CN116231846A - 适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统技术领域，且公开了适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法，包括主动配电网模块、能源监测模块、云端监测模块、需求侧响应模块、CPU控制模块、数据采集模块、交互模块、能源使用模块、智能调控模块，主动配电网模块是用于电网运行可靠性和电能质量的前提下增加对现有配电网和可再生能源发电的容纳，能源监测模块是对主动配电网模块中的能源实时监测并将数据传输至云端监测模块，智能调控模块基于需求侧响应模块采用人工智能技术对能源使用模块智能调控，本发明通过通过设置统一的能源监测模块和云端监测模块，将数据传输基于现有的5G云端技术，多层化的数据传输变成了单向性的输出与接受。

Description

适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体为适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法。

背景技术

现有的配电网的侧响应是指电力系统根据配电网内部用户需求的自身化调整，主要是基于电力系统自身的调整模块和现有数据库模型进行定时定期的智慧化调整，其中调整模块主要依赖于现有的控制程序对于微机的定时化控制，然后微机配合控制端进行调整，整个定时过程主要是根据配电网自身覆盖范围的用户情况决定的，由于数据库实时效率低下，往往时间的变化需要很长时间的更新与替换。

面对配电网场景的多样化，现有的侧响应系统只能针对单一化的配电网场景，现有的调整模块基于电力价格的调整反馈至配电网场景的调整，这个调整过程主要的问题在于监测部分，即监测范围的精度决定侧响应过程的准确程度，而多样化的配电网场景则是多方向、大范围和多状态式的用电环境，这样就难以形成单一的侧响应系统实现多样化的配电场景的情况；

此外，现有数据库的实时性由于数据系统的电力数据传输需要进过多个电力系统本身，为了保证数据传输过程的安全性，需要配置多层次的审核，多层次的审核也带来了多时间的浪费，实时性成为奢谈，效率低下的根本在于配电场景户至区、区至市，甚至更大范围区域的反馈层次。

因此，亟需提供一种适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法。

发明内容

解决的技术问题

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法，通过设置统一的能源监测模块和云端监测模块，将数据传输基于现有的5G云端技术，多层化的数据传输变成了单向性的输出与接受，保证了数据传输的高效，进一步配合需求侧响应模块、CPU控制模块、数据采集模块和交互模块配合人工智能技术对家电科学断电，避免大功率电器集中使用的问题，降低在用电高峰期的能耗以及实现了日常的节约用电，促进能源的可持续发展，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：适用多种配电网场景的需求侧响应装置，包括主动配电网模块、能源监测模块、云端监测模块、需求侧响应模块、CPU控制模块、数据采集模块、交互模块、能源使用模块、智能调控模块，所述主动配电网模块是用于电网运行可靠性和电能质量的前提下增加对现有配电网和可再生能源发电的容纳，所述能源监测模块是对主动配电网模块中的能源实时监测并将数据传输至云端监测模块，所述云端监测模块是用于电网中的CPU控制模块进行云端监控，所述CPU控制模块是对电网数据进行数据处理以及配电网调节，所述需求侧响应模块是用户响应电网的号召有计划地暂停自己的用电信息传输至智能调控模块，所述智能调控模块基于需求侧响应模块采用人工智能技术对能源使用模块智能调控。

在一个优选的实施方式中，所述智能调控模块安装在电表箱上，是对电表箱线路上的电器用电量进行实时监测，用户根据人机交互模块对用电设备的用电量查看，若用电量超出用户设定范围会预警；在用电高峰期智能调控模块通过人工智能技术对家电科学断电。

在一个优选的实施方式中，所述能源使用模块是电网用户的需求端，即使用电量并记录并传输至交互模块，所述交互模块基于能源使用模块上的电网信息通过手机端或PC端上的电网程序查看用电量以及缴费用电费用，所述数据采集模块用于能源用户上电能数据采集并传输至CPU模块。

在一个优选的实施方式中，所述CPU控制模块包括数据处理单元以及配电网优化模块，其中配电网优化模块对分布式电源、多元用户负荷和配电网全面态势感知为手段，利用综合能量预测技术以及运行分析技术对配电网态势预测，获得完整的配电网运行信息收集，在此基础上生成调度策略，在对生成的调度策略快速仿真计算对配电网各项指标满足优化目标后下发调度命令给主动配电网模块并实时协调优化控制，同时优化调度方案库。

在一个优选的实施方式中，所述主动配电网模块包括全局优化控制以及区域自治控制，全局优化控制是建立全局有功-无功协调优化的数学模型，并通过对该模型的优化计算确定智能电网中所有的控制变量取值，从而实现电网损最小或经济效益最高等优化目标；区域自治控制是在长时间尺度优化协调控制的间隔周期内，通过充分调动本区域内各种新型可控单元参与调节，实时修改实际运行工况与理想优化工况的偏差，以保证各区域能在全局优化所得的最优状态附近运行。

在一个优选的实施方式中，所述云端监测模块通过主动配电网模块监测电力设备状态以及CPU控制模块状态监测利用移动网络采集配电系统数据，包括电压电流功率电能数据并形成日报、月报、年报以及历史查询个回路的参数数据，形成趋势对比图，若某片区出现高频率供电且产生费用低的异常情况由应用程序向运维人员发出报警信息。

在一个优选的实施方式中，所述需求侧响应模块包括激励需求响应、价格需求响应、削峰或填谷需求响应以及约时需求响应，其中激励需求响应是直接采用激励政策和补偿方式诱导用户参与系统需要的负荷消减项目；价格需求响应是通过改变零售用电价格的变化让用户主动改变电力消费行为；削峰或填谷需求响应模块是通过用户在用电高峰期间减少用电改为在用电低谷期间增加用电；约时需求响应是通过电力公司于需求响应执行前一天、执行前数小时，通过平台公告、短信、电话方式向参与主体发出响应邀约，告知响应范围、需求量、时段及邀约截止时间信息，由用户在响应时段自行完成负荷调节。

在一个优选的实施方式中，具体步骤如下：

S1、所述能源使用模块将信息传输至数据采集模块，再由数据采集模块传输至CPU控制模块；

S2、所述主动配电网模块根据CPU控制模块对电网进行控制调配，并由能源监测模块对主动配电网模块进行实时监测；

S3、所述能源监测模块将主动配电网模块上的数据传输至云端监测模块，由云端对数据进行监测对比后根据结果对CPU控制模块进行调控；

S4、所述需求侧响应模块根据主动配电网模块出现用电风险时根据价格以及激励措施通过智能调控模块对能源使用模块智能调控，用户通过人机交互模块利用手机端或PC端上的电网程序查看用电量以及缴费用电费用。

本发明的技术效果和优点：

本发明提供了适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法，具备以下有益效果：通过设置统一的能源监测模块和云端监测模块，将数据传输基于现有的5G云端技术，多层化的数据传输变成了单向性的输出与接受，保证了数据传输的高效，进一步配合需求侧响应模块、CPU控制模块、数据采集模块和交互模块配合人工智能技术对家电科学断电，避免大功率电器集中使用的问题，降低在用电高峰期的能耗以及实现了日常的节约用电，促进能源的可持续发展。

附图说明

图1为本发明的整体流程图。

图2为本发明的需求侧响应模块图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本申请实施例可以应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统、大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。

计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

本发明提供一种实施例：适用多种配电网场景的需求侧响应装置，包括主动配电网模块、能源监测模块、云端监测模块、需求侧响应模块、CPU控制模块、数据采集模块、交互模块、能源使用模块、智能调控模块，所述主动配电网模块是用于电网运行可靠性和电能质量的前提下增加对现有配电网和可再生能源发电的容纳，所述能源监测模块是对主动配电网模块中的能源实时监测并将数据传输至云端监测模块，所述云端监测模块是用于电网中的CPU控制模块进行云端监控，所述CPU控制模块是对电网数据进行数据处理以及配电网调节，所述需求侧响应模块是用户响应电网的号召有计划地暂停自己的用电信息传输至智能调控模块，所述智能调控模块基于需求侧响应模块采用人工智能技术对能源使用模块智能调控，所述能源使用模块是电网用户的需求端，即使用电量并记录并传输至交互模块，所述交互模块基于能源使用模块上的电网信息通过手机端或PC端上的电网程序查看用电量以及缴费用电费用，所述数据采集模块用于能源用户上电能数据采集并传输至CPU模块。

适用多种配电网场景的需求侧响应装置及调控方法，具体如下：

101、首先能源使用模块将信息传输至数据采集模块，再由数据采集模块传输至CPU控制模块；

本实施例中，需要具体说明是CPU控制模块包括数据处理单元以及配电网优化模块，其中配电网优化模块对分布式电源、多元用户负荷和配电网全面态势感知为手段，利用综合能量预测技术以及运行分析技术对配电网态势预测，获得完整的配电网运行信息收集，在此基础上生成调度策略，在对生成的调度策略快速仿真计算对配电网各项指标满足优化目标后下发调度命令给主动配电网模块并实时协调优化控制，同时优化调度方案库，本实施例不做具体限定。

102、接着主动配电网模块根据CPU控制模块对电网进行控制调配，并由能源监测模块对主动配电网模块进行实时监测；

本实施例中，需要具体说明是主动配电网模块包括全局优化控制以及区域自治控制，全局优化控制是建立全局有功-无功协调优化的数学模型，并通过对该模型的优化计算确定智能电网中所有的控制变量取值，从而实现电网损最小或经济效益最高等优化目标；区域自治控制是在长时间尺度优化协调控制的间隔周期内，通过充分调动本区域内各种新型可控单元参与调节，实时修改实际运行工况与理想优化工况的偏差，以保证各区域能在全局优化所得的最优状态附近运行，本实施例不做具体限定。

其中需要具体说明是能源监测模块是利用远程传输设备监测通过智能网关实时监测各路设备的电压、电流、功率各项功耗以及功效参数，以帮助电力挖掘节能空间，提高能源使用率，降低使用成本。

103、然后能源监测模块将主动配电网模块上的数据传输至云端监测模块，由云端对数据进行监测对比后根据结果对CPU控制模块进行调控；

本实施例中，需要具体说明是云端监测模块通过主动配电网模块监测电力设备状态以及CPU控制模块状态监测利用移动网络采集配电系统数据，包括电压电流功率电能数据并形成日报、月报、年报以及历史查询个回路的参数数据，形成趋势对比图，若某片区出现高频率供电且产生费用低的异常情况由应用程序向运维人员发出报警信息，减少漏电偷电的情况，本实施例不做具体限定。

104、接着需求侧响应模块根据主动配电网模块出现用电风险时根据价格以及激励措施通过智能调控模块对能源使用模块智能调控，用户通过人机交互模块利用手机端或PC端上的电网程序查看用电量以及缴费用电费用。

本实施例中，需要具体说明是需求侧响应模块包括激励需求响应、价格需求响应、削峰或填谷需求响应以及约时需求响应，其中激励需求响应是直接采用激励政策和补偿方式诱导用户参与系统需要的负荷消减项目；价格需求响应是通过改变零售用电价格的变化让用户主动改变电力消费行为；削峰或填谷需求响应模块是通过用户在用电高峰期间减少用电改为在用电低谷期间增加用电；约时需求响应是通过电力公司于需求响应执行前一天、执行前数小时，通过平台公告、短信、电话方式向参与主体发出响应邀约，告知响应范围、需求量、时段及邀约截止时间信息，由用户在响应时段自行完成负荷调节，本实施例不做具体限定。

其中需要具体说明是智能调控模块安装在电表箱上，是对电表箱线路上的电器用电量进行实时监测，用户根据人机交互模块对用电设备的用电量查看，若用电量超出用户设定范围会预警；在用电高峰期智能调控模块通过人工智能技术对家电科学断电，避免大功率电器集中使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：包括主动配电网模块、能源监测模块、云端监测模块、需求侧响应模块、CPU控制模块、数据采集模块、交互模块、能源使用模块、智能调控模块，所述主动配电网模块是用于电网运行可靠性和电能质量的前提下增加对现有配电网和可再生能源发电的容纳，所述能源监测模块是对主动配电网模块中的能源实时监测并将数据传输至云端监测模块，所述云端监测模块是用于电网中的CPU控制模块进行云端监控，所述CPU控制模块是对电网数据进行数据处理以及配电网调节，所述需求侧响应模块是用户响应电网的号召有计划地暂停自己的用电信息传输至智能调控模块，所述智能调控模块基于需求侧响应模块采用人工智能技术对能源使用模块智能调控。

2.根据权利要求1所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：所述智能调控模块安装在电表箱上，是对电表箱线路上的电器用电量进行实时监测，用户根据人机交互模块对用电设备的用电量查看，若用电量超出用户设定范围会预警；在用电高峰期智能调控模块通过人工智能技术对家电科学断电。

3.根据权利要求1所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：所述能源使用模块是电网用户的需求端，即使用电量并记录并传输至交互模块，所述交互模块基于能源使用模块上的电网信息通过手机端或PC端上的电网程序查看用电量以及缴费用电费用，所述数据采集模块用于能源用户上电能数据采集并传输至CPU模块。

4.根据权利要求1所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：所述CPU控制模块包括数据处理单元以及配电网优化模块，其中配电网优化模块对分布式电源、多元用户负荷和配电网全面态势感知为手段，利用综合能量预测技术以及运行分析技术对配电网态势预测，获得完整的配电网运行信息收集，在此基础上生成调度策略，在对生成的调度策略快速仿真计算对配电网各项指标满足优化目标后下发调度命令给主动配电网模块并实时协调优化控制，同时优化调度方案库。

5.根据权利要求1所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：所述主动配电网模块包括全局优化控制以及区域自治控制，全局优化控制是建立全局有功-无功协调优化的数学模型，并通过对该模型的优化计算确定智能电网中所有的控制变量取值，从而实现电网损最小或经济效益最高等优化目标；区域自治控制是在长时间尺度优化协调控制的间隔周期内，通过充分调动本区域内各种新型可控单元参与调节，实时修改实际运行工况与理想优化工况的偏差，以保证各区域能在全局优化所得的最优状态附近运行。

6.根据权利要求1所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：所述云端监测模块通过主动配电网模块监测电力设备状态以及CPU控制模块状态监测利用移动网络采集配电系统数据，包括电压电流功率电能数据并形成日报、月报、年报以及历史查询个回路的参数数据，形成趋势对比图，若某片区出现高频率供电且产生费用低的异常情况由应用程序向运维人员发出报警信息。

7.根据权利要求1所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置，其特征在于：所述需求侧响应模块包括激励需求响应、价格需求响应、削峰或填谷需求响应以及约时需求响应，其中激励需求响应是直接采用激励政策和补偿方式诱导用户参与系统需要的负荷消减项目；价格需求响应是通过改变零售用电价格的变化让用户主动改变电力消费行为；削峰或填谷需求响应模块是通过用户在用电高峰期间减少用电改为在用电低谷期间增加用电；约时需求响应是通过电力公司于需求响应执行前一天、执行前数小时，通过平台公告、短信、电话方式向参与主体发出响应邀约，告知响应范围、需求量、时段及邀约截止时间信息，由用户在响应时段自行完成负荷调节。

8.根据权利要求6所述的适用多种配电网场景的需求侧响应装置的调控方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1、所述能源使用模块将信息传输至数据采集模块，再由数据采集模块传输至CPU控制模块；

S2、所述主动配电网模块根据CPU控制模块对电网进行控制调配，并由能源监测模块对主动配电网模块进行实时监测；

S3、所述能源监测模块将主动配电网模块上的数据传输至云端监测模块，由云端对数据进行监测对比后根据结果对CPU控制模块进行调控；

S4、所述需求侧响应模块根据主动配电网模块出现用电风险时根据价格以及激励措施通过智能调控模块对能源使用模块智能调控，用户通过人机交互模块利用手机端或PC端上的电网程序查看用电量以及缴费用电费用。

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