CN108767971A - 一种单相智能供电管理方法及装置 - Google Patents

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胡玉纯
王伟
马耀磊
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Henan Senyuan Electric Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems

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Abstract

本发明提供了一种单相智能供电管理方法，步骤如下：(1)采集三相电路中的电压、电流；(2)分别计算三相的电能质量参数；(3)判断电能质量参数最优的一相线路；(4)将供电电路切换到最优的一相线路。同时，还提供了一种对应的一种单相智能供电管理装置。本发明能实时监测三相电的电能质量，通过将用电设备直接切换到电能质量参数最优的一相线路或者备用电源能够保证用电设备的供电质量，备用电源的使用还能保证用电设备的持续供电，因此，本申请直接择优切换的控制方式更加简单、高效，适用性更好。

Description

一种单相智能供电管理方法及装置
技术领域
本发明涉及智能供电技术领域，具体涉及一种单相智能供电管理方法及装置。
背景技术
目前，现有的用电设备数量大而且种类繁多，大量的敏感性负荷(如变频调速器装置、精密加工仪器、精密测控仪器等)得到了广泛的应用，这些设备受电网波动和干扰的影响较为严重，性能质量差的供电会影响设备的正常工作，甚至对其造成伤害，因此，用电设备(尤其是敏感性负荷)更需要高质量的电能。
现有技术中为提高电能质量，通过对电压和电流进行补偿的控制方式可以提高电能质量并对三相电进行调节，实现电能的统一管理。在该过程中不仅需要投切电容器等设备，以进行功率补偿；对于不同的应用环境，控制方式也不同，因此，对于使用用户来讲，不仅增加了高额的成本，控制过程还复杂。
发明内容
本发明提供一种单相智能供电管理方法及装置，用于解决上述供电电能质量管理复杂、成本高的问题。
一种单相智能供电管理方法，其特征在于，步骤如下：
(1)采集三相电路中的电压、电流；
(2)分别计算三相的电能质量参数；
(3)判断电能质量参数最优的一相线路；
(4)将供电电路切换到最优的一相线路。
所述步骤(2)中的电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、功率因数；所述步骤(3)中判断电能质量参数的优先级顺序依次为频率偏差、功率因数、电压偏差。
一种单相智能供电管理方法还包括在三相电路的各相电能质量参数均不能满足要求或者三相供电线路掉电时，将当前供电电源的线路切换到备用电源的供电线路的步骤。
本发明的一种单相智能供电管理装置，包括处理器、采集单元、切换单元和存储单元，采集单元用于采集三相电路中的电压、电流；切换单元实现供电线路的切换；存储单元存储的信息用于处理器完成以下步骤：(1)计算三相的电能质量参数，(2)判断电能质量参数最优的一相线路；(3)发出切换到最优的一相线路的控制指令。
所述电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、功率因数；电能质量参数的优先级顺序依次为频率偏差、功率因数、电压偏差。
所述切换单元还在三相电路的各相电能质量参数均不能满足要求或者三相供电线路掉电时，将当前供电电源的线路切换到备用电源的供电线路。
本发明提供的一种单相智能供电管理方法及装置，能实时监测三相电的电能质量，通过将用电设备直接切换到电能质量参数最优的一相线路或者备用电源能够保证用电设备的供电质量，备用电源的使用还能保证用电设备的持续供电，因此，本申请直接择优切换的控制方式更加简单、高效，适用性更好。
附图说明
图1为本发明单相智能供电管理系统框图；
图2为本发明单相智能供电管理方法流程图；
图3为本发明三相电压模拟量采样电路图；
图4为本发明三相电流模拟量采样电路图；
图5为本发明三相电中A相的触发电路图；
图6为本发明换相电路示意图。
具体实施方式
本发明提供一种单相智能供电管理方法，用于解决智能供电管理复杂的问题。同时，也提供了一种单相智能供电管理装置。
如图1所示，为本发明单相智能供电管理系统框图，包括PT/CT互感器、模拟量采集、处理器、触发控制、换相控制和存储器。其中，PT/CT互感器主要负责将供电线路上的交流电信号转换成弱电信号，然后输出给模拟量采样部分进行处理；模拟量采集主要负责将PT/CT互感器的二次信号进行滤波和调理，使AD采样芯片进行模拟量采样；处理器主要负责采样信息的处理、判断和控制信号的发出；触发控制主要负责对供电线路的通断的触发；换相控制主要用于供电线路在A/B/C三相和备用电源之间的切换。
基于该单相智能供电管理系统框图，本发明的单相智能供电管理方法如图2所示：
(1)采集供电的三相电路中的电压、电流，分别计算出三相的电能质量参数；其中，电能质量参数主要包括频率偏差、电压偏差、功率因数。
(2)判断电能质量参数最优的一相线路；在进行判断时，电能质量参数优先级顺序依次为频率偏差、功率因数、电压偏差。
(3)将供电电路切换到最优的一相线路；通过开关通断的触发，可以实现线路的切换。
其中，当三相电路的各相电能质量参数均不能满足要求或者三相供电线路掉电时，将当前供电电源的线路切换到备用电源的供电线路，以保证设备持续供电。
同时，本发明还提供了一种单相智能供电管理装置，包括处理器、采集单元、切换单元和存储单元，采集单元用于采集三相电路中的电压、电流；存储单元存储的信息用于处理器完成以下步骤：(1)计算三相的电能质量参数，(2)判断电能质量参数最优的一相线路；(3)发出切换到最优的一相线路的控制指令，选择模块主要对供电电路进行选择切换；切换单元实现供电线路的切换；不仅可以切换选择电能质量参数最优的一相线路，还可以切换选择备用电源的线路。
其中，电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、功率因数，而且电能质量参数在比较时的优先级顺序依次为频率偏差、功率因数、电压偏差。
本发明处理器选用TI公司的AM3358。AM3358是Cortex-A8内核的ARM芯片，主频可达720MHz，能够运行嵌入式Linux操作系统。AM3358主要负责采样信息的处理、判断和供电线路控制信号的发出。
处理器通过模拟量接收端口将采样信息存储到存储单元中，存储单元中存储的信息用于处理器完成采样信息的处理、计算、判断和控制信号的发出。存储单元中还可以记录存储处理器的结果，以便用于后期的综合分析。
采样单元的电路如图3和图4所示，先将供电线路上的交流电信号(电压和电流)转换成弱电信号，然后对转换后的弱电二次信号进行滤波和调理，以完成模拟量的采样。
切换单元包括触发电路和换相电路。触发电路的构成如图5所示，图中MOC3020为双向可控硅触发光耦，BT136为双向可控硅，BT136最大持续导通电流为4A，最大耐压为800V，满足本发明中供电功率和电压的要求。处理器通过控制信号A_PHASE_CONTROL电平的高低可以实现对A相可控硅导通或关断的控制。同理，对B相和C相也是通过控制信号电平的高低实现控制。
换相电路的换相示意图如图6所示，由四个双向可控硅控制A相电源、B相电源、C相电源、备用电源中的一路导通，将电能输送到电源输出回路上。对选择出电能质量最优的一相，并控制该相可控硅导通，其他相可控硅关断，从而将电能质量最优的一相输出给装置供电。当检测到A相、B相、C相均失电或者三相电的电能质量都不满足要求时，则将A相、B相、C相上的双向可控硅均关断，然后启动备用电源，并将备用电源回路上的双向可控硅导通，实现设备的不间断供电。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种单相智能供电管理方法，其特征在于，步骤如下：
(1)采集三相电路中的电压、电流；
(2)分别计算三相的电能质量参数；
(3)判断电能质量参数最优的一相线路；
(4)将供电电路切换到最优的一相线路。
2.根据权利要求1所述的一种单相智能供电管理方法，其特征在于，所述步骤(2)中的电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、功率因数。
3.根据权利要求2所述的一种单相智能供电管理方法，其特征在于，所述步骤(3)中判断电能质量参数的优先级顺序依次为频率偏差、功率因数、电压偏差。
4.根据权利要求3所述的一种单相智能供电管理方法，其特征在于，还包括在三相电路的各相电能质量参数均不能满足要求或者三相供电线路掉电时，将当前供电电源的线路切换到备用电源的供电线路的步骤。
5.一种单相智能供电管理装置，其特征在于，包括处理器、采集单元、切换单元和存储单元，采集单元用于采集三相电路中的电压、电流；切换单元实现供电线路的切换；存储单元存储的信息用于处理器完成以下步骤：(1)计算三相的电能质量参数，(2)判断电能质量参数最优的一相线路；(3)发出切换到最优的一相线路的控制指令。
6.根据权利要求5所述的一种单相智能供电管理装置，其特征在于，所述电能质量参数包括频率偏差、电压偏差、功率因数。
7.根据权利要求6所述的一种单相智能供电管理装置，其特征在于，电能质量参数的优先级顺序依次为频率偏差、功率因数、电压偏差。
8.根据权利要求7所述的一种单相智能供电管理装置，其特征在于，所述切换单元还在三相电路的各相电能质量参数均不能满足要求或者三相供电线路掉电时，将当前供电电源的线路切换到备用电源的供电线路。
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