一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法
【專利摘要】一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載判定方法，其步驟主要是：能量發(fā)射端：周期性廣播系統(tǒng)信息，實(shí)時(shí)接收能量接收端響應(yīng)信息并驗(yàn)證匹配校驗(yàn)碼。驗(yàn)證不通過(guò)，判定為非法負(fù)載，系統(tǒng)報(bào)警并將發(fā)射功率降低為停機(jī)功率；否則，計(jì)入合法負(fù)載并記錄拾取功率，將接收周期內(nèi)合法負(fù)載的拾取功率相加后與發(fā)射功率比較得到損耗功率。在判定時(shí)間段內(nèi)，若損耗功率大于功率門限的次數(shù)未達(dá)到次數(shù)閾值，則重復(fù)以上操作，否則判定有非法的能量接收端及其負(fù)載，系統(tǒng)報(bào)警并將發(fā)射功率降低為停機(jī)功率。該判定方法能防止非法負(fù)載通過(guò)合法負(fù)載“搭車”取得身份認(rèn)證或者一次性偽造合法負(fù)載認(rèn)證信息，而從能量發(fā)射端拾取電能，避免能量的浪費(fèi)以及安全隱患，增加系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線供電(WPT)技術(shù)是指電網(wǎng)與用電設(shè)備之間的能量傳遞，是通過(guò)軟介質(zhì)(如磁場(chǎng)、電場(chǎng)、微波、激光等)以非電氣接觸的模式進(jìn)行。這種新型供電方式與傳統(tǒng)的導(dǎo)線接觸供電方式相比，具有供電靈活、安全可靠、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)是目前移動(dòng)設(shè)備，特別是易燃、易爆等惡劣環(huán)境下用電設(shè)備電能接入的最佳解決方案。
[0003]一個(gè)WPT系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)一般由完全電氣獨(dú)立的能量發(fā)射端和能量接收端兩個(gè)部分組成，其中能量發(fā)射端和能量接收端的關(guān)系可以是一對(duì)一的，也可以是一對(duì)多的。WPT系統(tǒng)的工作原理是:能量發(fā)射端通過(guò)能量轉(zhuǎn)換裝置將工頻交流電轉(zhuǎn)換為適于在軟介質(zhì)(磁場(chǎng)、電場(chǎng)、微波、激光)中傳輸?shù)哪芰啃问剑⒗媚芰堪l(fā)射裝置將能量發(fā)送到一定空間中；處于該能量傳輸空間中的能量接收端利用能量接收裝置接收到能量后，再利用能量轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)換為交流電或直流電，以供給用電負(fù)載使用。
[0004]WPT系統(tǒng)的能量發(fā)射與接收過(guò)程采用無(wú)電氣接觸的方式，為保證電能的可靠傳輸，WPT系統(tǒng)一般會(huì)設(shè)定一個(gè)持續(xù)的能量發(fā)射區(qū)，一旦能量接收端進(jìn)入到能量發(fā)射區(qū)即可拾取到電能。能量接收端的負(fù)載分為合法負(fù)載與非法負(fù)載，WPT系統(tǒng)的負(fù)載識(shí)別技術(shù)主要是將非法負(fù)載檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)及時(shí)采取保護(hù)措施，防止安全事故或偷電、竊電現(xiàn)象的發(fā)生。
[0005]現(xiàn)有的WPT系統(tǒng)負(fù)載識(shí)別方法一般是通過(guò)檢測(cè)能量接收端是否向能量發(fā)射端傳輸了某些有用信息為依據(jù)。如果能量發(fā)射端檢測(cè)不到這些有用信息，則認(rèn)為能量接收端不存在合法負(fù)載，能量發(fā)射端處于停機(jī)功率狀態(tài)；而能量發(fā)射端一旦檢測(cè)到這些有用信息，就會(huì)認(rèn)為能量接收端存在合法負(fù)載，能量發(fā)射端向能量接收端傳輸能量。這類負(fù)載識(shí)別方法的缺點(diǎn)是:當(dāng)能量發(fā)射區(qū)內(nèi)存在多個(gè)能量接收端及其負(fù)載時(shí)，其中的非法負(fù)載會(huì)利用任意一個(gè)合法負(fù)載取得的身份認(rèn)證，持續(xù)從能量發(fā)射端拾取到電能:對(duì)于誤入能量發(fā)射區(qū)的發(fā)熱異物(一般為導(dǎo)磁金屬塊)，其自身的渦流發(fā)熱會(huì)帶來(lái)能量浪費(fèi)及安全隱患；對(duì)于未獲得能量發(fā)射端取電許可、誤入能量發(fā)射區(qū)的低功率等級(jí)的非法負(fù)載，由于能量發(fā)射端功率等級(jí)過(guò)高，易造成其損壞甚至燒毀；對(duì)于偷電、竊電的非法負(fù)載，其利用能量發(fā)射區(qū)的合法負(fù)載“搭車”取得身份認(rèn)證后，則會(huì)持續(xù)從能量發(fā)射端拾取到電能，造成能量發(fā)射端電能的“失竊”。另外，現(xiàn)有的WPT系統(tǒng)負(fù)載識(shí)別方法通常只進(jìn)行一次身份認(rèn)證，非法的能量接收端及其負(fù)載如成功偽造合法負(fù)載的認(rèn)證信息，也會(huì)導(dǎo)致偷電、竊電等違法現(xiàn)象的發(fā)生，使電能傳輸?shù)陌踩?、可靠性有待提高?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法，該判定方法能防止非法負(fù)載通過(guò)合法負(fù)載“搭車”取得身份認(rèn)證或者一次性偽造合法負(fù)載認(rèn)證信息，而從能量發(fā)射端拾取電能的情況發(fā)生，避免能量的浪費(fèi)以及安全隱患，增加無(wú)線電能傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?br> [0007]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法，其步驟是:
[0008]A、能量發(fā)射端:
[0009]Al、周期性廣播系統(tǒng)信息，系統(tǒng)信息包括:隨機(jī)校驗(yàn)碼、校驗(yàn)算法、能量接收端使用的時(shí)間和頻率通信協(xié)議、要求負(fù)載反饋拾取功率的指示；
[0010]A2、接收各能量接收端的響應(yīng)信息，如未收到任何響應(yīng)信息，則能量發(fā)射端維持停機(jī)功率；如收到響應(yīng)信息，則根據(jù)隨機(jī)校驗(yàn)碼和校驗(yàn)算法，驗(yàn)證響應(yīng)信息中的匹配校驗(yàn)碼:如果匹配校驗(yàn)碼正確，則能量發(fā)射端切換為正常工作狀態(tài)，并將該能量接收端i的用電負(fù)載計(jì)入合法負(fù)載，同時(shí)保存其拾取功率信息Pi, i=l, 2，…，N，i為對(duì)應(yīng)的能量接收端的序號(hào)；否則，判定該能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，執(zhí)行A7步的操作； [0011]A3、在一個(gè)響應(yīng)信息接收周期Tl內(nèi)將步驟A2中記錄的所有合法負(fù)載的拾取功率相加求和，得到合法負(fù)載的拾取總功率P，P=P1+P2+...+PN ；
[0012]A4、能量發(fā)射端檢測(cè)并記錄自身實(shí)際的發(fā)射功率Pt ；
[0013]A5、將發(fā)射功率Pt減去拾取總功率P算出系統(tǒng)的損耗功率Py Pl=Pt-P ；
[0014]A6、如損耗功率匕大于設(shè)定功率門限Ptl,則認(rèn)為可能有能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，在一個(gè)判定時(shí)間段T2內(nèi)，如損耗功率匕大于設(shè)定功率門限Ptl的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)閾值，則判定有能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，執(zhí)行A7步的操作；否則，重復(fù)步驟A2-A6 ；
[0015]A7、發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將發(fā)射功率降低為停機(jī)功率；
[0016]B、能量接收端
[0017]B1、接收能量發(fā)射端的周期性廣播系統(tǒng)信息；
[0018]B2、按照廣播系統(tǒng)信息中的校驗(yàn)算法和隨機(jī)校驗(yàn)碼，計(jì)算出匹配校驗(yàn)碼；并按照能量發(fā)射端要求負(fù)載反饋拾取功率的指示，檢測(cè)出自身的拾取功率Pi ;
[0019]B3、以接收到的能量接收端使用的時(shí)間和頻率通信協(xié)議中指定的時(shí)間和頻率，將其匹配校驗(yàn)碼及拾取功率Pi作為響應(yīng)信息發(fā)送給能量發(fā)射端；
[0020]B4、重復(fù)以上操作。
[0021]上述的系統(tǒng)信息的廣播和接收、響應(yīng)信息的發(fā)送和接收，采用無(wú)線通信方式進(jìn)行或者采用電力載波通信方式進(jìn)行。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0023]一、本發(fā)明通過(guò)能量發(fā)射端的發(fā)射功率與合法負(fù)載拾取功率總和的差值，來(lái)判定識(shí)別能量發(fā)射區(qū)是否存在非法的能量接收端及其負(fù)載，如差值過(guò)大，則認(rèn)定存在非法負(fù)載，從而有效防止在合法負(fù)載取得身份認(rèn)證后，非法負(fù)載也能從能量發(fā)射端接收電能的情況發(fā)生。不僅避免了誤入的發(fā)熱異物(一般為導(dǎo)磁金屬)的渦流發(fā)熱造成的能量浪費(fèi)以及安全隱患；也避免了誤入的低功率等級(jí)非法負(fù)載的損壞甚至燒毀；更可避免利用能量發(fā)射區(qū)合法負(fù)載取得身份認(rèn)證后，非法負(fù)載“搭車”進(jìn)行的偷電和竊電。
[0024]二、能量發(fā)射端與能量接收端之間采用周期性交互通信，并通過(guò)設(shè)置復(fù)雜的校驗(yàn)算法和隨機(jī)的校驗(yàn)碼對(duì)能量接收端及其負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)的身份驗(yàn)證。避免了能量接收端及其負(fù)載通過(guò)一次性成功偽造合法負(fù)載的認(rèn)證信息所發(fā)生的偷電、竊電行為，更有效、可靠地防止非法負(fù)載的侵入，提高無(wú)線供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。[0025]三、本發(fā)明不僅適用于無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性的判定，對(duì)于單一負(fù)載合法性的判定也同樣適用。
[0026]四、對(duì)于能量發(fā)射區(qū)無(wú)合法負(fù)載的情形，能量發(fā)射端始終處于停機(jī)功率狀態(tài)，本發(fā)明方法保留了現(xiàn)有無(wú)線供電系統(tǒng)負(fù)載合法性判定方法的功能。
[0027]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例
[0029]本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】是，一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法，其步驟是:
[0030]A、能量發(fā)射端:
[0031]Al、周期性廣播系統(tǒng)信息，系統(tǒng)信息包括:隨機(jī)校驗(yàn)碼、校驗(yàn)算法、能量接收端使用的時(shí)間和頻率通信協(xié)議、要求負(fù)載反饋拾取功率的指示；
[0032]A2、接收各能量接收端的響應(yīng)信息，如未收到任何響應(yīng)信息，則能量發(fā)射端維持停機(jī)功率；如收到響應(yīng)信息，則根據(jù)隨機(jī)校驗(yàn)碼和校驗(yàn)算法，驗(yàn)證響應(yīng)信息中的匹配校驗(yàn)碼:如果匹配校驗(yàn)碼正確，則能量發(fā)射端切換為正常工作狀態(tài)，并將該能量接收端i的用電負(fù)載計(jì)入合法負(fù)載，同時(shí)保存其拾取功率信息Pi, i=l, 2，…，N，i為對(duì)應(yīng)的能量接收端的序號(hào)；否則，判定該能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，執(zhí)行A7步的操作；
[0033]A3、在一個(gè)響應(yīng)信息接收周期Tl內(nèi)將步驟A2中記錄的所有合法負(fù)載的拾取功率相加求和，得到合法負(fù)載的拾取總功率P，P=P1+P2+...+PN ；
[0034]A4、能量發(fā)射端檢測(cè)并記`錄自身實(shí)際的發(fā)射功率Pt ；
[0035]A5、將發(fā)射功率Pt減去拾取總功率P算出系統(tǒng)的損耗功率Py Pl=Pt-P ；
[0036]A6、如損耗功率匕大于設(shè)定功率門限Ptl,則認(rèn)為可能有能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，在一個(gè)判定時(shí)間段T2內(nèi)，如損耗功率匕大于設(shè)定功率門限Ptl的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)閾值，則判定有能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，執(zhí)行A7步的操作；否則，重復(fù)步驟A2-A6 ；
[0037]本步中的功率門限Ptl值通常取系統(tǒng)額定損耗值(額定功率X (1-系統(tǒng)傳輸效率))的1.5-2倍；次數(shù)閾值通常取判定時(shí)間段T2內(nèi)的總次數(shù)(T2/T1)的0.8倍。
[0038]A7、發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將發(fā)射功率降低為停機(jī)功率；
[0039]B、能量接收端
[0040]B1、接收能量發(fā)射端的周期性廣播系統(tǒng)信息；
[0041]B2、按照廣播系統(tǒng)信息中的校驗(yàn)算法和隨機(jī)校驗(yàn)碼，計(jì)算出匹配校驗(yàn)碼；并按照能量發(fā)射端要求負(fù)載反饋拾取功率的指示，檢測(cè)出自身的拾取功率Pi ;
[0042]B3、以接收到的能量接收端使用的時(shí)間和頻率通信協(xié)議中指定的時(shí)間和頻率，將其匹配校驗(yàn)碼及拾取功率Pi作為響應(yīng)信息發(fā)送給能量發(fā)射端；
[0043]B4、重復(fù)以上操作。
[0044]本例的系統(tǒng)信息的廣播和接收、響應(yīng)信息的發(fā)送和接收，可采用無(wú)線通信方式進(jìn)行或者采用電力載波通信方式進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法，其步驟是: A、能量發(fā)射端: Al、周期性廣播系統(tǒng)信息，系統(tǒng)信息包括:隨機(jī)校驗(yàn)碼、校驗(yàn)算法、能量接收端使用的時(shí)間和頻率通信協(xié)議、要求負(fù)載反饋拾取功率的指示； A2、接收各能量接收端的響應(yīng)信息，如未收到任何響應(yīng)信息，則能量發(fā)射端維持停機(jī)功率；如收到響應(yīng)信息，則根據(jù)隨機(jī)校驗(yàn)碼和校驗(yàn)算法，驗(yàn)證響應(yīng)信息中的匹配校驗(yàn)碼:如果匹配校驗(yàn)碼正確，則能量發(fā)射端切換為正常工作狀態(tài)，并將該能量接收端i的用電負(fù)載計(jì)入合法負(fù)載，同時(shí)保存其拾取功率信息Pi, i=l, 2，…，N，i為對(duì)應(yīng)的能量接收端的序號(hào)；否貝U，判定該能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，執(zhí)行A7步的操作； A3、在一個(gè)響應(yīng)信息接收周期Tl內(nèi)將步驟A2中記錄的所有合法負(fù)載的拾取功率相加求和，得到合法負(fù)載的拾取總功率P，P=P1+P2+...+PN ； A4、能量發(fā)射端檢測(cè)并記錄自身實(shí)際的發(fā)射功率Pt ; A5、將發(fā)射功率Pt減去拾取總功率P算出系統(tǒng)的損耗功率Py Pl=Pt-P ； A6、如損耗功率大于設(shè)定功率門限Ptl,則認(rèn)為可能有能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，在一個(gè)判定時(shí)間段T2內(nèi)，如損耗功率匕大于設(shè)定功率門限Ptl的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)閾值，則判定有能量接收端的負(fù)載為非法負(fù)載，執(zhí)行A7步的操作；否則，重復(fù)步驟A2-A6 ； A7、發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將發(fā)射功率降低為停機(jī)功率； B、能量接收端 B1、接收能量發(fā)射端的周期性廣播系統(tǒng)信息； B2、按照廣播系統(tǒng)信息中的校驗(yàn)算法和隨機(jī)校驗(yàn)碼，計(jì)算出匹配校驗(yàn)碼；并按照能量發(fā)射端要求負(fù)載反饋拾取功率的指示，檢測(cè)出自身的拾取功率Pi ; B3、以接收到的能量接收端使用的時(shí)間和頻率通信協(xié)議中指定的時(shí)間和頻率，將其匹配校驗(yàn)碼及拾取功率Pi作為響應(yīng)信息發(fā)送給能量發(fā)射端； B4、重復(fù)以上操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線供電系統(tǒng)多負(fù)載合法性判定方法，其特征在于:所述的系統(tǒng)信息的廣播和接收、響應(yīng)信息的發(fā)送和接收，采用無(wú)線通信方式進(jìn)行或者采用電力載波通信方式進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103618608SQ201310639508
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】李硯玲, 黃立敏, 何正友, 麥瑞坤, 林圣 , 李勇 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)