CN105207215A - 一种电力负荷调度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力负荷调度控制方法，通过构建智能分析平台，并建立可以适应多种条件变化的控制方案单元，能够快速搭建适用于不同类型的电网级别、不同评价指标和不同评价模型的能效评价服务；负荷类型划分可以使各个计算环节更加透明化，同时能够实现不同计算单元的共用，从而减少后期的开发工作量，方便系统移植和扩展；构建用电基础库和业务库，建立完整的基础库后，可长久应用，容易维护。通过本方法构建的电力负荷控制系统，具有快速搭建、模块化应用、综合集成、可移植、可扩展和易维护等诸多优势；搭建可伸缩配置的调度方案生成服务，无需编程，系统动态适应，可移植、可扩展、可复制，节能人力和物力资源。

Description

一种电力负荷调度控制方法

技术领域

本发明涉及电力系统控制调度技术领域，尤其涉及一种电力负荷调度控制方法。

背景技术

电力是重要的二次能源，据国家能源局公布数据显示，2014年我国全社会用电量55233亿千瓦时，同比增长3.8%，电力负荷的运营调度情况，已经与国计民生息息相关，随着电力地区改革的不断深入和“三集五大”建设的要求，电力地区想要持续发展，必须以客户为立足之本，这样，也就决定了优质的服务，才是电力地区承担责任的保证和经济持续发展的重要途径。地区只有通过优质服务，以满足客户满意度为宗旨而不断进行管理改革，例如不断改进电网的数据管理、运行监管、检修维护等办法，尽力做好电力负荷调度的控制完善，才能有效地减少电网事故，从而降低地区成本，得到广大客户的认可。

申请号为201410543395.X的发明公开了一种基于时间-区域分类的电力负荷调度控制方法。将电力系统中每个区域内参与负荷调度的负荷按照发生时间分为高峰负荷、平均负荷和最低负荷；分别对所有区域内的高峰负荷、平均负荷和最低负荷，建立相应的负荷的能效发电机模型；建立所述能效发电机模型对应的能效发电机有、无功功率备用容量分摊优化模型；获取对应的各个能效发电厂所分摊的有、无功功率备用容量；获取组成该能效发电机模型的同类负荷的调控量，根据各类负荷的调控量，调整可调度负荷的运行定值。改善电力系统运行经济型，提升了电力系统运行的经济效益、降低了发电厂碳排放量，实现经济和环境的双收益。

申请号为201410043829.X的发明提供一种电力负荷调度控制方法及其系统，通过对大量可调控的负荷分类、聚合以建立能效发电机，进而构建能效电厂模型，将能效电厂模型引入电力市场的有、无功功率备用容量计算模型中，建立含能效发电厂的电力系统有、无功功率备用容量计算模型，采用内点法求解该模型，计算各能效电厂所分摊的有、无功功率备用容量；将计算得到的能效发电厂分摊的有、无功功率备用容量代入对应的能效发电机有、无功功率备用容量分摊优化模型中，采用内点法计算各能效发电机(负荷群)所需要分摊的有、无功功率备用容量，再通过对可调控用电负荷的再调度，实现为电力系统提供虚拟有、无功功率备用，以提高电力系统运行经济性，降低发电厂碳排放量。

申请号为201410648590.9的发明提供一种负荷调度控制系统，能够根据预先制定的仿真方案，自动执行对负荷调度控制的仿真过程和结果展示，比较方便。采用数据存储层、业务层和表示层三层架构，数据采集、数据分析、结果展示等模块化设计，可以方便的更新某个功能模块，而不必修改全部程序，总体上是以统一用户终端的呈现方式来实现整合统一的仿真界面，实现速度快，研发费用较少，且开发周期较短，对整个电网公司组织层面来讲，其总拥有成本相对较低，在应用层面，不仅可以将负荷调度控制算法的仿真结果形象的在平台上展示出来，并有利于向实际工程推广。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够适应各种变化条件的电力负荷调度控制方法，基于智能分析平台与数据方案建模，构建电力负荷控制系统，可以起到科学调度、快捷高效的综合效益。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电力负荷调度控制方法，包括如下步骤：1）构建智能分析平台，所述智能分析平台包括控制单元以及与其连接的监控单元，所述控制单元包括便携处理终端和数据服务器，所述监控单元包括分布于电力台区主变压器的数据采集端和数据预警端；

2）在智能分析平台的基础上，建立分析数据库，所述分析数据库的建立过程包括负荷类型划分、分析建模、模型注册发布；

3）以分析数据库的构建为基础，在智能分析平台之上构建调度方案模块，所述调度方案模块的建立过程包括方案图绘制，方案定制、报表生成；

4）在数据服务器端设立数据传输接口，连接外部应用平台，应用平台包括配电网信息平台、物联网营销网络平台、95598客服平台和GIS地理系统平台；

5）以监控单元所采集的电力台区变压器实时运行负荷为依据，综合外部应用平台的数据信息，通过数据集中器将信息汇集到控制单元中，并经分析数据库整理后，在调度方案模块生成调度控制表，以指导电网管理控制工作。

所述便携处理终端包括能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备。

所述数据服务器包括数据处理器和数据存储器，所述数据处理器和所述数据存储器之间设置数据适配器，所述数据处理器设置于电网总调度室，所述数据存储器包括实时数据存储模块和历史数据存储模块。

所述数据采集端包括数字化电表和无线收发电台，若干所述数字化电表呈纵线网分布与单个所述无线收发电台连接。

所述数据预警端包括单片机和远程报警器，可以通过对比识别电网负荷运行异常状况，其功能包括线路过负荷预警、台区过负荷预警、电压电流及三相不平衡预警、窃电在线预警、线损异常预警。

在所述分析数据库的建立过程中，所述负荷类型划分是将电力负荷监控的整个过程依据负荷类型划分成多个相对独立的计算单元；所述分析建模是采用模型技术、WebService技术和面向服务的体系架构对划分好的计算单元进行分析封装为模型，不同类型模型集成形成模型。

在所述调度方案模块的构建过程中，所述方案图绘制是在智能分析平台之上，绘制负荷分布的逻辑方案图，并作为调度控制的主界面图，通过绘制多种类型的方案图，形成方案图库；所述方案定制是通过智能分析平台，依据给定条件，选择定制模型的模型，并将模型添加至方案图；所述报表生成是通过点击方案图中的模型，展示计算结果，实现控制报表的主题生成。

本发明的有益效果是：电力负荷调度控制方法是通过构建智能分析平台，并建立可以适应多种条件变化的控制方案单元，包括分析数据库构建和调度方案模块构建两大部分，能够快速搭建适用于不同类型的电网级别、不同评价指标和不同评价模型的能效评价服务；负荷类型划分可以使各个计算环节更加透明化，同时能够实现不同计算单元的共用，从而减少后期的开发工作量，方便系统移植和扩展；构建用电基础库和业务库，建立完整的基础库后，可长久应用，容易维护。智能分析平台通过实时数据采集和外接平台连接，能够将线路静态信息、负荷管理的动态信息、台区负荷地理信息、相关技术资料信息以及输电运行线路负荷信息和评价系统、调度策略等有机地结合在一起，形成一套集多级管理模式为一体的评价分析平台，既将状态监控纳入进科学的评价体系，又将日常生产技术管理融入其中，最终形成电力负荷分析调度依据。该平台的运用过程可以贯穿整个电力运行流程，优化线路生产管理体系，为建设智能化调度网络奠定了坚实的基础，通过本方法构建的电力负荷控制系统，具有快速搭建、模块化应用、综合集成、可移植、可扩展和易维护等诸多优势；搭建可伸缩配置的调度方案生成服务，无需编程，系统动态适应，可移植、可扩展、可复制，节能人力和物力资源。

附图说明

图1为本发明方法中智能分析平台的框架图。

图2为本发明方法中的功能模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:

如图1至图2所示，一种电力负荷调度控制方法，首先在于构建智能分析平台，智能分析平台包括控制单元以及与其连接的监控单元，控制单元包括便携处理终端1和数据服务器2，监控单元包括分布于电力台区主变压器的数据采集端3和数据预警端4；在智能分析平台的基础上，建立分析数据库12，分析数据库的建立过程包括负荷类型划分13、分析建模14、模型注册发布15；以分析数据库的构建为基础，在智能分析平台之上构建调度方案模块16，调度方案模块的建立过程包括方案图绘制17，方案定制18、报表生成19；在数据服务器端设立数据传输接口5，连接外部应用平台6，应用平台包括配电网信息平台7、物联网营销网络平台8、95598客服平台9和GIS地理系统平台10；以监控单元所采集的电力台区变压器实时运行负荷为依据，综合外部应用平台的数据信息，通过数据集中器11将信息汇集到控制单元中，并经分析数据库整理后，在调度方案模块生成调度控制表，以指导电网管理控制工作。

便携处理终端包括能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备；数据服务器包括数据处理器和数据存储器，数据处理器和数据存储器之间设置数据适配器，数据处理器设置于电网总调度室，数据存储器包括实时数据存储模块和历史数据存储模块；数据采集端包括数字化电表和无线收发电台，若干数字化电表呈纵线网分布与单个无线收发电台连接；数据预警端包括单片机和远程报警器，可以通过对比识别电网负荷运行异常状况，其功能包括线路过负荷预警、台区过负荷预警、电压电流及三相不平衡预警、窃电在线预警、线损异常预警。

在分析数据库的建立过程中，负荷类型划分是将电力负荷监控的整个过程依据负荷类型划分成多个相对独立的计算单元；分析建模是采用模型技术、WebService技术和面向服务的体系架构对划分好的计算单元进行分析封装为模型，不同类型模型集成形成模型。

在调度方案模块的构建过程中，方案图绘制是在智能分析平台之上，绘制负荷分布的逻辑方案图，并作为调度控制的主界面图，通过绘制多种类型的方案图，形成方案图库；方案定制是通过智能分析平台，依据给定条件，选择定制模型的模型，并将模型添加至方案图；报表生成是通过点击方案图中的模型，展示计算结果，实现控制报表的主题生成。

智能分析平台作为硬件组成的核心，包括数据信息的监控采集与分析，监控单元包括分布于电力台区主变压器的数据采集端和数据预警端，可以进行电力运行节点的基础运行状态采集，控制单元包括便携处理终端和数据服务器，便携处理终端为移动终端设备，包括MCU处理器、嵌入式数据存储器和天线模块。在具体实施时，MCU处理器可以载入Google公司的Android操作系统，这是为智能终端打造的真正意义上的开源且系统完整的移动平台，而且不存在不同设备上的兼容性问题。Android提供丰富的类库支持且大部分为开源代码，如采用嵌入式数据库SQLite。利用Android操作系统作为使用终端的应用平台，由于操作系统与应用软件免费，终端造价更低；同一平台克服格式问题，功能更多元化；使用者决定功能，比个人电脑更人性化、更贴近使用者。

数据服务器主要依托于电网总调度室的计算机平台，包括单台计算机服务器以及多台服务器组成的数据服务器网络，服务器的操作系统优选为WindowsXP、Windows2003Server、开发工具与建模工具优选为VisualStudio2010、数据库采用ORACLE数据库、编程语言优选为C#、版本管理优选为MicrosoftVisualSourceSafe2005；系统运行的硬件环境最低要求为奔腾P2.0G、内存1G、20G硬盘，具有双串口及以太网接口，优选为酷睿双核、内存4G、硬盘320G及以上，具有双串口（扩展双串口）及以太网接口；软件运行环境可优选为WindowsXP/Windows7操作系统平台。软件编程主要涉及到数据的收集、统计、整合、设定，均为比较常见的C#封装子程序，VisualStudio2010主要负责平台框架对子程序模块的调用、存储以及成表，便于数据的分析与管理。

本发明功能模块的实现是在智能分析平台的基础上，建立分析数据库，分析数据库的建立过程包括负荷类型划分、分析建模、模型注册发布；以分析数据库的构建为基础，在智能分析平台之上构建调度方案模块，调度方案模块的建立过程包括方案图绘制，方案定制、报表生成；

电力负荷调度控制方法包括两大关联的部分，一是分析数据库构建，是指通过负荷类型划分、分析建模、模型注册发布这三个依次连接的部分实现将负荷调度分析进行拆分，采用模型技术、WebService技术和SOA架构将拆分后的模块封装成相对独立的模型，多类型模型的集成形成模型，并通过Axis2技术和UDDI技术实现模型的注册和发布，使其成为可以对外应用的服务。

二是调度方案模块构建，是在智能分析平台之上，绘制电力负荷调度分析业务方案图，该图和在visio上绘制业务流程图类似，多种类型的方案图的积累形成方案图库，同时，通过设定条件，定制模型中的模型，并将模型添加至方案图中对应的位置即实现服务的构建。通过点击每个模型即可实现报表生成，不同的服务主题形成主题库。

首先，对于分析数据库的构建，通过对电力负荷调度分析业务的模块划分、分析建模、模型注册，形成分析数据库，为能效评价服务构建提供基础库，包括以下几个方面：

1）模块划分

传统电力负荷调度控制系统往往针对某一地区开发一套独立系统，不将应用进行模块划分，直接给出最后的应用结果，也不从最终系统的可移植性、可扩展性方面考虑。模块划分的主要目的是在实现能效评价功能的基础之上，方便系统移植和扩展；同时，模块的划分使得应用的各个环节都是透明的，更加方便系统维护。模块划分之所以能够实现系统的移植和扩展，主要原因如下：

模块划分后，系统由多个应用模块组成，每个模块具有一定的功能，那么若系统需要扩展，则只需增加新的模块即可，原来的模块可以不改变；若对于同一类型的地区，大部分应用模块是可以通用的，只需去掉多余模块，并新增少量模块即可，从而大大减少开发量，系统也可以很好的实现移植；若系统需要进行修改或更新，只需对要改变的功能模块进行更新，不改变其他模块，从而使维护的工作量降到最低，大大节约了成本，避免了浪费，实现了节能。

模块的大小是模块划分首先需要考虑的因素，模块大小划分是否合理直接关系到整个系统的移植和扩展特性。传统系统开发可以认为将整个系统划分为一个大模块，从而使得系统很难扩展，因此模块的划分不能太大；同时，模块的划分也不是越小越好，模块的划分应该以该模块是否可以共用为标准，一些模块划分出来也永远不会被共用，则只会增加工作量。

模块的功能是模块划分的主要参考依据，模块的划分首先要保证该模块能够实现业务系统中的某项功能。同时，模块的功能是决定该模块的能否被共用的基本条件，因此，模块划分时，应从功能角度考虑模块划分，保证划分的模块最大程度的共用。

2）分析建模

分析建模主要采用模型技术、WebService技术和面向服务的体系架构（SOA）来完成，分析建模即将划分好的应用模块，采用分析建模的相关技术，封装成模型，是在智能分析平台之上，采用模型搭建的方式实现的。分析建模实际上就是业务应用模块的程序化实现，分析建模相关技术主要有模型技术、WebService技术和面向服务的体系结构。

模型具有以下特点：1、重用性和互操作性强。重用是模型的最大特色，指完成某一系统时，多个模块的软件可以重复利用，而不需要重新写代码实现；2、实现细节透明。模型在运行过程中，输入和输出接口完全是透明的，它的实现和功能完全分离，从而对于应用模型来说，只关心输入和输出两个接口即可，无需关心模型内部；3、良好的可扩展性。每个模型都是独立的，有其独有功能，若需要模型提供新的功能，对模型来说，只需增加接口，不改变原来的接口，从而实现模型功能的扩展；4、即插即用。模型的使用就类似于搭积木一样，可以随时搭建，随时使用；5、开发与编程语言无关。开发人员可以选用任何语言开发模型，只要符合模型开发标准，模型编译后可以采用二进制形式发布，避免源代码泄漏，保护开发者的版权。

WebService是一种模型建立技术，其采用XML格式封装数据，对自身功能进行描述时采用WSDL，同时，要想使用WebService提供的各种服务，必须对其进行注册，可以使用UDDI来实现，模型之间数据的传输是通过SOAP协议进行的。WebService具有与平台和开发语言无关的特性，无论基于什么语言和平台，只要指定其位置和接口，就能在应用端通过SOAP可以实现接口的调用，同时得到返回值。

3）模型注册发布

要使做好的模型能够使用，首先需要将开发的模型打包成Web服务，采用Axis进行打包。Axis本质上就是一个SOAP引擎，提供创建服务器端、客户端和网关SOAP操作的基本框架，同时能够在建立和运转时有能力部署Web服务。Web服务形成后，将该服务上传至服务器，同时，通过UDDI（一种目录服务，地区可以使用它对Webservices进行注册和搜索）对该Web服务进行注册，注册后可以使用Web服务，最终的Web服务其实就是模型。

其次，对于调度方案模块构建，调度方案模块构建是基于智能分析平台之上，绘制电力负荷调度分析业务方案图，同时，给定条件，定制模型，添加至方案图，点击模型，即可实现应用。调度方案模块是在业务库的基础之上进行构建，业务库一但构建，后期只需对调度方案模块进行变化即可实现服务的快速构建，包括以下几个方面：

1）方案图的绘制

绘制业务流程方案图，需要对负荷调度分析非常了解，同时也要了解各个模型之间的衔接关系，最好是模型的开发者，否则需要每个模型的详细说明、模型的输入和输出及功能介绍等。在智能分析平台上绘制业务流程，类似于在Visio上绘图，非常简单。不同类型的方案图最后形成方案图库，从而方便不同应用服务之间的共享。

2）方案定制

能效评价方案定制过程很简单，通过平台进入模型，选择需要的模型，命名后保存到相应的位置即可。

3）报表生成

通过绘制好的方案图，对应方案图中的每个节点，将对应的模型添加节点即可，然后保存后，即可运行服务，不同主题的服务最终形成应用主题库，实现不同应用主题之间的共享。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种电力负荷调度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1）构建智能分析平台，所述智能分析平台包括控制单元以及与其连接的监控单元，所述控制单元包括便携处理终端和数据服务器，所述监控单元包括分布于电力台区主变压器的数据采集端和数据预警端；

2）在智能分析平台的基础上，建立分析数据库，所述分析数据库的建立过程包括负荷类型划分、分析建模、模型注册发布；

3）以分析数据库的构建为基础，在智能分析平台之上构建调度方案模块，所述调度方案模块的建立过程包括方案图绘制，方案定制、报表生成；

4）在数据服务器端设立数据传输接口，连接外部应用平台，应用平台包括配电网信息平台、物联网营销网络平台、95598客服平台和GIS地理系统平台；

5）以监控单元所采集的电力台区变压器实时运行负荷为依据，综合外部应用平台的数据信息，通过数据集中器将信息汇集到控制单元中，并经分析数据库整理后，在调度方案模块生成调度控制表，以指导电网管理控制工作。

2.如权利要求1所述的电力负荷调度控制方法，其特征在于：所述便携处理终端包括能够安装应用程序且具有网络数据通讯功能的移动终端设备。

3.如权利要求1所述的电力负荷调度控制方法，其特征在于：所述数据服务器包括数据处理器和数据存储器，所述数据处理器和所述数据存储器之间设置数据适配器，所述数据处理器设置于电网总调度室，所述数据存储器包括实时数据存储模块和历史数据存储模块。

4.如权利要求1所述的电力负荷调度控制方法，其特征在于：所述数据采集端包括数字化电表和无线收发电台，若干所述数字化电表呈纵线网分布与单个所述无线收发电台连接。

5.如权利要求1所述的电力负荷调度控制方法，其特征在于：所述数据预警端包括单片机和远程报警器，可以通过对比识别电网负荷运行异常状况，其功能包括线路过负荷预警、台区过负荷预警、电压电流及三相不平衡预警、窃电在线预警、线损异常预警。

6.如权利要求1所述的电力负荷调度控制方法，其特征在于：在所述分析数据库的建立过程中，所述负荷类型划分是将电力负荷监控的整个过程依据负荷类型划分成多个相对独立的计算单元；所述分析建模是采用模型技术、WebService技术和面向服务的体系架构对划分好的计算单元进行分析封装为模型，不同类型模型集成形成模型。

7.如权利要求1所述的电力负荷调度控制方法，其特征在于：在所述调度方案模块的构建过程中，所述方案图绘制是在智能分析平台之上，绘制负荷分布的逻辑方案图，并作为调度控制的主界面图，通过绘制多种类型的方案图，形成方案图库；所述方案定制是通过智能分析平台，依据给定条件，选择定制模型的模型，并将模型添加至方案图；所述报表生成是通过点击方案图中的模型，展示计算结果，实现控制报表的主题生成。