本實用新型涉及智能家庭微電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種家庭能源路由器

背景技術(shù)：

隨著電氣、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)技術(shù)不斷應用，新能源發(fā)電將以各種形式廣泛接入電網(wǎng)，家庭用電設備變得越來越多元，智能電網(wǎng)技術(shù)的應用、新能源發(fā)電的發(fā)展與多元化的用電設備對家庭供電系統(tǒng)的要求越來越高。常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)，其輸出電能的類型、幅值無法改變，當負載需要不同類型、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負載損壞，嚴重時還會危及人身安全；常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)也無法將新能源電源或儲能設備的電能回饋電網(wǎng)；此外，常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)無法直接控制用電設備的開關(guān)。

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。而且，常規(guī)的插座不支持新能源電源和儲能設備接入家庭供電系統(tǒng)，不支持直接控制用電器的開關(guān)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例公開了一種家庭能源路由器，解決了常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)，其輸出電能的類型、幅值無法改變，當負載需要不同類型、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負載損壞，嚴重時還會危及人身安全；常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)也無法將新能源電源或儲能設備的電能回饋電網(wǎng)；此外，常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)無法直接控制用電設備的開關(guān)，不能適應智能家庭電網(wǎng)的發(fā)展需求的技術(shù)問題。

本實用新型實施例提供了一種家庭能源路由器，包括交流母線、直流母線，還包括：

多端口雙向變換器模塊、CPU模塊、開關(guān)模塊、帶有通訊接口的插座；其中所述多端口雙向變換器模塊與所述交流母線、所述直流母線連接，所述多端口雙向變換器模塊與所述開關(guān)模塊連接，所述開關(guān)模塊與所述帶有通訊接口的插座連接；所述CPU模塊通過通訊接口與所述帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接；所述CPU模塊分別與所述多端口雙向變換器模塊和所述開關(guān)模塊連接。

優(yōu)選地，所述多端口雙向變換器模塊輸出交流220v、交流110v、直流5v、直流12v、直流48v。

優(yōu)選地，所述CPU模塊包括：

接收單元，用于通過通訊接口接收負載所需電能的類型、幅值信息；

控制單元，用于根據(jù)負載所需電能的類型、幅值信息，控制多端口雙向變換器模塊和開關(guān)模塊輸出負載所需類型、幅值的電能。

優(yōu)選地，所述接收單元具體包括：

第一接收子單元，用于通過通訊接口與帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接，接收與帶有通訊接口的插座連接的負載所需電能的類型、幅值信息；

第二接收子單元，用于通過通訊接口與帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接，接收與帶有通訊接口的插座連接的新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息。

優(yōu)選地，所述CPU模塊還包括：

記錄交互單元，用于多端口雙向變換器模塊和開關(guān)模塊輸出負載所需類型、幅值的電能和/或多端口雙向變換器模塊將新能源電源或儲能設備的電能回饋到電網(wǎng)中后，記錄負載用電功率和/或新能源或儲能設備發(fā)電功率，同時與電網(wǎng)進行信息交互。

優(yōu)選地，所述控制單元具體包括：

第一控制子單元，用于根據(jù)與帶有通訊接口的插座連接的負載所需電能的類型、幅值信息，控制多端口雙向變換器模塊輸出相應類型、幅值的電能和開關(guān)模塊實現(xiàn)所述多端口雙向變換器模塊的端口與所述負載的正確連接；

第二控制子單元，用于根據(jù)與帶有通訊接口的插座連接的新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息，控制多端口雙向變換器模塊向交流母線或直流母線回饋電能。

從以上技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優(yōu)點：

本實用新型實施例提供了一種家庭能源路由器包括：交流母線、直流母線、多端口雙向變換器模塊、CPU模塊、開關(guān)模塊、帶有通訊接口的插座；其中所述多端口雙向變換器模塊與所述交流母線、所述直流母線連接，所述多端口雙向變換器模塊與所述開關(guān)模塊連接，所述開關(guān)模塊與所述帶有通訊接口的插座連接；所述CPU模塊通過通訊接口與所述帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接；所述CPU模塊分別與所述多端口雙向變換器模塊和所述開關(guān)模塊連接。本實施例中，通過多端口雙向變換器模塊、CPU模塊、開關(guān)模塊、帶有通訊接口的插座；其中所述多端口雙向變換器模塊與所述交流母線、所述直流母線連接，所述多端口雙向變換器模塊與所述開關(guān)模塊連接，所述開關(guān)模塊與所述帶有通訊接口的插座連接；所述CPU模塊通過通訊接口與所述帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接；所述CPU模塊分別與所述多端口雙向變換器模塊和所述開關(guān)模塊連接，解決了常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)，其輸出電能的類型、幅值無法改變，當負載需要不同類型、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負載損壞，嚴重時還會危及人身安全；常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)也無法將新能源電源或儲能設備的電能回饋電網(wǎng)；此外，常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)無法直接控制用電設備的開關(guān)，不能適應智能家庭電網(wǎng)的發(fā)展需求的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(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實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)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為本實用新型實施例提供的一種家庭能源路由器裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種傳統(tǒng)家庭式電路結(jié)構(gòu)；

圖3為本實用新型實施例提供的一種傳統(tǒng)供電系統(tǒng)下用電設備的接入方式；

圖4為本實用新型實施例提供的一種家庭能源路由器下用電設備的接入方式；

附圖說明：1 交流母線、2 直流母線、3 多端口雙向變換模塊、4 CPU模塊、5 開關(guān)模塊、6 AC 220V、7 AC110V、8 DC 5V、9 DC 12V、10 DC48V、11 帶有通訊接口的插座、12 AC/DC模塊、13 直流用電器、14 交流用電器、15 DC/AC模塊、16 電源適配器、17 電能變換模塊、18 用電設備。

具體實施方式

本實用新型實施例公開了一種家庭能源路由器，用于解決常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)，其輸出電能的類型、幅值無法改變，當負載需要不同類型、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負載損壞，嚴重時還會危及人身安全；常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)也無法將新能源電源或儲能設備的電能回饋電網(wǎng)；此外，常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)無法直接控制用電設備的開關(guān)，不能適應智能家庭電網(wǎng)的發(fā)展需求的技術(shù)問題。

請參閱圖1，本實用新型實施例中提供的一種家庭能源路由器的一個實施例包括：交流母線1、直流母線2、多端口雙向變換器模塊3、CPU模塊5、開關(guān)模塊5、帶有通訊接口的插座11；其中所述多端口雙向變換器模塊3與所述交流母線1、所述直流母線2連接，所述多端口雙向變換器模塊3與所述開關(guān)模塊5連接，所述開關(guān)模塊5與所述帶有通訊接口的插座11連接；所述CPU模塊4通過通訊接口與所述帶有通訊接口的插座11實現(xiàn)通訊連接；所述CPU模塊4分別與所述多端口雙向變換器模塊3和所述開關(guān)模塊5連接。

進一步地，所述多端口雙向變換器模塊3輸出交流220v6、交流110v7、直流5v8、直流12v9、直流48v10。

進一步地，所述CPU模塊包括：

接收單元，用于通過通訊接口接收負載所需電能的類型、幅值信息；

控制單元，用于根據(jù)負載所需電能的類型、幅值信息，控制多端口雙向變換器模塊和開關(guān)模塊輸出負載所需類型、幅值的電能。

進一步地，所述接收單元具體包括：

第一接收子單元，用于通過通訊接口與帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接，接收與帶有通訊接口的插座連接的負載所需電能的類型、幅值信息；

第二接收子單元，用于通過通訊接口與帶有通訊接口的插座實現(xiàn)通訊連接，接收與帶有通訊接口的插座連接的新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息。

進一步地，所述CPU模塊還包括：

記錄交互單元，用于多端口雙向變換器模塊和開關(guān)模塊輸出負載所需類型、幅值的電能和/或多端口雙向變換器模塊將新能源電源或儲能設備的電能回饋到電網(wǎng)中后，記錄負載用電功率和/或新能源或儲能設備發(fā)電功率，同時與電網(wǎng)進行信息交互。

進一步地，所述控制單元具體包括：

第一控制子單元，用于根據(jù)與帶有通訊接口的插座連接的負載所需電能的類型、幅值信息，控制多端口雙向變換器模塊輸出相應類型、幅值的電能和開關(guān)模塊實現(xiàn)所述多端口雙向變換器模塊的端口與所述負載的正確連接；

第二控制子單元，用于根據(jù)與帶有通訊接口的插座連接的新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息，控制多端口雙向變換器模塊向交流母線或直流母線回饋電能。

所述多端口雙向變換器模塊3可以輸出多種不同類型、幅值的常用電能，包括但不限于交流220V6、交流110V7、直流5V8、直流12V9、直流48V10。

所述CPU模塊4通過通訊接口與所述帶有通訊接口的插座11實現(xiàn)通訊連接，以獲取負載所需電能的類型、幅值信息，所述CPU模塊4分別與所述多端口雙向變換器模塊3和所述開關(guān)模塊5連接，根據(jù)負載所需電能的類型、幅值信息，控制多端口雙向變換器模塊3輸出相應類型、幅值的電能，同時控制開關(guān)模塊5實現(xiàn)各負載與多端口雙向變換器模塊3各端口的正確連接。當所述帶有通訊接口的插座11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傳給所述CPU模塊4，CPU模塊4根據(jù)新能源電源或儲能設備所發(fā)出電能的類型信息控制多端口雙向變換器模塊3，向交流母線1或直流母線2回饋電能。CPU模塊4記錄所述帶有通訊接口的插座11的負載用電功率和新能源發(fā)電功率，同時與電網(wǎng)進行信息交互，為用戶高質(zhì)量地參與電網(wǎng)需求側(cè)響應提供基礎(chǔ)。

本實用新型提供的一種家庭能源路由器可取替現(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。

參考圖2，為傳統(tǒng)的家庭電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。目前家庭中，部分用電設備，如風扇、洗衣機、洗碗機等交流用電器14，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)等直流用電器13，需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后使用。中間這級AC/DC模塊12或者DC/AC模塊15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)的家庭供電系統(tǒng)沒有提供能源回饋，無法接入新能源發(fā)電或儲能設備。此外，常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)無法直接控制用電設備的開關(guān)，不能適應智能家庭電網(wǎng)的發(fā)展需求。

參考圖3，為傳統(tǒng)供電系統(tǒng)下用電設備的接入方式，不同用電設備18的從供電系統(tǒng)取電時需要不同種類的電源適配器16或電能變換模塊17。參考圖4，為本實用新型家庭能源路由器下用電設備的接入方式，當不同的用電設備18需要取電時只需直接接入插座中，即可滿足不同用電設備的用電需求。

在本實施例中，通過多端口雙向變換器模塊3、CPU模塊4、開關(guān)模塊5、帶有通訊接口的插座11；其中所述多端口雙向變換器模塊3與所述交流母線1、所述直流母線2連接，所述多端口雙向變換器模塊3與所述開關(guān)模塊5連接，所述開關(guān)模塊5與所述帶有通訊接口的插座11連接；所述CPU模塊4通過通訊接口與所述帶有通訊接口的插座11實現(xiàn)通訊連接；所述CPU模塊4分別與所述多端口雙向變換器模塊3和所述開關(guān)模塊5連接，解決了常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)，其輸出電能的類型、幅值無法改變，當負載需要不同類型、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負載損壞，嚴重時還會危及人身安全；常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)也無法將新能源電源或儲能設備的電能回饋電網(wǎng)；此外，常規(guī)的家庭供電系統(tǒng)無法直接控制用電設備的開關(guān)，不能適應智能家庭電網(wǎng)的發(fā)展需求的技術(shù)問題。

以上對本實用新型所提供的一種家庭能源路由器進行了詳細介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實用新型的限制。