[發明專利]一種基于用電波形分析的能源監控管理系統及方法

有效

• 申請號: 201410194127.1
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103984307A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 李強;郭劍虹;武中;陳春;徐紅濤;侍必勝;薛磊;顧芳紫;王慧霞;呂智靈;吳爽;吳婧妤;汪鵬;王通
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司經濟技術研究院;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及智能用電能效管理領域，特別涉及一種用于家庭的能源監控管理系統。

背景技術

隨著居民生活水平的提高以及新型電器設備的不斷出現，越來越多的電器進入居民家庭，隨之而來的是用電負荷快速增長，電能消耗越來越多很多設備存在待機耗能問題，設備的能效提高以及不同設備之間的匹配需要科學的管理，用戶端的能源管理因此受到了越來越多的關注。

家庭用電信息主要還是以電費賬單的形式反饋給用戶，電費賬單只告知用戶家庭的總用電量而不能顯示詳細的能耗構成。目前，智能家居電量采集包括兩種方式：一是對于智能網絡家電，能將自身運行狀態和用電量以數字化形式獲取；二是對于普通家用電器，每臺家電通過配置一個智能插座接入電源，利用對應的智能插座采集每臺家電的用電量及工作狀態。

雖然各用電設備生產廠家都在積極研發新型智能產品，但階段成果比較有限且智能網絡家電價錢較高，因此普及率不高；各家庭都還使用傳統的用電設備，隨著智能家居的發展，用戶希望在擁有傳統用電設備基礎上體驗智能家居生活，所以對傳統的家庭進行能效管理具有一定的難度，智能插座等產品的開發只是能效管理的初級階段，還不能算是真正的智能，只是一種智能化產品，還需要人工進行參與和管理。

現有技術的家庭智能用電監控系統，一般使用電壓互感器、電流互感器實現監測家用電氣裝置的電壓和電流，對監測到的電壓和電流的數據進行處理后通過開關模塊命令家用電氣裝置的功耗和開關裝置，需要在每臺電器上安裝智能插座，實施方案復雜，成本高。例如專利CN101873009公開了一種家庭智能用電監控系統，通過過個分布式測控裝置，監測電氣裝置的電流和電壓數據，通過開關模塊控制電氣的功耗和開關裝置。例如，專利CN103226338提供一種家庭智能監控系統，通過安防智能監控模塊、家電設備智能體監控模塊和能源智能體監控模塊，實現門禁、家電和水氣能源安全，其中，家電設備智能體監控模塊包括第二用戶智能體以及第二環境智能體，第二環境智能體用于采集家電設備的開關信息并發送給管理智能體模塊，管理智能體模塊通過訪問第二用戶智能體模塊以判斷用戶位置并根據用戶位置控制家電設備關閉，該專利仍舊通過安裝智能插座，方案復雜，成本高。同時，上述的家庭智能用電監控系統，均未涉及到電力公司層面對整個家庭電網的監測，當涉及到的家庭很多的時候，上述系統對數據的處理、存儲、分析都是通過多個監控模塊對不同的節點進行監測，數據處理傳輸都存在很大的局限性。

專利CN103617488公開了一種遠程家電用電情況管理系統，包括客戶端、服務器端和家電終端電能監控設備，客戶端負責用戶注冊、顯示家電用電統計分析結果、發送家電開關機命令，能夠使用戶將自己的家電用電情況與自己同在一個地區的其余用戶的用電情況進行分析比較，進而提醒用戶提高節電的意識。但該專利中并沒有對具體家用電氣進行用電分析，也沒有涉及到電力公司對能源信息的管理，使用局限性較大。

發明內容

有鑒于現有技術不能解決對家庭內電器設備用電信息集中采集和家庭能效管理的問題，本發明提供了一種基于用電波形分析的能源監控管理系統，用于家庭能源管理，隨時掌握電器用電狀態及能耗記錄，通過該系統能判斷家庭內用電設備種類并獲取下屬設備用電量，形成能效分析數據庫并實現能效分析。

本發明提供的能源監控管理系統包括：電力信息采集終端、智慧能源管理應用平臺服務器和控制終端，智慧能源管理應用平臺服務器與電力信息采集終端、控制終端相連接，電力信息采集終端與家庭電力總進線連接；家庭電力總進線連接著家庭電器設備，電力信息采集終端采集電器設備用電波形，將用電波形發送給智慧能源管理應用平臺服務器；智慧能源管理應用平臺服務器分辨電器設備種類、品牌與型號，計算下屬設備用電量，對家庭用電進行能效分析，并支持控制終端進行信息查詢和控制操作；控制終端用于為用戶提供用戶信息交互。下屬設備指電力信息采集終端采集到的電器設備。

智慧能源管理應用平臺服務器與電力公司的監測中心終端遠程連接，進行數據傳輸，電力公司的監測中心也可以直接與電力信息采集終端相連接，直接獲取電力信息采集終端采集到的數據。

電力信息采集終端包括電器設備用電波形采集模塊和通信模塊；電器設備用電波形采集模塊用于采集用電設備的用電波形，并通過通信模塊將用電波形發送給智慧能源管理應用平臺服務器。