CN109560606A - 一种市电发电自动切换方法及装置 - Google Patents

一种市电发电自动切换方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种市电发电自动切换方法及装置，涉及智能用电技术领域，其方法包括：总控制器在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令；各线路控制器收到所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器；所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器。

Description

一种市电发电自动切换方法及装置
技术领域
本发明涉及智能用电技术领域，特别涉及一种市电发电自动切换方法及装置。
背景技术
业务覆盖非洲36国的民调机构《非洲晴雨表》(Afrobarometer)目前公布了非洲电力供应调查报告称，在每10个非洲人中，只有4个人可以享受稳定的电力供应，而在非洲农村地区，绝大多数人还生活在黑暗中。
许多北非国家和毛里求斯能够实现绝大多数甚至全部城镇居民稳定供电，这在非洲几乎是例外。在不少非洲国家，电网只能覆盖一小部分人口；还有许多非洲国家的电网被供电不足和基础设施薄弱而破坏。报告中称，尽管目前来看，三分之二的非洲人能够连接电网，但是请注意：在一些国家70％的城镇居民连接电网，在非洲农村地区，电力覆盖率不足10％。即便是连接电网的家庭也不一定能够获得电力。
根据调查发现，在接入电网的家庭中，只有69％的家庭可以实际使用电力。例如，在尼日利亚，96％的家庭接入电网，但是只有其中18％的家庭实际使用电力的时间超过一半以上。
在加纳，有87％的家庭接入电网，但是只有42％能够获得稳定电力，而几内亚的实际使用电力家庭比例更低，仅有12％。更糟糕的如马拉维，城镇居民能够获得稳定电力的比例也只有7％。
但是，也有一些例外，如毛里求斯，达到100％，摩洛哥达到92％，埃及和阿尔及利亚达到88％，突尼斯达到83％。南非人口的电网覆盖率达到95％，实际供电稳定的覆盖比例是79％。
布隆迪是非洲电力覆盖率最低的国家，其城镇居民覆盖率都只有17％，更别提实际供应情况。
在非洲或电力匮乏地区，停电几乎变成了一种常态，并且在短时间内根本无法彻底解决电力供应不足的问题。不少相对富裕的家庭都自备发电机，当停电发生时自给发电。还有部分不太富裕的家庭几家联合购买发电机，实现共享发电机。
现有的系统主要有以下的不足和局限：
1.一旦市电停电后，需要用户手工去切换线路，以接收发电机供电；
2.若几家用户共用一台发电机时，还需要逐家手工切换线路，无法做到同步切换，切换过程非常繁琐；
3.若几家共用一台发电机，无法做到分开计费，必须要额外布线并安装电表。
4.基本无法使用现有室内布线网络。
发明内容
根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是对于电力匮乏地区且不富裕的家庭联合购买的发电机需要逐家手工切换线路，且无法分开计费。
根据本发明实施例提供的一种市电发电自动切换方法，包括：
总控制器在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令；
各线路控制器收到所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器；
所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器。
优选地，所述各线路控制器收到所述供电切换指令后，还包括：
各线路控制器通过无线通信模块收到所述供电切换指令后，将电表线路从市电电表线路切换到发电机电表线路。
优选地，所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电包括：
所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，判断是否所有线路控制器均切换成功；
若判断所有线路控制器均切换成功，则所述总控制器启动发电机供电；
若判断所有线路控制器中未均切换成功，则所述总控制器发出告警指示，并不启动发电机。
优选地，还包括：
总控制器在检测到当前市电能进行正常供电时，停止发电机供电，并通过无线通信模块向各线路控制器发出市电切换指令；
各线路控制器通过无线通信模块收到所述市电切换指令后，将电表线路从发电机电表线路切换到市电电表线路，将供电线路从发电机供电线路切换到市电供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器。
优选地，还包括：
总控制器在检测到需要进行电表抄表时，通过无线通信模块向各线路控制器发出抄表指令；
各线路控制器通过无线通信模块收到所述抄表指令后，从电表上分别读取用于标识使用市电电量的市电电表数据和用于标识使用发电机电量的发电机电表数据；
各线路控制器通过无线通信模块将所读取的市电电表数据和发电机电表数据发送给总控制器，以便总控制器进行存储和展示。
根据本发明实施例提供的一种市电发电自动切换装置，包括：
总控制器，用于在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令，并根据各线路控制器发送的切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器；
线路控制器，用于收到总控制器发送的所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器。
优选地，所述线路控制器还用于收到所述供电切换指令后，将电表线路从市电电表线路切换到发电机电表线路。
优选地，所述总控制器具体用于根据收到的所述切换完成消息，判断是否所有线路控制器均切换成功，若判断所有线路控制器均切换成功，则启动发电机供电，以及若判断所有线路控制器中未均切换成功，则发出告警指示，并不启动发电机。
优选地，所述总控制器还用于在检测到当前市电能进行正常供电时，停止发电机供电，并通过无线通信模块向各线路控制器发出市电切换指令，以及在检测到需要进行电表抄表时，通过无线通信模块向各线路控制器发出抄表指令；
优选地，所述线路控制器还用于收到所述市电切换指令后，将电表线路从发电机电表线路切换到市电电表线路，将供电线路从发电机供电线路切换到市电供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器，以及收到所述抄表指令后，从电表上分别读取用于标识使用市电电量的市电电表数据和用于标识使用发电机电量的发电机电表数据，并将所读取的市电电表数据和发电机电表数据发送给总控制器，以便总控制器进行存储和展示。
根据本发明实施例提供的方案，结合近程无线通讯技术实现对市电和发电进行智能无感知自动切换，再结合智能电表可实现市电和发电的分类计量和分类计费，提高用户的体验。对多用户共享发电机，可以做到同步自动切换和电量等自动抄读功能。可以有效的解决使用现有发电机的种种弊端，提高用户的体验感，能更好的为客户服务。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种市电发电自动切换方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种市电发电自动切换装置的示意图；
图3是本发明实施例提供的总控制器的原理框图；
图4是本发明实施例提供的线路切换器的原理框图；
图5是本发明实施例提供的市电切换到发电的示意图；
图6是本发明实施例提供的市电切换到发电流程图；
图7是本发明实施例提供的发电切换到市电的示意图；
图8是本发明实施例提供的发电切换到市电流程图；
图9是本发明实施例提供的自动抄表流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例适用于电力匮乏而经常停电，用户需要经常进行市电和发电切换的场所。可以最大限度的使用现有线路可以大大节省费用；当发电机被共享时，结合智能电表可以按户进行发电计量，从而实现发电计费收费。
图1是本发明实施例提供的一种市电发电自动切换方法的流程图，如图1所示，包括：
步骤S101：总控制器在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令；
步骤S102：各线路控制器收到所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器；
步骤S103：所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器。
其中，所述各线路控制器收到所述供电切换指令后，还包括：各线路控制器通过无线通信模块收到所述供电切换指令后，将电表线路从市电电表线路切换到发电机电表线路。
其中，所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电包括：所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，判断是否所有线路控制器均切换成功；若判断所有线路控制器均切换成功，则所述总控制器启动发电机供电；若判断所有线路控制器中未均切换成功，则所述总控制器发出告警指示，并不启动发电机。
本发明实施例还包括：总控制器在检测到当前市电能进行正常供电时，停止发电机供电，并通过无线通信模块向各线路控制器发出市电切换指令；各线路控制器通过无线通信模块收到所述市电切换指令后，将电表线路从发电机电表线路切换到市电电表线路，将供电线路从发电机供电线路切换到市电供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器。
本发明实施例还包括：总控制器在检测到需要进行电表抄表时，通过无线通信模块向各线路控制器发出抄表指令；各线路控制器通过无线通信模块收到所述抄表指令后，从电表上分别读取用于标识使用市电电量的市电电表数据和用于标识使用发电机电量的发电机电表数据；各线路控制器通过无线通信模块将所读取的市电电表数据和发电机电表数据发送给总控制器，以便总控制器进行存储和展示。
图2是本发明实施例提供的一种市电发电自动切换装置的示意图，如图2所示，包括：总控制器201，用于在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令，并根据各线路控制器发送的切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器；线路控制器202，用于收到总控制器发送的所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器。
其中，所述线路控制器202还用于收到所述供电切换指令后，将电表线路从市电电表线路切换到发电机电表线路。
其中，所述总控制器201具体用于根据收到的所述切换完成消息，判断是否所有线路控制器均切换成功，若判断所有线路控制器均切换成功，则启动发电机供电，以及若判断所有线路控制器中未均切换成功，则发出告警指示，并不启动发电机。
其中，所述总控制器201还用于在检测到当前市电能进行正常供电时，停止发电机供电，并通过无线通信模块向各线路控制器发出市电切换指令，以及在检测到需要进行电表抄表时，通过无线通信模块向各线路控制器发出抄表指令；
其中，所述线路控制器202还用于收到所述市电切换指令后，将电表线路从发电机电表线路切换到市电电表线路，将供电线路从发电机供电线路切换到市电供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器，以及收到所述抄表指令后，从电表上分别读取用于标识使用市电电量的市电电表数据和用于标识使用发电机电量的发电机电表数据，并将所读取的市电电表数据和发电机电表数据发送给总控制器，以便总控制器进行存储和展示。
图3是本发明实施例提供的总控制器的原理框图，如图3所示，包括：市电监测模块、单片机模块、无线通信模块、发电机控制模块、电源模块、抄表模块以及显示模块。
市电监测模块：实现对市电的上电和停电的监测，当监测到市电停电和恢复及时向单片机模块发送消息触发相关事件。
单片机模块：是总控制器的“大脑”，负责协调总控制器各个功能模块的运行。即是整个总控制器的控制中枢，控制着各个模块的功能，对各个模块功能进行调度。
无线通信模块：它负责与线路控制器进行双向通信，发送控制指令、接收控制结果、发送抄表指令和接收抄表结果等。无线通信为近程无线通信，如:RF、WiFi和蓝牙Bluetooth等。
发电机控制模块：当有市电和发电需要进行切换时，接收单片机模块发送的发电机起停指令，并根据起停指令控制发电机起停。即根据市电监测模块监测结果进行发电机的启动和停止。
电源模块：负责在市电停电期间对整个总控制器进行临时供电。
抄表模块：负责定时或实时对已经注册的线路控制器下发抄表指令，并接收线路控制器返回的抄表结果并进行结果展示。
显示模块：总控制器带显示模块，可以显示市电和发电状态；可通过显示模块注册线路控制器档案；可查看最近三个月的市电和发电电能。即可以实时查看市电或者发电情况，可以查看市电和发电用电量，可以通过界面注册线路控制器等。
图4是本发明实施例提供的线路切换器的原理框图，如图所示，包括：单片机模块、无线通讯模块、线路切换模块、电源模块、本地通信模块以及手动控制模块。
单片机模块：是线路控制器的“大脑”，负责协调线路控制器各个功能模块的运行。
无线通讯模块：它负责与总控制器的无线通信模块进行双向通信，接收总控制器的指令并返回指令结果。无线通信为近程无线通信，如:RF、WiFi和Bluetooth等。上电后，无线通讯模块将自动与总控模块的无线通讯模块建立并保持连接。
线路切换模块：负责实现接入市电线路或者发电线路切换，也可实现接入电表线路的正反向切换，是实现发电计费和充分利用原有线路的关键线路切换。
电源模块：负责在市电停电期间对整个线路控制器进行临时供电。
本地通信模块：与电表进行通信，实现市电和发电等电能数据的抄读，方式可以是RS485、ZigBee、M_Bus等。
手动控制模块：当通讯失败时，可以通过手动控制模块进行线路手动切换。即预防自动控制失效情况下，能手动对线路进行切换，保证正常供电。
本发明实施例提供了设备安装与配置，具体步骤如下：
步骤1：安装所有的设备，包括一个总控制器及N个线路控制器。
步骤2：对安装的设备进行配置。一个总控制器可以对应多个线路控制器。在总控制器上的显示模块上注册安装的N个线路控制器。还需要设置定时抄表任务。
步骤3：当总控制器和线路控制器都上电后，总控制会自动进行无线通信组网。
线路切换包括图5市电切换到发电示意图和图7发电切换到市电示意图。这两个图描述的是在不同切换状态下线路的物理连接示意图，在图中可以直观的看出线路控制结果。具体的控制流程在由图6市电切换到发电流程图和图8发电切换到市电流程图进行处理。
图6是本发明实施例提供的市电切换到发电流程图，如图6所示，当市电监测模块监测到市电停电，总控制器将自动对所有线路控制器发出指令，将线路切换至发电，并将进入电表的线路进行调整；当所有线路调整完毕，启动发电机，对线路进行供电。具体包括：
步骤601：总控制器监测市电是否停电，当监测是市电停电，进入下一步骤。
步骤602：市电停电后，总控制器启动对已注册的线路控制器下发线路切换指令，线路切换指令包括发电线路和电表线路。
步骤603：线路控制器接收到市电到发电线路切换指令，启动线路切换功能，自动检测切换结果。若切换失败，可以进行有限次重新切换。切换完毕，并向总控制器返回切换结果。
步骤604：总控制器接收到各个线路控制器返回线路切换结果后，判断是否所有的线路控制器都切换成功。如果切换成功，总控制就发送启动发动机指令启动发电机。若有线路控制器切换失败，进行告警，不自动启动发动机。
也就是说，当总控制器的市电监测模块监测到市电停电，总控制器单片机立即通过总控制器的无线通信模块向已经注册的线路控制器下发市电切换到发电指令；线路控制器的无线通讯模块接收到市电切换到发电指令后，线路控制器的单片机立即通过线路切换模块首先将接入电表的线路进行切换，然后再将市电发电线路切换到发电线路，切换成功后，通过线路控制器的无线通讯模块将线路切换成功结果上报到总控制器；总控制接收到所注册的线路控制器切换成功信息后，由总控制器的发电机控制模块启动发电机进行供电。
图8是本发明实施例提供的发电切换到市电流程图，如图8所示，当市电监测模块监测到市电恢复，将由总控制器自动停止发电机，并对所有线路控制器发出线路切换指令，先切换进入电表的线路，再将线路切换至市电线路。具体包括：
步骤801：总控制器监测市电是否供电，当监测到市电正常供电，进入下一步骤。
步骤802：市电正常供电后，总控制器发送停止发电机指令停止发电机。
步骤803：当发电机停止后，总控制器对已注册的线路控制器下发线路切换指令，线路切换指令包括发电线路和电表线路。
步骤804：当线路控制器接收到总控制器发电到市电线路切换指令，启动线路切换功能，并自动监测切换结果。若切换失败，可以进行指定次数重新切换。切换完毕向总控制器返回切换结果。
步骤805：总控制器接收到各个线路控制器返回线路切换结果。若有线路控制器切换失败，总控制器进行告警。
也就是说，当总控制器的市电监测模块监测到市电恢复，由总控制器的发电机控制模块停止发电机发电，然后总控制器的单片机立即通过总控制器的无线通信模块向已经注册的线路控制器下发发电切换到市电的指令；线路控制器的无线通信模块接收到发电切换到市电指令后，线路控制器的单片机模块立即通过线路切换模块将接入电表的线路进行切换，然后再将市电发电线路切换到市电线路，切换成功后，通过线路控制器的无线通信模块将线路切换成功结果上报到总控制器，由总控制器记录状态。
图9是本发明实施例提供的自动抄表流程图，如图9所示，包括：
步骤901：总控制器上监控是否有新的自动抄表任务，若有则启动自动抄表，进入下一步骤。
步骤902：总控制器向已注册的线路控制器发送抄表指令。
步骤903：线路控制器接收到总控制器的抄表指令，启动抄表流程，向各自的本地通信模块发送抄表命令，并获取电表的返回结果。若抄表失败，重试指定次数。若抄表成功，则向总控制器返回正确的数据，若失败则返回抄表失败信息。
步骤904：总控制器接收到各个线路控制器的抄表返回结果后，分别记录各个线路控制器抄回结果。对抄表失败的线路控制器进行告警。
也就是说，当总控制器的定时或实时抄表任务启动是，通过总控制器的无线通讯模块下发抄表指令到线路控制器，线路控制器无线通信模块接收到抄表指令时，由线路控制器的单片机模块通过本地通信模块与电表通信抄读电表数据；当抄表成功后，通过线路控制器的无线通信模块将电量数据上传到总控制器，由总控制器进行数据存储和数据展示。
综上所述，总控制器上安装主无线通讯模块，线路控制器安装子无线控制模块。设备初始安装时，需要通过总控制器的显示控制模块注册线路控制器，总控制模块做控制时会根据注册的线路控制器进行组网控制。当需要进行市电和发电进行切换时，由总控制器向线路控制器发出指令，线路控制器接收到总控制器指令时进行相关的操作。所有的操作过程无需人工进行干预，由总控制器和线路控制器自动完成。当用户在负载前增加UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)，可以做到用户无感知线路切换。
根据本发明实施例提供的方案，包括如下有益效果：
1具备显示模块，用户维护方便，还可以实时查看用户的市电和发电用电情况；
2.可实现市电自动监测，一旦发现市电停电后，即可发起后续自动流程；
3.可实现发电机的启停控制和所有的线路切换完全实现自动化，市电和发电无感知自动切换，无需人工干预，提升了使用效率；
4.采用近距离无线通信技术，可以无需对控制线路进行有线部署，最大限度的减少施工难度，且能够兼容现网所有线路和设备，改造成本低；
5.无需额外安装计量设备，使用现有的智能电表能够对市电和发电分别计量，可实现发电按户计费；
6.总控制器通过无线方式对线路控制装置进行同步控制，安装简单，无需额外布线，工程施工方便且成本低。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种市电发电自动切换方法，包括：
总控制器在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令；
各线路控制器收到所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器；
所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，所述各线路控制器收到所述供电切换指令后，还包括：
各线路控制器通过无线通信模块收到所述供电切换指令后，将电表线路从市电电表线路切换到发电机电表线路。
3.根据权利要求2所述的方法，所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，启动发电机供电包括：
所述总控制器根据收到的所述切换完成消息，判断是否所有线路控制器均切换成功；
若判断所有线路控制器均切换成功，则所述总控制器启动发电机供电；
若判断所有线路控制器中未均切换成功，则所述总控制器发出告警指示，并不启动发电机。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
总控制器在检测到当前市电能进行正常供电时，停止发电机供电，并通过无线通信模块向各线路控制器发出市电切换指令；
各线路控制器通过无线通信模块收到所述市电切换指令后，将电表线路从发电机电表线路切换到市电电表线路，将供电线路从发电机供电线路切换到市电供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
总控制器在检测到需要进行电表抄表时，通过无线通信模块向各线路控制器发出抄表指令；
各线路控制器通过无线通信模块收到所述抄表指令后，从电表上分别读取用于标识使用市电电量的市电电表数据和用于标识使用发电机电量的发电机电表数据；
各线路控制器通过无线通信模块将所读取的市电电表数据和发电机电表数据发送给总控制器，以便总控制器进行存储和展示。
6.一种市电发电自动切换装置，包括：
总控制器，用于在检测到当前市电不能进行正常供电时，向各线路控制器发出供电切换指令，并根据各线路控制器发送的切换完成消息，启动发电机供电，并将发电机发出的电能传送给所述各线路控制器；
线路控制器，用于收到总控制器发送的所述供电切换指令后，将供电线路从市电供电线路切换到发电机供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器。
7.根据权利要求6所述的装置，所述线路控制器还用于收到所述供电切换指令后，将电表线路从市电电表线路切换到发电机电表线路。
8.根据权利要求7所述的装置，所述总控制器具体用于根据收到的所述切换完成消息，判断是否所有线路控制器均切换成功，若判断所有线路控制器均切换成功，则启动发电机供电，以及若判断所有线路控制器中未均切换成功，则发出告警指示，并不启动发电机。
9.根据权利要求6所述的装置，所述总控制器还用于在检测到当前市电能进行正常供电时，停止发电机供电，并通过无线通信模块向各线路控制器发出市电切换指令，以及在检测到需要进行电表抄表时，通过无线通信模块向各线路控制器发出抄表指令。
10.根据权利要求9所述的装置，所述线路控制器还用于收到所述市电切换指令后，将电表线路从发电机电表线路切换到市电电表线路，将供电线路从发电机供电线路切换到市电供电线路，并将切换完成消息发送给所述总控制器，以及收到所述抄表指令后，从电表上分别读取用于标识使用市电电量的市电电表数据和用于标识使用发电机电量的发电机电表数据，并将所读取的市电电表数据和发电机电表数据发送给总控制器，以便总控制器进行存储和展示。
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