[实用新型]一种智能家居多电源协调控制装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种智能家居多电源协调控制装置。

背景技术：

在能源日益紧张的形势下，新能源受到了广泛关注。光伏太阳能系统和电动汽车成为智能家居的供电电源之一。光伏太阳能作为一种可再生能源，取之不尽，用之不竭，同时又不会对环境造成负面影响，是新能源中最具发展潜力且最重要的能源之一。电动汽车不受天气等因素的影响，也不依赖于石油及其衍生能源，兼具清洁、高效和可持续充放电的特点。电动汽车在充电时作为电网的负荷，放电时作为电网的分布式电源，是未来智能家居的重要组成部分。

目前，光伏太阳能系统和电动汽车已经在智能家居中得到了广泛应用。由于光照的随机性、间歇性，使得光伏太阳能系统具有不确定的特点。而电动汽车受电池储能容量的限制，不能储存大量的电能。因此，智能家居仅依靠光伏太阳能和电动汽车电池储能给负荷供电，不能保证供电的稳定性，还需在电力短缺时由电网提供电能。在同时装有光伏太阳能系统和电动汽车的智能家居中，存在多种电源协调控制的问题。为此，需要对智能家居的多种电源出力进行有效、合理的协调控制。

现有的研究主要集中在光伏太阳能系统并网控制和电动汽车充放电控制方面。而缺乏针对智能家居的光伏太阳能发电、电动汽车电池储能和电网供电方式之间的协调控制研究，更没有研发相应的装置。因此，一种智能家居多电源协调控制装置亟待研发。

发明内容：

针对上述尚无一种智能家居多电源协调控制装置的现状，本实用新型所要解决的技术问题是，克服现在没有相关技术解决智能家居多电源出力的缺陷，提供一种智能家居多电源协调控制装置。它以满足智能家居负荷的需求为前提，以最大限度地利用光伏太阳能系统和电动汽车为原则，设计了5种供电方式，实现了多种电源的协调控制及供电费用最低的目的。该装置成本低廉，灵活小巧、安装方便，随着光伏太阳能系统和电动汽车在智能家居中的普及，该装置具有广阔的应用前景。

本实用新型解决上述问题采取的技术方案是：

一种智能家居多电源协调控制装置，包括数据采样模块、单片机、通讯模块、显示模块、驱动模块和辅助电路模块。所述数据采样模块包括电流采样电路、电压采样电路。所述数据采样模块和辅助电路模块的输出端接入单片机的输入端；所述单片机的输出端接入通讯模块、显示模块和驱动模块。

所述的数据采集模块包括电流采样电路、电压采样电路；所述单片机采用的是具有8K系统内可编程Flash的8位AVR微控制器，型号为ATMEGA48CN；所述通讯模块包括RS-485通讯接口；所述驱动模块型号为ULN2003；所述显示模块为液晶显示屏，型号为OCMJ240128；所述辅助电路模块提供可靠而稳定的工作电压，型号为MAX756。

本实用新型所述一种智能家居多电源协调控制装置的工作原理为：

所述的一种智能家居多电源协调控制装置的数据采集模块通过电流采样电路、电压采样电路，分别采集智能家居负荷和光伏太阳能系统的电流和电压信号，经模数转换成单片机可以识别的信号格式存储。单片机根据从数据采集模块中获得的电流、电压信号，计算出负荷功率、光伏太阳能系统输出功率，并存入单片机的储存器。通讯模块通过与电动汽车的通讯，获取电动汽车的充放电功率，并经过模数数字转换存入单片机的存储器。单片机根据智能家居负荷、光伏太阳能系统输出功率，选择智能家居的供电方式，且送至液晶显示屏显示。任何供电方式的实现都是以调度指令的形式通过驱动模块输出。驱动模块根据接受到的调度指令，发送控制信号至光伏太阳能系统控制器、电动汽车充放电控制器和电网供电控制器，以实现智能家居经济、可靠供电。智能家居的5种供电方式如下：

1. 光伏太阳能系统单独供电方式：当光伏太阳能系统的输出功率大于或等于负荷功率时，单片机选择光伏太阳能系统单独供电。光伏太阳能系统多余的电能反馈给电网。

2. 光伏太阳能系统与电网同时供电方式：当光伏太阳能系统的输出功率小于负荷功率时，且电动汽车未接入智能家居，则单片机选择光伏太阳能系统的最大出力，由电网补充功率缺额。

3. 光伏太阳能系统与电动汽车同时供电方式：当光伏太阳能系统的输出功率小于负荷功率时，且电动汽车接入智能家居，则单片机选择光伏太阳能系统与电动汽车共同供电，由电网补充功率缺额。

4. 电动汽车单独供电方式：当电网和光伏太阳能系统同时出现故障时，系统将自动切换至电动汽车单独供电模式，同时限制用户用电。

5. 电网单独供电方式：在光伏及电动汽车出现故障或者电动汽车处于控制装置默认的充电时间段时，由电网单独供电，且电动汽车充电。