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智能电网用户端能源管理框架及关键技术研究

作　者: 荆超
导　师: 张卫东；阮于东
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制工程
关键词: 智能电网能源管理需求响应需量控制
分类号: F426.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着电力工业和自动化产业的迅速发展,智能电网已经成为推进国家能源转型、促进国民经济发展的高新领域。“智能电网”的含义早已突破输配电范畴,从能源输送解决方案层面跨越到电能能效管理、新能源利用、低碳经济产业振兴,进入国家发展战略竞争层面。经济的飞速发展,造成能源消耗的猛增,特别是给节能减排和环境保护带来巨大的压力,人们迫切需要一种接入并有效利用新能源的方式。其次,电力市场运行因素对电网运行的影响也日益显著。高峰时段用电负荷的猛增,造成了发电机组全年高空置率与巨额的建设维护投入之间的矛盾,因此,如何控制发电成本和供电价格,平衡电网负荷的峰谷差,已经成为全球电力行业共同关心的问题。同时,各种极端的灾害天气,也对电网的安全稳定提出了更高的要求和诸多新的挑战。本文根据智能电网用户端技术的发展的趋势,提出适用于未来工矿企业、商用楼宇、家庭住宅三类用户端能源管理的思想,构建智能电网用户端能源管理系统。智能电网用户端能源管理是以通信信息平台为支撑、以智能控制为手段,通过通信网络来实现智能电网用户端能源管理电力流、信息流和业务流的融合,实现电力公司和用户之间信息的双向交互。在新的能源形势下,电力用户需要通过智能电网用户端能源管理系统,来及时地获取电价信息,并根据各自需要查询供用电状况、电价电费、能效分析等信息,同时可实现对各类智能家居设备的远程控制和管理。电力公司则需要利用智能电网用户端能源管理系统,对全网的用电数据实时监测,定时信息发布,实现实时与用户的现场和远程互动,快速响应市场变化和用户需求。此外,智能电网用户端能源管理系统还可最大限度地满足分布式能源及接入的需求,如电动汽车、储能装置、风能、太阳能等新能源新设备的即插即用式接入,帮助电力用户降低用电支出。本论文结合实际示范项目,通过人性化、美观的图形界面,提供各种数据的动态实时监测,接入配电设备(开关等),实现配电设备的程远操控,也可以接入用电负载控制,对用电负荷进行分级管理,在能源紧缺或者要超过最大需量时,通过监控计算机按优先级和负载性质调整负载,实现对用户端的需求响应和需量控制。智能电网用户端能源管理系统的研究与设计,可以实现电网负荷的削峰填谷,有效地降低了电网能源的负荷使用风险,同时对于用电设备进行智能化管理,保证了用户经济合理地使用电能,实现节能降耗,低碳环保。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章课题背景与研究内容  11-20
  1.1 智能电网用户端概述及国内外发展现状  11-14
  1.2 智能电网用户端发展面领的主要问题  14-15
  1.3 课题研究意义  15-17
  1.4 课题主要研究内容  17-19
    1.4.1 主要研究内容  17-18
    1.4.2 主要关键技术  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第二章用户端能源管理技术条件  20-28
  2.1 适用范围  20-21
  2.2 规范性引用文件  21
  2.3 定义和缩写  21-22
  2.4 系统结构和性能要求  22-27
    2.4.1 系统结构要求  22-26
    2.4.2 性能参数  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章系统总体设计  28-33
  3.1 系统结构  28-31
  3.2 系统功能的选择与实现  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章通信网络设计  33-40
  4.1 家庭类用户网络设计  34-36
  4.2 工业及商用楼宇类用户网络设计  36-38
  4.3 通信网络安全性  38-39
  4.4 本章小结  39-40
第五章控制策略的设计  40-47
  5.1 需求响应（针对于家庭用户）  40-43
  5.2 最大需量控制（针对于商业和企业用户）  43-46
    5.2.1 应用项目背景  43-44
    5.2.2 应用项目需求  44-45
    5.2.3 实际应用效果  45-46
  5.3 本章小结  46-47
第六章上位机系统软件设计  47-56
  6.1 通信及驱动  48-49
  6.2 用户界面  49-52
  6.3 报表曲线  52-54
  6.4 用户管理  54-55
  6.5 本章小结  55-56
第七章总结和展望  56-59
  7.1 总结  56-57
  7.2 展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  63

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