用于能量生成和路由中的交互式需求响应的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月12日提交的申请号为62/505,215的美国临时申请的优先权。

本发明的背景和领域：

1.技术领域

本发明总体上涉及一种用于在能量生成和路由中提供交互式需求响应的系统和方法，并且更具体地，涉及一种用于提供用于对电力进行控制并将该电力路由至一个或多个灌溉系统的交互式需求响应系统的系统和方法。

2.

背景技术：

需求响应是强制减少电力实体客户的功耗以更好地满足电力需求与供应的关系。电力公司使用需求响应来减少对其系统的负荷。通常，这是通过对控制箱和本地负荷控制开关的远程管理来实现的，所述控制箱和本地负荷控制开关连接到装备的电气系统中，从而可以在峰值需求期间关闭装备。大多数负荷控制开关由通信模块和继电器开关组成。这样的开关的操作通常类似于寻呼机，接收信号或电频移以在峰值电力需求期间关闭或减少应用设备的电力。

在传统的需求响应系统中，客户的选择仅限于通过推迟一些需要大量电力的任务来调整电力需求，或者为他们的电力支付更高的价格。如果配备得当，一些客户还可能会将其部分的消耗转换为其他来源，例如现场柴油发电机。

无论如何设置，当前的需求响应系统都不允许客户根据温度的快速波动或其他因素来动态调整功耗。对于在非常集中的窗口期内消耗大量电力的农场运营而言，此限制特别重要。对于灌溉系统而言，这尤其重要，因为灌溉事件的时间对规定的计划的任何变化都会带来直接的经济后果。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种交互式需求响应系统，所述交互式需求响应系统用于对电力进行控制并将电力路由到包括灌溉系统的一个或多个系统。根据本发明的优选实施例，提供了一种系统，该系统包括电站负荷控制cpu和终端接口模块，以允许种植者经由任何联网的计算机、平板电脑或手机来对负荷控制事件进行签署和选择性地超控。此外，本发明优选地为即将发生的负荷控制事件(包括每个事件的开始时刻和结束时刻)生成自动的文本和电子邮件警报。此外，本发明可以在负荷控制事件之前、期间和之后提供在负荷控制设备组内的当前系统需求的显示。此外，本发明的系统优选地包括消息和报告的创建和传输，所述消息和报告为电力公司和/或种植者提供概述，并且详细说明参与的水平、电力使用、负荷控制事件的时间以及超控的选择。

结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的各种实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图的简要说明

图1示出了根据本发明实施例的框图。

图2示出了用于本发明的一个或多个实施例的方法。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现在将参考附图中示出的实施例，并且将使用特定语言来描述它们。然而，可以理解的是，本发明的范围并不因此而受到限制，并且可以预期本领域技术人员通常会想到的对所示设备的这种改变和进一步修改。

下面描述了各种发明特征，其可以彼此独立地使用或与其他特征组合使用。然而，任何单个发明特征都不能解决以上讨论的任何问题或仅解决以上讨论的问题之一。此外，上面讨论的一个或多个问题可能无法被下面描述的特征中的任一个特征完全解决。

本文所使用的术语“程序”、“计算机程序”、“软件应用程序”、“模块”等被定义为设计用于在计算机系统上执行的指令序列。程序、计算机程序、模块或软件应用程序可以包括子例程、子程序、函数、过程、对象实现、可执行应用程序、小应用程序、小服务程序、源代码、目标代码、共享库、动态负荷库和/或被设计用于在计算机系统上执行的其他指令序列。如本文所定义的数据存储装置包括许多不同类型的计算机可读介质，其允许计算机从所述计算机可读介质中读取数据、并且维持所存储的数据以使计算机能够再次读取该数据。这样的数据存储装置可以包括例如非易失性存储器，例如只读存储器(rom)、闪存、电池备份内存、磁盘驱动器存储器、只读光盘存储器(cd-rom)、dvd和其他永久存储介质。然而，根据本发明的不同实施例，即使是像内存(ram)、缓冲器、高速缓冲存储器和网络电路这样的易失性存储器也预期能用作这种数据存储装置。

本文所述的功能或过程的至少一部分可以以合适的计算机可执行指令来实现。可以将计算机可执行指令作为软件代码组件或模块存储在一个或多个计算机可读介质(诸如非易失性存储器、易失性存储器、dasd阵列、磁带、软盘、硬盘驱动器、光学存储设备等、或任何其他适当的计算机可读介质或存储设备)上。在一个实施例中，计算机可执行指令可以包括成行的编译的c++、java、html或诸如r、python和/或excel之类的任何其他编程或脚本代码。此外，本发明教导了如何使用处理器来执行本文所述的功能和过程。

另外，公开的实施例的功能可以在一台计算机上实现，或者可以在网络中或跨网络的两个或更多计算机之间共享/分布。可以使用任何电子信号、光学信号、射频信号、或符合已知网络协议的其他合适的通信方法和工具来实现那些能实现实施例的计算机之间的通信。

为了本公开的目的，术语“计算机”、“引擎”、“模块”、“处理器”等应被理解为是同义的。另外，本文给出的任何示例或说明均不应以任何方式视为对所使用的术语中的任何一个或多个术语的约束、限制或表达限定。相反，这些示例或说明应被认为仅是说明性的。本领域普通技术人员将理解，与这些示例或说明一起使用的任何一个或多个术语将涵盖其他实施例，在其他实施例中，可能或可能不伴随上述术语或上述术语出现在说明书的其它地方，并且所有此类实施例旨在被包括在所述一个或多个术语的范围内。

为了本公开的目的，应该将术语“电力公司”、“电力提供商”等理解为是同义的。这些术语应理解为一般指代用于向最终用户供电的任何系统或机构。

现在详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。应当理解，在整个本公开中，除非在逻辑上要求是其他方式，否则在示出或描述了过程或方法的情况下，可以以任何顺序或同时执行方法的步骤。如在本申请中通篇所使用的，单词“可以”或“能够”以允许的意义(即，意思是“具有潜力做”)而不是强制性的意义(即，意思是“必须”)来使用。

现在参考图1，现在将讨论根据本发明实施例的框图。如图1所示，本发明提供了一种电力传输控制系统100，其包括向多个灌溉系统102、104提供电力的输电网络110。如图进一步所示，优选地，提供了中央控制cpu116，该中央控制cpu116对该输电网络110进行监测并且通过分别使用负荷控制开关103、105来控制多个灌溉系统102、104的开/关状态。尽管在该示例中讨论了灌溉系统，但是应当理解，本发明可以用于任何器具、机器或其他耗电实体的负荷控制。

如图所示，cpu116优选地包括控制决策模块，该控制决策模块优选地包括在cpu118内的处理器或与cpu118连接的处理器上运行的软件代码。在操作中，负荷控制cpu116优选地与负荷预测/数据库模块114进行通信，该负荷预测/数据库模块114对即将到来的时间段的预测负荷进行存储和更新。优选地，负荷预测模块114还与远程更新服务等进行通信，使得最佳和最准确的数据可用于负荷控制cpu116。

利用来自所述负荷预测模块114的数据，负荷控制cpu116优选地可以确定一个或多个峰值负荷时段。取决于可用数据，负荷控制cpu116可以简单地接收峰值负荷的经峰值预识别的时段，或者可以基于一个或多个数据集而独立地计算峰值负荷时段。在某些情况下，公用事业人员只需简单考虑经预测的温度和先前的系统行为以对系统负荷进行确定。此外，负荷控制cpu116可以接收和/或计算整个网络系统或仅该网络系统的一部分的精确峰值负荷时间段。以这种方式，该系统为了对峰值负荷时段进行计算可以分开地处理网络系统的离散部分。

除了所述负荷预测模块114之外，负荷控制cpu116可以优选地进一步与终端接口模块118对接。根据优选实施例，终端接口模块118优选地可以是允许与客户和操作员进行通信的操作员可访问的网络或门户接口。例如，终端接口模块118优选地可以允许操作员登录并确定用于给定的系统集的负荷控制计划。此外，终端接口模块118优选地可以允许操作员建立和访问关于他们参与负荷控制程序的选择，并且允许访问电力节省计算。

如图1进一步所示，图1示出了示例性的操作员控制系统106，其优选地允许操作员控制和监测一个或多个灌溉系统102、104的操作。根据又一优选实施例，本发明的系统可以优选地还包括种植者控制终端108，该种植者控制终端允许对操作员控制系统106进行远程操作和监测。根据另一优选实施例，种植者控制终端108可以优选地包括计算机、平板电脑和/或智能手机类型的设备，其允许与操作员控制系统106以及终端接口模块118通信。根据另一优选实施例，终端接口模块118可以从操作员控制系统106和/或种植者控制终端108直接接收信息和通信。

现在参考图1和图2，现在将讨论根据本发明的另一优选实施例的示例性方法。如图2所示，本发明的示例性的第一步骤202优选地包括对用于给定的种植者的灌溉系统信息进行存储。该信息优选地包括：由种植者/操作员使用的每个灌溉系统的列表、以及在负荷控制下的每件装备的电力消耗/负荷信息。优选地，该信息可以被不同地存储以供负荷控制cpu116和操作员控制系统106访问。在存储了负荷信息的情况下，负荷控制cpu116在下一步骤204中可以优选地计算并维持负荷控制计划决定。优选地，该负荷控制计划将包括对每个灌溉系统102、104的期望运行时间段的计算。在步骤206，负荷控制cpu116优选向种植者/操作员发起负荷控制事件消息，该负荷控制事件消息提供即将发生的负荷控制事件的日期和时刻。优选地，所述消息可以在任意计划的时间被发起，并且它们可以被进一步发起以在负荷控制事件发生之前(即，负荷控制事件之前的30分钟)以任何给定的时间间隔发生。在步骤208，优选地由种植者经由种植者控制终端108和/或操作员控制系统106接收所述负荷控制的时刻和持续时间。根据本发明的优选方面，操作员控制系统106可以优选地执行将对所述计划负荷控制事件进行超控而增加的电力成本与一个或多个影响作物生长的因素进行比较的计算。这些因素可包括：作物的生长阶段；热量；湿度；土壤成分；天气预测等。优选地，操作员控制系统106然后可以优选地提供将超控所述负荷控制事件的成本和收益进行的比较，并将分析结果提供给种植者控制终端108以供种植者查看和分析。根据种植者的决定，在步骤210中，种植者可以优选地选择对负荷控制事件进行超控，并且允许给定的灌溉系统进行操作运行。此外，种植者可以选择允许负荷控制事件发生，使得灌溉系统102和104可以被关闭或没有电力。

根据另一优选实施例，种植者还可以选择基于生长数据来对第一系统102的负荷控制事件进行超控，同时允许第二系统经受该负荷控制事件。对于任何响应，种植者优选地可以通过种植者控制终端108经由终端接口模块118与负荷控制cpu116通信。根据另一优选实施例，植者优选地从任何使用因特网或蜂窝数据连接的地方和将计算机、平板电脑或智能电话作为种植者控制终端108的地方来远程地超控所述负荷控制事件。

在步骤212中，负荷控制cpu116优选地接收所述输电网络110中的每个系统的负荷控制响应，并使用所述响应来为负荷控制事件更新其负荷计算。根据优选实施例，如果负荷计算改变了负荷控制事件的持续时间和/或价格，则负荷控制cpu116可以再次对计划进行重置(步骤204)和/或重新发送带有更新的计算的经更新的负荷控制事件消息(步骤206)。例如，负荷控制cpu116可以发送负荷控制事件的成本或持续时间的任何增加/减少。此后，种植者的系统可以继续更新其计算(步骤208)，并且种植者可以发送新的或更新的响应(步骤210)。例如，基于大量的种植者选择退出负荷控制事件，选择退出的成本可能需要增加。根据另一优选实施例，还可以向种植者提供不选择退出给定负荷控制事件的进一步激励，其中激励增加取决于以下因素：增加的电力需求；种植者对负荷控制的参与度低；和/或大部分种植者选择退出特定的负荷控制事件。

在步骤214，在确定种植者的所有选择的情况下，负荷控制cpu116随后将优选地执行所述负荷控制事件。根据本发明的其他方面，负荷控制cpu116优选地允许电力生产者对登记的单元进行分组，并且几乎实时地观察正在运行的单元的数量以及可以从其系统中掉落的实际负荷的量。根据本事件的进一步的方面中，当负荷控制事件被发起时，可以优选地在很短的时间段(即，5至30秒)内通知用户。此外，该系统可以优选地提供关于将来计划的事件以及所发起的负荷控制事件的开始和结束的通知。

如上所述，根据本发明的优选实施例，电力提供商可以使用本发明的电站负荷控制cpu116和终端接口模块118来允许种植者经由任何联网的计算机、平板电脑或智能手机对负荷控制事件进行签署和有选择地超控。此外，本发明可以优选地为即将发生的负荷控制事件(包括每个事件的开始时刻和结束时刻)生成自动的文本和电子邮件警报。此外，本发明可以在负荷控制事件之前、期间和之后提供在负荷控制设备组内的当前系统需求的显示。此外，本发明的系统优选地包括消息和报告的创建和传输，这些消息和报告为电力公司提供概述，例如包括：参与水平、电力用途、负荷控制事件的计时以及超控的选择。

尽管以上关于本发明的描述包含很多特异性，但是这些不应被解释为对范围的限制，而应被认为是示例。许多其他变体是可能的。例如，本系统可以与那些与灌溉无关的其他功率消耗系统一起使用，例如采矿、制造、建筑等，而且没有限制。此外，本发明可以与系统组以及各个单独系统一起使用。因此，范围不应由所示例的实施例确定，而应由所附权利要求及其合法等同物所确定。