一种基于需求响应的蓄热式电采暖控制系统的制作方法

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本实用新型属于蓄热式电采暖优化控制技术领域，特别涉及一种基于需求响应的蓄热式电采暖控制系统。


背景技术：

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电采暖是北欧国家通常使用的供暖方法，电采暖设备维护和使用较为简单，通过控制电采暖系统的温控器，将温度准确地保持在所设定的温度达到采暖的目的。蓄热式电采暖的国际市场消费主要分布在美洲、欧洲和亚洲，且基本形成三足鼎立的局面。近年来，全球蓄热式电采暖市场一直保持稳定增长趋势。
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以天津为代表的华北地区，在冬季春节期间，电力负荷大幅削减，热电联供机组受“热电耦合”运行特性限制，供热能力不足，居民取暖得不到保障。蓄热式电采暖作为优质的可中断、可调节负荷资源，对于解决清洁供暖的可靠性、经济性等上述问题具有天然的资源优势。
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目前，国内外已有相关学者对蓄热式电采暖系统的运行进行了相关研究。大连理工大学吕泉、刘永成等学者研究了蓄热电锅炉方案在解决新能源消纳方面的应用问题，对比了固定时段运行策略与灵活协调运行策略两种运行方式在对新能源消纳方面的效果。mehleri,e.d,sarimveis,h等人研究了小型社区级的供热和供电需求平衡模型，模型中包括集中电网和多类微型热电联产单元，以及辅助供能的燃气锅炉，应用混合整数线性规划方法对模型进行求解，其研究的特点在于考虑了管道中的能源损耗。
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常规的蓄热式电采暖控制装置，只能实现在手动或者固定时间段的启停控制，控制方式粗放且缺乏有效互动控制手段。在需求响应工作以常规化机制在华北地区实施的情况下，充分发挥蓄热式电采暖负荷优质的可中断、可调节、可储能的优势，需要一种能够适应需求响应下的蓄热式电采暖优化控制装置。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于需求响应的蓄热式电采暖控制系统，该系统能够实现蓄热式电采暖的精细化监视和控制，并能够根据相应需求调整系统运行状态，有序地控制蓄热式电采暖中底层加热装置、蓄热装置、电动阀门及循环泵的状态，实现蓄热式电采暖的最佳状态控制。
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本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
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一种基于需求响应的蓄热式电采暖控制系统，其特征在于：包括计量模块、处理模块、人机接口模块、电源模块及通信接口模块，所述计量模块、人机接口模块及通信接口模块均连接至所述处理模块，所述电源模块分别连接至所述计量模块及处理模块。
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而且，所述计量模块包括电压采集电路、电流采集电路、计量电路及状态信息采集电路，所述电压采集电路及电流采集电路连接至所述计量电路。
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而且，所述处理模块包括存储电路、时钟电路、i/o电路、处理电路、spi通信电路、
uart接口电路、交换电路、检测电路及电信息采集电路，所述存储电路、时钟电路、i/o电路、spi通信电路、uart接口电路、交换电路、检测电路及电信息采集电路均连接至所述处理电路，所述处理电路分别连接至所述计量模块的计量电路及状态信息采集电路，所述电信息采集电路分别连接至所述计量模块的电压采集电路及电流采集电路。
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而且，所述人机接口模块包括操作电路、状态显示电路及lcd显示器，所述操作电路及状态显示电路均连接至所述处理模块的i/o电路，所述lcd显示器连接至所述处理模块的spi通信电路。
[0012]
而且，所述通信接口模块包括rs485接口电路、红外通信电路及以太网接口电路，所述rs485接口电路及红外通信电路均连接至所述处理模块的uart接口电路，所述以太网接口电路连接至所述处理模块的交换电路。
[0013]
而且，所述状态信息采集电路通过uart接口与所述处理电路连接，所述电信息采集电路通过spi接口与所述处理电路连接。
[0014]
而且，所述处理电路的型号为stm32f767。
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本实用新型的优点和有益效果为：
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1、本实用新型能够实现蓄热式电采暖的精细化监视和控制，并能够根据相应需求调整系统运行状态，有序地控制蓄热式电采暖中底层加热装置、蓄热装置、电动阀门及循环泵的状态，实现蓄热式电采暖的最佳状态控制。
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2、本实用新型能够分析蓄热式电采暖的各项收益与运行特点，并结合需求响应制定蓄热式电采暖的调度策略，并根据调度策略有序控制底层加热装置、蓄热装置、电动阀门、循环泵的状态；为开展蓄热式电采暖系统优化运行与和电网友好互动示范应用提供相关支撑；为蓄热式电采暖用户参与和电网互动、促进可再生能源消纳、提升采暖系统经济运行水平、降低电网峰谷差和促进蓄热式电采暖系统推广等方面提供一种切实有效的解决途径。
附图说明
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图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
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下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0020]
一种基于需求响应的蓄热式电采暖控制系统，其创新之处在于：包括计量模块1、处理模块2、人机接口模块3、电源模块5及通信接口模块4，所述计量模块、人机接口模块及通信接口模块均连接至所述处理模块，所述电源模块分别连接至所述计量模块及处理模块。
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计量模块包括电压采集电路101、电流采集电路102、计量电路103及状态信息采集电路104，所述电压采集电路及电流采集电路连接至所述计量电路。
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处理模块包括存储电路201、时钟电路202、i/o电路203、处理电路204、spi通信电路205、uart接口电路206、交换电路207、检测电路208及电信息采集电路209，所述处理电路的型号为stm32f767，所述存储电路、时钟电路、i/o电路、spi通信电路、uart接口电路、交换
电路、检测电路及电信息采集电路均连接至所述处理电路，所述处理电路分别连接至所述计量模块的计量电路及状态信息采集电路，所述电信息采集电路分别连接至所述计量模块的电压采集电路及电流采集电路。
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人机接口模块包括操作电路301、状态显示电路302及lcd显示器303，所述操作电路及状态显示电路均连接至所述处理模块的i/o电路，所述lcd显示器连接至所述处理模块的spi通信电路。
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通信接口模块包括rs485接口电路401、红外通信电路402及以太网接口电路403，所述rs485接口电路及红外通信电路均连接至所述处理模块的uart接口电路，所述以太网接口电路连接至所述处理模块的交换电路。
[0025]
状态信息采集电路通过uart接口与所述处理电路连接，所述电信息采集电路通过spi接口与所述处理电路连接。
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本实用新型的工作原理为：
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本实用新型的计量模块采集蓄热式电采暖的进回水温度、蓄热量、阀门开度、管道流量等信息，通过处理模块得出蓄热式电采暖目前的运行状态，并对其进行实时监测；
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处理模块与通信接口模块连接，并通过通信接口模块接收天气、电价等实时信息，以实时掌握外部市场、气象等信息；
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处理模块与人机接口模块连接，并通过人机接口模块接收需求响应，同时结合蓄热式电采暖目前的运行状态及外部市场、环境信息，计算出可响应量、响应时段等信息，并确定响应期间的加热功率、放热功率、加热时段及放热时段等运行指令，通过指令生成、指令分配、指令下发，实现对蓄热式电采暖系统的实时控制。
[0030]
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。