專利名稱：輔助計量電器的功耗的制作方法
技術領域：
該公開涉及能量管理，并且更特別地涉及電氣設備控制方法和電能消耗系統。該公開在例如洗碗機、洗衣機、干燥機、HVAC系統等電器的能量管理中具有特別應用。
背景技術：
許多共用事業當前由于日益増加的消費者電カ需求而經受發電容量的短缺。當前公用事業一般收取統ー費率，但由于日益増加的燃料價格成本和在一天中的某些部分的高能量使用，公用事業必須購買更多的能量以在峰值需求期間供應客戶。如果可以降低峰值需求，那么可以實現潛在的巨大成本節省并且減小公用事業必須適應的峰值負載。為了減少高峰值功率需求，許多公用事業已經設立使用時間(TOU)計量和費率，其包括在峰值時間期間能量使用的較高費率和在非峰值時間期間能量使用的較低費率。結果，對消費者提 供在非峰值時間而不是峰值時間使用電カ并且每時每刻減少電器的總能量消耗的動力。目前，為了利用在非峰值時間期間的電力的較低成本，用戶必須在非峰值時間期間人工使功率消耗設備運行。然而，消費者可能不是一直在家中來在非峰值時段期間使這些設備運行。另外，可能要求消費者人工跟蹤當前時間來確定什么時段是非峰值和峰值。因此，存在提供可以在非峰值時段期間自動使功率消耗設備運行以便減少消費者的電費并且還減少在峰值時段期間對發電站的負載的系統的需要。電器的能量成本向消費者的主動和實時通信將實現使電器的功率消耗功能運行的知情選擇。為了更好地通知用戶關于能量成本和使用，需要從家庭區域網(HAN)內的所有設備得到關于每個設備正在實時消耗的功率量的特定輸入。該公開提供獲取如本文公開的供用戶共享的該數據的方式。
發明內容
更具體地，該公開提供一種系統，其可以確定設備的功耗，而不對該系統增加例如在支持需求響應(DR)的電器、家庭能量管理系統(HEM)和/或可編程通信恒溫器(PCT)中已經存在的硬件以外的任何附加硬件。例如，HVAC系統具有可變的功耗，其取決于許多關鍵可變參數，如室內溫度、室外溫度、過濾器的清潔度、単元的制冷劑容量、循環開始后的逝去時間、冷凝器的清潔度、低&高側風扇的扇速、電壓等。由于HEM和可能地PCT可確定室內溫度、室外溫度、循環時間，以及單元正實時消耗的瓦持，因而將系統配置成建立功耗對室內&室外溫度的動態表格。通過形成“基準矩陣”，人們可以連續比較任何給定日子的讀數，知道室內和室外的溫度來診斷HVAC系統，并且在功耗相對于歷史矩陣“不一致”的情況下提供用于補救的通知和/或建議。同樣，系統將能夠通過將等同天氣狀況的HVAC或加熱運行時間與歷史存儲數據比較來提供關于房屋相對熱漏失的狀況的通知。系統還可配置成與附近地區相似房屋“交換意見”，例如來提供對節能技巧的見解，例如増加隔熱、更好的窗戶等。系統可耦合于可以使用戶能夠輸入關于房屋大小、年齡、窗戶構造等基本數據的用戶顯示器設備和/或接ロ。電器特定成本信息通過該系統對于用戶將是可獲得的。不是像“在制冷月份將恒溫器上升2度節約5%的平均值”的一般陳述，該系統可以給出關于歷史成本的準確信息，并且可以基于對HEM或PCT曲線圖的建議改變來預測節省。
圖I是能量管理系統的示意圖示；圖2是本公開的一方面的圖表；圖3是本公開的一方面的圖表；圖4是本公開的一方面的圖表；圖5是本公開的一方面的圖表； 圖6是本公開的一方面的圖表；圖7是本公開的一方面的圖表；并且圖8是圖示用具有不同部件的多個能量消耗設備實現能量管理系統的示例方法的流程圖。
具體實施例方式需求響應(DR)電器配置成響應來自公用事業的入局信號(例如用于甩負載事件)，和/或用于修改電器的運行的用戶輸入(例如用于能量節省)。與DR電器耦合的家庭能量管理器(HEM)提供關于電器的性能的反饋給用戶。例如，用戶可能夠監測和/或修改電器的響應，以及得到功耗的實時反饋。不是依賴電流換能器、查找表和/或分流器來確定特別電器的功耗，在一個實施例中個體電器的功耗可通過系統地循環電器和它們的部件同時讀取功率計量表的智能通信系統來繪制成曲線圖。圖I圖示運行成監測和修改多個功率消耗電器和/或其他設備的運行的能量管理系統100 (如家庭管理系統)的示意圖。例如，可以監測家中電器的功耗并且可以選擇性地修改電器的運行來管理功耗以便于甩負載、節約能量，以及對消費者和公用事業提供商的其他潛在的利益。該系統100包括控制器102，其運行成與該系統中的電器和其他設備并且與公用事業提供商通信。例如，該控制器102可以是用干與智能電網和智能電器一起使用的家庭能量管理器(HEM)，這些智能電器配置成接收和響應由用戶或公用事業管理方提供的命令。圖I中，多個電器或其他能量消耗設備由設備104、108和110說明性表示。設備104通過通信鏈路106耦合于控制器102。鏈路106是雙向通信鏈路，其可以是耦合控制器102與該設備104的任何手段。例如，鏈路106可以是無線通信鏈路(例如zigbee通信格式、RF、PLC、wifi，或任何其他在其之間傳送的通信協議)。鏈路106可以是任何可操作成將通信信號引導到設備104和從設備104引導的有線鏈路或電纜(如物理硬連線、光纖等)。設備104、108和110可以是家中的任何功率消耗或功率控制設備，例如，電器、恒溫器、泳池泵、負載開關、燈、熱水器等。電器可以是HVAC、冷凍機、洗碗機、干燥機或任何配置成在可由功率計量表檢測的功率水平運行的電器中的ー個或多個。圖I中，設備108和設備110分別通過通信鏈路112和114耦合于控制器102以用于采用與設備104相似的方式傳送指令信息。雖然在圖I中示出了三個設備，任何數量的設備可耦合于控制器102。
相應設備可每個都包括配置成在每個設備(其在其中可具有各種部件)內進行各種功能的部件。例如，如圖I中圖示的，設備104可包括部件a、b和C，設備108可包括部件a和b，設備110可包括部件a、b和C。然而，可考慮其中具有不同數量的各種部件的任何數量的設備。雖然對相應設備相似地標記部件a、b和C，每個設備的部件可不同。例如，設備104可是冷凍機，并且設備104的部件a可是冷凍機壓縮機，部件b可是蒸發器風扇，并且部件c可是除霜加熱器，而設備108可是HVAC単元，并且設備108的部件a可是風扇并且部件b可是壓縮機。部件的其他例子包括智能冷凍機中的蔬菜環境控制，或防露加熱器，或本領域技術人員可以意識到的如與設備內的其他部件分開消耗功率的設備的任何部件。此外，系統100的相應設備104、108和110可以每個包括微控制器，其用于使每個設備能夠響應來自該設備所包括的各種部件的命令或者提供命令給該設備所包括的各種部件。設備的該微控制器可以配置成接收命令指令供處理，例如修改設備的運行，例如給個體部件加電，或使個體部件功率降至各種功耗水平來實現ー個或多個運行模式的命令等。控制器102配置成傳送和/或接收信號，并且包括存儲器126，其用于存儲接收或傳送的指令。例如，控制器102通過鏈路106、112和114分別耦合于系統100的設備104、108和110，并且通過鏈路132耦合于功率計量表118。所提到的鏈路可以是通信鏈路，并且并不限于任何特別類型的通信格式。功率計量表118可以包括其中具有微控制器的智能功率計量表，該微控制器用于提供和處理指令。例如，該計量表可傳輸信息給用戶以用于那邊的負載的維護、修改，或者用于讀取家庭或其他具有電器的包圍空間的功耗。用戶可以是任何用戶，如家庭中功率消耗器、公用事業公司的計量表讀取器等。能量管理系統還可包括用戶顯示器設備(未示出)，其可分別耦合于每個個體電器，或耦合于整個系統100，其配置接收的數據并且向用戶呈現關于節能，省錢的技巧，維護技巧等信息。另外，該用戶顯示器可以是GUI顯示器或另外使用戶能夠輸入指示控制器修改系統中的設備/電器的運行的修改信息的顯示器。通過這樣的設置，用戶可以選擇參與或不參與各種能量節約計劃。 通過鏈路106、112或114的通信134(如雙向通信，或單向通信)可以包括指令(如可編程指令或軟件代碼)，其配置成在相應電器內觸發事件以用于監測或控制其中的功耗。例如，除從例如設備104等相應設備中接收信息(例如設備是否開啟、部分開啟或關閉)タト，通信134可以運行來命令電器104開啟或關閉。另外，控制器102可通過通信132從與功耗有關的功率計量表118中接收信息。控制器102可配置成通過通信鏈路發送通信134到電器，以便命令電器微處理器120、122和/或124關閉、開啟和/或部分關閉和開啟設備同時控制器從功率計量表118接收功耗信息并且將這樣的信息存儲進入存儲器126。因為控制器102配置成命令任何特別設備開啟以及關閉，并且根據設備中部件的數量命令至變化的程度，因此可以通過當由相應電器的微控制器120、122和/或124響應來自控制器的信號而命令設備開啟時接收功耗讀數，并且然后當由電器的微控制器120、122和/或124響應來自控制器102的通信信號134而命令設備關閉時再一次接收功耗讀數而確定功率差。這些讀數可以是當由控制器在特定時間請求時在功率計量表的實時實際功率讀數。
存儲器126其中可以包括動態表格，其具有動態變量。該動態表格可以配置成基于從該計量表接收到的和存儲器中更新的信息確定設備或電器功耗曲線圖。用于確定該功耗曲線圖的這些動態變量可以包括實時功耗讀數，以及下列參數中的ー個或多個室內溫度、室外溫度、運行循環開始后的逝去時間、一天的時間。如HVAC系統等ー些設備或電器可以具有根據不同環境或運行條件可變的功耗。如室內溫度、室外溫度、過濾器的清潔度、単元的制冷劑容量、循環開始后的逝去時間、冷凝器的清潔度、低&高側風扇的扇速、電壓等指示這樣的條件的參數可通過合適的傳感器測量并且在存儲器126的動態 表格136中存儲以及動態更新。因為控制器102 (如HEM和/或耦合于其的PCT)可以配置成采樣室內溫度、室外溫度、循環時間，以及單元正實時消耗的瓦特，控制器可以配置系統來建立如功耗對室內&室外溫度的表格。通過形成“基準矩陣”，用戶可以連續比較任何給定天的讀數，知道室內和室外的溫度來診斷HVAC系統，并在功耗相對于歷史矩陣“不一致”的情況下提供用于補救的警報和/或建議。同樣，系統100可以配置成通過與歷史存儲數據比較等同天氣狀況的HVAC或加熱運行時間，提供關于房屋相對熱漏失的狀況的通知。另ー實施例，可配置系統與特定附近地區的相似房屋“交換意見”來提供對節能技巧的見解，如増加隔熱、更好的窗戶等，其中用戶將輸入關于房屋大小、房齡、窗戶構造等的ー些基本數據。例如，公用事業供應商可以集合某個區域內的家庭數據，以便確定個體家庭的能耗的統計分析。例如家庭能量管理系統首先與個體家庭的HVAC単元通信，并且獲得關于單元效率的功耗數據。之后該數據傳送到公用事業供應商，其過濾信息以用于與相似房屋的比較。能耗的統計比較進而發送到個體家庭的家庭能量系統，以便消費者接收到關于與他們附近區域的其他相似家庭比較他們的家庭能耗對于省錢如何可以更有效的技巧或數據。例如，附近區域中相似家庭的家庭HVAC単元的能耗的平均值可以由公用事業供應商公布給消費者。通過該系統，電器特定成本信息對于用戶將是可獲得的。不是像“在制冷月份將恒溫器上升2度節約5%的平均值”的一般陳述，該系統可以給出關于歷史成本的準確信息，并且可以基于對HEM或PCT曲線圖的建議改變來預測節省。當在家庭電器網絡(HAN)內采用如PCT(可編程通信恒溫器)等設備并且人們試圖了解例如HVAC等電器功耗時，可以由HEM系統地命令(或將它自己開啟/關閉)該設備(HVAC或其他)“開啟”或“關閉”同時從計量表獲得功耗數據來達到該設備的總消耗。在本公開的ー個方面，與功率計量表(如功率/能量測量設備118)的通信可以由該設備或HEM實行。HEM可以提前知道什么時候將指示或命令HVAC開啟。例如，HEM可以參考之前兩個循環，并且評估達到下個循環的估計開始時間的這些循環之間的“總關閉時間”。這將通過增加“總關閉時間”到上個循環的結尾時間以估計下個循環的開始來完成。備選地，恒溫器可以鏈接到HEM，或者可能內建到HEM中并且可以通過估計房間的上升時間提供下個循環的未來開始的估計。這將通過查看之前的循環以建立HVAC的關閉循環期間溫度對時間的曲線來完成。通過曲線擬合該數據，HEM可以估計下個循環的開始時間。一個實施例中，HEM可以在能量消耗設備循環開啟之前取得基準功率計量表讀數，然后傳送命令來記錄在該循環開始后(如開始之后大約30秒)的功率水平讀數。這可允許有足夠的時間供由于初始壓カ下拉引起的任何極端功率尖峰發生。然而，當系統壓カ進ー步穩定并且周圍溫度更緊密地接近設定點時，単元(如壓縮機)的部件的瓦特抽取在運行循環期間可以指數地連續下降，這意味著HVAC系統上更少的負載。所以，功率計量表的單個讀數不必須提供期望的準確度。為了獲得HVAC系統的功耗的更準確測量，可以用測量的一些規定頻率獲得來自計量表的功耗數據，并且可以處理該所得數據來獲得HVAC的平均功率抽取的更好近似值。本公開提供算法的幾個實施例，其可以用于處理數據來近似HVAC系統的平均功率抽取。這些算法可以進一歩包括當確定曲線圖時識別超過標準偏差極限的異常值，并且提取這些點。
在一個實施例中，可以通過建立基于包括室內溫度、室外溫度、運行循環開始后的時間段、一天中的時間、睛天對陰天量、之前的循環長度和/或實時功耗的參數并且作為時間的函數的能量消耗設備的第一和第二功率水平的平均值的任一側的標準偏差和移動平均值的圖表來確定或識別異常值。圖2圖示用于確定家庭網絡內能量消耗設備和/或多個能量消耗設備(如電器/HVAC単元等)中的能量消耗設備的特別部件的能量/功率消耗曲線圖的實施例。例如，能量管理系統可以查找在給定時幀中消耗的變量功率(如兩個或多個功耗水平的功耗差)，然后當在該時幀中經歷指定的目標變化時(即功率已經達到某個目標漸近條件或斜率)停留在該功率。例如，可通過按瓦特的功率水平的差別對時間間隔來確定斜率1，斜率2，斜率3和/或斜率4。然后與指定的目標改變或斜率(如斜率4) 一致的功率水平可以指派為平均功率。然后該功率可以記錄和/或報告為設備和/或設備的部件的平均功耗，以便近乎近似積分的平均功耗。為了確定將最好地近似“真實平均值”的“目標斜率”，系統將應用在下文下一段描述的方案來確定瓦特-時間曲線的真實平均值。然后已知該“真實平均”功率，系統可以計算出瓦特-時間曲線在具有對應于該真實平均功率的值的曲線點處的斜率，并且用該斜率作為隨后的平均功率測量的“目標斜率”。該過程相似于參照圖4的實施例描述的獲取近似時間來“讀取”與“真實平均”功率一致的瓦持。圖3圖示用于確定家庭網絡內能量消耗設備和/或多個能量消耗設備中的能量消耗設備的特別部件的能量/功率消耗曲線圖的另ー個實施例。HEM系統可以確定之前循環(如第一或初始循環)的長度并且假定當前循環(如第二循環)將是相似的，然后使用估計的終點(可基于溫度對時間的緩變率或者基于之前功率開啟循環的持續時間來確定)，獲得在循環內的多個特定時間點的功耗數據點，如進入當前循環30秒、當前循環的中間點(基于之前循環長度)和在中間點之后的時間點，如循環完成之前30秒。然后系統可以將這三個瓦特讀數平均來達到循環的平均功耗。可以對每個隨后的循環重復該過程來建立平均功耗的運行、動態圖。另外，可以對獲取的相同三個點進行曲線擬合來獲取瓦特對時間的方程。然后，人們將在時幀上將曲線積分，并且除以逝去時間來獲得“真實平均”功率。通過知道如上文描述的確定的“真實平均”功率，系統可以記錄“真實平均”功率發生的確切時間。在圖4的例子中，“真實平均”功率通過上文描述的技術中的ー個確定為20. 6瓦特，其發生在時間軸上的I. 2處。然后，系統將計算“真實平均”發生的時間(1.2)對循環的中點時間(I. 5)的比率。在圖4中，該比率將是I. 2/1. 5 = 80%。然后，在隨后的循環中，系統將簡單地獲取在與計劃中點時間的80 % —致的時間的瞬時功耗來獲得“真實平均”的準確近似值。這通過僅需要ー個在特定時間的功率水平測量而簡化了獲得“真實平均”的近似值的過程。
圖5圖示用于確定家庭網絡內能量消耗設備和/或多個能量消耗設備中的能量消耗設備的特別部件的能量/功率消耗曲線圖的另ー個實施例。在該實施例中，系統就在關閉循環的之前和之后獲得計量表的讀數來獲得設備的功耗。例如，可以對指數延遲確定乘數，其可以給出真實平均值的代表性估計(例如，乘數*循環結束時的功率)。與上述情形相似，該算法在循環結束時取得功率水平(因為此處水平最穩定并且達到最低斜率)然后將該功率與由上文關于圖4描述的方法獲得的真實平均值相關。在該情況下，計算真實平均值與結尾功耗的比率。該比率將大于1，因為真實平均值將大于結尾功耗。然后，可以在循環的結尾讀取功耗，并且乘以乘數來估計平均功率。這使得更容易獲取平均功耗。當然，該過程假定隨后的循環與借以計算比率或乘數的循環形狀相似。人們將希望用某指定的頻率重新校準該比率來考慮曲線形狀中的改變。曲線形狀將受該公開中較早概述的變量中的所有的影響。可能需要大約每周進行重新校準，其也應用于之前計算時間的比率來讀取平均功率的實施例。圖6圖示用于確定家庭網絡內能量消耗設備和/或多個能量消耗設備中的能量消耗設備的特別部件的能量/功率消耗曲線圖的另ー個實施例。使用循環中早期測量的數 據點，系統可以曲線擬合指數曲線，然后對除以逝去時間的曲線下的面積進行積分來確定該時幀的平均積分功耗。例如，系統可以快速連續(比方說進入運行循環的30、60以及90秒)從功率計量表獲取功耗數據兩次或更多次，然后曲線擬合這些點來獲取對時間的功率曲線。然后系統將對該“功耗對時間曲線”下的面積進行積分，估計循環長度或采用之前的循環長度作為指導。如在較早的情形中，系統將積分能量(瓦持-小吋)除以循環長度來獲得在該時幀期間的平均功耗。圖7圖示可應用于用于確定家庭網絡內能量消耗設備和/或多個能量消耗設備中的能量消耗設備的特別部件的能量/功率消耗曲線圖的上文說明性實施例的改進。考慮到家庭中其他設備在讀取電器功率水平時是開啟的，期望ー種方式來從我們從本文指出的算法對每個電器得到的平均功率扣除家庭的“基準功耗”。例如，如果家庭具有許多電源、路由器、充電器、夜光燈等，其是一直開啟的，這些負載對計量表讀取的功率具有添加性。因此，期望很好地讀取一致的基本負載。例如，能量管理系統可以在將可能存在非常小的外部負載的時間開始(如上午2點)每“X”分鐘開始讀取功率計量表。然后它可以在接下來幾個小時期間再次讀取計量表重復幾次來建立基準負載。然后，知道HVAC何時將循環開啟，單元或系統可以如上文描述的那樣開始讀取負載，并且與前面在上午2點期間獲得的基準相比來得到功耗變量或差別。換句話說，人們然后可以將從我們從本文指出的算法獲取的平均功率扣除基準。同樣地，該公開的其他地方描述的動態圖表可以用于挑選出其他異常現象，憑此可以注意到使數據混亂的雜散功率消耗設備，該該數據點可以排除在任何計算之外。在包含其他電力“用戶”，如加濕器、電熱絲加熱器(加熱泵)、干燥器等的HVAC系統中，也可以執行在開啟/關閉循環期間從計量表中獲得功耗數據以提取這兩個狀態之間的功耗變量的相似系統。用于實現圖I的能量管理系統的例示方法200在圖8中圖示。盡管該方法200在下文圖示和描述為一系列動作或事件，將意識到這樣的動作或事件的圖示順序不采用限制性的意義解釋。例如一些動作可采用不同的順序和/或與除了本文圖示和/或描述的那些以外的其他動作或事件同時發生。另外，并不要求所有圖示的動作來實現本文的描述的ー個或多個方面或實施例。此外，本文描繪的動作中的一個或多個可在一個或多個單獨的行動和/或階段進行。方法200監測家庭網絡中能量消耗設備的功耗，其中如圖I的設備104、108和110的設備可每個具有多個能量消耗部件。網絡包括能量管理系統和用于測量由設備消耗的總功率的功率/能量測量設備(如功率計量表)。該方法可以通過圖I的控制器如102執行，其具有用于存儲指令來執行該方法的存儲器。參照圖8和1，該方法在202初始化。在204，通過控制器102 (如無線RF命令，和/或任何其他通信鏈路)發送通信命令到設備104、108和110的一個或多個設備控制器如120,122 和 124。例如為了獲得設備104的功耗信息，在206發送的第一通信命令命令設備控制器120向設備104加電到第一運行模式。第二不同的通信命令，命令設備104的設備控制器 120加電到第二不同運行模式。該第一和第二運行模式可以包括能量消耗設備的至少ー個部件加電，同時維持設備的至少ー個不同部件關閉。在一實施例中，該第一運行模式可以包括與該第二運行模式不同的功耗。例如，該第一運行模式可以包括比該第二不同運行模式更大/更小的功耗水平。該第一運行模式可是壓縮機和蒸發器風扇都開啟模式，而該第二運行模式可是壓縮機關閉而蒸發器風扇開啟的模式。在208可以在設備的第一運行模式期間記錄第一功率水平，并且可以在第二不同運行模式期間記錄設備的第二功率水平。例如，系統的控制器可以記錄來自可無線地耦合于控制器的功率計量表的功耗數據。在210可以基于關于可在測量設備或計量表影響功耗的變量記錄的第一和第二功率水平確定消耗曲線圖(如功率/能量消耗曲線圖)。在212方法結束。一個實施例中，變量可以包括室內溫度、室外溫度、設備的運行循環開始后的逝去時間、開啟/關閉循環長度和/或實時功耗。一個實施例中，第一運行模式可以包括其中所有部件加電的設備的完全供電，并且第二運行模式可以包括設備的最小功耗，其中除主控制板(如設備外部或內部或設備外殼的控制接ロ)之外設備所有部件電源關閉。一個實施例中，設備控制器通過設備控制器的處理器使特定ー個部件加電，并且通過無線射頻傳輸從功率/能量測量設備中獲得第一和第二功率水平。一個實施例中，能量消耗設備可以包括需求響應電器，其配置成通過響應來自設備控制器的通信命令管理功耗，并且其中多個能量消耗設備包括HVAC、冷凍機，洗碗機，干燥機以及任何其他配置成在由功率/能量測量設備檢測的功率水平運行的功率消耗設備。
一個實施例中，該方法可以進一歩包括通過控制器提供反饋信息給用戶顯示器設備，其包括功耗以及由控制器基于存儲在存儲器動態表格中的數據變量計算的成本節約選項。一個實施例中，該方法進ー步包括存儲動態表格的數據變量，其包括接收的第一功率水平以及接收的第二功率水平的平均值，同時識別和提取超出標準偏差極限或預定閾值的異常值，其中這些異常值通過動態圖表確定。一個實施例中，建立圖表包括存儲第一和第二功耗水平的平均值和循環速率連同作為時間的函數并基于包括覆蓋家庭網絡的陰影量、一天的時間、室內溫度、室外溫度和影響家庭網絡的瞬時天氣狀況的參數的平均值的任一側的標準偏差。本公開已經參考實施例描述。明顯地，當閱讀并且理解前面的詳細說明時修改和改動將被其他人想到。規定本公開解釋為包括所有這樣的修改和改動。部件列表
權利要求
1.ー種用于監測家庭網絡內至少ー個具有多個部件(a，b，C)的能量消耗設備(104)的功耗的方法(200)，所述網絡包括用于測量由所述網絡消耗的總功率的功率計量表(118)，和通信鏈接到所述功率計量表(118)和所述至少一個設備(104)的控制器(102)，所述控制器(102)包括至少ー個用于存儲數據以及用于存儲可執行指令的存儲器(126)，所述方法包括 發送(204)來自所述控制器(102)的通信命令到所述家庭網絡內的能量消耗設備的設備控制器； 通過發送的所述通信命令，命令(206)所述能量消耗設備的所述設備控制器以使所述能量消耗設備采用第一運行模式以及第ニ不同的運行模式運行； 記錄(208)在所述第一運行模式期間所述功率計量表的第一功率水平并且記錄所述第二運行模式期間所述功率計量表的第二功率水平； 基于對所述能量消耗設備(104)記錄的所述第一和第二功率水平以及多個影響所述能量消耗設備的功耗的其他感測的參數，確定消耗曲線圖(210)。
2.如權利要求I所述的方法，其中確定消耗曲線圖(210)的所述步驟包括通過建立作為時間的函數并基于包括室內溫度、室外溫度、運行循環開始后的時間段、一天中的時間、之前的循環長度和/或實時功耗中的至少ー個的參數的所述能量消耗設備的第一和第二功率水平的平均值的任一側的標準偏差和移動平均值的圖表，并且識別超過所述標準偏差極限的異常值以及提取這些點來考慮異常值。
3.如權利要求I所述的方法，其中所述第一運行模式包括所述能量消耗設備(104)的至少ー個部件(a)加電，同時維持所述能量消耗設備(104)的至少ー個不同的部件(b)關閉，或者所述能量消耗設備的至少ー個部件(a)關閉，同時維持所述能量消耗設備(104)的至少ー個不同的部件(b)開啟，其中所述存儲器(126)包括具有動態變量的動態表格(136)并配置成基于從所述功率/能量測量設備(118)接收并且在所述存儲器(126)中更新的信息確定設備的消耗曲線圖(210)。
4.ー種用于監測家庭網絡內多個能量消耗設備(104、108、110)中特定一個能量消耗設備的功耗的方法，所述網絡包括能量管理系統(100)，其包括具有存儲所述方法的可執行指令的至少ー個存儲器的控制器，以及用于測量由所述設備消耗的總功率的功率/能量測量設備，通過所述控制器執行的所述方法包括 通過所述控制器(102)發送(204)第一通信命令到所述家庭網絡內所述特定一個能量消耗設備(104)的設備控制器(120)； 通過發送的所述第一通信命令，命令(206)所述特定一個能量消耗設備(104)的所述設備控制器與所述特定一個能量消耗設備(104)中的多個部件中的特定一個部件(a)通信以加電，同時維持所述特定一個能量消耗設備(104)的不同部件(b，c)不加電，或者通過發送的所述第一通信命令，命令所述特定一個能量消耗設備(104)的所述設備控制器(102)與所述特定一個部件(a)通信以關閉，同時維持所述特定一個能量消耗設備的不同部件(b，c)加電; 在所述存儲器中記錄(208)功率/能量測量設備的第一功率水平； 通過所述控制器(102)發送第二不同的通信命令到所述家庭網絡內所述特定ー個能量消耗設備(104)的所述設備控制器(120)；通過發送的所述第二不同通信命令，命令(206)所述特定一個能量消耗設備(104)的所述設備控制器(120)與所述特定一個部件(a)通信以關閉，同時維持所述特定一個能量消耗設備(104)的不同部件(b，c)不加電，或者通過發送的所述第二不同通信命令，命令所述特定一個能量消耗設備(104)的所述設備控制器與所述特定一個部件(a)通信以加電，同時維持所述特定一個能量消耗設備的不同部件加電； 記錄(208)所述功率/能量測量設備(104)的第二功率水平； 確定所述能量消耗設備(104)的包括對所述能量消耗設備記錄的所述第一和第二功率水平的功耗曲線圖(210)。
5.如權利要求4所述的方法，進ー步包括通過所述控制器(102)提供反饋信息給用戶顯示器設備，其包括功耗和由所述控制器(102)基于存儲在所述存儲器的動態表格(136)中的數據變量計算的成本節約選項。
6.如權利要求5所述的方法，進ー步包括存儲所述動態表格(136)的所述數據變量，其包括接收的第一功率水平和接收的第二功率水平的平均值，同時識別和提取超出標準偏差極限或預定閾值的異常值，其中所述異常值通過動態表格確定。
7.如權利要求6所述的方法，進ー步包括建立圖表，其包括存儲第一和第二功耗水平的平均值和循環速率連同作為時間的函數并基于包括覆蓋所述家庭網絡的陰影量、一天的時間、室內溫度、室外溫度和影響所述家庭網絡的瞬時天氣狀況的參數的平均值的任ー側的標準偏差。
8.如權利要求4所述的方法，其中確定所述功耗曲線圖(210)包括確定預定時間間隔內的功耗水平的差別，并且選擇當在所述預定時間間隔內發生指定的最小改變時的功耗水平以供存儲為平均功耗水平。
9.如權利要求4所述的方法，其中確定所述功耗曲線圖包括 確定記錄所述第一功率水平和所述第二功率水平之間的時間間隔作為第一循環； 記錄在第二循環的時間間隔的開始期之后的第一時間處的第三功率水平； 記錄所述第二循環的中點時間處的第四功率水平； 記錄所述第二循環的中點時間之后的一段時間處的第五功率水平；以及 平均所述第三功率水平、第四功率水平以及第五功率水平來確定平均功耗水平。
10.如權利要求4所述的方法，其中確定功耗曲線圖包括 確定記錄所述第一功率水平和所述第二功率水平之間的時間間隔作為第一循環； 使用在第二循環的時間間隔的開始期之后的第三功率水平、在所述第二循環的中點時間記錄的第四功率水平，和所述中點時間后的時間的第五功率水平對指數曲線進行曲線擬合，并對除以逝去時間的所述曲線下的面積積分作為平均積分負載。
全文摘要
本發明涉及輔助計量電器的功耗。提供一種系統(100)和方法(200)，用于實時監測多個能量消耗設備(104、108、110)中的特定能量消耗設備(104)以及其特定部件的功耗。能量管理系統(100)可以使家庭網絡內的設備的部件能夠加電到不同的運行模式，以便確定不同功耗水平。該系統(100)可以挑選出異常現象并從形成的功耗曲線圖(210)中將它們提取出來。
文檔編號G01R21/00GK102854379SQ20111022792
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者J·K·貝索爾, T·D·沃爾興頓, M·F·芬奇, L·B·斯派塞, J·D·德拉克, H·科布雷 申請人:通用電氣公司