CN109347094A - 变流器及其分配电能的方法、装置及电能分配系统 - Google Patents

变流器及其分配电能的方法、装置及电能分配系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变流器及其分配电能的方法装置及电能分配系统，所述方法用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，所述方法包括：按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数；获取所述负载的可调用能范围；根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配。针对负载的个数以及负载的用能需求，确定各个负载的用能的分配系数，即负载所需的总供能的比例，根据用能的分配系数以及各个负载的可调用能范围，即负载的用能的浮动范围，可以对每个负载的用能进行合理的分配，进而，可以提高能量的利用率。保证具有多个负载的用电系统的有效调度。保证了负载用能可控，实现了系统能量的精细化管理和高效的利用。

Description

变流器及其分配电能的方法、装置及电能分配系统
技术领域
本发明涉及家电技术领域，具体涉及到一种变流器及其分配电能的方法、装置及电能分配系统。
背景技术
针对一个供电系统带多个负载或多个负载由一个集中智能变流器进行供能时，会存在多个负载用能的分配问题。例如，光伏直驱变频空调系统，即采用光伏输出直流电对变频空调负载进行供能。在例如在直流供电系统中，在针对一拖多直流空调系统或多台直流空调系统由一个集中智能变流器进行供能时，会存在多台空调负载用能的分配问题。目前常规的方法是根据多台空调负载用能需求设计足够容量的智能变流器供能。然而，由于负载在运行的过程中，所需的能量可能是变化的，并非是一成不变的，智能变流器对每台空调负载的供能不能进行有效调度，导致能量不能高效利用。
发明内容
为此，根据第一方面，本发明实例提供了一种变流器分配电能的方法，所述方法用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，所述方法包括：按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数；获取所述负载的可调用能范围；根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配。
可选地，在所述按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数和所述获取所述负载的可调用能范围之间包括：获取所述变流器初始可分配的能量；按照用能的分配系数将初始可分配的能量对各个负载的供能进行预分配；所述根据所述可调用能范围和所述分配系数分配对所述各个负载的供能进行调整包括：根据所述初始可分配的能量和所述负载的可调用能范围得到最终可分配的能量；将所述最终可分配的能量按照所述分配系数对所述各个负载的用能进行重新分配。
可选地，所述根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配包括：根据所述可调用能范围和所述分配系数分配对所述各个负载的供能进行调整；计算调整后剩余的能量；将调整后剩余的能量按照所述分配系数分配给所述各个负载
可选地，所述负载包括空调；所述获取所述负载的可调用能范围包括：获取每台空调的运行数据；基于所述运行数据和预设运行参数确定每台空调负载可调用能范围。
可选地，所述运行数据包括空调运行模式；所述预设运行参数包括：不同模式下所需的室内温度范围。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种变流器分配电能的装置，所述装置用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，所述装置包括：计算模块，用于按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数；获取模块，用于获取所述负载的可调用能范围；分配模块，用于根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种变流器，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述第一方面任意一项所述的变流器分配电能的方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种电能分配系统，其特征在于，包括：如上述第二方面所述的变流器，一端用于与供电端连接；多个空调，所述变流器的另一端分别于所述多个空调连接；通讯装置，通讯连接所述变流器和所述空调。
可选地，所述供电端包括：光伏发电系统，储能电池系统、风能发电系统以及公共电网系统中的至少之一。
可选地，所述通讯装置包括：有线通讯装置或无线通讯装置；所述通讯装置的通讯方式包括：数据实时共享或主从通讯方式。
本发明实施例提供了一种变流器及其分配电能的方法、装置及电能分配系统，针对负载的个数以及负载的用能需求，确定各个负载的用能的分配系数，即负载所需的总供能的比例，根据用能的分配系数以及各个负载的可调用能范围，即负载的用能的浮动范围，可以对每个负载的用能进行合理的分配，进而，可以提高能量的利用率。保证具有多个负载的用电系统的有效调度。保证了负载用能可控，实现了系统能量的精细化管理和高效的利用。
作为可选的实施方式，还可以根据各个负载的可调用能范围，即负载的用能的浮动范围，确定供电端的实际需要提供的总能量，可以在保证负载用能的前提下，可以将多余的能量进行存储，或者在负载供能不足时，在其他供电系统的进行电能调度，进一步提高了系统能量的精细化管理和高效的利用。
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示出了本实施例的变流器分配电能的方法示意图；
图2示出了本实施例的变流器分配电能的装置的示意图；
图3示出了本实施例的变流器示意图；
图4示出了本实施例的电能分配系统的示意图。
具体实施方式
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。
由于随着电气直流化的快速发展,家用电器目前已经开始其直流化进程，如当前的光伏直驱变频空调系统，则是采用光伏输出直流电对变频空调负载进行供能。这种光伏直驱变频空调系统目前针对的仅为一台空调负载，且并网智能变流模块仍然集成在机组内部，空调系统并没有完全进行直流化升级。因此为了完成空调系统完全直流化升级，需要一拖多直流空调系统或多台直流空调系统由一个集中智能变流器进行供能，然而，上述供能方式中的能量分配存在不能进行有效调度和高效利用，因此，本发明实施例提供了一种变流器分配电能的方法，在本实施例中，该方法用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，具体的，可以对直流驱动变频空调系统中的负载的用能进行分配，本实施例的方法还可以应用于一拖多的交流空调系统，为方便说明，在本实施例中采用直流驱动变频空调系统为例进行说明。具体的可以参见图1所示，该方法包括：
S10.按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数。在具体的实施例中，负载以直流空调为例进行说明，系统设计的前提为变流器的装机容量按照多台直流空调负载用能需求进行设计，如多台直流空调负载用能需求为5kW，则变流器的容量按照5kW设计，变流器供电端如光伏发电系统设计按照5kW进行设计。负载数量可以在系统设计之初已确定，用能需求可以根据空调的额定功率得到，所称用能的分配系数可以为各个空调负载所需能量所占的比例，例如：变流器总供能为1，如空调负载为5台，每台需求能量分别为1kW、1.5kW、3kW、2kW、2.5kW，则用能的分配系数包括5台负载的系统，且分别为0.1，0.15，0.3，0.2，0.25。在得到用能的分配系数后，即可得到每台空调所需的大概能量，可以按照用能的分配系数将初始可分配的能量对各个负载的供能进行预分配。所称初始可分配的能量可以通过所有空调的额定功率确定，即可以根据系统的总功率确定，在设计时，供电端的功率根据系统的总功率进行设计。
S20.获取负载的可调用能范围。在具体的实施例中，负载可以根据用户的使用习惯以及负载运行模式或外部环境确定，以空调为例，空调制冷、制热、除湿、换气等工作模式所需的能量不同，并且，同一工作模式中，不同的功率所需的能量也不同，例如，在制冷/制热时，所选的温度不同，或室内的温度不同，所需的能量也不同，如在制冷/制热时，均存在用户基本舒适度对应的室内温度，该室内温度为一定范围的温度，因此，每个负载的用能也需要在一定的范围内变动，所需可以根据负载的实际运行状况得到负载的可调用能范围。
S30.根据输出端可调用能范围和输出端分配系数对输出端各个负载的用能进行分配。在确定各个负载的用能浮动范围后，可以根据该浮动范围以及分配系数对各个负载的供能进行分配。
针对负载的个数以及负载的用能需求，确定各个负载的用能的分配系数，即负载所需的总供能的比例，根据用能的分配系数以及各个负载的可调用能范围，即负载的用能的浮动范围，可以对每个负载的用能进行合理的分配，进而，可以提高能量的利用率。保证具有多个负载的用电系统的有效调度。保证了负载用能可控，实现了系统能量的精细化管理和高效的利用。
在本实施例中，还可以根据各个负载的可调用能范围，即负载的用能的浮动范围，确定供电端的实际需要提供的总能量，可以在保证负载用能的前提下，可以将多余的能量进行存储，或者在负载供能不足时，在其他供电系统的进行电能调度，进一步提高了系统能量的精细化管理和高效的利用。
作为可选的实施例，对负载的能量进行分配可以包括两种分配方式，具体的，在确定用能的分配系数后，获取变流器初始可分配的能量；按照用能的分配系数将初始可分配的能量对各个负载的供能进行分配；对供电端提供的可分配能量可以按照用能的分配系数进行预分配，之后对各个负载的可调用能范围进行计算，以空调为例，具体的负载的可调用能范围的计算可以基于用户基本舒适度确定每台空调负载可调用能范围。以制冷/制热为例进行说明，人体基本舒适度数据制冷工况为23.2℃—27.8℃，制热工况为16.8℃—24.6℃。体基本舒适度数据可根据实际应用进行调整。每台空调负载制冷/制热用能可调整数据可以参见如下公式：
其中ΔQn表示第n台空调负载可调整的制冷/制热功率。ΔQn的取值范围可以代表负载可调用能范围，C表示建筑热容，ΔTrn表示第n台空调负载根据人体基本舒适度可调整的温度差值。
根据制冷/制热与电功率之间的换算关系可知每台空调负载可调整的用能功率可以通过如下公式表示：
其中ΔPen表示第n台空调负载可调整的电功率，λcop表示空调能效比。
根据初始可分配的能量和负载的可调用能范围得到最终可分配的能量；将最终可分配的能量按照分配系数对各个负载的用能进行重新分配。根据各空调负载用能调整数据，得出最终智能变流器可分配能量总量如下公式表示：
Pef＝Pe+ΔPe1+......+ΔPen；
其中Pef表示变流器最终可分配的能量，Pe表示初始可分配的能量。
进一步的，可以根据最终可分配的能量对供电系统供能进行调整，可以在保证负载用能的前提下，可以将多余的能量进行存储，或者在负载供能不足时，在其他供电系统的进行电能调度，进一步提高了系统能量的精细化管理和高效的利用。
在可选的实施例中，在供电系统供能充足的情况下，可以采用另一种能量分配方式，具体的，在确定用能的分配系数后，获取变流器初始可分配的能量；按照用能的分配系数将初始可分配的能量对各个负载的供能进行预分配；对供电端提供的可分配能量可以按照用能的分配系数进行第一分配，之后对各个负载的可调用能范围进行计算，以空调为例，具体的负载的可调用能范围的计算可以基于用户基本舒适度确定每台空调负载可调用能范围。具体的计算方法可以参见上述实施例中，对于负载可调用能范围计算的描述。
在计算负载可调用能范围之后，根据所述可调用能范围和所述分配系数分配对所述各个负载的供能进行调整；将调整后剩余的能量按照所述分配系数分配给所述各个负载。
本发明实施例提供了一种变流器分配电能的装置，装置用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，装置包括：计算模块10，用于按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数；获取模块20，用于获取负载的可调用能范围；分配模块30，用于根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配。
本发明实施例提供了一种变流器，如图3所示，该变流器包括一个或多个处理器31以及存储器32，图3中以一个处理器33为例。
终端还可以包括：输入装置33和输出装置34。
处理器31、存储器32、输入装置33和输出装置34可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
处理器31可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器31还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器32作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的变流器分配电能的方法对应的程序指令/模块。处理器31通过运行存储在存储器32中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例变流器分配电能的方法。
存储器32可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据用户终端操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至图像检测、处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置33可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户终端的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置34可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器32中，当被一个或者多个处理器31执行时，执行如图1所示的方法。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如上述实施例中任意一项描述的变流器分配电能的方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本发明实施例还提供了一种电能分配系统，如图4所示，包括上述实施例中变流器100，一端用于与供电端200连接；多个空调300，所述变流器100的另一端分别于所述多个空调300连接；通讯装置400，通讯连接所述变流器100和所述空调300。
作为可选的实施例，供电端200可以包括：光伏发电系统，储能电池系统、风能发电系统以及公共电网系统中的至少之一。通讯装置400可以包括：有线通讯装置或无线通讯装置；所述通讯装置的通讯方式包括：数据实时共享或主从通讯方式。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种变流器分配电能的方法，其特征在于，所述方法用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，所述方法包括：
按照负载数量和额定用能需求得到各个负载用能的分配系数；
获取所述负载的可调用能范围；
根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配。
2.如权利要求1所述的变流器分配电能的方法，其特征在于，在所述按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数和所述获取所述负载的可调用能范围之间包括：
获取所述变流器初始可分配的能量；
按照用能的分配系数将初始可分配的能量对各个负载的供能进行预分配；
所述根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能分配包括：
根据所述初始可分配的能量和所述负载的可调用能范围得到最终可分配的能量；
将所述最终可分配的能量按照所述分配系数对所述各个负载的用能进行重新分配。
3.如权利要求1所述的变流器分配电能的方法，其特征在于，
所述根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配包括：
根据所述可调用能范围和所述分配系数分配对所述各个负载的供能进行调整；
计算调整后剩余的能量；
将调整后剩余的能量按照所述分配系数分配给所述各个负载。
4.如权利要求1-3任意一项所述的变流器分配电能的方法，其特征在于，所述负载包括空调；
所述获取所述负载的可调用能范围包括：
获取每台空调的运行数据；
基于所述运行数据和预设运行参数确定每台空调负载可调用能范围。
5.如权利要求4所述的变流器分配电能的方法，其特征在于，所述运行数据包括空调运行模式；所述预设运行参数包括：不同模式下所需的室内温度范围。
6.一种变流器分配电能的装置，其特征在于，所述装置用于将供电端的能量对多个负载的用能进行分配，所述装置包括：
计算模块，用于按照负载数量和额定用能需求得到各个负载的用能的分配系数；
获取模块，用于获取所述负载的可调用能范围；
分配模块，用于根据所述可调用能范围和所述分配系数对所述各个负载的用能进行分配。
7.一种变流器，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-5任意一项所述的变流器分配电能的方法。
8.一种电能分配系统，其特征在于，包括：
如权利要求7所述的变流器，一端用于与供电端连接；
多个空调，所述变流器的另一端分别于所述多个空调连接；
通讯装置，通讯连接所述变流器和所述空调。
9.如权利要求8所述的电能分配系统，其特征在于，所述供电端包括：
光伏发电系统，储能电池系统、风能发电系统以及公共电网系统中的至少之一。
10.如权利要求8或9所述的电能分配系统，其特征在于，所述通讯装置包括：
有线通讯装置或无线通讯装置；
所述通讯装置的通讯方式包括：数据实时共享或主从通讯方式。
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