一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置和方法制造方法及图纸

技术编号:15623083 阅读:165 留言:0更新日期:2017-06-14 05:26
本发明专利技术提供一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置和方法,装置包括微处理器模块、通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块和电源管理模块;解决了现有电力排灌设施自动化水平还不够高,无法参与需求响应、自动分析需求响应服务器发来的需求响应信号,不能生成设备时段运行策略并直接根据策略控制设备启停的问题,用于支撑电力排灌设施参与需求响应业务,不光在电价和激励政策的基础上,为用户节约电费、获得补贴,还可以在需要负荷消纳时开启负荷,从而获得低价电能或获取补贴。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置和方法
本专利技术涉及排灌设施用电自动化及其自动参与需求响应,具体涉及一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置和方法。
技术介绍
灌溉和排涝对于战胜旱、涝灾害,促进农、林、牧业的发展具有十分重要的意义。随着农田基本建设的加强和生产力水平的提高,许多地方都利用电力进行灌溉和排水,这一举措造成了农业用电明显的季节性特征,即在抗旱防汛问题较为突出的春夏两季,用电量和用电负荷明显高于其他季节。并且,由于以往的排灌设施自动化程度较低,除很多仍须人为控制其启停外,即使目前所能实现的自动化排灌设施也并不能智能参与需求响应,造成了排灌用电除了季节性明显外,同一天负荷也由于人们的作息习惯,在白天与晚上存在较大峰谷差。而在用电高峰时刻供电紧张的同时,用电低谷时刻还存在严重的弃风、弃光现象,造成了大量的电能浪费。这些特征,不仅加剧了电网夏季供电紧张、可靠性面临严重威胁的局面;由于变压器容量限制,用户的排灌活动受到了严重限制;而且还造成了大量的电能浪费。我国电力供需紧张局面仍时有发生,弃风弃光现象也在不断加剧,发改委等相关部门高度重视需求响应工作的开展。目前,自动排灌控制系统虽然能够做到农田排灌的自动化,但已经无法满足用户经济效益最大化以及电网削峰填谷、消纳可再生能源等需求,具体表现在以下两方面:一方面,电网在出现供需紧张情况,如高峰用电时刻供不应求,或者电网存在可再生能源无法有效消纳,供大于求时,会制定灵活的分时电价、实时电价等电价政策,但现有自动排灌控制系统无法根据上述灵活电价政策实现分时段的运行;另一方面,在需求响应服务商、负荷聚合商等需求响应实施机构组织实施尖峰负荷削减或可再生能源消纳计划任务时,现有自动排灌控制系统无法自动参与上述计划任务,从而也无法获得对应的激励。申请号为201320283908.9的专利技术专利提供一种基于无线传输的农田自动排灌控制系统,具体提供了一种根据作物的需水规律进行适时适量的灌溉自动排灌装置,根据水位信息作出排水或灌水的决策,但该专利技术专利在软硬件设计上均无法支撑排灌设施自动参与需求响应。
技术实现思路
针对现有电力排灌设施自动化水平还不够高,无法参与需求响应、自动分析需求响应服务器发来的需求响应信号,不能生成设备时段运行策略并直接根据策略控制设备启停的问题,本专利技术提供一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置和方法,用于支撑电力排灌设施参与需求响应业务,不光在电价和激励政策的基础上,为用户节约电费、获得补贴,还可以在需要负荷消纳时开启负荷,从而获得低价电能或获取补贴。为了实现上述专利技术目的,本专利技术采取如下技术方案:本专利技术提供一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,包括微处理器模块、通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块和电源管理模块;所述通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块均与微处理器模块双向连接,所述电源管理模块与微处理器模块和接口模块同时单向连接。微处理器模块基于需求响应策略库中的需求响应策略,并匹配运行调控策略库中的运行调控策略,进而生成运行调控指令。通信模块通过通信网络与需求响应服务器和用户移动终端进行通信,其将电力排灌设施的用电信息发送给需求响应服务器和用户移动终端,并接收需求响应服务器下发的电价信息和激励信息,同时接收用户移动终端下发的用户控制指令。数据采集模块用于采集电力排灌设施的运行状态参数,并对采集的运行状态参数进行监测,同时还用于测量电力排灌设施的电参数和环境参数;电参数包括各主机的电参数以及相关组成部件的电参数;环境参数包括土壤湿度、水位和温度。数据存储模块内置需求响应策略库和运行调控策略库,其用于存储电力排灌设施的基本信息、运行状态参数、电参数、环境参数以及历史数据;基本信息包括电力排灌设施的编号、地址、用户电话和供电优先级。需求响应服务器通过调用并匹配电力排灌设施的基本信息,区分并查找电力排灌设施。安全模块用于验证数据采集模块采集的电力排灌设施的运行状态参数、电参数和环境参数的合法性,且对反馈信号进行加密,同时对用户基本信息进行保密,确保用户基本信息安全不外流,起到保护用户隐私的作用。微处理模块通过接口模块完成运行调控指令的下发,所述接口模块包括数字接口、模拟接口、RJ45、RS232和RS485;模拟接口采集模拟信号,并将采集的模块信号进行处理,之后产生并输出模拟控制信号;数字接口采集数字信号,且用于判断电力排灌设施中各水泵机组的运行状态,之后产生和输出数字控制信号。实时时钟模块为所述装置提供精准时间,防止发生电力排灌设施运行时段错误的情况,保证运行调控策略正常执行;看门狗模块用于监控所述装置是否正常运行;电源管理模块负责所述装置电能的管理和分配。用户移动终端包括智能手机和平板电脑,用户通过用户移动终端实时远程监控电力排灌设施的运行状态,并在用户拒绝按照运行调控策略调控电力排灌设施时,由用户下发人为控制指令,当用户下发的人为控制指令与微处理器模块下发的运行调控指令冲突时,电力排灌设施按照用户下发的人为控制指令运行。本专利技术还提供一种应用于电力排灌设施的需求响应调控方法,包括:接收需求响应事件信息,并判断需求响应类别;根据不同的需求响应类别匹配相应的需求响应策略;根据需求响应策略执行运行调控策略。接收需求响应事件信息,并判断需求响应类别具体包括:接收需求响应服务器下发的需求响应事件信息;根据需求响应事件信息判断需求响应类别,所述需求响应类别包括激励型需求响应和电价型需求响应。根据不同的需求响应类别匹配相应的需求响应策略具体包括:若需求响应类别为激励型需求响应,先接收并解析负荷消减信号或可再生能源消纳信号,然后根据激励型需求响应匹配相应的需求响应策略;若需求响应类别为电价型需求响应,先接收电价信号,然后根据电价型需求响应匹配相应的需求响应策略。根据不同的需求响应类别匹配相应的需求响应策略之后包括:若需求响应类别为激励型需求响应,采集电力排灌设施的电参数、环境参数和运行状态参数,接着确定响应等级和响应容量,并上传反馈信号,最后判断是否满足需求响应事件要求,若满足接收需求响应服务器下发确认信号,若不满足则继续接收并解析负荷消减信号或可再生能源消纳信号并执行后续操作;若需求响应类别为电价型需求响应,采集电力排灌设施的电参数、环境参数和运行状态参数,接着确定响应等级和响应容量,并上传反馈信号,需求响应服务器根据反馈信号下发确认信号。判断是否满足需求响应事件要求具体包括:将负荷削减计划或可再生能源消纳计划上传至需求响应服务器,所述需求响应服务器根据汇总结果下发信号,分为以下情况:1)若汇总结果满足需求响应事件要求,所述需求响应服务器下发确认信号;2)若汇总结果不满足需求响应事件要求,所述需求响应服务器下发重新制定需求响应策略信号,继续接收并解析负荷消减信号或可再生能源消纳信号,重新匹配需求响应策略并反馈,直到汇结果满足需求响应事件要求,此时需求响应服务器下发确认信号。根据需求响应策略执行运行调控策略具体包括:接收需求响应服务器下发的确认信号;根据需求响应策略和确认信号执行运行调控策略。根据需求响应策略执行运行调控策略之后包括:根据响应等级,判断需求本文档来自技高网
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一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置和方法

【技术保护点】
一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述装置包括微处理器模块、通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块和电源管理模块;所述通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块均与微处理器模块双向连接,所述电源管理模块与微处理器模块和接口模块同时单向连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述装置包括微处理器模块、通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块和电源管理模块;所述通信模块、安全模块、接口模块、数据采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、看门狗模块均与微处理器模块双向连接,所述电源管理模块与微处理器模块和接口模块同时单向连接。2.根据权利要求1所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述微处理器模块基于需求响应策略库中的需求响应策略,并匹配运行调控策略库中的运行调控策略,进而生成运行调控指令。3.根据权利要求1所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述通信模块通过通信网络与需求响应服务器和用户移动终端进行通信,其将电力排灌设施的用电信息发送给需求响应服务器和用户移动终端,并接收需求响应服务器下发的电价信息和激励信息,同时接收用户移动终端下发的用户控制指令。4.根据权利要求3所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述数据采集模块用于采集电力排灌设施的运行状态参数,并对采集的运行状态参数进行监测,同时还用于测量电力排灌设施的电参数和环境参数;所述电参数包括各主机的电参数以及相关组成部件的电参数;所述环境参数包括土壤湿度、水位和温度。5.根据权利要求4所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述数据存储模块内置需求响应策略库和运行调控策略库,其用于存储电力排灌设施的基本信息、运行状态参数、电参数、环境参数以及历史数据;所述基本信息包括电力排灌设施的编号、地址、用户电话和供电优先级。6.根据权利要求5所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述需求响应服务器通过调用并匹配电力排灌设施的基本信息,区分并查找电力排灌设施。7.根据权利要求1所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述安全模块用于验证数据采集模块采集的电力排灌设施的运行状态参数、电参数和环境参数的合法性,且对反馈信号进行加密,同时对用户基本信息进行保密,确保用户基本信息安全不外流,起到保护用户隐私的作用。8.根据权利要求1所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述微处理模块通过接口模块完成运行调控指令的下发,所述接口模块包括数字接口、模拟接口、RJ45、RS232和RS485;所述模拟接口采集模拟信号,并将采集的模块信号进行处理,之后产生并输出模拟控制信号;所述数字接口采集数字信号,且用于判断电力排灌设施中各水泵机组的运行状态,之后产生和输出数字控制信号。9.根据权利要求1所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述实时时钟模块为所述装置提供精准时间,防止发生电力排灌设施运行时段错误的情况,保证运行调控策略正常执行;所述看门狗模块用于监控所述装置是否正常运行;所述电源管理模块负责所述装置电能的管理和分配。10.根据权利要求3所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控装置,其特征在于,所述用户移动终端包括智能手机和平板电脑,用户通过用户移动终端实时远程监控电力排灌设施的运行状态,并在用户拒绝按照运行调控策略调控电力排灌设施时,由用户下发人为控制指令,当用户下发的人为控制指令与微处理器模块下发的运行调控指令冲突时,电力排灌设施按照用户下发的人为控制指令运行。11.一种应用于电力排灌设施的需求响应调控方法,其特征在于,所述方法包括:接收需求响应事件信息,并判断需求响应类别;根据不同的需求响应类别匹配相应的需求响应策略;根据需求响应策略执行运行调控策略。12.根据权利要求11所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控方法,其特征在于,所述接收需求响应事件信息,并判断需求响应类别具体包括:接收需求响应服务器下发的需求响应事件信息;根据需求响应事件信息判断需求响应类别,所述需求响应类别包括激励型需求响应和电价型需求响应。13.根据权利要求12所述的应用于电力排灌设施的需求响应调控方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙鼎浩陈宋宋徐阿元李德智何胜孙畅闫华光钟鸣郭炳庆张兴华蒋利民韩永军
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国家电网公司国网甘肃省电力公司国网甘肃省电力公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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