CN113594798B - 一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，包括电压采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；电流采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；控制模块，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块传递给远程终端设备；本发明通过设置电流采集模块和电压采集模块，分别采集连接设备的工作电流和瞬间启动电压，准备识别每个用户下不同插排连接的用电设备，实现对用户不同功率的连接设备进行智能断电，既方便了用户其他用电设备的正常使用，又实现了电网用户需求侧的负荷调度。

Description

一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排
技术领域
本发明涉及电气控制技术领域，尤其涉及一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排。
背景技术
多元融合高弹性电网是国网浙江电力推动国家电网有限公司战略目标落地的物质基础，随着全社会用电负荷峰值不断突破记录，电网调峰压力日趋增长，为了解放多高弹电网的建设与发展，亟待开拓更广泛的需求响应手段。低压用户负荷曲线与电网负荷曲线高度匹配，峰值负荷时段相重合，其时间特性、可中断特性符合多高弹电网建设需求。
“双百万行动”是国网浙江电力稳步推进多元融合高弹性电网建设的一项重要工作。目前，“百万负荷”主要围绕以大用户的高压需求侧响应展开，低压需求侧响应由于无法实现精准负荷远距离自动控制，响应时段内不能做出及时有效的响应，一直以来无法大规模落实，距离实现“百万用户”还有一定差距。
单相费控电能表虽然具备响应控制能力，但其控制功能仅支持整户通断，不满足优质服务的理念，亟需寻找一种精准实时的负荷管理方式。
例如，中国专利CN201810906194.X公开了远程控制插座的方法以及具有远程控制功能的插座系统。该申请通过手机等终端对于插座的状态和开关进行监控，防止了插座长时间无人看守的弊端；但是该申请对于插座上的设备无法进行准确识别，只能盲目的对整个插座进行断电处理，无法应用于电网的需求侧精准负荷调控。
发明内容
本发明主要解决现有的技术中难以实现电网需求侧精准负荷调控的问题；提供一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，识别每个电网用户不同插排上的用电设备，根据用电设备的用电状况，进行更加精准的负荷调控。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，包括壳体，起到支撑和保护作用，在断电阶段时隔断外部插头与供电模块的连接；电压采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；电流采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；控制模块，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块传递给远程终端设备；供电模块，设置在壳体内，用于给连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；断电模块，用于断开连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接。设置电流采集模块和电压采集模块，分别采集连接设备的工作电流和瞬间启动电压，根据两者共同判断连接设备的类型，更加准确，减少判断产生的失误，电网根据控制模块传递过来的结果，准备识别每个用户下不同插排上连接的用电设备，实现对用户用电的全息感知，根据负荷调控需求，进行精准调控，对用户不同功率的连接设备进行智能断电，既方便了用户其他用电设备的正常使用，又实现了电网用户需求侧的负荷调度，实现双赢。
作为优选，所述的壳体包括底座、上盖、第一挡块、第二挡块、第一弹簧、第一弹性限位柱和第二弹性限位柱，所述底座与上盖卡接，所述上盖设有隔间，所述隔间的上板和下板均设置有相对应的第一插孔和第二插孔，所述下板设置有滑槽，所述第一挡块和第二挡块均滑动安装在滑槽内，所述第一弹簧的一端与第一挡块连接，所述第一弹簧的另一端与第二挡块连接，所述下板设置有第一限位槽孔和第二限位槽孔，所述第一弹性限位柱安装在第一限位槽孔内，所述第二弹性限位柱安装在第二限位槽孔内，所述第一挡板设置有第一卡槽，所述第一卡槽与第一弹性限位柱相匹配，所述第二挡块设置有第二卡槽，所述第二卡槽与第二弹性限位柱相匹配，所述第一挡块被第一弹性限位柱限位卡接时将第一插孔隔断，所述第二挡块被第二弹性限位柱限位卡接时将第二插孔隔断。当签约用户处于断电状态时，为了防止用户将用电设备插在插排上，通过第一挡块和第二挡块进行插排插孔的遮挡，防止断电过后来电的一瞬间，电压过高，导致用户的用电设备与插排供电插孔的接触部位产生电火弧，提高安全性。
作为优选，所述的第一弹性限位柱包括第二弹簧、第一限位块和第一电子开关，所述第二弹簧的第一端与第一限位槽孔的底部连接，所述第二弹簧的第二端与第一限位块的尾部连接，第二弹簧收缩时所述第一限位块的头部与第一限位槽孔的槽口相持平，所述第二弹簧处于自然状态时所述第一限位块的头部与第一卡槽的槽底抵接，所述第二弹簧经第一电子开关与供电模块连接，所述第一电子开关的控制端与控制模块连接。通过第二弹簧的通电收缩或断电回复，实现第一限位柱的收缩或伸出，实现对第一挡块的正常滑动或限位卡接。
作为优选，所述的第二弹性限位柱包括第三弹簧、第二限位块和第二电子开关，所述第三弹簧的第一端与第二限位槽孔的底部连接，所述第三弹簧的第二端与第二限位块的尾部连接，第三弹簧收缩时所述第二限位块的头部与第二限位槽孔的槽口相持平，所述第三弹簧处于自然状态时所述第二限位块的头部与第二卡槽的槽底抵接，所述第三弹簧经第二电子开关与供电模块连接，所述第二电子开关的控制端与控制模块连接。通过第三弹簧的通电收缩或断电回复，实现第二限位柱的收缩或伸出，实现对第二挡块的正常滑动或限位卡接。
作为优选，所述的第一限位块的头部设置有第一磁铁，所述第一卡槽的槽底设置有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相匹配。通过第一磁铁和第二磁性的相互吸引，使得第一限位块与第一卡槽的卡接更加牢固可靠。
作为优选，所述的第二限位块的头部设置有第三磁铁，所述第二卡槽的槽底设置有第四磁铁，所述第三磁铁和第四磁铁相匹配。通过第三磁铁和第四磁性的相互吸引，使得第二限位块与第二卡槽的卡接更加牢固可靠。
作为优选，所述的第一挡块和第二挡块的形状均为直角三角形。方便用户的用电设备的插头插入插排。
作为优选，还包括第三电子开关，所述第一弹簧经第三电子开关与供电模块连接，所述第三电子开关的控制端与控制模块连接。通过对第一弹簧通电使得第一弹簧收缩，将第一挡块和第二挡块拉近，使得第一挡块和第二挡块原理插孔，进一步方便了用户的用电设备的插头插入插排。
本发明的有益效果是：（1）通过设置电流采集模块和电压采集模块，分别采集连接设备的工作电流和瞬间启动电压，根据两者共同判断连接设备的类型，更加准确，减少失误，电网根据控制模块传递过来的结果，准备识别每个用户下不同插排上连接的用电设备，实现对用户用电的全息感知，实现对用户不同功率的连接设备进行智能断电，既方便了用户其他用电设备的正常使用，又实现了电网用户需求侧的负荷调度，实现双赢；（2）在壳体设置挡块，在签约用户断电期间，防止用户继续连接用电设备，提高安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的智能插排的结构框图。
图2是本发明实施例的壳体的结构示意图。
图中1、上盖，2、底座，3、第一插孔，4、第二插孔，5、第一挡块，6、第二挡块，7、第一弹簧，8、第一限位块，9、第二弹簧，10、第一卡槽，11、第二限位块，12、第三弹簧，13、第二卡槽，211、控制模块，212、电压采集模块，213、电流采集模块，214、供电模块，215、断电模块，216、电力载波通讯模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，如图1所示，包括壳体（图1中未画出），起到支撑和保护作用，在断电阶段时隔断外部插头与供电模块的连接；电压采集模块212，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；电流采集模块213，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；控制模块211，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块216传递给远程终端设备；供电模块214，设置在壳体内，用于给连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；断电模块215，用于断开连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接。
如图2所示，壳体包括底座2、上盖1、第一挡块5、第二挡块6、第一弹簧7、第一弹性限位柱和第二弹性限位柱，底座与上盖卡接，上盖设有隔间，隔间的上板和下板均设置有相对应的第一插孔3和第二插孔4，下板设置有滑槽，第一挡块和第二挡块均滑动安装在滑槽内，第一弹簧的一端与第一挡块连接，第一弹簧的另一端与第二挡块连接，下板设置有第一限位槽孔和第二限位槽孔，第一弹性限位柱安装在第一限位槽孔内，第二弹性限位柱安装在第二限位槽孔内，第一挡板设置有第一卡槽10，第一卡槽与第一弹性限位柱相匹配，第二挡块设置有第二卡槽13，第二卡槽与第二弹性限位柱相匹配，第一挡块被第一弹性限位柱限位卡接时将第一插孔隔断，第二挡块被第二弹性限位柱限位卡接时将第二插孔隔断。
电压采集模块、电流采集模块、控制模块、供电模块和断电模块均设置在底座内。
第一弹性限位柱包括第二弹簧9、第一限位块8和第一电子开关，第二弹簧的第一端与第一限位槽孔的底部连接，第二弹簧的第二端与第一限位块的尾部连接，第二弹簧收缩时第一限位块的头部与第一限位槽孔的槽口相持平，第二弹簧处于自然状态时第一限位块的头部与第一卡槽的槽底抵接，第二弹簧经第一电子开关与供电模块连接，第一电子开关的控制端与控制模块连接。
第二弹性限位柱包括第三弹簧12、第二限位块11和第二电子开关，第三弹簧的第一端与第二限位槽孔的底部连接，第三弹簧的第二端与第二限位块的尾部连接，第三弹簧收缩时第二限位块的头部与第二限位槽孔的槽口相持平，第三弹簧处于自然状态时第二限位块的头部与第二卡槽的槽底抵接，第三弹簧经第二电子开关与供电模块连接，第二电子开关的控制端与控制模块连接。
第一限位块的头部设置有第一磁铁，第一卡槽的槽底设置有第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁相匹配。
第二限位块的头部设置有第三磁铁，第二卡槽的槽底设置有第四磁铁，第三磁铁和第四磁铁相匹配。
第一挡块和第二挡块的形状均为直角三角形，直角三角形的斜边与上板的插孔位置对应。
第一卡槽的槽底、第二卡槽的槽底、第一限位块的头部以及第二限位块的头部均为圆弧形的形状。通过圆弧形的接触面，使得第一限位块的头部与第一卡槽的槽底在第一磁铁和第二磁铁的吸附力下，连接更加牢固可靠，使得外部连接设备的插头挤压直角三角形的第一挡块的斜边时，第一挡块不再沿着滑槽滑动，下板的第一插孔与上板的第一插孔对应，外部连接设备的插头与底座上的供电模块连接。
供电模块为若干个二插插孔或三插插孔，同时，还设置有电源模块，与110V或220V的电网电线连接，通过电源模块转换为5V的电压，为控制模块供电，断电模块断开二插插孔或三插插孔与110V或220V的电网电线的连接，电源模块与控制模块的供电正常，不受断电模块影响。
实施例二，一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，本实施例与实施例一相比，区别在于，本实施例增加了第三电子开关，第一弹簧经第三电子开关与供电模块连接，第三电子开关的控制端与控制模块连接；其余结构同实施例一，与实施例一相比，本实施例通过对第一弹簧通电使得第一弹簧收缩，将第一挡块和第二挡块拉近，使得第一挡块和第二挡块原理插孔，进一步方便了用户的用电设备的插头插入插排。
本发明的智能插排主要应用于与电网签约的负荷调度签约用户，通过电流采集模块和电压采集模块，分别采集连接设备的工作电流和瞬间启动电压，实现家用负荷的精准负荷管理，管理更加细致，可以管理小型家用电器，例如台灯、手机、剃须刀等各种充电器，基于电力载波通讯，无需设施和更改通讯，可即插即用，更加方便。
本发明的控制模块为计量芯片，远程终端设备为电脑或手机，在采集用户的连接设备的工作电流和瞬间启动电压时，通过采集的电流波形和电压波形，进行签约用户的用电习惯分析以及用电类型分析，实现居民用电习惯的分析，自动识别接入的负荷类型（如手机充电器等），可以形成大量的电力数据，分析居民对小型家用电器的用电习惯，如台灯的高峰使用时段，手机充电器的使用习惯，同时可以实现电器由电网企业进行托管，例如手机充电器，可以每天凌晨2、3点进行断电，避免过冲，可以智能化的实现插排的每一个插孔的智能控制，也能实现整个插排的控制，管理更加精细化。
本发明的工作原理为：正常情况下，第一弹簧、第二弹簧和第三均处于通电收缩状态，签约用户与电网签约后，约定断电时间，到达签约用户的断电时间段时，控制模块控制断电模块对用户进行断电，对于为插入用户用电设备的插孔，进行遮挡处理，通过控制模块先给第一弹簧断电，第一弹簧回复自然状态，在第一弹簧回复自然状态的过程中将第一挡块和第二挡块往两侧推动，使得第一挡块挡住第一插孔，第二挡块挡住第二插孔，同时，第一挡块的第一卡槽位置到达第一弹性限位柱的位置，第二挡块的第二卡槽的位置到达第二弹性限位柱的位置，再将第二弹簧和第三弹簧断电，第二弹簧和第三弹簧回复自然状态，第二弹簧和第三弹簧回复自然状态的过程中，将第一限位块和第二限位块往上推，使得第一限位块与第一卡槽卡接，第二限位块与第二卡槽卡接，通过内置的磁铁使得卡接更加牢固和紧密，防止断电过后来电的一瞬间，电压过高，导致用户的用电设备与插排供电插孔的接触部位产生电火弧，提高安全性。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，其特征在于，包括：
壳体，起到支撑和保护作用，在断电阶段时隔断外部插头与供电模块的连接；
电压采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的瞬间启动电压，与控制模块连接；
电流采集模块，用于采集连接在插排上的连接设备的工作电流，与控制模块连接；
控制模块，根据电压采集模块传递的连接设备的瞬间启动电压和电流采集模块的接设备的工作电流判断连接设备的类型，将判断结果通过电力载波通讯模块传递给远程终端设备；
供电模块，设置在壳体内，用于给连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；
断电模块，用于断开连接在插排上的连接设备供电，与控制模块连接；
所述壳体包括底座、上盖、第一挡块、第二挡块、第一弹簧、第一弹性限位柱和第二弹性限位柱，所述底座与上盖卡接，所述上盖设有隔间，所述隔间的上板和下板均设置有相对应的第一插孔和第二插孔，所述下板设置有滑槽，所述第一挡块和第二挡块均滑动安装在滑槽内，所述第一弹簧的一端与第一挡块连接，所述第一弹簧的另一端与第二挡块连接，所述下板设置有第一限位槽孔和第二限位槽孔，所述第一弹性限位柱安装在第一限位槽孔内，所述第二弹性限位柱安装在第二限位槽孔内，所述第一挡块设置有第一卡槽，所述第一卡槽与第一弹性限位柱相匹配，所述第二挡块设置有第二卡槽，所述第二卡槽与第二弹性限位柱相匹配，所述第一挡块被第一弹性限位柱限位卡接时将第一插孔隔断，所述第二挡块被第二弹性限位柱限位卡接时将第二插孔隔断；
所述第一弹性限位柱包括第二弹簧、第一限位块和第一电子开关，所述第二弹簧的第一端与第一限位槽孔的底部连接，所述第二弹簧的第二端与第一限位块的尾部连接，第二弹簧收缩时所述第一限位块的头部与第一限位槽孔的槽口相持平，所述第二弹簧处于自然状态时所述第一限位块的头部与第一卡槽的槽底抵接，所述第二弹簧经第一电子开关与供电模块连接，所述第一电子开关的控制端与控制模块连接；
所述第二弹性限位柱包括第三弹簧、第二限位块和第二电子开关，所述第三弹簧的第一端与第二限位槽孔的底部连接，所述第三弹簧的第二端与第二限位块的尾部连接，第三弹簧收缩时所述第二限位块的头部与第二限位槽孔的槽口相持平，所述第三弹簧处于自然状态时所述第二限位块的头部与第二卡槽的槽底抵接，所述第三弹簧经第二电子开关与供电模块连接，所述第二电子开关的控制端与控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，其特征在于，
所述第一限位块的头部设置有第一磁铁，所述第一卡槽的槽底设置有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，其特征在于，
所述第二限位块的头部设置有第三磁铁，所述第二卡槽的槽底设置有第四磁铁，所述第三磁铁和第四磁铁相匹配。
4.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，其特征在于，
所述第一挡块和第二挡块的形状均为直角三角形。
5.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的全息感知智能插排，其特征在于，
还包括第三电子开关，所述第一弹簧经第三电子开关与供电模块连接，所述第三电子开关的控制端与控制模块连接。
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