本發(fā)明涉及智能插座領域，尤其涉及一種電能雙向流動型智能插座及其運行方法。

背景技術(shù)：

隨著電氣、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，家庭用電設備變得越來越多元，而且新能源發(fā)電也將以各種形式廣泛接入電網(wǎng)，用電設備的多元化與新能源發(fā)電的廣泛接入對家庭供電系統(tǒng)的要求越來越高。

在傳統(tǒng)的家庭供電系統(tǒng)中，不同的用電器需要進行不同的電能變換。目前主要的解決方案是利用各種不同的電源適配器或帶有適配器的插線板來滿足用電設備多元化的需求。參考附圖1，為傳統(tǒng)的家庭式電路結(jié)構(gòu)。目前家庭中，部分用電設備，如風扇、電燈、冰箱等，直接從220V市電上取電。隨著家庭用電的多元化，越來越多的用電設備本質(zhì)上需要的是直流電，如：計算機、筆記本、手機、電動車、直流變頻空調(diào)等，需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后使用。中間這級AC-DC轉(zhuǎn)換，大約消耗10％的電能。在消耗電能的同時也可能會因為適配器與電源或用電設備不匹配時產(chǎn)生負載損壞，嚴重時還會危及人身安全。同時由于常規(guī)插座不能進行能量回饋，無法接入新能源發(fā)電或儲能設備。

請參考附圖2，為傳統(tǒng)插座下用電設備的接入方式，不同用電設備從常規(guī)插座取電時需要不同種類的電源適配器或電能變換模塊。

常規(guī)的插座，其輸出電能的類型、幅值無法改變，當負載需要不同形式類型、幅值的電能時，可能需要進行多次電能變換，而且當適配器與電源或用電設備不匹配時可能會導致設備損壞，嚴重時還會危及人身安全。而且，常規(guī)的插座不支持新能源發(fā)電或儲能設備接入家庭供電系統(tǒng)。

因此，通過根據(jù)設備的電能類型和幅值做出相應改變，從而實現(xiàn)插座運行的電能與設備的電能相匹配，是本領域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種電能雙向流動型智能插座及其運行方法，用于根據(jù)設備的電能類型和幅值做出相應改變，從而實現(xiàn)插座運行的電能與設備的電能相匹配。

本發(fā)明實施例提供一種電能雙向流動型智能插座，包括：雙向AC/AC模塊、雙向DC/DC模塊、CPU模塊、通訊接口、傳感器模塊；

所述雙向AC/AC模塊、所述雙向DC/DC模塊、所述通訊接口分別與所述CPU模塊連接；

所述雙向AC/AC模塊連接所述智能插座的輸出接口連接；

所述雙向DC/DC模塊連接所述智能插座的輸出接口連接；

所述通訊接口與所述智能插座的接口連接；

所述傳感器模塊分別連接所述智能插座的輸出接口和所述CPU模塊；

其中，所述CPU模塊接收由通訊接口獲取的設備所需電能的電能參數(shù)信息或設備所提供電能的電能參數(shù)信息，從而通過所述CPU模塊根據(jù)電能參數(shù)信息選擇所述雙向AC/AC模塊或所述雙向DC/DC模塊接通所述設備并輸出符合所述設備電能參數(shù)的電能至所述設備或?qū)⑺鲈O備提供的電能回饋至電網(wǎng)，所述傳感器模塊實時采集所述智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息給所述CPU模塊進行實時動態(tài)輸出調(diào)整。

優(yōu)選地，所述電能參數(shù)具體為電能類型和電壓電流幅值。

優(yōu)選地，所述智能插座還包括傳感器模塊；

所述傳感器模塊分別連接所述智能插座的輸出接口和所述CPU模塊，用于檢測所述智能插座的輸出接口的電壓電流并傳輸至所述CPU模塊。

優(yōu)選地，所述設備具體為用電負載、新能源電源或者儲能設備。

優(yōu)選地，所述智能插座還包括：交流輸入接口、直流輸入接口；

所述交流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的交流母線，另一端連接所述雙向AC/AC模塊；

所述直流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的直流母線，另一端連接所述雙向DC/DC模塊。

優(yōu)選地，所述通訊接口具體與所述智能插座的地線接口連接。

本發(fā)明實施例提供一種電能雙向流動型智能插座運行方法，基于上述的電能雙向流動型智能插座進行執(zhí)行，包括：

通過CPU模塊接收由通訊接口獲取的設備所需電能的電能參數(shù)信息或設備所提供電能的電能參數(shù)信息；

通過CPU模塊根據(jù)電能參數(shù)信息選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設備并輸出符合設備電能參數(shù)的電能至設備或?qū)⒃O備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

通過CPU模塊實時獲取到傳感器模塊采集的來自智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息，并通過所述CPU模塊進行實施動態(tài)輸出調(diào)整。

優(yōu)選地，所述電能參數(shù)信息具體為電能類型和幅值，所述運行方法具體為：

通過CPU模塊接收由通訊接口獲取的設備所需電能的電能類型和幅值或設備所提供電能的電能類型和幅值；

通過CPU模塊根據(jù)電能類型選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設備，根據(jù)電能幅值控制雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊輸出符合設備電能幅值的電能至設備或?qū)⒃O備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

通過CPU模塊實時獲取到傳感器模塊采集的來自智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息，并通過所述CPU模塊進行實施動態(tài)輸出調(diào)整。

優(yōu)選地，所述運行方法之后還包括：

通過CPU模塊記錄由通訊接口傳輸至CPU模塊的設備用電功率或設備發(fā)電功率。

優(yōu)選地，所述通過CPU模塊接收由通訊接口獲取的設備所需電能的電能參數(shù)信息或設備所提供電能的電能參數(shù)信息之后還包括：

通過CPU模塊判斷設備所需電能的電能參數(shù)或設備所提供電能的電能參數(shù)是否符合預設的電能參數(shù)范圍，若否，則控制關(guān)閉雙向AC/AC模塊和雙向DC/DC模塊。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例公開了一種電能雙向流動型智能插座，通過CPU模塊控制通訊接口獲取設備所需的電能類型和幅值信息或設備提供的電能類型和幅值信息，從而通過CPU模塊選擇接通雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊，控制雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊輸出符合設備電能類型和幅值的電能或?qū)⒃O備提供的電能回饋到電網(wǎng)中，所述傳感器模塊實時采集所述智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息給所述CPU模塊進行實時動態(tài)輸出調(diào)整，最終實現(xiàn)插座運行的電能與設備的電能相匹配，滿足負載用電需求多元化、新能源發(fā)電和儲能設備簡易接入的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為用于說明本發(fā)明實施例的傳統(tǒng)的家庭式電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為用于說明本發(fā)明實施例的傳統(tǒng)插座下用電設備的接入方式；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座運行方式的流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座運行方式的具體流程圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座運用到電網(wǎng)中的用電設備的接入方式示意圖。

其中，附圖標記如下所示：

1、雙向AC/AC模塊；2、雙向DC/DC模塊；3、CPU模塊；4、通訊接口；5、傳感器模塊。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種電能雙向流動型智能插座及其運行方法，用于根據(jù)設備的電能類型和幅值做出相應改變，從而實現(xiàn)插座運行的電能與設備的電能相匹配。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖3，本發(fā)明實施例提供一種電能雙向流動型智能插座，包括：雙向AC/AC模塊1、雙向DC/DC模塊2、CPU模塊3、通訊接口4、傳感器模塊5；

雙向AC/AC模塊1、雙向DC/DC模塊2、通訊接口4分別與CPU模塊3連接；

雙向AC/AC模塊1連接智能插座的輸出接口連接；

雙向DC/DC模塊2連接智能插座的輸出接口連接；

通訊接口4與智能插座的接口連接；

傳感器模塊5分別連接所述智能插座的輸出接口和CPU模塊3；

其中，CPU模塊3接收由通訊接口4獲取的設備所需電能的電能參數(shù)信息或設備所提供電能的電能參數(shù)信息，從而通過CPU模塊3根據(jù)電能參數(shù)信息選擇雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2接通設備并輸出符合設備電能參數(shù)的電能至設備或?qū)⒃O備提供的電能回饋至電網(wǎng)，傳感器模塊5實時采集所述智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息給CPU模塊3進行實時動態(tài)輸出調(diào)整。

電能參數(shù)具體為電能類型和電壓電流幅值。

智能插座還包括傳感器模塊5；

傳感器模塊5分別連接智能插座的輸出接口和CPU模塊3，用于檢測智能插座的輸出接口的電壓電流并傳輸至CPU模塊3。

傳感器模塊5用于將智能插座的輸出接口的電壓電流信息傳輸至CPU模塊3，從而使得CPU模塊3可以分析智能插座的輸出接口的電壓電流信息并控制雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2更加準確地調(diào)整輸出電壓電流的幅值。當智能插座的輸出接口的電壓電流出現(xiàn)異常時，也可通過傳感器模塊5把此信息傳送至CPU模塊3使其進入報警狀態(tài)進行相應的操作。

設備具體為用電負載、新能源電源或者儲能設備。

智能插座還包括：交流輸入接口、直流輸入接口；

交流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的交流母線，另一端連接雙向AC/AC模塊1；

直流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的直流母線，另一端連接雙向DC/DC模塊2。

通訊接口4具體與智能插座的地線接口連接。

以上是對本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座進行詳細的描述，以下將對本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座運行方法作詳細的描述。

請參閱圖4，本發(fā)明實施例提供一種電能雙向流動型智能插座運行方法，基于上述的電能雙向流動型智能插座進行執(zhí)行，包括：

101、通過CPU模塊接收由通訊接口獲取的設備所需電能的電能參數(shù)信息或設備所提供電能的電能參數(shù)信息；

102、通過CPU模塊根據(jù)電能參數(shù)信息選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設備并輸出符合設備電能參數(shù)的電能至設備或?qū)⒃O備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

103、通過CPU模塊實時獲取到傳感器模塊采集的來自智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息，并通過所述CPU模塊進行實施動態(tài)輸出調(diào)整。

請參閱圖5，具體地，本發(fā)明實施例運行方法中的電能參數(shù)信息具體為電能類型和幅值，因而其運行方法具體為：

201、通過CPU模塊接收由通訊接口獲取的設備所需電能的電能類型和幅值或設備所提供電能的電能類型和幅值；

202、通過CPU模塊根據(jù)電能類型選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設備，根據(jù)電能幅值控制雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊輸出符合設備電能幅值的電能至設備或?qū)⒃O備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

203、通過CPU模塊實時獲取到傳感器模塊采集的來自智能插座的輸出接口的實時電能參數(shù)信息，并通過所述CPU模塊進行實施動態(tài)輸出調(diào)整。

204、通過CPU模塊記錄由通訊接口傳輸至CPU模塊的設備用電功率或設備發(fā)電功率，為主觀意識節(jié)能和需求側(cè)響應提供數(shù)據(jù)基礎。

此外，本發(fā)明實施例的步驟101之后還包括：

通過CPU模塊3判斷設備所需電能的電能參數(shù)或設備所提供電能的電能參數(shù)是否符合預設的電能參數(shù)范圍；

若是，則進入下一步；

若否，則控制關(guān)閉雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2。

需要說明的是，本發(fā)明實施例的電能類型指的是交流和直流，電能幅值指的是電壓幅值和電流幅值。

以上是對本發(fā)明實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座及其運行方法作詳細的描述，以下將對本發(fā)明另一個實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座做詳細的描述。

本發(fā)明另一個實施例提供一種負載自適應的電能雙向流動型智能插座，包括交流輸入接口、直流輸入接口、雙向AC/AC模塊1、雙向DC/DC模塊2、CPU模塊3、傳感器模塊5、以及帶有通訊接口4的插座。

其中，雙向AC/AC模塊1的輸入端與交流輸入接口連接，雙向DC/DC模塊2的輸入端與直流輸入接口連接，雙向AC/AC模塊1的輸出端與雙向DC/DC模塊2的輸出端共同與帶有通訊接口4的插座連接；CPU模塊3通過通訊接口4與帶有通訊接口4的插座實現(xiàn)通訊連接，通過傳感器模塊5采集帶有通訊接口4的插座輸出的電壓、電流；CPU模塊3分別與雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2連接，控制帶有通訊接口4的插座輸出電能的類型和幅值。

本發(fā)明另一個實施例提供的一種負載自適應的電能雙向流動型智能插座及其運行方法中，帶有通訊接口4的插座將所連接負載所需電能的類型、幅值信息通過通訊接口4傳給CPU模塊3；CPU模塊3根據(jù)負載所需電能的類型、幅值信息，杜絕負載非法接入，保證用電安全；CPU模塊3根據(jù)負載所需電能的類型信息，選擇雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2投入運行；CPU模塊3根據(jù)負載所需電能的幅值信息，控制投入運行的雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2輸出電壓或電流的幅值。

本發(fā)明另一個實施例提供的一種負載自適應的電能雙向流動型智能插座及其運行方法中，當帶有通訊接口4的插座與新能源電源或儲能設備連接時，將所連接新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息通過通訊接口4傳給CPU模塊3；CPU模塊3根據(jù)新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息，選擇雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2投入運行，向交流輸入接口或直流輸入接口回饋電能。

本發(fā)明另一個實施例提供的一種負載自適應的電能雙向流動型智能插座及其運行方法中，智能插座可取替現(xiàn)有各類負載的電源適配器，減少現(xiàn)有用電設備的體積、重量。

本發(fā)明另一個實施例提供的一種負載自適應的電能雙向流動型智能插座及其運行方法中，CPU模塊3記錄帶有通訊接口4的插座的用電或發(fā)電功率，為主觀意識節(jié)能和需求側(cè)響應提供數(shù)據(jù)基礎。

請參考附圖6，為本發(fā)明插座下用電設備的接入方式，當不同的用電設備需要取電時只需直接接入智能插座中，即可滿足不同用電設備的用電需求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有能夠提供不同輸出類型、幅值電能以滿足多元化用電設備需求、能夠方便新能源電源或儲能設備接入、使用安全的優(yōu)點。當負載接入時，本發(fā)明通過負載通訊接口4將負載所需電能的類型、幅值信息傳給智能插座內(nèi)部CPU模塊3，并控制電能變換模塊輸出負載所需類型、幅值的電能，同時避免負載非法接入導致的安全問題；當新能源電源或儲能設備接入時，通過智能插座的通訊接口4將所連接新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息傳給CPU模塊3，并控制內(nèi)部雙向電能變換模塊將新能源電源或儲能設備的電能回饋到電網(wǎng)中；本發(fā)明可取替現(xiàn)有各類負載的電源適配器，減少現(xiàn)有用電設備的體積、重量。此外，本發(fā)明還可記錄負載用電功率和新能源電源發(fā)電功率，為主觀意識節(jié)能和需求側(cè)響應提供數(shù)據(jù)基礎，從而促進節(jié)能與智能電網(wǎng)技術(shù)的應用。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種負載自適應的電能雙向流動型智能插座及其控制方法。本發(fā)明特別適用于新型家庭微電網(wǎng)系統(tǒng)，一方面，當負載接入時，可通過選擇及控制相應的雙向電能變換模塊使智能插座輸出負載所需類型、幅值的電能，實現(xiàn)負載自適應供能。另一方面，當新能源電源或儲能設備接入時，智能插座能夠提供方便的電能回饋方式，實現(xiàn)電能的雙向流動。

所屬領域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。