基于电价峰谷差的智能家居微网系统技术方案

本发明专利技术是一种基于电价峰谷差的智能家居微网系统，其特点是，能够在每天电价最低的时段储存电能，在电价最高时段释放电能自用，包括箱体，在箱体内置有控制器，蓄电器，充电器，逆变器和交流接触器JC1、JC2、JC3，市电顺序与交流接触器JC2和用户电器电连接；市电顺序与交流接触器JC1、充电器的输入端电连接，充电器的输出端分别与蓄电器和逆变器的输入端电连接,逆变器控制信号输入端与控制器电连接，逆变器输出端顺序与交流接触器JC3和用户电器电连接，能够参与电网的移峰填谷，实现电能自储自用，做到合理用电，降低电费支出，其结构合理，控制方便，自动化程度高，使用效果佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及储能技术、智能家居技术，是一种基于电价峰谷差的智能家居微网系 统。
技术介绍
中华人民共和国发展和改革委员会于2013年发布文件，加强用电需求侧管理，鼓 励居民用户参与电力移峰填谷，要求各地在2015年底前完善居民阶梯电价制度，实行分时 段电价政策。虽然分时段的电价政策使得深夜至凌晨用电最便宜，但对于居民来说，洗衣、 做饭等生活用电也不可能直接转移到该个时间段，该可能导致经济调控政策对居民用户来 说效果并不理想。迄今尚未见有关将储能、逆变、智能家居微网系统集为一体，解决非工业 电力用户参与移峰填谷的文献报道和实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为解决特定技术问题，对现有的单元电路及电器元件进行有机 的组合和创新，使组合要素具有创造性的基于电价峰谷差的智能家居微网系统，它能够参 与电网的移峰填谷，实现电能自储自用，做到合理用电，降低电费支出，其结构合理，控制方 便，自动化程度高，使用效果佳。实现本专利技术目的采用的技术方案是，一种基于电价峰谷差的智能家居微网系统， 其特征是，能够在每天电价最低的时段储存电能，在电价最高时段释放电能自用，它包括 箱体和智能终端两部分，在箱体内置有控制器，蓄电器，充电器，逆变器和交流接触器JC1、 JC2、JC3,市电顺序与交流接触器JC2和用户电器电连接；市电顺序与交流接触器JC1、充电 器的输入端电连接，充电器的输出端分别与蓄电器和逆变器的输入端电连接，逆变器控制 信号输入端与控制器电连接，逆变器输出端顺序与交流接触器JC3和用户电器电连接，市 电为电源，经交流接触器JC2给用户电器供电，同时，市电经交流接触器JC1到充电器给蓄 电器充电；断开交流接触器JCUJC2后，蓄电器的电能经逆变器转换为标准的工频电能，经 交流接触器JC3给用户电器供电；蓄电器给控制器提供直流电源，保证控制器总是处于工 作状态；交流接触器JC1、JC2线圈工作电源由市电提供，交流接触器JC3线圈工作电源由逆 变器提供，智能终端为智能手机、平板电脑、智能电视，通过WIFI连接箱体内的控制器给控 制器设置运行参数。 在所述的市电与交流接触器JC2之间设有霍尔电流传感器il。 在所述的逆变器与交流接触器JC3之间设有霍尔电流传感器i2。 所述的控制器包括；核屯、部分的AVR单片机ATmegaie、WIFI模块ESP8266、低功 耗时钟日历巧片PCF8563、霍尔电流传感器皿C-LSP、交流接触器或固态继电器、复位按键 Keyl和恢复网络默认参数按键Key2,负责接收智能终端的指令，在设置的时间段自动控制 充电器进行储能；在指定时间段或者市电停电时，自动进入逆变状态，给用户电器供电；复 位按键Keyl、恢复网络默认参数按键Key2可W保证控制器能够提供一个WIFI服务接入信 号，w使智能终端的接入，配置运行参数。 蓄电器可采用免维护铅酸蓄电池、磯酸铁裡电池、超级电容等储能元件，其容量需 要根据用户的实际情况计算确定。蓄电器的容量、寿命是制约本专利技术推广应用的关键因素。 随着储能技术的飞速进步，该个瓶颈将不再是问题。 充电器负责将220V工频交流电转换为12V直流电，给蓄电器充电。充电器采用市 售成熟的产品，应该具有=段式智能化充电、短路输出保护、充电电池逆接保护、过温保护 W及充电状态反馈等功能。 逆变器负责将蓄电器的12V直流电转换为标准的220V工频交流电，给用户电器供 电。逆变器要根据用户选择的容量确定，采用市售成熟产品。逆变器应该具有低压保护、高 压保护、过载保护、短路保护、高温保护、电池保护、浪涌保护等功能，要能够自动判断蓄电 器电压是否支持逆变，可W实现逆变的自动停止，保护蓄电器。 霍尔电流传感器il、i2用于测量回路电流，W便实现过流保护功能。 智能终端软件是一套运行在智能手机、智能电视、平板电脑等智能终端设备上的 控制软件，命名为；掌上能源管家，其部分界面见图3、图4。在手机上下载安装该软件后， 打开手机的WIFI功能，在可用连接中能够找到控制器建立的WIFI接入点ToSav冲ower，点 击该连接，输入默认密码9~0十个数字，连接成功后表明智能终端和控制器建立了基本通 信。 运行掌上能源管家，在界面中点击【连接】按钮，可W测试控制器的通信端口是否 正常。如果正常通信，则主界面中显示"连接成功"。 成功连接系统后，可W通过软件界面设置系统的充电时间段(根据公布的电价低 谷时段）；设置系统是否在市电停电时立即逆变供电，还是等待手机的指令；设置系统的逆 变供电起始时间，输出电流大于阔值时是否切换为市电供电；重新设置连接密码；设置是 否自动连接家庭路由器，路由器的SSID、IP及密码等；设置通信监听TCP端口号等高级功 能。 成功连接系统后，可W通过软件界面直接控制=个交流接触器的通断，方便手动 控制系统选择处于市电供电状态、市电充电状态、逆变供电状态的哪一个。该个功能也方便 了调试系统。软件还可W读取系统反馈的信号：市电电流、逆变电流、市电是否有电。 如果忘记网络连接密码，可W按控制器的Key2按键，恢复到系统默认网络参数。 如果长时间无法连接控制器，可W按控制器的Keyl按键，复位系统。 本专利技术基于电价峰谷差的智能家居微网系统，是一种集储能技术、智能家居技术 相结合而构成的一套单户智能微网系统，能够在移动终端上实现对系统的控制，与智能家 居系统融合后将具备远程设备查看、远程家电控制、远程家庭安全保护等功能，将电能自储 自用，能够实现参与电网的移峰填谷，却不向电网回馈电能，不干扰电网，在不改变用户用 电习惯的基础上让用户迅速的适应接受新的电价政策，帮助用户享受电价优惠，促进时分 峰谷电价政策的推广，抑制高峰时期用电量的快速增长，提高低谷时候的用电量，可W确保 智能家居的24小时不间断电源供给；从长期社会效益来看，本专利技术的应用和实施有利于优 化能源利用效率，降低环境污染；有利于提高电网和整个社会的经济效益；有利于能源节 约和有序用电形态的构建。在国家大力推行阶梯电价的背景下，本专利技术充分发挥电价的杠 杆作用，平衡电力公司与电力用户之间的利益，提高电力系统在电力需求侧管理上的参与 程度，具有广阔的市场前景和良好的预期经济效益。具有结构合理，控制方便，自动化程度 高，使用效果佳等优点。【附图说明】 图1是基于电价峰谷差的智能家居微网系统结构示意图； 图2是图1中控制器结构示意图； 图3是智能终端软件主界面示意图； 图4是智能终端软件设置时间界面示意图； 图5是控制器的单片机电路示意图； 图6是控制器的电源电路示意图； 图7是控制器的时钟日历巧片电路示意图； 图8是控制器的WIFI模块电路示意图； 图9是交流接触器控制电路示意图； 图10是掉电检测电路示意图； 图11是恢复默认值按键电路示意图； 图12是电流传感器电路示意图； 图13是控制器单片机程序流程示意图； 图14是智能终端软件主程序示意图； 图15智能终端软件与控制器建立TCP连接程序示意图。【具体实施方式】 下面利用附图和实施例对本专利技术作进一步说明。当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电价峰谷差的智能家居微网系统，其特征是，能够在每天电价最低的时段储存电能，在电价最高时段释放电能自用，它包括箱体和智能终端两部分，在箱体内置有控制器，蓄电器，充电器，逆变器和交流接触器JC1、JC2、JC3，市电顺序与交流接触器JC2和用户电器电连接；市电顺序与交流接触器JC1、充电器的输入端电连接，充电器的输出端分别与蓄电器和逆变器的输入端电连接, 逆变器控制信号输入端与控制器电连接，逆变器输出端顺序与交流接触器JC3和用户电器电连接，市电为电源，经交流接触器JC2给用户电器供电，同时，市电经交流接触器JC1到充电器给蓄电器充电；断开交流接触器JC1、JC2后，蓄电器的电能经逆变器转换为标准的工频电能，经交流接触器JC3给用户电器供电；蓄电器给控制器提供直流电源，保证控制器总是处于工作状态；交流接触器JC1、JC2线圈工作电源由市电提供，交流接触器JC3线圈工作电源由逆变器提供；智能终端为智能手机、平板电脑、智能电视，通过WIFI连接箱体内的控制器给控制器设置运行参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李贻涛，刘超，马军，刘毕杰，范小远，王智慧，李畅，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22