[发明专利]一种无线供电系统多负载合法性判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线供电系统多负载合法性判定方法。

背景技术

无线供电(WPT)技术是指电网与用电设备之间的能量传递，是通过软介质(如磁场、电场、微波、激光等)以非电气接触的模式进行。这种新型供电方式与传统的导线接触供电方式相比，具有供电灵活、安全可靠、维护成本低等优点，该技术是目前移动设备，特别是易燃、易爆等恶劣环境下用电设备电能接入的最佳解决方案。

一个WPT系统的典型结构一般由完全电气独立的能量发射端和能量接收端两个部分组成，其中能量发射端和能量接收端的关系可以是一对一的，也可以是一对多的。WPT系统的工作原理是：能量发射端通过能量转换装置将工频交流电转换为适于在软介质(磁场、电场、微波、激光)中传输的能量形式，并利用能量发射装置将能量发送到一定空间中；处于该能量传输空间中的能量接收端利用能量接收装置接收到能量后，再利用能量转换装置将其转换为交流电或直流电，以供给用电负载使用。

WPT系统的能量发射与接收过程采用无电气接触的方式，为保证电能的可靠传输，WPT系统一般会设定一个持续的能量发射区，一旦能量接收端进入到能量发射区即可拾取到电能。能量接收端的负载分为合法负载与非法负载，WPT系统的负载识别技术主要是将非法负载检测出来，通过及时采取保护措施，防止安全事故或偷电、窃电现象的发生。

现有的WPT系统负载识别方法一般是通过检测能量接收端是否向能量发射端传输了某些有用信息为依据。如果能量发射端检测不到这些有用信息，则认为能量接收端不存在合法负载，能量发射端处于停机功率状态；而能量发射端一旦检测到这些有用信息，就会认为能量接收端存在合法负载，能量发射端向能量接收端传输能量。这类负载识别方法的缺点是：当能量发射区内存在多个能量接收端及其负载时，其中的非法负载会利用任意一个合法负载取得的身份认证，持续从能量发射端拾取到电能：对于误入能量发射区的发热异物(一般为导磁金属块)，其自身的涡流发热会带来能量浪费及安全隐患；对于未获得能量发射端取电许可、误入能量发射区的低功率等级的非法负载，由于能量发射端功率等级过高，易造成其损坏甚至烧毁；对于偷电、窃电的非法负载，其利用能量发射区的合法负载“搭车”取得身份认证后，则会持续从能量发射端拾取到电能，造成能量发射端电能的“失窃”。另外，现有的WPT系统负载识别方法通常只进行一次身份认证，非法的能量接收端及其负载如成功伪造合法负载的认证信息，也会导致偷电、窃电等违法现象的发生，使电能传输的安全性、可靠性有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线供电系统多负载合法性判定方法，该判定方法能防止非法负载通过合法负载“搭车”取得身份认证或者一次性伪造合法负载认证信息，而从能量发射端拾取电能的情况发生，避免能量的浪费以及安全隐患，增加无线电能传输的安全性和可靠性。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种无线供电系统多负载合法性判定方法，其步骤是：

A、能量发射端：

A1、周期性广播系统信息，系统信息包括：随机校验码、校验算法、能量接收端使用的时间和频率通信协议、要求负载反馈拾取功率的指示；

A2、接收各能量接收端的响应信息，如未收到任何响应信息，则能量发射端维持停机功率；如收到响应信息，则根据随机校验码和校验算法，验证响应信息中的匹配校验码：如果匹配校验码正确，则能量发射端切换为正常工作状态，并将该能量接收端i的用电负载计入合法负载，同时保存其拾取功率信息P_i，i＝1,2,…，N，i为对应的能量接收端的序号；否则，判定该能量接收端的负载为非法负载，执行A7步的操作；

A3、在一个响应信息接收周期T1内将步骤A2中记录的所有合法负载的拾取功率相加求和，得到合法负载的拾取总功率P，P＝P₁+P₂+…+P_N；

A4、能量发射端检测并记录自身实际的发射功率P_T；

A5、将发射功率P_T减去拾取总功率P算出系统的损耗功率P_L，P_L＝P_T-P；