电网需求响应控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电网需求响应控制系统，其包括主站、若干子站、若干智能终端和若干智能负荷，所述主站、若干子站、若干智能终端有线连接，智能终端与若干智能负荷通过无线连接；所述智能终端采集数据发送给子站；子站数据发送给主站；主站统计该地区负荷总量和可控负荷总量，检测线路状态和变压器负载率；当电网需求响应或变压器、线路过载时，主站计算负荷削减量，将负荷削减任务分配给各个子站；子站根据居民可控负荷量，将负荷削减任务分配给各个居民用户的智能终端；智能终端根据居民的用电舒适度，动态分配智能负荷的用电优先级，实现需求响应的同时保证居民的用电舒适度。
【专利说明】
电网需求响应控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电网控制系统，具体是一种电网需求响应控制系统，属于电网通信和需求响应技术领域。
【背景技术】
[0002]为满足用电需要，早期电力部门根据预测的负荷量来规划电源的建设，从而实现发电与用电的平衡。这种方法虽然可以保证电网高峰时段的用电需求，但在非高峰时段，一些发电容量处于闲置状态。随着负荷的不断增多，增加、更换变压器等设备的投资数目巨大，同时伴随着能源紧缺等问题，一些西方国家已不再一味通过增大系统装机容量来满足用电需求，展开了通过削减需求侧负荷来缓解电网用电压力的理论研究与实际应用，需求响应技术随之诞生。
[0003]根据需求响应策略的不同，可将其分为两大类:价格型和激励机制型。在用电高峰期，起决定作用的需求响应类型包括紧急需求响应、可中断负荷、直接负荷控制及容量响应四种，这四种都属于激励型需求响应。目前，激励型需求响应的研究主要针对大型电力用户，而针对普通居民用户的研究则较少。因此，有必要针对居民用电，展开相关需求响应控制方面的研究。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种电网需求响应控制系统，该系统可以自动采集当前负荷总量与可控负荷总量，根据需求响应目标和智能负荷控制算法，计算负荷削减量并实现精确负荷控制。
[0005]为了达到上述技术目的，本实用新型的技术方案是:
[0006]—种电网需求响应控制系统，其包括主站、若干子站(小区电力控制中心)、若干智能终端和若干智能负荷，所述主站与若干子站有线连接，一个子站与若干智能终端有线连接，一个智能终端与若干智能负荷通过无线连接;所述智能终端采集户内负荷总用电量和可控负荷量，将数据发送给与其连接的子站;子站统计小区内负荷总量和可控负荷量，将数据发送给主站;主站统计该地区负荷总量和可控负荷总量，检测线路状态和变压器负载率；当电网需求响应或变压器、线路过载时，主站计算负荷削减量，将负荷削减任务分配给各个子站;子站根据居民可控负荷量，将负荷削减任务分配给各个居民用户的智能终端;智能终端根据居民的用电舒适度，动态分配智能负荷的用电优先级，实现需求响应的同时保证居民的用电舒适度。
[0007]所述有线连接为有线以太网连接。
[0008]所述无线连接为WIFI或蓝牙连接。
[0009]本实用新型技术方案的有益效果:
[0010]1.本实用新型技术目的的实现是基于本系统硬件的连接关系，本系统硬件的连接实现分布式计算，采用分布式计算，将大量的计算任务分配给子站和智能终端完成，解决了大量数据计算时间长、实时性差的问题，提高了系统效率，加快了指令执行速度，实现负荷精确快速控制。特别声明，而本实用新型系统涉及的计算机软件部分为常规手段设计出，计算机软件部分并非“对现有技术的改进”。
[0011]2.当线路或变压器过载时，系统可以自动下发需求响应命令，自动削减负荷，减少了变压器、线路等设备的投资。
[0012]3.系统根据用户的用电舒适度分配负荷的动态优先级，在满足需求响应功率限制的基础上最大限度地保证了用户的用电舒适度。
[0013]4.提高了普通居民用户参与需求响应的积极性和主动性。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统结构图。
[0015]图2是本实用新型的功能模块图。
[0016]图3是本实用新型的控制算法流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0018]如图1所示，电网需求响应控制系统由四部分组成:调度中心主站(即主站)、子站(小区电力控制中心)、智能终端和智能负荷。主站、子站和智能终端通过有线以太网连接，智能终端与智能负荷通过WIFI连接。
[0019]智能终端采集户内负荷总用电量和可控负荷量，将数据打包发送给子站;子站统计小区内负荷总量和可控负荷量，将数据打包发送给主站。主站统计该地区负荷总量和可控负荷总量，检测线路状态和变压器负载率，当电网需求响应或变压器、线路过载时，主站计算负荷削减量，将负荷削减任务分配给各个小区；小区电力调度中心根据居民可控负荷量，间负荷削减任务分配给各个居民用户的智能终端;智能终端根据居民的用电舒适度，动态分配智能负荷的用电优先级，实现需求响应的同时保证居民的用电舒适度。
[0020]电网需求响应控制系统的功能模块划分如图2所示，系统可分为通信模块、负荷控制模块、参数设置模块、数据分析模块、显示模块和越限报警模块。通信模块负责系统内各个装置间的通信，包括数据打包发送和报文接收解析；负荷控制模块负责规划负荷用电顺序，并生成控制命令控制负荷;参数设置模块用于设定系统参数如变压器容量、线路容量、负荷类型等;数据分析模块负责计算负荷削减量和需求响应时间；显示模块用于显示系统参数、线路数据、变压器数据、负载数据等;越限报警模块用于监测线路和变压器的功率是否越限。
[0021]通信模块以及其计算机软件设计均为现有技术，如专利公开号CN104079535A、授权公告号CN101777792B等专利文献公开的通信方法。
[0022]负荷控制模块以及其计算机软件设计均为现有技术，如专利公开号CN104850026A等专利文献公开的负荷控制方法。
[0023]参数设置模块以及其计算机软件设计均为现有技术，如专利公开号CN104639531A等专利文献公开的参数设置方法。
[0024]数据分析模块以及其计算机软件设计均为现有技术，如授权公告号CN104933501B等专利文献公开的电网数据分析方法。
[0025]显示模块以及其计算机软件设计均为现有技术，如专利公开号CN105005466A等专利文献公开的显示控制方法。
[0026]越限报警模块以及其计算机软件设计均为现有技术，如授权公告号CN103268353B等专利文献公开的电网报警自动响应系统及电网报警自动响应方法。
[0027]系统工作时，通信模块读取负荷总量、可控负荷量、线路负载率、变压器负载率、需求响应命令等数据，通信模块将报文解析后发送给数据处理模块;数据处理模块从通信模块、参数设置模块和越限报警模块中获取数据，计算得到负荷削减量并将相关数据发送给负荷控制模块;负荷控制模块根据负荷削减量和可控负荷量，将负荷削减任务进行分配，生成控制命令，经通信模块发送给负荷。
[0028]系统分配智能负荷用电顺序的控制算法流程图如图3所示(为现有技术，如授权公告号CN103676846B专利文献公开的一种新型家庭能量管理系统的智能控制算法)，Pi为当前家电总功率，P2为需求响应限制功率。该算法的控制目标是在需求响应期间，在保证用户舒适度的基础上，根据各个家电的动态优先级K进行家电的用电决策，最大限度地满足需求响应用电限制。需求响应开始后首先读取需求响应功率限制并统计计算户内智能负荷总功率，若Pi<P2则说明不需要优化家电用电，可以等待进入下一次状态更新。若Pi>P2则说明需要优化家电用电，控制某些负荷断电。智能终端计算各个家电的舒适度指数并进行排序，得出各个家电的动态优先级。智能终端根据动态优先级从高到低依次控制家电断电，直到满足需求响应功率限制或无法继续优化为止。
[0029]例如，在居民用电高峰期夏季11:00至14: 00，有大量空调开启，下班后17:30至22:00，居民可控负荷主要为空调、热水器、充电器等，这两个时段居民用电较为集中，可能出现线路或变压器过载。为缓解用电压力，主站发出需求响应信号，限制各个小区(子站)的用电功率。子站收到主站发来的需求响应命令后统计计算小区内当前可控的负荷量，将负荷削减任务分配给各个居民用户。智能终端接收到子站发来的功率限制后，通过负荷控制算法计算负荷动态优先级，控制家电的用电顺序，若用户不希望某个家电断电，则可以将其优先级手动设为最低。
[0030]上述实施例不以任何方式限制本实用新型，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种电网需求响应控制系统，其特征在于包括主站、若干子站、若干智能终端和若干智能负荷，所述主站与若干子站有线连接，一个子站与若干智能终端有线连接，一个智能终端与若干智能负荷通过无线连接;所述智能终端采集户内负荷总用电量和可控负荷量，将数据发送给与其连接的子站;子站统计小区内负荷总量和可控负荷量，将数据发送给主站；主站统计该地区负荷总量和可控负荷总量，检测线路状态和变压器负载率；当电网需求响应或变压器、线路过载时，主站计算负荷削减量，将负荷削减任务分配给各个子站;子站根据居民可控负荷量，将负荷削减任务分配给各个居民用户的智能终端；智能终端根据居民的用电舒适度，动态分配智能负荷的用电优先级。2.根据权利要求1所述的一种电网需求响应控制系统，其特征在于:所述有线连接为有线以太网连接。3.根据权利要求1所述的一种电网需求响应控制系统，其特征在于:所述无线连接为WIFI或蓝牙连接。
【文档编号】H02J3/06GK205595796SQ201620347519
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】田德胜, 伏祥运, 孙浩然, 邵琴, 刘明, 汤奕, 刘增稷
【申请人】国网江苏省电力公司连云港供电公司, 国家电网公司, 东南大学