CN204316158U - 一种电力控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力控制系统，包括设置于所述房屋顶部的太阳能电池板，所述太阳能电池板包括多个将光子能量转换为电子能量的单元；所述太阳能电池板的电路出口位置设置了太阳能电池适配器，所述太阳能电池适配器吸收所述电子能量并输出有效值恒定的第一交流电压；所述电力控制系统还包括第一AC/AC变换器、第二AC/AC变换器和双向AC/DC变换器。该电力控制系统针对太阳能随着季节和时间的变化做出了能量的管理，保证了电热水器的正常运作，减少了能量损耗。
Description
技术领域
本实用新型属于电力领域，特别涉及一种电力控制系统。
背景技术
随着能源紧缺时代的来临，新能源的开发和利用日益平民化。开发太阳能、风能或者水能，可以减少化石燃料的燃烧，节约电力。例如，太阳能热水器是比较常见的新能源利用的事例。然而，由于天气原因，不同季节的太阳辐射强度和时间长度均有较大的波动和变化。在冬季，由于日照时间短且太阳辐射强度低，太阳能热水器无法满足正常的淋浴用水。而在夏季，日照时间长且太阳辐射强度高，太阳能热水器在满足热水供应的同时，可能有很多多余的热量无法使用，造成了能源的浪费。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电力控制系统，以解决新能源装置由于环境因素的波动影响其正常工作的问题，减少能源的浪费。
为解决上述问题，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型提供了一种电力控制系统，所述电力控制系统为房屋供电,其特征在于，所述电力控制系统包括设置于所述房屋顶部的太阳能电池板，所述太阳能电池板包括多个将光子能量转换为电子能量的单元；所述太阳能电池板的电路出口位置设置了太阳能电池适配器，所述太阳能电池适配器吸收所述电子能量并输出有效值恒定的第一交流电压；此外，所述电力控制系统包括第一AC/AC变换器、第二AC/AC变换器和双向AC/DC变换器；所述第一AC/AC变换器包括与所述太阳能电池适配器相连的单向输入接口、与电热水器相连的单向输出接口、与所述第二AC/AC变换器相连的第一输入输出接口和与所述双向AC/DC变换器相连的第二输入输出接口；所述第二AC/AC变换器为双向AC/AC变换器，所述第二AC/AC变换器通过智能电表与市电电网相连；所述双向AC/DC变换器还包括输入输出接口，与蓄电池相连。
在一个实施例中，所述电力控制系统还包括用于检测所述电热水器水温的水温感应器和用于检测所述蓄电池电荷容量的电池SOC检测器。
在一个实施例中，所述电力控制系统还包括控制器，所述控制器包括与所述水温感应器相连的第一输入通信接口和与所述电池SOC检测器相连的第二输入通信接口。
在一个实施例中，所述控制器还包括与所述第一AC/AC变换器相连的第一输出接口、与所述第二AC/AC变换器相连的第二输出接口、与所述双向AC/DC变换器相连的第三输出接口和与所述智能电表相连的第四输出接口。
在一个实施例中，所述智能电表包括两条相互并联的电路通路，所述两条电路通路的每一条通路均包括开关和二极管，所述两条电路通路的二极管极性相反；所述两条电路通路的相汇处设置了安培表。
在一个实施例中，所述智能电表还包括双向计数器、仪表显示盘和电表控制模块；所述双向计数器包括两个输入口，分别与所述安培表和所述电表控制模块相连；所述双向计数器还包括输出口，与所述仪表显示盘相连；所述电表控制模块用于接收所述控制器的控制信号；所述电表控制模块还与所述电路通路的开关的控制端相连。
与现有技术相比，本发明的电力控制系统针对太阳能随着季节和时间的变化做出了能量的管理。在太阳能匮乏的季节，如果太阳能无法满足电热水器的正常工作，则启动蓄电池或者通过市电供电，在充分利用太阳能电池板所产生的能量的前提下，保证了电热水器的正常运作。此外，在太阳能丰富的季节，通过蓄电池接收多余的电能。并且在电能过多的时候，可以将电能释放如市电电网，避免多余能量的损失。通过智能电表的买电和卖电模式的设定，还减少了用户的用电消费。
附图说明
图1所示为根据本实用新型的实施例的电力控制系统。
图2所示为根据本实用新型的实施例的智能电表的结构示意图。
图3所示为根据本实用新型的实施例的电力控制系统的控制流程图。
具体实施方式
以下将对本实用新型的实施例给出详细的说明。尽管本实用新型将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本实用新型并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
图1所示为根据本实用新型的实施例的电力控制系统100。电力控制系统100为房屋供电。电力控制系统100包括设置于所述房屋顶部的太阳能电池板102。太阳能电池板102包括多个将光子能量转换为电子能量的单元。在图1的实施例中，太阳能电池板102包括两块电池板。在其他的实施例中，太阳能电池板102可以包括其他数目的电池板，以所述房屋屋顶能够容纳的最多电池板为最优选择。
太阳能电池板102的电路出口位置设置了太阳能电池适配器104。太阳能电池适配器104吸收太阳能电池板102输出的电子能量，并输出有效值恒定的第一交流电压。在一个实施例中，太阳能电池适配器104保持第一交流电压恒定，但根据太阳辐射强度的不同，太阳能电池适配器104输出的电流根据输出功率的变化而变化。
电力控制系统100还包括第一AC/AC变换器106、第二AC/AC变换器120和双向AC/DC变换器112。第一AC/AC变换器106包括与太阳能电池适配器104相连的单向输入接口、与电热水器110相连的单向输出接口、与第二AC/AC变换器120相连的第一输入输出接口和与双向AC/DC变换器112相连的第二输入输出接口；第二AC/AC变换器120为双向AC/AC变换器，第二AC/AC变换器120通过智能电表122与市电电网124相连。双向AC/DC变换器112还包括输入输出接口，与蓄电池114相连。
在一个实施例中，电力控制系统100还包括用于检测电热水器110水温的水温感应器108和用于检测蓄电池114电荷容量的电池SOC检测器116。
在一个实施例中，电力控制系统100还包括控制器118。控制器118包括与水温感应器108相连的第一输入通信接口和与电池SOC检测器116相连的第二输入通信接口。
在一个实施例中，控制器118还包括与第一AC/AC变换器106相连的第一输出接口、与第二AC/AC变换器120相连的第二输出接口、与双向AC/DC变换器112相连的第三输出接口和与智能电表122相连的第四输出接口。图1中的电路模块的功能将在图3做进一步描述。
图2所示为根据本实用新型的实施例的智能电表122的结构示意图。在一个实施例中，智能电表122包括两条相互并联的电路通路202和204，其中，每一条通路均包括开关和二极管。例如，电路通路202包括开关210和二极管206；电路通路204包括开关212和二极管208。其中，二极管206和二极管208的极性相反。电路通路202和204的相汇处设置了安培表218。
在一个实施例中，智能电表122还包括双向计数器216、仪表显示盘214和电表控制模块220。双向计数器216包括两个输入口，分别与安培表218和电表控制模块220相连。双向计数器216还包括输出口，与仪表显示盘214相连。电表控制模块220用于接收控制器118的控制信号；电表控制模块220还与电路通路202和204的开关210和212的控制端相连。对所述智能电表的控制将在图3作进一步描述。
图3所示为根据本实用新型的实施例的电力控制系统100的控制流程图。在步骤302中，判断热水器110的水温是否低于预设温度。在一个实施例中，控制器118读取水温感应器108的水温检测值，并将所述水温检测值与所述预设温度值进行比较。如果电热水器110的水温低于所述预设温度，则进入步骤304，否则进入步骤318。
在步骤304中，判断太阳能电池板102是否处于正常状态。在一个实施例中，当没有阳光照射太阳能电池板102时（例如：在黑夜）或者阳光强度非常弱时（例如：阴雨天），太阳能电池适配器104则无法产生电能，为电热水器110供电。此时，通过水温感应器108检测，可以知道电热水器110水温没有增加，则可判断太阳能电池板102处于异常状态；否则，认为太阳能电池板102处于正常状态。如果太阳能电池板正常，则进入步骤312，用太阳能电池102为电热水器110供电。也就是说，电能通过太阳能适配器104和第一AC/AC变换器传导至电热水器110。如果太阳能电池板异常，则进入步骤306。
在步骤306中，判断蓄电池114是否正常。在一个实施例中，如果电池SOC检测器116检测到蓄电池114达到额定SOC值，则认为蓄电池114正常，否则认为蓄电池114异常。如果蓄电池114正常，则进入步骤314，使用蓄电池114为热水器110供电。也就是说，通过控制器118的控制信号控制相关变换器，电能通过蓄电池114、双向AC/DC变换器112和第一AC/AC变换器传输至电热水器110。如果蓄电池114异常，则进入步骤308。在步骤308中，使用市电为电热水器110供电。在一个实施例中，控制器118控制智能电表122、第二AC/AC变换器120和第一AC/AC变换器106使得电能从市电电网124传送至电热水器110。更具体地讲，控制器118发送控制信号给电表控制模块220，电表控制模块220闭合开关210，并断开开关212。控制器118控制第二AC/AC变换器120使得其一端的电压低于市电电网的电压，由此，二极管206导通。电流从市电电网124流向第二AC/AC变换器120。
在步骤310中，智能电表122工作于买电模式。在一个实施例中，双向计数器216根据安培表218的电流测量值和电表控制模块220的控制信号进行计数。当电流从市电电网124流向第二AC/AC变换器120，双向计数器216的计数逐渐增加。仪表显示盘214根据双向计数器216的计数值，逐渐增加计数显示。在这个实施例中，仪表显示盘214数值增加表明电费累计增加。
如果电热水器110的水温等于或大于预设温度值（表示电热水器110无需继续加热），则进入步骤318。在步骤318中，判断蓄电池114的SOC值是否低于预设SOC值。如果蓄电池114的SOC值低于预设SOC值（表示蓄电池114的电量未满），则进入步骤316，为蓄电池114充电。在一个实施例中，控制器118控制第一AC/AC变换器106和双向AC/DC变换器112，以将太阳能电池板102产生的电能传送至蓄电池114，为蓄电池114充电。如果蓄电池114的SOC值大于或等于预设SOC值（表示蓄电池114的电量已满），则进入步骤320。在步骤320中，将太阳能电池板102产生的电能传送至市电电网124。在一个实施例中，控制器118控制第一AC/AC变换器106、第二AC/AC变换器120和智能电表122，以将电能从太阳能电池板102传送至市电电网124。更具体地讲，控制器118发送控制信号给电表控制模块220，电表控制模块220闭合开关212，并断开开关210。控制器118控制第二AC/AC变换器120使得其一端的电压高于市电电网的电压，由此，二极管208导通。电流从第二AC/AC变换器120流向市电电网124。
在步骤322中，智能电表工作于卖电模式。在一个实施例中，双向计数器216根据安培表218的电流测量值和电表控制模块220的控制信号进行计数。当电流从第二AC/AC变换器120流向市电电网124时，双向计数器216的计数逐渐减小。仪表显示盘214根据双向计数器216的计数值，逐渐减小计数显示。在这个实施例中，仪表显示盘214数值减小表明电费累计减小。
优点在于，本发明的电力控制系统100针对太阳能随着季节和时间的变化做出了能量的管理。在太阳能匮乏的季节，如果太阳能无法满足电热水器110的正常工作，则启动蓄电池114或者通过市电供电，在充分利用太阳能电池板102所产生的能量的前提下，保证了电热水器110的正常运作。此外，在太阳能丰富的季节，通过蓄电池114接收多余的电能。并且在电能过多的时候，可以将电能释放如市电电网，避免多余能量的损失。通过智能电表的买电和卖电模式的设定，还减少了用户的用电消费。
上文具体实施方式和附图仅为本实用新型之常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本实用新型精神和实用新型范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本实用新型在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离实用新型准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非限制，本实用新型之范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。
Claims (6)
1.一种电力控制系统，所述电力控制系统为房屋供电,其特征在于，所述电力控制系统包括设置于所述房屋顶部的太阳能电池板，所述太阳能电池板包括多个将光子能量转换为电子能量的单元；所述太阳能电池板的电路出口位置设置了太阳能电池适配器，所述太阳能电池适配器吸收所述电子能量并输出有效值恒定的第一交流电压；此外，所述电力控制系统包括第一AC/AC变换器、第二AC/AC变换器和双向AC/DC变换器；所述第一AC/AC变换器包括与所述太阳能电池适配器相连的单向输入接口、与电热水器相连的单向输出接口、与所述第二AC/AC变换器相连的第一输入输出接口和与所述双向AC/DC变换器相连的第二输入输出接口；所述第二AC/AC变换器为双向AC/AC变换器，所述第二AC/AC变换器通过智能电表与市电电网相连；所述双向AC/DC变换器还包括输入输出接口，与蓄电池相连。
2.根据权利要求1所述的电力控制系统，其特征在于，所述电力控制系统还包括用于检测所述电热水器水温的水温感应器和用于检测所述蓄电池电荷容量的电池SOC检测器。
3.根据权利要求2所述的电力控制系统，其特征在于，所述电力控制系统还包括控制器，所述控制器包括与所述水温感应器相连的第一输入通信接口和与所述电池SOC检测器相连的第二输入通信接口。
4.根据权利要求3所述的电力控制系统，其特征在于，所述控制器还包括与所述第一AC/AC变换器相连的第一输出接口、与所述第二AC/AC变换器相连的第二输出接口、与所述双向AC/DC变换器相连的第三输出接口和与所述智能电表相连的第四输出接口。
5.根据权利要求4所述的电力控制系统，其特征在于，所述智能电表包括两条相互并联的电路通路，所述两条电路通路的每一条通路均包括开关和二极管，所述两条电路通路的二极管极性相反；所述两条电路通路的相汇处设置了安培表。
6.根据权利要求5所述的电力控制系统，其特征在于，所述智能电表还包括双向计数器、仪表显示盘和电表控制模块；所述双向计数器包括两个输入口，分别与所述安培表和所述电表控制模块相连；所述双向计数器还包括输出口，与所述仪表显示盘相连；所述电表控制模块用于接收所述控制器的控制信号；所述电表控制模块还与所述电路通路的开关的控制端相连。
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