CN103984316A - 能源管理设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能源管理设备和系统，其中，能源管理设备包括：至少两个能源传感器，其分别与用户侧的至少两个能源终端连接，用于按照时间序列采集所述能源终端的能源数据；集中器，与各所述能源传感器连接，用于基于所述能源数据，结合各所述能源终端的额定参数以及服务数据进行分析，以确定各所述能源终端的工况，并基于所确定的工况向各所述能源传感器发送调度指令，以使得各所述能源传感器能够响应于所述调度指令控制各所述能源终端的工作状态。通过集中器可以将多种能源传感器采集的多种能源终端的能源数据进行汇聚，综合分析，对用户侧的具体能源使用情况分析的更准确，能够满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

Description

能源管理设备和系统

技术领域

本发明涉及能源管理领域，尤其涉及一种能源管理设备和系统。

背景技术

在积极开展节能减排和环境保护的大背景下，新能源以及可再生能源发展迅猛。由此，用户消费的能源不只包括来自电网的电、来自自来水公司的水和来自燃气公司的天然气，还可以包括用户自有产能设备、例如光伏或风力电站生产的电能或者来自用户自配储能设备的电能等。换言之，用户不再是单一的能源消费中心，而逐渐成为拥有能源生产中心和能源消费中心双重身份的能源互动者。

近几年来，由于用户侧在节能减排以及安全方面的巨大需求，美国、中国、日本等纷纷加强了用户侧的相关研究，希望通过调整用户侧的负荷及储能设备的充放电等来达到节约能源、提高用电安全性等目的。这种系统或应用，称之为用户侧能量管理系统(User Energy Management System，U-EMS)。

例如，日本积水化学工业公司推出的环保住宅“SMART HEIM”标配太阳能发电系统和家庭能源管理系统。家庭能源管理系统中的控制器能够获取配电盘每条线路的耗电量和太阳能发电系统发电量的信息，并向外部服务器发送所获取到的信息，以使得用户可以使用接入互联网的个人电脑和智能手机来浏览用电情况。

又例如，中国专利CN100501794C公开了一种在线可视化能耗审计管理系统，其通过在电力需求侧配电网络的主要负荷点安装电能监测仪，实时采集电力、电量、电能质量数据，在电能监控主站分析得到电力需求侧的电能效率和能耗情况。中国专利申请CN101640417公开了一种负荷管理的方法及装置，其针对分段计价的问题，综合分析电力费率信息、管理对象相关的电力参数和运行约束条件等，以得到优选运行时间表。此外，中国专利申请CN101697074A公开了一种需量控制系统及其方法，其通过计算当时累积的电力平均值，并与需量门坎值比较，来确定如何进行需量控制(卸载、负载回复等)。

然而，上述U-EMS均只对用户的电能信息进行了采集、分析，这明显不能满足用户使用多种能源时的能量调度需求。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

解决方案

本发明提供了一种能源管理设备，包括：

至少两个能源传感器，其分别与用户侧的至少两个能源终端连接，用于按照时间序列采集所述能源终端的能源数据，其中所述能源终端包括电能设备、水体设备以及气体设备中的至少两种；

集中器，与各所述能源传感器连接，用于基于所述能源数据，结合各所述能源终端的额定参数以及服务数据进行分析，以确定各所述能源终端的工况，并基于所确定的工况向各所述能源传感器发送调度指令，以使得各所述能源传感器能够响应于所述调度指令控制各所述能源终端的工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述能源传感器包括电能传感器，所述电能传感器包括：

电能计量模块，用于按照时间序列采集所述电能传感器所接入的电能设备的瞬时的电压和电流；

温度计量模块，用于按照时间序列检测所述电能传感器所接入的电能设备的线路温度；

计算模块，用于根据所述电压和电流计算视在功率、有功、无功功率、有功的基波、谐波功、无功的基波功率、功率因数、频率中的至少一项；

第一通信模块，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送电能相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述电能相关数据包括所述电压、电流、视在功率、有功、无功功率、有功的基波、谐波功、无功的基波功率、功率因数、频率和线路温度中的至少一项；

第一控制模块，用于根据所述调度指令控制所述电能传感器所接入的电能设备的工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述能源传感器包括水体传感器，所述水体传感器包括：

第一流量计量模块，用于按照时间序列采集所述水体传感器所接入的水体设备的瞬时的水量和水压；

第一放大模块，与所述第一流量计量模块连接，用于对所述水量和水压进行放大处理；

第一介质参数计量模块，用于按照时间序列采集所述水体传感器所接入的水体设备的水质参数数据和/或水温；

第二通信模块，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送水体相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述水体相关数据包括水质参数数据、水温、放大后的水量和水压中的至少一项；

第二控制模块，用于根据所述调度指令控制所述水体传感器所接入的水体设备的工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述能源传感器包括气体传感器，所述气体传感器包括：

第二流量计量模块，用于按照时间序列采集所述气体传感器所接入的气体设备的瞬时的气量和气压；

第二放大模块，与所述第二流量监测模块连接，用于对所述气量和气压进行放大处理；

第二介质参数计量模块，用于按照时间序列采集所述气体传感器所接入的气体设备的气体参数数据和/或气体温度；

第三通信模块，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送气体相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述气体相关数据包括气体参数数据、气体温度、放大后的气量和气压中的至少一项；

第三控制模块，用于根据所述调度指令控制所述气体传感器所接入的气体设备的工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述集中器包括：

第四通信模块，与所述能源传感器相通信，从所述能源传感器获取所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据；

数据汇集模块，用于将获取的所述能源数据进行汇集处理，所述汇集处理包括存储、压缩、加密和备份中的至少一种；

第四控制模块，用于根据所述能源数据、所述服务数据和各个所述能源终端的额定参数，确定对各个所述能源终端的调度策略，并根据所述调度策略控制所述第四通信模块向所述能源传感器发送所述调度指令。

在一种可能的实现方式中，所述集中器还包括以下模块的任意一个或者多个：

参数设置模块，用于获取所述用户侧设置的各个所述能源终端的额定参数；

环境感知模块，用于检测所述用户侧的环境数据，并将所述环境数据发送给所述第四控制模块以确定所述调度策略，所述环境数据包括所述能源终端所处环境的温度、湿度、空气质量中的至少一项；

电能管理模块，用于根据所述第四控制模块确定的所述调度策略，控制所述用户侧所接入的供电模块，所述供电模块包括外部电网、储能设备和本地发电设备的至少一种；

用户交互模块，用于从所述环境感知模块接收环境提示信息，和/或，从所述电能管理模块接收所述供电模块的用能提示信息。

本发明还提供了一种能源管理系统，包括：本发明实施例中任意一种结构的能源管理设备，所述系统还包括：

管理平台，用于从所述集中器获取所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据，并根据获取的数据，建立实时数据库、能源行为特征模型库和关系数据库，对所述用户侧的能源进行综合分析和优化调度。

在一种可能的实现方式中，所述管理平台包括：实时数据库服务器、应用服务器和关系数据库服务器；

所述实时数据库服务器包括以下模块的任意一个或者多个：

数据采集模块，用于从所述集中器接收所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据，从客户端获取的由用户输入的数据；

数据整理模块，用于对所述数据采集模块采集的数据进行格式整理、群集、分类、压缩和管理；

数据加密模块，用于对经过所述数据整理模块整理的原始或未加密的数据，采用数据加密技术进行加密；可以保障用户和系统的数据安全；

所述实时数据库，用于保存所述数据采集模块、所述数据整理模块和所述数据加密模块处理的数据；

所述应用服务器包括以下模块的任意一个或者多个：

数据处理与存储模块，用于对所述数据采集模块所采集的数据进行检索、加工、变换和存储；

负荷需求计算模块，用于对用户侧设置的至少一个能源终端的负荷需求进行分析和预测；

能源安全诊断模块，用于对至少一个能源终端的实时设备工况信息进行限额和异常诊断，分析用户侧的能源安全状态、负荷异常、设备非常规时段启停、设备能耗短时失常中的至少一种情况，判别并定位安全风险；

能源优化分析与调度模块，用于按照所述用户侧或所述系统设置的分类、分项、分区域、能耗优化目标、能源成本优化目标，智能分析确定最佳的能源终端使用时段、使用时序，得到用户能源行为习惯的改进点和用能方式的优化点，形成能源终端调度及用能优化的解决方案；

社会服务管理模块，用于为所述用户侧或所述系统提供与能源生产消费相关的社会化服务，包括能源交易、能源终端维修和回收、能源终端的电子商务中的至少一项；

所述能源行为特征模型库，用于保存各类型用户侧使用能源的行为特征，以及各类型能源终端运行的性能特征；

所述关系数据库服务器包括：所述关系数据库，用于保存系统中定义的表征各能源终端之间的各种联系和关系。

在一种可能的实现方式中，所述能源管理系统还包括：

客户端，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送能源管理请求，接收所述集中器返回的能源管理结果；和/或，与所述管理平台相通信，用于向所述管理平台发送能源管理请求，接收所述管理平台返回的能源管理结果。

在一种可能的实现方式中，所述客户端包括以下模块的任意一个或者多个：

系统参数设置模块，用于进行系统各类所需参数的设置、修改和管理；

数据传输与存储模块，用于对数据进行获取、处理、传输和存储的管理；

能源分项统计与分析模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源进行统计与相关分析进行可视化呈现；

能源财务分析模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源耗用的成本费用情况进行专业的财务分析以及可视化呈现；

能源需求规划模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源需求进行分析、预测并制定相应的最优规划，进行可视化呈现和提示提醒；

能源行为优化模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件并结合能源行为特征模型库，对用户的能源行为或能源终端的运行特征进行分析诊断，确定最佳的优化改进方案进行可视化呈现、智能优化和提示提醒；

能源安全监控模块，用于对分析出来的用户的能源安全状态、负荷异常、设备非常规时段启停、设备能耗短时失常的至少一种情况进行可视化呈现、智能定位、自动纠正和提示提醒；

能源数据查询模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件提供对能源数据的可视化查询与管理功能；

能源生产管理模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件提供对能源生产进行智能优化管理的功能；

储能电池管理模块，用于对储能电池系统进行安全可靠管理；

电子商务管理模块，用于对电子商务功能服务进行管理；

能源社交管理模块，用于对能源用户的社交论坛进行管理。

有益效果

本发明实施例通过集中器可以将多种能源传感器采集的多种能源终端的能源数据进行汇聚，并将能源终端的额定参数、能源数据、服务数据、等综合分析，以得到能源终端的工况，从而基于所确定的工况向各能源传感器发送调度指令，以通过能源传感器控制能源终端的工作状态，对用户侧的具体能源使用情况分析的更准确，能够满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例一的能源管理设备的结构框图；

图2a为本发明实施例二的能源管理设备的电能传感器的结构框图；

图2b为本发明实施例二的能源管理设备的电能传感器示例的示意图；

图3a为本发明实施例三的能源管理设备的水体传感器的示意图；

图3b为本发明实施例三的能源管理设备的气体传感器的示意图；

图3c为本发明实施例三的能源管理设备的水(气)体传感器的一种示例的示意图；

图4a为本发明实施例四的能源管理设备的示意图；

图4b为本发明实施例四的能源管理设备中电能管理的示意图；

图5a为本发明实施例五的能源管理系统的总体架构示意图；

图5b为本发明实施例五的能源管理系统的结构框图；

图6为本发明实施例六的能源管理系统的结构框图；

图7为本发明能源管理系统的分析调度运行方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例一

图1为本发明实施例一的能源管理设备的结构框图，如图1所示，该能源管理设备可以包括：

至少两个能源传感器11，其分别与用户侧的至少两个能源终端连接，用于按照时间序列采集所述能源终端的能源数据，其中所述能源终端包括电能设备、水体设备以及气体设备中的至少两种；

集中器13，与各所述能源传感器11连接，用于基于所述能源数据，结合各所述能源终端的额定参数以及服务数据进行分析，以确定各所述能源终端的工况，并基于所确定的工况向各所述能源传感器11发送调度指令，以使得各所述能源传感器11能够响应于所述调度指令控制各所述能源终端的工作状态。

具体地，能源管理设备属于智能终端，可以包括主要设置于用户侧的能源传感器和集中器。其中，集中器也可以叫做能量魔方、能量棒等。能源传感器按照计量对象不同可以分为：电能传感器、水体传感器、气体传感器等。能源传感器的结构可以包括能源计量单元、通信单元和控制器等。能源传感器可以嵌入插座、开关、或用户配电系统如水表、天然气表计等之中，在能源交互(如生产、消费、存储、释放)过程中，分别对设定的目标数据如电能相关数据、水体相关数据、气体相关数据等按照时间序列进行采集与传输，并与集中器进行数据与信息指令交互，从而基于能源智慧管理系统确定的最优调度方案对能源终端进行智能管控。其中，举例而言，电能相关数据可以为：瞬时的电压和电流，视在功率、有功和无功功率，有功的基波和谐波功，无功的基波功率、功率因数、频率，线路温度等；水体相关数据可以为：瞬时水量、水压、水质和水温等；气体相关数据可以为：瞬时天然气气量、气压、气体参数和气温等。

集中器可以是用户能源调度(交易)的中心，集中器获取的能源服务提供商的服务数据可以有多种，例如：能源供应商发布的分段计费信息、线路检查、设备巡检通知、停电停水停气公告、收费人员上门时间通告等需要供应商向用户侧公告或交流的内容。其中，集中器可以向云端的管理平台请求获取能源服务提供商的服务数据，也可以根据人工的输入或者预设等方式，获取服务数据，通常，从云端的管理平台获取的服务数据可能更准确，集中器能够得到更准确的调度策略。

集中器与相关的能源传感器之间可以采用电力载波或无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，缩略为WSN)等通信技术，构建用户和各类能源消费终端、能源生产(储存)设备及电网之间的实时双向互动的智能物联网络。该智能物联网络的构建可以采用ZigBee技术和WiFi技术相结合，例如，每个用户侧的各个能源传感器之间，以及能源传感器与集中器之间，可以利用ZigBee技术组建能源传感器监测网络，监测和报警能源数据信号，传输小数据量的能源活动信息；而集中器与总的管理平台之间利用WiFi技术组建无线监测局域网络，根据能源传感器监测网络监测的情况采集相关的图像或声音信息，传输大数据量的监测活动信息。

本实施例能源管理设备通过集中器可以将多种能源传感器采集的多种能源终端的能源数据进行汇聚，并将能源终端的额定参数、能源数据、服务数据、等综合分析，以得到能源终端的工况，从而基于所确定的工况向各能源传感器发送调度指令，以通过能源传感器控制能源终端的工作状态，对用户侧的具体能源使用情况分析的更准确，能够满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

实施例二

图2a为本发明实施例二的能源管理设备的电能传感器的结构框图，如图2a所示，在上述实施例的基础上，本实施例的能源管理设备的能源传感器可以包括电能传感器21，所述电能传感器21可以包括：

电能计量模块211，用于按照时间序列采集所述电能传感器所接入的电能设备的瞬时的电压和电流；

温度计量模块213，用于按照时间序列检测所述电能传感器所接入的电能设备的线路温度；

计算模块215，用于根据所述电压和电流计算视在功率、有功、无功功率、有功的基波、谐波功、无功的基波功率、功率因数、频率中的至少一项；

第一通信模块217，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送电能相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述电能相关数据包括所述电压、电流、视在功率、有功、无功功率、有功的基波、谐波功、无功的基波功率、功率因数、频率和线路温度中的至少一项；

第一控制模块219，用于根据所述调度指令控制所述电能传感器所接入的电能设备的工作状态。

具体地，电能传感器嵌入墙面的插座、开关、入户配电箱、电力生产系统或储能系统等电能设备20，可以实时传感设定数据的电能活动过程中的时间序列值。图2b为本发明实施例二的能源管理设备的电能传感器示例的示意图，如图2b所示，电能计量模块211、温度计量模块213测量得到的电能相关数据，可以通过第一通信模块217发送给集中器，其中，第一通信模块217可以采用Zigbee或电力载波通信等技术实现。计算模块215、第一控制模块219可以采用微控制器22实现，其中，通过可编程控制(Reprem)模块23可以对微控制器22的程序进行编程改写，能够在不改变电能传感器结构的前提下，通过该Reprem模块对电能传感器的内嵌程序性能进行优化升级。此外，电能传感器还可以包括电源模块24和开关模块25等，其中，电源模块24可以根据应用场景具体设计，可以是电池，也可以是通过变压器连接火线和零线，主要用于为电能传感器各个模块供电；开关模块25可以接收集中器或人为指令，对被监测的电器终端进行开断电操作。

本实施例能源管理设备的电能传感器可以采集所接入的电能设备的电能相关数据，并利用Zigbee或电力载波通信等技术的通信模块将采集的电能相关数据发送给集中器，通过集中器可以将电能相关数据与其他能源终端的能源数据进行汇聚、分析，对用户侧的具体能源使用情况分析的更准确，能够满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

实施例三

图3a为本发明实施例三的能源管理设备的水体传感器的示意图，如图3a所示，在上述实施例的基础上，本实施例的能源管理设备的能源传感器可以包括水体传感器31，所述水体传感器31可以包括：

第一流量计量模块311，用于按照时间序列采集所述水体传感器所接入的水体设备的瞬时的水量和水压；

第一放大模块313，与所述第一流量计量模块连接，用于对所述水量和水压进行放大处理；

第一介质参数计量模块315，用于按照时间序列采集所述水体传感器所接入的水体设备的水质参数数据和/或水温；

第二通信模块317，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送水体相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述水体相关数据包括水质参数数据、水温、放大后的水量和水压中的至少一项；

第二控制模块319，用于根据所述调度指令控制所述水体传感器所接入的水体设备的工作状态。

图3b为本发明实施例三的能源管理设备的气体传感器的示意图，如图3b所示，在上述实施例的基础上，本实施例的能源管理设备的能源传感器可以包括气体传感器32，所述气体传感器32可以包括：

第二流量计量模块321，用于按照时间序列采集所述气体传感器所接入的气体设备的瞬时的气量和气压；

第二放大模块323，与所述第二流量监测模块连接，用于对所述气量和气压进行放大处理；

第二介质参数计量模块325，用于按照时间序列采集所述气体传感器所接入的气体设备的气体参数数据和/或气体温度；

第三通信模块327，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送气体相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述气体相关数据包括气体参数数据、气体温度、放大后的气量和气压中的至少一项；

第三控制模块329，用于根据所述调度指令控制所述气体传感器所接入的气体设备的工作状态。

如图3c所示，为本发明实施例三的能源管理设备的水(气)体传感器的一种示例的示意图，水体传感器或气体传感器可以包括涡街探头331(第一流量计量模块或第二流量计量模块)、放大模块333、介质参数计量模块335、通信模块337和单片机339(第二控制模块或第三控制模块)等。此外，水体传感器或气体传感器还可以具有数据存储、程序控制等功能，这些功能可以通过单片机339实现，也可以设置独立的数据存储模块338、程序控制模块330来实现。水体传感器、气体传感器可以嵌入水体设备、气体设备，如嵌入用水设备终端、水入户端、用气设备终端、气入户端等，用于实时传感设定数据(如设备瞬时的水量和水压、气量和气压等)的水能源、气能源活动过程中的时间序列值。

本实施例能源管理设备的水体传感器或气体传感器可以采集所接入的水体设备或气体设备的相关数据，并利用Zigbee或电力载波通信等技术的通信模块将采集的数据发送给集中器，通过集中器可以将电能相关数据与其他能源终端的能源数据进行汇聚、分析，对用户侧的具体能源使用情况分析的更准确，能够满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

实施例四

图4a为本发明实施例四的能源管理设备的示意图，图4a中标号与图1相同的组件具有相同的功能，为简明起见，省略对这些组件的详细说明。

如图4a所示，上述实施例的能源管理设备的主要区别在于，本实施例的能源管理设备的集中器13可以包括：

第四通信模块131，与所述能源传感器11相通信，从所述能源传感器11获取所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据；其中，第四通信模块131，也可以与云端(即管理平台)相通信，与管理平台及客户端保持实时传输。举例而言，如图4b所示，为本发明实施例四的能源管理设备中电能管理的示意图，集中器13与能源传感器11通信可以优选ZigBee技术，集中器13与管理平台通信可以优选WiFi技术。

数据汇集模块133，用于将获取的所述能源数据进行汇集处理，所述汇集处理包括存储、压缩、加密和备份中的至少一种；如图4b所示，数据汇集模块可以包括数据存储单元411、数据压缩和加密单元412、数据备份单元413等。

第四控制模块135，用于根据所述能源数据、所述服务数据和各个所述能源终端的额定参数，确定对各个所述能源终端的调度策略，并根据所述调度策略控制所述第四通信模块131向所述能源传感器11发送所述调度指令。其中，如图4b所示，第四控制模块135可以采用微处理器42等实现。

在一种可能的实现方式中，集中器还可以包括以下模块的任意一个或者多个：

参数设置模块136，用于获取所述用户侧设置的各个所述能源终端的额定参数；其中，参数设置模块可以预先设置各类能源终端的系统参数和采集特征，并建立相应的采集标准，如：连接空调的电能传感器采集空调的电流范围0～15A、电压范围0～230V等，水体传感器采集水的流量和PH值等。

环境感知模块137，用于检测所述用户侧的环境数据，并将所述环境数据发送给所述第四控制模块135以确定所述调度策略，所述环境数据包括所述能源终端所处环境的温度、湿度、空气质量中的至少一项；如图4b所示，环境感知模块可以内嵌温度传感器431、湿度传感器432和空气质量指数传感器433，以测量环境数据。环境数据可以用于判断是否需要启停相关的能源设备，微处理器42可以控制用户交互模块139，在温度超过28度时提示启用空调，在温度低于26度时则提示关闭空调。微处理器42还可以判断当前的环境数据是否达到用户预设的环境标准，并通过用户交互模块139中的交互界面显示环境提示信息，环境标准可以是国家标准，也可以是用户自定义标准。

电能管理模块138，用于根据所述第四控制模块135确定的所述调度策略，控制所述用户侧所接入的供电模块，所述供电模块包括外部电网、储能设备和本地发电设备的至少一种。

其中，电能管理模块138可以通过多个模块共同实现。例如，电能管理模块138可以包括电能调度模块、计时模块、市电接入模块、市电断开模块和智能终端电源模块，还可以扩展接入储能模块(如包括储能电池组和逆变器)等。如图4b所示，微处理器42(第四控制模块)可以通过电能调度模块441、计时模块442先确定当前是否处于低谷电价时段区间，如果是，则使能市电接入模块443；否则，使能市电断开模块444，并且检查储能模块的445的储能电池组是否需要充电，如果需要充电，则使储能模块445处于充电模式，如果无需充电，则使储能模块445按照电能管理模块138的系统指令处于待机模式或放电模式。此外，电能管理模块138还可以包括分布式能源管理模块446，用以管理多种能源供给设备，如：用户侧安装的风力发电设备、光伏发电设备、充电设备等，在满足用户侧的能源供给需求后，如果用户侧存在多余的自生产能源想要卖给能源供应商，可以通过分布式能源管理模块446进行能源交易并提供计量数据等信息。

用户交互模块139，用于从所述环境感知模块137接收环境提示信息，和/或，从所述电能管理模块138接收所述供电模块的用能提示信息。其中，集中器可以装配LCD显示屏和/或自身色彩变化等的信号提示模块，可以作为用户侧进行能源生产消费活动的交互中心和入口。例如，集中器可以依据环境数据(如温度、湿度、空气质量等)、服务信息(如能源价格时段信息)等，在用户交互模块139(如图4b中的UI)进行相应的色彩或图形提示，还可以结合云端系统指令和客户端指令，对能源系统的运行状态进行优化调度和协同管控。

此外，集中器中还可以预先安装应用端程序，如图4b所示，应用端程序可以支持数据存储单元、数据压缩和加密单元、数据备份单元、电池管理系统(BMS)、能源调度模块、环境感知模块和UI等。集中器的应用端程序与集中器的各个模块相结合，可以作为用户侧的能源管理中心，对用户侧的水、电、气等能源的生产和消费数据及行为模式进行实时监测和采样。其中，行为模式是指用户使用能源的行为习惯，如某个用户习惯晚上10点用热水器洗澡、中午11点用洗衣机洗衣服、开了灯不关等。

本实施例能源管理设备的集中器可以对将多种能源传感器采集的多种能源终端的能源数据进行汇聚，并将能源终端的额定参数、能源数据、服务数据、环境数据等综合分析，以得到能源终端的工况，从而基于所确定的工况向各能源传感器发送调度指令，以通过能源传感器控制能源终端的工作状态，对用户侧的具体能源使用情况分析的更准确，能够满足用户使用多种能源情况下的能量调度需求。

实施例五

图5a为本发明实施例五的能源管理系统的总体架构示意图，图5b为本发明实施例五的能源管理系统的结构框图，如图5a和图5b所示，该能源管理系统可以包括：上述实施例中任意一种结构的能源管理设备，此外，该能源管理系统还可以包括：

管理平台51，用于从所述集中器13获取所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据，并根据获取的数据，建立实时数据库、能源行为特征模型库和关系数据库，对所述用户侧的能源进行综合分析和优化调度。

在一种可能的实现方式中，该能源管理系统还可以包括：

客户端55，与所述集中器13和/或所述管理平台51相通信，用于向所述集中器和/或所述管理平台发送能源管理请求，接收所述集中器13和/或所述管理51平台返回的能源管理结果。

具体地，如图5a所示，能源管理系统的可以包括设备层、传感层、应用层、平台层和客户端。

其中，设备层可以包括用户侧的各类能源终端53，包括能源消费设备(或系统)、能源生产设备(或系统)、能源存储设备(或系统)，如：制冷设备、空调采暖设备、灯控设备、安防系统、洗涤设备、音响设备、电脑设备、通信设备、空气净化系统、冷热水系统、燃气系统、新能源系统、储能系统等。

传感层可以包括分别嵌入或安装在各个能源终端53中的能源传感器11，对能源终端的能源消费、能源供给等行为进行实时感知和数据传输。

应用层可以是以集中器13(能量魔方)为中心，负责承担采集用户范围内各类能源信息，接收来自能源服务提供商的服务数据，进行本地能源分析计算和优化调度，提供能源社交和社会化服务，例如，集中器通过分析计算，可以确定各个时段使用或接入哪些设备或关停哪些设备，使得用户侧的能源消费安全、舒适且成本最低。此外，在经用户许可后，集中器还可以与云端的管理平台进行数据交互，将汇集的能源数据和调度指令等发送给管理平台，从管理平台获取能源服务提供商的服务数据，接收来自云端的更专业化、智能化和精细化的能源优化管控服务。

其中，设备层、传感层与应用层可以采用Zigbee技术为功率无线通信信号组成微功率无线自组网，充分利用微功率无线自组网的特点：(1)自路由，在网络中的节点通过分布式计算，实时选择最小能耗和最佳数据可靠性的最优路由路径，以保障数据采集与双向传输的高速高质量效果；(2)自组织，在网络中的节点之间发送信标，实时保持对相互状态信息和网络拓扑结构的互联互通；(3)自修复，由于自身故障或外部因素造成网络解列，能够自动修复和恢复自组网络；(4)自愈合，遇到新加入的设备或终端等，可以围绕新节点从新组织网络。

平台层可以作为能源管理系统的主站，可以是采用云计算和大数据技术的云端能源智慧管理平台(可以简称管理平台)，包括至少一个管理平台以及与管理平台连接的基础数据库(如实时数据库)、能源行为特征模型库、路由器和以太网交换机等。基础数据库可以包括用户测的能源数据和相关档案资料、能源服务提供商的服务数据等信息、能源安全诊断和调度优化的数据、算法以及相关的知识库和方法库；能源行为特征模型库可以包括逐渐积累的各类能源终端的典型数据信息特征集，用于能源安全诊断和调度优化计算。其中，管理平台51可以与能源服务提供商的数据中心相通信，能源服务提供商的数据中心可以为如电力公司、自来水公司和燃气公司等社会服务机构的数据中心。

客户端可以是面向用户的各类应用终端，如，手机、平板电脑等手持终端，或电脑及可穿戴设备等。客户端中可以预先安装客户端程序，具有的主要功能可以包括：参数设置、数据传输与存储、能源分项统计与分析，能源财务分析、能源需求规划、能源行为优化、能源在线安全监控、能源数据查询、能源生产管理、储能电池管理、电子商务管理和能源社交管理等。

优选地，平台层与客户端之间可以通过WiFi技术进行通信和数据交互，实现用户与云端平台能够进行包括图片、视频和相关大规模数据的实时、高速、高质量的交换与互动。

本发明实施例的能源管理系统可以利用ZigBee、WiFi等通信技术，通过能源传感器和集中器对用户侧的各种能源终端如用能设备和产能设备进行物联及感知，通过管理平台对用户侧的多种能源终端进行综合调度及智慧管理，满足用户使用多种能源时的能量调度需求。

实施例六

图6为本发明实施例六的能源管理系统的结构框图，如图6所示，图6中标号与图5相同的组件具有相同的功能，为简明起见，省略对这些组件的详细说明。上述实施例的能源管理设备的主要区别在于，本实施例的能源管理系统的管理平台51可以包括：实时数据库服务器61、应用服务器63和关系数据库服务器65；

其中，所述实时数据库服务器61可以包括以下模块的任意一个或者多个：

数据采集模块611，用于从所述集中器接收所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据，从客户端获取的由用户输入的数据；

数据整理模块613，用于对所述数据采集模块采集的数据进行格式整理、群集、分类、压缩和管理；

数据加密模块615，用于对经过所述数据整理模块整理的原始或未加密的数据，采用数据加密技术进行加密；可以保障用户和系统的数据安全；

所述实时数据库617，用于保存所述数据采集模块、所述数据整理模块和所述数据加密模块处理的数据。

具体地，本发明实施例的实时数据库可以采用可靠的多线程数据库内核设计，保证重要过程数据的可靠处理、压缩和管理；具有成熟的数据采集、先进的数据加密、灵活的分层结构、超级的历史数据库功能等特点；提供了一套丰富的工具，用于检索、显示、分析和报告生产数据；还可以提供开放的标准的接口，使得应用集成和维护更加容易；

所述应用服务器63包括以下模块的任意一个或者多个：

数据处理与存储模块631，用于对所述数据采集模块所采集的数据进行检索、加工、变换和存储；

负荷需求计算模块632，用于对用户侧设置的至少一个能源终端的负荷需求进行分析和预测；

能源安全诊断模块633，用于对至少一个能源终端的实时设备工况信息进行限额和异常诊断，分析用户侧的能源安全状态、负荷异常、设备非常规时段启停、设备能耗短时失常中的至少一种情况，判别并定位安全风险；

能源优化分析与调度模块634，用于按照所述用户侧或所述系统设置的分类、分项、分区域、能耗优化目标、能源成本优化目标，智能分析确定最佳的能源终端使用时段、使用时序，得到用户能源行为习惯的改进点和用能方式的优化点，形成能源终端调度及用能优化的解决方案；其中，形成的能源终端调度及用能优化的解决方案具有可操作性强、易读易懂、活泼轻松等优点。

社会服务管理模块635，用于为所述用户侧或所述系统提供与能源生产消费相关的社会化服务，包括能源交易、能源终端维修和回收、能源终端的电子商务中的至少一项；

所述能源行为特征模型库636，用于保存各类型用户侧使用能源的行为特征，以及各类型能源终端运行的性能特征；

所述关系数据库服务器包括65：所述关系数据库651，用于保存系统中定义的表征各能源终端之间的各种联系和关系。

进一步地，能源管理系统系统还可以包括：客户端55，与所述集中器13相通信，用于向所述集中器13发送能源管理请求，接收所述集中器13返回的能源管理结果；和/或，与所述管理平台51相通信，用于向所述管理平台51发送能源管理请求，接收所述管理平台51返回的能源管理结果。

具体地，客户端55可以包括以下模块的任意一个或者多个：

系统参数设置模块551，用于进行系统各类所需参数的设置、修改和管理；例如，设置用户侧的能源终端的信息参数如用户的空调型号、希望在多少温度开启、希望在多少温度停机等。

数据传输与存储模块552，用于对数据进行获取、处理、传输和存储的管理；例如，用户侧通过用户界面显示的数据传输与存储模块，请求获取冰箱在某一段时间内的用能数据。

能源分项统计与分析模块553，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源进行统计与相关分析进行可视化呈现；例如，用户侧通过用户界面显示的能源分项统计与分析模块，请求管理平台对某段时间所有的电能设备的用能数据进行统计分析。

能源财务分析模块554，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源耗用的成本费用情况进行财务分析以及可视化呈现；例如，用户侧通过用户界面显示的能源财务分析模块，请求管理平台对某段时间内的水体设备的成本费用情况进行专业的财务分析。

能源需求规划模块555，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源需求进行分析、预测并制定相应的最优规划，进行可视化呈现和提示提醒；例如，用户侧通过用户界面显示的能源需求规划模块，请求管理平台对气体设备的能源需求进行分析、预测，并制定随后一周内用户侧最优的用气规划。

能源行为优化模块556，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件并结合能源行为特征模型库，对用户的能源行为或能源终端的运行特征进行分析诊断，确定最佳的优化改进方案进行可视化呈现、智能优化和提示提醒；

能源安全监控模块557，用于对分析出来的用户的能源安全状态、负荷异常、设备非常规时段启停、设备能耗短时失常的至少一种情况进行可视化呈现、智能定位、自动纠正和提示提醒；

能源数据查询模块558，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件提供对能源数据的可视化查询与管理；

能源生产管理模块559，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件提供对能源生产进行智能优化管理；

储能电池管理模块560，用于对储能电池系统进行管理，以保证储能电池系统的安全可靠；

电子商务管理模块561，用于对电子商务功能服务进行管理；

能源社交管理模块562，用于对能源用户的社交论坛进行管理。

此外，客户端还可以包括能源可视化呈现模块563、能源交易管理模块564、能源调度管理模块565等，用以显示客户端各个模块的执行过程，响应客户端的能源交易、能源调度等操作。其中，客户端的各个模块也可以全部或部分设置于应用层的集中器内。此外，管理平台根据规模的大小，可有多个到数百个、甚至数千个工作服务器(可以包括实时服务器、关系服务器、应用服务器等)。大部分跟能源传感器数据有关的处理都由工作服务器来完成，并且是能源原始数据、元数据及其的索引的存储服务器。系统中所有的工作服务器组成一个服务器集群。根据用户的要求和能源需求侧管理预期及相关能源政策法规，工作服务器应用能源消费行为优化技术和能源调度管理技术，对用户的能源行为(包括生产行为和消费行为)进行智能优化与管理。

本发明实施例的能源管理系统的软件部分可以是基于面向服务的体系架构，可以包括嵌入能源传感器的能源数据量测模块、通信模块及控制模块，以及内置在能量魔方(集中器)中的信息交互管理模块。

其中，能源传感器的能源数据量测模块，可以实时自动采集能源相关数据，跟踪设备能耗情况。可以从能源数据量测模块读取数据，通过ZigBee技术与能量魔方(集中器)进行通信和数据交换。控制模块，可以接收来自能量魔方(集中器)、客户端的指令信号，对设备终端进行调度和控制。

集中器的信息交互管理模块，可以汇集各能量传感器采集的数据，经过处理后自动将数据进行本地存储、备份和加密，并与云端数据库进行传输交互，与云端能源智慧管理系统和用户进行交互。如图4a所示，信息交互管理模块能够支持第四通信模块、数据汇集模块、第四控制模块、参数设置模块、用户交互模块等的功能。

本发明实施例的能源管理系统的软件部分还可以包括云端的基于消费行为优化和需求侧管理理念的云计算与大数据管理平台部分和客户端(和/或应用层)的设备内嵌部分。

其中，管理平台部分可以包括实时数据库服务器、应用服务器和关系数据库服务器。实时数据库服务器负责数据采集、整理、加密，建立实时数据库，应用服务器负责数据处理与存储、负荷需求计算、能源行为特征模型库、能源优化分析与调度和社会服务管理(电子商务、能源社交等)，关系数据库服务器负责关系数据库的建立与维护。举例而言：如果实时数据库中的电压、电流这些实时数据，对应于应用服务器中需要使用到的功率数据，那么功率与电压和电流之间的关系，就定义和存储在关系数据库中。

其中，关系数据库可以是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据，同时也可以是一个被组织成一组拥有正式描述性的表格，该形式的表格可以是装载着数据项的特殊收集体，这些表格中的数据能以许多不同的方式被存取或重新召集而不需要重新组织数据库表格。例如，ORACLE数据库。

客户端(和/或应用层)部分主要可以包括本地功能实现的相关模块，主要包括：参数设置模块、数据传输与存储模块、能源分项统计与分析模块，能源财务分析模块、能源需求规划模块、能源行为优化模块、能源在线安全监控模块、能源数据查询模块、能源生产管理模块、储能电池管理模块、电子商务管理模块和能源社交管理模块等。

客户端部分经用户许可后，可以在客户端部分与管理平台部分实现数据交换，管理平台部分由此可以获取客户端的各类能源数据信息，客户端部分由此可以获得来自管理平台部分基于云计算和大数据技术所提供的更精准、更智能和更丰富的能源服务。

本发明实施例的能源管理系统可以利用ZigBee、WiFi等通信技术，通过能源传感器和集中器对用户侧的各种能源终端如用能设备和产能设备进行物联及感知，通过管理平台对用户侧的多种能源终端进行综合调度及智慧管理，满足用户使用多种能源时的能量调度需求。

实施例七

如图7所示，为本发明能源管理系统的分析调度运行方法的流程示意图。具体运行方法如下：

步骤701、预先设置各类能源终端的额定参数和采集特征，并建立相应的采集标准。(图中未示出)

步骤702、水、燃气和电能的实时耗用信息数据被有效采集和传输，并进行分类统计、整合为用户的能源消费数据列表。

步骤703、能源入户、能源生产和能源存储的实施数据被有效采集和传输，并进行分类统计、整合为用户的能源供给数据列表。

步骤704、结合来自步骤701的能源终端的额定参数及各相关能源服务商提供的有关数据信息，综合分析能源输入输出数据，监测设备工况，开展能源收支审计，通过采样设定数据在能源消费和生产(存储)互动过程中的时间序列，分别建立呈现能源消费生产、存储等特征的模型库，智能分析规划能源行为的规范行为，用以改善总体能源行为效果，并建立典型设备的能源行为特征模型库，为用户能源行为优化及社会化节能提供科学依据。其中，设备工况可以包括设备运行的参数，如电流、电压、水流、水质参数、温度等。

步骤705、分析是否达到综合能源最佳工况，若达到综合能源最佳工况，则在客户端(应用层)发布相关信息以及能源服务商的服务数据等。

步骤706、若未达到综合能源最佳工况，进行可以其他计算分析，如：

步骤706a、设备异常工况诊断，确认异常后，即向客户端(应用层)发出设备异常报警信号，并启动设备安全应急预案；

步骤706b、开展能源行为模式优化分析计算，采用神经网络法、时间序列法、小波分析法、人工智能法和组合建模法，按需构建一次指数平滑模型、指数曲线模型、非齐次指数模型或二次滑动平均模型，结合设备安全应急情况，优选最佳能源行为模式；

步骤706c、开展能源调度优化分析计算，采用动态规划法、遗传算法、微分进化算法和粒子群优化算法，确定最佳的能源调度方案(包括水、燃气、电能的最优消费时段、消费比例以及电能由供电公司供应或自有产能设备供应或储能设备供应的最优时段等)；按照706a～706c进行分析计算后，可以综合输出能源调度及能源行为的最优方案。

步骤707、根据步骤706输出的最优方案，在客户端(应用层)进行数据处理与指令发布。

步骤708、根据步骤706输出的最优方案，基于本地客户端功能(或云端管理平台的增强型功能)，远程在线自动(或手动)对耗能设备终端和(或)产能(储能)设备终端的状态进行调节，返回步骤704。

本发明具体安装实施方式包括以下步骤(图中未示出)：

步骤711、对用户用能设备及产能(储能)设备进行统计调查；

步骤712、设计配置能源管理设备及能源管理系统配置方案；

步骤713、部署能源管理设备，包括安装硬件设施；

步骤714、部署现场能源管理设备进行物联网络设置，包括物联网络组网、通信设置和能源管理系统客户端的安装与连接；

步骤715、设置能源管理系统的系统参数，配置系统功能，进行系统运行培训，启动系统运行管理功能；

步骤716、根据能源管理设备及客户端运行情况，调试调整能源管理系统的运行状态；例如通信协议设置不正确导致能源管理设备无法接收到客户端发出的指令或数据，可以调试更新相关的通信协议。

步骤717、根据用户需求，不断优化升级(或定制完善)系统功能。

本发明实施例的能源管理系统可以利用ZigBee、WiFi等通信技术，通过能源传感器和集中器对用户侧的各种能源终端如用能设备和产能设备进行物联及感知，通过管理平台对用户侧的多种能源终端进行综合调度及智慧管理，满足用户使用多种能源时的能量调度需求。

此外，本发明实施例的能源管理系统还具有很多优点，例如：

(1)可以建立存储用户能源供给与消费的系统档案信息的实时数据库，可以实时全面记录各类能源信息数据，自动、高效实现对用户的全部能源行为进行精确计量，提高用户能源行为的集约化、便捷性、安全性与自主性。

(2)可以应用服务器实现能源需求、能源财务、能源调度、能源行为的分析、预测与优化、调度，做到了实时动态贴近用户行为，并可以结合云计算与大数据技术，达到了总体规划、宏观协调、微观优化和点对点智能控制。

(3)满足分布式能源和可再生能源发展趋势的需要，可以扩展用户的能源行为自主性和控制力，能够对历史数据有效掌握，并自助开展专业化的能源安全诊断与能源经济调度，提高了安全用能与节约用能的可能性。

(4)提供了精细化的能源财务分析手段，对于用户提高能源经济性并抑制能源成本有变革性的作用；同时，引入了能源行为社交功能和能源可视化功能，有效营造了能源贴近用户需求，并引导全社会节能减排的氛围，能够有助于推广绿色能源，推行低碳生活理念，实现经济和社会双重效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种能源管理设备，其特征在于，包括：

至少两个能源传感器，其分别与用户侧的至少两个能源终端连接，用于按照时间序列采集所述能源终端的能源数据，其中所述能源终端包括电能设备、水体设备以及气体设备中的至少两种；

集中器，与各所述能源传感器连接，用于基于所述能源数据，结合各所述能源终端的额定参数以及服务数据进行分析，以确定各所述能源终端的工况，并基于所确定的工况向各所述能源传感器发送调度指令，以使得各所述能源传感器能够响应于所述调度指令控制各所述能源终端的工作状态。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述能源传感器包括电能传感器，所述电能传感器包括：

电能计量模块，用于按照时间序列采集所述电能传感器所接入的电能设备的瞬时的电压和电流；

温度计量模块，用于按照时间序列检测所述电能传感器所接入的电能设备的线路温度；

计算模块，用于根据所述电压和电流计算视在功率、有功、无功功率、有功的基波、谐波功、无功的基波功率、功率因数、频率中的至少一项；

第一通信模块，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送电能相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述电能相关数据包括所述电压、电流、视在功率、有功、无功功率、有功的基波、谐波功、无功的基波功率、功率因数、频率和线路温度中的至少一项；

第一控制模块，用于根据所述调度指令控制所述电能传感器所接入的电能设备的工作状态。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述能源传感器包括水体传感器，所述水体传感器包括：

第一流量计量模块，用于按照时间序列采集所述水体传感器所接入的水体设备的瞬时的水量和水压；

第一放大模块，与所述第一流量计量模块连接，用于对所述水量和水压进行放大处理；

第一介质参数计量模块，用于按照时间序列采集所述水体传感器所接入的水体设备的水质参数数据和/或水温；

第二通信模块，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送水体相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述水体相关数据包括所述水质参数数据、所述水温、放大后的水量和水压中的至少一项；

第二控制模块，用于根据所述调度指令控制所述水体传感器所接入的水体设备的工作状态。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述能源传感器包括气体传感器，所述气体传感器包括：

第二流量计量模块，用于按照时间序列采集所述气体传感器所接入的气体设备的瞬时的气量和气压；

第二放大模块，与所述第二流量计量模块连接，用于对所述气量和气压进行放大处理；

第二介质参数计量模块，用于按照时间序列采集所述气体传感器所接入的气体设备的气体参数数据和/或气体温度；

第三通信模块，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送气体相关数据，并从所述集中器接收所述调度指令，其中，所述气体相关数据包括所述气体参数数据、所述气体温度、放大后的气量和气压中的至少一项；

第三控制模块，用于根据所述调度指令控制所述气体传感器所接入的气体设备的工作状态。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的设备，其特征在于，所述集中器包括：

第四通信模块，与所述能源传感器相通信，从所述能源传感器获取所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据；

数据汇集模块，用于将获取的所述能源数据进行汇集处理，所述汇集处理包括存储、压缩、加密和备份中的至少一种；

第四控制模块，用于根据所述能源数据、所述服务数据和各个所述能源终端的额定参数，确定对各个所述能源终端的调度策略，并根据所述调度策略控制所述第四通信模块向所述能源传感器发送所述调度指令。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述集中器还包括以下模块中的任意一个或者多个：

参数设置模块，用于获取所述用户侧设置的各个所述能源终端的额定参数；

环境感知模块，用于检测所述用户侧的环境数据，并将所述环境数据发送给所述第四控制模块以确定所述调度策略，所述环境数据包括所述能源终端所处环境的温度、湿度、空气质量中的至少一项；

电能管理模块，用于根据所述第四控制模块确定的所述调度策略，控制所述用户侧所接入的供电模块，所述供电模块包括外部电网、储能设备和本地发电设备中的至少一种；

用户交互模块，用于从所述环境感知模块接收环境提示信息，和/或，从所述电能管理模块接收所述供电模块的用能提示信息。

7.一种能源管理系统，其特征在于，包括：根据权利要求1～4中任一项所述的能源管理设备，还包括：

管理平台，用于从所述集中器获取所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据，并根据获取的数据，建立实时数据库、能源行为特征模型库和关系数据库，对所述用户侧的能源进行综合分析和优化调度。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述管理平台包括：实时数据库服务器、应用服务器和关系数据库服务器；

所述实时数据库服务器包括以下模块的任意一个或者多个：

数据采集模块，用于从所述集中器接收所述能源数据，从所述能源服务提供商获取所述服务数据，从客户端获取的由用户输入的数据；

数据整理模块，用于对所述数据采集模块采集的数据进行格式整理、群集、分类、压缩和管理；

数据加密模块，用于对经过所述数据整理模块整理的原始或未加密的数据，采用数据加密技术进行加密；

所述实时数据库，用于保存所述数据采集模块、所述数据整理模块和所述数据加密模块处理的数据；

所述应用服务器包括以下模块的任意一个或者多个：

数据处理与存储模块，用于对所述数据采集模块所采集的数据进行检索、加工、变换和存储；

负荷需求计算模块，用于对用户侧设置的至少一个能源终端的负荷需求进行分析和预测；

能源安全诊断模块，用于对至少一个能源终端的实时设备工况信息进行限额和异常诊断，分析用户侧的能源安全状态、负荷异常、设备非常规时段启停、设备能耗短时失常中的至少一种情况，判别并定位安全风险；

能源优化分析与调度模块，用于按照所述用户侧或所述系统设置的分类、分项、分区域、能耗优化目标、能源成本优化目标，智能分析确定最佳的能源终端使用时段、使用时序，得到用户能源行为习惯的改进点和用能方式的优化点，形成能源终端调度及用能优化的解决方案；

社会服务管理模块，用于为所述用户侧或所述系统提供与能源生产消费相关的社会化服务，包括能源交易、能源终端维修和回收、能源终端的电子商务中的至少一项；

所述能源行为特征模型库，用于保存各类型用户侧使用能源的行为特征，以及各类型能源终端运行的性能特征；

所述关系数据库服务器包括：所述关系数据库，用于保存系统中定义的表征各能源终端之间的各种联系和关系。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，还包括：

客户端，与所述集中器相通信，用于向所述集中器发送能源管理请求，接收所述集中器返回的能源管理结果；和/或，与所述管理平台相通信，用于向所述管理平台发送能源管理请求，接收所述管理平台返回的能源管理结果。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述客户端包括以下模块的任意一个或者多个：

系统参数设置模块，用于进行系统各类所需参数的设置、修改和管理；

数据传输与存储模块，用于对数据进行获取、处理、传输和存储的管理；

能源分项统计与分析模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源进行统计与相关分析进行可视化呈现；

能源财务分析模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源耗用的成本费用情况进行财务分析以及可视化呈现；

能源需求规划模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件对能源需求进行分析、预测并制定相应的最优规划，进行可视化呈现和提示提醒；

能源行为优化模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件并结合能源行为特征模型库，对用户的能源行为或能源终端的运行特征进行分析诊断，确定最佳的优化改进方案进行可视化呈现、智能优化和提示提醒；

能源安全监控模块，用于对分析出来的用户的能源安全状态、负荷异常、设备非常规时段启停、设备能耗短时失常中的至少一种情况进行可视化呈现、智能定位、自动纠正和提示提醒；

能源数据查询模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件提供对能源数据的可视化查询与管理；

能源生产管理模块，用于按照所述用户侧或所述系统设定条件提供对能源生产进行智能优化管理；

储能电池管理模块，用于对储能电池系统进行管理；

电子商务管理模块，用于对电子商务功能服务进行管理；

能源社交管理模块，用于对能源用户的社交论坛进行管理。