CN117689181A - 基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微电网技术领域，具体地说，涉及一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统及方法。该系统包括管理端和分布于智慧园区处的至少一个用户节点；用户节点用于向用户提供付费充电功能，管理端用于基于每个用户节点在当前调价周期内的用电负荷量及电价对下一个调价周期的每个用户节点的调节后电价进行调节，该方法基于上述系统实现。本发明能够通过自用户侧的引导实现园区内用电高峰的错开。
Description
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，具体地说，涉及一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统及方法。
背景技术
随着人类文明的发展，城市已经成为人类生活和社会发展的重要载体。而园区作为城市的基础单元，其内涵也在经历不断地丰富和拓展。在此基础上，智慧园区的概念也就应运而生。能源的智慧产生与使用是未来智慧园区的重要组成部分。而智慧园区中一项重要的能源控制方法便是通过搭建储能系统和分布式供电系统，通过结合既有的配电网保证智慧园区内可靠的供电质量。
随着“双碳”目标的提出和推动，我国能源绿色低碳转型步伐加速前进，以新能源为主体的新型电力系统加快构建，电动汽车产业加速发展。由于电动汽车临时性的快速充电，其接入不仅会加重配电网的负担，也给电网电能质量带来巨大的影响。
对于智慧园区而言，其内部的微电网系统通常采用混合供电系统进行供电，混合供电系统通常包括如光伏、风电等分布式供电系统，以及储能系统和既有的配电网系统；在园区的不同位置处分布部署的用于供电动汽车充电的用户节点一般是通过供电母线接入混合供电系统。考虑到大量电动汽车的接入，对智慧园区内的此类的用电调度进行研究的意义，除了在于避免园区内的拥堵外，还在于平稳每个用户节点处的功率波动。目前，微电网整体调控类的研究较少。
发明内容
本发明提供了一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，包括管理端和分布于智慧园区处的至少一个用户节点；
包括管理端和分布于智慧园区处的至少一个用户节点；
用户节点，通过供电母线接入园区混合供电系统，用于向用户提供付费充电功能；
管理端，用于基于每个用户节点在当前调价周期内的用电负荷量及电价对下一个调价周期的每个用户节点的调节后电价进行调节。
本方案中，用户节点Pn用于向用户提供付费充电功能，管理端用于基于每个用户节点Pn在当前调价周期内的用电负荷量wn及电价fn对下一个调价周期的每个用户节点Pn的调节后电价进行调节；
其中，其中，fn为第n个用户节点Pn在上一调价周期的电价，wn为第n个用户节点Pn在上一调价周期的用电负荷量，W为上一调价周期内全部用户节点Pn的总用电负荷量，/>为上一调价周期内全部用户节点Pn的用电负荷量均值；
其中，其中N为用户节点Pn的总数。
通过上述系统，能够周期性的对每个用户节点Pn处的用电负荷量wn进行采集，并基于用电负荷量wn与所有用户节点Pn处的用电负荷量均值实现对每个用户节点Pn处的当前电价fn的调节；若某一用户节点Pn的用电负荷量wn高于电负荷量均值则调节后电价/>会提高，反之则降低；从而能够较佳地从需求侧出发，实现对每个用户节点Pn处的使用量的调整，该种方式能够使得园区内的每个用户节点Pn能够均衡地发挥作用，不仅能够有效地避免园区内的交通堵塞，且能够有效地平稳每个用户节点Pn处的功率波动。
作为优选，用户节点具有主控机和多个充电桩；主控机具有，
用电负荷采集单元，其用于采集当前用户节点Pn处的用电负荷wn；
电价管理单元，其用于对当前用户节点Pn处的电价fn进行调节；
供电接口单元，其用于向所述多个充电桩提供供电接口；以及节点处理单元，节点处理单元用于接收当前用户节点Pn处的用电负荷wn并发送给管理端，并用于将自管理端处接收到的下一个调价周期的调节后电价发送给电价管理单元。
通过上述，能够较佳地实现对每个用户节点Pn的功能搭建。
作为优选，主控机具有主体部，用电负荷采集单元、电价管理单元、供电接口单元和节点处理单元均集成于主体部处；主体部通过地锚组件固定设于地面处。从而能够较佳地实现用户节点的部署。
作为优选，主体部底部构造有安装底板，安装底板处开设有用于与地锚组件配合的安装孔；地锚组件具有用于锚固于地面内的锚定件和用于与锚定件配合的锁固件；
锁固件具有连接段和设置于连接段上端部处的挡环段，连接段用于与安装孔间隙配合，挡环段的外径大于安装孔的内径；
锚定件具有位于下部的锚固段和位于上部的装配段，锚固段外径大于装配段外径；
锁固件内部沿轴向贯穿地设置连接腔，连接腔内壁与装配段外壁为螺纹配合。
上述构造使得，在进行设计的安装施工时，能够首先在地面的预定位置处通过如挖孔等方式将锚定件进行埋设，而后将主体部搬运到位，即可通过旋入锁固件的方式实现对主控机的安装，故而安装便捷，利于对既有园区的改造。
作为优选，连接腔内壁处设置内螺纹，装配段外壁处相配合地设置外螺纹；
连接段下部设置破坏段，破坏段包括沿周向间隔地构造于连接段下端面处的多个弧状片；
锚定件于装配段与锚固段之间构造有呈圆台状的阻挡体，阻挡体的外径自上而下地逐渐增加；
内螺纹下部与破坏段下端的距离为L1，阻挡体上端与外螺纹的上端和下端的距离分别为L2和L3，L3＜L1＜L2。
上述的构造使得，随着锁固件的旋进，破坏段处的弧状片能够向外周散开，进而嵌入至土层内；也即能够通过弧状片所发生的破坏性形变，实现对锁固件轴向和周向的锁死，进而能够有效地减缓锁固件与锚定件间随使用时间增加而导致的松动。
作为优选，锚固段外壁构造有呈螺旋状分布的旋进叶片，装配段上端部设置有截面呈正六角状的扳手槽。这使得，锚定件还能够较佳地以钻进地方式打入地面内，故而施工便捷。
作为优选，挡环段的外周轮廓呈正六边形。故而利于与扳手配合。
作为优选，地锚组件还包括用于套设于连接段处的圆柱弹簧件，圆柱弹簧件用于通过压缩产生施加于安装底板与阻挡体间的抵紧力。
该种构造能够有效地在主控机与地锚组件间引入向上抵紧的且为弹力的抵紧力，该种抵紧力的引入一方面能够有效地实现对主控机的减震，另一方面能够与锁固件与锚定件间的锁紧力形成方向相反的两个力，在该2个力的共同作用下，能够进一步地提升防松动的效果。
此外，本实施例还提供了一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控方法，其具有如下步骤，
S1、于智慧园区内部署微电网系统；
所部属的微电网系统具有至少一个用户节点Pn和管理端，任一用户节点Pn均通过供电母线接入园区混合供电系统，园区混合供电系统包括分布式供电系统、储能系统和配电网；
S2、利用管理端周期性地采集每个用户节点Pn在前一调价周期中的用电负荷量wn及电价fn，并为每个用户节点Pn调控每个用户节点Pn在下一个调价周期的调节后电价；
其中，
其中，/>其中N为用户节点Pn的总数。
通过上述，能够有效地实现对园区内的电动汽车的调控，不仅能够有效地避免园区内的交通堵塞，且能够有效地平稳每个用户节点Pn处的功率波动。
作为优选，步骤S2中，管理端同时对前一调价周期中的全部用电负荷量wn的方差σ进行获取，并仅在方差σ超出设定阈值时，执行调价动作。故而能够较佳地防止频繁的微小调价。
本方案的优势在于：
本发明的技术方案能够周期性的对每个用户节点Pn处的用电负荷量wn进行采集，并基于用电负荷量wn与所有用户节点Pn处的用电负荷量均值实现对每个用户节点Pn处的当前电价fn的调节；若某一用户节点Pn的用电负荷量wn高于电负荷量均值则调节后电价会提高，反之则降低；从而能够较佳地从需求侧出发，实现对每个用户节点Pn处的使用量的调整，该种方式能够使得园区内的每个用户节点Pn能够均衡地发挥作用，不仅能够有效地避免园区内的交通堵塞，且能够有效地平稳每个用户节点Pn处的功率波动。
所提供的地锚组件，实现对主控机的较佳地面安装；具体体现在，由于锚定件无需预埋，故利于对现有园区的改造。
附图说明
图1为实施例1中的微电网调控系统的框图示意图；
图2为实施例1中的用户节点的框图示意图；
图3为实施例1中的主控机的结构示意图；
图4为实施例1中的主控机的爆炸示意图；
图5为实施例1中的地锚组件的爆炸示意图；
图6为实施例1中的锁固件的半剖示意图；
图7为实施例1中的锚定件的半剖示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1，参见图1，本实施例提供了一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其包括管理端和分布于智慧园区处的至少一个用户节点；用户节点Pn用于向用户提供付费充电功能，管理端用于基于每个用户节点Pn在当前调价周期内的用电负荷量wn及电价fn对下一个调价周期的每个用户节点Pn的调节后电价进行调节；其中，/>其中，fn为第n个用户节点Pn在上一调价周期的电价，wn为第n个用户节点Pn在上一调价周期的用电负荷量，W为上一调价周期内全部用户节点Pn的总用电负荷量，/>为上一调价周期内全部用户节点Pn的用电负荷量均值；
其中，其中N为用户节点Pn的总数。
通过上述系统，能够周期性的对每个用户节点Pn处的用电负荷量wn进行采集，并基于用电负荷量wn与所有用户节点Pn处的用电负荷量均值实现对每个用户节点Pn处的当前电价fn的调节；若某一用户节点Pn的用电负荷量wn高于电负荷量均值则调节后电价/>会提高，反之则降低；从而能够较佳地从需求侧出发，实现对每个用户节点Pn处的使用量的调整，该种方式能够使得园区内的每个用户节点Pn能够均衡地发挥作用，不仅能够有效地避免园区内的交通堵塞，且能够有效地平稳每个用户节点Pn处的功率波动。
见于图2，用户节点具有主控机100和多个充电桩；主控机100具有，
用电负荷采集单元，其用于采集当前用户节点Pn处的用电负荷wn；
电价管理单元，其用于对当前用户节点Pn处的电价fn进行调节；
供电接口单元，其用于向所述多个充电桩提供供电接口；以及节点处理单元，节点处理单元用于接收当前用户节点Pn处的用电负荷wn并发送给管理端，并用于将自管理端处接收到的下一个调价周期的调节后电价发送给电价管理单元。
通过上述，能够较佳地实现对每个用户节点Pn的功能搭建。
其中，用电负荷采集单元能够基于现有的如智能电表等实现。电价管理单元能够接入支付系统，供电接口单元能够分别为每个充电桩提供单独的供电支路，节点处理单元能够通过工控系统实现。
另外，节点处理单元能够通过如总线或无线的方式与管理端进行数据交互。
同时，用户节点处还能够设置地图单元和显示单元，地图单元和显示单元能够用于对园区内的所有用户节点的分布位置及电价进行显示。
见于图3-4，主控机100具有主体部110，用电负荷采集单元、电价管理单元、供电接口单元和节点处理单元均集成于主体部110处；主体部110通过地锚组件120固定设于地面处。从而能够较佳地实现用户节点的部署。
见于图5-7，主体部110底部构造有安装底板111，安装底板111处开设有用于与地锚组件120配合的安装孔210；地锚组件120具有用于锚固于地面内的锚定件310（锚定件310完全埋设于土层内）和用于与锚定件310配合的锁固件320；
锁固件320具有连接段321和设置于连接段321上端部处的挡环段322，连接段321用于与安装孔210间隙配合，挡环段322的外径大于安装孔210的内径；
锚定件310具有位于下部的锚固段311和位于上部的装配段312，锚固段311外径大于装配段312外径；
锁固件320内部沿轴向贯穿地设置连接腔323，连接腔323内壁与装配段312外壁为螺纹配合。
上述构造使得，在进行设计的安装施工时，能够首先在地面的预定位置处通过如挖孔等方式将锚定件310进行埋设，而后将主体部110搬运到位，即可通过旋入锁固件320的方式实现对主控机100的安装，故而安装便捷，利于对既有园区的改造。
本实施例中，所述的“上”和“下”等方位词均基于图3所示的方向而言，也即安装方向，其仅为表述简洁，而非对本案技术方案的限定。
其中，连接腔323内壁处设置内螺纹324，装配段312外壁处相配合地设置外螺纹313；
连接段321下部设置破坏段325，破坏段325包括沿周向间隔地构造于连接段321下端面处的多个弧状片326；
锚定件310于装配段312与锚固段311之间构造有呈圆台状的阻挡体314，阻挡体314的外径自上而下地逐渐增加；
内螺纹324下部与破坏段325下端的距离为L1，阻挡体314上端与外螺纹313的上端和下端的距离分别为L2和L3，L3＜L1＜L2。
上述的构造使得，随着锁固件320的旋进，破坏段325处的弧状片326能够向外周散开，进而嵌入至土层内；锚定件310通过开孔安装于地面处，锁固件320螺纹配合于锚定件310处，随着旋入弧状片326受到阻挡体314的阻挡向外周散开，进而嵌入至土层内，也即能够通过弧状片326所发生的破坏性形变，实现对锁固件320轴向和周向的锁死，进而能够有效地减缓锁固件320与锚定件310间随使用时间增加而导致的松动。
其中，锚固段311外壁构造有呈螺旋状分布的旋进叶片315，装配段312上端部设置有截面呈正六角状的扳手槽410。这使得，锚定件310还能够较佳地以钻进地方式打入地面内，故而施工便捷。
其中，挡环段322的外周轮廓呈正六边形。故而利于与扳手配合。
其中，地锚组件120还包括用于套设于连接段321处的圆柱弹簧件330，圆柱弹簧件330用于通过压缩产生施加于安装底板111与阻挡体314间的抵紧力。弹簧内孔径大于破坏段325外径，未破坏时，弹簧套设于破坏段325处。破坏后，弹簧下端与破坏后的弧状片外壁抵紧。该种构造能够有效地在主控机100与地锚组件120间引入向上抵紧的且为弹力的抵紧力，该种抵紧力的引入一方面能够有效地实现对主控机100的减震，另一方面能够与锁固件320与锚定件310间的锁紧力形成方向相反的两个力，在该2个力的共同作用下，能够进一步地提升防松动的效果。
可以理解的是，随着锚固段311的持续旋入，圆柱弹簧件330的下端将会移动至形变后的破坏段325的上方，主控机100处的振动能够有效地被圆柱弹簧件330吸收减缓，故能够有效降低形变后的破坏段325处所收到地自主控机100处的振动，也即能够有效地降低形变后的破坏段325因受外界影响而产生松动的可能性。
基于本实施例的系统，本实施例还提供了一种基于智慧园区用电负荷的微电网调控方法，其具有如下步骤：
S1、于智慧园区内部署微电网系统；
所部属的微电网系统具有至少一个用户节点Pn和管理端，任一用户节点Pn均通过供电母线接入园区混合供电系统，园区混合供电系统包括分布式供电系统、储能系统和配电网；
S2、利用管理端周期性地采集每个用户节点Pn在前一调价周期中的用电负荷量wn及电价fn，并为每个用户节点Pn调控每个用户节点Pn在下一个调价周期的调节后电价；
其中，
其中，其中N为用户节点Pn的总数。
通过上述，能够有效地实现对园区内的电动汽车的调控，不仅能够有效地避免园区内的交通堵塞，且能够有效地平稳每个用户节点Pn处的功率波动。
此外，在步骤S2中，管理端同时对前一调价周期中的全部用电负荷量wn的方差σ进行获取，并仅在方差σ超出设定阈值时，执行调价动作。故而能够较佳地防止频繁的微小调价。其中设定阈值可以为电负荷量均值的0.25倍等数值。
容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的一个或几个实施例的基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实施例所示的也只是本发明的实施方式的部分，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：包括管理端和分布于智慧园区处的至少一个用户节点；
用户节点，通过供电母线接入园区混合供电系统，用于向用户提供付费充电功能；
管理端，用于基于每个用户节点在当前调价周期内的用电负荷量及电价对下一个调价周期的每个用户节点的调节后电价进行调节。
2.根据权利要求1所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：所述用户节点具有主控机（100）和多个充电桩；主控机（100）具有，
用电负荷采集单元，其用于采集当前用户节点处的用电负荷；
电价管理单元，其用于对当前用户节点处的电价进行调节；
供电接口单元，其用于向所述多个充电桩提供供电接口；以及节点处理单元，节点处理单元用于接收当前用户节点处的用电负荷并发送给管理端，并用于将自管理端处接收到的下一个调价周期的调节后电价发送给电价管理单元。
3.根据权利要求2所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：主控机（100）具有主体部（110），用电负荷采集单元、电价管理单元、供电接口单元和节点处理单元均集成于主体部（110）处；主体部（110）通过地锚组件（120）固定设于地面处。
4.根据权利要求3所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：主体部（110）底部构造有安装底板（111），安装底板（111）处开设有用于与地锚组件（120）配合的安装孔（210）；地锚组件（120）具有用于锚固于地面内的锚定件（310）和用于与锚定件（310）配合的锁固件（320）；
锁固件（320）具有连接段（321）和设置于连接段（321）上端部处的挡环段（322），连接段（321）用于与安装孔（210）间隙配合，挡环段（322）的外径大于安装孔（210）的内径；
锚定件（310）具有位于下部的锚固段（311）和位于上部的装配段（312），锚固段（311）外径大于装配段（312）外径；
锁固件（320）内部沿轴向贯穿地设置有连接腔（323），连接腔（323）内壁与装配段（312）外壁为螺纹配合。
5.根据权利要求4所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：连接腔（323）内壁处设置内螺纹（324），装配段（312）外壁处相配合地设置有外螺纹（313）；
连接段（321）下部设置破坏段（325），破坏段（325）包括沿周向间隔地构造于连接段（321）下端面处的多个弧状片（326）；
锚定件（310）于装配段（312）与锚固段（311）之间构造有呈圆台状的阻挡体（314），阻挡体（314）的外径自上而下地逐渐增加；
内螺纹（324）下部与破坏段（325）下端的距离为L1，阻挡体（314）上端与外螺纹（313）的上端和下端的距离分别为L2和L3，则L3＜L1＜L2。
6.根据权利要求4所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：锚固段（311）外壁构造有呈螺旋状分布的旋进叶片（315），装配段（312）上端部设置有截面呈正六角状的扳手槽（410）。
7.根据权利要求4所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：挡环段（322）的外周轮廓呈正六边形。
8.根据权利要求5所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控系统，其特征在于：地锚组件（120）还包括用于套设于连接段（321）处的圆柱弹簧件（330），圆柱弹簧件（330）用于通过压缩产生施加于安装底板（111）与阻挡体（314）间的抵紧力。
9.基于智慧园区用电负荷的微电网调控方法，其特征在于：具有如下步骤，
S1、于智慧园区内部署微电网系统；
所部属的微电网系统具有至少一个用户节点Pn和管理端，任一用户节点Pn均通过供电母线接入园区混合供电系统，园区混合供电系统包括分布式供电系统、储能系统和配电网；
S2、利用管理端周期性地采集每个用户节点Pn在前一调价周期中的用电负荷量wn及电价fn，并为每个用户节点Pn调控每个用户节点Pn在下一个调价周期的调节后电价；
其中，
其中，/>其中N为用户节点Pn的总数。
10.根据权利要求9所述的基于智慧园区用电负荷的微电网调控方法，其特征在于：步骤S2中，管理端同时对前一调价周期中的全部用电负荷量wn的方差σ进行获取，并仅在方差σ超出设定阈值时，执行调价动作。
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