一种海上智能电网负荷分析调度***
技术领域
本发明涉及智能电网领域,特别是关于一种海上智能电网负荷分析调度***。
背景技术
海上电网主要用于保证海上电力设备的正常作业,由于其电力***结构复杂,受环境干扰强度大等特点,海上电网电力***稳定性低、维护难度大。保持电力***可靠运行不仅能提高开采效率,而且能很大程度上降低维护成本。海上电网一般有多台发电机组同时运行,需要按照各发电机组的工作方式进行协调,以对负荷进行合理的分配。由于用电设施所需负荷的不确定性以及发电机容量的限制,容易出现发电机提供的负荷供过于求或者供不应求的情况,从而导致供负荷设备不稳定运行或低效运行甚至出现异常关闭,进而影响海上作业的正常进行。为了保证海上电网供电的稳定以及负荷设备的正常运行,需要对电网负荷制定分析调度方案,对供用电设备进行启停管控,保证其稳定运行,提高电网供电***的负荷能效。
目前,市面上有较多对陆上电网负荷进行监测与控制的相关***,而对海上微型电网的研究相对薄弱,且缺少对供电、用电整体监测、分析、管控、报警一体化综合性***的研究。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种能够充分适应海上微型电网运行环境并进行高效调度的海上智能电网负荷分析调度***。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种海上智能电网负荷分析调度***,其特征在于:它包括***配置单元、负荷分析单元、事件告警单元、数据采集控制单元、监控画面单元和负荷调度单元,通过所述***配置单元录入海上智能电网中发电机和负荷设备的基本信息、配置发电机和负荷设备的启停优先级关系、定义事件与报警,所述***配置单元将发电机和负荷设备的基本信息、启停优先级关系传输至所述负荷分析单元,将事件与报警定义信息传输至所述事件告警单元;所述数据采集控制单元实时采集发电机与负荷设备的负荷数据和启停状态标识,并传输至所述负荷分析单元、事件告警单元和监控画面单元;所述负荷分析单元对接收到的发电机和负荷设备的基本信息、启停优先级关系以及负荷数据和启停状态标识进行分析,计算得到负荷供求关系,生成负荷调度方案并传输至所述负荷调度单元,所述负荷调度单元对接收到的负荷调度方案进行解析后生成第一调度信号;所述事件告警单元将接收到的事件与报警定义信息作为分析基准,对接收到的负荷数据和启停状态标识进行分析,若负荷数据符合事件或报警定义条件,所述事件告警单元产生报警信号并传输至所述监控画面单元,同时采用邮件或短信的方式将事件和告警发送出去;所述监控画面单元对接收到的发电机与负荷设备的负荷数据、启停状态标识和报警信号进行实时显示;当用户需要强制开启或关闭某设备时,通过所述监控画面单元将手动控制信号发送至所述负荷调度单元,所述负荷调度单元对接收到的手动控制信号进行解析后生成第二调度信号;第二调度信号的优先级高于第一调度信号,当用户需要强制开启或关闭某设备时,所述负荷调度单元将生成的第二调度信号发送至所述数据采集控制单元;否则,所述负荷调度单元将生成的第一调度信号发送至所述数据采集控制单元;所述数据采集控制单元根据接收到的调度信号对发电机和负荷设备进行控制。
通过所述***配置单元录入的发电机和负荷设备的基本信息包括各发电机和各负荷设备运行的标准负荷容量以及各负荷设备之间、各发电机之间和发电机与负荷设备之间的关联信息;通过所述***配置单元设置的发电机和负荷设备的启停优先级关系包括发电机负荷供不应求时控制负荷设备启停的顺序以及供过于求时控制发电机启停的顺序;通过所述***配置单元定义的报警与事件包括发电机与负荷设备的开关机事件、负荷变化超标事件以及发生报警满足的条件。
所述负荷分析单元、事件与告警单元、监控画面单元和负荷调度单元均采用有线方式或无线方式与所述数据采集控制单元连接。
所述有线方式采用RS485、RS232或以太网。
所述负荷分析单元、事件与告警单元、监控画面单元和负荷调度单元与所述数据采集控制单元之间的通讯协议采用MODBUS协议、OPC协议或DLT645协议。
所述分析单元对接收到的发电机和负荷设备的基本信息、启停优先级关系、负荷数据以及启停状态标识进行关联分析,其具体包括:1)所述分析单元对接收到的发电机和负荷设备的负荷数据、启停状态标识进行实时采集并缓存;2)加载各发电机标准负荷容量、负荷设备运行标准负荷容量以及负荷设备的启停优先级信息;3)分析发电机与负荷设备之间的负荷供求关系;如果发电机的供给大于负荷设备的需求,则生成发电机调度方案,发电机调度方案的生成以所述配置单元录入的基本信息和发电机的启停优先级顺序为依据,在能够满足所有负荷设备正常供电的情况下,自动对发电机的启停进行控制;如果发电机的供给小于负荷设备的需求,则生成负荷设备调度方案,负荷设备调度方案的生成以所述***配置单元录入的基本信息和负荷设备的启停优先级顺序为依据,优先保证优先级较高的组别内负荷设备的正常供电,如果不能满足某组别内所有负荷设备的正常运行所需的负荷,则参考组内负荷设备启停优先级顺序,优先保证组内优先级较高的负荷设备的供给,暂时关闭其余优先级较低的负荷设备。
当用户需要强制开启或关闭某设备时,通过所述监控画面单元将手动控制信号发送至所述负荷调度单元,其具体包括:首先,将海上智能电网的平面图或3D图形作为底图,按照发电机与负荷设备的实际分布情况,设置交互性控件并将其放置在底图对应位置,在底图上显示发电机与负荷设备的启停状态与负荷数据变化;其次,利用交互性控件将手动控制信号发送至所述负荷调度单元。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明由于设置了***配置单元、负荷分析单元、事件告警单元、数据采集控制单元、监控画面单元和负荷调度单元,充分考虑了海上微型电网如发电机负荷容量的限制以及供电***各模块关联性强、作业要求连贯等特性,因此本发明能够充分适应海上微型电网运行环境并进行高效调度。2、本发明由于设置了监控画面单元,能够直观了解平台运行设备的开关状态与实时负荷变化,因此本发明的可视化程度高。3、本发明由于负荷分析单元、事件与告警单元、监控画面单元和负荷调度单元均采用有线方式或无线方式与数据采集控制单元连接,数据采集控制单元将实时采集到的发电机与负荷设备的负荷数据和启停状态标识传输至负荷分析单元、事件告警单元和监控画面单元,负荷调度单元生成的调度信号传输至数据采集控制单元,数据采集控制单元对发电机与负荷设备进行控制,因此本发明在提高海上电网运行稳定性的基础上能够同时达到节能增效的目的。4、本发明通过设置事件告警单元,提供对电网负荷变化快速响应的事件告警机制,能够快速反馈负荷异常、设备启停状态信息。5、本发明设置的负荷分析单元能够自动生成调度方案并传输至负荷调度单元,负荷调度单元能够根据调度方案生成调度信号,也能根据通过监控画面单元发送的手动控制信号生成调度信号;因此本发明能够将自动和手动控制机制相结合,灵活性强。基于以上优点,本发明可以广泛应用于海上智能电网中。
附图说明
图1是本发明所述海上智能电网负荷分析调度***的整体结构和工作流程示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明海上智能电网负荷分析调度***包括***配置单元1、负荷分析单元2、事件告警单元3、数据采集控制单元4、监控画面单元5和负荷调度单元6。通过***配置单元1录入海上智能电网中发电机和负荷设备的基本信息、配置发电机和负荷设备的启停优先级关系、定义事件与报警,***配置单元1将发电机和负荷设备的基本信息、启停优先级关系传输至负荷分析单元2,将事件与报警定义信息传输至事件告警单元3。数据采集控制单元4实时采集发电机与负荷设备的负荷数据和启停状态标识,并传输至负荷分析单元2、事件告警单元3和监控画面单元5。
负荷分析单元2对接收到的发电机和负荷设备的基本信息、启停优先级关系以及负荷数据和启停状态标识进行分析,计算得到负荷供求关系,生成负荷调度方案并传输至负荷调度单元6。负荷调度单元6对接收到的负荷调度方案进行解析后生成第一调度信号。
事件告警单元3将接收到的事件与报警定义信息作为分析基准,对接收到的负荷数据和启停状态标识进行分析,若负荷数据符合事件或报警定义条件,事件告警单元3产生报警信号并传输至监控画面单元5,同时采用邮件或短信的方式将事件和告警发送出去。监控画面单元5对接收到的发电机与负荷设备的负荷数据、启停状态标识和报警信号进行实时显示;当用户需要强制开启或关闭某设备时,通过监控画面单元5将手动控制信号发送至负荷调度单元6。负荷调度单元6对接收到的手动控制信号进行解析后生成第二调度信号。
第二调度信号的优先级高于第一调度信号。当用户需要强制开启或关闭某设备时,负荷调度单元6将生成的第二调度信号发送至数据采集控制单元4;否则,负荷调度单元6将生成的第一调度信号发送至数据采集控制单元4。
数据采集控制单元4根据接收到的调度信号对发电机和负荷设备进行控制。
上述实施例中,通过***配置单元1录入的发电机和负荷设备的基本信息主要包括各发电机和各负荷设备运行的标准负荷容量以及各负荷设备之间(如上下游关系、组别)、各发电机之间和发电机与负荷设备之间的关联信息。通过***配置单元1设置的发电机和负荷设备的启停优先级关系主要指发电机负荷供不应求时控制负荷设备启停的顺序以及供过于求时控制发电机启停的顺序。通过***配置单元1定义的报警与事件包括发电机与负荷设备的开关机事件、负荷变化超标事件以及发生报警满足的条件等,其具体包括事件名称、事件发生条件,告警名称、告警产生条件、通知人等信息。
上述实施例中,负荷分析单元2、事件与告警单元3、监控画面单元5和负荷调度单元6均采用RS485、RS232或以太网等有线方式或无线方式与数据采集控制单元4连接,通讯协议支持采用MODBUS(网络通信协议)、OPC(ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl,用于过程控制的工业标准)或DLT645等协议。
上述实施例中,负荷分析单元2对接收到的发电机和负荷设备的基本信息、启停优先级关系、负荷数据以及启停状态标识进行关联分析,其具体包括:
1)负荷分析单元2对接收到的发电机和负荷设备的负荷数据、启停状态标识进行实时采集并缓存;
2)加载各发电机标准负荷容量、负荷设备运行标准负荷容量以及负荷设备的启停优先级信息;
3)分析发电机与负荷设备之间的负荷供求关系;如果发电机的供给大于负荷设备的需求,则生成发电机调度方案,发电机调度方案的生成以***配置单元1录入的基本信息和发电机的启停优先级顺序为依据,在能够满足所有负荷设备正常供电的情况下,自动对发电机的启停进行控制;如果发电机的供给小于负荷设备的需求,则生成负荷设备调度方案,负荷设备调度方案的生成以***配置单元1录入的基本信息和负荷设备的启停优先级顺序为依据,这里的启停优先级顺序包括组别优先级与组内负荷设备优先级,优先保证优先级较高的组别内负荷设备的正常供电,如果不能满足某组别内所有负荷设备的正常运行所需的负荷,则参考组内负荷设备启停优先级顺序,优先保证组内优先级较高的负荷设备的供给,暂时关闭其余优先级较低的负荷设备。
上述实施例中,当用户需要强制开启或关闭某设备时,通过监控画面单元5将手动控制信号发送至负荷调度单元6,其具体包括:首先,将海上智能电网的平面图或3D图形作为底图,按照发电机与负荷设备的实际分布情况,设置交互性控件并将其放置在底图对应位置,在底图上显示发电机与负荷设备的启停状态与负荷数据变化;其次,利用交互性控件将手动控制信号发送至负荷调度单元6。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。