一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置及方法，設(shè)置通過通訊模塊、單片機(jī)、顯示及按鍵設(shè)置電路、電力載波模塊、故障報(bào)警、看門狗電路和輸出控制模塊，利用電力載波通訊方式接收電力系統(tǒng)的用電信息，由電力用戶根據(jù)自身需求設(shè)置負(fù)荷的錯(cuò)峰控制方式和參數(shù)，在不同用電峰谷時(shí)段，根據(jù)不同負(fù)荷采取不同錯(cuò)峰控制方案，合理控制用電設(shè)備的周期工作時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)削峰填谷的錯(cuò)峰負(fù)荷控制。本發(fā)明用于接收電力系統(tǒng)下發(fā)的用電信息并按照電力用戶意愿選擇用電設(shè)備的錯(cuò)峰控制方式和用電參數(shù)；使電網(wǎng)削峰填谷的負(fù)荷控制達(dá)到最佳狀態(tài)；從而減少了電網(wǎng)運(yùn)行的峰谷負(fù)荷差，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。
【專利說明】一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)信息通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前公知的各種電力線載波控制器主要是一種將電力線作為信息傳輸通道實(shí)現(xiàn)對用電設(shè)備的通斷控制，專利申請?zhí)朇N102075013A提出了一種利用電力線載波通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對家庭用電負(fù)荷進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的方法和裝置，其中智能負(fù)荷控制裝置，接收智能電表發(fā)送的負(fù)荷控制命令，實(shí)現(xiàn)對家庭用電負(fù)荷的遠(yuǎn)程控制通斷。由于負(fù)荷控制由電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制，造成了電力用戶的自主用電權(quán)被剝奪，另外，簡單的負(fù)荷控制，并未協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)和電力用戶的關(guān)系，不能滿足電網(wǎng)削峰填谷的負(fù)荷控制達(dá)到最佳狀態(tài)。
[0003]需求側(cè)管理:在政府法規(guī)和政策的支持下，采取有效的激勵和引導(dǎo)措施以及適宜的運(yùn)作方式，通過發(fā)電公司、電網(wǎng)公司、能源服務(wù)公司、社會中介組織、產(chǎn)品供應(yīng)商、電力用戶等共同協(xié)力，提高終端用電效率和改變用電方式，在滿足同樣用電功能的同時(shí)減少電量消耗和電力需求，達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會效益最好、各方受益、最低成本能源服務(wù)所進(jìn)行的管理活動。
[0004]削峰填谷:把一部分高峰負(fù)荷挪到低谷時(shí)段，從而減少電網(wǎng)運(yùn)行的峰谷負(fù)荷差，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源的目的。
[0005]錯(cuò)峰關(guān)斷:用電尖、峰段時(shí)間關(guān)斷用電負(fù)荷的控制方式。
[0006]錯(cuò)峰調(diào)壓:用電尖、峰段時(shí)間降低用電負(fù)荷工作電壓的控制方式。
[0007]錯(cuò)峰調(diào)參:根據(jù)電力系統(tǒng)用電信息，通過調(diào)整智能用電負(fù)荷控制參數(shù)，降低尖、峰段用電量，提高谷段用電量的控制方式。
[0008]無錯(cuò)峰控制:用電負(fù)荷正常供電，不響應(yīng)峰谷時(shí)段控制方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置及方法，旨在利用電力載波通訊方式接收電力系統(tǒng)的用電信息，由電力用戶根據(jù)自身需求設(shè)置負(fù)荷的錯(cuò)峰控制方式和參數(shù)，在不同用電峰谷時(shí)段，根據(jù)不同負(fù)荷采取不同錯(cuò)峰控制方案，合理控制用電設(shè)備的周期工作時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷的錯(cuò)峰負(fù)荷控制，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，該電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置包括:單片機(jī)、電源模塊、顯示及按鍵設(shè)置電路、電力載波模塊、接口電路、故障報(bào)警模塊、通訊模塊、看門狗電路和輸出控制模塊；
[0011]單片機(jī)，與電源模塊、顯示及按鍵設(shè)置電路、電力載波模塊及接口電路、故障報(bào)警模塊、通訊模塊、看門狗電路和輸出控制模塊連接，用于編寫完整的控制程序，實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制；
[0012]電源模塊，采用三端穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，選用低溫漂穩(wěn)壓二極管進(jìn)行二級穩(wěn)壓；
[0013]顯示及按鍵設(shè)置電路，與單片機(jī)連接，用于實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制裝置的參數(shù)調(diào)整，錯(cuò)峰控制方式設(shè)定以及時(shí)鐘顯示、輸入?yún)?shù)的顯示和設(shè)定輸出控制的LED發(fā)光二級管功能指示；
[0014]電力載波模塊及接口電路，通過I2C總線的時(shí)鐘信號線SCL、數(shù)據(jù)線SDA與單片機(jī)連接，外圍接口電路包括功率放大電路、濾波整形電路、諧振電路及二次濾波電路；功率放大電路是用來將載波芯片產(chǎn)生的載波調(diào)制信號進(jìn)行功率放大后耦合到電力線上；載波功能被使能后，載波信號由輸出口 PSK_out輸出，波形為0-5V變化的方波，包含豐富的諧波；
[0015]故障報(bào)警模塊，與單片機(jī)連接，采用聲光報(bào)警，由發(fā)光二極管，揚(yáng)聲器及驅(qū)動電路組成，用于系統(tǒng)故障時(shí)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警；
[0016]通訊模塊，與單片機(jī)連接，用于和智能設(shè)備進(jìn)行用電參數(shù)傳輸實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的錯(cuò)峰調(diào)參控制；
[0017]看門狗電路，與單片機(jī)連接，用于防止系統(tǒng)受干擾而使程序丟失或走進(jìn)死循環(huán)，造成系統(tǒng)死機(jī)；
[0018]輸出控制模塊，與單片機(jī)連接，通過交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)中的雙向可控硅磁保持繼電器實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的關(guān)斷和導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰關(guān)斷控制，進(jìn)而控制用電設(shè)備的啟?；蝈e(cuò)峰調(diào)壓控制通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制全隔離一體化交流移相調(diào)壓器模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)壓輸出。
[0019]進(jìn)一步，采用集看門狗、電壓監(jiān)控和串行E2PR0M三種功能于一體可編程電路X5045。
[0020]進(jìn)一步，輸出控制模塊包括8路用達(dá)林頓陣列ULN2003。
[0021]進(jìn)一步，顯示及按鍵設(shè)置電路的具體連接為:用8155的PAO?PA6通過反相放大器7407與六個(gè)七段數(shù)碼管的7個(gè)引腳a?g連接，PA7和PCO通過反相放大器7407接數(shù)碼管+_顯示引腳；ΡΑ0?PA7通過反相放大器7407與八個(gè)LED發(fā)光二級管相連；8155PA口為字形口，地址為FF21H ;用8155的PBO?PB6通過反相放大器75452與六個(gè)七段數(shù)碼管DGO?DG5的共陰極，和八個(gè)LED發(fā)光二級管共陰極連接，8155PB 口為位選口，地址為FF22H。
[0022]進(jìn)一步，顯示及按鍵設(shè)置電路采用動態(tài)掃描法，用于數(shù)碼管和LED發(fā)光二級管顯示；平時(shí)數(shù)碼顯示時(shí)鐘和該時(shí)段的峰谷平參數(shù)，鍵盤設(shè)定時(shí)，DGO?DGl 二位七段數(shù)碼管用于顯示00?24時(shí)間段，DG2?DG5四位七段數(shù)碼管用于顯示控制接口和用電參數(shù)。
[0023]進(jìn)一步，單片機(jī)的鍵盤掃描電路是由2根行線與5根列線組成；2根行線的左邊接8155的PC 口的2個(gè)引腳PC.1、PC.2，右邊通過5K電阻接5V電源；5列線通過反相器接8155B 口，即位選口，地址為FF22H ;在行線與列線的交叉處設(shè)置一個(gè)按鍵，因此該單片機(jī)的鍵盤由2X5 = 10按鍵組成。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種電力線載波用電參數(shù)接收控制方法，該電力線載波用電參數(shù)接收控制方法包括:通過電力用戶手動方式和電力載波通訊方式接收及設(shè)置用電峰谷時(shí)段和用電參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)電力用戶對不同用電峰谷時(shí)段的控制要求，選擇制定輸出控制用電參數(shù)，通過控制電力負(fù)荷啟停工作周期，從而調(diào)節(jié)峰谷用電量，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)環(huán)境下的負(fù)荷能量管理；整體功能通過主程序、顯示及鍵盤掃描處理子程序、電力載波通訊服務(wù)子程序、通訊子程序、輸出控制子程序配合實(shí)現(xiàn)。
[0025]進(jìn)一步，電力載波通訊服務(wù)子程序判斷載波通訊中斷要求，當(dāng)電力載波通訊處于接收狀態(tài)時(shí)，載波通訊控制單元解擴(kuò)出Ibit數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生一次中斷，接收時(shí)首先采用16bits接收窗口、Ibit滑動方式來接收通訊的同步幀頭0X09、0XAF，幀頭接收成功后，后續(xù)數(shù)據(jù)按每Sbits —個(gè)字節(jié)的方式進(jìn)行截取，得到傳送的有效數(shù)據(jù)；接收過程中，按有關(guān)的通訊協(xié)議進(jìn)行地址判別、長度接收、校驗(yàn)計(jì)算，地址相同的模塊對符合通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)答，后轉(zhuǎn)入發(fā)送態(tài)，當(dāng)載波通訊處于發(fā)送態(tài)時(shí)，用于載波通訊的主叫方發(fā)出命令、或接收方的應(yīng)答，載波通訊控制單元發(fā)送完Ibit的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)后，自動產(chǎn)生一次中斷，允許下Ibit數(shù)據(jù)發(fā)送，根據(jù)捕獲和同步過程需要，首先發(fā)送至少40bits的全I(xiàn) ;然后按比特發(fā)送同步幀頭0X09、0XAF;之后根據(jù)用戶的有關(guān)通訊協(xié)議按比特發(fā)送通訊地址、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)體、校驗(yàn)字節(jié)，數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成后，載波模塊即轉(zhuǎn)入接收態(tài)。
[0026]進(jìn)一步,輸出控制子程序根據(jù)故障報(bào)警標(biāo)志,啟動聲光報(bào)警輸出。并根據(jù)用戶輸出端定義控制驅(qū)動輸出，輸出控制用電負(fù)荷的運(yùn)行模式包括錯(cuò)峰關(guān)斷控制模式、錯(cuò)峰調(diào)壓控制模式、無錯(cuò)峰控制模式；具體包括:
[0027]步驟一:判斷有無報(bào)警標(biāo)志，無報(bào)警標(biāo)志轉(zhuǎn)步驟五；
[0028]步驟二:判斷有無消音標(biāo)志，有消音標(biāo)志轉(zhuǎn)步驟四；
[0029]步驟三:驅(qū)動聲光報(bào)警；
[0030]步驟四:驅(qū)動LED報(bào)警燈，轉(zhuǎn)步驟九；
[0031]步驟五:判斷有無時(shí)段轉(zhuǎn)換段轉(zhuǎn)換標(biāo)志，無標(biāo)志轉(zhuǎn)步驟九；
[0032]步驟六:取對應(yīng)時(shí)間驅(qū)動字；
[0033]步驟七:調(diào)用顯示子程序；
[0034]步驟八:驅(qū)動字送輸出口 ；
[0035]步驟九:返回。
[0036]本發(fā)明公開了一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置及方法，通過通訊模塊、單片機(jī)、顯示及按鍵設(shè)置電路、電力載波模塊、故障報(bào)警、看門狗電路和輸出控制模塊，利用電力載波通訊方式接收電力系統(tǒng)的用電信息，由電力用戶根據(jù)自身需求通過顯示及按鍵設(shè)置電路設(shè)置負(fù)荷的錯(cuò)峰控制方式和參數(shù)，在不同用電峰谷時(shí)段，根據(jù)不同負(fù)荷采取不同錯(cuò)峰控制方案，合理控制用電設(shè)備的周期工作時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)削峰填谷的錯(cuò)峰負(fù)荷控制。例如居民用電戶，通過接收電力系統(tǒng)下發(fā)的用電信息并按照電力用戶意愿選擇照明設(shè)備為錯(cuò)峰調(diào)壓控制模式；冰箱、電熱水器等溫控設(shè)備采用錯(cuò)峰調(diào)參控制模式；洗衣機(jī)、榨汁機(jī)等電器采用錯(cuò)峰關(guān)斷控制模式；電視、計(jì)算機(jī)不采用錯(cuò)峰控制模式；從而降低尖、峰段用電量，提高谷段用電量，通過用電設(shè)備的錯(cuò)峰控制方式和用電參數(shù)的配合，可使電網(wǎng)削峰填谷的負(fù)荷控制達(dá)到最佳狀態(tài)。從而減少了電網(wǎng)運(yùn)行的峰谷負(fù)荷差，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖中:1、通訊模塊；2、單片機(jī)；3、顯示及按鍵設(shè)置電路；4、電力載波模塊；5、故障報(bào)警；6、看門狗電路；7、輸出控制模塊；8、接口電路；9、電源模塊；
[0039]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示及按鍵設(shè)置電路圖；
[0040]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的電力載波模塊及接口電路圖；
[0041]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的電力線載波用電參數(shù)接收控制方法流程圖；
[0042]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的電力載波通訊服務(wù)子程序方框圖；
[0043]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的輸出控制子程序方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0045]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置；裝置硬件由單片機(jī)2、電源模塊9、顯示及按鍵設(shè)置電路3、電力載波模塊4、接口電路8、故障報(bào)警模塊5、通訊模塊1、看門狗電路6和輸出控制模塊7組成。
[0047]單片機(jī)2，與電源模塊9、顯示及按鍵設(shè)置電路3、電力載波模塊4及接口電路8、故障報(bào)警模塊5、通訊模塊1、看門狗電路6和輸出控制模塊7連接，用于編寫完整的控制程序，實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制；
[0048]電源模塊9，采用三端穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，選用低溫漂穩(wěn)壓二極管進(jìn)行二級穩(wěn)壓；
[0049]顯示及按鍵設(shè)置電路3，與單片機(jī)2連接，用于實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制裝置的參數(shù)調(diào)整，錯(cuò)峰控制方式設(shè)定以及時(shí)鐘顯示、輸入?yún)?shù)的顯示和設(shè)定輸出控制的LED發(fā)光二級管功能指示；
[0050]電力載波模塊4及接口電路8，通過SCL、SDA與單片機(jī)連接，其外圍接口電路包括功率放大電路、濾波整形電路、諧振電路及二次濾波電路；功率放大電路是用來將載波芯片產(chǎn)生的載波調(diào)制信號進(jìn)行功率放大后耦合到電力線上；載波功能被使能后，載波信號由PSK_out輸出，波形為0-5V變化的方波，包含豐富的諧波；
[0051]故障報(bào)警模塊5，與單片機(jī)2連接，采用聲光報(bào)警，由發(fā)光二極管，揚(yáng)聲器及驅(qū)動電路組成，用于系統(tǒng)故障時(shí)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警；
[0052]通訊模塊1，與單片機(jī)2連接，用于和智能設(shè)備進(jìn)行用電參數(shù)傳輸實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的錯(cuò)峰調(diào)參控制；
[0053]以電熱水器為例，該設(shè)備通過通信模塊接收用電參數(shù)后，其錯(cuò)峰調(diào)參控制方式為:
[0054]尖、峰段時(shí)間:K用電參數(shù)K參數(shù)=K用電參數(shù)+255
[0055]Δ T = Ws熱水器設(shè)直溫度一 Wq熱水器啟動溫度
[0056]當(dāng)Ws熱水器設(shè)置溫度一 Wj熱水器實(shí)際溫度=Λ T時(shí)，熱水器啟動加熱
[0057]WT熱水器停止溫度=K參數(shù)X Λ T+ffjffq熱水器啟動溫度
[0058]谷段時(shí)間:K用電參數(shù)K參數(shù)=K用電參數(shù)+255
[0059]Δ T = Ws熱水器設(shè)直溫度一 Wq熱水器啟動溫度
[0060]當(dāng)Ws熱水器設(shè)置溫度一 Wj熱水器實(shí)際溫度=K參數(shù)X Λ T時(shí)熱水器啟動加熱
[0061]WT熱水器停止溫度=Ws熱水器設(shè)置溫度
[0062]平段時(shí)間:K用電參數(shù)K參數(shù)=K用電參數(shù)+255
[0063]Δ T = Ws熱水器設(shè)直溫度一 Wq熱水器啟動溫度
[0064]當(dāng)Ws熱水器設(shè)置溫度一 Wj熱水器實(shí)際溫度=Λ T時(shí)，熱水器啟動加熱
[0065]WT熱水器停止溫度=Ws熱水器設(shè)置溫度
[0066]看門狗電路6，與單片機(jī)2連接，用于防止系統(tǒng)受干擾而使程序丟失或走進(jìn)死循環(huán)，造成系統(tǒng)死機(jī)，而加入的硬件電路，以保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0067]輸出控制模塊7，與單片機(jī)2連接，通過交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)中的雙向可控硅磁保持繼電器實(shí)現(xiàn)控制負(fù)荷的關(guān)斷和導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰關(guān)斷控制，進(jìn)而控制用電設(shè)備的啟停或錯(cuò)峰調(diào)壓控制通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制全隔離一體化交流移相調(diào)壓器模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)壓輸出。
[0068]本發(fā)明采用的Χ5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行E2PR0M三種功能于一體的可編程電路。輸出控制模塊主要包括8路用達(dá)林頓陣列ULN2003來作驅(qū)動，通過交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)中的雙向可控硅磁保持繼電器實(shí)現(xiàn)控制負(fù)荷的關(guān)斷和導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰關(guān)斷控制，進(jìn)而控制用電設(shè)備的啟?；蝈e(cuò)峰調(diào)壓控制通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制全隔離一體化交流移相調(diào)壓器模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)壓輸出。通訊模塊用于和智能設(shè)備進(jìn)行用電參數(shù)傳輸實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的錯(cuò)峰調(diào)參控制。
[0069]如圖2所示，顯示及按鍵設(shè)置電路用來實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制裝置的參數(shù)調(diào)整，錯(cuò)峰控制方式設(shè)定以及時(shí)鐘顯示、輸入?yún)?shù)的顯示和設(shè)定輸出控制的LED發(fā)光二級管功能指示。在圖2中，用8155的PAO~ΡΑ6通過反相放大器7407與六個(gè)七段數(shù)碼管的7個(gè)引腳a~g連接，PA7和PCO通過反相放大器7407接數(shù)碼管+-顯示引腳。PAO~PA7通過反相放大器7407與八個(gè)LED發(fā)光二級管相連。8155PA 口為字形口，其地址為FF21H。用8155的PBO~PB6通過反相放大器75452與六個(gè)七段數(shù)碼管DGO~DG5的共陰極，和八個(gè)LED發(fā)光二級管共陰極連接。8155PB 口為位選口，其地址為FF22H。采用動態(tài)掃描法，用于數(shù)碼管和LED發(fā)光二級管顯示。平時(shí)數(shù)碼顯示時(shí)鐘和該時(shí)段的峰谷平參數(shù)，鍵盤設(shè)定時(shí)，DGO~DGl 二位七段數(shù)碼管用于顯示00~24時(shí)間段，DG2~DG5四位七段數(shù)碼管用于顯示控制接口和用電參數(shù)。
[0070]圖2中的鍵盤掃描電路是由2根行線與5根列線組成。2根行線的左邊接8155的PC 口的2個(gè)引腳PC.1、PC.2，右邊通過5K電阻接5V電源。5列線通過反相器接8155B 口(即位選口，地址為FF22H)。在行線與列線的交叉處設(shè)置一個(gè)按鍵，因此該單片機(jī)的鍵盤由2X5 = 10按鍵組成。各鍵鍵值及功能見表1。
[0071]表1
[0072]

【權(quán)利要求】
1.一種電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，其特征在于，該電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置包括:單片機(jī)、電源模塊、顯示及按鍵設(shè)置電路、電力載波模塊、接口電路、故障報(bào)警模塊、通訊模塊、看門狗電路和輸出控制模塊； 單片機(jī)，與電源模塊、顯示及按鍵設(shè)置電路、電力載波模塊及接口電路、故障報(bào)警模塊、通訊模塊、看門狗電路和輸出控制模塊連接，用于編寫完整的控制程序，實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制； 電源模塊，采用三端穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，選用低溫漂穩(wěn)壓二極管進(jìn)行二級穩(wěn)壓； 顯示及按鍵設(shè)置電路，與單片機(jī)連接，用于實(shí)現(xiàn)電力線載波用電參數(shù)接收和用電負(fù)荷錯(cuò)峰控制裝置的參數(shù)調(diào)整，錯(cuò)峰控制方式設(shè)定以及時(shí)鐘顯示、輸入?yún)?shù)的顯示和設(shè)定輸出控制的LED發(fā)光二級管功能指示； 電力載波模塊及接口電路，通過I2C總線的時(shí)鐘信號線SCL、數(shù)據(jù)線SDA與單片機(jī)連接，外圍接口電路包括功率放大電路、濾波整形電路、諧振電路及二次濾波電路；功率放大電路是用來將載波芯片產(chǎn)生的載波調(diào)制信號進(jìn)行功率放大后耦合到電力線上；載波功能被使能后，載波信號由輸出口 PSK_out輸出，波形為0-5V變化的方波，包含豐富的諧波； 故障報(bào)警模塊，與單片機(jī)連接，采用聲光報(bào)警，由發(fā)光二極管，揚(yáng)聲器及驅(qū)動電路組成，用于系統(tǒng)故障時(shí)實(shí)現(xiàn) 聲光報(bào)警； 通訊模塊，與單片機(jī)連接，用于和智能設(shè)備進(jìn)行用電參數(shù)傳輸實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的錯(cuò)峰調(diào)參控制； 看門狗電路，與單片機(jī)連接，用于防止系統(tǒng)受干擾而使程序丟失或走進(jìn)死循環(huán)，造成系統(tǒng)死機(jī)； 輸出控制模塊，與單片機(jī)連接，通過交流固態(tài)繼電器中的雙向可控硅磁保持繼電器實(shí)現(xiàn)控制負(fù)荷的關(guān)斷和導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰關(guān)斷控制，進(jìn)而控制用電設(shè)備的啟?；蝈e(cuò)峰調(diào)壓控制通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制全隔離一體化交流移相調(diào)壓器模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)壓輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，其特征在于，采用集看門狗、電壓監(jiān)控和串行E2PR0M三種功能于一體可編程電路X5045。
3.如權(quán)利要求1所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，其特征在于，輸出控制模塊包括8路用達(dá)林頓陣列ULN2003。
4.如權(quán)利要求1所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，其特征在于，顯示及按鍵設(shè)置電路的具體連接為:用8155的PAO~PA6通過反相放大器7407與六個(gè)七段數(shù)碼管的7個(gè)引腳a~g連接，PA7和PCO通過反相放大器7407接數(shù)碼管+-顯示引腳；ΡΑ0~PA7通過反相放大器7407與八個(gè)LED發(fā)光二級管相連；8155PA 口為字形口，地址為FF21H ;用8155的PBO~PB6通過反相放大器75452與六個(gè)七段數(shù)碼管DGO~DG5的共陰極，和八個(gè)LED發(fā)光二級管共陰極連接，8155PB 口為位選口，地址為FF22H。
5.如權(quán)利要求1所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，其特征在于，顯示及按鍵設(shè)置電路采用動態(tài)掃描法，用于數(shù)碼管和LED發(fā)光二級管顯示；平時(shí)數(shù)碼顯示時(shí)鐘和該時(shí)段的峰谷平參數(shù)，鍵盤設(shè)定時(shí)，DGO~DGl 二位七段數(shù)碼管用于顯示00~24時(shí)間段，DG2~DG5四位七段數(shù)碼管用于顯示控制接口和用電參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制裝置，其特征在于，單片機(jī)的鍵盤掃描電路是由2根行線與5根列線組成；2根行線的左邊接8155的PC 口的2個(gè)引腳PC.1、PC.2，右邊通過5K電阻接5V電源；5列線通過反相器接8155B 口，即位選口，地址為FF22H ；在行線與列線的交叉處設(shè)置一個(gè)按鍵，因此該單片機(jī)的鍵盤由2X5 = 10按鍵組成。
7.一種電力線載波用電參數(shù)接收控制方法，其特征在于，該電力線載波用電參數(shù)接收控制方法包括:通過電力用戶通過顯示及按鍵設(shè)置電路采用手動方式和電力載波通訊方式接收及設(shè)置用電峰谷時(shí)段和用電參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)電力用戶對不同用電峰谷時(shí)段的控制要求，選擇制定輸出控制用電參數(shù)，通過輸出控制模塊控制電力負(fù)荷啟停工作周期，從而調(diào)節(jié)峰谷用電量，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)環(huán)境下的負(fù)荷能量管理；整體功能通過主程序、顯示及鍵盤掃描處理子程序、電力載波通訊服務(wù)子程序、通訊子程序、輸出控制子程序配合實(shí)現(xiàn)； 顯示及按鍵掃描處理主程序通過顯示及按鍵設(shè)置電路實(shí)現(xiàn)用戶和電力企業(yè)的互動，確定用電設(shè)備的錯(cuò)峰控制方式和參數(shù)；電力載波通訊服務(wù)子程序通過電力載波模塊及接口電路實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)用電參數(shù)接收；通訊子程序通過通訊模塊將用電參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給溫控智能用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰調(diào)參控制；輸出控制子程序通過輸出控制模塊的磁保持繼電器實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的關(guān)斷和導(dǎo)通，錯(cuò)峰調(diào)壓控制通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制全隔離一體化交流移相調(diào)壓器模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)壓輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制方法，其特征在于，電力載波通訊服務(wù)子程序判斷載波通訊中斷要求，當(dāng)電力載波通訊處于接收狀態(tài)時(shí)，載波通訊控制單元解擴(kuò)出Ibit數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生一次中斷，接收時(shí)首先采用16bits接收窗口、Ibit滑動方式來接收通訊的同步幀頭0X09、0XAF，幀頭接收成功后，后續(xù)數(shù)據(jù)按每8bits —個(gè)字節(jié)的方式進(jìn)行截取，得到傳送的有效數(shù)據(jù)；接收過程中，按有關(guān)的通訊協(xié)議進(jìn)行地址判別、長度接收、校驗(yàn)計(jì)算，地址相同的模塊對符合通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)答，后轉(zhuǎn)入發(fā)送態(tài)，當(dāng)載波通訊處于發(fā)送態(tài)時(shí)，用于載波通訊的主叫方發(fā)出命令、或接收方的應(yīng)答，載波通訊控制單元發(fā)送完Ibit的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)后，自動產(chǎn)生一次中斷，允許下Ibit數(shù)據(jù)發(fā)送，根據(jù)捕獲和同步過程需要，首先發(fā)送至少40bits的全I(xiàn) ;然后按比特發(fā)送同步幀頭0X09、0XAF ;之后根據(jù)用戶的有關(guān)通訊協(xié)議按比特發(fā)送通訊地址、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)體、校驗(yàn)字節(jié)，數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成后，載波模塊即轉(zhuǎn)入接收態(tài)。
9.如權(quán)利要求7所述的電力線載波用電參數(shù)接收控制方法，其特征在于，輸出控制子程序根據(jù)故障報(bào)警標(biāo)志，啟動聲光報(bào)警輸出。并根據(jù)用戶輸出端定義控制驅(qū)動輸出，輸出控制用電負(fù)荷的運(yùn)行模式包括錯(cuò)峰關(guān)斷控制模式、錯(cuò)峰調(diào)壓控制模式、無錯(cuò)峰控制模式；具體包括: 步驟一:判斷有無報(bào)警標(biāo)志，無報(bào)警標(biāo)志轉(zhuǎn)步驟五； 步驟二:判斷有無消音標(biāo)志，有消音標(biāo)志轉(zhuǎn)步驟四； 步驟三:驅(qū)動聲光報(bào)警； 步驟四:驅(qū)動LED報(bào)警燈，轉(zhuǎn)步驟九； 步驟五:判斷有無時(shí)段轉(zhuǎn)換段轉(zhuǎn)換標(biāo)志，無標(biāo)志轉(zhuǎn)步驟九； 步驟六:取對應(yīng)時(shí)間驅(qū)動字； 步驟七:調(diào)用顯示子程序； 步驟八:驅(qū)動字送輸出口 ； 步驟九:返回。
【文檔編號】H02J13/00GK104079071SQ201410326140
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】於硯福 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司