CN203734378U - 居民用电负载供电装置 - Google Patents

Abstract

一种居民用电负载供电装置，包括：电网接入端口、供电单元、控制单元、通信连接端口、第一开关、第二开关、第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路、第一输出端口、第二输出端口；电网接入端口连接配电网；供电单元连接电网接入端口与控制单元之间；通信连接端口连接调度中心；第一开关、第二开关连接电网接入端口；第一电流检测电路、第一电压检测电路分别连接在所述第一输出端口与控制单元之间，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别连接在所述第二输出端口与控制单元之间；本实用新型的技术，可以实现调峰功能，对线路改造成本低，操作方便、效果显著，因此适用于普遍推广使用。

Description

居民用电负载供电装置

技术领域

本实用新型涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种居民用电负载供电装置。

背景技术

电力不能大规模经济存储，而且供需双方需要保证实施平衡，电力系统的这些特性要求电网必须预先规划以确保系统可靠运行，在传统的电力体制下，当用电峰值增加时，只有通过新建更多的发电和输电设施来适应用电需求，这样一来不仅会造成峰谷电力需求的差逐渐变大，必然会推高用电的峰值及其出现的概率，而且由于增容周期缩短，造成电力成本提高，从而使得电价增高。

为了减轻供电压力，目前在电力体制中引入了需求响应，需求响应的立足点是放松零售价格管制并提高需求弹性，它也是全面参与电力市场的新资源，因而，在一定程度上可以用相对低廉的成本来解决上述问题。

由于需求响应中使用的对象，需要较为稳定且用电量需要一定规模，所以目前需求响应的实现在实际应用中，只是针对用电量比较大的企业进行试验使用，而对于居民用电的需求响应，由于用户较为分散，且用电量不稳定，因此，现有的居民用电的需求响应解决方案，多需要依赖智能电表和智能家电的普及来实现，但这种解决方案却存在成本高，线路改造困难，技术复杂等问题，因此难以得到推广。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种居民用电负载供电装置，对居民用电负载进行分类供电，并实现对用电的统一调度，以保障电力系统可靠运行、降低调峰成本。

一种居民用电负载供电装置，包括：电网接入端口、供电单元、控制单元、通信连接端口、第一开关、第二开关、第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路、第一输出端口、第二输出端口；

所述电网接入端口连接配电网；所述供电单元连接所述电网接入端口与控制单元之间；所述控制单元通过通信连接端口与调度中心进行通信连接；所述第一输出端口、第二输出端口分别通过第一开关、第二开关连接所述电网接入端口；所述第一电流检测电路、第一电压检测电路分别连接在所述第一输出端口与控制单元之间，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别连接在所述第二输出端口与控制单元之间；

所述供电单元将配电网输入电压进行变压后输出至所述控制单元；所述第一电流检测电路、第一电压检测电路分别检测第一输出端口的电流值、电压值，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别检测第二输出端口的电流值、电压值；所述控制单元根据第一输出端口的电流值、电压值计算第一输出端口的第一输出电量，以及根据第二输出端口的电流值、电压值第二输出端口的电流值、电压值第二输出端口的第二输出电量，控制第一开关的通断，根据通过所述通信连接端口接入调度中心的调度指令，并根据调度指令控制第二开关的通断，以及将第一输出电量和第二输出电量通过所述通信连接端口发送至调度中心。

上述居民用电负载供电装置，将配电网接入后分为两个相互独立的供电回路，两个供电回路通过两个独立的开关进行通断控制，提供这两条质量是不同的供电回路，第一输出端口可以用来给重要的负载进行供电，保证高质量供电；而第二输出端口参与需求响应控制，受调度中心的调度指令的统一调度控制，实现调峰功能，以保障电力系统可靠运行。而且该装置不需要依赖智能电表和智能家电来实现，且只需对现有的供电线路进行少量改动即可实现，改造成本低，操作方便、效果显著，因此适用于普遍推广使用。

附图说明

图1为一个实施例的居民用电负载供电装置的结构示意图；

图2为优选实施例的居民用电负载供电装置的结构示意图；

图3为居民用电负载供电装置一个应用案例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的居民用电负载供电装置的具体实施方式作详细描述。

参见图1所示，图1为一个实施例的居民用电负载供电装置的结构示意图，包括：电网接入端口、供电单元、控制单元、通信连接端口、第一开关、第二开关、第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路、第一输出端口、第二输出端口。

所述电网接入端口连接配电网；所述供电单元连接所述电网接入端口与控制单元之间；所述控制单元通过通信连接端口与调度中心进行通信连接；所述第一输出端口、第二输出端口分别通过第一开关、第二开关连接所述电网接入端口；所述第一电流检测电路、第一电压检测电路分别连接在所述第一输出端口与控制单元之间，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别连接在所述第二输出端口与控制单元之间。

所述供电单元将配电网输入电压进行变压后输出至所述控制单元；所述第一电流检测电路、第一电压检测电路分别检测第一输出端口的电流值、电压值，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别检测第二输出端口的电流值、电压值；所述控制单元根据第一输出端口的电流值、电压值计算第一输出端口的第一输出电量，以及根据第二输出端口的电流值、电压值第二输出端口的电流值、电压值第二输出端口的第二输出电量，控制第一开关的通断，根据通过所述通信连接端口接入调度中心的调度指令，并根据调度指令控制第二开关的通断，以及将第一输出电量和第二输出电量通过所述通信连接端口发送至调度中心。

本实用新型的居民用电负载供电装置，将配电网接入后分为两个相互独立的供电回路，两个供电回路通过两个独立的开关进行通断控制，其中，这两条供电回路提供的供电质量是不同的，第一输出端口的供电回路不会参与需求响应的控制，可以用来给重要的负载进行供电，保证连接到该回路中的负载得到高质量供电；而第二输出端口的供电回路，是参与需求响应控制，受调度中心的调度指令的控制，适宜给可中断负载进行供电，即连接在该回路中的负载可能因调峰需要，在某个时间段内会被切断供电。两个供电回路采用独立计量，因此，可以设置不参与需求响应的供电回路的电价高于参与需求响应的供电回路的电价，这样就可以促使用户根据调度中心控制安排来进行用电，从而实现调峰的目的，调峰成本低。

本实用新型的技术方案，结合使用基于价格的需求响应和基于激励的需求响应，给用户提供更多的选择空间，同时也可以实现供电部门的调峰功能，不需要依赖智能电表和智能家电来实现，且只需对现有的供电线路进行少量改动即可实现，改造成本低，操作方便、效果显著，因此适用于普遍推广使用。

在具体实施中，控制单元还可以通过通信连接端口接入调度中心下发的动态电价信息，然后根据动态电价信息和第一输出电量和第二输出电量分别计算第一输出端口的第一电费信息和第二输出端口的第二电费信息。也可以接入调度中心下发的用电服务信息。

通过接收动态电价信息和用电服务信息，居民用电负载供电装置能够根据供电部门的电价调整，及时变更计算电费的单价和更新服务套餐，保证计量的准确性，用户也可以根据动态电价信息来合理安排用电，选择合适自己的服务套餐以及查询用电的历史记录信息等。

为了更加清晰本实用新型的技术方案，下面阐述若干居民用电负载供电装置的结构实现的较优实施例。

参考图2所示，图2为优选实施例的居民用电负载供电装置的结构示意图。

优选的，所述控制单元包括：处理器，以及分别与处理器连接的通信模块、计量电路、开关驱动电路和存储模块。

所述处理器连接所述供电单元，以及通过通信模块连接所述通信连接端口；所述计量电路连接第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路的输出端；所述开关驱动电路分别连接第一开关和第二开关。

所述开关驱动电路分别驱动第一开关和第二开关的通断；所述计量电路用于计算第一输出电量和第二输出电量；所述通信模块用于收发通信数据。

优选的，居民用电负载供电装置还可以包括：与处理器连接的输入模块和显示模块；所述输入模块，用于输入控制信息；所述显示模块，用于显示数据信息；例如，第一输出端口和第二输出端口的电流值、电压值，第一输出电量、第二输出电量，第一电费信息、第二电费信息、用电服务信息等。

优选的，居民用电负载供电装置还可以包括：与处理器连接的报警模块；所述处理器解析所述调度指令，并在所述调度指令为断开开关时，在执行该断开开关指令前的设定时间控制报警模块发出报警信息。

优选的，居民用电负载供电装置还可以包括：与处理器连接的实时时钟模块；用于提供实时时钟参数至处理器。

优选的，所述通信连接端口通过电力载波方式或以太网方式与调度中心进行连接。

本实施例中，可以采用基于ARM Cortex-M0、Cortex-M4的LPC4300系列的双核处理器，其中M4内核主要用于通信、存储、按键输入、信息显示以及报警功能，而M0核用于对计量电路的数据进行处理，并对用电量进行统计，采用双核处理器，不仅可以降低系统的复杂度和系统功耗，而且具有足够处理能力，实现计量的准确性的同时，保证了通信服务质量以及用户体验。居民用电负载供电装置可通过网络更新电价信息及服务套餐，用户可通过输入模块选择合适自己的服务套餐以及查询用电的历史记录信息，当居民用电负载供电装置接受到需求响应的调度指令时，在切断可中断负载的电源前，先通过报警模块报警一段时间，然后过零点切断电源，当接收到供电恢复的调度指令后，闭合可中断负载的第二开关，由于两个供电回路存在电价差，因此可以激励用户主动的参与到负载管理过程中。

综合上述实施例的居民用电负载供电装置，设置两个独立的供电回路，可以为用户提供质量不同的两路供电；其中一个供电回路可按照供电部门与用户签订的协议参与需求响应控制，配合调峰需要在某个时间段内被切断供电。两个供电回路可以设置不同的电价，独立计量计费。用户可以实际情况合理使用这两种供电方式，此外，居民用电负载供电装置的通信连接接口可使用电力载波和以太网通信的方式，与调度中心进行通信，可实现电价信息更新、获取调度指令以及上传用户的电量使用信息等功能。

参考图3所示，图3为居民用电负载供电装置一个应用案例的结构示意图；在该应用案例中，还包括配电箱，其中，所述配电箱包括非中断供电模块和可中断供电模块；所述非中断供电模块连接第一输出端口，用于向非中断负载提供电量；所述可中断供电模块连接第二输出端口，用于向可中断负载提供电量。

所述非中断负载包括冰箱、照明、电视等等功耗较低，且需长时间工作的设备，所述可中断负载包括电热水器、空调、洗衣机等功耗较大，且无需长时间工作的设备。

本实用新型居民用电负载供电装置，可以实现计量计费、远程通信、负荷管理三个功能，其中计量计费功能是对两个回路进行独立计量计费，保证计量的准确性；远程通信负责接受上级系统的调度指令和动态电价信息，以及上传用户用电信息；负荷管理是根据需求响应指令对负荷用电进行控制，以实现调峰用电的功能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种居民用电负载供电装置，其特征在于，包括：电网接入端口、供电单元、控制单元、通信连接端口、第一开关、第二开关、第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路、第一输出端口、第二输出端口；

所述电网接入端口连接配电网；所述供电单元连接所述电网接入端口与控制单元之间；所述控制单元通过通信连接端口与调度中心进行通信连接；所述第一输出端口、第二输出端口分别通过第一开关、第二开关连接所述电网接入端口；所述第一电流检测电路、第一电压检测电路分别连接在所述第一输出端口与控制单元之间，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别连接在所述第二输出端口与控制单元之间；

所述供电单元将配电网输入电压进行变压后输出至所述控制单元；所述第一电流检测电路、第一电压检测电路分别检测第一输出端口的电流值、电压值，第二电流检测电路、第二电压检测电路分别检测第二输出端口的电流值、电压值；所述控制单元根据第一输出端口的电流值、电压值计算第一输出端口的第一输出电量，以及根据第二输出端口的电流值、电压值第二输出端口的电流值、电压值第二输出端口的第二输出电量，控制第一开关的通断，根据通过所述通信连接端口接入调度中心的调度指令，并根据调度指令控制第二开关的通断，以及将第一输出电量和第二输出电量通过所述通信连接端口发送至调度中心。

2.根据权利要求1所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，所述控制单元包括：处理器，以及分别与处理器连接的通信模块、计量电路、开关驱动电路和存储模块；

所述处理器连接所述供电单元，以及通过通信模块连接所述通信连接端口；所述计量电路连接第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路的输出端；所述开关驱动电路分别连接第一开关和第二开关；

所述开关驱动电路分别驱动第一开关和第二开关的通断；所述计量电路用于计算第一输出电量和第二输出电量；所述通信模块用于收发通信数据。

3.根据权利要求2所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，还包括：与处理器连接的输入模块和显示模块；

所述输入模块，用于输入控制信息；

所述显示模块，用于显示数据信息。

4.根据权利要求2所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，还包括：与处理器连接的报警模块；

所述处理器解析所述调度指令，并在所述调度指令为断开开关时，在执行该断开开关指令前的设定时间控制报警模块发出报警信息。

5.根据权利要求2所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，还包括：与处理器连接的实时时钟模块；用于提供实时时钟参数至处理器。

6.根据权利要求1所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，所述通信连接端口通过电力载波方式或以太网方式与调度中心进行连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，还包括配电箱，所述配电箱包括非中断供电模块和可中断供电模块；

所述非中断供电模块连接第一输出端口，用于向非中断负载提供电量；所述可中断供电模块连接第二输出端口，用于向可中断负载提供电量。

8.根据权利要求7所述的居民用电负载供电装置，其特征在于，所述非中断负载包括冰箱、照明和/或电视，所述可中断负载包括电热水器、空调和/或洗衣机。