一种基于用电波形分析的能源监控管理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于家庭的能源监控管理系统，该系统包括：电力信息采集终端、智慧能源管理应用平台服务器和控制终端。电力信息采集终端包括电器设备用电波形采集模块和通信模块，电器设备用电波形采集模块采集各用电设备的用电波形，通过通信模块将电力信息上报给应用平台服务器；智慧能源管理应用平台服务器包括电器设备波形分析模块、电量计算模块、信息发布模块和数据库模块，在透过波形特性判断用电设备种类的基础上并获取下属设备用电量，形成能效分析数据库，实现用户对历史用电信息、用电排名、电价政策和需求响应、能效分析等信息的查询；通过手机、PAD、PC机等终端向用户发布家庭电器能耗情况，为用户节约电费和购买电器提供指导。
【专利说明】一种基于用电波形分析的能源监控管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能用电能效管理领域，特别涉及一种用于家庭的能源监控管理系统。
【背景技术】
[0002]随着居民生活水平的提高以及新型电器设备的不断出现，越来越多的电器进入居民家庭，随之而来的是用电负荷快速增长，电能消耗越来越多很多设备存在待机耗能问题，设备的能效提高以及不同设备之间的匹配需要科学的管理，用户端的能源管理因此受到了越来越多的关注。
[0003]家庭用电信息主要还是以电费账单的形式反馈给用户，电费账单只告知用户家庭的总用电量而不能显示详细的能耗构成。目前，智能家居电量采集包括两种方式:一是对于智能网络家电，能将自身运行状态和用电量以数字化形式获取；二是对于普通家用电器，每台家电通过配置一个智能插座接入电源，利用对应的智能插座采集每台家电的用电量及工作状态。
[0004]虽然各用电设备生产厂家都在积极研发新型智能产品，但阶段成果比较有限且智能网络家电价钱较高，因此普及率不高；各家庭都还使用传统的用电设备，随着智能家居的发展，用户希望在拥有传统用电设备基础上体验智能家居生活，所以对传统的家庭进行能效管理具有一定的难度，智能插座等产品的开发只是能效管理的初级阶段，还不能算是真正的智能，只是一种智能化产品，还需要人工进行参与和管理。
[0005]现有技术的家庭智能用电监控系统，一般使用电压互感器、电流互感器实现监测家用电气装置的电压和电流，对监测到的电压和电流的数据进行处理后通过开关模块命令家用电气装置的功耗和开关装置，需要在每台电器上安装智能插座，实施方案复杂，成本高。例如专利CN101873009公开了一种家庭智能用电监控系统，通过过个分布式测控装置，监测电气装置的电流和电压数据，通过开关模块控制电气的功耗和开关装置。例如，专利CN103226338提供一种家庭智能监控系统，通过安防智能监控模块、家电设备智能体监控模块和能源智能体监控模块，实现门禁、家电和水气能源安全，其中，家电设备智能体监控模块包括第二用户智能体以及第二环境智能体，第二环境智能体用于采集家电设备的开关信息并发送给管理智能体模块，管理智能体模块通过访问第二用户智能体模块以判断用户位置并根据用户位置控制家电设备关闭，该专利仍旧通过安装智能插座，方案复杂，成本高。同时，上述的家庭智能用电监控系统，均未涉及到电力公司层面对整个家庭电网的监测，当涉及到的家庭很多的时候，上述系统对数据的处理、存储、分析都是通过多个监控模块对不同的节点进行监测，数据处理传输都存在很大的局限性。
[0006]专利CN103617488公开了一种远程家电用电情况管理系统，包括客户端、服务器端和家电终端电能监控设备，客户端负责用户注册、显示家电用电统计分析结果、发送家电开关机命令，能够使用户将自己的家电用电情况与自己同在一个地区的其余用户的用电情况进行分析比较，进而提醒用户提高节电的意识。但该专利中并没有对具体家用电气进行用电分析，也没有涉及到电力公司对能源信息的管理，使用局限性较大。
【发明内容】
[0007]有鉴于现有技术不能解决对家庭内电器设备用电信息集中采集和家庭能效管理的问题，本发明提供了一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，用于家庭能源管理，随时掌握电器用电状态及能耗记录，通过该系统能判断家庭内用电设备种类并获取下属设备用电量，形成能效分析数据库并实现能效分析。
[0008]本发明提供的能源监控管理系统包括:电力信息采集终端、智慧能源管理应用平台服务器和控制终端，智慧能源管理应用平台服务器与电力信息采集终端、控制终端相连接，电力信息采集终端与家庭电力总进线连接；家庭电力总进线连接着家庭电器设备，电力信息采集终端采集电器设备用电波形，将用电波形发送给智慧能源管理应用平台服务器；智慧能源管理应用平台服务器分辨电器设备种类、品牌与型号，计算下属设备用电量，对家庭用电进行能效分析，并支持控制终端进行信息查询和控制操作；控制终端用于为用户提供用户信息交互。下属设备指电力信息采集终端采集到的电器设备。
[0009]智慧能源管理应用平台服务器与电力公司的监测中心终端远程连接，进行数据传输，电力公司的监测中心也可以直接与电力信息采集终端相连接，直接获取电力信息采集终端采集到的数据。
[0010]电力信息采集终端包括电器设备用电波形采集模块和通信模块；电器设备用电波形采集模块用于采集用电设备的用电波形，并通过通信模块将用电波形发送给智慧能源管理应用平台服务器。
[0011]智慧能源管理应用平台服务器包括电器设备波形分析模块、专家知识库、电量计算模块、数据库模块、家庭能效分析模块、判定决策模块和信息发布模块；电器设备波形分析模块、专家知识库、电量计算模块、数据库模块、家庭能效分析模块、判定决策模块和信息发布模块依次顺序连接；电器设备波形分析模块通过接收电力信息采集终端发送的用电设备的用电波形，通过用电波形与专家知识库对比分辨电器种类、品牌与型号；电量计算模块获取下属设备用电量，存储于数据库模块；家庭能效分析模块对数据库中电能数据进行分析；信息发布模块用于发布家庭电器设备运行和能效管理的相关信息。智慧能源管理应用平台服务器集成了专家知识库、电量计算、家庭能效分析和判定决策，能够实时更新家庭电器设备的耗能状态，为家庭能源监控管理提供数据，采用用电波形对比专家知识库，识别用电器准确快捷，数据分析准确。
[0012]专家知识库建立包括以下步骤，家庭电器设备初次使用时，电力信息采集终端采集家庭各类电器设备的用电波形，并将电器种类信息及其对应的用电波形存储到数据库模块，数据库模块中存储的电器种类信息及其对应的用电波形形成家庭电器辨识专家知识库；当电器再次开启工作时，电力信息采集终端采集电器用电波形，与专家知识库中的用电波形进行比对，辨识确定电器的类型。各类电器的工作功率大小不同，用电波形不同；电脑工作时，用电设备包括主机和显示屏，主机又包括风扇和主板等，因此用电波形与其他电器不同。
[0013]家庭能效分析模块包括数据层和服务支撑层，数据层用于数据存储和数据处理，服务支撑层用于能效数据分析；数据层的数据处理包括数据加工、数据统计、数据转换和数据清洗。服务支撑层的能效分析包括家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量和其它电器用电量分析；家庭能效分析模块将家庭能效按照日周期和月周期分析，并形成日能效图和月能效图，日能效图显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值；通过日能效图和月能效图可以查询智能家居的用能比例、用能同比、分时用能、阶梯用能和用能评测，主要包括当月各电器(按种类)用电的总量与占比、各房间用电的总量与占比，近几年每个月总用电量同比，本月与上一个月，主要电器(按种类)的用电总量比较，本月的峰谷总用电量和占比。
[0014]居民耗能及用能模式受诸多因素的影响，其中有经济因素，如收入、价格、替代能源价格和家用电器拥有量对用能的影响；也有非经济因素，如家庭人口数、生活习惯、假日、历史用能、气候等因素对用能的影响。通过分析居民用能的历史信息并结合上述影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑，因此判定决策模块判断决策包括以下步骤:
(1)智慧能源管理应用平台服务器根据居民用户的用电行为和用电习惯，结合分时、峰谷用能政策以及用能设备属性等信息进行关联挖掘，对用户用能情况进行分析，抽取出集中能耗、分类能耗、分时能耗、峰谷能耗数据，建立用能分析模型，为指导用户合理用能，减少能源浪费提供数据支撑；
(2)通过分析居民用能的历史信息并结合影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑；
(3)通过分析历史用能信息，并结合用户用能习惯、用能设备属性、环境信息进行数据挖掘，建立用户用能优化模型和用能优化策略，对用户优化用能进行指导；
(4)通过分析用能设备的用能信息并结合用能设备的属性信息进行关联挖掘，提前对用能预警，如线路短路、功率过载等，为居民家庭用能提供安全保障。
[0015]通过判定决策模块实现了家庭用能分析模型，为减少能源浪费、指定用能计划、优化用能、预警提供支撑。此处用能表示家庭电器设备的能耗。
[0016]进一步优选地，控制终端包括手机、PAD、PC等终端，实现用户对历史用电信息、用电排名、电价政策和需求响应、能效分析等信息的查询，提供个性化的能效监测、分析和诊断等服务，具备调峰潜力的用户可实现自动需求侧响应，参与电网调峰。
[0017]进一步优选地，智慧能源管理应用平台服务器通过光纤复合低压电缆(OPLC)与电力公司连接，上传家庭电器设备的用电信息，支撑供电公司掌握末端细分用能数据，开展用户侧研究，探索电力大数据价值。智慧能源管理应用平台服务器和控制终端之间通过网络连接。
[0018]一种基于用电波形分析的能源监控管理方法，包括以下步骤:
501,电力信息采集终端连接家庭电力总进线；
502,电力信息采集终端实时采集电器用电波形；
S03，电力信息采集终端连接智慧能源管理应用平台服务器，电力信息采集终端采集家庭各类电器设备的用电波形，并将电器种类信息及其对应的用电波形存储到数据库模块，形成家庭电器辨识专家知识库；
S04，电器设备波形分析模块将电力信息采集终端发送的用电设备的用电波形与专家知识库进行电压、电流比对，分辨用电设备类型；
505,电量计算模块计算各用电设备的工作时段用电量，并存储数据库模块；
506,家庭能效分析模块分析家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量和其它电器用电量，并将家庭能效按照日周期和月周期分析，并形成日能效图和月能效图，日能效图显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值；
S07，智慧能源管理应用平台服务器根据居民用户的用电行为和用电习惯，结合分时、峰谷用能政策以及用能设备属性等信息进行关联挖掘，对用户用能情况进行分析，抽取出集中能耗、分类能耗、分时能耗、峰谷能耗数据，建立用能分析模型；
通过分析居民用能的历史信息并结合影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑；
通过分析历史用能信息，并结合用户用能习惯、用能设备属性、环境信息进行数据挖掘，建立用户用能优化模型和用能优化策略，对用户优化用能进行指导；
通过分析用能设备的用能信息并结合用能设备的属性信息进行关联挖掘，提前对用能预警，为居民家庭用能提供安全保障；
S08,信息发布模块发布家庭电器设备运行和能效管理的相关信息；
S09，通过控制终端为用户提供用户信息交互。
[0019]本发明实施例提供的能源监控管理系统包括电力信息采集终端、智慧能源管理应用平台服务器和控制终端，电力信息采集终端采集各用电设备的用电波形后，将用电波形信息上报给智慧能源管理应用平台服务器，服务器透过波形特性判断用电设备的种类，并计算出用电设备的用电量，然后将用电设备种类信息及其对应的用电量按时存储在数据库中，为家庭高级能效服务提供了基础数据，该数据还能上传至电力公司，支撑供电公司掌握末端细分用能数据，开展用户侧研究，探索电力大数据价值。服务器发布能效分析结果并形成报表，支持用户以手机、PAD、PC等终端方式进行查询和操作，具体包括用电信息浏览和用能分析结果，用电信息浏览支持以日、月、年和时间段的查询方式，查询的用能信息结果以曲线图、棒图、饼图和表格数据的形式展现。主要包括家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量、其它电器用电量，日能效图中，显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图中，根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值；通过用能分析界面可以查询智能家居的用能比例、用能同比、分时用能、阶梯用能和用能评测。主要包括当月各电器(按种类)用电的总量与占比、各房间用电的总量与占比，近几年每个月总用电量同比，本月与上一个月，主要电器(按种类)的用电总量比较，本月的峰谷总用电量和占比。
[0020]与现有技术相比，本发明不需要家庭用户更换智能网络家电，不需要在每台电器上安装智能插座，而是利用一台电力信息采集终端判断电器设备种类和获取用电量。此外，本发明还可为用户提供详细的家庭用能信息，并建立家庭能耗信息数据库，帮助用户分析家庭能耗构成以使用户了解自身行为习惯对于家庭能耗的影响，从而引导用户养成自觉采取节能措施的习惯。
【专利附图】
【附图说明】[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明能源监控管理系统的结构图；
图2为智慧能源管理应用平台服务器的结构示意图；
图3为本发明能源监控管理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0024]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本申请作进一步详细的说明。
[0025]本发明提供了一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，用于家庭能源管理，随时掌握电器用电状态及能耗记录，通过该系统能判断家庭内用电设备种类并获取下属设备用电量，形成能效分析数据库并实现能效分析，实现低碳、节能、环保的社会理念和生活方式。
[0026]参见图1，本发明提供的能源监控管理系统包括:电力信息采集终端、智慧能源管理应用平台服务器和控制终端，智慧能源管理应用平台服务器与电力信息采集终端、控制终端相连接，电力信息采集终端与家庭电力总进线连接；电力信息采集终端采集电器设备用电波形，将用电波形发送给智慧能源管理应用平台服务器；智慧能源管理应用平台服务器分辨电器设备种类、品牌与型号，计算下属设备用电量，对家庭用电进行能效分析，并支持控制终端进行信息查询和控制操作；控制终端用于为用户提供用户信息交互。下属设备指电力信息采集终端采集到的电器设备，包括电饭煲、冰箱、照明系统、洗衣机、热水器、空调、电视机等家用电器。
[0027]电力信息采集终端包括电器设备用电波形采集模块和通信模块；电器设备用电波形采集模块用于采集用电设备的用电波形，并通过通信模块将用电波形发送给智慧能源管理应用平台服务器。
[0028]如图2所示，智慧能源管理应用平台服务器包括电器设备波形分析模块、专家知识库、电量计算模块、数据库模块、家庭能效分析模块、判定决策模块和信息发布模块；电器设备波形分析模块、专家知识库、电量计算模块、数据库模块、家庭能效分析模块、判定决策模块和信息发布模块依次顺序连接；专家知识库模块存储各种电器设备的用电波形；电器设备波形分析模块通过接收电力信息采集终端发送的用电设备的用电波形，通过用电波形与专家知识库对比分辨电器种类、品牌与型号；电量计算模块获取下属设备用电量，存储于数据库模块；家庭能效分析模块对数据库中电能数据进行分析；信息发布模块用于发布家庭电器设备运行和能效管理的相关信息。[0029]专家知识库建立包括以下步骤，家庭电器设备初次使用时，电力信息采集终端采集家庭各类电器设备的用电波形，并将电器种类信息及其对应的用电波形存储到数据库模块，数据库模块中存储的电器种类信息及其对应的用电波形形成家庭电器辨识专家知识库；当电器再次开启工作时，电力信息采集终端采集电器用电波形，与专家知识库中的用电波形进行比对，辨识确定电器的类型。
[0030]各类电器的工作功率大小不同，用电波形不同；例如，电脑工作时，用电设备包括主机和显示屏，主机又包括风扇和主板等，因此用电波形与其他电器不同，因此，能够依据用电波形与专家知识库中的用电波形进行比对，辨识确定电器的类型。
[0031]家庭能效分析模块包括数据层和服务支撑层，数据层用于数据存储和数据处理，服务支撑层用于能效数据分析；服务支撑层的能效分析包括家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量和其它电器用电量分析；家庭能效分析模块将家庭能效按照日周期和月周期分析，并形成日能效图和月能效图，日能效图显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值；通过家庭能效分析模块可以获取智能家居的用能比例、用能同比、分时用能、阶梯用能和用能评测，主要包括当月各电器(按种类)用电的总量与占比、各房间用电的总量与占比，近几年每个月总用电量同比，本月与上一个月，主要电器(按种类)的用电总量比较，本月的峰谷总用电量和占比。
[0032]判定决策模块判断决策包括以下步骤，
(1)智慧能源管理应用平台服务器根据居民用户的用电行为和用电习惯，结合分时、峰谷用能政策以及用能设备属性等信息进行关联挖掘，对用户用能情况进行分析，抽取出集中能耗、分类能耗、分时能耗、峰谷能耗数据，建立用能分析模型；
(2)通过分析居民用能的历史信息并结合影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑；居民耗能及用能模式受诸多因素的影响，其中有经济因素，如收入、价格、替代能源价格和家用电器拥有量对用能的影响；也有非经济因素，如家庭人口数、生活习惯、假日、历史用能、气候等因素对用能的影响。通过分析居民用能的历史信息并结合上述影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑。
[0033](3)通过分析历史用能信息，并结合用户用能习惯、用能设备属性、环境信息进行数据挖掘，建立用户用能优化模型和用能优化策略，对用户优化用能进行指导；
(4)通过分析用能设备的用能信息并结合用能设备的属性信息进行关联挖掘，提前对用能预警，为居民家庭用能提供安全保障。
[0034]进一步优选地，控制终端包括手机、PAD、PC等终端，实现用户对历史用电信息、用电排名、电价政策和需求响应、能效分析等信息的查询，提供个性化的能效监测、分析和诊断等服务，具备调峰潜力的用户可实现自动需求侧响应，参与电网调峰。
[0035]进一步优选地，智慧能源管理应用平台服务器通过光纤复合低压电缆(OPLC)与电力公司的监测中心终端相连接，上传家庭电器设备的用电信息，支撑供电公司掌握末端细分用能数据，开展用户侧研究，探索电力大数据价值。智慧能源管理应用平台服务器和控制终端之间通过网络连接。电力信息采集终端通过电力信号采集电器设备电力波形。附图中，电力公司表示的是电力公司的监测中心终端。[0036]如图3所示，一种基于用电波形分析的能源监控管理方法，包括以下步骤:
501,电力信息采集终端连接家庭电力总进线；
502,电力信息采集终端实时采集电器用电波形；
S03，电力信息采集终端连接智慧能源管理应用平台服务器，电力信息采集终端采集家庭各类电器设备的用电波形，并将电器种类信息及其对应的用电波形存储到数据库模块，形成家庭电器辨识专家知识库；
S04，电器设备波形分析模块将电力信息采集终端发送的用电设备的用电波形与专家知识库进行电压、电流比对，分辨用电设备类型；
S05,电量计算模块计算各用电设备的工作时段用电量，并存储数据库模块；
S06，家庭能效分析模块分析家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量和其它电器用电量，并将家庭能效按照日周期和月周期分析，并形成日能效图和月能效图，日能效图显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值；
S07，智慧能源管理应用平台服务器根据居民用户的用电行为和用电习惯，结合分时、峰谷用能政策以及用能设备属性等信息进行关联挖掘，对用户用能情况进行分析，抽取出集中能耗、分类能耗、分时能耗、峰谷能耗数据，建立用能分析模型；
通过分析居民用能的历史信息并结合影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑；
通过分析历史用能信息，并结合用户用能习惯、用能设备属性、环境信息进行数据挖掘，建立用户用能优化模型和用能优化策略，对用户优化用能进行指导；
通过分析用能设备的用能信息并结合用能设备的属性信息进行关联挖掘，提前对用能预警，为居民家庭用能提供安全保障；
S08,信息发布模块发布家庭电器设备运行和能效管理的相关信息；
S09，通过控制终端为用户提供用户信息交互。
[0037]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于，包括电力信息采集终端、智慧能源管理应用平台服务器和控制终端，所述智慧能源管理应用平台服务器与电力信息采集终端、控制终端相连接，所述电力信息采集终端与家庭电力总进线连接； 所述电力信息采集终端采集电器设备用电波形，将所述用电波形发送给智慧能源管理应用平台服务器； 所述智慧能源管理应用平台服务器分辨电器设备种类、品牌与型号，计算下属设备用电量，对家庭用电进行能效分析，并支持控制终端进行信息查询和控制操作； 所述控制终端用于为用户提供用户信息交互。
2.根据权利要求1所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述电力信息采集终端包括电器设备用电波形采集模块和通信模块； 所述电器设备用电波形采集模块用于采集用电设备的用电波形，并通过所述通信模块将所述用电波形发送给所述智慧能源管理应用平台服务器。
3.根据权利要求1所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述智慧能源管理应用平台服务器包括电器设备波形分析模块、专家知识库、电量计算模块、数据库模块、家庭能效分析模块、判定决策模块和信息发布模块；所述电器设备波形分析模块、专家知识库、电量计算模块、数据库模块、家庭能效分析模块、判定决策模块和信息发布模块依次顺序连接； 所述电器设备波形分析模块通过接收电力信息采集终端发送的用电设备的用电波形，通过用电波形与专家 知识库对比分辨电器种类、品牌与型号；电量计算模块获取下属设备用电量，存储于所述数据库模块；所述家庭能效分析模块对数据库中电能数据进行分析；所述信息发布模块用于发布家庭电器设备运行和能效管理的相关信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述专家知识库建立包括以下步骤， 家庭电器设备初次使用时，电力信息采集终端采集家庭各类电器设备的用电波形，并将电器种类信息及其对应的用电波形存储到数据库模块，所述数据库模块中存储的电器种类信息及其对应的用电波形形成家庭电器辨识专家知识库； 当电器再次开启工作时，电力信息采集终端采集电器用电波形，与专家知识库中的用电波形进行比对，辨识确定电器的类型。
5.根据权利要求3所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述家庭能效分析模块包括数据层和服务支撑层，所述数据层用于数据存储和数据处理，所述服务支撑层用于能效数据分析； 所述服务支撑层的能效分析包括家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量和其它电器用电量分析； 所述家庭能效分析模块将家庭能效按照日周期和月周期分析，并形成日能效图和月能效图，日能效图显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值。
6.根据权利要求3所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述判定决策模块判断决策包括以下步骤， 智慧能源管理应用平台服务器根据居民用户的用电行为和用电习惯，结合分时、峰谷用能政策以及用能设备属性信息进行关联数据挖掘，对用户用能情况进行分析，抽取出集中能耗、分类能耗、分时能耗、峰谷能耗数据，建立用能分析模型； 通过分析居民用能的历史信息并结合影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑； 通过分析历史用能信息，并结合用户用能习惯、用能设备属性、环境信息进行数据挖掘，建立用户用能优化模型和用能优化策略，对用户优化用能进行指导； 通过分析用能设备的用能信息并结合用能设备的属性信息进行关联挖掘，提前对用能预警，为居民家庭用能提供安全保障。
7.根据权利要求1所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述控制终端包括手机、PAD和PC终端，所述控制终端与智慧能源管理应用平台服务器通过网络连接，智慧能源管理应用平台服务器响应控制终端的命令；实现用户对历史用电信息、用电排名、电价政策和需求响应、能效分析信息的查询，提供个性化的能效监测、分析和诊断等服务，具备调峰潜力的用户可实现自动需求侧响应，参与电网调峰。
8.根据权利要求1所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于，所述智慧能源管理应用平台服务器通过光纤复合低压电缆与电力公司的监测中心终端连接，上传家庭电器设备的用电信息，支撑供电公司掌握末端细分用能数据。
9.根据权利要求1所述的一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，其特征在于:所述智慧能源管理应用平台服务器和控制终端之间通过网络连接。
10.一种基于用电波形分析的能源监控管理方法，其特征在于，包括以下步骤: S01,电力信息采集终端连接家庭电力总进线； S02,电力信息采集终端实时采集电器用电波形； S03，电力信息采集终端连接智慧能源管理应用平台服务器，电力信息采集终端采集家庭各类电器设备的用电波形，并将电器种类信息及其对应的用电波形存储到数据库模块，形成家庭电器辨识专家知识库； S04,电器设备波形分析模块将电力信息采集终端发送的用电设备的用电波形与专家知识库进行电压、电流比对，分辨用电设备类型； S05,电量计算模块计算各用电设备的工作时段用电量，并存储数据库模块； S06，家庭能效分析模块分析家庭总用电量、每个电器用电量、每类电器用电量、家庭内各个房间电器的总用电量和其它电器用电量，并将家庭能效按照日周期和月周期分析，并形成日能效图和月能效图，日能效图显示每天用电最高峰时段及在该时段所运行的电器，月能效图根据阶梯电价显示超限提醒的出现时段及限位值； S07，智慧能源管理应用平台服务器根据居民用户的用电行为和用电习惯，结合分时、峰谷用能政策以及用能设备属性等信息进行关联挖掘，对用户用能情况进行分析，抽取出集中能耗、分类能耗、分时能耗、峰谷能耗数据，建立用能分析模型； 通过分析居民用能的历史信息并结合影响居民用能的影响因子进行关联挖掘，建立用能预测模型，为居民制定用能计划提供数据支撑； 通过分析历史用能信息，并结合用户用能习惯、用能设备属性、环境信息进行数据挖掘，建立用户用能优化模型和用能优化策略，对用户优化用能进行指导； 通过分析用能设备的用能信息并结合用能设备的属性信息进行关联挖掘，提前对用能预警，为居民家庭用能提供安全保障； S08,信息发布模块发布家庭电器设备运行和能效管理的相关信息； S09，通过控制终 端为用户提供用户信息交互。
【文档编号】G05B19/418GK103984307SQ201410194127
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】李强, 郭剑虹, 武中, 陈春, 徐红涛, 侍必胜, 薛磊, 顾芳紫, 王慧霞, 吕智灵, 吴爽, 吴婧妤, 汪鹏, 王通 申请人:国网山西省电力公司经济技术研究院, 国电南瑞科技股份有限公司