[发明专利]基于交流电网电力线载波的负载功率主动调节系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于交流电网电力线载波的负载功率主动调节系统及方法，系统包括发送装置、传输线路和负载，方法包括信号发送环节、信号传输环节、交流负载调节环节和/或直流负载调节环节。其中，发送装置根据电力系统的实时调度需求，通过电力线载波技术对目标区域的电网广播在某一约定频段范围内、频率可连续变化的高频载波信号；高频载波信号通过传输线路向目标区域内的所有用户侧负载进行发送，各类用户侧负载根据高频载波信号以及自身用电需求主动进行功率调节。本发明基于现有交流电网，通过电力线载波技术对目标区域的电网实时广播电力调度指令信号，可便捷地实现覆盖电网连接用户的电力需求响应。

技术领域

本发明是关于一种基于交流电网电力线载波的负载功率主动调节系统及方法，涉及电力系统技术领域。

背景技术

为应对全球气候变化，降低碳排放已成为人类可持续发展的关键任务。发展以可再生能源为主体的零碳电力系统是实现“碳中和”目标的根本路径。由于可再生能源发电具有间歇性和随机性的特征，电力需求侧管理的重要性日益凸显。有效调动用户侧参与电网的调峰调频，将极大程度为电力系统的安全稳定运行提供保障。目前，国家已将需求响应纳入区域电力规划，从而最大程度挖掘用户侧的用电柔性调节资源。

建筑是城市电力负荷的主要组成部分，拥有巨大的用电柔性潜力。随着分布式发电设备(如光伏、风力发电机等)和分布式储能设备(如蓄电池、电动汽车及充电桩、蓄能空调系统等)逐渐与建筑结合，建筑需求外部电网供给的瞬时功率可以允许在较大的范围内进行调节。同时，随着建筑内各类电器、设备、系统等逐步向数字化、智能化的方向转变，其已具备根据外界输入参数主动调节自身用电功率的能力。

国内外已有许多电力需求响应的实践案例，但是目前尚未形成成熟、大规模的用户-电网互动模式。各类终端用户数量众多、覆盖面广，虽然单用户具有的调节能力有限，但是积少成多后具有极大的柔性用能潜力。如何使用便捷、低成本的技术手段提升参与需求响应的用户数量是问题的关键。目前的电力需求响应案例主要基于电价机制(即分时电价)，但是实证研究表明用户对电价的响应特性非常复杂，存在延迟、随机等违反经济学弹性理论的现象，在不同时间和地域均有较大的差异。若要完全基于电价机制进行精确的需求响应调节，则对海量用户用电数据的采集、传输、存储、建模、分析等诸多环节提出了极高的要求，大大提高了需求响应的技术难度与成本。

综上，现有主要依托分时电价的需求响应方法未能有效挖掘用户的柔性调节能力，主要受限于系统的复杂性以及用户的参与度。其中的关键问题在于如何将实时变化的电力调度需求有效、便捷地广播到电网连接的所有用户，让用户能够据此参与调节。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于交流电网电力线载波的负载功率主动调节系统及方法，适用于不同设备配置、不同系统规模的交流电力系统，可将连续变化的电力调度信号传输到电网连接的所有负载，便捷地实现覆盖电网连接用户的电力需求响应。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供的基于交流电网电力线载波的负载功率主动调节系统，其包括发送装置、传输线路和负载；

所述发送装置根据电力系统的实时调度需求，通过电力线载波技术对目标区域的电网广播高频载波信号；

高频载波信号通过所述传输线路向目标区域内所有用户侧的所述负载进行发送；

所述负载根据高频载波信号以及自身用电需求主动进行功率调节。

进一步地，所述发送装置设置在电力系统中任一电压等级的变电站或配电室。

进一步地，所述发送装置包括信号处理器、电力载波机、滤波装置和阻波器；

所述信号处理器能够接收电力调度指令，并将该指令处理为所述电力载波机可识别的信号；