一种代理用户控制的可调负荷控制方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统用电信息采集与用电管理技术领域，更具体地，涉及一种代理用户控制的可调负荷控制方法及系统。


背景技术：

2.随着特高压电网、能源互联网建设的推进,“源网荷”友好互动系统是电源、电网和负荷三者间通过多种交互形式,更经济、高效和安全地提高电力系统功率动态平衡能力的智能化应用系统建设的需要。提升资源协调能力,保障电网安全稳定运行已成为电力系统建设的一项重要任务。特别是特高压电网运行时发生故障,对终端电网的稳定影响非常大,而传统变电站线路拉闸的调控方式不仅会对相关供电用户造成重大损失、社会影响面巨大,还会导致调度员难以协调大规模拉闸限电任务。从用户角度对负荷进行区分,确保重要负荷在紧急时仍可正常供电、次要负荷参与到电网稳定控制中非常必要,通过用电信息采集系统实现负荷限电是完全可控可行的。
3.鉴于目前在役的用采终端远程通讯接口单一、可采可控负荷数量少、难以对用户负荷实现进一步区分,无法满足电网稳控时的用户负荷细分、快速切除负荷的要求,有必要提出一种负荷数据实时采集、用户负荷数据实时传输、主站控制命令实时接收、负荷控制实时输出的用户负荷实时控制方法及系统,使用电信息采集系统能实现秒级的全网负荷稳控,以适应电网稳定、负荷建设、用电管理、负荷预测的需要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供了一种代理用户控制的可调负荷控制方法及系统,解决了现有技术中负荷终端负荷实时控制、负荷细分能力不足的技术问题。
5.具体地，本发明提出一种代理用户控制的可调负荷控制方法,通过总线与代理用户侧负荷线路连接,通过无线方式与远程主站通信,包括以下步骤：
6.s1：采集代理用户负荷线路电压、电流信息，并实时计算代理用户负荷功率；
7.s2：获取远程主站的控制参数；
8.s3：根据远程主站下发的控制参数，选择相应的控制方式；
9.s4：根据实时切除负荷线路的需要，以相应的控制方式生成负荷线路控制指令集，实时输出控制命令，实现对代理用户负荷的控制；
10.s5：实时上传采集数据和控制状态至远程控制主站。
11.优选地，所述步骤s2中，所述控制参数包括：主站快速大规模切负荷指令、主站控制指令与参数、保电指令和主站限电切负荷指令。
12.优选地，所述步骤s3中，控制方式包括：电网稳定控制、就地预设控制、远程主站遥控控制。
13.优选地，所述电网稳定控制用于在电网进入紧急状态时，接受远程主站发送的快
速大规模切负荷指令，实现负荷分类快速切除、确保电网稳定的控制。
14.优选地，所述电网稳定控制具体包括：当电网紧急状态时，远程主站根据全网代理用户负荷功率实现负荷权重识别，确保重要负荷正常供电、次要负荷参与电网限电，下发全网快速大规模切负荷指令，指令以并发的方式同时发往受控的代理用户网荷终端，终端收到指令后立即执行负荷切除。
15.优选地，所述就地预设控制通过接收远程主站预先下达的控制参数，按预设功率定值及控制方式实现多轮次的负荷功率控制。
16.优选地，所述就地预设控制具体包括：在就地预设控制方式下，以获取的当前总负荷功率与预设功率定值进行比较：当总负荷功率超出预设功率定值时，按预设的切除负荷轮次及延迟时间切除相应负荷线路；当总负荷低于预设功率定值时，自动结束负荷控制并终止未执行完的轮次。
17.优选地，所述就地预设控制方式包括：功率下浮控、营业报停控、厂休控和时段控制方式。
18.优选地，所述远程主站遥控控制时，获取远程主站遥控控制指令集，分析遥控控制指令集生成负荷线路控制指令集；远程主站遥控控制指令集包括：限电切负荷指令及保电指令。
19.优选地，当与远程主站的通信中断时,采取保电控制方式；当终端保电投入时，终端不执行主站下发的遥控指令。
20.本发明还提出一种代理用户负荷实时控制系统,通过总线与代理用户侧负荷线路连接,通过无线方式与远程主站通信，其特征在于，所述系统包括实时负荷采集与计算模块、预设参数采集模块和功率控制模块；
21.所述实时负荷采集与计算模块用于采集负荷线路电压、电流，计算得出负荷功率，实时将采集的电压、电流及负荷功率上传给远程主站，同时发送至功率控制模块；
22.所述预设参数采集模块，用于获取远程主站下发的控制参数；
23.所述功率控制模块，根据远程主站下发的控制参数，选择相应的控制方式；根据实时切除负荷线路的需要，实时输出控制命令实现对代理用户负荷的控制，并实时上传采集数据及控制状态至远程主站。
24.优选地，所述实时负荷采集与计算模块采集多路代理用户全相或非全相线路进出线电流、母线电压，负荷功率计算计算正反向有功功率、正反向无功功率及所有总加线路有功功率、无功功率。
25.优选地，所述控制参数包括：主站快速大规模切负荷指令、主站控制指令与参数、保电指令和主站限电切负荷指令。
26.优选地，所述系统还包括用于监视与主站通讯通道状态的通讯监视模块,所述通讯监视模块的监视结果发送所述功率控制模块，功率控制模块根据监视结果进行执行相应的单元。
27.优选地，所述功率控制模块包括电网稳定控制模块、就地预设控制模块、限电控制模块、主站遥控模块和负荷线路控制模块。
28.优选地，所述电网稳定控制模块,用于根据负荷功率建立负荷分析模型、识别负荷权重，获取远程主站下发的控制指令集，分析控制指令集建立负荷控制策略，生成负荷线路
控制指令集发送至负荷线路控制模块。
29.优选地，所述电网稳定控制模块，构建负荷特征向量，包括调控响应时间、负荷极值时间、可调负荷量，用于特征距离的计算。
30.优选地，所述电网稳定控制模块，获取所有负荷特征量，对负荷数据作归一化处理，构建特征空间及距离，用于调控用户的选取。
31.优选地，所述就地预设控制模块,用于根据远程主站下发的控制参数建立负荷控制策略，根据由实时负荷采集与计算模块获取的负荷功率生成负荷线路控制指令集，发送至负荷线路控制模块。
32.优选地，所述主站遥控模块，获取远程主站遥控控制指令集,分析遥控控制指令集生成负荷线路控制指令集发送至负荷线路控制模块。
33.优选地，所述主站遥控模块，接收上级系统的调控指令、响应时间、调控时间，计算调控指令特征向量。
34.优选地，所述负荷线路控制模块，用于根据负荷线路控制指令集控制相应的负荷线路开关执行相应动作，并采集负荷线路的开关位置信号上传给远程主站。
35.优选地，所述负荷线路控制模块还包括报警提示单元,负荷线路控制模块输出负荷线路控制指令时,报警提示单元输出相应的语音提示及告警。
36.优选地，所述负荷线路控制模块还包括事件记录单元,所述事件记录单元,用于记录生成负荷线路控制指令集时负荷线路的负荷功率,并将记录上传远程主站。优选地，所述负荷线路控制模块，寻找与目标指令最近的负荷，切除相应负荷。所述负荷线路控制模块，计算是否满足调控要求或者已遍历所有用户，如果满足，调控结束。
37.与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是：
38.本发明通过采集代理用户线路负荷数据并实时计算出代理用户负荷功率，根据远程主站下发的控制指令及参数，以电网稳定控制、就地预设控制、及主站遥控等方式工作，并根据实时切除负荷线路的需要，实时输出控制命令实现对代理用户负荷的控制，同时实时上传采集数据及控制状态至主站。其中电网稳定控制实现在电网进入紧急状态时，接受主站发送的批量发送快速切负荷指令，实现负荷分类快速切除、确保电网稳定控制。就地预设控制实现通过接收主站预先下达的指令和参数，在代理用户侧按预设功率定值及控制方式实现多轮次的负荷功率控制。主站遥控控制实现接收主站下达的遥控指令，实现远程负荷控制或远程电费控制。本发明有助于实现大规模电网故障时的全网稳定限负荷、用户用电控负荷、远程电费控制切负荷、及主站遥控等功能，为电网的稳定运行、负荷实时控制和用电智能管理提供了保障。
附图说明
39.图1是本发明代理用户控制的可调负荷控制方法的流程图。
40.图2是本发明代理用户控制的可调负荷控制系统的结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本技术所描述的实施例仅仅是本发明一部
分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，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有所其它实施例，都属于本发明的保护范围。
42.如图1所示，本发明的一种代理用户控制的可调负荷控制方法，通过总线与代理用户侧负荷线路连接,通过无线方式与远程主站通信,包括以下步骤：
43.s1：采集代理用户负荷线路电压、电流信息，实时计算代理用户负荷功率；
44.s2：获取远程主站的控制参数。
45.控制参数包括：主站快速大规模切负荷指令、主站控制指令与参数、保电指令和主站限电切负荷指令。
46.s3：根据远程主站下发的控制指令及参数，选择相应的控制方式。
47.所述控制方式包括：电网稳定控制、就地预设控制、远程主站遥控控制。
48.电网稳定控制用于在电网进入紧急状态时,接受主站发送的批量发送快速切负荷指令，实现负荷分类快速切除、确保电网稳定的控制。包括：
49.当电网紧急状态时，主站根据全网代理用户负荷功率实现负荷权重识别、确保重要负荷正常供电、次要负荷参与电网限电的策略，下发全网稳定批量快速切负荷指令，指令以并发的方式同时发往受控的代理用户网荷终端，终端收到指令后立即执行负荷切除。
50.从指令开始下发到终端完成负荷切除操作，整个控制过程执行时长不超过秒，从而实现全网大规模代理用户负荷的秒级快速控制，提升网荷协调能力，保障电网安全稳定。快速切除的线路负荷，在稳控限电时间结束前不允许代理用户自行合闸。
51.s4：根据实时切除负荷线路的需要，以相应的控制方式生成负荷线路控制指令集，实时输出控制命令，实现对代理用户负荷的控制。
52.s5：实时上传采集数据和控制状态至远程控制主站。
53.就地预设控制通过接收远程主站预先下达的控制参数，按预设功率定值及控制方式实现多轮次的负荷功率控制。在就地预设控制方式下，以获取的当前总负荷功率与预设功率定值进行比较：
54.当总负荷功率超出预设功率定值时，按预设的切除负荷轮次及延迟时间切除相应负荷线路；
55.当总负荷低于预设功率定值时，自动结束负荷控制并终止未执行完的轮次。
56.所述就地预设控制方式包括：功率下浮控、营业报停控、厂休控和时段控制方式。功率下浮控、营业报停控、厂休控和时段控制方式采用电力系统智能电网中现有控制方式。
57.当远程主站遥控控制时，获取远程主站遥控控制指令集，分析遥控控制指令集生成负荷线路控制指令集。
58.远程主站遥控控制指令集包括：限电切负荷指令及保电指令。
59.保电指的是终端设置的禁止控制开关。当终端保电投入时，终端不执行主站下发的遥控指令。接收主站计算实时限电指令及电费管理的限电切负荷指令时，在预设的告警延迟时间内发出告警，在延迟时间递减到零时，控制出口切除相应负荷线路，并在限电时间内保持跳闸出口，不允许代理用户自行合闸。接收主站下发的指令使负荷线路进入或退出保电状态，根据负荷线路控制指令集控制相应的负荷线路开关执行相应动作，并采集负荷线路的开关位置信号上传给远程主站。
60.当处于保电状态时，就地预设控制、主站限电控制指令退出执行，当退出保电状态
时，就地预设控制、主站限电控制功能恢复生效。而电网稳定负荷控制则不受保电功能的限制。
61.如图2所示，本发明还提供了一种代理用户控制的可调负荷控制系统，通过总线与代理用户侧负荷线路连接，通过无线方式与远程主站通信，包括实时负荷采集与计算模块、预设参数采集模块和功率控制模块。
62.所述实时负荷采集与计算模块，用于采集负荷线路电压、电流，并计算得出负荷功率。实时将采集的电压、电流及负荷功率上传给主站，同时发送至功率控制模块。
63.所述预设参数采集模块，用于获取远程主站下发的控制参数，包括主站快速大规模切负荷指令、主站控制指令与参数、保电指令和主站限电切负荷指令等。
64.所述功率控制模块包括电网稳定控制模块、就地预设控制模块、限电控制模块、主站遥控模块和负荷线路控制模块。
65.所述电网稳定控制模块包括实时控制出口处理单元和稳控限电处理单元，用于根据负荷功率建立负荷分析模型、识别负荷权重，并获取远程主站大规模控制指令集，分析控制指令集并建立负荷控制策略，生成负荷线路控制指令集发送至负荷线路控制模块。
66.电网稳定控制模块，构建负荷特征向量，包括调控响应时间、负荷极值时间、可调负荷量，用于特征距离的计算。获取所有负荷特征量，对负荷数据作归一化处理，构建特征空间及距离，用于调控用户的选取。
67.所述就地预设控制模块，用于根据远程主站下发的控制参数建立负荷控制策略，根据由实时负荷采集与计算模块获取的负荷功率生成负荷线路控制指令集，发送至负荷线路控制模块。所述就地预设控制方式包括：功率下浮控、营业报停控、厂休控和时段控制方式。
68.主站遥控模块，获取远程主站遥控控制指令集,分析遥控控制指令集生成负荷线路控制指令集发送至负荷线路控制模块。所述主站遥控模块，接收上级系统的调控指令、响应时间、调控时间，计算调控指令特征向量。
69.所述负荷线路控制模块，用于根据负荷线路控制指令集控制相应的负荷线路开关执行相应动作，并采集负荷线路的开关位置信号上传给远程主站。所述负荷线路控制模块，寻找与目标指令最近的负荷，切除相应负荷。并计算是否满足调控要求或者已遍历所有用户，如果满足，调控结束。
70.本发明通过采集代理用户线路负荷数据并实时计算出代理用户负荷功率，根据远程主站下发的控制指令及参数，以电网稳定控制、就地预设控制、及主站遥控等方式工作，并根据实时切除负荷线路的需要,实时输出控制命令实现对代理用户负荷的控制并将实时上传采集数据及控制状态至主站。
71.其中电网稳定控制方式用于当电网紧急状态时，快速切除大代理用户负荷的具体过程为当特高压电网发生故障时，省调能源管理系统最先获得相关故障信息,由其发给同在工区的主站负荷控制快速响应系统,再由工区主站直接下达批量快速控制指令至本发明的系统。当电网紧急状态时，主站根据全网代理用户负荷功率实现负荷权重识别、确保重要负荷正常供电、次要负荷参与电网限电的策略，下发全网稳定批量快速切负荷指令，指令以并发的方式同时发往受控的代理用户网荷终端，终端收到指令后立即执行负荷切除。
72.本系统的与主站之间通过光纤直连，保持长连接在线。
73.进一步的，负荷线路的采集接口丰富，所述负荷采集单元可采集多路代理用户全相或非全相线路进出线电流、母线电压，其中全相负荷出线支路不少于8路、非全相支路不少于12路。
74.负荷功率计算单元计算正反向有功功率、正反向无功功率及所有总加线路有功功率、无功功率。
75.负荷线路控制模块中负荷线路的开关位置采集包括多种接点形式的开关量输入信号采集，支持同时采集开入量32路以上并可扩展开关量分辨率不大于10ms，支持自整定识别时间间隔。
76.进一步的，本发明的系统还包括用于监视与主站通讯通道状态的通讯监视模块，所述通讯监视模块的监视结果发送功率控制模块，功率控制模块根据监视结果进行执行相应的单元。当检测到与主站通讯中断时，自动进入保电状态。通讯恢复时，自动恢复到通讯中断前状态。
77.进一步的，负荷线路控制模块还包括报警提示单元，负荷线路控制模块输出负荷线路控制指令时，报警提示单元输出相应的语音提示及告警。支持各种运行状态或控制方式下的语音告警或提示功能，各种控制方式下的控制指令执行、自动执行多轮次切除负荷、代理用户恢复合闸用电，通讯中断或恢复等多种方式下提供与信息内容一致的语音提示告警，便于代理用户掌握代理用户侧负荷线路的执行状态和控制结果,利于用电信息的智能化管理。
78.进一步的，负荷线路控制模块还包括事件记录单元，所述事件记录单元,用于记录生成负荷线路控制指令集时负荷线路的负荷功率，并将记录上传远程主站。以便代理用户及时了解代理用户侧开关动作前的运行状态。
79.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。