CN104184145B - 一种楼宇智能配电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种楼宇智能配电系统，该系统通过引入负荷预测和监控装置，可以实时采集楼宇中用电设备的用电信息，并根据采集的历史信息对楼宇的用电负荷进行预测得到楼宇用电曲线，配电系统还可实时获取上一级配电网络的调度信息，并结合楼宇用电曲线和上一级配电网络的调度信息，确定楼宇用电设备的供电策略，以最大程度的满足楼宇设备用电需求和上级配电网络的调度要求，极大的提高了用电效率和可靠性。

Description

一种楼宇智能配电系统
所属技术领域
本发明涉一种楼宇智能配电系统。
背景技术
电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网是一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
对电力用户负荷进行合理控制，不仅可以有效地改善负荷曲线的形状，而且还可以提高设备的利用率。随着智能电网和电力需求侧管理理念的深入，电网的运行模式正朝着双向互动、多元服务、智能响应、节能高效的新方向发展。用户对用电服务的要求越来越高，以往电网主导、用户被动接受的用电服务模式已经不能满足用户个性化、差异化的服务需求。
楼宇智能配电系统是一种针对目前城市中应用越来越广泛的智能化住宅开发的小区配电终端系统，可与配电网自动化主站、电网自动化子站系统配合，实现多个住宅、多个用电设备、多条用电线路的数据采集、负荷检测、故障检测、自动切换供电等功能，从而实现节能、提高配电效率和可靠性。
在楼宇智能配电系统中，用电负荷的预测和监控一直是提高配电效率、节约能源的关键因素，也是楼宇智能配电系统中的难点技术之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种楼宇智能配电系统，该系统通过引入负荷预测和监控装置，可以实时采集楼宇中用电设备的用电信息，并根据采集的历史信息对楼宇的用电负荷进行预测得到楼宇用电曲线，配电系统还可实时获取上一级配电网络的调度信息，并结合楼宇用电曲线和上一级配电网络的调度信息，确定楼宇用电设备的供电策略，以最大程度的满足楼宇设备用电需求和上级配电网络的调度要求，极大的提高了用电效率和可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供一种楼宇智能配电系统，该系统包括：
用电设备信息采集模块，用于实时采集楼宇内各用电设备的用电信息；
用电设备信息存储模块，用于储存上述信息采集模块采集的用电信息；
上级配电网络联络模块，用于实时获取上级配电网络的调度信息，并向上级配电网络上传楼宇智能配电系统的相关信息；
负荷预测和监控模块，用于：
(1)根据上述存储模块存储的历史用电信息，对楼宇的用电负荷进行预测，得到负荷曲线；
(2)根据负荷曲线及上级配电网的调度信息，确定对各用电设备的供电策略；
供电执行模块，用于根据上述供电策略，实现对各个用电设备的执行特定的供电指令；
总线通信模块，用于上述各个模块之间的通信。
优选的，上述负荷预测和监控模块包括：
运算单元，用于根据上述用电设备信息存储模块存储的历史信息，计算并拟合得到楼宇的负荷曲线；
供电策略制定单元，根据负荷曲线、上级配电网调度信息以及各用电设备的实时用电信息，确定当前的供电策略；
显示设备，用于显示负荷曲线、调度信息、当前各设备用电信息以及当前供电策略。
优选的，上述运算单元中，具有负荷预测模型，用于分析上述用电设备的历史用电信息，预测特定时间段内上述用电设备的有功功率并生成预测值。
优选的，上述供电策略制定单元中，具有负荷控制模型，用于将预测值与阈值进行比较，根据预测值与阈值的比较结果，发出用电设备用电负荷执行指令，通过供电执行模块，调节用电设备的技术性能参数。
优选的，所述阈值由上级配电网调度信息、楼宇配电线路参数、用电设备参数共同确定。
优选的，所述供电执行模块包括为每一个用电设备安装的供电执行单元，该供电执行单元包括：
电源输入接口，连接电力传输线；
电源输出接口，连接用用电负载；
手动控制开关FS和总线控制开关NS，连接在负载回路中，控制负载通断。
优选的，所述用电设备信息采集模块包括电压互感器、电流互感器、AD转换电路、串口通信电路和电源，电压互感器和电流互感器的信号输出端与AD转换电路相连接，AD转换电路与串口通信电路相接，串口通信电路与上述总线通信模块相接，从而实现用电设备信息采集模块的数据向其他模块的传输。
优选的，所述用电设备信息采集模块同时采集多个被用电设备的数据，包括电压、电流、有功功率、无功功率和电能。
优选的，上述智能配电系统还包括UPS模块，用于在上级配电网故障或调度额不足的情况下，给楼宇中的关键用电设备供电。
优选的，所述总线通信模块通过冗余双CAN总线与其他模块相连。
本发明提供的发电系统具有如下优点：(1)准确预测用电负荷，对用电设备实现实时检测和个性化供电；(2)供电策略兼顾用电设备需求、上级配电网络调度需求，满足用户同时，兼顾了用电的可靠性，同时提高了用电效率。
附图说明
图1示出了本发明的一种楼宇智能配电系统的框图；
图2示出了图1中系统的负荷预测和监控模块的具体组成图。
具体实施方式
图1是示出了一种楼宇智能配电系统，该系统包括：用电设备信息采集模块7、用电设备信息存储模块8、上级配电网络联络模块3、负荷预测和监控模块4、供电执行模块6、总线通信模块2、UPS模块9。
其中，用电设备信息采集模块7，用于实时采集楼宇内各用电设备1-n的用电信息。所述用电设备信息采集模块7包括电压互感器、电流互感器、AD转换电路、串口通信电路和电源，电压互感器和电流互感器的信号输出端与AD转换电路相连接，AD转换电路与串口通信电路相接，串口通信电路与上述总线通信模块相接，从而实现用电设备信息采集模块的数据向其他模块的传输。所述用电设备信息采集模块同时采集多个被用电设备的数据，包括电压、电流、有功功率、无功功率和电能。
用电设备信息存储模块8，用于储存上述信息采集模块7采集的用电信息。用于接收用电设备1-n用电信息并将其解码后存储至数据库系统内，负荷预测和监控模块4通过总线2调取数据库系统内的用电信息信息。
上级配电网络联络模块3，用于实时获取上级配电网络1的调度信息，并向上级配电网络1上传楼宇智能配电系统的相关信息。
供电执行模块6，用于根据上述供电策略，实现对各个用电设备的执行特定的供电指令。所述供电执行模块包括为每一个用电设备1-n安装的供电执行单元，该供电执行单元包括：
电源输入接口，连接电力传输线；
电源输出接口，连接用用电负载；
手动控制开关FS和总线控制开关NS，连接在负载回路中，控制负载通断。
总线通信模块2，用于上述各个模块之间的通信，所述总线通信模块2通过冗余双CAN总线与其他模块相连。
上述智能配电系统还包括UPS模块9，用于在上级配电网故障或调度额不足的情况下，给楼宇中的关键用电设备供电。
负荷预测和监控模块4，用于：(1)根据上述存储模块存储8的历史用电信息，对楼宇的用电负荷进行预测，得到负荷曲线；(2)根据负荷曲线及上级配电网的调度信息，确定对各用电设备1-n的供电策略。
参见图2，该负荷预测和监控模块4包括：
运算单元41，用于根据上述用电设备信息存储模块存储8的历史信息，计算并拟合得到楼宇的负荷曲线；
供电策略制定单元42，根据负荷曲线、上级配电网1调度信息以及各用电设备1-n的实时用电信息，确定当前的供电策略；
显示设备43，用于显示负荷曲线、调度信息、当前各设备用电信息以及当前供电策略。
运算单元41中，具有负荷预测模型，用于分析用电设备1-n的历史用电信息，预测特定时间段内上述用电设备的有功功率并生成预测值。
供电策略制定单元42中，具有负荷控制模型，用于将预测值与阈值进行比较，根据预测值与阈值的比较结果，发出用电设备1-n用电负荷执行指令，通过供电执行模块，调节用电设备1-n的技术性能参数。所述阈值由上级配电网1调度信息、楼宇配电线路参数、用电设备参数共同确定。
如果上述阈值大于预测值，那么供电策略制定单元在确定用电设备1-n的用电负荷指令时，具体采用如下方法：
(1)获取控制参数信息和电网调度信息，所述控制参数信息包括：用户设置的用电设备参数信息；
(2)接收用户输入的包含有设控制模式的控制指令；
(3)依据所述预设控制模式、所述控制参数信息和所述电网调度信息生成预设控制指令集；
(4)依据所述预设控制指令集发出用电设备用电负荷执行指令。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种楼宇智能配电系统，该系统包括：
用电设备信息采集模块，用于实时采集楼宇内各用电设备的用电信息；
用电设备信息存储模块，用于储存上述信息采集模块采集的用电信息；
上级配电网络联络模块，用于实时获取上级配电网络的调度信息，并向上级配电网络上传楼宇智能配电系统的相关信息；
负荷预测和监控模块，用于：
(1)根据上述存储模块存储的历史用电信息，对楼宇的用电负荷进行预测，得到负荷曲线；
(2)根据负荷曲线及上级配电网的调度信息，确定对各用电设备的供电策略；
供电执行模块，用于根据上述供电策略，实现对各个用电设备的执行特定的供电指令；
总线通信模块，用于上述各个模块之间的通信；
上述负荷预测和监控模块包括：
运算单元，用于根据上述用电设备信息存储模块存储的历史信息，计算并拟合得到楼宇的负荷曲线；
供电策略制定单元，根据负荷曲线、上级配电网调度信息以及各用电设备的实时用电信息，确定当前的供电策略；
显示设备，用于显示负荷曲线、调度信息、当前各设备用电信息以及当前供电策略；
上述运算单元中，具有负荷预测模型，用于分析上述用电设备的历史用电信息，预测特定时间段内上述用电设备的有功功率并生成预测值；
上述供电策略制定单元中，具有负荷控制模型，用于将预测值与阈值进行比较，根据预测值与阈值的比较结果，发出用电设备用电负荷执行指令，通过供电执行模块，调节用电设备的技术性能参数；
所述阈值由上级配电网调度信息、楼宇配电线路参数、用电设备参数共同确定；
所述供电执行模块包括为每一个用电设备安装的供电执行单元，该供电执行单元包括：
电源输入接口，连接电力传输线；
电源输出接口，连接用用电负载；
手动控制开关FS和总线控制开关NS，连接在负载回路中，控制负载通断。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用电设备信息采集模块包括电压互感器、电流互感器、AD转换电路、串口通信电路和电源，电压互感器和电流互感器的信号输出端与AD转换电路相连接，AD转换电路与串口通信电路相接，串口通信电路与上述总线通信模块相接，从而实现用电设备信息采集模块的数据向其他模块的传输。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述用电设备信息采集模块同时采集多个被用电设备的数据，包括电压、电流、有功功率、无功功率和电能。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，上述智能配电系统还包括UPS模块，用于在上级配电网故障或调度额不足的情况下，给楼宇中的关键用电设备供电。
5.如权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述总线通信模块通过冗余双CAN总线与其他模块相连。
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