一种基于HPLC通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统的制作方法

一种基于hplc通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统
技术领域
[0001]
本发明涉及低压电力线高速载波通信技术领域，具体涉及一种基于hplc通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统。


背景技术：

[0002]
低压电力线高速载波通信(high power line carrier)，简称hplc，是一种稳定可靠、通信速率快、数据传输安全、可以利用电力线进行数据传输的通信方式。高速载波通信已在电力行业得到大力推广，其应用效果也得到了用户的认可。
[0003]
智能电网是当今世界电力发展和变革的最新动向，并被认为是21世纪世界电力系统的重大科技创新和未来的发展趋势。其中智能化用电、科学调控是智能电网建设的主要内容，其智能化体现在用户与电网能够自动、实时交互用电信息、负荷控制等信息，以达到用电的科学性、经济性和合理性，实现社会能源节约。因此，突破智能用电双向互动调控核心技术，建立与国际标准接轨的完整、统一的技术标准和规范，并构建一套灵活的电网与用户双向交互调控系统，提供多样化的友好互动电能交换平台，开发智能用电采集和终端设备，实现灵活互动的供用电模式是符合当前电网发展的迫切需要。
[0004]
能源互联网背景下，城乡居民客户用能呈现两大趋势：一是用能需求趋于多元化，对综合能源服务提出了新的要求；而是高峰时段用电负荷呈现两位数增长态势造成电网峰谷差不断增大，对电网供电能力提出了新的挑战。
[0005]
为促进电网为用户提供更好的供用电服务，实现电网与用户的双向互动，智能交流，达到对电网用电负荷感知、精准负荷预测、调控，因此提出该一种基于hplc通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统。该系统的目标是充分利用新一代hplc电力通信网络，构建电网与用户数据双向传输通信，电网基于负荷感智技术，对用户建立用户信息采集的自动化、客户服务的互动化，为供电公司负荷预测，精准调控，经营管理决策提供技术支撑手段，为智能电网与用户互动信息化运行提供安全可靠保障。同时为用户提供基础详细的用户信息，通过不同维度展示，让居民用电更加透明化，利用负荷感智技术，基于hplc高速通信技术，并与用电信息采集系统相结合，开发互动信息系统软件，实现各层面用电信息互动及用户能源管理与能效分析等建立供电公司层面的示范应用。让电消费者更好地了解自身用电状况，合理化安排用电，减少用户在负荷高峰期造成的停电损失的同时，电网通过有效系统调控，高效实现电网供电削峰填谷。
[0006]
双向互动调控系统也可为用户提供远程查看控制服务，当用户离家后，对家庭用电设备不明确运行状态时，可通过服务请求，由用电信息采集平台实现对家庭用电设备状态监控及远程控制，为客户解决用电需求及用电安全保障。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是：为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于hplc通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统，平台与用户交互通过4g网络与用户手
机app交互实现双向交互，平台通过集中器与智能交互终端通信实现对家庭用电设备运行状态监控和远程控制，同时通过集中器获取台区内用户用电数据，构建负荷调控模型，实现台区供电平衡，达到低压台区负荷调控功能。
[0008]
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
[0009]
一种基于hplc通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统，其特征在于，包括：用电信息采集平台、集中器、智能电表、用户app、智能交互终端、大功率遥控开关、智能插座，其中：
[0010]
用电信息采集平台通过4g与集中器连接，通过hplc通信网络与用户智能电表及户内智能交互终端通信；用电信息采集平台与用户app通过4g网络互联，实现双向交互；
[0011]
集中器为数据采集设备，实现对台区内智能电表及家庭用电设备数据采集，并完成平台下发对设备控制指令；
[0012]
智能交互终端为家庭智能网关，既完成与原低压台区采集系统数据交互，也完成与家庭用电设备通信，家庭用电设备通过大功率遥控开关以及智能插座实现用电设备电能计量，运行状态以及供电通断控制；
[0013]
当系统采集用户用电数据后，通过hplc和智能交互终端与平台达到信息交互，同时获得电网信息；使得平台获取用户用电信息的同时，也了解用户电器用电情况，利用大功率遥控开关及智能插座计量及控制功能，实现用户用电负荷感知，通过大数据分析，通过收益共享、双向认可原则，达到用户负荷感知与调控的双向互动目的，有效实现电网峰谷调控；
[0014]
同时系统能通过智能交互终端获取用户用电信息以及设备故障信息快速反馈给用户，协助用户快速处理用电设备故障，同时也能够远程接受用户供电服务请求，即可远程完成对供电设备运行开关状态监测，也能远程实现用电设备控制。
[0015]
进一步的，智能交互终端包含显示模块、采集模块、通信模块、控制模块、存储模块和电源模块，大功率遥控开关及智能插座包括通信模块、控制模块、存储模块、计量模块和电源模块。
[0016]
进一步的，智能交互终端通过hplc与户内大功率遥控开关和智能插座通信，家庭用电设备连接在大功率遥控开关和智能插座上，智能交互终端作为整个系统的数据中转站及网络桥接点，功能上接收来自于用电信息采集平台的抄读与写入数据，同时获取智能电表计量数据和户内大功率遥控开关和智能插座计量数据，并对户内大功率遥控开关和智能插座实施远程控制；智能交互终端既能与用电信息采集平台进行数据交互，也能够与户内智能网络进行通信，为两个不同hplc网络的桥接点。
[0017]
进一步的，用电信息采集平台通过集中器获取台区用电数据及用户家庭用电设备数据，构建负荷调控模型，当台区供电有进行峰谷调控需求后，平台通过4g与用户双向交互达成调控约定后，平台按照约定调控方式，对台区内用户家庭用电设备远程调控，并在调控结束后告之用户，同时进行利益分享。
[0018]
进一步的，用电信息采集平台通过建立负荷预计模型，实现用电高峰提前预警，当台区用电即将达到高峰时，平台通过用户app通过加密安全认证，实现平台与用户双向互动，以收益共享、双向认可原则，平台给用户发送用电负荷调控计划，包括相关的调控时间、调控收益、调控对象、调控方式，当客户同意执行并授权后，平台根据获取的用户家用电器
运行开关、运行状态进行远程控制，包括控制家庭用电设备开启或关闭，家庭用电设备运行功率调控，通过全网全台区统筹调控，实现低压台区电网运行削峰填谷的功能。
[0019]
进一步的，用电信息采集平台为用户提供用电数据分析服务，为用户提供家用设备历史用电数据曲线，以及家用设备用电分类情况，用户通过手机app能够申请对家用电器运行状态监控，尤其是用户出差在外，用户能够通过平台实现对家庭用电设备运行状态查看，远程断电操作，平台根据用户家庭用电设备耗电异常行为给用户提供预警信息，为用户提供用电安全保障。
[0020]
进一步的，用户app与平台通过4g通信，向平台发送服务请求，平台根据用户请求内容，分类管理，当用户需求仅为数据服务类时，平台直接处理，并将信息发送到用户app；当用户需要针对家庭用电设备运行状态查看或远程控制时，平台与用户双向确认后，平台通过集中器及智能交互终端获取用户家庭用设备运行数据、开关状态，并根据客户需求实现远程控制。
[0021]
进一步的，大功率遥控开关及智能插座具有hplc及红外通信功能，上行与智能交互终端通过hplc通信，通过红外与家庭用电设备通信，还具有远程通断电及异常上报功能，设备内置继电器能够实现远程拉合闸控制，同时设备具有计量功能、漏电保护和异常事件上报功能，能够实现计量家庭用电设备实时耗能数据，为用户提供需求服务。
[0022]
进一步的，用电信息采集平台管理用户基本信息，建立基本档案信息，将用户、电表、智能交互终端以、大功率遥控开关、智能插座以及家庭用电设备一一关联，为负荷感知提供基础信息，同时将与用户意达到管理合作协议的用户信息分类管理，为后期峰谷调控做好准备。
[0023]
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
[0024]
(1)本发明平台通过集中器利用hplc通信网络和智能电表通信，把用电信息发送给平台系统，平台系统通过负荷感知及大数据分析技术，构建负荷调控模型，低压侧整台区供电系统利用负荷预测及调控技术基础上，通过供电平台与用户双交互动、信息共享、安全确认，为低压台区供电实现削峰填谷，保障系统能够更合理的供电，降低电网运行成本，广泛地落实节能减排的战略意义，提高电能使用的经济性和安全性，实现供用电多方共赢。
[0025]
(2)本发明通过hplc网络通信，平台系统可通过智能交互终端获取用户用电信息以及设备故障信息快速反馈给用户，协助用户快速处理用电设备故障，同时也够远程接受用户供电服务请求，即可远程完成对供电设备运行开关状态监测，也能远程实现用电设备控制，平台可根据用户请求信息，下发现场服务工单，实现供需一站式服务。此功能可精确故障信息到用户个体设备，能将用户用电设备供电异常信息发送到用户，极大提高了故障定位准确率和高效性，为用电安全提供技术保障，也能提高供用双方信息互动效率，改变服务响应模式，提升服务效率与水平，对智能电网升级有很大的推进性作用。
[0026]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0027]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0028]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0029]
图1是本发明整体系统模块框图。
[0030]
图2是本发明用电采集平台与户内设备数据交互示意图。
[0031]
图3是本发明用电采集平台为用户提供用电信息示意图。
[0032]
图4是本发明利用智能感知技术实现负荷预测达到峰谷调控目的示意图。
[0033]
图5是本发明通过hplc网络为用户提供用电设备状态查询及远程控制功能服务示意图。
具体实施例
[0034]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0035]
本发明实施例提供的基于hplc通信及用电负荷感知技术的双向交互调控系统，包括：用电信息采集平台、集中器、智能电表、用户手机app、智能交互终端、大功率遥控开关、智能插座，如图1所示，是本发明整体系统模块框图。本发明是一种基本于hplc通信及用电负荷感智技术的双向交互调控系统，平台与用户交互通过4g网络与用户手机app交互实现双向交互，平台通过集中器与智能交互终端通信实现对家庭用电设备运行状态监控和远程控制，同时通过集中器获取台区内用户用电数据，构建负荷调控模型，实现台区供电平衡，达到低压台区负荷调控功能。
[0036]
本发明的双向交互调控系统，主要实现对台区内家庭用电设备远程监测、控制，响应用户服务请求，反馈客户用电信息，提高供电质量，提升客户服务。系统中集中器为数据采集设备，实现对台区内电能表及家庭用电设备数据采集，并完成平台下发对设备控制指令，智能电表为国家电网现场运行的智能电能表，智能交互终端为家庭智能网关，既完成了与原低压台区采集系统数据交互，也完成与家庭用电设备通信，而家庭用电设备主要通过大功率遥控开关以及智能插座实现用电设备电能计量，运行状态以及供电通断控制，设备与平台组合应用，实现一种基本于hplc通信及用电负荷感智技术的双向交互调控系统。
[0037]
用电信息采集平台通过4g与集中器连接，然后通过hplc通信网络，与用户智能电表及户内智能交互终端通信。用电信息采集平台可以与用户手机app通过移动通信网络互联，实现人机交互。
[0038]
图2是本发明用电采集平台与户内设备数据交互示图。平台通过集中器与户内智能交互终端通过hplc网络通信，获取家庭用电设备运行状态信息，包括电量、开关状态等，同时可实现对家庭用电设备远程控制功能。
[0039]
智能交互终端同时可以通过hplc与户内大功率遥控开关和智能插座通信。智能交互终端作为整个系统的数据中转站及网络桥接点，功能上接收来自于用电信息采集系统的抄读与写入数据，同时可以获取智能电表计量数据和户内大功率遥控开关和智能插座计量数据，并对户内大功率遥控开关和智能插座实施远程控制。智能交互终端既可以与用电信
息采集系统进行数据交互，也可以与户内智能网络进行通信，为两个不同hplc网络的桥接点。
[0040]
图3是本发明用电采集平台为用户提供用电信息。平台与用户双向交互，实现对家庭用电设备信息安全共享，平台通过用户确认及安全认证，获取用户家庭用电设备信息，监控设备运行状态及远程控制功能权限，以完成平台构建负荷调控模型数据支持，同时平台可与用户交互，将获取信息反馈到用户，实现信息共享。
[0041]
本发明双向交互调控系统旨在实现供电系统与用户双向交互的同时，达到台区负荷调控的目的。一方面用电信息采集系统利用hplc通信网络，抄读用户智能电表数据，针对智能电表数据高频采集，获取台区负荷变化曲线，对整个低压台区用电负荷分析，形成负荷运行变化数据模型，利用大数据分析技术，建立负荷预测模型，实现台区负荷精预测；同时，用电采集系统通过hplc通信网络与智能交互终端通信，获取用户大功率遥控开关以及智能插座计量数据，系统针对用户家用电器分类并与设备对应建档管理，通过相应的数据管理，实现对用户家用电器运行状态监测、用能数据获取与分析，为用户提供用电数据分析与建议，实现用户科学合理用电。
[0042]
图4是本发明利用智能感知技术实现负荷预测达到峰谷调控目的。平台通过集中器获取台区用电数据及用户家庭用电设备数据，构建负荷调控模型，当台区供电有进行峰谷调控需求后，平台通过4g与用户双向交互达成调控约定后，平台按照约定调控方式，对台区内用户家庭用电设备远程调控，并在调控结束后告之用户，同时进行利益分享。
[0043]
用电信息采集平台通过建立负荷预计模型，实现用电高峰提前预警，当台区用电即将达到高峰时，平台可通过手机app通过加密安全认证，实现平台与用户双向互动，以收益共享、双向认可原则，平台给用户发送用电负荷调控计划，包括相关的调控时间、调控收益、调控对象、调控方式等内容，当客户同意执行并授权后，平台可根据获取的用户家用电器运行开关、运行状态进行远程控制，包括控制家庭用电设备开启或关闭，家庭用电设备运行功率如空调制冷或制热温度标准等，通过全网全台区统筹调控，实现低压台区电网运行削峰填谷的目的。另一方面平台可以为用户提供用电数据分析服务，为用户提供家用设备历史用电数据曲线，以及家用设备用电分类情况，用户通过手机app可以申请对家用电器运行状态监控，尤其是用户出差在外，用户可通过平台实现对家庭用电设备运行状态查看，远程断电操作，减少不必要的浪费，平台也可以根据用户家庭用电设备耗电异常行为给用户提供预警信息，为用户提供用电安全保障。
[0044]
图5是本发明通过hplc网络为用户提供用电设备状态查询及远程控制功能服务。本发明是一种基本于hplc通信及用电负荷感智技术的双向交互调控系统，用户app与平台通过4g通信，向平台发送服务请求，平台根据用户请求内容，分类管理，当用户需求仅为数据服务类时，平台直接处理，并将信息发送到用户app，当用户需要针对家庭用电设备运行状态查看或远程控制时，平台与用户双向确认后，平台通过集中器及智能交互终端获取用户家庭用设备运行数据、开关状态等，并可根据客户需求实现远程控制。
[0045]
大功率遥控开关及智能插座一方面具有hplc及红外通信功能，上行可以与智能交互终端通过hplc通信，也可通过红外与家庭用电设备通信，另一方面具有远程通断电及异常上报功能，设备内置继电器可实现远程拉合闸控制，同时设备具有计量功能、漏电保护和异常事件上报功能，系统可实现计量家庭用电设备实时耗能数据，为用户提供需求服务。
[0046]
上述双向交互调控系统包括但不限于以下功能：
[0047]
(1)平台管理功能：平台管理用户基本信息，建立基本档案信息，将用户、电表、智能交互终端以、大功率遥控开关、智能插座以及家庭用电设备一一关联，为负荷感知提供基础信息，同时将与用户意达到管理合作协议的用户信息分类管理，为后期峰谷调控做好准备。
[0048]
(2)平台调控技术建模管理：系统根据用电采集平台采集数据，结合台区内用户家庭用电设备类型以及用电特征，构建用户负荷调控模型，实现台区内用户负荷自动化调控管理，自动分配调控任务及调控方法并通过集中器及hplc通道下发到用户，根据用户反馈实施调控同时，计算调控双方收益。
[0049]
(3)负荷调控：平台通过获取台区内用户电表电能数据，利用平台已建立负荷预测模型，当平台预测台区用电高峰时间即将到来时，平台根据低压台区用电负荷情况，根据调控策略，发出用电高峰调控需求响应，同时接收用户反馈意见，当用户同意并选择调控策略回复平台后，平台针对低压台区用户用电情况进行综合调控，实现用电削峰；同时平台可根据低压台区用电负荷情况，给用户意见发出用电建议，如电动车充电等，接受用户反馈意见进行综合评定，实现谷期电量有效输出，从而通过平台负荷调控达到台区用电削峰填谷的目的。
[0050]
(4)双向交互管理功能：平台将调控信息通过集中器、交互终端，利用hplc信道提供给用户，由用户选择同意的调控方式如空间关闭或空调调温，电动车充电等等，用户选择收益方式如电费冲抵或现金红包等，平台与用户达成共识后，开展调控实施，同时平台通过集中器，利用hplc通信将信息发送到用户智能交互终端，将用户用电信息展示给用户，让用户更直观了解用电详情，并实时获取到供电信息。
[0051]
(5)咨询与助力服务：当用户需要了解相关用电情况，家用设备开启情况等，可通过手机app与平台连接，通过4g通信网络将请求信息上传到平台系统，平台系统根据用户请求，实时查询指定设备运行状态，并将结果由平台下发到集中器，集中器通过hplc网络再下发到智能交互终端，智能交互终端读取设备运行状态，将设备运行状态信息再通hplc网络上传到平台，平台通过4g将信息反馈给用户。
[0052]
用户收到平台反馈设备运行状态后，可根据设备运行状态与用户需求，控制用电设备，若用户需将用户设备关闭或开启运行，用户通过手机app将需求信息与平台交互，平台将控制命令下发到集中器，集中器通过hplc网络发送到智能交互终端，智能交互终端将控制命令下发到用电设备端，并将设备反馈信息通过hplc网络传给集中器并上传平台，最后发送到用户，实现一次对家用设备的远程控制。
[0053]
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
[0054]
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特
此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
[0055]
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
[0056]
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
[0057]
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
[0058]
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。