基于主從模式的一廠多站有序用電控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有序用電領(lǐng)域，特別涉及基于主從模式的一廠多站有序用電控制系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有序用電是指通過行政、技術(shù)等手段，采取負(fù)控限電、輪休等一系列措施加強(qiáng)用電 管理，改變用戶用電方式，其對(duì)確保供電秩序穩(wěn)定、提高客戶端用電水平具有重要意義。在 有序用電管理中，鋼鐵、化工、機(jī)械制造等行業(yè)的大型企業(yè)占有重要地位。一方面，這些企業(yè) 的電力和電量需求大，且大部分企業(yè)均為歷次有序用電工作的重要參限用戶。另一方面，這 些企業(yè)由于生產(chǎn)規(guī)模大，其生產(chǎn)可能分布在一個(gè)較大的廠區(qū)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單個(gè)傳統(tǒng)負(fù)荷控制 終端的控制范圍。
[0003] 現(xiàn)行的有序用電限電方案實(shí)施過程中由于各個(gè)受電點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，無法通過單個(gè)終 端實(shí)現(xiàn)采集和控制。面對(duì)這種情況，傳統(tǒng)解決方案是在各個(gè)相對(duì)集中的受電點(diǎn)安置多個(gè)終 端，然后根據(jù)往期的負(fù)荷情況進(jìn)行限電限值的靜態(tài)分配。這種方法使得企業(yè)無法根據(jù)自身 的生產(chǎn)情況動(dòng)態(tài)的調(diào)整各個(gè)終端所覆蓋廠區(qū)內(nèi)的各類生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行狀態(tài)，不 利于保護(hù)生產(chǎn)秩序和提高經(jīng)濟(jì)效益，因此需要優(yōu)化負(fù)荷控制策略，實(shí)現(xiàn)大范圍廠區(qū)的精細(xì) 化控制問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提出基于主從模式的一廠多站有序用電控制 系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)廠區(qū)內(nèi)的面向統(tǒng)一限電指標(biāo)的分站式控制，滿足大范圍廠區(qū)的負(fù) 荷精細(xì)化控制需求。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 基于主從模式的一廠多站有序用電控制系統(tǒng)，包括：
[0007] 主站，為電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站，負(fù)責(zé)將主終端控制模型下發(fā)給主終端；
[0008] 主終端，負(fù)責(zé)接收主站下發(fā)的主終端控制模型，并將主終端控制模型轉(zhuǎn)發(fā)給從終 端；同時(shí)接收從終端上傳的采集數(shù)據(jù);主終端還通過相應(yīng)的控制模塊與被控設(shè)備連接，主終 端也直接與被控設(shè)備連接;主終端具備繼電器控制功能，并在中短距離實(shí)現(xiàn)多路繼電器的 控制；主終端負(fù)責(zé)將各控制輪次映射成統(tǒng)一的控制輪次序列，發(fā)送遙控指令實(shí)現(xiàn)實(shí)際控制 輪次的跳閘；
[0009] 從終端，通過相應(yīng)的控制模塊與被控設(shè)備連接;從終端接入采集模塊，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)負(fù) 荷的分散式采集，并將負(fù)荷數(shù)據(jù)上傳至主終端;從終端具備繼電器控制功能，在中短距離實(shí) 現(xiàn)多路繼電器控制，當(dāng)實(shí)際投控時(shí)，從終端的被控設(shè)備根據(jù)控制輪次序列實(shí)現(xiàn)跳閘。
[0010] 所述各控制輪次包括:主終端控制輪次、主終端接入的控制模塊控制輪次、主終端 接入的從終端的控制輪次以及從終端接入的控制模塊控制輪次。
[0011] 所述主終端控制模型包括從終端個(gè)數(shù)、從終端地址、數(shù)據(jù)格式、字節(jié)數(shù)。
[0012] 主終端在設(shè)定距離內(nèi)采用230MHz無線專網(wǎng)與從終端進(jìn)行信息交換。
[0013] 主終端也可接入采集模塊，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算各采集模塊所參與的負(fù)荷總加組數(shù)據(jù)，并 將負(fù)荷總加組數(shù)據(jù)作為各類控制方式的依據(jù)。
[0014] 主終端與從終端之間通過路由連接。
[0015] 所述主終端設(shè)有主終端編號(hào)和客戶編號(hào)；
[0016] 所述從終端設(shè)備從終端編號(hào)和所屬主終端編號(hào)；
[0017] 主終端，作為主控制節(jié)點(diǎn)，對(duì)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站是可見的；
[0018] 從終端，為小型負(fù)荷控制終端，對(duì)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站是不可見的，主站不需要 對(duì)從終端進(jìn)行管理；
[0019]所述控制模塊，是具備多路繼電器控制能力的PLC控制模塊，控制模塊記錄控制模 塊編號(hào)和控制模塊本身所屬的終端編號(hào)，同終端形成1對(duì)η關(guān)系；當(dāng)終端編號(hào)為主終端時(shí)，表 示控制模塊接入主終端;當(dāng)終端編號(hào)為從終端時(shí)，表示控制模塊接入從終端。
[0020]采集模塊，采集數(shù)據(jù)，并記錄采集模塊本身所屬的終端編號(hào)，同終端形成1對(duì)η關(guān) 系。當(dāng)終端編號(hào)為主終端時(shí)，表示采集模塊接入主終端；當(dāng)終端編號(hào)為從終端時(shí)，表示采集 模塊接入從終端。采集模塊采集的數(shù)據(jù)包括每個(gè)采集模塊在不同時(shí)間標(biāo)識(shí)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，采 集模塊根據(jù)總加組配置計(jì)算得出總加組負(fù)荷數(shù)據(jù)。所述總加組配置包括:總加組編號(hào)、總加 組序號(hào)、主終端編號(hào)、測(cè)量點(diǎn)編號(hào)、計(jì)算關(guān)系。
[0021 ]被控設(shè)備，為繼電器開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際控制輪次的跳閘。
[0022 ]基于主從模式的一廠多站有序用電控制方法，包括以下步驟：
[0023] 步驟(1):建立面向一廠多站主終端控制模型，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站將主終端控 制模型下發(fā)給主終端；
[0024] 步驟(2):主終端接收到控制模型后，判斷主終端采集模塊的編號(hào)是否被映射到從 終端，如果是，主終端就將控制模型轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的從終端，由從終端進(jìn)行指令響應(yīng)和對(duì)控制 模型進(jìn)行存儲(chǔ);如果否，則主終端進(jìn)行指令響應(yīng)和對(duì)控制模型進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0025] 步驟(3):根據(jù)各主終端采集模塊和從終端采集模塊采集的數(shù)據(jù)，主終端在本地統(tǒng) 計(jì)采集模塊所采集的負(fù)荷數(shù)據(jù)，并計(jì)算得到負(fù)荷總加組數(shù)據(jù)，并將負(fù)荷總加組數(shù)據(jù)作為各 類控制方式的判斷依據(jù)；
[0026] 所述步驟(3)的各類控制方式包括:遙控、段功率閉環(huán)控、廠休控、營業(yè)報(bào)停控、緊 急功率下浮控等。
[0027] 步驟(4):主終端通過主終端控制模型將各控制輪次對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成為一個(gè)統(tǒng)一 的控制輪次序列，實(shí)現(xiàn)整體輪次控制，所述控制輪次序列稱為控制總輪次；
[0028] 步驟(5):當(dāng)實(shí)際投控時(shí)，先判斷是否電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站對(duì)主終端的遙控投 控，如果是，直接進(jìn)入步驟(6);如果不是，則首先由主終端根據(jù)步驟(3)得到的負(fù)荷總加組 數(shù)據(jù)，與控制模型進(jìn)行比較，判斷是否符合跳閘條件，當(dāng)符合跳閘條件時(shí)進(jìn)入步驟(6)，當(dāng)不 符合時(shí)，則不需對(duì)控制輪次進(jìn)行跳閘，維持原有狀態(tài)。
[0029] 所述控制模型是根據(jù)當(dāng)年有序用電方案中的負(fù)荷限額以及廠區(qū)的負(fù)荷情況預(yù)先 設(shè)定的參數(shù)來制定的。
[0030] 步驟(6):主終端根據(jù)步驟(4)的控制總輪次，從各控制輪次對(duì)應(yīng)關(guān)系找到對(duì)應(yīng)從 終端或者對(duì)應(yīng)控制模塊，通過發(fā)送遙控指令的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際控制輪次的跳閘。
[0031] 所述步驟（1)的主終端控制模型包括:從終端個(gè)數(shù)、從終端地址、數(shù)據(jù)格式和字節(jié) 數(shù)。
[0032] 所述步驟(4)的各控制輪次包括:主終端控制輪次、主終端接入的控制模塊控制輪 次、主終端接入的從終端的控制輪次以及從終端接入的控制模塊控制輪次。
[0033]所述步驟(4)的各控制輪次對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：
[0034] 表1輪次對(duì)應(yīng)關(guān)系
[0036]本發(fā)明的有益效果是：
[0037] 1.通過采集模塊及控制輪次在主從節(jié)點(diǎn)和控制模塊之間的映射，實(shí)現(xiàn)了在大范圍 廠區(qū)內(nèi)的面向統(tǒng)一限電指標(biāo)的分站式控制，有利于負(fù)控執(zhí)行的動(dòng)態(tài)調(diào)整，解決大范圍廠區(qū) 精細(xì)化控制問題。
[0038] 2.合理的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算每個(gè)裝置下的用電負(fù)荷信息，企業(yè)可以根據(jù)自身的生產(chǎn)情況 和總負(fù)荷指標(biāo)，智能地判斷不同廠區(qū)的供需能耗，并動(dòng)態(tài)調(diào)整各個(gè)終端所覆蓋廠區(qū)內(nèi)的各 類生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行狀態(tài)，以保護(hù)生產(chǎn)秩序和提高經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0039] 圖1為基于主從模式的一廠多站有序用電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2為基于主從模式的一廠多站有序用電控制方法流程圖；
[0041] 圖3為某機(jī)電企業(yè)基于主從模式的有序用電分站式控制實(shí)施方案；
[0042] 圖4為靜態(tài)分配與主從分站式控制模式的各個(gè)廠區(qū)供應(yīng)能力對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0044] 如圖1所示，是本發(fā)明基于主從模式的一廠多站有序用電控制系統(tǒng)，包括：
[0045] 主站，為電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站，主要負(fù)責(zé)將包括從終端個(gè)數(shù)、從終端地址、數(shù)據(jù) 格式、字節(jié)數(shù)在內(nèi)的等主終端控制模型下發(fā)給主終端。
[0046] 主終端，作為主控制節(jié)點(diǎn)，對(duì)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站是可見的，負(fù)責(zé)接收主站下發(fā) 的控制模型，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給從終端。主終端在有限距離內(nèi)采用230MHz無線專網(wǎng)通信同從終 端進(jìn)行信息交換，接收從終端上送的采集數(shù)據(jù)，也可接入計(jì)量表計(jì)，并計(jì)算各采集模塊所參 與的負(fù)荷總加組數(shù)據(jù)作為各類控制方式的依據(jù)。主終端具備繼電器控制功能，并在中短距 離實(shí)現(xiàn)多路繼電器的控制。主終端負(fù)責(zé)將各控制輪次映射成統(tǒng)一的控制輪次序列，發(fā)送遙 控指令實(shí)現(xiàn)實(shí)際控制輪次的跳閘。
[0047]從終端，為小型負(fù)荷控制終端，對(duì)電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站是不可見的，主站不需要 對(duì)從終端進(jìn)行管理。從終端的可接入計(jì)量表計(jì)，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)負(fù)荷的分散式采集，并將負(fù)荷數(shù)據(jù) 上傳至主終端。從終端具備繼電器控制功能，可在中短距離實(shí)現(xiàn)多路繼電器控制，當(dāng)實(shí)際投 控時(shí)，從終端的繼電器開關(guān)根據(jù)控制輪次序列實(shí)現(xiàn)跳閘。
[0048]控制模塊，是具備多路繼電器控制能力的PLC控制模塊，控制模塊記錄其所屬的終 端編號(hào)，同終端形成1對(duì)η關(guān)系。當(dāng)終端編號(hào)為主終端時(shí)，表示其接入主終端；當(dāng)終端編號(hào)為 從終端時(shí)，表示其接入從終端。
[0049] 采集模塊，采集數(shù)據(jù)，并記錄其所屬的終端編號(hào)，同終端形成1對(duì)η關(guān)系。當(dāng)終端編 號(hào)為主終端時(shí)，表示其接入主終端；當(dāng)終端編號(hào)為從終端時(shí)，表示其接入從終端。采集模塊 負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)每個(gè)采集模塊在不同時(shí)間標(biāo)識(shí)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，并根據(jù)總加組配置計(jì)算得出總加 組負(fù)荷數(shù)據(jù)。
[0050] 被控設(shè)備模塊，為繼電器開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際控制輪次的跳閘。
[0051] 如圖2所示，是本發(fā)明一種基于主從模式的一廠多站有序用電管理方法，包括以下 步驟：
[0052]步驟一、建立面向大范圍廠區(qū)的一廠多站主終端控制模型，包括從終端個(gè)數(shù)、從終 端地址、數(shù)據(jù)格式、字節(jié)數(shù)等。電力負(fù)荷控制系統(tǒng)主站將模型下發(fā)給主終端。
[0053]步驟二、如果主站采集模塊的編號(hào)Pn被映射到某個(gè)從終端下，主終端就將控制模 型轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的從終端下，由從終端進(jìn)行本地操作和存儲(chǔ)。如果沒有，則由主終端自行操作 和存儲(chǔ)。
[0054]步驟三、根據(jù)各主從終端采集模塊采集的數(shù)據(jù)，由主終端在本地計(jì)算得出映射采 集模塊所參與計(jì)算的負(fù)荷總加組數(shù)據(jù)，并作為各類控制方式的判斷依據(jù)。
[0055] 步驟四