一种居民用电负荷智能调控系统及方法与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种居民用电负荷智能调控系统及方法。


背景技术：

2.我国需求响应试点发展快速，电网公司作为电力需求侧管理实施主体，亟需发挥主导作用。但目前因开展需求响应的时间较短，在对需求响应的综合研究和实践上还不够。目前我国实施需求响应项目主要为了在夏季削减高峰负荷，未考虑新能源就地消纳、快速应急响应等业务需求，应用场景单一；调控的需求响应资源较为单一。
3.如中国专利cn108512303a，公开日2018年9月7日，一种电力调控系统，其包括变电站子系统模块、区域分系统模块、中心调度模块和电力监测模块，变电站子系统模块包括信号收发、指令传输和以太网，区域分系统模块包括网络传输、区域控制、信息分类和电压保护，中心调度模块包括电力控制、信息分发、电力调控和权限控制，电力监测模块包括电力监测和数据整合，所述电力监测和数据整合都安转在电力监测模块内。本发明电力调控系统采用变电站子系统和区域分系统的互相连接，解决了电力调控需要手动测量的问题，无需手动测量，误差较小，反应速度快，调配较快，调配的电力较为均匀，效率更高。但其主要针对于供给侧的电力调度，没有结合用户侧的调控，且电力调控系统没有响应的预演模拟模块，电力调控只能进行实时操作，应变能力差。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：目前的电力调控系统缺少预演模拟模块导致系统应变能力差的技术问题。提出了一种带有预演模拟模块的居民用电负荷智能调控系统及方法。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种居民用电负荷智能调控系统，包括数据采集模块、数据中心处理模块、用于进行用户负荷预约调节的预约控制模块和用于将数据汇总并计算分析的预演模拟模块，所述数据采集模块与所述中心处理模块连接，所述中心处理模块分别与所述预约控制模块和所述预演模拟模块连接。一种居民用电负荷智能调控系统，数据采集模块采集用户用电负荷数据，将采集的数据传输给数据中心处理模块；数据中心处理模块通过预约控制模块向用电高峰期的用电用户发送负荷调控预约；信息传输单元将用户反馈的信息传输给数据中心处理模块； 预演模拟模块通过数据中心处理模块获得供电侧和用户侧的数据，根据预约信息建立用于电网用电预演数据模型；数据中心处理模块内还可设置用于接收采集数据和发送控制指令的数据收发单元，数据中心处理模块对接受预约的用户对应的开关控制单元发送控制指令； 开关控制单元根据控制指令在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控。
6.作为优选，所述预演模拟模块包括供电侧数据记录单元、用户侧数据记录单元、运行分析单元和显示单元，所述供电侧数据记录单元和所述用户侧数据记录单元均与所述数
据中心处理模块连接，所述运行分析单元分别与所述供电侧数据记录单元、所述用户侧数据记录单元和所述显示单元连接。预演模拟模块通过供电侧数据记录单元和用户侧数据记录单元收集供电侧和用电侧的信息数据，通过运行分析单元建立供电侧和用电侧的电量变化曲线模型，并通过显示单元向使用者显示，当用户负荷高于电网供电量时，可设置相差阈值，根据差值的大小判断是否需要进行二次或更多次的用电负荷预约调控。
7.作为优选，所述数据采集模块包括数据上传单元、用电负荷采集单元、用电时段采集单元和用电时长采集单元，所述数据上传单元与所述中心处理模块连接，所述数据上传单元分别与所述用电负荷采集单元、所述用电时长采集单元和所述用电时段采集单元连接。用电负荷采集单元采集用户单位时间的用电量，例如每日、每周、每月等，用电时长采集单元采集用户每天用电多少小时多少分钟，用电时段采集单元采集用户每天用电主要集中在哪个时间段，数据上传单元用于将收集到的数据整理上传给中心处理模块。采集此类用户数据便于分析同区域用电高峰时期用电高的用户与用电低的用户之间用电规律的差别。
8.作为优选，所述预约控制模块包括信息传输单元、移动接收单元、控制指令接收单元和用于控制用户电器供电的开关控制单元，所述信息传输单元与所述数据中心处理模块连接，所述移动接收单元与所述信息传输单元连接，所述控制指令接收单元分别与所述信息传输单元和所述开关控制单元连接。移动接收单元可采用若干个移动终端或者采用手机预约app的方式，便于用户接收预约信息并反馈预约结果。开关控制单元可设置在用户的家用空气开关上，控制用户可控电器对应的空开，控制指令接收单元接收到数据中心处理模块的控制指令后控制空开断开相应可控电器的供电电路，降低用户的高峰用电负荷。
9.作为优选，本系统还包括用于保存用户的用电负荷数据的存储模块，所述存储模块与所述预演模拟模块连接。存储模块用于存储用户用电负荷数据并且保存预演模拟模块演示结果和运行记录，且每日进行更新，保存每月用户用电和预约记录，便于对比寻找用户侧用电负荷变化情况。
10.作为优选，本系统还包括用于对电网用电峰值期间用电居民进行用电因素分析的峰值用户分析模块，所述峰值用户分析模块包括区域分析单元和用电占比分析单元，所述区域分析单元和所述用电占比分析单元均与所述存储模块连接。区域分析单元可获取电网用电峰值期间用电量大的居民即峰值用户所在区域，便于分析总结峰值用户是否具有区域性规律，用电占比分析单元可根据用户上传的电器数据显示出用户可调控电器如空调热水器等在用户拥有的家用电器中的占比。可以月为周期进行记录对比，便于查看用户用电负荷变化情况。
11.一种居民用电负荷智能调控方法，利用上述系统，包括如下步骤：s1：数据采集模块采集用户用电负荷数据，将采集的数据传输给数据中心处理模块；s2：数据中心处理模块通过预约控制模块向用电高峰期的用电用户发送负荷调控预约；s3：信息传输单元将用户反馈的信息传输给数据中心处理模块；s4：预演模拟模块通过数据中心处理模块获得供电侧和用户侧的数据，根据预约信息建立用于电网用电预演的数据模型；s5：数据中心处理模块对接受预约的用户对应的开关控制单元发送控制指令；
s6：开关控制单元根据控制指令在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控。
12.在步骤s4中，供电侧信息可通过数据中心处理模块输入，根据供电侧信息和用户侧信息建立模拟未来几天电网供电曲线和用户符合曲线，模拟建立未来几天供电量和用电量的变化模型，当用户负荷高于电网供电量时，可设置相差阈值，根据差值的大小判断是否需要进行二次或更多次的用电负荷预约调控。在步骤s5中，数据中心处理模块将控制指令发送给控制指令接收单元，控制指令可带有时间信息，控制指令接收单元可读取控制指令的时间信息，控制指令接收单元可设置计时子单元，即可在时间信息对应的时间连接开关控制单元，通过开关控制单元在在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控。
13.本发明的实质性效果是：本发明通过数据采集模块采集用户用电负荷数据，将采集的数据传输给数据中心处理模块；数据中心处理模块通过预约控制模块向用电高峰期的用电用户发送负荷调控预约；通过信息传输单元将用户反馈的信息传输给数据中心处理模块；预演模拟模块通过数据中心处理模块获得供电侧和用户侧的数据，根据预约信息建立用于电网用电预演数据模型；数据中心处理模块对接受预约的用户对应的开关控制单元发送控制指令；通过开关控制单元根据控制指令在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控，通过预演模拟模块进行供电和用电预演，增强系统的应变能力。
附图说明
14.图1为本实施例的组成示意图；图2为本实施例实施步骤的流程图。
15.其中：1、数据采集模块，2、数据中心处理模块，3、预约控制模块，4、存储模块，5、预演模拟模块，6、峰值用户分析模块，7、电负荷采集单元，8、用电时长采集单元，9、用电时段采集单元，10、数据上传单元，11、控制指令接收单元，12、开关控制单元，13、供电侧数据记录单元，14、用户侧数据记录单元，15、运行分析单元，16、显示单元，17、区域分析单元，18、用电占比分析单元，19、信息传输单元，20、移动接收单元。
具体实施方式
16.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
17.一种居民用电负荷智能调控系统，如图1所示，包括数据采集模块1、数据中心处理模块2、用于进行用户负荷预约调节的预约控制模块3和用于将数据汇总并计算分析的预演模拟模块5，预演模拟模块5包括供电侧数据记录单元13、用户侧数据记录单元14、运行分析单元15和显示单元16，供电侧数据记录单元13和用户侧数据记录单元14均与数据中心处理模块2连接，运行分析单元15分别与供电侧数据记录单元13、用户侧数据记录单元14和显示单元16连接。预演模拟模块5通过供电侧数据记录单元13和用户侧数据记录单元14收集供电侧和用电侧的信息数据，通过运行分析单元15建立供电侧和用电侧的电量变化曲线模型，并通过显示单元16向使用者显示，当用户负荷高于电网供电量时，可设置相差阈值，根据差值的大小判断是否需要进行二次或更多次的用电负荷预约调控。
18.数据采集模块1与中心处理模块连接，数据采集模块1包括数据上传单元10、用电负荷采集单元7、用电时段采集单元9和用电时长采集单元8，数据上传单元10与中心处理模块连接，数据上传单元10分别与用电负荷采集单元7、用电时长采集单元8和用电时段采集
单元9连接。用电负荷采集单元7采集用户单位时间的用电量，例如每日、每周、每月等，用电时长采集单元8采集用户每天用电多少小时多少分钟，用电时段采集单元9采集用户每天用电主要集中在哪个时间段，数据上传单元10用于将收集到的数据整理上传给中心处理模块。采集此类用户数据便于分析同区域用电高峰时期用电高的用户与用电低的用户之间用电规律的差别。
19.中心处理模块分别与预约控制模块3和预演模拟模块5连接。预约控制模块3包括信息传输单元19、移动接收单元20、控制指令接收单元11和用于控制用户电器供电的开关控制单元12，信息传输单元19与数据中心处理模块2连接，移动接收单元20与信息传输单元19连接，控制指令接收单元11分别与信息传输单元19和开关控制单元12连接。移动接收单元20可采用若干个移动终端或者采用手机预约app的方式，便于用户接收预约信息并反馈预约结果。开关控制单元12可设置在用户的家用空气开关上，控制用户可控电器对应的空开，控制指令接收单元11接收到数据中心处理模块2的控制指令后控制空开断开相应可控电器的供电电路，降低用户的高峰用电负荷。
20.本实施例还包括用于保存用户的用电负荷数据的存储模块4和用于对电网用电峰值期间用电居民进行用电因素分析的峰值用户分析模块6，存储模块4与预演模拟模块5连接。存储模块4用于存储用户用电负荷数据并且保存预演模拟模块5演示结果和运行记录，且每日进行更新，保存每月用户用电和预约记录，便于对比寻找用户侧用电负荷变化情况。峰值用户分析模块6包括区域分析单元17和用电占比分析单元18，区域分析单元17和用电占比分析单元18均与存储模块4连接。区域分析单元17可获取电网用电峰值期间用电量大的居民即峰值用户所在区域，便于分析总结峰值用户是否具有区域性规律，用电占比分析单元18可根据用户上传的电器数据显示出用户可调控电器如空调热水器等在用户拥有的家用电器中的占比。可以月为周期进行记录对比，便于查看用户用电负荷变化情况。
21.一种居民用电负荷智能调控方法，利用上述系统，如图2所示，包括如下步骤：s1：数据采集模块1采集用户用电负荷数据，将采集的数据传输给数据中心处理模块2；s2：数据中心处理模块2通过预约控制模块3向用电高峰期的用电用户发送负荷调控预约；s3：信息传输单元19将用户反馈的信息传输给数据中心处理模块2；s4：预演模拟模块5通过数据中心处理模块2获得供电侧和用户侧的数据，根据预约信息建立用于电网用电预演的数据模型；s5：数据中心处理模块2对接受预约的用户对应的开关控制单元12发送控制指令；s6：开关控制单元12根据控制指令在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控。
22.在步骤s4中，供电侧信息可通过数据中心处理模块2输入，根据供电侧信息和用户侧信息建立模拟未来几天电网供电曲线和用户符合曲线，模拟建立未来几天供电量和用电量的变化模型，当用户负荷高于电网供电量时，可设置相差阈值，根据差值的大小判断是否需要进行二次或更多次的用电负荷预约调控。在步骤s5中，数据中心处理模块2将控制指令发送给控制指令接收单元11，控制指令可带有时间信息，控制指令接收单元11可读取控制指令的时间信息，控制指令接收单元11可设置计时子单元，即可在时间信息对应的时间连接开关控制单元12，通过开关控制单元12在在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控。
23.本实施例通过数据采集模块1采集用户用电负荷数据，将采集的数据传输给数据中心处理模块2；数据中心处理模块2通过预约控制模块3向用电高峰期的用电用户发送负荷调控预约；通过信息传输单元19将用户反馈的信息传输给数据中心处理模块2；通过预演模拟模块5通过数据中心处理模块2获得供电侧和用户侧的数据，根据预约信息建立用于电网用电预演数据模型；数据中心处理模块2内还可设置用于接收采集数据和发送控制指令的数据收发单元，数据中心处理模块2对接受预约的用户对应的开关控制单元12发送控制指令；通过开关控制单元12根据控制指令在对应的高峰时段对用户进行用电负荷调控，通过预演模拟模块5进行供电和用电预演，增强系统的应变能力。
24.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。