[发明专利]一种家庭能源集成优化设备的架构及优化方法

说明书

本发明公开了一种家庭能源集成优化设备的架构及优化方法，主要对家用光伏发电系统、储能系统、电动汽车、家用电器、太阳能热水器、厨房、卫生间等设施的发电、用电、用冷、用热、用气、用水等能量的控制，能量信息的测量采集以及能量的定向传输。该能源集成优化设备包括能量控制层、信息支撑层以及管理界面。所述能量控制层包括可再生能源管理模块、能量控制器、能量调节器、能量系统接口以及智能控制中心模块。各模块协同工作，对分布式能源发电系统及各家用电器工作集中控制、管理及优化，对家庭多能互补能源集成优化，实现可再生能源利用的最大化，提高能源利用效率。

技术领域

本发明涉及一种对家用分布式能源发电系统及各电器工作集中控制、管理及用能优化的 家庭能源集成优化设备的架构设计。

背景技术

目前，分布式电源、储能、电动汽车、用热、用冷等用能设备等已经走入千家万户，它 们都是独立的个体，“各自为战”就可能导致资源不能充分利用，没有统一系统的调节，造 成新的浪费。这些都需要智慧能源服务系统对源网荷储协调控制，从而有效适应新能源发电 的间歇性、波动性，同时利用电力交易机制，促进清洁能源消纳，推动社区及家庭用能清洁 化。

在在家庭用能设备终端安装一个能源集成优化设备，将实时数据传输到智慧能源服务系 统，智慧能源服务系统为用户提供全方位的监测，集中控制、管理及用能优化，并引导用户 进行节能。

能源集成优化设备相当于能源路由器，是能源生产、分配形式升级的必然产物，是能源 互联网必不可少的组成部分。与路由设备在互联网中的功能类似，是能量转发、缓存、交易 的节点，同时也能对电能质量进行有效的控制。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种家庭能源集成优化设备的 架构及优化方法，对家用分布式能源发电系统及各家用电器的发电、用电、用冷、用热、用 气、用水等能量的控制，能量信息的测量采集以及能量的定向传输，建立典型家庭多能互补 能源集成优化的解决方案。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种家庭能源集成优化设备的架构，包括能量控制层、信息支撑层、管理界面，所述能 量控制层包括可再生能源管理模块、能量控制器、能量调节器、能量系统接口以及智能控制 中心模块，所述能量系统接口用于与光伏系统、储能系统、电动汽车、太阳能热水器、市电 系统连接，所述能量系统接口与能量调节器连接，所述可再生能源管理模块分别与能量控制 器、智能控制中心模块连接，所述能量控制器分别与能量调节器、智能控制中心模块连接； 所述信息支撑层分别与智能控制中心模块、管理界面连接，所述智能控制中心模块与管理界 面连接。

优选的：所述信息支撑层包括以太网模块、wifi模块、SDN/CCN模块。

优选的：内置能耗监测平台，对水、气、热、冷、电生活必需能源的远程自动抄表采集, 实现多表合一。

优选的：通过接收网络中监控数据采集发送的实时信息，以及数据中心发送的网络状态 信息内容，构建实时数据信息库，根据家庭用户定制的需求信息实时通知用户；关注的信息 除了用能的监测和分析数据外，还包括当前电价、用户可用的能源存储空间、分布式能源生 产效率。

一种家庭能源集成优化设备的架构的优化方法，包括以下步骤：

步骤1，以平滑并网点输出功率波动，减小对电网冲击为控制目标，选取一天内并网点 功率数据，采用移动平均法对并网点功率进行平滑处理，并计算一天内储能充放电功率特性 曲线；

步骤2，以负荷的削峰填谷为目的，利用储能进行充放电；设定电网供电功率上下限， 分别为常用变压器容量的80％和10％；负荷功率超过变压器容量的80％时储能放电，直至负荷 功率等于或低于变压器容量上限值停止放电；负荷功率低于变压器容量的10％时储能充电， 直至负荷功率等于或高于变压器容量下限值停止充电；