[發明專利]基于電價峰谷差的智能家居微網系統

在審

• 申請號: 201510271316.9
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104901325A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 李貽濤;劉超;馬軍;劉畢杰;范小遠;王智慧;李暢
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J13/00
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及儲能技術、智能家居技術，是一種基于電價峰谷差的智能家居微網系統。

背景技術

中華人民共和國發展和改革委員會于2013年發布文件，加強用電需求側管理，鼓勵居民用戶參與電力移峰填谷，要求各地在2015年底前完善居民階梯電價制度，實行分時段電價政策。雖然分時段的電價政策使得深夜至凌晨用電最便宜，但對于居民來說，洗衣、做飯等生活用電也不可能直接轉移到這個時間段，這可能導致經濟調控政策對居民用戶來說效果并不理想。迄今尚未見有關將儲能、逆變、智能家居微網系統集為一體，解決非工業電力用戶參與移峰填谷的文獻報道和實際應用。

發明內容

本發明的目的是，為解決特定技術問題，對現有的單元電路及電器元件進行有機的組合和創新，使組合要素具有創造性的基于電價峰谷差的智能家居微網系統，它能夠參與電網的移峰填谷，實現電能自儲自用，做到合理用電，降低電費支出，其結構合理，控制方便，自動化程度高，使用效果佳。

實現本發明目的采用的技術方案是，一種基于電價峰谷差的智能家居微網系統，其特征是，能夠在每天電價最低的時段儲存電能，在電價最高時段釋放電能自用，它包括箱體和智能終端兩部分，在箱體內置有控制器，蓄電器，充電器，逆變器和交流接觸器JC1、JC2、JC3，市電順序與交流接觸器JC2和用戶電器電連接；市電順序與交流接觸器JC1、充電器的輸入端電連接，充電器的輸出端分別與蓄電器和逆變器的輸入端電連接,?逆變器控制信號輸入端與控制器電連接，逆變器輸出端順序與交流接觸器JC3和用戶電器電連接，市電為電源，經交流接觸器JC2給用戶電器供電，同時，市電經交流接觸器JC1到充電器給蓄電器充電；斷開交流接觸器JC1、JC2后，蓄電器的電能經逆變器轉換為標準的工頻電能，經交流接觸器JC3給用戶電器供電；蓄電器給控制器提供直流電源，保證控制器總是處于工作狀態；交流接觸器JC1、JC2線圈工作電源由市電提供，交流接觸器JC3線圈工作電源由逆變器提供,智能終端為智能手機、平板電腦、智能電視，通過WIFI連接箱體內的控制器給控制器設置運行參數。

在所述的市電與交流接觸器JC2之間設有霍爾電流傳感器i1。

在所述的逆變器與交流接觸器JC3之間設有霍爾電流傳感器i2。

所述的控制器包括：核心部分的AVR單片機ATmega16、?WIFI模塊ESP8266、低功耗時鐘日歷芯片PCF8563、霍爾電流傳感器HBC-LSP、交流接觸器或固態繼電器、復位按鍵Key1和恢復網絡默認參數按鍵Key2，負責接收智能終端的指令，在設置的時間段自動控制充電器進行儲能；在指定時間段或者市電停電時，自動進入逆變狀態，給用戶電器供電；復位按鍵Key1、恢復網絡默認參數按鍵Key2可以保證控制器能夠提供一個WIFI服務接入信號，以使智能終端的接入，配置運行參數。

蓄電器可采用免維護鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、超級電容等儲能元件，其容量需要根據用戶的實際情況計算確定。蓄電器的容量、壽命是制約本發明推廣應用的關鍵因素。隨著儲能技術的飛速進步，這個瓶頸將不再是問題。

充電器負責將220V工頻交流電轉換為12V直流電，給蓄電器充電。充電器采用市售成熟的產品，應該具有三段式智能化充電、短路輸出保護、充電電池逆接保護、過溫保護以及充電狀態反饋等功能。

逆變器負責將蓄電器的12V直流電轉換為標準的220V工頻交流電，給用戶電器供電。逆變器要根據用戶選擇的容量確定，采用市售成熟產品。逆變器應該具有低壓保護、高壓保護、過載保護、短路保護、高溫保護、電池保護、浪涌保護等功能，要能夠自動判斷蓄電器電壓是否支持逆變，可以實現逆變的自動停止，保護蓄電器。

霍爾電流傳感器i1、i2用于測量回路電流，以便實現過流保護功能。

智能終端軟件是一套運行在智能手機、智能電視、平板電腦等智能終端設備上的控制軟件，命名為：掌上能源管家，其部分界面見圖3、圖4。在手機上下載安裝該軟件后，打開手機的WIFI功能，在可用連接中能夠找到控制器建立的WIFI接入點ToSavePower，點擊該連接，輸入默認密碼9～0十個數字，連接成功后表明智能終端和控制器建立了基本通信。

運行掌上能源管家，在界面中點擊【連接】按鈕，可以測試控制器的通信端口是否正常。如果正常通信，則主界面中顯示“連接成功”。