CN114123272B - 一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统和方法，属于能源管理技术领域。一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统，包括配电站、入电管理系统和输电管理系统，所述配电站通过入电管理系统与发电装置连接，所述配电站通过输电管理系统与用电企业连接，所述用电企业包括政府机构、园区企业、公共设施以及居民住户，所述居民住户还与太阳能路灯连接，所述配电站与蓄电站连接，所述配电站内部安装有检测装置。本发明解决了市面上缺乏一种可以减少人力成本并且令客户实时观察配电站数据的系统问题。

Description

一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统和方法
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域，尤其涉及一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统和方法。
背景技术
传统的变配电站建设完成后，其运营维护将成为基本业务，而配电房运营效率和效果将直接影响设备的运行稳定性及安全性。对于计划通过长期持有配电房的用电企业来说，必须通过高效的运维管理方案保障设备安全性和降低运维成本，提高配电室的安全、经济运行水平，适应现代化管理的要求。
将项目的各配电房的电力数据和环控参数进行集中采集和分析，从而实现配电房信息化、自动化、智能化，对提升项目用电故障响应速度、故障处理效率、运营管理效率以及降低电力运维成本有着非常必要和重要的意义。
市面上急需一套智能用能管理的系统，不仅要减少人力成本，还要用户能够实时观察到监测数据，现有的监测装置不能将数据统筹分析然后传输给客户，并且在电量用电高峰容易出现停电现象。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题：
市面上缺乏一种可以减少人力成本并且令客户实时观察配电站数据的系统。
2.技术方案
一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统，包括配电站、入电管理系统和输电管理系统，所述配电站通过入电管理系统与发电装置连接，所述配电站通过输电管理系统与用电企业连接，所述用电企业包括政府机构、园区企业、公共设施以及居民住户，所述居民住户还与太阳能路灯连接，所述配电站与蓄电站连接，所述配电站内部安装有检测装置。
优选的，所述检测装置包括数据处理器、温度传感器、电流传感器、局放传感器以及计时装置，所述温度传感器、电流传感器、局放传感器以及计时装置均与数据处理器连接，所述数据处理器还连接有通信装置。
优选地，所述入电管理系统包括数个入电电表和电流分配器A；所述输电管理系统包括输电电表、电流分配器B、数据存储器、用电预测器以及智能控制器，所述配电站连接输电电表，所述输电电表通过电流分配器B连接用电企业，所述输电电表连接数据存储器，所述数据存储器连接用电预测器，所述用电预测器连接智能控制器，所述智能控制器连接电流分配器B。
优选地，所述发电装置包括国家电网、柴油发电机、风力发电机以及太阳能发电厂。
优选地，所述太阳能路灯包括路灯本体，所述路灯本体连接光强检测器和计时器，所述路灯本体的电源为国家电网和蓄电池，所述蓄电池与路灯本体之间通过电表B连接，所述蓄电池的充电口连接有太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池之间连接有电表A，所述蓄电池还与居民住户连接。
一种采用权利要求1所述的智慧用能管理系统所进行的适用于城乡电网的智慧用能管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用入电输电管理方法记录各用电企业各时段用电量，智能控制电流供电；
S2、采用智能监控方法实时监测配电站内部各项数据，用于用户查看供电数据；
S3、采用路灯智能控制方法控制路灯本体的电源选择以及蓄电池输电流向。
优选的，所述S1中入电输电管理方法具体包括以下步骤：
S101、通过输电电表记录各用电企业各时段的用电量，数据存储器将数据存储起来，并建立数据库；
S102、用电预测器根据数据库中数据建立数学模型，推测出之后一段时间内的各企业用电负荷情况；
S103、智能控制器根据用电预测器预测结果，并且计算出总负荷，实时控制电力流分配器B的入口端入电电流大小以及出口端输电电流流向；
S104、电流分配器A根据用电预测器预测情况，实时控制电流流向，将电分配给电流分配器B然后分配给用电企业或者蓄电站进行储存。
优选的，所述S2中智能监控方法具体包括以下步骤：
S201、通过温度传感器、电流传感器、局放传感器以及计时装置将配电站内部各项数据收集起来；
S202、数据处理器将配电站内部数据以及入电电表、电流分配器A、输电电表和电流分配器B数据进行整合处理；
S203、通过通信装置将数据传输给服务器，用户可以通过手机APP或者电脑网页查看数据。
优选的，所述S3中路灯智能控制方法具体包括以下步骤：
S301、太阳能电池板在白天将太阳能转化为电能，储存在蓄电池内；
S302、在夜晚时路灯本体接收蓄电池的电能发光，根据光强检测器检测环境光强度以及计时器记录地区各季节太阳下山时间来自动开关灯；
S303、当白天太阳光强较大时，太阳能发电量大于路灯本体整夜照明所需电量时，电表A数据大于电表B，蓄电池中超过的部分电能传输给附近的居民住户，并将数据传输给数据存储器；
S304、当白天太阳光强较小时，太阳能发电量小于路灯本体整夜照明所需电量时，电表A数据大于电表B，国家电网向路灯本体输送缺少的电能，并将数据传输给数据存储器。
3.有益效果
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)、本发明通过记录各用电企业的各时段用电量，建立数据库，然后预测之后一段时间的用电量，根据预测结果智能控制电流，在用电低谷将多余电能储存在蓄电站中，在用电高峰期将缺少的电能从蓄电站中获取，可以大大减轻发电站在用电高峰期时的压力；此外，通过给各企业进行优先级划分，在缺电时首先给优先级高的单位供电，保证社会的稳定性。
2)、本发明通过在配电站内部安装多种传感器，实时监测配电站内部各项数据，然后通过数据处理器整合传输给服务器，用户可以随时随地登录网站查看数据，提高工作效率。
3)、本发明将太阳能路灯纳入智慧用能网络中，当白天太阳光强较大时，太阳能电池板的发电量大于路灯整夜照明所需电量，此时电能可以传输给附近的居民，就近输电用电，可以减少电能的损耗，充能利用能源。
附图说明
图1为一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统示意图；
图2为入电输电管理系统示意图；
图3为检测装置系统示意图；
图4为太阳能路灯示意图。
图中标号：1、配电站；2、入电管理系统；201、入电电表；202、电流分配器A；3、输电管理系统；301、输电电表；302、电流分配器B；303、数据存储器；304、用电预测器；305、智能控制器；4、发电装置；401、国家电网；402、柴油发电机；403、风力发电机；404、太阳能发电厂；5、用电企业；501、政府机构；502、园区企业；503、公共设施；504、居民住户；6、蓄电站；7、太阳能路灯；701、路灯本体；702、光强检测器；703、计时器；704、蓄电池；705、电表B；706、太阳能电池板；707、电表A；8、检测装置；801、数据处理器；802、温度传感器；803、电流传感器；804、局放传感器；805、计时装置；806、通信装置。
具体实施方式
实施例1：
一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统，包括配电站1、入电管理系统2和输电管理系统3，配电站1通过入电管理系统2与发电装置4连接，配电站1通过输电管理系统3与用电企业5连接，用电企业5包括政府机构501、园区企业502、公共设施503以及居民住户504，居民住户504还与太阳能路灯7连接，配电站1与蓄电站6连接，配电站1内部安装有检测装置8。
入电管理系统2包括数个入电电表201和电流分配器A202；输电管理系统3包括输电电表301、电流分配器B302、数据存储器303、用电预测器304以及智能控制器305，配电站1连接输电电表301，输电电表301通过电流分配器B302连接用电企业5，输电电表301连接数据存储器303，数据存储器303连接用电预测器304，用电预测器304连接智能控制器305，智能控制器305连接电流分配器B302。
发电装置4包括国家电网401、柴油发电机402、风力发电机403以及太阳能发电厂404。
一种智慧用能管理系统所进行的适用于城乡电网的智慧用能管理方法，包括以下步骤：
S1、采用入电输电管理方法记录各用电企业5各时段用电量，智能控制电流供电；
S2、采用智能监控方法实时监测配电站内部各项数据，用于用户查看供电数据；
S3、采用路灯智能控制方法控制路灯本体701的电源选择以及蓄电池704输电流向。
S1中入电输电管理方法具体包括以下步骤：
S101、通过输电电表301记录各用电企业5各时段的用电量，数据存储器303将数据存储起来，并建立数据库；
S102、用电预测器304根据数据库中数据建立数学模型，推测出之后一段时间内的各企业用电负荷情况；
S103、智能控制器305根据用电预测器304预测结果，并且计算出总负荷，实时控制电力流分配器B302的入口端入电电流大小以及出口端输电电流流向；
S104、电流分配器A202根据用电预测器304预测情况，实时控制电流流向，将电分配给电流分配器B302然后分配给用电企业5或者蓄电站6进行储存。
本发明通过记录各用电企业5的各时段用电量，建立数据库，然后预测之后一段时间的用电量，根据预测结果智能控制电流，在用电低谷将多余电能储存在蓄电站6中，在用电高峰期将缺少的电能从蓄电站6中获取，可以大大减轻发电站在用电高峰期时的压力；此外，通过给各企业进行优先级划分，在缺电时首先给优先级高的单位供电，保证社会的稳定性。
实施例2：
检测装置8包括数据处理器801、温度传感器802、电流传感器803、局放传感器804以及计时装置805，温度传感器802、电流传感器803、局放传感器804以及计时装置805均与数据处理器801连接，数据处理器801还连接有通信装置806。
智能监控方法S2，包括以下步骤：
S201、通过温度传感器802、电流传感器803、局放传感器804以及计时装置805将配电站1内部各项数据收集起来；
S202、数据处理器801将配电站1内部数据以及入电电表201、电流分配器A202、输电电表301和电流分配器B302数据进行整合处理；
S203、通过通信装置806将数据传输给服务器，用户可以通过手机APP或者电脑网页查看数据。
本发明通过在配电站1内部安装多种传感器，实时监测配电站内部各项数据，然后通过数据处理器801整合传输给服务器，用户可以随时随地登录网站查看数据，本方案重在提升供电设备实时运行监控水平，故障及时预警,实现用能监视和能效分析，为厂区实现节能管理提供支撑；实现电能质量监视，为厂区电能质量优化提供建议；实现网络监测，可以通过微信客户端登录、网页访问等多种模式监测数据，管理配电室等日常事宜。具体如下：
(1)平台可通过手机短信通知，相关重点信息能及时通知责任人，保证系统及时有效；
(2)提高设备运维管理水平和业务处理效率；
(3)制定合理的设备巡视计划，为优化人力资源，提升工作效率提供基础技术手段；
(4)实现基于智能移动终端的设备巡视管理，让巡视工作“可控”、“在控”，提升巡视工作水平；
(5)能及时反映设备的运行状况，保障设备的正常运行，延长设备使用寿命；
(6)通过数据统计分析，提升工作效率。
实施例3：
太阳能路灯7包括路灯本体701，路灯本体701连接光强检测器702和计时器703，路灯本体701的电源为国家电网401和蓄电池704，蓄电池704与路灯本体701之间通过电表B705连接，蓄电池704的充电口连接有太阳能电池板706，太阳能电池板706与蓄电池704之间连接有电表A707，蓄电池704还与居民住户504连接。
S3中路灯智能控制方法具体包括以下步骤：
S301、太阳能电池板706在白天将太阳能转化为电能，储存在蓄电池704内；
S302、在夜晚时路灯本体701接收蓄电池704的电能发光，根据光强检测器702检测环境光强度以及计时器703记录地区各季节太阳下山时间来自动开关灯；
S303、当白天太阳光强较大时，太阳能发电量大于路灯本体701整夜照明所需电量时，电表A707数据大于电表B705，蓄电池704中超过的部分电能传输给附近的居民住户504，并将数据传输给数据存储器303；
S304、当白天太阳光强较小时，太阳能发电量小于路灯本体701整夜照明所需电量时，电表A707数据大于电表B705，国家电网401向路灯本体701输送缺少的电能，并将数据传输给数据存储器303。
本发明将太阳能路灯7纳入智慧用能网络中，当白天太阳光强较大时，太阳能电池板706的发电量大于路灯701整夜照明所需电量，此时电能可以传输给附近的居民，就近输电用电，可以减少电能的损耗，充能利用能源，而且将数据传输给数据存储器303，利用电预测器304通过天气预测结果，然后通过智能控制器305来对居民住户504用电进行智能输入。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种适用于城乡电网的智慧用能管理系统，包括配电站（1）、入电管理系统（2）和输电管理系统（3），其特征在于：所述配电站（1）通过入电管理系统（2）与发电装置（4）连接，所述配电站（1）通过输电管理系统（3）与用电企业（5）连接，所述用电企业（5）包括政府机构（501）、园区企业（502）、公共设施（503）以及居民住户（504），所述居民住户（504）还与太阳能路灯（7）连接，所述配电站（1）与蓄电站（6）连接，所述配电站（1）内部安装有检测装置（8）；
所述检测装置（8）包括数据处理器（801）、温度传感器（802）、电流传感器（803）、局放传感器（804）以及计时装置（805），所述温度传感器（802）、电流传感器（803）、局放传感器（804）以及计时装置（805）均与数据处理器（801）连接，所述数据处理器（801）还连接有通信装置（806）；
所述入电管理系统（2）包括数个入电电表（201）和电流分配器A（202）；所述输电管理系统（3）包括输电电表（301）、电流分配器B（302）、数据存储器（303）、用电预测器（304）以及智能控制器（305），所述配电站（1）连接输电电表（301），所述输电电表（301）通过电流分配器B（302）连接用电企业（5），所述输电电表（301）连接数据存储器（303），所述数据存储器（303）连接用电预测器（304），所述用电预测器（304）连接智能控制器（305），所述智能控制器（305）连接电流分配器B（302）；
所述发电装置（4）包括国家电网（401）、柴油发电机（402）、风力发电机（403）以及太阳能发电厂（404）；
所述太阳能路灯（7）包括路灯本体（701），所述路灯本体（701）连接光强检测器（702）和计时器（703），所述路灯本体（701）的电源为国家电网（401）和蓄电池（704），所述蓄电池（704）与路灯本体（701）之间通过电表B（705）连接，所述蓄电池（704）的充电口连接有太阳能电池板（706），所述太阳能电池板（706）与蓄电池（704）之间连接有电表A（707），所述蓄电池（704）还与居民住户（504）连接；
当白天太阳光强较大时，太阳能发电量大于路灯本体（701）整夜照明所需电量时，电表A（707）数据大于电表B（705），蓄电池（704）中超过的部分电能传输给附近的居民住户（504），并将数据传输给数据存储器（303）；
当白天太阳光强较小时，太阳能发电量小于路灯本体（701）整夜照明所需电量时，电表A（707）数据大于电表B（705），国家电网（401）向路灯本体（701）输送缺少的电能，并将数据传输给数据存储器（303）。
2.一种采用权利要求1所述的智慧用能管理系统所进行的适用于城乡电网的智慧用能管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用入电输电管理方法记录各用电企业（5）各时段用电量，智能控制电流供电；
S2、采用智能监控方法实时监测配电站内部各项数据，用于用户查看供电数据；
S3、采用路灯智能控制方法控制路灯本体（701）的电源选择以及蓄电池（704）输电流向。
3.根据权利要求2所述的一种适用于城乡电网的智慧用能管理方法，其特征在于，所述S1中入电输电管理方法具体包括以下步骤：
S101、通过输电电表（301）记录各用电企业（5）各时段的用电量，数据存储器（303）将数据存储起来，并建立数据库；
S102、用电预测器（304）根据数据库中数据建立数学模型，推测出之后一段时间内的各企业用电负荷情况；
S103、智能控制器（305）根据用电预测器（304）预测结果，并且计算出总负荷，实时控制电力流分配器B（302）的入口端入电电流大小以及出口端输电电流流向；
S104、电流分配器A（202）根据用电预测器（304）预测情况，实时控制电流流向，将电分配给电流分配器B（302）然后分配给用电企业（5）或者蓄电站（6）进行储存。
4.根据权利要求2所述的一种适用于城乡电网的智慧用能管理方法，其特征在于，所述S2中智能监控方法具体包括以下步骤：
S201、通过温度传感器（802）、电流传感器（803）、局放传感器（804）以及计时装置（805）将配电站（1）内部各项数据收集起来；
S202、数据处理器（801）将配电站（1）内部数据以及入电电表（201）、电流分配器A（202）、输电电表（301）和电流分配器B（302）数据进行整合处理；
S203、通过通信装置（806）将数据传输给服务器，用户可以通过手机APP或者电脑网页查看数据。
5.根据权利要求2所述的一种适用于城乡电网的智慧用能管理方法，其特征在于，所述S3中路灯智能控制方法具体包括以下步骤：
S301、太阳能电池板（706）在白天将太阳能转化为电能，储存在蓄电池（704）内；
S302、在夜晚时路灯本体（701）接收蓄电池（704）的电能发光，根据光强检测器（702）检测环境光强度以及计时器（703）记录地区各季节太阳下山时间来自动开关灯；
S303、当白天太阳光强较大时，太阳能发电量大于路灯本体（701）整夜照明所需电量时，电表A（707）数据大于电表B（705），蓄电池（704）中超过的部分电能传输给附近的居民住户（504），并将数据传输给数据存储器（303）；
S304、当白天太阳光强较小时，太阳能发电量小于路灯本体（701）整夜照明所需电量时，电表A（707）数据大于电表B（705），国家电网（401）向路灯本体（701）输送缺少的电能，并将数据传输给数据存储器（303）。
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