本實(shí)用新型涉及家庭智能用電管理領(lǐng)域，尤其涉及一種智能家電管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)我國(guó)高峰負(fù)荷逐年攀升，特別是一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份的尖峰負(fù)荷屢創(chuàng)新高，對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行造成了很大的威脅。為滿足電力峰荷需求，需要大量備用電能，這將造成非峰荷時(shí)段的資源浪費(fèi)。在夏季用電高峰，空調(diào)負(fù)荷非常大，但是如果能夠?qū)⒖照{(diào)的溫度提高2攝氏度，就可以削減空調(diào)電力負(fù)荷的10％到15％，也就是可以削減大約50萬(wàn)到75萬(wàn)kw的電力高峰期容量需求。

在電網(wǎng)調(diào)峰方面，傳統(tǒng)的做法是拉閘限電的調(diào)峰策略，會(huì)對(duì)居民的生活造成很多不便，甚至?xí)斐捎脩艚?jīng)濟(jì)上的損失；在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，智能電網(wǎng)的雙向交互技術(shù)可以指導(dǎo)用戶合理用電，有效的調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，從而提高電能利用率和電網(wǎng)的運(yùn)行效率。智能用電作為電力“發(fā)、輸、調(diào)、變、配、用”的重要一環(huán)，是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵所在。越來(lái)越多的研究者開(kāi)始從需求側(cè)響應(yīng)入手，研究需求側(cè)管理。傳統(tǒng)的需求響應(yīng)DR主要針對(duì)工商業(yè)等大型電力用戶展開(kāi)，電方式比較被動(dòng)。在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，智能終端設(shè)備的接入，電力通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了智能用電雙向交互技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)家電智能管控提供了技術(shù)基礎(chǔ)。家電智能管控充分考慮了用戶用電的自由行和差異性，可以在保證用戶正常用電的前提下實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷的調(diào)峰目的并利用需求響應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)削峰填谷。

對(duì)于目前的智能家電管控系統(tǒng)，系統(tǒng)各個(gè)組件之間的通信系統(tǒng)層次性凌亂，往往需要各個(gè)組件都能夠具有相同的信息傳輸功能，不利于各個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造。并且現(xiàn)有的系統(tǒng)沒(méi)有考慮家電與用戶的遠(yuǎn)程控制方面。因此，本專利基于智能用電雙向交互技術(shù)，針對(duì)居民用戶參與家電智能管控，以削峰填谷為目標(biāo)，在考慮用戶用電舒適度的情況下，盡可能改善電網(wǎng)的負(fù)荷曲線。本專利制定了新的的通信策略，主站承擔(dān)絕大多數(shù)的信息交互功能，其它設(shè)備只具有收信息或者發(fā)信息的功能。這樣系統(tǒng)內(nèi)的信息傳輸會(huì)更有規(guī)律，維護(hù)也更加方便。最重要的是，通信功能的簡(jiǎn)化對(duì)于設(shè)備的設(shè)計(jì)也更有利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供給了一種家電智能管控系統(tǒng)，包括用電信息采集裝置、智能電表、主站、用戶終端、數(shù)據(jù)處理中心、控制中心、用電設(shè)備控制裝置，中用電信息采集裝置與用電設(shè)備控制裝置以嵌入式方式內(nèi)置于用電設(shè)備中或以非嵌入式方式與用電設(shè)備直接相連，同時(shí)用戶側(cè)各設(shè)備的用電數(shù)據(jù)匯集于智能電表，進(jìn)一步與電網(wǎng)側(cè)主站進(jìn)行交互，電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)處理中心及控制中心根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析并發(fā)出控制指令，經(jīng)由智能電表向設(shè)備端發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管控。

用電信息采集裝置一端用于插座，一端用于用電設(shè)備，當(dāng)有用電設(shè)備開(kāi)始工作后，各用電設(shè)備的用電信息采集裝置將采集到的用戶用電信息匯總到相連的智能電表上。

智能電表在匯總收集到的用電信息后，將用戶的用電信息顯示在屏幕上，并且將用電信息通過(guò)電力線專網(wǎng)傳輸?shù)轿挥诠╇娋值闹髡局小?/p>

主站是進(jìn)行信息匯總的中心，主站安裝在供電局內(nèi)，可以和用戶終端利用無(wú)線通信公網(wǎng)進(jìn)行通信，將智能電表傳送來(lái)的用電信息傳送都數(shù)據(jù)處理中心，可以接受供電局下發(fā)的電價(jià)信息和電網(wǎng)負(fù)荷信息，可以和數(shù)據(jù)處理中心、用戶終端進(jìn)行雙向通信，可以向控制中心下發(fā)控制指令。

用戶終端是用戶可操作的智能設(shè)備，所述用戶終端包括智能手機(jī)和筆記本電腦，用戶可以利用用戶終端向主站發(fā)送控制、查詢、訪問(wèn)等各種指令，主站也可以向用戶終端發(fā)送用電信息。

數(shù)據(jù)處理中心位于供電局內(nèi)，是系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理的中心，主站將電價(jià)信息、用電信息、電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，制定管控家電狀態(tài)的策略，并將得到的家電智能控制方案發(fā)送到主站。

控制中心位于小區(qū)或片區(qū)的集中機(jī)房，當(dāng)主站在得到數(shù)據(jù)分析中心下發(fā)的管控方案后，將管控方案發(fā)送到控制中心，控制中心將控制方案拆分成單個(gè)家庭的控制信息，下發(fā)到位于家庭內(nèi)部的用電設(shè)備控制裝置。

用電設(shè)備控制裝置位于用戶家中，只能夠接受控制中心下發(fā)的控制命令，不能發(fā)送信息，可以根據(jù)控制中心下發(fā)的控制信息調(diào)控家用電器的用電狀態(tài)。

本實(shí)用新型具有如下技術(shù)效果：

1.本實(shí)用新型系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集用戶家庭中的各種用電設(shè)備的電力信息，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，可以隨時(shí)了解家庭的用電信息。通過(guò)用戶的用電習(xí)慣制定相應(yīng)的用電策略，使用戶獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，主站可以獲取實(shí)時(shí)的電價(jià)信息和負(fù)荷信息，在指定家電控制策略時(shí)，可以通過(guò)制定相應(yīng)的家電控制策略來(lái)使得電網(wǎng)負(fù)荷平穩(wěn)過(guò)渡。

2.本實(shí)用新型的智能家電管控系統(tǒng)中的各組件可以通過(guò)無(wú)線通信公網(wǎng)和電力網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的雙向傳輸，在主站將用戶的實(shí)時(shí)用電信息傳送給用戶終端時(shí)，可以利用公用無(wú)線網(wǎng)和傳統(tǒng)的通信手段將信息發(fā)送到用戶終端，這種通信方式的覆蓋面廣，穩(wěn)定，通信容量大，適合用于和大量用戶之間通信；在主站獲取配電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，可以利用電力網(wǎng)來(lái)獲取；供電局在下發(fā)電價(jià)信息也可以通過(guò)電力網(wǎng)進(jìn)行傳輸；電力網(wǎng)傳輸方式適合用于傳輸保密性較高，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的信息。

3.本實(shí)用新型可以融合現(xiàn)有的多種通信網(wǎng)，如以太網(wǎng)、無(wú)線通信網(wǎng)、電力網(wǎng)等，用戶可以通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)來(lái)和供電部門進(jìn)行通信，也可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制家庭的用電設(shè)備，了解實(shí)時(shí)的家庭用電信息，供電部門也可以通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)方式向用戶發(fā)送實(shí)時(shí)的電價(jià)信息。

4.本實(shí)用新型的智能家電管控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電能表的信息采集功能，在實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的電表計(jì)費(fèi)功能之外，還擴(kuò)展了遠(yuǎn)程向主站交互電表信息及控制指令的功能，智能電表采集當(dāng)前用電設(shè)備的用電信息，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將用電信息傳輸?shù)街髡荆髡緦⒂秒娦畔魉偷綌?shù)據(jù)分析中心，數(shù)據(jù)分析中心可以根據(jù)用戶的用電信息得到用于的用電習(xí)慣；主站在獲得受電商的電價(jià)信息和電網(wǎng)負(fù)荷情況，也傳送到數(shù)據(jù)分析中心；數(shù)據(jù)分析中心通過(guò)綜合分析用戶用電習(xí)慣、電價(jià)、配電網(wǎng)負(fù)荷情況建模求解得到最佳的家電智能管控方案，智能管控系統(tǒng)根據(jù)管控方案調(diào)整家電的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了供電的遠(yuǎn)停遠(yuǎn)送，避免了采用人工管理的各種弊端。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述的智能家電管控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)處理中心獲取家電控制方案流程圖

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

如圖1所示：本實(shí)用新型提供了一種家電智能管控系統(tǒng)，包括用電信息采集裝置、智能電表、主站、用戶終端、數(shù)據(jù)處理中心、控制中心、用電設(shè)備控制裝置。

各用電信息采集裝置，智能電表，用電設(shè)備控制裝置可以設(shè)置在用戶家中，用戶終端可以是用戶的通訊工具，含筆記本電腦，智能手機(jī)等；控制中心可以安置在小區(qū)或劃分片區(qū)的集中機(jī)房；主站，數(shù)據(jù)分析中心安裝在供電局。

用電設(shè)備分成四類，不可調(diào)控設(shè)備，如電燈，電腦等設(shè)備；可調(diào)控即時(shí)設(shè)備，如空調(diào)；可調(diào)控能量轉(zhuǎn)移設(shè)備，如熱水器；充電設(shè)備，如蓄電池等；系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)備的用電類型不同，制定相應(yīng)的用電管控方案。

用電信息采集裝置和智能電表安裝有無(wú)線局域網(wǎng)接口，用電信息采集設(shè)備可以向智能電表傳送采集到的用電信息。智能電表除了擁有無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)接口外，還具有電力網(wǎng)接口，可以通過(guò)電力線向主站傳輸信息。

電力信息采集裝置和智能電表安裝有局域網(wǎng)接口，可以和智能電表進(jìn)行通信，每一類用電設(shè)備都連接一個(gè)用電信息采集設(shè)備，用電信息采集設(shè)備的一端接插座，另一端接用電設(shè)備；當(dāng)插座給用電設(shè)備供電時(shí)，電力信息采集設(shè)備會(huì)采集到用戶的用電信息，多個(gè)用電信息采集裝置可以通過(guò)家庭局域網(wǎng)，如WIFI，將采集到的用電信息傳送到智能電表，智能電表經(jīng)過(guò)匯總，在屏幕上顯示用戶的用電量和已用電費(fèi)。

智能電表除了安裝有無(wú)線局域網(wǎng)接口，還安裝有電力網(wǎng)通信接口，在收集到用戶的用電信息后，將用戶的用電信息通過(guò)電力線專網(wǎng)，傳送到設(shè)置于供電局的主站中。

主站是整個(gè)家電智能管控系統(tǒng)通信的中心，主站中設(shè)有各種無(wú)線網(wǎng)接口和有線網(wǎng)接口，主站可以通過(guò)無(wú)線通信公網(wǎng)和用戶終端互通消息，也可以通過(guò)電力網(wǎng)向中心控制裝置互通消息。

主站收到來(lái)自智能電表發(fā)送到的用戶的用電信息后，將用戶的用電信息傳送到位于供電局的數(shù)據(jù)處理中心，供電局下發(fā)的電價(jià)和信息和電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)也通過(guò)主站傳出到數(shù)據(jù)處理中心。

數(shù)據(jù)處理中心在收到一定量的當(dāng)用電信息后，通過(guò)數(shù)學(xué)模型，建模求解，得出用戶的用電習(xí)慣，并且存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理中心的存儲(chǔ)模塊中，為制定符合用戶用電習(xí)慣的用電方案做準(zhǔn)備。

數(shù)據(jù)處理中心和主站之間可以進(jìn)行專網(wǎng)通信，專網(wǎng)通信的優(yōu)勢(shì)是安全性高，容量大，延時(shí)小，適用于拓?fù)浜?jiǎn)單，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求較高的通信環(huán)境，如圖2所示，數(shù)據(jù)處理中心將用戶的用電信息分類，將可以用于智能調(diào)控的用電信息，如空調(diào)用電，熱能用電分為可調(diào)控負(fù)荷，將不能用于智能調(diào)控的用電信息，如電燈，電腦等用電作為不可調(diào)控負(fù)荷。數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)用戶的用電習(xí)慣、用電設(shè)備的功率和用電特點(diǎn)將可調(diào)控負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的劃分，在綜合考慮電網(wǎng)負(fù)荷和電價(jià)，利用數(shù)學(xué)求解得到能夠滿足電網(wǎng)負(fù)荷平穩(wěn)過(guò)渡和用戶用電經(jīng)濟(jì)化的智能家電調(diào)控方案。

由于電網(wǎng)供電一般是對(duì)整個(gè)小區(qū)統(tǒng)一進(jìn)行供電，一次主站在得到家電管控模型后，通過(guò)電力線專網(wǎng)，將整個(gè)小區(qū)的家電智能管控方案信息打包下發(fā)到位于小區(qū)或者街道的控制中心。

控制中心的功能是接受來(lái)自主站的控制信息，并且對(duì)整個(gè)小區(qū)的家電管控方案進(jìn)行拆分，并將具體每個(gè)家庭的控制信息下發(fā)到用戶家庭中的用電設(shè)備控制裝置。

用電設(shè)備控制裝在收到控制信息后，根據(jù)控制信息調(diào)控相應(yīng)的用電設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能管控用戶家電的目的。

主站在通過(guò)智能電表收集到用戶的用電信息后，可以通過(guò)無(wú)線通信公網(wǎng)，將家用電器的用電信息傳送到用戶終端上，用戶可以隨時(shí)隨地了解到家中電器的運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步的，供電局可以將該段時(shí)間的實(shí)時(shí)電價(jià)發(fā)送到用戶終端上，用戶可以隨時(shí)了解詳細(xì)的電價(jià)信息，并且根據(jù)當(dāng)日的電價(jià)信息來(lái)決定自己的業(yè)務(wù)需求。

用戶可以利用用戶終端，所述用戶終端包括智能手機(jī)和筆記本電腦，通過(guò)無(wú)線通信公網(wǎng)向主站發(fā)送家電控制信息，用戶的控制信息分為緊急控制信息和非緊急控制信息，緊急控制信息是指立刻執(zhí)行該家電控制信息，不考慮家電優(yōu)化的問(wèn)題，非緊急控制信息則是根據(jù)綜合考慮多方面因素得到的智能優(yōu)化管控方案來(lái)控制家電的運(yùn)行狀態(tài)。

主站收到用戶終端發(fā)送的家電控制信息后，將一個(gè)小區(qū)的家電控制信息打包通過(guò)電力線專網(wǎng)下發(fā)至位于小區(qū)內(nèi)或街道的控制中心，控制中心在把控制信息拆封，分別下傳到各個(gè)用戶家庭的用電設(shè)備控制裝置中，用電設(shè)備控制裝置在根據(jù)控制信息來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)控家庭內(nèi)部的家電運(yùn)行狀態(tài)。

用戶也可以根據(jù)自己的實(shí)際情況在智能終端上制定自己的用電習(xí)慣和用電規(guī)律，通過(guò)無(wú)線通信公網(wǎng)發(fā)送到位于供電局的主站，主站收到用戶終端的用電習(xí)慣后，將替換掉原來(lái)由用戶用電信息建模求解得出的用電信息，進(jìn)而存儲(chǔ)由用戶自己制定的用電習(xí)慣。

本實(shí)用新型的智能家電控制模型對(duì)家庭中各種具體的用電信息進(jìn)行分類采集，并且能實(shí)現(xiàn)和智能電表，主站之間的通信，主站和用戶終端也可以進(jìn)行雙向通信；用戶可以通過(guò)電腦或者智能手機(jī)實(shí)時(shí)了解電價(jià)信息和自己的用電情況，同時(shí)也可以在自己的終端上編輯控制信息，對(duì)自己的家電進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，本實(shí)用新型充分體現(xiàn)了現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)+的思維，將電子科技融入到了人們的日常用電環(huán)節(jié)，使用戶有了更優(yōu)質(zhì)的生活服務(wù)。

本實(shí)用新型的智能家電控制模型還可以給設(shè)社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)用戶的用電習(xí)慣和電價(jià)信息，優(yōu)化用戶的用電規(guī)律，不僅可以為用戶節(jié)省電價(jià)，還可以有效的節(jié)省電能，充分利用棄能，負(fù)荷現(xiàn)在綠色能源的發(fā)展理念；同時(shí)，綜合電網(wǎng)負(fù)荷的家電智能優(yōu)化模型還可以通過(guò)控制家電的運(yùn)行狀態(tài)，使得電網(wǎng)負(fù)荷平穩(wěn)過(guò)渡，達(dá)到削峰填谷的目的。

雖然已經(jīng)詳細(xì)的說(shuō)明了本實(shí)用新型的內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出所附的權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替換和變換。而且，本申請(qǐng)的范圍不僅限于說(shuō)明書(shū)所描述的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實(shí)施。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同結(jié)果的、現(xiàn)有和將來(lái)要被開(kāi)發(fā)的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法或步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。