[發(fā)明專利]模塊化能量控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780023312.2
• 申請日: 2007-05-11
• 公開（公告）號: CN101553968A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·L·科希爾;R·K·劉易斯;B·高登
• 申請（專利權(quán)）人: 柵點(diǎn)股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 錢慰民

本發(fā)明一般涉及能量管理領(lǐng)域，尤其涉及用于控制能量產(chǎn)生和消耗設(shè)備的 系統(tǒng)和方法。本申請的主題與共同所有的于2005年6月6日提交、題為 “Optimized?Energy?Management?System”(最優(yōu)化能量管理系統(tǒng))的美國申請 No.11/144,834有關(guān)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

背景

隨著全世界對能量需求的增大，來自環(huán)境考慮和能源價(jià)格波動的壓力已提 高了對節(jié)能和替代能源的需求。可編程自動調(diào)溫器已允許消費(fèi)者對他們的供暖 和制冷系統(tǒng)編程從而減少他們不在家或入睡期間的消耗。自動定時(shí)器已使消費(fèi) 者能在不需要時(shí)關(guān)燈。太陽能電池板、燃料電池、風(fēng)車、備用發(fā)電機(jī)和其他能 源已變得更加適用于居家和企業(yè)。然而，因?yàn)橹T如回收成本的困難、替代能源 供應(yīng)(例如太陽、風(fēng))的不可預(yù)測性、以及在將這些能源和設(shè)備集成到常規(guī)電 力系統(tǒng)中的困難之類的因素，這些替代能源和技術(shù)的使用已受到限制。常規(guī)家 庭自動化系統(tǒng)通常不會成熟到考慮發(fā)電變數(shù)和需求預(yù)測表。

諸如那些在以上標(biāo)識的專利申請中所描述的系統(tǒng)和方法向諸如住宅家庭 用戶之類的能量消費(fèi)者提供一種更好地平衡電能的產(chǎn)生、消耗和存儲的手段， 包括存儲例如由光伏(PV)板產(chǎn)生的電能的能力。通過監(jiān)控電源和規(guī)劃能量需 求，能量消費(fèi)者能夠更有效地使用能源。

如上所述的協(xié)調(diào)能量平衡所需的設(shè)備可能是昂貴并龐大的。因此，提供用 于在諸如居家或辦公室之類的環(huán)境中測量和控制能量裝置的模塊化體系結(jié)構(gòu) 是合乎需要的。

發(fā)明概要

本發(fā)明一實(shí)施例包括與一個(gè)或多個(gè)負(fù)載管理器無線通信的能量管理器基 本單元。各個(gè)負(fù)載管理器測量被一個(gè)或多個(gè)耦合到那個(gè)負(fù)載管理器的設(shè)備所消 耗的能量，無線地將能量測量讀數(shù)傳回基本單元，并且基于基本單元的無線控 制可關(guān)閉或減少對這一個(gè)或多個(gè)設(shè)備提供的能量。新的負(fù)載管理器可被模塊化 地添加到具有最低配置和可容易縮放成本的系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，能量管理器基本單元與一個(gè)或多個(gè)控制由PV板 產(chǎn)生的電力的光伏(PV)逆變器、或替換地與一個(gè)或多個(gè)耦合到這些PV逆變 器的無線適配器無線通信。各個(gè)適配器將關(guān)于太陽電池板上可用的太陽能的測 量值無線傳輸回基本單元，并且可無線接收來自基本單元的命令以配置各個(gè)逆 變器控制PV板的發(fā)電、并可任選地引導(dǎo)這些能量以存儲于一個(gè)或多個(gè)電池或 其他儲能設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，能量管理器基本單元與耦合到測量進(jìn)入屋內(nèi)的功 率的“智能”功率表的無線適配器無線通信，并可任選地將由智能功率表使用 的協(xié)議轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)部使用的協(xié)議。

以下更詳細(xì)地描述其他變體和實(shí)施例，且本發(fā)明并不旨在以任何方式受此 概要的限制。

附圖簡述

圖1示出其中可實(shí)踐本發(fā)明各種原理的能量管理系統(tǒng)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種變體的包括無線基本單元、無線負(fù)載管理器、以 及用于PV逆變器的無線適配器的模塊化體系結(jié)構(gòu)。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明某些方面控制能量的產(chǎn)生和使用的過程。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明各方面的用于無線適配器的一種可能配置。

發(fā)明詳述

圖1示出2005年6月6日提交的題為“Optimized?Energy?Management System?Patent?Application”(最優(yōu)化能量管理系統(tǒng)專利申請)的美國申請No. 11/144,834中所述類型的系統(tǒng)。如圖1所示，裝置101包括單元103，該單元 103包括控制器104和內(nèi)部存儲設(shè)備105。內(nèi)部存儲設(shè)備105可包括例如多個(gè) 用于存儲電能的鉛酸或鎳金屬氫化物存儲電池、飛輪、和/或諸如所謂“超級電 容器”之類的大型電容器。可任選地包括外部存儲設(shè)備106以存儲附加的電能。 存儲設(shè)備105和106可在電網(wǎng)中斷時(shí)期或電網(wǎng)價(jià)格超過某些臨界值期間對各種 設(shè)備供電，且它們可被用來在確定為有利期間將電量售回電力行業(yè)(electrical utility)。設(shè)備105和106的存儲容量可被選擇以適合特定環(huán)境，諸如通常的 居家、企業(yè)、或其他電消費(fèi)者的需求。

包括用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的逆變器、斷路器、換相換能器之類 的電量電子設(shè)備也可被包括在內(nèi)，但它們在圖1中未被單獨(dú)示出。