TWI807503B - 一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置及方法 - Google Patents
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一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置及方法,係包括至少一設有一頻率偵測器及至少一通信界面之控制中心及至少一負載卸載控制站之卸載服務用戶端,其中,該控制中心藉由該頻率偵測器偵測交流電網電源頻率,於該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值,或由該控制中心主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近各負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,藉由該通信界面透過至少一行動通信網路發出至少一卸載控制命令給該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站,該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分別連結與控制至少一用戶負載之本地饋線電網電源供、斷電,該負載卸載控制站並設有至少一數據機及備用電源裝置,以藉該數據機接收該控制中心之通信介面發出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並對該連結之至少一用戶負載進行即時及低延遲之本地饋線電網電源斷電卸載,並由該備用電源裝置提供備援電源給該斷電卸載之用戶負載。
Description
本發明係關於一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置及方法,係以一控制中心之頻率偵測器、行動通信網路、及至少一控制中心之控制中心伺服器來控制遠端至少一卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站,於電力頻率低頻狀態下或由該控制中心之至少一控制中心伺服器主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近各負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,自動快速卸載至少一用戶負載之裝置及方法。
按,習知電力系統正常運轉時電力供給與負載必須保持平衡,若是電力用戶負載容量高於市電電源發電供電容量,則電力系統頻率會下降,嚴重時會危及供電電網穩定與安全,為了防止電力系統頻率不預期地降低,有多種可行方法,傳統方法之一是安裝低頻保護電驛,依條件執行卸載或者斷開線路,避免頻率持續下降,以保護整個電網,其中低頻電驛的頻率觸發點、啟動時間均有嚴格規定,例如:台灣電力公司的快速反應負載資源(Fast Response load-shedding Resource,FRR)輔助服務規範,則要求在電力頻率在59.7赫兹(Hz)的低頻狀況以下,需在少於等於1秒之時間進行卸載,因此,此些習知低頻卸載規範及方法雖可以保護電網,但缺點是會造成不預期的用戶大區域停電,而造成用戶端用戶之困擾與不便。
此外,再如某一些經常性大負載用電容量之用戶,例如:超商、加油站、大型賣場、餐廳…等等處所,供電業者為了提供節能獎勵,推動用電契約容量的需量控制奬勵制度,旨在鼓勵用戶可以在於用電尖峰時段或供電業者之供電吃緊季節,例如:每年盛夏季節的用電高峰季節,可以有效進行部份用戶負載卸載,以符合用電契約容量之約定,進而達到減
輕供電業者負擔及獎勵用戶的雙重功能,但往往因為用戶端需要增加更多的現場用電監控人員及大幅改裝現場電力監測及卸載設施,需要增添更多的人力與成本,而讓用戶端業者卻步,或僅淪為口號型式表面形式的宣導效果而已,並且,像是如超商、大型賣場等處所為了達到不超過用電契約容量而卸載相關負載,除了需要更多的現場電力需量控制人力外,如考慮以連鎖超商或大型賣場的總公司來統一控制各超商或大型賣場據點的用電需量,則因為每一個超商或大型賣場據點的如尖峰用電時段、負載容量或用電契約容量之用電控制因素與條件不同,無法有效統一控制各超商或大型賣場據點的用電需量,而仍需由各超商或大型賣場據點依自身的不同尖峰用電時段、負載容量或用電契約容量等電力需量控制因素與條件來分別控制其所在據點的電力需量控制,而需增加更多的現場控制人力及成本,而不符產業利用之經濟效益,實乃目前習知電力需量控制所極待解決之課題。
另外,在相關先前專利技術文獻方面,如中華民國專利公報第I411192號「電力保護系統及方法」發明專利案,則揭示應用於複數發電廠與變電站之卸載處理,在於藉由一個決策中心(10)來接收各個遠端監控站(11)~(15)的各個偵測器(111)~(115)之各類電力系統保護各類狀態及警示偵測,以將偵測訊號傳送至決策中心(10),再由決策中心(10)決定那一些遠端監控站(11)~(15)的負載卸載操作(即電力跳脫),但以此專利前案之系統,各個遠端監控站(11)~(15)均需加設昂貴複雜之偵測器(111)~(115),除了使設備成本遽增偏高,不符合產業利用之經濟效益外,此種模式也不適用於用戶端的主動或非主動卸載控制,因需要更多的遠端監控站(11)~(15)及偵測器(111)~(115)設備,以及使該偵測器(111)~(115)之訊號傳遞及決策中心(10)間之命令下達更加複雜難以實施,因此該專利前案系統及方法技術僅能侷限應用在於上述之發電廠與變電站間之卸載處理及控制,亦無法解決上述習知的電力用戶端低頻卸載及電力用戶端電力需量控制的問題與缺點,因而使其產業利用價值大打折扣。
又如中華民國專利公報第I492181號「節費式電力能源管理裝置及方法」發明專利案及中華民國專利公報第I492181號「電器負載監測
方法與系統」發明專利案,則分別揭示典型習知在用戶端的單純電費節省管理及負載監測的消極節能、節電及負載監測技術,但對於用戶端所需要的電力低頻卸載與用戶端的電力需量控制的積極節電、節能技術與目的,則無任何相乘的實質性助益,同樣地,如同習知電力用戶端低頻卸載或電力用戶端電力需量控制技術,必需耗費較多之控制操作人力及設備成本,並且,該前案技術並無法針對如習知連鎖超商、大型賣場等應用場合的各個連鎖超商、大型賣場據點予以分別作不同及最佳量身定制的電力用戶端低頻卸載或電力用戶端電力需量控制功效及節能、節電效果,而使上述專利前案無法達到產業利用之經濟效益。
本發明之主要目的在於提供一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置及方法,以消除上述習知電力低頻卸載、電力需量控制與各專利前案所易於產生之用戶端均需加設人力及設備成本,且無法達成分別針對如習知連鎖超商、大型賣場等應用場合的各個連鎖超商、大型賣場據點予以分別作不同及最佳量身定制的電力用戶端低頻卸載或電力用戶端電力需量控制功效及節能、節電效果之問題及缺點。
緣此,本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,係包括:至少一控制中心,設有一頻率偵測器、至少一通信界面,該頻率偵測器連結一交流電網電源,用以偵測該交流電網電源頻率,於該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值或主動運算及判斷該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近各負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,藉由該通信界面透過至少一行動通信網路而發出至少一卸載控制命令;以及至少一卸載服務用戶端,該卸載服務用戶端設有至少一負載卸載控制站,該各負載卸載控制站分別連結與控制至少一用戶負載之本地饋線電網電源供、斷電,該各負載卸載控制站並設有至少一遠端終端控制器、至少一數據機及備用電源裝置,以藉該數據機接收該控制中心之通信介面發出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並對該連結之用戶負載進行
即時及低延遲之至少一本地饋線電網電源斷電卸載,並由該備用電源裝置提供備援電源給該斷電卸載之用戶負載,藉以改善、提昇市電電源之電源頻率、供電品質與達到用戶端之用電控制目的與功效。
進一步,本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之頻率偵測器,連結該交流電網電源,用以偵測該交流電網電源頻率,以輸出一頻率偵測訊號,且該控制中心更包括:至少一控制中心伺服器,連結該頻率偵測器,以接收該頻率偵測器輸出之頻率偵測訊號,並於該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值或主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近各負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,由該控制中心伺服器輸出至少一卸載控制命令;至少一通信界面,連結該控制中心伺服器、行動通信網路及時間伺服器,以接收該控制中心伺服器輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並將該卸載控制命令透過至少一行動通信網路傳輸輸出;至少一時間伺服器(Timer Server),連結該通信界面,以透過通信界面向控制中心伺服器提供標準時間數據,而供該控制中心伺服器作為卸載控制命令發出時間之作動時間校準、時間同步對時與記錄依據;至少一全球定位系統(Global Positioning System),連結該時間伺服器,以提供該時間伺服器精確定時之用。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之控制中心伺服器所接收之頻率偵測訊號所對應之交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值為59.7赫兹。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之控制中心伺服器預先儲存有各卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載需量控制時間排程,以及各負載卸載控制站的需量契約容量數據。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之控制中心伺服器預先儲存之各負載卸載控制站的需量契約容量數據之需量契約容量係為依各卸載服務用戶端之各負載卸
載控制站與電力公司供電業者雙方約定最高電力需量以規定時間間隔內的平均電量為契約容量,例如:以每15分鐘為區間單位的平均電量為契約容量。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面,係更包括:至少一通信模組,連結該控制中心之控制中心伺服器、數據機及時間伺服器,以接收該控制中心伺服器輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並將該卸載控制命令輸出至數據機,以及供時間伺服器向該控制中心伺服器提供標準時間數據;以及至少一數據機,連結該通信模組及該行動通信網路,以接收將該通信模組所輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並將該卸載控制命令透過該行動通信網路傳輸輸出。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面之通信模組為具光/電通信功能之輸入/輸出之界面電路所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面的數據機為無線/有線數據機所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面所連結之行動通信網路為4G行動通信網路所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面所連結之行動通信網路為5G行動通信網路所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係設置於一連鎖超商據點中。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係設置於一連鎖大型賣場中。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係設置於一加油站中。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站係包括:至少一數據機,接收該控制中心之通信介面透過該行動通信網路輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令;至少一遠端終端控制器,連結該數據機、該數位輸出/輸入模組及該備用電源裝置,以根據該數據機接收之卸載控制命令,予以輸出至少一開關控制命令,以進行對應之電源低頻卸載或電力需量控制操作;至少一數位輸出/輸入模組,連結該遠端終端控制器、該總斷路器、及複數副斷路器,根據輸入遠端終端控制器之開關控制命令,予以輸出對應至少一總斷路器或一副斷路器控制命令,以進行對應之電源低頻卸載或電力需量控制之斷路器開關操作;至少一總用電計量表,分別連結至少一本地饋線電網電源、總斷路器及遠端終端控制器,以引入本地饋線電網電源提供給總斷路器,提供本地饋線電網電源電力計量及提供本地饋線電網卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器;至少一總斷路器,連結該數位輸出/輸入模組、電源管理器及該總用電計量表,以受該數位輸出/輸入模組輸出之來自該電源低頻卸載或電力需量控制之總斷路器控制命令,而進行對應之總斷路器斷路(OFF)動作,進一步控制該本地饋線電網電源切離全部用戶負載;以及至少一備用電源裝置,分別連結該遠端終端控制器、該總斷路器及至少一用戶負載,以根據該遠端終端控制器之電源管理控制命令及該數位輸出/輸入模組輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之總斷路器控制命令,於電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,使該總斷路器斷路(OFF)動作,以控制各用戶負載均為卸載本地饋線電網電源,並由該備用電源裝置分別向該遠端終端控制器及分別輸出提供備用電源給至少一經電源低頻卸載或電力用電需量卸載選擇與已卸載之用戶負載。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的
裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之遠端終端控制器具有將本地饋線電網電源之交流電源轉換成直流電源之功能,以分別提供直流電源給該數據機及數位輸出/輸入模組。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之該數據機為具全球定位系統功能之數據機所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之總用電計量表為一智慧型電錶(Smart Meter)所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之總斷路器為一電力電驛(Power Relay)所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站之備用電源裝置係包括:至少一儲能設備,提供充電儲能及備援電源功能;至少一電源管理器,分別連結該遠端終端控制器、該總斷路器、至少一分支用電計量表及該儲能設備,以根據該遠端終端控制器輸出電源低頻卸載或電力需量控制之電源管理控制命令,於該電源低頻卸載或電力需量控制以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,控制該儲能設備分別向該遠端終端控制器及同時輸出來自儲能設備之至少一備援電源給至少一經低頻卸載或電力需量控制卸載選擇之用戶負載;至少一分支用電計量表,分別連結該電源管理器、副斷路器及遠端終端控制器,以引入本地饋線電網電源或備援電源經由該副斷路器給用戶負載,及提供用戶負載需量電力計量、卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器;以及複數副斷路器,分別連結該分支用電計量表之另一端、數位輸出/輸入模組及複數用戶負載,以根據該數位輸出/輸入模組輸出之副斷路器控制命令,於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,可使至少一副斷路器為斷路(OFF)動作狀態下,為至少一經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之用戶
負載無法獲得來自分支用電計量表之本地饋線電網電源或備援電源而卸載不運轉,或於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,為至少一副斷路器為閉合(ON)動作狀態下,供應該來自分支用電計量表之備援電源給至少一用戶負載。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之儲能設備為一鋰電池組所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之電源管理器具有直流對直流轉換、交流對直流及交流對交流轉換之電源轉換及管理功能。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之電源管理器於非電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,對該儲能設備提供充電電源。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之分支用電計量表為一智慧型電錶所構成。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之副斷路器為一電力電驛所構成。
本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法,其步驟係包括:(a)控制中心之控制中心伺服器連結至卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器,即至少一控制中心之至少一控制中心伺服器透過至少一行動通信網路與至少一卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之至少一遠端終端控制器進行連線;(b)是否皆成功建立行動通信網路連線?即步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器檢查是否透過行動通信網路與該卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之至少一遠端終端控制器完成連線通訊?如果是則進行步驟(c),如果不是則重覆步驟(a);(c)控制中心之控制中心伺服器與卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行時間同步對時,即步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器藉由該控制中心之至少一時間伺服器與該卸載服務用戶端之各負載卸載
控制站之遠端終端控制器進行時間同步對時;(d)控制中心之控制中心伺服器載入卸載服務用戶端各負載卸載控制站之各用戶負載需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據,即由步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器載入預先儲存之各該負載卸載控制站之各用戶負載電力需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據;(e)利用控制中心之一頻率偵測器偵測交流電網電源之頻率,即由步驟(a)之控制中心之一頻率偵測器對該控制中心端的交流電網電源頻率進行偵測;(f)收集卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置之狀態及數據,即由該步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器與該卸載服務用戶端之至少一之遠端終端控制器成功建立行動通信網路連線通訊,取得各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各總用電計量表與各副用電計量表電力數據、以及各備用電源裝置之備援電源電量之狀態及數據等卸載參數及因素;(g)是否發生電源低頻卸載或電力需量控制事件?如果是則進行步驟(h),如果不是則重覆步驟(b),即根據步驟(e)之控制中心之頻率偵測器對該控制中心端的交流電網電源頻率進行偵測之結果,如果該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值或根據步驟(f)之卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置之狀態及數據與預先儲存在步驟(d)之各負載卸載控制站之各用戶負載需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據,由該控制中心之控制中心伺服器主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載是否到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,則需要進行卸載操作步驟(h),反之,則不需要進行卸載操作則重覆步驟(b);(h)開始執行電源低頻卸載或電力需量控制事件,即根據步驟(g)之控制中心伺服器即時運算及判斷出至少一電源低頻卸載或電力需量控制事件,由該
控制中心伺服器產生至少一卸載控制命令,並透過行動通訊網路傳遞給經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之負載卸載控制站進行電源低頻卸載或電力需量控制;(i)記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件狀態,即由步驟(f)之控制中心之控制中心伺服器收集卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各用電計量表電力數據、以及備用電源裝置之備援電源電量數據等參數,並對卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載之電源低頻卸載或電力需量控制卸載操作進行時段計時監控與記錄;(j)電源低頻卸載與電力需量控制事件是否已屆滿完成?如果是則進行步驟(k),如果電源低頻卸載事件尚未屆滿則繼續回至步驟(h),如果電力需量控制事件尚未屆滿則繼續回至步驟(i),即由該步驟(i)之控制中心之控制中心伺服器對卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器之各用戶負載之電源低頻卸載與電力需量控制事件進行時段計時監控,如該用戶負載之低頻卸載與電力需量控制卸載時段已屆滿則進行步驟(k),如該負載卸載控制站之用戶負載之電源低頻卸載控制時段尚未屆滿則重覆進行步驟(h),如該負載卸載控制站之用戶負載之電力需量控制卸載時段尚未屆滿則重覆進行步驟(i);(k)記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件結果並恢復全部負載卸載控制站使用本地饋線電網電源供電,即由該步驟(j)之控制中心之控制中心伺服器對卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站之各用戶負載之電源低頻卸載或電力需量控制操作進行時段計時監控,如該電源低頻卸載事件或電力需量控制事件已屆滿,則由各該負載卸載控制站之遠端終端控制器透過該數位輸出/輸入模組向該部份總斷路器或副斷路器下達重新閉合復歸(reset)之總斷路器控制命令或副斷路器控制命令,使該部份用戶負載或全部用戶負載重新獲得本地饋線電網電源供電,並脫離備援電源供電,最後並統計與記錄事件結果。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法,其中,該步驟(h)之執行電源低頻卸載控制事件,其步驟更包含:
(h1)控制中心之控制中心伺服器運算出總(可)卸載電量需求是否大於供電業者之低頻卸載門檻值?如果是則進行步驟(h2),如果不是則進行步驟(h10),即藉由該步驟(h)之控制中心之控制中心伺服器運算出卸載服務用戶端之複數負載卸載控制站之各用戶負載所連結之本地饋線電網電源之可卸載總電量是否大於該交流電網電源以及該負載卸載控制站之本地饋線電網電源之供電業者要求之低頻卸載電量門檻值;(h2)由該控制中心伺服器運算與分配卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序,即藉由步驟(h1)之控制中心之控制中心伺服器運算與分配出可卸載之各負載卸載控制站之各用戶負載的分段與分區優先卸載控制調度順序;(h3)由該控制中心伺服器產生至少一卸載控制命令傳送給卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站,即根據步驟(h2)之控制中心之控制中心伺服器計算出之可卸載之各負載卸載控制站之各用戶負載的分段與分區優先卸載控制調度順序,並透過至少一行動通信網路,予以發出至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行對應的卸載操作;(h4)卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器接收至少一卸載控制命令,即藉由步驟(h3)之控制中心之控制中心伺服器透過至少一行動通信網路300,予以發出至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行對應的卸載操作,由卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器將接收該卸載控制命令;(h5)由各該遠端終端控制器即時運算及判斷是否可卸載該負載卸載控制站之全部或部分用戶負載?如果是則進行步驟(h6),如果不是則進行步驟(h10),即由步驟(h4)之卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器依據各該負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各用電計量表電力數據、以及各備用電源裝置之備援電源電量數據等參數及因素即時運算及判斷是否可卸載各該負載卸載控制站之各用戶負載,如果是,則進行卸載操作,反之,則先不進行卸載操作;(h6)由各該遠端終端控制器之數位輸出模組根據開關控制命令使該對應之
本地饋線電網電源之斷路器斷電卸載,即由步驟(h5)之卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器於電源低頻卸載控制狀態下,輸出之至少一開關控制命令至該數位輸出/輸入模組,以根據該開關控制命令,使該數位輸出/輸入模組輸出至少一總斷路器或至少一副斷路器之總斷路器或副斷路器控制命令,進行對應之總斷路器或副斷路器斷路(OPEN)開關動作,進一步控制該本地饋線電網電源之切離該用戶負載;(h7)已卸載之各負載卸載控制站使用備援電源供電,即由步驟(h6)之由該遠端終端控制器輸出至少一電源管理控制命令,控制該儲能設備分別向該遠端終端控制器及向各該用戶負載分別輸出提供該備援電源,於該電源低頻卸載以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,同時輸出來自至少一儲能設備之備援電源給至少一經電源低頻卸載選擇之用戶負載;(h8)控制中心之控制中心伺服器檢查是否過度卸載超過105%總卸載電量?如果是則進行步驟(h9),如果不是則進行步驟(h10),即由該步驟(h2)之由該控制中心伺服器運算與分配卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序,並統計卸載控制狀態之中由步驟(h6)之卸載服務用戶端之各負載卸載控制站由各該遠端終端控制器之數位輸出模組根據開關控制命令使該對應之本地饋線電網電源之總斷路器或副斷路器斷電卸載之各用戶負載之總卸載電量是否超越105%?;(h9)恢復超越105%總卸載電量的用電卸載,由該步驟(h8)之控制中心之控制中心伺服器發出部份非卸載復電命令給該步驟(h8)之遠端終端控制器進行對應復電數量的各本地饋線電網電源,以維持該卸載電量在105%;(h10)各負載卸載控制站回報執行低頻卸載事件狀態,該步驟(h9)之控制中心之控制中心伺服器記錄各該負載卸載控制站執行至少一卸載控制命令之現況並統計結果是否滿足供電業者之低頻卸載門檻值。
上述本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法,其中,該步驟(h)之執行電力需量控制事件,其步驟更包含:(h11)控制中心之控制中心伺服器傳送至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之至少一滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站之遠端終端控制器,即由步驟(h)之控制中心之控制中心伺服器即時運算及判斷是否可電力
需量控制該負載卸載控制站之用戶負載對應之本地饋線電網電源、可卸載之電量、以及可用備用電源裝置之備援電源調度時段,予以發出至少一卸載控制命令給各該負載卸載控制站之遠端終端控制器進行對應的電力需量控制卸載操作;(h12)該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站接收至少一電力需量控制之卸載控制命令,由步驟(h)之控制中心伺服器透過該行動通信網路與該卸載服務用戶端之複數負載卸載控制站之遠端終端控制器進行連線,並傳送電力需量控制之卸載控制命令給該負載卸載控制站之遠端終端控制器,該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站接收至少一電力需量控制之卸載控制命令;(h13)該卸載控制命令狀態下之負載卸載控制站是否執行全部用戶負載卸載?如果是則進行步驟(h14),如果不是則進行步驟(h131),即藉由步驟(h11)之控制中心伺服器即時需量預測、運算及判斷出可需量控制之用戶負載、可卸載之電量、以及可用備用電源裝置之備援電源調度時段,以及步驟(h12)的控制中心伺服器最終決定傳送給各卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器的負載電力需量控制之卸載控制命令為全部用戶負載均卸載不使用本地饋線電網電源,使全部用戶負載或部份用戶負載以備援電源作為卸載期間供電,或者非全部卸載的部份用戶負載不卸載仍繼續使用本地饋線電網電源,而另一部份用戶負載則卸載而卸載不運轉;(h131)執行部份用戶負載卸載,即經由步驟(h12)之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器傳送開關控制命令並透過該數位輸出/輸入模組向該總斷路器下達維持閉合動作之總斷路器控制命令,繼續供應本地饋線電網電源給部份用戶負載,及向部份之副斷路器下達斷路動作之副斷路器控制命令,使部份用戶負載脫離該使用本地饋線電網電源而卸載不運轉,及其餘部份副斷路器下達維持閉合動作之副斷路器控制命令,使其餘部份之用戶負載則仍然維持使用本地饋線電網電源供電,並再執行步驟(h15);(h14)執行全部用戶負載卸載,即經由步驟(h12)之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器傳送開關控制命令並透過該數位輸出/輸入模組向該總斷路器下達斷路動作之總斷路器控制命令,以讓所有之用戶負載不使用本地
饋線電網電源供電,而選擇全部用戶負載或部份用戶負載以備援電源作為卸載期間供電繼續運轉,或向部份之副斷路器下達斷路動作之副斷路器控制命令,使部份用戶負載而卸載不運轉;(h15)是否使用備援電源供電?如果是則進行步驟(h16),如果不是則進行步驟(h17),即藉由步驟(h11)之控制中心伺服器即時需量預測、運算及判斷出可用備用電源裝置之備援電源調度時段,以及步驟(h12)的控制中心伺服器最終決定傳送給各卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器的負載電力需量控制之卸載控制命令為全部用戶負載或部份用戶負載以備援電源作為卸載期間供電,如果是則進行步驟(h16),如果不是則進行步驟(h17);(h16)使用備援電力供電,即藉由步驟(h12)之該遠端終端控制器輸出至少一電源管理控制命令,於該電力需量控制以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,控制該儲能設備提供該備援電源,同時分別輸出來自儲能設備之至少一備援電源給至少一經電力需量控制卸載選擇之用戶負載與該遠端終端控制器;(h17)記錄卸載市電結果並回報控制中心,即由各該負載卸載控制站之遠端終端控制器透過步驟(h11)之數據機、行動通信網路、通信界面,依據該總用電計量表電力數據及各該分支用電計量表電力數據、總斷路器及副斷路器狀態而回報該用戶負載的本地饋線電網電源之全部卸載或部份卸載結果給該控制中心。
本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置及方法之功效,係在於藉由該控制中心與卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站間之電源低頻卸載或電力需量控制之雙重卸載控制操作模式,可以讓該卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站為自願性及簽訂卸載合約的電力頻率低頻卸載用戶或電力需量控制卸載用戶,如經常性24小時用戶負載的行動通信基地台、夾娃娃機商店、連鎖超商、連鎖大型賣場、加油站、餐廳…等等應用場合,可以在用電需量時間排程或營業尖峰時段配合交流電網電源與各個負載卸載控制站的本地饋線電網電源之供電業者,在交流電網電源之頻率下降至預設容忍低頻值或該卸載服務用戶端之至少一負載
卸載控制站之至少一用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站的需量契約臨界值容量時,加入上述自願性電力低頻卸載用戶或主動性電力需量控制用戶,可以讓控制中心在於電力卸載容量及數量調度上更加靈活而具備彈性,並且,藉由該控制中心與各卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站間以行動通信網路進行卸載控制命令的傳遞與卸載容量、數量或時段成果統計回報,可以確保該各卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站的本地饋線電網電源卸載容量及卸載結果準確確實,可以確保該電源低頻卸載時間符合在1秒鐘以內之要求,以及控制該負載卸載控制站之用電需量低於用電契約容量內範圍或卸載時段需求內,並且,只需在控制中心設置單一頻率偵測器即可偵測該交流電網電源之低頻狀態或由控制中心伺服器主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之該用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,而即時發出該卸載控制命令進行對應的電源低頻卸載或電力需量控制卸載操作,可以大幅降低卸載設備之成本及人力,並且,該各卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站中均設置有至少一備用電源裝置,可於控制中心在該交流電網電源之低頻卸載或該卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,使備用電源裝置之儲能設備提供備援電力給各個用戶負載供電使用,不會產生無預期大區域停電之狀態,絕不會造成該各卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站的用電困擾,並且,該各卸載服務用戶端的各個負載卸載控制站可以與該交流電網電源提供業者達成互利多贏之效果,進一步提昇本發明之產業利用經濟效益,可完全消弭習知電源低頻卸載或電力需量控制及各習知專利前案所產生之控制人力、設備成本偏高及卸載時會造成大區域無預期停電之問題與缺點。
100:裝置
10:控制中心
11:頻率偵測器
111:頻率偵測訊號
12:控制中心伺服器
121:卸載控制命令
13:通信界面
131:通信模組
132:數據機
14:時間伺服器
15:全球定位系統
20:卸載服務用戶端
21:負載卸載控制站
211:數據機
212:遠端終端控制器
212A:開關控制命令
213:數位輸出/輸入模組
212B:電源管理控制命令
213A:總斷路器控制命令
213B:副斷路器控制命令
214:總用電計量表
215:總斷路器
216A:儲能設備
216:備用電源裝置
216A':備援電源
216B:電源管理器
216C:分支用電計量表
216D:副斷路器
200:交流電網電源
300:行動通信網路
400:本地饋線電網電源
500:用戶負載
600:供電業者
700:電力資訊系統
805:是否皆成功建立行動通信網路連線
800:控制中心之控制中心伺服器連結至卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器
810:控制中心之控制中心伺服器與卸載服務用戶端各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行時間同步對時
820:控制中心之控制中心伺服器載入卸載服務用戶端之各負載卸載控制站各用戶負載需量控制特定時段與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據
830:利用控制中心之一頻率偵測器偵測交流電網電源之頻率
840:收集卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置之備援電源電量數
據
845:是否發生電源低頻卸載或電力需量控制事件
850:執行電源低頻卸載或電力需量控制事件
860:由該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器回報卸載操作結果
870:電源低頻卸載或電力需量控制事件是否已屆滿完成
880:記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件結果並恢復全部負載卸載控制站使用本地饋線電網電源供電
851:控制中心之控制中心伺服器運算出總(可)卸載電量需求是否大於供電業者之低頻卸載門檻值
852:由該控制中心伺服器運算與分配卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序
853:由該控制中心伺服器產生至少一卸載控制命令傳送給卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器
854:卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器接收至少一卸載控制命令
855:由各該遠端終端控制器即時運算及判斷是否可卸載該負載卸載控制站之全部或部分用戶負載
856:由各該遠端終端控制器之數位輸出模組根據開關控制命令使該對應之本地饋線電網電源之斷路器斷電卸載
857:已卸載之各負載卸載控制站使用備援電源供電
858:控制中心之控制中心伺服器檢查是否過度卸載超過105%總卸載電量
859:恢復超越105%總卸載電量的用電卸載
859A:各負載卸載控制站回報執行低頻卸載事件狀態
850A:控制中心之控制中心伺服器傳送至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之至少一滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站之遠端終端控制器
850B:該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站接收至少一電力需量控制之卸載控制命令
850C:該卸載控制命令狀態下之負載卸載控制站是否執行全部用戶負載卸載
850D:執行部分用戶負載卸載
850E:執行完全用戶負載卸載
850F:是否使用備援電源供電
850G:使用備援電力供電
850H:回報執行電力需量控制事件狀態
第一圖係本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置的第一實施例之系統方塊圖;
第二圖為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置的第二實施例圖;
第三圖係本發明一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法的流程圖;
第四圖為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法中之執行電源低頻卸載控制事件之流程圖;
第五圖為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法中之執行電力需量控制事件之流程圖。。
請參閱如第一圖所示,為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置之第一實施例,其中,該裝置100係包括至少一控制中心10,該控制中心10之型式不限,在本發明中係列舉包括一頻率偵測器11、至少一控制中心伺服器12、至少一通信界面13、至少一時間伺服器14及至少一全球定位系統15為例,其中,該頻率偵測器11連結一交流電網電源200,用以偵測該交流電網電源200頻率,並輸出一頻率偵測訊號111。
該控制中心伺服器12,預先儲存有交流電網電源200之頻率下降至預設容忍低頻值及至少一卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之至少一用戶負載500之電力需量控制時間排程,以及至少一負載卸載控制站21之需量契約容量數據,該控制中心伺服器12連結該頻率偵測器11,以接收該頻率偵測器11輸出之頻率偵測訊號111,並於該頻率偵測訊號111所對應之交流電網電源200頻率下降至預設容忍低頻值或由該控制中心伺服器12主動運算及判斷出至少一卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之至少一用戶負載500到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站21的需量契約容量臨界值時,例如:交流電網電源200頻率下降至59.7赫兹或用電尖峰時,該負載卸載控制站21之全部用戶負載500用電需量已接近該負載卸載控制站21與電力公司供電業者600簽訂之需量契約容量,則由該控制中心伺服器12輸出至少一電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令121,上述該控制中心10之控制中心伺服器12預先儲
存之各負載卸載控制站21的需量契約容量數據之需量契約容量之型式不限,在本發明中係列舉依各卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21與電力公司供電業者600雙方約定最高電力需量以規定時間間隔內的平均電量為契約容量為例,例如:以每15分鐘為區間單位的平均電量為契約容量。
該通信界面13其型式不限,在本發明中係列舉包括至少一通信模組131及數據機132構成為例,該通信模組131連結該控制中心伺服器12,以接收該控制中心伺服器12輸出之卸載控制命令121,該數據機132之型式不限,在本發明係列舉以有線專線連結之數據機為例,該數據機132連結該通信模組131及至少一行動通信網路300,以將該通信模組131所接收之卸載控制命令121透過該行動通信網路300傳輸輸出,上述通信界面13之通信模組131為具光/電通信功能之輸入/輸出之界面電路構成為例,以及,該行動通信網路300之型式不限,在本發明中係列舉4G行動通信網路或5G行動通信網路構成為例。
該時間伺服器14連結該通信界面13之通信模組131,以透過通信界面13之通信模組131向該控制中心伺服器12提供標準時間數據,而供該控制中心伺服器12作為卸載控制命令121發出時間之作動時間校準、時間同步對時與記錄依據。
該全球定位系統15,連結該時間伺服器14,以提供該時間伺服器14精確定時之用。
至少一卸載服務用戶端20,該卸載服務用戶端20之型式不限,例如:24小時用戶負載的行動通信基地台、夾娃娃機商店、連鎖超商、連鎖大型賣場、加油站、餐廳…等等應用場合,在本發明中係列舉為連鎖超商業者為例,該卸載服務用戶端20設有至少一負載卸載控制站21,該各負載卸載控制站21之裝設位置不限,在本發明中係列舉為裝設於該連鎖超商業者之各連鎖超商據點為例,其中,係包括至少一數據機211、至少一遠端終端控制器212、至少一數位輸出/輸入模組213、至少一總用電計量表214、至少一總斷路器215及至少一備用電源裝置216,其中,該數據機211接收該控制中心10之通信界面13之數據機132透過該行動通信網路300輸出之卸載控制命令121,且該數據機211之型式不限,在本發明之第一實施
例中係列舉無線連結之數據機構成為例。
該遠端終端控制器212,連結該數據機211,以根據該數據機211接收之卸載控制命令121運算及判斷,並予以輸出一開關控制命令212A,以進行對應之卸載控制操作連結與控制,並且,該遠端終端控制器212具有將交流電源轉換成直流電源之功能,以分別提供直流電源給該數據機211及數位輸出/輸入模組213。
該數位輸出/輸入模組213,連結該遠端終端控制器212,以輸入該遠端終端控制器212之開關控制命令212A,並輸出為該總斷路器控制命令213A或副斷路器控制命令213B。
該總用電計量表214分別連結至少一本地饋線電網電源400、至少一總斷路器215及遠端終端控制器212,以引入本地饋線電網電源400提供給總斷路器215,及提供本地饋線電網電源400電力計量與卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器212,該總用電計量表214之型式不限,在本發明中係列舉以一智慧型電錶構成為例。
該總斷路器215分別連結該數位輸出/輸入模組213、該電源管理器216B及該總用電計量表214,以受該數位輸出/輸入模組213輸出之來自該電源低頻卸載或電力需量控制之總斷路器控制命令213A,而進行對應輸出之總斷路器控制命令213A,而進行對應之總斷路器215斷路動作,進一步控制該本地饋線電網電源400之切離全部用戶負載500,該總斷路器215之型式不限,在本發明中係列舉以電力電驛為例。
該備用電源裝置216之型式不限,在本發明中係列舉包含至少一儲能設備216A、至少一電源管理器216B、至少一分支用電計量表216C及至少一副斷路器216D為例,其中,該儲能設備216A,提供充電儲能及備援電源功能,且該儲能設備216A之型式不限,在本發明中係以一鋰電池組構成為例,該電源管理器216B具有直流對直流轉換、交流對直流及交流對交流轉換之電源轉換及管理功能,且該電源管理器216B分別連結該遠端終端控制器212、總斷路器215、至少一用戶負載500,以根據該遠端終端控制器212之電源管理控制命令212B及該數位輸出/輸入模組輸出213之電源低頻卸載或電力需量控制之總斷路器215控制命令213A,於電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,使該總斷路器215為斷路動作,以控制各用戶負載500均為卸載本地饋線電網電源400,並由該備用電源裝置216分別向該遠端終端控制器212及分別輸出提供備用電源216A’給至少一經電源低頻卸載或電力用電需量卸載選擇與已卸載之用戶負載500。
至少一分支用電計量表216C,分別連結該電源管理器216B、副斷路器216C及遠端終端控制器212,以引入本地饋線電網電源400或備援電源216A’經由該副斷路器216D給用戶負載500,及提供用戶負載500需量電力計量、卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器212。
複數副斷路器216D,分別連結該分支用電計量表216C之另一端、數位輸出/輸入模組213及複數用戶負載500,以根據該數位輸出/輸入模組213輸出之副斷路器控制命令213B,於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,可使至少一副斷路器216D為斷路動作狀態下,使至少一經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之用戶負載500無法獲得來自分支用電計量表216C之本地饋線電網電源400或備援電源216A’而卸載不運轉,或於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,而使至少一副斷路器500為閉合動作,以供應該來自分支用電計量表216C之備援電源216A給至少一用戶負載500。
上述之分支用電計量表216C之型式不限,在本發明中係列舉以智慧型電錶為例,另外,上述之副斷路器216D之型式不限,在本發明中係列舉以電力電驛為例。
請再配合第二圖所示,為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置之第二實施例,其中,顯示該控制中心10之通信界面13的數據機132為無線專線數據機型式及該卸載服務用戶端20的各負載卸載控制站21之數據機211均為無線數據機型式,可使該控制中心10透過該數據機132以有線方式透過該行動通信網路300發送該電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令121給該卸載服務用戶端20的各負載卸載控制站21之數據機211,或進行資料傳輸連結,另外,一具交流電網電源200及本地饋線電網電源400之供電業者600,例如:電力公司,以至少一電力資訊系統700透過該行動通信網路300連結至該控制中心10之控制中心伺
服器12及卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21,可以簡單、精確獲得與監控該控制中心伺服器12的卸載控制命令121發出之時間、卸載成果、卸載電量及卸載時段,以及該卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之遠端終端控制器212接收之該卸載控制命令121執行狀態,可有效精簡卸載控制管理人力與成本,並更可作為如供電業者600與簽約自願低頻卸載服務或電力需量控制獎勵之卸載服務用戶端20之負載卸載控制站212據點,例如:電力公司與連鎖超商業者之各連鎖超商據點,進行自願性低頻卸載或電力需量控制補償及獎勵之依據,使兩者均可達到互利多贏之效益,並進一步提昇本發明之產業利用價值。
請再參閱第三圖所示,為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法的流程圖,其步驟係包含步驟800~880,其中:(800)控制中心之控制中心伺服器連結至卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器,即至少一控制中心10之至少一控制中心伺服器12透過至少一行動通信網路300與至少一卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之至少一遠端終端控制器212進行連線;(805)是否皆成功建立行動通信網路連線?即步驟(800)之控制中心10之控制中心伺服器12檢查是否透過行動通信網路300與該卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之至少一遠端終端控制器212完成連線通訊?如果是則進行步驟(810),如果不是則重覆步驟(800);(810)控制中心之控制中心伺服器與卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行時間同步對時,即步驟(800)之控制中心10之控制中心伺服器12藉由該控制中心10之至少一時間伺服器14與該卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之遠端終端控制器212進行時間同步對時;(820)控制中心之控制中心伺服器載入卸載服務用戶端各負載卸載控制站之各用戶負載需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據,即由步驟(800)之控制中心10之控制中心伺服器12載入預先儲存之各該負載卸載控制站21之各用戶負載500電力需量控制時間排程與各負載卸載控制站21之需量契約容量數據;(830)利用控制中心之一頻率偵測器偵測交流電網電源之頻率,即由步驟(800)之控制中心10之一頻率偵測器11對該控制中心10端的交流電網電源200頻率進行偵測;(840)收集卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置之狀態及數據,即由該步驟(800)之控制中心10之控制中心伺服器12與該卸載服務用戶端20之至少一之遠端終端控制器212成功建立行動通信網路300連線通訊,取得各負載卸載控制站21之各用戶負載500電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各總用電計量表214、各副用電計量表216C電力數據、以及備用電源裝置216之備援電源216A’電量之狀態及數據等卸載參數及因素;(845)是否發生電源低頻卸載或電力需量控制事件?如果是則進行步驟(850),如果不是則重覆步驟(805),即根據步驟(830)之控制中心10之頻率偵測器11對該控制中心10端的交流電網電源200頻率進行偵測之結果,如果該交流電網電源200頻率下降至預設容忍低頻值或根據步驟(840)之卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之各用戶負載500電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置216之狀態及數據與預先儲存在步驟(820)之各負載卸載控制站21之各用戶負載500需量控制時間排程與各該負載卸載控制站21之需量契約容量數據,由該控制中心10之控制中心伺服器12主動運算及判斷出該卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21的各用戶負載500到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站21的需量契約容量臨界值時,則需要進行卸載操作步驟(850),反之,則不需要進行卸載操作則重覆步驟(805);(850)執行電源低頻卸載或電力需量控制事件,即根據步驟(845)之控制中心伺服器12即時運算及判斷出至少一電源低頻卸載或電力需量控制事件,由該控制中心伺服器12產生至少一卸載控制命令121,並透過行動通訊網路300傳遞給經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之負載卸載控制站21進行電源低頻卸載或電力需量控制;(860)記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件狀態,即由步驟(840)之控制中心10之控制中心伺服器12收集卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之各用戶負載500電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各用電
計量表電力數據、以及備用電源裝置216之備援電源216A’電量數據等參數,並對卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之各用戶負載500之用電需量電源低頻卸載或電力需量控制卸載操作進行時段計時監控與記錄;(870)電源低頻卸載與電力需量控制事件是否已屆滿完成?如果是則進行步驟(880),如果電源低頻卸載事件尚未屆滿則繼續回至步驟(850),如果電力需量控制事件尚未屆滿則繼續回至步驟(860),即由該步驟(860)之控制中心10之控制中心伺服器12對卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之遠端終端控制器212之各用戶負載500之電源低頻卸載與電力需量控制事件進行時段計時監控,如該用戶負載500之低頻卸載與電力需量控制卸載時段已屆滿則進行步驟(880),如該負載卸載控制站21之用戶負載500之電源低頻卸載控制時段尚未屆滿則重覆進行步驟(850),如該負載卸載控制站21之用戶負載500之電力需量控制卸載時段尚未屆滿則重覆進行步驟(860);(880)記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件結果並恢復全部負載卸載控制站使用本地饋線電網電源供電,即由該步驟(870)之控制中心10之控制中心伺服器12對卸載服務用戶端20之各該負載卸載控制站21之各用戶負載500之電源低頻卸載或電力需量控制操作進行時段計時監控,如該電源低頻卸載事件或電力需量控制事件已屆滿則,進行恢復全部負載卸載控制站本地饋線電網電源供電,並記錄事件結果。
請再配合第四圖所示,為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法中之由該控制中心10之控制中心伺服器12產生至少一電源低頻卸載之卸載控制命令121傳送給卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之至少一遠端終端控制器212的流程圖,即上述第三圖之步驟(850)之詳細流程圖之一,其步驟包括步驟(851)~(859A),其中:(851)控制中心之控制中心伺服器運算出總(可)卸載電量需求是否大於供電業者之低頻卸載門檻值?如果是則進行步驟(852),如果不是則進行步驟(859A),即藉由該步驟(850)之控制中心10之控制中心伺服器12運算出卸載服務用戶端20之複數負載卸載控制站21之各用戶負載500所連結之本地饋線電網電源400之可卸載總電量是否大於該交流電網電源200以及該負載卸載控制站21之本地饋線電網電源400之供電業者要求之低頻卸載電量門檻
值;(852)由該控制中心伺服器運算與分配卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序,即藉由步驟(851)之控制中心10之控制中心伺服器12運算與分配出可卸載之各負載卸載控制站21之各用戶負載500的分段與分區優先卸載控制調度順序;(853)由該控制中心伺服器產生至少一卸載控制命令傳送給卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站,即根據步驟(852)之控制中心10之控制中心伺服器12計算出之可卸載之各負載卸載控制站21之各用戶負載500的分段與分區優先卸載控制調度順序,並透過至少一行動通信網路300,予以發出至少一卸載控制命令121給卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之遠端終端控制器212進行對應的卸載操作;(854)卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器接收至少一卸載控制命令,即藉由步驟(853)之控制中心10之控制中心伺服器12透過至少一行動通信網路300,予以發出至少一卸載控制命令121給卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21之遠端終端控制器212進行對應的卸載操作,由卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之遠端終端控制器212將接收該卸載控制命令121;(855)由各該遠端終端控制器即時運算及判斷是否可卸載該負載卸載控制站之全部或部分用戶負載?如果是則進行步驟(856),如果不是則進行步驟(859A),即由步驟(854)之卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之遠端終端控制器212依據各該負載卸載控制站21之各用戶負載500電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各用電計量表(214/216C)電力數據、以及各備用電源裝置216之備援電源216A’電量數據等參數及因素即時運算及判斷是否可卸載各該負載卸載控制站21之各用戶負載500,如果是,則進行卸載操作,反之,則先不進行卸載操作;(856)由各該遠端終端控制器之數位輸出模組根據開關控制命令使該對應之本地饋線電網電源之斷路器斷電卸載,即由步驟(855)之卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之遠端終端控制器212於電源低頻卸載控制狀態下,輸出之至少一開關控制命令212A至該數位輸出/輸入模組213,以
根據該開關控制命令212A,使該數位輸出/輸入模組213輸出至少一總斷路器215或至少一副斷路器216D之總斷路器控制命令213A或副斷路器控制命令213B,進行對應之總斷路器215或副斷路器216D斷路動作,進一步控制該本地饋線電網電源400之切離該用戶負載500;(857)已卸載之各負載卸載控制站使用備援電源供電,即由步驟(856)之由該遠端終端控制器212輸出至少一電源管理控制命令212B,控制該儲能設備216A分別向該遠端終端控制器212及向各該用戶負載500分別輸出提供該備援電源216A’,於該電源低頻卸載以及總斷路器215開關切離本地饋線電網電源400狀態下,同時輸出來自至少一儲能設備216A之備援電源216A’給至少一經電源低頻卸載選擇之用戶負載500;(858)控制中心之控制中心伺服器檢查是否過度卸載超過105%總卸載電量?如果是則進行步驟(859),如果不是則進行步驟(859A),即由該步驟(852)之由該控制中心伺服器12運算與分配卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序,並統計卸載控制狀態之中由步驟(856)之卸載服務用戶端20之各負載卸載控制站21由各該遠端終端控制器212之數位輸出模組213根據開關控制命令212A使該對應之本地饋線電網電源400之總斷路器215或副斷路器216D斷電卸載之各用戶負載500之總卸載電量是否超越105%;(859)恢復超越105%總卸載電量的用電卸載,由該步驟(858)之控制中心10之控制中心伺服器12發出部份非卸載復電命令給該步驟(858)之遠端終端控制器212進行對應復電數量的各本地饋線電網電源400,以維持該卸載電量在105%;(859A)各負載卸載控制站回報執行低頻卸載事件狀態,該步驟(859)之控制中心10之控制中心伺服器12記錄各該負載卸載控制站21執行至少一卸載控制命令121之現況並統計結果是否滿足供電業者之低頻卸載門檻值。
請再配合第五圖所示,為本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法中之由該控制中心10之控制中心伺服器12產生至少一電力需量控制之卸載控制命令121給卸載服務用戶端20之至少一負載卸載控制站21之至少一遠端終端控制器212的流程圖,即上述第三圖之步驟
(850)之詳細流程圖之二,其步驟包括步驟(850A)~(850H),其中:(850A)控制中心之控制中心伺服器傳送至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之至少一滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站之遠端終端控制器,即由步驟(h)之控制中心10之控制中心伺服器12即時運算及判斷是否可為電力需量控制該負載卸載控制站21之用戶負載500對應之本地饋線電網電源400、可卸載之電量、以及可用備用電源裝置216之備援電源216’調度時段,予以發出至少一卸載控制命令121給各該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212進行對應的電力需量控制卸載操作;(850B)該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站接收至少一電力需量控制之卸載控制命令,由步驟(h)之控制中心伺服器12透過該行動通信網路300與該卸載服務用戶端20之複數負載卸載控制站21之遠端終端控制器212進行連線,並傳送電力需量控制之卸載控制命令121給該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212,該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站21接收至少一電力需量控制之卸載控制命令121;(850C)該卸載控制命令狀態下之負載卸載控制站是否執行全部用戶負載卸載?如果是則進行步驟(850E),如果不是則進行步驟(850D),即藉由步驟(850A)之控制中心伺服器12即時需量預測、運算及判斷出可需量控制之用戶負載500、可卸載之電量、以及可用備用電源裝置216之備援電源216’調度時段,以及步驟(850B)的控制中心伺服器12最終決定傳送給各卸載服務用戶端20之各該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212的負載電力需量控制之卸載控制命令121為全部用戶負載500均卸載不使用本地饋線電網電源400,使全部用戶負載500或部份用戶負載500以備援電源216’作為卸載期間供電,或者非全部卸載的部份用戶負載500不卸載仍繼續使用本地饋線電網電源400,而另一部份用戶負載500則卸載而不運轉;(850D)執行部份用戶負載卸載,即經由步驟(850B)之各該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212傳送開關控制命令212A並透過該數位輸出/輸入模組213向該總斷路器215下達維持閉合動作之總斷路器控制命令215,繼續供應本地饋線電網電源400給部份用戶負載500,及向部份之副斷路器216D下達斷路動作之副斷路器控制命令216D,使部份用戶負載500脫離該
使用本地饋線電網電源400而卸載不運轉,及其餘部份副斷路器216D下達維持閉合動作之副斷路器控制命令216D,使其餘部份之用戶負載500則仍然維持使用本地饋線電網電源400供電,並再執行步驟(850F);(850E)執行全部用戶負載卸載,即經由步驟(850B)之各該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212傳送開關控制命令212A並透過該數位輸出/輸入模組213向該總斷路器215下達斷路動作之總斷路器控制命令215,以讓所有之用戶負載500不使用本地饋線電網電源400供電,而選擇全部用戶負載500或部份用戶負載500以備援電源216’作為卸載期間供電繼續運轉,或向部份之副斷路器216D下達斷路動作之副斷路器控制命令216D,使部份用戶負載500卸載而不運轉;(850F)是否使用備援電源供電?如果是則進行步驟(850G),如果不是則進行步驟(850H),即藉由步驟(850A)之控制中心伺服器12即時需量預測、運算及判斷出可用備用電源裝置216之備援電源216’調度時段,以及步驟(850B)的控制中心伺服器12最終決定傳送給各卸載服務用戶端20之各該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212的負載電力需量控制之卸載控制命令121為全部用戶負載500或部份用戶負載500以備援電源216’作為卸載期間供電,如果是則進行步驟(850G),如果不是則進行步驟(850H);(850G)使用備援電力供電,即藉由步驟(850B)之該遠端終端控制器212輸出至少一電源管理控制命令212B,於該電力需量控制以及總斷路器215開關切離本地饋線電網電源400狀態下,控制該儲能設備216提供該備援電源216’,同時分別輸出來自儲能設備216之至少一備援電源216’給至少一經電力需量控制卸載選擇之用戶負載500與該遠端終端控制器212;(850H)記錄卸載市電結果並回報控制中心,即由該各該負載卸載控制站21之遠端終端控制器212透過步驟(850A)之數據機211、行動通信網路300、通信界面131,依據該總用電計量表214電力數據及各該分支用電計量表215C電力數據、總斷路器215及副斷路器216D狀態而回報該用戶負載500的本地饋線電網電源400之全部卸載或部份卸載結果給該控制中心10。
上述第三圖、第四圖及第五圖所述之本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法中的步驟(800)~(880)、步驟(850)~(859A)
及步驟(850A)~(850H),可以是控制程式或控制軟體所構成,並且,預先燒錄或儲存於上述之控制中心10之控制中心伺服器12及該卸載服務用戶端20之複數負載卸載控制站21之各遠端終端控制器212中。
上述第三圖、第四圖及第五圖所示之本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法中的步驟(800)~(880)、步驟(850)~(859A)及步驟(850A)~(850H),其中,所揭露之控制中心10的控制中心伺服器12對該卸載服務用戶端20之複數負載卸載控制站21的各本地饋線電網電源400之用戶負載500卸載停電控制操作程序,同理,也可以藉由類似的程序予以由該控制中心10的控制中心伺服器12對該卸載服務用戶端20之複數負載卸載控制站21的各本地饋線電網電源400進行逐步使各用戶負載500加載復電,並維持該交流電網電源200及各本地饋線電網電源400之電源頻率及供電穩定。
在以上第一圖~第五圖中所示本發明之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置及方法,其中所揭示的相關說明及圖式,係僅為便於闡明本發明的技術內容及技術手段,所揭示較佳實施例之一隅,並不而限制其範疇,並且,舉凡針對本發明之細部結構修飾或元件、方法之等效替代修飾,皆不脫本發明之創作精神及範疇,其範圍將由以下的申請專利範圍來界定之。
100:裝置
10:控制中心
11:頻率偵測器
111:頻率偵測訊號
12:控制中心伺服器
121:卸載控制命令
13:通信界面
131:通信模組
132:數據機
14:時間伺服器
15:全球定位系統
20:卸載服務用戶端
21:負載卸載控制站
211:數據機
212:遠端終端控制器
212A:開關控制命令
213:數位輸出/輸入模組
212B:電源管理控制命令
213A:總斷路器控制命令
213B:副斷路器控制命令
214:總用電計量表
215:總斷路器
216A:儲能設備
216:備用電源裝置
216A':備援電源
216B:電源管理器
216C:分支用電計量表
216D:副斷路器
200:交流電網電源
300:行動通信網路
400:本地饋線電網電源
500:用戶負載
Claims (25)
- 一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,係包括:至少一控制中心,設有一頻率偵測器、至少一通信界面,該頻率偵測器連結一交流電網電源,用以偵測該交流電網電源頻率,於該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值或主動運算及判斷該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近各負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,藉由該通信界面透過至少一行動通信網路而發出至少一卸載控制命令;以及至少一卸載服務用戶端,該卸載服務用戶端設有至少一負載卸載控制站,該各負載卸載控制站分別連結與控制至少一用戶負載之本地饋線電網電源供、斷電,該各負載卸載控制站係包括至少一數據機、至少一遠端終端控制器、至少一數位輸出/輸入模組、至少一總用電計量表、至少一總斷路器及至少一備用電源裝置,該數據機接收該控制中心之通信介面透過該行動通信網路輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,該遠端終端控制器連結該數據機、該數位輸出/輸入模組及該備用電源裝置,以根據該數據機接收之卸載控制命令,予以輸出至少一開關控制命令,以進行對應之電源低頻卸載或電力需量控制操作,該數位輸出/輸入模組連結該遠端終端控制器及該總斷路器,以根據輸入遠端終端控制器之開關控制命令,予以輸出對應至少一總斷路器控制命令或副斷路器控制命令,該總用電計量表分別連結至少一本地饋線電網電源、總斷路器及遠端終端控制器,以引入本地饋線電網電源提供給總斷路器,提供本地饋線電網電源電力計量及提供本地饋線電網卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器,該總斷路器連結該數位輸出/輸入模組、電源管理器及該總用電計量表,以受該數位輸出/輸入模組輸出之來自該電源低頻卸載或電力需量控制之總斷路器控制命令,而進行對應之總斷路器斷路(OFF)動作,進一步控制該本地饋線電網電源切離全部用戶負載,該備用電源裝置更包括至少一儲能設備、至少一電源管理器、至少一分支用電計量表及複數副斷路器,該儲能設備提供充電儲能及備援電源功能,該電源管理器分別連 結該遠端終端控制器、該總斷路器、至少一分支用電計量表及該儲能設備,以根據該遠端終端控制器輸出電源低頻卸載或電力需量控制之電源管理控制命令,於該電源低頻卸載或電力需量控制以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,控制該儲能設備分別向該遠端終端控制器及同時輸出來自儲能設備之至少一備援電源給至少一經低頻卸載或電力需量控制卸載選擇之用戶負載,該分支用電計量表分別連結該電源管理器、副斷路器及遠端終端控制器,以引入本地饋線電網電源或備援電源經由該副斷路器給用戶負載,及提供用戶負載需量電力計量、卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器,該各副斷路器分別連結該分支用電計量表之另一端、數位輸出/輸入模組及複數用戶負載,以根據該數位輸出/輸入模組輸出之副斷路器控制命令,於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,可使至少一副斷路器為斷路(OFF)動作狀態下,為至少一經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之用戶負載無法獲得來自分支用電計量表之本地饋線電網電源或備援電源而卸載不運轉,或於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,為至少一副斷路器為閉合(ON)動作狀態下,供應該來自分支用電計量表之備援電源給該對應斷電卸載之用戶負載。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之頻率偵測器,連結該交流電網電源,用以偵測該交流電網電源頻率,以輸出一頻率偵測訊號,且該控制中心更包括:至少一控制中心伺服器,連結該頻率偵測器,以接收該頻率偵測器輸出之頻率偵測訊號,並於該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值或主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載到達該電力需量控制時間排程或接近各負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,由該控制中心伺服器輸出至少一卸載控制命令;至少一通信界面,連結該控制中心伺服器、行動通信網路及時間伺服器,以接收該控制中心伺服器輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並將該卸載控制命令透過至少一行動通信網路傳輸輸出; 至少一時間伺服器(Timer Server),連結該通信界面,以透過通信界面向控制中心伺服器提供標準時間數據,而供該控制中心伺服器作為卸載控制命令發出時間之作動時間校準、時間同步對時與記錄依據;至少一全球定位系統(Global Positioning System),連結該時間伺服器,以提供該時間伺服器精確定時之用。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之控制中心伺服器所接收之頻率偵測訊號所對應之交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值為59.7赫兹。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之控制中心伺服器預先儲存有各卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載需量控制時間排程,以及各負載卸載控制站的需量契約容量數據。
- 如申請專利範圍第4項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之控制中心伺服器預先儲存之各負載卸載控制站的需量契約容量數據之需量契約容量係為依各卸載服務用戶端之各負載卸載控制站與電力公司供電業者雙方約定最高電力需量以規定時間間隔內的平均電量為契約容量。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面,係更包括:至少一通信模組,連結該控制中心之控制中心伺服器、數據機及時間伺服器,以接收該控制中心伺服器輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並將該卸載控制命令輸出至數據機,以及供時間伺服器向該控制中心伺服器提供標準時間數據;以及至少一數據機,連結該通信模組及該行動通信網路,以接收將該通信模組所輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,並將該卸載控制命令透過該行動通信網路傳輸輸出。
- 如申請專利範圍第6項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面之通信模組為具光/電通信功能之輸入/輸出之界面電路所構成。
- 如申請專利範圍第6項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心之通信界面的數據機為無線/有線數據機所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心所連結之行動通信網路為4G行動通信網路所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該控制中心所連結之行動通信網路為5G行動通信網路所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係設置於一連鎖超商據點中。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係設置於連鎖大型賣場中。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係設置於一加油站中。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之遠端終端控制器具有將本地饋線電網電源之交流電源轉換成直流電源之功能,以分別提供直流電源給該數據機及數位輸出/輸入模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之該數據機為具全球定位系統功能之數據機所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之總用電計量表為一智慧型電錶(Smart Meter)所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制 的裝置,其中,該卸載服務用戶端之該負載卸載控制站之總斷路器為一電力電驛(Power Relay)所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之儲能設備為一鋰電池組所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之電源管理器具有直流對直流轉換、交流對直流及交流對交流轉換之電源轉換及管理功能。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之電源管理器於非電源低頻卸載或用電需量卸載電力控制訊號狀態下,對該儲能設備提供充電電源。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之分支用電計量表為一智慧型電錶所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的裝置,其中,該備用電源裝置之副斷路器為一電力電驛所構成。
- 一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法,其步驟係包括:(a)控制中心之控制中心伺服器連結至卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器,即至少一控制中心之至少一控制中心伺服器透過至少一行動通信網路與至少一卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之至少一遠端終端控制器進行連線,該卸載服務用戶端之負載卸載控制站係包括至少一數據機、至少一遠端終端控制器、至少一數位輸出/輸入模組、至少一總用電計量表、至少一總斷路器及至少一備用電源裝置,該數據機接收該控制中心之通信介面透過該行動通信網路輸出之電源低頻卸載或電力需量控制之卸載控制命令,該遠端終端控制器連結該數據機、該數位輸出/輸入模組及該備用電源裝置,以根據該數據機接收之卸載控制命令,予以輸出至少一開關控制命令,以進行對應之電源低頻卸載或電力需量控制操作,該數位輸出/輸入模組連結該遠端終端控制器及該總斷路器,以根據輸入遠端終端控制器之開關控制命令,予以輸出對應至少一總斷路器控制命令或副斷路器控制命令,該總用電計量表分別連結至少一本地饋線電網 電源、總斷路器及遠端終端控制器,以引入本地饋線電網電源提供給總斷路器,提供本地饋線電網電源電力計量及提供本地饋線電網卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器,該總斷路器連結該數位輸出/輸入模組、電源管理器及該總用電計量表,以受該數位輸出/輸入模組輸出之來自該電源低頻卸載或電力需量控制之總斷路器控制命令,而進行對應之總斷路器斷路(OFF)動作,進一步控制該本地饋線電網電源切離全部用戶負載,該備用電源裝置更包括至少一儲能設備、至少一電源管理器、至少一分支用電計量表及複數副斷路器,該儲能設備提供充電儲能及備援電源功能,該電源管理器分別連結該遠端終端控制器、該總斷路器、至少一分支用電計量表及該儲能設備,以根據該遠端終端控制器輸出電源低頻卸載或電力需量控制之電源管理控制命令,於該電源低頻卸載或電力需量控制以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,控制該儲能設備分別向該遠端終端控制器及同時輸出來自儲能設備之至少一備援電源給至少一經低頻卸載或電力需量控制卸載選擇之用戶負載,該分支用電計量表分別連結該電源管理器、副斷路器及遠端終端控制器,以引入本地饋線電網電源或備援電源經由該副斷路器給用戶負載,及提供用戶負載需量電力計量、卸載或復載狀態之電力數據給該遠端終端控制器,該各副斷路器分別連結該分支用電計量表之另一端、數位輸出/輸入模組及複數用戶負載,以根據該數位輸出/輸入模組輸出之副斷路器控制命令,於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,可使至少一副斷路器為斷路(OFF)動作狀態下,為至少一經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之用戶負載無法獲得來自分支用電計量表之本地饋線電網電源或備援電源而卸載不運轉,或於該電源低頻卸載或電力需量控制狀態下,為至少一副斷路器為閉合(ON)動作狀態下,供應該來自分支用電計量表之備援電源給該對應斷電卸載之用戶負載;(b)是否皆成功建立行動通信網路連線,即步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器檢查是否透過行動通信網路與該卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之至少一遠端終端控制器完成連線通訊,如果是則進行步驟(c),如果不是則重覆步驟(a);(c)控制中心之控制中心伺服器與卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之 遠端終端控制器進行時間同步對時,即步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器藉由該控制中心之至少一時間伺服器與該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行時間同步對時;(d)控制中心之控制中心伺服器載入卸載服務用戶端各負載卸載控制站之各用戶負載需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據,即由步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器載入預先儲存之各該負載卸載控制站之各用戶負載電力需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據;(e)利用控制中心之一頻率偵測器偵測交流電網電源之頻率,即由步驟(a)之控制中心之一頻率偵測器對該控制中心端的交流電網電源頻率進行偵測;(f)收集卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置之狀態及數據,即由該步驟(a)之控制中心之控制中心伺服器與該卸載服務用戶端之至少一遠端終端控制器成功建立行動通信網路連線通訊,取得各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各總用電計量表與各副用電計量表電力數據、以及各備用電源裝置之備援電源電量之狀態及數據等卸載參數及因素;(g)是否發生電源低頻卸載或電力需量控制事件,如果是則進行步驟(h),如果不是則重覆步驟(b),即根據步驟(e)之控制中心之頻率偵測器對該控制中心端的交流電網電源頻率進行偵測之結果,如果該交流電網電源頻率下降至預設容忍低頻值或根據步驟(f)之卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態、各用電計量表電力數據、各備用電源裝置之狀態及數據與預先儲存在步驟(d)之各負載卸載控制站之各用戶負載需量控制時間排程與各該負載卸載控制站之需量契約容量數據,由該控制中心之控制中心伺服器主動運算及判斷出該卸載服務用戶端之各負載卸載控制站的各用戶負載是否到達該電力需量控制時間排程或接近該負載卸載控制站的需量契約容量臨界值時,則需要進行卸載操作步驟(h),反之,則不需要進行卸載操作則重覆步驟(b); (h)開始執行電源低頻卸載或電力需量控制事件,即根據步驟(g)之控制中心伺服器即時運算及判斷出至少一電源低頻卸載或電力需量控制事件,由該控制中心伺服器產生至少一卸載控制命令,並透過行動通訊網路傳遞給經電源低頻卸載或電力需量控制選擇之負載卸載控制站進行電源低頻卸載或電力需量控制;(i)記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件狀態,即由步驟(f)之控制中心之控制中心伺服器收集卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各用電計量表電力數據、以及備用電源裝置之備援電源電量數據等參數,並對卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之各用戶負載之電源低頻卸載或電力需量控制卸載操作進行時段計時監控與記錄;(j)電源低頻卸載與電力需量控制事件是否已屆滿完成,如果是則進行步驟(k),如果電源低頻卸載事件尚未屆滿則繼續回至步驟(h),如果電力需量控制事件尚未屆滿則繼續回至步驟(i),即由該步驟(i)之控制中心之控制中心伺服器對卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器之各用戶負載之電源低頻卸載與電力需量控制事件進行時段計時監控,如該用戶負載之低頻卸載與電力需量控制卸載時段已屆滿則進行步驟(k),如該負載卸載控制站之用戶負載之電源低頻卸載控制時段尚未屆滿則重覆進行步驟(h),如該負載卸載控制站之用戶負載之電力需量控制卸載時段尚未屆滿則重覆進行步驟(i);(k)記錄電源低頻卸載或電力需量控制事件結果並恢復全部負載卸載控制站使用本地饋線電網電源供電,即由該步驟(j)之控制中心之控制中心伺服器對卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站之各用戶負載之電源低頻卸載或電力需量控制操作進行時段計時監控,如該電源低頻卸載事件或電力需量控制事件已屆滿,則由步驟(a)之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器透過該數位輸出/輸入模組向該部份總斷路器或副斷路器下達重新閉合復歸(reset)之總斷路器控制命令或副斷路器控制命令,使該部份用戶負載或全部用戶負載重新獲得本地饋線電網電源供電,並脫離備援電源供電,最後並統計與記錄事件結果。
- 如申請專利範圍第23項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法,其中,該步驟(h)之執行電源低頻卸載控制事件,其步驟更包含:(h1)控制中心之控制中心伺服器運算出總(可)卸載電量需求是否大於供電業者之低頻卸載門檻值,如果是則進行步驟(h2),如果不是則進行步驟(h10),即藉由該步驟(h)之控制中心之控制中心伺服器運算出卸載服務用戶端之複數負載卸載控制站之各用戶負載所連結之本地饋線電網電源之可卸載總電量是否大於該交流電網電源以及該負載卸載控制站之本地饋線電網電源之供電業者要求之低頻卸載電量門檻值;(h2)由該控制中心伺服器運算與分配卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序,即藉由步驟(h1)之控制中心之控制中心伺服器運算與分配出可卸載之各負載卸載控制站之各用戶負載的分段與分區優先卸載控制調度順序;(h3)由該控制中心伺服器產生至少一卸載控制命令傳送給卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站,即根據步驟(h2)之控制中心之控制中心伺服器計算出之可卸載之各負載卸載控制站之各用戶負載的分段與分區優先卸載控制調度順序,並透過至少一行動通信網路,予以發出至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行對應的卸載操作;(h4)卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器接收至少一卸載控制命令,即藉由步驟(h3)之控制中心之控制中心伺服器透過至少一行動通信網路,予以發出至少一卸載控制命令給卸載服務用戶端之各負載卸載控制站之遠端終端控制器進行對應的卸載操作,由卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器將接收該卸載控制命令;(h5)由各該遠端終端控制器即時運算及判斷是否可卸載該負載卸載控制站之全部或部分用戶負載,如果是則進行步驟(h6),如果不是則進行步驟(h10),即由步驟(h4)之卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器依據各該負載卸載控制站之各用戶負載電力調度狀態(含已卸載、可卸載及無法卸載者)、各用電計量表電力數據、以及各備用電源裝置之備援電源電量數據等參數及因素即時運算及判斷是否可卸載各該負載卸載控制 站之各用戶負載,如果是,則進行卸載操作,反之,則先不進行卸載操作;(h6)由各該遠端終端控制器之數位輸出模組根據開關控制命令使該對應之本地饋線電網電源之斷路器斷電卸載,即由步驟(h5)之卸載服務用戶端之至少一負載卸載控制站之遠端終端控制器於電源低頻卸載控制狀態下,輸出之至少一開關控制命令至該數位輸出/輸入模組,以根據該開關控制命令,使該數位輸出/輸入模組輸出至少一總斷路器或至少一副斷路器之總斷路器或副斷路器控制命令,進行對應之總斷路器或副斷路器斷路動作,進一步控制該本地饋線電網電源之切離該用戶負載;(h7)已卸載之各負載卸載控制站使用備援電源供電,即由步驟(h6)之由該遠端終端控制器輸出至少一電源管理控制命令,控制該儲能設備分別向該遠端終端控制器及向各該用戶負載分別輸出提供該備援電源,於該電源低頻卸載以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,同時輸出來自至少一儲能設備之備援電源給至少一經電源低頻卸載選擇之用戶負載;(h8)控制中心之控制中心伺服器檢查是否過度卸載超過105%總卸載電量,如果是則進行步驟(h9),如果不是則進行步驟(h10),即由該步驟(h2)之由該控制中心伺服器運算與分配卸載服務用戶端之各負載卸載控制站分(時)段與分(地)區的優先卸載執行順序,並統計卸載控制狀態之中由步驟(h6)之卸載服務用戶端之各負載卸載控制站由各該遠端終端控制器之數位輸出模組根據開關控制命令使該對應之本地饋線電網電源之總斷路器或副斷路器斷電卸載之各用戶負載之總卸載電量是否超越105%;(h9)恢復超越105%總卸載電量的用電卸載,由該步驟(h8)之控制中心之控制中心伺服器發出部份非卸載復電命令給該步驟(h8)之遠端終端控制器進行對應復電數量的各本地饋線電網電源,以維持該卸載電量在105%;(h10)各負載卸載控制站回報執行低頻卸載事件狀態,該步驟(h9)之控制中心之控制中心伺服器記錄各該負載卸載控制站執行至少一卸載控制命令之現況並統計結果是否滿足供電業者之低頻卸載門檻值。
- 如申請專利範圍第23項所述之一種結合電力輔助服務與主動式需量控制的方法,其中,該步驟(h)之執行電力需量控制事件,其步驟更包含:(h11)控制中心之控制中心伺服器傳送至少一卸載控制命令給卸載服務用 戶端之至少一滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站之遠端終端控制器,即由步驟(h)之控制中心之控制中心伺服器即時運算及判斷是否可電力需量控制該負載卸載控制站之用戶負載對應之本地饋線電網電源、可卸載之電量、以及可用備用電源裝置之備援電源調度時段,予以發出至少一卸載控制命令給各該負載卸載控制站之遠端終端控制器進行對應的電力需量控制卸載操作;(h12)該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站接收至少一電力需量控制之卸載控制命令,由步驟(h)之控制中心伺服器透過該行動通信網路與該卸載服務用戶端之複數負載卸載控制站之遠端終端控制器進行連線,並傳送電力需量控制之卸載控制命令給該負載卸載控制站之遠端終端控制器,該滿足電力需量控制條件之負載卸載控制站接收至少一電力需量控制之卸載控制命令;(h13)該卸載控制命令狀態下之負載卸載控制站是否執行全部用戶負載卸載,如果是則進行步驟(h14),如果不是則進行步驟(h131),即藉由步驟(h11)之控制中心伺服器即時需量預測、運算及判斷出可需量控制之用戶負載、可卸載之電量、以及可用備用電源裝置之備援電源調度時段,以及步驟(h12)的控制中心伺服器最終決定傳送給各卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器的負載電力需量控制之卸載控制命令為全部用戶負載均卸載不使用本地饋線電網電源,使全部用戶負載或部份用戶負載以備援電源作為卸載期間供電,或者非全部卸載的部份用戶負載不卸載仍繼續使用本地饋線電網電源,而另一部份用戶負載則卸載而不運轉;(h131)執行部份用戶負載卸載,即經由步驟(h12)之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器傳送開關控制命令並透過該數位輸出/輸入模組向該總斷路器下達維持閉合(ON)動作之總斷路器控制命令,繼續供應本地饋線電網電源給部份用戶負載,及向部份之副斷路器下達斷路動作之副斷路器控制命令,使部份用戶負載脫離該使用本地饋線電網電源而卸載不運轉,及其餘部份副斷路器下達維持閉合動作之副斷路器控制命令,使其餘部份之用戶負載則仍然維持使用本地饋線電網電源供電,並再執行步驟(h15);(h14)執行全部用戶負載卸載,即經由步驟(h12)之各該負載卸載控制站 之遠端終端控制器傳送開關控制命令並透過該數位輸出/輸入模組向該總斷路器下達斷路動作之總斷路器控制命令,以讓所有之用戶負載不使用本地饋線電網電源供電,而選擇全部用戶負載或部份用戶負載以備援電源作為卸載期間供電繼續運轉,或向部份之副斷路器下達斷路動作之副斷路器控制命令,使部份用戶負載而卸載不運轉;(h15)是否使用備援電源供電,如果是則進行步驟(h16),如果不是則進行步驟(h17),即藉由步驟(h11)之控制中心伺服器即時需量預測、運算及判斷出可用備用電源裝置之備援電源調度時段,以及步驟(h12)的控制中心伺服器最終決定傳送給各卸載服務用戶端之各該負載卸載控制站之遠端終端控制器的負載電力需量控制之卸載控制命令為全部用戶負載或部份用戶負載以備援電源作為卸載期間供電,如果是則進行步驟(h16),如果不是則進行步驟(h17);(h16)使用備援電力供電,即藉由步驟(h12)之該遠端終端控制器輸出至少一電源管理控制命令,於該電力需量控制以及總斷路器開關切離本地饋線電網電源狀態下,控制該儲能設備提供該備援電源,同時分別輸出來自儲能設備之至少一備援電源給至少一經電力需量控制卸載選擇之用戶負載與該遠端終端控制器;(h17)記錄卸載市電結果並回報控制中心,即由各該負載卸載控制站之遠端終端控制器透過步驟(h11)之數據機、行動通信網路、通信界面,依據該總用電計量表電力數據及各該分支用電計量表電力數據、總斷路器及副斷路器狀態而回報該用戶負載的本地饋線電網電源之全部卸載或部份卸載結果給該控制中心。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070222294A1 (en) * | 2004-04-09 | 2007-09-27 | Jirou Tsukida | Underfrequency Load Shedding Protection System |
TWM346967U (en) * | 2008-06-12 | 2008-12-11 | jun-hua Yu | Outer suspension type economizing-energy controller |
US8665111B2 (en) * | 2005-03-08 | 2014-03-04 | Jackson Kit Wang | Systems and methods for modifying power usage |
CN105763310A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-07-13 | 中国电力科学研究院 | 一种电网时频信号的监控方法和装置 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070222294A1 (en) * | 2004-04-09 | 2007-09-27 | Jirou Tsukida | Underfrequency Load Shedding Protection System |
US8665111B2 (en) * | 2005-03-08 | 2014-03-04 | Jackson Kit Wang | Systems and methods for modifying power usage |
TWM346967U (en) * | 2008-06-12 | 2008-12-11 | jun-hua Yu | Outer suspension type economizing-energy controller |
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