專利名稱：能源管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及能源管理，并且更具體地涉及諸如但不限于家用消費(fèi)電子裝置和 器具的能源消費(fèi)裝置的能源管理。本公開內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，根據(jù)總體能源供給的需求、個體裝置的 需求、一組裝置內(nèi)的裝置的優(yōu)先權(quán)(priority)，以及用戶偏好來改變裝置或一組裝置的能 源消耗的特定應(yīng)用可包括通過加裝器件或模塊來改變現(xiàn)有器具，且可包括將新的能源節(jié)省 器件和功能結(jié)合到新的器具中。
背景技術(shù)：
目前，公用事業(yè)通常對一些類型的設(shè)施如居住建筑按輸送的能源為單位收取統(tǒng)一 的費(fèi)率，但由于燃料價格的成本增長和每天某些部分時間能源消費(fèi)很高，故公用事業(yè)必須 購買更多能源在高峰需求期間來供給消費(fèi)者，如圖1中所示。如圖1中所見，例如，在一天 期間對于電力的需求是變化的，而高峰需求通常出現(xiàn)在下午1點(diǎn)至7點(diǎn)之間。由于需求的 增加，故發(fā)電或供電的成本也會增加。如圖1中同樣所見，公用事業(yè)公司可例如在達(dá)到特定 能源需求水平時具有每兆瓦十美分的基準(zhǔn)費(fèi)用，但高于該水平的話，成本就會上升到例如 每兆瓦二十美分，這是因為額外的發(fā)電設(shè)備將投入運(yùn)行，或公用事業(yè)需要購買能源。然而， 由于需要接入儲備發(fā)電能力和/或從連接到電網(wǎng)上的外部來源購買電能，故成本可能上升 至額外的發(fā)電水平。因此，在高峰需求期間，能源生產(chǎn)成本是最高的，而在非高峰的最低需 求水平，能源生產(chǎn)的成本僅為基準(zhǔn)成本。因此，公用事業(yè)試圖在高峰需求期間收取較高的費(fèi)率?？紤]到需求波動和能源生 產(chǎn)成本，開發(fā)出了如圖2中所示的費(fèi)率表，其在每天的特定時間期間所消耗的能源單位數(shù) 目達(dá)到第一閾值時每單位能源收取消費(fèi)者第一價格，而第二費(fèi)率應(yīng)用于高于第一閾值的能 源，且可能包括應(yīng)用于額外消耗范圍的附加費(fèi)率。閾值和費(fèi)率將隨每天的時間和/或需求 水平而變化。如果高峰需求下降，則可為消費(fèi)者和公用事業(yè)實現(xiàn)較大比例的成本節(jié)省，且公 用事業(yè)必須提供的高峰負(fù)載也可降低。所提出的一種第三方解決方案提供了一種系統(tǒng)，其中，控制器將對于諸如器具或 控制單元的能源消耗裝置的實際能源供給“切換”成開啟和關(guān)閉。然而，該解決方案除了僅 僅將裝置切換成開啟和關(guān)閉之外，并未提供主動控制。普遍認(rèn)為，行業(yè)中其它方面也會隨需 求而改變能源消耗裝置的不同功能。例如，普遍認(rèn)為，在高峰時間期間，系統(tǒng)停止冰箱的一 些工作。在冰箱中，所消耗的大部分能源是用以使平均的冷凍隔間溫度保持在恒定水平。推 薦溫度水平是基于在0° F的推薦長期(1至2月)食物儲存溫度下的細(xì)菌繁殖。由于研究 顯示細(xì)菌種群增加為冷凍隔間溫度的線性函數(shù)(降低溫度意味著減少細(xì)菌種群的增加)， 故冰箱設(shè)計者設(shè)置了溫度控制器，其在解凍循環(huán)之前預(yù)先冷卻冷凍隔間。預(yù)先冷卻將一定 時間間隔期間的平均溫度保持在大致相同的水平，舉例來說，例如0° F，該時間間隔包括 在解凍之前、期間和之后。冷凍隔間的預(yù)先冷卻還會至少在一定程度上影響冰箱隔間中的 溫度。目前還有不同的方法用于確定可變電價方案應(yīng)當(dāng)何時施行。例如，公用事業(yè)公司
4以各種“高峰抑制”方法來利用電話線路、使用時間表，以及發(fā)送無線信號。然而，目前這些 高峰抑制方法并不向一些能源消耗裝置提供最大的益處，例如向冰箱提供最大的益處。此 外，不同的公用事業(yè)公司使用不同的方法來向其消費(fèi)者傳送高能源需求周期，而其它公用 事業(yè)公司僅使用取決于每天的時間的費(fèi)率表。一些公用事業(yè)轉(zhuǎn)至高級量測體系(AMI)系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要與家庭或辦公建筑中的 能源消耗裝置進(jìn)行通信，這些能源消耗裝置例如為器具、HVAC、熱水器等。然而，并非所有 公用事業(yè)公司(美國有超過3，000家供電企業(yè))將在AMI系統(tǒng)中使用相同的通信方法。此 外，公知的系統(tǒng)并不直接與能源消費(fèi)裝置進(jìn)行通信。因此，所需的是一種使用多種通信方法和協(xié)議的能源管理系統(tǒng)和方法，其為模塊 化的，且其提供與能源消費(fèi)裝置進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)方法來與因此配備的能源消費(fèi)裝置主控制 器對接和控制工作模式。還需要觸發(fā)可由建筑中的主控制器所控制的能源消耗裝置和這些 裝置的組合中的“卸載(load shedding)”響應(yīng)，該建筑例如為居住建筑或辦公建筑，或建筑 內(nèi)的單元如建筑內(nèi)的房間或商用空間。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于能源消耗裝置的能源管理模塊的實施例具有模塊主控制器，該模塊主控 制器包括與包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼的模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)進(jìn)行通信的計算機(jī)處理器。 當(dāng)計算機(jī)可執(zhí)行代碼由計算機(jī)處理器執(zhí)行時，其執(zhí)行一種方法，包括確定需求狀態(tài)是否為 高峰需求狀態(tài)，在高峰需求狀態(tài)期間使用能源消耗裝置的簡化工作模式，以及在除高峰需 求狀態(tài)外的需求狀態(tài)期間使用能源消耗裝置的正常工作模式。一種用于能源消耗裝置的能源管理模塊的另一實施例，包括模塊通信端口和模塊 主控制器，該模塊主控制器包括與通信端口進(jìn)行通信的計算機(jī)處理器。模塊主控制器的計 算機(jī)處理器還與包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼的模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)進(jìn)行通信。計算機(jī)可執(zhí) 行代碼在由計算機(jī)處理器執(zhí)行時，便執(zhí)行一種方法，包括利用通信端口接收關(guān)于能源消耗 裝置的工作狀態(tài)的信息，經(jīng)由通信端口有選擇地接收指令信號，處理所接收到的指令信號， 至少根據(jù)指令信號來確定將使用的工作模式，以及響應(yīng)于對將使用的工作模式的確定，指 示能源消耗裝置使用該工作模式。一種能源管理系統(tǒng)的實施例，包括具有模塊通信端口和模塊主控制器的模塊。模 塊主控制器包括與模塊通信端口和包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼的模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)進(jìn) 行通信的計算機(jī)處理器。計算機(jī)可執(zhí)行代碼在由計算機(jī)處理器執(zhí)行時，便執(zhí)行一種方法，包 括利用模塊通信端口接收關(guān)于至少一個能源消耗裝置的工作狀態(tài)的信息，經(jīng)由模塊通信 端口接收指令信號，至少根據(jù)指令信號來確定將使用的工作模式，以及響應(yīng)于對將使用的 工作模式的確定，指示能源消耗裝置使用該工作模式。該系統(tǒng)還包括系統(tǒng)通信端口和系統(tǒng) 控制器，該系統(tǒng)控制器包括與系統(tǒng)通信端口和系統(tǒng)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)進(jìn)行通信的系統(tǒng)計 算機(jī)處理器。系統(tǒng)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼，其在由系統(tǒng)計算機(jī)處理器 執(zhí)行時便執(zhí)行一種方法，包括利用系統(tǒng)通信端口來接受關(guān)于能源供給的需求狀態(tài)的信息， 以及基于該需求狀態(tài)來將指令信號發(fā)送給模塊。通過結(jié)合附圖的如下描述，這些及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更為明顯。


在權(quán)利要求中具體地指出且明確地主張了視作為本發(fā)明的主題。通過結(jié)合附圖的 如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中圖1為在典型的一天期間能源需求變化的圖示。圖2為公用事業(yè)公司可采用的一種類型的費(fèi)率表的圖示。圖3為根據(jù)實施例的能源管理模塊的簡圖。圖4為根據(jù)一個實施例的設(shè)施能源管理系統(tǒng)的簡圖。圖5為根據(jù)一個實施例的基于語音的通信裝置的簡圖。圖6為根據(jù)一個實施例的RFID(射頻識別)通信裝置的簡圖。圖7為示出根據(jù)一個實施例的方法的示意性流程圖。本詳細(xì)說明通過舉例的方式，參照附圖闡述了本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。 零件清單10外部方11計量器12需求服務(wù)器50通信網(wǎng)絡(luò)51內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)52外部通信網(wǎng) 絡(luò)100模塊105環(huán)境光傳感器106計數(shù)器107時鐘108日歷109模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì) 110通信接口 111模塊主控制器112計算機(jī)處理器113端口 114模塊用戶界面115顯示器 120能源消耗裝置200能源管理系統(tǒng)201系統(tǒng)控制器202計算機(jī)處理器203系統(tǒng)計算機(jī)可 讀存儲介質(zhì)204系統(tǒng)通信端口 301語音發(fā)生器302射頻發(fā)射器400射頻識別(RFID)標(biāo)簽 (tag)系統(tǒng)40IRFID主導(dǎo)件402RFID標(biāo)簽
具體實施例方式參看附圖，公開了根據(jù)本發(fā)明實施例的設(shè)施能源管理系統(tǒng)和方法的實例。為了說 明的目的，附圖中示出了且在隨后的詳細(xì)描述中闡述了許多特定的細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā) 明實施例的徹底理解。然而，明顯的是，可在不具有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實施本發(fā)明的實 施例。在其它情況下，示意性地示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置，以便簡化附圖。本文所使用的用語僅為了描述特定實施例的目的，而非意圖限制本發(fā)明。如本文 所用，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”，除非上下文另外清楚地指出，否則意圖還包括復(fù)數(shù)形 式。還將理解到的是，用語“包括”和/或“包含”在用于此說明書中時，表示存在所述的特 征、整數(shù)、步驟、工作、元件和/或構(gòu)件，但并未排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、 步驟、工作、元件、構(gòu)件和/或它們的組合。概括來說，系統(tǒng)和方法的實施例通過減小能源生產(chǎn)設(shè)施上的能源需求來減少處于 高峰或高峰需求鐘點(diǎn)期間在能源分布網(wǎng)絡(luò)上的能源消耗。實施例還在能源較貴的時間如 高峰需求期間，通過降低處于消費(fèi)者控制下的能源消耗裝置的能源消耗來向使用者/消耗 者/消費(fèi)者提供成本節(jié)省。這些益處通過一種系統(tǒng)和方法來提供，該系統(tǒng)和方法一旦設(shè)置 和運(yùn)行，便易于使用、方便，且對于消費(fèi)者大致透明。通過在消費(fèi)者處增加本地能源存儲和 /或生產(chǎn)，以及將這些本地能源存儲和/或生產(chǎn)裝置的控制結(jié)合到實施例的系統(tǒng)和方法中， 在實施例中便可獲得額外的能源成本節(jié)省。通過包括具有通過多個工作模式的多個能源消 耗水平的能源消耗裝置，可實現(xiàn)更多的節(jié)省，尤其是“智能”的能源消耗裝置。換言之，能源 消耗裝置分別包括具有控制器的模塊，可提供更為有效、成本更低的工作，其中，該控制器 可處理進(jìn)入信號和/或確定各種環(huán)境條件和/或監(jiān)測各裝置的工作變量。此外，這些智能 的能源消耗裝置可提供需要保養(yǎng)或其它注意的指示。由于廣泛使用了實施例的系統(tǒng)和方法，故高峰需求時期期間所產(chǎn)生的能源消耗的降低可減小或消除在此類時期期間發(fā)生的起 伏性電壓降低或停電。此外，實施例的系統(tǒng)和方法利用了許多通信協(xié)議來簡化安裝和通信， 舉例來說，例如有WiFi、ZigBee, PLC、Ethernet、X10、FM、AM/SSB、無線電廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以 及如下文將要描述的一些的另外的簡單、低成本的協(xié)議。這些可用于單源實施例、需求方管 理的實施例，以及使用它們的混合類型的實施例。在使用基于預(yù)訂的公共服務(wù)的實施例中，還可獲得更多節(jié)省，在這些公共服務(wù)中， 消費(fèi)者同意讓另一方如公用事業(yè)公司控制在消費(fèi)者控制下的設(shè)施的能源消耗。在這些實施 例中，消費(fèi)者通常同意除去其對在另一方的指令下由系統(tǒng)執(zhí)行減小能源消耗的措施進(jìn)行超 馳的能力。因此，便禁用了超馳能力，或系統(tǒng)通知另一方超馳，以便可采取適當(dāng)?shù)膭幼?，如?賬和/或取消預(yù)訂計劃。盡管本公開內(nèi)容主要針對電力消耗，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例可 用于其它公用事業(yè)，例如但不限于天然氣、取暖用油、丙烷、水和下水道。還可構(gòu)想出未來的 公用事業(yè)或能源，例如但不限于氫氣和乙醇。此外，根據(jù)實施例的系統(tǒng)的單一實施方式可解 決設(shè)施中的這些服務(wù)的組合。實施例通過連接到相應(yīng)的能源消耗裝置120上的模塊100來實施，例如在圖3中 示意性地示出。在簡單的低成本實施例中，系統(tǒng)100使用環(huán)境光傳感器105來確定何時是 早晨，例如通過光超過預(yù)定水平。響應(yīng)于對早晨的確定，模塊100將能源消耗裝置120設(shè)定 和/或保持在對于預(yù)定時間周期的簡化工作或能源節(jié)省或高峰模式。在一個實施例中，光 傳感器105和計數(shù)器106包括在模塊100中，或單獨(dú)地包括在能源消耗裝置120上。此外， 例如在冰箱或其它器具或使用照明的能源消耗裝置的情況下，環(huán)境光傳感器105例如通過 將照明的能源消費(fèi)限制在預(yù)定水平上，特別是在高峰需求狀態(tài)期間，可用來當(dāng)光存在于裝 置周圍時使裝置上(on-board)的光變暗，以減少能源消耗。此外，在能源消耗裝置120本 身是燈或照明系統(tǒng)的實施例中，光傳感器105提供用于控制的信息，或只控制裝置120的能 源消耗。例如，光傳感器105可確保燈或照明系統(tǒng)所發(fā)出的光量與設(shè)定量相當(dāng)，該設(shè)定量例 如為預(yù)定的光輸出水平和/或燈或照明系統(tǒng)的能源消耗率?！獋€實施例還結(jié)合了計數(shù)器或計時器106，以便對于預(yù)定時期探測到光時使能源 消耗裝置處于能源節(jié)省工作模式中。為了改善工作，模塊100可包括含有邏輯電路的模塊 主控制器111，該邏輯電路接收來自于光傳感器105的信號，且連接到計數(shù)器或計時器106 上，以便模塊主控制器對于預(yù)定時間周期當(dāng)探測到的光超過預(yù)定水平時觸發(fā)能源消耗裝置 的能源節(jié)省工作模式。例如，能源節(jié)省或簡化工作模式可在確定早晨開始后的三小時啟動 且得到保持，直到早晨開始后十二小時。計數(shù)器106也容許模塊100知曉房間已變黑達(dá)預(yù) 定的小時數(shù)，以便可恢復(fù)能源消耗裝置120的正常工作。在實施例中實現(xiàn)了額外的精細(xì)水平，在該實施例中，模塊主控制器111包括計算 機(jī)處理器112，其執(zhí)行從模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)109讀出的計算機(jī)可執(zhí)行代碼，以便確定 能源消耗裝置120應(yīng)當(dāng)何時采用能源節(jié)省工作模式。在一個實施例中，該確定是基于來自 光傳感器105和計數(shù)器或計時器106的信號。此外，一個實施例的模塊主控制器111包括 時鐘107、日歷108，以及存儲在計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)109上有關(guān)基于日歷白天何時開始的 fn息ο在另一實施例中，模塊100包括通信接口 110、模塊主控制器111，以及諸如通信端口的端口 113，模塊主控制器111利用該端口 113來接收關(guān)于能源消耗裝置120的工作狀態(tài) 的信息。模塊用戶界面114也提供在一個實施例中，且可采用的形式為單按鈕或開關(guān)界面、 觸摸面板界面，以及/或者有利的是使用經(jīng)由模塊100的顯示器115的圖形用戶界面。用 戶界面114容許用戶向模塊主控制器111輸入，例如但不限于，命令能源消耗裝置120啟動 特定工作模式，提供有關(guān)能源消耗裝置120的安裝環(huán)境的信息，或啟動從可移動的或遠(yuǎn)程 的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)傳輸。此外，一個實施例中的用戶界面114容許用戶超馳 能源節(jié)省工作模式，如果用戶期望如此的話。模塊用戶界面114有選擇地提供能源節(jié)省提 示、關(guān)于能源消費(fèi)的信息(包括估計對于各種工作變化的能源消費(fèi))、高峰或簡化工作模式 期間的指示和/或在一個實施例中的其它信息，且可包括裝置專用信息，舉例來說，例如用 以示出冰箱開門的能源影響的計數(shù)器。在工作中，模塊主控制器111基于用戶提供的信息、預(yù)載信息、從遠(yuǎn)程信源經(jīng)由通 信系統(tǒng)提供的信息、一天中的時間、日期和用戶命令來確定能源消耗裝置120應(yīng)當(dāng)使用何 種工作模式，且相應(yīng)地實行對能源消耗裝置120的確定。在一個實施例中，模塊100直接 連接到能源消耗裝置120的各種構(gòu)件上，且通過直接控制構(gòu)件來直接實行對工作模式的確 定。例如，模塊100可嵌入冰箱/冷凍機(jī)中，且可根據(jù)模塊主控制器111所確定的應(yīng)當(dāng)使用 的工作模式來操作冰箱/冷凍機(jī)的壓縮機(jī)、風(fēng)扇和光。在另一實施例中，模塊主控制器111 與能源消耗裝置的控制器201相互作用，以實行工作模式。例如，模塊100可連接到“智能” 冰箱/冷凍機(jī)(如修配用裝置)上，且可指示裝置的控制器201施行已結(jié)合到裝置控制器 201中的工作模式。因此，模塊100可在能源消耗裝置120安裝在設(shè)施內(nèi)之后進(jìn)行加裝，如 位于墻壁電插座或能源消耗裝置120之外或之上的任何位置處的安裝在外部的模塊，或模 塊100可安裝作為組件或制品的一部分，例如安裝在能源消耗裝置120內(nèi)的一體式模塊。用 于模塊100的電力可由裝置120通過單獨(dú)的電源供給，和/或由具有電池的裝置120供給， 電池例如為在能源消耗裝置120的正常工作模式期間設(shè)定成充電的可充電電池，或普通電 池如堿性電池。在模塊100由能源消耗裝置120供電的實施例中，模塊100得到連續(xù)供電， 而在其它實施例中，裝置120關(guān)閉模塊100，直到必須作出有關(guān)電力使用的決定，從而消除 模塊100的待機(jī)電力汲取。此外，一個實施例中的模塊100包括低功率或休眠模式，其中， 模塊100僅吸收足夠的功率來使其能夠監(jiān)測來自能源消耗裝置120的的請求并達(dá)到全功率 模式。在模塊100得到單獨(dú)供電的實施例中，裝置120進(jìn)入低能源狀態(tài)或完全關(guān)閉，而模塊 100繼續(xù)監(jiān)測環(huán)境。在另一實施例中，模塊主控制器111經(jīng)由端口 113和通信網(wǎng)絡(luò)50來直接與計量 器11或外部方10如公用事業(yè)公司進(jìn)行通信，以獲得信息如公用事業(yè)的工作狀態(tài)、費(fèi)率表和 /或預(yù)訂信息，以及用以確定各相關(guān)能源消耗裝置120將使用的工作狀態(tài)。例如，模塊主控 制器111可獲得電力公用事業(yè)公司的需求狀態(tài)，以確定該公司是否在高峰需求或非高峰需 求進(jìn)行工作，以確定能源消耗裝置120應(yīng)當(dāng)怎樣和/或是否工作。在一個實施例中，同模塊 主控制器111與外部方10直接通信相反，公用事業(yè)計量器11將信息提供給模塊主控制器 111。一個實施例的模塊100提供外部方10與能源消耗裝置120之間的對接，不管模塊 100所連接的裝置的類型，能源消耗裝置120保持相同。因此，外部方10實際上可在不必知 道裝置是何種類型的情況下與任何能源消耗裝置對話，且模塊100向其所連接的能源消耗裝置120以其能理解的用語來解釋外部方10所發(fā)送和指示的內(nèi)容。此外，由于公用事業(yè)公 司或區(qū)域可具有不同的通信方法、協(xié)議方法等，故模塊100可制造成具有不同版本，以適應(yīng) 公司或區(qū)域的變化和/或包括以多種格式和/或多種通信協(xié)議與多個公用事業(yè)進(jìn)行通信所 需的設(shè)備和/或軟件，使得在安裝時或之后不必安裝附加的通信設(shè)備和/或軟件。代替直接與計量器11或外部方通信，一個實施例中的模塊100，舉例來說，例如在 圖4中所示，響應(yīng)于設(shè)施能源管理系統(tǒng)200。這樣的系統(tǒng)200包括系統(tǒng)控制器201，其包括 執(zhí)行從系統(tǒng)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)203讀取的計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)處理器202。系統(tǒng) 控制器201例如經(jīng)由系統(tǒng)通信端口 204和/或端口 113來與模塊100進(jìn)行通信，且/或經(jīng) 由內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)51來與設(shè)施中的其它類似模塊進(jìn)行通信。此外，一個實施例中的系統(tǒng)控制 器201經(jīng)由外部通信網(wǎng)絡(luò)52來與諸如公用事業(yè)公司的外部方10進(jìn)行通信，以獲得信息如 公用事業(yè)的工作狀態(tài)、對設(shè)施所施加的限制、費(fèi)率表和/或設(shè)施的預(yù)訂信息，該信息例如來 自于由公用事業(yè)或第三方操作的需求服務(wù)器12。例如，系統(tǒng)控制器201可獲得電力公用事 業(yè)公司的需求狀態(tài)，以確定該公司是否以高峰需求或非高峰需求進(jìn)行工作，以確定應(yīng)當(dāng)怎 樣操作設(shè)施中的能源消耗裝置和/或應(yīng)當(dāng)操作設(shè)施中的哪一能源消耗裝置。在一個實施例 中，同系統(tǒng)控制器201直接與公用事業(yè)通信相反，公用事業(yè)計量器11將信息提供給系統(tǒng)控 制器201。系統(tǒng)控制器201傳遞信息和/或確定其自身工作模式，且將指令發(fā)送給模塊100。以類似于直接與計量器11和/或外部方10通信的模塊100的方式，使用系統(tǒng)200 的一個實施例的模塊100提供了在系統(tǒng)控制器201與能源消耗裝置120之間的對接，不論 其所連接的裝置是何種類型，該能源消耗裝置120保持相同。因此，相同的系統(tǒng)控制器201 實際上可在不必知道裝置是何種類型的情況下與任何能源消耗裝置對話，且模塊100向其 所連接的能源消耗裝置120以其可理解的用語來解釋系統(tǒng)控制器201所發(fā)送和指示的內(nèi) 容。此外，由于公用事業(yè)公司或區(qū)域可具有不同的通信方法、協(xié)議方法等，故模塊100可制 造成用以從系統(tǒng)控制器201接收相同的信息或信號，而系統(tǒng)控制器201可制造成具有不同 版本，以適應(yīng)公司或區(qū)域的變化。在實施例中，系統(tǒng)控制器201和/或模塊主控制器111構(gòu) 造成用以接收多種信號，以適應(yīng)使用不同通信協(xié)議的許多公用事業(yè)公司的多種輸入。換言 之，一個實施例中的系統(tǒng)控制器201包括以多種格式和/或多種通信協(xié)議與多種公用事業(yè) 通信所需的設(shè)備和/或軟件，使得附加的通信設(shè)備和/或軟件不必在安裝時或之后來安裝。在可采用消費(fèi)者超馳的情況下，舉例來說，例如通過模塊用戶界面114，模塊100 經(jīng)由通信接口 110從外部方10和/或系統(tǒng)控制器201接收信號如指令信號，處理這些信號， 且根據(jù)該信號確定使用何種工作模式，以及響應(yīng)于模塊100所接收到的超馳命令來取代該 信號。在使用預(yù)訂服務(wù)等的實施例中，模塊主控制器111防止執(zhí)行從用戶或從系統(tǒng)控制器 201接收到的超馳指令或指令信號，但在備選實施例中，模塊主控制器111執(zhí)行但記錄任何 超馳指令，且通知外部方10和/或系統(tǒng)控制器201超馳。在使用預(yù)訂服務(wù)和系統(tǒng)200的另 一實施例中，系統(tǒng)控制器201指示模塊主控制器111不容許超馳，且模塊主控制器111拒絕 執(zhí)行試圖經(jīng)由模塊用戶界面114的超馳指令。作為備選，超馳僅由系統(tǒng)控制器201和/或 模塊主控制器111記錄和報告。實施例的模塊主控制器111經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)50接收信息，該通信網(wǎng)絡(luò)50可包括計 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、國際互聯(lián)網(wǎng)、電力線傳輸/接收、電磁輻射廣播/接收、電話網(wǎng)、局域網(wǎng)，以及適于 特定應(yīng)用的其它適合的形式。
在一個實施例中，使用語音來傳輸關(guān)于需求狀態(tài)、需求限制和/或待使用的工作 模式的信息。例如，如圖5中所見，語音發(fā)生器301響應(yīng)于能源收取費(fèi)率產(chǎn)生表示相應(yīng)費(fèi)率 的語音，如連續(xù)語音。語音經(jīng)由射頻發(fā)射器302以載波頻率發(fā)射，該射頻發(fā)射器302例如為 使用FM頻帶中的頻率的發(fā)射器。盡管FM頻帶射頻在用于一個實施例時被標(biāo)明，但應(yīng)當(dāng)清 楚的是，還可使用任何其它適合的射頻或其它電磁輻射頻率范圍。在這樣的實施例中的模 塊100包括接收器303，該接收器303接收載波頻率且解碼語音，或?qū)⒔邮盏降男盘柊l(fā)送給 模塊主控制器111來用于解碼。模塊100然后指示能源消耗裝置120根據(jù)所接收到的語音 來采用工作狀態(tài)。另一實施例中的語音發(fā)生器產(chǎn)生語音組合來傳輸信息，而另一實施例通 過硬線連接來發(fā)送語音。例如，在傳遞費(fèi)率信息如費(fèi)率1，2，3或4時，對于相應(yīng)的費(fèi)率使用 不同的語音便已足夠。作為備選，將二進(jìn)制數(shù)分配給給定的語音容許使用帶多種語音的二 進(jìn)制編碼的更為高級的信息收發(fā)，模塊解析編碼信息且視情況來指示能源消耗裝置120。在一個實施例中，如圖4和圖6中所見，通信網(wǎng)絡(luò)50使用射頻識別(RFID)標(biāo)簽系 統(tǒng)400，且RFID主導(dǎo)件401作為外部方10、系統(tǒng)控制器201的一部分或響應(yīng)于該外部方10、 系統(tǒng)控制器201。于是，各模塊100均包括或響應(yīng)于也稱為“從屬裝置”的RFID標(biāo)簽402， 且其擁有的相應(yīng)共振頻率至少在RFID主導(dǎo)裝置401的范圍內(nèi)是獨(dú)特的。RFID標(biāo)簽402將 接收到的信號傳遞給模塊主控制器111。在工作中，當(dāng)需求狀態(tài)或需求限制變化時，或當(dāng)能 源消耗裝置120需要改變工作模式時，RFID主導(dǎo)件401通過能源消耗裝置120以相應(yīng)共振 頻率的共振來將變化或命令發(fā)送給能源消耗裝置120。在一個實施例中，RFID標(biāo)簽402為 主動式RFID標(biāo)簽，其可存儲由RFID主導(dǎo)件401通過以RFID標(biāo)簽402的共振頻率的能源脈 沖所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。此外，實施例使用具有在系統(tǒng)內(nèi)獨(dú)特的二進(jìn)制代碼或其它代碼的標(biāo)簽來 使RFID主導(dǎo)裝置能夠指示從屬裝置。如圖7中所見，一個實施例包括能源消耗裝置120正常工作(方框601)，且查看能 源消耗裝置120是否處于或應(yīng)當(dāng)處于簡化工作模式(方框602)。如果不是，則繼續(xù)正常工 作(方框601)。如果是這樣，則該方法包括查看是否存在高峰需求狀態(tài)(方框603)和響應(yīng) 于高峰需求狀態(tài)(方框604)來檢查裝置的優(yōu)先權(quán)。如果不存在高峰需求狀態(tài)，或如果存在 高峰需求狀態(tài)且能源消耗裝置120具有較高的裝置優(yōu)先權(quán)，則繼續(xù)正常工作(方框601)。 如果存在高峰需求狀態(tài)且裝置優(yōu)選順序較低，則該方法包括查看是否接收到超馳命令或指 令(方框605)。如果已經(jīng)接收到超馳命令，則該方法包括查看是否容許超馳(方框606)。 如果容許超馳，則該方法通過指示能源消費(fèi)裝置使用正常工作模式(方框601)來進(jìn)行。如 果不容許超馳，則該方法包括查看是否記錄和/或報告或禁止超馳(方框607)。如果記錄 和/或報告超馳，則該方法包括記錄和/或報告超馳(方框608)以及指示能源消費(fèi)裝置采 用正常工作模式(方框601)。如果禁止超馳，則該方法通過設(shè)定能源需求水平(方框609)、讀取任何內(nèi)部傳感 器(方框610)以及確定能源消耗裝置120是否保持目的或目標(biāo)性能(方框611)來進(jìn)行。 如果能源消耗裝置120保持目的或目標(biāo)性能，則該方法查看高峰需求狀態(tài)是否結(jié)束(方框 612)，而如果高峰需求狀態(tài)在繼續(xù)，則返回讀取內(nèi)部傳感器(方框610)和/或檢查能源消 耗裝置120的性能(方框611)。如果高峰需求狀態(tài)結(jié)束，則恢復(fù)正常工作(方框601)。如 果裝置如方框611所確定的那樣未保持其目的，則基于例如傳感器讀數(shù)來調(diào)整能源需求水 平(方框613)，而該方法行進(jìn)至方框612來檢查高峰需求狀態(tài)是否結(jié)束。一個實施例中的方法600的一部分是在系統(tǒng)控制器201中實施和執(zhí)行的，但在另一實施例中是在模塊主控 制器111中實施和執(zhí)行的，以及在第三實施例中傳播穿過了系統(tǒng)控制器101和模塊主控制 器111兩者。根據(jù)實施例的方法是通過根據(jù)實施例的系統(tǒng)來實現(xiàn)的，且該系統(tǒng)包括計算機(jī)執(zhí)行 過程和用于實施這些過程的設(shè)備，例如系統(tǒng)控制器201和/或模塊主控制器111。此外，一個 實施例包括計算機(jī)程序產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括有形介質(zhì)上的計算機(jī)代碼如目標(biāo)代碼、源代碼或 可執(zhí)行代碼，該有形介質(zhì)例如為磁介質(zhì)(軟盤、硬盤驅(qū)動器、磁帶等)、光學(xué)介質(zhì)(壓縮光盤、 數(shù)字多功能/視頻光盤、磁光盤等)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、閃速ROM、 可擦可編程序只讀存儲器(EPROM)，或其上存儲計算機(jī)程序代碼且計算機(jī)程序代碼可通過 其來載入和由計算機(jī)執(zhí)行的任何其它計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。當(dāng)計算機(jī)執(zhí)行計算機(jī)程序代碼 時，它就變成用于實施本發(fā)明的設(shè)備，而在通用微處理器上，該微處理器的構(gòu)造利用計算機(jī) 代碼段來形成特定的邏輯電路?？蓤?zhí)行指令的技術(shù)效果在于，在能源消耗裝置、具有至少一 個能源消耗裝置的設(shè)施和/或能源供送分配系統(tǒng)中執(zhí)行減少和/或優(yōu)化能源消耗。計算機(jī)程序代碼寫入可由控制器執(zhí)行的計算機(jī)指令中，例如采用任何編程語言編 碼的軟件的形式。適合的編程語言的實例包括但不限于匯編語言、VHDL (超高速集成電路硬 件描述語言)、超高速IC硬件描述語言(VHSIC HDL)、FORTRAN(公式翻譯語言)、C、C++、C#、 Java, ALGOL (算法語言)、BASIC (初學(xué)者通用符號指令代碼)、APL (編程語言)、ActiveX, HTML(超文本鏈接標(biāo)示語言)、XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)，以及這些語言中的一種或多種的任 何組合或變型。本文所示的流程圖僅為一個實例。這里所述的該圖或步驟(或操作)可在不脫離 本發(fā)明精神的情況下進(jìn)行許多變化。例如，可采用不同順序來執(zhí)行步驟，或可添加、刪除或 改變步驟。所有這些變型視作為要求得到專利保護(hù)的本發(fā)明的一部分。權(quán)利要求中的任何和所有裝置或步驟加功能的元件的對應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動作和同 等情形旨在包括用于結(jié)合明確主張的要求得到保護(hù)的其它元件來執(zhí)行該功能的任何結(jié)構(gòu)、 材料或動作。已經(jīng)出于示范和描述的目的提供了對本發(fā)明的描述，但并不期望是窮盡的或 將本發(fā)明限制于所公開的形式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很清楚未脫離本發(fā)明的范圍和精神 的許多修改和變型。實施例是為了更好地闡述本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用來選擇和描述的， 以及為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠利用適于所構(gòu)想出的特定用途的各種修改來理解 對于各種實施例的本發(fā)明。盡管本發(fā)明僅結(jié)合了有限數(shù)量的實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā) 明并不限于這些公開的實施例。相反，本發(fā)明可進(jìn)行修改，以結(jié)合任意數(shù)目的此前并未描述 但與本發(fā)明的精神和范圍相匹配的變型、備選方案、替換方案或等效布置。此外，盡管已經(jīng) 描述了本發(fā)明的多種實施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方面可僅包括所述實施例中的一些。因 此，本發(fā)明不應(yīng)看作是由以上說明限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來限制。
權(quán)利要求
一種用于能源消耗裝置(120)的能源管理模塊(100)，所述模塊包括模塊主控制器(111)，其包括與包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼的模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(109)進(jìn)行通信的計算機(jī)處理器(112)，所述計算機(jī)可執(zhí)行代碼當(dāng)由所述計算機(jī)處理器執(zhí)行時執(zhí)行方法，所述方法包括確定需求狀態(tài)是否為高峰需求狀態(tài)；在高峰需求狀態(tài)期間使用所述能源消耗裝置的簡化工作模式；以及在除高峰需求狀態(tài)外的需求狀態(tài)期間使用所述能源消耗裝置的正常工作模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，確定需求狀態(tài)是否為高峰需求狀態(tài)包括 從遠(yuǎn)程需求服務(wù)器接收需求狀態(tài)、從用戶界面(114)接收需求狀態(tài)以及從所述計算機(jī)可讀 存儲介質(zhì)接收需求狀態(tài)中的至少一者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括與所述模塊主控制器進(jìn) 行通信的光傳感器(105)，以及其中，確定需求狀態(tài)是否為高峰需求狀態(tài)包括監(jiān)測光水平、 當(dāng)所述光水平超過預(yù)定值時啟動計數(shù)器(106)，以及當(dāng)所述光水平在預(yù)定時期超過所述預(yù) 定值時確定所述需求狀態(tài)為高峰需求狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括與所述模塊主控制器進(jìn) 行通信的光傳感器，以及其中，使用簡化工作模式包括響應(yīng)于由所述光傳感器所探測到的 光水平來減少發(fā)光能源消耗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括與射頻識別(RFID)主導(dǎo) 件(401)有選擇地通信且響應(yīng)于所述RFID主導(dǎo)件(401)的RFID標(biāo)簽(402)，所述RFID標(biāo) 簽為包括數(shù)據(jù)存儲裝置的被動式標(biāo)簽和主動式標(biāo)簽中的一種，以及確定需求狀態(tài)是否為高 峰需求狀態(tài)還包括有選擇地存儲通過以所述RFID標(biāo)簽的共振頻率的能源脈沖從所述RFID 主導(dǎo)件所接收到的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括與所述模塊主控制器 (111)和所述計算機(jī)處理器(112)進(jìn)行通信的模塊通信端口(113)，以及其中確定需求狀態(tài)是否為高峰需求狀態(tài)包括利用所述通信端口接收關(guān)于所述能源消耗裝 置的工作狀態(tài)的信息；以及在高峰需求狀態(tài)期間使用所述能源消耗裝置的簡化工作模式和在除高峰需求狀態(tài)外 的需求狀態(tài)期間使用所述能源消耗裝置的正常工作模式，包括經(jīng)由所述通信端口有選擇地接收指令信號；處理所接收到的指令信號；至少根據(jù)所述指令信號來確定將使用的工作模式；以及響應(yīng)于對將使用的工作模式的確定，指示所述能源消耗裝置使用所述工作模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊，其特征在于，所述通信端口響應(yīng)于由所述模塊主控制 器所接收到的所述信息的超馳命令，以及所述方法還包括響應(yīng)于已經(jīng)由所述端口接收到的 超馳命令來取代所述信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括連接到所述通信端口且 與發(fā)射器進(jìn)行通信的接收器，以及接收信號還包括接收由所述發(fā)射器的發(fā)射所攜帶的且表 示相應(yīng)的費(fèi)率的信號，所述信號包括連續(xù)語音和語音組合中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊，其特征在于，所述方法還包括監(jiān)測表示所述能源消耗裝置的性能的參數(shù)，以及響應(yīng)于性能低于預(yù)定水平的指示，將故障信號發(fā)送給外部方。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，所述模塊為包括系統(tǒng)通信端口(204)和 系統(tǒng)控制器(201)的能源管理系統(tǒng)(200)的一部分，所述系統(tǒng)控制器包括與所述系統(tǒng)通信 端口和包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼的系統(tǒng)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(203)進(jìn)行通信的系統(tǒng)計算機(jī) 處理器(202)，所述計算機(jī)可執(zhí)行代碼當(dāng)由所述系統(tǒng)計算機(jī)處理器執(zhí)行時執(zhí)行方法，所述方 法包括利用所述系統(tǒng)通信端口來接收關(guān)于能源供給的需求狀態(tài)的信息；以及 基于所述需求狀態(tài)，將指令信號發(fā)送給所述模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及能源管理。具體而言，一種能源管理系統(tǒng)(200)包括用于能源消耗裝置(120)的模塊。該模塊具有包括計算機(jī)處理器(112)的模塊主控制器(111)，該計算機(jī)處理器(112)與包含計算機(jī)可執(zhí)行代碼的模塊計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(109)進(jìn)行通信。當(dāng)計算機(jī)可執(zhí)行代碼由計算機(jī)處理器執(zhí)行時，其執(zhí)行一種方法，該方法包括確定需求狀態(tài)是否為高峰需求狀態(tài)，在高峰需求狀態(tài)期間使用能源消耗裝置的簡化工作模式，以及在除高峰需求狀態(tài)外的需求狀態(tài)期間使用能源消耗裝置的正常工作模式。在一個實施例中，該系統(tǒng)還包括與模塊進(jìn)行通信的系統(tǒng)主控制器(201)。
文檔編號G05B19/04GK101887244SQ201010125729
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者B·M·肖爾克, C·小里弗斯, D·伊利科維克, G·W·羅斯克, J·K·貝索爾, T·F·小帕帕洛 申請人:通用電氣公司