專利名稱：電力管理系統(tǒng)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力管理系統(tǒng)和操作該電力管理系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
典型的電力傳輸系統(tǒng)將一個(gè)或多個(gè)分支電路連接到諸如公用電源的主電源或者 諸如便攜或者備用發(fā)電機(jī)的輔助電源。每個(gè)分支電路可以連接到一個(gè)或多個(gè)負(fù)載，并且通 常包括一個(gè)或多個(gè)人為控制的斷路器，所述斷路器可被操作員控制。對(duì)于位于住宅的典型電力傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)將多個(gè)電路連接到作為輔助電源的 發(fā)電機(jī)。住宅發(fā)電機(jī)在大小和電力輸出上存在不同。一般，當(dāng)額定功率(或者電流)的量增 大時(shí)，發(fā)電機(jī)的大小、重量和成本增大，并且由驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的引擎產(chǎn)生的噪聲量增大。因此， 使用用于控制或者降低在發(fā)電機(jī)上的電力需求的電力管理系統(tǒng)是有益的，其允許將較小的 發(fā)電機(jī)用于通常需要更大的發(fā)電機(jī)的應(yīng)用。
典型的電力管理系統(tǒng)包括多個(gè)開關(guān)(例如繼電器或者可控?cái)嗦菲?，所述多個(gè)開 關(guān)用于控制(例如增加或者去除)多個(gè)負(fù)載。但是，典型的電力管理系統(tǒng)控制分支電路，其 可以對(duì)于未指定數(shù)量的負(fù)載供電。期望有允許比典型的電力管理系統(tǒng)更大的靈活性的新的 系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種負(fù)載管理系統(tǒng)，用于管理多個(gè)設(shè)備。所述多個(gè) 被管理設(shè)備經(jīng)由多個(gè)分支電路連接到配電板，所述多個(gè)分支電路具有斷路器和電插座。例 如，所述多個(gè)分支電路中的每個(gè)可以包括斷路器，但是不是所有的分支電路可以包括電插 座。通過公用電源和備用發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)來對(duì)配電板供電。所述負(fù)載管理系統(tǒng)可連接 到用于控制第一被管理設(shè)備的設(shè)備控制器。所述系統(tǒng)包括在電路上電連接在所述電插座和第二被管理設(shè)備之間的便攜接受 器。所述便攜接受器按照定義是便攜的，并且允許用戶改變所述第二被管理設(shè)備，而無需對(duì) 所述系統(tǒng)重新布線。所述便攜接受器包括第一天線、用于將所述電插座電連接到所述第二 被管理設(shè)備的開關(guān)和用于電連接所述第一天線和所述開關(guān)的電路。所述電路包括第一控制 器，用于根據(jù)由所述第一天線接收的信號(hào)來控制所述開關(guān)。在一些實(shí)施例中，所述便攜接受 器包括優(yōu)先級(jí)，可以通過開關(guān)來設(shè)置所述優(yōu)先級(jí)。用戶可以修改所述優(yōu)先級(jí)或者移動(dòng)所述 便攜接受器以修改所述系統(tǒng)的管理。這可以不借助于電工來進(jìn)行。而且，所述便攜接受器 的使用允許用戶管理分支電路的設(shè)備，而不必管理整個(gè)分支電路。而且，可以使用多個(gè)便攜 接受器來不同地管理在同一分支電路上的多個(gè)設(shè)備。所述負(fù)載管理系統(tǒng)還包括電連接到所述設(shè)備控制器的負(fù)載管理控制器。所述負(fù)載 管理控制器包括處理器、具有可被所述處理器執(zhí)行的指令的存儲(chǔ)器和耦合到所述處理器的 第二射頻天線。所述處理器執(zhí)行所述指令以從所述設(shè)備控制器接收控制信號(hào)，并且根據(jù)所 述控制信號(hào)和用于表示在所述發(fā)電機(jī)上的耗電量的值來管理所述第一和第二被管理設(shè)備。
通過考慮詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
圖1是用于表示包括并入本發(fā)明的負(fù)載管理系統(tǒng)的住宅的電氣系統(tǒng)的框圖。圖2是用于提供包括圖1的負(fù)載管理系統(tǒng)的建筑物的電氣系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)的框 圖。圖3是用于表示能夠用于圖1的負(fù)載管理系統(tǒng)的示例性轉(zhuǎn)換開關(guān)的框圖。圖4是用于表示能夠用于圖1的負(fù)載管理系統(tǒng)的負(fù)載管理控制器的框圖。圖5是用于進(jìn)一步詳細(xì)說明圖4的負(fù)載管理系統(tǒng)的一部分并且用于表示能夠用于 圖1的負(fù)載管理系統(tǒng)的便攜接受器的框圖。圖6是用于表示一種用于操作圖1的負(fù)載管理系統(tǒng)的方法的流程圖。圖7是用于表示一種用于管理多個(gè)被管理設(shè)備的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在說明本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在其應(yīng)用上不限于在下面的 說明中闡明或者在附圖中說明的部件的結(jié)構(gòu)和布置。本發(fā)明能夠具有其它實(shí)施例，并且能 夠以不同的方式被實(shí)施或者執(zhí)行。還應(yīng)當(dāng)理解，本文使用的用語或者術(shù)語用于描述的目的， 并且不應(yīng)當(dāng)被看作限制性的?！鞍ā薄ⅰ鞍被蛘摺熬哂小奔捌渥兓问降氖褂靡馕吨w 其后列出的項(xiàng)目及其等同物以及另外的項(xiàng)目。術(shù)語“連接”、“耦合”和“安裝”及其變化形 式意味著涵蓋直接和間接的連接、耦合和安裝。另外，術(shù)語“連接”和“耦合”及其變化形式 不限于物理或者機(jī)械連接或者耦合。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來說顯然，在附圖中所示的系統(tǒng)是實(shí)際系統(tǒng)那樣的 模型。可以注意到，所描述的模塊和邏輯結(jié)構(gòu)中的一些能夠以被處理器或者類似設(shè)備執(zhí)行 的軟件實(shí)現(xiàn)，或者能夠以使用包括例如專用集成電路(“ASIC”)的多個(gè)部件的硬件實(shí)現(xiàn)。諸 如“處理器”、“濾波器”和“控制器”之類的術(shù)語可以包括或者表示硬件和/或軟件。因此， 權(quán)利要求不應(yīng)限于具體示例或者術(shù)語，或者不限于任何具體的硬件或者軟件實(shí)現(xiàn)方式或者 軟件或者硬件的組合。在圖1中示意性地示出了負(fù)載管理系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可控地將多個(gè)負(fù)載105連 接到主電源110 (例如，公用電源、主要電源等)或者輔助電源115 (例如，備用電源，諸如便 攜或者備用發(fā)電機(jī))。通過可控地將負(fù)載105連接到主電源110或者輔助電源115，主電源 110或者輔助電源115選擇性地向負(fù)載105供電。在此使用的主電源110是提供優(yōu)選電力的電源。即，當(dāng)主電源110提供足夠的電 力(即，足夠質(zhì)量和數(shù)量的電力)時(shí)，系統(tǒng)100可控地將負(fù)載105連接到主電源110(通常 是公用電源)?？梢杂晒娍捎玫碾娫椿蛘唠娏緛硖峁┕秒娫?。輔助電源115是與 主電源110獨(dú)立的電源，并且適于當(dāng)主電源110不能提供足夠的電力時(shí)提供輔助電力或者 備用電力。示例性輔助電源115是120/240伏特的交流發(fā)電機(jī)?！白詣?dòng)”發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括響 應(yīng)于由傳輸開關(guān)提供的信號(hào)而自動(dòng)啟動(dòng)或者關(guān)閉的發(fā)電機(jī)，例如在主電源110和輔助電源 115之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)。自動(dòng)發(fā)電機(jī)可以與系統(tǒng)100硬連線，并且系統(tǒng)100通常被稱為 自動(dòng)或者緊急備用系統(tǒng)?！叭斯ぁ卑l(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括需要人為啟動(dòng)并且在主電源110和輔助電源115之間人為轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)。負(fù)載105包括被配置來接收電力的任何數(shù)量的電負(fù)載。負(fù)載105可以經(jīng)由分支電 路120來連接到系統(tǒng)100。分支電路120被諸如繼電器或者斷路器123之類的開關(guān)控制。 分支電路120或者是“專用”分支電路120A(圖2)或者是“非專用”分支電路120B(圖2)。 “專用”分支電路120A包括與那個(gè)分支硬連線的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載105。例如，如果系統(tǒng)位于 住宅，則可以在相應(yīng)的專用分支電路120A中硬連線空調(diào)器、爐子、泵和類似的設(shè)備。“非專 用”分支電路120B包括能夠接收來自一個(gè)或多個(gè)電負(fù)載(例如電燈、電子器件、冰箱、冷凍 箱等)的連接的一個(gè)或多個(gè)插座、連接箱或者類似的連接點(diǎn)。如圖1中所示，系統(tǒng)100位于面板125中，面板125具有連接到主電源110、輔助電 源115和負(fù)載105或者可與它們連接的導(dǎo)線。在其它結(jié)構(gòu)中，面板125包括彼此通信的多 個(gè)面板或者箱。例如并且最佳地如圖2中所示，系統(tǒng)100可 以包括三個(gè)箱控制器箱130、 轉(zhuǎn)換開關(guān)箱135和分支電路(或者分配)箱140。對(duì)于下面的說明，除非另外指定，將假定 系統(tǒng)100位于單個(gè)箱125 (圖1)中。再次參見圖1，系統(tǒng)100也連接到外部控制器或者設(shè)備控制器145，所述外部控制 器或者設(shè)備控制器145向系統(tǒng)100提供輸入(例如，數(shù)據(jù)信號(hào)等)。例如，外部控制器145 可以是恒溫器，其產(chǎn)生調(diào)用來啟動(dòng)空調(diào)器。如圖1中所示，系統(tǒng)100—般包括轉(zhuǎn)換開關(guān)150、多個(gè)分支電路120、多個(gè)斷路器 123A、123B和123C以及控制器155。轉(zhuǎn)換開關(guān)150將多個(gè)分支電路120連接到主電源110 或者輔助電源115。對(duì)于下面的說明，除非另外指定，將假定在此所述的主要結(jié)構(gòu)中不包括 在部分剖視圖中所示的元件。在此使用的術(shù)語“轉(zhuǎn)換開關(guān)”廣義地被解釋為包括一個(gè)或多個(gè) 轉(zhuǎn)換開關(guān)、一個(gè)或多個(gè)繼電器和/或一個(gè)或多個(gè)接觸器，它們都可操作地將多個(gè)電負(fù)載105 連接到主電源110或者輔助電源115。在圖3中示意性地示出了示例性轉(zhuǎn)換開關(guān)150。參見圖3，轉(zhuǎn)換開關(guān)150包括第一 和第二繼電器160和165。第一繼電器160連接到主電源110，而第二繼電器165連接到輔 助電源115。這些繼電器160和165都包括一個(gè)或多個(gè)在第一或者開路位置和第二或者閉 合位置之間可移動(dòng)的主體或者接頭，在所述第一或者開路位置，繼電器構(gòu)成開路設(shè)備，在所 述第二或者閉合位置，繼電器構(gòu)成閉合設(shè)備。第一和第二繼電器160和165還連接到一個(gè) 或多個(gè)分支電路120。當(dāng)?shù)谝焕^電器160閉合時(shí)，主電源110向所述一個(gè)或多個(gè)分支電路 120供電。當(dāng)?shù)诙^電器165閉合時(shí)，輔助電源115向所述一個(gè)或多個(gè)分支電路120供電。 當(dāng)?shù)谝焕^電器160閉合時(shí)，第二繼電器165開路，反之亦然。如圖3中所示，第一和第二繼 電器160和165是雙刀單擲繼電器。再次參見圖1，控制器155控制轉(zhuǎn)換開關(guān)150，以便控制器155可控地將分支電路 120連接到電源110或者115。例如，在一種結(jié)構(gòu)中，控制器155控制轉(zhuǎn)換開關(guān)150使得當(dāng) 控制器155檢測(cè)到由主電源110供應(yīng)的足夠的電力時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)150將分支電路120連接 到主電源110。如果控制器155未檢測(cè)到由主電源110供應(yīng)的足夠的電力，并且檢測(cè)到由輔 助電源115供應(yīng)的足夠的電力，則控制器155控制轉(zhuǎn)換開關(guān)150使得輔助電源115向分支 電路120供電?？刂破?55對(duì)于轉(zhuǎn)換開關(guān)150的控制根據(jù)輔助電源115的類型和轉(zhuǎn)換開關(guān)150的 類型而改變。例如，在一種控制器155中，當(dāng)控制器155將主電源與分支電路120斷開時(shí)，控制器155可以在將輔助電源連接到分支電路120之前等待一段時(shí)間延遲。在進(jìn)一步繼續(xù)之前，應(yīng)當(dāng)明白，轉(zhuǎn)換開關(guān)可以包括與第一所示的控制器155不同的第二控制器，第二控制器獨(dú)立地控制轉(zhuǎn)換開關(guān)155，并且向第一控制器傳送其操作。即，在 圖1中所示的控制器155是非分布式控制器，而控制器155可以涵蓋在面板125中的多個(gè) 部件中分布的分布式控制器。在圖4中示意性地示出了控制器155的示例性結(jié)構(gòu)。一般地，控制器155 (例如， 從外部控制器145)接收輸入；解譯所接收的輸入；并且(例如，向管理設(shè)備105A)提供輸 出。在此使用的術(shù)語“輸入”和“輸出”廣義地被解釋為包括數(shù)據(jù)、命令和/或信號(hào)。對(duì)于在圖4中所示的結(jié)構(gòu)，控制器155包括電源170、處理器175、存儲(chǔ)器180、多 個(gè)調(diào)節(jié)器185、多個(gè)驅(qū)動(dòng)器190、一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備195和一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備200。電 源170在電路上與主電源110和輔助電源115連接，并且從電源110和115接收電力。電 源170包括用于將所供應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換為電壓(例如，5VDC)的電路，所述電壓用于對(duì)控制器 155供電。電源170可以包括暫時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備(例如，可充電電池、電容器等)，其在如果電源 110或者115都不供應(yīng)用于操作控制器155的足夠電力的情況下，暫時(shí)提供電力。在其它結(jié) 構(gòu)中，電源170不連接到電源110或者115，并且由電池供電。存儲(chǔ)器180包括程序存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)具有指令的一個(gè)或多個(gè)軟件模塊。處理器175 接收、解譯和執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)軟件模塊的軟件指令。所述處理器175執(zhí)行所述指令以 控制系統(tǒng)100的操作，并且在一定程度上控制自動(dòng)發(fā)電機(jī)的操作。在一些結(jié)構(gòu)中，處理器 175和存儲(chǔ)器180采用微控制器的形式，所述微控制器包括通常作為微控制器的一部分的 其它元件(例如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器)?？刂破?55可以包括其它模擬和/或數(shù)字邏輯電路或者可 以由其構(gòu)成，并且可以包括集成和/或分立電路元件。其它處理器175包括可編程邏輯電 路、可編程繼電器、專用集成電路(ASIC)、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器和類似設(shè)備，或者被包 含在它們之中?？刂破?55可以包括對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的其它電路。對(duì)于所示的結(jié) 構(gòu)，控制器155包括多個(gè)調(diào)節(jié)電路185，其用于向處理器175提供多個(gè)輸入?？梢园ǚ至?和/或集成電路的調(diào)節(jié)器185將輸入的信號(hào)調(diào)節(jié)到必要的電壓和/或電流電平以用于處理 器。而且，對(duì)于所示的結(jié)構(gòu)，控制器155包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路190。也可以包括分立和/或 集成電路的驅(qū)動(dòng)器190將來自處理器175的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為必要的電壓和/或電流電平以 用于所附接的設(shè)備。所述一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備195允許操作員控制系統(tǒng)100和/或向控制器155提供 輸入。示例的輸入設(shè)備195包括一個(gè)或多個(gè)按鈕、一個(gè)或多個(gè)旋鈕、一個(gè)或多個(gè)雙列直插式 開關(guān)、鍵盤、小鍵盤、觸摸屏或者類似的部件。所述一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備200允許控制器向 操作員傳送輸出。示例的輸出設(shè)備200包括顯示器(例如，LED顯示器、LCD顯示器、CRT顯 示器等)、一個(gè)或多個(gè)LED、一個(gè)或多個(gè)白熾燈和類似的部件。而且，所述一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè) 備200和所述一個(gè)或多個(gè)操作員控制的輸入設(shè)備195可以被組合為單個(gè)設(shè)備(例如，觸摸 屏)?？刂破?55還包括通信電路205和天線210，用于允許控制器155與便攜接受器 (rec印tacle)(下文討論)無線地通信。示例的通信電路205和天線210包括無線電器件。在圖4中所示的結(jié)構(gòu)中，控制器還包括開關(guān)215，例如繼電器，其用于將外部控制器145耦合到被管理設(shè)備105A。例如，外部控制器可以是恒溫器，被管理設(shè)備105A可以是空調(diào)系統(tǒng)。開關(guān)215可以用于可控地中斷將控制信號(hào)發(fā)送到被管理設(shè)備105A。因此，處理器 可以經(jīng)由開關(guān)215通過中斷或者允許外部信號(hào)來管理被管理設(shè)備105A?；蛘撸獠啃盘?hào)可 以被傳送給處理器175，并且處理器可以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器190來驅(qū)動(dòng)便攜接受器(下文公開)， 如在圖4中的部分剖視圖所示。一組分支電路120經(jīng)由多個(gè)斷路器123、繼電器或者類似的開關(guān)耦合到主電源110 和輔助電源115。每個(gè)分支電路120分別包括至少一個(gè)斷路器或者類似的設(shè)備。例如，假定 電源110和115提供240VAC，則分支電路可以被布置為使得單個(gè)斷路器123提供120VAC， 并且兩個(gè)斷路器123提供240VAC。如上所述，每個(gè)分支電路120是專用分支電路120A(圖2)或者非專用分支電路 120B(圖2)。如果分支電路是專用電路120A，則所述分支電路120A的一個(gè)或多個(gè)斷路器 123硬連線到專用負(fù)載。如果分支電路是非專用電路120B，則分支電路120B的一個(gè)或多個(gè) 斷路器123連接到一個(gè)或多個(gè)插座、連接箱或者類似的連接點(diǎn)?？梢酝ㄟ^下述三種類型之一來進(jìn)一步定義斷路器(或者類似設(shè)備)123 優(yōu)先和 非受控123A、優(yōu)先和受控123B(在部分剖視圖中所示)和非優(yōu)先120C(在部分剖視圖中所 示)。優(yōu)先和非受控?cái)嗦菲?23A連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)150，并且不被控制器155控制。受控?cái)?路器123B連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)150，并且被控制器155或者類似的控制器控制。斷路器123B允 許管理全部分支電路120B。僅當(dāng)由主電源110供電時(shí)，非優(yōu)先斷路器123C連接到主電源 110和與電源連接的負(fù)載。如圖1中最佳地所示，當(dāng)主電源110向轉(zhuǎn)換開關(guān)150供電時(shí)，在部分剖視圖中未示 出的分支電路120被主電源110供電，當(dāng)輔助電源115向轉(zhuǎn)換開關(guān)150供電時(shí)，在部分剖視 圖中未示出的分支電路120被輔助電源115供電。在此所述的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)由斷路器123A來 為所有的分支電路120供電。負(fù)載被進(jìn)一步劃分為被管理設(shè)備105A(圖2)或者非被管理設(shè)備105B(圖2)。一 般地，被管理的設(shè)備105A是響應(yīng)于控制信號(hào)被可控地供電的設(shè)備，并且非被管理設(shè)備105B 是被非可控地供電的設(shè)備。例如，被管理設(shè)備105A可以經(jīng)由便攜接受器220(圖2)從電源 之一接收電力，所述便攜接受器220在電路上連接于負(fù)載和分支電路120的電插座225 (圖 5)之間?；蛘?，控制器155可以直接地向被管理負(fù)載105A提供控制信號(hào)(例如，24VAC控 制信號(hào))，如上文對(duì)于圖4所討論的。在圖5中示出了便攜接受器220的一個(gè)示例性結(jié)構(gòu)。在圖5中示出的便攜接受器 220包括天線230，用于接收無線信號(hào)；放大器235，用于放大所接收的信號(hào)；濾波器/檢測(cè) 器電路240，用于濾波和/或檢測(cè)打算用于便攜接受器220的信號(hào)；控制器245，用于控制便 攜接受器220;輸入設(shè)備250，用于設(shè)置便攜接受器的標(biāo)識(shí)符；輸出設(shè)備255，用于向用戶提 供信息；以及開關(guān)(例如，繼電器)，用于根據(jù)來自控制器245的控制信號(hào)來允許或者阻止 在插座225和被管理設(shè)備105A之間的電路連接。在一個(gè)操作中，用戶或者操作員可以將便 攜接受器220電耦合到電插座225，并且將被管理設(shè)備105A電耦合到便攜接受器220。用 戶然后可以選擇便攜接受器220的標(biāo)識(shí)符。所述標(biāo)識(shí)符可以與便攜接受器220的優(yōu)先級(jí)相 關(guān)聯(lián)。例如，便攜接受器220可以包括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，用于將便攜接受器220設(shè)置到一個(gè) 標(biāo)識(shí)符，例如A，所述標(biāo)識(shí)符A表示便攜接受器220是最高優(yōu)先級(jí)的便攜接受器220。便攜接受器220然后從控制器155接收無線信號(hào)，并且根據(jù)所述標(biāo)識(shí)符來對(duì)所接收的信號(hào)濾波。例如，控制器155可以發(fā)送打算用于具有標(biāo)識(shí)符A的便攜接受器220的信號(hào)。具有標(biāo)識(shí)符 A的便攜接受器220檢測(cè)和濾波所述信號(hào)，并且基于所接收的信號(hào)來控制所述具有標(biāo)識(shí)符A 的便攜接受器220。在一種具體結(jié)構(gòu)中，控制器155發(fā)送具有定義的頻率的、用于具有標(biāo)識(shí) 符A的便攜接受器220的信號(hào)，并且具有標(biāo)識(shí)符A的便攜接受器220將輸入的所接收無線 信號(hào)濾波為與標(biāo)識(shí)符A相關(guān)聯(lián)的頻率。在不同的結(jié)構(gòu)中，便攜接受器220可以包括集合標(biāo)識(shí)符，控制器155可以獲知所述 標(biāo)識(shí)符，并將便攜接受器220的用戶定義的優(yōu)先級(jí)與所述標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)?？刂破?55然后 可以在無線通信中包括所述標(biāo)識(shí)符，用于向便攜接受器220通知新的命令。參見圖2，示出了更具體的示例性結(jié)構(gòu)。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，空調(diào)系統(tǒng)105A和熱水器 105A經(jīng)由專用分支電路120A電耦合到配電板140，并且冷凍箱經(jīng)由非專用分支電路120B 電耦合到配電板140。恒溫器，即外部控制器145，經(jīng)由負(fù)載管理控制器的開關(guān)215 (圖4) 而電耦合到空調(diào)系統(tǒng)。在這種結(jié)構(gòu)中，負(fù)載管理控制器155將空調(diào)系統(tǒng)105A識(shí)別為具有最 高的優(yōu)先級(jí)；用于熱水器的便攜接受器220被設(shè)置為標(biāo)識(shí)符A，負(fù)載管理控制器155將其識(shí) 別為具有次高的優(yōu)先級(jí)；并且，冷凍箱的便攜接受器220被設(shè)置為標(biāo)識(shí)符B，負(fù)載管理控制 器155將其識(shí)別為具有最低的優(yōu)先級(jí)。在進(jìn)一步繼續(xù)之前，應(yīng)當(dāng)明白，如果控制器155允許向另一個(gè)被管理設(shè)備105A的 電流，則負(fù)載管理系統(tǒng)100可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)和根據(jù)其它信息來管理負(fù)載，所述其它信息例 如對(duì)輔助電源的負(fù)載要求和預(yù)期的負(fù)載要求。還應(yīng)當(dāng)明白，負(fù)載管理系統(tǒng)100可以根據(jù)當(dāng) 前負(fù)載要求和預(yù)期的未來負(fù)載要求來不按優(yōu)先級(jí)順序管理設(shè)備105A。但是，在一種結(jié)構(gòu)中， 負(fù)載管理系統(tǒng)當(dāng)可能時(shí)嘗試遵循優(yōu)先級(jí)順序。用于管理負(fù)載的示例性方案可以基于在美國(guó) 專利公布第2006/0018069和2005/0216131號(hào)中公開的管理方案，其內(nèi)容通過引用被包含 在此。在已經(jīng)描述了系統(tǒng)100的各種結(jié)構(gòu)的架構(gòu)后，現(xiàn)在根據(jù)圖2的具體示例來描述系 統(tǒng)100的操作。參見在圖6中所示的流程圖，將假定主電源110初始向負(fù)載105供電(步 驟300)。即，除非斷路器123開路，否則主電源110向連接到閉合的分支電路120的負(fù)載 105供電。在步驟305，控制器155確定主電源110是否正在向系統(tǒng)100提供足夠的電力(即， 足夠質(zhì)量和數(shù)量的電力)。例如，系統(tǒng)100可能未從主電源110接收到任何電力(S卩，中斷 狀況)，或者接收到在質(zhì)量或者數(shù)量上不足的電力(即，暗淡狀況)。當(dāng)控制器155檢測(cè)到不足的電力時(shí)，其向發(fā)電機(jī)115提供輸出，所述輸出啟動(dòng)發(fā)電 機(jī)(步驟310)。當(dāng)然，可以在啟動(dòng)發(fā)電機(jī)115之前有小的時(shí)延。對(duì)于下文描述的說明，當(dāng)控制器155執(zhí)行功能時(shí)，處理器175從存儲(chǔ)器180檢索一 個(gè)或多個(gè)指令，解譯所檢索的指令，并且執(zhí)行所解譯的指令以執(zhí)行特定功能。例如，如果控 制器155向發(fā)電機(jī)115提供輸出來啟動(dòng)發(fā)電機(jī)115，則處理器175檢索、解譯和執(zhí)行一個(gè)或 多個(gè)軟件指令以產(chǎn)生用于啟動(dòng)發(fā)電機(jī)115的一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)。其它控制器155可以以 不同的方式執(zhí)行。在步驟315，控制器155去除所有被管理設(shè)備105A。在進(jìn)一步繼續(xù)之前，應(yīng)當(dāng)明白， 在下述的圖6和圖7的步驟的次序可以變化，一個(gè)或多個(gè)步驟可以同時(shí)發(fā)生，并且可能不需要所有的步驟。一旦發(fā)電機(jī)115產(chǎn)生足夠的電力(步驟320)，則控制器155向轉(zhuǎn)換開關(guān)150提供 信號(hào)，使得轉(zhuǎn)換開關(guān)150將分支電路120A和120B(即，優(yōu)先和可控分支電路)連接到輔助 電源115 (步驟325)。在另一種結(jié)構(gòu)中，與控制器155分離地操作轉(zhuǎn)換開關(guān)150。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，控制 器155感測(cè)向繼電器160和165的電力的存在，或者感測(cè)何時(shí)繼電器160或者165閉合。 艮口，繼電器可以連線到控制器155，并且控制器155可以感測(cè)哪個(gè)繼電器接通。
非被管理設(shè)備105B立即被輔助電源115供電。例如，如果爐子或者類似的加熱系 統(tǒng)要求總是可以獲得電力，則當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)150切換到輔助電源115時(shí)，輔助電源115立即使 得爐子可以獲得電力。其它非被管理設(shè)備105B被類似地供電。被管理設(shè)備105A被控制器 155管理(步驟330)。下面結(jié)合圖7描述了一種示例性管理技術(shù)。當(dāng)控制器155感測(cè)到主電源已經(jīng)提供了一個(gè)時(shí)段的足夠電力(步驟335)，則控制 器155切換轉(zhuǎn)換開關(guān)150，使得主電源110向配電板供電(步驟340)?？刂破?55還增加 所有的被管理設(shè)備(步驟345)，并且向發(fā)電機(jī)提供輸出以關(guān)閉。在其中控制器155與轉(zhuǎn)換 開關(guān)150分離地運(yùn)行的其它結(jié)構(gòu)中，控制器155檢測(cè)何時(shí)繼電器160閉合以及何時(shí)繼電器 165開路。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，控制器155響應(yīng)于這個(gè)狀況來增加所有的被管理設(shè)備105A。圖7表示一種管理設(shè)備105A的方法。當(dāng)啟動(dòng)步驟400時(shí)，假定沒有被管理設(shè)備 105A正從發(fā)電機(jī)接收電流。在步驟400，控制器155從恒溫器145接收調(diào)用。在步驟405， 控制器155確定發(fā)電機(jī)115是否具有足夠容量以增加所述空調(diào)系統(tǒng)。例如，存儲(chǔ)器180存儲(chǔ) 表示空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)期電流或者耗電量的值，然后如果預(yù)期耗電量小于未使用的容量，則控 制器155允許恒溫器向空調(diào)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。如果預(yù)期耗電量對(duì)于發(fā)電機(jī)的未使用的容量來 說太大，則控制器155確定去除低優(yōu)先級(jí)設(shè)備是否會(huì)得到的足夠容量以增加空調(diào)系統(tǒng)。步 驟405的結(jié)果是控制器155管理較低優(yōu)先級(jí)的負(fù)載(步驟410)，如果必要的話，通過下述方 式來管理向一個(gè)或多個(gè)便攜接受器220發(fā)送信號(hào)以使得一個(gè)或多個(gè)開關(guān)260開路，并且允 許恒溫器向空調(diào)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)(步驟415)。在步驟420，控制器155通過控制相應(yīng)的便攜接受器來適當(dāng)?shù)卦黾踊蛘呷コO(shè)備， 從而管理較低優(yōu)先級(jí)的設(shè)備。如果在步驟425增加了空調(diào)系統(tǒng)，則控制器155確定用于調(diào) 節(jié)空氣的調(diào)用是否已經(jīng)結(jié)束(步驟430)。如果該調(diào)用已經(jīng)結(jié)束，則開關(guān)260開路，以去除空 調(diào)器(步驟435)，直到接收到下一個(gè)調(diào)用(步驟420)。因此，本發(fā)明特別提供了新的和有益的負(fù)載管理系統(tǒng)，以及用于使用負(fù)載管理系 統(tǒng)來管理住宅的多個(gè)設(shè)備的新的和有益的方法。
權(quán)利要求
一種用于管理多個(gè)設(shè)備的負(fù)載管理系統(tǒng)，多個(gè)被管理設(shè)備經(jīng)由多個(gè)分支電路連接到配電板，所述多個(gè)分支電路具有斷路器和電插座，所述配電板由公用電源和備用發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)供電，所述負(fù)載管理系統(tǒng)能夠連接到用于控制第一被管理設(shè)備的設(shè)備控制器，所述系統(tǒng)包括便攜接受器，其能夠在電路上電連接在所述電插座和第二被管理設(shè)備之間，所述便攜接受器包括第一天線；用于將所述電插座電耦合到所述第二被管理設(shè)備的開關(guān)；以及用于電耦合所述第一天線和所述開關(guān)的電路，所述電路根據(jù)由所述第一天線接收的信號(hào)來控制所述開關(guān)；以及負(fù)載管理控制器，其能夠連接到所述設(shè)備控制器，所述負(fù)載管理控制器包括處理器、具有可被所述處理器執(zhí)行的指令的存儲(chǔ)器和耦合到所述處理器的第二天線，所述處理器執(zhí)行所述指令以從所述設(shè)備控制器接收控制信號(hào)，并且根據(jù)所述控制信號(hào)和用于表示在所述發(fā)電機(jī)上的耗電量的值來管理所述第一和第二被管理設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)電連接 在所述設(shè)備控制器和所述第一被管理設(shè)備之間，并且其中，所述處理器通過執(zhí)行另外的指 令來發(fā)起去往所述第二開關(guān)的信號(hào)，從而管理所述第一被管理設(shè)備，所述第二開關(guān)允許和/ 或阻止去往所述第一被管理設(shè)備的所述控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載管理控制器包括所述第一開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一被管理設(shè)備是空調(diào)器，并且所述控制信 號(hào)包括用于調(diào)節(jié)空氣的調(diào)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述便攜接受器還包括輸入，所述電路還耦合到 所述輸入，并且所述電路還根據(jù)經(jīng)由所述第一輸入接收的設(shè)置來控制所述開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述輸入包括用戶可移動(dòng)的開關(guān)，用于設(shè)置優(yōu)先級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述電路包括濾波器，用于根據(jù)所述優(yōu)先級(jí)來對(duì) 由所述天線接收的無線信號(hào)進(jìn)行濾波。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器通過執(zhí)行另外的指令來發(fā)起經(jīng)由所 述第一天線去往所述便攜接受器的無線信號(hào)，從而管理所述第二被管理設(shè)備，所述無線信 號(hào)具有基于所述第二被管理設(shè)備的優(yōu)先級(jí)的參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器通過執(zhí)行另外的指令來發(fā)起經(jīng)由所 述第一天線去往所述便攜接受器的無線信號(hào)，從而管理所述第二被管理設(shè)備。
10.一種備用電力系統(tǒng)，用于經(jīng)由多個(gè)分支電路來向連接到配電板的多個(gè)被管理設(shè)備 供電，所述多個(gè)分支電路具有斷路器和電插座，所述配電板由公用電源和備用發(fā)電機(jī)中的 至少一個(gè)供電，第一被管理設(shè)備包括由恒溫器控制的空調(diào)器，所述系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)換開關(guān)，其能夠電連接以從所述公用電源和所述發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)接收電力，所 述轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠在電路上與所述配電板電連接，以向所述配電板提供電力；便攜接受器，其能夠在電路上電連接在所述電插座和第二被管理設(shè)備之間，所述便攜 接受器包括第一天線；用于將所述電插座電耦合到所述第二被管理設(shè)備的開關(guān)； 輸入；以及用于耦合所述第一天線、所述開關(guān)和所述輸入的電路，所述電路根據(jù)由所述第一天線 接收的信號(hào)和經(jīng)由所述輸入接收的用戶定義的設(shè)置來控制所述開關(guān)；以及負(fù)載管理控制器，其能夠連接到所述恒溫器，所述負(fù)載管理控制器包括處理器、具有可 被所述處理器執(zhí)行的指令的存儲(chǔ)器和電耦合到所述處理器的第二天線，所述處理器執(zhí)行所 述指令以從所述恒溫器接收控制信號(hào)，并且根據(jù)所述控制信號(hào)和用于表示在所述發(fā)電機(jī)上 的耗電量的值來管理所述第一和第二被管理設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述電力管理系統(tǒng)包括第二開關(guān)，所述第二開 關(guān)電連接在所述恒溫器和所述第一被管理設(shè)備之間，并且其中，所述處理器通過執(zhí)行另外 的指令來發(fā)起去往所述第二開關(guān)的信號(hào)，從而管理所述第一被管理設(shè)備，所述第二開關(guān)允 許和/或阻止去往所述第一被管理設(shè)備的所述控制信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載管理控制器包括所述第一開關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述輸入包括用戶可移動(dòng)的開關(guān)，用于設(shè)置優(yōu) 先級(jí)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述電路包括濾波器，用于根據(jù)所述優(yōu)先級(jí)來 對(duì)由所述天線接收的無線信號(hào)進(jìn)行濾波。
15.一種使用負(fù)載管理系統(tǒng)來管理建筑物的多個(gè)設(shè)備的方法，所述負(fù)載管理系統(tǒng)被配 置為由備用發(fā)電機(jī)供電，所述多個(gè)設(shè)備包括空調(diào)器和被管理設(shè)備，所述空調(diào)器被設(shè)備控制 器控制，所述建筑物包括具有電插座的多個(gè)分支電路，所述負(fù)載管理系統(tǒng)具有包括第一天 線的便攜接受器，所述便攜接受器在電路上電耦合在所述電插座和所述被管理設(shè)備之間， 所述負(fù)載管理系統(tǒng)還具有負(fù)載管理控制器，所述負(fù)載管理控制器包括第二天線，所述方法 包括接收用于調(diào)節(jié)空氣的調(diào)用； 監(jiān)控用于表示在所述發(fā)電機(jī)上的耗電量的第一值； 獲得用于表示由所述空調(diào)器在所述發(fā)電機(jī)上的預(yù)期耗電量的第二值； 根據(jù)所述第二值來確定所述發(fā)電機(jī)是否能夠向所述空調(diào)器供電； 根據(jù)所述第一值和第二值來確定所述發(fā)電機(jī)是否能夠向所述空調(diào)器和所述被管理設(shè) 備供電；以及根據(jù)所述確定來管理所述被管理設(shè)備和所述空調(diào)器，所述管理步驟包括經(jīng)由所述第一 天線和所述第二天線來與所述便攜接受器無線通信。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述多個(gè)設(shè)備包括第二被管理設(shè)備，所述負(fù)載 管理系統(tǒng)包括耦合到所述第二被管理設(shè)備的第二便攜接受器，其中，所述便攜接受器包括 與所述第二便攜接受器不同的標(biāo)識(shí)，并且還包括其中，所述無線通信步驟包括從所述第二天線無線地發(fā)送信號(hào)，在所述第一天線處無 線地接收所述信號(hào)，并且根據(jù)所述標(biāo)識(shí)來確定所述信號(hào)是否打算用于所述便攜接受器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括 改變所述便攜接受器的所述標(biāo)識(shí)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括其中，所述無線通信步驟包括無線地發(fā)送信號(hào)，所述信號(hào)具有與所述便攜接受器的標(biāo) 識(shí)符相關(guān)聯(lián)的參數(shù)；在所述便攜接受器處無線地接收所述信號(hào)；并且在所述便攜接受器處 為了所述參數(shù)而分析所述信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括其中，分析所述信號(hào)包括在與所述標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)的定義的頻率范圍對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行 濾波。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括根據(jù)在所述定義的頻率范圍中的控制信號(hào) 來控制所述接受器。
全文摘要
一種能夠連接到主電源和輔助電源的電力管理系統(tǒng)和用于操作所述電力管理系統(tǒng)的方法。轉(zhuǎn)換開關(guān)電連接到所述主和輔助電源，并且多個(gè)分支電路電連接到所述轉(zhuǎn)換開關(guān)。所述多個(gè)分支電路包括多個(gè)電插座。所述系統(tǒng)包括控制器，所述控制器無線地耦合到多個(gè)便攜接受器，所述多個(gè)便攜接受器耦合在相應(yīng)的電插座和被管理設(shè)備之間。在所述第二電源向所述轉(zhuǎn)換開關(guān)供電期間，所述控制器管理所述接受器，并且因此管理所述被管理設(shè)備。
文檔編號(hào)H02J9/04GK101826749SQ201010130029
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者B·M·巴茨勒, K·J.·斯泰爾 申請(qǐng)人:布里格斯斯特拉頓公司