用于遠程控制局部站點的能量分配的系統的制作方法

專利名稱：用于遠程控制局部站點的能量分配的系統的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用于控制局部站點的能量分配的系統和方法。
技術背景電業在滿足不斷變化的用戶負載需求方面面臨著特別的挑戰。對 于這些挑戰至少存在兩個相關的理由。首先，電力需求可以從一天到 另一天或從一個小時到另一個小時顯著地波動，使得電業確保它們有 足夠的能力滿足要求很困難。這些能量需求上的波動可以是由于日常 循環能量應用模式(例如下午時出現高峰)，或是由于能量供應和需求 平衡上的意料之外的改變，例如，連到電網上的發電機停止工作，大 的能量用戶上線或下線，或在分配系統中出現故障。電業面臨的挑戰的第二個因素是局部區域的電力消耗傾向于隨時 間增加，從而逐漸為電業滿足不斷增長的需求增加了負擔。因為新電 廠的建造非常昂貴，而且必須符合多種政府規章，所以一個地方乃至 大的地理區域會發現自己沒有電力容量以供應其當前的或可預期未來 的需求。電業公司的一個主要挑戰是處理峰值能量需求。這是因為電業供 應的能量必須足夠滿足不同時刻的能量需求，且峰值能量需求對電力 分配系統施加了最大的壓力。當能量需求超過有效供應時，破壞性的 事件，如停電(blackouts)、電力不足(brownouts)或臨時停電 (interruptions)就可能發生。這樣的事件不僅對大量的人們和商業機 構造成相當的不便，而且也是危險的或威脅生命的，例如醫院或關鍵 的家用護理醫療設備的電力供應受到損害。歷史上，當服務一個區域的電業面臨由于高需求造成的嚴重的能 量形勢時，它們的選擇是極度有限的。例如，電業可以要求用戶節省能量，但不是所有的用戶都聽從這樣的要求，并且節省無論如何也不 能為能量供應問題提供完整的解決方案。電業可以嘗試通過從連到電 網的第三方能源購買有效能量以滿足峰值需求，但是這樣的購買，特 別是在峰值需求時刻，是非常貴的，因為能量供應公司在需求高時通 常要求額外費用。電業的另一個選擇是建額外的發電廠，但是建發電 廠要很長的時間和大量的投資，且需要州和/或聯邦政府以及用戶聯合 會的批準。為了減少峰值電力需求，避開與新發電廠和額外能量購買相關的 花費，已經做出不同的嘗試以開發負載管理系統，為避免停電或類似 的電力中斷有必要暫時關閉某些用戶負載時，負載管理系統通過該操 作控制對能量發生設備的峰值需求。通常，按這種方式調節的用戶負 載類型包括非關鍵性的電氣設備，如空調、電加熱器等等。例如， 一種負載管理系統使用波紋音調注入(ripple tone injection)在公共電源線上發送編碼脈沖。該編碼脈沖可通過機電波紋控制發射 器或升壓變壓器施加到公共電源線上，其中機電波紋控制發射器由通 過可控硅靜態開關工作的電動機/交流發電機組成，升壓變壓器通過帶 通電路有選擇地連接到公共電源線上，帶通電路被調諧到編碼脈沖信 號頻率。在用戶處，接收器解析編碼脈沖并執行所需的命令功能一一 如關閉用戶負載。美國專利4,264,960描述了一個負載管理特定系統的例子。如該專 利所述，在主控制站的控制下，多個子站注入單元在公共電源線上發 射編碼脈沖信號。位于用戶負載處的遠程接收器，響應接收于公共電 源線上來自子站注入單元的信號，并通過激勵可鎖合單極連接而控制 負載的接通和關斷狀態。不同類型的負載被組織到負載控制組中(如 電熱水加熱器、空調壓縮機、街燈等)。主控制站通過不同的脈沖控制 信號，獨立地控制多個不同類型的負載。每個遠程接收器單元被預編 碼，以便響應唯一一個脈沖編碼信號。為了控制同一位置不同類型的 負載(如熱水加熱器和空調壓縮機)，需要在該位置的獨立編碼的遠程 接收器。主控制站接通和關斷負載組，以便執行系統操作員所確定的 負載管理策略。用于大規模電力分配系統中負載管理的傳統技術存在多種缺點和限制。主要缺點是從電業到遠程用戶站點的關斷命令在攜帶高壓電的 同一電源線上傳播。因為使用變壓器在電源線上的中繼電信號，所以 很難在電源線上傳送數據(如中斷命令或其他控制信號。而且噪聲或 干擾可能會妨礙關斷命令或其他控制信號的正確接收。用戶負載的任 何感應能夠產生大的諧波，該諧波可能容易與控制信號頻率相匹配， 這樣就妨礙了控制信號或可能引起"錯誤警報"。諸如電爐之類的簡單 家用設備就能夠破壞電源線上的控制信號的接收。在一個大區域里， 因為所有負載都會將噪聲引入到電力分配系統中，累積的干擾或噪聲 的影響是顯著的。因此，由于存在很多噪聲和干擾源，所以使用電源 線分發控制信號可能會有很大的問題。可以使用復雜的數字信號處理 技術來過濾噪聲和干擾并重構控制信號，但是這樣的技術復雜并且通 常需要昂貴的接收器。用于負載管理的傳統技術的另一個缺點是缺少電業級或用戶級控 制。為了防止峰值需求造成災難性停電或損壞電力生成或分配設備，電業被迫關斷一個或多個區域的電力(例如通過滾動停電(roiling blackout)),在這種情況下，電力用戶通常很少控制或不控制負載減少。 當然，對于滾動停電區域內的用戶，完全關斷用戶電力的情況常常會 出現。電業已經預先配置了用戶線路，以便在峰值電力時刻可動態地 減少某些孤立負載(通常是空調或電熱水器)，但是即使在這種情況下， 除非重新配置用戶線路，否則電業和用戶都不能容易地改變負載減少。 只有在用戶負載被整體地分組到不同的負載控制組的地方，電業才能 夠一起減少某些類型的負載(如所有的空調)，但是這個選擇通常是電 業基于其整體電力需求和管理策略做出的，用戶只有很小的控制或沒 有控制(而不是這樣，在電業預先配置線路以控制作為類似負載的較 大組的一部分的特定負載之前，先行給予電業關斷特定負載的權限， 例如一個空調單元)。傳統負載管理技術沒能充分解決的另一個問題是，臨時停電、電 力不足或停電通常在電力用戶很少或沒有得到警告的情況下發生的。 在能夠預見非常大的需求的某些情形下，電業已能夠警告電力用戶停 電或臨時停電可能在即將來臨某個時間段發生——例如在隨后的幾個 小時，或隨后的24小時或48個小時內。然而，臨時停電或停電警告通常實際上是如此廣泛和含糊，以致對電力用戶來說價值有限或沒價 值，這些用戶對他們的電力是否斷掉，且如果斷掉則又是何時斷掉都 不確定。而且，因為臨時停電或停電警告通常是通過無線電或電視廣 播的，沒有收聽無線電或電視的用戶很容易丟失警告且不能意識到臨 吋停電或停電即將來臨。已經提出了某些電力管理技術用于控制特定的局部站點(如工廠) 的電力消耗，但這樣的系統通常是孤立的，且獨立于電業操作。例如，在美國專利4,216,384中說明了一個電力管理系統的例子。根據其中所 述的代表性技術，對裝置或場所的多個主電源線進行監控以獲得能量 使用情況，當裝置或場所獲取的總能量超過規定的最大值時，控制電 路有選擇地斷開負載。雖然這些類型的電力管理系統明顯減少了所述 裝置或場所的總電力消耗，但是其缺點是它們可能相對復雜且昂貴。 例如，美國專利4,216,384描述的電力管理系統利用一組變壓器獨立地 監控多個主電源線， 一組LED觸發的觸發三極管(L.ED-triggered Triacs)，以便有選擇地連接多個用戶負載、可編程控制電路、自動優 先級再調整電路等等。由于它們相對昂貴和復雜，這些類型的局部電 力管理系統不是很適合于大面積使用，特別對普通居民使用和其他成 本敏感的應用。而且，它們的操作實際上非常局域化，不能從電業自 身等中心位置進行控制。除了前面所述的限制和缺點，傳統的電力和負載管理策略受可得 到的電路和開關的限制，這些電路和開關被用在某些應用中以控制在 局部站點的實際電力輸送。例如，將電源與負載連接和斷開的一種普 通類型的電力開關是電路斷路器，其功能是，當達到電流極限時，電 路斷路器通過斷開電源和負載之間的電路路徑，防止過量電流從電源 中獲取或流入負載。典型的電路斷路器具有雙金屬臂，通過該雙金屬 臂可將電力信號從電源傳送到負載。雙金屬臂的一端被連到電力信號 線，而雙金屬臂的另一端連到電氣導體，通過該導體可將電力分配到 負載。當太多的電流流過雙金屬臂時，電流熱引起雙金屬臂變形或以 預定的方式彎曲，這樣雙金屬臂和電氣導體的接觸斷開，導致電力信 號和負載斷開。以這種方式，保護電源和負載免受超限電流的損害。雖然電路斷路器在防止高電流水平方面是有用的，它們通常是無源電路元件，其響應完全決定于負載所獲取的電力量。它們通常不能 提供對電力信號線的主動控制。然而，某些可重置的電路中斷器已被 提出，例如，其利用彈簧操作機構允許遠程操作員斷開或閉合電路中
斷器的連接。授予J. Cotton的美國專利3,883,781公開了一個這樣的電 路中斷器的例子。
其他類型的遠程控制或操作的電路中斷器的也已被說明，如授予 Peter等人的美國專利5,381,121和授予Wafer等人的美國專利 4,625,190。這些電路中斷器包括更精巧的機構，這些機構由于它們的 復雜性，制造更昂貴，且可能受到機械磨損或故障。
除了電路中斷器，其他類型的電路已被用于控制電力信號。然而， 這些其他類型的電路也有缺點。例如，為了控制輸送到負載的電力信 號的分配，固態開關(如晶體管或硅控的整流器(SCRs))可用作電源 和負載之間的開關。然而，晶體管和SCRs通常具有有限的額定功率， 在高電流水平時會被損壞或短路。而且，高額定功率的晶體管或SCRs 相對較貴。
因此，提供克服前述一個或多個問題、限制或缺點的負載管理系 統是有優勢的。提供電業和/或用戶具有更大靈活性的、不受在電源線 上發射數據引起的噪聲和干擾影響的、不需要較貴接受器的負載管理 系統具有進一步的優勢。提供使用可控電子幵關的負載管理系統，尤 其是提供可靠、耐用且廉價的開關也是有優勢的，其中可控電子開關 能夠將電源和負載有選擇地連接或斷開，它們能夠處理處理諸如居民 或商業應用需求之類的相對較高的電力需求。

發明內容
本發明的一個方面是針對用于管理或控制局部站點的電力分配的 系統和方法。
根據本發明的一個方面，提供一種電力管理系統，該電力管理系 統包括多個電力開關控制電路，每個所述的電力開關控制電路經配置 以有選擇地斷開一個或多個電氣負載；多個無線接收器，每個都連到 一個所述的電力開關控制電路；至少一個無線發射器；以及中心站， 所述的中心站引起消息通過所述的至少一個無線發射器發射到所述的電力幵關控制電路，所述的電力開關控制電路根據局部可配置的設置， 通過斷開電氣負載對其作出響應。
根據本發明的另一個方面，提供一種用于在電力分配系統中減少 電力消耗的系統，包括多個無線能量控制單元，每個所述的無線能 量控制單元包括無線接受器，并控制從輸入電源線到一個或多個局部 電氣負載的電力流；至少一個無線發射器；以及中心站，所述的中心 站通過所述的至少一個無線發射器向所述的無線能量控制單元發射消 息，所述的消息指示所述的無線能量控制單元在非警報階段級別和一 個或多個警報階段級別間切換，根據所述中心站所指示的警報階段級 別，所述的無線能量控制單元通過有選擇地修改到它們相應的局部電 氣負載的電流與其響應。
根據本發明的又一個方面，提供一種無線能量控制單元，包括 多個可控開關，每個都具有第一位置和第二位置，其中電源在所述第 一位置電連接到電氣負載，所述電源在所述第二位置與所述電氣負載 斷開；無線接收器；以及連到所述無線接收器上的控制器，所述控制 器通過所述無線接收器接收消息，并且與其響應，根據預先確定的優 先級有選擇地在所述第一位置和所述第二位置之間切換一個或多個所 述可控開關。
在一個方面，局部能量控制單元包括一組可控開關，其用于控制 從電源線到單個電氣負載的電力輸送。當收到外部命令時，能量控制 單元按照可配置的順序優選地引起可控開關連接或斷開它們各自的負 載。能量控制單元可以是用戶配置的(如程序化的)以區分負載斷開 的優先次序。在一個優選實施例中，可控開關是串聯地(如自上至下 的形式)和一組電路斷路器電連接，且可控開關優選能有選擇地斷開 或再次連接電氣負載，這種情況可能出現，如在商業或居民電氣輸出， 在導通時獲取很少電力或不獲取電力。
在另一個方面，能量管理系統和相關的方法涉及在多個用戶站點 使用遠程能量控制單元，以控制分配到用戶負載的能量。每個能量控 制單元優選包括一組可控開關，用于控制輸送到多個局部電氣負載的 電力。用戶可預先配置能量控制單元，以規定電氣負載斷開的順序或 優先級，從而響應減少能量消耗的命令。無線命令系統允許能量控制單元接收來自遠程如中心發射器或地理上分散的發射器集合的命令。 中心站可以根據不同的優先級水平，發出能量減少命令或其他類似消 息。能量控制單元按照能量減少命令的優先級水平，通過斷開一個或 多個電氣負載，響應能量減少命令。通過在不同的遙遠位置的局部能 量控制單元的整體操作，可實現顯著的總電力的減少，例如，尤其是 在峰值電力需求的時候。
在多個實施例中，局部能量控制單元可具有增強實用性附加的特 征。例如，在某些實施例中，能量控制單元可配置有可編程的定時器 功能，允許激勵可控開關的優先級基于一周中特定的一天， 一天中特 定時間等等自動調整。能量控制單元也可以配置有存儲器以記錄多個 可控開關在整個時間上的狀態，或其他系統參數。只有在引起一個或 多個電氣負載被斷開的事件之后，才會觸發該存儲器進行記錄。
在一個優選實施例中，可控電子開關包括變形元件(如雙金屬元 件或臂)，其中該可控電子開關可以用于能量控制單元的多個實施例， 能量控制單元具有一組用于有選擇地停用局部電氣負載的可控電子開 關，該變形元件一端被固定，而另一端可控制地和電氣導體接觸。輸 入電源線在電氣導體接觸點附近連到雙金屬元件。加熱元件(如線圈) 耦合到雙金屬元件，且由開關控制信號控制。當開關控制信號未被啟 動時，加熱元件不起作用，電力跨過雙金屬元件末端通過輸入電源線 輸送到電氣導體，從此處，電力可從電氣導體進一步分配到負載。當 開關控制信號被啟動時，加熱元件加熱雙金屬，使其彎曲直到和電氣 導體的接觸斷開。從輸入電源線到電氣導體(且因此到負載)的電氣 路徑被斷開。只要開關控制信號被啟動，加熱元件繼續保持雙金屬彎 曲且電氣路徑斷開。
進一步的實施例，變化和改進也在此公開。


圖1是根據此處公開的一個實施例的電力管理系統的方框圖。
圖2是局部能量控制系統的方框圖，例如，該系統被用于根據圖l 的電力管理系統或其他電力管理系統。
圖3是說明用于局部能量管理系統的一個實施例中的元件的物理安置的圖。
圖4是本領域所公知的基于雙金屬的電路斷路器的概念性視圖。
圖5-1是說明當圖4中的電路斷路器閉合(正常操作)時電流的例 子的視圖，圖5-2是說明當過流情形發生時，電路斷路器的雙金屬如何 斷開電路連接的例子的視圖。
圖6是可控電子開關的視圖，其可用于此處公開的電力管理系統 的多個實施例。
圖7-1是說明當圖6中的電子開關閉合時電流的例子的視圖，圖 7-2是說明圖6中的電子開關的雙金屬如何斷開電路連接以響應控制信 號啟動的例子的視圖。
圖8是說明可控電子幵關另一個實施例的方框圖，其可用于此處 公開的電力管理系統的多個實施例。
圖9是局部能量控制系統的另一個實施例的方框圖，其可用于， 如此處公開的多個電力管理系統。
圖10是說明局部能量控制系統的多個元件彼此關系的視圖。
圖11是說明根據此處公開的一個過程的多個警報階段之間轉換的 狀態視圖。
圖12和13是根據此處公開的兩個不同實施例的工藝流程圖，其 說明在不同警報階段間轉換涉及的多個步驟。
圖14是使用楔形元件斷開電路路徑中的電氣連接的可控電子幵關 的另一個實施例的視圖。
圖15是顯示圖14中所示的可控電子開關如何斷開電氣連接的視圖。
圖16是可控電子開關的另一個實施例的視圖，其使用楔形元件斷 開電路路徑中的電氣連接，且有多個鎖合位置的機械凸輪。
圖17-1， 17-2禾B 17-3是說明圖16中的可控電子開關的視圖，其 相對凸輪在連接位置具有鎖栓。
圖18-1到18-8是說明圖16中可控電子開關凸輪的不同鎖合位置 的視圖。
圖19是可控電子開關的另一個實施例的視圖，該電子開關使用楔 形元件斷開電路路徑中的電氣連接，且有具有多個鎖合位置的機械凸輪。
圖20是顯示示于圖19中的可控電子開關如何斷開電氣連接的例 子的視圖。
圖21， 22和23是簡化的說明控制電路或其部分的例子的示意圖， 其可用于此處公開的多個可控電子開關。
圖24是開關控制電路的一個實施例的視圖，其可和此處示出或公 開的多個可控制電子電路實施例結合使用。
圖25是開關控制電路的另一個實施例的視圖，其可和此處示出或 公開的多個可控制電子電路實施例結合使用。
具體實施例方式
圖1是說明電力管理系統100的例子的方框圖，其中根據此處公 開的多個實施例，局部能量控制單元可被利用。如圖1所示，電業105 通過電源線108分配電力至局部站點109的多種用戶負載120。圖1 中對電業105進行了一般性的說明，但其可包括一個或多個發電站或 其他電力源，子站，變壓器，電源線，和用于發電并分配電力至用戶 的任何其他設備，如本領域所公知的那樣。局部站點109可包括工業/ 商業用戶(其通常獲取4.16kV到34.5kV附近的電力)和居民或照明 商業用戶(其通常獲取120和/或240伏附近的電力)，盡管更一般地， 它們包括希望為其控制能量分配的任意組的相關電氣負載。因此，每 個電氣負載120 —般包括一個或多個局部電氣負載(未在圖1中逐個 示出)。
在每個局部站點109，無線能量控制單元114控制來自電源線108 的電力輸送到用戶負載120。中心站102通過通信單元103 (其優選包 括至少一個發射器，但是為了進行雙向通信也可包括一個接收器)發 射能量控制命令至位于多個局部站點109的局部無線能量控制單元 114。每個無線能量控制單元114可包括通信單元115 (優選包括至少 一個接收器，但是為了進行雙向通信也可包括一個發射器)和電力控 制電路112及其他部分，其中電力控制電路112用于解析由通信單元 115接收到的電力控制命令并隨即起作用。在每個局部站點109，如進 一步解釋的那樣，電力控制電路112通過通信單元115接收能量控制命令，并通過有選擇地連接或斷開多個在局部站點109的局部電力分
配線118，有選擇地阻擋電力輸送到一個或多個在局部站點109的單個 電氣負載。
中心站102利用任何合適的通信協議或技術可發射能量控制命令 至局部站點109。通信可以是單向或雙向的。在優選實施例中，通信單 元103包括射頻(RF)發射器，并且在這樣的實施例中，中心站102 利用有效邊帶(例如，FM邊帶)和/或利用頻移鍵控(FSK)發射在射 頻上優選地廣播能量控制命令。然而，其他的無線通信技術或協議一 一例如擴頻或寬帶通信技術或協議——也可被使用。雖然中心站102 在圖1中是作為單個特征說明的，但可理解的是，在包括通信子站和 陸上通信線在內的多個通信設備和設施上，來自中心站的發射將被延 遲。
能量控制命令的無線發射的一個優勢是可相對經濟地覆蓋相對廣 的面積，例如，不存在從中心站102到多個局部站點109的連續的有 線陸上通信線路的需求，或在一般受局部和其他干擾源影響的有噪聲 的電源線上發射數據的需求。
在優選實施例中，每個無線能量控制單元114向用戶提供了預選 能力，可預選在特定局部站點109的哪個電氣負載，如果有的話，應 該斷開以響應來自中心站102的命令消息。該能力可參考圖2更詳細 地說明，圖2是局部能量控制系統200的方框圖，可結合示于圖1中 的電力管理系統100利用(且可松散地和多種元件相關聯，如局部站 點109所示)。如圖2所示，局部能量控制系統200優選包括無線能量 控制單元214，其具有許多控制線261，該控制線傳送用于控制可控開 關262開/關狀態的信號。可控開關262有選擇地斷開和再連接，以便 有效地關斷和再通電多種局部負載，該局部負載由從主電源線208分 裂出來的單個電源線263供電，其中主電源線208可以從電業或其他 初級電力源中帶來輸入電力。可控開關262優選串行連接一組電路斷 路器251 (斷路器是這種類型的，例如，通常發現于局部居民或商業站 點)和多個局部負載，并插入在其間。 一種類型的電路斷路器的例子 說明于圖4中，且更詳細地說明于后面。電路斷路器251通常起作用 以防止從輸入電源線208中獲取過多的電流，從而防止可能發生的有害的狀況，例如局部站點的短路或其他這樣的狀況。 一旦電路斷路器 251 "跳閘"，從而阻止電力流到其相應的局部電力負載，例如，它通
常可以通過觸發手動開關復位。雖然局部能量控制系統200的優選實 施例包括可控開關262，其插入在電路斷路器251和輸出電源線263 之間，該電源線攜帶單個電力信號至多種局部負載，應該理解，在其 他實施例中，電路斷路器251可被省略，或其他電氣元件(如保險絲) 可出現在或附加在電路斷路器251中。
無線能量控制單元214優選包括內置的足夠的智能以接收電氣命 令，和斷開以及再連接響應于其的可控開關262。示于圖2中的無線能 量控制單元214包括通信單元215，其優選包括接收器，也可包括發射 器用于雙向通信。通信單元215進一步包括天線216，用于接收從遠程 位置(如中心站102)發射的無線命令，天線216的配置和本質主要由 特定的無線通信技術的本質決定，根據無線通信領域公知的天線設計 的原則。無線能量控制單元214也優選包括控制電路部分，其通常包 括一個或多個能夠接收通過通信單元215接收的電力控制命令的元件， 且有選擇地控制響應于其的可控開關262。在一個優選實施例中，控制 電路部分包括通信接口 235，處理器230， 一個或多個時鐘或定時器 232，存儲器239， 一組開關或設置輸入器238，顯示器和/或指示器236， 和控制寄存器237，且也可包括控制線261和可控開關262。
在操作中，無線能量控制單元214通信接口 235接收，且如果需 要，解析和/或暫時存儲命令或其他消息，這些命令和消息是通過通信 單元215從遠程發射器接收的。通信單元215可以輸出數據，該數據 的格式取決于所采用的無線通信技術或協議，以及接收電子的復雜程 度。例如，當消息從遠程發射源接收時，通信單元215可以多種間隔 輸出數字數據位流。通信接口 235可解析從通信單元215輸出的數據， 且例如，可以經配置以識別哪個數據是有效的，哪個數據是要發送到 特定的無線能量控制單元214。從遠程發射源(如中心站102)發射的 消息，如此處將進一步說明的那樣，可以被尋址或編碼，以便只有某 些無線能量控制單元(如，那些在特定地理區域的)響應(react)所 送出的命令和消息。
當消息通過有效的通信單元215和通信接口 235到達時，處理器230可通過任何合適的裝置知覺接收的消息。例如，處理器230可從通 信單元215接收中斷信號，或定期輪訊通信單元235以確定是否有消 息到達。在某些實施例中，為了節約能量，允許處理器230和其他控 制電路被置于"睡眠"狀態是有優勢的，其中通過斷開無線能量控制 單元214的電源，無線能量控制單元214的電路基本是關斷的，除了 通信單元215和通信接口 235以及其他的基本電路之外，如果有的話。 當通信接口 235檢查到消息己經由通信單元215接收時，或者根據某 些需要注意的事件(如設置的程序化、顯示更新、周期性的狀態檢査 等)，特定的內部電源管理電路(未示出)會執行再連接電源的操作， 該操作會重新激活或"喚醒"處理器230及其他控制電路。以這種方 式，當不響應命令或執行某些其他的必要活動時，無線能量控制單元 214可以只用極小的電力。當處理器230已被告知從遠程發射器接收到發射，處理器230嘗 試響應任何已經接收到的命令或其他消息。處理器230的響應通常根 據某些存儲的參數和在無線能量控制單元214的其他配置消息或程序 化指令。在這一點上，存儲器239可有利地由不同邏輯和/或物理部分 組成，包括工作存儲器部分243、程序存儲部分242、和參數存儲部分 241。 一般地，程序指令存儲部分242和參數存儲部分241包括非易失 性存儲器(如EEPROM)，而工作存儲器部分243包括易失性存儲器(如 RAM)。在某些實施例中，存儲器239也可有備用直流電源(如電池)， 萬一主電源臨時斷電時有助于防止存儲的消息丟失。存儲在程序指令存儲部分242的程序指令、存儲在參數存儲部分 241的參數、和/或開關組或設置輸入器238基本上規定無線能量控制 單元214對從遠程消息源接收的命令或其他消息的響應，整體地提供 規則或邏輯，通過該規則或邏輯，無線能量控制單元214確定哪個可 控開關262斷開或再連接。在優選實施例中，無線能量控制單元214 是用戶可配置的，以便可控開關262斷開或再連接的順序可對每個局 部站點109單獨確定。在一個方面，在某些實施例中，無線能量控制 單元214提供建立優先級順序的能力，可控開關262以此優先級斷開 或再連接。優先級通過可手動調整的多個開關或設置輸入器238設定。 開關或設置輸入器238可采用任意廣的種類形式。例如，每個可控開關262可與多位置開關(未示出)相關，該多位置開關提供開關或設 置輸入器238中的一個。多位置開關的每個位置可指示是否相關的可 控開關262將響應特定水平的警報階段觸發，如后面的詳細說明。例 如，在一個存在三個可能警報階段的系統中，多位置開關可具有四個 位置，其中三個對應第一階段、第二階段和第三階段警報狀況，而第 四個位置指示相關的可控開關262將不響應三個警報階段中的任一個。 多位置開關的開關位置數目可由可能的警報階段的數目確定，至少部 分地確定。或者，可控開關262對多個警報階段的響應是可軟件程序化的， 使用多個按鈕/開關輸入器(其可以是作為開關或設置輸入器238的一 部分提供的)來配置可控開關262的優先級順序。就和一個例子一樣， 允許用戶循環執行一個例程，該例程順序尋址每個可控開關262并且 對于每個可控開關262，允許用戶對警報階段的狀況輸入所需的響應。 程序化的消息可顯示于小LCD顯示器或其他類型的可視顯示器(在圖 2中，它們一般是以顯示器/指示器236代表的)。無線能量控制單元214 可選地具有一組指示器(在圖2中，由顯示器/指示器236生動地代表) 指示，在個別基礎上，可控開關262，如果有，在給定的時刻即時斷開。 例如，這樣的指示器可包括LEDs或其他小功率光元件。顯示器/指示 器236可指示(例如通過特殊的LED指示器，或小LCD顯示器上的 閃動消息，或應時的可聽見的聲音)，已經從中心站102接收的"早期 警報"消息指示出電力警報即將來臨。在某些實施例中，無線能量控制單元214可配置有可編程定時器 功能，允許基于一定的定時因素自動調整電氣負載斷開的優先級，例 如， 一周中特定的一天， 一天中特定的時刻等等。這樣的定時可由用 戶編程，其方式如同設定初始優先級方案，通過它可控開關262將根 據來自中心站102要求這樣做的消息的接收而斷開。存儲器239的參 數存儲部分241可存儲器定時參數，其引起可控開關262的可編程優 先級在特定的時間改變。存儲器239可經配置即時地在不同時刻記錄 多個可控開關262的狀態，或其他系統參數。在某些實施例中，存儲 器239可被觸發以只在事件之后記錄消息，該事件引起一個或多個電 氣負載被斷開，或其他一些具有重要性的事件。如圖2中進一步說明的那樣，控制寄存器237被用來存儲用于可 控開關262的當前"命令"狀態。在特定的實施例中，例如，控制寄 存器237的每個位可保持命令位，其二元狀態("1"或"0")指示出 相關的可控開關262的開/關狀態。無線能量控制單元214也可以被用 于控制局部區域的其他源一一例如，氣體管道關閉器290。類似地，用 于氣體管道關閉器290的機構可在控制寄存器237中具有相關的開/關 狀態/命令位。圖3是說明某些元件物理安置的視圖，這些元件用在局部能量控 制系統的一個實施例中。如圖3所示，無線能量控制單元370可物理 地固定或安置在電路盒300中。電路盒300可包括一組開/關或復位開 關351，其用于手動復位電路斷路器(如示于圖2中的電路斷路器251) 和/或用于基于單個原因，斷開連接到特定電路斷路器上的電氣負載。 圖3中的開關351是以多個開和關狀態示出的。來自電路斷路器，用 于連到多個電氣負載的輸出線可通過無線能量控制單元370禾卩，具體 地通過多個可控開關(如示于圖2中的可控開關262)連接。在圖3 中說明的特定實施例中，無線能量控制單元370也是用一組手動開關 372示出的，其用于選擇哪個可控開關將響應遠程發出的電力管理指令 和其中一般優先級。如果只有一個電力警報階段被電力管理系統100 使用，那么手動開關372可只用兩個開關位置發揮其功能，第一個位 置指示出可控開關在電力警報階段輸入的時候不關斷(即斷開其電氣 負載)，而第二個位置指示出其在電力警報階段輸入的時候關斷。另一個方面，如果電力管理系統100具有分等級的電力警報階段 組，那么更復雜的開關設置組可被采用。例如，如果三個電力警報階 段被用于電力管理系統100 (不包括"停電"階段或其他警報階段，其 中不涉及局部電力控制電路)，那么每個手動開關372可具有四個位置， 前三個位置指示哪個電力警報階段在相應的可控開關將關斷前(即斷 開其電氣負載)是必須的，而第四個位置指示相應的可控開關將不關 斷，以響應任何電力警報階段。第四個位置對管理電氣負載是有用的， 用戶認為管理電氣負載是關鍵的，故如果可以避免不希望斷開。鄰近每個手動開關372的光指示器(如LEDs) 373可用于指示， 是否任何可控開關事實上已經斷開它們各自的電氣負載，以響應來自中心站的消息，該中心站使無線能量控制單元370輸入電力警報階段 級別，其要求或請求局部電力減少。顯示器和/或接口371可被用于提 供文本消息，要么是預存在無線能量控制單元370中的，要么是從中 心站接收的，或者，如果是按鈕或合適的裝置提供的，以允許無線能 量控制單元370提供的多個功能的程序化。如前面示于圖2中的實施例所指出的那樣，無線能量控制單元370 (且因此，可控開關)可被安置在電路斷路器開關351的下游或上游， 因為在哪種情況下，無線能量控制單元370都能起作用，以便斷開來 自局部電氣負載的輸入電源線。在一個方面，無線能量控制單元370 提供緊湊的、有效的且實用的裝置調節局部電力消耗，這對用戶站點 是最小的侵入，因為它可以與普通的電路盒300或相似尺寸的電氣盒 集成在一起，因此只需要對現有設施進行最小的改動。在可替換的實施例中，無線能量控制單元370可與保險絲串聯放 置，和電路斷路器相對或附加到其上。在多個實施例中，電力管理系統100在無限長的時間上，通過發 出來自中心源(即中心站102)的命令，操作以減少或限制總的用戶電 力需求，該命令使得在局部站點109的電力控制電路112個別地斷開 所選的電氣負載120。在一個優選實施例中，中心站102基于將電業 105的運轉維持在可容忍的限制內所必需的減少的電力需求量，發出電 力警報階段宣告。根據一個例子，為電力管理系統100定義一個或多 個電力警報階段級別，且中心站102通過無線地廣播警報級別至多個 局部站點109的無線通信單元115，改變電力警報階段級別。隨著用戶 電力需求增加至采取動作的閾級，中心站102廣播與當前狀況相應的 電力警報階段級別。隨著用戶電力需求減少至更可容忍的水平，中心 站102就可廣播電力警報階段級別，其指示出某些或所有電氣負載120 可被接上。宣布不同電力階段警報的總用戶電力需求水平，可固定在 特定的閾級上或總電力容量的特定百分比上(其可動態地波動——如 隨日期，隨小時，或甚至更快地)。可替換地，電力警報階段消息可響 應手動命令而發出，該手動命令是通過和電業105和/或中心站102有 關的授權的人員輸入的，這樣允許人的調整能進入決策，或使用自動 和手動技術的組合。任何數目的電力警報階段級別可被采用，其取決于電力管理系統100的所期望的復雜性。根據一個例子，電力管理系統100可具有四個電力警報階段級別 ——其中三個引起局部站點109減少它們的電力消耗以響應所接收的 來自中心站102的命令，第四個電力警報階段級別要求采取額外的步 驟(如有意的電力不足或某個地理區域的停電)。圖11是根據這樣一 個例子的、說明多個電力警報階段之間轉換的狀態圖1100。如圖11所 示，狀態圖IIOO包括1105到1109的多個狀態，它們相應于不同的電 力警報階段級別。當總的用戶電力需求在可容忍的范圍內(即總的用 戶電力需求水平低于規定的第一閾級，該水平被指定為LEVEL1)，電 力管理系統100保持在非警報狀態1105。當總的用戶電力超過第一閾 級(如LEVEL1)，電力管理系統100進入第一階段警報狀態1106，因 此中心站102廣播無線消息至局部無線通信單元115，其指示第一階段 電力警報已經宣布了。作為響應，在局部站點109的電力控制電路112 有選擇地斷開多個局部電氣負載120，因此減少總的用戶需求以保持總 的能量用量在可容忍的水平。電業105可測量電力需求降低的程度， 并傳遞該消息至中心站102 (或其他處理中心)，以供以后電力警報階 段級別的確定。例如中心站102 (或其他處理中心)可把當前總的電力 需求水平作為包括發出電力警報階段警告所造成的總的電力需求水平 降低的量來處理，由于在任何時刻取消電力警報階段警告就被認為導 致先前斷開的局部電氣負載120的再連接，并因此增加總的電力需求。 因此，當示于圖11中總的用戶電力水平和多個閾級比較時，電力管理 系統IOO優選把斷開局部電氣負載120的影響考慮進去。只要總的用戶電力需求保持在第一需求閾值LEVEL1之上，但在 第二需求閾值LEVEL2之下，電力管理系統100保持在第一階段警報 狀態1106。然而，如果總的用戶電力需求繼續增加，以致超過第二需 求閾值LEVEL2，電力管理系統100就進入第二階段警報狀態1107， 且中心站102無線地廣播一條消息到多個局部站點109的無線通信單 元115，指示出第二階段電力警報警告已經宣布。然而，另一方面，如 果總的用戶電力需求回落到第一需求閾值LEVEL1以下，電力管理系 統100返回到非警報狀態1105，于是中心站102無線地廣播一條消息 到多個局部站點109的無線通信單元115，指示出第一階段電力警報不再有效，電力管理系統100返回到非警報狀態1105。只要總的用戶電力需求保持在第二需求閾值LEVEL2之上，但在 第三需求閾值LEVEL3之下，電力管理系統100保持在第二階段警報 狀態1107。然而，如果總的用戶電力需求繼續增加，以致超過第三需 求閾值LEVEL3，電力管理系統100就輸入第三階段警報狀態1108， 且中心站102無線地廣播一條消息到多個局部站點109的無線通信單 元115，指示出第三階段電力警報警告已經宣布。然而，另一方面，如 果總的用戶電力需求下降到第二需求閾值LEVEL2以下，電力管理系 統100返回到第一階段警報狀態1106，于是中心站102無線地廣播一 條消息到多個局部站點109的無線通信單元115，指示出第二階段電力 警報不再有效，電力管理系統100返回到第一階段警報狀態1106。相似地，只要總的用戶電力需求保持在第三需求閾值LEVEL3之 上，但在第四需求閾值LEVEL4之下，電力管理系統100保持在第二 階段警報狀態1108。然而，如果總的用戶電力需求繼續增加，以致超 過第四需求閾值LEVEL4，電力管理系統100就輸入第四階段警報狀 態1109，于是采取額外的步驟(如區域性停電或電力不足)。無線命令 在這種情形下并不是必需的；然而，如果需要，停電或電力不足警報 消息可由中心站102傳輸，以便局部站點109的用戶能夠在停電或電 力不足發生前獲得警報。可選擇地，中心站102可傳輸在停電或電力 不足之前的近似時間量，且在即將來臨的停電事件之前的時間可由局 部電力控制電路112顯示，以便用戶可以采取這種情形下所想采取的 任何措施。當總的用戶電力需求下降到第三需求閾值LEVEL3以下， 電力管理系統100返回到第二階段警報狀態1107，于是中心站102無 線地廣播一條消息到多個局部站點109的無線通信單元115，指示出第 三階段電力警報不再有效，且電力管理系統100返回到第二階段警報 狀態1107。作為可實現類似結果的可替換的方式，可使用單一的電力利用閾 值，因響應每個電力警報階段級別而下降的用戶電力需求量，在計算 下一個電力警報階段級別時不必考慮。根據這個可替換的實施例，隨 著每個電力警報階段被宣布，總的用戶電力需求水平有望由于在多個 局部站點109的多個能量控制單元114的整體影響而下降。因此相同的電力利用閾值可用于每個電力警報階段級別，同時讓電力管理系統100具有有利操作。例如，電力利用閾值可設定為總電力容量的96%。當總用戶電力需求達到電力利用閾值，第一階段電力警報警告消息被傳輸到無線能量控制單元114，其斷開某些電氣負載120。作為結果， 總的用戶電力需求將下降一定的量(例如，5%)。電力利用閾值可保 持在容量的96%。在第一電力警報階段級別，當總的用戶電力需求又 達到96%，中心站102可發射第二階段電力警報警告消息至無線能量 控制單元114，因此引起總的用戶電力需求的又一個下降。該循環可以 重復以進入第三和第四電力警報階段級別。過程1100可在自動化的系統中執行，例如，該系統以集中式或分 布式架構使用一個或多個計算機處理器來執行，其可以位于中心站102 或其他地方。在多個電力警報階段間的閾級可程序化。可使用滯后技 術，以便當用戶電力需求在閾級附近時，系統不在兩個不同的警報階 段級別之間來回快速振蕩。換句話說，當用戶電力需求增加時，將閾 級加上一個滯后量， 一旦用戶電力需求超過閾級(加滯后量)，就進入 一新的警報階段級別，將閾級減去一個滯后量，以致當用戶需求水平 減少時，為了切換回較低的電力警報階段級別，用戶電力需求需要降 到減去滯后量的閾級以下。此外，因為期望切換到下一電力警報階段 級別后會引起總的用戶電力需求快速下降(盡管將下降量加到用于電 力警報階段計算的總用戶電力需求水平中去會緩和這種效果，如上所 述)，滯后技術在防止局部站點109 —開始減少它們所選的電氣負載 120，系統就快速切換回前一電力警報階段級別的方面是有用的。應用圖11中所說明的技術，電業102可以動態地控制總的用戶電 力需求，因而對避免電力危機所必需的時候減少峰值用戶電力消耗。 通過提供多個警報階段級別，這樣的電力管理技術降低了選擇用戶電 量的粒度，并將用戶負擔降到最小程度。將提供關于多種局部電力控制電路為了有效控制局部電力消耗而 有選擇地斷開或再連接可控開關的方式的進一步說明。該說明將集中 于圖2所示的局部能量控制系統200的實施例，但是原理和概念也能 應用于其他實施例。假定電力管理系統中定義了不同的電力警報階段， 當局部能量控制系統200接收到消息進入下一個最高電力警報階段，無線能量控制單元214檢査開關或設置輸入器238和/或存儲的參數 241，以便確定哪個可控開關262被斷開。在該例中，其中開關或設置 輸入器238是如前面所述的多位置開關(每個開關位置相應于電力警 報階段，在相應電力警報階段上相應的可控開關262通過減少各自的 電氣負載進行響應)組成的，處理器230可簡單地檢査每個多位置開 關的位置設置，以確定是否相應的可控制開關262將被設定在斷開的 位置以便斷開各自的電氣負載。例如，當來自中心站102的消息指示 無線能量控制單元214進入第一電力警報階段時，處理器230檢査每 個多位置開關的開關設置，以確定開關位置是否指示響應第一電力警 報階段。當來自中心站102的消息指示無線能量控制單元214進入第 二電力警報階段時，處理器230檢査每個多位置開關的開關設置，以 確定開關位置是否指示響應第一電力警報階段或者第二電力警報階 段。當來自中心站102的消息指示無線能量控制單元214進入第三電 力警報階段時，處理器230檢査每個多位置開關的開關設置，以確定 開關位置是否指示響應第一電力警報階段、第二電力警報階段或者第 三電力警報階段。在每種情形下，當處理器230確定可控開關262應 該響應當前電力警報階段級別，處理器230發出控制寄存器237中的 適當的命令，其依次引起相應的可控開關262打開并斷開其電氣負載。在可替換實施例中，開關或設置輸入器238指示出斷開可控開關 262的相對優先級，以響應來自中心站102的遠程命令。在這樣的實施 例中，可使用不定數目的電力警報階段。當接收到第一電力警報階段 的消息(或電力減少命令)時，具有最低優先級的可控開關262斷開， 且其電氣負載也因此斷開。借助每個隨后的電力警報階段消息(或電 力減少命令)，下一個最高優先級的可控開關262斷開，直到一個最大 值，所有的可控開關262斷開。然而，開關或設置輸入器238也可指 示某些可控開關262連續保持閉合并且從不斷開，例如這些開關262 可對應于關鍵的或者重要的電氣設備。可替換地，如果無線能量控制單元214連到來自局部電力計量器 的輸出讀數，以便動態地監控多少電力被局部站點使用，無線能量控 制單元214可以被指示(直接地或間接地)，或者預編程，以按特定的 百分比或特定量減少局部電力消耗。無線能量控制單元214對要減少的電氣負載以及起始時要斷開的可控開關262作出一個初始確定(例 如根據上述技術)。無線能量控制單元214可監控局部電力使用以確定 額外的可控開關262是否需要斷開，以達到所須得目標能量使用水平 或在所須的目標水平保持能量使用。無線能量控制單元214可按照開 關或設置輸入器238所指示的優先級斷開額外的可控開關262。隨著電力警報階段級別的降低，無線能量控制單元214可閉合可 控開關262，從而按照和可控開關262斷開順序相反的順序再連接電氣 負載。無線能量控制單元214，如果需要，可以在任何兩個可控開關 262的再連接之間強行加上一段時間延遲，以減少電力尖峰或類似的不 良影響。圖12和13是根據此處所公開的兩個不同實施例的處理流程圖， 說明了在不同警報階段之間轉換的多個步驟。為方便起見，下面對照 圖1所示的電力管理系統實施例對圖12和13中的處理過程進行描述， 但是應該理解的是，該原理和概念也適用于其他的電力管理系統實施 例。首先轉到圖12，說明了根據第一個實施例的電力管理的處理過程 1200。在圖12所示的處理過程1200中，假定中心站102已經確定， 基于該條件可做這樣的決定，消息無線發射到多個局部站點109以便 調整它們的電力消耗(或，在某種情況下，用于其他目的)。因此，第 一步1201中，中心站102通過其無線通信單元103發射消息(或一系 列消息)到多個局部站點109的無線通信單元115。來自中心站103的無線發射可采用多種形式中的任何一個。例如， 無線發射可包括想要所有局部站點109都接收的廣播發射。可替換地， 也可以包括僅要某個特定的局部站點109接收的廣播發射。在這方面， 如果需要，可根據任何邏輯標準，例如地理區域、居民/商業(可能具 有不同的居民和/或商業子類別)、平均用量等或者它們的任意組合，將 局部站點109安排到不同的組。中心站102可通過傳給特定組的廣播 消息對該組的局部站點109進行指示。例如，可為局部站點109的每 個組分配一個唯一的組地址或組指令代碼，每個局部站點109只響應 其唯一的組地址或組指令代碼。可替換地，或額外地，可為局部站點 109的每個組分配一個唯一的頻帶或子帶或者一個唯一的編碼方案，每 個局部站點109讓其無線通信單元115被調諧到其唯一的頻帶或子帶或者被配置以接收消息并根據其編碼方案對消息進行解碼。以這種方式，中心站102具有增加的電力管理靈活性，允許中心站102命令所有或任何局部站點的組，以限制電力消耗。作為這樣安排的一個優點，中心站102可只命令局部站點109的一些組響應電力需求狀況而限制 電力，只有當電力減少量不足時，才逐步擴大電力減少要求的范圍至 其他組，直到達到所須的電力減少量。除了用于局部站點109各組的組地址或代碼之外，也可為每個局 部站點109在組內分配獨立地址和代碼，因此，如果需要，可獨立命 令每個局部站點109。此外，組地址或代碼(或頻帶或子帶，以及編碼 方案)中的一個可以是系統全局廣播地址和代碼，通過標有系統全局 廣播地址或代碼的多個命令或一系列命令，中心站102可以到達所有 的局部站點109。現回到圖12，在下一個步驟1205中，在多個局部站點109的無線 通信單元115接收從中心站102發射的消息。在隨后的步驟1208中， 每個局部站點109解碼、恢復或重構所收到的消息中的信息，且如果 該消息是傳向特定的局部站點109的，將該消息解析為各個組成要素。 如果使用組尋址或編碼，例如，特定局部站點109的電力控制電路112 可以從接收消息中獲得組地址或編碼消息(例如在特定字段中)，從而 將接收消息的組地址或編碼與局部站點自己的組地址或編碼相比較， 就可以確定接收消息是否是傳向該特定局部站點109的。類似地，將 接收消息的組地址或編碼與系統全局廣播地址或編碼相比較，局部站 點109可確定該接收消息是否是傳向電力管理系統100內所有局部站 點109的系統全局廣播消息。假定消息是傳向局部站點109的，則局部站點109解析該消息， 以便確定從中心站102接收的通信的性質。作為可能接收的消息的例 子，局部站點109可接收消息指示其進入下一個電力警報的最高階段、 進入下一個電力警報的最低階段、調整參數、或采取某些動作(如顯 示電力警報階段警告消息)。也可以采用多種其他的消息類型。如果接 收的消息指示局部站點102的電力控制電路112進入下一個電力警報 的最高階段，在步驟1236中，電力控制電路112確定應該斷開哪個電 力控制開關和多個開關(如圖2中的開關262)，從而使局部電氣負載120減少。如何做出這樣的決定的例子參考圖2和圖3和別處的說明。 在步驟1238中，斷開所須的電力控制開關或多個開關，在步驟1250 中，更新多個狀態指示器(如LEDs)。例如，可以點亮緊接于已斷開 的電力控制開關的LED。也可使用其他的狀態指示裝置；例如，可由 電力控制電路112發出可聽見的聲音，以向用戶指出一個或多個電氣 負載120已經暫時斷開。另一方面，如果接收的消息指示出電力控制電路112進入下一個 電力警報的最低階段，那么在步驟1240中(并假定電力控制電路112 不在非警報階段)，電力控制電路112確定哪個電力控制開關和多個開 關應該閉合，從而哪個局部電氣負載120再連接到電源線108。對照圖 2和圖3以及本文其他地方，說明了如何做出此確定的例子。在步驟 1243中，閉合所須的電力控制開關或多個開關，在步驟1250，再次更 新多個狀態指示器(如LEDs)。例如，可以關斷緊接于已再次連接的 每個電力控制開關的LED。如果接收消息既不指示進入電力警報的下一個最高的階段，也不 指示進入電力警報的下一個最低階段，那么在步驟1225，消息由電力 控制電路112解析并遵照其運行。具體動作依賴于接收消息的性質。 例如，如果該消息是警告電力警報將要發出，電力控制電路112可顯 示所指示的消息(如果需要的話，和預期的電力警報之前的時間量一 起)和/或發出可聽見的噪聲，指示感興趣的消息已經接收。如果電力控制電路112主動地調整電力控制開關，通過監控局部 站點109的電力消耗(例如通過局部計量器)斷開和閉合該開關，那 么可修改處理過程1200以實現反饋環路，其中電力控制電路112繼續 確定電力控制開關設置，調整電力控制開關設置，并更新狀態指示器。 在局部電力消耗的動態監控和調整發生的地方，電力控制電路112可 以在任一給定的電力警報階段的不同時刻斷開和閉合電力控制開關。 在這樣的實施例中，電力控制電路112可經配置以便限制電力控制開 關的開關頻率，從而最小化局部用戶的不便。圖13說明另一個用于電力管理的處理過程1300，其類似于圖12 所述的處理過程1200，但是有某些改變。在圖13中，步驟1301、 1305 和1308 —般類似于圖12中的步驟1201、 1205和1208。同樣，步驟1336、 1338、 1340、 1343和1350 —般類似于圖12所述的相應步驟。 然而，在圖13中，在圖12所述的處理過程1200上增加了新的步驟 1330、 1332和1335。增加到圖13的處理過程1300的步驟說明了一種 情形，其中進入下一個最高的電力警報階段將被延遲一定量的時間， 該吋間由中心站102規定的。在這種情形中，根據圖13所述的實施例， 當電力控制電路112已經確定接收消息指示進入下一個最高電力警報 階段，電力控制電路112也從接收消息中得到一個指示，指示是否立 即進入下一個最高電力警報階段，還是延遲進入，如果是延遲進入， 注明電力警報階段之前的時間量。如果立即進入到下一個最高電力警 報階段，那么處理過程1300直接進到步驟1336。如果延遲進入下一個 最高電力警報階段，那么在步驟1332，電力控制電路112發出警告， 警告可以采取諸如點亮警告燈、發出可聽到的聲音或聲音模式等形式。 隨后，如步驟1335所示，在延遲周期結束之后進入步驟1336之前， 電力控制電路112等待延遲周期超時。電力控制電路112可使用內部 定時器或者時鐘測量延遲周期，以實現上述操作。圖10說明了根據此處所公開的一個實施例的局部能量控制系統 1012的多個要素彼此間的關系，說明了用于確定至少部分確定可控開 關1062操作的來自局部計量器1092的反饋的潛在應用。如圖IO所示， 一組開關控制器1037用于控制多個可控開關1062的設置，該可控開 關類似于參考圖2和圖3所述的可控開關，允許有選擇地連接和斷開 局部電氣負載。局部電力計量器1092監控從輸入電源線1008 (或可替 換地，輸出電源線1063)上所獲取的電力，且輸出電力用量測量信號， 將其提供到求值器1030 (其可表現為根據存儲的程序指令和各種輸入 進行工作的處理器)。求值器1030將電力用量測量值和電力用量目標 值1094比較，以確定額外的可控開關1062是否應斷開或閉合。電力 用量目標值1094根據局部能量控制系統1012的電力警報階段級別 1093優選設定。如果求值器1030基于電力用量測量值，確定出局部電 力消耗超過電力用量目標值1094，那么求值器1030基于優先級設置 1038確定哪個可控開關1062斷開或閉合，如前面所述，該優先級設置 1038可通過接口 1029手動或程序設定。當從中心站接收到電力命令 1017時，求值器1030按要求更新電力警報階段級別1093和電力用量 目標1094。局部能量控制系統1012因此對局部站點的電力消耗提供了一定水平的魯棒性控制，且可有利地應用于電力管理系統，如圖1所 示，以當電業要求時實現總的電力需求減少。圖9是局部能量控制系統卯0的實施例的方框圖，其說明了所采 用的原理，例如和此處揭示的多個電力管理系統結合，并說明了用于提供電力至局部能量控制系統900的機構，及其他。如圖9所示，局 部能量控制系統900包括能量控制器910，通過它，多個可控開關962 可用于有選擇地斷開從輸入電源線908到多個局部負載的電力，圖9 中，形象地表示為感應元件919。如前面參考圖2和圖3所述的，例如 可控開關962可與斷路器951 (或其他類似電氣裝置)和多個局部負載 串聯(如插入其間)。去耦合器911優選地用于允許電力從輸入電源線 908供應到能量控制器910。在優選實施例中，去耦合器911包括電容 器(可能和其他電路元件組合)，雖然在可替換的實施例中，去耦合器 911可包括變壓器，且如果合適，支撐電路元件。在可替換實施例中，可間接地向能量控制器910供應電力，例如 從一個電路斷路器951的輸出中(優選沒有可控開關962的斷路器， 因而它不能被斷開)。在輸入電源線908 (或更一般地，圖1中的電源線108)上的電力 信號的性質部分取決于用戶類型。大工業消費者(如鐵路)可直接接 受電壓水平為23到138kV的電力，且一般進一步降低電壓。小工業或 商業用戶通常接受電壓水平在4.16到34.5kV的電力。居民消費者或燈 光商業用戶一般接受來自局部配送變壓器的標稱電壓水平為120和/或 240伏特的電力。居民消費者或燈光商業用戶接收的電力在性質上通常 是單相交流(AC)電，標稱頻率約為60赫茲。上述示例性數值是美 國標準的，世界其他地方可能不同。現在，將描述某些優選可控電子開關，尤其是各種局部能量控制 單元，其中所述的可控電子開關用于與此處所公開的多個電力管理系 統相連的局部站點。然而，首先要介紹的是優選可控電子開關和傳統 電氣元件之間的比較，具體地，首先要介紹的就是優選可控電子開關 和基于雙金屬的電路斷路器之間的比較。圖4是本領域所公知的基于雙金屬的電路斷路器400的概念圖。 如圖4所示，電路斷路器400包括雙金屬臂401，其由兩個金屬層402、 403形成。雙金屬臂401固定在一個末端406，且在末端406連到輸入電力信號線415。在另一個末端407，雙金屬臂401停留在和電氣導體 420接觸的位置。電氣導體420可連到負載(未示出)上，且在正常操 作(即正常電流)中，來自電力信號線415的電力通過雙金屬臂401 和電氣導體420連到負載上。選擇雙金屬臂401的不同金屬層402、 403的金屬物質，使其具有 不同的熱特性，以便以不同的速率被加熱。具體地，下面金屬層402 的金屬物質的加熱速率比上面金屬層403的金屬物質快。當流過雙金 屬臂401的電流量在"正常"界限內時，電流流過雙金屬臂401 (其具 有本征電阻)產生的熱量小，雙金屬臂401不變形。然而，當流過雙 金屬臂401的電流量超出過流界限(其主要由用于金屬層402和403 中的金屬物質的相對熱特性決定)，下面的金屬層402加熱速率比上面 的金屬層403的加熱速率快，引起雙金屬臂401彎曲，從而斷開輸入 電力信號線415和電氣導體420間的電路路徑。該操作可由圖5-1和圖5-2說明。圖5-1是說明當圖4中的電路斷 路器400閉合(正常操作)時的電流的例子的圖，圖5-2是說明電路斷 路器400的雙金屬臂401如何在過流狀況出現時斷開電路連接的例子 的圖。如圖5-l所示，電力信號流過輸入電源線415 (標記為"IN")、 流過雙金屬臂401、并跨過接觸器412、到達電氣導體420 (標記為 "OUT")。只要電力信號中的電流量在過流界限以下，電流流過雙金 屬臂401產生的熱量小，雙金屬臂401不變形。然而，如圖5-2所示， 當流過雙金屬臂401的電流量超過過流界限，電流加熱雙金屬臂401， 但是下面金屬層402比上面金屬層403加熱更快，從而引起雙金屬臂 401彎曲。結果是，接觸器412逐漸分開，輸入電力信號線415和電氣 導體420之間的電路路徑斷開。所須的引起電路斷路器400 "跳閘"的 電流量依賴于雙金屬臂401的雙金屬層402、 403相對的熱特性。在跳閘之后，電路斷路器400的雙金屬臂401將逐漸冷卻，直到 最終雙金屬臂401不再變形。隨著這個現象的發生，接觸器412又一 次形成電氣連接，允許電力信號從輸入電源線415傳到電氣導體420。圖6是可控電子開關600的圖，例如，其可用于此處所述的電力 分配和管理系統和方法、以及局部能量控制單元的某些實施例中。如 圖6所示，可控電子開關600包括可變形元件601，其可以臂的一般形 狀(類似于圖4中所示的)形成，也可以包括具有不同熱特性的兩個層602、 603。雖然可以使用任何受熱彎曲的耐久性物質，但是事實上 兩個層602、 603優選為金屬。如圖6中進一步所示，可變形元件601 在一個末端606優選固定到的非導電性表面615。在另一個末端，可變 形元件601優選通過接觸器612停留在和電氣導體620連接的位置。 輸入電源線625優選在電氣導體620的接觸點附近與可變形元件601 相連，以便最小化由通過可變形元件601的電流引起的電力損耗，也 避免加熱可變形元件601至任何顯著的程度，無論獲取多大的電流。 電氣導體620可連接到負載(未示出)，在正常操作(如下面所解釋的 那樣，也就是沒有啟動開關控制信號)，來自電力控制信號線625的電 力是通過可變形元件601和電氣導體620導通到負載的。可變形元件601的不同金屬層602、 603的金屬物質優選具有不同 的熱特性，以便它們以不同的速率加熱。具體地，優選下面金屬層602 的金屬物質比上面金屬層603的金屬物質的加熱速率快。當熱施加到 可變形元件601上時，和上面金屬層603相比，下面金屬層602加熱 更快，引起可變形元件601彎曲，類似于電路斷路器400，從而斷開在 輸入電力信號線625和電氣導體之間的電路路徑。如圖6中的進一步所述，加熱元件645(如電阻性線圈)耦合到(例 如在電阻性線圈的情形下，環繞在其上)可變形元件601。加熱元件 645優選通過開關控制電路640控制，開關控制電路640通過一對信號 線641、 642連到其上。當來自開關控制電路640的開關控制信號輸出 沒有被啟動時，加熱元件645有效地斷開(因此是非活動的)，電力通 過輸入電源線625、跨過可變形元件601的末端607、并經接觸器612 輸送到電氣導體620，在此進一步分配到負載。該操作說明于圖7-1中。 然而，當來自開關控制電路640的開關控制信號被啟動時，加熱元件 645加熱，這是由于流過加熱元件645的電流的作用。因為下面金屬層 602加熱比上面金屬層603加熱更快，可變形元件601開始彎曲。最終， 作為彎曲的結果，接觸器612逐漸分開，斷開在輸入電力信號線625 和電氣導體620之間的電路路徑，如圖7-2所述。只要來自開關控制電路640的開關控制信號被啟動，加熱元件645 繼續保持可變形元件601彎曲，在輸入電源線625和電氣導體620之 間的電路路徑斷開。 一旦來自開關控制電路640的開關控制信號未被 啟動，可變形元件601就逐漸冷卻，最終直到可變形元件不再變形。隨著這個現象的發生，接觸器612又一次形成電氣連接，允許電力信號從進入電路線625傳到電氣導體620然后到負載。一方面，圖6中所示的可控電子開關600可提供方便的、廉價的 機構，用于控制從電源到負載的電力分配。而且，當可變形元件601 在閉合位置時，可控電子開關600不必消耗任何電力，且只要求最小 的電力以引起可變形元件斷開。輸入電源線625可以多種方式連接到可變形元件601。例如，輸入 電源線625可簡單地熔焊，絞接或焊接到可變形元件601的活動末端 607。只要當可變形元件601處于開關閉合位置時，輸入電源線625和 電氣導體620之間電氣導通，輸入電源線625到可變形元件601的任 何形式的固定都滿足需要。圖8是說明更一般的可控電子開關800的實施例的方框圖。如圖8 所示，可控電子開關800包括可變形元件801，其可控制地連接輸入電 源線825到電氣導體820上。加熱元件845被耦合到可變形元件801 上，且由開關控制電路840控制。可變形元件801可采用任何形式， 如雙金屬元件或臂，當可變形元件801沒有被加熱元件845加熱時， 其優選允許輸入電源線825導通電力信號至電氣導體820，但優選引起 輸入電源線825到電氣導體820之間的連接在可變形元件801被加熱 元件845加熱時物理上斷開。加熱元件845可包括，如電阻性線圈或 其他電阻器，如果是電阻性線圈，當可變形元件801表現為雙金屬元 件或臂吋，其可方便地纏繞到可變形元件801上。在圖6和圖8中的每個實施例中，可變形元件601或801不必是 均勻筆直的，事實上，可以是任何形狀，只要在加熱時其以預定的方 式彎曲以致斷開輸入電源線625或825和電氣導體620或820之間的 電氣連接。而且，雖然可變形元件601或801是在優選實施例中作為 具有兩個金屬層的雙金屬臂的形式說明，但它可換用任何其他可以預 期方式彎曲的材料(金屬的或其他的)制成。因為無須電流從可變形 元件601或801的一端流到另一端(不同于電路斷路器)，如果需要， 可變形元件601或801可用非導電的或絕緣的部分將可變形元件601 或801的不同區域彼此分開。例如，非導電的部分(如塑料)可以被 安置在耦合到加熱元件645或845的可變形元件601或801的區域和 可變形元件601或801的一端(圖6例子中的可變形元件601的一端606和/或607)之間。進一步，可變形元件601的一端(如圖6中的末 端607)不必是雙金屬，但可以是一致導電的材料(如單金屬)，通過 該末端電力被導通。可替換地，可變形元件601或801可具有額外的 層(即超過兩層)。可變形元件601或801的主要特點是其在被加熱的 時候充分地彎曲或變形，以致斷開電力信號路徑的電氣連接(如通過 分開圖6中的接觸器612)。從開關控制電路640或840到加熱元件645或845的開關控制信 號輸出優選是直流(DC)信號，但也可以是交流(AC)信號或混合信 號。當開關控制信號沒有被啟動時，開關控制電路640可簡單地短路 加熱元件645或845 (如通過短路圖6中的導線641、 642)，否則就通 過緩沖器或其他隔離電路簡單地隔離加熱元件645或845。雖然圖6和圖8中的加熱元件645和845已經在優選實施例中作 為電阻性線圈作了說明，但是加熱元件645或845可采用其他形式或 配置。例如，如果體現為電阻性線圈，加熱元件645或845不必纏繞 可變形元件601或801 。加熱元件645或845可以是除電阻性線圈之外 的不同類型的電阻器。然而，將電阻性線圈優選為加熱元件645或845， 是因為其在整個給定的區域上提供相對均勻的加熱，而且相對易于實 現并且相對便宜。可變形元件601或801對開關控制電路640或840的響應速率可 以是關鍵的，也可以不是關鍵的，取決于特定的實施例。如果響應速 率不是很關鍵，那么開關控制信號可以是很低的電力信號。如果需要 更快的響應時間，那么可以增加開關控制信號的電力，因此引起加熱 元件645或845更快的加熱。開關控制電路640或840可有其自己的 電源(如電池)，否則其可從輸入電源線625或825或其他可獲得的電 源獲得電力。開關控制電路640或840可由手動開關(未示出)激勵， 其引起開關控制信號的啟動，且因此最終斷開可控電子開關600或 800，否則可由遠程電子信號激勵。圖14是可控電子開關1400的另一個實施例，其使用楔形元件物 理地斷開電路中的電氣連接。如圖14所示，可控電子開關1400 —般 包括延長的可變形元件1401，其由兩層1402， 1403形成，本質上類似 于前面參考圖6所說明的可變形元件601。在優選實施例中，可變形元 件1401包括雙金屬臂，而兩個層1402， 1403在本質上是金屬的，雖然更一般的，兩個層1402， 1403可由合適的材料組成，該合適的材料 具有足夠不同的熱特性以執行前述的功能。可變形元件1401在一個末 端1406優選固定到非導電性表面1415上。在其另一個末端，可變形 元件1401具有楔形元件1451。如圖14進一步所述的那樣，楔形元件1451的窄端緊鄰于一對電 氣接觸器1452。該對電氣接觸器1452位于和一對電氣導體1420、 1425 接觸的位置，第一電氣導體1425用作輸入電源線，第二電氣導體1420 用作輸送電力至負載(未示出)的裝置。在正常操作中，來自電氣導 體1425的電力通過電氣接觸器1452與第二電氣導體1420導通，從而 與負載導通。電氣接觸器1452固定到一對非導電性臂1457上，其固 定在固定表面1460上。 一對彈簧1455或這樣的裝置施加力到非導電 性臂1457上，從而保持電氣接觸器1452在正常操作中的連接狀態。跨電氣接觸器1452形成的電氣路徑可通過施加控制信號至可變形 元件1401上而斷開。為達到這個目的，加熱元件1445 (如電阻性線圈) 耦合到可變形元件1401 (如纏繞在可變形元件1401的周圍，其表現為 電阻性線圈)。加熱元件1445優選由開關控制電路1440控制，該開關 控制電路1440通過一對信號線1441、 1442連接到其上。當來自開關 控制電路1440的開關控制信號輸出沒有被啟動時，加熱元件1445被 有效地斷開(因此是非活動的)，電力通過輸入電源線1425、跨過電氣 接觸器1452、輸送到電氣導體1420，從此處電力可進一步分配到負載。 然而，當來自開關控制電路1440的開關控制信號被啟動時，加熱元件 1445由于電流流過加熱元件1445的作用而加熱。類似于前面參考圖6 所述的可變形元件601，可控電子開關1400的可變形元件1401開始彎 曲。最終，作為彎曲的結果，楔形元件1451如果在電氣接觸器1452 之間施加力，引起接觸器1452逐漸分開(彈簧1455逐漸壓縮)，并斷 開在輸入電力信號線1425和電氣導體1420之間的電路路徑，如圖15 所示。只要來自開關控制電路1440的開關控制信號被啟動，加熱元件 1445繼續保持可變形元件1401彎曲，并且輸入電源線1425和電氣導 體1420之間的電路路徑斷開。 一旦來自開關控制電路1440的開關控 制信號未被啟動，變形元件1401逐漸冷卻，最終直到可變形元件1401 不再變形。隨著這個現象發生，楔形元件1451逐漸縮回，引起電氣接觸器1452合到一起并再次形成電氣連接，然后其允許電力信號從輸入 電源線1425傳到電氣導體1420，然后到達負載。在一個方面，與圖6所示的可控電子開關600類似，圖14所示的 可控電子開關1400可以提供方便的、廉價的機構用于控制從源到負載 的電力分配。而且，可控電子開關1400在電氣接觸器1452處于閉合 位置時不需要消耗任何電力，并且只需要最小的電力引起可變形元件 1401彎曲，和電氣接觸器1452分開，斷開電力信號電路路徑。
圖16是可控電子開關1600的另一個實施例圖，該可控電子開關 1600使用楔形元件斷開電路路徑中的電氣連接。圖16所示的許多元件 在本質上類似于圖14中所示的這些元件。因此，例如，圖16中的可 控電子開關1600 —般包括延長的可變形元件1601，其由兩層1602、 1603形成，在本質上分別類似于前面參考圖6和圖14所述的可變形元 件601、 1401。在優選實施例中，可變形元件1601包括雙金屬臂，且 這兩個層1602、 1603在本質上是金屬的、雖然更一般地，這兩層1602、 1603可由任何具有足夠不同熱特性的合適材料組成，以便執行此處所 述的功能。可變形元件1601在一個末端1606優選固定到非導電性表 面1615上。在其另一個末端，可變形元件1601具有楔形元件1651， 其用作機械凸輪，如下面的詳細說明。
如圖16進一步所述的那樣，楔形元件1651的一個末端緊鄰于一 對電氣接觸器1652處。該對電氣接觸器1652位于和一對電氣導體 1620、 1625接觸的位置，第一電氣導體1625用作輸入電源線，第二電 氣導體1620用作輸送電力至負載(未示出)的裝置。在正常操作中， 來自電氣導體1625的電力通過電氣接觸器1652與第二電氣導體1620 導通，從而與負載導通。電氣接觸器1652固定到一對非導電性臂1657 上，其固定在固定表面1660上。 一對彈簧1655或這樣的裝置施加力 到非導電性臂1657上，從而保持電氣接觸器1652在正常操作中的連 接狀態。
類似于圖14的實施例，跨電氣接觸器1652的電氣路徑通過應用 控制信號至可變形元件1601而斷開。為了達到這個目的，加熱元件 1645 (如電阻性線圈)耦合到可變形元件1601 (如纏繞在可變形元件 1601的周圍，其表現為電阻性線圈)。加熱元件1645優選由開關控制 電路1640控制，該開關控制電路1640通過一對信號線1641、 1642連接到其上。當來自開關控制電路1640的開關控制信號輸出沒有被啟動 時，加熱元件1645被有效地斷開(因此是非活動的)，且電力通過輸 入電源線1625、跨過電氣接觸器1652、輸送到電氣導體1620，從此處 電力可進一步分配到負載。然而，當來自開關控制電路1640的開關控 制信號被啟動時，加熱元件1645由于電流流過加熱元件1645的作用 而加熱，作為結果，可變形元件1601開始彎曲。最終，作為彎曲的結 果，楔形元件1651如果在電氣接觸器1652之間施加力，引起連接1652 逐漸分開(彈簧1655逐漸壓縮)，并斷開在輸入電力信號線1625和電 氣導體1620之間的電路路徑，類似于圖15所示。不同于圖14中的實施例，圖16中的可控電子開關1600的楔形元 件1651用作機械凸輪，其具有多個鎖合位置，因此減輕保持控制信號 以保持電路斷開的需要。當楔形元件1651在第一個位置鎖合時，其從 電氣接觸器1652移開，該接觸器保持閉合，且電力信號電路路徑不中 斷。另一方面，當楔形元件1651鎖合在第二位置時，其驅使電氣接觸 器1652分開，因此中斷電力信號電路路徑。在每個鎖合位置，不需電 力保持可控電子開關1600在其當前狀態(斷開或閉合)。在該例中， 楔形元件1651在多個位置的鎖合是通過鎖合元件1680實現的，例如， 其中鎖合元件包括在球體1681內終止的臂1682，該球體和楔形元件 1651相抵。在本例中，鎖合元件1680的臂1682固定在表面1660上， 但鎖合元件1680可固定在任何其他可利用的表面上。因此，在這個例 子中，鎖合元件1680臨近臂1657，該臂1657支撐電氣接觸器1652。圖17-1、 17-2和17-3是說明圖16中的可控電子開關1600的楔形 元件1651的例子不同視圖，具體地，圖17-2禾n 17-3說明圖17-1中的 楔形元件1651在第一位置鎖合。該例中的楔形元件1651包括正面楔 體部分1705 (其通常為寬表面的、傾斜的)，中心凹槽1701和背面楔 體部分1706 (其可以是錐形的、傾斜的)，背面楔體部分1706確定了 淺后凹槽1708。如圖17-2和17-3最好地說明，當楔形元件1651鎖合 在第一位置時，鎖合元件1680的球體1681位于正面楔體部分1705之 上(為了更清楚地顯示其他特征，圖17-2和17-3中省略了臂1682)。 當其鎖合在第一位置時，球體1681可有效地保持楔形元件1651在適 當的位置，雖然在某些實施例中，球體1681不必和楔形元件1651接 觸，并且一般在其附近位置。圖18-1到18-8是說明楔形元件1651如何在不同鎖合位置間轉換 的圖。圖18-2和18-3分別類似于圖17-2和17-3，顯示在第一鎖合位 置的靜止的楔形元件1651。圖18-3說明隨著可變形元件1601響應施 加到加熱元件1645的控制信號而被加熱時所發生的情形(如圖16所 示)。在這種情形中，可變形元件1601開始彎曲，驅使楔形元件1651 前進。當這發生時，球體1681在正面楔體部分1705的傾斜表面上滑 移，直到靜止在楔形元件1651的中心凹槽1701中，使得楔形元件穩 定在第二鎖合位置。為了比較的目的，第一鎖合位置是由楔形元件的 點畫輪廓線165T表示的，雖然實際的移動尺寸因為說明的目的而被 夸大。實際上，楔形元件1651的僅移動百分之幾英寸就足夠改變鎖合 位置。即使在控制信號未被啟動之后，球體1681仍然保持楔形元件 1651在第二鎖合位置，這是由于其穩固地靜止在中心凹槽1701中。因 此，楔形元件1651保持在第二鎖合位置時可保持接觸器1652分開。隨后的控制信號的應用引起楔形元件1651返回到第一鎖合位置。 當施加隨后的控制信號時，可變形元件1601再次被加熱，引起其彎曲， 且楔形元件1651向前移動。球體1681因此被驅出中心凹槽1701，驅 到第二楔體部分1706之上，如圖18-5所示。球體1681在第二楔體部 分1706的錐形表面上下滑，且由于第二楔體部分1706的非常窄的末 端(優選為非對稱的錐形)，球體1681在第二楔體部分1706的更錐形 化的側面上滑過，且被淺后凹槽1708的上唇俘獲，如圖18-6所示。淺 后凹槽1708的上唇幫助沿著楔形元件1651的外側表面1710導引球體 1681，如圖18-7中側視圖和圖18-8中頂視圖所示，在這個過程中，鎖 合元件1680的臂1682向楔形元件1651的側面驅使(或反之亦然)。 隨著可變形元件1601冷卻，球體1681沿著楔形元件165i的外側表面 1710滑移，并最終到達正面楔體部分1705的窄的尖端區域，其中鎖合 元件1680的臂1682直伸出來并將球體1681驅到正面楔體部分1705 的表面上，楔形元件1651返回第一鎖合位置，如圖18-1和18-2所示。上面的過程可按需要重復，以通過讓楔形元件1651在第一和第二 鎖合位置之間移動，而允許可控電子開關1680斷開和閉合電氣接觸器 1652。為了引起楔形元件1651移動而施加的控制信號可采用如脈沖信 號的形式。圖19是可控電子開關1900的另一個實施例的視圖，其使用楔形元件斷開電路路徑中的電氣連接，也采用具有多個鎖合位置的機械凸輪的原理。在圖19中，可控電子開關1900 —般包括延長的可變形元 件1901，其如前面一樣，是由兩層1902、 l卯3形成的，本質上分別類 似于前面參考圖6和14所述的可變形元件601、 1401。在優選實施例 中，可變形元件1901包括雙金屬臂，而兩個層1902、 1903在本質上 是金屬的，雖然更一般地，這兩個層1卯2、 l卯3可由任何具有足夠不 同的熱特性的材料組成，以執行此處說明的功能。可變形元件1901在 一個末端優選固定到非導電性表面1960。在其另一個末端，可變形元 件1901具有楔形元件1951，其用做機械凸輪，如下面將要更詳細的說 明。如圖19進一步的說明，擺臂1980定位在第一楔形元件1951和一 對電氣接觸器1952之間。該對電氣接觸器1952位于和一對電氣導體 1920、 1925接觸的位置，第一電氣導體1925用作輸入電源線，而第二 電氣導體1920用作輸送電力到負載(未示出)的裝置。在正常操作中， 來自第一電氣導體1925的電力通過電氣接觸器1952與第二電氣導體 1920導通，從而與負載導通。電氣接觸器1952固定到一對非導電性臂 1957上，其被固定在固定表面上(未示出)。 一對彈簧(未示出，但類 似于圖16中的彈簧1655)或其他這樣的裝置施加力到非導電性臂1957 上，且因此保持電氣接觸器1952在正常操作中的連接位置。如圖19進一步所示的那樣，擺臂1980在一個末端具有球體1981， 在相對的另一端有第二楔形元件1961。可將擺臂1980在通常被置于中 心位置的轉動點1984處固定到固定結構1985上。跨電氣連接1952形成的電氣路徑可通過應用控制信號至可變形元 件1901而斷開。為了實現這個目的，加熱元件1945 (如電阻性線圈) 被耦合到可變形元件1901。加熱元件1945優選由開關控制電路1940 控制，開關控制電路1940通過一對信號線1941、 1942連到其上。當 來自開關控制電路1940的開關控制信號輸出沒有被啟動時，加熱元件 1945被有效地斷開(并因此是非活動的)，電力通過輸入電源線1925， 跨過電氣接觸器1952，被輸送到電氣導體1920，從此處，電力進一步 被分配到負載。然而當來自開關控制電路1940的開關控制信號被啟動 時，加熱元件1945由于流過加熱元件1945的電流的作用而加熱，作 為結果，可變形元件1901開始彎曲。最終，作為彎曲的結果，楔形元件1951擠壓擺臂1980的球體1981，以致其隨著擺臂1980被迫在順時 針方向上稍微旋轉而被移位。該運動使得擺臂1980的另一末端在順時 針方向移動，其然后驅使在電氣接觸器1952之間的第二楔形元件 1961。該動作引起連接1952逐漸分開，斷開在輸入電力信號線1925 和電氣導體1920之間的電路路徑，如圖20所示。類似于圖16中的實施例，圖19中的可控電子開關1900的楔形元 件1951用作具有多個鎖合位置的機械凸輪，因此減輕了維持控制信號 以保持電路斷開的需要。當第一楔形元件1951鎖合在第一位置時，其 使得第二楔形元件1961從電氣接觸器1952移開，該電氣接觸器1952 保持閉合，且電力信號電路路徑沒有中斷。另一方面，當第一楔形元 件1951被鎖合在第二位置時，其使得第二楔形元件1961迫使電氣接 觸器1952分開，因此斷開電力信號電路路徑。在每個鎖合位置，不須 電力維持可控電子開關1900在其當前狀態(斷開或閉合)。在該例中， 楔形元件1951在多個位置的鎖合通過擺臂1980完成的，類似于鎖合 元件1680，該擺臂1980在球體1981內終止，該球體抵靠楔形元件1951 而靜止。球體1981相對第一楔形元件1951的運動類似于關于圖16的可控 電子開關1600的描述，以及圖17-1到17-3和圖18-1到18-8的說明。 然而，不是第一楔形元件1951自身被插入到連接1952之間以斷開它 們，第一楔形元件1951引起擺臂1980前后擺動，因此使得第二楔形 元件1961前后運動，斷開和閉合電氣接觸器1952。應該指出的是，說明于圖16和19和別處的實施例，僅僅是示例， 既無意窮盡也無意限制此處所公開的概念和原理。雖然描述和說明了 某些凸輪機構，但是凸輪或其他類似機構也可以用于執行類似的功能。 例如，可替換的實施例可包括用于與分開電氣接觸器(或其他類型的 電路連接)相關的任何元件，具有至少一個穩定位置和一個或多個不 穩定位置，穩定位置和不穩定位置的轉換是通過施加控制信號實現的。 多種不同的機械結構可用來替代此處所描述和說明的楔形元件。圖21、 22和23是控制電路或其部分的簡化原理圖，其可用于此 處公開的多個可控電子開關。在圖21中，控制信號發生器2100包括 通過第一開關2171連接到電容器2174的電源2170(如電池或其他DC 電源)。電容器2174是通過第二開關2172連接到加熱元件2145，如電阻性線圈，其臨近于可變形元件2101。加熱元件2145和可變形元件 2101可代表類似于在圖16或19中說明的元件，或此處說明的任何其 他可控電子開關實施例。在操作中，當開關2171閉合而開關2172斷開時，電源2170保持 電容器2174于充電狀態。因為開關2172是斷開的，加熱元件2145被 斷開，可變形元件2101保持在其自然的未加熱的狀態。為了施加控制 信號至加熱元件2145，控制電路(未示出)斷開開關2171并閉合2172， 如圖22所示的那樣。結果，電源2170從電容器2174斷開，電容器2174 對加熱元件2145放電。電容器2174的尺寸和電容率可選擇足夠大以 保持適當量的電荷使得加熱元件2145足夠熱起來，以引起可變形元件 2101，特別地，如果表現為鎖合凸輪機構(例如，圖16和19中)被 驅使到下一個鎖合狀態。 一旦電容器2174充分放電，閉合開關2171， 斷開開關2172，以給電容器2174再次充電。接著，開關2171、 2172 可被再次開關以便電容器2174 二次放電，并引起可變形元件2101被 驅使到另一個鎖合狀態(或回到其原始鎖合狀態)，此處可變形元件 2101表現為鎖合凸輪機構。圖23應用圖21和22中相同的原理到可控電子開關系統。圖23 中的控制電路系統2300包括電源2370和電容器2374，其類似于圖21 和22中相應的部分。第一開關2371類似于圖21和22中的開關2171， 在電容器2374充電時通常是閉合的。當需要激勵可控電子開關時，控 制電路2376斷開開關2371并閉合與要激勵的可控電子開關相關聯的 開關2372a、2372b、2372c、…。根據控制電路2376的程序，開關2372a、 2372b、 2372c、…中只有被選擇的開關需要被激勵。根據前述的原理， 對于閉合的開關2372a、 2372b、 2372c、…，各個加熱元件(如電阻性 線圈)2345a、 2345b、 2345c、…加熱，引起最近的變形元件的變形， 和可控電子開關的激勵。圖24是開關控制電路2401的實施例圖，其可與此處所述或所示 的多個可控電子開關實施例結合使用，例如示于圖6、 8或14，或其他 圖中的可控制電子電路。如圖24所示，開關控制電路2401包括耦合 到電容器2408的輸入交流電力信號2405，其中該電容器通過電子或機 電開關2423又連接到加熱元件(未示出)。手動切換開關或按鈕2420 用于激勵電子或機電開關2423，其有選擇地允許輸入電力信號2405傳送到加熱元件2425。輸入交流電力信號2405可以是，例如從電源線 獲取的單相電力，因此，圖24所示的設計為激勵可控電子開關提供了 低成本、高效率的機構(具有最小電流消耗)。圖25是開關控制電路2501的另一個實施例視圖，其可與此處所 述或所示的多個可控電子開關實施例結合使用，例如，示于圖6、 8或 14，或其他的可控制電子電路。如圖25所示，開關控制電路2501包 括耦合到電容器2508的輸入交流電力信號2505，其中該電容器通過電 子開關2523又連接到加熱元件(未示出)。接收器2520通過天線2518 接收遠程命令信號，且與其響應，斷開或閉合開關2523，其有選擇地 允許輸入電力信號2505傳送到加熱元件2525。接收器2520可經配置 使用任何無線技術通信，例如可以被有利地配置以接收使用頻移鍵控 (FSK)或FM邊帶發射技術發射的信號。更復雜的命令可通過接收器 2520傳送，因此允許開關控制電路2501用作電路控制系統的一部分， 該電路控制系統控制多狀態可控電子開關，并允許執行更復雜的處理 過程和決定。輸入交流電力信號2505可以是，例如從電源線獲取的單 相電力，因此，圖25所示的設計為激勵可控電子開關提供了低成本、 高效率的機構(具有最小電流消耗)。此處所述的電子開關的多個實施例具有簡單、有效、可控制、可 靠和相對廉價的優點，并且在電力分配或管理系統環境下通常具有幫 助作用，以便控制從電源到負載的輸入電力信號(低壓和/或低電流或 高壓和/或高電流)的分配。在多個實施例中，可控電子開關是高電力 效率的——例如，當幵關閉合時，它們不需要消耗任何電力，且只需 要最小的電力斷開和維持斷開。此處所公開的多個可控電子開關可遠 程操作，例如通過由遠程中心站發射的電力控制命令，因此提供靈活 方便的機構控制電力分配。在某些實施例中，中心站102需要和多個局部站點109的電力控 制電路112雙向通信。例如，中心站102需要獲得相對即時的反饋， 該反饋關于多少和/或哪個電力控制電路112已經通過減少電氣負載 120對電力警報階段做出響應。在這樣的實施例中，多個局部站點的無 線通信單元115除了包括接收器還包括發射器，相反地，中心站102 的無線通信單元103除了包括發射器還包括接收器。從多個局部站點 109發射的消息可通過此處所述的任何技術或任何傳統技術識別。例如，這樣的傳輸可以是通過任何地址、頻率、編碼等等的組合進行識 別。在某些實施例中，電力控制電路112為制表或者其他目的可以存 儲關于它們對多個電力警報階段級別的響應的歷史消息，其中該電力警報階段級別是通過中心站102宣布的。例如，在圖2中的實施例中 無線能量控制單元214可以在存儲器239的非易失性部分中存儲這樣 的歷史消息。歷史消息可包括如這樣的消息，即響應特定電力警報階 段級別的宣布而斷幵可控開關262，和/或作為減少連接到斷開的可控 開關的電氣負載的結果前后立即減少了多少能量消耗。電業可以使用 這種類型的消息，連同提供利用此處所述的無線能量控制單元來減少 電力消耗的用戶動機。假定電力管理系統100具有雙向通信能力，歷 史消息可應局部電力控制電路112的請求發射到中心站或電業105。可 替換地，歷史消息可在直接連接中讀出，或通過在電源線上發射該消 息，或通過可替換的技術。雖然此處在文本中描述和/或在附圖中說明了某些實施例，但是應 該理解的是，利用所述多個實施例的原理和概念的多種變化、修改、 增加或替換可以被做出。除了少數例子，此處和附圖中說明的實施例 可不局限于特定的無線通信技術或協議、或特定類型的消息和電力命 令格式或序列、或特定的電路配置。并非所有的局部電氣負載都需要 被此處所述的局部能量控制電路卸載，對額外的電氣元件(電路斷路 器、保險絲、變壓器、指示器、電容器、濾波器等等)的類型也沒有 任何限制，這些電氣元件可與本發明的多個實施例組合或結合使用。 進一步地，不使用用于斷開和再連接電氣負載的可控開關，多個實施 例可使用能夠在可變的基礎上調節電力流的電氣元件；然而，這樣的 電氣元件通常更貴，電力消耗比此處公開的優選可控開關更大，而且 要求更復雜的控制，盡管這樣的能力被認為本領域的技術人員的能力 范圍內的。雖然本發明的優選實施例已經作了說明，保持在本發明的概念和 范圍之內的許多變化是可能存在的。對于本領域的普通技術人員，在 査看了說明書和附圖后，這樣的變化將是很明顯的。因而，除了權利 要求的精神和范圍本發明不受限制。
權利要求
1.一種電力管理系統，包括多個電力開關控制電路，每個所述電力開關控制電路經配置以有選擇地斷開一個或多個電氣負載；多個無線接收器，每個都連到一個所述電力開關控制電路；至少一個無線發射器；以及中心站，所述中心站引起消息通過所述至少一個無線發射器發射到所述電力開關控制電路，所述電力開關控制電路根據局部可配置的設置，通過斷開電氣負載對其作出響應。
2. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中所述電力開關控制 電路位于遠程，地理上的不同位置。
3. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中一個或多個所述電 力開關控制電路包括一組可控開關，其插入在電源線和所述多個電氣 負載之間。
4. 根據權利要求3所述的電力管理系統，其中一個或多個所述電 力開關控制電路的所述可控開關組和多個電路斷路器串聯，為每個所 述電氣負載提供一個電路斷路器。
5. 根據權利要求3所述的電力管理系統，其中每個所述電力開關 控制電路包括處理器和存儲器，其中該處理器用于通過它的各個無線 接收器接收所述消息，該存儲器用于存儲所述處理器的程序指令，所 述處理器根據該指令控制所述可控開關。
6. 根據權利要求3所述的電力管理系統，其中根據局部可配置優 先級斷開所述可控開關。
7. 根據權利要求6所述的電力管理系統，其中所述局部可配置優 先級至少部分由手動開關設置確定。
8. 根據權利要求6所述的電力管理系統，其中所述局部可配置優先級由可編程參數確定，該可編程參數通過局部用戶接口存儲在每個 所述電力幵關控制電路中。
9. 根據權利要求3所述的電力管理系統，其中一個或多個所述可 控開關包括雙金屬元件，通過引起加熱所述雙金屬元件的控制信號， 使得所述雙金屬元件變形，結果導致可控開關的開/關狀態的改變。
10. 根據權利要求3所述的電力管理系統，其中一個或多個電力開關控制電路的一個或多個所述可控開關包括可變形元件，其具有第一末端和第二末端，所述可變形元件固定在所述第一末端，且在所述第二末端與電氣導體相接觸；加熱元件，其在所述可變形元件的附近；以及幵關控制信號，其連接到所述加熱元件，所述開關控制信號是從 所述電力開關控制電路發出的；其中從所述電源線獲取電力的輸入線在所述電氣導體附近的所述 第二末端物理地連到所述可變形元件，當所述可變形元件和所述電氣 導體相接觸時，所述輸入電源線電連接到所述電氣導體上。
11. 根據權利要求10所述的電力管理系統，其中所述開關控制信 號的啟動驅使電流通過所述加熱元件，引起所述加熱元件加熱，因此 彎曲所述可變形元件以致斷開所述可變形元件的所述第二末端和所述 電氣導體之間的連接，且其中所述開關控制信號沒有被啟動時，引起 所述加熱元件保持在未加熱的狀態，因此允許所述可變形元件保持不 彎曲且與所述電氣導體連接。
12. 根據權利要求10所述的電力管理系統，其中所述加熱元件包 括電阻性線圈。
13. 根據權利要求10所述的電力管理系統，其中所述開關控制信 號被激勵以響應從所述中心站接收的消息。
14. 根據權利要求10所述的電力管理系統，其中所述輸入電源線被瑢焊到所述可變形元件的所述第二末端。
15. 根據權利要求10所述的電力管理系統，其中所述可變形元件 包括雙金屬元件。
16. 根據權利要求15所述的電力管理系統，其中所述雙金屬元件 的所述第二末端具有由第一金屬物質組成的頂側邊和由第二金屬物質 組成的底側邊，其中所述輸入電源線熔焊到所述雙金屬元件的所述第 二末端的頂側邊，且其中當所述開關控制信號沒有被啟動時，所述雙 金屬元件的所述第二末端的底側邊與所述電氣導體相接觸。
17. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中在所述消息引起所 述電力開關控制電路有選擇地斷開它們的電氣負載之前，所述中心站 引起由所述無線發射器發射的早期警告消息。
18. 根據權利要求17所述的電力管理系統，其中一個或多個所述 電力開關控制電路包括顯示器，其指示出所述早期警告消息已經被接
19. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中一個或多個所述電 力開關控制電路包括顯示器，其指示任何其相應的電氣負載是否已經 斷開。
20. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中由所述中心站發射 的至少一個消息引起所述電力開關控制電路從多個警報階段級別中進 入一個指定的警報階段級別。
21. 根據權利要求20所述的電力管理系統，其中所述警報階段級 別從最低警報階段級別到最高警報階段級別排序，且其中通過所述局 部可配置的設置可以配置所述電力開關控制電路，以在較高的警報階 段級別比在較低的警報階段級別斷開更多的電氣負載。
22. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中所述中心站發射與 至少一個所述消息相關的延遲周期命令，且其中所述電力開關控制電路在斷開所述電氣負載之前等待由所述延遲周期命令指示的延遲周 期。
23. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中所述電力開關控制電路插入在來自電業的電源線和所述電氣負載之間，且其中所述電力 開關控制電路從所述電源線通過去耦合元件獲取工作電力。
24. 根據權利要求23所述的電力管理系統，其中所述去耦合元件 包括電容器。
25. 根據權利要求23所述的電力管理系統，其中所述去耦合元件 包括變壓器。
26. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中一個和多個所述電 力開關控制電路包括局部無線發射器，且其中所述中心站包括無線接 收器，用于接收來自所述一個或多個所述電力開關控制電路的發射， 以在所述中心站和所述一個或多個所述電力開關控制電路之間實現雙 向無線通信。
27. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中一個或多個所述電 力開關控制電路包括用于存儲歷史數據的存儲器，所述歷史數據是關 于對來自所述中心站的所述消息的電力開關控制電路的響應。
28. 根據權利要求1所述的電力管理系統，其中所述消息可以是傳 給特定組的所述電力開關控制電路。
29. 根據權利要求28所述的電力管理系統，其中通過使用獨特的 組地址、頻率、編碼、編碼方案或其任何組合，所述消息被傳給特定 組的所述電力開關控制電路。
30. —種用于在電力分配系統中減少電力消耗的系統，包括 多個無線能量控制單元，每個所述無線能量控制單元包括無線接受器，并控制從輸入電源線到一個或多個局部電氣負載的電力流；至少一個無線發射器；以及中心站，所述中心站通過所述至少一個無線發射器向所述無線能 量控制單元發射消息，所述消息指示所述無線能量控制單元在非警報 階段級別和一個或多個警報階段級別間切換，根據所述中心站所指示 的警報階段級別，所述無線能量控制單元通過有選擇地修改到它們相 應的局部電氣負載的電流與其響應。
31. 根據權利要求30所述的系統，其中每個所述能量控制單元包 括介于所述輸入電源線和所述多個局部電氣負載之間的多個可控開 關，所述可控開關能夠引起所述輸入電源線分別連到所述多個局部電 氣負載，或從其上斷開。
32. 根據權利要求31所述的系統，其中一個或多個所述無線能量 控制單元的所述可控開關和多個電路斷路器串聯，為每個所述局部電 氣負載提供一個電路斷路器。
33. 根據權利要求31所述的系統，其中根據局部可配置優先級斷 開所述可控開關。
34. 根據權利要求31所述的系統，其中一個或多個所述可控開關 包括雙金屬元件，所述雙金屬元件通過引起所述雙金屬元件加熱的控 制信號而變形，從而導致所述可控開關的開/關狀態的改變。
35. 根據權利要求34所述的系統，其中加熱電阻性線圈引起所述 雙金屬元件的加熱。
36. 根據權利要求30所述的系統，其中在所述消息指示所述無線 能量控制單元在所述非警報階段級別和所述一個或多個警報階段級別 間切換之前，所述中心站通過所述至少一個無線發射器發射早期警告 消息。
37. 根據權利要求30所述的系統，其中所述警報階段級別從最低 的警報階段級別到最高的警報階段級別排序，且其中通過所述局部可配置的設置，配置所述無線能量控制單元，以在較高的警報階段級別 比在較低的警報階段級別斷開更多的電氣負載。
38. —種無線能量控制單元，包括多個可控開關，每個都具有第一位置和第二位置，其中電源在所 述第一位置電連接到電氣負載，所述電源在所述第二位置與所述電氣 負載斷開；無線接收器；以及連到所述無線接收器上的控制器，所述控制器通過所述無線接收 器接收消息，并且與其響應，根據預先確定的優先級有選擇地在所述 第一位置和所述第二位置之間切換一個或多個所述可控開關。
39. 根據權利要求38所述的無線能量控制單元，其中所述控制器 包括處理器；以及非易失性存儲器，存儲所述處理器的程序指令。
40. 根據權利要求39所述的無線能量控制單元，其中所述控制器 進一步包括用于存儲單個控制位的控制寄存器，該控制位確定每個所 述可控開關在所述第一位置和所述第二位置的位置。
41. 根據權利要求39所述的無線能量控制單元，其中所述控制器 進一步包括存儲歷史數據的可變存儲器部分，該歷史數據關于不同時 間點的所述可控開關的狀態。
42. 根據權利要求39所述的無線能量控制單元，進一步包括多個 光指示器，每個光指示器指示一個所述可控幵關的狀態。
43. 根據權利要求39所述的無線能量控制單元，進一步包括多個 電路斷路器，每個電路斷路器和一個所述可控開關連接。
44. 根據權利要求43所述的無線能量控制單元，進一步包括從電 業發出的所述電源。
45. 根據權利要求43所述的無線能量控制單元，進一步包括容納 所述可控開關、所述無線接收器和所述控制器的外殼，所述外殼適于 放置在容納所述電路斷路器的電路盒中，所述電路盒包括用于復位所 述電路斷路器的多個手動開關。
46. 根據權利要求39所述的無線能量控制單元，其中所述預先設 定的優先級是局部可配置的。
47. 根據權利要求46所述的無線能量控制單元，進一步包括用于 確定所述局部可配置優先級的多個手動開關設置。
48. 根據權利要求46所述的無線能量控制單元，進一步包括可編 程接口，其允許存儲確定所述局部可配置優先級的參數。
49. 根據權利要求46所述的無線能量控制單元，其中配置所述控 制器以響應所述消息的第一條和第二條，其中根據所述局部可配置優 先級通過在所述第一位置和所述第二位置之間切換一個或多個可控開 關中的第一組以響應所述消息的第一條，根據所述局部可配置優先級 通過在所述第一位置和所述第二位置之間切換一個或多個可控開關中 的第二組以響應所述消息的第二條。
50. 根據權利要求49所述的無線能量控制單元，其中所述控制器 根據所述局部可配置優先級通過在所述第一位置和所述第二位置之間 切換一個或多個可控開關中的第三組以響應所述消息的第三條。
51. 根據權利要求38所述的無線能量控制單元，其中一個或多個 所述可控開關包括雙金屬元件，通過引起所述雙金屬元件加熱的控制 信號使所述雙金屬元件變形，從而導致所述可控開關的開/關狀態的改 變。
52. 根據權利要求38所述的無線能量控制單元，其中一個或多個 所述可控開關包括具有第一和第二末端的可變形元件，所述可變形元件固定在所述第一末端，且在所述第二末端與電氣導體相接觸；以及在所述可變形元件附近的加熱元件，所述加熱元件響應來自所述控制器的開關控制信號；其中從所述電源獲取電力的輸入線在所述電氣導體附近的所述第二末端連到所述可變形元件，當所述可變形元件與所述電氣導體相接觸時，所述輸入線電連接到所述電氣導體。
53. 根據權利要求52所述的無線能量控制單元，其中所述開關控 制信號的啟動驅使電流通過所述加熱元件，引起所述加熱元件加熱， 從而彎曲所述可變形元件，以致斷開在所述可變形元件的所述第二末 端和所述電氣導體之間的連接，且其中所述開關控制信號的未被啟動 引起所述加熱元件保持未加熱，從而使所述可變形元件保持不彎曲， 且和所述電氣導體接觸。
54. 根據權利要求52所述的無線能量控制單元，其中所述加熱元 件包括電阻性線圈。
55. 根據權利要求52所述的無線能量控制單元，其中激勵所述開 關控制信號以響應從遠程源接收的消息。
56. 根據權利要求52所述的無線能量控制單元，其中所述輸入電 源線熔焊到所述可變形元件的所述第二末端。
57. 根據權利要求52所述的無線能量控制單元，其中所述可變形 元件包括雙金屬元件。
58. 根據權利要求38所述的無線能量控制單元，其中所述可控開 關在所述第一位置時基本不消耗電力。
全文摘要
本發明公開了用于遠程控制局部站點的能量分配的系統，并且具體公開了一種電力管理系統及其相關方法，包括多個位于遠程站點的局部無線能量控制單元和一個具有無線發射器的中心站，其中該無線能量控制單元用于控制傳輸到用戶負載的電力，該中心站用于向該無線能量控制單元廣播命令。該無線控制單元每個都包括一組開關，用于控制傳輸到每個局部站點的電氣負載上的電力。可控開關優選具有可變形雙金屬元件，其由加熱線圈控制以使電氣接觸器連接和斷開。可預配置每個無線能量控制單元以規定電氣負載斷開的順序或優先級，響應從中心站接收的減少電力消耗的命令。中心站可根據不同的優先級或警報階段發出減少電力消耗的命令。局部無線能量單元根據電力減少命令的優先級通過斷開一個或多個電氣負載響應電力減少命令，并通過它們的共同操作減少總的電力需求。
文檔編號H02J3/14GK101335454SQ20081000897
公開日2008年12月31日 申請日期2002年11月27日 優先權日2001年11月30日
發明者杰弗里·英 申請人:英科電子有限公司