CN106160232B - 一种用于电力系统的负荷监管设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于电力系统的负荷监管设备，包括电压传感器、电流传感器、预处理芯片、单片机以及处理单元，所述电压传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，所述电流传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，所述预处理芯片的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与处理单元的输入端连接；本发明具有如下的有益效果：通过数据处理模块的强大运算和处理能力，高速运算获取电力系统部件的负荷状态，并自动判断电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为之间的映射规律，获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态，通过通讯模块将负荷状态及时传输至以太网中，方便工作人员进行监控。
Description
技术领域
本发明是一种用于电力系统的负荷监管设备，属于电力领域。
背景技术
负荷管理是指通过负荷调整技术改善用户的用电行为和用电方式，从而达到降低电网最大负荷，取得节约电能，减少系统装机容量，并降低电力投资及运行费用的效果.例如实施谷峰电价和阶梯电价以鼓励用户避开用电高峰期。
负荷管理面向用户，借助于各种经济、技术手段，在保证电力网络可靠性的同时，改变系统负荷曲线形状以达到不同负荷管理目标，从而为电力系统安全、经济运行服务。一般有六种修正目标：移峰(Peak Clipping)，填谷(Valley Filling)、移峰填谷(LoadShifting)、战略性增加电力(Strategy Load Increment)、战略性节电(StrategyConservation)和柔性负荷(Flexible Load)。
电力负荷预测是电力管理中的重要部分，它所提供的负荷预测数据，对电力系统的控制、运行和规划极为重要。准确预测电力负荷数据，不但对确定电力系统的运行方式具有重要作用，对确定电力系统的优化调度、地区间功率输送方案和负荷调度的方案也起着重要作用。另外，电力负荷预测的精度也直接影响电力系统运行的安全性、可靠性、经济性和电能质量，关系到电力系统的生产规划和调度运行。目前的电力负荷预测方法，使用的多为人工预测方法，该方法需要人为采集待预测日之前的电力负荷数据，耗费大量人力，因此需要一个简单易行又满足实际预测需要的设备来采集监管电力负荷。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种用于电力系统的负荷监管设备，以解决上述背景技术中提出的问题,本发明使用方便，便于操作，设计巧妙，提高了市场竞争力。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于电力系统的负荷监管设备，包括电压传感器、电流传感器、预处理芯片、单片机以及处理单元，所述电压传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，所述电流传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，所述预处理芯片的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与处理单元的输入端连接；所述电压传感器和电流传感器用于检测电路用户的用电方式以及用电行为；所述预处理芯片用于对用户用电方式以及用电行为导入以及与预处理；所述单片机用于通过模糊神经网络系统对预处理后的用户用电方式以及用电行为进行处理；所述处理单元由通讯模块以及负荷控制管理模块构成，通讯模块用于将单片机处理后的信息传输至数据库以及以太网中，同时接受以太网中控制指令，并将这个控制指令加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
进一步地，所述电路用户的用电方式以及用电行为指在一个时间段内用户的用电总量、在一个时间点时用户的用电量、用户用电的最大负荷以及用户用电的最小负荷。
进一步地，在预处理芯片中，来自电压传感器和电流传感器采集的电路用户的用电方式以及用电行为导入到一个集中的大型分布式数据库中，大型分布式数据库对将电压传感器和电流传感器采集的电路用户的用电方式以及用电行为进行修剪，得到需要记录和储存的数据，通过数据清洗、数据转换、数据整合及数据加载中一种或者多种操作将基础数据转换为预处理后的数据，对预处理后的数据进行分类汇总，同一物理区域的相关被测参数提取特征值，将这个特征值输入单片机进行处理。
进一步地，在单片机中，通过设定一用电方式以及用电行为阀值，将电路用户的用电方式以及用电行为特征值与用电方式以及用电行为阀值进行对比，对电路用户的用电方式以及用电行为进行划分，判断电路用户的用电方式以及用电行为的具体场景，从而区分电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为，通过电路用户的用电方式以及用电行为变化找出电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为之间的映射规律，获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态。
进一步地，所述通讯模块为一种ZigBee无线信息传输芯片，在单片机获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态后，通过ZigBee无线信息传输芯片将单片机处理后的信息传输至数据库以及以太网中，同时接受以太网中控制指令，并将这个控制指令加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
进一步地，所述负荷控制管理模块为一种直接负荷控制模块，即电路部门在以太网单方面控制终端用户负荷。
进一步地，所述负荷控制管理模块为一种间接负荷管理控制模块，即单片机根据以太网提供的电价激励信号主动进行独立自主的负荷控制，这个电价激励信号通过通信模块传输至单片机中，单片机将其转换为控制指令，加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
本发明的有益效果：本发明的一种用于电力系统的负荷监管设备，通过数据处理模块的强大运算和处理能力，高速运算获取电力系统部件的负荷状态，并自动判断电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为之间的映射规律，获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态，通过通讯模块将负荷状态及时传输至以太网中，方便工作人员进行监控。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明一种用于电力系统的负荷监管设备的结构原理框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于电力系统的负荷监管设备，包括电压传感器、电流传感器、预处理芯片、单片机以及处理单元。
电压传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，电流传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，预处理芯片的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与处理单元的输入端连接。
电压传感器和电流传感器用于检测电路用户的用电方式以及用电行为，电路用户的用电方式以及用电行为指在一个时间段内用户的用电总量、在一个时间点时用户的用电量、用户用电的最大负荷以及用户用电的最小负荷。
预处理芯片用于对用户用电方式以及用电行为导入以及与预处理，在预处理芯片中，来自电压传感器和电流传感器采集的电路用户的用电方式以及用电行为导入到一个集中的大型分布式数据库中，大型分布式数据库对将电压传感器和电流传感器采集的电路用户的用电方式以及用电行为进行修剪，得到需要记录和储存的数据，通过数据清洗、数据转换、数据整合及数据加载中一种或者多种操作将基础数据转换为预处理后的数据，对预处理后的数据进行分类汇总，同一物理区域的相关被测参数提取特征值，将这个特征值输入单片机进行处理。
单片机用于通过模糊神经网络系统对预处理后的用户用电方式以及用电行为进行处理，在单片机中，通过设定一用电方式以及用电行为阀值，将电路用户的用电方式以及用电行为特征值与用电方式以及用电行为阀值进行对比，对电路用户的用电方式以及用电行为进行划分，判断电路用户的用电方式以及用电行为的具体场景，从而区分电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为，通过电路用户的用电方式以及用电行为变化找出电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为之间的映射规律，获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态。
处理单元由通讯模块以及负荷控制管理模块构成，通讯模块用于将单片机处理后的信息传输至数据库以及以太网中，同时接受以太网中控制指令，并将这个控制指令加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
通讯模块为一种ZigBee无线信息传输芯片，在单片机获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态后，通过ZigBee无线信息传输芯片将单片机处理后的信息传输至数据库以及以太网中，同时接受以太网中控制指令，并将这个控制指令加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
做为本发明的一个实施例：负荷控制管理模块为一种直接负荷控制模块，即电路部门在以太网单方面控制终端用户负荷。
做为本发明的另一个实施例：负荷控制管理模块为一种间接负荷管理控制模块，即单片机根据以太网提供的电价激励信号主动进行独立自主的负荷控制，这个电价激励信号通过通信模块传输至单片机中，单片机将其转换为控制指令，加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
做为本发明的另一个实施例：本发明的一种用于电力系统的负荷监管设备，通过数据处理模块的强大运算和处理能力，高速运算获取电力系统部件的负荷状态，并自动判断电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为之间的映射规律，获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态，通过通讯模块将负荷状态及时传输至以太网中，方便工作人员进行监控。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种用于电力系统的负荷监管设备，包括电压传感器、电流传感器、预处理芯片、单片机以及处理单元，其特征在于：所述电压传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，所述电流传感器的输出端与预处理芯片的输入端连接，所述预处理芯片的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与处理单元的输入端连接；
所述电压传感器和电流传感器用于检测电路用户的用电方式以及用电行为；
所述预处理芯片用于对用户用电方式以及用电行为导入以及与预处理；
所述单片机用于通过模糊神经网络系统对预处理后的用户用电方式以及用电行为进行处理；
所述处理单元由通讯模块以及负荷控制管理模块构成，通讯模块用于将单片机处理后的信息传输至数据库以及以太网中，同时接受以太网中控制指令，并将这个控制指令加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作；
在单片机中，通过设定一用电方式以及用电行为阀值，将电路用户的用电方式以及用电行为特征值与用电方式以及用电行为阀值进行对比，对电路用户的用电方式以及用电行为进行划分，判断电路用户的用电方式以及用电行为的具体场景，从而区分电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为，通过电路用户的用电方式以及用电行为变化找出电路用户的一般情况下用电方式、用电行为以及电路用户的特殊情况下用电方式和用电行为之间的映射规律，获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于电力系统的负荷监管设备，其特征在于：所述电路用户的用电方式以及用电行为指在一个时间段内用户的用电总量、在一个时间点时用户的用电量、用户用电的最大负荷以及用户用电的最小负荷。
3.根据权利要求1所述的一种用于电力系统的负荷监管设备，其特征在于：在预处理芯片中，来自电压传感器和电流传感器采集的电路用户的用电方式以及用电行为导入到一个集中的大型分布式数据库中，大型分布式数据库对将电压传感器和电流传感器采集的电路用户的用电方式以及用电行为进行修剪，得到需要记录和储存的数据，通过数据清洗、数据转换、数据整合及数据加载中一种或者多种操作将基础数据转换为预处理后的数据，对预处理后的数据进行分类汇总，同一物理区域的相关被测参数提取特征值，将这个特征值输入单片机进行处理。
4.根据权利要求1所述的一种用于电力系统的负荷监管设备，其特征在于：所述通讯模块为一种ZigBee无线信息传输芯片，在单片机获得真实情况下的电力系统部件的负荷状态后，通过ZigBee无线信息传输芯片将单片机处理后的信息传输至数据库以及以太网中，同时接受以太网中控制指令，并将这个控制指令加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于电力系统的负荷监管设备，其特征在于：所述负荷控制管理模块为一种直接负荷控制模块，即电路部门在以太网单方面控制终端用户负荷。
6.根据权利要求1或4所述的一种用于电力系统的负荷监管设备，其特征在于：所述负荷控制管理模块为一种间接负荷管理控制模块，即单片机根据以太网提供的电价激励信号主动进行独立自主的负荷控制，这个电价激励信号通过通讯模块传输至单片机中，单片机将其转换为控制指令，加到负荷控制管理模块中，负荷控制管理模块根据控制指令控制电力系统的电容器组和用户配电开关的工作。
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