一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控系统及方法与流程

1.本发明涉及电网用电调度技术领域，尤其涉及一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控系统及方法。


背景技术：

2.进入新世纪后，由于传统电网的安全运行水平逐渐受到诟病，全球气候不断变暖、能源危机加重以及用电负荷迅速增加，利用新能源和可再生能源接入电网发电的技术亟待发展与完善。同时，在绿色环保、节能减排以及发展低碳经济等意识的驱动下，智能电网的概念应运而生。
3.在智能电网中，需求侧管理(dsm)对于控制能源消耗、提高能源使用效率起着重要作用，同时它能够降低负荷曲线的峰均比，达到电力的供需平衡。目前，随着智能电表逐渐进入居民用户家庭，优化居民用户能源消耗已经成了智能电网中的研究热点之一。智能电价是针对居民用户进行需求侧管理的常用方法，电网公司通过发布实时电价鼓励用户将其可转移负荷从用电高峰时段转移至非高峰时段。
4.例如，中国专利cn201210326197.9公开了基于光伏系统的用户侧分布式电源即插即用电源管理系统。该申请通过机械接口、功率接口、通信接口实现小功率的分布式 电源即插即用、并网和离网运行；通过分布式电源逆变器本身缓解甚至消除分 布式电源并网时带来的不良影响；但是无法对每一户用户进行准确调度。


技术实现要素：

5.本发明主要解决现有的技术中电网无法结合分布式电源对用户需求侧进行准确用电调度的问题；提供一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控系统及方法。
6.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控系统，包括供电监测装置，用于监测新能源发电站以及分布式电源的供电信息，与调度中心连接；用户用电负荷监测装置，用于采集用户的用电负荷信息，与调度中心连接；配网终端，用于检测配网设备以及线路的状态信息，与调度中心连接；调度中心，根据用户的用电负荷信息，判断用户的用电状态，结合配网运行状态、新能源发电状态以及分布式电源供电状态对用户进行供电调节。通过设置供电监测装置，实现电网新能源发电以及分布式电源的供电信息监测，防止供电出现无法满足需求的情况，设置用户用电负荷监测装置，对于用户整体以及不同用电设备的用电状态进行有效监测，使得用户的负荷调控更加契合用户的需求，使得电网调度中心更好的分配电量，在满足用户需求的前提下，减少电量损失，降低电网供电压力，提高电网供电质量，设置配网终端对电网线路以及配网设备进行有效监测，防止配网出现故障导致无法及时供电，提高供电质量，提高用户侧的负荷调控能力。
7.作为优选，所述的供电监测装置包括电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块用于检测新能源发电站以及分布式电源的电压信息，所述电流检测模块用于检测新
能源发电站以及分布式电源的电流信息。通过电压检测模块和电流检测模块进行供电量检测，使得供电侧能满足用户侧需求的情况下进行供电。
8.作为优选，所述的用户用电负荷监测装置包括电表以及若干个智能插座，所述电表安装在用户外的墙壁上，用于检测用户整体的用电状态，若干个所述智能插座分布设置在用户内，用于检测用户每个用电设备的功率信息。设置智能插座，智能插座设置有功率计进行设备功率检测，实现用户每个用电设备的检测，帮助电网调度中心更好的了解用户用电情况，进而进行用电分配。
9.作为优选，所述的配网终端包括：线路故障指示器，安装在配网线路上，用于线路故障检测，与处理模块连接；开关状态监测模块，用于检测开关设备的状态信息，与处理模块连接；处理模块，获取线路故障指示器和开关状态监测模块传递的信息，进行报文调制后传递给调度中心，接收调度中心的遥控指令并根据遥控指令控制开关设备的开关状态；通讯模块，用于线路故障指示器、开关状态监测模块与处理模块之间的信息传递以及处理模块与调度中心之间的信息传递。通过设置线路故障指示器对配电网线路进行故障检测，基于故障位置进行故障区间判断，结合开关状态监测模块监测的断路器、继电器以及变压器信息，判断开关设备是否处于正常工作状态，处理模块将故障信息上传，也根据可以故障的紧急性做出应急处理，优先控制开关设备，将故障区间进行隔离，防止故障区间影响正常供电区间，降低故障造成的损失。
10.作为优选，还包括安装箱，所述处理模块安装在安装箱内，所述安装箱上设置有避雷针，所述安装箱的表面设置有防水层，所述安装箱内部设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测温度信息，所述温度传感器与处理模块连接。设置安装箱对处理模块进行有效保护。
11.作为优选，还包括供电单元，所述供电单元包括太阳能供电板、锂电池、切换开关和光照强度传感器，所述安装箱上设置有安装槽，所述安装槽的底部设置有活动板，所述活动板的下端连接液压缸，所述液压缸的控制端与处理模块连接，所述太阳能供电板固定安装在活动板上，所述安装槽的上端侧壁设置有滑槽和收纳腔，封闭板滑动卡接在滑槽内，封闭板通过弹簧与收纳腔的底部连接，所述弹簧通过电子开关与锂电池连接，所述电子开关的控制端与处理模块连接，弹簧处于自然状态时所述封闭板将安装槽密封，弹簧通电收缩时所述封闭板沿滑槽滑动进入收纳腔内使所述活动板在液压缸的推动下活动进出安装槽，所述光照强度传感器用于检测光照信息，所述光照强度传感器与处理模块连接，所述太阳能供电板以及锂电池通过切换开关为处理模块供电。设置封闭板，防止太阳能供电板在下雨时淋雨，延长太阳能供电板的使用寿命，通过液压缸提升和调整太阳能供电板的朝向，使得太阳能供电板更好的吸收光照，提高太阳能供电板的供电能力，设置切换模块，在光照强度传感器检测到光照强度过低导致太阳能发电板产生的电量无法满足供电时切换锂电池供电，保证处理模块实时处于工作状态，防止故障无法及时被发现。
12.作为优选，所述的封闭板的上端设置有吸水层，在吸水层的下端设置有加热板。防止水进入安装箱内部，提高安全性。
13.本发明还提供一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控方法，包括以下步骤：获取用户的用电设备的功率信息；基于用电设备的功率信息判断用电类型；记录用户每日的用电曲线；基于用户的用电曲线以及用电类型建立供电调度表；获取新能源发电信息，当
新能源发电稳定时，进行配网状态判断，若配网正常，则采用新能源发电站供电，经过配网输送后基于供电调度表进行供电；当配网出现故障产生故障隔离时，则采用分布式电源基于供电调度表进行供电，若新能源发电不稳定或产生电量不足以进行远距离供电传输时，采用分布式电源基于供电调度表进行供电。
14.本发明的有益效果是：通过设置供电监测装置，实现电网新能源发电以及分布式电源的供电信息监测，防止供电出现无法满足需求的情况，设置用户用电负荷监测装置，对于用户整体以及不同用电设备的用电状态进行有效监测，使得用户的负荷调控更加契合用户的需求，使得电网调度中心更好的分配电量，在满足用户需求的前提下，减少电量损失，降低电网供电压力，提高电网供电质量，设置配网终端对电网线路以及配网设备进行有效监测，防止配网出现故障导致无法及时供电，提高供电质量，提高用户侧的负荷调控能力。
附图说明
15.图1是本发明的结构框图。
16.图中1、供电监测装置，2、用户用电负荷监测装置，3、配网终端，4、调度中心。
具体实施方式
17.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操
作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解，此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
22.实施例：一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控系统，如图1所示，包括供电监测装置1、用户用电负荷监测装置2、配网终端3和调度中心4，供电监测装置用于监测新能源发电站以及分布式电源的供电信息，与调度中心连接；用户用电负荷监测装置用于采集用户的用电负荷信息，与调度中心连接；配网终端用于检测配网设备以及线路的状态信息，与调度中心连接，调度中心根据用户的用电负荷信息，判断用户的用电状态，结合配网运行状态、新能源发电状态以及分布式电源供电状态对用户进行供电调节。
23.其中，用户用电负荷监测装置包括电表以及若干个智能插座，电表安装在用户外的墙壁上，用于检测用户整体的用电状态，若干个智能插座分布设置在用户内，用于检测用户每个用电设备的功率信息，智能插座内部设置有功率计进行设备功率检测，实现用户每个用电设备的检测，帮助电网调度中心更好的了解用户用电情况，进而进行用电分配。
24.供电监测装置包括电压检测模块和电流检测模块，电压检测模块用于检测新能源发电站以及分布式电源的电压信息，电流检测模块用于检测新能源发电站以及分布式电源的电流信息。
25.配网终端包括线路故障指示器，安装在配网线路上，用于线路故障检测，与处理模块连接；开关状态监测模块，用于检测开关设备的状态信息，与处理模块连接；处理模块，获取线路故障指示器和开关状态监测模块传递的信息，进行报文调制后传递给调度中心，接收调度中心的遥控指令并根据遥控指令控制开关设备的开关状态；通讯模块，用于线路故障指示器、开关状态监测模块与处理模块之间的信息传递以及处理模块与调度中心之间的信息传递。
26.处理模块安装在安装箱内，安装箱上设置有避雷针，安装箱的表面设置有防水层，安装箱内部设置有温度传感器，温度传感器用于检测温度信息，温度传感器与处理模块连接。
27.供电单元包括太阳能供电板、锂电池、切换开关和光照强度传感器，安装箱上设置有安装槽，安装槽的底部设置有活动板，活动板的下端连接液压缸，液压缸的控制端与处理模块连接，太阳能供电板固定安装在活动板上，安装槽的上端侧壁设置有滑槽和收纳腔，封闭板滑动卡接在滑槽内，封闭板通过弹簧与收纳腔的底部连接，弹簧通过电子开关与锂电池连接，电子开关的控制端与处理模块连接，弹簧处于自然状态时封闭板将安装槽密封，弹簧通电收缩时封闭板沿滑槽滑动进入收纳腔内使活动板在液压缸的推动下活动进出安装槽，光照强度传感器用于检测光照信息，光照强度传感器与处理模块连接，太阳能供电板以及锂电池通过切换开关为处理模块供电，封闭板的上端设置有吸水层，在吸水层的下端设置有加热板。设置封闭板，防止太阳能供电板在下雨时淋雨，延长太阳能供电板的使用寿命，通过液压缸提升和调整太阳能供电板的朝向，使得太阳能供电板更好的吸收光照，提高
太阳能供电板的供电能力，设置切换模块，在光照强度传感器检测到光照强度过低导致太阳能发电板产生的电量无法满足供电时切换锂电池供电，保证处理模块实时处于工作状态，防止故障无法及时被发现。其工作原理为：光照强度传感器检测光照强度并传递给处理模块，当光照强度达到设定阈值时，处理模块控制弹簧通电，弹簧收缩拉动封闭板，封闭板沿滑槽滑动完全进入收纳腔，此时，活动板可活动进出安装槽，处理模块控制液压缸工作，使活动板上升突出安装箱的表面，在活动板与液压缸的连接处设置有通过电机控制的转轴，通过角度传感器检测转轴转动角度检测并传递给处理模块，转动转轴使太阳能发电板朝向光照强的一侧，使得太阳能发电板更好的发电，太阳能发电板位置固定后，控制切换开关，转换为太阳能发电板供电，当光照强度传感器检测到光照强度太低时，控制转轴转动，当转轴转动角度超过阈值时，控制转轴转动使活动板与安装箱表面平行，并控制液压缸工作，使得活动板复位，弹簧断电，封闭板复位，控制切换开关转换为锂电池供电。合理利用新能源进行终端设备工作，减少碳排放，减少环境污染，降低供电成本。
28.开关状态监测模块包括断路器状态监测模块、继电器状态监测模块和变压器状态监测模块，其中，断路器状态监测模块包括第一光发射单元、第二光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元、第三光接收单元、第四光接收单元以及安装在刀闸上的第一反射片和第二反射片，第一光发射单元、第二光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元、第三光接收单元和第四光接收单元分别安装在刀闸的上方两侧，第一光接收单元用于接收第一光发射单元发出的直射光，第二光接收单元用于接收第一光发射单元发出的经第一反射片反射后的反射光，第三光接收单元用于接收第二光发射单元发出的直射光，第四光接收单元用于接收第二光发射单元发出的经第二反射片反射后的反射光；对于第一光发射单元、第二光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元、第三光接收单元、第四光接收单元的详细安装位置本案对此不做限定，其只要能满足相互配合工作即可。
29.具体工作原理为：断路器刀闸在开合过程中，发生振动、卡涩现象时，刀闸的分合闸速度和左右方向产生变化，正常情况下，第一光接收单元接收第一光发射单元发出的直射光、第三光接收单元接收第二光发射单元发出的直射光，当刀闸速度发生变化，刀闸挡住光线，第一光接收单元无法接受直射光或第三光接收单元无法接收第二光发射单元发出的直射光，则判断断路器刀闸分合闸出现卡涩。
30.同时，正常情况下，刀闸不偏移时，断路器分合闸过程在某一时刻，第二光接收单元接收第一光发射单元发出的经第一反射片反射后的反射光以及第四光接收单元接收第二光发射单元发出的经第二反射片反射后的反射光；当第二光接收单元在规定时间段内无法接收第一光发射单元发出的反射光或第四光接收单元在规定时间段内无法接收第二光发射单元发出的反射光，则判断断路器刀闸分合闸出现振动。
31.本发明还提供一种基于分布式电源的用户侧负荷柔性调控方法，包括以下步骤：获取用户的用电设备的功率信息；基于用电设备的功率信息判断用电类型；记录用户每日的用电曲线；基于用户的用电曲线以及用电类型建立供电调度表；获取新能源发电信息，当新能源发电稳定时，进行配网状态判断，若配网正常，则采用新能源发电站供电，经过配网输送后基于供电调度表进行供电；当配网出现故障产生故障隔离时，则采用分布式电源基于供电调度表进行供电，若新能源发电不稳定或产生电量不足以进行远距离供电传输时，采用分布式电源基于供电调度表进行供电。
32.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。