能耗 / 分时电价 AI
把家里的每瓦时电变成可优化的资产。核心抓手:HA Energy Dashboard(免费内建)+ InfluxDB(长期数据)+ 模型(预测 / 异常 / 优化)。外面订阅的”电费管理”服务能做的,这套本地也都能做。
1. 国内分时电价的硬背景
居民 / 一般工商业阶梯:
| 类别 | 典型时段(国内常见) | 价位(2026 H1) |
|---|---|---|
| 居民阶梯第一档 | 全时段 | 0.5-0.55 元/度(基础) |
| 居民阶梯第二档 | 超出后 | + 0.05-0.10 元 |
| 工商业峰 | 8:00-11:00, 18:00-21:00 | 0.8-1.0 元 |
| 工商业平 | 6:00-8:00 / 11:00-18:00 / 21:00-23:00 | 0.5-0.65 元 |
| 工商业谷 | 23:00-6:00 | 0.25-0.35 元 |
| 居民峰谷分时(部分地区) | 8:00-21:00 / 21:00-8:00 | 0.55 / 0.30(典型价差 0.20-0.25) |
结论:把高耗家电(电热水器 / 充电桩 / 洗碗机 / 烘干机 / 洗碗机)排在谷时,一年可省 800-2000 元。如果你在工商业用电,这是日均数十元的差额。
2. 数据采集成本(< ¥1500)
2.1 智能插座 / 测电
| 设备 | 功能 | 价位 |
|---|---|---|
| 涂鸦 / Yeelight / 小米米家 智能插座(零火或 WiFi) | 单口 16A,带功率 | ¥30-50 |
| Zigbee 智能插座(Nous A1Z / IKEA E1743) | 同上,Zigbee 比 WiFi 省电 | ¥30-60 |
| 主电表前面加 CT (电流互感器)读数器 | 看全屋功率 | ¥150-400 |
| 三相电表 + Modbus 接入 | 工商业 / 三相入户 | ¥800-2000 |
最小可用方案:4 个 Zigbee 智能插座 + 主电表 CT 一颗,合计 ¥300-500。
2.2 强烈建议:Zigbee2MQTT
别锁单家品牌(Zigbee2MQTT 支持 1000+ 设备),用 zigbee2mqtt.io + 一颗协调器:
- 推荐协调器:SONOFF Zigbee 3.0 USB Dongle Plus-P(¥80-100)
- 或者 TI Z-Stack 评估版 / ITead Zigbee Stick
- 如果你的智能插座是绿米 / Aqara(ZNCZ…M / ZNCZ12LM 等),Z2M 直接接管,Aqara Hub 通常可退役 — 落地矩阵见 home-ai-install-guide §2
3. 数据归档:HA + InfluxDB + Grafana
✓ HA InfluxDB 集成一手核实(2026-07-03):
- 支持 InfluxDB 3 Core / 3 Enterprise / 2.x / 1.x 四档
- 3 Core 必须
api_version: 2写,查询用 InfluxQL,不支持 Flux - 1.x 需手工
CREATE DATABASE home_assistant - 导出所有 entity(不只 sensor),unit 作为 measurement 名,entity_id 第二段作为 tag
配置示例(InfluxDB 2.x):
# configuration.yaml
influxdb:
api_version: 2
host: a0d7b954-influxdb
port: 8086
organization: home
token: !secret influx_token
bucket: ha
default_measurement: state # 占位然后在 NAS 上跑一个 Grafana 容器做可视化,InfluxDB 接 plugin 即可。
4. HA Energy Dashboard 一手核实
✓ HA Energy Dashboard(home-assistant.io/docs/energy/):
- “Any energy monitor, smart plug, solar inverter, or utility meter that integrates with Home Assistant can feed data into the energy dashboard”
- 三类来源:electricity + gas + water
- 三维度:consume + produce + store(支持光伏储能反向流入)
- 集成 Forecast.Solar:用欧盟 PVGIS 数据,全球覆盖(含中国),适合规划光伏 + 储能 + ChargePoint EV 调度
前置要求(避免踩坑):
- sensor 必须有
state_class: measurement与unit_of_measurement: W或kW - 单纯的 W / kW 设备需要用
integration平台累计到 kWh
5. 关键预测 / 异常 / 优化方案
5.1 预测未来 24 小时能耗(prophet / linear)
# 伪代码,放在 NAS 上跑的 daemon
import pandas as pd
from influxdb_client import InfluxDBClient
from prophet import Prophet
client = InfluxDBClient(url=..., token=...)
df = client.query("""
select mean("value") as y from "kWh"
where time > now() - 90d group by time(1h)
""").to_pandas()
m = Prophet(daily_seasonality=True, weekly_seasonality=True)
m.fit(df.rename(columns={'time': 'ds', 'y': 'y'}))
future = m.make_future_dataframe(periods=24, freq='H')
forecast = m.predict(future)
# 把 next_24h_kWh 推送回 HA Sensor家用 ≤ 24 月历史数据 free Prophet 足够(5090 Ti 不需要)。
5.2 分时电价调度
逻辑:在 HA 里写 Python automation(可以用 AppDaemon):
@time_trigger("cron(0 22 * * *)") # 每天 22 点判断
def run_washer_now():
if sensor.hebei_tariff == "peak":
return
if sensor.hebei_current_price_per_kwh < 0.40: # 谷/平
switch.washer_plug.turn_on()
log("低谷电价 — 启动洗衣机")或者用 Predbat 项目(springfall/predbat),专门为英国 / 德国 / 澳大利亚设计,但社区已有不少人说改 YAML 能用(本研究内没拿到仓库主页一手 source,链接曾返回 404,见 caveat)。
5.3 异常检测
HA 内置 Bayesian Sensor 适合”大概率 vs 不太可能”的对比; 深度:自定义 Sensor 跑 PyOD / scikit-learn IsolationForest 即可。Infer 是间歇式(每天跑一次),所以 N100 足够。
5.4 LLM 自动生成每日小结
如果你本地有 Ollama + Qwen2.5-7B:
# AppDaemon example - 每天 22 点生成一份"能耗日记"
daily_energy_brief:
trigger:
time: "22:00:00"
action:
notify.telegram:
title: "今日能耗日记"
message: "{{ states('sensor.today_energy_kwh') }} 度,花了 ¥{{ states('sensor.today_cost_yuan') }}。比昨天多 12%(因为烘干机跑了一次)。建议..."这相当于”AI 智能管家”的能量管理面板。本地 LLM + local telemetry = 全本地。
6. 工商业(三相) / 储能 / EV
如果你是工商业用电、或者你想玩储能 + 光伏 + EV 充电桩,这套逻辑可以放大:
- Modbus RTU / TCP 采集智能电表
- Predbat(开源,英国 / 德国为主)做预测调度
- EV 充电桩:HA 加 OCPP 集成(自定义)
⏳ 未核:国内 T/CEC 接口 + 充电桩桩内协议的 HA 支持成熟度。
6.1 国内电表 / 微信通知(2026 H1 适配)
6.1.1 国网 / 南方电网远程电表接入
A. 个人远程抄表(工商业大用户 / 自家电表):国网 / 南方电网均有”网上营业厅”开放官方 API,普通居民不开放但可以装第三方 CT 互感器读数器(¥150-400)挂在主电表前,HA 读 CT 即可。这是最平民方案,精度 ±2% 足够用于”看自己家用多少电”。
B. 国网 API(适用于工商业开放调用):
- 国网 95598 网厅 → “用电查询” → 每日 / 每月用电明细(支持企业用户 OAuth 接入)
- 南方电网 95598 同上
- 一般工商业 / 写字楼 / 自家出租物业可以申请,具体手续公众号能查
C. 社区方案:拉表 + MQTT 桥(类似水表项目 TinyTUYA)适合大户型 / 自建房 / 别墅院自己装的电表 — TUYA 涂鸦平台 ¥30-80 直接买数传电表,有公网回调。
6.1.2 微信 / 钉钉 / 飞书 webhook 通知
直接接 HA 不用 Telegram / Bark(国内使用习惯):
A. 企业微信机器人:
- 群聊 → 群机器人 → 添加机器人”群消息推送” → 复制 webhook URL
- HA
configuration.yaml:
rest_command:
notify_wechat:
url: "https://qyapi.weixin.qq.com/cgi-bin/webhook/send?key=YOUR_KEY"
method: POST
content_type: application/json
payload: '{"msgtype":"markdown","markdown":{"content":"{{ message }}"}}'- AppDaemon / HA 自动化:
post: /api/webhook/notify_wechat推消息
B. 钉钉机器人:钉钉群 → 设置 → 智能群助手 → 添加机器人”自定义” → copy webhook,格式 {"msgtype":"text","text":{"content":"..."}}
C. 飞书机器人:飞书群 → 设置 → 群机器人 → 添加”自定义机器人” → 复制 webhook
D. Server 酱(微信个人 push):需要 Server 酱 Turbo 版本(¥12/月),从公众号推送到你的微信 — 国内目前最稳的家庭 push 方案之一。
7. 全链路落点
[插座 / CT 互感器]
↓
[Zigbee2MQTT / MQTT]
↓
[HA Sensor + InfluxDB]
↓
[Grafana 可视化 + 模型预测 / 异常]
↓
[AppDaemon / HA Automation 调度高耗电设备]
↓
[企业微信 / 钉钉 / Server 酱 / Bark 通知家人 / 你]
全部 docker 化,见 nas-playbook > home-assistant 与 nas-playbook > influxdb 起容器。
8. 量化收益(粗估)
| 场景 | 月省 |
|---|---|
| 居民阶梯 + 谷时跑洗碗机 + 谷时烧电热水器 | ¥10-30 |
| 居民阶梯 + EV 充电(50 度电) | ¥30-70 |
| 工商业(餐厅 / 小店 / 工作室 / 服务器机房) | ¥100-300 |
【】少量方案能省 ¥40-100/月,但加 AI 调度后是 ¥50-300/月。具体数字看电价结构 + 用电习惯。
9. 引用
- ✓ https://www.home-assistant.io/docs/energy/
- ✓ https://www.home-assistant.io/integrations/influxdb/
- ✓ https://www.home-assistant.io/integrations/forecast_solar/ — 含中国
- ⏳ https://github.com/springfall/predbat — 2026-07-03 fetch 返回 404,需人工确认仓库现状(可能在迁移 / Private)