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智能用电管理中的M2M技术研究与应用

智能用电管理中的M2M技术研究与应用

作者：周雪婷西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着化石燃料资源的短缺和社会日益增长的用电需求,以用户为中心的智能电网正逐渐形成。居民侧不合理的用电行为既增加用电费用又增加电网压力,因此作为智能电网最后一个环节的智能用电越来越被人们所关注。由于目前居民侧用电缺少数据... 详细信息

随着化石燃料资源的短缺和社会日益增长的用电需求,以用户为中心的智能电网正逐渐形成。居民侧不合理的用电行为既增加用电费用又增加电网压力,因此作为智能电网最后一个环节的智能用电越来越被人们所关注。由于目前居民侧用电缺少数据交互同时也缺少对家庭用电设备工作时段的智能化调度导致用电结构不合理造成能源浪费。为指导家庭用户更好用电提高居民侧用电效率,基于M2M技术的智能用电管理应运而生。M2M通信网络技术可以在大量设备之间建立安全可靠、低功耗和全覆盖的连接,其核心理念是实现机器之间没有人为干预的直接通信。本文以居民侧智能用电中的M2M通信技术为研究对象,结合需求响应和实时电价对家庭柔性用电设备的工作时段进行调度,旨在使M2M技术为智能用电管理提供一个解决方案。本文的主要研究内容包括如下方面:(1)本文对国内外M2M通信技术和智能用电管理的发展和研究现状进行介绍,依据ETSI M2M委员会对M2M技术的定义分析了M2M功能架构中的各组成部分和常见的无线M2M通信技术,阐述了与智能用电相关的需求侧管理和实时电价,着重分析了家庭能源管理的功能需求和M2M网络架构。(2)针对智能用电管理中数据交互缺少问题,选用ZigBee、Wifi和LTE作为家庭区域网、邻域网和广域网的连接技术。由于M2M数据具有流量小和传输周期频繁的特点,考虑邻域网中Wifi的最大传输距离采用动态规划算法对智能电表节点进行分簇,使智能电表将收集到的数据流先统一传输至集中器再由集中器通过LTE技术远距离传输至基站中。根据不同M2M数据流的优先级不同对数据流进行分类,使用差异化的随机接入进行带宽请求并采用非抢占优先排队方法进行带宽授权实现广域网中无线资源管理,完成智能电表与控制中心之间的数据交互。仿真结果表明邻域网节点分簇策略可以降低智能电表与基站之间的传输成本,广域网中基于数据优先级的无线资源管理机制可以有效减少高优先级数据流的时延。(3)针对居民侧用电结构不合理问题,以数据流成功传输为前提对家庭用电模式进行分析,构建兼顾用电费用和用户满意度的用电模型。通过最小二乘支持向量机对家庭每小时用电量进行短期负荷预测。结合日前实时电价,通过改进sigmoid函数的离散二进制粒子群算法对家庭柔性设备工作时段进行优化调度,实现用电费用最小用户满意度最大的目标。仿真结果表明该方法可以转移部分柔性设备工作时段到低电价或清洁能源出力较大的时段,在降低用电费用的同时保持良好的用户满意度。

关键词：智能用电管理无线M2M通信网络家庭能源管理用电优化调度

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家庭智能用电管理系统软件设计

电测与仪表 2017年第18期54卷 30-36页

作者：郑炜楠陈柏熹王德志余涛华南理工大学电力学院广州510640

在家庭能量管理基础上,结合智能电网的负荷调度,基于Android和Java编程设计了面向家庭用户的家庭智能用电管理系统。基于云端储存和通信技术,采用典型C/S架构,搭建了客户端APP、服务器后台程序及数据库和小型智能监测装置三方构成的系... 详细信息

在家庭能量管理基础上,结合智能电网的负荷调度,基于Android和Java编程设计了面向家庭用户的家庭智能用电管理系统。基于云端储存和通信技术,采用典型C/S架构,搭建了客户端APP、服务器后台程序及数据库和小型智能监测装置三方构成的系统框架,并设计了相应的通信和数据接口。详细介绍了软件程序的各功能模块,展示了面向用户的各类用电信息图线。结合主动配电网概念,通过包含微电源、负荷、储能设备的典型家庭实例,分析了智能用电管理对于降低家庭用电峰谷差的积极作用。应用效果证明,家庭智能用电管理系统能对新型主动家庭负荷进行综合优化调度,具有广阔发展前景。

关键词：智能用电管理 Android Java 云端存储主动负荷

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家庭智能用电管理系统软件设计与测试

信息与电脑 2022年第4期34卷 136-138页

作者：刘阳沈阳建筑大学辽宁沈阳110168

为了实现家庭智能用电管理,解决用电量大、用电高峰期供电不足问题,文章选取C/S架构作为系统架构开发工具,搭建智能用电管理系统框架结构。该结构中,利用需求侧的小型智能监测装置采集家庭电器作业用电相关数据,借助客户端App读取相关... 详细信息

为了实现家庭智能用电管理,解决用电量大、用电高峰期供电不足问题,文章选取C/S架构作为系统架构开发工具,搭建智能用电管理系统框架结构。该结构中,利用需求侧的小型智能监测装置采集家庭电器作业用电相关数据,借助客户端App读取相关数据并加以整理,通过互联网建立与电网侧的通信,实现用电分析与管控的交互。测试结果表明,本系统在只使用储备设备期间负荷管理中的应用优势较大。

关键词：智能用电管理电能质量监测客户端App

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面向社区居民的智能用电管理APP设计

自动化技术与应用 2019年第3期38卷 164-167页

作者：李伟华孙文静张之涵魏恩伟深圳供电局有限公司广东深圳518001 深圳市康拓普信息技术有限公司广东深圳518000

在移动互联网快速发展的同时,移动APP应用领域越来越广泛,包括家电、食品和汽车等行业,从而使人们的生活更加便捷。基于社区服务的智能用电管理APP是电子行业新兴起来的开发领域,能够为居民提供更加便捷、全面的电力服务,有利于居民生... 详细信息

在移动互联网快速发展的同时,移动APP应用领域越来越广泛,包括家电、食品和汽车等行业,从而使人们的生活更加便捷。基于社区服务的智能用电管理APP是电子行业新兴起来的开发领域,能够为居民提供更加便捷、全面的电力服务,有利于居民生活质量的提升。越来越多的人开始关注智能用电管理系统设计应用研究,以期设计出符合社区用电需求的智能用电管理APP。本文主要对智能用电管理APP设计进行探索,包括智能交互终端设计、软件设计和社区居民用电安全设计等。

关键词：移动APP 社区居民智能用电管理

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物联网环境下的智能用电管理系统研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第4期 103-103,105页

作者：李鹏郑毅薛晨光河南许继仪表有限公司河南许昌461000

近年来,随着科技水平的不断提高,以及WI-FI与ZigBee等物联网技术的快速发展,物联网技术在智能电网与家居管理领域展露出广阔应用前景,向用户提供能源管理及远程家电控制等多元化服务,这对电网互动能力与服务质量的提升有着重要意义。因... 详细信息

近年来,随着科技水平的不断提高,以及WI-FI与ZigBee等物联网技术的快速发展,物联网技术在智能电网与家居管理领域展露出广阔应用前景,向用户提供能源管理及远程家电控制等多元化服务,这对电网互动能力与服务质量的提升有着重要意义。因此,本文对物联网环境下的智能用电管理系统进行研究,探讨系统开发方案,希望藉此为智能电网在用电领域的发展提供思路。

关键词：物联网环境智能用电管理系统开发

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基于电载波通信智能家庭用户终端系统

中国高新科技 2018年第14期 3-6页

作者：磨正坤罗轩孔令建李弘宇广西电网有限公司广西南宁530023 中国能源建设集团广西电力设计院有限公司广西南宁530007

21世纪初,随着新能源技术的大规模应用,电力系统提出"智能电网"概念。传统的电网监控需要依赖大量的人力进行电表抄表、设备检查、电路通断控制等操作,运行效率低下、故障频发,人力成本高。在此背景下,文章研究并开发一种智能家庭用户... 详细信息

21世纪初,随着新能源技术的大规模应用,电力系统提出"智能电网"概念。传统的电网监控需要依赖大量的人力进行电表抄表、设备检查、电路通断控制等操作,运行效率低下、故障频发,人力成本高。在此背景下,文章研究并开发一种智能家庭用户终端系统,能同时实现智能电表与电力宽带上网的功能。

关键词：电载波智能用电管理家庭用户终端系统

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浅述智能电力通信管理系统

大众科技 2018年第4期20卷 3-6页

作者：罗轩磨正坤孔令建李弘宇广西电网有限公司广西南宁530023 中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司广西南宁530007

在21世纪初,电网方面提出了智能电网的概念。传统的电网监控需要依赖大量的人力进行电表抄表、设备检查、电路通短控制等操作,其运行效率低下,故障频发,人力成本高。在此背景下,文章研究并开发一种基于电载波通信智能家庭用电管理系统,... 详细信息

在21世纪初,电网方面提出了智能电网的概念。传统的电网监控需要依赖大量的人力进行电表抄表、设备检查、电路通短控制等操作,其运行效率低下,故障频发,人力成本高。在此背景下,文章研究并开发一种基于电载波通信智能家庭用电管理系统,能实现家庭用电实时智能管理。

关键词：电载波智能用电管理

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基于FreeRTOS的智能用电监控系统

电子设计工程 2017年第21期25卷 157-160页

作者：刘迎澍杨珂丁纬航天津大学电气与自动化工程学院天津300072

为了实现节能减排、充分合理利用电力资源的目的,设计了一种基于多任务、多优先级的智能用电管理软件。该软件采用基于嵌入式微处理器ARM Cortex-M3以及硬实时操作系统Fre-eRTOS的智能用电监控系统。根据电能监控系统中各种操作的功能... 详细信息

为了实现节能减排、充分合理利用电力资源的目的,设计了一种基于多任务、多优先级的智能用电管理软件。该软件采用基于嵌入式微处理器ARM Cortex-M3以及硬实时操作系统Fre-eRTOS的智能用电监控系统。根据电能监控系统中各种操作的功能和实时性来划分任务的优先级,以确保系统运行的高效可靠,并对智能楼宇、智能家居中的各种电源及用电负荷的电压、电流、功率因数等用电参数进行实时监测。实验结果表明,本系统可以为用户实施智能用电管理提供丰富的实时数据,满足智能用电的需求。

关键词： FreeRTOS ARM Cortex—M3 智能用电管理多任务

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基于物联网的智能小区管理系统设计

电子世界 2020年第18期 154-155页

作者：杜传祥吕建新魏秀岭袁媛雷旭西安思源学院长安大学电子与控制工程学院

在经济不断发展和科学技术不断应用于生活的背景下,居住安全、信息互动、智能用电管理等逐步有了更高的要求。本文以物联网技术应用为研究核心,在研究分析物联网技术的应用条件下,详细分析现代小区居民生活的安全、舒适、高效以及便利... 详细信息

在经济不断发展和科学技术不断应用于生活的背景下,居住安全、信息互动、智能用电管理等逐步有了更高的要求。本文以物联网技术应用为研究核心,在研究分析物联网技术的应用条件下,详细分析现代小区居民生活的安全、舒适、高效以及便利的需求,给出了智能小区设计的基本原则,提出了基于物联网技术的智能小区总体功能划分和体系架构设计,此研究对于物联网技术的应用不仅有一定指导意义,也具有重要的借鉴意义。

关键词：物联网智能小区信息互动设计的基本原则总体功能智能用电管理体系架构设计