[发明专利]一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统

说明书

本发明公开了一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统和控制方法，包括安防子系统、家电控制子系统、分布式发电子系统、数据采集管理子系统、预测优化子系统、终端控制子系统。本系统的实用性强，所述预测优化子系统利用神经网络模型对家庭能源作出负荷预测，生成日调度计划和实时最优调度计划，所述分布式发电子系统利用新能源发电实现了开源，所述终端控制子系统有电脑端和移动APP端，利用云服务器实现高效控制。本系统通过对家庭能源进行监测，采集，预测，控制，为用户提供了一种智慧型能源管理方法。

技术领域

本发明涉及智慧能源技术领域，具体为一种智慧家庭能源控制系统和控制方法。

背景技术

“能源互联网”是用先进的传感器、控制技术和软件应用程序，将能源生产端、能源传输端、能源消费端的数以亿计的设备、机器、系统连接起来，形成了能源互联网的“物联基础”。大数据分析、机器学习和预测是能源互联网实现生命体特征的重要技术支撑：能源互联网通过整合运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等，进行大数据分析、负荷预测、发电预测、机器学习，打通并优化能源生产和能源消费端的运作效率，需求和供应将可以进行随时的动态调整。

智能家居是近几年产生并迅速崛起的一种新型家居住宅，智能家居又称智能住宅，利用先进的计算机技术、嵌入式系统技术、网络通讯技术和传感器技术等,将住宅中的各种电子设备例如照明系统、环境控制系统、安全防盗系统、智能家电等，有机的连接到一起。

孙秋野,滕菲等“能源互联网及其关键控制问题”(自动化学报,2017)和王璟,王利利等“能源互联网结构形态及技术支撑体系研究[”(中国电机工程学报，2017)主要介绍了能源物联网的关键技术问题。孙宏斌,郭庆来等“能源互联网:驱动力、评述与展望”(电网技术，2015)对能源互联网作出了前瞻性总结。公开号为CN107016532A的专利文献公开了一种家庭能源管理终端、系统及方法,终端包括采集模块、模数转换模块、控制模块和通信模块，但缺乏对家庭能源使用状况的有效分析，缺少对能源使用的预测。公开号为CN103336444A的专利文献针对事先制定的用电计划来实现电网公司对家庭用户侧的智能化管理，但不能针对家庭用户用电规律智能制定用电计划，不能满足智能管理互动的要求。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种融入模型预测的开源型智慧能源管理系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明“一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统”的目的在于提供一种实用性强的家庭能源管理系统和控制方法，预测优化子系统对家庭能源进行预测和最优调度，各子系统之间的无线网络通信实现了节流，分布式发电子系统实现了开源。本系统通过对家庭能源进行监测，采集，预测，控制，为用户提供了一种智慧型能源管理方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统，包括安防子系统、家电控制子系统、分布式发电子系统、数据采集管理子系统、预测优化子系统、终端控制子系统，各子系统功能如下：

安防子系统是通过各传感器等设备对室内空气环境、电力环境、和特定区域进行7*24小时不间断监控，并利用数据通信技术将相关数据传输给数据采集管理模块，发生紧急情况时会触发警报器；

家电控制子系统是对家庭各用电设备进行管理，一方面通过智能主板接收控制指令对不同的用电设备进行智能控制，另一方面利用智能电表对各用电器的负载状态进行计量并传输给数据采集管理模块、预测优化模块，最终实现各用电设备的经济运行；

分布式发电子系统是通过光能、风能、化学能进行分布式发电并存储，为整个能源管理系统提供电能，在电力发生故障时启用紧急供电；

数据采集管理子系统是对各子系统的设备用电负载信息、分布式发电子系统的储能信息、能源价格信息、实时气象信息等进行存储管理，根据信息的时效性分别存储在实时数据库与历史数据库，并与终端控制子系统和预测优化子系统进行数据交互；