[發明專利]智能家庭能量控制系統

在審

• 申請號: 201710514867.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107479512A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島恒金源電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及智能家庭技術領域，具體涉及具有可再生能源的智能家庭能量控制系統。

背景技術

當前，能源危機越來越嚴重，這要求各個領域都要降低能耗。然而，隨著家用電器增多，家庭能耗也變得越來越大。節能技術和再生能源被認為是解決家庭能耗問題的一個辦法。為了降低家庭能耗和降低成本，應當同時考慮能量消耗和能量生成這兩個方面。遺憾的是，現有技術中還沒有從這兩方面同時考慮的方案。

發明內容

本發明提出了一種智能家庭電能管理系統，其分別基于ZigBee和電力線通信(PLC)再生能源網關來管理電能消耗和電能生成。該系統中，家庭服務器通過ZigBee收集能量消耗數據，通過再生能源網關收集能量生成數據，從而消耗和生成兩個方面進行考慮，并優化家庭能量的使用。

根據本發明的第一方案，提供一種智能家庭能量管理系統，包括：耗能設備；能量管理通信單元；再生能源設備；再生能源網關；以及家庭服務器。所述能量管理通信單元被配置為與所述耗能設備相連，測量所述耗能設備的能量消耗和功率，并向家庭服務器發送測量值。所述再生能源網關被配置為監視所述再生能源設備的能量生成和狀態，并向家庭服務器發送監視到的再生能數據。所述家庭服務器被配置為：基于從能量管理通信單元接收的測量值生成能量消耗和功率使用資料，基于從再生能源網關接收的再生能數據生成能量和功率生成資料，并基于接收到的測量值和再生能數據控制所述耗能設備的操作和所述再生能源設備的能量生成。

在一個實施例中，所述系統還包括遠程能量管理服務器，其中，所述家庭服務器被配置為與所述遠程能量管理服務器通信連接以訂閱能量門戶服務，并向所述遠程能量管理服務器發送與所述家庭服務器有關的詳細能量信息；以及所述遠程能量管理服務器被配置為處理所述詳細能量信息，并向所述家庭服務器提供處理結果，以便由所述家庭服務器根據處理結果控制相應家庭的能量消耗和能量生成。

在一個實施例中，處理詳細能量信息包括，針對每個家庭和/或針對特定耗能設備來計算平均、最大、最小能量使用，并與其他家庭和/或其他耗能設備進行比較。

在一個實施例中，所述再生能源設備包括電力線通信PLC調制解調器和逆變器，所述再生能源網關被配置為與所述調制解調器和逆變器通信連接，其中所述PLC調制解調器包括用于控制與再生能源網關的通信的連接管理器和用于測量再生能源的感測代理；所述再生能源網關包括用于與所述PLC調制解調器通信的PLC接口、用于與家庭服務器通信的以太網接口、用于與逆變器通信的RS-485接口、連接管理器、數據聚合器和數據發送器，其中，所述連接管理器用于控制和每個PLC調制解調器的連接以聚合數據，所述數據聚合器向每個PLC調制解調器和逆變器發送數據請求消息，并接收相應的狀態數據，所述數據發送器周期性地向家庭服務器發送來自聚合器的聚合數據。

在一個實施例中，所述能量管理通信單元包括通信模塊和測量模塊，所述測量模塊用于測量消耗能力的設備的電壓、電流、功率、能量消耗和功率因數，所述測量模塊還包括向相連的家用電器提供電力或阻斷電力的電力功率模塊；以及所述通信模塊用于通過ZigBee向家庭服務器傳輸所述測量模塊測得的數據。

在一個實施例中，所述家庭服務器包括能量消耗管理器、能量生成管理器、網絡服務模塊、家庭用戶界面、信息數據庫、設備表、數據聚合器、調度管理器、節點控制器和服務器接口，其中所述能量消耗管理器用于創建能量消耗信息，并對所述耗能設備進行控制，所述能量消耗信息包括所述耗能設備的使用模式和總的家庭使用模式；所述能量生成管理器用于根據天氣情況預測所述再生能源設備的能量生成；所述設備表用于管理與能量管理通信單元相連的耗能設備；所述數據聚合器用于隨時間而累積從能量管理通信單元和再生能源網關接收到的數據；所述調度管理器用于參考耗能設備的優先級來修改耗能設備的調度，以降低能量成本；所述節點控制器用于監視和控制能量管理通信單元；所述服務器接口用于與遠程服務器相連。

本發明提出了一種智能家庭能量管理系統，其既考慮能量消耗又考慮能量生成。針對能量消耗，在耗能設備中安裝能量管理通信單元，基于ZigBee測量家用電器和燈的能量使用并向家庭服務器傳輸收集的數據。針對能量生成，在每個太陽能面板中安裝PLC調制解調器來監視其狀態。因此，本發明提出的架構能夠增強家庭能量管理，節省能量成本。

附圖說明

圖1示出了根據本發明實施例的包括再生能的智能家庭電能管理系統的架構；

圖2示出了根據本發明實施例的家庭服務器的示意框圖；