[发明专利]用于经由使用现场装置网络控制实现对电力的建筑管理的系统

说明书

相关申请的交叉引用

引用并且本申请主张2012年1月6日提交的名称为“用于经由使用现场装置网络控制实现对电力的建筑管理的系统(SYSTEM FOR BUILDING MANAGEMENT OF ELECTRICITY VIA NETWORK CONTROL OF POINT-OF-USE DEVICES)”的美国临时申请序列号61/583,800和2012年12月28日提交的名称为“用于经由使用现场装置网络控制实现对电力的建筑管理的系统(SYSTEM FOR BUILDING MANAGEMENT OF ELECTRICITY VIA NETWORK CONTROL OF POINT-OF-USE DEVICES)”的美国专利申请序列号13/729,890的优先权以及权益，这些申请在此以引用的方式全部并入本文。

发明领域

本发明是涉及用于电力使用的控制的系统，更具体地，涉及包括使用现场装置的这样的系统，并且最具体地，涉及一种结合多个“智能”使用现场电气插座和开关、系统控制单元以及图形用户接口的系统。

发明背景

能源节约是现有的企业业主可以在其物理基础设施中利用来增加利益同时有助于环境的最重要的投资之一。建筑效益投资中的“易摘到的果实(low-hanging fruit)”已被收获，诸如安装具有能源效益的窗、加热系统以及建筑隔绝材料。

商业建筑市场包括商业和政府办公室、学校、餐馆以及医保设施。已在减少能源消耗方面取得显著进步，尤其是在商业水平上的显著进步。许多大型建筑正在经历“表皮”翻新(能源节约的窗以及隔绝材料)以及对HVAC(暖通空调)系统的翻新，以便增加能源效益。太阳能板以及风场得到采用以便增补能源效益。

商业电费高于住宅电费，由此提供更快速的投资回报。根据能源部(DOE)，家庭消耗约22％的国家能源，相比之下，商业和工业建筑是49％。且并不令人惊讶的是，商业和工业建筑是消耗该能源的不成比例的量。

在美国，平均功率电站是建造于20世纪60年代，并且由于成本以及许可程序，新的电厂并未足够快地上线以便处理对能源的增加需求。现在，能源消耗减少需求吸引ESCO(能源服务公司)来对端点能源使用进行评估，并且提供通过项目融资和性能协议由ESCO来资助的解决方案。虽然这些努力已经导致大量能源节约，但是这些全都未聚焦于最终使用端点、即电气插座或开关。计算机、打印机、复印机和其它装置继续消耗能源，甚至在不使用的情况下也是如此。通宵、周末以及加热甚至在待机时，能源被消耗并浪费掉了。

业主正在需求关于他们的建筑的性能的更多信息以使得他们可以减少操作成本并且符合企业可持续性目标。他们渴望充分利用允许在能源使用上实现具有成本效益的减少的最新技术进步。尽管建筑业主、设施以及公司管理人员很少尽力指示员工关闭未使用的设备，但若出现这种情况请这样做。很像部分由于消费者不消费最便宜的医保而造成的医保成本飙升，个人很少有减少能源使用的动机，因为随之而来的节约不惠及个人。考虑的是，虽然许多商业建筑开放并运营的时间仅占每周总时间的30％，但是它们的计算机以及办公设备保持开放和运营的时间是占该时间的100％。

发明概述

能源节约发展工作逐渐转至用于监测并且控制诸如办公建筑、仓库以及住宅等的结构中的电力消耗的各个方面的复杂管理系统。许多当前系统是依赖于联系到目前不存在并可能永不存在的区域“智能电网”。

本领域中需要的是一种经改进的新一代智能电气装置的独立系统，它可显著影响最终使用点的电力消耗的检测和控制，其中终端用户不依赖于购买特定器具、不是其成功连接到电网所依赖的、并且不依靠于外部能源供应方对控制进行决策。简而言之，根据本发明的使用现场网络控制电气(POUNCE)系统包括无线联接到中央系统控制器和用户接口的多个智能插座和开关(本文统称“智能插座”或“增强接线装置”)。所述接口能以多种方式、例如手动、通过智能手机、或者经由互联网来访问。所述智能插座是内置到建筑电气基础设施中的先前已有或现有技术公共插座和开关的直接替代元件。所述智能插座检测并且控制电气器具使用并且通过专有方法报告信息，所述信息能以多种方式使用并且显示以有助于用户理解并且优化所述建筑中的电力消耗。

提供给所述用户的信息使用实时非侵入性方法收集，由此尽可能地提供最准确的并最新的信息。所述智能插座具有将通信、天线、数据转换器、电磁部件以及其它离散功能集成到紧凑设计的能力。