专利名称:一种自适应取能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电网自适应取能装置，它包括电流互感器、磁链旁路单元、取能单元、储能单元、输出控制单元和自适应监控单元，所述电流互感器、磁链旁路单元、取能单元和输出控制单元依次连接，所述输出控制单元与直流负载连接，所述自适应监控单元一端连接磁链旁路单元，自适应监控单元另一端连接输出控制单元，所述储能单元一端连接自适应监控单元，储能单元另一端连接在取能单元和输出控制单元之间。其降低了取能装置对电力线电流的要求，能够根据储能单元的能量大小，快速进行不同工作模式之间的自适应切换，取能效率高。
【专利说明】一种自适应取能装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于交流电网侧能量提取【技术领域】，尤其涉及一种电网自适应取能装置。
【背景技术】
[0002]现有智能电网的传感装置，如果安装在架空线上，由于绝缘问题，难以使用常规的电源。采用电流互感器自感应取能是解决这类装置供电的比较好的方法，一方面可实现装置自供电，另一方面做到装置和电力线等电位，解决了绝缘问题，同时方便安装。
[0003]由于电力线上电流的变化范围比较大，导致电流互感器自感应取能方法在技术上存在不小的困难，主要体现在，当电力线电流较小时，电流互感器二次绕组输出能量有限，要靠电流互感器取得足够使后级电路工作的能量，必须增大电流互感器的体积，这将导致整个取电装置的体积和重量大大增加，而且使整个装置安装在架空线上的安全性大大降低，或者导致电力线电流较小时后级电路无法工作；当电力线电流较大时，电流互感器二次绕组输出能量很大，从电流互感器感应得到的能量可能超过后级电路工作所需能量，多余的能量如果得不到安全释放，电路以及整个装置的安全性都将大大降低。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能解决在电力线电流较小时，互感器取能不足，后级负载难以工作，而在电力线电流较大时取能过剩问题的装置，避免安全隐患，从而使电流互感器自感应取能技术真正得到广泛的应用。
[0005]为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括:
[0006]一种自适应取能装置，它包括:
[0007]电流互感器，用于从电力线感应能量，通过二次绕组输出；
[0008]磁链旁路单元，用于短接电流互感器二次绕组，或者连接电流互感器二次绕组和取能单元；
[0009]取能单元，用于将电流互感器二次绕组所感应的能量转换为后级直流负载所要求的电压等级；
[0010]储能单元，用于当电流互感器二次绕组感应的能量少于直流负载所需能量时，通过释放能量以补充感应能量的不足；以及当电流互感器二次绕组感应的能量多于直流负载所需能量时，通过储存能量以备感应能量不足时的需求；
[0011]输出控制单元，用于开启或关闭通向直流负载的输出通路；以及
[0012]自适应监控单元，用于监测储能单元能量，控制磁链旁路单元和输出控制单元的开启或关闭。
[0013]作为上述方案的进一步优化，所述磁链旁路单元开启时，电流互感器二次绕组被短路；所述磁链旁路单元关闭时，电流互感器二次绕组的输出端连接到取能单元的输入端。
[0014]作为上述方案的进一步优化，所述电流互感器、磁链旁路单元、取能单元和输出控制单元依次连接，所述输出控制单元与直流负载连接，所述自适应监控单元一端连接磁链旁路单元，自适应监控单元另一端连接输出控制单元，所述储能单元一端连接自适应监控单元，储能单元另一端连接在取能单元和输出控制单元之间。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优点包括:
[0016]本实用新型的自适应取能装置，降低了取能装置对电力线电流的要求，能够根据储能单元的能量大小，快速进行不同工作模式之间的自适应切换，取能效率高。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型一实施例的自适应取能装置的结构示意图。
[0018]图2是本实用新型一实施例的电网自适应取能方法的具体流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研宄和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0020]本实施例所述的自适应取能装置图如图1所示，当电力线中有电流流过时，电流互感器的二次绕组中将产生感应电流，互感器二次绕组连接磁链旁通单元。磁链旁通单元受自适应监控单元控制，磁链旁通单元开启时，互感器二次绕组短接，能量不会传向后面的模块；磁链旁通单元关闭时，互感器二次绕组直接连接取能单元。取能单元将电流互感器二次绕组所感应的电流经过整流，电压变换和滤波后，将能量变换成满足储能单元和后级直流负载使用要求的电压等级。取能单元的输出端接输出控制单元，输出控制单元受自适应监控单元控制，当输出控制单元开启时，取能装置输出能量供直流负载工作；当输出控制单元关闭时，取能装置的能量暂时储存在储能单元中，不会输出给直流负载。储能单元并接在取能单元和输出控制单元之间，磁链旁通单元关闭，输出控制单元关闭时，取能单元输出的能量将储存在储能单元中；当输出控制单元开启时，储能单元将释放能量给输出控制单元。自适应监控单元实时检测储能单元中的能量，按照自适应取能方法所述步骤工作，控制磁链旁路单元和输出控制单元的开启或关闭。
[0021]在本实施例中，利用预先设置的直流负载工作模式所需能量门限值与取能装置中储能单元的能量监测值进行比较，由自适应监控单元做出工作模式的切换判断，并控制磁链旁路单元和输出控制单元，以实现取能装置的模式切换。
[0022]本实施例的自适应取能方法的流程如图2所示，具体步骤如下:
[0023]1.自适应监控单元开始监测储能单元的能量；
[0024]2.将储能单元能量P与连续工作门限值P2进行比较，当P < P2时，跳转到步骤3 ;当P彡P2时，跳转到步骤4 ；
[0025]3.此时取能单元工作在间歇工作模式，自适应监控单元控制磁链旁路单元关闭，电流互感器二次绕组直接连接取能单元，之后跳转到步骤5 ;
[0026]4.此时取能单元工作在连续工作模式，自适应监控单元控制输出控制单元开启，持续向直流负载供电，之后跳转到步骤8 ;
[0027]5.将储能单元能量P与短时工作门限值Pl进行比较，当P < Pl时，跳转到步骤6 ;当P2彡P > Pl时，跳转到步骤7 ；
[0028]6.此时取能单元工作在储能模式，自适应监控单元控制输出控制单元关闭，电流互感器二次绕组的能量通过取能单元存储在储能单元中，跳转到步骤11 ;
[0029]7.此时取能单元工作在短时工作模式，自适应监控单元控制输出控制单元开启，储能单元释放能量供直流负载工作，跳转到步骤11;
[0030]8.将储能单元能量P与输出储能工作门限值P3进行比较，当P2彡P < P3时，跳转到步骤9 ;当P多P3时，跳转到步骤10 ；
[0031]9.此时取能单元工作在输出储能模式，自适应监控单元控制磁链旁路单元关闭，电流互感器二次绕组的能量直接连接取能单元，取能单元既输出能量给储能单元进行储能，又输出直流负载所需的能量，跳转到步骤11;
[0032]10.此时取能单元工作在磁链旁路模式，自适应监控单元控制磁链旁路单元开启，电流互感器二次绕组通过磁链旁路单元短路，此时完全依靠储能单元释放能量给直流负载工作，跳转到步骤11。
[0033]11.检测取能单元是否结束工作，如要结束工作，则结束；否则，跳转到步骤I。
[0034]本实施例中，自适应监控单元的短时工作门限值Pl，连续工作门限值P2和输出储能工作门限值P3的关系满足Pl < P2 < P3，Pl，P2，P3的取值由取能装置所接直流负载的能耗决定，具体的门限值确定方法如下:
[0035]Pl >直流负载短时工作所需能量；
[0036]P2 >直流负载连续工作所需能量；
[0037]P3 >储能单元极限能量值。
[0038]应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种自适应取能装置，其特征在于，它包括: 电流互感器，用于从电力线感应能量，通过二次绕组输出； 磁链旁路单元，用于短接电流互感器二次绕组，或者连接电流互感器二次绕组和取能单元; 取能单元，用于将电流互感器二次绕组所感应的能量转换为后级直流负载所要求的电压等级； 储能单元，用于当电流互感器二次绕组感应的能量少于直流负载所需能量时，通过释放能量以补充感应能量的不足；以及当电流互感器二次绕组感应的能量多于直流负载所需能量时，通过储存能量以备感应能量不足时的需求； 输出控制单元，用于开启或关闭通向直流负载的输出通路；以及自适应监控单元，用于监测储能单元能量，控制磁链旁路单元和输出控制单元的开启或关闭。2.根据权利要求1所述的自适应取能装置，其特征在于，所述磁链旁路单元开启时，电流互感器二次绕组被短路；所述磁链旁路单元关闭时，电流互感器二次绕组的输出端连接到取能单元的输入端。3.根据权利要求1或2所述的自适应取能装置，其特征在于，所述电流互感器、磁链旁路单元、取能单元和输出控制单元依次连接，所述输出控制单元与直流负载连接，所述自适应监控单元一端连接磁链旁路单元，自适应监控单元另一端连接输出控制单元，所述储能单元一端连接自适应监控单元，储能单元另一端连接在取能单元和输出控制单元之间。
【文档编号】H02J3-28GK204290339SQ201420758176
【发明者】朱志明, 方明, 倪贵成 [申请人]苏州银蕨电力科技有限公司