基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法技术

基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，该方法根据供热需求量季节性变化等特点，提出了三级加热绕组投切固体蓄热装置电气回路设计方法：通过星角切换方式对加热绕组进行投切，实现固体蓄热装置0.7Pn/Pn/1.4Pn三种不同供热功率的切换。其建立不同蓄热功率切换模式。解决了现有技术中的存在的当需求量变化过程中固体蓄热装置功率不易调节的问题。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及固体蓄热装置电气回路设计方法，具体涉及一种基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，属于电加热

技术介绍
：随着世界范围内经济高速增长，人民生活水平的提高，大气污染日益严重，节能环保、降低能耗已经成为当前急需解决的重大发展问题。电力部门为解决用电不平衡问题，制定峰谷阶梯电价制度。在此背景下，推广使用固体电蓄热装置可以改善环境质量，缓解电力高峰负荷压力，提高电网利用效率，减少发电和输配电设备的功率，降低供热系统损耗，有效地节约能源，具有巨大的经济和社会效益。固体电热蓄能装置是一种高效、经济、节能、安全可靠、减少环境污染的新型电加热设备。利用夜间低谷电，将电转化成热能储存；在用电高峰时段放热采暖、提供热水。充分利用电网低谷电力，增加电力有效供给，降低用电费用，提高电网负荷率，对电网的稳定经济运行有重大意义。固体电蓄热供暖的优势主要包括：1、土地利用率高、投资成本低、管理费用低；2、温度可调方便，可满足不同用户需求；3、清洁环保、安全。免去了燃煤污染和一氧化碳中毒的后顾之忧；4、电网利用率高，削峰填谷，有利于清洁能源消纳；5、住宅采暖可分户计量，便于节能等。但已有的固体蓄热装置供热功率一定，不能根据用户需求、季节不同进行功率调节，只可简易调节出风口温度。由于箱体处于实时工作状态，易导致加热绕组和蓄热砖的损坏，增加维修成本。
技术实现思路
：专利技术目的：专利技术提供一种基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，其目的是解决以往所存在的问题。技术方案：专利技术是通过以下技术方案实现的：基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，其特征在于：该方法根据供热需求量季节性变化等特点，提出了三级加热绕组投切固体蓄热装置电气回路设计方法：通过星角切换方式对加热绕组进行投切，实现固体蓄热装置0.7Pn/Pn/1.4Pn三种不同供热功率的切换。将加热绕组分成六组，分别命名为1A、1B、1C、2A、2B、2C，此六组加热绕组的结构相同，并在1A、1B、1C接入电网处接入三相联动开关KM1，在、2A、2B、2C接入电网处接入三相联动开关KM2，中性点N处接入三相联动开关KM3，用于控制加热绕组的投切，当闭合KM1和KM3时，1A、1B、1C、N构成Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为0.7Pn；当闭合KM2和KM3时，2A、2B、2C、N构成Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率仍为0.7Pn；当闭合KM1和KM2时，1A、1B、1C、2A、2B、2C处于△型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为Pn；当闭合KM1、KM2和KM3时，1A、1B、1C、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为1.4Pn。该方法所包含的步骤如下：第一步，在低谷时段，对固体蓄热装置蓄热；第二步，通过信息采集系统得到固体蓄热装置实时数据信息，检测单元将用户需求侧的实时数据和历史数据与固体蓄热装置中实时数据整合，并将此数据送入单片机控制单元；第三步，单片机控制单元判断固体蓄热装置是否投切，输出命令至驱动单元，控制接触器的闭合和关断；第四步，单片机控制单元将根据用户需求量确定的固体蓄热装置的投切功率命令送至触发执行单元，通过控制器控制串联于电源和固体蓄热装置中的三相联动开关；第五步，在用电低谷时，检测中心检测到固体装置蓄热量不满足用户需求时，在切断固体蓄热装置，直接进行电采暖同时，控制柜和主电路单元直接通过控制器控制固体蓄热装置进行热量存储，返回第一步；在用电高峰时，检测中心检测到固体装置蓄热量不满足用户需求时，在切断固体蓄热装置，进行电采暖，等待用电低谷时，返回第一步。若固体蓄热装置长期不能满足用户需求，此时可通过并联加热绕组的方式进行扩容。第四步中当用户的需求量≤0.7Pn，控制三相联动开关KM1和KM3闭合，1A、1B、1C三相Y型链接，若此支路出现故障时，控制三相联动开关KM2和KM3闭合，2A、2B、2C三相Y型链接；当0.7Pn＜用户的需求量≤Pn时，控制三相联动开关KM1和KM2闭合，1A、1B、1C、2A、2B、2C三相△型链接；当Pn＜用户的需求量≤1.4Pn时，控制三相联动开KM1、KM2和KM3闭合，1A、1B、1C、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接。设置蓄热功率切换三个负荷温度节点T1、T2和T3，且设置温度T1≥T2≥T3，当负荷温度T低于最低控热标准情况下，此时若存在T≥T1，控制三相联动开关KM1和KM3闭合，蓄热装置功率切换到0.7Pn，1A、1B、1C三相Y型链接，满足负荷要求，若此支路出现故障时，控制三相联动开关KM2和KM3闭合，2A、2B、2C三相Y型链接；若存在T1＞T≥T2，控制三相联动开关KM1和KM2闭合，蓄热装置功率切换到Pn，1A、1B、1C、2A、2B、2C三相△型链接，满足负荷要求；若存在T2＞T≥T3，控制三相联动开KM1、KM2和KM3闭合，热装置功率切换到1.4Pn，1A、1B、1C、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接，满足负荷要求。基于不同用热负荷空间温度三级加热绕组投切固体蓄热装置时变功率投切蓄放热切换控制，它的步骤如下：第一步，在低谷时段，对固体蓄热装置蓄热；第二步，当电网的输出功率P＞厂区需求功率为Pi＞提供给固体蓄热功率为Pj时，控制三相联动开关KM1和KM3或控制三相联动开关KM2和KM3闭合，蓄热装置功率切换到0.7Pn，1A、1B、1C三相或2A、2B、2C三相Y型链接，蓄热时间为k1，蓄热体总的蓄热容量为E1＝k1*0.7Pn；第三步，当电网的输出功率P＞提供给固体蓄热功率为Pj≥厂区需求功率为Pi时，控制三相联动开关KM1和KM2闭合，蓄热装置功率切换到Pn，1A、1B、1C、2A、2B、2C三相△型链接，蓄热时间为k2，蓄热体总的蓄热容量为E2＝k2*Pn；第四步，当电网的输出功率当电网的输出功率P＝提供给固体蓄热功率为Pj，厂区需求功率Pi＝0时，控制三相联动开关KM1、KM2和KM3闭合，热装置功率切换到1.4Pn，1A、1B、1C、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接，蓄热时间为k3，蓄热体总的蓄热容量为E3＝k3*1.4Pn；第五步，判断是否满足∑ki≤8(i＝1,2,3)，且E0＝E1+E2+E3，若不满足，则返回第一步，根据电网分配功率变化，进行时变功率投切蓄热切换控制；若满足则蓄热过程结束，等待用电高峰时段到来，进行不同负荷温度(供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，其特征在于：该方法根据供热需求量季节性变化等特点，提出了三级加热绕组投切固体蓄热装置电气回路设计方法：通过星角切换方式对加热绕组进行投切，实现固体蓄热装置0.7Pn/Pn/1.4Pn三种不同供热功率的切换。

【技术特征摘要】
1.基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，其特征在于：该方
法根据供热需求量季节性变化等特点，提出了三级加热绕组投切固体蓄热装置
电气回路设计方法：通过星角切换方式对加热绕组进行投切，实现固体蓄热装
置0.7Pn/Pn/1.4Pn三种不同供热功率的切换。
2.根据权利要求1所述的基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方
法，其特征在于：将加热绕组分成六组，分别命名为1A、1B、1C、2A、2B、
2C，此六组加热绕组的结构相同，并在1A、1B、1C接入电网处接入三相联动
开关KM1，在、2A、2B、2C接入电网处接入三相联动开关KM2，中性点N处接
入三相联动开关KM3，用于控制加热绕组的投切，当闭合KM1和KM3时，1A、
1B、1C、N构成Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为0.7Pn；当闭合KM2
和KM3时，2A、2B、2C、N构成Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率仍为
0.7Pn；当闭合KM1和KM2时，1A、1B、1C、2A、2B、2C处于△型连接状态，
此时固体蓄热装置的功率为Pn；当闭合KM1、KM2和KM3时，1A、1B、1C、2A、
2B、2C、N处于Y-Y型连接状态，此时固体蓄热装置的功率为1.4Pn。
3.根据权利要求2所述的基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，
其特征在于：该方法所包含的步骤如下：
第一步，在低谷时段，对固体蓄热装置蓄热；
第二步，通过信息采集系统得到固体蓄热装置实时数据信息，检测单元将
用户需求侧的实时数据和历史数据与固体蓄热装置中实时数据整合，并将此数
据送入单片机控制单元；
第三步，单片机控制单元判断固体蓄热装置是否投切，输出命令至驱动单
元，控制接触器的闭合和关断；
第四步，单片机控制单元将根据用户需求量确定的固体蓄热装置的投切功
率命令送至触发执行单元，通过控制器控制串联于电源和固体蓄热装置中的三
相联动开关；
第五步，在用电低谷时，检测中心检测到固体装置蓄热量不满足用户需求
时，在切断固体蓄热装置，直接进行电采暖同时，控制柜和主电路单元直接通
过控制器控制固体蓄热装置进行热量存储，返回第一步；在用电高峰时，检测
中心检测到固体装置蓄热量不满足用户需求时，在切断固体蓄热装置，进行电
采暖，等待用电低谷时，返回第一步。若固体蓄热装置长期不能满足用户需求，
此时可通过并联加热绕组的方式进行扩容。
4.根据权利要求3所述的基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方
法，其特征在于：第四步中当用户的需求量≤0.7Pn，控制三相联动开关KM1
和KM3闭合，1A、1B、1C三相Y型链接，若此支路出现故障时，控制三相
联动开关KM2和KM3闭合，2A、2B、2C三相Y型链接；当0.7Pn＜用户的
需求量≤Pn时，控制三相联动开关KM1和KM2闭合，1A、1B、1C、2A、2B、
2C三相△型链接；当Pn＜用户的需求量≤1.4Pn时，控制三相联动开KM1、
KM2和KM3闭合，1A、1B、1C、2A、2B、2C、N处于Y-Y型连接。
5.根据权利要求3所述的基于时变负荷的三级可调加热功率投切控制方法，
其特征在于：设置蓄热功率切换三个负荷温度节点T1、T2和T3，且设置温度
T1≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢作霞，姜立兵，周峰，严宁，康爱国，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21