基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法
【技术领域】 [0001] :本发明设及固体蓄热装置电气回路设计方法，具体设及一种基于时变 负荷的=级可调加热功率投切控制方法，属于电加热。
【背景技术】 [0002] :随着世界范围内经济高速增长，人民生活水平的提高，大气污染日益严 重，节能环保、降低能耗已经成为当前急需解决的重大发展问题。电力部口为解决用电不平 衡问题，制定峰谷阶梯电价制度。在此背景下，推广使用固体电蓄热装置可W改善环境质 量，缓解电力高峰负荷压力，提高电网利用效率，减少发电和输配电设备的功率，降低供热 系统损耗，有效地节约能源，具有巨大的经济和社会效益。
[0003] 固体电热蓄能装置是一种高效、经济、节能、安全可靠、减少环境污染的新型电加 热设备。利用夜间低谷电，将电转化成热能储存;在用电高峰时段放热采暖、提供热水。充分 利用电网低谷电力，增加电力有效供给，降低用电费用，提高电网负荷率，对电网的稳定经 济运行有重大意义。
[0004] 固体电蓄热供暖的优势主要包括：1、±地利用率高、投资成本低、管理费用低；2、 溫度可调方便，可满足不同用户需求;3、清洁环保、安全。免去了燃煤污染和一氧化碳中毒 的后顾之忧;4、电网利用率高，削峰填谷，有利于清洁能源消纳;5、住宅采暖可分户计量，便 于节能等。
[0005] 但已有的固体蓄热装置供热功率一定，不能根据用户需求、季节不同进行功率调 节，只可简易调节出风口溫度。由于箱体处于实时工作状态，易导致加热绕组和蓄热砖的损 坏，增加维修成本。
【发明内容】
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[0006] 发明目的：发明提供一种基于时变负荷的=级可调加热功率投切控制方法，其目 的是解决W往所存在的问题。
[0007] 技术方案:发明是通过W下技术方案实现的：
[000引基于时变负荷的=级可调加热功率投切控制方法，其特征在于:该方法根据供热 需求量季节性变化等特点，提出了=级加热绕组投切固体蓄热装置电气回路设计方法:通 过星角切换方式对加热绕组进行投切，实现固体蓄热装置0.7Pn/Pn/l . 4Pn =种不同供热功 率的切换。
[0009] 将加热绕组分成六组，分别命名为14、18、1(：、24、28、2(：，此六组加热绕组的结构相 同，并在IA、IB、IC接入电网处接入=相联动开关KMl，在、2A、2B、2C接入电网处接入=相联 动开关KM2，中性点N处接入S相联动开关KM3，用于控制加热绕组的投切，当闭合KMl和KM3 时，1A、1B、1C、N构成Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为0.7Pn;当闭合KM2和KM3时， 2八、28、2(：、咐勾成￥型连接状态，此时固体蓄热装置的功率仍为0.7?。；当闭合謂1和碰2时， lA、lB、lC、2A、2B、2C处于A型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为Pn;当闭合KMl、KM2和 KM3时，lA、lB、lC、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为1.4Pn。
[0010] 该方法所包含的步骤如下：
[0011] 第一步，在低谷时段，对固体蓄热装置蓄热；
[0012] 第二步，通过信息采集系统得到固体蓄热装置实时数据信息，检测单元将用户需 求侧的实时数据和历史数据与固体蓄热装置中实时数据整合，并将此数据送入单片机控制 单元；
[0013] 第=步，单片机控制单元判断固体蓄热装置是否投切，输出命令至驱动单元，控制 接触器的闭合和关断；
[0014] 第四步，单片机控制单元将根据用户需求量确定的固体蓄热装置的投切功率命令 送至触发执行单元，通过控制器控制串联于电源和固体蓄热装置中的=相联动开关；
[0015] 第五步，在用电低谷时，检测中屯、检测到固体装置蓄热量不满足用户需求时，在切 断固体蓄热装置，直接进行电采暖同时，控制柜和主电路单元直接通过控制器控制固体蓄 热装置进行热量存储，返回第一步;在用电高峰时，检测中屯、检测到固体装置蓄热量不满足 用户需求时，在切断固体蓄热装置，进行电采暖，等待用电低谷时，返回第一步。若固体蓄热 装置长期不能满足用户需求，此时可通过并联加热绕组的方式进行扩容。
[0016] 第四步中当用户的需求量<0.7Pn，控制S相联动开关KMl和KM3闭合，1A、1B、1CS 相Y型链接，若此支路出现故障时，控制S相联动开关KM2和KM3闭合，2A、2B、2CS相Y型链 接；当0.7?。<用户的需求量非n时，控制S相联动开关KM巧PKM2闭合，1A、1B、1C、2A、2B、2C ミ相A型链接；当?。<用户的需求量。.4Pn时，控制^相联动开KMUKM2和KM3闭合，1A、1B、 1C、2A、2B、2C、N 处于 Y-Y 型连接。
[0017]设置蓄热功率切换立个负荷溫度节点Ti、T沸T3,且设置溫度Ti^2^3,当负荷溫 度T低于最低控热标准情况下，此时若存在。Tl,控制立相联动开关KMl和KM3闭合，蓄热装 置功率切换到0.7Pn，1A、1B、ICS相Y型链接，满足负荷要求，若此支路出现故障时，控制S 相联动开关KM2和KM3闭合，2A、2B、2Cミ相Y型链接;若存在Tl>。T2，控制ミ相联动开关KMl 和KM2闭合，蓄热装置功率切换到Pn，lA、lB、lC、2A、2B、2CS相A型链接，满足负荷要求;若 存在T2>T>T3,控制S相联动开KM1、KM2和KM3闭合，热装置功率切换到1.4Pn，lA、lB、lC、 2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接，满足负荷要求。
[0018] 基于不同用热负荷空间溫度=级加热绕组投切固体蓄热装置时变功率投切蓄放 热切换控制，它的步骤如下：
[0019] 第一步，在低谷时段，对固体蓄热装置蓄热；
[0020] 第二步，当电网的输出功率口>厂区需求功率为口1>提供给固体蓄热功率为門时， 控制S相联动开关KMl和KM3或控制S相联动开关KM2和KM3闭合，蓄热装置功率切换到 0.7口。，14、18、1(：^相或24、28、2(：^相￥型链接，蓄热时间为山，蓄热体总的蓄热容量为61 = ki*0.7Pn;
[0021] 第S步，当电网的输出功率口>提供给固体蓄热功率为門含厂区需求功率为Pi时， 控制S相联动开关KMl和KM2闭合，蓄热装置功率切换到Pn，lA、lB、lC、2A、2B、2CS相A型链 接，蓄热时间为k2,蓄热体总的蓄热容量为E2 = k2冲n;
[0022] 第四步，当电网的输出功率当电网的输出功率P =提供给固体蓄热功率为門，厂区 需求功率Pi = O时，控制S相联动开关KMUKM2和KM3闭合，热装置功率切换到1.4Pn，lA、lB、 1C、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接，蓄热时间为k3，蓄热体总的蓄热容量为E3 = k3* 1.4Pn;
[0023] 第五步，判断是否满足I： ki含8( i = I，2，3)，且Eo = Ei+&巧3，若不满足，则返回第一 步，根据电网分配功率变化，进行时变功率投切蓄热切换控制;若满足则蓄热过程结束，等 待用电高峰时段到来，进行不同负荷溫度(供给空间溫度)区间的蓄热功率切换控制；
[0024] 第六步，当负荷溫度T低于最低控热标准情况下，此时若存在T > Tl,控制S相联动 开关KMl和KM3闭合，1A、IB、ICS相Y型链接，蓄热装置功率切换到0.7Pn，满足负荷要求;若 此支路出现故障时，控制=相联动开关KM2和KM3闭合，2A、2B、2C =相Y型链接，蓄热装置功 率仍切换到〇.7Pn;
[0025] 第屯步，若此时存在Ti>T > T2，控制S相联动开关KMl和KM2闭合，1A、1B、1C、2A、 2B、2C=相A型链接，蓄热装置功率切换到Pn,满足负荷要求；
[0026] 第八步，若存在T2>T>T3,控制S相联动开KMUKM2和KM3闭合，1A、1B、1C、2A、2B、 2C、N处于Y-Y型连接，热装置功率切换到1.4Pn，满足负荷要求；
[0027] 第九步，若固体装置中热量是达到装置含热量下限，不能满足第六步、第屯步、第 八步供热需求，返回第一步，但用电低谷时，对固体蓄热装置进行充电。
[0028] 优点效果：
[0029] 本发明提出一种基于时变负荷的=级可调加热功率投切控制方法，建立不同蓄热 功率切换模式。解决了现有技术中的存在的当需求量变化过程中固体蓄热装置功率不易调 节的问题。
[0030] 本发明的优