CN117154747B - 一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法，包括管理层、接收层及响应层；用户的身份信息及电厂的电力供输线路通过管理层录入并储存，管理层对内部储存的用户身份信息进行识别区分，并根据识别区分结果区分储存，接收层从管理层中储存身份信息的用户中，获取用户的用电请求；本发明能够实现多用户与多电厂相互之间的协作管理，且通过对于电厂、电厂的电力供输线路与用户相互之间的匹配，可使得电厂为用户提供供电控制的同时还能够对用户的用电情况进行实时预警，有利于用户方实现节能减排，且一定程度的降低了电厂对于其服务的用户所对应的供给负担。

Description

一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法。

背景技术

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

然而，现有技术中，往往以单一电厂与用户之间连接，完成电力供输任务进而达到服务用户的目的；

目前并未有能够应用于多电厂与多用电户在复杂的电力供输线路部署环境下进行稳定电力传输的控制系统，从而导致区域内，各电厂电力供输分配不均衡，进而造成非不可抗力的局部区域电力供不应求的情况出现。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法，解决了目前并未有能够应用于多电厂与多用电户在复杂的电力供输线路部署环境下进行稳定电力传输的控制系统，从而导致区域内各电厂电力供输分配不均衡，进而造成非不可抗力的局部区域电力供不应求的情况出现的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，包括管理层、接收层及响应层；

用户的身份信息及电厂的电力供输线路通过管理层录入并储存，管理层对内部储存的用户身份信息进行识别区分，并根据识别区分结果区分储存，接收层从管理层中储存身份信息的用户中，获取用户用电请求，并对用户的用电请求进行分析后向响应层反馈；

所述接收层包括监测模块及设定模块，监测模块用于监测用户的用电请求，设定 模块用于设定用户用电周期及用户用电周期内的允许用电额度，监测模块还用于参考用户 用电周期及用电周期内的允许用电额度向用户发出警报，监测模块中建立警报模型，其警 报模型算法如下公式计算，以计算结果作为警报的触发条件，公式为：；式中：为用户用电周期内剩余允许用电额度 可用时长预期值；为用电周期内设置的允许用电额度；为用电周期内当前用电量； 为用电周期内日用电峰值；为用电周期内日用电谷值；及为及的权重；，为用电周期剩余；为设定的用电周期；为用电周期已用时长；

其中，上述公式在于监测模块中通过系统端用户手动设定刷新频率实时运行，监测模块中的警报以上述公式计算结果为不成立时触发。

更进一步地，所述管理层包括录入模块、储存模块及整理模块，录入模块用于录入用户身份信息及电厂的电力供输线路，储存模块用于接收录入模块中录入的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据，对数据进行储存，整理模块用于对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分；

其中，录入模块中录入的电厂的电力供输线路的线路终端均为用户，录入模块中录入的电力供输线路来源电厂数量不少于两组，各电厂的电力供输线路中均包含有至少一组的共用线路，整理模块通过系统端用户手动操作完成配置与区分，具体操作为：将用户身份信息与其对应的电力供输线路进行配置，将电力供输线路与其对应的电厂进行配置，进一步完成用户身份信息、电力供输线路及电厂三者之间的配置；根据用户对应的电厂进行区分。

更进一步地，所述整理模块对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分后，进一步根据配置与区分结果对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路，进行电力供输路径连接结构的构建，并在完成构建后向接收层反馈。

更进一步地，用户在由设定模块设定用户用电周期内运行用电额度状态下，当用户手动闭合用电设备的电闸操作时，即发出用电请求的操作，且用户在手动闭合电闸后，电厂通过与用户相互配置的电力供输路线进行电力输送，供用户使用，所述设定模块内部设置有子模块，包括：

选择单元，用于选择用户被系统认定为排除目标；

其中，所述排除目标对应的用户不参与设定模块运行。

更进一步地，所述监测模块在监测用户的用电请求时，同步记载用户发出用电请求时的时间戳，所述监测模块在发出警报时，同步记载发出警报时的时间戳；

其中，监测模块与用户持有的电子设备通过网络连接并进行实时的警报信息的传输，警报信息为音频信息和文字信息中的任意一种。

更进一步地，所述响应层包括判定模块及分析模块，判定模块用于判定发出用电请求的用户用电周期内的允许用电额度是否耗尽，分析模块用于分析用户的备用电力供给电厂是否为优选目标；

其中，判定模块判定发出用电请求的用户允许用电额度是否耗尽的逻辑依据为：，则用户用电周期内剩余允许用电额度可用时长预期值和用电周期剩余值均为 零，分析模块中备用电力供给电厂为当前用户配置的电厂及以外的其他电厂，电力供给电 厂优选目标为：各电厂中配置的各用户对应发出用电请求时的时间戳及发出警报时的时间 戳数量最少的电厂。

更进一步地，所述分析模块分析到的备用电力供给电厂优选目标为当前用户配置的电厂自身时，用户配置电厂切断对用户的电力供给。

更进一步地，所述响应层还包括嗅探模块，用于嗅探备用电力供给电厂优选目标在向允许用电额度耗尽的用户供输电力时应用的电力供输路径；

其中，电力供输路径由若干组电力供输线路组成，电力供输路径在嗅探时参考电 力供输路径连接结构并通过下式进行计算求取，公式为：； 式中：，为最佳电力供输路径；为电力供输线路的集合；为电力供输路线中 对应的备用电力供给电厂优选目标和用户；为各电力供输线路与电力供输路径连接结 构中包含的节点；为消减节点数量；为电力供输线路必经节点，即共用线路在电 力供输路径连接结构中包含的节点。

更进一步地，所述录入模块通过介质电性连接有储存模块及整理模块，所述整理模块通过介质电性连接有监测模块及设定模块，所述设定模块内部通过介质电性连接有选择单元，所述设定模块通过介质电性连接有判定模块、分析模块及嗅探模块。

另一方面，一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应方法，包括以下步骤：

步骤1：录入并储存用户身份信息及电厂的电力供输线路；

步骤2：设定用户允许用电额度，监测用户用电状态，参考用户允许用电额度实时发出预警；

步骤3：在用户的允许用电额度耗尽时，选择其他电厂及电力供输线路对用户进行电力供给。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：

1.本发明提供一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，该系统能够实现多用户与多电厂相互之间的协作管理，且通过对于电厂、电厂的电力供输线路与用户相互之间的匹配，可使得电厂为用户提供供电控制的同时还能够对用户的用电情况进行实时预警，有利于用户方实现节能减排，且一定程度的降低了电厂对于其服务的用户所对应的供给负担。

2.本发明中系统，针对此种应用于多用户与多电厂相互之间电力供输模式，能够大大的平衡电厂所处区域内，电力供输的平衡，避免电厂所处区域内部分区域出现供不应求的断电情况，有效的维护了电力供输过程的稳定。

3.本发明中系统在运行时，对于用户所提供的电力供输路径，通过系统处理，还能够求取得到最优的电力供输路径，以便于用户在允许用电额度耗尽时，通过求取的最优电力供输路径更加快速的恢复电力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统的结构示意图；

图2为一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应方法的流程示意图；

图3为本发明中电力供输路径连接结构的示例图；

图中的标号分别代表：1、第一电厂；2、第二电厂；3、线路节点；4、共用线路节点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一

本实施例的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，如图1所示，包括管理层、接收层及响应层；

用户的身份信息及电厂的电力供输线路通过管理层录入并储存，管理层对内部储存的用户身份信息进行识别区分，并根据识别区分结果区分储存，接收层从管理层中储存身份信息的用户中，获取用户用电请求，并对用户的用电请求进行分析后向响应层反馈；

接收层包括监测模块及设定模块，监测模块用于监测用户的用电请求，设定模块 用于设定用户用电周期及用户用电周期内的允许用电额度，监测模块还用于参考用户用电 周期及用电周期内的允许用电额度向用户发出警报，监测模块中建立警报模型，其警报模 型算法如下公式计算，以计算结果作为警报的触发条件，公式为：；式中：为用户用电周期内剩余允许用电额度 可用时长预期值；为用电周期内设置的允许用电额度；为用电周期内当前用电量； 为用电周期内日用电峰值；为用电周期内日用电谷值；及为及的权重；，为用电周期剩余；为设定的用电周期；为用电周期已用时长；

其中，上述公式在监测模块中通过系统端用户手动设定刷新频率实时运行，监测模块中的警报以上述公式计算结果为不成立时触；

响应层还包括嗅探模块，用于嗅探备用电力供给电厂优选目标在向允许用电额度耗尽的用户供输电力时应用的电力供输路径；

其中，电力供输路径由若干组电力供输线路组成，电力供输路径在嗅探时参考电 力供输路径连接结构并通过下式进行计算求取，公式为：， 式中：为最佳电力供输路径；为电力供输线路的集合；为电力供输路线中对 应的备用电力供给电厂优选目标及用户；为各电力供输线路与电力供输路径连接结构 中包含的节点；为消减节点数量；为电力供输线路必经节点，即共用线路于电力 供输路径连接结构中包含的节点。

在本实施例中，录入模块录入用户身份信息及电厂的电力供输线路，并由储存模块接收录入模块中录入的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据，对数据进行储存，再由整理模块对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分，监测模块实时运行监测用户的用电请求，并通过设定模块设定用户用电周期及用户用电周期内的允许用电额度，进一步的监测模块参考用户用电周期及用电周期内的允许用电额度向用户发出警报，监测模块中由如下公式计算，以计算结果作为警报的触发条件，最后判定模块判定发出用电请求的用户用电周期内的允许用电额度是否耗尽，再通过分析模块分析用户的备用电力供给电厂优选目标，并由嗅探模块嗅探备用电力供给电厂优选目标在向允许用电额度耗尽的用户供输电力时应用的电力供输路径；

且由上式中对于监测模块警报触发条件的计算判定，能够给予用户实时的提示，以便于用户能够更加迅速的针对自身用电情况进行适应性用电调整；

此外，该系统运行进一步对系统提供至用户的电力供输路径带来了一定程度的优化效果，使得提供至用户使用的电力供输路径更短，以便于对用户的供电迅速恢复。

实施例二

在具体实施层面，在实施例一的基础上，本实施例参照图1对实施例1中一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统做进一步具体说明：

管理层包括录入模块、储存模块及整理模块，录入模块用于录入用户身份信息及电厂的电力供输线路，储存模块用于接收录入模块中录入的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据，对数据进行储存，整理模块用于对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分；

其中，录入模块中录入的电厂的电力供输线路的线路终端均为用户，录入模块中录入的电力供输线路来源电厂数量不少于两组，各电厂的电力供输线路中均包含有至少一组的共用线路，整理模块通过系统端用户手动操作完成配置与区分，具体操作为：将用户身份信息与其对应的电力供输线路进行配置，将电力供输线路与其对应的电厂进行配置，进一步完成用户身份信息、电力供输线路及电厂三者之间的配置；根据用户对应的电厂进行区分；

整理模块对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分后，进一步根据配置与区分结果对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路，进行电力供输路径连接结构的构建，并在完成构建后向接收层反馈。

通过上述设置为系统的后续运行提供了必要的数据支持。

如图1所示，用户在由设定模块设定用户用电周期内运行用电额度状态下，用户手动闭合用电设备的电闸操作时，即发出用电请求的操作，且用户在手动闭合电闸后，电厂通过与用户相互配置的电力供输路线进行电力输送，供用户使用，设定模块内部设置有子模块，包括：

选择单元，用于选择用户被系统认定为排除目标；

其中，排除目标对应的用户不参与设定模块运行；

监测模块在监测用户的用电请求时，同步记载用户发出用电请求时的时间戳，监测模块在发出警报时，同步记载发出警报时的时间戳；

其中，监测模块与用户持有的电子设备通过网络连接并进行实时的警报信息的传输，警报信息为音频信息和文字信息中的任意一种。

通过上述设置在为系统后续运行提供了必要的数据支持的同时，还通过系统获取到了用户发出用电请求时的时间戳及发出警报时的时间戳，以便于为用户及系统端用户提供更多数据，以便于后续通过系统对用户的用电进行适应性管理。

如图1所示，响应层包括判定模块及分析模块，判定模块用于判定发出用电请求的用户用电周期内的允许用电额度是否耗尽，分析模块用于分析用户的备用电力供给电厂是否为优选目标；

其中，判定模块判定发出用电请求的用户允许用电额度是否耗尽的逻辑依据为：，则用户用电周期内剩余允许用电额度可用时长预期值和用电周期剩余值均为 零，分析模块中备用电力供给电厂为当前用户配置的电厂及以外的其他电厂，电力供给电 厂优选目标为：各电厂中配置的各用户对应发出用电请求时的时间戳及发出警报时的时间 戳数量最少的电厂；

分析模块分析到的备用电力供给电厂优选目标为当前用户配置的电厂自身时，用户配置电厂切断对用户的电力供给。

通过上述设置，可以使得系统具备更进一步的自主判定逻辑，在系统服务的所有电厂存在储电不足时，断开用户的供电，以达到保全选择单元中选择作为排除目标的用户的目的。

如图1所示，录入模块通过介质电性连接有储存模块及整理模块，整理模块通过介质电性连接有监测模块及设定模块，设定模块内部通过介质电性连接有选择单元，设定模块通过介质电性连接有判定模块、分析模块及嗅探模块。

实施例三

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图2对实施例1中一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统做进一步具体说明：

一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应方法，包括以下步骤：

步骤1：录入并储存用户身份信息及电厂的电力供输线路；

步骤2：设定用户允许用电额度，监测用户用电状态，参考用户允许用电额度实时发出预警；

步骤3：在用户的允许用电额度耗尽时，选择其他电厂及电力供输线路对用户进行电力供给。

如图3所示，图中第一电厂1及第二电厂2为线路节点3通过电力供输线路进行电力输送，线路节点3即用户的所处的位置，第一电厂1及第二电厂2之间存在共用线路节点4，通过共用线路节点4配置的状态下，第一电厂1及第二电厂2可实现电力输送交互，使得第一电厂1所属的线路节点3能够通过共用线路节点4在电力供输线路组成电力供输路径状态下接收来源于第二电厂2的电力，使得第二电厂2所属的线路节点3能够通过共用线路节点4在电力供输线路组成电力供输路径状态下接收来源于第一电厂1的电力。

综上而言，上述实施例中系统能够实现多用户与多电厂相互之间的协作管理，且通过对于电厂、电厂的电力供输线路与用户相互之间的匹配，可使得电厂为用户提供供电控制的同时还能够对用户的用电情况进行实时预警，有利于用户方实现节能减排，且一定程度的降低了电厂对于其服务的用户所对应的供给负担；并且，该系统针对此种应用于多用户与多电厂相互之间电力供输模式，能够大大的平衡电厂所处区域内，电力供输的平衡，避免电厂所处区域内部分区域出现供不应求的断电情况，有效的维护了电力供输过程的稳定；同时，系统在运行时，对于用户所提供的电力供输路径，通过系统处理，还能够求取得到最优的电力供输路径，以便于用户在允许用电额度耗尽时，通过求取的最优电力供输路径更加快速的恢复电力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，包括管理层、接收层及响应层；

用户的身份信息及电厂的电力供输线路通过管理层录入并储存，管理层对内部储存的用户身份信息进行识别，并根据识别区分结果区分储存，接收层从管理层中储存身份信息的用户中，获取用户的用电请求，并对用户的用电请求进行分析后向响应层反馈；

所述接收层包括监测模块及设定模块，监测模块用于监测用户的用电请求，设定模块用于设定用户用电周期及用户用电周期内的允许用电额度，监测模块还用于参考用户用电周期及用电周期内的允许用电额度向用户发出警报，监测模块中建立警报模型，其警报模型算法如下公式计算，以计算结果作为警报的触发条件，公式为：；

式中：为用户用电周期内剩余允许用电额度可用时长预期值；/>为用电周期内设置的允许用电额度；/>为用电周期内当前用电量；/>为用电周期内日用电峰值；/>为用电周期内日用电谷值；/>及/>为/>及/>的权重；/>，/>为用电周期剩余；/>为设定的用电周期；/>为用电周期已用时长；

其中，上述公式在监测模块中通过系统端用户手动设定刷新频率实时运行，监测模块中的警报以上述公式计算结果为不成立时触发；

所述响应层还包括嗅探模块，用于嗅探备用电力供给电厂优选目标在向允许用电额度耗尽的用户供输电力时应用的电力供输路径；

其中，电力供输路径在嗅探时参考电力供输路径连接结构并通过下式进行计算求取，公式为：；

式中：为最佳电力供输路径；/>为电力供输线路的集合；/>为电力供输路线中对应的备用电力供给电厂优选目标和用户；/>为各电力供输线路于电力供输路径连接结构中包含的节点；/>为消减节点数量；/>为电力供输线路必经节点，即共用线路在电力供输路径连接结构中包含的节点。

2.根据权利要求1所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，所述管理层包括录入模块、储存模块及整理模块，录入模块用于录入用户身份信息及电厂的电力供输线路，储存模块用于接收录入模块中录入的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据，对数据进行储存，整理模块用于对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分；

其中，录入模块中录入的电厂的电力供输线路的线路终端均为用户，录入模块中录入的电力供输线路来源电厂数量不少于两组，各电厂的电力供输线路中均包含有至少一组的共用线路，整理模块通过系统端用户手动操作完成配置与区分，具体操作为：将用户身份信息与其对应的电力供输线路进行配置，将电力供输线路与其对应的电厂进行配置，进一步完成电用户身份信息、电力供输线路及电厂三者之间的配置；根据用户对应的电厂进行区分。

3.根据权利要求2所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，所述整理模块对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路数据进行配置与区分后，进一步根据配置与区分结果对储存模块中储存的用户身份信息及电厂的电力供输线路，进行电力供输路径连接结构的构建，并在完成构建后向接收层反馈。

4.根据权利要求1所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，用户在由设定模块设定用户用电周期内运行用电额度状态下，当用户手动闭合用电设备的电闸操作时，即发出用电请求的操作，且用户在手动闭合电闸后，电厂通过与用户相互配置的电力供输路线进行电力输送，供电用户使用，所述设定模块内部设置有子模块，包括：

选择单元，用于选择用户被系统认定为排除目标；

其中，所述排除目标对应的用户不参与设定模块运行。

5.根据权利要求1所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，所述监测模块在监测用户的用电请求时，同步记载用户发出用电请求时的时间戳，所述监测模块在发出警报时，同步记载发出警报时的时间戳；

其中，监测模块与用户持有的电子设备通过网络连接并进行实时的警报信息的传输，警报信息为音频信息和文字信息中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，所述响应层包括判定模块及分析模块，判定模块用于判定发出用电请求的用户用电周期内的允许用电额度是否耗尽，分析模块用于分析用户的备用电力供给电厂是否为优选目标；

其中，判定模块判定发出用电请求的用户允许用电额度是否耗尽的逻辑依据为：=/>，则用户用电周期内剩余允许用电额度可用时长预期值和用电周期剩余值均为零，分析模块中备用电力供给电厂为当前用户配置的电厂及以外的其他电厂，电力供给电厂优选目标为：各电厂中配置的各用户对应发出用电请求时的时间戳及发出警报时的时间戳数量最少的电厂。

7.根据权利要求6所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，所述分析模块分析到的备用电力供给电厂优选目标为当前用户配置的电厂自身时，用户配置电厂切断对用户的电力供给。

8.根据权利要求2所述的一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统，其特征在于，所述录入模块通过介质电性连接有储存模块及整理模块，所述整理模块通过介质电性连接有监测模块及设定模块，所述设定模块内部通过介质电性连接有选择单元，所述设定模块通过介质电性连接有判定模块、分析模块及嗅探模块。

9.一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应方法，所述方法是对如权利要求1-8中任意一项所述一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：录入并储存用户身份信息及电厂的电力供输线路；

步骤2：设定用户允许用电额度，监测用户用电状态，参考用户允许用电额度实时发出预警；

步骤3：在用户的允许用电额度耗尽时，选择其他电厂及电力供输线路对用户进行电力供给。