TWM622939U - 不斷電營運管理機制與控制策略系統 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種不斷電營運管理機制與控制策略系統，包含智慧電網控制器、儲能設備、電力控制開關以及通訊連接埠。智慧電網控制器包含儲存模組及電力資料運算模組。儲存模組儲存用戶端的供電資訊、負載資訊以及儲能資訊。通訊連接埠即時傳輸及接收用戶端之儲能設備、供電設備及負載設備之供電資訊、負載資訊以及儲能資訊，並儲存於儲存模組中，其中電力資料運算模組根據供電資訊、負載資訊以及儲能資訊產生用戶端之最佳化供電控制策略，使儲能設備根據最佳化供電控制策略供電到負載設備，或者使供電設備根據最佳化供電控制策略供電至儲能設備及負載設備。

Description

不斷電營運管理機制與控制策略系統

本創作係有關於一種不斷電營運機制系統，特別是有關於一種傳統電網轉型為不斷電營運管理機制與控制策略系統。

維持電力的供應而不斷電對於許多行業而言是相當重要。現今的電力供應來源主要是依靠電力公司所提供的市電，然而，由於電力公司的供電往往在用電尖峰時段容易產生負載過大，或者在電力公司的發電機組需要進行歲修而需要實施分區停電的狀況時，或者因天然災害造成電力公司的線路損壞時，對於需要持續供電、用電的行業造成將極大的影響。

請參閱圖3A及圖3B，其係為透過市電供電給儲能設備及負載，以及透過不斷電設備供電給負載的方塊示意圖。於圖3A及圖3B的方塊示意圖中，不斷電設備係與負載1、負載2…負載N並聯電性連接。於圖3A的方塊示意圖中，當市電可正常供給電力I1給各個負載1、負載2…負載N時，於此同時，市電也會供給電力I1給不斷電設備，以儲備電力到不斷電設備中。於圖3B的方塊示意圖中，當市電因上述各種原因而無法正常供給電力I1給各個負載1、負載2…負載N時，此時將透過不斷電設備提供儲備電力I2給各個負載1、負載2…負載N。

承上所述，在圖3A的方塊示意圖中，雖然業者已事先預備好利用市電為不斷電設備提供儲備電力，然而，如圖3B的方塊示意圖所示，由於不斷電設備本身的作動在供電時，係使用100%的全功率電力I2供電，亦即不斷電設備本身無法調節供電功率比例。而當負載N的數量過多時，不斷電設備受限於儲備電能容量有限的情況下，將快速地耗盡不斷電設備的儲備電能，造成業者無法持續地以不斷電設備供給負載電力I2。

據此，如何提供一種不斷電營運系統已成為目前急需研究的課題。

鑑於上述問題，本創作揭露一種不斷電營運管理機制與控制策略系統，包含一智慧電網控制器、一儲能設備、一電力控制開關以及一通訊連接埠。智慧電網控制器設置於一管理中心端，包含一儲存模組及一電力資料運算模組。儲存模組儲存至少一用戶端的一供電資訊、一負載資訊以及一儲能資訊。電力資料運算模組電性連接儲存模組。儲能設備設置於用戶端，儲存電能。電力控制開關電性連接一儲能設備、一供電設備及至少一負載設備。通訊連接埠電性連接電力控制開關及電力資料運算模組，以有線或無線即時傳輸及接收用戶端之儲能設備、供電設備及至少一負載設備之供電資訊、負載資訊以及儲能資訊，並儲存於儲存模組中，其中電力資料運算模組根據供電資訊、負載資訊以及儲能資訊產生用戶端之最佳化供電控制策略，使儲能設備根據該最佳化供電控制策略供電到至少一負載設備，或者使供電設備根據最佳化供電控制策略供電至儲能設備及至少一負載設備。

承上所述，本創作不斷電營運管理機制與控制策略系統藉由智慧電網控制器產生的最佳化供電控制策略，設定在不同的用電時段，以及設定在不同的供電設備狀態，針對負載設備以及儲能設備進行電力的供電及充電的調配，以便於在供電設備電力不足或中斷時，可透過儲能設備持續提供電力供給負載設備，因而可避免零售業者產生損失，並可在供電設備中斷電力時持續維持營運。此外，透過建構本創作的不斷電營運管理機制與控制策略系統，並不需要變動電路設計、做迴路上的改變，因而可大大提升建構本創作不斷電營運管理機制與控制策略系統的彈性。

請參閱圖1，其係為本創作不斷電營運管理機制與控制策略系統的方塊示意圖。不斷電營運管理機制與控制策略系統1包含一智慧電網控制器11、一儲能設備12、一電力控制開關13以及一通訊連接埠14。智慧電網控制器11設置於一管理中心端，包含一儲存模組111及一電力資料運算模組112。儲存模組111儲存至少一用戶端的一供電資訊、一負載資訊以及儲能裝置12之一儲能資訊。電力資料運算模組112電性連接儲存模組111。儲能設備12設置於用戶端，儲存電能。電力控制開關13電性連接儲能設備12、供電設備E及至少一負載設備L。通訊連接埠14電性連接電力控制開關13及該電力資料運算模組112，以即時接收用戶端之儲能設備12、供電設備E及至少一負載設備L之供電資訊、負載資訊以及儲能資訊，並以有線或無線即時傳輸用戶端之儲能設備12、供電設備E及至少一負載設備L之供電資訊、負載資訊以及儲能資訊至智慧電網控制器11，並儲存於儲存模組111中，其中電力資料運算模組112根據供電資訊、負載資訊以及儲能資訊產生用戶端之最佳化供電控制策略，使儲能設備12根據最佳化供電控制策略供電至到至少一負載設備L，或者使供電設備E根據最佳化供電控制策略供電至儲能設備12及至少一負載設備L。

承上所述，電力控制開關13、通訊連接埠14、供電設備E及至少一負載設備L設置於用戶端，智慧電網控制器11設置於管理中心端，用戶端與管理中心端之間係透過通訊連接埠14傳輸控制訊號。供電設備E透過電力控制開關13供電到至少一負載設備L以及儲能設備12。

於本創作之一實施例中，儲能設備12包含一太陽光電逆變器。

於本創作之一實施例中，供電設備E係為一市電設備。

於本創作之一實施例中，電力控制開關13係為一電源自動切換開關(Automatic Transfer Switch; ATS)。

請參閱圖2A，其係為本創作最佳化供電控制策略的第一作動示意圖。於此實施例中，供電資訊包含供電設備E的尖峰用電資訊，最佳化供電控制策略係可根據尖峰用電資訊進行供電的調控分配。進一步而言，當目前用電量處於尖峰用電時段時，通訊連接埠14傳送此時的供電資訊、負載資訊以及儲能資訊至智慧電網控制器1的電力資料運算模組112，由電力資料運算模組112產生最佳化供電控制策略。電力資料運算模組112係根據尖峰用電資訊，透過通訊連接埠14傳送一負載控制訊號到電力控制開關13，由儲能設備12供給電力I3到至少一個負載設備L。換句話說，由於用電量在尖峰時段時，供電設備E的負載較高，此時的最佳化供電控制策略除了由供電設備E供給電力I4到至少一負載設備L之外，另外透過儲能設備12供給電力I3到至少一個負載設備L，以增加供電量（供給電力I3＋I4）到負載設備L。亦即，最佳化供電控制策略可針對在尖峰時間以例如太陽光電逆變器的儲能設備12產生電能的電能生成控制策略。尖峰用電時段包含夏季尖峰用電時段，以及平日早上十時到下午18時的時段，於本創作中並不限定。

請參閱圖2B，其係為本創作最佳化供電控制策略的第二作動示意圖。於此實施例中，供電資訊包含根據供電設備E的歲修資訊以及損壞資訊，最佳化供電控制策略係可根據歲修資訊以及損壞資訊進行供電的調控分配。進一步而言，當目前供電設備E處於歲修狀態或者損壞狀態時，通訊連接埠14傳送此時的供電資訊、負載資訊以及儲能資訊至智慧電網控制器1的電力資料運算模組112，由電力資料運算模組112產生最佳化供電控制策略。電力資料運算模組根據歲修資訊以及損壞資訊，透過通訊連接埠14傳送一負載控制訊號到電力控制開關13，由儲能設備12供給電力I3到至少一負載設備L。換句話說，換句話說，由於供電設備E在歲修時段或者損壞時段無法供電給負載設備L，此時的最佳化供電控制策略則藉由儲能設備12供給電力I3到至少一負載設備L。

請參閱圖2C，其係為本創作最佳化供電控制策略的第三作動示意圖。於此實施例中，供電資訊包含根據供電設備之分區供電資訊，最佳化供電控制策略係可根據分區供電資訊進行供電的調控分配。進一步而言，當目前供電設備E處於分區停電狀態時，通訊連接埠14傳送此時的供電資訊、負載資訊以及儲能資訊至智慧電網控制器1的電力資料運算模組112，由電力資料運算模組112產生最佳化供電控制策略。電力資料運算模組112係根據分區供電資訊，透過通訊連接埠14傳送一負載控制訊號到電力控制開關13，由儲能設備12供給電力I3到預設負載設備PL。換句話說，由於儲能設備12的儲備電能有限，而在分區停電時段無法供給電力I3給所有的負載設備L，此時的最佳化供電控制策略則藉由供電設備E供給電力I3給預設負載設備PL。

承上所述，在圖2B及圖2C的實施例中，管理中心端以零售業管理中心為例，當電力公司因系統機組歲修、分區供電或者突然發生的天然災害而導致供電設備E中斷供電的情況下，對於零售業者將產生重大影響，尤其是對於具有冷凍相關食品的零售業者而言，維持電力的供應及營運有其必要性，但在無法確定供電設備E何時可恢復供電的情況下，為了保持冷凍食品的新鮮度及持續營運，作為負載設備L的冷凍庫及服務台電器設備則成為零售業者最為重要的預設負載設備PL之一，因此，最佳化供電控制策略則設定為在此情況下，可將有限電力的儲能設備12供給電力I到冷凍庫及服務台電器設備，以將有限電力的儲能設備12供給電力I3到零售業的服務台及冷凍庫，其餘較不重要的負載設備L，例如風扇、電視等負載設備L則不供給電力I3，以維持零售業的食品保鮮及營運正常。

請參閱圖2D，其係為本創作最佳化供電控制策略的第四作動示意圖。於此實施例中，其原理係與圖2C的第三作動示意圖相同，其主要差異在於此實施例中係直接將預設負載設備PL與儲能設備12並聯，以避免在電力控制開關13發生損壞，或者避免電力資料運算模組112在與通訊連接埠14的訊號連線通訊上產生斷線而無法傳送控制訊號時，直接由儲能設備12供給電力I3到預設負載設備PL。

請參閱圖2E，其係為本創作最佳化供電控制策略的第五作動示意圖。於此實施例中，負載資訊包含供電設備E之離峰用電資訊，最佳化供電控制策略係可根據離峰用電資訊進行供電的調控分配。進一步而言，當目前供電設備E處於離峰用電時段時，通訊連接埠14傳送此時的供電資訊、負載資訊以及儲能資訊至智慧電網控制器1的電力資料運算模組112，由電力資料運算模組112產生最佳化供電控制策略。電力資料運算模組112係根據離峰用電資訊，透過通訊連接埠14傳送一充電控制訊號到電力控制開關13，由供電設備E供給電力I4到儲能設備12及至少一負載設備L。換句話說，在離峰用電時段時，由於供電設備E的用電負載較小，因此，最佳化供電控制策略可設定在此時針對儲能設備12進行電力的儲備。

請再參閱圖2E，在上述圖2E的實施例中，係以負載設備L的用電量處於離峰用電時段為例。於本創作之另一實施例中，係以用電契約容量為例。進一步而言，於此實施例中，當供電設備E從中斷供給電力I4的狀態恢復供電時，最佳化供電控制策略根據用戶端的用電契約容量資訊進行供電的調控分配。進一步而言，在負載設備L的用電量尚小於用電契約容量的上限時，可由供電設備E同時供給電力I4至儲能設備12及負載設備L。換句話說，在供電設備E恢復供電的狀態下，由於負載設備L的用電量尚未達到用電契約容量的上限時，由於供電設備E的用電負載較小，因此，最佳化供電控制策略可設定在此時提供多餘的電力I4，以針對儲能設備12進行電力的儲備。

承上所述，於圖2E之另一實施例中，當至少一個負載設備L的用電量等於用電契約容量的上限時，表示供電設備E已無多餘電力提供電力I4到儲能設備12，電力資料運算模組112則根據用電契約容量資訊，由供電設備E將所有電力I4供電到所有的負載設備L。

綜上所述，本創作不斷電營運管理機制與控制策略系統藉由智慧電網控制器產生的最佳化供電控制策略，設定在不同的用電時段，以及設定在不同的供電設備狀態，針對負載設備以及儲能設備進行電力的供電及充電的調配，以便於在供電設備電力不足或中斷時，可透過儲能設備持續提供電力供給負載設備，因而可避免零售業者產生損失，並可在供電設備中斷電力時持續維持營運。此外，透過建構本創作的不斷電營運管理機制與控制策略系統，並不需要變動電路設計、做迴路上的改變，因而可大大提升建構本創作不斷電營運管理機制與控制策略系統的彈性。

1:不斷電營運管理機制與控制策略系統 11:智慧電網控制器 111:儲存模組 112:電力資料運算模組 12:儲能設備 13:電力控制開關 14:通訊連接埠 E:供電設備 L:負載設備 PL:預設負載設備 I1:電力 I2:電力 I3:電力 I4:電力

圖1係為本創作不斷電營運管理機制與控制策略系統的方塊示意圖； 圖2A係為本創作最佳化供電控制策略的第一作動示意圖； 圖2B係為本創作最佳化供電控制策略的第二作動示意圖； 圖2C係為本創作最佳化供電控制策略的第三作動示意圖； 圖2D係為本創作最佳化供電控制策略的第四作動示意圖； 圖2E係為本創作最佳化供電控制策略的第五作動示意圖； 圖3A係為透過市電供電給儲能設備及負載的方塊示意圖；以及 圖3B係為透過不斷電設備供電給負載的方塊示意圖。

1:不斷電營運管理機制與控制策略系統

11:智慧電網控制器

111:儲存模組

112:電力資料運算模組

12:儲能設備

13:電力控制開關

14:通訊連接埠

E:供電設備

L:負載設備

Claims (15)

1. 一種不斷電營運管理機制與控制策略系統，包含： 一智慧電網控制器，設置於一管理中心端，包含： 一儲存模組，儲存一用戶端的一供電資訊、一負載資訊以及一儲能資訊；及 一電力資料運算模組，電性連接該儲存模組； 一儲能設備，設置於該用戶端，儲存一電能； 一電力控制開關，電性連接該儲能設備、一供電設備及至少一負載設備；及 一通訊連接埠，電性連接該電力控制開關及該電力資料運算模組，以有線或無線即時傳輸及接收該用戶端之該儲能設備、該供電設備及該至少一負載設備之一供電資訊、一負載資訊以及一儲能資訊，並儲存於該儲存模組中； 其中該電力資料運算模組根據該供電資訊、該負載資訊以及該儲能資訊產生該用戶端之一最佳化供電控制策略，使該儲能設備根據該最佳化供電控制策略供電至該至少一負載設備，或者使該供電設備根據該最佳化供電控制策略供電至該儲能設備及該至少一負載設備。
2. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該電力控制開關設置於該用戶端。
3. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該通訊連接埠設置於該用戶端。
4. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該供電設備及該至少一負載設備設置於該用戶端，且該供電設備透過該電力控制開關供電至該至少一負載設備以及該儲能設備。
5. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該儲能設備包含一太陽光電逆變器。
6. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該供電設備係為一市電設備。
7. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該電力控制開關包含一電源自動切換開關。
8. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該供電資訊包含該供電設備之一尖峰用電資訊，其中該電力資料運算模組根據該尖峰用電資訊，透過該通訊連接埠傳送一負載控制訊號到該電力控制開關，由該儲能設備供電至該至少一個負載設備。
9. 如請求項8所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該負載資訊包含一預設負載資訊，該預設負載資訊包含至少一預設負載設備，並由該儲能設備根據該預設負載資訊供電至該至少一預設負載設備。
10. 如請求項8所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該尖峰用電時段包含夏季尖峰用電時段。
11. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該供電資訊包含該供電設備之一歲修資訊，其中該電力資料運算模組根據該歲修資訊，透過該通訊連接埠傳送一負載控制訊號到該電力控制開關，由該儲能設備供電至該至少一負載設備。
12. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該供電資訊包含該供電設備之一分區供電資訊，其中該電力資料運算模組根據該分區供電資訊，透過該通訊連接埠傳送一負載控制訊號到該電力控制開關，由該儲能設備供電至該至少一負載設備。
13. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該負載資訊包含該供電設備之一離峰用電資訊，其中該電力資料運算模組根據該離峰用電資訊，透過該通訊連接埠傳送一充電控制訊號到該電力控制開關，由該供電設備供電至該儲能設備及該至少一個負載設備。
14. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該負載資訊包含該用戶端的一用電契約容量資訊，當該至少一個負載設備的一用電量小於一用電契約容量之一上限時，該電力資料運算模組根據該用電契約容量資訊，透過該通訊連接埠傳送一充電控制訊號到該電力控制開關，由該供電設備供電到該至少一個負載設備以及該儲能設備。
15. 如請求項1所述之不斷電營運管理機制與控制策略系統，其中該負載資訊包含該用戶端的一用電契約容量資訊，當該至少一個負載設備的一用電量等於一用電契約容量之一上限時，該電力資料運算模組根據該用電契約容量資訊，由該供電設備供電到該至少一個負載設備。

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