CN204376533U - 一种智能家居微电网 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种智能家居微电网，包括供电设备、服务器、蓄电池、家电设备、电力逆变器和电网，所述供电设备包括风力发电设备、光伏发电设备和柴油发电设备，所述供电设备在服务器控制向家电设备供电或经电力逆变器向电网馈电或向蓄电池充电，所述电网和蓄电池经服务器控制家电设备供电或断开供电，所述服务器包括中央处理器单元和与中央处理器单元进行数据交换的双向电能计量单元、电能调度控制单元、设备通讯管理单元。可对家庭微电网中的用电和并网电量进行计量、同时对发电、储能、用电环节进行智能控制和管理。

Description

一种智能家居微电网
技术领域
本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种智能家居微电网。
背景技术
随着智能电网概念的引入和推广应用，微电网技术将成为智能电网的重要组成部分，在未来会进入普通家庭，作为传统大电网运行的有效补充。微电网可将就地的清洁能源和负荷结合起来进行协调控制，使清洁能源能就地利用，多余电量可通过大电网远输送远方负荷中心，从而可减轻电网的调峰压力，提高电网的安全稳定运行水平，可以实现以家庭为单位的发电和用电协调的能源使用模式，充分发挥微电网的优势。专利201220181019公开的智能微电网其技术特点是：由发电单元、发电管理***、储能单元、储能管理***、用户端配电线路、用户端监控***、中央控制单元、远程监控***以及外部接入控制器组成，中央控制单元对对各***返回的数据进行计算并发出指令，控制发电、储能、用电等，该技术方案的局限性在于，（1）该***在用供应电单元及储能单元后尚有盈余时，多余的电量不能回收处理；（2）没有对用电设备按优先等级区分，在供电不足时需要优先满足部分不能断电的电器用电；（3）没有设置有效的电能调度控制单元，在高、底电价位时采用自发电或电网电做出调整。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能管理、并可对家庭微电网中的用电和并网电量进行计量、同时对发电、储能、用电环节进行智能控制和管理的智能微电网。
为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种智能家居微电网，包括供电设备、服务器、蓄电池、家电设备、电力逆变器和电网，所述供电设备包括风力发电设备、光伏发电设备和柴油发电设备，所述供电设备在服务器控制向家电设备供电或经电力逆变器向电网馈电或向蓄电池充电，所述电网和蓄电池经服务器控制家电设备供电或断开供电，其特征在于，所述服务器包括中央处理器和与中央处理器进行数据交换的双向电能计量器、电能调度控制器、设备通讯管理器。
所述中央处理器包括CPU、存储模块及接口器，所述CPU与存储模块间进行数据读写，CPU通过接口器进行数据的输入和输出，所述接口器包括显示器接口和设备通讯接口，所述设备通讯接口包括以太网接口、无线接口、电力线载波接口和串口。
所述双向电能计量器包括电流互感器、电量计量器和电流流向检测器，所述电流互感器分别向与电量计量器和电流流向检测单元输送耦合电流，电流流向检测器、电量计量器将电流流向及计量传送至中央处理器。
所述设备通讯管理器包括通讯接口器和用电设备通讯管理器，所述通讯接口器包括电力线载波通讯器、无线通讯器、光纤接口器，所述电设备通讯管理器通过设备通讯接口对各种用电设备的用电情况进行汇总统计后传送至中央处理器并对用电设备进行控制和管理。
所述电能调度控制器包括发电设备监测器、微电网储能管理器、电能逆变控制器和用电调度算法器。
 [0009] 采用以上技术方案，本发明达到的有益效果是：
1、智能微电网的供电设备包括风力、光伏及柴油机三种，确保在各种天气状态下均可以自发供电；
2、服务器设有双向电能计量器，对电的流向及电量计量并反馈至中央处理器中，实现对回馈电网电量的计量，为电能双向计费提供基础；
3、电能调度控制器的通过发电设备监测器对多个发电设备的状态监控，并切换供电稳定的设备对微电网供电，确保供电的连续性和稳定性；微电网储能管理器对蓄电池的状态监控，当发电量盈余时，若蓄电池不则对蓄电池供电，若蓄电池充满则对电网馈电；电能逆变控制器和用电调度算法器配合，预测发电装置的发电量以及对用电设备用电量进行预测，可实现在高电价时段使用自发电量甚至将多余电能回馈电网，在低电价时段从电网获取电能并进行存储，以供后续使用，从而降低用电成本；用电调度算法器将用电***区分为一级、二级和三级设备，不同等级的用电设备采用不同的电能调度方案，在供电不足时确保部分必要的用电设备的使用最大程度上的达到节电的目标。
附图说明
图1为本使用新型的***示意图。
图中：供电设备1，风能发电设备11，光伏发电设备12，柴油机发电设备13，服务器2，设备通讯管理器21，中央处理器22，双向电能计量器23，电能调度控制器24，用电设备3，蓄电池,4，电力逆变器5，电网6。
具体实施方式
      以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详述：
      如图所示，一种智能家居微电网包括供电设备1、服务器2、蓄电池4、家电设备3、电力逆变器5和电网6，所述供电设备1包括风力发电设备11、光伏发电设备12和柴油发电设备13，所述供电设备1在服务器2控制下向家电设备3供电或经电力逆变器5向电网6馈电或向蓄电池4充电，所述蓄电池4经服务器2控制家电设备供电或断开供电或从电网6充电。
所述服务器2包括中央处理器22和与中央处理器进行数据交换的双向电能计量器23、电能调度控制器24、设备通讯管理器21。
所述中央处理器22包括CPU、存储器和接口器，所述CPU从存储器读取数据并计算后发出指令，所述存储器存储数据，所述接口器包括显示器接口和设备通讯接口，所述设备通讯接口包括以太网接口、无线接口、电力线载波接口和串行接口，中央处理器通过以太网接口与以太网设备进行通讯，对其进行监测和控制；通过串行接口对串行通讯接口用电设备进行监测和控制；通过无线接口对无线接口用电设备进行监测和控制；通过电力线载波接口对载波接口设备进行监测和控制。
所述双向电能计量器23包括电流互感器、电量计量器和电流流向检测器，所述电流互感器与供电装置1产生的电流耦合后分别向与电量计量器和电流流向检测器输送耦合电流，电流流向检测器、电量计量器将电流流向及计量传送至中央处理器存储数据。
所述设备通讯管理21包括通讯接口器和用电设备通讯管理器，所述通讯接口器包括电力线载波通讯器、无线通讯器、光纤接口器，所述电设备通讯管理器通过设备通讯接口对各种用电设备的用电情况进行汇总统计后传送至中央处理器22并对用电设备3进行控制和管理。
所述电能调度控制器24包括发电设备监测器、微电网储能管理器、电能逆变控制器和用电调度算法器。发电设备监测器对供电设备1的三个供电设备的供电状态监控，选择稳定的供电方式对用电设备3供电，保证供电的持续性和稳定性；微电网储能管理器对蓄电池4的储能状态监控并反馈至中央处理器22；电能逆变控制器在中央处理器22的指令下控制电力逆变器5完成电网6向蓄电池充电或供电设备1向电网6供电；所述电调度算法器将用电设备3分为一级、二级和三级设备，不同等级的用电设备采用不同的电能调度方案，在供电设备1及蓄电池供电不足时，通过关闭可随时断电的三级设备、限制部分允许短暂断电的二级设备，保证部分不能断电的设备持续运行；在高电价时段使用自发电量甚至将多余电能回馈电网，在低电价时段从电网获取电能并进行存储，以供后续使用，从而降低用电成本。

Claims (5)

1.一种智能家居微电网，包括供电设备、服务器、蓄电池、家电设备、电力逆变器和电网，所述供电设备包括风力发电设备、光伏发电设备和柴油发电设备，所述供电设备在服务器控制向家电设备供电或经电力逆变器向电网馈电或向蓄电池充电，所述电网和蓄电池经服务器控制家电设备供电或断开供电，其特征在于，所述服务器包括中央处理器和与中央处理器进行数据交换的双向电能计量器、电能调度控制器、设备通讯管理器。
2.根据权利要求1所述的一种智能家居微电网，其特征在于：所述中央处理器包括CPU、存储模块及接口器，所述CPU与存储模块间进行数据读写，CPU通过接口器进行数据的输入和输出，所述接口器包括显示器接口和设备通讯接口，所述设备通讯接口包括以太网接口、无线接口、电力线载波接口和串口。
3.根据权利要求1所述的一种智能家居微电网，其特征在于，所述双向电能计量器包括电流互感器、电量计量器和电流流向检测器，所述电流互感器分别向与电量计量器和电流流向检测单元输送耦合电流，电流流向检测器、电量计量器将电流流向及计量传送至中央处理器。
4.根据权利要求1所述的一种智能家居微电网，其特征在于，所述设备通讯管理器包括通讯接口器和用电设备通讯管理器，所述通讯接口器包括电力线载波通讯器、无线通讯器、光纤接口器，所述电设备通讯管理器通过设备通讯接口对各种用电设备的用电情况进行汇总统计后传送至中央处理器并对用电设备进行控制和管理。
5.根据权利要求1所述的一种智能家居微电网，其特征在于，所述电能调度控制器包括发电设备监测器、微电网储能管理器、电能逆变控制器和用电调度算法器。
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