基于融合通信的多用户用电自平衡系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能用电和融合通信技术领域，特别是指一种基于融合通信的多用户用电自平衡系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的快速发展以及电能替代的大力推广，家庭用户的用电量飞快的增长，其在总的用电负荷中所占的比例也越来越大。而随着通信技术的发展，尤其是融合通信的快速发展，其在家庭用电控制方面的应用推广，在技术上已经能够实现对于家庭用电负荷的优化调节。
[0003]不同于工业用户，家庭用户具有多样性的特点，从而其用电情况也呈现多样化。某些家庭的用电负荷高峰可能是另外一些家庭的用电负荷的低谷期，这也为各个不同的家庭对于需求响应调节的合作成为了可能。
[0004]现在现有的各个需求响应的模型考虑的都是单个用户与电力公司之间的互动关系。一般来说，现有的需求响应调节大都是电力公司通过分时电价或其它激励措施引导居民的用电行为或与智能用电的家庭签订需求响应的合同，在不同的符合条件下各个用户根据合同约定的电量进行负荷的调节。而作为用户来说，一旦与电力公司签订了需求响应合同，在电力高峰时只能通过削减负荷来完成响应，对自己的用电舒适度造成了较大的影响，同时大大增加了用户违约超负荷用电的可能。同时，在某些时段，用户的负荷量又远远小于与电力公司合同约定的负荷量，造成某些负荷浪费。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种能够根据家庭用户的实际用电量，实现将用电负荷进行有效、高效置换的基于融合通信的多用户用电自平衡系统和方法。
[0006]基于上述目的本发明提供的一种基于融合通信的多用户用电自平衡系统，包括:多个家庭用户终端和用于控制所述多个家庭用户终端的一个组控制终端;所述多个家庭用户终端对应于多个家庭，所述多个家庭组成一个用电组;其中:
[0007]所述家庭用户终端，设置于家庭住所，与家庭住所内的智能家电相连，能够实时监测用户的总负荷量，并以预设时间间隔向所述组控制终端上报当前的总负荷量和可用于置换的负荷量，以及能够在监测到总负荷量大于预设的负荷量上限时向所述组控制终端发送置换申请；
[0008]所述组控制终端，与所述多个家庭用户终端相连，能够采集所述多个家庭用户终端的上报数据，基于家庭用户终端发送的置换请求，根据所述多个家庭用户终端的上报数据，为所述用电组内的家庭进行负荷量置换并通过家庭用户终端重新设定负荷量上限。
[0009]优选的，家庭用户终端还通过多个智能插座与多个传统电器相连。
[0010]优选的，所述预设时间间隔为I分钟。
[0011]优选的，所述家庭用户终端通过可热插拔的通信模块与所述智能家电和所述组控制终端通信，所述通信模块使用无线宽带、电力线载波或近场通信的通信方式。
[0012]优选的，所述通信模块还能够用于与用户的手持的智能终端通信。
[0013]另一方面，本发明还提供了一种基于融合通信的多用户用电自平衡方法，应用于如上所述的系统，其特征在于，包括:
[0014]家庭用户终端实时监测家庭的总负荷量，并以预设时间间隔向组控制终端上报当前的总负荷量和可用于置换的负荷量；
[0015]当所述家庭用户终端监测到总负荷量大于预设的负荷量上限时，向所述组控制终端发送置换申请；
[0016]所述组控制终端根据所述置换申请，在用电组内寻找确定可匹配置换家庭，并向所述可匹配置换家庭的家庭用户终端发送置换请求；
[0017]所述组控制终端接收所述可匹配置换家庭的家庭用户终端返回的反馈消息，若所述反馈消息为确认，则将两个家庭的负荷量置换并通过该两个家庭各自的家庭用户终端重新设定负荷量上限;若所述反馈消息为拒绝，则继续寻找可匹配置换家庭。
[0018]优选的，当所述继续寻找可匹配置换家庭的步骤中，未能找到可匹配置换家庭时，则进一步包括步骤:
[0019]所述组控制终端向所述家庭用户终端发送置换失败消息；
[0020]所述家庭用户终端根据预设的家电使用优先级控制停用一部分家电，直至总负荷量小于负荷量上限。
[0021]优选的，所述预设时间间隔为I分钟。
[0022]优选的，所述向所述可匹配置换家庭的家庭用户终端发送置换请求的步骤中进一步包括:所述家庭用户终端将所述置换请求发送至用户手机，并接收所述用户手机返回的操作信息。
[0023]优选的，所述家庭用户终端将所述操作信息作为所述反馈信息返回至所述组控制终端。
[0024]从上面所述可以看出，本发明提供的基于融合通信的多用户用电自平衡系统和方法，在融合通信的基础上，由家庭用户终端实时监测用电组内的各个家庭的负荷量并上报至组控制终端，组控制终端根据各个家庭的实际负荷量，对用电组内的家庭进行负荷量的置换，实现了有效、高效的多用户间的用电平衡处理。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明实施例的基于融合通信的多用户用电自平衡系统结构示意图；
[0027]图2为本发明实施例的基于融合通信的多用户用电自平衡方法流程图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0029]参考图1，为本发明实施例的基于融合通信的多用户用电自平衡系统结构示意图。
[0030]本发明实施例提供了一种基于融合通信的多用户用电自平衡系统，该系统包括:多个家庭用户终端101和用于控制所述多个家庭用户终端101的一个组控制终端102。
[0031]本实施例中，多个家庭组成一个用电组，每个家庭申报自己各个时段参与需求响应的调节量以及预计负荷量上限，将各个家庭申报的各个时段参与需求响应的调节量和预计负荷上限加和作为组的总体用电情况，以用电组为整体与供电公司签订需求响应的调节合同。
[0032]家庭用户终端101安装在家庭住所内部，是实现家庭智能化的核心部分。家庭用户终端1I与智能家电设备构成家庭本地互动，为用户提供家庭能源管理和家电控制功能。同时家庭用户终端还具备网关功能，可以替代家庭路由器。在户外，用户可以使用手机等移动设备登或业务平台，通过网络连接到家庭用户终端，实现智能控制。家庭用户终端101应具备以下基本功能:
[0033](I)采集功能。对家电设备等状态信息进行数据采集，如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、视在功率、电量等。
[0034](2)家电设备管理功能。包括分别针对传统与智能家电设备的查询、添加、删除和信息修改等。
[0035](3)家电设备控制功能。用户可通过此功能对传统家电进行即时(定时)通断电控制，对智能家电进行即时(定时)开启关闭控制；另外对于智能家电还有工作模式控制功能，根据家电的功能分类，如空气调节类、制冷类、清洁类、厨卫类等智能家电，分别对其进行模式控制。其中，家庭用户终端101还通过多个智能插座与多个传统电器相连。，通过控制智能电插座的开端，来控制传统家电的开断等运行情况。
[0036](4)数据处理功能。控制终端要对采集到的数据进行数据处理，包括数据滤波和数据计算。对于由系统发起通过传感网络所采集到的电器设备用电数据及智能家电的电器特性数据进行滤波。
[0037](5)数据存储功能。为了防止数据丢失，采集数据和计算数据要存储到永久介质中，保证后可以查询、分析、生成报表等。
[0038](6)分类统计和报告功能。将家电设备从功能上分为制冷电器、空气调节电器、清洁电器、厨卫电器和其他电器，统计出这五类家电耗能情况并进行能耗排名和比较。针对用户所选电器统计其在一段时间内的峰谷电量电费，帮助用户调整用电习惯;针对智能家电，根据用户所选智能家电设备显示其待机电量和待机时间。
[0039](7)具有可热拔插的通信模块，可采用宽带无线(McWiLL)、电力线载波(PLC)、无线公网(GPRS)和短距离无线(RF)的方式与组控制终端双向通信。可采用短距离无线、RS485、红外通信等方式与智能显示终端、智能手持终端双向通信。支持其它通信技术无缝接入，模块更换后，具备自动识别功能。家庭控制终端101能够与用户的手持的智能终端(如手机、PAD)通信，同时和家庭显示互动设备相连，用以向用户发送用电信息，电量置换请求等信息，同时接收用户的控制信息。
[0040]基于上述功能，家庭用户终端101能够实时监测用户的总负荷量，并以预设时间间隔向所述组控制终端上报当前的总负荷量和可用于置换的负荷量，以及能够在监测到总负荷量大于预设的负荷量上限时向所述组控制终端发送置换申请。其中，可用于置换的负荷量由