CN211018410U - 一种家庭电能管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家庭电能管理系统，包括家庭户内电网、公共电网、电能存储模块和中央处理模块；所述公共电网与家庭户内电网之间设有第一继电器，所述电能存储模块与家庭户内电网之间设有第二继电器，所述电能存储模块与公共电网之间设有第三继电器，所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别由中央处理模块控制。有益效果：本实用新型中央处理模块根据家庭户内电网的用电情况选择成本最低的供电方案；根据用户所在地区的电价的计费方式，执行用电成本最低的用电方案；引入了太阳能和风能等节能环保成本低廉的新能源作为电源的补充，进一步降低了用电成本。

Description

一种家庭电能管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种能源管理系统，特别涉及一种能够降低家庭用电能耗和用电成本的家庭电能管理系统，属于智能物联网技术领域。

背景技术

居民用电是电网用电的重要一环，居民用户科学合理用电对推进社会节能减排、缓解全球能源危机、营造健康坚强电网起着至关重要的作用。一个有效智能的家庭电能管理系统是开展节能工作的前提，它能帮助居民用户了解家庭内不同时段各用电器的工作状态及电能消耗情况，引导用户选购节能设备，制定更加科学的用电计划，从而达到降低家庭用电能耗的目的。对电力公司来讲，根据用电情况能进行合理的电力调度，大大提高电网稳定性。

从节约的角度来说，人们采用了多种方法，如分时电价，阶梯电价等，甚至同时采用分时电价和阶梯电价，对不同时间段的用电采取不同的电价，当用电总量超过一定额度后，对超出的额度进行额外收费。

现有的对居民用电细节进行监测的方法主要分为侵入式负荷监测，非侵入式负荷监测。侵入式负荷监测实现方法主要是对每一个电器都采用一个或多个传感器进行信息采集，这种方法采集的电器耗能精度高，但带来的问题是数据采集成本高，不适用于大规模的智慧社区应用。相对的非侵入式负荷监测技术，只需要在用户的用电入口处安装电力监测设备，通过对该点收集到的电流、功率等信号进行分析得到家庭中电器的具体用电耗能情况。这种方法自然能够解决成本问题，但缺点是在模型建立阶段需要大量的标签数据集，而在社区中难以提前获得每户家庭每个电器的具体用电特征曲线，难以建立模型。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在不足，本实用新型提供了一种能够降低家庭用电能耗和用电成本的家庭电能管理系统。

技术方案：一种家庭电能管理系统，包括家庭户内电网、公共电网、电能存储模块和中央处理模块；所述公共电网与家庭户内电网之间设有第一继电器，所述电能存储模块与家庭户内电网之间设有第二继电器，所述电能存储模块与公共电网之间设有第三继电器，所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别由中央处理模块控制。本实用新型的中央处理模块根据家庭户内电网的用电情况选择成本最低的供电方案。

优选项，为了进一步优化管理方案，所述中央处理模块包括数据处理模块、执行模块、无线通讯模块和时钟模块，所述无线通讯模块和时钟模块将数据信息传递给数据处理模块，所述数据处理模块向执行模块输出控制指令。无线通讯模块通过网络获取用户所在地区的电价的计费方式，根据计费方式选择数据处理模块中相应的计算程序；时钟模块是根据用户所在地区的时间作为输入，数据处理模块运算得出最佳控制方案，再将控制指令通过执行模块输出至各个继电器，选择合适的电源供电，选择合适的时间段给电能存储模块充电。

优选项，为了更加准确的实现电能管理，所述家庭户内电网内设有家庭用电监测模块，所述中央处理模块通过家庭用电监测模块对家庭户内电网的用电情况进行监控。当家庭户内电网的用电超负荷时，家庭用电监测模块会报警，提示用户内部电网已超载。

优选项，为了实现个性化的管理，所述中央处理模块还包括数据存储模块，所述家庭用电监测模块记录的用电情况的数据传输至数据存储模块，所述数据处理模块对数据存储模块进行分析处理。通过分析一段时间内用户的家庭户内电网的用电情况可以对该用户的用电需求进行预测，并且数据处理模块可以对管理程序进行修订，制订适合该用户的个性化用电管理方案。

优选项，为了进一步降低用电成本，所述电能存储模块还外接有发电模块。所述发电模块为绿色节能环保的发电系统，例如太阳能、风能等。

优选项，所述发电模块与家庭户内电网之间设有第四继电器，所述第四继电器由中央处理模块控制。为了提高电能存储模块的使用寿命，发电模块产生的电能通过处理后可以不经过电能存储模块直接向家庭户内电网供电。

有益效果：本实用新型中央处理模块根据家庭户内电网的用电情况选择成本最低的供电方案；根据用户所在地区的电价的计费方式，执行用电成本最低的用电方案；引入了太阳能和风能等节能环保成本低廉的新能源作为电源的补充，进一步降低了用电成本。

附图说明

图1为本实用新型的控制原理图；

图2为本实用新型中央处理模块的构成原理图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1和2所示，一种家庭电能管理系统，包括家庭户内电网1、公共电网2、电能存储模块3和中央处理模块4；所述公共电网2与家庭户内电网1之间设有第一继电器5，所述电能存储模块3与家庭户内电网1之间设有第二继电器6，所述电能存储模块3与公共电网2之间设有第三继电器7，所述第一继电器5、第二继电器6和第三继电器7分别由中央处理模块4控制。本实用新型的中央处理模块根4据家庭户内电网1的用电情况选择成本最低的供电方案。

所述中央处理模块4包括数据处理模块41、执行模块42、无线通讯模块43和时钟模块44，所述无线通讯模块43和时钟模块44将数据信息传递给数据处理模块41，所述数据处理模块41向执行模块42输出控制指令。无线通讯模块43通过网络获取用户所在地区的电价的计费方式，根据计费方式选择数据处理模块41中相应的计算程序；时钟模块44是根据用户所在地区的时间作为输入，数据处理模块41运算得出最佳控制方案，再将控制指令通过执行模块42输出至各个继电器，选择合适的电源供电，选择合适的时间段给电能存储模块3充电。

所述家庭户内电网1内设有家庭用电监测模块8，所述中央处理模块4通过家庭用电监测模块8对家庭户内电网1的用电情况进行监控。当家庭户内电网的用电超负荷时，家庭用电监测模块会报警，提示用户内部电网已超载。

所述中央处理模块4还包括数据存储模块45，所述家庭用电监测模块8记录的用电情况的数据传输至数据存储模块45，所述数据处理模块41对数据存储模块45进行分析处理。通过分析一段时间内用户的家庭户内电网的用电情况可以对该用户的用电需求进行预测，并且数据处理模块41可以对管理程序进行修订，制订适合该用户的个性化用电管理方案。

为了进一步降低用电成本，所述电能存储模块3还外接有发电模块9。所述发电模块9为绿色节能环保的发电系统，例如太阳能、风能等。

为了提高电能存储模块3的使用寿命，发电模块9产生的电能通过处理后可以不经过电能存储模块3直接向家庭户内电网1供电。所述发电模块9与家庭户内电网1之间设有第四继电器10，所述第四继电器10由中央处理模块4控制。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种家庭电能管理系统，其特征在于：包括家庭户内电网（1）、公共电网（2）、电能存储模块（3）和中央处理模块（4）；所述公共电网（2）与家庭户内电网（1）之间设有第一继电器（5），所述电能存储模块（3）与家庭户内电网（1）之间设有第二继电器（6），所述电能存储模块（3）与公共电网（2）之间设有第三继电器（7），所述第一继电器（5）、第二继电器（6）和第三继电器（7）分别由中央处理模块（4）控制。

2.根据权利要求1所述的家庭电能管理系统，其特征在于：所述中央处理模块（4）包括数据处理模块（41）、执行模块（42）、无线通讯模块（43）和时钟模块（44），所述无线通讯模块（43）和时钟模块（44）将数据信息传递给数据处理模块（41），所述数据处理模块（41）向执行模块（42）输出控制指令。

3.根据权利要求1所述的家庭电能管理系统，其特征在于：所述家庭户内电网（1）内设有家庭用电监测模块（8），所述中央处理模块（4）通过家庭用电监测模块（8）对家庭户内电网（1）的用电情况进行监控。

4.根据权利要求2所述的家庭电能管理系统，其特征在于：所述中央处理模块（4）还包括数据存储模块（45），所述家庭用电监测模块（8）记录的用电情况的数据传输至数据存储模块（45），所述数据处理模块（41）对数据存储模块（45）进行分析处理。

5.根据权利要求1所述的家庭电能管理系统，其特征在于：所述电能存储模块（3）还外接有发电模块（9）。

6.根据权利要求5所述的家庭电能管理系统，其特征在于：所述发电模块（9）与家庭户内电网（1）之间设有第四继电器（10），所述第四继电器（10）由中央处理模块（4）控制。

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