CN104750052B - 一种用电控制设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用电控制设备及方法，电价计量器，用于获得基于时间的电价分布信息，信号计量器，用于测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息；通信接口，用于将所述电价计量器获得的电价分布信息和所述信号计量器得到的测量结果传输给控制器；所述控制器，用于根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类；确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；并按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略；信号计量器还用于按照所述控制器传输的所述控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制。能够动态生成家用电器的用电方案，实时调整家用电器的运行模式，从而合理有效地使用电能。
Description
技术领域
本发明涉及电力应用技术领域，尤其是涉及一种用电控制设备及方法。
背景技术
随着电网在输电、变电、配电、用电等环节智能化的不断推进，居民用电的智能化也逐步提上日程，其中对家用电器的智能化管理和控制是居民用电智能化的关键因素。
智能用电是依托智能电网和现代管理理念，通过高级测量、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据实时采集、收费方式多样、服务高效便捷，构建智能电网与电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型用电关系。
目前，对家用电器的智能用电控制主要是通过预先设定好的静态时间表或用电策略来实现，不能对应动态变化的情况，特别是无法根据峰谷电价、实时电价或阶梯电价等电能价格的变化，以及家用电器的用电状态来实时调整家用电器的运行模式，对家用电器进行精细化管理，配合电网对用电削峰填谷，科学用电，提高电网的经济效益。，从而不能合理有效地使用电能。
发明内容
本发明提供了一种用电控制设备及方法，能够动态生成家用电器的用电方案，实时调整家用电器的运行模式，对家用电器进行精细化管理，从而合理有效地使用电能。
一种用电控制设备，该设备应用于对家用电器的用电控制，包括控制器、电价计量器、信号计量器和通信接口，所述控制器、电价计量器和通信接口之间通过总线连接传输数据，其中：所述电价计量器，用于获得基于时间的电价分布信息，并将所述电价分布信息通过所述通信接口传输给所述控制器；所述信号计量器，用于测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息，并将测量结果传输给控制器；所述通信接口，用于将所述电价计量器获得的电价分布信息和所述信号计量器得到的测量结果传输给控制器；所述控制器，用于根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类；确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；并根据所述接入优先值、所述电价分布信息以及所述测量结果，按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，将所述控制策略传输给信号计量器；所述信号计量器还用于按照所述控制器传输的所述控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制。
一种用电控制方法，该方法应用于对家用电器用电控制，包括：获得基于时间的电价分布信息，并测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息；根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类；根据分类结果，确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；根据所述接入优先值、所述电价分布信息以及所述测量结果，按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，按照所述控制器传输的所述控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制。
本发明提出的技术方案中，在智能用电控制上并不是基于预先设置好的静态时间表或者用电策略，而是动态生成控制策略，根据峰谷电价、实时电价或阶梯电价等电能价格的变化，以及家用电器的用电状态来实时调整家用电器的运行模式，对家用电器进行精细化管理，配合电网对用电削峰填谷，科学用电，提高电网的经济效益，从而实时调整各家用电器的运行模式，可以对应家用电器动态变化的情况，更加有效地使用电能。
附图说明
图1为本发明实施例一中，提出的用电控制设备结构组成示意图；
图2为本发明实施例二中，提出的用电控制方法流程图。
具体实施方式
针对通常情况下，对家用电器的智能用电控制主要是通过预先设定好的静态时间表或用电策略来实现，不能对应动态变化的情况，不能合理有效地使用电能的问题，本发明实施例提出一种技术方案，通过测量并计算各家用电器的用电信息，并对家用电器进行分类，根据分类结果、各家用电器的用电信息以及电价分布信息，确定每类家用电器对应的接入优先值，最终根据接入优先值确定相应的控制策略。本发明提出的技术方案中，在智能用电控制上并不是基于预先设置好的静态时间表或者用电策略，而是动态生成控制策略，实时调整各家用电器的运行模式，可以对应家用电器动态变化的情况，更加有效地使用电能。
下面将结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
实施例一
本发明实施例一提出一种用电控制设备，该设备应用于对家用电器的用电控制，如图1所示，包括控制器11、电价计量器12、通信接口13和信号计量器15，控制器11、电价计量器12、信号计量器15和通信接口13两两之间通过总线14连接，并通过连接的总线14传输数据，其中：
控制器11，用于根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类。
控制器11可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，或者是CPU和硬件芯片的组合还可以是网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)。或者是CPU和NP的组合，或者是NP和硬件芯片的组合。
上述硬件芯片可以是以下一种或多种的组合：专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，复杂可编程逻辑器件(英文：complexprogrammable logic device，缩写：CPLD)。
可选地，在控制器11为CPU或者包括CPU的组合的情况下，该设备还可以包括存储器，存储器用于存储程序代码，所处控制器从存储器中获得存储的程序代码，按照获得的程序代理执行相应地处理。其中存储器，可以是易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；或者非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；或者上述种类的存储器的组合。
控制器11还可以是具有比较功能的比较器，该比较器可以是芯片的形式，也可以是通过电路的形式来实现。
其中，控制器11可以根据家用电器对供电持续性的敏感程度，或根据家用电器对供电功率的可调节性来对所有接入的家用电器进行分类。例如，假设当前接入的家用电器包含有笔记本电脑、吹风机、空调以及电冰箱，如果根据家用电器对供电持续性的敏感程度对上述四种家用电器进行分类，则笔记本电脑、空调和电冰箱可以不连续供电，而吹风机则需要持续供电。如果根据供电功率的可调节性来分类，则吹风机、空调的功率可以调节，而笔记本电脑和电冰箱的功率不可调节。因此控制器11中预先存储家用电器列表，将所有常见家用电器归类于以下四个类别的其中之一：
第一种类别：必须持续供电、功率可调节的家用电器。
第二种类别：必须持续供电、功率不可调节的家用电器。
第三种类别：可以中断供电、功率可调节的家用电器。
第四种类型：可以中断供电、功率不可调节的家用电器。
电价计量器12，用于获得基于时间的电价分布信息，并将获得的电价分布信息通过通信接口传输给控制器11。
其中，电价计量器12可以从供电部门中央服务器接收依据于时间的电价分布信息。电价分布信息可以是分时电价(TOU，Time of Use Pricing)、实时电价(RTP，Real TimePricing)、尖峰电价(CPP，Critical Peak Pricing)等其他常用电价分布信息。电价计量器中获得俄依据时间分布的电价信息，还可以是预先设定的相关信息。
信号计量器15，用于测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息，并将测量结果通过通信接口13传输给控制器11。
其中，信号计量器15，可以测量家用电器的用电信息，可以包括家用电器的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、家用电器运行的起始时间、家用电器的使用时长、家用电器的开、关机状态以及家用电器的运行温度等等。
电价计量器15，还可以记录家用电器的运行状态和运行数据，并且可以接收控制器11发送的控制策略，对断电的家用电器恢复其供电，或者对处于供电状态的家用电器进行断电。
电价计量器15还可以将设定时长内记录的家用电器的运行数据和运行状态发送给控制器11。
控制器11，可以接收电价计量器15传输的设定时长内记录的家用电器的运行数据和运行状态，根据设定时长内记录的家用电器的运行数据和运行状态进行统计分析，确定用户对各家用电器的使用习惯，建立各家用电器在下一设定时长内的使用状态模型。
通信接口13，用于将电价计量器12获得的电价分布信息和电价计量器15的测量结果传输给控制器11。
通信接口13，设置有通信模块和接口芯片。使得通信接口13可以使用各种不同的物理通道。通信接口可以采用有线通信的方式传输数据，例如通过PLC、电缆、双绞线等通用有线通信方式。还可以采用无线通信的方式来传输数据，例如可以通过载波通信、红外、蓝牙、ZigBee、WiFi、WiMAX、GSM、3G、4G等通用无线通信方式。
相应地，对于通信接口中的芯片可以是提供有线接口的网络接口控制器(英文：network interface controller，缩写：NIC)，例如以太网NIC，该以太网NIC可以提供铜线和/或光纤接口；提供无线接口的NIC，例如无线局域网(英文：wireless local areanetwork，缩写：WLAN)NIC。
控制器11，根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类；根据分类结果，确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；以及电价计量器15传输的测量结果，确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；并根据接入优先值、电价分布信息以及测量结果，按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，将控制策略传输给信号计量器15。
信号计量器15，还用于按照控制器11传输的控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制。
具体地，上述控制器11，具体用于确定每个类别的家用电器对应的接入优先值：
针对功率可调节家用电器i，假设其功率调节范围的下限和上限分别为和则其接入优先值计算公式为：
其中变量p为实际加载在家用电器i上的实际功率，a为该家用电器的优先值对功率变化的敏感度，不同的家用电器有其相对固定的敏感程度，上述公式中的a、根据不同厂家、不同型号、不同种类的家用电器预先设定并存储于控制器11中。
若家用电器i为功率不可调节家用电器，对应的接入优先值PRi p按照下述公式2来确定：
针对可中断供电家用电器j，假设其供电中断时刻为必须为该家用电器供电时刻为则在该家用电器对应的接入优先值可以按照下述公式3来确定：
针对可中断供电家用电器j，假设其开始供电时刻为可以为其断电时刻为则该家用电器的接入优先值可以按照下述公式4来确定：
其中在上述公式3和4中，变量t和t’为当前实际时刻，b为该家用电器的优先值对中断供电时间变化的敏感度，b’为该家用电器的优先值在通电后根据供电时间变化而变化的敏感度，不同的家用电器有其相对固定的敏感程度，和可以通过记录控制器11对家用电器的断电、通电操作时刻而得到，根据不同厂家、不同型号、不同种类的家用电器，其断电后重新供电的周期，以及通电后可以断电的周期可预先设定并存储于控制器11中，通过该周期可以计算得到和
对于上述公式3和公式4，都是确定可中断供电的家用电器对应的接入优先值，但是确定方式并不完全相同，其中公式3中是可中断供电的家用电器断电后对应的接入优先值，公式4中是可中断供电的家用电器断电后再接入时对应的接入优先值。
若家用电器j为不可中断供电家用电器，则对应的接入优先值：
新接入的家用电器k根据类型，分配到四个类型中的某个类型，其接入优先值计算公式为下述公式5所示。
其中，PRk是接入优先值，是功率可以调节的家用电器对应的接入优先值，可以通过上述公式1得到；是可以中断供电的家用电器对应的接入优先值，可以根据公式3或公式4得到。
例如，针对可中断供电的家用电器如带蓄电池的笔记本电脑、热水器、洗衣机等，可以根据断电时间来计算接入优先值，超过最长断电时间，其优先值为最高值1，其他范围优先值呈连续或离散变化至最低值0。
例如，针对需要持续供电，且功率不可调节的家用电器，可以按照下述方式确定每个类别的家用电器对应的接入优先值：
其中，k为家用电器，PRk是接入优先值，是功率不可以调节的家用电器对应的接入优先值；是不可中断供电的家用电器对应的接入优先值。
控制器11，用于确定针对每个家用电器的控制策略。
控制器11可以根据用电信息得知家用电器开始接电或调高用电功率时，根据家用电器类型得知该家用电器的用电时间可调节，并且经过计算家用电器的接入优先值得知该家用电器可以调整到后续时间段执行该接电操作或提高电功率操作，根据电价分布信息还可得知该后续时间段的电价低于当前时间段，就可以调节该家用电器的用电操作到该后续时间段来执行，并且生成相应的控制策略。
其中，具体实施方式如下述：
第一种方式：控制策略为全部家用电器的总功率不超过设定功率上限值。
该种方式下，当控制策略为全部家用电器总功率不超过设定功率上限值时，其判断条件为接入新的家用电器后，确定所有家用电器的总功率值是否小于或等于设定功率上限值。当判断条件为是时，则不需要进行特殊控制，当判断条件为否时，判断可调节家用电器集合是否为空，如果不为空，则选择接入优先值最低的家用电器。
进一步地，针对家用电器为功率可调节的家用电器，且其当前工作功率大于其功率下限，则比较其当前功率与功率下限的差值，与判断条件满足控制策略所需降低功率值的大小，取二者中的最小值，调整该家用电器工作功率降低该最小值。然后根据计入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
针对家用电器为功率不可调节家用电器，或者其当前工作功率小于等于其功率下限，则判断该家用电器是否为可中断供电的家用电器，如果是可中断供电的家用电器，则根据控制器11预先存储的该类型的家用电器可断电周期对其进行断电操作。断电周期结束后根据接入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
在对家用电器集合中去除某一家用电器后，则需要重新计算剩下的全部家用电器总功率是否超过设定功率上限值时，并根据计算结果按照控制策略重新进行控制。
第二种方式：控制策略为预设时长内累计耗电量不超过设定耗电量。
该种方式下，当控制策略为预设时长内累计耗电量不超过设定耗电量时，其判断条件为接入新的家用电器后，确定所有家用电器在该预设时长内累计总耗电量是否小于等于设定耗电量。当判断条件为是时，则不需要进行特殊控制。当判断条件为否时，判断可调节家用电器集合是否为空，如果不为空，则选择接入优先值最低的家用电器。
进一步地，针对家用电器为功率可调节的家用电器，且其当前工作功率大于其功率下限，则比较其当前功率与功率下限的差值，与判断条件满足控制策略所需降低功率值的大小，取二者中的最小值，调整该家用电器工作功率降低该最小值。进一步地，根据计入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
针对家用电器为功率不可调节家用电器，或者其当前工作功率小于等于其功率下限，则判断该家用电器是否为可中断供电的家用电器，如果是可中断供电的家用电器，则根据控制器11预先存储的该类型的家用电器可断电周期对其进行断电操作。断电周期结束后根据接入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
在对家用电器集合中去除某一家用电器后，则需要重新计算剩下的全部家用电器总功率是否超过设定功率上限值时，并根据计算结果按照控制策略重新进行控制。
可选地，上述通信接口13，还可以接收用户发送的对任意接入的家用电器强制开或关的强制操作指令，并将接收到的所述强制操作指令发送给控制器11。上述控制器11，还可以用于按照接收到的强制操作指令开启或关闭与该强制操作指令对应的家用电器，并确定更新全部家用电器的用电状态变化信息。
用户可以对全部家用电器中的任一一种进行强制操作，例如强制关闭某一种家用电器，当通信接口11接收到用户发送的强制操作指令时，可以根据当前全部家用电器的用电状况，优先处理该强制操作指令所对应的家用电器。
可选地，上述通信接口13，还可以用于接收用户通过远程控制发送的家用电器操作指令，并将接收到的家用电器操作指令发送给控制器11。上述控制器11，还可以用于控制与家用电器操作指令对应的家用电器。
该种情况下，通信接口可以与社区服务主站和供电部门的采集主站之间进行通信，在特殊时刻如灾害、用电高峰时接收社区管理部门或者供电部门来远程设置，或者可以接收用户、社区管理部门或者供电部门远程发来的家用电器操作指令，实现广泛规模的智能用电控制。
实施例二
本发明实施例二提出一种用电控制方法，如图2所示，其具体处理流程如下述：
步骤21，根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类。
可以根据家用电器对供电持续性的敏感程度，或根据家用电器对供电功率的可调节性来对所有接入的家用电器进行分类。例如，假设当前接入的家用电器包含有笔记本电脑、吹风机、空调以及电冰箱，如果根据家用电器对供电持续性的敏感程度对上述四种家用电器进行分类，则笔记本电脑、空调和电冰箱可以不连续供电，而吹风机则需要持续供电。如果根据供电功率的可调节性来分类，则吹风机、空调的功率可以调节，而笔记本电脑和电冰箱的功率不可调节。因此预先存储家用电器列表，将所有常见家用电器归类于以下四个类别的其中之一：
第一种类别：必须持续供电、功率可调节的家用电器。
第二种类别；必须持续供电、功率不可调节的家用电器。
第三种类别：可以中断供电、功率可调节的家用电器。
第四种类型：可以中断供电、功率不可调节的家用电器。
具体地，对家用电器进行分类的具体实施方式，请参见上述实施一中的详细阐述，本发明实施例二中不再赘述。
步骤22，测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息。
可以测量家用电器的用电信息，可以包括家用电器的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、家用电器运行的起始时间、家用电器的使用时长、家用电器的开、关机状态以及家用电器的运行温度等等。
需要说明的是，本发明实施例二这里仅以一种较佳的实现方式进行阐述，具体实施时，上述步骤21和步骤22并没有严格的执行顺序，即具体实施中，也可以先执行步骤22，再执行步骤21。
步骤23，根据分类结果，以及测量结果，确定每个类别的家用电器对应的接入优先值。
其中可以按照下述方式确定新的家用电器接入后的每个类别的家用电器对应的接入优先值：
针对功率可调节家用电器i，假设其功率调节范围的下限和上限分别为和则其接入优先值计算公式为：
其中变量p为实际加载在家用电器i上的实际功率，a为该家用电器的优先值对功率变化的敏感度，不同的家用电器有其相对固定的敏感程度，上述公式中的a、根据不同厂家、不同型号、不同种类的家用电器预先设定并存储于控制器11中。
若家用电器i为功率不可调节家用电器，对应的接入优先值按照下述公式2来确定：
针对可中断供电家用电器j，假设其供电中断时刻为必须为该家用电器供电时刻为则在该家用电器对应的接入优先值可以按照下述公式3来确定：
针对可中断供电家用电器j，假设其开始供电时刻为可以为其断电时刻为则该家用电器的接入优先值可以按照下述公式4来确定：
其中在上述公式3和4中，变量t和t’为当前实际时刻，b为该家用电器的优先值对中断供电时间变化的敏感度，b’为该家用电器的优先值在通电后根据供电时间变化而变化的敏感度，不同的家用电器有其相对固定的敏感程度，和可以通过记录控制器11对家用电器的断电、通电操作时刻而得到，根据不同厂家、不同型号、不同种类的家用电器，其断电后重新供电的周期，以及通电后可以断电的周期可预先设定并存储于控制器11中，通过该周期可以计算得到和
对于上述公式3和公式4，都是确定可中断供电的家用电器对应的接入优先值，但是确定方式并不完全相同，其中公式3中是可中断供电的家用电器断电后对应的接入优先值，公式4中是可中断供电的家用电器断电后再接入时对应的接入优先值。
若家用电器j为不可中断供电家用电器，则
新接入的家用电器k根据类型，分配到四个类型中的某个类型，其优先值计算公式为下述公式5所示。
其中，PRk是接入优先值，是功率可以调节的家用电器对应的接入优先值，可以通过上述公式1得到；是可以中断供电的家用电器对应的接入优先值，可以根据公式3或公式4得到。
例如，针对可中断供电的家用电器如带蓄电池的笔记本电脑、热水器、洗衣机等，可以根据断电时间来计算接入优先值，超过最长断电时间，其优先值为最高值1，其他范围优先值呈连续或离散变化至最低值0。
例如，针对需要持续供电，且功率不可调节的家用电器，可以按照下述方式确定每个类别的家用电器对应的接入优先值：
其中，k为家用电器，PRk是接入优先值，是功率不可以调节的家用电器对应的接入优先值；是不可中断供电的家用电器对应的接入优先值。
步骤24，获得基于时间的电价分布信息。
步骤25，根据接入优先值，电价分布信息以及测量结果，确定针对每个家用电器的控制策略。
其中，具体实施方式如下述：
第一种方式：控制策略为全部家用电器的总功率不超过设定功率上限值。
该种方式下，当控制策略为全部家用电器总功率不超过设定功率上限值时，其判断条件为接入新的家用电器后，确定所有家用电器的总功率值是否小于或等于设定功率上限值。当判断条件为是时，则不需要进行特殊控制，当判断条件为否时，判断可调节家用电器集合是否为空，如果不为空，则选择接入优先值最低的家用电器。
进一步地，针对家用电器为功率可调节的家用电器，且其当前工作功率大于其功率下限，则比较其当前功率与功率下限的差值，与判断条件满足控制策略所需降低功率值的大小，取二者中的最小值，调整该家用电器工作功率降低该最小值。然后根据计入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
针对家用电器为功率不可调节家用电器，或者其当前工作功率小于等于其功率下限，则判断该家用电器是否为可中断供电的家用电器，如果是可中断供电的家用电器，则根据控制器11预先存储的该类型的家用电器可断电周期对其进行断电操作。断电周期结束后根据接入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
在对家用电器集合中去除某一家用电器后，则需要重新计算剩下的全部家用电器总功率是否超过设定功率上限值时，并根据计算结果按照控制策略重新进行控制。
第二种方式：控制策略为预设时长内累计耗电量不超过设定耗电量。
该种方式下，当控制策略为预设时长内累计耗电量不超过设定耗电量时，其判断条件为接入新的家用电器后，确定所有家用电器在该预设时长内累计总耗电量是否小于等于设定耗电量。当判断条件为是时，则不需要进行特殊控制。当判断条件为否时，判断可调节家用电器集合是否为空，如果不为空，则选择接入优先值最低的家用电器。
进一步地，针对家用电器为功率可调节的家用电器，且其当前工作功率大于其功率下限，则比较其当前功率与功率下限的差值，与判断条件满足控制策略所需降低功率值的大小，取二者中的最小值，调整该家用电器工作功率降低该最小值。进一步地，根据计入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
针对家用电器为功率不可调节家用电器，或者其当前工作功率小于等于其功率下限，则判断该家用电器是否为可中断供电的家用电器，如果是可中断供电的家用电器，则根据控制器预先存储的该类型的家用电器可断电周期对其进行断电操作。断电周期结束后根据接入优先值计算公式，重新计算所有家用电器的接入优先值。
在对家用电器集合中去除某一家用电器后，则需要重新计算剩下的全部家用电器总功率是否超过设定功率上限值时，并根据计算结果按照控制策略重新进行控制。
步骤26，按照控制策略对当前接入的家用电器的用电进行控制。
可选地，在上述步骤22中，还可以记录家用电器的运行状态和运行数据，并且可以接收控制策略，对断电的家用电器恢复其供电，或者对处于供电状态的家用电器进行断电。
可选地，在上述步骤26之后，还可以包括在接收到用户发送的对任一接入的家用电器强制开或关的强制操作指令时，按照所述强制操作指令开启或关闭与所述强制操作指令对应的家用电器；并确定更新全部家用电器的用电状态变化信息。
可选地，在上述步骤21根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类之后，还可以包括：接收用户通过远程控制发送的家用电器操作指令；并控制与家庭电器操作指令对应的家用电器。
本发明实施例提出的技术方案中，在智能用电控制上并不是基于预先设置好的静态时间表或者用电策略，而是动态生成控制策略，实时调整各家用电器的运行模式，可以对应家用电器动态变化的情况，更加有效地使用电能。
本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、只读光盘、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种用电控制设备，其特征在于，该设备应用于对家用电器的用电控制，包括控制器、电价计量器、信号计量器和通信接口，所述控制器、电价计量器和通信接口两两之间通过总线连接，并通过连接的总线传输数据，其中：
所述电价计量器，用于获得基于时间的电价分布信息，并将所述电价分布信息通过所述通信接口传输给所述控制器；
所述信号计量器，用于测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息，并将测量结果传输给控制器；
所述通信接口，用于将所述电价计量器获得的电价分布信息和所述信号计量器得到的测量结果传输给控制器；
所述控制器，用于根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进行分类；确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；并根据所述接入优先值、所述电价分布信息以及所述测量结果，按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，将所述控制策略传输给信号计量器；
所述信号计量器还用于按照所述控制器传输的所述控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制；
其中，所述类别包括必须持续供电且功率可调节的家用电器、可以中断供电且功率不可调节的家用电器、可以中断供电且功率可以调节的家用电器以及必须持续供电且功率不可调节的家用电器中的任意一个或多个；
所述控制器，具体用于：
(1)按照下述方式确定必须持续供电且功率可调节的家用电器对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，为家用电器k的功率调节范围的下限，为家用电器k的功率调节范围的上限，为家用电器k的接入优先值，变量p为实际加载在家用电器k上的实际功率，a为家用电器k的接入优先值对功率变化的敏感度；
(2)按照下述方式确定可以中断供电且功率不可调节的家用电器对应的接入优先值，所述接入优先值是可中断供电且功率不可调节的家用电器断电后对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，变量t为当前实际时刻，为家用电器k供电中断时刻，为家用电器k供电时刻，为家用电器k对应的接入优先值，b为家用电器k的接入优先值对中断供电时间变化的敏感度；
(3)按照下述方式确定可以中断供电且功率不可调节的家用电器对应的接入优先值，所述接入优先值是可中断供电且功率不可调节的家用电器断电后再接入时对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，变量t’为当前实际时刻，为家用电器k开始供电时刻，为家用电器k断电时刻，为家用电器k的接入优先值，b’为家用电器k的接入优先值在通电后根据供电时间变化而变化的敏感度；
(4)按照下述方式确定可以中断供电且功率可以调节的家用电器对应的接入优先值：
或
其中，k为家用电器，PRk是接入优先值；
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其中，为家用电器k的功率调节范围的下限，为家用电器k的功率调节范围的上限，变量p为实际加载在家用电器k上的实际功率，a为家用电器k的接入优先值对功率变化的敏感度；
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其中，变量t为当前实际时刻，为家用电器k供电中断时刻，为家用电器k供电时刻，b为家用电器k的接入优先值对中断供电时间变化的敏感度；
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2
其中，变量t’为当前实际时刻，为家用电器k开始供电时刻，为家用电器k断电时刻，b’为家用电器k的接入优先值在通电后根据供电时间变化而变化的敏感度；
(5)按照下述方式确定必须持续供电且功率不可调节的家用电器对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，PRk是接入优先值。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通信接口，还用于接收用户发送的对任意接入的家用电器强制开或关的强制操作指令，并将接收到的所述强制操作指令发送给控制器；
所述控制器，还用于按照所述强制操作指令开启或关闭与所述强制操作指令对应的家用电器；并确定更新全部家用电器的用电状态变化信息。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通信接口，还用于接收用户通过远程控制发送的家用电器操作指令，并将接收到的家用电器操作指令发送给控制器；
所述控制器，还用于控制与所述家用电器操作指令对应的家用电器。
4.如权利要求1～3任一所述的设备，其特征在于，所述控制器，具体用于按照下述方式中的一种，确定控制策略：
在确定出接入新的家用电器后，全部家用电器的总功率值大于设定功率上限值，且可调节的家用电器集合不为空时，对接入优先值最低的家用电器进行控制；
在确定出接入新的家用电器后，全部家用电器预设时长内累计耗电量大于设定耗电量，且可调节的家用电器集合不为空时，对接入优先值最低的家用电器进行控制。
5.一种用电控制方法，其特征在于，该方法应用于对家用电器用电控制，包括：
获得基于时间的电价分布信息，并测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息；
根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进行分类；
根据分类结果，确定每个类别的家用电器对应的接入优先值；
根据所述接入优先值、所述电价分布信息以及所述测量结果，按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，按照所述控制器传输的所述控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制；
其中，所述类别包括必须持续供电且功率可调节的家用电器、可以中断供电且功率不可调节的家用电器、可以中断供电且功率可以调节的家用电器以及必须持续供电且功率不可调节的家用电器中的任意一个或多个；其中：
(1)按照下述方式确定必须持续供电且功率可调节的家用电器对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，为家用电器k的功率调节范围的下限，为家用电器k的功率调节范围的上限，为家用电器k的接入优先值，变量p为实际加载在家用电器k上的实际功率，a为家用电器k的接入优先值对功率变化的敏感度；
(2)按照下述方式确定可以中断供电且功率不可调节的家用电器对应的接入优先值，所述接入优先值是可中断供电且功率不可调节的家用电器断电后对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，变量t为当前实际时刻，为家用电器k供电中断时刻，为家用电器k供电时刻，为家用电器k对应的接入优先值，b为家用电器k的接入优先值对中断供电时间变化的敏感度；
(3)按照下述方式确定可以中断供电且功率不可调节的家用电器对应的接入优先值，所述接入优先值是可中断供电且功率不可调节的家用电器断电后再接入时对应的接入优先值：
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其中，k为家用电器，变量t’为当前实际时刻，为家用电器k开始供电时刻，为家用电器k断电时刻，为家用电器k的接入优先值，b’为家用电器k的接入优先值在通电后根据供电时间变化而变化的敏感度；
(4)按照下述方式确定可以中断供电且功率可以调节的家用电器对应的接入优先值：
或
其中，k为家用电器，PRk是接入优先值；
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其中，为家用电器k的功率调节范围的下限，为家用电器k的功率调节范围的上限，变量p为实际加载在家用电器k上的实际功率，a为家用电器k的接入优先值对功率变化的敏感度；
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4
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其中，变量t为当前实际时刻，为家用电器k供电中断时刻，为家用电器k供电时刻，b为家用电器k的接入优先值对中断供电时间变化的敏感度；
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<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<msup>
<mi>t</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo><</mo>
<msubsup>
<mi>t</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
<msup>
<mi>start</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mrow>
</msubsup>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msubsup>
<mi>PR</mi>
<mi>k</mi>
<msup>
<mi>t</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<msup>
<mi>t</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>></mo>
<msubsup>
<mi>t</mi>
<mi>k</mi>
<mrow>
<msup>
<mi>stop</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mrow>
</msubsup>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
其中，变量t’为当前实际时刻，为家用电器k开始供电时刻，为家用电器k断电时刻，b’为家用电器k的接入优先值在通电后根据供电时间变化而变化的敏感度；
(5)按照下述方式确定必须持续供电且功率不可调节的家用电器对应的接入优先值：
<mrow>
<msub>
<mi>PR</mi>
<mi>k</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mi>PR</mi>
<mi>k</mi>
<mi>p</mi>
</msubsup>
<mo>&times;</mo>
<msubsup>
<mi>PR</mi>
<mi>k</mi>
<mi>t</mi>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
<mo>&times;</mo>
<mn>1</mn>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
其中，k为家用电器，PRk是接入优先值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在按照所述控制策略对当前接入的家用电器的用电进行控制之后，还包括：
在接收到用户发送的对任一接入的家用电器强制开或关的强制操作指令时，按照所述强制操作指令开启或关闭与所述强制操作指令对应的家用电器；并
确定更新全部家用电器的用电状态变化信息。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类之后，还包括：
接收用户通过远程控制发送的家用电器操作指令；并
控制与所述家用电器操作指令对应的家用电器。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，至少按照下述方式中的一种，根据新的家用电器接入后的分类结果、所述接入优先值和所述用电状态变化信息，确定针对每个家用电器的控制策略，包括：
在确定出接入新的家用电器后，全部家用电器的总功率值大于设定功率上限值，且可调节的家用电器集合不为空时，对接入优先值最低的家用电器进行控制；
在确定出接入新的家用电器后，全部家用电器预设时长内累计耗电量大于设定耗电量，且可调节的家用电器集合不为空时，对接入优先值最低的家用电器进行控制。
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