一種家用新能源一體化智能計控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用新能源一體化智能計控系統，主要包括計控裝置和智能終端。計控裝置包括互補控制器、新能源分配控制器、并網控制器、雙向計量電表，智能終端包括中央處理模塊、專家系統及數據庫模塊、RS?485通信模塊、互聯網連接模塊、人機交互裝置。計控裝置分別接入家庭用電系統主回路中，智能終端通過RS?485通信模塊與計控裝置相連。本實用新型實現家用風、光發電綜合互補的協調利用，對常規電網進行有效補充，既有利于能源利用效率的最大化，又有利于家庭用電成本的最小化，實用性強、簡單易實現、成本合理。
【專利說明】
一種家用新能源一體化智能計控系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及風、光新能源應用技術領域，尤其涉及一種家用新能源一體化智能計控系統。
【背景技術】
[0002]當今能源危機與環境惡化問題日益凸顯，風能、太陽能等可再生清潔能源成為解決能源枯竭和環境污染的重要途徑之一。我國也不斷有相關政策出臺，不斷推動清潔能源的發展，并提供相應的補貼。
[0003]現有家用新能源系統大多直接將風光等新能源產生的電能接入家用電器使用，用電情況受到天氣等因素影響較大。同時，若新能源系統產生的電能出現過剩情況，存在大量浪費的情況，能源利用率較低。控制裝置的控制策略簡單，較少考慮天氣因素和電價因素的對工作方式的影響。不同新能源裝置間和不同家用電器間并不能形成統一的系統，控制繁瑣且效率較低。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型旨在提供一種集用電計量、用電控制、并網控制于一體的家用新能源一體化智能計控系統，可以實現家用新能源發電互補調控，實現新能源利用方式的選擇和控制，具有實用性強、簡單易實現、成本合理和智能化的特點。
[0005]一種家用新能源一體化智能計控系統，其特征在于包括用于控制和計量電能的計控裝置和與其電連接的智能終端。
[0006]計控裝置包括:控制電能接入并且投運的互補控制器、控制新能源產生電能分配去向的新能源分配控制器、控制新能源發電并網的并網控制器、雙向計量電表。其中，互補控制器位于光伏發電與風力發電輸出端，新能源分配控制器分別與互補控制器、儲能裝置、逆變器、并網控制器相連。智能終端中的通信接口分別與互補控制器、新能源分配控制器、并網控制器、雙向計量電表相連。計控裝置分別接入家庭用電的主回路中，均內置與智能終端匹配的RS-485通信模塊。
[0007]智能終端包括:中央處理模塊、專家系統及數據庫模塊、RS-485通信模塊、互聯網連接模塊、人機交互裝置。智能終端中的通信接口分別與計控裝置相連。智能終端與互補控制器、新能源分配控制器、并網控制器和雙向計量電表的信息交互通過通信模塊完成。互聯網連接模塊與互聯網相連，實時獲取當地天氣數據和電價信息，并將用電情況上傳至供電企業，完成與供電企業的信息交換。專家系統及數據庫模塊存儲以往天氣數據與電價信息，為人工智能模塊，通過分析由互聯網連接模塊獲得的天氣數據與電價信息，對后續新能源的發電量及所產生電能的分配進行指導。中央處理模塊統籌各個模塊的控制和信號傳輸，并接收人機交互裝置傳來的指令信息，將當前監測到用電情況和裝置運行狀態在人機交互裝置上進行顯示。人機交互裝置包括一塊LCD液晶顯示屏、數字鍵盤、功能鍵、報警揚聲器和狀態指示燈。LCD液晶顯示屏顯示當前實時天氣數據、電價信息、新能源發電系統和裝置運行狀態、當前消耗電能數、當前回饋電能數等。數字鍵盤和功能鍵用于向智能終端輸入指令，狀態指示燈顯示當前裝置電源連接狀態、運行正常或故障報警，若處于報警狀態，報警揚聲器同時發出報警音。
[0008]所述的雙向計量電表的特征在于同時分別計量從配電網消耗的電能和向配電網回饋的電能，內置通信模塊，將計量結果實時上傳至智能終端。
[0009]所述的互補控制器的進一步設計在于，接收智能終端傳來的的指令信號，控制電能接入并控制光伏與風機是否投運和投運的時間。
[0010]所述的新能源分配控制器的進一步設計在于，接收智能終端傳來的指令信號，控制新能源發電產生的電能去向:向儲能裝置充電，經逆變后直接向家用電器供電，或經逆變后并網向配電網回饋電能。
[0011]所述的并網控制器的進一步設計在于接收智能終端的指令信號，對并網逆變器進行控制，使回饋的電能質量滿足電網要求。
[0012]本實用新型的有益效果為:
[0013]1、本實用新型可以根據實時天氣狀態和電價信息，利用人工智能的專家系統和數據庫實現家用光伏和風力發電綜合互補的協調利用，對常規電網進行有效補充，既有利于能源利用效率的最大化，又有利于家庭用電成本的最小化，甚至通過向電網回饋電能獲得收益。
[0014]2、本實用新型可以采集雙向計量電表數據，對設備運行狀態進行監測，并反應在智能終端的LCD顯示屏上，直觀地讓用戶清楚地掌握家庭用電情況，并設有自動報警功能，保障了家庭用電的安全性和運行效率。
[0015]3、本實用新型實現了家庭用電的智能化，實用性強、簡單易實現、成本合理。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0017]圖2為家庭用電系統的組成圖，包含了本實用新型的計控裝置；
[0018]圖3為本實用新型所述的智能終端正面面板示意圖；
[0019]圖4為本實用新型所述的智能終端底部接口示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型的附圖，對實用新型的技術方案進行清楚完整的描述。
[0021]如圖1所示，本實用新型的組成主要包括計控裝置I和智能終端2。所述計控裝置I包括互補控制器11、新能源分配控制器12、并網控制器13、雙向計量電表14。所述智能終端2包括中央處理模塊21、專家系統及數據庫模塊22、RS-485通信模塊23、互聯網連接模塊24、人機交互裝置25。智能終端2與互補控制器11、新能源分配控制器12、并網控制器13和雙向計量電表14的信息交互通過RS-485通信完成。
[0022]如圖2所示，本實用新型的計控裝置I接于新能源家庭用電系統中，光伏發電和風力發電的輸出端接互補控制器U，互補控制器11接新能源分配控制器12，新能源分配控制器12分接儲能裝置、家用電逆變器和并網控制器13，并網控制器13接并網逆變器，并通過雙向計量電表14接入配電網。
[0023]新能源分配控制器12接收智能終端2傳來的指令信號，控制新能源發電產生的電能去向:向儲能裝置充電，經逆變后直接向家用電器供電，或經逆變后并網向配電網回饋電會K。
[0024]并網控制器13接收智能終端2的指令信號，對并網逆變器進行控制，使回饋的電能質量滿足電網要求。
[0025]中央處理模塊21統籌各個模塊的控制和信號傳輸，將當前監測到用電和裝置運行情況在人機交互裝置25上進行顯示，并接收人機交互裝置25傳來的指令信息。如圖3所示，人機交互裝置25包括LCD液晶顯示屏、數字鍵盤、功能鍵、報警揚聲器和狀態指示燈。LCD液晶顯示屏顯示當前實時天氣數據、電價信息、新能源發電系統和裝置運行狀態、當前消耗電能數、當前回饋電能數等。數字鍵盤和功能鍵用于向智能終端2輸入指令，狀態指示燈顯示當前裝置電源連接狀態、運行正常或故障報警，若處于報警狀態，報警揚聲器同時發出報警音。如圖4所示，智能終端2底部設有通信模塊接口、互聯網模塊接口和電源接口。
[0026]專家系統及數據庫模塊22存儲以往天氣數據與電價信息，通過分析由互聯網連接模塊24獲得的天氣數據與電價信息，對后續新能源的發電量及所產生電能的分配進行指導，具體控制過程由互補控制器11完成。互補控制器11的進一步設計在于，接收智能終端2傳來的指令信號，控制光伏與風機是否投運和投運的時間。
[0027]在本實用新型工作過程中，互聯網連接模塊24與互聯網相連，實時獲取當地天氣數據和電價信息，并將用電情況上傳至供電企業，完成與供電企業的信息交換。
[0028]本實施例可以實現依據天氣和電價信息控制風光互補發電，實現采集雙向計量電表14數據，對設備運行狀態進行監測，并反應在智能終端2的LCD顯示屏上，實現新能源和儲能不足時，智能控制配電網對家用電器供電，實現新能源和儲能過剩時向配電網回饋電能。
[0029]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
【主權項】
1.一種家用新能源一體化智能計控系統，其特征在于包括:用于控制和計量電能的計控裝置和與其電連接的智能終端;所述計控裝置進一步包括控制電能接入并且投運的互補控制器、控制新能源產生電能分配去向的新能源分配控制器、控制新能源發電并網的并網控制器、雙向計量電表;所述智能終端包括中央處理模塊、專家系統及數據庫模塊、RS-485通信模塊、互聯網連接模塊、人機交互裝置;所述互補控制器位于光伏發電與風力發電輸出端，新能源分配控制器分別與互補控制器、儲能裝置、逆變器、并網控制器相連，所述智能終端中的通信接口分別與計控裝置相連。2.如權利要求1所述的家用新能源一體化智能計控系統，其特征在于所述的計控裝置分別接入家庭用電的主回路中，均內置與智能終端匹配的RS-485通信模塊。3.如權利要求1所述的家用新能源一體化智能計控系統，其特征在于所述的智能終端與計控裝置的信息交互通過RS-485通信模塊完成;所述的專家系統及數據庫模塊存儲有以往天氣數據與電價信息;所述的人機交互裝置包括一塊LCD液晶顯示屏、數字鍵盤、功能鍵、報警揚聲器和狀態指示燈。
【文檔編號】H02J3/38GK205489562SQ201620045165
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月19日
【發明人】趙書濤, 孫會偉, 李沐峰
【申請人】華北電力大學（保定）