專利名稱：儲(chǔ)熱設(shè)備控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)和所述電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載管理。本發(fā)明更具體地涉及在電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供的儲(chǔ)熱設(shè)備，尤其是所述儲(chǔ)熱設(shè)備的控制器。在現(xiàn)有技術(shù)的背景下，術(shù)語(yǔ)“儲(chǔ)熱設(shè)備”包括供空間加熱用的電存儲(chǔ)加熱器和使用電力元件加熱的水缸。本發(fā)明還涉及響應(yīng)電網(wǎng)內(nèi)預(yù)期負(fù)載變化時(shí)對(duì)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的操作控制。
背景技術(shù)：
隨著綠色技術(shù)的發(fā)展和諸如風(fēng)能和波能等可再生資源用于市電供應(yīng)，越來(lái)越多的電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)施正在考慮在電力供應(yīng)中使用這些資源。雖然這些可再生資源具有許多諸如可持續(xù)性等的優(yōu)勢(shì)，但是它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)的整體貢獻(xiàn)缺乏連續(xù)性。例如，只有當(dāng)風(fēng)吹起時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)才能提供能量，而波能轉(zhuǎn)換器需要波浪模式來(lái)提供能量。這兩種都有天氣和氣候因素，不一定符合網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載要求。由于這些可再生能源資源的供應(yīng)波動(dòng)，當(dāng)確定電力來(lái)源的整體組成時(shí)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通常也提供傳統(tǒng)的電力來(lái)源。然而，這些“基于碳”的電力來(lái)源通常不能立即啟動(dòng)，它們需要時(shí)間來(lái)上線，以確保電網(wǎng)不會(huì)遭受臨時(shí)限電，或更嚴(yán)重的徹底電力短缺。為了確保在任何時(shí)刻向負(fù)載提供足夠電力，可預(yù)測(cè)的電力供應(yīng)通常一直與從被需要的和可獲得的再生資源中取得的瞬態(tài)電源一起被操作。然而，如果來(lái)自這些資源的可用電力超出網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，那么網(wǎng)絡(luò)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商常常通過(guò)停用風(fēng)力渦輪機(jī)等方式，而非停止可預(yù)測(cè)電源來(lái)丟棄該能量。這種負(fù)載管理困境導(dǎo)致并非所有來(lái)自可再生資源的可用電力都能得到利用。為了解決這些問(wèn)題已經(jīng)提出了不同的解決方案，包括那些通常被考慮的電網(wǎng)儲(chǔ)能器。在電網(wǎng)儲(chǔ)能器中，在(來(lái)自電廠的)產(chǎn)出超出消耗時(shí)存儲(chǔ)電能，而在消耗超出產(chǎn)出時(shí)利用存儲(chǔ)電能。所計(jì)劃的解決方案考慮了為電動(dòng)汽車的電池供電、壓縮空氣，和飛輪的使用。雖然所有這些方案有助于解決負(fù)載變化，進(jìn)而借此提高性能并減少能量損失，但都需要轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)市電電網(wǎng)的能量，所以方案的成本非常巨大。因此，為了能優(yōu)化使用電網(wǎng)內(nèi)的可再生資源，就出現(xiàn)了該網(wǎng)絡(luò)負(fù)載管理的問(wèn)題。發(fā)明概述
根據(jù)本發(fā)明的理論，通過(guò)儲(chǔ)熱設(shè)備控制器來(lái)解決這些和其它問(wèn)題。所述控制器選擇性地激活電力網(wǎng)絡(luò)中分布的儲(chǔ)熱設(shè)備，以便將它們的操作和可再生資源的可使用電力相關(guān)聯(lián)。因此，根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明提供一種儲(chǔ)熱設(shè)備控制器。從屬權(quán)利要求中提供了優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的這些和其他特征將參照如下附圖更好地理解。
現(xiàn)在將參考相應(yīng)附圖描述本發(fā)明，其中: 圖1是本發(fā)明的局部電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邏輯關(guān)系圖。圖2是本發(fā)明的控制器框圖。圖3以圖形形式表示熱水器中提高溫度點(diǎn)對(duì)于可用能量吸收的影響。圖4以圖形形式表示本發(fā)明延遲時(shí)間計(jì)算的示例性形式。圖5是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)規(guī)范的可供選擇控制器的方框圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)配置圖。附圖詳述
下文將描述按照本發(fā)明提供的示例性配置，以幫助理解本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)。這種配置將被理解為可供控制器類型的示例，而不旨在將本發(fā)明限制于任何特定配置。在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以對(duì)本文所描述的配置進(jìn)行修改。為了解決網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)中負(fù)載管理相關(guān)的問(wèn)題，本發(fā)明人已意識(shí)到，在諸如電存儲(chǔ)加熱器和水缸的網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)熱設(shè)備中可以選擇性地被供電，以匹配電網(wǎng)內(nèi)的可用電力。存儲(chǔ)加熱器是眾所周知的，它們通常包括絕緣外殼內(nèi)由儲(chǔ)熱介質(zhì)(“磚”)組成的芯。加熱元件被設(shè)置在磚的中間以加熱磚。存儲(chǔ)加熱器一般被本地控制，從而使得當(dāng)電力供應(yīng)比較便宜(“非高峰”時(shí)間)時(shí)——通常是晚上，加熱元件被接通。該操作常在加熱器安裝時(shí)就寫入了程序，加熱元件的啟動(dòng)時(shí)間與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器公布的時(shí)間一致。通過(guò)一些電力供應(yīng)商可以在一天內(nèi)確定一個(gè)或多個(gè)非高峰時(shí)段，例如一天包括兩個(gè)或兩個(gè)以上相對(duì)較短的高峰時(shí)段以及其間的非高峰時(shí)段。在非高峰時(shí)段期間，磚由加熱元件一般加熱到約650攝氏度的溫度，以使得熱量被存儲(chǔ)在磚中。通過(guò)絕緣設(shè)計(jì)確保磚的熱損失率減少到所需等級(jí)。在一天中，當(dāng)電力比較昂貴時(shí)，加熱兀件被關(guān)閉，且來(lái)自儲(chǔ)熱磚的熱量輻射到房間以加熱房間。絕緣量影響從芯到房間的熱損失率。因?yàn)橄鄬?duì)簡(jiǎn)單、安裝便宜、使用清潔以及運(yùn)行相對(duì)廉價(jià)，所以這種加熱方法是有利的。但是，它也有許多缺點(diǎn)。例如，由于在非高峰(晚上)時(shí)段期間將熱量?jī)?chǔ)存在磚中，芯在清晨——通常是早上7點(diǎn)左右，達(dá)到其最高溫度。因此，從存儲(chǔ)加熱器輸出的熱量此時(shí)達(dá)到最大。因?yàn)榇蠖鄶?shù)人在清晨(準(zhǔn)備出門上班或上學(xué)等)都更活躍，從而需要較少的熱量，所以這不是理想的效果。在早晨達(dá)到其最高溫度后，白天熱量從芯中損失。熱量輸出約成指數(shù)級(jí)衰減，因此到了晚上——芯再次充電存儲(chǔ)熱量之前，熱量輸出是相當(dāng)?shù)偷?。使用浸入式加熱元件在室?nèi)熱水缸中加熱水，這也是一種已知的類似方式。需要將水加熱到設(shè)定點(diǎn)——通常為約60攝氏度，以解決有關(guān)軍團(tuán)菌屬細(xì)菌潛在的污染問(wèn)題。室內(nèi)水缸一般約為150升容量并具備良好的絕緣性能，可以在白天任何時(shí)候按預(yù)期加熱。除非從缸里取出水，在需要之前熱量都會(huì)一直留在缸中。利用非高峰需求，已知可通過(guò)在非高峰時(shí)段期間激活電圈而提供熱量，所述電圈形成浸入式加熱器的一部分。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，并非白天在設(shè)置的預(yù)定時(shí)間段對(duì)設(shè)備供電，而是通過(guò)在諸如風(fēng)力發(fā)電機(jī)等可再生資源的高電力供應(yīng)期間選擇性地對(duì)設(shè)備供電，可使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可再生資源電力組成最大化。存儲(chǔ)加熱器相關(guān)的常規(guī)熱量值是每天18千瓦小時(shí)。鑒于英國(guó)大約有800萬(wàn)儲(chǔ)熱器，這表示任何24小時(shí)時(shí)間段內(nèi)100兆瓦小時(shí)電網(wǎng)的可用負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)這種對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇性供電的功能，本發(fā)明提供了一種控制器，其被配置為連接在市電電源和儲(chǔ)熱設(shè)備的加熱元件之間，控制器確定對(duì)加熱元件的電力供應(yīng)，以及儲(chǔ)熱設(shè)備在一天內(nèi)任何時(shí)間段吸收的負(fù)載。通過(guò)這種方式，該控制器被作為市電電源和加熱元件之間的開關(guān)或閥門。該控制器響應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可獲得過(guò)量電力的信號(hào)。一旦接收到信號(hào)，它將經(jīng)配置以激活所述加熱元件用于吸收那些過(guò)量負(fù)載。所述儲(chǔ)熱設(shè)備的負(fù)載吸收功能屬于該設(shè)備的二級(jí)功能，這將會(huì)得到理解。在示例性上下文中，所述儲(chǔ)熱設(shè)備是存儲(chǔ)加熱器或水缸，其主要功能在于分別向設(shè)備用戶進(jìn)行所需的空間加熱或提供熱水。雖然根據(jù)從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收的信號(hào)吸收網(wǎng)絡(luò)中可用能量是有用的，但本發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到以下要點(diǎn)的重要性一何時(shí)接收電力并實(shí)施儲(chǔ)熱設(shè)備加熱的命令，不會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)熱設(shè)備還沒(méi)有接收合適能量來(lái)滿足預(yù)期需求。為此，所述控制器被優(yōu)選地配置為監(jiān)視所述儲(chǔ)熱設(shè)備的可用容量，以滿足未來(lái)某個(gè)時(shí)間段的預(yù)期要求，確保容量至少滿足需求。當(dāng)已確定所述容量不符合預(yù)期需求時(shí)，所述控制器可以經(jīng)配置選擇性地激活對(duì)加熱元件的供電，而忽略從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到的任何信號(hào)，以確保滿足儲(chǔ)熱設(shè)備的主要功能。所述忽略功能可以經(jīng)配置以確定網(wǎng)絡(luò)中高預(yù)期負(fù)載的未來(lái)時(shí)間段，并確保對(duì)所述加熱元件的供電并不與網(wǎng)絡(luò)中高負(fù)載一致。所述控制器可進(jìn)一步經(jīng)配置以選擇任何時(shí)間周期(例如24小時(shí)的持續(xù)時(shí)間)的預(yù)定時(shí)間段作為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的低負(fù)載期間，并對(duì)于這些預(yù)定時(shí)間段中的時(shí)間選擇性地激活所述加熱元件，而不考慮從網(wǎng)絡(luò)接收的信號(hào)。例如，已知常常在O:00至07:00期間對(duì)這些儲(chǔ)熱設(shè)備供電，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載一般較低。在本理論的范圍內(nèi)，控制器也可以經(jīng)配置以選擇該預(yù)定時(shí)間段中的時(shí)間區(qū)間以選擇性地 激活加熱元件，使得在例如24小時(shí)的任何時(shí)間周期里，加熱元件將在最短期間內(nèi)激活，以確保儲(chǔ)熱設(shè)備不會(huì)完全耗盡到低水平。圖1表示根據(jù)本理論的示例性網(wǎng)絡(luò)配置100。象征市電電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施提供商110經(jīng)配置以根據(jù)需要向所述電網(wǎng)內(nèi)一個(gè)或多個(gè)用戶提供電力。在圖1的示意圖中，表示了單一用戶115。但應(yīng)被理解的是，該用戶代表電網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)電力的多個(gè)用戶。在該示例性配置中，用戶115包括第一儲(chǔ)熱設(shè)備130和第二儲(chǔ)熱設(shè)備140。在該示例性示意圖中，第一儲(chǔ)熱設(shè)備130和第二儲(chǔ)熱設(shè)備140分別作為存儲(chǔ)加熱器和水缸。但應(yīng)被理解的是，某些用戶可具有多個(gè)此類設(shè)備，而某些用戶可不具有某個(gè)特定類型?？刂破?20被提供在設(shè)備130、140之間的電力路徑中，以控制對(duì)所述兩個(gè)設(shè)備中加熱元件的電力的供應(yīng)情況。雖然本實(shí)施例表示出單一控制器用于控制所有這兩個(gè)設(shè)備，但是每個(gè)設(shè)備可以具有其自己的專用控制器，這是可以理解的。圖2更詳細(xì)表示了控制器120的組成情況。所述控制器具有輸入接口 200，用于從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收儲(chǔ)熱設(shè)備采用電力可用性的信號(hào)?？梢杂迷S多不同信號(hào)類型中的一種來(lái)提供該信號(hào)。例如，該信號(hào)可以采用有線或無(wú)線通信協(xié)議進(jìn)行提供。有線信號(hào)的示例包括使用干線電源線？ ？發(fā)送信號(hào)或并入專用的輔助線。無(wú)線信號(hào)的示例包括那些用于移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線電頻率信號(hào)，WiMax (RTM)等等。但應(yīng)被理解的是，可以使用這些信號(hào)類型中的一個(gè)或多個(gè)，它并不意在將本理論限制于信號(hào)傳輸類型的任何特定示例。可以以多種不同方式中的任何一種提供信號(hào)。例如，包括多個(gè)比特的數(shù)字信號(hào)可用于從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器向控制器發(fā)送命令?？刂破骺山?jīng)配置以識(shí)別適于該控制器或該控制器類型的特定信號(hào)。當(dāng)多個(gè)控制器同時(shí)從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收信號(hào)、而服務(wù)器希望選擇性地激活各個(gè)所述控制器時(shí)，采用該配置最為有效。通過(guò)初始配置控制器以識(shí)別并操作特定信號(hào)，然后，多個(gè)信號(hào)可并發(fā)地發(fā)送，但每個(gè)控制器將根據(jù)用于該控制器的信號(hào)進(jìn)行操作。通過(guò)這種方式，多個(gè)控制器可以分為類似的組或子集，并且每個(gè)子集對(duì)從網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行不同響應(yīng)。以這種方式，通過(guò)定時(shí)激活儲(chǔ)熱設(shè)備的特定子集可以選擇性地控制網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)的負(fù)載。 一旦接收到希望激活儲(chǔ)熱設(shè)備來(lái)采用網(wǎng)絡(luò)可獲得電力的信號(hào)后，所述控制器經(jīng)配置以(如適當(dāng)?shù)夭⒃谙挛倪M(jìn)一步討論)激活耦合到所述控制器的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。該激活操作理想地通過(guò)開關(guān)裝置210來(lái)進(jìn)行。所述開關(guān)裝置210選擇地將耦合儲(chǔ)熱設(shè)備的加熱元件耦合到可獲得電力上，用于對(duì)其通電。 在第一配置中，一旦從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收命令信號(hào)，立即實(shí)施加熱元件的通電操作。然而，第二配置提供了根據(jù)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)而選擇性地通電的方法。正如上文所討論的，每個(gè)儲(chǔ)熱設(shè)備常常具有限定該設(shè)備容量的設(shè)定點(diǎn)。加熱量超過(guò)該設(shè)定點(diǎn)可導(dǎo)致由于過(guò)熱引起的設(shè)備損壞。例如在熱存儲(chǔ)加熱器中，它通常需要在任何24小時(shí)期間對(duì)加熱元件激活7個(gè)小時(shí)，用于在其他時(shí)間進(jìn)行必要的加熱操作。如果存儲(chǔ)設(shè)備不斷被加熱，則存儲(chǔ)磚的溫度可能會(huì)超過(guò)其額定值。在水缸中，一旦水的溫度已經(jīng)達(dá)到60度(或某些其它的預(yù)置值)，通常不激活加熱器以確保水不會(huì)加熱過(guò)度。在水加熱的環(huán)境中，當(dāng)水用于室內(nèi)供水時(shí)，確保不會(huì)因?yàn)楣?yīng)過(guò)熱的水而燙傷用戶，這也是很重要的。鑒于這些潛在的危險(xiǎn)，當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收信號(hào)時(shí)，所述控制器優(yōu)選地經(jīng)配置以監(jiān)視是否需要任何額外的加熱以滿足預(yù)設(shè)的設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)不需要加熱時(shí)(例如:已連續(xù)7小時(shí)加熱或該設(shè)備處于其最高溫度)，控制器可以選擇不激活加熱元件，而不考慮接收到的命令?？刂破骱雎越邮盏降倪h(yuǎn)程指令的功能確保了設(shè)備的操作安全?？刂破靼ń?jīng)配置以在預(yù)定期間內(nèi)監(jiān)視對(duì)儲(chǔ)熱設(shè)備供電情況的處理器220。該監(jiān)控可以是如下一種或兩種:記錄加熱元件在歷史時(shí)間期間的定時(shí)操作；或確定儲(chǔ)熱設(shè)備的當(dāng)前操作參數(shù)以確定為了滿足設(shè)定點(diǎn)條件是否需要額外加熱。當(dāng)確定是否向加熱元件發(fā)送電力時(shí)，所述后一種配置可需要控制器通過(guò)雙向信號(hào)訊問(wèn)實(shí)際設(shè)備。在另一種配置中，與單個(gè)儲(chǔ)熱設(shè)備同一位置的傳感器可以周期性地向控制器傳送設(shè)備 狀態(tài)信息。該狀態(tài)(例如溫度)可在控制器的一個(gè)或多個(gè)緩沖器225中被本地存儲(chǔ)。所述緩 沖器也可以提供查詢表等的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，其中定義設(shè)備充電百分比和溫度之間的關(guān)系。以這種方式，該控制器可以相對(duì)于設(shè)備容量或設(shè)定點(diǎn)處理實(shí)際溫度，并確定為了使設(shè)備具有滿容量時(shí)所必須的充電水平。
權(quán)利要求
1.儲(chǔ)熱設(shè)備控制器，是一種用于管理儲(chǔ)熱設(shè)備中至少一個(gè)加熱元件激活操作的控制器，其特征在于，所述控制器包括: a.第一接口，用于從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收關(guān)于電網(wǎng)中可用電力可供所述儲(chǔ)熱設(shè)備使用的信號(hào)，； b.一個(gè)處理器，經(jīng)配置用以接收所述信號(hào)，以決定是否切換所述加熱元件至可用電力，并提供對(duì)所述決定的正反饋觸發(fā)信號(hào)； c.一個(gè)和所述處理器通信的開關(guān)，經(jīng)配置在接收所述觸發(fā)信號(hào)后對(duì)所述加熱元件通電， 其中，所述控制器經(jīng)配置設(shè)有調(diào)節(jié)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的預(yù)設(shè)設(shè)定點(diǎn)，從而使得所述儲(chǔ)熱設(shè)備在所述預(yù)設(shè)設(shè)定點(diǎn)的限制之外操作。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置根據(jù)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)選擇性地對(duì)所述加熱元件通電。
3.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述處理器經(jīng)配置，在接收來(lái)自所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的信號(hào)之后，監(jiān)控是否需要觸發(fā)所述加熱元件以滿足所述儲(chǔ)熱設(shè)備的預(yù)設(shè)設(shè)定點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的控制器，其特征在于，如果確定不需要加熱，所述控制器經(jīng)配置以選擇不觸發(fā)所述加熱元件，而不考慮所接收的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以記錄所述加熱元件在歷史時(shí)間期間的定時(shí)操作，用于確定是否需要進(jìn)一步加熱。
6.如權(quán)利要求3或4所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以詢問(wèn)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，用于確定是否需要進(jìn)一步加熱以滿足所述設(shè)定點(diǎn)。`
7.如權(quán)利要求6所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以在確定是否對(duì)所述加熱元件通電時(shí)，采用雙向信號(hào)交互方式同所述儲(chǔ)熱設(shè)備進(jìn)行交互。
8.如權(quán)利要求6或7所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置，從與所述儲(chǔ)熱設(shè)備同一位置的傳感器接收關(guān)于所述設(shè)備狀態(tài)的周期信號(hào)，所述控制器進(jìn)一步經(jīng)配置以通過(guò)所述周期信號(hào)確定是否對(duì)所述加熱元件通電。
9.如權(quán)利要求7或8所述的控制器包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于提供所述儲(chǔ)熱設(shè)備的百分比充電和溫度之間的確定關(guān)系。
10.如權(quán)利要求9所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以相對(duì)于所述設(shè)備的容量或設(shè)定點(diǎn)處理所感測(cè)的實(shí)際溫度，確定使得所述設(shè)備具有滿負(fù)載所必需的充電幅度。
11.如權(quán)利要求3所述的控制器，其特征在于，所述儲(chǔ)熱設(shè)備的調(diào)整設(shè)定點(diǎn)允許所述設(shè)備接收超出正常使用所需的進(jìn)一步加熱。
12.如任何之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以監(jiān)控所述儲(chǔ)熱設(shè)備的當(dāng)前容量來(lái)提供能量，以及所述設(shè)備在以后時(shí)間期間提供熱量的預(yù)期需求。
13.如權(quán)利要求12所述的控制器，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)期需求超出所述容量時(shí)，所述控制器經(jīng)配置觸發(fā)所述加熱元件，而不考慮還未從網(wǎng)絡(luò)接收到需要觸發(fā)的信號(hào)的事實(shí)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以預(yù)測(cè)所述網(wǎng)絡(luò)上的預(yù)測(cè)負(fù)載并根據(jù)所述預(yù)測(cè)影響對(duì)所述加熱元件的加電操作，用于確保所述儲(chǔ)熱設(shè)備的加熱操作不與所述網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)高的負(fù)載期重疊，從而協(xié)助進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載管理。
15.如任一之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置，在決定切換加熱元件到可用電源的正反饋時(shí)，產(chǎn)生延時(shí)觸發(fā)信號(hào)。
16.如任一之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，從所述網(wǎng)絡(luò)接收的信號(hào)包括所述控制器的指定開始和停止時(shí)間，或開始時(shí)間和持續(xù)加熱所述設(shè)備直到達(dá)到預(yù)定存儲(chǔ)等級(jí)的要求，所述控制器經(jīng)配置以詢問(wèn)所述信號(hào)并確定合適的操作。
17.如任一之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所接收的信號(hào)包括對(duì)于不同控制器的多個(gè)信號(hào)，所述控制器經(jīng)配置以判斷該控制器的正確信號(hào)。
18.如任一之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，實(shí)施至少一個(gè)加熱元件的激活操作。
19.如任一之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述控制器連接并控制多個(gè)儲(chǔ)熱設(shè)備。
20.如任一之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述處理器接收所述控制信號(hào)用于選擇多個(gè)功率電平之一，并提供和所選功率電平相關(guān)聯(lián)的充電信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的控制器，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步包括一個(gè)和所述處理器通信的充電單元，經(jīng)配置在接收到所述充電信號(hào)時(shí)，用市電對(duì)至少一個(gè)加熱元件以所選功率電平供電，借此確保所述儲(chǔ)熱設(shè)備維持至少部分充電狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求21所述的控制器，其特征在于，所述充電單元經(jīng)配置提供一個(gè)負(fù)載，所述負(fù)載匹配所述儲(chǔ)熱設(shè)備的靜態(tài)熱損失。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的控制器，其特征在于，所述充電單元經(jīng)配置以在某電平對(duì)所述儲(chǔ)熱設(shè)備提供電力，使得所述設(shè)備使用熱量充電的速率接近于自身排出的熱耗率。
24.如權(quán)利要求21至23任何之一所述的控制器，其特征在于，所述充電單元經(jīng)配置以避免所述儲(chǔ)熱設(shè)備過(guò)熱超出預(yù)設(shè)點(diǎn)。
25.如權(quán)利要求21至24任何之一所述的控制器，其特征在于，所述充電單元經(jīng)配置以感測(cè)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的溫度。
26.如權(quán)利要求21至25任何之一所述的控制器，其特征在于，所述充電單元經(jīng)配置以感測(cè)周圍空氣溫度。
27.如權(quán)利要求25所述的控制器，其特征在于，當(dāng)所述儲(chǔ)熱設(shè)備處于或超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)，所述充電單元經(jīng)配置暫時(shí)停止對(duì)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的供電。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制器，其特征在于，當(dāng)所述儲(chǔ)熱設(shè)備處于或低于預(yù)定溫度時(shí)，所述充電單元經(jīng)配置以恢復(fù)對(duì)所述儲(chǔ)熱設(shè)備的供電。
29.如權(quán)利要求26所述的控制器，其特征在于，當(dāng)周圍空氣溫度處于或超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)，所述充電單元經(jīng)配置用于暫時(shí)停止對(duì)所述儲(chǔ)熱設(shè)備供電。
30.如權(quán)利要求29所述的控制器，其特征在于，當(dāng)周圍空氣溫度處于或低于預(yù)定溫度時(shí)，所述充電單元經(jīng)配置以恢復(fù)對(duì)所述儲(chǔ)熱設(shè)備供電。
31.如權(quán)利要求20至30任何之一所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括溫度調(diào)節(jié)裝置。
32.如權(quán)利要求20至31任何之一所述的控制器，其特征在于，所述充電單元包括至少一個(gè)開關(guān)。
33.如權(quán)利要求20至32任何之一所述的控制器，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)多個(gè)功率電平的數(shù)據(jù)庫(kù)。
34.如權(quán)利要求20至33任何之一所述的控制器，其特征在于，所述功率電平和所預(yù)測(cè)的天氣情況相關(guān)。
35.如權(quán)利要求34所述的控制器，其特征在于，所述所預(yù)測(cè)的天氣情況包括風(fēng)力。
36.如權(quán)利要求34或35所述的控制器，其特征在于，所述所預(yù)測(cè)的天氣情況包括濕度。
37.如權(quán)利要求34至36任何之一所述的控制器，其特征在于，所述所預(yù)測(cè)的天氣情況包括降雨量。
38.如權(quán)利要求34至37任何之一所述的控制器，其特征在于，所述所預(yù)測(cè)的天氣情況包括大氣壓力。
39.如權(quán)利要求34至38任何之一所述的控制器，其特征在于，所述所預(yù)測(cè)的天氣情況包括大氣顆粒量。
40.如權(quán)利要求20至33任何之一所述的控制器，其特征在于，所述功率電平和實(shí)時(shí)天氣情況相關(guān)。
41.如權(quán)利要求40所述的控制器，其特征在于，所述實(shí)時(shí)天氣情況包括如下的至少一個(gè):溫度、風(fēng)力、降雨量、濕度、大氣壓力、以及大氣微粒數(shù)。
42.如權(quán)利要求20至33任何之一所述的控制器，其特征在于，所述功率電平和歷史天氣情況相關(guān)。
43.如權(quán)利要求 42所述的控制器，其特征在于，所述歷史天氣情況包括如下的至少一個(gè):溫度、風(fēng)力、降雨量、濕度、大氣壓力、以及大氣微粒數(shù)。
44.如權(quán)利要求20至33任何之一所述的控制器，其特征在于，所述功率電平和一年中的月份相關(guān)。
45.如權(quán)利要求20至33任何之一所述的控制器，其特征在于，所述功率電平和一年中的季節(jié)相關(guān)。
46.如權(quán)利要求20至45任何之一所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以讀取所感測(cè)的情況。
47.如權(quán)利要求20至46任何之一所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以讀取所感測(cè)的所述儲(chǔ)熱設(shè)備的溫度情況。
48.如權(quán)利要求20至46任何之一所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以讀取所感測(cè)的周圍溫度情況。
49.如權(quán)利要求47所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以將所感測(cè)的所述儲(chǔ)熱設(shè)備的溫度情況傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
50.如權(quán)利要求49所述的控制器，其特征在于，來(lái)自所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述控制信號(hào)至少部分基于所感測(cè)的所述儲(chǔ)熱設(shè)備的溫度。
51.如權(quán)利要求48所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以將所感測(cè)的周圍溫度情況傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
52.如權(quán)利要求51所述的控制器，其特征在于，來(lái)自所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述控制信號(hào)至少部分基于所述所感測(cè)的周圍溫度情況。
53.如權(quán)利要求46所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以將所述感測(cè)情況傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
54.如權(quán)利要求53所述的控制器，其特征在于，來(lái)自所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述控制信號(hào)至少部分基于所感測(cè)情況。
55.如權(quán)利要求20至54的任何之一所述的控制器，其特征在于，所述控制器經(jīng)配置以詢問(wèn)所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器用于請(qǐng)求所述控制信號(hào)。
56.如權(quán)利要求20至33的任何之一所述的控制器，其特征在于，從所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器到所述控制器的所述控制信號(hào)和電力費(fèi)率信息相關(guān)。
57.如任何之前權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述儲(chǔ)熱設(shè)備具有多個(gè)運(yùn)行模式，各個(gè)運(yùn)行模式具有相關(guān)默認(rèn)芯溫度。
58.如權(quán)利要求57所述的控制器，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步包括一個(gè)開關(guān)元件，用于選擇性地在所述運(yùn)行模式之間切換。
59.如權(quán)利要求57或58所述的控制器，其特征在于，所述開關(guān)元件經(jīng)配置以響應(yīng)來(lái)自所述遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的控制信號(hào)，用于將所述儲(chǔ)熱設(shè)備選擇性地切換到所述運(yùn)行模式之O
60.如權(quán)利要求57或58所述的控制器，其特征在于，所述開關(guān)元件經(jīng)配置可手動(dòng)操作用于將所述儲(chǔ)熱設(shè)備切換到所述運(yùn)行模式之一。
61.如權(quán)利要求58至60的任何之一所述的控制器，其特征在于，所述儲(chǔ)熱設(shè)備具有第一運(yùn)行模式和第二運(yùn)行模式。
62.如權(quán)利要求61所述的控制器，其特征在于，所述儲(chǔ)熱設(shè)備具有備用模式。
63.如權(quán)利要求62所述的控制器，其特征在于，所述開關(guān)元件可用于將所述儲(chǔ)熱設(shè)備選擇性地切換到所述第一運(yùn)行 模式、所述第二運(yùn)行模式和所述備用運(yùn)行模式之一。
64.如權(quán)利要求63所述的控制器，其特征在于，當(dāng)所述儲(chǔ)熱設(shè)備處于所述第一運(yùn)行模式時(shí)，其默認(rèn)核心溫度被設(shè)置在550攝氏度。
65.如權(quán)利要求63或64所述的控制器，其特征在于，當(dāng)所述儲(chǔ)熱設(shè)備處于所述第二運(yùn)行模式時(shí)，其默認(rèn)核心溫度被設(shè)置在400攝氏度。
66.—種電網(wǎng)負(fù)載管理工具,其特征在于,包括多個(gè)之前任一權(quán)利要求所述的控制器，所述控制器可選擇性地對(duì)儲(chǔ)熱設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)供電來(lái)保存熱量。
67.如權(quán)利要求1至65的任意之一，其特征在于，所述的控制器與其控制的儲(chǔ)熱設(shè)備處于同一位置。
68.—種電網(wǎng)負(fù)載管理工具,其特征在于，包括多個(gè)之前任一權(quán)利要求所述的控制器，所述控制器可選擇性激活儲(chǔ)熱設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，以吸收所述電網(wǎng)內(nèi)的多余容量。
69.如權(quán)利要求68所述的工具，其特征在于，所述控制器被組合為集合，所述工具經(jīng)配置以選擇性地激活儲(chǔ)熱設(shè)備的單個(gè)集合。
70.一種控制器，其特征在于，所述控制器用于控制儲(chǔ)熱設(shè)備內(nèi)至少一個(gè)加熱元件的功率，以至于所述設(shè)備維持在至少部分充電的狀態(tài)，所述控制器包括: 第一接口，用于從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收控制信號(hào)； 一個(gè)處理器，經(jīng)配置以接收所述控制信號(hào)，用于選擇多個(gè)功率電平之一并提供和所選功率電平相關(guān)的充電信號(hào)； 和所述處理器通信的一個(gè)充電單元，經(jīng)配置在接收到所述充電信號(hào)時(shí)，從市電來(lái)對(duì)至少一個(gè)加熱元件在選擇的功率水平進(jìn)行充電，借此確保所述儲(chǔ)熱設(shè)備維持至少部分充電狀態(tài)。
全文摘要
一種可選擇性地激活網(wǎng)絡(luò)中儲(chǔ)熱設(shè)備的控制器，所述控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平衡用戶管理其加熱操作的需求以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器用網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡可用負(fù)載的需求。
文檔編號(hào)H02J3/14GK103190049SQ201180037404
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者麥克唐納·艾倫 申請(qǐng)人:基礎(chǔ)持股公司