一种互联网+可调度负荷用户互动方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统负荷调度技术领域，具体涉及一种"互联网+可调度负荷"用 户互动方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着风电、太阳能等新能源的快速发展，其间歇性和波动性增加了发电侧 的不确定性，给电力系统的安全、稳定运行带来了巨大挑战。目前电网侧主要通过水电以及 火电等常规发电机组对新能源发电的随机性进行补偿，这种仅从发电侧进行调控的方法， 其经济性较差；目前国内学者提出了需求侧响应，即通过价格信号或激励手段引导电力用 户负荷转移等方式，有其优势，但是由于电价以及用户响应行为具有随机性，需求响应的结 果往往是不确定的；目前国内对于负荷调度进行了初步的理论探讨，但是并未有通过技术 手段将负荷进行统一管理和智能调度的系统平台；将新能源与互联网、信息网络等相结合 应用于电力系统负荷调度技术领域是未来重要发展方向之一，目前国内还没有将负荷调度 与"互联网+"相结合的相关研究。充分挖掘需求侧资源的潜力，充分调动电力用户参与"互 联网+可调度负荷"的积极性与主动性，进而引导电力用户实现经济、高效、智能用电是当今 迫切的需要；随着分布式电源、储能设备以及电动汽车的逐渐普及，加之未来智能家居和实 时电价的实施，对新形势下电力用户互动方法进行研究也是当务之急。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能使电力用户利用互联网实现经济、高 效、智能用电的"互联网+可调度负荷"用户互动方法。
[0004] 为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种"互联网+可调度负荷"用户互动方 法，包括如下步骤： (1)建立"互联网+可调度负荷"综合调度系统，其包括电网管理层、上位通信层、中心 平台层、下位通信层和用户终端层； 所述电网管理层包括隔离平台、电网调度平台、固定监控终端和移动监控终端；所述电 网调度平台和固定监控终端分别与所述隔离平台的相应端口双向连接；所述移动监控终端 与所述隔离平台的相应端口无线连接； 所述中心平台层包括上位防火墙、下位防火墙、计算服务器、通信服务器、数据服务器 和扩展服务器；所述上位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服 务器的相应端口双向连接；所述下位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务 器和扩展服务器的相应端口双向连接；所述计算服务器与所述数据服务器的相应端口双向 连接； 所述上位通信层包括通信线；所述通信线为光纤或网线；所述隔离平台通过光纤或网 线与互联网络相连接；所述上位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接； 所述下位通信层包括无线网络和有线网络；所述无线网络为GPRS网络、3G网络、4G网 络或WiFi;所述有限网络为光纤或网线；所述下位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连 接； 所述用户终端层包括用户终端和一个以上的用户智能单元；所述用户智能单元包括微 处理器、存储模块、电量测量模块、电压互感器、电流互感器、继电器电路、输出状态指示模 块、WIFI模块和电源转换电路； 所述电压互感器、电流互感器、继电器电路、电源转换电路的输入端分别接用户电源的 输出端OUT; 所述电压互感器和电流互感器的输出端分别接所述电量测量模块的相应输入端；所述 电量测量模块的输出端接所述微处理器的相应输入端； 所述继电器电路的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端；所述继电器电路的 控制输出端接可调度负荷的相应输入端； 所述输出状态指示模块的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端； 所述WIFI模块和存储模块分别与所述微处理器的相应端口双向连接； 所述WIFI模块通过无线交换机与用户终端相连接； 所述WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接； 所述存储模块与所述微处理器的相应端口双向连接； 所述电源转换电路的输出端分别接所述微处理器、存储模块、电量测量模块、继电器电 路、输出状态指示模块和WIFI模块的电源端； 所述用户终端通过GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线与互联网络相连接； 所述中心平台层的计算服务器安装有验证模块、计算模块； 所述中心平台层的数据服务器安装有数据存储模块； 所述用户终端安装有注册模块、绑定模块、个性化用电需求设置模块和用户终端前端 可视化模块； 所述微处理器安装有个性化用电需求执行模块； (2) 用户注册与验证：用户通过所述用户终端的操作界面输入用户信息给所述注册模 块，所述注册模块与所述数据服务器的数据存储模块进行通信，将所述用户信息存储于所 述数据服务器的数据存储模块，完成用户注册；所述用户信息包括用户银行账号、用户名、 用户手机号、用户邮箱和用户登录密码； 所述注册模块与所述计算服务器的验证模块进行通信，进行用户信息的验证；通过所 述计算服务器的验证模块向所述用户银行账号存入1分钱，用户通过所述用户终端的操作 界面回填验证码给所述注册模块；如果所回填的验证码与银行系统中用户银行账号所获得 的留言信息相符，则说明用户信息是真实的，用户信息通过验证；否则，说明用户信息是不 真实的，用户信息未通过验证； (3) 绑定可调度负荷：每个可调度负荷对应一个用户智能单元；可调度负荷拥有唯一 的身份信息；所述身份信息包括设备标识ID、设备类型、额定功率、额定电压、额定电流、所 属省份、所属市、所属区、所属网段和所属线路；用户通过所述用户终端的操作界面输入可 调度负荷的设备类型、额定功率、额定电压、额定电流、所属省份、所属市、所属区、所属网段 和所属线路给所述绑定模块，同时所述绑定模块与所述可调度负荷对应的用户智能单元的 WIFI模块进行通信，获取所述WIFI模块的MAC地址，将所述MAC地址作为可调度负荷的设 备标识ID; 所述绑定模块与所述数据服务器的数据存储模块进行通信，将所述可调度负荷的设备 标识ID、设备类型、额定功率、额定电压、额定电流、所属省份、所属市、所属区、所属网段和 所属线路存储到所述数据存储模块，完成可调度负荷的绑定； (4) 个性化用电需求：所述个性化用电需求包括可调度负荷的用电起始时间、用电时 长、计划使用时间；用户通过所述用户终端的操作界面输入可调度负荷的用电起始时间、 用电时长、计划使用时间给所述个性化用电需求设置模块，所述个性化用电需求设置模块 将所述可调度负荷的用电起始时间、用电时长、计划使用时间传输给所述存储模块进行存 储； 所述微处理器与所述存储模块进行通信，当达到用电起始时间或达到用电时长或达 到计划使用时间时，所述微处理器的个性化用电需求执行模块控制可调度负荷的运行或停 止；所述存储模块将可调度负荷的实时运行数据进行存储，并通过用户终端将所述可调度 负荷的实时运行数据传输给所述数据服务器的数据存储模块进行存储记录； (5) 可视化展示：用户终端前端可视化模块通过下位通信层与数据服务器的数据存储 模块进行通信，获取用户终端所对应的可调度负荷的设备标识ID、设备类型、额定功率、额 定电压、额定电流、所属省份、所属市、所属区、所属网段和所属线路；所述用户终端通过显 示屏显示可调度负荷设备标识ID、设备类型、额定功率、额定电压、额定电流、所属省份、所 属市、所属区、所属网段和所属线路信息。
[0005] 所述用户终端还安装有用户终端日志模块；所述电网管理层的电网调度平台安装 有电网调度平台日志模块和电网调度平台前端可视化模块；所述固定监控终端安装有固定 监控终端日志模块和固定监控终端前端可视化模块；所述移动监控终端安装有移动监控终 端日志模块和移动监控终端前端可视化模块；所述数据服务器还安装有日志存储模块和日 志查询模块； 当用户对用户终端进行操作后形成终端调度日志和后台操作日志信息，所述用户终端 日志模块将所述终端调度日志和后台操作日志信息通过下位通信层与中心平台层的数据 服务器进行通信；将所述终端调度日志和后台操作日志信息存储在所述数据服务器的日志 存储模块中； 当用户对电网调度平台进行操作后形成平台调度日志和后台操作日志信息，所述电网 调度平台日志模块将所述平台调度日志和后台操作日志信息通过上位通信层与中心平台 层的数据服务器进行通信；将所述平台调度日志和后台操作日志信息存储在所述数据服务 器的日志存储模块中； 当用户对固定监控终端进行操作后形成监控调度日志和后台操作日志信息，所述固定 监控终端日志模块将所述监控调度日志和后台操作日志信息通过上位通信层与中心平台 层的数据服务器进行通信；将所述监控调度日志和后台操作日志信息存储在所述数据服务 器的日志存储模块中； 当用户对移动监控终端进行操作后形成移动监控调度日志和后台操作日志信息，所述 移动监控终端日志模块将所述移动监控调度日志和后台操作日志信息通过上位通信层与 中心平台层的数据服务器进行通信；将所述移动监控调度日志和后台操作日志信息存储在 所述数据服务器的日志存储模块中； 所述数据服务器的日志查询模块从日志存储模块中获取终端调度日志和后台操作日 志信息、平台调度日志和后台操作日志信息、监控调度日志和后台操作日志信息、移动监控 调度日志和后台操作日志信息； 所述用户终端前端可视化模块、电网调度平台前端可视化模块、固定监控终端前端可 视化模块和移动监控终端前端可视化模块分别与所述数据服务器的日志查询模块进行通 信，获取所述终端调度日志和后台操作日志信息、平台调度日志和后台操作日志信息、监控 调度日志和后台操作日志信息、移动监控调度日志和后台操作日志信息。
[0006] 所述计算服务器的计算模块与数据服务器的存储模块进行通信； 所述计算服务器的计算模块从所述数据服务器的数据存储模块获取用户可调度负荷 的实时运行数据；所述用户可调度负荷的实时运行数据包括用户用电周期T、用户一个用 电周期T内第i个可调度负荷的用电量帽、可调度负荷的数量M、用户一个用电周期T内第 j个使用新能源发电的可调度负荷用电量WN]、使用新能源发电的可调度负荷的数量1 ;用户 一个用电周期T内参与电力调度的次数D;所述计算模块根据用户可调度负荷的实时运行 数据来计算用户积分数据和用户收益数据，并将所述用户积分数据和用户收益数据存储于 所述数据服务器的数据存储模块； (1)所述用户积分数据的计算方法如下： (1-1)计算用户一个用电周期Γ内的用电量1_，其表达式为：
(1-2)计算用户一个用电周期y物的新能源发电用电量％:，其表达式为：
(1-3)计算新能源占比f__:，其表达式为：
(1-5)获取用户当前积分尋： 设定用户初始积分为(：。=0 ;所述中心平台层的数据服务器的定时模块，在用户用电的 时候，所述定时模块按定期进行累计积分数据并将所述积分数据作为当前积分Cn，所述定 期为一个用电周期Τ，η为第η个用电周期；当前积分Cn表达式为
其中^为新能源使用获取积分权重值，其取值范围为〇~〇. 5 ;為为参与电力调度获取 积分权重值，其取值范围为〇~〇. 5 ;見为当前积分权重值，其取值范围为0~0. 5 ; (2)所述用户收益数据的计算方法如下： 用户收益,:由用户固定收益巧、用户积分收入|、用户参与调度收益_和额外补贴收 益€组成，即： = +,; +芎 + ? 其中 (2-1)用户固定收益6是为了奖励用户接入该系统所获得的收益，该收益是固定值，由 人为初始设定，6取值范围为〇. 1~1〇〇元； (2-2)用户积分收益4计算方法如下： 若用户所获积分值为·:，对于用户积分划分3个等级;C1的取值范围 是100~200,C2取值范围是Cl<C2 < 500,C3取值范围是C2 <C3 < 1000 ;与等级％、 Gq对应的收益权重分别为1h、.?，其中S·Λ<ΛSΛd; 4取值范围是 0. 1~0. 2, 4m取