本發(fā)明涉及電力通信控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種智能插座。

背景技術(shù)：

伴隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求量持續(xù)上漲，導(dǎo)致環(huán)境保護(hù)和生態(tài)發(fā)展問(wèn)題日益嚴(yán)峻，這也是現(xiàn)代電力工業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心動(dòng)力。在此背景下，智能電網(wǎng)成為全球電力工業(yè)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇。電能不同于一般商品的特點(diǎn)是其不能大規(guī)模存儲(chǔ)，這就要求保證電能的實(shí)時(shí)平衡，即每一刻發(fā)電量與用電量相匹配。高峰時(shí)段的用電量一般遠(yuǎn)多于低谷時(shí)段的用電量，通過(guò)小件高峰時(shí)段的用電負(fù)荷，從需求側(cè)來(lái)維持電能的供需平衡，能夠減緩對(duì)發(fā)電輸電的投資利用效率。

需求響應(yīng)是智能用電的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它是用戶根據(jù)國(guó)家的相關(guān)節(jié)電政策、供電部門相應(yīng)的各種激勵(lì)措施、供電部門提供的各種不同電價(jià)政策，自行調(diào)整改變自己的用電方式或者將自己的可中斷負(fù)荷交給相應(yīng)的負(fù)荷集成管理商來(lái)統(tǒng)一管理控制，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷的降峰、消峰、移峰填谷的目的，同時(shí)也達(dá)到了電力用戶節(jié)電的目的，用戶通過(guò)參與需求響應(yīng)，可以獲得經(jīng)濟(jì)上的補(bǔ)償以及節(jié)省電費(fèi)支出的目的。

在智能電網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)需求側(cè)管理作為決策工具，受到較多的關(guān)注，其能夠有效的增加能源的利用率。目前的需求側(cè)響應(yīng)主要偏重與電力公司的電價(jià)政策(峰谷電價(jià)、分時(shí)電價(jià)、尖峰電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià))的政策制定、電網(wǎng)公司的負(fù)荷控制手段以及控制方法的分析與建模、不同類型用戶的參與方式與參與手段等的分析與研究上，需求側(cè)管理鼓勵(lì)用戶改變用電方式，調(diào)整電力需求在時(shí)序上的分布，進(jìn)行負(fù)荷曲線調(diào)整。為了更好的實(shí)現(xiàn)恭喜平和并充分利用需求側(cè)資源能夠充分調(diào)動(dòng)需求側(cè)用電設(shè)備的系統(tǒng)管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種需求響應(yīng)智能轉(zhuǎn)接插座，以及一種基于動(dòng)態(tài)復(fù)合管理的智能插座及其控制方案，根據(jù)智能家居用戶舒適，系統(tǒng)的電力調(diào)整需求等相關(guān)因素，進(jìn)行合理安排用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在適合的時(shí)段改變用戶的用電行為，是的用戶得到更好的用電體驗(yàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

一種智能插座，包括插座本體、微處理器、計(jì)量模塊、通信模塊、目標(biāo)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)單元、用電器識(shí)別模塊，界面控制模塊(名稱)電源控制模塊，其中電源模塊分別與計(jì)量模塊、微處理器、通信模塊連接，用電器識(shí)別模塊分別與通信模塊和微處理器相連接。

該界面控制模塊包括觸摸屏、開(kāi)關(guān)控制功能鍵以及l(fā)ed指示燈結(jié)構(gòu)，該觸摸屏用于向用戶顯示需求響應(yīng)方面的相關(guān)信息及用戶的詳細(xì)用電信息，同時(shí)接收用戶的參數(shù)設(shè)定及各種需求響應(yīng)功能的選擇。

所述電控制模塊采用兩級(jí)降壓模塊分別能夠輸出不同的電壓值的供電電能，并能夠?qū)㈦妷狠敵鲋稻_控制至插座各模塊元件的用電電壓需求。

所述兩級(jí)壓降模塊的包括第一直流-交流降壓電路和第二直流-直流壓降電路，通過(guò)第一直流-交流降壓電路將電壓值從220v變換到12v，通過(guò)通過(guò)第一直流-交流降壓電路將電壓值從12v變換到3.3v或者5v，從而給智能插座的各模塊進(jìn)行供電。

所述用電器識(shí)別模塊具有電流特征識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)量模塊采集到的用電電流特征，從而確定用電電器的類型或具體型號(hào)。

所述用電器識(shí)別模塊具有用電信息射頻識(shí)別功能，能夠接受設(shè)置在用電器上的射頻識(shí)別標(biāo)簽從而確定相應(yīng)電器的類型或具體型號(hào)，或者使用者也可以選擇直接輸入用電器的類型或者電器型號(hào)。

所述目標(biāo)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)的目標(biāo)參數(shù)包括室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量或電熱水器水溫，目標(biāo)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊以一定頻次將所述的目標(biāo)參數(shù)上傳至智能插座所連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的系統(tǒng)之上。

微處理器根據(jù)目標(biāo)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊判斷監(jiān)測(cè)環(huán)境所處的狀態(tài)從而進(jìn)一步設(shè)定智能插座對(duì)于用電電器的控制方式。

一種家庭用電的智能控制方法，該智能控制方法包括如下步驟：

由計(jì)量模塊測(cè)量用電電器的電流、電壓、功率等用電特性；

通過(guò)用電電器識(shí)別模塊分別識(shí)別各個(gè)插座的用電電器類型或者具體型號(hào)，作為補(bǔ)充，使用者也能夠通過(guò)手機(jī)的移動(dòng)客戶端手動(dòng)輸入各個(gè)插座的用電電器的型號(hào)；

根據(jù)統(tǒng)計(jì)用戶家中各類用電設(shè)備的額定功率、常見(jiàn)功率、使用頻率、使用時(shí)間、動(dòng)態(tài)使用情況，從而分析出家用電氣設(shè)備的能耗變化曲線；

對(duì)于用戶使用的用電電器設(shè)置相應(yīng)的需求響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)不同的電力調(diào)度需求量設(shè)定不同的智能開(kāi)關(guān)控制方案，不同的智能開(kāi)關(guān)控制方案包含連接不同電器智能開(kāi)關(guān)的組合；通過(guò)能耗計(jì)算模型得出該戶住宅具有的調(diào)控負(fù)荷能力；

在進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中對(duì)各類用電電器分別設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)監(jiān)測(cè)參數(shù)，通過(guò)智能插座上設(shè)置的目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊測(cè)量模塊監(jiān)測(cè)房間/電器相應(yīng)的參數(shù)，并以一定頻次上傳至服務(wù)器；該目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)包括房間溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電熱水器或飲水機(jī)水溫、充電電動(dòng)汽車電池電量情況；

通過(guò)判斷目監(jiān)測(cè)參數(shù)的狀態(tài)確定后續(xù)開(kāi)關(guān)控制狀態(tài)。

對(duì)于常用的電器設(shè)備設(shè)定一個(gè)控制狀態(tài)調(diào)整條件，當(dāng)在開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中相應(yīng)的目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)保持穩(wěn)定不變，則開(kāi)關(guān)維持控制狀態(tài)不變直至預(yù)定的控制計(jì)劃完成；當(dāng)在開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中相應(yīng)的目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)達(dá)到所述控制狀態(tài)調(diào)整條件，則恢復(fù)開(kāi)關(guān)的正常供電；在開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中相應(yīng)的目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)仍在控制狀態(tài)調(diào)整條件之上，但是參數(shù)發(fā)生比較明顯的變動(dòng)，則將開(kāi)關(guān)的狀態(tài)有關(guān)閉調(diào)整為低功率工作模式。

附圖說(shuō)明

圖1是需求響應(yīng)智能轉(zhuǎn)接插座實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)的框圖；

圖2是需求響應(yīng)智能轉(zhuǎn)接插座實(shí)施例中的開(kāi)關(guān)控制模塊的控制流程圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示為智能插座的組成結(jié)構(gòu)的框圖，該需求響應(yīng)智能轉(zhuǎn)接插座包括包括插座本體、微處理器、計(jì)量模塊、通信模塊、目標(biāo)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)單元、用電器識(shí)別模塊、界面控制模塊(名稱)電源控制模塊，上述幾部分共同作用來(lái)完成用戶端需求響應(yīng)的功能。

計(jì)量模塊電性連接至微處理器，計(jì)量模塊用于測(cè)量連接電器的電性能并將所連接的用電電器的電力使用情況實(shí)時(shí)的或以一定頻次發(fā)送至微處理器和用電器識(shí)別模塊。

計(jì)量模塊采用了集成有計(jì)量?jī)?nèi)核的低功耗soc管理芯片，具有電流采用和電壓采樣電路。電流采樣通可以選擇為ct(c-urrenttransformer)加電阻和錳銅分流兩種方式；電壓采樣電路可以選擇為pt(potentialtransformer)降壓和電阻分壓法。

通信模塊可以是有線通信模塊，也可以是無(wú)線通信模塊，比如說(shuō)：電力載波通信模塊、zigbee無(wú)線通信模塊、wifi無(wú)線通信模塊。該模塊用于實(shí)現(xiàn)與通信網(wǎng)關(guān)或者智能電表之間進(jìn)行通信。

目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊包括溫度探測(cè)傳感器、光照探測(cè)傳感器、紅外探測(cè)傳感器、電量采集傳感器，目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊也能夠與空氣凈化器、電熱水器、飲水機(jī)或充電電動(dòng)汽車等用電電器之間進(jìn)行通信并獲得相應(yīng)的用電電器相關(guān)信息情況。微處理器用于進(jìn)行滿足用戶舒適度要求，根據(jù)室內(nèi)溫度值、電熱水器內(nèi)水的溫度值、室內(nèi)空氣質(zhì)量以及電動(dòng)汽車的電量是否充滿來(lái)控制是否為相應(yīng)的用電電器供電。

識(shí)別模塊，識(shí)別模塊電性連接至微處理器和計(jì)量模塊，該用電器識(shí)別模塊具有電流特征識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)量模塊采集到的用電電流特征，從而確定用電電器的類型或具體型號(hào)。具體的電流特征識(shí)別方式通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到各種典型電器元件(如電燈、電冰箱、電視機(jī)、空調(diào)、飲水機(jī)、電動(dòng)汽車、電熱水器等)的數(shù)學(xué)模型作為設(shè)備電流特征識(shí)別模型數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)計(jì)量模塊所采集的電器的電流特征與已保存的各種電器負(fù)荷特性進(jìn)行比對(duì)從而確定用電電器的類型。隨著用電電器模型數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠進(jìn)一步通過(guò)用電電器的電流特征分析得到電器的具體型號(hào)。

作為替換的方案，該用電器識(shí)別模塊具有用電信息射頻識(shí)別功能，能夠接受設(shè)置在用電器上的射頻識(shí)別標(biāo)簽從而確定相應(yīng)電器的類型或具體型號(hào)，或者使用者也可以選擇直接輸入用電器的類型或者電器型號(hào)。

確定用戶所使用的用電電器之后，對(duì)于用戶使用的用電電器設(shè)置相應(yīng)的需求響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)不同的電力調(diào)度需求量設(shè)定不同的智能開(kāi)關(guān)控制方案，不同的智能開(kāi)關(guān)控制方案包含連接不同電器智能開(kāi)關(guān)的組合；通過(guò)能耗計(jì)算模型得出該戶住宅具有的調(diào)控負(fù)荷能力；

在進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中(考慮到用戶的舒適度)對(duì)各類用電電器分別設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)監(jiān)測(cè)參數(shù)，通過(guò)智能插座上設(shè)置的目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊測(cè)量模塊監(jiān)測(cè)房間/電器相應(yīng)的參數(shù)，并以一定頻次上傳至服務(wù)器；該目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)包括房間溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電熱水器或飲水機(jī)水溫、充電電動(dòng)汽車電池電量情況；

根據(jù)統(tǒng)計(jì)用戶家中各類用電設(shè)備的額定功率、常見(jiàn)功率、使用頻率、使用時(shí)間、動(dòng)態(tài)使用情況，從而分析出家用電氣設(shè)備的能耗變化曲線；

對(duì)于用戶使用的用電電器設(shè)置相應(yīng)的需求響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)不同的電力調(diào)度需求量設(shè)定不同的智能開(kāi)關(guān)控制方案，不同的智能開(kāi)關(guān)控制方案包含連接不同電器智能開(kāi)關(guān)的組合；通過(guò)能耗計(jì)算模型得出該戶住宅具有的調(diào)控負(fù)荷能力；

在進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中(考慮到用戶的舒適度)對(duì)各類用電電器分別設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)監(jiān)測(cè)參數(shù)，通過(guò)智能插座上設(shè)置的目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊測(cè)量模塊監(jiān)測(cè)房間/電器相應(yīng)的參數(shù)，并以一定頻次上傳至服務(wù)器；該目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)包括房間溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電熱水器或飲水機(jī)水溫、充電電動(dòng)汽車電池電量情況；

通過(guò)判斷目監(jiān)測(cè)參數(shù)的狀態(tài)確定后續(xù)開(kāi)關(guān)控制狀態(tài)。

對(duì)于常用的電器設(shè)備設(shè)定一個(gè)控制狀態(tài)調(diào)整條件，當(dāng)在開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中相應(yīng)的目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)保持穩(wěn)定不變，則開(kāi)關(guān)維持控制狀態(tài)不變直至預(yù)定的控制計(jì)劃完成；當(dāng)在開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中相應(yīng)的目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)達(dá)到所述控制狀態(tài)調(diào)整條件，則恢復(fù)開(kāi)關(guān)的正常供電；在開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中相應(yīng)的目標(biāo)檢測(cè)參數(shù)仍在控制狀態(tài)調(diào)整條件之上，但是參數(shù)發(fā)生比較明顯的變動(dòng)，則將開(kāi)關(guān)的狀態(tài)有關(guān)閉調(diào)整為低功率工作模式。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。