CN111342446A - 三维家庭智慧用能泛在调度控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法及系统，基于“时间尺度、空间尺度、运行状态”三维进行调度管理，借助手机端APP平台实现电网侧与用户侧的高效往来互动，并通过区块链技术实现交互往来数据的加密传输。具有充分挖掘家庭用户侧负荷需求响应潜力的功能，降低电网侧负荷调度的压力，能同时满足电网侧负荷调度与用户侧的满意度舒适度提高的要求，也具有较高的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明属于家庭智能控制领域，涉及一种家庭用能泛在调度控制方法及系统，特别是一种“时-空-态”三维家庭智慧用能泛在调度控制方法。
背景技术
智慧家庭是智能电网最后建成的关键环节之一，是直接与家庭用户相关的典型环节，同时也是智能电网服务用户的具体体现与实施途径。自动化、人性化、高效化智慧家庭的实现，依赖于电网与用户双侧的实时高效的交互，以及时间尺度、空间尺度、运行状态三维运行管理模式。目前，家庭用能泛在调度控制仍存在电网与用户双侧高效实时互动不足、用户满意度不高的缺陷，电网侧与用户侧交互的平台搭建不够成熟，无法充分满足电网侧安全经济调度与用户侧家庭用能舒适满意的双方需求。
此外，现有源荷调度控制模式尚未综合考虑不同地区、不同时间段、电能质量的不同状态下，用户侧负荷调度不同的问题。同时，考虑到各种恶意入侵事件的不断发生以及现有数据采集传输过程中的高错误率、损失率，在电网与家庭用户往来互动过程中，数据传输的安全性也需要进一步得到保障。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法，包括如下步骤：
获取配网侧数据中不安全的有效数据和安全的有效数据；
处理所述不安全的有效数据和安全的有效数据，并进行系统安全性校验，确认调度计划可行；
执行确认出的可行的调度计划。
而且，处理所述不安全的有效数据的方法为：
对不安全的有效数据，关闭用户侧自主调整权限，由电网侧执行紧急安全控制策略，并通过APP平台向调度有关用户发送负荷调度通知。
而且，处理所述安全的有效数据的方法为：
步骤1：对安全的有效数据，进行时间尺度分析，将调度计划分别归为长时间尺度与短时间尺度；
步骤2：对调度计划被划分为长时间尺度的，开放家庭用户家居负荷自主调整权限，允许家庭用户根据自身舒适度需要进行调整，并提供给家庭用户参与不同程度需求响应的预估收益明细；对调度计划被划分为短时间尺度的，不开放家庭用户家居负荷自主调整权限；
步骤3：在安全范围内，系统基于空间尺度进行经济性的调度调整，将用户参与所得经济收益按贡献比例补偿给用户，并向用户侧发送不同的最新调度计划，允许用户选择。
一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，包括配网数据量测与分析模块、三维智能家庭调度控制模块、调度计划执行模块、双侧信息实时互动平台、智能家居设备交互模块、配网侧设备交互模块及基于区块链技术的交互信息总线，
所述的配网数据量测与分析模块用于对配网侧的数据进行量测与分析处理；
所述的三维智能家庭调度控制模块用于将处理后得到的大量有效数据进行安全性评估，分离出不安全的有效数据和安全的有效数据，并分别对不安全的有效数据和安全的有效数据进行处理，对处理后的不安全的有效数据和安全的有效数据，再次进行系统安全性校验，确认调度计划可行；
所述的调度计划执行模块用于执行该调度计划；
所述的双侧信息实时互动平台用于提供电网侧与用户交互需求信息的途径；
所述的智能家居设备交互模块用于智能设备与服务平台沟通，为用户提供智能家居控制、家庭能效管理以及需求响应服务；
所述的配网侧设备交互模块用于配网侧设备控制，实现配网侧的电能管理；
所述的基于区块链技术的交互信息总线模块用于利用区块链技术进行加密传输，为数据交互提供安全可靠的环境。
而且，所述的三维智能家庭调度控制模块包括优化调整策略单元以及优化策略评估单元，所述的优化调整策略单元包括时间尺度子模块、空间尺度子模块和运行状态子模块，进行负荷调度策略分析，并计算选取经济性与安全性均优的调度计划，其输入为来自配网侧的系统量测与分析后所得数据，其输出连接后续动作单元，执行最终调度策略。
而且，所述的时间尺度子模块用于家庭用户参与负荷调度的权限管理。
而且，所述的空间尺度子模块用于优化不同区域家庭用户负荷参与调度时的经济性能，选取最优方案反馈给电网侧与家庭用户侧。
而且，所述的运行状态子模块用于时刻保证电力系统的运行安全。
本发明的优点和积极效果是：
1.本方法在不影响电力系统安全可靠运行的基础上，简单有效地实现了家庭用户参与负荷侧需求响应的功能，提高了家庭用户的满意度与舒适度，体现了智能电网为民服务的初衷，并采用积分方式，按贡献比例给予响应家庭补偿，提高了家庭用户参与需求侧响应的积极性，有助于充分挖掘家庭电动汽车、冷热设备等柔性负荷在源荷协同调度中的利用潜力。
2.本系统基于时间、空间与系统运行状态三维尺度，划分不同情况，给予家庭用户不同的更改权限。将家庭用户作为独立主体接纳进配网源荷调度过程中，充分发挥智能家居用户的能动性，在配网源荷协同控制管理过程中，有助于实现配网侧安全、高效、经济运行。
3.本系统搭建了新的电网侧与用户侧交互平台，并通过手机端APP实现数据的实时交互与处理，保证了调度计划的更新频率，使调度计划能够充分符合电网的实际情况。
4.在本方法中，采用区块链技术对交互传输的数据进行加密处理，始终保证数据高速、实时、安全、透明的发出、传输和使用，减少了恶意入侵、数据丢损带来的调度计划偏差。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统整体框架图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例做进一步详述：
一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法，其创新之处在于：包括如下步骤：
步骤一：将配网侧的数据进行量测与分析处理；
步骤二：将处理后得到的大量有效数据进行安全性评估，分离出不安全的有效数据和安全的有效数据；
步骤三：分别对不安全的有效数据和安全的有效数据进行处理；
步骤四：对处理后的不安全的有效数据和安全的有效数据，再次进行系统安全性校验，确认调度计划可行；
步骤五：执行该调度计划。
所述对不安全的有效数据进行处理的方法为：
对不安全的有效数据，关闭用户侧自主调整权限，由电网侧执行紧急安全控制策略，并通过APP平台向调度有关用户发送负荷调度通知。
所述对安全的有效数据进行处理的方法为：
步骤1：对安全的有效数据，进行时间尺度分析，将调度计划分别归为长时间尺度与短时间尺度；
步骤2：对调度计划被划分为长时间尺度的，开放家庭用户家居负荷自主调整权限，允许家庭用户根据自身舒适度需要进行调整，并提供给家庭用户参与不同程度需求响应的预估收益明细；对调度计划被划分为短时间尺度的，不开放家庭用户家居负荷自主调整权限；
步骤3：在安全范围内，系统基于空间尺度进行经济性的调度调整，将用户参与所得经济收益按贡献比例补偿给用户，并向用户侧发送不同的最新调度计划，允许用户选择。
一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，其创新之处在于：包括配网数据量测与分析模块、三维智能家庭调度控制模块、调度计划执行模块、双侧信息实时互动平台、智能家居设备交互模块、配网侧设备交互模块及基于区块链技术的交互信息总线，所述的配网数据量测与分析模块用于对配网侧的数据进行量测与分析处理；
所述的三维智能家庭调度控制模块用于将处理后得到的大量有效数据进行安全性评估，分离出不安全的有效数据和安全的有效数据，并分别对不安全的有效数据和安全的有效数据进行处理，对处理后的不安全的有效数据和安全的有效数据，再次进行系统安全性校验，确认调度计划可行；
所述的调度计划执行模块用于执行该调度计划；
所述的双侧信息实时互动平台用于提供电网侧与用户交互需求信息的途径，其一侧连接电网侧系统优化调度模块，另一侧连接家庭用户手机端APP。电网侧可在上面实时更新系统数据、负荷调度需求、响应积分奖励、计划执行信息等数据，用户侧可依据自身实际需求，决定自家智能家居工作状况，采用推迟电动汽车充电时间、集中调整冷热负荷、暂停无用家居器件等方式，参与负荷需求侧响应；
所述的智能家居设备交互模块是智慧家庭建设的核心，也是智能设备与服务平台沟通的桥梁，它一侧连接互动平台，一侧连接众多家居电气设备，包含家庭能源中心、智能插座、电动汽车、制冷制热设备等，为用户提供智能家居控制、家庭能效管理以及需求响应等服务；
所述的配网侧设备交互模块用于配网侧设备控制，一侧连接互动平台，一侧连接配网内变压器、环网柜、柱上开关、电容器等，实现配网侧的电能管理。
所述的基于区块链技术的交互信息总线模块；
所述的基于区块链技术的交互信息总线用于为数据交互提供安全可靠的环境，它连接到所有需要数据输入出的端口，利用区块链技术进行加密传输，大大提高了数据实时交互过程的安全性与高速交互效率。
所述的三维智能家庭调度控制模块包括优化调整策略单元以及优化策略评估单元，所述的优化调整策略单元包括时间尺度子模块、空间尺度子模块和运行状态子模块，进行负荷调度策略分析，并计算选取经济性与安全性均优的调度计划，其输入为来自配网侧的系统量测与分析后所得数据，其输出连接后续动作单元，执行最终调度策略。
所述的时间尺度子模块用于家庭用户参与负荷调度的权限管理，在时间维上，将有功调度策略分解为日前、滚动计划、实时调度三个阶段。在日前计划阶段，用户利用手机智能平台APP，实时接收电网中心调节负荷计划，用户有更高优先权进行调整，系统侧优先满足用户的能源需求，以保证用户舒适度满意度等；在滚动计划阶段，系统侧每30～60min实时滚动更新信息，保留用户控制权，系统进一步优化修正发电侧与负荷侧计划，并及时通过APP与用户进行信息交互；实时调度阶段：保优控制，以系统安全为第一目标。通过负荷侧配合控制，系统快速消除安全隐患。此时系统侧的调度需求得到优先满足。
所述的空间尺度子模块用于优化不同区域家庭用户负荷参与调度时的经济性能，通过调取不同地区家庭位置数据，计算电能传输过程中的损耗，选取经济性较好的方案，并反馈给电网侧与家庭用户侧。
所述的运行状态子模块用于时刻保证电力系统的运行安全，拥有最高级优先权与管理权，当检测到系统危险系数较高时，即刻关闭用户侧权限，听从系统安全调度指挥。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
获取配网侧数据中不安全的有效数据和安全的有效数据；
处理所述不安全的有效数据和安全的有效数据，并进行系统安全性校验，确认调度计划可行；
执行确认出的可行的调度计划。
2.根据权利要求1所述的一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法，其特征在于：处理所述不安全的有效数据的方法为：
对不安全的有效数据，关闭用户侧自主调整权限，由电网侧执行紧急安全控制策略，并向调度有关用户发送负荷调度通知。
3.根据权利要求1所述的一种三维家庭智慧用能泛在调度控制方法，其特征在于：处理所述安全的有效数据的方法为：
步骤1：对安全的有效数据，进行时间尺度分析，将调度计划分别归为长时间尺度与短时间尺度；
步骤2：对调度计划被划分为长时间尺度的，开放家庭用户家居负荷自主调整权限，允许家庭用户根据自身舒适度需要进行调整，并提供给家庭用户参与不同程度需求响应的预估收益明细；对调度计划被划分为短时间尺度的，不开放家庭用户家居负荷自主调整权限；
步骤3：在安全范围内，系统基于空间尺度进行经济性的调度调整，将用户参与所得经济收益按贡献比例补偿给用户，并发送不同的最新调度计划，允许用户选择。
4.一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，其特征在于：包括配网数据量测与分析模块、三维智能家庭调度控制模块、调度计划执行模块、双侧信息实时互动平台、智能家居设备交互模块、配网侧设备交互模块及基于区块链技术的交互信息总线，
所述的配网数据量测与分析模块用于对配网侧的数据进行量测与分析处理；
所述的三维智能家庭调度控制模块用于将处理后得到的大量有效数据进行安全性评估，分离出不安全的有效数据和安全的有效数据，并分别对不安全的有效数据和安全的有效数据进行处理，对处理后的不安全的有效数据和安全的有效数据，再次进行系统安全性校验，确认调度计划可行；
所述的调度计划执行模块用于执行该调度计划；
所述的双侧信息实时互动平台用于提供电网侧与用户交互需求信息的途径；
所述的智能家居设备交互模块用于智能设备与服务平台沟通，为用户提供智能家居控制、家庭能效管理以及需求响应服务；
所述的配网侧设备交互模块用于配网侧设备控制，实现配网侧的电能管理；
所述的基于区块链技术的交互信息总线模块用于利用区块链技术进行加密传输，为数据交互提供安全可靠的环境。
5.根据权利要求4所述的一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，其特征在于：所述的三维智能家庭调度控制模块包括优化调整策略单元以及优化策略评估单元，所述的优化调整策略单元包括时间尺度子模块、空间尺度子模块和运行状态子模块，进行负荷调度策略分析，并计算选取经济性与安全性均优的调度计划，其输入为来自配网侧的系统量测与分析后所得数据，其输出连接后续动作单元，执行最终调度策略。
6.根据权利要求5所述的一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，其特征在于：所述的时间尺度子模块用于家庭用户参与负荷调度的权限管理。
7.根据权利要求5所述的一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，其特征在于：所述的空间尺度子模块用于优化不同区域家庭用户负荷参与调度时的经济性能，选取最优方案反馈给电网侧与家庭用户侧。
8.根据权利要求5所述的一种三维家庭智慧用能泛在调度控制系统，其特征在于：所述的运行状态子模块用于时刻保证电力系统的运行安全。
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