一种物联网供电控制系统及方法与流程

本发明涉及物联网供电控制，尤其涉及一种物联网供电控制系统及方法。

背景技术：

1、在供电系统中，负荷预测是配电网调度中的重要内容，有效的负荷预测能够提高配电网的运行效率和安全性，负荷预测是根据配电网的运行特点、增容决策、自然条件等因素，确定未来某一时刻的复合数据，其中，复合是指功率或者用电量，因此，对配电网常规复合预测领域的研究成为当下关注的重点内容之一。

2、现有技术中，对供电系统中的负荷预测是在分析供电运行中的对数正态过程，通过确定性误差度量对每个内核对输入间的不同关系进行编码，根据有限的规划结果实现对电力负荷的有效预测，或是结合负荷主动管理测量将各配电区块的负荷叠加，得到负荷需求曲线实现负荷预测，应用到实际中，预测精度低下，且无法对模型进行评估，造成供电公司的工作人员对所建立的模型进行评判，进一步降低模型的精度。

3、因此我们对此做出改进，提出一种物联网供电控制系统及方法。

技术实现思路

1、（一）本发明要解决的技术问题是：提高对负荷预测的预测精度，并对模型进行评估，以此达到对模型的检测，进一步提高模型的精度。

2、（二）技术方案

3、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种物联网供电控制系统，包括物联网智能控制系统、数据库以及供电系统，所述供电系统通过数据传输技术与物联网智能控制系统相连，用于对供电系统中的供电数据进行监测和控制，所述物联网智能控制系统通过数据传输技术与数据库相连，用于存储物联网智能控制系统的数据模型和控制结果；

4、所述物联网智能控制系统包括电源模块、监测模块、控制模块、模型建立模块、模型对比模块以及模型评估模块，所述电源模块用于对供电系统中运行状态进行调节，所述监测模块用于监测供电系统的运行状态进行监控，所述控制模块用于生成控制指令，发送至电源模块中，所述模型建立模块用于根据电源模块监控到的数据进行建模，所述模型对比模块用于对模型建立模块建立的模型，与数据库中存储的数据进行比对，所述模型评估模块用于对模型建立模块建立的模型进行评估。

5、优选的，所述监测模块包括传感单元、信号调理单元、数据采集单元以及数据预处理单元，所述信号调理单元用于对供电系统的运行状态进行监控，所述信号调理单元用于将传感单元输出的信号进行调理和放大，所述数据采集单元用于采集传感单元输出的信号，并转换为数字信号，所述数据预处理单元用于对数据采集单元数据进行预处理，去除数据中重复、冗长的数据。

6、优选的，所述电源模块包括变压器、整流器、滤波器、稳压器、电源管理芯片以及散热器，所述变压器用于将高压电流转换为低压电流，所述整流器用于将交流电转换为直流电，所述滤波器用于滤除直流电中的交流成分，所述电源管理芯片用于控制供电系统中的电流工作状态，所述散热器用于对供电系统中进行散热。

7、优选的，所述控制模块包括微控制器、驱动器、通信单元、电源管理单元以及电路保护模块，所述微控制器用于逻辑控制和通信任务处理，所述驱动器用于控制供电系统中的功率器件，所述通信单元用于建立物联网智能控制系统和数据库、供电系统之间的通信，所述电源管理单元用于为电源模块中的器件提供稳定的电源，所述电路保护模块用于保护电源模块中的器件不受过载、短路故障的影响。

8、优选的，所述通信单元包括wi-fi单元、蓝牙单元、gprs单元、以太网单元以及lora单元，用于实现短距离无线局域网通信、蓝牙通信、移动通信、以太网通信以及长距离无线通信。

9、一种物联网供电控制方法，应用于上述中任一项所述的一种物联网供电控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

10、s1、监测模块在获取到供电系统中的电流、电压和温度数据，并上传至数据库中进行存储；

11、s2、模型建立模块从数据库中获取到监测模块监测的数据，将数据进行建模；

12、s3、模型对比模块从数据库中获取到预设的模型，与新建的模型进行比对，生成对比数据，并发送至控制模块中；

13、s4、控制模块接收到数据后，生成控制指令，并将指令发送至电源模块中；

14、s5、电源模块接收到指令后，对应对供电系统中的电流、电压和温度进行调节，完成对供电系统的智能控制；

15、s6、模型评估模块收集模型建立模块建立的数据模型，并对预测结果进行初步验证，对平均绝对值误差进行百分比评价，并将数据上传至数据库中存储。

16、优选的，所述步骤s2中，对建立的模型进行求解包括以下步骤：

17、s21、导入供电系统中全部节点负荷的需求，将控制变量储能配置容量、可终端用户的终端容量以及中断时间实现的染色体编码；

18、s22、随机产生初始种群；

19、s23、把种群中的储能配置容量、可终端用户的终端容量以及中断时间设成常量，设置bess充放电方案机ilr中断方案，运算目标函数；

20、s24、实行选择、交叉、遗传变异处理；

21、s25、实行终止条件判定，如果遗传代数不低于最大值，则预测停止，导出结果，反之则跳转至步骤s23。

22、优选的，所述步骤s2中，收集到供电系统中的不可控负荷、可控负荷和可调负荷，建立供电系统中主动配电网整体负荷模型为：

23、

24、则设定负荷反应系数存在下述关系：

25、

26、式中，为中反应引导机制的部分；

27、为中不反应引导机制的部分；

28、则供电系统综合能源等效模型为：

29、

30、式中，为设定负荷主动控制因子。

31、优选的，所述步骤s2中，建立的模型还包括供电系统中的储能模型，储能模型为：

32、<msub><mi>h</mi><mi>soc</mi></msub><mi>(h+</mi><mi>1)=</mi><msub><mi>h</mi><mi>soc</mi></msub><mi>(h)-</mi><mi>ϕ</mi><mfrac><mrow><msub><mi>σ</mi><mi>d</mi></msub><mi>k</mi></mrow><mi>d</mi></mfrac><mi>-[1-ϕ]</mi><mfrac><mi>k</mi><mi>ϕd</mi></mfrac>

33、其中：

34、

35、式中，为过程中的变动值，为时间间隔；

36、为离散化之后的时刻的变动值；

37、为离散化后的控制时间；

38、为充电速度；

39、为储能容量的最大值；

40、为储能功率。

41、优选的，所述步骤s6中，通过对比不同模型的对平均绝对误差百分比，衡量一个模型预测结果的误差大小，评价不同模型的预测精度，评价模型为：

42、

43、式中，为样本量；

44、为实际值；

45、为预测值。

46、（三）有益效果

47、本发明所提供的一种物联网供电控制系统及方法，其有益效果是：

48、1、本发明通过采用新型的电力负荷预测模型，相较于传统的电力负荷预测模型的预测结果精度更高，且实用性更高。

49、2、本发明通过对建立的模型进行评估，便于供电公司的工作人员对所建立的模型进行人为的评判，便于进一步对模型进行优化，提高模型的精度。