CN102156468B - 一种小型发电与市电电网互补供电的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电能监控器技术领域，尤其涉及一种小型发电与市电电网互补供电的系统，它包括直流发电机、逆变器、与市电电网连接的电网切换装置，逆变器的输出端连接电网切换装置，电网切换装置的输出端连接家庭总线，该系统还包括双向无线电能监控器和电能监控操作开关，双向无线电能监控器与电网切换装置耦合，双向无线电能监控器设置有可采集电网切换装置输入输出电流值的数据采集模块，双向无线电能监控器可以远程检测电器的用电量、控制电器的开启和关闭，双线电能监控器通过比较发电机的发电量和电器的用电量，提示使用者可以开启或关闭哪些电器，从而调整电器使用的时间，有利于合理利用电能。
Description
技术领域
本发明涉及电能监控器技术领域，尤其涉及一种小型发电与市电电网互补供电的系统。
背景技术
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，随着传统能源的消耗和随之而来的污染等问题，开发利用新能源已成为世界各国的可持续发展经济战略。
太阳能是一种清洁无害、总量巨大、广泛分布的能源，随着技术的发展，太阳能发电的成本越来越低，各国都在鼓励使用太阳能发电。但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题，这导致白天用电量少的时候，太阳能发电量多于需要使用的电量，而晚上用电量多的时候，却无法利用太阳能发电。为了解决太阳能能量密度低的问题，德国、日本等国家鼓励家庭设置小型太阳能发电站，可以充分利用太阳能，其发电主要用于家庭自用，多余电量可以并入市电电网。风能也是一种清洁、总量巨大的新能源，利用风能发电也有类似的特点。
上述发电系统对于降低整个系统的负载缺电率、对公用电网进行调峰可以起到很好的作用，然而对于设置有上述自发电系统的家庭、企业来说，现有的并网系统的管理与经济核算过于复杂，用户常常不清楚发电、用电情况。因此，人们需要一种系统管理电器的用电情况，以达到合理利用能源的效果。本申请人在专利号为200820203804.1的中国专利“双向无线电能监控器”中公开了一种电能监控器，其通过电能监控操作开关检测电器用电量，并可通过无线信号远程控制电能监控操作开关启动或关闭电器，从而可以管理电器的用电，但是上述小型发电设备的发电量是变化的，该监控器依然存在着缺陷，即无法在发电量多的时候打开电器以合理利用资源，或在发电量少的时候关闭部分电器以避免过多使用市电。。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其结构科学，通过比较发电机的发电量和电器的用电量，提示使用者开启或关闭部分电器，有利于合理利用电能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小型发电与市电电网互补供电的系统，包括直流发电机、逆变器、与市电电网连接的电网切换装置，逆变器的输出端连接电网切换装置，电网切换装置的输出端连接家庭总线，该系统还包括双向无线电能监控器和电能监控操作开关，双向无线电能监控器与电网切换装置耦合，双向无线电能监控器设置有可采集电网切换装置输入输出电流值的数据采集模块，电能监控操作开关的输入端连接家庭总线，电能监控操作开关的输出端连接家庭总线上的负载。
所述数据采集模块设置有第一监视器、第二监视器，第一监视器和第二监视器设置有电流传感器，第一监视器的输入端连接逆变器的输出端，第一监视器的输出端连接电网切换装置的输入端，第二监视器的输入端连接电网切换装置的输出端，第二监视器的输出端连接家庭总线的输入端。
所述双向无线电能监控器设置有控制系统，控制系统设置有微处理器、存储器、输出模块、按键模块、无线模块和电源模块，微处理器分别电连接存储器、输出模块、按键模块、无线模块和电源模块，无线模块包括接收来自电能监控操作开关的无线信号的无线接收装置和发射无线信号至电能监控操作开关的无线发射装置，所述电能监控操作开关设置有继电器、无线接收装置、无线发射装置。
所述第一监视器、第二监视器设置有发射电流值的无线发射装置，无线模块设置有分别与第一监视器、第二监视器对应的无线接收装置。
所述控制系统设置有数据传输接口，数据传输接口与微处理器电连接。
所述输出模块设置有显示屏。
所述输出模块设置有指示灯、蜂鸣器，所述指示灯为过载指示灯。
所述控制系统设置有传感器模块，传感器模块与微处理器电连接，传感器模块设置有温度传感器、湿度传感器。
所述直流发电机为太阳能光伏发电机或风能发电机。
该系统还设置有交流发电机，交流发电机的输出端连接第一监视器的输入端。
本发明有益效果在于：包括直流发电机、逆变器、与市电电网连接的电网切换装置，逆变器的输出端连接电网切换装置，电网切换装置的输出端连接家庭总线，该系统还包括双向无线电能监控器和电能监控操作开关，双向无线电能监控器与电网切换装置耦合，双向无线电能监控器设置有可采集电网切换装置输入输出电流值的数据采集模块，双向无线电能监控器可以远程检测电器的用电量、控制电器的开启和关闭，双线电能监控器通过比较发电机的发电量和电器的用电量，提示使用者可以开启或关闭哪些电器，从而调整电器使用的时间，有利于合理利用电能。
附图说明
图1是本发明的小型发电系统与市电电网互补供电监控装置的方框原理图。
图2是本发明的小型发电系统与市电电网互补供电监控装置的另一方框原理图。
图3是本发明的双向无线电能监控器的方框原理图。
在图1~3中包括有：
1——直流发电机 11——逆变器
12——交流发电机 2——市电电网
3——电网切换装置 4——家庭总线
41——负载 5——双向无线电能监控器
6——电能监控操作开关 71——第一监视器
72——第二监视器 8——控制系统
81——微处理器 82——输出模块
821——显示屏 822——指示灯
823——蜂鸣器 83——按键模块
84——无线模块 85——电源模块
86——数据传输接口 9——传感器模块
91——温度传感器 92——湿度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，如图1所示，其包括直流发电机1、逆变器11、与市电电网2连接的电网切换装置3，逆变器11的输出端连接电网切换装置3，电网切换装置3的输出端连接家庭总线4，该系统还包括双向无线电能监控器5和电能监控操作开关6，双向无线电能监控器4与电网切换装置3耦合，双向无线电能监控器5设置有可采集电网切换装置3输入输出电流值的数据采集模块，，该数据采集模块可通过数据线直接读取电网切换装置3的信号，也可通过电流检测装置采集。电能监控操作开关6的输入端连接家庭总线4，电能监控操作开关6的输出端连接家庭总线4上的负载41，双向无线电能监控器5与电能监控操作开关6通过无线信号通信，从而使双向无线电能监控器5可以远程检测电器的用电量、控制电器的开启和关闭，双线电能监控器5通过比较发电机的发电量和电器的用电量，提示使用者可以开启或关闭哪些电器，从而调整电器使用的时间，例如，在发电量较多时，可以开启多个耗电量较大的电器，在发电量较少时，关闭部分耗电量较大的电器，从而充分利用小型发电系统所发出的电力，减少使用市电电能。
进一步地，如图2所示，本实施例中，数据采集模块设置有第一监视器71、第二监视器72，第一监视器71和第二监视器72设置有电流传感器，第一监视器71的输入端连接逆变器11的输出端，第一监视器71的输出端连接电网切换装置3的输入端，第二监视器72的输入端连接电网切换装置3的输出端，第二监视器72的输出端连接家庭总线4的输入端，从而在电网切换装置3无法提供电信号时，通过第一监视器71、第二监视器72采集电信号，扩大了本发明的适用范围。
如图3所示，双向无线电能监控器5设置有控制系统8，控制系统8设置有微处理器81、存储器、输出模块82、按键模块83、无线模块84和电源模块85，微处理器81分别电连接存储器、输出模块82、按键模块83、无线模块84和电源模块85，无线模块84包括接收来自电能监控操作开关6的无线信号的无线接收装置和发射无线信号至电能监控操作开关6的无线发射装置，电能监控操作开关6设置有继电器、无线接收装置、无线发射装置。双向无线电能监控器5通过无线信号与电能监控操作开关6通信。
为了使用方便，本实施例将第一监视器71、第二监视器72不直接连接，而是将第一监视器71、第二监视器72设置发射电流值的无线发射装置，无线模块84设置有分别与第一监视器71、第二监视器72对应的无线接收装置，这样避免使用导线，可以将双向无线电能监控器5设置在合适的位置。
进一步地，控制系统8设置有数据传输接口86，数据传输接口86可以为USB接口、蓝牙接口，也可以为RJ45数据接口，方便采集双向无线电能监控器5中的数据和更新固件。
进一步地，输出模块82设置有显示屏821，显示屏821用于显示监测结果、提示可关闭或开启的电器。进一步地，输出模块82设置有指示灯822、蜂鸣器823，当发生危险情况或设定情况时，可以使蜂鸣器823发声提醒使用者，指示灯822为过载指示灯。
在本实施例中，既可以设定由输出模块82对需要关闭或开启电器进行提示，也可在存储器中设定程序，当达到一定的情况或到达一定的时间后自动开启、关闭电器，这尤其适用于企业的照明、空调等电器。
进一步地，控制系统8设置有传感器模块9，传感器模块9与微处理器81电连接，传感器模块9设置有温度传感器91、湿度传感器92，传感器模块9可以为微处理器81提供环境的温度、湿度等参数，并将温度、湿度等参数在显示屏821上显示出来。
本实施例的直流发电机1可以为太阳能光伏发电机，也可以为风能发电机。
为了增强供电的可靠性，该装置还可以设置有交流发电机12，交流发电机12的输出端连接第一监视器71的输入端，交流发电机12可以在其他供电系统供电不足时提供电能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种小型发电与市电电网互补供电的系统，包括直流发电机（1）、逆变器（11）、与市电电网（2）连接的电网切换装置（3），逆变器（11）的输出端连接电网切换装置（3），电网切换装置（3）的输出端连接家庭总线（4），其特征在于：还包括双向无线电能监控器（5）和电能监控操作开关（6），双向无线电能监控器（4）与电网切换装置（3）耦合，双向无线电能监控器（5）设置有可采集电网切换装置（3）输入输出电流值的数据采集模块，电能监控操作开关（6）的输入端连接家庭总线（4），电能监控操作开关（6）的输出端连接家庭总线（4）上的负载（41），所述数据采集模块设置有第一监视器（71）、第二监视器（72），第一监视器（71）和第二监视器（72）设置有电流传感器，第一监视器（71）的输入端连接逆变器（11）的输出端，第一监视器（71）的输出端连接电网切换装置（3）的输入端，第二监视器（72）的输入端连接电网切换装置（3）的输出端，第二监视器（72）的输出端连接家庭总线（4）的输入端，所述双向无线电能监控器（5）设置有控制系统（8），控制系统（8）设置有微处理器（81）、存储器、输出模块（82）、按键模块（83）、无线模块（84）和电源模块（85），微处理器（81）分别电连接存储器、输出模块（82）、按键模块（83）、无线模块（84）和电源模块（85），无线模块（84）包括接收来自电能监控操作开关（6）的无线信号的无线接收装置和发射无线信号至电能监控操作开关（6）的无线发射装置，所述电能监控操作开关（6）设置有继电器、无线接收装置、无线发射装置。
2.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：所述第一监视器（71）、第二监视器（72）设置有发射电流值的无线发射装置，无线模块（84）设置有分别与第一监视器（71）、第二监视器（72）对应的无线接收装置。
3.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：所述控制系统（8）设置有数据传输接口（86），数据传输接口（86）与微处理器（81）电连接。
4.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：所述输出模块（82）设置有显示屏（821）。
5.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：所述输出模块（82）设置有指示灯（822）、蜂鸣器（823），所述指示灯（822）为过载指示灯。
6.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：所述控制系统（8）设置有传感器模块（9），传感器模块（9）与微处理器（81）电连接，传感器模块（9）设置有温度传感器（91）、湿度传感器（92）。
7.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：所述直流发电机（1）为太阳能光伏发电机或风能发电机。
8.根据权利要求1所述的一种小型发电与市电电网互补供电的系统，其特征在于：还设置有交流发电机（12），交流发电机（12）的输出端连接第一监视器（71）的输入端。
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