CN106292351B - 分区分时节电的电能供应系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分区分时节电的电能供应系统及方法，包括至少一电源、多个用户、多个节电控制器，其中每一个节电控制器包括有一处理单元、一电能供应单元、一计时单元、第一回路开关、断电时段控制单元。断电时段控制单元，连接于处理单元，预先设定存录有多个轮流供电区间，并在每一个轮流供电区间中预设一预定断电时间及一预定复电时间，预先设定存录的该预定断电时间及该预定复电时间是依据一互斥断电时间设定机制予以设定，在该轮流供电区间中，各用户的节电控制器被设定彼此错开预定断电时间及预定复电时间。本发明通过简易的分时控制即可达到总体系统省电效果，且不需要增加任何电力系统的发电容量。

Description

分区分时节电的电能供应系统及方法

技术领域

本发明是关于一种节电的电能供应技术，特别是指一种分区分时节电的电能供应系统及方法。

背景技术

科技化时代来临，各式电器设备用品与全世界人们的生活型态愈是密不可分，因此全球皆陷入了电力不足的危机，各个国家为了要供应全国的用电量，纷纷想尽各种办法，如加盖发电厂，但无论是何种发电厂，除了需要花大笔的建置费用之外，还是会破坏环保，另外，亦须增加电力公司的发电容量，当发电容量增加，传送至各用户的高压输送线路即须一并进行更换，确实是一笔为数不小的花费，因此，在电力不足的危机下最终的解决方案仍是“节电”。

面临夏季用电尖峰的严峻考验，各国政府为了避免因用户用电需求超过发电容量引发大停电，除了要求各大型工厂及办公大楼等用电大户以及商店、学校、住家等小用户均须自行进行节电外，如节电效果不佳，电力公司在电力不足的情况下仅能采取限电措施，目前限电措施是采分区轮流限电，也就是在同一个时段同一个区域同时被切断所有电力，待一定的时间后再予恢复供电，在限电措施执行下将会造成用户因停电所带来极大的不便，更会影响日常生活作息及工作。

要如何解决上述现有技术的缺失，即为从事此行业相关业者所亟欲研发的课题。

发明内容

缘此，为了解决上述问题，本发明的一目的即是提供一种分区分时节电的电能供应系统及方法。本发明通过各用户安装节电控制器后以轮流供电的方式进行分区分时节电，在不影响用户日常生活的状况下，即可有效达到总体系统节电效果。

本发明为达到上述目的所采用的技术手段采用分区分时节电的电能供应系统，包括至少一电源，多个用户，每一个该用户中配置有至少一可暂时断电负载及至少一一般负载，多个节电控制器，一一地配置在该每一个用户中，该节电控制器包括有一第一回路及一第二回路，分别连接该可暂时断电负载及该一般负载至该电源。

其中，该每一个节电控制器包括一处理单元、一电能供应单元，连接于该电源，用以供应一工作电压至该处理单元、一计时单元，连接于该处理单元，用以提供一基准时间至该处理单元、一第一回路开关，连接于该电源与该第一回路之间，该第一回路开关是受该处理单元所产生的一启闭控制信号控制闭合与开启、一断电时段控制单元，连接于该处理单元，预先设定存录有多个轮流供电区间，并在该每一个轮流供电区间中预设一预定断电时间及一预定复电时间。

其中，该电源经由该第一回路供应电流至该可暂时断电负载期间，该处理单元依据该轮流供电区间中所预设的该预定断电时间，控制该第一回路开关开路而暂时切断供应至该可暂时断电负载的电流，再于该预定复电时间控制该第一回路开关闭合而使该电源回复供应电流至该可暂时断电负载，各个节电控制器的断电时段控制单元所预先设定存录的预定断电时间及预定复电时间是依据一互斥断电时间设定机制予以设定，以在轮流供电区间中，任一个用户中的节电控制器的该预定断电时间及该预定复电时间会与其它用户中的该节电控制器所设定的预定断电时间及该预定复电时间，被设定彼此错开的时间。

其中，该节电控制装置中还包括有一储能电池，用以供应该工作电压至该处理单元。

其中，该节电控制器中还包括有一计次单元，连接于该处理单元，该处理单元在每一次依据该预定断电时间暂时切断供应至该可暂时断电负载的电流再于该预定复电时间回复供应电流至该可暂时断电负载时，产生一计次信号送至该处理单元。

其中，该节电控制器中还包括有一节电信息存储装置，连接于该处理单元，用以存储该处理单元在每一次依据该预定断电时间暂时切断供应至该可暂时断电负载的电流再于该预定复电时间回复供应电流至该可暂时断电负载时，所节省电量的节电信息。

其中，该节电控制器中包括有一可插拔数据存储装置，连接于该处理单元，用以存储该节电信息。

其中，该节电控制装置中还包括有一数据传输接口，连接于该处理单元，以供一读取器经由该数据传输接口以一预设的通信协定读取该节电信息存储装置中所存储的该节电信息。

其中，该数据传输接口是一射频通信接口、wifi通信接口、蓝牙通信接口、插接传输接口之一。

其中，该各个用户中的该可暂时断电负载及该一般负载与该用户中的该节电控制装置之间还包括有一稳压器。

在本发明的方法方面，本发明的分区分时节电的电能供应方法包括下列步骤：

(a)在该每一个用户中配置一节电控制器，该节电控制器包括有一第一回路及一第一回路开关，该第一回路开关连接于该第一回路与该电源；

(b)在一断电时段控制单元中，预先设定存录有多个轮流供电区间；

(c)在该每一个轮流供电区间中预设一预定断电时间及一预定复电时间；

(d)该各个节电控制器的该断电时段控制单元所预先设定存录的该预定断电时间及该预定复电时间是依据一互斥断电时间设定机制予以设定，且在该轮流供电区间中，任一个用户中的节电控制器的该预定断电时间及该预定复电时间会与其它用户中的该节电控制器所设定的预定断电时间及预定复电时间，被设定彼此错开的时间；

(e)由该电源经由该第一回路供应电流至该可暂时断电负载；

(f)在该电源经由该第一回路供应电流至该可暂时断电负载期间，该节电控制器依据该轮流供电区间中所预设的该预定断电时间，控制该第一回路开关开路而暂时切断供应至该可暂时断电负载的电流，再于该预定复电时间控制该第一回路开关闭合而使该电源回复供应电流至该可暂时断电负载。

其中，在每一次依据该预定断电时间暂时切断供应至该可暂时断电负载的电流再于该预定复电时间回复供应电流至该可暂时断电负载时，产生一计次信号，并可依据该计次信号计算出一节电信息。

在效果方面，通过本发明所采用的上述技术手段，可通过简易的分时控制即可达到总体系统省电效果，且不需要增加任何电力系统的发电容量，因此也不需要更换所有的高压输送线路，可确实省下昂贵高压输送线路的成本以及庞大工程费用的支出。

本发明另一效果，通过本设计不须整区进行停电及复电，只需要分区停止部分可暂时断电的负载，其他不可断电的负载装置仍可正常运作，并不会因节电措施而造成用户任何影响，当轮流暂时断电、电力调度，可符合大区域省电的概念，藉由专家的研究设定值，当使用者轮流针对某些可暂时断电的负载进行断电(例如可针对家中最为耗电的电器设备冷气、暖气等进行分时断电)，如此方式由使用者在短暂的冷气或暖气供应中断时并不会有立即的影响，故完全不会对于使用者用电需求产生困扰，也不需要因为全区切断电源供应的限电措施而需要改变用户平时用电的习惯或生活作息，还能大幅减少电费支出，确实有效的鼓励民众愿意使用节电装置来实践节能减碳的行动。

本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

附图说明

图1显示本发明较佳实施例的系统电路方块图。

图2显示图1中其中一个用户U1中节电控制装置1的进一步电路示意图。

图3显示本发明在各用户中的各节电控制器的控制之下，可暂时断电负载轮流断电区间示意图。

图4显示本发明较佳实施例的控制流程图。

图5显示本发明各分区中各用户中的各节电控制器设置示意图。

符号说明：

100 分区分时节电的电能供应系统

1、1a、1b 节电控制器

11、11a、11b 断电时段控制单元

12 处理单元

13 电能供应单元

131 储能电池

14 计时单元

15 计次单元

16 节电信息存储装置

161 可插拔数据存储装置

17 数据传输接口

18 预设的通信协定

2 读取器

A1、A2、A3 分区群组

E1、E1a、E1b 可暂时断电负载

E2、E2a、E2b 一般负载

I 电流

K1 第一回路开关

K2 第二回路开关

L1、L1a、L1b 第一回路

L2、L2a、L2b 第二回路

PS 电源

S 节电信息

S1 启闭控制信号

S2 计次信号

T 轮流供电区间

t 基准时间

t1 预定断电时间

t2 预定复电时间

tx 互斥断电时间设定机制

U1、U2、U3 用户

V 工作电压

Z1、Z1a、Z1b 稳压器

Z2、Z2a、Z2b 稳压器

具体实施方式

请参阅图1所示，图1显示本发明较佳实施例的系统电路方块图。其显示在一分区分时节电的电能供应系统100中包括有至少一电源PS﹑多个用户U1、U2、U3、多个节电控制器1、1a、1b。该节电控制器1、1a、1b一一地配置在该每一个该用户U1、U2、U3中。

节电控制器1分别经由一第一回路L1及一第二回路L2连接电源PS与可暂时断电负载E1及一般负载E2。节电控制器1a分别经由一第一回路L1a及一第二回路L2a连接电源PS与可暂时断电负载E1a及一般负载E2a。节电控制器1b分别经由一第一回路L1b及一第二回路L2b连接电源PS与可暂时断电负载E1b及一般负载E2b。

节电控制器1、1a、1b中另包括有一断电时段控制单元11、11a、11b，各用户U1、U2、U3的断电时段控制单元11、11a、11b相互关联，并可通过一互斥断电时间设定机制tx规划各用户U1、U2、U3的节电控制器1、1a、1b错开断电及复电的时间。

请参阅图2所示，图2显示图1中其中一个用户U1中节电控制装置1的进一步电路示意图。如图所示，节电控制器1包括有一处理单元12、一电能供应单元13、一计时单元14、一第一回路开关K1一第二回路开关K2及断电时段控制单元11。

电能供应单元13，连接于电源PS用以供应一工作电压V至处理单元12，计时单元14连接于该处理单元12，用以提供一基准时间t至该处理单元12，第一回路开关K1连接于PS电源与第一回路L1之间，第一回路开关K1当接收到处理单元12所产生的一启闭控制信号S1即可控制该第一回路开关K1的开启与闭合。处理单元12亦可通过第二回路开关K2控制电源PS是否可经由第二回路L2b供应电能至一般负载E2。

断电时段控制单元11连接至处理单元12，当中预先设定存录有多个轮流供电区间T，并在每一个轮流供电区间T中预设一预定断电时间t1及一预定复电时间t2。

同时参阅图3，其显示本发明在各用户U1、U2、U3中的各节电控制器1、1a、1b的控制之下，可暂时断电负载E1、E1a、E1b在各个轮流供电区间T所设定的预定断电时间t1及预定复电时间t2被设定彼此错开的时间。

断电时段控制单元11中预先设定存录的预定断电时间t1及预定复电时间t2是依据互斥断电时间设定机制tx予以设定，以在该轮流供电区间T中，任一个用户例如U1中的节电控制器1的预定断电时间t1及预定复电时间t2会与其它用户例如U2、U3中的该节电控制器1a、1b所设定的预定断电时间t1及该预定复电时间t2，被设定彼此错开的时间。

当电源PS经由第一回路L1供应电流I至该可暂时断电负载E1期间，处理单元12将依据轮流供电区间T中所预设的该预定断电时间t1，控制该第一回路开关K1开路而暂时切断供应至该可暂时断电负载E1的电流I，反之在该预定复电时间t2即控制该第一回路开关K1闭合而使该电源PS回复供应电流I至该可暂时断电负载E1。

节电控制器1还包括有一储能电池131、一计次单元15、一节电信息存储装置16、一可插拔数据存储装置161、一数据传输接口17，该数据传输接口17是一射频通信接口、wifi通信接口、蓝牙通信接口、插接传输接口之一。

储能电池131连接至处理单元12，可在电能供应单元13无法提供工作电压V至处理单元12时，由该储能电池131提供所需的工作电压。

处理单元12与第一回路开关K1中连接计次单元15，在每一次依据该预定断电时间t2暂时切断供应至该可暂时断电负载的电流I再于该预定复电时间t2回复供应电流I至该可暂时断电负载E1时，将产生一计次信号S2送至该处理单元12。处理单元12依据该计次信号S2以及可暂时断电负载E1的额定消耗电量值即可计算出自预定断电时间t2暂时切断供电直到预定复电时间t2回复供电的期间所节省下的电量，而得到一节电信息S。

节电信息存储装置16中可存储节电信息S，该节电信息S亦可存储于可插拔数据存储装置161中。使用者可以将该可插拔数据存储装置161以插拔方式连接于处理单元12或与处理单元12分离。

数据传输接口17同样连接于该处理单元12并连接有一预设的通信协定18，该预设的通信协定18可将该节电信息存储装置16中所存储的该节电信息S传送供一读取器2读取该节电信息S。

图4显示本发明较佳实施例的控制流程图。兹配合图1至图3作一说明。

首先，在每一个用户U1、U2、U3中配置一节电控制器1、1a、1b。例如以节电控制器1为例，其包括有一第一回路L1及一第一回路开关K1，第一回路开关K1连接于该第一回路L1与电源PS(步骤101)，在一断电时段控制单元11中，预先设定存录有多个轮流供电区间T(步骤102)，在每一个轮流供电区间T中预设一预定断电时间t1及一预定复电时间t2(步骤103)。

在执行本发明方法时，各个节电控制器1、1a、1b的断电时段控制单元11所预先设定存录的预定断电时间t1及预定复电时间t2是依据一互斥断电时间设定tx机制予以设定，且在轮流供电区间T中，任一个用户中的节电控制器1、1a、1b的预定断电时间t1及预定复电时间t2会与其它用户中的节电控制器1、1a、1b所设定的预定断电时间t1及预定复电时间t2，被设定彼此错开的时间(步骤104)。

当使用者开启可暂时断电负载E1(例如使用者以遥控器开启冷气、暖气使此类电器开始运转时)，此时会由电源PS经由第一回路L1供应电流I至可暂时断电负载E1(步骤105)。

在电源PS经由第一回路L1供应电流I至可暂时断电负载E1期间，节电控制器1、1a、1b依据轮流供电区间T中所预设的预定断电时间t1，控制第一回路开关K1开路而暂时切断供应至可暂时断电负载E1的电流PS，再于预定复电时间t2控制第一回路开关K1闭合而使电源PS回复供应电流I至可暂时断电负载E1(步骤106)。

在每一次依据预定断电时间暂时切断供应至可暂时断电负载的电流再于预定复电时间回复供应电流至可暂时断电负载时，可由计次单元15产生一计次信号(步骤107)，且处理单元12依据该计次信号S2以及可暂时断电负载E1的额定消耗电量值即可计算出自预定断电时间t2暂时切断供电直到预定复电时间t2回复供电的期间所节省下的电量，而得到一节电信息S(步骤108)，并可将节电信息S经由数据传输接口17传送出。

举例来说，在规划节电措施时，如图5所示，可将一城市区分为数个分区群组A1、A2、A3，各个分区群组A1、A2、A3中又包括有数个用户U1、U2、U3，且在每一用户U1、U2、U3中均各别装设一节电控制器1、1a、1b。如节电措施是由政府端主导进行，而政府端可以一互斥断电时间设定机制tx规划各分区群组A1、A2、A3的节电控制器的不同预定断电时间t1及预定复电时间t2，利用设定预定断电时间t1及预定复电时间t2可交叉错开各分区群组A1、A2、A3进行轮流断电及供电的时间，且在各个节电控制器的控制之下，断电时仅针对各个用户U1、U2、U3中可暂时断电负载的电器设备进行断电，其余一般负载的电器设备仍可正常进行供电使用。

当第一个分区群组A1的各节电控制器1、1a、1b对各个用户U1、U2、U3的可暂时断电负载断电时，第二、三个分区群组A2、A3正常供电。当第一个分区群组A1的各节电控制器1、1a、1b控制回复供电时，则第二个分区群组A2中各个用户U1、U2、U3的可暂时断电负载断电，第三个分区群组A3正常供电。当第二个分区群组A2的各节电控制器控制回复供电时，则第三个分区群组A3中各个用户的可暂时断电负载断电，第一个分区群组A3正常供电。如此交错进行各分区群组轮流断电及复电，在于夏季用电尖峰时段确实可避免用户用电需求超过发电容量，亦可使各用户达到省电功效。

以上实施例仅为例示性说明本发明的结构设计，而非用于限制本发明。任何熟于本领域技术人员均可在本发明的结构设计及精神下，对上述实施例进行修改及变化，但这些改变仍属本发明的精神及所界定的权利要求中。因此本发明的权利保护范围应如所述的权利要求所列。

Claims (10)

1.一种分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，包括：

至少一电源；

多个用户，每一个所述用户中配置有至少一可暂时断电负载及至少一一般负载；

多个节电控制器，一一地配置在所述每一个所述用户中，所述节电控制器包括有一第一回路及一第二回路，分别连接所述可暂时断电负载及所述一般负载至所述电源；

其中，所述每一个节电控制器包括：

一处理单元；

一电能供应单元，连接于所述电源，用以供应一工作电压至所述处理单元；

一计时单元，连接于所述处理单元，用以提供一基准时间至所述处理单元；

一第一回路开关，连接于所述电源与所述第一回路之间，所述第一回路开关是受所述处理单元所产生的一启闭控制信号控制闭合与开启；

一断电时段控制单元，连接于所述处理单元，预先设定存录有多个轮流供电区间，并在所述每一个轮流供电区间中预设一预定断电时间及一预定复电时间；

其中，所述电源经由所述第一回路供应电流至所述可暂时断电负载期间，所述处理单元依据所述轮流供电区间中所预设的所述预定断电时间，控制所述第一回路开关开路而暂时切断供应至所述可暂时断电负载的电流，再于所述预定复电时间控制所述第一回路开关闭合而使所述电源恢复供应电流至所述可暂时断电负载；

所述各个节电控制器的所述断电时段控制单元所预先设定存录的所述预定断电时间及所述预定复电时间是依据一互斥断电时间设定机制予以设定，以在所述轮流供电区间中，任一个用户中的节电控制器的所述预定断电时间及所述预定复电时间会与其它用户中的所述节电控制器所设定的预定断电时间及所述预定复电时间，被设定彼此错开的时间。

2.如权利要求1所述的分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，所述各个用户中的所述可暂时断电负载及所述一般负载与所述用户中的所述节电控制装置之间还包括有一稳压器。

3.如权利要求1所述的分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，所述节电控制装置中还包括有一储能电池，用以供应所述工作电压至所述处理单元。

4.如权利要求1所述的分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，所述节电控制器中还包括有一计次单元，连接于所述处理单元，所述处理单元在每一次依据所述预定断电时间暂时切断供应至所述可暂时断电负载的电流再于所述预定复电时间恢复供应电流至所述可暂时断电负载时，产生一计次信号送至所述处理单元。

5.如权利要求4所述的分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，所述节电控制器中还包括有一节电信息存储装置，连接于所述处理单元，用以存储所述处理单元在每一次依据所述预定断电时间暂时切断供应至所述可暂时断电负载的电流再于所述预定复电时间恢复供应电流至所述可暂时断电负载时，所节省电量的一节电信息。

6.如权利要求5所述的分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，所述节电控制器中包括有一可插拔数据存储装置，连接于所述处理单元，用以存储所述节电信息。

7.如权利要求5所述的分区分时节电的电能供应系统，其特征在于，所述节电控制装置中还包括有一数据传输接口，连接于所述处理单元，以供一读取器经由所述数据传输接口以一预设的通信协定读取所述节电信息存储装置中所存储的所述节电信息。

8.一种分区分时节电的电能供应方法，其特征在于，在一包括有至少一电源及多个用户的电力供应系统中，在所述每一个所述用户中配置有至少一可暂时断电负载及至少一一般负载，所述方法包括下列步骤：

(a)在所述每一个用户中配置一节电控制器，所述节电控制器包括有一第一回路及一第一回路开关，所述第一回路开关连接于所述第一回路与所述电源；

(b)在一断电时段控制单元中，预先设定存录有多个轮流供电区间；

(c)在所述每一个轮流供电区间中预设一预定断电时间及一预定复电时间；

(d)所述各个节电控制器的所述断电时段控制单元所预先设定存录的所述预定断电时间及所述预定复电时间是依据一互斥断电时间设定机制予以设定，且在所述轮流供电区间中，任一个用户中的节电控制器的所述预定断电时间及所述预定复电时间会与其它用户中的所述节电控制器所设定的预定断电时间及预定复电时间，被设定彼此错开的时间；

(e)由所述电源经由所述第一回路供应电流至所述可暂时断电负载；

(f)在所述电源经由所述第一回路供应电流至所述可暂时断电负载期间，所述节电控制器依据所述轮流供电区间中所预设的所述预定断电时间，控制所述第一回路开关开路而暂时切断供应至所述可暂时断电负载的电流，再于所述预定复电时间控制所述第一回路开关闭合而使所述电源恢复供应电流至所述可暂时断电负载。

9.如权利要求8所述的分区分时节电的电能供应方法，其特征在于，步骤(f)中，还包括一步骤：在每一次依据所述预定断电时间暂时切断供应至所述可暂时断电负载的电流再于所述预定复电时间恢复供应电流至所述可暂时断电负载时，产生一计次信号。

10.如权利要求9所述的分区分时节电的电能供应方法，其特征在于，还包括一步骤：依据所述计次信号计算出一节电信息。