一种柔性负荷功率控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种柔性负荷功率控制装置，内部包括电源输入端，电源输出端，电源变换器，微控制单元，检测单元，功率控制单元，通信单元，传感器，报警器，用户交互端口。装置分别与供电网和柔性负荷相接，能够实时监测柔性负荷的运行状态，根据电网运行调度需求，在充分考虑了用户的选择权的情况下，通过柔性负荷调控，实现配电网的功率平衡，大幅提高配电网的安全与可靠性。

A flexible load power control device

The invention provides a flexible load power control device, which comprises a power input terminal, a power output terminal, a power converter, a micro control unit, a detection unit, a power control unit, a communication unit, a sensor, an alarm, and a user interaction port. The device is connected with the power supply network and flexible load respectively, and can monitor the operation state of flexible load in real time. According to the operation and dispatching requirements of the power grid, the power balance of the distribution network can be realized by flexible load regulation, and the safety and reliability of the distribution network can be greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性负荷功率控制装置
本专利技术属于电力领域，具体涉及一种柔性负荷功率控制装置。
技术介绍
随着我国电力行业的快速发展，伴随着清洁能源的需求，以小风电、光伏为代表的分布式电源大量接入配电网,但分布式电源出力的间歇性、波动性和随机性特点给配电网的安全稳定运行带来了极大的挑战。柔性负荷指用电量可在指定区间内变化或在不同时段间转移的负荷，具体包括电动汽车、蓄电池、空调、热水器等用电设备。引导柔性负荷参与电网的运行控制，可以有效解决电力系统调节能力不足等问题，提高电网运行的安全稳定性。然而，当前针对柔性负荷控制调度研究主要是基于电价的负荷自主响应，对柔性负荷作为控制手段支撑系统的安全可靠运行方面的研究，尤其是控制柔性负荷运行状态来满足配网调度需求的装置还十分有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种柔性负荷功率控制装置，能够在电网控制系统的需求下，调控柔性负荷的运行模式，以实现系统的功率平衡。为实现上述技术目的，本专利技术提供的技术方案为：一种柔性负荷功率控制装置，其特征在于，包括以下组成部分：电源输入端，外端与供电电路相连，内端接入装置内部；电源输出端，外端与柔性负荷相连，内端接入装置内部；电源变换器，根据使用需求将输入电源变换后提供给装置内部的用电模块；微控制单元，与通信单元、电源变换器、功率控制单元、检测单元、传感器和用户交互端口分别连接，接收检测单元、通信单元、传感器、用户交互端口发送的信息，完成信息的计算与处理后，向功率控制单元发送相应的控制指令，或向通信单元发送相应的信息，将信息上传至电网控制系统；检测单元，用于检测柔性负荷的输入电压与电流，并将信息上传至微控制单元；功率控制单元，与柔性负荷连接，接收微控制单元的指令，按指令将所连柔性负荷的供电切断或调节为低耗电运行模式；通信单元，用于传输电网控制系统与微控制单元之间的命令或信息；用户交互端口，接收用户输入的设置信息，并上传至微控制单元，使微控制单元按照用户的设置完成控制过程；传感器，根据所述柔性负荷影响的物理因素（例如空调影响气温，热水器影响水温，照明装置影响光线等），监测相应的物理环境信息，并将信息上传至微控制单元，在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：所述柔性负荷功率控制装置设有报警器，所述报警器用于在微控制单元判断用电设备出现故障时，根据微控制单元指令发出报警声。本专利技术所提供的一种柔性负荷功率控制装置，分别与供电网和柔性负荷相接，能够实时监测柔性负荷的运行状态，并将信息上传至控制单元，装置经由通信单元模块与电网控制中心进行信息交互，在接收到电网控制中心消减负荷的指令后，可以根据传感器检测到的温度等环境信息，对柔性负荷的运行模式进行调控，将所连柔性负荷的供电切断或调节为低耗电的运行模式，或进一步的在监测到用电设备异常时，发出警报提醒。本专利技术装置设置了用户交互端口，只有在用户许可下，装置才能根据电网运行状态对负荷进行调控，能够在充分考虑了用户的选择权的情况下，通过柔性负荷调控，实现配电网的功率平衡。附图说明图1是本专利技术柔性负荷功率控制装置的结构示意图；图2是本专利技术柔性负荷功率控制装置与外界连接关系示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本专利技术做详细的介绍。如图1所示的一种柔性负荷功率控制装置，包括电源输入端、电源输出端、电源变换器、微控制单元、检测单元、功率控制单元、通信单元、传感器、报警器以及用户交互端口等模块。所述电源输入端的外端与供电电路相连，内端接入装置内部；所述电源输出端的外端与柔性负荷相连，内端接入装置内部；所述电源变换器与电源输入端相连，用于按需求将输入电源变换，供给装置内部其它模块，例如电压的转换、电流的转换等；所述微控制单元为装置的核心部分，接收检测单元、通信单元、传感器、用户交互端口发送的信息，经过信息的计算与处理后，按需求向功率控制单元与报警器发送控制指令，或向通信单元发送处理信息，将信息上传至电网控制系统；所述检测单元用于检测柔性负荷的输入电压与电流，并将该信息上传至微控制单元；功率控制单元用于接收微控制单元的命令，按指令将所连柔性负荷的供电切断或调节为低耗电的运行模式；通信单元作为双向通道，能够传输电网控制系统与微控制单元之间的命令与信息；所述传感器能够按不同负荷的需求，监测室温、水温、光线等物理环境信息，并上传至微控制单元；报警器用于在微控制单元判断用电设备出现故障时，根据微控制单元指令发出报警声；用户交互端口提供给用户选择权，在得到用户的同意下，柔性负荷功率控制装置才能对负荷运行状态进行调节。如图2所示，本柔性负荷功率控制装置两端分别接供电网与柔性负荷，当用户在交互端口设置为允许运行时，才能对柔性负荷进行调控。电网在正常运行时，发电量与用电量保持平衡。当系统发生故障或者风电、光伏等不确定电源出力突然急剧减小，由此将导致系统频率、电压的下降，为了避免低压跳闸减载，电网控制系统经通信单元给微控制单元下发负荷调控指令。微控制单元根据由检测单元和传感器上传的数据判断是否将柔性负荷的供电切断或调节为低耗电的运行模式，例如，如果室内温度满足用户设定需求，暂时将空调供电切断，停止制冷，如水温满足用户设定需求，关闭热水器；如果在运行过程中，检测单元检测到用电设备工作状态异常，如工作电流过大，则可能出现了短路故障，那么微控制单元控制报警器发出警报声，提醒用户设备出现故障。本专利技术所提供的一种柔性负荷功率控制装置，能够实时监测柔性负荷的运行状态，根据电网运行调度需求，在充分考虑了用户的选择权的情况下，通过对柔性负荷的调控，实现配电网的功率平衡，大幅提高配电网的安全与可靠性。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性负荷功率控制装置，其特征在于，包括以下组成部分：电源输入端，其外端与供电电路相连，内端接入装置内部；电源输出端，其外端与柔性负荷相连，内端接入装置内部；电源变换器，根据使用需求将输入电源变换后提供给装置内部的用电模块；微控制单元，与通信单元、电源变换器、功率控制单元、检测单元、传感器和用户交互端口分别连接，接收检测单元、通信单元、传感器、用户交互端口发送的信息，完成信息的计算与处理后，向功率控制单元发送相应的控制指令，或向通信单元发送相应的信息，将信息上传至电网控制系统；检测单元，用于检测柔性负荷的输入电压与电流，并将信息上传至微控制单元；功率控制单元，与柔性负荷连接，接收微控制单元的指令，按指令将所连柔性负荷的供电切断或调节为低耗电运行模式；通信单元，用于传输电网控制系统与微控制单元之间的命令或信息；用户交互端口，接收用户输入的设置信息，并上传至微控制单元，使微控制单元按照用户的设置完成控制过程；传感器，根据所述柔性负荷影响的物理因素，监测相应的物理环境信息，并将信息上传至微控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种柔性负荷功率控制装置，其特征在于，包括以下组成部分：电源输入端，其外端与供电电路相连，内端接入装置内部；电源输出端，其外端与柔性负荷相连，内端接入装置内部；电源变换器，根据使用需求将输入电源变换后提供给装置内部的用电模块；微控制单元，与通信单元、电源变换器、功率控制单元、检测单元、传感器和用户交互端口分别连接，接收检测单元、通信单元、传感器、用户交互端口发送的信息，完成信息的计算与处理后，向功率控制单元发送相应的控制指令，或向通信单元发送相应的信息，将信息上传至电网控制系统；检测单元，用于检测柔性负荷的输入电压与电流，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐妍，李辰龙，顾文，蒋琛，唐一铭，刘亚南，杨春，张强，单华，喻建，汤奕，王琦，孙大松，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32