一種互聯(lián)網(wǎng)+可調(diào)度負(fù)荷用戶互動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種"互聯(lián)網(wǎng)+可調(diào)度負(fù)荷"用 戶互動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著風(fēng)電、太陽能等新能源的快速發(fā)展，其間歇性和波動(dòng)性增加了發(fā)電側(cè) 的不確定性，給電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)。目前電網(wǎng)側(cè)主要通過水電以及 火電等常規(guī)發(fā)電機(jī)組對新能源發(fā)電的隨機(jī)性進(jìn)行補(bǔ)償，這種僅從發(fā)電側(cè)進(jìn)行調(diào)控的方法， 其經(jīng)濟(jì)性較差；目前國內(nèi)學(xué)者提出了需求側(cè)響應(yīng)，即通過價(jià)格信號或激勵(lì)手段引導(dǎo)電力用 戶負(fù)荷轉(zhuǎn)移等方式，有其優(yōu)勢，但是由于電價(jià)以及用戶響應(yīng)行為具有隨機(jī)性，需求響應(yīng)的結(jié) 果往往是不確定的；目前國內(nèi)對于負(fù)荷調(diào)度進(jìn)行了初步的理論探討，但是并未有通過技術(shù) 手段將負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)一管理和智能調(diào)度的系統(tǒng)平臺(tái)；將新能源與互聯(lián)網(wǎng)、信息網(wǎng)絡(luò)等相結(jié)合 應(yīng)用于電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域是未來重要發(fā)展方向之一，目前國內(nèi)還沒有將負(fù)荷調(diào)度 與"互聯(lián)網(wǎng)+"相結(jié)合的相關(guān)研究。充分挖掘需求側(cè)資源的潛力，充分調(diào)動(dòng)電力用戶參與"互 聯(lián)網(wǎng)+可調(diào)度負(fù)荷"的積極性與主動(dòng)性，進(jìn)而引導(dǎo)電力用戶實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、智能用電是當(dāng)今 迫切的需要；隨著分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備以及電動(dòng)汽車的逐漸普及，加之未來智能家居和實(shí) 時(shí)電價(jià)的實(shí)施，對新形勢下電力用戶互動(dòng)方法進(jìn)行研究也是當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能使電力用戶利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高 效、智能用電的"互聯(lián)網(wǎng)+可調(diào)度負(fù)荷"用戶互動(dòng)方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種"互聯(lián)網(wǎng)+可調(diào)度負(fù)荷"用戶互動(dòng)方 法，包括如下步驟： (1)建立"互聯(lián)網(wǎng)+可調(diào)度負(fù)荷"綜合調(diào)度系統(tǒng)，其包括電網(wǎng)管理層、上位通信層、中心 平臺(tái)層、下位通信層和用戶終端層； 所述電網(wǎng)管理層包括隔離平臺(tái)、電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)、固定監(jiān)控終端和移動(dòng)監(jiān)控終端；所述電 網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)和固定監(jiān)控終端分別與所述隔離平臺(tái)的相應(yīng)端口雙向連接；所述移動(dòng)監(jiān)控終端 與所述隔離平臺(tái)的相應(yīng)端口無線連接； 所述中心平臺(tái)層包括上位防火墻、下位防火墻、計(jì)算服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器 和擴(kuò)展服務(wù)器；所述上位防火墻分別與所述計(jì)算服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和擴(kuò)展服 務(wù)器的相應(yīng)端口雙向連接；所述下位防火墻分別與所述計(jì)算服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù) 器和擴(kuò)展服務(wù)器的相應(yīng)端口雙向連接；所述計(jì)算服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的相應(yīng)端口雙向 連接； 所述上位通信層包括通信線；所述通信線為光纖或網(wǎng)線；所述隔離平臺(tái)通過光纖或網(wǎng) 線與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連接；所述上位防火墻通過光纖或網(wǎng)線與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連接； 所述下位通信層包括無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)；所述無線網(wǎng)絡(luò)為GPRS網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng) 絡(luò)或WiFi;所述有限網(wǎng)絡(luò)為光纖或網(wǎng)線；所述下位防火墻通過光纖或網(wǎng)線與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連 接； 所述用戶終端層包括用戶終端和一個(gè)以上的用戶智能單元；所述用戶智能單元包括微 處理器、存儲(chǔ)模塊、電量測量模塊、電壓互感器、電流互感器、繼電器電路、輸出狀態(tài)指示模 塊、WIFI模塊和電源轉(zhuǎn)換電路； 所述電壓互感器、電流互感器、繼電器電路、電源轉(zhuǎn)換電路的輸入端分別接用戶電源的 輸出端OUT; 所述電壓互感器和電流互感器的輸出端分別接所述電量測量模塊的相應(yīng)輸入端；所述 電量測量模塊的輸出端接所述微處理器的相應(yīng)輸入端； 所述繼電器電路的控制輸入端接所述微處理器的相應(yīng)控制輸出端；所述繼電器電路的 控制輸出端接可調(diào)度負(fù)荷的相應(yīng)輸入端； 所述輸出狀態(tài)指示模塊的控制輸入端接所述微處理器的相應(yīng)控制輸出端； 所述WIFI模塊和存儲(chǔ)模塊分別與所述微處理器的相應(yīng)端口雙向連接； 所述WIFI模塊通過無線交換機(jī)與用戶終端相連接； 所述WIFI模塊依次經(jīng)無線交換機(jī)、路由器、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與用戶終端相連接； 所述存儲(chǔ)模塊與所述微處理器的相應(yīng)端口雙向連接； 所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別接所述微處理器、存儲(chǔ)模塊、電量測量模塊、繼電器電 路、輸出狀態(tài)指示模塊和WIFI模塊的電源端； 所述用戶終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)、WiFi、光纖或網(wǎng)線與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連接； 所述中心平臺(tái)層的計(jì)算服務(wù)器安裝有驗(yàn)證模塊、計(jì)算模塊； 所述中心平臺(tái)層的數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊； 所述用戶終端安裝有注冊模塊、綁定模塊、個(gè)性化用電需求設(shè)置模塊和用戶終端前端 可視化模塊； 所述微處理器安裝有個(gè)性化用電需求執(zhí)行模塊； (2) 用戶注冊與驗(yàn)證：用戶通過所述用戶終端的操作界面輸入用戶信息給所述注冊模 塊，所述注冊模塊與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行通信，將所述用戶信息存儲(chǔ)于所 述數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，完成用戶注冊；所述用戶信息包括用戶銀行賬號、用戶名、 用戶手機(jī)號、用戶郵箱和用戶登錄密碼； 所述注冊模塊與所述計(jì)算服務(wù)器的驗(yàn)證模塊進(jìn)行通信，進(jìn)行用戶信息的驗(yàn)證；通過所 述計(jì)算服務(wù)器的驗(yàn)證模塊向所述用戶銀行賬號存入1分錢，用戶通過所述用戶終端的操作 界面回填驗(yàn)證碼給所述注冊模塊；如果所回填的驗(yàn)證碼與銀行系統(tǒng)中用戶銀行賬號所獲得 的留言信息相符，則說明用戶信息是真實(shí)的，用戶信息通過驗(yàn)證；否則，說明用戶信息是不 真實(shí)的，用戶信息未通過驗(yàn)證； (3) 綁定可調(diào)度負(fù)荷：每個(gè)可調(diào)度負(fù)荷對應(yīng)一個(gè)用戶智能單元；可調(diào)度負(fù)荷擁有唯一 的身份信息；所述身份信息包括設(shè)備標(biāo)識(shí)ID、設(shè)備類型、額定功率、額定電壓、額定電流、所 屬省份、所屬市、所屬區(qū)、所屬網(wǎng)段和所屬線路；用戶通過所述用戶終端的操作界面輸入可 調(diào)度負(fù)荷的設(shè)備類型、額定功率、額定電壓、額定電流、所屬省份、所屬市、所屬區(qū)、所屬網(wǎng)段 和所屬線路給所述綁定模塊，同時(shí)所述綁定模塊與所述可調(diào)度負(fù)荷對應(yīng)的用戶智能單元的 WIFI模塊進(jìn)行通信，獲取所述WIFI模塊的MAC地址，將所述MAC地址作為可調(diào)度負(fù)荷的設(shè) 備標(biāo)識(shí)ID; 所述綁定模塊與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行通信，將所述可調(diào)度負(fù)荷的設(shè)備 標(biāo)識(shí)ID、設(shè)備類型、額定功率、額定電壓、額定電流、所屬省份、所屬市、所屬區(qū)、所屬網(wǎng)段和 所屬線路存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，完成可調(diào)度負(fù)荷的綁定； (4) 個(gè)性化用電需求：所述個(gè)性化用電需求包括可調(diào)度負(fù)荷的用電起始時(shí)間、用電時(shí) 長、計(jì)劃使用時(shí)間；用戶通過所述用戶終端的操作界面輸入可調(diào)度負(fù)荷的用電起始時(shí)間、 用電時(shí)長、計(jì)劃使用時(shí)間給所述個(gè)性化用電需求設(shè)置模塊，所述個(gè)性化用電需求設(shè)置模塊 將所述可調(diào)度負(fù)荷的用電起始時(shí)間、用電時(shí)長、計(jì)劃使用時(shí)間傳輸給所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存 儲(chǔ)； 所述微處理器與所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行通信，當(dāng)達(dá)到用電起始時(shí)間或達(dá)到用電時(shí)長或達(dá) 到計(jì)劃使用時(shí)間時(shí)，所述微處理器的個(gè)性化用電需求執(zhí)行模塊控制可調(diào)度負(fù)荷的運(yùn)行或停 止；所述存儲(chǔ)模塊將可調(diào)度負(fù)荷的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過用戶終端將所述可調(diào)度 負(fù)荷的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)記錄； (5) 可視化展示：用戶終端前端可視化模塊通過下位通信層與數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 模塊進(jìn)行通信，獲取用戶終端所對應(yīng)的可調(diào)度負(fù)荷的設(shè)備標(biāo)識(shí)ID、設(shè)備類型、額定功率、額 定電壓、額定電流、所屬省份、所屬市、所屬區(qū)、所屬網(wǎng)段和所屬線路；所述用戶終端通過顯 示屏顯示可調(diào)度負(fù)荷設(shè)備標(biāo)識(shí)ID、設(shè)備類型、額定功率、額定電壓、額定電流、所屬省份、所 屬市、所屬區(qū)、所屬網(wǎng)段和所屬線路信息。
[0005] 所述用戶終端還安裝有用戶終端日志模塊；所述電網(wǎng)管理層的電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)安裝 有電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)日志模塊和電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)前端可視化模塊；所述固定監(jiān)控終端安裝有固定 監(jiān)控終端日志模塊和固定監(jiān)控終端前端可視化模塊；所述移動(dòng)監(jiān)控終端安裝有移動(dòng)監(jiān)控終 端日志模塊和移動(dòng)監(jiān)控終端前端可視化模塊；所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還安裝有日志存儲(chǔ)模塊和日 志查詢模塊； 當(dāng)用戶對用戶終端進(jìn)行操作后形成終端調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息，所述用戶終端 日志模塊將所述終端調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息通過下位通信層與中心平臺(tái)層的數(shù)據(jù) 服務(wù)器進(jìn)行通信；將所述終端調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的日志 存儲(chǔ)模塊中； 當(dāng)用戶對電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行操作后形成平臺(tái)調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息，所述電網(wǎng) 調(diào)度平臺(tái)日志模塊將所述平臺(tái)調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息通過上位通信層與中心平臺(tái) 層的數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行通信；將所述平臺(tái)調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)服務(wù) 器的日志存儲(chǔ)模塊中； 當(dāng)用戶對固定監(jiān)控終端進(jìn)行操作后形成監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息，所述固定 監(jiān)控終端日志模塊將所述監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息通過上位通信層與中心平臺(tái) 層的數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行通信；將所述監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)服務(wù) 器的日志存儲(chǔ)模塊中； 當(dāng)用戶對移動(dòng)監(jiān)控終端進(jìn)行操作后形成移動(dòng)監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息，所述 移動(dòng)監(jiān)控終端日志模塊將所述移動(dòng)監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息通過上位通信層與 中心平臺(tái)層的數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行通信；將所述移動(dòng)監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息存儲(chǔ)在 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的日志存儲(chǔ)模塊中； 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的日志查詢模塊從日志存儲(chǔ)模塊中獲取終端調(diào)度日志和后臺(tái)操作日 志信息、平臺(tái)調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息、監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息、移動(dòng)監(jiān)控 調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息； 所述用戶終端前端可視化模塊、電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)前端可視化模塊、固定監(jiān)控終端前端可 視化模塊和移動(dòng)監(jiān)控終端前端可視化模塊分別與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的日志查詢模塊進(jìn)行通 信，獲取所述終端調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息、平臺(tái)調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息、監(jiān)控 調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息、移動(dòng)監(jiān)控調(diào)度日志和后臺(tái)操作日志信息。
[0006] 所述計(jì)算服務(wù)器的計(jì)算模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)器的存儲(chǔ)模塊進(jìn)行通信； 所述計(jì)算服務(wù)器的計(jì)算模塊從所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊獲取用戶可調(diào)度負(fù)荷 的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；所述用戶可調(diào)度負(fù)荷的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括用戶用電周期T、用戶一個(gè)用 電周期T內(nèi)第i個(gè)可調(diào)度負(fù)荷的用電量帽、可調(diào)度負(fù)荷的數(shù)量M、用戶一個(gè)用電周期T內(nèi)第 j個(gè)使用新能源發(fā)電的可調(diào)度負(fù)荷用電量WN]、使用新能源發(fā)電的可調(diào)度負(fù)荷的數(shù)量1 ;用戶 一個(gè)用電周期T內(nèi)參與電力調(diào)度的次數(shù)D;所述計(jì)算模塊根據(jù)用戶可調(diào)度負(fù)荷的實(shí)時(shí)運(yùn)行 數(shù)據(jù)來計(jì)算用戶積分?jǐn)?shù)據(jù)和用戶收益數(shù)據(jù)，并將所述用戶積分?jǐn)?shù)據(jù)和用戶收益數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊； (1)所述用戶積分?jǐn)?shù)據(jù)的計(jì)算方法如下： (1-1)計(jì)算用戶一個(gè)用電周期Γ內(nèi)的用電量1_，其表達(dá)式為：
(1-2)計(jì)算用戶一個(gè)用電周期y物的新能源發(fā)電用電量％:，其表達(dá)式為：
(1-3)計(jì)算新能源占比f__:，其表達(dá)式為：
(1-5)獲取用戶當(dāng)前積分尋： 設(shè)定用戶初始積分為(：。=0 ;所述中心平臺(tái)層的數(shù)據(jù)服務(wù)器的定時(shí)模塊，在用戶用電的 時(shí)候，所述定時(shí)模塊按定期進(jìn)行累計(jì)積分?jǐn)?shù)據(jù)并將所述積分?jǐn)?shù)據(jù)作為當(dāng)前積分Cn，所述定 期為一個(gè)用電周期Τ，η為第η個(gè)用電周期；當(dāng)前積分Cn表達(dá)式為

其中^為新能源使用獲取積分權(quán)重值，其取值范圍為〇~〇. 5 ;為為參與電力調(diào)度獲取 積分權(quán)重值，其取值范圍為〇~〇. 5 ;見為當(dāng)前積分權(quán)重值，其取值范圍為0~0. 5 ; (2)所述用戶收益數(shù)據(jù)的計(jì)算方法如下： 用戶收益,:由用戶固定收益巧、用戶積分收入|、用戶參與調(diào)度收益_和額外補(bǔ)貼收 益€組成，即： = +,; +芎 + ? 其中 (2-1)用戶固定收益6是為了獎(jiǎng)勵(lì)用戶接入該系統(tǒng)所獲得的收益，該收益是固定值，由 人為初始設(shè)定，6取值范圍為〇. 1~1〇〇元； (2-2)用戶積分收益4計(jì)算方法如下： 若用戶所獲積分值為·:，對于用戶積分劃分3個(gè)等級;C1的取值范圍 是100~200,C2取值范圍是Cl<C2 < 500,C3取值范圍是C2 <C3 < 1000 ;與等級％、 Gq對應(yīng)的收益權(quán)重分別為1h、.?，其中S·Λ<ΛSΛd; 4取值范圍是 0. 1~0. 2, 4m取