CN106097136A - 一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法，包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值；还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，本发明设定实时的最大用电负荷，确定最佳的用电方案；集中控制模块通过采集实时的负荷需求确定最终的最大负荷需求。

Description

一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法

技术领域

本发明涉及电量管理领域，尤其涉及一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法。

背景技术

MD---契约用电负荷,也叫“最大需量”(单位：kW)，是指客户在一个电费结算周期内，每单位时间用电平均负荷的最大值。也是电力用户在某一时刻使用电能的最大有功功率值。契约负荷管理直接反映出企业用电管理水平，实际用电负荷与契约用电负荷的差距越大，用电的成本就越高。低于契约负荷就要多付多余部分的基本电费，而高于契约负荷，高出部分就要加倍付费。

因此，对实际企业和用户而言，若不能够控制用电量在契约用电负荷的大致范围内，则会造成电量的浪费及额外费用的支出，造成不必要的损失。

鉴于上述缺陷，本发明创造者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统,包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；

所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值；

还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中；

还包括移动终端，当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知；

所述的低压用电负荷电流变送器在采样时，每次取连续的N₁个周期，采样M₁次，在每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出I_m，

$\left\{\begin{array}{c}i=\frac{\underset{k=1}{\overset{N_1}{\Σ}}\sqrt{2}\×I_{m0k}\×sin\left(wt\right)}{N_1}\\ I_m=\frac{\underset{k=1}{\overset{M_1}{\Σ}}{I}_{m0k}}{M_1}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，i表示任意周期内的一瞬时值，I_m0k表示在N₁个周期内的电流平均幅值，I_m表示计算所得电流幅值，N₁表示每次取样周期，M₁表示取样次数，w表示信号传输频率。

经上述计算得到在该周期范围内的电流幅值I_m，通过采用功率与电流之间的线性关系，计算得出实际负荷值。

进一步地，电网系统中设置有偶数m个支路负荷电流变送器，m≥6，在同一支路上设置有两个支路负荷电流变送器，该同一电力终端内的两个支路负荷电流变送器为同一组；

在所述的集中控制模块包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述数据采集模块将上述各支路负荷电流变送器内的电流信号进行采集并传输至所述比较模块；所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个支路负荷电流变送器的电流进行分组整理，电容量检测信息分别形成m/2组二维电流矩阵；

所述比较单元将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行实际负荷需量判断，并将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的实际负荷需量P₂₁，

$P_{21}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}\left(T\right(i_4,i_3)*I(i_2+i_4,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}T{(i_4,i_3)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}I{(i_2+i_4,i_1+i_3)}^2}}---\left(2\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的实际负荷需量，i₁和i₂分别表示第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₂表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₃和i₄分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i₃表示第三支路负荷电流变送器的采样值，i₄表示第四支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

进一步地，所述存储模块内设置有一额定电容量阈值P₀；所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两实际电容量绝对值差值与额定电容量阈值P₀进行比对，若所述实际电容量绝对值差值大于阈值，则断定其中两组支路负荷需量超标；将所有计算所得实际电容量分别与实际电容量阈值P₀进行比对，则可断定确定的某一组支路负荷电流变送器中检测的负荷需量超标。

进一步地，所述的比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的实际负荷需量P₃₁，

$P_{31}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}\left(T\right(i_6,i_5)*I(i_2+i_6,i_1+i_5\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}T{(i_6,i_5)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}I{(i_2+i_6,i_1+i_5)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₃₁表示每两组电流的实际负荷需量，i₁和i₂分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₂表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₅和i₆分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，i₅表示第五支路负荷电流变送器的采样值，i₆表示第六支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

进一步地，还包括数据存储单元，其对实时的最大需量进行储存，并且，对采集的各支路的负荷需量进行存储。

本发明还提供一种企业电力负荷分析及最大需量的管理方法，

电负荷电流变送器对低压用电负荷进行实时检测，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；

所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值；

支路负荷检测单元包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中；

当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知。

本发明还提供一种企业电力负荷分析及最大需量的管理方法，

与现有相比本发明的有益效果在于：本发明设定实时的最大用电负荷，确定最佳的用电方案。

在本发明中，集中控制模块通过采集实时的负荷需求确定最终的最大负荷需求，并且通过采用支路负荷需求对比的方法找寻负荷需求最大的支路，并通过人性化的方法对其通知，实行限电。系统本身的数据处理繁杂程度较低，并且，判定准确，控制方便且及时。

附图说明

图1为本发明的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统的功能框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1所示，其为企业电力负荷分析及最大需量的管理系统的功能框图，本发明系统包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值；并通过显示屏进行显示；所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，方便观测；并且，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值。

还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，在本实施例中，包括第一支路负荷电流变送器、第二支路负荷电流变送器和第N支路负荷电流变送器。

各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中。

还包括移动终端，当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知，做好限电准备。各支路用户分一、二、三级用户，根据用户用电性质控制最大需量。

在本发明中还包括数据存储单元，其对实时的最大需量进行储存，并且，对采集的各支路的负荷需量进行存储。

在电网中的负荷需量超出最大需量定值时，需要找寻最佳符合限值支路，并限制其用电。

本发明通过实时获取最大需量，由于契约负荷采用的评价标准为确定的某段时间内的负荷的平均值，在本实施例中，获取实际负荷的使用情况也采用某一时间段内的负荷平均值。

所述的低压用电负荷电流变送器在采样时，每次取连续的N₁个周期，采样M₁次，在每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出I_m，

$\left\{\begin{array}{c}i=\frac{\underset{k=1}{\overset{N_1}{\Σ}}\sqrt{2}\×I_{m0k}\×sin\left(wt\right)}{N_1}\\ I_m=\frac{\underset{k=1}{\overset{M_1}{\Σ}}{I}_{m0k}}{M_1}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，i表示任意周期内的一瞬时值，I_m0k表示在N₁个周期内的电流平均幅值，I_m表示计算所得电流幅值，N₁表示每次取样周期，M₁表示取样次数，w表示信号传输频率。

经上述计算得到在该周期范围内的电流幅值I_m，由于在确定的供电终端，确定的供电时间的电压是恒定的，通过采用功率与电流之间的线性关系，计算得出实际负荷值。

所述的集中控制模块，将获取的该测量值作为供电公司申请最大需量的定值。

电网系统中设置有偶数m个支路负荷电流变送器，m≥6，在同一支路上设置有两个支路负荷电流变送器，该同一电力终端内的两个支路负荷电流变送器为同一组。

在所述的集中控制模块包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述数据采集模块将上述各支路负荷电流变送器内的电流信号进行采集并传输至所述比较模块；所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个支路负荷电流变送器的电流进行分组整理，电容量检测信息分别形成m/2组二维电流矩阵。

所述比较单元将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行实际负荷需量判断，并将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的实际负荷需量P₂₁，

$P_{21}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}\left(T\right(i_4,i_3)*I(i_2+i_4,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}T{(i_4,i_3)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}I{(i_2+i_4,i_1+i_3)}^2}}---\left(2\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的实际负荷需量，i₁和i₂分别表示第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₂表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₃和i₄分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i₃表示第三支路负荷电流变送器的采样值，i₄表示第四支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述的比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的实际负荷需量P₃₁，

$P_{31}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}\left(T\right(i_6,i_5)*I(i_2+i_6,i_1+i_5\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}T{(i_6,i_5)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}I{(i_2+i_6,i_1+i_5)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₃₁表示每两组电流的实际负荷需量，i₁和i₂分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₂表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₅和i₆分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，i₅表示第五支路负荷电流变送器的采样值，i₆表示第六支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述的比较单元按照下述公式计算第二组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的实际负荷需量P₃₂，

$P_{32}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}\left(T\right(i_6,i_5)*I(i_4+i_6,i_3+i_5\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}T{(i_6,i_5)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}I{(i_4+i_6,i_3+i_5)}^2}}---\left(4\right)$

式中，P₃₂表示每两组电流的实际负荷需量，i₃和i₄分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，i₃表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₄表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₅和i₆分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，i₅表示第五支路负荷电流变送器的采样值，i₆表示第六支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述存储模块内设置有一额定电容量阈值P₀；所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两实际电容量绝对值差值与额定电容量阈值P₀进行比对，若所述实际电容量绝对值差值大于阈值，则断定其中两组支路负荷需量超标；将所有计算所得实际电容量分别与实际电容量阈值P₀进行比对，则可断定确定的某一组支路负荷电流变送器中检测的负荷需量超标。

在本发明中通过对各支路的负荷需求进行比较分析，获知超过用电负荷阈值的支路，并且，此时集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息。并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知，做好限电准备。

在本发明中，集中控制模块通过采集实时的负荷需求确定最终的最大负荷需求，并且通过采用支路负荷需求对比的方法找寻负荷需求最大的支路，并通过人性化的方法对其通知，实行限电。系统本身的数据处理繁杂程度较低，并且，判定准确，控制方便且及时。

发明系统还通过供电电源供电，通过电压变动器进行调节；确保系统能够平稳运行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，包括对各数据进行处理的集中控制模块，对低压用电负荷进行实时检测的低压用电负荷电流变送器，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；

所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值；

还包括对支路负荷进行检测的支路负荷检测单元，包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中；

还包括移动终端，当负荷需量超出最大需量98％定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知；

所述的低压用电负荷电流变送器在采样时，每次取连续的N₁个周期，采样M₁次，在每一周期内取一瞬时值i，按照下述公式进行计算得出I_m，

$\left\{\begin{array}{c}i=\frac{\underset{k=1}{\overset{N_1}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{2}\×I_{m0k}\×\sin \left(wt\right)}{N_1}\\ I_m=\frac{\underset{k=1}{\overset{M_1}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{m0k}}{M_1}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，i表示任意周期内的一瞬时值，I_m0k表示在N₁个周期内的电流平均幅值，I_m表示计算所得电流幅值，N₁表示每次取样周期，M₁表示取样次数，w表示信号传输频率。

经上述计算得到在该周期范围内的电流幅值I_m，通过采用功率与电流之间的线性关系，计算得出实际负荷值。

2.根据权利要求1所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，电网系统中设置有偶数m个支路负荷电流变送器，m≥6，在同一支路上设置有两个支路负荷电流变送器，该同一电力终端内的两个支路负荷电流变送器为同一组；

在所述的集中控制模块包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述数据采集模块将上述各支路负荷电流变送器内的电流信号进行采集并传输至所述比较模块；所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述相邻区域内设置的两个支路负荷电流变送器的电流进行分组整理，电容量检测信息分别形成m/2组二维电流矩阵；

所述比较单元将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行实际负荷需量判断，并将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的实际负荷需量P₂₁，

$P_{21}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}\left(T\right(i_4,i_3)*I(i_2+i_4,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}T{(i_4,i_3)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_4,i_3}I{(i_2+i_4,i_1+i_3)}^2}}---\left(2\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的实际负荷需量，i₁和i₂分别表示第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₂表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₃和i₄分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i₃表示第三支路负荷电流变送器的采样值，i₄表示第四支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

3.根据权利要求2所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，所述存储模块内设置有一额定电容量阈值P₀；所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两实际电容量绝对值差值与额定电容量阈值P₀进行比对，若所述实际电容量绝对值差值大于阈值，则断定其中两组支路负荷需量超标；将所有计算所得实际电容量分别与实际电容量阈值P₀进行比对，则可断定确定的某一组支路负荷电流变送器中检测的负荷需量超标。

4.根据权利要求2所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，所述的比较单元按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的实际负荷需量P₃₁，

$P_{31}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}\left(T\right(i_6,i_5)*I(i_2+i_6,i_1+i_5\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}T{(i_6,i_5)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_6,i_5}I{(i_2+i_6,i_1+i_5)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₃₁表示每两组电流的实际负荷需量，i₁和i₂分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一支路负荷电流变送器的采样值，i₂表示第二支路负荷电流变送器的采样值；i₅和i₆分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，i₅表示第五支路负荷电流变送器的采样值，i₆表示第六支路负荷电流变送器的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

5.根据权利要求2所述的企业电力负荷分析及最大需量的管理系统，其特征在于，还包括数据存储单元，其对实时的最大需量进行储存，并且，对采集的各支路的负荷需量进行存储。

6.一种企业电力负荷分析及最大需量的管理方法，其特征在于，

电负荷电流变送器对低压用电负荷进行实时检测，其将实时检测的负荷需量传输至集中控制模块，所述的集中控制模块进行数据处理后，记录需量的数值，通过显示屏进行显示；

所述的集中控制模块将输出处理成曲线图，将实时检测的负荷需量作为以后供电公司申请最大需量的定值；

支路负荷检测单元包括设置在各用电支路的负荷电流变送器，各个支路负荷电流变送器分别采集各支路的负荷电量，并将检测的结果传输至集中控制模块中；

当负荷需量超出最大需量定值时，集中控制模块发出预报信号并且通过CPS向移动终端发送通知信息，并向各支路用户发送提示信息，5分钟不能回复正常需量，集中控制模块自动寻找最佳符合限值支路用户，并且向限电用户发出限电信息通知。