用于低压直流配电设备的配电控制方法和装置与流程

本公开涉及电路技术领域，特别是一种用于低压直流配电设备的配电控制方法和装置。

背景技术：

随着社会的发展，家庭以及巴士站、景观灯、喷水池等公共场所的用电配电需求越来越多，用电过程中发生的触电漏电安全事故会造成严重的后果，但现实应用中却多次出现，这对安全用电技术提出了迫切的需要。

技术实现要素：

本公开的一个目的在于提高配电的安全性。

根据本公开的一个方面，提出一种配电控制方法，包括：获取电压探测值和电流探测值；基于电压理想值和电流理想值，确定电压波动状态和电流波动状态；在电压波动状态为跌落，且电流波动状态为过流的情况下，确定发生线路短路并断开负载。

在一些实施例中，电压波动状态还包括：欠压、过流和电压冲高；电流波动状态还包括电流冲高。

在一些实施例中，配电控制方法还包括：在电压波动状态为跌落、电压冲高、电流波动状态为电流冲高、过流中任意一项发生时，确定状态的持续时间；若持续时间大于预定时长门限，则确定故障并断开负载。

在一些实施例中，配电控制方法还包括：统计电压波动状态为电压冲高和跌落的次数之和为电压跳动次数；统计电流波动状态为过流和电流冲高的次数之和为电流跳动次数；若预定时间段内，电压跳动次数与电流跳动次数之和大于等于预定跳动门限，则确定线路故障并断开负载。

在一些实施例中，电压探测值包括隔离型直流/直流模块的初级电路电压测量值和次级电路电压测量值，电流探测值包括隔离型直流/直流模块的初级电路电流测量值和次级电路电流测量值；确定电压波动状态和电流波动状态包括：基于初级电路电压理想值和初级电路电流理想值确定初级电路电压波动状态和初级电路电流波动状态；和，基于次级电路电压理想值和次级电路电流理想值确定次级电路电压波动状态和次级电路电流波动状态。

在一些实施例中，确定发生线路短路包括：在初级电路电压波动状态为跌落且初级电流波动状态为过流，或在次级电路电压波动状态为跌落且次级电流波动状态为过流的情况下，确定发生线路短路。

在一些实施例中，跌落为电压探测值小于电压理想值的第一预定比例；过流为电流测量值大于电流理想值的第六预定比例。

在一些实施例中，第一预定比例为85％；第六预定比例为280％。

在一些实施例中，欠压为电压探测值大于等于电压理想值的第一预定电压值，小于电压理想值的第二预定比例；过压为电压测量值大于电压理想值的第三预定比例，小于等于电压理想值的第四预定比例；电压冲高为电压测量值大于电压理想值的第四预定比例；电流冲高为电流测量值大于电流理想值的第五预定比例，小于等于电流理想值的第六预定比例。

在一些实施例中，第二预定比例为90％；第三预定比例为110％；第四预定比例为115％，第五预定比例为125％。

在一些实施例中，配电控制方法还包括：记录电压波动状态和电流波动状态并上传管理系统。

在一些实施例中，配电控制方法还包括：接收来自管理系统的控制信息，根据控制信息连接或断开负载。

通过这样的方法，能够利用监测电压和电流的变化情况及时发现短路现象并切断负载，从而提高了短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

根据本公开的另一个方面，提出一种配电控制装置，包括：探测模块，被配置为获取电压探测值和电流探测值；波动确定模块，被配置为基于电压理想值和电流理想值，确定电压波动状态和电流波动状态；故障确定模块，被配置为在电压波动状态为跌落，且电流波动状态为过流的情况下，确定发生线路短路并断开负载。

在一些实施例中，电压波动状态还包括：欠压、过流和电压冲高；电流波动状态还包括电流冲高。

在一些实施例中，故障确定模块还被配置为：在电压波动状态为跌落、电压冲高、电流波动状态为电流冲高、过流中任意一项发生时，确定状态的持续时间；若持续时间大于预定时长门限，则确定故障。

在一些实施例中，波动确定模块还被配置为统计电压波动状态为电压冲高和跌落的次数之和为电压跳动次数，统计电流波动状态为过流和电流冲高的次数之和为电流跳动次数；故障确定模块还被配置为在预定时间段内，电压跳动次数与电流跳动次数之和大于等于预定跳动门限的情况下，确定线路故障并断开负载。

在一些实施例中，探测模块包括隔离型直流/直流模块的初级探测单元和次级探测单元；波动确定模块被配置为：基于初级电路电压理想值和初级电路电流理想值确定初级电路电压波动状态和初级电路电流波动状态；和，基于次级电路电压理想值和次级电路电流理想值确定次级电路电压波动状态和次级电路电流波动状态。

在一些实施例中，故障确定模块被配置为在初级电路电压波动状态为跌落且初级电流波动状态为过流，或在次级电路电压波动状态为跌落且次级电流波动状态为过流的情况下，确定发生线路短路。

在一些实施例中，波动确定模块还被配置为记录电压波动状态和电流波动状态；还包括：交互模块，被配置为将记录的电压波动状态和电流波动状态上传管理系统。

在一些实施例中，交互模块还被配置为接收来自管理系统的控制信息，根据控制信息连接或断开负载。

根据本公开的又一个方面，提出一种配电控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中任意一种配电控制方法。

这样的配电控制装置能够利用监测电压和电流的变化情况及时发现短路现象并切断负载，从而提高了短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中任意一种配电控制方法的步骤。

通过执行这样的计算机存储介质上的指令，能够利用监测电压和电流的变化情况及时发现短路现象并切断负载，从而提高了短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开应用场景的一个实施例的示意图。

图2为本公开的配电控制方法的一个实施例的流程图。

图3为本公开的配电控制方法的另一个实施例的流程图。

图4为本公开的配电控制方法的又一个实施例的流程图。

图5为本公开的配电控制装置的一个实施例的示意图。

图6为本公开的配电控制装置的另一个实施例的示意图。

图7为本公开的配电控制装置的又一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

在一些实施例中，本公开的方案可以应用于直流/直流隔离配电箱，分别监测初级电路和次级电路，并控制次级电路上承载的负载。配电箱可以为低压直流48v隔离配电箱，实现输入中压直流400v转换到低压安全直流48v，由于采用隔离变压器，确保高压不会进入输出次级，彻底保障次级用电线路的安全用电。模块设定额定输出功率480w，额定输出电流10a，额定配电距离50米以内，最大瞬时输出功率1kw。这样的设备被广泛使用，提高该设备的安全性能够很好的提高对各种应用场合的配电安全性。

在一些实施例中，可以如图1所示，在配电箱中增加初级监测模块、次级监测模块分别实现对初级电路的电压和电流，以及次级电路的电压和电流的监测。在一些实施例中，如图1所示，还可以增加处理器模块进行数据处理，采用如下文中所示的方法，根据探测值确定电压、电流的状态。在一些实施例中，还可以增加传输模块，或称为交互模块，与上层管理系统之间进行交互。在一些实施例中，还可以利用如图1中所示的输出模块控制负载开关，从而实现负载的接续或断开，提高配电箱的配电安全性。

本公开的配电控制方法的一个实施例的流程图如图2所示。

在步骤201中，获取电压探测值和电流探测值。在一些实施例中，可以通过增加探测模块分别探测电压和电流情况。

在步骤202中，基于电压理想值和电流理想值，确定电压波动状态和电流波动状态。在一些实施例中，可以基于电压、电流的理想值确定电压、电流波动的幅度，再基于预定的波动幅度标准衡量电路状态。

在步骤203中，在电压波动状态为跌落，且电流波动状态为过流的情况下，确定发生线路短路并断开负载。

通过这样的方法，能够利用监测电压和电流的变化情况及时发现短路现象并切断负载，从而提高了短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

在一些实施例中，可以设定电压、电流波动状态与预定比例值的对应关系，如跌落为电压探测值小于电压理想值的第一预定比例；过流为电流测量值大于电流理想值的第六预定比例；欠压为电压探测值大于等于电压理想值的第一预定电压值，小于电压理想值的第二预定比例；过压为电压测量值大于电压理想值的第三预定比例，小于等于电压理想值的第四预定比例；电压冲高为电压测量值大于电压理想值的第四预定比例；电流冲高为电流测量值大于电流理想值的第五预定比例，小于等于电流理想值的第六预定比例。

通过这样的方法，能够以基于理想值的比例值为标准确定电压、电流的波动状态，与固定的电压、电流门限相比较，更能够贴合电路本身承载电压、电流的标准状态，适应用于不同的电路，提高自适应程度。

本公开的配电控制方法的另一个实施例的流程图如图3所示。

在步骤301中，持续探测电压值，并根据电压值相对于理想电压值的变化幅度决定之后执行的步骤。

如，理想电压值为u0，测量电压值为u1，则若0.85u0≤u1＜0.9u0，则执行步骤302；若1.1u0＜u1≤1.15u0，则执行步骤303；若u1＞1.15u0，则执行步骤304；若u1＜0.85u0，则执行步骤305。

在步骤302中，确定处于电压欠压状态，进而执行步骤306。

在步骤303中，确定处于电压过压状态，进而执行步骤306。

在步骤304中，确定处于电压冲高状态，进而执行步骤307。

在步骤305中，确定处于电压跌落状态，进而执行步骤321，并同步执行步骤307。

在步骤306中，记录电压处于的当前状态，并返回执行步骤301继续监测。由于欠压、过压是一种可以接受的异常状态，这样的方法既不会影响正常运行，又能够记录电路的异常情况，以便在维护过程中有针对性的调整。

在步骤307中，判断处于当前电压波动状态的时长是否大于预定时长门限(如2s)。若不大于预定时长门限，则执行步骤308；若大于预定时长门限，则执行步骤324。

在步骤308中，将记录的电压跳动次数加1，并执行步骤323。

在步骤311中，持续探测电流值，并根据电流值相对于理想电流值的变化幅度决定之后执行的步骤。如，理想电流值为i0，测量电流值为i1，若2.8i0≥i1＞1.25i0，则执行步骤313，若i1＞2.8i0，则执行步骤312。

在步骤312中，确定处于过流状态，进而执行步骤321，且执行步骤314。

在步骤313中，确定处于电流冲高状态，进而执行步骤314。

在步骤314中，判断处于当前电流波动状态的时间是否达到预定时长门限。若不大于预定时长门限，则执行步骤315；若大于预定时长门限，则执行步骤324。

在步骤315中，将记录的电流跳动次数加1，并执行步骤323。

在步骤321中，判断是否同步发生电压跌落和电流过流。若确定同步发生电压跌落和电流过流，则执行步骤322。若并非同步发生，则执行步骤306和步骤325。

在步骤322中，确定发生短路，执行步骤324。

在步骤323中，判断是否在预定时间段内电压跳动次数与电流跳动次数之和大于等于预定跳动门限，则确定发生故障，执行步骤324；否则，返回执行步骤301和步骤302。

在步骤324中，断开负载，以避免损伤负载或造成安全事故。

在步骤325中，记录电流处于的当前状态，并返回执行步骤311继续监测。

通过这样的方法，能够根据电压、电流的探测情况及时获取电压、电流的波动状态，并做出相对应的反应。除了确定短路而断开负载，也能够统计预定周期内发生异常的次数，并在异常次数过多的情况下断开负载，从而避免发生事故；能够发现持续性的状态异常并做出反应，进一步提高了安全性，也能够避免过多的切断负载影响使用；还能够记录其他异常情况，为电路状况核验提供数据基础。

在一些实施例中，还可以记录电压波动状态和电流波动状态并上传管理系统，管理系统可以针对获取的数据远程监控电路状态，还可以进行电压、电流分析。在一些实施例中，管理系统还可以下发控制信息，控制负载的连接或断开。在一些实施例中，管理系统可以为位于上一级配电箱的管理设备，或为远程管理中心。在一些实施例中，可以采用物联网通信方式，如lora远距离无线数据通信实现电路与管理系统的交互。

通过这样的方法，能够实现后台对电路的管理和记录，并实现远程控制，提高监控电路的方便性，并提高电路的可控性。

在一些实施例中，当本公开应用于配电器中时，可以同步获取初级电路、次级电路的电压、电流波动状态。本公开的配电控制方法的又一个实施例的流程图如图4所示。

在步骤401中，探测初级电路，获取初级电路电压测量值和初级电路电流测量值；探测次级电路，获取次级电路电压测量值和次级电路电流测量值。

在步骤402中，分别确定初级、次级电路是否短路。若初级、次级电路中任意一者或两者均短路，则执行步骤403；否则执行步骤404。在一些实施例中，可以采用如图3中所示的方式确定是否短路。

在步骤403中，确定配电器短路，执行步骤409。

在步骤404中，判断初级、次级电路中是否出现电压、电流冲高，电压跌落或电流过流的情况，且持续时长均不大于预定时长门限。若出现且持续时长均不大于预定时长门限，则执行步骤405；若未出现，则出现步骤407。在一些实施例中，若初级、次级电路中出现电压、电流冲高，或电流过流的情况，且持续时间超过预定时长门限，则执行步骤409。

在步骤405中，增加记录的跳动次数。若电压冲高，则电压跳动次数加1；若电流冲高或过流，则电流跳动次数加1。

在步骤406中，判断电压跳动次数与电流跳动次数之和是否达到预定跳动门限(如10分中内发生10次)。若达到门限，则执行步骤409；否则，执行步骤408。在一些实施例中，电压、电流的跳动次数分别包括初级和次级电路中出现的跳动次数。

在步骤407中，判断初级、次级电路是否发生欠压或过压的情况。若欠压或过压，则执行步骤408；否则，返回步骤401继续监测。

在步骤408中，记录当前的初级、次级电路的电压、电流状态，并返回步骤401继续监测。

在步骤409中，断开负载，直至排除故障后人工或远程重新连接负载继续工作。

通过这样的方法，能够及时确定初级、次级电路中任意一者的故障并及时反应，从而进一步提高用电的安全性。

本公开的配电控制装置的一个实施例的示意图如图5所示。探测模块501能够获取电压探测值和电流探测值。波动确定模块502能够基于电压理想值和电流理想值，确定电压波动状态和电流波动状态。在一些实施例中，可以基于电压、电流的理想值确定电压、电流波动的幅度，再基于预定的波动幅度标准衡量电路状态。故障确定模块503能够在电压波动状态为跌落，且电流波动状态为过流的情况下，确定发生线路短路并断开负载。

这样的配电控制装置能够利用监测电压和电流的变化情况及时发现短路现象并切断负载，从而提高了短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

在一些实施例中，电压波动状态还可以包括欠压、过流和电压冲高；电流波动状态还可以包括电流冲高。在一些实施例中，可以设定电压、电流波动状态与预定比例值的对应关系，如跌落为电压探测值小于电压理想值的第一预定比例；过流为电流测量值大于电流理想值的第六预定比例；欠压为电压探测值大于等于电压理想值的第一预定电压值，小于电压理想值的第二预定比例；过压为电压测量值大于电压理想值的第三预定比例，小于等于电压理想值的第四预定比例；电压冲高为电压测量值大于电压理想值的第四预定比例；电流冲高为电流测量值大于电流理想值的第五预定比例，小于等于电流理想值的第六预定比例。在一些实施例中，配电控制装置可以采用如图3所示实施例中的方式确定当前的电压、电流波动状态，并做出相对应的反应，为电路状况核验提供数据基础。

这样的装置能够以基于理想值的比例值为标准确定电压、电流的波动状态，与固定的电压、电流门限相比较，更能够贴合电路本身承载电压、电流的标准状态，适应用于不同的电路，提高自适应程度。

在一些实施例中，波动确定模块502还能够统计电压波动状态为电压冲高的次数为电压跳动次数，统计电流波动状态为过流或电流冲高的次数为电流跳动次数；故障确定模块503还能够在预定时间段内电压跳动次数与电流跳动次数之和大于等于预定跳动门限的情况下，确定线路故障并断开负载。

这样的装置除了能够确定短路而断开负载，也能够统计预定周期内发生异常的次数，并在异常次数过多的情况下断开负载，从而避免发生事故。

在一些实施例中，探测模块501可以包括隔离型直流/直流模块的初级探测单元和次级探测单元，同步获取初级电路、次级电路的电压、电流波动状态。配电控制装置可以采用如图4所示实施例中的方式，从而及时确定初级、次级电路中任意一者的故障并及时反应，从而进一步提高用电的安全性。

在一些实施例中，配电控制装置还可以包括交互模块504，能够将记录的电压波动状态和电流波动状态上传管理系统。管理系统可以针对获取的数据远程监控电路状态，还可以进行电压、电流分析。在一些实施例中，管理系统还可以下发控制信息，交互模块504根据收到的控制信息控制负载的连接或断开。在一些实施例中，管理系统可以为位于上一级配电箱的管理设备，或为远程管理中心。在一些实施例中，交互模块504可以采用物联网通信方式，如lora远距离无线数据通信实现电路与管理系统的交互。

这样的配电控制装置能够实现后台对电路的管理和记录，并实现远程控制，提高监控电路的方便性，并提高电路的可控性。

本公开配电控制装置的一个实施例的结构示意图如图6所示。配电控制装置包括存储器601和处理器602。其中：存储器601可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中配电控制方法的对应实施例中的指令。处理器602耦接至存储器601，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器602用于执行存储器中存储的指令，能够提高短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

在一些实施例中，还可以如图7所示，配电控制装置700包括存储器701和处理器702。处理器702通过bus总线703耦合至存储器701。该配电控制装置700还可以通过存储接口704连接至外部存储装置705以便调用外部数据，还可以通过网络接口706连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高短路现象发现的准确性和及时性，提高配电安全性。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现配电控制方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。