一种能效管理终端及其组成的智能用电暨能效管理系统技术方案

一种能效管理终端及其组成的智能用电暨能效管理系统，能效管理终端包括植入ＡＳＩＣ芯片或者嵌入式芯片并嵌入在电网的用电设备中的微控制器，数据采样装置是应用传感单元。系统设有基于用电消费行为的样本模型库，通过采样设定数据在用电消费过程中的时间序列，分别建立呈现用电特征的模型，并为用户提供大量的用电设备数据；通信网络是实时双向的物联网。在用电现场建立物联网采集大量实时数据，基于用电消费行为模型引导用电消费行为，形成参与性更强、互动性更高、共同成长的智能用电暨能效管理系统，规范用户用电消费行为，提供智能用电暨能效管理科学指导，选择更为便捷的自动控制，显著提高电网运作效率和用电设备用电效率，实现节能低碳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用电能效管理，特别是涉及一种基于用电消费行为模型的能效管理终端及其组成的智能用电暨能效管理系统。
技术介绍
现有包括工商企业用户、小区居民住宅用户，以及政府及公共建筑用户在内的典型用电用户的电能使用关键指标数据，普遍存在获取效率低、信息粒度过大和时效性差的缺陷，而且，用户的用电行为随意性大，智能用电参与度差。所谓智能用电是通过建设支持双向实时通信的高级量测体系(Advanced Metering Infrastructure，缩略为AMI)，推动用户参与、构建双向互动的需求响应，提高用电水平和电能、资产利用率。与传统用电的区别是强调用户的参与，鼓励用户和电网之间的双向互动。用户从一个单纯的电力消费者变为电网运营的参与者，不仅可以根据自身的需求参与到用电的管理过程，还可以根据电网的实际运行状态对自身用电状态和分布式发电设备的运行状态进行调整，实现电网和用户的双赢。中国和欧美发达国家通过建设AMI，建立基于智能电表和智能插座的物联网络，耗费了社会和公共事业的大量投入，却未能调动用户广泛参与智能用电。目前，国际上普遍用“能源效率”(energy efficiency)来替代上世纪70年代能源危机后提出的“节能”(energy conservation)一词。上世纪90年代，一种国际上倡导和推行的先进电力资源规划方法和管理技术——电力需求侧管理(Power Demand Side Management，缩略为DSM)介绍到中国，DSM通过采取有效的激励措施，引导电力用户改变用电方式，提高终端用电效率，在用电客户完成同样的电力需求同时减少电力消耗，减少发电成本，达到节能降耗的目的。基于DSM的能效管理系统又称能源效率综合管理系统，其基本功能如下：1)数据获取功能：所述数据包括用户的各个用电设备的电能量数据和非电能量数据，其中电能量数据包括电压、电流、有功功率消耗、无功功率消耗、功率因素；非电能量数据包括温度、湿度、发热量和工况；所述数据还包括电网实时运行数据：反映工业产品单位产出能耗的电网实时运行电价、电网频率、谐波；2)用户能源的调度和管理功能：根据用户的用电需求，向用户提供何种形式的能源，包括风能、太阳能转换的电能源或者直接从电网获取的电能源；3)电能质量监测、在线控制功能：包括通过控制智能终端调节负荷的用电效率，以节约用电；通过智能自动电压控制(Automatic Voltage Control，缩略为AVC)在线调节系统的无功电压平衡，向用户提供高质量的电能；4)停电管理、故障定位功能：通过物联网络快速准确的探测和定位故障区域，实现电网自愈，降低电网遭受攻击时的脆弱性；5)资产管理和数据分析功能：通过物联网络和数据系统提高电力资产运营的效率。中国专利CN100501794C授权公告了东莞理工学院推出的《一种在线可视化能耗审计管理系统》，它包括电力需求侧能耗审计系统，电力需求侧能耗审计管理系统主要由以下部分组成：电能监控主站：主要功能是接收电能监测仪的数据并将其规则地进行存储供管理应用平台使用；电能监测仪：主要功能是采集电网的电能质量指标数据和负责与其它电能质量控制设备进行通信，将现场采集的数据进行存储和发送；数据通信通道：主要用-->于数据监控主站与电能监测仪间的通信，可采用内部计算机网、电话通信公网等；管理应用平台：主要功能是对数据监控主站的数据进行加工处理，实现电能可视化；电能监测仪将采集的信息通过数据通信通道发送到电能监控主站，由管理应用平台对信息进行加工处理并输出。本专利技术根据汇总的信息，提出电力需求侧配网整改方案，并按行业、产品、用电性质建设区镇、县市、地市、省市的多级能耗管理系统，具有应用效果较佳、使用方便等优点。但是，存在诸如采用传统的通信手段无法解决大量用电设备的通信、用电用户局限于工商企业用户，以及没有引导包括工商企业用户、小区居民住宅用户，以及政府及公共建筑用户在内的典型用电用户的用电消费行为，形成参与性更强、互动性更高、共同成长的智能用电的缺陷。能效管理系统大规模推广和应用在现阶段受到用户用电内部通信网络的建设缺乏有效的技术和标准，以及单纯的用电监测难以有效推动用户使用积极性的严重制约。此外，当今的物联网热潮正在带动一批电子产业的发展，比如物流管理、医疗电子、电力控制和智能家居等方面。物联网是集传感器技术、计算机技术和网络技术为一体的综合性技术，但是，在现有成熟的嵌入式系统平台基础上结合应用传感单元扩展物联和感知的支持能力、且通过物联网中枢服务器应用处理和分析功能的智能用电暨能效管理系统尚未见有实际采用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种基于用电消费行为模型的能效管理终端。本专利技术所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种基于用电消费行为模型的智能用电暨能效管理系统本专利技术的能效管理终端技术问题通过以下技术方案予以解决。这种能效管理终端，包括微控制器，以及分别与所述微控制器连接的电能计量单元、LCD显示电路、FLASH、继电器开关电路、模拟/数字转换器，以及通信模块；还包括数据采样装置，所述数据采样装置通过系统外部通讯接口、接口驱动电路与所述模拟/数字转换器连接。这种能效管理终端的特点是：所述微控制器是植入ASIC芯片或者嵌入式芯片并嵌入在电网的用电设备中的微控制器，所述用电设备包括电力设备、用户的机器设备和家用电器。所述数据采样装置是应用传感单元，所述应用传感单元是温度传感器，红外线传感器，震动传感器，电流传感器，电压传感器，气敏传感器、温敏传感器中的至少一种，所述应用传感单元用于采样设定数据在用电消费过程中的时间序列，提供能效管理主站建立基础数据库和用电设备典型数学模型库。本专利技术的能效管理终端技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述通信模块是物联网接口模块，所述物联网接口模块用于通过微功率无线信号组成微功率无线自组网-所述能效管理终端还包括两个低压差线性稳压器(Low Dropout regulator，缩略为LDO)，能效管理终端的直流电源通过电磁兼容(Electromagnetic Compatibility，缩略为EMC)防护电路一路与LDO1连接后再连接至所述微控制器，另一路与LDO2连接后再连接-->至所述物联网接口模块。所述LDO用于为微控制器及物联网接口模块提供直流稳压电源。本专利技术的智能用电暨能效管理系统技术问题通过以下技术方案予以解决。这种智能用电暨能效管理系统，包括能效管理主站，所述能效管理主站包括至少一个管理应用平台以及与所述管理应用平台连接的基础数据库、模型库打印机、以太网交换机和路由器；还包括通信网络、接入通信网络的用户用电设备以及与所述用户用电设备连接的能效管理终端，所述能效管理主站的路由器接入通信网络，所述能效管理终端包括微控制器，以及分别与所述微控制器连接的电能计量单元、LCD显示电路、FLASH、继电器开关电路、模拟/数字转换器，以及通信模块，；还包括数据采样装置，所述数据采样装置通过系统外部通讯接口、接口驱动电路与所述模拟/数字转换器连接。这种智能用电暨能效管理系统的特点是：设有基于用电消费行为的样本模型库，所述样本模型库与所述管理应用平台连接，用于提供大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能效管理终端，包括微控制器，以及分别与所述微控制器连接的电能计量单元、ＬＣＤ显示电路、ＦＬＡＳＨ、继电器开关电路、模拟／数字（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ，缩略为Ａ／Ｄ）转换器，以及通信模块；还包括数据采样装置，所述数据采样装置通过系统外部通讯接口、接口驱动电路与所述Ａ／Ｄ转换器连接，其特征在于：所述微控制器是植入ＡＳＩＣ芯片或者嵌入式芯片并嵌入在电网的用电设备中的微控制器，所述用电设备包括电力设备、用户的机器设备和家用电器；所述数据采样装置是应用传感单元，所述应用传感单元是温度传感器，红外线传感器，震动传感器，电流传感器，电压传感器，气敏传感器、温敏传感器中的至少一种，所述应用传感单元用于采样设定数据在用电消费过程中的时间序列，提供能效管理主站建立基础数据库和用电设备典型数学模型库。

【技术特征摘要】
1.一种能效管理终端，包括微控制器，以及分别与所述微控制器连接的电能计量单元、LCD显示电路、FLASH、继电器开关电路、模拟/数字(Analog/Digital，缩略为A/D)转换器，以及通信模块；还包括数据采样装置，所述数据采样装置通过系统外部通讯接口、接口驱动电路与所述A/D转换器连接，其特征在于：所述微控制器是植入ASIC芯片或者嵌入式芯片并嵌入在电网的用电设备中的微控制器，所述用电设备包括电力设备、用户的机器设备和家用电器；所述数据采样装置是应用传感单元，所述应用传感单元是温度传感器，红外线传感器，震动传感器，电流传感器，电压传感器，气敏传感器、温敏传感器中的至少一种，所述应用传感单元用于采样设定数据在用电消费过程中的时间序列，提供能效管理主站建立基础数据库和用电设备典型数学模型库。2.如权利要求1所述的能效管理终端，其特征在于：所述通信模块是物联网接口模块，所述物联网接口模块用于通过微功率无线信号组成微功率无线自组网。3.如权利要求1或2所述的能效管理终端，其特征在于：包括两个低压差线性稳压器(Low Dropout regulator，缩略为LDO)，能效管理终端的直流电源通过电磁兼容(Electromagnetic Compatibility，缩略为EMC)防护电路一路与LDO1连接后再连接至所述微控制器，另一路与LDO2连接后再连接至所述物联网接口模块，所述LDO1、LDO2分别用于为微控制器、物联网接口模块提供直流稳压电源。4.一种智能用电暨能效管理系统，包括能效管理主站，所述能效管理主站包括至少一个管理应用平台以及与所述管理应用平台连接的基础数据库、模型库打印机、以太网交换机和路由器；还包括通信网络、接入通信网络的用户用电设备以及与所述用户用电设备连接的能效管理终端，所述能效管理主站的路由器接入通信网络，所述能效管理终端包括微控制器，以及分别与所述微控制器连接的电能计量单元、LCD显示电路、FLASH、继电器开关电路、A/D转换器，以及通信模块，；还包括数据采样装置，所述数据采样装置通过系统外部通讯接口、接口驱动电路与所述A/D转换器连接，其特征在于：设有基于用电消费行为的样本模型库，所述样本模型库与所述管理应用平台连接，用于提供大量的用电设备实时数据建模和模型识别，同一类用电消费行为对应一类用电消费行为模型；所述样本模型库是用电设备典型数学模型库，其中的用电设备典型数学模型，依据电能生产和消费相互关联且电网和用户双向互动，通过采样设定数据在用电消费过程中的时间序列，即采样多维度参数时间序列，分别建立呈现用电特征的模型，并为用户提供大量的用电设备数据；所述数据采样装置是应用传感单元，所述应用传感单元是温度传感器，红外线传感器，震动传感器，电流传感器，电压传感器，气敏传感器、温敏传感器中的至少一种，所述应用传感单元用于采样设定数据在用电消费过程中的时间序列，提供能效管理主站建立基础数据库和用电设备典型数学模型库；所述通信网络是实时双向的物联网，所述能效管理终端的应用传感单元通过对等方式与所述物联网的各种终端包括另外的能效管理终端建立通信，所述物联网是光纤网络、电力线载波、工业总线、通用分组无线业务...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦毅，
申请(专利权)人：秦毅，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]