[发明专利]基于电价峰谷差的智能家居微网系统

说明书

技术领域

本发明涉及储能技术、智能家居技术，是一种基于电价峰谷差的智能家居微网系统。

背景技术

中华人民共和国发展和改革委员会于2013年发布文件，加强用电需求侧管理，鼓励居民用户参与电力移峰填谷，要求各地在2015年底前完善居民阶梯电价制度，实行分时段电价政策。虽然分时段的电价政策使得深夜至凌晨用电最便宜，但对于居民来说，洗衣、做饭等生活用电也不可能直接转移到这个时间段，这可能导致经济调控政策对居民用户来说效果并不理想。迄今尚未见有关将储能、逆变、智能家居微网系统集为一体，解决非工业电力用户参与移峰填谷的文献报道和实际应用。

发明内容

本发明的目的是，为解决特定技术问题，对现有的单元电路及电器元件进行有机的组合和创新，使组合要素具有创造性的基于电价峰谷差的智能家居微网系统，它能够参与电网的移峰填谷，实现电能自储自用，做到合理用电，降低电费支出，其结构合理，控制方便，自动化程度高，使用效果佳。

实现本发明目的采用的技术方案是，一种基于电价峰谷差的智能家居微网系统，其特征是，能够在每天电价最低的时段储存电能，在电价最高时段释放电能自用，它包括箱体和智能终端两部分，在箱体内置有控制器，蓄电器，充电器，逆变器和交流接触器JC1、JC2、JC3，市电顺序与交流接触器JC2和用户电器电连接；市电顺序与交流接触器JC1、充电器的输入端电连接，充电器的输出端分别与蓄电器和逆变器的输入端电连接, 逆变器控制信号输入端与控制器电连接，逆变器输出端顺序与交流接触器JC3和用户电器电连接，市电为电源，经交流接触器JC2给用户电器供电，同时，市电经交流接触器JC1到充电器给蓄电器充电；断开交流接触器JC1、JC2后，蓄电器的电能经逆变器转换为标准的工频电能，经交流接触器JC3给用户电器供电；蓄电器给控制器提供直流电源，保证控制器总是处于工作状态；交流接触器JC1、JC2线圈工作电源由市电提供，交流接触器JC3线圈工作电源由逆变器提供,智能终端为智能手机、平板电脑、智能电视，通过WIFI连接箱体内的控制器给控制器设置运行参数。

在所述的市电与交流接触器JC2之间设有霍尔电流传感器i1。

在所述的逆变器与交流接触器JC3之间设有霍尔电流传感器i2。

所述的控制器包括：核心部分的AVR单片机ATmega16、 WIFI模块ESP8266、低功耗时钟日历芯片PCF8563、霍尔电流传感器HBC-LSP、交流接触器或固态继电器、复位按键Key1和恢复网络默认参数按键Key2，负责接收智能终端的指令，在设置的时间段自动控制充电器进行储能；在指定时间段或者市电停电时，自动进入逆变状态，给用户电器供电；复位按键Key1、恢复网络默认参数按键Key2可以保证控制器能够提供一个WIFI服务接入信号，以使智能终端的接入，配置运行参数。

蓄电器可采用免维护铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池、超级电容等储能元件，其容量需要根据用户的实际情况计算确定。蓄电器的容量、寿命是制约本发明推广应用的关键因素。随着储能技术的飞速进步，这个瓶颈将不再是问题。

充电器负责将220V工频交流电转换为12V直流电，给蓄电器充电。充电器采用市售成熟的产品，应该具有三段式智能化充电、短路输出保护、充电电池逆接保护、过温保护以及充电状态反馈等功能。

逆变器负责将蓄电器的12V直流电转换为标准的220V工频交流电，给用户电器供电。逆变器要根据用户选择的容量确定，采用市售成熟产品。逆变器应该具有低压保护、高压保护、过载保护、短路保护、高温保护、电池保护、浪涌保护等功能，要能够自动判断蓄电器电压是否支持逆变，可以实现逆变的自动停止，保护蓄电器。

霍尔电流传感器i1、i2用于测量回路电流，以便实现过流保护功能。

智能终端软件是一套运行在智能手机、智能电视、平板电脑等智能终端设备上的控制软件，命名为：掌上能源管家，其部分界面见图3、图4。在手机上下载安装该软件后，打开手机的WIFI功能，在可用连接中能够找到控制器建立的WIFI接入点ToSavePower，点击该连接，输入默认密码9～0十个数字，连接成功后表明智能终端和控制器建立了基本通信。

运行掌上能源管家，在界面中点击【连接】按钮，可以测试控制器的通信端口是否正常。如果正常通信，则主界面中显示“连接成功”。