TWM583097U - 智慧節省電費管控系統 - Google Patents

Abstract

本創作公開一種智慧節省電費管控系統，包括一中央運算管控系統、一電力供應系統、及一電力供應監控調整系統。電力供應系統與電力供應監控調整系統分別電性連接於中央運算管控系統，且電力供應系統經電力供應監控調整系統連接於一負載系統。電力供應系統包含有一電池電力端及一市電電力端，電池電力端與市電電力端分別配置用以供電至負載系統。電力供應監控調整系統配置用以監控市電電力端、負載系統、及電池電力端，並產生即時監控資料，且中央運算管控系統配置用以根據即時監控資料調整市電電力及電池電力的供電。

Description

智慧節省電費管控系統

本創作涉及一種管控系統，特別是指一種智慧節省電費管控系統。

目前住家、公司、或工廠等具高用電需求的使用者，通常都會跟電力公司簽定市電電力使用的契約容量以確保用電需求，但是如果負載用電量超出契約容量，就需另外支付昂貴的超約電費。因此，為避免另外支付昂貴的超約電費，現有技術中，會在負載用電量快達到契約容量時，降低負載用電量。然而，此種方式並不是最佳控制方式，舉例來說，有的冷氣設備離預定溫度尚有一段距離即停止運作來降低耗電量，而不能達到人體舒適度的目的。因此，如何在不降低負載用電量的情況下，達到有效節省電費，係業界所亟待解決之重要課題之一。

本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種智慧節省電費管控系統。

為了解決上述的技術問題，本創作所採用的其中一技術方案是，提供一種智慧節省電費管控系統，包括一中央運算管控系統、一電力供應系統、及一電力供應監控調整系統，所述電力供應系統與所述電力供應監控調整系統分別電性連接於所述中央運算管控系統，且所述電力供應系統經由所述電力供應監控調整系統連接於一負載系統，所述電力供應系統包含有一電池電力端及一市電電力端，所述電池電力端與所述市電電力端分別配置用以電連接並供電至所述負載系統，所述電力供應監控調整系統配置用以監控所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端，且所述中央運算管控系統配置用以執行下列步驟：設定所述負載系統的負載標的用電功率；透過所述電力供應監控調整系統，取得所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料；根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率；及若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率是高於設定的負載標的用電功率時，令所述電池電力端關閉充電，並令所述電池電力端進行放電，以調整所述市電電力端的供電功率，使所述市電電力端於一預定周期中平均的供電功率低於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，令所述電池電力端進行充電，但使所述電池電力端的充電最大功率與所述負載系統實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，並且低於設定的負載標的用電功率的百分之三十時，令所述電池電力端進行充電，但使所述電池電力端的充電最大功率與所述負載系統實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，令所述電池電力端進行充電，但使所述電池電力端的充電最大功率與所述負載系統實際的負載用電功率於一預定周期中的平均功率不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，但接近於設定的負載標的用電功率的第一百分比~第二百分比，且接近於設定的負載標的用電功率的第二百分比以上時，令所述電池電力端關閉充電，並令所述電池電力端進行放電，以調整所述市電電力端的供電功率，使所述市電電力端的供電功率不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，所述第一百分比為80%，所述第二百分比為95%。

在一優選實施例中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：令所述電池電力端進行放電後，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率仍持續增加，則令所述電池電力端至多放電至一放電上限，並記錄與發出警訊。

在一優選實施例中，所述負載標的用電功率是根據一契約容量的功率上限調降0~20%來設定。

在一優選實施例中，所述負載標的用電功率是根據一歷史資料得出的最佳化負載標的用電功率。

在一優選實施例中，所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料包含所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時電壓、電流、功率、溫度、時間的資料。

本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的智慧節省電費管控系統，能隨時監控負載用電量，並據以調控市電電力及電池電力的供電，可在不降低負載用電量的情況下，避免支付昂貴的超約電費，有效節省電費。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。

請參閱圖1、2，為本創作提供的智慧節省電費管控系統之系統架構圖。本創作提供的智慧節省電費管控系統100用以連接於一負載系統900，所述負載系統900可為住家、公司、或工廠相關的用電裝置及設備，但並不以此為限。負載系統900可以是交流負載系統或直流負載系統或包含兩者，並不限制。如圖1所示，智慧節省電費管控系統100主要包括有一中央運算管控系統10、一電力供應系統20、及一電力供應監控調整系統30。電力供應系統20與電力供應監控調整系統30分別電性連接於中央運算管控系統10，且電力供應系統20經由電力供應監控調整系統30連接於一負載系統900。

中央運算管控系統10，如圖2所示，可進一步包括有一運算處理單元101、一儲存單元102、及一輸出單元103。運算處理單元101可用以：設定系統條件、整合及優化用電統計資料等。儲存單元102可用以：儲存歷史資料、原始設定資料、系統異常資料等。輸出單元103可用以：將相關資料與設定以有線或無線方式傳輸到特定位置，所述特定位置可包括電力供應系統20、電力供應監控調整系統30等相關位置，或是手機、雲端資料庫、顯示裝置等相關位置。

電力供應系統20配置用以供電至負載系統900。電力供應系統20，如圖2所示，可進一步包括有一電池電力端201及一市電電力端202。電池電力端201與市電電力端202分別配置用以供電至負載系統900。

詳細來說，電池電力端201供應的電池電力(直流電,DC)可經由電力供應監控調整系統30轉換成交流電(AC)供應至負載系統900，且電池電力端201可由至少一個以上的二次電池所組成，並可包括有電源管理基板。市電電力端202供應的市電電力(交流電,AC)可經由電力供應監控調整系統30整流後供應至負載系統900。市電泛指由電力公司的電廠產生的電力。

電力供應監控調整系統30配置用以監控電力供應系統20及負載系統900，並將即時監控資料透過有線或無線方式傳輸至中央運算管控系統10。電力供應監控調整系統30，如圖2所示，可進一步包括有一感測單元301、一資訊傳輸單元302、一電力分配調控單元303。

詳細來說，感測單元301可由多個感測器組成，可用以：感測系統的電壓、電流、功率、溫度、時間等數據，並產生即時監控資料。資料傳輸單元302可用以：與中央運算管控系統10進行連線，並將即時監控資料傳輸至中央運算管控系統10。電力分配調控單元303例如為功率調節器，可用以：根據中央運算管控系統10的指令，對電池電力端201、市電電力端202進行輸出調節、及對電池電力端201進行充放電管理。

因此，中央運算管控系統10，可用以：根據電力供應監控調整系統30傳輸的即時監控資料，持續的運算來判斷負載系統900的用電狀態，以令電力供應監控調控系統30對電力供應系統20做出電力分配調整。詳細來說，中央運算管控系統10會先設定負載系統900的負載標的用電功率。舉例來說，負載標的用電功率可以依據與電力公司簽訂的市電的契約容量的功率上限調降0~20%來設定。另外，負載標的用電功率也可以依據一歷史資料而得出的最佳化負載標的用電功率。並且，中央運算管控系統10可透過電力供應監控調控系統30，取得市電電力端202、負載系統900、及電池電力端201的即時監控資料，如即時電壓、電流、功率、溫度、時間等資料。接者，中央運算管控系統10即可根據取得的即時監控資料，判斷負載系統900實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，當中央運算管控系統10根據取得的即時監控資料，判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，代表此時有一些多餘市電電力的使用空間，中央運算管控系統10即可令電池電力端201進行充電，例如透過電力供應監控調控系統30將市電電力端202提供的市電電力(交流電,AC)轉換成直流電(DC)後提供給電池電力端201進行充電，但使電池電力端201的充電最大功率與負載系統900實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，當中央運算管控系統10根據取得的即時監控資料，判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，且低於設定的負載標的用電功率的30%時，代表此時有充足市電電力的使用空間，中央運算管控系統10即可令電池電力端201進行充電，但使電池電力端201的充電最大功率與負載系統900實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，當中央運算管控系統10根據取得的即時監控資料，判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，中央運算管控系統10即可令電池電力端201進行充電，但使電池電力端201的充電最大功率與負載系統900實際的負載用電功率於一預定周期(如每15分鐘或每30分鐘)中的平均功率不大於設定的負載標的用電功率，藉此有效利用市電電力使電池電力端201能充飽電，且可避免支付超約電費。

在一優選實施例中，當中央運算管控系統10根據取得的即時監控資料，判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，但接近於設定的負載標的用電功率的80%(第一百分比)~95%(第二百分比)，即可以有線或無線發出緊急警訊，且接近於設定的負載標的用電功率的95%(第二百分比)以上時，中央運算管控系統10即會令電池電力端201關閉充電，並令電池電力端201進行放電，以調整市電電力端202的供電功率，使市電電力端202的供電功率不大於設定的負載標的用電功率。藉此，以避免可能市電電力端202因自我保護發生緊急斷電狀況，並且可透過有線或無線發出緊急警訊，讓使用者有緩衝時間去調整負載用電功率。

需說明的是，如果市電電力端202斷電，電力可由電池電力端201全部提供，但電池電力端201設定至多放電到一放電上限，並記錄及發出警訊。

在一優選實施例中，當中央運算管控系統10根據取得的即時監控資料，判斷出負載系統900實際的負載用電功率是高於設定的負載標的用電功率時，中央運算管控系統10即令電池電力端201關閉充電，並令電池電力端201進行放電，以調整市電電力端202的供電功率，使市電電力於一預定周期(如每15分鐘或每30分鐘)中平均的供電功率低於設定的負載標的用電功率。藉此，雖然負載系統900實際的負載用電功率已經高於設定的負載標的用電功率，但只要使市電電力端202在預定周期中，例如每15分鐘或每30分鐘中平均的供電功率不大於設定的負載標的用電功率，即可在不降低負載用電功率的情況下，避免支付超約電費，有效節省電費。

在一優選實施例中，在電池電力端201進行放電後，當中央運算管控系統10根據取得的即時監控資料，判斷出負載用電功率仍持續增加，則會令電池電力端201至多放電到一放電上限，並記錄與發出警訊。

另外，中央運算管控系統10還可依據電力監控調控系統30所提供的即時監控資料，整合成每日/每周/每月/每季/每年等的歷史資料。並且，歷史資料可存放於儲存單元102，但也可以存放於遠端裝置、攜帶型裝置等，以供使用者參考。並且，中央運算管控系統10也可依據歷史資料進行模擬運算，以得出最佳化負載標的用電功率，從而根據最佳化負載標的用電功率調整目前設定的負載標的用電功率。因此，藉由中央運算管控系統10自動根據負載系統900過去的用電量相關的歷史資料，計算出符合使用者需求的最佳化負載標的用電功率，可以減少使用者的電費支出，有效節省電費。並且，本系統可配合電廠發電尖峰轉移，抑低尖峰用電量及提升用電效率，降低電廠無效發生。

由以上這些優選實施例，本創作可以歸納出一種智慧節省電費管控方法，其流程示意圖請參考圖3所示，並請斟酌參考圖1及圖2。本實施例的智慧節省電費管控方法適用於一智慧節省電費管控系統(例如上述實施例之智慧型節省電費管控系統)。

首先，於步驟S103中，令中央運算管控系統10，設定負載系統900的負載標的用電功率。舉例來說，負載標的用電功率可以依據與電力公司簽訂的市電的契約容量的功率上限調降0~20%來設定，例如簽訂的契約容量可供應用戶的功率上限為180KW，負載標的用電功率即可設定為144~180KW。另外，負載標的用電功率還可以根據負載系統900過去的用電量相關的歷史資料得出的最佳化負載標的用電功率進行調整。另外，還可增加電池電力端201的二次電池的供電能力，以進一步提升用電效率。

接著，於步驟S105中，令中央運算管控系統10，透過電力供應監控調整系統30，取得市電電力端202、負載系統900、電池電力端201的即時監控資料。舉例來說，即時監控資料可包含有市電電力端202、負載系統900、及電池電力端201的即時電壓、電流、功率、溫度、時間等資料。並且，即時監控資料可透過有線或無線方式傳輸至中央運算管控系統10。

然後，於步驟S107中，令中央運算管控系統10，根據取得的即時監控資料，判斷負載系統900實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率。

在本實施例中，若步驟S107的判斷結果為否時，亦即判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，執行步驟S109，即令電池電力端201進行充電，但使電池電力端201的充電最大功率與負載系統900實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，若步驟S107的判斷結果為否時，亦即判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，並且還低於設定的負載標的用電功率的30%時，才令電池電力端201進行充電，但使電池電力端201的充電最大功率與負載系統900實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，若步驟S107的判斷結果為否時，亦即判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，即令電池電力端201進行充電，但使電池電力端201的充電最大功率與負載系統900實際的負載用電功率於一預定周期中的平均功率不大於設定的負載標的用電功率。

在一優選實施例中，若步驟S107的判斷結果為否時，亦即判斷出負載系統900實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，但接近於設定的負載標的用電功率的80%~95%，並且是接近於95%以上時，不令電池電力端201進行充電，反之，令電池電力端201關閉充電，並令電池電力端201進行放電，以調整市電電力端202的供電功率，使市電電力端202的供電功率不大於設定的負載標的用電功率。

在本實施例中，若步驟S107的判斷結果為是時，亦即判斷出負載系統900實際的負載用電功率是高於設定的負載標的用電功率時，執行步驟S111，即令電池電力端201關閉充電，並令電池電力端201進行放電，以調整市電電力端202的供電功率，使市電電力端202於一預定周期中平均的供電功率低於設定的負載標的用電功率。

進一步來說，在令電池電力端201進行放電後，若判斷出負載系統900實際的負載用電功率仍持續增加，則令電池電力端201至多放電至一放電上限，並記錄與發出警訊，可避免影響電池使用壽命。

綜合以上述，本創作提供的智慧節省電費管控系統，能隨時監控負載用電量，並據以調控市電電力及電池電力的供電，可在不降低負載用電量的情況下，避免支付昂貴的超約電費，有效節省電費。

100‧‧‧智慧節省電費管控系統 10‧‧‧中央運算管控系統 101‧‧‧運算處理單元 102‧‧‧儲存單元 103‧‧‧輸出單元 20‧‧‧電力供應系統 201‧‧‧電池電力端 202‧‧‧市電電力端 30‧‧‧電力供應監控調整系統 301‧‧‧感測單元 302‧‧‧資訊傳輸單元 303‧‧‧電力分配調控單元 900‧‧‧負載系統 AC‧‧‧交流電 DC‧‧‧直流電 S103~S111‧‧‧步驟

圖1為本創作的智慧節省電費管控系統之系統架構圖。

圖2為本創作的智慧節省電費管控系統之細部系統架構圖。

圖3為本創作的智慧節省電費管控方法流程圖。

Claims (10)

1. 一種智慧節省電費管控系統，所述智慧節省電費管控系統包括一中央運算管控系統、一電力供應系統、及一電力供應監控調整系統，所述電力供應系統與所述電力供應監控調整系統分別電性連接於所述中央運算管控系統，且所述電力供應系統經由所述電力供應監控調整系統連接於一負載系統，所述電力供應系統包含有一電池電力端及一市電電力端，所述電池電力端與所述市電電力端分別配置用以電連接並供電至所述負載系統，所述電力供應監控調整系統配置用以監控所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端，且所述中央運算管控系統配置用以執行下列步驟：
   設定所述負載系統的負載標的用電功率；
   透過所述電力供應監控調整系統，取得所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料；
   根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率；及
   若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率是高於設定的負載標的用電功率時，令所述電池電力端關閉充電，並令所述電池電力端進行放電，以調整所述市電電力端的供電功率，使所述市電電力端於一預定周期中平均的供電功率低於設定的負載標的用電功率。
2. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，令所述電池電力端進行充電，但使所述電池電力端的充電最大功率與所述負載系統實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。
3. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，並且低於設定的負載標的用電功率的百分之三十時，令所述電池電力端進行充電，但使所述電池電力端的充電最大功率與所述負載系統實際的負載用電功率的總和不大於設定的負載標的用電功率。
4. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率時，令所述電池電力端進行充電，但使所述電池電力端的充電最大功率與所述負載系統實際的負載用電功率於一預定周期中的平均功率不大於設定的負載標的用電功率。
5. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：根據取得的所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料，判斷所述負載系統實際的負載用電功率是否高於設定的負載標的用電功率，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率未高於設定的負載標的用電功率，但接近於設定的負載標的用電功率的第一百分比~第二百分比，且接近於設定的負載標的用電功率的第二百分比以上時，令所述電池電力端關閉充電，並令所述電池電力端進行放電，以調整所述市電電力端的供電功率，使所述市電電力端的供電功率不大於設定的負載標的用電功率。
6. 如申請專利範圍第5項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述第一百分比為80%，所述第二百分比為95%。
7. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述中央運算管控系統更配置用以執行下列步驟：令所述電池電力端進行放電後，若判斷出所述負載系統實際的負載用電功率仍持續增加，則令所述電池電力端至多放電至一放電上限，並記錄與發出警訊。
8. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述負載標的用電功率是根據一契約容量的功率上限調降0~20%來設定。
9. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述負載標的用電功率是根據一歷史資料得出的最佳化負載標的用電功率。
10. 如申請專利範圍第1項所述的智慧節省電費管控系統，其中，所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時監控資料包含所述市電電力端、所述負載系統、及所述電池電力端的即時電壓、電流、功率、溫度、時間的資料。