一种集中器的信号增强设备电源控制系统及方法与流程

本发明涉及电力集中器，尤其涉及一种集中器的信号增强设备电源控制系统及方法。

背景技术：

1、在电力系统中，电网集中器作为一种重要的电力设备，用于实时监测和管理电网运行状态，维护电力系统的正常运行。然而，由于电网集中器通常位于户外环境，受时间、空间、地域、基站等等多种因数影响，容易出现电网集中器传输信号薄弱，甚至没有信号的现象，严重影响了采集成功率、同期线损、用户网上充值等等功能。

2、针对上述这些问题，通常可以利用信号增强设备来解决电网集中器户外信号薄弱问题。考虑到电网安全，新增电力设备需要一段长时间的稳定可靠运行测试，才能接入电网系统，因此，信号增强设备，需要与电网物理隔离，独立运行，导致信号增强设备的供电难以从电网中直接获取，而现有技术中，对信号增强设备的供电不可靠，难以保障电网集中器的通讯信号正常稳定可靠。

技术实现思路

1、本发明提供了一种集中器的信号增强设备电源控制系统及方法，解决了对信号增强设备的供电不可靠，难以保障电网集中器的通讯信号正常稳定可靠的技术问题。

2、有鉴于此，本发明第一方面提供了一种集中器的信号增强设备电源控制系统，包括信号增强模块，所述信号增强模块用于对集中器的通讯信号进行信号增强；还包括：

3、光伏模块、充电储能模块、检测模块和控制模块，所述光伏模块与所述充电储能模块连接，所述检测模块分别与所述信号增强模块、所述充电储能模块和所述控制模块连接，所述控制模块分别与所述检测模块和所述充电储能模块连接；

4、所述光伏模块用于将光能转换为电能并将所述电能传输至所述充电储能模块中；

5、所述充电储能模块用于接收所述光伏模块传输的电能并进行储能，还用于对所述信号增强模块进行供电；

6、所述检测模块用于监测所述信号增强模块的负荷运行状态和所述充电储能模块的荷电量，还用于对所述信号增强模块的负荷运行状态进行模糊聚类，确定所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态；还用于将所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态和所述充电储能模块的荷电量发送至所述控制模块；

7、所述控制模块用于根据所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态和所述充电储能模块的荷电量确定所述信号增强模块的电源工作模式，并控制所述充电储能模块以所述电源工作模式对所述信号增强模块进行供电。

8、优选地，所述光伏模块用于基于最大功率点追踪算法确定光伏全局最大功率点，利用所述光伏全局最大功率点确定所述光伏模块的输出功率。

9、优选地，本系统还包括dc-dc模块；所述充电储能模块通过所述dc-dc模块与所述信号增强模块连接。

10、优选地，所述检测模块用于对所述信号增强模块的负荷运行状态进行模糊聚类，确定所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态，具体包括：

11、根据所述信号增强模块的预设隶属度函数中的负荷最小值和负荷最大值，所述预设隶属度函数为半梯形函数；

12、根据所述信号增强模块的负荷最小值、负荷最大值以及输出功率确定所述信号增强模块在各时段的峰隶属度和谷隶属度；

13、根据所述信号增强模块在各时段的峰隶属度和谷隶属度构建所述信号增强模块在当天的负荷特征矩阵；

14、对所述负荷特征矩阵进行归一化处理；

15、根据归一化处理后的负荷特征矩阵确定所述信号增强模块在当天各时段的峰隶属度和谷隶属度的相似系数，将所述信号增强模块在当天各时段的峰隶属度和谷隶属度的相似系数进行叠加，得到模糊相似矩阵；

16、采用逐次平方法计算所述模糊相似矩阵的传递闭包阵，所述传递闭包阵为模糊等价矩阵；

17、设置阙值λ，λ∈[0,1]，利用阙值λ对所述模糊等价矩阵进行截割，得到λ截矩阵；

18、利用λ截矩阵对所述模糊等价矩阵中的相似系数进行分类，得到等价聚类结果；

19、调整阙值λ的取值，得到多个等价聚类结果，对多个所述等价聚类结果按照预设的指标进行筛选，确定最优等价聚类结果；

20、根据所述最优等价聚类结果确定所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态，所述负荷大小状态包括重负荷和轻负荷。

21、优选地，所述控制模块具体用于若所述信号增强模块在当前时段内的负荷大小状态为重负荷且所述充电储能模块的荷电量小于预设的荷电阈值量，则确定所述信号增强模块的电源工作模式为工作模式，并切断其它轻负荷的电源；

22、还用于若所述信号增强模块在当前时段内的负荷大小状态为重负荷且所述充电储能模块的荷电量不小于预设的荷电阈值量，则确定所述信号增强模块的电源工作模式为工作模式；还用于若所述信号增强模块在当前时段内的负荷大小状态为轻负荷且所述充电储能模块的荷电量小于预设的荷电阈值量，则确定所述信号增强模块的电源工作模式为休眠模式；还用于若所述信号增强模块在当前时段内的负荷大小状态为轻负荷且所述充电储能模块的荷电量不小于预设的荷电阈值量，则确定所述信号增强模块的电源工作模式为待机模式；

23、通过所述充电储能模块以所述电源工作模式对所述信号增强模块进行供电。

24、优选地，本系统还包括短路保护模块、过流保护模块、温度保护模块、过压保护模块和防反向保护模块；

25、所述短路保护模块、所述过流保护模块、所述温度保护模块、所述过压保护模块和所述防反向保护模块均连接于所述充电储能模块和所述信号增强模块之间的线路上。

26、优选地，本系统还包括充电控制模块；所述充电控制模块与所述充电储能模块连接；

27、所述充电控制模块用于检测所述充电储能模块的端电压，还用于若所述充电储能模块的端电压小于预设的端电压阈值，则以涓流充电模式对所述充电储能模块进行充电；还用于若所述充电储能模块的端电压不小于预设的端电压阈值，则以恒流充电模式对所述充电储能模块进行充电；还用于若所述充电储能模块的端电压等于所述充电储能模块的的额定电压，则以入恒压充电模式对所述充电储能模块进行充电；还用于检测所述充电储能模块的充电电流，还用于若所述充电储能模块的充电电流小于预设的充电电流时，则停止对所述充电储能模块进行充电。

28、第二方面，本发明还提供了一种集中器的信号增强设备电源控制方法，应用上述的集中器的信号增强设备电源控制系统，包括以下步骤：

29、通过光伏模块将光能转换为电能并将所述电能传输至充电储能模块中；

30、通过所述充电储能模块接收所述光伏模块传输的电能并进行储能，对信号增强模块进行供电；

31、监测所述信号增强模块的负荷运行状态和所述充电储能模块的荷电量，对所述信号增强模块的负荷运行状态进行模糊聚类，确定所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态；

32、根据所述信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态和所述充电储能模块的荷电量确定所述信号增强模块的电源工作模式，并控制所述充电储能模块以所述电源工作模式对所述信号增强模块进行供电。

33、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

34、本发明通过监测信号增强模块的负荷运行状态和充电储能模块的荷电量，对信号增强模块的负荷运行状态进行模糊聚类，确定信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态，从而确定信号增强模块的负荷需求，并根据信号增强模块在不同时段内的负荷大小状态和充电储能模块的荷电量确定所述信号增强模块的电源工作模式，并控制充电储能模块以电源工作模式对所述信号增强模块进行供电，从而实现最低的电能消耗，达到更长的电源供电，提高了信号增强设备的供电可靠性。