CN110829570B - 休眠型智能配电终端及备用电源输出控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及休眠型智能配电终端及备用电源输出控制方法。所述方法包括以下步骤：所述智能配电终端检测主线路是否失电，得到检测结果；当所述主线路失电时，所述智能配电终端进入休眠模式；在所述休眠模式下，智能配电终端常态电源从第一功率输出模式进入第二功率输出模式；智能配电终端在第二功率输出模式下输出功率比在第一功率输出模式小输出功率小。其设置有专门的休眠模式，当主线路掉电后，会控制关闭正常的大功率输出，进入小功率输出状态。如此在保证一些必要的元器件电源供给，保证配电终端的基础工作外，减少备用电源的输出，降低能耗，延长备用电源的使用时长。

Description

休眠型智能配电终端及备用电源输出控制方法

技术领域

本公开涉及电力***领域，尤其涉及一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法

背景技术

在配电自动化设备中，配电终端是最为重要的端点自动化设备，是配网所有自动化运行的执行端，其往往包括了智能终端本身、通讯单元和配电终端电源几大主要部分，这几个部件都直接影响配电终端的工作可靠性。配电终端的工作往往分为线路有电时的正常工作与线路失电时的故障处理工作，及其线路重新来电时的上电处理工作。传统的智能终端在对能源的使用上往往不区分其所处的具体状态，无论其具体功能是否有用，均一直保持所有功能全开全使用状态，从而一直处于全功率工作状态，因此在线路失电丧失网电供应时需要非常多的备用能量供应，能耗非常大，而且对电源本身的要求也非常高。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种能够降低备用电源能耗休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，包括以下步骤:

所述智能配电终端检测主线路是否失电，得到检测结果；

当所述主线路失电时，所述智能配电终端进入休眠模式；

在所述休眠模式下，所述智能配电终端使用备用电源进行供电，且所述备用电源输出功率为第二功率；且

不在所述休眠模式下时，所述智能配电终端使用常态电源进行供电，且所述常态电源输出功率为第一功率；

所述第二功率小于所述第一功率。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，所述当所述主线路失电时，所述智能配电终端进入所述休眠模式之前还包括以下步骤:

处理所述智能配电终端设备的掉电事项；

所述掉电事项包括分合开关操作、各指标监测、信号采集、收据收集、数据处理，以及数据上传。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，在所述休眠模式下，所述智能终端仅保留通讯功能，且所述智能终端的CPU的最小化运行。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，所述主线路失电时，所述智能配电终端通过休眠电源模块发出休眠信号，控制所述智能配电终端进入所述休眠模式。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，还包括以下步骤:

检测所述主线路是否上电，并得到检测结果；

当所述主线路上电后，所述智能配电终端从所述休眠模式进入正常运行模式。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，还包括以下步骤:

检测是否接收到唤醒信号，并得到检测结果；

当接收到所述唤醒信号后，所述智能配电终端从所述休眠模式进入正常运行模式。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，所述唤醒信号包括通过运行模式切换按钮输入的唤醒信号，以及根据预先设定的模式唤醒条件启动的唤醒信号。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，还包括以下步骤:

所述智能配电终端检测是否接收到进入休眠模式的信号，得到检测结果；

当接收到所述进入休眠模式的信号后，所述智能配电终端进入休眠模式。

作为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的可实施方式，所述智能配电终端在所述休眠模式下使用储能电源供电；

所述储能电源为超级电容、蓄电池和/或飞轮储能器。

本发明还提供一种休眠型智能配电终端，包括AC电源模块、中心控制模块、常态电源模块及休眠电源模块；

所述AC电源模块，用于给所述配电终端负载供电，同时给超级电容充电；

包括中心控制模块、常态电源模块及休眠电源模块；

所述中心控制模块，用于按照前述任意一 种可实施方式的方法对所述配电终端运行模式进行控制；

所述常态电源模块，用于所述配电终端在主线路失电时对仍然运行器件进行供电；

所述休眠电源模块，用于对所述配电终端休眠模式进行控制的相关器件进行供电。

本发明的有益效果包括:本发明提供的一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法其设置有专门的休眠模式，当主线路掉电后，会控制关闭正常的大功率输出，进入小功率输出状态。如此在保证一些必要的元器件电源供给，保证配电终端的基础工作外，减少备用电源的输出，降低能耗，延长备用电源的使用时长。其提出在线路失电期时智能终端在完成应急工作后进入低功耗休眠，将无用功能均关闭，仅保留其必要功能，极大降低终端功耗，这样达到尽量少消耗备用储能的目的:在物理电源的设计上，关闭常态的大功率电源，避免大功率电源带休眠期的小功率负载，此时电源自损极大，效率非常低；在休眠阶段将采用低功率输出模块，低功率电源带相应的低功耗负载，效率高，达到尽量降低自身损耗的目的。

附图说明

图1为本发明一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的一具体实施例流程图；

图2为本发明一种休眠型智能配电终端一 实施例的电路图；

图3为本发明一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的另一具体实施例流程图；

图4为本发明一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的另一具体实施例流程图；

图5为本发明一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的另一具体实施例流程图；

图6为本发明一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的另一具体实施例流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

如图1所示，为一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法的一个实施例示意图。本实施例中包括以下步骤:

S100，智能配电终端检测主线路是否失电，得到检测结果。当然该检测结果会包括主线路失电，或者主线路未失电，即主线路电源接入正常。显然如果主线路电源接入正常，则整个智能配电终端可以正常运行，不需要额外的操作。下面着重说明在主线路失电以及其他原因影响所述智能配电终端正常运行的异常情况处理。

此处还需要说明的是，所述智能配电终端的主线路电源包括交流电源，也包括其他接入的直流电源等，所有能够保证智能配电终端正常配电的接入电源都可以。另外，对于所述“智能”配电终端，此处的智能是指，随着计算机技术的普及，配电终端在配电过程中采用一些择优配电，以及在不同时段进行不同功率、电流分配，均为智能配电，称具有此功能的配电终端为智能配电终端。当然增加了本实施例要说明的配电终端的对主线路失电模式的控制后，智能配电终端的智能化更强。

根据检测结果，当检测到主线路失电时，执行下述步骤S200。

S200，智能配电终端进入休眠模式。本实施例的方法中，专门设置了有休 眠模式，在主线路断电，即没有稳定的电力来源，不能再正常进行配电进行电力分配时，智能配电终端进入休眠模式，不再进行配电。

具体的，在所述休眠模式下，所述智能配电终端使用备用电源进行供电，且所述备用电源输出功率为第二功率；且不在所述休眠模式下时，所述智能配电终端使用常态电源进行供电，且所述常态电源输出功率为第一功率；所述第二功率小于所述第一功率。如图2所示为智能配电终端一个实例的电路结构图，图中常态DC电源即为此处所说的常态电源。在本实施例中的方法中，配电终端进入休眠模式后，将关闭正常状态的大功率输出，启用小功率输出的休眠模式，从而降低备用电源的使用量。本实施例的休眠型智能配电终端备用电源的调用方法，其设置有专门的休眠模式，当主线路掉电后，会控制关闭正常的大功率输出，进入小功率输出状态。如此在保证一些必要的元器件电源供给，保证配电终端的基础工作外，减少备用电源的输出，降低能耗，延长备用电源的使用时长。

如图3所示，当检测到主线路失电后，在进入休眠模式之前，还可以包括以下步骤:

S201，处理智能配电终端设备的掉电事项。主线路失电后，需要对配电终端的当前状况进行记录等操作，保证配电终端及下游的稳定性。具体的，本步骤中的掉电事项包括分合开关操作、各指标监测、信号采集、收据收集、数据处理，以及数据上传。该过程在智能配电终端主线路失电后，立即调用备用电源进行处理，该处理过程中备用电源输出在第一功率上，大部分与所述常态电源连接的元器件都处于工作状态，甚至此时调用率较高，因此，此时所述常态电 源工作在第一功率下。

另外需要说明的是，所述掉电事项除了包含所述分合开关操作及各项指标检测等，还包括所有智能配电终端在主线路掉电情况下需要处理的事项，以保证所述智能配电终端能够在主线路上电后能正常工作，以及能够保留所有主线掉电相关的参数。

进一步的，在休眠模式下，智能终端关闭所有无效功能，包括诸多监测、运算等各项功能，仅保留通讯功能和CPU的最小化运行，以提供与通讯信息相关的处理功能，同时将休眠信号传给常态电源，常态电源接到休眠信号后，将关闭正常状态的大功率输出，启用小功率输出的休眠模式，该功率输出仅能维持休眠终端与通讯模块运行。

本实施例中，除了CPU(central processing unit,中央处理器)，也称为中央控制模块工作外，仅保留了通讯模块的功能，该功能是智能配电终端能够与外界通讯，从而能够通过信号获取智能配电终端的状态，也能够通过通讯模块对智能配电终端进行控制，保证智能配电终端的可控性。

为了实现智能配电终端的休眠模式，需要在智能配电终端中加入休眠电源模块，从而主线路失电时，智能配电终端通过休眠电源模块发出休眠信号，控制智能配电终端进入休眠模式。

如图4所示，对于处于主线路失电状态的处理，智能配电终端按照如下步骤进行处理:

S300，检测主线路是否上电，并得到检测结果。检测结果会有两种，一种是检测到主线路已经上电，另一种则是检测到主线路还没有上电，当主线路还没有上电时，则所述智能配电终端继续保持休眠模式；当主线路上电后，智能配电终端从休眠模式进入正常运行模式。

此处需要说明的是，所述检测主线路是否上电可以是被动检测，主线路上电后电源接通的刺激直接作为上电的检测信号。

如图5所示，一实施例的方法中，还包括以下步骤:

S400，检测是否接收到唤醒信号，并得到检测结果。该检测步骤也会得到两个检测结果，一个检测到有唤醒信号，一个是未检测到唤醒信号。如果未检测到唤醒信号，则保持所述智能配电终端的休 眠状态不变。但是如果确实检测接收到了唤醒信号后，则控制所述智能配电终端从休眠模式进入正常运行模式。

此处需要说明的是，所述唤醒信号即请求将所述智能配电终端从休眠模式调整到正常运行模式的信号。该信号可以包含多种外部输入状态，但是最终汇总到CPU都表现为唤醒信号。

具体的，所述唤醒信号可以包括通过运行模式切换按钮输入的唤醒信号，也可以包括根据预先设定的模式唤酲条件启动的唤醒信号。作为一种可事实方式，可以在智能终端设置正常/休眠按钮，在智能终端自动进入休眠后可手动转换，可以供检修人员现场强制手动唤醒/休眠，用于现场读取终端数据或现场调试。而且可以在终端上设置正常/休眠指示灯，根据实际状态显示。另外由前文描述可以知道，在休眠期间，通讯正常工作，智能终端可以根据通讯接到的唤醒指令将整个终端包括电源唤醒，并也可根据指令转入休眠。

作为一种可实施方式，智能终端还可以根据提前在本地设定好的条件随时将终端和电源唤醒/休眠。

另外，如图6所示，除了检测到主线路掉电可以控制所述智能配电终端进入休眠模式以外，配电 终端也可以根据控制信号主动进入休眠模式。具体的，按照以下步骤实现:

S100'，智能配电终端检测是否接收到进入休眠模式的信号，得到检测结果。

需要说明的是，所述智能配电终端在正常运行状态时会执行所述步骤 S100’，检测是否进入休眠模式。该检测结果也包含两种，一种是检测到进入休眠模式的信号，另一种是未检测到进入休眠模式的信号，若果未检测到则所述智能配电终端继续正常运行。如果检测到，即接收到进入休眠模式的信号后，则智能配电终端进入休眠模式。并按照休眠模式的各种参数运行，具体的运行过程参考前述实施例进行。

该步骤的设置，可以通过在智能配电终端设置模式转换按钮从而可以主动控制所述智能配电终端进入休眠模式对设备检修、测试等过程具有重要意义。

在前述实施的方法中，智能配电终端在休眠模式下使用储能电源供电，而所述储能电源为超级电容、蓄电池和/或飞轮储能器。

本申请同时提供一种休眠型智能配电终端，其包括AC电源模块、中心控制模块、常态电源模块及休眠电源模块。其中AC电源模块，用于给所述配电终端负载供电，同时给超级电容充电。所述常态电源模块，所述开关电容电路模块及所述休眠电源模块均与所述中心控制模块电连接。具体的，所述中心控制模块，用于执行前述任一实施例的方法对配电终端运行模式进行控制；所述常态电源模块，用于配电终端在主线路失电时对仍然运行器件进行供电；休眠电源模块，用于对配电终端休眠模式进行控制的相关器件进行供电。具体的，图2为智能配电终端一具体电路结构图。在储能端采用超级电容组作为储能源，对以超级电容单体与平衡电路构成的超级电容组，采用超低功耗的平衡电路，降低自损。

以下以两个具体实例说明，上述智能配电终端及备用电源输出控制方法的实际效果。

典型范例:

1.配电网FTU终端***应用

智能终端核心单元正常功率24V 15W；

高压开关采用24V弹簧储能操作机构开关，合闸需要满足供能10s 10A，且需满足瞬态冲击要求，分闸需要满足供能100ms 20A；

通信采用无线通讯模式，发射功率小于5W，常态功耗0.5W；

电源采用开关电源，正常输出功率可满足常态20W，同时满足开关分合闸的短时功率要求；

满足以上基本要求的电源，通常需要输出功率能力达到200～300W。如果在外带小负载的低负荷情况下，该电源接近空载，自身损耗超过5W。

采用休眠设计后，FTU休眠时的功耗小于4W；

无线通讯功耗不变；

开关此时不驱动；

设计专用休眠电 源的输出能力5W，满足无线通讯瞬时发射的需求(无线发射时在毫秒级)。休眠电源自身损耗低于0.5W。

超级电容组储能源配置27V 120F。

休眠与不休眠备用时间对比表:

2.配电网DTU终端***应用

终端核心智能单元正常功率48V25W；

高压开关采用48V弹簧储能操作机构开关，合闸需要满足供能10s 5A，分闸需要满足供能100ms10A；

通信采用无线通讯模式，发射功率小于5W，常态功耗0.5W；

电源采用开关电源，正常输出功率可满足常态30W，同时满足开关分合闸的短时300W功率要求，空载时电路自身损耗在8W左右。

采用休眠设计后，DTU休眠功耗小于4W；

无线通讯功耗不变；

开关此时不驱动；

休眠电源常态输出能力5W，满足无线通讯瞬时发射的需求(无线发射时在毫秒级)，休眠电源自身损耗低于0.5W。

超级电容组储能源配置54V120F。

休眠与不休眠备用时间对比表:

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (4)

1.一种休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述智能配电终端检测主线路是否失电，得到检测结果；

当所述主线路失电时，所述智能配电终端进入休眠模式；

在所述休眠模式下，所述智能配电终端使用备用电源进行供电，且所述备用电源输出功率为第二功率；且

不在所述休眠模式下时，所述智能配电终端使用常态电源进行供电，且所述常态电源输出功率为第一功率；

所述第二功率小于所述第一功率；

所述休眠模式下，所述智能配电终端仅保留通讯功能，且所述智能配电终端的CPU的最小化运行；

所述备用电源为只满足无线通讯瞬时发射的需求功率，不满足所述智能配电终端其他高于所述无线通讯瞬时发射需求功率的低功耗电源；

还包括以下步骤：

所述智能配电终端检测是否接收到进入休眠模式的信号，得到检测结果；

当接收到所述进入休眠模式的信号后，所述智能配电终端进入休眠模式；

检测是否接收到唤醒信号，并得到检测结果；

当接收到所述唤醒信号后，所述智能配电终端从所述休眠模式进入正常运行模式；

所述唤醒信号包括通过运行模式切换按钮输入的唤醒信号；且

所述当所述主线路失电时，所述智能配电终端进入所述休眠模式之前还包括以下步骤：

处理所述智能配电终端设备的掉电事项；

所述掉电事项包括分合开关操作、各指标监测、信号采集、数据收集、数据处理，以及数据上传；

对检测主线路是否上电是被动检测，主线路上电后电源接通的刺激直接作为上电的检测信号；

所述休眠型智能配电终端，包括AC电源模块、中心控制模块、常态电源模块及可作为备用电源的休眠电源模块；

所述AC电源模块，用于给所述智能配电终端负载供电，同时给超级电容充电；

所述常态电源模块，用于所述智能配电终端在主线路失电时仍然运行器件进行供电；

所述休眠电源模块，用于对所述智能配电终端休眠模式进行控制的相关器件进行供电；

在休眠模式下，将休眠信号传给常态电源，常态电源接到休眠信号后，智能配电终端将关闭正常状态的大功率输出，启用小功率输出的休眠模式。

2.根据权利要求1所述的休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法，其特征在于，在所述休眠模式下，所述智能配电终端的CPU的最小化运行。

3.根据权利要求1所述的休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法，其特征在于，

所述主线路失电时，所述智能配电终端通过休眠电源模块发出休眠信号，控制所述智能配电终端进入所述休眠模式。

4.根据权利要求1所述的休眠型智能配电终端备用电源输出控制方法，其特征在于，所述智能配电终端在所述休眠模式下使用储能电源供电；

所述储能电源为超级电容、蓄电池和/或飞轮储能器。

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