（CS12 上海电器科学研究所（集团）有限公司）

1.概述

HEMS单元能源管理系统是针对办公室、会议室、普通家庭等的智能电网用户端能源管理系统。本系统以创新、节能、经济、实用为原则，在智能家居系统的基础上进行功能升级，形成HEMS单元能源管理系统。该系统的主要功能有，电能实时监测、实时双向需求响应互动、家电设备远程控制，以及手机、平板电脑等的移动客户端控制功能。同时还具备远程IP访问功能、设备定时控制、情景模式设定以及短信控制等功能，在家庭内部采用Zig-bee无线通信方式。用户根据单元内自身的实际设备情况，自由选择管理软件的功能模块、降低成本、方便维护，适应性极广。由HEMS单元能源管理系统为核心构成的智能电网用户端能源管理解决方案，适用于各类办公室、会议室、普通家庭等类型用户，全面综合实现用户侧能源的自动、远动、当地监控和运行管理等全部功能。

2.系统组成

1）系统框图（见图1）

2）系统组成与特点

HEMS单元能源管理系统是小范围内的设备综合控制平台，系统组成如图1所示。该系统运用被国际广泛认可的Zigbee无线通信技术，理论上能够与所有采用此通信协议的设备进行组网运行（具体视各厂家开发的实际设备为准）。HEMS是单元能源管理的门户，是直接面向最终端消费型用户的管理设备，该系统特点如下：

图1 系统框图

① 软件系统采用标准化的功能模块设计。

② HEMS楼宇能源管理系统除了可集成所有使用标准Zigbee无线通信协议的用户之外，还能够通过以太网接口与更多的设备进行通信，具有极强的兼容性。

③ HEMS单元能源管理系统可实现单元内设备的用电、用气以及用水的计量。可让用户随时随地掌握所处房间的一切耗能情况，并合理分配能源的使用。

④ 系统根据单元内实际负载的重要程度进行分级，在特殊条件下优先保证等级较高的设备的用电需求，实现单元内负载智能化的需求响应，并保证主要设备的供电稳定。

⑤ 系统可自适应将来类似于美国的实时浮动电价政策，根据电力交易市场的电价变化信息，提前为单元内负载提供最佳运行对策，节省电费开支，在不影响使用的情况下，合理调整峰谷电量。

⑥ 提供HEMS提供的需求响应以及阶梯电价等控制模块，用户可根据实时用电需求的变化，及时调整用电策略。

⑦ 可视化的故障查询功能，反应瞬时的设备故障情况及目标设备的定位。

⑧ 提供完备的软件后续跟踪和升级服务，消除用户的后顾之忧。

3.关键设备描述

1）单元能源管理功能架构（见图2）

2）系统主要产品(www.daowen.com)

① 控制器：主控制器提供人机界面、子控制器按区域划分、通过网络和主控制器进行通信。

② 终端智能开关：

图2 单元能源管理功能架构图

受控插座：控制负载通断电。

调光开关：控制室内照明的亮度。

窗帘控制器：控制室内窗帘。

风扇控制器：风扇调速。

智能开关：控制阻性设备，具有1～4个电容触摸按键、2个机械按键。

情景开关：1～4路快捷方式（控制对象可任意设定）输入。

③ 终端传感器：

人体移动传感器：包含1路人体探测和1路照度探测。

温湿度监控器：包含1路红外发射和1路温度湿度探测。

烟雾传感器：室内烟尘浓度监测。

4.通信架构及采用的通信协议

单元能源管理系统可以灵活使用以太网Ethernet/IP和Modus/TCP通信接口以及Zigbee等无线通信协议作为系统与设备之间的实时通信网络。

5.适用范围

该解决方案适用于各类商业办公室、会议室以及普通居民家庭等用户。

（作者：上海电器科学研究所（集团）有限公司 汤晓栋）