專利名稱：一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)及其智能網(wǎng)關(guān)、供電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全新的供電網(wǎng)絡(luò)，具體地涉及一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，并包括智能 網(wǎng)關(guān)及供電控制方法。
背景技術(shù)：
目前，分布式供電體系是我國(guó)乃至全世界唯一的供電模式，變電站/所的數(shù)量非 常龐大。雖然，世界各國(guó)也都在研究諸如數(shù)字式變電站/所，但充其量也就是將現(xiàn)有的變壓 器納入了數(shù)字化平臺(tái)中，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控的目的。但這不能從根本上解決供電模式存在的 種種問題。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的分布式供電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，發(fā)電廠所發(fā)出的電 力，經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸后到達(dá)變壓器端101，適配的變壓器102、103、104從變壓器端101獲得電 力后，供給用戶使用。一般為380V/50HZ相電壓(除非有特殊用途要求，諸如高速鐵路等)。 當(dāng)適配的變壓器102、103、104本身出現(xiàn)問題，或適配的變壓器102、103、104所配屬的用戶 出現(xiàn)問題時(shí)，通常的解決辦法為關(guān)閉變壓器端101，使得適配的變壓器102、103、104以及適 配的變壓器102、103、104所配屬的用戶全部停電，方可進(jìn)行維修和更換。這就導(dǎo)致分步式 供電體系需要停電維護(hù)。此外，當(dāng)適配的變壓器102、103或104的用戶有強(qiáng)烈的發(fā)電上網(wǎng) 的要求時(shí)，其所能供給的范圍也只能在適配的變壓器102、103或104所轄的用戶范圍內(nèi)，不 能跨越適配的變壓器102、103或104供給其它適配變壓器下的用戶，使得電能的利用率降 低。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下不足現(xiàn)有技術(shù)的這種分布式供 電模式的能源利用率低；現(xiàn)有技術(shù)的電能的配置平臺(tái)封閉，不利于諸如太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然 能源的科學(xué)化利用；現(xiàn)有技術(shù)的分布式供電體系中，當(dāng)某一變壓器因?yàn)楣收喜荒苷９ぷ?時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致該變壓器停電、維護(hù)、搶修等，對(duì)居民的用電需求造成重大負(fù)面影響，無(wú)法保 證用戶用電的連續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)及適于蜂窩 供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)，通過該智能網(wǎng)關(guān)以及合理布部局，將現(xiàn)有的分布式供電網(wǎng)絡(luò)模式徹 底改變成為一種蜂窩結(jié)構(gòu)，以提高能源利用率。一方面，為達(dá)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，所述蜂窩式供 電網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)蜂窩式供電層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu) 而構(gòu)成。另一方面，為達(dá)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)， 所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)蜂窩式供電層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接 成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成；所述多個(gè)變壓器中的至少一個(gè)變壓器包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電 控制服務(wù)器通訊，根據(jù)所述供電控制服務(wù)器的指令控制所述智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)
4的狀態(tài)。又一方面，為達(dá)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的供電控制 方法，所述方法適用于蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)蜂窩式供電 層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成；所述多個(gè)變壓器中的至少 一個(gè)包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電控制服務(wù)器通訊，根據(jù)所述供電控制服務(wù)器的指令控制所 述智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀態(tài)；所述方法包括判斷是否有數(shù)據(jù)卡插入，如果有， 則獲得該智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)地址；并判斷是否接收到所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令；如果 沒有收到所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令，則獲取變壓器參數(shù)，并向所述供電控制服務(wù)器 申請(qǐng)發(fā)送所述變壓器參數(shù)；當(dāng)申請(qǐng)通過時(shí)，向所述供電控制服務(wù)器上報(bào)所變壓器參數(shù)和所 述智能網(wǎng)關(guān)的地址；如果接收到所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令，則判斷所述指令是否符 合邏輯；當(dāng)符合邏輯時(shí)，執(zhí)行所述指令以控制所述適配變壓器的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀態(tài) 或者向所述供電控制服務(wù)器上報(bào)變壓器參數(shù)。通過本發(fā)明實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案，有利于將來(lái)的各種新式能源很融洽地與 供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)供電功率加大，并可解決諸如特高壓、直流及長(zhǎng)距離輸電等這些分布 式供電網(wǎng)絡(luò)所具有的高成本、高損耗的輸電缺陷。本發(fā)明實(shí)施例還改變了供電模式，可將電 能的配置平臺(tái)開放，以便各個(gè)自有的發(fā)電裝置能夠上網(wǎng)交易，從而達(dá)到諸如太陽(yáng)能、風(fēng)能等 自然能源的科學(xué)化利用，免除了電網(wǎng)的“門砍”。本發(fā)明實(shí)施例還可將電能從一個(gè)變壓器轉(zhuǎn) 到需要用電的另一個(gè)變壓器，使電能的配置更為合理，提高了能源的利用率。通過本發(fā)明實(shí) 施例的技術(shù)方案，當(dāng)某一變壓器因?yàn)楣收喜荒苷９ぷ鲿r(shí)，采用蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，就可以將 變壓器之外的電力通過本發(fā)明實(shí)施例的智能網(wǎng)關(guān)引導(dǎo)到該變壓器的用戶中，以保持用電的 連續(xù)性。同時(shí)，也可將該變壓器從供電網(wǎng)絡(luò)中分割出來(lái)，以便修理和維護(hù)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是 本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還 可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的分布式供電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架示意圖；圖2A為本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)中的其中一層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為本發(fā)明實(shí)施例圖2A中蜂窩式供電層的一部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例圖4中處理單元404的細(xì)化功能框圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的智能網(wǎng)關(guān)控制器的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是
5本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架示意圖。如圖2所示，該蜂窩 式供電網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)蜂窩式供電層，該蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié) 構(gòu)而構(gòu)成。較佳地，該蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)蜂窩式供電層，該多個(gè)蜂窩式供電層的電壓 等級(jí)各不相同，每一個(gè)蜂窩式供電層與相鄰電壓等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)蜂窩式供電層連接，且 每一個(gè)所述蜂窩式供電層由相同電壓等級(jí)的多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。參閱 圖2，圖2中示例性地繪示了三層蜂窩式供電層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括第N層、第N+1層及第N+2 層。然本發(fā)明實(shí)施不以此為限，還可以包括更多或更少的層。在第N層與第N+1層之間具有 層間連接，例如為供電電纜，在第N+1層與第N+2層之間具有層間連接。第N層、第N+1層 及第N+2層的電壓等級(jí)各不相同，例如第N層的電壓等級(jí)為330KV，第N+1層的電壓等級(jí)為 220KV，第N+2層的電壓等級(jí)為110KV。如是需要更多的蜂窩式供電層時(shí)，可以按電壓等級(jí)從 1500KV、1000KV、750KV、500KV、330KV、220KV、110KV、66KV、35KV、10KV、6. 6KV、0. 4KV、380V、 220V遞減的順序依次構(gòu)建相應(yīng)電壓等級(jí)的蜂窩式供電層。具體地，每一個(gè)所述蜂窩式供電層與相鄰電壓等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)蜂窩式供電層通 過電纜和變壓器相連接。對(duì)于電壓等級(jí)為220KV的第N+1層，與其相鄰電壓等級(jí)的層是電 壓等級(jí)為110KV的第N+2層以及電壓等級(jí)為330KV的第N層。具體地，上述變壓器包括電 力變壓器和/或配電變壓器，進(jìn)一步地，該電力變壓器的電壓等級(jí)大于或等于35KV，配電變 壓器的電壓等級(jí)小于或等于10KV。可選地，所述多個(gè)變壓器中的至少一個(gè)變壓器包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電控制 服務(wù)器通訊，根據(jù)所述供電控制服務(wù)器的指令控制所述智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀 態(tài)。圖2A為本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的其中一層的示意圖。如圖 2A所示，該蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包由多個(gè)適配變壓器202、203、204、206、207、208連接成蜂窩式 結(jié)構(gòu)的一個(gè)蜂窩供電層，以及其上一層的蜂窩供電層，在圖2A中僅繪示出上一層蜂窩供電 層包含的兩個(gè)變壓器201和205，該多個(gè)適配變壓器202、203、204、206、207、208連接成蜂窩 式結(jié)構(gòu)。除最高電壓等級(jí)蜂窩式供電層之外的每一個(gè)蜂窩式供電層包含的任意一個(gè)變壓器 的開入端與上一蜂窩式供電層的開出端相連接，且除最低電壓等級(jí)蜂窩式供電層之外的每 一個(gè)蜂窩式供電層的開出端與處于下一蜂窩式供電層的至少一個(gè)變壓器的開入端連接。其 連接方法是蜂窩供電同一層的適配變壓器間都是相互獨(dú)立的，即每一個(gè)適配變壓器的開 入端都與上一層蜂窩供電層連接，只有同一層的某一適配變壓器出現(xiàn)故障后，其開入端即 可與上一層蜂窩供電層斷開，其開出端按控制指令進(jìn)行連接，以確保用戶的用電需要。圖2 并非本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的唯一結(jié)構(gòu)，還可以有其它各種變形。例如適配變壓器202、 203、204、206、207、208也可以構(gòu)成為正六邊形的蜂窩單元的六個(gè)節(jié)點(diǎn)上，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的 適配變壓器都與相鄰節(jié)點(diǎn)上的適配變壓器相連接。以適配變壓器202、203為例來(lái)說明，當(dāng) 適配變壓器202、203相連接時(shí)，適配變壓器202的開入端連接到適配變壓器203的開入端， 且適配變壓器202的開出端需按控制指令連接到適配變壓器203的開出端?？蛇x地，上述 多個(gè)適配變壓器202、203、204、206、207、208中的每一個(gè)均可以包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電控制服務(wù)器通訊，根據(jù)該供電控制服務(wù)器的指令控制智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的連 接或斷開。以下舉例說明本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電力調(diào)度的工作過程。圖2B 為本發(fā)明實(shí)施例圖2A中蜂窩式供電層的一部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2B所示，變壓器 204、206及207附近或其內(nèi)部均設(shè)置有智能網(wǎng)關(guān)，但智能網(wǎng)關(guān)并非每一個(gè)變壓器都需要配 置。2041為變壓器204的開入端的可控電磁開關(guān)，2042,2043及2044為變壓器204的開出 端的可控電磁開關(guān)。變壓器204的智能網(wǎng)關(guān)與可控制電磁開關(guān)2041、2042、2043及2044連 接，用于控制其斷開或閉合，以及監(jiān)視變壓器204的狀態(tài)。在一可選實(shí)施例中，一個(gè)智能網(wǎng) 關(guān)可以監(jiān)視多個(gè)變壓器的狀態(tài)。類似地，為舉例方便，圖2B中也給出了變壓器206、207也 是基于與變壓器204相似的配置。變壓器206也具有智能網(wǎng)關(guān)，其控制位于變壓器206開 入端的可控電磁開關(guān)2061、開出端的可控電磁開關(guān)2062、2063和2064。變壓器207也具 有智能網(wǎng)關(guān)，其控制位于變壓器207開入端的可控電磁開關(guān)2071、開出端的可控電磁開關(guān) 2072、2073和2074。變壓器204、206及207的開入端的連接線為上一供電層的供電線纜A， 而2041、2061及2071則為變壓器204、206及207開入端的可控電磁開關(guān)。變壓器204、206 及207的開出端的連接線為本蜂窩供電層的供電線纜B，而2042、2062及2072則為變壓器 204,206及207開出端的可控電磁開關(guān)。而可控電磁開關(guān)2043、2044、2063、2064、2073及 2074可控制蜂窩供電電纜B的連接。當(dāng)變壓器204損壞時(shí)，會(huì)斷開可控電磁開關(guān)2041及2042，同時(shí)閉合可控電磁開關(guān) 2043及變壓器206的可控電磁開關(guān)2063，2064及變壓器207的可控制電磁開關(guān)2074，使得 變壓器204下轄用戶的供電電流由變壓器206和207直接供給，并將變壓器204隔離出來(lái) 進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)變壓器204供電負(fù)荷過大時(shí)，可以將變壓器207的可控電磁開關(guān)2074及變壓 器206的可控電磁開關(guān)2063、2064以及變壓器204的可控電磁開關(guān)2043閉合，提供補(bǔ)充電 流，以削減變壓器204的負(fù)荷。對(duì)于變壓器207而言，變壓器204、206的供電電流有可能在 閉合后就能達(dá)到204的供電要求，若還達(dá)不到要求，可以對(duì)于207而言把變壓器204和206 看作為一個(gè)虛擬的供電變壓器。在供電過程之中，也會(huì)將這臺(tái)虛擬變壓器的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至207 上。這也是電網(wǎng)的要求?？傊?，在適配變壓器204的用電負(fù)荷過大，而適配變壓器207的用電負(fù)荷過小的情 況下，本發(fā)明實(shí)施例就會(huì)啟動(dòng)適配變壓器207的智能網(wǎng)關(guān)，遠(yuǎn)程供電控制服務(wù)器向其發(fā)送 指令以便將適配變壓器207的開出端匯接到適配變壓器206，同時(shí)也啟動(dòng)適配變壓器206 的智能網(wǎng)關(guān)，將多余電能匯接到適配變壓器206的電網(wǎng)內(nèi)，并由適配變壓器206的智能網(wǎng)關(guān) 線路的閉合繼續(xù)匯接到適配變壓器204的電網(wǎng)內(nèi)。這樣就構(gòu)成了虛擬的變壓器模式，使得 適配變壓器207的用戶與適配變壓器204的用戶同樣使用一個(gè)虛擬變壓器，并將適配變壓 器207多余的電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移到適配變壓器204下，從而使適配變壓器204得到充足的電力 供應(yīng)，而適配變壓器207的電力利用率得以提高。而在分步式供電網(wǎng)絡(luò)下，雖然也有智能網(wǎng) 關(guān)，但只能是單路切斷，而無(wú)法形成電能的按需匯接，從而導(dǎo)致被斷開的變壓器下端用戶停 電。因此，這種靈活的電能匯接模式，只有在蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)下才可以得到實(shí)現(xiàn)。同樣，智能電網(wǎng)的核心要素之一，是開放的電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電及 以家庭為單位的智能化用電及發(fā)電。又如，其網(wǎng)內(nèi)家庭發(fā)電的余量可向電網(wǎng)輸送。在現(xiàn)有的 其它供電網(wǎng)絡(luò)上，諸如，分步式供電以及微網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)下，當(dāng)適配變壓器207的供電負(fù)荷過
7小時(shí)，其發(fā)電效益也會(huì)減小。而只有當(dāng)使用本蜂窩網(wǎng)絡(luò)供電時(shí)，發(fā)電效能才能轉(zhuǎn)移到其它電 網(wǎng)內(nèi)，以提高發(fā)電效益。如圖中適配變壓器207的電能可能轉(zhuǎn)到適配變壓器202、203、204、 206或208上等等。這是對(duì)電網(wǎng)售電價(jià)格而言的，當(dāng)售電價(jià)格較高時(shí)，用戶就會(huì)提高家庭發(fā) 電的積極性，從而提高電能使用的效率。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合參閱 圖2A與圖3，對(duì)于圖2A中的每一個(gè)適配變壓器202、203、204、206、207、208，其內(nèi)部的詳細(xì) 結(jié)構(gòu)如圖3所示，以下以適配變壓器202為例進(jìn)行說明，其包括智能網(wǎng)關(guān)300和多路開出 的可控電磁開關(guān)310。雖然圖3中示出了 4個(gè)可控電磁開關(guān)310，但實(shí)際中還可包括更多的 可控電磁開關(guān)，例如包括8個(gè)。上述可控電磁開關(guān)310與其它的適配變壓器的蜂窩連接電 纜(圖中未繪示)，通過該可控電磁開關(guān)310的閉合狀態(tài)來(lái)控制上述兩個(gè)適配變壓器之間 通路的通斷。在另一實(shí)施例中，適配變壓器還進(jìn)一步包括供電網(wǎng)絡(luò)可控補(bǔ)償單元320，其用 于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。例如，在一實(shí)施例中，該變壓器330可以是圖2A中的上端變 壓器201，也可以是同一級(jí)別或?qū)哟蔚姆涓C網(wǎng)絡(luò)中的適配變壓器203、204或206，還可以是 作為下一級(jí)別或?qū)哟蔚姆涓C網(wǎng)絡(luò)中的下層適配變壓器，通過這種方式可以將用戶利用自然 能源自行發(fā)電產(chǎn)生的電能輸入至上一層的適配變壓器202中，然后再調(diào)度至其它適配變壓
ο再參閱圖3，該智能網(wǎng)關(guān)300包括雙向通訊裝置301和智能網(wǎng)關(guān)控制器302。該 雙向通訊裝置301，用于解析該供電控制服務(wù)器340下發(fā)的指令，將解析后的指令傳送至該 智能網(wǎng)關(guān)控制器302，并將該智能網(wǎng)關(guān)控制器302傳送的變壓器參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至該供電控制服 務(wù)器340。雙向通訊裝置301可以是光纖/無(wú)線(3G/GSM等)或未來(lái)發(fā)展獲得的被應(yīng)用的 通訊手段以及電力負(fù)控等手段。它是一個(gè)雙向?qū)崟r(shí)在線的通訊模式，與供電控制服務(wù)器進(jìn) 行通信，它可由未來(lái)“三網(wǎng)合一”后的網(wǎng)絡(luò)體系形成。其中，供電控制服務(wù)器340可實(shí)施遠(yuǎn)程 調(diào)度，供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令包括但不限定于控制相應(yīng)的可控電磁開關(guān)310閉合或 斷開；對(duì)開入端參數(shù)進(jìn)行采樣；對(duì)開出端參數(shù)進(jìn)行采樣；對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行品質(zhì)因數(shù)補(bǔ)償；對(duì) 變壓器功率進(jìn)行采樣；對(duì)變壓器溫度進(jìn)行采樣；對(duì)變壓器所處環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行采樣等。該智能網(wǎng)關(guān)控制器302，用于根據(jù)該雙向通訊裝置301傳送的解析后的指令，控制 該智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)310的狀態(tài)，以及通過雙向通訊裝置301向供電控制服務(wù) 器340上報(bào)變壓器參數(shù)。該智能網(wǎng)關(guān)控制器302可控制供電線路的開/斷，并且可對(duì)變壓 器參數(shù)進(jìn)行采樣，以及對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。其中，可控電磁開關(guān)310，用于根據(jù)電網(wǎng)功 率需求，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切斷與連接。其中，變壓器參數(shù)包括但不限定于變壓器的開出端參數(shù)、變壓器的開入端參數(shù)、 變壓器狀態(tài)參數(shù)、變壓器所處環(huán)境參數(shù)。變壓器的開出端參數(shù)包括采集到的開出端電網(wǎng)參 數(shù)，例如相電流、相電壓、頻率及功率因數(shù)等。變壓器的開入端參數(shù)包括適配變壓器的上位 供電網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，例如相電流、相電壓、頻率及功率因數(shù)等。變壓器狀態(tài)參數(shù)包括變壓器的 溫度變化、在線變壓比、非線性失真、額定頻率等一些與變壓器在線狀態(tài)有關(guān)的參數(shù)。變壓 器所處環(huán)境參數(shù)包括變壓器的環(huán)境所處的狀態(tài)，例如溫度、濕度等環(huán)境要素。再結(jié)合參閱圖2A和圖3，上端變壓器201和205只是供給輸電網(wǎng)絡(luò)中的適配變壓 器202、203、204、206、207、208。而這些適配變壓器不屬于任何一臺(tái)上端變壓器201和205。 變壓器之間可以通過蜂窩供電網(wǎng)絡(luò)的連線，進(jìn)行電能變換和補(bǔ)充。每一臺(tái)適配變壓器所轄
8的用戶，雖然在其功能與屬性上沒有變化，但其不會(huì)受到停電和負(fù)載過大等的危險(xiǎn)。比如， 變壓器202或變壓器202所轄用戶出現(xiàn)故障時(shí)，適配變壓器203或204就可經(jīng)過本發(fā)明實(shí) 施例的供電控制服務(wù)器340遠(yuǎn)程控制智能網(wǎng)關(guān)300切合到202所轄用戶區(qū)，保持用戶用電 需求的同時(shí)，并可將適配變壓器202從供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)分割出來(lái)，進(jìn)行停機(jī)維修。再如，當(dāng)適配 變壓器206發(fā)生故障時(shí)，上端變壓器201可經(jīng)過蜂窩網(wǎng)絡(luò)并經(jīng)由適配變壓器202直接供給 電能于適配變壓器206的用戶，使得適配變壓器206可以再次被分割出來(lái)，進(jìn)行停機(jī)維修。當(dāng)所轄變壓器的某些用戶，其發(fā)電自愿上網(wǎng)時(shí)，就可使得其電能被廣泛地傳播。比 如，當(dāng)適配變壓器204下轄的用戶發(fā)電上網(wǎng)時(shí)，倘若適配變壓器204所轄用戶不能消納時(shí)， 它可將電能從適配變壓器204導(dǎo)入到包括適配變壓器202、203、206、207及208在內(nèi)的其它 適配變壓器下，從而可使得自行發(fā)電用戶的效能及利益最大化。圖4為本發(fā)明實(shí)施例蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合參閱圖 3和圖4，該雙向通訊裝置301包括實(shí)時(shí)在線通訊單元401、指令解析單元402和數(shù)據(jù)收發(fā) 單元403，實(shí)時(shí)在線通訊單元401分別與指令解析單元402和數(shù)據(jù)收發(fā)單元403連接。實(shí)時(shí) 在線通訊單元401，用于與供電控制服務(wù)器340進(jìn)行雙向通訊，接收供電控制服務(wù)器340下 發(fā)的指令，將該指令傳送至指令解析單元402，并將從數(shù)據(jù)收發(fā)單元403接收到的變壓器參 數(shù)傳送至供電控制服務(wù)器340。指令解析單元402，用于解析該指令，并將解析后的指令傳 送至智能網(wǎng)關(guān)控制器302 ；數(shù)據(jù)收發(fā)單元403，用于將智能網(wǎng)關(guān)控制器302上報(bào)的變壓器參 數(shù)傳送至實(shí)時(shí)在線通訊單元401。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4，可選地，該智能網(wǎng)關(guān)控制器具體可以包括處理單元404和采樣單 元405 ；處理單元，用于根據(jù)解析后的供電控制服務(wù)器340下發(fā)的指令，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)408 以控制多個(gè)可控電磁開關(guān)310的狀態(tài)，觸發(fā)采樣單元405采集變壓器參數(shù)，以及向雙向通訊 裝置301發(fā)送變壓器參數(shù)；采樣單元405，在處理單元404的控制下采集變壓器參數(shù)，并反 饋給處理單元404。其中，變壓器參數(shù)包括圖4中示出的開出端電網(wǎng)參數(shù)409、開入端電網(wǎng) 參數(shù)410、變壓器狀態(tài)參數(shù)411及環(huán)境狀態(tài)參數(shù)412。具體地，處理單元404可采用單片機(jī) 或者其它嵌入式計(jì)算機(jī)等。采樣單元405可采用例如溫度計(jì)、濕度計(jì)、電流計(jì)、電壓計(jì)、功率 計(jì)，環(huán)境溫度計(jì)等多種與變壓器及開關(guān)有關(guān)的傳感器。在另一可選實(shí)施例中，雙向通訊裝置301也可以僅包含實(shí)時(shí)在線通訊單元401，而 智能網(wǎng)關(guān)控制器302包括上述指令解析單元402和數(shù)據(jù)收發(fā)單元403，在該實(shí)施例中，指 令解析單元402、數(shù)據(jù)收發(fā)單元403、處理單元404和采樣單元405構(gòu)成了智能網(wǎng)關(guān)控制器 302。在又一可選實(shí)施例中，上述指令解析單元402和數(shù)據(jù)收發(fā)單元403是集成配置于 處理單元404內(nèi)部。在一可選實(shí)施例中，該智能網(wǎng)關(guān)控制器還可以進(jìn)一步包括地址設(shè)定單元406，與 處理單元404相連，用于對(duì)智能網(wǎng)關(guān)的地址進(jìn)行設(shè)置，有利于設(shè)備的批量生產(chǎn)和維護(hù)。圖5為本發(fā)明實(shí)施例圖4中處理單元404的細(xì)化功能框圖。結(jié)合參閱圖5、圖4和 圖3，可選地，該處理單元404具體可以包括第一判斷模塊501，用于判斷是否接收到供電 控制服務(wù)器340發(fā)送的指令；采樣觸發(fā)模塊502，用于當(dāng)?shù)谝慌袛嗄K501的判斷結(jié)果為否 時(shí)，觸發(fā)采樣單元404采集變壓器參數(shù)；上報(bào)申請(qǐng)模塊503，用于向供電控制服務(wù)器340申 請(qǐng)上報(bào)變壓器參數(shù)；第二判斷模塊504，用于判斷上報(bào)申請(qǐng)是否通過；發(fā)送模塊505，用于當(dāng)?shù)诙袛嗄K504的判斷結(jié)果為是時(shí)，向供電控制服務(wù)器340上報(bào)變壓器參數(shù)。在一可選 實(shí)施例中，第二判斷模塊504還可以與采樣觸發(fā)模塊502連接，用于當(dāng)上報(bào)申請(qǐng)未通過時(shí)， 啟動(dòng)采樣觸發(fā)模塊502。可選地，該處理單元404還可以進(jìn)一步包括第三判斷模塊506，與第一判斷模塊 501相連，用于當(dāng)?shù)谝慌袛嗄K501的判斷結(jié)果為是時(shí)，判斷解析后的供電控制服務(wù)器340 下發(fā)的指令是否符合邏輯；指令執(zhí)行模塊507，用于當(dāng)?shù)谌袛鄦卧?06的判斷結(jié)果為是 時(shí)，執(zhí)行供電控制服務(wù)器340下發(fā)的指令。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的智能網(wǎng)關(guān)控制器的工作流程的流程圖。該流程由單片機(jī)執(zhí) 行，該單片機(jī)用于對(duì)變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，控制可控電磁開關(guān)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償， 以及實(shí)時(shí)在線收發(fā)上端指令和數(shù)據(jù)等。如圖6所示，該流程具體包括如下步驟步驟601、流程開始。步驟602、判斷有無(wú)數(shù)據(jù)卡插入，以判斷是否進(jìn)入工作狀態(tài)；如是，則轉(zhuǎn)入步驟 603，如否，則轉(zhuǎn)入步驟608。步驟608、當(dāng)沒有數(shù)據(jù)卡時(shí)，一直處于等待狀態(tài)，提示插入數(shù)據(jù)卡。步驟603、當(dāng)有數(shù)據(jù)卡時(shí)，進(jìn)一步判斷有無(wú)上端指令，例如調(diào)度指令或采樣指令，如 有，則轉(zhuǎn)入步驟609，否則，轉(zhuǎn)入步驟604。步驟604，當(dāng)沒有上端調(diào)度指令時(shí)，讀取采樣點(diǎn)參數(shù)。它包括開出/開入端采樣數(shù) 據(jù)及環(huán)境數(shù)據(jù)等，如圖4所列舉的各種數(shù)據(jù)。步驟605、向供電控制服務(wù)器申請(qǐng)發(fā)送上述采 樣數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，有兩種上報(bào)方式，一種是主動(dòng)上報(bào)，一種是被動(dòng)上報(bào)，而主動(dòng)上報(bào)變 壓器參數(shù)的方式有利于供電控制服務(wù)器對(duì)突發(fā)事件，比如適配變壓器過熱、線路短路等等 進(jìn)行及時(shí)處置。步驟606、判斷上報(bào)申請(qǐng)是否通過，當(dāng)沒被批準(zhǔn)時(shí)，則處于等待狀態(tài)，返回至步驟 605繼續(xù)申請(qǐng)上報(bào)，或者返回至步驟604采集更新后的參數(shù)后再申請(qǐng)上報(bào)。步驟607、當(dāng)獲得批準(zhǔn)時(shí)，則將采樣數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)卡中的數(shù)據(jù)發(fā)送至供電控制服務(wù)器 340。步驟609、當(dāng)有上端指令時(shí)，解析指令，以判斷指令的用途。具體地，指令包括但不 限于以下幾方面1、對(duì)相應(yīng)的可控電磁開關(guān)進(jìn)行切斷或閉合；2、對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行品質(zhì)因數(shù) 補(bǔ)償；3、對(duì)開入端參數(shù)進(jìn)行采樣；4、對(duì)開出端參數(shù)進(jìn)行采樣；5、對(duì)變壓器功率進(jìn)行采樣；6、 對(duì)變壓器溫度進(jìn)行采樣；7、對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行采樣。然后轉(zhuǎn)入步驟610。如果雙向通訊裝置 已經(jīng)解析過上端指令時(shí)，步驟609可以不執(zhí)行解析。步驟610、進(jìn)行命令的邏輯判斷，當(dāng)指令不符合邏輯時(shí)轉(zhuǎn)入步驟603，這里的不符 合邏輯，泛指不符合本指令范疇的內(nèi)容，諸如瞬間的同頻干擾等等。當(dāng)符合邏輯時(shí)轉(zhuǎn)入步驟 611。步驟611、執(zhí)行符合邏輯的指令，而對(duì)不符合邏輯的命令不予執(zhí)行。本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，可以迅速、及時(shí)地將電流轉(zhuǎn)入最需要這些電流 的地方去。比如白天工作時(shí)間內(nèi)，大量商務(wù)寫字樓、工礦企業(yè)等等用電量就會(huì)增加，在配置 上，就可以將大量電力經(jīng)本發(fā)明的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到這些地方去，使電能的配置更為 合理，這就有效地在未增加發(fā)電能力的基礎(chǔ)上，提高了能源的利用率。以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述
10實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以 對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而 這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)蜂窩式供 電層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括多 個(gè)蜂窩式供電層，所述多個(gè)蜂窩式供電層的電壓等級(jí)各不相同，每一個(gè)所述蜂窩式供電層 與相鄰電壓等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)蜂窩式供電層連接，且每一個(gè)所述蜂窩式供電層由相同電壓 等級(jí)的多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，每一個(gè)所述蜂窩式供電層與 相鄰電壓等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)蜂窩式供電層通過供電電纜相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，除最高電壓等級(jí)蜂窩式供電 層之外的每一個(gè)所述蜂窩式供電層中的至少一個(gè)變壓器的開入端與上一蜂窩式供電層的 開出端相連接，且除最低電壓等級(jí)蜂窩式供電層之外的每一個(gè)所述蜂窩式供電層的開出端 與處于下一蜂窩式供電層的至少一個(gè)變壓器的開入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述多個(gè)變壓器中的至少 一個(gè)變壓器包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電控制服務(wù)器通訊，根據(jù)所述供電控制服務(wù)器的指令 控制所述變壓器的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述智能網(wǎng)關(guān)包括雙向通訊 裝置和智能網(wǎng)關(guān)控制器；所述雙向通訊裝置，用于解析所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令，將解析后的指令傳送 至所述智能網(wǎng)關(guān)控制器，并將所述智能網(wǎng)關(guān)控制器傳送的變壓器參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述供電控制 服務(wù)器；所述智能網(wǎng)關(guān)控制器，用于根據(jù)所述雙向通訊裝置傳送的解析后的指令，經(jīng)智能網(wǎng)關(guān) 控制所述變壓器的開出端與開入端，以及通過所述雙向通訊裝置向所述供電控制服務(wù)器上 報(bào)變壓器參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或6所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述變壓器包括電 力變壓器和/或配電變壓器。
8.一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括至少一 個(gè)蜂窩式供電層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成；所述多個(gè)變 壓器中的至少一個(gè)變壓器包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電控制服務(wù)器通訊，根據(jù)所述供電控制 服務(wù)器的指令控制所述智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述智能網(wǎng)關(guān)包 括雙向通訊裝置和智能網(wǎng)關(guān)控制器；所述雙向通訊裝置，用于解析所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令，將解析后的指令傳送 至所述智能網(wǎng)關(guān)控制器，并將所述智能網(wǎng)關(guān)控制器傳送的變壓器參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述供電控制 服務(wù)器；所述智能網(wǎng)關(guān)控制器，用于根據(jù)所述雙向通訊裝置傳送的解析后的指令，控制所述智 能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀態(tài)，以及通過所述雙向通訊裝置向所述供電控制服務(wù)器上 報(bào)變壓器參數(shù)。
10.一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)的供電控制方法，其特征在于，所述方法適用于蜂窩式供電網(wǎng) 絡(luò)，所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)蜂窩式供電層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成；所述多個(gè)變壓器中的至少一個(gè)包括智能網(wǎng)關(guān)，用于與供電控制 服務(wù)器通訊，根據(jù)所述供電控制服務(wù)器的指令控制所述智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀 態(tài)；所述方法包括判斷是否有數(shù)據(jù)卡插入；當(dāng)有數(shù)據(jù)卡時(shí)，則獲得所述智能網(wǎng)關(guān)的地址，并判斷是否接收到所述供電控制服務(wù)器 下發(fā)的指令；如果沒有收到所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令，則獲取變壓器參數(shù)，并向所述供電控 制服務(wù)器申請(qǐng)發(fā)送所述變壓器參數(shù)；當(dāng)申請(qǐng)通過時(shí)，向所述供電控制服務(wù)器上報(bào)所述變壓器參數(shù)和所述智能網(wǎng)關(guān)的地址； 如果接收到所述供電控制服務(wù)器下發(fā)的指令，則判斷所述指令是否符合邏輯； 當(dāng)符合邏輯時(shí)，執(zhí)行所述指令以控制所述智能網(wǎng)關(guān)的多個(gè)可控電磁開關(guān)的狀態(tài)或者向 所述供電控制服務(wù)器上報(bào)變壓器參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)，及該網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)關(guān)及供電控制方法。所述蜂窩式供電網(wǎng)絡(luò)還包括至少一個(gè)蜂窩式供電層，所述蜂窩式供電層由多個(gè)變壓器連接成蜂窩式結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。本發(fā)明實(shí)施例可以根據(jù)需要將電能從一個(gè)變壓器轉(zhuǎn)到需要用電的另一個(gè)變壓器，使電能的配置更為合理，提高了能源的利用率。通過本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，當(dāng)某一變壓器因?yàn)楣收喜荒苷９ぷ鲿r(shí)，采用蜂窩供電網(wǎng)絡(luò)，就可以將變壓器之外的電力引導(dǎo)到該變壓器的用戶中，以保持用電的連續(xù)性。同時(shí)，也可將該變壓器從供電網(wǎng)絡(luò)中分割出來(lái)，以便修理和維護(hù)。
文檔編號(hào)H04L12/66GK102122820SQ20111000278
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者盧泳 申請(qǐng)人:盧泳