CN206959145U - 集中电采暖智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集中电采暖智能化控制系统，其中,由变电站控制系统、楼栋控制系统、网络通信系统、用户电采暖系统、运营管理系统和中央处理服务器组成，中央处理服务器根据运营管理系统提出的实时用电需求，向变电站控制系统下达指令进行电能调配，并将调配的电能输送到楼栋控制系统，楼栋控制系统根据用户电采暖系统预设的电能需求优劣级,来控制用户电采暖系统运行或关停，用户电采暖系统通过网络通信系统实时向运营管理系统上报用户运行数据，为运营管理系统提供基础数据。本控制系统不仅合理的利用了盈余的电能，还可以通过大数据平台避免用户的不节能行为，节省了用户的采暖费用。

Description

集中电采暖智能化控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种集中电采暖控制系统，特别的涉及一种集中电采暖智能化控制系统。

背景技术

近年来，我国一进入冬季以后,多个地区频发雾霾污染,特别是在北方和东北地区更是多次雾霾红色预警。雾霾已经严重的影响到人民群众的健康生活。2016年12月21日下午中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经领导小组组长习近平主持召开中央财经领导小组第十四次会议，研究“十三五”规划纲要确定的165项重大工程项目进展和解决好人民群众普遍关心的突出问题等工作。习近平发表重要讲话并强调：推进北方地区冬季清洁取暖等6个问题，都是大事，关系广大人民群众生活，是重大的民生工程、民心工程。推进北方地区冬季清洁取暖，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。要按照企业为主、政府推动、居民可承受的方针，宜气则气，宜电则电，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。习主席发表此次讲话的背景是传统的以煤为代表的高污染高排放的能源为我国冬季采暖的主要能源，在传统的采暖区域，冬季燃煤取暖所造成的排放对雾霾的直接贡献比例达40％以上。

随着产业大调整，我国正从传统的高污染高排放经济向资源节约型经济发展，目前我国的水电、风电、光伏发电和核电等清洁能源得到了快速的发展，纵观欧美发达国家能源的发展史，以清洁能源为主的绿色环保能源必将成为未来的发展趋势。

近年来，电采暖技术得到了快速的发展，但是制约电采暖市场化的主要在于家用额定电容量的分配上。我国目前无论是新建小区还是老小区，家用电表的容量均偏小，如一个小区全部采用电采暖，高峰运行时，小区所在的变压器电流容量无法承受，直接的后果就是因电流输出超过极限而造成变压器烧毁以及小区供电网络的烧毁。小区所在的变压器归属于电力系统，如对变压器进行增容或扩容，需要前期少则几百万多则几千万的经费投入，而目前相当一部分地区对电采暖的费用使用优惠电价的政策，电力系统很难投入高昂的费用进行变压器的扩容。这此背景下，电采暖特别是集中式的电采暖难以得到发展。

中国专利公开号CN102323764A公布了:一种基于电流总量控制的多终端供暖制冷控制方法，该方法主要针对独户采暖，在采暖时将各个独立的控制区域实现优劣级的先后顺序，当电流容量达到或超过该户家用电表最大容量时，会切断该户中某个劣级房间的采暖，从而在保证优级房间供暖的同时保证电流不会超过该户电表的额定容量。但是该方案存在以下问题：如果该小区每户均采用电采暖，在采暖用电高峰时会造成电流容量超过变压器输出的极限容量，还是会造成变压器因电流输出超过极限而造成变压器烧毁。

另外，传统的市政供暖运行上最大的弊端是:用户每月交固定的取暖费用，可以全天候无限制的使用，在此背景下造成了很多用户养成了浪费采暖热源的习惯，具体表现在：在取暖房间无人时用户依旧采取正常采暖运行模式，并且很多用户在无人时长时间打开窗户进行空气交换，更有甚者白天上班时打开窗户，到晚间下班回家关闭窗户，在打开窗户的8-12个小时内，市政供暖的传递的热量通过窗户交换到空气中，造成了极大的能源浪费。据不完全统计，因用户不节能行为习惯导致的市政供暖能源浪费占每年采暖季总能源消耗量的30％左右。当前，一些环境污染比较严重的地区在冬季开始实施分户式电集中供暖，但是，因用户长久以来已养成的不节能的采暖习惯，造成这些地区电供暖费用居高不下。

鉴于上述问题，本实用新型公开了一种集中电采暖智能化控制系统，其具有如下文所述之技术特征，以解决现有的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的就是针对以上存在的问题及限制，提供集中电采暖智能化控制系统。它不仅能在变压器不扩容的情况下实现整个小区的集中电采暖，还可以在保证用户满足采暖的情况下，通过终端实时对整个小区的电采暖运行进行集中化管控。不仅合理的利用了盈余的电能，还可以通过大数据平台避免用户的不节能行为，节省了用户的采暖费用。

为了实现上述目的，一种集中电采暖智能化控制系统，其中：由变电站控制系统、楼栋控制系统、网络通信系统、用户电采暖系统、运营管理系统和中央处理服务器组成，所述的网络通信系统依次连接变电站控制系统、楼栋控制系统、用户电采暖系统、运营管理系统和中央处理服务器，中央处理服务器根据运营管理系统提出的实时用电需求，向变电站控制系统下达指令进行电能调配，并将调配的电能输送到楼栋控制系统，楼栋控制系统根据运营管理系统预设的楼层用电需求顺序来控制不同楼层用户电采暖电路的通断,用户电采暖系统根据运营管理系统预设的用户电采暖系统采暖区域的优劣级来控制用户电采暖系统采暖区域的运行或关停，且变电站控制系统、楼栋控制系统用户和电采暖系统通过网络通信系统实时向运营管理系统上报用户运行数据，为运营管理系统提供基础数据。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的变电站控制系统由变压器控制电路、电流互感器、通信接口模块和安全模块组成，所述的变压器控制电路为在变压器每一相的输出端设置居民生活用电电路和居民采暖用用电路，所述的电流互感器位于变压器控制电路上的居民生活用电电路输出端和居民采暖用电路输出端，并实时监测每一相居民生活用电电路输出端和居民采暖用电电路输出端电流，并将电流数据由通讯接口模块通过网络通信系统反馈给运营管理系统和中央处理服务器，所述的安全模块在网络通信系统发生故障或通信中断时,向电流互感器下达安全模块保存的最后一次变电站控制系统执行的指令,以确保整个系统的安全。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的电流互感器监测到变压器控制电路输出端某一相电流高于设定值时，将数据通过所述的网络通信系统反馈给所述的运营管理系统和中央处理服务器，并根据所述的运营管理系统的需求由中央处理服务器下达指令将变压器控制电路中其余一相或多相盈余的电流调配接入。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的变电站控制系统安全模块包括通信监测单元、存储单元、安全模式单元和报警单元，所述的安全模块中的存储单元动态存储中央处理服务器下达最近三次的指令，所述的安全模块中的通信监测单元实时监测中央处理服务器与变电站控制系统的通信状态，当监测到中央处理器与变电站控制系统的通信发生故障或通信不畅时，立即向安全模式单元反馈，并由安全模式单元启动安全模式，在安全模式单元启动安全模式后，变电站控制系统自动执行安全模块中存储单元保存的最后一次接受的中央处理器下达的指令进行电能的分配，所述的报警单元由命令接收端和报警指令发送端组成，所述的安全模式启动后会立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送报警信息，所述的报警指令发送端为具有GSM短信通信功能的远程移动通信设备。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的楼栋控制系统由电流检测器、楼栋通讯接口模块、优先排序模块、安全模式模块和交流接触器组成，所述的电流检测器实时监测楼栋控制系统输出的电流并将监测的动态数据由楼栋通讯接口模块通过网络通信系统实时传输给中央处理服务器，所述的优先排序模块通过网络通信系统接受中央处理服务器下达的楼栋优先排序指令并命令交流接触器执行该楼栋控制系统向控制楼层区域的电能的供给，所述的交流接触器位于楼栋控制系统的输出端，所述的安全模式模块监测变电站控制系统、楼栋控制系统以及中央处理服务器之间的通信情况，当通信故障或通信不畅时安全模式模块向用户电采暖系统下达执行安全模式指令。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的楼栋控制系统安全模式模块由楼栋通信监测单元、楼栋安全模式单元和楼栋报警单元组成，所述的楼栋通信监测单元实时监测变电站控制系统与楼栋控制系统、中央处理服务器与楼栋控制系统的通信情况，当楼栋通信监测单元检测到变电站控制系统与楼栋控制系统、中央处理服务器与楼栋控制系统的通信发生故障或通信不畅时，会立即向楼栋安全模式单元反馈，楼栋安全模式单元启动安全模式，所述的安全模式为通过楼栋控制系统和用户电采暖系统之间的网络通信系统向用户电采暖系统下达执行安全模式的指令，用户电采暖系统开启安全模式。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的楼栋控制系统安全模式模块中的楼栋报警单元由楼栋报警命令接收端和楼栋报警指令发送端组成，所述的楼栋安全模式启动后会立即向楼栋报警单元的楼栋报警命令接收端发送指令并由楼栋报警指令发送端向管理员发送楼栋控制系统报警信息，所述的报警指令发送端为具有GSM短信通信功能的远程移动通信设备。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的楼栋控制系统由多个终端组成，所述的楼栋控制系统终端在每栋楼设置有一个或多个，所述的楼栋控制系统负责监测和调控该楼栋控制系统分配区域内各用户电采暖系统的运行。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的用户电采暖系统由用户集成控制装置和电采暖装置组成，所述的用户集成控制装置包括电费计量单元、控制单元、通信接口单元和安全模式单元，所述的电采暖装置由电采暖设备、温度控制器和传感器组成，所述的用户电采暖系统通过网络通信系统接受运营管理系统下达的指令并通过用户电采暖系统中的温度控制器来控制用户电采暖系统中的运行或关停。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述用户集成控制装置中的电费计量单元用于计量用户电采暖系统的用电量，并通过通信接口单元将用电量传输给中央服务处理器，所述的控制单元通过通信接口单元接受并执行运营管理系统的指令，所述的通信接口单元通过用网络通信系统将用户电采暖系统的实时数据上传给中央处理服务器，所述的安全模式单元用于检测楼栋控制系统与用户采暖系统之间的通信情况，当通信故障或通信不畅时安全模式单元向控制单元反馈，并由控制单元执行安全模式。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述用户集成控制装置中的安全模式单元有通信检测模块和安全存储模块组成，所述的通信检测模块实时监测楼栋控制系统与用户电采暖系统的通信，所述的安全存储模块设有安全模式应用程序，当通信检测模块检测到楼栋控制系统与用户电采暖系统的通信发生故障或通信不畅时，立即向用户集成控制装置中的控制单元反馈，接受反馈信息后用户集成控制装置中的控制单元立即读取安全存储模块中的存储信息，并由控制单元执行安全模式应用程序。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的安全模式应用程序根据时间段和用户电采暖系统各区域的功能设置2-3个运行的区域，其它区域全部关停。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的用户电采暖系统安全模式单元适用于用户电采暖系统与楼栋控制系统、中央处理服务器发生通信中断或故障时启用。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的用户电采暖系统安全模式单元适用于楼栋控制系统与变电站控制系统或中央处理服务器发生通信中断或故障时使用。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的电采暖装置中的电采暖设备可采用发热电缆、碳纤维发热电缆、碳纤维电热板、电热膜、电取暖器一种或几种组合，也可采用以电热锅炉为热源的水暖或散热器中的一种或组合。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的温度控制器为带有通信接口的暖通温度控制器，所述的温度控制器安装于用户电采暖系统各独立的分区域房间并由用户集成控制装置分配和识别温度控制器的通信地址，所述的温度控制器接受用户集成控制装置下达的指令实现温度控制器的运行或关停。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的传感器安装于用户电采暖系统各独立的分区域房间内，并将采集的数据通过温度控制器传送给用户集成控制装置，所述的传感器包括温度传感器、湿度传感器和电磁互感传感器，所述的温度传感器实时监测用户电采暖系统各独立的分区域房间的温度，所述的湿度传感器实时监测用户电采暖系统各独立的分区域房间的湿度，所述的电磁互感传感器位于温度控制器内用于监测温度控制器通电电流。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的温度控制器包含应用程序，所述的应用程序可通过用户集成控制装置中的控制单元，接收楼栋控制系统下达的指令，采用手动操作温度控制器界面进行控制或通过移动客户端进行控制。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的应用程序包括运行上限温度、运行下线温度、设定温度、设定运行时间、设定启动和设定关停程序，通过所述的运营管理系统设置并锁定所述温度控制器的运行下限温度和运行上限温度，通过手动操作温度控制器界面或通过操作移动客户端来实现所述温度控制器的设定运行温度、设定运行时间、设定启动和设定关停程序，设定运行温度的数值不得低于管理系统设置的运行下限温度的数值，且不得高于管理系统设置运行上限温度数值，所述的设定启动或设定关停程序优先接受运营管理系统的指令。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的网络通信系统采用有线通信网络或无线通信网络，所述的有线通信网络用于中央处理服务器与变电站控制系统、楼栋控制系统和用户电采暖系统的通信，所述的无线通信网络用于用户电采暖系统与移动端应用程序的通信。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的运营管理系统由集中电采暖数据层、运营应用层、综合分析层和服务层组成，所述的集中电采暖数据层经过综合分析层和运营应用层的分析从而为运营管理系统提供管理策略，所述的运营应用层根据用户设置的不同时段的房间采暖优劣级向用户电采暖系统下达优先排序指令。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统，其中：所述的中央处理服务器包括普通服务器和云端服务器。

一种集中电采暖智能化控制系统的使用方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：管理员通过运营管理系统设置变压器控制系统运行模式；

步骤2：管理员通过运营管理系统设置楼栋控制系统运行模式；

步骤3：管理员通过运营管理系统设置用户电采暖系统运行模式；

步骤4：管理员通过运营管理系统启动集中电采暖智能化控制系统；

步骤5：中央处理器将步骤1、步骤2和步骤3的指令分别通过网络通信系统发送到变压器控制系统、楼栋控制系统和用户电采暖系统并命令上述三个系统执行指令；

步骤6：用户电采暖系统的各用户根据生活习惯在用户电采暖系统的各区域的温度控制器上设置运行温度和运行时间；

步骤7：变电站控制系统、楼栋管理系统以及用户电采暖系统将实时数据通过网络通信系统上传给中央处理服务器及运营管理系统，由运营管理系统分析后经中央处理服务器下达指令。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统的使用方法，其中，步骤6还包括：

6.1各用户电采暖系统的用户通过温度控制器或移动端应用程序启动各采暖区域的运行；

6.2用户通过温度控制器或移动端应用程序设置各采暖区域的运行温度；

6.3用户通过温度控制器或移动端应用程序设置各采暖区域的运行时间。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统的使用方法，其中，步骤7还包括：

7.1变电站控制系统实时通过网络通信系统将数据上传给中央处理服务器，由运营管理系统分析后经中央处理服务器下达指令并由变电站控制系统执行指令；

7.2楼栋系统和各用户电采暖系统实时通过网络通信系统将上传给中央处理服务器，由运营管理系统分析后经中央处理服务器下达指令并由楼栋控制系统和各用户电采暖系统执行指令。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统的使用方法，其中，步骤7.1还包括：

7.1.1变压器控制系统上的电流互感器通过通信接口模块将实时电流数据通过网络通信系统上传给中央处理器；

7.1.2变压器控制系统的实时电流数据由运营管理系统进行分析；

7.1.3当运营管理系统分析到某一相电流输出值接近或高于设定值时，运营管理系统向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令变压器控制系统中的电流互感器将其余相的电流调配接入到该相；

7.1.4当运营管理系统分析监测到变压器控制系统的输出总电流接近或达到设定安全值时，运营管理系统向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令楼栋系统中和用户电采暖系统执行优劣级运行模式；

7.1.5当变压器控制系统中的安全模块监测到中央处理器与变压器控制系统通信中断时，变压器控制系统启动安全模式：执行安全模块中存储单元保存的最后一次接受的中央处理器下达的指令、立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送GSM短信报警信息。

上述的一种集中电采暖智能化控制系统的使用方法，其中，步骤7.2还包括：

7.2.1楼栋控制系统和用户电采暖系统将实时数据通过网络通信系统上传给中央处理服务器；

7.2.2楼栋系统和用户电采暖系统的实时电流数据由运营管理系统进行分析；

7.2.3当运营管理系统分析监测到变压器控制系统的输出总电流接近或达到设定安全值时，运营管理系统优先向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令各户电采暖系统执行优先模式；

7.2.4执行步骤7.2.3时，如运营管理系统分析监测到变压器控制系统的输出总电流接近或达到设定安全值时，运营管理系统优先向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令楼栋控制系统执行优先模式；

7.2.5当楼栋系统中的安全模块监测到中央处理器与楼栋控制系统、变压器控制系统与楼栋控制系统通信中断时，楼栋控制系统启动安全模式并通过网络通信系统命令用户电采暖系统中的用户集成控制装置中启动安全模式，楼栋控制系统启动安全模式后立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送GSM短信报警信息；

7.2.6当用户电采暖系统中的安全模块监测用户电采暖系统与楼栋控制系统、用户电采暖系统与中央处理服务器发生通信中断或故障时，用户电采暖系统的用户集成控制装置中启动安全模式，启动安全模式后立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送GSM短信报警信息。

采用上述方案的集中电采暖智能化控制系统可广泛应用于民用建筑集中电采暖领域，该系统具有以下优点：

1)本实用新型的集中电采暖智能化控制系统成本较低，施工简单，在不改变现有电力系统设施的情况下，通过对居民区电力容量数据的抓取和大数据的运算，在不增加变压器容量或扩大变压器容量的情况下，实现整个独立居民区的集中电采暖。

2)本实用新型的集中电采暖智能化控制系统采用了多重安全保证措施，运行稳定，在出现各种意外的情况下，均能在优先保证居民生活用电的前提满足居民的采暖用电需求。

3)本实用新型的集中电采暖智能化控制系统在采暖上根据各个独立采暖区域的功能和环境，结合居民的生活习惯，设置优劣排序等级，保证满足居民的正常采暖的情况下，通过智能化控制极大的节约了运行能源费用。

4)本实用新型的集中电采暖智能化控制系统运用大数据管理方法，随时监测居民采暖时的各项指标数据，对于居民采暖不节能行为和窃电行为可根据数据通过算法做出判断，能及时的对以上行为做出提醒和告知，避免了能源无谓的浪费。

5)本实用新型的集中电采暖智能化控制系统经实际两年的运行，相比传统的市政采暖和新型的其它集中采暖方式，每个独立的采暖季节节省能源费用达25％以上。

附图说明

图1是本实用新型的集中电采暖智能化控制系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：

参见附图1，一种集中电采暖智能化控制系统，其中包括：变电站控制系统1、楼栋控制系统2、网络通信系统3、用户电采暖系统4、运营管理系统5和中央处理服务器6，所述的网络通信系统3依次连接变电站控制系统1、楼栋控制系统2、用户电采暖系统4、运营管理系统5和中央处理服务器6，所述的变电站控制系统1根据运营管理系统5实时的需求由中央处理服务器6向变电站控制系统1下达指令进行电能的调配，并将调配的电能输送到楼栋控制系统2，所述的楼栋控制系统2根据运营管理系统5预设的楼栋优劣级来控制不同楼层用户电采暖电路的通断，所述的用户电采暖系统4根据运营管理系统5预设的优劣级控制用户电采暖系统4中的温度控制器422的运行或关停并优先向预设的优级独立采暖区域分配电能。所述的用户电采暖系统实时通过网络通信系统3向运营管理系统5上报用户运行数据用于为运营管理系统5管理策略提供基础数据。

变电站控制系统1由变压器控制电路11、电流互感器12、通信接口模块13和安全模块14组成，所述的变压器控制电路11为在变压器每一相的输出端设置居民生活用电电路和居民采暖用电路，所述的电流互感器12位于变压器控制电路11上的居民生活用电电路输出端和居民采暖用电路输出端并实时监测每一相居民生活用电电路输出端和居民采暖用电路输出端电流，并将电流数据由通讯接口模块13通过网络通信系统3反馈给运营管理系统5和中央处理服务器6，所述的电流互感器12监测到变压器控制电路11输出端某一相电流高于设定值时将数据通过网络通信系统3反馈给运营管理系统5和中央处理服务器6并根据运营管理系统5的需求由中央处理服务器6下达指令将变压器控制电路11中其余一相或多相盈余的电流调配接入。所述的安全模块14在网络通信系统3发生故障或通信中断时向电流互感器12下达安全模块14保存的最后一次变电站控制系统1执行的指令以确保整个系统的安全。

安全模块14包括通信监测单元141、存储单元142、安全模式单元143和报警单元144，所述的安全模块14中的存储单元142动态存储中央处理服务器6下达最近三次的指令，所述的安全模块14中的通信监测单元141实时监测中央处理器6与变电站控制系统1的通信状态，所述的安全模块14中的通信监测单元141监测到中央处理器6与变电站控制系统1的通信发生故障或通信不畅时会立即向安全模式单元143反馈，并由安全模式单元143启动安全模式，所述的安全模式单元143启动安全模式后，变电站控制系统1自动执行安全模块14中存储单元142保存的最后一次接受的中央处理器6下达的指令进行电能的分配，所述的报警单元144由命令接收端1441和报警指令发送端1442，所述的安全模式启动后会立即向报警单元144的命令接收端1441发送指令并由报警指令发送端1442向管理员发送报警信息，所述的报警指令发送端为具有GSM短信通信功能的远程移动通信设备。

楼栋控制系统2包括电流检测器21、楼栋通讯接口模块22、优先排序模块23、安全模式模块24和交流接触器25组成。所述的电流检测器21实时监测楼栋控制系统2输出的电流，并由楼栋通信接口模块22通过网络通信系统3传输给中央处理服务器6，所述的楼栋通讯接口模块22接受中央处理服务器6的指令，并将楼栋控制系统2的动态数据实时传输给中央处理器6，所述的优先排序模块23通过网络通信系统3接受中央处理服务器6下达的优先排序指令并命令交流接触器25执行。所述的交流接触器25位于楼栋控制系统2的出口端，所述的交流接触器25控制楼栋控制系统2中每三层的居民采暖用电路的开断，所述的交流接触器25根据楼层数量设置多个，所述的安全模式模块24检测变电站控制系统1、楼栋控制系统2以及中央处理服务器6之间的通信情况，当通信故障或通信不畅时安全模式模块24向用户电采暖系统4下达执行安全模式指令。

所述的楼栋控制系统安全模式模块24由楼栋通信监测单元241、楼栋安全模式单元242和楼栋报警单元243组成，所述的楼栋通信检测单元241实时检测变电站控制系统1与楼栋控制系统2、中央处理服务器6与楼栋控制系统2的通信，所述的楼栋通信检测单元241检测到变电站控制系统1与楼栋控制系统2、中央处理服务器6与楼栋控制系统2的通信发生故障或通信不畅时会立即向楼栋安全模式单元242反馈并由楼栋安全模式单元242启动安全模式，所述的安全模式为通过楼栋控制系统2和用户电采暖系统4之间的网络通信系统3向用户电采暖系统4中用户集成控制装置41下达执行安全模式指令，用户电采暖系统4开启安全模式。所述的楼栋控制系统安全模式模块24中的楼栋报警单元243由楼栋报警命令接收端2431和楼栋报警指令发送端2432组成，所述的楼栋安全模式启动后会立即向楼栋报警单元243的楼栋报警命令接收端2431发送指令并由楼栋报警指令发送端2432向管理员发送楼栋控制系统报警信息，所述的报警指令发送端为具有GSM短信通信功能的远程移动通信设备。

所述的楼栋控制系统由多个终端组成，所述的楼栋控制系统2终端在每栋楼设置有一个或多个，所述的楼栋控制系统2负责监测和调控该楼栋控制系统分配区域的各用户电采暖系统4的运行。

网络通信系统3可采用有线通信网络或无线通信网络，所述的有线通信网络用于中央处理器6与变压器控制系统1、楼栋控制系统2和用户电采暖系统4的通信，所述的无线通信网络用于用户电采暖系统4与移动端应用程序的通信。因整个小区居民都采用电采暖系统，加上居民生活用电，如不能实时采集用电量，很容易造成电能超过变压器的总负载而导致变压器烧毁，一般来说变压器超负载允许时间最大不得超过1分钟，超过此时间超负荷运载就会造成变压器的烧毁，如果采用无线网络通信，虽然建设成本低、无需布线，但是无线网络传输数据稳定性差，在运行的过程中受无线网络设备、距离和周围环境的影响，通信极不稳定，且经常发生几分钟以上的通信中断，一旦发生超过1分钟以上的通信中断，因无法实时收集各系统的运行数据，中央处理服务器不能执行相关的指令，就会造成变压器的负载。而采用有线网络，传输速度快，一般一秒钟即可完成对整个系统各回路的数据传输，且传输数据稳定性和可靠性好，极大的保证了系统的安全运行。

所述的运营管理系统5由集中电采暖数据层、运营应用层、综合分析层和服务层组成，所述的集中电采暖数据层经过综合分析层和运营应用层的分析从而为运营管理系统提供管理策略，所述的运营应用层根据用户设置的不同时段的房间采暖优劣级向用户电采暖系统4下达优先排序指令。所述的运营应用层根据用户电采暖系统4个功能区域房间的功能、使用频率和时间来划分优先排序顺序为：8:00-20:00时间段内，优先排序第一位的区域为客厅、优先排序第二位的为主卧室、优先排序第三位的为次卧1、优先排序第四位位的为餐厅、优先排序第五位的为次卧2、优先排序第六位的为厨房间、优先排序第七位的卫生间1、优先排序第八位的卫生间2；20:00-次日8:00时间段内，优先排序第一位的区域为主卧室、优先排序第二位的为次卧1、优先排序第三位的为次卧2、优先排序第四位的为卫生间1、优先排序第五位的为客厅、优先排序第六位的为厨房间、优先排序第七位的餐厅、优先排序第八位的卫生间2。

用户电采暖系统4包括用户集成控制装置41和电采暖装置42组成，所述的用户集成控制装置41包括电费计量单元411、控制单元412、通信接口单元413和安全模式单元414，所述的电采暖装置42由电采暖设备421、温度控制器422和传感器423组成。

所述的用户集成控制装置41中的电费计量单元411计量用户电采暖系统4的用电量，并通过通信接口单元413将用户电采暖电量传输给中央服务处理器6，所述的控制单元412通过通信接口单元413接受并执行运营管理系统5中运营应用层的指令，所述的通信接口单元413通过用网络通信系统3将用户电采暖系统4的实时数据上传给中央处理服务器6。所述的安全模式单元414检测楼栋控制系统2与用户采暖系统4之间的通信情况，当通信故障或通信不畅时安全模式单元414向控制单元412反馈，并由控制单元412执行安全模式。

所述的安全模式单元414有通信检测模块4141和安全存储模块4142组成，所述的通信检测模块4141实时监测楼栋控制系统2与用户电采暖系统4的通信，所述的安全存储模块4142存有安全模式应用程序，所述的通信检测模块4141检测到楼栋控制系统2与用户电采暖系统4的通信发生故障或通信不畅时立即向用户集成控制装置41中的控制单元412反馈，接受反馈信息后用户集成控制装置41中的控制单元412立即读取安全存储模块4142中的存储信息，并由控制单元412执行安全模式应用程序。

所述的安全模式应用程序根据时间段和用户电采暖系统各区域的功能设置的2-3个运行的区域，其它区域全部关停，8:00-20:00时间段内为客厅和主卧运行,20:00-次日8:00时间段内主卧、次卧1和次卧2运行。所述的用户电采暖系统4安全模式单元414不仅适用于用户电采暖系统4与楼栋控制系统2、中央处理服务器6发生通信中断或故障时启用，也适用于楼栋控制系统2与变电站控制系统1或中央处理服务器6发生通信中断或故障时使用。在楼栋控制系统2、变电站控制系统1、中央处理服务器6、用户电采暖系统4之间发生通信故障或中断后，采用此方法，能保证绝大部分居民的正常采暖需求，同时，又可以防止因居民生活用电量剧增导致用电量超过变压器负载容量。

所述的电采暖装置42中的电采暖设备421可采用发热电缆、碳纤维发热电缆、碳纤维电热板、电热膜、电取暖器一种或组合，也可采用以电热锅炉为热源的水暖或散热器中的一种或组合，所述的温度控制器422为带有通信接口的暖通温度控制器，所述的温度控制器422安装于用户电采暖系统各独立的分区域房间并由用户集成控制装置41分配和识别温度控制器422的通信地址，所述的温度控制器422接受用户集成控制装置41下达的指令实现温度控制器422的运行或关停，所述的传感器423安装于用户电采暖系统4各独立的分区域房间内并将采集的数据通过温度控制器422上报给用户集成控制装置41。所述的传感器423包括温度传感器4231、湿度传感器4232和电磁互感传感器4233，所述的温度传感器4231实时监测用户电采暖系统4各独立的分区域房间的温度，所述的湿度传感器4232实时监测用户电采暖系统4各独立的分区域房间的湿度，所述的电磁互感传感器4233位于温度控制器422内用于监测温度控制器通电电流。

所述的温度控制器422还包含应用程序，所述的应用程序可通过：用户集成控制装置41中的控制单元412接收到楼栋控制系统2下达的指令来进行控制、手动操作温控器422页面进行控制或通过移动客户端进行控制。

所述的应用程序包括运行上限温度、运行下线温度、设定温度、设定运行时间、设定启动和设定关停程序，所述的温度控制器422的运行下限温度和运行上限温度通过运营管理系统5设置并锁定，所述的温度控制器422的设定运行温度、设定运行时间、设定启动和设定关停程序可通过手动操作温控器422页面实现或通过操作移动客户端来实现，所述的设定运行温度的运行温度值不得低于管理系统设置的运行下限温度、不得高于管理系统设置运行上限温度，所述的设定启动或设定关停优先接受运营管理系统5中运营应用层的指令。

一种集中电采暖智能化控制系统的使用方法，其中包括以下步骤：

其中，包括以下步骤：

步骤1：管理员通过运营管理系统设置变压器控制系统运行模式；

步骤2：管理员通过运营管理系统设置楼栋控制系统运行模式；

步骤3：管理员通过运营管理系统设置用户电采暖系统运行模式；

步骤4：管理员通过运营管理系统启动集中电采暖智能化控制系统；

步骤5：中央处理器将步骤1、步骤2和步骤3的指令分别通过网络通信系统发送到变压器控制系统、楼栋控制系统和用户电采暖系统并命令上述三个系统执行指令；

步骤6：用户电采暖系统的各用户根据生活习惯在用户电采暖系统的各区域的温度控制器上设置运行温度和运行时间；

步骤7：变电站控制系统、楼栋管理系统以及用户电采暖系统将实时数据通过网络通信系统上传给中央处理服务器及运营管理系统，由运营管理系统分析后经中央处理服务器下达指令。

步骤6还包括：

6.1各用户电采暖系统的用户通过温度控制器或移动端应用程序启动各采暖区域的运行；

6.2用户通过温度控制器或移动端应用程序设置各采暖区域的运行温度；

6.3用户通过温度控制器或移动端应用程序设置各采暖区域的运行时间。

步骤7还包括：

7.1变电站控制系统实时通过网络通信系统将数据上传给中央处理服务器，由运营管理系统分析后经中央处理服务器下达指令并由变电站控制系统执行指令；

7.1.1变压器控制系统上的电流互感器通过通信接口模块将实时电流数据通过网络通信系统上传给中央处理器；

7.1.2变压器控制系统的实时电流数据由运营管理系统进行分析；

7.1.3当运营管理系统分析到某一相电流输出值接近或高于设定值时，运营管理系统向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令变压器控制系统中的电流互感器将其余相的电流调配接入到该相；

7.1.4当运营管理系统分析监测到变压器控制系统的输出总电流接近或达到设定安全值时，运营管理系统向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令楼栋系统中和用户电采暖系统执行优劣级运行模式；

7.1.5当变压器控制系统中的安全模块监测到中央处理器与变压器控制系统通信中断时，变压器控制系统启动安全模式：执行安全模块中存储单元保存的最后一次接受的中央处理器下达的指令、立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送GSM短信报警信息。

7.2楼栋系统和各用户电采暖系统实时通过网络通信系统将上传给中央处理服务器，由运营管理系统分析后经中央处理服务器下达指令并由楼栋控制系统和各用户电采暖系统执行指令，

7.2.1楼栋控制系统和用户电采暖系统将实时数据通过网络通信系统上传给中央处理服务器；

7.2.2楼栋系统和用户电采暖系统的实时电流数据由运营管理系统进行分析；

7.2.3当运营管理系统分析监测到变压器控制系统的输出总电流接近或达到设定安全值时，运营管理系统优先向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令各户电采暖系统执行优先模式；

7.2.4执行步骤7.2.3时，如运营管理系统分析监测到变压器控制系统的输出总电流接近或达到设定安全值时，运营管理系统优先向中央处理器下达指令并通过网络通信系统命令楼栋控制系统执行优先模式；

7.2.5当楼栋系统中的安全模块监测到中央处理器与楼栋控制系统、变压器控制系统与楼栋控制系统通信中断时，楼栋控制系统启动安全模式并通过网络通信系统命令用户电采暖系统中的用户集成控制装置中启动安全模式，楼栋控制系统启动安全模式后立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送GSM短信报警信息；

7.2.6当用户电采暖系统中的安全模块监测用户电采暖系统与楼栋控制系统、用户电采暖系统与中央处理服务器发生通信中断或故障时，用户电采暖系统的用户集成控制装置中启动安全模式，启动安全模式后立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送GSM短信报警信息。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型不限制于以上描述的具体实施例，其只是作范例。对于本领域技术人员而言，任何对于该系统进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所做出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (22)

1.一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：由变电站控制系统、楼栋控制系统、网络通信系统、用户电采暖系统、运营管理系统和中央处理服务器组成，所述的网络通信系统依次连接变电站控制系统、楼栋控制系统、用户电采暖系统、运营管理系统和中央处理服务器，中央处理服务器根据运营管理系统提出的实时用电需求，向变电站控制系统下达指令进行电能调配，并将调配的电能输送到楼栋控制系统，楼栋控制系统根据运营管理系统预设的楼层用电需求顺序来控制不同楼层用户电采暖电路的通断,用户电采暖系统根据运营管理系统预设的用户电采暖系统采暖区域的优劣级来控制用户电采暖系统采暖区域的运行或关停，且变电站控制系统、楼栋控制系统用户和电采暖系统通过网络通信系统实时向运营管理系统上报用户运行数据，为运营管理系统提供基础数据。

2.根据权利要求1所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的变电站控制系统由变压器控制电路、电流互感器、通信接口模块和安全模块组成，所述的变压器控制电路为在变压器每一相的输出端设置居民生活用电电路和居民采暖用用电路，所述的电流互感器位于变压器控制电路上的居民生活用电电路输出端和居民采暖用电路输出端，并实时监测每一相居民生活用电电路输出端和居民采暖用电电路输出端电流，并将电流数据由通讯接口模块通过网络通信系统反馈给运营管理系统和中央处理服务器，所述的安全模块在网络通信系统发生故障或通信中断时,向电流互感器下达安全模块保存的最后一次变电站控制系统执行的指令,以确保整个系统的安全。

3.根据权利要求2所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的电流互感器监测到变压器控制电路输出端某一相电流高于设定值时，将数据通过所述的网络通信系统反馈给所述的运营管理系统和中央处理服务器，并根据所述的运营管理系统的需求由中央处理服务器下达指令将变压器控制电路中其余一相或多相盈余的电流调配接入。

4.根据权利要求2所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的变电站控制系统安全模块包括通信监测单元、存储单元、安全模式单元和报警单元，所述的安全模块中的存储单元动态存储中央处理服务器下达最近三次的指令，所述的安全模块中的通信监测单元实时监测中央处理服务器与变电站控制系统的通信状态，当监测到中央处理器与变电站控制系统的通信发生故障或通信不畅时，立即向安全模式单元反馈，并由安全模式单元启动安全模式，在安全模式单元启动安全模式后，变电站控制系统自动执行安全模块中存储单元保存的最后一次接受的中央处理器下达的指令进行电能的分配，所述的报警单元由命令接收端和报警指令发送端组成，所述的安全模式启动后会立即向报警单元的命令接收端发送指令并由报警指令发送端向管理员发送报警信息，所述的报警指令发送端为具有GSM短信通信功能的远程移动通信设备。

5.根据权利要求1所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的楼栋控制系统由电流检测器、楼栋通讯接口模块、优先排序模块、安全模式模块和交流接触器组成，所述的电流检测器实时监测楼栋控制系统输出的电流并将监测的动态数据由楼栋通讯接口模块通过网络通信系统实时传输给中央处理服务器，所述的优先排序模块通过网络通信系统接受中央处理服务器下达的楼栋优先排序指令并命令交流接触器执行该楼栋控制系统向控制楼层区域的电能的供给，所述的交流接触器位于楼栋控制系统的输出端，所述的安全模式模块监测变电站控制系统、楼栋控制系统以及中央处理服务器之间的通信情况，当通信故障或通信不畅时安全模式模块向用户电采暖系统下达执行安全模式指令。

6.根据权利要求5所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的楼栋控制系统安全模式模块由楼栋通信监测单元、楼栋安全模式单元和楼栋报警单元组成，所述的楼栋通信监测单元实时监测变电站控制系统与楼栋控制系统、中央处理服务器与楼栋控制系统的通信情况，当楼栋通信监测单元检测到变电站控制系统与楼栋控制系统、中央处理服务器与楼栋控制系统的通信发生故障或通信不畅时，会立即向楼栋安全模式单元反馈，楼栋安全模式单元启动安全模式，所述的安全模式为通过楼栋控制系统和用户电采暖系统之间的网络通信系统向用户电采暖系统下达执行安全模式的指令，用户电采暖系统开启安全模式。

7.根据权利要求6所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的楼栋控制系统安全模式模块中的楼栋报警单元由楼栋报警命令接收端和楼栋报警指令发送端组成，所述的楼栋安全模式启动后会立即向楼栋报警单元的楼栋报警命令接收端发送指令并由楼栋报警指令发送端向管理员发送楼栋控制系统报警信息，所述的报警指令发送端为具有GSM短信通信功能的远程移动通信设备。

8.根据权利要求7所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的楼栋控制系统由多个终端组成，所述的楼栋控制系统终端在每栋楼设置有一个或多个，所述的楼栋控制系统负责监测和调控该楼栋控制系统分配区域内各用户电采暖系统的运行。

9.根据权利要求5所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的用户电采暖系统由用户集成控制装置和电采暖装置组成，所述的用户集成控制装置包括电费计量单元、控制单元、通信接口单元和安全模式单元，所述的电采暖装置由电采暖设备、温度控制器和传感器组成，所述的用户电采暖系统通过网络通信系统接受运营管理系统下达的指令并通过用户电采暖系统中的温度控制器来控制用户电采暖系统中的运行或关停。

10.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述用户集成控制装置中的电费计量单元用于计量用户电采暖系统的用电量，并通过通信接口单元将用电量传输给中央服务处理器，所述的控制单元通过通信接口单元接受并执行运营管理系统的指令，所述的通信接口单元通过用网络通信系统将用户电采暖系统的实时数据上传给中央处理服务器，所述的安全模式单元用于检测楼栋控制系统与用户采暖系统之间的通信情况，当通信故障或通信不畅时安全模式单元向控制单元反馈，并由控制单元执行安全模式。

11.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述用户集成控制装置中的安全模式单元有通信检测模块和安全存储模块组成，所述的通信检测模块实时监测楼栋控制系统与用户电采暖系统的通信，所述的安全存储模块设有安全模式应用程序，当通信检测模块检测到楼栋控制系统与用户电采暖系统的通信发生故障或通信不畅时，立即向用户集成控制装置中的控制单元反馈，接受反馈信息后用户集成控制装置中的控制单元立即读取安全存储模块中的存储信息，并由控制单元执行安全模式应用程序。

12.根据权利要求11所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的安全模式应用程序根据时间段和用户电采暖系统各区域的功能设置2-3个运行的区域，其它区域全部关停。

13.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的用户电采暖系统安全模式单元适用于用户电采暖系统与楼栋控制系统、中央处理服务器发生通信中断或故障时启用。

14.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的用户电采暖系统安全模式单元适用于楼栋控制系统与变电站控制系统或中央处理服务器发生通信中断或故障时使用。

15.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的电采暖装置中的电采暖设备可采用发热电缆、碳纤维发热电缆、碳纤维电热板、电热膜、电取暖器一种或几种组合，也可采用以电热锅炉为热源的水暖或散热器中的一种或组合。

16.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的温度控制器为带有通信接口的暖通温度控制器，所述的温度控制器安装于用户电采暖系统各独立的分区域房间并由用户集成控制装置分配和识别温度控制器的通信地址，所述的温度控制器接受用户集成控制装置下达的指令实现温度控制器的运行或关停。

17.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的传感器安装于用户电采暖系统各独立的分区域房间内，并将采集的数据通过温度控制器传送给用户集成控制装置，所述的传感器包括温度传感器、湿度传感器和电磁互感传感器，所述的温度传感器实时监测用户电采暖系统各独立的分区域房间的温度，所述的湿度传感器实时监测用户电采暖系统各独立的分区域房间的湿度，所述的电磁互感传感器位于温度控制器内用于监测温度控制器通电电流。

18.根据权利要求9所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的温度控制器包含应用程序，所述的应用程序可通过用户集成控制装置中的控制单元，接收楼栋控制系统下达的指令，采用手动操作温度控制器界面进行控制或通过移动客户端进行控制。

19.根据权利要求18所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的应用程序包括运行上限温度、运行下线温度、设定温度、设定运行时间、设定启动和设定关停程序，通过所述的运营管理系统设置并锁定所述温度控制器的运行下限温度和运行上限温度，通过手动操作温度控制器界面或通过操作移动客户端来实现所述温度控制器的设定运行温度、设定运行时间、设定启动和设定关停程序，设定运行温度的数值不得低于管理系统设置的运行下限温度的数值，且不得高于管理系统设置运行上限温度数值，所述的设定启动或设定关停程序优先接受运营管理系统的指令。

20.根据权利要求1所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的网络通信系统采用有线通信网络或无线通信网络，所述的有线通信网络用于中央处理服务器与变电站控制系统、楼栋控制系统和用户电采暖系统的通信，所述的无线通信网络用于用户电采暖系统与移动端应用程序的通信。

21.根据权利要求1所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的运营管理系统由集中电采暖数据层、运营应用层、综合分析层和服务层组成，所述的集中电采暖数据层经过综合分析层和运营应用层的分析从而为运营管理系统提供管理策略，所述的运营应用层根据用户设置的不同时段的房间采暖优劣级向用户电采暖系统下达优先排序指令。

22.根据权利要求1所述的一种集中电采暖智能化控制系统，其特征在于：所述的中央处理服务器包括普通服务器和云端服务器。