一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)，包括：發(fā)電裝置；發(fā)電端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電裝置；儲(chǔ)能端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電端切換開關(guān)；儲(chǔ)能裝置，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)；核心負(fù)載端切換開關(guān)，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)；核心負(fù)載，連接所述核心負(fù)載端切換開關(guān)；切換控制器，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)、所述發(fā)電端切換開關(guān)和所述核心負(fù)載端切換開關(guān)；所述切換控制器具有控制信息接口。本實(shí)用新型的目的是能夠根據(jù)外部輸入的控制信息進(jìn)行電力切換控制。
【專利說明】一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力控制領(lǐng)域，特別是涉及一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光伏、風(fēng)力發(fā)電等新型可再生能源技術(shù)的逐漸成熟，新能源也開始逐步走進(jìn)普通的千家萬戶。同傳統(tǒng)的電力供應(yīng)相比，新能源供電具有清潔、無污染，經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)。在利用新能源發(fā)電的同時(shí)也需要對(duì)所發(fā)電力的使用進(jìn)行控制。
[0003]目前在戶用型新能源發(fā)電系統(tǒng)中，主要對(duì)電力采取以下控制方式:新能源發(fā)電同電網(wǎng)相連，當(dāng)新能源發(fā)電足夠家庭負(fù)載使用時(shí)，優(yōu)先使用新能源電力，余電上網(wǎng)；當(dāng)新能源電力不足負(fù)載使用時(shí)，從電網(wǎng)取電使用。新能源發(fā)電量受環(huán)境因素影響，一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)電量存在明顯的峰谷特性，例如，光伏電池的電力輸出自清晨開始，到中午時(shí)最大，傍晚后降至零，新能源發(fā)電和家庭電器用電不可能剛好平衡，有時(shí)候新能源電量出現(xiàn)剩余，余電會(huì)上傳至電網(wǎng),有時(shí)候發(fā)電量不夠,又需要從電網(wǎng)中購(gòu)電。這種電力控制方式中，余電上網(wǎng)的收購(gòu)價(jià)低于自用電價(jià)格，因此如果控制系統(tǒng)中沒有儲(chǔ)能裝置將余電存儲(chǔ)起來，以備發(fā)電量不夠時(shí)使用，或者對(duì)儲(chǔ)能過程控制不精細(xì)，則會(huì)造成用戶用電的不經(jīng)濟(jì)，無法滿足用戶要求。因此有必要提出一種電力控制切換系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶隨時(shí)發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行電力控制，滿足用戶的用電要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是要提供一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)外部輸入的控制信息進(jìn)行電力切換控制。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)，包括:
[0006]發(fā)電裝置；
[0007]發(fā)電端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電裝置；
[0008]儲(chǔ)能端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電端切換開關(guān)；
[0009]儲(chǔ)能裝置，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)；
[0010]核心負(fù)載端切換開關(guān)，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)；
[0011]核心負(fù)載，連接所述核心負(fù)載端切換開關(guān)；
[0012]切換控制器，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)、所述發(fā)電端切換開關(guān)和所述核心負(fù)載端切換開關(guān)；
[0013]所述切換控制器具有控制信息接口。
[0014]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)還連接電網(wǎng)。
[0015]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)還連接非核心負(fù)載端切換開關(guān)，所述非核心負(fù)載端切換開關(guān)連接非核心負(fù)載。[0016]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述電網(wǎng)同所述核心負(fù)載端切換開關(guān)與所述非核心負(fù)載端切換開關(guān)相連。
[0017]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述切換控制器還連接人機(jī)交互裝置和非核心負(fù)載端切換開關(guān)。
[0018]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述人機(jī)交互裝置連接信息采集器，所述信息采集器具有網(wǎng)絡(luò)通信接口，所述信息采集器還與所述發(fā)電裝置、所述儲(chǔ)能裝置、所述核心負(fù)載和所述非核心負(fù)載相連。
[0019]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)能裝置為蓄電池組。
[0020]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述人機(jī)交互裝置為顯示屏和鍵盤或者觸屏顯示器；所述發(fā)電裝置為太陽(yáng)能電池陣列或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0021]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述網(wǎng)絡(luò)通訊接口與移動(dòng)終端相連，所述移動(dòng)終端為電腦或手機(jī)。
[0022]優(yōu)選地，上述電力切換控制系統(tǒng)中，所述切換控制器具有時(shí)鐘觸發(fā)器；所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)、所述發(fā)電端切換開關(guān)和所述核心負(fù)載端切換開關(guān)都具有電磁動(dòng)作閥。
[0023]本實(shí)用新型至少存在以下技術(shù)效果:
[0024]I)本實(shí)用新型中，在切換控制器上設(shè)置控制信息接口，通過控制信息接口接收用戶的控制信息，切換控制器根據(jù)控制信息控制儲(chǔ)能端切換開關(guān)的工作狀態(tài)，達(dá)到存儲(chǔ)新能源電力或利用新能源電力對(duì)負(fù)載供電的目的，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)新能源電力的切換控制，使新能源電力的使用更加智能化人性化，避免了新能源電力的浪費(fèi)，為用戶實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0025]2)本實(shí)用新型中，通過人機(jī)交互裝置用戶可以對(duì)切換控制器輸入控制信息，同時(shí)獲取儲(chǔ)能端切換開關(guān)的執(zhí)行情況，方便用戶監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況，用戶還可以通過手機(jī)或者電腦與切換控制器進(jìn)行通訊，方便用戶對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。
[0026]3)本實(shí)用新型中，將負(fù)載分為核心負(fù)載和非核心負(fù)載兩種，當(dāng)發(fā)電量有限時(shí)，優(yōu)先給核心負(fù)載供電，在核心負(fù)載用電的同時(shí)還可設(shè)置節(jié)能模式，當(dāng)使用節(jié)能模式時(shí)，可以在必要時(shí)斷開非核心負(fù)載以節(jié)省電能。
[0027]4)本實(shí)用新型中，通過設(shè)置核心負(fù)載端切換開關(guān)與非核心負(fù)載切換開關(guān)控制負(fù)載用電的通斷，起到節(jié)省電能的作用，通過設(shè)置發(fā)電端切換開關(guān)，在極端天氣下將發(fā)電裝置與系統(tǒng)斷開電氣連接，起到保護(hù)系統(tǒng)不因天氣因素遭到破壞的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0029]圖1是本實(shí)用新型提供的電力切換控制系統(tǒng)示意圖；
[0030]圖2是本實(shí)用新型提供的第一種電力切換控制系統(tǒng)實(shí)施例示意圖；
[0031]圖3是本實(shí)用新型提供的第二種電力切換控制系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0032]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033]圖1是本實(shí)用新型提供的電力切換控制系統(tǒng)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)，包括:
[0034]發(fā)電裝置；
[0035]發(fā)電端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電裝置；
[0036]儲(chǔ)能端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電端切換開關(guān)；
[0037]儲(chǔ)能裝置，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)；
[0038]核心負(fù)載端切換開關(guān)，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)；
[0039]核心負(fù)載，連接所述核心負(fù)載端切換開關(guān)；
[0040]切換控制器，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)、所述發(fā)電端切換開關(guān)和所述核心負(fù)載端切換開關(guān)；
[0041 ] 所述切換控制器具有控制信息接口。
[0042]可見，本實(shí)用新型實(shí)施例中，在切換控制器上設(shè)置控制信息接口，通過控制信息接口接收用戶的控制信息，切換控制器根據(jù)控制信息控制儲(chǔ)能端切換開關(guān)的工作狀態(tài)，達(dá)到存儲(chǔ)新能源電力或利用新能源電力對(duì)負(fù)載供電的目的，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)新能源電力的切換控制，使新能源電力的使用更加智能化人性化，避免了新能源電力的浪費(fèi)，為用戶實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0043]如圖1所示,實(shí)線表示電力切換控制系統(tǒng)中的電力傳輸關(guān)系,虛線表示電力切換控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通訊關(guān)系。本實(shí)用新型實(shí)施例中，電力傳輸過程為:發(fā)電裝置將風(fēng)能太陽(yáng)能等清潔能源變?yōu)殡娔埽?jīng)發(fā)電端切換開關(guān)傳輸給儲(chǔ)能端切換開關(guān)，儲(chǔ)能端切換開關(guān)再通過核心負(fù)載端切換開關(guān)將電能傳輸給核心負(fù)載，達(dá)到利用新能源電力為核心負(fù)載供電的目的。核心負(fù)載為用戶選定的單個(gè)或一組負(fù)載，是日常生活中必須持續(xù)供電的電器，如冰箱等，電能優(yōu)先給核心負(fù)載供電。當(dāng)發(fā)電量大于用電量時(shí)，儲(chǔ)能端切換開關(guān)還可以將多余的電能傳輸給儲(chǔ)能裝置，達(dá)到存儲(chǔ)新能源電力的目的；儲(chǔ)能端切換開關(guān)與儲(chǔ)能裝置為雙向傳輸，當(dāng)發(fā)電量小于用電量時(shí)，還可以從儲(chǔ)能裝置中獲取電能進(jìn)而為核心負(fù)載供電。
[0044]本實(shí)用新型實(shí)施例中，數(shù)據(jù)通訊過程為:切換控制器利用控制信息接口接收用戶的控制信息，切換控制器還同時(shí)與發(fā)電端切換開關(guān)，儲(chǔ)能端切換開關(guān)和核心負(fù)載端切換開關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，根據(jù)用戶的控制信息控制各個(gè)切換開關(guān)的工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電量大于用電量，用戶希望存儲(chǔ)多余的新能源電力時(shí)，則切換控制器控制儲(chǔ)能端切換開關(guān)與儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能通路相通，使得新能源電力在流向核心負(fù)載的同時(shí)也流向儲(chǔ)能裝置；當(dāng)發(fā)電量小于用電量，用戶希望儲(chǔ)能裝置也為核心負(fù)載供電時(shí)，則切換控制器控制儲(chǔ)能端切換開關(guān)與儲(chǔ)能裝置的放電通路相通，使得儲(chǔ)能裝置中的電能和新能源電力一起流向核心負(fù)載。
[0045]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，用戶的控制信息包括時(shí)間段和切換位。例如:“10-15，I”。其中，10-15表示上午10點(diǎn)到下午3點(diǎn)，這段時(shí)間陽(yáng)光最充足，發(fā)電超出用電量，可以儲(chǔ)存多余電量，切換位I代表儲(chǔ)能端切換開關(guān)接通儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)存多余電量。
[0046]切換控制器可以通過純硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，例如，其可以包括時(shí)鐘觸發(fā)器，在讀到當(dāng)前時(shí)間為10點(diǎn)后，發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。而儲(chǔ)能端切換開關(guān)具有電磁動(dòng)作閥，接到觸發(fā)信號(hào)后產(chǎn)生對(duì)應(yīng)動(dòng)作接通儲(chǔ)能裝置。[0047]因此，本實(shí)用新型的所有硬件都可以通過純粹的硬件單元和電路實(shí)現(xiàn)，不需要任何應(yīng)用軟件。
[0048]切換控制器還可以包括比較器。比如用戶根據(jù)天氣預(yù)報(bào)得知明天陰天，會(huì)減少發(fā)電裝置的發(fā)電量，因此希望控制系統(tǒng)能將今天核心負(fù)載沒有用完的剩余電能存儲(chǔ)起來，以便第二天發(fā)電量不夠時(shí)使用。這時(shí)用戶可以向切換控制器發(fā)送控制信息“_24，+,I ；24-48，-，2”?？刂菩畔〞r(shí)間段，條件和切換位。“_24”代表從現(xiàn)在開始到今天的24點(diǎn)為止，“ + ”代表發(fā)電量大于用電量，“ I”代表連通儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能通路；“24-48”從今天的24點(diǎn)開始到48點(diǎn)為止，即未來的24個(gè)小時(shí)內(nèi)，代表發(fā)電量小于用電量，“2”代表連通儲(chǔ)能裝置的放電通路。切換控制器通過控制信息接口接收到了用戶這一控制信息后，開始比較發(fā)電裝置的發(fā)電量和核心負(fù)載的用電量，當(dāng)發(fā)電量大于用電量時(shí)，比較器呈現(xiàn)正電平，觸發(fā)儲(chǔ)能端切換開關(guān)接通儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能通路，剩余的電量存儲(chǔ)進(jìn)儲(chǔ)能裝置中，這一行為一直持續(xù)到今天的24點(diǎn)為止；從今天的24點(diǎn)開始，切換控制器開始比較發(fā)電裝置的發(fā)電量和核心負(fù)載的用電量，當(dāng)發(fā)電量小于用電量時(shí)，比較器呈現(xiàn)負(fù)電平，觸發(fā)儲(chǔ)能端切換開關(guān)接通儲(chǔ)能裝置的放電通路，利用儲(chǔ)能裝置中的電能為核心負(fù)載供電，這一行為一直持續(xù)到明天的24點(diǎn)結(jié)束。用戶還可以發(fā)送其他形式的信息。
[0049]控制信息可以只包括條件和切換位。比如用戶想將核心負(fù)載用不完的電量存儲(chǔ)起來，就可以發(fā)送控制信息“+，1”，意思是“當(dāng)發(fā)電量大于用電量時(shí)，接通儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能通路”。這條控制信息不受時(shí)間限制，一直有效直到用戶輸入新的控制信息為止。切換控制器通過控制信息接口接收到了用戶這一控制信息后，開始比較發(fā)電裝置的發(fā)電量和核心負(fù)載的用電量，當(dāng)發(fā)電量大于用電量時(shí)，比較器呈現(xiàn)正電平，觸發(fā)儲(chǔ)能端切換開關(guān)接通儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能通路，剩余的電量存儲(chǔ)進(jìn)儲(chǔ)能裝置中，這樣用戶就在保證負(fù)載正常工作的前提下得到了更多的電能。
[0050]除了以上兩種情況，用戶還可以控制儲(chǔ)能端切換開關(guān)更多的工作模式，比如，控制信息“0，0N”，由兩位切換位組成，第一位表示關(guān)閉與儲(chǔ)能裝置相連的所有通路，第二位表示同時(shí)打開與核心負(fù)載相連的通路，這樣電力一直為供電狀態(tài)?？刂菩畔ⅰ?1，OFF”,第一位表示接通與儲(chǔ)能裝置相連的儲(chǔ)能通路，第二位表示同時(shí)停止向核心負(fù)載供電，這樣電力一直為存儲(chǔ)狀態(tài)?？刂菩畔ⅰ?，0N”表示當(dāng)發(fā)電裝置故障無法發(fā)電時(shí)，接通儲(chǔ)能裝置的放電通路，利用儲(chǔ)能裝置中的電能為核心負(fù)載供電。
[0051]本實(shí)用新型實(shí)施例中，控制系統(tǒng)中的發(fā)電裝置可以是太陽(yáng)能電池陣列或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)，發(fā)電裝置包含相應(yīng)的電氣轉(zhuǎn)換設(shè)備，如光伏接有充電控制器，風(fēng)力發(fā)電機(jī)有風(fēng)機(jī)充電控制器等。儲(chǔ)能裝置可以是可反復(fù)充放電的蓄電池組。
[0052]發(fā)電端切換開關(guān)是電力切換控制系統(tǒng)的保護(hù)裝置，具有電磁動(dòng)作閥，能夠在極端天氣下起作用，如遇危險(xiǎn)的雷雨天氣或者風(fēng)力過大時(shí)則自動(dòng)與系統(tǒng)斷開電氣連接，從而起到保護(hù)系統(tǒng)的作用。核心負(fù)載端切換開關(guān)也具有電磁動(dòng)作閥，可以控制核心負(fù)載供電的通斷。
[0053]圖2是本實(shí)用新型提供的第一種電力切換控制系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。如圖2所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，儲(chǔ)能端切換開關(guān)還和外部電網(wǎng)相連接，儲(chǔ)能端切換開關(guān)還連接非核心負(fù)載端切換開關(guān)，非核心負(fù)載端切換開關(guān)連接非核心負(fù)載，非核心負(fù)載為用戶選定的，重要性較低的另外的單個(gè)或一組負(fù)載，核心負(fù)載可以是用戶偶爾使用的電器，比如微波爐或者電烤箱等。電網(wǎng)除了同儲(chǔ)能端切換開關(guān)相連，還和核心負(fù)載端切換開關(guān)與非核心負(fù)載端切換開關(guān)相連。切換控制器還連接人機(jī)交互裝置和非核心負(fù)載端切換開關(guān)，人機(jī)交互裝置連接信息采集器，信息采集器具有網(wǎng)絡(luò)通信接口，信息采集器還與發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置、核心負(fù)載和非核心負(fù)載相連。
[0054]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，用戶可以通過人機(jī)交互裝置輸入控制信息，切換控制器利用人機(jī)交互裝置接收用戶的控制信息，并在人機(jī)交互裝置中輸出儲(chǔ)能端切換開關(guān)的執(zhí)行情況，便于用戶監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況。人機(jī)交互裝置可以為顯示屏和鍵盤或者觸屏顯示器。
[0055]本實(shí)用新型實(shí)施例還設(shè)有信息采集器，與發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置、核心負(fù)載和非核心負(fù)載相連，能夠獲取家庭中發(fā)電，儲(chǔ)電及負(fù)載用電量的情況，并將這些信息進(jìn)行整理，通過人機(jī)交互裝置呈現(xiàn)給用戶。
[0056]信息采集器還具有網(wǎng)絡(luò)通信接口，能夠與移動(dòng)終端，如手機(jī)或者電腦相連。當(dāng)用戶不在家時(shí)，還可以通過移動(dòng)終端與切換控制器進(jìn)行通訊，發(fā)送控制信息，方便用戶隨時(shí)隨地管理電力控制系統(tǒng)，遇到突發(fā)情況不能回家時(shí)也可以對(duì)家中的電力進(jìn)行管理。
[0057]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，用戶可以選擇將負(fù)載用不完的剩余電量存儲(chǔ)進(jìn)儲(chǔ)能裝置中，還可以選擇上傳至電網(wǎng)中。用戶利用人機(jī)交互裝置或移動(dòng)終端輸入控制信息“+，SELL”，在接下來的時(shí)間內(nèi)，當(dāng)發(fā)電裝置所發(fā)的電能大于用電負(fù)載需要的電量時(shí)，儲(chǔ)能端切換開關(guān)就會(huì)自動(dòng)將剩余的電量上傳至電網(wǎng)中，為用戶獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。電網(wǎng)前端包含相應(yīng)的并網(wǎng)逆變?cè)O(shè)備。
[0058]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，將負(fù)載分為核心負(fù)載和非核心負(fù)載兩種，冰箱等需要24小時(shí)不停供電的電器為核心負(fù)載，微波爐、電烤箱等臨時(shí)用電電器的為非核心負(fù)載。用戶可以根據(jù)自己的需要選定核心負(fù)載和非核心負(fù)載。非核心負(fù)載與核心負(fù)載前端均有逆變?cè)O(shè)備。當(dāng)發(fā)電量有限時(shí)，優(yōu)先給核心負(fù)載供電，在核心負(fù)載用電的同時(shí)還可設(shè)置節(jié)能模式，當(dāng)使用節(jié)能模式時(shí)，可以在必要時(shí)斷開非核心負(fù)載以節(jié)省電能。
[0059]核心負(fù)載和非核心負(fù)載前設(shè)置有核心負(fù)載端切換開關(guān)和非核心負(fù)載切換開關(guān)。核心負(fù)載切換開關(guān)與非核心負(fù)載端切換開關(guān)都可以控制負(fù)載供電的通斷，同時(shí)當(dāng)發(fā)電量有限時(shí)，可以在必要時(shí)通過非核心負(fù)載端切換開關(guān)斷開非核心負(fù)載以節(jié)省電能，還可以通過核心負(fù)載切換開關(guān)和非核心負(fù)載切換開關(guān)選擇負(fù)載供電來源于電網(wǎng)或儲(chǔ)能端切換開關(guān)。
[0060]圖3是本實(shí)用新型提供的第二種電力切換控制系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。如圖3所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，還可以通過軟硬件結(jié)合的方式獲取更加智能的控制系統(tǒng)。
[0061]如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中，控制系統(tǒng)包括以下幾個(gè)模塊:
[0062]新能源發(fā)電模塊，將太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源轉(zhuǎn)化為電能，并將發(fā)電數(shù)據(jù)報(bào)送中央控制|吳塊；
[0063]智能預(yù)測(cè)模塊，能夠基于氣象部門發(fā)布的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)測(cè)儀所采集的數(shù)據(jù)，按照預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)出未來數(shù)天的新能源發(fā)電量；
[0064]智能儲(chǔ)能模塊，包含電力儲(chǔ)能系統(tǒng)及新能源充放電控制系統(tǒng)，新能源所發(fā)電力可以由新能源充放電控制系統(tǒng)控制儲(chǔ)存在電力儲(chǔ)能系統(tǒng)中，新能源充放電控制系統(tǒng)接受中央控制模塊的命令；
[0065]中央控制模塊，是本系統(tǒng)的“大腦”，其核心為一臺(tái)微機(jī)及附屬的通訊裝置，該模塊中內(nèi)置編寫好的計(jì)算機(jī)程序和控制算法，能夠收集、處理系統(tǒng)各個(gè)傳感器所得到的信息，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的智能控制裝置發(fā)出控制指令；
[0066]負(fù)載監(jiān)控模塊，能夠通過智能插座、可編程紅外遙控器等設(shè)備，收集并報(bào)送各個(gè)用電器的用電狀況信息，同時(shí)接收中央控制模塊發(fā)來的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的智能控制；
[0067]人機(jī)交互模塊，將觸摸屏、控制面板等設(shè)備結(jié)合，向用戶直觀地展示家庭的發(fā)電用電狀況、用電計(jì)劃等信息，同時(shí)，提供用戶控制和操作界面；
[0068]網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，中央控制模塊的微機(jī)通過路由器連接互聯(lián)網(wǎng)，提供網(wǎng)絡(luò)通訊接口，使得用戶不在家時(shí)，也能用手機(jī)、平板電腦等查看家庭用電信息并發(fā)出控制指令。
[0069]各個(gè)模塊之間的關(guān)系如圖3所示，其中虛線代表雙向數(shù)據(jù)通訊，粗箭頭代表電力流向。
[0070]本實(shí)用新型的實(shí)施例按以下的流程工作:(1)智能預(yù)測(cè)模塊給出今后幾天的新能源發(fā)電量預(yù)測(cè)；(2)中央控制模塊根據(jù)歷史的負(fù)載用電量數(shù)據(jù)和智能預(yù)測(cè)模塊的新能源發(fā)電量預(yù)測(cè)值，在人機(jī)交互模塊中將計(jì)算出的經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的用電計(jì)劃任務(wù)呈現(xiàn)給用戶；
(3)用戶在人機(jī)交互模塊上修改并批準(zhǔn)執(zhí)行用電計(jì)劃任務(wù)；(4)中央控制模塊按照最終確定的用電計(jì)劃任務(wù)執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電及負(fù)載控制。其中儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制由智能儲(chǔ)能模塊執(zhí)行，負(fù)載控制由負(fù)載監(jiān)控模塊執(zhí)行；(5)用戶在用電計(jì)劃之外直接或者通過人機(jī)交互模塊操作用電器后，中央控制模塊能夠通過分析負(fù)載監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整儲(chǔ)能控制，以保證系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)。
[0071]本實(shí)用新型實(shí)施例中，新能源發(fā)電模塊包含太陽(yáng)能電池陣列、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等可再生能源發(fā)電裝置，以及相關(guān)的附屬電氣設(shè)備和監(jiān)測(cè)、通訊設(shè)備，新能源發(fā)電模塊還能夠輸出電流、電壓、功率、總發(fā)電量等發(fā)電信息。
[0072]中央控制模塊由軟件和硬件兩部分組成。軟件部分包含有實(shí)施數(shù)據(jù)采集、分析、查詢和智能控制的軟件。硬件設(shè)備可以是具備通訊功能的微型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，也可以是帶有多個(gè)通訊端口的個(gè)人電腦。中央控制模塊本身可以作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，并作為服務(wù)器處理電腦、手機(jī)或平板電腦的命令請(qǐng)求，也可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他地方的服務(wù)器上，由其他服務(wù)器儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，并處理電腦、手機(jī)或平板電腦的命令請(qǐng)求。系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備可通過串口通訊、無線電通訊或者紅外通訊等通訊方式和中央控制模塊雙向通訊。
[0073]智能預(yù)測(cè)模塊由環(huán)境監(jiān)測(cè)儀(硬件)以及智能預(yù)測(cè)程序(運(yùn)行在中央控制模塊上的軟件)組成。
[0074]負(fù)載監(jiān)控模塊可以采集負(fù)載的用電數(shù)據(jù)，包括負(fù)載用電量、用電功率、電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電氣參數(shù)。負(fù)載監(jiān)控模塊能夠通過控制電路的斷開、閉合或者不同電路間的切換來控制負(fù)載的開關(guān)，或者通過可編程紅外遙控器等設(shè)備對(duì)某些負(fù)載實(shí)施更加復(fù)雜的操作。
[0075]用戶能夠通過安裝在電腦、手機(jī)或者平板上的應(yīng)用程序客戶端，來了解家庭能源狀況信息，以及設(shè)定用電計(jì)劃、控制模式，發(fā)出控制指令。電腦上運(yùn)行的應(yīng)用程序客戶端支持Window操作系統(tǒng),手機(jī)或者平板電腦上的應(yīng)用程序客戶端支持10S、Android和WindowsPhone操作系統(tǒng)。用戶能夠通過瀏覽器訪問家庭電力控制中心網(wǎng)站，來了解家庭能源狀況信息，以及設(shè)定用電計(jì)劃、控制模式，發(fā)出控制指令。家庭電力控制中心網(wǎng)站可以置于中央控制模塊上，也可以置于另外的服務(wù)器上。
[0076]本實(shí)用新型實(shí)施例中，中央控制模塊能夠采集各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)信息并存儲(chǔ)。中央控制模塊上運(yùn)行的智能控制軟件定時(shí)向各個(gè)電氣設(shè)備通過無線通訊發(fā)出數(shù)據(jù)查詢的命令，電氣設(shè)備收到命令后，將自己內(nèi)存中暫存的相關(guān)電力電器數(shù)據(jù)讀取后打包再通過無線通訊發(fā)送回中央控制模塊。中央控制模塊上的智能控制軟件將數(shù)據(jù)整理后，保存在中央控制模塊上的數(shù)據(jù)庫(kù)或者其他服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)中。中央數(shù)據(jù)模塊采集的數(shù)據(jù)包括:新能源發(fā)電模塊的實(shí)時(shí)發(fā)電數(shù)據(jù)、電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的所存儲(chǔ)電量數(shù)據(jù)、負(fù)載監(jiān)控模塊測(cè)得的負(fù)載用電數(shù)據(jù)等、智能充放電系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的各路電流、電壓和電力質(zhì)量數(shù)據(jù)等。
[0077]中央控制模塊還能夠根據(jù)采集的信息計(jì)算出智能用電計(jì)劃。信息采集完成之后，中央控制模塊上的智能控制軟件會(huì)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)新能源發(fā)電設(shè)備的發(fā)電特征、儲(chǔ)能系統(tǒng)的電力儲(chǔ)量、用戶的用電習(xí)慣等進(jìn)行智能分析。另一方面，智能控制軟件還會(huì)采集互聯(lián)網(wǎng)上氣象部門發(fā)布的當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，將其作為新能源發(fā)電量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并據(jù)此計(jì)算出未來數(shù)天內(nèi)新能源的發(fā)電量數(shù)據(jù)。此外，電網(wǎng)的階梯電價(jià)或?qū)崟r(shí)電價(jià)因素也會(huì)被考慮在內(nèi)，智能控制軟件會(huì)依據(jù)上述信息設(shè)定一個(gè)綜合的用電推薦方案，以期使用戶的經(jīng)濟(jì)利益最大化。若用戶同意執(zhí)行系統(tǒng)推薦的用電方案，則系統(tǒng)會(huì)由程序向各個(gè)電氣設(shè)備發(fā)送執(zhí)行命令。具體過程如下:中央控制模塊的智能控制軟件定時(shí)向各個(gè)電器設(shè)備通過無線通訊發(fā)出設(shè)備動(dòng)作的命令，各個(gè)電器設(shè)備通過無線通訊收到指令后，執(zhí)行指令所描述的動(dòng)作，從而完成了設(shè)備的智能控制。
[0078]本實(shí)用新型實(shí)施例中，遠(yuǎn)程的電腦、手機(jī)或平板電腦上的客戶端應(yīng)用程序能夠通過互聯(lián)網(wǎng)，請(qǐng)求訪問中央控制模塊或者其他服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，這可以通過運(yùn)行在中央控制模塊或者其他服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)通訊接口來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)通訊接口收到訪問請(qǐng)求后，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)打包后發(fā)送給遠(yuǎn)程的電腦、手機(jī)或平板電腦上的客戶端應(yīng)用程序。客戶端應(yīng)用程序?qū)⑹盏降臄?shù)據(jù)包解析后以直觀的形式展示在屏幕上，即完成了對(duì)家庭電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。
[0079]同時(shí)，遠(yuǎn)程的電腦、手機(jī)或平板電腦上的客戶端應(yīng)用程序也能夠通過互聯(lián)網(wǎng)，請(qǐng)求對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備、負(fù)載實(shí)施控制，這同樣可以通過運(yùn)行在中央控制模塊或者其他服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)通訊接口來實(shí)現(xiàn)。首先，用戶通過客戶端應(yīng)用程序發(fā)出對(duì)某個(gè)設(shè)備或負(fù)載的控制指令，客戶端應(yīng)用程序會(huì)將該指令通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)給中央控制模塊或者其他服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)通訊接口，網(wǎng)絡(luò)通訊接口收到控制請(qǐng)求后，調(diào)用通訊模塊向各個(gè)電器設(shè)備發(fā)出控制指令，各個(gè)電器設(shè)備收到控制指令后會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，并將反饋發(fā)回到中央控制模塊。隨后網(wǎng)絡(luò)通訊接口會(huì)將反饋通過互聯(lián)網(wǎng)推送到電腦、手機(jī)或平板電腦上的客戶端應(yīng)用程序上，從而完成遠(yuǎn)程控制。
[0080]因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果:1)控制邏輯和算法以提高用戶的經(jīng)濟(jì)利益為出發(fā)，通過綜合運(yùn)用電力儲(chǔ)能和控制負(fù)載運(yùn)行的方法，來達(dá)到家用新能源電力系統(tǒng)的收益最大化的目的；2)將新能源發(fā)電的預(yù)測(cè)值作為智能控制算法的重要基礎(chǔ)，能夠得到更加優(yōu)化的用電計(jì)劃；3)新能源發(fā)電系統(tǒng)以及負(fù)載的詳細(xì)運(yùn)行信息均被采集在數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為智能管理程序的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的控制算法更加高效和精確；4)支持通過互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，且能夠通過手機(jī)或者平板電腦等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操作，非常方便快捷。
[0081]由上可知，本實(shí)用新型的實(shí)施例至少具有以下效果:
[0082]I)本實(shí)用新型中，在切換控制器上設(shè)置控制信息接口，通過控制信息接口接收用戶的控制信息，切換控制器根據(jù)控制信息控制儲(chǔ)能端切換開關(guān)的工作狀態(tài)，達(dá)到存儲(chǔ)新能源電力或利用新能源電力對(duì)負(fù)載供電的目的，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)新能源電力的切換控制，使新能源電力的使用更加智能化人性化，避免了新能源電力的浪費(fèi)，為用戶實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0083]2)本實(shí)用新型中，通過人機(jī)交互裝置用戶可以對(duì)切換控制器輸入控制信息，同時(shí)獲取儲(chǔ)能端切換開關(guān)的執(zhí)行情況，方便用戶監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況，用戶還可以通過手機(jī)或者電腦與切換控制器進(jìn)行通訊，方便用戶對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。
[0084]3)本實(shí)用新型中，將負(fù)載分為核心負(fù)載和非核心負(fù)載兩種，當(dāng)發(fā)電量有限時(shí)，優(yōu)先給核心負(fù)載供電，在核心負(fù)載用電的同時(shí)還可設(shè)置節(jié)能模式，當(dāng)使用節(jié)能模式時(shí)，可以在必要時(shí)斷開非核心負(fù)載以節(jié)省電能。
[0085]4)本實(shí)用新型中，通過設(shè)置核心負(fù)載端切換開關(guān)與非核心負(fù)載切換開關(guān)控制負(fù)載用電的通斷，起到節(jié)省電能的作用，通過設(shè)置發(fā)電端切換開關(guān)，在極端天氣下將發(fā)電裝置與系統(tǒng)斷開電氣連接，起到保護(hù)系統(tǒng)不因天氣因素遭到破壞的作用。
[0086]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種家用新能源的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 發(fā)電裝置； 發(fā)電端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電裝置； 儲(chǔ)能端切換開關(guān)，連接所述發(fā)電端切換開關(guān)； 儲(chǔ)能裝置，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)； 核心負(fù)載端切換開關(guān)，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)； 核心負(fù)載，連接所述核心負(fù)載端切換開關(guān)； 切換控制器，連接所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)、所述發(fā)電端切換開關(guān)和所述核心負(fù)載端切換開關(guān); 所述切換控制器具有控制信息接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)還連接電網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)還連接非核心負(fù)載端切換開關(guān)，所述非核心負(fù)載端切換開關(guān)連接非核心負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)同所述核心負(fù)載端切換開關(guān)與所述非核心負(fù)載端切換開關(guān)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述切換控制器還連接人機(jī)交互裝置和非核心負(fù)載端切換開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互裝置連接信息采集器，所述信息采集器具有網(wǎng)絡(luò)通信接口，所述信息采集器還與所述發(fā)電裝置、所述儲(chǔ)能裝置、所述核心負(fù)載和所述非核心負(fù)載相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置為蓄電池組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互裝置為顯示屏和鍵盤或者觸屏顯示器；所述發(fā)電裝置為太陽(yáng)能電池陣列或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通訊接口與移動(dòng)終端相連，所述移動(dòng)終端為電腦或手機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述切換控制器具有時(shí)鐘觸發(fā)器； 所述儲(chǔ)能端切換開關(guān)、所述發(fā)電端切換開關(guān)和所述核心負(fù)載端切換開關(guān)都具有電磁動(dòng)作閥。
【文檔編號(hào)】H02J3/28GK203813450SQ201420131503
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】孟慶波, 楊月勇, 吳會(huì)覺, 朱立峰, 徐余顓, 林冬風(fēng), 李冬梅, 羅艷紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所