智能的国家电气制造商协会插口和相关联的网络制造技术

控制系统（３００）允许远程地监视和／或控制标准ＮＥＭＡ插座，以便例如智能化地执行停电或限电、或者另外地远程地控制电气仪器。所述系统（３００）包括几个智能插座（３０２），该智能插座（３０２）例如经由输电线、使用ＴＣＰ／ＩＰ协议来与本地控制器（３０４）通信。所述本地控制器（３０４）依次地经由因特网与远程控制器（３０８）通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一4殳涉及电气配电(electrical power distribution )和管理，并具体地，涉及一种用于智能化地(intelligently)监视至少部分电路并控制电路上的电的输送的电插口 (outlet)或者与本地(例如，单个或多个住宅或企业建筑物(premises))电路相关联的其它装置。
技术介绍
为了各种目的而监一见并控制配电和电气分配(electrical distribution )。在这点上，配电一般指的是在发电站与变电站(substation)之间的传送，而电气分配指的是从变电站到消费者的输送。典型地，进一步经由几个本地电^各在消费者建筑物内分配电。可以结合解决实际或潜在的超负荷(over capacity)状况来监视并控制配电。由于增加的工业和住宅电力需要、外加老化的电力基础设施和对新的发电的实践限制，而导致在美国和其它地方、这样的状况已经逐渐变得普遍。通常通过减少或中断向标准住宅和企业消费者提供电力(例如，停电(blackout)或限电(brownout))来解决超负荷状况。例如，在高峰使用的时间段期间，可以实现滚动的停电，其中依次地中断到电网子部分(gridsubdivision )的电力以减少电网上的整体负载。这种电力中断的影响可在某种程度上得到改善。如果电网的结构允许，则可以将某些关键或高价值顾客从滚动停电中豁免。可以用发电机或冗余的故障保险(fail-safe)电源来支持其它的关键设施或设备。然而，对于许多标准顾客，简单地忍受电力中断以及其对数据系统和其它易受影响产品的结 果。对于这些消费者，中断是不加选择的且在许多情况下是全部的。还监视并控制在内部的建筑物级别上包括的电气分配。例如，如果电路分取(draw)的电流超过规定的级别，则一般采用熔断器、电路断路器、接 地故障指示器、和电涌保护器等来中断或抑制电路上的电力。工业产品规范 (code)典型地需要这些元件，并且在某种程度上可定制所述元件，例如， 结合用于供应高电力装置(例如，烘干机、空调)或低电力装置(例如，照 明)的电路来定制。然而，这些元件一般是非智能的并限于危险回避。当与 电路连接时，它们典型地不识别装置或装置的类型，不允许解决更大的电网 需要，并且不充分响应于解决某些安全问题，诸如，潜在的触电死亡。
技术实现思路
本专利技术涉及诸如电插口 (例如，标准国家电气制造商协会(NEMA)插 口 )的智能化电路装置，并涉及顾客建筑物的电气系统、仪器、配电系统以 及可利用这种智能电路装置的相关联的处理。本专利技术的智能电路装置可监视 与电路连接的负载、并经由该电路控制配电。还可经由通信接口来控制电路 装置，以便实现关于电输送或使用的本地或电网策略。以这个方式，可以更 有效地分配电力，可以增强插口和建筑布线安全，并且可以更有效地解决电 网容量问题。此外，本专利技术交付安全和便利特征。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于使能到插口插座(例如，标准 NEMA插口插座)的传输控制协i义/因特网协议(TCP/IP )通信的效用(utility ) (包括系统和相关联的功能)。以这个方式，插座有效地变成客户端或数据 网络节点。这使能了宽泛种类的功能。例如，插口插座可操作为用于电气分 配的智能化控制点，所述智能化控制点提供关于当前被插入到插座中的装置 类型的反馈、并经由插座选择性地控制电输送(包括通过经由快速接通/关断 切换而消除经由插座输送的各个电力波形周期来减少电力消耗)。此外，可 使用TCP/IP通信、经由广域网来控制插座，以便使能装置的远程或智能化 操作，其没有另外地适于数据网络控制。所述TCP/IP插口技术还提供了用 于智能化装置的便利机制，以经由输电线(powerline)与广域网通信、并有 助于这种装置的标准化。在这点上，TCP/IP具有包括如下优点的几个优点1. 由于技术和经济二者的原因，所以TCP/IP是用于与插座通信的优选协议。2. TCP/IP是关于因特网(地球上的最大网络)的标准协议。它是开放的协议并且非常不可能被替换。3. TCP实现和支持的基础设施继续改善。具体地，现在可能获得适于处理电力的非常小且轻型的TCP实现，所述TCP实现可容易地嵌入在热受限的小空间(诸如，插座盒)中。4. 势不可挡的TCP/IP采用正一再地向下驱动TCP基础设施装置的成本点。这是选择它的非常强有力的原因。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种用于基于负载分析来控制经由诸如插座或插座组的本地(例如，在建筑物上的)电路装置的电力输送的效用。特别地，所述效用涉及监视至少一个本地电路装置，以基于经由该电路装置传送的电信号的分析(例如，数字处理)来确定关于所述本地电路装置的加载的信息；和基于所述分析来控制经由所述电路装置的电力输送。所述分析可通过电路装置处(诸如，在插口处)或者在另一位置处(例如，在电路断路器面板处或受控电路上的其它地方)的数字处理器来实现。例如，不同的电气装置或仪器可产生不同的电签名(electrical signature ),其可在插座处被;险测。相应地，可以分析电信号，以确定电气装置的分类，例如，以标识特定的电气装置或电气装置的类型(或者智能化装置可标识它自己)，以标识(在所供应的电力或电布线中的)电力输送质量问题，以通过比较概要(summary)电流测量与中性电流(neutral current)来才艮据需要地提供特定的插座中的虚拟GFCI功能，或者标识加载异常或安全问题。这个信息例如可用于减少输送到装置的电力(例如，经由迅速切换以消除所选择的电力信号周期、或者通过在(多个)给定时间段内中断到装置的电力)，或者用于在电力电少(例如，限电)的情况下向装置/插座指定优先级。替换地，数字分析可指明短路、潜在的电击或触电死亡事件、或者其它的安全担忧。在这样的情况下，可中断到插座的电力。此外，如果认为装置开关不被接通(例如，如果居住者在度假并且灯被突然打开)，则可以生成安全警报以及电子邮件警报。相关地，可以实现快速电力切换功能，以控制电力输送。这样的快速切换结构至少可以以两种方式来使用1)当接通/关断主继电器时的消弧(arcsuppression);和2)当窃取周期时的快速切换。由于所需要的搡作速度， 所以后一功能不能通过切换继电器来完成。而是，这通过诸如三端双向可控 硅开关元件或MOS装置之类的固态切换来完成。具体地结合其中在插口盒、 或者在其它受约束的不通风环境中执行切换功能的实现，已经认识到热生成 可能是成问题的。为了使热产生最小化，结合传统的机械继电器来使用快速 切换装置(例如，半导体电力开关)，其每一个通过模拟和数字电路的组合 来控制。以这个方式，可以达到为了支持这个专利的需要而要求的快速切换 时间，同时机械继电器提供了必要的低速切换和低热产生。虽然半导体切换 装置(例如，三端双向可控硅开关元件、金属氧化物半导体等)是快速的， 但是其将产生一些热。机械继电器相对慢但产生很少的热。当在微处理器或 其它数字装置的控制下彼此结合地来操作时，两个切换装置可提供具有能接 受的热产生级别的必要快速切换。根据本专利技术的另一方面，诸如插座模块的本地电路装置经由建筑物的电 气电力布线来与控制器通信。相关联的子系统包括电气装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于配电的方法，包括如下步骤：　监视电插座，以基于经由所述电插座传送的电信号的数字分析来确定关于所述电插座的加载的负载信息；和　基于所述数字分析来控制经由所述插座的电力输送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-14 60/894,8461.一种用于配电的方法，包括如下步骤监视电插座，以基于经由所述电插座传送的电信号的数字分析来确定关于所述电插座的加载的负载信息；和基于所述数字分析来控制经由所述插座的电力输送。2. 根据权利要求l的方法，其中所述监视步骤包括对所述信号进行采 样、并比较所述采样后的信号和与装置分类对应的电签名信息。3. 根据权利要求1的方法，其中所述监视步骤包括处理在所述插座处 接收的装置标识码。4. 根据权利要求l的方法，其中所述控制步骤包括中断所述电力输送。5. 根据权利要求l的方法，其中所述控制步骤包括减少所述电力输送。6. 根据权利要求5的方法，其中所述减少步骤包括消除经由所述插座 输送的电力信号波形的各个周期。7. 根据权利要求6的方法，其中在定期的基础上消除所述周期以减少 电力消耗。8. 根据权利要求5的方法，其中所述插座与开关以及用于控制所述开 关的逻辑相关联，并且所述消除步骤包括实质上与所述电力信号的零电势交 叉同步地来使得所述开关循环。9. 根据权利要求1的方法，其中所述控制步骤是响应于传送到所述插 座的指令来执行的。10. 根据权利要求9的方法，其中所迷指令是经由输电线传送的。11. 根据权利要求9的方法，其中所迷指令根据TCP/IP协议来传达。12. 根据权利要求9的方法，其中所述指令经由WAN来传送。13. —种用于向一个或多个电气装置供电的设备，包括 标准插口插座，用于容纳插头，以向所述一个或多个装置供电；和 插座控制器，被布置为接近于所述插口插座，用于控制所述插口插座的操作，所述插座控制器包括TCP/IP模块，该TCP/IP模块用于根据TCP/IP 协议来使能所述插座控制器与外部控制系统之间的通信。14. 根据权利要求13的设备，其中所述插口是国家电气制造商协会标 准的插口。15. 根据权利要求13的设备，其中所述插座与插口外壳相关联，并且 所述控制器被布置在所述外壳内。16. 根据权利要求13的设备，其中所述通信是经由输电线传送的。17. 根据权利要求16的设备，还包括本地控制器，该本地控制器进行 才喿作以在所述输电线与WAN之间传递所述通信。18. —种用于控制电气装置的操作的方法，包括如下步骤 操作所述电气装置以处理跨越所述输电线传送的通信，所述通信依照第一协议；和操作协议网关以处理所述通信从而在所述输电线和WAN之间传送，其 中所述WAN利用与所述第 一协议相同或不同的第二协议。19. 根据权利要求18的方法，其中所述第一协议和所述第二协议的每 一个是TCP/IP协议。20. 根据权利要求18的方法，其中仅所述第一协议和所述第二协议之 一是TCP/IP协议。21. —种用于配电的系统，包括电气装置，通过顾客建筑物的电气布线而经由电插座来接收电力； 插座开关模块，与所述电插座相关联，用于控制到所述电插座的电力输送；插座控制器，用于控制所述开关模块的操作；和 通信子系统，用于使用因特网通信协议经由所述电气布线来允许所述插 座开关模块与所述控制器之间的通信。22. 根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂夫查普尔，威廉帕乔德，
申请(专利权)人：佐尼特结构解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]