[发明专利]一种基于App的智慧家庭能源管控系统及其最优控制方法

说明书

一种基于App的智慧家庭能源管控系统及其最优控制方法，包括家庭能源模型、基于家庭能源模型的用能分析和用能管控，通过终端App实现系统中所涉及信息交互，根据获取的信息建立家庭能源模型，帮助用户深层次了解其历史能源使用状况，并对未来能源使用状况进行评估；在模型基础上实现用户用能分析和用能管控，为用户提供最优控制方案，并允许用户根据自身情况对方案进行调整；最后还能够帮助用户了解其用能行为和习惯中哪些是低效或者无意义的，帮助用户建立良好的用能习惯。

技术领域

本发明涉及智慧社区、智慧家庭及智慧能源管理领域，具体的，涉及一种基于APP的智慧家庭能源管控系统及其最优控制方法。

背景技术

家庭住宅是能源消耗的主要消费者之一，因此帮助用户了解其能耗行为，并对能耗进行管理和控制，用以降低家庭能耗水平，对全社会的节能减排和降低用户的能源成本是有必要的。

中国专利CN103984307A提供了一种基于用电波形分析的能源监控管理系统，能够随时掌握家庭中用电设备的状态和能耗情况，进而对用户的能效、用电行为和用电习惯进行分析；但是遗憾的是其分析内容依然在基础的描述性统计范畴中，尽管内容帮助用户了解各个时段、各个区域以及各个设备不同能源的消耗情况，但实际上依然无法直观地让用户了解其行为对能耗情况的影响；在其他公开的类似技术中也存在上述问题。

中国专利CN106300368A提供了一种面向含有界不确定参数的家庭负荷调度方法，该方法通过建立家庭设备的能耗负荷模型，并建立相应的约束条件和目标函数，对家庭设备的使用情况进行优化；但是这项技术中无论是绝对保守方案或者是非绝对保守方案对于用户来说实际上在具体应用调度方案时都没有选择的余地；专利CN109062066A通过将用户的用内情况和数据库中的方案进行对比，为用户提供最接近的决策方案，但是用户依然只能选择是否采用此方案。

中国专利CN106251034A提供了一种基于云计算技术的智慧节能电表监控系统，该技术能够通过挖掘用户的用电行为关联规则，对用的用电行为轨迹进行分析，但是其重点也是对家庭用电行为进行优化。

综上所述，目前依据现有的家庭能源管理技术，用户只能被动选择是否执行所提供的优化调度方案，而缺乏主动对家庭能耗进行管理的条件；在用能反馈方面，尽管目前能够反馈的信息愈加详细，然而依然无法直观的告诉用户究竟日常生活中的那些行为会导致能源的浪费。

发明内容

基于此，本发明提供了一种基于App的智慧家庭能源管控系统及其最优控制方法。这种方法根据家庭中设备的参数、运行状态和能耗情况建立单独的家庭能源模型，根据模型用户可以获取最优的调度方案，并且允许用户通过对预设的设备、以及设备运行时间和运行状态进行调整，App则向用户反馈调整后的决策方案的能耗及成本情况，并和最优方案以及历史数据进行对比；根据建立的模型还可以对用户的用能行为特征进行挖掘，帮助用户识别低效或者无意义的用能行为，帮助用户建立良好的用能习惯。

本发明基于App的智慧家庭能源管控系统及其最优控制方法，以终端App为载体，包括家庭能源模型、基于家庭能源模型的用能分析和用能管控，所采用的技术方案如下：

1.终端App用以实现系统所涉及的信息交换，包括通过不同的数据采集方式获取系统所需的能源信息、占用信息和环境信息；智慧家庭能源管控系统与用户之间的信息交换；

1.1其中能源信息包括家庭设备的运行状态、实时功率、当前和未来的实时电价；占用信息是指居民在家庭中某一空间中的占用状态，包括是否处于该空间以及居民是否处于睡眠状态；环境信息包括当家庭中某一空间中的温湿度、光照、空气质量，以及室外当前和未来的温湿度、光照和天气状况等气候信息；

1.2智慧家庭能源管控系统与用户之间的信息交换是指，用户通过终端App设定和修改能源需求、设定和修改设备信息、调整家庭能源模型、对系统提供的能源决策和报告做出反馈；智慧家庭能源管理系统向居民提供能源决策和日、月、年的能源报告；