家用电能使用管理方法、系统、设备及存储介质与流程

本技术涉及家用电能管理，尤其是涉及家用电能使用管理方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着时代的发展和我国人民生活水平的提高，家用电器在人们的生活中越来越普及，而大功率的家用电器的使用也带来了家庭用电量的激增，从而易出现居民区内大量住户在同一时段内使用大功率家用电器的现象，该现象不仅会增大电网压力、对用电管理部门造成管理负担，且由于分时电价政策的实施，该现象也无形中增大了住户的用电成本，故亟需一种得以改善前述问题的家用电能使用管理方案。

技术实现思路

1、为了改善因用电量激增而增大住户的用电成本的技术问题，本技术提供一种家用电能使用管理方法、系统、设备及存储介质。

2、第一方面，本技术提供了一种家用电能使用管理方法，包括：

3、定期更新并确定用电低谷时段和用电高峰时段；

4、当当前时刻处于任意用电低谷时段时，利用市电对预设的储能器进行充电；其中，所述储能器用于存储电能，且所述储能器为家用电能供应源之一，以用于向家用电器供电；

5、当当前时刻处于任意用电高峰时段时，将家用电能供应源切换为储能器，以通过储能器供电，直至所述储能器的剩余电能达到电能阈值时，将家用电能供应源切换为市电，以通过市电供电。

6、通过采用上述技术方案，用电低谷时段是指在指定周期内（如24小时内）住户的电力需求较低的时段，相应的用电高峰时段是指指定周期内住户的电力需求较低的时段，结合分时电价政策，用电低谷时段的电费一般低于用电高峰时段的电费，且本技术进一步提出在用电低谷时段对储能器进行充电，并在用电高峰时段优先利用储能器的电能来作为家用电能实现供电，以此方式来缩短住户在用电高峰时段内直接利用市电进行供电的时长，从而帮助住户降低了用电成本，同时也减轻了市电电网在用电高峰时段时的用电压力和用电负荷，提高了市电电网的稳定性和可靠性。

7、可选的，所述定期更新并确定用电低谷时段和用电高峰时段，包括：

8、定期确定指定周期内的电价随时间的变化情况，确定电价低谷时段和电价高峰时段，将电价低谷时段作为用电低谷时段，将电价高峰时段作为用电高峰时段。

9、通过采用上述技术方案，本技术中的用电低谷时段和用电高峰时段的确定一般是基于所有住户在指定周期内的整体用电量随时间的变化而总结得出的电力需求较低和较高的时段，为常规情况下所确定得出的时段，如17:00-24：00为用电高峰时段和电价高峰时段，但是不排除部分住户的特殊生活习性导致其用电高峰时段和用电低谷时段与前述常规情况下所确定的时段不同甚至相反的情况，即常规情况下所确定的电价低谷时段可能为前述特殊住户的用电高峰时段、常规情况下所确定的电价高峰时段可能为前述特殊住户的用电低谷时段，那么此时如果按照前述储能方法：在用电低谷时段对储能器充电，而特殊住户的用电低谷时段为电价高峰时段，那么前述储能方法无疑增大了特殊住户的用电成本，为此，本方案特限定了用电低谷时段是指电价低谷时段、用电高峰时段为电价高峰时段，以此来将储能器的充电时段统一限定为电价低谷时段。

10、可选的，所述方法还包括：

11、记录并存储住户在历史时期内，在每一用电高峰时段时的所需电能a；

12、所述当当前时刻处于任意用电低谷时段时，利用市电对预设的储能器进行充电，包括：

13、当当前时刻处于任意用电低谷时段时，确定当前时刻时的储能器剩余电能c，以及当前所处用电低谷时段之后、且与当前用电低谷时段相邻的用电高峰时段的所需电能a’，基于所述所需电能a’和当前剩余电能c，计算得出储能器的最小充电电能e= a’-c-电能阈值；

14、若充电电能在用电低谷时段的充电成本不高于与当前时刻相邻的用电高峰时段的用电成本y，其中y= a’*对应用电高峰时段时的电价，则利用市电对预设的储能器进行充电。

15、通过采用上述技术方案，本技术在用电低谷时段对对储能器进行充电的目的是为了利用储能器在用电高峰时段实现供电，降低在用电高峰时段直接利用市电充电而耗费的用电成本，因此如若在用电高峰时段的用电量及其对应的用电成本不高于在用电低谷时段对储能器充电所耗费的成本，那么则不会对储能器进行充电，以降低不必要的储能成本。

16、可选的，所述利用市电对预设的储能器进行充电，包括：

17、根据预存储的有关充电电能与充电时长的对应关系，确定所述最小充点电能e所需耗费的储能时长t；

18、根据当前所处用电低谷时段的时长t，以及确定得出的储能时长t，确定间歇充电时段t’，并根据所述间歇充电时段t’，利用市电对预设的储能器进行间歇充电，直至储能器储备的电能不低于最低电能b。

19、通过采用上述技术方案，利用市电对储能器进行充电时，本技术将充电方式限定为间歇充电，即充电时长达到指定时长后暂停间隔时长后再次执行充电操作，而对于利用电池作为储能器的用户来说，间歇充电的方式能够减少电池的热应力，从而能够延长储能器的使用寿命；且本技术针对性地基于住户在用电高峰时段的用电量来确定间歇充电时段t’，以便在利用储能器供应用电高峰时段的用电量的基础上，减少从市电电网中所获取的电能，进一步达到节约用电成本的效果。

20、可选的，所述方法还包括：

21、每隔指定周期，向住户发送电量随时间变化的电量曲线图，以使得住户获知指定周期内的用电情况；其中，所述电量曲线图中还包括电价、每一用电高峰时段、以及每一用电高峰时段可由储能器供电的储能供电时段；

22、接收住户发出的选择指令，利用所述选择指令中的自定义时段更新所述电量曲线图中的对应储能供电时段，并根据更新后的储能供电时段确定并更新对应用电高峰时段的所需电能a；

23、所述当当前时刻处于任意用电高峰时段时，将家用电能供应源切换为储能器，包括：

24、当当前时刻处于任意储能供电时段时，将家用电能供应源切换为储能器。

25、通过采用上述技术方案，住户可通过触发选择指令来自行定义利用储能器供电的时段（即储能供电时段），相应的，当处于任意储能供电时段时，本技术将利用储能器实现供电，基于此种方式增加了人为干预和住户自主用电决策，以使得住户能够定期根据用电量变化而自主约束自身的用电行为，进而达到节约用电成本的作用。

26、可选的，所述方法还包括：

27、在用电高峰时段时，根据储能器的剩余电能的变化，定期预测储能断供时间，将每次预测得出的储能断供时间与用电高峰时段的结束时刻进行比对；其中，所述储能断供时间是指储能器的剩余电能达到电能阈值时的时间；

28、每当预测得出的储能断供时间不早于用电高峰时段的结束时刻时，则将家用电能供应源切换为储能器，以通过储能器供电；

29、每当出现预测得出的储能断供时间早于所述用电高峰时段的结束时刻时，则确定并执行切换供电方案，以将家用电能供应源切换为市电或储能器，直至预测得出不早于用电高峰时段的结束时刻的储能断供时间；且确保用电高峰时段内的任意时刻时，将家用电能供应源切换为市电的住户密集程度处于预设范围内。

30、通过采用上述技术方案，在用电高峰时段时，根据储能器的剩余电能的实时变化，定期预测得出储能器停止供电的时间（即储能断供时间），并将时间与用电高峰时段的结束时刻进行比对，若储能断供时间不早于用电高峰时段的结束时刻，则说明储能器能够满足用电高峰时段的供电需求，而如若储能断供时间早于用电高峰时段的结束时刻，则说明在用电高峰时段结束前，需要切换至市电进行供电，而本技术针对此种情况，特制定了切换供电方案，而切换供电方案能够确保在用电高峰时段内的任意时刻时，用市电作为家用电能供应源的住户的密集程度处于预设范围内，换言之，本技术在确保不间断供电的情况下，利用切换供电方案有效规避了因大量住户均需切换为市电供电而导致市电电网负荷陡增的问题。

31、可选的，所述方法还包括：

32、将因执行切换供电方案，而使得家用电能供应源被切换为市电的住户的住户信息添加至预设队列中；

33、所述确定并执行切换供电方案，以将家用电能供应源切换为市电或储能器，直至预测得出不早于用电高峰时段的结束时刻的储能断供时间；且确保用电高峰时段内的任意时刻时，将家用电能供应源切换为市电的住户密集程度处于预设范围内，包括：

34、将预测得出的储能断供时间早于用电高峰时段的结束时刻的住户作为待管理住户；

35、确定当前时刻时，预设队列中的所有住户的总用电量，若所述总用电量满足预设切换条件，则生成并执行切换供电方案，以使得所述待管理住户的家用电能供电源切换为市电；其中，所述预设切换条件是指：总用电量低于预设电量上限值，且与预设电量上限值的电量差值不小于所述待管理住户当前时刻的用电量；

36、若不满足预设切换条件，则从预设队列中筛选出除储能器的剩余电能达到电能阈值时的住户；针对筛选出的住户，按照添加至预设队列内的添加时间先后顺序，顺次逐一将对应住户的家用电能供应源切换为储能器，直至满足预设切换条件。

37、通过采用上述技术方案，该方案具体公开了切换供电方案的详细内容，即确保任意时刻内使用市电供电的住户得到总用电量始终不超过预设电量上限值，以维持电网平衡和稳定。

38、第二方面，本技术提供了一种家用电能使用管理系统，包括：

39、峰谷时段确定模块，用于定期更新并确定用电低谷时段和用电高峰时段；

40、储能器件充电模块，用于当当前时刻处于任意用电低谷时段时，利用市电对预设的储能器进行充电；其中，所述储能器用于存储电能，且所述储能器为家用电能供应源之一，以用于向家用电器供电；

41、电能供应源切换模块，用于当当前时刻处于任意用电高峰时段时，将家用电能供应源切换为储能器，以通过储能器供电，直至所述储能器的剩余电能达到电能阈值时，将家用电能供应源切换为市电，以通过市电供电。

42、第三方面，本技术提供了一种家用电能使用管理设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如第一方面所述的任一种方法的计算机程序。

43、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面所述的任一种方法的计算机程序。

44、综上所述，本技术包括以下有益技术效果：

45、本技术提出在用电低谷时段对储能器进行充电，并在用电高峰时段优先利用储能器的电能来作为家用电能实现供电，以此方式来缩短住户在用电高峰时段内直接利用市电进行供电的时长，从而帮助住户降低了用电成本，同时也减轻了市电电网在用电高峰时段时的用电压力和用电负荷，提高了市电电网的稳定性和可靠性。