CN104993599B - 一种储热用户互动终端和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储热用户互动终端和方法，互动终端包括：通信单元，用于接收主站服务器下发的互动指令、指导信息和调度容量，以及将主控单元计算后的申报容量发送到主站服务器；人机交互单元，用于显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；主控单元，用于根据用户用电量计算上报的申报容量；存储单元，用于存储互动终端装置的数据。本发明中存储用户互动终端能够满足储热用户与调度中心的双向通信需求，进而促进储热用户参与电网互动，以达到降低配电网峰谷差。提高配电网运行效率的目标。

Description

一种储热用户互动终端和方法

技术领域

本发明涉及一种互动终端和方法，具体涉及一种储热用户互动终端和方法。

背景技术

近年来，智能电网作为各国的国家战略发展之一，日益受到广泛关注。所谓“智能电网”，顾名思义，是指一种智能化的新型电网，能后更有效地获取和分配电力。把传统电网改造成为新一代安全、高效与环保的智能电网，并形成新的技术产业，是国家经济转型的一个重要途径，被视作重塑经济与能源格局的重要动力。对电力行业需求的提高也就必须要求电力行业的功能更加完善，性能更加稳定，复杂度更高，从而对电网也提出新的要求，只有借助更加智能化的电力系统才能满足不断发展的电力需求。

在我国当前的电力市场中，用户处于被动地位，上网电价是国家统一规定。随着社会的不断进步和市场的不断开放，我们需要更加灵活的输配电价格机制才能激励社会的发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种储热用户互动终端和方法，该终端能够满足储热用户与调度中心的双向通信需求，进而促进储热用户参与电网互动，以达到降低配电网峰谷差。提高配电网运行效率的目标。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种储热用户互动终端，所述终端包括：

通信单元，用于接收主站服务器下发的互动指令、指导信息和调度容量，以及将主控单元计算后的申报容量发送到主站服务器；

人机交互单元，用于显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；

主控单元，用于根据用户用电量计算上报的申报容量；

存储单元，用于存储互动终端装置的数据。

优选的，所述主控单元包括：

MCU控制模块，用于对储热用户互动终端的各个模块进行控制，并进行数据处理；

电源管理模块，用于给储热用户互动终端的各个模块供电管理；

时钟芯片，用户给储热用户互动终端提供时钟信号；

储热装置调度模块，与所述MCU控制模块通信连接，用于根据用户用电量计算上报的申报容量。

优选的，所述存储单元包括：

存储器，与所述MCU控制模块通信连接，用于在所述MCU控制模块的控制下存储用于用电相关信息。

优选的，所述通信单元包括：

专用通信模块，与所述MCU控制模块通信连接，用于与用采系统进行数据交互；

GPRS通信模块，用于实现储热用户互动终端与主站服务器的配电网调度中心的无线通信。

优选的，所述人机交互单元包括：

人机交互模块，用于向所述MCU控制模块发送用户需求的信息。

优选的，所述专用通信模块接收的数据必须要连续出现1100电平才能使能，进行数据的读取。

优选的，一种储热用户互动方法，所述方法包括如下步骤：

(1)接收主站服务器下发的互动指令和指导信息；

(2)显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；

(3)根据用户用电量计算申报容量；

(4)将计算后的申报容量发送到主站服务器；

(5)接收主站服务器下发的调度容量。

优选的，所述步骤(3)中，所述计算申报容量的计算公式如下：

式中T表示互动时间段，C_i表示第i个储热用户的申报容量，Q_i,origin表示t时段用户i的用电量，即不参加互动时用户i的预测用电量，Q_i,j表示用户i按照用电曲线j用电时的用电量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明满足储热用户与调度中心的双向通信需求，进而促进储热用户参与电网互动，以达到降低配电网峰谷差，提高配电网运行效率的目标。

储热用户互动终端具有开放式的人机界面，用户不仅可以通过该界面完成互动指令接受与互动意愿申报，还可以进行历史互动信息查询，对以往的互动结果进行对比分析，有助于用户调整执行方案，更好地参与互动。

附图说明

图1是本发明提供的一种储热用户互动终端的架构图

图2是本发明提供的一种储热用户互动方法的流程图

图3是本发明提供的一种储热用户互动终端的软件架构图

图4是本发明提供的一种储热用户互动终端的功能结构图

图5是本发明提供的一种储热用户互动终端中专用通信模块时序示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，储热用户互动终端包括：

通信单元，用于接收主站服务器下发的互动指令、指导信息和调度容量，以及将主控单元计算后的申报容量发送到主站服务器；

人机交互单元，用于显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；

主控单元，用于根据用户用电量计算上报的申报容量；

存储单元，用于存储互动终端装置的数据。

主控单元包括：

MCU控制模块202，用于对储热用户互动终端的各个模块进行控制，并进行数据处理；

电源管理模块208，用于给储热用户互动终端的各个模块供电管理；

时钟芯片207，用户给储热用户互动终端提供时钟信号；

储热装置调度模块206，与所述MCU控制模块202通信连接，用于根据用户用电量计算上报的申报容量。

存储单元包括：

存储器203，与所述MCU控制模块202通信连接，用于在所述MCU控制模块202的控制下存储用于用电相关信息。

通信单元包括：

专用通信模块204，与所述MCU控制模块202通信连接，用于与用采系统进行数据交互；

GPRS通信模块205，用于实现储热用户互动终端与主站服务器的配电网调度中心的无线通信。

人机交互单元包括：

人机交互模块201，用于向所述MCU控制模块202发送用户需求的信息。

如图2所示，储热用户互动方法，步骤如下：

(1)接收主站服务器下发的互动指令和指导信息；

(2)显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；

(3)根据用户用电量计算申报容量；

(4)将计算后的申报容量发送到主站服务器；

(5)接收主站服务器下发的调度容量。

计算上报的申报容量计算公式如下：

式中T表示互动时间段，C_i表示第i个储热用户的申报容量，Q_i,origin表示t时段用户i的用电量，即不参加互动时用户i的预测用电量，Q_i,j表示用户i按照用电曲线j用电时的用电量。

其中调度优化模型为：

min AIS＝ΣC_i·S_i

式中AIS表示总互动补贴，C_i表示第i个储热用户的申报容量，S_i表示第i个储热用户的互动补贴，储热用户的申报容量为所选用电曲线在调度时间段内相比于基准用电曲线所减少的用电量。

根据每个互动用户申报的互动容量及对应的互动补贴，调度中心以总互动补贴为优化目标函数，求出各互动用户的用电曲线并下发。优化算法采用“带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)”进行优化，主要步骤包括：1、编码；2、初始种群的产生；3、快速非支配排序；4、虚拟适应度计算；5、选择运算；6、交叉和变异；7、精英策略保留；8、最优折衷解的选择等。

对互动对象进行用电模式的分析，从时间尺度上进行分类，分别研究具体可操作的互动方式。储热用户考虑在短期超短期调度的层次上采用可中断负荷和申报模式参与互动。所谓申报模式，一般用于电网短时互动情况，即现有负荷预测系统计算出次日电网会出现电力缺口，需要用户次日参与互动。在这种情况下，监控主站在互动前日通过互动终端向储热用户发布日前互动指令和指导信息，包括参考互动容量与参考优惠电价，储热用户可根据指导信息相关内容决定是否参与次日电网互动以及参与互动的容量与报价，并将这些信息通过互动终端向监控主站申报。监控主站收到储热用户的申报信息后，经过优化计算，确认储热用户日前参与互动的容量及优惠电价信息，并再次通过互动终端向储热用户发布。储热用户次日则按照主站下发的互动复核信息进行相应的电力调整，监控主站在互动结束后对储热用户参与互动的实际结果进行核实结算并通过互动终端向储热用户传达。而可中断模式，一般用于电网实时控制，即电网在实际运行时，有短时的功率互动需求。在这种情况下，监控主站将提前2个小时向储热用户下达超短期互动指令，包括中断时间和中断负荷以及中断补偿。储热用户将根据自身的运行情况决定是否参与超短期互动，并将互动意愿以通过互动终端上送至监控主站，监控主站根据各储热用户的意愿制定互动方案，并将计算结果通过终端下发至储热用户。2个小时后，储热用户根据监控主站下发的互动方案进行下调相应的负荷。互动结束后次日，监控主站根据实际互动效果计算此次互动补偿，并将相关结果通过互动终端传达至储热用户。

如图3所示，用户互动终端的总体软件架构，软件系统底层由引导程序、配置文件、设备驱动及上层接口组成，实现操作系统与硬件系统的联系；采用Linux作为本项目软件的下层操作系统，需要在互动终端中移植Linux系统内核、构建文件系统、实现设备管理、服务管理、图形窗口管理及事件系统，同时，为上层应用程序提供接口APIS，用户互动终端上层应用程序根据各用户具体需求，实现各功能模块，包括通信模块、数据管理及数据处理模块、模式库模块、界面管理模块等。

如图4所示，储热用户互动终端功能包括：

1)用户注册信息维护

显示用户基本信息。包括：用户名称、用户编号、用户类型等。

2)用户互动时间段和互动容量指令接收及显示

终端可以接收监控主站下发的互动时间段和互动容量指令，接收到以后具备语音提醒功能，并显著地显示出来。

3)用户电价信息查询

终端可以显示不同时间段的电价以及用电量。

4)用户用电计划历史信息查询

具备按照日期查询的条件

如图5所示，储热用户互动终端的专用通信模块204的时序示意图，由于储热用户互动终端的数据传输速率要求不高，但其安全性要求较高。目前网络安全问题日益突出，信息泄露、丢失或完整性被破坏，具体指敏感数据在有意或无意中被泄露出去或丢失，或者数据被删除、修改、插入其他干扰数据等。为了避免数据传输错误，故使用专用通信模块204来进行数据的交互，提高数据识别的精度，而不是盲目的读取主站下发的数据，主站下发的数据必须要连续出现1100(高高低低)电平，专用通信模块204方能使能，进行数据的读取，进一步与储热互动终端用户的交互，图5示意图所示发送数据为“10100010”。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种储热用户互动终端，其特征在于，所述终端包括：

通信单元，用于接收主站服务器下发的互动指令、指导信息和调度容量，以及将主控单元计算后的申报容量发送到主站服务器；

人机交互单元，用于显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；

主控单元，用于根据用户用电量计算上报的申报容量；

存储单元，用于存储储热用户互动终端的数据；

所述主控单元包括：

MCU控制模块，用于对储热用户互动终端的各个模块进行控制，并进行数据处理；

电源管理模块，用于给储热用户互动终端的各个模块供电管理；

时钟芯片，用于给储热用户互动终端提供时钟信号；

储热装置调度模块，与所述MCU控制模块通信连接，用于根据用户用电量计算上报的申报容量；

申报容量的计算公式如下：

式中T表示互动时间段，C_i表示第i个储热用户的申报容量，Q_i,origin表示t时段用户i的用电量，即不参加互动时用户i的预测用电量，Q_i,j表示用户i按照用电曲线j用电时的用电量。

2.根据权利要求1所述终端，其特征在于，所述存储单元包括：

存储器，与所述MCU控制模块通信连接，用于在所述MCU控制模块的控制下存储用于用电相关信息。

3.根据权利要求1所述终端，其特征在于，所述通信单元包括：

专用通信模块，与所述MCU控制模块通信连接，用于与用采系统进行数据交互；

GPRS通信模块，用于实现储热用户互动终端与主站服务器的配电网调度中心的无线通信。

4.根据权利要求1所述终端，其特征在于，所述人机交互单元包括：

人机交互模块，用于向所述MCU控制模块发送用户需求的信息。

5.根据权利要求3所述终端，其特征在于，所述专用通信模块接收的数据必须要连续出现1100电平才能使能，进行数据的读取。

6.一种储热用户互动方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)接收主站服务器下发的互动指令和指导信息；

(2)显示互动指令和指导信息并采集用户的互动意愿；

(3)根据用户用电量计算申报容量；

(4)将计算后的申报容量发送到主站服务器；

(5)接收主站服务器下发的调度容量；

所述步骤(3)中，所述计算申报容量的计算公式如下：

式中T表示互动时间段，C_i表示第i个储热用户的申报容量，Q_i,origin表示t时段用户i的用电量，即不参加互动时用户i的预测用电量，Q_i,j表示用户i按照用电曲线j用电时的用电量。