家庭能量动态分配路由器、方法及家庭能量发电计划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种家庭能量管理及控制方法和路由器，具体涉及家庭能量动态分配 路由器、动态分配方法及家庭能量发电计划方法。
【背景技术】
[0002] 随着电动汽车、家庭分布式光伏、储能系统的不断发展，多能源协调控制和家庭能 量管理是未来智能电网发展的重要研究方向，同时结合未来电力市场开放后用户需求响 应。保证用户用电成本最小，并且可以及时管理用户自建分布式能源的高效利用。对于未 来分布式电源的应用推广、能源管理、应急电源等有着重要意义。
[0003] 随着分布式能源的不断发展，基于家庭式能源管理和调度是未来配电侧开放电力 环境下的重要方向，分布式家庭光伏、电动汽车、应急储能装置、用能设备监测是未来以家 庭为中心的能源调度的实际需求。如何协调市电、光伏发电、微风发电、电动汽车充放电、应 急储能装置充放电以及家庭用能设备之间的能量供应和使用，是未来家庭智能化水平的重 要体现，也是现阶段亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 为了满足现有技术的需求，本发明提供一种家庭能量动态分配路由器、动态分配 方法及家庭能量发电计划方法。本发明动态调整各发明发电电源之间的功率分配，实现家 庭用能的经济性、稳定性和可靠性。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0006] -种家庭能量路由器，所述路由器处于家庭用能和功能设备之间，所述路由器为 一体式家庭能量路由器或分体式家庭能量路由器。
[0007] 优选的，所述分体式家庭能量路由器包括中央控制模块、通信模块、电源模块、显 示屏模块、复位模块、外扩存储模块、状态指示模块、语音识别模块和数据加密模块，所述中 央控制模块与所述显示屏模块、所述状态显示模块和所述语音识别模块连接，所述中央控 制模块与所述通信模块、所述数据加密模块和所述外扩存储模块交互连接，所述电源模块 和所述复位模块与中央处理器连接，所述通信模块与外部公共网络连接。
[0008] 优选的，所述一体式家庭能量路由器包括中央控制模块、通信模块、电源模块、显 示屏模块、复位模块、外扩存储模块、状态指示模块、语音识别模块、数据加密模块、能量调 度控制板、综合测控装置、交流保护模块、开关执行机构和设备接口；所述中央控制模块与 显示屏模块、语音识别模块和状态显示模块连接；所述中央控制模块与通信模块、外扩存储 模块、数据加密模块和能量调度控制板交互连接；所述电源模块和所述复位模块与所述中 央控制模块连接；所述交流保护模块、所述综合测控模块和所述能量调度控制板依次连接； 所述设备接口包括交流接口和直流接口，与所述综合测控模块连接；所述交流接口与交流 保护模块连接，所述通信模块与外部公共网络连接。
[0009] 优选的，所述中央控制模块用于所有信息的采集、解析处理、语音识别处理、外扩 存储数据读写、状态显示控制和信息显示，采用ARM9中央处理器；
[0010] 所述通信模块包括232接口、485接口、CAN接口、以太网接口，ZigBee接口、WIFI 接口、红外接口、蓝牙接口、3G接口、4G接口，用于与外部设备通信；
[0011] 所述状态提示模块包括通信指示灯和电源指示灯，由所述中央处理模块的I/O口 进行控制；
[0012] 所述电源模块采用交流交换直流拓扑；
[0013] 所述显示屏模块为串口屏，用于实现家庭能量路由器实时数据展示；
[0014] 所述复位模块是能量路由器重新启动程序按钮，通过RC电路接入所述中央控制 模块CPU芯片复位管脚；
[0015] 所述语音识别模块通过A/D转换电路识别简单的语音操作；
[0016] 所述数据加密模块用于对能量路由器所传输的核心数据进行加密。
[0017] 优选的，所述能量调度控制板是基于DSP芯片的最小系统，用于负责家庭能量的 总体均衡和报警管理；所述综合测控装置用于采集光伏逆变器、储能变流器和电网配电柜 的电压、电流信息，以及计算线路绝缘阻抗信息；所述交流保护模块用于实现交流侧的过电 流保护和过电压保护；所述开关执行机构用于根据所述能量调度控制板传送的开关信息对 电源进行供给与切断。
[0018] 优选的，一种家庭能量的动态分配方法，所述分配方法通过一种家庭能量路由器 实现，所述路由器处于家庭用能和功能设备之间，所述方法包括如下步骤：
[0019] (1)查询接入所述路由器的所有设备的当前状态；
[0020] (2)判断监控范围内设备是否有故障，若有则进行故障处理，否则执行步骤⑶；
[0021] (3)查询家庭用电预约计划和光伏发电输出功率；
[0022] (4)通过所述路由器中的中央控制模块判断光伏发电输出功率是否大于所述家庭 用电预约计划使用功率；若是则执行步骤（5)，否则执行步骤（6);
[0023] (5)查询当前电力市场电价，判断当前是否为高峰电价，若是则将剩余的光伏发电 卖掉获得收益，否则将剩余的光伏发电为储能系统充电；
[0024] (6)所述中央控制模块判断当前是否处于尖峰电价，若是则执行步骤（7)，否则使 用公共电网电能；
[0025](7)所述中央控制模块判断储能系统是否允许放电，若是则执行步骤（8)，否则使 用公共电网电能；
[0026] (8)所述中央控制模块判断所述储能系统最大放电功率是否大于预约计划使用功 率减去光伏发电输出功率的差值，若是则所述储能系统按照实际需求输出功率，否则所述 储能系统按照最大能力输出功率。
[0027] 优选的，所述故障处理包括如下步骤：
[0028] 步骤2-1、检查故障设备及类型；
[0029] 步骤2-2、故障设备若是储能系统则通过所述路由器中的开关执行机构切除储能 系统并网开关，故障设备若是光伏系统，则通过所述开关执行机构切除光伏系统并网开关， 故障设备若是用电设备开关，则通过所述开关执行机构断开与开关网络连接。
[0030] 优选的，一种家庭能量的发电计划方法，所述发电计划方法通过一种家庭能量路 由器实现，所述路由器处于家庭用能和功能设备之间，所述方法包括如下步骤：
[0031] A、根据用户出行计划制定使用家庭电器的发电计划；
[0032]B、根据次日天气情况估算光伏系统的发电量；
[0033] C、估算储能系统的放电最大容量；
[0034] D、提交发电计划的时间段和发电功率；
[0035] E、判断是否接收上级发电调度指令，若是则执行步骤F，否则执行步骤G;
[0036] F、查询接入所述路由器的所有设备的状态，判断监控范围内设备是否有故障，若 是则按照计划响应上级发电调度指令，否则进行故障处理；
[0037] G、查询当前储能系统状态，判断所述储能系统是否满足所述发电计划的处理要 求，若是则通过所述储能系统进行供电，否则所述储能系统充电。
[0038] 优选的，所述故障处理包括如下步骤：
[0039] 步骤F-1、检查故障设备及类型；
[0040] 步骤F-2、故障设备若是储能系统则通过所述路由器中的开关执行机构切除储能 系统并网开关，故障设备若是光伏系统，则通过所述开关执行机构切除光伏系统并网开关， 故障设备若为用电设备开关，则断开开关与路由器的网络连接。
[0041] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0042] 本发明提供一种家庭能量路由器，通过采集底层用电设备关键信息，结合分布式 电源的发电信息，基于需求响应和电力市场的相关数据，动态调整各发电电源之间的功率 分配，实现家庭用能的经济型、稳定性和可靠性。
【附图说明】