一種靈活自適應(yīng)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，涉及一種靈活自適應(yīng)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源問(wèn)題是21世紀(jì)人類社會(huì)所面對(duì)的重大挑戰(zhàn)。一方面隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，能源需求量不斷提高；另一方面，地球化石能源也日漸顯示出其有限性，需要人類不斷尋找新的能源。
[0003]電能是當(dāng)今世界各國(guó)主要的能源使用形式。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，電力用戶負(fù)荷往往是被動(dòng)的，控制方式也是“硬性”的。當(dāng)負(fù)荷超過(guò)電能供應(yīng)能力，只能以“拉閘限電”、“有序用電”的方式斷開(kāi)負(fù)荷。
[0004]現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)電力用戶的控制需求是多樣的，控制方式也逐漸“柔性化”。當(dāng)負(fù)荷超過(guò)電能供應(yīng)能力，仍然需要減少負(fù)荷，但控制方式不再僅限于硬性斷電。當(dāng)水電、風(fēng)電、光伏等間歇性清潔能源豐富，超過(guò)負(fù)荷需求時(shí)，又需要鼓勵(lì)用戶多用電?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)滿足多樣性的控制需求的主要技術(shù)手段就是需求響應(yīng)一一讓用戶負(fù)荷響應(yīng)電能供需的形勢(shì)需求。
[0005 ]目前，需求響應(yīng)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。其響應(yīng)模式多種多樣，有基于激勵(lì)機(jī)制的直接負(fù)荷控制(DLC)、可中斷負(fù)荷(IL)、需求側(cè)競(jìng)價(jià)(DSB)、緊急需求響應(yīng)(EDR)、容量市場(chǎng)輔助服務(wù)項(xiàng)目等模式，有基于價(jià)格的分時(shí)電價(jià)(TOU)、實(shí)時(shí)電價(jià)(RTP)、尖峰電價(jià)(CPP)等模式。其實(shí)現(xiàn)方式限于通信、部署等具體條件更是多種多樣。比較有代表性的，如人工需求響應(yīng)，用戶接到用電管理部門(mén)啟動(dòng)有序用電的通知后，需要通過(guò)人工操作才能實(shí)現(xiàn)部分用電負(fù)荷電源的切斷;又如自動(dòng)需求響應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)不需要任何人工介入，通過(guò)接受價(jià)格或激勵(lì)信號(hào)觸發(fā)預(yù)先編程設(shè)置好的需求響應(yīng)策略。在控制對(duì)象方面，也有多種情況，有控制整條電力線路的，有控制某個(gè)公用變壓器/專用變壓器的，有控制整座樓宇或整戶家庭的，也有直接控制具體的用戶設(shè)備的。
[0006]由于以上各種模式、方式、控制對(duì)象的不同，再加上具體通信和技術(shù)環(huán)境區(qū)別，需求響應(yīng)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，差別很大，形成了 “千人千面”的狀況。同時(shí)，一套需求響應(yīng)系統(tǒng)，往往只能支持一種或幾種電力負(fù)荷控制方式，系統(tǒng)的擴(kuò)展性水平參差，一旦響應(yīng)模式、實(shí)現(xiàn)方式變化，則原系統(tǒng)需要做很大的改動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了彌補(bǔ)上述不足，本發(fā)明提出一種靈活自適應(yīng)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)及其控制方法，綜合應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能控制等技術(shù)，為電力負(fù)荷控制提供了一種穩(wěn)定的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)和靈活自適應(yīng)的控制方法。以及，通過(guò)同一套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)基于價(jià)格機(jī)制、基于激勵(lì)機(jī)制、全自動(dòng)、全人工等各種需求響應(yīng)模式和方式的支撐，避免了電力負(fù)荷控制系統(tǒng)“千人千面”的局面。
[0008]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)策略實(shí)現(xiàn)的:
[0009]—種靈活自適應(yīng)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:需求響應(yīng)中心、二級(jí)采集控制設(shè)備、一級(jí)采集控制設(shè)備、用戶用電設(shè)備、云端設(shè)備和用戶終端設(shè)備；
[0010]通過(guò)電力專用通信通道與需求響應(yīng)中心相連的所述二級(jí)采集控制設(shè)備下級(jí)設(shè)有若干一級(jí)采集控制設(shè)備，以及與一級(jí)采集控制設(shè)備相互連接的用戶用電設(shè)備;所述用戶用電設(shè)備、一級(jí)采集控制設(shè)備和二級(jí)采集控制設(shè)備之間通過(guò)無(wú)線或有線介質(zhì)相互通信;所述需求響應(yīng)中心與用戶終端設(shè)備之間相互通信。
[0011]優(yōu)選的，所述需求響應(yīng)中心，用于實(shí)時(shí)采集用戶用電信息，以電能供需變化趨勢(shì)為依據(jù)，向用戶提出需求響應(yīng)策略;并根據(jù)用戶反饋，對(duì)用戶用電行為進(jìn)行調(diào)控；
[0012]二級(jí)采集控制設(shè)備，用于采集用戶用電負(fù)荷信息、分布式發(fā)電信息和儲(chǔ)能信息，下發(fā)控制指令；
[0013]—級(jí)采集控制設(shè)備，用于在采集、傳遞用戶用電負(fù)荷信息、分布式發(fā)電信息和儲(chǔ)能信息的同時(shí)，直接對(duì)用戶用電設(shè)備進(jìn)行控制；
[0014]云端設(shè)備，用于根據(jù)用戶安全權(quán)限，向用戶提供統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和挖掘工具，提供各類歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、需求響應(yīng)可選策略以及數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果建議，并接收用戶反饋信息；
[0015]用戶用電設(shè)備是指能夠連接電網(wǎng)并消耗或者提供電能的用戶電力設(shè)備。
[0016]優(yōu)選的，所述用戶終端設(shè)備，包括手持移動(dòng)終端和PC端。
[0017]優(yōu)選的，所述無(wú)線或有線介質(zhì)具體包括Wif1、GPRS、Zigbee、藍(lán)牙、以太網(wǎng)、電力線和光纖。
[0018]一種靈活自適應(yīng)電力負(fù)荷控制方法，所述方法包括:
[0019]I)實(shí)時(shí)采集用戶用電信息，上傳至需求響應(yīng)中心；
[0020]2)需求響應(yīng)中心以電能供需變化趨勢(shì)為依據(jù)制定需求響應(yīng)策略，分別發(fā)布到云端、下發(fā)至用戶用電設(shè)備和用戶；
[0021]3)用戶用電設(shè)備根據(jù)需求響應(yīng)中心下發(fā)的需求響應(yīng)策略做出相應(yīng)反饋；
[0022]4)用戶根據(jù)需求響應(yīng)中心下發(fā)的需求響應(yīng)策略做出相應(yīng)反饋；
[0023]5)需求響應(yīng)中心根據(jù)用戶反饋信息進(jìn)行調(diào)控。
[0024]優(yōu)選的，所述步驟I)的用戶用電信息具體包括:用電負(fù)荷信息、分布式發(fā)電信息和儲(chǔ)能信息；其中，用電負(fù)荷信息，即能夠連接電網(wǎng)消耗電能，且需要掌握或控制其用電功率的用電設(shè)備信息；
[0025]獲取用戶用電信息，并將其依次經(jīng)過(guò)一級(jí)采集控制設(shè)備和二級(jí)采集控制設(shè)備，實(shí)時(shí)發(fā)送至需求響應(yīng)中心，作為用戶基線負(fù)荷、響應(yīng)度量、負(fù)荷預(yù)測(cè)和用戶響應(yīng)潛力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0026]優(yōu)選的，所述步驟2)具體包括:當(dāng)電力需求發(fā)生變化時(shí)，需求響應(yīng)中心根據(jù)對(duì)用戶負(fù)荷需求與供電能力的缺口、實(shí)際電網(wǎng)的重載情況以及用戶的響應(yīng)潛力信息，制定需求響應(yīng)策略;并將其包含的用戶歷史用電數(shù)據(jù)、電力需求狀況、電價(jià)信息和DR可選方案發(fā)送至云端；
[0027]將電價(jià)信息和DR可選方案依次發(fā)送至二級(jí)采集控制設(shè)備和一級(jí)采集控制設(shè)備;所述一級(jí)采集控制設(shè)備根據(jù)電價(jià)信息和DR可選方案生成控制指令，發(fā)送至用戶用電設(shè)備，并接收用戶用電設(shè)備反饋信息；
[0028]通過(guò)短信或應(yīng)用軟件將電力需求狀況推送至用戶終端設(shè)備設(shè)備，并接收用戶反饋
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[0029]優(yōu)選的，所述步驟3)具體包括:用戶用電設(shè)備根據(jù)自身的預(yù)定閾值或協(xié)議，自動(dòng)選擇電價(jià)和DR可選方案;依次經(jīng)由二級(jí)采集控制設(shè)備和一級(jí)采集控制設(shè)備向需求響應(yīng)中心回執(zhí)允許調(diào)控或拒絕調(diào)控消息；
[0030]需求響應(yīng)中心接收來(lái)自用戶用電設(shè)備的反饋信息，根據(jù)信息內(nèi)容下發(fā)控制指令；若允許，則通過(guò)一級(jí)采集控制設(shè)備對(duì)用戶用電設(shè)備直接進(jìn)行控制;其控制手段包括切負(fù)荷、降低負(fù)荷功率和改變用能時(shí)間;若不允許，轉(zhuǎn)至步驟4)。
[0031]優(yōu)選的，所述步驟4)具體包括:用戶通過(guò)PC端或手持移動(dòng)終端應(yīng)用軟件接收推送消息，利用用戶安全權(quán)限在云端查詢相關(guān)信息，對(duì)電力需求狀況做出反饋或根據(jù)簽訂的用電協(xié)議自動(dòng)回執(zhí)默認(rèn)響應(yīng)。
[0032]優(yōu)選的，所述步驟5)對(duì)用戶用電設(shè)備進(jìn)行調(diào)控包括:需求響應(yīng)中心接收用戶反饋信息或響應(yīng)，根據(jù)其內(nèi)容下發(fā)控制指令;若允許，通過(guò)一級(jí)采集控制設(shè)備對(duì)用戶用電設(shè)備直接進(jìn)行控制，若不允許，則等待用戶自行調(diào)整；
[0033]若用戶僅允許需求響應(yīng)中心控制部分用戶用電設(shè)備，則設(shè)置允許控制范圍和時(shí)段，需求響應(yīng)中心根據(jù)實(shí)際情況利用一級(jí)采集控制設(shè)備和二級(jí)采集控制設(shè)備調(diào)控用戶負(fù)荷。
[0034]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是: