CN113270939B - 基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法及系统 - Google Patents

基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法及系统，包括移动端管理模块、无线通信传输模块和电力站运营模块，无线通信传输模块接收移动端管理模块上传的信息，无线通信传输模块将移动端管理模块上传的信息传输给电力站运营模块。移动端管理模块接收电力站运营模块的电力调控申请，移动端管理模块接受电力调控申请后，电力站运营模块通过无线通信传输模块将控制指令传输到台区载波集中管理模块，台区载波集中管理模块包括若干个台区宽带载波控制器，每个台区宽带载波控制器负责控制智能开关控制模块中的多个用户家庭的载波开关控制器，通过控制用户侧的载波开关控制器控制用户电器的开启和关闭，达到低压侧错峰调峰的目的。

Description

基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法及系统。
背景技术
错峰用电是指根据电网负荷特性,通过行政、技术、经济等手段将电网用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段,从而减少电网的峰谷负荷差,最大限度提高发、供电设备的利用率,优化资源配置,提高电网安全性和经济性。
低压用户基数庞大，调动低压用户的闲置负荷，通过低压需求侧响应，让千家万户参与到多高弹电网建设，唤醒“沉睡的资源”，为全方位向能源互联网演进，贡献巨大产品价值，对推动多元融合高弹性电网的建设和发展具有极为重要的现实意义。利用先进的电力载波调控技术，能够实现及时的精准负荷控制和管理，增强电网度峰能力，可大大缓解用电高峰时期负荷压力，达到削峰填谷，节能减排，减少输配电基建投入的效果。目前已有的宽带载波技术大多应用在台区与用户之间的供电设备的监测与控制上，并没有与用户进行更深入的结合。
如中国专利CN109920237A，公开日2019年6月21日，一种基于宽带载波的分支识别和开关状态监测装置及方法，该装置包括带微控制器的主控模块、分支识别模块、电力宽带载波通信模块、计量模块、存储模块、人机交互模块及电源模块；分支识别模块用于将特征电流信号耦合到电力线上，并将接收到电力线上的特征电流信号解析出来；计量模块用于获取输入其中的三相电压、电流信号，并将电流、电压数据传送给该主控模块；电力宽带载波通信模块用于与远程终端通信连接，实现远程终端与主控模块之间的数据交互；其通过在台区供电网的各级分支开关节点处加装分支识别和开关监测装置及方法实现台区供电网络拓扑连接关系的自动识别，以及分支开关运行状态在线监测，满足台区供电网的实时监测需求。但是其并没有考虑与用户进行更进一步的配合，通过电力载波技术配合调控用户侧用电达到错峰调峰的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前的电力载波控制方法没有与用户侧相结合，无法调控低压用户用电进行错峰调峰的技术问题。提出了一种能够通过电力载波技术调控低压用户用电量的基于电力载波技术的智能开关控制方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，包括如下步骤：
S1：电力站运营模块接收移动端管理模块的信息；
S2：电力站运营模块向台区载波集中管理模块发送控制指令；
S3：智能开关控制模块将用户的各个载波开关控制器与相应电器进行匹配；
S4：台区载波集中管理模块根据控制指令控制对应的载波开关控制器。
台区载波集中管理模块包括多个台区宽带载波集中器，每个台区宽带载波集中器可控制多个载波开关控制器，用户有各个家用控制开关盒，可在通过控制开关盒内如86盒内设置控制开关的载波继电器即载波开关控制器，实现对86盒内家用控制开关以及插座的控制。
作为优选，所述电力站运营模块向台区载波集中管理模块发送控制指令的过程包括如下步骤：
S01：电力站运营模块通过无线通信传输模块向若干个移动端发出电力调度预约申请；
S02：移动端管理模块通过无线通信传输模块向电力站运营模块反馈信息；
S03：电力站运营模块根据反馈信息向台区载波集中管理模块发出控制指令。移动端管理模块包括若干个移动端即若干个用户。
作为优选，所述步骤S01包括如下步骤：
B1：记录各个移动端的负载功率变化曲线；
B2：选取各个移动端负载功率变化曲线的高峰片段；
B3：提取选取的高峰片段的时间段T1；
B4：将时间段T1与电力系统负载高峰所在时间段T2进行对比；
B5：将时间段T1与时间段T2重合度高于10%的移动端进行标记；
B6：电力站运营模块通过无线通信传输模块向若干个已标记的移动端发出电力调度预约申请。每个用户提取一个高峰片段即一个时间段T1，通过选取时间段T1与时间段T2具有一定重合度的用户，排除掉无需错峰的用户比如上夜班的用户，对用户用电高峰与电力系统负载高峰存在有效重合的用户进行错峰调峰，有助于提高调峰效率。
作为优选，所述步骤S03包括如下步骤：
A1：电力站运营模块接收各移动端管理模块的反馈信息；
A2：电力站运营模块标记同意预约申请的各移动端管理模块；
A3：电力站运营模块根据已标记的各移动端管理模块分配调度份额；
A4：电力站运营模块根据调度份额向已标记的各移动端管理模块对应的台区宽带载波集中器发出控制指令。电力站运营模块根据调度份额向已标记的各移动端管理模块对应的台区载波集中管理模块中的台区宽带载波集中器发出控制指令。
作为优选，所述步骤A3包括如下步骤：
A31：电力站运营模块根据已标记的各移动端管理模块分配调度份额Q1；
A32：判断调度份额Q1是否超过用户平均可调份额Q2，若是，则进入步骤A33，若不是，则进入步骤A34；
A33：将调度份额调整为Q2；
A34：进行步骤A4。当调度份额Q1超过用户平均可调份额Q2将调度份额Q1下调至Q2，便于预留一定的缓冲空间，防止实际操作时电力系统负载超过预计值。
作为优选，所述步骤S3中将用户的各个载波开关控制器与相应电器进行匹配的方法为：记录用户的用电功率变化曲线，根据用电功率变化曲线中上升的功率幅值识别启动的电器，根据已识别电器的启动时间与载波开关控制器的开启时间进行对比，将已识别电器与开启时间相同的载波开关控制器进行标记匹配。将识别的电器与同一时间开启的控制载波开关控制器相标记，当想控制该电器时只需控制该载波开关控制器即可。
一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制系统，利用上述方法，包括移动端管理模块、无线通信传输模块和电力站运营模块，所述无线通信传输模块接收所述移动端管理模块上传的信息，所述无线通信传输模块将所述移动端管理模块上传的信息传输给电力站运营模块，所述无线通信传输模块将来自所述电力站运营模块的控制指令发送给台区载波集中管理模块，所述台区载波集中管理模块与智能开关控制模块连接。移动端管理模块通过无线通信传输模块接收电力站运营模块的电力调控申请，移动端管理模块接受电力调控申请后，电力站运营模块通过无线通信传输模块将控制指令传输到台区载波集中管理模块，台区载波集中管理模块包括若干个台区宽带载波控制器，每个台区宽带载波控制器负责控制智能开关控制模块中的多个用户家庭的载波开关控制器，通过控制用户侧的载波开关控制器控制用户电器的开启和关闭，达到低压侧错峰调峰的目的。
作为优选，所述台区载波集中管理模块包括若干个台区宽带载波控制器。通过台区宽带载波控制器控制附近用户的载波开关控制器，由多个台区宽带载波控制器将低压侧用户分区管理，能有效降低载波传输受干扰的风险。
作为优选，所述智能开关控制模块包括若干个载波开关控制器，所述载波开关控制器均与所述台区载波集中管理模块连接。有些家庭用灯可通过家用控制开关实现对灯的亮度档位调节，通过载波开关控制器控制开关盒内的家用控制开关，可在用电高峰时将控制家用控制开关将灯的亮度档位调低，或者将位于同一空间比如客厅内的多个灯关闭，在用电高峰期只开启客厅内一个灯，从而降低该用户在用电高峰期的耗电量，帮助低压侧进行错峰调峰。
作为优选，所述载波开关控制器位于插座所在开关盒的侧壁上，所述载波开关控制器包括壳体和位于所述壳体内部的载波开关继电器。载波开关控制器设置在用户插座所在开关盒的侧壁上，也可以设置在用户开关所在开关盒的侧壁上以控制开关的开启与关闭，载波开关控制器包括壳体和位于壳体内部的载波开关继电器，载波开关继电器与开关盒内的连接线串联，这样通过控制载波开关继电器的开启与关闭可以实现对开关盒接电的控制。
本发明的实质性效果是：本发明移动端管理模块通过无线通信传输模块接收电力站运营模块的电力调控申请，移动端管理模块接受电力调控申请后，电力站运营模块通过无线通信传输模块将控制指令传输到台区载波集中管理模块，台区载波集中管理模块包括若干个台区宽带载波控制器，每个台区宽带载波控制器负责控制智能开关控制模块中的多个用户家庭的载波开关控制器，通过控制用户侧的载波开关控制器控制用户电器的开启和关闭，达到低压侧错峰调峰的目的。
附图说明
图1为本实施例实施步骤的流程图；
图2为本实施例的组成示意图。
其中：1、移动端管理模块，2、无线通信传输模块，3、电力站运营模块，4、台区载波集中管理模块，5、智能开关控制模块，6、载波开关控制器。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：电力站运营模块3接收移动端管理模块1的信息；
S2：电力站运营模块3向台区载波集中管理模块4发送控制指令；
S3：智能开关控制模块5将用户的各个载波开关控制器6与相应电器进行匹配；步骤S3中将用户的各个载波开关控制器6与相应电器进行匹配的方法为：记录用户的用电功率变化曲线，根据用电功率变化曲线中上升的功率幅值识别启动的电器，根据已识别电器的启动时间与载波开关控制器6的开启时间进行对比，将已识别电器与开启时间相同的载波开关控制器6进行标记匹配。将识别的电器与同一时间开启的控制载波开关控制器6相标记，当想控制该电器时只需控制该载波开关控制器6即可。
S4：台区载波集中管理模块4根据控制指令控制对应的载波开关控制器6。台区载波集中管理模块包括多个台区宽带载波集中器，每个台区宽带载波集中器可控制多个载波开关控制器6，用户有各个家用控制开关盒，可在通过控制开关盒内如86盒内设置控制开关的载波继电器即载波开关控制器6，实现对86盒内家用控制开关以及插座的控制。
其中电力站运营模块3向台区载波集中管理模块4发送控制指令的过程包括如下步骤：
S01：电力站运营模块3通过无线通信传输模块2向若干个移动端发出电力调度预约申请；步骤S01包括如下步骤：
B1：记录各个移动端的负载功率变化曲线；
B2：选取各个移动端负载功率变化曲线的高峰片段；
B3：提取选取的高峰片段的时间段T1；
B4：将时间段T1与电力系统负载高峰所在时间段T2进行对比；
B5：将时间段T1与时间段T2重合度高于10%的移动端进行标记；
B6：电力站运营模块3通过无线通信传输模块2向若干个已标记的移动端发出电力调度预约申请。每个用户提取一个高峰片段即一个时间段T1，通过选取时间段T1与时间段T2具有一定重合度的用户，排除掉无需错峰的用户比如上夜班的用户，对用户用电高峰与电力系统负载高峰存在有效重合的用户进行错峰调峰，有助于提高调峰效率。
S02：移动端管理模块1通过无线通信传输模块2向电力站运营模块3反馈信息；
S03：电力站运营模块3根据反馈信息向台区载波集中管理模块4发出控制指令。移动端管理模块1包括若干个移动端即若干个用户。步骤S03包括如下步骤：
A1：电力站运营模块3接收各移动端管理模块1的反馈信息；
A2：电力站运营模块3标记同意预约申请的各移动端管理模块1；
A3：电力站运营模块3根据已标记的各移动端管理模块1分配调度份额；步骤A3包括如下步骤：
A31：电力站运营模块3根据已标记的各移动端管理模块1分配调度份额Q1；
A32：判断调度份额Q1是否超过用户平均可调份额Q2，若是，则进入步骤A33，若不是，则进入步骤A34；
A33：将调度份额调整为Q2；
A34：进行步骤A4。当调度份额Q1超过用户平均可调份额Q2将调度份额Q1下调至Q2，便于预留一定的缓冲空间，防止实际操作时电力系统负载超过预计值。
A4：电力站运营模块3根据调度份额向已标记的各移动端管理模块1对应的台区宽带载波集中器发出控制指令。电力站运营模块3根据调度份额向已标记的各移动端管理模块1对应的台区载波集中管理模块4中的台区宽带载波集中器发出控制指令。
一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制系统，如图2所示，包括移动端管理模块1、无线通信传输模块2和电力站运营模块3，无线通信传输模块2接收移动端管理模块1上传的信息，无线通信传输模块2将移动端管理模块1上传的信息传输给电力站运营模块3，无线通信传输模块2将来自电力站运营模块3的控制指令发送给台区载波集中管理模块4，台区载波集中管理模块4与智能开关控制模块5连接。台区载波集中管理模块4包括若干个台区宽带载波控制器。通过台区宽带载波控制器控制附近用户的载波开关控制器6，由多个台区宽带载波控制器将低压侧用户分区管理，能有效降低载波传输受干扰的风险。
智能开关控制模块5包括若干个载波开关控制器6，载波开关控制器6均与台区载波集中管理模块4连接。载波开关控制器6位于插座所在开关盒的侧壁上，所述载波开关控制器6包括壳体和位于所述壳体内部的载波开关继电器。载波开关控制器设置在用户插座所在开关盒的侧壁上，也可以设置在用户开关所在开关盒的侧壁上以控制开关的开启与关闭，载波开关控制器6包括壳体和位于壳体内部的载波开关继电器，载波开关继电器与开关盒内的连接线串联，这样通过控制载波开关继电器的开启与关闭可以实现对开关盒接电的控制。有些家庭用灯可通过家用控制开关实现对灯的亮度档位调节，通过载波开关控制器6控制开关盒内的家用控制开关，可在用电高峰时将控制家用控制开关将灯的亮度档位调低，或者将位于同一空间比如客厅内的多个灯关闭，在用电高峰期只开启客厅内一个灯，从而降低该用户在用电高峰期的耗电量，帮助低压侧进行错峰调峰。
本实施例移动端管理模块1通过无线通信传输模块2接收电力站运营模块3的电力调控申请，移动端管理模块1接受电力调控申请后，电力站运营模块3通过无线通信传输模块2将控制指令传输到台区载波集中管理模块4，台区载波集中管理模块4包括若干个台区宽带载波控制器，每个台区宽带载波控制器负责控制智能开关控制模块5中的多个用户家庭的载波开关控制器6，通过控制用户侧的载波开关控制器6控制用户电器的开启和关闭，达到低压侧错峰调峰的目的。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：电力站运营模块（3）接收移动端管理模块（1）的信息；
S2：电力站运营模块（3）向台区载波集中管理模块（4）发送控制指令；
S3：智能开关控制模块（5）将用户的各个载波开关控制器（6）与相应电器进行匹配；
S4：台区载波集中管理模块（4）根据控制指令控制对应的载波开关控制器（6）；
所述电力站运营模块（3）向台区载波集中管理模块（4）发送控制指令的过程包括如下步骤：
S01：电力站运营模块（3）通过无线通信传输模块（2）向若干个移动端发出电力调度预约申请；所述步骤S01包括如下步骤：
B1：记录各个移动端的负载功率变化曲线；
B2：选取各个移动端负载功率变化曲线的高峰片段；
B3：提取选取的高峰片段的时间段T1；
B4：将时间段T1与电力系统负载高峰所在时间段T2进行对比；
B5：将时间段T1与时间段T2重合度高于10%的移动端进行标记；
B6：电力站运营模块（3）通过无线通信传输模块（2）向若干个已标记的移动端发出电力调度预约申请；
S02：移动端管理模块（1）通过无线通信传输模块（2）向电力站运营模块（3）反馈信息；
S03：电力站运营模块（3）根据反馈信息向台区载波集中管理模块（4）发出控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，其特征在于，所述步骤S03包括如下步骤：
A1：电力站运营模块（3）接收各移动端管理模块（1）的反馈信息；
A2：电力站运营模块（3）标记同意预约申请的各移动端管理模块（1）；
A3：电力站运营模块（3）根据已标记的各移动端管理模块（1）分配调度份额；
A4：电力站运营模块（3）根据调度份额向已标记的各移动端管理模块（1）对应的台区宽带载波集中器发出控制指令。
3.根据权利要求2所述的一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，其特征在于，所述步骤A3包括如下步骤：
A31：电力站运营模块（3）根据已标记的各移动端管理模块（1）分配调度份额Q1；
A32：判断调度份额Q1是否超过用户平均可调份额Q2，若是，则进入步骤A33，若不是，则进入步骤A34；
A33：将调度份额调整为Q2；
A34：进行步骤A4。
4.根据权利要求1所述的一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，其特征在于，所述步骤S3中将用户的各个载波开关控制器（6）与相应电器进行匹配的方法为：记录用户的用电功率变化曲线，根据用电功率变化曲线中上升的功率幅值识别启动的电器，根据已识别电器的启动时间与载波开关控制器（6）的开启时间进行对比，将已识别电器与开启时间相同的载波开关控制器（6）进行标记匹配。
5.一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制系统，利用如权利要求1-4所述的任意一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制方法，其特征在于，包括移动端管理模块（1）、无线通信传输模块（2）和电力站运营模块（3），所述无线通信传输模块（2）接收所述移动端管理模块（1）上传的信息，所述无线通信传输模块（2）将所述移动端管理模块（1）上传的信息传输给电力站运营模块（3），所述无线通信传输模块（2）将来自所述电力站运营模块（3）的控制指令发送给台区载波集中管理模块（4），所述台区载波集中管理模块（4）与智能开关控制模块（5）连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制系统，其特征在于，所述台区载波集中管理模块（4）包括若干个台区宽带载波控制器。
7.根据权利要求5或6所述的一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制系统，其特征在于，所述智能开关控制模块（5）包括若干个载波开关控制器（6），所述载波开关控制器（6）均与所述台区载波集中管理模块（4）连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于电力载波技术的智能台区插座开关控制系统，其特征在于，所述载波开关控制器（6）位于插座所在开关盒的侧壁上，所述载波开关控制器（6）包括壳体和位于所述壳体内部的载波开关继电器。
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