CN106154947B - 基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法及控制系统，使用燃气检测探头实时监测家庭燃气浓度，并发送燃气浓度信号至家庭微电网的微网策略运行DTU；微网策略运行DTU根据燃气浓度执行控制策略。本发明中，燃气泄漏保护措施与微电网控制策略相结合，充分利用家庭微电网系统用电的灵活性和可控性，解决了家中无人情况下自动断开电网开关的问题，并且在离网时储能系统为排风风机供电，这些特点都是传统家庭电网系统中所不具备的。

Description

基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法及控制系统

技术领域

本发明属于微电网应用领域，具体涉及到一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法及控制系统。

背景技术

随着社会和科技的发展，安全成为人们关注的焦点，而当前燃气使用安全问题是家庭人员生命及财产损失的一大威胁。现有技术中，针对家庭燃气泄漏监测及报警技术有很多，但他们存在共同的缺点是仅仅实现了燃气泄漏的报警及告知功能，如果家中没有人或者只有老人小孩，那么报警不会起作用反而其产生的火花可能会引爆泄漏燃气，威胁生命及财产安全。

那么就需要设计其他的具有安全保障的家庭燃气泄漏监测及报警技术。

另一方面，随着“智能电网”的发展，基于家庭环境背景下的电能高效应用及其智能控制成为新的热点话题，而“微电网”概念的提出为智能电网的实现指明方向。微电网是一种由负荷和分布式电源共同组成的系统，内部电源主要由电力电子器件完成能量转换并提供控制策略，而对于外部大电网变现为单一的受控单元。目前我国微电网的发展思路，将主要是以家庭式智能微网的模式发展，先将家庭式智能微网模式发展到一定阶段，再通过集合家庭式的小微网，逐渐形成真正意义上的正式微电网系统。家庭式智能微电网在此大背景下应运而生，它是以住宅为平台，综合应用了分布式发电技术，储能技术，自动控制技术，能量管理技术，安全防范技术，网络通信技术等多项技术。其中安全防范技术成为智能系统中最为关键的技术。

如上所述，利用家庭式智能微电网的安全防范技术实现具有安全保障的家庭燃气泄漏监测及报警，成为一种可行之道。

发明内容

本发明提供了一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法及控制系统，利用微电网控制策略及其原理，可通过燃气检测探头检测空气中一氧化碳及甲烷浓度，而后根据不同浓度采取不同的应急手段保障室内人员生命及财产安全。为抢险争取最宝贵的时间。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法，使用燃气检测探头实时监测家庭燃气浓度，并发送燃气浓度信号至家庭微电网的微网策略运行DTU；微网策略运行DTU根据燃气浓度执行控制策略。

进一步的，所述执行控制策略的步骤包括：

(1)微网策略运行DTU根据燃气浓度信号判断燃气浓度是否低于安全界限值，或者高于危险界限值，或者在安全界限值和危险界限值之间；

(2)燃气浓度低于安全界限值，则继续监测；

(3)若燃气浓度在安全界限值和危险界限值之间，则微网策略运行DTU控制进行声光报警，开启微电网的防爆排烟风机；

(4)若燃气浓度高于危险界限值，则微网策略运行DTU控制微电网的并网智能开关切断室内所有电源，并发送信号至微电网的防爆PCS、储能一体机进行并/孤网模式切换，由防爆PCS、储能一体机为防爆排烟风机供电，继续排风。

更进一步的，所述燃气浓度包括空气中甲烷和一氧化碳的浓度。

再进一步的，所述燃气浓度低于安全界限值为甲烷浓度ppm<500，或一氧化碳浓度ppm<100；所述燃气浓度高于危险界限值为甲烷浓度为ppm>1000或者一氧化碳浓度为ppm>200；所述燃气浓度在安全界限值和危险界限值之间为甲烷浓度500<＝ppm<＝1000或者一氧化碳浓度100<＝ppm<＝200。

更进一步的，所述步骤(3)还包括微网策略运行DTU通过wifi或GPRS模块启动智能移动终端的APP报警，并提供紧急联系人、物业、火警电话拨打通道。

本发明的另一方面，一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障控制系统，包括家庭微电网以及燃气检测探头；所述燃气检测探头与家庭微电网的微网策略运行DTU构成微电网报警一体控制装置。

进一步的，所述微电网报警一体控制装置还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与微网策略运行DTU电连接；

所述家庭微电网还包括并网智能开关、防爆PCS、储能一体机和防爆排烟风机组，所述微网策略运行DTU通过无线通讯模块与并网智能开关、防爆PCS、防爆排烟风机组进行通讯，所述储能一体机通过防爆PCS连接防爆排烟风机组。

进一步的，还包括智能移动终端，所述微网策略运行DTU通过无线通讯模块与智能移动终端进行通讯。

更进一步的，所述无线通讯模块为wifi通讯模块或GPRS通讯模块。

进一步的，所述微电网报警一体控制装置还设有声光报警器，所述声光报警器与微网策略运行DTU电连接。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、通过本发明不仅能够在发生燃气泄漏时发出警报、告知家庭成员，而且能够第一时间开启排风风机，并自动断开可能引起燃气爆炸的所有电源，为抢险争取最宝贵的时间。

2、本发明采取的燃气泄漏保护措施与微电网控制策略相结合，充分利用家庭微电网系统用电的灵活性和可控性，解决了家中无人情况下自动断开电网开关，并且在离网时储能系统为排风风机供电，这些特点都是传统家庭电网系统中所不具备的。

附图说明

图1是本发明的控制系统结构示意图；

图2是本发明的控制系统原理示意图；

图3是本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，在本发明的描述中，需要理解的是：

DTU：data terminal unit数据终端单元，是一种基于单片机及嵌入式软件技术，具有数据运算及逻辑处理功能；

PCS：power conversion system,储能变流器,可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。

图1为本发明的基于家庭微电网的燃气泄漏检测报警及应急控制系统的示意图。该系统主要由并网智能开关、微电网报警一体控制装置(包含燃气检测探头、声光报警器、微网策略运行DTU和wifi通讯模块或GPRS通讯模块)、防爆PCS、储能一体机和防爆排烟风机组成。

基于家庭微电网的燃气泄漏检测报警及应急控制系统原理示意如图2所示。燃气检测探头负责时刻检测空气中甲烷和一氧化碳的浓度，并根据不同的燃气浓度进行就地声光报警、并根据控制策略发送控制信号至防爆PCS、储能一体机、防爆排烟风机和并网智能开关，分别由并网智能开关切断室内所有电源，由防爆PCS、储能一体机为防爆排烟风机供电进行强制排风。当燃气浓度未发生泄漏时，家庭微电网系统运行在并网模式下，室内所有设备用电均由电网侧供给。当泄漏燃气浓度达到一定程度时，燃气泄漏检测报警器会根据泄漏燃气的浓度向各执行机构发出信号，最终执行机构完成燃气泄漏的保护措施。

其中，微电网报警一体控制装置通过微网DTU实现燃气泄漏报警及控制保护措施，采取的措施包括：

1)燃气检测探头实时监测；

2)报警一体控制装置触发声光报警信号；

3)开启防爆排烟风机；

4)APP进行报警，并提供用户紧急联系人、物业、火警电话拨打通道；

5)并网智能开关切断室内所有电源；

6)储能装置自动离网供电给强制防爆排烟风机。

下面详细介绍本发明中微电网采用的燃气泄漏应急报警控制策略：

步骤1：检测空气中甲烷和一氧化碳的浓度，若甲烷浓度ppm<500，或一氧化碳浓度ppm<100则继续监控；若大于上述数值，则转到步骤2；

步骤2；若检测到空气中甲烷浓度为500<＝ppm<＝1000或者一氧化碳浓度为100<＝ppm<＝200，则报警一体控制装置会自动进行声光报警，通过wifi或GPRS模块启动APP报警，并提供紧急联系人、物业、火警电话拨打通道，后台自动开启强制防爆排烟风机。

步骤3；若检测到空气中甲烷浓度为ppm>1000或者一氧化碳浓度为ppm>200，则报警一体控制装置会控制并网智能开关动作，切断室内所有电源，并发送信号至防爆PCS、储能一体机进行并/孤网模式切换，由防爆PCS、储能一体机为防爆排烟风机供电，继续排风。

具体流程图如图3所示。

本发明的关键点是燃气泄漏保护措施与微电网控制策略的相互配合。在无人干预的情况下，燃气泄漏检测报警器会发出警告并向用户发出信息提醒，并提供紧急联系人、物业、火警电话拨打通道，燃气浓度低的情况下开启排风系统，燃气浓度高为防止爆炸则切断住所内用电，即并网转到孤岛运行，由储能系统向排风系统供电。充分考虑了发生燃气泄漏时实际情况。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法，其特征在于，使用燃气检测探头实时监测家庭燃气浓度，并发送燃气浓度信号至家庭微电网的微网策略运行DTU；微网策略运行DTU根据燃气浓度执行控制策略，所述控制策略包括控制并网智能开关动作，切断室内所有电源，并发送信号至防爆PCS、储能一体机进行并/孤网模式切换，由防爆PCS、储能一体机为防爆排烟风机供电，继续排风。

2.根据权利要求1所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法，其特征在于，所述执行控制策略的步骤包括：

(1)微网策略运行DTU根据燃气浓度信号判断燃气浓度是否低于安全界限值，或者高于危险界限值，或者在安全界限值和危险界限值之间；

(2)燃气浓度低于安全界限值，则继续监测；

(3)若燃气浓度在安全界限值和危险界限值之间，则微网策略运行DTU控制进行声光报警，开启微电网的防爆排烟风机；

(4)若燃气浓度高于危险界限值，则微网策略运行DTU控制微电网的并网智能开关切断室内所有电源，并发送信号至微电网的防爆PCS、储能一体机进行并/孤网模式切换，由防爆PCS、储能一体机为防爆排烟风机供电，继续排风。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法，其特征在于，所述燃气浓度包括空气中甲烷和一氧化碳的浓度。

4.根据权利要求3所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法，其特征在于，所述燃气浓度低于安全界限值为甲烷浓度ppm<500，或一氧化碳浓度ppm<100；所述燃气浓度高于危险界限值为甲烷浓度为ppm>1000或者一氧化碳浓度为ppm>200；所述燃气浓度在安全界限值和危险界限值之间为甲烷浓度500<＝ppm<＝1000或者一氧化碳浓度100<＝ppm<＝200。

5.根据权利要求2所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括微网策略运行DTU通过wifi或GPRS模块启动智能移动终端的APP报警，并提供紧急联系人、物业、火警电话拨打通道。

6.一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障控制系统，其特征在于：包括家庭微电网以及燃气检测探头；所述燃气检测探头与家庭微电网的微网策略运行DTU构成微电网报警一体控制装置。

7.根据权利要求6所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障控制系统，其特征在于：所述微电网报警一体控制装置还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与微网策略运行DTU电连接；

所述家庭微电网还包括并网智能开关、防爆PCS、储能一体机和防爆排烟风机组，所述微网策略运行DTU通过无线通讯模块与并网智能开关、防爆PCS、防爆排烟风机组进行通讯，所述储能一体机通过防爆PCS连接防爆排烟风机组。

8.根据权利要求7所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障控制系统，其特征在于：还包括智能移动终端，所述微网策略运行DTU通过无线通讯模块与智能移动终端进行通讯。

9.根据权利要求7或8所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障控制系统，其特征在于：所述无线通讯模块为wifi通讯模块或GPRS通讯模块。

10.根据权利要求6所述的一种基于微电网控制策略的家庭燃气安全保障控制系统，其特征在于：所述微电网报警一体控制装置还设有声光报警器，所述声光报警器与微网策略运行DTU电连接。