CN106602554B - 电力智能优化分配的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力智能优化分配的方法，其特征在于包括以下步骤：在建筑内安装一接入电网的电力分配系统，包括依次连接的整流装置、模拟电波器以及若干电力分配端；利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2；利用所述模拟电波器将转换后的直流电压U2模拟变换出具有不同频率f模拟的交流电压U1ˊ并分别输出至各所述电力分配端；将建筑内各用电设备分别与相对应频率的所述电力分配端相连接。本发明的优点是：通过模拟电波器模拟出380V/AC的三相交流电流电压的不同频率并通过若干电力分配端分配于现场的不同电器设备中，从而得到电力优化，节能效果在10%‑30%之间。
Description
技术领域
本发明属于节电控制技术领域，具体涉及一种电力智能优化分配的方法。
背景技术
频率是描述周期现象的一个参数，它表示完整的循环次数与所需时间之比。在国际单位制中，频率的单位是赫兹，符号是Hz，它表示周期函数在1s时间内完成的循环次数。目前世界各国电力系统都采用正弦交流电流，所用频率主要有50Hz和60Hz，中国国家标准规定单相和三相交流电力系统的标准频率是50Hz。
在实际应用中，例如厂房车间内，安装有照明灯具、电机、车床、水泵等电器设备，不同的电器设备实际所需的电流频率是各不相同的，但由于我国标准所规定的频率是50Hz，因此在工作过程中实际所需频率低于50Hz的电器设备将会消耗掉多余的功率，造成电能的浪费。
比如水泵装置，为了保证生产的可靠性，在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量，当水泵电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成了电能的浪费。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种电力智能优化分配的方法，该方法通过在建筑内安装整流装置和模拟电波器，从而将所输入的固定频率交流电压模拟变换为所需频率的交流电压并分别输出至对应连接有不同用电设备的各个电力分配端上。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种电力智能优化分配的方法，其特征在于包括以下步骤：在建筑内安装一接入电网的电力分配系统，包括依次连接的整流装置、模拟电波器以及若干电力分配端；利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2；利用所述模拟电波器将转换后的直流电压U2模拟变换出具有不同频率f模拟的交流电压U1ˊ并分别输出至各所述电力分配端；将建筑内各用电设备分别与相对应频率的所述电力分配端相连接。
所述模拟电波器包括IGBT模块、PWM模块以及EMF模块；所述PWM模块根据所需模拟的交流电压U1ˊ的频率f模拟发出相对应的PWM控制信号，所述IGBT模块根据所述PWM控制信号将所输入的直流电压U2进行高频电流切换，以形成主脉冲电压；所述EMF模块根据所形成的所述主脉冲电压以感应电动势EMF产生相对应的反向电流，以获得反向脉冲电压，并与所述主脉冲电压相叠加作用，从而模拟获得所需频率f模拟的交流电压U1ˊ。
所述模拟电波器还包括一控制主机，所述控制主机分别连接所述IGBT模块、所述PWM模块以及所述EMF模块。
利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2，其中，所述标准频率f标准的值为50Hz，交流电压U1的值为380-410V/AC，所述直流电压U2的值为540-600V/DC。
利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2，其中，所述标准频率f标准的值为50Hz，交流电压U1的值为220V/AC，所述直流电压U2的值为300-380.6V/DC。
所述模拟电波器所输出的交流电压U1ˊ的频率f模拟的值可小于或大于所述标准频率f标准。
各所述电力分配端分别用于对应连接照明装置、电热装置、电动机、电感性负荷、电容性负荷、整流元件。
本发明的优点是：（1）通过整流电路将电网稳定输入的380-410V/AC转换为直流电，从而提高输入电压电流的稳定性，因为直流电力的稳定性控制手段比交流电力的稳定性控制手段更为简便；（2）通过PWM模块和IGBT模块的优化配合实现对直流电压的高频电流切换形成脉冲电压，并通过EMF模块以EMF感应电动势获得反向电流，叠加作用在脉冲电压上，以输出频率得到模拟变换的交流电压；（3）模拟出380V/AC的三相交流电流电压的不同频率并通过若干电力分配端分配于现场的不同电器设备中，从而得到电力优化，节能效果在10%-30%之间。
附图说明
图1为本发明中电力智能优化分配的方法的工作原理示意图；
图2为本发明中模拟电波器的系统示意图；
图3为本发明中利用IGBT模块和PWM模块所形成的主脉冲电压示意图；
图4为本发明中利用EMF模块所形成的反向脉冲电压示意图；
图5为本发明中模拟电波器模拟而成的具有不同频率的交流电压示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-5，图中标记1-15分别为：变电站1、整流装置2、模拟电波器3、电力分配端4、电力分配系统5、照明装置6、电热装置7、电动机8、电感性负荷9、电容性负荷10、整流元件11、PWM模块12、IGBT模块13、EMF模块14、控制主机15。
实施例1：如图1-5所示，本实施例具体涉及一种用于建筑厂房中的电力智能优化分配的方法，具体包括以下步骤：
（1）如图1、2所示，在建筑厂房中安装有一接入电网的电力分配系统5，该电力分配系统5包括依次连接的整流装置2、模拟电波器3以及若干电力分配端4；其中，模拟电波器3用于模拟变换所输入电流的频率，具体是由PWM模块12、IGBT模块13、EMF模块14以及控制主机15所组成的。
（2）如图1所示，外部电网高压电经变电站1后，转换为工业用电，即标准频率为50Hz的380V/AC,但在实际过程中，电压存在一定的浮动区间，因此实际向建筑厂房内的电力分配系统5所输入的电压为380-410V/AC。
（3）如图1所示，自电网输入电力分配系统5中的380-410V/AC，首先在整流装置2的整流下转换为540-600V/DC，通过将其转换为直流从而提高输入电压电流的稳定性。
（4）如图1、2所示，待转换为540-600V/DC后，直流电压进入模拟电波器3中，首先通过控制主机15设置各电力分配端4输出交流电所需模拟的频率值，PWM模块12根据输出交流电所需模拟的频率值发出相对应的PWM控制信号，IGBT模块13根据该PWM控制信号将所输入的540-600V/DC进行高频电流切换，以形成如图3所示的主脉冲电压；之后，EMF模块14根据输出交流电所需模拟的频率值以及所形成的主脉冲电压，以感应电动势EMF产生相对应的反向电流，以获得如图4所示的反向脉冲电压；将如图4所示的反向脉冲电压叠加作用于如图3所示的主脉冲电压上；在切换返回势时，就是通过将输入的交流电整流成直流电，以IGBT模块13中的IGBT高频开关控制电流同时切换出主脉冲电压（PWM）,以反相电势（EMF）确保电压的稳定，经预设程序的微单片把直流电的方波调频模拟成线性的交流电压380V/AC，频率模拟值可以是30Hz、40Hz、70 Hz等，即可以大于标准频率，也可以小于标准频率，视乎末端电器组所需AC V电压和I电流的范围。
（5）如图1、2、5所示，待模拟电波器3所输出的380V/AC交流电达到所需模拟的频率值之后，分别对应向各个电力分配端4输出，各电力分配端4所输出的交流电压频率各不相同，从而满足不同的电力应用；如图1所示，本实施例中的电力分配系统5上共具有六个电力分配端4，各电力分配端4所输出的频率分别适合图中所示的电力应用场景，即，照明装置6、电热装置7、电动机8、电感性负荷9、电容性负荷10、整流元件11。
需要说明的是，本实施例中自电网所输入的除前述380V/AC、50Hz的工业用电之外，也可以是220V/AC、50Hz的居民用电，或者是其它国家的电网电力标准，例如美国的单相电压120V/AC、频率60Hz。
本实施例的有益效果在于，通过模拟出不同频率的380V三相交流电压及电流，并使其通过各电力分配端输出到建筑厂房内的不同用电设备上，从而得到电能的优化，可节省电力消耗10%-30%之间。
Claims (6)
1.一种电力智能优化分配的方法，其特征在于包括以下步骤：在建筑内安装一接入电网的电力分配系统，包括依次连接的整流装置、模拟电波器以及若干电力分配端；利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2；利用所述模拟电波器将转换后的直流电压U2模拟变换出具有不同频率f模拟的交流电压U1ˊ并分别输出至各所述电力分配端；将建筑内各用电设备分别与相对应频率的所述电力分配端相连接；所述模拟电波器包括IGBT模块、PWM模块以及EMF模块；所述PWM模块根据所需模拟的交流电压U1ˊ的频率f模拟发出相对应的PWM控制信号，所述IGBT模块根据所述PWM控制信号将所输入的直流电压U2进行高频电流切换，以形成主脉冲电压；所述EMF模块根据所形成的所述主脉冲电压以感应电动势EMF产生相对应的反向电流，以获得反向脉冲电压，并与所述主脉冲电压相叠加作用，从而模拟获得所需频率f模拟的交流电压U1ˊ。
2.根据权利要求1所述的一种电力智能优化分配的方法，其特征在于所述模拟电波器还包括一控制主机，所述控制主机分别连接所述IGBT模块、所述PWM模块以及所述EMF模块。
3.根据权利要求1所述的一种电力智能优化分配的方法，其特征在于利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2，其中，所述标准频率f标准的值为50Hz，交流电压U1的值为380-410V/AC，所述直流电压U2的值为540-600V/DC。
4.根据权利要求1所述的一种电力智能优化分配的方法，其特征在于利用所述整流装置将自电网输入的具有标准频率f标准的交流电压U1转换为直流电压U2，其中，所述标准频率f标准的值为50Hz，交流电压U1的值为220V/AC，所述直流电压U2的值为300-380.6V/DC。
5.根据权利要求1所述的一种电力智能优化分配的方法，其特征在于所述模拟电波器所输出的交流电压U1ˊ的频率f模拟的值可小于或大于所述标准频率f标准。
6.根据权利要求1所述的一种电力智能优化分配的方法，其特征在于各所述电力分配端分别用于对应连接照明装置、电热装置、电感性负荷、电容性负荷。
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