CN111313547B - 智能供用电管理系统及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能供用电管理系统，属于智能化管理技术领域，管理系统为精准控制微系统，在此基础上，所述的供电端包括第一主供中央处理器，还包括第一电力通讯模块、第一发生器和第一无线通讯模块，以及第一前端主供；受供端包括受供中央处理器，还包括第二电力通讯模块、信息采集、第二无线通讯模块、自切电路、储能器件和启动开关，以及用电主体；供电输出线同时与第一电力通讯模块、第一发生器、第二电力通讯模块、自切电路通讯连接。采用逐级验证、集中管理、条件检测、按需分配的自动化供用电管理模式，实现了输电线路空载无供电、用电参数信息异常无供电、用电端运行异常对供电端输出及时保护的智能化安全管理。

Description

智能供用电管理系统及其管理方法

技术领域

本发明属于智能化管理技术领域，涉及到管理系统和管理方法，特别是智能供用电管理系统及其管理方法。

背景技术

随着生活节奏的加快，电力能源的使用已经无处不在，然而，传统的粗放式用电管理模式已经无法适应现代化的供用电系统，一方面用电客户分散难于管理，另一方面许多人用电知识匮乏，安全意识淡薄，私拉乱接现象严重，近年来因超载、短路、漏电等引起的社会灾难性问题（如电火灾、触电等）时有发生，另外，由于线路铺设不合理或者老化引起的空载损耗、待机损耗也造成不小的能源浪费。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了智能供用电管理系统及其管理方法，采用逐级验证、集中管理、条件检测、按需分配的自动化供用电管理模式，实现了输电线路空载无供电、用电参数信息异常无供电、用电端运行异常对供电端输出及时保护的智能化安全管理。

本发明所采取的具体技术方案是：智能供用电管理系统，包括供电端、受供端、以及用来连接供电端和受供端的供电输出线，关键在于，所述的管理系统为精准控制微系统，在此基础上，所述的供电端包括第一主供中央处理器，还包括与第一主供中央处理器通讯连接的第一电力通讯模块、第一发生器和第一无线通讯模块，以及同时与第一主供中央处理器、第一电力通讯模块、第一发生器和第一无线通讯模块电连接的第一前端主供；

受供端包括受供中央处理器，还包括与受供中央处理器通讯连接的第二电力通讯模块、信息采集、第二无线通讯模块、自切电路、储能器件和启动开关，以及同时与信息采集和自切电路电连接的用电主体，自切电路还同时与第二电力通讯模块、信息采集、启动开关电连接，启动开关与储能器件电连接，第二无线通讯模块与第一无线通讯模块通讯连接；

供电输出线同时与第一电力通讯模块、第一发生器、第二电力通讯模块、自切电路通讯连接；

或者是，所述的管理系统为模糊控制微系统，在此基础上，所述的供电端包括第二主供中央处理器，还包括与第二主供中央处理器通信连接的参数采集、第二发生器、存储器和注册器，以及同时与参数采集和第二发生器通信连接的第二前端主供，参数采集同时与第二发生器和存储器通信连接；受供端包括负载主体及与其电连接的负载开关，第二发生器借助供电输出线与负载主体电连接；

或者是，所述的管理系统包括上述的精准控制微系统和模糊控制微系统，在此基础上，管理系统还包括依次连接的模糊控制IO模块、供电电压异常检测模块、总控中央处理器，与总控中央处理器通信连接的总控通讯模块，以及依次连接的精准控制IO模块、需求负载监测模块，模糊控制IO模块的输入端与模糊控制微系统的第二主供中央处理器通信连接，精准控制IO模块的输入端与精准控制微系统的第一主供中央处理器通信连接，模糊控制IO模块和精准控制IO模块的输出端都与总控中央处理器通信连接，所述的管理系统还包括同时与模糊控制IO模块、供电电压异常检测模块、总控中央处理器、精准控制IO模块、总控通讯模块电连接的前端总控电源模块，前端总控电源模块的输入端与三相四线电源连接，总控中央处理器借助交流接触器驱动电路与连接在三相四线电源中的交流接触器电连接，需求负载监测模块与三相四线电源连接；

或者是，所述的管理系统包括云控制平台A和四个链路系统A1、A2、A3、A4，在此基础上，云控制平台A包括处理器B2，还包括与处理器B2通信连接的通讯台B1、控制台B3和存储器B4，每个链路系统与云控制平台A之间都是采用无线远程通讯方式连接；管理系统的每个链路系统由L1、L2、L3、NM三相四线输入端，交流接触器，交流接触器驱动电路，前端总控电源模块，供电电压异常检测模块，总控中央处理器，需求负载监测模块，模糊控制IO模块，精准控制IO模块，总控通讯模块，模糊控制IO模块以及精准控制IO模块组成控制前端；模糊控制IO模块的输出端口是由N个输入电压同是三相四线的上述模控微系统的供电端合并而成，其输入端口合并为公共输入端口；精准控制IO模块的输出端口则是由N个输入电压同是三相四线的上述精控微系统的供电端合并组成，其输入端口合并为公共输入端口。

所述的自切电路包括缓存电路，还包括同时与缓存电路通信连接的稳压电路、变压电路和超压保护电路，稳压电路与变压电路通讯连接，稳压电路借助启动开关与储能器件电连接，稳压电路和缓存电路都与受供中央处理器通讯连接，超压保护电路与供电输出线通讯连接，缓存电路与用电主体电连接。

所述的第二发生器包括检测控制电压发生器和与检测控制电压发生器通信连接的输出模块，第二前端主供同时与检测控制电压发生器和输出模块通信连接，输出模块与第二主供中央处理器通信连接，输出模块与参数采集通信连接，输出模块借助供电输出线与负载主体电连接。

所述的注册器包括注册按键以及与注册按键电连接的注册电路，注册电路与第二主供中央处理器通信连接。

所述的模糊控制微系统的供电端还包括与第二主供中央处理器通信连接的第三无线通讯模块。

智能供用电管理系统的管理方法，关键在于，所述的管理系统为精准控制微系统，在此基础上，所述的管理方法包括以下步骤：

（a）在受供端未连接或者虽连接但未启动启动开关的状态下，第一前端主供仅向第一主供中央处理器和第一电力通讯模块提供维持正常运行的电能，而第一发生器不工作，供电输出线无电；受供端的储能器件也不对外提供电能，这种状态叫做供电端的初始状态；

（b）当受供端已接入供电输出线，并启动启动开关后，储能器件仅向自切电路中的稳压电路提供瞬间电能，用于维持信息采集、第二电力通讯模块及受供中央处理器的瞬间工作，此间受供中央处理器通过第二电力通讯模块、供电输出线、第一电力通讯模块向第一主供中央处理器发出第一次求电信息，请求得到自切电路、信息采集、受供中央处理器和第二电力通讯模块持续稳定工作的电能，第一主供中央处理器确认此信息后，启动第一发生器，此时，若第一前端主供所提供的电能符合直接使用要求则直接取得；否则，启动第一发生器将第一前端主供所提供的电能转变成安全的且仅能维持受供端相应电路持续稳定工作的电能，从供电输出线送向受供端的自切电路中的稳压电路，以维持相关电路稳定运行；

（c）受供中央处理器启动与供电端的无线通讯，并延时将来自信息采集的用电主体的用电参数信息即第二次求电信息发送给第一主供中央处理器，第一主供中央处理器收到此信息后，确认供电端能够满足受供端正常运行条件后，重启第一发生器，并指令第一发生器产生符合受供端第二次请求信息参数的电能，但此时不急于输出，而是对输出接口进行供电前安全检测，并将检测参数反馈给第一主供中央处理器，只有第一主供中央处理器确认安检通过，并向第一发生器发出输出指令，第一发生器收到来自第一主供中央处理器的输出指令后，第一发生器才通过供电输出线输出电能，否则关闭第一发生器，回到步骤所说的供电端的初始状态；

（d）当受供端得到正常运行的电能后，自切电路首先将此电一路送往自切电路的变压电路再送往稳压电路，待自切电路、信息采集、受供中央处理器和第二电力通讯模块持续稳定运行后，受供中央处理器指令自切电路向用电主体输出相应电能，同时通过信息采集对用电主体的运行参数实时检测同步反馈给受供端的受供中央处理器，当受供中央处理器检测到用电主体运行参数，会将此参数与二次求电信息参数进行比对，当受供中央处理器检测到用电主体运行参数异常或中断，将向自切电路发出指令，中断用电主体供电，同时向第一主供中央处理器发出运行异常信息，第一主供中央处理器收到此信息，将及时关闭第一发生器，回到步骤（a）所说的供电端的初始状态。

步骤（c）中所述的受供中央处理器启动与供电端的无线通讯，具体步骤是，受供中央处理器指令第二无线通讯模块向第一无线通讯模块发出握手信号，第一主供中央处理器将第一无线通讯模块收到的第二无线通讯模块的地址信息与有线通讯地址信息比对，比对无误便将两同一地址信息合并处理，比对失败则循环比对。

在上述供电端与受供端一对一精准控制微系统的基础上，增加受供端的数量，使受供端的个数M≥2，并在每一个受供端的信息码中加入地址码，从而使供电端能够精准识别和有效控制，同时此子系统又可作为上一级供电端的受供端，还可以配合上一级供电端一起作为再上一级供电端的受供端，如此原理循环扩展。

智能供用电管理系统的管理方法，关键在于，所述的管理系统为模糊控制微系统，在此基础上，所述的管理方法包括以下步骤：（a）当负载主体第一次接入模控1+1系统，并打开负载开关，系统因无法识别将不予供电，若此时启动注册器向第二主供中央处理器发出请求注册信号，第二主供中央处理器对参数采集送来的负载电参数（阻抗、容抗、感抗等静态信息）登记注册，产生一个注册号F并与之绑定，存储在存储器中；

（b）当该负载主体再次接入模控1+1系统时，第二主供中央处理器将参数采集送来的负载电参数与存储器中存储的注册号F的参数进行比对，比对结果在允许误差范围内时，第二发生器借助供电输出线向负载主体提供电源，同时将负载主体实时运行电流参数通过参数采集送给第二主供中央处理器；比对失败则循环比对，循环比对失败三次，则停止比对，且不向负载主体提供电源。

所述的管理方法还包括：当第二主供中央处理器得到的负载电抗参数接近无穷大或者运行电流接近零时，第二发生器禁止输出电能，进入待载检测状态；当第二主供中央处理器得到的负载电抗参数接近零或者运行电流接近无穷大时，第二发生器禁止输出电能，进入短路保护状态。

本发明的有益效果是：采用逐级验证、集中管理、条件检测、按需分配的自动化供用电管理模式，实现了输电线路空载无供电、用电参数信息异常无供电、用电端运行异常对供电端输出及时保护的智能化安全管理。可以有效解决传统的粗放式用电管理模式存在的用电客户分散难于管理的难题，同时可以有效降低因超载、短路、漏电等引起的社会灾难性问题（如电火灾、触电等）发生的几率，减少由于线路铺设不合理或者老化引起的空载损耗、待机损耗造成的能源浪费。

附图说明

图1为本发明中供用电一对一精准控制微系统的原理框图。

图2为本发明中供用电一对一模糊控制微系统的原理框图。

图3为图1中自切电路的原理框图。

图4为本发明中精准控制微系统和模糊控制微系统结合时的原理框图。

图5为本发明中链路系统与云控制平台的连接原理框图。

图6为图5中单个链路系统的原理框图。

附图中，1代表供电端，1-1代表第一前端主供，1-2代表第一主供中央处理器，1-3代表第一电力通讯模块，1-4代表第一发生器，1-5代表第一无线通讯模块，2代表受供端，2-1代表用电主体，2-2代表受供中央处理器，2-3代表第二电力通讯模块，2-4代表信息采集，2-5代表第二无线通讯模块，2-6代表自切电路，2-6-1代表稳压电路，2-6-2代表变压电路，2-6-3代表缓存电路，2-6-4代表超压保护电路，2-7代表储能器件，2-8代表启动开关，3代表供电输出线，1-11代表第二前端主供，1-12代表第二主供中央处理器，1-13代表参数采集，1-14代表第二发生器，1-14-1代表检测控制电压发生器，1-14-2代表输出模块，1-15代表存储器，1-16代表注册器，1-16-1代表注册按键，1-16-2代表注册电路，1-17代表第三无线通讯模块，2-11代表负载主体，2-12代表负载开关，4代表总控中央处理器，5代表供电电压异常检测模块，6代表需求负载监测模块，7代表前端总控电源模块，8代表模糊控制IO模块，9代表精准控制IO模块，10代表交流接触器驱动电路，11代表交流接触器，12代表总控通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明：

管理系统为供用电一对一精准控制微系统（简称精控1+1）时，如图1所示，供电端1包括第一主供中央处理器1-2，还包括与第一主供中央处理器1-2通讯连接的第一电力通讯模块1-3、第一发生器1-4和第一无线通讯模块1-5，以及同时与第一主供中央处理器1-2、第一电力通讯模块1-3、第一发生器1-4和第一无线通讯模块1-5电连接的第一前端主供1-1；

受供端2包括受供中央处理器2-2，还包括与受供中央处理器2-2通讯连接的第二电力通讯模块2-3、信息采集2-4、第二无线通讯模块2-5、自切电路2-6、储能器件2-7和启动开关2-8，以及同时与信息采集2-4和自切电路2-6电连接的用电主体2-1，自切电路2-6还同时与第二电力通讯模块2-3、信息采集2-4、启动开关2-8电连接，启动开关2-8与储能器件2-7电连接，第二无线通讯模块2-5与第一无线通讯模块1-5通讯连接；

供电输出线3同时与第一电力通讯模块1-3、第一发生器1-4、第二电力通讯模块2-3、自切电路2-6通讯连接；供电输出线3包括a输出线和b输出线。

如图3所示，自切电路2-6包括缓存电路2-6-3，还包括同时与缓存电路2-6-3通信连接的稳压电路2-6-1、变压电路2-6-2和超压保护电路2-6-4，稳压电路2-6-1与变压电路2-6-2通讯连接，稳压电路2-6-1借助启动开关2-8与储能器件2-7电连接，稳压电路2-6-1和缓存电路2-6-3都与受供中央处理器2-2通讯连接，超压保护电路2-6-4与供电输出线3通讯连接，缓存电路2-6-3与用电主体2-1电连接。

这种精准控制微系统的管理方法包括以下步骤：

（a）在受供端2未连接或者虽连接但未启动启动开关2-8的状态下，第一前端主供1-1仅向第一主供中央处理器1-2和第一电力通讯模块1-3提供维持正常运行的电能，而第一发生器1-4不工作，供电输出线3的a输出线和b输出线均无电；受供端2的储能器件2-7也不对外提供电能，这种状态叫做供电端1的初始状态；

（b）当受供端2已接入供电输出线3，即接入a输出线和b输出线，并启动启动开关2-8后，储能器件2-7仅向自切电路2-6中的稳压电路2-6-1提供瞬间电能，用于维持信息采集2-4、第二电力通讯模块2-3及受供中央处理器2-2的瞬间工作，此间受供中央处理器2-2通过第二电力通讯模块2-3、供电输出线3、第一电力通讯模块1-3向第一主供中央处理器1-2发出第一次求电信息，请求得到自切电路2-6、信息采集2-4、受供中央处理器2-2和第二电力通讯模块2-3持续稳定工作的电能，第一主供中央处理器1-2确认此信息后，启动第一发生器1-4，若第一前端主供1-1所提供的电能符合直接使用要求则直接取得；否则，启动第一发生器1-4将第一前端主供1-1所提供的电能转变成安全的且仅能维持受供端2相应电路持续稳定工作的电能，从供电输出线3送向受供端2的自切电路2-6中的稳压电路2-6-1，以维持相关电路稳定运行；

（c）受供中央处理器2-2启动与供电端1的无线通讯，并通过第一无线通讯模块1-5和第二无线通讯模块2-5延时将来自信息采集2-4的用电主体2-1的用电参数信息即第二次求电信息发送给第一主供中央处理器1-2，第一主供中央处理器1-2收到此信息后，确认供电端1能够满足受供端2正常运行条件后，重启第一发生器1-4，并指令第一发生器1-4产生符合受供端2第二次请求信息参数的电能，但此时不急于输出，而是对输出接口进行供电前安全检测，并将检测参数反馈给第一主供中央处理器1-2，只有第一主供中央处理器1-2确认安检通过，并向第一发生器1-4发出输出指令，第一发生器1-4收到来自第一主供中央处理器1-2的输出指令后，第一发生器1-4才通过供电输出线3输出电能，否则关闭第一发生器1-4，回到步骤（a）所说的供电端1的初始状态；

受供中央处理器2-2启动与供电端1的无线通讯，具体步骤是，受供中央处理器2-2指令第二无线通讯模块2-5向第一无线通讯模块1-5发出握手信号，第一主供中央处理器1-2将第一无线通讯模块1-5收到的第二无线通讯模块2-5的地址信息与有线通讯地址信息比对，比对无误便将两同一地址信息合并处理（有线通讯信息优先处理，无线通讯信息补充），比对失败，循环比对；

（d）当受供端2得到正常运行的电能后，自切电路2-6首先将此电一路送往变压电路2-6-2再送往稳压电路2-6-1，待自切电路2-6、信息采集2-4、受供中央处理器2-2和第二电力通讯模块2-3持续稳定运行后，受供中央处理器2-2指令自切电路2-6向用电主体2-1输出相应电能，同时通过信息采集2-4对用电主体2-1的运行参数实时检测同步反馈给受供端2的受供中央处理器2-2，当受供中央处理器2-2检测到用电主体2-1运行参数，会将此参数与二次求电信息参数进行比对，当受供中央处理器2-2检测到用电主体2-1运行参数异常或中断，将向自切电路2-6发出指令，中断用电主体2-1供电，同时通过第一无线通讯模块1-5和第二无线通讯模块2-5向第一主供中央处理器1-2发出运行异常信息，第一主供中央处理器1-2收到此信息，将及时关闭第一发生器1-4，回到步骤（a）所说的供电端1的初始状态。

在上述供电端1与受供端2一对一精准控制微系统的基础上，增加受供端2的数量，使受供端2的个数M≥2，并在每一个受供端2的信息码中加入地址码，从而使供电端1能够精准识别和有效控制，同时此子系统又可作为上一级供电端1的受供端2，还可以配合上一级供电端1一起作为再上一级供电端1的受供端2，如此原理循环扩展，形成有效的供用电精准控制管理系统。

为了兼容传统用电设备的有效智能化管理，在精准控制管理系统基础上简化和重新配置，形成模糊控制微系统（以下简称模控1+1）。如图2所示，模糊控制微系统的供电端1包括第二主供中央处理器1-12，还包括与第二主供中央处理器1-12通信连接的参数采集1-13、第二发生器1-14、存储器1-15和注册器1-16，以及同时与参数采集1-13和第二发生器1-14通信连接的第二前端主供1-11，参数采集1-13同时与第二发生器1-14和存储器1-15通信连接；受供端2包括负载主体2-11及与其电连接的负载开关2-12，第二发生器1-14借助供电输出线3与负载主体2-11电连接。

所述的第二发生器1-14包括检测控制电压发生器1-14-1和与检测控制电压发生器1-14-1通信连接的输出模块1-14-2，第二前端主供1-11同时与检测控制电压发生器1-14-1和输出模块1-14-2通信连接，输出模块1-14-2与第二主供中央处理器1-12通信连接，输出模块1-14-2与参数采集1-13通信连接，输出模块1-14-2借助供电输出线3与负载主体2-11电连接。输出模块1-14-2既负责负载电源的输出和关闭，又负责电源提供前的负载电抗参数检测，同时将此参数通过参数采集1-13提供给第二主供中央处理器1-12。

所述的输出模块1-14-2包括阻抗检测电路、感抗检测电路、容抗检测电路、电流检测电路和输出电能开关电路，阻抗检测电路、感抗检测电路、容抗检测电路和电流检测电路都与第二主供中央处理器1-12通信连接且四者的输出端都与参数采集1-13连接，输出电能开关电路同时与检测控制电压发生器1-14-1和负载主体2-11连接。

所述的注册器1-16包括注册按键1-16-1以及与注册按键1-16-1电连接的注册电路1-16-2，注册电路1-16-2与第二主供中央处理器1-12通信连接。

所述的模糊控制微系统的供电端1还包括与第二主供中央处理器1-12通信连接的第三无线通讯模块1-17。

在此基础上，模糊控制微系统的管理方法包括以下步骤：

（a）当负载主体2-11第一次接入模控1+1系统，并打开负载开关2-12，系统因无法识别将不予供电，若此时启动注册器1-16的注册按键1-16-1，使注册器1-16的注册电路1-16-2向第二主供中央处理器1-12发出请求注册信号，第二主供中央处理器1-12对参数采集1-13送来的负载电参数（阻抗、容抗、感抗等静态信息）登记注册，产生一个注册号F并与之绑定，存储在存储器1-15中；

（b）当该负载主体2-11再次接入模控1+1系统时，第二主供中央处理器1-12将参数采集1-13送来的负载电参数与存储器1-15中存储的注册号F的参数进行比对，比对结果在允许误差范围内时，第二发生器1-14的输出模块1-14-2借助供电输出线3向负载主体2-11提供电源，同时将负载主体2-11实时运行电流参数通过参数采集1-13送给第二主供中央处理器1-12；比对失败则循环比对，循环比对失败三次，则停止比对，且不向负载主体2-11提供电源。

所述的管理方法还包括：当第二主供中央处理器1-12得到的负载电抗参数接近无穷大或者运行电流接近零时，第二发生器1-14禁止输出电能，进入待载检测状态；当第二主供中央处理器1-12得到的负载电抗参数接近零或者运行电流接近无穷大时，第二发生器1-14禁止输出电能，进入短路保护状态。

管理系统包括上述的精准控制微系统和模糊控制微系统时，如图4所示，管理系统还包括依次通信连接的前端总控电源模块7、供电电压异常模块5、总控中央处理器4和总控通讯模块12，还包括与总控中央处理器4连接的需求负载监测模块6、模糊控制IO模块8和精准控制IO模块9，前端总控电源模块7的输入端与三相四线电源连接，需求负载监测模块6与三相四线电源连接，总控中央处理器4借助交流接触器驱动电路10与连接在三相四线电源中的交流接触器11电连接，模糊控制IO模块8的输出端与模糊控制微系统的第二前端主控1-11连接，精准控制IO模块9的输出端与精准控制微系统的第一前端主控1-1连接。

如图5所示，管理系统包括云控制平台A和四个链路系统A1、A2、A3、A4时，云控制平台A包括处理器B2，还包括与处理器B2通信连接的通讯台B1、控制台B3和存储器B4，每个链路系统与云控制平台A之间都是采用无线远程通讯方式连接，每个链路系统的所有单元的运行过程都在云控制平台A监控之下，云控制平台A监控对象授权状态下，可随时处理任一链路系统任一单元的应急状况。

如图4所示，管理系统的每个链路系统由L1、L2、L3、NM三相四线输入端，交流接触器11，交流接触器驱动电路10，前端总控电源模块7，供电电压异常检测模块5，总控中央处理器4，需求负载监测模块6，模糊控制IO模块8，精准控制IO模块9，总控通讯模块12，模糊控制IO模块8以及精准控制IO模块9组成控制前端。

模糊控制IO模块0的输出端口OM1到OMN是由N个输入电压同是三相四线的模控1+1微系统的供电端合并而成，其输入端口合并为公共输入端口IM1；精准控制IO模块0的输出端口OJ1到OJN则是由N个输入电压同是三相四线的精控1+1微系统的供电端合并组成，其输入端口合并为公共输入端口IJ1。即在相同的控制模式下，相同的电压输入口合并接在同一输入端，而各输出端口独立输出。

同理，由IM11、模糊控制IO模块 1 以及端口OM111到OM11N组成的单元模组也是由N个输入电压同是三相四线的模控1+1微系统合并而成，它的输入端口IM11与上级模组的IM1相连接，而其输出端口可继续一级一级扩展一直连接到由IMN1、模糊控制IO模块N 及其输出端口OM1N1到OM1NN组成的模糊控制模组；由IJ11、精准控制IO模块 1 以及端口OJ111到OJ11N组成的单元模组也是由N个输入电压同是三相四线的精控1+1微系统合并而成，它的输入端口IJ11与上级模组的IJ1相连接，而其输出端口可继续一级一级扩展一直连接到由IJN1、精准控制IO模块N及其输出端口OJ1N1到OJ1NN组成的精准控制模组，模糊控制模组和精准控制模组统称为控制模组。

在整个链路系统中的每一个输出端口，既可以连接下一级的控制模组，也可以连接负载，但为了便于控制管理，防止误控，模控部分的模组及其相应负载禁止在同一端口并联，精控部分的模组或者负载在额定承载范围内可以在同一端口任意并联，但当出现端口保护状况的时候，同一端口下的所有模组和负载都将受到影响。

如图4所示，当三相四线电源由端子L1、L2、L3、NM接入链路系统，供电电压异常检测模块5首先对输入电压、相位、频率等参数进行检测，检测无异常，则由前端总控电源模块7产生前端及各模组检测和控制所需保持安全电压和安全电流范围之内的电能，交流接触器11一直处于断开状态，将此电能对模糊控制各模组供电或者断续供电，使系统对模糊供电各端口实时或者定时进行电抗参数检测，若此时OM1N1到OM1NN中有负载接入，则会使相应端口某电抗（容抗、阻抗或者感抗等）参数介于零和无穷大之间，模组将此组电抗参数从IMN1逐级上传至总控中央处理器4，

总控中央处理器4首先将此参数与注册参数（包括各模组注册参数）进行比对，若比对结果与某组注册参数相同，总控中央处理器4首先沿路径与各模组及相应端口建立无线通讯连接，以防止运行电流影响系统通讯，然后通过交流接触器驱动电路10驱动交流接触器11吸合，并沿路径向负载提供所需电能，随即，负载所在模组将负载端口运行参数实时上传给总控中央处理器4，总控中央处理器4会根据漏电、过载等异常情况随时关闭相关端口供电，直到端口电抗参数再次恢复为空，延时释放端口重新进入初始检测状态。这里延时释放端口是为了防止接触不良断载情况。

精准控制IO模块，在负载接入但未启动之前，无需前端提前提供待机电能，对于手动启动的负载，总控中央处理器4会将最后一次注册参数与上传路径绑定，并沿此路径按需提供电能，负载遥控器具有与所控负载相同的地址码，且需要设定与负载所在链路系统的无线通讯联系，当第一次使用负载遥控器启动负载时，总控中央处理器4根据负载遥控器发来的地址码和供电请求，

首先沿由同一地址码最近一次启动供电路径，提供负载待机电能，负载得到待机电能后，所在模块逐级上传负载请求信息到总控中央处理器4，前端沿此路径按需提供电能。若在此路径无法得到负载信息，则同时或者逐一向各无负载地址传送端口提供待机电能，若在此过程中收到此负载传来的路经信息，则按负载信息上传路径按需提供负载运行电能。否则，停止向此负载提供电能。

云控制平台可以对任一链路系统及其任一接口以及有地址码且链路系统可控的负载，条件注册和远程应急控制。

当链路系统中某个端口需要云控制平台远程控制时，要首先在云控制平台进行条件注册，但端口必须具备获得对注册条件参数实时监测的能力，并可将此参数通过链路系统前端实时上传到云控制平台。

在链路系统正常运行过程中，云控制平台不对链路系统做任何干涉，只对注册的条件值进行监控，一旦注册端口条件值进入可控范围，则立即向链路前端发出操作指令，控制相应端口。

本发明采用逐级验证、集中管理、条件检测、按需分配的自动化供用电管理模式，实现了输电线路空载无供电、用电参数信息异常无供电、用电端运行异常对供电端输出及时保护的智能化安全管理。可以有效解决传统的粗放式用电管理模式存在的用电客户分散难于管理的难题，同时可以有效降低因超载、短路、漏电等引起的社会灾难性问题（如电火灾、触电等）发生的几率，减少由于线路铺设不合理或者老化引起的空载损耗、待机损耗造成的能源浪费。

Claims (4)

1.智能供用电管理系统，包括供电端(1)、受供端(2)、以及用来连接供电端(1)和受供端(2)的供电输出线(3)，其特征在于，所述的管理系统为精准控制微系统，在此基础上，所述的供电端(1)包括第一主供中央处理器(1-2)，还包括与第一主供中央处理器(1-2)通讯连接的第一电力通讯模块(1-3)、第一发生器(1-4)和第一无线通讯模块(1-5)，以及同时与第一主供中央处理器(1-2)、第一电力通讯模块(1-3)、第一发生器(1-4)和第一无线通讯模块(1-5)电连接的第一前端主供(1-1)；

受供端(2)包括受供中央处理器(2-2)，还包括与受供中央处理器(2-2)通讯连接的第二电力通讯模块(2-3)、信息采集(2-4)、第二无线通讯模块(2-5)、自切电路(2-6)、储能器件(2-7)和启动开关(2-8)，以及同时与信息采集(2-4)和自切电路(2-6)电连接的用电主体(2-1)，自切电路(2-6)还同时与第二电力通讯模块(2-3)、信息采集(2-4)、启动开关(2-8)电连接，启动开关(2-8)与储能器件(2-7)电连接，第二无线通讯模块(2-5)与第一无线通讯模块(1-5)通讯连接；

供电输出线(3)同时与第一电力通讯模块(1-3)、第一发生器(1-4)、第二电力通讯模块(2-3)、自切电路(2-6)通讯连接；

智能供用电管理系统的管理方法包括以下步骤：

(a)在受供端(2)未连接或者虽连接但未启动启动开关(2-8)的状态下，第一前端主供(1-1)仅向第一主供中央处理器(1-2)和第一电力通讯模块(1-3)提供维持正常运行的电能，而第一发生器(1-4)不工作，供电输出线(3)无电；受供端(2)的储能器件(2-7)也不对外提供电能，这种状态叫做供电端(1)的初始状态；

(b)当受供端(2)已接入供电输出线(3)，并启动启动开关(2-8)后，储能器件(2-7)仅向自切电路(2-6)中的稳压电路(2-6-1)提供瞬间电能，用于维持信息采集(2-4)、第二电力通讯模块(2-3)及受供中央处理器(2-2)的瞬间工作，此间受供中央处理器(2-2)通过第二电力通讯模块(2-3)、供电输出线(3)、第一电力通讯模块(1-3)向第一主供中央处理器(1-2)发出第一次求电信息，请求得到自切电路(2-6)、信息采集(2-4)、受供中央处理器(2-2)和第二电力通讯模块(2-3)持续稳定工作的电能，第一主供中央处理器(1-2)确认此信息后，启动第一发生器(1-4)，此时，若第一前端主供(1-1)所提供的电能符合直接使用要求则直接取得；否则，启动第一发生器(1-4)将第一前端主供(1-1)所提供的电能转变成安全的且仅能维持受供端(2)相应电路持续稳定工作的电能，从供电输出线(3)送向受供端(2)的自切电路(2-6)中的稳压电路(2-6-1)，以维持相关电路稳定运行；

(c)受供中央处理器(2-2)启动与供电端(1)的无线通讯，并延时将来自信息采集(2-4)的用电主体(2-1)的用电参数信息即第二次求电信息发送给第一主供中央处理器(1-2)，第一主供中央处理器(1-2)收到此信息后，确认供电端(1)能够满足受供端(2)正常运行条件后，重启第一发生器(1-4)，并指令第一发生器(1-4)产生符合受供端(2)第二次请求信息参数的电能，但此时不急于输出，而是对输出接口进行供电前安全检测，并将检测参数反馈给第一主供中央处理器(1-2)，只有第一主供中央处理器(1-2)确认安检通过，并向第一发生器(1-4)发出输出指令，第一发生器(1-4)收到来自第一主供中央处理器(1-2)的输出指令后，第一发生器(1-4)才通过供电输出线(3)输出电能，否则关闭第一发生器(1-4)，回到步骤(a)所说的供电端(1)的初始状态；

(d)当受供端(2)得到正常运行的电能后，自切电路(2-6)首先将此电一路送往自切电路(2-6)的变压电路(2-6-2)再送往稳压电路(2-6-1)，待自切电路(2-6)、信息采集(2-4)、受供中央处理器(2-2)和第二电力通讯模块(2-3)持续稳定运行后，受供中央处理器(2-2)指令自切电路(2-6)向用电主体(2-1)输出相应电能，同时通过信息采集(2-4)对用电主体(2-1)的运行参数实时检测同步反馈给受供端(2)的受供中央处理器(2-2)，当受供中央处理器(2-2)检测到用电主体(2-1)运行参数，会将此参数与二次求电信息参数进行比对，当受供中央处理器(2-2)检测到用电主体(2-1)运行参数异常或中断，将向自切电路(2-6)发出指令，中断用电主体(2-1)供电，同时向第一主供中央处理器(1-2)发出运行异常信息，第一主供中央处理器(1-2)收到此信息，将及时关闭第一发生器(1-4)，回到步骤(a)所说的供电端(1)的初始状态。

2.根据权利要求1所述的智能供用电管理系统，其特征在于：所述的自切电路(2-6)包括缓存电路(2-6-3)，还包括同时与缓存电路(2-6-3)通信连接的稳压电路(2-6-1)、变压电路(2-6-2)和超压保护电路(2-6-4)，稳压电路(2-6-1)与变压电路(2-6-2)通讯连接，稳压电路(2-6-1)借助启动开关(2-8)与储能器件(2-7)电连接，稳压电路(2-6-1)和缓存电路(2-6-3)都与受供中央处理器(2-2)通讯连接，超压保护电路(2-6-4)与供电输出线(3)通讯连接，缓存电路(2-6-3)与用电主体(2-1)电连接。

3.根据权利要求1所述的智能供用电管理系统，其特征在于：步骤(c)中所述的受供中央处理器(2-2)启动与供电端(1)的无线通讯，具体步骤是，受供中央处理器(2-2)指令第二无线通讯模块(2-5)向第一无线通讯模块(1-5)发出握手信号，第一主供中央处理器(1-2)将第一无线通讯模块(1-5)收到的第二无线通讯模块(2-5)的地址信息与有线通讯地址信息比对，比对无误便将两同一地址信息合并处理，比对失败则循环比对。

4.根据权利要求1所述的智能供用电管理系统，其特征在于：在上述供电端(1)与受供端(2)一对一精准控制微系统的基础上，增加受供端(2)的数量，使受供端(2)的个数M≥2，并在每一个受供端(2)的信息码中加入地址码，从而使供电端(1)能够精准识别和有效控制，同时此子系统又可作为上一级供电端(1)的受供端(2)，还可以配合上一级供电端(1)一起作为再上一级供电端(1)的受供端(2)，如此原理循环扩展。

Images