一种电力控制方法、装置及系统的制作方法_3

文档序号:8264053阅读:来源:国知局
元、天然气供电单元、直流电机供电单元以及燃料电池供电单元中的至少一种,其中,燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置,可通过将燃料和空气分别送进燃料电池就可以产生直流电。
[0138]具体的,若直流输入电路包括太阳能供电单元,那么该直流供电设备02还可以包括MPPT (Maximum Power Point Tracking,太阳能控制器),其中,所述MPPT的输入端与所述直流输入电路相连,所述MPPT的输出端与所述DC-DC电路相连。MPPT控制器的全称为最大功率点跟踪太阳能控制器,它能够实时侦测太阳能供电单元中太阳能板的发电电压,并追踪最高电压的电流值,以保证太阳能供电单元以最大功率输出直流电源,可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电,降低对环境的污染。
[0139]至此,直流供电设备02通过接收控制设备01发送的供电指示,并根据负载类型自适应的选择直流供电模式,为用电设备提供所需的交流电或直流电,这样一来,避免了现有技术中单纯依靠交流供电的方式向用电设备供电时,由于过分依赖电网中的交流供输入进行供电,而可能导致的供电系统无法正常为用电设备供电的问题,解决了目前的供电方式输入方式较为单一的问题,并提高了供电系统的供电效率。同时,由于直流供电设备02可以充分利用太阳能等环保、可再生的清洁能源,使得直流供电设备02更具有节能性和环保性。
[0140]进一步地,如图4所示,为交流供电设备03的内部结构示意图,其中,该直流供电设备02包括交流输入电路,与交流输入电路分别相连的AC-DC电路和旁路电路,以及与AC-DC电路分别相连的DC-DC电路和DC-AC电路。
[0141]需要说明的是,交流供电设备03的DC-DC电路和DC-AC电路与直流供电设备02的DC-DC电路和DC-AC电路可以是相互独立的,这样,交流供电设备03与直流供电设备02在运行过程中互不影响,一旦交流供电设备03或直流供电设备02出现故障时,不会影响另一个供电设备的正常工作。
[0142]当然,交流供电设备03的DC-DC电路和DC-AC电路与直流供电设备02的DC-DC电路和DC-AC电路也可以是重叠的,也就是说,交流供电设备03和直流供电设备02可以共同使用DC-DC电路和DC-AC电路,以减少电力控制系统的复杂度。
[0143]具体的,交流输入电路根据控制设备01发送的供电指示提供工频交流电;此时,控制设备01可以检测该工频交流电是否正常,即当前电网中的市电是否正常,若工频交流电满足用电设备的负载需求(例如工频交流电的电压和相位大小满足用电设备所需的电压和相位大小),旁路电路则直接将所述交流输入电路输出的工频交流电输送给用电设备,以完成对用电设备的供电过程。其中,旁路电路可以在一条回路上切换至工频交流电(市电),由旁路电路持续供应电力给负载设备,而当市电不满足用电设备的负载需求时,可切换到另一条回路上使用AC-DC电路、DC-DC电路和DC-AC电路在另一条回路上正常工作。
[0144]相应的,若工频交流电不满足用电设备的负载需求,无法直接利用电网中的市电,此时,AC-DC电路对交流输入电路输出的工频交流电进行整流,获得整流后的直流电;若所述用电设备的负载类型为直流负载,DC-DC电路则对AC-DC电路输出的整流后的直流电进行斩波,获得斩波后的直流电并输出至直流用电设备;若所述用电设备的负载类型为交流负载,DC-AC电路则对AC-DC电路输出的整流后的直流电进行逆变,获得逆变后的交流电并输出至交流用电设备。
[0145]应当理解的是,图4示出的仅仅是交流供电设备03的内部结构的一种示意图,当用电设备只包括交流用电设备时,也可以适应性的删除图4中的DC-DC电路;当用电设备只包括直流用电设备时,也可以适应性的删除图4中的DC-AC电路;当然,也可以适应性的删除图4中的旁路电路,仍然可以实现对交流用电设备的供电过程,本发明对此不作任何限制。
[0146]其中,交流输入电路包括单相供电单元和三相供电单元,具体的,若用电设备的工作功率小于预设阈值,单相供电单元则根据控制设备01发送的供电指示提供单相工频交流电;若用电设备的工作功率大于预设阈值,三相供电单元则根据控制设备01发送的供电指示提供三相工频交流电。
[0147]进一步地,该三相供电单元又可以分为三相有零线供电单元和三相无零线供电单元,由于三相交流电源是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源,它的供电方式可以是三根火线和一根零线,也可以只是三根火线,有的用电设备是不需要接零线的,而有的用电设备是需要接零线的,因此,当电力控制系统的输出端挂接的是三相无零线的用电设备时,可使用三相无零线供电单元进行供电,当电力控制系统的输出端挂接的是三相有零线的用电设备时,可使用三相有零线供电单元进行供电,另外,在对三相有零线的用电设备进行供电的工程中,控制设备01还可以实时检测用电设备的零线是否断开。一旦断开,控制设备01则生成报警信息以便维修人员及时对断开的零线进行维修。
[0148]至此,交流供电设备03通过接收控制设备01发送的供电指示,并根据负载类型自适应的选择交流供电模式,为用电设备提供所需的交流电或直流电,同时,由于控制设备01根据用电设备的工作功率,为交流供电设备03合理的选择单相供电或三相供电,避免资源浪费,大大提高了电力控制系统的供电效率。
[0149]实施例二
[0150]本发明的实施例提供一种电力控制方法,如图5所示,包括:
[0151]101、控制设备获取直流供电设备的输出功率、交流供电设备的输出功率、电池供电设备的输出功率以及用电设备的工作功率。
[0152]102、控制设备根据预设策略,从直流供电设备、交流供电设备以及电池供电设备中选择一个供电设备作为第一供电设备为用电设备供电。
[0153]103、若第一供电设备的输出功率小于用电设备的工作功率,控制设备则选择第二供电设备,并由该第二供电设备和第一供电设备同时为用电设备供电,该第二供电设备的输出功率与第一供电设备的输出功率之和大于等于用电设备的工作功率。
[0154]具体的,本发明的实施例提供一种电力控制方法可应用于电力控制系统,该电力控制系统中包括控制设备、与控制设备分别相连的直流供电设备、交流供电设备以及电池供电设备。这样,不仅可以为用电设备提供多种供电输入方式,提高整个电力控制系统的供电输入自适应性,同时,由于大多数直流供电设备可以充分利用可再生能源使得供电更具有环保性,因此,可提高整个电力控制系统的供电效率,其中,该直流供电设备可以包括太阳能供电单元、地暖供电单元、天然气供电单元、直流电机供电单元以及燃料电池供电单元中的至少一种。
[0155]在步骤101中,控制设备需要分别获取直流供电设备的输出功率、交流供电设备的输出功率、电池供电设备的输出功率以及用电设备的工作功率,以便控制设备根据预设策略确定第一供电设备向用电设备供电,其中,该第一供电设备可以为直流供电设备、交流供电设备以及电池供电设备中的一个。也就是说,控制设备可以根据直流供电设备的输出功率、交流供电设备的输出功率、电池供电设备的输出功率以及用电设备的工作功率策略性的合理选择第一供电设备向用电设备供电,以保证电力控制系统中供电效率的最大化。
[0156]例如,在对电力控制系统的环保性能要求较高时,控制设备可以优先选择直流供电设备中的太阳能供电单元为用电设备供电。而在当前电网中的市电的电压和相位都比较稳定时,控制设备可以选择交流供电设备直接将电网中的市电输出至用电设备。
[0157]另外,控制设备获取用电设备的工作功率的方法可参见前述实施例一,此处不再赘述。
[0158]在步骤102中,当控制设备获取到直流供电设备的输出功率、交流供电设备的输出功率、电池供电设备的输出功率以及用电设备的工作功率之后,控制设备可以根据预设策略,从直流供电设备、交流供电设备以及电池供电设备中选择一个供电设备作为第一供电设备为用电设备供电。
[0159]具体的,当第一供电设备为直流供电设备时,控制设备则向直流供电设备发送供电指示,以使得直流供电设备根据供电指示使用太阳能供电单元、地暖供电单元、天然气供电单元、直流电机供电单元以及燃料电池供电单元中的至少一种产生电流,并对产生的电流进行DC-DC转换和/或DC-AC转换以便向用电设备供电。
[0160]当第一供电设备为交流供电设备时,控制设备则向交流供电设备发送供电指示,以使得交流供电设备根据供电指示使用单相供电单元或者三相供电单元产生电流,并对产生的电流进行AC-DC转换和/或DC-AC转换以便向用电设备供电。
[0161]当第一供电设备为电池供电设备时,控制设备则向电池供电设备发送供电指示,以使得电池供电设备根据供电指示使用自身已存储的电能向用电设备供电。
[0162]其中,控制设备根据预设策略确定第一供电设备的方法可参见实施例一,此处不再详述。
[0163]进一步地,在控制设备根据预设策略确定第一供电设备之前,控制设备还可以识别用电设备的负载类型,对于不同负载类型的用电设备,控制设备可以提供相应的供电输出,这样,本发提供的电力控制系统可以兼容多种负载类型的用电设备,提高整个系统的供电效率,具体的识别方法可参见实施例一,此处不再赘述。
[0164]这样一来,若用电设备的负载类型为交流负载,控制设备则向第一供电设备发送交流供电指示,以使得第一供电设备根据该交流供电指示向用电设备提供合适制式的交流电;若用电设备的负载类型为直流负载,控制设备则向第一供电设备发送直流供电指示,以使得第一供电设备根据该直流供电指示向用电设备提供合适制式的直流电。例如,当用电设备的负载类型为220V交流负载,第一供电设备为直流供电设备时,控制设备可以向直流供电设备发送交流供电指示,以使得直流供电设备根据交流供电指示使用太阳能供电单元产生直流电流,并对产生的直流电流进行DC-DC转换,进而将转换后的直流电进行DC-AC转换,获得用电设备所需的220V交流电。
[0165]执行完步骤102之后,控制设备需要检测该第一供电设备的输出功率是否小于用电设备的工作功率,即第一供电设备的输出功率是否满足用电设备的用电需求,若第一供电设备的输出功率大于或等于用电设备的工作功率,则说明第一供电设备的输出功率可以满足用电设备的用电需求,故继续使用第一供电设备向用电设备供电即可;若第一供电设备的输出功率小于用电设备的工作功率,则说明第一供电设备的输出功率不能满足用电设备的用电需求,此时,控制设备可执行步骤103。
[0166]在步骤103中,若第一供电设备的输出功率小于用电设备的工作功率,控制设备则选择第二供电设备,并由该第二供电设备与第一供电设备可以同时为用电设备供电,其中,该第二供电设备的输出功率与第一供电设备的输出功率之和大于等于用电设备的工作功率,而且,该第二供电设备为直流供电设备、交流供电设备以及电池供电设备中除第一供电设备外的一个供电设备,这样,第二供电设备与第一供电设备可以同时为用电设备供电,以满足用电设备的用电需求。
[0167]示例性的,控制设备确定的第一供电设备为直流供电设备,该直流供电设备的输出功率为4000W,但用电设备的工作功率为5000W,那么,由于第一供电设备的输出功率小于用电设备的工作功率,因此,控制设备则需在交流供电设备和电池供电设备中确定输出功率大于1000W的供电设备作为第二供电设备,例如,交流供电设备的输出功率为2000W,电池供电设备的输出功率为800W,那么,控制设备则确定交流供电设备为第二供电设备,并与第一供电设备同时为用电设备供电,当然,如果交流供电设备和电池供电设备的输出功率均大与2000W,控制设备则可以随机确定交流供电设备或电池供电设备为第二供电设备即可。
[0168]另外,参见图1或图2,由于电池供电设备与直流供电设备或交流供电设备相连,因此,控制设备可以向直流供电设备或交流供电设备发送充电指示,以使得直流供电设备或交流供电设备根据充电指示对电池供电设备进行充电,这样一来,一旦直流供电设备或交流供电设备发生故障,无法向用电设备供电时,控制设备可以指示电池供电设备直接向用电设备进行供电,以确保用电设备不断电。
[0169]本发明的实施例提供一种电力控制方法,控制设备获取到直流供电设备的输出功率、交流供电设备的输出功率、电池供电设备的输出功率以及用电设备的工作功率之后,策略性的从所述直流供电设备、所述交流供电设备以及所述电池供电设备确定第一供电设备为用电设备供电,当第一供电设备的输出功率小于用电设备的工作功率时,即第一供电设备的输出功率无法满足用电设备的工作功率时,控制设备从除第一供电设备外的其他供电设备中确定第二供电设备,并指示第一供电设备和第二供电设备同时为所述用电设备供电,这样,由于提供了多种供电输入方式,控制设备便可根据用电设备的工作功率合理的选取至少一个供电设备为用电设备供电,避免了现有技术中,由于过分依赖电网中的交流供电输入方式,而可能导致的供电系统无法保障用电设备正常供电的问题,使供电系统中的供电输入方式更加多样化,同时提高了供电系统的供电效率。
[0170]实施例三
[0171]本发明的实施例提供一种电力控制方法,本发明的实施例中涉及的直流供电设备可以包括太阳能供电设备、地暖供电设备、天然气供电设备、直流电机供电设备以及燃料电池供电设备,以下以太阳能供电设备为例进行详细阐述,如图6所示,所述方法包括:
[0172]201、控制设备分别获取太阳能供电设备的输出功率、交流供电设备的输出功率、电池供电设备的输出功率以及用电设备的工作功率。
[0173]202、控制设备确定用电设备的负载制式。
[0174]203、若电力控制系统发生故障,控制设备则确定电池供电设备为第一供电设备,并根据用电设备的负载制式向该电池供电设备发送供电指示。
[0175]204、电池供电设备根据控制设备发送的供电指示向用电设备供电。
[0176]205、若电力控制系统没有发生故障,控制设备则检测太阳能供电设备的输出功率是否大于阈值。
[0177]206、若太阳能供电设备的输出功率大于阈值,控制设备则确定太阳能供电设备为第一供电设备,并根据用电设备的负载制式向该太阳能供电设备发送供电指示。
[0178]207a、若用电设备为交流负载,太阳能供电设备则根据供电指示向用电设备提供所需负载制式的交流电。
[0179]207b、若用电设备为直流负载,太阳能供电设备则根据供电指示向用电设备提供所需负载制式的直流电。
[0180]208、若太阳能供电设备的输出功率小于用电设备的工作功率,控制设备则从交流供电设备和电池供电设备中确定第二供电设备,并根据用电设备的负载制式向该第二供电设备发送供电指示。
[0181]209、第二供电设备根据太阳能供电设备发送供电指示向用电设备提供所需负载制式的电流。
[0182]210、若太阳能供电设备的输出功率小于阈值,控制设备则确定交流供电设备为第一供电设备。
[0183]211、若当前的工频交流电满足用电设备的负载需求,控制设备则向交流供电设备发送工频交流电供电指示,以使得交流供电设备直接将工频交流输送给用电设备。
[0184]212、若当前的工频交流电不满足用电设备的负载需求,控制设备则向交流供电设备发送供电指示,以使得交流供电设备根据用电设备的工作功率为用电设备进行单相供电或三相供电。
[0185]需要说明的是,本发明的实施例中涉及的直流供电设备以太阳能供电设备为例进行说明,应当理解的是,其他类型的直流供电设备也可以适应性的适用于本发明实施例提供的方法,本发明对此不作任何限制。
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