專利名稱：一種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)及供電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能住宅領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)及供電控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的物質(zhì)生活不斷提高，對能源的需求量也越來越大，而與此相對的，則是不可再 生能源(如石油、煤)儲量迅速減少的趨勢，以及使用上述不可再生能源造成大氣污染日益加重的事實(shí)。因此，為了應(yīng)對能源短缺和環(huán)境惡化，各種清潔、可再生的新能源被開發(fā)，太陽能以其“取之不盡、用之不竭”且無污染的特點(diǎn)，使得光伏產(chǎn)業(yè)得到高度重視和大量投入，從最開始的高端應(yīng)用(如通信衛(wèi)星供電)普及至家庭住宅應(yīng)用。但是，光伏系統(tǒng)受到外部環(huán)境的影響較大(例如在陰雨天氣時(shí)產(chǎn)生的電能可能會不足)，導(dǎo)致供電不穩(wěn)定。在此情況下發(fā)明人想到了結(jié)合采用多種發(fā)電系統(tǒng)的方式，例如同時(shí)設(shè)置市電系統(tǒng)、沼氣系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)，有可能還包括其他發(fā)電系統(tǒng)，但是，這些系統(tǒng)如果只是隨機(jī)獨(dú)立進(jìn)行工作，則有可能會出現(xiàn)能源浪費(fèi)的問題，所以各發(fā)電系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制就稱為一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種住宅電能系統(tǒng)及電能控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中僅采用光伏系統(tǒng)而影響供電穩(wěn)定性，以及多個(gè)供電系統(tǒng)共存時(shí)可能出現(xiàn)的能源浪費(fèi)的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下(與權(quán)利要求相對應(yīng)，技術(shù)方案確認(rèn)后再補(bǔ)充)從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用的方案通過獲取用電設(shè)備的目標(biāo)用電量，將其與目前供電系統(tǒng)中各供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出狀況進(jìn)行比對分析，選擇滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合，停止其他供電子系統(tǒng)工作，從而避免了能源浪費(fèi)問題。此外，優(yōu)先選擇光伏系統(tǒng)作為提供電能的供電子系統(tǒng)，可以最大程度利用資源最為充裕的太陽能。另夕卜，在選擇供電子系統(tǒng)時(shí)，以數(shù)量最小為原則，盡可能地減少控制各個(gè)供電子系統(tǒng)的信令開銷。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖I所示生態(tài)住宅電能系統(tǒng)中選擇光伏系統(tǒng)和沼氣系統(tǒng)供電，而停止汽油發(fā)電系統(tǒng)工作的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 圖6為本發(fā)明另外實(shí)施例提供的幾種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供生態(tài)住宅電能系統(tǒng)中控制器的一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8、9為本發(fā)明實(shí)施例提供生態(tài)住宅電能系統(tǒng)中控制器的另外兩種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10為本發(fā)明另外實(shí)施例提供 的基于上述系統(tǒng)的電能控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過將各供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出情況與目標(biāo)用電量進(jìn)行比對，能夠選擇某些供電子系統(tǒng)工作，停止其他供電子系統(tǒng)工作，避免能源的浪費(fèi)。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括供電系統(tǒng)I、電能輸出接口 2和控制器3，其中供電系統(tǒng)I包括光伏系統(tǒng)11、沼氣系統(tǒng)12和汽油發(fā)電系統(tǒng)13,所述光伏系統(tǒng)11利用太陽能電池板(即光伏組件)直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，所述沼氣系統(tǒng)12利用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)或燃料發(fā)動機(jī)以沼氣作為燃料產(chǎn)生動力來驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，所述汽油發(fā)電系統(tǒng)13以汽油作為燃料產(chǎn)生動力驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。所述電能輸出接口 2與外部的用電設(shè)備相連，所述用電設(shè)備可以是電視機(jī)、空調(diào)、計(jì)算機(jī)、電燈、電熱水器或者其他需要電能驅(qū)動的設(shè)備。所述供電系統(tǒng)I中的各個(gè)供電子系統(tǒng)均與所述電能輸出接口 2相連，通過所述電能輸出接口 2向外部用電設(shè)備輸送電能。所述控制器3連接上述各個(gè)供電子系統(tǒng)與所述電能輸出接口 2之間的連接通道，其定時(shí)檢測各個(gè)供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出情況，并與預(yù)先獲取的外部用電設(shè)備的目標(biāo)用電量進(jìn)行比對，選擇一個(gè)供電總量滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合，切斷其他供電子系統(tǒng)與所述電能輸出接口 2的連接。具體的，所述供電系統(tǒng)I的多個(gè)供電子系統(tǒng)可以有各種組合形式，例如光伏系統(tǒng)
11和沼氣系統(tǒng)12形成組合I，光伏系統(tǒng)11和汽油發(fā)電系統(tǒng)13形成組合2，沼氣系統(tǒng)12和汽油發(fā)電系統(tǒng)13形成組合3。假設(shè)檢測到上述組合I、組合2、組合3均滿足目標(biāo)用電量需求，則可任意選擇一個(gè)組合，保持其中的各個(gè)供電子系統(tǒng)正常工作，并切斷其他供電子系統(tǒng)與所述電能輸出接口 2的連接。在另外的實(shí)施例中，考慮到太陽能相對于其他能源的充裕性，則所述控制器3在確定組合時(shí)，優(yōu)先選擇具有光伏系統(tǒng)11的組合，例如上述三個(gè)組合均滿足目標(biāo)用電量需求時(shí)，選擇組合I或組合2作為供電組合。當(dāng)然，還可以進(jìn)一步綜合考慮其他供電子系統(tǒng)所依靠的能源的特點(diǎn)，例如，針對汽油是有限資源的特點(diǎn)，于是，所述控制器3選擇具有光伏系統(tǒng)11的組合的同時(shí)，排除其中具有汽油發(fā)電系統(tǒng)13的組合，例如上述三個(gè)組合均滿足目標(biāo)用電量需求時(shí)，選擇由光伏系統(tǒng)11和沼氣系統(tǒng)12形成的組合I作為供電組合，即僅由光伏系統(tǒng)11和沼氣系統(tǒng)12供電，而汽油發(fā)電系統(tǒng)13則停止工作，如圖2所示。在其他實(shí)施例中，供電系統(tǒng)I可以包括光伏系統(tǒng)11、沼氣系統(tǒng)12、汽油發(fā)電系統(tǒng)
13、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)14和市電系統(tǒng)15的任意組合,如圖3 6所不。但是無論供電子系統(tǒng)的數(shù)量有多少，所述控制器3選擇供電組合的原則均是包括光伏系統(tǒng)且不包括由其他由有限能源作為燃料發(fā)電的系統(tǒng)，如果符合上述原則的組合為多個(gè)，則從中選擇數(shù)量最少的組合為供電組合。所述控制器3獲取目標(biāo)用電量需求的方式可以有多種，對應(yīng)不同的方式，所述控制器3的結(jié)構(gòu)也有所差異，例如，所述 控制器3通過無線方式接收目標(biāo)用電量數(shù)據(jù)，所述控制器3具有通信模塊(如射頻模塊或網(wǎng)線接口)，所述目標(biāo)用電量數(shù)據(jù)由用戶通過有線設(shè)備(如計(jì)算機(jī))發(fā)送或者，通過具有信息輸入及無線傳輸功能的電子設(shè)備(如手機(jī))發(fā)送，如圖7所示。所述控制器3直接接收用戶輸入的目標(biāo)用電量數(shù)據(jù)，即所述控制器3的通信模塊具體為數(shù)據(jù)輸入接口，例如按鍵或觸摸屏，如圖8和9所示。本方案中，各子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出狀況用于表不其供電能力(由供電電流表不)，控制器3檢測子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出狀況，即可了解各供電子系統(tǒng)的供電能力。還可以依據(jù)子系統(tǒng)一段時(shí)間內(nèi)平均供電電流，作為該子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出狀況。此夕卜，還可以進(jìn)一步估計(jì)各個(gè)子系統(tǒng)的剩余供電量，以方便后續(xù)需要切換子系統(tǒng)工作時(shí)，能夠及時(shí)切換。關(guān)于所述剩余供電量的估計(jì)，不同的子系統(tǒng)可以采用不同的估計(jì)方式，例如，針對光伏系統(tǒng)11，可通過當(dāng)前日照強(qiáng)度、蓄電池電量及蓄電池電量的變化等參數(shù)估計(jì)，針對沼氣系統(tǒng)12，則可通過沼氣濃度及濃度的變化量確定，針對汽油發(fā)電系統(tǒng)13，則根據(jù)其發(fā)電效率、每預(yù)設(shè)單位汽油的發(fā)電量及汽油剩余量進(jìn)行確定。本發(fā)明上述生態(tài)住宅電能系統(tǒng)的電能控制方法過程如圖10所示，包括以下步驟步驟S101、檢測各供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出情況。各子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出狀況用于表示其供電能力，檢測子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出狀況，SP可了解各供電子系統(tǒng)的供電能力。具體方式可參考前文相應(yīng)內(nèi)容。步驟S102、將各個(gè)供電子系統(tǒng)進(jìn)行任意組合，形成多個(gè)供電子系統(tǒng)組合。例如，假設(shè)供電系統(tǒng)包括光伏系統(tǒng)、沼氣系統(tǒng)和汽油發(fā)電系統(tǒng)，則可形成由光伏系統(tǒng)和沼氣系統(tǒng)組成的組合，由光伏系統(tǒng)和汽油發(fā)電系統(tǒng)所組成的組合，由沼氣系統(tǒng)和汽油發(fā)電系統(tǒng)所組成的組合。步驟S103、將各個(gè)組合的供電總量與預(yù)先獲取的用電設(shè)備的目標(biāo)用電量進(jìn)行比對。例如估計(jì)各個(gè)組合(例如光伏系統(tǒng)和沼氣系統(tǒng)的組合，光伏系統(tǒng)和汽油發(fā)電系統(tǒng)的組合，沼氣系統(tǒng)和汽油發(fā)電系統(tǒng)的組合)的供電量，并與所述目標(biāo)用電量進(jìn)行比對，確定哪些組合的供電量滿足所述目標(biāo)用電量的需求。步驟S104、選擇一個(gè)供電總量滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合，切斷其他供電子系統(tǒng)向外部用電設(shè)備供電。例如選擇光伏系統(tǒng)和沼氣系統(tǒng)的組合，停止汽油發(fā)電系統(tǒng)工作。需要說明的是，上述步驟S904選擇目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合可以是隨意選取，也可以依據(jù)一定的規(guī)則，例如在某些實(shí)施例中，其選擇目標(biāo)供電子系統(tǒng)的規(guī)則可以是包括光伏系統(tǒng)且不包括由其他由有限能源作為燃料發(fā)電的系統(tǒng)如果符合上述原則的組合為多個(gè)，則從中選擇數(shù)量最少的組合為供電組合。此方式主要是從太陽能成本交低且只在白天能夠獲取，因此，當(dāng)有太陽能時(shí)，盡量使用太陽能，避免耗費(fèi)有限能源(如汽油、煤氣)。并且當(dāng)滿足要求的組合有多個(gè)時(shí)，選擇數(shù)量最少的組合，避免繁瑣的控制操作。上述步驟S103所述目標(biāo)用電量的獲取方式可以通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)接收，也可以由操作者通過鍵盤或者觸摸屏直接輸入。需要說明的是，本說明書中各個(gè)實(shí)施例可相互補(bǔ)充，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。另外，還需要說明的是，在本文 中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。另外，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)，其特征在于，包括 由多個(gè)供電子系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)； 與所述供電系統(tǒng)及外部用電設(shè)備連接的電能輸出接口； 連接所述供電系統(tǒng)的控制器，該控制器用于定時(shí)檢測各供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出情況，并與預(yù)先獲取的用電設(shè)備的目標(biāo)用電量進(jìn)行比對，選擇一個(gè)供電總量滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合，切斷其他供電子系統(tǒng)與所述電能輸出接口的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述供電子系統(tǒng)中的一個(gè)為光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述控制器選擇所述目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合的依據(jù)為包括光伏發(fā)電系統(tǒng)且供電子系統(tǒng)數(shù)量最少。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電能系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述供電子系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)包括沼氣發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和市電系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的電能系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述外部用電設(shè)備相連的第一數(shù)據(jù)接口，用于獲取所述用電設(shè)備的目標(biāo)用電量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的電能系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述外部用電設(shè)備相連的第二數(shù)據(jù)接口，用于獲取外部人為輸入的目標(biāo)用電量。
6.一種用于上述權(quán)利要求I所述電能系統(tǒng)的供電控制方法，其特征在于，包括 檢測各供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出情況； 將各個(gè)供電子系統(tǒng)進(jìn)行任意組合，形成多個(gè)供電子系統(tǒng)組合； 將各個(gè)組合的供電總量與預(yù)先獲取的用電設(shè)備的目標(biāo)用電量進(jìn)行比對，選擇一個(gè)供電總量滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合，切斷其他供電子系統(tǒng)向外部用電設(shè)備供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，多個(gè)所述供電子系統(tǒng)中的一個(gè)為光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述選擇供電總量滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合包括在供電總量滿足目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合數(shù)量為多個(gè)時(shí)，從中選擇一個(gè)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)的組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述包括光伏發(fā)電系統(tǒng)的組合的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，選擇其中供電子系統(tǒng)數(shù)量最少的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，多個(gè)所述供電子系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)包括市電系統(tǒng)和沼氣發(fā)電系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，獲取用電設(shè)備的目標(biāo)用電量具體方式為接收人為輸入或者來自用電設(shè)備的目標(biāo)用電量數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生態(tài)住宅電能系統(tǒng)及供電控制方法，其中，所述系統(tǒng)包括由多個(gè)供電子系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)；與所述供電系統(tǒng)及外部用電設(shè)備連接的電能輸出接口；連接所述供電系統(tǒng)的控制器，該控制器用于定時(shí)檢測各供電子系統(tǒng)的電能產(chǎn)出情況，并與預(yù)先獲取的用電設(shè)備的目標(biāo)用電量進(jìn)行比對，選擇一個(gè)供電總量滿足所述目標(biāo)用電量的供電子系統(tǒng)組合為目標(biāo)供電子系統(tǒng)組合，切斷其他供電子系統(tǒng)與所述電能輸出接口的連接。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中僅采用光伏系統(tǒng)而影響供電穩(wěn)定性，以及多個(gè)供電系統(tǒng)共存時(shí)可能出現(xiàn)的能源浪費(fèi)的問題。
文檔編號H02J3/00GK102856952SQ201210275940
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者周奇迪 申請人:北京奇迪惠民科技投資有限公司