用電系統的能源控制方法及控制裝置與流程
2023-09-15 04:44:25 3
本發明涉及能源控制領域，更具體地涉及一種用電系統的能源控制方法及控制裝置。
背景技術：
現有的供電系統與用電設備之間是沒有指令信息交互的，對能源的調配控制和電網的保護採取被動的方式，比如拉閘、過流、過載跳閘保護，對電網的影響較大，特別是在微電網運行的過程中，被動控制將可能產生更大的波動和衝擊，甚至破壞。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的之一是提供一種能夠保護電網安全、實現穩定可靠運行的用電系統的能源控制方法及控制裝置。
第一方面，提供一種用電系統的能源控制方法。
一種用電系統的能源控制方法，由供電系統為所述用電系統供電，所述供電系統和所述用電系統均與能源控制裝置通訊連接，所述方法包括：
步驟S100、所述能源控制裝置接收到一用電設備的開機請求；
步驟S200、判斷供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求，若是，則進行步驟S300，否則，繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷；
步驟S300、向所述待開機用電設備發出開機信號並控制所述供電系統為所述待開機用電設備供電。
優選地，所述用電系統包括多個具有不同優先級的用電設備，所述方法進一步包括：
步驟S200中，若不滿足需求，則進行步驟S210；
步驟S210、判斷處於運行狀態的用電設備中是否存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備，若存在，則進行步驟S220，否則返回步驟S200；
步驟S220、將優先級最低的運行設備關閉或將其功率降低，然後返回步驟S200。
優選地，步驟S210中，若存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備，則發出是否將優先級最低的運行設備關閉或將其功率降低的提示，並當接收到確認關閉的信號時運行步驟S220，若接收到否定信號或在第一預定時間內未接收到反饋信號，則返回步驟S200。
優選地，步驟S210中，若處於運行狀態的用電設備中不存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備，則發出處於運行狀態的用電設備中不存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備的信息提示，並返回步驟S200。
優選地，步驟S210中，若處於運行狀態的用電設備中不存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備，則發出處於運行狀態的用電設備中不存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備的信息提示，並發出是否強制開機的提示，若接收到確認信號，則進行步驟S300，若接收到否定信號或在第二預定時間內未接收到反饋信號，則返回步驟S200。
優選地，步驟S200中，若不滿足需求，則判斷供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的額定功率需求，若是，則發出是否強制開機的提示，並當接收到確認信號時進行步驟S300，若接收到否定信號或在第三預定時間內未接收到反饋信號，或者供電系統當前的供電能力不滿足該待開機用電設備的額定功率需求時，則進行步驟S210。
優選地，所述能源控制裝置還連接有通信終端，由所述通信終端向所述能源控制裝置發出開機請求信號、接收所述能源控制裝置發出的提示信號和/或向所述能源控制裝置發出反饋信號。
優選地，所述通信終端與所述能源控制裝置之間通過無線、有線或者電力線載波的方式進行信號的傳輸。
第二方面，提供一種用電系統的能源控制裝置。
一種用電系統的能源控制裝置，包括：
信號接收模塊，用於接收用電設備的開機請求；
狀態信息採集模塊，用於獲取為用電系統供電的供電系統當前的供電能力以及待開機用電設備的啟動功率需求；
判斷模塊，用於判斷供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求；
信號發出模塊，用於當供電系統當前的供電能力滿足該待開機用電設備的啟動功率需求時向待開機用電設備發出開機信號；
電能輸出控制模塊，用於當供電系統當前的供電能力滿足該待開機用電設備的啟動功率需求時控制所述供電系統為所述待開機用電設備供電。
優選地，所述判斷模塊還用於當供電系統當前的供電能力不滿足該待開機用電設備的啟動功率需求時，判斷處於運行狀態的用電設備中是否存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備；和/或，
所述信號發出模塊還用於當處於運行狀態的用電設備中存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備時，向優先級最低的運行設備發出關閉信號；和/或，
所述電能輸出控制模塊還用於當處於運行狀態的用電設備中存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備時，控制所述供電系統停止向優先級最低的運行設備供電或降低向優先級最低的運行設備的供電量。
優選地，還包括存儲模塊，用於存儲所述用電系統中所有用電設備的啟動功率和額定功率信息。
本發明提供的用電系統的能源控制方法通過設置能源控制裝置將供電系統、用電系統建立起通訊連接關係，當接收到一用電設備的開機請求時，首先判斷供電系統當前的供電能力是否滿足待開機用電設備的啟動功率需求，當滿足時才開啟該用電設備，通過能源控制裝置實現對電網的主動控制，保護電網的安全，實現其穩定可靠運行。
本發明提供的用電系統的能源控制裝置能夠實現對電網的主動控制，保護電網的安全，實現其穩定可靠運行。
附圖說明
通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其它目的、特徵和優點將更為清楚，在附圖中：
圖1示出本發明具體實施方式提供的用電系統的能源控制方法流程圖；
圖2示出本發明具體實施方式提供的用電系統的能源控制裝置結構示意圖。
具體實施方式
以下基於實施例對本發明進行描述，但是本發明並不僅僅限於這些實施例。在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。為了避免混淆本發明的實質，公知的方法、過程、流程、元件並沒有詳細敘述。
此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。
除非上下文明確要求，否則整個說明書和權利要求書中的「包括」、「包含」等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是「包括但不限於」的含義。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
本發明提供了一種用電系統的能源控制方法，其中，由供電系統為用電系統供電，供電系統和用電系統均與能源控制裝置通訊連接。該方法包括：
步驟S100、能源控制裝置接收到一用電設備的開機請求；
步驟S200、判斷供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求，若是，則進行步驟S300，否則，繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷；
步驟S300、向待開機用電設備發出開機信號並控制供電系統為待開機用電設備供電。
本發明提供的用電系統的能源控制方法通過設置能源控制裝置將供電系統、用電系統建立起通訊連接關係，當接收到一用電設備的開機請求時，首先判斷供電系統當前的供電能力是否滿足待開機用電設備的啟動功率需求，當滿足時才開啟該用電設備，通過能源控制裝置實現對電網的主動控制，保護電網的安全，實現其穩定可靠運行。當然，通信終端還可以是平板電腦、顯示器等其他具有通信功能的裝置，另外，還可通過檢測用戶的動作來識別發出的開機請求信號以及反饋信號。
具體地，步驟S100中，開機請求信號可通過與能源控制裝置通訊連接的通信終端發出，用戶可在通信終端上進行操作，另外，通信終端還用於接收能源控制裝置發出的提示信號，以及向能源控制裝置發出反饋信號。通信終端與能源控制裝置之間可以但不限於是通過無線、有線或者電力線載波的方式進行信號的傳輸。通信終端例如可以是手機，手機上安裝有與能源控制方法對應的應用程式，從而在手機的操作界面上即可實現開機請求信號的發出。
步驟S200中，供電系統當前的供電能力即供電系統在為所有處於運行狀態的用電設備供電的前提下，還能夠提供多大的功率，滿足待開機用電設備的啟動功率需求即供電系統在為所有處於運行狀態的用電設備供電的前提下，還能夠為待開機用電設備提供足夠的啟動功率供其啟動。
進一步地，用電系統包括多個具有不同優先級的用電設備，即多個用電設備具有不同優先級的用電權限，可根據必要程度來劃分用電設備的優先級。
步驟S200中，若供電系統當前的供電能力不滿足該待開機用電設備的啟動功率需求，為保護電網的安全，不能立即開機該用電設備，而需要進一步的判斷，即進行步驟S210；
步驟S210、判斷處於運行狀態的用電設備中是否存在比待開機用電設備優先級低的用電設備，若存在，則進行步驟S220，否則，說明待開機用電設備的優先級比處於運行狀態的用電設備的優先級都要低，則不開啟待開機用電設備，讓其處於等待狀態，返回步驟S200，即繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷；
步驟S220、將優先級最低的運行設備關閉或將其功率降低，即將最沒有運行必要的用電設備關閉或將其功率降低，可以理解的，如果功率降低過多會對用電設備造成損害，因此，當優先級最低用電設備功率降低很多才能滿足待開機用電設備的啟動功率時，則將優先級最低的運行設備直接關閉，而當優先級最低用電設備功率降低不是很多，不會對其造成損害時，則將優先級最低的運行設備的功率降低，以滿足待開機用電設備的啟動功率需求，返回步驟S200，即繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷。
進一步地，當待開機用電設備完成開機後，可自動進入步驟S200，判斷供電系統當前的供電能力是否滿足剛才關閉的優先級最低的用電設備的啟動功率需求，並當滿足時再將剛關閉的優先級最低的用電設備重新開啟。
在進一步優選的實施例中，步驟S210中，若存在比待開機用電設備優先級低的用電設備，則發出是否將優先級最低的運行設備關閉或將其功率降低的提示，提示信息可在通信終端上進行顯示，詢問用戶如何進行下一步的處理，若用戶選擇了是，則通信終端向能源控制裝置發出確認關閉的信號，當接收到確認關閉的信號時運行步驟S220，若用戶選擇了否，則通信終端向能源控制裝置發出否定信號，當接收到否定信號則返回步驟S200，若用戶在第一預定時間內沒有反饋，即在第一預定時間內未接收到反饋信號，則返回步驟S200，即繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷。通過發出提示信息的方式能夠避免將雖然優先級最低但用戶不想關閉的用電設備關閉。第一預定時間具體不限，可根據需求進行設置，例如可以為30s-60s。
在進一步優選的實施例中，步驟S210中，若處於運行狀態的用電設備中不存在比待開機用電設備優先級低的用電設備，則發出處於運行狀態的用電設備中不存在比待開機用電設備優先級低的用電設備的信息提示，該提示信息可顯示在通信終端上，讓用戶知道其想要開啟的用電設備沒有開啟的原因，並返回步驟S200，即繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷。用戶可適當地關閉不需要運行的用電設備後重新發送開機請求。
更進一步地，步驟S210中，若處於運行狀態的用電設備中不存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備，則發出處於運行狀態的用電設備中不存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備的信息提示，並發出是否強制開機的提示，例如，當供電系統當前的供電能力與待開機用電設備的啟動功率需求相差不多，開機對電網的影響不大，在電網的承受範圍內時，可發出是否強制開機的提示供用戶選擇，若接收到確認信號，則進行步驟S300，若接收到否定信號或在第二預定時間內未接收到反饋信號，則返回步驟S200，即繼續進行供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求的判斷。第二預定時間具體不限，可根據需求進行設置，例如可以為30s-60s。
在另一個優選地實施例中，步驟S200中，若供電系統當前的供電能力不滿足該待開機用電設備的啟動功率需求，則判斷供電系統當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的額定功率需求，一般地，用電設備的啟動功率大於其正常工作的額定功率，因此，若供電系統當前的供電能力能夠滿足該待開機用電設備的額定功率，雖然開機時會借用其他處於運行狀態的用電設備的功率，但當正常運行時不會對電網造成影響，因此若供電系統當前的供電能力能夠滿足待開機用電設備的額定功率需求，則發出是否強制開機的提示，供用戶選擇，當接收到用戶發出的確認信號時進行步驟S300，若接收到否定信號或在第三預定時間內未接收到反饋信號，或者供電系統當前的供電能力不滿足該待開機用電設備的額定功率需求時，則進行步驟S210。第三預定時間具體不限，可根據需求進行設置，例如可以為30s-60s。
綜上，本發明提供的用電系統的能源控制方法應用於電網的能源控制，尤其應用於微電網系統，這裡的微電網系統是指家庭用電系統，或者新能源微網系統，比如光伏發電用電系統。在微電網系統中，假定供電系統的供電能力是有限的，比如家庭用電的入戶線路的電流功率限制，比如新能源微網系統的發電最大功率限制。在微電網系統中，所有用電設備的的功率總和可能超過供電的最大功率，實際上如果系統設計為用電設備的功率總和等於供電的最大功率也是一種系統設計浪費，因為用電設備並不是都是同時開啟。本發明提供的能源控制方法對當前的用電設備功率總和進行控制，使它與供電系統的供電能力相匹配，實現微電網的供電系統和用電設備之間的協調平衡運行，從而保證微電網系統的安全可靠運行。
下面結合圖1給出一個具體的控制方法實施例，該控制方法包括：
步驟S110、用戶通過操作界面發出開啟用電設備A的開機請求；
步驟S120、能源控制裝置接收到用電設備A的開機請求；
步驟S200、判斷供電系統當前的供電能力是否滿足用電設備A的啟動功率需求，若是，則進行步驟S310，否則，進入步驟S210；
步驟S210、判斷處於運行狀態的用電設備中是否存在比用電設備A優先級低的用電設備，若是，則進行步驟S220，否則能源控制裝置發出不允許用電設備A開啟的指令，用電設備A處於等待狀態，返回步驟S200；
步驟S220、將優先級最低的運行設備關閉，然後進行步驟S310；
步驟S310、向用電設備A發出開機信號；
步驟S320、供電系統為用電設備A供電，用電設備A運行。
進一步地，本發明還提供了用電系統的能源控制裝置，如圖2所示，能源控制裝置1包括信號接收模塊11、狀態信息採集模塊12、判斷模塊13、信號發出模塊14以及電能輸出控制模塊15。其中，信號接收模塊11用於接收通信終端4發出的用電設備2的開機請求；狀態信息採集模塊12用於獲取為用電系統供電的供電系統3當前的供電能力以及待開機用電設備的啟動功率需求；判斷模塊13用於判斷供電系統3當前的供電能力是否滿足該待開機用電設備的啟動功率需求；信號發出模塊14用於當供電系統3當前的供電能力滿足該待開機用電設備的啟動功率需求時向待開機用電設備發出開機信號；電能輸出控制模塊15，用於當供電系統3當前的供電能力滿足該待開機用電設備的啟動功率需求時控制所述供電系統3為所述待開機用電設備供電。
進一步地，能源控制裝置1的各個模塊還用於完成前述的各種控制方法，信號接收模塊11接收來自通信終端4的信號，例如來自通信終端4的指令、反饋信號等等，信號發出模塊14用於向通信終端4以及用電設備2發出信號，例如發出控制指令，開啟和關閉的指令，發出提示信息等，判斷模塊13用於對各個參量進行比較和判斷，電能輸出控制模塊15用於控制供電系統3為用電設備2供電和斷電。例如，判斷模塊13還用於當供電系統3當前的供電能力不滿足該待開機用電設備的啟動功率需求時，判斷處於運行狀態的用電設備中是否存在比所述待開機用電設備優先級低的用電設備；信號發出模塊14還用於當處於運行狀態的用電設備中存在比待開機用電設備優先級低的用電設備時，向優先級最低的運行設備發出關閉信號；電能輸出控制模塊15還用於當處於運行狀態的用電設備中存在比待開機用電設備優先級低的用電設備時，控制供電系統3停止向優先級最低的運行設備供電或降低向優先級最低的運行設備的供電量等等。
進一步地，能源控制裝置還包括存儲模塊16，用於存儲用電系統中所有用電設備2的啟動功率、額定功率等信息，當然，也可以不設置存儲模塊，由通信終端4每次將用電設備2的信息發送至能源控制裝置1即可。
本領域的技術人員容易理解的是，在不衝突的前提下，上述各優選方案可以自由地組合、疊加。
應當理解，上述的實施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本發明的基本原理的情況下，本領域的技術人員可以針對上述細節做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含於本發明的權利要求範圍內。