[发明专利]一种家庭能量管理系统及方法

说明书

本发明涉及一种家庭能量管理系统及方法，其中，管理方法包括：主控器采集分布式电源发电量、家庭净负荷、储能设备剩余电量和实时电价数据；对比分布式电源发电量和家庭净负荷的大小，若分布式电源发电量不小于家庭净负荷，则系统断网运行在孤岛状态，由分布式电源供电，多余的电量由储能设备存储，否则，系统并网运行，主控器根据家庭净负荷、储能设备剩余电量和实时电价数据通过判定规则判定储能设备从电网购入一定数量的电量或者为系统供电。与现有技术相比，本发明采取模糊控制来协调家庭内的能量分配，可以有效的帮助用户自动进行电网互动，指导用户改变能源消费组成并减少电费开支。

技术领域

本发明涉及节能降损、智能电网和能源互联网领域，尤其是涉及一种家庭能量管理系统及方法。

背景技术

智能电网(Smart Grid)的概念最初起源于美国，美国电科院(EPRI)最早于2000年提出了这个概念，并认为是21世纪电网的主要发展态势。2009年以来，欧盟、美国、中国及其他一些国家根据本地区的特点，制定了各自的智能电网发展路线，并启动了研发和示范项目。如今，智能电网发展已步入关键时期。欧美国家在政府资金支持下开展的研发和示范项目大部分已完成，需要总结成熟技术、提出合理的市场机制和商业模式，建立各方普遍认可的标准体系，以激励电力公司和其他私有资金投入以及用户的积极参与，为智能电网技术的大范围推广实施扫清障碍。如果将智能电网称作“电网2.0”，那么能源互联网可理解为“电网3.0”，能源互联网除了具有智能电网诸如自愈、安全可靠、经济高效、兼容、与用户友好互动等特点外，也在智能电网技术的基础上进行了升级与拓展。在由美国北卡州立大学提出的未来电网FREEDM(Future Renewable Electric Energy Delivery andManagement)系统中，为了加速消纳分布式电源，针对居民侧用户提出了以家庭为单位与智能电网的接口，也可以称为分布式智慧(Distributed Intelligence)，或是智能家庭能量管理系统(HEMS,Home Energy Management System)。智能家庭能量管理系统作为拥有智能信息感知能力的电网末梢，将大力推动电网发展。智能电网技术也为智能家庭能量管理系统带来新的发展，在各种传感器、通讯网络的技术支持下，可以实现家用电器的监控及投切，为家庭内能流优化、新能源就地消纳打下了基础。美国的用电组成中72％的电能消耗在居民用户和商业用户中，并且其中至少30％的电量是浪费的。因此，承担着削峰填谷、完成用户侧需求响应等重要任务的智能家庭能量管理系统是改变能源现状和用户能源消费模式的重要手段之一。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种家庭能量管理系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种家庭能量管理系统，包括相互连接的直流母线和交流母线，所述交流母线连接电网，所述直流母线和交流母线的每条支路以及电网入户线路上都设有可控开关，还包括主控器、双向AC-DC变流器、DC-DC转换器、储能设备和分布式电源；所述直流母线通过双向AC-DC变流器连接交流母线，所述DC-DC转换器设在直流母线的各个支路上，所述储能设备和分布式电源分别连接直流母线的支路；所述主控器连接每条支路及电网入户的可控开关，通过控制可控开关来投切设备或切除故障支路，所述主控器还连接双向AC-DC变流器，通过双向AC-DC变流器控制交流母线与直流母线间的能流传输与方向，从而控制整个系统与外界的能量交换。

优选的，所述主控器连接家庭中的电表。

优选的，所述蓄电池连接SOC检测电路，所述SOC检测电路连接主控器。

优选的，所述主控器包括载有模糊控制器的芯片。

一种采用上述家庭能量管理系统的家庭能量管理方法，包括：