CN102314548B - 能源管理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了能源管理装置和方法。通过使用计量器检测每单位时间的总能源消耗量的变化然后将所述变化与预先输入的各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量对比来估计各能源消耗设备的运行状态。如果估计出了各能源消耗设备的运行状态，则能够检测各能源消耗设备的消耗时间和电力消耗量，从而预测当前或未来的能源消耗费用。以各种方式应用预测出的结果从而有效地使用能源。

Description

能源管理装置和方法
技术领域
本发明的方案涉及一种能源管理装置和方法，更具体地讲，涉及这样一种能源管理装置和方法：其能够使用户通过预测单个设备的能源消耗费用的方法合理地使用能源，以与在其中能源价格随时间变化的智能电网社会中有效使用有限能源资源的最新趋势保持一致。
背景技术
到目前为止，已根据最大的需求量供应例如电、气和水的各种能源，并且能源价格依此固定。
然而，为了更有效地使用有限的能源资源并降低能源消耗，近来已经构想了按各时间段或季节来区分能源价格的方案。
作为用于促进有效使用能源的技术，智能电网(Smart Grid)或智能电表(Smart Meter)已成为关注的对象。
所述智能电网是通过信息技术(IT)与电力网的结合而使消费者彼此双向地交换实时信息，从而能够优化能源效率并创造新附加值的下一代电力网。
从用户的观点来看，所述智能电网是根据能源价格的变化在最合适的时间段来使用能源。
所述智能电表是指向其添加了通信功能的数字电表。所述智能电表能够执行电力使用量的实时调查或者电力供应商和消费者之间的双向通信。
因此，无需抄表员亲自访问住户也能够进行远程实时检查，因此所述智能电表能够精确地测量电力使用量。因此，所述智能电表能够获得例如节省计量费用及能源这样的有益效果。
同时，为了在智能电网社会中更有效地使用能源，不但应该检测安置在能源消耗场所的各能源消耗设备的能源使用信息，而且还应该掌握各能源消耗设备的个体状态。
特别地，用户的最大兴趣是节约能源消耗费用。因此，从用户的观点来看，为了单个地处理能源消耗设备，需要单个地检测安置在能源消耗场所的各能源消耗设备的能源消耗费用。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种能源管理装置和方法，其通过以下方法来控制负载：使用以计量器检测到的能源消耗量信息来估计各能源消耗设备的运行状态；以及通过估计出的运行状态来预测单个能源消耗设备的当前或未来的能源消耗费用，因此能够使用户更有效地使用能源。
根据本发明的方案，提供了一种能源管理装置，所述装置包括：估计组件，其被配置为基于由计量器检测到的根据时间的能源变化来估计单个能源消耗设备的运行状态；分析组件，其被配置为基于对单个能源消耗设备的消耗时间的分析来分析单个能源消耗设备的电力消耗量；接收组件，其被配置为从中央服务器接收根据时间的能源价格信息；和预测组件，其被配置为基于单个能源消耗设备的电力消耗量和能源价格信息来预测单个能源消耗设备的能源消耗费用。
优选地，所述装置进一步包括能源控制组件，所述能源控制组件被配置为基于所述预测组件的预测结果向所述单个能源消耗设备提供能源或切断来自所述单个能源消耗设备的能源。
优选地，所述能源控制组件直接地控制能源消耗设备的电力或者可以控制能源消耗设备所连接的插座。
优选地，所述能源控制组件将对于能源消耗设备的控制结果传送到用户便携式终端和屋内显示器(IHD)中的至少一个。
优选地，所述预测组件将预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用和总能源消耗费用传送到中央服务器、用户便携式终端和IHD中的至少一个。
优选地，所述预测组件监测预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用和总能源消耗费用中的至少一个是否超过了预定的最大值。
优选地，基于监测到的结果，所述估计组件将警告信息传送到用户便携式终端和IHD中的至少一个。
根据本发明的另一方案，提供了一种能源管理方法，所述方法包括：基于由计量器检测到的根据时间的能源变化，估计单个能源消耗设备的运行状态；基于对单个能源消耗设备的消耗时间的分析，分析单个能源消耗设备的电力消耗量；从中央服务器接收根据时间的能源价格信息；以及基于单个能源消耗设备的电力消耗量和能源价格信息，预测单个能源消耗设备的能源消耗费用。
优选地，所述方法进一步包括：基于预测出的结果，通过向所述单个能源消耗设备提供能源或切断来自所述单个能源消耗设备得能源来控制能源。
优选地，能源的控制直接地控制能源消耗设备的电力或者可以控制能源消耗设备所连接的插座。
优选地，能源的控制将对于能源消耗设备的控制结果传送到用户便携式终端和IHD中的至少一个。
优选地，将所述预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用和总能源消耗费用传送到中央服务器、用户便携式终端和IHD中的至少一个。
当预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用超过预定的最大值时，基于监测到的结果，优选地将警告信息传送到用户便携式终端和IHD中的至少一个。
附图说明
通过以下结合附图对实施方式的描述，本发明的这些和/或其他方案和优点将变得显而易见并且更容易理解，在附图中，
图1显示了根据本发明的能源管理系统的一个实施方式；
图2显示了根据本发明的能源管理系统的另一实施方式；
图3至图8显示了图示用于估计本发明相关的各能源消耗设备的运行状态的方法的实例；
图9显示了图示估计组件的实例；
图10显示了能源价格结构的实例；
图11至图14显示了用于预测未来的能源消耗费用的方法的多种实例；
图15显示了图示能源控制组件的实例；
图16和图17显示了其中能源控制组件控制能源消耗设备的结构相关的多种实例；
图18和图19显示了根据本发明的能源管理装置的实施方式；
图20显示了根据本发明的能源管理的具体实施方式；
图21和图22显示了其上显示有能源管理信息的显示屏的实例；以及
图23和图24显示了根据本发明的能源管理方法的实施方式。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。然而，本发明不限于所述的实施方式而是可以以不同的形式实施。提供这些实施方式仅是出于解释说明的目的以及使本领域的技术人员充分地理解本发明的范围。此外，说明书中使用的术语是在考虑本发明的功能的基础上进行限定的并且可以根据用户或操作者的意图和通常习惯而改变。因此，应该基于说明书的全部内容来进行限定。
在本发明中，能源是指电能。
参考图1，由能源供应公司11供应的电能沿着能源输送线11-1被供应给能源消耗场所，从而被能源消耗设备16-1至16-k使用。
所述能源消耗设备16-1至16-k为使用电能运行的设备，例如，电冰箱、电视(TV)机、加热设备、冷却设备和照明设备。
计量器13被安装在能源消耗场所处。
所述计量器13是指检测通过能源消耗设备16-1至16-k使用的能源相关信息(例如能源消耗量)的电子计量表。
根据本发明的能源管理系统至少包括估计组件21、分析组件22、接收组件23和预测组件24。
在能源管理系统中，在同一装置中可以整体地配置一个或多个估计组件21、分析组件22、接收组件23和预测组件24，以便在与其他组件通信的同时执行其功能。
在能源管理系统中，一个或多个估计组件21、分析组件22、接收组件23和预测组件24的功能可以被配置为由计量器13来执行。
所述能源管理系统可进一步包括能源控制组件25。基于估计组件21的估计结果，所述能源控制组件25控制能源消耗设备16-1至16-k。
参考图2，中央服务器15可以被配置为执行预测组件24的功能。所述中央服务器15为能源供应公司11通过其提供能源相关服务的服务器。所述中央服务器15可以通过多种通信网络(例如无线网状网络、电力线通信网络和互联网络)传送能源价格信息。
所述估计组件21基于由计量器13检测到的根据时间的能源变化来估计各能源消耗设备16-1至16-k的运行状态，例如，哪个能源消耗设备在运行。
为此目的，估计组件21保持关于各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量的信息。所述信息可以在制造所述系统时预先输入，或者被配置为由用户输入。
在后一种情况下，所述估计组件21可以设置用户接口(UI)，该接口能够使用户输入关于各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量的信息，或者可以从另一设备接收由用户输入的信息。
将参照图3至图6描述用于基于由计量器13检测到的根据时间的能源变化(特别地，每单位时间的总能源消耗量)来估计各能源消耗设备的运行状态的方法。
参考图3，当由计量器13在时刻‘ta’检测到的总能源消耗量为‘Qa’，由计量器13在另一时刻‘tb’检测到的总能源消耗量为‘Qb’，且‘tb-ta’为单位时间时，每单位时间的总能源消耗量的变化为‘Qb-Qa’。在这种情况下，Qb＞Qa。
每单位时间的总能源消耗量的变化意味着在运行的能源消耗设备已经发生了变化。
如图4所示，所述估计组件21将‘Qb-Qa’与关于各能源消耗设备每单位时间的预先输入的能源消耗量的信息相比(S311)。然后，估计组件21搜索具有在一定误差范围内对应于‘Qb-Qa’的每单位时间的能源消耗量的能源消耗设备，并估计出对应的能源消耗设备处于断开状态然后在时刻‘ta’改变为接通状态(S312)。
参考图5，当由计量器13在时刻‘ta’检测到的总能源消耗量为‘Qa’，由计量器13在另一时刻‘tb’检测到的总能源消耗量为‘Qb’，且‘tb-ta’为单位时间时，每单位时间的总能源消耗量的变化为‘Qb-Qa’。在这种情况下，Qa＞Qb。因此，如果‘Qb-Qa’的值(为负(-)值)变为正(+)值，则每单位时间的总能源消耗量的变化为‘Qa-Qb’。
如图6所示，估计组件21将‘Qa-Qb’与关于各能源消耗设备每单位时间的预先输入的能源消耗量的信息相比(S321)。然后，估计组件21搜索具有在一定误差范围内对应于‘Qa-Qb’的每单位时间的能源消耗量的能源消耗设备，并估计出对应的能源消耗设备处于接通状态然后在时刻‘ta’改变为断开状态(S322)。
将参照图7和图8描述其中估计组件21估计各能源消耗设备16-1至16-k的运行状态的具体实例。
图7显示了能源消耗设备L1至L5每单位时间的能源消耗量。所述能源消耗设备L1至L5分别为每单位时间使用Q1至Q5的电能的设备。
如上所述，所述能源消耗设备L1至L5分别为每单位时间使用Q1至Q5的电能的设备的信息，可以在制造所述系统时预先输入，或者可被配置为由用户输入。
图8a显示了由计量器13检测到的在各周期的总能源消耗量的波动状态。在此，各周期为单位时间段。
在周期1每单位时间的总能源消耗量为Q2，并且在周期2每单位时间的总能源消耗量为‘Q2+Q4’。
也就是说，在图8a中，对于周期1和周期2每单位时间的总能源消耗量的变化为Q4。因此，当将Q4与预先输入的各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量相比时，估计组件21能够估计出在周期2的起始时刻能源消耗设备L4的运行状态从断开状态变为接通状态。
在周期3每单位时间的总能源消耗量为‘Q2+Q4+Q1’。
也就是说，在图8a中，对于周期2和周期3每单位时间的总能源消耗量的变化为Q1。因此，当将Q1与预先输入的各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量相比时，估计组件21能够估计出在周期3的起始时刻能源消耗设备L1的运行状态从断开状态变为接通状态。
相似地，如果在图8a的周期5中每单位时间的总能源消耗量减少了Q2，则估计组件21能够估计出在周期5的起始时刻能源消耗设备L2的运行状态从接通状态变为断开状态。
如上所述，通过将总能源消耗量的变化与预先输入的各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量相比，估计组件21能够估计各能源消耗设备的运行状态。
图8b显示了通过使用估计组件21经由前述的方法估计能源消耗设备L1至L5的运行状态而获得的结果。
基于各能源消耗设备的消耗时间，所述分析组件22分析单个能源消耗设备的电力消耗量。
也就是说，因为如上所述通过估计组件21估计出关于各能源消耗设备的运行状态的信息，所以能够通过所述信息检测各能源消耗设备的消耗时间，并且能够使用各能源消耗设备的消耗时间和每单位时间的能源消耗量来分析电力消耗量。
所述分析组件22可以分析能够通过关于各能源消耗设备的运行状态的信息而检测到的各种信息，例如，单个能源消耗设备每单位时间的能源消耗量或累计的能源消耗量。
参考图9，基于通过分析组件22和能源价格信息分析出的各能源消耗设备的电力消耗量的信息，预测组件24预测各能源消耗设备当前或未来的能源消耗费用。
所述预测组件24基本上预测单个能源消耗设备的能源消耗费用。然而，如果需要，则通过使得单个能源消耗设备的能源消耗费用相加，所述预测组件24可以预测总能源消耗费用。
所述接收组件23可以从中央服务器15接收能源价格信息，或者能源价格信息可以由用户12输入。在图2所示的其中中央服务器15执行预测组件24的功能的实施方式中，可以使用价格信息数据库15-1的能源价格信息。
所述能源价格可具有多种结构。如果能源价格是固定的，则所述能源价格信息具有简单的结构，例如元/KWh，元/KVarh或元/KVAh。
然而，所述能源价格可根据按能源消耗量或时间累计定价、分时定价、尖峰定价、实时定价等而变化。
下面表1显示了按累计定价的实例，其中单位价格随能源消耗量的增加而增加。
表1
  周期   第一周期   第二周期   第三周期   第四周期
  累计消耗量[KWh]   ～100   101～200   201～300   301～400
  单位价格[元/KWh]   55.10   113.80   168.30   248.60
图10a显示了在商业街、工厂、大型建筑物中经常使用的分时(TOU)定价，其中电价根据时间段而变化。图10b显示了尖峰定价(CPP)，其中电价根据时间段而变化，并且特别地，电价在尖峰时间段非常高。图10c显示了实时定价(RTP)，其中电价实时变化。
所述预测组件24可使用下面的等式1来预测单个能源消耗设备的当前能源消耗费用。
[等式1]
M ( k ) = Q i = 1 [ Q ( k , i ) sP ( i ) ]
其中，‘k’表示用于区分能源消耗设备的变量，‘i’表示用于区分能源消耗设备#k在运行的单位时间的变量，M(k)表示能源消耗设备#k的能源消耗费用，Q(k，i)表示在时间周期‘i’内的能源消耗量，而P(i)表示在时间周期‘i’的能源价格。
所有的能源消耗设备的总能源消耗费用MT可由下面的等式2预测。
[等式2]
MT = Q k = 1 n M ( k )
其中，‘n’表示能源消耗设备的数目，‘k’表示用于区分能源消耗设备的变量，而M(k)表示能源消耗设备#k的能源消耗费用。
所述预测组件24可以通过所述等式1和等式2以最小二乘法来计算单个能源消耗设备的能源消耗费用或能源消耗设备的总能源消耗费用，并且基于计算出的能源消耗费用的变化率来预测未来的能源消耗费用。
在此，用于预测能源消耗费用的未来时刻可以被设定为例如天、周、月或年的单位，或者可以被设定为特定的未来时刻。在后一种情况下，所述特定的未来时刻可为指定的时刻(例如，每月的最后一天)以使用户结算能源消耗费用。
用于使用预测组件24来预测未来的能源消耗费用的方法可以被不同地配置。特别地，可以使用原线性函数或使用二阶或更高阶非线性函数来预测未来的能源消耗费用。
将参照图11至图14描述用于使用预测组件24来预测未来的能源消耗费用的多种方法。
假定在过去的时刻t1的能源消耗费用(单个能源消耗设备的能源消耗费用或能源消耗设备的总能源消耗费用)为M1，在从过去的时刻t1经过一定时间后的当前时刻t2的能源消耗费用为M2，用以预测的在未来时刻的能源消耗费用为M3。
然后，能源消耗费用的变化可按dM计算，而能源消耗费用的变化率可按‘dM÷dt’计算。这里，dM为‘M2-M1’，而dt为‘t2-t1’。
图11显示了使用线性方法从而预测未来的能源消耗费用的实例。在未来时刻t3的能源消耗费用M3可通过下面的等式3预测。
[等式3]
M 3 = M 2 + dM dt s ( t 3 - t 2 )
图12显示了使用加权值以便预测未来的能源消耗费用的实例。使用加权值的方法可被不同地配置。
作为一个实例，可以使用这样一种方法：其中，根据能源消耗费用的变化率，将加权值‘c’应用于大于1的值、等于1的值或小于1的值。在这种情况下，可以通过下面等式4来预测在未来时刻t3的能源消耗费用M3。
[等式4]
M 3 = M 2 + Cs dM dt s ( t 3 - t 2 )
图13显示了使用指数曲线以便预测未来的能源消耗费用的实例。可以通过下面的等式5来预测在未来时刻t3的能源消耗费用M3。
[等式5]
M3＝M2+(ea(t3-t2)-1)
其中，可以基于能源价格的累计定价或能源消耗费用的变化率来确定‘a’。
图14显示了使用对数曲线以便预测未来的能源消耗费用的实例。可以通过下面的等式6来预测在未来时刻t3的能源消耗费用M3。
[等式6]
M3＝M2+ln(a(t3-t2)+1)
其中，可以基于能源价格的累计定价或能源消耗费用的变化率来确定‘a’。
同时，使用关于能源供应公司11的费用征收政策的信息，预测组件24可以基于当前或未来的能源消耗费用来预测将向用户实际收取的费用。
根据情况需要，可不同地确定能源供应公司11的费用征收政策。费用征收政策可包括基础费用、税、功率因素费用、费用优惠等。
所述税可包括增值税、各种基金等。所述费用优惠是指特定行业(例如知识服务业)具有比其他行业便宜的电力费用。
作为具体的实例，向用户实际收取的费用可按‘电力费用+附加费用’计算。在这种情况下，所述电力费用可按‘电力消耗量×单位价格+基础费用’计算，而附加费用可按‘电力工业基本基金+增值税’计算。所述电力工业基本基金可以被设定为电力费用的3.7％，而所述增值税可以被设定为电力费用的10％。
这里，确定所述电力费用的‘电力消耗量×单位价格’为通过等式1至等式6预测出的值。
所述预测组件24可向中央服务器15、用户便携式终端17-1和屋内显示器(IHD)17-2等传送关于单个能源消耗设备的能源消耗费用或能源消耗设备的总能源消耗费用的信息。
所述预测组件24可被配置为监测预测出的能源消耗费用或总能源消耗费用是否超过了由用户12设定的最大值。
在这个实施方式中，所述预测组件24可提供能够使用户12设定最大值信息的用户接口(UI)，或者可从另一设备接收由用户设定的最大值信息。
如果预测出的能源消耗费用或总能源消耗费用超过了所述最大值，则预测组件24可向用户便携式终端17-1和IHD17-2等传送警告信息。
预测组件24可通过各种通信接口(例如，近场通信网络或互联网)传送警告信息。特别地，所述预测组件24可通过移动通信网络向用户蜂窝式电话传送警告信息。
参考图15，使用由预测组件24预测出的信息，能源控制组件25控制能源消耗设备16-1至16-k。
根据情况需要，用于使用能源控制组件25对能源消耗设备16-1至16-k执行控制的方法可被不同地配置。
例如，所述方法可包括：用于切断估计出的能源消耗费用超过预先设定的最大值的能源消耗设备的电力的方法、用于在总能源消耗费用超过最大值时优选地切断具有高能源消耗费用或低能源效率的能源消耗设备的电力的方法等。
能源控制组件25运行所需的用于各种设备的信息可由用户输入。这里，所述信息包括用于控制能源消耗设备的最大值、能源效率等。
能源控制组件25可以提供能够使用户输入用于设备控制的信息的UI，或者可以从另一设备接收用于设备控制的信息。
可以使用能源消耗设备的直接控制方法来执行向各能源消耗设备提供能源或切断来自各能源消耗设备的能源的控制。
图16显示了其中能源控制组件25直接控制设置到各能源消耗设备16-1至16-k的电力线11-2的触点的实例。所述能源控制组件25包括：连接或断开对应的各能源消耗设备16-1至16-k的电力线11-2的触点c-1至c-k、触点驱动单元25-3和控制决定单元25-1。
使用储存在存储器25-2中的用于设备控制的信息，所述控制决定单元25-1选择要控制的能源消耗设备，并发出使触点驱动单元25-3连接或断开对应于选择出的能源消耗设备的触点的命令。然后，在该命令下所述触点驱动单元连接或断开对应的触点。
图17显示了其中能源控制组件25使用各种类型的通信接口来控制能源消耗设备的实例，其中，所述通信接口包括串行通信接口例如RS-485和无线近场通信接口等。
参考图17a，各能源消耗设备16-1至16-k设置有触点19-3、触点驱动单元19-2和通信模块19-1。
如果能源控制组件25将用于控制电力的设备控制信号传送到特定的能源消耗设备16-1，则相应的能源消耗设备的通信模块19-1接收由能源控制组件25传送的设备控制信号。所述通信模块19-1将接收到的设备控制信号传输到触点驱动单元19-2，并且触点驱动单元19-2连接触点以向相应的能源消耗设备供电或断开触点。
图17b显示了其中能源控制组件25使用无线近场通信接口来控制能源消耗设备的电力插头206要插入的第三设备205(下文中，称作电力开关设备)。所述各能源消耗设备的电力插头206通过电力开关设备205连接到插座204。
所述电力开关设备205可被配置为具有能够联接到墙壁插座或连接到墙壁插座的多用插座(multi-outlet)的紧固孔204-1和204-2/从墙壁插座或紧固孔204-1和204-2分开的紧固销205-1和205-2。电力开关设备205还可被配置为具有能够连接到能源消耗设备的电力插头206的紧固孔205-3和205-4。
如果能源控制组件25将用于控制电力的设备控制信号传送到相应的能源消耗设备，则相应的电力开关设备205的通信模块205-7接收由能源控制组件25传送的设备控制信号，并且将接收到的设备控制信号传输到触点驱动单元205-8。然后，触点驱动单元205-8连接触点205-6以向相应的能源消耗设备供电或断开触点205-6。
能源控制组件25可被配置为将各能源消耗设备16-1至16-k的控制结果传送到中央服务器15、用户便携式终端17-1和IHD17-2等。
能源控制组件25可通过各种有线或无线通信接口来传送控制结果。特别地，能源控制组件25可以通过移动通信网络将所述控制结果传送到用户蜂窝式电话。
图18显示了一个实例。能源管理装置30至少包括估计组件21、分析组件22、接收组件23和预测组件24。
图19为根据本发明的能源管理装置30的另一个实施方式。装置30可进一步包括能源控制组件25，根据由预测组件24预测出的结果，所述能源控制组件25用于控制在能源消耗场所的各能源消耗设备16-1至16-k。
所述装置30可被配置为计量器13的一部分，或可被配置为不同于计量器13的独立装置。
组成装置30的估计组件21、分析组件22、接收组件23、预测组件24和能源控制组件25中的至少一个可被配置为单一组件以在与其他组件通信的同时执行其功能。
组成装置30的估计组件21、分析组件22、接收组件23、预测组件24和能源控制组件25执行与前述装置相同的功能，因此，将省略重复部分的描述。
将参照图20描述独立于计量器配置的装置30的具体实施方式。
处理器160-1可被配置为使用中央处理器(CPU)、微处理器等。在通过系统总线160-10向各组件传送信息和从各组件接收信息的同时，处理器160-1总体地控制装置30。
随机存取存储器(RAM)160-2暂时地储存处理器160-1将即时访问的计算机程序或数据。
视频适配器160-4通过显示模块160-5可视地输出所述装置的运行状态或要提供给用户的信息，并且所述显示模块160-5可具有多种形式和结构，包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)等。
使用各种输入设备160-7(例如键盘和触摸屏)，输入设备接口160-6能够使用户输入与装置30的运行相关的信息和命令。
用户可以通过所述输入设备160-7输入装置30运行所需的信息。这里，所述信息包括关于各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量的信息、关于成为能源消耗设备的控制基准的能源消耗费用的最大值的信息等。
网络接口160-8能够使装置30通过通信网络与其他服务器通信。
上述中央服务器15可以作为这种服务器的实例，并且装置30可以从中央服务器15接收根据时间的能源价格信息。
如图16的实例所示，触点驱动单元25-3起到连接或断开连接到各能源消耗设备的电力线的触点c-1至c-k的作用。
第一通信单元160-11通过通信接口连接到各能源消耗设备，并起到向各能源消耗设备传送设备控制信号的作用。
第二通信单元160-12连接到计量器13以便从计量器13接收能源消耗量信息等。
第三通信单元160-13与用户便携式终端17-1或IHD17-2接口。第三通信单元160-13起到传送包括预测出的能源消耗费用、警告信息等的各种能源管理信息的作用。
第一通信单元160-11、第二通信单元160-12和第三通信单元160-13可具有有线串行通信、无线近场通信、电力线通信等所需的各种通信接口结构。
特别地，第三通信单元160-13可被配置为通过例如移动通信网络的广域网(WAN)与用户便携式终端通信。
存储介质160-3储存并保持运行装置30所需的驱动程序和各种数据。
存储介质160-3的功能可通过只读存储器(ROM)来执行。然而，无论是否存在电力供应，存储介质都需要具有能够读写数字数据的非易失性从而储存随时储存或删除的信息。如果需要，存储介质可具有不同的结构和性能，包括内部的、外部的、分开的和不可分的存储介质等。
储存在存储介质160-3中的驱动程序为能够使装置30执行其功能的计算机程序。
所述驱动程序可以被不同地配置。所述驱动程序包括：能够使装置30执行估计组件21的功能的程序模块、能够使装置30执行分析组件22的功能的程序模块、能够使装置30执行接收组件23的功能的程序模块、能够使装置30执行预测组件24的功能的程序模块以及能够使装置30执行能源控制组件25的功能的程序模块。
如果装置30的运行开始，则处理器160-1将储存在存储介质160-3中的驱动程序储存到主存储器单元160-2中，然后执行储存在主存储器单元160-2中的驱动程序，从而根据各组件的功能来控制待运行的装置30。
图20只是装置30的配置的实例。装置30可以根据情况需要被不同地配置。
图21显示了在其上显示能源消耗信息的显示屏250的实例。除了总能源消耗费用的信息以外，单个能源消耗设备的能源消耗费用的信息也被显示在显示屏250上。
关于能源消耗设备#1的当前和未来的能源消耗费用的信息被显示在显示屏250上。通过操作方向按钮251和252，用户能够识别关于前一个或下一个能源消耗设备的能源消耗费用的信息。
显示屏可以通过各种类型的设备被输出。例如，显示屏可以通过图20所示的显示模块160-5被输出，或者通过用户便携式终端17-1、IHD 17-2等被输出。
图22显示了提供各能源消耗设备的控制历史信息的屏幕的实例。屏幕上显示的控制历史信息为第一负载的电力在2010年3月2日04:18:30被切断，然后第一负载的电力在2010年3月2日17:56:59被重新连接。
所述屏幕还可以通过图20所示的显示模块160-5被输出，或者通过用户便携式终端17-1、IHD 17-2等被输出。
在下文中，将参照图23和图24描述根据本发明的能源管理方法的实施方式。
参看图23，根据本发明的能源管理装置或系统首先通过计量器测量所有的能源消耗设备每单位时间的总能源消耗量(S351)。
可以在智能电表中执行操作S351。
如果每单位时间的总能源消耗量与在操作S351处测定出的结果不同，则所述装置通过将变化与各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量相比来估计各能源消耗设备的运行状态(S352)。
在操作S352中用于估计各能源消耗设备的运行状态的方法已经参照图3至图8进行了详细描述，因此，将省略重复部分的描述。
然后，所述装置根据在操作S352中估计出的各能源消耗设备的运行状态来检测各能源消耗设备的消耗时间，并使用检测出的消耗时间来分析各能源消耗设备的电力消耗量(S353)。
也就是说，能够通过在操作S352中估计出的各能源消耗设备的运行状态来检测各能源消耗设备的消耗时间，因此，能够使用各能源消耗设备的消耗时间和每单位时间的能源消耗量来分析电力消耗量。
这里，所述电力消耗量与单个能源消耗设备相关。所述电力消耗量可能与其中计算能源消耗费用的基准周期有关。
例如，假定能源消耗费用按每月收取，则所述电力消耗量可为在能源消耗费用被重新计算以后直到目前为止由相应的能源消耗设备消耗的电力的量。
如果在操作S353中分析出各能源消耗设备的电力消耗量，则基于电力消耗量和能源价格信息，所述装置预测各能源消耗设备的能源消耗费用或者所有的能源消耗设备的总能源消耗费用(S354)。
在这种情况下，所述能源价格信息可以从中央服务器接收到或可以由用户输入。
所述能源价格可以根据按能源消耗量和时间累计定价、分时定价、尖峰定价、实时定价等而变化。
在操作S354中，可以使用等式1预测各能源消耗设备的当前能源消耗费用，并且可以使用等式2预测总能源消耗费用。
在操作S354中，可以通过等式1和等式2以最小二乘法计算各能源消耗设备的能源消耗费用或能源消耗设备的总能源消耗费用，并且可以基于计算出的能源消耗费用的变化率来预测未来的能源消耗费用。
用于预测未来的能源消耗费用的方法可以被不同地配置。特别地，可以使用原线性函数或使用二次阶或更高阶非线性函数来预测未来的能源消耗费用。
操作S354可以被配置为：使用关于能源供应公司的费用征收政策的信息，基于当前或未来的能源消耗费用来预测将向用户实际收取的费用。
在操作S354中，可以将关于各能源消耗设备的能源消耗费用的信息或总能源消耗费用的信息传送到中央服务器、用户便携式终端、屋内显示器(IHD)等。
操作S354可以被配置为监视预测出的能源消耗费用或总能源消耗费用是否超过了用户设定的最大值。
如果预测出的能源消耗费用或总能源消耗费用超过了最大值，可向用户便携式终端、IHD等传送警告信息。
参考图24，根据本发明的能源管理方法可进一步包括基于在操作S354中估计出的能源消耗费用来控制能源消耗设备(S355)。
在操作S355中，可以根据情况需要不同地配置用于控制能源消耗设备的方法。
例如，所述方法可包括：用于切断估计出的能源消耗费用超过预先设定的最大值的能源消耗设备的电力的方法、用于在总能源消耗费用超过最大值时优选地切断具有高能源消耗费用或低能源效率的能源消耗设备的电力的方法等。
在操作S355中需要的用于设备控制的各种信息可以被配置为由用户输入。这里，所述信息包括成为能源消耗设备的控制基准的最大值、能源效率等。
在这种情况下，操作S355可以提供能够使用户输入用于设备控制信息的用户接口(UI)，或者可以接收用于由另一设备输入的设备控制信息。
可以使用直接地控制能源消耗设备或控制能源消耗设备所连接的插座的方法，来执行在操作S355中提供或切断能源的控制。涉及上述方法的具体实例与参照图16和图17描述的实例相同。
操作S355可被配置为将对能源消耗设备的控制结果传送到用户便携式终端、IHD等。
如上所述，本发明的有益效果在于：使用由计量器检测到的能源消耗量信息，能够估计单个能源消耗设备的运行状态。
如果估计出了各能源消耗设备的运行状态，则能够检测单个能源消耗设备的消耗时间，因此能够在合理范围内预测单个能源消耗设备当前或未来的能源消耗费用。
此外，根据预测出的结果，在能源消耗场所(例如住户、办公室或公司)的各能源消耗设备可被单个地接通或关闭，从而能够控制能源在有限的范围内被有效使用。
此外，预测信息被通知给用户，因此能够帮助用户确定与能源使用相关的他/她的意图。
虽然已经结合优选实施方式描述了本发明，但是本发明的实施方式仅是出于说明的目的并且不应解释为限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解在所附权利要求限定的技术实质和范围内可以做出各种改变和改进。

Claims (13)

1.一种能源管理装置，所述装置包括：
估计组件，其被配置为保持关于各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量的信息、将由计量器检测到的根据时间的能源变化与各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量相比较，以及用与所述能源变化相对应的每单位时间的能源消耗量来估计单个能源消耗设备的运行状态；
分析组件，其被配置为基于对单个能源消耗设备的消耗时间的分析来分析单个能源消耗设备的电力消耗量；
接收组件，其被配置为从中央服务器接收根据时间的能源价格信息；以及
预测组件，其被配置为基于单个能源消耗设备的电力消耗量和能源价格信息来预测单个能源消耗设备的能源消耗费用。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括能源控制组件，所述能源控制组件被配置为基于所述预测组件的预测结果向所述单个能源消耗设备提供能源或切断来自所述单个能源消耗设备的能源。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述能源控制组件直接地控制能源消耗设备的电力或者控制能源消耗设备所连接的插座。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述能源控制组件将用于能源消耗设备的控制结果传送到用户便携式终端和屋内显示器的至少一个。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预测组件将预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用和总能源消耗费用传送到中央服务器、用户便携式终端和屋内显示器中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预测组件监测预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用和总能源消耗费用中的至少一个是否超过了预定的最大值。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，基于监测到的结果，所述估计组件将警告信息传送到用户便携式终端和屋内显示器中的至少一个。
8.一种能源管理方法，所述方法包括：
存储关于各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量的信息；
将由计量器检测到的根据时间的能源变化与各能源消耗设备每单位时间的能源消耗量相比较；
用与能源变化相对应的每单位时间的能源消耗量来估计单个能源消耗设备的运行状态；
基于对单个能源消耗设备的消耗时间的分析，分析单个能源消耗设备的电力消耗量；
从中央服务器接收根据时间的能源价格信息；以及
基于单个能源消耗设备的电力消耗量和能源价格信息，预测单个能源消耗设备的能源消耗费用。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：基于预测出的结果，通过向所述单个能源消耗设备提供能源或切断来自所述单个能源消耗设备的能源来控制能源。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制能源的步骤直接地控制能源消耗设备的电力或者控制能源消耗设备所连接的插座。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制能源的步骤将用于能源消耗设备的控制结果传送到用户便携式终端和屋内显示器中的至少一个。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，将预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用和总能源消耗费用传送到中央服务器、用户便携式终端和屋内显示器中的至少一个。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，当预测出的单个能源消耗设备的能源消耗费用超过了预定的最大值时，基于监测到的结果，将警告信息传送到用户便携式终端和屋内显示器中的至少一个。
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