模块化能量控制系统技术方案

无线基本单元与一个或多个无线负载管理器单元通信，以接收连接到该无线负载管理器的一个或多个负载的功率测量值。响应诸如电的变动价格之类的动态变量，该无线基本单元将命令传输给无线负载管理器以关断或降低一个或多个负载所消耗的电。在一变体中，无线适配器还接收来自该无线基本单元的命令，并将该命令转换成用来控制诸如光伏（ＰＶ）逆变器之类的其他设备的供应商专用形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化能量控制系统 本专利技术一般涉及能量管理领域，尤其涉及用于控制能量产生和消耗设备的系统和方法。本申请的主题与共同所有的于2005年6月6日提交、题为 "Optimized Energy Management System"(最优化能量管理系统)的美国申请 No. 11/144,834有关，其内容通过引用结合于此。扭旦 冃豕随着全世界对能量需求的增大，来自环境考虑和能源价格波动的压力已提 高了对节能和替代能源的需求。可编程自动调温器已允许消费者对他们的供暖 和制冷系统编程从而减少他们不在家或入睡期间的消耗。自动定时器已使消费 者能在不需要时关灯。太阳能电池板、燃料电池、风车、备用发电机和其他能 源已变得更加适用于居家和企业。然而，因为诸如回收成本的困难、替代能源 供应(例如太阳、风)的不可预测性、以及在将这些能源和设备集成到常规电 力系统中的困难之类的因素，这些替代能源和技术的使用已受到限制。常规家 庭自动化系统通常不会成熟到考虑发电变数和需求预测表。诸如那些在以上标识的专利申请中所描述的系统和方法向诸如住宅家庭 用户之类的能量消费者提供一种更好地平衡电能的产生、消耗和存储的手段， 包括存储例如由光伏(PV)板产生的电能的能力。通过监控电源和规划能量需 求，能量消费者能够更有效地使用能源。如上所述的协调能量平衡所需的设备可能是昂贵并庞大的。因此，提供用 于在诸如居家或办公室之类的环境中测量和控制能量装置的模块化体系结构 是合乎需要的。专利技术概要本专利技术一实施例包括与一个或多个负载管理器无线通信的能量管理器基 本单元。各个负载管理器测量被一个或多个耦合到那个负载管理器的设备所消耗的能量，无线地将能量测量读数传回基本单元，并且基于基本单元的无线控 制可关闭或减少对这一个或多个设备提供的能量。新的负载管理器可被模块化 地添加到具有最低配置和可容易縮放成本的系统。根据本专利技术另一实施例，能量管理器基本单元与一个或多个控制由PV板 产生的电力的光伏(PV)逆变器、或替换地与一个或多个耦合到这些PV逆变 器的无线适配器无线通信。各个适配器将关于太阳电池板上可用的太阳能的测 量值无线传输回基本单元，并且可无线接收来自基本单元的命令以配置各个逆 变器控制PV板的发电、并可任选地引导这些能量以存储于一个或多个电池或 其他储能设备。根据本专利技术又一实施例，能量管理器基本单元与耦合到测量进入屋内的功 率的"智能"功率表的无线适配器无线通信，并可任选地将由智能功率表使用 的协议转换成系统内部使用的协议。以下更详细地描述其他变体和实施例，且本专利技术并不旨在以任何方式受此 概要的限制。附图简述附图说明图1示出其中可实践本专利技术各种原理的能量管理系统。图2示出根据本专利技术一种变体的包括无线基本单元、无线负载管理器、以 及用于PV逆变器的无线适配器的模块化体系结构。图3示出根据本专利技术某些方面控制能量的产生和使用的过程。 图4示出根据本专利技术各方面的用于无线适配器的一种可能配置。专利技术详述图1示出2005年6月6日提交的题为"Optimized Energy Management System Patent Application"(最优化能量管理系统专利申请)的美国申请No. 11/144,834中所述类型的系统。如图1所示，装置101包括单元103，该单元 103包括控制器104和内部存储设备105。内部存储设备105可包括例如多个 用于存储电能的铅酸或镍金属氢化物存储电池、飞轮、和/或诸如所谓"超级电 容器"之类的大型电容器。可任选地包括外部存储设备106以存储附加的电能。存储设备105和106可在电网中断时期或电网价格超过某些临界值期间对各种设备供电，且它们可被用来在确定为有利期间将电量售回电力行业(electrical utility)。设备105和106的存储容量可被选择以适合特定环境，诸如通常的 居家、企业、或其他电消费者的需求。包括用于将直流电能转换为交流电能的逆变器、断路器、换相换能器之类 的电量电子设备也可被包括在内，但它们在图1中未被单独示出。为了基于诸如电力的时价；电池上的存储电荷；诸如太阳能之类的替代能 源的可用性；温度；以及诸如在此所描述的其他变量之类的一个或多个动态变 量来控制电能在设备116到122的分配，控制器104可包括用计算机软件编程 的计算机和存储器用于控制装置101的运行。控制器104和内存设备105可存放于诸如具有适当电缆布线和支承结构的 金属支架之类的单元103内。装置101还包括用于控制单元103的运行的用户 界面102。用户界面可包括小键盘和阴极射线管(CRT)、发光二极管(LED) 或液晶显示器(LCD)显示板或真空荧光显示器；计算机显示器和键盘；或任 何其他类似的界面。用户接口可被用来选择各种运行模式；显示关于装置运行 的信息；以及用于对装置编程。单元101的商业可用版本包括GRIDPOINT CO丽ECT^和GRIDPOINT PROTECT^产品，这两种都可向华盛顿的GridPoint 股份有限公司购买。可设置可任选控制中心108以便经由诸如广域网(WAN) 107 (例如因特 网)之类的网络向装置101传输命令。向位于不同家庭或企业的多个单元101 传输命令的控制中心108可位于诸如中央控制机构之类的远程位置。除了传输 命令，控制中心108可传输定价信息(例如电力的时价)，以使控制器104可 根据本专利技术的各种原理作有关电力控制和分配的决定。装置101经由可包括断路器、浪涌抑制器及其他电力设备的电源接口 (未 示出)耦合到公用电网115。可以诸如通常在家发现的110伏特或240伏特之 类的各种形式提供电力。备用发电机114也可被设置，并在需要时由装置101 控制。为了对装置提供电力，还可设置一个或多个替代能源109到113。这些 电源可包括可被安装在家庭或企业的屋顶上的光伏(PV)电池109;基于水 的流动发电的微型水力发电机110;燃气涡轮111;风车或其他基于风的设备8112;以及燃料电池113。当然可设置其他电源。在正常运行期间，除电网115之外，来自一个或多个电源的电能可被用来对存储单元105和106充电禾B/或满足需求。在从电网115断电或限制用电期间， 这些附加的电源(以及存储单元105和106)可被用来满足能量需求。此外， 剩余电能可如在此更详细解释地基于供求计算的最优化被售回电网。图1所示的粗线指示配电路径。去往和来自各种设备的控制路径未被单独 示出，但隐含于图1中。一个或多个耗电设备116到122也可由装置101控制，并从装置101接收 电力。这些包括一个或多个传感器116 (例如自动调温器、占用传感器、湿度 计等)；供暖/通风/空调单元117;热水加热机118;遮光帘119;窗户120 (例 如打开/关闭和/或色调控制)；以及一个或多个家用电器121 (例如洗衣机； 烘干机；洗碗机；冰箱等)。 一些家用电器可以是可直接从装置101接收控制 信号的所谓的"智能"家用电器。可使用一个或多个可控继电器122控制其他 常规家用电器。在所有实施例中装置101不必直接对设备116到112供电。例 如，装置101在家庭或企业中可被结合到电能系统，且电力将经由该路径被提 供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括处理器、存储器、以及无线收发器的基本单元，所述处理器和存储器被编程为：　从无线收发器接收来自无线能量控制单元的指示由耦合到所述无线能量控制单元的一个或多个负载所使用的电力的测量值；　基于一个或多个动态变量作出控制决定；以 及　通过所述无线收发器传送一个或多个去除或降低对耦合到所述无线能量控制单元的所述一个或多个负载供应的电能的命令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PL科希尔，RK刘易斯，B高登，
申请(专利权)人：栅点股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]