功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及程序的制作方法
【专利摘要】本发明涉及功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及程序。提供了一种功耗管理设备，包括：功率测量单元，被配置为测量电气设备的功耗；环境因子测量单元，被配置为测量使用所述电气设备的环境的因子；存储单元，被配置为存储与功耗相关的预测值，其中，将环境因子的值指定为参数；以及计算/控制单元。所述计算/控制单元基于由所述环境因子测量单元测量的环境因子的值，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与基于通过所述功率测量单元所测量的功耗值所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较。
【专利说明】功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及程序
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种功耗管理设备、一种功耗管理系统、一种功耗管理方法以及一种功耗管理程序。
【背景技术】
[0002]对于电气设备等的用户来说识别出该电气设备实际上消耗的功率量，以采取节能措施是非常重要的。此外，由于老化或故障或对电气设备添加了过多的负载而导致功耗增大。例如，通过日本未经审查的专利申请公开第H10-282161号，用于监测上述功耗增大的功耗监测系统是众所周知的。该功耗监测系统包括:一个或多个电气设备；一个或多个监测单元，被配置为测量和监测电气设备的功耗；以及报告单元，被配置为接收和报告来自监测单元的报告信号，其中，当单个功耗或总量超过预定值时，该监测单元将报告信号发送至报告单兀。
【发明内容】
[0003]在上述日本未经审查的专利申请公开第H10-282161号中所公开的技术中，监测单元监测单个功耗或总量是否超过预定值。这里，预定值为固定值。然而，例如，通常期望在夏天和冬天改变预定值或者根据环境温度改变预定值，以根据电气设备优化预定值。
[0004]期望提供能够以更高精度监测电气设备的功耗的功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及功耗管理程序。
[0005]根据本公开的一个实施方式，提供了一种功耗管理设备，包括:功率测量单元，被配置为测量电气设备的功耗；环境因子测量单元，被配置为测量使用所述电气设备的环境的因子；存储单元，被配置为存储与功耗相关的预测值，其中，环境因子的值被指定为参数；以及计算/控制单元。计算/控制单元可基于由所述环境因子测量单元所测量的环境因子的值，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与根据所述功率测量单元所测量的功耗值所获得的与功耗相关的实际测量值进行。
[0006]根据本公开的一个实施方式，提供了一种功耗管理系统，包括:多个功耗管理设备，每个功耗管理设备包括:功率测量单元，被配置为测量电气设备的功耗；以及环境因子测量单元，被配置为测量使用所述电气设备的环境的因子；以及计算机，被配置为经由通信线路与每个功耗管理设备连接并且包括存储单元和计算/控制单元。计算/控制单元可基于由每个功耗管理设备的所述环境因子测量单元所测量的环境因子的值，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，将所获得的与功耗相关的预测值与基于由所述功耗管理设备的所述功率测量单元所测量的功耗值所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较，并且经由所述通信线路将比较结果发送给所述功耗管理设备。比较结果可经由通信链路被发送给功耗管理设备，由连接至计算机的显示设备显示，或者被显示在互联网上的网站上。
[0007]根据本公开的一个实施方式，提供了一种功耗管理方法，包括:在存储单元内存储与功耗相关的预测值，其中，将环境因子的值指定为参数；以及基于使用电气设备的所述环境因子的测量结果，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与基于所述电气设备的功率测量结果所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较。
[0008]根据本公开的一个实施方式，提供了一种功耗管理程序，包括:在存储单元内存储与功耗相关的预测值，其中，将环境因子的值指定为参数；以及基于使用电气设备的所述环境的因子的测量结果，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与基于所述电气设备的功率测量结果所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较。
[0009]根据上述本公开的实施方式，在功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及功耗管理程序中，由于基于由环境因子测量单元所测量的环境因子的值来获得存储在存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与基于功率测量单元所测量的功耗值而获得的与功耗相关的实际测量值进行比较，而不是仅仅监测单个功耗或总量是否超过具有固定值的预定值，所以能够以更高精度监测电气设备的功耗，并且准确地识别出电气设备故障的产生或者老化变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为实施方式I的功耗管理设备的概图；
[0011]图2为实施方式2的功耗管理设备的概图；以及
[0012]图3为实施方式3的功耗管理设备的概图。
【具体实施方式】
[0013]尽管在下文中将参照附图基于实施方式来描述本发明，但本公开并不限于所述实施方式，并且实施方式中的各种数字和材料仅仅作为实例示出。此外,将以以下顺序给出描述。
[0014]1、本公开的功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及功耗管理程序的一般描述
[0015]2、实施方式I (本公开的功耗管理设备、功耗管理方法以及功耗管理程序)
[0016]3、实施方式2 (实施方式I的变形)
[0017]4、实施方式3 (实施方式I的其他变形以及本公开的功耗管理系统)
[0018]5、实施方式4 (实施方式I到3的变形)等
[0019][本公开的功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法以及功耗管理程序的一般描述]
[0020]当[(与功耗相关的实际测量值)-(与功耗相关的预测值)]的值在根据本公开的一个实施方式的功耗管理设备中规定的范围内时，计算/控制单元可以被形成为通过将由环境因子测量单元所测量的环境的因子的值指定为参数，以将与功耗相关的实际测量值作为与功耗相关的预测值(具体而言，被形成为将原始预测值和实际测量值进行平均，并将平均值存储为新的预测值，下文中同样如此)存储在存储单元内。此外，当[(与功耗相关的实际测量值一(与功耗相关的预测值)]的值在根据本公开的一个实施方式的功耗管理方法或功耗管理程序中的规定的范围内时，与功耗相关的实际测量值可以被形成为通过将由环境因子测量单元所测量的环境因子的值指定为参数，而被作为与功耗相关的预测值存储在存储单元内。因此，能够对与功耗相关的大量预测值进行重正化，并且提高与功耗相关的预测值的精确度等。在本文中，尽管未限制规定的范围，但是可将为与功耗相关的预测值的标准偏差σ的两倍的值2σ作为实例示出。在后文中基本上也可如此。
[0021]另一方面，当[(与功耗相关的实际测量值)-(与功耗相关的预测值)]的值在根据本公开的一个实施方式的功耗管理系统中的规定的范围内时，计算/控制单元可以被形成为通过将由电气设备和环境因子测量单元所测量的环境的因子的值指定为参数，以将与功耗相关的实际测量值作为与功耗相关的预测值存储在存储单元内。因此，能够对与功耗相关的大量预测值进行重正化，并且提高与功耗相关的预测值的精确度等。
[0022]在包括上述优选形式的根据本公开的一个实施方式的功耗管理设备或功耗管理系统内，当[(与功耗相关的实际测量值)一(与功耗相关的预测值)]的值超出规定的范围时，计算/控制单元可以被形成为发出警告。此外，在包括上述优选实施方式的根据本公开的一个实施方式的功耗管理方法或功耗管理程序内，当[(与功耗相关的实际测量值)一(与功耗相关的预测值)]的值超出规定的范围时，可被形成为发出警告。具体地，当[(与功耗相关的实际测量值)一(与功耗相关的预测值)]的值超出规定的范围时，可基于声音和图像或视频发出表示在电气设备内已经产生缺陷或发生故障或者已经添加了过多负载的警告。
[0023]此外，在包括上述各种优选形式的根据本公开的实施方式的功耗管理设备或功耗管理系统内，计算/控制单元可被形成为在存储单元内存储与功耗相关的实际测量值，获得在经过预定的时间之前和之后的与功耗相关的实际测量值之间的变化量，并且在变化量大于或等于预定值时，发出警告。此外，在包括上述各种优选形式的根据本公开的实施方式的功耗管理方法或功耗管理程序内，与功耗相关的实际测量值可以被形成为存储在存储单元内，可以被形成为获得在经过预定的时间之前和之后的与功耗相关的实际测量值之间的变化量，并且在变化量大于或等于预定值时，可被形成为发出警告。具体地，当变化量大于或等于预定值时，该变化量也取决于预定时间的长度，但是可基于声音和图像或视频来发出表示在电气设备内已经发生老化劣化的警告。可基于声音和图像或视频，发出表示在电气设备内已经产生缺陷或发生故障或者已经添加了过多负载的警告。仅仅需要根据电气设备或者根据已知的状态(例如，在电气设备内是否已经发生老化劣化，在电气设备内是否已经产生缺陷或发生故障，或者是否已经添加了过多的负载)适当地确定“预定时间”。
[0024]此外，在包括上述各种优选形式的根据本公开的实施方式的功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法或功耗管理程序中，环境因子可被形成为至少为温度。即，环境因子可被形成为温度(例如，环境温度)，并且环境因子可被形成为选自包括电气设备内的温度、湿度、水温以及内含物的量的组的至少一种环境因子。仅需要环境因子测量单元为能够适当地测量环境因子的设备。例如，当环境因子为电气设备内的温度、湿度、水温或者内含物的量时，在环境因子测量单元内仅仅需要包括附接至电气设备内的内含物的温度传感器、湿度传感器、水温传感器、或者集成电路(IC)标签、质量传感器(mass sensor，)或压力传感器物。
[0025]此外，包括上述各种优选形式的根据本公开的实施方式的功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法或功耗管理程序可具有:
[0026]一种配置，其中，与功耗相关的预测值为平均功耗的预测值，并且与功耗相关的实际测量值为平均功耗的实际测量值，
[0027]—种配置，其中，与功耗相关的预测值为功耗的峰值水平的预测值，并且，与功耗相关的实际测量值为功耗的峰值水平的实际测量值，
[0028]一种配置，其中，与功耗相关的预测值为功耗的峰值积分值的预测值，并且，与功耗相关的实际测量值为功耗的峰值积分值的实际测量值，或者
[0029]一种配置，其中，与功耗相关的预测值为每单位时间的功耗的峰值出现的次数的预测值，并且，与功耗相关的实际测量值为每单位时间的功耗的峰值出现的次数的实际测量值。在本文中，仅仅需要基于电气设备确定将要采用的一种配置。
[0030]例如，电气设备的制造商仅仅需要在一种数据库内产生与功耗相关的预测值或与功耗相关的预测值的初始值。此外，通过将环境因子的值指定为参数，为与功耗相关的预测值构建数据库。此时，期望通过添加电气设备的操作模式(例如，省电模式、睡眠模式、节能模式等)、驱动或操作条件(例如，电气设备的操作的设置温度或强度等)、以及周/时间的月/天的季/月/天等，来构成数据库。
[0031]此外，在包括上述各种优选形式和配置的根据本公开的实施方式的功耗管理设备内，功率测量单元、环境因子测量单元、存储单元以及计算/控制单元可以被配置为设置在电气设备内或其附近。可选地，功率测量单元、环境因子测量单元以及计算/控制单元可以被配置为设置在电气设备内或其附近，并且，存储单元可以被配置为设置在经由通信线路连接的计算机内。可选地，功率测量单元和环境因子测量单元可以被配置为设置在电气设备内或其附近，并且存储单元和计算/控制单元可以被配置为设置在经由通信线路连接的计算机内。此外，在包括上述各种优选形式和配置的根据本公开的实施方式的功耗管理系统内，功率测量单元和环境因子测量单元可以被配置为设置在电气设备内或其附近。经由通信线路连接的计算机可具体包括连接至互联网的服务器或所谓的云电脑。此外，从接收和交换各种信息或数据的角度来看，期望将功耗管理设备连接至互联网。
[0032]此外，在包括上述各种优选形式和配置的根据本公开的实施方式的功耗管理设备、功耗管理系统、功耗管理方法或功耗管理程序内，电气设备(包括电子设备)的一个实例为不断地进行操作的电气设备(例如，冰箱或冷冻箱)；长时间地进行操作的电气设备(例如，空调、通风扇、风扇或加热器)；至少操作几个小时的电气设备(例如，个人电脑、电视接收机、音频设备、电视录像机、电饭锅、热水壶、电热水壶、咖啡机、便携式电话的电池充电器、或电动车辆内的二次电池充电器)；操作大约I个小时的电气设备(例如，洗衣机、干衣机、洗碗机、真空吸尘器、加热板、或烧烤锅)；或者操作几分钟到几十分钟的电气设备(例如，电吹风、微波炉、烤箱、或各种打印机)。例如，当冰箱、冷冻箱以及空调内启动压缩机时，功耗量迅速增大，并且当激光打印机内打印操作启动时，功耗量迅速增大。此外，根据洗衣机内的浸洗、洗涤、漂洗、脱水等，功耗量大幅波动。另一方面，例如，功耗量的波动在个人电脑内较小。此外，例如，尽管功耗量的波动在电视接收机、音频设备、电视录像机等内也较小，但是在音量增大时，功耗增大。
[0033]当环境因子的值发生变化，高于预定值时，或者在电气设备的操作模式或电器设备的驱动或操作条件改变时，仅需要将与功耗相关的预测值和与功耗相关的实际测量值进行比较。即，当涉及功耗的预测值(已经为其构建了数据库)的参数改变时，仅需要将与功耗相关的预测值和与功耗相关的实际测量值进行比较。[0034]功率测量单元的一个实例为具有功率测量功能、控制功能以及通信功能的功率表或电源插座、电源抽头等(具体而言，插座型、台用抽头型、扩展适配器型等)。存储单元可包括众所周知的存储设备，并且计算/控制单元例如可包括中央处理单元(CPU)和存储单元(存储器等)的组合。如果必要的话，功耗管理设备优选地包括通信设备。当功率测量单元等如上所述设置在电气设备附近时，功率测量单元等设置在安培断路器、配电盘、电源路由器或能量伺服器(在后文中，统称为“安培断路器等”)内，设置在电源插座、电源抽头等(在后文中，统称为“电源抽头等”)内，设置在安培断路器等和电源抽头等之间，设置在电源抽头等和电气设备等之间，或者设置在安培断路器等和电气设备之间。可提供存储在经由通信线路连接的计算机的存储单元内的与功耗相关的预测值，以供第三方查看。具体而言，与功耗相关的预测值可公布在互联网上的网页和主页上。通信还包括电力线通信(PLC)技术以及使用无线链路、通信线路以及公用线路的通信。当多个电气设备连接至一个功耗管理设备时，期望功耗管理设备包括多个功率测量单元和环境因子测量单元，测量每个电气设备的功耗，并且测量使用电气设备的环境的因子。
[0035]用于电气设备的电源的形式可包括经由配电线路(包括输电线或电缆)的电源。配电网络配置系统可包括点式网络系统、规则网络系统(低压网络系统)、低压聚集系统(low-voltage banking system)、主线_备用线路系统(循环系统)、树状系统(径向系统)等。此外，配电线路包括高压配电线路(作为用于住宅区等的高架电线并且通常用作大于50kVA并且小于或等于2000kVA的引入线的配电线路)以及低压配电线路(通常用作用于独户住宅等的小于或等于50kVA的引入线的配电线路)。
[0036][实施方式I]
[0037]实施方式I涉及本公开的功耗管理设备、功耗管理方法以及功耗管理程序。在图1的概图中所示的实施方式I的功耗管理设备IOA包括:
[0038]功率测量单元13，被配置为测量电气设备(具体而言，空调)20的功耗；
[0039]环境因子测量单元14，被配置为测量使用电气设备20的环境的因子；
[0040]存储单元12，被配置为存储与功耗相关的预测值，其中，环境因子的值被指定为参数；以及
[0041]计算/控制单元11。
[0042]在本文中，功耗管理设备IOA为具有功率测量功能和控制功能的台式抽头型，包括功率测量单元13、环境因子测量单元14、存储单元12以及嵌入式计算/控制单元11，并且进一步包括输入单元16、显示单元17以及通信设备18。存储单元12包括众所周知的存储设备，并且计算/控制单元11例如包括CPU和存储单元(存储器等)的组合。环境的因子至少为温度(具体而言，本实施方式中的环境温度)，并且环境因子测量单元14包括具有温度传感器15的温度测量仪器。功耗管理设备IOA经由配线33设置在安培断路器30和电气设备20之间。电力经由配电线路32、安培断路器30、配线33以及功耗管理设备IOA从商用电源31被提供到电气设备20。
[0043]此外，功耗管理设备IOA可设置在安培断路器30内，并且嵌入在电气设备20内。可选地，功耗管理设备IOA可设置在安培断路器等和电源抽头等(未显示)之间，或者设置在电源抽头等和电气设备之间。
[0044]然后，计算/控制单元11基于由环境因子测量单元14所测量的环境因子值(具体而言，本实施方式中的环境温度)，获得存储在存储单元12内的与功耗相关的预测值(具体而言，本实施方式中的功率量的预测值)，并将所获得的与功耗相关的预测值与基于由功率测量单元13所测量的功耗值所获得的与功耗相关的实际测量值(功率量的实际测量值)进行比较。在本文中，与功耗相关的预测值(或与功耗相关的预测值的初始值)存储在一种数据库(其中，环境因子被指定为参数，如下表所示)内，并且由电气设备20的制造商创建。此外，通过添加电气设备20的操作模式(例如，其为省电模式、睡眠模式、节能模式等并且由表格中的Atl或A1表不)、电气设备20的驱动或操作条件(例如,其为电气设备20的设置温度或强度等并且由表格中的Btl或B1表示)、以及周/时间的月/天的季/月/天等(由表格中的Ctl或C1表示)，来构建该数据库。此外，假设T0<T2<T3<T4<T5。
[0045]此外，仅有必要的是，计算/控制单元11例如基于PLC技术经由配线33和通信设备18从电气设备20接收与电气设备20相关的各种信息(例如，电气设备20的型号等)，例如基于PLC技术经由通信设备18和配电线路32访问电气设备20的制造商的主页，下载与功耗相关的预测值，并且将下载的预测值存储在存储单元12内。可选地，可从输入单元16中输入与功耗相关的预测值。
[0046]
【权利要求】
1.一种功耗管理设备,包括: 功率测量单元，被配置为测量电气设备的功耗； 环境因子测量单元，被配置为测量使用所述电气设备的环境因子； 存储单元，被配置为存储与功耗相关的预测值，其中，所述环境因子的值被指定为参数；以及 计算/控制单元， 其中，所述计算/控制单元基于由所述环境因子测量单元测量的所述环境因子的值，获得存储在所述存储单元内的所述与功耗相关的预测值，并且将所获得的所述与功耗相关的预测值与基于通过所述功率测量单元测量的功耗值所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较。
2.根据权利要求1所述的功耗管理设备，其中，当[(与功耗相关的实际测量值)_(与功耗相关的预测值)]的值在规定的范围内时，所述计算/控制单元通过将由所述环境因子测量单元测量的所述环境因子的值指定为参数，将所述与功耗相关的实际测量值作为所述与功耗相关的预测值存储在所述存储单元内。
3.根据权利要求1所述的功耗管理设备，其中，当[(与功 耗相关的实际测量值)一(与功耗相关的预测值)]的值超出规定的范围时，所述计算/控制单元发出警告。
4.根据权利要求1所述的功耗管理设备，其中，所述计算/控制单元在所述存储单元内存储所述与功耗相关的实际测量值，获得经过预定的时间之前和之后的所述与功耗相关的实际测量值之间的变化量，并且在所述变化量大于或等于预定值时，发出警告。
5.根据权利要求1所述的功耗管理设备，其中，所述环境因子至少为温度。
6.根据权利要求1所述的功耗管理设备， 其中，所述与功耗相关的预测值为平均功耗的预测值，以及 其中，所述与功耗相关的实际测量值为平均功耗的实际测量值。
7.根据权利要求1所述的功耗管理设备， 其中，所述与功耗相关的预测值为所述功耗的峰值水平的预测值，以及 其中，所述与功耗相关的实际测量值为所述功耗的峰值水平的实际测量值。
8.根据权利要求1所述的功耗管理设备， 其中，所述与功耗相关的预测值为所述功耗的峰积分值的预测值，以及 其中，所述与功耗相关的实际测量值为所述功耗的峰积分值的实际测量值。
9.根据权利要求1所述的功耗管理设备， 其中，所述与功耗相关的预测值为每单位时间的功耗的峰值出现次数的预测值，以及 其中，所述与功耗相关的实际测量值为每单位时间的功耗的峰值出现次数的实际测量值。
10.根据权利要求1所述的功耗管理设备，其中，所述功率测量单元、所述环境因子测量单元、所述存储单元以及所述计算/控制单元设置在所述电气设备内或所述电气设备附近。
11.根据权利要求1所述的功耗管理设备， 其中，所述功率测量单元、所述环境因子测量单元以及所述计算/控制单元设置在所述电气设备内或所述电气设备附近，以及其中，所述存储单元设置在经由通信线路连接的计算机内。
12.根据权利要求1所述的功耗管理设备， 其中，所述功率测量单元和所述环境因子测量单元设置在所述电气设备内或所述电气设备附近，以及 其中，所述存储单元和所述计算/控制单元设置在经由通信线路连接的计算机内。
13.根据权利要求1所述的功耗管理设备，其中，所述电气设备为空调、冰箱、洗衣机、加热器、电视接收机或干衣机。
14.一种功耗管理系统,包括: 多个功耗管理设备，每个功耗管理设备包括 功率测量单元，被配置为测量电气设备的功耗；以及 环境因子测量单元，被配置为测量使用所述电气设备的环境因子；以及 计算机，被配置为经由通信线路与每个功耗管理设备连接并且包括存储单元和计算/控制单元， 其中，所述计算/控制单元基于由每个功耗管理设备的所述环境因子测量单元测量的环境因子的值，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，将所获得的所述与功耗相关的预测值与基于由所述功耗管理设备的所述功率测量单元测量的功耗值获得的与功耗相关的实际测量值进行比较，并且经由所述通信线路将比较结果发送至所述功耗管理设备。
15.根据权利要求14所述的功耗管理系统，其中，当[(与功耗相关的实际测量值)一(与功耗相关的预测值)]的值在规定的范围内时，所述计算/控制单元通过将由所述电气设备和所述环境因子测量单元测量的所述环境因子的值指定为参数，将所述与功耗相关的实际测量值作为所述与功耗相关的预测值存储在所述存储单元内。
16.一种功耗管理方法，包括: 在存储单元内存储与功耗相关的预测值，其中，将环境因子的值指定为参数；以及 基于使用电气设备的所述环境因子的测量结果，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与基于所述电气设备的功率测量结果所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较。
17.一种功耗管理程序，包括: 在存储单元内存储与功耗相关的预测值，其中，将环境因子的值指定为参数；以及 基于使用电气设备的所述环境的因子的测量结果，获得存储在所述存储单元内的与功耗相关的预测值，并且将所获得的与功耗相关的预测值与基于所述电气设备的功率测量结果所获得的与功耗相关的实际测量值进行比较。
【文档编号】G01R21/00GK103543325SQ201310279766
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2012年7月11日
【发明者】佐古曜一郎, 和城贤典, 芹田和俊, 只野太郎, 竹村和纯, 林邦也, 田中佳世子 申请人:索尼公司