電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)，包括：采集用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)；分析耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)下一時(shí)間段內(nèi)用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值；分析預(yù)測(cè)值，并向用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行用電負(fù)荷調(diào)節(jié)。此外，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集至少一個(gè)用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)；預(yù)測(cè)模塊，用于分析耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)下一時(shí)間段內(nèi)用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值；控制模塊，用于分析預(yù)測(cè)值，并向用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行用電負(fù)荷調(diào)節(jié)。通過(guò)本發(fā)明的電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)τ秒娫O(shè)備的用電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，采用平滑調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的最大有功功率的調(diào)節(jié)控制。
【專利說(shuō)明】電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其是一種電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)荷預(yù)測(cè)與控制技術(shù)，是通過(guò)實(shí)時(shí)采集用電設(shè)備的有功功率數(shù)據(jù)，并預(yù)測(cè)有功功率的運(yùn)行趨勢(shì)，然后采取措施將最大有功功率控制在合同約定值以內(nèi)的技術(shù)。
[0003]由于生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝、環(huán)境等不同因素，用電設(shè)備消耗的電能不是固定不變的，而是處于不斷變化的，有的設(shè)備甚至是間歇工作。尤其對(duì)于鋼鐵企業(yè)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到的企業(yè)的最大生產(chǎn)能力或者出現(xiàn)特殊情況時(shí)產(chǎn)生的用電尖峰，設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)供電設(shè)備的供電能力預(yù)留一定裕量，使得企業(yè)能對(duì)用電設(shè)備群的總用電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，最終在不影響正常生產(chǎn)的情況下，既能滿足用戶的最大需量，也能使企業(yè)盡可能降低用電基本費(fèi)用，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，而且使發(fā)電部門和供電部門可以根據(jù)用戶的需量進(jìn)行計(jì)劃性生產(chǎn)，減少裝機(jī)容量，減少線路損耗等，最大限度地減少浪費(fèi)。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，負(fù)荷控制系統(tǒng)是經(jīng)負(fù)荷預(yù)測(cè)后直接對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行斷電，因此會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備不連續(xù)工作，甚至?xí)s短高壓開(kāi)關(guān)的使用壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于供電不連續(xù)造成的用電設(shè)備不連續(xù)工作，并且導(dǎo)致高壓開(kāi)關(guān)壽命低的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種電力負(fù)荷控制方法，用以平滑調(diào)節(jié)用電設(shè)備的用電負(fù)荷，該電力負(fù)荷控制方法包括:
[0007]采集至少一個(gè)用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)；
[0008]分析耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值；
[0009]分析所述預(yù)測(cè)值，并向用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行用電負(fù)荷調(diào)節(jié)。
[0010]進(jìn)一步的，分析預(yù)測(cè)值后還包括:
[0011]將預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較，并得出預(yù)測(cè)值與閾值的差值，發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令。
[0012]進(jìn)一步的，將預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較后還包括:
[0013]若預(yù)測(cè)值大于或等于閾值，則發(fā)出用電負(fù)荷指令調(diào)節(jié)用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)。
[0014]若預(yù)測(cè)值小于閾值，則進(jìn)行下一個(gè)檢測(cè)周期。
[0015]進(jìn)一步的，根據(jù)預(yù)測(cè)值與閾值的差值，發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令包括:根據(jù)預(yù)測(cè)值與閾值的差值設(shè)定用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)值。
[0016]本發(fā)明還提供一種電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，其包括:
[0017]數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集至少一個(gè)用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)；
[0018]預(yù)測(cè)模塊，用于分析耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值；[0019]控制模塊，用于分析預(yù)測(cè)值，并向用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，調(diào)節(jié)用電設(shè)備的用電負(fù)荷。
[0020]進(jìn)一步的，預(yù)測(cè)模塊主要包括:
[0021]負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，用于分析這些耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值。
[0022]進(jìn)一步的，控制模塊主要包括:
[0023]負(fù)荷控制模型，用于將預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)測(cè)值與閾值的差值發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，調(diào)節(jié)用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)。
[0024]通過(guò)本發(fā)明的電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)τ秒娫O(shè)備的用電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，以采用平滑調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的最大有功功率的調(diào)節(jié)控制。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的電力負(fù)荷控制方法的流程圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的示意圖。
[0029]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖。
[0030]圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0031]主要元件符號(hào)說(shuō)明
[0032]SlOl ?S103 步驟
[0033]201、3O1、⑶I?用電設(shè)備
[0034]202?數(shù)據(jù)采集模塊
[0035]203?預(yù)測(cè)模塊
[0036]204?控制模塊
[0037]302?變壓器或進(jìn)線柜
[0038]303?變送器
[0039]304?高速數(shù)據(jù)采集卡
[0040]305、605 ?服務(wù)器
[0041]602 ?PLC
[0042]603?數(shù)據(jù)采集站
[0043]604?交換機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0044]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。為此，本發(fā)明的實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種電力負(fù)荷控制方法，可以供冶金行業(yè)，特別是鋼鐵企業(yè)使用，考慮到鋼鐵企業(yè)的最大生產(chǎn)能力或者出現(xiàn)特殊情況時(shí)產(chǎn)生的用電尖峰，通過(guò)對(duì)鋼鐵企業(yè)中的用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度預(yù)測(cè)，并平滑調(diào)節(jié)用電負(fù)荷來(lái)限制最大有功功率借以滿足合同用電值(以下簡(jiǎn)稱閾值)。
[0046]下面進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0047]圖1為電力負(fù)荷控制方法實(shí)施流程示意圖，如圖1所示，可以包括如下步驟:
[0048]步驟101、采集至少一個(gè)用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)；
[0049]步驟102、分析數(shù)據(jù)采集模塊中的耗電數(shù)據(jù)，并預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)這些用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值；
[0050]步驟103、分析預(yù)測(cè)值，并向這些用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，對(duì)這些用電設(shè)備進(jìn)行用電負(fù)荷調(diào)節(jié)；
[0051]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述分析預(yù)測(cè)值后還包括:
[0052]將預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)預(yù)測(cè)值與閾值的差值發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令。
[0053]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較后還包括:
[0054]若預(yù)測(cè)值大于或等于閾值，則發(fā)出用電負(fù)荷指令調(diào)節(jié)這些用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)；
[0055]若預(yù)測(cè)值小于閾值，則進(jìn)行下一個(gè)檢測(cè)循環(huán)周期。
[0056]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)預(yù)測(cè)值與閾值的差值發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令包括:根據(jù)預(yù)測(cè)值與閾值的差值設(shè)定調(diào)節(jié)這些用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)值。
[0057]通過(guò)本發(fā)明所提供的電力負(fù)荷控制方法，在不影響正常生產(chǎn)的情況下，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)鋼鐵企業(yè)中的用電設(shè)備進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)，并且平滑調(diào)節(jié)這些正在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程當(dāng)中的用電設(shè)備，使企業(yè)能夠盡可能的降低用電費(fèi)用，有效降低這類企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0058]圖2為本發(fā)明顯示的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)結(jié)合圖5所示，本發(fā)明的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)具體包括如下:數(shù)據(jù)采集模塊202，用于采集至少一個(gè)用電設(shè)備201的耗電數(shù)據(jù)；預(yù)測(cè)模塊203，用于分析這些耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)這些用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值；控制模塊204，用于分析預(yù)測(cè)值，并向這些用電設(shè)備201發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，對(duì)這些用電設(shè)備201進(jìn)行用電負(fù)荷調(diào)節(jié)。
[0059]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)測(cè)模塊203包括:
[0060]負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，用于分析所述耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)這些用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值。
[0061]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制模塊204包括:
[0062]負(fù)荷控制模型，用于將預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較，并得出預(yù)測(cè)值與閾值的差值，發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，調(diào)節(jié)用電設(shè)備201。
[0063]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)節(jié)所述用電設(shè)備201具體參數(shù)包括:
[0064]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用電負(fù)荷指令調(diào)節(jié)用電設(shè)備201包括:
[0065]為便于理解，下面以電力負(fù)荷控制方法及系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。
[0066]實(shí)施例1
[0067]請(qǐng)參見(jiàn)圖3，如圖所示是由一個(gè)用電設(shè)備組成的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)示意圖，特別要指出的是，在工控機(jī)10中安裝有高速數(shù)據(jù)采集卡304。
[0068]首先，用電設(shè)備301的耗電數(shù)據(jù)經(jīng)變壓器(進(jìn)線柜)302進(jìn)行降壓，之后輸入到變送器303中，然后經(jīng)變送器303將用電設(shè)備301的進(jìn)線電壓信號(hào)變送成為工控機(jī)10中的高速數(shù)據(jù)采集卡304能夠接收的土 IOV交流電壓。
[0069]然后，通過(guò)高速數(shù)據(jù)采集卡304以5000Hz的采樣頻率將其所采集到的耗電數(shù)據(jù)存入緩存(圖中未標(biāo)示)之中，用以存儲(chǔ)高速數(shù)據(jù)采集卡304中經(jīng)A/D芯片(圖中未標(biāo)示)轉(zhuǎn)換后的耗電數(shù)據(jù)，并且按照IOs的時(shí)間周期存入工控機(jī)10內(nèi)的存儲(chǔ)器(圖中未標(biāo)示)中。隨后，工控機(jī)10將耗電數(shù)據(jù)傳入與之連接的服務(wù)器305，經(jīng)服務(wù)器305中求得t時(shí)刻15分鐘的有功功率平均值，并基于服務(wù)器305中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型會(huì)對(duì)這個(gè)用電設(shè)備301的耗電數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0070]以下是BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back Propagation)的預(yù)測(cè)模型原理。
[0071]如圖4和圖5所示，是BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型，其中，Pt是t時(shí)刻時(shí)間段T的有功功率平均值，P’ t+1是下一時(shí)刻時(shí)間段T的有功功率均值預(yù)測(cè)值，采用三層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，即輸入層、隱含層、輸出層，其中輸入層為TDNN時(shí)延神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，時(shí)延為1，長(zhǎng)度為3，隱含
層為10個(gè)神經(jīng)元，輸出層為一個(gè)神經(jīng)元，Θ.為第j個(gè)神經(jīng)元的閾值，wJP為m層第i個(gè)神
經(jīng)元對(duì)下m+1層第j個(gè)神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，Sjn為第j個(gè)神經(jīng)元的加權(quán)和，傳遞(激勵(lì))函
數(shù)為f (sj71)，使用如下Sigmoid函數(shù),這里j為第j個(gè)神經(jīng)元，j = I, 2, 3,4…Km, m為神經(jīng)元的層，則m= I, 2, 3,4…M
【權(quán)利要求】
1.一種電力負(fù)荷控制方法,其特征在于,包括: 采集至少一個(gè)用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)； 分析所述耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)所述用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值； 分析所述預(yù)測(cè)值，并向所述用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，對(duì)所述用電設(shè)備進(jìn)行用電負(fù)荷調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述分析預(yù)測(cè)值后還包括: 將所述預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)所述預(yù)測(cè)值與所述閾值的差值發(fā)出調(diào)節(jié)所述用電負(fù)荷指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述將所述預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較后還包括: 若所述預(yù)測(cè)值大于或等于閾值，則發(fā)出所述用電負(fù)荷指令調(diào)節(jié)所述用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)； 若所述預(yù)測(cè)值小于閾值，則進(jìn)行下一個(gè)檢測(cè)周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力負(fù)荷控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)測(cè)值與所述閾值的差值發(fā)出調(diào)節(jié)所述用電負(fù)荷指令包括:根據(jù)所述差值設(shè)定所述用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)值。
5.—種電力負(fù)荷控制系統(tǒng),其特征在于,包括: 一數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集至少一個(gè)用電設(shè)備的耗電數(shù)據(jù)； 一預(yù)測(cè)模塊，用于分析所述耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)所述用電設(shè)備的有功功率并生成預(yù)測(cè)值； 一控制模塊，用于分析所述預(yù)測(cè)值，并向所述用電設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)用電負(fù)荷指令，調(diào)節(jié)所述用電設(shè)備的用電負(fù)荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)測(cè)模塊包括: 負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，用于分析所述耗電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)特定時(shí)間段內(nèi)所述用電設(shè)備的有功功率并生成所述預(yù)測(cè)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括: 負(fù)荷控制模型，用于將所述預(yù)測(cè)值與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)所述預(yù)測(cè)值與閾值的差值發(fā)出調(diào)節(jié)所述用電負(fù)荷指令，調(diào)節(jié)所述用電設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103997044SQ201410232780
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】馮云鳳 申請(qǐng)人:中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司, 北京京誠(chéng)瑞達(dá)電氣工程技術(shù)有限公司