适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座及控制方法，包括插头、插座、继电器模块、微处理器模块、传感器模块、电流测量模块和通信模块；继电器模块设于插头和插座之间；微处理器模块与继电器模块相连；传感器模块与微处理器模块相连，采集负荷的相关信息并发送至微处理器模块；电流测量模块，采集插头和继电器模块之间的电流值，另一端与微处理器模块相连；通信模块，与微处理器模块相连，将微处理器模块中的数据传输至远端，还接收由远端对接收到的数据进行处理后发送的控制信息，并发送至微处理器模块，由微处理器模块根据控制信息控制智能用电插座的通断，实现调控负荷。本发明专利技术能够满足虚拟电厂对电热水器负荷精准调度的要求。准调度的要求。准调度的要求。

【技术实现步骤摘要】
适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座及控制方法


[0001]本专利技术属于智能插座
，具体涉及一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座及控制方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的发展，电能的需求量越来越大，导致煤、天然气等一次能源过度利用。在节能减排的时代背景下，电能供需关系显得更加紧张。为了解决电能供需不平衡的问题，引入并应用了先进的虚拟电厂(Virtual Power Plant，VPP)技术，其主要功能是聚合并调度其内部的电源出力和可控负荷出力。VPP不仅具有灵活调控性，而且在提高电力系统安全性的基础上，同时追求电力系统运行的经济性。
[0003]以电热水器为代表的温控负荷具有响应灵敏、调度灵活等优势，通常运用于需求侧管理技术中，用于解决削峰填谷、电网调峰和电网调频等问题。只要制定科学、合理的调度策略，使其作为响应调度资源接受VPP的调度，就可以提高电力系统的整体运行稳定性，还可以在一定程度上降低发电侧的备用容量，从而实现电力系统的经济性运行。
[0004]智能插座在保留普通插座所有功能的同时，其优势还在于实现某些特定功能上，比如漏电保护、定时通断和电流值计量等。但是其计量功能比较单一，市场上的智能插座多是记录每日的用电量、记录累计用电量和插座开通时的电流电压等电气信息。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座及控制方法，能够满足虚拟电厂对电热水器负荷精准调度的要求。
[0006]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座，包括：
[0008]插头和插座；
[0009]继电器模块，设于所述插头和插座之间，控制二者之间是否导通；
[0010]微处理器模块，其输出端与所述继电器模块的控制端相连；
[0011]传感器模块，与所述微处理器模块相连，用于采集负荷的相关信息，并发送至微处理器模块；
[0012]电流测量模块，一端与所述插头和继电器模块之间的连接点相连，采集插头和继电器模块之间的电流值，另一端与所述微处理器模块相连；
[0013]通信模块，与所述微处理器模块的数据传输端相连，用于将微处理器模块中的数据传输至远端，还用于接收由远端对接收到的数据进行处理后发送的控制信息，并发送至微处理器模块，由微处理器模块根据所述控制信息控制所述智能用电插座的通断，实现调控负荷。
[0014]可选地，当负荷为电热水器类负荷时，所述传感器模块包括：
[0015]湿度传感器，用于检测环境湿度；
[0016]流量传感器，用于检测电热水器当前的水管流量；
[0017]温度传感器，用于检测电热水器当前温度。
[0018]可选地，所述远端包括相连的智能交互和决策终端和虚拟电厂决策控制中心；
[0019]所述智能交互和决策终端接收各微处理器模块发送的电热水器的环境湿度、水管流量以及插头和继电器模块之间的电流值，判断电热水器的可调度状态，辅以电热水器当前温度计算出电热水器的可调度空间；
[0020]所述虚拟电厂决策控制中心基于所述电热水器的可调度状态和电热水器的可调度空间，按调度计划生成电热水器类负荷的调控计划，并经所述智能交互和决策终端发送至微处理器模块。
[0021]可选地，定义湿度状态函数为K，当所述环境湿度高于临界值时，K＝1；当所述环境湿度低于临界值时，K＝0；
[0022]定义流量状态函数为Y，当电热水器当前的水管流量高于临界值时，Y＝1；当电热水器当前的水管流量低于临界值时，Y＝0；
[0023]通过电流值判断电热水器是否处在加热状态，定义电流状态函数为H，当电流值高于临界值时，H＝1；当电流低于临界值时，H＝0；
[0024]所述可调度状态的判断规则为：
[0025][0026]可选地，所述可调度空间的计算公式为：
[0027]S
i
＝k*(T
max,i
‑
T
i
)
[0028]其中，S
i
为第i台电热水器可调度空间，T
max，i
为第i台电热水器停止加热温度；T
i
为第i台电热水器当前温度。
[0029]可选地，所述适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述通信模块、微处理器模块和插头相连。
[0030]可选地，所述通信模块为无线通信模块。
[0031]第二方面，本专利技术提供了一种基于第一方面中任一项所述的适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座的控制方法，其特征在于，包括：
[0032]利用传感器模块采集负荷的相关信息，并发送至微处理器模块；
[0033]利用电流测量模块采集插头和继电器模块之间的电流值，并发送至所述微处理器模块；
[0034]利用通信模块将微处理器模块中的数据传输至远端，还用于接收由远端对接收到的数据进行处理后发送的控制信息，并发送至微处理器模块，由微处理器模块根据所述控制信息控制所述智能用电插座的通断，实现调控负荷。
[0035]可选地，所述远端包括相连的智能交互和决策终端和虚拟电厂决策控制中心；
[0036]所述智能交互和决策终端接收各微处理器模块发送的电热水器的环境湿度、水管流量以及插头和继电器模块之间的电流值，判断电热水器的可调度状态，辅以电热水器当前温度计算出电热水器的可调度空间；
[0037]所述虚拟电厂决策控制中心基于所述电热水器的可调度状态和电热水器的可调度空间，按调度计划生成电热水器类负荷的调控计划，并经所述智能交互和决策终端发送至微处理器模块；
[0038]在智能交互和决策终端中，执行以下步骤：
[0039]定义湿度状态函数为K，当所述环境湿度高于临界值时，K＝1；当所述环境湿度低于临界值时，K＝0；
[0040]定义流量状态函数为Y，当电热水器当前的水管流量高于临界值时，Y＝1；当电热水器当前的水管流量低于临界值时，Y＝0；
[0041]通过电流值判断电热水器是否处在加热状态，定义电流状态函数为H，当电流值高于临界值时，H＝1；当电流低于临界值时，H＝0；
[0042]所述可调度状态的判断规则为：
[0043]开关组合(KYH)000001010011100101110111可调度状态11000000。
[0044]可选地，所述可调度空间的计算公式为：
[0045]S
i
＝k*(T
max,i
‑
T
i
)
[0046]其中，S
i
为第i台电热水器可调度空间，T
max，i
为第i台电热水器停止加热温度；T
i
为第i台电热水器当前温度。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座，其特征在于，包括：插头和插座；继电器模块，设于所述插头和插座之间，控制二者之间是否导通；微处理器模块，其输出端与所述继电器模块的控制端相连；传感器模块，与所述微处理器模块相连，用于采集负荷的相关信息，并发送至微处理器模块；电流测量模块，一端与所述插头和继电器模块之间的连接点相连，采集插头和继电器模块之间的电流值，另一端与所述微处理器模块相连；通信模块，与所述微处理器模块的数据传输端相连，用于将微处理器模块中的数据传输至远端，还用于接收由远端对接收到的数据进行处理后发送的控制信息，并发送至微处理器模块，由微处理器模块根据所述控制信息控制所述智能用电插座的通断，实现调控负荷。2.根据权利要求1所述的一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座，其特征在于，当负荷为电热水器类负荷时，所述传感器模块包括：湿度传感器，用于检测环境湿度；流量传感器，用于检测电热水器当前的水管流量；温度传感器，用于检测电热水器当前温度。3.根据权利要求2所述的一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座，其特征在于：所述远端包括相连的智能交互和决策终端和虚拟电厂决策控制中心；所述智能交互和决策终端接收各微处理器模块发送的电热水器的环境湿度、水管流量以及插头和继电器模块之间的电流值，判断电热水器的可调度状态，辅以电热水器当前温度计算出电热水器的可调度空间；所述虚拟电厂决策控制中心基于所述电热水器的可调度状态和电热水器的可调度空间，按调度计划生成电热水器类负荷的调控计划，并经所述智能交互和决策终端发送至微处理器模块。4.根据权利要求3所述的一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座，其特征在于：定义湿度状态函数为K，当所述环境湿度高于临界值时，K＝1；当所述环境湿度低于临界值时，K＝0；定义流量状态函数为Y，当电热水器当前的水管流量高于临界值时，Y＝1；当电热水器当前的水管流量低于临界值时，Y＝0；通过电流值判断电热水器是否处在加热状态，定义电流状态函数为H，当电流值高于临界值时，H＝1；当电流低于临界值时，H＝0；所述可调度状态的判断规则为：开关组合(KYH)000001010011100101110111可调度状态11000000。5.根据权利要求3所述的一种适用于虚拟调峰电厂调度的智能用电插座，其特征在于：所述可调度空间的计算公式为：S
i
＝k*(T
max,i
‑
T
i
)
其中，S
i
为第i台电热水器可调度空间，T
max，i
为第i台电热水器停止加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弘鹏，李丹，田增垚，郭希海，孙羽，徐峥，方渊，张平，段志伟，刘剑，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：