CN108700862A - 能量消耗报警***、平台和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能量消耗报警***。该***包括被部署在至少一个被监测场所的不同位置处的多个传感器(170a，170b，170c)，传感器(170a，170b，170c)能够提供特定于位置的能量消耗值。该***还包括数据聚合设施(130)，以将与多个传感器中的至少两个相应的预定传感器相关联的特定于位置的能量消耗值进行总计，以获得聚合的能量消耗值。该***还包括报警设施(140)，该报警设施(140)能够将聚合的能量消耗值与用户定义的阈值水平进行比较，并且如果至少一个聚合的能量消耗值超过至少一个用户定义的阈值水平，则通知用户。还提供了一种基于云的能量消耗报警平台和一种能量消耗报警方法。

Description

能量消耗报警***、平台和方法
技术领域
本发明涉及能量消耗测量***。特别地，本发明涉及能量消耗报警***、平台和方法。
背景技术
在常规的能量分配网络中，通常在中央供应点——例如安装在公用事业提供商的供应线路与给定场所的第一分配面板之间的电量计——处测量场所的能量消耗，所述给定场所例如为单个建筑物或诸如公寓等的建筑物的不同部分。以这种方式，可以测量该特定场所处消耗的所有电能，而不管给定场所的电力分配***如何。
在这样的中央供应点处测量的能量消耗通常由公用事业提供商用于计费目的。因此，在计费周期例如月或年的末尾，公用事业提供商通常基于所测量的总消耗来准备公用事业账单，并且将其提供至场所管理者或所有者。基于所提供的公用事业账单，场所管理者或所有者然后可以确定他或她是处于期望的能量预算内还是已经超过了期望的能量预算。
这样的常规方法足以用于计费目的。然而，在高能量价格和关注能量效率的时候，这样的常规方案中可用的数据不足以保持对能量在给定场所内如何被实际消耗的控制，并且不足以在任何给定的时间处估计给定能量目标是否将被满足。
除了安装在中央供应点处的计量装置之外，还已知的是个体计量装置。例如，个体计量装置可以被***到插座中并且向各个耗电器例如电器供应能量。这样的能量计量装置使得能够测量给定位置处的特定器具的能量消耗。然而，这样的数据仅在个体计量装置本地处可用。因此，至少在包括相对大量的电器和其他耗电器的场所中，如果建筑物管理者或所有者想要获得要被监测的场所的能量消耗的合理的完整情形，则这样的计量装置的使用既昂贵又耗时。
因此，需要用于监测特定场所处的能量消耗的更好的***和方法。
优选地，这样的改进的***和方法应该使得场所的管理者或所有者能够保持有能量消耗的最新概况，并且此外使得能够在约定的能量消耗目标可能不被满足的情况下通知他或她。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，描述了一种能量消耗报警***。能量消耗报警***包括被部署在被监测场所的不同位置处的多个传感器，所述传感器被配置成提供特定于位置的能量消耗值和器具类型的能量消耗值。该***还包括数据聚合设施，所述数据聚合设施被配置成将与所述多个传感器中的至少两个相应的预定传感器相关联的至少两个特定于位置的能量消耗值进行总计，以获得聚合的能量消耗值。此外，该***包括报警设施，所述报警设施被配置成将聚合的能量消耗值与用户定义的阈值水平进行比较，并且如果聚合的能量消耗值超过用户定义的阈值水平，则通知用户。
根据本发明的另一实施方式，公开了一种基于云的能量消耗报警平台。基于云的能量消耗报警平台包括数据聚合模块，该数据聚合模块被配置成将至少两个颗粒级、特定于位置的能量消耗值进行总计以获得聚合的能量消耗值。所述至少两个特定于位置的能量消耗值与被监测场所的不同但共同相关的位置相关联，并且通过数据网络被提供给基于云的能量消耗报警平台。此外，基于云的能量消耗报警平台包括报警设施，该报警设施被配置成将聚合的能量消耗值与用户定义的阈值水平进行比较，并且如果聚合的能量消耗值超过用户定义的阈值水平，则通知用户。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种能量消耗报警方法。该方法包括：从被部署在被监测场所的第一位置处的第一传感器获得第一颗粒级、特定于位置的能量消耗值，并且从被部署在被监测场所的第二位置处的第二传感器获得第二颗粒级、特定于位置的能量消耗值。将第一特定于位置的能量消耗值与第二特定于位置的能量消耗值相加以获得与要被监测的建筑物的一部分相关联的聚合的能量消耗值。将聚合的能量消耗值与用户定义的阈值水平进行比较，并且如果聚合的能量消耗值超过用户定义的阈值水平，则通知用户。
上述本发明的各种实施方式使得能够实现能量消耗报警***，该能量消耗报警***使得用户能够基于由多个传感器在多个不同位置处收集的数据的聚合来监测与要被监测的场所的各部分相关联的能量消耗。以这种方式，可以很容易地针对相对大的场所的各部分监测用户定义的能量消耗目标，而不用在场所的各个级处安装计量仪，从而使得场所运营者或所有者执行期望颗粒级处的给定能量消耗目标。
附图说明
下面将参照附图来描述本发明的各种实施方式。在附图中，相似的附图标记被用于不同实施方式的相似元件。
图1示出了根据本发明的实施方式的能量消耗报警***的示意图。
图2示出了用于本发明的实施方式的能量消耗值的层级的示意图。
图3示出了根据本发明的实施方式的能量消耗报警方法的流程图。
图4A至图4C示出了根据本发明的实施方式的状态显示的不同视图。
图5A至图5D示出了根据本发明的实施方式的用于建立警报的用户接口的各种视图。
具体实施方式
在各种实施方式中，本发明涉及能够基于要被监测的场所的能量消耗生成用户定义的警报的能量消耗报警***。本发明的实施方式还涉及可以用于实现这样的报警***的基于云的能量消耗报警平台和操作方法。
图1示出了根据本发明的实施方式的能量消耗报警***100。***100包括报警平台110和测量***150，测量***150经由数据网络180例如因特网的第一网关112和第二网关152连接至报警平台110。
测量***150被部署在要被监测的场所处例如单个建筑物或建筑群处。在所描绘的示例中，由公用事业提供商190在中央供应点192处向场所供应电能。例如，场所可以通过智能计量装置154连接至公用事业提供商190的能量分配网络。然而，在替选实施方式中，可以由多个提供商、多个供应点和/或由多个能量载体将能量提供给被监测场所。
在被监测场所内，由公用事业提供商190供应的能量由多个分配面板(未示出)进行分配。典型地，被提供给要被监测的场所内的任何特定端点的能量是经由至少一个分配面板来提供的，并且由至少一个断路器保护。在图1所示的示例实施方式中，为了简单起见，仅示出了三个断路器160a至160c。然而，要注意以下事实：被监测场所可以包含数十个、数百个甚至数千个分配面板和断路器。
在所描述的实施方式中，断路器160a至160c中的每一个具有分配给其的相应传感器170a至170c。传感器170被放置在断路器160上以监测分别通向耗电器164a至164c的相应电路162a至162c的能量消耗。在不同的实施方式中，传感器170可以与要被监测的场所内的各个器具、断路器组、分配面板或能量分配网络的任何其他不同部分相关联。这样的传感器及其收集的数据在下文中分别被称为颗粒级传感器和颗粒级能量消耗值。
传感器170以及可选地智能计量装置154通过局域网156连接。以这种方式，在颗粒级处收集的各个消耗器164的特定于位置的能量消耗值可以被聚合，并且经由网关152、数据网络180和网关112被提供至报警平台110。
注意以下事实：本发明不限于图1中公开的特定测量***150。出于本发明的目的，足以提供相对细粒度的颗粒级能量消耗值以用于如下所述的进一步分析。也可以通过对由与被监测场所的较大部分相关联的一个或少量传感器提供的数据的高级数据分析来获得这样的数据而不是由与各个电路或能量消耗装置相关联的大量传感器提供的数据来获得这样的数据。
报警平台110包括数据聚合设施130以及报警设施140。数据聚合设施130根据配置数据132聚合由测量***150的传感器170提供的特定于位置的能量消耗值。例如，如下面关于图2所详细描述的，配置数据132可以包括要被监测的场所的层级模型。因此，数据聚合设施130生成许多表示要被监测的场所的不同部分的聚合的能量消耗值。例如，数据聚合设施130可以聚合被监测场所内的给定房间、级或建筑物的所有特定于位置的能量消耗值。可替选地，数据集合设施130还可以将给定设备类型或房间类型的特定于位置的能量消耗值进行组合，例如与照明有关的聚合的能量消耗值以及与例如盥洗房间有关的聚合的能量消耗值。
报警设施140将由数据聚合设施130提供的聚合的能量消耗值与一个或更多个用户定义的阈值水平142进行比较。例如，报警设施140可以监测给定场所的所有加热、通风和空气调节(HVAC)***的总能量消耗，并且将它们的聚合能量消耗与基于用户策略的阈值水平进行比较。可替选地，可以由公用事业提供商190提供阈值水平，以降低或稳定整个能量供应网络上的能量消耗。与存在测量值与阈值之间的一对一对应关系的常规***中不同，根据本发明的用户定义的阈值水平142可以灵活地与不对应于任何一个传感器的一个或更多个聚合的能量消耗值相关联。
如图1所示，监测平台110可以包括一个或若干个接口120以从外部提供配置数据132、用户定义的阈值水平142或两者。如下面详细描述的，接口120可以由场所运营者或公用事业提供商190使用以控制***100的行为。
如果聚合的能量消耗值位于相应的用户定义的阈值水平142之下，则数据聚合设施130和报警设施140将典型地不触发任何事件，并且可以继续监测针对建筑物的其他部分的其他用户定义的阈值水平142。然而，对于某些应用，下阈值水平或者下阈值水平和上阈值水平的组合可以被用于监测。如果报警设施140识别出针对要被监测的场所的任何部分，用户定义的阈值水平142被超过，则由报警平台110提供状态更新形式的警报消息144。警报消息144可以被显示在报警平台110内或者可以被提供给外部***，例如场所运营者或所有者的电子邮件帐户或者公用事业提供商190的网络服务的网络接口以用于进一步处理。
可选地，报警平台110还可以包括存储设施134，存储设施134用于存储由传感器170提供的特定于位置的能量消耗值或者由数据聚合设施130提供的聚合的能量消耗值。另外或可替选地，存储设施134还可以用于存储警报消息144。
图2示出了可能的数据模型200，数据模型200可以作为配置数据132的一部分被数据聚合设施130使用。根据数据模型200，在端节点级210处设置多个传感器170a至170l。例如，可以为要被监测的场所的每一个器具、断路器、分配轨和/或分配面板设置一个端节点级传感器170。根据层级的第二级220，传感器组170被聚合以在区域级220处形成四个聚合数据点222a至222d。例如，可以在第二级220处聚合要被监测的场所的每个房间的数据点222。在该层级的第三级230中，来自第二级220的各个数据点222被聚合以形成两个另外的数据点232a和232b。例如，可以计算与建筑物的每个楼层级对应的聚合数据点232。在第四级240中，通过将第三级230的数据点232a和232b相加来形成单个另外的数据点242。以这种方式，可以确定建筑物的总能量消耗。
注意以下事实：图2中示出的层级仅是示例性性质并且可以在级210至240的上方或下方存在层级的其他级。此外，本发明的特定实施方式中，可能会并非存在图2中示出的所有级。此外，可以使用其他特定于位置的信息以聚合在端节点级210处获得的数据来获得根据一个或多个层级的有意义的聚合数据点。
图3示出了用于基于图2中所示的数据模型来操作图1中所示的能量消耗报警***100的示例性方法的流程图。
根据方法300，在第一阶段中，在相应的步骤310a至310c中获得传感器170a、170b和170c的特定于位置的能量消耗值。这些数据点可以通过附接至断路器的传感器170来获得，并且通过一个或若干个数据网络被提供给数据聚合设施130。
在步骤320中，基于数据模型200，数据聚合设施130识别出所提供的传感器170a、170b和170c的特定于位置的能量消耗值属于同一聚合数据点，例如对应于数据点222a的房间。因此，在步骤320中，聚合在步骤310a至310c中获得的各个消耗数据以形成特定于房间的能量消耗水平。
在另一步骤330中，报警设施140查询配置数据库是否存在针对与数据点222a对应的房间的用户指定的阈值水平。在给定示例中，针对数据点222a存在用户定义的阈值水平。
在步骤340中，将在步骤320中计算的针对给定房间的聚合能量消耗与在步骤330中确定的用户定义的阈值水平进行比较。
如果确定已经超过了用户定义的阈值水平，则在步骤350中生成警报消息。
如果在步骤330中确定不存在用户定义的阈值水平，或者在步骤340中确定给定数据点的当前的聚合能量消耗位于针对被监测场所的相应部分的用户定义的阈值水平之下，则该方法继续以获得传感器170a、170b和170c的下一可用能量消耗值或者处理其他端节点级消耗值或聚合数据点222、232或242的能量消耗值。
根据所描述的实施方式，报警设施140被实现为基于云的网络应用。作为网络应用的一部分，报警平台110还包括用于配置报警***100以及用于显示警报消息144的用户接口。
图4A至图4C示出了表示数据模型200的层级的两个树形图，所述树形图包括基于相应的用户定义的阈值的相关联的状态以及所显示的状态元素的键。
图4A示出了用于包括八个建筑物410a至410b的场所的用户接口的第一截图。在图4A中所描绘的情况下，只有第二建筑物410b已经得到激活警报。这在用户接口中通过节点410a处的表示建筑物410b的红色中空圆圈来指示。当警报出现时，位置层级的相应树自动扩展。以这种方式，显示表示楼层和受影响房间级的类似树节点420b和430b。此外，基于图4a的显示，可以评估到与单独的节点440b和450b相关联的两个单独警报被触发，一个警报用于第二楼层的走廊中的灯，并且另一个警报用于建筑物级的耗水量。
如图4B中所示，即使***的用户已经手动将树折叠至根节点例如与第一建筑物对应的根节点410a，最高层级处的闪光灯仍将引起用户注意在层级的该部分内新警报被触发的事实。
图5A至图5D示出了在根据本发明的实施方式的报警平台110中建立新警报所需要的步骤。在图5A中示出的第一步骤中，设置警报的名称。此外，可以限定警报被触发的条件和阈值水平。最后，警报可以被激活或去激活。
在根据图5B的下一步骤中，可以选择将与警报关联的数据点。在该阶段，可以选择与各个传感器170对应的数据点以及基于数据模型200的聚合数据点222、232或242二者作为用于触发的基准。此外，相同的用户定义的阈值水平可以被附至多个数据点，例如以执行整个场所的能量消耗策略。
在根据图5C的第三步骤中，可以限定新警报的时间表。例如，可以在任何给定的时间启用警报。可替选地，警报可以仅在营业时间期间或营业时间之外是有效的。例如，虽然可能在工作时间期间建筑物照明的能量消耗超过两千瓦是可接受的，但是办公房间工作时间之外的相应的能量消耗表明太多员工忘记关掉他们的灯，并且因此可能会超过针对该时间段的能量预算。除了时间表本身之外，可以在如图5C所示的用户接口中配置关于通知的延迟以及用于重复警报的时间段的其他参数。
在根据图5D的最后一个步骤中，可以选择根据所生成的警报的任何警报消息144的接收者。在所示的示例中，报警平台110包括使得警报被分发给一个或若干个特定用户的用户管理。例如，负责建筑物的相应部分的设施管理者可能会接收到警报通知，以检查任何过多的能量消耗。在图5D所示的示例中，警报消息以电子邮件消息的形式被分发给常规的电子邮件客户端。可替选地，可以例如通过使用安装在要被监测的场所处的固定接口或移动应用来将警报消息提供给各个用户。
在可能的使用情况下，能量消耗报警***被用于根据依照公用事业提供商的预先收费表的自动需求响应(ADR)方案来控制场所的能量消耗。
根据这样的方案，公用事业提供商给予场所运营者或所有者财务刺激或其他刺激，转而来更好地控制能量消耗，从而更好地利用现有资源例如电厂或供应网络。因此，公用事业提供商可以例如基于整个能量供应网络上的能量的当前供应和需求，来为整个场所或其特定部分或器具的最大能量消耗提供一个或若干个阈值水平。该信息被用于配置消费者能量消耗报警和控制***例如图1中所示的***100。
如果超过由公用事业提供商提供的阈值水平，则控制***例如通过根据预定义策略去激活或降低HVAC***或建筑物的照明的能量摄取来降低被监测场所的能量消耗。以这种方式，可以实现由公用事业提供商提供的目标，确保对场所的所有者或运营者的根据ADR方案的财务刺激或其他刺激。
根据本发明，报警平台110的用户可以基于颗粒级处的特定于位置的能量消耗值的不同组合来灵活地设置基于消耗的警报。因此，用户不需要安装并维护沿着能量分配网络的不同点放置的不同计量装置，而是仅安装并维护在单个相对低的级例如断路器级处的计量装置。
此外，用户可以使用数据聚合获得不同颗粒级的消费数据的实况图。例如，报警平台110可以通过将在要被监测的场所的每个房间的设备级处收集的所有能量消耗值进行总计来计算总楼层消耗。当然，由报警平台110接收和处理的能量消耗数据也可以被输出至第三方***例如以用于设备优化。
基于实时监测，用户可以确定并且设置特定的阈值水平以触发警报来监测建筑物的能量消耗。这样的警报可以用于触发如上所述的ADR方案。本发明的***还使得用户能够设置针对建筑物或场所的任何部分的警报和通知，以实现面向目标的能量节省策略。
另外，能量消耗报警***100使得用户能够将所估计的与建筑物升级——例如将现有的照明***改变为更节能的照明***——相关联的能量节省与变化之后的建筑物的实际能量消耗进行比较。以这种方式，可以客观地评估提高整体能量效率的不同措施的效率，以使针对气候变化减缓技术的投资的回报最大化。

Claims (20)

1.一种能量消耗报警***，包括：
多个传感器，其被部署在被监测场所的不同位置处，所述传感器被配置成提供特定于位置的能量消耗值；
数据聚合设施，其被配置成将与所述多个传感器中的相应预定传感器相关联的特定于位置的能量消耗值进行总计，以获得聚合的能量消耗值；以及
报警设施，其被配置成将所述聚合的消耗值与用户定义的阈值水平进行比较，并且如果所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平，则通知用户。
2.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，还包括：
用户接口设施，其被配置成使得用户能够输入所述用户定义的阈值水平。
3.根据权利要求2所述的能量消耗报警***，其中，所述用户接口设施还被配置成：在所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平的情况下，通知用户。
4.根据权利要求3所述的能量消耗报警***，其中，所述用户接口设施还被配置成显示与所述被监测场所的层级的不同级相关联的节点的层级视图，每个节点指示与所述被监测场所的相应部分相关联的当前状态。
5.根据权利要求2所述的能量消耗报警***，其中，所述用户设施还被配置成显示所述特定于位置的能量消耗值与所述聚合的能量消耗值的层级。
6.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，其中，所述多个传感器中的每一个被部署在所述被监测场所的相应能量消耗设备处或附近，所述传感器被配置成提供特定于设备的能量消耗值。
7.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，其中，所述能量消耗报警***被配置成监测所述被监测场所的电能消耗，并且所述多个传感器中的每一个被部署在与所述被监测场所的相应电路相关联的断路器处或附近，所述传感器被配置成提供特定于电路的能量消耗值。
8.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，其中，所述数据聚合设施被配置成：基于所述被监测场所的层级模型将所述特定于位置的能量消耗值进行总计，所述被监测场所的层级模型基于场所级、建筑物级、楼层级、公寓级、房间级、房间类型级以及设备类型级中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，还包括：
数据输出设施，其被配置成将所述聚合的能量消耗值、所述用户定义的阈值水平以及所述能量消耗报警***的状态输出至第三方***，以用于对所述被监测场所的能量消耗的存储、计费、分析和优化中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，还包括：
公用事业提供商接口，其用于从公用事业提供商接收根据自动需求响应ADR方案的请求；以及
ADR处理设施，其被配置成根据经由所述公用事业提供商接口接收的请求来设置所述用户定义的阈值水平。
11.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，还包括：
设备控制设施，其被配置成：在所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平的情况下，降低所述被监测场所的能量消耗设备的能量消耗。
12.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，其中，所述多个传感器、所述数据聚合设施和所述报警设施经由数据网络彼此连接。
13.根据权利要求1所述的能量消耗报警***，其中，所述数据聚合设施和所述报警设施被实现为基于云的网络应用。
14.一种基于云的能量消耗报警平台，包括：
数据聚合模块，其被配置成将颗粒级、特定于位置的能量消耗值进行总计以获得聚合的能量消耗值，所述特定于位置的能量消耗值与被监测场所的不同的共同相关的位置相关联，并且通过数据网络被提供给所述基于云的能量消耗报警平台；以及
报警设施，其被配置成将所述聚合的能量消耗值与用户定义的阈值水平进行比较，并且如果所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平，则通知用户。
15.根据权利要求14所述的基于云的能量消耗报警平台，还包括：
基于网络的用户接口模块，其被配置成使得用户能够输入所述用户定义的阈值水平，并且如果所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平，则通知用户。
16.根据权利要求15所述的基于云的能量消耗报警平台，其中，所述基于网络的用户接口模块包括以下中的至少一个：
交互式网站、用于移动装置的应用、网络服务和自动发消息服务。
17.一种能量消耗报警方法，包括：
从被部署在被监测场所的第一位置处的第一传感器获得第一颗粒级、特定于位置的能量消耗值；
从被部署在所述被监测场所的第二位置处的第二传感器获得第二颗粒级、特定于位置的能量消耗值；
将所述第一特定于位置的能量消耗值与所述第二特定于位置的能量消耗值相加，以获得与要被监测的所述场所的一部分关联的聚合的能量消耗值；
将所述聚合的能量消耗值与用户定义的阈值水平进行比较；以及
在所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平的情况下，通知用户。
18.根据权利要求17所述的能量消耗报警方法，还包括：
将所述聚合的能量消耗值、所述用户定义的阈值水平以及所述比较的结果中的至少一者输出至第三方***，以用于对所述被监测场所的能量消耗的存储、计费、分析和优化中的至少一者。
19.根据权利要求17所述的能量消耗报警方法，还包括：
从公用事业提供商接收根据自动需求响应ADR方案的请求；以及
根据所接收的请求设置所述用户定义的阈值水平。
20.根据权利要求17所述的能量消耗报警方法，还包括：
在所述聚合的能量消耗值超过所述用户定义的阈值水平的情况下，降低所述被监测场所的能量消耗设备的能量消耗。
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