专利名称：发电设备管理系统的制作方法
技术领域：
本发明的背景技术本发明涉及一种发电设备管理系统，在从公共电力公司难以铺设电力电缆的地区，该系统能有效地维护和管理安装在该地区的发电机设备。本发明还涉及一种发电设备管理系统，该系统向特定的电力用户供电，它可以在电力用户和运营该发电机设备的电力供应商之间实现可靠的帐单开出和支付。
利用核能、热能、水能或类似的能量所产生的电力作为日常用的能源起着非常重要的作用。在电子装置、各种机械中的驱动装置、信息通信装置、以及利用这种电力作为能源以提供光或热的装置等中有着广泛的应用。
由电力公司生产出这种电力，并通过预设的电力电缆提供给用户，例如企业和普通家庭。电力用户根据所用电量向电力公司支付费用。
然而，在有些地方，例如在大平原中的农场或偏远的岛屿，从电力公司铺设电缆需要庞大的安装费用。这实际上使得向这些用户提供电力变得非常困难。在这些偏远区域的电力用户可以安装发电设备用作家用发电机，利用石油作为能源。可替代的方式是，可以利用太阳能、风能或地热能来发电。
但是，安装家用发电机需要非常昂贵的安装费用。而且，为了监视家用发电机的运行状态及使发电机以稳定和有效的方式运行，同时提供足够的维护，其工作成本(运行成本)很高。因此，电能的有效利用变得非常困难。
本发明的目的和概述本发明的目的在于提供一种克服上述缺陷的发电管理系统。
本发明的另一目的在于提供一种发电设备管理系统，它使得由安装在当地的发电机设备产生的电力能够被应用，其方式相同于电力公司所供应的电力之应用方式，即使在该区域难以从电力公司铺设电缆。
本发明的又一目的在于提供一种发电设备管理系统，它在一个从电力公司难以铺设电缆的区域中维护和管理安装在本地的发电机设备，而不把负担加在电力用户身上，并能够有效地处理向电力用户收取的电力供应服务费的帐单开出和支付。
简而言之，本发明提出一种安装在本地的发电机设备以向电力用户供电。管理中心监视该发电机设备的运行状态，并监视由该发电设备提供给电力用户的电量。根据来自管理中心的指令或该发电机设备的工作状态，服务公司对该发电机设备进行维护和管理。运营该发电机设备的电力供应商根据传送给管理中心的信息，就电力供应服务费向电力用户开出帐单。所组成的发电设备管理系统维护和管理发电机设备而不会将负担加在电力用户身上，便于有效地实现电力供应服务费的帐单开出和支付。
为了实现上述目的，根据本发明的发电设备管理系统包括由电力供应商运营并安装在本地的发电机设备，它向特定的电力用户提供电力；及一个管理中心，它监视该发电机设备的运行状态，监视该发电机设备向该特定电力用户所提供的电量。根据通过一个预定的网络系统从该管理中心所接收的信息，该电力供应商向该特定的电力用户开出电力供应服务费的帐单，该电力用户支付该服务费。
在根据本发明的一个实施例的发电设备管理系统中，一个服务公司根据来自该管理中心的指令或该发电机设备的运行状态，来维护和管理该发电机设备的运行。
因此，在根据本发明的发电设备管理系统中，用于向电力用户供电的发电机设备被设立而与电力供应商相关联，而不是与电力用户相关联。由管理中心经一个预定的通信电路监视该发电机设备的运行状态和供应给该电力用户的电量。维护和管理该发电机设备之运行的服务公司从管理中心接收维护/管理指令，或接收关于该发电机设备之运行状态的信息。据此，该服务公司对该发电机设备进行维护和管理作业。除了由该服务公司执行的发电机系统之维护和管理外，电力供应商根据向该电力用户所提供的电量或类似参量，开出电力供应服务费的帐单并向电力用户收取所支付的费用。
例如，该发电机设备可以是燃料电池发电设备，它采用液化石油气(LPG)、天然气(NP)或类似物作为燃料以产生电力。该服务公司包括一个向燃料电池发电设备(燃料电池系统)提供燃料(液化石油气或天然气)的燃料供应公司；及一个维护/管理公司，它对燃料电池发电设备进行维护并对燃料电池发电设备中的异常状态做出反应。
根据本发明之发电设备管理系统的另一方面，在难以从公共电力公司铺设或维护电缆之地区，例如在广阔的平原或偏远的岛屿，当发电机设备是由特定的电力用户在本地用作家用发电机系统时，该发电机设备是特别有效的。
在这样的情况下，可取的是，管理中心利用无线通信设备从该发电机设备收集关于该发电机设备之运行状态的信息和关于供应给该特定电力用户之电量的信息。然后，该电力供应商利用例如因特网，用于为特定电力用户的电力供应服务费的帐单开出和支付。
此外，根据本发明的又一方面，该发电设备管理系统包括安装在本地的燃料电池发电设备，它向特定电力用户提供电力；一个管理中心，它通过一个预定的网络监视该燃料电池发电设备的运行状态；及一个服务公司，它根据从该管理中心所接收的指令或该燃料电池发电设备的运行状态而维护和运行该燃料电池发电设备。
该服务公司包括一个数据库，其中存储有关于该燃料电池发电设备所产生的异常状态之信息，这些信息与关于对应于该异常状态信息的服务公司之信息相关联；及通知装置，用于在该燃料电池发电设备中检测出异常状态时、通过查询该数据库而通知与该异常状态信息相关联的服务公司。向与异常状态相关的服务公司所发的通知是通过电子邮件提供的，并包括例如发生该异常状态的燃料电池发电设备的型号类型、现场位置(地址)、异常状态的特性等等。
以下结合附图的描述将使本发明的上述的和其它的目的、特征及优点更为清楚，附图中相同的参考编号表示相同的元件。
本发明的详细说明参见附图，以下将说明根据本发明之实施例的发电设备管理系统。
如
图1所示，其中显示根据这一实施例的发电设备管理系统之示意性结构。发电设备1a、1b被独立地配置，并与电力用户2a、2b(例如普通家庭)相联。发电设备1a、1b分别向电力用户2a、2b提供电力。发电设备1a被安装在本地作为家用发电机，用于位于电力服务区中的城区A中的普通家庭(电力用户2a)，从公共电力公司(图中未示出)可以通过电力电缆向电力服务区提供电力。发电设备1b被安装在本地作为发电机，用于位于偏远地区B(例如偏远岛屿或大平原)的普通家庭(电力用户2b)，在该偏远地区B安装自公共电力公司的电力电缆是困难的。
如图2所示的示意性结构，发电设备1a、1b被组成为燃料电池发电机(燃料电池系统)，其中利用液化石油气(LPG)或天然气(NP)作为燃料，燃料中的氢气和空气中的氧气发生电化学反应以产生电力(电能)。简单地说，这个燃料电池发电机主要是由燃料转化装置11、一氧化碳(CO)转换器12和燃料电池13组成，还包括一个水处理器14、冷却水箱15和直流-交流变换器(转换器)16。
燃料转化装置11对被提供作为燃料的LPG或NP完成汽化转化，以提供含有氢作为其主要成分的气体。具体来说，利用热交换器(图中未示出)或类似装置加热LPG或NP。利用加水/脱硫装置(图中未示出)以减少包含于该气体中的硫成分。然后，该气体和水蒸汽一起被送至燃料转化装置11，提供含有氢(H2)作为其主要成分的气体。然后，该氢气被送至一氧化碳转换器12，在其中，包含于该气体中的一氧化碳(CO)被转换为二氧化碳(CO2)。按这一方式处理的氢气然后被送至燃料电池13的燃料电极，而空气被同时送至燃料电池13的空气电极。在此空气中的氧和该氢气中的氢形成电化学反应，产生电力(直流电)。
在燃料电池13中，电化学反应消耗了氢(例如80％)，剩余的氢与二氧化碳一道被排出，作为未反应气体。这种未反应气体被返回到燃料转化装置11，其作用是作为热源。
插入燃料电池13内的冷却装置通过从冷却箱15引入冷水来冷却燃料电池13。然后，被燃料电池13加热的冷水通过热交换器(图中未示出)返回冷却箱15，因此使其可被用于加热氢气和冷却被加热的水。如上所述，水处理器14向冷却箱15供水，它起着水源的作用，用于提供水蒸汽送往燃料转化装置11。水处理器14完成这个功能，是通过例如净化自来水或井水。
利用由一个变换器构成的直流-交流变换器16，将由燃料电池13产生的直流电(DC)转换，以提供预定频率的交变电流(AC)和电压。这一交变电流作为所产生的输出，被输送至电力用户2a、2b。
按这一方式构成的燃料电池发电机可以配备一个备用电源17，它包括蓄电池组。备用电源17由燃料电池13之输出充电而储存电能。如果在燃料电池13中有异常状态，或是电力消耗突然增大，而输出已不能满足增大的电力消耗时，该备用电源17的电能被送至直流-交流变换器16，以代替燃料电池13。这就在预定时间段提供了交流电之输出。如果由于燃料电池发电机中的异常状态、或由于电力消耗中的峰值而导致故障，这种备用电源17将在预定的时间内提供备用电源，因此保证了向电力用户2a、2b的稳定供电。
如图1所示，以下将描述发电机设备管理系统的特征。管理中心3被设置在城区A，以监视发电机设备1a、1b的运行，并监视由发电机设备1a、1b向电力用户2a、2b所提供的电力。
城区A一般也配备有运营发电机设备1a、1b的电力供应商4和为发电机设备1a、1b提供维护和管理的服务公司。这些服务公司可包括燃料供应公司5a、5b，它通过输送燃料容器(燃料箱)来供应燃料，这些容器被装满并达到一预定压力，它们被输送到发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b的现场。这些服务公司也可以包括维护管理公司6a、6b，当在燃料电池发电机中有异常状态时，这些公司提供维护作业(例如到发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b之现场)，及在燃料电池发电机中补充或更换消耗品。
通过在发电机设备1a及1b、电力供应商4、燃料供应公司5a及5b和维护/管理公司6a及6b之间提供信息通信，管理中心3经过一个预定的管理网络系统BNS提供统一的管理。在发电机设备1b与管理网络系统BNS之间建立直接的信息通信链接是困难的，因为发电机设备1b被安装在偏远地区B，在那里难以铺设电力电缆。因此，例如，提供信息通信是利用一个通信基站BS，它通过通信卫星CS连接管理网络系统BNS。
电力供应商4委托管理中心3提供对发电机设备1a、1b的运行管理。这种运行管理是按以下方式进行的。为了提供第一特征，管理中心3通过管理网络系统BNS收集关于发电机设备1a、1b之运行状态的信息(以后将做说明)以及关于供应给电力用户2a、2b之电量的信息。然后，从发电机设备1a、1b所收集的信息是由发电机设备构成并被储存，这样使得发电机设备1a、1b的工作状态可以被分别监视。
为了提供第二特征，管理中心3通过管理网络系统BNS向电力供应商4报告关于电力用户2a、2b所用的电量，即分别由发电机设备1a、1b所提供的电量。此外，为了提供第三特征，管理中心3利用管理网络系统BNS通知燃料供应公司5a、5b向发电机设备1a、1b提供燃料。此外，为了提供第四特征，管理中心3通知维护/管理公司6a、6b对发电机设备1a、1b中的异常状态做出反应，并补充/更换消耗品等等。
以下将更详细地说明根据上述的第一特征从发电机设备1a、1b收集信息之过程。
如图3所示，当发电机设备1a、1b被组成为如上所述的燃料电池发电机时，发电机设备1a、1b被配置有传感装置。该传感装置配置有状态检测器18，该状态检测器检测被送入上述燃料箱的剩余燃料(LPG或NP)。状态检测器18也检测在燃料转化装置11和燃料电池13之间的燃料气体供应系统中的气体泄漏。状态检测器18也检测从燃料转化装置11输出的氢气中的氢之浓度、从一氧化碳转换器12输出的氢气中的一氧化碳的浓度、燃料电池13的输出电压(直流电压)、以及交流-直流变换器16的输出电压(交流电压)。此外，状态检测器18也检测备用电源17中的充电、关于水处理器14处理后的水之水质等的信息、以及由燃料电池发电机设备供应给电力用户2a、2b之电量。
由状态检测器18所检测的信息，连同分配给相应的发电机设备的标识(ID)信息，通过通信装置19被定期(例如一天一次)发送到管理中心3。对于安装在偏远地区B的发电机设备1b，信息是通过通信卫星CS被发送到管理中心3，如上所述。当然，也可以由管理中心3访问通信装置19，然后通信装置发送当前为止所收集的检测信息或是相对于访问时间的检测信息。
管理中心3按照这一方式从发电机设备1a、1b接收有关工作状态的检测信息。
如图4所示，管理中心3配置有数据库DB，该数据库管理发电机设备1a、1b的设备规格x、维护信息y、以及关于进行维护/管理作业的服务公司之信息z等等。管理中心3利用这个数据库DB对于从发电机设备1a、1b所收集的信息提供统一的管理，如上所述。此外，通过查询该数据库DB之信息，管理中心3确定哪里报告了关于如上所述收集的发电机设备1a、1b之工作状态的检测信息。这一信息被传送到相应的部门(服务公司)。
更具体地说，例如，管理中心3可以将供应给电力用户2a、2b的电量每月一次地通知给电力供应商4。同样，管理中心3将关于发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b中的剩余燃料通知燃料供应公司5a、5b，并通知他们提供补充燃料。此外，管理装置3向维护/管理公司6a、6b发送信息，例如关于发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b中的问题或异常状态之信息，如由上述的工作信息之分析所确定的，并通知他们提供维护作业，例如对问题做出响应。
也可以将工作信息本身(原始数据)从管理中心3发送到维护/管理公司6a、6b，并通知维护/管理公司6a、6b进行分析及根据该分析提供维护。
如图5所示，管理中心3准备了一组关系数据库。数据库DB1包含机器规格x和信息目标z。数据库DB2包括对于由维护/管理公司6a、6b所处理的各个发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b的维护内容。这使得管理信息可以被分布在多个数据库DB1、DB2之间。
然后，燃料供应公司5a、5b对于管理中心3发来的燃料供应指令做出反应，并提供燃料(LPG或NP)，即输送燃料箱给它们相应的发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b。根据从管理中心3接收的维护指令或关于异常状态之信息，维护/管理公司6a、6b前往现场并向它们相应的发电机设备(燃料电池发电机)1a、1b提供维护。更具体地说，燃料电池发电机中发生故障或有缺陷的单元被修复或被替换，消耗品被更换或补充。
根据管理中心3发来的关于所供应的电量之信息，电力供应商4就电力供应服务向电力用户2a、2b开出帐单。该电力供应服务费根据供应商合同而改变。例如，设备电费是与所提供的电量相关的。对于供应给燃料电池发电机的燃料及对于消耗品，可以有选择地适用附加收费。在固定费用合同中，在该合同中所述的预定电量之范围内收取固定费用，对所用额外电力收取额外的费用。电力供应服务费的收取主要是按照供应商合同，根据电力用户2a、2b所用的电量、燃料电池发电机的运行成本等等。通过从电力用户2a、2b收取电力供应服务费，完成结帐作业。
这些电力供应服务费的帐单开出和支付可以通过帐单的邮寄和费用的存放来实现。然而，也可以利用如图1所示的因特网INT。在这种情况下，在因特网INT中的虚拟财务制度BK被用于提供采用电子货币信息的交易。这种交易形式的应用简化了电力供应服务费的帐单开出和支付，特别是对于在偏远地区B中的电力用户2b。在这种情况下，电力用户2b通过通信卫星CS或无线用户设备RS连接因特网INT。
采用上述的发电机设备管理系统，利用安装在本地的发电机设备1a、1b为电力用户2a、2b提供电力。这使得发电机设备1a、1b能够被有效地用作家用发电机。特别是在那些难以铺设电力电缆的偏远地区B，由所安装的发电机设备1b为电力用户2b提供电力是比较廉价和容易的。
由管理中心3监视发电机设备1a、1b的工作状态，必要时，向燃料供应公司5a、5b和维护/管理公司6a、6b发送指令，以供应燃料(液化石油气或天然气)或为发电机设备1a、1b提供维护。结果，使发电机设备1a、1b易于提供稳定及有效的运行。在电力用户2a、2b与电力供应商6之间的电力结帐作业分别由上述的发电机设备1a、1b之管理作业而实现的，其中包括对所供应电量(所用电量)开出帐单和支付费用。因此，电力供应商6以有效的方式利用管理中心3以运营发电机设备1a、1b。
本发明并不局限于上述的实施例。例如，发电机设备1a、1b可以利用以石油为燃料的微型发电机涡轮、太阳能、风能、地热能或其它类似能源来发电。在这些实例中，有必要充分考虑的是，当这些自然能源被中断时如何代替该电源的工作。特别是有必要在长时间内代替该电源，所以备用电源17的功率容量(蓄电量)必须足够大。
对发电机设备1a、1b的维护作业并不必全部都由服务公司来处理。有些简单的作业可以由电力用户2a、2b完成，通过由管理中心3(例如经过因特网INT)发送维护信息和指令给电力用户2a、2b，这些简单作业就可以得到处理。此外，可以由维护管理公司6a、6b定期对发电机设备1a、1b的进行维护作业，而异常状态(例如气体泄漏)则是在它们发生时进行处理。根据本发明的宗旨，也可以实现其它的变化。
采用以上所述之本发明，由所安装的发电机设备为电力用户以稳定的方式供应电力，即使难以从公共电力公司铺设电力电缆。此外，由管理中心监视该发电机设备的工作状态。根据这种监视，向服务公司发送指令，以便为发电机设备提供维护作业，例如供应燃料和进行检查维修。这就使得发电机设备能够以有效的方式运行。此外，对于电力供应服务费的结帐作业的执行，是在运营该发电机设备的电力供应商与电力公司之间。这些结帐作业分别根据对发电机设备的运行/维护任务而被执行。因此，电力供应商能够按可靠的方式经营企业。
以上参照附图描述了本发明的优选实施例，应该理解的是，本发明并不限于那些具体的实施例，本领域技术人员只要不背离如权利要求书所述的本发明之范围或宗旨，可以在其中实现各种变化和修改。
权利要求
1.一种发电设备管理系统，包括至少一台发电机设备，由电力供应商运营，并向至少一个特定电力用户供应电力；一个管理中心，监视所述至少一台发电机设备的工作状态，并监视由所述至少一台发电机设备向所述至少一个特定电力用户所供应的电量；及一个为在所述管理中心与所述电力供应商之间进行信息通信的系统，由此，所述的电力供应商根据从所述管理中心接收的信息向所述至少一个特定电力用户之每一用户开出电力供应服务费的帐单。
2.根据权利要求1所述的发电设备管理系统，其中，相对于所述至少一个特定电力用户，所述至少一台发电机设备被安装在本地。
3.根据权利要求1所述的发电设备管理系统，其中，为所述至少一个特定电力用户的每一个用户提供所述至少一台发电机设备中的一台发电机设备。
4.根据权利要求2所述的发电设备管理系统，还包括一个服务公司，维护和管理所述至少一台发电机设备的运行；及所述服务公司从所述管理中心接收指令。
5.根据权利要求4所述的发电设备管理系统，其中所述至少一台发电机设备是燃料电池发电设备；所述服务公司包括一个燃料供应公司和一个维护/管理公司；所述燃料供应公司向所述燃料电池发电设备供应燃料；及所述维护/管理公司对所述燃料电池发电设备进行维护，并对所述燃料电池发电设备中的异常状态做出反应。
6.根据权利要求2所述的发电设备管理系统，其中，由所述至少一个特定电力用户在本地利用所述至少一台发电机设备作为家用发电机系统。
7.根据权利要求4所述的发电设备管理系统，其中，由所述至少一个特定电力用户在本地利用所述至少一台发电机设备作为家用发电机系统。
8.根据权利要求2所述的发电设备管理系统，其中所述至少一台发电机设备是为一个区域中的所述至少一个特定电力用户而安装，在该区域中难以从所述电力供应商铺设维护电缆；及所述管理中心利用无线通信设备从所述至少一台发电机设备收集关于所述至少一台发电机设备之运行状态的信息和关于供应给所述至少一个特定电力用户的电量的信息。
9.根据权利要求8所述的发电设备管理系统，其中，所述电力供应商利用因特网实现对所述至少一个特定电力用户开出所述电力供应服务费的帐单和该费用的支付。
10.根据权利要求4所述的发电设备管理系统，其中所述至少一台发电机设备是为一个区域中的所述至少一个特定电力用户而安装，在该区域中难以从所述电力供应商铺设维护电缆；及所述管理中心利用无线通信设备从所述发电机设备收集关于所述至少一台发电机设备之运行状态的信息和关于供应给所述至少一个特定电力用户的电量的信息。
11.根据权利要求10所述的发电设备管理系统，其中，所述电力供应商利用因特网实现对所述至少一个特定电力用户开出所述电力供应服务费的帐单和该费用的支付。
12.一种发电设备管理系统，包括至少一台安装在本地的燃料电池发电设备，向至少一个特定电力用户提供电力；一个管理中心，通过一个预定的网络监视所述至少一台燃料电池发电设备的运行状态；一个服务公司，根据由所述管理中心接收的指令维护和运营所述燃料电池发电设备；一个数据库，用于储存关于由所述至少一台燃料电池发电设备所产生的异常状态的信息，该信息与关于对应所述异常状态信息的所述服务公司之信息相关联；及通知装置，通过根据对所述至少一台燃料电池发电设备中的异常状态的检测来查询所述数据库，以通知与所述异常状态相关联的所述服务公司。
13.根据权利要求12所述的发电设备管理系统，其中，为所述至少一个特定电力用户的每一个用户提供所述至少一台燃料电池发电设备中的一台发电设备。
14.一种电力管理系统，包括用于产生电力的发电装置；所述发电装置是在特定电力用户之本地，因此不必设置从电力供应商到所述特定电力用户的电力电缆；监视装置，用于远程监视所述发电装置；及帐单开出装置，用于向所述特定电力用户收取所消耗之所述电量的费用。
15.根据权利要求14所述的电力管理系统，还包括一个用于从所述监视装置接收数据的管理中心。
16.根据权利要求15所述的电力管理系统，还包括一个服务公司，维护和管理所述发电机设备的运行；及所述服务公司从所述管理中心接收指令。
17.根据权利要求16所述的电力管理系统，其中所述发电装置包括燃料电池发电设备；所述服务公司包括燃料供应公司和维护/管理公司；所述燃料供应公司向所述燃料电池发电设备供应燃料；及所述维护/管理公司对所述燃料电池发电设备进行维护，并对所述燃料电池发电设备中的异常状态做出反应。
18.根据权利要求15所述的电力管理系统，其中，所述管理中心利用无线通信设备从所述发电装置收集关于所述发电装置之运行状态的信息和关于供应给所述特定电力用户的电量的信息。
19.根据权利要求18所述的电力管理系统，其中，所述电力供应商利用因特网实现对所述特定电力用户开出电力供应服务费的帐单和该费用的支付。
全文摘要
一种发电设备管理系统,其中,发电机设备被安装在本地以向电力用户供应电力;管理中心监视该发电机设备的运行状态并监视该发电机设备供应给该电力用户的电量;服务公司根据管理中心的指令或该发电机设备的运行状态,对该发电机设备进行维护和管理。运营该发电机设备的电力供应商根据发送到该管理中心的信息,对该电力用户开出关于电力供应服务费的帐单。所组成的发电设备管理系统维护及管理发电机设备,而不会将负担加在电力用户身上,能够有效地实现电力供应服务费的帐单开出和支付。
文档编号H01M8/00GK1368775SQ0113641
公开日2002年9月11日 申请日期2001年10月15日 优先权日2000年10月13日
发明者黑川努, 佐藤重明, 三角好辉 申请人:栗田工业株式会社