專(zhuān)利名稱(chēng)：需求調(diào)度和負(fù)荷管理的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及掌控資源的總計(jì)利用的系統(tǒng)及方法，并且涉及管理資源的供給
和需求。
背景技術(shù)：
對(duì)資源的產(chǎn)生和分配的管理非常令人期望的。在諸如電、氣以及水之類(lèi)的公用事 業(yè)資源的分配上尤其如此。在電力分配的情況下，獲得滿(mǎn)足高峰需求的容量的成本(如建 立新發(fā)電廠)可能是巨大的。這種成本通常以更高的電費(fèi)的形式轉(zhuǎn)嫁給了用戶(hù)。而且，獲 得額外的容量也具有其它成本，諸如由于增加的污染物排放所導(dǎo)致的環(huán)境影響。而且，重大 監(jiān)管障礙的存在延遲了新發(fā)電廠的實(shí)現(xiàn)。 在高峰需求期間，公用事業(yè)也可以從其它電力生產(chǎn)商購(gòu)買(mǎi)能源。然而，在高峰需求 期間，電批發(fā)成本是最高的。由于各種原因，這些成本可能并不轉(zhuǎn)嫁給用戶(hù)或可能只是部分 地轉(zhuǎn)嫁給用戶(hù)，這減少了公用事業(yè)的利潤(rùn)。而且，當(dāng)公用事業(yè)選擇購(gòu)買(mǎi)高峰能源以滿(mǎn)足增長(zhǎng) 的需求時(shí)，增長(zhǎng)的需求會(huì)超過(guò)傳輸/分配變電站和電路的設(shè)計(jì)參數(shù)。在這種情況下，需要額 外的資金來(lái)升級(jí)電力遞送基礎(chǔ)設(shè)施以滿(mǎn)足需求的增長(zhǎng)。這些升級(jí)中的某些或全部可能需要 注冊(cè)審批和/或遇到長(zhǎng)時(shí)間的延誤。 此外，如果公用事業(yè)的資產(chǎn)(例如，配電線(xiàn)路、變壓器、饋線(xiàn)以及地下電纜)在某些 特定容忍極限上被操作，那么它們會(huì)公用事業(yè)更迅速地老化。例如，超負(fù)荷的變壓器可能很 快熔斷(blow)并停止操作，這中斷了對(duì)許多用戶(hù)的電力供應(yīng)。在大多數(shù)情況下，當(dāng)且僅當(dāng) 用戶(hù)登記投訴時(shí)，公用事業(yè)才知道該中斷。另外，與維修設(shè)備相關(guān)的成本會(huì)很高。

發(fā)明內(nèi)容
示例性實(shí)施例的系統(tǒng)和方法監(jiān)控跨越整個(gè)分配區(qū)域的資源利用。該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)及智 能地限制跨越整個(gè)分配區(qū)域或目標(biāo)子區(qū)域的資源的總計(jì)利用。 根據(jù)示例性實(shí)施例，一種管理公用事業(yè)資源的利用和分配的方法可以包括監(jiān)控 關(guān)于資源利用的單獨(dú)用戶(hù)場(chǎng)所的狀態(tài)參數(shù)以獲得各個(gè)狀態(tài)值，通過(guò)用戶(hù)場(chǎng)所的ID把所獲 得的狀態(tài)值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以及存儲(chǔ)各個(gè)用戶(hù)場(chǎng)所的預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)，以及基于預(yù)定 義的優(yōu)先級(jí)參數(shù)、狀態(tài)值以及預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)來(lái)控制由位于用戶(hù)場(chǎng)所的設(shè)備對(duì)資源的利 用。 狀態(tài)值可以包括溫度、內(nèi)部環(huán)境溫度、設(shè)備狀況、設(shè)備電壓、設(shè)備電流、功率因子以 及負(fù)載分布(load profile)中的至少一個(gè)。預(yù)定義的優(yōu)先級(jí)參數(shù)可以基于設(shè)備類(lèi)型、用戶(hù) 優(yōu)先級(jí)以及用戶(hù)偏好中的至少一個(gè)。預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)可以包括物理地址、用戶(hù)偏好、用戶(hù) 切斷優(yōu)先級(jí)以及設(shè)備優(yōu)先級(jí)中的至少一個(gè)。 狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)控可以通過(guò)使用場(chǎng)所傳感器和場(chǎng)所控制器來(lái)執(zhí)行。場(chǎng)所傳感器被配 置以檢測(cè)各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)值并且場(chǎng)所控制器與各個(gè)設(shè)備相關(guān)聯(lián)。基于來(lái)自場(chǎng)所傳感器的數(shù) 據(jù)，場(chǎng)所控制器被操作以減少各個(gè)設(shè)備的資源利用。
可以建立跨越整個(gè)資源分配網(wǎng)、網(wǎng)內(nèi)子區(qū)域或單獨(dú)用戶(hù)場(chǎng)所的系統(tǒng)需求的最大 級(jí)。當(dāng)資源的利用達(dá)到系統(tǒng)需求的最大級(jí)時(shí)，計(jì)算正在運(yùn)行的所有設(shè)備的利用累計(jì)總數(shù)，并 將期望的利用水平與正在運(yùn)行的累計(jì)總數(shù)進(jìn)行比較以獲得期望的減少量。如果期望的利用 水平低于正在運(yùn)行的累計(jì)總數(shù)，則開(kāi)始資源利用的削減。 可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)創(chuàng)建其總的資源利用與所期望的減少量相匹配的設(shè)備的組?？梢?向具有最低優(yōu)先級(jí)的組的場(chǎng)所控制器發(fā)送命令以用信號(hào)通知場(chǎng)所控制器斷開(kāi)(open)繼電 器并中斷向相應(yīng)設(shè)備的資源遞送。從最低優(yōu)先級(jí)至最高優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)資源利用的削減，直到 滿(mǎn)足利用的削減為止。 使用這些規(guī)則，系統(tǒng)不斷地尋找并管理可用于削減的各資源利用，從而產(chǎn)生在不 對(duì)該服務(wù)區(qū)域或目標(biāo)子區(qū)域內(nèi)的用戶(hù)造成服務(wù)影響的情況下可用于切斷的更大且更有效 的總計(jì)利用水平。在一個(gè)實(shí)施例中，利用集中式軟件程序(需求調(diào)度軟件)來(lái)動(dòng)態(tài)及智能 地限制資源的利用。 在滿(mǎn)足利用需求時(shí)，該系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例可以提供許多好處。這些好處 包括減少操作風(fēng)險(xiǎn)。在配電業(yè)中，可以減少的操作風(fēng)險(xiǎn)包括輪流停電的風(fēng)險(xiǎn)、由于能源原料 (energy feedstock)的波動(dòng)而引起的收益風(fēng)險(xiǎn)、由于過(guò)載狀態(tài)的資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、由于斷電對(duì)用 戶(hù)的風(fēng)險(xiǎn)以及由于(A以及其它排放物對(duì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。


根據(jù)下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明將更清楚地理解示例性實(shí)施例。圖1-3代表如 本文所述的非限制性的示例性實(shí)施例。 圖1是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的需求調(diào)度和負(fù)荷管理系統(tǒng)的圖。 圖2是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的需求調(diào)度和負(fù)荷管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)的圖。 圖3是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的管理公用事業(yè)資源的利用和分配的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了簡(jiǎn)化和舉例說(shuō)明的目的，通過(guò)主要參考其示例性實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原 理。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易地看出，相同的原理同樣適用于許多類(lèi)型的需求調(diào)度和 負(fù)荷管理。 本發(fā)明的實(shí)施例涉及可以掌控分配服務(wù)區(qū)域內(nèi)的資源的總計(jì)利用的軟件程序以 及硬件控制系統(tǒng)。所控制的服務(wù)區(qū)域可以像公用事業(yè)的整個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)一樣廣闊或像單獨(dú)的 用戶(hù)場(chǎng)所一樣具體。軟件程序可以使用可配置的規(guī)則以經(jīng)由電路控制器和通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)管 理在用戶(hù)場(chǎng)所的單獨(dú)的資源利用。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，關(guān)于各獨(dú)資源利用的信息被反饋回系統(tǒng) (例如，中央數(shù)據(jù)庫(kù))。 一旦該信息被返回，軟件程序就可以使用算法來(lái)管理該信息以滿(mǎn)足 系統(tǒng)指定的利用削減目標(biāo)。 下面，使用電力資源分配示例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。然而，本發(fā)明并不局限于此。 諸如氣和水的其它公用事業(yè)資源分配的管理也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明并不局 限于公用事業(yè)類(lèi)型的資源。本發(fā)明適用于需要管理資源分配的許多情況。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)應(yīng)用用戶(hù)在設(shè)備(單獨(dú)利用)級(jí)指定的使用閾值以及規(guī)定的公用事業(yè)商業(yè)和技術(shù)規(guī)則和撤消，使用集中式軟件程序來(lái)動(dòng)態(tài)并智能地限制在整個(gè)
分配區(qū)域或目標(biāo)子區(qū)域上的資源的總計(jì)利用。使用這些規(guī)則，該系統(tǒng)和/或方法能不斷地
尋找和管理可用于削減的單獨(dú)的資源利用，從而產(chǎn)生可用于切斷的更大和更有效的利用水
平，同時(shí)最小化或消除對(duì)該服務(wù)區(qū)域內(nèi)或目標(biāo)子區(qū)域內(nèi)的用戶(hù)的服務(wù)影響。 軟件程序/硬件可以管理作為整體的整個(gè)資源分配網(wǎng)、網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)區(qū)域、各區(qū)域
內(nèi)的子區(qū)域以及各個(gè)場(chǎng)所和設(shè)備(例如，裝置)。應(yīng)該注意到，許多級(jí)的層次結(jié)構(gòu)落入本發(fā)
明的實(shí)施例的范圍內(nèi)。 示例性實(shí)施例的系統(tǒng)和方法提供了具有避免以高峰批發(fā)價(jià)格購(gòu)買(mǎi)資源所必須的 直接利用控制工具的資源公用事業(yè)。該公用事業(yè)基于其整體負(fù)荷縮減要求來(lái)在整個(gè)分配覆 蓋區(qū)上管理測(cè)量的利用削減。示例性實(shí)施例允許公用事業(yè)在其整個(gè)網(wǎng)上的總計(jì)資源利用， 并在整個(gè)用戶(hù)基礎(chǔ)上以較小的增量分配資源的削減從而保持程序舒適度閾值以及價(jià)格，或 以較大的增量削減利用從而保持資源分配網(wǎng)的完整性。 參照?qǐng)D1，該系統(tǒng)的實(shí)施例可以包括企業(yè)管理平臺(tái)10、通信系統(tǒng)12、場(chǎng)所傳感器14 以及場(chǎng)所控制器16。企業(yè)管理平臺(tái)10能夠監(jiān)控用戶(hù)場(chǎng)所狀態(tài)(例如，溫度和負(fù)荷)，由每 個(gè)用戶(hù)場(chǎng)所20存儲(chǔ)與使用程序有關(guān)的所有信息，向場(chǎng)所控制器16發(fā)送調(diào)度指令，以及管理 通信。在企業(yè)管理平臺(tái)10和場(chǎng)所控制器16以及傳感器14之間的通信可以以各種方式發(fā) 生，該方式包括經(jīng)由網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的寬帶連接。這些連接可以是光纖、無(wú)線(xiàn)、電力線(xiàn)或其它寬 帶技術(shù)。 場(chǎng)所控制器16被放置在每個(gè)參與的用戶(hù)場(chǎng)所20中。場(chǎng)所控制器16和場(chǎng)所傳感 器14通過(guò)通信系統(tǒng)12與企業(yè)管理平臺(tái)10通信。 企業(yè)管理平臺(tái)10可以是軟件程序、硬件以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的集中式組合，其監(jiān)控實(shí) 際資源利用和需求以及系統(tǒng)的設(shè)備的狀態(tài)。企業(yè)管理平臺(tái)io分配資源的利用以實(shí)現(xiàn)包括 維持分配系統(tǒng)的完整性、最小化購(gòu)買(mǎi)成本以及最小化對(duì)最終用戶(hù)的影響的規(guī)定目的。
為了監(jiān)控和控制資源的分配，采用了場(chǎng)所傳感器14和場(chǎng)所控制器16。場(chǎng)所傳感 器14就近或者以其它必要的方式定位以檢測(cè)各設(shè)備18(例如，空調(diào)、熱水器等待)的操作。 在一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)所傳感器14可以置于設(shè)備18上或與設(shè)備18結(jié)合在一起。
這些場(chǎng)所傳感器14被配置為檢測(cè)設(shè)備18的感興趣參數(shù)。例如，如果設(shè)備18是諸 如熱水器之類(lèi)的熱裝置，那么對(duì)應(yīng)的場(chǎng)所傳感器14可以被配置為檢測(cè)水溫以及熱水器的 內(nèi)部環(huán)境溫度、電壓和電流水平。可以檢測(cè)設(shè)備18的狀態(tài)(例如，開(kāi)/關(guān)、功率因子以及負(fù) 載分布)。作為另一個(gè)例子，如果要控制的設(shè)備18是水池泵，那么水池的水位或K1水平可 能是感興趣的。 場(chǎng)所傳感器14也可以放置在各用戶(hù)場(chǎng)所20處以監(jiān)控在該場(chǎng)所處與所控制的負(fù)載 的操作相關(guān)的狀態(tài)。例如，場(chǎng)所傳感器14可以用于檢測(cè)用戶(hù)房屋或建筑物的環(huán)境溫度。該 信息有助于確定用戶(hù)場(chǎng)所20的HVAC是否將被控制。 當(dāng)出現(xiàn)資源利用需要被削減的情況時(shí)，可以操作場(chǎng)所控制器16來(lái)基于優(yōu)先級(jí)減 少需求而不對(duì)用戶(hù)造成重大影響。例如，可以使熱水器在較短的時(shí)間段內(nèi)(例如30分鐘) 斷電，而不顯著影響水溫。作為另一個(gè)例子，可以忍受允許房屋或建筑物的溫度在某一溫 度，例如，在夏季為78。 F或在冬季為70。 F。在該例中，可以接受當(dāng)溫度處于可忍受限度 內(nèi)時(shí)關(guān)閉空調(diào)(或加熱器)。作為又一個(gè)例子，水池泵不必持續(xù)地運(yùn)行。這樣，當(dāng)出現(xiàn)高峰
6需求時(shí)，可以輪流這些"非必要"設(shè)備以把電力資源的利用削減到可接受的水平。換言之，
該系統(tǒng)不僅基于資源利用的數(shù)量而且基于利用資源的設(shè)備類(lèi)型來(lái)智能地管理資源的利用。 受控設(shè)備的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)地改變。例如，可以打開(kāi)空調(diào)(或加熱器)以使建筑
物環(huán)境保持在可容忍的限度內(nèi)。該系統(tǒng)的示例性實(shí)施例考慮了該動(dòng)態(tài)因素。 應(yīng)該注意到，場(chǎng)所傳感器14和場(chǎng)所控制器16合作工作。S卩，基于來(lái)自場(chǎng)所傳感器
14的數(shù)據(jù)，操作場(chǎng)所控制器16以有效地削減資源的利用。場(chǎng)所傳感器14和場(chǎng)所控制器16
可以被結(jié)合在一起或可以以其它方式被配置成彼此合作工作。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，通信系統(tǒng)在用戶(hù)場(chǎng)所20、目標(biāo)區(qū)域以及企業(yè)管理平臺(tái)10之 間提供雙向通信。粒度可以是使得每個(gè)單獨(dú)的場(chǎng)所傳感器14和場(chǎng)所控制器16由企業(yè)管理 平臺(tái)IO控制。 場(chǎng)所控制器16可以經(jīng)由無(wú)線(xiàn)電信號(hào)被無(wú)線(xiàn)地控制。同樣，場(chǎng)所傳感器14也可以 無(wú)線(xiàn)地發(fā)送其傳感器數(shù)據(jù)。無(wú)線(xiàn)信號(hào)的傳輸可以在場(chǎng)所控制器16和場(chǎng)所傳感器14以及企
業(yè)管理平臺(tái)io之間直接進(jìn)行。 當(dāng)如上所述的直接通信有可能時(shí)，這種配置可能限制了通信范圍。這樣，參照?qǐng)D2， 可以提供通信主干(backbone)和通信聚合器來(lái)增加通信范圍和增強(qiáng)可靠性。場(chǎng)所控制器 16和場(chǎng)所傳感器14可以被分組，并且可以為每個(gè)組提供聚合器以進(jìn)行通信。每個(gè)組的場(chǎng)所 控制器16和場(chǎng)所傳感器14可以經(jīng)由該組的聚合器與企業(yè)管理平臺(tái)10進(jìn)行通信。
在場(chǎng)所控制器16、場(chǎng)所傳感器14以及聚合器之間的通信可以通過(guò)已知的通信格 式(例如，CDMA、GSM以及WiFi)來(lái)完成。場(chǎng)所控制器16和場(chǎng)所傳感器14也可以經(jīng)由電力 線(xiàn)與聚合器通信，對(duì)于電力線(xiàn)而言存在已知的通信格式。其它示例包括光和銅線(xiàn)。
此外，聚合器自身也可以利用通信主干以與企業(yè)管理平臺(tái)IO通信。而且，已知的 通信格式(例如，以太網(wǎng)、BPL、專(zhuān)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(Tl或幀中繼)、iDen無(wú)線(xiàn)、CDMA無(wú)線(xiàn)、GPRS無(wú) 線(xiàn)、WiFi以及WiMax)可用于促進(jìn)這種通信。 企業(yè)管理平臺(tái)10逐負(fù)載地連續(xù)監(jiān)控遍及部署區(qū)域的系統(tǒng)資源利用和用戶(hù)場(chǎng)所20 的狀態(tài)。通過(guò)基于IP的網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)生與遠(yuǎn)程定位的集中器設(shè)備或聚合器的通信。聚合器 可以通過(guò)900MHz無(wú)線(xiàn)電或PLC/BPL鏈路或通過(guò)其它通信手段連接到場(chǎng)所控制器16。場(chǎng)所 控制器16和場(chǎng)所傳感器16與聚合器交互，發(fā)送在用戶(hù)場(chǎng)所20處的狀態(tài)變化的異步消息。 被監(jiān)控的狀態(tài)變化可以包括內(nèi)部環(huán)境溫度、被控制設(shè)備的電壓和電流水平以及被控制設(shè)備 的狀態(tài)(例如，開(kāi)/關(guān)、功率因子以及負(fù)載分布)。 企業(yè)管理平臺(tái)10可以基于公用事業(yè)(或負(fù)荷管理公司)監(jiān)控和控制的預(yù)先建立 的標(biāo)準(zhǔn)或閾值來(lái)管理所測(cè)量的資源利用。對(duì)于高峰切斷(peak shed)，該技術(shù)可以被應(yīng)用于 若干級(jí)。系統(tǒng)需求限制函數(shù)允許公用事業(yè)在公用事業(yè)的整個(gè)資源分配網(wǎng)上、在資源分配網(wǎng) 的特定部分中或下至單獨(dú)的變壓器或特定用戶(hù)場(chǎng)所20選擇系統(tǒng)需求的最大水平?？梢酝?過(guò)管理參與的用戶(hù)基礎(chǔ)或在緊急情況下的用戶(hù)場(chǎng)所利用來(lái)限制需求，可以在全部用戶(hù)場(chǎng)所 20上應(yīng)用資源削減以避免停電狀態(tài)。 當(dāng)不斷監(jiān)控用戶(hù)場(chǎng)所狀態(tài)時(shí)，可以遞增和動(dòng)態(tài)地循環(huán)當(dāng)前的資源利用?；谟脩?hù) 或公用事業(yè)所規(guī)定的上端和下端設(shè)定點(diǎn)，資源循環(huán)可以是粒狀的(granular)，具有為每個(gè) 用戶(hù)場(chǎng)所20建立的特定服務(wù)級(jí)協(xié)議。通過(guò)中央系統(tǒng)可以不斷地監(jiān)控這些設(shè)定點(diǎn)，并且對(duì)于 整個(gè)負(fù)荷區(qū)域可以在單獨(dú)的設(shè)備級(jí)或者在中間的任何級(jí)執(zhí)行循環(huán)。
參照?qǐng)D3，下面說(shuō)明在示例性實(shí)施例的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的算法。企業(yè)管理平臺(tái)10保持 用戶(hù)場(chǎng)所20的資源利用的全系統(tǒng)清單?？梢酝ㄟ^(guò)使系統(tǒng)周期性(例如每5分鐘)地輪詢(xún) 所有場(chǎng)所控制器16和場(chǎng)所傳感器14以采集信息(例如，環(huán)境溫度、受控設(shè)備的狀態(tài)(開(kāi)/ 關(guān))以及受控設(shè)備電壓和電流)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)?？商鎿Q地，場(chǎng)所控制器16和場(chǎng)所傳感器14 可以周期性地向企業(yè)管理平臺(tái)IO報(bào)告而無(wú)須被輪詢(xún)。輪詢(xún)和自我報(bào)告的組合也落入了本 發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。 所獲得的數(shù)據(jù)被放置在企業(yè)管理平臺(tái)10上的數(shù)據(jù)庫(kù)中，列出了場(chǎng)所控制器ID以 及所獲得的數(shù)據(jù)(例如，環(huán)境溫度、設(shè)備狀態(tài)(開(kāi)/關(guān))以及電壓和電流的狀態(tài))。然后，可 以將該數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中所存儲(chǔ)的信息(例如，物理地址、用戶(hù)溫度偏好以及用戶(hù)切斷優(yōu)先 級(jí))相關(guān)聯(lián)。 當(dāng)企業(yè)管理平臺(tái)10要求資源利用削減時(shí)，系統(tǒng)可以基于設(shè)備優(yōu)先級(jí)、用戶(hù)優(yōu)先級(jí) 以及用戶(hù)偏好的預(yù)定義參數(shù)開(kāi)始切斷資源使用。該系統(tǒng)計(jì)算由正在運(yùn)行的所有設(shè)備所利用 的累計(jì)總數(shù)，并比較期望的利用水平與該正在運(yùn)行的累計(jì)總數(shù)以獲得期望的減少量。如果 期望的利用水平低于正在運(yùn)行的累計(jì)總數(shù)，則開(kāi)始資源利用的削減。 基于優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)可以創(chuàng)建用戶(hù)場(chǎng)所的組，該組的總資源利用加起來(lái)可達(dá)在單獨(dú) 的服務(wù)級(jí)別參數(shù)內(nèi)的期望減少量。 一組可以具有僅僅一個(gè)設(shè)備作為成員。當(dāng)已經(jīng)建立這些 組時(shí)，系統(tǒng)向該組的相應(yīng)場(chǎng)所控制器16發(fā)送命令以用信號(hào)通知該控制器斷開(kāi)繼電器并中 斷對(duì)受控設(shè)備的資源的遞送。場(chǎng)所控制器16向系統(tǒng)發(fā)送時(shí)間戳(time stamped)響應(yīng)以通 知到設(shè)備18的資源遞送確實(shí)已經(jīng)被中斷，包括證實(shí)電流目前為零的電流測(cè)量讀數(shù)。通過(guò)將 該狀態(tài)變化與設(shè)備18對(duì)資源的先前利用相比較，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地確定資源利用被削減了 多少以及何時(shí)被削減。 系統(tǒng)可以不斷地監(jiān)控需要被削減的資源利用、當(dāng)前資源利用以及單獨(dú)的服務(wù)級(jí)別 參數(shù)。當(dāng)設(shè)備18達(dá)到其預(yù)定義時(shí)間或溫度服務(wù)級(jí)別參數(shù)時(shí)，例如，系統(tǒng)可以向該組的相應(yīng) 場(chǎng)所控制器16發(fā)送命令以用信號(hào)通知該控制器恢復(fù)向被中斷的受控設(shè)備18的資源遞送。
系統(tǒng)選擇下一個(gè)組，其總資源消耗與當(dāng)前期望的減少量相匹配。然后，可以向該集 合的場(chǎng)所控制器16發(fā)送命令。這樣，基于公用事業(yè)指定的設(shè)備優(yōu)先級(jí)、用戶(hù)優(yōu)先級(jí)以及用 戶(hù)偏好來(lái)在整個(gè)被管理的分配區(qū)域之中動(dòng)態(tài)地輪流進(jìn)行資源利用的削減。這個(gè)過(guò)程一直持 續(xù)到該資源分配區(qū)域不再需要削減為止。 優(yōu)先級(jí)可以由許多因素來(lái)指定，這些因素包括設(shè)備18的類(lèi)型(例如，HVAC、熱水器 以及水池泵)、以前的負(fù)載分布、用戶(hù)優(yōu)先級(jí)、用戶(hù)類(lèi)型以及用戶(hù)偏好。該受控設(shè)備可以代表 在用戶(hù)場(chǎng)所20消耗資源的任何東西。公用事業(yè)可以設(shè)置何時(shí)考慮某些設(shè)備用于需求削減 的優(yōu)先級(jí)，并對(duì)每個(gè)設(shè)備18設(shè)置優(yōu)先級(jí)。系統(tǒng)可以系統(tǒng)地把每個(gè)設(shè)備18分組到指定的優(yōu) 先級(jí)，并從最低優(yōu)先級(jí)到最高優(yōu)先級(jí)進(jìn)行切斷直到滿(mǎn)足需求削減為止。
公用事業(yè)還可以基于其設(shè)備已經(jīng)被操縱的時(shí)間量和/或資源尚未被提供給該用 戶(hù)的時(shí)間量(其可以是公用事業(yè)指定的標(biāo)準(zhǔn))，來(lái)設(shè)置用戶(hù)的優(yōu)先級(jí)。而且，可以通過(guò)用戶(hù) 偏好(例如，每月預(yù)算限制和房屋周?chē)鷾囟?來(lái)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，這些用戶(hù)偏好與公用事業(yè)所指 定的設(shè)備優(yōu)先級(jí)交互。 例如，如果通過(guò)中斷其它受控設(shè)備18不能實(shí)現(xiàn)期望級(jí)別的需求削減，則系統(tǒng)可以 指望A/C壓縮機(jī)。如前所述，企業(yè)管理平臺(tái)10可以使用由A/C壓縮機(jī)的資源利用來(lái)產(chǎn)生可
8能需求削減的累計(jì)總數(shù)。除了由A/C壓縮機(jī)負(fù)載的資源利用外，該系統(tǒng)可以測(cè)量用戶(hù)場(chǎng)所 20中的溫度(該溫度通過(guò)場(chǎng)所傳感器14的輪詢(xún)被周期性地收集和存儲(chǔ))，并結(jié)合企業(yè)管理 平臺(tái)IO的需求管理系統(tǒng)部件來(lái)將該溫度與用戶(hù)的閾值溫度進(jìn)行比較。該需求管理系統(tǒng)可 以以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果用戶(hù)場(chǎng)所20中的當(dāng)前溫度高于預(yù)置的溫度參數(shù)(例如，比閾值溫度 涼3度)，則向場(chǎng)所控制器16發(fā)送命令以中斷壓縮機(jī)并消除需求。 在所有情況中，A/C壓縮機(jī)的中斷可以持續(xù)直至達(dá)到閾值溫度，在達(dá)到閾值溫度的 時(shí)刻，通過(guò)命令場(chǎng)所控制器16閉合繼電器來(lái)將控制釋放給本地恒溫器。當(dāng)控制被釋放給本 地恒溫器時(shí)，系統(tǒng)可以選擇下一個(gè)正在運(yùn)行的A/C壓縮機(jī)，該A/C壓縮機(jī)的用戶(hù)場(chǎng)所20的 溫度比閾值溫度低超過(guò)3度。如果設(shè)置了閾值限制，例如，以華氏75度為目標(biāo)，則用戶(hù)將不 會(huì)感覺(jué)到舒適度的降低或總功率的降低。其它負(fù)載的管理可以以與采用AC壓縮機(jī)控制完 全相同的方式來(lái)完成。 隨著系統(tǒng)高峰需求降低，需要越來(lái)越少的中斷，直到最終所有負(fù)載都可以恢復(fù)到 正常運(yùn)行。這可以通過(guò)更新必須被調(diào)度的資源利用的數(shù)量來(lái)被不斷地在公用事業(yè)的中央負(fù) 荷調(diào)度器和企業(yè)管理平臺(tái)IO之間進(jìn)行傳遞(communicate)。在實(shí)施例中，企業(yè)管理平臺(tái)10 與中央負(fù)荷調(diào)度器相接以接收削減資源利用的請(qǐng)求。企業(yè)管理平臺(tái)10自動(dòng)回報(bào)在哪以及 何時(shí)削減了資源利用。 作為替換，負(fù)荷減少可以通過(guò)同步AC循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在平均AC單元以每小時(shí) 30分鐘循環(huán)的情況下，企業(yè)管理平臺(tái)IO每次以下述方式管理工作周期(duty cycle)，所述 方式為僅有所有AC單元的一半進(jìn)行循環(huán)，而另一半關(guān)閉循環(huán)。相比于去同步操作，這種方 法允許實(shí)質(zhì)負(fù)荷(substantial load)切斷，其中較大比率的AC單元的工作周期可能重疊， 這導(dǎo)致較大的負(fù)荷尖峰(load spike)。 作為替換，可以經(jīng)由多個(gè)不同的通信預(yù)案(包括900MHz、WiFi、授權(quán)的無(wú)線(xiàn)頻譜以 及BPL)管理控制器?；A(chǔ)負(fù)荷管理技術(shù)也可以作為前端(front end)合并到其它分布式和 微型發(fā)電(microgeneration)產(chǎn)品中以延長(zhǎng)它們的使用壽命。代替集中式軟件系統(tǒng)，相同 的功能也可以由歸屬于控制器及系統(tǒng)的其它部分的軟件程序代理的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該軟件程 序代理的系統(tǒng)在正在進(jìn)行的基礎(chǔ)上將協(xié)商可允許的按每個(gè)設(shè)備的資源使用。對(duì)于采用該方 案展開(kāi)的全部調(diào)解和控制的方法/系統(tǒng)可以有偏好。否則，它會(huì)類(lèi)似于盲負(fù)載切斷(blind load shed)。 本發(fā)明的實(shí)施例允許資源利用管理的更有效操作。這種更有效操作降低成本、保
護(hù)資產(chǎn)、增加可靠性、減少對(duì)儲(chǔ)備容量(例如熱備用)的需要并且減少維護(hù)需求。 場(chǎng)所控制器和場(chǎng)所傳感器允許對(duì)在各個(gè)用戶(hù)場(chǎng)所的單獨(dú)設(shè)備的控制。然而，需求
調(diào)度以及負(fù)荷管理也適用于控制公用事業(yè)的資產(chǎn)。例如，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，
傳感器和控制器可以用于監(jiān)控設(shè)備(包括變壓器和饋電線(xiàn))。 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到本發(fā)明可以在不背離其精神或本質(zhì)特征的情況下以 其它特定形式體現(xiàn)。因此，從所有方面看來(lái)，目前公開(kāi)的實(shí)施例是說(shuō)明性的而不是限制性 的。
權(quán)利要求
一種管理公用事業(yè)資源的利用和分配的方法，該方法包括監(jiān)控關(guān)于所述資源的利用的單獨(dú)用戶(hù)場(chǎng)所的狀態(tài)參數(shù)，以獲得各個(gè)狀態(tài)值；通過(guò)用戶(hù)場(chǎng)所的ID把所獲得的狀態(tài)值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且存儲(chǔ)各個(gè)用戶(hù)場(chǎng)所的預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)；以及基于預(yù)定義的優(yōu)先級(jí)參數(shù)、狀態(tài)值以及預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)，來(lái)控制由位于所述用戶(hù)場(chǎng)所的設(shè)備對(duì)所述資源的利用。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述狀態(tài)值包括溫度、內(nèi)部環(huán)境溫度、設(shè)備狀況、設(shè) 備電壓、設(shè)備電流、功率因子以及資源利用曲線(xiàn)中的至少一個(gè)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述設(shè)備被分類(lèi)為不同類(lèi)型，以及所述狀態(tài)參數(shù)依 賴(lài)于所述設(shè)備的類(lèi)型。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定義的優(yōu)先級(jí)參數(shù)基于設(shè)備類(lèi)型、用戶(hù)優(yōu)先 級(jí)以及用戶(hù)偏好中的至少一個(gè)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)包括物理地址、用戶(hù)偏好、用 戶(hù)切斷優(yōu)先級(jí)以及設(shè)備優(yōu)先級(jí)中的至少一個(gè)。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述監(jiān)控是通過(guò)使用場(chǎng)所傳感器和場(chǎng)所控制器來(lái)執(zhí) 行的，所述場(chǎng)所傳感器被配置為檢測(cè)各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)值以及所述場(chǎng)所控制器與各個(gè)設(shè)備相 關(guān)聯(lián)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述場(chǎng)所傳感器和場(chǎng)所控制器被配置為彼此合作地工作。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述場(chǎng)所傳感器和場(chǎng)所控制器被集成。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中基于來(lái)自場(chǎng)所傳感器的數(shù)據(jù)，操作所述場(chǎng)所控制器以減少由各個(gè)設(shè)備對(duì)所述資源的利用。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括 通過(guò)輪詢(xún)場(chǎng)所傳感器來(lái)獲得所述狀態(tài)值。
11. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述傳感器自發(fā)地傳送所述狀態(tài)值。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所獲得的狀態(tài)值與所述預(yù)定義的服務(wù)參數(shù)相關(guān)。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括跨越整個(gè)資源分配網(wǎng)、網(wǎng)內(nèi)的子區(qū)域或單獨(dú)的用戶(hù)場(chǎng)所建立資源需求的最大級(jí)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中當(dāng)所述資源的利用達(dá)到系統(tǒng)需求的最大級(jí)時(shí)，計(jì) 算由正在運(yùn)行的所有設(shè)備利用的累計(jì)總數(shù)，并將期望的利用水平與正在運(yùn)行的累計(jì)總數(shù)進(jìn) 行比較以獲得期望的減少量，如果期望的利用水平低于正在運(yùn)行的累計(jì)總數(shù)，則開(kāi)始對(duì)所 述資源的利用的削減。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括 為單獨(dú)的用戶(hù)場(chǎng)所建立優(yōu)先級(jí)等級(jí)；以及 基于所述優(yōu)先級(jí)等級(jí)選擇性地控制在用戶(hù)場(chǎng)所處的設(shè)備。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)等級(jí)創(chuàng)建設(shè)備組，其總的所述資源的利用與期望的減少量相匹配；以及向具有最低優(yōu)先級(jí)等級(jí)的組的每個(gè)場(chǎng)所控制器發(fā)送命令以用信號(hào)通知所述場(chǎng)所控制器中斷向相應(yīng)的設(shè)備遞送所述資源。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中選擇具有次最低優(yōu)先級(jí)等級(jí)的隨后的組，并向該 組的每個(gè)場(chǎng)所控制器發(fā)送命令以用信號(hào)通知該場(chǎng)所控制器中斷向相應(yīng)的設(shè)備遞送所述資 源，從最低優(yōu)先級(jí)等級(jí)到最高優(yōu)先級(jí)等級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述資源利用的削減，直到滿(mǎn)足利用的削 減為止。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中每個(gè)組包括至少一個(gè)設(shè)備作為成員。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中場(chǎng)所控制器發(fā)送時(shí)間戳響應(yīng)以通知已經(jīng)中斷了向 所述設(shè)備遞送所述資源。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中通過(guò)將設(shè)備狀況的變化與由所述設(shè)備對(duì)所述資源 的先前利用進(jìn)行比較來(lái)確定被削減的所述資源利用的數(shù)量。
21. 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)控期望的利用水平以及所有設(shè)備的利用，直到不再需要利用削減為止，其中當(dāng)設(shè)備 達(dá)到所述預(yù)定義服務(wù)參數(shù)的至少一個(gè)的值時(shí)，向所述組的相應(yīng)場(chǎng)所控制器發(fā)送命令以用信 號(hào)通知所述場(chǎng)所控制器恢復(fù)對(duì)所中斷設(shè)備的所述資源的遞送。
22. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中用戶(hù)優(yōu)先級(jí)是基于包括設(shè)備已經(jīng)被操縱的時(shí)間量 和未向該設(shè)備提供所述資源的時(shí)間量的標(biāo)準(zhǔn)。
23. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中用戶(hù)偏好是基于包括每月預(yù)算限制和房屋周?chē)鷾?度中的至少一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)。
24. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中跨越整個(gè)分配區(qū)域、目標(biāo)子區(qū)域以及單獨(dú)的用戶(hù)場(chǎng) 所中的至少一個(gè)來(lái)管理和動(dòng)態(tài)地限制所述資源的總計(jì)利用。
25. 如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)管理平臺(tái)和場(chǎng)所控制器以及場(chǎng)所傳感器之間進(jìn)行通信。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中經(jīng)由無(wú)線(xiàn)電信號(hào)無(wú)線(xiàn)地控制所述場(chǎng)所控制器，并 且所述場(chǎng)所傳感器無(wú)線(xiàn)地傳送數(shù)據(jù)。
27. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述場(chǎng)所控制器和場(chǎng)所傳感器被一起分組，并且 每組經(jīng)由所述組的聚合器與所述企業(yè)管理平臺(tái)通信。
全文摘要
提供一種用于在整個(gè)分配區(qū)域上監(jiān)控資源利用的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)在整個(gè)分配區(qū)域或目標(biāo)子區(qū)域上動(dòng)態(tài)及智能地限制資源的總計(jì)利用?？梢圆捎迷谠O(shè)備(單獨(dú)的利用)級(jí)的目標(biāo)使用閾值以及規(guī)定的公用事業(yè)的商業(yè)和技術(shù)規(guī)則和撤銷(xiāo)。利用這些規(guī)則，該系統(tǒng)不斷地尋找并管理可供削減的資源的單獨(dú)利用，從而在該服務(wù)區(qū)域或目標(biāo)子區(qū)域內(nèi)在不對(duì)用戶(hù)造成服務(wù)影響的情況下產(chǎn)生可供減少的更大和更有效的利用水平。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK101715587SQ200880016712
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者H·凱羅萊恩, J·托爾納, L·海默, M·鮑爾 申請(qǐng)人:Bpl環(huán)球有限公司