[发明专利]基于电网频率的柔性负荷自主控制系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种基于电网频率的柔性负荷自主控制系统，包括电网频率采集模块、DSP控制器、控制输出模块，控制输出模块包括：柔性负荷控制器和无线信号发送模块，柔性负荷控制器用于插座通电或断电控制；无线信号发送模块用于具备无线控制功能的电力负荷的调节控制。本发明还公开了一种基于电网频率的柔性负荷自主控制系统的控制方法，根据电网的实时供电频率调节电力负荷的用电功率或者决定是否切断电力负荷的电源。本发明实现了柔性精细化电力负荷自主控制，显著提高了电网的频率调控能力，保障针对特高压直流双极闭锁等严重故障情况下的电网弹性恢复能力，适用于家居电器的柔性化自主控制。

主权项

1.基于电网频率的柔性负荷自主控制系统的控制方法，其特征在于，根据电网的实时供电频率调节电力负荷的用电功率或者决定是否切断电力负荷的电源，具体为：当电网实时供电频率超出设定电网正常工作频率上限值时，输出报警；当电网实时供电频率低于设定电网正常工作频率下限值且高于电网频率下限极值时，降低电力负荷用电功率或者切断电力负荷电源；当电网实时供电频率低于电网频率下限极值时，切断除照明负荷外的所有电力负荷；所述电力负荷包括照明负荷、空调和电视机，具体控制方法如下：实时采集电网信号，计算电网频率；当电网频率≥50.5Hz时，输出电网频率过高报警信息；当49.8Hz≤电网频率＜50.0Hz时，电网频率属正常范围，不做任何调整；当49.0Hz≤电网频率＜49.8Hz时，若电网频率持续低于49.8超过5分钟，将自主调整空调负荷，使空调设定温度与环境温度差最高为8℃；当48.5Hz≤电网频率＜49.0Hz时，继续自主调整空调负荷，使空调设定温度与环境温度差最高为5℃；当电网频率＜48.5Hz时，仅为照明负荷供电，切断包括空调、电视机在内的其余电力负荷；计算电网频率的方法如下：对于单相交流电信号，通过电压互感器采集单相正弦电压信号，依次经低通滤波器、过零检测电路，转换为同频率的方波信号，方波信号接入DSP控制器的输入捕获单元，输入捕获单元采集DSP事件管理器EVA的捕获单元CAP1，并选定时器T1作为CAP1的时间基准，定时器T1工作在连续递增计数模式；并设定捕获单元CAP1捕获方波信号的上升沿；捕获前要清中断标志位，开捕获中断；通过两次捕获中断触发的时间间隔即可得到该方波信号的频率，即为单相交流电信号的频率；对于三相交流电信号，通过电压互感器分别采集各相正弦电压信号，将各相正弦电压信号分别经过低通滤波器、差分转换电路，转换为单极性差分模拟信号，DSP控制器通过模数转换将三相电压的单极性差分模拟信号转换为数字信号，通过如下方法计算获得三相交流电的实时供电频率：设三相交流电实时电压的表达式分别为：uA(t)＝Umcos(wt) u B ( t ) = U m c o s ( w t - 2 3 π ) ]]> u C ( t ) = U m c o s ( w t + 2 3 π ) ]]>设则三相电压幅值其中：w为电网角频率；则取第k次和k-1次的采样值计算电网频率如下： f = arccos ( u A ( k ) u A ( k - 1 ) - u A ′ ( k ) u A ′ ( k - 1 ) U m 2 ) 2 πT S ]]>

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