CN107809138A - 智能电网管理***与智能电网管理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了智能电网管理***和智能电网管理方法。所述***包括：云平台、移动终端、用户端智能电表、中继器；所述中继器与所述用户端智能电表连接，用以实时接收所述用户端智能电表发送的用户用电信息；所述中继器同时与所述云平台连接，用于将接收到的所述用户用电信息实时发送到所述云平台；所述云平台根据预设模型分析接收到的所述用户用电信息，并将分析数据发送至所述移动终端；用户根据所述分析数据通过所述移动终端向所述云平台发出充值缴费指令、远程电器监控指令以通过云平台进行电能充值缴费、以及电器远程监控操作。该***实现了用户对家用电器或用电设备进行针对性的节能管理。

Description

智能电网管理***与智能电网管理方法

技术领域

本申请涉及智能电网领域，尤其涉及智能电网管理***与智能电网管理方法。

背景技术

电能作为重要的清洁能源，在未来经济社会发展中占有越来越重要的地位。从2009年开始，国家电网公司提出了智能电网的发展计划。智能电网是将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术和控制技术等深度应用于电网，形成先进技术与物理电网高度集成的现代化电网，其主要目的包括为用户提供个性化智能用电管理服务，实现资源节约与环境保护。

但是目前的电网管理***，具体到单个家庭或企业来讲，只有一个固定时间段内的单个家庭或企业的总能耗信息，缺乏对各种家用电器的能耗详细数据，用户无法对家用电器或用电设备进行针对性的节能管理。

另外，目前的电网管理***实现由对国家电力公司发出的电能传输至用户进行管理与控制，而无法对个人储能设备或集体储能设备存储的电能进行管理与控制。

发明内容

本申请的目的在于提出一种智能电网管理***与智能电网管理方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种智能电网管理***，所述***包括云平台、移动终端、用户端智能电表、中继器；所述中继器与所述用户端智能电表连接，用以实时接收所述用户端智能电表发送的用户用电信息；所述中继器同时与所述云平台连接，用于将接收到的所述用户用电信息实时发送到所述云平台；所述云平台根据预设模型分析接收到的所述用户用电信息，并将分析数据发送至所述移动终端；用户根据所述分析数据通过所述移动终端向所述云平台发出充值缴费指令、远程电器监控指令以通过云平台进行电能充值缴费、以及电器远程监控操作。

第二方面，本申请提供了一种智能电网管理方法，所述方法包括：云平台接收由中继器转发的实时从所述用户智能电表接收到的用户用电信息；根据预设模型分析接收到的所述用户用电信息，并将分析数据发送至移动终端；接收用户通过所述移动终端发送的至少一种操作指令，所述操作指令为用户根据所述分析数据做出的；根据所述至少一种操作指令进行充值缴费、电器远程监控操作；其中所述用户用电信息包括：所述智能电表上的实时电压、实时电流、实时有功功率、实时无功功率、实时视在功率、功率因素、频率等；所述智能电表所处环境的实时温度、压力；实时总能耗、实时费率、实时费用。

第三方面，本申请提供了一种智能电网管理方法，所述方法包括：

移动终端接收云平台实时发送的用电分析数据，所述用电分析数据是所述云平台对中继器所发送的、来自用户端智能电表的用户用电信息进行分析得到的；检测用户根据所述用电分析数据发出的充值缴费、电器远程监控操作指令；向所述云平台发送所述充值缴费、电器远程监控操作指令以通过所述云平台进行充值缴费、电器远程终端监控操作。

本申请实施例提供的智能电网管理***，通过云平台根据预设模型分析由中继器所发送的来自用户端智能电表的用户用电信息，然后将分析数据发送至移动终端，最后用户根据分析数据通过移动终端向云平台发送相应指令，从而实现了家用电器或用电设备的针对性节能管理。

另外，在本申请提供的实施例的一些可选实现方式中，智能管理***还包括储能设备，储能设备在云平台的控制下向预定用户发送存储的电能。实现了对由国家电力公司发出的电能传输至用户与由集体储能设备存储的电能传输至用户之间的管理与控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请实施例的智能电网管理***的示意图；

图2是储能设备、国家电网、云平台及其他电能不足用户之间的关系示意图；

图3是本申请一个实施例智能电网管理方法的流程示意图；

图4是本申请又一个实施例智能电网管理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了本申请的智能电网管理***的架构图100。

如图1所示，智能电网管理***100可以包括用户端智能电表101，中继器102，云平台103，终端设备104。用户端智能电表101与中继器102之间可以通过电力线网络进行通信；中继器102与云平台103之间以及云平台103与终端设备104之间可以通过有线、无线通信链路或者光电缆进行通信。

用户端智能电表101例如可以是导轨式载波费控智能电表。在用户端电表内部植入载波芯片，由载波芯片将用户端电表计量模块计量出来的用户用电信息，也就是实时电能示值、实时电压信号、实时电流信号，有功功率、无功功率、功率因素、频率；智能电表所处环境的实时温度、压力；实时总能耗、实时费率、实时费用等数据、信号加载到电力载波上生成电力载波信号以便使用现有电力线进行用户用电信息传输，电力载波的电压例如可以为220V。

中继器102接收电力线上发送的电力载波信号，得到用户的实时电能示值、实时电压信号、实时电流信号等数据。中继器将上述接收到的实时电能示值、实时电压信号、实时电流信号等数据通过有线、无线通信链路或者光电缆发送到云平台103。此外，中继器102还可以存储一定时间内的用户端的用电信息。中继器102对用户用电信息的采集是本领域常用的技术手段，此处不赘述。

云平台103可以包括多个服务器，多个服务器可以根据预设模型分析接收到的用户用电信息。云平台103将分析数据通过有线、无线通信链路或者光电缆发送至移动终端104中。云平台103存储每一个与其连接的用户端智能电表101的身份信息，用户端智能电表101的身份信息例如可以是用户端智能电表101的编号。

移动终端104可以为各种类型的移动终端，比如智能手机、平板电脑、便携式计算机等等。在该移动终端上预先安装有各种应用，例如智能电网管理APP。

用户根据上述云平台103分析得到的分析数据通过移动终端104向云平台103发送充值缴费指令、远程电器监控指令以通过云平台103进行电能充值缴费、以及远程电器监控操作。

在本实施例中，用户可以为家庭为单位的用户，也可以是企、事业单位。

应该理解，图1中的用户端智能电表101，中继器102，云平台103，终端设备104的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的用户端智能电表101，中继器102，云平台103，终端设备104。

在本实施例的一些可选实现方式中，上述预设模型例如可以为电流、电压变化模型及电流、电压波形模型。首先，云平台103根据实时有功功率、实时无功功率、实时视在功率、功率因素、频率等运行参数预估用户端运行的家用电器或者运行的用电设备的种类及数量，然后根据电流、电压变化模型及电流电压波形模型匹配上述预估的用电设备的种类及数量。进而可以推断用户端正在运行的家用电器、用电设备种类及数量。

目前，很多个人用户或者企、事业单位利用太阳能进行光伏发电、利用风能进行风力发电等，一方面可以实现环保，另一方面可以节省电力发电的能源消耗。另外，云平台管理者可以在用电低谷时储能，用电低谷时储能包括机械储能、电磁储能、电化学储能等。例如，机械储能可以包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等，也即在用电低谷时，将电能转化成其他形式的能量存储起来，在用电高峰时间，再由存储的其他形式的能量转换成电能。在本实施例的一些可选实现方式中，智能电网管理***还包括储能设备。在用电低谷时存储的国家电网传输的能源转换成电能的低谷电能储能设备。上述储能设备例如可以为储能电池或储能电池组。

如图2所示，储能设备与云平台连接，同时储能设备与国家电网连接以及预定用户连接。可选的，储能设备通过预设接口与国家电力连接，例如储能电池可以通过逆变***连接到国家电网。在用电低谷期间，储能设备在云平台的控制下进行储能。在用电高峰期间，储能设备在云平台的控制下向与云平台连接的预定用户发送存储的电能，或者通过国家电网向与云平台连接的预定用户发送存储的电能。此处预定用户可以为与云平台连接的一个或多个用户。

本申请实施例提供的智能电网管理***，用户通过观察云平台发送到移动终端的分析数据，实现对家用电器或用电设备的针对性节能管理。另外，还实现了对由国家电力公司发出的电能传输至用户与储能设备存储的电能传输至用户之间的管理与控制。

请继续参考图3，示出了根据本申请的智能电网管理方法的一个实施例的流程200。所述的智能电网管理方法，包括以下步骤：

步骤201，云平台接收由中继器转发的实时从所述用户智能电表接收到的用户用电信息。

在本实施例中，用户端智能电表实时采集用户的用电信息并实时把采集到的用户的用电信息通过电力线发送给中继器。中继器通过有线连接方式或者无线连接方式将用户的用电信息实时转发给云平台。也即云平台接收中继器发送的用户用电信息，用户用电信息是用户端智能电表实时发送给所述中继器的。用户用电信息包括智能电表上的实时电压、实时电流、实时有功功率、实时无功功率、实时视在功率、功率因素、频率等；用户端智能电表所处环境的实时温度、压力；实时总能耗、实时费率、实时费用。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB(ultra wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。

本领域技术人员可以理解的是，一个中继器通常与多个(通常小于1000个)用户端智能电表连接，也就是说，一个中继器可以同时接收多个用户的用电信息。中继器将多个用户的用电信息发送给上述云平台进行分析处理。

云平台中可以包括多个服务器。在多个服务器中可以预先存储有各个用户端智能电表的身份信息。

步骤202，根据预设模型分析接收到的用户用电信息，并将分析数据发送至移动终端。

在本实施例中，基于步骤201中得到的用户用电信息，上述云平台根据预设模型对用户用电信息进行分析计算。然后云平台将分析数据发送至移动终端。

在本实施例的一些可选实现方式中，上述预设模型例如可以为电流、电压变化模型及电流、电压波形模型。由于不同品牌的不同类型的电器在开闭瞬间的电流、电压变化不同，电流、电压的周期、波形不同，云平台可以针对不同品牌的不同类型的电器建立电流、电压变化模型以及电流、电压波形模型。云平台根据上述模型匹配接收到的用户用电数据可以得出用户的家用电器类型、品牌等信息。

在本实施例的一些可选实现方式中，分析数据例如可以包括：用户每日/月不同电器的耗电量；不同日/月不同电器的耗电量变化；其他用户各类电器耗电量的对比数据以及节能用电提示信息。其中，用户当月每日/月不同电器的耗电量、不同日/月的不同电器的耗电量变化可以以趋势图和/或表格展现出来。具体地，云平台可以对用户用电信息进行横向和纵向比较，根据分段计费原则，结合云平台的测算结果，将所有的耗能电器的功率、性质(制冷、出行等)分类，对用电时间段、用电时长(电动汽车充电)等因素进行优化计算与排布，将最优耗能分配结果反馈给用户如：上午八点到十点热水器加热，机器人打扫卫生，十点到十一点制冷，十一点到十一点半(电磁炉、电饭煲等)做饭，大功率用电器在不影响正常生活需求的情况下尽量在低电价或夜间使用等，推进“电气智能化”的生活方式，给出“最优用电方案”。另外，还可将用户用电分析数据匿名公开与云平台相连的其他用户平均耗电量进行衡量，或者与周边邻里进行耗能对比，从而找出该用户用电的不足之处。

在本实施例的一些可选实现方式中，云平台还可以进行线路监控，云平台可以对用户的用电线路进行实时监控。当用电线路出现短路、断路等危险情况时，云平台向用户发送危险提示信息。另外，云平台还可以根据对用户用电线路的实时监控向用户发送停电信息通知以及过载提示信息。云平台例如可以向安装在移动终端的应用发送上述提示信息。在本实施例的一些可选实现方式中，云平台还可向用户发送用电异常提示信息。例如，当用户外出时，云平台根据对用户用电信息的分析数据推断出用户家中电视未关闭、电脑待机等异常情况，可以向用户发送异常提示信息。

步骤203，接收用户通过移动终端发送的至少一种操作指令。

在移动终端接收到云平台发送的分析数据后，用户根据上述分析数据发出至少一种操作指令。云平台获取用户通过移动终端发送的上述至少一种操作指令。上述至少一种操作指令可以包括远程监控指令，也即用户可以远程各类电器的耗电量，以及每日不同时段的费率。在本实施例的一些可选实现方式中，当用户接收到云平台发送的危险提示信息时，例如可以通过安装在移动终端上的应用向云平台发送断电指令，云平台将断电指令传递给中继器，由中继器把断电指令传送到智能电表进行断电。可选的，云平台还可以将处理结果信息发送到用户的移动终端。

上述至少一种操作指令还可以包括充值缴费指令。在本实施例中，分析数据中还可以包括剩余电能数值。用户可以根据分析数据中的家庭日/月耗电量及剩余电能数值在终端设备上向云平台发出充电缴费的指令。

步骤204，根据至少一种操作指令进行充值缴费、远程终端监控操作。

云平台在接收到移动终端发送的上述至少一种操作指令后，进行相应操作。具体地，云平台根据接收到的充值缴费指令代替用户从国家电力公司、或者国家电力公司授权的其他售电公司、或者其他具备发电设备的厂商购买用户指定数量的电能。这样，可以省却用户打开国家电力公司或其他国家电力公司授权的售电公司的网站进行购电的操作，节约了用户时间。在本实施例中，云平台可以根据用户历史购电信息建立用户信用等级，并制定与用户信用等级相关的电费拖欠额度以及电费拖欠时间，这样在紧急情况下，可以使用用户信用继续用电，进一步方便了用户。另外，云平台还可以根据用户预存的电费金额以及参与云平台的其他相关业务获取电能积分，用户可以将一定数量的电能积分在云平台上兑换成相应额度的电能量。

此外，云平台可以将接收到的远程监控指令发送给中继器，中继器根据远程监控指令生成监控信号再发送给用户端载波电表。由载波电表根据监控信号监控各类电器的开启与闭合。

在本实施例的一些可选实现方式中，云平台根据分析数据对用户进行分类。具体地，云平台从分析数据中提炼出电功率及用电特征、使用***台还可建立用户用电档案，以便用户随时查询。

在本实施例的一些可选实现方式中，云平台根据分析数据识别电路故障及用电安全隐患；对电路故障及用电安全隐患进行分级，并生成提示信息发送至移动终端。当电量故障及用电安全隐患级别比较高时，比如发生线路短路时，云平台通过中继器向用户端载波表发出断电指令，以避免更大的隐患发生，保障了用电安全。

在本实施例的一些可选实现方式中，云平台将多个相关用户进行关联。用户根据自身的社会关系通过移动终端进行账号绑定。此处的社会关系例如可以是用户父母、用户子女等等。此处的账号例如可以为用户端智能电表的身份信息。云平台将与上述用户的账号绑定的账号进行关联，并将多个关联用户的分析数据同时发生至所关联的多个用户的终端设备。这样，用户可以获取与其账号绑定的账号的用电分析数据，可以时刻了解不在身边的亲人的用电情况，以及安全隐患。

在本实施例的一些可选实现方式中，云平台根据分析数据发送提示信息以提示用户更换节能电器。当用户的家具用电器用的时间比较久，会消耗很多的电能。云平台可以横向比较多个用户的同类电气的耗能情况，可以得出某个用户的家用电器能耗较大，可以发出更换节能电器的提示信息。可选的，云平台可以向用户推荐某个或某几个节能电器以供用户选择。

在本实施例的一些可选实现方式中，云平台可以根据用户在一定时间内所消耗的电能超过一定阈值而向用户奖励能源币。也就是使用的电能越多奖励的能源币越多。此处的一定时间可以是1天，也可以是10天，还可以是1个月等等，此处不做限定。例如，当用户1个月内消耗1000°电能时，可以获取能兑换1°电能的能源币，当1个月内用户消耗2000°电能时，可以获取能兑换3°电能的能源币。用户可以将能源币通过安装在移动终端的应用向云平台兑换电能。云平台响应于安装在移动终端上的应用发送的能源币使用指令，将电能币转换成相应能量的电能，并且更新用户端智能电表的待消耗的电能总量。可选的，云平台还可以和商家合作，用户可以购买与云平台签订协议的商家的产品，并且根据用户在上述商家消费的金额按照预定比例获取能源币的奖励。用户可以将该能源币通过安装在移动终端的应用向云平台兑换成相应的电能量。

本实施例提供的智能电网管理方法，用户通过云平台根据用户用电信息分析得到的分析数据，通过云平台、中继器及用户端智能电表进行远程监控各类家用电器及用电设备运行时间，可以实现对各类家用电器及用电设备的针对性的节能管理。用户还可以通过云平台进行充值缴费，节约了用户时间。

进一步参考图4，其示出了本申请的智能电网管理方法的又一个实施例的流程300。该智能电网管理方法的流程300，包括以下步骤：

步骤301，移动终端实时接收云平台发送的用电分析数据。

在本实施例中，移动终端可以为各种类型的移动终端，例如智能手机。移动终端可以通过有线、无线通信链路或者光电缆实时接收云平台发送的用电分析数据。

在本实施例中，云平台中包括多个服务器。在这些服务器中预先存储有用户端智能电表的身份信息。

在本实施例中，云平台接收中继器实时发送的、来自用户端智能电表的用户用电信息，云平台根据预设模型对用户用电信息进行分析得到分析数据。也就是说用电分析数据是所述云平台对中继器所发送的、来自用户端智能电表的用户用电信息进行分析得到的。步骤302，检测用户根据用电分析数据发出的充值缴费、远程监控操作指令。

在本实施例中，用户根据云平台发送的用电分析数据进行判断，然后可以发出充值缴费指令、远程监控指令。

具体地，移动终端可以向安装在其上的相关应用中输入文字信息以输入上述各个指令。或者，安装在移动终端的应用上预设有待选操作指令以供用户操作。用户可以对上述待选操作指令进行选择以实现上述各个指令的输入。移动终端检测用户对移动终端应用中预设操作指令的特定操作来识别用户的操作指令。此处的特定操作例如可以是触控操作。

步骤303，向云平台发送充值缴费、远程电器监控操作指令以通过云平台进行充值缴费、远程终端监控操作。

移动终端向云平台发送充值缴费、远程电器监控操作指令以通过云平台进行充值缴费、远程终端监控操作。

在本实施例的一些可选实现方式中，用户可以通过上述安装在移动终端的相关应用实现一键购物、一键求助等。具体地，云平台可以向移动终端推荐的性价比较高的电器品牌或者其他生活用品，用户可以通过移动终端进行购买，并以此获得一定比例(如1000∶1)的“电能积分”。需要说明的是，此处的比例应当是阶梯形式的，不同的消费水平、不同的消费场合获得不同的电能积分。电能积分例如可以转换为电能币，电能币可以用来换取一定量的电能。另外，云平台还可以与社区服务站进行通讯，当发生紧急情况时，用户可以通过一键求助通过云平台向社区服务站进行求助。

在本实施例的一些可选实现方式中，用户可以通过上述安装在移动终端的相关应用实现对与其账户关联的其他账户进行充值缴费。其中，与其账户关联的其他账户例如可以为用户父母、用户子女的账户。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (12)

1.一种智能电网管理***，其特征在于，所述***包括云平台、移动终端、用户端智能电表、中继器；

所述中继器与所述用户端智能电表连接，用以实时接收所述用户端智能电表发送的用户用电信息；

所述中继器同时与所述云平台连接，用于将接收到的所述用户用电信息实时发送到所述云平台；

所述云平台根据预设模型分析接收到的所述用户用电信息，并将分析数据发送至所述移动终端；

用户根据所述分析数据通过所述移动终端向所述云平台发出充值缴费指令、远程电器监控指令以通过云平台进行电能充值缴费、以及电器远程监控操作。

2.根据权利要求1所述的智能电网管理***，其特征在于，所述云平台根据预设模型分析接收到的所述用户用电信息，包括：

所述云平台根据电流、电压变化模型及电流、电压波形模型、能耗变化情况分析接收到的所述用户用电信息。

3.根据权利要求1所述的智能电网管理***，其特征在于，所述***还包括储能设备，所述储能设备与所述云平台连接，同时所述储能设备通过预设接口与所述国家电网连接；

所述储能设备在所述云平台的控制下向预定用户发送存储的电能。

4.一种智能电网管理方法，其特征在于，所述方法包括：

云平台接收由中继器转发的实时从所述用户智能电表接收到的用户用电信息；

根据预设模型分析接收到的所述用户用电信息，并将分析数据发送至移动终端；

接收用户通过所述移动终端发送的至少一种操作指令，所述操作指令为用户根据所述分析数据做出的；

根据所述至少一种操作指令进行充值缴费、电器远程监控操作；其中，所述用户用电信息包括：所述智能电表上的实时电压、实时电流、实时有功功率、实时无功功率、实时视在功率、功率因素、频率等；所述智能电表所处环境的实时温度、压力；实时总能耗、实时费率、实时费用。

5.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述分析数据包括：所述用户每日/月不同电器的耗电量、不同日/月不同电器的耗电量变化量、与其他用户各类电器耗电量的对比数据以及节能用电提示信息；

其中，所述用户当月每日/月不同电器的耗电量、不同日/月的不同电器的耗电量变化以趋势图和/或表格展现。

6.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述预设模型包括电流、电压变化模型及电流、电压波形模型。

7.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述云平台根据所述分析数据对所述用户进行分类；

根据所述用户所属类别推荐与所述用户所属类别相应的服务项目。

8.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述云平台根据所述分析数据识别电路故障及用电安全隐患；

对所述电路故障及用电安全隐患进行分级，并生成提示信息发送至所述移动终端。

9.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述云平台将多个相关用户进行关联，并将多个关联用户的分析数据同时发生至具有关联关系的多个用户的移动终端。

10.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述云平台根据所述分析数据向所述移动终端发送提示信息以提示用户更换节能电器。

11.根据权利要求4所述的智能电网管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于所述移动终端应用发送的能源币使用指令，所述云平台将电能币转换成相应数量的电能；

其中所述电能币为在一定时间内，所述用户端智能电表所累积的电能耗超过一定阈值而获得的。

12.一种智能电网管理方法，其特征在于，所述方法包括：

移动终端接收云平台实时发送的用电分析数据，所述用电分析数据是所述云平台对中继器所发送的、来自用户端智能电表的用户用电信息进行分析得到的；

检测用户根据所述用电分析数据发出的充值缴费、电器远程监控操作指令；

向所述云平台发送所述充值缴费、电器远程监控操作指令以通过所述云平台进行充值缴费、电器远程终端监控操作。