CN106953411A - 柔性节能控制柜和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了柔性节能控制柜和系统，涉及控制柜技术领域，包括物联网单元、电量采集单元、控制单元和多路选择开关；物联网单元，用于将云服务器下达的控制指令发送给控制单元；电量采集单元，用于采集负载端的第一电参量数据，并将第一电参量数据发送给控制单元；控制单元，用于根据控制指令控制多路选择开关为充电桩充电或断电，以及根据第一电参量数据控制多路选择开关切换充电桩的供电相序，本申请减少电力能耗成本，提高电网中用电设备的使用安全。

Description

柔性节能控制柜和系统
技术领域
本发明涉及控制柜技术领域，尤其是涉及柔性节能控制柜和系统。
背景技术
随着电动汽车行业的迅猛发展，数百万计的充电桩将安装在全国各个地方。现有每个充电桩群都有一台配电柜进行供电管理，但是没有智能配电和节能管理功能，充电桩在不提供充电服务时仍处于待机状态而不是断电，充电桩空闲还处于待机状态时，浪费大量电能。
目前的充电桩直接硬性地被分配到电力系统的某一相序，没有根据负载的使用情况进行柔性分配。由于充电桩绝大部分是单相供电，数百万计的充电桩接入供电网络，如果三相功率分配不平衡会对供电系统产生不利，同时影响电网中的三相用电设备的使用安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供柔性节能控制柜和系统，减少电力能耗成本，提高电网中用电设备的使用安全。
第一方面，本发明实施例提供了柔性节能控制柜，包括：物联网单元、电量采集单元、控制单元和多路选择开关；
所述物联网单元，用于将云服务器下达的控制指令发送给控制单元；
所述电量采集单元，用于采集负载端的第一电参量数据，并将所述第一电参量数据发送给所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述控制指令控制所述多路选择开关为充电桩充电或断电，以及根据所述第一电参量数据控制所述多路选择开关切换所述充电桩的供电相序。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述控制指令包括充电指令和断电指令，
所述控制单元，还用于在获取所述充电指令或所述断电指令的情况下，根据所述充电指令或所述断电指令控制所述多路选择开关为充电桩充电或断电。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制单元，还用于根据所述第一电参量数据，得到功率最低的相序。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述多路选择开关，用于将所述充电桩分配到所述功率最低的相序。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括电能采集单元，所述电能采集单元，用于采集进线端的第二电参量数据，并将所述第二电参量数据发送至所述控制单元，其中，所述第二电参量数据包括总进线功率、电压和电流中的一种或几种。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述控制单元还用于将所述第一电参量数据和所述第二电参量数据经所述物联网单元发送至所述云服务器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括线路保护单元，所述线路保护单元，用于采集充电线路的数据信息，并将所述数据信息发送至所述控制单元。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述控制单元还用于在所述数据信息超过预设范围的情况下，控制所述线路保护单元分闸。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述第一电参量数据包括负载端三相电压、三相电流、三相功率和功率因数中的一种或几种。
第二方面，本发明实施例还提供柔性节能控制系统，包括如上所述的柔性节能控制柜，还包括云服务器，所述云服务器用于根据第二电参量数据下达控制指令。
本发明实施例提供了柔性节能控制柜和系统，包括物联网单元、电量采集单元、控制单元和多路选择开关；通过物联网单元将云服务器下达的控制指令发送给控制单元；电量采集单元采集负载端的第一电参量数据，并将第一电参量数据发送给控制单元；控制单元用于根据控制指令控制多路选择开关为充电桩充电或断电，以及根据第一电参量数据控制多路选择开关切换充电桩的供电相序，本申请减少电力能耗成本，提高电网中用电设备的使用安全。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的柔性节能控制柜的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的柔性节能控制柜的应用场景示意图；
图3为本发明实施例二提供的柔性节能控制系统的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的柔性节能控制柜的应用场景示意图。
图标：10－电能采集单元；20－电量采集单元；30－线路保护单元；40－控制单元；50－物联网单元；60－多路选择开关；100－柔性节能控制柜；200－云服务器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
目前的充电桩在不提供充电服务时仍处于待机状态而不是断电，充电桩空闲还处于待机状态时，浪费大量电能，并且直接硬性地被分配到电力系统的某一相序，没有根据负载的使用情况进行柔性分配。由于充电桩绝大部分是单相供电，数百万计的充电桩接入供电网络，如果三相功率分配不平衡会对供电系统产生不利，同时影响电网中的三相用电设备的使用安全。
基于此，本发明实施例提供的柔性节能控制柜和系统，减少电力能耗成本，提高电网中用电设备的使用安全。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的柔性节能控制柜进行详细介绍，
实施例一：
图1为本发明实施例提供的柔性节能控制柜的结构示意图。
参照图1，柔性节能控制柜包括物联网单元50、电量采集单元20、控制单元40和多路选择开关60；
物联网单元50，用于将云服务器下达的控制指令发送给控制单元40；
电量采集单元20，用于采集负载端的第一电参量数据，并将第一电参量数据发送给控制单元40；
控制单元40，用于根据控制指令控制多路选择开关60为充电桩充电或断电，以及根据第一电参量数据控制多路选择开关60切换充电桩的供电相序。
进一步的，控制指令包括充电指令和断电指令，
具体地，当前的充电桩在不提供充电服务时，仍处于待机状态而不是断电，每台电能损耗为0.005kW.h，1万台充电桩每年的电能损耗为438000kW.h；如服务电费按1元计算，则1万台充电桩每年的损失电费将达到43.8万元，10万台充电桩每年的损失电费将达到438万元，100万台充电桩每年的损失电费将达到4380万元，由此可见提供节能控制柜的必要性。
本发明实施例提供的柔性节能柜中的控制单元40，还用于在获取充电指令或断电指令的情况下，根据充电指令或断电指令控制多路选择开关60为充电桩充电或断电，从而极大程度地降低电能损耗和经济成本。
进一步的，控制单元40，还用于根据第一电参量数据，得到功率最低的相序。
进一步的，多路选择开关60，用于将充电桩分配到功率最低的相序。
进一步的，还包括电能采集单元10，电能采集单元10，用于采集进线端的第二电参量数据，并将第二电参量数据发送至控制单元40，其中，第二电参量数据包括总进线功率、电压和电流中的一种或几种。
这里，电能采集单元10包括电表，采集的进线端第二电参量数据可作为电网结算的依据；
进一步的，控制单元40还用于将第一电参量数据和第二电参量数据经物联网单元50发送至云服务器。
具体地，物联网单元50可作为柔性节能控制柜和云服务器间的重要桥梁，不仅负责接收云服务器下达的充电指令或断电指令，将云服务器下发的控制指令发送至控制单元40，而且负责接受控制单元40发送的电参量数据，并能够将电参量数据发送到云服务器；
这里，本发明实施例采用先进的物联网技术可以对柔性节能控制柜进行远程抄表、控制和检测，实现配电自动化。
进一步的，还包括线路保护单元30，线路保护单元30，用于采集充电线路的数据信息，并将数据信息发送至控制单元40。
这里，线路保护单元30负载充电线路的漏电、过载、短路等保护，确保充电安全。
进一步的，控制单元40还用于在数据信息超过预设范围的情况下，控制线路保护单元30分闸。
具体地，控制单元40包括微处理器，具体地，包括可编程控制器；
其中，控制单元40作为柔性节能控制柜的核心单元，负责解析云服务器下达的控制指令、通过第一电参量数据控制多路选择开关60的开启状态和相序切换、根据线路数据信息控制线路保护单元30动作、获取第一电参量数据、第二电参量数据以及故障状态等数据信息，并将上述数据信息按照要求进行重新编码并发送至云服务器，实现供电系统的功率平衡。
进一步的，第一电参量数据包括负载端三相电压、三相电流、三相功率和功率因数中的一种或几种，可作为负载功率平衡分配的重要依据。
图2为本发明实施例提供的柔性节能控制柜的应用场景示意图。
如图2所示，柔性节能控制柜通过多路选择开关60与充电桩相连接，当充电桩没有为电动汽车提供电能时，柔性节能控制柜中的控制单元40会控制多路选择开关60断开，不再为充电桩供电；当柔性节能控制柜接收到云服务器发来的启动充电指令时，控制单元40会将控制该充电桩的多路选择开关60接通，为充电桩提供电源。即为哪台充电桩需要为电动汽车提供充电服务，哪台充电桩能够得电，极大程度地解决了因充电桩长时间待机而产生的电能损耗问题。
此外，传统的配电柜将每台充电桩都硬接到了某一相序中，如果需要充电的电动汽车都正好停在了在B相序上，而A、C两相空载，会导致功率不平衡。
而本发明实施例提供的柔性节能控制柜采用柔性配电，并没有将充电桩硬连接在某一供电相序中，而是根据每一相序的用电情况，将下一台需要使用的充电桩设备分配到功率最低的相序上，尽可能的实现了用电平衡。
这里需要说明的是，柔性配电的核心是电量采集单元20和控制单元40，电量采集单元20将每一相的电压、电流、功率等电参量传给控制单元40；控制单元40根据每一相的功率情况柔性分配，实现一台充电桩根据不同的需要接入不同的相序的可能，极大程度地解决了多个电动汽车同时都硬接停靠到某一相充电桩的问题，真正实现了功率平衡分配。
如图2所示的柔性节能控制柜，所有的充电桩没有硬连接到供电线路上，而是经过了多路选择开关60。无论汽车选择停靠在哪个充电桩，被选择使用的充电桩都接入在功率最低的一相线路上。例如1#充电桩为A相供电，负载为7kW，2#充电桩为B相供电，功率为3.3kW，3#充电桩为C，相供电功率为7kW，那么下一台被选择使用的充电桩将被分配到功率最低的B相。
又如：汽车接到4#充电桩，此时柔性节能控制柜中控制单元40能够根据电量采集单元20于负载端采集的第二电参量数据，得到的三相的各自的功率情况，然后通过多路选择开关60将功率最低的一相接到4#充电桩。综上所述，本发明实施例提供的柔性节能控制柜相比传统的配电方式，节能降耗，降低成本，解决了因功率分配不平衡对电网产生的干扰，减少了对电网的冲击。
本发明实施例提供了柔性节能控制柜，包括物联网单元、电量采集单元、控制单元和多路选择开关；物联网单元，用于将云服务器下达的控制指令发送给控制单元；电量采集单元，用于采集负载端的第一电参量数据，并将第一电参量数据发送给控制单元；控制单元，用于根据控制指令控制多路选择开关为充电桩充电或断电，以及根据第一电参量数据控制多路选择开关切换充电桩的供电相序，本申请减少电力能耗成本，提高电网中用电设备的使用安全。
实施例二：
图3为本发明实施例二提供的柔性节能控制系统的结构示意图。
参照图3，本发明实施例提供了柔性节能控制系统，包括如上所述的柔性节能控制柜100，还包括云服务器200，云服务器200用于根据第二电参量数据下达控制指令。
这里，如图4所示，云服务器200与柔性节能控制柜100通信连接，柔性节能控制柜100与充电桩相连接；
具体地，柔性节能控制柜100将于充电桩负载端采集到的第二电参量数据发送至云服务器200；云服务器200通过第二电参量数据，得知负载端哪一充电桩被选择使用，下发充电或断电指令，使工作的充电桩得电，并可将获取到的第一电参量数据和第二电参量数据进行存储和处理，便于远程对柔性节能控制柜100进行监控和管理。
本发明实施例提供的柔性节能控制系统，与上述实施例提供的柔性节能控制柜具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例所提供的装置以及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面实施例，具体实现可参见实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种柔性节能控制柜，其特征在于，包括：物联网单元、电量采集单元、控制单元和多路选择开关；
所述物联网单元，用于将云服务器下达的控制指令发送给控制单元；
所述电量采集单元，用于采集负载端的第一电参量数据，并将所述第一电参量数据发送给所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述控制指令控制所述多路选择开关为充电桩充电或断电，以及根据所述第一电参量数据控制所述多路选择开关切换所述充电桩的供电相序。
2.根据权利要求1所述的柔性节能控制柜，其特征在于，所述控制指令包括充电指令和断电指令，
所述控制单元，还用于在获取所述充电指令或所述断电指令的情况下，根据所述充电指令或所述断电指令控制所述多路选择开关为充电桩充电或断电。
3.根据权利要求1所述的柔性节能控制柜，其特征在于，所述控制单元，还用于根据所述第一电参量数据，得到功率最低的相序。
4.根据权利要求3所述的柔性节能控制柜，其特征在于，所述多路选择开关，用于将所述充电桩分配到所述功率最低的相序。
5.根据权利要求1所述的柔性节能控制柜，其特征在于，还包括电能采集单元，所述电能采集单元，用于采集进线端的第二电参量数据，并将所述第二电参量数据发送至所述控制单元，其中，所述第二电参量数据包括总进线功率、电压和电流中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的柔性节能控制柜，其特征在于，所述控制单元还用于将所述第一电参量数据和所述第二电参量数据经所述物联网单元发送至所述云服务器。
7.根据权利要求1所述的柔性节能控制柜，其特征在于，还包括线路保护单元，所述线路保护单元，用于采集充电线路的数据信息，并将所述数据信息发送至所述控制单元。
8.根据权利要求7所述的柔性节能控制柜，其特征在于，所述控制单元还用于在所述数据信息超过预设范围的情况下，控制所述线路保护单元分闸。
9.根据权利要求1所述的柔性节能控制柜，其特征在于，所述第一电参量数据包括负载端三相电压、三相电流、三相功率和功率因数中的一种或几种。
10.一种柔性节能控制系统，其特征在于，包括权利要求1至权利要求9任一项所述的柔性节能控制柜，还包括云服务器，所述云服务器用于根据第二电参量数据下达控制指令。
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