基于時變負荷的三級可調加熱功率投切控制方法
【技術領域】 [0001] :本發(fā)明設及固體蓄熱裝置電氣回路設計方法，具體設及一種基于時變 負荷的=級可調加熱功率投切控制方法，屬于電加熱。
【背景技術】 [0002] :隨著世界范圍內經濟高速增長，人民生活水平的提高，大氣污染日益嚴 重，節(jié)能環(huán)保、降低能耗已經成為當前急需解決的重大發(fā)展問題。電力部口為解決用電不平 衡問題，制定峰谷階梯電價制度。在此背景下，推廣使用固體電蓄熱裝置可W改善環(huán)境質 量，緩解電力高峰負荷壓力，提高電網利用效率，減少發(fā)電和輸配電設備的功率，降低供熱 系統損耗，有效地節(jié)約能源，具有巨大的經濟和社會效益。
[0003] 固體電熱蓄能裝置是一種高效、經濟、節(jié)能、安全可靠、減少環(huán)境污染的新型電加 熱設備。利用夜間低谷電，將電轉化成熱能儲存;在用電高峰時段放熱采暖、提供熱水。充分 利用電網低谷電力，增加電力有效供給，降低用電費用，提高電網負荷率，對電網的穩(wěn)定經 濟運行有重大意義。
[0004] 固體電蓄熱供暖的優(yōu)勢主要包括：1、±地利用率高、投資成本低、管理費用低；2、 溫度可調方便，可滿足不同用戶需求;3、清潔環(huán)保、安全。免去了燃煤污染和一氧化碳中毒 的后顧之憂;4、電網利用率高，削峰填谷，有利于清潔能源消納;5、住宅采暖可分戶計量，便 于節(jié)能等。
[0005] 但已有的固體蓄熱裝置供熱功率一定，不能根據用戶需求、季節(jié)不同進行功率調 節(jié)，只可簡易調節(jié)出風口溫度。由于箱體處于實時工作狀態(tài)，易導致加熱繞組和蓄熱磚的損 壞，增加維修成本。

【發(fā)明內容】
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[0006] 發(fā)明目的：發(fā)明提供一種基于時變負荷的=級可調加熱功率投切控制方法，其目 的是解決W往所存在的問題。
[0007] 技術方案:發(fā)明是通過W下技術方案實現的：
[000引基于時變負荷的=級可調加熱功率投切控制方法，其特征在于:該方法根據供熱 需求量季節(jié)性變化等特點，提出了=級加熱繞組投切固體蓄熱裝置電氣回路設計方法:通 過星角切換方式對加熱繞組進行投切，實現固體蓄熱裝置0.7Pn/Pn/l . 4Pn =種不同供熱功 率的切換。
[0009] 將加熱繞組分成六組，分別命名為14、18、1(：、24、28、2(：，此六組加熱繞組的結構相 同，并在IA、IB、IC接入電網處接入=相聯動開關KMl，在、2A、2B、2C接入電網處接入=相聯 動開關KM2，中性點N處接入S相聯動開關KM3，用于控制加熱繞組的投切，當閉合KMl和KM3 時，1A、1B、1C、N構成Y型連接狀態(tài)，此時固體蓄熱裝置的功率為0.7Pn;當閉合KM2和KM3時， 2八、28、2(：、咐勾成￥型連接狀態(tài)，此時固體蓄熱裝置的功率仍為0.7?。；當閉合謂1和碰2時， lA、lB、lC、2A、2B、2C處于A型連接狀態(tài)，此時固體蓄熱裝置的功率為Pn;當閉合KMl、KM2和 KM3時，lA、lB、lC、2A、2B、2C、N處于Y-Y型連接狀態(tài)，此時固體蓄熱裝置的功率為1.4Pn。
[0010] 該方法所包含的步驟如下：
[0011] 第一步，在低谷時段，對固體蓄熱裝置蓄熱；
[0012] 第二步，通過信息采集系統得到固體蓄熱裝置實時數據信息，檢測單元將用戶需 求側的實時數據和歷史數據與固體蓄熱裝置中實時數據整合，并將此數據送入單片機控制 單元；
[0013] 第=步，單片機控制單元判斷固體蓄熱裝置是否投切，輸出命令至驅動單元，控制 接觸器的閉合和關斷；
[0014] 第四步，單片機控制單元將根據用戶需求量確定的固體蓄熱裝置的投切功率命令 送至觸發(fā)執(zhí)行單元，通過控制器控制串聯于電源和固體蓄熱裝置中的=相聯動開關；
[0015] 第五步，在用電低谷時，檢測中屯、檢測到固體裝置蓄熱量不滿足用戶需求時，在切 斷固體蓄熱裝置，直接進行電采暖同時，控制柜和主電路單元直接通過控制器控制固體蓄 熱裝置進行熱量存儲，返回第一步;在用電高峰時，檢測中屯、檢測到固體裝置蓄熱量不滿足 用戶需求時，在切斷固體蓄熱裝置，進行電采暖，等待用電低谷時，返回第一步。若固體蓄熱 裝置長期不能滿足用戶需求，此時可通過并聯加熱繞組的方式進行擴容。
[0016] 第四步中當用戶的需求量<0.7Pn，控制S相聯動開關KMl和KM3閉合，1A、1B、1CS 相Y型鏈接，若此支路出現故障時，控制S相聯動開關KM2和KM3閉合，2A、2B、2CS相Y型鏈 接；當0.7?。<用戶的需求量非n時，控制S相聯動開關KM巧PKM2閉合，1A、1B、1C、2A、2B、2C ミ相A型鏈接；當?。<用戶的需求量。.4Pn時，控制^相聯動開KMUKM2和KM3閉合，1A、1B、 1C、2A、2B、2C、N 處于 Y-Y 型連接。
[0017]設置蓄熱功率切換立個負荷溫度節(jié)點Ti、T沸T3,且設置溫度Ti^2^3,當負荷溫 度T低于最低控熱標準情況下，此時若存在。Tl,控制立相聯動開關KMl和KM3閉合，蓄熱裝 置功率切換到0.7Pn，1A、1B、ICS相Y型鏈接，滿足負荷要求，若此支路出現故障時，控制S 相聯動開關KM2和KM3閉合，2A、2B、2Cミ相Y型鏈接;若存在Tl>。T2，控制ミ相聯動開關KMl 和KM2閉合，蓄熱裝置功率切換到Pn，lA、lB、lC、2A、2B、2CS相A型鏈接，滿足負荷要求;若 存在T2>T>T3,控制S相聯動開KM1、KM2和KM3閉合，熱裝置功率切換到1.4Pn，lA、lB、lC、 2A、2B、2C、N處于Y-Y型連接，滿足負荷要求。
[0018] 基于不同用熱負荷空間溫度=級加熱繞組投切固體蓄熱裝置時變功率投切蓄放 熱切換控制，它的步驟如下：
[0019] 第一步，在低谷時段，對固體蓄熱裝置蓄熱；
[0020] 第二步，當電網的輸出功率口>廠區(qū)需求功率為口1>提供給固體蓄熱功率為門時， 控制S相聯動開關KMl和KM3或控制S相聯動開關KM2和KM3閉合，蓄熱裝置功率切換到 0.7口。，14、18、1(：^相或24、28、2(：^相￥型鏈接，蓄熱時間為山，蓄熱體總的蓄熱容量為61 = ki*0.7Pn;
[0021] 第S步，當電網的輸出功率口>提供給固體蓄熱功率為門含廠區(qū)需求功率為Pi時， 控制S相聯動開關KMl和KM2閉合，蓄熱裝置功率切換到Pn，lA、lB、lC、2A、2B、2CS相A型鏈 接，蓄熱時間為k2,蓄熱體總的蓄熱容量為E2 = k2沖n;
[0022] 第四步，當電網的輸出功率當電網的輸出功率P =提供給固體蓄熱功率為門，廠區(qū) 需求功率Pi = O時，控制S相聯動開關KMUKM2和KM3閉合，熱裝置功率切換到1.4Pn，lA、lB、 1C、2A、2B、2C、N處于Y-Y型連接，蓄熱時間為k3，蓄熱體總的蓄熱容量為E3 = k3* 1.4Pn;
[0023] 第五步，判斷是否滿足I： ki含8( i = I，2，3)，且Eo = Ei+&巧3，若不滿足，則返回第一 步，根據電網分配功率變化，進行時變功率投切蓄熱切換控制;若滿足則蓄熱過程結束，等 待用電高峰時段到來，進行不同負荷溫度(供給空間溫度)區(qū)間的蓄熱功率切換控制；
[0024] 第六步，當負荷溫度T低于最低控熱標準情況下，此時若存在T > Tl,控制S相聯動 開關KMl和KM3閉合，1A、IB、ICS相Y型鏈接，蓄熱裝置功率切換到0.7Pn，滿足負荷要求;若 此支路出現故障時，控制=相聯動開關KM2和KM3閉合，2A、2B、2C =相Y型鏈接，蓄熱裝置功 率仍切換到〇.7Pn;
[0025] 第屯步，若此時存在Ti>T > T2，控制S相聯動開關KMl和KM2閉合，1A、1B、1C、2A、 2B、2C=相A型鏈接，蓄熱裝置功率切換到Pn,滿足負荷要求；
[0026] 第八步，若存在T2>T>T3,控制S相聯動開KMUKM2和KM3閉合，1A、1B、1C、2A、2B、 2C、N處于Y-Y型連接，熱裝置功率切換到1.4Pn，滿足負荷要求；
[0027] 第九步，若固體裝置中熱量是達到裝置含熱量下限，不能滿足第六步、第屯步、第 八步供熱需求，返回第一步，但用電低谷時，對固體蓄熱裝置進行充電。
[0028] 優(yōu)點效果：
[0029] 本發(fā)明提出一種基于時變負荷的=級可調加熱功率投切控制方法，建立不同蓄熱 功率切換模式。解決了現有技術中的存在的當需求量變化過程中固體蓄熱裝置功率不易調 節(jié)的問題。
[0030] 本發(fā)明的優(yōu)