一种用电控制设备及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力应用技术领域，尤其是涉及一种用电控制设备及方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网在输电、变电、配电、用电等环节智能化的不断推进，居民用电的智能化 也逐步提上日程，其中对家用电器的智能化管理和控制是居民用电智能化的关键因素。
[0003] 智能用电是依托智能电网和现代管理理念，通过高级测量、高效控制、高速通信、 快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据实时采集、收费方式多样、服务高 效便捷，构建智能电网与电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型用电关系。
[0004] 目前，对家用电器的智能用电控制主要是通过预先设定好的静态时间表或用电策 略来实现，不能对应动态变化的情况，特别是无法根据峰谷电价、实时电价或阶梯电价等电 能价格的变化，以及家用电器的用电状态来实时调整家用电器的运行模式，对家用电器进 行精细化管理，配合电网对用电削峰填谷，科学用电，提高电网的经济效益。，从而不能合理 有效地使用电能。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种用电控制设备及方法，能够动态生成家用电器的用电方案，实 时调整家用电器的运行模式，对家用电器进行精细化管理，从而合理有效地使用电能。
[0006] -种用电控制设备，该设备应用于对家用电器的用电控制，包括控制器、电价计量 器、信号计量器和通信接口，所述控制器、电价计量器和通信接口之间通过总线连接传输数 据，其中：所述电价计量器，用于获得基于时间的电价分布信息，并将所述电价分布信息通 过所述通信接口传输给所述控制器；所述信号计量器，用于测量并计算全部接入的家用电 器中的每个家用电器用电信息，并将测量结果传输给控制器；所述通信接口，用于将所述电 价计量器获得的电价分布信息和所述信号计量器得到的测量结果传输给控制器；所述控制 器，用于根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类；确定每个类别的 家用电器对应的接入优先值；并根据所述接入优先值、所述电价分布信息以及所述测量结 果，按照设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，将所述控制策略传 输给信号计量器；所述信号计量器还用于按照所述控制器传输的所述控制策略对当前接入 的全部家用电器的用电进行控制。
[0007] -种用电控制方法，该方法应用于对家用电器用电控制，包括：获得基于时间的电 价分布信息，并测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信息；根据家用电 器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类；根据分类结果，确定每个类别的家用 电器对应的接入优先值；根据所述接入优先值、所述电价分布信息以及所述测量结果，按照 设定的家用电器用电策略确定针对每个家用电器的控制策略，按照所述控制器传输的所述 控制策略对当前接入的全部家用电器的用电进行控制。
[0008] 本发明提出的技术方案中，在智能用电控制上并不是基于预先设置好的静态时间 表或者用电策略，而是动态生成控制策略，根据峰谷电价、实时电价或阶梯电价等电能价格 的变化，以及家用电器的用电状态来实时调整家用电器的运行模式，对家用电器进行精细 化管理，配合电网对用电削峰填谷，科学用电，提高电网的经济效益，从而实时调整各家用 电器的运行模式，可以对应家用电器动态变化的情况，更加有效地使用电能。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明实施例一中，提出的用电控制设备结构组成示意图；
[0010] 图2为本发明实施例二中，提出的用电控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0011] 针对通常情况下，对家用电器的智能用电控制主要是通过预先设定好的静态时间 表或用电策略来实现，不能对应动态变化的情况，不能合理有效地使用电能的问题，本发明 实施例提出一种技术方案，通过测量并计算各家用电器的用电信息，并对家用电器进行分 类，根据分类结果、各家用电器的用电信息以及电价分布信息，确定每类家用电器对应的接 入优先值，最终根据接入优先值确定相应的控制策略。本发明提出的技术方案中，在智能用 电控制上并不是基于预先设置好的静态时间表或者用电策略，而是动态生成控制策略，实 时调整各家用电器的运行模式，可以对应家用电器动态变化的情况，更加有效地使用电能。
[0012] 下面将结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、【具体实施方式】及 其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
[0013] 实施例一
[0014] 本发明实施例一提出一种用电控制设备，该设备应用于对家用电器的用电控制， 如图1所示，包括控制器11、电价计量器12、通信接口 13和信号计量器15,控制器11、电价 计量器12、信号计量器15和通信接口 13两两之间通过总线14连接，并通过连接的总线14 传输数据，其中：
[0015] 控制器11，用于根据家用电器对接电的敏感程度对全部接入的家用电器进分类。
[0016] 控制器11可以是中央处理器(英文：centralprocessingunit,缩写：CPU),或者 是CPU和硬件芯片的组合还可以是网络处理器(英文：networkprocessor,缩写：NP)。或者 是CPU和NP的组合，或者是NP和硬件芯片的组合。
[0017] 上述硬件芯片可以是以下一种或多种的组合：专用集成电路(英文： application-specificintegratedcircuit，缩写：ASIC)，现场可编程逻辑门阵列（英 文：field-programmablegatearray，缩写：FPGA)，复杂可编程逻辑器件（英文：complex programmablelogicdevice,缩写：CPLD)〇
[0018] 可选地，在控制器11为CPU或者包括CPU的组合的情况下，该设备还可以包括存 储器，存储器用于存储程序代码，所处控制器从存储器中获得存储的程序代码，按照获得的 程序代理执行相应地处理。其中存储器，可以是易失性存储器(英文：volatilememory), 例如随机存取存储器(英文：random-accessmemory，缩写：RAM);或者非易失性存储器(英 文：non-volatilememory),例如快闪存储器(英文：flashmemory),硬盘(英文：harddisk drive,缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid_statedrive,缩写：SSD);或者上述种类的存储 器的组合。
[0019] 控制器11还可以是具有比较功能的比较器，该比较器可以是芯片的形式，也可以 是通过电路的形式来实现。
[0020] 其中，控制器11可以根据家用电器对供电持续性的敏感程度，或根据家用电器对 供电功率的可调节性来对所有接入的家用电器进行分类。例如，假设当前接入的家用电器 包含有笔记本电脑、吹风机、空调以及电冰箱，如果根据家用电器对供电持续性的敏感程度 对上述四种家用电器进行分类，则笔记本电脑、空调和电冰箱可以不连续供电，而吹风机则 需要持续供电。如果根据供电功率的可调节性来分类，则吹风机、空调的功率可以调节，而 笔记本电脑和电冰箱的功率不可调节。因此控制器11中预先存储家用电器列表，将所有常 见家用电器归类于以下四个类别的其中之一：
[0021] 第一种类别：必须持续供电、功率可调节的家用电器。
[0022] 第二种类别；必须持续供电、功率不可调节的家用电器。
[0023] 第三种类别：可以中断供电、功率可调节的家用电器。
[0024] 第四种类型：可以中断供电、功率不可调节的家用电器。
[0025] 电价计量器12,用于获得基于时间的电价分布信息，并将获得的电价分布信息通 过通信接口传输给控制器11。
[0026] 其中，电价计量器12可以从供电部门中央服务器接收依据于时间的电价分布信 息。电价分布信息可以是分时电价（TOU，TimeofUsePricing)、实时电价（RTP，RealTime Pricing)、尖峰电价（CPP，CriticalPeakPricing)等其他常用电价分布信息。电价计量 器中获得俄依据时间分布的电价信息，还可以是预先设定的相关信息。
[0027] 信号计量器15,用于测量并计算全部接入的家用电器中的每个家用电器用电信 息，并将测量结果通过通信接口 13传输给控制器11。
[0028] 其中，信号计量器15,可以测量家用电器的用电信息，可以包括家用电器的电压、 电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、家用电器运行的起始时间、家用电器的使用时 长、家用电器的开、关机状态以及家用电器的运行温度等等。
[0029] 电价计量器15,还可以记录家用电器的运行状态和运行数据，并且可以接收控制 器11发送的控制策略，对断电的家用电器恢复其供电，或者对处于供电状态的家用电器进 行断电。
[0030] 电价计量器15还可以将设定时长内记录的家用电器的运行数据和运行状态发送 给控制器11。
[0031] 控制器11，可以接收电价计量器15传输的设定时长内记录的家用电器的运行数 据和运行状态，根据设定时长内记录的家用电器的运行数据和运行状态进行统计分析，确 定用户对各家用电器的使用习惯，建立各家用电器在下一设定时长内的使用状态模型。
[0032] 通信接口 13,用于将电价计量器12获得的电价分布信息和电价计量器15的测量 结果传输给控制器11。
[0033] 通信接口 13,设置有通信模块和接口芯片。使得通信接口 13可以使用各种不同的 物理通道。通信接口可以采用有线通信的方式传输数据，例如通过PLC、电缆、双绞线等通用 有线通信方式。还可以采用无线通信的方式来传输数据，例如可以通过载波通信、红外、蓝 牙、ZigBee、WiFi、WiMAX、GSM、3G、4G