CN116345546A - 一种电力系统自动电压控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电力系统自动电压控制系统和方法，所述自动电压控制系统包括用于安装在小型供电设备、大型总供电设备、紧急供电设备和负荷设备分电盘之间的中心控制单元，负荷设备分电盘连接各负荷设备。本申请具有方便对电压进行自动切换以及具备节能省电的优点的效果。

Description

一种电力系统自动电压控制系统和方法

技术领域

本申请涉及电力系统控制的领域，尤其是涉及一种电力系统自动电压控制系统和方法。

背景技术

电压控制装置是一种调整电压，使得电压能稳定的输送至电子设备、精密仪器、精密设备等负载的调整控制装置，正常情况下，当负载需要供电时，有以下几种供电方式，第一种：通过自发电设备供电，第二种：通过电力公司供电，第三种：通过提前充好电的紧急电源供电，具体选择何种供电方式需要人工进行切换。

针对上述中的相关技术，发明人认为，当其中一种供电设备出现状况时，也无法进行自动切换，从而无法保证电压的稳定输出，当能实现自发电设备供电时，也不具备电源端切换功能，从而无达到节能省电的要求。

发明内容

为了方便对电压进行自动切换以及具备节能省电的优点，本申请提供一种电力系统自动电压控制系统和方法。

本申请提供的一种电力系统自动电压控制系统采用如下的技术方案：

一种电力系统自动电压控制系统，包括用于安装在小型供电设备、大型总供电设备、紧急供电设备和负荷设备分电盘之间的中心控制单元，负荷设备分电盘连接各负荷设备；

所述中央控制单元包括中心控制器，中心控制器上设置有小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路，小型进电线路用于连接小型供电设备与中心控制器，大型进电线路用于连接大型总供电设备与中心控制器，紧急进电线路用于连接紧急供电设备与中心控制器，供电线路用于连接负荷设备与中心控制器；

在小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路上均安装有电量电压测试装置，电量电压测试装置分别为小型进电电量电压测试装置、大型进电电量电压测试装置、紧急进电电量电压测试装置以及供电电量电压测试装置，小型进电电量电压测试装置测量小型供电设备的电量，大型进电电量电压测试装置测量大型总供电设备的电量，紧急进电电量电压测试装置测量紧急供电设备的电量，供电电量电压测试装置测量负荷设备的预设电压；

所述中心控制单元用于存储预先设定的各负荷设备的输入电压和所需电量，检测小型供电设备、大型总供电设备、紧急供电设备的输出电压和电量，控制小型供电设备、大型总供电设备与负荷设备分电盘之间的通断路以及改变小型供电设备、大型总供电设备、紧急供电设备的输出电压大小。

通过采用上述技术方案，通过电量电压测试装置测量小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路上的电量电压，来调节供电设备，为负荷设备进行有效且充足的供电。

可选的：所述中心控制器上设置有通过暂存电源线连接的存储器。

通过采用上述技术方案，存储器通过暂存电源线来将中心控制器上通过的电量存储，用于内部电源启动器。

本申请还提供的一种电力系统自动电压控制方法采用如下的技术方案：

一种电力系统自动电压控制方法，包括以下步骤：

A、当小型供电设备的电量比预先设定的负荷设备的预设电量大时，根据小型供电设备输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元调整小型供电设备的输出电压，以预先设定的电压，输送至负荷设备；

B、当小型供电设备的电量低于预先设定的负荷设备的预设电量时，切换成大型总供电设备供电，根据大型总供电设备输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元调整大型总供电设备的输出电压，以预先设定的电压，输送至负荷设备。

通过采用上述技术方案，方便自动切换小型供电设备供电不足时的供电场景，使得小型供电设备和大型总供电设备进行有效配合供电。

可选的，还包括以下步骤：

C、当小型供电设备及大型总供电设备电量低于负荷设备的预设电量时，切换成紧急供电设备供电；根据紧急供电设备输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元调整紧急供电设备的电压，以预先设定好的电压输送至负荷设备。

通过采用上述技术方案，通过电量检测装置对自发电设备的电量进行检测，同时将检测出的电量与预先设定的电量进行比较，如果检测出的电量是负荷设备电量的xKw％以上的话，则使用自发电设备的电力。

可选的，步骤A中所述的负荷设备的预设电压小于该负荷设备的额定电压；

步骤B中所述的负荷设备的预设电压小于该负荷设备的额定电压；

步骤C中所述的负荷设备的预设电压小于该负荷设备的额定电压。

可选的，当使用小型供电设备供电时，中心控制单元控制小型供电设备与大型总供电设备连通，小型供电设备剩余的电量出售给电力公司。

可选的，当使用紧急供电设备且需要延长发电时间时，设定紧急供电设备的输出电压低于用户负荷设备的额定电压。

可选的，当控制系统异常时或小型供电设备电量、电压异常时，切换成大型总供电设备供电。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过实际情况选用自发电电力、电力公司电力、紧急用电力中的一种，保证电力的稳定输出；并将自发电的输出电压设定成其合适范围内的最小值，从而可使得自发电的使用量减少，反之使得自发电的剩余电量增加，从而可将剩余电量出售给电力公司，使得售电量增加；若使用的是电力公司的电力，亦可减少电的使用量；当使用紧急用电时，也可延长发电时间。

附图说明

图1为本实施例中电力系统自动电压控制系统的示意图；

图2为本实施例中电力系统自动电压控制方法的示意图。

附图标记说明：1、小型供电设备；2、大型总供电设备；3、紧急供电设备；4、负荷设备；5、中心控制单元；51、中心控制器；52、存储器；53、小型进电电量电压测试装置；54、大型进电电量电压测试装置；55、紧急进电电量电压测试装置；56、供电电量电压测试装置。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种电力系统自动电压控制系统。电力系统自动电压控制系统包括用于安装在小型供电设备1、大型总供电设备2、紧急供电设备3和负荷设备4分电盘之间的中心控制单元5。

中心控制单元5用于存储预先设定的各负荷设备4的输入电压和所需电量，检测小型供电设备1、大型总供电设备2、紧急供电设备3的输出电压和电量，控制小型供电设备1、大型总供电设备2、紧急供电设备3与负荷设备4分电盘之间的通断路以及改变小型供电设备1、大型总供电设备2、紧急供电设备3的输出电压大小。

中央控制单元主要包括中心控制器51、以及存储器52，存储器52与中心控制器51之间通过暂存电源线连接，中心控制器51主要为继电器，通过设定中心控制器51的参数，调节中心控制器51的供电设备。

具体的来说，中心控制器51上设置有小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路，小型进电线路用于连接小型供电设备1与中心控制器51，大型进电线路用于连接大型总供电设备2与中心控制器51，紧急进电线路用于连接紧急供电设备3与中心控制器51，供电线路用于连接负荷设备4与中心控制器51。

在小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路上均安装有电量电压测试装置，电量电压测试装置分别为小型进电电量电压测试装置53、大型进电电量电压测试装置54、紧急进电电量电压测试装置55以及供电电量电压测试装置56，小型进电电量电压测试装置53测量小型供电设备1的电量，大型进电电量电压测试装置54测量大型总供电设备2的电量，紧急进电电量电压测试装置55测量紧急供电设备3的电量，供电电量电压测试装置56测量负荷设备4的预设电压。其中，供电电量电压测试装置56与小型进电电量电压测试装置53、大型进电电量电压测试装置54、紧急进电电量电压测试装置55通过中心控制器51连接，使得负荷设备4的预设电压与小型供电设备1、大型总供电设备2、紧急供电设备3的输出电压大小进行比较。

在进行调节时，包括以下步骤：

A、当小型供电设备1的电量比预先设定的负荷设备4的预设电量大时，根据小型供电设备1输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元5调整小型供电设备1的电压，以预先设定的电压，输送至负荷设备4。

B、当小型供电设备1的电量低于预先设定的负荷设备4的预设电量时，将电力切换成大型总供电设备2的电力，根据大型总供电设备2输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元5调整大型总供电设备2的电压，以预先设定的电压，输送至负荷设备4。

C、当小型供电设备1及大型总供电设备2电量低于负荷设备4的预设电量时，将电力切换成紧急供电设备3；根据紧急供电设备3输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元5调整紧急供电设备3的电压，以预先设定好的电压输送至负荷设备4。

本实施例中，小型供电设备1、大型总供电设备2、紧急供电设备3可以是交流电、直流电，也可以是蓄电池、光伏发电装置等，上述中心控制单元5内使用的电量电压测试装置可以是电压测量器或者电压测量传感器等，功率测量器可以是功率测量器或者功率测量传感器等。其中，紧急供电设备3与小型供电设备1和大型总供电设备2通过电线拆装连接，使得小型供电设备1和大型总供电设备2可以对紧急供电设备3进行充电，保持紧急供电设备3的电量充足。

在预先设定各类输出电压时，可分情况设定，如：使用自发电设备供电时，可将输出电压设定为XV；使用大型总供电设备2供电时，可将输出电压设定为YV；使用紧急用电时，可将输出电压设定为ZV。通过逐个设定输出电压，并进行调整，能达到更加节能的效果。将自发电的输出电压设定为最低值，优先选择自发电。

在工作时，首先确认预先设定的自发电电压，当小型供电设备1的电量比预先设定的负荷设备4的预设电量大时，使用小型供电设备1驱动负荷工作；小型供电设备1的电量不够时，切换成大型总供电设备2供电，使用大型总供电设备2驱动负荷设备4工作；若自发电设备或者电力公司停电或电量不够的情况下，切换成紧急设备供电，使用紧急供电设备3驱动预先设定好的负荷工作。

本实施例中的系统可实现1台装置应对多种输入电压，并能逐个设定输出电压。

本实施例中，步骤A中所述的负荷设备4的预设电压小于该负荷设备4的额定电压；步骤B中所述的负荷设备4的预设电压小于该负荷设备4的额定电压；

步骤C中所述的负荷设备4的预设电压小于该负荷设备4的额定电压。

当将系统安装在安装在售电专用的发电装置中时，可增加售电量，例如：输入电压205V，输出电压则为205V*A，此为售电量；使用智能电压控制装置后，输入电压205V，发电装置的输出电压设定为2V，则此时的输出电量最少能增加6％，如果再算上电流值的话，输出电量可增加10％。

同时本系统可通过实际情况选用自发电电力、电力公司电力、紧急用电力中的一种，防止断电风险，保证电力的稳定输出。

本实施例中，当使用小型供电设备1供电时，中心控制单元5控制小型供电设备1与大型总供电设备2连通，小型供电设备1剩余的电量出售给电力公司；

当使用紧急供电设备3且需要延长发电时间时，设定紧急供电设备3的输出电压低于用户负荷设备4的额定电压。

中心控制单元5对小型供电设备1的电量进行检测，同时将检测出的电量与预先设定的电量进行比较，如果检测出的电量是负荷设备4预设电量的xKw％以上的话，则使用小型供电设备1的电力供电。

当负荷设备4电量(WP)≦自发电电量(P)，则条件成立，使用自发电电力；注意此处的负荷设备4电量W，指的是当前工作的设备的电量，不包含不工作的负荷设备4。此处的XKW，X，只是代表一个数值，任何值都可以，只要自发电的电量超过负荷设备4电量，则使用自发电电力。

当小型供电设备1有剩余电量时，可将剩余的电量出售给电力公司，减少电力浪费，且将出售时的电压调高，来增加售电量。

当自发电和供电公司用电不足以用电时，启动紧急供电，且在设定时，设定紧急供电设备3的输出电压低于用户负荷设备4的额定电压xV％，此种设置可保证在负荷设备4在稳定使用的同时延长其使用时间；当检测出小型供电设备1的电量或者是电力公司电量是负荷设备4预设电量的xKw％以上时，停止紧急设备供电，启用自发电设备或者电力公司设备发电，此种设置可保证负荷设备4的稳定运行。

本实施例中，当中心控制单元5异常时或小型供电设备1电量、电压异常时，切换成大型总供电设备2的旁路电路供电；中心控制单元5异常例如：变压设备异常、电压检测装置异常等。

上述设置可保证即使在中心控制单元5或者小型供电设备1发生损坏或其他异常情况时，仍能切换至大型总供电设备2进行供电操作，从而保证负荷设备4的稳定运行。

本系统在使用时，完整流程如下所述：

A1：启动设备，通过中心控制单元5选择最合适的电力输出，接着进入流程A2；

A2：判断小型供电设备1是否有电量，从而切换第一切换开关；

当小型供电设备1有电量时，使用小型供电设备1供电，通过变压将电力输送给负荷设备4，进入流程A4，剩余电力出售给电力公司；

当小型供电设备1没有电量时，使用电力公司设备供电，通过变压将电力输送给负荷设备4，进入流程B2。

A3：若小型供电设备1没有电量时，返回流程A2；若小型供电设备1有电，进入流程A4，若小型供电设备1和大型总供电设备2均没有电量时，进入流程C1。

A4：若小型供电设备1有电，通过中心控制单元5实现变压，并以设定好的电压输送至负荷设备4，自发电电力有剩余电力的情况下，出售电力；若小型供电设备1没有电，进入流程B2。

A5：中心控制单元5未检测到小型供电设备1的输入电压，进入流程B2；中心控制单元5检测到小型供电设备1的输入电压，则通过中心控制单元5实现变压，并以设定好的电压输送至负荷设备4，自发电电力有剩余电力的情况下，出售电力。

B1:中心控制单元5检测到大型总供电设备2有电时，进入流程B2；中心控制单元5检测到大型总供电设备2没有电，小型供电设备1也没有电时，进入流程C1。

B2:由大型总供电设备2供电，大型总供电设备2通过中心控制单元5实现变压，并以设定好的电压输送至负荷设备4，进入流程B3。

B3:当中心控制单元5发生异常时，进入流程B4；当中心控制单元5未发生异常，正常工作时，进入流程B5。

B4：大型总供电设备2的输出电压不经过中心控制单元5内的变压装置12，直接输送至负荷设备4直至负荷设备4使用完毕，断开大型总供电设备2输出端的断路器，结束流程。

B5：由大型总供电设备2供电，大型总供电设备2的输出电压通过中心控制单元5实现变压，并以设定好的电压输送至负荷设备4，直至负荷设备4使用完毕，断开大型总供电设备2输出端的断路器，结束流程。

C1：紧急供电设备3开启，输出电压通过中心控制单元5实现变压，并以设定好的电压输送至负荷设备4，进入流程C2。

C2：中心控制单元5检测到小型供电设备1或大型总供电设备2恢复电力，进入流程A2；

中心控制单元5检测到小型供电设备1或大型总供电设备2没有恢复电力，仍使用紧急供电设备3供电直至负荷设备4使用完毕，断开紧急供电设备3输出端的断路器，结束流程。

上述系统可通过实际情况选用自发电电力、电力公司电力、紧急用电力中的一种，保证电力的稳定输出。且本系统在控制时，输入电压优先使用自发电电力，其次依次是电力公司电力、紧急用电力等，同时通过设定自发电电力、电力公司电力、紧急用电力各类电力的输出电压，并将各电力维持在最合适的输出电压，由于优先消耗自发电电力，从而减少了电力公司的用电量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电力系统自动电压控制系统，其特征在于：包括用于安装在小型供电设备(1)、大型总供电设备(2)、紧急供电设备(3)和负荷设备(4)分电盘之间的中心控制单元(5)，负荷设备(4)分电盘连接各负荷设备(4)；

所述中央控制单元包括中心控制器(51)，中心控制器(51)上设置有小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路，小型进电线路用于连接小型供电设备(1)与中心控制器(51)，大型进电线路用于连接大型总供电设备(2)与中心控制器(51)，紧急进电线路用于连接紧急供电设备(3)与中心控制器(51)，供电线路用于连接负荷设备(4)与中心控制器(51)；

在小型进电线路、大型进电线路、紧急进电线路以及供电线路上均安装有电量电压测试装置，电量电压测试装置分别为小型进电电量电压测试装置(53)、大型进电电量电压测试装置(54)、紧急进电电量电压测试装置(55)以及供电电量电压测试装置(56)，小型进电电量电压测试装置(53)测量小型供电设备(1)的电量，大型进电电量电压测试装置(54)测量大型总供电设备(2)的电量，紧急进电电量电压测试装置(55)测量紧急供电设备(3)的电量，供电电量电压测试装置(56)测量负荷设备(4)的预设电压；

所述中心控制单元(5)用于存储预先设定的各负荷设备(4)的输入电压和所需电量，检测小型供电设备(1)、大型总供电设备(2)、紧急供电设备(3)的输出电压和电量，控制小型供电设备(1)、大型总供电设备(2)与负荷设备(4)分电盘之间的通断路以及改变小型供电设备(1)、大型总供电设备(2)、紧急供电设备(3)的输出电压大小。

2.如权利要求1所述的电力系统自动电压控制系统，其特征在于：所述中心控制器(51)上设置有通过暂存电源线连接的存储器(52)。

3.一种应用于权利要求1或2中电力系统自动电压控制系统的电力系统自动电压控制方法，包括以下步骤：

A、当小型供电设备(1)的电量比预先设定的负荷设备(4)的预设电量大时，根据小型供电设备(1)输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元(5)调整小型供电设备(1)的输出电压，以预先设定的电压，输送至负荷设备(4)；

B、当小型供电设备(1)的电量低于预先设定的负荷设备(4)的预设电量时，切换成大型总供电设备(2)供电，根据大型总供电设备(2)输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元(5)调整大型总供电设备(2)的输出电压，以预先设定的电压，输送至负荷设备(4)。

4.如权利要求3所述的电力系统自动电压控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：

C、当小型供电设备(1)及大型总供电设备(2)电量低于负荷设备(4)的预设电量时，切换成紧急供电设备(3)供电；根据紧急供电设备(3)输入电压、输出电压的检测结果，中心控制单元(5)调整紧急供电设备(3)的电压，以预先设定好的电压输送至负荷设备(4)。

5.如权利要求4所述的电力系统自动电压控制方法，其特征在于：步骤A中所述的负荷设备(4)的预设电压小于该负荷设备(4)的额定电压；

步骤B中所述的负荷设备(4)的预设电压小于该负荷设备(4)的额定电压；

步骤C中所述的负荷设备(4)的预设电压小于该负荷设备(4)的额定电压。

6.如权利要求3所述的电力系统自动电压控制方法，其特征在于：

当使用小型供电设备(1)供电时，中心控制单元(5)控制小型供电设备(1)与大型总供电设备(2)连通，小型供电设备(1)剩余的电量出售给电力公司。

7.如权利要求3所述的电力系统自动电压控制方法，其特征在于：当使用紧急供电设备(3)且需要延长发电时间时，设定紧急供电设备(3)的输出电压低于用户负荷设备(4)的额定电压。

8.如权利要求3所述的电力系统自动电压控制方法，其特征在于：当控制系统异常时或小型供电设备(1)电量、电压异常时，切换成大型总供电设备(2)供电。

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