[发明专利]根据瞬时能量需求控制电气设备的设备和系统以及方法

说明书

一种电力消耗控制单元，其控制与其连接的一个或多个电气设备所消耗的电力，该电力消耗控制单元包括计算机处理器，计算机处理器具有与其在操作上连接的存储器，存储器存储计算机指令代码，该单元还包括：通信模块，其可操作用以从远程定位的能量管理器接收请求修改由所连接的所述一个或多个电气设备消耗的电力的控制信号；监视模块，其可操作用以监视所连接的所述一个或多个电气设备消耗的电力，并且其中，所述计算机指令代码在由计算机处理器执行时，使得计算机处理器控制对所连接的所述一个或多个电气设备的电力供应，并且关于由所连接的所述一个或多个电气设备消耗的电力，向所述远程定位的能量管理器传输一个或多个通知。

技术领域

本发明涉及一种用于管理消耗电力的一个或多个设备(例如热水器、水池泵或空调)的能量消耗的设备、系统和/或方法，以使得能够由远程定位的管理实体根据一天和/或全年经历的变化的能量需求来减少或增加由所述一个或多个设备消耗的电力。

背景技术

发电站和关联的基础设施越来越无法应对夏季通常会出现的极端峰值能量需求，这归因于例如在其中气温接近或超过30-35℃(86℉–95℉)的地区，大多数人使用空调。这种峰值能量需求事件(有时称为“高峰”)相对较少发生，估计在一天中的几个小时内(通常在下午4点到8点之间)发生，并且一年中只有相对较少的几天发生。

尽管能量需求高峰很少出现，但是当它们出现时，它们是有问题的，并且需要对电力消耗进行主动管理，以避免为了管理峰值能量需求事件，而使一个区域和/或位置中的住户、医院和/或企业经受与输电网的选择性隔离。这种与输电网的隔离通常称为“停电”。

在最好的情况下，停电可被认为是住宅能量消费者的烦恼，因为每天有数小时没有电力。在最坏的情况下，停电会导致企业收入的损失，并且更为糟糕的是，停电还会导致需要电力来操作关键救生器械(诸如，心脏监护仪和透析机)的人员失去生命。

此外，虽然发达国家的输电网与其电力供应相对一致，但发展中国家的能源输电网与其电力供应的一致性往往较差，即使在没有任何峰值能量需求的情况下，消费者也经常会在每周或一天内经历几次停电。为了解决这一问题，发展中国家中人口密集的城市往往依赖发电机，其在停电期间大规模启动时往往会造成严重污染。

另外估计，发达国家中的发电站和关联的基础设施的容量在一年的大部分时间里利用不足，导致能量生产商和供应商的收入损失。收入损失主要是由于建造和维护大型和/或额外的电力设施，以试图应对瞬时峰值能量需求。

可再生能源，例如太阳能、风能、地热和水力发电，越来越受欢迎，因为这种形式的能量生产是从可再生资源中收集和/或生产的，因此被认为对环境的影响较小。然而，许多形式的可再生能量并非没有环境影响，并且有相关联的障碍，包括商业化障碍和市场障碍。许多形式的可再生能量目前也不可靠，因此目前无法与常规形式的能量竞争，常规形式的能量包括来自煤、石油和天然气的能量。

为了解决这些问题，发达国家的能量供应商和/或零售商向消费者提供激励措施(通常以折扣的形式)，以在峰值能量消耗时段期间关断非必要的电气设备(家用电器或其它负载)，其目的是在一年中通常经历和/或预计会出现峰值能量需求的那些时间减少电力消耗。实施的协议有时被称为需求响应管理或DRM。

作为减少峰值时段期间总电力消耗的举措的一部分，诸如空调的电器具有集成的DRM电路，该DRM电路使得能够通过远程控制将空调压缩机消耗的电力减少到例如电器最大负载的75％或50％。在这方面，许多能量零售商远程触发“需求使能响应”，以便根据需要减少消费电器消耗的电力，来应对峰值能量需求。这种设备有时被称为需求响应使能设备(Demand Response Enabling Devices,DRED。DRED通常位于消费电器(例如空调压缩机)附近，并且硬连线到电源，也连线到空调压缩机内的DRM电路。DRED然后接收从能量提供商/零售商传输的信号，该设备将该信号转换成脉冲，并传输到空调压缩机内的DRM，以根据能量提供商/零售商请求的设置来关断或逐步减低电力消耗。