CN108321803A - 一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***与方法，属于电网调峰领域。该***包括用户行为差异性监测分析***和综合调控***两个子***。用户行为差异性监测分析***监测用户的差异性行为，采集用户空调的工作信息，并将计算后的数据发送给综合调控***，综合调控***将采集到的数据与电网用电负荷数据进行对比，择优选取控制策略，进而向用户空调和纯凝汽式火电机组发送调控信号，减少纯凝汽式火电机组的发电出力，使得风电得到最大化消纳，同时还实现电网调峰。

Description

一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***与方法
技术领域
本发明涉及电网调峰技术领域，特别是一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***与方法。
背景技术
可再生能源在近些年发展迅速，但在并网过程中，可再生能源的随机性对电网的安全运行带来了不利影响，例如，风电出力受天气的影响较大。除此之外，电网负荷端的波动性同样会对电网的运行产生或大或小的影响，以空调负荷为例，在一年的不同季节，一天的不同时间段，用户对空调有着不同需求，比如工作模式(制热、制冷)和温度。
现有的调度***，仅通过分析历史数据，对用户终端的空调负荷进行预测，其没有考虑用户的差异性需求，精确度较低，再加上风电的随机性，电网调峰的深度和速度不足以使风电得到最大消纳。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***与方法，能够采集用户终端空调负荷的差异性需求，并结合电网用电负荷数据，实现未来负荷的较精确预测，提高电网调峰能力，使得风电利用率进一步提高。
本发明的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，它包括有：
所述***包括有用户行为差异性监测分析***和综合调控***；其中，用户行为差异性监测分析***包括：
智能手机、空调、空调监测分析仪、温度传感器、电表；
综合调控***包括有：
纯凝汽式火电机组、火电数据采集器、纯凝汽式火电机组控制装置、风力发电***、风电数据采集器、综合调度控制装置、云计算服务器、空调遥控开关。
进一步，所述用户差异性监测分析***还包括有：
用户的空调通过电力电缆与纯凝汽式火电机组和风力发电***并联；
温度传感器用于采集用户室内温度；温度传感器用于采集用户室外温度；
电表用于采集用户终端空调制热或制冷能耗和非空调能耗；
智能手机用于采集用户信息，帮助用户与电网进行信息交互；
空调监测分析仪用于记载用户终端的室内、外温度信息，采集空调的耗电功率、监测空调的工作状态，并将计算后的数据发送给综合调度控制装置。
进一步，智能手机可向用户提供多种个性化服务，包括选择空调执行制热动作或制冷动作、设定可接受制热或制冷温度范围、选择是否参与电网调度，以及查看实时电价和用户自身收益；
用户还可以根据自己的感官舒适度，以评分的形式，对电网的每次调度行为做出主观评价；
智能手机根据以上具有差异性的用户行为数据，基于消费心理学对各个用户参与调度的概率进行计算。
进一步，所述的空调监测分析仪通过温度传感器采集用户室内、室外温度数据，建立空调从开启状态切换至关闭状态后，室内温度随时间变化的数学模型；
基于该数学模型，根据用户设定的可接受制热或制冷温度范围，计算空调的可关断时长，保证空调在停止制热或制冷工作后，用户室内温度依旧处于用户自身设定的温度范围之内。
进一步，所述综合调控***包括有：
综合调度控制装置通过电力光纤与云计算服务器连接，用于将接收到的产能信息和用户行为信息发送给云计算服务器，并获取云计算服务器计算出的调控信号。
进一步，所述综合调控***将调用户差异性监测分析***采集并处理的数据与电网用电负荷数据进行对比，择优选取控制策略，根据云计算服务器计算出的调控信号，对各个用户的空调进行差异化控制，同时对纯凝汽式火电机组的发电出力也进行控制，在保证满足电力供给的条件下，减少纯凝汽式火电机组的发电出力，减少的这一部分由风电进行补偿，最终使风电消纳最大化。
本发明的另一个目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，它包括有：
1)所述的火电数据采集器采集纯凝汽式火电机组的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置；
所述的风电数据采集器采集风力发电***的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置；
2)空调监测分析仪采集用户终端信息，并发送给综合调度控制装置；
3)综合调度控制装置将产能信息和用户终端信息发送给云计算服务器，与历史用电负荷数据进行比较，通过相应计算产生调控信号；
4)综合调度控制装置发送调控信号至纯凝汽式火电机组控制装置和空调遥控开关；
5)纯凝汽式火电机组控制装置通过控制燃煤进料阀门、锅炉蒸汽进汽阀门，以及发电蒸汽流量阀门来控制纯凝汽式火电机组的发电出力；空调遥控开关通过红外遥控的方式改变空调的工作状态。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：能够采集用户终端空调负荷的差异性需求，并结合电网用电负荷数据，实现未来负荷的较精确预测，提高电网调峰能力，使得风电利用率进一步提高。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***的结构示意图。
图2为纯凝汽式火电机组控制装置的结构示意图。
图3为基于电网用电负荷数据的电网调峰控制方法的流程示意图。
图中：智能手机500；
空调410；空调遥控开关420；
温度传感器430、440；空调监测分析仪400；
用于采集空调制冷/制热能耗的电表450；采集非空调能耗的电表460；
纯凝汽式火电机组A；火电数据采集器100、纯凝汽式火电机组控制装置110、风力发电***B、风电数据采集器200、综合调度控制装置300；
电力电缆网470；电力光纤310；云计算服务器320；
信号储存解码单元1101；驱动电路单元1102；齿轮传动装置1103。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：如图1所示；一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，它包括有：用户行为差异性监测分析***Ⅰ和综合调控***Ⅱ两大部分。
在本实施例中，所述用户行为差异性监测分析***Ⅰ包括：智能手机500、空调410、空调监测分析仪400、温度传感器430/440、电表450/460；所述综合调控***Ⅱ包括纯凝汽式火电机组A、火电数据采集器100、纯凝汽式火电机组控制装置110、风力发电***B、风电数据采集器200、综合调度控制装置300、云计算服务器320、空调遥控开关420。
在本实施例中，所述风力发电***B用于产出电力，风电数据采集器200用于采集风力发电出力信息，并发送给综合调度控制装置300。
在本实施例中，所述纯凝汽式火电机组A用于产出电力，火电数据采集器100用于采集纯凝汽式火电机组A的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置300。
在本实施例中，空调监测分析仪400通过温度传感器430、440采集用户室内、外温度数据，通过电表450、460采集用户空调410制热/制冷的功率信息和非空调功率信息，并发送给综合调度控制装置300。
在本实施例中，综合调度控制装置300通过电力光纤310与云计算服务器320连接，用于将接收到的产能信息和用户行为信息发送给云计算服务器320，并获取云计算服务器320计算出的调控信号，然后经由电力电缆470或无线传输的方式，分别发送给纯凝汽式火电机组控制装置110和空调遥控开关420。综合调度控制装置300还向智能手机500发送用户参与调度所获得的经济补偿信息和实时电价。
在本实施例中，空调遥控开关420在接收到调控信号后，通过红外遥控的方式对空调410的工作状态进行调控。
如图2所示，在本实施例中，纯凝汽式火电机组控制执行装置110包括信号储存解码单元1101、驱动电路单元1102以及齿轮传动装置1103，所述信号储存解码单元1101对调控信号进行储存并解码，再生成调控指令，发送给驱动电路单元1102，进而驱动齿轮传动装置1103，控制燃煤进料阀门、锅炉蒸汽进汽阀门，以及发电蒸汽流量阀门动作。
如图3所示，一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制方法，它包括有：
1)所述的火电数据采集器100采集纯凝汽式火电机组A的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置300；
所述的风电数据采集器200采集风力发电***B的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置300；
2)空调监测分析仪400采集用户终端信息，并发送给综合调度控制装置300；
3)综合调度控制装置300将产能信息和用户终端信息发送给云计算服务器320，与历史用电负荷数据进行比较，通过相应计算产生调控信号；
4)综合调度控制装置300发送调控信号至纯凝汽式火电机组控制装置110和空调遥控开关420；
5)纯凝汽式火电机组控制装置110通过控制燃煤进料阀门、锅炉蒸汽进汽阀门，以及发电蒸汽流量阀门来控制纯凝汽式火电机组A的发电出力；空调遥控开关420通过红外遥控的方式改变空调的工作状态。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，其特征在于，所述***包括有用户行为差异性监测分析***和综合调控***；其中，用户行为差异性监测分析***包括：
智能手机(500)、空调(410)、空调监测分析仪(400)、温度传感器(430、440)、电表(450、460)；
综合调控***包括有：
纯凝汽式火电机组(A)、火电数据采集器(100)、纯凝汽式火电机组控制装置(110)、风力发电***(B)、风电数据采集器(200)、综合调度控制装置(300)、云计算服务器(320)、空调遥控开关(420)。
2.如权利要求1所述的基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，其特征在于，所述用户差异性监测分析***还包括有：
用户的空调(410)通过电力电缆(470)与纯凝汽式火电机组(A)和风力发电***(B)并联；
温度传感器(430)用于采集用户室内温度；温度传感器(440)用于采集用户室外温度；
电表(450、460)用于采集用户终端空调(410)制热或制冷能耗和非空调能耗；
智能手机(500)用于采集用户信息，帮助用户与电网进行信息交互；
空调监测分析仪(400)用于记载用户终端的室内、外温度信息，采集空调(410)的耗电功率、监测空调的工作状态，并将计算后的数据发送给综合调度控制装置(300)。
3.如权利要求2所述的基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，其特征在于，智能手机(500)可向用户提供多种个性化服务，包括选择空调(410)执行制热动作或制冷动作、设定可接受制热或制冷温度范围、选择是否参与电网调度，以及查看实时电价和用户自身收益；
用户还可以根据自己的感官舒适度，以评分的形式，对电网的每次调度行为做出主观评价；
智能手机(500)根据以上具有差异性的用户行为数据，基于消费心理学对各个用户参与调度的概率进行计算。
4.如权利要求2所述的基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，其特征在于，所述的空调监测分析仪(400)通过温度传感器(430、440)采集用户室内、室外温度数据，建立空调从开启状态切换至关闭状态后，室内温度随时间变化的数学模型；
基于该数学模型，根据用户设定的可接受制热或制冷温度范围，计算空调的可关断时长，保证空调在停止制热或制冷工作后，用户室内温度依旧处于用户自身设定的温度范围之内。
5.如权利要求1所述的基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，其特征在于，所述综合调控***包括有：
综合调度控制装置(300)通过电力光纤(310)与云计算服务器(320)连接，用于将接收到的产能信息和用户行为信息发送给云计算服务器(320)，并获取云计算服务器(320)计算出的调控信号。
6.如权利要求1所述的基于电网用电负荷数据的电网调峰控制***，其特征在于，所述综合调控***将调用户差异性监测分析***采集并处理的数据与电网用电负荷数据进行对比，择优选取控制策略，根据云计算服务器(320)计算出的调控信号，对各个用户的空调进行差异化控制，同时对纯凝汽式火电机组(A)的发电出力也进行控制，在保证满足电力供给的条件下，减少纯凝汽式火电机组(A)的发电出力，减少的这一部分由风电进行补偿，最终使风电消纳最大化。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的一种基于电网用电负荷数据的电网调峰控制方法，其特征在于，调控方法包括以下步骤：
1)所述的火电数据采集器(100)采集纯凝汽式火电机组(A)的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置(300)；
所述的风电数据采集器(200)采集风力发电***(B)的发电出力信息，并发送给综合调度控制装置(300)；
2)空调监测分析仪(400)采集用户终端信息，并发送给综合调度控制装置(300)；
3)综合调度控制装置(300)将产能信息和用户终端信息发送给云计算服务器(320)，与历史用电负荷数据进行比较，通过相应计算产生调控信号；
4)综合调度控制装置(300)发送调控信号至纯凝汽式火电机组控制装置(110)和空调遥控开关(420)；
5)纯凝汽式火电机组控制装置(110)通过控制燃煤进料阀门、锅炉蒸汽进汽阀门，以及发电蒸汽流量阀门来控制纯凝汽式火电机组(A)的发电出力；空调遥控开关(420)通过红外遥控的方式改变空调的工作状态。
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