供电电源切换装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种供电电源切换装置和方法，根据太阳能发电系统的电量、不同负载的类型和/或功耗，将负载的供电电源在太阳能发电系统和商用电力系统之间进行切换。根据本发明专利技术的供电电源切换装置包括：切换单元，用于将每个负载的供电电源在太阳能发电系统和商用电力系统之间切换；负载测量单元，用于获得每个负载的特性，以及确定每个负载的实时运行状态；候选负载列表确定单元，用于根据每个负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电；以及供电负载确定单元，用于针对每个负载，在候选负载列表确定单元确定该负载可由太阳能发电系统供电时，控制切换单元，将该负载的供电电源切换到由太阳能发电系统供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能利用领域，更具体地，涉及一种，根据太阳能发电系统的电量、不同负载的类型和/或功耗，将负载的供电电源在太阳能发电系统和商用电力系统(市电)之间进行切换。
技术介绍
随着社会的发展，节能课题日益为人们所重视，太阳能由于其无污染、可再生、取之不尽等优点得到了广泛的应用。太阳能光伏发电系统是利用太阳能进行发电的一种系统。按是否与公共电网相联接，太阳能光伏发电系统可以分为独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统是目前太阳能光伏发电应用的一种非常重要的方式，其应用非常广泛。但是，由于太阳能光伏电池的输出功率受太阳光强和环境温度的影响变化很大，而且不能储存能量，因此独立运行的太阳能光伏发电系统必须配备贮能蓄电池来储存和调 节电能，由太阳能光伏电池和蓄电池共同为负载供电。由于每天光照强度和气温等环境的变化，太阳能光伏电池的输出功率也在不断地发生变化；家庭内部的电器等用电负载的运行状态也随时间发生变化，导致负载的总功耗也随时间发生变化。有时，太阳能光伏电池的输出功率加上蓄电池的电量能够支持全部正在运行的负载，这时需要将所有负载的供电电源设置为太阳能供电，以优先充分利用太阳能，达到节省成本和节能的目的；而有时，太阳能供电不足以支持全部负载，这时候部分负载的供电电源需要切换到商用电力系统(市电)，才能保证负载的持续运行。参考文献I (日本专利申请公开JP 2001-95180A)公开了一种将负载的供电电源在商用电源和蓄电池之间进行切换的装置。此切换装置的目的是解决商用电源的负载过载问题，在预测到商用电源的负载将要过载时，将负载切换到由蓄电池供电。I.参考文献I根据负载的历史运行数据来预测当前的运行数据，但是历史数据和当前日期实际上并没有相关性，由历史数据来预测当前数据是不准确的；2.参考文献I通过预测负载的运行，对于预测可能出现过载的负载提前切换到由蓄电池供电。但是，由于基于历史数据预测某一个时刻负载的运行数据是不准确的，可能无法预测到有些负载的过载，过载仍然会大量发生。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据负载的特性和实时运行状态，确定哪些负载可由太阳能供电，以及根据太阳能的发电总量，选择由太阳能供电的负载，使太阳能得到充分利用。根据本专利技术的第一方案，提出了一种供电电源切换装置，包括切换单元，用于将每个负载的供电电源在太阳能发电系统和商用电力系统之间切换；负载测量单元，用于获得每个负载的特性，以及确定每个负载的实时运行状态；候选负载列表确定单元，用于根据每个负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电；以及供电负载确定单元，用于针对每个负载，在所述候选负载列表确定单元确定所述负载可由太阳能发电系统供电时，控制所述切换单元，将所述负载的供电电源切换到由太阳能发电系统供电。优选地，所述负载测量单元利用每个负载的运行数据和/或历史运行数据，获得每个负载的特性；或者所述负载测量单元从每个负载读出所述负载的特性数据或特性表格，获得每个负载的特性。优选地，负载的特性包括负载的最大电流值和/或是否是阻性负载。优选地，所述候选负载列表确定单元针对每个负载，根据所述负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否处于运行状态；在确定所述负载处于运行状态时，则根据所述负载的特性，进一步确定所述负载是否是阻性负载；在确定所述负载是阻性负载时，则确定所述负载可由太阳能发电系统供电。优选地，所述候选负载列表确定单元在确定所述负载不是阻性负载时，则根据所述负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，进一步确定所述负载的当前电流值是否等于 所述负载的最大电流值；以及在确定所述负载的当前电流值等于所述负载的最大电流值时，则确定所述负载可由太阳能发电系统供电。优选地,所述候选负载列表确定单元将确定可由太阳能发电系统供电的所有负载加入候选负载列表中。优选地，所述供电电源切换装置还包括太阳能发电系统监测单元，用于获得太阳能发电系统的参考输出功率，其中所述供电负载确定单元根据太阳能发电系统的参考输出功率，按照太阳能发电系统的参考输出功率与负载功耗匹配的方法，进一步确定由所述候选负载列表确定单兀生成的候选负载列表中的哪些负载可由太阳能发电系统供电。优选地，所述太阳能发电系统监测单元直接从太阳能发电系统读出当前的实时输出功率，作为参考输出功率；或者所述太阳能发电系统监测单元采用曲线拟合方法，预测出太阳能发电系统的发电量数据，作为参考输出功率。优选地，所述供电负载确定单元所采用的太阳能发电系统的参考输出功率与负载功耗匹配的方法是贪心算法、背包算法或回溯算法。根据本专利技术的第二方案，提出了一种供电电源切换方法，包括获得每个负载的特性；确定每个负载的实时运行状态；根据每个负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电；以及如果确定所述负载可由太阳能发电系统供电，将所述负载的供电电源切换到由太阳能发电系统供电。优选地，利用每个负载的运行数据和/或历史运行数据，获得每个负载的特性；或者从每个负载读出所述负载的特性数据或特性表格，获得每个负载的特性。优选地，负载的特性包括负载的最大电流值和/或是否是阻性负载。优选地，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电的步骤包括针对每个负载，根据所述负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否处于运行状态；如果确定所述负载处于运行状态，则根据所述负载的特性，进一步确定所述负载是否是阻性负载；如果确定所述负载是阻性负载，则确定所述负载可由太阳能发电系统供电。优选地，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电的步骤还包括如果确定所述负载不是阻性负载，则根据所述负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，进一步确定所述负载的当前电流值是否等于所述负载的最大电流值；以及如果确定所述负载的当前电流值等于所述负载的最大电流值，则确定所述负载可由太阳能发电系统供电。优选地，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电的步骤还包括将确定可由太阳能发电系统供电的所有负载加入候选负载列表中。优选地，在确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电的步骤之后，将所述负载的供电电源切换到由太阳能发电系统供电之前，所述供电电源切换方法还包括获得太阳能发电系统的参考输出功率；根据太阳能发电系统的参考输出功率，按照太阳能发电系统的参考输出功率与负载功耗匹配的方法，进一步确定候选负载列表中的哪些负载可由太阳能发电系统供电。优选地，直接从太阳能发电系统读出当前的实时输出功率，作为参考输出功率；或者采用曲线拟合方法，预测出太阳能发电系统的发电量数据，作为参考输出功率。优选地，太阳能发电系统的参考输出功率与负载功耗匹配的方法是贪心算法、背包算法或回溯算法。 根据本专利技术，一方面，避免了因负载的运行状况变化，导致对太阳能发电系统的电流冲击。另一方面，避免了因太阳能发电系统的发电量的变化，而导致部分负载的供电不稳定而不能正常运行、或者太阳能利用不充分的问题。附图说明通过下面结合附图说明本专利技术的优选实施例，将使本专利技术的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中图I是根据本专利技术的供电电源切换装置100的示意系统方框图；图2是根据本专利技术的供电电源切换方法的示意流程图；图3是示出了候选负载列表确定步骤S315的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供电电源切换装置，包括：切换单元，用于将每个负载的供电电源在太阳能发电系统和商用电力系统之间切换；负载测量单元，用于获得每个负载的特性，以及确定每个负载的实时运行状态；候选负载列表确定单元，用于根据每个负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电；以及供电负载确定单元，用于针对每个负载，在所述候选负载列表确定单元确定所述负载可由太阳能发电系统供电时，控制所述切换单元，将所述负载的供电电源切换到由太阳能发电系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种供电电源切换装置，包括 切换单元，用于将每个负载的供电电源在太阳能发电系统和商用电力系统之间切换； 负载测量单元，用于获得每个负载的特性，以及确定每个负载的实时运行状态； 候选负载列表确定单元，用于根据每个负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否可由太阳能发电系统供电；以及 供电负载确定单元，用于针对每个负载，在所述候选负载列表确定单元确定所述负载可由太阳能发电系统供电时，控制所述切换单元，将所述负载的供电电源切换到由太阳能发电系统供电。2.根据权利要求I所述的供电电源切换装置，其中 所述负载测量单元利用每个负载的运行数据和/或历史运行数据，获得每个负载的特性；或者 所述负载测量单元从每个负载读出所述负载的特性数据或特性表格，获得每个负载的特性。3.根据权利要求I或2所述的供电电源切换装置，其中 负载的特性包括负载的最大电流值和/或是否是阻性负载。4.根据权利要求3所述的供电电源切换装置，其中 所述候选负载列表确定单元 针对每个负载，根据所述负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，确定所述负载是否处于运行状态； 在确定所述负载处于运行状态时，则根据所述负载的特性，进一步确定所述负载是否是阻性负载； 在确定所述负载是阻性负载时，则确定所述负载可由太阳能发电系统供电。5.根据权利要求4所述的供电电源切换装置，其中 所述候选负载列表确定单元 在确定所述负载不是阻性负载时，则根据所述负载的特性及其当前时刻的实时运行状态，进一步确定所述负载的当前电流值是否等于所述负载的最大电流值；以及 在确定所述负载的当前电流值等于所述负载的最大电流值时，则确定所述负载可由太阳能发电系统供电。6.根据权利要求4或5所述的供电电源切换装置，其中 所述候选负载列表确定单元 将确定可由太阳能发电系统供电的所有负载加入候选负载列表中。7.根据权利要求6所述的供电电源切换装置，还包括 太阳能发电系统监测单元，用于获得太阳能发电系统的参考输出功率， 其中所述供电负载确定单元根据太阳能发电系统的参考输出功率，按照太阳能发电系统的参考输出功率与负载功耗匹配的方法，进一步确定由所述候选负载列表确定单元生成的候选负载列表中的哪些负载可由太阳能发电系统供电。8.根据权利要求7所述的供电电源切换装置，其中 所述太阳能发电系统监测单元直接从太阳能发电系统读出当前的实时输出功率，作为参考输出功率；或者所述太阳能发电系统监测单元采用曲线拟合方法，预测出太阳能发电系统的发电量数据，作为参考输出功率。9.根据权利要求7或8所述的供电电源切换装置，其中 所述供电负载确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶涛，张志霞，浜田成泰，张靖，杜杰，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：