CN105122583A - 个人能量*** - Google Patents

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Abstract

提供用于管理可居住环境内的能量的***和方法。智能能量***包括基于接收到的能量使用数据生成能量管理数据。能量管理数据包括预测的消费者能量使用数据。计算设备被配置为管理电气组件，其中，诸如电器的电气设备被映射到电气组件。基于所述映射，计算设备将指令提供给电气组件，以控制电气组件和电气设备。

Description

个人能量***
通过引用并入以下文件：NationalInstituteofScience&Technology(NIST)FrameworkandRoadmapforSmartGridInteroperabilityStandardsRelease1.0(Draft)，2009年9月。
背景技术
北美电网一度被称为“20世纪至高无上的工程成就”。不幸的是，电网正迅速老化，使得中断和低效率导致最终用户的极大的成本。此外，恐怖活动和恶意计算机代码威胁对国家的关键基础设施拒绝服务。
当前，日益壮大的利用诸如风能的能源的提供清洁能源的运动由于电网内的限制而显著低效。商用风电场往往产生比实现的要大得多的能量，这是因为传输线不能容纳所产生的能量，从而导致大量的无用功。
由于成本、在高峰需求时段不能提供足够能量、以及在非高峰时段浪费能量，住宅应用往往被视为不切实际的。此外，不存在这样的应用：提供消费者和分发源之间的双向通信。
目前正在努力开发出智能电网。智能电网可以是这样的电网：其使用信息和通信技术，以自动方式采集和处理信息，例如有关供应商和消费者的行为的信息，以提高发电和配电的效率、可靠性、经济性、以及可持续性。
智能电网的发展不包括向最终用户提供利用和管理分布式能量源的能力。此外，也没有这样的***：其在目前提供分布式能量源的能力(例如在住宅应用中)，以将未使用的能量返回到电网，或存储多余的能量用于由消费者以后使用。虽然智能仪表允许电业公司收集在消费者位置的数据，但没有这样的***：其向消费者或其它感兴趣的利益相关者提供收集使用和生成数据的能力，以更有效地提供电力并检测***内的问题，并且提供允许分布式发电能源的战略布局以用于总体性能改善的信息。
存在这样的需要：将发电和蓄电技术集成到单个输送***。还存在这样的需要：与仪表连接，以创建具有在消费者和分发源之间提供双向通信的能力的家用电源。
发明内容
本发明的实施例涉及一种能量存储***和能量管理***。能量存储***允许用户存储、管理和提供能量到可居住环境。能量管理***生成能量管理数据，其向用户告知能量使用的历史趋势、预测和建议。
提供本发明内容以介绍简化形式的概念的精选，在以下详细描述中进一步描述所述概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
在附图中通过举例而非限制说明本发明，在附图中，相同的标号指示相似的元素，并且在附图中：
图1是适用于实现本发明的实施例的示例性计算***环境的框图；
图2是可采用本发明的实施例的智能电网***的关键域的示意图；
图3是可采用本发明的实施例的示例性能量存储***的示意图；
图4是描绘可以采用本发明的实施例的示例性能量存储***的示意图；
图5是描绘可以采用本发明的实施例的示例性映射信息的示意图；
图6是可以采用本发明的实施例的示例性能量管理环境的示意图；
图7是可以采用本发明的实施例的示例性能量管理***的示意图；以及
图8是示出可以采用本发明的实施例的用于生成能量管理数据的方法的流程图。
具体实施方式
在这里具体描述本发明的主题以满足法定要求。然而，该描述本身并非旨在限制本专利的范围。相反，本发明人已经考虑到所要求保护的主题还可以其它方式体现，以与其它当前或未来技术结合地包括不同的步骤或与本文件中所述的步骤类似的步骤的组合。此外，尽管术语“步骤”和/或“块”可在本文中用来意味着采用的方法的不同元素，该术语不应被解释为暗示本文所公开的各个步骤之中或之间的任何特定顺序，除非和除了当明确描述各种步骤的顺序时。
本发明的实施例涉及用于通过用户界面和替代电源来管理环境的能量流的***、方法和计算机可读介质。
本发明可以利用智能电网***的特性。为了清楚和基本的理解，将智能电网***简要描述如下。然而，本发明可与这样的智能电网***独立且分立存在。对智能电网的进一步描述可以在通过引用并入的以下文件中找到：NationalInstituteofScienceandTechnology(NIST)FrameworkandRoadmapforSmartGridInteroperabilityStandardsRelease，2009年9月。
本发明允许用户存储、管理和提供在能量存储***处的能量。另外，本发明允许用户通过使用能量管理***来管理能量流。
因此，本发明的一个实施例涉及用于能量管理的计算机可读介质。该方法包括：接收能量使用数据。能量使用数据包括：与由公共服务提供商提供的能量和由消费者使用的能量相关联的信息。该方法还包括：基于能量使用数据的至少一部分生成能量管理数据。
在另一个实施例中，本发明针对一种用于能量管理的***。该***包括计算设备，其具有耦接到存储器的处理器。所述计算设备可与一组模块一起操作，与该组模块通信，并存储与一组电气组件相关联的能量使用数据。该组模块被配置为监控该组电气组件并管理该组电气组件，该组电气组件在可居住环境中使用电力。该组电气组件与可居住环境相关联，其中，可居住环境包括加热***、冷却***或插座(electricaloutlet)。另外，能量使用数据包括由公共服务提供商提供的能量的历史定价数据、预期定价数据、或消费者的历史能量使用数据。
在另一个实施例中，本发明涉及用于管理能量使用的***。该***包括计算设备，其具有耦接到存储器的处理器。所述计算设备被配置为接收能量使用数据。能量使用数据包括：与由公共服务提供商提供的能量和由消费者使用的能量相关联的信息。该***还被配置为：基于能量使用数据的至少一部分生成能量管理数据。
在简要描述了本发明的实施例的概况之后，下面描述可实现本发明的实施例的示例性操作环境，以便提供本发明的各个方面的一般上下文。
总体上参考附图、特别是首先参考图1，将用于实现本发明的实施例的示例性操作环境示出并一般指定为计算设备100。计算设备100只是合适的计算环境的一个示例，并且不旨在暗示对本发明的实施例的用途或功能的范围的任何限制。也不应该将计算设备100解释为具有与示出的组件的任何一个或组合相关的依赖性或要求。
本发明的实施例可以在计算机代码或机器可用指令(包括由诸如个人数据助理或其它手持设备的计算机或其它机器执行的诸如程序模块的计算机可执行指令)的上下文中被描述。一般而言，包括例程、程序、对象、组件、数据结构等的程序模块指的是执行特定任务或实现特定抽象数据类型的代码。本发明的实施例可以被实施在各种***配置(包括但不限于手持式设备、消费电子产品、通用计算机、专用计算设备等等)中。本发明的实施例也可以被实施在分布式计算环境中，其中，任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。
在分布式计算环境中，可与包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质相关联地定位程序模块。计算机可用指令形成界面，以允许计算机根据输入源作出反应。指令与其它代码段协作，以响应于所接收的数据，与所接收的数据的源结合地开始各种任务。
继续参考图1，计算设备100包括总线110，其直接或间接耦接以下元件：存储器112、一个或多个处理器114、一个或多个呈现组件116、输入/输出(I/O)端口118、I/O组件120、以及说明性的电源122。总线110可以是一条或多条总线(诸如地址总线、数据总线、或其组合)。虽然为了简明起见用线条示出图1的各个块，但实际上，各组件的界限并不是那样清楚，并且比喻性地来说，更精确地，线条将是灰色的和模糊的。例如，可将诸如显示设备的呈现组件视为I/O组件。此外，处理器具有存储器。因此，应该指出，图1的图只是说明可以连同本发明的一个或多个实施例使用的示例性计算设备。在这些类别之间没有作出诸如“工作站”、“服务器”、“膝上型”、“手持设备”等等的区分，这是因为所有这些都被考虑在图1的范围之内，且引用术语“计算设备”。
计算设备100通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是能由计算设备100访问并且包括易失性和非易失性介质、可移除和不可移除介质的任何可用介质。通过举例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或可以用来存储所需信息并且可以由计算设备100访问的任何其它介质。计算机存储介质不包括信号本身。通过举例而非限制，通信介质包括有线介质(诸如有线网络或直接有线连接)以及无线介质(诸如声学、RF、红外线和其它无线介质)。任何上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围之内。
存储器112包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质。存储器可以是可移除的、不可移除的、或其组合。示例性硬件设备包括固态存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器等。计算设备100包括从诸如存储器112或I/O组件120的各种实体读取数据的一个或多个处理器。呈现组件116向用户或其它设备呈现数据指示。示例性的呈现组件包括显示设备、扬声器、打印组件、振动组件等等。
I/O端口118允许计算设备100在逻辑上耦接到包括I/O组件120的其它设备，I/O组件120中的一些可以是内置的。说明性的I/O组件120包括麦克风、操纵杆、游戏垫、圆盘式卫星天线、扫描仪、打印机、无线设备等等。
智能电网
如上所述，智能电网可以是这样的电网，其使用信息和通信技术来以自动方式采集和处理信息，诸如有关供应商和消费者的行为的信息，以提高发电和配电的效率、可靠性、经济性、以及可持续性。
为了提供智能电网***的一般概述，图2示出了智能电网框架的关键域。智能电网的关键域包括市场210、操作220、服务提供商230、大规模发电(bulkgeneration)240、传输250、配电260和客户270。市场210是电力市场的运营商和参与者。操作220包括电力移动的管理者。服务提供商230包括向电力客户和公共服务(utility)提供服务的组织。大规模发电240包括大规模发电机，也可存储能量用于以后分发。传输250包括大规模长距离输电的载体，并且还可以存储电和发电。配电260包括向/从客户的配电器，也可以存储电和发电。最后，客户270是电力的最终用户。客户270还可以生成、存储和管理能量的使用。传统上，有三种客户类型：家用、商用/建筑和工业。
智能电网与智能仪表相关联。智能仪表通常是记录电能消耗并将该信息传送到公共服务提供商以用于监控和计费目的的电表。智能仪表可以使能仪表和公共服务的中央***之间的双向通信，并可以采集数据用于远程报告。
如上所述，智能电网的发展不包括向最终用户提供利用和管理分布式能量源或分布式能量源的容量(capability)的能力(例如在住宅应用中)，以将未使用的能量返回到电网，或存储多余的电能用于由最终用户以后使用。
本发明的实施例建立在智能电网***上、以及独立于智能电网***，用以至少解决智能电网***的不足。
能量存储***
在本发明的实施例中，能量存储***便于存储、管理、或提供与可居住环境相关联的能量。可居住环境可以包括但不限于工作场所、住宅、商业或工业环境。在一些实施例中，能量存储***用作本地能量存储***。在这样的实施例中，可以将能量管理***安装到可居住环境中在断路器面板处或其附近。在其它实施例中，能量存储***可以远离可居住环境。
参照图3，示出示例性能量存储***300。图3是示例性的，并且不是所有的组件都需要存在。其它实施例可具有比目前图3中所示更多或更少的组件。通常，***300包括交流(AC)到直流(DC)充电器330、DC到AC逆变器340、DC到AC逆变器350、DC锂离子电池组360、以及DC超级电容器组370。继续参考图3，能量可以在AC到DC充电器330进入能量存储***。能量可行进到DC锂离子电池组360、或DC电容器370。能量可从DC锂离子电池组360行进到DC到AC转换器340。能量可从DC电容器370行进到DC到AC转换器350。可通过诸如照明开关、出口(outlet)、加热***或冷却***的电介质，将能量从DC到AC转换器340和350提供给用户。
在一些实施例中，能量存储***可以包括控制箱320。此外，控制箱320可包括类似于图1中找到的计算设备100的计算设备。控制箱320可以被配置为有助于所述能量存储***的各种功能，包括但不限于：与***300内部或外部的组件通信、接收数据、检索数据、分析数据、生成数据、以及输出数据。此外，在其它实施例中，能量存储***可以包括无线路由器310，其有助于能量存储***和***300内部或外部的其它组件之间的通信。控制箱320可具有Wi-Fi和RFID功能。能量存储***可与诸如加热***、冷却***、照明开关和插座的各种电子组件兼容。此外，举例来说，该能量存储***可与诸如但不限于传感器、微波炉、冰箱、电视机、远程门栓锁和摄像机的电子设备兼容。
在各个实施例中，能量存储***可以将能量存储在两种类型的存储设备中，即，锂离子电池和电容器。存在与每个类型的存储设备相关联的优点。在锂电池中存储能量的至少一个优点包括：锂电池保持稳定的连续电力流的能力。电容器的至少一个优点包括：电容器大量提供能量的能力。例如，大型电器在首次打开时可能需要大量能量。在这样的实例中，电容器能够向大型电器提供必要的能量，而不中断电力流。能量存储***可以存储足够的能量，以在电力需求高峰时段期间对整个家庭供电。在一些实施例中，能量存储***可以仅包括锂离子电池。在其它实施例中，能量存储***可以仅包括电容器。
在一些实施例中，能量存储***允许用户管理存储的能量。在一些实施例中，能量存储***允许用户控制提供给与可居住环境相关联的设备的能量。例如，用户可以管理提供给住宅中的每个房间的能量。使用能量存储***，用户可以指定不将能量提供给住宅的未完成的地下室，或指定将更多的能量提供给住宅的居住区域。
在一个实施例中，能量存储***被配置为采集和提供能量相关的数据。这种能量相关的数据可包括账单、安全注意事项、警示、由公共服务提供商提供的能量的历史定价数据、由公共服务提供商提供的能量的预期效用定价数据、诸如当前状况和预报的本地、国家和全球天气相关的信息、以及消费者的历史能量使用数据。能量存储***可以从用户、插座、照明开关、加热***、或冷却***采集能量相关的数据信息。进一步地，能量存储***可以通过与和能量消费相关的公共服务提供商、天气资源或其它实体通信，来采集能量相关的数据。
在一些实施例中，能量存储***可以包括位于可居住环境的计算设备处的图形用户界面。图形用户界面可以有助于用户和能量存储***之间的交互。例如，用户可以使用图形用户界面来引导能量流过能量存储***、或绕过能量存储***。在这样的实施例中，能量存储***通过图形用户界面从用户采集信息。在一些实施例中，能量存储***可以通过在网络上的电子通信(例如通过电子邮件、文本、电话或因特网)提供能量相关的数据。在其它实施例中，能量存储***可以包括显示设备，并通过显示设备提供能量相关的数据。
在一些实施例中，能量存储***可以与智能仪表、智能电网或两者集成。图4提供了示例性***400，其包括智能仪表482、网络490和能量存储***401、配电板480、配电板484、墙上插座和开关486和488。能量存储能***401可通过网络490与智能仪表482通信。能量存储***401类似于***300的能量存储***。通过这样的通信，智能仪表可以指示能量存储***不参与能量流，从而绕过能量存储***401。在实施例中，可以从***400中示出的智能仪表482、控制箱420或其它组件提供使能量存储***401参与或绕过能量存储***401的指令。能量存储***401可从智能仪表482采集能量相关的数据，或从智能仪表482接收指令。智能仪表所接收的指令可包括绕过能量存储***的指令。在这样的实例中，能量存储***401不参与接收或恢复(retrieve)能量。在其它实施例中，能量存储***可被配置为：从诸如用于离网发电的太阳能***、风力***和地热***的***接受各种形式的能量。
如图5所示，在一些实施例中，插座和连接到插座的设备之间的映射***500可被提供作为到能量存储***的输入。通过这样的映射***，用户能够控制通过能量存储***提供给每个设备的能量。例如，用户可以提供到能量存储***的输入，其指示电力应被提供到连接冰箱的插座、而不是连接微波炉的插座。
能量管理***
能量管理***提供在可居住环境中的能量管理。能量管理***生成能量管理数据，其向用户告知能量使用的历史趋势、预测和建议。
现在参考图6，其为示例性环境600，其中，可以实现能量管理***。环境600包括公共服务提供商610、能量管理***620、以及房屋630。环境600还包括电气组件，其包括照明开关642、智能仪表644、能量存储***646、插座648、加热***650、和冷却***652。能量管理***620可与公共服务提供商610和与房屋630相关联的电气组件通信。能量管理***620可以是本地的或远程的。这里标识的项为示例性的。
现在参照图7，计算***700的框图一般包括能量管理功能710、数据存储730和电气组件740，它们均通过网络720彼此通信。网络720可以包括但不限于局域网(LAN)、广域网(WAN)或两者。这样的联网环境常见于办公室、企业范围计算机网络、内联网和因特网。因此，在此不进一步描述网络720。
应当理解的是，在本发明的实施例的范围内，在计算***700中可采用任何数量的能量管理功能、数据存储和电气组件。每个可包括单个设备/接口或在分布式环境中协作的多个设备/接口、存储器、盘、硬盘驱动器和带。图7所示的组件/模块在本质上和数量上是示例性的，并且不应被解释为限制。
数据存储730被配置为存储与可居住环境的能量流相关联的数据。具体地，数据存储730可以包括能量使用数据、能量管理数据和映射数据。在实施例中，数据存储730被配置为可搜索与其关联存储的项。
数据存储730可以是这样的存储数据，其包括与可居住环境的能量流相关联的数据。例如，数据存储730可以位于公共服务提供商、智能仪表、能量存储***、消费者住宅中，且包括与公共服务提供商、智能仪表、能量存储***、消费者住宅相关联的数据，或存在于独立环境中。
能量管理功能710被配置为生成能量管理数据。能量管理数据包括但不限于：与消费者相关联的成本节约信息、行为影响信息、预期能量使用数据、操作数据、以及通知。能量管理数据还包括与公共服务提供商相关联的成本节约信息和行为影响信息。在下面提供能量管理数据的进一步描述。使用能量管理数据，用户能够管理提供给消费者以及由消费者使用的能量。如所示的，能量管理功能710包括输入组件782、分析组件784、生成组件786、以及输出组件788。
能量管理功能710的输入组件782被配置为接收或检索用于生成能量管理数据的数据。通常，输入组件782从数据存储730检索数据。然而，输入组件782也可以从其它源(诸如从能量管理功能的用户、电气组件740、或在网络700内和外的其它位置)接收或检索输入。
能量管理功能710的分析组件784被配置为分析由输入组件782接收的数据。生成组件786被配置为基于由分析组件786提供的分析生成能量管理数据。
输出组件788被配置为将所生成的能量管理数据传递给用户、或位于网络700内或外的组件。此外，输出组件也可以提供能量使用数据或与能量使用相关的其它数据、以及与可居住环境相关联的流。
如前所述，可居住环境可以包括但不限于：工作场所、住宅、商业或工业环境。能量使用数据可以包括由公共服务提供商提供的能量的历史定价数据、以及预期定价数据。历史定价数据包括消费者的先前提供的能量的时间、位置和价格。预期定价数据包括目前提供的能量和要提供的能量的价格。在一些实施例中，“定价数据”可以称为“费率信息”。此外，能量使用数据包括消费者的历史能量使用数据。消费者的历史能量使用数据包括消费者在住宅、工作场所、商业或工业环境先前使用或消耗能量的时间、地点以及量。
可以通过来自用户在输入组件782的直接输入将映射信息提供给***700，或从数据存储730检索映射信息。映射信息包括电气设备到电气组件的映射。电气设备到电气组件的映射在图5中示出。如所示的，映射信息包括源位置、断路器信息、连接的设备、经由墙上插座的连接、经由开关的连接、连接瓦特数、估计的高峰使用小时、以及估计的每小时安培数。例如，电气设备到电气组件的映射允许诸如冰箱的特定设备与诸如插座的特定电气组件相关联，并且还允许采集瓦特数、估计的高峰使用小时、以及估计的每使用小时安培数。电气设备包括没有附接到可居住结构的设备。例如，电气设备包括但不限于冰箱、微波炉、烤面包机、烤箱、炉灶、电视和游戏***。电气组件可以包括通常附接或半附接在可居住环境中的组件。电气组件包括但不限于加热***、冷却***、照明开关或插座。映射信息可以被能量管理功能使用，以确定电气设备在与特定的电气组件相关联时使用能量的时间和量。此外，映射信息允许用户改变提供给电气组件或电气设备的能量的量。
成本节约信息包括与消费者相关联的信息，并包括高峰时间折扣信息、动态定价、以及关于如何降低能量成本金额的建议。高峰时间折扣信息包括这样的信息：何时减少能量使用是有利的，特别是在用电需求较高的高峰事件当天。减少在这样的日子的能量使用可以为消费者省钱。动态定价包括有关能量的基于时间的定价的信息，其中，能量的价格根据一天中的时间、星期几、月中的日期、或一年中的月份而变化。例如，使用映射信息，成本节约信息可以包括：在白天与在夜间相比，使用干衣机时消耗的能量的量。成本节约信息可以包括关于通过在夜间使用干衣机能够省多少钱的建议。成本节约信息还可以包括关于要使用何种能量源的建议。例如，能量存储***可能已在X美元的价格上存储了能量。目前从公共服务提供商处获得能量的价格可能花费Y美元，其中X小于Y。成本节约信息可以包括建议使用更便宜的存储能量，而不是由公共服务提供商提供的更昂贵的能量。
行为影响信息包括关于能量的使用的信息，诸如在特定时间由电气设备、由电气组件使用的能量的量、或关于如何使用更少或更多能量的建议。
预期能量使用数据包括关于根据以往的使用能量的模式和方法而预测的未来的能量使用的信息。由能量管理功能提供的通知包括账单、本地、国家和全球天气警报、目前的状况和预报、以及能量警报。
公共服务提供商的成本节约信息包括与以下相关的信息：提供给消费者的能量的量、时间和消费者，消费者如何使用该能量，以及如何以较便宜的方式将能量提供给消费者。例如，消费者可以具有能量存储***，并在晚上使用最多能量。对于公共服务提供商来说，在晚上可能会比在上午花费更多来向该消费者提供能量。成本节约信息可以包括这样的建议：在上午向消费者提供晚上所需的能量的量，使得该用户能够在上午期间存储能量。与公共服务提供商相关联的行为影响信息包括有关提供能量的时间、消费者和量的信息。
在一些实施例中，***700可以包括图形用户界面，其允许用户与能量管理***交互。在这样的实施例中，能量使用数据或能量管理数据的输出可被呈现在图形用户界面上。在一些实施例中，能量使用数据和能量管理数据的输出可以通过其它形式的电子通信而被提供给用户，所述其它形式诸如但不限于电子邮件、显示设备、电话、文本消息、或音频设备。
能量管理***700可被配置为使用家庭局域网(HAN)整合或绿色按钮(GreenButton)整合，以便使用户能够管理其能量消耗，并允许能量管理***采集和生成高效的能量使用数据和能量管理数据。绿色按钮处理这样的想法：向公用服务客户提供以消费者友好且计算机友好的格式对其能量使用信息的容易且安全的访问。此外，能量管理***700可被配置为通过各种手段与能量的消费者和***的用户交互，所述各种手段诸如但不限于电子邮件、显示设备、电话、文本消息、音频设备和社交媒体渠道(outlet)。
现在参考图8，在方法800中示出了用于执行能量管理的处理。如所图示的，在步骤810中，接收能量使用数据。可以从数据存储、消费者、公共服务提供商或它们的任何组合接收能量使用数据。能量使用数据包括与由公共服务提供商提供的能量、以及消费者所使用的能量相关联的信息。具体地，能量使用数据包括由公用服务提供商提供的能量的历史定价数据、由公用服务提供商提供的能量的预期定价数据、以及消费者的历史使用数据。在步骤820中，基于能量使用数据，生成能量管理数据，其中，能量管理数据包括与所述消费者相关联的成本节约信息、行为影响信息、预期的能量使用数据、以及通知。此外，能量管理数据包括与该公共服务提供商相关联的成本节约信息和行为影响信息。
因为图1-8讨论了本发明的实施例，所以下面将讨论涉及本发明的实施例的实现方式的示例性场景。
在本发明的实施例的实现方式中，能量存储***可以被安装在住宅内在断路器面板处或其附近。控制箱将信号发送到智能仪表，以使用能量存储***、或者绕过该能量存储***，从而正常输电。能量管理***通过在非高峰时段收集电力并且以两种类型的蓄电池输送方法来储电而工作。如上所述、且针对于实施例，锂电池组保持稳定的连续电力流，而超级电容器组保持爆发式释放的电力，以跳跃式启动急需更大电力的电气组件、电气设备或两者。锂离子电池组和超级电容器的组可以合并成无缝输电***，以向家电供电并供应日常电力需要。能量存储***可以利用健壮的能量管理***，以便向用户提供综合的通信工具。使用能量存储***、能量管理***或者两者，用户可以打开/关闭或调暗任何照明开关，或控制AC插座。此外，用户能够通过任何具有网络功能的计算机、智能电话、或其它移动设备，每天24小时控制住宅中的任何***式电气设备。
进一步说明的，能量存储***包含超级电容器(UC)的电池组，用于将DC存储按需转换为AC。UC组保持在需要时快速地且以功率突发地放电的电力。这种类型的***被设计成对需要3-7倍多的能量用于起动浪涌(start-upsurge)的诸如空调和炉风机的设备供电。进一步描述的，能量存储***包含锂离子电池组，来输送更平滑、更恒定的AC到电气组件、电气设备或两者。这些电池存储连续释放到低功耗设备(如家电上的时钟/收音机、或时钟/计时器)的电力。控制箱可以被配置为接收或提供命令给逆变器，以从锂离子电池组释放连续的电力流，并且，每次打开设备或打开照明开关时，向适当的逆变器发送命令，以释放更多的电池电力。
在本发明的实施例的实现方式中，可以在电力需求高峰时段期间对整个住宅供电。在实施例中，用户可以控制使用电力的每个设备。能量存储***、能量管理***或者两者都可以通过计算机、移动设备或两者向用户发送电子邮件通知和警报。本发明与智能仪表集成，以连接到智能电网用于双向通信。如上所述且针对特定实施例，能量存储***从用于离网发电的太阳能***、风力***、以及地热***接受能量。
在实施例中，能量存储***在断路器面板处或其附近的区域直接连接到住宅的电力。能量存储***的控制箱与智能仪表通信，以在断路器面板上关断电力，并且打开存储的能量输送***，从而允许能量存储***通过集成的电池组来向住宅供应能量。
在某些实施例中，能量存储***包括无线路由器、具有WiFi和RFID功能的带有固件的控制箱、AC到DC充电器、DC到AC转换器、一系列锂离子电池的组、以及超级电容器组。能量存储***提供兼容的墙上插座、墙上开关、传感器和可选的电气设备(诸如摄像机、以及远程门栓锁)。
在本发明的实施例的实现方式中，能量管理***使用无线电波技术来从电气组件、电气设备或两者发送和接收信号。能量管理***可以包括用于***命令的指令，来执行特定的功能，诸如测量每个出口的电输出、测量来自每个电气设备、加热、通风和空调(HVAC)单元、灯具的电力需求、以及住宅的用电上的所有其它要求。射频识别(RFID)技术可以通过地板、墙壁和天花板进行。
能量管理***允许消费者和公用服务提供商看到从源(例如发电站)一路到电气设备(诸如冰箱)的电力使用。能量管理***允许公共服务提供商深入到(drilldownto)每个消费者的精确的能量需求，例如，单个插座的能量需求。此信息有利于负载平衡规划(projection)。能量使用数据收集方法将经由安全协议出现，并会对消费者无缝。
在实施例中，能量管理***向消费者提供控制在其可居住环境中的每个电气组件、电气设备或两者的能力。消费者可以选择这样的活动：如在特定时间打开入口的照明，或在下班之前两小时打开***了慢炖锅的插座，以便开始晚餐。能量管理***可以将提醒通知发送到所有类型的移动设备。
本发明控制能量流的操作，并确定何处路由或存储能量。本发明捕获在需求源处的用电数据，并将数据返回给能量存储***、能量管理***或两者。在实施例中，通过现有能量源将能量路由到消费者。在另一个实施例中，能量被储存以备后用。在又一个实施例中，来自原本的消费者的能量被返回到公共服务公司，以用于由不同消费者之后消耗。
所描绘的各种组件以及未示出的组件的许多不同的安排是可能的，而不脱离本发明的实施例的精神和范围。已经描述了本发明的实施例，描述的意图是说明性的而非限制性的。某些特征和子组合是有用的，并在不参考其它特征和子组合的情况下可以被采用，并且被认为是在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一个或多个计算机可读介质，其上实现了计算机可执行指令，当被执行时，所述指令执行用于能量管理的计算机实现的方法，所述方法包括：
接收能量使用数据，所述能量使用数据包括与由公共服务提供商提供的能量和由消费者使用的能量相关联的信息；以及
基于所述能量使用数据的至少一部分，生成能量管理数据。
2.根据权利要求1的计算机可读介质，还包括：在显示设备将所述能量管理数据呈现给用户。
3.根据权利要求1的计算机可读介质，其中，所述能量使用数据包括以下中的至少一种：由所述公用服务提供商提供的能量的历史定价数据以及预期定价数据。
4.根据权利要求1的计算机可读介质，其中，所述能量使用数据包括所述消费者的历史能量使用数据。
5.根据权利要求4的计算机可读介质，其中，所述能量管理数据包括以下中的至少一种：与所述消费者相关联的成本节约信息、行为影响信息、预期能量使用数据、以及通知。
6.根据权利要求4的计算机可读介质，其中，所述能量管理数据包括以下中的至少一种：与所述公共服务提供商相关联的成本节约信息、以及与所述公共服务提供商相关联的行为影响信息。
7.一种用于能量管理的***，包括：具有耦接到存储器的处理器的计算设备；所述计算设备能够与一组模块一起操作；所述计算设备存储能量使用数据，其中，所述能量使用数据包括以下中的至少一种：由公用服务提供商提供的能量的历史定价数据、预期定价数据、以及消费者的历史能量使用数据；该组模块被配置为监控一组电气组件并管理该组电气组件，该组电气组件在可居住环境中使用电力；该组电气组件位于所述可居住环境中；并且所述可居住环境包括加热***、冷却***和插座中的至少一个。
8.根据权利要求7的***，其中，所述计算设备还被配置为从以下中的至少一个采集历史能量使用数据：加热***、冷却***和插座。
9.根据权利要求7的***，还包括图形用户界面，用于有助于用户和所述计算设备之间的交互，所述图形用户界面位于所述可居住环境中。
10.根据权利要求9的***，其中，所述计算设备被配置为从所述能量的公共服务提供商、或所提供能量的消费者接收输入。
11.根据权利要求10的***，其中，该输入包括以下中的至少一个：插座到连接到该组电气组件的至少一个电气设备的映射、与所述插座相关联的历史能量数据、所述公共服务提供商的历史定价数据、以及所述公共服务提供商的预期定价数据。
12.根据权利要求10的***，其中，所述计算设备被配置为基于所接收的输入向所述电气组件提供指令。
13.根据权利要求10的***，其中，所述计算设备被配置为：基于从所述用户、所述能量的公共服务提供商、或所提供能量的消费者接收的输入，向位于所述可居住环境中的单独的计算设备提供指令，其中，所述单独的计算设备与所述电气组件相关联。
14.根据权利要求12的***，其中，所述计算设备提供指令，其用于：向所述电气组件提供能量，停止向所述插座提供能量，以及改变向所述电气组件提供的能量的量。
15.一种用于管理能量使用的***，该***包括：具有耦接到存储器的处理器的计算设备，所述计算设备被配置为：(1)接收能量使用数据，所述能量使用数据包括与由公共服务提供商提供的能量和由消费者使用的能量相关联的信息；以及(2)基于所述能量使用数据的至少一部分生成能量管理数据。
16.根据权利要求15的***，还包括显示设备，用于显示所述能量使用数据和所述能量管理数据中的至少一个。
17.根据权利要求15的***，其中，所述能量使用数据包括以下中的至少一种：由所述公用服务提供商提供的能量的历史定价数据以及预期定价数据。
18.根据权利要求15的***，其中，所述能量使用数据包括所述消费者的历史能量使用数据。
19.根据权利要求15的***，其中，所述能量管理数据包括以下中的至少一种：与所述消费者相关联的成本节约信息、行为影响信息、预期能量使用数据、以及通知。
20.根据权利要求15的***，其中，所述能量管理数据包括以下中的至少一种：与所述公共服务提供商相关联的成本节约信息以及行为影响信息。
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