CN103683273A - 一种电力负荷控制方法、控制平台、控制终端及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力负荷控制方法、控制平台、控制终端及系统，其中，方法包括以下步骤：接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。本发明提出的电力负荷控制方法根据用电设备负荷与代价的关系，在调整用电设备的负荷时还考虑到所付出的代价，在二者之间找到用电设备的最优的负荷值。具有精度高、优化、智能的优点。

Description

一种电力负荷控制方法、控制平台、控制终端及系统

技术领域

本发明涉及智能用电技术领域，尤其涉及一种电力负荷控制方法、控制平台、控制终端及系统。

背景技术

近年来，我国用电负荷迅速增长，峰谷差进一步拉大，例如，大部分区域电网最高负荷均出现在夏季高温时期，空调负荷的急剧增长已经成为夏季电网负荷特性恶化和电力紧缺的重要原因。生活、工作方式及天气等因素造成了电网负荷起伏变化很大，如果仅通过不断调整发电厂出力，甚至启停发电机组和投切开关及线路改变电网运行方式来满足最大负荷的需要，将不利于发电厂和电网企业的安全经济运行。为了确保电网安全运行和供需平衡需结合行政手段和经济手段对电力负荷进行控制。电力负荷控制一方面能够节约能源，实现低碳经济；另一方面，能够保障电网的安全、稳定运行。

目前对于电力负荷控制，主要有以下方式。一种方式是使电力系统联网。电力系统联网的规模越大，系统各部分的最大负荷就越不会在同一时刻出现，呈现错峰效应。这样就可以充分利用整个电力系统内发电设备的容量，起到削峰填谷的作用。另一种方式是在系统出现尖峰负荷时自动切除一些不重要的负荷或者将其移至其他时间。这种切除主要是以线路或者台区为单位的。

尽管目前的方法可以对电力负荷进行一定程度的控制，但是这些技术、方法还存在以下问题：采用多系统联网以及通过切断整条线路、台区的负荷以调整供需，使得负荷控制的精度较低。此外，不能根据需要调节的负荷量、能够调节的用电设备、负荷调节成本，做出优化的、智能的负荷管控。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种电力负荷控制方法、控制平台、控制终端及系统，其能够提供精度较高且较优化和智能的电力负荷控制。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电力负荷控制方法，包括以下步骤：

接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

本发明提出的电力负荷控制方法根据用电设备负荷与代价的关系，在调整用电设备的负荷时还考虑到所付出的代价，在二者之间找到用电设备的最优的负荷值。具有精度高、优化、智能的优点。

作为上述技术方案的优选，所述控制指令中还包括：负荷控制的区域。

作为上述技术方案的优选，所述方法还包括：

根据所述控制指令中的目标调整量、区域以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算所述区域内的每个用电设备的目标负荷。

另一方面，本发明还提出一种电力负荷控制方法，包括以下步骤：

采集并发送用电设备的用电信息；

接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节用电设备的负荷至目标负荷。

作为上述技术方案的优选，所述发送用电设备的用电信息的步骤包括：

按照预设时间间隔发送所采集的用电设备的用电信息；或者，

根据接收到的预设指令发送所采集的用电设备的用电信息。

另一方面，本发明还提出一种电力负荷控制平台，包括：

第一接收模块，用于接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

第二接收模块，用于接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

处理模块，用于根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

第一发送模块，用于发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

作为上述技术方案的优选，所述控制指令中还包括：负荷控制的区域。

作为上述技术方案的优选，所述处理模块用于：

根据所述控制指令中的目标调整量、区域以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算所述区域内的每个用电设备的目标负荷。

另一方面，本发明还提出一种电力负荷控制终端，包括：

第二发送模块，用于采集并发送用电设备的用电信息；

第三接收模块，用于接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节模块，用于调节用电设备的负荷至目标负荷。

作为上述技术方案的优选，所述第二发送模块用于：

按照预设时间间隔发送所采集的用电设备的用电信息；或者，

根据接收到的预设指令发送所采集的用电设备的用电信息。

另一方面，本发明还提出一种电力负荷控制系统，包括电力负荷电力负荷控制平台和电力负荷控制终端，其中，所述电力负荷电力负荷控制平台包括：

第一接收模块，用于接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

第二接收模块，用于接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

处理模块，用于根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

第一发送模块，用于发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

所述电力负荷控制终端包括：

第二发送模块，用于采集并向电力负荷控制平台发送用电设备的用电信息；

第三接收模块，用于接收电力负荷控制平台发送的调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节模块，用于调节用电设备的负荷至目标负荷。

本实施例提出的电力负荷控制系统能够计算出控制区域内的用电设备的目标负荷值，该目标负荷值不但可以满足目标调整量，而且代价最小。根据计算出的每个用电设备的目标负荷值，分别对区域内的每个用电设备的负荷进行调节。本方案一方面能够实现精确地调控，另一方面还能考虑到代价问题。

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。

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

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：

图1是本发明优选实施例提出的电力负荷控制方法的流程图；

图2是本发明另一优选实施例提出的电力负荷控制方法的流程图；

图3是本发明具体实施例提出的电力负荷控制方法的流程图；

图4是本发明另一具体实施例提出的电力负荷控制方法的流程图；

图5是本发明优选实施例提出的电力负荷控制平台的结构示意图；

图6是本发明另一优选实施例提出的电力负荷控制终端的结构示意图；

图7是本发明优选实施例提出的电力负荷控制系统的结构示意图；

图8是图7所示的电力负荷控制系统的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示为本发明优选实施例提出的一种电力负荷控制方法，包括以下步骤：

步骤S11：接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

步骤S12：接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

步骤S13：根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

步骤S14：发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

本发明优选实施例提出的电力负荷控制方法根据用电设备负荷与代价的关系，在调整用电设备的负荷时还考虑到所付出的代价，在二者之间找到用电设备的最优的负荷值。具有精度高、优化、智能的优点。

本发明优选实施例还提出一种电力负荷控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S21：采集并发送用电设备的用电信息；

步骤S22：接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

步骤S23：调节用电设备的负荷至目标负荷。

本实施例提出的电力负荷控制方法可以根据收到的调节指令调节用电设备的负荷，从而实现精度较高的电力控制。

下面通过具体实施例来对本发明提出的电力负荷控制的方法进行详细说明。

如图3所示为本发明一具体实施例提出的电力负荷控制方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S31：接收用电设备的用电信息。

其中，用电设备的用电信息是能获得用电设备的负荷的信息。用电信息可以包括但不限于以下中的一种或多种：电流、电压、有功功率或无功功率。

步骤S32：接收包括目标调整量的控制指令。

在该步骤中，控制指令可以由用户发出，也可以由监测用电情况的系统发出该控制指令。

该控制指令中除了包括目标调整量，还可以包括要调整的区域。控制指令T可以由以下表达式表示：

T＝(ψ,C,E)

其中，ψ表示负荷控制的区域，C表示要进行的控制动作（例如可以包括增大负荷M或降低负荷D），E表示目标调整量。当C=D时，表示这条指令的目的是降低负荷。

例如，指令T＝(ψ,D,10)，表示希望将ψ区域的负荷降低10万千瓦。

在本发明的其他实施例中，控制指令T可以由以下表达式表示：

T＝(ψ,E)

其中，ψ表示负荷控制的区域，E表示目标调整量，E的正负代表是要增大负荷还是降低负荷。

步骤S33：根据目标调整量和预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的负荷调整量满足目标调整量，且代价为最小值时的用电设备的目标负荷。

其中，本发明实施例中所指的“代价”是指，对用电设备的功率进行调节，需付出代价的。这个代价例如可以是电网公司将电能降低价格提供给用户，也可以是其他的特定代价。

在本实施例中，将用电设备分为两大类。一类是功率可以连续调节的用电设备，例如：光强可以连续调节的电灯。另一类是功率无法被连续调节，但可以通过工作在不同的档位实现不同的功率，例如，可以工作在多个不同档位的电风扇。

对于区域ψ，功率能够连续调节的用电设备集合为Λ，每一个用电设备为λ_i,Λ={λ_i|0≤i≤m}。对于用电设备λ_i，其功率为p_i，可以在[u₁,u₂]区间上连续调整。当用电设备λ_i工作在不同功率下，电网公司要付出的代价是不同的，工作于p_i功率下要付出的代价为c_i：

c_i＝θ(p_i)

对于区域ψ，功率不能够连续调节的用电设备集合为S，每一个用电设备为s_j,S={s_j|0≤j≤n}。对于设备s_j，可以将其功率在k个档位上调整，使其功率q_j分别为q_j1，q_j2，q_j3,...,q_jk。当用电设备s_j工作在不同功率下，电网公司要付出的代价是不同的，工作于q_j＝q_jz功率下要付出的代价r_j为：

r_j＝E(q_jz)，其中，1≤z≤k

用电设备的负荷调整量为用电设备的当前负荷（即当前功率）与目标负荷（即目标功率）之差，其中，用电设备的当前负荷可以由接收的用电信息获得。用电设备的负荷调整量的公式如下：

$\mathrm{\Δ}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(p_i^d-p_i)+\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(q_{\mathrm{jd}}-q_j)$

其中，

为λ_i的当前工作功率，q_jd为s_j的当前工作功率。

代价Cost的计算公式为：

$\mathrm{Cost}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\θ}\left(p_i\right)+\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}E\left(q_j\right)$

计算用电设备的目标负荷可以参照以下算法计算：

$\min \mathrm{Cost}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\θ}\left(p_i\right)+\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}E\left(q_j\right)$

$s.t.\mathrm{\Δ}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(p_i^d-p_i)+\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(q_{\mathrm{jd}}-q_j)\≥E$

根据上述算法，计算出最优的即为该区域内各用电设备的目标负荷。

步骤S34：根据所接收的用电设备的用电信息以及计算出的用电设备的目标负荷，确定需要进行负荷调节的用电设备。

步骤S35：发送包括目标负荷的调节指令，以使需要进行负荷调节的用电设备调节负荷至目标负荷。

在本步骤中，调节指令Y可由以下表达式表达：

Y＝(B,Γ)

其中，B代表需要接受负荷调整的设备，Γ表示要将该设备的功率调整到此功率值。

在本发明的其他实施例中，调节指令可以有针对性地发送至需要调节负荷的用电设备，因此，调节指令中可以仅包括目标负荷。

本实施例提出的电力负荷控制方法能够计算出控制区域内的用电设备的目标负荷值，该目标负荷值不但可以满足目标调整量，而且代价最小。根据计算出的每个用电设备的目标负荷值，分别对区域内的每个用电设备的负荷进行调节。本方案一方面能够实现精确地调控，另一方面还能考虑到代价问题。

如图4所示为本发明另一具体实施例提出的电力负荷控制方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S41：采集用电设备的用电信息。

步骤S42：发送所采集的用电设备的用电信息。

在该步骤中，可以按照预设时间间隔发送所采集的用电设备的用电信息；或者根据接收到的预设指令发送所采集的用电设备的用电信息。

步骤S43：接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷。

步骤S44：调节用电设备的负荷至目标负荷。

相应地，本发明还提出一种电力负荷控制平台，如图5所示，包括：

第一接收模块501，用于接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

第二接收模块502，用于接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

处理模块503，用于根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

第一发送模块504，用于发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

其中，控制指令中还可以包括：负荷控制的区域。

所述处理模块503用于：

根据所述控制指令中的目标调整量、区域以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算所述区域内的每个用电设备的目标负荷。此时，目标负荷满足的条件为：每个用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量的总和满足所述目标调整量，且每个用电设备的目标负荷对应的代价的总和为最小值。

如图6所示为本发明提出的一种电力负荷控制终端，包括：

第二发送模块601，用于采集并发送用电设备的用电信息；

第三接收模块602，用于接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节模块603，用于调节用电设备的负荷至目标负荷。

本实施例提出的电力负荷控制终端可以实施在用电设备中，也可以是与用电设备的连接的单独的装置。

优选地，第二发送模块601用于：

按照预设时间间隔发送所采集的用电设备的用电信息；或者，

根据接收到的预设指令发送所采集的用电设备的用电信息。

如图7所示，本发明还提出一种电力负荷控制系统，包括电力负荷控制平台700和电力负荷控制终端800，其中，所述电力负荷控制平台700包括：

第一接收模块701，用于接收电力负荷控制终端800采集并发送的用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

第二接收模块702，用于接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

处理模块703，用于根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

第一发送模块704，用于发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

所述电力负荷控制终端800包括：

第二发送模块801，用于采集并向电力负荷控制平台700发送用电设备的用电信息；

第三接收模块802，用于接收电力负荷控制平台700发送的调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节模块803，用于调节用电设备的负荷至目标负荷。

如图8所示为上述电力负荷控制系统的流程，包括以下步骤：

步骤S81：电力负荷控制终端800从用电设备采集用电信息；

步骤S82：电力负荷控制终端800将采集的用电信息上传至电力负荷控制平台700；

在本发明实施例中，电力负荷控制终端800可以周期性地将从设备采集的用电信息上报至电力负荷控制平台700；也可以由电力负荷控制平台700向各个电力负荷控制终端800发送设备用电信息采集指令，电力负荷控制终端800在收到采集指令之后，向电力负荷控制平台700发送用电设备的用电信息。

步骤S83：电力负荷控制平台700接收控制指令。

步骤S84：电力负荷控制平台700根据所述控制指令及接收到的用电设备的用电信息生成负荷调控方案。

步骤S85：电力负荷控制平台700根据生成的负荷调控方案向需要进行负荷调节的用电设备对应的电力负荷控制终端800发送调节指令。

步骤S86：电力负荷控制终端800根据调节指令调节用电设备的负荷。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电力负荷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制指令中还包括：负荷控制的区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述控制指令中的目标调整量、区域以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算所述区域内的每个用电设备的目标负荷。

4.一种电力负荷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集并发送用电设备的用电信息；

接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节用电设备的负荷至目标负荷。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发送用电设备的用电信息的步骤包括：

按照预设时间间隔发送所采集的用电设备的用电信息；或者，

根据接收到的预设指令发送所采集的用电设备的用电信息。

6.一种电力负荷控制平台，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

第二接收模块，用于接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

处理模块，用于根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

第一发送模块，用于发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

7.根据权利要求6所述的电力负荷控制平台，其特征在于，所述控制指令中还包括：负荷控制的区域。

8.根据权利要求7所述的电力负荷控制平台，其特征在于，所述处理模块用于：

根据所述控制指令中的目标调整量、区域以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算所述区域内的每个用电设备的目标负荷。

9.一种电力负荷控制终端，其特征在于，包括：

第二发送模块，用于采集并发送用电设备的用电信息；

第三接收模块，用于接收调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节模块，用于调节用电设备的负荷至目标负荷。

10.根据权利要求9所述的电力负荷控制终端，其特征在于，所述第二发送模块用于：

按照预设时间间隔发送所采集的用电设备的用电信息；或者，

根据接收到的预设指令发送所采集的用电设备的用电信息。

11.一种电力负荷控制系统，其特征在于，包括电力负荷控制平台和电力负荷控制终端，其中，所述电力负荷控制平台包括：

第一接收模块，用于接收用电设备的用电信息从而获得用电设备的当前负荷；

第二接收模块，用于接收控制指令，所述控制指令中包括目标调整量；

处理模块，用于根据所述目标调整量以及预设的用电设备负荷与代价的关系，计算用电设备的目标负荷，所述目标负荷满足的条件为：用电设备从当前负荷到目标负荷的负荷调整量满足所述目标调整量，且目标负荷对应的代价为最小值；

第一发送模块，用于发送包括目标负荷的调节指令，以使用电设备调节负荷至目标负荷。

所述电力负荷控制终端包括：

第二发送模块，用于采集并向电力负荷控制平台发送用电设备的用电信息；

第三接收模块，用于接收电力负荷控制平台发送的调节指令，所述调节指令中包括用电设备的目标负荷；

调节模块，用于调节用电设备的负荷至目标负荷。

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