CN103401318A - 家庭用电的智能监测系统 - Google Patents

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张兴发
赵磊
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Abstract

一种家庭用电的监测系统，它涉及太阳能发电技术领域。它是由光伏组件、具有无线功能的光伏逆变器、储能装置，交流电网、具有无线功能的电流检出装置，负载组成；电流检出装置检出从电网的情况时，通过无线方式与逆变器实现数据交换，逆变器智能的判定，当负载的使用功率大于光伏组件的输出功率与储能装置的输出功率和时差额部分从交流电网取电，当负载的使用功率小于光伏组件的输出功率时，差额功率存入储能装置，实现尽量最小的从交流电网取电。

Description

家庭用电的智能监测系统
技术领域：
本发明属于光伏发电领域，具体的涉及家庭用电的智能监测系统。
背景技术：
目前，全世界范围内新能源得到了快速的发展，其中可再生能源中的太阳能发电也发展的非常快，很多国家颁布了补贴政策，鼓励民众使用太阳能等新能源来发电，但由于目前光伏并网电价补贴还不明朗，随着技术的进步，进一步降低了光伏发电的成本，在不久的将来通过光伏发电方式的成本低于从交流取电的电价，在已有光伏并网发电系统的情况下，如何降低从交流电网取电，节省费用的问题越发浮现出来。
发明内容：
本发明提供一种光伏发电的功率调节系统，包括：
多个光伏组件，用于接收太阳能量产生直流电，
具有无线通信模块的逆变器，分别与相应的光伏组件相连接，用于分别将各自的光伏组件产生的直流电转换为交流电；
交流电网；
具有无线通信模块电流检测装置，用于检测是否从交流电网侧取电
储能装置；用于存储电能
负载；
上述电流检测装置与上述逆变器通过无线通信方式实时的数据交换，逆变器确定负载使用的功率，判断是否从交流电网取电，来尽量减少从交流电网取电，实现智能调节家庭用电的方式。
为了解决尽量减小从交流电网取电的问题，本发明采用以下技术方案，一种基于无线通信模式的电流检测装置，使其更易于和内置无线通信模式的逆变器实时的数据交换，与电流检测装置连接有继电器开关，通过继电器开关的开或闭合实现与电网的断开或连接。逆变器可以实时的监视负载使用功率Pload，储能装置的功率PB，通过无线模式实时的与电流检测装置数据传输。逆变器通过计算光伏组件的输入功率Ppv和储能装置的功率PB，当负载的使用功率Pload：当
Pload＞Ppv+PB
光伏组件和储能装置的功率之和不能满足负载的使用功率，则必须从交流电网上取剩余电Pgrid，通过逆变器的无线设备发送信号给电流检测装置，使其能接通与电网的连接。即：
Pload＝Ppv+PB+Pgrid
当Pload＜Ppv+PB时，则不需要从交流电网取电，通过逆变器的无线设备发送信号给电流检测装置，使其能够关断与交流电网的连接。达到减少从交流电网用电的目的。
优选地，当Pload＜Ppv+PB时，则不需要从交流电网取电，通过逆变器的无线设备发送信号给电流检测装置，使其能够断开与交流电网的连接，超出的功率存入储能装置。
优选地，上述电流检测装置集成有WiFi模块，上述逆变器内置有WiFi模块。
优选地，上述电流检测装置预留有WiFi模块接口，通过外接WiFi模块，实现与上述逆变器的数据交换。
优选地，上述电流检测装置与上述逆变器通过zigbee方式实时的数据交换。
优选地，上述电流检测装置与上述并网逆变器通过蓝牙方式实时的数据交换。
优选地，上述电流检测装置与上述逆变器通过红外方式实时的数据交换。
优选地，上述电流检测装置为内置有电流传感器的智能电表。
进一步，上述电流传感器通过外接方式与智能电表连接。
优选地，上述智能电表里内置有继电器开关，通过上述继电器开关的开或闭合实现与电网的断开或连接。
优选地，上述智能电表通过外接方式与继电器开关连接，通过上述继电器开关的开或闭合实现与电网的断开或连接。
本发明的工作流程为：电流检测装置检出有电流信号时，将信号传送给逆变器，逆变器里通过一个采样电路将采样信号通过转换送给逆变器的DSP处理器，DSP通过计算得到目前的负载电流Ib，计算出负载的使用功率Pload，逆变器通过与储能装置之间交换，计算出储能装置的功率PB：
Pload＞Ppv+PB时逆变器通过无线通信模块发信号给电流检测装置，从交流电网取电；
Pload＜Ppv+PB时逆变器通过无线通信模块发信号给电流检测装置，通过继电器开关，关断与交流电网的连接。
优选的，本发明的技术方案，可应用于单相电连接方式。
优选的，本发明的技术方案，可应用于三相电连接方式。
相对于现有的技术，本发明的优点是：
本发明提供一种智能调节家庭用电的方式，其基于无线通信模式的电流检测装置与逆变器器之间实时的数据交换，储能装置与逆变器之间实时的数据传输，逆变器智能的确定负载使用的功率，判断是否从交流电网取电，尽量减少从交流电网取电来实现。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例的电流检测装置为智能电表的示意图。
图3是本发明实施例的电流检测装置为电流传感器的示意图。
其中：10、光伏组件；11、逆变器；12、储能装置；13、14WiFi模块；15、电网；16、负载；17，智能电表；20，电流传感器；21，继电器开关。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
在图2中，逆变器11集成有WiFi模块13，智能电表17集成有WiFi模块14，智能电表17集成有电流传感器，智能电表12内置有继电器开关(图未示)，智能电表12接入交流电网15上，这样智能电表17可以实时的检测从电网15的取电情况，智能电表17检测从交流电网15取电时(亦即有电流信号)通过WiFi方式把检测的数据与逆变器11实时交换，逆变器12一方面把所交换的信息传送到远程的云服务器(图未示)，另一方面单独进行相关的计算，计算出负载16的使用功率Pload；储能装置12的蓄电量PB，光伏组件10的输入功率Ppv，
当：Pload＞Ppv+PB
即光伏组件10的输入功率Ppv和储能装置12蓄电量之和不能满足负载14的使用功率，则差额功率Pgrld必须由交流电网15补充，即：
Pload＝Ppv+PB+Pgrld
通过逆变器11的WiFi模块13发送信号给智能电表17，使其接通与电网15的连接，从交流电网15取电。
当Pload＜Ppv+PB时，则不需要从交流电网15取电，通过逆变器11的WiFi模块13发送信号给智能电表17，使其断开与交流电网15的连接；剩余电量通过逆变器11存入储能装置12中，从而达到节省用电的目的。
逆变器11的WiFi模块13采用型号为88w8787的芯片。
在图3中，逆变器11集成有WiFi模块13，集成有WiFi模块的电流传感器20，与电流传感器20连接有继电器开关21，接入交流电网15上。电流传感器20检测有电流信号时通过WiFi方式与逆变器11实时交换，逆变器12一方面把所交换的信息传送到远程的云服务器(图未示)，另一方面单独进行相关的计算，计算出负载16的使用功率Pload；储能装置12的蓄电量PB，光伏组件10的输入功率Ppv，
当：Pload＞Ppv+PB
即光伏组件10的输入功率Ppv和储能装置12蓄电量之和不能满足负载16的使用功率，则差额功率Pgrid必须由交流电网15补充，即：
Pload＝Ppv+PB+Pgrid
通过逆变器11的WiFi模块13发送信号给电流传感器20，使其接通与电网15的连接，从交流电网15取电。
当Pload＜Ppv+PB时，则不需要从交流电网15取电，通过逆变器11的WiFi模块13发送信号给电流传感器20，使其断开与交流电网15的连接；超出部分电量存入储能装置12中，从而达到节省用电的目的。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.家庭用电的监测系统，包括：
多个光伏组件，用于接收太阳能量产生直流电，
具有无线通信模块的逆变器，分别与相应的光伏组件相连接，用于分别将各自的光伏组件产生的直流电转换为交流电；
交流电网；
具有无线通信模块电流检测装置，用于监测从交流电网侧取电
储能装置；用于存储电能
负载；
其特征在于，
所述电流检测装置与所述逆变器通过无线通信方式实时的数据交换。
2.根据权利要求1所述的家庭用电的监测系统，
其特征在于，
所述逆变器通过计算所述光伏组件的输入功率和所述储能装置的功率，
当所述负载的使用功率时大于所述光伏组件的输入功率与所述储能装置的功率和时，差额部分从所述交流电网取电。
3.根据权利要求1所述的家庭用电的监测系统，
其特征在于，
所述逆变器通过计算所述光伏组件的输入功率和所述储能装置的功率，
当所述负载的使用功率时小于等于所述光伏组件的输入功率与所述储能装置的功率和时，断开与电网的连接。
4.根据权利要求3所述的家庭用电的监测系统，
其特征在于，
所述逆变器通过计算所述光伏组件的输入功率和所述储能装置的功率，
当所述负载的使用功率时小于等于所述光伏组件的输入功率与所述储能装置的功率和时，超额部分电量通过所述储能装置存储。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的家庭用电的监测系统，
其特征在于，
其特征在于通过所述逆变器的电流传感器采样负载的电流来确定负载的使用功率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Addressee: Suzhou Omnik New Energy Technology Co., Ltd.

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