[发明专利]基于电力物联网的电力箱柜控制系统

权利要求书

1.基于电力物联网的电力箱柜控制系统，包括供电网、连接在供电网上的若干个用电单元和若干个设置在不同位置的抽水蓄能发电站；抽水蓄能发电站包括水库、水轮机、以及两端分别对接连接在水库出水口上和水轮机的进水口上并能将水库的水引到水轮机的管道；其特征在于，在抽水蓄能发电站内还分别设有存储器、并网装置和控制器；并网装置包括分别与控制器相连接的一号变压器、一号电压采样电路、开关K1、充电器、储能电池组、开关K2、逆变器、过滤器、二号变压器、二号电压采样电路、开关K3和三号电压采样电路；一号变压器的输入端和充电器的输入端均连接在抽水蓄能发电站的电源输出端上；一号变压器的输出端和一号电压采样电路的采集端均连接在开关K1的一端，开关K1的另一端连接在供电网上；储能电池组的充电端与充电器的输出端连接，开关K3的两端分别连接在储能电池组的放电端和逆变器的输入端，逆变器的输出端连接在过滤器的输入端，过滤器的输出端连接在二号变压器的输入端，二号变压器的输出端和二号电压采样电路的采样端均连接在开关K2的一端，开关K2的另一端连接在供电网上；三号电压采样电路的采样端连接在供电网上；存储器与控制器相连接；

管道包括一号管和直径大于一号管的二号管；二号管的下端对接连接在水轮机进水口上，二号管的上端一体对接连接在一号管的下端口上，一号管的上端口对接连接在水库出水口上；抽水蓄能发电站还包括管道水击破坏降低策略装置，在二号管上设有一号侧壁孔；管道水击破坏降低策略装置包括仓腔上端开口的水仓、连通管和水浪消除装置；连通管的两端分别对接连接在水仓底部的出水口上和二号管的一号侧壁孔上；水浪消除装置包括水平间隔两端固定连接在仓腔内上侧壁上的若干根横杆；在每根横杆上竖直向下设有若干根振荡消除竖直管，在每根振荡消除竖直管的侧管壁上设有若干个振荡消除侧管孔；一号管与水平面的夹角为θ；

在位于横杆上方的水仓的仓腔内壁上固定设有下限位块，在位于下限位块上方的水仓的仓腔内设有能上下密闭滑动的密闭滑板，在位于密闭滑板上方的水仓的仓腔内设有固定加强杆，一根弹簧的两端分别固定连接在固定加强杆的下表面上和密闭滑板的上表面上。

2.根据权利要求1所述的基于电力物联网的电力箱柜控制系统，其特征在于，在每个振荡消除侧管孔上方的振荡消除竖直管上固定设有外端朝下的消振荡块。

3.根据权利要求1所述的基于电力物联网的电力箱柜控制系统，其特征在于，在同一根振荡消除竖直管上的这若干个振荡消除侧管孔呈螺旋状布置。

4.根据权利要求1所述的基于电力物联网的电力箱柜控制系统，其特征在于，所述管道水击破坏降低策略装置的管道水击降低最优策略实现方法如下：

(一)、根据牛顿第二力学定律，即有

其中，ρ为水的密度，L为一号管长，s₁一号管截面积，y为一号管内的水流速度，m₂为一号管下端出水口处水的压强，m₁为一号管上端入水口处水的压强，g为重力常量，θ为一号管与水平面的夹角，c为粘滞系数；

y(t)为一号管内在时间t时的水流速度，m₂(t)为一号管下端出水口处在时间t时水的压强；

水库水位不变，所以一号管上端入水口处水的压强m₁为常数；

水与一号管均无弹性，单位长度管壁对水流的阻力与水流速度的平方成反比，比例常数c称为粘滞系数；

(二)、因为水仓进水口在仓底部，仓内水柱的重力ρs₀hg形成底部与顶部压力之差s₁m₂-s₀m₁，于是水仓的静力学方程为

s₁m₂-s₀m₁＝ρs₀hg (A2)

其中，h为水仓水位高度，s₀水仓截面积；

(三)、根据能量守恒定律，水仓进出水量之差等于仓内水量的变化，即有

其中，s₂为二号管横截面积，w(t)为水仓出水口在时间t时的水流速度；

当水仓出水口的水流速度w(t)改变时，仓内水位h(t)的变化规律，从(A1)-(A3)式中消去m₂和y(t)，可得

其中，h(t)为水仓在时间t时的水位高度；

当w(t)在稳定状态w₀附近有微小变化时，h(t)也在稳定状态h₀附近变化；在(A4)式中令h(t)＝h₀和w(t)＝w₀，h₀和w₀都为常数，得到

其中，m₀为顶部大气压，

设w(t)＝w₀+εw₁(t)，h(t)＝h₀+εh₁(t) (A6)

其中，ε很小，将(A6)式代入(A4)式并略去含ε以及ε²的项可得

或记作

方程(A8)的初始条件可设为

对于给定的各种形式w₁(t)，(A8)-(A10)式很容易求解，(A8)式的通解为

其中ξ₀、是任意常数；当时呈现振荡，由(A9)式振荡条件可表示为

在实际工程中，s₁、s₀、L、s₂参数受到各种条件限制，但工程修建完成后s₁、s₀、L、s₂均为已知参数，粘滞系数c很小，η不大，在条件(A12)式下形成衰减很慢的震荡，又因为s₀＞s₁，L较大，故k很小，ω很小，导致水仓内水的振荡周期长，这是不希望的，因此通过在水仓内设置管道水击破坏降低策略装置来消除水仓内水的振荡就是管道水击降低最优策略实现方法。