CN105408833A - 用于能量削减的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通过利用电子设备的内置的能量存储容量来管理能量削减的方法和装置，以通过选择从电网断开设备并在电池电力上操作以及检测将设备重新连接至电网的合适的时段以补充在能量存储容量中花费的能量来实现能量削减。

Description

用于能量削减的***和方法

本申请涉及能量管理领域，并且更具体地，涉及用于管理电能削减的***和方法。

灯、HVAC单元、计算机、手机、TV、广播和其他电力消耗设备是我们生活的组成部分。对通常由公共事业公司通过电网提供的电力的需求随着时间而变化。为了防止电力需求方面的突然的冲击压垮公用事业基础设施和资源，电网上的负荷被监测和控制。术语负荷削减指的是响应于需求增加和/或供应降低而减少电网上的负荷的过程。

一般来说，公共事业公司已经建立并继续扩大电基础设施（电网）以满足高峰需求，这会带来更高的资本支出。此外，在短时间内产生额外功率的成本显著更高，因为短期电功率的产生采用昂贵的技术。因此，为了减少高峰需求，公共事业公司通过与客户的需求成比例地向他们更多地收费来鼓励他们的客户缩减高峰需求。

需求被定义为在时间间隔（例如，15或30分钟的间隔）期间电被消耗的平均速率。需求是以千瓦（kW）测量的。针对时间间隔中的所有间隔（即一个月或过去的12月）的最大实际需求被称为高峰需求。公用事业分配公司与商业客户的高峰需求成比例地向商业客户收费。客户具有财务激励以积极地管理他们的需求并削减不必要的负荷，以防止需求尖峰并避免更高的成本。

除了基于高峰需求收费以外，还基于以千瓦小时（kWHr）测量的实际的电的使用对客户收费。电费根据一天中的时间和季节而改变。通常，公共事业公司在高峰时段或持续时间期间收取较高的费率，以及在非高峰时段或持续时间期间收取较低的费率。

与在非高峰时段期间使用的电力相比，商业实体为在高峰时段期间使用的电力交付大约1.5到2倍的费用。与在非高峰时段期间收取的价格相比，在尖峰电价（CPP）事件期间的电价可以高至17倍。因此，在高峰和CPP时段期间从电网削减负荷能显著减小公司的能量成本。

在通常的商业企业中，配备电池的许多电子设备（例如膝上型电脑、服务器、PC、应急灯、出入口控制***等）利用了大量的电能。例如，计算机、显示设备和UPS（不间断电源）可以占办公装备所用能量的40%至60%。通常的膝上型电脑消耗30瓦左右，通常的桌式计算机消耗100瓦左右。

除了照明以外，不管是日常开支还是任务，可约占商业建筑中消耗的电的37%。

因此，从电子（计算机、膝上型电脑等）装备和电气（照明）装备花费的能量显著地贡献于消费者的运行成本，因为这些装备通常在高费率时间（高峰时段）期间充分地操作。

此外，已经制定了某些国家和地方法律，其允许公共事业公司请求消费者减少他们的需求以防止电网超负荷。例如，ASHRAE189.1要求建筑物具有至少10%的高峰电负荷减少能力。国际绿色建筑规范和加利福尼亚的Title24-2008授权能够减小照明功率消耗至少15％的需求响应照明控制***。

用于负荷削减的一个策略是在高峰需求时段期间将空调单元上的温度设置向上调节，以减少空调单元对电网施加的需求。替代性地，空调单元可以在高峰需求时段期间在指定的工作周期（其防止单元的持续运行）上操作，以减小空调单元对电网施加的需求。

类似地，在被请求减少需求的时段期间，可关闭日常照明。

然而，在这些时段期间活动的余下的电子和电装备仍然显著地贡献于能量消耗和公司的成本。

因此，在行业中存在用于管理电子和/或电气装备的电能消耗以满足规定的需求要求并降低操作成本的方法和***的需要。

本发明的一个目的是提供用于管理能量削减以满足需求响应请求并降低操作成本的方法和***。

本发明的一个目的是提供用于管理能量削减同时不以妥协用户舒适性和方便性为条件的方法和***。

本发明的一个目的是提供用于通过智能的电池使用和再充电来管理能量削减以保证灵活性和便携性被保留的方法和***。

一般来说，电池/UPS（不间断电源）的主要目的是在紧急情况期间供应电力以及能够实现便携性。根据本发明的原理，电池和UPS可在短的持续时间上用于负荷削减，同时保留足够的充电水平以满足其主要目的。相应地，只要电池的或UPS的电荷状态（SoC）或容量保持在预留电荷之上，电池和/或UPS就用于负荷削减。预留电荷表示预留用于紧急情况和电池驱动事件的电池电荷的量。

根据本发明的原理，公开了用于管理能够在电网和能量存储电源上操作的设备中的负荷削减的方法。所述方法可以在处理器中操作，包括以下步骤：接收针对负荷削减的请求；确定是否履行针对负荷削减的请求；确定能量存储电源中的容量是否在预留水平之上；以及当能量存储电源中的容量至少处于预留水平或在预留水平之上时切换至所述能量存储电源以供应能量。

在本发明的另一方面中，公开了用于管理负荷削减的***。所述***包括与存储器通讯的处理器，该处理器包括代码，当该代码由处理器访问时使得该处理器：接收针对负荷削减的请求；确定是否履行针对负荷削减的请求；确定能量存储电源中的容量是否在预留水平之上；以及当所述能量存储电源中的容量在所述预留水平之上时切换至能量存储电源以供应能量至处理器。

当考虑结合附图详细描述的说明性实施例时，本发明的优点、性质和各种附加特征将更加充分地显现，其中遍及附图中，相同的附图标记用于识别相同的元件：

图1A图示常规的电网网络。

图1B图示常规的电子设备配置。

图2图示示例性的充电/放电曲线；

图3图示根据本发明原理的示例性过程的流程图；

图4图示根据本发明原理的利用示例性电池充电曲线的图；

图5图示根据本发明示例性实施例的能量削减管理的图；

图6图示根据本发明原理的示例性设备配置；

图7图示根据本发明原理的第二示例性设备配置。

将理解的是，在此描述的本发明的附图和描述已经被简化来图示对于清楚地理解本发明相关的元件，同时为了清晰的目的，去掉了许多其他的元件。然而，由于这些去掉的元件是本领域所公知的，并且由于它们不促进本发明更好的理解，所以在此没有提供这样的元件的讨论和这样的元件的说明。在此的公开也指向本领域技术人员所知的变型和修改。

图1图示包括多个电厂发电机110（例如，煤炭，风，核，或组合）的常规电网***100，发电机110向电网120提供电能。商业实体130和住宅实体140通过电气子网络或子电网112、114连接到电网120，以获得被供应的电能为对应的实体内的设备供电。所提供的电能由电表150监测和计量。在每个实体130、140内，存在电气网络160，其包括一个或多个电气设备170（例如，灯、器具等）和电子设备180（例如，计算机，膝上型电脑，计算机监视器，UPS，服务器，等）可连接到其上的多个连接、插孔或插座（未示出）。

参照图1B，通常每个电子装置180包括电池和存储设备（例如，电能电源）186，其在设备从电网160断开时向设备的处理元件提供电能。例如，膝上型电脑可包括电池（或能量存储设备）186，其储存由电网160提供的电能，并且当电网160不向电子设备180提供电能时将电能释放到电子设备（例如，膝上型计算机）180的处理元件187、188、189。电子设备的处理元件可以包括连接到处理器188的显示器187、存储器189。

还图示了将由电网160提供的交流电压转换为将由设备180使用的基本稳定的电压（或直流）的AC至DC转换器184。与直流相关的电压可提供给充电电路182，其对电池186提供电荷以维持电池186基本上处于满电荷。比较器185接收来自AC至DC转换器184和电池186的电压，并且确定哪个电源将向设备180（例如，显示器187，处理器188，和存储器189）的部件提供电能。

尽管图1B图示了确定是将来自电池186还是AC至DC转换器184的电压施加到处理器188的比较器185，但是，例如将领会到的是，比较器185仅是可以确定两个输入电压中的较大者和将两个输入电压中较大者施加到处理器188的设备的逻辑表示。替代性地，比较器185可以由周期性地采样电池186（即储电电源）和AC至DC转换器184的DC输出电压的采样电路（未示出）表示。然后，采样电路的结果可以施加到将两个DC输出电压中的较大者施加到处理器188的比较器185。在进一步替代性的实施例中，比较器的输出可以被施加到将存储设备186和AC至DC转换器中的较大的电压施加到处理器188的开关（未示出）。

可再充电锂离子电池是用于便携式电子设备的最流行类型的电池之一，具有最佳的能量重量比、没有存储效应、和在不使用时电荷的缓慢损失中的一个。虽然，在此作为能量储存设备的例子讨论了锂离子电池，但是其他类型的能量存储设备（例如，镍镉，镍金属氢化物）也被认为在本发明的范围内。

图2图示通常在消费类电子设备中可发现的锂离子电池的示例性充电和放电特性。在这个示例性的例子中，当电能提供给电池时，电池的电压水平迅速增加，然后以基本上线性的速率增加直到达到高峰电压。在放电阶段期间，电压初始从高峰电压快速下降，然后基板上线性下降直到达到最小电压。之后，电压快速下降。

利用图2所示的示例性充电和放电特性，在此呈现通过利用电子设备的电池容量管理电需求的方法。

图3图示根据本发明原理的用于管理电需求和削减的示例性过程300的流程图。

在步骤310，做出设备是否连接到电网（例如，160）的确定。如果答案是否定的，则过程继续监视电网连接。然而，如果确定设备连接到电网，则在步骤320做出与设备相关联的电池是否具有小于预留电荷的电荷状态（SoC）或容量的确定。在这种情况下，预留电荷表示预留用于紧急情况和电池驱动事件的电荷水平。用于电池驱动事件的预留电荷可表示在电池缺乏足够的能量容量来执行适当的动作之前允许电池为设备提供足够的能量以执行这样的适当的动作（例如，休眠或睡眠模式或有序关机）电荷。如将预期到的，预留电荷水平可基于连接到电池的设备的类型、设备所消耗的能量的量和电池的类型而设定。因此，可以针对个体的设备动态地确定预留水平。

如果电荷状态低于预留电荷，则过程继续到步骤325，其中通过如之前所描述的那样将来自电网的能量存储到电池中来继续电池的充电。然后，过程继续到步骤350。

然而，如果电荷的状态不小于预留电荷，则在步骤340做出电网是否操作在非高峰时段内的确定。高峰时段和非高峰时段分别是高的电成本和低的电成本的那些时间段，并且

被称为其中在高峰时段成本较高以及在非高峰时段成本较低的时段。高峰时段和非高峰时段的小时可以季节性地确定，或者例如基于温度范围来确定。

如果确定设备在非高峰时段期间连接到电网，则过程继续到步骤325以继续对电池充电。然后，过程继续到步骤350。

然而，如果确定时段不是非高峰时段，则过程继续到步骤350以等待削减信号。削减信号可以由电力产生源（图1中，发电机110）或由与设备被连接到其上的电网（例如160，图1）相关联的设施管理器生成，或可以由设备用户生成，或可以在基于预编程条件的软件控制下生成。

当接收到削减信号时，在模块370处做出生成削减信号时的情形的严重性是否大于阈值的确定。例如，削减信号可以由已经经历了电能的过度需求并且必须减少所请求的需求以防止对发电装备的损坏的公共事业公司生成。

如果严重性不大于阈值，则过程在步骤310继续。否则，在块380处，做出用户是否愿意配合负荷削减请求的确定。用户的意愿可以手动（即用户交互）或自动（即通过用户预置文件或满足一个或多个预设条件）执行。用户预置文件可以由设施管理者或者设备或装备用户设定。

如果用户不愿意配合能量削减，则过程在块310继续。否则，在块390处，做出电池电荷状态是否大于预留电荷的确定。如果电荷状态不大于预留电荷，则处理在块396处继续，并且设备切换到电网电源或者保持在电网电源上。在这种情况下，电池被维持在至少预留电压处，而设备在从电网接收的能量上操作。

否则，在392块，设备从电网电源断开，并且由能量存储设备（例如，电池）表示的能量储存电源提供的电能上操作。

在块394，做出负荷削减是否结束的确定。在这种情况下，如果接收到终止负荷削减的命令或者如果时间指示已经进入非高峰时段，则可以确定负荷削减结束。如果指示削减没有结束，则过程返回到步骤390来监测电池的状态。然而，如果指示削减将结束，则过程继续到步骤396，其中设备被切换来从电网接收电能。然后，控制返回步骤310。

图4图示根据本发明原理的能量管理的示例。在这个示例中，当本发明了解到用户计划在下午3点进行会议以及用户将需要满电池电荷时，在不可能连接到电网时，则***基于图2所示的示例性充电曲线，在足够提前的时间（例如，中午12点）开始对电池充电，以使得电池到会议开始的时间达到满电荷。在这种情况下，对计划会议的知晓例如可以从用户的日程表来确定。此外，用户可以提供关于用户的即将到来的计划的手动输入，或者用户可以建立关于何时允许能量削减以及何时满电荷是必要的预置文件。

例如，用户可以在负荷削减程序中登记，并配置他们的偏好（即用户偏好或预置文件），该偏好建立他们的计算机的电池在其控制之下被用来提供主要的电力以便从电网削减负荷的条件（何时以及如何）。用户还可以在他们的电子设备（例如，计算机）响应于（多个）负荷削减信号而切换到电池电力和/或使用电池对任务照明供电时设定警报。

在预期即将到来的电池驱动事件时，用户可以手动地干预以解除负荷削减信号，并继续从电网汲取电力以保存电池电荷。

在本发明的一个方面中，用户可以基于一些参数指定每周计划（即用户预置文件），该参数例如：每周的工作日；每天的工作时间；午餐休息时间；每周的负荷削减排除日；每天的负荷削减排除时间；基线电池电荷水平；电池驱动事件的时间和持续时间；以及电池是否可用于需求响应事件期间的任务照明。

在本发明的另一个方面，用户的日程表（例如，MICROSOFTOUTLOOK，Microsoft和Outlook是美国雷德蒙德华盛顿微软公司的注册商标）可以用来预测用户何时将需要充电的电池。例如，如果用户已经接受了在用户办公室以外的房间里的会议邀请，则可以考虑保证充电电池的电池驱动事件。期望的是在即将到来的会议之前使得计算机（或膝上型电脑）的电池充分地充电。可以基于用户的计划对类似的电池驱动事件进行编程。

图5图示根据本发明原理的本发明在能量管理方面的操作的示例。在这个示例中，在上午8点，与设备相关联的电池被满充电于示例性的值4.3伏。预留电荷被示出处于4.05伏的水平。在上午11:00，关键的定价时段开始，其历时一个半小时（直到12:30）。在这种情况下，设备接收关键定价事件的通知。该通知可从经由网络（IP或其他网络）（未示出）发出的命令接收。响应于关键的定价事件通知，设备从电网电源解耦，并切换到电池电源。此外，在该关键的定价时段期间，可以减少或关闭日常照明，任务光可以切换到电池供电（例如UPS）。

根据图2所示的示例性放电曲线，在设备耦合到电池源的时段期间，电池的电压水平在中午12点下降到预留水平。此时，为了维持电池的应急能力，如果电网电源是可用的，则设备从电池源解耦并切换回到电网电源。在这种情况下，根据本发明的原理，当设备正从电网接收电力或能量并且电池水平处于预留水平时，电池并不接收能量而将电池充电至满电荷，这与常规的执行一样。也就是说，根据本发明的原理，电池在关键的定价时段期间仍处于预留的电荷水平，以避免从电网汲取能量来补充电池到满电荷（12:00至12:30）。此外，从12:30至1:30（一个小时的时段），没有能量被消耗来对电池再充电，因为根据本发明原理的智能充电仅在该时段期间汲取足够的能量来操作设备，而不从电网汲取附加的电能来对电池充电。因此，通过在从电网接收能量的同时维持电池处于预留水平，实现了另外的能量节约。

根据本发明的原理，电池将保持处于预留电荷直到进入非高峰时段（下午6点）。

然而，如进一步地并且根据本发明的原理说明的，基于用户的计划在下午3点的会议，电池在1:30（或在计划时间之前的预定时间段）开始充电，以到会议时间时提供满充电的电池。

基于图2所示的示例性充电曲线，以及在期望的时间（例如，下午3:00）具有满充电的电池的期望，则在足够地提前于提供满电荷的期望时间的时间处开始根据本发明原理的智能充电。

在这个说明性的示例中，开始电池充电的预定时间是在关键的定价时段之外，因此，在足够地先前于计划的会议的时间处开始电池的充电，以在期望的时间提供满电池电荷。虽然未示出，但是将认识到的是，如果在充分地超前于在期望的时间处达到满电荷的期望的时间的时间处要求充电，则电池充电也可能发生在关键的定价时段期间。

假设设备在期望的时间从电网电源物理地断开、并在储存在电池中的电力上操作，则电池的电压输出根据图2所示的通常的放电曲线降低。

在这种情况下，当在会议期间使用设备时电池继续放电。如所图示的，由于设备从电网解耦，并且电池中的容量下降，当达到预留水平时，不能返回到电网电源，并且因此电池电压继续下降到预留水平之下。此时，可向用户提供电池电压水平已经达到预留水平并且有限的用于继续操作的时间量是可用的警告消息。

在这种情况下，当会议终止（即，4:30）并且可能将设备返回到电网电源时，开始对电池充电，以使得电池可以被充电到最小水平（即预留水平）。由于在高峰时段（在该说明性的情况中其持续到下午6:00）期间的电的成本更高，所以在4:30至6:00之间将电池维持在预留水平并且在电的成本将减少的下午6点之后（非高峰时段）对电池充电是成本有效的。因此，从4点到4:30将电池充电到预留容量，以及然后从下午6点到8点从预留容量充电到满容量。

图6图示根据本发明原理的设备的示例性实施例。在该图示的实施例中，其与关于图1B描述的类似，设备605包含充电电路182、第一开关610和电池（能量存储装置）186和第二开关620，第二开关将比较器185从DC电压源隔离。表示DC电压源的AC至DC转换器184将与输入的交流（AC）相关联的电压转换为与直流（DC）相关联的电压。DC电压被施加到充电电路182、充电电池186、和比较器185。如之前所讨论的，比较器185确定来自电池186和DC电压源184的电压中的哪一个被施加到显示器187、处理器188、和存储器189。

而且，图示了充电电路182和电池186之间的开关610。开关610用来将充电电路182连接到电池186或从电池186断开充电电路182。开关610可以由处理器188生成的信号控制。或者，开关610可以由确定电池186是在预留水平之上还是之下的专用电路（未示出）控制。

在本发明的一个方面，当需要充电时，开关610可以连接到电池186。图5图示需要充电的时段，例如，时段下午1:30到3点，下午4:30到5:30，以及下午6点到8点。替代性地，当不期望充电时，开关610可以从电池186断开。图5图示不执行充电的时段，例如，上午11点到中午12点，下午12:30到1:30，以及下午5:30到6点。

还图示了AC至DC转换器184和比较器185之间的开关620。开关620可用于将设备180的元件（即处理器188，存储器189和显示器187）与通过电网160提供的电源隔离。因此，虽然设备180可以物理连接到电网160时，但是开关620可以提供设备180到电网的逻辑连接/断开。因此，在这里的讨论中，术语“从电网断开”可以被认为是从电网160物理断开（即，去除到AC至DC转换器184的连接），或从电网160逻辑断开（即，定位开关160以防止AC至DC转换器184的输出连接到比较器185）。

开关620可以从处理器188接收控制信号作为输入，以将开关定位在将AC至DC转换器连接到比较器185或从比较器185断开AC至DC转换器184的一个位置。

参考图5，开关620可以被切换，以使得在上午11点的时间设备180（逻辑地）从电网160断开，以及然后在中午12点的时间被切换以将设备180连接到电网160。此外，当在下午3点的时间设备180从电网160物理断开时，开关620的位置可以保持在它最后的状态。

图7图示根据本发明原理的可以作为独立设备700操作的示例性电路，其被适配成确定是来自于能量存储电源（即电池186）的电压还是来自于基于电网的DC电源（即，AC至DC转换器184）的电压被提供给处理***的元件（例如，处理器188，存储器189，显示器187，通信卡（未示出），等）。替代性地，设备700的输出可以提供给任务照明790。

电网160将交流电提供到AC至DC转换器184。AC至DC转换器184将已知幅值的DC电压Vi提供到设备700。装置700包括开关（SW2）620，其接收从AC至DC转换器184接收到的输入的DC电压。还图示了如之前描述的充电电路182、开关（SW1）610和电池186。电池186产生被称为Vb的电压。AC至DC转换器184、开关620、充电电路182、开关610和电池186类似于关于图6描述的那些，因此，关于图7不呈现这些元件的进一步描述。

还图示的是比较器730，其接收电池电压Vb和由电压基准720生成的基准电压Vr。基准电压Vr可以等同于之前讨论的预留电压。此外，如现有技术所知的，基准电压Vr可以使用齐纳二极管电路来确定。

然后，比较器730的输出可以施加到开关610和620，以基于电池电压Vb是大于还是小于基准电压Vr来控制开关610和620的操作。

进一步图示的是比较器710，其接收电池电压Vb和输入电压Vi。比较器710的输出控制开关720的位置。开关720将输入电压Vi与设备700的输出隔离。

根据本发明的原理，例如，当输入电压Vi大于电池电压Vb，电池电压Vb大于基准电压Vr时，则打开开关610、620和720以允许电池电压Vb供应到处理器188。此外，当输入电压Vi大于电池电压Vb，电池电压Vb小于基准电压Vr时，则闭合开关610、620和720，以使得将电网供应的电压Vi提供给处理器188。在另一方面，当输入电压Vi小于电池电压Vb，电池电压Vb大于基准电压Vr时，则开关610、620和720打开以允许电池电压Vb被供应给处理器188。类似地，当输入电压Vi小于电池电压Vb，电池电压Vb小于基准电压Vr时，则打开开关610、620和720以允许电池电压Vb被供应到处理器188。

因此，根据本发明的原理，当电池源可以充足地提供必要的电压时，设备700可以从向处理单元（即，处理器188，存储器189，显示器187）提供能量的基于电网的电源断开。

虽然图7描绘了使用比较器电路的用于管理提供给处理***的电能的设备，但是将认识到的是，决定确定设备（即，比较器）可并入诸如ASIC（专用集成电路）的可编程设备中，例如，其可以并入在此呈现的决定做出逻辑。

此外，虽然图7所示的设备将暗示当硬条件（例如，Vr大于Vb）将在这些条件被满足时引起切换时，将执行切换，然而，这样的硬条件将使得切换***在硬条件点左右操作。因此，预想的是软条件也可被包含到本发明中，其中软条件可以允许硬条件点之上和/或之下操作，而不会改变本发明的范围。例如，在切换发生之前，电池电压Vb可以在基准电压的容差以内操作。作为示例，例如，如果基准电压是10伏，在发生到电网电压的切换之前（即，Vi大于Vb小于Vr），电池电压Vb可能下降到9伏（即，百分之10）。因此，预想的是，此处所指的电压是电压范围（例如，加/减百分之10），而不是严格的电压值。

虽然已经相对于电子设备（例如，计算机、膝上型电脑、UPS、手机等）描述了本发明，但是将理解的是，在高峰需求时段期间，电设备（例如，灯，任务光）可以由UPS/膝上型电脑电池供电。照明约占37%的商业建筑物中消耗的电。如果在需求响应事件期间，日常灯被关断和/或调光，并且接通由膝上型电脑/UPS电池供电的任务灯，则可以从电网削减显著的负荷。两种策略的组合的负荷削减潜力可以是巨大的。此外，任务照明可以由图7中所示的电路控制，其中当任务照明可以由电网电源或能量存储电源供电时，在能量存储电源具有足够的能量容量对任务照明供电时，任务照明可以由能量存储电源供电。

例如，任务照明可以由通用串行总线连接供电，并且因此，当请求需求减少时，可以减少由电网（例如，120V，240V）供电的日常照明，并且可以调用任务照明。任务照明可以由任务照明本地的存储设备（即，膝上型电脑的USB端口）供电或者可以是远程的（UPS）。

因此，在高峰需求时段期间（也在CPP事件期间），任务灯可以由UPS/膝上型电脑电池供电。如果在需求响应事件期间，日常灯被关断和/或调光，并且接通由膝上型电脑/UPS电池供电的任务灯，则可以从电网削减显著的负荷。基于LED的任务灯可以被集成到插接站或者监视器，以在需求响应事件期间自动地接通灯。

例如，返回图1，设备170可以表示与设备180相关联的任务照明。根据本发明的原理，在CPP时段时期，可以发起任务照明以从包含在设备180中的存储能量源操作。或者，可以从连接到电网160的专用UPS操作任务照明。因此，在CPP时段期间，日常照明可以被减少，而任务照明可以由一个或多个电池源中存储的能量供应。

此外，虽然相对于电池描述了本发明，但是根据本发明的原理，将认识到的是，任何能量存储设备可用作储存设备电源或电源。因此，本发明还可以采用储存在停在许多商业建筑物的停车场中的***式混合动力车辆的电池中的能量来从电网削减负荷。建筑物业主的计划和设置将被用来确定何时以及多少量的他们的PHV电池用于负荷削减的目的。另一个应用领域是紧急照明，其中灯装备有电池。在白天的日光区域中，应急灯中的许多是不需要的。在关键的定价时段（其几乎总是发生在白天期间）期间，他们的电池可以被用于负荷削减的目的，而在黄昏之前给它们再充电。

通过在高峰时间或CPP事件期间利用电池电力来操作电子装备，并且在非高峰时间期间对电池充电，组织机构可以节省他们的电账单和/或满足规范要求。

本文呈现的策略对于在需求方面的短尖峰期间的瞬时负荷削减以防止总需求超过预定义的限制是非常有用的。在需求下降到预定义的限制时，参与负荷削减的设备可以切换回到电网。

虽然，已经相对于单个设备描述了本发明，但是注意，大多数现***公室中的装备有电池的电子设备是联网的和可编程的。由于这些设备具有必要的硬件和通信基础设施，所以本文呈现的发明可以用最少的硬件和软件修改来实施。此外，软件可以很容易地在现有的装备中更新以支持所要求保护的本发明。

从附图、公开内容、和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时，能够理解和完成本公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他的元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求中所记载的若干个项目的功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中

这一纯粹事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起供应的或者作为其它硬件的一部分的光学存储介质或固态介质，但也可以其他的形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线电信***。权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制范围。

根据本发明的上述的方法可以以硬件、固件或作为软件或可以存储在记录介质（诸如CDROM、RAM、软盘、硬盘、或磁光盘）中的计算机代码或者原始地存储在远程记录介质或非瞬时性机器可读介质上经由网络下载并且将存储在本地记录介质上的计算机代码实施，以使得在此描述的方法可以使用（多个）通用目的计算机或（多个）专用处理器在存储在记录介质上的这样的软件中，或者在诸如ASIC或FPGA的（多个）可编程的或专门硬件中再现。如在本领域中将理解的，（多个）计算机、（多个）处理器、（多个）微处理器控制器、或（多个）可编程硬件包括存储器部件，例如，RAM，ROM，闪存等，它们可以存储或接收在由（多个）计算机、（多个）处理器、或（多个）硬件访问和运行时实施本文所描述的过程方法的软件或计算机代码。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起被供应的或者作为其它硬件的一部分的光学存储介质或固态介质，但也可以其它的形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线电信***。此外，将认识到的是，当（多个）通用目的计算机访问用于实施本文所示的过程的代码时，代码的运行将（多个）通用目的计算机转换为用于运行本文所示的过程的（多个）专用目的计算机。

本文中所使用的术语“一”或“一个”用于描述本发明的元件和部件。这仅仅是为了方便以及给出本发明的一般意义而做出的。本文的描述应当被解读为包括一个或至少一个，除非有相反的表示，单数也包括复数。

术语“包含”、“包含有”、“包括”、“包括有”、“作为”、“具有”或任何他们的其他变型意在涵盖非排他性的包括。例如,包含一系列元件的过程、方法、物品或装置并不一定仅限于那些元件，而是可能包含未明确列出的或对于这样的过程、方法、物品或装置是固有的其他元件。此外，除非另有明确相反地说明，术语“或”指的是包括性的“或”并且不是排除性的“或”。例如，以下中的任何一个满足条件A或B：A是真实的(或存在的)，并且B是假的(或不存在的)；A是假的(或不存在的)，B是真实的(或现在的)；以及，A和B都是真实的(或存在的)。

从附图、公开内容、和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时，能够理解和完成本公开的实施例的其他变型。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一纯粹事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制范围。

虽然已经示出、描述、并指出了如应用到本发明的优选的实施例的本发明的基础的新颖的特征，但是将理解的是，本领域技术人员可以做出所描述的装置在公开的设备的形式和细节方面以及它们的操作方面的各种省略、替换和改变，而不脱离本发明的精神。

明确地要意图的是，以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以获得相同结果的那些元件的所有组合都在本发明的范围内。也全面地意想和预想到了元件从一个描述的实施例到另一个实施例的替换。

Claims (27)

1.一种用于管理能够在电网和能量存储电源上操作的设备中的负荷削减的方法，所述方法可在所述设备内的处理器中操作，包括如下步骤：

接收针对负荷削减的请求；

确定是否履行所述的针对负荷削减的请求；

确定所述能量存储电源中的容量是否在预留水平之上；以及

当所述能量存储电源中的容量在所述预留水平之上时，切换到所述能量存储电源以向所述设备的选择的部件供应能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定是否履行所述的负荷削减请求包括以下中的一个：确定与所述请求相关联的严重性以及配合所述请求的意愿。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当存储在所述能量存储电源中的所述能量在所述预留水平之下时，切换到所述电网以向所述设备中的所述选择的部件供应能量。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

将所述能量存储电源充电到至少所述预留水平。

5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

当所述能量存储电源指示至少预留水平时，在指示为负荷削减的时段期间抑制所述能量存储电源的充电。

6.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

在预定事件之前，发起将所述能量存储电源充电到满电荷容量的充电。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定事件是以下中的一个：计划的事件、用户指定的事件和定时事件。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

响应于终止负荷削减的指示，切换到所述电网以向所述设备中的所述选择的部件供应能量；以及

将所述电存储电源充电到至少所述预留水平。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在预定的时间段期间，将所述电存储电源充电到满电荷容量。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述预定的时间段至少是非高峰时间段。

11.一种用于管理负荷削减的***，所述***包括：

与存储器通信的处理器，该存储器包括代码，当该代码由处理器访问时使该处理器：

接收针对负荷削减的请求；

确定是否履行所述的针对负荷削减的请求；

确定能量存储电源中的容量是否在预留水平之上；以及

当所述能量存储电源中的容量在所述预留水平之上时，切换到所述能量存储电源以向所述***中的选择的部件供应能量。

12.根据权利要求11所述的***，所述处理器确定是否履行所述负荷削减请求包括以下中的一个：确定与所述请求相关联的严重性以及配合所述请求的意愿。

13.根据权利要求11所述的***，所述处理器进一步地：

当存储在所述能量存储电源中的所述能量在所述预留水平之下时，切换到所述电网以向所述处理器供应能量。

14.根据权利要求13所述的***，所述处理器进一步地使得：

将所述能量存储电源充电到至少所述预留水平。

15.根据权利要求13所述的***，所述处理器进一步地使得：

当所述能量存储电源指示至少所述预留水平时，在指示为负荷削减的时段期间抑制所述能量存储电源的充电。

16.根据权利要求13所述的***，所述处理器进一步地使得：

在预定事件之前，发起将所述能量存储电源充电到满电荷容量的充电。

17.根据权利要求16所述的***，其中所述预定事件是以下中的一个：计划的事件、用户指定的事件和定时事件。

18.根据权利要求11所述的***，所述处理器进一步地使得：

响应于终止负荷削减的指示，切换到所述电网以向所述设备供应能量；以及

将所述电存储电源充电到至少所述预留水平。

19.根据权利要求18所述的***，所述处理器进一步地使得：

在预定的时间段期间，将所述电存储电源充电到满电荷容量。

20.根据权利要求19所述的***，其中所述预定的时间段至少是非高峰时间段。

21.一种用于管理负荷削减的设备，包括：

DC电压源；

能量存储设备；

接收所述DC电压并将充电电压施加到所述能量存储设备的充电电路；

接收来自所述DC电压源和所述存储设备中的一个的电压电路；以及

所述充电电路和所述存储设备之间的第一开关，所述第一开关由所述电路控制，其中当所述存储设备具有至少处于预留水平的容量时，在电需求减少的时段期间所述电路定位所述开关以抑制对所述存储设备的充电。

22.根据权利要求21所述的设备，进一步包括：

接收从所述能量存储设备和所述DC电压源输入的电压的比较器，所述比较器确定所述能量存储设备和所述DC电压源中的哪一个向所述电路提供所述电压。

23.根据权利要求22所述的设备，进一步包括：

位于所述DC电压源和所述比较器之间的第二开关，所述第二开关由所述电路控制以抑制将所述DC电压施加到所述比较器。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述DC电压源包括AC至DC转换器。

25.一种用于管理负荷削减的设备，所述设备包括：

接收输入电压的输入端口；

具有位于其上的输出电压的输出端口；

生成电池电压的电池；

接收所述电池电压和所述输入电压的第一比较器，所述比较器生成第一信号，该第一信号使得第一开关能够实现以下中的一个：在所述输出端口处呈现所述输入电压和所述电池电压；

生成基准电压的基准电压源；

接收所述电池电压和所述基准电压的第二比较器，所述第二比较器生成第二信号，该第二信号使得第二开关将所述输入电压与所述第一比较器隔离。

26.根据权利要求25所述的设备，进一步包括：

充电电路；以及

位于所述充电电路和所述电池之间的第三开关，所述第三开关接收所述第二信号以使得所述第三开关在所述电池电压大于所述基准电压时将所述电池与所述充电电路电隔离。

27.根据权利要求25所述的设备，其中当所述电池电压大于所述基准电压时，所述第一开关将所述电池电压提供到所述输出端口。