CN117410986B - 一种多负载配电柜的节能配电控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及配电系统技术领域，具体涉及一种多负载配电柜的节能配电控制系统及方法，通过对多个负载正常工作的最小功率之和与配电柜能够分配的总功率进行对比，在多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率时，证明配电柜能够分配的总功率足以确保多个负载同时共同工作，此时执行第一配电程序对各个负载进行配电；在多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率时，证明配电柜能够分配的总功率不足以确保多个负载同时共同工作，则执行第二配电程序对各个负载进行配电，将多个负载的供电方式进行优化，提高在此状态时多个负载供电的合理性。
Description
技术领域
本发明涉及配电系统技术领域，具体涉及一种多负载配电柜的节能配电控制系统及方法。
背景技术
智能配电柜为终端能源监测系统提供高精度测量数据，通过显示单元，实时反映电能质量数据，并通过数字通讯上载至后台环境控制系统，以达到对整个配电系统的实时监控和运行质量的有效管理。
现有技术中，如授权公告号为CN115333101B的中国发明专利公开了一种智能配电柜系统及配电方法，公开文件中通过使用幅度范围模型和配电标准模型能够有效提高配电量调节的准确性，同时，通过阈值获取模型设置的第一用电量监控阈值和第二用电量监控阈值能够有效提高阈值设置的合理性，进而有效提高配电量调节的准确性。但是公开文件中并没有考虑到多个负载的总用电电能大于配电柜的供电能力后该如何进行合理分配，导致在用电高峰时容易产生电能分配不合理的情况。
发明内容
本发明提供一种多负载配电柜的节能配电控制系统及方法，以解决现有的配电柜在用电高峰时电能分配不合理的问题。
本发明的一种多负载配电柜的节能配电控制系统及方法采用如下技术方案：
一种多负载配电柜的节能配电控制方法，包括以下步骤：
S100：获取配电柜的进线总功率；
S200：获取各个负载正常工作的最小功率；
S300：若多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则执行第一配电程序对各个负载进行配电；
S400：若多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则执行第二配电程序对各个负载进行配电。
进一步地，在步骤S400中第二配电程序包括：
S410：设定多个负载的用电优先级；
S420：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则采用备用应急电源供电；
S430：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则优先级高的负载保持供电，优先级低的负载错峰供电。
进一步地，在步骤S430中错峰供电包括：
S431：获取优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率；
S432：根据优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率，按照供电优先级对部分剩余未供电的负载进行交替供电。
进一步地，在步骤S432中包括：
S433：获取剩余未供电负载的断电时长；
S434：若部分剩余未供电负载断电时长达到第一预设值时，则获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和；
S435：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则优先对断电时长达到第一预设值的全部负载进行供电。
进一步地，在步骤S435之后还包括：
S436：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和大于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则将配电柜中进线总功率的剩余功率按照预设比例均分给各个断电时长达到第一预设值的全部负载。
进一步地，在步骤S435中还包括：
S4351：获取断电时长未达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率；
S4352：若断电时长未达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率与断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和相加小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则断电时长未达到第一预设值的部分负载与断电时长达到第一预设值的全部负载同时供电。
进一步地，在步骤S4352之后还包括：
S4353：若部分剩余未供电负载断电时长达到第二预设值时，则对断电时长达到第一预设值的部分负载进行再次断电。
进一步地，在步骤S410中负载的用电优先级设定包括：
S411：各个负载按照紧急程度等级进行排序；
S412：在负载的紧急程度相同时，将负载按照重要等级进行排序；
S413：在负载的紧急程度相同，且重要等级相同时，将负载按照用电量进行排序。
进一步地，在步骤S100中包括：
S110：设定配电柜进线总功率中可分配功率的安全系数。
一种多负载配电柜的节能配电控制系统，用于执行上述任意一项所述的一种多负载配电柜的节能配电控制方法，包括功率检测模块和处理模块，功率检测模块用于获取配电柜的进线总功率以及各个负载正常工作的最小功率；处理模块用于接收功率检测模块的相关数据，且处理模块能够根据接收到的相关数据控制对各个负载的供电状态。
本发明的有益效果是：本发明的一种多负载配电柜的节能配电控制方法，首先获取到配电柜的进线总功率，即配电柜能够分配的总功率，同时获取到配电柜上连接的各个负载在正常工作的最小功率，通过对多个负载正常工作的最小功率之和与配电柜能够分配的总功率进行对比，在多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率时，证明配电柜能够分配的总功率足以确保多个负载同时共同工作，此时执行第一配电程序对各个负载进行配电；在多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率时，证明配电柜能够分配的总功率不足以确保多个负载同时共同工作，则执行第二配电程序对各个负载进行配电，将多个负载的供电方式进行优化，提高在此状态时多个负载供电的合理性。
进一步地，通过将多个负载设定供电优先级，按照优先级的顺序对负载进行供电，优先级高的保持始终供电的状态，避免公众恐慌，优先级低的负载采用错峰供电的方式进行供电，确保在用电高峰时不会产生电能分配不合理的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多负载配电柜的节能配电控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本发明实施例提供的一种多负载配电柜的节能配电控制方法，包括以下步骤：
S100：获取配电柜的进线总功率。配电柜的进线总功率为配电柜能够分配的功率总额，在本实施例中，获取配电柜进线总功率的方式为使用万用表测量输入总电压和输入总电流后计算得知。
S200：获取各个负载正常工作的最小功率。负载的铭牌上具有额定功率，但是在负载生产过程中往往会设定最小工作功率，例如，电机的铭牌上设置有额定功率，在电机的输入功率达到额定功率时，电机的转速为额定转速，若电机的输入功率小于额定功率时，电机的转动速度降低，在确保电机能够发生转动的情况下，电机的实际输入功率远小于电机的额定功率。因此每个负载在正常工作时均具有最小功率。在本实施例中，每个负载在正常工作的最小功率可通过实验的方式进行获取。
S300：若多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则执行第一配电程序对各个负载进行配电。根据计算出的多个负载正常工作的最小功率，将多个负载正常工作的最小功率进行相加与配电柜能够分配的功率总额进行对比分析，假如配电柜能够分配的功率总额大于多个负载正常工作的最小功率的总和，则证明在用电高峰期时，配电柜能够分配的功率足够支撑多个负载的正常运行，其中第一配电程序是以各个负载正常工作的最小功率进行供电，确保在用电高峰期时，多个负载均保持供电状态。
S400：若多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则执行第二配电程序对各个负载进行配电。根据计算出的多个负载正常工作的最小功率，将多个负载正常工作的最小功率进行相加与配电柜能够分配的功率总额进行对比分析，假如配电柜能够分配的功率总额小于多个负载正常工作的最小功率的总和，则证明在用电高峰期时，配电柜不能向多个负载同时供电，此时配电柜采用第二配电程序对各个负载进行供电，使得配电柜的配电方式足够合理，同时确保在用电高峰期时，将配电柜输入总功率充分利用起来。
能够理解的是，在本发明多负载配电柜的节能配电控制方法中，首先获取到配电柜的进线总功率，即配电柜能够分配的总功率，同时获取到配电柜上连接的各个负载在正常工作的最小功率，通过对多个负载正常工作的最小功率之和与配电柜能够分配的总功率进行对比，在多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率时，证明配电柜能够分配的总功率足以确保多个负载同时共同工作，此时执行第一配电程序对各个负载进行配电；在多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率时，证明配电柜能够分配的总功率不足以确保多个负载同时共同工作，则执行第二配电程序对各个负载进行配电，将多个负载的供电方式进行优化，提高在此状态时多个负载供电的合理性。
在其中一个实施例中，在步骤S400中第二配电程序包括：
S410：设定多个负载的用电优先级。多个负载的用电优先级由高到低设定，其中优先级高的负载不允许发生断电情况，则配电柜需要优先对优先级高的负载进行供电，以避免造成公众恐慌。例如，优先级高的负载包括医疗设备、实验室设备等，优先级低的负载包括娱乐设施等，其中优先级高的设备需要始终处于供电状态。
S420：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则采用备用应急电源供电。换句话说，配电柜的进线总功率不足以对优先级高的负载进行供电，此时为避免公众恐慌，工作人员将使用备用应急电源对其进行供电，确保优先级高的负载保持供电状态，同时配电设备将发出警告，工作人员将更换更大的配电柜的进线总功率。
S430：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则优先级高的负载保持供电，优先级低的负载错峰供电。能够理解的是，配电柜的进线总功率足够对优先级高的负载进行供电，对优先级高的负载进行供电后，配电柜能够分配的剩余功率对优先级低的负载使用错峰供电，防止优先级低的负载断电时间过长，从而避免公众因优先级低的负载断电时间过长引起抱怨。
在其中一个实施例中，在步骤S430中错峰供电包括：
S431：获取优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率。简言之，配电柜的进线总功率保持不变，在配电柜对优先级高的负载进行供电后，配电柜中能够分配的功率减少，即为配电柜的进线总功率的剩余功率。
S432：根据优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率，按照供电优先级对部分剩余未供电的负载进行交替供电。在优先级高的负载保持供电时，剩余部分未供电的负载同样具有优先级顺序，配电柜中进线总功率的剩余功率可对部分未供电的负载进行供电，经过一定的时间周期，对优先级低的部分负载进行断电，同时调整部分优先级低的未供电负载进行供电，通过将优先级低的负载设置为交替供电的方式能够防止某一负载长期处于断电状态，从而增加配电的合理性。
在其中一个实施例中；
S100：获取配电柜的进线总功率；
S200：获取各个负载正常工作的最小功率；
S300：若多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则执行第一配电程序对各个负载进行配电；
S400：若多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则执行第二配电程序对各个负载进行配电；
S410：设定多个负载的用电优先级；
S420：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则采用备用应急电源供电；
S430：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则优先级高的负载保持供电，优先级低的负载错峰供电；
S431：获取优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率；
S433：获取剩余未供电负载的断电时长。优先级低的负载允许断电的时长有相关规定，例如优先级低的交通信号灯允许断电时长以小时为单位进行记录，优先级低的娱乐设施以天为单位进行记录。
S434：若部分剩余未供电负载断电时长达到第一预设值时，则获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和。具体地，部分剩余未供电负载断电时长达到第一预设值时，该部分负载需要进行及时供电，以避免公众因其断电时间过长引起抱怨。通过计算断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和，得知对断电时长达到第一预设值的全部负载进行供电所需要的功率。
S435：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则优先对断电时长达到第一预设值的全部负载进行供电。其中对每个负载供电的功率均为正常工作的最小功率，确保相应的负载能够正常工作。
S436：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和大于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则将配电柜中进线总功率的剩余功率按照预设比例均分给各个断电时长达到第一预设值的全部负载。其中预设比例是小于1的，将不足以支撑负载正常工作的功率供给负载时，负载能够以微弱的运行方式勉强运行，此时配电柜发生警报，工作人员将及时使用备用应急电源对其进行供电，同时更换更大的配电柜的进线总功率，确保供电后的负载均能够以正常工作状态进行工作。
在其中一个实施例中；
S100：获取配电柜的进线总功率；
S200：获取各个负载正常工作的最小功率；
S300：若多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则执行第一配电程序对各个负载进行配电；
S400：若多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则执行第二配电程序对各个负载进行配电；
S410：设定多个负载的用电优先级；
S420：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则采用备用应急电源供电；
S430：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则优先级高的负载保持供电，优先级低的负载错峰供电；
S431：获取优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率；
S433：获取剩余未供电负载的断电时长；
S434：若部分剩余未供电负载断电时长达到第一预设值时，则获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和；
S435：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则优先对断电时长达到第一预设值的全部负载进行供电；
S4351：获取断电时长未达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率。
S4352：若断电时长未达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率与断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和相加小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则断电时长未达到第一预设值的部分负载与断电时长达到第一预设值的全部负载同时供电，将断电时长为达到第一预设值的部分负载进行提前供电，增加配电柜中进线总功率的利用率，从而增加配电柜的配电合理性。
S4353：若部分剩余未供电负载断电时长达到第二预设值时，则对断电时长达到第一预设值的部分负载进行再次断电。能够理解的是，在优先级低的负载中，其中一部分负载的允许断电时长标准为第一预设值，另一部分负载的允许断电时长为第二预设值，在部分剩余未供电的负载断电时长达到第二预设值时，获取断电时长达到第二预设值的全部负载正常工作的最小功率之和。
若断电时长达到第二预设值的全部负载正常工作的最小功率之和小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则对断电时长达到第一预设值的部分负载进行再次断电，再次计算出断电时长达到第二预设值的全部负载正常工作的最小功率之和，与断电时长达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率之和相加的值，若相加的出的值小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率，则同时将断电时长达到第一预设值的部分负载和断电时长达到第二预设值的全部负载进行供电，从而将配电柜中的功率充分利用起来。
若断电时长达到第二预设值的全部负载正常工作的最小功率之和大于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则将配电柜中进线总功率的剩余功率按照预设比例均分给各个断电时长达到第二预设值的全部负载。其中预设比例是小于1的，将不足以支撑负载正常工作的功率供给负载时，负载能够以微弱的运行方式勉强运行，此时配电柜发生警报，工作人员将及时使用备用应急电源对其进行供电，同时更换更大的配电柜的进线总功率，确保供电后的负载均能够以正常工作状态进行工作。
在其中一个实施例中，在步骤S410中负载的优先级设定包括：
S411：各个负载按照紧急程度等级进行排序；
S412：在负载的紧急程度相同时，将负载按照重要等级进行排序；
S413：在负载的紧急程度相同，且重要等级相同时，将负载按照用电量进行排序。
能够理解是，通过设定三种不同的标准进行对负载进行优先级排序，确保负载能够具有明确的供电顺序。
在其中一个实施例中，在步骤S100中包括：
S110：设定配电柜进线总功率中可分配功率的安全系数。常规设定安全系数在0.8-0.9之间，在配电柜上供电的负载产生功率波动时，配电柜仍然能够稳定运行，提高配电柜运行的安全性。
本发明实施例提供的一种多负载配电柜的节能配电控制系统，用于执行上述实施例提供的一种多负载配电柜的节能配电控制方法，一种多负载配电柜的节能配电控制系统包括功率检测模块和处理模块，功率检测模块用于获取配电柜的进线总功率以及各个负载正常工作的最小功率；处理模块用于接收功率检测模块的相关数据，且处理模块能够根据接收到的相关数据控制对各个负载的供电状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：获取配电柜的进线总功率；
S200：获取各个负载正常工作的最小功率；
S300：若多个负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则执行第一配电程序对各个负载进行配电；其中第一配电程序是以各个负载正常工作的最小功率进行供电；
S400：若多个负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则执行第二配电程序对各个负载进行配电；
在步骤S400中第二配电程序包括：
S410：设定多个负载的用电优先级；
S420：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和大于配电柜的进线总功率，则采用备用应急电源供电；
S430：若优先级高的负载正常工作的最小功率之和小于配电柜的进线总功率，则优先级高的负载保持供电，优先级低的负载错峰供电；
在步骤S430中错峰供电包括：
S431：获取优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率；
S432：根据优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率，按照供电优先级对部分剩余未供电的负载进行交替供电；
在步骤S432中包括：
S433：获取剩余未供电负载的断电时长；
S434：若部分剩余未供电负载断电时长达到第一预设值时，则获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和；
S435：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则优先对断电时长达到第一预设值的全部负载进行供电。
2.根据权利要求1所述的多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，在步骤S435之后还包括：
S436：若获取断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和大于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则将配电柜中进线总功率的剩余功率按照预设比例均分给各个断电时长达到第一预设值的全部负载。
3.根据权利要求2所述的多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，在步骤S435中还包括：
S4351：获取断电时长未达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率；
S4352：若断电时长未达到第一预设值的部分负载正常工作的最小功率与断电时长达到第一预设值的全部负载正常工作的最小功率之和相加小于优先级高的负载保持供电后配电柜的进线总功率的剩余功率时，则断电时长未达到第一预设值的部分负载与断电时长达到第一预设值的全部负载同时供电。
4.根据权利要求3所述的多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，在步骤S4352之后还包括：
S4353：若部分剩余未供电负载断电时长达到第二预设值时，则对断电时长达到第一预设值的部分负载进行再次断电。
5.根据权利要求1所述的多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，在步骤S410中负载的用电优先级设定包括：
S411：各个负载按照紧急程度等级进行排序；
S412：在负载的紧急程度相同时，将负载按照重要等级进行排序；
S413：在负载的紧急程度相同，且重要等级相同时，将负载按照用电量进行排序。
6.根据权利要求1所述的多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，在步骤S100中包括：
S110：设定配电柜进线总功率中可分配功率的安全系数。
7.一种多负载配电柜的节能配电控制系统，用于执行权利要求1-6中任意一项所述的一种多负载配电柜的节能配电控制方法，其特征在于，包括功率检测模块和处理模块，功率检测模块用于获取配电柜的进线总功率以及各个负载正常工作的最小功率；处理模块用于接收功率检测模块的相关数据，且处理模块能够根据接收到的相关数据控制对各个负载的供电状态。
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