[發(fā)明專利]基于電流控制技術(shù)的出租屋安全用電控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710961809.4
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107608438B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊俊俏;秦紅波;劉海英;時愈;曹新莉;戴麗萍;戴璐平
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56;F24H9/20
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 許美紅<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種采用基于電流控制技術(shù)的出租屋安全用電控制系統(tǒng)的出租屋安全用電控制方法，其特征在于所述基于電流控制技術(shù)的出租屋安全用電控制系統(tǒng)包括入戶電流檢測單元、總控制器、多個出租屋用電單元；多個出租屋用電單元通過多路空氣開關(guān)與入戶電流檢測單元連接；各個出租屋用電單元均包括電流檢測與控制模塊、漏電保護開關(guān)、控制器、無線數(shù)據(jù)傳輸單元，漏電保護開關(guān)分別與電流檢測與控制模塊、控制器、大功率電器連接；電流檢測與控制模塊實時采集各個大功率電器的工作電流給控制器，控制器通過無線傳輸給總控制器；總控制器根據(jù)入戶電流檢測單元檢測的入戶總電流確定入戶總電流的實際上限，并結(jié)合各個出租屋用電單元的大功率電器的實時工作電流分配各出租屋大功率電器的工作電流，以控制各個出租屋中大功率電器的工作狀態(tài)；電流檢測與控制模塊包括可控硅和電流互感器，電流檢測與控制模塊將總控制器分配的控制電流大小換算為可控硅的導(dǎo)通角，通過內(nèi)部定時器獲得導(dǎo)通脈沖信號，再控制可控硅，從而通過控制可控硅導(dǎo)通角的大小控制大功率電器的電流大??；

所述方法包括如下步驟：各個出租屋用電單元的電流檢測與控制模塊實時采集大功率電器的實時工作電流并將該實時工作電流傳遞給控制器；控制器將實時工作電流無線傳輸給總控制器；總控制器根據(jù)計算的入戶總電流的實際上限和各個出租屋用電單元的大功率電器的實時工作電流分配各出租屋大功率電器的工作電流，以控制各個大功率電器的工作狀態(tài)；

當(dāng)大功率器件為電熱水器時，水溫檢測模塊檢測電熱水器的水溫并通過控制器無線傳輸給總控制器；總控制器根據(jù)各出租屋的電熱水器的實時工作電流和電熱水器的水溫獲得電熱水器的工作狀態(tài)，并返回相應(yīng)的電流控制指令，控制電熱水器的工作電流；

所述電熱水器的工作狀態(tài)包括關(guān)機狀態(tài)、保溫狀態(tài)、關(guān)電使用狀態(tài)、通電使用狀態(tài)、加熱狀態(tài)和漏電狀態(tài)；

關(guān)機狀態(tài)為在一定時間范圍內(nèi)，水溫不變，工作電流為零；

保溫狀態(tài)為在一定的時間范圍內(nèi)，水溫變化不大于一定值，工作電流小于一定值；

關(guān)電使用狀態(tài)為在一定時間范圍內(nèi)，水溫下降，工作電流為零；

通電使用狀態(tài)為在一定時間范圍內(nèi)，水溫變化不大于一定值，工作電流大于一定值；

加熱狀態(tài)為在一定的時間范圍內(nèi)，水溫上升，工作電流大于一定值；

漏電狀態(tài)為工作電流高于電熱水器的額定電流或?qū)ń菫榱銜r仍然存在電流的情況；

總控制器通過基于電熱水器工作電流的模糊控制策略對電熱水器進行控制，該模糊控制策略中計算各電熱水器的工作電流大小的步驟為：

設(shè)總電流為I₀，共N個房間，第n個房間的基本電器用電為I_bn，電熱水器用電為I_hn，則有

總電流I₀的上限I_U＝I_H-I_F，式中I_H為入戶電流上限，I_F為單臺電熱水器滿負(fù)荷工作電流；

因此，電熱水器工作可用的總電流I_h為

I_h＝I₀-∑I_bn

處于正在通電使用狀態(tài)的電熱水器數(shù)量為p，正在加熱狀態(tài)的電熱水器數(shù)量為q，有方程組：

式中，I_p為正在通電使用狀態(tài)的電熱水器工作電流，I_q為正在加熱狀態(tài)的電熱水器工作電流，I_F為單臺電熱水器滿負(fù)荷工作電流；

考慮正在通電使用狀態(tài)的電熱水器用電優(yōu)選權(quán)，其用電電流分配為

I_p＝I_h/p≤I_F

考慮正在加熱狀態(tài)的電熱水器用電次優(yōu)選權(quán)，其用電電流分配為

I_q＝(I_h-pI_p)/q≤I_F。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用基于電流控制技術(shù)的出租屋安全用電控制系統(tǒng)的出租屋安全用電控制方法，其特征在于：總控制器通過電器工作電流控制策略對電熱水器進行控制，具體為：電流檢測與控制模塊將總控制器分配的控制電流大小換算為可控硅的導(dǎo)通角，通過內(nèi)部定時器獲得導(dǎo)通脈沖信號，再控制可控硅，從而通過控制可控硅導(dǎo)通角的大小控制電熱水器的電流大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用基于電流控制技術(shù)的出租屋安全用電控制系統(tǒng)的出租屋安全用電控制方法，其特征在于：總控制器根據(jù)電熱水器的工作狀態(tài)計算并合理分配電流，電熱水器處于漏電狀態(tài)的優(yōu)先關(guān)斷電源開關(guān)并報警；電熱水器處于通電使用狀態(tài)下，具有供電優(yōu)先權(quán)；電熱水器處于加熱狀態(tài)下，具有次優(yōu)先權(quán)。