基于主从模式的一厂多站有序用电控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有序用电领域，特别涉及基于主从模式的一厂多站有序用电控制系统 及方法。
【背景技术】
[0002] 有序用电是指通过行政、技术等手段，采取负控限电、轮休等一系列措施加强用电 管理，改变用户用电方式，其对确保供电秩序稳定、提高客户端用电水平具有重要意义。在 有序用电管理中，钢铁、化工、机械制造等行业的大型企业占有重要地位。一方面，这些企业 的电力和电量需求大，且大部分企业均为历次有序用电工作的重要参限用户。另一方面，这 些企业由于生产规模大，其生产可能分布在一个较大的厂区，远远超出单个传统负荷控制 终端的控制范围。
[0003] 现行的有序用电限电方案实施过程中由于各个受电点相距较远，无法通过单个终 端实现采集和控制。面对这种情况，传统解决方案是在各个相对集中的受电点安置多个终 端，然后根据往期的负荷情况进行限电限值的静态分配。这种方法使得企业无法根据自身 的生产情况动态的调整各个终端所覆盖厂区内的各类生产设备的运行时间和运行状态，不 利于保护生产秩序和提高经济效益，因此需要优化负荷控制策略，实现大范围厂区的精细 化控制问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为解决上述问题，提出基于主从模式的一厂多站有序用电控制 系统及方法，实现在一个厂区内的面向统一限电指标的分站式控制，满足大范围厂区的负 荷精细化控制需求。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 基于主从模式的一厂多站有序用电控制系统，包括：
[0007] 主站，为电力负荷控制系统主站，负责将主终端控制模型下发给主终端；
[0008] 主终端，负责接收主站下发的主终端控制模型，并将主终端控制模型转发给从终 端；同时接收从终端上传的采集数据;主终端还通过相应的控制模块与被控设备连接，主终 端也直接与被控设备连接;主终端具备继电器控制功能，并在中短距离实现多路继电器的 控制；主终端负责将各控制轮次映射成统一的控制轮次序列，发送遥控指令实现实际控制 轮次的跳闸；
[0009] 从终端，通过相应的控制模块与被控设备连接;从终端接入采集模块，实现厂区负 荷的分散式采集，并将负荷数据上传至主终端;从终端具备继电器控制功能，在中短距离实 现多路继电器控制，当实际投控时，从终端的被控设备根据控制轮次序列实现跳闸。
[0010] 所述各控制轮次包括:主终端控制轮次、主终端接入的控制模块控制轮次、主终端 接入的从终端的控制轮次以及从终端接入的控制模块控制轮次。
[0011] 所述主终端控制模型包括从终端个数、从终端地址、数据格式、字节数。
[0012] 主终端在设定距离内采用230MHz无线专网与从终端进行信息交换。
[0013] 主终端也可接入采集模块，统计并计算各采集模块所参与的负荷总加组数据，并 将负荷总加组数据作为各类控制方式的依据。
[0014] 主终端与从终端之间通过路由连接。
[0015] 所述主终端设有主终端编号和客户编号；
[0016] 所述从终端设备从终端编号和所属主终端编号；
[0017] 主终端，作为主控制节点，对电力负荷控制系统主站是可见的；
[0018] 从终端，为小型负荷控制终端，对电力负荷控制系统主站是不可见的，主站不需要 对从终端进行管理；
[0019]所述控制模块，是具备多路继电器控制能力的PLC控制模块，控制模块记录控制模 块编号和控制模块本身所属的终端编号，同终端形成1对η关系；当终端编号为主终端时，表 示控制模块接入主终端;当终端编号为从终端时，表示控制模块接入从终端。
[0020]采集模块，采集数据，并记录采集模块本身所属的终端编号，同终端形成1对η关 系。当终端编号为主终端时，表示采集模块接入主终端；当终端编号为从终端时，表示采集 模块接入从终端。采集模块采集的数据包括每个采集模块在不同时间标识的负荷数据，采 集模块根据总加组配置计算得出总加组负荷数据。所述总加组配置包括:总加组编号、总加 组序号、主终端编号、测量点编号、计算关系。
[0021 ]被控设备，为继电器开关，实现对实际控制轮次的跳闸。
[0022 ]基于主从模式的一厂多站有序用电控制方法，包括以下步骤：
[0023] 步骤(1):建立面向一厂多站主终端控制模型，电力负荷控制系统主站将主终端控 制模型下发给主终端；
[0024] 步骤(2):主终端接收到控制模型后，判断主终端采集模块的编号是否被映射到从 终端，如果是，主终端就将控制模型转发给对应的从终端，由从终端进行指令响应和对控制 模型进行存储;如果否，则主终端进行指令响应和对控制模型进行存储；
[0025] 步骤(3):根据各主终端采集模块和从终端采集模块采集的数据，主终端在本地统 计采集模块所采集的负荷数据，并计算得到负荷总加组数据，并将负荷总加组数据作为各 类控制方式的判断依据；
[0026] 所述步骤(3)的各类控制方式包括:遥控、段功率闭环控、厂休控、营业报停控、紧 急功率下浮控等。
[0027] 步骤(4):主终端通过主终端控制模型将各控制轮次对应关系转换成为一个统一 的控制轮次序列，实现整体轮次控制，所述控制轮次序列称为控制总轮次；
[0028] 步骤(5):当实际投控时，先判断是否电力负荷控制系统主站对主终端的遥控投 控，如果是，直接进入步骤(6);如果不是，则首先由主终端根据步骤(3)得到的负荷总加组 数据，与控制模型进行比较，判断是否符合跳闸条件，当符合跳闸条件时进入步骤(6)，当不 符合时，则不需对控制轮次进行跳闸，维持原有状态。
[0029] 所述控制模型是根据当年有序用电方案中的负荷限额以及厂区的负荷情况预先 设定的参数来制定的。
[0030] 步骤(6):主终端根据步骤(4)的控制总轮次，从各控制轮次对应关系找到对应从 终端或者对应控制模块，通过发送遥控指令的方式，实现对实际控制轮次的跳闸。
[0031] 所述步骤（1)的主终端控制模型包括:从终端个数、从终端地址、数据格式和字节 数。
[0032] 所述步骤(4)的各控制轮次包括:主终端控制轮次、主终端接入的控制模块控制轮 次、主终端接入的从终端的控制轮次以及从终端接入的控制模块控制轮次。
[0033]所述步骤(4)的各控制轮次对应关系如下表：
[0034] 表1轮次对应关系
[0036]本发明的有益效果是：
[0037] 1.通过采集模块及控制轮次在主从节点和控制模块之间的映射，实现了在大范围 厂区内的面向统一限电指标的分站式控制，有利于负控执行的动态调整，解决大范围厂区 精细化控制问题。
[0038] 2.合理的统计和计算每个装置下的用电负荷信息，企业可以根据自身的生产情况 和总负荷指标，智能地判断不同厂区的供需能耗，并动态调整各个终端所覆盖厂区内的各 类生产设备的运行时间和运行状态，以保护生产秩序和提高经济效益。
【附图说明】
[0039] 图1为基于主从模式的一厂多站有序用电控制系统结构示意图；
[0040] 图2为基于主从模式的一厂多站有序用电控制方法流程图；
[0041] 图3为某机电企业基于主从模式的有序用电分站式控制实施方案；
[0042] 图4为静态分配与主从分站式控制模式的各个厂区供应能力对比。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0044] 如图1所示，是本发明基于主从模式的一厂多站有序用电控制系统，包括：
[0045] 主站，为电力负荷控制系统主站，主要负责将包括从终端个数、从终端地址、数据 格式、字节数在内的等主终端控制模型下发给主终端。
[0046] 主终端，作为主控制节点，对电力负荷控制系统主站是可见的，负责接收主站下发 的控制模型，并将其转发给从终端。主终端在有限距离内采用230MHz无线专网通信同从终 端进行信息交换，接收从终端上送的采集数据，也可接入计量表计，并计算各采集模块所参 与的负荷总加组数据作为各类控制方式的依据。主终端具备继电器控制功能，并在中短距 离实现多路继电器的控制。主终端负责将各控制轮次映射成统一的控制轮次序列，发送遥 控指令实现实际控制轮次的跳闸。
[0047]从终端，为小型负荷控制终端，对电力负荷控制系统主站是不可见的，主站不需要 对从终端进行管理。从终端的可接入计量表计，实现厂区负荷的分散式采集，并将负荷数据 上传至主终端。从终端具备继电器控制功能，可在中短距离实现多路继电器控制，当实际投 控时，从终端的继电器开关根据控制轮次序列实现跳闸。
[0048]控制模块，是具备多路继电器控制能力的PLC控制模块，控制模块记录其所属的终 端编号，同终端形成1对η关系。当终端编号为主终端时，表示其接入主终端；当终端编号为 从终端时，表示其接入从终端。
[0049] 采集模块，采集数据，并记录其所属的终端编号，同终端形成1对η关系。当终端编 号为主终端时，表示其接入主终端；当终端编号为从终端时，表示其接入从终端。采集模块 负荷数据存储每个采集模块在不同时间标识的负荷数据，并根据总加组配置计算得出总加 组负荷数据。
[0050] 被控设备模块，为继电器开关，实现对实际控制轮次的跳闸。
[0051] 如图2所示，是本发明一种基于主从模式的一厂多站有序用电管理方法，包括以下 步骤：
[0052]步骤一、建立面向大范围厂区的一厂多站主终端控制模型，包括从终端个数、从终 端地址、数据格式、字节数等。电力负荷控制系统主站将模型下发给主终端。
[0053]步骤二、如果主站采集模块的编号Pn被映射到某个从终端下，主终端就将控制模 型转发给对应的从终端下，由从终端进行本地操作和存储。如果没有，则由主终端自行操作 和存储。
[0054]步骤三、根据各主从终端采集模块采集的数据，由主终端在本地计算得出映射采 集模块所参与计算的负荷总加组数据，并作为各类控制方式的判断依据。
[0055] 步骤四