英语原文共 8 页
为节能智能家居设计的家居能源管理系统
李玄贞、朴万基及李义友能源资讯科技研究组电子与电信研究所(ETRI)，
韩国大田{hjlee294, wkpark, ilwoo} @etri.re.kr
摘要
随着二氧化碳排放和全球变暖成为世界性的严重问题，人们对降低能源消耗进行了大量的研究。因此，智能家居领域出现了许多新的节能方案，如智能插头、AMI、IHD等。使用它们，用户可以识别和减少能源消耗，并考虑到能源效率，可以对电器进行控制。本文提出了一种节能智能家居的家庭能源管理系统。首先，收集并分析智能家居能耗数据。在保证用户舒适度的同时，产生并执行节能措施。使用这些方法，智能家居的能源管理服务可以更容易和更有效地提供。
关键词：效率;能源;智能电网;智能家居;智能插座
一引言
绿色技术成为减少二氧化碳排放的主要研究主题，而二氧化碳排放会导致全球变暖和气候变化。智能电网是节能的主要技术之一，包括可再生能源、电动汽车、分布式电源等多种技术。此外，建筑的能源管理技术也是需要的，因为住宅和商业建筑的能源消耗约占全国能源的22%，而且正在逐步增加[2]。
为了实现节能技术，对能耗进行监测和分析是基础技术[3]。此外，还必须防止能源泄漏，如不必要地使用暖气，通风，空调(HVAC)和照明在缺乏状态。最后，用户的节能习惯是需要的，例如当不使用电器时关闭灯和拔掉插头。
在现有住宅中，节能技术很少，因此居民必须手动控制能源泄漏状况。因此，我们定义了一个智能家庭，其中包括许多节能和管理技术，如智能插头(SPs)、占用传感器和能源泄漏通知方案。
本文提出了一种面向节能智能家居的家庭能源管理服务。SPs收集家用电器的能耗数据，并将其发送到家庭能源管理系统(HEMS)。占用传感器提供用户存在的数据。HEMS保存并通知这些数据，以便居民使用移动设备监视和控制家用电器。此外，灯可以自动关闭在一个缺席的状态。
本文组织如下。第二部分，智能电网技术的相关工作。在第三部分中我们描述了提出的家庭能源管理系统的架构。第四部分介绍了家庭能源管理系统的设计与实现。最后，第五部分为我们的讨论提供了一些结束语。
二 相关工作
随着信息技术的发展，能源领域需要信息技术提供高质量、可靠的服务。其中，智能电网是将物理电力系统与信息通信系统相结合，将各种设备和资产连接在一起，形成客户服务平台[1][4]的系统。为提高电网可靠性和鲁棒性，降低能源成本，智能电网融合了通信、可再生能源、电动汽车、分布式系统、先进计量、自动化、分布式存储、安全保障等新技术[5]。
利用智能电网技术，通过监测和控制能源泄漏，降低用户的能源消耗成本。与这些技术相关的研究课题很多。赵，等人[3]提出了家庭用电调度方法，以降低用电成本和峰均比(PAR)，增强整个电力系统的稳定性。本文提出了一种基于先验供电后坡的家庭用电管理系统，通过调度用电模式，使家庭用电成本最小化，降低PAR，以保证电力系统的稳定和安全。为了验证该方法在能源管理系统(EMS)中的有效性和可行性，他们给出了仿真结果[6]。T.T. Kim等人研究了具有未来价格不确定性的电力消耗调度问题。他们研究了可中断和不可中断负载的消耗，这两种负载在将请求的任务划分到可用时间段上的自由度不同。他们利用随机动态规划，推导出最优策略和算法来寻找一系列的价格阈值。G。熊等人提出了一种基于功率调度的通信协议，用于通过家庭局域网连接的设备，并通过智能电表接收实时电价[7]。考虑两种类型的设备，即实时和可调度的。在第一种情况下，设备按照自己的意愿消耗电能。在第二种情况下，它们可以在以后的时间被转化。因此，该方案为所有电器提供了足够的目标总功耗，从而降低了家庭用电高峰。
三 提出的家庭能源管理系统架构
该系统的目标是监测和控制智能家居的能源消耗，并尽量减少能源泄漏。图1显示了智能家居的架构，其中包括家庭区域网络(HAN)、SPs、占用传感器、HEMS、移动设备、internet路由器和能源服务提供商(ESPs)。HAN包括几种类型的无线家庭局域网，如Wi-Fi、PLC、ZigBee和SUN。Wi- Fi应用于移动设备、哼哼和电器，PLC应用于哼哼和灯具，ZigBee应用于哼哼和电器，SUN应用于哼哼和SPs。一个SP与一个设备匹配，收集设备的功耗，并通过智能公用事业网络(SUN)将数据发送到HEMS。并且，占用传感器使用ZigBee将检测到的数据传输给HEMS。边的要求，由居民设定。然后，所有被授权的居民都可以监控这些设备。占用传感器检测并发送某个区域的存在状态，HEMS可以根据预先定义的规则控制灯光。例如，没有，HEMS自动关闭灯或将状态发送到指定的居民。SPs是智能家居新增加的一种用于收集能耗数据和控制家电的设备。SPs将每个设备的即时和累积的功耗数据发送给HEMS，并保存和管理每个设备和每个时间段的数据。然后用户可以在HEMS中监控和搜索家电耗电量信息。用户还可以对电器进行控制，防止能源泄漏，在保持用户舒适度的同时，节约能源成本。处理有关节约能源的资料，并将能源流失的情况通知指定的居民，以便在某些地区无人照明时，将灯打开。用户可以通过移动设备监控家电的能耗，并通过HEMS和SPs对家电进行控制。esp提供能源管理和节能服务，如需求响应(DR)和实时定价(RTP)。当ESPs调用DR或RTP信号时，HEG服务器将决定两种模式之一:手动模式和自动模式。在手动模式下，当信号被调用时，指定的用户选择要控制的设备来响应信号。在自动模式下，设备由用户预定义。
图1：智能家庭建筑
四 家庭能源管理系统的设计与实现
在这里，我们描述一个智能家居中的家庭能源管理场景，如图2所示。首先，打开SP，检测相邻的太阳，并将关联请求发送给HEMS。然后，HEMS将新SP通知指定的常驻用户。我们假设居民是哼哼的父亲和管理者。他将使用移动设备的SPs的信息设置为HEMS，其中每个SP与一个设备相匹配。设置好信息后，SP将设备的计量数据定期或按需发送给HEMS(由常驻用户设置)。然后，所有被授权的居民都可以监控这些设备。占用传感器检测并发送某个区域的存在状态，HEMS可以根据预先定义的规则控制灯光。例如，没有，HEMS自动关闭灯或将状态发送到指定的居民。
SPs是智能家居新增加的一种用于收集能耗数据和控制家电的设备。SPs将每个设备的即时和累积的功耗数据发送给HEMS，并保存和管理每个设备和每个时间段的数据。然后用户可以在HEMS中监控和搜索家电耗电量信息。用户还可以对电器进行控制，防止能源泄漏，在保持用户舒适度的同时，节约能源成本。
图2：初始配置和灯光控制方案
表1：家庭能源管理服务信息表
表1显示了一些家庭能源管理服务的表。首先，使用设备信息表，用户可以监视设备的信息和状态。其次，命令信息表包括控制家电的命令，以控制家电的节能为目的。第三，用户信息由管理员管理，以授予访问设备的权限。用户信息表中的用户级分为两个阶段，一个是管理员模式，另一个是一般模式。管理员可以完全访问设备，并管理用户帐户和控制设备的开关。最后，服务概要表供esp定义其服务，如DR和RTP。利用这些表格，可以为用户提供能源管理和节约服务。
图3显示了家庭能源管理DR服务的流程。在图中，HEMS从ESP接收DR信号，并选择和控制设备。服务流程如下。
1.ESP产生DR信号以防止断电，并将其发送到HEMS。
2.HEMS检测信号，并选择HEMS管理员预先设置的自动或手动两种模式中的一种。在自动模式下，HEMS为DR服务选择要控制的设备。在手动模式下，HEMS管理员手动选择设备。
3.HEMS向SPs发送控制命令。
4.SPs控制设备，例如，关闭它们，或控制加热器的温度下降。
5.SPs将控制设备的结果发送到HEMS。
6.HEMS将控制设备的结果传输到ESP和居民的移动设备。
使用上述程序，可以用自动或手动控制来防止停电。类似地，可以向用户提供RTP服务。用户可藉此节省能源成本，并可减少二氧化碳的排放。
图3：家庭能源管理服务的灾难恢复服务流程
结论
近年来，节能技术成为世界各国减少二氧化碳排放的重点研究项目之一，二氧化碳的排放会导致全球变暖和气候变化。因此，对这些领域进行了许多研究，如智能电网和建筑能源管理。在本文中，我们描述了一种节能智能家居的HEMS。首先，利用SPs采集智能家居能耗数据，利用HEMS进行分析。节能服务，如DR和RTP，都是通过HEMS和SPs自动或手动提供的。采用该方案，用户可以降低能源成本，更容易更有效地为智能家居提供能源管理服务。承认这项工作部分由韩国贸易、工业和能源部(MOTIE)的研究与发展计划资助，批准号为no10045739，基于无线个人局域网的家庭电网能源管理技术的发展。
参考文献
[1]Hyunjeong Lee, Youn-Kwae Jeong, Il-Woo Lee, Sang Ho Lee, “A Service Framework for Building Energy Management Technology,” pp.311-314, China, July 2012.
[2]Pike Research, “Revenue from Building Energy Management Systems to Reach $6 Billion by 2020,”http://www.pikeresearch.com/newsroom/revenue-from-building- energy-management-systems-to-reach-6-billion-by-2020 (accessed May 30, 2012).
[3]Zhuang Zhao, Won Cheol Lee, Yoan Shin, and Kyung-Bin Song, “An Optimal Power Scheduling Method Applied in Home Energy Management System Based on Demand Response, ” ETRI Journal, Vol. 35, No. 4, pp. 677-686, Aug. 2013.
[4]J. Lu, D. Xie, and Q. Ai, “Research on Smart Grid in China,” IEEE Transmission Distrib. Conf. Exposition: Asia Pacific, Seoul, Rep. of Korea, Oct. 2009, pp. 1-4.
[5]L. Peretto, “The Role of Measurements in the Smart Grid Era,” IEEE
Instrum. Meas. Mag., vol. 13, no. 3, June 2010, pp. 22-25.
[6]T.T. Kim and H.V. Poor, “Scheduling Power Consumption with Price Uncertainty,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 2, no. 3, Sept. 2011, pp. 519-527.
[7]Gang Xiong, Chen Chen, Shalinee Kishore, and Aylin Yener, “Smart (In-Home) Power Scheduling for Demand Response on the Smart Grid,” IEEE PES Conf. Innov. Smart Grid Technol., Anaheim, CA, USA, Jan. 2011, pp. 1-7.
- SOCKET：智能先进的低成本节电插座
利宾·瓦尔盖斯1，梅宾·约瑟夫1,Unnikrishnan.L2获博士学位的学者1名，电机及电子工程系助理教授2名，Rajagiri工程技术学院，Rajagiri valley, Kakkanad, Kochi, Kerala
摘要
我国电力消费的很大一部分用于家庭生活。最近的调查显示，从发电到接收，我们几乎损失了50%的发电量，这意味着，每生产一个单位，我们必须生产两个单位的能源。为了发电1兆瓦，我们需要花费大约8亿卢比
本文介绍了I-Socket的原型开发和工作。插座与普通的交换机相同。该装置的两个先进特点是具有自学习程序法和虚功率检测。在自学习方法中，系统将自动研究用户在使用家用电器1周内的行为，并在用户忘记使用时自动关机。
该系统将自动监测每个房间的总用电量，并在液晶屏幕上显示该值。并随时通知用户家中的电力损耗情况。在虚功率检测中，我们的系统自动检测活动设备是否处于待机状态，如果长时间处于待机状态，则会自动关机。它也有很多先进的功能。拟议的系统可节省20%的电力，从而节省30%的电费。
关键词：电源保护程序，基于人工智能的电源保护程序，智能插座，零幻影电源
一、介绍
可再生能源的枯竭和能源短缺是当今人类面临的主要问题之一。但是，普通人今天面临的主要问题是他们正在获得的能源价格上涨。电力短缺是我们在日常生活中遇到的问题。这个国家还有85000个村庄仍然梦想着电力。甚至在城市，停电也变得非常普遍。能源短缺的另一个影响是价格的上涨。
在印度，电力分配并不均衡。在有电的地方，有很多浪费。还有成千上万
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