电力管理系统、电路控制器、开关控制器以及插座控制器的制造方法
【专利说明】电力管理系统、电路控制器、开关控制器以及插座控制器
[0001 ] 本申请是申请号为201180009871.4、申请日为2011年2月17日、发明名称为“管理局域电力网络中使用的电力”的原案申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉参考
[0003]本申请要求于2010年2月17日提交的美国专利申请N0.12/706,975的权益，该美国专利申请以全文引用的方式并入本文。
技术领域
[0004]本发明总体涉及电力管理。具体地，本发明涉及管理局域电力网络中所使用的电力。
【背景技术】
[0005]存在用于在局域电力网络(例如，大楼和/或校园的电气基础设施)中分配电力的系统。这些系统通常包括缺乏动态功能的保险丝盒和/或断路器盒。因此，利用与局域电力网络内的各受管理的负载关联的计时器，以分配的方式执行用电管理(诸如，调度)。这样的电力管理方案可遭受时间上的不准确性和由于季节变化和夏令时带来的不断再调整。用电管理中的差错可导致用电超额，诸如，具有待机用电，已经报道，待机用电可达所有设施消耗的22%且占总的居民消耗的大约10%。一些系统，诸如家庭自动化系统，可以管理局域电力网络内的各种负载，以仅增强便利性，但却忽视了管理这些负载的电力消耗。
【发明内容】
[0006]本发明的一方面涉及局域电力网络。局域电力网络可包括一个或多个负载。局域电力网络可包括电力管理系统，该电力管理系统可管理所述一个或多个负载中一个或多个负载的用电。电力管理系统可以与至少一个智能配电板或其组成部件可通信地连接。在一些实施方式中，电力管理系统和智能配电板可以被集成作为单一装置，该单一装置具有本文中属于电力管理系统和智能配电板的功能的一些功能或所有功能。智能配电板可以与至少一个智能开关或其组成部件电连接和/或可通信地连接。智能配电板可以与至少一个智能插座或其组成部件电连接和/或可通信地连接。在一些实施方式中，电力管理系统与至少一个智能开关和/或至少一个智能插座可通信地联接。智能开关和智能插座均可与一个或多个负载关联。局域电力网络可包括至少一个功率计。电力从电源借助电力线或射频电路而被输送到负载，电力线或射频电路与局域电力网络的组成部件电联接。
[0007]负载可包括任意的这样的装置:装置需要电力来执行属于该装置的至少一个功能。负载的示例可包括家电(诸如HVAC系统和厨房电器)、照明器材、消费电子设备(诸如计算机和立体声设备)和/或任何可被配置成消耗电力的其他设备。一些负载可以永久地与局域电力网络集成一体。相反，一些负载可以可移除地与局域电力网络联接。可以以下列多种方式(但不限于这些方式)控制负载:打开、关闭、和/或更换功率级(例如，对于灯的亮度、对于HVAC系统的温度，等)。
[0008]电力管理系统可被配置成管理所述负载中的一个或多个负载的用电。这样的管理可以至少部分地基于以下一个或多个因素，例如:调度标准、计划需求、商业规则、优选参数和/或任何其他参数。在示例性实施方式中，电力管理系统可提供电路-级别、开关-级别、和/或插座-级别的电力控制、监控和/或调度。该控制的级别可以用于消除或大大减少处于待机模式或可能发生功率泄露的其他模式中的一个或多个负载的电力消耗。
[0009]电力管理系统可访问、控制和/或操作局域电力网络的各个组成部件。在一些实施方式中，局域电力网络可包括配合工作的多于一个的电力管理系统，或者与配合工作的多于一个的电力管理系统关联。在一些实施方式中，电力管理系统可被配置成使得包括电力管理系统的处理平台的重新启动不会中断局域电力网络内的电力输送。电力管理系统可相对于局域电力网络远程地定位，例如定位在计算装置内和/或定位在其他位置。
[0010]智能配电板可包括至少一个配电板、至少一个电路控制器和/或其他部件。配电板可包括这样的装置:该装置被配置成在局域电力网络的组成部件之间分配电力(诸如从电源接收的电力)。电路控制器可被配置成控制配电板的多个方面。根据一些实施方式，配电板和电路控制器可被集成为单一部件，该单一部件具有本文中属于配电板和电路控制器的功能的一些功能或全部功能。在一些实施方式中，配电板可以为现有的配电板，其中电路控制器可用来改造现有的配电板以形成智能配电板。
[0011]配电板可包括下列中的一个或多个:断路器面板、保险丝盒、保险丝板、电路断流器板、用户电箱、配电盘、负载中心、电源断电器和/或被配置成在局域电力网络的组成部件之间分配电力的任意其他设备。配电板可包括断路器、保险丝、和/或被配置成至少暂时防止电力被输送到局域电力网络的组成部件的其他保护性装置。局域电力网络的各个组成部件可被组装成独立的电路，使得可通过配电板在这些独立的电路之间分配电力。
[0012]如所述，配电板的各个方面可以由电路控制器控制。例如，电路控制器可以被配置成控制配电板，以使局域电力网络中的一个或多个独立的电路断开、通电和/或控制所述局域电力网络中的一个或多个独立的电路。电路控制器可以被配置成从电力管理系统接收信息和/或与电力管理系统交换信息。电路控制器可以至少部分地基于从电力管理系统接收的信息，控制配电板的多个方面。
[0013]智能开关均可包括至少一个开关和/或一个开关控制器。从用户的角度来看，智能开关可起到类似于传统家用墙壁开关的功能。例如，开关可包括被配置成可逆地使负载电连接和断开电连接的装置。当负载被电连接时，电力可以被提供到负载。反之，当负载被断开电连接时，防止电力输送到负载。开关控制器可以被配置成控制开关。在一些实施方式中，开关和开关控制器可以被集成为单一部件，该单一部件具有本文中属于开关和开关控制器的功能的一些功能或全部功能。根据一些实施方式，开关可以为现有的开关，其中开关控制器用于改造现有开关以形成智能开关。
[0014]如指出的，开关可包括被配置成可逆地使负载电连接和断开电连接的装置。可以被配置成使局域电力网络中的负载可逆地电连接或断开电连接的这样的装置的示例可包括按钮开关、拨动开关、照明开关、跷板开关、防篡改开关、电压等级开关、水银开关、拉链开关或拉线开关、变光开关、电子开关等。在一个非限制性示例中，负载可包括灯具，且开关可包括被配置成打开灯具和关闭灯具的灯开关。开关可有助于两路、三路、四路和/或双极接线方案。
[0015]如上文所述，开关可由开关控制器控制。例如，开关控制器可以被配置成调节开关或驱动开关。开关控制器可以被配置成从电力管理系统接收信息和/或与电力管理系统交换信息。因此，开关控制器可以至少部分地基于从电力管理系统接收的信息调节开关。
[0016]智能插座均可包括至少一个插座插孔和/或至少一个插座控制器。从用户的角度来看，智能插座可起到类似于传统家用墙壁插座的作用。插座插孔可包括被配置成便于例如智能插座和负载之间的可移除连接的装置。插座控制器可被配置成控制插座插孔的方面。根据一些实施方式，插座插孔和插座控制器可以被集成为单一部件，该单一部件具有本文中属于插座插孔和插座控制器的功能的一些功能或全部功能。在一些实施方式中，插座插孔可以为现有的插座插孔，其中插座控制器用于改造现有的插座插孔以形成智能插座。
[0017]作为被配置成有助于智能插座和负载之间的可移除连接的装置，插座插孔可包括例如一个或多个母电连接器，诸如电源插座、电插孔和/或电气插座。母电连接器可具有接收电力并将电力输送到插头的尖头叉状物的槽和/或孔。通过非限制性示例，负载可包括厨房电器，该厨房电器具有在端部带有插头的电绳，该插头可被插入到插座插孔中，以将厨房电器电连接至智能插座，并且因此接收电力。
[0018]如上文所述，插座控制器可控制插座插孔的多个方面。更具体地，根据多个实施方式，插座控制器可控制插座插孔，使得防止对连接的负载进行供电。插座控制器可被配置成从电力管理系统接收信息和/或与电力管理系统交换信息。插座控制器对插座插孔的控制可至少部分地基于从电力管理系统接收的信息。
[0019]功率计可包括被配置成测量由电力线输送的电力的任意装置或设备。功率计可测量例如下列中的一个或多个:线路电流、线路电压和/或对确定功率有用的其他因素。功率计可串接地(in-line)布置于电源和智能配电板之间。在这样的配置中，功率计可确定在一段时间中输送到局域电力网络的电量。功率计可串接地布置于局域电力网络的各个组成部件之间。例如，功率计可布置于智能配电板和智能插座之间，以确定在智能配电板和智能插座之间传送的电量。要理解，局域电力网络可包括任意数量的功率计，所述任意数量的功率计可位于局域电力网络中的任意数量的位置上。在一些实施方式中，通过功率计确定的信息可以由局域电力网络的其他组成部件获取。
[0020]本发明的另一方面涉及可以在局域电力网络中被调用的电力管理系统。该电力管理系统可被配置成管理一个或多个负载的用电。该电力管理系统可包括电子存储装置和处理器。该处理器可被配置成执行下列的一个或多个:接口模块;通信模块;用电监控模块;负载识别模块；电力节约模块，该电力节约模块可包括调度子模块、商业规则子模块、使用属性子模块、人工智能子模块和/或其他子模块中的一个或多个;和/或其他模块/子模块。
[0021]接口模块可被配置成从用户接收一组电力管理参数。在一些实施方式中，接口模块还可被配置成提供图形用户接口，以便于接收该组电力管理参数。可替选地或者此外，可借助完全独立的且与电力管理系统分离的处理平台(诸如与该电力管理系统可通信地联接的计算装置)，从用户接收该组电力管理参数。电力管理参数可包括与局域电力网络的负载或其他组成部件关联的任何参数。通过非限制性示例，结合本文中的多个模块和子模块描述了一些电力管理参数。一般而言，接口模块可以结合一个或多个接口装置使用。
[0022]通信模块可被配置成借助一个或多个可通信的连接，在电力管理系统和局域电力网络的一个或多个组成部件之间传输信息。例如，通信模块可发送指令到智能配电板、一个或多个智能开关、一个或多个智能插座和/或其组成部件。
[0023]用电监控模块可被配置成确定至少一个负载所用的电量。这样的确定可通过直接监控用电来进行。此外或可替选地，该确定可以至少部分地基于从局域电力网络的其他组成部件接收的、指示关联负载的用电的信息。在一些实施方式中，用电监控模块可被配置成至少部分地基于负载的用电量和与从电源输送的电能关联的费用，计算电费账单估计。可以产生传达与局域电力网络中的用电相关的信息的报告，例如独立插座的用电、独立的电路的用电、作为时间函数的用电等。可以通过接口模块呈现这样的报告。
[0024]负载识别模块可以被配置成获取至少一个负载的标识。在一些实施方式中，基于给定负载的使用属性感测标识。标识可以由用户诸如借助接口模块提供。可以借助智能开关和/或借助智能插座，从负载直接传送标识。
[0025]电力节约模块可以被配置成产生用于局域电力网络的其他组成部件的指令。产生的指令可旨在实现局域电力网络中的一个或多个电路和/或一个或多个负载的通电和停用(deactivat1n)。产生的指令可以至少部分地基于任意数量的电力管理参数。例如，产生的指令可以至