CN113154518A - 一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，供热管理采集终端设置于单个配电支路上，用于采集单个配电支路的电量信息及和其对应的单个供热装置电量信息；动态负荷特性监测器与所有的供热管理采集终端连接，用于汇总接收所有供热管理采集终端的电量信息，计算进户线剩余容量；AI智慧供热电负荷调度装置与动态负荷特性监测器通过第一无线或有线数据传输装置和第二无线或有线数据传输装置进行连接，AI智慧供热电负荷调度装置根据电量信息控制供热装置的供热模式及运行的数量。在进户线总回路设置动态负荷特性监测器，实时计算进户线剩余容量，提高进户线容量的使用效率；实时调节供热装置的供热模式，实现闭环控制。
Description
技术领域
本发明专利涉及自动控制技术领域，具体地涉及一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***。
背景技术
在现有住宅进行供热装置安装时，由于大多数住宅属于改造住宅，其进户线容量有限，在不影响现有设备运行的情况下，重新敷设线路，增加投资；而有些住宅其运行负荷受现有供电条件的影响，不利于扩增容量。 如果不进行用电负荷的扩容，家庭常规电器的用电负荷加上供热装置总的实际用电负荷会超过进户线能够提供的用电负荷，易造成线路发热且不具备过热保护，火灾报警，消防联控，超功率跳闸等保护功能，极易引发电气火灾，造成人体触电或者烧伤等严重的人员伤亡事件，造成经济损失。当用电负荷恢复正常能启动供热装置时，***不能自动恢复运行。影响供暖效果和用户体验。现有供热装置控制模式单一，人工智能程度不高，并且没有对历史数据进行挖掘分析学习的机制。造成了不必要的能源和人员的浪费，也不能实现节能的效果
综上，现有的供热***存在的问题包括：重新敷设线路，增加投资；受供电条件影响，施工困难。控制方式和控制***要求不严格。不扩增负荷易引起电气火灾和人身伤害事故。控制单一，不能实现节能减排。
因此，有必要开发一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，利用剩余负荷进行电供暖。具体工作内容是依据各类信息采集设备反馈回来的数据信息，发明专利结合前沿的AI人工智能，通过AI智慧供热电负荷调度装置和大数据AI算法模型等模块单元，实现供热的闭环控制。使住宅用电和供热完美结合、安全稳定运行。***具有过热保护，火灾报警，消防联控，超功率跳闸等功能，故障解除***自恢复运行功能。其能够减少投资成本，提高经济性，提高进户线容量的使用效率，减少用电事故发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其能够通过动态负荷特性监测器的设置，能够实时计算出进户线的剩余容量，提高进户线容量的使用效率，实现供热装置的闭环控制。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，包括供热管理采集终端，供热管理采集终端设置于单个配电支路上，用于采集单个配电支路的电量信息及和其对应的单个供热装置电量信息。
动态负荷特性监测器与所有的供热管理采集终端连接，用于汇总接收所有供热管理采集终端的电量信息，计算进户线剩余容量。
AI智慧供热电负荷调度装置与动态负荷特性监测器通过第一无线或有线数据传输装置和第二无线或有线数据传输装置进行连接，获取整个住宅电量信息，AI智慧供热电负荷调度装置根据电量信息控制供热装置的供热模式及运行的数量。
优选地，所述电量信息包括：电流、电压、频率、功率、总电能，峰谷平总电量等信息。
优选地，所述AI智慧供热电负荷调度装置包括：AI人工智能大数据智能云平台，所述AI人工智能大数据智能云平台内设有数据库；数据库具有区块链加密技术，数据在服务器云端也是碎片化存储，多重数据备份，保证数据的安全，针对不同的数据类型，采用不同的存储策略，所述数据库基于动态负荷特性监测器收到的所述电量信息建立；
算法模型单元，具有统计学，时间数列分析原理、机器学习、矩阵分解，自学习纠偏功能的AI智能供热算法模型；
语音识别及红外人体感应单元，通过语音识别单元与AI智慧供热电负荷调度装置互动，红外人体感应单元在智能模式下，检测到房间无人不开启设备，房间有人，结合剩余负荷情况和感知的人体温度，模型算法等控制要素，开启设备，实现节能控制。
逻辑处理单元，与所述AI人工智能大数据智能云平台通讯连接，根据自动化控制原理及所述数据库的数据信息计算获得控制指令；内设保护功能，具有过热保护，火灾报警，消防联控，超功率跳闸等功能，故障解除***自恢复运行功能。
执行单元，与所述逻辑处理单元通讯连接，接收所述逻辑处理单元的控制指令，并执行所述控制指令；根据设定的室温，具有温度补偿纠偏反馈功能。
人机交互单元，其用于根据建立的人机协同模型，利用多通道交互技术，通过人机交互，进行设备的调度与控制。
优选地，所述AI人工智能大数据智能云平台中数据库的建立过程包括负荷类型划分、负荷大小计算、进户线剩余容量计算、供热装置启动容量计算。
优选地，所述进户线剩余容量=进户线总容量-各个配电支路占用容量。
优选地，所述供热管理采集终端和供热装置的数量匹配。
优选地，所述供热装置通过末端的所述配电支路供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在进户线总回路设置动态负荷特性监测器，实时计算进户线剩余容量，提高进户线容量的使用效率，减少投资成本，提高企业的经济性；实时调节供热装置的供热模式，实现闭环控制。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中AI智慧供热电负荷调度装置的结构示意图。
图中：供热管理采集终端1；动态负荷特性监测器2；第一无线或有线数据传输装置3；第二无线或有线数据传输装置4；AI智慧供热电负荷调度装置5；供热装置6；配电支路7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，包括供热管理采集终端1，供热管理采集终端1设置于单个配电支路7上，用于采集单个配电支路7的电量信息及和其对应的单个供热装置6电量信息。
动态负荷特性监测器2与所有的供热管理采集终端1连接，用于汇总接收所有供热管理采集终端1的电量信息，计算进户线剩余容量。
AI智慧供热电负荷调度装置5与动态负荷特性监测器2通过第一无线或有线数据传输装置3和第二无线或有线数据传输装置4进行连接，获取整个住宅电量信息，AI智慧供热电负荷调度装置5根据电量信息控制供热装置6的供热模式及运行的数量。
其中，供热装置6的电源由配电支路7供电，本实施例中有四个配电支路7，则设置有4个供热装置6。
其中，动态负荷特性监测器2将汇总所有供热管理采集终端1的电量信息，汇总后的信息通过无线或有线数据传输装置传至AI智慧供热电负荷调度装置5，AI智慧供热电负荷调度装置5对传递来的电量信息进行数据分析，根据分析的结果对供热装置6下发运行指令和启动模式。
其中，供热装置6的启动模式包括：自定义模式，可在AI智慧供热电负荷调度装置5上设置运行功率百分比；智能模式，结合红外人体感应单元的信息，投入运行功率等于进户线剩余容量，其中，进户线剩余容量=进户线的额定容量-所有配电支路7占用容量，当进户线剩余容量等于零时不启动。
优选地，所述AI智慧供热电负荷调度装置5包括：AI人工智能大数据智能云平台5-1，所述AI人工智能大数据智能云平台5-1内设有数据库；数据库具有区块链加密技术，数据在服务器云端也是碎片化存储，多重数据备份，保证数据的安全，针对不同的数据类型，采用不同的存储策略，所述数据库基于动态负荷特性监测器收到的所述电量信息建立；
算法模型单元5-2，具有统计学，时间数列分析原理、机器学习、矩阵分解，自学习纠偏功能的AI智能供热算法模型；
语音识别及红外人体感应单元5-3，通过语音识别单元与AI智慧供热电负荷调度装置互动，红外人体感应单元在智能模式下，检测到房间无人不开启设备，房间有人，结合剩余负荷情况和感知的人体温度，模型算法等控制要素，开启设备，实现节能控制。
逻辑处理单元5-4，与所述AI人工智能大数据智能云平台5-1通讯连接，根据自动化控制原理及所述数据库的数据信息计算获得控制指令；内设保护功能，具有过热保护，火灾报警，消防联控，超功率跳闸等功能，故障解除***自恢复运行功能。
执行单元5-5，与所述逻辑处理单元5-4通讯连接，接收所述逻辑处理单元的控制指令，并执行所述控制指令；根据设定的室温，具有温度补偿纠偏反馈功能。
人机交互单元5-6，其用于根据建立的人机协同模型，利用多通道交互技术，通过人机交互，进行设备的调度与控制。
其中，数据库基于动态负荷特性监测器2收到的电量信息建立。
进一步地，数据库的建立过程包括负荷类型划分、负荷大小计算、进户线剩余容量计算、供热装置6启动容量计算等；
逻辑处理单元5-4采用微控制器，在AI人工智能大数据智能云平台运算结果的基础上，利用微控制器进行进一步的运算，根据逻辑运算结果对执行单元下发控制指令；
执行单元5-5根据控制指令，切断或闭合供热装置6内相应的加热回路，从而减少或增加供热装置6的运行功率。
供热管理采集终端1对供热装置6的运行状态进行实时监控，并采集电量信息。AI智慧供热电负荷调度装置5根据动态负荷特性监测器2的电量信息和AI人工智能大数据智能云平台的运算结果进行对比，实时调节供热装置6的运行状态，进而实现闭环控制。
进一步地，进户线剩余容量=进户线总容量-各个配电支路7占用容量。
供热装置6启动运行前，操作人员首先在AI智慧供热电负荷调度装置5上选择启动模式，启动模式包括自定义模式和智能模式，其中自定义模式下供热装置6的运行功率不受进户线剩余容量影响，运行功率为操作人员预设的值。当操作人员在启动前选择智能模式时，供热装置6的运行功率受进户线剩余容量影响。以上指令可以通过语音识别模块单元完成。
其中，根据进户线剩余容量启动供热装置6如下：操作人员选择智能模式时，首先设置起始功率，起始功率的意义为：在智能模式下，启动时先以起始功率运行，再逐步投入功率至进户线剩余功率，以免大功率启动对进户线造成冲击。
智能模式启动时，AI智慧供热电负荷调度装置5内的AI人工智能大数据智能云平台利用动态负荷特性监测器2上传的电量信息计算出进户线剩余容量，逻辑处理单元依据进户线剩余容量控制执行单元内各个单元的切断和闭合，通过执行单元的切断和闭合来减小或增加加热装置的运行功率。
当进户线容量增加时，供热装置6运行功率增加，进户线容量减小时，供热装置6运行功率减小，供热装置6的运行功率始终小于或等于进户线剩余容量。
当进户线容量固定，供热装置6的运行对现有设备无影响。
作为优选方案，所述的第一无线或有线数据传输装置3设置于动态负荷特性监测器2一侧，第二无线或有线数据传输装置4设置于AI智慧供热电负荷调度装置5的一侧，第一无线或有线数据传输装置3通过无线通讯的方式向第二无线或有线数据传输装置4传递数据信息。
两台无线或有线数据传输装置可以分别设置在不同的现场，通过无线通讯方式传递数据信息。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：包括供热管理采集终端（1），供热管理采集终端（1）设置于单个配电支路（7）上，用于采集单个配电支路（7）的电量信息及和其对应的单个供热装置（6）电量信息；
动态负荷特性监测器（2）与所有的供热管理采集终端（1）连接，用于汇总接收所有供热管理采集终端（1）的电量信息，计算进户线剩余容量；
AI智慧供热电负荷调度装置（5）与动态负荷特性监测器（2）通过第一无线或有线数据传输装置（3）和第二无线或有线数据传输装置（4）进行连接，获取整个住宅电量信息，AI智慧供热电负荷调度装置（5）根据电量信息控制供热装置（6）的供热模式及运行的数量。
2.根据权利要求1所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述的第一无线或有线数据传输装置（3）设置于动态负荷特性监测器（2）一侧，第二无线或有线数据传输装置（4）设置于AI智慧供热电负荷调度装置（5）的一侧，第一无线或有线数据传输装置（3）通过无线通讯的方式向第二无线或有线数据传输装置（4）传递数据信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述电量信息包括：电流、电压、频率、功率、总电能，峰谷平总电量等信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述AI智慧供热电负荷调度装置（5）包括：AI人工智能大数据智能云平台（5-1），所述AI人工智能大数据智能云平台（5-1）内设有数据库；数据库具有区块链加密技术，数据在服务器云端也是碎片化存储，多重数据备份，保证数据的安全，针对不同的数据类型，采用不同的存储策略，所述数据库基于动态负荷特性监测器收到的所述电量信息建立；
算法模型单元（5-2），具有统计学，时间数列分析原理、机器学习、矩阵分解，自学习纠偏功能的AI智能供热算法模型；
语音识别及红外人体感应单元（5-3），通过语音识别单元与AI智慧供热电负荷调度装置互动，红外人体感应单元在智能模式下，检测到房间无人不开启设备，房间有人，结合剩余负荷情况和感知的人体温度，模型算法等控制要素，开启设备，实现节能控制；
逻辑处理单元（5-4），与所述AI人工智能大数据智能云平台（5-1）通讯连接，根据自动化控制原理及所述数据库的数据信息计算获得控制指令；内设保护功能，具有过热保护，火灾报警，消防联控，超功率跳闸等功能，故障解除***自恢复运行功能；
执行单元（5-5），与所述逻辑处理单元（5-4）通讯连接，接收所述逻辑处理单元（5-4）的控制指令，并执行所述控制指令；根据设定的室温，具有温度补偿纠偏反馈功能；
人机交互单元（5-6），其用于根据建立的人机协同模型，利用多通道交互技术，通过人机交互，进行设备的调度与控制。
5.根据权利要求4所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述AI人工智能大数据智能云平台（5-1）中数据库的建立过程包括负荷类型划分、负荷大小计算、进户线剩余容量计算、供热装置启动容量计算。
6.根据权利要求5所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述进户线剩余容量=进户线总容量-各个配电支路占用容量。
7.根据权利要求1所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述供热管理采集终端（1）和供热装置（6）的数量匹配。
8.根据权利要求1所述的一种基于住宅用电负荷调度的智能供热控制***，其特征在于：所述供热装置（6）通过末端的所述配电支路（7）供电。
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