一種樓宇智能配電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種樓宇智能配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過引入負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控裝置，可以實(shí)時(shí)采集樓宇中用電設(shè)備的用電信息，并根據(jù)采集的歷史信息對樓宇的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測得到樓宇用電曲線，配電系統(tǒng)還可實(shí)時(shí)獲取上一級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度信息，并結(jié)合樓宇用電曲線和上一級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度信息，確定樓宇用電設(shè)備的供電策略，以最大程度的滿足樓宇設(shè)備用電需求和上級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度要求，極大的提高了用電效率和可靠性。
【專利說明】—種樓宇智能配電系統(tǒng)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種樓宇智能配電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。智能電網(wǎng)是一個(gè)完全自動(dòng)化的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，能夠監(jiān)視和控制每個(gè)用戶和電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，保證從電廠到終端用戶整個(gè)輸配電過程中所有節(jié)點(diǎn)之間的信息和電能的雙向流動(dòng)。
[0003]對電力用戶負(fù)荷進(jìn)行合理控制，不僅可以有效地改善負(fù)荷曲線的形狀，而且還可以提高設(shè)備的利用率。隨著智能電網(wǎng)和電力需求側(cè)管理理念的深入，電網(wǎng)的運(yùn)行模式正朝著雙向互動(dòng)、多元服務(wù)、智能響應(yīng)、節(jié)能高效的新方向發(fā)展。用戶對用電服務(wù)的要求越來越高，以往電網(wǎng)主導(dǎo)、用戶被動(dòng)接受的用電服務(wù)模式已經(jīng)不能滿足用戶個(gè)性化、差異化的服務(wù)需求。
[0004]樓宇智能配電系統(tǒng)是一種針對目前城市中應(yīng)用越來越廣泛的智能化住宅開發(fā)的小區(qū)配電終端系統(tǒng)，可與配電網(wǎng)自動(dòng)化主站、電網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)多個(gè)住宅、多個(gè)用電設(shè)備、多條用電線路的數(shù)據(jù)采集、負(fù)荷檢測、故障檢測、自動(dòng)切換供電等功能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提高配電效率和可靠性。
[0005]在樓宇智能配電系統(tǒng)中，用電負(fù)荷的預(yù)測和監(jiān)控一直是提高配電效率、節(jié)約能源的關(guān)鍵因素，也是樓宇智能配電系統(tǒng)中的難點(diǎn)技術(shù)之一。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種樓宇智能配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過引入負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控裝置，可以實(shí)時(shí)采集樓宇中用電設(shè)備的用電信息，并根據(jù)采集的歷史信息對樓宇的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測得到樓宇用電曲線，配電系統(tǒng)還可實(shí)時(shí)獲取上一級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度信息，并結(jié)合樓宇用電曲線和上一級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度信息，確定樓宇用電設(shè)備的供電策略，以最大程度的滿足樓宇設(shè)備用電需求和上級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度要求，極大的提高了用電效率和可靠性。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種樓宇智能配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0008]用電設(shè)備信息采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集樓宇內(nèi)各用電設(shè)備的用電信息；
[0009]用電設(shè)備信息存儲模塊，用于儲存上述信息采集模塊采集的用電信息；
[0010]上級配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)獲取上級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度信息，并向上級配電網(wǎng)絡(luò)上傳樓宇智能配電系統(tǒng)的相關(guān)信息；
[0011]負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊，用于:
[0012](I)根據(jù)上述存儲模塊存儲的歷史用電信息，對樓宇的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，得到負(fù)荷曲線；
[0013](2)根據(jù)負(fù)荷曲線及上級配電網(wǎng)的調(diào)度信息，確定對各用電設(shè)備的供電策略；
[0014]供電執(zhí)行模塊，用于根據(jù)上述供電策略，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)用電設(shè)備的執(zhí)行特定的供電指令；
[0015]總線通信模塊，用于上述各個(gè)模塊之間的通信。
[0016]優(yōu)選的，上述負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊包括:
[0017]運(yùn)算單元，用于根據(jù)上述用電設(shè)備信息存儲模塊存儲的歷史信息，計(jì)算并擬合得到樓宇的負(fù)荷曲線；
[0018]供電策略制定單元，根據(jù)負(fù)荷曲線、上級配電網(wǎng)調(diào)度信息以及各用電設(shè)備的實(shí)時(shí)用電信息，確定當(dāng)前的供電策略；
[0019]顯示設(shè)備，用于顯示負(fù)荷曲線、調(diào)度信息、當(dāng)前各設(shè)備用電信息以及當(dāng)前供電策略。
[0020]優(yōu)選的，上述運(yùn)算單元中，具有負(fù)荷預(yù)測模型，用于分析上述用電設(shè)備的歷史用電信息，預(yù)測特定時(shí)間段內(nèi)上述用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測值。
[0021]優(yōu)選的，上述供電策略制定單元中，具有負(fù)荷控制模型，用于將預(yù)測值與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)測值與閾值的比較結(jié)果，發(fā)出用電設(shè)備用電負(fù)荷執(zhí)行指令，通過供電執(zhí)行模塊，調(diào)節(jié)用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)。
[0022]優(yōu)選的，所述閾值由上級配電網(wǎng)調(diào)度信息、樓宇配電線路參數(shù)、用電設(shè)備參數(shù)共同確定。
[0023]優(yōu)選的，所述供電執(zhí)行模塊包括為每一個(gè)用電設(shè)備安裝的供電執(zhí)行單元，該供電執(zhí)行單元包括:
[0024]電源輸入接口，連接電力傳輸線；
[0025]電源輸出接口，連接用用電負(fù)載；
[0026]手動(dòng)控制開關(guān)FS和總線控制開關(guān)NS，連接在負(fù)載回路中，控制負(fù)載通斷。
[0027]優(yōu)選的，所述用電設(shè)備信息采集模塊包括電壓互感器、電流互感器、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通信電路和電源，電壓互感器和電流互感器的信號輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路相連接，AD轉(zhuǎn)換電路與串口通信電路相接，串口通信電路與上述總線通信模塊相接，從而實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備信息采集模塊的數(shù)據(jù)向其他模塊的傳輸。
[0028]優(yōu)選的，所述用電設(shè)備信息采集模塊同時(shí)采集多個(gè)被用電設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、有功功率、無功功率和電能。
[0029]優(yōu)選的，上述智能配電系統(tǒng)還包括UPS模塊，用于在上級配電網(wǎng)故障或調(diào)度額不足的情況下，給樓宇中的關(guān)鍵用電設(shè)備供電。
[0030]優(yōu)選的，所述總線通信模塊通過冗余雙CAN總線與其他模塊相連。
[0031]本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)準(zhǔn)確預(yù)測用電負(fù)荷，對用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測和個(gè)性化供電；(2)供電策略兼顧用電設(shè)備需求、上級配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度需求，滿足用戶同時(shí)，兼顧了用電的可靠性，同時(shí)提高了用電效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1示出了本發(fā)明的一種樓宇智能配電系統(tǒng)的框圖；
[0033]圖2示出了圖1中系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊的具體組成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1是示出了一種樓宇智能配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:用電設(shè)備信息采集模塊7、用電設(shè)備信息存儲模塊8、上級配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)模塊3、負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊4、供電執(zhí)行模塊6、總線通信模塊2、UPS模塊9。
[0035]其中，用電設(shè)備信息采集模塊7，用于實(shí)時(shí)采集樓宇內(nèi)各用電設(shè)備1-η的用電信息。所述用電設(shè)備信息采集模塊7包括電壓互感器、電流互感器、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通信電路和電源，電壓互感器和電流互感器的信號輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路相連接，AD轉(zhuǎn)換電路與串口通信電路相接，串口通信電路與上述總線通信模塊相接，從而實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備信息采集模塊的數(shù)據(jù)向其他模塊的傳輸。所述用電設(shè)備信息采集模塊同時(shí)采集多個(gè)被用電設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、有功功率、無功功率和電能。
[0036]用電設(shè)備信息存儲模塊8，用于儲存上述信息采集模塊7采集的用電信息。用于接收用電設(shè)備1-η用電信息并將其解碼后存儲至數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)，負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊4通過總線2調(diào)取數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的用電信息信息。
[0037]上級配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)模塊3，用于實(shí)時(shí)獲取上級配電網(wǎng)絡(luò)I的調(diào)度信息，并向上級配電網(wǎng)絡(luò)I上傳樓宇智能配電系統(tǒng)的相關(guān)信息。
[0038]供電執(zhí)行模塊6，用于根據(jù)上述供電策略，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)用電設(shè)備的執(zhí)行特定的供電指令。所述供電執(zhí)行模塊包括為每一個(gè)用電設(shè)備1-η安裝的供電執(zhí)行單元，該供電執(zhí)行單元包括:
[0039]電源輸入接口，連接電力傳輸線；
[0040]電源輸出接口，連接用用電負(fù)載；
[0041]手動(dòng)控制開關(guān)FS和總線控制開關(guān)NS，連接在負(fù)載回路中，控制負(fù)載通斷。
[0042]總線通信模塊2，用于上述各個(gè)模塊之間的通信，所述總線通信模塊2通過冗余雙CAN總線與其他模塊相連。
[0043]上述智能配電系統(tǒng)還包括UPS模塊9，用于在上級配電網(wǎng)故障或調(diào)度額不足的情況下，給樓宇中的關(guān)鍵用電設(shè)備供電。
[0044]負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊4，用于:⑴根據(jù)上述存儲模塊存儲8的歷史用電信息，對樓宇的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，得到負(fù)荷曲線；(2)根據(jù)負(fù)荷曲線及上級配電網(wǎng)的調(diào)度信息，確定對各用電設(shè)備1-η的供電策略。
[0045]參見圖2，該負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊4包括:
[0046]運(yùn)算單元41，用于根據(jù)上述用電設(shè)備信息存儲模塊存儲8的歷史信息，計(jì)算并擬合得到樓宇的負(fù)荷曲線；
[0047]供電策略制定單元42，根據(jù)負(fù)荷曲線、上級配電網(wǎng)I調(diào)度信息以及各用電設(shè)備1-n的實(shí)時(shí)用電信息，確定當(dāng)前的供電策略；
[0048]顯示設(shè)備43，用于顯示負(fù)荷曲線、調(diào)度信息、當(dāng)前各設(shè)備用電信息以及當(dāng)前供電策略。
[0049]運(yùn)算單元41中，具有負(fù)荷預(yù)測模型，用于分析用電設(shè)備1-η的歷史用電信息，預(yù)測特定時(shí)間段內(nèi)上述用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測值。
[0050]供電策略制定單元42中，具有負(fù)荷控制模型，用于將預(yù)測值與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)測值與閾值的比較結(jié)果，發(fā)出用電設(shè)備1-η用電負(fù)荷執(zhí)行指令，通過供電執(zhí)行模塊，調(diào)節(jié)用電設(shè)備1-η的技術(shù)性能參數(shù)。所述閾值由上級配電網(wǎng)I調(diào)度信息、樓宇配電線路參數(shù)、用電設(shè)備參數(shù)共同確定。
[0051]如果上述閾值大于預(yù)測值，那么供電策略制定單元在確定用電設(shè)備1-η的用電負(fù)荷指令時(shí)，具體采用如下方法:
[0052](I)獲取控制參數(shù)信息和電網(wǎng)調(diào)度信息，所述控制參數(shù)信息包括:用戶設(shè)置的用電設(shè)備參數(shù)信息；
[0053](2)接收用戶輸入的包含有設(shè)控制模式的控制指令；
[0054](3)依據(jù)所述預(yù)設(shè)控制模式、所述控制參數(shù)信息和所述電網(wǎng)調(diào)度信息生成預(yù)設(shè)控制指令集；
[0055](4)依據(jù)所述預(yù)設(shè)控制指令集發(fā)出用電設(shè)備用電負(fù)荷執(zhí)行指令。
[0056]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種樓宇智能配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 用電設(shè)備信息采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集樓宇內(nèi)各用電設(shè)備的用電信息； 用電設(shè)備信息存儲模塊，用于儲存上述信息采集模塊采集的用電信息； 上級配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)獲取上級配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度信息，并向上級配電網(wǎng)絡(luò)上傳樓宇智能配電系統(tǒng)的相關(guān)信息； 負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊，用于: (1)根據(jù)上述存儲模塊存儲的歷史用電信息，對樓宇的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，得到負(fù)荷曲線.(2)根據(jù)負(fù)荷曲線及上級配電網(wǎng)的調(diào)度信息，確定對各用電設(shè)備的供電策略； 供電執(zhí)行模塊，用于根據(jù)上述供電策略，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)用電設(shè)備的執(zhí)行特定的供電指令； 總線通信模塊，用于上述各個(gè)模塊之間的通信。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述負(fù)荷預(yù)測和監(jiān)控模塊包括: 運(yùn)算單元，用于根據(jù)上述用電設(shè)備信息存儲模塊存儲的歷史信息，計(jì)算并擬合得到樓宇的負(fù)荷曲線； 供電策略制定單元，根據(jù)負(fù)荷曲線、上級配電網(wǎng)調(diào)度信息以及各用電設(shè)備的實(shí)時(shí)用電信息，確定當(dāng)前的供電策略； 顯示設(shè)備，用于顯示負(fù)荷曲線、調(diào)度信息、當(dāng)前各設(shè)備用電信息以及當(dāng)前供電策略。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述運(yùn)算單元中，具有負(fù)荷預(yù)測模型，用于分析上述用電設(shè)備的歷史用電信息，預(yù)測特定時(shí)間段內(nèi)上述用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測值。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述供電策略制定單元中，具有負(fù)荷控制模型，用于將預(yù)測值與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)測值與閾值的比較結(jié)果，發(fā)出用電設(shè)備用電負(fù)荷執(zhí)行指令，通過供電執(zhí)行模塊，調(diào)節(jié)用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閾值由上級配電網(wǎng)調(diào)度信息、樓宇配電線路參數(shù)、用電設(shè)備參數(shù)共同確定。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供電執(zhí)行模塊包括為每一個(gè)用電設(shè)備安裝的供電執(zhí)行單元，該供電執(zhí)行單元包括: 電源輸入接口，連接電力傳輸線； 電源輸出接口，連接用用電負(fù)載； 手動(dòng)控制開關(guān)FS和總線控制開關(guān)NS，連接在負(fù)載回路中，控制負(fù)載通斷。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用電設(shè)備信息采集模塊包括電壓互感器、電流互感器、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通信電路和電源，電壓互感器和電流互感器的信號輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路相連接，AD轉(zhuǎn)換電路與串口通信電路相接，串口通信電路與上述總線通信模塊相接，從而實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備信息采集模塊的數(shù)據(jù)向其他模塊的傳輸。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用電設(shè)備信息采集模塊同時(shí)采集多個(gè)被用電設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、有功功率、無功功率和電能。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述智能配電系統(tǒng)還包括UPS模塊，用于在上級配電網(wǎng)故障或調(diào)度額不足的情況下，給樓宇中的關(guān)鍵用電設(shè)備供電。
10.如權(quán)利要求1-9任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述總線通信模塊通過冗余雙CAN總線與其他模塊相連。
【文檔編號】H02J13/00GK104184145SQ201410462805
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】任德新, 李志敏 申請人:四川省科本哈根能源科技有限公司