本實用新型涉及智能插座領域，尤其涉及一種電能雙向流動型智能插座。

背景技術：

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

在傳統的家庭供電系統中，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，為傳統的家庭式電路結構。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、直流變頻空調等，需要將交流電轉換為直流電后使用。中間這級AC-DC轉換，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生負載損壞，嚴重時還會危及人身安全。同時由于常規插座不能進行能量回饋，無法接入新能源發電或儲能設備。

請參考附圖2，為傳統插座下用電設備的接入方式，不同用電設備從常規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，常規的插座不支持新能源發電或儲能設備接入家庭供電系統。

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

技術實現要素：

本實用新型實施例提供了一種電能雙向流動型智能插座，用于根據設備的電能類型和幅值做出相應改變，從而實現插座運行的電能與設備的電能相匹配。

本實用新型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信息或設備所提供電能的電能參數信息，從而通過所述CPU模塊根據電能參數信息選擇所述雙向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的電能至所述設備或將所述設備提供的電能回饋至電網，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信息給所述CPU模塊進行實時動態輸出調整。

優選地，所述電能參數具體為電能類型和電壓電流幅值。

優選地，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的直流母線，另一端連接所述雙向DC/DC模塊。

優選地，所述通訊接口具體與所述智能插座的地線接口連接。

從以上技術方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優點：

本實用新型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將設備提供的電能回饋到電網中，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信息給所述CPU模塊進行實時動態輸出調整，最終實現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實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為用于說明本實用新型實施例的傳統的家庭式電路結構示意圖；

圖2為用于說明本實用新型實施例的傳統插座下用電設備的接入方式；

圖3為本實用新型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為本實用新型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為本實用新型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為本實用新型實施例提供的一種電能雙向流動型智能插座運用到電網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

本實用新型實施例提供了一種電能雙向流動型智能插座，用于根據設備的電能類型和幅值做出相應改變，從而實現插座運行的電能與設備的電能相匹配。

為使得本實用新型的實用新型目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而非全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖3，本實用新型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信息或設備所提供電能的電能參數信息，從而通過CPU模塊3根據電能參數信息選擇雙向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的電能至設備或將設備提供的電能回饋至電網，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信息給CPU模塊3進行實時動態輸出調整。

電能參數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。

以上是對本實用新型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，以下將對本實用新型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，本實用新型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信息或設備所提供電能的電能參數信息；

102、通過CPU模塊根據電能參數信息選擇雙向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的電能至設備或將設備提供的電能回饋至電網；

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信息，并通過所述CPU模塊進行實施動態輸出調整。

請參閱圖5，具體地，本實用新型實施例運行方法中的電能參數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將設備提供的電能回饋至電網；

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信息，并通過所述CPU模塊進行實施動態輸出調整。

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電功率，為主觀意識節能和需求側響應提供數據基礎。

此外，本實用新型實施例的步驟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或設備所提供電能的電能參數是否符合預設的電能參數范圍；

若是，則進入下一步；

若否，則控制關閉雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2。

需要說明的是，本實用新型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。

以上是對本實用新型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，以下將對本實用新型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。

本實用新型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。

本實用新型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。

本實用新型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根據新能源電源或儲能設備所發出電能的類型信息，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。

本實用新型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，智能插座可取替現有各類負載的電源適配器，減少現有用電設備的體積、重量。

本實用新型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的插座的用電或發電功率，為主觀意識節能和需求側響應提供數據基礎。

請參考附圖6，為本實用新型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。

與現有技術相比，本實用新型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、使用安全的優點。當負載接入時，本實用新型通過負載通訊接口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出電能的類型信息傳給CPU模塊3，并控制內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中；本實用新型可取替現有各類負載的電源適配器，減少現有用電設備的體積、重量。此外，本實用新型還可記錄負載用電功率和新能源電源發電功率，為主觀意識節能和需求側響應提供數據基礎，從而促進節能與智能電網技術的應用。

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，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。本實用新型特別適用于新型家庭微電網系統，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，實現電能的雙向流動。

所屬領域的技術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，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實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。