CN212572092U - 电网调峰电器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电网调峰电器，包括外壳、设置在所述外壳中的主板和设置在外壳内的端子排，所述主板上集成有MCU模块、用于转换外部电力为系统供电的电源模块、显示模块、功率输出模块、通讯模块和时钟模块；所述电源模块包括AC/DC转换电路和DC/DC转换电路，所述功率输出模块包括蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路和充电控制电路；所述AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路、充电控制电路、通讯模块、显示模块、时钟模块分别电连接至所述MCU模块；本实用新型在使用后，能够让用电器尽可能的避开高峰时段用电，增加谷电时段的用电量，从而平抑了电网负荷的峰谷差，有利于电网的安全、稳定、经济运行。

Description

电网调峰电器
技术领域
本实用新型属于电力技术领域，具体涉及电网调峰电器。
背景技术
电网峰谷差是指电力系统某一时间周期内最大负荷与最小负荷之差，通常以日为单位。较大的峰谷差会使电网运行不够稳定，影响安全运行；调峰机组频繁启、停，将消耗不少的启、停燃油和稳定燃烧用油；运行的发电机组负荷不稳，需实时调节负荷，导致经济指标下降，发电设备必须增加备用容量，才能有充足的调峰需要。总之，电网负荷日峰谷差越大对电网的安全稳定和经济运行的危害就越大。减少电网的峰谷差是电网安全、经济、稳定运行最重要的措施之一。目前解决电网峰谷差的办法除了采用水电机组调峰外，还有在以火电为主的电力系统装设调峰机组、抽水蓄能机组、采用峰谷差计价等措施，对低谷时用电的用户在电价上予以优惠的鼓励。我国电网的峰谷差一般约为30％～40％，有很大的优化空间。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种能尽减少电网峰谷差的一种电网调峰电器。
本实用新型的技术方案如下：
电网调峰电器采用模块化设计，包括外壳、设置在所述外壳中的主板和设置在外壳上的端子排，所述主板上集成有MCU模块、用于转换外部电力为系统供电的电源模块、显示模块、功率输出模块、通讯模块和时钟模块；所述电源模块包括AC/DC转换电路和DC/DC转换电路，所述功率输出模块包括蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路和充电控制电路；所述AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路、充电控制电路、通讯模块、显示模块、时钟模块分别电连接至所述MCU模块，所述蓄电池充电电流控制电路、充电控制电路、AC/DC转换电路和DC/DC转换电路分别电连接所述端子排。
进一步的，所述主板上还集成与所述MCU模块电连接的温湿度传感器。
进一步的，所述功率输出模块还包括储能控制电路，所述储能控制电路分别连接所述端子排和MCU模块。
进一步的，所述通讯模块包括RS485接口电路、RS232接口电路和通信切换开关，所述RS485接口电路包括设置于外壳内的RS485串口通讯接口，所述RS232接口电路包括设置于外壳内的RS232串行通讯接口，所述RS485接口电路、RS232接口电路均连接至通信切换开关，所述通信切换开关与所述MCU模块电连接。
进一步的，所述时钟模块包括DS1302时钟芯片、第十七电容和涓流电池，在失电的情况下，依靠第十七电容和涓流电池储存的电量，使时钟芯片中的数据不会丢失。
进一步的，所述MCU模块采用型号为STC89C52RC的单片机。
进一步的，所述充电控制电路包括设置在外壳上的应急按钮。
进一步的，所述显示模块包括与所述MCU模块电连接的键盘电路和译码电路，所述译码电路连接有LED数码管。
本实用新型在使用时，在接入电网的同时连接用电器和可充电电池组，通过在电网调峰电器中预设电网峰电、谷电的时段，从而电网调峰电器控制用电器或可充电电池组，多应用谷电，少应用峰电；同时，电网调峰电器还可以连接逆变器，以便于在电网峰电时段给电网馈电。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型在使用后，能够让用电器尽可能的避开峰电时段，增加谷电时段的用电量，从而平抑了电网负荷的峰谷差，有利于电网的安全、稳定、经济运行，节约火电厂启停、维燃用油，同时也使用户用电更经济，若广泛使用本电网调峰电器，电网的峰谷差能够减少20-30％。
附图说明
图1为本实用新型实施例的方框图。
图2为本实用新型实施例的电源模块的电路原理图。
图3为本实用新型实施例的显示模块的电路原理图。
图4为本实用新型实施例的通讯模块的电路原理图。
图5为本实用新型实施例的时钟模块的电路原理图。
图6为本实用新型实施例的MCU模块的电路原理图。
图7为本实用新型实施例的温湿度传感器的电路原理图。
图8为本实用新型实施例的功率输出模块的电路原理图。
图9为本实用新型实施例的接端子排的端子图。
图10为本实用新型的应用示意图。
图中，第二十八电阻(R28)、第十八电容(C18)、二极管(D1)、第十七电容(C17)、涓流电池(BT1)、晶体振荡器(Y1)、RS485串口通讯接口(J2)、RS232串行通讯接口(J1)、应急按钮(WLB1)。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图9所示，电网调峰电器采用模块化设计，包括外壳、设置在外壳中的主板和设置在外壳内的端子排，主板上集成有MCU模块、用于转换外部电力为系统供电的电源模块、显示模块、功率输出模块、通讯模块和时钟模块；电源模块包括AC/DC转换电路和DC/DC转换电路，市电供电的AC/DC转换电路作为工作电源，另一个是由蓄电池供电的DC/DC转换电路作为备用电源，在市电停电时候，无扰的切换到备用电源，使电网调峰电器能正常工作管理逆变器和用电器实现不停电功能，AC/DC转换电路和DC/DC转换电路将市电或蓄电池电压转换为24VDC和5VDC，其中24VDC是继电器的工作电压，5VDC是本电网调峰电器的工作电压；功率输出模块包括蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路和充电控制电路；AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路、充电控制电路、通讯模块、显示模块、时钟模块分别电连接至MCU模块，蓄电池充电电流控制电路、充电控制电路、AC/DC转换电路和DC/DC转换电路分别电连接端子排。
进一步的，主板上还集成与MCU模块电连接的温湿度传感器。
进一步的，功率输出模块还包括储能控制电路，储能控制电路分别连接端子排和MCU模块。
进一步的，通讯模块包括RS485接口电路、RS232接口电路和通信切换开关，RS485接口电路包括设置于外壳内的RS485串口通讯接口J2，RS232接口电路包括设置于外壳内的RS232串行通讯接口J1，RS485接口电路、RS232接口电路均连接至通信切换开关，通信切换开关与MCU模块电连接，便于电网调峰电器与智能电表或者电力载波器之间进行通讯、获取数据。
进一步的，时钟模块作为电网调峰电器的时间基准提供时间显示和按时控制，时钟模块包括DS1302时钟芯片、二极管D1、第二十八电阻R28、第十八电容C18、第十七电容C17、涓流电池BT1，第二十八电阻R28和第十八电容C18并联后连接至DS1302时钟芯片的引脚1，第二十八电阻R28的另一端连接二极管D1的正极和VCC，二极管D1的负极连接至DS1302时钟芯片的引脚8，第十七电容C17和涓流电池BT1并联后连接至DS1302时钟芯片的引脚8，DS1302时钟芯片的引脚5、引脚6、引脚7分别连接至MCU模块且串联一4.7KΩ电阻后连接至VCC，DS1302时钟芯片的引脚2、引脚3之间串联有晶体振荡器Y1，第十八电容C18的另一端、第十七电容C17的另一端、涓流电池BT1的负极和DS1302时钟芯片的引脚4分别接地；DS1302时钟芯片可以向MCU模块提供实时时钟，年、月、日、时、分，秒、星期信息，供显示模块显示时间，在失电的情况下，依靠第十七电容(C17)和涓流电池(BT1)储存的电量，使时钟芯片中的数据不会丢失。
进一步的，MCU模块采用型号为STC89C52RC的单片机，控制软件写入到MCU模块中，控制软件中包括不同的功能模块，当然，MCU模块也可以采用其他型号的单片机，如STM32F103VET6、Dspic30F6014或ATmega8微控器。
进一步的，充电控制电路包括设置在外壳上的应急按钮WLB1。
进一步的，显示模块包括与MCU模块电连接的键盘电路和译码电路，译码电路连接有LED数码管；LED数码管主要显示时钟、电网各个时段的起始和结束时间、显示低谷时段用电量、显示实时温度湿度等参数，显示当日电网低谷时段用当用电量和总用电量(由智能电表提供数据)，显示当日电网尖峰时段逆变器反馈给电网的电量(由逆变器提供数据)；LED数码管可用六位LED数码管，其中LED数码管的前两位设定电网负荷的各时段编号，在第三-六位显示包括小时和分钟的时间，如，设定电网负荷低谷时段开始时间和电网负荷低谷时段结束时间、设定电网负荷低上午高峰时段开始时间和电网负荷上午高峰时段结束时间、设定电网负荷低平时负荷开始时间和电网负荷平时负荷结束时间、设定电网负荷下午高峰时段开始时间和电网负荷下午高峰时段结束时间、设定电网负荷尖峰时段开始时间和电网负荷尖峰时段结束时间。
如图10所示，为本实用新型的应用示意图，具体的，在一个应用例中，将电网调峰电器应用于水塔储能，水塔包括水塔供水系统和有塔供水系统，根据水塔的容积和用水量，设置成在电网低谷时段向水塔内供水和非高峰时段向水塔内供水；如图6、图8所示，当时钟模块的实时时钟进入电网低谷时段后，STC89C52RC的引脚21输出高电平，Relay1处于高电平，三极管T9导通，继电器DZ2工作，启动水塔水泵上水，只要水塔缺水就启动水泵供水，直到水塔满水后，自动停泵。
在一个应用例中，将电网调峰电器应用于电动车充电管理，将需要充电的电动车插到电网调峰电器提供的四孔插座上，如图6、图8所示，当电网进入低谷时段后，电网调峰电器的STC89C52RC的引脚17输出高电平，Relay2处于高电平时三极管T8导通，继电器DZ1工作，驱动外接的功率继电器，给电动车充电。若电动车急需充电，只需按一下应急按钮按钮WLB1，电动车开始充电，不再等待电网的低谷时段。电动车的蓄电池和电网调峰电器连接后，BV1蓄电池的电压送到TC89C52RC的引脚28，根据蓄电池电压，MCU模块中的充电程序计算出需要的充电电流和充电时间。电动车充电完成后，结束充电。
在一个应用例中，将电网调峰电器应用于路灯控制，该路灯自带有蓄电池组且为直流交流两用路灯，在需要开灯的时刻，路灯亮起，此时大多处于傍晚时、高峰电阶段，电网调峰电器控制蓄电池为路灯供电，不使用电网负荷，当进入夜间谷电时段时，路灯由市电供电，同时为蓄电池充电，增加电网的用电量。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.电网调峰电器，其特征在于：包括外壳、设置在所述外壳中的主板和设置在外壳内的端子排，所述主板上集成有MCU模块、用于转换外部电力为系统供电的电源模块、显示模块、功率输出模块、通讯模块和时钟模块；所述电源模块包括AC/DC转换电路和DC/DC转换电路，所述功率输出模块包括蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路和充电控制电路；所述AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、蓄电池充电电流控制电路、蓄电池电压检测电路、充电控制电路、通讯模块、显示模块、时钟模块分别电连接至所述MCU模块，所述蓄电池充电电流控制电路、充电控制电路、AC/DC转换电路和DC/DC转换电路分别电连接所述端子排。
2.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述主板上还集成与所述MCU模块电连接的温湿度传感器。
3.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述功率输出模块还包括储能控制电路，所述储能控制电路分别连接所述MCU模块和端子排。
4.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述通讯模块包括RS485接口电路、RS232接口电路和通信切换开关，所述RS485接口电路包括设置于外壳内的RS485串口通讯接口(J2)，所述RS232接口电路包括设置于外壳内的RS232串行通讯接口(J1)，所述RS485接口电路、RS232接口电路均连接至通信切换开关，所述通信切换开关与所述MCU模块电连接。
5.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述时钟模块包括DS1302时钟芯片、第十七电容(C17)和涓流电池(BT1)，在失电的情况下，依靠第十七电容(C17)和涓流电池(BT1)储存的电量，使时钟芯片中的数据不会丢失。
6.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述MCU模块采用型号为STC89C52RC的单片机。
7.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述充电控制电路包括设置在外壳上的应急按钮(WLB1)。
8.根据权利要求1所述的电网调峰电器，其特征在于：所述显示模块包括与所述MCU模块电连接的键盘电路和译码电路，所述译码电路连接有LED数码管。
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