CN112653141B - 一种双向互动的配电侧电能响应系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向互动的配电侧电能响应系统及其控制方法，涉及电力系统技术领域，为解决现有技术中的现有的设备电力系统在工作时经常会出现输出电压与城市电网的分配电压波动较大的情况，这时设备处的运行电力就会出现过载或者负载的问题。所述能耗集控终端的输入端与电网云端数据库的输出端连接，且电网云端数据库的输入端与电网电荷波动图的输出端连接，所述电网电荷波动图的输入端与城市电网模块和区域化电网模块的输出端连接，所述城市电网模块的输出端与区间电网调控模块的输入端连接，且区间电网调控模块的输出端与区域化电网模块的输入端连接，所述区间电网调控模块的输入端与城市配电基站的输出端连接。

Description

一种双向互动的配电侧电能响应系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体为一种双向互动的配电侧电能响应系统及其控制方法。
背景技术
电力系统的主体结构有电源，变电所，输电、配电线路和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性，输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络。电力系统的信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成，电力系统在保证电能质量、实现安全可靠供电的前提下，还应实现经济运行，即努力调整负荷曲线，提高设备利用率，合理利用各种动力资源，降低燃料消耗、厂用电和电力网络的损耗，以取得最佳经济效益。
但是，现有的设备电力系统在工作时经常会出现输出电压与城市电网的分配电压波动较大的情况，这时设备处的运行电力就会出现过载或者负载的情况；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种双向互动的配电侧电能响应系统及其控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向互动的配电侧电能响应系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有的设备电力系统在工作时经常会出现输出电压与城市电网的分配电压波动较大的情况，这时设备处的运行电力就会出现过载或者负载的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双向互动的配电侧电能响应系统，包括能耗集控终端，所述能耗集控终端的输入端与电网云端数据库的输出端连接，且电网云端数据库的输入端与电网电荷波动图的输出端连接，所述电网电荷波动图的输入端与城市电网模块和区域化电网模块的输出端连接，所述城市电网模块的输出端与区间电网调控模块的输入端连接，且区间电网调控模块的输出端与区域化电网模块的输入端连接，所述区间电网调控模块的输入端与城市配电基站的输出端连接。
优选的，所述能耗集控终端的输出端与设备运行能耗单元和充电桩计量单元的输入端连接，且设备运行能耗单元和充电桩计量单元的输出端与电力统筹单元的输入端连接。
优选的，所述能耗集控终端包括电力状态感知模块、历史时段分析模块和电力输出控制模块。
优选的，所述电力状态感知模块的输入端与电网时段监控模块，且电力状态感知模块的输出端与电量冗余计算的输入端连接，所述历史时段分析模块的输入端与电网云端数据库的输出端连接，所述电力输出控制模块的输出端与常态电力稳压模块和弹性电力动态调控的输入端连接。
优选的，所述电量冗余计算的输出端与负荷数值测算的输入端连接，且负荷数值测算的输入端与历史时段分析模块的输出端连接，所述负荷数值测算的输出端与电力优化模块的输入端连接，且电力优化模块的输出端与弹性电力动态调控的输入端连接。
优选的，所述弹性电力动态调控包括峰值电力需求和基础电力需求。
优选的，所述峰值电力需求和基础电力需求的输入端与协同控制模块的输出端连接，且协同控制模块的输入端与城市配电基站的输出端连接。
一种双向互动的配电侧电能响应系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：将能耗集控终端同城市配电基站内部的电网云端数据库进行连接，实现数据共享，电网云端数据库可以收集城市电网以及区间电网的数据波动情况；
步骤二：能耗集控终端在工作时会对整个城市电网当前的用电数据进行实时监控，同时还会根据电网云端数据库内部的所记录的历史用电时段进行分析；
步骤三：根据分析出的历史电网用电数据配合当前的实时监控获得的电网数据来计算出当前电网的冗余电量，并根据算法将误差值控制在指定数值范围内；
步骤四：之后通过电力输出控制模块来选择合适的电力输出模式，电力输出模式可分为常态稳压电力输出和动态弹性电力输出；
步骤五：其中常态稳压电力输出适用于电网电量冗余超出或者处于历史常规数值的波动范围，且电网当前未处于高峰期时段，动态弹性电力输出则适用于电网电量冗余低于历史常规数值的波动范围或者当前电网当前处于高峰期时段；
步骤六：当处于动态弹性电力输出状态时，系统会根据电量冗余和历史时段的分析预算出当前电网的可承受的负荷数值范围，随后根据数值范围进行电力优化的调控；
步骤七：首先根据当前设备运行的情况设定处基础电力需求，以满足设备的正常运行，随后在根据负荷数值预算范围设定峰值电力需求，在条件符合的情况下系统会自动调控增大电力输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过能耗集控终端在工作时会对整个城市电网当前的用电数据进行实时监控，同时还会根据电网云端数据库内部的所记录的历史用电时段进行分析，根据分析出的历史电网用电数据配合当前的实时监控获得的电网数据来计算出当前电网的冗余电量，并根据算法将误差值控制在指定数值范围内，之后通过电力输出控制模块来选择合适的电力输出模式，电力输出模式可分为常态稳压电力输出和动态弹性电力输出，其中常态稳压电力输出适用于电网电量冗余超出或者处于历史常规数值的波动范围，且电网当前未处于高峰期时段，动态弹性电力输出则适用于电网电量冗余低于历史常规数值的波动范围或者当前电网当前处于高峰期时段；
2、本发明的处于动态弹性电力输出状态时，系统会根据电量冗余和历史时段的分析预算出当前电网的可承受的负荷数值范围，随后根据数值范围进行电力优化的调控，首先根据当前设备运行的情况设定处基础电力需求，以满足设备的正常运行，随后在根据负荷数值预算范围设定峰值电力需求，在条件符合的情况下系统会自动调控增大电力输出，这样可以提升能源的利用效率，反之则只能通过基础电力来进行输出，从而保障相对平稳的电荷输出，维持设备的正常运行。
附图说明
图1为本发明的整体控制流程图；
图2为本发明的能耗集控终端结构示意图；
图3为本发明的电力算法控制图；
图4为本发明的协同控制流程图；
图5为本发明的电力统筹流程图。
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1-5，本发明提供的一种实施例：一种双向互动的配电侧电能响应系统，包括能耗集控终端，能耗集控终端的输入端与电网云端数据库的输出端连接，且电网云端数据库的输入端与电网电荷波动图的输出端连接，电网电荷波动图的主要作用是将当前的电网的使用情况以波形图的数据方式进行反馈和记录，电网电荷波动图的输入端与城市电网模块和区域化电网模块的输出端连接，城市电网模块的输出端与区间电网调控模块的输入端连接，且区间电网调控模块的输出端与区域化电网模块的输入端连接，城市电网通过区间电网调控模块将电力分配输送到不同的区域化电网处，再由区域化电网进行该区域分电力分配，区间电网调控模块的输入端与城市配电基站的输出端连接，整个城市电网以及各个区域电网都是由相对应的城市配电基站进行调配管理。
进一步，能耗集控终端的输出端与设备运行能耗单元和充电桩计量单元的输入端连接，且设备运行能耗单元和充电桩计量单元的输出端与电力统筹单元的输入端连接，通过能耗集控终端对区域内所有的电力设备进行管控。
进一步，能耗集控终端包括电力状态感知模块、历史时段分析模块和电力输出控制模块。
进一步，电力状态感知模块的输入端与电网时段监控模块，电力状态感知模块可以获取到当前电网的运行数据，且电力状态感知模块的输出端与电量冗余计算的输入端连接，历史时段分析模块的输入端与电网云端数据库的输出端连接，电力输出控制模块的输出端与常态电力稳压模块和弹性电力动态调控的输入端连接，通过电力输出控制模块来选择合适的电力输出模式，电力输出模式可分为常态稳压电力输出和动态弹性电力输出。
进一步，电量冗余计算的输出端与负荷数值测算的输入端连接，且负荷数值测算的输入端与历史时段分析模块的输出端连接，负荷数值测算的输出端与电力优化模块的输入端连接，且电力优化模块的输出端与弹性电力动态调控的输入端连接。
进一步，弹性电力动态调控包括峰值电力需求和基础电力需求，弹性电力动态调控就是根据集控终端获取的数据来自动实现算法电力调控方式，其中峰值电力需求是在当前时段的电力波动接近历史时段的电力波动的情况下来进行峰值电力的输出，这样可以提升能源的利用效率，反之则只能通过基础电力来进行输出，从而保障相对平稳的电荷输出，维持设备的正常运行。
进一步，峰值电力需求和基础电力需求的输入端与协同控制模块的输出端连接，且协同控制模块的输入端与城市配电基站的输出端连接，保障同步运行的精准性。
一种双向互动的配电侧电能响应系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：将能耗集控终端同城市配电基站内部的电网云端数据库进行连接，实现数据共享，电网云端数据库可以收集城市电网以及区间电网的数据波动情况；
步骤二：能耗集控终端在工作时会对整个城市电网当前的用电数据进行实时监控，同时还会根据电网云端数据库内部的所记录的历史用电时段进行分析；
步骤三：根据分析出的历史电网用电数据配合当前的实时监控获得的电网数据来计算出当前电网的冗余电量，并根据算法将误差值控制在指定数值范围内；
步骤四：之后通过电力输出控制模块来选择合适的电力输出模式，电力输出模式可分为常态稳压电力输出和动态弹性电力输出；
步骤五：其中常态稳压电力输出适用于电网电量冗余超出或者处于历史常规数值的波动范围，且电网当前未处于高峰期时段，动态弹性电力输出则适用于电网电量冗余低于历史常规数值的波动范围或者当前电网当前处于高峰期时段；
步骤六：当处于动态弹性电力输出状态时，系统会根据电量冗余和历史时段的分析预算出当前电网的可承受的负荷数值范围，随后根据数值范围进行电力优化的调控；
步骤七：首先根据当前设备运行的情况设定处基础电力需求，以满足设备的正常运行，随后在根据负荷数值预算范围设定峰值电力需求，在条件符合的情况下系统会自动调控增大电力输出。
工作原理：使用时，将能耗集控终端同城市配电基站内部的电网云端数据库进行连接，实现数据共享，电网云端数据库可以收集城市电网以及区间电网的数据波动情况，能耗集控终端在工作时会对整个城市电网当前的用电数据进行实时监控，同时还会根据电网云端数据库内部的所记录的历史用电时段进行分析，根据分析出的历史电网用电数据配合当前的实时监控获得的电网数据来计算出当前电网的冗余电量，并根据算法将误差值控制在指定数值范围内，之后通过电力输出控制模块来选择合适的电力输出模式，电力输出模式可分为常态稳压电力输出和动态弹性电力输出，其中常态稳压电力输出适用于电网电量冗余超出或者处于历史常规数值的波动范围，且电网当前未处于高峰期时段，动态弹性电力输出则适用于电网电量冗余低于历史常规数值的波动范围或者当前电网当前处于高峰期时段，当处于动态弹性电力输出状态时，系统会根据电量冗余和历史时段的分析预算出当前电网的可承受的负荷数值范围，随后根据数值范围进行电力优化的调控，首先根据当前设备运行的情况设定处基础电力需求，以满足设备的正常运行，随后在根据负荷数值预算范围设定峰值电力需求，在条件符合的情况下系统会自动调控增大电力输出。
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。

Claims (4)

1.一种双向互动的配电侧电能响应系统，包括能耗集控终端，其特征在于：所述能耗集控终端的输入端与电网云端数据库的输出端连接，且电网云端数据库的输入端与电网电荷波动图的输出端连接，所述电网电荷波动图的输入端与城市电网模块和区域化电网模块的输出端连接，所述城市电网模块的输出端与区间电网调控模块的输入端连接，且区间电网调控模块的输出端与区域化电网模块的输入端连接，所述区间电网调控模块的输入端与城市配电基站的输出端连接,所述能耗集控终端包括电力状态感知模块、历史时段分析模块和电力输出控制模块,所述电力状态感知模块的输入端与电网时段监控模块，且电力状态感知模块的输出端与电量冗余计算的输入端连接，所述历史时段分析模块的输入端与电网云端数据库的输出端连接，所述电力输出控制模块的输出端与常态电力稳压模块和弹性电力动态调控的输入端连接,所述电量冗余计算的输出端与负荷数值测算的输入端连接，且负荷数值测算的输入端与历史时段分析模块的输出端连接，所述负荷数值测算的输出端与电力优化模块的输入端连接，且电力优化模块的输出端与弹性电力动态调控的输入端连接,所述弹性电力动态调控包括峰值电力需求和基础电力需求。
2.根据权利要求1所述的一种双向互动的配电侧电能响应系统，其特征在于：所述能耗集控终端的输出端与设备运行能耗单元和充电桩计量单元的输入端连接，且设备运行能耗单元和充电桩计量单元的输出端与电力统筹单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种双向互动的配电侧电能响应系统，其特征在于：所述峰值电力需求和基础电力需求的输入端与协同控制模块的输出端连接，且协同控制模块的输入端与城市配电基站的输出端连接。
4.一种双向互动的配电侧电能响应系统的控制方法，基于权利要求1-3任意一项所述的 一种双向互动的配电侧电能响应系统实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将能耗集控终端同城市配电基站内部的电网云端数据库进行连接，实现数据共享，电网云端数据库可以收集城市电网以及区间电网的数据波动情况；
步骤二：能耗集控终端在工作时会对整个城市电网当前的用电数据进行实时监控，同时还会根据电网云端数据库内部的所记录的历史用电时段进行分析；
步骤三：根据分析出的历史电网用电数据配合当前的实时监控获得的电网数据来计算出当前电网的冗余电量，并根据算法将误差值控制在指定数值范围内；
步骤四：之后通过电力输出控制模块来选择合适的电力输出模式，电力输出模式可分为常态稳压电力输出和动态弹性电力输出；
步骤五：其中常态稳压电力输出适用于电网电量冗余超出或者处于历史常规数值的波动范围，且电网当前未处于高峰期时段，动态弹性电力输出则适用于电网电量冗余低于历史常规数值的波动范围或者当前电网当前处于高峰期时段；
步骤六：当处于动态弹性电力输出状态时，系统会根据电量冗余和历史时段的分析预算出当前电网的可承受的负荷数值范围，随后根据数值范围进行电力优化的调控；
步骤七：首先根据当前设备运行的情况设定处基础电力需求，以满足设备的正常运行，随后在根据负荷数值预算范围设定峰值电力需求，在条件符合的情况下系统会自动调控增大电力输出。
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