供电控制系统及供电方法与流程

本发明涉及供电控制，具体涉及供电控制系统及供电方法。

背景技术：

1、目前，独立供电设备的应用比较广泛，因而针对独立供电设备的供电控制的研究显得十分重要。由于每台独立供电设备的额定功率一定，而不同的负载其所需的带载功率有所不同，若仅采用单一的供电方式，则无法满足不同负载的供电需求；并且，当独立供电设备为负载供电时，可能会新接入其他负载，也有可能会断开一些负载，即负载可能是动态变化的，在这种情况下，供电模式若不针对性的进行调整，则可能存在独立供电设备带载功率不够的情况，或者存在浪费电能的情况。

技术实现思路

1、本发明目的之一在于提供一种供电控制系统，以针对不同的负载供电需求，提供多种供电模式，且在供电时，可根据负载动态变化情况，来针对性的调整供电方式。

2、供电控制系统，包括独立供电子系统和控制端，所述独立供电子系统包括若干供电单元，单个供电单元可单独为负载供电或由若干供电单元共同为负载供电，所述控制端，用于发送控制信号，自动控制若干供电单元并网共同为负载供电，当负载变化时，所述控制端基于负载的变化情况来自动优化供电方式，使与变化的负载功率值相匹配的多个供电单元并网后为变化后的负载供电。

3、解释：本发明所述独立供电子系统，区别于市电，是指在户外或其他可移动的场景下使用的供电设备系统。

4、本发明的有益效果在于：本发明中，独立供电子系统包括若干供电单元，在单个供电单元满足带载的情况下，单个供电单元可单独为负载供电，当需要若干供电单元才能满足带载需求的情况下，控制端发送控制信号，自动控制若干供电单元并网共同为负载供电，以此来根据不同负载的供电需求，提供多种供电模式，适应性更广；当为负载供电时，若负载存在变化的情况，则控制端基于负载的变化情况来自动优化供电方式，使与变化的负载功率值相匹配的多个供电单元并网后为变化后的负载供电，以此当负载增大到，当前数量的供电单元无法满足带载需求时，可以通过增加供电单元的并网数量的方式满足带载需求，当负载减少时，为了不过多的浪费电能，可以降低供电单元的数量，在既满足带载需求的同时，又可以节约电能。

5、本发明优选的实施方式在于：所述控制端为各个供电单元中设置的mcu控制模块，当多个供电单元共同为负载供电时，各个mcu控制模块之间相互通信协同控制，或所述控制端为应用端，所述应用端与各个供电单元中的mcu控制模块通信连接，用于向各个mcu控制模块发送并网控制信号或停机信号。

6、有益效果在于：本发明的控制端可以采用两种方式进行控制，一种是直接本地端控制，采用供电单元自身具备的mcu控制模块，各个mcu控制模块之间相互通信，需要同时为负载供电的供电单元的mcu控制模块协同，分别启动各自的供电单元；也可以采用远程端控制，即应用端与各个供电单元中的mcu控制模块通信连接，用于向各个mcu控制模块发送并网控制信号或停机信号。

7、本发明优选的实施方式在于：所述控制端可控制各个供电单元冷机时并网启动，或可控制各个供电单元热机时并网启动。

8、冷机并网是指在没有启动的时并联线连接好，依次启动各个供电单元。热机并网是指在启动好后发现要带重负载，功率不足又不想停机，要添加新供电单元的情况，直接插入并联线并联成功后再带重负载。

9、有益效果在于：本控制系统即可实现各个供电单元冷机时并网启动，又可实现各个供电单元热机时并网启动，以此满足不同场景下的启动需求。

10、本发明优选的实施方式在于：每个供电单元的mcu控制模块均计算出各自供电单元带载的有功、无功和视在功率的值，所述控制端，还用于显示所述输出电压、输出电流、有功、无功和视在功率的值。

11、有益效果在于：一方面通过mcu控制模块计算出供电单元带载的有功功率，该功率反映出当前负载的带载功率，即可以通过此种方式实时检测出负载的带载功率，从而实时掌握负载的变化，另一方面，通过控制端控制显示所述输出电压、输出电流、有功、无功和视在功率的值，方便用户实时了解当前供电单元和负载的供电情况。

12、本发明优选的实施方式在于：还包括报警单元，所述报警单元采用二级报警模式，所述供电单元包括储能单元和发电机单元，当储能单元单独供电，或多个储能单元为负载供电，或多个发电机单元与储能单元共同为负载供电时，储能单元电量低于设定第一阈值，所述报警单元发出一级报警提示，所述控制端在接收到第一报警信号后，判断发电机单元是否能带载的情况下同时为储能单元充电，若能，则自动控制储能单元停止供电，且自动控制发电机单元同时为储能单元充电；储能单元单独供电，或多个储能单元为负载供电时，或多个发电机单元与储能单元共同为负载供电时，储能单元电量低于设定第二阈值时，报警单元发出二级报警提示，所述控制端自动控制储能单元停止供电。

13、有益效果在于：本控制系统的报警单元采用二级报警模式，当储能单元电量低于设定第一阈值时，说明此时储能单元存在电量低的情况，通过报警单元发出一级报警提示，及时提示为储能单元充电，进一步地，控制端在接收到第一报警信号后，判断发电机单元是否能带载的情况下同时为储能单元充电，若能，则自动控制储能单元停止供电，且自动控制发电机单元同时为储能单元充电；若储能单元电量低于设定第二阈值时，说明此时储能单元电量低至下限值，报警单元发出二级报警提示，提示用户应及时停止储能单元供电，所述控制端自动控制储能单元停止供电，以免对整个供电系统造成影响。

14、本发明优选的实施方式在于：所述供电单元包括储能单元和发电机单元，在带载功率满足的情况下，储能单元或发电机单元可单独为负载供电，在无法满足带载功率的情况下，所述控制端，控制多个储能单元，或多个发电机单元，或多个储能单元与发电机单元并网，自动并网共同为负载供电。

15、有益效果在于：通过以上方式提供多种供电模式，储能单元带载具有噪音小，又环保没有尾气产生，可以户外独立电源使用。发电机单元供电：可以作为户外独立电源使用，且可提供大功率电源。并网的好处：使输出功率提高，可以根据实际需求调整系统的容量和功率输出。混合并网的好处：在需要安静的场景使用储能，对环境无要求又需要大功率可以使用发电机电源。

16、本发明优选的实施方式在于：多个供电单元并网共同为负载供电时，为负载供电的功率按照比例分配，根据每个供电单元的输出电压与相对应的额定电流之间的比值计算出每个供电单元为负载供电的分配功率。

17、有益效果在于：本发明基于每个储能单元或发电机单元的输出电压与相对应的额定电流之间的比值计算出每个供电单元为负载供电的分配功率，可以基于负载的实时变化情况，当所带负载发生变化时，输出电压将发生变化，从而使输出电压与相应供电单元的额定电流之间的比值也相应的发生变化，因此本设计可以基于实时变化的负载情况，来动态调节各个供电单元之间的功率分配，当多个供电单元共同为负载供电时，通过实时计算合理的分配功率，来为负载供电，使每个电源在不超过负荷的情况下，可以提高每个供电单元的能量利用率。

18、本发明优选的实施方式在于：若所述控制端为应用端，则所述应用端与各个mcu控制模块通过蓝牙、4g或5g网络中的一种进行通信。

19、有益效果在于：通过上述设计，来实现应用端与各个mcu控制模块的高效通信。

20、本发明优选的实施方式在于：当多个储能单元与发电机单元并网共同为负载供电时，所述储能单元和所述发电机单元均采用相同的逆变器电路，从而使每个供电单元输出电压的幅值之差在设定范围内，在逆变后对输出电压和输出电流均进行采样，每个供电单元的输出电压的频率之差在设定范围内，并且储能单元和发电机单元的逆变器驱动的载波相位之差在设定范围内。

21、有益效果在于：本发明通过控制多个并联的供电单元之间的输出电压的幅值之差在设定范围内，输出电压的频率之差在设定范围内，以及载波相位之差在设定范围内，从而可以确保多个供电单元之间直接并网。

22、本发明的目的之二在于提供一种供电控制方法，采用上述的供电控制系统为负载供电，包括以下内容：

23、控制端，发送控制信号，自动控制多个供电单元并网共同为负载供电；

24、实时检测负载的功率变化值；

25、当检测到负载功率变化时，所述控制端基于负载的变化情况来自动优化供电方式，使与变化的负载功率值相匹配的多个供电单元并网后为变化后的负载供电。