一種基于太陽能供電接口實現(xiàn)的智能家居用電管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能家居系統(tǒng)，多用于家庭生活用電監(jiān)測和管控，更具體地說，它涉及一種基于太陽能供電接口實現(xiàn)的智能家居用電管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界，煤炭、石油等石化能源頻頻告急，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。而太陽能作為最具潛力的、可再生的清潔能源，其儲量的無限性、存在的普遍性、應(yīng)用的清潔性以及利用的經(jīng)濟性，越來越被人們所青睞。積極開發(fā)太陽能，大力發(fā)展光伏發(fā)電、在全球范圍得到了空前重視，已列為各國可持續(xù)發(fā)展的國策。
[0003]光伏發(fā)電，也稱太陽能發(fā)電，即利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件吸收太陽光輻射能，并使之集換為電能輸出。聚光光伏發(fā)電，是在第三代太陽能電池(如:能承受1000倍聚光光照的II1-V族半導(dǎo)體電池)的基礎(chǔ)上，運用陽光聚焦產(chǎn)生的強光照度，驅(qū)動光伏電池發(fā)電，相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的II1-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能，從而節(jié)約了寶貴的土地資源和太陽能發(fā)電的開發(fā)成本。然而，在高照度下，光伏電池的散熱問題，成為業(yè)內(nèi)首當(dāng)其沖、急需解決的技術(shù)問題。若采用熱媒散熱，不但能輕松地解決光伏發(fā)電的散熱難題，還可大量獲得寶貴的熱能資源。
[0004]所以申請?zhí)枮镃N201210531902.9的專利公開了一種太陽能家庭系統(tǒng)，其間披露了通過在家庭安裝太陽能光伏板，通過太陽能光伏板實現(xiàn)對家庭的供電，解決了電能能源占用的問題，保證了能源最大程度的利用。
[0005]同樣的申請?zhí)枮?0122039904.9的中國專利也公開了一種新型太陽能供電裝置，同外太陽能光伏電池板給家用電器給蓄電池供電，同樣提高了能源的利用效果。
[0006]而目前市場上，特別是新興智能住宅，對太陽能供電裝置的利用增大，但是目前該供電方式較為簡單，智能化程度不夠，不能起到對住戶的用電習(xí)慣起到較佳的反饋統(tǒng)計，導(dǎo)致對太陽能蓄電池的電量配置不合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于太陽能供電接口實現(xiàn)的同時對每一住戶的用電量進(jìn)行檢測的智能家居用電管理系統(tǒng)。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種基于太陽能供電接口實現(xiàn)的智能家居用電管理系統(tǒng)，包括太陽能供電模塊與市電供電模塊，所述太陽能供電模塊和市電供電模塊直接通過一投切開關(guān)模塊投切切換供電，所述太陽能供電模塊輸出一反映太陽能蓄電池電量值Q，還包括負(fù)載采集模塊，用于實時采集對應(yīng)家庭中用電電流II和用電電壓U1;第一數(shù)據(jù)處理模塊，處理并記錄單位時間下的用電電流II和用電電壓U1，并計算用電能耗P1;第二數(shù)據(jù)處理模塊，以一天為單位時間tl并根據(jù)該單位時間tl下的用電能耗P與時間的關(guān)系建立用電慣性數(shù)據(jù)信息S1，并以一周T1為單位將用戶慣性信息錄入用電慣性數(shù)據(jù)庫;判斷模塊，根據(jù)用電慣性數(shù)據(jù)庫庫內(nèi)數(shù)據(jù)以及太陽能蓄電池電量值Q模擬最佳投切時間t2，并控制投切開關(guān)模塊動作。
[0009]通過這樣的技術(shù)方案，通過對家庭中的用電電流和用電電壓進(jìn)行采樣，并通過第一處理模塊建立了對應(yīng)的時間信號，這樣就可以得出時間與能耗的關(guān)系信息，然后通過第二處理模塊對建立用電慣性數(shù)據(jù)信息，通過并以在一周內(nèi)的信息作為區(qū)分，也就是說，用電慣性信息包括了兩個時間特征，一是在一天中，用戶用電的時間以及用電情況，還有對工作日和非工作日進(jìn)行區(qū)分，實現(xiàn)在一周中以天為單位作為時間特征，而判斷模塊的依據(jù)就是根據(jù)住戶個人的用電習(xí)慣，在每天每個時段以兩個時間特征為參照，實現(xiàn)控制投切開關(guān)動作的步驟，保證投切時間是根據(jù)個人用電情況判斷的，真正實現(xiàn)“智能用電管家”的概念。
[0010]進(jìn)一步地:所述判斷模塊包括有第一判斷方法:當(dāng)所述太陽能蓄電池電量值Q大于第一預(yù)設(shè)值時，控制投切開關(guān)模塊動作。判斷模塊的其中一個判斷標(biāo)準(zhǔn)是需要保證太陽能蓄電池電量的最大利用，所以當(dāng)電量過高時，需要控制投切模塊直接動作，保證電量獲取正常，保證太陽能蓄電池能最大程度的利用。
[0011 ]進(jìn)一步地:所述判斷模塊包括有第二判斷方法:訪問用電慣性庫庫內(nèi)數(shù)據(jù)并得出在以一天為單位時間tl下的用電高峰時段tll，在用電高峰時段tll的起始點且太陽能蓄電池電量值Q大于第二預(yù)設(shè)值時，控制投切開關(guān)模塊動作。判斷模塊的另一判斷標(biāo)準(zhǔn)是保證盡可能減少投切次數(shù)，這樣可以提高太陽能蓄電池的和開關(guān)投切模塊的使用壽命，同樣可以保證投切的次數(shù)，盡量在該用戶家庭用電高峰時段進(jìn)行投切供電，就可以使得用電較佳。
[0012]進(jìn)一步地:所述判斷模塊還可以調(diào)用市電高峰用電信息S2，所述判斷模塊包括有第三判斷方法:根據(jù)市電高峰用電信息S2得出市電高峰時段tl2，在用電高峰時段tl2的起始點且太陽能蓄電池電量值Q大于第二預(yù)設(shè)值時，控制投切開關(guān)模塊動作。判斷模塊的第三個判斷標(biāo)準(zhǔn)是盡量避免與市電供電高峰沖突，市電高峰時，需要進(jìn)行投切，保證供電規(guī)避市電高峰，減小電網(wǎng)的負(fù)荷壓力，同樣的，也可以為用戶節(jié)省一定的用電經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
[0013]進(jìn)一步地:還包括市電分析模塊，用于分析市電供電質(zhì)量，且當(dāng)市電供電異常時，控制投切開關(guān)模塊動作。市電供電出現(xiàn)異常時，可以控制投切，保證供電正常。
[0014]進(jìn)一步地:還包括備電分析模塊，用于檢測太陽能供電質(zhì)量，且當(dāng)太陽能供電模塊供電異常時，控制投切開關(guān)模塊動作。當(dāng)太陽能蓄電池供電異常時，同樣可以控制開關(guān)模塊動作，保證家庭用電正常。
[0015]進(jìn)一步地:還包括云平臺，所述云平臺可訪問用電慣性數(shù)據(jù)庫庫內(nèi)部數(shù)據(jù)，用戶可通過任意終端登錄云平臺并調(diào)用用電慣性數(shù)據(jù)信息并顯示。通過將用電數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，這樣用戶就可以直觀的了解到自身的用電情況，保證使用效果最佳。
[0016]進(jìn)一步地:還連接至物業(yè)管理中心，所述物業(yè)管理中心可訪問用電慣性數(shù)據(jù)庫庫內(nèi)部數(shù)據(jù)。物業(yè)也可以調(diào)用該數(shù)據(jù)，便于服務(wù)客戶。
[0017]進(jìn)一步地:所述供電異常包括故障電弧分析、過流故障分析、雷擊故障分析、剩余電流分析。以上分析方式可以采樣目前電網(wǎng)中較為常見的分析方式，保證供電異常時能夠及時投切不會損壞設(shè)備。
[0018]通過采用上述技術(shù)方案，通過這樣的技術(shù)方案，通過對家庭中的用電電流和用電電壓進(jìn)行采樣，并通過第一處理模塊建立了對應(yīng)的時間信號，這樣就可以得出時間與能耗的關(guān)系信息，然后通過第二處理模塊對建立用電慣性數(shù)據(jù)信息，通過并以在一周內(nèi)的信息作為區(qū)分，也就是說，用電慣性信息包括了兩個時間特征，一是在一天中，用戶用電的時間以及用電情況，還有對工作日和非工作日進(jìn)行區(qū)分，實現(xiàn)在一周中以天為單位作為時間特征，而判斷模塊的依據(jù)就是根據(jù)住戶個人的用電習(xí)慣，在每天每個時段以兩個時間特征為參照，實現(xiàn)控制投切開關(guān)動作的步驟，保證投切時間是根據(jù)個人用電情況判斷的，真正實現(xiàn)“智能用電管家”的概念。
【附圖說明】
[0019]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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為對應(yīng)一住戶的系統(tǒng)配置架構(gòu)圖；
圖2為云平臺以及物業(yè)管理中心架構(gòu)示意圖；
圖3為負(fù)載采集示意圖；
圖4為第一數(shù)據(jù)處理模塊示意圖；
圖5為第二數(shù)據(jù)處理模塊示意圖；
圖6為用電慣性數(shù)據(jù)庫原理示意圖；
圖7為判斷模塊原理示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記:100、投切開關(guān)模塊；110、太陽能供電模塊；111、備電分析模塊；120、市電供電模塊；121、市電分析模塊;210、負(fù)載采集模塊;220、第一數(shù)據(jù)處理模塊;230、第二數(shù)據(jù)處理模塊;240、判斷模塊;300、用電慣性數(shù)據(jù)庫。
【具體實施方式】
[0022 ]參照圖1至圖7對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]參照圖1所示，一種基于太陽能供電接口實現(xiàn)的智能家居用電管理系統(tǒng)，包括太陽能供電模塊110與市電供電模塊120，所述太陽能供電模塊110和市電供電模塊120直接通過一投切開關(guān)模塊100投切切換供電，所述太陽能供電模塊110輸出一反映太陽能蓄電池電量值Q、負(fù)載采集模塊210，用于實時采集對應(yīng)家庭中用電電流II和用電電壓U1;第一數(shù)據(jù)處理模塊220，處理并記錄單位時間下的用電電流II和用電電壓U1，并計算用電能耗P1;第二數(shù)據(jù)處理模塊230，以一天為單位時間tl并根據(jù)該單位時間tl下的用電能耗P與時間的關(guān)系建立用電慣性數(shù)據(jù)信息S1，并以一周T1為單位將用戶慣性信息錄入用電慣性數(shù)據(jù)庫300;判斷模塊240，根據(jù)用電慣性數(shù)據(jù)庫300庫內(nèi)數(shù)據(jù)以及太陽能蓄電池電量值Q模擬最佳投切時間t2，并控制投切開關(guān)模塊100動作；市電分析模塊121，用于分析市電供電質(zhì)量，且當(dāng)市電供電異常時，控制投切開關(guān)模塊100動作;備電分析模塊111，用于檢測太陽能供電質(zhì)量，且當(dāng)太陽能供電模塊110用電異常時，控制投切開關(guān)模塊100動作。
[0024]為了方便進(jìn)一步理解本方案的功能和原理所以對本方案進(jìn)行進(jìn)一步闡述:
參照圖2所示，對云平臺以及數(shù)據(jù)反饋功能的實現(xiàn)進(jìn)行闡述:圖1所示的是每個住戶均有配置的用電管理系統(tǒng)，云平臺對每個住戶的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，物業(yè)管理模塊可以在權(quán)限范圍內(nèi)訪問相關(guān)數(shù)據(jù)，同樣的用戶可以通過終端訪問并調(diào)用自身的用電慣性信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，所以需要對終端進(jìn)行配置，可以以網(wǎng)頁、APP的形式進(jìn)行顯示，顯示的數(shù)據(jù)并不局限于用電慣性信息數(shù)據(jù)，還可以是負(fù)載采集模塊210采集到的相關(guān)所有數(shù)據(jù)，方便用戶理解，顯示的可以是目前住宅和運行狀態(tài)、太陽能蓄電池的切入時間長度，預(yù)計節(jié)約電量等信息，較為直觀理解