專利名稱：智能電表、電力使用的需求控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力控制領(lǐng)域，尤指一種智能電表、電力使用的需求控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
不論從財政角度還是從環(huán)境角度考慮，需求響應(yīng)(demand response)都是應(yīng)對偶然的、臨時的峰值需求周期的可靠手段。當(dāng)需求可能超過供應(yīng)時，如果企業(yè)自愿地臨時減少電力使用，可以通過需求響應(yīng)項目給這些企業(yè)提供獎勵。然而，現(xiàn)如今，需求響應(yīng)通常非常復(fù)雜，且實現(xiàn)起來較為昂貴。典型的用電限制請求需由電力公司(utility)經(jīng)電話、郵件發(fā)出或者對網(wǎng)站進行監(jiān)控后發(fā)出。并且，要求用戶本地的需求管理必須能夠迅速地響應(yīng)用電限制請求。圖1為現(xiàn)有實現(xiàn)需求響應(yīng)的一個示例，電力公司的電力通信和結(jié)算系統(tǒng)向用戶發(fā)出用電限制請求后，需由用戶本地的管理人員手動操作照明控制單元以及工程、生產(chǎn)和客戶服務(wù)(Engineer，Manufacture and Customer Service, EMCS)網(wǎng)關(guān)等，對該用電限制請求做出響應(yīng)。對于某些商業(yè)或工業(yè)用戶，尤其是小規(guī)?；蛑械纫?guī)模的商業(yè)或工業(yè)用戶，他們也希望采用需求響應(yīng)，以便從電力公司獲得獎勵，從而節(jié)省開銷。然而，他們通常無法負(fù)擔(dān)如此復(fù)雜和昂貴的成本(包括人工成本和設(shè)備成本)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種智能電表以及新的需求控制系統(tǒng)和方法，以便減少人力付出，使得需求響應(yīng)易于執(zhí)行、實現(xiàn)起來更經(jīng)濟。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的在本發(fā)明提供的一種智能電表中，包括第一通信單元，用于從外部接收電力消息，提供給所述中央處理單元；所述中央處理單元，用于配置需求響應(yīng)策略，并根據(jù)所述電力消息查找所述需求響應(yīng)策略，生成對應(yīng)的控制命令限制或恢復(fù)負(fù)載的電力使用。該智能電表進一步包括信號獲取處理單元，用于采集用以確定電力需量的電參數(shù)；所述中央處理單元進一步用于將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)，并根據(jù)所述電力消息和功率需求狀態(tài)查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令。所述中央處理單元進一步用于檢測一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況，根據(jù)所述電力消息和所述負(fù)載用電狀況查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。該智能電表進一步包括信號獲取處理單元，用于采集用以確定電力需量的電參數(shù)；所述中央處理單元進一步用于將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)，檢測一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況，根據(jù)所述電力消息、所述負(fù)載用電狀況、以及所述功率需求狀態(tài)查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。該智能電表進一步包括用戶接口，用于接收用戶對需求響應(yīng)策略進行配置的配置指令，并顯示所述信號獲取處理單元采集到的電參數(shù)。該智能電表進一步包括數(shù)字輸出單元，用于發(fā)出所述中央處理單元生成的控制命令。該智能電表進一步包括第二通信單元，用于發(fā)出所述中央處理單元生成的控制命令。在本發(fā)明提供的一種電力使用的需求控制系統(tǒng)中，包括智能電表，用于從外部接收電力消息，根據(jù)所述電力消息查找預(yù)先配置的需求響應(yīng)策略，按照所述需求響應(yīng)策略發(fā)出對應(yīng)的控制命令；一個或者多個負(fù)載，用于根據(jù)所述控制命令關(guān)閉或開啟電力使用。該系統(tǒng)進一步包括一個或者多個開關(guān)設(shè)備，用于根據(jù)所述智能電表發(fā)出的控制命令，限制或恢復(fù)其所連接的負(fù)載組的電力使用；其中，所述負(fù)載組由所述一個或者多個負(fù)載根據(jù)功能劃分而成。所述開關(guān)設(shè)備為斷路器、轉(zhuǎn)換器或者繼電器。在本發(fā)明提供的一種電力使用的需求控制方法中，包括在智能電表上預(yù)先配置需求響應(yīng)策略；所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略，按照所述需求響應(yīng)策略生成對應(yīng)的控制命令，用于關(guān)閉或開啟一個或者多個負(fù)載的電力使用。該方法進一步包括所述智能電表根據(jù)采集到的電參數(shù)確定電力需量，將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)；則所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略進一步包括根據(jù)所述電力消息和所述功率需求狀態(tài)查找對應(yīng)的需求響應(yīng)策略。該方法進一步包括所述智能電表檢測所述一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況； 其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制；則所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略進一步包括根據(jù)所述電力消息和所述負(fù)載用電狀況查找對應(yīng)的需求響應(yīng)策略。該方法進一步包括所述智能電表根據(jù)采集到的電參數(shù)確定電力需量，將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)；所述智能電表檢測所述一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制；則所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略進一步包括根據(jù)所述電力消息、所述負(fù)載用電狀況、以及所述功率需求狀態(tài)查找對應(yīng)的需求響應(yīng)策略。所述智能電表根據(jù)采集到的電參數(shù)確定電力需量包括對電參數(shù)進行測量以獲知電力需量，或者根據(jù)采集到的電參數(shù)預(yù)測電力需量。所述在智能電表上預(yù)先配置需求響應(yīng)策略包括根據(jù)電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)設(shè)置需求響應(yīng)策略，并采用矩陣記錄所述需求響應(yīng)策略，該矩陣包括電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)三個維度；其中，所述電力消息的取值包括電力消息登入、電力消息登出、無電力消息；所述負(fù)載用電狀況的取值包括N+1個，分別是電力使用無限制、限制1個負(fù)載組、…、限制N個負(fù)載組；其中，所述一個或者多個負(fù)載按照功能被劃分為N個負(fù)載組；所述功率需求狀態(tài)的取值包括電力需量小于恢復(fù)門限、電力需量處于恢復(fù)門限和限制門限之間、電力需量大于限制門限。所述根據(jù)電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)設(shè)置需求響應(yīng)策略包括根據(jù)電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)這三個維度的不同取值，將對應(yīng)的需求響應(yīng)策略設(shè)置為限制一個或多個負(fù)載組的電力使用，或者恢復(fù)一個或多個負(fù)載組的電力使用， 或者無響應(yīng)行為。該方法進一步包括為不同的負(fù)載組設(shè)置重要程度，按照重要程度從高到低對負(fù)載組的電力使用進行恢復(fù)，按照重要程度從低到高對負(fù)載組的電力使用進行限制。所述在智能電表上預(yù)先配置需求響應(yīng)策略包括采用專家系統(tǒng)實現(xiàn)所述需求響應(yīng)策略，或者采用人工智能方法實現(xiàn)所述需求響應(yīng)策略。


圖1為現(xiàn)有實現(xiàn)需求響應(yīng)的一個示例；圖2為本發(fā)明一個實施例中帶有本地需求響應(yīng)的智能電表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明又一個實施例中帶有本地需求響應(yīng)的智能電表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一個實施例中需求響應(yīng)策略的模型示意圖；圖5為本發(fā)明一個實施例中將多個負(fù)載組按照重要程度排序得到的負(fù)載組堆棧；圖6為本發(fā)明一個實施例中設(shè)置需求響應(yīng)門限用于確定功率需求狀態(tài)的方法示意圖；圖7為本發(fā)明一個實施例中需求響應(yīng)策略的使用示意圖；圖8為本發(fā)明一個實施例中在智能電表執(zhí)行本地需求響應(yīng)的方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提出一種簡單且實現(xiàn)成本低的需求控制系統(tǒng)，帶有新型的、可在本地執(zhí)行需求響應(yīng)的智能電表，而不必由電力公司的控制設(shè)備遠程進行電力使用控制。圖2為本發(fā)明一個實施例中帶有本地需求響應(yīng)的智能電表的結(jié)構(gòu)示意圖。該智能電表包括第一通信單元、中央處理單元、信號獲取處理單元、用戶接口、數(shù)字輸出單元。其中，第一通信單元，用于從外部接收電力消息，提供給所述中央處理單元。一般情況下，第一通信單元接收到的電力消息由電力公司的控制設(shè)備發(fā)出，用于簡單指示整個電力系統(tǒng)的用電情況。所述中央處理單元，用于配置需求響應(yīng)策略，并根據(jù)所述電力消息查找所述需求響應(yīng)策略，生成對應(yīng)的控制命令限制或恢復(fù)負(fù)載的電力使用。
在本發(fā)明一個實施例中，信號獲取處理單元用于采集用以確定電力需量的電參數(shù)。相應(yīng)地，所述中央處理單元進一步用于將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)，并根據(jù)所述電力消息和功率需求狀態(tài)查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令。在具體實現(xiàn)時，電力需量可以由信號獲取處理單元計算得出，此時的信號獲取處理單元采用DSP實現(xiàn)。當(dāng)然，信號獲取處理單元也可以只執(zhí)行簡單的模擬信號提取以及A/D轉(zhuǎn)換，將采集到的電參數(shù)提供給中央處理單元，由中央處理單元計算出電力需量。需要指出，信號獲取處理單元的具體實現(xiàn)可以參照現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。在本發(fā)明另一個實施例中，中央處理單元進一步用于檢測一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況，根據(jù)所述電力消息和所述負(fù)載用電狀況查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。在本發(fā)明又一個實施例中，中央處理單元進一步用于將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)，檢測一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況，根據(jù)所述電力消息、所述負(fù)載用電狀況、以及所述功率需求狀態(tài)查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。用戶接口不僅顯示電參數(shù)，而且顯示需求響應(yīng)策略的配置，使得用戶能夠?qū)υ撔枨箜憫?yīng)策略進行設(shè)置、修改或更新。數(shù)字輸出單元用于發(fā)出中央處理單元生成的控制命令給開關(guān)設(shè)備，由所述開關(guān)設(shè)備根據(jù)控制命令，限制或恢復(fù)其所連接的一個或者多個負(fù)載的電力使用。在圖2中，開關(guān)設(shè)備可以是斷路器(circuit breaker)、轉(zhuǎn)換器(switch)、繼電器(relay)等，設(shè)置在用戶本地，用于控制用戶本地負(fù)載的用電。具體地，數(shù)字輸出單元通過對應(yīng)的電氣信號，對開關(guān)設(shè)備進行聯(lián)動控制。在本發(fā)明提出的系統(tǒng)中，智能電表和電力公司的控制設(shè)備通信以獲取簡單的電力消息。進一步地，智能電表實時監(jiān)視諸如電力系統(tǒng)的電壓和電流等電參數(shù)，以確定電力需量。當(dāng)然，智能電表還可以獲取當(dāng)前的負(fù)載用電狀況，即獲知一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。在本發(fā)明另一個實施例中，中央處理單元生成的控制命令也可以通過圖3所示的第二通信單元提供給斷路器、轉(zhuǎn)換器、繼電器等開關(guān)設(shè)備，以便對負(fù)載的電力使用進行限制或恢復(fù)等控制。需要指出，采用第二通信單元對開關(guān)設(shè)備進行控制時，要求開關(guān)設(shè)備能夠解析第二通信單元發(fā)出的通信信號?？梢钥闯觯景l(fā)明提供的智能電表的核心在于其內(nèi)部配置有需求響應(yīng)策略。在本發(fā)明一個實施例中，需求響應(yīng)策略有兩個輸入、一個輸出，如圖4所示。該需求響應(yīng)策略可由用戶配置。這兩個輸入分別是(1)電力消息；(2)系統(tǒng)測量的電力需量(power demand, PD)或者預(yù)測的電力需量?？蛇x地，當(dāng)智能電表具有預(yù)測功率需求的功能時，可以采用更為靈活的需求響應(yīng)策略。一個輸出為根據(jù)對應(yīng)的需求響應(yīng)策略輸出控制命令到智能電表的數(shù)字輸出單元或第二通信單元。在具體實現(xiàn)時，需求響應(yīng)策略可以僅有一個電力消息輸入，也可以有電力消息、負(fù)載用電狀況、功率需求狀態(tài)這三個輸入。進一步地，在本發(fā)明一個實施例中，預(yù)先配置的需求響應(yīng)策略以需求響應(yīng)矩陣的形式記錄、存儲在智能電表中。該需求響應(yīng)矩陣具有電力消息、負(fù)載用電狀況、功率需求狀態(tài)這三個維度。對于電力消息這一維度，在本發(fā)明一個具體實現(xiàn)中，電力公司的控制設(shè)備提供的電力消息有3種取值(1)電力消息登入(Utility message check-in)，表明此時整個電力系統(tǒng)達到電力峰值需求，電力公司希望用戶限制負(fù)載以免系統(tǒng)出現(xiàn)風(fēng)險。需要指出，電力消息登入可以視為限制消息。(2)電力消息登出(Utility message check-out)，表明整個電力系統(tǒng)的電力峰值需求已過，電力公司通知用戶恢復(fù)到正常操作。當(dāng)然，電力消息登出可以視為恢復(fù)消息。(3)無電力消息，表明用戶行為完全依賴于用戶的實際負(fù)載和自身需求，可以不受整個電力系統(tǒng)的影響。對于負(fù)載用電狀況這一維度，可以將一個或者多個負(fù)載按照功能或者負(fù)載響應(yīng)帶來的影響劃分為N個負(fù)載組。相應(yīng)地，負(fù)載用電狀況的取值包括N+1個，分別是電力使用無限制、限制1個負(fù)載組.....限制N個負(fù)載組。例如，將負(fù)載劃分為暖通(HVAC，heatingventilation and air-condition)、照明、操作時間較靈活的設(shè)備、關(guān)鍵設(shè)備四個負(fù)載組(見表1)，則負(fù)載用電狀況的取值可以為電力使用無限制(或滿負(fù)載)、限制暖通、限制照明、限制操作時間較靈活的設(shè)備、限制關(guān)鍵設(shè)備。以限制照明為例，該取值表明在限制暖通的基礎(chǔ)上進一步限制照明，在表1中直觀地表示為兩個白圈；而限制操作時間較靈活的設(shè)備這一取值則表明在限制暖通、照明的基礎(chǔ)上進一步限制操作時間較靈活的設(shè)備，在表1中直觀地表示為三個白圈?？紤]到不同負(fù)載組的重要程度，可以將暖通作為負(fù)載限制的主要備選(重要程度為1，即不重要)，照明也可予以考慮(重要程度為2)。緊接著是操作時間較靈活的設(shè)備； 對于關(guān)鍵設(shè)備，需要在懲罰還是獎勵，以及限制對用戶的營業(yè)造成的影響這兩個方面折中考慮。最不重要的負(fù)載組可以最先限制最后恢復(fù)或釋放，最關(guān)鍵的負(fù)載組將被最后限制而最先釋放。在本發(fā)明的一個具體實現(xiàn)中，可以使用堆棧存儲負(fù)載組，如圖5所示，限制和釋放就類比于先入后出(FILO)堆棧中的進棧和出棧。如果使用指針標(biāo)識當(dāng)前的負(fù)載用電狀況，在滿負(fù)載的條件下，指針=0 ；在空負(fù)載的條件下，指針=N(N為負(fù)載組數(shù)目)。對于功率需求狀態(tài)這一維度，需要考慮的是一個典型的工業(yè)用電賬單不僅針對能量(或千瓦/小時，即kWh)計費，而且還根據(jù)用戶與電力公司簽訂的合同針對峰值需求計費。在電力需量到達合同約定的峰值需求之前，就要采取負(fù)載限制。如果已經(jīng)到達合同約定的峰值需求才進行負(fù)載限制，往往為時已晚。因此，在本發(fā)明提供的需求響應(yīng)策略中，設(shè)置兩個需求響應(yīng)門限用于確定功率需求狀態(tài)，如圖6所示。首先是限制門限(Pshield)。當(dāng)測量或預(yù)測的電力需量(PD)高于限制門限時，就要采取負(fù)載限制，因為下一個峰值需求可能超過和電力公司(utility)簽訂的合同中約定的峰值需求，而這通常會招致電力公司的罰款或者電力供應(yīng)終止。其次是恢復(fù)門限(Prelease)。當(dāng)電力需量降到恢復(fù)門限之下，并且原先存在負(fù)載限制時，則為所述受限制的負(fù)載恢復(fù)電力供應(yīng)。
相應(yīng)地，功率需求狀態(tài)的取值可以根據(jù)電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限的關(guān)系進行設(shè)置，包括以下3種電力需量小于恢復(fù)門限、電力需量處于恢復(fù)門限和限制門限之間、電力需量大于限制門限。需要指出，上述兩個需求響應(yīng)門限考慮到的不僅是風(fēng)險，還有系統(tǒng)運行的效率。進一步地，可設(shè)置合同峰值需求(Pcontracted)，如果用戶在合同中針對峰值需求計費，則按照合同約定設(shè)置Pcontracted，否則可以按照系統(tǒng)的滿負(fù)載需求(peak demand)設(shè)置Pcontracted。因此，在本發(fā)明的又一個具體實現(xiàn)中，功率需求狀態(tài)的取值有4種，包括PD小于Prelease、PD大于Prelease且小于Pshield、PD大于Pshield且小于Pcontracted、PD大于Pcontracted。此外，在一個具體實現(xiàn)中，可以將Pshield設(shè)置為 Pcontracted 的 95%，將 Prelease 設(shè)置為 Pcontracted 的 80%?？梢钥闯觯瑢⑸鲜鋈齻€維度的不同取值結(jié)合，可以得到不同的需求情況(demand situation)，比如收到電力消息登入時，負(fù)載用電狀況為電力使用無限制，且功率需求狀態(tài)為電力需量大于限制門限就是其中一種需求情況。當(dāng)負(fù)載組數(shù)目為N時，如果功率需求狀態(tài)有3種取值，共有(N+l)*3*3種需求情況；如果功率需求狀態(tài)有4種取值，則有(N+l)*4*3 種需求情況。在每種需求情況下，用戶可以有3種不同類型的響應(yīng)行為(response action) (1)無響應(yīng)行為；(2)對負(fù)載組堆棧(如圖5所示)中的下一個負(fù)載組進行限制 (前提是仍然存在可被限制的負(fù)載，即指針小于K) ； (3)將負(fù)載組堆棧(如圖5所示)中最近一個被限制的負(fù)載釋放(前提是存在已被限制的負(fù)載，即指針大于1)。在圖5所示的負(fù)載組堆棧中，重要程度為K的負(fù)載組置于棧頂，重要程度為1的負(fù)載組置于棧底。需要指出， 每種需求情況對應(yīng)的響應(yīng)行為都是可配置的。經(jīng)過上述配置，智能電表所具有的需求響應(yīng)矩陣的示例見表1，共有5*4*3 = 60種需求情況。該需求響應(yīng)矩陣在實際應(yīng)用中可根據(jù)不同的需求情況進行配置，用于控制(即限制或恢復(fù))一個或多個負(fù)載組的電力使用。
權(quán)利要求
1.一種智能電表，其特征在于，包括第一通信單元，用于從外部接收電力消息，提供給所述中央處理單元；所述中央處理單元，用于配置需求響應(yīng)策略，并根據(jù)所述電力消息查找所述需求響應(yīng)策略，生成對應(yīng)的控制命令限制或恢復(fù)負(fù)載的電力使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電表，其特征在于，進一步包括信號獲取處理單元，用于采集用以確定電力需量的電參數(shù)；所述中央處理單元進一步用于將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)，并根據(jù)所述電力消息和功率需求狀態(tài)查找所述需求響應(yīng)策略， 確定出對應(yīng)的控制命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電表，其特征在于，所述中央處理單元進一步用于檢測一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況，根據(jù)所述電力消息和所述負(fù)載用電狀況查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電表，其特征在于，進一步包括信號獲取處理單元，用于采集用以確定電力需量的電參數(shù)；所述中央處理單元進一步用于將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)，檢測一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況，根據(jù)所述電力消息、所述負(fù)載用電狀況、以及所述功率需求狀態(tài)查找所述需求響應(yīng)策略，確定出對應(yīng)的控制命令； 其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的智能電表，其特征在于，進一步包括用戶接口， 用于接收用戶對需求響應(yīng)策略進行配置的配置指令，并顯示所述信號獲取處理單元采集到的電參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的智能電表，其特征在于，進一步包括數(shù)字輸出單元，用于發(fā)出所述中央處理單元生成的控制命令。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的智能電表，其特征在于，進一步包括第二通信單元，用于發(fā)出所述中央處理單元生成的控制命令。
8.一種電力使用的需求控制系統(tǒng)，其特征在于，包括智能電表，用于從外部接收電力消息，根據(jù)所述電力消息查找預(yù)先配置的需求響應(yīng)策略，按照所述需求響應(yīng)策略發(fā)出對應(yīng)的控制命令；一個或者多個負(fù)載，用于根據(jù)所述控制命令關(guān)閉或開啟電力使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括一個或者多個開關(guān)設(shè)備，用于根據(jù)所述智能電表發(fā)出的控制命令，限制或恢復(fù)其所連接的負(fù)載組的電力使用；其中，所述負(fù)載組由所述一個或者多個負(fù)載根據(jù)功能劃分而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)設(shè)備為斷路器、轉(zhuǎn)換器或者繼電器。
11.一種電力使用的需求控制方法，其特征在于，包括在智能電表上預(yù)先配置需求響應(yīng)策略；所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略，按照所述需求響應(yīng)策略生成對應(yīng)的控制命令，用于關(guān)閉或開啟一個或者多個負(fù)載的電力使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括所述智能電表根據(jù)采集到的電參數(shù)確定電力需量，將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)；則所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略進一步包括根據(jù)所述電力消息和所述功率需求狀態(tài)查找對應(yīng)的需求響應(yīng)策略。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括所述智能電表檢測所述一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制；則所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略進一步包括根據(jù)所述電力消息和所述負(fù)載用電狀況查找對應(yīng)的需求響應(yīng)策略。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括所述智能電表根據(jù)采集到的電參數(shù)確定電力需量，將所述電力需量和預(yù)先設(shè)置的限制門限和恢復(fù)門限進行比較得到功率需求狀態(tài)；所述智能電表檢測所述一個或者多個負(fù)載的負(fù)載用電狀況；其中，所述負(fù)載用電狀況用于指示所述一個或者多個負(fù)載的電力使用是否受到限制；則所述智能電表根據(jù)外部接收的電力消息查找所述需求響應(yīng)策略進一步包括根據(jù)所述電力消息、所述負(fù)載用電狀況、以及所述功率需求狀態(tài)查找對應(yīng)的需求響應(yīng)策略。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或14所述的方法，其特征在于，所述智能電表根據(jù)采集到的電參數(shù)確定電力需量包括對電參數(shù)進行測量以獲知電力需量，或者根據(jù)采集到的電參數(shù)預(yù)測電力需量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述在智能電表上預(yù)先配置需求響應(yīng)策略包括根據(jù)電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)設(shè)置需求響應(yīng)策略，并采用矩陣記錄所述需求響應(yīng)策略，該矩陣包括電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)三個維度；其中，所述電力消息的取值包括電力消息登入、電力消息登出、無電力消息；所述負(fù)載用電狀況的取值包括N+1個，分別是電力使用無限制、限制1個負(fù)載組、…、 限制N個負(fù)載組；其中，所述一個或者多個負(fù)載按照功能被劃分為N個負(fù)載組；所述功率需求狀態(tài)的取值包括電力需量小于恢復(fù)門限、電力需量處于恢復(fù)門限和限制門限之間、電力需量大于限制門限。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)設(shè)置需求響應(yīng)策略包括根據(jù)電力消息、負(fù)載用電狀況以及功率需求狀態(tài)這三個維度的不同取值，將對應(yīng)的需求響應(yīng)策略設(shè)置為限制一個或多個負(fù)載組的電力使用， 或者恢復(fù)一個或多個負(fù)載組的電力使用，或者無響應(yīng)行為。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括為不同的負(fù)載組設(shè)置重要程度，按照重要程度從高到低對負(fù)載組的電力使用進行恢復(fù)，按照重要程度從低到高對負(fù)載組的電力使用進行限制。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-14任一項所述的方法，其特征在于，所述在智能電表上預(yù)先配置需求響應(yīng)策略包括采用專家系統(tǒng)實現(xiàn)所述需求響應(yīng)策略，或者采用人工智能方法實現(xiàn)所述需求響應(yīng)策略。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能電表、電力使用的需求控制系統(tǒng)和方法。該智能電表包括第一通信單元，用于從外部接收電力消息，提供給所述中央處理單元；所述中央處理單元，用于配置需求響應(yīng)策略，并根據(jù)所述電力消息查找所述需求響應(yīng)策略，生成對應(yīng)的控制命令限制或恢復(fù)負(fù)載的電力使用。應(yīng)用本發(fā)明能夠節(jié)省成本，且易于實現(xiàn)、維護簡單。
文檔編號G01R22/06GK102385002SQ20101026888
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者卓越, 湯光強, 胡飛凰 申請人:西門子公司