[發(fā)明專利]一種智慧社區(qū)半侵入式電能管理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910675032.4
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110443479A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 金龍;華俊豪;王建華;徐志科;周玲
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q50/16;G06Q50/26;G06N3/04;G06N3/08;G05B15/02;G05B19/418;G01R22/06;G01R22/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳海燕

本發(fā)明公開了一種智慧社區(qū)半侵入式電能管理系統(tǒng)及方法，以云平臺為媒介，整合實現(xiàn)半侵入式用電數(shù)據(jù)采集、電氣負荷識別、電器用電量估算、APP顯示及控制，從而實現(xiàn)用戶家庭智能用電管理。本發(fā)明能有效控制系統(tǒng)建設期間的成本；負荷識別算法能夠在房屋建設完成、戶主入住后根據(jù)不同用電器型號進行模型訓練，降低模型建立和訓練的難度；將功耗顯示與智能家居控制集合于同一套系統(tǒng)中，方便用戶改善用電習慣，及時停止電能浪費的現(xiàn)象。

技術領域

本發(fā)明屬于智能物聯(lián)網(wǎng)領域，尤其涉及一種智慧社區(qū)半侵入式電能管理系統(tǒng)及方法。

背景技術

居民用電是電網(wǎng)用電的重要一環(huán)，居民用戶科學合理用電對推進社會節(jié)能減排、緩解全球能源危機、營造健康堅強電網(wǎng)起著至關重要的作用。一個有效智能的家庭電能管理系統(tǒng)是開展節(jié)能工作的前提，它能幫助居民用戶了解家庭內不同時段各用電器的工作狀態(tài)及電能消耗情況，引導用戶選購節(jié)能設備，制定更加科學的用電計劃，從而達到降低家庭用電能耗的目的。對電力公司來講，根據(jù)用電情況能進行合理的電力調度，大大提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。

現(xiàn)有的對居民用電細節(jié)進行監(jiān)測的方法主要分為侵入式負荷監(jiān)測，非侵入式負荷監(jiān)測。侵入式負荷監(jiān)測實現(xiàn)方法主要是對每一個電器都采用一個或多個傳感器進行信息采集，這種方法采集的電器耗能精度高，但帶來的問題是數(shù)據(jù)采集成本高，不適用于大規(guī)模的智慧社區(qū)應用。相對的非侵入式負荷監(jiān)測技術，只需要在用戶的用電入口處安裝電力監(jiān)測設備，通過對該點收集到的電流、功率等信號進行分析得到家庭中電器的具體用電耗能情況。這種方法自然能夠解決成本問題，但缺點是在模型建立階段需要大量的標簽數(shù)據(jù)集，而在社區(qū)中難以提前獲得每戶家庭每個電器的具體用電特征曲線，難以建立模型。現(xiàn)需要結合兩者優(yōu)點，協(xié)調兩者缺點，在戶內安裝一定數(shù)量的電能采集裝置，實現(xiàn)降低安裝成本、提高數(shù)據(jù)質量、降低建模難度的目的。同時需要一個APP，實現(xiàn)顯示家用電器用電量、控制智能家用電器工作狀態(tài)，從而真正幫助用戶實現(xiàn)電能管理。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：針對以上問題，本發(fā)明提出一種智慧社區(qū)半侵入式電能管理系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)集家用電器用電負荷識別及分解、電器用電量顯示、智能家電工作狀態(tài)控制于一體的智慧社區(qū)半侵入式電能管理。

技術方案：為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種智慧社區(qū)半侵入式電能管理系統(tǒng)，其特征在于，包括電能采集裝置、用電數(shù)據(jù)服務器、云服務器、負荷識別服務器、顯示控制終端；電能采集裝置采集用電數(shù)據(jù)上傳至用電數(shù)據(jù)服務器，并通過云服務器上傳至負荷識別服務器，負荷識別服務器進行負荷識別后，將結果保存至云服務器供顯示控制終端調用，用戶通過顯示控制終端查看用戶情況，并調整家用電器用電行為。

進一步地，還包括社區(qū)綜合功能服務器，連接于云服務器；社區(qū)綜合功能服務器包括社區(qū)監(jiān)控、物業(yè)報修、智能家居控制。

進一步地，顯示控制終端為手機APP。

一種智慧社區(qū)半侵入式電能管理方法，包括步驟：

(1)電能采集裝置安裝在用戶各用電支路上，半侵入式采集各支路用電數(shù)據(jù)，上傳負荷識別服務器；

(2)采集智能家居用電數(shù)據(jù)，上傳負荷識別服務器；

(3)根據(jù)各支路用電功率和智能家居用電負荷特性，人工添加標簽，對負荷識別算法進行訓練；

(4)定期將采集用戶用電信息，通過云服務器上傳至負荷識別服務器進行負荷識別和功率分解；

(5)將負荷識別和功率分解的結果保存至云服務器，供手機APP調用；

(6)用戶通過手機APP查看用電數(shù)據(jù)報表，并調整家用電器用電行為。

進一步地，所述步驟3中，負荷識別算法訓練包括步驟：

(3.1)采集不同電器的用電有功功率，將屬于同一數(shù)據(jù)采集支路的電器進行功率合成；