一种源网荷频率响应系统技术方案

本发明专利技术公布了一种源网荷频率响应系统，频率响应系统由硬件层、服务层、平台层三部分组成：硬件层由智能终端及其所连的负荷设备组成，用于监测频率等电气数据及执行控制动作；服务层由服务器和运行于服务器上的软件组成，用来接收并储存硬件层采集的数据及向应用层分发控制指令；应用层由客户端软件组成，用来显示系统运行状态及生成控制指令；源网荷频率响应系统通过硬件层实时采集数据并上传到服务层进行存储，应用层可查看服务层的系统数据并按需要生成包含参数阈值的控制指令通过服务层下发给硬件层，硬件层实时比较参数阈值与实时采集的实际参数，在超出阈值时有次序地断开负荷用电。本发明专利技术可有效提高电网实施负荷控制的精细化程度。

A frequency response system for source network load

The invention discloses a source-network load frequency response system, which is composed of hardware layer, service layer and platform layer. The hardware layer consists of an intelligent terminal and its associated load equipment for monitoring electrical data such as frequency and performing control actions; the service layer consists of a server and software running on the server. Composition, used to receive and store the data collected by the hardware layer and distribute control instructions to the application layer; application layer is composed of client software, used to display the system running status and generate control instructions; source network load frequency response system collects data through the hardware layer and uploads it to the service layer for storage, application layer can view the service. The system data of the business layer are generated and the control instructions containing the parameter threshold are sent to the hardware layer through the service layer. The hardware layer compares the parameter threshold with the real-time collected parameters in real time. When the threshold value is exceeded, the load power is cut off sequentially. The invention can effectively improve the refinement degree of load control in the power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种源网荷频率响应系统
本专利技术涉及源网荷频率响应领域，具体涉及一种源网荷频率响应系统。
技术介绍
目前，维持电力系统安全稳定运行的措施主要为发电机出力调节和变电站负载控制，所带来的弊端有调节时间滞后、空间受影响范围大、负载优先级模糊等。近年来，随着电网规模与负荷量的急剧增大，传统意义上的电力系统备用容量愈显不足。同时，新能源渗透率的不断提高与跨区域特高压输电的出现，所带来的短时大规模功率波动进一步增加了电网维护安稳运行的压力。研究表明，通过有计划地控制负荷用电行为来响应电力系统源网荷频率调节是一种有益的尝试。负荷参与源网荷频率调节的巨大潜力需要合适的系统才能发掘。目前国外已有部分城市设立了需求响应试点并取得了良好的效果，然而其主要基于电价或激励进行，对短时间尺度的频率响应没有涉及；国内研究主要集中于理论分析层面，已有的电能管理智能产品功能较为单一且主要面向智能家居设计，难以应对电力系统源网荷频率调节的功能需求。因此，为支持智能电网相关理论的发展与满足电力系统源网荷频率调节的需求，研制一种能够将负荷灵活接入并参与源网荷频率调节的控制系统及智能终端将有着重要意义。
技术实现思路
为发掘负荷在电力系统源网荷频率调节中的巨大潜力，本专利技术提供一种源网荷频率响应系统，用以解决目前电力系统实施源网荷频率协调控制缺少精细化实施平台的问题。为实现上述目的，本专利技术公布了一种源网荷频率响应系统，包含硬件层、服务层与应用层三层结构，所述硬件层包括可接入所述源网荷频率响应系统的智能终端；所述服务层包括服务器及运行于服务器上的服务程序；所述应用层包括具备决策及界面功能的软件，其形式包括但不限于网页、手机app、电脑客户端。所述的硬件层智能终端具有实时监测频率、无线收发数据、远程运行控制的功能。所述的服务层中运行于服务器上的软件包括数据接收软件、数据存储与管理软件及指令下发软件。所述数据收发软件可以接收规定格式的所述智能终端发送的数据并将其放入所述的数据存储与管理软件，其步骤在于：a.所述智能终端将数据按照规定的格式放入发送给所述服务层的指令之中并发送给所述服务器规定的端口，所述指令包含智能终端硬件全球唯一标识符UID、数据存储位置信息与所述数据；b.所述数据接收软件从所述服务器规定的端口接收到所述智能终端发送的所述指令，根据所述UID与所述数据存储位置信息将所述数据放入数据存储与管理软件之中；所述数据存储与管理软件选用mySQL关系数据库管理软件。所述指令下发软件能够自动获取所述智能终端的地址并将所述应用层的控制指令下发给对应的智能终端，其执行步骤为：a.所述应用层将控制内容与控制对象按照规定的格式下发给所述服务器的规定端口，所述控制对象为对应的所述智能终端的UID；b.所述指令下发软件监听所述规定端口，接收到所述应用层下发的控制内容与控制对象，并暂时储存至所述控制对象UID对应的智能终端发送指令给服务层；c.所述智能终端定时发送指令给所述服务层的服务器的规定端口，所述指令包含但不限于所述UID；d.所述指令下发软件监听所述规定端口，接收到所述智能终端定时发送的所述指令并解析指令中UID是否与所述控制对象的UID相符：若是，从发送指令中解析指令发送者即所述控制对象的网络地址并将控制内容发送给所述控制对象；若否，则等待或处理下一个智能终端发送的指令。所述的应用层面向客户对象类型包括但不限于电力公司与装设所述智能终端的用户。所述应用层的客户对象对所述服务层有不同的数据权限与控制权限。所述源网荷频率响应系统，其特征在于：其可以在执行完成智能用电管理任务的同时执行源网荷频率响应任务，其步骤为：a1.所述应用层装设所述智能终端的用户通过访问服务层的数据存储与管理软件随时读取所安装的所述智能终端所连的用电负荷信息，同时所述用户可以进行设置所述智能终端的开关状态及用电时间区间等用电参数等操作，所述应用层用户软件根据用户所述操作进行决策生成控制指令和发送时间，并在相应的所述发送时间将所述控制指令发送给服务层。b1.同时，所述应用层电力公司通过访问所述服务层的数据存储与管理软件读取系统各点频率等用户负荷信息，通过所述应用层电力公司软件与电力中心服务器对用户负荷信息进行筛选与分析，针对不同的源网荷频率响应任务控制目标生成对应的控制参数并将所述控制参数封装为控制指令发送给服务层。c1.所述服务层指令下发软件将所述应用层电力公司与用户的控制指令下发给对应的所述智能终端。d1.所述智能终端根据所述用户控制指令下发的控制指令中设置所连接的负荷设备运行状态。e1.所述应用层中的用户可以通过访问服务层的数据存储与管理软件读取所安装的智能终端所连的负荷用电信息，若超出规定运行参数阈值，所述智能终端控制改变所连接的负荷设备的运行状态；反之，将保持原有的运行状态。可选的，用户发送的所述控制指令包括：智能终端的开关状态。可选的，电力系统发送的所述控制指令包括：频率响应参数阈值、，且满足。可选地，智能终端在接收到所述频率响应参数阈值、并与实际测到的频率值进行比较，并根据比较结果设定关断时间，t的设定方法为：(1)a.当关断时间时，智能终端断开负荷设备的供电，智能终端仍保持对频率的实时测量，若频率进一步下跌至，则重新设定t=；若频率维持在内，当达到关断时间便恢复负荷设备的供电；若频率在t时间内恢复，则直接恢复设备负荷供电。b.若关断时间t=，智能终端仍保持对频率的实时测量，只有当频率恢复到时，负荷才恢复正常供电状态。本专利技术同时公布了一种面向电力系统的智能终端，拥有实时频率测量、无线数据收发、远程控制的功能。所述无线数据收发功能其通信方式与远程控制功能采用WiFi无线通信方式实现。优选的，所述智能终端采用插座的方式方便与用电负荷进行连接。有益效果：本专利技术公布的频率响应系统，将系统结构划分为硬件层、服务层和应用层三层，通过服务层将硬件层物理资源整合并向应用层提供数据查询、指令下发等服务，可以很好地协调应用层电力公司和电力用户对用电负荷的控制需求；将所述频率响应系统与所述智能终端相结合，可将电力公司实施负荷控制的控制对象范围从区域变电所等集中控制单位扩展至单个用户负荷，从而有效提高了电网负荷控制的精细化程度。附图说明图1为本专利技术提出的基于一种源网荷频率响应系统架构图；图2为本专利技术提出的一种一种源网荷频率响应系统智能终端的逻辑功能图；图3为本专利技术提出的所述源网荷频率响应系统执行负荷控制任务时的电力公司工作流程图；图4为本专利技术提出的所述源网荷频率响应系统执行负荷控制任务时的智能终端的工作流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明本实施例应用背景为电力系源网荷控制下的紧急调频，通过本专利技术所提供的所述一种源网荷频率响应系统与智能终端可有效提供辅助电网恢复正常运行的能力，本实施例基于已有大量用户设备布设该插座的假设，同时本实施例中智能终端采用插座的形式方便与用电负荷连接，具体结构参考图2。所述紧急调频在所述一种源网荷频率响应系统上具体实现步骤介绍如下:a.参考图3，电力公司根据电网运行状态生成各智能终端或智能终端群的频率阈值，其具体步骤如下：1.电力公司通过所述应用层软件从所述服务层数据存储与管理软件中读取用户用电信息；2.电力公司通过所述应用层软件对所涉及到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种源网荷频率响应系统，包含硬件层、服务层与应用层三层结构，其特征在于：所述硬件层包括可接入所述源网荷频率响应系统的智能终端；所述服务层包括服务器及运行于服务器上的服务程序；所述应用层包括具备决策及界面功能的软件，包括网页、手机app、电脑客户端。

【技术特征摘要】
1.一种源网荷频率响应系统，包含硬件层、服务层与应用层三层结构，其特征在于：所述硬件层包括可接入所述源网荷频率响应系统的智能终端；所述服务层包括服务器及运行于服务器上的服务程序；所述应用层包括具备决策及界面功能的软件，包括网页、手机app、电脑客户端。2.根据权利要求1所述的一种源网荷频率响应系统，其特征在于：所述的硬件层智能终端用于实时监测频率、无线收发数据、远程运行控制。3.根据权利要求1所述的一种源网荷频率响应系统，其特征在于：所述的服务层中运行于服务器上的服务程序包括数据接收软件、数据存储与管理软件及指令下发软件。4.根据权利要求3所述的一种源网荷频率响应系统，其特征在于：所述数据收发软件可以接收规定格式的智能终端发送的数据并将其放入所述的数据存储与管理软件中。5.根据权利要求3所述的一种源网荷频率响应系统，其特征在于：所述数据存储与管理软件选用mySQL关系数据库管理软件。6.根据权利要求3所述的一种源网荷频率响应系统，其特征在于：所述指令下发软件能够自动获取所述智能终端的地址并将所述应用层的控制指令下发给对应的智能终端，其执行步骤为：a、所述应用层将控制内容与控制对象按照规定的指令格式下发给所述服务器的规定端口；b、所述指令下发软件监听所述规定端口，接收到所述应用层下发的包含控制内容与控制对象的指令，并暂时储存所述指令至所述控制对象对应的智能终端发送指令给服务层；c、所述智能终端定时发送指令给所述服务层的服务器的规定端口；d、所述指令下发软件监听所述规定端口，接收到所述智能终端定时发送的指令并比对该智能终端是...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，王洪儒，刘湛湛，亓臻康，陈宇，雷宇通，汤奕，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32