一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统与流程

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1.本发明涉及电力切换技术领域，尤其是一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统。

背景技术：

2.地方各类重大活动、重要场合对保供电需求日益增多，保电工作数量、规模方面也都在增加，重大活动保供电工作是重中之重；通过基于应急切换箱的设计理念，提出一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统，实现供电电源的快速切换，以满足用户的用电需求。
3.在中国专利文献上公开的“一种双电源自动转换装置的转换控制方法”，其公开号为cn106410951b，公开了一种双电源自动转换装置的转换控制方法，属于低压电气技术领域。该方法在切换过程中的两个阶段分别采用不同的辅助供电单元控制策略，具体为：控制单元控制双电源切换开关进行常用、备用电源切换；从双电源切换开关中要断开的两个触头a、b机械分离后，对辅助供电单元进行第一阶段控制，将触头a、b之间电压uab的方向控制为第一方向；在第一阶段控制目标达成后，以uab的方向反转为控制目标，对辅助供电单元进行第二阶段控制，但是公开号为cn106410951b的中国专利仅仅涉及在低电压状态下的处理方法。

技术实现要素：

4.本发明解决了目前的电源切换逻辑复杂，且电源切换响应时间长的问题，提出一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统，通过应急切换箱的设置，根据采集信息对故障情况进行判别，并进行切换控制，本发明改变以往保供电方式，能够有效减少电源切换响应时间。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于应急切换箱的自动切换方法，包括以下步骤：s1，分别采集市电网和移动发电电源的输出电压；s2，应急切换箱根据采集信息进行故障情况判定；s3，根据故障情况判定结果选择是否进行切换控制；s4，应急切换箱的转换开关执行合闸或开闸操作。
6.本发明中，首先在市电网以及移动发电电源的输出侧进行电压的检测和采集，采集完成后进行相应的处理，处理完成的信息由应急切换箱进行判断故障情况，每一个故障情况均对应有相应的切换控制指令，根据切换控制指令的是否下发决定是否进行切换控制；转换开关执行开合闸操作；整个控制逻辑中，采集后的数据处理以及切换控制指令的下发过程响应快速，保障在紧急状况下的供电，满足用户的基本供电需求。
7.作为优选，所述步骤s1包括以下步骤：s11，在市电网的输出侧和移动发电电源的输出侧安装设置有电压检测装置；s12，连续输出采集得到的电压信息，生成电压时序图并获取电压的频率以及相位
信息；s13，移动发电电源进行适应性调节。
8.本发明中，电压检测装置设置在市电网的输出侧和移动发电电源的输出侧，具体的，电压检测装置安装于应急切换箱内部，便于整体的安装和拆卸；电压信息采集后进行处理，得到电压的频率以及相位信息，根据电压的频率以及相位信息进行适应性调节，使移动发电电源的电压的频率以及相位信息与市电网的电压的频率以及相位信息匹配。
9.作为优选，所述步骤s2包括以下步骤：s21，根据历史日市电网输出电压的情况、历史日市电网对应的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态；设置若干个故障区段，对应有不同的转换开关具体操作，即建立故障区段对比模型；s22，将实际市电网输出电压的情况、实际市电网对应的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态与故障区段对比模型对比，根据故障区段确定转换开关具体操作。
10.本发明中，首先，需要根据历史日市电网输出电压的情况、历史日市电网的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态，确定故障区段，随后根据故障区段对比模型，故障区段对比模型中有故障区段和不同的转换开关具体操作两者之间的映射关系，根据映射关系确定最终的转换开关具体操作。
11.作为优选，所述故障区段对比模型中，移动发电电源对应的第一转换开关处于开闸状态时，包括以下若干种情况：q1，市电网输出电压正常，实际市电网对应的第二转换开关处于合闸状态；q2，市电网输出电压正常，实际市电网对应的第二转换开关处于开闸状态；q3，市电网输出电压异常，实际市电网对应的第二转换开关处于合闸状态；q4，市电网输出电压异常，实际市电网对应的第二转换开关处于开闸状态。
12.本发明中，在故障区段对比模型中，以上四种情况仅为中间处理过程，即首先确定故障区段，在确定故障区段后，结合上述的四种情况进行分析，最终得到转换开关具体操作。具体的，情况q1为正常情况，情况q2、q3和q4为异常情况。
13.作为优选，所述步骤s3具体为：在移动发电电源输出电压的频率以及相位信息与市电网输出电压的频率以及相位信息匹配的情况下，确定转换开关具体操作后，切换控制单元下发其中一种切换控制指令至转换开关。
14.本发明中，步骤s3能够进行下去的前提是移动发电电源和市电网的相关信息均匹配，该前提适用于市电网输出电压正常情况下；若处于市电网输出电压异常情况，则移动发电电源需要与市电网输出电压异常情况之前的正常情况时的相关信息匹配，相关信息即为电压的频率以及相位信息。
15.作为优选，所述实际市电网输出电压的情况具体判定方式为：将实际采集并处理得到的电压时序图与历史日正常情况下的电压时序图放入同一个坐标中进行拟合，进行初步判断；又根据实际采集并处理得到的电压时序图和历史日正常情况下的电压时序图的幅度、相位、频率，进行误差分析，当误差大小在
±
1%以内则判定实际采集的市电网输出电压为正常情况。
16.本发明中，当误差小于在
±
1%以外时，则判定实际采集的市电网输出电压为异常
情况。
17.作为优选，所述步骤s4具体为：在接收到切换控制指令后，转换开关进行自动合闸或开闸，转换开关在预设定转换时间内进行合闸或开闸。
18.本发明中，切换开关作为执行机构，能够在预设定转换时间内快速进行合闸或者开闸。
19.作为优选，所述适应性调节具体为：将移动发电电源输出电压的频率以及相位信息进行调节，使其与市电网输出电压的频率以及相位信息之间的频率误差和相位误差在预设误差范围之内。
20.本发明中，作为适应性调节，当市电网输出电压为异常情况时，移动发电电源的电压的频率以及相位信息需调整至市电网输出电压异常情况之前的正常情况时的电压的频率以及相位信息的预设误差范围。
21.一种基于应急切换箱的自动切换系统，适用于上述的一种基于应急切换箱的自动切换方法包括应急切换箱，所述应急切换箱的一侧分别连接有移动发电电源和市电网，所述应急切换箱的另一侧连接有负载，所述应急切换箱内设置有切换开关，所述切换开关包括第一切换开关和第二切换开关，所述第一切换开关与移动发电电源串联，所述第二切换开关与市电网串联。
22.本发明中，应急切换箱的内部的第一切换开关与移动发电电源对应，第二切换开关与市电网对应。
23.作为优选，所述应急切换箱还包括与切换开关连接的断路器，所述断路器连接有第一接线端子，所述切换开关连接有控制器，所述控制器的一侧还设置有与切换开关连接的第二接线端子。
24.本发明中，控制器内还设置有数据处理单元、调节单元、故障判定单元、切换控制单元和指令发送单元；数据处理单元用于对采集得到的信息的处理，调节单元用于移动发电电源的电压信息调节；故障判定单元用于故障判定，切换控制单元用于对于具体切换操作的选择，指令发送单元用于切换控制指令的下发。
25.本发明的有益效果是：本发明的一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统，通过应急切换箱的设置，根据采集信息对故障情况进行判别，并进行切换控制，本发明改变以往保供电方式，能够有效减少电源切换响应时间。
附图说明
26.图1是本技术一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统中方法的流程图；图2是本技术一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统中应用场景的示意图；图3是本技术一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统中应急切换箱的示意图；图4是本技术一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统中控制器的内部示意图；其中，1、断路器2、控制器3、切换开关4、第一接线端子5、第二接线端子。
具体实施方式
27.实施例：本实施例提出一种基于应急切换箱的自动切换方法，参考图1、图2、图3和图4，包括以下多个步骤。
28.步骤s1，分别采集市电网和移动发电电源的输出电压；具体的，该步骤包括三个子步骤，步骤s11，设置电压检测装置在市电网的输出侧和移动发电电源的输出侧，具体的，本实施例中，电压检测装置设置在应急切换箱内部，但并不仅仅局限于这种设置方式，电压检测装置在本实施例中为电压传感器。
29.步骤s12，连续输出采集得到的电压信息，生成电压时序图，并获取电压的频率以及相位信息；本实施例中，生成电压时序图能够进行后续的实际市电网输出电压的情况具体判定；而电压的频率以及相位应用于后续多个步骤中。
30.步骤s13，移动发电电源进行适应性调节。具体的，适应性调节的过程为：对移动发电电源输出电压的频率以及相位信息进行调节，调节的范围较小，调节完成后，使移动发电电源输出电压与市电网输出电压的频率以及相位信息之间的频率误差和相位误差在预设误差范围之内。保证切换的稳定性；此外，若市电网输出电压此时已经处于异常情况，则移动发电电源输出电压需要调整至与市电网输出电压异常情况之前的正常情况的输出电压预设误差范围内，即移动发电电源输出电压的调节对比对象有所不同。
31.本实施例中，电压检测装置设置在市电网的输出侧和移动发电电源的输出侧，具体的，电压检测装置安装于应急切换箱内部，便于整体的安装和拆卸；电压信息采集后进行处理，得到电压的频率以及相位信息，根据电压的频率以及相位信息进行适应性调节，使移动发电电源的电压的频率以及相位信息与市电网的电压的频率以及相位信息匹配。
32.步骤s2，应急切换箱根据采集信息，进行故障情况判定；具体的，该步骤中，包括两个子步骤。
33.步骤s21，由历史日市电网输出电压的情况、历史日市电网的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态；设置若干个故障区段，对应有不同的转换开关具体操作，即建立故障区段对比模型；本实施例中，故障区段能够由历史日市电网输出电压的情况、市电网的第二转换开关状态以及移动发电电源对应的第一转换开关状态得到，不同的故障区段对应有不同的转换开关具体操作。
34.步骤s22，把实际市电网输出电压的情况、实际市电网对应的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态和故障区段对比模型进行对比，根据故障区段确定转换开关具体操作。本实施例中，转换开关具体操作包括第一转换开关操作和第二转换开关操作。
35.本实施例中，首先，需要根据历史日市电网输出电压的情况、历史日市电网的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态，确定故障区段，随后根据故障区段对比模型，故障区段对比模型中有故障区段和不同的转换开关具体操作两者之间的映射关系，根据映射关系确定最终的转换开关具体操作。
36.具体的，故障区段对比模型的中间过程中，移动发电电源对应的第一转换开关处于开闸状态时，包括以下四种情况：情况q1，市电网输出电压正常，实际市电网对应的第二转换开关处于合闸状态；
情况q2，市电网输出电压正常，实际市电网对应的第二转换开关处于开闸状态；情况q3，市电网输出电压异常，实际市电网对应的第二转换开关处于合闸状态；情况q4，市电网输出电压异常，实际市电网对应的第二转换开关处于开闸状态。以上四种情况仅仅为第一转换开关处于开闸状态时的情况，且以上四种情况仅为中间处理过程，即首先确定故障区段，在确定故障区段后，结合上述的四种情况进行分析，最终得到转换开关具体操作。具体的，情况q1为正常情况，情况q2、q3和q4为异常情况；在情况q1时，第一转换开关和第二转换开关均无需进行转换开关具体操作，保持原有的状态；在情况q2时，第二转换开关进行合闸，第一转换开关无需进行具体操作；在情况q3时，第二转换开关需进行开闸，第一转换开关需进行合闸，在情况q4时，第二转换开关无需进行具体操作，第一转换开关需进行合闸。
37.对于步骤s22中，实际市电网输出电压的情况具体判定方式，具体过程如下：把实际采集并处理得到的电压时序图与历史日正常情况下的电压时序图进行拟合，具体为放入同一个坐标中进行拟合，初步判断后，又由实际采集并处理得到的电压时序图和历史日正常情况下的电压时序图的幅度、相位、频率，进行误差分析，当误差大小在
±
1%以内则判定实际采集的市电网输出电压为正常情况；当误差大小在
±
1%及以外时，判定为异常情况。
38.步骤s3，由故障情况判定结果选择是否进行切换控制；具体的，本步骤中，在移动发电电源输出电压的频率以及相位信息与市电网输出电压的频率以及相位信息匹配的情况下，确定转换开关具体操作后，切换控制单元下发其中一种切换控制指令至转换开关。本实施例中，步骤s3能够进行下去的前提是移动发电电源和市电网的相关信息均匹配，该前提适用于市电网输出电压正常情况下；若处于市电网输出电压异常情况，则移动发电电源需要与市电网输出电压异常情况之前的正常情况时的相关信息匹配，相关信息即为电压的频率以及相位信息。
39.步骤s4，应急切换箱的转换开关执行合闸或开闸操作。具体的，本步骤的具体过程为：在接收到切换控制指令后，转换开关进行自动合闸或开闸，转换开关在预设定转换时间内进行合闸或开闸；本过程中，若超过预设定转换时间，则对转换开关进行检查。切换开关作为执行机构，能够在预设定转换时间内快速进行合闸或者开闸。
40.本发明中，首先在市电网以及移动发电电源的输出侧进行电压的检测和采集，采集完成后进行相应的处理，处理完成的信息由应急切换箱进行判断故障情况，每一个故障情况均对应有相应的切换控制指令，根据切换控制指令的是否下发决定是否进行切换控制；转换开关执行开合闸操作；整个控制逻辑中，采集后的数据处理以及切换控制指令的下发过程响应快速，保障在紧急状况下的供电，满足用户的基本供电需求。
41.本实施例还提出一种基于应急切换箱的自动切换系统，适用于上述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，参考图2至图4，包括应急切换箱，应急切换箱的一侧分别连接有移动发电电源和市电网，应急切换箱的另一侧连接有负载，应急切换箱内设置有切换开关3，切换开关3包括第一切换开关和第二切换开关，第一切换开关与移动发电电源串联，第二切换开关与市电网串联。本发明中，应急切换箱的内部的第一切换开关与移动发电电源对应，第二切换开关与市电网对应。
42.参考图3，应急切换箱还包括与切换开关3连接的断路器1，断路器1连接有第一接线端子4，切换开关3连接有控制器2，控制器2的一侧还设置有与切换开关3连接的第二接线
端子5。
43.参考图4，控制器2还设置有数据处理单元、调节单元、故障判定单元、切换控制单元和指令发送单元；数据处理单元与故障判定单元连接，故障判定单元与切换控制单元连接，切换控制单元与指令发送单元连接，调节单元连接于数据处理单元和故障判定单元。数据处理单元用于对采集得到的信息的处理，调节单元用于移动发电电源的电压信息调节，调节单元进行适应性调节的位置，调节单元内部设置有两个数据对比模块，分别用于市电网输出电压正常情况和异常情况下的电压调节；故障判定单元用于故障判定；切换控制单元用于对于具体切换操作的选择；指令发送单元用于切换控制指令的下发。
44.上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，分别采集市电网和移动发电电源的输出电压；s2，应急切换箱根据采集信息进行故障情况判定；s3，根据故障情况判定结果选择是否进行切换控制；s4，应急切换箱的转换开关执行合闸或开闸操作。2.根据权利要求1所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：s11，在市电网的输出侧和移动发电电源的输出侧安装设置有电压检测装置；s12，连续输出采集得到的电压信息，生成电压时序图并获取电压的频率以及相位信息；s13，移动发电电源进行适应性调节。3.根据权利要求1或2所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下步骤：s21，根据历史日市电网输出电压的情况、历史日市电网对应的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态；设置若干个故障区段，对应有不同的转换开关具体操作，即建立故障区段对比模型；s22，将实际市电网输出电压的情况、实际市电网对应的第二转换开关状态和移动发电电源对应的第一转换开关状态与故障区段对比模型对比，根据故障区段确定转换开关具体操作。4.根据权利要求3所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述故障区段对比模型中，移动发电电源对应的第一转换开关处于开闸状态时，包括以下若干种情况：q1，市电网输出电压正常，实际市电网对应的第二转换开关处于合闸状态；q2，市电网输出电压正常，实际市电网对应的第二转换开关处于开闸状态；q3，市电网输出电压异常，实际市电网对应的第二转换开关处于合闸状态；q4，市电网输出电压异常，实际市电网对应的第二转换开关处于开闸状态。5.根据权利要求3所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：在移动发电电源输出电压的频率以及相位信息与市电网输出电压的频率以及相位信息匹配的情况下，确定转换开关具体操作后，切换控制单元下发其中一种切换控制指令至转换开关。6.根据权利要求3所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述实际市电网输出电压的情况具体判定方式为：将实际采集并处理得到的电压时序图与历史日正常情况下的电压时序图放入同一个坐标中进行拟合，进行初步判断；又根据实际采集并处理得到的电压时序图和历史日正常情况下的电压时序图的幅度、相位、频率，进行误差分析，当误差大小在
±
1%以内则判定实际采集的市电网输出电压为正常情况。7.根据权利要求5所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：在接收到切换控制指令后，转换开关进行自动合闸或开闸，转换开关在预设定转换时间内进行合闸或开闸。8.根据权利要求2所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，所述适应
性调节具体为：将移动发电电源输出电压的频率以及相位信息进行调节，使其与市电网输出电压的频率以及相位信息之间的频率误差和相位误差在预设误差范围之内。9.一种基于应急切换箱的自动切换系统，适用于权利要求1-8所述的一种基于应急切换箱的自动切换方法，其特征在于，包括应急切换箱，所述应急切换箱的一侧分别连接有移动发电电源和市电网，所述应急切换箱的另一侧连接有负载，所述应急切换箱内设置有切换开关（3），所述切换开关（3）包括第一切换开关和第二切换开关，所述第一切换开关与移动发电电源串联，所述第二切换开关与市电网串联。10.根据权利要求9所述的一种基于应急切换箱的自动切换系统，其特征在于，所述应急切换箱还包括与切换开关（3）连接的断路器（1），所述断路器（1）连接有第一接线端子（4），所述切换开关（3）连接有控制器（2），所述控制器（2）的一侧还设置有与切换开关（3）连接的第二接线端子（5）。

技术总结

本发明公开一种基于应急切换箱的自动切换方法及系统，一种基于应急切换箱的自动切换方法，包括以下步骤：S1，分别采集市电网和移动发电电源的输出电压；S2，应急切换箱根据采集信息进行故障情况判定；S3，根据故障情况判定结果选择是否进行切换控制；S4，应急切换箱的转换开关执行合闸或开闸操作；本发明还提出一种基于应急切换箱的自动切换系统，解决了目前的电源切换逻辑复杂，且电源切换响应时间长的问题，本发明通过应急切换箱的设置，根据采集信息对故障情况进行判别，并进行切换控制，本发明改变以往保供电方式，能够有效减少电源切换响应时间。换响应时间。换响应时间。