CN105191058A - 分布式能量源*** - Google Patents

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Abstract

提供用于管理可居住环境中的能量的***和方法。能量存储***包括存储和管理能量。能量的存储可以基于用户偏好。能量的管理包括根据用户偏好和映射数据引导可居住环境中的能量。映射数据包括匹配电插座到可居住环境中的位置和/或设备。由计算设备基于映射提供指令到电组件，以控制电组件和电设备。

Description

分布式能量源***
通过引用并入
在此通过引用并入2009年9月的国家科学技术研究院(NIST)的智能电网互通性标准框架及路线图第一版(草案)。
背景技术
北美电网曾经被称为“20世纪的最高工程成就”。不幸的是，该电网迅速老化，使得断电和低效导致终端用户的巨大花费。此外，恐怖活动和恶意计算机代码威胁拒绝服务于国家的关键基础设施。
不断增长的利用诸如风的源提供清洁能源的运动当前正遭受由于电网内的限制导致的显著低效。商业的风力发电厂通常产生比实现的更大的能量，因为传输线路不能容纳产生的能源量，从而导致大量的努力浪费。
由于成本、在峰值需求期间缺乏提供足够能量、以及在非峰值时间期间的浪费能量，住宅应用通常被视为不切实际的。
当前开发智能电网的努力正在进行。智能电网可能是使用信息以及通信技术以自动化的方式收集信息(诸如关于供应商和消费者的行为的信息)和按照信息行事的电网(electricalgrid)，以改进电的生产和分配的效率、可靠性、经济性和持续性。
智能电网的发展不包括给终端用户提供利用和管理分布式能量源的能力。此外，当前不存在这样的***，其诸如在住宅应用中提供分布式能量源的能力，以便将未使用的能量返回电力网(powergrid)，或者存储过剩能量用于由消费者之后使用。尽管智能电表允许电业公司在消费者地点收集数据，但是不存在这样的***，其为消费者或者其他有权益的利益相关者提供收集使用和生成数据的能力，以便更有效地输送电(deliverelectricity)并且检查***中的问题，并且提供允许用于整体性能改进的分布式生成源的战略布置的信息。
存在将发电和储电技术集成到单个输送***的需求。还存在与电表连接以创建具有提供消费者和分布源之间的双路通信能力的家庭电源的需求。
发明内容
本发明的实施例涉及一种能量存储***以及能量管理***。该能量存储***允许用户存储、管理和提供能量到可居住环境。该能量管理***生成能量管理数据，其通知用户关于能量使用的历史趋势、预测和建议。
提供本发明内容以便以简化的形式引入概念的选择，下面在具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。
附图说明
在附图中作为示例而非限制图示了本发明，其中相同的参考标号指示类似元素，附图中：
图1是适于在实施本发明实施例时使用的示例性计算***环境的框图；
图2是其中可以采用本发明实施例的智能电网***的关键域的示意图；
图3是其中可以采用本发明实施例的示例性能量存储***的示意图；
图4是描绘其中可以采用本发明实施例的示例性能量存储***的示意图；
图5是描绘其中可以采用本发明实施例的示例性映射信息的示意图；
图6是其中可以采用本发明实施例的示例性能量管理环境的示意图；
图7是其中可以采用本发明实施例的示例性能量管理***的示意图；
图8是图示根据本发明实施例的用于引导能量流动的方法的流程图；以及
图9是图示根据本发明实施例的用于引导能量流动的方法的流程图。
具体实施方式
在此利用特性描述本发明的主题以满足法定要求。然而，描述本身不旨在限制本专利的范围。而是，发明人预期结合其他当前或未来的技术，要求保护的主题也可能以其他方式体现，以包括不同步骤或与本文献中描述的步骤类似的步骤的组合。此外，尽管术语“步骤”和/或“块”在此用于意味着采用的方法的不同元素，但是术语不应理解为暗示在此公开的各种步骤之间的任何特定顺序，除非以及除了当明确描述了个别步骤的顺序时。
本发明的实施例涉及通过用户界面以及替代电源管理环境的能量流动的***、方法和计算机可读介质。
本发明可以利用智能电网***的属性。为了清楚和基本理解，下面提供智能电网***的简要描述。然而，本发明可以独立并且与这样的智能电网***分离。在2009年9月的国家科学技术研究院(NIST)的智能电网互通性标准框架及路线图第一版(草案)中可以找到智能电网网络的进一步描述，在此通过引用并入。
本发明允许用户在能量存储***存储、管理和提供能量。此外，本发明允许用户通过使用能量管理***管理能量的流动。
因此，本发明的一个实施例指向用于个人能量管理的计算机可读介质。该方法包括接收映射数据，其中映射数据包括至少一个能量出口和至少一个设备之间的匹配。该方法还包括接收能量管理指令。该方法包括将能量的流动从能量源引导到至少一个能量出口，其中能量的流动的引导基于映射数据和能量管理指令。
在另一实施例中，本发明指向用于个人能量管理的***。该***包括电池组、电容器组和计算设备。计算设备包括处理器，其耦合到存储器并且可用一组模块操作。该组模块配置为管理从电池组和电容器组到一组电组件的能量的流动。该组电组件位于可居住环境中，其中该可居住环境包括供暖***、冷却***和电插座(electricaloutlet)的至少一个。
在又一实施例中，本发明指向用于引导能量的流动的方法。该方法包括接收映射数据，其中映射数据包括至少一个能量出口和至少一个设备之间的匹配。该方法还包括接收能量管理指令。该方法包括将能量的流动从电池组和电容器组的至少一个引导到至少一个能量出口，其中能量的流动的引导基于映射数据和能量管理指令。
已经简要描述了本发明实施例的概述，下面描述其中可以实施本发明实施例的示例性操作环境，以便提供用于本发明的各个方面的一般背景。
一般地参照附图并且最初特别参照图1，示出了用于实施本发明实施例的示例性操作环境，并且一般地指示为计算设备100。但是计算设备100是适当的计算环境的一个示例，并且不旨在建议对于本发明实施例的使用范围或功能的任何限制。计算设备100也不应理解为具有与图示的组件的任何一个或组合相关的依赖或要求。
可以在计算机代码或机器可用指令的一般环境中描述本发明的实施例，包括由诸如个人数据助理或其他手持设备的计算机或其他机器执行的诸如程序模块的计算机可执行指令。通常，包括例程、程序、对象、组件、数据结构等的程序模块指执行特定任务或者实施特定抽象数据类型的代码。本发明的实施例可以在各种***配置中实践，包括但不限于手持设备、消费者电子产品、通用计算机、专用计算设备等。本发明的实施例还可以在分布式计算环境中实践，其中由通过通信网络链接的远程处理设备执行任务。
在分布式计算环境中，程序模块可以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。计算机可用指令形成允许计算机根据输入的源反应的接口。指令与其他代码段协作以便响应于接收的数据结合接收的数据的源，发起各种任务。
继续参照图1，计算设备100包括总线110，其直接或间接耦合以下元件：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/输出端口118、I/O组件120以及说明性电源122。总线100代表可以是一个或多个总线(诸如地址总线、数据总线或其组合)。尽管图1的各块为了清楚用线条示出，但是实际上，描绘各种组件不是如此清楚，并且比如线条将更精确地是灰色并且模糊。例如，可以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，应该注意图1的图仅仅是说明可以结合本发明的一个或多个实施例使用的示例性计算设备。在诸如“工作站”、“服务器”、“膝上型电脑”、“手持设备”等的类别之间不进行区分，因为所有视为在图1的范围内并且参照术语“计算设备”。
计算设备100典型地包括多种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可以由计算设备100存取的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性介质、可移除和不可移除介质二者。作为示例并且非限制，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诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息存储的任何方法或技术实施的易失性和非易失性介质、可移除和不可移除介质二者。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盘、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或者任何其他介质，其可以用于存储希望的信息并且可以由计算设备100存取。计算机存储介质不包括信号本身。作为示例并且非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质、以及诸如声学、RF、红外和其他无线介质的无线介质。上面任何的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
存储器112包括以易失性和/或非易失性存储器的形式的计算机存储介质。存储器可以是可移除、不可移除或其组合。示例性硬件设备包括固态存储器、硬驱动器、光盘驱动器等。计算设备100包括一个或多个处理器，其从诸如存储器112或I/O组件120的各种实体读取数据。呈现组件116将数据指示呈现给用户或其他设备。示例性呈现组件包括显示设备、扬声器、打印组件、振动组件等。
I/O端口118允许计算设备100逻辑地耦合到包括I/O组件120的其他设备，它们中的一些可能是内建的。图示的I/O组件120包括麦克风、控制杆、游戏板、圆盘式***天线、扫描器、打印机、无线设备等。
智能电网
如上所述，智能电网可能是使用信息以及通信技术的电网，该电网以自动化的方式收集信息(诸如关于供应商和消费者的行为的信息)和按照信息行事，以改进电的生产和分配的效率、可靠性、经济性和持续性。
为了提供智能电网***的一般概述，图2图示智能电网架构的关键域。智能电话的关键域包括市场210、操作220、服务提供者230、大量发电(bulkgeneration)240、传输250、分配260和消费者270。市场210是电市场的经营者和参与者。操作220包括电的移动的管理者。服务提供者230包括提供服务给电消费者和公用事业的组织。大容量发电240包括大批量的发电机，并且还可以存储能量用于之后分配。传输250包括大量电的长途运载，并且还可能存储和生成电。分配260包括从和到消费者的电的配电器，并且还可能存储和生成电。最后，消费者270是电的终端用户。消费者270还可以生成、存储电并且管理电的使用。传统上存在三个消费者类型：家庭、商业/建筑以及工业。
智能电网与智能电表相关联。智能电表通常是记录电能量的消耗并且将该信息通信到公用事业提供者用于监控和开具账单目的的电表。智能电表可以实现电表和公用事业处的中央***之间的双向通信，并且可以数据用于远程报告。
如上所述，智能电网的发展不包括给终端用户提供这样的能力：诸如在住宅应用中利用和管理分布式能量源或者分布式能量源的容量，以便将未使用的能量返回电力网，或者存储过剩能量用于由终端消费者之后使用。
本发明的实施例基于智能电网***建立，并且除了智能电网***外，至少解决智能电网***的缺陷。
能量存储***
在本发明的实施例中，能量存储***便利与可居住环境相关联的能量的存储、管理或提供。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。通常，可居住环境可以包括供暖***、冷却***和/或电插座。供暖***通常是用于通过使用家庭、办公室或其他处所内的热能增加和/或保持温度在特定度数的机制。冷却***通常是通过使用制冷循环降低和/或保持温度在特定度数的机制。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，能量管理***可以安装到处于或接近断路器面板的可居住环境。在其他实施例中，能量存储***可以位于远离可居住环境。如在此使用的，能量组件可以指电插座和/或电设备。电插座是可以通过其提供能量的与可居住环境相关联的出口。电设备是可以通过其消耗能量的设备。电设备的示例包括灯开关、电视、供暖***和冷却***。
参照图3，示出了示例性能量存储***300。图3是示例性的并且无需所有组件存在。其他实施例可以具有比图3当前示出的更多或更少组件。通常，***300包括交流电(AC)到直流电(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。继续参照图3，能量可以在AC到DC充电器330进入能量存储***。能量可以行进到DC锂离子电池组360或DC电容器370。能量可以从DC锂离子电池组360进行到DC到AC转换器340。能量可以从DC电容器370行进到DC到AC转换器350。能量可以从DC到AC转换器340和350通过电介质(诸如灯开关、插座、供暖***和冷却***)提供到用户。
在一些实施例中，能量存储***可以包括控制盒320。此外，控制盒320可以包括与图1中发现的计算设备100类似的计算设备。控制盒320可以配置为便利能量存储***的各种功能，包括但不限于与***300内部或外部的组件的通信、接收数据、检索数据、分析数据、生成数据以及数据的输出。此外，在其他实施例中，能量存储***可以包括无线路由器310，其便利能量存储***与***300内部或外部的其他组件之间的通信。控制盒320可以是启用Wi-Fi和RFID的。能量存储***可以与诸如供暖***、冷却***、灯开关和电插座的各种电子组件兼容。此外，能量存储***可以与诸如但不限于传感器、微波炉、电冰箱、电视、远程门栓锁和摄像机(列举一些)的电子设备兼容。
在各种实施例中，能量存储***可以在两种类型的存储设备(锂离子电池和电容器)中存储能量。存在与每种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功率流的能力。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，大电器在首次接通时可能要求大量能量。在这样的情况下，电容器能够为大电器提供所需能量而没有功率流的中断。能量存储***可以存储足够能量以便在峰值电需求时段期间为整个家庭供电。在一些实施例中，能量存储***可以仅包括锂离子电池。在其他实施例中，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***允许用户控制提供到与可居住环境相关联的设备的能量。例如，用户可以管理提供到家庭的每个房间的能量。使用能量存储***，用户可以指定不提供能量到家庭的未完工的地下室，或者指定提供更多能量到家庭的起居区域。
在一个实施例中，能量存储***配置为收集和提供能量相关数据。这样的能量相关数据可以包括账单，安全通知，警告，由公用事业提供者提供的能量的历史定价数据，公用事业提供者提供的能量的预期公用事业定价数据，诸如当前情况和预报的本地、全国和世界范围的天气相关信息，以及消费者的历史能量使用数据。能量相关数据还可以包括可居住环境以及与可居住环境相关联的每个组件的历史能量使用数据。历史能量使用数据可以包括对于可居住环境的每个组件的能量使用的测量和时间以及确定预期的测量和时间。能量存储***可以从用户、电插座和/或电设备收集能量相关数据信息。此外，能量存储***可以通过与公用事业提供者、天气资源或与能量消耗相关的其他实体通信，收集能量相关数据。
在一些实施例中，能量存储***可以包括位于可居住环境中的计算设备处的图形用户界面。图形用户界面可以便利用户和能量存储***之间的交互。例如，用户可以使用图形用户界面引导能量流过能量存储***或者绕开能量存储***。在这样的实施例中，能量存储***通过图形用户界面从用户收集信息。在一些实施例中，能量存储***可以通过网络上的电子通信(诸如通过电子邮件、文本、电话或因特网)提供能量相关数据。在其他实施例中，能量存储***可以包括显示设备，并且通过显示设备提供能量相关数据。
在一些实施例中，能量存储***可以与智能电表、智能电网或者两者集成。图4提供示例性***400，其包括智能电表482、网络490和能量存储***401、配电板480、配电板484、以及壁装插座和开关486和488。能量存储***401可以通过网络490与智能电表482通信。能量存储***401类似于***300的能量存储***。通过这样的通信，智能电表可以指示能量存储***不参与能量的流动，因此绕开能量存储***401。在实施例中，可以从***400中示出的智能电表482、控制盒420或者其他组件提供参与或绕开能量存储***401的指令。能量存储***401可以从智能电表482收集能量相关数据，或者从智能电表482接收指令。由智能电表接收的指令可以包括绕开能量存储***的方向。在这样的情况下，能量存储***401不参与接收或取回能量。在其他实施例中，能量存储***可以配置为从诸如太阳能***、风能***和用于离网功率的地热***的***接受各种形式的能量。
如图5所示，在一些实施例中，可以提供电插座和连接到电插座的设备之间的映射***500作为到能量存储***的输入。利用这样的映射***，用户可能能够控制通过能量存储***提供到每个设备的能量。例如，用户可以提供输入到能量存储***，指示电力应该提供到连接电冰箱的电插座而不是连接微波炉的电插座。
能量存储***可以存储各种数量的能量。能量存储***存储的能量的数量可以依赖于如上所述的能量相关数据。例如，能量存储***可以基于在特定时间段期间由相关的可居住环境所需的能量的数量存储能量。在另一实例中，能量存储***存储的能量的数量可以基于天气预报。例如，天气预报可能预测两天暴风雪。基于该天气预报，能量存储***可以存储能够维持可居住环境两天的数量的能量。此外，能量存储***存储的能量的数量可以依赖于用户偏好。
用户偏好详述用户可能偏爱的能量管理的各方面。用户偏好可能包括一天中应该存储和提供能量的时间。用户偏好还可能包括对于特定时间段能量的优选成本。此外，用户偏好可能包括应该对其提供能量的可居住环境的特定组件和特定位置。
能量存储***可以在一天中的各个时间期间存储能量。在其期间能量存储***存储能量的时间段可以依赖于能量的成本、能量的必要性、用户偏好和/或能量相关数据。例如，能量存储***可以在能量的费率最便宜时存储能量。
能量存储***可以在一天中的各个时间期间提供能量。在其期间能量存储***可以提供能量的时间段可以基于能量相关数据、用户偏好、映射数据和能量存储***中存储的能量的阈值数量。相反地，在其期间能量存储***可以被绕开的时间段也基于能量相关数据、用户偏好、映射数据和能量存储***中存储的能量的阈值数量。此外，能量存储***可以基于能量相关数据停止提供能量。例如，如果与可居住环境相关联的组件要求比能量存储***中存储的更多能量，能量存储***可以不提供能量。替代地，可以绕开能量存储***，允许从诸如公用设施提供者的外部源提供能量。然而，如果能量存储***包含组件需要的能量的最小数量，那么能量存储***可以提供需要数量的能量。在另一实例中，用户偏好可能指示特定组件不应从能量存储***接收能量，使得不由能量存储***提供能量到该特定组件。在一些实施例中，如果存储的能量的数量满足最小阈值，能量存储***可能不提供能量。例如，当能量存储***仅具有5KJ的存储能量时，则能量存储***可以停止提供能量，在此情况下可以绕开能量存储***以允许提供外部能量。可以基于能量相关数据和/或用户偏好确定能量的最小阈值数量。
能量管理指令可以提供到能量存储***，指示能量存储***提供能量流到可居住环境中的特定设备、电插座和/或位置。能量管理指令还可以提供关于一天中时间的指令，以引导能量的流动以及可以引导到可居住环境中的特定设备、电插座和/或位置的能量的数量。能量管理指令可以基于由用户提供的偏好、能量相关数据或者能量存储***中存储的能量的数量。此外，能量管理指令可以由用户或者由智能电表提供。
能量管理***
能量管理***提供对于可居住环境中的能量的管理。能量管理***生成能量管理数据，其通知用户关于能量使用的历史趋势、预测和建议。
现在参照图6，图6是示例性环境600，其中可以实施能量管理***。环境600包括公用事业提供者610、能量管理***620和房屋630。电组件也包括在环境600中，其包括灯开关642、智能电表644、能量存储***646、电插座648、供暖***650和冷却***652。能量管理***620还与公用事业提供者610以及与房屋630相关联的电组件二者通信。能量管理***620可以是本地的或者可以是远程的。在此标识的项目是示例性的。
现在参照图7，计算***700的框图通常包括能量管理功能710、数据存储730和电组件740，所有经由网络720相互通信。网络720可以包括但不限于局域网(LAN)、广域网(WAN)或者两者。这样的联网环境是办公室、企业范围计算机网络、内联网和因特网中常见的。因此，在此不进一步描述网络720。
应该理解，在本发明实施例的范围内，在计算***700中可以采用任意数目的能量管理功能、数据存储和电组件。每个可以包括单个设备/接口或者在分布式环境中协作的多个设备/接口、存储器、盘、硬驱动器和带。图7中图示的组件/模块本质上和数目上是示例性的，并且不应理解为限制。
数据存储730配置为存储与可居住环境的能量流动相关联的数据。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配置为对于相关联存储的项目可搜索。
数据存储730可以是包括与可居住环境的能量流动相关联的数据的存储数据。例如，数据存储730可以位于公用事业提供者、智能电表、能量存储***、消费者住宅并且包括与公用事业提供者、智能电表、能量存储***、消费者住宅相关联的数据，或者存在于独立环境中。
能量管理功能710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用设施提供者相关联的成本节约信息和行为影响信息。下面提供能量管理数据的进一步描述。使用能量管理数据，用户能够管理提供到消费者并且由消费者使用的能量。如所图示的，能量管理功能710包括输入组件782、分析组件784、生成组件786和输出组件788。
能量管理功能710的输入组件782配置为接收或检索用于在生成能量管理数据时使用的数据。典型地，输入组件782从数据存储730检索数据。然而，输入组件782也可以从其他源接收或检索输入，诸如从能量管理功能的用户、电组件740、或者网络700内和外的其他位置。
能量管理功能710的分析组件784配置为分析由输入组件782接收的数据。生成组件786配置为基于由分析组件784提供的分析生成能量管理数据。
输出组件788配置为将生成的能量管理数据通信到位于网络700内或外的用户或组件。此外，输出组件还可以提供能量使用数据或与可居住环境相关联的能量使用和流动相关的其他数据。
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用事业提供者提供的能量的历史定价数据和预期定价数据。历史定价数据包括消费者之前提供能量的时间、位置和价格。预期定价数据包括当前提供的能量以及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由处于住宅、工作场所、商业或工业环境的消费者之前使用或消费的能量的时间、位置和数量。
映射数据可以通过在输入组件782从用户直接输入或者从数据存储730检索提供到***700。映射数据包括电设备到电组件的映射。图5中示出电设备到电组件的映射。如所图示的，映射信息包括源位置、电路断路器信息、连接的设备、经由壁装插座的连接、经由开关的连接、连接的瓦特、估计的使用的峰值小时数以及估计的每小时安培数。例如，电设备到电组件的映射允许特定设备(诸如电冰箱)与特定电组件(诸如电插座)相关联，并且进一步允许收集瓦特的数量、估计的使用的峰值小时数以及估计的使用的每小时安培数。电设备包括没有附接到可居住结构的设备。举例来说，电设备包括但不限于电冰箱、微波炉、烤箱、烤炉、电炉、电视和游戏***。电组件可以包括通常在可居住环境中附接或半附接的组件。电组件包括但不限于供暖***、冷却***、灯开关以及电插座。映射信息可以由能量管理功能用来确定当与特定电组件相关联时电设备使用的能量的时间和数量。此外，映射信息允许用户改变提供到电组件或电设备的能量的数量。
成本节约信息包括与消费者相关联的信息，并且包括峰值时间折扣信息、动态定价、以及关于如何减少能量的成本数量的建议。峰值时间折扣信息包括何时能量的使用减少有利(特别是当电需求高时的峰值事件时期)的信息。在这样的时期减少能量使用可以节约消费者金钱。动态定价包括关于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、一周中的一天、一月中的日期、或者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期间相对于在晚上使用干衣机时消耗的能量的数量。成本节约信息可以包括关于通过在晚上使用干衣机可以节约多少钱的建议。成本节约信息还可以包括关于使用什么能量源的建议。例如，能量存储***可以已经以X美元的价格存储能量。从公用事业提供者接收能量的当前价格可能花费Y美元，其中X小于Y。成本节约信息可以包括使用更便宜的存储的能量替代更贵的由公用事业提供者提供的能量的建议。
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、由电设备、由电组件使用的能量的数量，或者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基于之前使用能量的方式和方法预期的能量的未来使用的信息。由能量管理功能提供的通知包括账单，本地、全国和世界范围天气警报，当前情况和预报，以及能量警报。
公用事业提供者的成本节约信息包括关于提供给消费者的能量的数量、时间和消费者，能量如何由消费者使用，以及能量如何可以以更便宜的方式提供给消费者的信息。例如，消费者可能具有能量存储***，并且在夜间使用大多数能量。对于公用事业提供者可能在夜间比在早上提供能量给消费者花费更多。成本节约信息可能包括在早上为消费者提供夜间所需数量的能量的建议，使得用户可能在早上期间存储能量。与公用事业提供者相关联的行为影响信息包括关于提供的能量的时间、消费者和数量的信息。
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以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他形式的电子通信(诸如但不限于电子邮件、显示设备、电话呼叫、文本消息或音频设备)提供给用户。
能量管理***700可以配置为使用家庭区域网(HAN)集成或者绿色按钮集成，以便使得用户能够管理他们的能量消耗，并且允许能量管理***收集和生成有效的能量使用数据和能量管理数据。绿色按钮处理以消费者友好和计算机友好的格式为公用事业消费者提供对于他们的能量使用信息的容易和安全访问的概念。此外，能量管理***700可以配置为通过各种手段(诸如但不限于电子邮件、显示设备、电话呼叫、文本消息、音频设备和社交媒体出口)与能量的消费者以及***的用户交互。
现在参照图8，在方法800中示出了用于引导能量的流动的处理。如所图示的，在步骤810中，接收映射数据。映射数据可以包括至少一个能量出口和至少一个设备之间的匹配。在步骤820中，接收能量管理指令。在步骤830中，引导从能量源到至少一个能量出口的能量的流动。能量的流动的引导基于映射数据和能量管理指令。
现在参照图9，在方法900中提供了用于引导能量流动的处理。如所图示的，在步骤910中，接收映射数据，其中映射数据包括至少一个电插座和至少一个设备之间的匹配。在步骤920中，接收能量管理指令。在步骤930中，引导从电池组和电容器组的至少一个到至少一个能量出口的能量的流动。
如图1-9讨论的本发明的实施例，下面将讨论涉及本发明实施例的实施的示例性场景。
在本发明实施例的实施中，能量存储***可以安装在处于断路器面板或断路器面板附近的住宅内部。控制盒发送信号到智能电表，以便使用能量存储***或者绕过能量存储***用于普通电输送。能量管理***通过在非峰值时段期间收集电力并且以两种类型的可重复充电电池输送方法存储电力来工作。如上所述，并且特别对于实施例，锂电池组保持连续功率的稳定流动，而超级电容器组保持突发释放的电功率，以便跳跃式启动更大耗电的电组件、电设备或两者。锂电池和超级电容器组可以组合为无缝电力输送***，以便为家用电器供电并且提供日常电需求。能量存储***可以利用鲁棒的能量管理***，以便提供用户理解的通信工具。使用能量存储***、能量管理***或者两者，用户可以打开/关闭或者调暗任何灯开关或者控制AC插座。此外，用户可以从任何使能web的计算机、智能电话、或者其他移动设备一天24小时控制住宅中的任何***电设备。
进一步说明，能量存储***包含超级电容器(UC)的电容器组，用于根据需要转换为AC的DC存储。UC组保持在需要时快速并且用功率突发放电的电。设计这种类型的***以便为需要3-7倍更大能量用于启动电涌的设备(诸如空调和炉扇)供电。通常，电容器包括低数量的内部电阻，并且可以快速放电，但是不能在给定时间存储大量的能量。进一步描述，能量存储***包含锂离子电池组，用于输送更平滑、更恒定的AC到电组件、电设备或者两者。通常，电池具有比电容器更高的内部电阻。电池存储电功率，其连续释放到供电低消耗设备，像电器上的时钟/无线电或者时钟/定时器。控制盒可以配置为接收或提供命令到逆变器，以便从锂电池组释放电的连续的流动，并且每次接通设备或者接通灯开关，命令就发送到适当的逆变器以释放更多电池功率。
在本发明实施例的实施中，可以在峰值电力需求时段期间为整个住宅供电。在实施例中，用户可以控制用电的每个设备。能量存储***、能量管理***或者两者可以经由计算机、移动设备或者两者发送电子邮件通知和警报到用户。本发明集成有智能电表以便连接到智能电网用于双向通信。如上所述，并且特别对于特定实施例，能量存储***从太阳能***、风能***和用于离网功率的地热***接受能量。
在实施例中，能量存储***直接连接到处于断路器面板或断路器面板附近的区域中的住宅的电功率。能量存储***的控制盒与智能电表通信，以关断断路器面板处的电功率并且接通存储的能量输送***，允许能量存储***通过集成的电池组提供能量到住宅。
在特定实施例中，能量存储***包括无线路由器、具有固件的Wi-Fi和RFID使能的控制盒、AC到DC充电器、DC到AC变换器、串联的锂电池组、以及超级电阻器组。能量存储***提供兼容的壁装插座、壁装开关、传感器和可选的电设备，诸如摄像机和远程门栓锁。
在本发明实施例的实施中，能量管理***使用无线电波技术以发送和从电组件、电设备或者两者接收信号。能量管理***可以包括用于***命令的指令，以执行特定功能，诸如测量每个插座的电输出，测量来自每个电设备、加热、通风和空调(HVAC)单元、灯具的电子需求，以及测量关于住宅的电使用的所有其他需求。射频识别(RFID)技术可以行进通过地板、墙壁和天花板。
能量管理***允许消费者和公用事业提供者看到从源(例如，发电站)一直到电设备(诸如电冰箱)的电使用。能量管理***允许公用事业提供者深入研究每个消费者的精确能量需求，例如，单个电插座的能量需求。该信息有利于负载平衡计划。能量使用数据收集方法将经由安全协议出现，并且将对于消费者无缝。
在实施例中，能量管理***为消费者提供控制他们的可居住环境中的每个电组件、电设备或者两者的能力。消费者能够选择像在特定时间接通入口灯或者在下班前两小时接通***慢炖锅的电插座以便开始晚餐的活动。能量管理***可以发送提醒通知到所有类型的移动设备。
本发明控制能量流动的操作并且确定哪里路由或存储能量。本发明捕获需求源处的电使用数据，并且将数据返回能量存储***、能量管理***或者两者。在实施例中，能量通过现有能量源路由到消费者。在另一实施例中，能量存储用于之后使用。在又一实施例中，来自原始消费者的能量返回公用事业公司用于由不同消费者之后消费。
描述的各种组件以及没有示出的组件的许多不同安排是可能的而不背离本发明实施例的精神和范围。已经描述本发明的实施例，旨在说明性而不是限制性的。特定特征和子组合是实用的并且可以被采用而不参照其他特征和子组合，并且视为在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种或多种计算机可读介质，具有在其上体现的计算机可执行指令，当运行所述计算机可执行指令时，执行用于根据映射数据引导能量的流动的计算机实施的方法，所述方法包括：接收映射数据，所述映射数据包括至少一个电插座和至少一个设备之间的匹配，其中所述至少一个电插座和所述至少一个设备每个与可居住环境相关联，所述可居住环境包括以下的至少一个：供暖***、冷却***以及所述至少一个电插座；接收能量管理指令；以及引导从能量源到所述至少一个能量出口的能量的流动，所述能量的流动的引导基于所述映射数据和所述能量管理指令。
2.如权利要求1所述的计算机可读介质，其中映射进一步包括将所述至少一个能量出口匹配到所述可居住环境中的位置。
3.如权利要求2所述的计算机可读介质，其中所述能量源是公用事业提供者。
4.如权利要求2所述的计算机可读介质，其中所述能量源是以下的至少一个：电池组和电容器组，所述电池组和电容器组每个与所述可居住环境相关联。
5.如权利要求2所述的计算机可读介质，其中所述能量管理指令包括以下的至少一个：引导到设备的能量的流动的指令、引导到所述可居住环境中的位置的能量的流动的指令、一天中引导能量的流动的时间的指令、以及引导到电插座的能量的数量的指令。
6.如权利要求2所述的计算机可读介质，其中从用户接收所述能量管理指令。
7.如权利要求2所述的计算机可读介质，其中从智能电表接收所述能量管理指令。
8.一种用于个人能量管理的***，所述***包括：电池组；电容器组；以及具有耦合到存储器的处理器的计算设备，所述计算设备可用一组模块操作，所述一组模块配置为管理从所述电池组和所述电容器组到一个或多个组件的能量的流动，其中所述一个或多个组件与可居住环境相关联，所述可居住环境包括以下的至少一个：供暖***、冷却***以及电插座。
9.如权利要求8所述的***，其中所述计算设备进一步配置为管理所述电池组和所述电容器组中的能量的存储，所述能量的存储的管理包括以下的至少一个：存储能量的数量以及一天中存储能量的时间。
10.如权利要求9所述的***，其中所述能量的存储的管理基于用户偏好。
11.如权利要求8所述的***，其中所述电池组包括至少一个锂离子电池。
12.如权利要求8所述的***，其中所述计算设备进一步配置为从以下的至少一个收集历史能量使用数据：所述供暖***、所述冷却***以及所述电插座。
13.如权利要求8所述的***，其中所述计算设备进一步配置为包括映射数据，所述映射数据包括至少一个能量出口与所述可居住环境中的设备和位置的至少一个之间的匹配。
14.如权利要求13所述的***，其中所述计算设备配置为基于(1)映射数据以及(2)能量管理指令两者管理能量的流动。
15.如权利要求14所述的***，其中所述能量管理指令包括以下的至少一个：引导到设备的能量的流动的指令、引导到所述可居住环境中的位置的能量的流动的指令、一天中引导能量的流动的时间的指令、以及引导能量的数量的指令。
16.如权利要求8所述的***，还包括图形用户界面。
17.如权利要求8所述的***，其中所述计算设备通过所述图形用户界面接收来自用户的能量管理指令。
18.如权利要求8所述的***，其中所述计算设备与智能电表通信，并且从所述智能电表接收能量管理指令。
19.一种用于引导能量的流动的方法，所述方法包括：接收映射数据，所述映射数据包括至少一个电插座和至少一个设备之间的匹配，其中所述至少一个电插座和所述至少一个设备每个与可居住环境相关联，所述可居住环境包括以下的至少一个：供暖***、冷却***以及所述至少一个电插座；接收能量管理指令；以及引导从电池组和电容器组的至少一个到所述至少一个能量出口的能量的流动，所述能量的流动的引导基于所述映射数据和所述能量管理指令。
20.如权利要求19所述的方法，其中映射进一步包括将所述至少一个能量出口匹配到所述可居住环境中的位置。
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