專利名稱：需量控制系統及其方法
技術領域：
本發明涉及一種需量控制系統及其方法，特別是一種利用需量控制模塊配合需量
控制組態設定，讓使用者可分階段執行負載控制策略的需量控制系統及其方法。
背景技術：
現有需量控制系統及其方法的運作方式分為以下兩種 1.結合電力管理與需量控制器，由遠程監控中心收集一個區域內所有需量控制器 所得的消耗電量，接著限制各需量控制器所控管的負載所能使用的最大需量來達到控制總 需量的目的，然而，對于單一需量控制器的運作策略與方法并未詳述； 2.利用多傳感器所組成的網絡監控來取得環境參數，如氣溫、濕度、氣壓、風速，并 結合需量控制器來達成節能目的，但需要額外布建傳感器網絡并配合舒適度控制程序，實 施并不容易，且使用者無法依據建物大樓納管電力設備種類或數量作彈性需量控制規劃， 一旦建物大樓電力設備汰換或改裝，需量控制器無法依環境或建筑物特性作彈性調整，且 需量控制器也無法針對電表需量組態與需量控制組態作直接設定。 由此可見，上述現有技術仍有諸多缺失，實非良好的設計者，而亟待加以改良。
發明內容
本發明的主要目的即在于利用需量控制模塊讀取實時電力平均值、電表需量組態 值，并配合需量控制組態設定，方便使用者分階段執行負載控制策略，達到需量控制的目 的。 本發明的次一目的即在于提供使用者通過電表需量組態設定模塊與需量控制組 態設定模塊，達到彈性地規劃需量控制模塊，并依實際需要自行規劃需量控制策略。
可達成上述發明目的的一種需量控制系統，包含 需量控制模塊，該需量控制模塊用來讀取實時平均電力計算模塊、需量控制組態 設定模塊、以及電表需量組態設定模塊的組態設定值，并配合負載控制器執行需量控制方 法； 實時平均電力計算模塊，該實時平均電力計算模塊用來計算當時累積電力的平均 值，并提供給需量控制模塊； 需量控制組態設定模塊，該需量控制組態設定模塊提供使用者設定每一階段需量 控制的負載與其負載群組，并提供給需量控制模塊； 電表需量組態設定模塊，該電表需量組態設定模塊提供使用者設定電表與需量組 態條件，并提供給需量控制模塊； 負載控制器，該負載控制器用來接收需量控制模塊所提供的組態設定值，并據以 控制電力設備的需量。 可達成上述發明目的的一種需量控制方法是由實時平均電力計算模塊、需量控制 組態設定模塊、以及電表需量組態設定模塊，搭配需量控制模塊的方法與流程達成需量控制；其中，實時平均電力計算模塊是用以取得目前實時平均電力值；其中，電表需量組態設 定模塊是用以提供使用者設定需量控制模塊的需量控制階段數、各控制階段需量門坎值、 各門坎值觸發持續時間和回復持續時間；其中，需量控制組態設定模塊是用以提供使用者 設定每一階段需量可控制的負載與群組；當需量控制模塊讀取的實時平均電力值達到電表 需量組態設定模塊所設定各階段的需量門坎值，即依需量控制組態設定模塊所設定的各階 段控制負載與群組進行卸載或回復負載工作，利用本系統可達成控制所有電力設備并達到 需量控制的目的。 本發明所提供的一種需量控制系統及其方法，與其它現有技術相互比較時，更具 備下列優點 1.本發明利用電表需量組態設定模塊設定需量控制器的需量控制階段數、各控制 階段需量門坎值、各門坎值觸發持續時間、回復持續時間；另外利用需量控制組態設定模塊 設定每階段欲卸除與回復的負載與其負載群組，一旦建物大樓電力設備作汰換或改裝的動 作，使用者可根據實際納管負載特性與種類作組態設定或調整。 2.本發明利用需量控制模塊讀取實時平均電力計算模塊的實時平均電力值，輪詢 周期由使用者彈性設定，每次讀取實時平均電力值跟每一階段需量門坎值作比較，一旦實 時平均電力值超出需量門坎值且持續時間超過門坎值觸發持續時間設定值，則進行該階段 負載卸載或其負載群組卸載；實時平均電力值低于需量門坎值且持續時間超過回復持續時 間設定值，則回復負載或其負載群組；使用者可依監控系統電力變化特性作彈性調整。
請參閱以下有關本發明較佳實施例的詳細說明及其附圖，將可進一步了解本發明
的技術內容及其目的功效；有關該實施例的附圖為 圖1為本發明一種需量控制系統的應用架構圖；以及 圖2為本發明一種需量控制方法的流程圖； 附圖標記11、需量控制模塊；12、實時平均電力計算模塊；13、需量控制組態設定 模塊；14、電表需量組態設定模塊；15、負載控制器；21、空調設備；22、照明設備；23、電梯；
24、排風扇；25、電熱水器；26、飲水機；27、其它可控制電力設備。
具體實施例方式
以下通過具體實施例來說明本發明。 請參閱圖1所示，為本發明一種需量控制系統及其方法的應用架構圖，包含
需量控制模塊ll，該需量控制模塊11用以接收實時平均電力計算模塊12、需量控 制組態設定模塊13、電表需量組態設定模塊14的相關設定，并配合負載控制器15來達成需 量控制的目的； 實時平均電力計算模塊12，該實時平均電力計算模塊12用以取得目前實時平均 電力值，以便提供給需量控制模塊11 ; 其中，該實時平均電力計算模塊12計算當時累積電力的平均值的方式為
a.讀取設定的電力表指數的輪循周期時間； b.每次依輪詢周期取得電力表指數再除以起始至現在所累積時間，得到該次累積
5電力平均值； c.配合電力公司定義的需量周期，每經過一個需量周期該模塊計時重新開始。
需量控制組態設定模塊13，該需量控制組態設定模塊13用以提供使用者設定每 一階段需量可控制的負載與群組，并提供給需量控制模塊11 ; 其中，該需量控制組態設定模塊13設定的每一階段需量可控制的負載與群組包
含
出點；
a.各需量控制階段所控制負載的模擬輸入點、模擬輸出點與數字輸入點、數字輸
b
各需l c.各需l 電表需量 量控制模塊的需量 時間，并提供給需j
:控制階段所控制負載為群組關系；
:控制階段所應卸除或回復的負載與其負載群組。
組態設定模塊14，該電表需量組態設定模塊14用以提供使用者設定需
控制階段數、各控制階段需量門坎值、各門坎值觸發持續時間、回復持續 t控制模塊ll;
其中，該電表需量組態設定模塊14的組態設定包含
a. 需量控制模塊的需量控制階段數；
b. 各控制階段需量門坎值；
c. 各需量門坎值觸發持續時間、回復持續時間。
負載控制器15，負載控制器15用以接收需量控制模塊11所提供的組態設定值， 又，該可控制電力設備包含空調設備21、照明設備22、電梯23、排風扇24、電熱水器25、飲水 機26與其它可控制電力設備27等； 其中，需量控制模塊11讀取實時平均電力計算模塊12、需量控制組態設定模塊 13、以及電表需量組態設定模塊14的組態設定值，提供給負載控制器15并開始執行該負載 控制器15可控制設備的需量控制。 請參閱圖2所示，為本發明一種需量控制系統及其方法的流程圖，其步驟包含
步驟一 設定需量控制組態設定模塊、電表需量組態設定模塊、以及實時平均電力 計算模塊的相關組態設定201 ; 其中，該實時平均電力計算模塊12計算當時累積電力的平均值的方式為
a.讀取設定的電力表指數的輪循周期時間； b.每次依輪詢周期取得電力表指數再除以起始至現在所累積時間，得到該次累積 電力平均值； c.配合電力公司定義的需量周期，每經過一個需量周期該模塊計時重新開始。
其中，該需量控制組態設定模塊13設定的每一階段需量可控制的負載與群組包
含
出點；
a.各需量控制階段所控制負載的模擬輸入點、模擬輸出點與數字輸入點、數字輸
b
各需量控制階段所控制負載為群組關系； c.各需量控制階段所應卸除或回復的負載與其負載群組。 其中，該電表需量組態設定模塊14的組態設定包含 a.需量控制模塊的需量控制階段數；
b.各控制階段需量門坎值； c.各需量門坎值觸發持續時間、回復持續時間。 步驟二 依設定的輪詢實時平均電力周期讀取計時值與實時平均電力值202 ;
步驟三判斷讀取的實時平均電力值是否超過門坎值且持續時間是否超過設定值 203 ; 步驟四若實時平均電力值未超過門坎值且持續時間未超過設定值，則檢查讀取 的計時值是否超過需量周期(204)，若其超過需量周期，則將實時平均電力計算模塊重新計 時(205)后回到步驟二，否則直接回到步驟二 ； 步驟五若實時平均電力值超過門坎值且持續時間超過設定值，則依電表需量組 態設定與需量控制組態設定進行卸載控制(206)，同時讀取實時平均電力值與卸載持續時 間(207); 步驟六判斷實時平均電力值是否低于需量門坎值且持續時間是否超過回復時間 設定值(208)，若否則回到步驟五繼續進行卸載控制，及讀取實時平均電力值與卸載持續時 間； 步驟七若實時平均電力值低于需量門坎值且持續時間超過回復時間設定值，則 回復負載與其負載群組(209)，并回到步驟二。 其中，步驟一所述的需量控制組態設定模塊的設定值，可包含各需量控制階段所 控制負載的模擬輸入點、模擬輸出點與數字輸入點、數字輸出點、以及每階段欲卸除與回復 的負載與其負載群組，例如可將空調設備21的壓縮機與冰水泵為同一群組關系，排風扇24 與電熱水器25、飲水機26也設為同一群組關系，當每一階段需量控制觸發后要卸除該負載 群組時，則屬同一群組的負載應同時動作，例如壓縮機停止時連帶冰水泵也將關閉；當非公 司上班日停止飲水機26使用時，連帶排風扇24、電熱水器25也關閉； 其中，電表需量組態設定模塊的設定值，可包含實施需量控制階段數、各控制階段 需量門坎值、各門坎值觸發持續時間及回復持續時間；設定輪詢實時平均電力周期，可使實 時平均電力計算模塊12依使用者設定輪詢電力表指數的周期時間計算實時電力平均值， 例如設定輪循周期時間為1分鐘，則實時平均電力計算模塊12每1分鐘會計算從開始時間 到此刻的累積電力平均值，并配合電力公司所訂定的需量時間周期(如每15分鐘)重新計 算，每一階段需量門坎值讓使用者依實際需要作設定；而每次卸載觸發持續時間為X分鐘， 回復負載持續時間為Y分鐘，每1分鐘讀取實時平均電力值與各階段門坎值比較， 一旦實時 平均電力值超出門坎值持續X分鐘則進行該階段卸載步驟，之后仍繼續輪詢實時平均電力 計算模塊，若低于該門坎值持續Y分鐘則進行負載回復動作，使得需量控制非常有彈性，也 能因建物環境或納管設備改變作改變。 上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發 明的專利范圍，凡未脫離本發明的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
權利要求
一種需量控制系統，其特征在于包含需量控制模塊，該需量控制模塊用來讀取實時平均電力計算模塊、需量控制組態設定模塊、以及電表需量組態設定模塊的組態設定值，并配合負載控制器執行需量控制方法；實時平均電力計算模塊，該實時平均電力計算模塊用來計算當時累積電力的平均值，并提供給需量控制模塊；需量控制組態設定模塊，該需量控制組態設定模塊提供使用者設定每一階段需量控制的負載與其負載群組，并提供給需量控制模塊；電表需量組態設定模塊，該電表需量組態設定模塊提供使用者設定電表與需量組態條件，并提供給需量控制模塊；負載控制器，該負載控制器用來接收需量控制模塊所提供的組態設定值，并據以控制電力設備的需量。
2. 如權利要求1所述的需量控制系統，其特征在于所述實時平均電力計算模塊計算 當時累積電力的平均值的方式為a. 讀取設定的電力表指數的輪循周期時間；b. 每次依輪詢周期取得電力表指數再除以起始至現在所累積時間，得到該次累積電力 平均值；c. 配合電力公司定義的需量周期，每經過一個需量周期該模塊計時重新開始。
3. 如權利要求1所述的需量控制系統，其特征在于所述需量控制組態設定模塊設定每一階段需量控制的負載與其負載群組包含a. 各需量控制階段所控制負載的模擬輸入點、模擬輸出點與數字輸入點、數字輸出點；b. 各需量控制階段所控制負載為群組關系；c. 各需量控制階段所應卸載或回復的負載與其負載群組。
4. 如權利要求1所述的需量控制系統，其特征在于所述電表需量組態設定模塊設定 電表與需量組態條件包含a. 需量控制模塊的需量控制階段數；b. 各控制階段需量門坎值；C.各需量門坎值觸發持續時間和回復持續時間。
5. 如權利要求1所述的需量控制系統，其特征在于所述負載控制器控制的電力設備 為空調設備、照明設備、電梯、排風扇、電熱水器、飲水機和其它可控制電力設備。
6. —種需量控制方法，其特征在于其步驟包括步驟一 設定需量控制組態設定模塊、電表需量組態設定模塊、以及實時平均電力計算 模塊的設定值；步驟二 依設定的輪詢實時平均電力周期讀取計時值與實時平均電力值；步驟三判斷讀取的實時平均電力值是否超過門坎值且持續時間是否超過設定值；步驟四若實時平均電力值未超過門坎值且持續時間未超過設定值，則檢查讀取的計時值是否超過需量周期，若其超過需量周期，則將實時平均電力計算模塊重新計時后回到步驟二，否則直接回到步驟二 ；步驟五若實時平均電力值超過門坎值且持續時間超過設定值，則依電表需量組態設定與需量控制組態設定進行卸載控制，同時讀取實時平均電力值與卸載持續時間；步驟六判斷實時平均電力值是否低于需量門坎值且持續時間是否超過回復時間設定值，若否則回到步驟五繼續進行卸載控制，及讀取實時平均電力值與卸載持續時間；步驟七若實時平均電力值低于需量門坎值且持續時間超過回復時間設定值，則回復負載與其負載群組，并回到步驟二。
7. 如權利要求6所述的需量控制方法，其特征在于所述步驟五的卸載控制為每一階 段需量控制觸發后要卸載該負載群組時，則屬同一群組的負載應同時動作。
8. 如權利要求6所述的需量控制方法，其特征在于所述步驟一的實時平均電力計算 模塊的設定值設定方法為a. 讀取設定的電力表指數的輪循周期時間；b. 每次依輪詢周期取得電力表指數再除以起始至現在所累積時間，得到該次累積電力 平均值；c. 配合電力公司定義的需量周期，每經過一個需量周期該模塊計時重新開始。
9. 如權利要求6所述的需量控制方法，其特征在于所述步驟一的需量控制組態設定 模塊的設定值包含a. 各需量控制階段所控制負載的模擬輸入點、模擬輸出點與數字輸入點、數字輸出點；b. 各需量控制階段所控制負載為群組關系；c. 各需量控制階段所應卸載或回復的負載與其負載群組。
10. 如權利要求6所述的需量控制方法，其特征在于所述步驟一的電表需量組態設定 模塊的設定值包含a. 需量控制模塊的需量控制階段數；b. 各控制階段需量門坎值；c. 各需量門坎值觸發持續時間和回復持續時間。
全文摘要
本發明公開了一種需量控制系統及其方法，包括需量控制模塊、實時平均電力計算模塊、需量控制組態設定模塊、電表需量組態設定模塊和負載控制器。其中，電表需量組態設定模塊提供使用者設定需量控制階段數、控制階段需量門坎值、各門坎值觸發持續時間、回復持續時間；其中，需量控制組態設定模塊提供使用者彈性的根據大樓建物所納管電力設備特性或種類作需量控制規劃。利用需量控制模塊讀取實時平均電力計算模塊、需量控制組態設定模塊、以及電表需量組態設定模塊，配合負載控制器，讓使用者可分階段執行負載控制策略，可達成控制所有電力設備并達到需量控制的目的。
文檔編號G05B19/418GK101697074SQ20091017969
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者呂光欽, 廖仁忠, 潘明憲, 王健順, 陳啟清 申請人:中華電信股份有限公司;