智能用电管理系统及方法与流程

本发明属于电力管理技术领域，尤其是涉及一种智能用电管理系统及方法。

背景技术：

电的发明为人类社会带来了光明和无限的方便，但是作为一种高级能源，电能在方便人类社会生活的同时也存在着高度的危险性，目前因用电安全而导致的事故屡有发生。

为了解决这一问题，在中国专利文献cn106230117a中公开了一种智能用电管理系统，该系统主要是由载波通信插座(plc插座)和智能网关平台两个部分组成；通过电力线载波通信方式实现数据通信，系统的设计包括plc插座、无线通信模块、网关服务器和web客户端的设计；系统采用星状拓扑结构组建独立的电力线网络，用电设备连接plc插座，plc插座和网关之间以电力线载波通信方式进行用电数据和控制指令的传输。

虽然实现了可通过pc或手机等移动终端实时查看用电信息，制定用电方案，同时也可完成对电器设备的远程控制，实现智能用电的目标，但是上述技术方案还不能实现安全用电。

技术实现要素：

本发明提供一种能够对终端设备进行有效识别，并作出相关动作，保证用电安全，实现节能减排的智能用电管理系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该智能用电管理系统包括有电力输电管理单元、用电设备标识单元和安全协议单元；

其中，所述电力输电管理单元通过接收主干供电线路的电力，为终端设备提供稳定电源；

所述安全协议单元用于制定终端设备的类型划分、安全机制、电力输送流程及安全管理等方面的相关内容；

所述用电设备标识单元位于终端设备内，用于存储根据所述安全协议单元规定的终端设备自身相关信息，提供设备类型、用电负荷、用电方式等相关所需参数给所述电力输电管理单元，被所述电力输电管理单元所识别；

所述电力输送管理单元根据所述安全协议单元的制定内容，对终端设备进行分级、分类，提供稳定的电源。

用电设备标识单元存在于所有用电、受电设备(终端设备)内，可以多种形态存在，主要用于存储根据安全协议单元规定的自身相关信息，用于被电力输电管理单元所识别；所有用电、受电设备根据安全协议单元的划分，对自身进行标识，提供如设备类型、用电负荷、用电方式等相关所需要参数给电力输电管理单元。

安全协议单元主要用于制定各用电设备的类型划分、安全机制、电力输送流程及安全管理等方面的相关内容，电力输电管理单元根据安全协议的内容约定，对受电设备进行分级、分类，提供稳定的电源。

安全协议单元还用于规定智能用电管理系统的具体工作流程与设备类型的详细标识内容，如系统的通信、检测使用的安全电源参数、系统检测机制、意外状态的处置方案等，且安全协议单元可根据使用环境、法律法规等因素的变化进行不断修改、补充与完善，提供全面的管理机制。

上述技术方案中的智能用电管理系统主要用于解决在用电环境中对因终端设备故障、损坏、短路、断路、人员误触碰供电设备等情况的识别，以及作出相关动作，在发生非常规应用时，切断线路供电，保证用电安全，避免设备损坏，造成财产损失与安全事故，同时系统可对用电设备进行身份识别，有针对性的提供稳定电源供应方案，既满足使用需求，又减少不必要的能源浪费；同时电力输电管理单元可对电能的使用进行相关数据的统计，为其它应用与决策提供准确数据依据，又可用于电力运营商的远程用电数据采集，免除现场抄表与重新设置远程抄表装置的资源浪费，响应国务院要求开展节能减排的号召，对建筑能耗进行动态监测和分析，实现建筑的精细化管理与控制，达到节能减排的效果。

优选的，所述电力输电管理单元包括有电网，所述终端设备通过电网接入所述电力输电管理单元，所述电网向终端设备提供受限的安全电源、电流，用于与终端设备进行数据通信，所述用电设备标识单元将终端设备的标识信息反馈给所述电力输电管理单元。

当用电终端设备通过电网接入电力输电管理单元时，电网仅向终端提供受限的安全电源、电流，利用电力载波等通信技术，用于与终端设备的数据通信，受电终端连接检测电源，终端内部身份标识芯片、电路开始工作，提供符合安全协议单元规定的自身标识信息，反馈给电力输电管理单元，标识自身设备类型、功耗等相关参数；如：插座连接器、微波炉、冰箱、可调光灯具、普通不可调光灯具、电阻电器等相关所需要信息。

如终端设备提供的信息经过电力输电管理单元的验证，为符合安全协议单元规定的合法设备，则系统根据终端设备标识所载类型，对终端用电设备提供满足使用要求的稳定电源。

如终端设备未能在规定时间内提供符合安全协议规定的标识信息，或反馈的标识信息不符合要求，则电力输送管理系统仅对其提供保持终检测状态所需要安全电源，以防非标准的受电、用电设备损坏，或造成人员的意外伤害；如婴幼儿误将身体部位接触供电线路，系统无法检测到合法的终端标识，仅提供受限的安全电源，所提供的电源完全不会对人身造成伤害，有效避免意外安全事故的发生，或可直接切断电源。

优选的，所述安全协议单元规定所述终端设备向所述电力输电管理单元反馈标识信息的时间。

优选的，所述终端设备未在安全协议单元所规定的反馈标识信息的时间内向所述电力输电管理单元进行反馈或反馈的标识信息不符合要求，所述安全协议单元发出切断供电回路指令信号给所述电力输电管理单元，或仅对其提供安全电源。

本发明还解决的另一个问题是，提供一种智能用电管理方法，包括以下步骤：

步骤(1)：制定终端设备的类型划分、安全机制、电力输送流程及安全管理等方面的相关内容；

步骤(2)：根据所述步骤(1)制定的相关内容，在终端设备内存储终端设备自身相关信息，包括设备类型、用电负荷、用电方式等相关参数；

步骤(3)：终端设备通过电网接入电力输送管理单元时，电网向终端提供受限的安全电源、电流，用于与终端设备的数据通信，终端设备将自身标识信息反馈给电力输送管理单元；如终端设备提供的信息经过电力输送管理单元的验证，则对终端设备提供满足使用要求的稳定电源，如终端设备未能经过电力输送管理单元的验证，则电力输送管理单元仅对其提供安全电源。

优选的，在所述步骤(3)中，如终端设备未能在安全协议单元所规定的反馈标识信息的时间内向所述电力输电管理单元进行反馈或反馈的标识信息不符合要求，所述安全协议单元发出切断供电回路指令信号给所述电力输电管理单元，或仅对其提供安全电源。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：

图1是本发明智能用电管理系统结构示意图；

图2是本发明智能用电管理系统工作流程图；

图3是本发明智能用电管理方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例中的智能用电管理系统包括有电力输电管理单元、用电设备标识单元和安全协议单元；

其中，所述电力输电管理单元通过接收主干供电线路的电力，为终端设备提供稳定电源；

所述安全协议单元用于制定终端设备的类型划分、安全机制、电力输送流程及安全管理等方面的相关内容；所述安全协议单元规定所述终端设备向所述电力输电管理单元反馈标识信息的时间；

安全协议单元同时规定各用电设备、终端的类型，系统根据类型采用不同供电策略，在满足设备需求的同时最大化节约能源消耗；如空调设备、微波炉、计算机设备在待机状态需要消耗大量能源，当管理系统识别用电终端为此类设备时可直接提供仅供设备核心所需要的电能，用于维持接收外部激活指令，该类设备无需长期处于大功率消耗状态，既满足设备的使用需求，又可以节约大量能源。

所述用电设备标识单元位于终端设备内，用于存储根据所述安全协议单元规定的终端设备自身相关信息，提供设备类型、用电负荷、用电方式等相关所需参数给所述电力输电管理单元，被所述电力输电管理单元所识别；

所述电力输送管理单元根据所述安全协议单元的制定内容，对终端设备进行分级、分类，提供稳定的电源；所述电力输电管理单元包括有电网，所述终端设备通过电网接入所述电力输电管理单元，所述电网向终端设备提供受限的安全电源、电流，用于与终端设备进行数据通信，所述用电设备标识单元将终端设备的标识信息反馈给所述电力输电管理单元。

所述终端设备未在安全协议单元所规定的反馈标识信息的时间内向所述电力输电管理单元进行反馈或反馈的标识信息不符合要求，所述安全协议单元发出切断供电回路指令信号给所述电力输电管理单元，或仅对其提供安全电源。

具体使用时，如图2所示，首先当用电终端设备接入电力输电管理单元时，电网仅向终端设备提供受限的安全电源、电流，利用电力载波等通信技术，用于与终端的数据通信，受电终端连接检测电源，终端内部身份标识芯片、电路开始工作，提供符合安全协议单元规定的自身标识信息，反馈给电力输电管理单元，标识自身设备类型、功耗等相关参数；如：插座连接器、微波炉、冰箱、可调光灯具、普通不可调光灯具、电阻电器等相关所需要信息。

如终端设备提供的信息经过电力输电管理单元的验证，为符合安全协议单元规定的合法设备，则系统根据设备标识所载类型，对设备提供满足使用要求的稳定电源。

如终端设备未能在规定时间内提供符合安全协议单元规定的标识信息，则电力输电管理单元仅对其提供保持终检测状态所需要安全电源，以防非标准的受电、用电设备损坏，或造成人员的意外伤害；如婴幼儿误将身体部位接触供电线路，系统无法检测到合法的终端标识，仅提供受限的安全电源，所提供的电源完全不会对人身造成伤害，有效避免意外安全事故的发生。

在本实施例中，安全协议单元规定，首先系统的检测电源应该为低于12v的低电压、低电流，同时根据不同的工作状态，提供多种供电方式；在检测终端是否连接设备的状态时，提供可自行调整的满足通信需求的最小安全电源，同时采用心跳检测机制，在极短时间内识别终端状态，确保在设备离线、断开、知路、正常等状态下快速响应；

在用电终端设备状态发生改变时，系统可以在极短时间内予以准确识别，如：设备损坏、故障、连接线路短路、断路、超出规定电源、电压等各种不符合安全协议规定的合法状态时，对该供电回路切断电源供应，复位到线路监测状态，对线路、设备进行状态监测，当接入设备符合安全协议规定时，才再次进行合法供电，确保设备正常使用，同时在设备故障时减少财产损失，避免造人身伤害。

如图3所示，本发明的智能用电管理方法，包括以下步骤：

步骤(1)：制定终端设备的类型划分、安全机制、电力输送流程及安全管理等方面的相关内容；

步骤(2)：根据所述步骤(1)制定的相关内容，在终端设备内存储终端设备自身相关信息，包括设备类型、用电负荷、用电方式等相关参数；

步骤(3)：终端设备通过电网接入电力输送管理单元时，电网向终端提供受限的安全电源、电流，用于与终端设备的数据通信，终端设备将自身标识信息反馈给电力输送管理单元；如终端设备提供的信息经过电力输送管理单元的验证，则对终端设备提供满足使用要求的稳定电源，如终端设备未能经过电力输送管理单元的验证，则电力输送管理单元仅对其提供安全电源。

在所述步骤(3)中，如终端设备未能在安全协议单元所规定的反馈标识信息的时间内向所述电力输电管理单元进行反馈或反馈的标识信息不符合要求，所述安全协议单元发出切断供电回路指令信号给所述电力输电管理单元，或仅对其提供安全电源。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。