CN113746086A - 一种非入侵式需求响应***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非入侵式需求响应***及方法，包括用户控制端，用于实现用户端的数据采集并接收总控制端信号进行响应；通信模块，用于实现用户端总控端之间的信息交互，分别与用户控制端、总控制端相连。总控制端，用于监测电力负荷状况并实现负荷调控。上述技术方案通过对用户入户总电表的数据监测，从而根据电力参数曲线中的瞬变电流值的升降变化，结合总用电量实现对用户家中用电状况的判断，进行及时准确的需求响应，还结合历史电网负荷曲线进行供电能力判定，满足对用户用电详情的监测，实现及时的需求响应。
Description
技术领域
本发明涉及需求响应技术领域，尤其涉及一种非入侵式需求响应***及方法。
背景技术
我国开展需求响应的时间较短，在对需求响应的综合研究和实践上还不够。目前我国实施需求响应项目主要为求，应用场景单一；调控的需求响应资源仅为空调等特定电器种类，较为单一，在夏季削减高峰负荷，未考虑新能源就地消纳、快速应急响应等业务需一，缺乏对规模化需求响应资源的互动应用技术的研究，需求响应潜力未得到充分发挥；需求响应以试点、示范为主设计标准的信息交互模型，搭建公司***需求响应业务服务统一平台，实现需求响应资源的统一管理、统一调配，满足公司消纳新能源、快速响应、差异化增值服务等多场景业务需求。
中国专利文献CN106786542A公开了一种“需求响应***”。采用了包括相互通信的需求响应主站、需求响应互动服务终端和需求响应执行单元；充分利用云计算平台将电网企业数据和电力用户需求响应数据信息资源相结合，为电网企业、电力用户提供需求响应互动服务，降低电网企业负荷管理工作量、提高电网供电可靠性和灵活性。上述技术方案难以满足对用户用电详情的监测，实现及时的需求响应。
发明内容
本发明主要解决原有的技术方案难以满足对用户用电详情的监测并及时进行需求响应的技术问题，提供一种非入侵式需求响应***及方法，通过对用户入户总电表的数据监测，从而根据电力参数曲线中的瞬变电流值的升降变化，结合总用电量实现对用户家中用电状况的判断，进行及时准确的需求响应，还结合历史电网负荷曲线进行供电能力判定，满足对用户用电详情的监测，实现及时的需求响应。
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：
一种非入侵式需求响应***，包括：
用户控制端，用于实现用户端的数据采集并接收总控制端信号进行响应；
通信模块，用于实现用户端总控端之间的信息交互，分别与用户控制端、总控制端相连。
总控制端，用于监测电力负荷状况并实现负荷调控。
作为优选，所述的用户控制端包括采集模块、载波断路器和载波集中器，所述采集模块与入户总电表输出端相连，所述载波断路器与入户总电表输入端相连，所述载波集中器与通信模块相连。采集模块用于采集用户端的电力数据，载波断路器用于实现与总控制端之间的信息交互和控制断路，载波集中器用于汇总载波断路器信号和信号转化。
作为优选，所述的通信模块包括依次相连的过零检测电路、信号发送电路、信号耦合电路、信号接收滤波电路和过零同步电路，所述信号耦合电路的输入控制端与用户控制端相连，所述过零检测电路的输入端、过零同步电路的输出端与载波信号相连。载波通过过零检测电路判断采样时间，将需要传递的信号通过信号发送电路发送并经由信号耦合电路耦合至电线上传输；电线上传输的信息也经由信号耦合电路发送至信号接收滤波电路和过零同步电路后实现信息的双向传递，载波采样具有稳定的特点。
作为优选，所述的总控制端包括用于监测电力负荷状况及信息推送的电力控制中心，所述电力控制中心与监控管理云平台相连，还包括分别与电力控制中心、监控管理云平台相连的手持控制终端。电力控制中心用于监测电力负荷状况、信息推送及下达指令，监控管理云平台用于将数据存储到云端便于优化，手持控制终端用于远程监控及指令下达。
一种非入侵式需求响应***的工作方法，包括以下步骤：
S1采集模块采集用户电力参数和用户负荷曲线并传输到总控制端；
S2电力控制中心对用户实时用电状况进行非入侵式判定；
S3电力控制中心结合历史电网负荷曲线和用户负荷曲线进行补偿判定；
S4通过载波断路器实现需求响应调控。
作为优选，所述的步骤S2对用户实时用电状况进行非入侵式判定具体包括：S2.1通过安装在用户总输入端的电表实现对电力参数的监测并拟合电力参数曲线；
S2.2提取电力参数曲线中的瞬变电流值并进行判断；
S2.3若瞬变电流值超过阈值，提取瞬变时刻电力参数变化构建正瞬变点和负瞬变点；
S2.4将瞬变点连接构成电力参数变化折线图；
S2.5在进行调度前对此时刻之前的正瞬变点与负瞬变点进行匹配实现对用户运行电器的判断。
作为优选，所述的步骤S2.2电力参数曲线中电流瞬间变化量超过设定阈值ΔI，则认定为非电流波动变化值，通过此时刻的电流和电压数据实现功率瞬间变化量的计算，通过功率瞬间变化量在总负载中的体现确定用户家中电器的开闭。
作为优选，所述的步骤S2.3将功率瞬间增加时刻的电流变化点作为正瞬变点，将功率瞬间下降时刻的电流变化点作为负瞬变点，在进行调度前对此时刻之前的正瞬变点与负瞬变点进行匹配，若正瞬变点的功率瞬间增加量与负瞬变点的功率瞬间下降量接近，则判定为同一电器关闭，将仅存在正瞬变点的情况判定为该电器未关闭。
作为优选，所述的步骤S3结合电网负荷曲线和用户负荷曲线进行补偿判定具体包括：
S3.1对历史电网负荷曲线和低压用户负荷曲线进行归一化处理；
S3.2根据历史电网负荷曲线中同一时刻进行补偿判定；
S3.3若历史电网负荷曲线中同一时刻存在闲置负载，则对用户进行补偿，若不存在闲置负载，则判定无法补偿并通知用户。
作为优选，所述的步骤S4判定完成后电力控制中心下达指令，通过载波集中器接收指令后转成HPLC电力线载波层通道继续下发跳闸指令至载波断路器，载波断路器接收电力线路HPLC层的指令，当通讯地址与本身匹配时开始解析指令含义并执行指令。
本发明的有益效果是：通过对用户入户总电表的数据监测，从而根据电力参数曲线中的瞬变电流值的升降变化，结合总用电量实现对用户家中用电状况的判断，进行及时准确的需求响应，还结合历史电网负荷曲线进行供电能力判定，满足对用户用电详情的监测，实现及时的需求响应。
附图说明
图1是本发明的一种原理连接结构图。
图2是本发明的一种通信模块的原理连接结构图。
图3是本发明的一种流程图。
图中1用户控制端，1.1采集模块，1.2载波断路器，1.3载波集中器，2通信模块，3总控制端，3.1电力控制中心，3.2监控管理云平台，3.3手持控制终端。
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：本实施例的一种非入侵式需求响应***及方法，如图1所示，包括依次相连的用户控制端1、通信模块2和总控制端3。用户控制端1包括采集模块1.1、载波断路器1.2和载波集中器1.3，所述采集模块1.1与入户总电表输出端相连，所述载波断路器1.2与入户总电表输入端相连，所述载波集中器1.3与通信模块2相连。用户控制端1用于实现用户端的数据采集并接收总控制端信号进行响应。采集模块用于采集用户端的电力数据，载波断路器用于实现与总控制端之间的信息交互和控制断路，载波集中器用于汇总载波断路器信号和信号转化。
如图2所示，通信模块2包括依次相连的过零检测电路、信号发送电路、信号耦合电路、信号接收滤波电路和过零同步电路，所述信号耦合电路的输入控制端与用户控制端1相连，所述过零检测电路的输入端、过零同步电路的输出端与载波信号相连。通信模块2用于实现用户端总控端之间的信息交互。载波通过过零检测电路判断采样时间，将需要传递的信号通过信号发送电路发送并经由信号耦合电路耦合至电线上传输；电线上传输的信息也经由信号耦合电路发送至信号接收滤波电路和过零同步电路后实现信息的双向传递，载波采样具有稳定的特点。
总控制端3包括用于监测电力负荷状况及信息推送的电力控制中心3.1，所述电力控制中心3.1与监控管理云平台3.2相连，还包括分别与电力控制中心3.1、监控管理云平台3.2相连的手持控制终端3.3。总控制端3用于监测电力负荷状况并实现负荷调控。电力控制中心用于监测电力负荷状况、信息推送及下达指令，监控管理云平台用于将数据存储到云端便于优化，手持控制终端用于远程监控及指令下达。
一种非入侵式需求响应***的工作方法，如图3所示，包括以下步骤：
S1采集模块1.1采集用户电力参数和用户负荷曲线并传输到总控制端3；
S2电力控制中心3.1对用户实时用电状况进行非入侵式判定，具体包括：
S2.1通过安装在用户总输入端的电表实现对电力参数的监测并拟合电力参数曲线；
S2.2提取电力参数曲线中的瞬变电流值并进行判断；电力参数曲线中电流瞬间变化量超过设定阈值ΔI，则认定为非电流波动变化值，通过此时刻的电流和电压数据实现功率瞬间变化量的计算，通过功率瞬间变化量在总负载中的体现确定用户家中电器的开闭。
S2.3若瞬变电流值超过阈值，提取瞬变时刻电力参数变化构建正瞬变点和负瞬变点；将功率瞬间增加时刻的电流变化点作为正瞬变点，将功率瞬间下降时刻的电流变化点作为负瞬变点，在进行调度前对此时刻之前的正瞬变点与负瞬变点进行匹配，若正瞬变点的功率瞬间增加量与负瞬变点的功率瞬间下降量接近，则判定为同一电器关闭，将仅存在正瞬变点的情况判定为该电器未关闭。
S2.4将瞬变点连接构成电力参数变化折线图；
S2.5在进行调度前对此时刻之前的正瞬变点与负瞬变点进行匹配实现对用户运行电器的判断。
S3电力控制中心3.1结合历史电网负荷曲线和用户负荷曲线进行补偿判定，具体包括：
S3.1对历史电网负荷曲线和低压用户负荷曲线进行归一化处理；
S3.2根据历史电网负荷曲线中同一时刻进行补偿判定；
S3.3若历史电网负荷曲线中同一时刻存在闲置负载，则对用户进行补偿，若不存在闲置负载，则判定无法补偿并通知用户。
S4通过载波断路器1.2实现需求响应调控，判定完成后电力控制中心3.1下达指令，通过载波集中器1.3接收指令后转成HPLC电力线载波层通道继续下发跳闸指令至载波断路器1.2，载波断路器1.2接收电力线路HPLC层的指令，当通讯地址与本身匹配时开始解析指令含义并执行指令，实现需求响应调控。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了用户控制端、总控制端等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种非入侵式需求响应***，其特征在于，包括：
用户控制端(1)，用于实现用户端的数据采集并接收总控制端信号进行响应；通信模块(2)，用于实现用户端总控端之间的信息交互，分别与用户控制端(1)、总控制端(3)相连。
总控制端(3)，用于监测电力负荷状况并实现负荷调控。
2.根据权利要求1所述的一种非入侵式需求响应***及方法，其特征在于，所述用户控制端(1)包括采集模块(1.1)、载波断路器(1.2)和载波集中器(1.3)，所述采集模块(1.1)与入户总电表输出端相连，所述载波断路器(1.2)与入户总电表输入端相连，所述载波集中器(1.3)与通信模块(2)相连。
3.根据权利要求1所述的一种非入侵式需求响应***及方法，其特征在于，所述通信模块(2)包括依次相连的过零检测电路、信号发送电路、信号耦合电路、信号接收滤波电路和过零同步电路，所述信号耦合电路的输入控制端与用户控制端(1)相连，所述过零检测电路的输入端、过零同步电路的输出端与载波信号相连。
4.根据权利要求1所述的一种非入侵式需求响应***及方法，其特征在于，所述总控制端(3)包括用于监测电力负荷状况及信息推送的电力控制中心(3.1)，所述电力控制中心(3.1)与监控管理云平台(3.2)相连，还包括分别与电力控制中心(3.1)、监控管理云平台(3.2)相连的手持控制终端(3.3)。
5.一种非入侵式需求响应***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1采集模块(1.1)采集用户电力参数和用户负荷曲线并传输到总控制端(3)；S2电力控制中心(3.1)对用户实时用电状况进行非入侵式判定；
S3电力控制中心(3.1)结合历史电网负荷曲线和用户负荷曲线进行补偿判定；S4通过载波断路器(1.2)实现需求响应调控。
6.根据权利要求5所述的一种非入侵式需求响应***的工作方法，其特征在于，所述步骤S2对用户实时用电状况进行非入侵式判定具体包括：
S2.1通过安装在用户总输入端的电表实现对电力参数的监测并拟合电力参数曲线；
S2.2提取电力参数曲线中的瞬变电流值并进行判断；
S2.3若瞬变电流值超过阈值，提取瞬变时刻电力参数变化构建正瞬变点和负瞬变点；
S2.4将瞬变点连接构成电力参数变化折线图；
S2.5在进行调度前对此时刻之前的正瞬变点与负瞬变点进行匹配实现对用户运行电器的判断。
7.根据权利要求6所述的一种非入侵式需求响应***的工作方法，其特征在于，所述步骤S2.2电力参数曲线中电流瞬间变化量超过设定阈值ΔI，则认定为非电流波动变化值，通过此时刻的电流和电压数据实现功率瞬间变化量的计算，通过功率瞬间变化量在总负载中的体现确定用户家中电器的开闭。
8.根据权利要求6所述的一种非入侵式需求响应***的工作方法，其特征在于，所述步骤S2.3将功率瞬间增加时刻的电流变化点作为正瞬变点，将功率瞬间下降时刻的电流变化点作为负瞬变点，在进行调度前对此时刻之前的正瞬变点与负瞬变点进行匹配，若正瞬变点的功率瞬间增加量与负瞬变点的功率瞬间下降量接近，则判定为同一电器关闭，将仅存在正瞬变点的情况判定为该电器未关闭。
9.根据权利要求1所述的一种非入侵式需求响应***的工作方法，其特征在于，所述步骤S3结合电网负荷曲线和用户负荷曲线进行补偿判定具体包括：
S3.1对历史电网负荷曲线和低压用户负荷曲线进行归一化处理；
S3.2根据历史电网负荷曲线中同一时刻进行补偿判定；
S3.3若历史电网负荷曲线中同一时刻存在闲置负载，则对用户进行补偿，若不存在闲置负载，则判定无法补偿并通知用户。
10.根据权利要求5所述的一种非入侵式需求响应***的工作方法，其特征在于，所述步骤S4判定完成后电力控制中心(3.1)下达指令，通过载波集中器(1.3)接收指令后转成HPLC电力线载波层通道继续下发跳闸指令至载波断路器(1.2)，载波断路器(1.2)接收电力线路HPLC层的指令，当通讯地址与本身匹配时开始解析指令含义并执行指令。
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