CN115222211A - 一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统 - Google Patents

一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统 Download PDF

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CN115222211A CN202210723423.0A CN202210723423A CN115222211A CN 115222211 A CN115222211 A CN 115222211A CN 202210723423 A CN202210723423 A CN 202210723423A CN 115222211 A CN115222211 A CN 115222211A
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Abstract

本发明公开一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，包括用电设备统计模块、用电设备用电特性参数获取模块、用电信息库、管理数据库、监测时间点划分模块、用电设备配电网电能质量监测模块、用电设备配电网电力供应参数监测模块、用电设备配电网电能质量匹配解析模块、用电设备配电网电力供应匹配解析模块和工业园区配电网供电品质评价模块，通过统计工业园区内存在的用电设备，并设定监测周期，由此在当前监测周期对各用电设备对应的配电网电能质量和配电网电力供应进行匹配监测，据此评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，实现了工业园区内配电网的双维度供电品质监测评估，提高了评估结果的可靠度。

Description

一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统
技术领域
本发明涉及电力资源管控技术领域，特别涉及一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统。
背景技术
在城镇化背景下,城市电网覆盖规模增加,用电需求同步提升,而工业园区中由于存在很多大功率的用电设备，这使得工业园区成为城市中的"耗电大户",其对配电网的供电需求越来越高。如果不对工业园区的配电网供电品质进行定期监测评估管控，就无法及时发现配电网在对工业园区进行供电过程中出现的供电缺陷，这些供电缺陷在一定程度上会影响工业园区内用电设备的正常运行，且用电设备长期处于存在供电缺陷的配电网环境下运行会加重用电设备的故障发生率，进而减少用电设备的使用寿命。因此对工业园区内运行的配电网进行供电品质定期监测评估管控对保障工业园区用电设备正常运行来说是非常有必要的。
然而现有技术中对工业园区内的配电网进行供电品质监测评估管控采取的评估方式都是基于用电设备对应的配电网电力供应参数匹配度进行评估，其中电力供应参数包括供电电压、供电电流，其评估维度过于单一，忽略了用电设备对应的配电网电能质量匹配度评估，由于不同的用电设备具有不同的用电特性，这就导致不同的用电设备需求的电能质量存在差异，如果不对用电设备对应的配电网电能质量匹配度进行评估，就难以及时发现电能质量匹配度较低的用电设备，进而一方面无法保障这些用电设备的正常运行，另一方面还可能因无法正常运行造成巨大的经济损失。
综上可见，单一依据用电设备对应的配电网电力供应参数匹配度进行工业园区内配电网的供电品质监测评估存在评估局限，在一定程度上降低了评估结果的可靠度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，包括：
用电设备统计模块，用于统计工业园区内存在的用电设备数量，并获取各用电设备对应的名称，同时将各用电设备分别编号为1,2,...,i,...,n；
用电设备用电特性参数获取模块，用于基于各用电设备的名称从用电信息库中筛选出各用电设备对应的用电特性参数；
用电信息库，用于存储各种用电设备名称对应的用电特性参数，并存储各种用电设备名称对应的标准配电网电力供应参数；
管理数据库，用于存储各种供电电压等级对应的标准配电网电能质量参数，存储各种时间特性对应的时间敏感因子、各种负荷特性对应的负荷敏感因子，并存储各种用电敏感度对应的需求配电网电能质量系数；
监测时间点划分模块，用于设定监测周期，并将当前监测周期对应的时间段按照预设的时间间隔进行划分，得到若干监测时间点，进而将各监测时间点按照时间先后顺序依次标记为1,2,...,t,...,m；
用电设备配电网电能质量监测模块，用于在各监测时间点采集各用电设备对应的配电网电能质量参数；
用电设备配电网电力供应参数监测模块，用于在各监测时间点采集各用电设备对应的配电网电力供应参数；
用电设备配电网电能质量匹配解析模块，用于基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数，并据此解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度；
用电设备配电网电力供应匹配解析模块，用于基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应参数解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度；
工业园区配电网供电品质评价模块，用于根据各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度和配电网电力供应匹配度评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数。
根据本申请的一个可选实施方式，所述用电特性参数包括时间特性和负荷特性，其中时间特性包括季节性、连续性和非连续性，负荷特性包括普通负荷、敏感负荷和严格负荷。
根据本申请的一个可选实施方式，所述配电网电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、电网谐波和三相电压不平衡。
根据本申请的一个可选实施方式，所述配电网电力供应参数包括供电电压和供电电流。
根据本申请的一个可选实施方式，所述基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数具体包括如下分析步骤：
A1:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数构成各监测时间点用电设备配电网电能质量参数集合Gw t＝{gw t1,gw t2,...,gw ti...,gw tn}，gw ti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量参数，w表示为配电网电能质量参数，w＝r1或r2或r3或r4,其中r1,r2,r3,r4分别表示为频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡；
A2:获取工业园区对应配电网的供电电压等级，并将该供电电压等级从管理数据库中提取该供电电压等级对应的标准配电网电能质量参数，进而将其作为工业园区对应配电网的标准配电网电能质量参数；
A3:将各监测时间点用电设备配电网电能质量参数集合与工业园区对应配电网的标准配电网电能质量参数进行对比，分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数，其分析公式为
Figure BDA0003705709230000041
PNti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量系数，gr1 ti、gr2 ti、gr3 ti、gr4 ti分别表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡，g′r1、g′r2、g′r3、g′r4分别表示为工业园区对应配电网的标准频率偏差、标准电压偏差、标准电网谐波、标准三相电压不平衡，k1、k2、k3、k4分别表示为预设的频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡对应的权重因子，且k1+k2+k3+k4＝1。
根据本申请的一个可选实施方式，所述解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度具体参照如下步骤：
B1:从各用电设备对应的用电特性参数中提取时间特性，并将其与管理数据库中各种时间特性对应的时间敏感因子进行匹配，从中匹配出各用电设备对应的时间敏感因子；
B2:从各用电设备对应的用电特性参数中提取负荷特性，并将其与管理数据库中各种负荷特性对应的负荷敏感因子进行匹配，从中匹配出各用电设备对应的负荷敏感因子；
B3:根据各用电设备对应的时间敏感因子和负荷敏感因子通过用电敏感度计算公式
Figure BDA0003705709230000051
得到各用电设备对应的用电敏感度,ESi表示为第i个用电设备对应的用电敏感度，εi、λi分别表示为第i个用电设备对应的时间敏感因子、负荷敏感因子，e表示为自然常数；
B4:将各用电设备对应的用电敏感度与管理数据库中存储的各种用电敏感度对应的需求配电网电能质量系数进行匹配，从中筛选出各用电设备对应的需求配电网电能质量系数；
B5:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数与各用电设备对应的需求配电网电能质量系数进行对比，统计各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度，其计算公式为
Figure BDA0003705709230000052
PQti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量匹配度，PN′i表示为第i个用电设备对应的需求配电网电能质量系数。
根据本申请的一个可选实施方式，所述解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度具体参照如下解析步骤：
C1:从用电信息库中提取各用电设备对应的标准配电网电力供应参数；
C2:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应参数与各用电设备对应的标准配电网电力供应参数进行对比，统计各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度，其计算公式为
Figure BDA0003705709230000061
PDti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电力供应匹配度，Uti、Iti分别表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的供电电压、供电电流，U′i、I′i分别表示为第i个用电设备对应的标准供电电压、标准供电电流。
根据本申请的一个可选实施方式，所述评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数对应的具体评价过程如下：
D1:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度与预设的各用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度进行对比，若某用电设备对应的配电网电能质量匹配度小于该用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度，则将该用电设备记为指定用电设备，此时统计各监测时间点中存在的指定用电设备数量，并获取各监测时间点中各指定用电设备的编号，将其记为1,2,...,j,...,z,同时获取各监测时间点中各指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数，记为σtj；
D2:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度与预设的各用电设备对应的正常配电网电力供应匹配度进行对比，若某用电设备对应的配电网电力供应匹配度小于该用电设备对应的正常配电网电力供应匹配度，则将该用电设备记为目标用电设备，此时统计各监测时间点中存在的目标用电设备数量，并获取各监测时间点中各目标用电设备的编号，将其记为1,2,...,k,...,y,同时识别各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别；
D3:将各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别与预定义的各种配电网电力供应缺陷类别对应的供应影响因子进行匹配，由此得到各监测时间点中各目标用电设备对应的供应影响因子，记为ηtk；
D4:根据各监测时间点中存在的指定用电设备数量、目标用电设备数量及各指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数和各目标用电设备对应的供应影响因子评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，其评价公式为
Figure BDA0003705709230000071
表示为工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，zt、yt分别表示为第t个监测时间点中存在的指定用电设备数量、目标用电设备数量，n表示为工业园区内存在的用电设备数量。
根据本申请的一个可选实施方式，所述各监测时间点中指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数计算公式为
Figure BDA0003705709230000081
σtj表示为第t个监测时间点中第j个指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数，PQ′tj表示为第t个监测时间点中第j个指定用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度。
根据本申请的一个可选实施方式，所述配电网电力供应缺陷类别包括供应过量和供应不足。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明通过统计工业园区内存在的用电设备，并设定监测周期，由此在当前监测周期对工业园区内运行的配电网进行各用电设备对应的配电网电能质量匹配监测和配电网电力供应匹配监测，进而据此评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，实现了工业园区内配电网的双维度供电品质监测评估，打破了现有技术中存在的评估局限，大大提高了评估结果的可靠度，能够及时发现电能质量匹配度较低的用电设备和存在配电网电力供应缺陷的用电设备，从而一方面能够保障用电设备的正常运行，另一方面能够减少巨大经济损失的发生率。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明系统模块连接示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，包括用电设备统计模块、用电设备用电特性参数获取模块、用电信息库、管理数据库、监测时间点划分模块、用电设备配电网电能质量监测模块、用电设备配电网电力供应参数监测模块、用电设备配电网电能质量匹配解析模块、用电设备配电网电力供应匹配解析模块和工业园区配电网供电品质评价模块。
上述中用电设备统计模块与用电设备用电特性参数获取模块连接，监测时间点划分模块分别与用电设备配电网电能质量监测模块和用电设备配电网电力供应参数监测模块连接，用电设备配电网电能质量监测模块和用电设备用电特性参数获取模块均与用电设备配电网电能质量匹配解析模块连接，用电设备配电网电力供应参数监测模块与用电设备配电网电力供应匹配解析模块连接，用电设备配电网电能质量匹配解析模块和用电设备配电网电力供应匹配解析模块均与工业园区配电网供电品质评价模块连接，用电信息库分别与用电设备用电特性参数获取模块和用电设备配电网电力供应匹配解析模块连接，管理数据库分别与用电设备配电网电能质量匹配解析模块和用电设备配电网电力供应匹配解析模块连接。
所述用电设备统计模块用于统计工业园区内存在的用电设备数量，并获取各用电设备对应的名称，同时将各用电设备分别编号为1,2,...,i,...,n。
上述中提到的用电设备包括电机、通风机、电炉、电焊机等。
所述用电设备用电特性参数获取模块用于基于各用电设备的名称从用电信息库中筛选出各用电设备对应的用电特性参数，所述用电特性参数包括时间特性和负荷特性，其中时间特性包括季节性、连续性和非连续性，负荷特性包括普通负荷、敏感负荷和严格负荷。
作为上述方案的进一步优化，上述中提到的时间特性中的季节性主要指农业排灌、脱粒、打场，夏季防署降温，冬季保温采晚等用电。这类用电负荷集中在某一季节内用电；
连续性主要指三班制生产的企业、车间、机台的用电，除了设备检验停运外，其余时间都在用电，负荷较为平稳。
非连续性包括一、二班制生产运行和其他短时间运行的企业、车间、机台的用电。
上述提到的负荷特性中的普通负荷对电能质量的要求不太高，只有在发生持续断电或电压波动幅度过大，持续时间较长才会受到影响。同时，本身对电网的电能质量基本不形成影响和危害。如照明设备、加热器、通风机、一般家用电器等。
敏感负荷对电能质量有一定的要求，电能质量不好可能对此类负荷会造成一定的影响和危害。同时，本身对电网的电能质量也可能造成一定的影响和污染。因此，需要采取一定的措施和对策。如电动机控制器、UPS电源、变速调速装置等。
严格负荷对电能质量的要求非常高，电能质量出现问题对秧严格负荷会造成严重的后果，可能损坏设备，影响生产。同时，对电网的电能质量也会造成一定的影响和危害。因此，对严格负荷必须确保电能质量符合应用要求。如集成电路芯片制造流水线、微电子产品的智能化流水线、银行及证券交易中心的计算机系统等，均属于严格用电负荷。
所述用电信息库用于存储各种用电设备名称对应的用电特性参数，并存储各种用电设备名称对应的标准配电网电力供应参数，其中标准配电网电力供应参数包括标准供电电压和标准供电电流。
所述管理数据库用于存储各种供电电压等级对应的标准配电网电能质量参数，存储各种时间特性对应的时间敏感因子、各种负荷特性对应的负荷敏感因子，并存储各种用电敏感度对应的需求配电网电能质量系数。
所述监测时间点划分模块用于设定监测周期，并将当前监测周期对应的时间段按照预设的时间间隔进行划分，得到若干监测时间点，进而将各监测时间点按照时间先后顺序依次标记为1,2,...,t,...,m。
所述用电设备配电网电能质量监测模块用于在各用电设备的输入端设置电能质量监测仪，由其在各监测时间点采集各用电设备对应的配电网电能质量参数，其中配电网电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、电网谐波和三相电压不平衡。
所述用电设备配电网电力供应参数监测模块用于在各用电设备的输入端设置数字万用表，由其在各监测时间点采集各用电设备对应的配电网电力供应参数，其中配电网电力供应参数包括供电电压和供电电流。
所述用电设备配电网电能质量匹配解析模块，用于基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数，并据此解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度。
上述中分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数具体包括如下分析步骤：
A1:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数构成各监测时间点用电设备配电网电能质量参数集合Gw t＝{gw t1,gw t2,...,gw ti...,gw tn}，gw ti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量参数，w表示为配电网电能质量参数，w＝r1或r2或r3或r4,其中r1,r2,r3,r4分别表示为频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡；
A2:获取工业园区对应配电网的供电电压等级，并将该供电电压等级从管理数据库中提取该供电电压等级对应的标准配电网电能质量参数，进而将其作为工业园区对应配电网的标准配电网电能质量参数；
A3:将各监测时间点用电设备配电网电能质量参数集合与工业园区对应配电网的标准配电网电能质量参数进行对比，分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数，其分析公式为
Figure BDA0003705709230000131
PNti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量系数，gr1 ti、gr2 ti、gr3 ti、gr4 ti分别表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡，g′r1、g′r2、g′r3、g′r4分别表示为工业园区对应配电网的标准频率偏差、标准电压偏差、标准电网谐波、标准三相电压不平衡，k1、k2、k3、k4分别表示为预设的频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡对应的权重因子，且k1+k2+k3+k4＝1。
上述中解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度具体参照如下步骤：
B1:从各用电设备对应的用电特性参数中提取时间特性，并将其与管理数据库中各种时间特性对应的时间敏感因子进行匹配，从中匹配出各用电设备对应的时间敏感因子；
B2:从各用电设备对应的用电特性参数中提取负荷特性，并将其与管理数据库中各种负荷特性对应的负荷敏感因子进行匹配，从中匹配出各用电设备对应的负荷敏感因子；
B3:根据各用电设备对应的时间敏感因子和负荷敏感因子通过用电敏感度计算公式
Figure BDA0003705709230000141
得到各用电设备对应的用电敏感度,ESi表示为第i个用电设备对应的用电敏感度，εi、λi分别表示为第i个用电设备对应的时间敏感因子、负荷敏感因子，e表示为自然常数；
B4:将各用电设备对应的用电敏感度与管理数据库中存储的各种用电敏感度对应的需求配电网电能质量系数进行匹配，从中筛选出各用电设备对应的需求配电网电能质量系数，其中用电敏感度越大，其对应的需求配电网电能质量系数越大；
B5:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数与各用电设备对应的需求配电网电能质量系数进行对比，统计各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度，其计算公式为
Figure BDA0003705709230000142
PQti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量匹配度，PN′i表示为第i个用电设备对应的需求配电网电能质量系数。
在一个具体实施例中，上述配电网电能质量匹配度计算公式中某监测时间点中某用电设备对应的配电网电能质量匹配度与需求配电网电能质量系数越接近，其对应的配电网电能质量匹配度越大，表明在该监测时间点工业园区的配电网电能质量状况越适配该用电设备的用电敏感度。
所述用电设备配电网电力供应匹配解析模块用于基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应参数解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度，其具体参照如下解析步骤：
C1:从用电信息库中提取各用电设备对应的标准配电网电力供应参数；
C2:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应参数与各用电设备对应的标准配电网电力供应参数进行对比，统计各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度，其计算公式为
Figure BDA0003705709230000151
PDti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电力供应匹配度，Uti、Iti分别表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的供电电压、供电电流，U′i、I′i分别表示为第i个用电设备对应的标准供电电压、标准供电电流。
在一个具体实施例中，某监测时间点中某用电设备对应的配电网电力供应参数与该用电设备对应的标准配电网电力供应参数越接近，该用电设备对应的配电网电力供应匹配度越大，表明在该监测时间点工业园区的配电网越适配该用电设备的电力供应。
所述工业园区配电网供电品质评价模块用于根据各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度和配电网电力供应匹配度评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，其具体评价过程如下：
D1:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度与预设的各用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度进行对比，若某用电设备对应的配电网电能质量匹配度小于该用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度，则将该用电设备记为指定用电设备，此时统计各监测时间点中存在的指定用电设备数量，并获取各监测时间点中各指定用电设备的编号，将其记为1,2,...,j,...,z,同时获取各监测时间点中各指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数，记为σtj，其计算公式为
Figure BDA0003705709230000161
σtj表示为第t个监测时间点中第j个指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数，PQ′tj表示为第t个监测时间点中第j个指定用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度，其中指定用电设备的配电网电能质量匹配度与正常配电网电能质量匹配度之间差值越大，其对应的配电网电能质量匹配度差距系数越大；
D2:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度与预设的各用电设备对应的正常配电网电力供应匹配度进行对比，若某用电设备对应的配电网电力供应匹配度小于该用电设备对应的正常配电网电力供应匹配度，则将该用电设备记为目标用电设备，此时统计各监测时间点中存在的目标用电设备数量，并获取各监测时间点中各目标用电设备的编号，将其记为1,2,...,k,...,y,同时识别各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别，其中配电网电力供应缺陷类别包括供应过量和供应不足；
上述中识别各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别具体包括如下：
将各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应参数与该用电设备对应的标准配电网电力供应参数进行对比，若某目标用电设备对应的任意一个配电网电力供应参数大于标准配电网电力供应参数，则表示该目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别为供应过量，反之若某目标用电设备对应的任意一个配电网电力供应参数小于标准配电网电力供应参数，则表示该目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别为供应不足；
需要说明的是上述中提到的供应过量是指供电电压或供电电流大于标准供电电压或标准供电电流，供应不足是指供电电压或供电电流小于标准供电电压或标准供电电流；
D3:将各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别与预定义的各种配电网电力供应缺陷类别对应的供应影响因子进行匹配，由此得到各监测时间点中各目标用电设备对应的供应影响因子，记为ηtk；
D4:根据各监测时间点中存在的指定用电设备数量、目标用电设备数量及各指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数和各目标用电设备对应的供应影响因子评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，其评价公式为
Figure BDA0003705709230000171
表示为工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，zt、yt分别表示为第t个监测时间点中存在的指定用电设备数量、目标用电设备数量，n表示为工业园区内存在的用电设备数量，其评估结果为后续对工业园区配电网的调整治理提供可靠的依据。
本发明通过统计工业园区内存在的用电设备，并设定监测周期，由此在当前监测周期对工业园区内运行的配电网进行各用电设备对应的配电网电能质量匹配监测和配电网电力供应匹配监测，进而据此评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，实现了工业园区内配电网的双维度供电品质监测评估，打破了现有技术中存在的评估局限，大大提高了评估结果的可靠度，能够及时发现电能质量匹配度较低的用电设备和存在配电网电力供应缺陷的用电设备，从而一方面能够保障用电设备的正常运行，另一方面能够减少巨大经济损失的发生率。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于，包括：
用电设备统计模块，用于统计工业园区内存在的用电设备数量，并获取各用电设备对应的名称，同时将各用电设备分别编号为1,2,...,i,...,n；
用电设备用电特性参数获取模块，用于基于各用电设备的名称从用电信息库中筛选出各用电设备对应的用电特性参数；
用电信息库，用于存储各种用电设备名称对应的用电特性参数，并存储各种用电设备名称对应的标准配电网电力供应参数；
管理数据库，用于存储各种供电电压等级对应的标准配电网电能质量参数，存储各种时间特性对应的时间敏感因子、各种负荷特性对应的负荷敏感因子，并存储各种用电敏感度对应的需求配电网电能质量系数；
监测时间点划分模块，用于设定监测周期，并将当前监测周期对应的时间段按照预设的时间间隔进行划分，得到若干监测时间点，进而将各监测时间点按照时间先后顺序依次标记为1,2,...,t,...,m；
用电设备配电网电能质量监测模块，用于在各监测时间点采集各用电设备对应的配电网电能质量参数；
用电设备配电网电力供应参数监测模块，用于在各监测时间点采集各用电设备对应的配电网电力供应参数；
用电设备配电网电能质量匹配解析模块，用于基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数，并据此解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度；
用电设备配电网电力供应匹配解析模块，用于基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应参数解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度；
工业园区配电网供电品质评价模块，用于根据各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度和配电网电力供应匹配度评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，并将其进行后台显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述用电特性参数包括时间特性和负荷特性，其中时间特性包括季节性、连续性和非连续性，负荷特性包括普通负荷、敏感负荷和严格负荷。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述配电网电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、电网谐波和三相电压不平衡。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述配电网电力供应参数包括供电电压和供电电流。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述基于各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数具体包括如下分析步骤：
A1:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量参数构成各监测时间点用电设备配电网电能质量参数集合Gw t＝{gw t1,gw t2,...,gw ti...,gw tn}，gw ti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量参数，w表示为配电网电能质量参数，w＝r1或r2或r3或r4,其中r1,r2,r3,r4分别表示为频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡；
A2:获取工业园区对应配电网的供电电压等级，并将该供电电压等级从管理数据库中提取该供电电压等级对应的标准配电网电能质量参数，进而将其作为工业园区对应配电网的标准配电网电能质量参数；
A3:将各监测时间点用电设备配电网电能质量参数集合与工业园区对应配电网的标准配电网电能质量参数进行对比，分析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数，其分析公式为
Figure FDA0003705709220000031
PNti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量系数，gr1 ti、gr2 ti、gr3 ti、gr4 ti分别表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡，g′r1、g′r2、g′r3、g′r4分别表示为工业园区对应配电网的标准频率偏差、标准电压偏差、标准电网谐波、标准三相电压不平衡，k1、k2、k3、k4分别表示为预设的频率偏差、电压偏差、电网谐波、三相电压不平衡对应的权重因子，且k1+k2+k3+k4＝1。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度具体参照如下步骤：
B1:从各用电设备对应的用电特性参数中提取时间特性，并将其与管理数据库中各种时间特性对应的时间敏感因子进行匹配，从中匹配出各用电设备对应的时间敏感因子；
B2:从各用电设备对应的用电特性参数中提取负荷特性，并将其与管理数据库中各种负荷特性对应的负荷敏感因子进行匹配，从中匹配出各用电设备对应的负荷敏感因子；
B3:根据各用电设备对应的时间敏感因子和负荷敏感因子通过用电敏感度计算公式
Figure FDA0003705709220000041
得到各用电设备对应的用电敏感度,ESi表示为第i个用电设备对应的用电敏感度，εi、λi分别表示为第i个用电设备对应的时间敏感因子、负荷敏感因子，e表示为自然常数；
B4:将各用电设备对应的用电敏感度与管理数据库中存储的各种用电敏感度对应的需求配电网电能质量系数进行匹配，从中筛选出各用电设备对应的需求配电网电能质量系数；
B5:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量系数与各用电设备对应的需求配电网电能质量系数进行对比，统计各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度，其计算公式为
Figure FDA0003705709220000042
PQti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电能质量匹配度，PN′i表示为第i个用电设备对应的需求配电网电能质量系数。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述解析各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度具体参照如下解析步骤：
C1:从用电信息库中提取各用电设备对应的标准配电网电力供应参数；
C2:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应参数与各用电设备对应的标准配电网电力供应参数进行对比，统计各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度，其计算公式为
Figure FDA0003705709220000051
PDti表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的配电网电力供应匹配度，Uti、Iti分别表示为第t个监测时间点中第i个用电设备对应的供电电压、供电电流，U′i、I′i分别表示为第i个用电设备对应的标准供电电压、标准供电电流。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数对应的具体评价过程如下：
D1:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电能质量匹配度与预设的各用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度进行对比，若某用电设备对应的配电网电能质量匹配度小于该用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度，则将该用电设备记为指定用电设备，此时统计各监测时间点中存在的指定用电设备数量，并获取各监测时间点中各指定用电设备的编号，将其记为1,2,...,j,...,z,同时获取各监测时间点中各指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数，记为σtj；
D2:将各监测时间点中各用电设备对应的配电网电力供应匹配度与预设的各用电设备对应的正常配电网电力供应匹配度进行对比，若某用电设备对应的配电网电力供应匹配度小于该用电设备对应的正常配电网电力供应匹配度，则将该用电设备记为目标用电设备，此时统计各监测时间点中存在的目标用电设备数量，并获取各监测时间点中各目标用电设备的编号，将其记为1,2,...,k,...,y,同时识别各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别；
D3:将各监测时间点中各目标用电设备对应的配电网电力供应缺陷类别与预定义的各种配电网电力供应缺陷类别对应的供应影响因子进行匹配，由此得到各监测时间点中各目标用电设备对应的供应影响因子，记为ηtk；
D4:根据各监测时间点中存在的指定用电设备数量、目标用电设备数量及各指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数和各目标用电设备对应的供应影响因子评价工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，其评价公式为
Figure FDA0003705709220000071
Figure FDA0003705709220000072
表示为工业园区在当前监测周期的配电网供电品质系数，zt、yt分别表示为第t个监测时间点中存在的指定用电设备数量、目标用电设备数量，n表示为工业园区内存在的用电设备数量。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述各监测时间点中指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数计算公式为
Figure FDA0003705709220000073
σtj表示为第t个监测时间点中第j个指定用电设备对应的配电网电能质量匹配度差距系数，PQ′tj表示为第t个监测时间点中第j个指定用电设备对应的正常配电网电能质量匹配度。
10.根据权利要求8所述的一种基于物联网技术的电力能源智能分析管控系统，其特征在于：所述配电网电力供应缺陷类别包括供应过量和供应不足。
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