CN205489562U - 一种家用新能源一体化智能计控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用新能源一体化智能计控系统，主要包括计控装置和智能终端。计控装置包括互补控制器、新能源分配控制器、并网控制器、双向计量电表，智能终端包括中央处理模块、专家系统及数据库模块、RS‑485通信模块、互联网连接模块、人机交互装置。计控装置分别接入家庭用电系统主回路中，智能终端通过RS‑485通信模块与计控装置相连。本实用新型实现家用风、光发电综合互补的协调利用，对常规电网进行有效补充，既有利于能源利用效率的最大化，又有利于家庭用电成本的最小化，实用性强、简单易实现、成本合理。

Description

一种家用新能源一体化智能计控系统

技术领域

本实用新型涉及风、光新能源应用技术领域，尤其涉及一种家用新能源一体化智能计控系统。

背景技术

当今能源危机与环境恶化问题日益凸显，风能、太阳能等可再生清洁能源成为解决能源枯竭和环境污染的重要途径之一。我国也不断有相关政策出台，不断推动清洁能源的发展，并提供相应的补贴。

现有家用新能源系统大多直接将风光等新能源产生的电能接入家用电器使用，用电情况受到天气等因素影响较大。同时，若新能源系统产生的电能出现过剩情况，存在大量浪费的情况，能源利用率较低。控制装置的控制策略简单，较少考虑天气因素和电价因素的对工作方式的影响。不同新能源装置间和不同家用电器间并不能形成统一的系统，控制繁琐且效率较低。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型旨在提供一种集用电计量、用电控制、并网控制于一体的家用新能源一体化智能计控系统，可以实现家用新能源发电互补调控，实现新能源利用方式的选择和控制，具有实用性强、简单易实现、成本合理和智能化的特点。

一种家用新能源一体化智能计控系统，其特征在于包括用于控制和计量电能的计控装置和与其电连接的智能终端。

计控装置包括：控制电能接入并且投运的互补控制器、控制新能源产生电能分配去向的新能源分配控制器、控制新能源发电并网的并网控制器、双向计量电表。其中，互补控制器位于光伏发电与风力发电输出端，新能源分配控制器分别与互补控制器、储能装置、逆变器、并网控制器相连。智能终端中的通信接口分别与互补控制器、新能源分配控制器、并网控制器、双向计量电表相连。计控装置分别接入家庭用电的主回路中，均内置与智能终端匹配的RS-485通信模块。

智能终端包括：中央处理模块、专家系统及数据库模块、RS-485通信模块、互联网连接模块、人机交互装置。智能终端中的通信接口分别与计控装置相连。智能终端与互补控制器、新能源分配控制器、并网控制器和双向计量电表的信息交互通过通信模块完成。互联网连接模块与互联网相连，实时获取当地天气数据和电价信息，并将用电情况上传至供电企业，完成与供电企业的信息交换。专家系统及数据库模块存储以往天气数据与电价信息，为人工智能模块，通过分析由互联网连接模块获得的天气数据与电价信息，对后续新能源的发电量及所产生电能的分配进行指导。中央处理模块统筹各个模块的控制和信号传输，并接收人机交互装置传来的指令信息，将当前监测到用电情况和装置运行状态在人机交互装置上进行显示。 人机交互装置包括一块LCD液晶显示屏、数字键盘、功能键、报警扬声器和状态指示灯。LCD液晶显示屏显示当前实时天气数据、电价信息、新能源发电系统和装置运行状态、当前消耗电能数、当前回馈电能数等。数字键盘和功能键用于向智能终端输入指令，状态指示灯显示当前装置电源连接状态、运行正常或故障报警，若处于报警状态，报警扬声器同时发出报警音。

所述的双向计量电表的特征在于同时分别计量从配电网消耗的电能和向配电网回馈的电能，内置通信模块，将计量结果实时上传至智能终端。

所述的互补控制器的进一步设计在于，接收智能终端传来的的指令信号，控制电能接入并控制光伏与风机是否投运和投运的时间。

所述的新能源分配控制器的进一步设计在于，接收智能终端传来的指令信号，控制新能源发电产生的电能去向：向储能装置充电，经逆变后直接向家用电器供电，或经逆变后并网向配电网回馈电能。

所述的并网控制器的进一步设计在于接收智能终端的指令信号，对并网逆变器进行控制，使回馈的电能质量满足电网要求。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型可以根据实时天气状态和电价信息，利用人工智能的专家系统和数据库实现家用光伏和风力发电综合互补的协调利用，对常规电网进行有效补充，既有利于能源利用效率的最大化，又有利于家庭用电成本的最小化，甚至通过向电网回馈电能获得收益。

2、本实用新型可以采集双向计量电表数据，对设备运行状态进行监测，并反应在智能终端的LCD显示屏上，直观地让用户清楚地掌握家庭用电情况，并设有自动报警功能，保障了家庭用电的安全性和运行效率。

3、本实用新型实现了家庭用电的智能化，实用性强、简单易实现、成本合理。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为家庭用电系统的组成图，包含了本实用新型的计控装置；

图3为本实用新型所述的智能终端正面面板示意图；

图4为本实用新型所述的智能终端底部接口示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对实用新型的技术方案进行清楚完整的描述。

如图1所示，本实用新型的组成主要包括计控装置1和智能终端2。所述计控装置1包括互补控制器11、新能源分配控制器12、并网控制器13、双向计量电表14。所述智能终端2包括中央处理模块21、专家系统及数据库模块22、RS-485通信模块23、互联网连接模块24、人机交互装置25。智能终端2与互补控制器11、新能源分配控制器12、并网控制器13和双向计量电表14的信息交互通过RS-485通信完成。

如图2所示，本实用新型的计控装置1接于新能源家庭用电系统中，光伏发电和风力发电的输出端接互补控制器11，互补控制器11接新能源分配控制器12，新能源分配控制器12分接储能装置、家用电逆变器和并网控制器13，并网控制器13接并网逆变器，并通过双向计量电表14接入配电网。

新能源分配控制器12接收智能终端2传来的指令信号，控制新能源发电产生的电能去向：向储能装置充电，经逆变后直接向家用电器供电，或经逆变后并网向配电网回馈电能。

并网控制器13接收智能终端2的指令信号，对并网逆变器进行控制，使回馈的电能质量满足电网要求。

中央处理模块21统筹各个模块的控制和信号传输，将当前监测到用电和装置运行情况在人机交互装置25上进行显示，并接收人机交互装置25传来的指令信息。如图3所示，人机交互装置25包括LCD液晶显示屏、数字键盘、功能键、报警扬声器和状态指示灯。LCD液晶显示屏显示当前实时天气数据、电价信息、新能源发电系统和装置运行状态、当前消耗电能数、当前回馈电能数等。数字键盘和功能键用于向智能终端2输入指令，状态指示灯显示当前装置电源连接状态、运行正常或故障报警，若处于报警状态，报警扬声器同时发出报警音。如图4所示，智能终端2底部设有通信模块接口、互联网模块接口和电源接口。

专家系统及数据库模块22存储以往天气数据与电价信息，通过分析由互联网连接模块24获得的天气数据与电价信息，对后续新能源的发电量及所产生电能的分配进行指导，具体控制过程由互补控制器11完成。互补控制器11的进一步设计在于，接收智能终端2传来的指令信号，控制光伏与风机是否投运和投运的时间。

在本实用新型工作过程中，互联网连接模块24与互联网相连，实时获取当地天气数据和电价信息，并将用电情况上传至供电企业，完成与供电企业的信息交换。

本实施例可以实现依据天气和电价信息控制风光互补发电，实现采集双向计量电表14数据，对设备运行状态进行监测，并反应在智能终端2的LCD显示屏上，实现新能源和储能不足时，智能控制配电网对家用电器供电，实现新能源和储能过剩时向配电网回馈电能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种家用新能源一体化智能计控系统，其特征在于包括：用于控制和计量电能的计控装置和与其电连接的智能终端；所述计控装置进一步包括控制电能接入并且投运的互补控制器、控制新能源产生电能分配去向的新能源分配控制器、控制新能源发电并网的并网控制器、双向计量电表；所述智能终端包括中央处理模块、专家系统及数据库模块、RS-485通信模块、互联网连接模块、人机交互装置；所述互补控制器位于光伏发电与风力发电输出端，新能源分配控制器分别与互补控制器、储能装置、逆变器、并网控制器相连，所述智能终端中的通信接口分别与计控装置相连。

2.如权利要求1所述的家用新能源一体化智能计控系统，其特征在于所述的计控装置分别接入家庭用电的主回路中，均内置与智能终端匹配的RS-485通信模块。

3.如权利要求1所述的家用新能源一体化智能计控系统，其特征在于所述的智能终端与计控装置的信息交互通过RS-485通信模块完成；所述的专家系统及数据库模块存储有以往天气数据与电价信息；所述的人机交互装置包括一块LCD液晶显示屏、数字键盘、功能键、报警扬声器和状态指示灯。