分布式能量網(wǎng)管理的制作方法
【專利摘要】一種用于能量網(wǎng)的分布式系統(tǒng)的布置，所述布置包括：處理電路和耦接至該處理電路的多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)。處理電路被配置成：基于多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的期望合計(jì)指標(biāo)來(lái)計(jì)算多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的期望目的地指標(biāo)，其中，期望合計(jì)指標(biāo)包括表示碳消耗的信息；向多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中相應(yīng)的一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)傳達(dá)每個(gè)期望目的地指標(biāo)。多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)被配置成從處理電路接收期望目的地指標(biāo)，并且在顯示器上顯示期望目的地指標(biāo)。
【專利說(shuō)明】分布式能量網(wǎng)管理
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能量管理系統(tǒng)的領(lǐng)域，并且更具體地，涉及生成能量分配目標(biāo)并且將該能量分配目標(biāo)分發(fā)給網(wǎng)內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣候變化的問題催生了創(chuàng)建碳中和家庭、碳中和設(shè)施甚至碳中和城市的目標(biāo)等。實(shí)現(xiàn)碳中和或者接近碳中和需要表征碳用量的方法，以及以智能方式控制碳用量的方法。
[0003]測(cè)量和控制碳用量的一個(gè)重要要素涉及確定消費(fèi)者所使用的每單位能量的“碳含量”。消費(fèi)者的能耗與所消耗的能量的碳含量一起定義消費(fèi)者的“碳足跡”。碳足跡可以廣義地定義為對(duì)由個(gè)人、組織、事件或者產(chǎn)品直接和間接造成的溫室氣體總排放的測(cè)量。每單位能量的碳含量影響在給定的碳足跡中可能消耗的能量的量。例如，如果每單位能量的碳含量低(例如，在風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電中)，則較高的消耗仍然可以產(chǎn)生相對(duì)適中的碳足跡。如果每單位能量的碳含量高(例如，在燃煤電廠生成的能量中)，則較低的消耗仍然可以產(chǎn)生相對(duì)大的碳足跡。
[0004]因此，試圖減少其碳足跡的消費(fèi)者和其他組織關(guān)注所消耗的能量是來(lái)自通常與低碳含量的能量相關(guān)聯(lián)的可再生源(例如，太陽(yáng)能)，還是來(lái)自非可再生源(例如，烴類化石燃料)。使用低碳含量的可再生能量源的激勵(lì)有限。因此，可再生能量源與非可再生能量源的比率依然很低。
[0005]目前，很少向消費(fèi)者傳達(dá)他們可獲得的能量的碳含量。取決于如關(guān)于風(fēng)、太陽(yáng)和波浪能系統(tǒng)的氣象條件、以及來(lái)自網(wǎng)的其他部分的過(guò)度生產(chǎn)等這樣的因素，可再生源能量對(duì)于消費(fèi)者的可用性可能變化很大。因此，目前，消費(fèi)者無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)其能耗以適應(yīng)在給定日期中可用的可再生源能量的量。此外，不存在可以在全市范圍內(nèi)幫助協(xié)調(diào)碳用量的系統(tǒng)。
[0006]因此，需要一種全新的能量網(wǎng)設(shè)計(jì)來(lái)協(xié)助向消費(fèi)者提供有助于個(gè)體以及在全市范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳用量目標(biāo)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的原理所實(shí)施的系統(tǒng)和方法來(lái)達(dá)到以上目標(biāo)。在本發(fā)明的至少一些實(shí)施方式中，區(qū)域性碳用量目標(biāo)被分配并且傳達(dá)至該區(qū)域內(nèi)的各個(gè)消費(fèi)者。
[0008]第一實(shí)施方式是用于能量網(wǎng)的分布式系統(tǒng)的布置，所述布置包括處理電路和耦接至處理電路的多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)。處理電路被構(gòu)造成:基于多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的期望合計(jì)指標(biāo)來(lái)計(jì)算多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的期望目的地指標(biāo)，其中，期望合計(jì)指標(biāo)包括表示碳消耗的信息；并且向多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的相應(yīng)一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)傳達(dá)每個(gè)期望目的地指標(biāo)。多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)被構(gòu)造成從處理電路接收期望目的地指標(biāo)，并且在顯示器上顯示期望目的地指標(biāo)。
[0009]通過(guò)參考以下詳細(xì)描述和附圖，上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他方面對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言會(huì)變得更容易明白?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1示出了結(jié)合本發(fā)明的至少一些實(shí)施方式的能量管理系統(tǒng)的框圖；
[0011]圖2示出了可以實(shí)施圖1的實(shí)施方式的示例性城市的代表圖；
[0012]圖3示出了可以用作圖1的能量管理系統(tǒng)的各個(gè)部件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖；
[0013]圖4示出了圖1的整合管理系統(tǒng)的示例性操作集合的流程圖；
[0014]圖5示出了圖1的區(qū)管理系統(tǒng)的示例性操作集合的流程圖；
[0015]圖6示出了圖1的系統(tǒng)的消費(fèi)者系統(tǒng)接口的示意性框圖；以及
[0016]圖7示出了圖6的消費(fèi)者系統(tǒng)接口的示例性操作集合的流程圖。
[0017]本發(fā)明可以采用各種部件和部件的布置以及各種方法的形式。附圖僅用于示出示例性實(shí)施方式和替代實(shí)施方式的目的，并不被解釋為限制本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參考圖1，提供了能量管理系統(tǒng)100的示意圖。能量管理系統(tǒng)100具有節(jié)點(diǎn)設(shè)置在多個(gè)級(jí)別上的分層設(shè)計(jì)。級(jí)別和節(jié)點(diǎn)與城市內(nèi)消費(fèi)者的劃分對(duì)應(yīng)。在圖1的該示例性系統(tǒng)中，能量管理系統(tǒng)100與被劃分為多個(gè)區(qū)的城市對(duì)應(yīng)，每個(gè)區(qū)具有多個(gè)能量用戶或消費(fèi)者。例如，圖2示出了被劃分為區(qū)82、84以及86的城市80的簡(jiǎn)化示例的代表框圖。每個(gè)區(qū)具有若干個(gè)能量消費(fèi)者。
[0019]參考圖1，系統(tǒng)100的示例性實(shí)施方式因此包括三個(gè)級(jí)別:城市級(jí)別、區(qū)級(jí)別以及消費(fèi)者級(jí)別。然而，應(yīng)當(dāng)理解，還可以有其他數(shù)量的級(jí)別。例如，網(wǎng)可以設(shè)計(jì)為具有四個(gè)或五個(gè)層級(jí)，以使得另外的級(jí)別用于鎮(zhèn)區(qū)和社區(qū)(或城市街區(qū))。
[0020]在本文描述的示例性實(shí)施方式中，系統(tǒng)100包括整合管理系統(tǒng)(MS)110形式的單個(gè)城市級(jí)別節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)100還包括被稱為區(qū)管理系統(tǒng)DMS^..DMS1J^ η個(gè)區(qū)級(jí)別節(jié)點(diǎn)。圖1僅示出了節(jié)點(diǎn)DMSJ20和DMSn130。IMSllO被可操作地連接，以通過(guò)適合的數(shù)據(jù)鏈路122、132與DMSJ20和DMSn130進(jìn)行通信。MSllO還被配置成通過(guò)適合的數(shù)據(jù)鏈路與一個(gè)或更多個(gè)能量供應(yīng)商或經(jīng)銷商50、52等進(jìn)行通信。每個(gè)能量供應(yīng)商或經(jīng)銷商50、52被配置成向與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的各個(gè)消費(fèi)者傳輸電能。此外，每個(gè)能量供應(yīng)商或經(jīng)銷商50、52被配置成提供來(lái)自不同類型的發(fā)生器(如煤、太陽(yáng)、水電、原子核等)的能量。能量供應(yīng)商50、52被配置成傳達(dá)能量可用性信息，包括關(guān)于不同源的可用性的信息，或者，關(guān)于所傳輸?shù)哪芰康奶己康男畔ⅰ?br> [0021]系統(tǒng)100還包括分別耦接至相應(yīng)DMSx的大量消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)或終端用戶節(jié)點(diǎn)。在圖1的簡(jiǎn)化示例中，終端用戶節(jié)點(diǎn)包括建筑管理系統(tǒng)BMSn、BMSnl和BMSn3,以及家庭管理系統(tǒng)HMS12^HMS13和HMSf DMSJ20被可操作地耦接以經(jīng)由各自的通信鏈路142、152以及162與建筑管理系統(tǒng)BMSn140、家庭系統(tǒng)HM12150以及另一建筑管理系統(tǒng)HMS13160進(jìn)行通信。類似地，DMSn130被可操作地耦接以經(jīng)由相應(yīng)的通信鏈路172、182以及192與建筑管理系統(tǒng)BMSnl170、建筑管理系統(tǒng)HMSn2ISO以及建筑管理系統(tǒng)BMSn3190進(jìn)行通信。
[0022]在圖1的實(shí)施方式中，MSllO包括智能網(wǎng)控制器(SGC) 102的功能。圖3示出了可以用于執(zhí)行頂SllO和SGC102的操作的計(jì)算系統(tǒng)300的示例?？梢允褂妙愃频慕Y(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行DMS1120和DMSnI30的操`作。參考圖3，計(jì)算系統(tǒng)300包括處理電路302、顯示器304、一個(gè)或更多個(gè)用戶輸入裝置306、通信電路308以及多種類型的存儲(chǔ)器310。
[0023]處理電路302包括一個(gè)或更多個(gè)微處理器或協(xié)處理器、以及現(xiàn)有技術(shù)已知的支持這樣的通用微處理器或?qū)Ｓ糜?jì)算裝置的所有支持電路。顯示器304可以適當(dāng)?shù)貫樯逃蔑@示器，如LCD或其他類型的平面屏幕顯示器。用戶輸入裝置306包括鍵盤、觸摸屏、小鍵盤、定點(diǎn)裝置和/或任何其他熟知的計(jì)算機(jī)輸入裝置。通信電路308可以是如下適合的通信電路:用于以有線或無(wú)線的方式連接至局域網(wǎng)(未示出)，局域網(wǎng)進(jìn)而可以可操作地連接至互聯(lián)網(wǎng)、電力線載波網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等。存儲(chǔ)器310可以包括通常與通用計(jì)算裝置相關(guān)聯(lián)的易失性存儲(chǔ)器裝置和非易失性存儲(chǔ)器裝置。應(yīng)當(dāng)理解，本文中所示的存儲(chǔ)器310可以包含物理上與處理電路302沒有位于相同的盒或外殼中的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。還應(yīng)當(dāng)理解，計(jì)算系統(tǒng)300可以用作如下的服務(wù)器:與客戶端計(jì)算機(jī)配合(未示出)從而以現(xiàn)有技術(shù)中熟知的方式執(zhí)行計(jì)算系統(tǒng)300的用戶接口操作。
[0024]存儲(chǔ)器310包含通過(guò)處理電路302執(zhí)行的、用于網(wǎng)指標(biāo)分配311的編程指令。當(dāng)通過(guò)處理電路302執(zhí)行時(shí)，這些指令執(zhí)行本文中所述的歸屬于MSllO和/或智能網(wǎng)控制器102的操作。
[0025]參考圖1和圖3兩者，存儲(chǔ)器310包含與網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)。網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)包含與網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的周期信息。周期數(shù)據(jù)可以基于每個(gè)日歷日的小時(shí)數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、周數(shù)據(jù)或月數(shù)據(jù)。此外，歷史數(shù)據(jù)包括能耗目標(biāo)。例如，過(guò)去數(shù)年的每天的歷史數(shù)據(jù)包括期望能耗限制/目標(biāo)以及實(shí)際的能耗水平。處理電路302根據(jù)需要將這樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器310以及從存儲(chǔ)器310獲取這樣的數(shù)據(jù)，以執(zhí)行如本文中所述的SGC102和/或MSllO的操作。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式，SGC102經(jīng)由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器310中的指標(biāo)分配軟件311配置成生成全市的期望指標(biāo)DI。期望指標(biāo)是在該示例性實(shí)施方式中被定義為綠色指標(biāo)的參數(shù)的期望值(例如，設(shè)定點(diǎn))。綠色指標(biāo)是提供碳用量的指示、度量或近似估算的參數(shù)。關(guān)于電力消耗，可以基于能耗和每單位能量的碳含量來(lái)近似估算碳用量。如上所述，能量發(fā)生器的類型可以極大地影響碳用量。例如，通過(guò)太陽(yáng)能生成的、所消耗的大量能量具有低的碳用量值，而通過(guò)燃煤電廠生成的相對(duì)少量的能量具有高的碳用量值。因此，綠色指標(biāo)是由所消耗的能量的每單位能量的碳含量所衡量的、能耗的度量。綠色指標(biāo)還可以考慮任何“隱含的”碳，如在相關(guān)的電能產(chǎn)生設(shè)`備的建設(shè)中所消耗的碳。因此，關(guān)于電能消耗，個(gè)人、設(shè)施或地區(qū)的綠色指標(biāo)可以計(jì)算為:
[0027]Sf = ^fggiift8 #
[0028]其中，存在N個(gè)不同的電力發(fā)生器，值(3011811是對(duì)每個(gè)發(fā)生器η提供的能耗的度量，并且值Ccn是對(duì)發(fā)生器η生成的每單位能量的碳含量的度量。在該綠色指標(biāo)實(shí)現(xiàn)中，期望降低綠色指標(biāo)GI。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以(基于能耗和所消耗的能量的碳含量)使用綠色指標(biāo)的其他變體，其中可能期望增加綠色指標(biāo)。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在本文中為了清楚起見使用術(shù)語(yǔ)“綠色指標(biāo)”，但是由于其涉及電能，所以實(shí)際的指標(biāo)并不一定是對(duì)“綠色程度”的度量，而是對(duì)碳消耗的度量。
[0029]可以通過(guò)消耗較少的能量、使用提供具有較少碳含量的能量的能量發(fā)生器或兩者來(lái)實(shí)現(xiàn)本文討論的實(shí)施方式中的綠色指標(biāo)GI的降低。在本文討論的示例中，綠色指標(biāo)值被標(biāo)準(zhǔn)化為例如人均值。以這樣的方式，可以在直觀上對(duì)照城市的整體綠色指標(biāo)以及對(duì)照其他實(shí)體的綠色指標(biāo)來(lái)測(cè)量單個(gè)消費(fèi)者的綠色指標(biāo)。可以使用各種方法來(lái)考慮沒有固定“人口”的商行。替代通過(guò)人口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，可以對(duì)所占用的每單位面積(例如，每建筑平方英尺)的綠色指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化?？梢詫?shí)施其他方法來(lái)對(duì)綠色指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以能夠在城市綠色指標(biāo)、區(qū)綠色指標(biāo)以及消費(fèi)者綠色指標(biāo)目標(biāo)之間進(jìn)行有意義的比較。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解，碳用量必然包含除電力消耗以外的項(xiàng)，例如加熱燃料(天然氣、油、丙烷等)和車輛燃料。雖然本文中提供的描述不直接處理那些因素，但明顯的是，本文中所述的方法可以與確定、分配以及控制與加熱燃料和車輛燃料具體相關(guān)的碳用量的方法結(jié)合，以便確定個(gè)人、場(chǎng)所或社區(qū)的綜合綠色指標(biāo)。
[0031]再次具體參考圖1，SGC102被配置成生成城市的期望綠色指標(biāo)、或者簡(jiǎn)單地為期望指標(biāo)(DI)。期望指標(biāo)DI是表示在一個(gè)時(shí)間段(如一天、一周或一月)內(nèi)城市的目標(biāo)的綠色指標(biāo)值。基于包括歷史氣象數(shù)據(jù)(例如，日均高溫和濕度)、氣象預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)的能耗需求以及整體的碳用量目標(biāo)等許多因素來(lái)計(jì)算期望指標(biāo)。SGC102還考慮網(wǎng)/地區(qū)的歷史特性數(shù)據(jù)以及預(yù)測(cè)的來(lái)自可再生能量源的能量(下文中通常稱為“綠色能量”)的可用性。最后，可以通過(guò)特定消費(fèi)者滿足能耗目標(biāo)的承諾來(lái)部分地確定期望指標(biāo)DI。 [0032]可以用于期望指標(biāo)DI的歷史數(shù)據(jù)之一是在先前時(shí)間段內(nèi)通過(guò)面積實(shí)現(xiàn)的實(shí)際指標(biāo)Al。實(shí)際指標(biāo)是根據(jù)實(shí)際使用的能量以及所用能量的每單位能量的碳含量而計(jì)算的綠色指標(biāo)。SGC102可以使用加權(quán)時(shí)間窗口來(lái)考慮來(lái)自緊接的先前時(shí)間段的Al，以及來(lái)自若干時(shí)間段的那些Al，所述加權(quán)時(shí)間窗口采集季節(jié)趨勢(shì)、采集與周中各天(工作日和周末)有關(guān)的趨勢(shì)以及影響碳用量的其他趨勢(shì)。下面將更詳細(xì)地討論先前時(shí)間段的Al的確定和計(jì)算。
[0033]SGC102被進(jìn)一步配置成對(duì)于分層系統(tǒng)100中的η個(gè)區(qū)中的每個(gè)區(qū)生成期望指標(biāo)(DDI1...DDIn)。SGC102基于城市的期望網(wǎng)綠色指標(biāo)DI和其他參數(shù)來(lái)計(jì)算值DDI^.DDIn。特別地，SGC102優(yōu)選地生成各個(gè)區(qū)的期望綠色指標(biāo)DDI^"DDIn，以使得(通過(guò)人口或面積加權(quán)的)復(fù)合加權(quán)平均等于城市綠色指標(biāo)DDI。在簡(jiǎn)單的情況中，如果期望網(wǎng)綠色指標(biāo)DDI的值為25，則期望區(qū)指標(biāo)DDI^"DDIn的每個(gè)指標(biāo)的值可以適當(dāng)為25。
[0034]然而，根據(jù)本發(fā)明，SGC102無(wú)需均等地向各個(gè)區(qū)分配綠色指標(biāo)。相反，SGC102基于附加因素(例如，每個(gè)區(qū)的歷史消耗數(shù)據(jù))來(lái)分配期望區(qū)指標(biāo)DDI^"DDIn。例如，在城市的尤其老舊部分中，老舊區(qū)域可能更難以實(shí)現(xiàn)與已經(jīng)建設(shè)得更節(jié)能的新區(qū)相同的綠色指標(biāo)(人均碳用量)。同樣地，在大型工業(yè)區(qū)域中，居民平均碳用量將是大型住宅區(qū)域的數(shù)倍。因此，SGC被配置成使用每個(gè)區(qū)的歷史能量用量數(shù)據(jù)來(lái)確定期望區(qū)指標(biāo)DDI^"DDIn。在該實(shí)施方式中，歷史數(shù)據(jù)可以包含每個(gè)區(qū)的一個(gè)或更多個(gè)先前實(shí)際綠色指標(biāo)值A(chǔ)DI^"ADIn。SGC102還基于消費(fèi)者對(duì)具體綠色指標(biāo)水平的承諾(如有)來(lái)確定期望區(qū)指標(biāo)DDI^"DDIn。
[0035]參考圖2提供期望區(qū)指標(biāo)DDV"DDIn的示例性確定。再次參考圖2，假設(shè)城市80的人口為1000，并且三個(gè)區(qū)82、84以及86的人口分別為400、400以及200。假設(shè)區(qū)82為包括較老和能效相對(duì)較低的家庭的大型住宅區(qū)。還假設(shè)區(qū)84是較新并且效率較高的住宅區(qū)，而區(qū)86是大型工業(yè)區(qū)。
[0036]基于這些假設(shè)，確定城市80的總碳用量值，然后基于上述因素在各區(qū)之間分配總碳用量值。然后，可以根據(jù)各區(qū)分配的總碳用量值獲得區(qū)綠色指標(biāo)。例如，如果城市的期望指標(biāo)DI為“25”，則城市80的總碳用量值(人口 *DI)為25000 (任意單位)。在這樣的情況下，SGC102生成區(qū)82、84以及86的綠色指標(biāo)DDI82、DDI84以及DDI86，使得組合的所有區(qū)的總碳用量值等于城市的總碳用量。換句話說(shuō)，SGC102遵循以下等式:
[0037]DI*1000=DDI82*400+DDI84*400+DDI86*200,
[0038]或者
[0039]25000=DDI82*400+DDI84*400+DDI86*200。
[0040]如果歷史數(shù)據(jù)表明第一區(qū)82和第三區(qū)84需要較多的人均能量用量，那么那些區(qū)的期望區(qū)指標(biāo)DDI82和DDI86將高于第二區(qū)84的期望區(qū)指標(biāo)DDI84。因此，在一個(gè)示例中，SGC102可以確定以下值:DDI82=28.3，DDI86=28.3，以及DDI84=20。這使得第一區(qū)82和第三區(qū)86能夠比第二區(qū)84人均使用更多的碳。
[0041]除上述功能外，SGC102和/或MSllO被配置成基于從外部源接收到的信息來(lái)計(jì)算城市的先前時(shí)期的實(shí)際綠色指標(biāo)Al。Al值表示前一天或其他時(shí)間段達(dá)到的實(shí)際綠色指標(biāo)。MSllO可以基于通過(guò)系統(tǒng)100中的其他元件(例如，從區(qū)管理系統(tǒng)DMS^..DMSn)提供的消耗信息來(lái)適當(dāng)?shù)赜?jì)算Al。
[0042]除上述情況外，SBC102和MSllO還可以被配置成提供關(guān)于來(lái)自多個(gè)能量發(fā)生器的能量的可用性的信息。如以下將討論的，IMSllO也許能夠確認(rèn)在給定的一天中可得到多少由太陽(yáng)、風(fēng)、水電以及燃煤電廠生成的能量來(lái)供使用?？梢酝ㄟ^(guò)能量供應(yīng)商/經(jīng)銷商50、52來(lái)適當(dāng)?shù)靥峁┻@樣的信息。以下將聯(lián)系圖4討論關(guān)于MS110/SBC102的操作的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
[0043]再次參考系統(tǒng)100的各個(gè)元件，除了存儲(chǔ)器310存儲(chǔ)適合執(zhí)行下文所述的DMS操作的程序指令外，DMS1可以適當(dāng)為與圖3類似的計(jì)算裝置。
[0044]DMS1經(jīng)由軟件配置成從MSl 10接收區(qū)的期望指標(biāo)DDI1。DMS1還被配置成生成每個(gè)終端用戶或消費(fèi)者(即，其區(qū)中的每`個(gè)建筑/家庭)的綠色指標(biāo)(DCIn、DCI12以及DCI13)等。DMS1120被構(gòu)造成基于期望區(qū)指標(biāo)DDI1和其他參數(shù)生成每個(gè)期望建筑/家庭指標(biāo)DCIlx。特別地，DMS1被配置成生成各家庭和建筑的期望綠色指標(biāo)DCIy DCI13，使得區(qū)的總體碳用量達(dá)到區(qū)的DCI115為此，01^1120可以以類似于56(:102用于生成區(qū)綠色期望指標(biāo)001^..00111的方式來(lái)適當(dāng)?shù)厣芍礑CIyDCI13。與區(qū)期望綠色指標(biāo)一樣，基于場(chǎng)所的歷史消耗信息、特定消費(fèi)者的承諾以及其他因素生成每個(gè)終端用戶或消費(fèi)者的期望指標(biāo)。通過(guò)考慮歷史因素(包括過(guò)去的消耗)，可以生成每個(gè)場(chǎng)所的實(shí)際的綠色指標(biāo)。DMSn120還被配置成分別向BMSn140、HM12150 以及 HMS13160 提供值 DCIn、DCI12 以及 DCI13。
[0045]如以下將進(jìn)一步詳細(xì)討論的，DMSJ20還被配置成基于原始的期望區(qū)指標(biāo)DDI1和消費(fèi)者BMSn、HMS12以及HMS13的任何承諾來(lái)確定和提供修正區(qū)指標(biāo)RDI1,以進(jìn)一步降低其各自的碳消耗。例如，如果由HMS12服務(wù)的消費(fèi)者能夠承諾比其分配的指標(biāo)DCI12低(或好)的指標(biāo)，那么消費(fèi)者可以向DMSJ20提供承諾的指標(biāo)CCI12。在這樣的情況下，DMSJ20會(huì)生成修正區(qū)指標(biāo)RDI1, RDI1基于通過(guò)消費(fèi)者的承諾CCI12所調(diào)整的原始期望指標(biāo)DDIp以這樣的方式，區(qū)實(shí)際上可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)于原始分配的指標(biāo)的總體指標(biāo)。DMS1被配置成將修正區(qū)指標(biāo)RDI1傳達(dá)至IMSllO0
[0046]類似于DMSJ20，DMSn130被配置成生成其區(qū)中的每個(gè)建筑/家庭的期望指標(biāo)(DCInl^DCIn2以及DCIn3)。DMSn130被配置成基于期望區(qū)指標(biāo)DDIn和其他參數(shù)生成每個(gè)期望建筑/家庭指標(biāo)DCIm。DMSn130還被配置成向相應(yīng)的系統(tǒng)BMSnl170、HMSn2180以及BMSn3190提供值DCInl、DCIn2以及DCIn3。DMSn還被配置成基于原始的期望區(qū)指標(biāo)DDIJP消費(fèi)者BMSnl、HMSn2以及BMSn3的任何承諾來(lái)確定和提供修正區(qū)指標(biāo)RDI1,以進(jìn)一步降低其個(gè)體碳消耗。
[0047]家庭裝置(例如，HM12)包括至系統(tǒng)100的接口，或者叫系統(tǒng)接口，其向消費(fèi)者顯示由其相應(yīng)的DMSJf算的其期望綠色指標(biāo)。系統(tǒng)接口可以采用如下形式:家庭計(jì)算機(jī)、個(gè)人通信裝置(如智能電話)，或者，安裝到或連接至用戶的恒溫器或其他設(shè)備的特定單元(如未示出但在本領(lǐng)域已知的電表裝置或負(fù)荷控制裝置)。優(yōu)選地，用戶的系統(tǒng)接口具有將期望指標(biāo)以及對(duì)個(gè)人可以如何改變他或她的消耗模式以影響期望指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行確認(rèn)的其他信息傳達(dá)給個(gè)人的能力。這樣的裝置可以利用在智能網(wǎng)上可用的信息(例如，消費(fèi)者可用的“綠色”能量的量)。此外，優(yōu)選地，用戶的系統(tǒng)接口還具有向上游傳達(dá)來(lái)自消費(fèi)者的、實(shí)現(xiàn)優(yōu)于消費(fèi)者的初始DCI值的綠色指標(biāo)的“承諾”的能力。以下將進(jìn)一步提供關(guān)于該性能的另外的細(xì)節(jié)。
[0048]建筑管理系統(tǒng)(例如，BMSxy)是大型建筑(例如，辦公樓)的較復(fù)雜的建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分。BMSxy的系統(tǒng)接口可以采用HVAC (暖通空調(diào))系統(tǒng)工作站、安防工作站或別的控制器的形式。以下將聯(lián)系圖7提供關(guān)于系統(tǒng)HMxy和BMSxy的系統(tǒng)接口的操作和結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
[0049]在圖1的系統(tǒng)的一般操作中，SGC102在每個(gè)時(shí)間段(如，每日)的開始確定網(wǎng)的期望指標(biāo)(DI)。如以上討論的，SGC102基于網(wǎng)的歷史信息、前日消耗信息以及天氣信息和其他外部信息來(lái)生成DDI1。
[0050]優(yōu)選地，SGC102利用實(shí)現(xiàn)該區(qū)的碳中和的總體目標(biāo)來(lái)確定DI值。為此，SGC102可以從計(jì)算這樣的值的適合的源(例如，科學(xué)設(shè)施或政府設(shè)施)接收碳中和目標(biāo)或閾值。換句話說(shuō)，這樣的源可以確定需要什么水平的人均碳消耗、每棟建筑碳消耗或每個(gè)地區(qū)的碳消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)這天(周、月或年)的碳中和狀態(tài)。然而，在確定期望指標(biāo)DI時(shí)，SGC102不是僅僅選擇DI值，該DI值實(shí)現(xiàn)或?qū)?yīng)指定時(shí)間段的碳中和。事實(shí)上，日能量需求天天都在顯著變化，綠色能量的可用性也在天天改變。因此，維持穩(wěn)定的日綠色指標(biāo)是不現(xiàn)實(shí)的。相應(yīng)地，SGC生成DI值，使得長(zhǎng)期的城市的趨勢(shì)是朝向碳中和。因此，考慮到能量需求、天氣以及綠色能量的可用性，在任何給定的日子可以選擇DI是高于還是低于需要實(shí)現(xiàn)那天的碳中和的DI。
[0051]圖4示出了在系統(tǒng)100的操作中可以通過(guò)圖1的SGC102和/或MS100執(zhí)行的示例性操作集合。將理解的是，雖然以流程圖形式示出圖4的操作，但是不需以任何特定的順序執(zhí)行圖4的步驟，并且圖4的步驟確實(shí)可以組成在計(jì)算裝置(例如，圖3的裝置300)上執(zhí)行的不同處理?？梢悦刻爝m當(dāng)?shù)貓?zhí)行一次圖4的步驟。
[0052]在步驟401中，MSllO從能量供應(yīng)商50，或者更具體地，從能量供應(yīng)商50的計(jì)算裝置(下文中稱為能量供應(yīng)商50)接收可從多個(gè)發(fā)生器的每個(gè)得到的能量的量和/或定價(jià)的確認(rèn)。每種發(fā)生器具有與其相關(guān)的碳含量值。通過(guò)示例的方式，能量供應(yīng)商可以向MSllO提供如下確認(rèn):可以從燃煤電廠、水電廠、風(fēng)力渦輪源以及太陽(yáng)能量源得到多少能量來(lái)供給下個(gè)時(shí)間段。能量供應(yīng)商50可以以任何適合的方式(例如，通過(guò)提供來(lái)自每種源的能量的報(bào)價(jià)和/或來(lái)自每種源的最大分配和價(jià)格)提供該信息。
[0053]在步驟402中，頂SllO確定前一時(shí)間段內(nèi)(例如，前一天)城市的Al。為此，頂SlOO從DMS1…DMSn中獲取前一`天內(nèi)各個(gè)區(qū)的合計(jì)ADIx值。MS使用這些值A(chǔ)DIi…ADIn來(lái)確定前一天全市的Al。如果基于每個(gè)人對(duì)Al進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，則可以通過(guò)以下求和運(yùn)算來(lái)計(jì)算每個(gè)區(qū)j的合計(jì)Al:
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種用于能量網(wǎng)的分布式系統(tǒng)的布置，包括: 處理電路；以及 耦接至所述處理電路的多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)； 其中，所述處理電路被配置成: 基于所述多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的期望合計(jì)指標(biāo)來(lái)計(jì)算所述多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的期望目的地指標(biāo)，其中，所述期望合計(jì)指標(biāo)包括表示碳消耗的信息，以及向所述多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中相應(yīng)的一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)傳達(dá)每個(gè)期望目的地指標(biāo)；并且所述多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)被配置成: 從所述處理電路接收所述期望目的地指標(biāo)， 在顯示器上顯示所述期望目的地指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，還包括: 網(wǎng)控制器；以及 多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)被耦接至所述網(wǎng)控制器，第一中間節(jié)點(diǎn)包括所述處理電路;其中， 所述網(wǎng)控制器被配置成: 計(jì)算期望第一指標(biāo)， 計(jì)算所述期望合計(jì)指標(biāo)， 計(jì)算至少第二期望合計(jì)指標(biāo)； 向所述處理電路傳達(dá)所述期望合計(jì)指標(biāo)，并且向第二中間節(jié)點(diǎn)傳達(dá)所述第二期望合計(jì)指標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的布置，其中，所述網(wǎng)控制器被配置成:基于所述期望第一指標(biāo)和歷史能耗數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算合計(jì)期望綠色指標(biāo)和所述第二合計(jì)期望指標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的布置，其中，所述網(wǎng)控制器被配置成每天計(jì)算所述合計(jì)期望指標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的布置，其中，所述處理電路還被配置成: 基于所述期望合計(jì)指標(biāo)和與所述相應(yīng)的目的地節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的歷史消耗數(shù)據(jù)來(lái)確定每個(gè)期望目的地指標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的布置，其中，所述處理電路被配置成每天確定每個(gè)期望目的地指標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其中，所述期望合計(jì)指標(biāo)包括根據(jù)能耗信息和與所述能耗信息有關(guān)的碳含量信息而推導(dǎo)的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其中，所述期望合計(jì)指標(biāo)包括根據(jù)來(lái)自多個(gè)能量源的能量可用性信息和與所述多個(gè)源中的每個(gè)源相關(guān)聯(lián)的碳值而推導(dǎo)的值。
9.一種用于能量網(wǎng)的布置,包括: 網(wǎng)控制器； 分別耦接至所述網(wǎng)控制器的多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，以及 分別耦接至關(guān)聯(lián)中間節(jié)點(diǎn)的多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)，其中， 所述網(wǎng)控制器被配置成: 計(jì)算所述網(wǎng)的期望第一指標(biāo)，所述期望指標(biāo)表示碳消耗，計(jì)算所述多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的期望中間指標(biāo)， 向所述多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳達(dá)所述期望中間指標(biāo)；所述多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)被配置成: 從所述網(wǎng)控制器接收相應(yīng)的期望中間指標(biāo)， 計(jì)算耦接至所述中間節(jié)點(diǎn)的所述多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的、目的地節(jié)點(diǎn)的期望目的地指標(biāo)，向耦接至所述中間節(jié)點(diǎn)的所述多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)傳達(dá)所述期望目的地指標(biāo)；并且 所述目的地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)被配置成: 在顯示器上顯示所述目的地節(jié)點(diǎn)的期望目的地指標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的 布置，其中，所述目的地節(jié)點(diǎn)還被配置成向所述中間節(jié)點(diǎn)傳達(dá)用戶生成的調(diào)節(jié)后目的地指標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的布置，其中，所述中間節(jié)點(diǎn)還被配置成: 接收所述用戶生成的調(diào)節(jié)后目的地指標(biāo)， 至少部分地基于所接收的調(diào)節(jié)后目的地指標(biāo)來(lái)確定修正中間指標(biāo)；以及 向所述網(wǎng)控制器傳達(dá)所述修正中間指標(biāo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的布置，其中，所述網(wǎng)控制器還被配置成至少部分地基于所述修正中間指標(biāo)來(lái)計(jì)算所述網(wǎng)的修正第一指標(biāo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的布置，其中，所述網(wǎng)控制器還被配置成: 向能量供應(yīng)商節(jié)點(diǎn)傳達(dá)請(qǐng)求，所述請(qǐng)求包括基于所述修正第一指標(biāo)生成的信息； 從響應(yīng)于所述請(qǐng)求的能量供應(yīng)商節(jié)點(diǎn)接收能量可用性信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的布置，其中，所述期望合計(jì)指標(biāo)包括根據(jù)能耗信息和與所述能耗信息有關(guān)的碳含量信息而推導(dǎo)的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的布置，其中，所述期望合計(jì)指標(biāo)包括根據(jù)來(lái)自多個(gè)能量源的能量可用性信息和與所述多個(gè)源中的每個(gè)源相關(guān)聯(lián)的碳值而推導(dǎo)的值。
16.一種用于能量網(wǎng)的分布式系統(tǒng)的布置，包括: 包含編程指令的存儲(chǔ)器； 處理電路；以及 通信電路，被可操作地連接，以從遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)接收期望目的地指標(biāo)，所述期望目的地指標(biāo)包括表示與所述布置相關(guān)聯(lián)的電負(fù)荷的期望碳消耗的信息，并且其中，所述處理電路還被配置成: 基于用戶生成的信息來(lái)生成修正目的地指標(biāo)，以及 向所述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)傳達(dá)所述修正目的地指標(biāo)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103733462SQ201280039497
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】奧斯曼·艾哈邁德, 曼弗雷德·云格 申請(qǐng)人:西門子公司