【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统。
技术介绍
1、新能源并网比例的不断提高，电源结构和负荷形态发生重大变化，“源荷”双侧随机性、波动性显著提高。在电源侧，我国新能源装机快速发展，新能源发电出力具有波动性、间歇性，叠加碳排放、成本等约束导致煤电投资和发电意愿下降，使得传统“源随荷动”运行的不确定性风险增加，电力系统的平衡难度增大。在负荷侧，随着国家数据中心、5g基站和电动汽车、电能替代终端等新兴负荷数量持续增长，新兴负荷作为“产消者”具有“供需双向性 ”。电源结构和负荷形态发生重大变化，对电力系统供需平衡和电网安全运行保障提出了新挑战。
2、
3、为了应对能源供应临时性短缺和极端天气频现带来的新挑战新要求，解决新型电力负荷管理架构设计、市场管理、政策引导中遇到的新问题，新型电力负荷管理一体化架构、业务流程、市场管理体系、政策机制等方面的研究刻不容缓。
4、经检索，专利号为cn202211280450.1公开了一种支持电力用户自主负荷控制的新型电力负荷管理系统的设计，包括多个用户端、应用层、处理层和交互端；用户端包括用电查看模块和用电管理模块，应用层包括用电交易模块和用电交易监控模块，处理层包括用电交易是否合法判断模块和用电量转移计算模块，用电交易是否合法判断模块用于自动调用用电量算法计算交易双方电量是否满足交易条件，用电量转移计算模块用于计算用户变化后输电路径的变化导致输电过程中电损耗量增加或减少的量；告知买家是否愿意承担整个增加或减少的电损耗量的费
5、但是上述技术方案组网调控回路不充分、不灵活。现有负荷、分布式资源的调控终端尚未建立控制回路的部分所占比例较高，难以实现有效精细化调控。并且通信方式单一，数据传输实时性较差，难以满足负荷快速调控的要求。
技术实现思路
1、1.所要解决的技术问题：
2、应对能源供应临时性短缺和极端天气频现带来的新挑战新要求，如何解决新型电力负荷管理架构设计、市场管理、政策引导中遇到的问题。
3、2.技术方案：
4、为了解决以上问题，本专利技术提供了一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，包括物理层、通信层和软件层三层架构，所述通信层作为系统内连接物理层和软件层的网络，借鉴信息物理系统的概念，以通信层为骨架，物理层与软件层耦合调控，对负荷侧资源进行组网，实现柔性调控，所述物理层既包括智慧能源单元、控制的用户用能设备、分布式设备、用户终端，所述物理层采用三级融合模型，具体地，1级，区域范围整体调控，工厂级、医院级、商业楼级、住宅区级；2级，根据1级范围划分更小调控区域：流水线、楼层；3级，为最小调控单元，直接作用到参与调控的具体设备：用户家庭组、分布式能源组、公用设施组。
5、所述通信层分为上行通信、本地通信和下行通信，具体地，上行通信由4g/5g作为广域网，面向本地和省侧云端数据库；本地通信选用rs485等作为通信手段；下行通信选择can总线和wifi作为通信手段。
6、所述软件层根据搭载对象分为用户app、系统平台及智慧能源单元终端3方管理架构，所述系统平台和用户app由mysql云端数据库负责网络数据存储，包括设备历史状态信息和调控决策指令，将数据采集平台、数据库、功能后台进行集成管理，实现用电行为分析、分布式设备控制和负荷识别，由web前端实现人机交互，提供状态信息可视化、查看和修改参数服务；由后台应用程序负责执行功能服务。
7、智慧能源单元内置边缘计算模块，根据用户需求定制本地用电方案，提供交互界面观测、修改指标，对能源设备能耗监测、智能节能、负荷精准识别与参数化控制采用二元多维接口，分别为负荷和分布式装置提供信息和能量的二元通道，精细化信息数据，实现边缘优化能量流控制。
8、所述通信层网络框架根据网络状态灵活切换，针对信息在广域网传输受阻的情况，由网络节点间进行信息逐级传递，在局域网内实现功能服务。
9、所述智慧能源单元包括硬件基础模组和软件模块，所述硬件基础模组包括多核处理器模组、存储模组、通信模组及电源模组，根据具体应用场景中负荷装置信息、调控要求或管理方式自定义模组，支持各种负荷、能源的即插即用；软件模块包括软件基础平台部分、资源虚拟化部分、终端软件部分，所述软件基础平台部分搭载linux内核，实现数据采集与存储、通信、执行调控指令、通过数据总线对0/1型设备进行直接控制、对柔性设备下发柔性指令；所述软件资源虚拟化部分在内核中完成对物理空间的虚拟化，包括管理容器功能、资源接口调配，建立多个通道及空间，分管接入的多个能源设备；所述软件终端部分分为通信采集类、管理服务类、高级应用类，负责实现系统中设备及开关的状态量采集监测、边缘优化计算、上下行通信管理、柔性调控及人机交互服务。
10、3.有益效果：
11、（1）本专利技术对负荷侧资源柔性调控建立多层级控制回路信息物理系统组网架构，能够有效实现精细化调控。
12、（2）本专利技术集成通信模组包括主站上层通信模块及组内本地下行通信模块。模组化外设接口满足非统一标准化下点对点方式连接的用电设备、分布式装置的通信和调控接口连接，扩大场景适用范围。
13、（3）本专利技术提出的多种通信手段的网络框架可根据网络状态灵活切换通信方式，针对信息在广域网传输受阻的情况，可由网络节点间进行信息逐级传递，在局域网内实现小范围功能服务。
14、（4）本专利技术基于智慧能源平台，智能化水平高，充分满足当前多元化功能需求，能够有效部署柔性互动、能效管理等高级功能。并且其中人机交互模组设计方便现场监测设备运行状态，及时控制设备、修改参数、用户一体化控制家庭用电设备，更改响应目标。
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1.一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，包括物理层、通信层和软件层三层架构，所述通信层作为系统内连接物理层和软件层的网络，其特征在于：以通信层为骨架，物理层与软件层耦合调控，对负荷侧资源进行组网，实现柔性调控，所述物理层既包括智慧能源单元、控制的用户用能设备、分布式设备、用户终端，所述物理层采用三级融合模型，具体地，1级，区域范围整体调控，工厂级、医院级、商业楼级、住宅区级；2级，根据1级范围划分更小调控区域：流水线、楼层；3级，为最小调控单元，直接作用到参与调控的具体设备：用户家庭组、分布式能源组、公用设施组。
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：所述通信层分为上行通信、本地通信和下行通信，具体地，上行通信由4G/5G作为广域网，面向本地和省侧云端数据库；本地通信选用RS485等作为通信手段；下行通信选择CAN总线和WIFI作为通信手段。
3.根据权利要求1所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：所述软件层根据搭载对象分为用户APP、系统平台及智慧能源单元终端3方管理架构，所述系统
4.如权利要求3所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：智慧能源单元内置边缘计算模块，根据用户需求定制本地用电方案，提供交互界面观测、修改指标，对能源设备能耗监测、智能节能、负荷精准识别与参数化控制采用二元多维接口，分别为负荷和分布式装置提供信息和能量的二元通道，精细化信息数据，实现边缘优化能量流控制。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：所述通信层网络框架根据网络状态灵活切换，针对信息在广域网传输受阻的情况，由网络节点间进行信息逐级传递，在局域网内实现功能服务。
6.根据权利要求3或4所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：所述智慧能源单元包括硬件基础模组和软件模块，所述硬件基础模组包括多核处理器模组、存储模组、通信模组及电源模组，根据具体应用场景中负荷装置信息、调控要求或管理方式自定义模组，支持各种负荷、能源的即插即用；软件模块包括软件基础平台部分、资源虚拟化部分、终端软件部分，所述软件基础平台部分搭载Linux内核，实现数据采集与存储、通信、执行调控指令、通过数据总线对0/1型设备进行直接控制、对柔性设备下发柔性指令；所述软件资源虚拟化部分在内核中完成对物理空间的虚拟化，包括管理容器功能、资源接口调配，建立多个通道及空间，分管接入的多个能源设备；所述软件终端部分分为通信采集类、管理服务类、高级应用类，负责实现系统中设备及开关的状态量采集监测、边缘优化计算、上下行通信管理、柔性调控及人机交互服务。
...【技术特征摘要】
1.一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，包括物理层、通信层和软件层三层架构，所述通信层作为系统内连接物理层和软件层的网络，其特征在于：以通信层为骨架，物理层与软件层耦合调控，对负荷侧资源进行组网，实现柔性调控，所述物理层既包括智慧能源单元、控制的用户用能设备、分布式设备、用户终端，所述物理层采用三级融合模型，具体地，1级，区域范围整体调控，工厂级、医院级、商业楼级、住宅区级；2级，根据1级范围划分更小调控区域：流水线、楼层；3级，为最小调控单元，直接作用到参与调控的具体设备：用户家庭组、分布式能源组、公用设施组。
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：所述通信层分为上行通信、本地通信和下行通信，具体地，上行通信由4g/5g作为广域网，面向本地和省侧云端数据库；本地通信选用rs485等作为通信手段；下行通信选择can总线和wifi作为通信手段。
3.根据权利要求1所述的一种基于智慧能源单元的新型电力负荷管理系统，其特征在于：所述软件层根据搭载对象分为用户app、系统平台及智慧能源单元终端3方管理架构，所述系统平台和用户app由mysql云端数据库负责网络数据存储，包括设备历史状态信息和调控决策指令，将数据采集平台、数据库、功能后台进行集成管理，实现用电行为分析、分布式设备控制和负荷识别，由web前端实现人机交互，提供状态信息可视化、查看和修改参数服务；由后台应用程序负责执行功能服务。
4.如权利要求3所述的一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘海庆，阮文骏，石林林，任家磊，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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