CN103683503A - 一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，包括有主站层、通信层及终端层，所述的终端层包括有智能插座，智能交互终端、红外转发控制器、一个以上的光网络单元、电能表、集中器，所述的通信层包括有安装在配电室的外网局端与内网局端及一个以上的分光器，本发明实现了用户用电的全方位可视化，通过家庭用能管理主站系统对采集的用能数据进行深入挖掘分析，形成用电报告和用电策略，每月为用户发布家庭详细用电情况，包括用电高峰时段，负荷时间分布曲线等，并为用户提供优化的科学用电方案，降低了用电成本，最终达到电力资源合理使用及节约能源的目的。

Description

一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统
技术领域
               本发明涉及一种家庭用电管理方法，特别是一种基于智能交互设备实现家庭用电管理的方法。
 
背景技术
世界经济形势和能源发展格局正在发生深刻的变化，节能环保、清洁能源、低碳经济和可持续发展已经成为当今世界关注的焦点，提倡绿色能源，倡导城市用电智能化已成共识。为保证我国能源战略的可持续发展，满足我们社会经济快速发展的用电需求，促进节能减排、发展低碳经济、提高服务水平，电网企业提出了建设坚强智能电网的战略，积极开展智能电网的研究和建设。
居民用户用电管理是智能电网用电环节的出发点和落脚点，也是智能用电的目的所在。传统的用电管理技术主要是通过电表对用户整体的用电情况进行数据采集，然后分析用户每日用电情况，得出用户用电规律，向用户提出用电建议的模式，而对于用户各种家用电器设备用电情况的采集、家用电器的控制、分布式能源接入等综合应用较少涉及，以至于在用户侧能效管理的应用不多，无法真正实现能效智能化管理，提高终端用电效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种对用户的用电设备、微网接入设备等进行统一管理和用电信息的采集，实现用户用电的全方位可视化，对采集的数据进一步深入挖掘分析，形成用电策略，为用户提供优化的科学用电方案，降低用电成本，实现了电力用户与电网之间的双向信息交互和能效管理，为指导用户科学用电、提高电能使用效率、节能减排的一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统。
一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，包括有主站层、通信层及终端层，所述的终端层包括有智能插座，智能交互终端、红外转发控制器、一个以上的光网络单元、电能表、集中器，所述的通信层包括有安装在配电室的外网局端与内网局端及一个以上的分光器，所述的主站层包括有智能用电互动平台及用能管理主站，所述的用能管理主站通过光网络单元与外网局端的分光器相连，分光器再通过光网络单元与智能交互终端相连，智能交互终端则通过红外控制器实现与各智能插座的通信， 所述的用电信息采集主站通过电力专网与内网局端相连，内网局终端与分光器相连，分光器则通过光网络单元与集中器相连，集中器则连接电能表，用电信息采集主站通过隔离装置与智能用电互动平台相连，智能用电互动平台则与用能管理主站通讯相连，智能插座连接各用电设备。
本发明的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，终端层负责对家用电器用能信息进行采集，将采集的数据通过智能交互终端传送给用能管理主站；通信层通过在小区配电室部署局端设备如光线路终端设备（OLT），在用户家中部署光网络单元（ONU），构建小区EPON网络，为了保障电力数据的安全，通过两套局端设备进行物理隔离，从而为后台与现场终端的实时互动提供安全可靠的便捷通道；主站层通过在电力内网部署智能用电交互平台，在社区管理中心部署用能管理主站，实现对家庭用能数据的分析、用电情况的发布、用电策略建议、用能设备控制等功能。
所述的终端层还包括有光伏发电单元，所述的光伏发电单元与内网局端的分光器相连。
所述的光伏发电单元主要为太阳能电板，太阳能电板连通双向电表及光网络单元。
所述的智能交互终端包含有数据上传模块、策略执行模块、策略接收模块、数据采集模块及数据显示模块，所述的用能管理主站包括有数据搜集模块、分析统计模块、策略下发模块，智能交互终端将用能数据上传给用能管理主站，用能管理主站系统将用能策略下发给智能交互终端。
用能管理主站与智能交互终端的数据交互，智能交互终端通过数据采集模块采集家庭各家用电器的用电量、功率等数据，通过数据上传模块将用能数据上传给用能管理主站，同时在智能交互终端中也可以显示用能信息以及主站下发的策略信息等内容；用能管理主站通过数据搜集模块接收智能交互设备上传的用能数据，同时接收来自智能用电互动平台的光伏发电数据和家庭总的用电数据，经分析统计模块对用能、发电等各类数据进行深入挖掘分析，与用能策略库进行比对，自动选择最佳用能策略，通过策略下发模块将用能策略下发到智能交互设备；智能交互终端通过策略接收模块接收来自主站的用能策略，通过策略执行模块识别用能策略，实现对家用电器开关、模式等控制，实现家庭用能管理的闭环管理。
所述的基于智能交互设备实现家庭用能管理系统的工作流程为，一方面智能插座采集各用电设备的用电量、功率等用能数据，通过经外控制器与智能交互终端进行通信，实现数据的上传，智能交互终端通过光纤与用能管理主站进行通信，将各家用电器的用能数据传给用能管理主站；另一方面，双向电表采集太阳能发电数据并通过电力内网将数据上传给用电信息采集主站，电能表采集家庭总的用电数据，通过载波或无线通信方式将数据经由集中器在电力内网上传给用电信息采集主站，用电信息采集主站将电能表数据和光伏发电信息通过网络隔离装置推送给智能用电互动平台；最后，用能管理主站接收汇总来自智能用电互动平台的电表和光伏发电数据，用能管理主站对电表、光伏发电设备、家用电器的用能数据进行分析、整理、统计，形成用电情况报告以及对应的用能策略，并将其下发给智能交互终端，智能交互终端一方面通过智能插座实现对热水器、电饭煲等设备的开关控制，另一方面通过433MHZ无线射频实现对红外转发器的控制，达到对空调的智能管理和控制，便于对用电负荷进行平衡调节，实现电网管理的安全和节能。家庭用户可通过手机、电脑、智能交互终端等方式实时查看自己家庭的用电情况、电网负荷情况和用电量排名情况，通过互动方式使用户能及时调整自己的用电行为。
综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：
本发明通过智能交互终端、智能插座、红外转发控制器、电能表等智能交互设备，对用户的家用电器设备、光伏发电设备等进行用电信息采集，实现了用户用电的全方位可视化，通过家庭用能管理主站系统对采集的用能数据进行深入挖掘分析，形成用电报告和用电策略，每月为用户发布家庭详细用电情况，包括用电高峰时段，负荷时间分布曲线等，并为用户提供优化的科学用电方案，降低了用电成本，最终达到电力资源合理使用及节约能源的目的。 
 
附图说明
   图1是本发明的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统的框架图。
图2是用能管理主站与智能交互终端的数据交换图。
图3是是本发明的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统数据流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1 
一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，包括有主站层、通信层及终端层，所述的终端层包括有智能插座，智能交互终端、红外转发控制器、一个以上的光网络单元、电能表、集中器，所述的通信层包括有安装在配电室的外网局端与内网局端及一个以上的分光器，所述的主站层包括有智能用电互动平台及用能管理主站，所述的用能管理主站通过光网络单元与外网局端的分光器相连，分光器再通过光网络单元与智能交互终端相连，智能交互终端则通过红外控制器实现与各智能插座的通信， 所述的用电信息采集主站通过电力专网与内网局端相连，内网局终端与分光器相连，分光器则通过光网络单元与集中器相连，集中器则连接电能表，用电信息采集主站通过隔离装置与智能用电互动平台相连，智能用电互动平台则与用能管理主站通讯相连，智能插座连接各用电设备。所述的终端层还包括有光伏发电单元，所述的光伏发电单元与内网局端的分光器相连。所述的光伏发电单元主要为太阳能电板，太阳能电板连通双向电表及光网络单元。所述的智能交互终端包含有数据上传模块、策略执行模块、策略接收模块、数据采集模块及数据显示模块，所述的用能管理主站包括有数据搜集模块、分析统计模块、策略下发模块，智能交互终端将用能数据上传给用能管理主站，用能管理主站系统将用能策略下发给智能交互终端。
所述的基于智能交互设备实现家庭用能管理系统的工作流程为，一方面智能插座采集各用电设备的用电量、功率等用能数据，通过经外控制器与智能交互终端进行通信，实现数据的上传，智能交互终端通过光纤与用能管理主站进行通信，将各家用电器的用能数据传给用能管理主站；另一方面，双向电表采集太阳能发电数据并通过电力内网将数据上传给用电信息采集主站，电能表采集家庭总的用电数据，通过载波或无线通信方式将数据经由集中器在电力内网上传给用电信息采集主站，用电信息采集主站将电能表数据和光伏发电信息通过网络隔离装置推送给智能用电互动平台；最后，用能管理主站接收汇总来自智能用电互动平台的电表和光伏发电数据，用能管理主站对电表、光伏发电设备、家用电器的用能数据进行分析、整理、统计，形成用电情况报告以及对应的用能策略，并将其下发给智能交互终端，智能交互终端一方面通过智能插座实现对热水器、电饭煲等设备的开关控制，另一方面通过433MHZ无线射频实现对红外转发器的控制，达到对空调的智能管理和控制，便于对用电负荷进行平衡调节，实现电网管理的安全和节能。家庭用户可通过手机、电脑、智能交互终端等方式实时查看自己家庭的用电情况、电网负荷情况和用电量排名情况，通过互动方式使用户能及时调整自己的用电行为。
本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (5)

1.一种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，其特征在于：包括有主站层、通信层及终端层，所述的终端层包括有智能插座，智能交互终端、红外转发控制器、一个以上的光网络单元、电能表、集中器，所述的通信层包括有安装在配电室的外网局端与内网局端及一个以上的分光器，所述的主站层包括有智能用电互动平台及用能管理主站，所述的用能管理主站通过光网络单元与外网局端的分光器相连，分光器再通过光网络单元与智能交互终端相连，智能交互终端则通过红外控制器实现与各智能插座的通信， 所述的用电信息采集主站通过电力专网与内网局端相连，内网局终端与分光器相连，分光器则通过光网络单元与集中器相连，集中器则连接电能表，用电信息采集主站通过隔离装置与智能用电互动平台相连，智能用电互动平台则与用能管理主站通讯相连，智能插座连接各用电设备。
2.根据权利要求1所述的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，其特征在于：所述的终端层还包括有光伏发电单元，所述的光伏发电单元与内网局端的分光器相连。
3.根据权利要求2所述的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，其特征在于：所述的光伏发电单元主要为太阳能电板，太阳能电板连通双向电表及光网络单元。
4.根据权利要求3所述的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，其特征在于：所述的智能交互终端包含有数据上传模块、策略执行模块、策略接收模块、数据采集模块及数据显示模块，所述的用能管理主站包括有数据搜集模块、分析统计模块、策略下发模块，智能交互终端将用能数据上传给用能管理主站，用能管理主站系统将用能策略下发给智能交互终端。
5.根据权利要求4所述的基于智能交互设备实现家庭用电管理系统，其特征在于：所述的基于智能交互设备实现家庭用能管理系统的工作流程为，一方面智能插座采集各用电设备的用电量、功率等用能数据，通过经外控制器与智能交互终端进行通信，实现数据的上传，智能交互终端通过光纤与用能管理主站进行通信，将各家用电器的用能数据传给用能管理主站；另一方面，双向电表采集太阳能发电数据并通过电力内网将数据上传给用电信息采集主站，电能表采集家庭总的用电数据，通过载波或无线通信方式将数据经由集中器在电力内网上传给用电信息采集主站，用电信息采集主站将电能表数据和光伏发电信息通过网络隔离装置推送给智能用电互动平台；最后，用能管理主站接收汇总来自智能用电互动平台的电表和光伏发电数据，用能管理主站对电表、光伏发电设备、家用电器的用能数据进行分析、整理、统计，形成用电情况报告以及对应的用能策略，并将其下发给智能交互终端，智能交互终端一方面通过智能插座实现对热水器、电饭煲等设备的开关控制，另一方面通过433MHZ无线射频实现对红外转发器的控制，达到对空调的智能管理和控制，便于对用电负荷进行平衡调节，实现电网管理的安全和节能,家庭用户可通过手机、电脑、智能交互终端等方式实时查看自己家庭的用电情况、电网负荷情况和用电量排名情况，通过互动方式使用户能及时调整自己的用电行为。
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