CN105260840A - 一种互联网+可调度负荷综合调度系统 - Google Patents

一种互联网+可调度负荷综合调度系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其包括电网管理层、上位通信层、中心平台层、下位通信层和用户终端层;其有益效果是:本发明借助于互联网技术,通过将分散的可调度负荷进行整合,形成规模化的可调度资源,丰富了电网运行控制与调节手段,为电网提供了辅助服务;提高了电网对可再生能源的消纳能力,促进削峰填谷,提升负荷率和设备运行效率;随着系统的运行,平台所积累的历史数据量增大,为后续进行海量数据挖掘,发现更多有价值信息,提供了数据基础。

Description

一种互联网+可调度负荷综合调度系统
技术领域
本发明属于电力系统负荷调度领域,具体涉及一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统。
背景技术
近年来,随着风电、太阳能等新能源的快速发展,其间歇性和波动性增加了发电侧的不确定性,给电力系统的安全、稳定运行带来了巨大挑战。目前电网侧主要通过水电以及火电等常规发电机组对新能源发电的随机性进行补偿,这种仅从发电侧进行调控的方法,其经济性较差;目前国内学者提出了需求侧响应,即通过价格信号或激励手段引导电力用户负荷转移等方式,有其优势,但是由于电价以及用户响应行为具有随机性,需求响应的结果往往是不确定的;目前国内对于负荷调度进行了初步的理论探讨,但是并未有通过技术手段将负荷进行统一管理和智能调度的系统平台;将新能源与互联网、信息网络等相结合应用于电力系统负荷调度技术领域是未来重要发展方向之一,目前国内还没有将负荷调度与“互联网+”相结合的相关研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能将互联网技术应用于电力系统负荷调度的“互联网+可调度负荷”综合调度系统。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其包括电网管理层、上位通信层、中心平台层、下位通信层和用户终端层;
所述电网管理层包括隔离平台、电网调度平台、固定监控终端和移动监控终端;
所述电网调度平台和固定监控终端分别与所述隔离平台的相应端口双向连接;
所述移动监控终端与所述隔离平台的相应端口无线连接;
所述中心平台层包括上位防火墙、下位防火墙、计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器;所述上位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器的相应端口双向连接;所述下位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器的相应端口双向连接;所述计算服务器与所述数据服务器的相应端口双向连接;
所述上位通信层包括通信线;所述通信线为光纤或网线;所述隔离平台通过光纤或网线与互联网络相连接;所述上位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接;
所述下位通信层为GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线;所述下位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接;所述用户终端层通过GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线与互联网络相连接。
所述用户终端层包括微处理器、存储模块、电量测量模块、电压互感器、电流互感器、继电器电路、输出状态指示模块、WIFI模块、用户终端和电源转换电路;
所述电压互感器、电流互感器、继电器电路、电源转换电路的输入端分别接用户电源的输出端OUT;
所述电压互感器和电流互感器的输出端分别接所述电量测量模块的相应输入端;所述电量测量模块的输出端接所述微处理器的相应输入端;
所述继电器电路的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端;所述继电器电路的控制输出端接可调度负荷的相应输入端;
所述输出状态指示模块的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端;
所述存储模块和WIFI模块分别与所述微处理器的相应端口双向连接;
所述用户终端与所述WIFI模块相连接;
所述电源转换电路的输出端分别接所述微处理器、存储模块、电量测量模块、继电器电路、输出状态指示模块和WIFI模块的电源端。
所述用户终端通过GPRS网络、3G网络、4G网络或WiFi与互联网络无线连接。
所述WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接。
所述WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接。
所述用户终端通过光纤或网线与互联网络相连接。
所述WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接。
所述WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接。
所述电源转换电路包括熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块和电源模块;用户电源的输出端OUT依次经所述熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块接所述电源模块的相应输入端;
所述继电器电路包括继电器J1、续流二极管D1、电阻R1-R2、三极管Q1和接线端D1
所述接线端D1接所述微处理器的I/O输出端口35脚;
所述电阻R1接在所述三极管Q1的基极与接线端D1之间;所述三极管Q1的发射极接地;所述三极管Q1的集电极经所述继电器J1的线圈J1-1接电源模块的输出端Vout;
所述继电器J1的动臂端J1-4接用户电源的输出端OUT;所述继电器J1的常闭触点J1-2和常开触点J1-3分别接可调度负荷的相应输入端;所述续流二极管D1并联在所述继电器J1的线圈J1-1两端;
所述电阻R2接在所述三极管Q1的基极与发射极之间;
所述输出状态指示模块包括三极管Q2、指示灯LED、电阻R3-R5和接线端D2
所述接线端D2接所述微处理器的I/O输出端口36脚;
所述电阻R3接在所述三极管Q2的基极与接线端D2之间;所述电阻R5与所述指示灯LED串联后接在所述三极管Q2的集电极与电源模块的输出端Vout之间;所述三极管Q2的发射极接地;所述电阻R4接在所述三极管Q2的基极与发射极之间。
所述微处理器的型号为Marvell88MC200;所述存储模块的型号为Marvell88E1111-RCJ1;所述电量测量模块的型号为CS5463;所述电压互感器的型号为WBPT43B002;所述电流互感器的型号为WBCT43B402;所述WIFI模块为MarvellAvastar88W8782WLANSoCwifi模块;所述继电器J1的型号为AFEBPMH-SS-112L;所述用户终端为智能手机或计算机;所述前置保护模块的型号为FC-L01DV1;所述AC/DC模块的型号为LS01-15B12SS;所述电源模块的型号为TILM2596-5;所述隔离平台为国家电网公司自主研发的信息安全隔离装置,其型号为SGI-NDS100;所述电网调度平台为国家电网公司提供的调度服务器,其型号为HPDL388Gen9E5-2620;所述固定监控终端的型号为IBMSystemX3650M3;所述移动监控终端的型号为iOS、Android或WindowsPhone智能手机;所述上位防火墙的型号为NGAF-1120;所述下位防火墙的型号为NGAF-1120;所述计算服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述通信服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述数据服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述扩展服务器的型号为IBMSystemX3650M3。
本发明的有益效果是:
1.借助于互联网技术,通过将分散的可调度负荷进行整合,形成规模化的可调度资源,丰富了电网运行控制与调节手段,为电网提供了辅助服务。
2.提高了电网对可再生能源的消纳能力,促进削峰填谷,提升负荷率和设备运行效率。
3.随着系统的运行,平台所积累的历史数据量增大,为后续进行海量数据挖掘,发现更多有价值信息,提供了数据基础。
附图说明
图1为本发明的原理框图(用户终端层通过GPRS网络、3G网络、4G网络或WiFi与互联网络无线连接,WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接)。
图2为本发明的原理框图(用户终端层通过GPRS网络、3G网络、4G网络或WiFi与互联网络无线连接,WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接)。
图3为本发明的原理框图(用户终端通过光纤或网线与互联网络相连接,WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接)。
图4为本发明的原理框图(用户终端通过光纤或网线与互联网络相连接,WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接)。
图5为用户终端层原理框图(WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接)。
图6为用户终端层原理框图(WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接)。
图7为电源转换电路原理图。
图8为继电器电路原理图。
图9为输出状态指示模块电路原理图。
具体实施方式
由图1-9所示的实施例可知,它包括电网管理层、上位通信层、中心平台层、下位通信层和用户终端层;
所述电网管理层包括隔离平台、电网调度平台、固定监控终端和移动监控终端;
所述电网调度平台和固定监控终端分别与所述隔离平台的相应端口双向连接;
所述移动监控终端与所述隔离平台的相应端口无线连接;
所述中心平台层包括上位防火墙、下位防火墙、计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器;所述上位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器的相应端口双向连接;所述下位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器的相应端口双向连接;所述计算服务器与所述数据服务器的相应端口双向连接;
所述上位通信层包括通信线;所述通信线为光纤或网线;所述隔离平台通过光纤或网线与互联网络相连接;所述上位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接;
所述下位通信层为GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线;所述下位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接;所述用户终端层通过GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线与互联网络相连接。
所述用户终端层包括微处理器、存储模块、电量测量模块、电压互感器、电流互感器、继电器电路、输出状态指示模块、WIFI模块、用户终端和电源转换电路;
所述电压互感器、电流互感器、继电器电路、电源转换电路的输入端分别接用户电源的输出端OUT;
所述电压互感器和电流互感器的输出端分别接所述电量测量模块的相应输入端;所述电量测量模块的输出端接所述微处理器的相应输入端;
所述继电器电路的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端;所述继电器电路的控制输出端接可调度负荷的相应输入端;
所述输出状态指示模块的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端;
所述存储模块和WIFI模块分别与所述微处理器的相应端口双向连接;
所述用户终端与所述WIFI模块相连接;
所述电源转换电路的输出端分别接所述微处理器、存储模块、电量测量模块、继电器电路、输出状态指示模块和WIFI模块的电源端。
所述用户终端通过GPRS网络、3G网络、4G网络或WiFi与互联网络无线连接;在这种情况下,所述WIFI模块可以通过无线交换机与用户终端无线连接;所述WIFI模块也可以与通过无线交换机,借助路由器与互联网络与用户终端相连接,而用户终端可以通过GPRS网络、3G网络、4G网络、Wifi、光纤或网线连接互联网网络,这样用户终端和WIFI模块即可实现通信联系。
所述用户终端通过光纤或网线与互联网络相连接;在这种情况下,所述WIFI模块可以通过无线交换机与用户终端无线连接;所述WIFI模块也可以与通过无线交换机,借助路由器与互联网络与用户终端相连接,而用户终端可以通过GPRS网络、3G网络、4G网络、Wifi、光纤或网线连接互联网网络,这样用户终端和WIFI模块即可实现通信联系。
所述电源转换电路包括熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块和电源模块;用户电源的输出端OUT依次经所述熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块接所述电源模块的相应输入端;
所述继电器电路包括继电器J1、续流二极管D1、电阻R1-R2、三极管Q1和接线端D1
所述接线端D1接所述微处理器的I/O输出端口35脚;
所述电阻R1接在所述三极管Q1的基极与接线端D1之间;所述三极管Q1的发射极接地;所述三极管Q1的集电极经所述继电器J1的线圈J1-1接电源模块的输出端Vout;
所述继电器J1的动臂端J1-4接用户电源的输出端OUT;所述继电器J1的常闭触点J1-2和常开触点J1-3分别接可调度负荷的相应输入端;所述续流二极管D1并联在所述继电器J1的线圈J1-1两端;
所述电阻R2接在所述三极管Q1的基极与发射极之间;
所述输出状态指示模块包括三极管Q2、指示灯LED、电阻R3-R5和接线端D2
所述接线端D2接所述微处理器的I/O输出端口36脚;
所述电阻R3接在所述三极管Q2的基极与接线端D2之间;所述电阻R5与所述指示灯LED串联后接在所述三极管Q2的集电极与电源模块的输出端Vout之间;所述三极管Q2的发射极接地;所述电阻R4接在所述三极管Q2的基极与发射极之间。
所述微处理器的型号为Marvell88MC200;所述存储模块的型号为Marvell88E1111-RCJ1;所述电量测量模块的型号为CS5463;所述电压互感器的型号为WBPT43B002;所述电流互感器的型号为WBCT43B402;所述WIFI模块为MarvellAvastar88W8782WLANSoCwifi模块;所述继电器J1的型号为AFEBPMH-SS-112L;所述用户终端为智能手机或计算机;所述前置保护模块的型号为FC-L01DV1;所述AC/DC模块的型号为LS01-15B12SS;所述电源模块的型号为TILM2596-5;所述隔离平台为国家电网公司自主研发的信息安全隔离装置,其型号为SGI-NDS100;所述电网调度平台为国家电网公司提供的调度服务器,其型号为HPDL388Gen9E5-2620;所述固定监控终端的型号为IBMSystemX3650M3;所述移动监控终端的型号为iOS、Android或WindowsPhone智能手机;所述上位防火墙的型号为NGAF-1120;所述下位防火墙的型号为NGAF-1120;所述计算服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述通信服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述数据服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述扩展服务器的型号为IBMSystemX3650M3。
本发明的工作过程如下:
用户终端层用来完成可调度负荷的接入和用户终端对可调度负荷的控制;可调度负荷接入电路当中,借助电压互感器和电流互感器分别测量电压和电流,电压互感器和电流互感器的输出量接入电量测量模块,电量测量模块计算得到可调度负荷的用电量,并通过微处理器,将数据存储在存储模块之中;可调度负荷的开断是由继电器电路控制完成,继电器电路接收微处理器I/O端口输出的控制信号,完成对可调度负荷的控制;可调度负荷的状态变化通过输出状态指示模块可以得知,微处理器每次对可调度负荷发出控制信号的同时,也会发送控制信号给输出状态指示模块,进而能够得知可调度负荷的当前状态;微处理器生成的控制信号,是由用户终端操作所得;用户终端可以通过两种方式与微处理器进行数据通信:当用户终端与所述WIFI模块在同一个局域网的时候,那么用户终端可以借助无线交换机,与本所述WIFI模块建立连接,进而与微处理器进行通信;当用户终端与WIFI模块不在同一个局域网的时候,那么用户终端可以通过多种连接方式连接互联网网络,所述WIFI模块借助无线交换机和路由器连接互联网络,完成用户终端和WIFI模块通信的功能;所述微处理器、存储模块、电量测量模块、继电器电路、输出状态指示模块和WIFI模块均需要电源输入,该输入由所述电源转换电路的输出端提供;所述电源转换电路是由用户电源的输出端OUT依次经所述熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块接所述电源模块的相应输入端;用户终端层能够通过下位通信层与中心平台层进行双向通信,既能够传输数据至中心平台层的服务器,又能够接收中心平台层的服务器发送的数据;电网管理层既能够传输数据至中心平台层的服务器,又能够接收中心平台层的服务器发送的数据;为了保证电网内部系统的安全性,电网网内和网外应该进行严格的隔离,通过隔离平台,保证网内和网外的有效隔离;中心平台层的上位防火墙和下位防火墙能够对中心平台层的服务器进行有效的防护,保证系统的安全、稳定运行,其中下位防火墙为中心平台层与下位通信层的访问提供防火墙机制,保证网络通信的安全性和可靠性;上位防火墙为中心平台层与上位通信层的访问提供防火墙机制,保证网络通信的安全性和可靠性;。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例,而并非本发明可行实施例的穷举。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:包括电网管理层、上位通信层、中心平台层、下位通信层和用户终端层;
所述电网管理层包括隔离平台、电网调度平台、固定监控终端和移动监控终端;
所述电网调度平台和固定监控终端分别与所述隔离平台的相应端口双向连接;
所述移动监控终端与所述隔离平台的相应端口无线连接;
所述中心平台层包括上位防火墙、下位防火墙、计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器;所述上位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器的相应端口双向连接;所述下位防火墙分别与所述计算服务器、通信服务器、数据服务器和扩展服务器的相应端口双向连接;所述计算服务器与所述数据服务器的相应端口双向连接;
所述上位通信层包括通信线;所述通信线为光纤或网线;所述隔离平台通过光纤或网线与互联网络相连接;所述上位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接;
所述下位通信层为GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线;所述下位防火墙通过光纤或网线与互联网络相连接;所述用户终端层通过GPRS网络、3G网络、4G网络、WiFi、光纤或网线与互联网络相连接。
2.根据权利要求1所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述用户终端层包括微处理器、存储模块、电量测量模块、电压互感器、电流互感器、继电器电路、输出状态指示模块、WIFI模块、用户终端和电源转换电路;
所述电压互感器、电流互感器、继电器电路、电源转换电路的输入端分别接用户电源的输出端OUT;
所述电压互感器和电流互感器的输出端分别接所述电量测量模块的相应输入端;所述电量测量模块的输出端接所述微处理器的相应输入端;
所述继电器电路的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端;所述继电器电路的控制输出端接可调度负荷的相应输入端;
所述输出状态指示模块的控制输入端接所述微处理器的相应控制输出端;
所述存储模块和WIFI模块分别与所述微处理器的相应端口双向连接;
所述用户终端与所述WIFI模块相连接;
所述电源转换电路的输出端分别接所述微处理器、存储模块、电量测量模块、继电器电路、输出状态指示模块和WIFI模块的电源端。
3.根据权利要求2所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述用户终端通过GPRS网络、3G网络、4G网络或WiFi与互联网络无线连接。
4.根据权利要求3所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接。
5.根据权利要求3所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接。
6.根据权利要求2所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述用户终端通过光纤或网线与互联网络相连接。
7.根据权利要求6所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述WIFI模块通过无线交换机与用户终端无线连接。
8.根据权利要求6所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述WIFI模块依次经无线交换机、路由器、互联网络与用户终端相连接。
9.根据权利要求1或8任何一项所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述电源转换电路包括熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块和电源模块;用户电源的输出端OUT依次经所述熔断器FUSE、前置保护模块、AC/DC模块接所述电源模块的相应输入端;
所述继电器电路包括继电器J1、续流二极管D1、电阻R1-R2、三极管Q1和接线端D1
所述接线端D1接所述微处理器的I/O输出端口35脚;
所述电阻R1接在所述三极管Q1的基极与接线端D1之间;所述三极管Q1的发射极接地;所述三极管Q1的集电极经所述继电器J1的线圈J1-1接电源模块的输出端Vout;
所述继电器J1的动臂端J1-4接用户电源的输出端OUT;所述继电器J1的常闭触点J1-2和常开触点J1-3分别接可调度负荷的相应输入端;所述续流二极管D1并联在所述继电器J1的线圈J1-1两端;
所述电阻R2接在所述三极管Q1的基极与发射极之间;
所述输出状态指示模块包括三极管Q2、指示灯LED、电阻R3-R5和接线端D2
所述接线端D2接所述微处理器的I/O输出端口36脚;
所述电阻R3接在所述三极管Q2的基极与接线端D2之间;所述电阻R5与所述指示灯LED串联后接在所述三极管Q2的集电极与电源模块的输出端Vout之间;所述三极管Q2的发射极接地;所述电阻R4接在所述三极管Q2的基极与发射极之间。
10.根据权利要求9所述的一种“互联网+可调度负荷”综合调度系统,其特征在于:所述微处理器的型号为Marvell88MC200;所述存储模块的型号为Marvell88E1111-RCJ1;所述电量测量模块的型号为CS5463;所述电压互感器的型号为WBPT43B002;所述电流互感器的型号为WBCT43B402;所述WIFI模块为MarvellAvastar88W8782WLANSoCwifi模块;所述继电器J1的型号为AFEBPMH-SS-112L;所述用户终端为智能手机或计算机;所述前置保护模块的型号为FC-L01DV1;所述AC/DC模块的型号为LS01-15B12SS;所述电源模块的型号为TILM2596-5;所述隔离平台为国家电网公司自主研发的信息安全隔离装置,其型号为SGI-NDS100;所述电网调度平台为国家电网公司提供的调度服务器,其型号为HPDL388Gen9E5-2620;所述固定监控终端的型号为IBMSystemX3650M3;所述移动监控终端的型号为iOS、Android或WindowsPhone智能手机;所述上位防火墙的型号为NGAF-1120;所述下位防火墙的型号为NGAF-1120;所述计算服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述通信服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述数据服务器的型号为IBMSystemX3650M3;所述扩展服务器的型号为IBMSystemX3650M3。
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