智能型电网的管理系统及方法技术方案

一种智能型电网的管理系统及方法，包括至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据，数个智能型电表连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号，以及，数个智能型负载插座连结于客户端配电线路的插座电源线路与各家电负载之间，由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种智能型电网的管理系统及方法，特别是以馈线控制器、智能型电表及智能型负载插座数字编码组合与透过电力线通讯管理电网客户端各负载用电与断电顺序的系统与方法。
技术介绍
能源供应已成为一个全世界非常白热化讨论的议题，人们希望获得干净清洁安全的能源或更好的可再生能源，并摆脱石化能源与具有潜在性危险的核电能源。然而，可再生能源的发电效率仍然太低，无法满足广大用户的需求，例如：受到季节风力限制的风力发电与受天候影响的太阳能发电等受限于时间与天气限制的可再生能源很难控制与使用，在此期间，有限电力的能量守恒定律将成为更重要的问题，如何高效率和有效地使用客户端的家电负载所衍生的智能型家电、智能型电表和智能电网的管理技术发展，将是确保每一度电力能源不会被任意消耗浪费的最佳保证。然而，现有电力输电及配电系统，包括一次变电所、二次变电所和电力馈线的运转，通常，透过输电线、配电线路连接到每个家庭用户中的配电开关面板，每条由二次变电所的电力馈线连结数个杆顶或路边亭驻式的变压器，再由每个变压器连接到10个家庭或更多个家庭客户端，诸如客户端的交流单相三线220V、60赫兹的电力，以供应每个家庭中的各个家电负载，当整体电网的供电容量与用电需求容量达到饱和或供需失衡警戒值时，所需进行的紧急措施，即是投入备用电力容量，当备用电力容量不敷使用或用电需求容量达到尖峰状态，而必需采取限电措施时，在某些国家的处置模式是优先切断工业用户的用电，再考虑家庭用户的断电与限电措施，或者，将工业用户与家庭用户间进行区域性的轮流断电等限电措施，对于在一些家庭用户中不宜断电的负载，如：病人的维生系统或老人的照护系统，则会受到相当大的影响，对于客户端而言，将造成用电的不便与困扰，并且，这样针对全面性或局部性客户断电或限电处置，对于整个电网的供电容量管理，仅是治标，而非治本，无法达到真正有效管理用电容量的智能型电网要求。在相关的先前专利技术文献方面，诸如中国台湾专利公报第I442663号「智慧微电网管控系统及智能用电管理方法」专利技术专利案，揭示利用电信因特网及云端应用管理平台，让使用者(即用电用户)自行以手机或计算机透过因特网或云端管理平台，来自行管理家户用电及负载的供电与断电，这样的独善其身作法仅是让个别用电用户自行管理操作用电的系统及方法，无法达到如由二次变电站所涵盖的大电网或小区型态电网的整体用电量管理，对于整体用电电网的帮助及节能效果实属有限，并且，此种使用手机或计算机透过因特网或云端管理平台，来个别管理家户用电及负载的供电与断电的系统，易遭黑客入侵网络或云端管理平台破坏，而造成不可收拾的用电公安问题及后果。又再如中国台湾专利公报第I441409号「电力监控系统」专利技术专利案，则揭示多个电力输入能源对单一家庭用电用户的个别负载的用电调配使用，同样地，只能针对个别用电用户进行负载管理，无法对整个上层大型电网或小区型电网的用电量管理及节能效果有所明显挹注，并且，需使用个别的计算机、可程序逻辑控制器与中央控制盘等复杂的控制系统，如果要扩展至整个供电电网或小区电网使用，则有设备昂贵不易装设及个别设备不易整合控制等问题，而无法付诸实现。另外，再如中国台湾专利公报第I423550号「智能化断路器整合管理系统、装置及智能化分电箱」专利技术专利案，则揭示以一变压器、电表及一智能化断路器整合管理装置所构成的智能化断路器整合管理系统，以对个别家庭用户中的家电负载进行监测管理，但此种系统，除了组件复杂外，需要由一运算单元搭配多数断路器来搭配使用，如果负载数量及负载回路增加时，该运算单元可能不敷使用而需整组更换，且该电力线通讯器仅挂载用电信息，对于整体用电设备而言，需大幅变更室内配线系统，例如：运算单元需分别拉出多个控制信号线路分别连结至各个断路器中，以传输控制讯号VC1～VCN，受控负载愈多，则线路数量愈多，对于位于不同位置的负载而言，实有配线困难不易的问题，造成滞碍难行的困扰，且该断路器所连结的电力供应回路的供电负载万一不是单一个，而是很多个负载，例如：多个插座同在一个断路器所管辖的供电回路上，且为断电的状态，极可能将很多重要的负载，例如：生命维生系统或保全系统，作一次性断电，将造成使用者的困扰，并且，此种管理系统的另一个问题与缺点，是在于该系统同样仅能使用于单一家庭负载控制，无法扩及整个电网，且断电时，无法识别负载的重要性或断电优先级，仅单凭电力线通讯器所挂载的系统用电信息，极可能会造成如危害使用者生命安全的憾事发生。更进一步，如中国台湾专利公报第I437835号「电力线网络控制系统与方法」专利技术专利案，则揭示利用随机数产生装置识别码，再利用广播方式来避免控制电力网络识别码重复的问题，以及，解决控制网络划界的问题，仅能大部与模糊性区隔电力控制网络，但是对于受控电力网络中的各项电力馈线、智能电表、电气负载等细部详细信息，则无法作区隔及辨识，而无法达到真正的智能型用电与负载的电力网络控制的功效与需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种智能型电网的管理系统及方法，其以消除现有电网或前案的电网电力控制系统中，无法由整个电力供电电网上层的二次变电所阶层包含数个条输电的电力馈线的大型电网或小区电网直接针对每一个用户的负载进行用电容量监视及优先级断电或供电的控制与管理的问题与缺点，并使整个电网具有自动及完全数字化编码智能管理电网用电容量的功能，而得以达到智能管理整个大型电网或小区电网负载用电的功效。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括：至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号；数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括：至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号；数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。

【技术特征摘要】
2014.10.03 TW 1031346401.一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括：
至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二
次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智
能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力线通讯协
议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号；
数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，
该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负
载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及
数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的
各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电
等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对
所连结的家电负载进行供电或断电管理。
2.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所
述馈线控制器还包括：
至少一高压侧电源开关单元，连结二次变电站输出的高压电源；
至少一变压器，该变压器的高压侧连结该高压侧电源开关单元，以
输入来自该高压侧电源开关单元输出的高压电源；
至少一低压侧电源开关单元，连结该变压器低压侧及至少一条输电
馈线，以控制输入该变压器低压侧输出的低压电源给该输电馈线，或切
断给该输电馈线的低压电源；
至少一微处理器，连结该二次变电站的控制器，以承受二次变电站
的控制命令，预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器、
家电负载及优先断电等级等数字编码数据，并对该高压侧开关单元进行
控制投入高压电源或关闭高压电源的控制命令；以及
至少一电力线通讯模块，连结该微处理器、高压侧电源开关单元及
低压侧电源开关单元，以提供该微处理器、高压侧电源开关单元及低压
侧电源开关单元所需的工作电源，并接受该微处理器的控制命令，而对
该低压侧电源开关单元进行控制投入低压电源给该输电馈线与否，并且，

\t经由该输电馈线以电源线通讯协议传送客户端负载开、断控制讯号及接
收来自该输电馈线的负载状态侦测回授讯号给该微处理器。
3.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述
馈线控制器内所预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电
器负载及优先断电等级等数字编码数据的数据格式栏位依序为二次变电
站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序
号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载
型号代码、家电负载序号代码及备用等栏位。
4.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所
述智能型负载插座，包括：
至少一电力继电器，连结该家电负载及客户端配电线路的插座电源
线路，以开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源
供应；以及
至少一电力微控制单元，连结该客户端配电线路的插座电源线路及
该电力继电器激磁线圈端，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型
电表传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器开启投入
电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应，或以电力线
通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表。
5.根据权利要求4所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所
述智能型负载插座的电力微控制单元，包括：
至少一电力线通讯模块，连结该客户端配电线路的插座电源线路，
以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、
断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能
型电表；
至少一微处理器，连结该电力线通讯模块，以取得来自智能型电表
传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电
力线通讯模块；
至少一内存模块，预先储存有该家电负载的数字编码数据，包括所
属的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、
智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代

\t码、家电负载型号代码、家电负载序号代码数据，以提供给微处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾令远，陈泽宗，朱明复，
申请(专利权)人：电联运通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71