CN109672187A - 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法 - Google Patents
一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109672187A CN109672187A CN201910022633.5A CN201910022633A CN109672187A CN 109672187 A CN109672187 A CN 109672187A CN 201910022633 A CN201910022633 A CN 201910022633A CN 109672187 A CN109672187 A CN 109672187A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- unit
- chip microcontroller
- low frequency
- load shedding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
- H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
- H02J2310/14—The load or loads being home appliances
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/242—Home appliances
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/242—Home appliances
- Y04S20/244—Home appliances the home appliances being or involving heating ventilating and air conditioning [HVAC] units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于家用空调负荷的低频减载装置及方法。本发明的低频减载装置包括电源、电压转换单元、频率检测单元、单片机和可控接触器单元；经频率检测单元与所述单片机连接；所述的频率检测单元利用频率检测电路检测电网频率，并输出频率模拟量信号至单片机；所述的可控接触器单元用于与空调及电源连接，根据所述单片机输出的控制指令，实现切断空调电源；电网受到外部扰动导致功率缺额，频率检测单元检测到电网频率变化并送入单片机判断处理，若频率低于设定低频减载阈值，单片机向可控接触器单元发出切断空调电源指令，可控接触器单元动作断开空调电源，释放空调负荷，减小电力系统频率下降速度以及幅度，帮助电网频率恢复。
Description
技术领域
本发明涉及电网低频减载及电网频率恢复领域，特别是一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法。
背景技术
低频减载是指在电力系统受到大的扰动后产生功率缺额导致系统频率降低，由于发电机组无法快速响应提供所需功率，当频率降至设定阈值时，通过切除部分非重要负荷使电网功率负荷平衡，使电网频率恢复至正常水平。低频减载功能是保证电网不发生频率崩溃和大面积停电的重要保障。目前电网所采用的低频减载功能根据电网频率降低程度自动切除母线，减载线路上所有用户负荷均被切除，对用户影响较大。
随着特高压电网的发展和新能源电源接入，电网发生外部扰动的概率越来越大，由此引发的电网功率缺额以及频率崩溃严重影响电网稳定运行。目前，电网频率波动主要依靠发电机组的一次调频功能，由于发电机组有较大惯性，一次调频调节时间在30s以上，在发生大功率缺额时无法及时阻止频率下降，无法防止电网频率崩溃。
空调负荷由于其热惯性大、易于控制以及响应速度快等特点，短时中断不会对用户造成较大影响，因此可以作为电网低频减载的首轮动作对象。
发明内容
为降低目前电网低频减载动作时切除整条母线所有负荷所造成的影响，本发明提供一种基于家用空调负荷的低频减载装置，其采用可控接触器单元切断空调电源，利用空调负荷较大的热惯性，释放空调负荷，以减小电力系统频率下降速度以及幅度，帮助恢复电网频率。
本发明采用的技术方案为：一种基于家用空调负荷的低频减载装置，其包括电源、电压转换单元、频率检测单元、单片机和可控接触器单元；
所述的电压转换单元用于连接电源并将电源电压转换为单片机工作电压，经频率检测单元与所述单片机连接；
所述的频率检测单元利用频率检测电路检测电网频率，并输出频率模拟量信号至单片机；
所述的可控接触器单元用于与空调及电源连接，根据所述单片机输出的控制指令，实现切断空调电源。
本发明充分利用空调负荷较大的热惯性，在降低对用户舒适度的影响的条件下，将家用空调负荷作为低频减载第一轮动作对象。通过安装所述低频减载装置，电网发生扰动后，根据电网频率下降计算系统功率缺额，切除对应数量空调的负荷瞬间释放出的负荷能够减小电力系统频率下降速度以及幅度。
作为上述低频减载装置的补充，低频减载装置还包括报警单元，所述的报警单元与可控接触器单元连接，在可控接触器单元断开空调电源后，报警单元发出报警信号。
作为上述低频减载装置的补充，所述的单片机包括信号输入单元、中心控制单元和控制指令输出单元，信号输入单元接收所述频率检测单元的频率模拟量信号，在中心控制单元中判断实时电网频率是否低于设定低频阈值，并经控制指令输出单元对可控接触器单元发出控制指令。
本发明还提供一种采用上述低频减载装置的低频减载方法，其包括以下步骤：
1)电网发生扰动后，发生功率缺额导致电力系统频率降低，此时所述低频减载装置的频率检测单元将检测到的频率模拟量信号送至单片机进行判断处理；
2)单片机接收到所述频率检测单元输入的频率模拟量信号后，判断电网频率是否低于设定低频减载阈值；若低于设定低频减载阈值，发出切断空调电源的控制指令至所述可控接触器单元；
3)可控接触器单元接收到所述单片机发出的控制指令执行切断空调电源动作。
作为上述低频减载方法的补充，步骤3)中，在可控接触器单元断开空调电源后，报警单元发出报警信号。
作为上述低频减载方法的补充，电网功率缺额与频率变化量对应关系用下式得到：
ΔP＝k×Δf＝k×(f0-fx)，
式中，ΔP：电网有功功率缺额；k：电网频率偏差系数，是电力系统固有的频率特性系数，反映功率与频率的静态变化关系；Δf：电网频率变化量；f0为额定频率；fx为低频阈值。
作为上述低频减载方法的补充，所需切除空调数量n0用下式得到：
n0＝ΔP/p0，
式中，p0为单台空调负荷。
本发明具有的技术效果如下：
本发明的低频减载方法和装置利用了空气储热能的大惯性特点，在降低对用户的影响的前提下，当电网出现外部扰动造成大量功率缺额，电力系统频率突降至设定低频减载阈值以下时，自动切断空调电源并发出报警信号，释放空调负荷；相对于发电机组一次调频，本发明的低频减载装置可以在瞬间动作，减小扰动发生时电网频率下降速度以及幅度，帮助电网频率恢复。
附图说明
图1为本发明的低频减载装置的结构图；
图2为本发明的低频减载方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图来对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种基于家用空调负荷的低频减载装置，如图1所示，其包括电源、电压转换单元、频率检测单元、单片机、可控接触器单元和报警单元。
所述的电压转换单元用于连接电源并将220V电源电压转换为5V单片机工作电压，经频率检测单元与所述单片机连接。
所述的频率检测单元利用频率检测电路检测电网频率，并输出频率模拟量信号至单片机。
所述的可控接触器单元用于与空调及电源连接，根据所述单片机输出的控制指令，实现通断空调电源。
所述的报警单元与可控接触器单元连接，在可控接触器单元断开空调电源后，报警单元发出报警信号。
所述的单片机包括信号输入单元、中心控制单元和控制指令输出单元，信号输入单元接收所述频率检测单元的频率模拟量信号，在中心控制单元中判断实时电网频率f是否低于设定低频阈值fx，并经控制指令输出单元对可控接触器单元发出控制指令。
本实施例中所述低频减载装置设定的低频阈值为49.7Hz，所需切除空调数量n0可由下式得到：
实施例2
本实施例提供一种采用实施例1所述低频减载装置的低频减载方法，其如图2所示，其包括以下步骤：
1)电网发生扰动后，发生功率缺额导致电力系统频率降低，此时所述低频减载装置的频率检测单元将检测到的频率模拟量信号送至单片机进行判断处理；
2)单片机接收到所述频率检测单元输入的频率模拟量信号后，判断电网频率是否低于设定低频减载阈值；若低于设定低频减载阈值，发出切断空调电源的控制指令至所述可控接触器单元；
3)可控接触器单元接收到所述单片机发出的控制指令执行切断空调电源动作，在可控接触器单元断开空调电源后，报警单元发出报警信号。
电网功率缺额与频率变化量对应关系用下式得到：
ΔP＝k×Δf＝k×(f0-fx)，
式中，ΔP：电网有功功率缺额；k：电网频率偏差系数，是电力系统固有的频率特性系数，反映功率与频率的静态变化关系；Δf：电网频率变化量；f0为额定频率；fx为低频阈值。
所需切除空调数量用下式得到：
n0＝ΔP/p0，
式中，p0为单台空调负荷。
Claims (7)
1.一种基于家用空调负荷的低频减载装置，其特征在于，包括电源、电压转换单元、频率检测单元、单片机和可控接触器单元；
所述的电压转换单元用于连接电源并将电源电压转换为单片机工作电压，经频率检测单元与所述单片机连接；
所述的频率检测单元利用频率检测电路检测电网频率，并输出频率模拟量信号至单片机；
所述的可控接触器单元用于与空调及电源连接，根据所述单片机输出的控制指令，实现切断空调电源。
2.根据权利要求1所述的基于家用空调负荷的低频减载装置，其特征在于，还包括报警单元，所述的报警单元与可控接触器单元连接，在可控接触器单元断开空调电源后，报警单元发出报警信号。
3.根据权利要求1或2所述的基于家用空调负荷的低频减载装置，其特征在于，所述的单片机包括信号输入单元、中心控制单元和控制指令输出单元，信号输入单元接收所述频率检测单元的频率模拟量信号，在中心控制单元中判断实时电网频率是否低于设定低频阈值，并经控制指令输出单元对可控接触器单元发出控制指令。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述低频减载装置的低频减载方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)电网发生扰动后，发生功率缺额导致电力系统频率降低，此时所述低频减载装置的频率检测单元将检测到的频率模拟量信号送至单片机进行判断处理；
2)单片机接收到所述频率检测单元输入的频率模拟量信号后，判断电网频率是否低于设定低频减载阈值；若低于设定低频减载阈值，发出切断空调电源的控制指令至所述可控接触器单元；
3)可控接触器单元接收到所述单片机发出的控制指令执行切断空调电源动作。
5.根据权利要求4所述的低频减载方法，其特征在于，步骤3)中，在可控接触器单元断开空调电源后，报警单元发出报警信号。
6.根据权利要求4所述的低频减载方法，其特征在于，电网功率缺额与频率变化量对应关系用下式得到：
ΔP＝k×Δf＝k×(f0-fx)，
式中，ΔP：电网有功功率缺额；k：电网频率偏差系数，是电力系统固有的频率特性系数，反映功率与频率的静态变化关系；Δf：电网频率变化量；f0为额定频率；fx为低频阈值。
7.根据权利要求6所述的低频减载方法，其特征在于，所需切除空调数量n0用下式得到：n0＝ΔP/p0，
式中，p0为单台空调负荷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910022633.5A CN109672187A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910022633.5A CN109672187A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109672187A true CN109672187A (zh) | 2019-04-23 |
Family
ID=66150548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910022633.5A Pending CN109672187A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109672187A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101752868A (zh) * | 2009-11-09 | 2010-06-23 | 天津理工大学 | 一种低频减载控制系统及其工作方法 |
| CN101820168A (zh) * | 2009-12-01 | 2010-09-01 | 丹东华通测控有限公司 | 数字式电动机低频低压减载保护装置 |
| CN202084931U (zh) * | 2011-04-21 | 2011-12-21 | 上海宝钢工业检测公司 | 区域电网冲击负荷低频预警控制装置 |
| CN103762590A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 国家电网公司 | 电力系统低频减载基本轮减载量在线整定方法 |
| CN104993490A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-10-21 | 湘潭大学 | 一种家庭负荷分类电网友好响应控制方法 |
| CN105576665A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-05-11 | 国网江苏省电力公司电力科学研究院 | 一种计及用户舒适度的智能化低频减载控制方法 |
| CN106202793A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-07 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 一种基于一次调频限制的电网频率稳定仿真方法 |
| CN108964145A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-07 | 许继集团有限公司 | 一种低频减载、过频切机装置的测试方法及系统 |
-
2019
- 2019-01-10 CN CN201910022633.5A patent/CN109672187A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101752868A (zh) * | 2009-11-09 | 2010-06-23 | 天津理工大学 | 一种低频减载控制系统及其工作方法 |
| CN101820168A (zh) * | 2009-12-01 | 2010-09-01 | 丹东华通测控有限公司 | 数字式电动机低频低压减载保护装置 |
| CN202084931U (zh) * | 2011-04-21 | 2011-12-21 | 上海宝钢工业检测公司 | 区域电网冲击负荷低频预警控制装置 |
| CN103762590A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 国家电网公司 | 电力系统低频减载基本轮减载量在线整定方法 |
| CN104993490A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-10-21 | 湘潭大学 | 一种家庭负荷分类电网友好响应控制方法 |
| CN105576665A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-05-11 | 国网江苏省电力公司电力科学研究院 | 一种计及用户舒适度的智能化低频减载控制方法 |
| CN106202793A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-07 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 一种基于一次调频限制的电网频率稳定仿真方法 |
| CN108964145A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-07 | 许继集团有限公司 | 一种低频减载、过频切机装置的测试方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104466951A (zh) | 一种自动检测、调整负荷的控制方法及装置 | |
| US20110138198A1 (en) | Power management method and system | |
| US8110941B2 (en) | Power demand management method and system | |
| CN105723588B (zh) | 不间断电源控制 | |
| CN102222875A (zh) | 一种防雷、过流、过欠压保护电路及控制方法 | |
| US20180026446A1 (en) | Seamless transition between grid connected and islanded modes | |
| CN105137365A (zh) | 三相电源监测系统及监测方法 | |
| CN108370161B (zh) | 用于为供能系统提供能量储备的方法 | |
| CN110460096B (zh) | 一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法及装置 | |
| CN107228452B (zh) | Ups供电空调器控制方法和空调器 | |
| CN105406593A (zh) | 一种开关柜电动驱动器智能控制装置及方法 | |
| CN109672187A (zh) | 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法 | |
| CN107166648B (zh) | 一种空调器电源自适应控制装置和空调器 | |
| CN103354361A (zh) | 低压三相负荷自动调平衡装置 | |
| CN202127232U (zh) | 一种防雷、过流、过欠压保护电路 | |
| WO2023027137A1 (ja) | 電力制御装置、電力制御システムおよび電力制御方法 | |
| JP2012129809A (ja) | 電力線を用いたデータ伝送装置 | |
| JP2012125065A (ja) | 監視装置及び監視方法 | |
| WO2023087674A1 (zh) | 太阳能空调及其控制方法、电子设备和存储介质 | |
| JP2020092595A (ja) | 太陽光発電制御装置 | |
| CN110690710B (zh) | 一种微电网环境下低频低压减载保护系统 | |
| CN103475030A (zh) | 一种防逆流控制方法和装置 | |
| CN201805220U (zh) | 用于大气监测站的智能稳压供电控制装置 | |
| CN201937922U (zh) | 一种节电装置 | |
| CN110829458A (zh) | 同步型智能分补电容器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190423 |