CN113471964A - 一种基于分布式电源的用户侧用电调度***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式电源的用户侧用电调度***及方法，包括分布式电源，设置在用户小区内，用于给小区居民供电；调度终端，采集用户的用电设备的电压信息和电流信息，根据用户的用电设备的电压信息和电流信息识别用户的用电设备的种类，根据用户用电设备的种类，调整用户的供电来源；调度中心，通过调度终端获取用户的用电信息，根据用户的用电信息进行数据分析建立用户用电倾向数据表；本发明通过调度终端对每一个用户的用电设备进行识别和调整，结合分布式电源的储能情况，实现用户需求侧的用电调度，实现电网对用户的用电设备的精准调度，使得电网对于整体用电的调控能力更强，进一步提高电网应对风险的能力。

Description

一种基于分布式电源的用户侧用电调度***及方法

技术领域

本发明涉及用户侧用电调度技术领域，尤其涉及一种基于分布式电源的用户侧用电调度***及方法。

背景技术

进入新世纪后，由于传统电网的安全运行水平逐渐受到诟病，全球气候不断变暖、能源危机加重以及用电负荷迅速增加，利用新能源和可再生能源接入电网发电的技术亟待发展与完善。同时，在绿色环保、节能减排以及发展低碳经济等意识的驱动下，智能电网的概念应运而生。

在智能电网中，需求侧管理(DSM)对于控制能源消耗、提高能源使用效率起着重要作用，同时它能够降低负荷曲线的峰均比，达到电力的供需平衡。目前，随着智能电表逐渐进入居民用户家庭，优化居民用户能源消耗已经成了智能电网中的研究热点之一。智能电价是针对居民用户进行需求侧管理的常用方法，电网公司通过发布实时电价鼓励用户将其可转移负荷从用电高峰时段转移至非高峰时段。

例如，中国专利CN201210326197.9公开了基于光伏***的用户侧分布式电源即插即用电源管理***。该申请通过机械接口、功率接口、通信接口实现小功率的分布式 电源即插即用、并网和离网运行；通过分布式电源逆变器本身缓解甚至消除分 布式电源并网时带来的不良影响；但是无法对每一户用户进行准确调度。

发明内容

本发明主要解决现有的技术中电网难以对用户需求侧进行准确用电调度的问题；提供一种基于分布式电源的用户侧用电调度***及方法，对每一户用户的每个用电设备进行用电检测，使得电网的用电调度更加精准。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，包括分布式电源，设置在用户小区内，用于给小区居民供电；调度终端，采集用户的用电设备的电压信息和电流信息，根据用户的用电设备的电压信息和电流信息识别用户的用电设备的种类，根据用户用电设备的种类，调整用户的供电来源；调度中心，通过调度终端获取用户的用电信息，根据用户的用电信息进行数据分析建立用户用电倾向数据表，根据用户用电倾向数据表对用户进行电网供电、分布式电源供电或断电处理。调度中心通过对每户用户的用电设备进行识别，结合分布式电源的储能情况，实现用户需求侧的用电调度，实现电网对用户的用电设备的精准调度，使得电网对于整体用电的调控能力更强，进一步提高应对风险的能力。

作为优选，所述的调度终端为安装在用户家庭内的智能插排，所述智能插排包括壳体，起到支撑和保护作用，在断电阶段时隔断外部插头与供电模块的连接；电压采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；电流采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；控制模块，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块传递给调度中心；供电模块，设置在壳体内，用于给连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；断电模块，用于断开连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；切换模块，通过于切换使供电模块与电网连接或与分布式电源连接，与控制模块连接。设置电流采集模块和电压采集模块，分别采集连接设备的工作电流和瞬间启动电压，根据两者共同判断连接设备的类型，更加准确，减少判断产生的失误，电网根据控制模块传递过来的结果，准备识别每个用户下不同插排上连接的用电设备，实现对用户用电的全息感知，根据负荷调控需求，进行精准调控，对用户不同功率的连接设备进行智能断电，既方便了用户其他用电设备的正常使用，又实现了电网用户需求侧的负荷调度，实现双赢。

作为优选，所述的壳体包括底座、上盖、第一挡块、第二挡块、第一弹簧、第一弹性限位柱和第二弹性限位柱，所述底座与上盖卡接，所述上盖设有隔间，所述隔间的上板和下板均设置有相对应的第一插孔和第二插孔，所述下板设置有滑槽，所述第一挡块和第二挡块均滑动安装在滑槽内，所述第一弹簧的一端与第一挡块连接，所述第一弹簧的另一端与第二挡块连接，所述下板设置有第一限位槽孔和第二限位槽孔，所述第一弹性限位柱安装在第一限位槽孔内，所述第二弹性限位柱安装在第二限位槽孔内，所述第一挡板设置有第一卡槽，所述第一卡槽与第一弹性限位柱相匹配，所述第二挡块设置有第二卡槽，所述第二卡槽与第二弹性限位柱相匹配，所述第一挡块被第一弹性限位柱限位卡接时将第一插孔隔断，所述第二挡块被第二弹性限位柱限位卡接时将第二插孔隔断。当用户处于断电状态时，为了防止用户将用电设备插在插排上，通过第一挡块和第二挡块进行插排插孔的遮挡，防止断电过后来电的一瞬间，电压过高，导致用户的用电设备与插排供电插孔的接触部位产生电火弧，提高安全性。

作为优选，所述的第一弹性限位柱包括第二弹簧、第一限位块和第一电子开关，所述第二弹簧的第一端与第一限位槽孔的底部连接，所述第二弹簧的第二端与第一限位块的尾部连接，第二弹簧收缩时所述第一限位块的头部与第一限位槽孔的槽口相持平，所述第二弹簧处于自然状态时所述第一限位块的头部与第一卡槽的槽底抵接，所述第二弹簧经第一电子开关与供电模块连接，所述第一电子开关的控制端与控制模块连接。通过第二弹簧的通电收缩或断电回复，实现第一限位柱的收缩或伸出，实现对第一挡块的正常滑动或限位卡接。

作为优选，所述的第二弹性限位柱包括第三弹簧、第二限位块和第二电子开关，所述第三弹簧的第一端与第二限位槽孔的底部连接，所述第三弹簧的第二端与第二限位块的尾部连接，第三弹簧收缩时所述第二限位块的头部与第二限位槽孔的槽口相持平，所述第三弹簧处于自然状态时所述第二限位块的头部与第二卡槽的槽底抵接，所述第三弹簧经第二电子开关与供电模块连接，所述第二电子开关的控制端与控制模块连接。通过第三弹簧的通电收缩或断电回复，实现第二限位柱的收缩或伸出，实现对第二挡块的正常滑动或限位卡接。

作为优选，所述的第一限位块的头部设置有第一磁铁，所述第一卡槽的槽底设置有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相匹配。通过第一磁铁和第二磁性的相互吸引，使得第一限位块与第一卡槽的卡接更加牢固可靠。

作为优选，所述的第二限位块的头部设置有第三磁铁，所述第二卡槽的槽底设置有第四磁铁，所述第三磁铁和第四磁铁相匹配。通过第三磁铁和第四磁性的相互吸引，使得第二限位块与第二卡槽的卡接更加牢固可靠。

作为优选，所述的第一挡块和第二挡块的形状均为直角三角形。方便用户的用电设备的插头***插排。

一种基于分布式电源的用户侧用电调度方法，包括以下步骤：

S1：获取用户的用电设备的瞬间启动电压和工作电流；

S2：根据不同用电设备具有不同的瞬间启动电压和工作电流判断用户的用电设备类型；

S3：记录用户不同用电设备的用电时刻以及用电时长；

S4：根据用户不同用电设备的用电时刻以及用电时长和不同设备的用电功率建立用户用电倾向数据表；

S5：调度中心结合用户用电倾向数据表、分布式电源储能状态以及电网用电高峰分布状态对用户进行供电调节或断电处理。

作为优选，用户家庭中设置多个智能插排，对用户进行断电处理时，根据用电设备的不同对相应的智能插排进行断电。

本发明的有益效果是：通过调度终端对每一个用户的用电设备进行识别和调整，结合分布式电源的储能情况，实现用户需求侧的用电调度，实现电网对用户的用电设备的精准调度，使得电网对于整体用电的调控能力更强，进一步提高电网应对风险的能力。

附图说明

图1是本发明实施例的用电调度***的结构框图。

图2是本发明实施例的智能插排的结构框图。

图3是本发明实施例的壳体的结构示意图。

图中1、上盖，2、底座，3、第一插孔，4、第二插孔，5、第一挡块，6、第二挡块，7、第一弹簧，8、第一限位块，9、第二弹簧，10、第一卡槽，11、第二限位块，12、第三弹簧，13、第二卡槽，211、控制模块，212、电压采集模块，213、电流采集模块，214、供电模块，215、断电模块，216、电力载波通讯模块，311、分布式电源，312、调度中心，313、调度终端。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，如图1所示，包括分布式电源311，设置在用户小区内，用于给小区居民供电；调度终端313，采集用户的用电设备的电压信息和电流信息，根据用户的用电设备的电压信息和电流信息识别用户的用电设备的种类，根据用户用电设备的种类，调整用户的供电来源；调度中心312，通过调度终端获取用户的用电信息，根据用户的用电信息进行数据分析建立用户用电倾向数据表，根据用户用电倾向数据表对用户进行电网供电、分布式电源供电或断电处理。

如图2所示，调度终端为安装在用户家庭内的智能插排，智能插排包括壳体（图2中未画出），起到支撑和保护作用，在断电阶段时隔断外部插头与供电模块的连接；电压采集模块212，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；电流采集模块213，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；控制模块211，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块216传递给调度中心；供电模块214，设置在壳体内，用于给连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；断电模块215，用于断开连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接，切换模块（图2中未画出），通过于切换使供电模块与电网连接或与分布式电源连接，与控制模块连接。

如图3所示，壳体包括底座2、上盖1、第一挡块5、第二挡块6、第一弹簧7、第一弹性限位柱和第二弹性限位柱，底座与上盖卡接，上盖设有隔间，隔间的上板和下板均设置有相对应的第一插孔3和第二插孔4，下板设置有滑槽，第一挡块和第二挡块均滑动安装在滑槽内，第一弹簧的一端与第一挡块连接，第一弹簧的另一端与第二挡块连接，下板设置有第一限位槽孔和第二限位槽孔，第一弹性限位柱安装在第一限位槽孔内，第二弹性限位柱安装在第二限位槽孔内，第一挡板设置有第一卡槽10，第一卡槽与第一弹性限位柱相匹配，第二挡块设置有第二卡槽13，第二卡槽与第二弹性限位柱相匹配，第一挡块被第一弹性限位柱限位卡接时将第一插孔隔断，第二挡块被第二弹性限位柱限位卡接时将第二插孔隔断。

电压采集模块、电流采集模块、控制模块、供电模块和断电模块均设置在底座内。

第一弹性限位柱包括第二弹簧9、第一限位块8和第一电子开关，第二弹簧的第一端与第一限位槽孔的底部连接，第二弹簧的第二端与第一限位块的尾部连接，第二弹簧收缩时第一限位块的头部与第一限位槽孔的槽口相持平，第二弹簧处于自然状态时第一限位块的头部与第一卡槽的槽底抵接，第二弹簧经第一电子开关与供电模块连接，第一电子开关的控制端与控制模块连接。

第二弹性限位柱包括第三弹簧12、第二限位块11和第二电子开关，第三弹簧的第一端与第二限位槽孔的底部连接，第三弹簧的第二端与第二限位块的尾部连接，第三弹簧收缩时第二限位块的头部与第二限位槽孔的槽口相持平，第三弹簧处于自然状态时第二限位块的头部与第二卡槽的槽底抵接，第三弹簧经第二电子开关与供电模块连接，第二电子开关的控制端与控制模块连接。

第一限位块的头部设置有第一磁铁，第一卡槽的槽底设置有第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁相匹配。

第二限位块的头部设置有第三磁铁，第二卡槽的槽底设置有第四磁铁，第三磁铁和第四磁铁相匹配。

第一挡块和第二挡块的形状均为直角三角形，直角三角形的斜边与上板的插孔位置对应。

第一卡槽的槽底、第二卡槽的槽底、第一限位块的头部以及第二限位块的头部均为圆弧形的形状。通过圆弧形的接触面，使得第一限位块的头部与第一卡槽的槽底在第一磁铁和第二磁铁的吸附力下，连接更加牢固可靠，使得外部连接设备的插头挤压直角三角形的第一挡块的斜边时，第一挡块不再沿着滑槽滑动，下板的第一插孔与上板的第一插孔对应，外部连接设备的插头与底座上的供电模块连接。

一种基于分布式电源的用户侧用电调度方法，包括以下步骤：

S1：获取用户的用电设备的瞬间启动电压和工作电流；

S2：根据不同用电设备具有不同的瞬间启动电压和工作电流判断用户的用电设备类型；

S3：记录用户不同用电设备的用电时刻以及用电时长；

S4：根据用户不同用电设备的用电时刻以及用电时长和不同设备的用电功率建立用户用电倾向数据表；

S5：调度中心结合用户用电倾向数据表、分布式电源储能状态以及电网用电高峰分布状态对用户进行供电调节或断电处理。

用户家庭中设置多个智能插排，对用户进行断电处理时，根据用电设备的不同对相应的智能插排进行断电。

供电模块为若干个二插插孔或三插插孔，同时，还设置有电源模块，通过切换模块与电网电线或分布式电源连接，通过电源模块转换为5V的电压，为控制模块供电，断电模块断开二插插孔或三插插孔与110V或220V的电网电线的连接，电源模块与控制模块的供电正常，不受断电模块影响。

分布式电源采用具有光伏发电的微储能站，当调度中心不对分布式电源进行操作时，微储能站通过光伏发电进行电能存储，有效节约能源。

本发明的智能插排主要应用于电网用户的负荷调度，通过电流采集模块和电压采集模块，分别采集连接设备的工作电流和瞬间启动电压，实现家用负荷的精准负荷管理，管理更加细致，可以管理小型家用电器，例如台灯、手机、剃须刀等各种充电器，基于电力载波通讯，无需设施和更改通讯，可即插即用，更加方便。

本发明的控制模块为计量芯片，在采集用户的连接设备的工作电流和瞬间启动电压时，通过采集的电流波形和电压波形，进行用户的用电习惯分析以及用电类型分析，实现居民用电习惯的分析，自动识别接入的负荷类型（如手机充电器等），可以形成大量的电力数据，分析居民对小型家用电器的用电习惯，如台灯的高峰使用时段，手机充电器的使用习惯，同时可以实现电器由电网企业进行托管，例如手机充电器，可以每天凌晨2、3点进行断电，避免过冲，可以智能化的实现插排的每一个插孔的智能控制，也能实现整个插排的控制，管理更加精细化。

本发明的工作原理为：正常情况下，第一弹簧、第二弹簧和第三均处于通电收缩状态，用户与电网后，约定断电时间，到达用户的断电时间段时，控制模块控制断电模块对用户进行断电，对于为***用户用电设备的插孔，进行遮挡处理，通过控制模块先给第一弹簧断电，第一弹簧回复自然状态，在第一弹簧回复自然状态的过程中将第一挡块和第二挡块往两侧推动，使得第一挡块挡住第一插孔，第二挡块挡住第二插孔，同时，第一挡块的第一卡槽位置到达第一弹性限位柱的位置，第二挡块的第二卡槽的位置到达第二弹性限位柱的位置，再将第二弹簧和第三弹簧断电，第二弹簧和第三弹簧回复自然状态，第二弹簧和第三弹簧回复自然状态的过程中，将第一限位块和第二限位块往上推，使得第一限位块与第一卡槽卡接，第二限位块与第二卡槽卡接，通过内置的磁铁使得卡接更加牢固和紧密，防止断电过后来电的一瞬间，电压过高，导致用户的用电设备与插排供电插孔的接触部位产生电火弧，提高安全性。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，包括：

分布式电源，设置在用户小区内，用于给小区居民供电；

调度终端，采集用户的用电设备的电压信息和电流信息，根据用户的用电设备的电压信息和电流信息识别用户的用电设备的种类，根据用户用电设备的种类，调整用户的供电来源；

调度中心，通过调度终端获取用户的用电信息，根据用户的用电信息进行数据分析建立用户用电倾向数据表，根据用户用电倾向数据表对用户进行电网供电、分布式电源供电或断电处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述调度终端为安装在用户家庭内的智能插排，所述智能插排包括

壳体，起到支撑和保护作用，在断电阶段时隔断外部插头与供电模块的连接；

电压采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；

电流采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；

控制模块，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块传递给调度中心；

供电模块，设置在壳体内，用于给连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；

断电模块，用于断开连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；

切换模块，通过于切换使供电模块与电网连接或与分布式电源连接，与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述壳体包括底座、上盖、第一挡块、第二挡块、第一弹簧、第一弹性限位柱和第二弹性限位柱，所述底座与上盖卡接，所述上盖设有隔间，所述隔间的上板和下板均设置有相对应的第一插孔和第二插孔，所述下板设置有滑槽，所述第一挡块和第二挡块均滑动安装在滑槽内，所述第一弹簧的一端与第一挡块连接，所述第一弹簧的另一端与第二挡块连接，所述下板设置有第一限位槽孔和第二限位槽孔，所述第一弹性限位柱安装在第一限位槽孔内，所述第二弹性限位柱安装在第二限位槽孔内，所述第一挡板设置有第一卡槽，所述第一卡槽与第一弹性限位柱相匹配，所述第二挡块设置有第二卡槽，所述第二卡槽与第二弹性限位柱相匹配，所述第一挡块被第一弹性限位柱限位卡接时将第一插孔隔断，所述第二挡块被第二弹性限位柱限位卡接时将第二插孔隔断。

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述第一弹性限位柱包括第二弹簧、第一限位块和第一电子开关，所述第二弹簧的第一端与第一限位槽孔的底部连接，所述第二弹簧的第二端与第一限位块的尾部连接，第二弹簧收缩时所述第一限位块的头部与第一限位槽孔的槽口相持平，所述第二弹簧处于自然状态时所述第一限位块的头部与第一卡槽的槽底抵接，所述第二弹簧经第一电子开关与供电模块连接，所述第一电子开关的控制端与控制模块连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述第二弹性限位柱包括第三弹簧、第二限位块和第二电子开关，所述第三弹簧的第一端与第二限位槽孔的底部连接，所述第三弹簧的第二端与第二限位块的尾部连接，第三弹簧收缩时所述第二限位块的头部与第二限位槽孔的槽口相持平，所述第三弹簧处于自然状态时所述第二限位块的头部与第二卡槽的槽底抵接，所述第三弹簧经第二电子开关与供电模块连接，所述第二电子开关的控制端与控制模块连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述第一限位块的头部设置有第一磁铁，所述第一卡槽的槽底设置有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相匹配。

7.根据权利要求5所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述第二限位块的头部设置有第三磁铁，所述第二卡槽的槽底设置有第四磁铁，所述第三磁铁和第四磁铁相匹配。

8.根据权利要求3所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，

所述第一挡块和第二挡块的形状均为直角三角形。

9.一种基于分布式电源的用户侧用电调度方法，适用于如权利要求2所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度***，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取用户的用电设备的瞬间启动电压和工作电流；

S2：根据不同用电设备具有不同的瞬间启动电压和工作电流判断用户的用电设备类型；

S3：记录用户不同用电设备的用电时刻以及用电时长；

S4：根据用户不同用电设备的用电时刻以及用电时长和不同设备的用电功率建立用户用电倾向数据表；

S5：调度中心结合用户用电倾向数据表、分布式电源储能状态以及电网用电高峰分布状态对用户进行供电调节或断电处理。

10.根据权利要求9所述的一种基于分布式电源的用户侧用电调度方法，其特征在于，

用户家庭中设置多个智能插排，对用户进行断电处理时，根据用电设备的不同对相应的智能插排进行断电。

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