CN109990385B - 分散式电采暖的需求侧管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力监测技术领域，提供了一种分散式电采暖的需求侧管理系统，包括：需求侧管理装置、多个用户的电采暖设备和与电采暖设备一一对应的交采控制终端；需求侧管理装置发送控制指令至交采控制终端；交采控制终端根据控制指令控制电采暖设备的工作状态，并采集电采暖设备的采暖用电信息，以及将采暖用电信息发送至需求侧管理装置；需求侧管理装置还用于接收采暖用电信息，并根据采暖用电信息生成居民用电台账信息。本发明通过在各个用户端设置交采控制终端，既能够实时监测各个用户的采暖用电信息，又能够有针对性的对各个用户的电采暖设备进行控制，从而提高电采暖配套电网设备的整体利用率，改善分散式电采暖的运行效果。

Description

分散式电采暖的需求侧管理系统

技术领域

本发明属于电力监测技术领域，尤其涉及一种分散式电采暖的需求侧管理系统。

背景技术

近几年，全国各地频繁发生严重雾霾天气，严重影响人们生活质量和舒适水平。经调研，大量散烧煤未经洁净处理就直接用于燃烧，致使大量大气污染物排放。大量散烧煤、燃油消费是造成严重雾霾的主要因素之一。而随着风电、光伏等清洁能源发电的增加，开展终端能源消费领域的电能替代工作成为应对大气污染的有效途径之一。

随着煤改电工程的推进，逐渐暴露出配套电网投资大但增供电量不明显、居民电采暖成本高同时配套电网设备利用率整体很低、配套电网投资压力大挤占常规电网工程投资等问题。为提高煤改电配套电网设备利用率、降低配套电网投资，提出此技术。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种分散式电采暖的需求侧管理系统，以解决现有技术中居民电采暖投资高同时配套电网设备利用率低下的问题。

本发明实施例提供了一种分散式电采暖的需求侧管理系统，包括：

需求侧管理装置、多个用户的电采暖设备和与电采暖设备一一对应的交采控制终端；

所述需求侧管理装置用于发送控制指令至所述交采控制终端；

所述交采控制终端用于根据所述控制指令控制所述电采暖设备的工作状态，并采集所述电采暖设备的采暖用电信息，以及将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理装置；

所述需求侧管理装置还用于接收所述采暖用电信息，并根据所述采暖用电信息生成居民用电台账信息。

在一个实施例中，所述需求侧管理装置与各个所述交采控制终端通过无线通信方式连接。

在一个实施例中，所述需求侧管理装置包括需求侧管理平台和多个需求侧管理分区终端；

所述需求侧管理分区终端设置于第一分区内，并获取所述第一分区内各个交采控制终端发送的采暖用电信息，以及将各个采暖用电信息发送至所述需求侧管理平台，所述第一分区为所述需求侧管理平台管理的任一分区，每个需求侧管理分区终端对应一个分区；

所述需求侧管理平台获取各个需求侧管理分区终端发送的采暖用电信息，并根据各个采暖用电信息生成居民用电台账信息。

在一个实施例中，所述需求侧管理平台与所述需求侧管理分区终端通过无线通信方式连接，所述无线通信方式包括无线公网方式和无线专网方式。

在一个实施例中，所述需求侧管理分区终端与所述交采控制终端通过窄带载波、宽带载波、RS-485或微功率无线通信方式连接。

在一个实施例中，所述交采控制终端包括分别与所述需求侧管理分区终端和所述电采暖设备连接的交采模块；

所述交采模块用于采集所述电采暖设备的采暖用电信息，并将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理分区终端。

在一个实施例中，所述交采控制终端还包括控制模块和智能开关；

所述控制模块用于获取所述需求侧管理分区终端的控制指令，并根据所述控制指令控制所述智能开关的开关状态；

所述智能开关控制所述用电采暖设备的工作状态。

在一个实施例中，所述交采模块与所述智能开关连接，所述交采模块还用于采集所述智能开关的开合状态，并将所述开合状态发送至所述需求侧管理分区终端。

在一个实施例中，所述需求侧管理装置将第一配变台区下的所有用户划分为多个轮停组，并监测所述第一配变台区的台区负载率，若所述第一配变台区的台区负载率大于第一预设限值，则启动电采暖需求侧管理机制；

其中，所述电采暖需求侧管理机制用于对所述第一配变台区的各轮停组内用户的电采暖设备进行轮流停运和启动，所述第一配变台区为所述需求侧管理装置管理的任一配变台区。

在一个实施例中，若所述第一配变台区的台区负载率小于第二预设限值，则所述需求侧管理装置停止运行所述电采暖需求侧管理机制。

在一个实施例中，所述需求侧管理装置按照电采暖设备种类对所述第一配变台区内的用户进行分组，得到多个用户组，并将第一用户组中的用户划分为第一数量的轮停组；

其中，所述第一用户组为所述第一配变台区内的任一用户组，所述第一数量为所述第一用户组对应的预设数量。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供了一种分散式电采暖的需求侧管理系统，包括：需求侧管理装置、多个用户的电采暖设备和与电采暖设备一一对应的交采控制终端；所述需求侧管理装置用于发送控制指令至所述交采控制终端；所述交采控制终端用于根据所述控制指令控制所述电采暖设备的工作状态，并采集所述电采暖设备的采暖用电信息，以及将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理装置；所述需求侧管理装置还用于接收所述采暖用电信息，并根据所述采暖用电信息生成居民用电台账信息。本实施例通过在各个用户端设置交采控制终端，既能够实时监测各个用户的采暖用电信息，又能够有针对性的对各个用户的电采暖设备进行控制，提高了电采暖配套电网设备的整体利用率，改善分散式电采暖的运行效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的分散式电采暖的需求侧管理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的分散式电采暖的需求侧管理系统的实际的电气连接关系示意图；

图3示出了本发明实施例提供的分散式电采暖的需求侧管理系统的实际结构示意图；

图4表示本发明实施例提供的配变台区内采用需求侧管理机制的具体实现流程图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例1：

图1示出了本发明一实施例所提供的分散式电采暖的需求侧管理系统1的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例提供的分散式电采暖的需求侧管理系统1，包括：

需求侧管理装置11、多个用户的电采暖设备13和与电采暖设备13一一对应的交采控制终端12；

所述需求侧管理装置11用于发送控制指令至所述交采控制终端12；

所述交采控制终端12用于根据所述控制指令控制所述电采暖设备13的工作状态，并采集所述电采暖设备13的采暖用电信息，以及将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理装置11；

所述需求侧管理装置11还用于接收所述采暖用电信息，并根据所述采暖用电信息生成居民用电台账信息。

在本实施例中，需求侧管理装置11可以为计算机终端、手机终端或者服务器，用于对交采控制终端12下发控制命令，及获取交采控制终端12上传的用户采暖用电信息，并根据各个用户的采暖用电信息，实现各个居民用户的台账管理和分类工作，得到居民用电台账信息。

在本实施例中，如图2所示，图2示出了本实施例提供的分散式电采暖的需求侧管理系统1的实际的电气连接关系及通信连接图，大电网2输送的电流通过用户电能计量表3输送到用户中，用户的用电设备被分为普通家用电器4和电采暖设备13，交采控制终端12串联在用户侧的电采暖设备13和用户电能计量表3之间，交采控制终端12可作为开关控制电采暖设备13用电回路的开合，从而控制电采暖设备13的工作状态，此处工作状态包括开启状态和关闭状态。作为开关的同时，交采控制终端12还可以采集电采暖设备13用电回路的采暖用电信息，可选地，采暖用电信息包括电采暖设备13用电回路的交流模拟量和开关状态量，其中，交流模拟量包括电流和电压。交采控制终端12采集的用电信息等通信信号，经通信网络，传递到需求侧管理装置11.

从上述实施例可知，本发明实施例提供了一种分散式电采暖的需求侧管理系统1，包括：需求侧管理装置11、各个用户的电采暖设备13及对应的交采控制终端12；所述需求侧管理装置11用于发送控制指令至所述交采控制终端12；所述交采控制终端12用于根据所述控制指令控制所述电采暖设备13的工作状态，并采集所述电采暖设备13的采暖用电信息，以及将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理装置11；所述需求侧管理装置11还用于接收所述采暖用电信息，并根据所述采暖用电信息生成居民用电台账信息。本实施例通过在各个用户端设置交采控制终端12，既能够实时监测各个用户的采暖用电信息，又能够有针对性的对各个用户的电采暖设备13进行控制，提高了电采暖配套电网设备的整体利用率，改善分散式电采暖的运行效果。

在一个实施例中，所述需求侧管理装置11与各个所述交采控制终端12通过无线通信方式连接。

在本实施例中，交采控制终端12通过远程信道直接与需求侧管理装置11连接，不存在本地通信信道。每个交采控制终端12内置一个无线模块，采用无线方式实现信息上传与接收。通信网络可采用无线专网(IOT 230MHz)或无线公网方式。

如图3所示，在一个实施例中，所述需求侧管理装置11包括需求侧管理平台111和多个需求侧管理分区终端112；

所述需求侧管理分区终端112设置于第一分区内，并获取所述第一分区内各个交采控制终端12发送的采暖用电信息，以及将各个采暖用电信息发送至所述需求侧管理平台111，所述第一分区为所述需求侧管理平台111管理的任一分区，每个需求侧管理分区终端对应一个分区；

所述需求侧管理平台111获取各个需求侧管理分区终端112发送的采暖用电信息，并根据各个采暖用电信息生成居民用电台账信息。

在本实施例中，如图3所示，需求侧管理装置11包括需求侧管理平台111和需求侧管理分区终端112，其中需求侧管理平台111管理整个区域内所有的电采暖设备13，需求侧管理分区终端112管理分区域内所有的电采暖设备13。具体地，整个区域可以为国家、省级或地方等区域，分区域为整个区域内的某个区域，可以为村、镇等地理区域，也可以为配电台区。

可选地，当分区域为村时，每个村布置一台需求侧管理分区终端112，需求侧管理分区终端112获取整个村中各个用户的交采控制终端12发送的采暖用电信息，并将整个村各个用户的采暖用电信息集中发送至需求侧管理平台111。需求侧管理平台111获取所有采暖用电信息，并下发控制指令至需求侧管理分区终端112，需求侧管理分区终端112根据指令中携带的用户名将控制指令发送至对应用户的交采控制终端12，控制该用户电采暖设备13的开合状态。

在一个实施例中，所述需求侧管理平台111与所述需求侧管理分区终端112通过无线通信方式连接。

在一个实施例中，所述需求侧管理分区终端112与所述交采控制终端12通过窄带载波、宽带载波、RS-485或微功率无线通信方式连接。

在本实施例中，每个村设置一台需求侧管理分区终端112，用于采集该村所有用户的采暖用电信息，并集中发送至需求侧管理平台111，根据需求侧管理分区终端112与交采控制终端传输距离的远近，需求侧管理分区终端112与交采控制终端12之间可以通过窄带载波、宽带载波、RS-485或微功率无线通信中的任一种方式进行通信。由于需求侧管理平台111与需求侧管理分区终端112之间往往距离较远，因此需求侧管理平台111与需求侧管理分区终端112之间可以通过无线专网或无线公网进行数据传输，保证数据传输的及时性。

如图3所示，在一个实施例中，所述交采控制终端包括分别与所述需求侧管理分区终端和所述电采暖设备连接的交采模块121；

所述交采模块121用于采集所述电采暖设备的采暖用电信息，并将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理分区终端。

在一个实施例中，所述交采控制终端还包括控制模块和智能开关123；

所述控制模块用于获取所述需求侧管理分区终端的控制指令，并根据所述控制指令控制所述智能开关123的开关状态；

所述智能开关123控制所述用电采暖设备的工作状态。

在本实施例中，所述采暖用电信息包括电采暖设备的电流、电压等。

在一个实施例中，交采模块121还与智能开关123连接，交采模块121还用于采集所述智能开关123的开合状态，并将所述开合状态发送至所述需求侧管理分区终端112。

实施例2：

在一个实施例中，所述需求侧管理装置11将第一配变台区下的所有用户划分为多个轮停组，并监测所述第一配变台区的台区负载率，若所述第一配变台区的台区负载率大于第一预设限值，则启动电采暖需求侧管理机制；

其中，所述电采暖需求侧管理机制用于对所述第一配变台区的各轮停组内用户的电采暖设备13进行轮流停运和启动，所述第一配变台区为所述需求侧管理装置11管理的任一配变台区。

在本实施例中，将同一配变台区下的煤改电居民用户划分为若干轮停组。当需求侧管理装置11监测到第一配变台区的台区负载率超过预设限值时，则启动电采暖需求侧管理机制，电采暖需求侧管理机制具体包括：在不降低居民采暖舒适度的情况下，对各组用户的电采暖设备13进行轮流停运和启动，更具体地，可以为每个轮停组进行排序，然后根据轮停组序号进行轮流停运和启动，例如，选择对轮到的轮停组的用户电采暖设备13停运30分钟，然后运行30分钟，并停运下一组，以此类推。

具体地，第一预设限值可以设置为90％。

在本实施例中，台区负载率可以根据第一配变台区内所有用户的采暖用电信息，计算台区负载率。

在一个实施例中，若所述第一配变台区的台区负载率小于第二预设限值，则所述需求侧管理装置停止运行所述电采暖需求侧管理机制。

在本实施例中，当第一配变台区的负载率较低时，由于电采暖负荷降低，可不进行电采暖需求侧管理机制，可选地第二预设限值可以设置为20％。

在一个实施例中，所述需求侧管理装置11按照电采暖设备种类对所述第一配变台区内的用户进行分组，得到多个用户组，并将第一用户组中的用户划分为第一数量的轮停组；

其中，所述第一用户组为所述第一配变台区内的任一用户组，所述第一数量为所述第一用户组对应的预设数量。

在本实施例中，如图4所示，以一个应用场景为例，对第一配变台区采用电采暖需求侧管理机制的具体过程包括：

步骤1：将第一配变台区内的所有用户按照电采暖设备种类进行分组，得到多个用户组，每个用户组内的电采暖设备种类相同；然后获取电采暖设备种类对应的预设数量，然后按照第一用户组对应的电采暖设备种类的预设数量对第一用户组进行分组，得到多个轮停组。

具体地，蓄热式电锅炉、蓄热式电暖器等具有较强蓄热能力的电采暖设备13的预设数量可以设置为2，空气源热泵、直热式等不具备蓄热能力的电采暖设备13的预设数量可以为3。根据上述预设数量的设定规则，若第一用户组的电采暖设备种类为蓄热式电锅炉，则将第一用户组内所有的用户划分为2组，得到具体地轮停组。

步骤2：监测第一配变台区的台区负载率，若台区负载率大于第一预设限值(90％)，则跳转到步骤3，若否，则跳转的步骤8。

步骤3：启动电采暖需求侧管理机制，并跳转到步骤4；

步骤4：判断第一用户组内的电采暖设备类型，若是蓄热式电采暖设备，则跳转到步骤5；若是热泵式或者直热式电采暖设备，则跳转到步骤6；

步骤5：对第一用户组内的电采暖设备采用运行30分钟、停运30分钟的轮停方法，在每个30分钟内均有至少一组电采暖设备停运，并跳转至步骤7；

步骤6：对第一用户组内的电采暖设备采用运行20分钟、停运20分钟的轮停方法，在每个20分钟内均有至少一组电采暖设备停运，并跳转至步骤7；

步骤7：判断第一配变台区的台区负载率是否低于第二预设限值(20％)，若第一配变台区的台区负载率低于第二预设限值，则跳转至步骤8，若第一配变台区的台区负载率大于或等于第二预设限值，则跳转至步骤4；

步骤8：结束需求侧响应。

从上述实施例可知，采用电采暖需求侧管理机制可以降低居民电采暖尖峰负荷，对于运行30分钟、停运30分钟模式，预计电采暖尖峰负荷降低为原负荷1/2；对于运行20分钟、停运10分钟模式，预计电采暖尖峰负荷降低为原负荷2/3。为保障居民电采暖效果不下降，需要在部分电网负荷低谷期间启动电采暖设备13补暖，一定程度上增加了低谷期间用电负荷，起到了削峰填谷作用。同时，配套电网规划时，需满足最大负荷用电需求，本实施例仅需按照原最大负荷的1/2或2/3规划电网即可，能够降低配电网容量需求及建设规模，减少工程投资。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，包括：需求侧管理装置、多个用户的电采暖设备和与电采暖设备一一对应的交采控制终端；

所述需求侧管理装置用于发送控制指令至所述交采控制终端；

所述交采控制终端用于根据所述控制指令控制所述电采暖设备的工作状态，并采集所述电采暖设备的采暖用电信息，以及将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理装置；

所述需求侧管理装置还用于接收所述采暖用电信息，并根据所述采暖用电信息生成居民用电台账信息；

所述需求侧管理装置将第一配变台区下的所有用户划分为多个轮停组，并监测所述第一配变台区的台区负载率，若所述第一配变台区的台区负载率大于第一预设限值，则启动电采暖需求侧管理机制；

其中，所述电采暖需求侧管理机制用于对所述第一配变台区的各轮停组内用户的电采暖设备进行轮流停运和启动，所述第一配变台区为所述需求侧管理装置管理的任一配变台区；

所述需求侧管理装置按照电采暖设备种类对所述第一配变台区内的用户进行分组，得到多个用户组，每个用户组内的电采暖设备的种类相同，并将第一用户组中的用户划分为第一数量的轮停组；

其中，所述第一用户组为所述第一配变台区内的任一用户组，所述第一数量为所述第一用户组对应的电采暖设备种类的预设数量；

所述需求侧管理装置还用于判断第一用户组内的电采暖设备类型，若所述第一用户组内的电采暖设备类型为蓄热式电采暖设备，则对所述第一用户组内的电采暖设备采用运行30分钟、停运30分钟的轮停方法，且在每个30分钟内均有至少一组轮停组停运；若所述第一用户组内的电采暖设备类型为热泵式或者直热式电采暖设备，则对所述第一用户组内的电采暖设备采用运行20分钟、停运20分钟的轮停方法，且在每个20分钟内均有至少一组轮停组停运； 各个用户组按照电采暖设备种类划分轮停组的数量，且各个电采暖设备种类对应的用户组的轮停时间不同。

2.如权利要求1所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述需求侧管理装置与各个所述交采控制终端通过无线通信方式连接。

3.如权利要求1所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述需求侧管理装置包括需求侧管理平台和多个需求侧管理分区终端；

所述需求侧管理分区终端设置于第一分区内，并获取所述第一分区内各个交采控制终端发送的采暖用电信息，以及将各个采暖用电信息发送至所述需求侧管理平台，所述第一分区为所述需求侧管理平台管理的任一分区，每个需求侧管理分区终端对应一个分区；

所述需求侧管理平台获取各个需求侧管理分区终端发送的采暖用电信息，并根据各个采暖用电信息生成居民用电台账信息。

4.如权利要求3所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述需求侧管理平台与所述需求侧管理分区终端通过无线通信方式连接，所述无线通信方式包括无线公网方式和无线专网方式。

5.如权利要求3所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述需求侧管理分区终端与所述交采控制终端通过窄带载波、宽带载波、RS-485或微功率无线通信方式连接。

6.如权利要求3所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述交采控制终端包括分别与所述需求侧管理分区终端和所述电采暖设备连接的交采模块；

所述交采模块用于采集所述电采暖设备的采暖用电信息，并将所述采暖用电信息发送至所述需求侧管理分区终端。

7.如权利要求6所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述交采控制终端还包括控制模块和智能开关；

所述控制模块用于获取所述需求侧管理分区终端的控制指令，并根据所述控制指令控制所述智能开关的开关状态；

所述智能开关控制所述电采暖设备的工作状态。

8.如权利要求7所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，所述交采模块与所述智能开关连接，所述交采模块还用于采集所述智能开关的开合状态，并将所述开合状态发送至所述需求侧管理分区终端。

9.如权利要求1所述的分散式电采暖的需求侧管理系统，其特征在于，若所述第一配变台区的台区负载率小于第二预设限值，则所述需求侧管理装置停止运行所述电采暖需求侧管理机制。

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