本發(fā)明涉及電力通信控制技術領域，特別是一種智能插座。

背景技術：

伴隨著世界各國經(jīng)濟的發(fā)展，能源需求量持續(xù)上漲，導致環(huán)境保護和生態(tài)發(fā)展問題日益嚴峻，這也是現(xiàn)代電力工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心動力。在此背景下，智能電網(wǎng)成為全球電力工業(yè)對未來挑戰(zhàn)的共同選擇。電能不同于一般商品的特點是其不能大規(guī)模存儲，這就要求保證電能的實時平衡，即每一刻發(fā)電量與用電量相匹配。高峰時段的用電量一般遠多于低谷時段的用電量，通過小件高峰時段的用電負荷，從需求側(cè)來維持電能的供需平衡，能夠減緩對發(fā)電輸電的投資利用效率。

需求響應是智能用電的一項重要內(nèi)容，它是用戶根據(jù)國家的相關節(jié)電政策、供電部門相應的各種激勵措施、供電部門提供的各種不同電價政策，自行調(diào)整改變自己的用電方式或者將自己的可中斷負荷交給相應的負荷集成管理商來統(tǒng)一管理控制，以實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的降峰、消峰、移峰填谷的目的，同時也達到了電力用戶節(jié)電的目的，用戶通過參與需求響應，可以獲得經(jīng)濟上的補償以及節(jié)省電費支出的目的。

在智能電網(wǎng)中，動態(tài)需求側(cè)管理作為決策工具，受到較多的關注，其能夠有效的增加能源的利用率。目前的需求側(cè)響應主要偏重與電力公司的電價政策(峰谷電價、分時電價、尖峰電價、實時電價)的政策制定、電網(wǎng)公司的負荷控制手段以及控制方法的分析與建模、不同類型用戶的參與方式與參與手段等的分析與研究上，需求側(cè)管理鼓勵用戶改變用電方式，調(diào)整電力需求在時序上的分布，進行負荷曲線調(diào)整。為了更好的實現(xiàn)恭喜平和并充分利用需求側(cè)資源能夠充分調(diào)動需求側(cè)用電設備的系統(tǒng)管理。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種需求響應智能轉(zhuǎn)接插座，以及一種基于動態(tài)復合管理的智能插座及其控制方案，根據(jù)智能家居用戶舒適，系統(tǒng)的電力調(diào)整需求等相關因素，進行合理安排用電設備的運行狀態(tài)，在適合的時段改變用戶的用電行為，是的用戶得到更好的用電體驗。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

一種智能插座，包括插座本體、微處理器、計量模塊、通信模塊、目標參數(shù)監(jiān)測模塊、開關單元、用電器識別模塊，界面控制模塊(名稱)電源控制模塊，其中電源模塊分別與計量模塊、微處理器、通信模塊連接，用電器識別模塊分別與通信模塊和微處理器相連接。

該界面控制模塊包括觸摸屏、開關控制功能鍵以及l(fā)ed指示燈結(jié)構(gòu)，該觸摸屏用于向用戶顯示需求響應方面的相關信息及用戶的詳細用電信息，同時接收用戶的參數(shù)設定及各種需求響應功能的選擇。

所述電控制模塊采用兩級降壓模塊分別能夠輸出不同的電壓值的供電電能，并能夠?qū)㈦妷狠敵鲋稻_控制至插座各模塊元件的用電電壓需求。

所述兩級壓降模塊的包括第一直流-交流降壓電路和第二直流-直流壓降電路，通過第一直流-交流降壓電路將電壓值從220v變換到12v，通過通過第一直流-交流降壓電路將電壓值從12v變換到3.3v或者5v，從而給智能插座的各模塊進行供電。

所述用電器識別模塊具有電流特征識別系統(tǒng)，通過計量模塊采集到的用電電流特征，從而確定用電電器的類型或具體型號。

所述用電器識別模塊具有用電信息射頻識別功能，能夠接受設置在用電器上的射頻識別標簽從而確定相應電器的類型或具體型號，或者使用者也可以選擇直接輸入用電器的類型或者電器型號。

所述目標參數(shù)監(jiān)測模塊監(jiān)測的目標參數(shù)包括室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量或電熱水器水溫，目標參數(shù)監(jiān)測模塊以一定頻次將所述的目標參數(shù)上傳至智能插座所連接的網(wǎng)絡服務器的系統(tǒng)之上。

微處理器根據(jù)目標參數(shù)監(jiān)測模塊判斷監(jiān)測環(huán)境所處的狀態(tài)從而進一步設定智能插座對于用電電器的控制方式。

一種家庭用電的智能控制方法，該智能控制方法包括如下步驟：

由計量模塊測量用電電器的電流、電壓、功率等用電特性；

通過用電電器識別模塊分別識別各個插座的用電電器類型或者具體型號，作為補充，使用者也能夠通過手機的移動客戶端手動輸入各個插座的用電電器的型號；

根據(jù)統(tǒng)計用戶家中各類用電設備的額定功率、常見功率、使用頻率、使用時間、動態(tài)使用情況，從而分析出家用電氣設備的能耗變化曲線；

對于用戶使用的用電電器設置相應的需求響應優(yōu)先級，并根據(jù)不同的電力調(diào)度需求量設定不同的智能開關控制方案，不同的智能開關控制方案包含連接不同電器智能開關的組合；通過能耗計算模型得出該戶住宅具有的調(diào)控負荷能力；

在進行開關控制過程中對各類用電電器分別設置一個對應的目標監(jiān)測參數(shù)，通過智能插座上設置的目標監(jiān)測模塊測量模塊監(jiān)測房間/電器相應的參數(shù)，并以一定頻次上傳至服務器；該目標檢測參數(shù)包括房間溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電熱水器或飲水機水溫、充電電動汽車電池電量情況；

通過判斷目監(jiān)測參數(shù)的狀態(tài)確定后續(xù)開關控制狀態(tài)。

對于常用的電器設備設定一個控制狀態(tài)調(diào)整條件，當在開關控制過程中相應的目標檢測參數(shù)保持穩(wěn)定不變，則開關維持控制狀態(tài)不變直至預定的控制計劃完成；當在開關控制過程中相應的目標檢測參數(shù)達到所述控制狀態(tài)調(diào)整條件，則恢復開關的正常供電；在開關控制過程中相應的目標檢測參數(shù)仍在控制狀態(tài)調(diào)整條件之上，但是參數(shù)發(fā)生比較明顯的變動，則將開關的狀態(tài)有關閉調(diào)整為低功率工作模式。

附圖說明

圖1是需求響應智能轉(zhuǎn)接插座實施例的組成結(jié)構(gòu)的框圖；

圖2是需求響應智能轉(zhuǎn)接插座實施例中的開關控制模塊的控制流程圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

如圖1所示為智能插座的組成結(jié)構(gòu)的框圖，該需求響應智能轉(zhuǎn)接插座包括包括插座本體、微處理器、計量模塊、通信模塊、目標參數(shù)監(jiān)測模塊、開關單元、用電器識別模塊、界面控制模塊(名稱)電源控制模塊，上述幾部分共同作用來完成用戶端需求響應的功能。

計量模塊電性連接至微處理器，計量模塊用于測量連接電器的電性能并將所連接的用電電器的電力使用情況實時的或以一定頻次發(fā)送至微處理器和用電器識別模塊。

計量模塊采用了集成有計量內(nèi)核的低功耗soc管理芯片，具有電流采用和電壓采樣電路。電流采樣通可以選擇為ct(c-urrenttransformer)加電阻和錳銅分流兩種方式；電壓采樣電路可以選擇為pt(potentialtransformer)降壓和電阻分壓法。

通信模塊可以是有線通信模塊，也可以是無線通信模塊，比如說：電力載波通信模塊、zigbee無線通信模塊、wifi無線通信模塊。該模塊用于實現(xiàn)與通信網(wǎng)關或者智能電表之間進行通信。

目標監(jiān)測模塊包括溫度探測傳感器、光照探測傳感器、紅外探測傳感器、電量采集傳感器，目標監(jiān)測模塊也能夠與空氣凈化器、電熱水器、飲水機或充電電動汽車等用電電器之間進行通信并獲得相應的用電電器相關信息情況。微處理器用于進行滿足用戶舒適度要求，根據(jù)室內(nèi)溫度值、電熱水器內(nèi)水的溫度值、室內(nèi)空氣質(zhì)量以及電動汽車的電量是否充滿來控制是否為相應的用電電器供電。

識別模塊，識別模塊電性連接至微處理器和計量模塊，該用電器識別模塊具有電流特征識別系統(tǒng)，通過計量模塊采集到的用電電流特征，從而確定用電電器的類型或具體型號。具體的電流特征識別方式通過試驗和數(shù)學推導得到各種典型電器元件(如電燈、電冰箱、電視機、空調(diào)、飲水機、電動汽車、電熱水器等)的數(shù)學模型作為設備電流特征識別模型數(shù)據(jù)庫，通過計量模塊所采集的電器的電流特征與已保存的各種電器負荷特性進行比對從而確定用電電器的類型。隨著用電電器模型數(shù)據(jù)庫，能夠進一步通過用電電器的電流特征分析得到電器的具體型號。

作為替換的方案，該用電器識別模塊具有用電信息射頻識別功能，能夠接受設置在用電器上的射頻識別標簽從而確定相應電器的類型或具體型號，或者使用者也可以選擇直接輸入用電器的類型或者電器型號。

確定用戶所使用的用電電器之后，對于用戶使用的用電電器設置相應的需求響應優(yōu)先級，并根據(jù)不同的電力調(diào)度需求量設定不同的智能開關控制方案，不同的智能開關控制方案包含連接不同電器智能開關的組合；通過能耗計算模型得出該戶住宅具有的調(diào)控負荷能力；

在進行開關控制過程中(考慮到用戶的舒適度)對各類用電電器分別設置一個對應的目標監(jiān)測參數(shù)，通過智能插座上設置的目標監(jiān)測模塊測量模塊監(jiān)測房間/電器相應的參數(shù)，并以一定頻次上傳至服務器；該目標檢測參數(shù)包括房間溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電熱水器或飲水機水溫、充電電動汽車電池電量情況；

根據(jù)統(tǒng)計用戶家中各類用電設備的額定功率、常見功率、使用頻率、使用時間、動態(tài)使用情況，從而分析出家用電氣設備的能耗變化曲線；

對于用戶使用的用電電器設置相應的需求響應優(yōu)先級，并根據(jù)不同的電力調(diào)度需求量設定不同的智能開關控制方案，不同的智能開關控制方案包含連接不同電器智能開關的組合；通過能耗計算模型得出該戶住宅具有的調(diào)控負荷能力；

在進行開關控制過程中(考慮到用戶的舒適度)對各類用電電器分別設置一個對應的目標監(jiān)測參數(shù)，通過智能插座上設置的目標監(jiān)測模塊測量模塊監(jiān)測房間/電器相應的參數(shù)，并以一定頻次上傳至服務器；該目標檢測參數(shù)包括房間溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電熱水器或飲水機水溫、充電電動汽車電池電量情況；

通過判斷目監(jiān)測參數(shù)的狀態(tài)確定后續(xù)開關控制狀態(tài)。

對于常用的電器設備設定一個控制狀態(tài)調(diào)整條件，當在開關控制過程中相應的目標檢測參數(shù)保持穩(wěn)定不變，則開關維持控制狀態(tài)不變直至預定的控制計劃完成；當在開關控制過程中相應的目標檢測參數(shù)達到所述控制狀態(tài)調(diào)整條件，則恢復開關的正常供電；在開關控制過程中相應的目標檢測參數(shù)仍在控制狀態(tài)調(diào)整條件之上，但是參數(shù)發(fā)生比較明顯的變動，則將開關的狀態(tài)有關閉調(diào)整為低功率工作模式。

以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護范圍。