CN114389369A - 一种电房负荷智能监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及电力监控技术领域,具体而言,涉及一种电房负荷智能监控系统及方法。
背景技术
陶瓷厂电房一般是一个由多台变压器并列供电的供电网路。此供电网路所供电的设备包括负荷占比较重且瞬间起动电流大的多路球磨机。为了实现电能调配及经济效益的最优化,陶瓷厂通常选择在深夜谷电价时尽最大量投运球磨机。与此同时,该供电网路也为负荷相对较小的窑炉、陶瓷喷墨机等核心设备进行供电。相关核心设备运行时不能随便进行停电,否则将会造成窑炉停线以及喷墨机卡机等问题,给厂商带来不可估量的损失。
为确保核心设备如窑炉以及陶瓷喷墨机供电正常,管理人员往往根据经验选择性地压制及减少设备的投运,以避免出现因供电网路负荷严重超载而造成供电网路保护性跳闸,进而给厂商带来不可估量的损失的问题。
然而此种根据经验选择性地压制及减少设备的投运的方法,由于不能对供电网路的负荷情况进行实时监控,故而不能达到电能使用与经济效益的合理最大化,其有待改进。
发明内容
基于此,为了解决现有陶瓷厂根据管理人员经验选择性地压制及减少设备的投运的方法,不能达到电能使用与经济效益的合理最大化的问题,本发明提供了一种电房负荷智能监控系统及方法,其具体技术方案如下:
一种电房负荷智能监控系统,包括多台并列运行的变压器,多台所述变压器的原边均电连接在母线上,每台所述变压器的副边分别通过多个第一保护开关与多台第一用电设备电连接;所述电房负荷智能监控系统还包括电流采样模块以及控制模块。
所述电流取样模块串联在所述变压器的副边且用于实时采集所述变压器的输出电流。
所述控制模块用于接收所述变压器的输出电流且在所述变压器的输出电流大于或等于预设电流阈值时,驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,以及用于在所述变压器的输出电流小于所述预设电流阈值时根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作。
其中,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为每台所述变压器所对应的所述第一保护开关的数量,为每台所述变压器所对应的未进行跳闸操作的第一保护开关的数量,。
通过所述电流采样模块来实时采集所述变压器的输出电流,可以对电房供电网路的负荷情况进行实时监控。当所述变压器的输出电流大于或等于预设阈值时,通过驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作并使若干个所述第一保护开关对应的第一用电设备断电,进而使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,可以避免出现因供电网路负荷严重超载而造成供电网路保护性跳闸,进而给厂商带来不可估量的损失的问题。
在对若干个第一用电设备断电并且变压器输出电流低于预设电流阈值时,所述电房负荷智能监控系统根据约束函数自动逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作,无需依靠技术人员又或者管理人员根据自身知识经验去判断供电网路的负荷情况而进行选择性执行第一用电设备的重合闸操作,其不仅可以避免出现因技术人员又或者管理人员盲目错误执行第一用电设备重合闸操作而引起的供电网路保护性跳闸的问题,还可以最大限度地投入设备,以实现电能使用与经济效益的合理最大化。
综上所述,所述电房负荷智能监控系统不仅可以避免出现因技术人员又或者管理人员盲目错误执行第一用电设备重合闸操作而引起的供电网路保护性跳闸的问题,还可以最大限度地投入设备以实现电能使用与经济效益的合理最大化,其解决了现有陶瓷厂根据管理人员经验选择性地压制及减少设备的投运的方法,不能达到电能使用与经济效益的合理最大化的问题。
进一步地,所述控制模块还包括预设单元以及延时单元。
所述预设单元用于设定所述预设电流阈值。
所述延时单元用于设定跳闸动作延时阈值。
进一步地,每台所述变压器的副边分别通过多个第二保护开关与多台第二用电设备电连接。
进一步地,所述第一用电设备为球磨机,所述第二用电设备包括窑炉以及喷墨机。
进一步地,所述预设电流阈值为所述变压器的额定电流的1.05倍。
一种电房负荷智能监控方法,应用于上述的电房负荷智能监控系统,其包括如下步骤:
S1,实时采集变压器的输出电流;
S2,判断所述变压器的输出电流是否大于或等于预设电流阈值,若是,则驱动若干个第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,否则根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作。
其中,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为每台所述变压器所对应的所述第一保护开关的数量,为每台所述变压器所对应的未进行跳闸操作的第一保护开关的数量,。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步地理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中,相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明一实施例中一种电房负荷智能监控方法的整体流程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。
本发明一实施例中的一种电房负荷智能监控系统,包括电流采样模块、控制模块以及多台并列运行的变压器,多台所述变压器的原边均电连接在母线上,每台所述变压器的副边分别通过多个第一保护开关与多台第一用电设备电连接。多个所述第一保护开关与多台所述第一用电设备一一对应。
由于多台变压器并列运行,故而当一台所述变压器发生故障时,并列运行的其它变压器仍可以继续运行,以保证重要设备的用电;或当所述变压器需要检修时,可以先并联上备用的变压器,再将要检修的变压器停电检修。如此,则既能保证变压器的计划检修,又能保证不中断供电,提高供电的可靠性。
所述电流取样模块串联在所述变压器的副边且用于实时采集所述变压器的输出电流。具体而言,所述电流采样模块可以为单相电流表。
所述控制模块用于接收所述变压器的输出电流且在所述变压器的输出电流大于或等于预设电流阈值时,驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,以及用于在所述变压器的输出电流小于所述预设电流阈值时根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作。
具体而言,所述控制模块可以为PLC,若干个所述第一保护开关对应的用电设备为除包括窑炉以及喷墨机等核心设备以外的其它机器设备。核心设备的范围,可以由陶瓷厂管理人员事先选择设定,在此不再赘述。
其中,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为每台所述变压器所对应的所述第一保护开关的数量,为每台所述变压器所对应的未进行跳闸操作的第一保护开关的数量,。
需要说明一点,对于陶瓷厂球磨机,其在投料研磨、无新增物料投入且稳定运行后,随着物料颗粒直径逐渐变小,实际工作电流也会随之减少并最终稳定在一个数值范围内。即是说,对于未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备,其当前电流值也会随着物料颗粒直径的逐渐变小而减小。所述表示第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流减量,为一个负值。
对于执行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备,由于其可能存在停机后重新投入未研磨物料的情况,故而第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值可能随着物料的逐渐投入而逐渐增大,第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值在预设时间段内将产生一个电流增量。即是说,表示第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流增量,为一个正值。若执行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备未存在停机后重新投入未研磨物料的情况,则所述为一个负值。
通过所述约束函数,兼顾了未跳闸第一保护开关对应的第一用电设备以及重合闸第一保护开关对应的第一设备的电流变化量平均值,可以在使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值的情况下,最大限度地投入第一用电设备以实现电能使用与经济效益的合理最大化。具体地,即是在夜间低谷电价时,最大限度地投入第一用电设备以实现电能使用与经济效益的合理最大化。
通过所述电流采样模块来实时采集所述变压器的输出电流,可以对电房供电网路的负荷情况进行实时监控。当所述变压器的输出电流大于或等于预设阈值时,通过驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作并使若干个所述第一保护开关对应的用电设备断电,进而使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,可以避免出现因供电网路负荷严重超载而造成供电网路保护性跳闸,进而给厂商带来不可估量的损失的问题。
在对若干个用电设备断电并且变压器输出电流低于预设电流阈值时,所述电房负荷智能监控系统根据约束函数自动逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作,无需依靠技术人员又或者管理人员根据自身知识经验去判断供电网路的负荷情况,进行选择性执行用电设备的重合闸操作,其不仅可以避免出现因技术人员又或者管理人员盲目错误执行用电设备重合闸操作而引起的供电网路保护性跳闸的问题,还可以最大限度地投入设备,以实现电能使用与经济效益的合理最大化。
综上所述,所述电房负荷智能监控系统不仅可以避免出现因技术人员又或者管理人员盲目错误执行用电设备重合闸操作而引起的供电网路保护性跳闸的问题,还可以最大限度地投入设备,以实现电能使用与经济效益的合理最大化,其解决了现有陶瓷厂根据管理人员经验选择性地压制及减少设备的投运的方法,不能达到电能使用与经济效益的合理最大化的问题。
其中,为第台第一用电设备的实际功率。目标函数表示当驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作并使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值后,取多个处在合闸状态的第一保护开关对应的第一用电设备的实际功率总和的最大值。
由于陶瓷厂电房供电网络的用电设备的实际功率处在动态变化当中,故而每一台所述变压器的副边的输出电流以及多个处在运行状态的第一用电设备的实际功率也处在动态变化中。所述控制模块根据目标函数驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,可以最大限度地投入设备,进一步实现电能使用与经济效益的合理最大化,避免供电网络因为电流超载而保护性跳闸。
在其中一个实施例中,所述控制模块还包括预设单元以及延时单元。
所述预设单元用于设定所述预设电流阈值,所述延时单元用于设定跳闸动作延时阈值。所述控制模块在所述变压器的输出电流大于或等于预设电流阈值的时间大于所述跳闸动作延时阈值时,驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值。
用电设备在重启动时瞬间电流较大。通过设定所述跳闸动作延时阈值,可以避免因为第一用电设备在重启动时瞬间电流较大而引起的误跳闸。
在其中一个实施例中,每台所述变压器的副边分别通过多个第二保护开关与多台第二用电设备电连接。具体而言,所述第一用电设备为球磨机,所述第二用电设备包括窑炉以及喷墨机。
在其中一个实施例中,所述预设电流阈值为所述变压器的额定电流的1.05倍。所述跳闸动作延时阈值为8秒。考虑到电网电压的波动并结合实际经验,将所述预设电流阈值设置为所述变压器的额定电流的1.05倍以及将所述跳闸动作延时阈值设置为8秒,可以很好地避免因为电网电压波动等因素造成球磨机意外跳闸的问题。
在其中一个实施例中,如图1所示,一种电房负荷智能监控方法,应用于上述的电房负荷智能监控系统,其包括如下步骤:
S1,实时采集变压器的输出电流。
S2,判断所述变压器的输出电流是否大于或等于预设电流阈值,若是,则驱动若干个第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,否则根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作。
在这里,所述第一保护开关对应的第一用电设备为陶瓷厂电房供电网路中的球磨机。
其中,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个未进行跳闸操作的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备的当前电流值,为第个执行重合闸操作后的第一保护开关对应的第一用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值,为每台所述变压器所对应的所述第一保护开关的数量,为每台所述变压器所对应的未进行跳闸操作的第一保护开关的数量,。
即是说,当所述变压器的输出电流大于或等于预设电流阈值时,驱动最少数个的若干个第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,进而使尽可能多的第一用电设备继续保持正常运转状态,以最大程度地提高陶瓷厂多个球磨机的整体效率。
在其中一个实施例中,每台所述变压器的副边分别通过多个第二保护开关与多台第二用电设备电连接。具体而言,所述第一用电设备为球磨机,所述第二用电设备包括窑炉以及喷墨机,所述预设电流阈值为所述变压器的额定电流的1.05倍。
在本实施例中,若所述变压器的输出电流小于于预设电流阈值,则根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作。其中,表示第二用电设备的数量,为第个所述第二用电设备的当前电流值,为第个所述第二用电设备在上一个预设时间段的电流变化量平均值。当所述第二用电设备的当前电流值逐渐增大时,所述为正值,当所述第二用电设备的当前电流值逐渐减小时,所述为负值。
根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的若干个所述第一保护开关执行重合闸操作,充分考虑了第二用电设备的当前电流值以及电流变化量,不仅可以最大限度地投入设备以实现电能使用与经济效益的合理最大化,还可以更好地实现陶瓷厂电房负荷的智能监控。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种电房负荷智能监控系统,包括多台并列运行的变压器,多台所述变压器的原边均电连接在母线上,每台所述变压器的副边分别通过多个第一保护开关与多台第一用电设备电连接,其特征在于,所述电房负荷智能监控系统还包括:
电流取样模块,串联在所述变压器的副边且用于实时采集所述变压器的输出电流;
控制模块,用于接收所述变压器的输出电流且在所述变压器的输出电流大于或等于预设电流阈值时,驱动若干个所述第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,以及用于在所述变压器的输出电流小于所述预设电流阈值时根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作;
3.如权利要求2所述的一种电房负荷智能监控系统,其特征在于,所述控制模块还包括:
预设单元,用于设定所述预设电流阈值;
延时单元,用于设定跳闸动作延时阈值。
4.如权利要求3所述的一种电房负荷智能监控系统,其特征在于,每台所述变压器的副边分别通过多个第二保护开关与多台第二用电设备电连接。
5.如权利要求4所述的一种电房负荷智能监控系统,其特征在于,所述第一用电设备为球磨机,所述第二用电设备包括窑炉以及喷墨机。
6.如权利要求1所述的一种电房负荷智能监控系统,其特征在于,所述预设电流阈值为所述变压器的额定电流的1.05倍。
7.一种电房负荷智能监控方法,应用于如权利要求1-6中任一项所述的电房负荷智能监控系统,其特征在于,包括如下步骤:
S1,实时采集变压器的输出电流;
S2,判断所述变压器的输出电流是否大于或等于预设电流阈值,若是,则驱动若干个第一保护开关执行跳闸操作以使所述变压器的输出电流低于所述预设电流阈值,否则根据约束函数逐一驱动处在跳闸状态的个所述第一保护开关执行重合闸操作;
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