專利名稱：電能管理設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下面描述的示例性實施例涉及一種電器、電能管理設(shè)備、具有電能管理設(shè)備的電能管理系統(tǒng)、用于控制電能管理設(shè)備以調(diào)整耗電量從而平衡電能供應(yīng)和電能需求的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著信息和通信技術(shù)的發(fā)展，電動裝置的數(shù)量急劇增加，因此，電能需求逐年增力口。在電能需求模式下，在一年的多數(shù)日子里達不到峰值容量，也就是說，僅在一年的一些日子里電廠以全容量運行。短時間內(nèi)需要高的電能需求的狀態(tài)被稱為峰值負(fù)載。針對峰值負(fù)載構(gòu)建附加的電廠的成本非常高，對構(gòu)建以維持短期內(nèi)的峰值負(fù)載的電廠的維護成本相當(dāng)大。最近，多數(shù)研發(fā)人員正在對需求管理方法進行深入研究，所述需求管理方法在不構(gòu)建這種附加的電廠的情況下通過限制峰值負(fù)載來臨時限制耗電量。為了前述目的，需求管理是關(guān)注的焦點，大量研究集中在需求響應(yīng)(DR)的高級需求管理形式。DR是根據(jù)電價的變化智能地管理能量消耗的系統(tǒng)。即，消費者響應(yīng)于電價而不是根據(jù)普通的耗電模式來用電。根據(jù)DR，供電商可引導(dǎo)用戶在低電價時間段內(nèi)耗電，并限制用戶在高電價時間段內(nèi)耗電，因此，用戶可以以低的費用來用電。因此，已開發(fā)了應(yīng)用DR的電器。所述電器被提供有來自供電商的實時電價，并基于電價被控制啟動/關(guān)閉。然而，因為應(yīng)用DR的傳統(tǒng)的電器基于電價被啟動/關(guān)閉，所以應(yīng)用DR的傳統(tǒng)的電器不能有效地執(zhí)行用戶期望的功能。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本公開的一方面在于提供一種電能管理設(shè)備、具有該電能管理設(shè)備的電能管理系統(tǒng)、控制該電能管理設(shè)備的方法，以基于電價確定電器的操作等級，根據(jù)與確定的操作等級相應(yīng)的操作算法來控制電器，當(dāng)至少一個電器執(zhí)行仲裁功能時，調(diào)整其他電器的操作等級。本發(fā)明的另一方面在于提供一種具有智能插座(電器的仲裁功能執(zhí)行信號通過所述智能插座被發(fā)送)的電能管理設(shè)備、具有該電能管理設(shè)備的電能管理系統(tǒng)和控制該電能管理設(shè)備的方法。本發(fā)明的另一方面在于提供一種電能管理設(shè)備、具有該電能管理設(shè)備的電能管理 系統(tǒng)和控制該電能管理設(shè)備的方法，以當(dāng)由于至少一個電器的仲裁功能的執(zhí)行導(dǎo)致具有多個電器的家庭的總耗電量超過允許電量時，通過使用電池向家庭供應(yīng)額外的電能。本發(fā)明的另一方面在于提供一種電能管理設(shè)備、具有該電能管理設(shè)備的電能管理系統(tǒng)和控制該電能管理設(shè)備的方法，以使用戶期望的電器的附加的仲裁功能產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種以與電能管理設(shè)備的命令相應(yīng)操作等級驅(qū)動的電器，其中，當(dāng)用戶選擇了仲裁功能時，所述電器請求電能管理設(shè)備調(diào)整其他電器的操作等級。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種電能管理設(shè)備包括通信單元，與多個電器通信；控制器，當(dāng)從所述多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量，將耗電量與預(yù)定電量進行比較，當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。
仲裁功能可對應(yīng)于周期性執(zhí)行的功能和用戶選擇的功能中的至少一個。電能管理設(shè)備還可包括存儲單元，存儲從所述多個電器發(fā)送的各操作等級的功率信息以及關(guān)于仲裁功能的信息。關(guān)于仲裁功能的信息可包括當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量、仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間中的至少一個?？刂破骺烧{(diào)整在仲裁功能被執(zhí)行的時間段內(nèi)操作的其他電器的操作等級。所述預(yù)定電量可包括每個時間段的允許電量和每月臨界電量中的至少一個。通信單元可與供電源通信，以從供電源接收每個時間段的允許電量和每月臨界電量中的至少一個，控制器可控制從供電源發(fā)送的電量被存儲?？刂破骺苫陉P(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的每個時間段的耗電量，將每個時間段的耗電量與每個時間段的允許電量進行比較，如果耗電量超過允許電量的時間段被存在，則控制器調(diào)整其他電器的操作等級。控制器可基于每個時間段的允許電量來計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息來預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較，當(dāng)今天的耗電量超過今天的臨界電量時，調(diào)整其他電器的操作等級?？刂破骺苫诿吭屡R界電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息來預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較，當(dāng)今天的耗電量超過今天的臨界電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。控制器可基于關(guān)于仲裁功能的信息來預(yù)測電能管理區(qū)域的這個月的耗電量，將這個月的耗電量與這個月的臨界電量進行比較，當(dāng)這個月的耗電量超過這個月的臨界電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。通信單元可接收從供電源發(fā)送的電價信息，控制器可基于電價信息、預(yù)定電量、所述多個電器的各操作等級的功率信息來確定多個電器的操作等級，當(dāng)所述至少一個電器的仲裁功能被執(zhí)行時，控制器可調(diào)整其他電器的確定的操作等級。當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，控制器可確定當(dāng)前電價信息是否對應(yīng)于執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息，如果當(dāng)前電價信息對應(yīng)于執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息時，控制器可將所述其他電器的操作等級恢復(fù)成執(zhí)行仲裁功能之前的操作等級，當(dāng)當(dāng)前電價信息與執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息不同時，控制器可重新確定所述其他電器的操作等級。當(dāng)耗電量超過預(yù)定電量時，控制器可確認(rèn)其他電器的優(yōu)先級，以優(yōu)先級的升序來降低其他電器的操作等級，直到耗電量變?yōu)樾∮谒鲱A(yù)定電量。當(dāng)耗電量超過預(yù)定電量時，控制器可確認(rèn)其他電器的優(yōu)先級，并連續(xù)降低具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級，直到耗電量變?yōu)樾∮谒鲱A(yù)定電量。
當(dāng)即使在具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級已被調(diào)整到最低操作等級的情況下耗電量還超過預(yù)定電量時，控制器可連續(xù)降低具有第二最低優(yōu)先級的電器的操作等級，直到耗電量變?yōu)樾∮谒鲱A(yù)定電量。多個電器的各操作等級的功率信息可包括峰值瞬時功率、平均耗電量、耗電的操作時間中的至少一個?？刂破骺蓪⑺龆鄠€ 電器劃分成能夠設(shè)置操作時間的第一組、不能設(shè)置操作時間但能設(shè)置操作等級的第二組、不能設(shè)置操作時間和操作等級的第三組，當(dāng)從所述多個電器中的至少一個電器發(fā)送了仲裁功能執(zhí)行信號時，控制器可調(diào)整屬于第二組的電器的操作等級。當(dāng)耗電量小于預(yù)定電量時，控制器可維持其他電器的操作等級。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種控制電能管理設(shè)備的方法包括以下步驟當(dāng)從多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量；將耗電量與預(yù)定電量進行比較；當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。所述方法還可包括存儲從所述多個電器發(fā)送的關(guān)于仲裁功能的信息和各操作等級的功率信息。關(guān)于仲裁功能的信息可包括當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量、仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間中的至少一個。調(diào)整其他電器的操作等級的步驟可包括調(diào)整在執(zhí)行仲裁功能的時間段內(nèi)操作的其他電器的操作等級。所述預(yù)定電量可包括每個時間段的允許電量和每月臨界電量中的至少一個。將耗電量與預(yù)定電量進行比較的步驟可包括基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測每個時間段的耗電量，將每個時間段的耗電量與每個時間段的允許電量進行比較。將耗電量與預(yù)定電量進行比較的步驟可包括基于每個時間段的允許電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較。將耗電量與預(yù)定電量進行比較的步驟可包括基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的這個月的耗電量，并將這個月的耗電量與這個月的臨界電量進行比較。將耗電量與預(yù)定電量進行比較的步驟可包括基于每月臨界電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界耗電量進行比較。所述方法還可包括從供電源接收電價信息，存儲電價信息，基于電價信息、所述預(yù)定電量、所述多個電器的各操作等級的功率信息來確定所述多個電器的操作等級。調(diào)整其他電器的操作等級的步驟可包括調(diào)整其他電器的確定的操作等級。所述方法還可包括確定仲裁功能是否結(jié)束；當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，確定執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息是否與執(zhí)行仲裁功能之后的電價信息相同；當(dāng)執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息與執(zhí)行仲裁功能之后的電價信息相同時，將所述其他電器的操作等級恢復(fù)成執(zhí)行仲裁功能之前的操作等級；當(dāng)執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息與執(zhí)行仲裁功能之后的電價信息不同時，重新確定所述其他電器的操作等級。確定仲裁功能是否結(jié)束的步驟可包括確定是否從所述至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行結(jié)束信號。確定仲裁功能是否結(jié)束的步驟可包括基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間，并確定當(dāng)前時間是否對應(yīng)于預(yù)測的時間。調(diào)整其他電器的操作等級的步驟可包括確認(rèn)其他電器的優(yōu)先級，以優(yōu)先級的升序來降低其他電器的操作等級，直到耗電量變?yōu)樾∮谒鲱A(yù)定電量。調(diào)整其他電器的操作等級的步驟可包括檢查其他電器的優(yōu)先級，確認(rèn)具有最低優(yōu)先級的電器，連續(xù)降低具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級，直到耗電量變?yōu)樾∮谒鲱A(yù)
定電量。所述方法還可包括在耗電量超過預(yù)定電量的情況下，確定 具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級是否為最低操作等級；在耗電量超過預(yù)定電量的情況下，當(dāng)具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級是最低操作等級時，確認(rèn)具有第二最低優(yōu)先級的電器；連續(xù)降低具有第二最低優(yōu)先級的電器的操作等級，直到耗電量變得小于所述預(yù)定電量。此外，可由用戶來設(shè)置優(yōu)先級。調(diào)整其他電器的操作等級的步驟可包括從多個電器中選擇不能設(shè)置操作時間的電器，并調(diào)整所選擇的電器的操作等級。所述方法還可包括如果耗電量小于所述預(yù)定電量，則維持其他電器的操作等級。調(diào)整其他電器的操作等級的步驟可包括當(dāng)耗電量超過預(yù)定電量時，確認(rèn)在電能管理區(qū)域中是否存在電池；當(dāng)存在電池時，將電池的電能提供給所述多個電器；當(dāng)不存在電池時，調(diào)整其他電器的操作等級。所述方法還可包括當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，阻止電池的供電。所述方法還可包括當(dāng)從智能插座接收到電能測量信號時，將電能管理區(qū)域的耗電量與所述預(yù)定電量進行比較；當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整所述多個電器中的至少一個電器的操作等級。調(diào)整所述多個電器中的至少一個電器的操作等級的步驟可包括調(diào)整不執(zhí)行仲裁功能的電器的操作等級。所述方法還可包括當(dāng)耗電量小于所述預(yù)定電量時，維持所述多個電器的操作等級。所述方法還可包括當(dāng)從智能插座沒有接收到電能測量信號時，恢復(fù)所述至少一個電器的調(diào)整的操作等級。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電器包括通信單元，與電能管理設(shè)備通信；控制器，確定是否執(zhí)行仲裁功能，當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時，將仲裁功能執(zhí)行信號發(fā)送到電能管理設(shè)備，控制仲裁功能的執(zhí)行，當(dāng)另一電器執(zhí)行仲裁功能時，改變電器的操作等級，因此，操作等級調(diào)整信號從電能管理設(shè)備被發(fā)送，并且控制器控制電器以改變的操作等級被驅(qū)動，其中，控制器分別在不同的時間點單獨地控制仲裁功能的執(zhí)行和改變操作等級。電器還可包括存儲單元，存儲多個操作算法(每個算法具有至少一個特性功能)、分別與所述多個操作算法對應(yīng)的操作等級、各操作等級的功率信息和關(guān)于仲裁功能的信息。通信單元可根據(jù)控制器的指令將各操作等級的功率信息和關(guān)于仲裁功能的信息發(fā)送到電能管理設(shè)備。
電器還可包括輸入單元，用戶通過所述輸入單元選擇仲裁功能根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電器包括通信單元，與電能管理設(shè)備通信；控制器，當(dāng)另一電器執(zhí)行仲裁功能時，改變電器的操作等級，因此，操作等級調(diào)整信號從電能管理設(shè)備被發(fā)送，并且控制器控制電器以改變的操作等級被驅(qū)動。電器還可包括存儲單元，所述存儲單元存儲具有不同耗電量的多個操作算法，其中，當(dāng)操作等級調(diào)整信號被輸入時，控制器將操作等級改變?yōu)楹碾娏康陀诋?dāng)前操作等級的耗電量的操作等級。所述電器還可包括輸入單元，用戶可通過該輸入單元輸入至少一個功能，其中，控制器將通過輸入單元輸入的功能設(shè)置為仲裁功能。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電能管理系統(tǒng)包括多個電器，所述多個電器具有仲裁功能和具有不同耗電量的多個操作等級；電能管理設(shè)備，當(dāng)從所述多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量，將耗電量與預(yù)定電量進行比較，當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。關(guān)于仲裁功能的信息可包括當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量、仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間中的至少一個。當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，電能管理設(shè)備可基于預(yù)定優(yōu)先級來調(diào)整其他電器的操作等級。電能管理設(shè)備可以以優(yōu)先級的升序來逐等級降低其他電器的操作等級，直到耗電量變?yōu)樾∮谒鲱A(yù)定電量。電能管理設(shè)備可將具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級降低到使耗電量比預(yù)定電量低的操作等級。電能管理設(shè)備可基于從供電源發(fā)送的電價信息以及與所述多個電器的操作等級相應(yīng)的耗電量來確定所述多個電器的操作等級。電能管理設(shè)備可存儲所述多個電器的確定的操作等級，當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，電能管理設(shè)備可將其他電器的操作等級恢復(fù)為存儲的操作等級。電能管理設(shè)備可將所述多個電器劃分成能夠設(shè)置操作時間的第一組、不能設(shè)置操作時間的第二組、不能設(shè)置操作時間和操作等級的第三組，當(dāng)調(diào)整操作等級時，控制器可調(diào)整屬于第二組的電器的操作等級。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電能管理系統(tǒng)包括多個電器，所述多個電器具有仲裁功能和具有不同耗電量的多個操作等級；電池，向所述多個電器中的至少一個電器供電或切斷供電；電能管理設(shè)備，當(dāng)從所述多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量，將耗電量與預(yù)定電量進行比較，當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，將電池的電能提供給所述多個電器。電能管理設(shè)備可基于從供電源發(fā)送的電價信息以及與所述多個電器的操作等級相應(yīng)的耗電量來確定所述多個電器的操作等級，并以確定的操作等級控制所述多個電器被驅(qū)動。當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，電能管理設(shè)備可阻止從電池向所述多個電器供電。當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，電能管理設(shè)備可計算電能超額量，當(dāng)計算的電能超額量大于電池的電量時，調(diào)整其他電器的電量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電能管理系統(tǒng)包括多個第一電器，所述多個第一電器包括具有不同耗電量的多個操作等級；智能插座，連接到第二電器，以測量第二電器的電能；電能管理設(shè)備，當(dāng)通過智能插座接收到電能測量信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量，將耗電量與預(yù)定電量進行比較，當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整第一電器中的至少一個的操作等級。當(dāng)通過智能插座接收到電能測量信號時，電能管理設(shè)備可基于預(yù)定時間內(nèi)測量的電量來預(yù)測電能管理區(qū)域的耗電量，并將預(yù)測的耗電量與所述預(yù)定電量進行比較。當(dāng)耗電量小于所述預(yù)定電量時，電能管理設(shè)備可維持多個電器的操作等級。當(dāng)通過智能插座沒有接收到電能測量信號時，電能管理設(shè)備可恢復(fù)所述至少一個第一電器的操作等級。根據(jù)本發(fā)明的一方面，將用于實現(xiàn)特定目的的仲裁功能與電器的特性功能區(qū)分開，因此，可減少電器的操作等級的數(shù)量，并可應(yīng)用戶請求以任何操作等級執(zhí)行仲裁功能。換句話講，由于當(dāng)電器執(zhí)行仲裁功能時僅根據(jù)電價改變電器的操作等級，因此，可提高用戶滿意度，并可使用戶不便最小化。此外，基于執(zhí)行電器的仲裁功能時所消耗的電量和時間來預(yù)測具有該電器的家庭的總耗電量，以調(diào)整其他電器的操作等級，因此可管理家庭的總耗電量，從而在執(zhí)行電器的仲裁功能的同時使得總耗電量不超過預(yù)定的允許電量。在這種情況下，可通過根據(jù)用戶設(shè)置的優(yōu)先級調(diào)整多個電器的操作等級來最大化用戶滿意度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過使用智能插座測量普通電器的仲裁功能執(zhí)行信號，當(dāng)不是智能電器的普通電器執(zhí)行仲裁功能時，可調(diào)整智能電器而非普通電器的操作等級。此外，由于電器的多個功能中被用戶認(rèn)為重要的功能可被另外產(chǎn)生作為仲裁功能，因此，可不管電價來無條件地執(zhí)行用戶期望的功能。換句話講，必須在用戶設(shè)置的時間操作的電器(例如，醫(yī)療器械)的功能可被設(shè)置為仲裁功能，以消除使用的不便。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，基于當(dāng)執(zhí)行電器的仲裁功能時所消耗的電量和時間來預(yù)測具有電器的家庭的總耗電量，當(dāng)總耗電量超過允許電量時，通過使用電池來提供附加的電能。由此，可管理家庭的總耗電量，從而在執(zhí)行電器的仲裁功能的同時總耗電量不超過預(yù)定的允許電量。
因此，可在諸如允許電量、按月設(shè)置的電費等的限制下最優(yōu)化多個電器的操作的控制。此外，可通過執(zhí)行根據(jù)電價信息區(qū)分的多個操作算法來控制電器所消耗的電量，從而在用戶側(cè)最大化能量效率。本發(fā)明的另外的方面將在下面的描述中被部分地闡述，部分地從描述將是清楚的，或者可通過實施本公開被獲知。


從下面結(jié)合附圖對實施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面將變得清楚，并更容易理解，其中
圖I是根據(jù)示例性實施例的電能管理系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)示例性實施例的電能管理系統(tǒng)中包括的電能管理設(shè)備和電器的框圖；圖3示出根據(jù)示例性實施例的電能管理系統(tǒng)中包括的電器的示例性列表；圖4A和圖4B顯示根據(jù)示例性實施例的根據(jù)電能管理系統(tǒng)中包括的電器的操作等級的功率信息和操作算法信息；圖4C顯示根據(jù)示例性實施例的電能管理系統(tǒng)中包括的電器的示例性功能；
圖5是示出根據(jù)示例性實施例的控制電能管理系統(tǒng)的處理的流程圖；圖6是根據(jù)另一示例性實施例的電能管理系統(tǒng)的框圖；圖7是示出根據(jù)另一示例性實施例的控制電能管理系統(tǒng)的處理的流程圖；圖8是根據(jù)另一示例性實施例的電能管理系統(tǒng)的框圖；圖9是示出根據(jù)另一示例性實施例的控制電能管理系統(tǒng)的處理的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)闡述本發(fā)明的實施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的電能管理系統(tǒng)的框圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電能管理系統(tǒng)中包括的電能管理設(shè)備和電器的框圖。參照圖1，電能管理系統(tǒng)包括供電商100、智能電表200、能量管理系統(tǒng)(EMS) 300、電器 400 (400a,400b 和 400c)。供電商100是由供電公司(公用事業(yè)公司)驅(qū)動以發(fā)電和供電的供電源。供電商100通過原子能、水電能、熱電能、風(fēng)能等來發(fā)電，并將所發(fā)的電能提供給每個家庭中安裝的電器400。在這種情況下，由公用事業(yè)公司提供的電量是恒定的，而每個家庭中所消耗的電量是隨時間變化的。例如，在黎明或在上午的耗電量比在下午或晚上的耗電量低，在春天和秋天的耗電量比在夏天和冬天的耗電量低。因此,供電商100設(shè)置與低耗電時間段相應(yīng)的電價低于與高耗電時間段相應(yīng)的電價，設(shè)置與低耗電季節(jié)相應(yīng)的電價低于與高耗電季節(jié)相應(yīng)的電價，并將調(diào)整后的電價的電能提供給每個家庭。S卩，供電商100響應(yīng)于每個家庭的耗電量控制每個家庭的電價被彈性地調(diào)整，并將調(diào)整后的電價的電能提供給每個家庭，從而可平衡電能供應(yīng)和電能消耗。供電商100基于所發(fā)的電能的量、過去的每個季節(jié)和每個時間段的用電信息和天氣信息來預(yù)測耗電量，并基于預(yù)測的耗電量來確定電價。此外，供電商100可建立與預(yù)測的電價相應(yīng)的電價等級。供電商100收集根據(jù)各電價等級劃分的各家庭的耗電量，并存儲根據(jù)各電價等級的收集的耗電信息，從而供電公司以每月為基礎(chǔ)根據(jù)每個家庭的各電價等級的耗電量來計算電費，并以每月為基礎(chǔ)向每個家庭收取計算的電費。供電商100將周期性計算的電費與預(yù)定的每月電費進行比較，以確定供電限制，當(dāng)計算的電費超過每月電費時，將每月電費超額信息發(fā)送到每個家庭中安裝的EMS 300，從而通過每個家庭中安裝的EMS 300產(chǎn)生每月電費超額事件。
供電商100存儲每個家庭的每月臨界電量，并將每個家庭的耗電量和每月臨界電量進行相互比較，以確定供電限制。以這種方式，供電商100基于各家庭的每月臨界電量或每月電費來管理各家庭的電能需求。在這種情況下，可由公共事業(yè)公司或根據(jù)每個家庭和公共事業(yè)公司之間的合同來設(shè)置用于限制對每個家庭的供電的每月臨界電量。另外，由每個家庭和公共事業(yè)公司之間的合同來設(shè)置每個家庭的每月電費。 供電商100根據(jù)每月電費超額事件的產(chǎn)生來存儲和管理與每個用戶的每月臨界電量超額事件的產(chǎn)生以及耗電狀態(tài)的細(xì)節(jié)有關(guān)的信息。供電商100通過網(wǎng)絡(luò)連接到每個家庭中安裝的智能電表200、EMS 300和電器400，從而供電商100通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收關(guān)于電能需求管理的信息。該網(wǎng)絡(luò)可以是有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、有線/無線混合網(wǎng)絡(luò)等中的任何一個。智能電表200安裝在每個家庭中，并包括顯示器(例如，液晶顯示器(IXD))，從而實時顯示每個家庭中所消耗的電能。智能電表200是電子式電表，其與供電商100和EMS300雙向通信，并將耗電量發(fā)送給供電商100和EMS 300。智能電表200從供電商100接收電價信息，顯示接收的電價信息，并將電價信息發(fā)送到EMS 300，從而用戶可觀看發(fā)送的電價信息。另外，當(dāng)從供電商100接收到電價信息時，智能電表200可顯示與電價信息相應(yīng)的電價等級，并將電價和電價等級信息發(fā)送到EMS 300。EMS 300還可被稱為需求響應(yīng)(DR)控制器。EMS 300與智能電表200通信，從而從智能電表200接收電價以及與電價相應(yīng)的電價等級。另外，EMS300與多個電器400a、400b和400c通信，從而接收關(guān)于電器400a、400b和400c的信息。EMS 300基于電器400a、400b和400c的功率信息和從智能電表200接收的電價等級來控制電器400a、400b和400c的操作。當(dāng)從電器400a、400b和400c中的至少一個發(fā)送仲裁功能選擇信號時，EMS 300降低其他電器中的至少一個的操作等級。當(dāng)僅從供電商100發(fā)送了電價時，EMS 300可基于電價來設(shè)置電價等級。在這種情況下，EMS 300以單位時間間隔通過智能電表200從供電商100接收電價信息，并通過使用每個單位時間的電價信息設(shè)置與電價相應(yīng)的電價等級。在這種情況下，可設(shè)置四個不同的電價等級DRl、DR2、DR3和DR4。電價等級DRl是最低的電價等級，電價等級DR4是最高的電價等級。電價等級與電價成比例。EMS 300從供電商100接收每月臨界電量超額信息和每月電費超額信息，并通知用戶每月臨界電量超額信息和每月電費超額信息。EMS 300將每個時間段的預(yù)測的(或當(dāng)前的)電量與允許電量進行比較，當(dāng)預(yù)測的(或當(dāng)前的)電量超過允許電量時，根據(jù)優(yōu)先級控制多個電器400a、400b和400c的操作，并通知用戶預(yù)測的(或當(dāng)前的)電量超過允許電量。參照圖2更詳細(xì)地解釋EMS 300。參照圖2，EMS 300包括第一通信單元310、第一控制器320、第一存儲單元330、第一顯不單兀340、第一聲音單兀350和第一輸入單兀360。
第一通信單元310與智能電表200通信，從而從智能電表200接收電價和與電價相應(yīng)的電價等級，并將電價和電價等級發(fā)送到第一控制器320。另外，第一通信單元310與圖I中顯示的多個電器400通信，從而接收電器400的信息，并將該信息發(fā)送到第一控制器320。另外，第一通信單元310從第一控制器320接收電器驅(qū)動控制信號，并將電器驅(qū)動控制信號分別發(fā)送電器400。
這里，每個電器400的信息包括電器的名稱、功率信息等，電器組具有不同的功率
信息項。更具體地講，當(dāng)電器屬于第一組Gl或者第二組G2時，電器具有諸如每個操作等級的峰值瞬時功率、平均耗電量和耗電的操作時間的信息。當(dāng)電器屬于第三組G3時，電器具有諸如峰值瞬時功率和平均耗電量的信息。此外，第一通信單元310將第一存儲單元330中存儲的用戶信息發(fā)送到供電商100，從而供電商100可確定在每個時間段內(nèi)哪個家庭對應(yīng)于耗電信息。第一控制器320基于圖I中顯不的電器400a、400b和400c的功率信息來確定每個電器所屬的組，并控制關(guān)于電器組的信息被存儲在第一存儲單元330中。當(dāng)確定電器所屬的組時，第一控制器320檢查是否在每個操作等級的功率信息中設(shè)置了操作時間，當(dāng)設(shè)置了操作時間時，第一控制器320確定該組為第一組G1。如果沒有設(shè)置操作時間(“NA”)，則第一控制器320確認(rèn)是否設(shè)置了操作等級，如果設(shè)置了操作等級，則第一控制器320確定該組為第二組G2，如果沒有設(shè)置操作等級，則第一控制器320確定該組為第三組G3。參照圖3，第一組Gl包括具有操作周期并使得針對每個操作等級設(shè)置操作時間的電器，例如，洗衣機al、烘干機a2和洗碗機a3。第二組G2包括操作時間應(yīng)用戶請求變化的電器(例如，空調(diào)bl、電視接收器b2、吸塵器b3和照明設(shè)備b4)和時刻運行并且操作算法應(yīng)用戶請求而改變從而不能預(yù)測操作條件改變的時間段的電器(例如，冰箱b5和泡菜冰箱b6)。即，難以設(shè)置或預(yù)測屬于第二組G2的電器的當(dāng)前操作算法維持時間，第二組G2的每個操作等級的操作時間被設(shè)置為“NA”。在這種情況下，基于可根據(jù)操作算法確定的操作時間和平均耗電量中的至少一個來設(shè)置操作等級。第三組G3包括具有用戶改變的操作算法的電器(例如，電烤箱Cl、灶具c2)和當(dāng)操作算法改變時輸出質(zhì)量劣化的電器(例如，打印機c3)。即，當(dāng)屬于第三組G3的電器的操作算法被自動改變時，其結(jié)果是電器的質(zhì)量劣化，因此，無法設(shè)置所述電器的操作等級。由于不設(shè)置第三組G3的電器的操作等級，所以第三組G3的電器僅具有峰值瞬時功率和平均耗電量。當(dāng)從電器400a、400b和400c中的至少一個接收驅(qū)動信號時，第一控制器320通過使用第一存儲單元330中存儲的組列表來確認(rèn)相應(yīng)的電器所屬的組，檢查與驅(qū)動相應(yīng)電器的時間段相應(yīng)的電價等級，并基于相應(yīng)電器的功率信息和電價等級來執(zhí)行該組的操作等級確定處理，以確定電器的操作等級。第一控制器320確定電價等級改變的時間、改變的電價等級和在改變的電價等級的操作等級，并通過第一顯示單元340和第一聲音單元350通知用戶該時間、改變的電價等級和操作等級。另外，第一控制器320計算每個操作等級在將被改變的電價等級的電價，并通過第一顯示單元340和第一聲音單元350通知用戶計算的每個操作等級和操作時間的電價。第一控制器320從供電商100接收電價信息，并基于多個電器400a、400b和400c的各操作等級的功率信息和電價等級來確定多個電器400a、400b和400c的操作等級。當(dāng)在以確定的操作等級驅(qū)動電器400a、400b和400c的同時從電器400a、400b和400c中的至少一個400a接收到仲裁功能選擇信號時，第一控制器320調(diào)整剩余電器400b (bl、b2、b3、b4和b5)中的至少一個的確定的操作等級。更具體地講，當(dāng)電器400a基于在仲裁功能的執(zhí)行期間所消耗的電量執(zhí)行仲裁功能時，第一控制器320預(yù)測具有電器400的家庭的總耗電量，并將預(yù)測的總耗電量與預(yù)定允許電量進行比較。如果總耗電量小于允許電量，則第一控制器320控制剩余電器400b (bl、 b2、b3、b4和b5)的操作等級被維持，并控制電器400a執(zhí)行仲裁功能。另一方面，如果總耗電量超過允許電量，則第一控制器320確認(rèn)剩余電器400b(bl、b2、b3、b4和b5)的優(yōu)先級，并按優(yōu)先級的升序?qū)⑹Ｓ嚯娖?00b (bl、b2、b3、b4和b5)的確定的操作等級降低一個等級，直到總耗電量變得小于允許電量。如果至少一個電器選擇仲裁功能，則第一控制器320可調(diào)整屬于第二組的電器400b(bl、b2、b3、b4和b5)的操作等級,這使得能夠進行最容易的操作等級改變而不給用戶帶來不便。在這種情況下，屬于第二組G2的電器40013(131424344和&5)的優(yōu)先級可被預(yù)先確定和存儲，或者由用戶輸入并被存儲或改變。第一控制器320存儲調(diào)整的電器的操作等級。這里，第一控制器320存儲在仲裁功能被執(zhí)行之前確定的操作等級。第一控制器320基于仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間來預(yù)測用于恢復(fù)電器的調(diào)整的操作等級的時間，存儲預(yù)測的恢復(fù)時間，當(dāng)無法預(yù)測恢復(fù)時間時，第一控制器320在第一顯示單元340上顯示表示無法預(yù)測恢復(fù)時間的信息。另外，如果不存在仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間，則第一控制器320可計算先前仲裁功能執(zhí)行的平均時間，并基于計算的平均時間來預(yù)測恢復(fù)時間。第一控制器320在恢復(fù)時間確定在預(yù)測的恢復(fù)時間的電價等級是否對應(yīng)于在執(zhí)行仲裁功能之前的電價等級。此外，當(dāng)預(yù)測的恢復(fù)時間的電價等級對應(yīng)于在執(zhí)行仲裁功能之前的電價等級時，第一控制器320還將操作等級恢復(fù)到執(zhí)行仲裁功能之前的操作等級。另外，第一控制器320控制電器以恢復(fù)的操作等級被驅(qū)動。如果在預(yù)測的恢復(fù)時間的電價等級不對應(yīng)于在執(zhí)行仲裁功能之前的電價等級，則第一控制器320基于電器的每個操作等級的功率信息和電價等級來重新確定電器的操作等級，并控制電器以重新確定的操作等級被驅(qū)動。當(dāng)仲裁功能執(zhí)行結(jié)束信號從至少一個電器被發(fā)送到第一控制器320時，第一控制器320可確定相應(yīng)的電器的當(dāng)前電價等級是否對應(yīng)于在執(zhí)行仲裁功能之前的電價等級，當(dāng)當(dāng)前的電價等級對應(yīng)于在執(zhí)行仲裁功能之前的電價等級時，第一控制器320將電器的操作等級恢復(fù)為在執(zhí)行仲裁功能之前的操作等級，并控制電器以恢復(fù)的操作等級被驅(qū)動。如果電器的當(dāng)前電價等級與在執(zhí)行仲裁功能之前的電價等級不同，則第一控制器320可基于電器的每個操作等級的功率信息和當(dāng)前電價等級來重新確定電器的操作等級，并控制電器以重新確定的操作等級被驅(qū)動。
這里，功率信息包括峰值瞬時功率、平均耗電量和耗電期間的操作時間中的至少一個。當(dāng)從第一輸入單兀360輸入了用于添加至少一個電器的仲裁功能的信號時，第一控制器320可產(chǎn)生相應(yīng)電器的仲裁功能，將產(chǎn)生的仲裁功能發(fā)送到相應(yīng)的電器，并根據(jù)用于驅(qū)動相應(yīng)電器的下一指令在第一顯示單元340上顯示仲裁功能。第一控制器320將基于第一存儲單元330中存儲的信息將被驅(qū)動的電器的峰值瞬時功率相加，以預(yù)測每個時間段的電量，將預(yù)測的電量與預(yù)定的允許電量進行比較，如果預(yù)測的電量小于允許電量，則第一控制器320控制電器在確定的操作等級被正常驅(qū)動。如果每個時間段的電量超過允許電量，到目前為止消耗的電量超過了每月臨界電量，或者根據(jù)到目前為止消耗的電量的電費超過每月電費，則第一控制器320可控制電器的操作等級改變?yōu)榇龣C等級LO (在該待機等級L0，電器被維持在待機狀態(tài))，并可控制第一顯不單兀340和第一聲音單兀350通知用戶電器被維持在待機狀態(tài)。第一存儲單元330存儲當(dāng)電器400a、400b和400c的耗電量超過它們的允許電量時，電器400a、400b和400c被控制處于待機等級的優(yōu)先級順序，并存儲關(guān)于電器400a、400b和400c所屬的組的信息。另外，第一存儲單元330存儲電器400a、400b和400c的功率信息(例如，峰值瞬時功率、平均耗電量、操作時間等)和關(guān)于仲裁功能的信息。第一存儲單元330存儲于每個操作等級相應(yīng)的不便因素和用戶信息。這里，用戶信息可包括每月臨界電量、以每月為基礎(chǔ)設(shè)置的電費、每個時間段的允許電量和用戶的個人信息。另外，第一控制器320控制從供電源發(fā)送的電量被存儲。第一顯示單元340顯示當(dāng)前時間的電價等級或以每天為基礎(chǔ)的時間段的電價等級、當(dāng)前電價、多個電器的操作等級、當(dāng)以確定的操作等級驅(qū)動電器時將被收取的電費、當(dāng)電器被驅(qū)動時的操作狀態(tài)。另外，第一顯示單元340可顯示正被電器執(zhí)行的仲裁功能，顯示與具有當(dāng)仲裁功能被執(zhí)行時調(diào)整的操作等級的電器有關(guān)的信息，并顯示其他電器的每個操作等級的電價和操作時間。此外，第一顯示單元340可顯示按照時間段的允許電量和迄今為止的電費。當(dāng)電價等級被改變時，第一顯示單元340將改變的電價等級顯示為字符，并把將被改變的電價等級所需的時間段顯示為字符。當(dāng)用戶改變了電器的操作等級時，第一顯示單元340顯示改變的操作等級和根據(jù)改變的操作等級的電價。此外，當(dāng)電器屬于第三組G3時，第一顯示單元340顯示電器將被驅(qū)動的推薦操作時間，這有利于省電。第一聲音單元350將下一電價等級輸出為聲音，把電價等級將被改變?yōu)橄乱浑妰r等級所需的時間輸出為聲音，把將被驅(qū)動的電器的操作等級和與該操作等級相應(yīng)的電價輸出為聲音。因此，用戶可容易地識別下一電價等級、電價等級將被改變?yōu)橄乱浑妰r等級所需的時間、操作等級和電價。如果用戶改變了電器的操作等級，則第一聲音單元350將改變的操作等級和與改變的操作等級相應(yīng)的電價輸出為聲音，從而用戶可容易地識別改變的操作等級和與改變的操作等級相應(yīng)的電價。
第一聲音單元350將多個電器的各操作等級的電價和操作時間輸出為聲音，并將與每個時間段內(nèi)允許電量的超額、每月臨界電量的超額和每月電費的超額有關(guān)的信息輸出
為聲音。第一輸入單兀360接收用戶信息,將用戶信息發(fā)送到第一控制器320,接收多個電器的優(yōu)先級，將優(yōu)先級發(fā)送到第一控制器320，并且當(dāng)用戶選擇了操作等級時，第一輸入單元360把電器將被驅(qū)動的操作等級發(fā)送到第一控制器320。當(dāng)接收到與至少一個電器的附加仲裁功能的產(chǎn)生有關(guān)的信息時，第一輸入單元360可將該信息發(fā)送到第一控制器320。作為示例，第一輸入單元360可與第一顯示單元340集成，并以觸摸屏的形式被配置。如上所述，操作等級被區(qū)分，從而可選擇耗電量或操作時間。因此，可確定適合于電價等級變化的操作等級，以根據(jù)電價等級有效地用電?？蓽p少電器的操作等級的數(shù)量，并通過將用于實現(xiàn)特定目的的仲裁功能與電器的特性功能區(qū)分來應(yīng)用戶請求執(zhí)行任意操作等級的仲裁功能。這里，仲裁功能區(qū)別于特性功能，與特性功能相比需要高的電能，因此，如果執(zhí)行仲裁功能，則總耗電量可能超過允許電量。如果當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時所消耗的總耗電量超過允許電量，則降低其他電器的操作等級，以將總耗電量降低到允許電量以下。即，仲裁功能在具有多個電器的家中需要通過控制其他電器的操作等級進行電能仲裁。換句話講，當(dāng)電器執(zhí)行仲裁功能時，根據(jù)電價等級僅改變電器的操作等級，因此，可增強用戶滿意度，并可最小化用戶不便。此外，可管理家庭的總耗電量，以使總耗電量不超過允許電量，同時基于執(zhí)行仲裁功能所消耗的電量和時間預(yù)測家庭的總耗電量并調(diào)整其他電器的操作等級來執(zhí)行電器的仲裁功能。這里，可根據(jù)用戶設(shè)置的優(yōu)先級調(diào)整多個電器的操作等級，以最大化用戶滿意度。電器400將預(yù)定信息發(fā)送到EMS 300。這里，預(yù)定信息包括電器400的名稱、每個操作等級的功率信息和仲裁功能信息。S卩，電器400將每個操作等級的功率信息發(fā)送到EMS 300，當(dāng)用戶指示電器400被驅(qū)動或者在預(yù)約時間從而執(zhí)行其特性功能時，電器400以EMS 300確定的操作等級執(zhí)行操作算法。如果選擇了仲裁功能，則電器400不管電價等級來執(zhí)行仲裁功能。這里，可在制造電器400時設(shè)置每個操作等級的功率信息，或者可由用戶另外設(shè)置每個操作等級的功率信息。此外，如果用戶不想在通過在HMS 300中執(zhí)行的操作等級確定處理所確定的操作等級操作電器400，則電器400可直接從用戶接收操作等級。這里，可通過EMS 300或電器400從用戶接收操作等級?，F(xiàn)在詳細(xì)解釋多個電器400a、400b和400c中的電器400b。參照圖2，電器400b包括第二存儲單元410b、第 二控制器420b、第二通信單元430b、第二輸入單兀440b、第二顯不單兀450b、第二聲首單兀460b和電表單兀470b。第二存儲單元410b存儲電器400b的名稱、峰值瞬時功率、平均電量、耗電的操作時間、通過組合與各操作等級對應(yīng)的電器400b的多個特性功能所配置的操作算法。另外，第二存儲單元410b存儲峰值瞬時功率、平均耗電量、每個操作算法的操作等級、關(guān)于用于實現(xiàn)特定目的的仲裁功能的信息。另外，第二存儲單元410b存儲與待機等級對應(yīng)的峰值瞬時功率、平均功率和耗電的操作時間。這里，如果操作時間無法被設(shè)置，則操作時間被存儲為“NA”。峰值瞬時功率、平均耗電量和操作時間是通過電器制造商提供的值或者通過相應(yīng)的操作算法獲得的實時測量值，并可被更新。圖4A是顯示針對洗衣機的操作等級 的功率 信息和操作算法信息的表，圖4B是顯示針對空調(diào)的操作等級的功率信息和操作算法信息的表，圖4C是顯示電器的功能的表。這里，基于可根據(jù)操作算法確定的平均耗電量和操作時間中的至少一個來設(shè)置操作等級。參照圖4A，洗衣機具有待機等級LO和三個等級LI、L2、L3。待機等級LO是當(dāng)洗衣機處于待機狀態(tài)時的等級，具有0. 019kff的峰值瞬時功率、
0.019kff的平均耗電量并且操作時間為O。操作等級LI、L2和L3可被相互區(qū)分。在洗衣機的操作算法中，與操作等級L3相應(yīng)的功能比與操作等級LI相應(yīng)的功能簡單。因此，注意到，隨著操作等級從LI改變?yōu)長3，峰值瞬時功率、平均耗電量和操作時間減小。換句話講，洗衣機的操作算法的功能(例如，洗滌時間、漂洗時間、旋轉(zhuǎn)烘干時間、循環(huán)的重復(fù)次數(shù)、水溫、電動機速度等)根據(jù)操作等級被區(qū)分，從而與各功能相應(yīng)的耗電量被區(qū)分。參照圖4B，空調(diào)具有待機等級LO和四個操作等級LI、L2、L3、L4。待機等級LO是當(dāng)空調(diào)處于待機狀態(tài)時的等級，具有0. 02kff的峰值瞬時功率、
0.02kff的平均耗電量，并且操作時間為O?？照{(diào)的操作等級LI、L2、L3和L4分別對應(yīng)于被區(qū)分的操作算法。注意到，隨著操作等級從LI改變?yōu)長4，峰值瞬時功率和平均耗電量減小。換句話講，空調(diào)的操作算法的功能(例如，室內(nèi)單元過濾操作、室外單元頻率、室內(nèi)單元SPI操作、室內(nèi)單元操作等)根據(jù)操作等級被區(qū)分，從而與各功能相應(yīng)的耗電量被區(qū)分。盡管通過考慮產(chǎn)品的特性組合合適的操作和條件由電器制造商來定義操作等級，但也可由用戶另外產(chǎn)生操作等級。參照圖4C，每個電器具有用于實現(xiàn)其自身目的的特性功能和用于實現(xiàn)特定目的的仲裁功能，所述仲裁功能是附加功能或用于維持特性功能的性能的功能。這里，盡管特性功能隨操作參數(shù)而改變，但電器的功能不改變。在空調(diào)的情況下，盡管室外單元頻率或設(shè)置溫度根據(jù)操作等級而改變，但維持室內(nèi)溫度的特性功能不改變。在洗衣機的情況下，盡管洗衣溫度或旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)操作等級而改變，但洗滌、漂洗和旋轉(zhuǎn)烘干的特性功能不改變。在冰箱的情況下，盡管其內(nèi)部溫度根據(jù)操作等級改變，但維持用于保持食物新鮮的內(nèi)部溫度的特性功能不改變。仲裁功能是用于實現(xiàn)特定目的的功能，其具有周期性，并在短時間內(nèi)消耗大量電能，或者可由用戶選擇該仲裁功能。
例如，洗衣機的烘干功能沒有被包括在洗衣機的特性功能(即，洗滌、漂洗和旋轉(zhuǎn)功能)中，并由用戶選擇性地執(zhí)行該烘干功能。洗碗機的烘干功能沒有被包括在洗碗機的特性功能(即，洗滌和漂洗功能)中，并由用戶選擇性地執(zhí)行該烘干功能。電飯煲的保溫功能是用戶選擇的附加功能。 另外，不管空調(diào)的室內(nèi)溫度維持，空調(diào)的除霜功能被周期性執(zhí)行，以提高室內(nèi)溫度維持性能。冰箱的除霜、制冰和快速冷藏功能與維持用于保持食物新鮮的溫度的特性功能無關(guān)。換句話講，除霜功能被周期性執(zhí)行，以提高冷藏和冷凍性能效率，并且當(dāng)除霜功能沒有被執(zhí)行時，會影響冷藏效率或直接與產(chǎn)品責(zé)任相關(guān)。此外，制冰功能是用戶選擇的附加功能。根據(jù)冰箱中存儲的食物的狀態(tài)(溫度或重量)在特定情況下執(zhí)行快速冷藏功能，或者由用戶選擇性地執(zhí)行該快速冷藏功能。這里，洗衣機的烘干功能和冰箱的除霜功能由于加熱操作而消耗大量電能。當(dāng)接收到用于另外將電器400b注冊到EMS 300的信號時，第二控制器420b從第二存儲單元410b檢索電器400b的名稱、每個操作等級的峰值瞬時功率和平均耗電量、操作時間信息和仲裁功能信息，并將檢索到的信息發(fā)送到EMS 300。第二控制器420b控制電器400b根據(jù)與從EMS 300發(fā)送的操作等級相應(yīng)的操作算法被驅(qū)動。如果另一電器的仲裁功能被執(zhí)行并且從EMS 300發(fā)送了調(diào)整的操作等級，則第二控制器420b將當(dāng)前操作等級調(diào)整到從EMS 300發(fā)送的操作等級，并控制電器400b根據(jù)與調(diào)整的操作等級相應(yīng)的操作算法被驅(qū)動。如果電器400b屬于第三組G3，則當(dāng)用戶輸入了驅(qū)動開始信號時，第二控制器420b控制電器400b根據(jù)與用戶命令相應(yīng)的操作算法被驅(qū)動。當(dāng)用戶輸入了仲裁功能添加信號時，第二控制器420b另外產(chǎn)生仲裁功能，將產(chǎn)生的仲裁功能存儲在第二存儲單元410b中，并通過第二通信單元430b將關(guān)于另外產(chǎn)生的仲裁功能的信息發(fā)送到EMS 300。這里，還可將當(dāng)執(zhí)行先前的仲裁功能時測量的信息(例如，峰值瞬時功率和功能執(zhí)行時間)與另外產(chǎn)生的仲裁功能一起存儲。第二通信單元430b根據(jù)第二控制器420b的指令將電器400b的信息發(fā)送到EMS300的第一通信單元310，并將從EMS 300的第一通信單元310接收的操作等級信息發(fā)送到第二控制器420b。第二輸入單元440b從用戶接收驅(qū)動指令信號或驅(qū)動預(yù)約時間信息，并將接收的信號發(fā)送到第二控制器420b。當(dāng)用戶輸入了附加仲裁功能產(chǎn)生命令時，第二輸入單元440b將附加仲裁功能產(chǎn)生信息發(fā)送到第二控制器420b。當(dāng)電器400b被驅(qū)動時，第二顯示單元450b顯示電器400b的操作等級和操作狀態(tài)，如果電價等級變化，則第二顯示單元450b顯示變化的電價等級。另外，當(dāng)仲裁功能被執(zhí)行時，第二顯示單元450b顯示仲裁功能正被執(zhí)行的狀態(tài)，當(dāng)由于另一電器的仲裁功能的執(zhí)行導(dǎo)致操作等級被改變時，第二顯示單元450b顯示改變的操作等級。第二聲音單元460b在電器400b的操作開始時間和操作結(jié)束時間輸出聲音，以通知用戶電器400b的操作開始時間和操作結(jié)束時間，當(dāng)電價等級被改變時，第二聲音單元460b輸出聲音以通知用戶電價等級改變時間。當(dāng)電器400b被驅(qū)動時，電表單元470b實時測量功率，并將所測量的功率發(fā)送到第二控制器420b，以測量由電器400b所消耗的實際功率，并更新在第二存儲單元410b中存儲的按照操作等級的功率信息。電表單元470b通過使用連接到電器400b的電源連接器的AC電線的兩端的電壓以及從連接到所述電源連接器的AC電源線之一測量的電流來測量功率。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的控制電能管理系統(tǒng)的處理的流程圖。
EMS 300從多個電器400a、400b和400c接收每個操作等級的功率信息。EMS 300基于電器400a、400b和400c的每個操作電平的功率信息來確定電器400a、400b和400c所屬的組，并存儲關(guān)于組的信息和功率信息。更具體地講，當(dāng)EMS 300確定電器所屬的組時，EMS 300確認(rèn)在電器的每個操作等級的功率信息中是否設(shè)置有電器的操作時間，當(dāng)設(shè)置有操作時間時，EMS 300確定電器為第一組G1。當(dāng)沒有設(shè)置操作時間時，EMS 300確認(rèn)是否可設(shè)置電器的操作等級，如果可設(shè)置操作等級，則EMS 300確認(rèn)電器為第二組G2，如果不能設(shè)置操作等級，則EMS 300確定電器為第三組G3。EMS 300確定從電器400a、400b和400c中的至少一個是否輸入了驅(qū)動信號或預(yù)約信號。如果用戶輸入了電器驅(qū)動指令信號，則EMS 300搜索組列表，以確認(rèn)相應(yīng)的電器的組。假設(shè)電器400a屬于第一組，電器400b屬于第二組，電器400c屬于第三組。在確認(rèn)了相應(yīng)電器的組之后,EMS 300檢查相應(yīng)的電器是否屬于第三組,如果電器不屬于第三組，則EMS 300基于下一電價等級來執(zhí)行確定電器的組的操作等級的處理，以確定操作等級，并通過字符或聲音通知用戶確定的操作等級。如果將被驅(qū)動的電器400a屬于第一組，則EMS 300計算針對操作等級的電費，通過在針對操作等級的電費中反映針對操作等級的不便因素來計算各等級值，并確定與最小等級值相應(yīng)的操作等級作為最佳操作等級。如果將被驅(qū)動的電器400b屬于第二組，則EMS 300根據(jù)下面三種操作等級確定處
理來確定操作等級。第一操作等級確定處理確定電器400b的平均操作時間，假設(shè)電器400b操作了平均操作時間來計算針對操作等級的電費，通過在針對操作等級的電費中反映針對操作等級的不便因素來計算各等級值，并確定與最小等級值相應(yīng)的等級為操作等級。第二操作等級確定處理確定電器400b的平均操作時間，基于平均操作時間中電價等級變化的次數(shù)來組合各操作等級，基于各電價等級計算針對組合的電費，通過在電費中反映針對操作等級的不便因素來計算各等級值，并確定與最小等級值相應(yīng)的等級為操作等級。如果設(shè)置有N個操作等級，則當(dāng)電費等級被改變?nèi)螘r，產(chǎn)生N3個組合。第三操作等級確定處理在從電器400b的操作開始時間到電價等級變化時間的時間段內(nèi)計算針對操作等級的電費，通過在針對操作等級的電費中反映針對操作等級的不便因素來計算各等級值，并確定與最小等級值顯影的等級為操作等級。如果在驅(qū)動電器400b的同時存在電價等級被改變的時間，則第三操作等級確定處理重新確定此時的操作等級，并通過控制第一顯示單元340和第一聲音單元350通知用戶操作等級的重新確定。當(dāng)EMS 300確定電器400c屬于第三組時，EMS 300基于電器400c的峰值瞬時功率和平均耗電量來確定與最小電價相應(yīng)的操作時間，并推薦確定的操作時間。即，EMS 300可使用字符或聲音通知用戶推薦的操作時間。換句話講，EMS 300可根據(jù)電價等級通過適當(dāng)?shù)乜刂聘鶕?jù)操作等級區(qū)分的操作算法來有效地驅(qū)動電器400并降低耗電。
隨后，當(dāng)在以確定的操作等級驅(qū)動多個電器的同時EMS 300從至少一個電器400a接收到仲裁功能選擇信號時(501)，EMS 300確認(rèn)當(dāng)相應(yīng)的電器400a執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電能(502)。這里，EMS 300確認(rèn)執(zhí)行仲裁功能所需的峰值瞬時功率。然后，EMS 300將基于第一存儲單元330中存儲的信息將被驅(qū)動的電器的峰值瞬時功率相加，并將峰值瞬時功率之和加上當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時消耗的峰值瞬時功率，以預(yù)測具有多個電器的家庭的總耗電量(503)。接著，EMS 300將預(yù)測的總耗電量與預(yù)定的允許電量進行比較(504)。此外，在步驟504還可進行如下操作基于每個時間段的允許電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較；基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的月耗電量，并將月耗電量與月臨界電量進行比較；基于每月臨界電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界耗電量進行比較。這里，如果家庭的總耗電量小于允許電量，則EMS 300以確定的操作等級維持剩余電器400b(bl、b2、b3、b4和b5)的操作，并控制電器400a執(zhí)行仲裁功能(505)。如果家庭的總耗電量超過允許電量，則EMS 300確認(rèn)在電器400a執(zhí)行仲裁功能的同時剩余電器40013 03132、匕344和匕5)的優(yōu)先級順序(506)。這里41^確認(rèn)屬于第二組的電器40013 03142幾344和匕5)的優(yōu)先級順序，并基于確認(rèn)的優(yōu)先級順序調(diào)整電器400b (bl、b2、b3、b4和b5)的操作等級，這使得能夠進行最容易的操作等級改變并且不給用戶帶來不便?？赏ㄟ^下面兩種方法來實現(xiàn)基于優(yōu)先級順序調(diào)整屬于第二組的電器400b (bl、b2、b3、b4和b5)的操作等級。根據(jù)第一種方法，EMS 300以優(yōu)先級的升序?qū)㈦娖?00b (bl、b2、b3、b4和b5)的操作等級降低一個等級，直到總耗電量變得小于允許電量為止(507)。這里，基于電費來確定電器400b (bl、b2、b3、b4和b5)的操作等級。例如，如果優(yōu)先級順序是bl — b2 — b5 — b6 — b3 — b4，則將具有最低優(yōu)先級的電器b4的操作等級降低一個等級。如果在降低了電器b4的操作等級之后總耗電量仍超過允許電量，則將具有第二最低優(yōu)先級的電器b3的操作等級降低一個等級。如果在降低了電器b3的操作等級之后總耗電量仍超過允許電量，則將具有第三最低優(yōu)先級的電器b6的操作等級降低一個等級。以這種方式，剩余電器的操作等級被降低，直到總耗電量變得小于允許電量為止。根據(jù)第二種方法，EMS 300從確定的操作等級不慎重地降低剩余電器400b(bl、b2、b3、b4和b5)中具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級，直到總耗電量變得小于允許電量為止。 如果總耗電量超過允許電量，則即使具有最低優(yōu)先級的電器的操作等級已被降低到最低操作等級，DMS 300也從確定的操作等級連續(xù)減低具有第二最低優(yōu)先級的電器的操作等級，直到總耗電量變得小于允許電量為止。例如,如果優(yōu)先級順序是bl — b2 — b5 — b6 — b3 — b4,則連續(xù)降低具有最低優(yōu)先級的電器b4的操作等級。如果在連續(xù)降低了電器b4的操作等級之后總耗電量仍超過允許電量，則連續(xù)降低具有第二最低優(yōu)先級的電器b3的操作等級。以這種方式，剩余電器的操作等級被連續(xù)降低，直到總耗電量變得小于允許電量為止。EMS 300存儲電器的可調(diào)整的操作等級。在這種情況下，EMS 300存儲在仲裁功能被執(zhí)行之前確定的操作等級(508)，并將調(diào)整的操作等級發(fā)送到電器，所述電器具有可調(diào)整的操作等級。因此，通過與由EMS 300調(diào)整的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動具有調(diào)整的操作等級的電器。根據(jù)與由EMS 300確定的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動具有未調(diào)整的操作等級的電器。至少一個電器400a執(zhí)行仲裁功能(509)。然后，EMS 300確定電器400a是否完成了仲裁功能(510)。在這種情況下，可通過以下兩種方法來實現(xiàn)確定電器400a是否完成仲裁功能的方法。在第一種方法中，如果與電器400a的仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間有關(guān)的信息存在，則EMS 300基于電器400a的仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間來預(yù)測用于恢復(fù)電器的調(diào)整的操作等級的時間，并確定仲裁功能在預(yù)測的恢復(fù)時間結(jié)束。如果與電器400a的仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間有關(guān)的信息不存在，則EMS 300可計算先前的仲裁功能執(zhí)行的平均時間，并基于計算的平均時間來預(yù)測恢復(fù)時間。在第二種方法中，當(dāng)用于恢復(fù)電器的調(diào)整的操作等級的時間不能被預(yù)測時，EMS300在第一顯示單元340上顯示表示恢復(fù)時間不能被預(yù)測的信息，當(dāng)從電器400a發(fā)送了仲裁功能執(zhí)行結(jié)束信號時，EMS 300確定仲裁結(jié)束。隨后，當(dāng)電器400a的仲裁功能結(jié)束時，EMS 300在恢復(fù)時間確定與預(yù)測的恢復(fù)時間相應(yīng)的電價等級是否與在仲裁功能被執(zhí)行之前的電價等級相同(511)。如果與預(yù)測的恢復(fù)時間相應(yīng)的電價等級與在仲裁功能被執(zhí)行之前的電價等級相同，則EMS 300將電器的調(diào)整的操作等級恢復(fù)成在仲裁功能被執(zhí)行之前的操作等級(512)，并通過與恢復(fù)的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動電器。另一方面，如果與預(yù)測的恢復(fù)時間相應(yīng)的電價等級與在仲裁功能被執(zhí)行之前的電價等級不同，則EMS 300基于在恢復(fù)時間的電價等級和用于電器的每個操作等級的功率信息來重新確定電器的操作等級(513)，并根據(jù)與重新確定的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動電器。圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電能管理系統(tǒng)的框圖。所述電能管理系統(tǒng)包括供電商100、智能電表200、EMS 300、智能電器、普通電器400d和400e、以及智能插座500a和500b。這里，智能電器對應(yīng)于測量其耗電量并與EMS 300通信的第一電器，普通電器對應(yīng)于不能測量功率并且不能與EMS 300通信的第二電器。供電商100和智能電表200與上述實施例中示出的供電商100和智能電表200相同，因此，將省略對其的解釋。EMS 300還可被稱為DR控制器。EMS 300與智能插座500a和500b通信，以接收與第二電器相應(yīng)的普通電器400d和400e的功率信息，并與智能電器直接通信。智能電器對應(yīng)于第一電器，所述第一電器接收智能電器的功率信息，從而基于智能電器和普通電器二者的功率信息以及由供電商100提供的電價等級來控制智能電器的操作。當(dāng)EMS 300通過智能插座500a和500b連接到普通電器400d和400e中的至少一個時，EMS 300接收連接的普通電器的由相應(yīng)智能插座測量的功率信息，并基于連接的普通電器的功率信息來降低智能電器中的至少一個的操作等級。普通電器的功率信息包括預(yù)定時間內(nèi)測量的普通電器的峰值瞬時功率、操作時間
坐寸oEMS 300確定普通電器連接到相應(yīng)的智能插座的時間。如果用戶直接輸入關(guān)于普通電器的信息，則EMS 300可基于與普通電器的先前使用有關(guān)的信息來預(yù)測連接到智能插座的普通電器的操作時間，并還可基于普通電器連接到智能插座的時間以及操作時間來預(yù)測操作結(jié)束時間。如圖6所示，EMS 300包括第一通信單元310、第一控制器320、第一存儲單元330、第一顯不單兀340、第一聲音單兀 350和第一輸入單兀360。這里,第一存儲單兀330、第一顯不單兀340、第一聲音單兀350和第一輸入單兀360與上述實施例中描述的EMS 300的第一存儲單兀330、第一顯不單兀340、第一聲音單兀350和第一輸入單兀360相同，因此省略對其的解釋。另外，用于在第一控制器320中確定操作等級的配置與上述實施例中描述的在EMS 300的第一控制器320中確定操作等級的配置相同，因此省略對其的解釋。第一通信單元310與智能插座500a和500b通信，以接收連接到智能插座500a和500b的多個普通電器400d和400e的功率信息，并將功率信息發(fā)送到第一控制器320。第一通信單元310從第一控制器320接收用于多個智能電器的驅(qū)動控制信號，并將驅(qū)動控制信號分別發(fā)送到智能電器。第一控制器320從供電商100接收電價信息，并基于電價等級和智能電器的每個操作等級的功率信息來確定智能電器的操作等級。當(dāng)從智能插座500a和500b中的至少一個發(fā)送了普通電器400d和400e的功率信息時,第一控制器320可基于發(fā)送的普通電器400d和400e的功率信息來調(diào)整智能電器中的至少一個的確定的操作等級，以管理具有智能電器和普通電器的家庭中的總耗電量，以使即使當(dāng)普通電器被使用時總耗電量也不超過允許電量。更具體地講，當(dāng)至少一個普通電器連接到智能插座時，第一控制器320基于普通電器消耗的電量來預(yù)測家庭的總耗電量，并將總耗電量與預(yù)定的允許電量進行比較，如果總耗電量小于允許電量，則第一控制器320控制多個智能電器中的至少一個400b的確定的操作等級被維持。如果總耗電量超過允許電量，則第一控制器320檢查所述多個智能電器的優(yōu)先級順序，并按優(yōu)先級的升序方式將智能電器的確定的操作等級降低一個等級，直到總耗電量變得小于允許電量。如果至少一個電器選擇仲裁功能，則第一控制器320可調(diào)整屬于第二組的電器的操作等級，這使得能夠進行最容易的操作等級改變并且不給用戶帶來不便。這里，屬于第二組G2的電器的優(yōu)先級可以被預(yù)先確定和存儲，或者由用戶輸入并被存儲或改變。第一控制器320存儲具有可調(diào)整的操作等級的電器的調(diào)整的操作等級。這里，第一控制器320存儲在執(zhí)行電器的仲裁功能之前確定的操作等級。
當(dāng)從普通電器發(fā)送了操作結(jié)束信號時，第一控制器320可確定相應(yīng)的智能電器的當(dāng)前電價等級是否與智能電器操作之前的電價等級相同，在當(dāng)前電價等級對應(yīng)于在普通電器操作之前的電價等級時，第一控制器320將智能電器的當(dāng)前操作等級恢復(fù)成普通電器操作之前的操作等級，并控制智能電器以恢復(fù)的操作等級被驅(qū)動。如果智能電器的當(dāng)前電價等級與在智能電器操作之前的電價等級不同，則第一控制器320可基于當(dāng)前電價等級以及智能電器的每個操作等級的功率信息來重新確定智能電器的操作等級，并控制智能電器以重新確定的操作等級被驅(qū)動。第一控制器320將基于第一存儲單元330中存儲的信息將被驅(qū)動的電器的峰值瞬時功率和連接到智能插座的普通電器的耗電量相加，以預(yù)測每個時間段的電量，將預(yù)測的電量與允許電量進行比較，如果預(yù)測的電量小于允許電量，則第一控制器320控制電器以確定的操作等級被正常驅(qū)動。第一存儲單元330存儲關(guān)于智能電器所屬的組的信息、每個智能電器的功率信息(例如，峰值瞬時功率、平均耗電量、操作時間)、仲裁功能信息、在預(yù)定時間測量的普通電器400d和400e的峰值瞬時功率和平均利用時間。如上所述，當(dāng)普通電器操作時，通過使用智能插座測量普通電器的耗電量來調(diào)整智能電器的操作等級，因此，可防止總耗電量超過允許電量。智能電器具有與本發(fā)明的上述實施例中描述的配置相同的配置，因此省略對其的解釋。普通電器400d和400e執(zhí)行用戶選擇的操作。普通電器400d和400e連接到智能插座500a和500b，以通過智能插座500a和500b被供電，分別由智能插座500a和500b來測量由普通電器400d和400e所消耗的電量。智能插座500a和500b分別連接到普通電器400d和400e,包括插入到商業(yè)用電插座的端子和插入有普通電器的插頭的凹槽。智能插座500a和500b具有標(biāo)識號(ID)或代碼，從而用戶可識別智能插座500a和500b。這里，標(biāo)識號或代碼可被印刷或刻在智能插座500a和500b上，代碼可以是條碼或QR (快速響應(yīng))碼。智能插座500a包括第二通信單元510a，與EMS 300通信；第二控制器520a，控制第二通信單元510a與EMS 300之間的通信；電能測量單元530a，測量由連接到智能插座500a的普通電器所消耗的電能。智能插座500b具有與智能插座500a相同的配置。第二通信單元510a從EMS 300接收PAN ID JfPAN ID發(fā)送到第二控制器520a，并將與智能插座500a連接的普通電器的耗電信息發(fā)送到EMS 300。即使與EMS 300的通信中斷，第二通信單元510a也繼續(xù)發(fā)送通信信號。第二控制器520a設(shè)置從EMS 300發(fā)送的PAN ID,并控制電能測量單元530a的操作，以測量由連接到智能插座500a的普通電器所消耗的電能。
電能測量單元530a通過使用連接到普通電器的電源連接器的AC電源線的兩個端子之間的電壓以及從連接到所述電源連接器的AC電源線之一測量的電流來測量功率，并通過第二通信單元510a將測量的功率發(fā)送到EMS 300。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制電能管理系統(tǒng)的處理的流程圖。EMS 300從多個智能電器接收每個操作等級的功率信息。EMS 300基于智能電器的每個操作等級的功率信息來確定新電器所屬的組，并存儲關(guān)于所述新電器所屬的組的信息和所述新電器的功率信息。
更具體地講，EMS 300確認(rèn)在電器的每個操作等級的功率信息中是否設(shè)置了電器的操作時間，如果設(shè)置了操作時間，則EMS 300確定該電器為第一組G1。如果沒有設(shè)置操作時間，則EMS 300確認(rèn)是否可設(shè)置操作等級，如果可設(shè)置操作等級，則EMS 300確定該電器為第二組G2，如果不能設(shè)置操作等級，則EMS 300確定該電器為第三組G3。EMS 300確定是否從至少一個電器輸入了驅(qū)動信號或預(yù)約信號。這里，當(dāng)用戶輸入了電器驅(qū)動指令信號時，EMS 300搜索組列表，以檢查相應(yīng)電器所屬的組。在確認(rèn)了相應(yīng)電器的組之后,EMS 300檢查相應(yīng)電器是否屬于第三組,如果電器不屬于第三組，則EMS 300基于下一電價等級執(zhí)行確定相應(yīng)組的操作等級的處理，以確定電器的操作等級。另一方面，當(dāng)電器屬于第三組時,EMS 300基于電器的峰值瞬時功率和平均耗電量來確定與最小電價相應(yīng)的操作時間，并推薦確定的操作時間。即，EMS 300通過使用字符或聲音來通知用戶推薦的操作時間。換句話講，EMS 300可通過根據(jù)電價等級適當(dāng)?shù)乜刂聘鶕?jù)操作等級區(qū)分的操作算法來有效地驅(qū)動電器并降低耗電。如果在多個智能電器以確定的操作等級被驅(qū)動的同時普通電器(例如，電器400d)連接到至少一個智能插座(例如，智能插座500a) (701),則智能插座500a測量在預(yù)定時間內(nèi)由連接到智能插座500a的普通電器400d所消耗的電能(702)，并將測量的電量發(fā)送到 EMS 300。這里，EMS 300將從智能插座500a發(fā)送的電量與將基于第一存儲單元330中存儲的信息將被驅(qū)動的智能電器的峰值瞬時功率相加，以預(yù)測具有多個電器的家庭的總耗電量(703)。然后，EMS 300將預(yù)測的總耗電量與預(yù)定的允許電量進行比較(704)。此外，在步驟704還可進行如下操作基于每個時間段的允許電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較；基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的月耗電量，并將月耗電量與月臨界電量進行比較；基于每月臨界電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界耗電量進行比較。這里，如果總耗電量小于允許電量，則EMS 300控制智能電器以確定的操作等級被驅(qū)動，并控制普通電器400d操作(705)。如果總耗電量超過允許電量，則EMS 300確認(rèn)當(dāng)普通電器400d操作時被驅(qū)動的智能電器的優(yōu)先級(706)。
這里，EMS 300確認(rèn)屬于第二組的智能電器的優(yōu)先級，并基于確認(rèn)的優(yōu)先級調(diào)整智能電器的操作等級，這使得能夠進行最容易的操作等級改變并不給用戶帶來不便基于優(yōu)先級順序調(diào)整屬于第二組的智能電器的操作等級可通過兩種方法來實現(xiàn)。這兩種方法對應(yīng)于在上述實施例中描述的調(diào)整屬于第二組的電器的操作等級的方法，因此，省略對其的解釋。EMS 300存儲具有可調(diào)整的操作等級的智能電器400d的操作等級。這里，EMS 300存儲在智能電器400d操作之前確定的操作等級(708)，并將調(diào)整的操作等級發(fā)送到智能電器 400d。因此，通過與EMS 300調(diào)整的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動具有調(diào)整的操作等級的智能電器400d。根據(jù)與由EMS 300確定的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動具有未調(diào)整操作等級的電器。隨后，普通電器400d操作(709)。然后，EMS 300確定普通電器400d的操作是否結(jié)束(710)。在這種情況下，可通過下面兩種方法來實現(xiàn)確定普通電器400d的操作是否結(jié)束。在第一種方法中，如果與普通電器400d的操作開始時間和操作結(jié)束時間有關(guān)的信息存在，則EMS 300基于普通電器400d的操作開始時間和操作結(jié)束時間來預(yù)測用于恢復(fù)智能電器400d的調(diào)整的操作等級的時間，并確定普通電器400d的操作在預(yù)測的恢復(fù)時間結(jié)束。如果與普通電器400d的操作開始時間和操作結(jié)束時間有關(guān)的信息不存在，則EMS300可計算普通電器400d的先前操作的平均時間，并基于計算的平均時間來預(yù)測恢復(fù)時間。在第二種方法中，當(dāng)用于恢復(fù)智能電器400d的調(diào)整的操作等級的時間不能被預(yù)測時，EMS 300在第一顯示單元340上顯示表示不能預(yù)測恢復(fù)時間的信息，當(dāng)從普通電器400d發(fā)送了操作結(jié)束信號時，EMS 300確定普通電器400d的操作結(jié)束。隨后，當(dāng)普通電器400d的操作結(jié)束時，EMS 300在恢復(fù)時間確定與預(yù)測的恢復(fù)時間相應(yīng)的電價等級是否與在普通電器400d操作之前的電價等級相同(711)。如果與預(yù)測的恢復(fù)時間相應(yīng)的電價等級與在普通電器400d操作之前的電價等級相同，則HMS 300將智能電器的調(diào)整的操作等級恢復(fù)成在普通電器400d操作之前的操作等級(712)，并通過與恢復(fù)的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動智能電器400d。另一方面，如果與預(yù)測的恢復(fù)時間相應(yīng)的電價等級與在普通電器400d操作之前的電價等級不同，則EMS 300基于在恢復(fù)時間的電價等級和用于智能電器400d的每個操作等級的功率信息來重新確定智能電器400d的操作等級(713)，并根據(jù)與重新確定的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動智能電器400d。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電能管理系統(tǒng)的框圖。所述電能管理系統(tǒng)包括供電商100、智能電表200、EMS 300、電器400(400a、400b和400c)和電池600。這里，供電商100、智能電表200與在上述實施例中描述的供電商100、智能電表200相同，因此省略對其的描述。EMS 300包括第一通信單元310、第一控制器320、第一存儲單元330、第一顯示單兀340、第一聲音單兀350和第一輸入單兀360。這里，第一通信單兀310、第一存儲單兀330、第一顯不單兀340、第一聲音單兀350和第一輸入單兀360與上述實施例中描述的EMS300的第一通信單兀310、第一存儲單兀330、第一顯不單兀340、第一聲音單兀350和第一輸入單元360相同，因此省略對其的解釋。另外，用于在EMS 300的第一控制器320中確定電器的操作等級以及電器的組的配置與上述實施例中描述的用于在EMS 300的的第一控制器320中確定電器的操作等級以及電器的組的配置相同，因此將省略對其的解釋。第一控制器320從供電商100接收電價信息，并基于電價等級以及電器400a、400b和400c的每個操作等級的功率信息來確定電器400a、400b和400c的操作等級。當(dāng)在以確定的操作等級驅(qū)動電器400a、400b和400c的同時從電器400a、400b和400c中的至少一個電器(例如，電器400a)發(fā)送了仲裁功能執(zhí)行選擇信號時,第一控制器320控制電池600供電。當(dāng)從所述至少一個電器發(fā)送了仲裁功能執(zhí)行結(jié)束信號時，第一通信單元310阻止電池600的供電。 第一顯示單元340顯示電池600向電器400a、400b和400c供電的狀態(tài)，并且第一
聲音單兀350將該狀態(tài)輸出為聲音。如上所述，可管理具有電器400a、400b和400c的家庭的總耗電量，從而通過基于在執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量和時間控制來自電池的供電并預(yù)測家庭的總耗電量，使得在執(zhí)行電器的仲裁功能的同時總耗電量不超過允許電量。電器400將預(yù)定的信息發(fā)送到EMS 300。這里，預(yù)定的信息包括電器400的名稱、每個操作等級的功率信息和仲裁功能信息。換句話講，電器400將每個操作等級的功率信息發(fā)送到EMS 300，根據(jù)用戶的指令或預(yù)約時間來以由EMS 300確定的操作等級執(zhí)行操作算法，以執(zhí)行它的特性功能，當(dāng)選擇了仲裁功能時，電器400不管電價等級來執(zhí)行仲裁功能。通過與從EMS 300發(fā)送的操作等級相應(yīng)的操作算法來驅(qū)動電器400，當(dāng)由于另一電器的仲裁功能的執(zhí)行導(dǎo)致家庭的總耗電量超過允許電量時，從電池600向電器400供電，并通過使用通過電池600供應(yīng)的電能來操作電器400。電器400的其他配置與在上述實施例中描述的電器400的配置相同，因此省略對其的解釋。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的控制電能管理系統(tǒng)的處理的流程圖。EMS 300從多個智能電器400a、400b和400c接收每個操作等級的功率信息。EMS 300基于多個電器400a、400b和400c的每個操作等級的功率信息來確定多個電器400a、400b和400c所屬的組，并存儲關(guān)于電器所屬的組的信息和電器的功率信息。更具體地講，EMS 300確認(rèn)在電器的每個操作等級的功率信息中是否設(shè)置有電器的操作時間，如果設(shè)置有操作時間，則EMS 300確定該電器為第一組Gl。如果沒有設(shè)置操作時間，則EMS 300確認(rèn)是否可設(shè)置操作等級，如果可設(shè)置操作等級，則EMS 300確定電器為第二組G2，如果不能設(shè)置操作等級，則EMS 300確定電器為第三組G3。EMS 300確定是否從至少一個電器輸入了驅(qū)動信號或預(yù)約信號。這里，當(dāng)用戶輸入了電器驅(qū)動指令信號時，EMS 300搜索組列表，以檢查相應(yīng)電器的組。在確認(rèn)了相應(yīng)電器的組之后,EMS 300檢查相應(yīng)的電器是否屬于第三組,如果電器不屬于第三組，則EMS 300基于下一電價等級來執(zhí)行確定相應(yīng)組的操作等級的處理，以確定電器的操作等級。另一方面，當(dāng)電器屬于第三組時,EMS 300基于電器的峰值瞬時功率和平均耗電量來確定與最小電價相應(yīng)的操作時間，并推薦確定的操作時間。即，EMS 300通過使用字符或聲音通知用戶推薦的操作時間。當(dāng)在以確定的操作等級驅(qū)動電器400a、400b和400c的同時從至少一個電器400a輸入了仲裁功能選擇信號時(901)，EMS 300檢查電器400a執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量 (902)。然后，EMS 300將基于第一存儲單元330中存儲的信息將被驅(qū)動的電器的峰值瞬時功率相加，并將峰值瞬時功率之和加上當(dāng)電器400a執(zhí)行仲裁功能時消耗的電量，以預(yù)測當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時具有多個電器的家庭的總耗電量(903)。接著，EMS 300將預(yù)測的總耗電量與預(yù)定的允許電量進行比較(904)。此外，在步驟904還可進行如下操作基于每個時間段的允許電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較；基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的月耗電量，并將月耗電量與月臨界電量進行比較；基于每月臨界電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界耗電量進行比較。這里，如果總耗電量小于允許電量，則EMS 300控制剩余電器的確定的操作等級，以確定的操作等級驅(qū)動剩余電器，并控制電器400a執(zhí)行仲裁功能(905)。如果總耗電量超過允許電量，則EMS 300控制電池600向EMS 300以及電器400a、400b 和 400c 供電(906)。隨后，EMS 300確定電器400a的仲裁功能是否結(jié)束(907)?？赏ㄟ^下面兩種方法來實現(xiàn)確定仲裁功能是否結(jié)束。根據(jù)第一種方法，如果與電器400a的仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間有關(guān)的信息存在，則EMS 300基于電器400a的仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間來預(yù)測用于阻止電池600的供電的時間，并確定仲裁功能在預(yù)測的阻止時間結(jié)束。如果與電器400a的仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間有關(guān)的信息不存在，則EMS 300可計算先前仲裁功能執(zhí)行的平均時間，并基于計算的平均時間來預(yù)測阻止時間。根據(jù)第二種方法，當(dāng)無法預(yù)測用于阻止電池600的供電的時間時，EMS300在第一顯示單元340上顯示表示無法預(yù)測阻止時間的信息，當(dāng)從電器400a發(fā)送了仲裁功能執(zhí)行結(jié)束信號時，EMS 300確定仲裁功能結(jié)束。隨后，當(dāng)電器400a的仲裁功能結(jié)束時，EMS 300阻止電池600的供電(908)。當(dāng)從至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，可基于電能管理區(qū)域的每天電價、每月電價、每年電價中的至少一個來調(diào)整其他電器的操作等級。盡管已顯示和描述了本公開的一些實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行各種改變，其中，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定
權(quán)利要求
1.一種電能管理設(shè)備，包括 通信單元，與多個電器通信； 控制器，當(dāng)從所述多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量，將耗電量與預(yù)定電量進行比較，當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的電能管理設(shè)備，其中，仲裁功能對應(yīng)于周期性執(zhí)行的功能和用戶選擇的功能中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的電能管理設(shè)備，還包括存儲單元，存儲從所述多個電器發(fā)送的各操作等級的功率信息以及關(guān)于仲裁功能的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電能管理設(shè)備，其中，關(guān)于仲裁功能的信息包括當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量、仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間中的至少一個，控制器調(diào)整在仲裁功能被執(zhí)行的時間段內(nèi)操作的其他電器的操作等級。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電能管理設(shè)備，其中，所述預(yù)定電量包括每個時間段的允許電量和每月臨界電量中的至少一個，通信單元與供電源通信，以從供電源接收每個時間段的允許電量和每月臨界電量中的至少一個，控制器控制從供電源發(fā)送的電量被存儲。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的電能管理設(shè)備，其中，所述多個電器的各操作等級的功率信息包括峰值瞬時功率、平均耗電量和耗電的操作時間中的至少一個，控制器將所述多個電器劃分成能夠設(shè)置操作時間的第一組、不能設(shè)置操作時間但能設(shè)置操作等級的第二組、不能設(shè)置操作時間和操作等級的第三組，當(dāng)從所述多個電器中的所述至少一個電器發(fā)送了仲裁功能執(zhí)行信號時，控制器調(diào)整屬于第二組的電器的操作等級。
7.—種控制電能管理設(shè)備的方法，所述方法包括以下步驟 當(dāng)從多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行信號時，確認(rèn)電能管理區(qū)域的耗電量; 將耗電量與預(yù)定電量進行比較； 當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整其他電器的操作等級。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括存儲從所述多個電器發(fā)送的關(guān)于仲裁功能的信息和各操作等級的功率信息，關(guān)于仲裁功能的信息包括當(dāng)執(zhí)行仲裁功能時所消耗的電量、仲裁功能執(zhí)行開始時間和仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間中的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述預(yù)定電量包括每個時間段的允許電量和每月臨界電量中的至少一個， 其中，將耗電量與所述預(yù)定電量進行比較的步驟包括以下步驟之一 基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測每個時間段的耗電量，將每個時間段的耗電量與每個時間段的允許電量進行比較； 基于每個時間段的允許電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界電量進行比較； 基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的月耗電量，并將月耗電量與月臨界電量進行比較； 基于每月臨界電量計算今天的臨界電量，基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測電能管理區(qū)域的今天的耗電量，并將今天的耗電量與今天的臨界耗電量進行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，調(diào)整其他電器的操作等級的步驟包括 從供電源接收電價信息，并存儲電價信息； 基于電價信息、所述預(yù)定電量、所述多個電器的各操作等級的功率信息來確定所述多個電器的操作等級； 調(diào)整所述其他電器的確定的操作等級。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 確定仲裁功能是否結(jié)束； 當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，確定執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息是否與執(zhí)行仲裁功能之后的電價信息相同； 當(dāng)執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息與執(zhí)行仲裁功能之后的電價信息相同時，將所述其他電器的操作等級恢復(fù)成執(zhí)行仲裁功能之前的操作等級； 當(dāng)執(zhí)行仲裁功能之前的電價信息與執(zhí)行仲裁功能之后的電價信息不同時，重新確定所述其他電器的操作等級。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定仲裁功能是否結(jié)束的步驟包括 確定是否從所述至少一個電器接收到仲裁功能執(zhí)行結(jié)束信號； 基于關(guān)于仲裁功能的信息預(yù)測仲裁功能執(zhí)行結(jié)束時間，并確定當(dāng)前時間是否對應(yīng)于預(yù)測的時間。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)整所述其他電器的操作等級的步驟包括 確認(rèn)所述其他電器的優(yōu)先級； 基于優(yōu)先級降低所述其他電器的操作等級。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)整所述其他電器的操作等級的步驟包括 當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，確認(rèn)在電能管理區(qū)域中是否存在電池； 當(dāng)存在電池時，將電池的電能提供給所述多個電器； 當(dāng)不存在電池時，調(diào)整所述其他電器的操作等級； 當(dāng)仲裁功能結(jié)束時，阻止電池的供電。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括 當(dāng)智能插座連接到另外的電器時，將電能管理區(qū)域的耗電量與所述預(yù)定電量進行比較； 當(dāng)耗電量小于所述預(yù)定電量時，維持所述多個電器的操作等級； 當(dāng)耗電量超過所述預(yù)定電量時，調(diào)整所述多個電器中的至少一個電器的操作等級； 當(dāng)智能插座與另外的電器斷開時，恢復(fù)所述至少一個電器的調(diào)整的操作等級。
全文摘要
提供了一種電能管理設(shè)備及其控制方法。電能管理系統(tǒng)包括多個電器和電能管理設(shè)備。所述多個電器中的每一個具有至少一個特性功能以及與特性功能區(qū)分并需要電能仲裁的仲裁功能。每個電器包括具有至少一個特性功能的多個操作算法、分別與所述多個操作算法對應(yīng)的操作等級、各操作等級的功率信息和仲裁功能的功率信息。電能管理設(shè)備從供電商接收電價信息，確定所述多個電器的操作等級，并控制電器以確定的操作等級被驅(qū)動。當(dāng)在驅(qū)動所述多個電器的同時從所述多個電器中的至少一個電器接收到仲裁功能選擇信號時，電能管理設(shè)備調(diào)整其他電器的操作等級。
文檔編號G05B19/04GK102621900SQ20121002323
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者張載輝, 樸英珍, 樸賢洙, 辛鐘玄 申請人:三星電子株式會社