TW201320522A - 能量消耗管理 - Google Patents

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Abstract

本發明闡述用於控制一配電網路中之電能消耗，以便減少在一既定時間週期期間一既定區域中之淨能量消耗之方法、系統及器件。特定而言，本發明闡述一種用於控制一配電網路內之電能消耗之方法。該方法包含維持關於電器件之資訊之一資料庫，並識別欲在其中控制電能之消耗之一時間週期。該方法進一步包含根據儲存於該資料庫中之器件概況資訊來選擇電器件群組，並使一或多個時間間隔與該等選定群組中之每一者相關聯。向該等選定群組之該等電器件發送請求以控制該等電器件之電能消耗及/或電能供應。此達成在一各別時間間隔期間淨電能消耗之一減少。

Description

能量消耗管理
本發明係關於對一配電網路中之能量消耗之管理。特定而言，但不排他，本發明係關於對連接至該網路之電器件群組之能量消耗及能量供應之管理。
自諸如發電站之電力發電機為諸如家庭住戶及企業之消費者供應電力通常經由一配電網路進行。圖1展示包含一輸電網100及一配電網102之一例示性配電網路。該輸電網連接至可係核能電廠或燃氣電廠之發電廠104，舉例而言，自發電廠104該輸電網使用諸如架空電力線之電力線將大量處於高電壓(在英國，舉例而言，此電壓通常為大約204 kV；然而，此電壓因國家而異)下之電能傳輸至配電網102，儘管，為簡潔起見，此處僅展示一個配電網102，但實際上一典型輸電網為多個配電網供應電力。輸電網100經由一變壓器節點106連結至配電網102，該變壓器節點包括一變壓器106，該變壓器將電力供應轉換至一較低電壓(在英國，舉例而言，此電壓通常為大約50 kV；然而，此電壓因國家而異)供在配電網102中分佈。該配電網轉而經由包含用於轉換至更低電壓之更多變壓器之變電站108連結至諸如供應家庭使用者114之一城市網路112之本地網路，且連結至諸如一工廠110之工業消費者。諸如風力發電廠116之較小電力發電機亦可連接至配電網102，且為該配電網提供電力。
與一既定網路相關聯之總電力消耗從時間到時間差異很大；舉例而言，峰值消耗週期可出現在當許多消費者使用其空調機組時之夏季期間一天中的最熱部分期間。由於大量儲存電力係昂貴的，因而電力通常係在需要其時產生，此可在發電機努力滿足峰值時間之需求時給電力發電機帶來負擔。此外，近年來，更大比例之電力正由其發電能力相依於難以預測且超出電力發電機之操作者之控制範圍之循環條件之諸如太陽能或風力之間歇性可更新能源形式產生。亦可存在不同地理區域之間對電能之需求之顯著變化；可能難以為高需求區域(習知為「熱點」)供應所需電能量，從而導致此等區域中之潛在停電，及/或一效率低下的網路資源分佈。
相應地，存在對管理電力網路中之能量消耗之更有效率的方式之不斷增加的需求。解決此問題之方法已包括為使用者提供定價資訊及其他資訊，其中要求使用者監視例如一智慧型電錶上之一能量計費，並對來自一電力供應商之價格信號作出回應。然而，此給執行監視之使用者帶來相當大的負擔。其他方法已包括在一中心位置處遠程監視網路中之電力消耗器件，並在高需求時間期間發送命令以停用該等器件之方法。然而，此方法可給可能無法長時間使用其器件之使用者帶來相當大的不便。
本發明之一目的係至少使先前技術之該等問題中之一些問題緩和。
根據本發明之一第一態樣，提供一種控制一配電網路內之電能消耗之方法，該配電網路為一地理區域供應電力，複數個電器件分佈於該地理區域內，其中該等電器件中之每一者可連接至該配電網路以消耗自其提供之電能，藉此增加該地理區域中之一淨電能消耗量，及/或為該配電網路提供電能，藉此減少該地理區域中之一淨電能消耗量，該方法包含：維持包含與該地理區域中之該等電器件有關的分佈資訊之一器件資料庫；識別期間俗控制對由該配電網路供應之電能之消耗之時間週期；根據該分佈資訊來選擇位於該地理區域內之該等電器件之複數個群組，每一該群組包含複數個該等電器件；使一或多個時間間隔與該等選定群組中之每一者相關聯，與一預定選定群組相關聯之該一或多個時間間隔不同於與其他選定群組相關聯之該一或多個時間間隔，每一該時間間隔係期間欲控制一相關聯群組之淨電能消耗之該時間週期之一時間間隔；發送一或多個請求，供在該等選定群組之該等電器件處接收，以控制該等電器件之電能消耗及/或電能供應，藉此減少在一各別相關聯時間間隔期間該地理區域中之一淨電能消耗。
在某些實施例中，對於該等選定群組中之至少一者而言，該一或多個請求導致與該至少一個群組相關聯之電能 消耗之一減少。
在某些實施例中，對於該等選定群組中之至少一者而言，該一或多個請求導致與該至少一個群組相關聯之一電能供應增加。
藉由在不同時間控制不同電器件群組中之能量消耗，一配電網路內之一控制節點可減少該既定時間週期中之淨能量消耗。藉由將該時間週期分成多個不同時間間隔且在每一時間間隔中控制不同群組，可達成能量消耗之一淨減少而不給一電器件之任一個別使用者或給任一器件群組之使用者帶來顯著不便。此外，藉由在每一時間間隔中控制不同群組，可塑形能量消耗以便存在在不同時間週期該配電網路中所消耗之總電能之較小變化。可協調該等群組及對該等群組之控制以在藉由以一非協調方式控制個別器件往往無法達到之一程度上控制能量消耗模式。
在某些實施例中，該方法包含在一電器件經配置以消耗電能之情況下，減少由該電器件消耗之一電能量，及在一電器件經配置以在該相關聯時間間隔期間提供電能之情況下，增加由該電器件提供之一電能量。
在某些實施例中，該方法包含中斷連接經配置以消耗電能之電器件並連接經配置以在該相關聯時間間隔期間提供電能之電器件。
在某些實施例中，該一或多個選定電器件包含一電能發電機，且該一或多個請求導致該電能發電機之電能發電之一增加。
在某些實施例中，該相關聯一或多個時間間隔經配置以使得其淨能量消耗減少之群組貫穿該時間週期依序變化。
在某些實施例中，一既定該電器件之概況資訊與對該既定電器件之控制之一可用性有關，且對該既定電器件之分配係基於該既定電器件是否在一既定該時間間隔期間可供控制來執行。
在某些實施例中，該概況資訊包含與該等電器件中之至少一些電器件之一能量回收性質有關的能量回收資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該能量回收資訊來執行。
在某些實施例中，該概況資訊包含與該等電器件中之至少一個電器件有關的所有權資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該所有權資訊來執行。
在某些實施例中，該概況資訊包含與該等電器件中之至少一些電器件有關的操作特性資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該操作特性資訊來執行。
在某些實施例中，該概況資訊包含與該等電器件中之至少一些電器件之器件類型有關的資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該器件類型資訊來執行。
在某些實施例中，該概況資訊包括一既定電器件是否經配置以消耗電能或該既定電器件是否經配置以提供電能之一指示。
在某些實施例中，該概況資訊包含指示與該等電器件相關聯之一能量消耗及/或能量供應量之能量指示符，且該方法包含： 識別欲在該時間週期期間減少之一淨能量消耗量；及基於該等能量指示符來為群組分配電器件。
在某些實施例，中，該概況資訊包含指示一既定電器件之一位置之位置指示符，且方法包含：識別其中欲控制電能消耗之一既定區域，該既定區域係由該配電網路供電之該地理區域之一區域；及根據該等位置指示符來選擇位於該地理區域內之該等電器件之複數個該等群組。
在某些實施例中，該方法包含在與該既定區域相關聯之一控制節點處維持該器件資料庫。
在某些實施例中，該方法包含自該控制節點發送一或多個請求。
在某些實施例中，該器件資料庫包含識別位於該約定區域中之電器件之器件識別符。在某些實施例中，該方法包含使用該等器件識別符來在該控制節點處監視該等電器件之電能消耗及/或電能供應模式，以彙編與同該等電器件相關聯之電能消耗/電能供應模式有關的統計資訊；將該統計資訊提供至該中心節點以記錄於該器件資料庫中；及基於該統計資訊來為群組分配電器件。藉由針對每一可識別電器件將統計資訊提供回至該中心節點，可維持正在該配電網路內操作之所有電器件之行為之一準確及最新統計模型，從而提高由該等控制節點作出之決策可靠性及有效性。
在某些實施例中，該控制節點經配置以與一中心節點通 信，該中心節點包含一使用者資料庫，該使用者資料庫識別與該等電器件中之每一者相關聯之一使用者。該器件資料庫可經配置以儲存不同於該等器件識別符之更多識別符，該等更多識別符各自識別一對應電器件，該使用者資料庫包含該等更多識別符。此等特徵使得與個別器件有關的資料能夠在該使用者資料庫與該器件資料庫之間共享，以使得例如在該使用者資料庫處所做的改變可反映在該器件資料庫中，而沒有任何必要將與該使用者有關的個人資料就地儲存於一控制節點處。
在某些實施例中，該方法包含改變該等更多識別符。此可例如每天進行且為該等使用者提供一增強之匿名度。
在某些實施例中，該複數個電器件分佈於該地理區域中之複數個樓宇之中。該複數個樓宇中之每一者經由一配電線路連接至該配電網路。
在某些實施例中，該方法包含發送一或多個該等請求供在電器件處經由與一既定該樓宇相關聯之一能量管理系統中之一閘道器接收，該能量管理系統經配置以根據用於控制與該閘道器相關聯之器件之已定義規則來控制該既定樓宇處之電器件之電能消耗及/或電能供應。
在某些實施例中，該方法包含在該閘道器處基於該等請求是否與該等已定義規則相容之一判定來判定是否將該等請求傳遞至該電器件。
在某些實施例中，該方法包含緩衝一或多個該等請求供在一或多個預定時間執行。
在某些實施例中，該方法包含當該等請求項中之一者或多者與該等已定義規則不相容時更新該器件資料庫。
在某些實施例中，該方法包含：基於該分佈資訊來分配電器件以產生複數個模型；根據一或多個能量管理準則來評估該複數個模型；基於該評估來確定一較佳模型之一或多個特性；及至少部分地基於該等所判定特性來執行對群組之該選擇。
在某些實施例中，該判定包含內插及/或外插該所產生複數個模型以判定該一或多個特性。
在某些實施例中，該等能量管理準則包括財務資料，該財務資料與一時間相關電能市場價值、一平衡管理服務及一約束管理服務中之至少一者有關。
根據本發明之一第二態樣，提供一種用於控制一配電網路內之電能消耗之控制節點，該配電網路為一地理區域供應電能，複數個電器件分佈於該地理區域內，其中該等電器件中之每一者可連接至該配電網路以消耗自其提供之電能，藉此增加該地理區域中之一淨電能消耗量，及/或為該配電網路提供電能，藉此減少該地理區域中之一淨電能消耗量，該控制節點包含：一通信構件，該通信構件係用於發送請求供在該等電器件處接收，且用於與一中心節點通信，該中心節點包含經配置以儲存與該等電器件中之每一者有關的分佈資訊之一器件資料庫； 輸入構件，其經配置以接收期間欲控制該配電網路中之電能消耗之一時間週期之一指示；及處理構件，其經配置以：根據該分佈資訊來選擇該等電器件之複數個群組，每一該群組包含複數個該等電器件；使一或多個時間間隔與該等選定群組中之每一者相關聯，與一既定選定群組相關聯之該一或多個時間間隔不同於與其他選定群組相關聯之該一或多個時間間隔，每一該時間間隔係期間欲控制一相關聯群組之淨電能消耗之該時間週期之一時間間隔；及經由該通信構件發送一或多個請求，供在該等選定群組之該等電器件處接收，以控制該等電器件之電能消耗及/或電能供應，藉此減少在一各別相關聯時間間隔期間該地理區域中之一淨電能消耗。
根據本發明之一第三態樣，提供一種用於控制一配電網路內之電能消耗之系統，該配電網路為一地理區域供應電能，複數個電器件分佈於該地理區域內，其中該等電器件中之每一者可連接至該配電網路以消耗自提供之電能，藉此增加該地理區域中之一淨電能消耗量，及/或為該配電網路提供電能，藉此減少該地理區域中之一淨電能消耗量，該系統包含：複數個控制節點，其中每一者與該地理區域之一不同區域相關聯；及一該中心節點。
在某些實施例中，其分佈資訊儲存於該器件資料庫中之該等電器件與不同使用者帳戶相關聯，且該中心節點包含一使用者介面供一該使用者存取一該帳戶並變更儲存於該器件資料庫中之資訊。此特徵使得使用者能夠修正其即時擁有之該等電器件之所期望操作特徵，以便防止該系統不方便地限制器件之使用。
參照附圖，閱讀僅以實例方式給出之對本發明較佳實施例之下文說明，將明瞭本發明之更多特徵及優點。
圖2圖解說明其中可實施本發明之一實施例之一配電網路。該網路包含一中心節點200，該中心節點連接至一或多個控制節點202，該等控制節點各自涵蓋一地理區域，舉例而言一國家、地區、州、郵編、或電力市場區、或包含多個使用者樓宇(亦即，多個住宅或工作場所)之任一其他區域。控制節點202中之每一者由電力線206經由變電站及/或配電線路連接至能量消耗/能量供應器件208a至208l，下文稱作電器件208。電器件208a至208l中之每一者消耗及/或提供電能。消耗電能之電器件208之實例包括諸如電熱水器、空調機組及洗衣機之家用電器以及諸如工廠機器之工業器件。電能供應者之實例包括諸如太陽能電池板及風力渦輪機之電能發電機及諸如電池之電力儲存器件。其他電器件208可在某些時間消耗電能而在其他時間提供電能，諸如個人電動車(PEV)；PEV通常具有儲存大量電力之能力，且可在其靜止時連接至電力網路，從而使 得其能夠在高需求時間用作該網路之一電力源，其中儲存於PEV之電池中之電力在此等時間饋送回至該網路。
術語「電器件」在本文中用於包括個別電器及器件，以及此等電器及器件之集合，諸如一特定商業樓宇或商行。每一電器件208a至208l註冊至一控制方案，在該控制方案中該器件之擁有者允許該控制方案操作者控制至/自電器件208a至208l之能量轉移。
儘管，為簡便起見，圖2中僅展示十二個電器件208a至208l，但應理解，實務上，該網路通常將包含數百個或數千個此類器件。
每一經註冊電器件208a至208l具有控制至/自電器件208a至208l之能量轉移(亦即，能量供應及/或能量消耗)之一相關聯電器件控制單元210a至210l。圖3展示一電器件208及一電器件控制單元210之一例示性配置。電器件控制單元210包括用於減少/增加電器件208至/自配電網路102之能量消耗/能量供應之一控制元件304以及呈一智慧型電錶302形式之一量測器件。控制元件304可包含用於將電器件208連接至配電網路102/將電器件208與配電網路102中斷連接之一開關及/或使得一電器件208之功能設定點能夠變更電器件208之電消耗及電供應之任一電構件或電子構件(舉例而言，一節溫器或溫度感測器、照明感測器、壓力感測器及紅外線感測器等)。電器件控制單元210經配置以經由一通信介面306自控制節點202接收指令，並向控制節點202發送電錶量測值。電器件控制單元210包含經配置以控制 智慧型電錶302、控制元件304及通信介面306之功能之一處理器308。儘管電器件控制單元210此處展示為與電器件208分開之一器件，但在某些實施例中，電器件控制單元210係電器件208之組成部分。
一中心節點200之例示性組件展示於圖4中。中心節點200包含一時脈402、呈一處理器404形式之一處理構件、一使用者資料庫406、呈一通信介面408形式之一通信構件及呈一使用者介面410形式之一輸入構件。
使用者資料庫406儲存含有使用者資訊之使用者帳戶。使用者資料庫406之一例示性記錄結構展示於圖5中。使用者資料庫406包括一使用者識別符502、一名稱504、一位址506、一密碼508及包含每一使用者所擁有之電器件208之一清單之一器件欄位510。對於記錄於使用者資料庫406中之每一電器件208而言，儲存有用於識別電器件208之一相關聯器件識別符512、亦識別電器件208之本文中稱作一「偽識別符」之另一識別符514、識別與電器件208相關聯之一位置之一位置識別符516、諸如使用者定義可用性518及器件能量回收性質520之器件操作特性、及一統計分佈522。該等器件操作特性亦可定義電器件208之一器件類型(亦即，該器件係一空調機組、一製冷機還是一浸入式加熱器，舉例而言)。使用者資料庫406亦可包括使用者之銀行詳細資料及/或聯繫人詳細資料，諸如一位址或一電話號碼。下文將更詳細闡述儲存於使用者資料庫406中之資訊之使用。
使用者介面410經配置以經由一固定或無線通手段(諸如ADSL、GSM及/或3G)來將資料傳輸至使用者/自使用者接收資料。使用者資料庫406可由一使用者經由使用者介面410使用鑑別方式及存取控制機制(諸如藉由正確地輸入儲存於使用者資料庫406中之密碼)來存取並更新。該使用者能夠經由使用者介面410將一或多個電器件208註冊至他/她的使用者帳戶及/或更新儲存於與該等電器件相關聯之使用者資料庫406中之資訊。
一控制節點202之例示性組件展示於圖6中。控制節點202包含一時脈602、呈一處理器604形式之一處理構件、一器件資料庫606、呈一通信介面608形式之一通信構件、及呈一網路介面610形式之一輸入構件。
器件資料庫606含有可經由可在通信介面408、608之間建立之一通信鏈路傳遞至控制節點202之使用者資料庫406之一部分。器件資料庫606之一例示性記錄結構展示於圖7中。器件資料庫606包括與電器件208有關的分佈資訊，諸如一器件識別符702、一偽識別符704、一器件位置706、諸如使用者定義可用性708及器件能量回收性質710之器件操作特性、及用於記錄與每一電器件208之能量消耗/能量供應有關的器件統計資料712之一欄位。通常，器件資料庫606不含有與使用者有關的任何資訊。
網路介面610經配置以自諸如一控制方案操作者之一方接收指令，以在一既定時間週期裏控制一既定區域中之能量消耗。網路介面610經配置以經由一固定或無線通信手 段(諸如ADSL、GSM及/或3G)來接收指令。
回應於接收到此等指令，控制節點202經配置以經由通信介面608向與該控制節點相關聯之區域中之電器件208發送請求，如下文將更詳細闡述。此等請求可使用儲存於器件資料庫606中之器件識別符702來發送；器件識別符702可包含網路位址，諸如使得能夠為了發送此等請求之目的識別電器件208之一IP位址。電器件208及/或其相關聯電器件控制單元210包括用於自控制節點202接收請求及其他資訊並向控制節點202發送資訊之一通信介面306。在本文中，為了簡潔，提及電器件208接收及/或發送資訊，而沒有提及電器件控制單元210；然而，當如此提及時，應理解，此亦包括向一相關聯電器件控制單元210發送資訊及/或自一相關聯電器件控制單元210接收資訊。
控制節點202可經配置以收集與處於其控制之下的個別電器件208之能量使用有關的統計資料。如上所述，電流控制單元210可包括一智慧型電錶302；與相關聯電器件208之能量消耗有關的資料可傳遞至控制節點202，從而使得其能夠累積與(舉例而言)電器件208頻繁使用(且因此消耗及/或提供電能)之一天中的時間、其消耗或提供多少能量等有關的統計資料。此統計資訊可儲存於器件資料庫606之「所記錄統計資料」欄位712中。其亦可傳遞至中心節點200供儲存於使用者資料庫406之統計分佈欄位522中。
在中心節點200處自使用者資料庫406接收已由一使用者 提供之儲存於器件資料庫606中之資料中之一些資料；舉例而言，位置指示符516及使用者定義器件可用性518通常以此方式提供至器件資料庫606。上述偽識別符514係用於此目的。儲存於器件資料庫606中之一既定電器件208之偽識別符704相同於或對應於使用者資料庫406中之該既定電器件208之偽識別符514。當(舉例而言)由於使用者經由使用者介面410改變諸如與他/她的器件中之一或多者相關聯之一可用性之資訊而出現儲存於使用者資料庫406中之資訊之一改變時，中心節點200之處理器404可經由通信介面408將此改變傳遞至控制節點202。資料之改變係使用對應電器件208之偽識別符來傳遞，從而使得控制節點202之處理器604能夠在器件資料庫606中識別相關電器件208，並對器件資料庫606中之對應項目作必要改變。類似地，自控制節點202發送至中心節點200之與一特定電器件208有關的任何資料可使用識別該相關電器件之該偽識別符來發送。
以此方式使用該偽識別符由於以下原因而提高資料安全性。首先，由於該等偽識別符不同於用於在控制節點202與個別電器件208之間的通信之器件識別符，因而監視通信之一邪惡第三方更難判定該等通信與其有關的電器件208之位置或任一其他特性。其次，與該等器件識別符相反，該等偽識別符本身不提供關於例如所討論之電器件之一網路位置之任何資訊。此在其中(舉例而言)正在傳遞一電器件208之可用性資訊之情況下係有利的，此乃因向可 能正在「竊聽」任何通信之一第三方洩露一電器件之一位置及其可供控制之一時間兩者顯然不可取，此乃因後者可指示該電器件所在之房地產將在那時空置。該等偽識別符可定期(舉例而言，每日)變化，以便進一步提高資料安全性。
中心節點200與控制節點202之間的通信通常係經由通信介面408、608。
圖8圖解說明控制節點202藉以在一既定時間週期裏控制一既定區域中之能量消耗之一方法。在下文說明中，提及控制節點202執行各種動作。儘管為了簡潔而省略，但應理解，該等動作通常係由處理器604(在適當情況下，與時脈602一起)執行。
在步驟800處，控制節點202在與控制節點202相關聯之地理區域內識別其中欲控制能量消耗之一既定區域；通常，此識別係基於經由網路介面610接收之指令來執行。舉例而言，若一控制節點與一國家相關聯，則控制方案操作者可向控制節點202發送指令以控制諸如一城市、街道、郵編或包含多個使用者樓宇(亦即，多個住宅或工作場所)之一特定地理區中之能量消耗。在步驟802處，控制節點202識別期間欲控制能量消耗之一時間週期(例如，一天中的一時間)；此外，此資訊可包括於經由網路介面610接收之指令中。
在步驟804處，控制節點202根據所識別之區域及時間週期來選擇複數個電器件208群組。電器件208係根據儲存於 器件資料庫606中之位置指示符而選擇，以便僅選擇位於所識別區域中之電器件。控制節點202亦可使用關於使用者定義可用性及/或儲存於器件資料庫606中之能量回收性質之資訊來分配群組。在某些實施例中，來自先前時間週期之統計資訊由控制節點202用來判定一既定電器件208之可用性。在步驟806處，控制節點202將該時間週期分成複數個時間間隔。在步驟808處，該控制節點使該等選定群組中之每一者與一或多個時間間隔相關聯，其中不同時間間隔與不同群組相關聯。與一既定群組相關聯之時間間隔係期間欲針對彼群組控制電能消耗/電能供應之時間週期之時間間隔。
在步驟810處，在每一時間間隔中，控制節點202向一既定區域中與彼時間間隔相關聯之群組中之每一者之電器件208發送一或多個請求以控制能量消耗。該等請求由電器件208接收，且藉由(舉例而言)下述方式來導致在一各別時間間隔中一各別群組之淨電能消耗之一減少及/或電能供應之一增加：致使電器件控制單元210操作控制單元304，藉此導致電器件208之電能消耗之一減少或電能供應之一增大。能量器件208之一既定群組之淨能量消耗此處定義為由該既定群組之電器件208消耗之總能量與由該既定群組之電器件208提供之能量之間的差，換言之，由一電器件208提供(例如，產生)之能量定義為對一相等能量之「負消耗」。淨電能消耗之一減少因此可藉由下述方式來達成：在電器件208經配置以消耗電能之情況下，將電器件 208與配電網路102中斷連接，或以其他方式減少電器件208之一電能消耗量及/或在電器件208經配置以提供電能之情況下，將電器件208連接至配電網路102，或以其他方式增加電器件208之一電能供應量。
儘管在上述例示性方法中，該等電器件係在步驟804處根據位置指示符而選擇，但在某些實施例中，該選擇可二者選一地或另外地根據與該等電器件有關的其他分佈資訊(諸如儲存於器件資料庫606中之分佈資訊)來進行，如上文所述。在此等實施例中，可省略識別其中欲控制能量消耗之步驟(步驟804)。
藉由如上文參照圖8所述控制電器件208之多個群組之能量消耗及/或能量供應，可在識別於步驟802處之時間週期期間減少識別於步驟800處之既定區域中之一淨能量消耗量。
控制節點202可產生該等群組之啟發式模型並根據能量管理準則來評定其適用性。能量管理準則可包括財務資料。財務資料可與一時間相關能量市場值、一平衡管理服務及一約束管理服務中之一或多者有關。能量管理準則可回應於輸電網及/或配電網之平衡要求及/或該等網之一應急能力要求，且可包括輸電網擁塞之一所需減少或配電網擁塞之一所需減少。該評定可包括判定哪一模型提供一既定時間間隔中之能量消耗之最大增加或減少，哪一模型提供能量需求之一峰值之一所需時移，或哪一模型提供能量成本之最大節省。該等啟發式模型可包括根據電能之當前 及/或預測市場值判定之時間相關能量價格。控制節點202可基於對該等所產生之啟發式模型之評定來判定在每一時間間隔中控制哪些電器件208或電器件208群組；以此方式，控制節點202可最佳化對該等電器件208群組之指派及控制從而以所需方式來管理能量需求。
在某些實施例中，控制節點202可在一既定控制開始時間裏藉由改變該模型之參數來創建涵蓋各種各樣的實施策略之有限的一組啟發式模型。舉例而言，電器件208至群組之指派、其中每一控制群組受控制之時間間隔及每一群組在不同時間間隔中受控制之程度皆可變化。由於此一多變量模型之參數空間相對較大，因而控制節點202可隨機選擇參數值或者可根據歷史上成功的模型來選擇參數。控制節點202然後可判定該等啟發式模型中之每一者中之電器件之一或多個特性或值，且可根據對根據能量管理準則評定之模型有效性之一評估來判定一較佳模型之特性。該等特性可與可供由控制節點202控制之電器件208之操作特性、能量回收特性或其他特性有關。控制節點202亦可產生該組啟發式模型(包括該較佳模型)之一組財務預測。控制節點202然後可至少部分地基於該較佳模型之特性來選擇群組。
在某些實施例中，控制節點202可在該等啟發式模型之評定結果(或所產生之財務或能量消耗資料)之間內插或自該等啟發式模型之評定結果外插且可基於所內插及/或所外插特性來判定一較佳模式之特性以建立用於指派並控制 電器件208群組之一最佳策略。此藉由減少必須執行以判定欲實施之最佳策略之計算數目來減輕控制節點202上的計算負擔。此轉而提高控制節點202可對改變之能量需求及/或能量市場條件作出反應，藉此提高控制節點202之有效性之速度。此外，可減輕控制節點202上之計算負擔且因此減少實施控制節點202之成本。
圖9係其中定義有六個群組(即，群組1至群組6)之一實例之一圖示，其中每一群組具有一個單位之一能量消耗預設位準，亦即，在沒有任何控制之情況下，每一群組在所示週期期間每小時消耗一個單位的能量。在此實例中，在自時間間隔1至時間間隔5之時間週期期間控制能量消耗(亦即，減少至少一個群組之能量消耗)。藉助來自控制節點202之上述請求來控制每一群組以減少在所對應一或多個相關聯時間間隔期間的淨能量消耗。在圖9之實例中，假定該等時間間隔中之每一者具有一個小時的持續時間；然而，應理解，該等時間間隔之持續時間可根據要求變化。
在圖9中所示之實例中，群組1在第一時間間隔期間關斷(亦即，使群組1之能量消耗減少至零)；群組2及3在第二時間間隔期間關斷，群組4及5在第三時間間隔期間關斷；群組6及1在第四時間間隔及多個群組時間間隔期間關斷。就在期間一既定群組之電器件208關斷之每一時間間隔之後，重新接通電器件208；此可係(舉例而言)自控制節點202發送之更多請求之結果。
藉由依序減少(亦即，抑制)與該等群組中之每一者中之電器件208相關聯之能量消耗，可減少在第一、第二及第三時間間隔期間一既定區域中之所消耗之總能量而不需要任一單個電器件208或其群組關斷長於一單個時間間隔之任一連續週期，從而意味可減少對電器件之使用者帶來之不便。
如圖9中所示，每一群組之淨消耗通常在該群組已關斷時之每一時間間隔之後增加。此歸因於諸如個別電器件208必須更努力地工作以回收在鈍性週期期間損失之能量之多個因數；舉例而言，在一空調機組之情況下，可能已在該「關斷」時間間隔期間顯著加熱該空調機組冷卻之房間，從而導致該空調機組消耗較在其重新接通時為大一能量。另一因數係使用者可在統計上更有可能在電器件208已不可用之後的週期中使用電器件208。一電器件208在「關斷」間隔之後平均回收能量之程度及其回收此能量所需之平均時長在本文中稱作電器件208之「能量回收性質」。
假定圖9之實例中之每一群組中之電器件208中之每一者具有相同能量回收性質，在關斷1小時之後，該等器件在接下來的第一小時中回收2/3單位的能量且在接下來的第二小時中回收1/3單位的能量。圖中之深陰影區表示處於一未受控制狀態下之群組之能量消耗。淺陰影區表示由於上文所述之能量回收而增加之能量使用。此實例中之最終結果係3個單位小時之一總能量向前移位4個小時之一平均 值。能量消耗之此移位在量值及時間上大於在每一群組已彼此獨立起作用之情況下及/或在以一非彙總方式控制個別器件之情況下。
儘管在圖9之實例中藉由時間間隔5至7期間之能量消耗之一隨後增加來補償時間間隔1至3期間之所有能量消耗減少，但應瞭解，實際上，能量消耗之隨後增加通常並非係100%的初始能量消耗減少，此乃因在隨後週期期間並不一定使用電器件208，且舉例而言，一空調機組可能不需要使用其已在一關斷週期期間用來將一房間冷卻回至所期望之溫度之所有能量。
此外，可看到，甚至當存在隨後能量消耗之顯著隨後增加時，依序控制多個群組之淨能量消耗使得能夠動態塑形配電網路102上之總負荷。可使用上文參照圖8及圖9所述之方法來變更能量消耗之一峰值之時序及/或大小。舉例而言，若一既定地理區域中之能量消耗之一峰值預期出現在圖9之時間間隔1至3期間，則如參照圖9所述控制能量消耗可具有移位該峰值之時序及/或減小其量值，從而可避免或改善上文所述「熱點」之作用。由於未必該既定地理區域中之所有電器件208皆受控制，因而此等未受控制電器件208之消耗之峰值將出現在時間間隔1至3期間，而歸因於受控制電器件208之峰值移位至時間間隔5至7，如所展示；此具有使該峰值平滑(亦即，使其遍佈一更長的時間週期)，並減小其量值之作用。移位之能量及其移位之時長可由控制節點202之處理器604使用儲存於器件資料庫 606中之與電器件208有關的分佈資訊來判定。
若控制節點202接收到指令(舉例而言，如上文參照步驟800及802所述之指令之部分)以使一既定地理區域中之一既定能量消耗量(例如，3 MWh)移位一既定平均時長，則上文所述之步驟804可包含控制節點202選擇含有其預期平均電力消耗總計達該既定量(亦即，3 MWh)且其能量回收性質係如此以致該能量消耗移位之時長平均為該既定平均時長之電器件208之群組。控制節點202然後可經由通信介面608向該等群組之電器件208發送請求以在相關聯時間間隔期間關斷。可在發送該等請求之後輪詢一既定群組中之電器件208以確認能量消耗之實際減少。在判定能量消耗之實際減少高於或低於所需量之情況下，可調整該群組分配，且重複該過程直至達成正確的能量減少為止。
在上述實例中，期間控制個別群組之時間間隔不重疊。然而，在某些實施例中，控制節點202可重疊期間控制不同群組之時間間隔，舉例而言，以允許該等時間間隔與使用者定義可用性偏好重合。在某些實施例中，該等不同時間間隔之持續時間可(舉例而言)隨著一既定群組中之電器件208之可用性在該既定時間週期變化而變化。
如上文所述，在一群組已用於減少淨能量消耗之後，其通常將在隨後時間間隔中回收彼能量(或其一比例)。在本發明之某些實施例中，控制節點202藉由使用不同群組來減少隨後時間間隔中之能量消耗根據(舉例而言)自網路操作者接收之請求來管理此回收。以此方式，該控制節點可 塑形該時間週期間之能量消耗分佈且在必要時顯著推回該既定地理區域中之淨電能消耗。如上所述，可向控制節點202發出指令以在一既定時間週期中使能量消耗減少一既定量。舉例而言，可能期望減少時間間隔0中之能量消耗並配置以使得不存在能量消耗之淨回收直至時間間隔3之後。表示此等要求之一目標能量消耗圖展示於圖10中。回應於此等指令，控制節點202使用一演算法來指派適當群組以滿足該目標能量消耗。現在參照圖11a及圖11b來闡述用於判定此等群組之性質之一例示性方法。
如自圖11a可看到，已藉由(舉例而言)關斷電器件208之一特定群組(我們稱其為「群組1」)在時間間隔0中節省了一能量A。選取群組1之每一電器件208以具有與由虛線所示相同之能量回收性質。在此實例中，群組1分別在時間間隔1中回收能量B1，在時間間隔2中回收能量B2，且在時間間隔3中回收能量B3。此等能量各自係在時間間隔i中回收之A之一分數bi以致 且
在此實例中，如上所述，控制節點202正在該既定區域中之總能量消耗不超過一既定位準(其由圖10中之線0.0表示)直至間隔3之後之一要求下操作。為達成此目的，在隨後時隙中控制各自具有類似群組可用性及回收性質之額外 群組2、3及4以便當在時間間隔1、2及3中回收時補償由群組1消耗之額外能量，如下文所述。另外，亦藉由減少更多群組之能量消耗等等來補償在時間間隔2、3及4期間全部或部分回收之群組2在時間間隔1中減少之能量消耗。在下文說明中，A係指在時間間隔0中低於由圖10中之線0.0表示之位準之能量消耗之一減少且Bxy係指由於在時間間隔y中使用一群組而高於時間間隔x中之正常位準之能量之一增加。
如圖11b中所圖解說明，補償時間間隙1中之能量消耗回收所需之能量E(t)係群組1在該時間間隔期間回收之能量，其表示如下：E(1)=b 1.A
控制節點202因此選擇另一群組(群組2)，且在時間間隔1期間使群組2之能量消耗減少量E(1)。補償時間間隔2中之能量回收所需之能量係群組在時間間隔2期間回收之能量加上群組2在時間間隔1期間回收之能量，其表示如下：
控制節點202因此選擇另一群組(群組3)，並在時間間隔2期間使群組3之能量消耗減少量E(2)。相應地，補償時間間隔3中之能量回收所需之能量係群組1、2及3在時間間隔3期間回收之能量，其表示如下：
控制節點202因此選擇另一群組(群組4)，並在時間間隔3期間使群組4之能量消耗減少量E(3)。若需要，可以相同 方式來計算隨後時間間隔中之能量消耗補償量。使用此方法，控制節點202可判定在每一時間間隔中必須減少以便將能量回收推回至一稍後時間間隔之能量消耗量。另外，控制節點202可使用此等計算來判定當最後允許所有群組回收其能量時之能量消耗模式。
因此，藉由根據其能量回收性質來選擇電器件208群組且藉由控制該等選定群組之能量消耗以便藉由能量消耗之一減少來補償該等群組在一既定時間間隔中之總能量回收，可使一所期望之能量消耗量移位一所期望之時長。一既定群組在一既定時間間隔期間減少之能量消耗量可因改變該群組中之電器件208之數目及/或性質而變化。類似地，能量回收之形狀可藉由根據其回收性質選擇電器件208來加以控制。在上文關於圖9至圖11b所述之實例中，假定該等群組中之所有電器件208在每一相關聯時間間隔之整個期間可供控制。然而，亦可形成包括具有不允許電器件208在一既定時間間隔期間之整個期間關斷之可用性分佈之電器件208之群組，如現在參照圖12a及圖12b來闡述。
在此實例中，控制節點202要求控制一群組一個小時，如圖12a中所示。由於器件可用性係由使用者偏好定義且因此可能不比對網路操作者之要求(亦即，某些使用者可能喜歡使其器件在該整個時間間隔裏受控制)，因而控制節點202可彙總群組以構建一既定時間週期期間之一淨能量消耗減少。在此實例中，存在可供控制的三個電器件 208群組，即群組1、群組2及群組3。假定該等群組中之每一者包含具有平均能量回收性質之電器件208以便在45分鐘內回收當將該群組控制處於關斷狀態(或其淨消耗減少)時所節省之能量的一半。為清楚起見，將該等群組之行為表示成一近似方波回應；實際上，能量回收通常循環一指數模式。每一群組具有由使用者偏好定義且展示於圖12b中之一不同可用性。群組1包含具有允許其關斷(或使其能量消耗減少)達整整1個小時之一可用性分佈之電器件208；群組2包含具有可用性分佈以便其可關斷(或使其能量消耗減少)達45分鐘之電器件208；且群組3包含具有可用性分佈以便其可能僅關斷(或使其能量消耗減少)達30分鐘之電器件208。
其消耗在一第一時間間隔期間受控制之一電器件208群組可由控制節點202之處理器604以下述方式形成。控制節點202經由通信介面608向群組1之電器件208發送請求以在整個第一時間間隔裏關斷(或減少能量消耗)，向群組2之電器件208發送請求以在第一時間間隔之(其可用的45分鐘中之)僅前30分鐘期間關斷並向群組3之電器件208發送請求以在第一時間間隔之自30分鐘至一個小時之週期裏關斷(或減少能量消耗)。通常，該等群組由大量電器件208組成，從而意味一既定群組中之關斷(或使其能量消耗減少)之電器件208之數目可變化以改變與該群組相關聯之淨消耗之減少之大小，以使得(舉例而言)能量消耗之減少量距整個第一時間時間間隔係實質恆定的，如圖12b之組合圖 中所示，其中來自群組1之貢獻由實線展示，來自群組2之貢獻由點線展示且來自群組3之貢獻由虛線展示。
在某些實施例中，對第一時間間隔中所節省之能量之回收在多於圖9中所示之該兩個時間間隔內進行。一既定電器件之能量回收儲存於控制節點202處之器件資料庫606之「能量回收性質」欄位中。控制節點202使用處於其控制之下的電器件208中之每一者之能量回收特性來開發用於塑形配電網路中之能量消耗之總分佈之策略。
圖13展示其中可係(舉例而言)一熱水器之電器件208具有一相對於時間間隔(1小時)之一長能量回收週期。圖13中之虛線展示此電器件208之能量回收特性。如可看到，回收能量所需之時間涵蓋許多時間間隔且重要的是，在隨後時間間隔中之每一者中由電器件208回收之能量明顯少於在時間間隔1期間所節省之能量。因此更容易在所使用之電器件208並非快速地而是在一延長時間週期內回收能量之情況下藉由在隨後時間間隔中將其他群組控制處於關斷狀態來將所節省之能量回收推至更多時間間隔。此由表示所期望之能量消耗之圖13中之實線展示。因此藉由適當地分組電器件208且藉由選擇具有諸如電回收性質之適當特性之電器件208，可操控一既定區域中之電力消耗形狀。
如圖14a中所示，在某些實施例中，一或多個電器件208可在可係(舉例而言)一建築管理系統(BMS)之一基於電腦之能量管理系統(EMS)1400控制之下操作。EMS 1400通常根據可就地定義之能量管理規則(EMS規則)來監視、控制 並最佳化一或多個電器件208之能量需求及/或能量消耗(或能量供應)。通常，EMS 1400位於一特定樓宇(場所或建築物)處，且提供本地能量管理。在某些配置中，EMS 1400可控制共享一共同所有權之分佈電器件208(舉例而言，皆由一特定商業擁有之分佈電器件208)。
處於EMS 1400控制之下的電器件208之類型可包括加熱、製冷、通風、照明、供電、消防及安全器件中之一或多者。每一EMS 1400可包含用於控制(舉例而言)一大型建築物內之電器件208之電力使用以管理該建築物內之能量使用之硬體及軟體組件。通常，EMS 1400經組態以最佳化一建築物之能量效率而不干擾或打擾該建築物之使用者(藉由(舉例而言)在營業時間切斷電力)。
控制節點202經配置以經由用作一閘道器之一介面管理器1402介接EMS 1400。介面管理器1402使得EMS 1400能夠介接使用不同協定之其他網路。介面管理器1402可包括(舉例而言)提供用於使得介面管理器1402能夠至/自EMS 1400傳送資料之必要介面之協定轉譯器、阻抗匹配器件、速率轉換器、故障隔離器及信號轉譯器。
介面管理器1402可能能夠處理請求以控制來自不同類型之能量管理系統(包括不同於上文所述之系統之系統)之控制電器件208。
一介面管理器1402之例示性組件展示於圖14b中。介面管理器1402包含經配置以介接控制節點202之一輸入/輸出介面1404、經配置以介接EMS 1400之一EMS介面1406、一 處理器1408及一儲存器件1410。
輸入/輸出介面1404經配置以自控制節點202接收資料(包括控制請求)並向控制節點202發送資料。EMS介面1400經配置以向EMS 1400發送資料並自EMS 1400接收資料。處理器1408經配置以處理經過介面管理器1402之資料，如下文更詳細闡述。
處理器1408處理自控制節點202接收之請求以控制處於EMS 1400控制之下的電器件208。處理器1408使用用於判定已接收到的請求中哪些請求與該等EMS規則相容之邏輯(其可呈儲存於儲存器1410中之一程式之形式)。判定為與該等EMS規則相容之請求經由EMS介面1406傳遞至EMS 1400以實施，且與該等EMS規則相衝突之請求傳回至控制節點202而不傳遞至EMS 1400。在接收到一所傳回請求時，控制節點202則可更新器件資料庫606以指示處於EMS 1400控制之下的電器件208不可供控制，且可重新指派群組並相應地發出新的請求。
除使用者資料庫中所定義之可用性之外，該等EMS規則還可與由使用者定義之一器件可用性有關。在一例示性配置中，EMS 1400可係諸如一超級市場之一商業中之一控制製冷機組。該商業可定義用於控制至該製冷機組之電力之EMS規則；舉例而言，該等商業規則可規定將該製冷機組控制處於關斷狀態達不超過一24小時週期中之1個小時。在自控制節點202接收到一請求以將該製冷機組控制處於關斷狀態時，介面管理器1402將比較該請求與該製冷機組 之該等EMS規則以判定是否存在一衝突。舉例而言，該請求可係將該製冷機組控制處於關斷狀態達2個小時，此將超過由該等EMS規則指定之最大時間。或者該請求可係將該製冷機組控制處於關斷狀態達30分鐘，但介面控制器1402可藉由咨詢EMS 1400來判定是否已將該製冷機組控制處於關斷狀態達先前24小時中之45分鐘，因此將該製冷機組控制處於關斷狀態達30分鐘將違反該等EMS規則。在此等例示性案例中之每一者中，介面管理器1402可將該請求傳回至控制節點202而不將該請求傳遞至EMS 1400。
該等EMS規則可係使用者打算優先於器件資料庫606中所儲存之電器件208之使用者定義可用性708之時間相關規則，或者該等EMS規則可由使用者暫時性地應用以超馳回應於一本地事件(諸如對使用一特定器件208之一意想不到的需要)而自控制節點202接收之請求。舉例而言，EMS 1400可能正根據由該商業定義之使用者定義可用性在係其電器件208通常可供由控制節點202控制之一系列貯藏庫中之一者之一特定超級市場貯藏庫中操作。然而，回應於一特定貯藏庫中之一本地事件(諸如彼貯藏庫中之電器件208中之一或多者之失常)，貯藏庫管理器可能希望超馳該貯藏庫中之電器件208之正常可用性以滿足該商業之需要。在某些實施例中，介面管理器1402可包括或許由一超馳開關或按鈕提供之當被選擇時防止介面管理器1402將任何請求自控制節點202傳遞至EMS 1400之一超馳功能。該超馳功能可提供於硬體或軟體中，且可由使用者遠程存取。此 使得使用者能夠在緊急情況下快速地超馳控制節點202之控制。
為判定由控制節點202發送之請求之相容性，處理器1408可經由EMS介面1406詢問EMS 1400以判定是否存在由控制節點202發送之請求中所指定之器件之任何現有EMS規則。處理器1408然後可比較該請求與該等EMS規則以判定其是否相衝突。儲存於介面管理器1402中之額外邏輯防止與EMS規則相衝突之由控制節點202發送之請求傳遞至EMS 1400並干擾處於EMS 1400控制之下的電器件208之操作。此防止對建築物之使用者造成不便，而不需要EMS 1400之擁有者每當更新一MES規則時更新其於使用者資料庫406中之使用者定義可用性518。
用於在一延長週期(亦即，幾個小時)裏控制處於一EMS 1400控制之下的電器件208之多個請求可在一單個傳輸中經由介面管理器1402發送至EMS 1400。介面管理器1402然後可針對該對應週期比較該多個請求與該等EMS規則，且在不出現衝突之情況下將該等請求傳遞至EMS 1400。若出現一或多個衝突，則介面管理器1402可將所有該等請求傳回至控制節點202，或者可將相容請求傳遞至EMS 1400並將相衝突請求傳回至控制節點202。介面管理器1402然後可就地快取或緩衝命令供在預定時間實施。
在一個傳輸中針對一延長週期傳輸所有該等請求具有使得EMS 1400能夠在控制節點202與EMS 1400之間的通信鏈路之一失常之情況下與來自控制節點202之該等請求一致 控制其電器件208。此外，保護針對其未定義任何特定規則(亦即，其直接可供由控制節點202控制)之處於EMS 1400控制之下的電器件208免受通信鏈路之失常影響。舉例而言，若控制節點202與EMS 1400之間的通信鏈路在一所期望操作完成之前失常，則不會使處於控制之下的電器件208處於一不必要的狀態下，乃因介面管理器1402已快取完整的一組請求。此外，藉由同時發送多個請求，介面管理器1402有機會在其中預定該請求之時間間隔之前判定該等請求與EMS規則之相容性；因此，控制節點202較在該等請求係在控制節點202需要控制電器件208時發送之情況下更早地接收到所傳回之請求，因此控制節點202有更多時間來指派並控制電器件208群組。此減輕控制節點202上的計算負擔，且使得控制節點202能夠更快地對電器件208之可用性之變化作出反應。
在某些實施例中，介面管理器1402或EMS 1400可能能夠偵測控制節點202與EMS 1400之間的通信鏈路之一失常，且可回應於該失常就地產生請求以使正由控制節點202控制之電器件回到僅由EMS 1400定義之一狀態。舉例而言，可藉由辨識尚未接收到一預期控制請求來偵測一通信失常。此防止電器件在一通信鏈路失常之後保持處於一不適當狀態下，且使對處於MES 1400控制之下的電器件208之使用者所造成之干擾及不便最小化。
本文所述之技術及方法可藉由各種方法來實施。舉例而言，此等技術可實施於硬體(一或多個器件)；韌體(一或多 個器件)、軟體(一或多個模組)或其組合中。硬體實施方案可實施於一或多個特殊應用積體電路(ASIC)、數位信號處理器(DSP)、數位信號處理器件(DSPD)、可程式化邏輯器件(PLD)、現場可程式化閘陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、其他設計用於執行本文所述之功能之電子單元或其一組合中。對於韌體或軟體而言，該實施方案可經由執行本文所述之功能之至少一個晶片組之模組(例如，程序、功能等等)來實施。軟體程式碼可儲存於一資料儲存單元中並由處理器來執行。該資料儲存單元可實施於該處理器內部或該處理器外部。在後一種情況下，該資料儲存單元可經由此項技術中已知的各種手段通信耦合至該處理器。另外，本文所述之系統之組件可經重新配置及/或由額外組件補充以便促進關於其所述之各種態樣等之達成，且其並不限於既定圖式中所列舉之精確組態，如熟習此項技術者將瞭解。
上述實施例應理解為本發明之說明性實例。設想本發明之更多實施例。舉例而言，上文闡述一使用者可經由中心節點200之使用者介面310與中心節點200互動並為中心節點200提供資訊。在某些配置中，該使用者可改為使用位於其他地方之一使用者介面來與中心節點200互動，或者使用一網際網路瀏覽器來經由網際網路與中心節點200通信。在某些配置中，闡述為由一使用者執行之通信可改為(舉例而言)使用可適合於存取使用者行事曆及/或其他個人資訊以判定(舉例而言)與該使用者相關聯之器件之可用時 間之一電腦演算法自動地執行。
此外，上文提及一控制節點202可儲存指示與該控制節點通信之一或多個電器件208之一網路位址(諸如IP位址)之位址資料。在某些實施例中，電器件208可併入有一唯一識別符，諸如(舉例而言)一用戶身份識別模組SIM卡，在此情況下該位址資料包含該既定SIM卡之一身份識別號碼，例如一MSISDN號碼。在某些情況下，電器件208與控制節點202之間的通信可藉由沿著電力線之資料傳輸(稱為電力線通信(PLC))來進行。
上文將中心節點200及控制節點202闡述為實施於離散結構中。然而，此等節點之組件及功能(舉例而言，使用者資料庫及器件資料庫)可使用複數個分佈實體結構以一分佈方式實施。
在上述許多實例中，至及/或自電器件208之能量流係在兩個值(例如，能量接通/能量關斷)之間變化。然而，在某些實施例中，能量消耗/能量供應可能不僅僅藉由接通或關斷該等器件來加以控制，而是控制節點202可控制器件不以滿負荷操作。
在參照圖8至圖13所述之以上許多實例中，淨電能消耗之減少係就在一既定時間間隔中控制電器件208群組之電能消耗而闡述。然而，如上所述，在某些實施例中，所選定群組包含為配電網路102提供電能之電器件208。
在此情況下，對識別於圖8之步驟800處之既定區域中之電能消耗之控制可包括增加此等電能供應者之一能量供應 量。因此，在圖9之實例中，一既定群組可包含多個能量提供者，該多個能量提供者接收請求以在相關聯時間間隔期間提供能量，而不是停止或減少對能量之消耗，以使得由該等請求所促成之消耗之該減少包含能量供應之一增加。
某些能量提供者可展現相同於或類似於上文關於能量消費者所述之能量回收模式之能量回收模式。舉例而言，若電能供應者包含一電能儲存器件(諸如將能量儲存於其電池中之一PEV)，則電能供應者可應控制節點202請求而在一既定時間間隔期間自其電池提供能量；在隨後時間間隔期間，該PEV可在其再充電時回收所提供之能量。
產生電能之能量提供者(諸如風力渦輪機)可能不展現任何能量回收，此乃因不存在「再充電」或以其他方式回收所提供之電能之要求。
在某些實施例中，控制節點202選擇包含消耗電能之一或多個群組及提供電能之一或多個群組之群組之一組合。在某些配置中，該等選定群組中之一或多者包含消耗電能之電器件208及提供電能之電器件之一組合。
應理解，關於任何一個實施例所述之任一特徵可單獨或與所述之其他特徵結合使用，而且可與該等實施例中之任何其他實施例或該等實施例中之任何其他實施例之任一組合之一或多個特徵結合使用。此外，亦可在不背離隨附申請專利範圍中所定義之本發明之範疇的情況下採用上文未闡述之等效及修改形式。
100‧‧‧輸電網
102‧‧‧配電網
104‧‧‧發電廠
106‧‧‧變壓器節點
108‧‧‧變電站
110‧‧‧工廠
112‧‧‧城市網路
114‧‧‧家庭使用者
116‧‧‧風力發電廠
200‧‧‧中心節點
202‧‧‧控制節點
206‧‧‧電力線
208‧‧‧電器件
208a‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208b‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208c‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208d‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208e‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208f‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208g‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208h‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208i‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208j‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208k‧‧‧能量消耗/能量供應器件
208l‧‧‧能量消耗/能量供應器件
210‧‧‧電器件控制單元
210a‧‧‧電器件控制單元
210b‧‧‧電器件控制單元
210c‧‧‧電器件控制單元
210d‧‧‧電器件控制單元
210e‧‧‧電器件控制單元
210f‧‧‧電器件控制單元
210g‧‧‧電器件控制單元
210h‧‧‧電器件控制單元
210i‧‧‧電器件控制單元
210j‧‧‧電器件控制單元
210k‧‧‧電器件控制單元
210l‧‧‧電器件控制單元
302‧‧‧智慧型電錶
304‧‧‧控制元件
306‧‧‧通信介面
308‧‧‧處理器
402‧‧‧時脈
404‧‧‧處理器
406‧‧‧使用者資料庫
408‧‧‧通信介面
410‧‧‧使用者介面
502‧‧‧使用者識別符
504‧‧‧名稱
506‧‧‧位址
508‧‧‧密碼
510‧‧‧器件欄位
512‧‧‧器件識別符
514‧‧‧偽識別符
516‧‧‧位置識別符
518‧‧‧使用者定義可用性
520‧‧‧器件能量回收性質
522‧‧‧統計分佈
602‧‧‧時脈
604‧‧‧處理器
606‧‧‧器件資料庫
608‧‧‧通信介面
610‧‧‧網路介面
702‧‧‧器件識別符
704‧‧‧偽識別符
706‧‧‧器件位置
708‧‧‧使用者定義可用性
710‧‧‧器件能量回收性質
712‧‧‧器件統計資料
1400‧‧‧能量管理系統
1402‧‧‧介面管理器
1404‧‧‧輸入/輸出介面
1406‧‧‧能量管理系統介面
1408‧‧‧處理器
1410‧‧‧儲存器件
圖1展示一先前技術配電網路；圖2展示用於實施本發明之一實施例之包含一中心節點、複數個控制節點及複數個電器件之一系統；圖3展示根據本發明之一實施例之一例示性電器件及一電器件控制單元；圖4展示根據本發明之一實施例之一例示性中心節點；圖5展示根據本發明之一實施例之一例示性使用者資料庫；圖6展示根據本發明之一實施例之一控制節點；圖7展示根據本發明之一實施例之一例示性器件資料庫；圖8係根據本發明之一實施例用於控制一配電網路中之能量消耗之一過程之一流程圖；圖9展示根據本發明之一實施例處於一控制節點控制之下的電器件群組之淨能量消耗模式；圖10係展示根據本發明之一實施例得到補償之能量消耗之一實例之一圖表；圖11a展示根據本發明之一實施例處於一控制節點控制之下的一例示性電器件群組之能量消耗；圖11b係展示根據本發明之一實施例受控制之多個群組之能量消耗模式之一圖表；圖12a展示根據本發明之一實施例受控制以形成一群組之多個電器件群組之一彙總能量消耗模式； 圖12b展示根據本發明之一實施例供使用之電器件群組之能量消耗模式；圖13展示根據本發明之一實施例供使用之一電器件之一能量回收分佈；圖14a展示根據本發明之一實施例其中控制節點介接一能量管理系統之一系統；圖14b展示根據本發明之一實施例之一介面管理器。

Claims (22)

  1. 一種控制一配電網路內之電能消耗之方法，該配電網路為一地理區域供應電能，複數個電器件分佈於該地理區域內，其中該等電器件中之每一者可連接至該配電網路以消耗自其提供之電能，藉此增加該地理區域中之一淨電能消耗量，及/或將電能供應至該配電網路，藉此減少該地理區域中之一淨電能消耗量，該方法包含：維持包含與該地理區域中之該等電器件有關的概況資訊之一器件資料庫；識別欲在其中控制由該配電網路供應之電能之消耗之一時間週期；根據該概況資訊來選擇位於該地理區域內之該等電器件之複數個群組，每一該群組包含複數個該等電器件；使一或多個時間間隔與該等選定群組中之每一者相關聯，與一既定選定群組相關聯之該一或多個時間間隔不同於與其他選定群組相關聯之該一個或多個時間間隔，每一該時間間隔係欲在其中控制一相關聯群組之淨電能消耗之該時間週期之一時間間隔；發送一或多個請求，供在該等選定群組之該等電器件處接收，以控制該等電器件之電能消耗及/或電能供應，藉此減少在一各別相關聯時間間隔期間該地理區域中之一淨電能消耗。
  2. 如請求項1之方法，其中，對於該等選定群組中之至少一者而言，該一或多個請求導致與該至少一個群組相關 聯之電能消耗之一減少。
  3. 如請求項1之方法，其中，對於該等選定群組中之至少一者而言，該一或多個請求導致與該至少一個群組相關聯之電能供應之一增加。
  4. 如任一前述請求項之方法，其中，在經配置以消耗電能之一電器件之情況下，該一或多個請求導致由該電器件自該配電網路消耗之一電能量在該相關聯時間間隔期間減少，且在經配置以提供電能之一電器件之情況下，該一或多個請求導致由該電器件提供至該配電網路之一電能量在該相關聯時間間隔期間增加。
  5. 如請求項4之方法，其中，在經配置以消耗電能之一電器件之情況下，該一或多個請求導致該電器件在該相關聯時間間隔期間與該配電網路中斷連接，且在經配置以提供電能之一電器件之情況下，該一或多個請求導致該電器件在該相關聯時間間隔期間連接至該配電網路。
  6. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該一或多個選定電器件包含一電能發電機，且該一或多個請求導致該電能發電機之電能發電之一增加。
  7. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該相關聯一或多個時間間隔經配置以使得其淨能量消耗減少之群組在整個該時間週期依序變化。
  8. 如請求項1至3中任一項之方法，其中一既定該電器件之概況資訊與對該既定電器件之控制之一可用性有關，且對該既定電器件之分配係基於該既定電器件在一既定該 時間間隔期間是否可供控制來執行。
  9. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該概況資訊包含與該等電器件中之至少某些電器件之一能量回收性質有關的能量回收資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該能量回收資訊來執行。
  10. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該概況資訊包含與該等電器件中之至少某些電器件有關的所有權資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該所有權資訊來執行。
  11. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該概況資訊包含與該等電器件中之至少某些電器件有關的操作特性資訊，且對複數個群組之該選擇係基於該操作特性資訊來執行。
  12. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該概況資訊包括一既定電器件是否經配置以消耗電能或該既定電器件是否經配置以提供電能之一指示。
  13. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該概況資訊包含指示與該等電器件相關聯之一能量消耗及/或能量提供量之能量指示符，且該方法包含：識別欲在該時間週期期間減少之一淨電能消耗量；及基於該等能量指示符來為群組分配電器件。
  14. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該概況資訊包含指示一既定電器件之一位置之位置指示符，且該方法包含：識別其中欲控制電能消耗之一既定區域，該既定區域 係由該配電網路供電之該地理區域之一區域；及根據該等位置指示符來選擇位於該地理區域內之該等電器件之複數個該等群組。
  15. 如請求項1至3中任一項之方法，其包含在一控制節點處維持一器件資料庫，該器件資料庫包含識別位於該既定區域中之電器件之器件識別符。
  16. 如請求項15之方法，其包含：使用該等器件識別符來在該控制節點處監視該等電器件之電能消耗及/或電能供應模式，以彙編與同該等電器件相關聯之電能消耗/電能供應模式有關的統計資訊；將該統計資訊儲存於該器件資料庫中；及基於該統計資訊來為群組分配電器件。
  17. 如請求項15之方法，其中該控制節點經配置以與一中心節點通信，該中心節點包含一使用者資料庫，該使用者資料庫識別與該等電器件中之每一者相關聯之一使用者。
  18. 如請求項17之方法，其中該器件資料庫經配置以儲存不同於該等器件識別符之其他識別符，該等其他識別符各自識別一對應電器件，該使用者資料庫包含該等其他識別符。
  19. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該複數個電器件分佈於該地理區域中之複數個建築物之中。
  20. 一種用於控制一配電網路內之電能消耗之控制節點，該配電網路為一地理區域供應電能，複數個電器件分佈於 該地理區域內，其中該等電器件中之每一者可連接至該配電網路以消耗自其提供之電能，藉此增加該地理區域中之一淨電能消耗量，及/或將電能供應至該配電網路，藉此減少該地理區域中之一淨電能消耗量，該控制節點包含：一通信構件，該通信構件係用於發送請求供在該等電器件處接收，且用於與一中心節點通信，該中心節點包含經配置以儲存與該等電器件中之每一者有關的概況資訊之一器件資料庫；輸入構件，其經配置以接收期間欲控制該配電網路中之電能消耗之一時間週期之一指示；及處理構件，其經配置以：根據該概況資訊來選擇該等電器件之複數個群組，每一該群組包含複數個該等電器件；使一或多個時間間隔與該等選定群組中之每一者相關聯，與一既定選定群組相關聯之該一或多個時間間隔不同於與其他選定群組相關聯之該一或多個時間間隔，每一該時間間隔係期間欲控制一相關聯群組之淨電能消耗之該時間週期之一時間間隔；及經由該通信構件發送一或多個請求，供在該等選定群組之該等電器件處接收，以控制該等電器件之電能消耗及/或電能供應，藉此減少在一各別相關聯時間間隔期間該地理區域中之一淨電能消耗。
  21. 一種用於控制一配電網路內之電能消耗之系統，該配電 網路為一地理區域供應電能，複數個電器件分佈於該地理區域內，其中該等電器件中之每一者可連接至該配電網路以消耗自其提供之電能，藉此增加該地理區域中之一淨電能消耗量，及/或將電能供應至該配電網路，藉此減少該地理區域中之一淨電能消耗量，該系統包含：複數個如請求項20之控制節點，該等控制節點中之每一者與該地理區域之一不同區域相關聯；及一該中心節點。
  22. 如請求項21之系統，其中其概況資訊儲存於該器件資料庫中之該等電器件與不同使用者帳戶相關聯，且該中心節點包含一使用者介面供一該使用者存取一該帳戶並變更儲存於該器件資料庫中之資訊。
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