存储的分配值进行直流微电网的电量调度；设定调度等级，将调度等级划分为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级四个等级；计算调度等级的对应的数量；将用户按照分配值由高到低依次排序；从分配值最高开始标记；将分配值靠前数量为m1的用户标记为第一等级用户；从剩余的分配值最高开始标记，将分配值靠前数量为m2的用户标记为第二等级用户；再从剩余的分配值最高开始标记，将分配值靠前数量为m3的用户标记为第三等级用户；剩余的用户直接标记问第四等级用户；每个等级用户的调度电量分配的调度电量不同，调度模块调度电量结束后，统计等级用户使用调度电量的时长，计算用户的调度值；利用公式qj＝hi*gz获取得到用户的调度值qj；
(4)本发明用户交换模块用于用户在调度模块调度电量开始前进行等级用户的互换，等级用户向想要互换的等级用户发送互换申请请求；互换申请请求按照等级用户的排序依次由高到低发送，第一次发送r个互换申请请求至该等级用户内的用户；当该等级用户内的用户点击同意互换申请，则停止发送互换申请请求；在预设时间内，该等级用户内的用户没有点击同意互换申请，则继续由高到低发送r个互换申请请求至该等级用户内的用户；当没有用户点击同意互换申请，则无法进行互换；统计用户的互换值；利用公式uj＝(gv-gw)*x1获取得到用户vj和wj的互换值ui；户互换模块将计算的用户的互换值发送至数据库内存储。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种直流微电网的控制系统的原理框图。
具体实施方式
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种直流微电网的控制系统，包括直流微电网系统、数据采集模块、数据库、活动发布模块、参与统计模块、分配值计算模块、调度模块、用户访问模块和用户互换模块；
直流微电网系统用于将光伏、风机、燃料电池和电池储能单元产生的电能通过直流电为用户的用电设备供电；数据采集模块用于采集产生的电能总量和用户的用电数据；用户的用电数据包括用户的用电时间、对应的用电量、用户的调度等级和用户的调度值；数据采集模块将采集的产生的电能总量和用户的用电数据发送至数据库；数据库接收数据采集模块发送的产生的电能总量和用户的用电数据并进行存储；
活动发布模块用于根据产生的电能总量发布节电活动时间范围；具体表现为当产生的电能量小于预设阀值，则活动发布模块发布节电活动时间范围；参与统计模块用于统计节电活动时间范围内参与用户的用电量；统计模块将统计的节电活动时间范围内参与用户的用电量发送至数据库内存储；分配值计算模块用于计算用户的分配值，具体计算步骤如下：
步骤一：设定参与用户在节电活动时间范围内开始时间记为t1；
步骤二：当统计参与用户的用电量等于设定阀值，则记录结束时间t2；
步骤三：将一天分为24个时间段，时间段记为ai，i＝1……24；其中a1表示0点到上午1点；a24表示23点到24点；时间段对应的积分为bi，i＝1……24；a1对应的积分为b1，依次类推；将开始时间t1和结束时间t2与时间段进行匹配；得到在节电时长xi，i＝1……24；节电时长xi单位为分钟；x1表示开始时间t1和结束时间t2范围内在a1时间段的时长；
步骤四：利用公式
步骤五：统计参与用户的参与次数，参与次数记为pj，j＝1……n；
步骤六：利用公式
分配值计算模块将计算的分配值发送至数据库内存储；调度模块用于在直流微电网产生的电量小于预设阀值情况下根据数据库内存储的分配值进行直流微电网的电量调度；
调度模块的直流微电网的电量调度的具体步骤如下：
步骤一：设定调度等级，将调度等级划分为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级四个等级；分别记为c1、c2、c3、c4；
步骤二：计算调度等级的对应的数量；设定直流微电网产生的电量记为di，i＝1……n；直流微电网电量的预设阀值记为db；利用公式mz＝di/db*lz获取得到调度等级对应的用户数量mz；其中，z＝1……4，lz为cz对应的预设固定系数；通过公式可得直流微电网产生的电量越接近阀值，调度等级对应的用户数量越多；
步骤三：将用户按照分配值由高到低依次排序；分配值相同时，按照节电值大小排序，当节电值相同，按照参与次数大小排序；从分配值最高开始标记；将分配值靠前数量为m1的用户标记为第一等级用户；从剩余的分配值最高开始标记，将分配值靠前数量为m2的用户标记为第二等级用户；再从剩余的分配值最高开始标记，将分配值靠前数量为m3的用户标记为第三等级用户；剩余的用户直接标记问第四等级用户；
步骤四：每个等级用户的调度电量分配的调度电量不同，且第一等级用户的调度电量大于第二等级用户的调度电量，依次类推，第二等级用户等级的调度电量大于第三等级用户的调度电量；第三等级用户的调度电量大于第四等级用户的调度电量；且第四等级用户的调度电量为零，即调度模块控制第四等级用户停电；
步骤五：调度模块调度电量结束后，统计等级用户使用调度电量的时长，并记为hi，i＝1……n；计算用户的调度值；设定等级用户的调度系数记为gz，z＝1……4；且g1>g2>g3>0>g4；
步骤六：利用公式qj＝hi*gz获取得到用户的调度值qj；
用户访问模块用于用户登录并访问数据库内用户的用电数据并查看节电活动时间范围及参与节电活动；
用户交换模块用于用户在调度模块调度电量开始前进行等级用户的互换，具体互换过程如下：
a：等级用户向想要互换的等级用户发送互换申请请求；设定互换申请请求发送给用户的数量记为r个；
b：互换申请请求按照等级用户的排序依次由高到低发送，第一次发送r个互换申请请求至该等级用户内的用户；当该等级用户内的用户点击同意互换申请，则停止发送互换申请请求；在预设时间内，该等级用户内的用户没有点击同意互换申请，则继续由高到低发送r个互换申请请求至该等级用户内的用户；当没有用户点击同意互换申请，则无法进行互换；
c：统计用户的互换值；设定互换值记为ui，i＝1……n；设定发送互换申请请求的用户记为vj，互换申请请求的用户记为vj对应的调度系数为gv；v＝1……4，同意互换请请求的用户记为wj，同意互换请请求的用户wj对应的调度系数为gw；w＝1……4；利用公式uj＝(gv-gw)*x1获取得到用户vj和wj的互换值ui；其中，x1为预设比例系数；通过公式可得，调度系数低的等级用户向高等级的用户互换，得到的互换值较大；而得到分配值较小；
d：用户互换模块将计算的用户的互换值发送至数据库内存储；
本发明的工作原理：直流微电网系统将光伏、风机、燃料电池和电池储能单元产生的电能通过直流电为用户的用电设备供电；当直流微电网系统产生的电量小于设定阀值时，活动发布模块发布节电活动时间范围；用户通过参加节电活动来提高用户的分配值；然后通过分配值计算模块计算用户的分配值；调度模块在直流微电网产生的电量小于预设阀值情况下根据数据库内存储的分配值进行直流微电网的电量调度；从而对直流微电网系统的产生的电量合理的调度和控制，为用户进行供电；分配值计算模块用于计算用户的分配值，统计用户的节电时长，然后利用公式
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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