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, 18:00-21:000.8-1.0 元
工商业平6:00-8:00 / 11:00-18:00 / 21:00-23:000.5-0.65 元
工商业谷23:00-6:000.25-0.35 元
居民峰谷分时(部分地区)8:00-21:00 / 21:00-8:000.55 / 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

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: measurementunit_of_measurement: WkW
  • 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:

  1. 群聊 → 群机器人 → 添加机器人”群消息推送” → 复制 webhook URL
  2. 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 }}"}}'
  1. 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-assistantnas-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