CN105356171A - 入墙式智能插座 - Google Patents

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董朝阳
赵俊华
魏文潇
徐茂鑫
余涛
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China South Power Grid International Co ltd
South China University of Technology SCUT
Power Grid Technology Research Center of China Southern Power Grid Co Ltd
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China South Power Grid International Co ltd
South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明公开了一种入墙式智能插座，包括插座本体，在所述插座本体内设置电源转换单元、信号测量单元、开关单元、载波通信单元、DSP数据处理与控制单元，所述电源转换单元的输入端、信号测量单元的输入端以及载波通信单元分别并联交流220V线路，所述开关单元串联至交流220V线路，所述电源转换单元的输出端分别与信号测量单元、DSP数据处理与控制单元、载波通信单元、开关单元相接，所述DSP数据处理与控制单元分别与信号测量模单元、载波通信单元、开关单元相接。本发明在传统插座的基础上结合低压载波通信技术可在线路上实现用户与供电公司在能量流和信息流的多重交互，支持用电设备的“即插即用”。

Description

入墙式智能插座
技术领域
本发明涉及智能插座控制器，更具体地说，涉及一种入墙式智能插座。
背景技术
能源互联网中分布式设备数量庞大，若其接入***的问题均由电网公司进行人工设计和规划显然不现实。未来的电网公司应当主要承担输配电***的升级和扩容，并确保用户侧的能量管理***与调度机构具有足够的通信能力，而不具体干涉分布式设备的接入。这就要求能源互联网具有支持分布式设备即插即用的能力，即发展支持分布式发电、储能、可控负荷等设备即插即用的标准接口。这种标准接口包括物理和信息两个方面。物理接口应当支持各种符合电气标准的分布式设备的接入；信息接口应当支持各种分布式设备的识别和通信。目前已有学者提出了能源路由器的概念，实现中低压配电网与上层电力网络、中低压配电网之间的变压调节、交直流转换和信息连接等功能。
能源路由器实现了区域子网之间的互联，但是,对于每个子网下的终端用户仍需要为其提供一个标准的接口，实现用户端各个分布式设备的即插即用。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种入墙式智能插座，在线路上实现用户与供电公司在能量流和信息流的多重交互，支持用电设备的“即插即用”。
为了实现上述目的，本发明提供了一种入墙式智能插座，包括插座本体，在所述插座本体内设置电源转换单元、信号测量单元、开关单元、载波通信单元、DSP数据处理与控制单元，所述电源转换单元的输入端、信号测量单元的输入端以及载波通信单元分别并联交流220V线路，所述开关单元串联至交流220V线路，所述电源转换单元的输出端分别与信号测量单元、DSP数据处理与控制单元、载波通信单元、开关单元相接，所述DSP数据处理与控制单元分别与信号测量模单元、载波通信单元、开关单元相接。
作为本发明的一种改进，所述电源转换单元包括共模信号抑制电路、AC-DC变换电路和DC-DC变换电路，所述共模信号抑制电路、AC-DC变换电路、DC-DC变换电路依次相连，其中，共模信号抑制电路连接至交流线路，DC-DC变换电路分别与信号测量单元、DSP数据处理及控制单元、载波通信单元、开关单元连接；共模信号抑制电路用于对220V交流线路的载波信号进行衰减抑制，防止供电单元对载波通信单元造成干扰；AC-DC变换电路用于将220V交流线路的交流大电压转换为直流小电压，从而给其他功能单元供电；DC-DC变换电路用于将AC-DC变换电路输出的固定幅值的直流电压转换为多种幅值的直流电压，从而满足不同功能单元对供电电压的需求。
作为本发明的一种改进，所述信号测量单元包括信号调理电路和模数转换电路，所述信号调理电路连接至交流线路，用于将线路侧的大电压大电流转换为适合模数转换电路采集的小电压信号，所述模数转换电路连接在信号调理电路和所述DSP数据处理及控制单元之间，用于将模拟信号转换为适合DSP处理的数字信号。
作为本发明的一种改进，所述DSP数据处理及控制单元包括DSP数据信号处理器、实时时钟电路、数据存储电路，所述DSP数字信号处理器分别与模数转换电路、载波通信单元、开关单元、实时时钟电路、数据存储电路连接；DSP数字信号处理器为***的数据处理与控制核心，实时时钟电路为测量数据提供时基标准，数据存储电路掉电存储短时内的测量数据。
与现有技术相比，本发明入墙式智能插座在传统插座的基础上可实现用户与供电公司在能量流和信息流的多重交互，实现对用电设备的远程控制；可对220V交流线路的电压和电流进行实时监测，从而获得大量的用户用电数据，这些测量数据可以通过载波通信以及相应的智能终端上传到电网公司的数据服务中心，构成能源互联的基础数据库，这些数据信息可为用户用电模式分析、需求侧响应建模、开展主动配电网工作等奠定基础。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的结构及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1，本发明入墙式智能插座包括电源转换单元、信号测量单元、开关单元、载波通信单元、DSP数据处理与控制单元。电源转换单元的输入端、信号测量单元的输入端以及载波通信单元分别并联交流220V线路，开关单元串联至交流220V线路；电源转换单元的输出端分别与信号测量单元、DSP数据处理与控制单元、载波通信单元、开关单元相接，DSP数据处理与控制单元分别与信号测量模单元、载波通信单元、开关单元相接。“DSP”是数字信号处理器的英文缩写,DSP数据处理与控制单元为基于DSP的数据处理与控制单元。
电源转换单元包括共模信号抑制电路，AC-DC变换电路，DC-DC变换电路。共模信号抑制电路、AC-DC变换电路、DC-DC变换电路依次相连；其中共模信号抑制电路连接至交流线路，DC-DC变换电路分别与信号测量单元、DSP数据处理及控制单元、载波通信单元、开关单元连接。共模信号抑制电路可以对220V交流线路中的载波信号进行衰减抑制，防止供电单元对载波通信单元造成干扰；AC-DC变换电路可以就220V交流线路的交流大电压转换为直流小电压，从而能够给智能插座的其他功能单元供电；DC-DC变换电路可以将AC-DC变换电路输出的固定幅值的直流电压转换为多种幅值的直流电压，从而满足不同功能单元对供电电压的需求。
信号测量单元包括信号调电路、ADC模数转换电路。信号调理电路连接至交流线路，可以把线路侧的大电压大电流转换为适合模数转换电路采集的小电压信号，模数转换电路连接在信号调理电路和DSP数据处理及控制单元之间，可以将模拟信号转换为适合DSP处理的数字信号。
DSP数据处理及控制单元包括DSP核心、实时时钟电路、数据存储电路。DSP数字信号处理器分别与模数转换电路、载波通信单元、开关单元、实时时钟电路、数据存储电路连接，作为***的数据处理与控制核心，实时时钟电路可以为测量数据提供时基标准，数据存储电路可以掉电存储短时内的测量数据。
本新型入墙式智能插座在传统插座的基础上结合低压载波通信技术可在线路上实现用户与供电公司在能量流和信息流的多重交互；所述开关模块与通信模块结合可实现对用电设备的远程控制；测量模块采用现代高精度测量技术可对220V交流线路的电压和电流进行实时监测，从而获得大量的用户用电数据。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (4)

1.一种入墙式智能插座，包括插座本体，其特征在于，在所述插座本体内设置电源转换单元、信号测量单元、开关单元、载波通信单元、DSP数据处理与控制单元，所述电源转换单元的输入端、信号测量单元的输入端以及载波通信单元分别并联交流220V线路，所述开关单元串联至交流220V线路，所述电源转换单元的输出端分别与信号测量单元、DSP数据处理与控制单元、载波通信单元、开关单元相接，所述DSP数据处理与控制单元分别与信号测量模单元、载波通信单元、开关单元相接。
2.根据权利要求1所述的入墙式智能插座，其特征在于，所述电源转换单元包括共模信号抑制电路、AC-DC变换电路和DC-DC变换电路，所述共模信号抑制电路、AC-DC变换电路、DC-DC变换电路依次相连，其中，共模信号抑制电路连接至交流线路，DC-DC变换电路分别与信号测量单元、DSP数据处理及控制单元、载波通信单元、开关单元连接；共模信号抑制电路用于对220V交流线路的载波信号进行衰减抑制，防止供电单元对载波通信单元造成干扰；AC-DC变换电路用于将220V交流线路的交流大电压转换为直流小电压，从而给其他功能单元供电；DC-DC变换电路用于将AC-DC变换电路输出的固定幅值的直流电压转换为多种幅值的直流电压，从而满足不同功能单元对供电电压的需求。
3.根据权利要求1所述的入墙式智能插座，其特征在于，所述信号测量单元包括信号调理电路和模数转换电路，所述信号调理电路连接至交流线路，用于将线路侧的大电压大电流转换为适合模数转换电路采集的小电压信号，所述模数转换电路连接在信号调理电路和所述DSP数据处理及控制单元之间，用于将模拟信号转换为适合DSP处理的数字信号。
4.根据权利要求3所述的入墙式智能插座，其特征在于，所述DSP数据处理及控制单元包括DSP数据信号处理器、实时时钟电路、数据存储电路，所述DSP数字信号处理器分别与模数转换电路、载波通信单元、开关单元、实时时钟电路、数据存储电路连接；DSP数字信号处理器为***的数据处理与控制核心，实时时钟电路为测量数据提供时基标准，数据存储电路掉电存储短时内的测量数据。
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