專利名稱：管理家用電器能量消耗的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及管理一個用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法，所述用戶系統(tǒng)包含—一組用戶，依次包含一組配有控制系統(tǒng)的智能用戶，所述用戶組操作上可以與電力供應網(wǎng)絡相連；—功率測量裝置，它可以發(fā)送關于功率消耗的信息給所述控制系統(tǒng)。
其中控制系統(tǒng)根據(jù)功率測量裝置發(fā)送的功率消耗信息實行對相關智能用戶的功率消耗控制。
當在給定環(huán)境中一些用戶同時運行時可能需要比實際可利用資源較大的資源可利用性，一個自動化組織可適用于限制同時活動的用戶的數(shù)目和/或對所有或者僅僅一些用戶施加暫時減少的運行。在家用電器的電力供應中特別感到這樣的需求，其中上述資源是與電力公司的合同所能利用的電能功率。自動化組織必須時時根據(jù)完全接受的手續(xù)(先來先服務)或采取任何原則選擇被服務的用戶，這些原則將以或多或少的復雜方式考慮在用戶實行時指定給他們的優(yōu)先級別。
限制消耗峰值是一個合適的帶來極大節(jié)省的調節(jié)措施；實際上，電能供應結構必須過大些以吸收峰值。對于使用電器的人(以后叫作“客戶”)，如果過量消耗導致電費增加，這樣的限制可以帶來節(jié)省，或者如果過量消耗導致切斷電流，這樣的限制改進了整體性能。
當然，無論這樣的自動化組織是怎樣的，應該假定有或多或少的智能用戶存在，即至少可以發(fā)送和/或接收信號并根據(jù)接收到的信號修改它們的狀態(tài)。然而，也一般不可避免的存在啞用戶，即沒有智能用戶的交互能力。
已經(jīng)已知了此類系統(tǒng)，例如，所述系統(tǒng)的組織是通過一個被提供了所需數(shù)據(jù)的適時編程中央單元獲得的，它通過同意給予它們滿功率開動或者甚至拒絕給它們一部分荷載來協(xié)調用戶。在這些系統(tǒng)中，最進化的中央單元還知道如何為指派給用戶的服務管理優(yōu)先級要求。
這樣的控制原則已經(jīng)公布在例如美國專利US 4.423.987，美國專利US5,544,036，美國專利US 5.4365.510，美國專利US 5.625.236，美國專利US5.598.349，美國專利US 5.543.667中。
通過協(xié)調中央單元(或者功率管理)的集中功率管理總有許多缺點，特別是由于以下事實，如果用戶配置改變(由于去除、替代或者添加)，也必須重新配置中央單元，如在上述美國專利US 5.436.510的例子中，其中另外還有，指定功率的預定部分始終保留給不可控制的用戶或者留給啞用戶(例如熨斗、電爐等)使用，從而部分地一組減少了允許使用的功率。
而且，此類系統(tǒng)的整體可靠性與中央單元很相同；如果后者有問題，整個系統(tǒng)將受到危害；在一些環(huán)境里，特別是在家用環(huán)境里，由于將其集成到一個復雜服務系統(tǒng)里而導致的減少的用戶可靠性不能被接受。
在以下專利中說明的系統(tǒng)獲得了一個明顯的改進，所述專利是意大利專利IT.01279545，同一個申請人，其中確實提供了一個中央單元，但是沒有用戶的協(xié)調和控制功能，它僅限于提供基本信息，即最大可用功率，實際使用的功率(實時測量)，如果提供了具體時間的電費率則可能提供瞬時的電費，等等。所述專利揭示了智能用戶，互相交流有關它們自己的需求和優(yōu)先等級的信息；每個智能用戶將注意到其他用戶的需求并且如果功率不夠并且它自己的優(yōu)先級不是在與其交流的那些用戶中最高的，就減少或者取消自己的功率使用，以便其他用戶利用。當然，可能啞用戶不能夠處理，即，它們保留最高的優(yōu)先級給自己，但是僅到它們在運行時使用功率，從而系統(tǒng)不必要總是給它們保留一部分功率。
這樣的功率消耗組織表示了一種實質性的進步，由于系統(tǒng)自發(fā)地調整自己，與用戶組的任何配置改變相獨立；實際上，此組織不是集中的，而是智能用戶之間“調解”的結果。
盡管如此，上述過程有一些缺點，這是由于大量的信息要在用戶之間交流以及每個智能單元復雜信息的請求。
本發(fā)明的一個目標是解決上述的缺點并且提供一個管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法，它具有更有效的和改進的性能。
在此范圍里，本發(fā)明的主要目的是提供一種管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法，它避免所述智能用戶組全部吸收的功率超過預定的閾值，根據(jù)它們自己的規(guī)則和內在信息控制它們的消耗，同時也根據(jù)中央單元提供的調整信息。
本發(fā)明的另一個目標是提供一個管理用戶系統(tǒng)功率消耗的方法，在有故障的中央單元的情況時或者在一個或多個所述“智能”用戶的情況時，此方法將保證運行可靠性將不小于如果沒有所述中央單元可獲得的運行可靠性。
本發(fā)明的另一個目標是提供一個管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法，所述方法確保一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，使用戶在合理的次數(shù)內終止它們的任務，不會危害它們的性能也不會增加整體消耗并且還防止振蕩的出現(xiàn)。
為了達到這樣的目標，本發(fā)明的目標是提供一個管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法，所述方法包含權利要求的特征。
通過下面的非限制性示例提供的詳細說明和附圖，本發(fā)明的進一步目標、特征和優(yōu)勢將很明顯，其中—

圖1示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的有一組用戶的家用電氣設置；—圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的關于管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法的第一實施例的狀態(tài)圖；—圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的關于管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法的第二實施例的狀態(tài)圖；—圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的關于管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法的吸收功率范圍；—圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的在管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法中應用量的定性趨勢；—圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的在管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的方法中第二應用量的值分布表格；—圖7顯示了與圖6的量相關的第二表格；—圖8顯示了與圖6相關的量的第三表格；—圖9顯示圖6的量的趨勢為一個時間的函數(shù)；—圖10-11-12顯示了根據(jù)本發(fā)明的與在管理用戶系統(tǒng)的功率消耗的功率方法有關的使用設備的三種可能配置。
圖1顯示了一個在家用環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)，其中從外部網(wǎng)絡RE通過電表CE通電，并且由功率限制器LP限制到供電合同中所提供的值(在上例中是3kW)。
四個用PR表示的電流插座供應了相等數(shù)目的用戶U，即功率2kW的洗衣機LB，功率2.4kW的洗碗機LS，功率2.8kW的烤箱FO和功率2kW的熨斗FS。電表CE，洗衣機LB，洗碗機LS和烤箱FO都是通過合適的電接口IN從電網(wǎng)供電，電接口IN用于利用載體調制波通過電網(wǎng)，傳輸和接收信息。另一方面，任何已知的通信裝置可以用于本發(fā)明。
電表CE可以按照規(guī)則的時間間隙發(fā)送可利用功率PD的值給用戶，例如，每分鐘，和/或符合功率利用的相關改變。下面，根據(jù)本領域的現(xiàn)有技術以及確認其相關的電表CE，可以得到這樣的一個一般信息裝置，在上述專利IT.01279545中包含了它的說明，叫做“測量節(jié)點”NM。
在與電學接口IN通信中，洗衣機LB、洗碗機LS和烤箱FO分別配有相應的控制系統(tǒng)，叫做SC1，SC2和SC3。根據(jù)本發(fā)明，此類控制系統(tǒng)(下面總稱為SC)，可以完全自主的管理與其相關的用戶的功率消耗。相對的，根據(jù)在專利IT.01279545中說明的控制系統(tǒng)，用戶可以以類似合作運行的方式交換互相有用的信息，例如水的硬度，濕度和室溫。
從現(xiàn)在開始，詞語智能用戶UI將不加區(qū)別的表示可以實行本發(fā)明提供的功能的(即，配有控制系統(tǒng)SC的)所有用戶U，而其他用戶稱為啞用戶UNI。
通過根據(jù)與瞬時需要實行或者不實行其指定服務一致的行為，指導每個用戶UI的控制系統(tǒng)SC獲得需要的功率，從而獲得了優(yōu)化的消耗分布；換句話，由它的實行服務的實時優(yōu)先級和所需能量的實際可利用性調節(jié)每個用戶UI的行為。
這使每個智能用戶UI的控制系統(tǒng)SC簡單地根據(jù)在此時刻的可利用功率PD值以及根據(jù)名為“有效優(yōu)先級”PriorEff的參數(shù)，自己確定智能用戶UI的行為，PriorEff是由控制系統(tǒng)自己計算的。
根據(jù)本發(fā)明，在大多數(shù)控制系統(tǒng)SC狀態(tài)里，有效優(yōu)先級值PriorEff等于稱為“動態(tài)優(yōu)先級”PRD的量。動態(tài)優(yōu)先級PRD也是由每個控制系統(tǒng)SC根據(jù)給每個智能用戶的特定的預定指令以及根據(jù)有關智能用戶UI本身的狀態(tài)(例如程序步驟，檢測到的溫度等)，最后根據(jù)測量節(jié)點NM提供的外部信息計算的。
總之，控制系統(tǒng)SC狀態(tài)依賴于由測量節(jié)點NM通信交流的可利用功率PD和由控制系統(tǒng)SC自己計算有效優(yōu)先級PriorEff值；有效優(yōu)先級PriorEff依次取值，這些值也可能依賴(但不是必須依賴)從測量節(jié)點NM接收到的信息。
接著下面將會很明顯，測量節(jié)點NM不是絕對的將任何命令告訴智能用戶UI，而是它將限制自己提供僅僅間接調節(jié)它們的行為的相同信息給所有智能用戶UI，由于如果需要，智能用戶UI自己將在修改它們的狀態(tài)時考慮接收到的信息。而且，每個用戶UI的控制系統(tǒng)SC狀態(tài)不是通過與其他用戶UI的交互作用調節(jié)的，這與專利IT.01279545所述的相反。
實際上，根據(jù)本發(fā)明，每個智能用戶UI非常自主地運行，不管其他智能用戶UI或啞用戶UNI的要求。
智能用戶UI和啞用戶UNI的整體行為與多個個體或蜂窩式自動機的整體行為非常相似，其中基本穩(wěn)定的有規(guī)則的結果不一定是預定設計的結果，而是僅僅在共享共同行為原則下的不協(xié)調的個體動作。
根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例，每個智能用戶UI的控制系統(tǒng)SC使用一個第一原則(叫做“增量競爭”)以取得運行所需的功率。
根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例，每個智能用戶UI的控制系統(tǒng)SC使用一個第二原則(叫做“減量競爭”)以取得運行所需的功率根據(jù)本發(fā)明，測量節(jié)點NM用于一直測量“吸收功率”PA，即，用戶U實際吸收的電功率，而且—知道了預訂的功率供應PC，即，根據(jù)供電合同的最大可用電功率—以足夠短的時間間隔發(fā)送關于可用功率PD的信息到智能用戶UI。
圖5將可利用功率PD的信息趨勢顯示為時間t的函數(shù)。由于磁熱開關允許合同提供功率PC在斷電前超過一定的范圍，這合同提供值不是馬上超過而是有一個延遲，超過吸收量越少，延時值越高；則當吸收功率PA超過合同供應功率PC時，測量節(jié)點NM將不必要發(fā)送負的可利用功率PD消息。從而，可利用功率PD值可以是由測量節(jié)點和過量消耗PC-PA和所述過量消耗的持續(xù)時間的函數(shù)，以及最后電力局確定的磁熱開關運行容差再處理后的信號。
圖5實際顯示了一個恒負的過量消耗PC-PA，其中可利用功率PD作為函數(shù)f(PC，PA，t)，當過量消耗的條件持續(xù)下去PD將隨時間減少直到變成負的。
根據(jù)本發(fā)明，當發(fā)生此情況時，測量節(jié)點NM發(fā)送一個負的可利用功率PD消息，運行的智能用戶UI接收到所述負的可利用功率PD的信息并且在它們之間實行競爭過程。在競爭過程的結束點，一般的但不是必須的，有最高動態(tài)優(yōu)先級PRD值的那些智能用戶UI利用了所有的或大部分它們所需的功率，同時其他用戶僅僅有運行所必須的最小功率，以及其他用戶仍沒有足夠的功率運行并且它們進入靜止狀態(tài)，不用干預的讓第一批終止它們的程序。關于運行所需的上述最小功率量，將會理解，如何根據(jù)本發(fā)明的教導，最終可能從一些用戶決定“減少消耗”或“減少荷載”運行策略的事實中受益。
“減小消耗”策略提供給用戶與正常運行時相同的功率吸收只不過時間變短，從而減少了消耗。例如，一個洗衣機LS可以在比正常所需溫度稍微較低的溫度下洗滌，由于延長機械洗滌時間保證了相同的效果；從而，如果通過較小的可利用功率PD信息通知洗衣機其他用戶需要功率，洗衣機可以選擇基本策略的替代洗滌策略，確定較低洗滌溫度和較長洗滌時間，這將教少時間的使用功率并且允許其他用戶較早的激活。
相反的，一個減少負載的策略提供與正常運行時基本相同的用戶功率消耗，但是使用較小的功率并且持續(xù)較長時間。例如，配有兩個或三個電熱器的電阻熱水器或者電爐可以減少荷載有較慢的加熱過程，這樣在一段長時間里使用較少功率，從而允許其他用戶一起運行。
總之，某些智能用戶UI可以利用或長或短時間里相同功率荷載或者一個或多個功率“增量”ΔP，在不同的消耗等級上運行或者使用“減小荷載”；可以縮短需要功率的時間，使其他用戶盡早開啟，或者減少使用的功率使其他用戶同時利用功率。當然，此類策略在服務質量或能量代價方面會有損失，但是將增加許多用戶的共存。
下面將很明顯，如何根據(jù)本發(fā)明，利用此類策略減少用戶之間的沖突很簡單。
確定競爭過程中贏的用戶UI的原則是利用由指定給每個智能用戶UI的有效優(yōu)先級PriorEff調節(jié)的動作的結果獲得，其中，贏的用戶有權進行功率消耗。一個用戶UI的有效優(yōu)先級PriorEff是隨時間的變量并且反映了在其評估時一個用戶UI的任務難易程度，困難程度也由動態(tài)優(yōu)先級PRD表示。動態(tài)優(yōu)先級PRD是包含無效優(yōu)先級PRN值0到最大優(yōu)先級PRM 2n-1之間的一個整數(shù)值，其中n是用來表示所述動態(tài)優(yōu)先級PRD的位數(shù)；從而，動態(tài)優(yōu)先級表示了每個用戶實行預訂服務的緊急程度。
增量競爭的原則現(xiàn)在參考圖2說明根據(jù)增量競爭的運行過程。
參考圖5，可利用功率PD將以如下函數(shù)f(PC，PA，t)表示；從而，當可利用功率PD是正的或負的就表示是否過量消耗，這表示相應的函數(shù)f(PC，PA，t)將取正值還是負值。
標記為T.1到T.8的箭頭表示可能的“狀態(tài)轉變”，所述狀態(tài)標為S.1到S.4。轉變的相關條件由與每條轉移線處的黑體字表示在它們下面的是控制相同SC執(zhí)行的操作。在所述圖2中，如在接下來的圖3中，有符號“[i]”表示的量表示關于用戶“i”的特定值；但剩余量對所有控制系統(tǒng)SC可以具有一共同值。具體顯示了下面的量，稍后將說明它們的含意—實際吸收功率Pot[i]，即，智能用戶UI吸收的功率，由相關控制相同SC通過已知方式評估；—電能增量ΔP，是一個離散的從時間到時間可變的功率量，在增量競爭中勝利的智能用戶UI可以利用它；—最小功率PMin[i]，它是一個智能用戶UI可用于實行一個服務或一個功能的最小功率；—最大功率Pmax[i]，它是用戶UI實行相同的服務或者功能所需的最大功率；—用戶的有效優(yōu)先級PriorEff[i]；—如上定義的可利用功率PD；—功率閾值K0和K1；—優(yōu)先級閾值PrioMin和PrioMax；在控制系統(tǒng)SC所處的所有狀態(tài)下，有效優(yōu)先級PriorEff等于動態(tài)優(yōu)先級PRD，除了“靜止”狀態(tài)S.3和“等待”狀態(tài)S.4。
讓我們假設有一個一般智能用戶UI在一般情況下工作。當所述智能用戶UI開啟時，它的控制系統(tǒng)SC是處于“開啟”狀態(tài)S.1并且所選擇的運行策略是標準的策略，即，請求所有需要的功率和能量?？刂葡到y(tǒng)SC在時間間隙里被告訴可利用功率PD；在此狀態(tài)S.1時，它可與其他用戶UI一起接收過載信號，即，可利用功率PD＜0。
從“開啟”狀態(tài)S.1到“增量競爭”狀態(tài)S.2的轉變T.1。
一收到過載信號，控制系統(tǒng)SC就轉向“增量競爭”狀態(tài)S.2。先于轉變T.1，它將除去它的智能用戶UI的荷載，除了“待機”狀態(tài)所需的最小吸收(控制，警示燈等)，根據(jù)它的當前動態(tài)優(yōu)先級PRD的值設置有效優(yōu)先級PriorEff，根據(jù)有效優(yōu)先級PriorEff的值設置叫做優(yōu)先級計時器TP的計時器。并且實行減少消耗的運行策略，如果提供那種用戶類型。其他智能用戶UI也接收到相同的可利用功率PD值并且配有相似的控制系統(tǒng)SC，在同樣的例子里它們將實行相同的轉變T.1并且基本到達“增量競爭”狀態(tài)S.2。當然，同時當所有用戶U除了啞用戶UNI都被停止活動時，可利用功率PD可能變成正值。
一旦達到“增量競爭”狀態(tài)S.2時，每個智能用戶UI的控制相同將增加它自己的優(yōu)先級計時器TP，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)合適地確定每個用戶UI相關的增加速度。有四個可能的轉變可退出此狀態(tài)。
從“增量競爭”狀態(tài)S.2到“增量競爭”狀態(tài)S.2的轉變T.2。
優(yōu)先級計時器TP到達其計數(shù)端點，即，最大優(yōu)先級PrioMax值等于2n-1，每個智能用戶UI都一樣，并且驗證有一由功率閾值K0確定的充足的預設保險邊界的可利用功率PD當前值比第一值高，叫做功率增量ΔP[iI]＝PMin[i]，它允許在第一“減少消耗”層運行，吸收一定功率量或增量ΔP[i]，根據(jù)它的動態(tài)優(yōu)先級PRD當前值再次設置優(yōu)先級計時器TP并且回到“增量競爭”狀態(tài)S.2。如果所述用戶可以使用各種“減少消耗”運行策略，此轉變T.2可被執(zhí)行許多次，由功率增量ΔP[i]表征的每個策略一般互不相同。
如果智能用戶UI沒有受到干擾，在若干轉變T.2的端點，它將被指定它的控制系統(tǒng)SC提供的用于滿負荷運行策略的整個最大功率PotMax，盡管根據(jù)“減少消耗”策略運行，如果提供的話。
從“增量競爭”狀態(tài)S.2到“靜止”狀態(tài)S.3的轉變T.3。
與在前述例子中一樣，優(yōu)先級計時器TP到達它的計數(shù)端點，并且確定實際吸收功率Pot[i]小于最低功率PMin[i]，這允許實行任何“減少消耗”運行策略，即，當前吸收的功率Pot[i]是用戶處于待機狀態(tài)所需的最低功率(警示燈，控制系統(tǒng)SC等)。很明顯，用戶UI不及時，現(xiàn)在也將不能利用功率增量ΔP[i]，其他有較高動態(tài)優(yōu)先級PRD的用戶已利用了該功率增量ΔP[i]。在此情況下，控制系統(tǒng)SC進到靜止狀態(tài)S.3復位它的有效優(yōu)先級PriorEff并且接著緩慢地增加。只要智能用戶UI沒有達到最小值，它不能激活它的任何荷載。這將防止振動并且保證穩(wěn)定性。實際上，如果在競爭后，不能夠利用功率增量ΔP[i]的用戶UI被允許一有可利用功率PD就立即激活，例如在電爐FO的電熱過程中，它們可用將自己插入，導致一個新的競爭并且接著這樣循環(huán)，這循環(huán)趨勢將不會讓任何用戶有效的運行。相反地，由于為了保證有效性，開始一個功能的用戶必須可以在短時間里結束，從而它將不被打擾。
在轉變T.3復位的有效優(yōu)先級值將增加到超過優(yōu)先級閾值PriorMin。根據(jù)經(jīng)驗，這樣的一個值應該是足夠大以避免在那個時刻對其他有優(yōu)先權的用戶的干擾；在超過這個值前，如所述，用戶不允許企圖獲得任何功率，即使可利用功率PD足夠高也不允許。
從“增量競爭”狀態(tài)S.2到“增量競爭”狀態(tài)S.2的轉變T.4。
一旦可利用功率在產(chǎn)生轉變T.1的條件下的任何時間成為負的，荷載被去除以防止吸收功率增量ΔP[i]在一個或多個轉變T.2期間中可能獲勝，根據(jù)有效優(yōu)先級PriorEff值再次設置優(yōu)先級計時器TP，并且接著再次回到“增量競爭”狀態(tài)S.2。
從“增量競爭”狀態(tài)S.2到“開啟”狀態(tài)S.1的轉變T.5。
一旦控制系統(tǒng)在任何時間確定，但當然在至少一個優(yōu)先級計時器TP計數(shù)的端點，分配了實際吸收的功率Pot[i]，等于滿負荷運行所需的PotMax[i]，接著控制系統(tǒng)SC可以無延遲的回到開啟狀態(tài)S.1。
從靜止狀態(tài)S.3到等待狀態(tài)S.4的轉變T.6。
當有效優(yōu)先級PriorEff超過優(yōu)先級閾值PrioMin并且允許轉向“等待”狀態(tài)S.4時，發(fā)生此轉變，在此可以回到競爭。這以如下兩種方式發(fā)生。
從“等待”狀態(tài)S.4到“增量競爭”狀態(tài)S.2的轉變T.7。
如果可利用功率PD值超過值PMin[i]加上根據(jù)功率閾值K1的安全容限就發(fā)生此轉變，這可以實行一個“減少荷載”運行策略。有效優(yōu)先級PriorEff被設置成等于動態(tài)優(yōu)先級PRD，用戶在“減少的荷載”(Pot[i]＝PMin[i])下開始并且設置了優(yōu)先級計時器PT。
從“等待”狀態(tài)到“開啟”狀態(tài)S.1的轉變T.8。
這將引起爭議，如果有效優(yōu)先級PriorEff超過等于2n-1的最大優(yōu)先級PrioMax值，它回到最大負荷，即，回到“開啟”狀態(tài)S.1；這將肯定導致其他激活的智能用戶UI的其他狀態(tài)向“增量競爭”狀態(tài)S.2轉變，這次，由于同時它的動態(tài)優(yōu)先級PRD值肯定增加了，從該狀態(tài)S.2所述的智能用戶UI將有更多機會獲勝。
將記得在第一轉變T.1里用戶UI如何到達一個減少負荷運行策略，從此策略，控制系統(tǒng)SC的不改變導致了它的退出；實際上，如果作了此選擇，最好維持它直到服務結束(例如洗滌程序)，此時它將最終被停止；總之會有，在回到“開啟”狀態(tài)前，控制系統(tǒng)SC將使用戶UI回到一個標準消耗策略。
減量競爭的原則參考圖3，現(xiàn)在說明了本發(fā)明的一個具體實施例，它提供了一個行為圖，叫做“減量競爭”。
提供給控制系統(tǒng)SC的狀態(tài)與“增量競爭”例子的那些基本相同，除了加了一個“減量競爭”狀態(tài)S.6，其中有較低動態(tài)優(yōu)先級PRD的用戶導致離開功率獲取競爭。
如上可見，“增量競爭”是用戶UI的功率分配競爭；當可利用功率PD成為負的，所有的用戶UI將停止它們的負荷并且逐漸再次激活直到以優(yōu)化的方式分配整個功率。此方法的優(yōu)勢包含在同時停止所有用戶UI里，從而磁熱開關將不會運行。然而，缺點是在持續(xù)30到60秒的時間里較高優(yōu)先級用戶的運行也將被打斷。
可以根據(jù)“減量競爭”的方法解決這個問題，即，不是立即停止用戶，優(yōu)先級計時器TP反向計數(shù)并且在重置用戶時釋放功率增量ΔP[i]。如果除去所需的最小功率PMin，用戶UI進到“靜止”狀態(tài)S.8，如果可利用功率PD是正的并且還沒有釋放功率增量ΔP，它回到“開啟”狀態(tài)S.5，并且只要這些條件中有一個將不發(fā)生，它保持在競爭狀態(tài)。下面參考圖2修改該圖始終提供了“增量競爭”狀態(tài)S.7，它的輸出轉變與圖2所示的那些相似，為了簡潔這里沒有詳細說明?！霸隽扛偁帯盨.7和“減量競爭”S.6的狀態(tài)轉變將利用“遲滯”防止在兩個狀態(tài)間的振蕩?！半x開等待”狀態(tài)與“增量競爭”狀態(tài)相似，即一旦它們變得可利用，能量增量ΔP將被分配給用戶UI。
控制系統(tǒng)SC的狀態(tài)如下S.5“開啟”狀態(tài)動作根據(jù)當前程序運行S.6“減量競爭”狀態(tài)動作減少計時器優(yōu)先級TP，運行等級限制于激活負荷允許的等級S.7“增量競爭”狀態(tài)動作增加計時器優(yōu)先級TP，運行等級限制于激活負荷允許的等級S.8“靜止”狀態(tài)動作增加有效優(yōu)先級PriorEffS.9等待狀態(tài)動作增加有效優(yōu)先級PriorEff上述的狀態(tài)轉變，它們的產(chǎn)生條件和包含動作如下所列根據(jù)可利用功率PD是否超過功率閾值K2，K3和K4，調節(jié)許多轉變，它確定了功率使用范圍的界限，如圖4所示。
實際上，可以給可利用功率PD建立容許閾值，名為閾值K2。此閾值K2比閾值K3高；后者是一個最小值，在圖4中表示了空閾值或者負閾值，在K3下用戶系統(tǒng)UI將到達過載。當功率吸收使可利用功率PD在閾值K2下時，有較低優(yōu)先級的智能用戶UI將馬上停止一些荷載以使消耗層次回到安全限度內，這比馬上停止所有負荷好，后者更適用于緊急情況。
而且，當PD＞K2是預防性的停止一些荷載將減少可能的緊急運行。
如果消耗層次減少太大(PD＞K4)，用戶跳到“增量競爭”并且有機會再次贏得功率增量。從而，在優(yōu)化層次維護消耗，例如K2＜PD＜K4。
T.9從“開啟”狀態(tài)S.1到“減量競爭”狀態(tài)S.6的轉變條件測量節(jié)點NM發(fā)送一個可利用功率PD的消息，該消息為PD＜K2(較少可利用功率PD或者用戶系統(tǒng)U到達過量消耗)。
動作根據(jù)動態(tài)優(yōu)先級PRD當前值設置優(yōu)先級計時器TP，如果可行，實行一個減少消耗策略。
T.10從“開啟”狀態(tài)S.5到“增量競爭”狀態(tài)S.7的轉變條件測量節(jié)點NM發(fā)送一個可利用功率PD的消息，消息為PD＜K3，K3＜K2(負的可利用功率PD或者系統(tǒng)處于過量消耗)。
動作停止荷載，根據(jù)動態(tài)優(yōu)先級PRD當前值設置優(yōu)先級計時器TP，如果可行，實行一個減少消耗策略?？梢园l(fā)現(xiàn)，由于K3＜K2，此條件比確定轉變T.9的條件更嚴格并且將要求立即停止所有荷載。
T.11從“減量競爭”狀態(tài)S.6到“開啟”狀態(tài)S.5的轉變。
條件測量節(jié)點NM發(fā)送一個可利用功率PD的消息，消息為PD＞K2(可利用功率PD超過安全閾值)，同時用戶UI仍然使用它的程序提供的所有最大功率PotMax)。
動作未提供T.12從“減量競爭”狀態(tài)S.6到“增量競爭”狀態(tài)S.7的轉變。
條件測量節(jié)點NM發(fā)送一個可利用功率PD的消息，消息為PD＞K4(有足夠的可利用功率PD用于某些荷載的再次激活而沒有到達過量消耗的危險)。
動作未提供轉變T.12不要求復位優(yōu)先度計時器TP。
T.13從“減量競爭”狀態(tài)S.6到“增量競爭”狀態(tài)S.7的轉變。
條件測量節(jié)點NM發(fā)送一個可利用功率PD的消息，消息為PD＜K32(不足夠的可利用功率PD或者系統(tǒng)處于過量消耗，PD＜0)動作停止荷載，根據(jù)動態(tài)優(yōu)先級PRD當前值設置優(yōu)先級計時器TP；可以從狀態(tài)S.6中發(fā)現(xiàn)，由于可利用功率PD和過量消耗，它跳到狀態(tài)S.7在一個事件里用戶將維持激活的荷載并且可以獲得更多功率，在其他任何事件里將被停止。
T.14從“減量競爭”狀態(tài)S.6到“減量競爭”狀態(tài)S.6的轉變。
條件優(yōu)先級計時器TP處于計數(shù)器端點并且PD＜K2(系統(tǒng)到達過量消耗)，用戶UI釋放一個功率增量ΔP。根據(jù)一個可能的實施例，僅僅在功率增量ΔP如此釋放而為合同供應功率PC的一個重要部分時，用戶UI將停止一個荷載。此解決方法幫助保護較低優(yōu)先級和較低消耗的智能用戶UI，當停止它們時不會有較大的貢獻。當然，在“增量競爭”狀態(tài)S.7中，它們被保護，從而盡管稍后到達計數(shù)端點，它們也可以享受需要(例如)1KW或2KW的其他用戶保留未使用的較低功率等級。
動作用戶UI不改變其狀態(tài)，它釋放功率增量ΔP[i]并且根據(jù)動態(tài)優(yōu)先級PRD當前值設置優(yōu)先級計數(shù)器TP。下面顯示了涉及應用優(yōu)先級計數(shù)器TP的實施例，在分隔的時刻提供了兩個事件，即釋放功率增量ΔP[I]并且設置優(yōu)先級計數(shù)器TP，盡管應該邏輯上認為它們是一個轉變的部分。
T.15從“減量競爭”狀態(tài)S.6到靜止狀態(tài)S.8的轉變。
條件優(yōu)先級計計時器TP在計數(shù)端點并且Pot[i]＜PMin[i]+k2用戶UI已經(jīng)輸?shù)袅烁偁帯?br> 動作重置有效優(yōu)先級PriorEff值(PriorEff[i]＝0)。
T.16從“增量競爭”狀態(tài)S.7到“減量競爭”狀態(tài)S.6的轉變條件測量節(jié)點NM發(fā)送PD＜K2的消息(較少可利用功率PD或者系統(tǒng)到達過量消耗)；K2＜K4被假定用于避免在狀態(tài)S.6和S.7之間振蕩。
動作無T.17從“競爭狀態(tài)”S.8到“等待”狀態(tài)S.9的轉變條件PriorEff[i]＞PrioMin動作無T.18從“等待”狀態(tài)S.9到“增量競爭”狀態(tài)S.7的轉變條件PD＞PMin[i]+K2以及PD＞K4動作設置優(yōu)先級計時器TP，Pot[i]＝PMin[i]。
可以發(fā)現(xiàn)，PD＞K4條件保證只要其他用戶仍然處于“減量競爭”就將沒有用戶跳到“增量競爭”T.19從“等待”狀態(tài)S.9到“開啟”狀態(tài)S.5的轉變條件PriorEff[i]＞PrioMax動作激活所有提供的負荷。
下述的轉變與圖2中所述的轉變在可比的狀態(tài)上相似；為了簡潔在圖3的圖表中省略了它們所指的條件和動作。
T.20從“增量競爭”狀態(tài)S.7到“開啟”狀態(tài)S.5的轉變條件測量節(jié)點NM發(fā)送PD＞K2的消息(可利用功率PD超過安全閾值)并且用戶已經(jīng)在使用其程序提供的整個功率。
動作未提供。
T.21從“增量競爭”狀態(tài)S.7到“增量競爭”狀態(tài)S.7的轉變條件測量節(jié)點NM發(fā)送PD＞K3消息(負的可利用功率PD或者系統(tǒng)處于過量消耗)動作停止荷載，根據(jù)動態(tài)優(yōu)先級PRD當前值設置優(yōu)先級計時器TP。
T.22從“增量競爭”狀態(tài)S.7到“增量競爭”狀態(tài)S.7的轉變條件計時器處于計數(shù)端點并且PD＞ΔP[I]+K2動作Pot[i]＝Pot[i]+ΔP[i]T.23從“減量競爭”狀態(tài)S.7到“靜止”狀態(tài)S.8的轉變。
條件計時器處于計數(shù)端點并且Pot[i]＜PMin[i]+K2用戶輸?shù)袅烁偁帯?br> 動作重置動態(tài)優(yōu)先級PRD值。
根據(jù)一個具體實施例，在“減量競爭”原則下的控制系統(tǒng)SC也可以不需要轉變T.10和T.13而運行；然而，對過量消耗的反應遲鈍，有磁熱開關可能介入的風險。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以在需要修正智能用戶UI行為的任何時間修改閾值功率值K0，K1，K2，K3和K4，從而，讓它們由測量節(jié)點NM發(fā)送到所有控制系統(tǒng)SC；從而，修改智能用戶UI的整體行為將很簡單。
如圖5已經(jīng)說明的，本發(fā)明的另一個實施例可以考慮，在功率過量消耗時，磁熱開關不是馬上跳閘，而是經(jīng)過一段延遲，過量消耗越小，延遲越高。根據(jù)對可利用功率PD的評估的轉變，例如圖3的T.9，T.10，T.11，T.12，T.13，T.16，可以不是立即的，而有一個延遲，超過限制的值越少，延遲越高。通過使由測量節(jié)點NM傳送的可利用功率PD值不是簡單的等于PC-PA的差，而是PC和PA和過量消耗持續(xù)時間t的更復雜的函數(shù)f，可以獲得。函數(shù)f可以以模糊模式計算或者根據(jù)表格的寫入值計算。相應于實際過量消耗值及其持續(xù)時間的系統(tǒng)將利用磁熱開關的低通濾波器特征，使系統(tǒng)更穩(wěn)定并且不受脈沖吸收負荷的影響。
通過上面的說明，可以改變用戶組U的整體行為，用于簡單地修改原則(測量節(jié)點NM利用所述原則計算發(fā)送的可利用功率PD值)使它或多或少改變機警靈敏性。這可能在將來的任何時間發(fā)生，不會導致對用戶UI的控制系統(tǒng)SC的指令改變。
圖2和圖3詳細顯示了控制系統(tǒng)SC的行為，用于通過示例方式證明這里所包含的教導的可行性，盡管可以對稱為“增量競爭”和“減量競爭”的基本圖表有更復雜的修改。
通過示例的方法，可以有一第三具體實施例，其中一旦超過合同供應功率PC，僅僅有低于閾值的優(yōu)先級的用戶UI將被停止。如果在此停止后，吸收功率PA小于合同供應功率PC，則智能用戶UI將保持在“開啟”狀態(tài)，同時被停止的用戶跳到“增量競爭”狀態(tài)。相反的，如果吸收功率PA仍然高于限度，激活的用戶UI跳到“減量競爭”狀態(tài)并且停止的用戶到“靜止”狀態(tài)。使用此方法可以較快的獲得平衡，由于實行了基于初步優(yōu)先級的排除，可能發(fā)生較低優(yōu)先級和較低消耗的智能用戶UI被停止而沒有效果，即沒有釋放出足夠的能量給任何其他用戶。
最后，如果切斷優(yōu)先級閾值依賴過量消耗值，得到一個第四具體實施例。
總之，根據(jù)可利用功率PD確定了四個過程，根據(jù)所述過程可以發(fā)生競爭，所述四個過程如下1.增量競爭如圖2所示，當每個用戶內的計時器到期時，所有的荷載停止，每個用戶贏得一個功率增量并且一旦沒有可利用功率PD此過程結束。
2.增量或減量競爭如圖3和圖4所示，用戶UI都將根據(jù)超過合同供應功率限制的吸收功率PA值進入增量競爭或者減量競爭。
3.優(yōu)先級在一個固定閾值下的所有用戶UI馬上停止a)如果，在停止后，瞬時的吸收功率PA比合同供應功率PC低，則仍然激活的用戶UI處于開啟狀態(tài)并且其他的用戶UI處于增量競爭狀態(tài)。
b)如果，在停止后，瞬時的吸收功率PA比合同供應功率PC高，則仍然激活的用戶UI處于“減量競爭”狀態(tài)并且其他的用戶UI處于“靜止”狀態(tài)。
4.優(yōu)先級在一個與過量消耗值相關的閾值下的所有用戶UI馬上停止a)如果，在停止后，瞬時的吸收功率PA比合同供應功率PC低，則仍然激活的用戶UI處于“開啟”狀態(tài)并且其他的用戶UI處于“增量競爭”狀態(tài)。
b)如果，在停止后，瞬時的吸收功率PA比合同供應功率PC低，則仍然激活的用戶UI處于“減量競爭”狀態(tài)并且其他的用戶UI處于“靜止”狀態(tài)。
解決方案3)和4)，盡管較復雜，但提供了確保在較短時間內獲得平衡的優(yōu)勢。實際上，一些用戶UI即刻停止，一些用戶保持激活并且僅僅必須分配功率給那些中間優(yōu)先級用戶UI。然而，采取此過程，將會失去“增量競爭”提供的一個優(yōu)勢，即優(yōu)化的功率分配。實際上，在“增量競爭”里，如果它使用的功率太少而不足以激活任意其他用戶UI，較低優(yōu)先級和較低消耗用戶UI有可能保持運行。而且，為了到達可利用功率PD的分配，這些解決方案必須通過競爭狀態(tài)。缺少一個中央控制器，用于優(yōu)化分配的過程使每個用戶UI在一個方向重復實行直到滿足了合同提供功率PC，不需要優(yōu)先級閾值，它不是固定的閾值也不是根據(jù)過量消耗的預先確定哪個用戶應該被停止。
確定狀態(tài)轉變的規(guī)則阻礙處于“增量競爭”狀態(tài)的用戶與處于“減量競爭”狀態(tài)的用戶之間的共存。此操作將不合理，它可以生成以自主的非共同關聯(lián)的方式獲得平衡的用戶子集；優(yōu)先級限制將僅僅此類子集內受到注意，但是不是絕對的。這兩個狀態(tài)共存在一個系統(tǒng)里，由于“增量競爭”和“減量競爭”狀態(tài)轉變由所有用戶的同等條件激活；結果，如果用戶跳到兩個狀態(tài)中的一個，所有其他用戶也會跳到此狀態(tài)，除非它們處于靜止或等待狀態(tài)。應該注意到，只要在“減量靜止”中有用戶，將對導致用戶進入“增量競爭”的條件不驗證。
動態(tài)優(yōu)先級PRD現(xiàn)在說明動態(tài)優(yōu)先級PRD值的推算方法，它由在競爭狀態(tài)里的每個控制系統(tǒng)SC指出。
用于確定每個智能用戶UI的當前動態(tài)優(yōu)先級PRD的所有有用信息由智能用戶UI自己直接處理。許多變量合成到一個信息里，即動態(tài)優(yōu)先級PRD，從而在局部層次解決了復雜性，不需要對系統(tǒng)過量荷載并且不需要中心方向。動態(tài)優(yōu)先級PRD，自身包含高層次信息，即，到什么程度，應該給每個用戶保證或多或少的功率。
為了表示“豐富的”信息并且防止用戶間可能的沖突，動態(tài)優(yōu)先級PRD是一個連續(xù)的“變量”或者更確切的它可以取從0到225之間的任意整形值或者如果n是可用于儲存和交流此信息的位數(shù)，一般為0到2n。而且，動態(tài)優(yōu)先級PRD確實是“動態(tài)的”，即，它是由包含在控制系統(tǒng)SC里的模糊系統(tǒng)實時計算的，它是一些參數(shù)的函數(shù)，例如·用戶服務持續(xù)時間·進行的程序·程序步驟·到步驟結束剩下的時間·要求較少功率的可能的程序配置·客戶習慣·到服務結束需要的時間·電流特定時間費率動態(tài)優(yōu)先級PRD不是根據(jù)數(shù)學計算嚴格推出來的，而是由每個單一用戶的處理專家確定的；從而，動態(tài)優(yōu)先級PRD由模糊系統(tǒng)計算，它表示專家的知識。此方法允許利用用戶UI的控制系統(tǒng)SC的微處理器里已有的模糊推論馬達，從而優(yōu)化了存儲器占用和性能。
圖6，7，8和9顯示了使用模糊系統(tǒng)分配值給動態(tài)優(yōu)先級PRD的原則的一些示例性非限制性例子。具體的，圖6顯示了表格TB6，說明了給動態(tài)優(yōu)先級PRD賦值的一個例子，它有利于一些用戶UI而損害了其他用戶。
圖8顯示了表格TB8，它說明了給動態(tài)優(yōu)先級PRD賦值的一個例子，其中避免了打斷一個容易受影響的洗滌過程，例如毛織物洗滌循環(huán)過程；在圖7里，表格TB7顯示了洗滌過程的邏輯部分的兩個例子，其中動態(tài)優(yōu)先級值依賴于織物的類型和加熱過程。圖9顯示了洗衣機在加熱步驟中動態(tài)優(yōu)先級在時間上的趨勢；可以發(fā)現(xiàn)，動態(tài)優(yōu)先級PRD提供了在加熱步驟的開始和結束時停止荷載的容差，但是在主要步驟里不容許停止，其中停止可能會導致用于加熱步驟的能量的散發(fā)。
在實行優(yōu)先級計時器TP計數(shù)的任何時間，通過有效優(yōu)先級PriorEff使用如上計算的動態(tài)優(yōu)先級。
相反的，在“靜止”和“等待”狀態(tài)，有效優(yōu)先級PriorEff是不同于上述參數(shù)的一個假定值并且根據(jù)基于經(jīng)驗的原則隨時間增加并且每種類型的智能用戶UI的有效優(yōu)先級PriorEff不必要是相同的。最簡單的解決方法將是提供一個固定的增量給每個用戶；然而，一個較佳的解決方案是將增量作為如果不是處于“開啟狀態(tài)”智能用戶UI會有的動態(tài)優(yōu)先級PRD的函數(shù)計算。例如，增量可以等于動態(tài)優(yōu)先級的一小部分。
優(yōu)先級計時器TP兩個智能用戶UI偶爾會有相等的動態(tài)優(yōu)先級PRD；在此事件里，應該避免讓它們企圖同時利用功率增量，由于這樣將導致新的過載并且導致系統(tǒng)到振蕩狀態(tài)。應該說明，為了表示動態(tài)優(yōu)先級PRD 256＝28值已經(jīng)足夠，但不嚴格要求。在下面的非限制性例子中說明了使用8位的例子，但是所示的方法一般可使用較低數(shù)目的位。
解決在兩個有相等動態(tài)優(yōu)先級PRD的用戶UI之間的沖突的第一方法是阻礙智能用戶PD擁有相等的優(yōu)先級PRD，限制不同用戶之間的值，即，如果智能用戶是m，其中m是一個整數(shù)，第i個用戶UI可以取動態(tài)優(yōu)先級值為整形值(i-1)+m*k，其中k是在0與(2n-1)/m的整數(shù)部分減1之間，即最大值k＝INT[(2n-1)/m]-1，其中n是數(shù)位。
例如，如果n＝8并且用戶UI是m＝7，第一用戶UI可以取動態(tài)優(yōu)先級PRD的以下36個值，即0，7，14等到245；第二用戶將取以下36個值，即1，8，15等到246，如此等等。
如果用戶UI組很大并且導致m值也高，缺點是極大地減少了表示不同動態(tài)優(yōu)先級PRD值的可能性，即10個智能用戶UI時，表示個數(shù)減少到25。
解決在兩個有相等動態(tài)優(yōu)先級PRD的用戶UI之間的沖突的第二方法是共享用戶UI可利用的時間間隙以在m間隙利用能量小量，每個間隙是為用戶UI預留的。
兩個方法中，每個用戶UI將被指定給一個累進數(shù)字i；這可以在安裝時手工實行，但是自動實行將很簡單，即，在第一安裝時，每個新用戶UI可以將自己的存在傳遞給測量節(jié)點NM，節(jié)點反應為分配新來者一個累加序數(shù)i，i等于已經(jīng)安裝的智能用戶UI的數(shù)目加一。
參考圖10，11和12，可以發(fā)現(xiàn)如何將這兩種方法合并產(chǎn)生第三方法而優(yōu)化它們，其中包含在控制系統(tǒng)SC里的微處理器資源在應用中沒有256優(yōu)先級值的限制并且沒有復雜的控制程序。
動態(tài)優(yōu)先級PRD如同有效優(yōu)先級PriorEff以8位表示，而優(yōu)先級計時器TP是一個16位計數(shù)器，從而較低的8位可以用于通過其地址區(qū)分每個用戶UI，所述地址是唯一的并且是在安裝中指定的。
更詳細的，如圖10所示，當競爭開始時，優(yōu)先級計時器最高8位初始化為有效優(yōu)先級PriorEff當前值，從而優(yōu)先級計時器TP值將基本根據(jù)有效優(yōu)先級PrioEff。最低8位(隨后的“地址位”)被設置為零，如圖10所示。讓我們以指導性的無限制的方式假設有效地址被3位獨立的表示I3 I2 I1(下面將明白剩下的“地址位”取什么值)。由于所有用戶源自較低的可利用功率PD情況，動態(tài)計時器TP的此第一設置同時發(fā)生。
在優(yōu)先級計時器TP計數(shù)中，此8位地址將從0000.0000到1111.1111掃描8位優(yōu)先級位的每個增量；由于它們從同一個值(特定的例子中是0000.0000)同時開始，它們在計數(shù)時常常保持相同值。從而，8地址位配置為I3 I2 I11.1111，每個有其自己的地址，所有的用戶常常不一樣。當最高8位處于1并且最低8位配置為I3 I2 I1 1.1111(參考圖11)，即每個用戶在不同時間時，功率增量的分配出現(xiàn)。
當優(yōu)先級計時器TP到達配置1111.1111.1111.1111，它被重置為有效優(yōu)先級PriorEff在同時的新值P8＇，P7＇，...P1＇，同時地址位重置為如圖12所示。同時，其他優(yōu)先級計時器TP的8個地址位將為1111.1111并且明顯緊接著被重置。從而，所有優(yōu)先級計時器TP的地址位在重置后也總保持相同的值。
上述的過程是指導性的并且是無限制的，即可以將不同的值用于設置和最終地址位配置以實行此基本思想。必須有最高8位表示有效優(yōu)先級PriorEff并且最低8位保持互相同步，從而當它們是典型配置時，這必須與其他不同并且可以被用作分配功率增量的時刻，即第二計時掃描。應該注意到，當優(yōu)先級計時器TP受到同步約束設置的時刻，這必須與分配功率增量的時刻不同，如轉變T.14所期望的，它對于每個用戶UI都不同。
顯然，16位的例子對于任意位一般有效，倘若它可以表示足夠數(shù)量的優(yōu)先級值和足夠數(shù)量的用戶地址。
防止系統(tǒng)振蕩的第四過程包含于避免兩個或多個用戶UI可能在未限定數(shù)量的后繼競爭狀態(tài)下有相同的動態(tài)優(yōu)先級PRD值；這可能以不同的方式發(fā)生，其中的每個不排除其他的。
首先，對于那些其服務在一定時間里一定為次要的用戶，可以限制動態(tài)優(yōu)先級PRD可以達到的最高值，從而相對于任何其他用戶對例如電爐有利。
根據(jù)更一般的解決方案，動態(tài)優(yōu)先級PRD曲線作為時間的函數(shù)可以有不同的斜率，如圖9所示的與每個用戶UI相關的那些斜率，至少對于智能用戶UI的那些激活步驟需要相關的電能吸收，其中“可考慮的吸收”表示由經(jīng)驗決定的值。從而，如果例如在確定時刻，有相等動態(tài)優(yōu)先級PD的一起實行轉變T.4的兩個“可考慮的吸收”用戶進入競爭狀態(tài)，在隨后的時刻里這不會發(fā)生，由于在那時，可能有在它們各自的動態(tài)優(yōu)先級PRD值之間的分歧。
在根據(jù)本發(fā)明的管理用戶系統(tǒng)電能消耗的方法的框架里，用于開始運行家用電器的編程調節(jié)器反映了一個新意義。
當前，用戶可以通過所述調節(jié)器設置開始時間；而且，一些歐洲標準的方案提供用戶設置較低消耗并且在較低電費時間表期間運行。所有這些方法對于用戶都復雜并且不舒適。
除了設置開始時間，用戶可以設置程序結束時間，這是一個較接近的解決客戶實際需求的方案，允許用戶的運行最優(yōu)化。實際上，如果在程序結束前，可以利用較低電費時間段，用戶可以在開始運行前自動地等待直到所述時間段；相反的，如果預見到程序結束在較低電費時段開始之前，用戶將僅僅等待可利用功率PD，同時動態(tài)功率PRD越來越增加，逐漸靠近用戶激活時間，以及時終止服務。從而，用戶自動選擇它們的最優(yōu)化原則用作(如果可能)調節(jié)較低功率消耗時間表使其滿足用戶需要。
而且，例如洗衣機可以激活最后的排水并且在被洗衣物應該準備好的時刻之前旋轉(防止衣物皺褶)。
在電冰箱的例子里，學習如何根據(jù)客戶的習慣運行很重要。實際中，在出現(xiàn)室溫下較頻繁的開門或者大量放入食物之前必須積累寒冷。微處理器直接檢查到開門，可以通過冷凍室里的溫度增加檢查到放入食物(帶入熱量)。而且，電冰箱可以在夜間實行除霜；由于除霜操作后的溫度增加將較少惱人，夜間除霜更合適。這個過程有利于在白天減少冰箱的動態(tài)優(yōu)先級并且在夜間增加動態(tài)優(yōu)先級。這個過程是正確的，它將使白天除霜不很合適而不是禁止；然而，如果在白天，有大量的功率限制除霜，有必要人工減少電冰箱的可利用功率?？梢园l(fā)現(xiàn)，動態(tài)優(yōu)先級函數(shù)PRD可以用于將一些用戶強迫朝向較好的行為，也避免了獲取可利用功率PD的沖突，即動態(tài)優(yōu)先級一般成為它所位于的用戶的合理習慣的引導。
電表CE或測量節(jié)點NM也可以根據(jù)環(huán)境條件發(fā)送進一步信息，這不能從單個用戶覺察到，例如現(xiàn)行的電費，白天時間，日期或所有用戶共同的其他有用信息；實際上，合同電費以及不僅僅是電費可以是隨時間變化的，例如在晚上和/或夏天較高；電表CE應該能夠實時知道或從配電局的通知中知道或通過查詢與鐘表和/或日歷相關的儲存的表格知道。
過載指示如上所述，用戶系統(tǒng)U能夠允許過載，即防止磁熱開關動作，它實行可利用功率PD的優(yōu)化分布，而且一旦它所需的功率可以獲得，每個用戶UI準備好再次啟動。然而，在一定時間想法限制一些用戶UI的消耗并且用戶不愿意這樣。從而，提供將情況通知給客戶的裝置較合適。如果一個或者多個用戶配有聲音和/或發(fā)光信號器(LED或者顯示器)，此系統(tǒng)可以將情況以信號發(fā)送給客戶，用于在過載條件下激活，即PD＜K2或者PD＜K3。另一方面，可以由進入“靜止”狀態(tài)的用戶或者由已經(jīng)較長時間處于“等待”狀態(tài)的用戶發(fā)出信號，可以根據(jù)情況的嚴重程度給出2或3個不同信號。下面是指導性的非限制性的例子第一信號PD＜K2第二信號PD＜K3第三信號用戶已經(jīng)處于“等待”狀態(tài)1小時。
這樣，使客戶可以留意消耗問題并且也可以根據(jù)人為因素運行以增強管理家用電器消耗。
從測量節(jié)點NM到用戶系統(tǒng)的通信系統(tǒng)的故障如果由于任何故障或干擾導致沒有從測量節(jié)點NM接收到信號，沒有接收到消息的用戶可以利用可利用功率PD的最大值。從而，系統(tǒng)性能一點也不比也處于可能有故障元件的情況的通常用戶組差。
根據(jù)以上說明，本發(fā)明的特征已經(jīng)明顯，并且優(yōu)勢也很明顯。
實際上，根據(jù)本發(fā)明的管理用戶系統(tǒng)電能消耗的方法將防止超過智能用戶整體吸收的預定功率閾值，除了根據(jù)測量節(jié)點提供的周期性信息，所述方法根據(jù)它們自己的規(guī)則和內部信息調節(jié)它們的消耗。
這樣的規(guī)則有利地排除了在很長時間里超過合同功率限制可觀數(shù)值的情況，然而如果用戶要求，可以根據(jù)優(yōu)先級原則以優(yōu)化的方式基本使用和共享所有的可利用功率。
然而，有利的是，較低優(yōu)先級的家用電器的激活不會無限延遲并且如果它的功率請求在那時不忙碌，可以激活低優(yōu)先級用戶系統(tǒng)。
這樣的系統(tǒng)是穩(wěn)定的一旦用戶系統(tǒng)已經(jīng)獲得功率，它可以在合理的時間間隙里終止它當前的任務，不會影響它的性能或者增加它的整體消耗并且排除了由于相等優(yōu)先級用戶系統(tǒng)導致的任何振蕩。
而且，所述系統(tǒng)有利于在一定意義下成為一個穩(wěn)健的系統(tǒng)，即在最差運行條件下(例如有噪聲的傳輸裝置，有缺陷的元件)，通過不抑制不合適的用戶并且至少類似于沒有行為規(guī)則的傳統(tǒng)系統(tǒng)運行，用戶不受影響。
安裝可以是所謂的即插即用的類型，即不需要配置用戶和測量節(jié)點的控制系統(tǒng)。而且，系統(tǒng)是開放式的并且控制算法實際與所連接的智能用戶的數(shù)量無關；可以安裝和/或移走每個用戶而不需要重新編程測量節(jié)點NM或者任何其他用戶。
智能用戶與通常的“啞”用戶(例如電熨斗)或者可以以后開發(fā)的其他智能用戶兼容。
所述方法對于隨后的一般行為的修改很靈活，簡單地改變用于處理可利用功率PD函數(shù)和/或功率閾值K0，K1，K2，K3和K4的準則。
每個用戶的行為是靈活的，并且它根據(jù)不同情況(例如，洗棉制品或者洗毛制品)的程序，程序步驟(例如，加熱開始，加熱結束)和用于終止它的有較低功率和能量消耗的程序重新配置而改變。
而且，在較低電費時段可以刺激消耗電能。
通過簡單的原則調節(jié)用戶行為，這不需要復雜的編程，但不阻礙用戶自己的復雜行為，所述原則由動態(tài)優(yōu)先級函數(shù)唯一確定，它給每個用戶類型的特定計算過程框定了它的本質。
單個用戶的行為完善度可以及時地為下一代用戶改進，不需要增加任何復雜性或者甚至包含控制系統(tǒng)SC或測量節(jié)點NM的邏輯過程重新編程。
作為靈活性的結果，系統(tǒng)用戶可以知道客戶的習慣以獲得消耗的個性化管理，由于確保行為修改，沒有任何未預料的不期望的整體習慣發(fā)生。
很明顯，對于本領域技術熟練人員，上述示例的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法可以有許多修改，而不離開此創(chuàng)新思想的新穎性，并且也很明顯，在本發(fā)明的實踐中，元件的形式和大小與所述的可能不同并且可以被其他技術上等同元件替代。
也可以修改所有智能用戶UI的行為圖和控制系統(tǒng)SC的有效轉移狀態(tài)，換句話說，它假定了每個智能用戶UI除了其功能性特征，有相同的行為。另一方面，可以在本發(fā)明的框架內修改狀態(tài)轉變，它對于某些特定智能用戶有嚴格應用。
例如，“靜止”狀態(tài)合適于保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是可以在某些例子中或對于某些用戶它可以被除去。盡管電冰箱在少于1秒里可以吸收10-12安培，它一般功耗較低(大約200W)。由于耗電在時間上持續(xù)很短，在烤箱的加熱步驟并且任何需要可利用功率的暫時時間內，將不會導致任何問題。一個類似的情況在很短時間里需要功率的洗衣機和洗碗機上出現(xiàn)，使溫度從27℃到40℃大約只需要一分鐘。在這些情況時可以省略“靜止”狀態(tài)并且離開靜止狀態(tài)的用戶將直接跳到等待狀態(tài)。通過另一個例子，當開始運行時洗衣機可以有一個非常低的動態(tài)優(yōu)先級；如果存在過載，可能發(fā)生洗衣機不能開始加熱并且保持停頓，其中被洗衣物和洗滌水處于筒內。這個情況，如果持續(xù)時間變長，會使衣物受損害；從而，在注水前洗衣機驗證可利用功率PD是否足夠激活加熱器較合適。如果不能，它將直接跳到“等待”狀態(tài)而不需要經(jīng)過競爭階段。
權利要求
1.一種管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，所述用戶系統(tǒng)包含—一組用戶(U)，依次包含一組配有控制系統(tǒng)(SC)的智能用戶(UI)，所述用戶組(U)與電力供應網(wǎng)絡(RE)相連；—功率測量裝置(CE，NM)，它可以發(fā)送關于功率消耗(PD)的信息給所述控制系統(tǒng)(SC)；其中控制系統(tǒng)(SC)根據(jù)功率測量裝置(CE，NM)發(fā)送的關于功率消耗(PD)的信息實行對相關智能用戶(UI)的功率消耗控制，其特征在于，每個控制系統(tǒng)(SC)根據(jù)關于功率消耗(PD)的信息和從控制系統(tǒng)本身(SC)獲得的相關智能用戶(UI)狀態(tài)的信息實行對相關智能用戶(UI)功率消耗的控制，處理所述關于功率消耗(PD)的信息和智能用戶(UI)的狀態(tài)信息(PriorEff)以確定優(yōu)先級(PriorEff)，從而確立相關智能用戶(UI)從功率供應網(wǎng)絡(RE)可利用功率增量(ΔP)消耗的權利。
2.如權利要求1所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，它利用所述優(yōu)先級(PriorEff)作為分配給智能用戶(UI)組里處于競爭過程(S.2，S.6，S.7)中的每個各自智能用戶(UI)的初始值。
3.如權利要求2所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述優(yōu)先級(PirorEff)隨時間變化為狀態(tài)信息(PRD)的函數(shù)。
4.如權利要求3所述的管理用戶系統(tǒng)功率消耗的方法，其特征在于，所述優(yōu)先級(PirorEff)是根據(jù)動態(tài)優(yōu)先級(PRD)值獲得的，它是智能用戶(UI)的部分狀態(tài)信息。
5.如權利要求4所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述優(yōu)先級(PirorEff)用于控制計時裝置(YP)，它導致所述優(yōu)先級(PR)的值遞增，用于實行競爭過程(S.2，S.6，S.7)。
6.如權利要求5所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，與從關于功率消耗(PD)的信息獲得的確定值一致，系統(tǒng)控制(SC)跳到“增量競爭”狀態(tài)(S.2，S.6)，同時減少能量消耗。
7.如權利要求6所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，在所述“增量競爭”狀態(tài)(S.2，S.6)里，控制系統(tǒng)(SC)在由計時裝置(TP)指示的優(yōu)先級遞增(PriorEff)的端點評估功率消耗(PD)信息，用于建立隨后的轉變(T.2，T.3，T.4，T.16，T.21，T.22，T.23)。
8.如權利要求7所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述隨后的轉變(T.2，T.3，T.4，T.16，T.21，T.22，T.23)還根據(jù)儲存于控制系統(tǒng)(SC)里的功率閾值(K0，K1，K2，K3，K4，K5)建立。
9.如權利要求8所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述功率閾值((K0，K1，K2，K3，K4，K5)可以調節(jié)。
10.如權利要求8所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，可以個別地對每個智能用戶(UI)調節(jié)所述功率閾值(K0，K1，K2，K3，K4，K5)。
11.如權利要求7所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述隨后的轉變包含從供電網(wǎng)絡(RE)獲取(T.2，T.22)可利用功率增量(ΔP)。
12.如權利要求7所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述隨后的轉變包括在“靜止”狀態(tài)(S.4)的轉變(T.3)。
13.如權利要求12所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述“靜止”狀態(tài)(S.4)優(yōu)先級(PriorEff)被重置并且隨后以恒定速率增加。
14.如權利要求2所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，通過停止而減小智能用戶(UI)的功率消耗。
15.如權利要求6所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，與從關于功率消耗(PD)的信息(PD＜K2)獲得的第二確定值一致，所述控制系統(tǒng)(SC)跳到“減量競爭”狀態(tài)(S.2)，從而減少能量消耗。
16.如權利要求15所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述“減量競爭”狀態(tài)(S.6)計時裝置(TP)導致優(yōu)先級(PriorEff)與“減量競爭”狀態(tài)(S.7)發(fā)展方向相反的發(fā)展。
17.如權利要求15所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，在所述“減量競爭”狀態(tài)(S.6)中，計時裝置(TP)到達計數(shù)端點的用戶(UI)可以選擇執(zhí)行轉變(T.14)，在轉變(T.14)釋放了功率增量(ΔP)。
18.如權利要求5所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，與關于可利用功率(PD)的確定信息值一致，有低于固定閾值的優(yōu)先級(PriorEff)的用戶(UI)被馬上停止。
19.如權利要求5所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，與關于可利用功率(PD)的確定信息值一致，有低于與可利用功率(PD)信息相關的閾值的優(yōu)先級(PriorEff)的用戶(UI)被馬上停止。
20.如權利要求2所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，每個智能用戶(UI)的控制系統(tǒng)(SC)被允許使用“減少荷載”策略和/或“減少消耗”策略。
21.如任一前述權利要求所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，每個智能用戶(UI)取與每個其他智能用戶(UI)不同的動態(tài)優(yōu)先級值(PRD)，用于防止所述用戶組(UI)進入振蕩狀態(tài)。
22.如任一前述權利要求所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，每個智能用戶(UI)在不同時刻獲取功率增量(ΔP)，用于防止所述用戶組(UI)進入振蕩狀態(tài)。
23.一種管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其中每個用戶有一個相關的優(yōu)先級(PriorEff)，用于獲取能量消耗，其特征在于，所述優(yōu)先級(PriorEff)用于以與所述優(yōu)先級(PriorEff)值成比例的模式初始化計時器(TP)并且使相應計時器(TP)將首先終止其計數(shù)的用戶(UI)有權利獲得能量消耗。
24.如任一前述權利要求所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，所述優(yōu)先級計時器(TP)是通過計數(shù)器獲得的，所述計數(shù)器應用比確定優(yōu)先級(PriorEff)所用的位數(shù)高的位數(shù)。
25.如任一前述權利要求所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，它使用優(yōu)先級計時器(TP)的最高位(P8...P1)以表示優(yōu)先級(PriorEff)并且將較低位(I3，I2，I1)用于第二暫時掃描。
26.一種管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其中每個用戶(UI)與一個獲取能量消耗的優(yōu)先級(PriorEff，PRD)相關，其特征在于，每個智能用戶(UI)可以自主的定義它自己的動態(tài)優(yōu)先級(PRD)作為所述用戶(UI)本身的運行狀態(tài)和環(huán)境信息的函數(shù)。
27.如任一前述權利要求所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，動態(tài)優(yōu)先級(PRD)定義為信息的函數(shù)，所述信息例如用戶服務持續(xù)時間和/或不同過程中的流程和/或到結束步驟剩下的時間和/或用于請求較少功率的程序重新配置和/或客戶習慣和/或服務結束的時間表和/或較低電費時間表。
28.如權利要求26或27所述的管理用戶系統(tǒng)電功率消耗的方法，其特征在于，通過根據(jù)模糊邏輯原則運行的推算電路確定動態(tài)優(yōu)先級(PRD)。
29.一個用戶系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶系統(tǒng)包含一組用戶(U)，其依次包含一組有控制系統(tǒng)(SC)的智能用戶(UI)，所述用戶組(U)與電力供應網(wǎng)絡(RE)操作上相連；所述用戶系統(tǒng)還包含電能測量裝置(CE，NM)，所述裝置可以發(fā)送關于能量消耗(PD)的信息給所述控制系統(tǒng)(SC)；其中所述控制系統(tǒng)(SC)根據(jù)能量測量裝置(CE，NM)發(fā)送的關于能量消耗(PD)的信息自主地實行對相關智能用戶(UI)的功率消耗控制，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(SC)包含用于處理優(yōu)先級值(PRD)的裝置(TB6，TB7，TB8)。
30.如權利要求26所述的用戶系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(SC)包含計時裝置(TP)用于實行根據(jù)優(yōu)先級值(PRD)的計數(shù)。
31.如任一前述權利要求所述的用戶系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(SC)包含模糊邏輯推算電路以確定動態(tài)優(yōu)先級(PRD)值。
32.如權利要求26所述的用戶系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(SC)與聲音和/或可視顯示裝置相關，用于用信號顯示有關能量消耗(PD)的信息。
全文摘要
一種管理用戶系統(tǒng)功率消耗的方法,所述用戶系統(tǒng)包含:一組用戶(U),依次包含一組配有控制系統(tǒng)(SC)的智能用戶(UI),所述用戶組(U)與電力供應網(wǎng)絡(RE)操作上相連;功率測量裝置(CE,NM),它可以發(fā)送關于功率消耗(PD)的信息給所述控制系統(tǒng)(SC);其中控制系統(tǒng)(SC)根據(jù)功率測量裝置(CE,NM)發(fā)送的關于功率消耗(PD)的信息實行對相關智能用戶(UI)的功率消耗控制。根據(jù)本發(fā)明,每個控制系統(tǒng)(SC)根據(jù)關于功率消耗(PD)的信息和從控制系統(tǒng)本身(SC)獲得的相關智能用戶(UI)狀態(tài)的信息實行對相關智能用戶(UI)功率消耗的控制,處理所述關于功率消耗(PD)的信息和智能用戶(UI)的狀態(tài)信息(PriorEff)以確定優(yōu)先級(PriorEff),從而確立相關智能用戶(UI)從功率供應網(wǎng)絡(RE)可利用功率增量(ΔP)消耗的權利。
文檔編號H02J3/14GK1371541SQ00812115
公開日2002年9月25日 申請日期2000年2月1日 優(yōu)先權日1999年6月28日
發(fā)明者F·梅洛尼 申請人:瑞浦股份公司