霍爾檢測型智能節(jié)能插座設計說明書畢業(yè)設計-閱讀頁
2025-05-29 03:27本頁面
【正文】 功率單元受數(shù)字單元控制。終端功率分配器接收功率請求后，進行功率余額核算，并據(jù)需要向上級功率分配器發(fā)送申請。數(shù)字化負載工作時，數(shù)字單元不斷獲得功率負載當前功率值，并定時向終端功率分配器發(fā)送報文；如功率單元功率需求增大，則數(shù)字單元同樣需要發(fā)送申請。 智能插座作為一個節(jié)點接入到供電電網(wǎng)中，由于其與所屬電器的緊密聯(lián)系以及不易受干擾，所以可利用其可控以及數(shù)字化通信的特性優(yōu)化上述的功率傳遞系統(tǒng)模型，具體為不對數(shù)字負載作任何改動，直接利用插座對電器功率狀況檢測，同時一個插座可控制多個子屬電器，所以又起到了底層功率分配器的功能。3理論計算和經(jīng)濟效能分析 節(jié)電效能傳統(tǒng)的插座僅具有開關電源的功能，用戶不注意拔掉電源插頭的情況下。1000（每天按8小時計算） 家庭年待機耗電量：家庭年耗電量=電器1年耗電+電器2年耗電+……+電器n年耗電相比較之下節(jié)能插座的功耗=，如果每個家庭里有五個節(jié)能插座。而以我們南航校園為例，教室從每天早上6:00到晚上10:00，由于多媒體系統(tǒng)和擴音系統(tǒng)與照明設備連為一體，供電系統(tǒng)無法識別教室處于自習狀態(tài)還是上課狀態(tài)，當教室處于自習狀態(tài)時，多媒體系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，而擴音系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。多媒體系統(tǒng)和擴音系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)顯示，每個教室的多媒體設備在待機狀態(tài)下平均耗電量如下表：表2 教室多媒體能耗 電器總計音響功放其他設備電腦待機功耗耗電量/天耗電量/年 注：一年待機耗電量=總待機功率*8小時*365天（每天按16小時計算）以每個學校150個教室估計，每年教室多媒體設備的待機能耗為80070kwh，電能浪費十分巨大。由此很容易計算出使用節(jié)能插座后，此規(guī)模學校每年可節(jié)電近80000kwh，規(guī)模效應下的節(jié)電效果可見一斑。下表為智能插座與普通插座相比增加的成本（以批發(fā)價格計算）：表3 智能插座增加成本器件單片機ACS72繼電器LM311LM324雜項器件PCB板數(shù)目/個111111價格/元121總計/元 (元)，實際生產(chǎn)中還會進一步降低。 另外，本設計所提供多種接法滿足了不同負載的需求，而市場上的節(jié)能插座僅能控制單負載的電源，節(jié)電效果有時因此不受重視，本文中給出的主控型多負載接法適用于工廠，學校，辦公場所等用電比較集中的場合，規(guī)模效應下的節(jié)電效果得到顯著提升，有利于節(jié)能插座的推廣使用。而小區(qū)內(nèi)實現(xiàn)功率分配協(xié)調(diào)，使得其對外電網(wǎng)的功率輸入更加穩(wěn)定可靠，從而促進外電網(wǎng)功率的穩(wěn)定輸入，這不僅減少了整個電力系統(tǒng)輸電損耗，對于電網(wǎng)的穩(wěn)定運行具有更加重要的作用，子網(wǎng)功率輸入優(yōu)化配置可減小電網(wǎng)功率輸出壓力，從而提高其負載承受能力，有助于減少電力系統(tǒng)故障，并提高其承受自然災害的能力，像08年雨雪冰凍災害所造成的大規(guī)模停電以及美國紐約的城市電力系統(tǒng)癱瘓之類的事故可減少。借助智能節(jié)能插座可在對原有電器結構做任何改動情況下使其聯(lián)網(wǎng)，可實現(xiàn)信息共享，改善用電環(huán)境，進而改變?nèi)祟惿?。?shù)字化功率傳遞體系除促進電力產(chǎn)業(yè)升級外，還將帶動信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動相關上下游產(chǎn)業(yè)，對于未來構建節(jié)能社會具有深遠意義。目前市場上的節(jié)能插座都是采用電流互感器檢測電流，檢測電路與市電線路為原邊和副邊的關系，并沒有實現(xiàn)有效的隔離，這種設計的缺陷在于當互感器工作出現(xiàn)故障時，由于副邊為弱點電路，無法承受原邊的強電電流，電路可能會燒毀引發(fā)安全事故。2. 紅外遙控實現(xiàn)了人工開關電源的方便操作，關鍵技術為單片機的紅外遙控通信采用了與電視遙控通信相同的通信協(xié)議，這樣僅用電視遙控器就能同時控制插座電路開關和電視開關。外線使開關插座開啟或關閉，延時一定時間后自動斷開電源。3. 當負載為除電視、空調(diào)等之外的沒有配套遙控器的電器時，繼電器無法依賴紅外信號吸合，所以為了提高系統(tǒng)的應用范圍，增設了一個按鍵開通電路。從操作角度來看，此按鍵取代電器機身上的電源開關的功能（即保證電器機身上的開關常開后不需再對其進行任何操作），開機時首先按下按鍵，即接通電源。5推廣應用1. 基本應用：該節(jié)能插座可用直接于替換數(shù)字化電器的電源插座，可有效減少其99%以上的待機功耗。需要在插座的基礎上建立數(shù)字通信網(wǎng)絡，由于規(guī)模小可不改變現(xiàn)有輸電線結構，另外設計數(shù)字通信線路或采用無線通信。3. 擴展應用2：針對在學校的教學樓等建筑內(nèi)個供電房間具有很強同構性的供電小區(qū)網(wǎng)絡，可采用子節(jié)點量大而整體結構簡單的功率傳輸分配網(wǎng)絡，采用集中控制，可有效減小教室內(nèi)電器的待機損耗，如檢測教室處于自習狀態(tài)而切斷多媒體系統(tǒng)和擴音系統(tǒng)的待機損耗。4. 擴展應用3：現(xiàn)在對微電網(wǎng)的研究成為熱點，該節(jié)能插座在微電網(wǎng)的multiagent分布式協(xié)調(diào)系統(tǒng)中，可在不對負載作任何改動的情況下，一站式實現(xiàn)負載agent的控制中心的物理結構。參考文獻[1]郭天祥 《新概念51單片機C語言教程入門提高開發(fā)拓展全攻略》 電子工業(yè)出版社[2]王友仁 《數(shù)字電路基礎》 科學出版社[3]張曉杰，姜同敏，王 棟 《紅外遙控節(jié)能開關插座的設計定型》 現(xiàn)代電子技術[4]陳復楊 《自動控制原理》 國防工業(yè)出版社[5]單慶曉 《功率傳遞的數(shù)字化預分配技術研究》 中國電工技術學會電力電子學會 第十一屆學術年會15
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1