本發(fā)明涉及智能插座領(lǐng)域，尤其涉及一種電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

隨著電氣、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，家庭用電設(shè)備變得越來(lái)越多元，而且新能源發(fā)電也將以各種形式廣泛接入電網(wǎng)，用電設(shè)備的多元化與新能源發(fā)電的廣泛接入對(duì)家庭供電系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。

在傳統(tǒng)的家庭供電系統(tǒng)中，不同的用電器需要進(jìn)行不同的電能變換。目前主要的解決方案是利用各種不同的電源適配器或帶有適配器的插線板來(lái)滿足用電設(shè)備多元化的需求。參考附圖1，為傳統(tǒng)的家庭式電路結(jié)構(gòu)。目前家庭中，部分用電設(shè)備，如風(fēng)扇、電燈、冰箱等，直接從220V市電上取電。隨著家庭用電的多元化，越來(lái)越多的用電設(shè)備本質(zhì)上需要的是直流電，如：計(jì)算機(jī)、筆記本、手機(jī)、電動(dòng)車、直流變頻空調(diào)等，需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后使用。中間這級(jí)AC-DC轉(zhuǎn)換，大約消耗10％的電能。在消耗電能的同時(shí)也可能會(huì)因?yàn)檫m配器與電源或用電設(shè)備不匹配時(shí)產(chǎn)生負(fù)載損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及人身安全。同時(shí)由于常規(guī)插座不能進(jìn)行能量回饋，無(wú)法接入新能源發(fā)電或儲(chǔ)能設(shè)備。

請(qǐng)參考附圖2，為傳統(tǒng)插座下用電設(shè)備的接入方式，不同用電設(shè)備從常規(guī)插座取電時(shí)需要不同種類的電源適配器或電能變換模塊。

常規(guī)的插座，其輸出電能的類型、幅值無(wú)法改變，當(dāng)負(fù)載需要不同形式類型、幅值的電能時(shí)，可能需要進(jìn)行多次電能變換，而且當(dāng)適配器與電源或用電設(shè)備不匹配時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及人身安全。而且，常規(guī)的插座不支持新能源發(fā)電或儲(chǔ)能設(shè)備接入家庭供電系統(tǒng)。

因此，通過(guò)根據(jù)設(shè)備的電能類型和幅值做出相應(yīng)改變，從而實(shí)現(xiàn)插座運(yùn)行的電能與設(shè)備的電能相匹配，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法，用于根據(jù)設(shè)備的電能類型和幅值做出相應(yīng)改變，從而實(shí)現(xiàn)插座運(yùn)行的電能與設(shè)備的電能相匹配。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電能雙向流動(dòng)型智能插座，包括：雙向AC/AC模塊、雙向DC/DC模塊、CPU模塊、通訊接口、傳感器模塊；

所述雙向AC/AC模塊、所述雙向DC/DC模塊、所述通訊接口分別與所述CPU模塊連接；

所述雙向AC/AC模塊連接所述智能插座的輸出接口連接；

所述雙向DC/DC模塊連接所述智能插座的輸出接口連接；

所述通訊接口與所述智能插座的接口連接；

所述傳感器模塊分別連接所述智能插座的輸出接口和所述CPU模塊；

其中，所述CPU模塊接收由通訊接口獲取的設(shè)備所需電能的電能參數(shù)信息或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)信息，從而通過(guò)所述CPU模塊根據(jù)電能參數(shù)信息選擇所述雙向AC/AC模塊或所述雙向DC/DC模塊接通所述設(shè)備并輸出符合所述設(shè)備電能參數(shù)的電能至所述設(shè)備或?qū)⑺鲈O(shè)備提供的電能回饋至電網(wǎng)，所述傳感器模塊實(shí)時(shí)采集所述智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息給所述CPU模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整。

優(yōu)選地，所述電能參數(shù)具體為電能類型和電壓電流幅值。

優(yōu)選地，所述智能插座還包括傳感器模塊；

所述傳感器模塊分別連接所述智能插座的輸出接口和所述CPU模塊，用于檢測(cè)所述智能插座的輸出接口的電壓電流并傳輸至所述CPU模塊。

優(yōu)選地，所述設(shè)備具體為用電負(fù)載、新能源電源或者儲(chǔ)能設(shè)備。

優(yōu)選地，所述智能插座還包括：交流輸入接口、直流輸入接口；

所述交流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的交流母線，另一端連接所述雙向AC/AC模塊；

所述直流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的直流母線，另一端連接所述雙向DC/DC模塊。

優(yōu)選地，所述通訊接口具體與所述智能插座的地線接口連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電能雙向流動(dòng)型智能插座運(yùn)行方法，基于上述的電能雙向流動(dòng)型智能插座進(jìn)行執(zhí)行，包括：

通過(guò)CPU模塊接收由通訊接口獲取的設(shè)備所需電能的電能參數(shù)信息或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)信息；

通過(guò)CPU模塊根據(jù)電能參數(shù)信息選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設(shè)備并輸出符合設(shè)備電能參數(shù)的電能至設(shè)備或?qū)⒃O(shè)備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

通過(guò)CPU模塊實(shí)時(shí)獲取到傳感器模塊采集的來(lái)自智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息，并通過(guò)所述CPU模塊進(jìn)行實(shí)施動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整。

優(yōu)選地，所述電能參數(shù)信息具體為電能類型和幅值，所述運(yùn)行方法具體為：

通過(guò)CPU模塊接收由通訊接口獲取的設(shè)備所需電能的電能類型和幅值或設(shè)備所提供電能的電能類型和幅值；

通過(guò)CPU模塊根據(jù)電能類型選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設(shè)備，根據(jù)電能幅值控制雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊輸出符合設(shè)備電能幅值的電能至設(shè)備或?qū)⒃O(shè)備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

通過(guò)CPU模塊實(shí)時(shí)獲取到傳感器模塊采集的來(lái)自智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息，并通過(guò)所述CPU模塊進(jìn)行實(shí)施動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整。

優(yōu)選地，所述運(yùn)行方法之后還包括：

通過(guò)CPU模塊記錄由通訊接口傳輸至CPU模塊的設(shè)備用電功率或設(shè)備發(fā)電功率。

優(yōu)選地，所述通過(guò)CPU模塊接收由通訊接口獲取的設(shè)備所需電能的電能參數(shù)信息或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)信息之后還包括：

通過(guò)CPU模塊判斷設(shè)備所需電能的電能參數(shù)或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)是否符合預(yù)設(shè)的電能參數(shù)范圍，若否，則控制關(guān)閉雙向AC/AC模塊和雙向DC/DC模塊。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種電能雙向流動(dòng)型智能插座，通過(guò)CPU模塊控制通訊接口獲取設(shè)備所需的電能類型和幅值信息或設(shè)備提供的電能類型和幅值信息，從而通過(guò)CPU模塊選擇接通雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊，控制雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊輸出符合設(shè)備電能類型和幅值的電能或?qū)⒃O(shè)備提供的電能回饋到電網(wǎng)中，所述傳感器模塊實(shí)時(shí)采集所述智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息給所述CPU模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)插座運(yùn)行的電能與設(shè)備的電能相匹配，滿足負(fù)載用電需求多元化、新能源發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備簡(jiǎn)易接入的需求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)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(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的傳統(tǒng)的家庭式電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的傳統(tǒng)插座下用電設(shè)備的接入方式；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座運(yùn)行方式的流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座運(yùn)行方式的具體流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座運(yùn)用到電網(wǎng)中的用電設(shè)備的接入方式示意圖。

其中，附圖標(biāo)記如下所示：

1、雙向AC/AC模塊；2、雙向DC/DC模塊；3、CPU模塊；4、通訊接口；5、傳感器模塊。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法，用于根據(jù)設(shè)備的電能類型和幅值做出相應(yīng)改變，從而實(shí)現(xiàn)插座運(yùn)行的電能與設(shè)備的電能相匹配。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)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，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(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(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電能雙向流動(dòng)型智能插座，包括：雙向AC/AC模塊1、雙向DC/DC模塊2、CPU模塊3、通訊接口4、傳感器模塊5；

雙向AC/AC模塊1、雙向DC/DC模塊2、通訊接口4分別與CPU模塊3連接；

雙向AC/AC模塊1連接智能插座的輸出接口連接；

雙向DC/DC模塊2連接智能插座的輸出接口連接；

通訊接口4與智能插座的接口連接；

傳感器模塊5分別連接所述智能插座的輸出接口和CPU模塊3；

其中，CPU模塊3接收由通訊接口4獲取的設(shè)備所需電能的電能參數(shù)信息或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)信息，從而通過(guò)CPU模塊3根據(jù)電能參數(shù)信息選擇雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2接通設(shè)備并輸出符合設(shè)備電能參數(shù)的電能至設(shè)備或?qū)⒃O(shè)備提供的電能回饋至電網(wǎng)，傳感器模塊5實(shí)時(shí)采集所述智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息給CPU模塊3進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整。

電能參數(shù)具體為電能類型和電壓電流幅值。

智能插座還包括傳感器模塊5；

傳感器模塊5分別連接智能插座的輸出接口和CPU模塊3，用于檢測(cè)智能插座的輸出接口的電壓電流并傳輸至CPU模塊3。

傳感器模塊5用于將智能插座的輸出接口的電壓電流信息傳輸至CPU模塊3，從而使得CPU模塊3可以分析智能插座的輸出接口的電壓電流信息并控制雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2更加準(zhǔn)確地調(diào)整輸出電壓電流的幅值。當(dāng)智能插座的輸出接口的電壓電流出現(xiàn)異常時(shí)，也可通過(guò)傳感器模塊5把此信息傳送至CPU模塊3使其進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的操作。

設(shè)備具體為用電負(fù)載、新能源電源或者儲(chǔ)能設(shè)備。

智能插座還包括：交流輸入接口、直流輸入接口；

交流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的交流母線，另一端連接雙向AC/AC模塊1；

直流輸入接口的一端連接電網(wǎng)的直流母線，另一端連接雙向DC/DC模塊2。

通訊接口4具體與智能插座的地線接口連接。

以上是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座進(jìn)行詳細(xì)的描述，以下將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座運(yùn)行方法作詳細(xì)的描述。

請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電能雙向流動(dòng)型智能插座運(yùn)行方法，基于上述的電能雙向流動(dòng)型智能插座進(jìn)行執(zhí)行，包括：

101、通過(guò)CPU模塊接收由通訊接口獲取的設(shè)備所需電能的電能參數(shù)信息或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)信息；

102、通過(guò)CPU模塊根據(jù)電能參數(shù)信息選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設(shè)備并輸出符合設(shè)備電能參數(shù)的電能至設(shè)備或?qū)⒃O(shè)備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

103、通過(guò)CPU模塊實(shí)時(shí)獲取到傳感器模塊采集的來(lái)自智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息，并通過(guò)所述CPU模塊進(jìn)行實(shí)施動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整。

請(qǐng)參閱圖5，具體地，本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)行方法中的電能參數(shù)信息具體為電能類型和幅值，因而其運(yùn)行方法具體為：

201、通過(guò)CPU模塊接收由通訊接口獲取的設(shè)備所需電能的電能類型和幅值或設(shè)備所提供電能的電能類型和幅值；

202、通過(guò)CPU模塊根據(jù)電能類型選擇雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊接通設(shè)備，根據(jù)電能幅值控制雙向AC/AC模塊或雙向DC/DC模塊輸出符合設(shè)備電能幅值的電能至設(shè)備或?qū)⒃O(shè)備提供的電能回饋至電網(wǎng)；

203、通過(guò)CPU模塊實(shí)時(shí)獲取到傳感器模塊采集的來(lái)自智能插座的輸出接口的實(shí)時(shí)電能參數(shù)信息，并通過(guò)所述CPU模塊進(jìn)行實(shí)施動(dòng)態(tài)輸出調(diào)整。

204、通過(guò)CPU模塊記錄由通訊接口傳輸至CPU模塊的設(shè)備用電功率或設(shè)備發(fā)電功率，為主觀意識(shí)節(jié)能和需求側(cè)響應(yīng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

此外，本發(fā)明實(shí)施例的步驟101之后還包括：

通過(guò)CPU模塊3判斷設(shè)備所需電能的電能參數(shù)或設(shè)備所提供電能的電能參數(shù)是否符合預(yù)設(shè)的電能參數(shù)范圍；

若是，則進(jìn)入下一步；

若否，則控制關(guān)閉雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的電能類型指的是交流和直流，電能幅值指的是電壓幅值和電流幅值。

以上是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法作詳細(xì)的描述，以下將對(duì)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種電能雙向流動(dòng)型智能插座做詳細(xì)的描述。

本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供一種負(fù)載自適應(yīng)的電能雙向流動(dòng)型智能插座，包括交流輸入接口、直流輸入接口、雙向AC/AC模塊1、雙向DC/DC模塊2、CPU模塊3、傳感器模塊5、以及帶有通訊接口4的插座。

其中，雙向AC/AC模塊1的輸入端與交流輸入接口連接，雙向DC/DC模塊2的輸入端與直流輸入接口連接，雙向AC/AC模塊1的輸出端與雙向DC/DC模塊2的輸出端共同與帶有通訊接口4的插座連接；CPU模塊3通過(guò)通訊接口4與帶有通訊接口4的插座實(shí)現(xiàn)通訊連接，通過(guò)傳感器模塊5采集帶有通訊接口4的插座輸出的電壓、電流；CPU模塊3分別與雙向AC/AC模塊1和雙向DC/DC模塊2連接，控制帶有通訊接口4的插座輸出電能的類型和幅值。

本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種負(fù)載自適應(yīng)的電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法中，帶有通訊接口4的插座將所連接負(fù)載所需電能的類型、幅值信息通過(guò)通訊接口4傳給CPU模塊3；CPU模塊3根據(jù)負(fù)載所需電能的類型、幅值信息，杜絕負(fù)載非法接入，保證用電安全；CPU模塊3根據(jù)負(fù)載所需電能的類型信息，選擇雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2投入運(yùn)行；CPU模塊3根據(jù)負(fù)載所需電能的幅值信息，控制投入運(yùn)行的雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2輸出電壓或電流的幅值。

本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種負(fù)載自適應(yīng)的電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法中，當(dāng)帶有通訊接口4的插座與新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備連接時(shí)，將所連接新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備所發(fā)出電能的類型信息通過(guò)通訊接口4傳給CPU模塊3；CPU模塊3根據(jù)新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備所發(fā)出電能的類型信息，選擇雙向AC/AC模塊1或雙向DC/DC模塊2投入運(yùn)行，向交流輸入接口或直流輸入接口回饋電能。

本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種負(fù)載自適應(yīng)的電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法中，智能插座可取替現(xiàn)有各類負(fù)載的電源適配器，減少現(xiàn)有用電設(shè)備的體積、重量。

本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種負(fù)載自適應(yīng)的電能雙向流動(dòng)型智能插座及其運(yùn)行方法中，CPU模塊3記錄帶有通訊接口4的插座的用電或發(fā)電功率，為主觀意識(shí)節(jié)能和需求側(cè)響應(yīng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

請(qǐng)參考附圖6，為本發(fā)明插座下用電設(shè)備的接入方式，當(dāng)不同的用電設(shè)備需要取電時(shí)只需直接接入智能插座中，即可滿足不同用電設(shè)備的用電需求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有能夠提供不同輸出類型、幅值電能以滿足多元化用電設(shè)備需求、能夠方便新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備接入、使用安全的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，本發(fā)明通過(guò)負(fù)載通訊接口4將負(fù)載所需電能的類型、幅值信息傳給智能插座內(nèi)部CPU模塊3，并控制電能變換模塊輸出負(fù)載所需類型、幅值的電能，同時(shí)避免負(fù)載非法接入導(dǎo)致的安全問(wèn)題；當(dāng)新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備接入時(shí)，通過(guò)智能插座的通訊接口4將所連接新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備所發(fā)出電能的類型信息傳給CPU模塊3，并控制內(nèi)部雙向電能變換模塊將新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備的電能回饋到電網(wǎng)中；本發(fā)明可取替現(xiàn)有各類負(fù)載的電源適配器，減少現(xiàn)有用電設(shè)備的體積、重量。此外，本發(fā)明還可記錄負(fù)載用電功率和新能源電源發(fā)電功率，為主觀意識(shí)節(jié)能和需求側(cè)響應(yīng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而促進(jìn)節(jié)能與智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種負(fù)載自適應(yīng)的電能雙向流動(dòng)型智能插座及其控制方法。本發(fā)明特別適用于新型家庭微電網(wǎng)系統(tǒng)，一方面，當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，可通過(guò)選擇及控制相應(yīng)的雙向電能變換模塊使智能插座輸出負(fù)載所需類型、幅值的電能，實(shí)現(xiàn)負(fù)載自適應(yīng)供能。另一方面，當(dāng)新能源電源或儲(chǔ)能設(shè)備接入時(shí)，智能插座能夠提供方便的電能回饋方式，實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動(dòng)。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。