CN110071576A - 区域配电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域配电系统和方法，属于电力系统优化领域。所述系统包括：区域配电系统包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统，数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据；配电网能量分析子系统基于该潮流数据确定用电设施用电的控制策略；配电网潮流控制子系统基于控制策略调整电力设施的用电。采用本发明，可以通过对区域中配电网的潮流数据进行分析，并制定对应的控制策略对区域的用电进行调控即可合理利用电力资源，有效降低电力资源的浪费。

Description

区域配电系统和方法

技术领域

本发明涉及电力系统优化领域，特别涉及一种区域配电系统和方法。

背景技术

传统上按照行政区域将电力供应划分为不同区域，不同区域内将从电网中获取的电能分配给电力设施的系统称为区域配电系统。随着电池储能、电动汽车充电桩等非常规电源和用电负荷的接入，导致区域配电系统的潮流工况愈加复杂。

区域配电系统是由多种用电控制设备，配电设备直接向被管理的区域内的电力设施分配电能。其中，配电设备在为电力设施分配电能时，配电设备直接基于电力设施的当前的用电需求为电力设施分配电能，从而进行电力供应。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

目前，区域配电系统的潮流工况愈加复杂，区域配电系统根据电力设施当前的用电需求进行供电，无法合理对电力设施的用电进行调控，造成电力资源的浪费。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种区域配电系统和方法，通过对区域内潮流数据的分析，制定对应的控制策略对区域内用电设施的用电进行调控，有效降低电力资源浪费。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种区域配电系统，所述系统包括：

数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统；

数据收集子系统，用于获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，向配电网能量分析子系统发送潮流数据；

配电网能量分析子系统，用于接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略；

配电网能量分析子系统，还用于向配电网潮流控制子系统发送控制策略；

配电网潮流控制子系统，用于接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电。

可选的，电力设施包括分配电网电能的配电关口、常规电力设施和市政电力设施；

配电网能量分析子系统，包括：第一收发模块、配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政设施用电分析模块和控制策略发送模块；

第一收发模块，用于接收数据收集子系统的潮流数据，向配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块和市政设施用电分析模块发送潮流数据；

配电网潮流分析模块，用于从潮流数据中获取配电关口的第一潮流信息，根据第一潮流信息确定配电关口的第一控制策略；

用户用电特征分析模块，用于从潮流数据获取常规电力设施用电的第二潮流信息，根据第二潮流信息，确定常规电力设施用电的第二控制策略；

市政设施用电分析模块，用于从潮流数据获取市政电力设施的第三潮流信息，根据第一控制策略、第二控制策略和第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；或者，

市政设施用电分析模块，用于从潮流数据获取市政电力设施的第三潮流信息，根据第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；

控制策略发送模块，用于向配电网潮流控制子系统发送第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略。

可选的，配电网潮流控制子系统，包括：第二收发模块、第一用电控制设备、第二用电控制设备和第三用电控制设备；

控制策略发送模块向配电网潮流控制子系统发送第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，包括：

控制策略发送模块向第二收发模块发送第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略；

配电网潮流控制子系统接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电，包括：

第二收发模块接收第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，向第一用电控制设备发送第一控制策略，向第二用电控制设备发送第二控制策略和向第三用电控制设备发送第三控制策略；

第一用电控制设备接收第一控制策略，根据第一控制策略，调整配电关口的用电；

第二用电控制设备接收第二控制策略，根据第二控制策略，调整常规电力设施的用电；

第三用电控制设备接收第三控制策略，根据第三控制策略，调整市政电力设施的用电。

可选的，区域配电系统还包括：配电网负荷预测模块；

配电网负荷预测模块，用于基于电力设施用电的历史潮流数据的负荷数据建立复合函数，根据复合函数预测未来一段时间电力设施的预测负荷数据；

配电网负荷预测模块，还用于若预测负荷数据中的第一用电参数超过电力设施的第一用电参数阈值，则显示第一用电参数对应的第一报警信息。

可选的，配电网能量分析子系统，还用于从潮流数据中获取第二用电参数；若第二用电参数超过第二用电参数阈值，则显示第二用电参数对应的第二报警信息。

第二方面，提供了一种区域配电方法，所述方法应用在包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统的区域配电系统中，方法包括：

数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，向配电网能量分析子系统发送潮流数据；

配电网能量分析子系统接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略；

配电网能量分析子系统向配电网潮流控制子系统发送控制策略；

配电网潮流控制子系统接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电。

可选的，电力设施包括分配电网电能的配电关口、常规电力设施和市政电力设施；

配电网能量分析子系统，包括：第一收发模块、配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政设施用电分析模块和控制策略发送模块；

配电网能量分析子系统接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略，包括：

第一收发模块接收数据收集子系统的潮流数据，向配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块和市政设施用电分析模块发送潮流数据；

配电网潮流分析模块从潮流数据中获取配电关口的第一潮流信息，根据第一潮流信息确定配电关口的第一控制策略；

用户用电特征分析模块根据潮流数据确定常规电力设施用电的第二潮流信息，根据第二潮流信息，确定常规电力设施用电的第二控制策略；

市政设施用电分析模块根据潮流数据确定市政电力设施的第三潮流信息，根据第一控制策略、第二控制策略和第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；或者，

市政设施用电分析模块根据潮流数据确定市政电力设施的第三潮流信息，根据第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；

配电网能量分析子系统向配电网潮流控制子系统发送控制策略，包括：

控制策略发送模块向配电网潮流控制子系统发送第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略。

可选的，潮流控制子系统包括第二收发模块、第一用电控制设备、第二用电控制设备和第三用电控制设备，第二收发模块用于接收控制策略发送模块发送的第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，向第一用电控制设备发送第一控制策略，向第二用电控制设备发送第二控制策略，以及，向第三用电控制设备发送第三控制策略，第一用电控制设备用于对配电关口进行控制，第二用电控制设备用于对常规电力设施进行控制，第三用电控制设备用于对市政电力设施进行控制；

配电网潮流控制子系统接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电，包括：

第一用电控制设备接收第一控制策略，根据第一控制策略，调整配电关口的用电；

第二用电控制设备接收第二控制策略，根据第二控制策略，调整常规电力设施的用电；

第三用电控制设备接收第三控制策略，根据第三控制策略，调整市政电力设施的用电。

可选的，区域配电系统还包括配电网负荷预测模块，方法还包括：

配电网负荷预测模块基于电力设施用电的历史潮流数据的负荷数据建立复合函数，根据复合函数预测未来一段时间电力设施的预测负荷数据；

若预测负荷数据中的第一用电参数超过电力设施的第一用电参数阈值，则显示第一用电参数对应的第一报警信息。

可选的，方法还包括：

配电网能量分析子系统从潮流数据中获取第二用电参数；若第二用电参数超过第二用电参数阈值，则显示第二用电参数对应的第二报警信息。

第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上述第一方面所述的区域配电方法。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例中，区域配电系统包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统，数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，可以了解该区域内电力设施的电压、电流和功率等数据，即了解区域内的不同电力设施的用电情况；配电网能量分析子系统潮流数据确定用电设施用电的控制策略，即通过对电力设施的潮流数据分析制定对电力设施的控制策略；基于控制策略调整电力设施的用电。这样，通过对区域中配电网的潮流数据进行分析，并制定对应的控制策略对区域的用电进行调控即可合理利用电力资源，有效降低电力资源的浪费。

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一种区域配系统示意图；

图2是本发明实施例提供的一种区域配系统中常规电力设施中的数据收集模块结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种区域配系统的配电网能量分析子系统结构示意图；

图4是本发明实施例提供的配电网能量分析子系统数据分析流程图；

图5是本发明实施例提供的配电网能量分析子系统数据处理流程图；

图6是本发明实施例提供的一种区域配电系统的异常报警流程图；

图7是本发明实施例提供的一种区域配电系统的调度控制流程图；

图8是本发明实施例提供的一种区域配电系统的预测报警流程图；

图9是本发明实施例提供的一种区域配电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种区域配电系统。如图1所示，其中，区域配电系统数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统；

数据收集子系统，用于获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，向配电网能量分析子系统发送潮流数据；

配电网能量分析子系统，用于接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略；

配电网能量分析子系统，还用于向配电网潮流控制子系统发送控制策略；

配电网潮流控制子系统，用于接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电；

其中，电力设施可以包括分配电网电能的常规电力设施和市政电力设施、配电关口；相应的，潮流数据可以包括配电关口的第一潮流信息、常规电力设施的第二潮流信息和市政电力设施的第三潮流信息。潮流信息包括节点电压、各支路功率、电力设施中的用电参数等稳态的分布等参数中的至少一项。其中，常规电力设施可以包括照明设施、供暖设施、制冷设施等常规的用电体系中的电力设施。并且，该常规电力设施可以为小区、工厂或者商场等场所的电力设施。

市政电力设施可以包括电池储能系统的电力设施、充电桩和该区域内的光伏发电系统的电力设施。例如，光伏发电系统可以是安装于居民区楼顶的光伏发电系统，或部分工厂厂区内的光伏发电系统。

相应的，数据收集子系统一般包括第一数据收集模块、第二数据收集模块和第三数据收集模块。第一数据收集模块用于收集常规电力设施中的第二潮流信息，第二数据收集模块用于收集市政电力设施中的第三潮流信息，第三数据收集模块用户收集配电关口的第一潮流信息。

如图2所示，第一数据收集模块、第二数据收集模块和第三数据收集模块均至少包括多功能仪表，还可以包括电流互感器(即CT)和电压互感器(即PT)。其中，多功能仪表可以是电表或者电力设施内用于统计电压、电流或功率等信息的仪表。并且，第一数据收集模块包括的多功能仪表可以安装在常规电力设施内。第二数据收集模块包括的多功能仪表可以安装在市政电力设施内。第三数据收集模块包括的多功能仪表可以安装在配电关口内。

数据收集子系统还可以包括第三收发模块，该第三收发模块可以获取第一数据收集模块实时采集的常规电力设施的第二潮流信息、第二数据收集模块实时采集的市政电力设施的第三潮流信息以及第三数据收集模块实时采集的配电关口表的第一潮流信息；该第三收发模块还可以向配电网能量分析子系统发送包括第一潮流信息、第二潮流信息和第三潮流信息的潮流数据。

第三收发模块可以包括第三交换机，相应的，第三交换机可以通过以太网向配电网能量分析子模块发送包括第一潮流信息、第二潮流信息和第三潮流信息的潮流数据。

可选的，数据收集子系统还可以将获取的潮流数据存储到数据库中，以使配电网能量分析子系统需要对潮流数据进行分析时，可以直接从数据库中获取需要的潮流数据。

具体的，数据收集子系统可以按照电力设施的类型、所在的具体位置以及不同时间点的电流、电压和功率等信息对应存储在数据库中。

配电网能量分析子系统，用于接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略；

配电网能量分析子系统，还用于向配电网潮流控制子系统发送控制策略；

配电网能量分析子系统可以包括第一收发模块、配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政设施用电分析模块和控制策略发送模块。第一收发模块，用于接收数据收集子系统的潮流数据，向配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块和市政设施用电分析模块发送潮流数据。

配电网潮流分析模块，用于从潮流数据中获取配电关口的第一潮流信息，根据第一潮流信息确定配电关口的第一控制策略；

具体的，配电网潮流分析模块可以获取潮流数据中该区域对电网中电能的电压、电流和功率等信息，即配电关口的第一潮流信息，例如，可以获取不同时段，配电关口分配的电量情况。

如图3所示，市政电力设施第一收发模块还可以包括第一交换机、数据传输模块和数据处理模块。第一交换机用于可以接收第三交换机发送的包括第一潮流信息、第二潮流信息和第三潮流信息的潮流数据，并将该潮流数据传输给数据传输模块；数据传输模块用于将潮流数据传输给数据处理模块；数据处理模块用于对潮流数据进行处理和将处理后的潮流数据按类型分别传输给配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政电力设施分析模块和配电网负荷预测模块。

第一交换机可以通过以太网从第三交换机处获取包括第一潮流信息、第二潮流信息和第三潮流信息的潮流数据，然后通过以太网将潮流数据传输给数据传输模块，数据传输模块将该潮流数据传输给数据处理模块，数据处理模块可以将数据进行分类，即按照系统配电、常规电力设施用电、市政电力设施用电、配电网负荷数据等进行划分，并将数据分别传输给配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政电力设施分析模块和配电网负荷预测模块。

通过配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、配电网负荷预测模块和市政电力设施分析模块等不同的模块以及不同模块对应的算法对潮流数据进行提炼、分析，得到当前配电网用户用电的基本特征以及后续主动干预控制的策略，即控制策略。然后第一交换机将控制策略通过以太网发送至配电网潮流控制子系统，以使该系统中用于控制电池储能系统的电力设施、充电桩和该区域内的光伏发电系统的电力设施等电力设施中用电参数的控制装置基于控制策略中对应的参数数据调整电压、电流和功率等用电参数。控制策略具体可以包括电池储能系统的电力设施的功率、该区域内的光伏发电系统的电力设施的功率和充电桩投入使用的数量等参数。配电网能量分析子系统中还可以包括显示模块，显示模块用于显示参数信息、报警信息和分布图等信息。

根据第一潮流信息确定配电关口配电的第一控制策略的过程可以如下：

技术人员可以基于配电关口配电的历史潮流数据，确定不同时段维持该区域的必要供电量，基于该必要的供电量设置第一标准参数，该第一标准参数可以是维持该区域必要供电的配电情况。配电网潮流分析模块可以基于第一潮流信息和第一标准参数确定出当前时段的第一控制策略。

具体的，配电网潮流分析模块可以从第一潮流信息中的电压信息、电流信息和功率信息中获取电压数据、电流数据和功率数据；从第一标准参数中获取对应的电压数据、电流数据和功率数据；然后将第一潮流信息中的数据和第一标准参数中对应的数据做差运算，即可得到控制数据，将该控制数据结合电压数据、电流数据和功率数据对应的节点信息即可得到用于控制各个节点的第一控制策略。

其中，必要的供电量的确可以是基于必要的电力设施使用的用电量，例如，在晚上7-9点这个时间段内，常规用电设施中的照明设施、电力供暖设施或制冷设施等电力设施的使用是必要的，部分充电桩、电池储能系统则可以认为是不必要的，这样第一标准参数即常规电力设置中照明设施、电力供暖设施或制冷设施等必要的电力设施正常使用时的电量总和对应的参数。

用户用电特征分析模块，用于根据潮流数据确定常规电力设施用电的第二潮流信息，根据第二潮流信息，确定常规电力设施用电的第二控制策略；

具体的，用户用电特征分析模块可以分时段、分片区统计配电网内各种负荷类型以及各个符合类型对应的负荷参数，该符合类型可以是电流、电压和功率等类型，负荷参数可以是电流值、电压值和功率值等，所有的负荷类型和对应的负荷参数即构成常规电力设施的第二潮流信息，给出各个片区内不同分系统负荷的用电幅值-时间曲线以及整个区域内的负荷幅值-系统曲线，从而可以为配电网节能措施的提出提供数据支撑。

如图4所示，如果选择特定时段为分析变量，则进一步选择所分析的片区和用电设施，根据选择的时间区间、片区区域、电力设施所在系统等信息读取数据库中特定的有功功率、无功功率数据，并绘制用电幅值-时间曲线；其中，用电设置所在的系统可以是小区、工厂、写字楼等。如果选择电力设施所在系统为分析变量，下一步选择所分析的片区区域和时间，进而根据选择的时间段、范围等信息读取数据库中特定的有功功率、无功功率数据，绘制用电幅值-系统柱状图。通过电幅值-时间曲线或电幅值-系统柱状图可以了解该区域的用电特性，即在各个时间段不同范围、不同电力设施的用电情况，从而可以确定出常规电力设施用电高峰的第一时段。例如，通过用户用电特征分析模块可以主要针对小区、工厂等小范围的常规电力设施的用电情况进行分析，得到对应的潮流数据，进而可以了解小区、工厂每天各个时间段的用电情况。

根据第二潮流信息确定常规电力设施用电的第二控制策略的方法可以如下：

技术人员可以基于获取的不同范围、不同时间段、不同电力设施的用电情况，预先设定常规电力设施的第二标准参数，该第二标准参数用于将该区域内各个常规电力设施的用电限定在稳定值范围内。该稳定值范围可以是该时间段所有必要的电力设施正常工作时的常规电力设施总用电量的范围。例如，夏天的晚上7点-9点的时段，空调和电扇等电力设施、照明设施等必要的电力设施正常工作时，可以确定常规电力设施的用电总和所在的范围。用户用电特征分析模块可根据该范围确定常规电力设施的第二标准参数，在获取到第二潮流信息后，基于第二潮流信息和第二标准参数即可确定第二控制策略。

市政设施用电分析模块，用于根据潮流数据确定市政电力设施的第三潮流信息，根据第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；

具体的，市政设施用电分析模块可以获取电池储能系统的电力设施、充电桩和该区域内的光伏发电系统的电力设施等电力设施的第三潮流信息，分时间段分析电池储能系统的电力设施、充电桩和该区域内的光伏发电系统的电力设施等电力设施的用电负荷，确定用电负荷较高的第二时段。

根据第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略的方法可以如下：

方法一，市政设施用电分析模块可以获取第一控制策略和第二控制策略，基于第一控制策略、第二控制策略和第三潮流信息确定第三控制策略。具体的，第一控制策略中有当前时段从电网获取电能的相关信息，第二控制策略中有常规电力设施维持正常工作必要的电量需求，基于第一控制策略和第二控制策略可以确定当前时段该区域剩余可用电量，基于该剩余可用电量确定充电桩关闭数目，储能系统的储能效率等，即第三控制策略。

方法二，市政设施用电分析模块可以获取市政电力设施的历史潮流数据，基于历史潮流数据确定不同时段市政电力设施正常运行时的稳定值范围，技术人员可以基于该市政电力设施正常运行时的稳定值范围确定市政电力设施的第三标准参数。基于该第三标准参数和第三潮流信息确定第三控制策略。

其中，若第一时段与第二时段为相同时段，则采用方法一获取第三控制策略，若第一时段与第二时段为不同时段，则采用方法一或方法二均可。

可选的，可以引入环境温度、污染指数、季节等因素，即区域配电网系统可以从网络获取当前时段的环境温度、污染指数、季节等信息，确定常规用电设置中空调、电力供暖设施、空气净化器等电力设施的必要性，以及技术人员可以基于环境温度、污染指数、季节等因素预先设定常规电力设施中空调的制冷温度值或电力供暖设施的供暖温度值、空气净化器的档位等，从而更准确的确定第二标准参数。基于获取的第二潮流信息和第二标准参数可以更加准确客观的确定第二控制策略。

配电网潮流分析模块还可以包括控制策略发送模块，用于向配电网潮流控制子系统发送第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略。

控制策略发送模块可以向配电网潮流控制子系统发送配电网潮流分析模块确定的第一控制策略、用户用电特征分析模块确定的第二控制策略和市政设施用电分析模块确定的第三控制策略。

在实施中，如图5所示配电网能量分析子系统获取潮流数据的方式也可以是上位机通过以太网、交换机向配电数据收集子系统发送数据查询指令，之后上位机通过交换机、以太网接收数据收集子系统发来的数据帧，该数据帧可以包括有功功率、无功功率、时间标记、区域标记、系统标记等潮流数据，然后解封数据帧，对数据帧进行处理并将上述信息存入数据库。

上位机进行的数据采集工作，是后续电能分析、优化控制的基础。其中，电力设施可能会分属不同的系统，例如，常规电力设施中会有照明设施，而市政电力设施中也会有照明设施，区域标记和系统标记是用于指示数据帧中的功率等数据对应的电力设施所在位置和所属系统，对照明设施等重复的电力设施进行区分。

配电网能量分析子系统，还用于从潮流数据中获取第二用电参数；若第二用电参数超过第二用电参数阈值，则显示第二用电参数对应的第二报警信息。

配电网能量分析子系统，可以用于分时段分析配电网内主干和各分支配电回路的潮流分布(有功功率、无功功率、电压等)，通过预先设定的报警值，对当前配电网内潮流的薄弱点(如变压器负荷临界、无功超标等)进行提示，从而为主动优化潮流分布提供数据支持，也为配电网内储能系统和无功补偿装置的接入点提供参考。

如图6所示，配电网能量分析子系统运行时可以先指定当前所处时段，然后从数据库中获取该时段下各个配电关口表的功率信息，并实时计算每个配电关口表当前的功率因数和视在功率，进而得到该区域在该时段时刻基于电网获取电能的潮流分布图，同时将功率因数、视在功率等参数与预先设定的视在功率报警值、功率因数报警值等参数的报警分别进行比较，在功率因数、视在功率等参数任一超出对应的第二报警值时，发出对应的变压器负荷临界、无功超标等警告信息以提示异常。例如，若该区域晚上7点至9点为用电高峰时段，配电网能量分析子系统可以从7点开始基于获取该时段各个关口表的功率信息，计算当前的功率因数和视在功率，然后基于从数据收集子系统获取的潮流信息、计算的功率因数和视在功率绘制潮流分布图，并获取预先根据历史潮流信息确定的功率因数、视在功率的报警值，在至少一项报警时即在显示模块显示对应报警变压器的变压器负荷临界、无功超标等警告信息，以使相关技术人员可以直接确定报警位置，及时处理。

可选的，配电网能量分析子系统也可以向数据收集子系统发送查询指令，获取当前时刻的数据收集单元采集到的常规电力设施、市政电力设施和配电关口表的潮流数据。

配电网潮流控制子系统，用于接收控制策略控制，基于控制策略调整电力设施的用电。

配电网潮流控制子系统可以包括：第二收发模块、第一用电控制设备、第二用电控制设备和第三用电控制设备，第一用电控制设备用于对配电关口进行控制，第二用电控制设备用于对常规电力设施进行控制，第三用电控制设备用于对市政电力设施进行控制；

第二收发模块，用于接收控制策略发送模块发送的第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，向第一用电控制设备发送第一控制策略，向第二用电控制设备发送第二控制策略，以及，向第三用电控制设备发送第三控制策略；

第一用电控制设备，用于接收第一控制策略，根据第一控制策略，调整配电关口的用电；第二用电控制设备，用于接收第二控制策略，根据第二控制策略，调整常规电力设施的用电；第三用电控制设备，用于接收第三控制策略，根据第三控制策略，调整市政电力设施的用电。

其中，第一用电控制设备可以是配电关口处调整配电的控制设备；第二用电设备可以是任一常规电力设施中调整用电参数的控制设备；第三用电控制设备可以是市政电力设施中调整用电参数的控制设备。

第二收发模块还可以包括第二交换机，第二交换机可以通过以太网接收控制策略发送模块发送的第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，还可以通过以太网获取第三交换机中的包括第一潮流信息、第二潮流信息和第三潮流信息的潮流数据。

配电网潮流控制子系统可以根据数据收集系统采集的电力设施在不同时刻的用潮流数据，根据当前区域供电总功率调整不同电力设施的用电功率。例如，在用电高峰时段，配电网潮流控制子系统可以根据配电网能量分析子系统的控制策略通过第三用电控制设备暂停或调小电池储能系统的功率，和/或减小充电桩的使用数量。配电网潮流控制子系统也可以根据配电网能量分析子系统的控制策略通过第一用电控制设备减少该区域配电网从电网中获取的功率。例如，可以将该区域内光伏发电系统的发电功率用于照明设施中，从而降低照明设施对电网中的功率需求。

可选的，可以为每个电力设施分配特定的区域码和系统码，例如，1号设施属于第一供电楼的照明系统，则它的区域码是001，系统码是LIGHTING。其中，也可以为配电关口表、电池储能系统中的电力设施、充电桩、光伏发电系统的电力设施分配区域码和系统码。以便于在控制过程中通过区域码和系统码对对应的设施直接进行控制。(图5)例如，配电网分析子系统可以在光伏发电系统的电力设施的潮流信息中的发电功率可以满足第一供电楼的照明系统时，可以在控制策略中携带区域码001和系统码LIGHTING，以使配电网潮流控制子系统直接基于区域码和系统码调整第一供电楼的供电策略，使第一供电楼仅从光伏发电系统的电力设施中获取电能。

如图7所示，具体的，配电网潮流控制子系统可以首先从潮流分析模块获取当前整个配电网的有功功率、无功功率、电压、视在功率等实时数据，然后查阅离线的优化调度策略，即配电网能量分析子系统给出的控制策略，然后可以通过第二收发模块向配电关口表、电池储能系统的电力设施、充电桩等对应的控制设备发送对应的控制指令。

例如，对电梯进行控制时，如果选择自动模式，则可以自动设定调整和电梯的运行参数，自动控制储能系统和无功补偿系统的出力；如果选择手动模式，则可以向调度中心发送控制建议，即将控制策略在显示模块上进行显示以使调度员可以获取到确定的控制策略，然后由调度员根据实际情况手动调节空调、电梯、储能和无功补偿系统的运行模式。

在电力设施根据控制策略进行调整后可以返回调整结果，配电网能量分析子系统还可以在该返回的调整结果后从数据收集子系统获取最新的潮流数据，并将返回的调整结果和对应的潮流数据中的参数进行比较，确定调控完成；或者，对于参数差距超出预设阈值的电力设施发出新的控制策略，并显示警告信息以提醒调度人员注意对应的电力设施可能出现故障，若新的控制策略返回的调整结果和对应的潮流数据中的参数进行比较仍然超出预设阈值，则发出警报并将该调整转为人工调整由调度人员处理。

通过适度调度空调(温度调节范围)、电梯(投入数量)、电动汽车(充电桩数量)等弹性用电负荷，并主动调度储能系统和无功补偿装置，达到优化网络潮流、充分吸纳光伏发电、控制整体用电成本的效果。另外，对于该区域内用电高峰时段，还可以提高部分设施的用电费用，例如，可以以分时电价调控有序充电。

配电网潮流控制子系统还可以包括：配电网负荷预测模块；

配电网负荷预测模块，可以用于基于电力设施用电的历史潮流数据的负荷数据建立复合函数，根据复合函数预测未来一段时间电力设施的预测负荷数据；

配电网负荷预测模块，还用于若预测负荷数据中的第一用电参数超过电力设施的第一用电参数阈值，则显示第一用电参数对应的第一报警信息。

在实施中，配电网负荷预测模块根据配电网负荷预测模块的数据，结合配电网内工作计划(即第一标准参数、第二标准参数和第三标准参数)和气温、污染指标等外部因素，通过神经网络算法，给出未来一段时间配电网内的负荷和潮流的预测数据，并对可能出现的问题(潮流临界、变压器过载等)提供预警。

具体的，配电网负荷预测模块可以从数据库中获取该区域内当前时刻之前一段时间的历史潮流数据，基于历史潮流数据中的潮流分布情况，可以建立该区域的复合函数，进而可以基于历史数据预测未来一段时间该区域内的用电情况。另外，还可以引入温度、气候等条件，例如，在环境温度大于一定温度时制冷空调的使用量增加，会导致整个区域的用电增加；或者，在污染指数超过一定阈值时，新风空调的使用量增加，也会导致区域的用电量增加。

如图8所示，配电网负荷预测模块还可以从数据库中读取新风系统、空调系统、采暖系统等与气候相关系统的有功功率、无功功率等在特定时间段的历史数据，之后引入对应时间段的温度、污染指数等气候数据，将上述数据导入神经网络训练学习，生成相关系统用电负荷关于时间、气候、污染指数等变量的复合函数，之后读取未来一段时间的温度和污染指数的预测数据，生成用电负荷预测曲线，并对可能出现的视在功率超限等异常参数进行预警提示。

在实施中，配电网能量分析子系统、数据收集子系统和配电网潮流数据控制子系统之间可以通过以太网和交换机进行数据交互，具体的，配电网能量分析子系统的第一收发模块可以包括第一交换机、数据收集子系统中的第三收发模块可以包括第二交换机和配电网潮流数据控制子系统的第二收发模块可以包括第二交换机。配电网能量分析子系统可以将数据传输至第一交换机，数据收集子系统可以将数据传输至第三交换机，配电网潮流数据控制子系统可以将数据传输至第三交换机，再由第一交换机、第二交换机和第三交换机通过以太网进行数据交互。

可选的，配电网能量分析子系统、数据收集子系统和配电网潮流数据控制子系统各自内部也可以通过以太网和交换机进行数据交互，例如，数据收集子系统可以通过以太网和交换机获取电力设施中的潮流数据。

本发明实施例中，区域配电系统包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统，数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，可以了解该区域内电力设施的电压、电流和功率等数据，即了解区域内的不同电力设施的用电情况；配电网能量分析子系统潮流数据确定用电设施用电的控制策略，即通过对不同电力设施的潮流数据分析制定对不同电力设施的控制策略；配电网潮流控制子系统则可以基于控制策略调整电力设施的用电。这样，通过对区域中配电网的潮流数据进行分析，并制定对应的控制策略对区域的用电进行调控即可合理利用电力资源，有效降低电力资源的浪费。

基于上述区域配电系统，本发明实施例提供了一种区域配电方法，该方法应用在包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统的区域配电系统中，可以由服务器和电力设施实现。其中，如图9所示，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：

步骤901，数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，向配电网能量分析子系统发送潮流数据；

步骤902，配电网能量分析子系统接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略；

步骤903，配电网能量分析子系统向配电网潮流控制子系统发送控制策略；

步骤904，配电网潮流控制子系统接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电。

电力设施可以包括分配电网电能的配电关口、常规电力设施和市政电力设施；

配电网能量分析子系统可以包括：第一收发模块、配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政设施用电分析模块和控制策略发送模块；

配电网能量分析子系统接收数据收集子系统的潮流数据，基于潮流数据确定用电设施用电的控制策略的过程可以如下：

第一收发模块接收数据收集子系统的潮流数据，向配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块和市政设施用电分析模块发送潮流数据；

配电网潮流分析模块从潮流数据中获取配电关口的第一潮流信息，根据第一潮流信息确定配电关口的第一控制策略；

用户用电特征分析模块根据潮流数据确定常规电力设施用电的第二潮流信息，根据第二潮流信息，确定常规电力设施用电的第二控制策略；

市政设施用电分析模块根据潮流数据确定市政电力设施的第三潮流信息，根据第一控制策略、第二控制策略和第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；或者，

市政设施用电分析模块根据潮流数据确定市政电力设施的第三潮流信息，根据第三潮流信息确定市政电力设施的第三控制策略；

配电网能量分析子系统向配电网潮流控制子系统发送控制策略的过程可以如下：

控制策略发送模块向配电网潮流控制子系统发送第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略。

潮流控制子系统可以包括第二收发模块、第一用电控制设备、第二用电控制设备和第三用电控制设备，第二收发模块用于接收控制策略发送模块发送的第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，向第一用电控制设备发送第一控制策略，向第二用电控制设备发送第二控制策略，以及，向第三用电控制设备发送第三控制策略，第一用电控制设备用于对配电关口进行控制，第二用电控制设备用于对常规电力设施进行控制，第三用电控制设备用于对市政电力设施进行控制；

配电网潮流控制子系统接收控制策略，基于控制策略调整电力设施的用电的过程可以如下：

第一用电控制设备接收第一控制策略，根据第一控制策略，调整配电关口的用电；

第二用电控制设备接收第二控制策略，根据第二控制策略，调整常规电力设施的用电；

第三用电控制设备接收第三控制策略，根据第三控制策略，调整市政电力设施的用电。

区域配电系统还可以包括配电网负荷预测模块，配电网负荷预测模块可以基于电力设施用电的历史潮流数据的负荷数据建立复合函数，根据复合函数预测未来一段时间电力设施的预测负荷数据；

若预测负荷数据中的第一用电参数超过电力设施的第一用电参数阈值，则显示第一用电参数对应的第一报警信息。

配电网能量分析子系统可以从潮流数据中获取第二用电参数；若第二用电参数超过第二用电参数阈值，则显示第二用电参数对应的第二报警信息。

本发明实施例中，区域配电系统包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统，数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，可以了解该区域内电力设施的电压、电流和功率等数据，即了解区域内的不同电力设施的用电情况；配电网能量分析子系统潮流数据确定用电设施用电的控制策略，即通过对不同电力设施的潮流数据分析制定对不同电力设施的控制策略；配电网潮流控制子系统则可以基于控制策略调整电力设施的用电。这样，通过对区域中配电网的潮流数据进行分析，并制定对应的控制策略对区域的用电进行调控即可合理利用电力资源，有效降低电力资源的浪费。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述实施例中的区域配电方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种区域配电系统，其特征在于，所述系统包括：数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统；

所述数据收集子系统，用于获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，向所述配电网能量分析子系统发送所述潮流数据；

所述配电网能量分析子系统，用于接收所述数据收集子系统的所述潮流数据，基于所述潮流数据确定所述用电设施用电的控制策略；

所述配电网能量分析子系统，还用于向配电网潮流控制子系统发送所述控制策略；

所述配电网潮流控制子系统，用于接收所述控制策略，基于所述控制策略调整所述电力设施的用电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电力设施包括分配电网电能的配电关口、常规电力设施和市政电力设施；

所述配电网能量分析子系统，包括：第一收发模块、配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政设施用电分析模块和控制策略发送模块；

所述第一收发模块，用于接收所述数据收集子系统的所述潮流数据，向所述配电网潮流分析模块、所述用户用电特征分析模块和所述市政设施用电分析模块发送所述潮流数据；

所述配电网潮流分析模块，用于从所述潮流数据中获取所述配电关口的第一潮流信息，根据所述第一潮流信息确定所述配电关口的第一控制策略；

所述用户用电特征分析模块，用于从所述潮流数据获取所述常规电力设施用电的第二潮流信息，根据所述第二潮流信息，确定所述常规电力设施用电的第二控制策略；

所述市政设施用电分析模块，用于从所述潮流数据获取所述市政电力设施的第三潮流信息，根据所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三潮流信息确定所述市政电力设施的第三控制策略；或者，

所述市政设施用电分析模块，用于从所述潮流数据获取所述市政电力设施的第三潮流信息，根据所述第三潮流信息确定所述市政电力设施的第三控制策略；

所述控制策略发送模块，用于向配电网潮流控制子系统发送所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三控制策略。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述配电网潮流控制子系统，包括：第二收发模块、第一用电控制设备、第二用电控制设备和第三用电控制设备，所述第一用电控制设备用于对所述配电关口进行控制，所述第二用电控制设备用于对所述常规电力设施进行控制，所述第三用电控制设备用于对所述市政电力设施进行控制；

所述第二收发模块，用于接收所述控制策略发送模块发送的所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三控制策略，向所述第一用电控制设备发送所述第一控制策略，向所述第二用电控制设备发送所述第二控制策略，以及，向所述第三用电控制设备发送所述第三控制策略；

所述第一用电控制设备，用于接收所述第一控制策略，根据所述第一控制策略，调整所述配电关口的用电；

所述第二用电控制设备，用于接收所述第二控制策略，根据所述第二控制策略，调整所述常规电力设施的用电；

所述第三用电控制设备，用于接收所述第三控制策略，根据所述第三控制策略，调整所述市政电力设施的用电。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：配电网负荷预测模块；

所述配电网负荷预测模块，用于基于所述电力设施用电的历史潮流数据的负荷数据建立复合函数，根据所述复合函数预测未来一段时间所述电力设施的预测负荷数据；

所述配电网负荷预测模块，还用于若所述预测负荷数据中的第一用电参数超过所述电力设施的第一用电参数阈值，则显示所述第一用电参数对应的第一报警信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配电网能量分析子系统，还用于从所述潮流数据中获取第二用电参数；若所述第二用电参数超过第二用电参数阈值，则显示所述第二用电参数对应的第二报警信息。

6.一种区域配电方法，其特征在于，所述方法应用在包括数据收集子系统、配电网能量分析子系统和配电网潮流控制子系统的区域配电系统中，所述方法包括：

所述数据收集子系统获取区域配电系统中被管理的区域内的电力设施用电的潮流数据，向所述配电网能量分析子系统发送所述潮流数据；

所述配电网能量分析子系统接收所述数据收集子系统的所述潮流数据，基于所述潮流数据确定所述用电设施用电的控制策略；

所述配电网能量分析子系统向配电网潮流控制子系统发送所述控制策略；

所述配电网潮流控制子系统接收所述控制策略，基于所述控制策略调整所述电力设施的用电。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电力设施包括分配电网电能的配电关口、常规电力设施和市政电力设施；

所述配电网能量分析子系统，包括：第一收发模块、配电网潮流分析模块、用户用电特征分析模块、市政设施用电分析模块和控制策略发送模块；

所述配电网能量分析子系统接收所述数据收集子系统的所述潮流数据，基于所述潮流数据确定所述用电设施用电的控制策略，包括：

所述第一收发模块接收所述数据收集子系统的所述潮流数据，向所述配电网潮流分析模块、所述用户用电特征分析模块和所述市政设施用电分析模块发送所述潮流数据；

所述配电网潮流分析模块从所述潮流数据中获取所述配电关口的第一潮流信息，根据所述第一潮流信息确定所述配电关口的第一控制策略；

所述用户用电特征分析模块根据所述潮流数据确定所述常规电力设施用电的第二潮流信息，根据所述第二潮流信息，确定所述常规电力设施用电的第二控制策略；

所述市政设施用电分析模块根据所述潮流数据确定所述市政电力设施的第三潮流信息，根据所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三潮流信息确定所述市政电力设施的第三控制策略；或者，

所述市政设施用电分析模块根据所述潮流数据确定所述市政电力设施的第三潮流信息，根据所述第三潮流信息确定所述市政电力设施的第三控制策略；

所述配电网能量分析子系统向配电网潮流控制子系统发送所述控制策略，包括：

所述控制策略发送模块向配电网潮流控制子系统发送所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三控制策略。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述配电网潮流控制子系统包括第二收发模块、第一用电控制设备、第二用电控制设备和第三用电控制设备；

所述控制策略发送模块向配电网潮流控制子系统发送所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三控制策略，包括：

所述控制策略发送模块向所述第二收发模块发送所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三控制策略；

所述配电网潮流控制子系统接收所述控制策略，基于所述控制策略调整所述电力设施的用电，包括：

所述第二收发模块接收所述第一控制策略、所述第二控制策略和所述第三控制策略，向所述第一用电控制设备发送所述第一控制策略，向所述第二用电控制设备发送所述第二控制策略和向所述第三用电控制设备发送所述第三控制策略；

所述第一用电控制设备接收所述第一控制策略，根据所述第一控制策略，调整所述配电关口的用电；

所述第二用电控制设备接收所述第二控制策略，根据所述第二控制策略，调整所述常规电力设施的用电；

所述第三用电控制设备接收所述第三控制策略，根据所述第三控制策略，调整所述市政电力设施的用电。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述区域配电系统还包括配电网负荷预测模块，所述方法还包括：

所述配电网负荷预测模块基于所述电力设施用电的历史潮流数据的负荷数据建立复合函数，根据所述复合函数预测未来一段时间所述电力设施的预测负荷数据；

若所述预测负荷数据中的第一用电参数超过所述电力设施的第一用电参数阈值，则显示所述第一用电参数对应的第一报警信息。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述配电网能量分析子系统从所述潮流数据中获取第二用电参数；若所述第二用电参数超过第二用电参数阈值，则显示所述第二用电参数对应的第二报警信息。