专利名称：一种居民智能用电管理方法和管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及居民智能用电管理方法和管理系统。
背景技术：
智能用电是坚强智能电网的重要组成部分，是建设坚强智能电网的着力点和落脚点。智能用电建设的好坏直接关系到电网的能源使用效率、经济运行和有序用电，对电网建设、节能环保、电能质量管理产生深远的影响。构建便捷的居民智能用电管理系统方案实现了面向电力用户的电能信息智能化采集与监控，结合储能设备的接入管理、电动汽车充电站的管理，并与营销业务系统各业务模块紧密集成，为电力生产管理、营销业务应用以及智能电网建设提供了双向互动的基础技术平台。1、为电力营销提供信息化的技术支持手段和依据。能够及时根据要求自动采集各电压等级用电现场电能量计量数据，包括电能示值、分时电量、日月冻结电量、需量等应营销收费服务所需电能量信息。能够监测现场用电计量情况，包括计量装置故障、计量回路异常、表计异常等，为用电监察远程自动化服务提供数据依据。2、为供电企业经济运行、经济管理提供可靠数据依据和支持。能够根据需要监测现场用电运行信息，包括电压、电流、有功无功功率曲线等信息，为供电质量分析及负荷管理提供可靠技术支持。能够根据采集到的分时电能量进行所属电网全面的线损统计分析，并和理论线损进行对比分析，为降低管理线损提供依据。3、为强化需求侧管理、节约能源提供技术支持能够提供客户远程现场服务，根据负荷平衡情况开展科学用电、有序用电、分时计费等，使得整个电力系统响应自动化、电能的使用高效化、负荷曲线灵活化，并保证电能质量，最终在满足供电的基础上节约能源。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种居民智能用电管理方法，所要解决的技术问题是 不能对居民用电情况进行智能化采集、不能实现有序的用电管理、不能进行在线电费核算、 不能对对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析、不能对储能元件的接入和充放电进行管理、不能对电动汽车充换电进行管理。本发明的另一目的是提供一种居民智能用电管理系统，该系统所要解决的技术问题是不能对居民用电情况进行智能化采集、不能实现有序的用电管理、不能进行在线电费核算、不能对对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析、不能对储能元件的接入和充放电进行管理、不能对电动汽车充换电进行管理。为达到上述第一目的，一种居民智能用电管理方法包括对居民用电情况进行智能化采集、有序用电管理、在线电费核算、对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析、对
5储能元件的接入和充放电的管理、对电动汽车充换电进行管理。其中，对居民用电情况进行智能化采集包括居民用户用电数据采集，居民用户用电数据包括电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态；对居民用户用电数据的采集步骤是(1)安装在居民入户处的智能电能表根据交流采样和功率积分结果产生电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态数据量，并将电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态数据量转换成电力载波信号，将电力载波信号通过电力线传输到采集终端中。(2)采集终端收到电力载波信号后，对电力载波信号进行分析和储存，然后，将储存的信号转换为RS485信号，采集终端将RS485信号通过RS485总线传输到集中器中。(3)集中器同时对多个采集终端的信号进行收集、分析和存储，并根据主站服务器的指令，将数据转变为GPRS或CDMA信号，通过无线方式发送到主站服务器中。有序用电管理的步骤是主站服务器在数据库中记录各居民的用电性质、重要程度、用电高峰时段信息，主站服务器根据记录的用电性质、重要程度和用电高峰期时段生成有序用电方案，主站服务器将有序用电方案通过GPRS或CDMA无线网络下发到采集终端中，采集终端根据接收到的有序用电方案对智能电能表进行执行；同时，主站服务器将有序用电方案编制成手机短信格式，主站服务器通过短信平台将有序用电方案发送给相关的居民。在线电费核算的步骤是智能电能表对居民用户电量进行计量，采集终端自动采集智能电能表电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器的智能化采集模块将每个用户的电量存储在数据库中；同时，主站服务器的电费核算模块利用webservice接口，访问用电营销信息系统的数据库，得到本地区的实时电价；主站服务器利用每个用户的用电量和单位电价，计算出该用户的电费。对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析的步骤是主站服务器将一个居民小区作为一个配电网，在居民小区的入口处安装一总智能电能表，用于计量居民小区的总供电量，居民小区内各居民用户的智能电能表所计量的电量总和为售电量；采集终端自动采集总智能电能表和各居民用户智能电能表的电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器计算出总供电量和售电量的差值即为配电网的线损。对储能元件的接入和充放电的管理步骤为(1)在储能元件中安装一个RFID，并在主站服务器中录入RFID编码，主站服务器将录入的RFID编码储存到数据库中。(2)储能元件通过接入模块经RS485接口接入到主站服务器上，主站服务器对接入的储能元件的RFID编码进行校验，如与主站服务器中存储的RFID编码相符，则由主站服务器控制储能元件充放电；如与主站服务器中存储的RFID编码不相符，则由主站服务器限制储能元件充放电。
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(3)储能元件在充电或放电时，储能元件通过接入模块经RS485接口向主站发送电量信息，以实现对储能元件的管理。对电动汽车充换电进行管理由电动汽车充换电管理模块实现电动汽车充换电管理模块包含信息集成子模块、业务运行子模块、综合监视子模块三个子模块；其中，信息集成子模块，用于收集并维护电动汽车、电动汽车充电站信息，包括每辆电动汽车的充电容量、每公里耗电量信息，每个充电站的地理位置、电源容量、充电速度信息。业务运行子模块将电动汽车的充电过程的实时状态记录下来，并上传到主站服务器中，主站服务器根据记录的结果及时监控和调度电动汽车。该模块以图形方式显示每辆电动汽车的充电进度，在充电完成后自动以声音方式提示。综合监视子模块对每辆电动汽车和每个充电站的充电过程进行记录，包括充电时间、充电电量、汽车车主在充电前等待时间；该子模块对上述数据进行统计、分析出哪些充电站、哪些区域的充电比较繁忙，哪些充电站负荷较低信息，主站服务器根据这些信息，可合理分配电力供应，以满足充电需求。为达到上述另一目的，一种居民智能用电管理系统包括智能电能表、采集器、集中器、主站服务器、短信平台、储能元件、电动汽车充换电管理模块；其中智能电能表通过电力线与采集器连接，采集器通过RS485总线与集中器连接，集中器通过GPRS或CDMA无线网络与主站服务器通讯；所述的短信平台安装在主站服务器中；储能元件通过接入模块经 RS485接口接入到主站服务器上，储能元件中安装有RFID，在主站服务器中储存有与储能元件相对应的RFID编码；电动汽车充换电管理模块与主站服务器通讯连接。本发明的有益效果是在上述过程中，居民用电数据的传输经过了载波信号、 RS485信号、无线信号的传输过程，使用了智能电能表、采集终端、集中器、主站服务器设备。 这是为了综合利用各种信号的优点，最大程度的提高采集可靠性，降低综合成本。其中，智能电能表和采集终端之间采用载波信号，可以利用现有的电力线路传输信号，不需要重新布线，降低施工成本；另外，采集终端和集中器之间采用RS485信号，是为了提高通讯的速率，使单个集中器可同时处理100个左右的采集终端和2000块左右的智能电能表；再有，集中器和主站服务器之间采用无线信号，可以利用通讯运营上的现有网络，避免重新架设通讯线路，并可利用无线网络的特点，对分布广泛、地段偏僻的居民点进行数据采集。上述数据采集时，对电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态等采用同样的处理方式，对这些数据进行打包传输。其中，有无功功率是有功功率和无功功率的总称；有功功率表示居民在用电时，实际由电能转换为电器的热能、机械能等其他能量的大小；无功功率表示在用电时，电器内的电容、电感等设备和外部进行电能交换的大小。需量是一段时间内用电的最大功率，即居民在用电量最大的时间的用电速度。频率是居民用电的交流电的频率，可用来衡量供电的质量。开关状态可用来探测居民是否打开了用电总开关。该有序用电管理方法能智能的对部分地区、部分用户进行轮流停电、限制用电量， 以减少停电、限电对用户的影响。通过短信平台发送给有关电力用户，以便用户提前做好停电、限电的准备。利用上述电费核算方法能快速、准确的计算出各用户的电费，实现智能化管理。利用本发明对线损进行分析，如果某小区的线损和平均值比较差别较大，主站服务器即将它视作线损异常，列出清单保存至数据库中供工作人员查询，以便工作人员及时发现线损异常现象，查找线损原因，减少资源的浪费。利用RFID技术实现对储能元件的管理，可以精确控制储能元件的充电和放电，也可精确计量储能元件的充电量和放电量。通过上述步骤能对对电动汽车充换电进行智能化管理，实现智能化用电管理。
图1为本发明实施例提供的智能用电管理的组网方案示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供的居民智能用电管理方法详述如下一、对居民用电情况进行智能化采集。根据不同业务对采集数据的需求，实现用电信息“全覆盖、全采集”，采集数据完整、正确。对居民用电情况进行智能化采集包括居民用户用电数据采集，其中，居民用户用电数据采集包括电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态等；在居民入户处安装智能电能表，智能电能表根据交流采样和功率积分的结果，产生这些数据量， 并转变成电力载波信号，将载波信号经过电力线传输到采集终端；采集终端收集到载波信号后，进行分析和存储，并将数据转变为RS485信号，通过RS485总线将信号传输到集中器； 集中器同时对多个采集终端的信号进行收集、分析和存储，并根据主站服务器的指令，将数据转变为GPRS或CDMA信号，通过无线方式发送到主站服务器。居民、物业管理、供电局人员等，经过授权后，可通过互联网查看上述数据。在上述过程中，居民用电数据的传输经过了载波信号、RS485信号、无线信号的传输过程，使用了智能电能表、采集终端、集中器、主站服务器等设备。这是为了综合利用各种信号的优点，最大程度的提高采集可靠性，降低综合成本。第一，智能电能表和采集终端之间采用载波信号，可以利用现有的电力线路传输信号，不需要重新布线，降低施工成本；第二，采集终端和集中器之间采用RS485信号，是为了提高通讯的速率，使单个集中器可同时处理100个左右的采集终端和2000块左右的智能电能表；第三，集中器和主站之间采用无线信号，可以利用通讯运营上的现有网络，避免重新假设通讯线路，并可利用无线网络的特点，对分布广泛、地段偏僻的居民点进行数据采集。上述数据采集时，对电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态等采用同样的处理方式，对这些数据进行打包传输。其中，有无功功率是有功功率和无功功率的总称；有功功率表示居民在用电时，实际由电能转换为电器的热能、机械能等其他能量的大小；无功功率表示在用电时，电器内的电容、电感等设备和外部进行电能交换的大小。需量是一段时间内用电的最大功率，即居民在用电量最大的时间的用电速度。频率是居民用电的交流电的频率，可用来衡量供电的质量。开关状态可用来探测居民是否打开了
8用电总开关。对居民用电情况进行智能化采集还包括居民用电设备数据采集，居民用电设备数据采集包括电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、开关状态、档位、运行工况、谐波、频率等。对居民用电设备数据采集步骤是(1)安装在居民入户处的智能电能表根据交流采样和功率积分结果产生电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、开关状态、档位、运行工况、谐波、频率数据量，并将电量、 电压、电流、有无功功率、功率因数、开关状态、档位、运行工况、谐波、频率数据量转换成电力载波信号，将电力载波信号通过电力线传输到采集终端中；(2)采集终端收到电力载波信号后，对电力载波信号进行分析和储存，然后，将储存的信号转换为RS485信号，采集终端将RS485信号通过RS485总线传输到集中器中；(3)集中器同时对多个采集终端的信号进行收集、分析和存储，并根据主站服务器的指令，将数据转变为GPRS或CDMA信号，通过无线方式发送到主站服务器中。不同于上述对居民用户用电数据采集，居民用电设备数据采集包括对每个家用电器的用电数据进行采集，因此采集的参数更多、更详细。除了上述常规参数，对用电设备还采集档位、运行工况、谐波等参数。其中，档位是指电器调速开关的位置，用来控制电器的用电大小。运行工况是记录设备用电开关的历史记录，表示设备的用电历史曲线。谐波是电力线上为基波的倍数的值，可用来表示变频空调等设备对供电频率的影响。对居民用电情况进行智能化采集还包括远程实时监测智能电能表的运行状态。远程实时监测智能电能表的运行状态的过程是用户对智能电表进行预先设置任意时间段的功率上、下限值，在该时间如果电器的功率超出范围，智能电能表通过电力线，以载波的方式将告警信号传递到采集终端，采集终端将信号转化成RS485信号并传递给集中器，集中器产生无线信号，通过无线网络传递给主站服务器；主站服务器在收到信号后，根据预先设置的规则，自动对所有告警事件进行重要性排序，对比较重要、并设置了短信告警参数的事件，对事件信息转换成收集短信的格式，发送给短信发送器，短信发送器利用运营商的网络，将短信发送给有关用户。二、有序用电管理。系统可根据历史用电记录和当前情况，自动编制及自动优化有序用电方案；通过网络自动下达用电指标和用电方案；通过网络进行远程控制，全面支持有序用电；对有序用电的措施，系统进行自动通知和执行，对异常用电情况自动反馈；系统可对有序用电的效果自动进行统计评价，确保有序用电措施迅速执行到位，保障电网安全稳定运行。主站服务器在数据库中记录各居民的用电性质、重要程度、用电高峰时段信息，主站服务器根据记录的用电性质、重要程度和用电高峰期时段生成有序用电方案，主站服务器将有序用电方案通过GPRS或CDMA无线网络下发到采集终端中，采集终端根据接收到的有序用电方案对智能电能表进行执行，对部分地区、部分用户进行轮流停电、限制用电量， 减少停电、限电对用户的影响；同时，主站服务器将有序用电方案编制成手机短信格式，主站服务器通过短信平台将有序用电方案发送给相关的居民，以便用户提前做好停电、限电的准备。三、在线电费核算。
采集终端自动采集智能电能表电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器的智能化采集模块将每个用户的电量存储在数据库中；同时，主站服务器的电费核算模块利用webservice接口，访问用电营销信息系统的数据库，得到本地区的实时电价；主站服务器利用每个用户的用电量和单位电价，计算出该用户的电费，并存储到数据库中。数据库的电费数据接入互联网，用户可利用电脑或手机接入互联网，验证用户名和密码后可实时查看自己的电费情况。主站服务器根据实时数据和历史数据，自动分析客户用电量变化情况，对用电异常变化的情况，主站服务器将这些异常情况列成清单，并存储到数据库中。工作人员通过授权的互联网，即可查看到这些异常清单。主站服务器动态跟踪和统计分析异常核对情况，对电费回收、欠费情况等进行自动统计，并生成异常欠费情况，供工作人员查看，对欠费时间或欠费金额超过设定范围的， 可以在主站服务器显示告警提示，提醒工作人员注意，以避免电费回收的风险。四、系统对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析。主站服务器根据电能量数据，计算每个配电网的线损。主站服务器将一个居民小区作为一个配电网，进行独立的线损分析。居民小区的入口处安装的总智能电能表的电量， 作为配电网的总供电量；该小区内所有居民的智能电能表的电量之和，为售电量；供电量和售电量之差，是线路上损失的电量，即线损。采集终端自动采集总智能电能表和各居民用户智能电能表的电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中， 集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器计算出总供电量和售电量的差值即为配电网的线损，根据小区的电力容量、抄表人员、设备使用年限、住户数量等不同特性，进行分类统计和排序，并对每个类别统计平均线损。如果某小区的线损和平均值比较差别较大，主站服务器即将它视作线损异常，主站服务器生成清单供工作人员查询， 以便工作人员及时发现线损异常现象，查找线损原因。主站服务器在统计线损时，可按小时、日、月等固定周期统计，也指定任意时间段统计。五、对储能元件的接入和充放电进行管理。储能元件又称储能装置，是能够将电能转换成其他能源，并在需要时重新将其他能源转换成电能的设置。常见的储能装置有电池、电容等。对储能元件的接入和充放电的管理步骤为(1)在储能元件中安装一个RFID，并在主站服务器中录入RFID编码，主站服务器将录入的RFID编码储存到数据库中。(2)储能元件通过接入模块经RS485接口接入到主站服务器上，主站服务器对接入的储能元件的RFID编码进行校验，如与主站服务器中存储的RFID编码相符，则由主站服务器控制储能元件充放电；如与主站服务器中存储的RFID编码不相符，则由主站服务器限制储能元件充放电。(3)储能元件在充电或放电时，储能元件通过接入模块经RS485接口向主站发送电量信息，以实现对储能元件的管理。通过这种方式，可以精确控制储能装置的充电和放电，也可精确计量装置的充电
10量和放电量。六、对电动汽车充换电进行管理。电动汽车充换电进行管理由电动汽车充换电管理模块实现电动汽车充换电管理模块包含信息集成子模块、业务运行子模块、综合监视子模块三个子模块；其中，信息集成子模块，收集并维护电动汽车、电动汽车充电站等信息，包括每辆电动汽车的充电容量、每公里耗电量等信息，每个充电站的地理为止、电源容量、充电速度等信息。业务运行子模块是主站服务器与运行管理人员的接口，将电动汽车的充电过程的实时状态形象便捷的展示给运行人员，以便于及时监控和调度。该模块以图形方式显示每辆电动汽车的充电进度，在充电完成后自动以声音方式提示，提醒运行人员。综合监视子模块对每辆电动汽车和每个充电站的充电过程进行记录，包括充电时间、充电电量、汽车车主在充电前等待时间等。该子模块对上述数据进行统计，分析出哪些充电站、哪些区域的充电比较繁忙，哪些充电站负荷较低等信息，决策人员根据这些信息， 可合理分配电力供应，以满足充电需求。如图1所示，本发明包含有四大核心技术1、J2EE连接体系J2EE连接体系提供了 J2EE应用和企业内存在的EIS系统集成的标准框架。2、JMS (Java信息服务)Java信息服务是一个支持企业通信系统的标准编程接口，目的在于提供一个跨越不同类型通信系统的公共接口。Java应用程序利用JMS API和企业的通信系统连接后，应用程序就能利用通信系统提供的功能创建和发送消息，达到和其它应用系统异步通信的目的。3、JDBC API 它是和关系型数据库系统集成的标准接口。应用程序用这个接口获得数据库连接、查询数据和执行其它的数据库功能。4、Web Services 允许EIS提供一些服务访问点，新的应用通过这些点可以获取数据，也可以提交数据。本发明在居民智能用电管理系统进行对营业数据预处理，从用电现场、储能设备、 电能汽车充电站等现场读取了基础数据之后，先利用杂凑算法(Hash function)对需要发送的基础数据进行处理，生成相应的信息摘要，由于杂凑算法具有单向不可逆运算的特性， 即仅能由交易数据推算出信息摘要，而无法由信息摘要反向推算出交易数据的内容，因此交易数据与信息摘要的内容具有关联性，且不同交易数据内容不会运算出相同的信息摘要，我们可以将信息摘要视为精简版的交易数据特征。然后利用分配给该通讯模块或由该通讯模块产生的唯一私人密钥，对生成的信息摘要进行乱码化运算，生成相应的电子任意。乱码化运算是一个相当复杂的运算过程，由于其破解难度非常高，以目前计算机速度需数万年以上，只要私钥不被外泄，他人就无法伪造与交易数据对应的电子签章，因此，所生成的电子签章可达到传统印章的身分识别功能。由上述可知，本发明基于互联网、专线网络或无线网络通讯方式来传递数据；并基于J2EE构架的数据服务，解决并发数据瓶颈问题，提供强大的基于J2EE的ffeb Data Service的企业级的数据服务和数据验证，可承受2 5万个基层应用系统的并发数据传送。采用本发明，可使居民智能用电管理系统的运营成本极大的降低，使系统真正具有实用性，提高各级电力公司的管理自动化水平，促进供电、配电、用电各方的有序发展，提高电力公司的社会形象。综上所述，本发明解决了现有技术中所存在的对居民用电地区分散、管理薄弱的问题，同时解决现有技术对各类储能设备接入、电动汽车充换电的管理功能较少的问题。对每个现场控制点，在通过互联网发送基础数据前，先对基础数据进行逻辑分析，将基础数据信息进行重新组织，过滤掉冗余的基础数据信息，从而充分利用有限的网络资源，避免网络阻塞，同时充分减少通讯费用，节约成本。其中，主站服务器采用J2EE+WebkrViCe的方法， 用Weblogic中间件系统，可同时监控2 5万个基层应用，适应国内所有的网、省、地市和县级电力公司。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种居民智能用电管理方法，其特征在于包括对居民用电情况进行智能化采集、 有序用电管理、在线电费核算、对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析、对储能元件的接入和充放电的管理、对电动汽车充换电进行管理；其中，对居民用电情况进行智能化采集包括居民用户用电数据采集，居民用户用电数据包括电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态；对居民用户用电数据的采集步骤是(1)安装在居民入户处的智能电能表根据交流采样和功率积分结果产生电量、电压、 电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态数据量，并将电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态数据量转换成电力载波信号，将电力载波信号通过电力线传输到采集终端中；(2)采集终端收到电力载波信号后，对电力载波信号进行分析和储存，然后，将储存的信号转换为RS485信号，采集终端将RS485信号通过RS485总线传输到集中器中；(3)集中器同时对多个采集终端的信号进行收集、分析和存储，并根据主站服务器的指令，将数据转变为GPRS或CDMA信号，通过无线方式发送到主站服务器中；有序用电管理的步骤是主站服务器在数据库中记录各居民的用电性质、重要程度、用电高峰时段信息，主站服务器根据记录的用电性质、重要程度和用电高峰期时段生成有序用电方案，主站服务器将有序用电方案通过GPRS或CDMA无线网络下发到采集终端中，采集终端根据接收到的有序用电方案对智能电能表进行执行；同时，主站服务器将有序用电方案编制成手机短信格式， 主站服务器通过短信平台将有序用电方案发送给相关的居民；在线电费核算的步骤是智能电能表对居民用户电量进行计量，采集终端自动采集智能电能表电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器的智能化采集模块将每个用户的电量存储在数据库中；同时，主站服务器的电费核算模块利用webservice接口，访问用电营销信息系统的数据库，得到本地区的实时电价；主站服务器利用每个用户的用电量和单位电价，计算出该用户的电费；对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析的步骤是主站服务器将一个居民小区作为一个配电网，在居民小区的入口处安装一总智能电能表，用于计量居民小区的总供电量，居民小区内各居民用户的智能电能表所计量的电量总和为售电量；采集终端自动采集总智能电能表和各居民用户智能电能表的电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器计算出总供电量和售电量的差值即为配电网的线损；对储能元件的接入和充放电的管理步骤为(1)在储能元件中安装一个RFID，并在主站服务器中录入RFID编码，主站服务器将录入的RFID编码储存到数据库中；(2)储能元件通过接入模块经RS485接口接入到主站服务器上，主站服务器对接入的储能元件的RFID编码进行校验，如与主站服务器中存储的RFID编码相符，则由主站服务器控制储能元件充放电；如与主站服务器中存储的RFID编码不相符，则由主站服务器限制储能元件充放电；(3)储能元件在充电或放电时，储能元件通过接入模块经RS485接口向主站发送电量信息，以实现对储能元件的管理；对电动汽车充换电进行管理由电动汽车充换电管理模块实现电动汽车充换电管理模块包含信息集成子模块、业务运行子模块、综合监视子模块三个子模块；其中，信息集成子模块，用于收集并维护电动汽车、电动汽车充电站信息，包括每辆电动汽车的充电容量、每公里耗电量信息，每个充电站的地理位置、电源容量、充电速度信息；业务运行子模块将电动汽车的充电过程的实时状态记录下来，并上传到主站服务器中，主站服务器根据记录的结果及时监控和调度电动汽车；该模块以图形方式显示每辆电动汽车的充电进度，在充电完成后自动以声音方式提示；综合监视子模块对每辆电动汽车和每个充电站的充电过程进行记录，包括充电时间、 充电电量、汽车车主在充电前等待时间；该子模块对上述数据进行统计、分析出哪些充电站、哪些区域的充电比较繁忙，哪些充电站负荷较低信息，主站服务器根据这些信息，可合理分配电力供应，以满足充电需求。
2.根据权利要求1所述的居民智能用电管理方法，其特征在于对居民用电情况进行智能化采集还包括居民用电设备数据采集，其中，居民用电设备数据采集包括对电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、开关状态、档位、运行工况、谐波、频率的采集；对居民用电设备数据采集步骤是(1)安装在居民入户处的智能电能表根据交流采样和功率积分结果产生电量、电压、电流、有无功功率、功率因数、开关状态、档位、运行工况、谐波、频率数据量，并将电量、电压、 电流、有无功功率、功率因数、开关状态、档位、运行工况、谐波、频率数据量转换成电力载波信号，将电力载波信号通过电力线传输到采集终端中；(2)采集终端收到电力载波信号后，对电力载波信号进行分析和储存，然后，将储存的信号转换为RS485信号，采集终端将RS485信号通过RS485总线传输到集中器中；(3)集中器同时对多个采集终端的信号进行收集、分析和存储，并根据主站服务器的指令，将数据转变为GPRS或CDMA信号，通过无线方式发送到主站服务器中。
3.根据权利要求1所述的居民智能用电管理方法，其特征在于对居民用电情况进行智能化采集还包括远程实时监测智能电能表的运行状态；远程实时监测智能电能表的运行状态的过程是用户对智能电表进行预先设置任意时间段的功率上、下限值，在该时间如果电器的功率超出范围，智能电能表通过电力线，以载波的方式将告警信号传递到采集终端， 采集终端将信号转化成RS485信号并传递给集中器，集中器产生无线信号，通过无线网络传递给主站服务器；主站服务器在收到信号后，根据预先设置的规则，自动对所有告警事件进行重要性排序，对比较重要、并设置了短信告警参数的事件，对事件信息转换成收集短信的格式，发送给短信发送器，短信发送器利用运营商的网络，将短信发送给有关用户。
4.根据权利要求1所述的居民智能用电管理方法，其特征在于主站服务器根据实时电费数据和历史电费数据，自动分析用户用电量变化情况，对用电异常变化的情况，主站服务器将这些异常情况列成清单，并保存到数据库中。
5.根据权利要求4所述的居民智能用电管理方法，其特征在于主站服务器动态跟踪和统计分析电费异常情况，对电费回收、欠费情况等进行自动统计，并生成异常欠费情况保存至数据库中，对欠费时间或欠费金额超过设定范围的，在主站服务器中显示告警提示。
6.一种居民智能用电管理系统，其特征在于包括智能电能表、采集器、集中器、主站服务器、短信平台、储能元件、电动汽车充换电管理模块；其中智能电能表通过电力线与采集器连接，采集器通过RS485总线与集中器连接，集中器通过GPRS或CDMA无线网络与主站服务器通讯；所述的短信平台安装在主站服务器中；储能元件通过接入模块经RS485接口接入到主站服务器上，储能元件中安装有RFID，在主站服务器中储存有与储能元件相对应的RFID编码；电动汽车充换电管理模块与主站服务器通讯连接。
7.根据权利要求6所述的居民智能用电管理系统，其特征在于电动汽车充换电管理模块包含信息集成子模块、业务运行子模块、综合监视子模块三个子模块；其中，信息集成子模块，用于收集并维护电动汽车、电动汽车充电站信息，包括每辆电动汽车的充电容量、每公里耗电量信息，每个充电站的地理位置、电源容量、充电速度信息；业务运行子模块将电动汽车的充电过程的实时状态记录下来，并上传到主站服务器中，主站服务器根据记录的结果及时监控和调度电动汽车；该模块以图形方式显示每辆电动汽车的充电进度，在充电完成后自动以声音方式提示；综合监视子模块对每辆电动汽车和每个充电站的充电过程进行记录，包括充电时间、 充电电量、汽车车主在充电前等待时间；该子模块对上述数据进行统计、分析出哪些充电站、哪些区域的充电比较繁忙，哪些充电站负荷较低信息，主站服务器根据这些信息，可合理分配电力供应，以满足充电需求。
全文摘要
本发明公开了一种居民智能用电管理方法和管理系统，管理系统包括智能电能表、采集器、集中器、主站服务器、短信平台、储能元件、电动汽车充换电管理模块。该管理方法包括对居民用电情况进行智能化采集、实现有序的用电管理、进行在线电费核算、对对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析、对储能元件的接入和充放电进行管理、对电动汽车充换电进行管理。利用该管理系统和管理方法能实现智能化用电管理，提高管理效率，降低管理成本。
文档编号G06Q10/00GK102509162SQ20111036948
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者相银初 申请人:深圳市科陆电子科技股份有限公司