專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用能設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，使節(jié)能降耗成為了一個(gè)世界性的主題。我國(guó)也將“節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)”作為可持續(xù)發(fā)展的基本準(zhǔn)則，節(jié)能、低碳已深入尋常百姓之中，被以實(shí)際行動(dòng)積極踐行。最近幾年，隨著國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)以及物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)的融合工作的不斷推進(jìn)，以及物聯(lián)網(wǎng)感知家庭、感知樓宇、感知工廠的發(fā)展，都為電力用戶(hù)側(cè)的能效監(jiān)控設(shè)備技 術(shù)的發(fā)展奠定了一定基礎(chǔ)。需求響應(yīng)是由國(guó)外引入的電力需求側(cè)管理技術(shù)，該技術(shù)有利于進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性與運(yùn)行效率。目前在需求響應(yīng)與能效監(jiān)控相結(jié)合的技術(shù)領(lǐng)域，沒(méi)有一種能效直接監(jiān)控設(shè)備能夠針對(duì)電力公司DR中心的需求響應(yīng)控制命令，在既不影響用戶(hù)用電體驗(yàn)度，保證用戶(hù)正常生產(chǎn)、生活，又在一定程度上響應(yīng)電力公司DR中心需求響應(yīng)控制命令的前提下，降低用電負(fù)荷，從而為平抑電網(wǎng)負(fù)荷，節(jié)省電網(wǎng)建設(shè)成本，提高能源利用效率起良好促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測(cè)用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的電工參數(shù)、熱工參數(shù)，以及裝置所在環(huán)境的熱工參數(shù)，并針對(duì)需求響應(yīng)中心的需求響應(yīng)控制命令或電力用戶(hù)預(yù)設(shè)的自控控制策略中的各參數(shù)值向電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備發(fā)送控制命令信號(hào)，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備根據(jù)控制命令信號(hào)產(chǎn)生控制動(dòng)作，穩(wěn)定電網(wǎng)負(fù)荷，提高了能源利用效率，降低電力用戶(hù)能源開(kāi)支。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，所述裝置包括主控制器模塊、采樣模塊、電能計(jì)量模塊、熱工量采集模塊、存儲(chǔ)模塊、RS485接口模塊、液晶顯示模塊、控制模塊、通信模塊和電源模塊；所述采樣模塊與所述電能計(jì)量模塊單向連接，所述電能計(jì)量模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊均與所述主控制器模塊雙向連接，所述控制模塊與所述主控制器模塊單向連接，所述熱工量采集模塊通過(guò)所述RS485接口模塊連接所述主控制器模塊，所述液晶顯示模塊顯示所述裝置的狀態(tài)信息，所述電源模塊為所述裝置的其余模塊提供電源。所述主控制器模塊根據(jù)相應(yīng)控制策略的執(zhí)行，產(chǎn)生控制命令信號(hào)，發(fā)送給電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的控制單元根據(jù)控制命令信號(hào)要求產(chǎn)生控制動(dòng)作；所述控制命令信號(hào)遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備支持該控制協(xié)議；所述控制協(xié)議易擴(kuò)展，其對(duì)控制對(duì)象、控制動(dòng)作、動(dòng)作屬性進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。所述控制單元包括電源電路開(kāi)關(guān)器件、閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器、加熱設(shè)備控制器、制冷設(shè)備控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器；所述電源電路開(kāi)關(guān)器件執(zhí)行電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)控制，以控制電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源的通斷；所述閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器能夠?qū)﹄娏τ脩?hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備相關(guān)閥門(mén)的開(kāi)合度進(jìn)行連續(xù)控制，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的09Γ100%開(kāi)度；所述加熱設(shè)備控制器、制冷設(shè)備控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器分別對(duì)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行有級(jí)/無(wú)級(jí)控制。所述采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊通過(guò)電壓互感器采集電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源線(xiàn)的相/電壓，再通過(guò)所述電能計(jì)量模塊處理獲得電工參數(shù)，所述電流采樣模塊通過(guò)電流互感器采集電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源線(xiàn)的相/線(xiàn)電流和中性線(xiàn)電流，再通過(guò)所述電能計(jì)量模塊處理獲得電工參數(shù)。 所述電工參數(shù)包括基本電工參數(shù)和電能質(zhì)量參數(shù)；所述基本電工參數(shù)包括電流、電壓、功率和電能量，所述電能質(zhì)量參數(shù)包括電網(wǎng)頻率、電壓有效值、電流有效值、總有功功率、總無(wú)功功率和功率因數(shù)。所述熱工量采集模塊至少包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、煙霧傳感器、噪度傳感器和輻射度傳感器中的一種。所述控制模塊接收主控制器模塊的控制命令，通過(guò)控制模塊內(nèi)置的相應(yīng)控制器產(chǎn)生控制電流，驅(qū)動(dòng)用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備內(nèi)置的相應(yīng)控制單元產(chǎn)生動(dòng)作。所述通信模塊包括PLC載波通信模塊、微功率無(wú)線(xiàn)模塊和紅外模塊；所述PLC載波通信模塊與所述微功率無(wú)線(xiàn)模塊的接口為可插拔式，兩者共用同一接口標(biāo)準(zhǔn)；所述紅外模塊用于所述裝置的本地調(diào)試及維護(hù)。所述電源模塊采用PT供電模式，以使得裝置結(jié)構(gòu)和端子排列緊湊；所述電源模塊的測(cè)試對(duì)象為三相三線(xiàn)和三線(xiàn)四線(xiàn)制電路或高壓。所述裝置將4路或8路的所述熱工量采集模塊采集并轉(zhuǎn)換的4 20mA電流模擬信號(hào)輸入其端口，或者采用RS485接口模塊直接接收數(shù)字信號(hào)。所述電能計(jì)量模塊通過(guò)SPI與所述主控制器模塊雙向連接。所述存儲(chǔ)模塊保存所述裝置的控制策略及控制策略的相關(guān)參數(shù)、電工參數(shù)、熱工參數(shù)、參數(shù)曲線(xiàn)和事件。所述裝置采用軟時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)結(jié)合的集約方式，其通過(guò)主機(jī)或掌上機(jī)對(duì)每個(gè)端口設(shè)置抄收類(lèi)型和曲線(xiàn)參數(shù)，設(shè)置所述曲線(xiàn)參數(shù)的記錄抄收時(shí)間的間隔缺省為15分鐘；所述裝置在所述主控制器模塊內(nèi)進(jìn)行電壓曲線(xiàn)記錄、電流曲線(xiàn)記錄、功率曲線(xiàn)記錄、跨月結(jié)算、電能量?jī)鼋Y(jié)、熱工參數(shù)曲線(xiàn)記錄、ABC電流/壓偏差越限事件記錄、上電、掉電、清零、斷相、編程、校時(shí)事件記錄以及失壓/流全ABC相事件記錄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于I.控制策略豐富，單一參數(shù)控制與聯(lián)合參數(shù)控制并存，設(shè)備在進(jìn)行自動(dòng)控制功能時(shí)，既可以根據(jù)單一參數(shù)(如熱工量參數(shù)中的溫度值達(dá)到某上限值或者下限值時(shí))執(zhí)行相應(yīng)控制策略；同時(shí)可以根據(jù)幾個(gè)參數(shù)的聯(lián)合值(如熱工量參數(shù)的溫度在某一值時(shí)，濕度值達(dá)到某一數(shù)值范圍)執(zhí)行相應(yīng)控制策略；2.裝置的控制命令遵循具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議，利于統(tǒng)一電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備內(nèi)控制單元的控制協(xié)議；3.裝置中的通信模塊既滿(mǎn)足了本地自控參數(shù)設(shè)置需求，又滿(mǎn)足了遠(yuǎn)程他控控制需求；4.對(duì)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備不僅實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的接通、切斷電源功能，同時(shí)可以根據(jù)具體設(shè)備的具體控制單元進(jìn)行有級(jí)或無(wú)級(jí)運(yùn)行控制、開(kāi)合度控制；5.控制策略利用不確定系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，同時(shí)結(jié)合混沌學(xué)理論，根據(jù)需求響應(yīng)控制命令或電力用戶(hù)預(yù)先設(shè)置的自控參數(shù)要求，執(zhí)行相應(yīng)控制策略。


圖I是基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置控制過(guò)程示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中自動(dòng)控制策略執(zhí)行流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中他控制策略執(zhí)行流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1，一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，所述裝置包括主控制器模塊、采樣模塊、電能計(jì)量模塊、熱工量采集模塊、存儲(chǔ)模塊、RS485接口模塊、液晶顯示模塊、控制模塊、通信模塊和電源模塊；所述采樣模塊與所述電能計(jì)量模塊單向連接，所述電能計(jì)量模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊均與所述主控制器模塊雙向連接，所述控制模塊與所述主控制器模塊單向連接，所述熱工量采集模塊通過(guò)所述RS485接口模塊連接所述主控制器模塊，所述液晶顯示模塊顯示所述裝置的狀態(tài)信息，所述電源模塊為所述裝置的其余模塊提供電源。所述主控制器模塊根據(jù)相應(yīng)控制策略的執(zhí)行，產(chǎn)生控制命令信號(hào)，發(fā)送給電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的控制單元根據(jù)控制命令信號(hào)要求產(chǎn)生控制動(dòng)作；所述控制命令信號(hào)遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備支持該控制協(xié)議；這有助于統(tǒng)一電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的控制標(biāo)準(zhǔn)，為基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控設(shè)備的規(guī)?；瘧?yīng)用打下良好基礎(chǔ)。所述控制協(xié)議易擴(kuò)展，其對(duì)控制對(duì)象、控制動(dòng)作、動(dòng)作屬性進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。所述控制策略屬于所述裝置的軟件系統(tǒng)，其包括他控控制策略與自控控制策略；如圖2所示，所述他控控制策略的執(zhí)行依據(jù)所述設(shè)備通過(guò)通信模塊接收到的需求相應(yīng)控制命令信號(hào)；所述自控控制策略的執(zhí)行依據(jù)所述裝置所采集的電工參數(shù)、熱工參數(shù)，當(dāng)所述電工參數(shù)、熱工參數(shù)的某個(gè)值或者某幾個(gè)值與所述自控控制策略的某條策略的預(yù)設(shè)參數(shù)值對(duì)應(yīng)時(shí)，相應(yīng)的執(zhí)行該條自控控制策略；所述自控控制策略的各條策略的預(yù)設(shè)參數(shù)值由電力用戶(hù)進(jìn)行預(yù)設(shè)；所述控制策略的執(zhí)行由所述主控制器模塊進(jìn)行控制，所述主控制器根據(jù)相應(yīng)控制策略向所述控制模塊發(fā)送相應(yīng)的控制命令；
所述控制命令通過(guò)所述主控制器模塊與所述控制模塊之間的接口發(fā)送；所述控制命令，通過(guò)統(tǒng)一的方式發(fā)送至電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備?？刂泼畹漠a(chǎn)生應(yīng)按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議，該控制協(xié)議應(yīng)該對(duì)控制命令所對(duì)應(yīng)的控制動(dòng)作，控制動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象及參數(shù)，參數(shù)值的屬性進(jìn)行統(tǒng)一定義，以使按照該控制協(xié)議產(chǎn)生的控制命令能夠控制任何電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備。同時(shí)，對(duì)基于需求響應(yīng)的能效監(jiān)控裝置與電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的通信接口也進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，以便基于需求響應(yīng)的能效監(jiān)控裝置可以與任何電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行連接，并進(jìn)行控制命令的傳輸。當(dāng)控制命令是關(guān)于溫度控制時(shí)，控制命令應(yīng)包含控制的對(duì)象(制冷設(shè)備、制熱設(shè)備等)、溫度調(diào)節(jié)值、溫度調(diào)節(jié)值屬性(有級(jí)調(diào)節(jié)以一定的溫度值作為單位，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)輸入調(diào)節(jié)的單位數(shù)；無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)以一定的百分比進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)輸入調(diào)節(jié)的百分?jǐn)?shù)，如將溫度調(diào)高百分之二十、調(diào)低百分之三十)。當(dāng)控制命令是關(guān)于閥門(mén)開(kāi)合度的控制時(shí)，控制命令應(yīng)包含控制的對(duì)象(閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器)、開(kāi)合度調(diào)節(jié)值、開(kāi)合度調(diào)節(jié)值屬性(有級(jí)調(diào)節(jié)(如閥門(mén)關(guān)閉、閥門(mén)完全開(kāi)啟)；無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)以一定的百分比進(jìn)行開(kāi)合度的調(diào)節(jié)，進(jìn)行開(kāi)合度調(diào)節(jié)時(shí)輸入調(diào)節(jié) 的百分?jǐn)?shù)，如將閥門(mén)開(kāi)度調(diào)高百分之二十、調(diào)低百分之三十)。所述控制模塊根據(jù)接收到的所述控制命令，利用所述控制模塊內(nèi)的相應(yīng)控制器產(chǎn)生控制電流；所述控制器包括電動(dòng)閥門(mén)控制器、溫濕度控制器和繼電器等，可以根據(jù)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備對(duì)所述控制器進(jìn)行替換，所述裝置都應(yīng)對(duì)所替換的控制器兼容；所述裝置的控制器部分應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的更新或替換，所更新或替換的控制器仍以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議與主控制器模塊進(jìn)行通信。所述控制電流通過(guò)所述設(shè)備與電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備之間的電路進(jìn)行傳送；所述基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控設(shè)備與所述用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備應(yīng)具備統(tǒng)一的接口，以便于該裝置可以面向所有電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備發(fā)送控制電流。所述電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備根據(jù)接收到得控制電流，驅(qū)動(dòng)所述電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備內(nèi)的相應(yīng)控制單元產(chǎn)生動(dòng)作，完成對(duì)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的控制。所述控制單元包括電源電路開(kāi)關(guān)器件、閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器、加熱設(shè)備控制器、制冷設(shè)備控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器；所述電源電路開(kāi)關(guān)器件執(zhí)行電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)控制，以控制電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源的通斷；所述閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器能夠?qū)﹄娏τ脩?hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備相關(guān)閥門(mén)的開(kāi)合度進(jìn)行連續(xù)控制，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的09Γ100%開(kāi)度；所述加熱設(shè)備控制器、制冷設(shè)備控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器分別對(duì)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行有級(jí)/無(wú)級(jí)控制。所述自控控制策略的執(zhí)行過(guò)程如圖3所示，該裝置上電初始化后，更新系統(tǒng)內(nèi)的各條自控控制策略，如果電力用戶(hù)對(duì)某一條自控控制策略的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行了重新配置，則相應(yīng)的自控控制策略按照電力用戶(hù)的配置進(jìn)行更新；該裝置通過(guò)電能計(jì)量模塊與熱工量采集模塊，不斷采集各電工參數(shù)、熱工參數(shù)，并通過(guò)主控制器模塊進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，同時(shí)主控制器模塊不斷將經(jīng)過(guò)處理得到的各電工參數(shù)、熱工參數(shù)與各條自控控制策略里預(yù)設(shè)的參數(shù)值進(jìn)行比較，如果某一個(gè)參數(shù)的值到達(dá)某一條自控控制策略里的預(yù)設(shè)的單一參數(shù)值的要求時(shí)，主控制器模塊便執(zhí)行該自控控制策略；同時(shí)，如果某幾個(gè)參數(shù)值達(dá)到某一條自控控制策略里多個(gè)參數(shù)值的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值的要求時(shí)，主控制器模塊便執(zhí)行該自控控制策略；所述他控控制策略的執(zhí)行過(guò)程如圖4所示，該裝置上電初始化后，不斷采集各電工參數(shù)、熱工參數(shù)，并通過(guò)主控制器模塊進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，同時(shí)主控制器模塊不斷檢測(cè)是否有電力公司DR中心的數(shù)據(jù)召喚請(qǐng)求，如果有，就向電力公司DR中心上報(bào)存儲(chǔ)的各參數(shù)，如果沒(méi)有，就等待定時(shí)上報(bào)時(shí)間，定時(shí)上報(bào)時(shí)間 到，主控制器模塊將存儲(chǔ)的各參數(shù)上報(bào)給電力公司DR中心；同時(shí)，主控制器模塊接收電力公司DR中心需求響應(yīng)控制信號(hào)，并根據(jù)需求響應(yīng)控制信號(hào)的要求執(zhí)行相應(yīng)他控控制策略。所述采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊通過(guò)電壓互感器采集電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源線(xiàn)的相/電壓，再通過(guò)所述電能計(jì)量模塊處理獲得電工參數(shù)，所述電流采樣模塊通過(guò)電流互感器采集電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源線(xiàn)的相/線(xiàn)電流和中性線(xiàn)電流，再通過(guò)所述電能計(jì)量模塊處理獲得電工參數(shù)。所述電工參數(shù)包括基本電工參數(shù)和電能質(zhì)量參數(shù)；所述基本電工參數(shù)包括電流、電壓、功率和電能量，所述電能質(zhì)量參數(shù)包括電網(wǎng)頻率、電壓有效值、電流有效值、總有功功率、總無(wú)功功率和功率因數(shù)。 電壓采樣模塊和電流采樣模塊均包括12位精度的AD轉(zhuǎn)換器。該裝置采集的精度為儀表性能分類(lèi)的B級(jí)精度，或者不低于國(guó)標(biāo)規(guī)定的2. O級(jí)精度。所述熱工量采集模塊至少包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、煙霧傳感器、噪度傳感器和輻射度傳感器中的一種。所述控制模塊接收主控制器模塊的控制命令，通過(guò)控制模塊內(nèi)置的相應(yīng)控制器產(chǎn)生控制電流，驅(qū)動(dòng)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備內(nèi)置的相應(yīng)控制單元產(chǎn)生動(dòng)作。所述通信模塊包括PLC載波通信模塊、微功率無(wú)線(xiàn)模塊和紅外模塊；所述PLC載波通信模塊與所述微功率無(wú)線(xiàn)模塊的接口為可插拔式，在設(shè)備安裝時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要選擇使用，兩者共用同一接口標(biāo)準(zhǔn)；所述紅外模塊用于所述裝置的本地調(diào)試及維護(hù)。所述電源模塊采用PT (Potential Transformer)供電模式，以使得裝置結(jié)構(gòu)和端子排列緊湊；PT供電模式的供電電壓在規(guī)定工作范圍內(nèi)變化時(shí)引起的允許誤差改變量極限滿(mǎn)足GB/T17215. 301-2007的相關(guān)要求；允許誤差范圍是指電壓在O. 8Un O. 9Un和
I.IUn I. 15Un范圍內(nèi)改變時(shí)引起電測(cè)量單元的允許誤差改變值，不超過(guò)其規(guī)定工作范圍內(nèi)允許誤差改變值極限的3倍，當(dāng)電壓低于80%額定電壓時(shí)終端的誤差在-100% +10%的范圍內(nèi)變化。所述電源模塊的測(cè)試對(duì)象為三相三線(xiàn)和三線(xiàn)四線(xiàn)制電路或高壓。該裝置具有很強(qiáng)的抗干擾特性，具備完善周密的電磁兼容性(機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源、PCB走線(xiàn)、去耦、濾波、接地和光電隔離等方面)，能夠適應(yīng)高低溫和高濕等惡劣運(yùn)行環(huán)境，具備完善周密的三級(jí)防雷措施(電源線(xiàn)、通信接口的防雷措施)。電磁兼容性符合IEC61000-4的規(guī)定的工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制設(shè)備的電磁兼容性(靜電放電抗擾性試驗(yàn)、輻射電磁場(chǎng)抗擾性試驗(yàn)、電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)、外磁場(chǎng)影響、高頻抗擾性試驗(yàn))。所述裝置將4路或8路的所述熱工量采集模塊采集并轉(zhuǎn)換的4 20mA電流模擬信號(hào)輸入其端口，或者采用RS485接口模塊直接接收數(shù)字信號(hào)。
所述電能計(jì)量模塊通過(guò)SPI與所述主控制器模塊雙向連接。所述存儲(chǔ)模塊保存所述裝置的控制策略及控制策略的相關(guān)參數(shù)、電工參數(shù)、熱工參數(shù)、參數(shù)曲線(xiàn)和事件。所述RS485接口模塊利用串口擴(kuò)展而來(lái)，用于連接直接輸出數(shù)字信號(hào)的熱工量采集模塊。所述液晶顯示模塊為所述設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備，用于顯示能效直接監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)信息，進(jìn)一步便利了安裝調(diào)試工作。所述裝置采用軟時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)結(jié)合的集約方式，其通過(guò)主機(jī)或掌上機(jī)對(duì)每個(gè)端口設(shè)置抄收類(lèi)型和曲線(xiàn)參數(shù)，設(shè)置所述曲線(xiàn)參數(shù)的記錄抄收時(shí)間的間隔缺省為15分鐘；所述裝置在所述主控制器模塊內(nèi)進(jìn)行電壓曲線(xiàn)記錄、電流曲線(xiàn)記錄、功率曲線(xiàn)記錄、跨月結(jié)算、電能量?jī)鼋Y(jié)、熱工參數(shù)(流量、溫度、壓力和濕度)曲線(xiàn)記錄、ABC電流/壓偏差越限事件記錄、上電、掉電、清零、斷相、編程、校時(shí)事件記錄以及失壓/流全ABC相事件記 錄。 所述掉電事件記錄指三相電壓(單相表為單相電壓)均低于電能表臨界電壓，且負(fù)荷電流不大于5%額定電流的工況；所述失壓事件指在三相(或單相)供電系統(tǒng)中，某相負(fù)荷電流大于啟動(dòng)電流，但電壓線(xiàn)路的電壓低于電能表參比電壓的78%，且持續(xù)時(shí)間大于I分鐘的工況；所述失流事件指在三相供電系統(tǒng)中，三相電壓大于電能表的臨界電壓，三相電流中任一相或兩相小于啟動(dòng)電流，且其他相線(xiàn)負(fù)荷電流大于5%額定電流的工況。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述裝置包括主控制器模塊、采樣模塊、電能計(jì)量模塊、熱工量采集模塊、存儲(chǔ)模塊、RS485接口模塊、液晶顯示模塊、控制模塊、通信模塊和電源模塊；所述采樣模塊與所述電能計(jì)量模塊單向連接，所述電能計(jì)量模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊均與所述主控制器模塊雙向連接，所述控制模塊與所述主控制器模塊單向連接，所述熱工量采集模塊通過(guò)所述RS485接口模塊連接所述主控制器模塊，所述液晶顯示模塊顯示所述裝置的狀態(tài)信息，所述電源模塊為所述裝置的其余模塊提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效間接監(jiān)控裝置，其特征在于所述主控制器模塊根據(jù)相應(yīng)控制策略的執(zhí)行，產(chǎn)生控制命令信號(hào)，發(fā)送給電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的控制單元根據(jù)控制命令信號(hào)要求產(chǎn)生控制動(dòng)作； 所述控制命令信號(hào)遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備支持該控制協(xié)議； 所述控制協(xié)議易擴(kuò)展，其對(duì)控制對(duì)象、控制動(dòng)作、動(dòng)作屬性進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述控制單元包括電源電路開(kāi)關(guān)器件、閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器、加熱設(shè)備控制器、制冷設(shè)備控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器； 所述電源電路開(kāi)關(guān)器件執(zhí)行電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)控制，以控制電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源的通斷； 所述閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器能夠?qū)﹄娏τ脩?hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備相關(guān)閥門(mén)的開(kāi)合度進(jìn)行連續(xù)控制，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的0% 100%開(kāi)度； 所述加熱設(shè)備控制器、制冷設(shè)備控制器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器分別對(duì)電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行有級(jí)/無(wú)級(jí)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊通過(guò)電壓互感器采集電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源線(xiàn)的相/電壓，再通過(guò)所述電能計(jì)量模塊處理獲得電工參數(shù)，所述電流采樣模塊通過(guò)電流互感器采集電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備電源線(xiàn)的相/線(xiàn)電流和中性線(xiàn)電流，再通過(guò)所述電能計(jì)量模塊處理獲得電工參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述電工參數(shù)包括基本電工參數(shù)和電能質(zhì)量參數(shù)；所述基本電工參數(shù)包括電流、電壓、功率和電能量，所述電能質(zhì)量參數(shù)包括電網(wǎng)頻率、電壓有效值、電流有效值、總有功功率、總無(wú)功功率和功率因數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述熱工量采集模塊至少包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、煙霧傳感器、噪度傳感器和福射度傳感器中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述控制模塊接收主控制器模塊的控制命令，通過(guò)控制模塊內(nèi)置的相應(yīng)控制器產(chǎn)生控制電流，驅(qū)動(dòng)用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備內(nèi)置的相應(yīng)控制單元產(chǎn)生動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述通信模塊包括PLC載波通信模塊、微功率無(wú)線(xiàn)模塊和紅外模塊；所述PLC載波通信模塊與所述微功率無(wú)線(xiàn)模塊的接口為可插拔式，兩者共用同一接口標(biāo)準(zhǔn)；所述紅外模塊用于所述裝置的本地調(diào)試及維護(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述電源模塊采用PT供電模式，以使得裝置結(jié)構(gòu)和端子排列緊湊；所述電源模塊的測(cè)試對(duì)象為三相三線(xiàn)和三線(xiàn)四線(xiàn)制電路或高壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述裝置將4路或8路的所述熱工量采集模塊采集并轉(zhuǎn)換的4 20mA電流模擬信號(hào)輸入其端口，或者采用RS485接口模塊直接接收數(shù)字信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述電能計(jì)量模塊通過(guò)SPI與所述主控制器模塊雙向連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述存儲(chǔ)模塊保存所述裝置的控制策略及控制策略的相關(guān)參數(shù)、電工參數(shù)、熱工參數(shù)、參數(shù)曲線(xiàn)和事件。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，其特征在于所述裝置采用軟時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)結(jié)合的集約方式，其通過(guò)主機(jī)或掌上機(jī)對(duì)每個(gè)端口設(shè)置抄收類(lèi)型和曲線(xiàn)參數(shù)，設(shè)置所述曲線(xiàn)參數(shù)的記錄抄收時(shí)間的間隔缺省為15分鐘； 所述裝置在所述主控制器模塊內(nèi)進(jìn)行電壓曲線(xiàn)記錄、電流曲線(xiàn)記錄、功率曲線(xiàn)記錄、跨月結(jié)算、電能量?jī)鼋Y(jié)、熱工參數(shù)曲線(xiàn)記錄、ABC電流/壓偏差越限事件記錄、上電、掉電、清零、斷相、編程、校時(shí)事件記錄以及失壓/流全ABC相事件記錄。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于需求響應(yīng)的能效直接監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測(cè)用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備的電工參數(shù)、熱工參數(shù)，以及裝置所在環(huán)境的熱工參數(shù)，并針對(duì)需求響應(yīng)中心的需求響應(yīng)控制命令或電力用戶(hù)預(yù)設(shè)的自控控制策略中的各參數(shù)值向電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備發(fā)送控制命令信號(hào)，電力用戶(hù)側(cè)用電負(fù)荷設(shè)備根據(jù)控制命令信號(hào)產(chǎn)生控制動(dòng)作，穩(wěn)定電網(wǎng)負(fù)荷，提高了能源利用效率，降低電力用戶(hù)能源開(kāi)支。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102880129SQ201210339209
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者鐘鳴, 閆華光, 王鶴, 郭炳慶, 周昭茂, 陳宋宋, 李濤永, 李德智, 蔡亮, 屈博 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司