智能型电网的管理系统及方法
智能型电网的管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种智能型电网的管理系统及方法，特别是以馈线控制器、智能型电表及智能型负载插座数字编码组合与透过电力线通讯管理电网客户端各负载用电与断电顺序的系统与方法。
【背景技术】
[0002]能源供应已成为一个全世界非常白热化讨论的议题，人们希望获得干净清洁安全的能源或更好的可再生能源，并摆脱石化能源与具有潜在性危险的核电能源。然而，可再生能源的发电效率仍然太低，无法满足广大用户的需求，例如:受到季节风力限制的风力发电与受天候影响的太阳能发电等受限于时间与天气限制的可再生能源很难控制与使用，在此期间，有限电力的能量守恒定律将成为更重要的问题，如何高效率和有效地使用客户端的家电负载所衍生的智能型家电、智能型电表和智能电网的管理技术发展，将是确保每一度电力能源不会被任意消耗浪费的最佳保证。
[0003]然而，现有电力输电及配电系统，包括一次变电所、二次变电所和电力馈线的运转，通常，透过输电线、配电线路连接到每个家庭用户中的配电开关面板，每条由二次变电所的电力馈线连结数个杆顶或路边亭驻式的变压器，再由每个变压器连接到10个家庭或更多个家庭客户端，诸如客户端的交流单相三线220V、60赫兹的电力，以供应每个家庭中的各个家电负载，当整体电网的供电容量与用电需求容量达到饱和或供需失衡警戒值时，所需进行的紧急措施，即是投入备用电力容量，当备用电力容量不敷使用或用电需求容量达到尖峰状态，而必需采取限电措施时，在某些国家的处置模式是优先切断工业用户的用电，再考虑家庭用户的断电与限电措施，或者，将工业用户与家庭用户间进行区域性的轮流断电等限电措施，对于在一些家庭用户中不宜断电的负载，如:病人的维生系统或老人的照护系统，则会受到相当大的影响，对于客户端而言，将造成用电的不便与困扰，并且，这样针对全面性或局部性客户断电或限电处置，对于整个电网的供电容量管理，仅是治标，而非治本，无法达到真正有效管理用电容量的智能型电网要求。
[0004]在相关的先前专利技术文献方面，诸如中国台湾专利公报第1442663号「智慧微电网管控系统及智能用电管理方法」发明专利案，揭示利用电信因特网及云端应用管理平台，让使用者(即用电用户)自行以手机或计算机透过因特网或云端管理平台，来自行管理家户用电及负载的供电与断电，这样的独善其身作法仅是让个别用电用户自行管理操作用电的系统及方法，无法达到如由二次变电站所涵盖的大电网或小区型态电网的整体用电量管理，对于整体用电电网的帮助及节能效果实属有限，并且，此种使用手机或计算机透过因特网或云端管理平台，来个别管理家户用电及负载的供电与断电的系统，易遭黑客入侵网络或云端管理平台破坏，而造成不可收拾的用电公安问题及后果。
[0005]又再如中国台湾专利公报第1441409号「电力监控系统」发明专利案，则揭示多个电力输入能源对单一家庭用电用户的个别负载的用电调配使用，同样地，只能针对个别用电用户进行负载管理，无法对整个上层大型电网或小区型电网的用电量管理及节能效果有所明显挹注，并且，需使用个别的计算机、可程序逻辑控制器与中央控制盘等复杂的控制系统，如果要扩展至整个供电电网或小区电网使用，则有设备昂贵不易装设及个别设备不易整合控制等问题，而无法付诸实现。
[0006]另外，再如中国台湾专利公报第1423550号「智能化断路器整合管理系统、装置及智能化分电箱」发明专利案，则揭示以一变压器、电表及一智能化断路器整合管理装置所构成的智能化断路器整合管理系统，以对个别家庭用户中的家电负载进行监测管理，但此种系统，除了组件复杂外，需要由一运算单元搭配多数断路器来搭配使用，如果负载数量及负载回路增加时，该运算单元可能不敷使用而需整组更换，且该电力线通讯器仅挂载用电信息，对于整体用电设备而言，需大幅变更室内配线系统，例如:运算单元需分别拉出多个控制信号线路分别连结至各个断路器中，以传输控制讯号VC1?VCN，受控负载愈多，则线路数量愈多，对于位于不同位置的负载而言，实有配线困难不易的问题，造成滞碍难行的困扰，且该断路器所连结的电力供应回路的供电负载万一不是单一个，而是很多个负载，例如:多个插座同在一个断路器所管辖的供电回路上，且为断电的状态，极可能将很多重要的负载，例如:生命维生系统或保全系统，作一次性断电，将造成使用者的困扰，并且，此种管理系统的另一个问题与缺点，是在于该系统同样仅能使用于单一家庭负载控制，无法扩及整个电网，且断电时，无法识别负载的重要性或断电优先级，仅单凭电力线通讯器所挂载的系统用电信息，极可能会造成如危害使用者生命安全的憾事发生。
[0007]更进一步，如中国台湾专利公报第1437835号「电力线网络控制系统与方法」发明专利案，则揭示利用随机数产生装置识别码，再利用广播方式来避免控制电力网络识别码重复的问题，以及，解决控制网络划界的问题，仅能大部与模糊性区隔电力控制网络，但是对于受控电力网络中的各项电力馈线、智能电表、电气负载等细部详细信息，则无法作区隔及辨识，而无法达到真正的智能型用电与负载的电力网络控制的功效与需求。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种智能型电网的管理系统及方法，其以消除现有电网或前案的电网电力控制系统中，无法由整个电力供电电网上层的二次变电所阶层包含数个条输电的电力馈线的大型电网或小区电网直接针对每一个用户的负载进行用电容量监视及优先级断电或供电的控制与管理的问题与缺点，并使整个电网具有自动及完全数字化编码智能管理电网用电容量的功能，而得以达到智能管理整个大型电网或小区电网负载用电的功效。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0010]一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括:
[0011 ] 至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号；
[0012]数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及
[0013]数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。
[0014]进一步，上述本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该馈线控制器还包括:
[0015]至少一高压侧电源开关单元，连结二次变电站输出的高压电源；
[0016]至少一变压器，该变压器的高压侧连结该高压侧电源开关单元，以输入来自该高压侧电源开关单元输出的高压电源；
[0017]至少一低压侧电源开关单元，连结该变压器低压侧及至少一条输电馈线，以控制输入该变压器低压侧输出的低压电源给该输电馈线，或切断给该输电馈线的低压电源；
[0018]至少一微处理器，连结该二次变电站的控制器，以承受二次变电站的控制命令，预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器、家电负载及优先断电等级等数字编码数据，并对该高压侧开关单元进行控制投入高压电源或关闭高压电源的控制命令；以及
[0019]至少一电力线通讯模块，连结该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元，以提供该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元所需的工作电源，并接受该微处理器的控制命令，而对该低压侧电源开关单元进行控制投入低压电源给该输电馈线与否，并且，经由该输电馈线以电源线通讯协议传送客户端负载开、断控制讯号及接收来自该输电馈线的负载状态侦测回授讯号给该微处理器。
[0020]上述本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该馈线控制器的微处理器内所预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据的数据格式栏位依序为二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码及备用等栏位。
[0021]上述本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该智能型负载插座，包括:
[0022]至少一电力继 电器，连结该家电负载及客户端配电线路的插座电源线路，以开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应；以及
[0023]至少一电力微控制单元，连结该客户端配电线路的插座电源线路及该电力继电器激磁线圈端，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表。
[0024]上述更进一步，本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该智能型负载插座的电力微控制单元，还包括:
[0025]至少一电力线通讯模块，连结该客户端配电线路的插座电源线路，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表；
[0026]至少一微处理器，连结该电力线通讯模块，以取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电力线通讯模块；
[0027]至少一内存模块，预先储存有该家电负载的数字编码数据，包括所属的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码数据，以提供给微处理器作家电负载开、断控制的对应参考；以及
[0028]至少一开关驱动器，连结该微处理器及该电力继电器，以受微处理器控制而对该电力继电器作开启或关闭的控制。
[0029]本发明的智能型电网的管理方法，其特征在于，其步骤包含:
[0030](a)开始；
[0031](b)电力馈线是否需减低用电容量，如果是则执行步骤(c)，如果不是重复(a)步骤，由该二次变电站依实际的用电量需求，如需减低各电力馈线的用电容量，则由该二次变电站发送控制命令给该馈线控制器，对所连结管辖的电力馈线进行降低用电容量控制；
[0032](c)减低用电容量计算及决定优先断电等级级数，即由步骤(b)的馈线控制器依据二次变电站所下达的减低用电容量命令，而计算减低容量及决定优先断电等级级数，如果较低优先断电等级级数已被使用过，而二次变电站用电容量仍不够，则再往更上一级优先断电等级作等级决定；
[0033](d)透过电力线通讯协议发送优先断电控制命令给各客户端的智能型电表，即由步骤(c)的各馈线控制器分别透过各所连结的输电馈线，以电力线通讯协议传送该客户端负载断电控制讯号给各客户端的智能型电表；及
[0034](e)由所属客户端的智能型电表执行对应的优先断电等级的家电负载断电操作，由步骤(d)的各客户端智能型电表，依据该输电馈线所传送的客户端负载断电控制讯号，再透过电力线通讯协议方式，传送断电控制讯号给各客户端智能型负载插座，由该智能型负载插座依据该优先断电等级是否而决定将该所连结的家庭负载是否予以断电处置。
[0035]上述本发明的智能型电网的管理方法，其特征在于，该步骤(e)还包含:
[0036](el)智能型电表侦测接收到客户端负载断电控制讯号，由智能型电表侦测接收由馈线控制器经输电馈线以电力线通讯协议所传送的客户端负载断电控制讯号；
[0037](e2)有无家电负载的达到优先断电等级？如果是，即执行步骤(e4)，如果不是则执行步骤(e3)，由该智能型电表依据所连结的各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号与步骤(el)的馈线控制器所传送的客户端负载断电控制讯号予以共同判定是否有存在达到优先断电等级的家电负载；
[0038](e3)智能型电表回报讯息给馈线控制器，由步骤(e2)的智能型电表以电力线通讯协议回传该各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号给该步骤(el)的馈线控制器；
[0039](e4)逐一判定各智能型负载插座的优先断电等级是否大于或等于优先断电等级？如果是则进行步骤(e5)，如果不是则进行步骤(e7)，即由各智能型负载插座逐一依据所预先储存的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码栏位格式的数字编码数据及步骤(el)的馈线控制器传送给智能型电表的客户端负载断电控制讯号，予以逐一判定该智能型负载插座的优先断电等级是否等于或大于该馈线控制器的客户端负载断电控制讯号所设定的家电负载优先断电等级；
[0040](e5)将该智能型负载插座连结的家电负载的电源予以切断，即由该符合优先断电等级的智能型负载插座对所连结的家电负载予以切断电源，作暂时停止供电处置；
[0041](e6)回传该智能型负载插座信息给智能型电表，将该切断电源或恢复供电的智能型负载插座状态予以用负载状态侦测回授讯号透过电力线通讯协议方式传送给智能型电表，重复步骤(e2);
[0042](e7)智能型负载插座继续供电或恢复供电给该家电负载，即当该智能型负载插座内所预先储存的数字编码数据的家电负载优先断电等级小于步骤(e4)的优先断电等级时，则继续保持该原先未断电处置的智能型负载插座对所连结的家电负载持续供电，或将原先已断电的智能型负载插座所连结的家电负载恢复供电，重复步骤(e6)。
[0043]本发明的智能型电网的管理系统及方法的功效，是在于借由该连结二次变电站与输电馈线间的馈线控制器、位于客户端配电线路开头的智能型电表与连结于客户端配电线路的插座电源的各智能型负载插座，均赋予及编排以二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载供电及断电优先级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码栏位格式等仿真数字地址的数字编码数据，如同每一个家电负载都有属于自己本身特有的用电地址，借以区分出该二次变电站所有辖下的客户端中所使用的所有家电负载的优先断电等级，再透过以电力线通讯协议的双向通讯模式，不必额外再架设无线或有线通讯线路与系统，利用既有的各输电馈线及客户端的配电线路，即可以让二次变电站根据供电与用电容量状态及计算得到需的优先断电等级，并以一贯式命令，将客户端负载断电控制讯号下达至各智能型电表及各连结家电负载的智能型负载插座，可以让闲置或较为不重要且应该优先断电等级的家电负载自动及快速断电，不但可大幅节省系统通讯设备与线路成本，并且，可让二次变电站快速及有效率地达到电力经济调度管理的功效，同时，就客户端而言，可以让受断电影响的家电负载为非全面性，不会造成日常生活上太大的影响，并且也不会造成危害生命安全，诸如许多客户端中病人所使用的维生系统或老人的照护系统，仍可继续维持供电，除此之外，本发明可应用在管理数个二次变电站所组成的大型电网或小至小区型电网用电容量，均可加以发挥不必大幅增加供电容量或备载容量的前提下，快速及有效率地作在二次变电站层级管辖范围内的各型电网用电容量的最佳经济调度与节能操作，可完全消弭上述现有或前案所揭示的各项电网控制系统与方法，仅能局限于个别家庭用电控制或全面断电方式所存在的问题及缺点，并进一步提升本发明的应用范畴及产业利用价值。
[0044]本发明的有益效果是，其以消除现有电网或前案的电网电力控制系统中，无法由整个电力供电电网上层的二次变电所阶层包含数个条输电的电力馈线的大型电网或小区电网直接针对每一个用户的负载进行用电容量监视及优先级断电或供电的控制与管理的问题与缺点，并使整个电网具有自动及完全数字化编码智能管理电网用电容量的功能，而得以达到智能管理整个大型电网或小区电网负载用电的功效。
【附图说明】
[0045]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0046]图1为本发明智能型电网的管理系统的系统方块图；
[0047]图2为本发明的智能型电网的管理系统的馈线控制器的方块电路图；
[0048]图3为本发明智能型电网的管理系统的数字编码数据域位格式示意图；
[0049]图4为本发明智能型电网的管理系统的智能型负载插座的方块电路图；
[0050]图5为本发明智能型电网的管理系统的智能型负载插座与家电负载连结的示意图；
[0051]图6为图4中的智能型负载插座的电力微控制单元的方块电路图；
[0052]图7为本发明智能型电网的管理系统的智能型负载插座的另一实施例图；
[0053]图8为图7的智能型负载插座与电源插座、家电负载连结的示意图；
[0054] 图9为本发明智能型电网的管理方法的系统流程图；
[0055]图10为本发明智能型电网的管理方法中的各客户端智能型电表及智能型负载插座的优先断电及恢复供电操作流程图。
[0056]图中标号说明:
[0057]100 管理系统 10馈线控制器
[0058]11 高压侧电源开关单元12变压器
[0059]121 高压侧122低压侧
[0060]13 低压侧电源开关单元14微处理器
[0061]15 电力线通讯模块 20智能型电表
[0062]30 智能型负载插座 31电力继电器
[0063]31A 电源端 31B电源端
[0064]311 接点端312接点端
[0065]311A 插孔311B 插孔
[0066]313 激磁线圈端 32电力微控制单元
[0067]321 电力线通讯模块 322微处理器
[0068]323 内存模块324开关驱动器
[0069]33 电源插片 34电源插片
[0070]200 二次变电站210高压电源
[0071]220 控制命令 230二次变电站控制器
[0072]300 输电馈线310变压器
[0073]400 客户端410配电线路
[0074]420 插座电源线路430电力插座
[0075]500 数字编码数据 510二次变电站代码
[0076]520 输电馈线编号代码 530智能型电表厂牌型号代码
[0077]540 智能型电表序号代码550优先断电等级代码
[0078]560 智能型负载插座代码570家电负载型号代码
[0079]580 家电负载序号代码 590备用
[0080]610 家电负载620家电负载
[0081]630 家电负载640家电负载
[0082]650 家电负载 660电源插头
[0083]电力馈线是否需减低用电
[0084]700 开始 710容量
[0085]减低用电容量计算及透过电力线通讯协议发送
[0086]720 决定优先断电等级级730优先断电控制命令给各客
[0087]数户端的智能型电表
[0088]由所属客户端的智能
[0089]型电表执行对应的优智能型电表侦测接收到客
[0090]740741
[0091]先断电等级的家电负户端负载断电控制讯号
[0092]载断电操作
[0093]有无家电负载达到优智能型电表回报讯息给馈
[0094]742743
[0095]先断电等级线控制器
[0096]逐一判定各智能型负
[0097]将该智能型负载插座连结
[0098]载插座的优先断电等
[0099]744745的家电负载的电源予以切
[0100]级是否大于或等于优
[0101]段
[0102]先断电等级
[0103]回传该智能型负载插智能型负载插座继续供电
[0104]746747
[0105]座信息给智能型电表或恢复供电给该家电负载
【具体实施方式】
[0106]请参阅图1，本发明的智能型电网的管理系统100，包括至少一馈线控制器10，设于一二次变电站及200至少一输电馈线300间，承受二次变电站200的高压电源210及控制命令220 (如图2所示)，并预先储存及设定各输电馈线300、客户端400的智能型电表20、电器负载610、620、630、640及650及优先断电等级等数字编码数据500 (如图3所示)，并以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号。
[0107]请再配合图2所示，上述本发明智能型电网的管理系统100的馈线控制器10电路组成结构不限，在本发明中系列举包括至少一高压侧电源开关单元11、至少一变压器12、至少一低压侧电源开关单元13、至少一微处理器14及至少一电力线通讯模块15构成为例，其它等效的电路结构组成者，不脱本发明的范畴，其中，该高压侧电源开关单元11，连结该二次变电站200输出的高压电源210，该变压器12，该变压器12的高压侧121连结该高压侧电源开关单元11，以输入来自该高压侧电源开关单元输出11的高压电源210，该低压侧电源开关单元13，连结该变压器12的低压侧122及至少一条输电馈线300，以控制输入该变压器12的低压侧122输出的低压电源给该输电馈线300，或切断给该输电馈线300的低压电源，该二次变电站200输出的高压电源210电压为22KV(仟伏)经该变压器12变压降压为11KV的低压电源，经该输电馈线300输电。
[0108]该微处理器14，连结该二次变电站200的二次变电站控制器230，以承受该二次变电站200的控制命令220，该控制命令220包括用电容量预约制及电网用电容量，该微处理器14内则预先储存及设定上述数字编码数据500，并对该高压侧开关单元11进行控制投入高压电源210或关闭高压电源210的控制命令。
[0109]该电力线通讯模块15，连结该微处理器14、高压侧电源开关单元11及低压侧电源开关单元13，以提供该微处理器12、高压侧电源开关单元11及低压侧电源开关单元13所需的工作电源，并接受该微处理器14的控制命令，而对该低压侧电源开关单元13进行控制投入低压电源给该输电馈线300与否，并且，经由该输电馈线300以电力线通讯协议传送客户端400的负载开、断控制讯号及接收来自该输电馈线200的负载状态侦测回授讯号给该微处理器12，上述的电力线通讯模块15的型式不限，在本发明中是以美商MaximIntegrated (美信)公司的G3-PLC模块为例。
[0110]请再参阅图3所示，上述的数字编码数据500的的数据格式字段依序为二次变电站代码510、输电馈线编号代码520、智能型电表厂牌型号代码530、智能型电表序号代码540、优先断电等级代码550、智能型负载插座代码560、家电负载型号代码570、家电负载序号代码580及备用590等字段，其中，该优先断电等级代码550的区分方式不限，在本发明是列举五个等级二进代码为例，第一等级为最高级别，代码为”001”，不作任何断电及限电作为，例如:生命维持器、保全系统、消防侦测系统、抽水马达或老人照护系统；第二等级为与生活、健康有关的家庭电器，例如:电热水器、按摩椅或电动健身器材，代码为”010”；第三等级为一般情况下可停电的家庭电器，如冷气机或暖气机，代码为”011”;第四等级为对生活没有重大影响的家庭电器，如电视机、洗衣机、烘衣机，代码为”100”，第五等级为经常闲置，随时可断电无影响的家庭电器，如微波炉及烤箱，代码为”101”，该优先断电等级代码550中的各等级区分亦可由二次变电站200所属的电力公司与客户端400的用户事先协调订立契约约定设定或变更，以上所述的二次变电站代码510、输电馈线编号代码520、智能型电表厂牌型号代码530、智能型电表序号代码540、优先断电等级代码550、智能型负载插座代码560、家电负载型号代码570、家电负载序号代码580及备用590等字段的代码编码方式不限，可以是十进码或二进码、十六进码等编码方式所构成的仿真数字地址型态。
[0111]数个智能型电表20，连结于各客户端400的配电线路410与至少一电力馈线300间，该智能型电表20位于该配电线路410的前端，该电力馈线300末端并透过一杆上式或路边亭立式的变压器310降压后连结该智能型电表20，使该电力馈线300上的11KV电压可以降压成如220V (伏特)/110V的家用电压给配电线路410，并且，该智能型电表20与该馈线控制器10间透过输电馈线300以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号，该传输模式是双向可逆传输模式。
[0112]数个智能型负载插座30，连结于该客户端400的配电线路410的插座电源线路420与各家电负载610、620、630、640及650之间，以由该馈线控制器10依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表20以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号，以控制各智能型负载插座30对所连结的各家电负载610、620、630、640及650进行供电或断电管理，上述该每一个客户端400的配电线路 400所连结的智能型负载插座30与家电负载610、620、630、640及650数量不限，在本发明中是列举5个家电负载610、620、630、640 及 650 为例。
[0113]请再配合图4及图5所示，上述本发明的智能型电网的管理系统100的智能型负载插座30，其结构不限，在本发明中是列举包括至少一电力继电器31及至少一电力微控制单元32组成为例，其中，该电力继电器31的电源端31A及31B，连结该客户端400的配电线路410的插座电源线路420，并且，该电力继电器31的一对接点端311及312分别连结一对插孔311A及311B，以供该家电负载610、620、630、640或650的电源插头660插入该插孔311A及311B连结(如图5所示)，以借由该电力继电器开启(ON)投入该插座电源线路420电源供应给该家电负载610、620、630、640或650或关闭(OFF)切断该家电负载610、620,630,640或650的电源供应，该电力微控制单元32，连结该客户端400的配电线路410的插座电源线路420及该电力继电器31的激磁线圈端313，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表20传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器31开启投入电源供应给该家电负载610、620、630、640或650或关闭切断该家电负载610、620、630、640或650的电源供应，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表20。
[0114]请再参阅图6所示，图4所示的智能型负载插座30中的电力微控制单元32其结构不限，在本发明中是列举包括至少一电力线通讯模块321、至少一微处理器322、至少一内存模块323及至少一开关驱动器324组成者为例，其中，该电力线通讯模块321，连结该客户端400的配电线路410的插座电源线路420，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表20传送的客户端负载开、断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表20。
[0115]该微处理器322，连结该电力线通讯模块321，以取得来自智能型电表20传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电力线通讯模块321，该内存模块323，其型式不限，在本发明中是以EEPR0M(电子式可清除程序化只读存储器)为例，预先烧录储存有该家电负载610、620、630、640或650的数字编码数据500，以提供给该微处理器322作家电负载610、620、630、640或650开、断控制的对应参考，该开关驱动器324，连结该微处理器322及该电力继电器321的激磁线圈端312，以受微处理器322控制而对该电力继电器31作开启或关闭的控制。
[0116]请再配合图7及图8所示，为本发明的智能型电网的管理系统100的智能型负载插座30的另一实施例，其中，显示一对电源插片33及34连结该电力继电器31的电源端31A及31B、电力微控制单元32，以借该电源插片33及34插入该客户端400的配电线路410的插座电源线路420所连结的电力插座430中(如图8所示)，以使该电力继电器31及电力微控制单元32获得该配电线路410的插座电源线路420的电源，该电力插座430可为一般室内壁面式插座或延长线插座，使该智能型负载插座30可以在不改变室内插座型态及配置的前提下，灵活应用于各电力插座430中，同样可达到如上述的控制该连结的家电负载610、620、630、640或650的断电或供电操作。
[0117]请再参阅图9所示，为本发明的智能型电网的管理方法的系统流程图，包括步骤700?740，其中:
[0118](700)开始；
[0119](710)电力馈线是否需减低用电容量？如果是则执行步骤(720)，如果不是，重复(700)步骤，由该二次变电站200依实际的用电量需求，如需减低各电力馈线的用电容量，则由该二次变电站200发送该控制命令220给该馈线控制器10，对所连结管辖的电力馈线300进行降低用电容量控制；
[0120](720)减低用电容量计算及决定优先断电等级级数，即由步骤(710)的馈线控制器10依据二次变电站200所下达的减低用电容量命令，而计算减低容量及决定优先断电等级级数，如果较低优先断电等级级数已被使用过，而二次变电站200用电容量仍不够，则再往更上一级优先断电等级作等级决定；
[0121](730)透过电力线通讯协议发送优先断电控制命令给各客户端的智能型电表，即由步骤(710)的各馈线控制器10分别透过各所连结的输电馈线300，以电力线通讯协议传送该客户端负载断电控制讯号给各客户端的智能型电表；
[0122](740)由所属客户端的智能型电表执行对应的优先断电等级的家电负载断电操作，由步骤(730)的各客户端400的智能型电表20，依据该输电馈线300所传送的客户端400的负载断电控制讯号，再透过电力线通讯协议方式，传送断电控制讯号给各客户端410的智能型负载插座30，由该智能型负载插座30依据该优先断电等级是否而决定将该所连结的家庭负载610、620、630、640或650是否予以断电处置。
[0123]请再配合图10所示，为本发明智能型电网的管理方法中的各客户端智能型电表及智能型负载插座的优先断电及恢复供电操作流程图，包括步骤741?747，其中:
[0124](741)智能型电表侦测接收到客户端负载断电控制讯号，由智能型电表20以每15秒一次扫瞄侦测接收由馈线控制器10经输电馈线300以电力线通讯协议所传送的客户端负载断电控制讯号；
[0125](742)有无家电负载达到优先断电等级？如果是，即执行步骤(744)，如果不是则执行步骤(743)，由该智能型电表20依据所连结的各智能型负载插座30所回传的负载状态侦测回授讯号与步骤(741)的馈线控制器10所传送的客户端负载断电控制讯号予以共同判定是否有存在达到优先断电等级的家电负载610、620、630、640或650 ;
[0126](743)智能型电表回报讯息给馈线控制器，由步骤(742)的智能型电表20以电力线通讯协议回传该各智能型负载插座30所回传的负载状态侦测回授讯号给该步骤(741)的馈线控制器10 ;
[0127](744)逐一判定各智能型负载插座的优先断电等级是否大于或等于优先断电等级？如果是则进行步骤(745)，如果不是则进行步骤(747)，即由各智能型负载插座30逐一依据所预先储存的二次变电站代码510、输电馈线编号代码520、智能型电表厂牌型号代码530、智能型电表序号代码540、优先断电等级代码550、智能型负载插座代码560、家电负载型号代码570、家电负载序号代码580序号代码字段格式的数字编码数据500及步骤(741)的馈线控制器10传送给智能型电表20的客户端负载断电控制讯号，予以逐一判定该智能型负载插座30的优先断电等级是否等于或大于该馈线控制器10的客户端负载断电控制讯号所设定的家电负载优先断电等级；
[0128](745)将该智能型负载插座连结的家电负载的电源予以切断，即由该符合优先断电等级的智能型负载插座30对所连结的家电负载610、620、630、640或650予以切断电源，作暂时停止供电处置；
[0129](746)回传该智能型负载插座信息给智能型电表，将该切断电源或恢复供电的智能型负载插座30状态予以用负载状态侦测回授讯号透过电力线通讯协议方式传送给智能型电表20，重复步骤(742);
[0130](747)智能型负载插座继续供电或恢复供电给该家电负载，即当该智能型负载插座30内所预先储存的数字编码数据500的家电负载优先断电等级小于步骤(744)的优先断电等级时，则继续保持该原先未断电处置的智能型负载插座30对所连结的家电负载610、620、630、640或650持续供电，或将原先已断电的智能型负载插座所30连结的家电负载610、620、630、640或650恢复供电，重复步骤(746)。
[0131]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括: 至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力 线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号； 数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及 数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。2.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述馈线控制器还包括: 至少一高压侧电源开关单元，连结二次变电站输出的高压电源； 至少一变压器，该变压器的高压侧连结该高压侧电源开关单元，以输入来自该高压侧电源开关单元输出的高压电源； 至少一低压侧电源开关单元，连结该变压器低压侧及至少一条输电馈线，以控制输入该变压器低压侧输出的低压电源给该输电馈线，或切断给该输电馈线的低压电源； 至少一微处理器，连结该二次变电站的控制器，以承受二次变电站的控制命令，预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器、家电负载及优先断电等级等数字编码数据，并对该高压侧开关单元进行控制投入高压电源或关闭高压电源的控制命令；以及 至少一电力线通讯模块，连结该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元，以提供该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元所需的工作电源，并接受该微处理器的控制命令，而对该低压侧电源开关单元进行控制投入低压电源给该输电馈线与否，并且，经由该输电馈线以电源线通讯协议传送客户端负载开、断控制讯号及接收来自该输电馈线的负载状态侦测回授讯号给该微处理器。3.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述馈线控制器内所预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据的数据格式栏位依序为二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码及备用等栏位。4.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述智能型负载插座，包括: 至少一电力继电器，连结该家电负载及客户端配电线路的插座电源线路，以开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应；以及 至少一电力微控制单元，连结该客户端配电线路的插座电源线路及该电力继电器激磁线圈端，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表。5.根据权利要求4所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述智能型负载插座的电力微控制单元，包括: 至少一电力线通讯模块，连结该客户端配电线路的插座电源线路，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表； 至少一微处理器，连结该电力线通讯模块，以取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电力线通讯模块； 至少一内存模块，预先储存有该家电负载的数字编码数据，包括所属的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码数据，以提供给微处理器作家电负载开、断控制的对应参考；以及 至少一开关驱动器，连结该微处理器及该电力继电器，以受微处理器控制而对该电力继电器作开启或关闭的控制。6.根据权利要求4所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述智能型负载插座的电力继电器的电源端、电力微控制单元连结一对电源插片，以借该电源插片插入该客户端的配电线路的插座电源线路所连结的一电力插座中。7.一种智能型电网的管理方法，其特征在于，其步骤包括:(A)开始； (B)电力馈线是否需减低用电容量？如果是则执行步骤(C)，如果不是，重复(A)步骤，由该二次变电站依实际的用电量需求，如需减低各电力馈线的用电容量，则由该二次变电站发送该控制命令给该馈线控制器，对所连结管辖的电力馈线进行降低用电容量控制； (C)减低用电容量计算及决定优先断电等级级数，即由步骤(B)的馈线控制器依据二次变电站所下达的减低用电容量命令，而计算减低容量及决定优先断电等级级数，如果较低优先断电等级级数已被使用过，而二次变电站用电容量仍不够，则再往更上一级优先断电等级作等级决定； (D)透过电力线通讯协议发送优先断电控制命令给各客户端的智能型电表，即由步骤(B)的各馈线控制器分别透过各所连结的输电馈线，以电力线通讯协议传送该客户端负载断电控制讯号给各客户端的智能型电表； (E)由所属客户端的智能型电表执行对应的优先断电等级的家电负载断电操作，由步骤(D)的各客户端的智能型电表，依据该输电馈线所传送的客户端的负载断电控制讯号，再透过电力线通讯协议方式，传送断电控制讯号给各客户端的智能型负载插座，由该智能型负载插座依据该优先断电等级是否而决定将该所连结的各家庭负载是否予以断电处置。8.根据权利要求7所述的智能型电网的管理方法，其特征在于，所述步骤(E)还包括步骤: (El)智能型电表侦测接收到客户端负载断电控制讯号，由智能型电表以扫瞄侦测接收由馈线控制器经输电馈线以电力线通讯协议所传送的客户端负载断电控制讯号； (E2)有无家电负载的达到优先断电等级？如果是，即执行步骤(E4)，如果不是则执行步骤(E3)，由该智能型电表依据所连结的各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号与步骤(E1)的馈线控制器所传送的客户端负载断电控制讯号予以共同判定是否有存在达到优先断电等级的各家电负载； (E3)智能型电表回报讯息给馈线控制器，由步骤(E2)的智能型电表以电力线通讯协议回传该各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号给该步骤(E1)的馈线控制器; (E4)逐一判定各智能型负载插座的优先断电等级是否大于或等于优先断电等级？如果是则进行步骤(E5)，如果不是则进行步骤(E7)，即由各智能型负载插座逐一依据所预先储存的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码序号代码栏位格式的数字编码数据及步骤(E1)的馈线控制器传送给智能型电表的客户端负载断电控制讯号，予以逐一判定该智能型负载插座的优先断电等级是否等于或大于该馈线控制器的客户端负载断电控制讯号所设定的家电负载优先断电等级； (E5)将该智能型负载插座连结的家电负载的电源予以切断，即由该符合优先断电等级的智能型负载插座对所连结的各家电负载予以切断电源，作暂时停止供电处置； (E6)回传该智能型负载插座信息给智能型电表，将该切断电源或恢复供电的智能型负载插座状态予以用负载状态侦测回授讯号透过电力线通讯协议方式传送给智能型电表，重复步骤(E2)； (E7)智能型负载插座继续供电或恢复供电给该家电负载，即当该智能型负载插座内所预先储存的数字编码数据的家电负载优先断电等级已小于步骤(E4)的优先断电等级时，则继续保持该原先未断电处置的智能型负载插座对所连结的各家电负载持续供电，或将原先已断电的智能型负载插座所连结的各家电负载恢复供电，重复步骤(E6)。
【专利摘要】一种智能型电网的管理系统及方法，包括至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据，数个智能型电表连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号，以及，数个智能型负载插座连结于客户端配电线路的插座电源线路与各家电负载之间，由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105490381
【申请号】CN201510478935
【发明人】曾令远, 陈泽宗, 朱明复
【申请人】电联运通股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年8月7日
【公告号】US20160099565
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种智能型电网的管理系统及方法，特别是以馈线控制器、智能型电表及智能型负载插座数字编码组合与透过电力线通讯管理电网客户端各负载用电与断电顺序的系统与方法。
【背景技术】
[0002]能源供应已成为一个全世界非常白热化讨论的议题，人们希望获得干净清洁安全的能源或更好的可再生能源，并摆脱石化能源与具有潜在性危险的核电能源。然而，可再生能源的发电效率仍然太低，无法满足广大用户的需求，例如:受到季节风力限制的风力发电与受天候影响的太阳能发电等受限于时间与天气限制的可再生能源很难控制与使用，在此期间，有限电力的能量守恒定律将成为更重要的问题，如何高效率和有效地使用客户端的家电负载所衍生的智能型家电、智能型电表和智能电网的管理技术发展，将是确保每一度电力能源不会被任意消耗浪费的最佳保证。
[0003]然而，现有电力输电及配电系统，包括一次变电所、二次变电所和电力馈线的运转，通常，透过输电线、配电线路连接到每个家庭用户中的配电开关面板，每条由二次变电所的电力馈线连结数个杆顶或路边亭驻式的变压器，再由每个变压器连接到10个家庭或更多个家庭客户端，诸如客户端的交流单相三线220V、60赫兹的电力，以供应每个家庭中的各个家电负载，当整体电网的供电容量与用电需求容量达到饱和或供需失衡警戒值时，所需进行的紧急措施，即是投入备用电力容量，当备用电力容量不敷使用或用电需求容量达到尖峰状态，而必需采取限电措施时，在某些国家的处置模式是优先切断工业用户的用电，再考虑家庭用户的断电与限电措施，或者，将工业用户与家庭用户间进行区域性的轮流断电等限电措施，对于在一些家庭用户中不宜断电的负载，如:病人的维生系统或老人的照护系统，则会受到相当大的影响，对于客户端而言，将造成用电的不便与困扰，并且，这样针对全面性或局部性客户断电或限电处置，对于整个电网的供电容量管理，仅是治标，而非治本，无法达到真正有效管理用电容量的智能型电网要求。
[0004]在相关的先前专利技术文献方面，诸如中国台湾专利公报第1442663号「智慧微电网管控系统及智能用电管理方法」发明专利案，揭示利用电信因特网及云端应用管理平台，让使用者(即用电用户)自行以手机或计算机透过因特网或云端管理平台，来自行管理家户用电及负载的供电与断电，这样的独善其身作法仅是让个别用电用户自行管理操作用电的系统及方法，无法达到如由二次变电站所涵盖的大电网或小区型态电网的整体用电量管理，对于整体用电电网的帮助及节能效果实属有限，并且，此种使用手机或计算机透过因特网或云端管理平台，来个别管理家户用电及负载的供电与断电的系统，易遭黑客入侵网络或云端管理平台破坏，而造成不可收拾的用电公安问题及后果。
[0005]又再如中国台湾专利公报第1441409号「电力监控系统」发明专利案，则揭示多个电力输入能源对单一家庭用电用户的个别负载的用电调配使用，同样地，只能针对个别用电用户进行负载管理，无法对整个上层大型电网或小区型电网的用电量管理及节能效果有所明显挹注，并且，需使用个别的计算机、可程序逻辑控制器与中央控制盘等复杂的控制系统，如果要扩展至整个供电电网或小区电网使用，则有设备昂贵不易装设及个别设备不易整合控制等问题，而无法付诸实现。
[0006]另外，再如中国台湾专利公报第1423550号「智能化断路器整合管理系统、装置及智能化分电箱」发明专利案，则揭示以一变压器、电表及一智能化断路器整合管理装置所构成的智能化断路器整合管理系统，以对个别家庭用户中的家电负载进行监测管理，但此种系统，除了组件复杂外，需要由一运算单元搭配多数断路器来搭配使用，如果负载数量及负载回路增加时，该运算单元可能不敷使用而需整组更换，且该电力线通讯器仅挂载用电信息，对于整体用电设备而言，需大幅变更室内配线系统，例如:运算单元需分别拉出多个控制信号线路分别连结至各个断路器中，以传输控制讯号VC1?VCN，受控负载愈多，则线路数量愈多，对于位于不同位置的负载而言，实有配线困难不易的问题，造成滞碍难行的困扰，且该断路器所连结的电力供应回路的供电负载万一不是单一个，而是很多个负载，例如:多个插座同在一个断路器所管辖的供电回路上，且为断电的状态，极可能将很多重要的负载，例如:生命维生系统或保全系统，作一次性断电，将造成使用者的困扰，并且，此种管理系统的另一个问题与缺点，是在于该系统同样仅能使用于单一家庭负载控制，无法扩及整个电网，且断电时，无法识别负载的重要性或断电优先级，仅单凭电力线通讯器所挂载的系统用电信息，极可能会造成如危害使用者生命安全的憾事发生。
[0007]更进一步，如中国台湾专利公报第1437835号「电力线网络控制系统与方法」发明专利案，则揭示利用随机数产生装置识别码，再利用广播方式来避免控制电力网络识别码重复的问题，以及，解决控制网络划界的问题，仅能大部与模糊性区隔电力控制网络，但是对于受控电力网络中的各项电力馈线、智能电表、电气负载等细部详细信息，则无法作区隔及辨识，而无法达到真正的智能型用电与负载的电力网络控制的功效与需求。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种智能型电网的管理系统及方法，其以消除现有电网或前案的电网电力控制系统中，无法由整个电力供电电网上层的二次变电所阶层包含数个条输电的电力馈线的大型电网或小区电网直接针对每一个用户的负载进行用电容量监视及优先级断电或供电的控制与管理的问题与缺点，并使整个电网具有自动及完全数字化编码智能管理电网用电容量的功能，而得以达到智能管理整个大型电网或小区电网负载用电的功效。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0010]一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括:
[0011 ] 至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号；
[0012]数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及
[0013]数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。
[0014]进一步，上述本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该馈线控制器还包括:
[0015]至少一高压侧电源开关单元，连结二次变电站输出的高压电源；
[0016]至少一变压器，该变压器的高压侧连结该高压侧电源开关单元，以输入来自该高压侧电源开关单元输出的高压电源；
[0017]至少一低压侧电源开关单元，连结该变压器低压侧及至少一条输电馈线，以控制输入该变压器低压侧输出的低压电源给该输电馈线，或切断给该输电馈线的低压电源；
[0018]至少一微处理器，连结该二次变电站的控制器，以承受二次变电站的控制命令，预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器、家电负载及优先断电等级等数字编码数据，并对该高压侧开关单元进行控制投入高压电源或关闭高压电源的控制命令；以及
[0019]至少一电力线通讯模块，连结该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元，以提供该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元所需的工作电源，并接受该微处理器的控制命令，而对该低压侧电源开关单元进行控制投入低压电源给该输电馈线与否，并且，经由该输电馈线以电源线通讯协议传送客户端负载开、断控制讯号及接收来自该输电馈线的负载状态侦测回授讯号给该微处理器。
[0020]上述本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该馈线控制器的微处理器内所预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据的数据格式栏位依序为二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码及备用等栏位。
[0021]上述本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该智能型负载插座，包括:
[0022]至少一电力继 电器，连结该家电负载及客户端配电线路的插座电源线路，以开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应；以及
[0023]至少一电力微控制单元，连结该客户端配电线路的插座电源线路及该电力继电器激磁线圈端，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表。
[0024]上述更进一步，本发明的智能型电网的管理系统，其特征在于，该智能型负载插座的电力微控制单元，还包括:
[0025]至少一电力线通讯模块，连结该客户端配电线路的插座电源线路，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表；
[0026]至少一微处理器，连结该电力线通讯模块，以取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电力线通讯模块；
[0027]至少一内存模块，预先储存有该家电负载的数字编码数据，包括所属的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码数据，以提供给微处理器作家电负载开、断控制的对应参考；以及
[0028]至少一开关驱动器，连结该微处理器及该电力继电器，以受微处理器控制而对该电力继电器作开启或关闭的控制。
[0029]本发明的智能型电网的管理方法，其特征在于，其步骤包含:
[0030](a)开始；
[0031](b)电力馈线是否需减低用电容量，如果是则执行步骤(c)，如果不是重复(a)步骤，由该二次变电站依实际的用电量需求，如需减低各电力馈线的用电容量，则由该二次变电站发送控制命令给该馈线控制器，对所连结管辖的电力馈线进行降低用电容量控制；
[0032](c)减低用电容量计算及决定优先断电等级级数，即由步骤(b)的馈线控制器依据二次变电站所下达的减低用电容量命令，而计算减低容量及决定优先断电等级级数，如果较低优先断电等级级数已被使用过，而二次变电站用电容量仍不够，则再往更上一级优先断电等级作等级决定；
[0033](d)透过电力线通讯协议发送优先断电控制命令给各客户端的智能型电表，即由步骤(c)的各馈线控制器分别透过各所连结的输电馈线，以电力线通讯协议传送该客户端负载断电控制讯号给各客户端的智能型电表；及
[0034](e)由所属客户端的智能型电表执行对应的优先断电等级的家电负载断电操作，由步骤(d)的各客户端智能型电表，依据该输电馈线所传送的客户端负载断电控制讯号，再透过电力线通讯协议方式，传送断电控制讯号给各客户端智能型负载插座，由该智能型负载插座依据该优先断电等级是否而决定将该所连结的家庭负载是否予以断电处置。
[0035]上述本发明的智能型电网的管理方法，其特征在于，该步骤(e)还包含:
[0036](el)智能型电表侦测接收到客户端负载断电控制讯号，由智能型电表侦测接收由馈线控制器经输电馈线以电力线通讯协议所传送的客户端负载断电控制讯号；
[0037](e2)有无家电负载的达到优先断电等级？如果是，即执行步骤(e4)，如果不是则执行步骤(e3)，由该智能型电表依据所连结的各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号与步骤(el)的馈线控制器所传送的客户端负载断电控制讯号予以共同判定是否有存在达到优先断电等级的家电负载；
[0038](e3)智能型电表回报讯息给馈线控制器，由步骤(e2)的智能型电表以电力线通讯协议回传该各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号给该步骤(el)的馈线控制器；
[0039](e4)逐一判定各智能型负载插座的优先断电等级是否大于或等于优先断电等级？如果是则进行步骤(e5)，如果不是则进行步骤(e7)，即由各智能型负载插座逐一依据所预先储存的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码栏位格式的数字编码数据及步骤(el)的馈线控制器传送给智能型电表的客户端负载断电控制讯号，予以逐一判定该智能型负载插座的优先断电等级是否等于或大于该馈线控制器的客户端负载断电控制讯号所设定的家电负载优先断电等级；
[0040](e5)将该智能型负载插座连结的家电负载的电源予以切断，即由该符合优先断电等级的智能型负载插座对所连结的家电负载予以切断电源，作暂时停止供电处置；
[0041](e6)回传该智能型负载插座信息给智能型电表，将该切断电源或恢复供电的智能型负载插座状态予以用负载状态侦测回授讯号透过电力线通讯协议方式传送给智能型电表，重复步骤(e2);
[0042](e7)智能型负载插座继续供电或恢复供电给该家电负载，即当该智能型负载插座内所预先储存的数字编码数据的家电负载优先断电等级小于步骤(e4)的优先断电等级时，则继续保持该原先未断电处置的智能型负载插座对所连结的家电负载持续供电，或将原先已断电的智能型负载插座所连结的家电负载恢复供电，重复步骤(e6)。
[0043]本发明的智能型电网的管理系统及方法的功效，是在于借由该连结二次变电站与输电馈线间的馈线控制器、位于客户端配电线路开头的智能型电表与连结于客户端配电线路的插座电源的各智能型负载插座，均赋予及编排以二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载供电及断电优先级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码栏位格式等仿真数字地址的数字编码数据，如同每一个家电负载都有属于自己本身特有的用电地址，借以区分出该二次变电站所有辖下的客户端中所使用的所有家电负载的优先断电等级，再透过以电力线通讯协议的双向通讯模式，不必额外再架设无线或有线通讯线路与系统，利用既有的各输电馈线及客户端的配电线路，即可以让二次变电站根据供电与用电容量状态及计算得到需的优先断电等级，并以一贯式命令，将客户端负载断电控制讯号下达至各智能型电表及各连结家电负载的智能型负载插座，可以让闲置或较为不重要且应该优先断电等级的家电负载自动及快速断电，不但可大幅节省系统通讯设备与线路成本，并且，可让二次变电站快速及有效率地达到电力经济调度管理的功效，同时，就客户端而言，可以让受断电影响的家电负载为非全面性，不会造成日常生活上太大的影响，并且也不会造成危害生命安全，诸如许多客户端中病人所使用的维生系统或老人的照护系统，仍可继续维持供电，除此之外，本发明可应用在管理数个二次变电站所组成的大型电网或小至小区型电网用电容量，均可加以发挥不必大幅增加供电容量或备载容量的前提下，快速及有效率地作在二次变电站层级管辖范围内的各型电网用电容量的最佳经济调度与节能操作，可完全消弭上述现有或前案所揭示的各项电网控制系统与方法，仅能局限于个别家庭用电控制或全面断电方式所存在的问题及缺点，并进一步提升本发明的应用范畴及产业利用价值。
[0044]本发明的有益效果是，其以消除现有电网或前案的电网电力控制系统中，无法由整个电力供电电网上层的二次变电所阶层包含数个条输电的电力馈线的大型电网或小区电网直接针对每一个用户的负载进行用电容量监视及优先级断电或供电的控制与管理的问题与缺点，并使整个电网具有自动及完全数字化编码智能管理电网用电容量的功能，而得以达到智能管理整个大型电网或小区电网负载用电的功效。
【附图说明】
[0045]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0046]图1为本发明智能型电网的管理系统的系统方块图；
[0047]图2为本发明的智能型电网的管理系统的馈线控制器的方块电路图；
[0048]图3为本发明智能型电网的管理系统的数字编码数据域位格式示意图；
[0049]图4为本发明智能型电网的管理系统的智能型负载插座的方块电路图；
[0050]图5为本发明智能型电网的管理系统的智能型负载插座与家电负载连结的示意图；
[0051]图6为图4中的智能型负载插座的电力微控制单元的方块电路图；
[0052]图7为本发明智能型电网的管理系统的智能型负载插座的另一实施例图；
[0053]图8为图7的智能型负载插座与电源插座、家电负载连结的示意图；
[0054] 图9为本发明智能型电网的管理方法的系统流程图；
[0055]图10为本发明智能型电网的管理方法中的各客户端智能型电表及智能型负载插座的优先断电及恢复供电操作流程图。
[0056]图中标号说明:
[0057]100 管理系统 10馈线控制器
[0058]11 高压侧电源开关单元12变压器
[0059]121 高压侧122低压侧
[0060]13 低压侧电源开关单元14微处理器
[0061]15 电力线通讯模块 20智能型电表
[0062]30 智能型负载插座 31电力继电器
[0063]31A 电源端 31B电源端
[0064]311 接点端312接点端
[0065]311A 插孔311B 插孔
[0066]313 激磁线圈端 32电力微控制单元
[0067]321 电力线通讯模块 322微处理器
[0068]323 内存模块324开关驱动器
[0069]33 电源插片 34电源插片
[0070]200 二次变电站210高压电源
[0071]220 控制命令 230二次变电站控制器
[0072]300 输电馈线310变压器
[0073]400 客户端410配电线路
[0074]420 插座电源线路430电力插座
[0075]500 数字编码数据 510二次变电站代码
[0076]520 输电馈线编号代码 530智能型电表厂牌型号代码
[0077]540 智能型电表序号代码550优先断电等级代码
[0078]560 智能型负载插座代码570家电负载型号代码
[0079]580 家电负载序号代码 590备用
[0080]610 家电负载620家电负载
[0081]630 家电负载640家电负载
[0082]650 家电负载 660电源插头
[0083]电力馈线是否需减低用电
[0084]700 开始 710容量
[0085]减低用电容量计算及透过电力线通讯协议发送
[0086]720 决定优先断电等级级730优先断电控制命令给各客
[0087]数户端的智能型电表
[0088]由所属客户端的智能
[0089]型电表执行对应的优智能型电表侦测接收到客
[0090]740741
[0091]先断电等级的家电负户端负载断电控制讯号
[0092]载断电操作
[0093]有无家电负载达到优智能型电表回报讯息给馈
[0094]742743
[0095]先断电等级线控制器
[0096]逐一判定各智能型负
[0097]将该智能型负载插座连结
[0098]载插座的优先断电等
[0099]744745的家电负载的电源予以切
[0100]级是否大于或等于优
[0101]段
[0102]先断电等级
[0103]回传该智能型负载插智能型负载插座继续供电
[0104]746747
[0105]座信息给智能型电表或恢复供电给该家电负载
【具体实施方式】
[0106]请参阅图1，本发明的智能型电网的管理系统100，包括至少一馈线控制器10，设于一二次变电站及200至少一输电馈线300间，承受二次变电站200的高压电源210及控制命令220 (如图2所示)，并预先储存及设定各输电馈线300、客户端400的智能型电表20、电器负载610、620、630、640及650及优先断电等级等数字编码数据500 (如图3所示)，并以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号。
[0107]请再配合图2所示，上述本发明智能型电网的管理系统100的馈线控制器10电路组成结构不限，在本发明中系列举包括至少一高压侧电源开关单元11、至少一变压器12、至少一低压侧电源开关单元13、至少一微处理器14及至少一电力线通讯模块15构成为例，其它等效的电路结构组成者，不脱本发明的范畴，其中，该高压侧电源开关单元11，连结该二次变电站200输出的高压电源210，该变压器12，该变压器12的高压侧121连结该高压侧电源开关单元11，以输入来自该高压侧电源开关单元输出11的高压电源210，该低压侧电源开关单元13，连结该变压器12的低压侧122及至少一条输电馈线300，以控制输入该变压器12的低压侧122输出的低压电源给该输电馈线300，或切断给该输电馈线300的低压电源，该二次变电站200输出的高压电源210电压为22KV(仟伏)经该变压器12变压降压为11KV的低压电源，经该输电馈线300输电。
[0108]该微处理器14，连结该二次变电站200的二次变电站控制器230，以承受该二次变电站200的控制命令220，该控制命令220包括用电容量预约制及电网用电容量，该微处理器14内则预先储存及设定上述数字编码数据500，并对该高压侧开关单元11进行控制投入高压电源210或关闭高压电源210的控制命令。
[0109]该电力线通讯模块15，连结该微处理器14、高压侧电源开关单元11及低压侧电源开关单元13，以提供该微处理器12、高压侧电源开关单元11及低压侧电源开关单元13所需的工作电源，并接受该微处理器14的控制命令，而对该低压侧电源开关单元13进行控制投入低压电源给该输电馈线300与否，并且，经由该输电馈线300以电力线通讯协议传送客户端400的负载开、断控制讯号及接收来自该输电馈线200的负载状态侦测回授讯号给该微处理器12，上述的电力线通讯模块15的型式不限，在本发明中是以美商MaximIntegrated (美信)公司的G3-PLC模块为例。
[0110]请再参阅图3所示，上述的数字编码数据500的的数据格式字段依序为二次变电站代码510、输电馈线编号代码520、智能型电表厂牌型号代码530、智能型电表序号代码540、优先断电等级代码550、智能型负载插座代码560、家电负载型号代码570、家电负载序号代码580及备用590等字段，其中，该优先断电等级代码550的区分方式不限，在本发明是列举五个等级二进代码为例，第一等级为最高级别，代码为”001”，不作任何断电及限电作为，例如:生命维持器、保全系统、消防侦测系统、抽水马达或老人照护系统；第二等级为与生活、健康有关的家庭电器，例如:电热水器、按摩椅或电动健身器材，代码为”010”；第三等级为一般情况下可停电的家庭电器，如冷气机或暖气机，代码为”011”;第四等级为对生活没有重大影响的家庭电器，如电视机、洗衣机、烘衣机，代码为”100”，第五等级为经常闲置，随时可断电无影响的家庭电器，如微波炉及烤箱，代码为”101”，该优先断电等级代码550中的各等级区分亦可由二次变电站200所属的电力公司与客户端400的用户事先协调订立契约约定设定或变更，以上所述的二次变电站代码510、输电馈线编号代码520、智能型电表厂牌型号代码530、智能型电表序号代码540、优先断电等级代码550、智能型负载插座代码560、家电负载型号代码570、家电负载序号代码580及备用590等字段的代码编码方式不限，可以是十进码或二进码、十六进码等编码方式所构成的仿真数字地址型态。
[0111]数个智能型电表20，连结于各客户端400的配电线路410与至少一电力馈线300间，该智能型电表20位于该配电线路410的前端，该电力馈线300末端并透过一杆上式或路边亭立式的变压器310降压后连结该智能型电表20，使该电力馈线300上的11KV电压可以降压成如220V (伏特)/110V的家用电压给配电线路410，并且，该智能型电表20与该馈线控制器10间透过输电馈线300以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号，该传输模式是双向可逆传输模式。
[0112]数个智能型负载插座30，连结于该客户端400的配电线路410的插座电源线路420与各家电负载610、620、630、640及650之间，以由该馈线控制器10依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表20以电力线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号，以控制各智能型负载插座30对所连结的各家电负载610、620、630、640及650进行供电或断电管理，上述该每一个客户端400的配电线路 400所连结的智能型负载插座30与家电负载610、620、630、640及650数量不限，在本发明中是列举5个家电负载610、620、630、640 及 650 为例。
[0113]请再配合图4及图5所示，上述本发明的智能型电网的管理系统100的智能型负载插座30，其结构不限，在本发明中是列举包括至少一电力继电器31及至少一电力微控制单元32组成为例，其中，该电力继电器31的电源端31A及31B，连结该客户端400的配电线路410的插座电源线路420，并且，该电力继电器31的一对接点端311及312分别连结一对插孔311A及311B，以供该家电负载610、620、630、640或650的电源插头660插入该插孔311A及311B连结(如图5所示)，以借由该电力继电器开启(ON)投入该插座电源线路420电源供应给该家电负载610、620、630、640或650或关闭(OFF)切断该家电负载610、620,630,640或650的电源供应，该电力微控制单元32，连结该客户端400的配电线路410的插座电源线路420及该电力继电器31的激磁线圈端313，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表20传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器31开启投入电源供应给该家电负载610、620、630、640或650或关闭切断该家电负载610、620、630、640或650的电源供应，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表20。
[0114]请再参阅图6所示，图4所示的智能型负载插座30中的电力微控制单元32其结构不限，在本发明中是列举包括至少一电力线通讯模块321、至少一微处理器322、至少一内存模块323及至少一开关驱动器324组成者为例，其中，该电力线通讯模块321，连结该客户端400的配电线路410的插座电源线路420，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表20传送的客户端负载开、断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表20。
[0115]该微处理器322，连结该电力线通讯模块321，以取得来自智能型电表20传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电力线通讯模块321，该内存模块323，其型式不限，在本发明中是以EEPR0M(电子式可清除程序化只读存储器)为例，预先烧录储存有该家电负载610、620、630、640或650的数字编码数据500，以提供给该微处理器322作家电负载610、620、630、640或650开、断控制的对应参考，该开关驱动器324，连结该微处理器322及该电力继电器321的激磁线圈端312，以受微处理器322控制而对该电力继电器31作开启或关闭的控制。
[0116]请再配合图7及图8所示，为本发明的智能型电网的管理系统100的智能型负载插座30的另一实施例，其中，显示一对电源插片33及34连结该电力继电器31的电源端31A及31B、电力微控制单元32，以借该电源插片33及34插入该客户端400的配电线路410的插座电源线路420所连结的电力插座430中(如图8所示)，以使该电力继电器31及电力微控制单元32获得该配电线路410的插座电源线路420的电源，该电力插座430可为一般室内壁面式插座或延长线插座，使该智能型负载插座30可以在不改变室内插座型态及配置的前提下，灵活应用于各电力插座430中，同样可达到如上述的控制该连结的家电负载610、620、630、640或650的断电或供电操作。
[0117]请再参阅图9所示，为本发明的智能型电网的管理方法的系统流程图，包括步骤700?740，其中:
[0118](700)开始；
[0119](710)电力馈线是否需减低用电容量？如果是则执行步骤(720)，如果不是，重复(700)步骤，由该二次变电站200依实际的用电量需求，如需减低各电力馈线的用电容量，则由该二次变电站200发送该控制命令220给该馈线控制器10，对所连结管辖的电力馈线300进行降低用电容量控制；
[0120](720)减低用电容量计算及决定优先断电等级级数，即由步骤(710)的馈线控制器10依据二次变电站200所下达的减低用电容量命令，而计算减低容量及决定优先断电等级级数，如果较低优先断电等级级数已被使用过，而二次变电站200用电容量仍不够，则再往更上一级优先断电等级作等级决定；
[0121](730)透过电力线通讯协议发送优先断电控制命令给各客户端的智能型电表，即由步骤(710)的各馈线控制器10分别透过各所连结的输电馈线300，以电力线通讯协议传送该客户端负载断电控制讯号给各客户端的智能型电表；
[0122](740)由所属客户端的智能型电表执行对应的优先断电等级的家电负载断电操作，由步骤(730)的各客户端400的智能型电表20，依据该输电馈线300所传送的客户端400的负载断电控制讯号，再透过电力线通讯协议方式，传送断电控制讯号给各客户端410的智能型负载插座30，由该智能型负载插座30依据该优先断电等级是否而决定将该所连结的家庭负载610、620、630、640或650是否予以断电处置。
[0123]请再配合图10所示，为本发明智能型电网的管理方法中的各客户端智能型电表及智能型负载插座的优先断电及恢复供电操作流程图，包括步骤741?747，其中:
[0124](741)智能型电表侦测接收到客户端负载断电控制讯号，由智能型电表20以每15秒一次扫瞄侦测接收由馈线控制器10经输电馈线300以电力线通讯协议所传送的客户端负载断电控制讯号；
[0125](742)有无家电负载达到优先断电等级？如果是，即执行步骤(744)，如果不是则执行步骤(743)，由该智能型电表20依据所连结的各智能型负载插座30所回传的负载状态侦测回授讯号与步骤(741)的馈线控制器10所传送的客户端负载断电控制讯号予以共同判定是否有存在达到优先断电等级的家电负载610、620、630、640或650 ;
[0126](743)智能型电表回报讯息给馈线控制器，由步骤(742)的智能型电表20以电力线通讯协议回传该各智能型负载插座30所回传的负载状态侦测回授讯号给该步骤(741)的馈线控制器10 ;
[0127](744)逐一判定各智能型负载插座的优先断电等级是否大于或等于优先断电等级？如果是则进行步骤(745)，如果不是则进行步骤(747)，即由各智能型负载插座30逐一依据所预先储存的二次变电站代码510、输电馈线编号代码520、智能型电表厂牌型号代码530、智能型电表序号代码540、优先断电等级代码550、智能型负载插座代码560、家电负载型号代码570、家电负载序号代码580序号代码字段格式的数字编码数据500及步骤(741)的馈线控制器10传送给智能型电表20的客户端负载断电控制讯号，予以逐一判定该智能型负载插座30的优先断电等级是否等于或大于该馈线控制器10的客户端负载断电控制讯号所设定的家电负载优先断电等级；
[0128](745)将该智能型负载插座连结的家电负载的电源予以切断，即由该符合优先断电等级的智能型负载插座30对所连结的家电负载610、620、630、640或650予以切断电源，作暂时停止供电处置；
[0129](746)回传该智能型负载插座信息给智能型电表，将该切断电源或恢复供电的智能型负载插座30状态予以用负载状态侦测回授讯号透过电力线通讯协议方式传送给智能型电表20，重复步骤(742);
[0130](747)智能型负载插座继续供电或恢复供电给该家电负载，即当该智能型负载插座30内所预先储存的数字编码数据500的家电负载优先断电等级小于步骤(744)的优先断电等级时，则继续保持该原先未断电处置的智能型负载插座30对所连结的家电负载610、620、630、640或650持续供电，或将原先已断电的智能型负载插座所30连结的家电负载610、620、630、640或650恢复供电，重复步骤(746)。
[0131]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种智能型电网的管理系统，其特征在于，包括: 至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器负载及优先断电等级等数字编码数据，并以电力 线通讯协议方式传送客户端负载开、断控制讯号及接收负载状态侦测回授讯号； 数个智能型电表，连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号；以及 数个智能型负载插座，连结于客户端配电线路的插座电源线路上的各家电负载，以由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。2.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述馈线控制器还包括: 至少一高压侧电源开关单元，连结二次变电站输出的高压电源； 至少一变压器，该变压器的高压侧连结该高压侧电源开关单元，以输入来自该高压侧电源开关单元输出的高压电源； 至少一低压侧电源开关单元，连结该变压器低压侧及至少一条输电馈线，以控制输入该变压器低压侧输出的低压电源给该输电馈线，或切断给该输电馈线的低压电源； 至少一微处理器，连结该二次变电站的控制器，以承受二次变电站的控制命令，预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表电器、家电负载及优先断电等级等数字编码数据，并对该高压侧开关单元进行控制投入高压电源或关闭高压电源的控制命令；以及 至少一电力线通讯模块，连结该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元，以提供该微处理器、高压侧电源开关单元及低压侧电源开关单元所需的工作电源，并接受该微处理器的控制命令，而对该低压侧电源开关单元进行控制投入低压电源给该输电馈线与否，并且，经由该输电馈线以电源线通讯协议传送客户端负载开、断控制讯号及接收来自该输电馈线的负载状态侦测回授讯号给该微处理器。3.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述馈线控制器内所预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据的数据格式栏位依序为二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码及备用等栏位。4.根据权利要求1所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述智能型负载插座，包括: 至少一电力继电器，连结该家电负载及客户端配电线路的插座电源线路，以开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应；以及 至少一电力微控制单元，连结该客户端配电线路的插座电源线路及该电力继电器激磁线圈端，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，而控制该电力继电器开启投入电源供应给该家电负载或关闭切断该家电负载的电源供应，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表。5.根据权利要求4所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述智能型负载插座的电力微控制单元，包括: 至少一电力线通讯模块，连结该客户端配电线路的插座电源线路，以透过电力线通讯协议方式取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号，或以电力线通讯协议回授负载状态侦测回授讯号给该智能型电表； 至少一微处理器，连结该电力线通讯模块，以取得来自智能型电表传送的客户端负载开、断控制讯号及发出负载状态侦测回授讯号给该电力线通讯模块； 至少一内存模块，预先储存有该家电负载的数字编码数据，包括所属的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、家电负载优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码数据，以提供给微处理器作家电负载开、断控制的对应参考；以及 至少一开关驱动器，连结该微处理器及该电力继电器，以受微处理器控制而对该电力继电器作开启或关闭的控制。6.根据权利要求4所述的智能型电网的管理系统，其特征在于，所述智能型负载插座的电力继电器的电源端、电力微控制单元连结一对电源插片，以借该电源插片插入该客户端的配电线路的插座电源线路所连结的一电力插座中。7.一种智能型电网的管理方法，其特征在于，其步骤包括:(A)开始； (B)电力馈线是否需减低用电容量？如果是则执行步骤(C)，如果不是，重复(A)步骤，由该二次变电站依实际的用电量需求，如需减低各电力馈线的用电容量，则由该二次变电站发送该控制命令给该馈线控制器，对所连结管辖的电力馈线进行降低用电容量控制； (C)减低用电容量计算及决定优先断电等级级数，即由步骤(B)的馈线控制器依据二次变电站所下达的减低用电容量命令，而计算减低容量及决定优先断电等级级数，如果较低优先断电等级级数已被使用过，而二次变电站用电容量仍不够，则再往更上一级优先断电等级作等级决定； (D)透过电力线通讯协议发送优先断电控制命令给各客户端的智能型电表，即由步骤(B)的各馈线控制器分别透过各所连结的输电馈线，以电力线通讯协议传送该客户端负载断电控制讯号给各客户端的智能型电表； (E)由所属客户端的智能型电表执行对应的优先断电等级的家电负载断电操作，由步骤(D)的各客户端的智能型电表，依据该输电馈线所传送的客户端的负载断电控制讯号，再透过电力线通讯协议方式，传送断电控制讯号给各客户端的智能型负载插座，由该智能型负载插座依据该优先断电等级是否而决定将该所连结的各家庭负载是否予以断电处置。8.根据权利要求7所述的智能型电网的管理方法，其特征在于，所述步骤(E)还包括步骤: (El)智能型电表侦测接收到客户端负载断电控制讯号，由智能型电表以扫瞄侦测接收由馈线控制器经输电馈线以电力线通讯协议所传送的客户端负载断电控制讯号； (E2)有无家电负载的达到优先断电等级？如果是，即执行步骤(E4)，如果不是则执行步骤(E3)，由该智能型电表依据所连结的各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号与步骤(E1)的馈线控制器所传送的客户端负载断电控制讯号予以共同判定是否有存在达到优先断电等级的各家电负载； (E3)智能型电表回报讯息给馈线控制器，由步骤(E2)的智能型电表以电力线通讯协议回传该各智能型负载插座所回传的负载状态侦测回授讯号给该步骤(E1)的馈线控制器; (E4)逐一判定各智能型负载插座的优先断电等级是否大于或等于优先断电等级？如果是则进行步骤(E5)，如果不是则进行步骤(E7)，即由各智能型负载插座逐一依据所预先储存的二次变电站代码、输电馈线编号代码、智能型电表厂牌型号代码、智能型电表序号代码、优先断电等级代码、智能型负载插座代码、家电负载型号代码、家电负载序号代码序号代码栏位格式的数字编码数据及步骤(E1)的馈线控制器传送给智能型电表的客户端负载断电控制讯号，予以逐一判定该智能型负载插座的优先断电等级是否等于或大于该馈线控制器的客户端负载断电控制讯号所设定的家电负载优先断电等级； (E5)将该智能型负载插座连结的家电负载的电源予以切断，即由该符合优先断电等级的智能型负载插座对所连结的各家电负载予以切断电源，作暂时停止供电处置； (E6)回传该智能型负载插座信息给智能型电表，将该切断电源或恢复供电的智能型负载插座状态予以用负载状态侦测回授讯号透过电力线通讯协议方式传送给智能型电表，重复步骤(E2)； (E7)智能型负载插座继续供电或恢复供电给该家电负载，即当该智能型负载插座内所预先储存的数字编码数据的家电负载优先断电等级已小于步骤(E4)的优先断电等级时，则继续保持该原先未断电处置的智能型负载插座对所连结的各家电负载持续供电，或将原先已断电的智能型负载插座所连结的各家电负载恢复供电，重复步骤(E6)。
【专利摘要】一种智能型电网的管理系统及方法，包括至少一馈线控制器，设于二次变电站及至少一输电馈线间，承受二次变电站电源及控制命令，并预先储存及设定各输电馈线、客户端的智能型电表、电器负载及优先断电等级等数字编码数据，数个智能型电表连结于各客户端的配电线路与至少一电力馈线间，该智能型电表与该馈线控制器间以电力线通讯协议方式，传送客户端负载开、断控制讯号及负载状态侦测回授讯号，以及，数个智能型负载插座连结于客户端配电线路的插座电源线路与各家电负载之间，由该馈线控制器依据电网整体电力需求状态及优先断电等级，透过智能型电表以电力线通讯协议方式控制各智能型负载插座对所连结的家电负载进行供电或断电管理。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105490381
【申请号】CN201510478935
【发明人】曾令远, 陈泽宗, 朱明复
【申请人】电联运通股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年8月7日
【公告号】US20160099565
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