本實用新型涉及家庭智能用電管理領(lǐng)域，尤其涉及一種智能家電管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來我國高峰負荷逐年攀升，特別是一些經(jīng)濟發(fā)達省份的尖峰負荷屢創(chuàng)新高，對系統(tǒng)可靠運行造成了很大的威脅。為滿足電力峰荷需求，需要大量備用電能，這將造成非峰荷時段的資源浪費。在夏季用電高峰，空調(diào)負荷非常大，但是如果能夠?qū)⒖照{(diào)的溫度提高2攝氏度，就可以削減空調(diào)電力負荷的10％到15％，也就是可以削減大約50萬到75萬kw的電力高峰期容量需求。

在電網(wǎng)調(diào)峰方面，傳統(tǒng)的做法是拉閘限電的調(diào)峰策略，會對居民的生活造成很多不便，甚至會造成用戶經(jīng)濟上的損失；在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，智能電網(wǎng)的雙向交互技術(shù)可以指導(dǎo)用戶合理用電，有效的調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷峰谷差，從而提高電能利用率和電網(wǎng)的運行效率。智能用電作為電力“發(fā)、輸、調(diào)、變、配、用”的重要一環(huán)，是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵所在。越來越多的研究者開始從需求側(cè)響應(yīng)入手，研究需求側(cè)管理。傳統(tǒng)的需求響應(yīng)DR主要針對工商業(yè)等大型電力用戶展開，電方式比較被動。在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，智能終端設(shè)備的接入，電力通信技術(shù)的發(fā)展促進了智能用電雙向交互技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)家電智能管控提供了技術(shù)基礎(chǔ)。家電智能管控充分考慮了用戶用電的自由行和差異性，可以在保證用戶正常用電的前提下實現(xiàn)配電網(wǎng)負荷的調(diào)峰目的并利用需求響應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)削峰填谷。

對于目前的智能家電管控系統(tǒng)，系統(tǒng)各個組件之間的通信系統(tǒng)層次性凌亂，往往需要各個組件都能夠具有相同的信息傳輸功能，不利于各個設(shè)備的設(shè)計和制造。并且現(xiàn)有的系統(tǒng)沒有考慮家電與用戶的遠程控制方面。因此，本專利基于智能用電雙向交互技術(shù)，針對居民用戶參與家電智能管控，以削峰填谷為目標，在考慮用戶用電舒適度的情況下，盡可能改善電網(wǎng)的負荷曲線。本專利制定了新的的通信策略，主站承擔絕大多數(shù)的信息交互功能，其它設(shè)備只具有收信息或者發(fā)信息的功能。這樣系統(tǒng)內(nèi)的信息傳輸會更有規(guī)律，維護也更加方便。最重要的是，通信功能的簡化對于設(shè)備的設(shè)計也更有利。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供給了一種家電智能管控系統(tǒng)，包括用電信息采集裝置、智能電表、主站、用戶終端、數(shù)據(jù)處理中心、控制中心、用電設(shè)備控制裝置，中用電信息采集裝置與用電設(shè)備控制裝置以嵌入式方式內(nèi)置于用電設(shè)備中或以非嵌入式方式與用電設(shè)備直接相連，同時用戶側(cè)各設(shè)備的用電數(shù)據(jù)匯集于智能電表，進一步與電網(wǎng)側(cè)主站進行交互，電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)處理中心及控制中心根據(jù)運行狀態(tài)信息進行分析并發(fā)出控制指令，經(jīng)由智能電表向設(shè)備端發(fā)送指令，實現(xiàn)設(shè)備管控。

用電信息采集裝置一端用于插座，一端用于用電設(shè)備，當有用電設(shè)備開始工作后，各用電設(shè)備的用電信息采集裝置將采集到的用戶用電信息匯總到相連的智能電表上。

智能電表在匯總收集到的用電信息后，將用戶的用電信息顯示在屏幕上，并且將用電信息通過電力線專網(wǎng)傳輸?shù)轿挥诠╇娋值闹髡局小?/p>

主站是進行信息匯總的中心，主站安裝在供電局內(nèi)，可以和用戶終端利用無線通信公網(wǎng)進行通信，將智能電表傳送來的用電信息傳送都數(shù)據(jù)處理中心，可以接受供電局下發(fā)的電價信息和電網(wǎng)負荷信息，可以和數(shù)據(jù)處理中心、用戶終端進行雙向通信，可以向控制中心下發(fā)控制指令。

用戶終端是用戶可操作的智能設(shè)備，所述用戶終端包括智能手機和筆記本電腦，用戶可以利用用戶終端向主站發(fā)送控制、查詢、訪問等各種指令，主站也可以向用戶終端發(fā)送用電信息。

數(shù)據(jù)處理中心位于供電局內(nèi)，是系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理的中心，主站將電價信息、用電信息、電網(wǎng)負荷狀態(tài)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心進行數(shù)據(jù)分析，制定管控家電狀態(tài)的策略，并將得到的家電智能控制方案發(fā)送到主站。

控制中心位于小區(qū)或片區(qū)的集中機房，當主站在得到數(shù)據(jù)分析中心下發(fā)的管控方案后，將管控方案發(fā)送到控制中心，控制中心將控制方案拆分成單個家庭的控制信息，下發(fā)到位于家庭內(nèi)部的用電設(shè)備控制裝置。

用電設(shè)備控制裝置位于用戶家中，只能夠接受控制中心下發(fā)的控制命令，不能發(fā)送信息，可以根據(jù)控制中心下發(fā)的控制信息調(diào)控家用電器的用電狀態(tài)。

本實用新型具有如下技術(shù)效果：

1.本實用新型系統(tǒng)可以實時采集用戶家庭中的各種用電設(shè)備的電力信息，對于用戶來說，可以隨時了解家庭的用電信息。通過用戶的用電習慣制定相應(yīng)的用電策略，使用戶獲得更好的經(jīng)濟效益，對于配電網(wǎng)來說，主站可以獲取實時的電價信息和負荷信息，在指定家電控制策略時，可以通過制定相應(yīng)的家電控制策略來使得電網(wǎng)負荷平穩(wěn)過渡。

2.本實用新型的智能家電管控系統(tǒng)中的各組件可以通過無線通信公網(wǎng)和電力網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進行信息的雙向傳輸，在主站將用戶的實時用電信息傳送給用戶終端時，可以利用公用無線網(wǎng)和傳統(tǒng)的通信手段將信息發(fā)送到用戶終端，這種通信方式的覆蓋面廣，穩(wěn)定，通信容量大，適合用于和大量用戶之間通信；在主站獲取配電網(wǎng)負荷狀態(tài)時，可以利用電力網(wǎng)來獲?。还╇娋衷谙掳l(fā)電價信息也可以通過電力網(wǎng)進行傳輸；電力網(wǎng)傳輸方式適合用于傳輸保密性較高，實時性較強的信息。

3.本實用新型可以融合現(xiàn)有的多種通信網(wǎng)，如以太網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、電力網(wǎng)等，用戶可以通過不同的網(wǎng)絡(luò)來和供電部門進行通信，也可以實時遠程控制家庭的用電設(shè)備，了解實時的家庭用電信息，供電部門也可以通過不同的網(wǎng)絡(luò)方式向用戶發(fā)送實時的電價信息。

4.本實用新型的智能家電管控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對外部電能表的信息采集功能，在實現(xiàn)了傳統(tǒng)的電表計費功能之外，還擴展了遠程向主站交互電表信息及控制指令的功能，智能電表采集當前用電設(shè)備的用電信息，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將用電信息傳輸?shù)街髡?，主站將用電信息傳送到?shù)據(jù)分析中心，數(shù)據(jù)分析中心可以根據(jù)用戶的用電信息得到用于的用電習慣；主站在獲得受電商的電價信息和電網(wǎng)負荷情況，也傳送到數(shù)據(jù)分析中心；數(shù)據(jù)分析中心通過綜合分析用戶用電習慣、電價、配電網(wǎng)負荷情況建模求解得到最佳的家電智能管控方案，智能管控系統(tǒng)根據(jù)管控方案調(diào)整家電的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了供電的遠停遠送，避免了采用人工管理的各種弊端。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的智能家電管控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本實用新型所述的數(shù)據(jù)處理中心獲取家電控制方案流程圖

具體實施方式

下面參照附圖來說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1所示：本實用新型提供了一種家電智能管控系統(tǒng)，包括用電信息采集裝置、智能電表、主站、用戶終端、數(shù)據(jù)處理中心、控制中心、用電設(shè)備控制裝置。

各用電信息采集裝置，智能電表，用電設(shè)備控制裝置可以設(shè)置在用戶家中，用戶終端可以是用戶的通訊工具，含筆記本電腦，智能手機等；控制中心可以安置在小區(qū)或劃分片區(qū)的集中機房；主站，數(shù)據(jù)分析中心安裝在供電局。

用電設(shè)備分成四類，不可調(diào)控設(shè)備，如電燈，電腦等設(shè)備；可調(diào)控即時設(shè)備，如空調(diào)；可調(diào)控能量轉(zhuǎn)移設(shè)備，如熱水器；充電設(shè)備，如蓄電池等；系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)備的用電類型不同，制定相應(yīng)的用電管控方案。

用電信息采集裝置和智能電表安裝有無線局域網(wǎng)接口，用電信息采集設(shè)備可以向智能電表傳送采集到的用電信息。智能電表除了擁有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口外，還具有電力網(wǎng)接口，可以通過電力線向主站傳輸信息。

電力信息采集裝置和智能電表安裝有局域網(wǎng)接口，可以和智能電表進行通信，每一類用電設(shè)備都連接一個用電信息采集設(shè)備，用電信息采集設(shè)備的一端接插座，另一端接用電設(shè)備；當插座給用電設(shè)備供電時，電力信息采集設(shè)備會采集到用戶的用電信息，多個用電信息采集裝置可以通過家庭局域網(wǎng)，如WIFI，將采集到的用電信息傳送到智能電表，智能電表經(jīng)過匯總，在屏幕上顯示用戶的用電量和已用電費。

智能電表除了安裝有無線局域網(wǎng)接口，還安裝有電力網(wǎng)通信接口，在收集到用戶的用電信息后，將用戶的用電信息通過電力線專網(wǎng)，傳送到設(shè)置于供電局的主站中。

主站是整個家電智能管控系統(tǒng)通信的中心，主站中設(shè)有各種無線網(wǎng)接口和有線網(wǎng)接口，主站可以通過無線通信公網(wǎng)和用戶終端互通消息，也可以通過電力網(wǎng)向中心控制裝置互通消息。

主站收到來自智能電表發(fā)送到的用戶的用電信息后，將用戶的用電信息傳送到位于供電局的數(shù)據(jù)處理中心，供電局下發(fā)的電價和信息和電網(wǎng)負荷狀態(tài)也通過主站傳出到數(shù)據(jù)處理中心。

數(shù)據(jù)處理中心在收到一定量的當用電信息后，通過數(shù)學模型，建模求解，得出用戶的用電習慣，并且存儲與數(shù)據(jù)處理中心的存儲模塊中，為制定符合用戶用電習慣的用電方案做準備。

數(shù)據(jù)處理中心和主站之間可以進行專網(wǎng)通信，專網(wǎng)通信的優(yōu)勢是安全性高，容量大，延時小，適用于拓撲簡單，數(shù)據(jù)實時性要求較高的通信環(huán)境，如圖2所示，數(shù)據(jù)處理中心將用戶的用電信息分類，將可以用于智能調(diào)控的用電信息，如空調(diào)用電，熱能用電分為可調(diào)控負荷，將不能用于智能調(diào)控的用電信息，如電燈，電腦等用電作為不可調(diào)控負荷。數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)用戶的用電習慣、用電設(shè)備的功率和用電特點將可調(diào)控負荷進行優(yōu)先級的劃分，在綜合考慮電網(wǎng)負荷和電價，利用數(shù)學求解得到能夠滿足電網(wǎng)負荷平穩(wěn)過渡和用戶用電經(jīng)濟化的智能家電調(diào)控方案。

由于電網(wǎng)供電一般是對整個小區(qū)統(tǒng)一進行供電，一次主站在得到家電管控模型后，通過電力線專網(wǎng)，將整個小區(qū)的家電智能管控方案信息打包下發(fā)到位于小區(qū)或者街道的控制中心。

控制中心的功能是接受來自主站的控制信息，并且對整個小區(qū)的家電管控方案進行拆分，并將具體每個家庭的控制信息下發(fā)到用戶家庭中的用電設(shè)備控制裝置。

用電設(shè)備控制裝在收到控制信息后，根據(jù)控制信息調(diào)控相應(yīng)的用電設(shè)備，從而實現(xiàn)系統(tǒng)智能管控用戶家電的目的。

主站在通過智能電表收集到用戶的用電信息后，可以通過無線通信公網(wǎng)，將家用電器的用電信息傳送到用戶終端上，用戶可以隨時隨地了解到家中電器的運行狀態(tài)。

進一步的，供電局可以將該段時間的實時電價發(fā)送到用戶終端上，用戶可以隨時了解詳細的電價信息，并且根據(jù)當日的電價信息來決定自己的業(yè)務(wù)需求。

用戶可以利用用戶終端，所述用戶終端包括智能手機和筆記本電腦，通過無線通信公網(wǎng)向主站發(fā)送家電控制信息，用戶的控制信息分為緊急控制信息和非緊急控制信息，緊急控制信息是指立刻執(zhí)行該家電控制信息，不考慮家電優(yōu)化的問題，非緊急控制信息則是根據(jù)綜合考慮多方面因素得到的智能優(yōu)化管控方案來控制家電的運行狀態(tài)。

主站收到用戶終端發(fā)送的家電控制信息后，將一個小區(qū)的家電控制信息打包通過電力線專網(wǎng)下發(fā)至位于小區(qū)內(nèi)或街道的控制中心，控制中心在把控制信息拆封，分別下傳到各個用戶家庭的用電設(shè)備控制裝置中，用電設(shè)備控制裝置在根據(jù)控制信息來實時調(diào)控家庭內(nèi)部的家電運行狀態(tài)。

用戶也可以根據(jù)自己的實際情況在智能終端上制定自己的用電習慣和用電規(guī)律，通過無線通信公網(wǎng)發(fā)送到位于供電局的主站，主站收到用戶終端的用電習慣后，將替換掉原來由用戶用電信息建模求解得出的用電信息，進而存儲由用戶自己制定的用電習慣。

本實用新型的智能家電控制模型對家庭中各種具體的用電信息進行分類采集，并且能實現(xiàn)和智能電表，主站之間的通信，主站和用戶終端也可以進行雙向通信；用戶可以通過電腦或者智能手機實時了解電價信息和自己的用電情況，同時也可以在自己的終端上編輯控制信息，對自己的家電進行遠程調(diào)控，本實用新型充分體現(xiàn)了現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)+的思維，將電子科技融入到了人們的日常用電環(huán)節(jié)，使用戶有了更優(yōu)質(zhì)的生活服務(wù)。

本實用新型的智能家電控制模型還可以給設(shè)社會帶來經(jīng)濟效益，通過用戶的用電習慣和電價信息，優(yōu)化用戶的用電規(guī)律，不僅可以為用戶節(jié)省電價，還可以有效的節(jié)省電能，充分利用棄能，負荷現(xiàn)在綠色能源的發(fā)展理念；同時，綜合電網(wǎng)負荷的家電智能優(yōu)化模型還可以通過控制家電的運行狀態(tài)，使得電網(wǎng)負荷平穩(wěn)過渡，達到削峰填谷的目的。

雖然已經(jīng)詳細的說明了本實用新型的內(nèi)容和優(yōu)點，但是應(yīng)當理解在不超出所附的權(quán)利要求所限定的本實用新型的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替換和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本實用新型的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本實用新型可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。