CN116452367B - 一种智能供电管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及供电管理技术领域，具体地说，涉及一种智能供电管理系统。其包括平衡区域匹配模块以及平衡时间点规划模块。本发明通过平衡区域匹配模块判定不同时间点各地用电量高低，进行匹配区域选取，同时通过平衡时间点规划模块根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点，将平衡时间点作为集中供电时间点，及时断开非必需供电区域，集中供电量至用电量需要高的地区，合理分配不同时间内的电量供应，实现智能供电管理。
Description
技术领域
本发明涉及供电管理技术领域，具体地说，涉及一种智能供电管理系统。
背景技术
现有的配电网规划范围覆盖所有市辖供电区和县级供电区，覆盖范围广，数据信息量大，编制任务繁重等各种原因，同时各个监控区域由于使用习惯不同，造成用电量参差不齐，且出现用电量高的地区很容易因为环境影响，造成一定时间范围内出现突破平时高电量的情况。
公开号CN105469188A公开了一种配电网规划数据在线智能分析系统及方法，包括中心服务层、地市供电管理层和下级供电管理层，下级供电管理层统计用电数据，并上传给地市供电管理层，地市供电管理层将接收的数据和自己的用电数据形成报表，发送给中心服务层进行分析和统计；中心服务层包括报表服务器、模型服务器、关系数据库服务器和实时数据库服务器；报表服务器，用于处理数据库交互，客户端服务申请响应，提供各类数据服务，提供统一界面运行报表数据管理、权限管理、报表户维护、访问控制和插件维护。本发明可以满足不断变化的配电网规划项目信息统计业务，减少了大量的人力工作，提高了电网规划数据处理的准确性和效率。
上述方案中在进行供电管理过程中，没有考虑到不同监控区域用电量的使用情况，主要是用于满足不断变化的配电网规划项目信息统计业务，由于各个监控区域用电量不同，如果不能进行合理分配，很容易出现供电不足导致大范围停电情况的发生。
为了应对上述问题，现亟需一种智能供电管理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能供电管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，提供了一种智能供电管理系统，包括供电网监测模块、用电频率分析模块、边缘用电量时间点预测模块、供电区域定位模块、平衡区域匹配模块以及平衡时间点规划模块；
所述供电网监测模块用于建立供电网监测模式，对各个监控区域进行供电量监测；
所述供电网监测模块输出端与所述用电频率分析模块输入端连接，所述用电频率分析模块根据监控区域供电量监测，确定各个监控区域的用电频率；
所述用电频率分析模块输出端与所述边缘用电量时间点预测模块输入端连接，所述边缘用电量时间点预测模块用于确定各个监控区域的用电量最低值以及最高值，并确定用电量最低值以及最高值对应的时间点；
所述用电频率分析模块输出端还与所述供电区域定位模块输入端连接，所述供电区域定位模块与所述边缘用电量时间点预测模块双向连接，所述供电区域定位模块确定存在用电量最低值以及最高值的区域位置；
所述供电区域定位模块输出端与所述平衡区域匹配模块输入端连接，所述平衡区域匹配模块输入端与所述边缘用电量时间点预测模块输出端连接，所述平衡区域匹配模块制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域；
所述平衡区域匹配模块输出端与所述平衡时间点规划模块输入端连接，所述平衡时间点规划模块根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点。
作为本技术方案的进一步改进，所述供电网监测模块包括监测时间点规划单元以及数据整合分析单元，所述监测时间点规划单元用于制定监测单位时间，间隔单位时间进行一次用电量监测，所述监测时间点规划单元输出端与所述数据整合分析单元输入端连接，所述数据整合分析单元确定不同监测时间对应的用电量，生成线上模拟图像。
作为本技术方案的进一步改进，所述数据整合分析单元输出端连接有异常供电标记单元，所述异常供电标记单元用于确定异常供电量阈值，对监控区域用电量超过的异常供电量阈值的时间点进行标记。
作为本技术方案的进一步改进，所述边缘用电量时间点预测模块包括用电量变化趋势确定单元、用电量变化点标记单元以及对应时间点确定单元，所述用电量变化趋势确定单元用于确定监控区域的用电量变化趋势，所述用电量变化趋势确定单元输出端与所述用电量变化点标记单元输入端连接，所述用电量变化点标记单元确定每次趋势变化的变化点，所述用电量变化点标记单元输出端与所述对应时间点确定单元输入端连接，所述对应时间点确定单元记录趋势变化的变化点对应的时间点。
作为本技术方案的进一步改进，所述平衡区域匹配模块包括平衡用电量范围规划单元、剔除区域计算单元以及匹配区域适配单元，所述平衡用电量范围规划单元制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，所述平衡用电量范围规划单元输出端与所述剔除区域计算单元输入端连接，所述剔除区域计算单元对不符合平衡用电量范围的区域进行剔除，所述剔除区域计算单元输出端与所述匹配区域适配单元，所述匹配区域适配单元匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域。
作为本技术方案的进一步改进，所述剔除区域计算单元采用范围计算算法，其算法公式如下所示：
MDV＝Mmax-Mmin；
其中MDV为监控区域电量最低值与电量最高值差值，Mmax为监控区域的电量最高值，Mmin为监控区域电量最低值，F(MDV)为范围计算函数，为差值阈值，当监控区域电量最低值与电量最高值差值MDV低于差值阈值/>时，表明该区域不处于平衡用电量范围，不能作为后期匹配的监控区域，当监控区域电量最低值与电量最高值差值MDV不低于差值阈值/>时，表明该区域处于平衡用电量范围，可作为后期匹配的监控区域。
作为本技术方案的进一步改进，所述平衡时间点规划模块包括平衡时间点确定单元以及突破值预测单元，所述突破值预测单元根据电量变化趋势以及对应的监控区域用电量最高值，预测对应的突破值，所述突破值预测单元输出端与所述平衡时间点确定单元输入端连接，所述平衡时间点确定单元根据预测的突破值，将监控区域突破预测值的时间点作为平衡时间点。
作为本技术方案的进一步改进，所述突破值预测单元输入端连接环境条件影响确定单元，所述环境条件影响确定单元确定监控区域各项影响供电的环境条件。
作为本技术方案的进一步改进，所述平衡时间点规划模块输出端连接有数据库存储模块，所述数据库存储模块用于建立数据库，通过建立的数据对规划平衡时间点进行存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该智能供电管理系统中，通过平衡区域匹配模块判定不同时间点各地用电量高低，进行匹配区域选取，同时通过平衡时间点规划模块根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点，将平衡时间点作为集中供电时间点，及时断开非必需供电区域，集中供电量至用电量需要高的地区，合理分配不同时间内的电量供应，实现智能供电管理。
2、该智能供电管理系统中，通过环境条件影响确定单元确定监控区域各项影响供电的环境条件，例如降温幅度以及升温幅度，通过确定环境条件影响，为后期进行突破值预测提供参考依据。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的供电网监测模块结构示意图；
图3为本发明的边缘用电量时间点预测模块结构示意图；
图4为本发明的平衡区域匹配模块结构示意图；
图5为本发明的平衡时间点规划模块结构示意图。
图中各个标号意义为：
10、供电网监测模块；110、监测时间点规划单元；120、数据整合分析单元；130、异常供电标记单元；
20、用电频率分析模块；
30、边缘用电量时间点预测模块；310、用电量变化趋势确定单元；320、用电量变化点标记单元；330、对应时间点确定单元；
40、供电区域定位模块；
50、平衡区域匹配模块；510、平衡用电量范围规划单元；520、剔除区域计算单元；530、匹配区域适配单元；
60、平衡时间点规划模块；610、平衡时间点确定单元；620、突破值预测单元；630、环境条件影响确定单元；
70、数据库存储模块。
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。
请参阅图1-图5所示，提供了一种智能供电管理系统，包括供电网监测模块10、用电频率分析模块20、边缘用电量时间点预测模块30、供电区域定位模块40、平衡区域匹配模块50以及平衡时间点规划模块60；
供电网监测模块10用于建立供电网监测模式，对各个监控区域进行供电量监测；
供电网监测模块10输出端与用电频率分析模块20输入端连接，用电频率分析模块20根据监控区域供电量监测，确定各个监控区域的用电频率；
用电频率分析模块20输出端与边缘用电量时间点预测模块30输入端连接，边缘用电量时间点预测模块30用于确定各个监控区域的用电量最低值以及最高值，并确定用电量最低值以及最高值对应的时间点；
用电频率分析模块20输出端还与供电区域定位模块40输入端连接，供电区域定位模块40与边缘用电量时间点预测模块30双向连接，供电区域定位模块40确定存在用电量最低值以及最高值的区域位置；
供电区域定位模块40输出端与平衡区域匹配模块50输入端连接，平衡区域匹配模块50输入端与边缘用电量时间点预测模块30输出端连接，平衡区域匹配模块50制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域；
平衡区域匹配模块50输出端与平衡时间点规划模块60输入端连接，平衡时间点规划模块60根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点。
具体使用时，在进行地区供电管理过程中，首先通过供电网监测模块10建立供电网监测模式，对各个监控区域进行供电量监测，实时汇总各个监控区域的用电量，通过用电频率分析模块20根据监控区域供电量监测，确定各个监控区域的用电频率，即不同时期用电量的高低，边缘用电量时间点预测模块30确定各个监控区域的用电量最低值以及最高值，并确定用电量最低值以及最高值对应的时间点，随后通过供电区域定位模块40确定存在用电量最低值以及最高值的区域位置，由于某些地区供电量长时间处于高消耗状态，其电量最低值与最高值相差甚微，同时还存在一些供电量长时间处于低消耗状态，其电量最低值与最高值也相差甚微，平衡区域匹配模块50制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，将用电量最低值或者最高值不适配平衡用电量范围的地区进行剔除，不作为后期进行平衡区域的匹配区域，随后匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域，平衡时间点规划模块60根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点，例如甲地为小吃摊，晚上12点开业，从12点到3点为一天内用电最高值，而乙地为工作楼，晚上11点30各个楼层基本下班，从12点到3点为一天内用电最低值，甲地与乙地作为同一时间内的匹配区域，由于甲地处于用电最高值状态，很容易出现因附近商户同时处于高强度供电状态，导致其供电不足，引起断电现象，将甲地处于用电最高值状态时间点作为平衡时间点，在平衡时间内通过断开对作为匹配区域的乙地供电，来满足匹配区域的甲地正常供电。
本发明通过平衡区域匹配模块50判定不同时间点各地用电量高低，进行匹配区域选取，同时通过平衡时间点规划模块60根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点，将平衡时间点作为集中供电时间点，及时断开非必需供电区域，集中供电量至用电量需要高的地区，合理分配不同时间内的电量供应，实现智能供电管理。
此外，供电网监测模块10包括监测时间点规划单元110以及数据整合分析单元120，监测时间点规划单元110用于制定监测单位时间，间隔单位时间进行一次用电量监测，监测时间点规划单元110输出端与数据整合分析单元120输入端连接，数据整合分析单元120确定不同监测时间对应的用电量，生成线上模拟图像，在进行各个地区用电监测过程中，由于大多数情况下各个监测区域用电量趋于平稳状态，如果不定时对监测区域进行用电量监测，会出现数据冗余现象，此时通过监测时间点规划单元110制定监测单位时间，间隔监测单位时间进行一次用电量监测，从而减少用电量无用监测次数，随后通过数据整合分析单元120确定不同监测时间对应的用电量，生成线上模拟图，例如折现图以及条形图等，能够清晰的反馈出时间点与用电量之间存在的关系，为后期进行区域匹配提供参考依据。
进一步的，数据整合分析单元120输出端连接有异常供电标记单元130，异常供电标记单元130用于确定异常供电量阈值，对监控区域用电量超过的异常供电量阈值的时间点进行标记，由于在实际用电量监测过程中，各个监测区域经常会出现用电量超量情况，例如需要进行装修的地区，装修设备的使用会导致当前地区出现短时间电量超量情况，这种情况并非常见，为了防止对后期的匹配区域产生影响，通过设置的异常供电标记单元130确定异常供电量阈值，对监控区域用电量超过的异常供电量阈值的时间点进行标记，以供后期进行剔除，减少匹配误差。
再进一步的，边缘用电量时间点预测模块30包括用电量变化趋势确定单元310、用电量变化点标记单元320以及对应时间点确定单元330，用电量变化趋势确定单元310用于确定监控区域的用电量变化趋势，用电量变化趋势确定单元310输出端与用电量变化点标记单元320输入端连接，用电量变化点标记单元320确定每次趋势变化的变化点，用电量变化点标记单元320输出端与对应时间点确定单元330输入端连接，对应时间点确定单元330记录趋势变化的变化点对应的时间点，在进行边缘用电量时间点预测过程中，首先通过用电量变化趋势确定单元310确定监控区域的用电量变化趋势，即用电量呈下降趋势、上升趋势或者平稳趋势，随后通过用电量变化点标记单元320确定每次趋势变化的变化点，例如用电量从上升趋势转换为下降趋势，两种趋势变化点即为趋势变换点，此时通过对应时间点确定单元330记录趋势变化的变化点对应的时间点，将各个上升趋势转换点标记为高值，各个下降趋势转换点标记为低值，比较各个高值，选取数值最大的高值作为该监控区域的用电量最高值，比较各个低值，选取数值最小的低值作为该监控区域的用电量最低值，同时绑定用电量最高值对应的时间点以及用电量最低值对应的时间点。
具体的，平衡区域匹配模块50包括平衡用电量范围规划单元510、剔除区域计算单元520以及匹配区域适配单元530，平衡用电量范围规划单元510制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，平衡用电量范围规划单元510输出端与剔除区域计算单元520输入端连接，剔除区域计算单元520对不符合平衡用电量范围的区域进行剔除，剔除区域计算单元520输出端与匹配区域适配单元530，匹配区域适配单元530匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域，首先通过平衡用电量范围规划单元510制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，即计算出最高值与最低值之间的差值范围，随后通过剔除区域计算单元520对不符合平衡用电量范围的区域进行剔除，剩余监控区域通过匹配区域适配单元530匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域。
此外，剔除区域计算单元520采用范围计算算法，其算法公式如下所示：
MDV＝Mmax-Mmin；
其中MDV为监控区域电量最低值与电量最高值差值，Mmax为监控区域的电量最高值，Mmin为监控区域电量最低值，F(MDV)为范围计算函数，为差值阈值，当监控区域电量最低值与电量最高值差值MDV低于差值阈值/>时，表明该区域不处于平衡用电量范围，不能作为后期匹配的监控区域，当监控区域电量最低值与电量最高值差值MDV不低于差值阈值/>时，表明该区域处于平衡用电量范围，可作为后期匹配的监控区域。
由于不同时间点对应的用电量不同，当某一监控区域突破用电量最高值，表明该区域需要及时提高供电量，同时需要关停其匹配平衡时间点且处于电量最低值的区域，进一步的，平衡时间点规划模块60包括平衡时间点确定单元610以及突破值预测单元620，突破值预测单元620根据电量变化趋势以及对应的监控区域用电量最高值，预测对应的突破值，突破值预测单元620输出端与平衡时间点确定单元610输入端连接，平衡时间点确定单元610根据预测的突破值，将监控区域突破预测值的时间点作为平衡时间点。通过突破值预测单元620根据电量变化趋势以及对应的监控区域用电量最高值，预测对应的突破值，随后通过平衡时间点确定单元610根据预测的突破值，将监控区域突破预测值的时间点作为平衡时间点，将该平衡时间点作为突破电量最高值时供电时间点，同时为其匹配的区域关停供电的时间点。
于环境对应监控区域的供电影响较高，例如当天气过高或者过低时，居民区使用空调或者暖气的频率将会增加，其用电量随着增加，突破电量最高值的时间也会提高，再进一步的，突破值预测单元620输入端连接环境条件影响确定单元630，环境条件影响确定单元630确定监控区域各项影响供电的环境条件，由通过环境条件影响确定单元630确定监控区域各项影响供电的环境条件，例如降温幅度以及升温幅度，通过确定环境条件影响，为后期进行突破值预测提供参考依据。
此外，平衡时间点规划模块60输出端连接有数据库存储模块70，数据库存储模块70用于建立数据库，通过建立的数据对规划平衡时间点进行存储，当平衡时间点规划模块60根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点，将规划平衡时间点传输至数据库存储模块70，通过数据库存储模块70建立数据库，通过建立的数据对规划平衡时间点进行存储，以供后期进行数据调用。
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 (8)
1.一种智能供电管理系统，其特征在于：包括供电网监测模块（10）、用电频率分析模块（20）、边缘用电量时间点预测模块（30）、供电区域定位模块（40）、平衡区域匹配模块（50）以及平衡时间点规划模块（60）；
所述供电网监测模块（10）用于建立供电网监测模式，对各个监控区域进行供电量监测；
所述供电网监测模块（10）输出端与所述用电频率分析模块（20）输入端连接，所述用电频率分析模块（20）根据监控区域供电量监测，确定各个监控区域的用电频率；
所述用电频率分析模块（20）输出端与所述边缘用电量时间点预测模块（30）输入端连接，所述边缘用电量时间点预测模块（30）用于确定各个监控区域的用电量最低值以及最高值，并确定用电量最低值以及最高值对应的时间点；
所述用电频率分析模块（20）输出端还与所述供电区域定位模块（40）输入端连接，所述供电区域定位模块（40）与所述边缘用电量时间点预测模块（30）双向连接，所述供电区域定位模块（40）确定存在用电量最低值以及最高值的区域位置；
所述供电区域定位模块（40）输出端与所述平衡区域匹配模块（50）输入端连接，所述平衡区域匹配模块（50）输入端与所述边缘用电量时间点预测模块（30）输出端连接，所述平衡区域匹配模块（50）制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域；
所述平衡区域匹配模块（50）输出端与所述平衡时间点规划模块（60）输入端连接，所述平衡时间点规划模块（60）根据匹配区域以及匹配的时间点，规划平衡时间点；
所述平衡区域匹配模块（50）包括平衡用电量范围规划单元（510）、剔除区域计算单元（520）以及匹配区域适配单元（530），所述剔除区域计算单元（520）采用范围计算算法，其算法公式如下所示：
；
；
其中为监控区域电量最低值与电量最高值差值，/>为监控区域的电量最高值，为监控区域电量最低值，/>为范围计算函数，/>为差值阈值，当监控区域电量最低值与电量最高值差值/>低于差值阈值/>时，表明该区域不处于平衡用电量范围，不能作为后期匹配的监控区域，当监控区域电量最低值与电量最高值差值/>不低于差值阈值时，表明该区域处于平衡用电量范围，可作为后期匹配的监控区域。
2.根据权利要求1所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述供电网监测模块（10）包括监测时间点规划单元（110）以及数据整合分析单元（120），所述监测时间点规划单元（110）用于制定监测单位时间，间隔单位时间进行一次用电量监测，所述监测时间点规划单元（110）输出端与所述数据整合分析单元（120）输入端连接，所述数据整合分析单元（120）确定不同监测时间对应的用电量，生成线上模拟图像。
3.根据权利要求2所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述数据整合分析单元（120）输出端连接有异常供电标记单元（130），所述异常供电标记单元（130）用于确定异常供电量阈值，对监控区域用电量超过的异常供电量阈值的时间点进行标记。
4.根据权利要求1所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述边缘用电量时间点预测模块（30）包括用电量变化趋势确定单元（310）、用电量变化点标记单元（320）以及对应时间点确定单元（330），所述用电量变化趋势确定单元（310）用于确定监控区域的用电量变化趋势，所述用电量变化趋势确定单元（310）输出端与所述用电量变化点标记单元（320）输入端连接，所述用电量变化点标记单元（320）确定每次趋势变化的变化点，所述用电量变化点标记单元（320）输出端与所述对应时间点确定单元（330）输入端连接，所述对应时间点确定单元（330）记录趋势变化的变化点对应的时间点。
5.根据权利要求1所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述平衡用电量范围规划单元（510）制定电量最低值范围以及电量最高值范围，生成平衡用电量范围，所述平衡用电量范围规划单元（510）输出端与所述剔除区域计算单元（520）输入端连接，所述剔除区域计算单元（520）对不符合平衡用电量范围的区域进行剔除，所述剔除区域计算单元（520）输出端与所述匹配区域适配单元（530），所述匹配区域适配单元（530）匹配同一时间点处于平衡用电量范围内出现电量最低值和出现电量最高值的区域，生成匹配区域。
6.根据权利要求1所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述平衡时间点规划模块（60）包括平衡时间点确定单元（610）以及突破值预测单元（620），所述突破值预测单元（620）根据电量变化趋势以及对应的监控区域用电量最高值，预测对应的突破值，所述突破值预测单元（620）输出端与所述平衡时间点确定单元（610）输入端连接，所述平衡时间点确定单元（610）根据预测的突破值，将监控区域突破预测值的时间点作为平衡时间点。
7.根据权利要求6所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述突破值预测单元（620）输入端连接环境条件影响确定单元（630），所述环境条件影响确定单元（630）确定监控区域各项影响供电的环境条件。
8.根据权利要求6所述的智能供电管理系统，其特征在于：所述平衡时间点规划模块（60）输出端连接有数据库存储模块（70），所述数据库存储模块（70）用于建立数据库，通过建立的数据对规划平衡时间点进行存储。
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