Hems 系統架構
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Hems 系統架構 Document Transcript

  • 1. HEMS 系統架構<br />智慧家庭節能管理與診斷平台之建置:家庭節能管理及診斷平台將可即時收集家庭用戶之電力耗能資訊及主要耗能設備之運轉狀態資訊,藉由長期之資料收集來建立家庭耗能模型,以統計、比較分析及診斷家庭用電戶之耗能現況,提供線上之家庭節能改善建議。該平台將可提供未來區域電力需量反應之虛擬管理功能,並預留擴充功能介面,以與「Smart Home」相關平台整合。其功能規格如下所示:<br />可即時收集至少5000 戶家庭用電資訊如冷氣機等主要耗能家電運轉狀態資訊,資訊收集頻率最短可至5 分鐘一筆,可儲存一年以上之收集資訊。<br />提供至少5000 戶社群用電之比較功能。<br />具電力節能知識庫功能。可針對家庭用模式及空調耗能模式提供專家系統建議,以作為家庭用戶節能改善之參考。<br />5000 戶家庭之區域電力需量反應虛擬管理功能。<br />通用型家電智慧節能通訊模組:以家庭內之電力線做為家庭骨幹網路,並整合低功率無線電網路,來構築幾乎無通訊死角的家庭網路。其功能規格如下:<br />家電即時耗能電力資訊量測。<br />家庭網路家電通訊控制運轉。<br />人員活動感知節能模組:建立兼具感測、智慧節能演算邏輯及通訊功能之智慧節能模組技術,以有效達到冷氣的設定溫度或照明之強度可隨空間環境人員活動量的變化而調整,來達到減低冷氣或照明電力之無效耗能,此節能模組係透過紅外線感測器以偵測並藉以判斷出所在區域的人員活動狀態(可分辦出無人、低活動以及高活動量狀態,參照圖6),並依據SAANET 通訊協定透過IEEE802.15.4 標準之無線電通訊網路來控制冷氣之溫度設定值或運轉狀態,在兼具舒適的情況下,進行電力節能管理。人員活動感知節能模組之設計架構如圖7,其功能規格如下:<br />可透過紅外線,以感知區域內之人員活動狀態功能。<br />具符合IEEE 802.15.4 標準之無線網線通訊功能,並透過此通訊網路以SAANET國內智慧家電應用層控制通訊協定,與冷氣等家電作通訊,以控制其運轉模式。<br />家庭電器用電管理插座:此模組將結合低功率無線網路通訊及數位電力量測技術,以提供即時插座用電資訊及用電電費作為用電管理為其目標。透過插座電力資訊的即時收集及網路傳遞,可提供家庭用戶了解家庭內各插座之實際耗能及電費之詳細資訊,透過未來家庭節能管理及診斷平台的區域耗能戶的用電比較分析及節能改善建議,以達到自發性節能改善之目的。其功能規格如下:<br />可量測之電力參數,至少包含電壓(V)、電流(I)、功率(kW)、度(kWh)、功率因數(pf)、頻率(Hz)、諧波(A)等電力參數。<br />量測精度可達1%( 含) 以下, 且符合IEC-62053-21 標準。<br />具螢幕顯示kWh、kW 及用電費用等功能。<br />具符合IEEE 802.15.4 標準之無線網路通訊功能,以傳遞插座之用電資訊。<br />家庭電器待機電力管理插座:當電視機或個人電腦等家電進入待機運轉模式時,代表使用者將有一長時間暫停使用此裝置。當電視機暫停使用時,其關聯之DVD錄影機等家庭娛樂家電亦將進入暫停使用情境。故若能依據家電裝置之主從(Master-Slave)關聯操作特性,當電視機或個人電腦等家電進入待機模式時,直接關閉DVD 錄影機或印表機等資訊設備,將可以大幅減低家庭或辦公室內之待機電力耗能。此具有主從關聯模式之主從式待機電力管理插座模組,其功能規格如下:<br />主從關係操作之界定技術:目前既有之電器可由人工設定其主從操作關係,未來可由晶片自動分類而設定其主從關係。<br />主電器之待機模式偵測技術:如何正確辨識主電器進入待機模式,依據電器供電情況,可發展功率偵測技術。<br />待機電力群組控制技術:當主電器進入待機模式時,從電器如何進入待機或依序進入待機,可發展控制技術以進一步降低電器產品之待機電力耗能。<br />家庭節能管理控制器:依據家庭之用電特性及成員用電習性,建立家庭用耗能模型,開發一套具通訊、資料儲存及計算功能之家庭節能管理控制器,可透過家庭電力線或無線網路以即時收集家庭電器之用電管理插座資訊及運轉資訊、人員感知及環境感測器之環境資訊,並根據家庭用電行為模式建立最適化之系統節能運轉測略,以有效控制家電設備之運轉模式。將所收集之家庭用電資訊,透過網際網路上傳至家庭節能管理及診斷平台。以進行未來之節能加值服務。其功能規格如下所示:<br />符合IEEE802.15.4 標準之無線網路通訊功能。<br />符合2007 年HPCC(Home Plug Command)1.0 版本標準或同功能等級標準之電力線網路通訊功能。<br />可透過符合IEEE802.15.4 標準之通訊網路來收集家庭電器用電管理插座之用電資訊,並可儲存2 年(含)以上之用電資訊。<br />符合共通性之家庭網路家電控制通訊協定,並透過符合IEEE802.15.4 標準或2007年HPCC (Home Plug Command and Control)1.0 版本標準通訊網路來與冷氣等家電進行通訊,可讀取冷氣等家電之運轉狀態,並控制其運轉模式。<br />人工智慧節能功能:應用類神經網路技術,依據家庭之用電特性及人員用電習性,建立家庭用電耗能模型,推演出家庭最適化之系統節能運轉策略,以有效率控制家電設備之運轉模式。<br />