CN213484581U - 一种智能家庭能源物联网管理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于家庭能源管理系统领域，具体公开了一种智能家庭能源物联网管理系统，包括箱体、能源管理系统、置于箱体右侧的三个接线端子、置于接线端子左侧的两继电器以及一路交流断路器、一路交流单刀双掷开关与两单相电表，两所述继电器控制两路负载的断开和闭合；三个所述接线端子由左到右依次用于连接火线、零线和地线，其用于其他元器件的接线汇聚以及元器件接线的固定点；所述一路交流断路器固定在继电器左侧，一路交流断路器分别用于手动控制市电侧的断开和闭合以及用于控制手动控制紧急负载回路的断开和闭合。本实用新型可实现智能物联控制，实现远程智能物联网控制和管理。

Description

一种智能家庭能源物联网管理系统
技术领域
本实用新型涉及家庭能源管理系统领域，具体为一种智能家庭能源物联网管理系统。
背景技术
近年来，随着新能源的不断发展，世界一些电网不发达地区或者一些发达国家家庭接入新能源的比例越来越高，总体接入家庭的新能源基本上以太阳能和储能系统结合为主，这样一个家庭一天的新能源发电量基本上可以满足自发自用，并且多余的也可以卖到电网上，但是随着新能源的家庭接入比例不断提高，随之而来的是如何管理新能源的能量接入和使用。
现有技术的技术方案为通过将逆变器直接接入配电箱，然后依靠逆变器本身的控制策略去管理能源的接入和使用，当需要关闭负载的使用时，需要手动将接入负载回路的断路器关闭，才可以关闭负载，无法满足当下的发展需求；而且现有技术还存在以下问题：
1、安装复杂及可维护性差，由于没有系统的解决方案，所以只能在逆变器与PV之间、逆变器与电池之间以及逆变器与供电回路之间增加交直流断路器，如此增加了安装难度以及人工成本，造成不必要的经济浪费；并且由于线路较为复杂，后期的维护性也相对变差；
2、无法智能物联控制，由于系统未加入能源管理系统模块，并且回路中没有继电器的加入，客户无法通过远程控制家中负载的关断与闭合，也无法远程查看系统数据的运行，以及家庭用电的详细清单，而且只能通过供电公司提供的用电清单去查看家中总的用电情况，无法查看详细的用电清单；
3、可扩展性差，由于系统未加入能源管理系统模块，所以对外扩展性变差，无法和外部的烟雾，温湿度等传感器通信，也无法和电表，气表连接通信，无法做到家庭物联网的智能化管理。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种智能家庭能源物联网管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能家庭能源物联网管理系统，包括箱体、能源管理系统、置于箱体右侧的三个接线端子、置于接线端子左侧的两继电器以及一路交流断路器、一路交流单刀双掷开关与两单相电表，两所述继电器控制两路负载的断开和闭合；三个所述接线端子由左到右依次用于连接火线、零线和地线，其用于其他元器件的接线汇聚以及元器件接线的固定点；所述一路交流断路器固定在继电器左侧，一路交流断路器分别用于手动控制市电侧的断开和闭合以及用于控制手动控制紧急负载回路的断开和闭合；所述一路交流单刀双掷开关固定在一路交流断路器左侧，且其用于为能源管理系统选择供电方式，且供电方式包括市电供电与紧急负载回路供电，即当一路交流单刀双掷开关拨到上面时，选择市电供电，当拨到下面时，选择紧急负载回路供电；两所述单相电表固定在紧急负载回路左侧，分别监控紧急负载回路和市电回路的电能、电压、电流、频率等数据，并且和能源管理系统通过modbus协议通信，将监控到的数据实时上传给能源管理系统，能源管理系统再通过无线网络将其上传到云端。
优选的，上述智能家庭能源物联网管理系统还包括双回路直流光伏开关、单回路直流开关，双回路直流光伏开关固定在单相电表左侧且其用于手动控制光伏面板与逆变器设备的断开与闭合；所述单回路直流开关固定在双回路直流光伏开关左侧，其用于手动控制电池组与逆变器设备的断开与闭合。
优选的，上述智能家庭能源物联网管理系统还包括电源模块，电源模块固定在单回路直流开关的左下方，其与能源管理系统连接且为能源管理系统提供低压直流电源，保证能源管理系统的正常运行，电源模块为AC 220V转DC 5V的电源。
优选的，能源管理系统固定在单回路直流开关的左侧且与其连接，能源管理系统基于树莓派以及通信扩展板。能源管理系统实现了多种对外通信功能，软件基于WindowsIOT操作系统，实现了家庭能源物联网的智能化管理。
优选的，箱体外部设有多个电气连接件和通信接口，且通信接口包括 RS485、CAN、BMS、INV等。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型安装简单易维护，采用一体化设计，将所有元器件均布置在了箱体内部，并且内部已经做好连线，外部同时也做好防水接头，客户安装时可以直接对插接线，省去了大量的安装时间，节省了安装成本，并且由于集成度比较高，后期维护比较方便，节省了后期的维护成本。
2、本实用新型可实现智能物联控制，通过内部集成的能源管理系统模块，可以实现模块与负载继电器的连接，与电表的通信连接，与水表的通信连接，与外部传感器的连接，以及与WIFI连接，将家中可联网的设备和物体均可通过集成的模块上传到云端，实现远程智能物联网控制和管理。
3、本实用新型还具有良好的扩展性，通过内部集成的能源管理系统模块对外扩展了WIFI接口、Internet接口、RS232接口、RS485接口、CAN接口等通信接口，可以和外部的传感器等器件连接通信，做到了良好的扩展性。
附图说明
图1为本实用新型能源物联网管理系统的电气元件分布图；
图2为本实用新型能源物联网管理系统的电气框架原理图。
图中：1、1、接线端子；2、继电器；3、一路交流断路器；4、一路交流单刀双掷开关；5、单相电表；6、双回路直流光伏开关；7、单回路直流开关； 8、电源模块；9、能源管理系统。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种智能家庭能源物联网管理系统，包括箱体、能源管理系统、置于箱体右侧的三个接线端子1、置于接线端子1左侧的两继电器2以及一路交流断路器3、一路交流单刀双掷开关 4与两单相电表5，两所述继电器2控制两路负载的断开和闭合；三个所述接线端子1由左到右依次用于连接火线、零线和地线，其用于其他元器件的接线汇聚以及元器件接线的固定点；所述一路交流断路器3固定在继电器2左侧，一路交流断路器3分别用于手动控制市电侧的断开和闭合以及用于控制手动控制紧急负载回路的断开和闭合；所述一路交流单刀双掷开关4固定在一路交流断路器3左侧，且其用于为能源管理系统9选择供电方式，且供电方式包括市电供电与紧急负载回路供电，即当一路交流单刀双掷开关4拨到上面时，选择市电供电，当拨到下面时，选择紧急负载回路供电；两所述单相电表5固定在紧急负载回路左侧，分别监控紧急负载回路和市电回路的电能、电压、电流、频率等数据，并且和能源管理系统9通过modbus协议通信，将监控到的数据实时上传给能源管理系统9。
在本实施例中，上述智能家庭能源物联网管理系统还包括双回路直流光伏开关6、单回路直流开关7，双回路直流光伏开关6固定在单相电表5左侧且其用于手动控制光伏面板与逆变器设备的断开与闭合；所述单回路直流开关7固定在双回路直流光伏开关6左侧，其用于手动控制电池组与逆变器设备的断开与闭合。
在本实施例中，上述智能家庭能源物联网管理系统还包括电源模块8，电源模块8固定在单回路直流开关7的左下方，其与能源管理系统9连接且为能源管理系统9提供低压直流电源，保证能源管理系统9的正常运行，电源模块8为AC 220V转DC 5V的电源。
在本实施例中，能源管理系统9固定在单回路直流开关7的左侧且与其连接，能源管理系统9基于树莓派以及通信扩展板。能源管理系统9实现了多种对外通信功能，软件基于Windows IOT操作系统，实现了家庭能源物联网的智能化管理。
在本实施例中，箱体外部设有多个电气连接件和通信接口，且通信接口包括RS485、CAN、BMS、INV。
本实用新型通过集成能源管理系统9、PV侧直流断路器、储能侧直流断路器、交流测交流断路器、backup侧交流断路器、智能电表、继电器2、智能WIFI收发器等核心器件达到智能管理能源的接入和使用，能源管理系统9 通过和智能电表、继电器、智能WIFI收发器的连接通信，可以详细的知道当前的用电量、发电量，同时可以和逆变器进行通信，对逆变器的动作进行控制，也可以通过控制继电器来控制家庭负载的开关，最后可以通过智能WIFI收发器将运行数据上传到云端，客户可以远程查看实时运行状态，并且可以远程控制负载的开关，以及预留modbus和CAN通信接口，可以对外扩展与烟雾，温湿度等传感器连接，当传感器报警后，可以及时切断所有供电回路，保证家庭用电安全，甚至可以和家中水表和气表通信，达到完全做到了家庭能源物联网的智能管理。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种智能家庭能源物联网管理系统，其特征在于，包括箱体、能源管理系统、置于箱体右侧的三个接线端子(1)、置于接线端子(1)左侧的两继电器(2)以及一路交流断路器(3)、一路交流单刀双掷开关(4)与两单相电表(5)，两所述继电器(2)控制两路负载的断开和闭合；三个所述接线端子(1)由左到右依次用于连接火线、零线和地线，其用于其他元器件的接线汇聚以及元器件接线的固定点；所述一路交流断路器(3)固定在继电器(2)左侧，一路交流断路器(3)分别用于手动控制市电侧的断开和闭合以及用于控制手动控制紧急负载回路的断开和闭合；所述一路交流单刀双掷开关(4)固定在一路交流断路器(3)左侧，且其用于为能源管理系统(9)选择供电方式，且供电方式包括市电供电与紧急负载回路供电；两所述单相电表(5)固定在紧急负载回路左侧，分别监控紧急负载回路和市电回路的电能、电压、电流、频率等数据，并且和能源管理系统(9)通过modbus协议通信，将监控到的数据实时上传给能源管理系统(9)。
2.根据权利要求1所述的一种智能家庭能源物联网管理系统，其特征在于：还包括双回路直流光伏开关(6)、单回路直流开关(7)，双回路直流光伏开关(6)固定在单相电表(5)左侧且其用于手动控制光伏面板与逆变器设备的断开与闭合；所述单回路直流开关(7)固定在双回路直流光伏开关(6)左侧，其用于手动控制电池组与逆变器设备的断开与闭合。
3.根据权利要求1所述的一种智能家庭能源物联网管理系统，其特征在于：还包括电源模块(8)，电源模块(8)固定在单回路直流开关(7)的左下方，其与能源管理系统(9)连接且为能源管理系统(9)提供低压直流电源，保证能源管理系统(9)的正常运行，电源模块(8)为AC 220V转DC 5V的电源。
4.根据权利要求3所述的一种智能家庭能源物联网管理系统，其特征在于：所述能源管理系统(9)固定在单回路直流开关(7)的左侧且与其连接，能源管理系统(9)基于树莓派以及通信扩展板。
5.根据权利要求1所述的一种智能家庭能源物联网管理系统，其特征在于：所述箱体外部设有多个电气连接件和通信接口，且通信接口包括RS485、CAN、BMS、INV。
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