[0043] 图1是本发明提供的一种分体式家庭能量路由器的结构图
[0044] 图2是本发明提供的一种一体式家庭能量路由器的结构图
[0045] 图3是本发明提供的一种家庭能量的动态分配方法的流程图
[0046] 图4是本发明提供的一种家庭能量的发电计划方法的流程图
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0048] 本实施例的一种家庭能量路由器包括分体式家庭能量路由器和一体式家庭能量 路由器。
[0049] 实施例一
[0050] 如图1所示，本实施例提供的分体式家庭能量路由器，包括中央控制模块、通信模
[0051] 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
[0052] 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
[0053] 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
[0054] 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
[0055] 述通信模块与外部公共网络连接。
[0056]中央控制模块是家庭能量路由器的核心，主要负责所有的信息采集、解析及处理、 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中央处理器最小 系统实现。
[0057] 通讯模块是家庭能量路由器的对外核心借口，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。
[0058] 电源模块是家庭能源路由器的功能单元，采用交流变换直流拓扑，输入电压范围 为150-240V交流，输出为12V直流。
[0059] 显示屏模块为串口屏，带有Windows或Linux操作系统，可以实现家庭能量路由器 实时数据展示。
[0060] 复位模块是能量路由器重新启动程序按钮，通过RC电路接入中央控制模块CPU芯 片复位管脚。
[0061] 状态指示模块主要是家庭能量路由器的指示灯，包括各路通信指示灯、电源指示 灯，由中央控制模块的I/O口进行控制。
[0062] 语音识别模块通过A/D转换电路识别简单的语音操作，如开灯、关灯等指令。
[0063] 数据加密模块是用来对能量路由器所传输的核心数据进行加密，加密模块接收中 央控制模块发送的数据，加入加密信息如密钥、MAC等信息，再回传至中央控制模块，中央控 制模块再将加密的信息发给执行机构或上级系统。
[0064] 实施例二
[0065] 如图2所示，本实施例提供的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。
[0066] -体式家庭能量路由器中的中央控制模块、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、数据加密模块与分体式家庭能量路 由器的功能、结构和连接关系相似。
[0067] 与分体式家庭能量路由器不同的是，一体式家庭能量路由器还包括以下模块：
[0068] 能量调度控制板是基于DSP芯片的最小系统，主要负责家庭能量的总体均衡，同 时具有报警管理功能。
[0069] 综合测控装置是具有温度传感器、电流传感器、电压传感器的综合测量装置，可以 采集光伏逆变器、储能变流器、电网配电柜的相关电压、电流信息，同时可以计算线路绝缘 阻抗等信息。
[0070] 交流保护模块主要实现交流侧的过电流保护、过电压保护等。
[0071] 开关执行机构是用能设备控制的核心，主要由一些继电器控制，当接受上级能连 调度控制板发出的开关信息时，进行电源的供给与切断。
[0072] 实施例三
[0073] 两种家庭能量路由器都可以实现家庭能量的动态分配和平衡。
[0074] 如图3所示，本实施例提供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：
[0075] (1)查询接入所述路由器的所有设备的当前状态；
[0076] (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；
[0077] 所述故障处理包括如下步骤：
[0078] 步骤2-1、检查故障设备及类型；
[0079] 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。
[0080] (3)查询家庭用电预约计划和光伏发电输出功率；
[0081] (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);
[0082] (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；
[0083] (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；
[0084] (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；
[0085](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。
[0086] 考虑未来储能系统可以参与削峰填谷等功能，同时可以参与电力市场开放的电力 交易。收益计算如下：
[0087]
为放电深度，8$为谷电电价，S)K为峰电 电价。η$为充电效率，11?为放电效率。
[0088] 实施例四
[0089] 当电力市场具备需求相应和数据交互情况下，电力市场可以发布电力需求信息， 作为家庭分布式能源系统而言，按照提前计划发送功率情况，明确自身动态馈网发电计划， 如图4所示，家庭能量的发电计划方法包括如下步骤：
[0090] A、根据用户出行计划制定使用家庭电器的发电计划；
[0091] B、根据次日天气情况估算光伏系统的发电量；
[0092] C、估算储能系统的放电最大容量；
[0093] 所述储能系统的容量计算公式为：
[0096] 其中i取值为1~12,表示光伏发电集中在白天12个小时，以每小时为计量单位， Psvl为每个时段光伏系统发电平均功率，Plvl为每个时段家用负载平均功率，W为储能系统的 储能电量。Ubvl为储能电池组的平均输出电压，12为储能系统作为应急电源供电时段时长。 Q为储能系统的容量。S0COTd为截止放电的S0C值。
[0097] 储能系统的放电容量为额定容量的80%，截止放电S0C宜为15%。
[0098