基于電價峰谷差的智能家居微網系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及儲能技術、智能家居技術，是一種基于電價峰谷差的智能家居微網系 統。
【背景技術】
[0002] 中華人民共和國發展和改革委員會于2013年發布文件，加強用電需求側管理，鼓 勵居民用戶參與電力移峰填谷，要求各地在2015年底前完善居民階梯電價制度，實行分時 段電價政策。雖然分時段的電價政策使得深夜至凌晨用電最便宜，但對于居民來說，洗衣、 做飯等生活用電也不可能直接轉移到該個時間段，該可能導致經濟調控政策對居民用戶來 說效果并不理想。迄今尚未見有關將儲能、逆變、智能家居微網系統集為一體，解決非工業 電力用戶參與移峰填谷的文獻報道和實際應用。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是，為解決特定技術問題，對現有的單元電路及電器元件進行有機 的組合和創新，使組合要素具有創造性的基于電價峰谷差的智能家居微網系統，它能夠參 與電網的移峰填谷，實現電能自儲自用，做到合理用電，降低電費支出，其結構合理，控制方 便，自動化程度高，使用效果佳。
[0004]實現本發明目的采用的技術方案是，一種基于電價峰谷差的智能家居微網系統， 其特征是，能夠在每天電價最低的時段儲存電能，在電價最高時段釋放電能自用，它包括 箱體和智能終端兩部分，在箱體內置有控制器，蓄電器，充電器，逆變器和交流接觸器JC1、 JC2、JC3,市電順序與交流接觸器JC2和用戶電器電連接；市電順序與交流接觸器JC1、充電 器的輸入端電連接，充電器的輸出端分別與蓄電器和逆變器的輸入端電連接，逆變器控制 信號輸入端與控制器電連接，逆變器輸出端順序與交流接觸器JC3和用戶電器電連接，市 電為電源，經交流接觸器JC2給用戶電器供電，同時，市電經交流接觸器JC1到充電器給蓄 電器充電；斷開交流接觸器JCUJC2后，蓄電器的電能經逆變器轉換為標準的工頻電能，經 交流接觸器JC3給用戶電器供電；蓄電器給控制器提供直流電源，保證控制器總是處于工 作狀態；交流接觸器JC1、JC2線圈工作電源由市電提供，交流接觸器JC3線圈工作電源由逆 變器提供，智能終端為智能手機、平板電腦、智能電視，通過WIFI連接箱體內的控制器給控 制器設置運行參數。
[0005] 在所述的市電與交流接觸器JC2之間設有霍爾電流傳感器il。
[0006] 在所述的逆變器與交流接觸器JC3之間設有霍爾電流傳感器i2。
[0007] 所述的控制器包括；核屯、部分的AVR單片機ATmegaie、WIFI模塊ESP8266、低功 耗時鐘日歷巧片PCF8563、霍爾電流傳感器皿C-LSP、交流接觸器或固態繼電器、復位按鍵 Keyl和恢復網絡默認參數按鍵Key2,負責接收智能終端的指令，在設置的時間段自動控制 充電器進行儲能；在指定時間段或者市電停電時，自動進入逆變狀態，給用戶電器供電；復 位按鍵Keyl、恢復網絡默認參數按鍵Key2可W保證控制器能夠提供一個WIFI服務接入信 號，w使智能終端的接入，配置運行參數。
[0008] 蓄電器可采用免維護鉛酸蓄電池、磯酸鐵裡電池、超級電容等儲能元件，其容量需 要根據用戶的實際情況計算確定。蓄電器的容量、壽命是制約本發明推廣應用的關鍵因素。 隨著儲能技術的飛速進步，該個瓶頸將不再是問題。
[0009] 充電器負責將220V工頻交流電轉換為12V直流電，給蓄電器充電。充電器采用市 售成熟的產品，應該具有=段式智能化充電、短路輸出保護、充電電池逆接保護、過溫保護 W及充電狀態反饋等功能。
[0010] 逆變器負責將蓄電器的12V直流電轉換為標準的220V工頻交流電，給用戶電器供 電。逆變器要根據用戶選擇的容量確定，采用市售成熟產品。逆變器應該具有低壓保護、高 壓保護、過載保護、短路保護、高溫保護、電池保護、浪涌保護等功能，要能夠自動判斷蓄電 器電壓是否支持逆變，可W實現逆變的自動停止，保護蓄電器。
[0011] 霍爾電流傳感器il、i2用于測量回路電流，W便實現過流保護功能。
[0012] 智能終端軟件是一套運行在智能手機、智能電視、平板電腦等智能終端設備上的 控制軟件，命名為；掌上能源管家，其部分界面見圖3、圖4。在手機上下載安裝該軟件后， 打開手機的WIFI功能，在可用連接中能夠找到控制器建立的WIFI接入點ToSav沖ower，點 擊該連接，輸入默認密碼9~0十個數字，連接成功后表明智能終端和控制器建立了基本通 信。
[0013] 運行掌上能源管家，在界面中點擊【連接】按鈕，可W測試控制器的通信端口是否 正常。如果正常通信，則主界面中顯示"連接成功"。
[0014] 成功連接系統后，可W通過軟件界面設置系統的充電時間段(根據公布的電價低 谷時段）；設置系統是否在市電停電時立即逆變供電，還是等待手機的指令；設置系統的逆 變供電起始時間，輸出電流大于闊值時是否切換為市電供電；重新設置連接密碼；設置是 否自動連接家庭路由器，路由器的SSID、IP及密碼等；設置通信監聽TCP端口號等高級功 能。
[0015] 成功連接系統后，可W通過軟件界面直接控制=個交流接觸器的通斷，方便手動 控制系統選擇處于市電供電狀態、市電充電狀態、逆變供電狀態的哪一個。該個功能也方便 了調試系統。軟件還可W讀取系統反饋的信號：市電電流、逆變電流、市電是否有電。
[0016] 如果忘記網絡連接密碼，可W按控制器的Key2按鍵，恢復到系統默認網絡參數。 如果長時間無法連接控制器，可W按控制器的Keyl按鍵，復位系統。
[0017] 本發明基于電價峰谷差的智能家居微網系統，是一種集儲能技術、智能家居技術 相結合而構成的一套單戶智能微網系統，能夠在移動終端上實現對系統的控制，與智能家 居系統融合后將具備遠程設備查看、遠程家電控制、遠程家庭安全保護等功能，將電能自儲 自用，能夠實現參與電網的移峰填谷，卻不向電網回饋電能，不干擾電網，在不改變用戶用 電習慣的基礎上讓用戶迅速的適應接受新的電價政策，幫助用戶享受電價優惠，促進時分 峰谷電價政策的推廣，抑制高峰時期用電量的快速增長，提高低谷時候的用電量，可W確保 智能家居的24小時不間斷電源供給；從長期社會效益來看，本發明的應用和實施有利于優 化能源利用效率，降低環境污染；有利于提高電網和整個社會的經濟效益；有利于能源節 約和有序用電形態的構建。在國家大力推行階梯電價的背景下，本發明充分發揮電價的杠 桿作用，平衡電力公司與電力用戶之間的利益，提高電力系統在電力需求側管理上的參與 程度，具有廣闊的市場前景和良好的預期經濟效益。具有結構合理，控制方便，自動化程度 高，使用效果佳等優點。
【附圖說明】
[0018] 圖1是基于電價峰谷差的智能家居微網系統結構示意圖； 圖2是圖1中控制器結構示意圖； 圖3是智能終端軟件主界面示意圖； 圖4是智能終端軟件設置時間界面示意圖； 圖5是控制器的單片機電路示意圖； 圖6是控制器的電源電路示意圖； 圖7是控制器的時鐘日歷巧片電路示意圖； 圖8是控制器的WIFI模塊電路示意圖； 圖9是交流接觸器控制電路示意圖； 圖10是掉電檢測電路示意圖； 圖11是恢復默認值按鍵電路示意圖； 圖12是電流傳感器電路示意圖； 圖13是控制器單片機程序流程示意圖； 圖14是智能終端軟件主程序示意圖； 圖15智能終端軟件與控制器建立TCP連接程序示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面利用附圖和實施例對本發明作進一步說明。