一种用于楼宇的综合能源系统及其调控方法

1.本发明涉及综合能源利用技术领域，具体涉及一种用于楼宇的综合能源系统及其调控方法。


背景技术：

2.市民日常生活用电是我国能源消耗的主要来源之一，随着住宅量的不断增多，人口数量的不断上升，电力的消耗也在日益增长，因此设法降低楼宇内市民用电的消耗是节约能源的一大重要途径。如今已公开的省电方式多半采用蓄电池作为辅助充能或者新能源作为电力来源，虽对于用户和电力公司均有一定的成本节约，但对于用电量仍没有得到好的解决方案。
3.根据中国公开号cn202405854u提到的“风光互补省电模式家用电源系统”，该公开使用风能与光能作为新能源电力来源，通过新能源对蓄电池进行充电，而后通过蓄电池作为部分用电来源进行使用。虽然起到了省电的作用，但无法适用于楼宇中的省电模式。


技术实现要素：

4.本发明目的解决现有能源损耗严重的问题，提供一种用于楼宇的综合能源系统及其调控方法，使用了新能源并对楼宇用户的电器用电进行调控起到节省能源的作用。
5.为了实现上述目的，本发明提出以下技术方案：一种用于楼宇的综合能源系统，包括：能源调控主模块，所述能源调控主模块用于对所述电能系统提供的电能进行控制并对外部用电设备之间进行电能供给；电能系统，所述电能系统为新能源与传统能源发电，所述电能系统用于给所述能源调控主模块输送电力；本发明采用双结构作为基础架构，能源调控主模块用于对外部用电设备的用电量进行数据收集分析，并对用电量进行控制以及监控，电能系统作为整个发明的整个电力来源，通过这样的分结构方式使得整个系统的省电方式更加简洁有效。
6.作为优选，所述电能系统包括：市电电力源，所述市电电力源用于作所述电能系统主要电力来源；蓄电池，所述蓄电池与所述市电电力源电连接，所述蓄电池用于电价低谷时从所述市电电力源充电蓄能，所述蓄电池用于在电价高峰时向外部用电设备放电；本发明通过利用电价差，使得用户可以在用电量不变的情况下花更少的钱消耗同样的电力，节约了用户成本。
7.作为优选，所述能源调控主模块包括楼层控制模块，所述楼层控制模块包括zigbee连接系统，所述zigbee连接系统信号连接有楼层网关，所述楼层控制模块通过所述zigbee连接系统控制所述蓄电池充放电，zigbee是一种适合小户型的信号传输的通信方式，该通信方式有着距离短，信号强，成本低的特点，十分适合用于对于电器之间信号的传
输，既能保证信号的强度，又降低了成本。
8.作为优选，所述zigbee连接系统与外部用电设备信号连接，所述电能系统与外部用电设备电连接，本发明利用zigbee将设备之间信号连接，让原本毫无联系的电器与网关产生信号连接，使得用户可以对其电量进行监视。
9.作为优选，所述楼层控制模块包括控制芯片，控制芯片采用stm32，所述控制芯片用于编程后对外部用电设备用电量进行统计分析，通过控制芯片以达到对电源的开关控制，减少了人工成本。
10.作为优选，所述楼层网关用于通过蜂窝网络连接外部手机app，与外部app连接使得用户能够实时监控设备的电力运转，使用户使用更加方便快捷。
11.作为优选，所述能源调控主模块包括安全模块，所述安全模块与所述楼层网关信号连接，采用安全模块保证屋内电力不会出现无人监管而产生安全事故。
12.作为优选，所述安全模块包括：二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器用于检测环境中的二氧化碳，并将收集的二氧化碳信息通过所述zigbee连接系统传输给所述楼层网关；红外线传感器，所述红外线传感器用于检测环境中的热源红外线，并将采集到的红外线热源信息通过所述zigbee连接系统传输给所述楼层网关；本发明通过二氧化碳传感器检测有没有燃烧源，红外线传感器锁定燃烧源所在楼层，一旦检测到会进行断电处理，并向手机app发出警报，增加了安全性。
13.一种用于楼宇的综合能源系统的调控方法，采用上述的一种用于楼宇的综合能源系统，其步骤包括：s1:控制模块获取用电设备的用电信息，并将用电设备名称与电量发送至用户手机app；s2：用户根据需求对用电设备进行特殊分类方式，分为需长期用电设备与非需长期用电设备；s21:能源调控主模块将一天用电时间分为48个时间段，所述时间段长度为30分钟；s22:能源调控主模块监测外部用电设备的每个时间段用电情况并将数据统计分析，若各个时间段用电量与总用电量的时间段平均值的差未超过各个时间段用电量的20％，则标记该用电设备为需长期用电设备，否则跳转步骤s13；s23:监测这些用电设备用电量高的时间段是否与用户在室内的时间段重合，若重合则标记为非需长期用电设备，否则标记为需长期用电设备；s24:用户使用手机app检查修改整理好需长期用电设备与非需长期用电设备；s3：控制模块对用户是否在屋内进行识别，若是跳转到步骤s4，若否跳转到步骤s5；s4：用电模式为正常模式，电能系统在电价谷值时采用市电电力源供电并对蓄电池进行充电，在电价峰值时采用市电电力源蓄电池双供电；s5：控制模块对用电设备进行分类，若为需长期用电设备则正常供电，若为非需长期用电设备则采用省电模式；本发明采用蓄电池供电与省电模式两种方式达到省电的目的，效果更好,本发明还设有特殊的用电设备分类方式，本方式可以很好的节省不必要的能源使用，大大降低能
源消耗。
14.作为优选，所述省电模式为所述能源调控主模块将用电设备分为需长期工作电器与非长期工作电器，所述能源调控主模块将非需长期用电设备的电路进行断电操作，本发明将不同电器进行分类，在不同时间段进行开关电源的操作以达到省电的效果。
15.由此可见，本发明具有以下优点：1.本发明采用双结构作为基础架构，能源调控主模块用于对外部用电设备的用电量进行数据收集分析，并对用电量进行控制以及监控，电能系统作为整个发明的整个电力来源，通过这样的分结构方式使得整个系统的省电方式更加简洁有效。
16.2.采用蓄电池作为后备能源，利用电价差，使得用户可以在用电量不变的情况下花更少的钱消耗同样的电力，节约了用户成本。
17.3.本发明设有特殊的用电设备分类方式，本方式可以很好的节省不必要的能源使用，大大降低能源消耗。
18.4.采用zigbee和蜂窝网络双网络组合作为信号连接方式，既保证成本的低廉又能起到很有效的效果，使得客户可以随时监视用电情况。
附图说明
19.图1为本发明的结构主图；图2为调控方式的步骤流程图；图3为调控方式过程中特殊分类方式的步骤流程图。
具体实施方式
20.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合实施例与附图进行说明。
21.请参考图1，本实施例控制方面与电力供应方面拆分。控制方面选择采用能源调控主模块，能源调控主模块用于对于电能进行控制以对用电设备进行电能的供给。电力则采用特殊的电能系统。本实施例采用双结构作为基础架构，能源调控主模块用于对外部用电设备的用电量进行数据收集分析，并对用电量进行控制以及监控，电能系统作为整个发明的整个电力来源，通过这样的分结构方式使得整个系统的省电方式更加简洁有效。电能系统中采用市电、光伏发电和风力发电等作为电力来源，电能系统中还包括蓄电池，蓄电池用于在电价谷值进行充电，在电价峰值时起到放电的作用，本实施例通过利用电价差，使得用户可以在用电量不变的情况下花更少的钱消耗同样的电力，节约了用户成本。由于楼宇包含多楼层，考虑到通信连接信号的衰弱问题，每个楼层设有楼层控制模块，楼层控制模块统一采用网线连接并与外网连通。楼层控制模块包括zigbee连接系统，楼层控制模块通过zigbee连接系统对蓄电池进行充放电控制，且zigbee连接系统也与外部用电设备有着信号连接，楼层控制模块通过zigbee连接系统对外部用电设备的用电量监视和对其电门进行控制处理。zigbee是一种适合小户型的信号传输的通信方式，该通信方式有着距离短，信号强，成本低的特点，十分适合用于对于电器之间信号的传输，既能保证信号的强度，又降低了成本。本实施例利用zigbee将设备之间信号连接，让原本毫无联系的电器与网关产生信号连接，使得用户可以对其电量进行监视。楼层控制模块中包含了控制芯片，本实施例采用stm32芯片作为控制芯片，可以编入程序使其对电量数据进行统计分析。本实施例可通过楼
层网关连接外部手机的app上，用户可以对自己家的各个电器用电量进行监控调整，也可以实时观察电费的计数，或是调节蓄电池的充放电等。本实施例还设有安全模块，与楼层网关信号连接，用户也可以在手机app上对安全模块进行观察。本实施例采用安全模块保证屋内电力不会出现无人监管而产生安全事故。安全模块包括：二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器用于检测环境中的二氧化碳，并将收集的二氧化碳信息通过所述zigbee连接系统传输给所述楼层网关；红外线传感器，所述红外线传感器用于检测环境中的热源红外线，并将采集到的红外线热源信息通过所述zigbee连接系统传输给所述楼层网关。
22.请参阅图2和图3，一种用于楼宇的综合能源系统的调控方法，采用上述的一种用于楼宇的综合能源系统，其步骤包括：s1:控制模块获取用电设备的用电信息，并将用电设备名称与电量发送至用户手机app；s2：用户根据需求对用电设备进行特殊分类方式，分为需长期用电设备与非需长期用电设备；s3：控制模块对用户是否在屋内进行识别，若是跳转到步骤s4，若否跳转到步骤s5；s4：用电模式为正常模式，电能系统在电价谷值时采用市电电力源供电并对蓄电池进行充电，在电价峰值时采用市电电力源蓄电池双供电；s5：控制模块对用电设备进行分类，若为需长期用电设备则正常供电，若为非需长期用电设备则采用省电模式。
23.其中特殊分类方式步骤包括：s21:能源调控主模块将一天用电时间分为48个时间段，所述时间段长度为30分钟；s22:能源调控主模块监测外部用电设备的每个时间段用电情况并将数据统计分析，若各个时间段用电量与总用电量的时间段平均值的差未超过各个时间段用电量的20％，则标记该用电设备为需长期用电设备，否则跳转步骤s13；s23:监测这些用电设备用电量高的时间段是否与用户在室内的时间段重合，若重合则标记为非需长期用电设备，否则标记为需长期用电设备；s24:用户使用手机app检查修改整理好需长期用电设备与非需长期用电设备。
24.本发明采用蓄电池供电与省电模式两种方式达到省电的目的，效果更好，还设有特殊的用电设备分类方式，本方式可以很好的节省不必要的能源使用，大大降低能源消耗。
25.其中省电模式为所述能源调控主模块将用电设备分为需长期工作电器与非长期工作电器，所述能源调控主模块将非需长期用电设备的电路进行断电操作，本发明将不同电器进行分类，在不同时间段进行开关电源的操作以达到省电的效果。
26.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。