【技术实现步骤摘要】
支持自动需求响应的用电管控终端和系统及负荷辨识方法
本专利技术涉及智能家居
，特别是涉及一种支持自动需求响应的用电管控终端和系统及负荷辨识方法。
技术介绍
在“能源互联网”和“互联网+”的时代背景下，智能电网被赋予更深层次的发展内涵，从早期注重电网自动控制和保护，逐步发展到强调网络信息流和电网能量流的整合，是解决电力能源问题的有效途径之一。智能电网建设所涉及的发电、输电、变电、配电和用电等环节中，电力供应侧的现代化和智能化程度较高，而电力需求侧的用电环节相对薄弱。众所周知，世界上100％的电力负荷是由电气开关接入电力系统的，在传统电力需求侧的终端负荷控制与管理中，由于电力消费用户数量庞大，用电设备种类千姿百态且用电特性各异，使得终端用电设备的负荷特性难以确定，用电过程和用电成本难以透明，达不到精细化管理和控制用电设备的目的。负荷辨识是近年来兴起的一种在线负载特性辨识技术，通过收集负载运行参数与辨识模型对比，从而分辨出当前负载的具体名称或者类型。负荷辨识是自动需求响应(ADR)的关键技术之一。电力用户参与ADR工作模式时，根据负荷控制策略，需要对接入用电系统的...
【技术保护点】
1.一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于：包括智慧主机、即插即用外置终端、五孔墙面终端、触摸式无线墙面开关；家庭电器接在即插即用外置终端或五孔墙面终端上，和普通家庭插座使用方法相同，接在终端上的用电器的电压电流信息会被终端捕捉，通过无线、有线通信发送至智慧主机上，由智慧主机对每个接口的负荷进行分析，确定实时负荷类型。
【技术特征摘要】
1.一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于：包括智慧主机、即插即用外置终端、五孔墙面终端、触摸式无线墙面开关；家庭电器接在即插即用外置终端或五孔墙面终端上，和普通家庭插座使用方法相同，接在终端上的用电器的电压电流信息会被终端捕捉，通过无线、有线通信发送至智慧主机上，由智慧主机对每个接口的负荷进行分析，确定实时负荷类型。2.根据权利要求1所述的一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于：所述智慧主机包括：第一微处理器、显示模块、语音模块、开关量输入/输出模块、第一电源模块、第一总线通信模块、第一无线通信模块、网络通信模块、环境监测模块和存储单元；所述即插即用外置终端包括：第二微处理器、第二无线通信模块、第一电压/电流互感单元、第一负荷接口、第一开关模块、第一过载保护单元、第一市电接口、第二电源模块；所述五孔墙面终端包括：第三微处理器、第二总线通信模块、第二电压/电流互感单元、第二负荷接口、第二开关模块、第二过载保护单元、第二市电接口、第三电源模块；所述触摸式无线墙面开关包括：第四微处理器、第三开关模块、第三过载保护单元、第三市电接口、第四电源模块、电流互感单元、若干电灯接口、第三无线通信模块和触摸按钮。3.根据权利要求2所述的一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于：所述第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块为固态继电器；所述第一开关模块用于控制第一负荷接口的电源通断，由第二微处理器直接控制；所述第二开关模块用于控制第二负荷接口的电源通断，由第三微处理器直接控制；所述第三开关模块用于电灯接口的电源通断，由第四微处理器直接控制；速断：若负荷电压、电流出现剧烈故障性变化，过载，不经智慧主机处理，由第二微处理器、第三微处理器、第四微处理器发出信号将其断开；非速断：由智慧主机计算后给第二微处理器、第三微处理器、第四微处理器发送控制信号，使其断开或闭合；所述第一负荷接口、第二负荷接口均为通用规格的市电插孔，包括两孔插座和/或三孔插座，用于电器插入以提供电源；所述第一电压/电流互感单元、第二电压/电流互感单元，用于将负荷接口的电压、电流波形，以线性缩小的关系，将高电压、大电流转化为微处理器可以采集的小电压；所述第一过载保护单元、第二过载保护单元在用电器出现过载时，断开来自市电接口的电源，用于保护电压/电流检测单元不被烧毁；所述第三过载保护单元用于限制电路负载功率，若用电器功率过大则限制用户主动控制权，强制关闭灯具；所述第一市电接头、第二市电接头、第三市电接头用于连接家庭入户220V交流电，即通过接头将市电引入。4.根据权利要求2所述的一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于，所述智慧主机的第一微处理器：通过第一无线通信模块接收来自于第二无线通信模块、第一总线通信模块接收来自于第二总线通信模块的数据，并对数据进行计算处理，识别出分别连接于第一负荷接口、第二负荷接口的家庭用电器的种类；根据当前模式设置，以及网络通信模块接收由系统调度员通过互联网广播的信息，对插即用外置终端、五孔墙面终端、触摸式无线墙面开关进行控制；显示模块：用于显示第一微处理器计算得到的负荷信息，显示来自系统调度员的通知信息；用作触摸屏，实现人员与智慧主机的人机交互；语音模块：在智慧主机接收到来自系统调度员的调度信息，或者连接第一负荷接口、第二负荷接口的电器出现故障时，智慧主机通过扬声器将相关提示内容进行播报；开关量输入/输出模块：输出方式为智慧主机上电源指示灯、网络连接指示灯、终端连接指示灯，输入方式为集成于显示屏的虚拟按键，用于人机交互；第一电源模块：为降压稳压模块，与市电连接，将220V交流电转换为5V直流电，用于给智慧主机内各电子器件供电；第一总线通信模块：为CAN总线通信模块，同时提供有线通信接口，用于连接第三微处理器，接收来自于第二总线通信模块的数据，转发给第一微处理器，同时将第一微处理器的控制信号转发给第二总线通信模块；第一无线通信模块：为nrf或ZigBee无线通信模块，用于通过无线方式连接即插即用外置终端，接收来自于第二无线通信模块的数据，转发给第一微处理器；同时将第一微处理器的控制信号转发给第二无线通信模块；网络通信模块：为WIFI协议的网络接入模块，用于连接互联网，给由第一微处理器通过该模块给服务器发送本地负荷信息；同时接收来自于系统调度员的控制信息，并将其转发给第一微处理器；环境监测模块：用于检测智慧主机当前环境下是否存在天然气泄漏、意外起火引起的烟雾，并将监测信息发送给第一微处理器；存储单元：用于存放语音信息，存放用于计算的负荷类型的电压、电流特征信息，存放一些第一微处理器所必需的缓存文件。5.根据权利要求2所述的一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于，所述即插即用外置终端的第二微处理器：用于通过ADC采集经第一电压/电流互感单元转化后的负荷电压电流数值，并将其通过第二无线通信模块发送给智慧主机，用于控制第一开关模块的通断，用于处理来自于智慧主机的控制信息；第二无线通信模块：为nrf或ZigBee无线通信模块，用于将第二微处理器通过第一电压/电流互感单元采集到的负荷接口的实时电压电流波形数据，发送给位于智慧主机的第一无线通信模块，同时接收来自于第一无线通信模块的控制信号，转发给第二微处理器；第一电压/电流互感单元：用于将第一负荷接口的电压、电流波形，以线性缩小的关系，将高电压、大电流转化为第二微处理器可以采集的小电压；第一负荷接口：为通用规格的市电插孔，包括两孔插座和/或三孔插座，供电器插入以提供电源；第一开关模块：为固态继电器或普通继电器，用于控制负荷接口的电源通断，由第二微处理器直接控制；速断：若负荷电压、电流出现剧烈故障性变化，过载，不经智慧主机处理，由第二微处理器发出信号将其断开；非速断：由智慧主机计算后给第二微处理器发送控制信号，使其断开或闭合；第一过载保护单元：当用电器出现过载时，断开来自市电接口的电源，用于保护电压/电流检测单元不被烧毁；第一市电接口：家庭入户220V交流电接口，即通过插头将市电引入；第二电源模块：将220V交流电转化为5V直流电的电力电子器件，用于给第二微处理器、第二无线通信模块等电子器件供电。6.根据权利要求2所述的一种支持自动需求响应的用电管控终端，其特征在于，所述五孔墙面终端的第三微处理器：用于通过ADC采集经第二电压/电流互感单元转化后的负荷电压电流数值，并将其通过第二总通信模块发送给智慧主机，用于控制第二开关模块的通断，用于处理来自于智慧主机的控制信息；第二总线通信模块：为CAN全双工有线通信模块，用于将第三微处理器通过第二电压/电流互感单元采集到的第二负荷接口实时电压电流波形数据，发送给位于智慧主机的第一总线通信模块，同时接收来自于第一总线通信模块的控制信号，转发给第三微处理器；第二电压/电流互感单元：用于将第二负荷接口的电压、电流波形，以线性缩小的关系，将高电压、大电流转化为第三微处理器可以采集的小电压信号；第二负荷接口：市电插孔，供电器插入以提供电源；第二开关模块：为固态继电器或普通继电器，用于断开第二负荷接口的电源通断，由第三微处理器直接控制；速断：若负荷电压、电流出现剧烈故障性变化，过载，不经智慧主机处理，由第三微处理器发出信号将其断开；非速断：由智慧主机计算后给第三微处理器发送控制信号，使其断开或闭合；第二过载保护单元：当用电器出现过载时，断开来自第二市电接口的电源，用于保护第二电压/电流互感单元不被烧毁；第二市电接口：家庭入户220V交流电接口，即通过插头将市电引入；第三电源模块：将220V交流电转化为5V直流电的电力电子器件，用于给第三微处理器、第二总线通信模块等电子器件供电。7.根据权利要求2所述的一种支持自动需求响应的用电管...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，高龙飞，刘智彤，张涛，武毅艺，孙艺铭，严超，王帅，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41
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