[发明专利]电热水器参与电网频率稳定与控制方法及其频率控制器

摘要

本发明涉及一种使电热水器参与到电网频率稳定与控制过程的控制方法和电热水器频率控制器，包括如下步骤：第一步，采集当前t时刻电网频率f(t)以及电热水器出水温度T(t)；第二步：将电热水器额定出水温度修正量ΔT设计成随电网频率变化的线性函数；第三步：根据第一步、第二步所得数据计算修正后的额定出水温度；第四步：根据第三步计算所得结果决定电热水器下一时刻的工作状态；第五步：t＝t+1时刻，返回第一步，开始下一循环。包括以下几个模块：遥控器模块，用于设定调频系数和额定出水温度；频率传感器模块，用于实时测量电网频率；温度传感器模块；温控电路模块，用于判断电热水器下一时刻工作状态。

主权项

一种电热水器参与电网频率稳定与控制方法，其特征是，包括如下步骤：第一步：用户基于电网需求、用户舒适度需求的不同以及电热水器磨损程度等方面的考量用遥控器自主设定调频系数k_f和温控开关触发温度额定点T^normal的取值，设计温控开关触发温度调整电路，计算额定高、低温触发温度，如式(1)所示：式中，T^normal是由用户在考虑自身舒适度需求的前提下自行设定的额定出水温度；表示电热水器温控开关额定高、低温触发温度值；第二步：频率传感器实时采集电网频率信号f(t)，温度传感器采样电热水器出水口附近的水温T(t)；第三步：电热水器温控开关根据第二步采集到的电网频率信号，结合第一步中用户自行设定的调频系数k_f计算温控开关触发温度修正量及修正后温控开关触发温度的值：ΔT＝k_f×(f‑f₀)                           (2)$\begin{array}{c}{T}_{\mathrm{high}}=T_{\mathrm{high}}^{\mathrm{normal}}+\mathrm{\ΔT}\\ T_{\mathrm{low}}=T_{\mathrm{low}}^{\mathrm{normal}}+\mathrm{\ΔT}\end{array}---\left(3\right)$式(2)中，k_f的单位为℃/Hz，表示频率每变化单位赫兹时电热水器中热水温度变化的摄氏度数，f表示频率传感器采集到的电力系统频率信号，f₀表示电力系统频率额定值，式(3)中，T_high、T_low表示修正后电热水器温控开关触发温度值；第四步：根据第三步计算结果确定电热水器温控开关下一步动作：若当前时刻电热水器内水温T(t)高于此时刻温控开关高温触发设定点T_high(t)，温控开关关断，电加热管停止加热；若当前时刻电热水器内水温T(t)低于此刻温控开关低温触发设定点T_low(t)，温控开关开通，电加热管开始加热；否则，温控开关工作状态不变，电加热管状态不变；第五步：t＝t+1时刻，返回第一步，开始下一循环。