CN115034568A - 一种分布式智能电网处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种分布式智能电网处理系统，包括采集模块、区域中心处理模块和传输模块，区域中心处理模块分布式地配置在多个区域，每个区域中心处理模块包括汇总单元、存储单元、计算单元和控制单元，汇总单元用于收集采集模块在本区域内采集的数据并进行打包处理，打包后的数据保存在存储单元中并通过传输模块发送至相邻的区域中心处理模块，计算单元根据存储单元中的打包数据计算出调整量，控制单元根据调整量控制本区域从传输电网中获取的电能；本系统通过分布式处理各区域的数据，具有及时高效的优点，同时根据周边区域的调整量对本区域的调整量进行多次调整，逐渐修复初次调整量的偏差，使得所有区域的电能分配趋于合理化。

Description

一种分布式智能电网处理系统
技术领域
本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种分布式智能电网处理系统。
背景技术
电力系统是为各个行业和领域提供源源不断的电能，在目前电力资源分配有限以及分配不均的环境下，如何合理的布局以及设置电力资源是电力系统的核心。目前，通常是将各区域的情况进行单独采集，再集中汇总进行分析，基于分析结果实施分配方案，但这种方式从采集数据到实施方案之间存在较大的时长，使得实施方案的及时性不够强，效果没有滞后性；
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
现在已经开发出了很多电网处理系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的处理系统有如公开号为KR100950744B1，KR101828424B1、CN104463428B和KR101454678B1所公开的系统，这些系统一般包括：在电网规划数据管理系统建立之后，电网公司数据中心通过电网公司内网自动获取所述电网规划数据管理系统中其他系统的数据，该数据包括业务数据和空间数据；将获取的业务数据和空间数据存储在关系数据库中；所述电网规划数据中心根据需求从所述关系数据库中获取对应的数据，对所述数据进行处理，并将处理后的数据输出显示。但该系统还是通过一个数据中心来分析所有区域的数据，虽然得到的方案具有整体性，但存在滞后性，不够及时。
发明内容
本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种分布式智能电网处理系统。
本发明采用如下技术方案：
一种分布式智能电网处理系统，,包括采集模块、区域中心处理模块和传输模块，所述区域中心处理模块分布式地配置在多个区域，每个区域中心处理模块包括汇总单元、存储单元、计算单元和控制单元，所述汇总单元用于收集所述采集模块在本区域内采集的数据并进行打包处理，打包后的数据保存在所述存储单元中并通过所述传输模块发送至相邻的区域中心处理模块，所述计算单元根据存储单元中的打包数据计算出调整量，所述控制单元根据调整量控制本区域从传输电网中获取的电能；
所述汇总单元根据固定的打包周期T进行打包，所述系统根据打包时间点将时间线分为无效时间段、第二有效时间段、第一有效时间段和处理时间段，其中，当前时间点至最近一次打包时间点之间的时间段为处理时间段，最近一次打包时间点至倒数第二次打包时间点之间的时间段为第一有效时间段，倒数第二次打包时间点至倒数第三次打包时间点之间的时间段为第二有效时间段，倒数第三次打包时间之前的时间段为无效时间段；
所述计算单元在处理时间段内计算出m个调整量ΔWj，其中，第一调整量ΔW1根据所述存储单元中在第一有效时间段和第二有效时间段内的打包数据计算得到：
Figure BDA0003648848930000021
其中，W1为本区域在第一有效时间段内从传输电网中获取的总电能，W2为本区域在第二有效时间段内从传输电网中获取的总电能，Pr0为基础比值，Pr1为参考比值；
其余的调整量ΔWj根据本区域一相邻区域的上次调整量计算得到：
Figure BDA0003648848930000022
其中，ΔWi_(j-1)表示相邻的第i个区域中心处理模块在处理时间段内传输过来的第(j-1)次调整量，n为本区域中心处理模块的相邻区域中心处理模块的数量；
进一步的，所述汇总单元对数据进行打包后的内容包括时间属性和分析函数Aa(t)，所述时间属性用于表示分析函数对应的时间段，所述分析函数用于表示在该时间段内本区域的耗电情况，所述分析函数中t的取值范围为[0，T]；
进一步的，所述基础比值Pr0的计算公式为：
Figure BDA0003648848930000023
其中，Aa0-2(t)表示本区域中心处理模块在第二有效时间段的分析函数，Aai_2(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第二有效时间段的分析函数；
进一步的，所述参考比值Pr1的计算公式为：
Figure BDA0003648848930000031
其中，Aa0-1(t)表示本区域中心处理模块在第一有效时间段的分析函数，Aai_1(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第一有效时间段的分析函数；
进一步的，所述计算单元在一个处理时间段内计算的调整量的次数m的取值为：
Figure BDA0003648848930000032
其中，N表示系统中区域中心处理模块的总数量，L为在所有区域中心处理模块中的两个区域中心处理模块的最远距离；
两个区域中心处理模块的距离指的是这两个区域中心处理模块通过传输模块传输信息的最小次数。
本发明所取得的有益效果是：
本系统通过分布式地设置多个区域中心处理模块用于处理各个区域及其相邻区域所采集的数据，使得处理更加快速，具有及时性，但计算得到的调整量不具有整体性，存在偏差，本系统通过将调整量与邻近区域进行交互，并基于交互的调整量进行多次迭代计算，并执行每次的迭代结果，使得最终的调整量弥补了初次调整量存在的偏差，具有与集中处理得到方案接近的整体性。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明整体结构框架示意图；
图2为本发明耗电函数示意图；
图3为本发明分析函数示意图；
图4为本发明时间线划分示意图；
图5为本发明区域中心处理模块之间的距离示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一。
本实施例提供了一种分布式智能电网处理系统，结合图1，包括采集模块、区域中心处理模块和传输模块，所述区域中心处理模块分布式地配置在多个区域，每个区域中心处理模块包括汇总单元、存储单元、计算单元和控制单元，所述汇总单元用于收集所述采集模块在本区域内采集的数据并进行打包处理，打包后的数据保存在所述存储单元中并通过所述传输模块发送至相邻的区域中心处理模块，所述计算单元根据存储单元中的打包数据计算出调整量，所述控制单元根据调整量控制本区域从传输电网中获取的电能；
所述汇总单元根据固定的打包周期T进行打包，所述系统根据打包时间点将时间线分为无效时间段、第二有效时间段、第一有效时间段和处理时间段，其中，当前时间点至最近一次打包时间点之间的时间段为处理时间段，最近一次打包时间点至倒数第二次打包时间点之间的时间段为第一有效时间段，倒数第二次打包时间点至倒数第三次打包时间点之间的时间段为第二有效时间段，倒数第三次打包时间之前的时间段为无效时间段；
所述计算单元在处理时间段内计算出m个调整量ΔWj，其中，第一调整量ΔW1根据所述存储单元中在第一有效时间段和第二有效时间段内的打包数据计算得到：
Figure BDA0003648848930000041
其中，W1为本区域在第一有效时间段内从传输电网中获取的总电能，W2为本区域在第二有效时间段内从传输电网中获取的总电能，Pr0为基础比值，Pr1为参考比值；
其余的调整量ΔWj根据本区域一相邻区域的上次调整量计算得到：
Figure BDA0003648848930000042
其中，ΔWi_(j-1)表示相邻的第i个区域中心处理模块在处理时间段内传输过来的第(j-1)次调整量，n为本区域中心处理模块的相邻区域中心处理模块的数量；
所述汇总单元对数据进行打包后的内容包括时间属性和分析函数Aa(t)，所述时间属性用于表示分析函数对应的时间段，所述分析函数用于表示在该时间段内本区域的耗电情况，所述分析函数中t的取值范围为[0，T]；
所述基础比值Pr0的计算公式为：
Figure BDA0003648848930000051
其中，Aa0-2(t)表示本区域中心处理模块在第二有效时间段的分析函数，Aai_2(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第二有效时间段的分析函数；
所述参考比值Pr1的计算公式为：
Figure BDA0003648848930000052
其中，Aa0-1(t)表示本区域中心处理模块在第一有效时间段的分析函数，Aai_1(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第一有效时间段的分析函数；
所述计算单元在一个处理时间段内计算的调整量的次数m的取值为：
Figure BDA0003648848930000053
其中，N表示系统中区域中心处理模块的总数量，L为在所有区域中心处理模块中的两个区域中心处理模块的最远距离；
两个区域中心处理模块的距离指的是这两个区域中心处理模块通过传输模块传输信息的最小次数。
实施例二。
本实施例包含了实施例一中的全部内容，提供了一种分布式智能电网处理系统，包括采集模块、区域中心处理模块和传输模块，所述采集模块包括若干个采集单元，每个采集单元用于采集用电终端的运行数据，所述传输模块用于在不同的区域中心处理模块之间传输数据，所述区域中心处理模块包括汇总单元、存储单元、计算单元和控制单元，所述汇总单元用于接收对应区域内的所有采集单元的采集数据生成汇总数据，所述存储单元用于保存本区域中心处理模块的汇总数据以及其他区域中心处理模块传输过来的汇总数据，所述计算单元根据存储单元中的汇总数据计算出本区域的用电调整量，所述控制单元根据所述用电调整量控制从传输电网中获取的电能；
所述汇总单元根据采集的数据得到本区域的耗电函数Ed(t)，并以固定的频率f对耗电函数数据进行打包，打包后的数据保存在所述存储单元中并通过所述传输模块发送至相邻的区域中心处理模块，所有的区域中心处理模块中的汇总单元对耗电函数进行打包的时间点是一致的，打包后的数据包括时间属性和分析函数Aa(t)，分析函数中t的取值范围为[0，T]，其中T为打包周期，与频率f互为倒数，所述时间属性用于表示分析函数对应的时间段，结合图2和图3，所述分析函数Aa(t)与耗电函数Ed(t)的关系为：
Aa(t)＝Ed(t+k·T)，k∈Z；
结合图4，本系统的时间线分为四段，其中，当前时间点至最近一次打包时间点之间的时间段为处理时间段，所述计算单元计算的是处理时间段内本区域的用电调整量，最近一次打包时间点至倒数第二次打包时间点之间的时间段为第一有效时间段，倒数第二次打包时间点至倒数第三次打包时间点之间的时间段为第二有效时间段，倒数第三次打包时间之前的时间段为无效时间段；
所述存储单元只保存第一有效时间段和第二有效时间段内的打包数据，并及时删除无效时间段内的打包数据；
所述计算单元在所述处理时间段开始后的t1时间点从所述存储单元中获取第一有效时间段和第二有效时间段的所有打包数据，并基于这些打包数据计算出第一调整量，然后以固定的时间间隔计算一次调整量，在整个完整的处理时间段内共计算m次调整量，每次计算得到的调整量均发送给相邻的区域中心处理模块，除去第一调整量外的(m-1)个调整量均是基于上次的调整量计算得到，所述处理时间段中t1时间点之前中的这段时间用于接收相邻的所有区域中心处理模块发送过来的打包数据；
所述计算单元先计算出第二有效时间段内的基础比值Pr0：
Figure BDA0003648848930000071
其中，Aa0-2(t)表示本区域中心处理模块在第二有效时间段的分析函数，Aai_2(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第二有效时间段的分析函数，n为本区域中心处理模块的相邻区域中心处理模块的数量；
所述计算单元计算出第一有效时间段内的参考比值Pr1：
Figure BDA0003648848930000072
其中，Aa0-1(t)表示本区域中心处理模块在第一有效时间段的分析函数，Aai_1(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第一有效时间段的分析函数；
所述计算单元根据下式计算出第一调整量ΔW1：
Figure BDA0003648848930000073
其中，W1为本区域在第一有效时间段内从传输电网中获取的总电能，W2为本区域在第二有效时间段内从传输电网中获取的总电能；
所述计算单元根据下式计算出后续的调整量ΔWj，其中，j＝{2，3，4，…，m}；
Figure BDA0003648848930000074
其中，ΔWi_(j-1)表示相邻的第i个区域中心处理模块在处理时间段内传输过来的第(j-1)次调整量；
所述计算单元计算调整量ΔWj的时间点称为调整时间点，所有相邻的两个调整时间点之间的时间间隔一致；
该系统中所述区域中心处理模块的总数量记为N，所有区域中心处理模块中的两个区域中心处理模块的最远距离记为L，结合图5，两个区域中心处理模块的距离指的是一个信息通过所述传输模块在这两个区域中心处理模块中间的最短传输次数，相邻的两个区域中心处理模块之间通过传输模块只需传输一次信息，相邻的两个区域中心处理模块的距离为1；
所述计算单元在一个处理时间段内计算的调整量的次数m与所述数量N和所述距离L相关，具体公式如下：
Figure BDA0003648848930000081
所述系统的每个区域中心处理模块在每个处理时间段内的处理过程包括如下步骤：
S1、所述汇总单元对耗电函数数据进行打包，开启新的处理时间段；
S2、将打包后的数据保存在存储单元中并发送给相邻的区域中心处理模块，同时接收相邻的区域中心处理模块发送的打包数据；
S3、在t1时间点计算出第一调整量ΔW1，所述控制单元执行第一调整量；
S4、在下一个调整时间点达到期间将所述第一调整量发送至相邻的区域中心处理模块，接收相邻的区域中心处理模块发送的第一调整量，令j＝1；
S5、令j＝j+1，在调整时间点计算出调整量ΔWj，所述控制单元执行调整量；
S6、在下一个调整时间点达到期间将所述调整量ΔWj发送至相邻的区域中心处理模块，接收相邻的区域中心处理模块发送的调整量ΔWj；
S7、不断重复步骤S5和步骤S6，直至j＝m，跳至步骤S8；
S8、等待处理时间段的时长达到T，回到步骤S1；
所述系统对电网的能源分配处理由分布式的区域中心处理模块单独处理，由于处理的数据来自本区域以及相邻的区域，具有响应及时的优点，而在每个处理时间段内计算多次调整量，使得整个区域的能源分配在处理时间段内的分配逐渐趋于合理。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。

Claims (5)

1.一种分布式智能电网处理系统，其特征在于，包括采集模块、区域中心处理模块和传输模块，所述区域中心处理模块分布式地配置在多个区域，每个区域中心处理模块包括汇总单元、存储单元、计算单元和控制单元，所述汇总单元用于收集所述采集模块在本区域内采集的数据并进行打包处理，打包后的数据保存在所述存储单元中并通过所述传输模块发送至相邻的区域中心处理模块，所述计算单元根据存储单元中的打包数据计算出调整量，所述控制单元根据调整量控制本区域从传输电网中获取的电能；
所述汇总单元根据固定的打包周期T进行打包，所述系统根据打包时间点将时间线分为无效时间段、第二有效时间段、第一有效时间段和处理时间段，其中，当前时间点至最近一次打包时间点之间的时间段为处理时间段，最近一次打包时间点至倒数第二次打包时间点之间的时间段为第一有效时间段，倒数第二次打包时间点至倒数第三次打包时间点之间的时间段为第二有效时间段，倒数第三次打包时间之前的时间段为无效时间段；
所述计算单元在处理时间段内计算出m个调整量ΔWj，其中，第一调整量ΔW1根据所述存储单元中在第一有效时间段和第二有效时间段内的打包数据计算得到：
Figure FDA0003648848920000011
其中，W1为本区域在第一有效时间段内从传输电网中获取的总电能，W2为本区域在第二有效时间段内从传输电网中获取的总电能，Pr0为基础比值，Pr1为参考比值；
其余的调整量ΔWj根据本区域一相邻区域的上次调整量计算得到：
Figure FDA0003648848920000012
其中，ΔWi_(j-1)表示相邻的第i个区域中心处理模块在处理时间段内传输过来的第(j-1)次调整量，n为本区域中心处理模块的相邻区域中心处理模块的数量。
2.如权利要求1所述的一种分布式智能电网处理系统，其特征在于，所述汇总单元对数据进行打包后的内容包括时间属性和分析函数Aa(t)，所述时间属性用于表示分析函数对应的时间段，所述分析函数用于表示在该时间段内本区域的耗电情况，所述分析函数中t的取值范围为[0，T]。
3.如权利要求2所述的一种分布式智能电网处理系统，其特征在于，所述基础比值Pr0的计算公式为：
Figure FDA0003648848920000021
其中，Aa0-2(t)表示本区域中心处理模块在第二有效时间段的分析函数，Aai_2(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第二有效时间段的分析函数。
4.如权利要求3所述的一种分布式智能电网处理系统，其特征在于，所述参考比值Pr1的计算公式为：
Figure FDA0003648848920000022
其中，Aa0-1(t)表示本区域中心处理模块在第一有效时间段的分析函数，Aai_1(t)表示相邻的第i个区域中心处理模块传输过来的第一有效时间段的分析函数。
5.如权利要求4所述的一种分布式智能电网处理系统，其特征在于，所述计算单元在一个处理时间段内计算的调整量的次数m的取值为：
Figure FDA0003648848920000023
其中，N表示系统中区域中心处理模块的总数量，L为在所有区域中心处理模块中的两个区域中心处理模块的最远距离；
两个区域中心处理模块的距离指的是这两个区域中心处理模块通过传输模块传输信息的最小次数。
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