CN105978163B - 综合能效监测治理控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种综合能效监测治理控制系统及方法，包括：能效云服务器、综合能效控制器、多个能效云终端；所述能效云服务器与多个所述能效云终端和综合能效控制器通信；所述能效云终端分别与所述能效云服务器、所述综合能效控制器及多个负载设备通信。本发明通过能效云终端的数据通信接口实现多个负载设备(如居民用户、楼宇用户、工业用户等用水量、用气量、负荷、电动汽车、储能等)用能信息的采集与监测，通过综合能效控制器实现能效的监测、治理以及综合能效优化控制，从而实现在特定配电容量条件下的综合能效最优。
Description
技术领域
本发明涉及能效监测技术领域，特别涉及一种综合能效监测治理控制系统及方法。
背景技术
现有能效监测控制管理系统可以诊断和分析用户能效水平，提供能效优化方案，甚至实现对用户侧分布式电源的管理。但截至目前，现有技术中还没有在用户侧同时对能效进行监测与治理的方案，也没有从公用变考虑其供电范围内用户的能效综合最优问题。
中国专利CN 105021931A公开了一种智能电力能效监测装置，采集单相或多相的电力能效数据，将数据结果传送至控制中心的主控制模块，根据要求控制电源管理模块各路电源输出的顺序，可以有效提高数据处理速度，使电力能效数据结果的精度显著提高，也使得在电力能效数据的展现上更直观，更流畅。但是，该专利仅是针对电力能效数据的采集和监测，并没有实现能效的治理与优化。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种综合能效监测治理控制系统及方法，可以实现公用变供电范围内的能效监测与治理，以及实现所有用户能效的综合最优。
为了实现上述目的，本发明提供一种综合能效监测治理控制系统，包括能效云服务器、综合能效控制器、多个能效云终端；
所述能效云服务器与多个所述能效云终端和综合能效控制器通信；接收来自所述能效云终端的能效数据及综合能效控制器状态参数，并对所述能效云终端下发电价参数、峰谷时间段及控制指令；
所述能效云终端分别与所述能效云服务器、所述综合能效控制器及多个负载设备通信，用于采集每个所述负载设备的能效数据，并对每个所述负载设备进行相应启停控制，接收所述能效云服务器的电价参数、峰谷时间段和控制指令，并将能效数据及所述综合能效控制器传来的状态参数上传给所述能效云服务器，接收所述综合能效控制器的状态参数和综合能效优化指令，并将电价参数、峰谷时间段和能效数据上传给所述综合能效控制器；
所述综合能效控制器与多个所述能效云终端进行通信，接收所述能效云终端传来的能效数据及所述能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令，并将自身状态参数及综合能效优化指令下发给所述能效云终端，在系统冗余配置的前提下，所述综合能效控制器可与所述能效云服务器进行通信，接收所述能效云服务器的控制指令，并将自身状态参数及能效数据上传给所述能效云服务器。
进一步，所述综合能效控制器所接收的控制指令包括来自所述能效云服务器的远方控制指令和所述综合能效控制器自身的本地控制指令。
进一步，所述综合能效控制器的状态参数包括：所述综合能效控制器的能效数据、电能质量数据、综合能效优化指令执行时间。
进一步，所述综合能效控制器所述综合能效优化指令包括：所述综合能效控制器无功补偿指令、所述综合能效控制器谐波补偿指令、所述综合能效控制器三相不平衡补偿指令、所述负载设备启停控制指令。
进一步，所述综合能效控制器与电能质量监测主站进行通信，用于将电能质量数据上传给电能质量监测主站。
进一步，所述综合能效控制器根据就地测量的电能质量数据、其管理范围内的每个所述能效云终端传来的能效数据、以及所述能效云终端传来的来自能效云服务器的电价参数，进行综合能效优化控制，即所述综合能效控制器进入空闲等待、补偿无功、补偿谐波、调节三相不平衡的其中一种能效治理和电能质量治理的工作状态，同时按照削峰最大化填谷原则控制每个所述负载设备的启停。
进一步，所述能效云终端通过数据通信接口还与储能设备、电动汽车、能量变换装置进行通信，并控制储能设备、电动汽车、能量变换装置的停启状态。
一种综合能效监测治理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，通过能效云终端采集每个负载设备的能效数据，接收由综合能效控制器传来的状态参数，并将采集到的能效数据和综合能效控制器的状态参数上传给能效云服务器进行处理；
步骤S2，能效云服务器根据接收到的能效数据和综合能效控制器的状态参数，对能效云终端下发电价参数、峰谷时间段及控制指令；
步骤S3，能效云终端将由能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令同所采集的能效数据一起上传给综合能效控制器处理；
步骤S4，综合能效控制器根据由能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段和所采集的能效数据，进行综合能效优化控制，将综合能效优化指令下发给能效云终端；
步骤S5，能效云终端接收到综合能效优化指令，控制相应负载设备的启停，实现能效优化。
进一步，在系统冗余配置的前提下，综合能效控制器可与能效云服务器直接进行通信，接收能效云服务器的控制指令，并将自身状态参数及接收到的能效数据上传给能效云服务器。
进一步，在步骤S4中，综合能效控制器进行综合能效优化控制采用削峰最大化填谷原则，即在峰时间段和/或电价最高时间段，让可调节负荷最大化用电。
根据本发明实施例的综合能效监测治理控制系统，通过能效云终端的数据通信接口实现多个负载设备(如居民用户、楼宇用户、工业用户等用水量、用气量、负荷、电动汽车、储能等)用能信息的采集与监测，通过综合能效控制器实现能效的监测、治理以及综合能效优化控制，从而实现在特定配电容量条件下的综合能效最优。
具体地，本发明实施例的综合能效监测治理控制系统可以通过以下方式提高能效水平：无功补偿、谐波补偿、调节三相不平衡等电能质量治理；在特定配电容量条件下按照‘削峰最大化填谷’原则控制每个所述负载设备的启停。
此外，本发明通过将能效监测及管理、电能质量监测及治理等统一在云平台上实现，节约了投资成本。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的综合能效监测治理控制系统的结构图；
图2为根据本发明实施例的综合能效监测治理控制系统的示意图；
图3为根据本发明实施例的综合能效监测治理控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种综合能效监测治理控制系统，参考附图1(图1为1个能效云终端、1个负载设备通信的结构图)，包括：能效云服务器1、综合能效控制器2、多个能效云终端3。
能效云服务器1与多个能效云终端3和综合能效控制器2通信；接收来自能效云终端3的能效数据及综合能效控制器2状态参数，并对能效云终端3下发电价参数、峰谷时间段及控制指令。
能效云终端3分别与能效云服务器1、综合能效控制器2及多个负载设备4通信，用于采集每个负载设备4(如居民用户、楼宇用户、工业用户等用水量、用气量、负荷、电动汽车、储能等负载设备)的能效数据，并对每个负载设备4进行相应启停控制，接收能效云服务器1的电价参数、峰谷时间段和控制指令，并将能效数据及综合能效控制器2传来的状态参数上传给能效云服务器1，接收综合能效控制器2的状态参数和综合能效优化指令，并将电价参数、峰谷时间段和能效数据上传给综合能效控制器2。
其中，能效云终端3通过数据通信接口还与储能设备、电动汽车、能量变换装置进行通信，并控制储能设备、电动汽车、能量变换装置的停启状态。
综合能效控制器2与多个能效云终端3进行通信，接收能效云终端3传来的能效数据及能效云服务器1下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令，并将自身状态参数及综合能效优化指令下发给能效云终端3，在系统冗余配置的前提下，综合能效控制器2可与能效云服务器1进行通信，接收能效云服务器1的控制指令，并将自身状态参数及能效数据上传给能效云服务器1。
其中，综合能效控制器2所接收的控制指令包括来自能效云服务器1的远方控制指令和综合能效控制器2自身的本地控制指令。
综合能效控制器2的状态参数包括：综合能效控制器2的能效数据、电能质量数据、综合能效优化指令执行时间。
综合能效控制器2综合能效优化指令包括：综合能效控制器2无功补偿指令、综合能效控制器2谐波补偿指令、综合能效控制器2三相不平衡补偿指令、负载设备4启停控制指令。
图2为综合能效监测治理控制系统的示意图。
图2中，信息流走向是由能效云服务器1流向能效云终端3，再由能效云终端3流向综合能效控制器2、每个负载设备4，能量流走向是由电网流向配电变压器，再由配电变压器分别流向综合能效控制器2、每个负载设备4(如储能设备、电动汽车、其他负载设备)。
此外，综合能效控制器2还与电能质量监测主站5进行通信，用于将电能质量数据上传给电能质量监测主站5。
综合能效控制器2根据就地测量的电能质量数据、其管理范围内的每个能效云终端3传来的能效数据、以及能效云终端3传来的来自能效云服务器1的电价参数，进行综合能效优化控制，即综合能效控制器2进入空闲等待、补偿无功、补偿谐波、调节三相不平衡的其中一种能效治理和电能质量治理的工作状态，同时按照削峰最大化填谷原则控制每个负载设备的启停。
其中，削峰最大化填谷原则是指在峰时间段和/或电价最高时间段，让可调节负荷(如空调等制冷设备、电动汽车充电、储能)停止用电或最小化用电或反向送电/卖电给电网，在谷时间段和/或电价最低时间段，让可调节负荷(如空调等制冷设备、电动汽车充电、储能)最大化用电。
最大化用电是指在配用电设备(如配电变压器)所具有的配电容量条件下，由于一些新型负荷(如电动汽车、储能)的出现，导致负荷全部工作时将会超过配电容量，因此，综合能效控制器将计算出每个负载设备的最大工作时间，并将相应的控制指令发给能效云终端，控制相应负载设备的启停。
工作原理：能效云终端采集每个负载设备(如居民用户、楼宇用户、工业用户等用水量、用气量、负荷、电动汽车、储能等负载设备)的能效数据，并将这些能效数据和综合能效控制器状态参数上传给能效云服务器和综合能效控制器，能效云服务器通过直接或能效云终端将电价参数、峰谷时间段及控制指令传递给综合能效控制器，综合能效控制器根据采集能效数据和电价参数、峰谷时间段分析每个负载设备的综合能效优化控制状态，最后通过能效云终端控制每个负载设备的启停来实现可调节负荷最大化用电。
本发明还提供了一种综合能效监测治理控制方法，参考附图3，包括以下步骤：
步骤S1，采集能效数据并上传至能效云服务器；
通过能效云终端采集每个负载设备的能效数据，接收由综合能效控制器传来的状态参数，并将采集到的能效数据和综合能效控制器的状态参数上传给能效云服务器进行处理。
步骤S2，接收能效云服务器所下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令；
能效云服务器根据接收到的能效数据和综合能效控制器的状态参数，对能效云终端下发电价参数、峰谷时间段及控制指令。
步骤S3，向综合能效控制器上传发电价参数、峰谷时间段及控制指令、能效数据；
能效云终端将由能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令同所采集的能效数据一起上传给综合能效控制器处理。
步骤S4，接收综合能效控制器下发的综合能效优化指令；
综合能效控制器根据由能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段和所采集的能效数据，进行综合能效优化控制，将综合能效优化指令下发给能效云终端。
其中，综合能效控制器进行综合能效优化控制采用削峰最大化填谷原则，即在峰时间段和/或电价最高时间段，让可调节负荷最大化用电。
步骤S5，执行综合能效优化指令；
能效云终端接收到综合能效优化指令，控制相应负载设备的启停，实现能效优化。
此外，在系统冗余配置的前提下，综合能效控制器可与能效云服务器直接进行通信，接收能效云服务器的控制指令，并将自身状态参数及接收到的能效数据上传给能效云服务器。
根据本发明实施例的综合能效监测治理控制系统，通过能效云终端的数据通信接口实现多个负载设备(如居民用户、楼宇用户、工业用户等用水量、用气量、负荷、电动汽车、储能等)用能信息的采集与监测，通过综合能效控制器实现能效的监测、治理以及综合能效优化控制，从而实现在特定配电容量条件下的综合能效最优。
具体地，本发明实施例的综合能效监测治理控制系统可以通过以下方式提高能效水平：无功补偿、谐波补偿、调节三相不平衡等电能质量治理；在特定配电容量条件下按照‘削峰最大化填谷’原则控制每个负载设备的启停。
此外，本发明通过将能效监测及管理、电能质量监测及治理等统一在云平台上实现，节约了投资成本。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (10)
1.一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于，包括：能效云服务器、综合能效控制器、多个能效云终端；
所述能效云服务器与多个所述能效云终端和综合能效控制器通信；接收来自所述能效云终端的能效数据及综合能效控制器状态参数，并对所述能效云终端下发电价参数、峰谷时间段及控制指令；
所述能效云终端分别与所述能效云服务器、所述综合能效控制器及多个负载设备通信，用于采集每个所述负载设备的能效数据，并对每个所述负载设备进行相应启停控制，接收所述能效云服务器的电价参数、峰谷时间段和控制指令，并将能效数据及所述综合能效控制器传来的状态参数上传给所述能效云服务器，接收所述综合能效控制器的状态参数和综合能效优化指令，并将电价参数、峰谷时间段和能效数据上传给所述综合能效控制器；
所述综合能效控制器与多个所述能效云终端进行通信，接收所述能效云终端传来的能效数据及所述能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令，并将自身状态参数及综合能效优化指令下发给所述能效云终端，在系统冗余配置的前提下，所述综合能效控制器可与所述能效云服务器进行通信，接收所述能效云服务器的控制指令，并将自身状态参数及能效数据上传给所述能效云服务器。
2.如权利要求1所述的一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于：所述综合能效控制器所接收的控制指令包括来自所述能效云服务器的远方控制指令和所述综合能效控制器自身的本地控制指令。
3.如权利要求1所述的一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于：所述综合能效控制器的状态参数包括：所述综合能效控制器的能效数据、电能质量数据、综合能效优化指令执行时间。
4.如权利要求1所述的一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于：所述综合能效控制器所述综合能效优化指令包括：所述综合能效控制器无功补偿指令、所述综合能效控制器谐波补偿指令、所述综合能效控制器三相不平衡补偿指令、所述负载设备启停控制指令。
5.如权利要求1所述的一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于：所述综合能效控制器与电能质量监测主站进行通信，用于将电能质量数据上传给电能质量监测主站。
6.如权利要求1所述的一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于：所述综合能效控制器根据就地测量的电能质量数据、其管理范围内的每个所述能效云终端传来的能效数据、以及所述能效云终端传来的来自能效云服务器的电价参数，进行综合能效优化控制，即所述综合能效控制器进入空闲等待、补偿无功、补偿谐波、调节三相不平衡的其中一种能效治理和电能质量治理的工作状态，同时按照削峰最大化填谷原则控制每个所述负载设备的启停。
7.如权利要求1所述的一种综合能效监测治理控制系统，其特征在于：所述能效云终端通过数据通信接口还与储能设备、电动汽车、能量变换装置进行通信，并控制储能设备、电动汽车、能量变换装置的停启状态。
8.一种综合能效监测治理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，通过能效云终端采集每个负载设备的能效数据，接收由综合能效控制器传来的状态参数，并将采集到的能效数据和综合能效控制器的状态参数上传给能效云服务器进行处理；
步骤S2，能效云服务器根据接收到的能效数据和综合能效控制器的状态参数，对能效云终端下发电价参数、峰谷时间段及控制指令；
步骤S3，能效云终端将由能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段及控制指令同所采集的能效数据一起上传给综合能效控制器处理；
步骤S4，综合能效控制器根据由能效云服务器下发的电价参数、峰谷时间段和所采集的能效数据，进行综合能效优化控制，将综合能效优化指令下发给能效云终端；
步骤S5，能效云终端接收到综合能效优化指令，控制相应负载设备的启停，实现能效优化。
9.如权利要求8所述的一种综合能效监测治理控制方法，其特征在于：在系统冗余配置的前提下，综合能效控制器可与能效云服务器直接进行通信，接收能效云服务器的控制指令，并将自身状态参数及接收到的能效数据上传给能效云服务器。
10.如权利要求8所述的一种综合能效监测治理控制方法，其特征在于：在步骤S4中，综合能效控制器进行综合能效优化控制采用削峰最大化填谷原则，即在峰时间段和/或电价最高时间段，让可调节负荷最大化用电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |