阅读说明：本技术 一种智能节省电费管控系统及方法 (Intelligent electricity-saving management and control system and method ) 是由 黄耀轮 廖士葳 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：一种智能节省电费管控系统,包括一中央运算管控系统、一电力供应系统、及一电力供应监控调整系统。电力供应系统与电力供应监控调整系统分别电性连接于中央运算管控系统,且电力供应系统通过电力供应监控调整系统连接于一负载系统。电力供应系统包含有一电池电力端及一市电电力端,电池电力端与市电电力端分别配置用以供电至负载系统。电力供应监控调整系统配置用以监控市电电力端、负载系统、及电池电力端,并产生实时监控数据,且中央运算管控系统配置用以根据实时监控数据调整市电电力端及电池电力端的供电,以避免支付昂贵的超约电费,有效节省电费。(An intelligent electricity-saving charge control system comprises a central operation control system, an electric power supply system and an electric power supply monitoring and adjusting system. The power supply system and the power supply monitoring and adjusting system are respectively electrically connected to the central operation management and control system, and the power supply system is connected to a load system through the power supply monitoring and adjusting system. The power supply system includes a battery power terminal and a utility power terminal, which are respectively configured to supply power to the load system. The power supply monitoring and adjusting system is configured to monitor the commercial power end, the load system and the battery power end and generate real-time monitoring data, and the central computing management and control system is configured to adjust the power supply of the commercial power end and the battery power end according to the real-time monitoring data so as to avoid paying expensive over-contract electricity charges and effectively save the electricity charges.)

一种智能节省电费管控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种管控系统及方法，特别是涉及一种智能节省电费管控系统及方法。

背景技术

目前住家、公司、或工厂等具有高用电需求的使用者，通常都会跟电力公司签定市电电力使用的契约容量以确保用电需求，但是如果负载用电量超出契约容量，就需另外支付昂贵的超约电费。因此，为避免另外支付昂贵的超约电费，现有技术中，会在负载用电量快达到契约容量时，降低负载用电量。然而，此种方式并不是最佳控制方式，举例来说，有的冷气设备离预定温度尚有一段距离即停止运作来降低耗电量，而不能达到人体舒适度的目的。因此，如何在不降低负载用电量的情况下，达到有效节省电费，为业界所亟待解决的重要课题之一。

有鉴于此，本发明人有感上述缺陷可改善，因此特意潜心研究并配合学理的应用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种智能节省电费管控系统及方法。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种智能节省电费管控系统，所述智能节省电费管控系统包括一中央运算管控系统、一电力供应系统、及一电力供应监控调整系统，所述电力供应系统与所述电力供应监控调整系统分别电性连接于所述中央运算管控系统，且所述电力供应系统经由所述电力供应监控调整系统连接于一负载系统，所述电力供应系统包含有一电池电力端及一市电电力端，所述电池电力端与所述市电电力端分别配置用以电连接并供电至所述负载系统，所述电力供应监控调整系统配置用以监控所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端，且所述中央运算管控系统配置用以执行下列步骤：设定所述负载系统的负载目标用电功率；通过所述电力供应监控调整系统，取得所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据；根据取得的所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据，判断所述负载系统实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率；及若判断出所述负载系统实际的负载用电功率高于设定的负载目标用电功率时，令所述电池电力端关闭充电，并令所述电池电力端进行放电，以调整所述市电电力端的供电功率，使所述市电电力端在一预定周期中平均的供电功率低于设定的负载目标用电功率。

优选地，所述中央运算管控系统还配置用以执行下列步骤：根据取得的所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据，判断所述负载系统实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率，若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，令所述电池电力端进行充电，但使所述电池电力端的充电最大功率与所述负载系统实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，所述中央运算管控系统还配置用以执行下列步骤：根据取得的所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据，判断所述负载系统实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率，若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，并且低于设定的负载目标用电功率的百分之三十时，令所述电池电力端进行充电，但使所述电池电力端的充电最大功率与所述负载系统实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，所述中央运算管控系统还配置用以执行下列步骤：根据取得的所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据，判断所述负载系统实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率，若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，令所述电池电力端进行充电，但使所述电池电力端的充电最大功率与所述负载系统实际的负载用电功率在一预定周期中的平均功率不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，所述中央运算管控系统还配置用以执行下列步骤：根据取得的所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据，判断所述负载系统实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率，若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，但接近于设定的负载目标用电功率的第一百分比至第二百分比，且接近于设定的负载目标用电功率的第二百分比以上时，令所述电池电力端关闭充电，并令所述电池电力端进行放电，以调整所述市电电力端的供电功率，使所述市电电力端的供电功率不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，所述第一百分比为80％，所述第二百分比为95％。

优选地，所述中央运算管控系统还配置用以执行下列步骤：令所述电池电力端进行放电后，若判断出所述负载系统实际的负载用电功率仍持续增加，则令所述电池电力端至多放电至一放电上限，并记录与发出警讯。

优选地，所述负载目标用电功率是根据一契约容量的功率上限调降0～20％来设定。

优选地，所述负载目标用电功率是根据一历史数据得出的最佳化负载目标用电功率。

优选地，所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据包含所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时电压、电流、功率、温度、时间的数据。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是，提供一种智能节省电费管控方法，适用于一智能节省电费管控系统，所述智能节省电费管控系统包括一中央运算管控系统、一电力供应系统、及一电力供应监控调整系统，所述电力供应系统与所述电力供应监控调整系统分别电性连接于所述中央运算管控系统，且所述电力供应系统经由所述电力供应监控调整系统连接于一负载系统，所述电力供应系统包含有一电池电力端及一市电电力端，所述电池电力端与所述市电电力端分别配置用以电连接并供电至所述负载系统，所述电力供应监控调整系统配置用以监控所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端，所述智能节省电费管控方法至少包括下列步骤：令所述中央运算管控系统，设定所述负载系统的负载目标用电功率；令所述中央运算管控系统，通过所述电力供应监控调整系统，取得所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据；令所述中央运算管控系统，根据取得的所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据，判断所述负载系统实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率；及若判断出所述负载系统实际的负载用电功率高于设定的负载目标用电功率时，令所述电池电力端关闭充电，并令所述电池电力端进行放电，以调整所述市电电力端的供电功率，使所述市电电力端在一预定周期中平均的供电功率低于设定的负载目标用电功率。

优选地，还包括下列步骤：若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，令所述电池电力端进行充电，但使所述电池电力端的充电最大功率与所述负载系统实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，还包括下列步骤：若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，并且低于设定的负载目标用电功率的百分之三十时，令所述电池电力端进行充电，但使所述电池电力端的充电最大功率与所述负载。

优选地，还包括下列步骤：若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，令所述电池电力端进行充电，但使所述电池电力端的充电最大功率与所述负载系统实际的负载用电功率在一预定周期中的平均功率不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，还包括下列步骤：若判断出所述负载系统实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，但接近于设定的负载目标用电功率的第一百分比至第二百分比，且接近于设定的负载目标用电功率的第二百分比以上时，令所述电池电力端关闭充电，并令所述电池电力端进行放电，以调整所述市电电力端的供电功率，使所述市电电力端的供电功率不大于设定的负载目标用电功率。

优选地，所述第一百分比为80％，所述第二百分比为95％。

优选地，还包括下列步骤：令所述电池电力端进行放电后，若判断出所述负载系统实际的负载用电功率仍持续增加，则令所述电池电力端至多放电至一放电上限，并记录与发出警讯。

优选地，所述负载目标用电功率是根据一契约容量的功率上限调降0～20％来设定。

优选地，所述负载目标用电功率是根据一历史数据得出的最佳化负载目标用电功率。

优选地，所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时监控数据包含所述市电电力端、所述负载系统、及所述电池电力端的实时电压、电流、功率、温度、时间的数据。

基于上述，本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的智能节省电费管控系统及方法，能随时监控负载用电量，并据以调控市电电力端及电池电力端的供电，可在不降低负载用电量的情况下，避免支付昂贵的超约电费，有效节省电费。

关于本发明的优点，请参照以下有关本发明的详细说明与附图，得到进一步的了解。

附图说明

图1为本发明的智能节省电费管控系统的系统架构图。

图2为本发明的智能节省电费管控系统的细部系统架构图。

图3为本发明的智能节省电费管控方法流程图。

具体实施方式

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参照以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明的权利范围作任何的限制。

请参照图1、2，为本发明提供的智能节省电费管控系统的系统架构图。本发明提供的智能节省电费管控系统100用以连接于一负载系统900，所述负载系统900可为住家、公司、或工厂相关的用电装置及设备，但并不以此为限。负载系统900可以是交流负载系统或直流负载系统或包含两者，并不限制。如图1所示，智能节省电费管控系统100主要包括有一中央运算管控系统10、一电力供应系统20、及一电力供应监控调整系统30。电力供应系统20与电力供应监控调整系统30分别电性连接于中央运算管控系统10，且电力供应系统20经由电力供应监控调整系统30连接于一负载系统900。

中央运算管控系统10，如图2所示，可进一步包括有一运算处理单元101、一储存单元102、及一输出单元103。运算处理单元101可用以：设定系统条件、整合及最佳化用电统计数据等。储存单元102可用以：储存历史数据、原始设定数据、系统异常数据等。输出单元103可用以：将相关数据与设定以有线或无线方式传输到特定位置，所述特定位置可包括电力供应系统20、电力供应监控调整系统30等相关位置，或是手机、云端数据库、显示设备等相关位置。

电力供应系统20配置用以供电至负载系统900。电力供应系统20，如图2所示，可进一步包括有一电池电力端201及一市电电力端202。电池电力端201与市电电力端202分别配置用以供电至负载系统900。

详细来说，电池电力端201供应的电池电力(直流电，DC)可经由电力供应监控调整系统30转换成交流电(AC)供应至负载系统900，且电池电力端201可由至少一个以上的二次电池所组成，并可包括有电源管理基板。市电电力端202供应的市电电力(交流电，AC)可经由电力供应监控调整系统30整流后供应至负载系统900。市电泛指由电力公司的电厂产生的电力。

电力供应监控调整系统30配置用以监控电力供应系统20及负载系统900，并将实时监控数据通过有线或无线方式传输至中央运算管控系统10。电力供应监控调整系统30，如图2所示，可进一步包括有一感测单元301、一信息传输单元302、一电力分配调控单元303。

详细来说，感测单元301可由多个传感器组成，可用以：感测系统的电压、电流、功率、温度、时间等数据，并产生实时监控数据。数据传输单元302可用以：与中央运算管控系统10进行联机，并将实时监控数据传输至中央运算管控系统10。电力分配调控单元303例如为功率调节器，可用以：根据中央运算管控系统10的指令，对电池电力端201、市电电力端202进行输出调节、及对电池电力端201进行充放电管理。

因此，中央运算管控系统10，可用以：根据电力供应监控调整系统30传输的实时监控数据，持续的运算来判断负载系统900的用电状态，以令电力供应监控调控系统30对电力供应系统20做出电力分配调整。详细来说，中央运算管控系统10会先设定负载系统900的负载目标用电功率。举例来说，负载目标用电功率可以依据与电力公司签订的市电的契约容量的功率上限调降0～20％来设定。另外，负载目标用电功率也可以依据一历史数据而得出的最佳化负载目标用电功率。并且，中央运算管控系统10可通过电力供应监控调控系统30，取得市电电力端202、负载系统900、及电池电力端201的实时监控数据，如实时电压、电流、功率、温度、时间等数据。接着，中央运算管控系统10即可根据取得的实时监控数据，判断负载系统900实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率。

在一优选实施例中，当中央运算管控系统10根据取得的实时监控数据，判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，代表此时有一些多余市电电力的使用空间，中央运算管控系统10即可令电池电力端201进行充电，例如通过电力供应监控调控系统30将市电电力端202提供的市电电力(交流电，AC)转换成直流电(DC)后提供给电池电力端201进行充电，但使电池电力端201的充电最大功率与负载系统900实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

在一优选实施例中，当中央运算管控系统10根据取得的实时监控数据，判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，且低于设定的负载目标用电功率的30％时，代表此时有充足市电电力的使用空间，中央运算管控系统10即可令电池电力端201进行充电，但使电池电力端201的充电最大功率与负载系统900实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

在一优选实施例中，当中央运算管控系统10根据取得的实时监控数据，判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，中央运算管控系统10即可令电池电力端201进行充电，但使电池电力端201的充电最大功率与负载系统900实际的负载用电功率在一预定周期(如每15分钟或每30分钟)中的平均功率不大于设定的负载目标用电功率，由此有效利用市电电力使电池电力端201能充饱电，且可避免支付超约电费。

在一优选实施例中，当中央运算管控系统10根据取得的实时监控数据，判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，但接近于设定的负载目标用电功率的80％(第一百分比)～95％(第二百分比)，即可以有线或无线发出紧急警讯，且接近于设定的负载目标用电功率的95％(第二百分比)以上时，中央运算管控系统10即会令电池电力端201关闭充电，并令电池电力端201进行放电，以调整市电电力端202的供电功率，使市电电力端202的供电功率不大于设定的负载目标用电功率。由此，以避免可能市电电力端202因自我保护发生紧急断电状况，并且可通过有线或无线发出紧急警讯，让使用者有缓冲时间去调整负载用电功率。

需说明的是，如果市电电力端202断电，电力可由电池电力端201全部提供，但电池电力端201设定至多放电到一放电上限，并记录及发出警讯。

在一优选实施例中，当中央运算管控系统10根据取得的实时监控数据，判断出负载系统900实际的负载用电功率高于设定的负载目标用电功率时，中央运算管控系统10即令电池电力端201关闭充电，并令电池电力端201进行放电，以调整市电电力端202的供电功率，使市电电力在一预定周期(如每15分钟或每30分钟)中平均的供电功率低于设定的负载目标用电功率。由此，虽然负载系统900实际的负载用电功率已经高于设定的负载目标用电功率，但只要使市电电力端202在预定周期中，例如每15分钟或每30分钟中平均的供电功率不大于设定的负载目标用电功率，即可在不降低负载用电功率的情况下，避免支付超约电费，有效节省电费。

在一优选实施例中，在电池电力端201进行放电后，当中央运算管控系统10根据取得的实时监控数据，判断出负载用电功率仍持续增加，则会令电池电力端201至多放电到一放电上限，并记录与发出警讯。

另外，中央运算管控系统10还可依据电力监控调控系统30所提供的实时监控数据，整合成每日/每周/每月/每季/每年等的历史资料。并且，历史数据可存放于储存单元102，但也可以存放于远程装置、携带型装置等，以供用户参考。并且，中央运算管控系统10也可依据历史数据进行仿真运算，以得出最佳化负载目标用电功率，从而根据最佳化负载目标用电功率调整目前设定的负载目标用电功率。因此，借由中央运算管控系统10自动根据负载系统900过去的用电量相关的历史数据，计算出符合用户需求的最佳化负载目标用电功率，可以减少使用者的电费支出，有效节省电费。并且，本系统可配合电厂发电尖峰转移，抑低尖峰用电量及提升用电效率，降低电厂无效发生。

由以上这些优选实施例，本发明可以归纳出一种智能节省电费管控方法，其流程示意图请参考图3所示，并请斟酌参考图1及图2。本实施例的智能节省电费管控方法适用于一智能节省电费管控系统(例如上述实施例的智能型节省电费管控系统)。

首先，在步骤S103中，令中央运算管控系统10，设定负载系统900的负载目标用电功率。举例来说，负载目标用电功率可以依据与电力公司签订的市电的契约容量的功率上限调降0～20％来设定，例如签订的契约容量可供应用户的功率上限为180KW，负载目标用电功率即可设定为144～180KW。另外，负载目标用电功率还可以根据负载系统900过去的用电量相关的历史数据得出的最佳化负载目标用电功率进行调整。另外，还可增加电池电力端201的二次电池的供电能力，以进一步提升用电效率。

接着，在步骤S105中，令中央运算管控系统10，通过电力供应监控调整系统30，取得市电电力端202、负载系统900、电池电力端201的实时监控数据。举例来说，实时监控数据可包含有市电电力端202、负载系统900、及电池电力端201的实时电压、电流、功率、温度、时间等数据。并且，实时监控数据可通过有线或无线方式传输至中央运算管控系统10。

然后，在步骤S107中，令中央运算管控系统10，根据取得的实时监控数据，判断负载系统900实际的负载用电功率是否高于设定的负载目标用电功率。

在本实施例中，若步骤S107的判断结果为否时，亦即判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率时，执行步骤S109，即令电池电力端201进行充电，但使电池电力端201的充电最大功率与负载系统900实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

在一优选实施例中，若步骤S107的判断结果为否时，亦即判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，并且还低于设定的负载目标用电功率的30％时，才令电池电力端201进行充电，但使电池电力端201的充电最大功率与负载系统900实际的负载用电功率的总和不大于设定的负载目标用电功率。

在一优选实施例中，若步骤S107的判断结果为否时，亦即判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，即令电池电力端201进行充电，但使电池电力端201的充电最大功率与负载系统900实际的负载用电功率在一预定周期中的平均功率不大于设定的负载目标用电功率。

在一优选实施例中，若步骤S107的判断结果为否时，亦即判断出负载系统900实际的负载用电功率未高于设定的负载目标用电功率，但接近于设定的负载目标用电功率的80％～95％，并且是接近于95％以上时，不令电池电力端201进行充电，反之，令电池电力端201关闭充电，并令电池电力端201进行放电，以调整市电电力端202的供电功率，使市电电力端202的供电功率不大于设定的负载目标用电功率。

在本实施例中，若步骤S107的判断结果为是时，亦即判断出负载系统900实际的负载用电功率高于设定的负载目标用电功率时，执行步骤S111，即令电池电力端201关闭充电，并令电池电力端201进行放电，以调整市电电力端202的供电功率，使市电电力端202在一预定周期中平均的供电功率低于设定的负载目标用电功率。

进一步来说，在令电池电力端201进行放电后，若判断出负载系统900实际的负载用电功率仍持续增加，则令电池电力端201至多放电至一放电上限，并记录与发出警讯，可避免影响电池使用寿命。

综合以上所述，本发明提供的一种智能节省电费管控系统及方法，能随时监控负载用电量，并据以调控市电电力端及电池电力端的供电，可在不降低负载用电量的情况下，避免支付昂贵的超约电费，有效节省电费。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内。