一種含分布式電源管理的智能交互終端設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含分布式電源管理的智能交互終端設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，智慧化家庭已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，各種“物聯(lián)網(wǎng)家電”如全自動(dòng)洗衣機(jī)、數(shù)字化微波爐、數(shù)字電視機(jī)、智能電冰箱等通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營(yíng)” 一體化。作為家庭用電監(jiān)管的終端智能用電交互終端，擔(dān)負(fù)著對(duì)家電設(shè)備的能源和信息一體化的集成控制，通過(guò)綜合分析環(huán)境參數(shù)、歷史用電、實(shí)際用電負(fù)荷和電價(jià)結(jié)構(gòu)等信息，制定出電能的控制管理，使智能家居達(dá)到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和舒適的目的。當(dāng)前智能交互終端系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)家庭能源管理和智能家電控制，提高節(jié)能意識(shí)，減少高峰用電和電費(fèi)支出，指導(dǎo)用戶(hù)有序、經(jīng)濟(jì)用電，滿(mǎn)足智能電網(wǎng)下智能化需求側(cè)控制的要求等。
[0003]隨著環(huán)境保護(hù)，以及石化能源枯竭等的問(wèn)題，分布式電源的發(fā)展得到各國(guó)的重視。在智能家居中，用戶(hù)的能源可以來(lái)自于各種可再生能源，如:風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱交換系統(tǒng)等。為了更加有效的利用各種能源，一些家庭還將擁有各種儲(chǔ)能系統(tǒng)。但同時(shí)作為能量的產(chǎn)生和消耗單元時(shí)，家庭能量使用方式將與傳統(tǒng)能量使用方式有很大區(qū)另O，各種智能電器設(shè)備將能夠以不同的響應(yīng)方式參與用能量大小及用能量時(shí)間的調(diào)節(jié)，家庭擁有的電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能設(shè)備也將通過(guò)充放電控制參與用能量的調(diào)節(jié)，而且電價(jià)的變化、用戶(hù)與電網(wǎng)之間的互動(dòng)模式等都需要在用戶(hù)的用能管理上加以有效考慮。
[0004]未來(lái)家居中的能源來(lái)源的多樣化、能量使用方式的靈活化、與電網(wǎng)之間的互動(dòng)化為家居能量控制提出了新的挑戰(zhàn)。作為家庭能量控制的中樞，智能交互終端的開(kāi)發(fā)具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)外智能用電交互終端及相應(yīng)技術(shù)層出不窮，但大都沒(méi)有考慮家庭分布式電源的接入后的交互情況，更無(wú)法綜合考慮可再生分布式能源、智能家電、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能、電價(jià)等情況下的智能家居的能量綜合優(yōu)化及管控。隨著分布式電源的大規(guī)模推廣及進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，智能家居首先需要解決家庭用電從生產(chǎn)到使用的一體化管控和交互。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種含分布式電源管理的智能交互終端設(shè)備，本實(shí)用新型解決了家庭分布式電源的接入后，家庭用電從生產(chǎn)到使用一體化管控和交互的問(wèn)題，詳見(jiàn)下文描述:
[0006]一種含分布式電源管理的智能交互終端設(shè)備，所述智能交互終端設(shè)備采用嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所述嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用片上系統(tǒng)，所述智能交互終端設(shè)備包括:數(shù)據(jù)采集模塊和能量管理模塊，
[0007]所述數(shù)據(jù)采集模塊外接感應(yīng)器、電能表和分布式電源終端，用于采集分布式電源的環(huán)境數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、逆變器工作數(shù)據(jù)及電能量數(shù)據(jù)；
[0008]所述能量管理模塊用于對(duì)智能家居的能量進(jìn)行管控。
[0009]其中，智能交互終端設(shè)備還外接Internet通信模塊、本地通信模塊、電源模塊、存儲(chǔ)器、觸摸屏顯示電路和按鍵；
[0010]其中，所述電源模塊包括:電阻，
[0011]所述電阻的一端連接5V電源、所述電阻的另一端分別與二極管的陰極、第一電容的一端、第二電容的一端以及變壓芯片的輸入端相連；所述變壓芯片輸出端分別與第二電解電容的正極端、第三電容的一端以及第四電容的一端相連；
[0012]所述二極管的陽(yáng)極、所述第一電容的另一端、所述第二電容的另一端、所述變壓芯片的接地端、所述第二電解電容的負(fù)極端、所述第二電容另一端以及所述第四電容另一端均接地；所述變壓芯片輸出3.3V電壓。
[0013]其中，所述本地通信模塊為:
[0014]FTTH光纖通信、電力線(xiàn)寬帶通信、電力線(xiàn)載波通信、RS485、RS232、ZigBee或W1-Fi無(wú)線(xiàn)通信。
[0015]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是:該智能交互終端采用嵌入式結(jié)構(gòu)，具有很好的擴(kuò)展性；能夠監(jiān)測(cè)和展示家庭負(fù)荷的用電、分布式電源的發(fā)電、環(huán)境信息等內(nèi)容；可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的能量綜合優(yōu)化及管控。解決家庭分布式電源的接入后，家庭用電從生產(chǎn)到使用一體化管控和交互的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一種含分布式電源管理的智能交互終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為智能交互終端設(shè)備外接模塊的示意圖；
[0018]圖3為外接的電源電路的模塊圖。
[0019]附圖中，各部件的列表如下:
[0020]1:數(shù)據(jù)采集模塊；2:能量管理模塊；
[0021]3:1nternet通信模塊；4:觸摸屏顯示電路和按鍵；
[0022]5:電源模塊；6:存儲(chǔ)器；
[0023]7:本地通信模塊；SoC:片上系統(tǒng)；
[0024]8:通信解析模塊；9:數(shù)據(jù)處理模塊；
[0025]10:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0027]—種含分布式電源管理的智能交互終端設(shè)備，如圖1所示，能夠?qū)崿F(xiàn)包括用電信息采集功能、發(fā)電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能、能量管理控制和用電信息服務(wù)等功能，
[0028]作為優(yōu)選，對(duì)于用電信息采集功能，根據(jù)用電特性不同，用能設(shè)備分為可控和不可控兩大類(lèi)，系統(tǒng)采集可控用能設(shè)備的用電信息，不可控設(shè)備則通過(guò)智能電表整體監(jiān)測(cè)。通過(guò)實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷電能消耗、電價(jià)及報(bào)警事件等信息，向用戶(hù)展示家居的用電實(shí)況，使用戶(hù)能夠方便獲得、全面掌握家庭能源消耗情況。同時(shí)通過(guò)Internet與售電公司主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，獲取當(dāng)前的電價(jià)信息與下一時(shí)段的電價(jià)，實(shí)時(shí)顯示在終端上。
[0029]作為優(yōu)選，對(duì)于發(fā)電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能，配合感應(yīng)器、電能表和分布式電源終端等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分布式電源的環(huán)境數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、逆變器工作數(shù)據(jù)及電能量數(shù)據(jù)的采集，并在分布式電源各類(lèi)采集數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性滿(mǎn)足要求的前提下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)功能；并結(jié)合環(huán)境數(shù)據(jù)(以光伏為例，環(huán)境信息數(shù)據(jù)包括光照強(qiáng)度、光線(xiàn)入射角度等)，實(shí)現(xiàn)短期和中長(zhǎng)期(下一天)的發(fā)電功率預(yù)測(cè)。
[0030]作為優(yōu)選，對(duì)于能量管理控制功能，分為短時(shí)間尺度和長(zhǎng)時(shí)間尺度。對(duì)于短時(shí)間尺度下，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)下分布式電源、負(fù)荷、電價(jià)、環(huán)境參數(shù)、用戶(hù)需求等數(shù)據(jù)，進(jìn)行能量實(shí)時(shí)優(yōu)化控制，控制相關(guān)設(shè)備動(dòng)作達(dá)到能源優(yōu)化控制的目的。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間尺度下，根據(jù)電網(wǎng)側(cè)各種激勵(lì)政策和運(yùn)行信息(如分時(shí)電價(jià))，以及發(fā)電、負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)向用戶(hù)提供分布式發(fā)電和儲(chǔ)能管理及用電決策，供用戶(hù)用電參考，在節(jié)約資源的同時(shí)減少用戶(hù)不必要的用電開(kāi)銷(xiāo)。
[0031]作為優(yōu)選，對(duì)于用電信息服務(wù)包括多種輔助功能，通過(guò)展示這些信息，提供給用戶(hù)，以增加終端的易用性和人性化，以提高用電服務(wù)質(zhì)量。用電信息服務(wù)包括:終端在主界面上顯示用戶(hù)電費(fèi)余額查詢(xún)、欠費(fèi)提醒、欠費(fèi)斷電預(yù)警、斷電、復(fù)電等；公共的信息的展示，主要包含天氣、用電政策、用電宣傳、日歷時(shí)鐘、使用說(shuō)明等。
[0032]作為優(yōu)選，嵌入式處理器采用SoC(System on Chip)片上系統(tǒng)，SoC系統(tǒng)具有微小型化、高可靠性、低功耗等特點(diǎn)，并且具有高度的模塊化和擴(kuò)展性；具備文件和目錄管理、設(shè)備支持、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶(hù)界面等功能。該系統(tǒng)集成芯片在一個(gè)芯片上集成處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口、通訊接口等部件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理等功能。
[0033]作為優(yōu)選，外圍硬件主要包括用電部分的可控智能負(fù)荷設(shè)備和智能插座，發(fā)電部分的分布式電源及其逆變器，以及電力調(diào)節(jié)部分的儲(chǔ)能。
[0034]電動(dòng)汽車(chē)如果實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)向電網(wǎng)反送電(Vehicle-to-grid，V2G)功能，貝Ij可認(rèn)為是儲(chǔ)能設(shè)備，否則，則認(rèn)為負(fù)荷設(shè)備。分布式電源的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層包括數(shù)字電能量表、分布式電源及其控制器、分布式電源接入點(diǎn)測(cè)控單元以及保護(hù)開(kāi)關(guān)等。數(shù)字電能量表實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)端計(jì)量，以RS-485通信的方式抄表，能統(tǒng)計(jì)電壓越限時(shí)間和電壓合格率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量故障如電量飛走、停走、超差及時(shí)鐘異常、電池欠壓等信息。分布式電源控制器根據(jù)管理層指令控制分布式電源同步并網(wǎng)，并根據(jù)給定的控制模式和控制參考值實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源的控制。
[0035]對(duì)于家庭負(fù)荷，根據(jù)用電特性不同，主要分為不可控設(shè)備、可控用能設(shè)備兩大類(lèi)。對(duì)于可控負(fù)荷，又分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備。智能設(shè)備具有與智能