[发明专利]基于物联云的智能用电用能系统平台

说明书

技术领域

本系统平台涉及一种基于物联网和云计算技术的智能用电用能系统平台，属自动化控制和信息管理技术领域。

背景技术

进入21世纪，节能减碳和提升能源效率成为全世界的共识，智能电网成为全球电力行业应对未来挑战的共同选择。同时，我国“十二五”规划也将物联网和云计算作为国家5大战略性新兴产业之一。物联网技术将进一步助于智能电网的实现，如电网与用户间的智能互动。纵观电力供应网络，在发、输、配和用电四个环节中，用电环节相对薄弱，严重影响电力系统的整体性能和效率。

目前智能用电系统控制家居设备是单一控制方式，联动控制程度不高。设备相互之间没有形成通信和互动。物联网的核心就是物与物之间的信息交互和友好互动。借助物联网技术可以很好地实现智能家居内的各种设备相互通讯和联动，即不需要用户参与指挥，它们将按照自身状态和联动模式可靠地互动运行。这将实现全方位的互动，给用户带来最大程度的高效、节能、舒适与安全。

目前家庭物联网环境的研究更多针对前端感知层，然而物联网感知信息的价值提升和效能发挥，取决于后端感知信息的集成处理与系统管控等方面，即物联网长链的后台云计算服务。当前家庭物联网对于家庭环境的感知能力及控制能力都有限，只是按照固定预设模式，不能根据不同用户动态地生成人性化的服务。因此需要建设一个后端处理层，对采集的各种家庭物联网环境数据进行全面科学的分析及挖掘。而这就需要一种高效的通信管理策略，一个能容纳海量数据的存储平台以及一个强大的云计算平台。

传统的智能终端要实现所有计算控制和人机交互，直接与智能家居网交互，这样不能确保控制的可靠性，同时也限制了整个系统功能的扩展和升级。为了提高可靠性，目前智能终端的信息获取以及指令下达，都通过后台服务系统进行中转，而不是直接与用户户内网络(HAN)交互，则智能家居终端只用于信息的转发和相关协议间的转换，不能直接对亟待解决的信息进行快速响应。可见，目前的智能用电系统还不能很好地兼顾事务处理的可靠性和快速性。

目前新家居设备接入系统需要进行复杂的用户干预配置过程，扩展性不强，不能实现即插即用。若在UPnP关键技术的支撑下，各种智能家居设备可以自动、无需任何配置地接入系统。这个过程是全自动的，因此使用者无须进行任何干涉，能极大提高系统的可扩展性。

智能电网鼓励分布式新能源和储能装置接入配电网，这就要求智能用电用能系统能实现家庭能源的感知和管理。传统的家用发电和储能系统缺乏与电力公司、用户之间的友好互动，也没有针对储能装置提出实用的充放电策略以适应峰谷电价制度；无法实现与电网之间电能的双向流动，造成资源浪费；无法在电网停电或故障中保证智能家居系统的正常运行，可靠性较差。此外，目前微网中使用有线通信，灵活性差，也无法适应智能电网背景下的交互式通信、需求侧管理和实时电价等方面的要求。若将微网技术与物联网技术相结合可以有效做到优势互补，解决上述不足和缺陷。微网技术为用户提供高效、节能、灵活、可靠的用电环境，协助电网削峰填谷，同时利用物联网技术对智能家用微网系统进行实时监控。

发明内容

本发明的目的是融合物联网技术、云计算技术和微网技术提供一种智能用电用能系统，用于解决上述不足和缺陷，实现全方位互动，兼容家庭能源系统，每一个用户量身打造出用电用能服务模式，并且很好地兼顾事务处理的快速性和可靠性。

为达到上述目的，智能用电用能系统平台由用电侧系统、用能侧系统和云信息处理平台组成。用电侧系统包括本地控制终端和智能插座。用能侧系统包括控制平台、ZigBee监控节点、逆变器、充放电控制器、储能装置和分布式电源；云信息处理平台采用分布式存储系统HomeTable实现数据存储分区，MapReduce技术实现家庭物联网的数据分析及数据挖掘，包括数据同步异步接入层、数据分布式存储层和数据并行处理层。

所述本地控制终端包括实时数据库、专家系统模块、ZigBee/UPnP软件桥、ZigBee主协调器、RS485接口和以太网通讯接口。

所述专家系统模块由知识库、数据库和推理机3部分组成，数据库选自实时数据库相应片段，知识库存储本地的经验性知识，推理机根据推理策略去决策。专家系统和后台云服务进行定期通讯，对专家系统中的知识库和推理机的推理策略进行在线升级，保证决策的正确性和可靠性。