一种基于需求响应的能效直接监控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于需求响应的能效直接监控装置，用于监测电力用户侧用电负荷设备的电工参数、热工参数，以及装置所在环境的热工参数，并针对需求响应中心的需求响应控制命令或电力用户预设的自控控制策略中的各参数值向电力用户侧用电负荷设备发送控制命令信号，电力用户侧用电负荷设备根据控制命令信号产生控制动作，稳定电网负荷，提高了能源利用效率，降低电力用户能源开支。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用能设备控制
，具体涉及ー种基于需求响应的能效直接监控装置。
技术介绍
能源危机的日益严峻，使节能降耗成为了ー个世界性的主題。我国也将“节能减排、低碳经济”作为可持续发展的基本准则，节能、低碳已深入寻常百姓之中，被以实际行动积极践行。最近几年，随着国家对物联网建设以及物联网与其他网络的融合工作的不断推进，以及物联网感知家庭、感知楼宇、感知エ厂的发展，都为电カ用户侧的能效监控设备技术的发展奠定了一定基础。需求响应是由国外引入的电カ需求侧管理技木，该技术有利于进ー步提高电力系统稳定性与运行效率。目前在需求响应与能效监控相结合的
，没有一种能效直接监控设备能够针对电力公司DR中心的需求响应控制命令，在既不影响用户用电体验度，保证用户正常生产、生活，又在一定程度上响应电力公司DR中心需求响应控制命令的前提下，降低用电负荷，从而为平抑电网负荷，节省电网建设成本，提高能源利用效率起良好促进作用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供ー种基于需求响应的能效直接监控装置，用于监测用户侧用电负荷设备的电エ參数、热エ參数，以及装置所在环境的热エ參数，并针对需求响应中心的需求响应控制命令或电カ用户预设的自控控制策略中的各參数值向电力用户侧用电负荷设备发送控制命令信号，电カ用户侧用电负荷设备根据控制命令信号产生控制动作，稳定电网负荷，提高了能源利用效率，降低电カ用户能源开支。为了实现上述目的，本技术采取如下技术方案ー种基于需求响应的能效直接监控装置，所述装置包括主控制器模块、采样模块、电能计量模块、热エ量采集模块、存储模块、RS485接ロ模块、控制模块、通信模块和电源模块；所述采样模块与所述电能计量模块单向连接，所述电能计量模块、存储模块和通信模块均与所述主控制器模块双向连接，所述控制模块与所述主控制器模块单向连接，所述热エ量采集模块通过所述RS485接ロ模块连接所述主控制器模块，所述电源模块为所述装置的其余模块提供电源。所述主控制器模块根据相应控制策略的执行，产生控制命令信号，发送给电カ用户侧用电负荷设备，电カ用户侧用电负荷设备的控制单元根据控制命令信号要求产生控制动作；所述控制命令信号遵循统ー标准的控制协议，电カ用户侧用电负荷设备支持该控制协议；所述控制协议易扩展，其对控制对象、控制动作、动作属性进行统一規定。所述控制単元包括电源电路开关器件、阀门电动执行器、加热设备控制器、制冷设备控制器和风机转速控制器；所述电源电路开关器件执行电力用户侧用电负荷设备开关器件的开关控制，以控制电カ用户侧用电负荷设备电源的通断；所述阀门电动执行器能够对电力用户侧用电负荷设备相关阀门的开合度进行连续控制，实现阀门的o°/rioo%开度；所述加热设备控制器、制冷设备控制器和风机转速控制器分别对电カ用户侧用电负荷设备的环境温度和湿度进行有级/无级控制。所述采样模块包括电压采样模块和电流采样模块；所述电压采样模块通过电压互感器采集电カ用户侧用电负荷设备电源线的相/电压，再通过所述电能计量模块处理获得电エ參数，所述电流采样模块通过电流互感器采集电カ用户侧用电负荷设备电源线的相/线电流和中性线电流，再通过所述电能计量模块处理获得电エ參数。所述电エ參数包括基本电エ參数和电能质量參数；所述基本电エ參数包括电流、电压、功率和电能量，所述电能质量參数包括电网频率、电压有效值、电流有效值、总有功功率、总无功功率和功率因数。所述热エ量采集模块至少包括温度传感器、湿度传感器、压カ传感器、流量传感器、烟雾传感器、噪度传感器和辐射度传感器中的ー种。所述控制模块接收主控制器模块的控制命令，通过控制模块内置的相应控制器产生控制电流，驱动用户侧用电负荷设备内置的相应控制単元产生动作。所述通信模块包括PLC载波通信模块、微功率无线模块、红外模块和3G通信模块；所述PLC载波通信模块与所述微功率无线模块的接ロ为可插拔式，两者共用同一接ロ标准；所述红外模块用于所述装置的本地调试及维护；所述装置通过所述3G通信模块进行远程通信。所述电源模块采用PT供电模式，以使得装置结构和端子排列紧凑；所述电源模块的测试对象为三相三线和三线四线制电路或高压。所述装置将4路或8路的所述热エ量采集模块采集并转换的4 20mA电流模拟信号输入其端ロ，或者采用RS485接ロ模块直接接收数字信号。所述电能计量模块通过SPI与所述主控制器模块双向连接。所述存储模块保存所述装置的控制策略及控制策略的相关參数、电エ參数、热エ參数、參数曲线和事件。所述装置采用软时钟和网络对时结合的集约方式，其通过主机或掌上机对每个端ロ设置抄收类型和曲线參数，设置所述曲线參数的记录抄收时间的间隔缺省为15分钟；所述装置在所述主控制器模块内进行电压曲线记录、电流曲线记录、功率曲线记录、跨月结算、电能量冻结、热エ參数曲线记录、ABC电流/压偏差越限事件记录、上电、掉电、清零、断相、编程、校时事件记录以及失压/流全ABC相事件记录。与现有技术相比，本技术的有益效果在于1.控制策略丰富，単一參数控制与联合參数控制并存，设备在进行自动控制功能吋，既可以根据单ー參数(如热エ量參数中的温度值达到某上限值或者下限值时)执行相应控制策略；同时可以根据几个參数的联合值(如热エ量參数的温度在某ー值时，湿度值达到某一数值范围)执行相应控制策略；2.装置的控制命令遵循具有统ー标准的控制协议，利于统ー电カ用户侧用电负荷设备内控制单元的控制协议；3.装置中的通信模块既满足了本地自控參数设置需求，又满足了远程他控控制需求；4.对电カ用户侧用电负荷设备不仅实现简单的接通、切断电源功能，同时可以根据具体设备的具体控制单元进行有级或无级运行控制、开合度控制；5.控制策略利用不确定系统的神经网络控制方法，同时结合混沌学理论，根据需求响应控制命令或电カ用户预先设置的自控參数要求，执行相应控制策略。附图说明图1是基于需求响应的能效直接监控装置结构示意图；图2是基于需求响应的能效直接监控装置控制过程示意图；图3是本技术实施例中自动控制策略执行流程图；图4是本技术实施例中他控制策略执行流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进ー步详细说明。如图1，ー种基于需求响应的能效直接监控装置，所述装置包括主控制器模块、采样模块、电能计量模块、热エ量采集模块、存储模块、RS485接ロ模块、控制模块、通信模块和电源模块；所述采样模块与所述电能计量模块单向连接，所述电能计量模块、存储模块和通信模块均与所述主控制器模块双向连接，所述控制模块与所述主控制器模块单向连接，所述热エ量采集模块通过所述RS485接ロ模块连接所述主控制器模块，所述电源模块为所述装置的其余模块提供电源。所述主控制器模块根据相应控制策略的执行，产生控制命令信号，发送给电カ用户侧用电负荷设备，电カ用户侧用电负荷设备的控制单元根据控制命令信号要求产生控制动作；所述控制命令信号遵循统ー标准的控制协议，电カ用户侧用电负荷设备支持该控制协议；这有助于统ー电カ用户侧用电负荷设备的控制标准，为基于需求响应的能效直接监控设备的规模化应用打下良好基础。所述控制协议易扩展，其对控制对象、控制动作、动作属性进行统一規定。所述控制策略属于所述装置的软件系统，其包括他控控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于需求响应的能效直接监控装置，其特征在于：所述装置包括主控制器模块、采样模块、电能计量模块、热工量采集模块、存储模块、RS485接口模块、控制模块、通信模块和电源模块；所述采样模块与所述电能计量模块单向连接，所述电能计量模块、存储模块和通信模块均与所述主控制器模块双向连接，所述控制模块与所述主控制器模块单向连接，所述热工量采集模块通过所述RS485接口模块连接所述主控制器模块，所述电源模块为所述装置的其余模块提供电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于需求响应的能效直接监控装置，其特征在于所述装置包括主控制器模块、采样模块、电能计量模块、热工量采集模块、存储模块、RS485接口模块、控制模块、通信模块和电源模块；所述采样模块与所述电能计量模块单向连接，所述电能计量模块、存储模块和通信模块均与所述主控制器模块双向连接，所述控制模块与所述主控制器模块单向连接，所述热工量采集模块通过所述RS485接口模块连接所述主控制器模块，所述电源模块为所述装置的其余模块提供电源。2.根据权利要求1所述的基于需求响应的能效间接监控装置，其特征在于所述主控制器模块根据相应控制策略的执行，产生控制命令信号，发送给电力用户侧用电负荷设备，电力用户侧用电负荷设备的控制单元根据控制命令信号要求产生控制动作；所述控制命令信号遵循统一标准的控制协议，电力用户侧用电负荷设备支持该控制协议；所述控制协议易扩展，其对控制对象、控制动作、动作属性进行统一规定。3.根据权利要求2所述的基于需求响应的能效直接监控装置，其特征在于所述控制单元包括电源电路开关器件、阀门电动执行器、加热设备控制器、制冷设备控制器和风机转速控制器；所述电源电路开关器件执行电力用户侧用电负荷设备开关器件的开关控制，以控制电力用户侧用电负荷设备电源的通断；所述阀门电动执行器能够对电力用户侧用电负荷设备相关阀门的开合度进行连续控制，实现阀门的0% 100%开度；所述加热设备控制器、制冷设备控制器和风机转速控制器分别对电力用户侧用电负荷设备的环境温度和湿度进行有级/无级控制。4.根据权利要求1所述的基于需求响应的能效直接监控装置，其特征在于所述采样模块包括电压采样模块和电流采样模块；所述电压采样模块通过电压互感器采集电力用户侧用电负荷设备电源线的相/电压，再通过所述电能计量模块处理获得电工参数，所述电流采样模块通过电流互感器采集电力用户侧用电负荷设备电源线的相/线电流和中性线电流，再通过所述电能计量模块处理获得电工参数。5.根据权利要求4所述的基于需求响应的能效直接监控装置，其特征在于所述电工参数包括基本电工参数和电能质量参数；所述基本电工参数包括电流、电压、功率和电能量，所述电能质量参数包括电网频率、电压有效值、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟鸣，闫华光，王鹤，郭炳庆，周昭茂，陈宋宋，李涛永，李德智，蔡亮，屈博，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：实用新型
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