一种基于电台的用电设备及其电力管理系统和方法

1.一种基于电台的用电设备电力管理系统，其特征在于，所述系统包括：
电台，用于将负荷控制指令在一个覆盖范围内进行广播；
多个用电设备，每个用电设备包括无线电接收模块，用于接收广播信号，并且从中获得负荷控制指令；控制器，用于分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制；
其中，所述负荷控制指令包括设备编码和/或等级；
所述设备编码包括邮编和/或业主序号；
所述控制器包括一个身份判断单元，用于根据所述负荷控制指令中的邮编以及业主序号来判断所述负荷控制指令所针对的用电设备是否就是所述本用电设备；
所述控制器根据所述负荷控制指令中的等级信息对所述本用电设备的运行负荷进行控制。
2.如权利要求1的用电设备电力管理系统，其特征在于，电台是AM或FM电台。
3.如权利要求1的用电设备电力管理系统，其特征在于，用电设备是空调或LED灯。
4.如权利要求1的用电设备电力管理系统，其特征在于，无线电接收模块位于用电设备的控制器中。
5.一种基于电台的用电设备电力管理系统，其特征在于，所述系统包括：
电台,用于将负荷控制指令在一个覆盖范围内进行广播；
一个或多个网关，每个网关包括无线电接收模块以及第一无线模块，其中无线电接收模块用于接收广播信号，并且从中获得负荷控制指令；
多个用电设备，每个用电设备包括第二无线模块，用于从第一无线模块接收针对本用电设备的负荷控制指令；控制器，用于分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制；
其中，所述负荷控制指令包括设备编码和/或等级；
所述设备编码包括邮编和/或业主序号；
所述控制器包括一个身份判断单元，用于根据所述负荷控制指令中的邮编以及业主序号来判断所述负荷控制指令所针对的用电设备是否就是所述本用电设备；
所述控制器根据所述负荷控制指令中的等级信息对所述本用电设备的运行负荷进行控制。
6.如权利要求5所述的系统，其中第一无线模块和第二无线模块是相同制式的Zigbee或Wifi模块。
7.如权利要求5所述的系统，其中所述网关位于平板电脑上。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，用电设备是空调或LED灯。
9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，第二无线模块位于用电设备的控制器中。
10.一种基于电台的用电设备电力管理方法，其特征在于，所述方法包括：
通过电台将负荷控制指令在一个覆盖范围内进行广播；
用电设备接收广播信号，从中获得负荷控制指令；
用电设备分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制；
其中，所述负荷控制指令包括设备编码和/或等级；
所述设备编码包括邮编和/或业主序号；
用电设备分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制的具体步骤为：
根据所述负荷控制指令中的邮编以及业主序号来判断所述负荷控制指令所针对的用电设备是否就是所述本用电设备；
然后根据所述负荷控制指令中的等级信息对所述本用电设备的运行负荷进行控制。
11.一种基于电台的用电设备电力管理方法，其特征在于，所述方法包括：
通过电台将负荷控制指令在一个覆盖范围内进行广播；
网关接收广播信号，从中获得负荷控制指令；
用电设备从网关接收并且分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制；
其中，所述负荷控制指令包括设备编码和/或等级；
所述设备编码包括邮编和/或业主序号；
用电设备从网关接收并且分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制的具体步骤为：
根据所述负荷控制指令中的邮编以及业主序号来判断所述负荷控制指令所针对的用电设备是否就是所述本用电设备；
然后根据所述负荷控制指令中的等级信息对所述本用电设备的运行负荷进行控制。
12.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括：
无线电接收模块，用于接收来自电台的广播信号，并且从中获得负荷控制指令；
控制器，用于分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制；
其中，所述负荷控制指令包括设备编码和/或等级；
所述设备编码包括邮编和/或业主序号；
所述控制器包括一个身份判断单元，用于根据所述负荷控制指令中的邮编以及业主序号来判断所述负荷控制指令所针对的用电设备是否就是所述本用电设备；
所述控制器根据所述负荷控制指令中的等级信息对所述本用电设备的运行负荷进行控制。
13.一种用电设备电力管理系统，其特征在于，所述系统包括：
一个或多个网关，每个网关包括无线电接收模块以及第一无线模块，其中无线电接收模块用于接收来自电台的广播信号，并且从中获得负荷控制指令；
至少一个用电设备，每个用电设备包括第二无线模块，用于从第一无线模块接收针对本用电设备的负荷控制指令；控制器，用于分析负荷控制指令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制；
其中，所述负荷控制指令包括设备编码和/或等级；
所述设备编码包括邮编和/或业主序号；
所述控制器包括一个身份判断单元，用于根据所述负荷控制指令中的邮编以及业主序号来判断所述负荷控制指令所针对的用电设备是否就是所述本用电设备；
所述控制器根据所述负荷控制指令中的等级信息对所述本用电设备的运行负荷进行控制。

一种基于电台的用电设备及其电力管理系统和方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种空调运行负荷管理系统及方法，特别涉及一种基于电台的用电设备及其电力管理系统和方法。\n背景技术\n[0002] 随着经济的高速发展，对电力需求呈持续增长态势，给国家电力系统带来了巨大压力。楼宇系统建筑设备消耗的总能源在国家电力系统中占据很大的比例。在楼宇系统中，主要的电力消耗来自于空调，约占建筑设备运行总能源消耗的2/3以上。因为空调的使用阶段比较集中，在冬季两季节段使用，特别是夏季，用电需求量剧增，使国家的电力系统不堪重负，“拉闸限电”的现象时有发生,在国外如美国、日本，也出现过大规模的停电事故。因此,构建空调运行电力智能控制系统对于优化国家电力系统的运行具有重要意义。构建坚强智能电网势在必行，在今年智能电网也有望上升为国家战略。\n[0003] 目前对空调的中央控制方式之一是有线传输方式，这种方式存在工程布线以及线路维护困难，一旦线路存在物理故障，排除故障比较麻烦；另外，目前对空调的中央控制又一种方式是依赖通用的移动通信网络通过手机发布控制命令进行，这种方式过于依赖移动通信运营商的网络布置，并且存在较昂贵的手机成本费以及月租费问题，不易推广。\n发明内容\n[0004] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种新的楼宇空调管理系统及方法。\n[0005] 根据第一方面，本发明提供一种基于电台的用电设备电力管理系统，所述系统包括：电台,用于将负荷控制命令在一个覆盖范围内进行广播；多个用电设备，每个用电设备包括无线电接收模块，用于接收所述广播信号，并且从中获得负荷控制指令；控制器，用于分析负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0006] 根据第二方面，本发明提供一种基于电台的用电设备电力管理系统，所述系统包括：电台,用于将负荷控制命令在一个覆盖范围内进行广播；一个或多个网关，每个网关包括无线电接收模块以及第一无线模块，其中无线电接收模块用于接收所述广播信号，并且从中获得负荷控制指令；多个用电设备，每个用电设备包括第二无线模块，用于从第一无线模块接收针对本用电设备的负荷控制指令；控制器，用于分析负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0007] 根据第三方面，本发明提供一种用电设备电力管理系统，所述系统包括：一个或多个网关，每个网关包括无线电接收模块以及第一无线模块，其中无线电接收模块用于接收来自电台的广播信号，并且从中获得负荷控制指令；至少一个用电设备，每个用电设备包括第二无线模块，用于从第一无线模块接收针对本用电设备的负荷控制指令；控制器，用于分析负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0008] 根据第四方面，本发明提供一种用电设备，所述用电设备包括：无线电接收模块，用于接收来自电台的广播信号，并且从中获得负荷控制指令；控制板，用于分析负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0009] 根据第五方面，本发明提供一种基于电台的用电设备电力管理方法，所述方法包括：通过电台将负荷控制命令在一个覆盖范围内进行广播；用电设备接收所述广播信号，从中获得负荷控制指令；用电设备分析负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0010] 根据第六方面，本发明提供一种基于电台的用电设备电力管理方法，所述方法包括：通过电台将负荷控制命令在一个覆盖范围内进行广播；网关接收所述广播信号，从中获得负荷控制指令；用电设备从网关接收并且分析负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0011] 根据本发明的实施例，可以基于电力系统的负荷情况对用电设备的运行负荷进行控制。\n附图说明\n[0012] 下面结合附图，对本发明的具体实施方案做进一步的详细描述，附图中：\n[0013] 图1为本发明第一实施例的系统框图；\n[0014] 图2为本发明第二实施例的系统框图；\n[0015] 图3为本发明第三实施例的系统框图；\n[0016] 图4为本发明第四实施例的系统框图；\n[0017] 图5为本发明的负荷控制信令的结构示意图。\n具体实施方式\n[0018] 图1为本发明第一实施例的楼宇空调管理系统框图。如图1所示，楼宇空调管理系统包括：AM电台、若干个空调和一个或多个网关。\n[0019] AM电台与中央电力控制中心(未示出)相连，用以接收中央电力控制中心发出的控制信号。中央电力控制中心根据当前的电力负荷状况，统筹整个空调系统全局的负荷分配。\n当需要调整某个或某些区域的用电分配时，中央电力控制中心可以将负荷控制命令传送给电台，电台继而将负荷控制命令下发。也可以由中央电力控制中心将电力负荷的整体控制目标传送给电台，由电台根据该目标产生不同区域的负荷控制命令，继而下发给相应区域的用电设备。在本实施例中，用电设备是指空调。本实施例方案也适用于FM电台或其它电台。\n[0020] 网关可以设置在平板电脑上，称之为HomePad。它设置有AM接收模块，能够接收AM调幅信号(a)。网关还设置有第一无线模块，支持短距离无线传输功能。在一个例子中，第一无线模块可以是Zigbee/Wifi模块，支持Zigbee/Wifi功能。HomePad可以配置用户交互界面，便于执行一系列的用户操作。\n[0021] 空调设置有第二无线模块，它采用和网关的第一无线模块同样的通信制式(b)，用于接收来自网关的负荷控制命令。所述空调可以是一体式空调，也可以是分体式空调，所述第二无线模块位于室内机或室外机中。空调还配置有控制板(亦称控制器或控制电路)。控制板和第二无线模块之间(c)采用有线通讯方式，比如异步收发器UART接口或串行外设接口SPI的通讯方式，具备半双工、全双工功能。控制板分析来自第二无线模块的负荷控制命令，并根据所述负荷控制指令对本用电设备的运行负荷进行控制。\n[0022] 工作中，中央电力控制中心根据当前的电力负荷状况，统筹整个空调系统全局的负荷分配，经过AM电台以及网关对个别或者部分空调的当前运行负荷进行精确控制，从而达到控制全局电力运行负荷的目的。\n[0023] 在一个例子中，对于整个空调系统，预先将所有的空调按区域划分，每区域赋予一个唯一的邮编ZIPCODE，并且每个空调还根据其所有者以及其在该所有者所有空调之中的地位被赋予一个业主序号(所述邮编以及业主序号将存储于空调的存储器之中)。预先在每个HomePad网关中经其用户交互界面输入并保存该HomePad网关所负责的所有空调的邮编以及业主序号。上述邮编以及业主序号还可以与等级一起构成负荷控制命令，该命令的结构如图5所示，其中“等级”的含义之一是对空调的运行负荷进行分等级控制，比如降至目前负荷的(10i)％，i是区间[0,10)中任何一个实数，i＝0其实就是指将空调关机，其中降低运行负荷可通过调高/调低相应的目标温度来实现。“等级”的又一含义是指空调因所属业主不同对于用电需求不同而具有不同等级，比如用电需求比较严格的医院，银行或运营商机房的空调相对于其它用电需求不太严格的用电单位比如纯居民楼的空调就具有较高的用电等级，在负荷调整时是优先要保证供电的对象。“等级”的另一含义是指同一业主的同一空调因所处分时阶段不同对于用电需求不同而具有不同的等级，例如属于同一居民楼的同一空调白天和晚上就具有不同的等级，一般情况下工作日的晚上18:00-23：00的用电需求要比白天高。“等级”的再一含义是指同一业主中处于不同地位(对应业主序号)的空调因用电需求不同而具有不同等级，例如医院的手术室的空调与医院正常办公室的空调具有不同的等级，一般情况下手术室空调的用电需求比较高，具有较高等级，是优先保证供电的对象，在负荷控制时需要加以考虑。\n[0024] 另外，上文对邮编和业主序号进行了定义，其目的是通过邮编与业主序号的结合来构成表示空调的唯一设备编码，再结合等级构成“邮编，业主序号，等级”式的负荷控制命令，但是要注意存在其它表示所述唯一设备编码的方式，例如可以用楼宇编号来代替上述邮编，可以用楼层号以及房间号甚至房间里面具体空调的位置序号的三者结合来代替上述业主序号，因此在具体实施方式中虽然采用上述“邮编，业主序号，等级”结构的负荷控制命令来描述具体工作流程，但是以其它形式能唯一区分不同空调的负荷控制命令来控制空调运行负荷的流程也属于本发明的涵盖范围。\n[0025] 下面结合“邮编，业主序号，等级”结构的负荷控制命令来控制用电设备运行负荷的实施例。\n[0026] 在一个实施例中，中央电力控制中心(未示出)发现需要对个别或者部分空调的当前运行负荷进行精确控制时，发出一条或者一串如图5所示的负荷控制指令给AM电台。AM电台接收到控制指令后，将其进行全局广播，所述的全局覆盖所有的HomePad网关所在的地理位置。所有的HomePad网关的AM接收模块对接收到的负荷控制指令进行分析。当发现其中的邮编以及业主序号的结合所指示的空调属于自己管辖时，相应的HomePad网关做出后续动作(否则不动作)。所述后续动作包括将接收到的负荷控制指令显示于相应HomePad网关的显示器上，并将接收到的负荷控制指令交给所述HomePad网关中的Zigbee/Wifi模块处理，该HomePad网关中的Zigbee/Wifi模块将所述的控制指令中的等级信息发送给负荷控制指令中邮编以及业主序号的结合所指示的空调的Zigbee/Wifi模块并经其传递给空调的控制板，控制板根据所述的等级信息对空调的运行负荷进行控制。\n[0027] 在又一个实施例中，中央电力控制中心(未示出)发现需要对个别或者部分空调的当前运行负荷进行精确控制时，发出一条或者一串如图5所示的负荷控制指令给AM电台。AM电台接收到控制指令后，将其进行全局广播，所述的全局覆盖所有的HomePad网关所在的地理位置。所有的HomePad网关的AM接收模块对接收到的控制指令进行分析。当发现其中的邮编以及业主序号的结合所指示的空调属于自己管辖时，相应的HomePad网关做出后续动作(否则不动作)，所述后续动作包括将接收到的控制指令显示于相应HomePad网关的显示器上，并将接收到的控制指令交给所述HomePad网关中的Zigbee/Wifi模块处理。该Zigbee/Wifi模块将所述负荷控制指令发送给所述HomePad网关管辖的所有空调，空调发现负荷控制指令中邮编以及业主序号的结合所指示的空调就是本空调时，该空调的Zigbee/Wifi模块将所述负荷控制命令传递给该空调的控制板。该控制板根据所述负荷控制命令中的等级信息对空调的运行负荷进行控制。\n[0028] 图2为本发明第二实施例的楼宇LED灯管理系统框图。如图2所示，楼宇LED灯管理系统包括：AM电台、若干个LED灯和一个或多个网关。该管理系统框图与图1的楼宇空调管理系统框图的区别在于：图1中用电设备是空调，而图2中则是LED灯；在图1中是通过调节空调的目标温度来控制负荷，而图2中是通过调节LED灯的照明亮度来控制负荷。\n[0029] 相应的针对LED灯的的流程与针对空调的流程一一对应，在此不再赘述。\n[0030] 图3为本发明第三实施例的楼宇空调管理系统框图。这是直接基于AM电台的楼宇空调管理系统，至少包括：AM电台、一个或多个安装有AM接收模块的空调(含室内机以及室外机)。在本实施例中，用电设备是指空调。本实施例方案也适用于FM电台。\n[0031] 对于整个空调系统，预先将所有的空调按区域划分。每区域赋予一个唯一的邮编ZIPCODE，并且每个空调还根据其所有者以及其在该所有者所有空调之中的地位被赋予一个业主序号(所述邮编以及业主序号将存储于空调的存储器之中)。每个空调均包括室内机以及室外机。\n[0032] 空调室内机的控制板与该空调的AM接收模块(该模块可以安装在室外机或者室内机上)之间，采用UART或SPI的通讯方式，具备半双工、全双工功能。\n[0033] AM电台接收到控制指令后(该指令结构如图5所示)，将其进行全局广播。所述的全局覆盖所有的空调所在的地理位置，所有的空调的AM接收模块对接收到的控制指令解调接收。当发现其中的邮编以及业主序号的结合所指示的空调就是自己时，相应的空调做出后续动作(否则不动作)，所述后续动作是指将接收到的控制指令显示于相应空调的显示器(未示出)(如果该空调具有显示器的话)上，并将接收到的控制指令交给所述空调的控制板处理。所述空调的控制板根据所述控制指令中的等级信息对空调的运行负荷进行控制。\n[0034] 本实施例中空调的AM接收模块也可以安装于控制器(未示出)中，所述的控制器可以是一种遥控器。\n[0035] 图4为本发明第四实施例的楼宇LED灯管理系统框图。如图4所示，楼宇LED灯管理系统包括：AM电台、一个或多个安装有AM接收模块的LED灯。该管理系统框图与图3的楼宇空调管理系统框图的区别在于：在图3中用电设备是空调，而图4中则是LED灯；在图3中通过调节空调的目标温度来控制负荷，而图4中是通过调节LED灯的照明亮度来控制负荷。\n[0036] 相应的针对LED灯的本实施例的流程与针对空调的流程一一对应，在此不再赘述。\n[0037] 本实施例中LED灯的AM接收模块也可以安装于控制器(未示出)中，所述的控制器可以是一种遥控器。\n[0038] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。