专利名称：多路供电智能调度管理器及其控制方法
技术领域：
本发明属于电源及新能源的管理系统领域，更具体地说，涉及一种多路供电自动切换的智能调度管理器及其控制方法。
背景技术：
能源危机加快了新能源的开发利用，而大多数新能源是可再生的自然能源，如太阳能、风能等。自然能源受环境影响较大，太阳能在阴雨天不发电，风能在无风的天气也发不了电。为了不影响负载用电，未来的电力供电系统一定是多能源的分布式系统，而多能源供电需要根据能源情况进行合理的调度和管理，其中切换是必不可少的，而且需要可控的切换、智能的管理和自动的调度。现有的电源管理技术、切换技术和电源负载联接设备功能单一，以手动操作为主， 即使出现了一些自动化的新技术、新设备，也是针对某种功能的，要么只强调对电源的要求，要么只考虑切换实现的方式，要么仅解决负载用电管理，这些情况可以在如下资料中看到。《智能电源切换控制器》(《大众用电》，刊号43-1123/TK，2005年03期)，是为了解决在电力系统中，一些电力电子设备常需要在不同状态下运行，或者使用不同的工作电源。譬如交流感应式电动机变频启动后切换至工频运行、发电设备的动态并网投切等，需要自动切换不同电源或合并不同的电网，为了确保安全快速地实现平稳无冲击切换或合并，使用智能电源切换控制器。这种智能电源切换控制器的功能，主要满足某些特殊负载的自动平稳无冲击切换。《一种多路电源智能控制系统的研究与应用》(张伟、李杏春、王占国，《仪器仪表标准化与计量》，刊号11-3365/ΤΚ，2003年6月)该文献中介绍了一种用于铁路信号机两路供电电源电压、电流的实时控制系统。该系统能自动按规定技术指标投入电源电压质量较好的一路，同时具有显示，查询，打印故障数据等功能。这种多路电源智能控制系统只考虑对电源的选择。申请号:201110396633.5，申请日2011-12_03，
公开日
2012-03-07 的发明专利“ 一种太阳能与市电互补控制器”，主要用于太阳能能源不足造成蓄电池供电不足电压较低时，负载供电途径从蓄电池供电切换至市电供电，以保证负载工作的可靠性。这种两路供电切换也是只考虑对电源的选择。以上三例都是只考虑对电源的要求和选择。申请号200820230756. 5，申请日2008-12-02的专利“多路电源智能切换器”，
主要叙述如何用多路双向可控硅切换开关电路做切换器。申请号201020227659. 8，申请日2010-06-09的专利“智能化双电源自动切换
开关控制器”，主要叙述切换开关如何用由外壳、变压器、线路板、盖、螺旋头、电缆线、航空插头、自功螺丝等组成。以上的这两个专利只考虑了切换实现的方式。
应用现有技术制做的负载用电管理产品I “智能终端用电管理器”(或者“智能终端用电管理系统”)，主要用于学校、企业、建筑工地宿舍及医院病房等一切禁止使用热得快、电炉、电水壶等阻性负载的场所。这种用电管理器又称节电器。这种管理功能与本发明的管理重点不同。应用现有技术制做的负载用电管理产品2 “终端用电智能管理系统”，它是以智能网络抄表系统为基础，配合功能完备的管理软件以及远程用电控制装置完成终端电力用户的用电管理，同时实现用户用电情况、防窃电、负荷情况、 多级线损等分析功能。这种终端用电智能管理系统主要解决物业管理与供电企业的电表收费难、管理难等问题。这种管理功能与本发明的管理重点也不相同。以上两例产品只考虑了负载某些用电管理，即限制用电和用电收费管理。综上所述，现有技术中的多路电源管理系统及其相近产品虽然有自动切换功能和智能管理功能，但其功能综合性不够，如“智能电源切换控制器”满足了多能源应用，却满足不了负载的更高要求。由于现代生活的改善，家电产品、电脑等大量电气负载的不断增加，不仅要求电力供电系统能供给足够的电力，还要求供电方便、可控，有更好的稳定性和安全性，因此供电和用电双方都对供电联接系统提出了更高的要求。对于未来智能用电的展望，《电测与仪表》2010年09期“面向智能用电的家庭综合能源管理系统的设计与实现”提出以智能电表、智能交互终端、智能插座等智能设备组成家庭网络，支持分布式能源、电动汽车等系统或设备的接入和计量，并具有综合家庭能耗监测和能源优化管理、家用电器智能控制与用户双向互动等功能。由此构建电网与用户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系，满足智能电网下智能用电对技术先进、经济高效、服务多样、灵活互动和友好开放的要求。以上描述的美好展望，需要有相应的智能设备支持。本发明“多路供电智能调度管理器及其控制系统”就是为实现这一展望提供的一种新型智能调度管理设备。本发明综合了电源、负载以及切换三方面的要求，将三方面功能综合设计，融为一体，既考虑对电源要求而进行的网侧切换功能；又考虑多路电源和多路负载自动平稳的切换功能以及负载用电的智能管理功能。本发明的重点在于调度管理，通过其合理调度，实现能源优化管理及负载用电智能管理。
发明内容
本发明要解决的技术问题
针对现有技术中存在的多路电源联接系统功能单一，不能既适应多能源应用，又满足负载的更高要求，本发明提供了一种新型的多路供电智能调度管理器及其控制方法，它能综合了电源、负载以及切换三方面的要求，对网侧电源进行智能选择与自动切换，并能完成自然能源的优先使用、负载用电选择、重要负载保障、负载用电管理及电量计量等工作，主要解决多电源多负载的优化调度管理问题。技术方案
本发明是通过以下技术方案实现的。本发明的多路供电智能调度管理器，它包括多路电源输入单元、自动切换单元、多路负载输出单元、驱动单元、电源检测单元、控制单元、负载检测单元，其中所述多路电源输入单元为具有欠电提醒、超限断开、无电报警、接通显示及防雷保护功能的电路单元，且所述多路电源输入单元上设置了上述功能对应的显示电路；
所述自动切换单元上设置有输入端、输出端和控制端三个端口，该输入端与多路电源输入单元的输出端连接，所述多路电源输入单元、自动切换单元均为多路输入，自动切换单元具有智能选择功能，能进行自动切换；自动切换单元的输出端为多路输出且与多路负载输出单兀的输入端相连；
所述多路负载输出单元的输出端与所述负载检测单元的输入端连接，所述多路负载输出单元为可实现短路保护、过载保护、故障报警及电路恢复功能的电路单元，所述多路负载输出单元上设有若干个可接负载的输出端口，并可以通过控制单元对所述多路负载输出单元的输出端口进行重要负载、监控负载和普通负载的设置，并在对应多路负载输出单元的输出端口处设置有指明该负载类型的显示电路。所述负载检测单元的输出端接所述的控制单元；它检测负载的电压、电流、功率等，并将其作为信息送给控制单元处理。 所述电源检测单元的输入端接多路电源输入单元，所述电源检测单元的输出端接控制单元；它检测电源的电压、电流、功率等，并将其作为信息送给控制单元处理；
所述控制单元的输出端接驱动单元的输入端，控制单元接收来自电源检测单元和负载检测单元的检测信息；
所述驱动单元的输出端与自动切换单元的控制端连接，驱动单元按照控制单元发来的控制信号驱动自动切换单元动作。优选地，所述控制单元是由单片机组成的控制系统，包括智能调度管理模块，用于将设置的和默认的及根据用户的要求设计的智能调度管理方案及实现该方案的运行步骤，转化为执行程序，送到执行部件执行。优选地,它还包括手动操作单元,所述的手动操作单元包括三部分，即输入手动操作部分、输出手动操作部分和调度方案设置部分，该三部分的输入端分别与所述多路供电智能调度管理器控制面板上对应的三个操作区即输入手动操作、输出手动操作和调度方案设置电路连接，该三部分电路的输出端分别与控制单元的相应输入端口连接。优选地，它还包括设置有信号收发模块的无线通信单元，所述的无线通信单元接收来自控制单元的数据和信号并通过无线网络传输至接收终端，同时，所述的无线通信单元通过无线网络接收来自于接收终端的控制命令并传输给控制单元进行处理。优选地,它还包括显示单元,所述显示单元的输入端接控制单元,用于对控制单元的数据和信号进行显示。优选地，它还包括能量检测单元，所述的能量检测单元的输入端接电源检测单元的输出端口，能量检测单元输出端接所述的控制单元，所述能量检测单元接收来自电源检测单元的自然能源的电压和电流参数信号，并对自然能源的发电储备量进行实时计量，所述的控制单元根据能量检测单元的计量结果预测负载的供电时间，在保障重要负载优先供电情况下，制定出优先使用自然能源的能源优化管理方案。优先选用自然能源的原因在于，自然能源能持续补给，例如白天可使用太阳能，如果到了晚上则可以选择风能供电，且自然能源可再生利用。优选地，它还包括负载能耗检测单元，所述的负载能耗检测单元的输入端接负载检测单元，输出端接控制单元，所述负载能耗检测单元检测多路负载输出单元的负载能耗，传输至所述的控制单元进行处理，并通过与控制单元连接的显示单元实时显示，同时通过与控制单元连接的无线通信单元将能耗数据发射到接收终端，相当于电子抄表。优选地，它还包括负载用电管理单元，所述的负载用电管理单元的输入端接所述的负载检测单元，输出端接控制单元，所述的负载用电管理单元将负载用电管理信号发送到控制单元，控制单元根据接收到的信号做出判断，并发出执行命令。负载用电管理信号，例如，对于需要做限电管理的电路，功率过大的负载接入电路后，负载检测单元则马上检测到该负载超过规定的用电功率上限，就会将此信号传递给控制单元，则控制单元立即切断该过大负载。本发明多路供电智能调度管理器的控制方法，其步骤为
O由电源检测单元检测多路电源输入单元的电源电压、电流参数及电源的相位、谐波 状况，并将其检测判断的结果送入控制单元，由控制单元进行电源质量判断；例如，预先设定重要负载的电压波动范围为5%以内，如果经控制单元进行电源质量判断，其结果显示为电压的波动范围大于5%，则控制单元将控制该路电源，不对重要负载供电，但可对普通负载供电。2)由负载检测单元检测多路负载输出单元上的负载电压、电流、负载大小及负载运行情况(如短路、故障等情况)，并将其检测的结果送入控制单元；
3)控制单元接收来自电源检测单元和负载检测单元的所有检测信息，对电源的供电能力、供电质量及负载的用电需求进行预测和判断，并根据设置的调度管理方案，对所述多路供电智能调度管理器的运行步骤进行设计和调整，并发送至驱动单元；
4)驱动单元接收来自控制单元的控制信号，并将控制单元发来的指令转换成驱动信号驱动自动切换单元的执行部件动作；
5)自动切换单元根据驱动单元发来驱动信号作相应的选择切换，同时自动切换单元的执行情况依次通过输出单元、负载检测单元反馈到控制单元；
6)接到反馈后，控制单元再结合来自电源检测单元和负载检测单元数据和信息进行，对电源的供电能力、供电质量及负载的用电需求再次进行预测和判断及控制。本发明的电源和负载进行实时的、双向的反馈控制调整，使本发明的调度管理器不仅能根据设置的调度管理方案正常运行，而且在电路发生各种故障的情况下，也能进行故障应急处理，保证系统安全。有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于
1)本发明具有较高的安全性。本发明的多路电源输入单元设置了欠电提醒、超限断开、无电报警、接通显示和防雷保护等功能，多路负载输出单元则设置了输出短路保护、过载保护、故障报警及电路恢复等功能，因此保障了本发明调度管理器的安全性；
2)本发明具有较好的可控性。采用本发明的调度管理器，通过在管理器的控制单元内的设置，使其具有自动切换和智能调度管理等功能，另外还具有优先选择、能量检测、供电预测、无线监控、自动切换、智能调度和供用电自动管理等功能；
3)本发明具有灵活的选择性。本发明采用人性化设计，设置了与控制单元连接的无线通信单元，该无线通信单元可以通过无线网络与手机、电脑或遥控器等接收终端进行数据交互。无线通信单元可以接收来自终端的调度管理方案和控制信号，并传输至控制单元进行处理。即可以通过无线遥控进行调度管理方案的设定，远程电源选择、自动开关切换、智能调度、定时供电以及负载用电智能管理等；还可以对接在监控输出端口上的负载进行直接通断电遥控。因此替代了部分智能家居的功能，对用电安全也提供了很好的监控保证，且本发明适用于家庭、商场、机关、学校、公司、工厂等各类供电需要场合；
5)本发明具有方便的可扩展性。说明书附图I是本发明的基本电路框图，其他说明书附图中的电路框图均为图I扩展而成，由于本发明是模块化电路，只要在基本电路中加入扩展单元模块，并改变控制单元中相应的执行程序，就能扩展本发明的电路功能；
6)本发明的调度管理器中设置有能量检测电路单元，使得系统能够根据能量检测结果，进行供电预测，即计算出所供负载的数量及供电时间，由此确定实现重点负载保障和新能源最高利用率的最优供电方案；
7)本发明是集能量计量、能源智能选择、自动平稳切换、负载用电管理、人机交互终端、配套插座等为一体的综合智能设备，能实现自然能源的优先使用、负载优先供电选择、重点负荷保障以及负载监测、负载耗电显示及无线传输、家电智能控制等功能，可以接入家庭供 用电网络应用。
图I是本发明的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图2是具有手动操作与设置功能的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图3是本发明多路供电智能调度管理器的装置面板设置示意图；其中(a)是装置面板设置及端口示意图；(b)是与本发明多路供电智能调度管理器配套的插座示意 图4是具有自然能源能量计量功能的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图5是具有手动操作与设置功能、自然能源能量计量功能及无线监控功能的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图6是手动操作与设置功能、自然能源能量计量功能、无线监控功能及显示功能的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图7是具有手动操作与设置功能、电源-负载双能量计量功能、无线监控及显示功能的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图8是具有手动操作与设置功能、电源-负载双能量计量功能、无线监控功能、显示功能及负载用电管理的多路供电智能调度管理器的电路原理框 图9是实施例I的装置面板设置示意 图10是实施例2的装置面板设置示意图。图中1、多路电源输入单元；2、自动切换单元；3、多路负载输出单元；4、驱动单元；5、电源检测单元；5-1、能量检测单元；6、控制单元；7、负载检测单元；7-1、负载能耗检测单元；7-2、负载用电管理单元；8、手动操作单元；9、无线通信单元；10、显示单元。
具体实施例方式下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。如图1，本发明的多路供电智能调度管理器，包括依次连接的多路电源输入单元I、自动切换单元2、多路负载输出单元3、负载检测单元7及控制单元6 ；电源检测单元5的输入〗而接多路电源输入单兀I，输出〗而接控制单兀6 ;控制单兀6的输出〗而接驱动单兀4的输入端，驱动单元4的输出端接自动切换单元2。其中，多路电源输入单元1，具有欠电提醒、超限断开、无电报警、接通显示和防雷保护等功能，并设有这些功能的显示电路，在图3 (a)所示面板上的“其他设置显示”E区中显示。所述多路电源输入单元I有多个输入端口及对应这些端口的显示电路，如图3(a)所示面板上的A区。这些输入端口是接入市电还是接入某种自然能源，要通过控制单元6来设置，并由图3 (a)所示面板上的“设置显示”B区显示出来接入设置的相应电源。自动切换单元2设置有输入端、输出端和控制端三个端口，输入端接多路电源输入单元I ;输出端接多路负载输出单元3 ;控制端接驱动单元4。由于自动切换单元2是多路电源输入，输出端又接多路负载输出单元3，因此自动切换单元2是多路输入、多路输出，并且具有智能选择功能，能安全快速地平稳无冲击地进行自动切换。多路负载输出单元3，具有输出短路保护、过载保护、故障报警及电路恢复等功能， 并设有这些功能的显示电路，在图3 (a)所示面板上的“其他设置显示”E区中显示。多路负载输出单元3有多个输出端口，可接多个负载，并且通过控制单元6对输出端口进行重要负载、监控负载和普通负载等的设置，可实现重要负载优先供电控制和重点负荷保障控制，与多路负载输出单元3的输出端口连接的还有对应的显示电路(图3 Ca)的B区)，在显示电路显示时，配套插座同时也有显示。驱动单元4，按照控制单元6发来的控制信号驱动自动切换单元2动作。电源检测单元5，具有电源电压、电流等参数及电源状况的检测、电源质量判断等功能。所述的电源检测单元5，由于在其输出端接入了能量检测单元5-1，能接收来自电源检测单元5的电源电压和电流参数，可对自然能源发电储备量进行适时计量，并由能量检测单元5-1输出端送控制单元6。控制单元6根据计量结果预测供电时间，在保障重要负荷优先供电情况下，制定出优先使用自然能源的能源优化管理方案。控制单元6，是由单片机组成的控制系统，包括智能调度管理模块，具有调度方案的运行步骤设计功能和调度方案的调整功能。它是整个系统的智能管理中心，能够接收来自电源检测单元5和负载检测单元7的所有检测数据并进行分析。譬如通过分析检测数据后得知自然能源的储备只能对全部负载供电2小时，而排除重要负载后可对其它负载供电6小时，控制单元6就会根据用户设置的方案，提前将重要负载切换到市电，并设置若市电停电立即返回、若自然能源的储备用完就切换到备用电的命令。此外，控制单元6还要对自动切换单元2所必备的安全条件进行整定与判别，以及对最佳切换时机的进行预测。控制单元6还可以根据实际运行环境对用户设置的或默认的供电调度管理方案进行调整，并设计出合理的运行步骤，发送给驱动单元4。驱动单元4按照控制单元6发来的控制信号驱动自动切换单元2作出相应的动作。负载检测单元7，具有负载电压、电流等参数检测、故障检测及电路状态检测等功能。负载检测单元7的输入端接多路负载输出单元3，负载检测单元7的输出端接控制单元6。负载检测单元7将所检测到的负载数据和信息传送到控制单元6进行分析和判别。如图5，多路负载输出单元3可设置无线监控负载，该电路中设置有包括信号收发模块的无线通信单元9，无线通信单元9可与控制单元6之间实现数据交互，无线通信单元9接收来自控制单元6的数据和信号并通过无线网络传输至接收终端，同时，所述的无线通信单元9接收来自于接收终端的控制命令并传输给控制单元6进行处理。所以，通过无线终端可以实现对供电方案进行远程修改和对负载进行通断电遥控，以此替代部分智能家居的功能，对用电安全也提供了方便的监控保障。多路负载输出单元3也可采用有线监控负载。若选择设置有线监控负载，便是选择有线监控。有线监控系统已作为多路负载输出单元3的负载接在多路负载输出单元3的一个输出端，若采用有线监控负载设置，就同时启动有线监控系统。(此系统未在图5中反映。)
如图2，本发明的电路中还可以接入手动操作单元8。手动操作单元8包括三部分，SP输入手动操作部分、输出手动操作部分和调度方案设置部分，这三部分电路的输出端都分别接到控制单元6的相应输入端口，而它们的输入端分别接到多路供电智能调度管理器面板上划分的输入手动操作、输出手动操作和调度方案设置的三个操作区(图3 (a)中的D区和C区)。手动操作单元8可以手动操作切换及改变系统状态，还可以手动设置系统运行方案等。输入手动操作可以直接手动操作电源的接入；输出手动操作则是直接手动操作负载 的接入；调度方案设置可以用手动操作，由此使得多路供电智能调度管理器具有自动设置，手动设置，遥控设置三种方法进行调度方案设置。以上各单元均与本发明装置的控制面板相连。本发明具有的自动切换、智能调度、定时供电和供用电自动管理等功能可以通过装置控制面板上的设置来实现，如说明书附图3所示。图3 (a)是本发明智能调度器的面板示意图；图3 (b)是和本发明的多路供电智能调度管理器配套的插座示意图。由图3 (a)可知，控制面板有五个功能区域。其中A区是输入端口与输入设置显示区；B区是输出端口与输出设置显示区；C区是调度方案设置操作区；D区是输入与输出手动操作区；E区是其它设置显示区。如图4，本发明技术方案可以还包括能量检测单元5-1。该单元接收来自电源检测单元5的电源电压、电流参数信号并作能量检测计算处理，处理后的能量参数送给控制单元6。由于能量检测单元5-1对自然能源有能量计量功能，因此可以进行供电预测，制定能源优化管理方案。如图6，本发明技术方案还可以加设显示单元10。显示单元10根据控制单元6发过来的指令，显示本系统的信息和数据。如图7，本发明技术方案还可以包括负载能耗检测单元7-1。该单元能对负载能耗进行计量，并通过控制单元6将能耗发射到远程终端，相当于电子抄表，也可以通过显示单元10显示其参数。如图8，本发明技术方案还可以包括负载用电管理单元7-2。该单元能对负载用电情况进行管理，对用电器性质和用电状况适时自动监控和处置，具有“自动识别、智能控制违规用电，限电节电、保障用电安全”的作用，禁用电器接入时自动断电，用电过载时也自动断电，但故障排除后能自动恢复供电。该功能满足负载节能用电和安全用电管理的需要。本发明是一个软硬件结合的电气设备。它的运行必须具备如说明书附图所示的技术方案以及支持该技术方案的硬件设备，除此之外，还必须具备支持该技术方案的控制系统和相应的执行程序。说明书附图中所示的每一种技术方案都有其相应的控制系统和执行程序来配合使用。
本发明的主回路是能量流的通道，它由多路电源输入单元I、自动切换单元2和多路负载输出单元3依次组成。本发明的控制回路是信号流的通道，它由驱动单元4、电源检测单元5、控制单元6、负载检测单元7、手动操作单元8、无线通信单元9和显示单元10组成，其中控制单元6是信号流的控制中心，由单片机组成。在供电过程中，控制单元6将用户选择的供电方案变成执行程序，系统各部分都按照控制单元6发出的信号来执行。一般优先选择新能源即自然能源供电，控制单元6根据能源检测情况，预测供电时间，适时切换电源，保证重点负载供电。以上的技术方案综合应用了高压信号隔离技术、能量检测计量技术、同步测频测相技术、自动相差补偿技术、电量有效值采集变换技术、数字滤波技术、单片机控制技术、无线通信技术、计算机网络技术等较先进的技术，并以全数字化的技术方案来执行。实施例I
本实施例采用具有供电预测的多路供电智能调度管理器为医院供电。要求输入接市电·和太阳能，输出有一路优先供电，以保证提供手术台等不能停电负载的用电，输出还有一路为监控负载供电，以为病房提供监控系统。本实施例采用图4所示的电路框图，它包括依次连接的多路电源输入单元I、自动切换单元2、多路负载输出单元3、负载检测单元7及控制单元6 ;驱动单元4的输入端接控制单元6的输出端，输出端接自动切换单元2 ;电源检测单元5的输入端接多路电源输入单元1，输出端接控制单元6 ;能量检测单元5-1的输入端接电源检测单元5的输出端口，能量检测单元5-1输出端接所述的控制单元6 ;手动操作单元8的输出端接控制单元6。多路电源输入单元1，具有欠电提醒、超限断开、无电报警、接通显示及防雷保护功能，且多路电源输入单元I设置了这些功能的显示电路，并在如图9 (a)所示面板上的“其他设置显示”中反映出来。控制单元6根据在单片机中设置的调度管理方案将多路电源输入单元I的输入端口设置如图9 Ca)面板所示(1)多路电源输入单元I的一个输入端口接市电，一个输入端口接太阳能；为了确保重点负荷供电，在第三个输入端口接备用发电设备；(2)多路负载输出单元3的输出端有一端作为重点负荷保障端口接手术台等不能停电负载，提供优先供电服务；另一端作为监控负载接病房；第三个端口为普通供电端口。自动切换单元2的输入端、输出端和控制端的连接是其输入端与多路电源输入单元I的输出端连接，由于多路电源输入单元I是多路输出，因此自动切换单元2也是多路输入;自动切换单元2的输出端与多路负载输出单元3的输入端相连，由于多路负载输出单元3要连接多路负载，因此自动切换单元2是多路输出；能量流从多路电源输入单元I流入通过自动切换单元2流向多路负载输出单元3。控制能量流的信息流是由控制单元6发出，通过驱动单元4控制自动切换单元2，使自动切换单元2具有智能选择功能，能安全快速地平稳无冲击自动切换。多路负载输出单元3为可以实现短路保护、过载保护、故障报警及电路恢复功能的电路单元，且所述多路负载输出单元3设有多个输出端口，并在其面板上设置了相应的显示电路。本实施例通过控制单元6对输出端口进行重要负载、监控负载和普通负载的三种负载输出端口的设置，如图9 (a)所示，以满足医院的用电特点。负载检测单元7检测输出端口上接的重要负载、监控负载和普通负载的运行情况以及三种负载的电压、电流等参数。所述负载检测单元7的输出端接控制单元6，将其检测至IJ的所有信息，送到控制单元6。 电源检测单元5检测电源电压、电流参数和电源的状况，将检测到的电源电压、电流参数和电源的相位、谐波等情况，送到控制单元6。由于本实施例的电源检测单元5设有能量检测单元5-1，该单元接收来自电源检测单元5的电源电压、电流参数信号后可以作能量检测计算处理，处理后的能量参数也送给控制单元6。由于能量检测单元5-1对自然能源有能量计量功能，因此控制单元6可以进行供电预测，制定能源优化管理方案，即优先使用自然能源。控制单元6是由单片机组成的控制系统， 包括智能调度管理模块，控制单元6收集了电源检测单元和负载检测单元7传送过来的所有检测数据和信息，进行预测和判别，并根据设置的调度管理方案，设计其运行步骤之后给驱动单元4发送执行命令。本实施例的具有供电预测的多路供电智能调度管理器的控制方法，其控制步骤为
1)由电源检测单元5检测多路电源输入单元I的电源电压、电流参数及电源状况，进行电源质量判断；能量检测单元5-1根据来自电源检测单元5的电源电压、电流参数信号并作能量检测计算处理，处理后的能量参数送入控制单元6 ；
2)负载检测单元7检测到输出单元3的负载电压、电流等参数及负载、负载电路状况，并送入控制单元6 ；
3)控制单元6收集到电源检测单元5和负载检测单元7所有的检测数据后进行分析，并根据医院的供电原则和负载要求来制定供用电调度管理方案。医院的供电原则是优先使用自然能源，确保重点负荷供电。因此控制单元6根据能量检测单元5-1送来的能量计算结果，预测供电时间，制定出定时定量供电的能源优化管理方案，并设计出合理的运行步骤，将其变成执行程序，发送到驱动单元4 ；
4)驱动单元4接收来自控制单元6的控制信号,转换成驱动信号驱动自动切换单元2中的执行部件；
5)自动切换单元2根据驱动单元4发来驱动信号作相应的选择切换，其执行情况会通过输出单元3和负载检测单元7反馈到控制单元6 ；
6)手动操作单元8为医院供电提供了输入手动操作、输出手动操作及手动调度设置三种功能。手动操作单元8是备用单元，当自动切换失灵，或者系统某个状态无法自动操作，就可以启动手动操作单元8。本实施例保证了重要的供电线路，在太阳能发电用完，市电停电的情况下，接通并启动备用发电设备，确保手术台等不能停电负载的用电。每个病房装有图9 (b)所示插座，在太阳能发电用完，市电停电的情况下，优先插座有电，保障了每个病房的应急用电。本实施例的监控功能采用有线监控技术。由于病房集中管理值班室离病房距离较近，可以选择有线监控，即启动病房的摄像监控系统，病房的集中管理值班室就可以实时监控病房的情况了。实施例2
本实施例采用具有供电预测和无线监控的多路供电智能调度管理器，为家庭用电，要求输入接市电、太阳能和风能；输出有一路优先供电，保证冰箱不停电，有一路监控供电，家长可以在上班地点监控小孩使用电脑的时间。用户根据以上需要，自行通过装置的控制面板设置调度管理方案为多路电源输入单元I设一个输入端口接市电，一个输入端口接太阳能，另一个输入端口接风能。在输出端则设接冰箱的输出端口为优先供电；接电脑的输出端口为无线监控供电；另一个输出端口为普通供电。多路供电智能调度管理器的控制面板的设置显示如图10所示。本实施例采用图5所示电路。本实施例图5所示的电路与实施例I所用图4电路仅多一个无线通信单元9。因此本实施例的系统运行基本同实施例1，所不同的是加入无线监控功能的调度管理，无线通信单元9可以通过无线网络与接收终端进行数据交互，对供电方案进行修改和对负载进行通断电遥控。这一功能的接入是根据用户特点来选择的。该用户的需要是优先使用自然能源，保证冰箱不停电；在家长上班时，能监控小孩玩电脑的时间。因此在应用图5电路制定能源优化管理方案中，还要加入对小孩电脑定时供电的管理。由于图5电路具有无线监控功能，用户还可以通过手机、电脑等终端设备对接在监控输出端口的电脑等负载进行通断电监控和遥控。
用户的需求是优先使用自然能源，保证冰箱不停电，小孩电脑要定时供电。因此控制单元6根据能量检测单元5-1送来的能量计算结果，预测供电时间，制定出满足用户需求的定时定量供电的能源优化管理方案，并设计出合理的运行步骤，将其变成执行程序，发送到各执行单元，命令各执行单元作出相应的行动；
无线通信单元9通过网络将电路状况发送到用户的手机、电脑等终端设备上，用户可以对接在监控输出端口的电脑等负载进行通断电监控，还可以通过无线遥控的方式修改调度管理方案，对调度管理方案进行调整和重新设置。本实施例既保证了重要的供电线路，又保证了负载用电控制和安全用电的需要，而且可以进行无线远程监控。
权利要求
1.多路供电智能调度管理器，其特征在于它包括多路电源输入单元(I)、自动切换单元(2)、多路负载输出单元(3)、驱动单元(4)、电源检测单元(5)、控制单元(6)、负载检测单元(7)，其中 所述多路电源输入单元(I)为具有欠电提醒、超限断开、无电报警、接通显示及防雷保护功能的电路单元，且所述多路电源输入单元(I)上设置了上述功能对应的显示电路； 所述自动切换单元(2)上设置有输入端、输出端和控制端三个端口，该输入端与多路电源输入单元(I)的输出端连接，所述多路电源输入单元(I)、自动切换单元(2)均为多路输入，自动切换单元(2)具有智能选择功能,能进行自动切换；自动切换单元(2)的输出端为多路输出且与多路负载输出单兀(3)的输入端相连； 所述多路负载输出单元(3)的输出端与所述负载检测单元(7)的输入端连接，所述多路负载输出单元(3)为可实现短路保护、过载保护、故障报警及电路恢复功能的电路单元，所述多路负载输出单元(3)上设有若干个可接负载的输出端口，并可以通过控制单元(6)对所述多路负载输出单元(3)的输出端口进行重要负载、监控负载和普通负载的设置，并在对应多路负载输出单元(3)的输出端口处设置有指明该负载类型的显示电路； 所述负载检测单元(7)的输出端接所述的控制单元(6)； 所述电源检测单元(5 )的输入端接多路电源输入单元(I)，所述电源检测单元(5 )的输出立而接控制单兀(6)； 所述控制单元(6)的输出端接驱动单元(4)的输入端，所述驱动单元(4)的输出端与自动切换单元(2)的控制端连接，驱动单元(4)按照控制单元(6)发来的控制信号驱动自动切换单元(2)动作。
2.根据权利要求I所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于所述控制单元(6)是由单片机组成的控制系统，包括智能调度管理模块，用于将设置的、默认的及根据用户的要求设计的智能调度管理方案及实现该方案的运行步骤，转化为执行程序，送到执行部件执行。
3.根据权利要求2所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于它还包括手动操作单元(8)，所述的手动操作单元(8)包括三部分，即输入手动操作部分、输出手动操作部分和调度方案设置部分，该三部分的输入端分别与所述多路供电智能调度管理器控制面板上对应的三个操作区即输入手动操作、输出手动操作和调度方案设置电路连接，该三部分电路的输出端分别与控制单元(6 )的相应输入端口连接。
4.根据权利要求I或2或3所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于它还包括设置有信号收发模块的无线通信单元(9)，所述的无线通信单元(9)可与控制单元(6)之间可实现数据交互，所述的无线通信单元(9)接收来自控制单元(6)的数据和信号并通过无线网络传输至接收终端，同时，所述的无线通信单元(9)接收来自于接收终端的控制命令并传输给控制单元(6)进行处理。
5.根据权利要求4所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于它还包括显示单元(10),所述显示单元(10)的输入端接控制单元(6)，用于对控制单元(6)的数据和信号进行显不。
6.根据权利要求4所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于它还包括能量检测单元(5-1)，所述的能量检测单元(5-1)的输入端接电源检测单元(5)的输出端口，能量检测单元(5-1)输出端接所述的控制单元(6)，所述能量检测单元(5-1)接收来自电源检测单元(5)的自然能源的电压和电流参数信号，并对自然能源的发电储备量进行实时计量，所述的控制单元(6)根据能量检测单元(5-1)的计量结果预测负载的供电时间，在保障重要负载优先供电情况下，制定出优先使用自然能源的能源优化管理方案。
7.根据权利要求6所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于它还包括负载能耗检测单元(7-1)，所述的负载能耗检测单元(7-1)的输入端接负载检测单元(7)，输出端接控制单元(6)，所述负载能耗检测单元(7-1)检测多路负载输出单元(3)上负载的能耗，并传输至所述的控制单元(6)进行处理，并通过与控制单元(6)连接的显示单元(10)实时显示，同时通过与控制单元(6)连接的无线通信单元(9)将能耗数据发射到接收终端。
8.根据权利要求7所述的多路供电智能调度管理器，其特征在于它还包括负载用电管理单元(7-2)，所述的负载用电管理单元(7-2)的输入端接所述的负载检测单元(7)，输出端接控制单元(6)，所述的负载用电管理单元(7-2)将负载用电管理信号发送到控制单元(6)，控制单元(6)根据接收到的信号做出判断，并发出执行命令。
9.一种如权利要求I所述的多路供电智能调度管理器的控制方法，其步骤为 I)由电源检测单元(5)检测多路电源输入单元(I)的电源电压、电流参数及电源的相位、谐波状况，并将其检测判断的结果送入控制单元(6)，由控制单元(6)进行电源质量判断； 2)由负载检测单元(7 )检测多路负载输出单元(3)上负载的电压、电流、负载大小及负载运行情况，并将其检测的结果送入控制单元(6)； 3)控制单元(6)接收来自电源检测单元(5)和负载检测单元(7)的所有检测信息，对电源的供电能力、供电质量及负载的用电需求进行预测和判断，并根据设置的调度管理方案，对所述多路供电智能调度管理器的运行步骤进行设计和调整之后，发送至驱动单元(4)； 4)驱动单元(4)接收来自控制单元(6)的控制信号，并将控制单元(6)发来的指令转换成驱动信号驱动自动切换单元(2)的执行部件动作； 5)自动切换单元(2)根据驱动单元(4)发来驱动信号作相应的选择切换，同时自动切换单元(2)的执行情况依次通过输出单元(3)、负载检测单元(7)反馈到控制单元(6)； 6)接到反馈后，控制单元(6)再结合来自电源检测单元(5)和负载检测单元(7)数据和信息，对电源的供电能力、供电质量及负载的用电需求再次进行预测、判断和控制。
全文摘要
本发明属于电源及新能源的管理系统领域，公开了一种多路供电智能调度管理器及其控制方法。本发明的多路供电智能调度管理器包括依次连接的多路电源输入单元、自动切换单元、多路负载输出单元、负载检测单元及控制单元；电源检测单元的输入端接多路电源输入单元，输出端接控制单元，控制单元的输出端接驱动单元的输入端，驱动单元的输出端接自动切换单元。它可以进行多路电源的选择与自动切换，还可以进行自然能源的优先使用、负载用电选择、重要负载保障、负载用电管理及电量计量等工作，主要解决对多电源多负载进行优化调度管理的问题。
文档编号H02J9/06GK102801208SQ20121031751
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者骆雅琴, 杨天, 杨开 申请人:安徽工业大学