[发明专利]一种基于5G通信的电力需求响应系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于5G通信的电力需求响应系统，其特征在于，包括应用管理模块、数据传输模块以及终端控制模块；所述应用管理模块包括电网公司、大数据中心以及云端服务；所述数据传输模块包括数据云平台、5G通信网络、通信管理机以及北斗模块；所述终端控制模块包括主动需求响应终端和用户设备；所述大数据中心用来分析来自数据云平台的用户数据，并将计算结果传送给电网公司和云端服务；所述电网公司根据大数据中心的计算结果制定相应的电价响应策略和激励响应策略，并下发给终端控制模块；

所述电价响应策略实现过程如下：

收集小区一个月内以0.5h为间隔的负荷数据集，通过大数据分析，构建小区的每日动态负荷时间模型：

其中，E₁(t)为小区负荷用量，M₁、M₂为修正系数，f₁(t)为负荷时变函数；

根据阶梯电价及用户响应度的问题，构建积分阶梯电价模型：

其中，C_total为用户需要交纳的总电费，K₀、K₁、K₂、K₃为电价系数，满足K₀K₁K₂K₃，P₀为电网公司当月发布的基础电价，为用户需求响应函数，m为用户响应度，用户参与需求响应的次数越多响应度越高，未参与响应超过两次将会被扣除1积分，E_use为用户使用的电能，S_current为用户当前的积分值，初始值为12；

当处于用电高峰时段，电网公司发布调峰指令及相应的电价系数K₀、K₁、K₂、K₃，监测小区用户负荷一个月内的变化情况，构建小区的每日动态负荷时间模型：

其中，E₂(t)为小区负荷用量，M₃、M₄为修正系数，f₂(t)为负荷时变函数；则调峰负荷为T_top为峰值时间；

获取用户对于新电价体系的满意度信息，获得用户满意度与电价系数K₀、K₁、K₂、K₃的关系函数：

S＝L(K₁,K₂,K₃,K₄)+L₀

其中，S为用户满意度，L(K₁,K₂,K₃,K₄)为用户满意度函数，L₀为修正系数；

构建基于最大调峰负荷E(t)及最优用户满意度S的TOPSIS评价模型，通过求解模型的最优值，获取最佳的电价系数K₀、K₁、K₂、K₃。

2.根据权利要求1所述的基于5G通信的电力需求响应系统，其特征在于，所述云端服务包括用户注册、电量查询、套餐选择以及支付系统。

3.根据权利要求1所述的基于5G通信的电力需求响应系统，其特征在于，所述5G通信网络采用NSA和SA双重模式。

4.根据权利要求1所述的基于5G通信的电力需求响应系统，其特征在于，所述主动需求响应终端包括主控模块、测量模块、控制模块、通讯模块及人机交互模块；所述主控模块完成数据处理、存储以及转发工作；所述测量模块完成对当前电网信息的采集，并将信息调节变送后传送给主控模块；所述控制模块用于接收主控模块的命令，实现对用户设备的通断控制；所述通讯模块完成终端与云端系统之间的无线信息通信；所述人机交互模块实现用户对模块当前状态信息的查看以及相应参数的设置。

5.采用如权利要求1至4中任一所述系统的基于5G通信的电力需求响应系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)当供电系统产生电力需求时，电网公司根据实际需求情况制定相应的激励或电价响应策略，下发给大数据中心；

(2)大数据中心分析云平台上传的负荷数据并制定精细的负荷分配表，下发负荷降低指令，同时将电网公司的激励或电价响应策略共享至云端服务；

(3)用户接收到云端服务共享的策略信息后在手机端选择是否签约，主动需求响应终端在执行负荷调度时只会选择用户签约的设备，其他设备不会影响；

(4)大数据中心的命令信息通过5G通信网络下发至区域通信管理机，通信管理机解析指令并分发给安装在用户侧的主动需求响应终端：

(5)响应终端收到命令后会根据当前用户的签约情况关闭用户侧的用电设备，完成电网调峰的任务；

(6)区域通信管理机也会将区域用电情况信息主动上传给大数据中心，大数据中心对区域用电特征进行分析预测，并将结果传送给电网公司，辅助电网公司进行激励和电价响应策略制定，形成闭环反馈的结构。