CN102460335A - 用于能源消耗管理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能源管理系统和方法，提供了整体的住所能源优化和能效回收系统，包括软件、分析和自动化过程的互连系统，对能源产生和存储技术、住所内的能源消耗资产的能源消耗、能源需求和能源利用进行优化。

Description

用于能源消耗管理的系统和方法
技术领域
本发明总体涉及用于能源管理的系统和方法，更具体地，涉及整体能源优化和效率系统和方法，提供对能源产生和存储技术、建筑内的能源消耗资产的能源消耗、能源需求和能源利用进行优化的过程。
背景技术
基于来自能源情报署(“EIA”)的数据，住宅和商业终端用户消耗了美国生产的所有电力中的超过40％。同时，能源部(“DOE”)估计，建筑中的当前的低能效导致多达40％的电力系统损耗。
尽管在过去十年，通过家电和HVAC(“加热、通风和空调”)系统中的技术进步，住宅用户已经经历了效率增长，但是这些增长基本上被住房数目的40％的增长、空调使用的49％的增长、住房大小的72％的增长以及所使用的家用电子设备的数目的稳步增长而抵消。平均的美国家庭现在拥有26个消费电气产品，估计存在124,000,000个美国住宅。预计在未来十年将建造1500万个新的商业建筑。
此外，对燃料源(如煤和天然气)的全球需求、更多发电容量的增加、以及新的传输和分配基础设施的所需投入只会将能源价格推向甚至比现今市场上更高。可再生的和传统的能源供应构造成本全面上涨，能源燃料成本升高、运营成本增加，很快可以预见到清洁气候的显著成本。
与日益增长的能源消耗水平和能源成本的继续增加相伴，针对能源效率、可再生能源供应和碳排放的法律和法规导致公用事业实体寻找新的技术来向其消费者传送可负担的、低碳的、可靠的能源供应。减少碳排放和保护气候以免全球变暖的政治和经济压力持续增长。
例如，国家经济再投资和恢复刺激计划包括超过400亿美元投向开发使得国家能效更高的技术。这个数字表示与过去任一年相比，用于能源效率的年度联邦投资增长了10倍。超过60亿美元预期用于提高家庭能源效率和扩大当前状态的能源效率项目。在该计划中包括了特殊的“分离”规定，向公用事业实体保证，如果终端用户由于公用事业实体的终端用户能源效率项目而消耗更少电力，则公用事业实体因此损失的收入将得到补偿。
此外，2005年的美国能源策略法案鼓励采用能源定价使用时间(“TOU”)费率来调整终端用户的消费行为，减少对昂贵的峰值发电的需要，并有效提高电网利用率。实现这些策略需要智能仪表和先进的计量基础设施(“AMI”)。政府估计到2010年将有5000万台先进仪表在管线中，意味着公用事业实体投入估计10亿美元。
2007年的能源独立和安全方案支持通过国家电力传输和分配系统的现代化来建立智能电网。估计在2010至2030年间，公用事业实体将在传输和分配基础设施中投入1.5万亿美元。在2008年下半年，在开发和制造用于智能电网方案的通信网络和其他技术的公司中投入了2.75亿美元的新的私人风险基金。
一般而言，这些智能电网提案的目标在于提高公用事业实体生产和传送基础设施的效率。智能电网和需求响应方法和技术被设计为减少消费者的峰值能源需求。例如，通过拒绝或限制用电设备的用户，在特定时间点减少住所使用的总能源消耗的尝试，但是这些技术未减少总能源消耗。此外，这些提案未影响整体系统中对能源浪费贡献最高的方面，即在建筑和住宅中发现的低能效。
此外，传统系统，如能源管理系统、建筑自动化系统、智能仪表、家庭自动化系统、住所内显示器、可编程通信恒温器和DDC/空气控制系统，采用单一方法进行控制和管理，仅关注其所附着的单一电组件资产或者可能地一组资产的性能。这些传统系统依赖于住所占有者或住所设施管理者来理解和向控制系统输入正确参数，以进行正确操作。此外，这些系统要求，在条件或住所环境改变时，对这些参数进行更新，这需要住所占有者或住所设施管理者具有广泛的知识并且知晓能源中心的数据事实，如当前天气、将来天气、当前能源价格条件、将来能源价格条件、其他资产利用、以及当前资产和其他住所资产之间的交互。
发明内容
相应地，在整个供电系统中以及在住所和商业建筑中能源浪费和低效率的持续存在向电力行业提供了一些极大的机会来节约能源，减少碳排放并提高利润。这些损耗的影响叠加至能源供应链、不仅迫使需要产生越来越大量的电力，还需要审慎研究传输和分配电网基础设施的工程化，以满足所导致的能源需求的更高峰值。这些低效率导致电力的生产、分配和消费中的巨大的不必要的成本，以及更大量的有害碳排放的不利产生和释放。
基于当前能源消耗前景，显然能源效率是中心策略，以满足能源和气候需要。另外，没有单一的项目或新技术足以解决这些挑战。满足可负担、低碳能源(电力)的需求是一项具有前所未有复杂度的挑战。国家要实现这些目标只能通过对能效和可再生能源供应源的大量投入来实现。
需要一种整体方法，能够根据消费者行为、市场或天气条件、电网基础设施约束和利益相关者项目的改变来预测和/或动态调整操作和性能。通过将技术应用于消除/最小化能源浪费和提高能效来创建能源供应源的清洁技术、零排放、备选源，提供了一种直接、实用、低成本的方法以实现显著、可持续的近期改善。通过在住所中放置的高度可互操作和智能的平台来实现这种改善提供了用于集成和加速对确保能源供应安全、减少碳排放、消除浪费和持续效率提高所需的关键技术的采用的手段。
这里公开的能源管理系统和方法提供了一种整体的住所能源优化和能效回收系统，包括软件、分析和自动化过程的互连系统，对能源产生和存储技术、住所内的能源消耗资产的能源消耗、能源需求和能源利用进行优化。
此外，能源管理系统和方法利用分析和软件来创建整体智能软件系统和应用组件，独立和自动地操作，与住所内组装和安装的现有和将来的能源消耗设备和装置相结合，优化基于住所的能源产生和存储技术的生命周期和能效性能。有效地提供了一种高度交互式的智能过程，通过消除能源浪费、最大化电器和装置的现有安装基础的能效潜力、避免对应的碳排放并减小住所峰值能源需求要求，来支持并连续适配于住所占有者的行为和需要，以满足和维持舒适和可靠性的所需条件，同时最小化对消费者的成本以及对公共事业实体的成本。
附图说明
图1示意了根据示例实施例的能源管理系统的框图。
图2示意了根据示例实施例的能源管理控制中心的框图。
图3示意了根据示例实施例的住所自动网络。
图4示意了根据示例实施例的能源管理计算机的框图。
图5示意了根据示例实施例的传感器/控制器的框图。
图6示意了根据示例实施例的用于管理能源消耗的方法的流程图。
图7示意了根据示例实施例的示例数据分析的流程图。
具体实施方式
为了示例目的，以下具体描述阐述了所描述的能源管理系统和方法的可能实施例。如以下所述，这里公开的系统和方法提供了一种完全容纳的(hosted)、基于web的方案，在住所或商业建筑中在幕后自动工作，以消除能源浪费并在消费者定义的规则内优化能源使用。这里公开的系统和方法包括以下能力：实时地或者以其他方式学习和适应消费者行为和外部影响，如市场、天气、电网基础设施约束、法规要求等等，以维持和持续改进能源节约。
图1示意了根据示例实施例的能源管理系统100的框图。如图所示，能源管理系统100在能源管理控制中心102、管理者/利益相关者104和位于住所106的终端用户之间建立了功能关系。图1示意了能源管理系统100可以支持的用户的不同层级。管理者/利益相关者104可以是公用事业提供商、产权管理者、产权开发者、整合者、社区/州/本地代理等等。住所106处的终端用户可以是住所106的所有者/居住者，住所106可以是住宅/住房、商业住所等等。
能源管理系统100提供了具有web能力的智能控制设备、数据获取传感器、诊断和性能算法以及住所106中安装的自适应软件的集成组，与能源管理控制中心102提供的集中式和分布式能源管理模块协作，以提供舒适、可靠性和成本的用户定义的选择，同时减少住所106处的能源需求、使用和碳排放。
在操作中，从传感器、移动客户端和/或控制器获取的事务数据(如能源消耗数据)发送至能源管理控制中心102。如以下详细描述，这种事务数据可以包括HVAC系统、照明、热水器、冰箱、大型电器等等的性能和使用。有效地，向能源管理控制中心102提供足够的数据以学习终端用户和在住所106处操作的能源消耗设备的习惯、过程和例程。此外，能源管理控制中心102被配置为有效地并且连续地收集住所106外部的数据，例如能源市场条件、天气条件、电网基础设施约束、法规要求等等。使用一些或全部所获取的数据，能源管理控制中心102被配置为与先前获取并存储在能源管理控制中心102中的数据相结合地组合、规范化和分析所获取的数据，并产生提供针对住所106处的能源消耗的优化结果的指令。基于优化结果，能源管理控制中心102产生控制指令，控制指令发送回传感器、设备、移动客户端和/或控制器，以自动动态适配住所的能源资产，从而提供更舒适、可靠的环境，同时基本消除能源浪费并显著减少能源使用。有效地，能源管理控制中心102被配置为自动采取动作，以消除能源浪费并最大化住所106的性能。优选地，周期性地(例如每分钟1至10次)执行该过程，以实现终端用户和/或管理者/利益相关者104所期望的最优结果集合。
此外，能源管理控制中心102提供了能源管理企业入口108，以向终端用户和/或管理者/利益相关者104提供基于web的用户接口。能源管理控制中心102包括提供网站入口(即能源管理企业入口108)以便用户与能源管理控制中心102交互所需的所有硬件和软件模块(未示出)。具体地，创建能源管理企业入口108用于能源管理系统100内的所有交互和配置。因此，能源管理企业入口108提供了核心可视化服务，用作提供所有用户接口数据的机制。住所106处的终端用户和管理者/利益相关者104均能够从该入口108访问所有商业逻辑、分析结果和报告。能源管理控制中心人员利用该入口108用于所有日常和/或管理功能。具体地，能源管理企业入口108使得管理者/利益相关者104能够查看数据、执行活动、扩展网络(即增加用户和/或增加设备等等)、以及其向系统的安全登录所规定的系统的所有其他功能，如备份/恢复、灾难恢复和服务器迁移。此外，每个终端用户在其相应住所106可以查看数据并与能源管理控制中心102交互(例如设置能源消耗规则/偏好)，但是优选地不能执行由管理者/利益相关者104执行的管理功能。
更具体地，终端用户可以针对住所106处的能源消耗设备的期望性能来设置能源消耗规则/偏好。此外，优选地，提供给终端用户的用户接口是片(tile)的无穷级数，允许与活动平台214的指定交互，这将在以下详细描述。所有活动创建从活动平台214至终端用户接口并最终返回活动平台214的反馈环路。因此，该功能实现了在一个或多个活动中全部涉及的项目的实时视图。此外，该入口是终端用户登录并设置和检查其住所的配置、使用模式和帐户状态的主要接口。
在示例实施例中，能源管理企业入口108创建安全检查点，以验证、认证或授权能源管理系统100上的用户事务。该签入入口能够执行所有所需的站点级操作、所有所需的批或组的站点操作、以及如上所述用作实时读取能源管理系统100的主要隧道。
此外，在实施例的另一改进中，能源管理企业入口108利用根据许可的社交网络技术而设计的交互式平台，向消费者通知所实现的结果，并向消费者建议可以执行的进一步改进机会。该平台有助于保持消费者参与对其住所106的轻松管理，以及提供使得用户能够持续向公共事业实体提供关键信息的用户接口。在示例实施例的这种改进中，提供给终端用户的web接口创建了使得终端用户能够参与关于能效和碳足迹(footprint)减少的友好竞争的平台。能源管理控制中心102被配置为捕捉并报告来自这些能源减少的益处(财政上的或其他方面)。因此，向希望在其能源管理/消耗中起积极作用的终端用户提供了这样做的能力。
在又一改进中，能源管理企业入口108被配置为针对因特网上的每个终端用户创建个人能效“家庭”页面或“建筑”页面。该“页面”被提供以汇集能源节约建议或关于终端用户的能源使用的观察。此外，终端用户可以互相连接，以提供诀窍和知识的传递，并且可以容易地与能源管理控制中心人员连接以帮助他们。能源管理企业入口108的部分还被配置为集成至其他社交网络站点(例如
Figure BDA0000118178360000071
)，使得用户能够自豪地显示其效率增长和碳足迹减少。
图2示意了根据示例实施例的能源管理控制中心102的详细框图。如以下详细讨论的，能源管理控制中心102包括被配置为存储每个住所106获取的和能源管理控制中心102接收的数据的硬件和软件模块。此外，能源管理控制中心102包括使其能够与外部数据流(如天气、当前能源价格条件、将来能源价格条件、其他资产利用和当前资产与其他住所资产之间的交互)相结合来组合、规范化和分析所获取的数据的硬件和软件模块。相应地，可以认识到，能源管理控制中心102包括必要的服务器、数据库、I/O接口、处理器等，以实现以下讨论的功能/组件。这些硬件组件是本领域技术人员已知的，未进行详细描述，以免不必要地模糊这里对能源管理控制中心102的描述。
如图所示，能源管理控制中心102包括：通信接口202，被配置为从位于每个住所106的传感器、设备、移动客户端和/或接口202接收数据。在示例实施例中，通信接口202可以被配置为使用标准TCP/IP因特网协议等等来与住所106通信。在一个改进中，通信接口202可以实现为XMPP网关，被配置为接收实时事务数据。注意，通信接口202包括实现能源管理控制中心102与远程实体(如住所106)之间的通信所需的所有硬件和软件模块(未示出)。这些通信硬件组件可以包括传统I/O接口，如调制解调器、网卡等等。这些硬件组件和软件应用是本领域技术人员已知的，未进行详细描述，以免不必要地模糊这里对系统的描述。
应当认识到，可以采用任何传统web服务来实现能源管理控制中心102、管理者/利益相关者104和/或住所106之间的数据通信。这里使用的术语“web服务”提供用于描述可以通过网络(如因特网)访问并在容纳所请求服务的远程系统上执行的典型应用编程接口(“API”)或webAPI。例如，在一个改进中，术语“web服务”指通过在web上使用的超文本传输协议(“HTTP”)协议通信的客户端和服务器。然而，针对本公开的目的，实现信息交换、诊断和控制的任何应用可以用于该目的，而不限于任何具体协议。在一个改进中，优选地，所实现的web服务被设计为在运行操作系统的能效刀片(blade)类型服务器上运行，使得可以仅仅通过向刀片柜添加刀片来快速调整web服务的规模以满足增长的安装基础的需要。
如图2中进一步示出的，能源管理控制中心102包括数据存储器204(即，实时数据存储器或操作数据存储器等等)，提供用于存储能源管理系统100所实现的一个或多个传感器、设备、移动客户端或控制器的当前值，以提供能源管理控制中心102对这些数据的访问。数据存储器204还提供用于确保在产生优化结果之前的当前系统读数，以验证条件未改变至将显著改变期望优化结果的状态。
能源管理控制中心102还包括云数据存储器206(例如Cassandra云数据存储器)，被配置为能源管理控制中心102的主要数据存储器。优选地，云数据存储器206利用键/值对，以极快的读写时间来快速存储大量信息。有效地，提供云数据存储器206以能够快速读取输入数据并以结构化存储模型来存储数据。
能源管理控制中心102提供验证规则引擎208，本领域技术人员能够理解，验证规则引擎208被配置为通过以下测试中的一项或多项来验证每个数据元素：1)静态限制；2)单值阈值；3)值改变的百分比；4)与相关数据对象的差值的百分比；5)标准差的范围；6)斜率微分；7)数值阈值；8)对象完备性(完整性)；9)其他。如以下所讨论的，一旦所接收的事务数据通过该验证步骤，则将其用于判决过程以产生优化结果。
能源管理控制中心102还包括统一数据仓库210，被配置为能源管理系统100的事务数据存储器，存储输入数据、当前系统组件和执行的优化结果的所有历史记录。更具体地，统一数据仓库210被配置为存储客户偏好、历史能源使用和设备性能数据、制造商设备规范、市场规则、公共事业费率、天气数据等等。统一数据仓库210被配置为支持能源管理系统100所提供的连续能源效率改善的分析、优化和数据挖掘。有效地，统一数据仓库210用作能源管理控制中心102的电子存储数据的中心储存库。此外，应当理解，统一数据仓库210可以由任何适用软件来管理。例如，在示例实施例中，统一数据仓库210由通用SQL来建立，并且可以在Microsoft SQL
Figure BDA0000118178360000081
或
Figure BDA0000118178360000082
上运行。
能源管理控制中心102还包括优化引擎212，被配置为执行能源管理系统100的所需数据计算。如以下详细讨论的，优化引擎212被配置为检索和分析统一数据仓库210中存储的数据，并在按照每个个体实现的要求来进行计算时创建新的数据点。优选地，这些计算无限嵌套，提供创建新的计算数据点的无限能力。
能源管理控制中心102还包括如上所述的活动平台214。一旦经由通信接口202、数据存储器204、云数据存储器206、验证规则引擎208、统一数据仓库210和优化引擎212接收所有数据并存储在能源管理控制中心102中，能源管理系统100可以被认为具有每个住所106处的所有传感器、设备、移动客户端或控制器的现有状态以及住所106处的管理者/利益相关者104和终端用户的用户规则/偏好。相应地，活动平台214被配置为使得相应用户能够执行预先编译的例程，所述例程表示标准和增强能源管理的所有捆绑商业规则。这些活动类型包括需求减少的传统方法(如需求响应)以及更先进和新出现的能源管理方法(如能源优化)。由于活动被定义为操作规则引擎216的商业规则的集合，可以经由入口108，针对相应用户实时定义新的活动类型和新的活动。优选地，这些活动用作用于能源管理和验证的执行的能源管理改进，意味着每个活动成为能源需求或能源消耗减少的测量单位，其中任何单一住所处的总能源减少等于来自所有所涉及活动的能源减少之和。
如上所述，能源管理控制中心102包括操作规则引擎216，操作规则引擎216被配置为通过链接至验证规则引擎208来执行进一步验证。例如，操作规则引擎216针对每个住所106的所有连接的传感器、设备、移动客户端或控制器提供“IF Then Else(如果则否则)”逻辑。因此，操作规则引擎216从统一数据仓库210中读取节点，并跨越独立的传感器、设备、移动客户端或控制器，执行相应用户定义的商业规则。
最后，能源管理控制中心102包括服务和传送平台218，服务和传送平台218被配置为将整体优化结果推送至任何其他连接的节点(即相应住所106的传感器、设备、移动客户端或控制器)。应当理解，服务和传送平台218与通信接口202相结合来工作，通信接口202还被配置为使用标准TCP/IP因特网协议等将优化结果传送至住所106。
图3示意了根据示例实施例的住所自动网络300。如上所述，住所106被配置为与能源管理控制中心102通信。如图3所示，住所自动网络300可以安装在住所106处。具体地，住所自动网络300包括能源管理计算机302和多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316(以下将详细描述)。住所自动网络300被设计为通过允许自动执行终端用户传统上手动执行的任务的技术来获得有效性。有利地，住所自动网络300是用户友好的，在于其不需要用户改变任何当前模式或惯例。
在安装期间，住所自动网络300优选地在住所106的现有电力线路接线上实现，使得能源管理计算机302可以通过现有电基础设施来与多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316通信。传统的电源线路通信或电源线载体(“PLC”)技术是部署在商业和住宅应用中的已知的、可靠的网络技术基础设施应用，用于在也用于电力传输的导体上承载数据。注意，尽管在图3中仅示出了7种类型的传感器、设备、移动客户端和/或控制器，但是根据这里的详细描述容易认识到，在给定住所中，组件的具体数目不受限制。
利用PLC技术，能源管理计算机302被配置为采用住所106中的现有电基础设施来接收多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316测量的事务数据。为了实现示例实施例中的PLC技术，优选地，在住所自动网络300内使用的网络协议是由国际标准化组织(“ISO”)标准化的协议，见以下文献：
●ISO/IEC 14908-1：Open Data Communication in BuildingAutomation，Controls and Building Management-ControlNetwork Protocol-Part 1：Protocol Stack.
●ISO/IEC 14908-2：Open Data Communication in BuildingAutomation，Controls and Building Management-ControlNetwork Protocol-Part 2：Twisted Pair Communication.
●ISO/IEC 14908-3：Open Data Communication in BuildingAutomation，Controls and Building Management-ControlNetwork Protocol-Part 3：Power Line Channel Specification.
●ISO/IEC 14908-4：Open Data Communication in BuildingAutomation，Controls  and Building Management-ControlNetwork Protocol-Part 4：IP Communication.
在备选实施例中，能源管理计算机302被配置为使用无线通信协议，如从
Figure BDA0000118178360000111
可用的
Figure BDA0000118178360000112
无线通信协议、
Figure BDA0000118178360000113
等等，与多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316进行无线通信。因此，应当认识到，能源管理计算机302可以实现使得能源管理计算机302能够与住所自动网络300实现的任何辅助网络协议进行通信的任何现有协议栈。
图4示意了根据示例实施例的能源管理计算机302的详细框图。如上所述，能源管理计算机302用作安装有能源管理计算机302的特定住所106的每个相应住所自动网络300的监管和网关设备。
在优选实施例中，能源管理计算机302是单板计算机，包括执行能源管理系统100的功能所需的所有硬件和软件组件。然而，注意，能源管理计算机302的功能可以以软件实现。在软件实现中，能源管理软件可以安装在传统主机系统上，例如可以被配置为执行这些功能的任何类型的膝上计算机、台式计算机、微处理器等等。应当认识到，任何这种主机系统应当包括有效因特网连接以及对住所自动网络300(即PLC网络或
Figure BDA0000118178360000114
无线网络等等)的连接。有利地，该配置将使得现有家庭技术(如家庭计算机、机顶盒和无线路由器/联网设备等等)能够用作住所自动网络300内的能源管理计算机302。
能源管理计算机302包括住所自动网络接口404、因特网连接406、处理器408、存储器410和LED指示灯412。住所自动网络接口404被配置为如上所述使用PLC通信协议，无线通信协议等等，与多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316通信。如果能源管理计算机302被配置为使用PLC通信协议来进行通信，则注意在本实施例中，能源管理计算机302包括用于电源线通信的功率变压器(未示出)，能源管理计算机302被配置为直接插入住所106的现有电插座。还应注意，如果能源管理计算机302被配置为与住所自动网络300中的多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器无线通信，则能源管理计算机302装配有必要的扩展槽(未示出)，使得可以利用无线卡等等，与住所自动网络接口404相结合来进行无线通信。例如，能源管理计算机302可以被配置为通过
Figure BDA0000118178360000115
无线协议进行通信，其中节点(能源管理计算机302和多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316)的低速特设(ad-hoc)网络在安装时构造并在对住所自动网络300添加和移除多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316时自动更新。
此外，优选地，因特网连接406被配置为使用标准TCP/IP因特网协议等等，与外部网络进行通信。例如，在一个实施例中，因特网连接406可以是标准因特网连接。然而应当认识到，因特网连接406可以是任何无线连接接口、DSL接口、线缆调制解调器、蜂窝连接、CDMA接口、GSM接口等等。
利用因特网连接406，能源管理计算机302被配置为连接至能源管理控制中心102的通信接口202并且能够与其通信。有效地，能源管理系统100提供了能源管理控制中心102与住所106之间经由因特网通信标准的事务数据的自由交换。相应地，如以下详细讨论的，能源管理计算机302可以经由标准TCP/IP因特网协议向能源管理控制中心102发送所需数据，并且继而接收具有能源管理控制中心102产生并发送的优化结果的形式的指令。
处理器408被配置为执行能源管理计算机302的所有应用功能，包括经由本地化规则引擎414来处理接收的指令以及将其转换为原生PLC/无线通信协议，以实现运行时生产环境中的期望例程。应当理解，一旦连接至能源管理控制中心102，能源管理计算机302有效地变为能源管理系统100内的有效节点。还可以想到，至少一个能源管理计算机302安装在相应住宅或商业建筑中，许多分离的住所(每个均安装有能源管理计算机302)创建了能源管理系统100内的许多相应有效节点。此外，处理器408被配置为使用任何适用的操作软件(如等等)来操作能源管理计算机302。在示例实施例中，能源管理计算机302的编程和配置可以使用
Figure BDA0000118178360000122
编程语言来执行，并且以远离能源管理控制中心102的方式安装。能源管理计算机302被配置为接受一系列模块，每个模块提供住所106内其监控的不同目的或过程。应当认识到，可以通过软件升级动态地和远程地执行技术更新，允许容易地和经济地延长系统寿命。
此外，如以下详细解释的，在操作中，能源管理计算机302被配置为经由住所自动网络300，从多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316获取数据。优选地，每个系统组件针对值的任何改变和/或周期性地以“推送”方式与能源管理计算机302的住所自动网络接口404通信。存储器410被配置为临时存储该数据，直到将其发送给能源管理控制中心102。在示例实施例中，存储器410是非易失性闪存，数据库是在
Figure BDA0000118178360000131
开源数据库平台上建立的。然而，能源管理计算机302可以使用能够执行这种存储功能的任何类型的存储器。此外，存储器410被配置为针对住所自动网络300的所有组件存储备份当前配置的数据文件。此外，LED指示灯412被提供用于向家庭或商业终端用户提醒其状态。
返回参照图3，如上所述，能源管理计算机302被配置为使用安装有能源管理计算机302的住所106的现有电接线技术设施，经由标准PLC技术，或者经由无线通信协议，与多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316通信。如图所示，能源管理计算机302通信耦合至一个或多个能源消耗控制器，所述能源消耗控制器可以包括“通用传感和负载控制设备”(“USLCD控制器”)304和“专用传感器和负载控制设备”(“SSLCD控制器”)306。
USLCD控制器304被配置为插入现有墙壁插座中，并且可以使用现有电接线基础设施与能源管理计算机302通信。例如，USLCD控制器304可以利用单、双、三或四插头或电源板来实现，使得能够在住所自动网络300中工作。备选地，USLCD控制器304具有传统无线通信组件，以相应地与能源管理计算机302进行通信。因此，USLCD控制器304被配置为使得能源管理计算机302能够通过向USLCD控制器304发送控制指令信号来控制附着至墙壁插座的任何电设备。
在备选实施例中，可以利用能源管理计算机302的软件实现来配置USLCD控制器304。因此，能源管理计算机302可以被配置为与能源管理控制中心102的通信接口202直接通信。
一般地，响应于从能源管理计算机302接收的控制指令信号，USLCD控制器304和SSLCD控制器306可以执行3种操作。这些操作是：(1)移除负载；(2)重定向负载；以及(3)减小/增大负载。这些控制操作的示例如下：
(1)移除负载。移除负载是以下指令：完全关闭与特定负载(例如连接至控制器的电器)相对应的控制器，使其处于“零汲取”模式。已经被视为适于移除负载指令的负载被切换至“零汲取”模式，该模式被指定为不需要修改另一负载。移除负载是能源减少的最有效的策略。由于针对所占循环的剩余部分不需要HVAC单元从而将该HVAC单元“关闭”是移除负载指令的示例。
(2)重定向负载。重定向负载是以下指令：将与特定负载相对应的特定控制器关闭至“零汲取”模式，但是与重定向负载指令相结合地，已经或将要更多地利用另一负载。在这个意义上，重定向负载指令仅仅将能源消耗从一个负载“重定向”至另一负载。该策略的目的在于，对于接收重定向的负载，比被重定向的负载更加高效或消耗更少的总功率。“关闭”HVAC单元并“开启”吊扇是将负载从消耗大量能源的HVAC重定向至消耗比HVAC少得多的能源的吊扇的示例。
(3)减小/增大负载。减小/增大负载是以下指令：特定负载的主要过程变量减小/增大，以能源管理控制中心102视为合适的方式减小或增大工作量。例如，将HVAC单元的设置点从75度调整为72度所消耗的能源量是减小电辐射器的过程变量以节省能量的示例。
图5示意了根据示例实施例的USLCD控制器304的示例实施例的详细框图。如图所示，USLCD控制器304优选地包括传感器阵列502中的多个传感器，多个传感器均被配置为确定与相关联能源消耗设备/电器的操作相关的各种数据以及与住所106和/或设备所在的指定房间相关的更一般的信息。这些传感器包括但不限于：占用传感器504、能源消耗传感器506、温度传感器508、光传感器510等等。这些传感器捕捉从住所106获取的数据元素，通过使用这些传感器获取的基本信息，可以确定与特定USLCD控制器304所在的房间或区域相关的许多类型的信息。例如，能源消耗传感器506被配置为测量从连接至特定USLCD控制器304的电器/设备汲取的电流。对此，能源消耗传感器506可以测量电器/设备所消耗的电流，并将精确读数提供给能源管理计算机302。注意，占用传感器504、能源消耗传感器506、温度传感器508、光传感器510均包括合适的硬件来测量本领域技术人员可以认识到的各种数据。例如，能源消耗传感器506可以包括电流表、电压表、万用表或被配置为测量耦合至能源消耗传感器506USLCD控制器304的电器/设备汲取的电流的类似合适测量设备。
USLCD控制器304还被配置为利用住所自动网络驱动器512，将所捕捉的与房间或区域相关的数据发送至能源管理计算机302。如上所述，一旦被能源管理计算机302接收，该数据与来自住所106内的多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316的数据组合，最终使得能源管理系统100能够确定在住宅或商业建筑以及其中的特定房间中进行的活动的总体情况。在附加改进中，每个USLCD控制器304提供：LED灯514，向家庭或商业终端用户提醒其状态；以及定时超控开关516，使得终端用户能够在预设或不确定的时间段内绕过现有程序。此外，USLCD控制器304包括执行(1)移除负载；(2)重定向负载；以及(3)减小/增大负载的功能所需的必要硬件(未示出)。对本领域技术人员而言显而易见地，必要硬件可以包括电/电磁开关、可变电阻器等等。
在一个实施例中，USLCD控制器304还可以作为USLCD灯开关控制器或类似这种控制器来提供。有效地，多个USLCD控制器304可以位于遍布住所106的在墙壁插座、灯开关和其他合适的位置处。采用传感器阵列502的内部传感器，多个USLCD控制器304优选地被设计为取代住所106处的预先存在的恒温器的感测端，并且如上所述被配置为将温度读数和/或灯开关数据转发至能源管理计算机302。因此，多个USLCD控制器304提供了温度读数和灯开关数据的组合和相关，使得能源管理计算机302能够确定住所106中安装的每个HVAC单元的使用率。此外，该配置允许不仅针对正常的日常操作，而且在如需求响应程序之类的关键能源事件中，动态并且有计划地利用HVAC资产。
在示例实施例中，住所自动网络300采用220伏以及110伏USLCD插座控制器，使得住所106中的能源消耗设备可以快速而容易地添加至能源管理计算机302的控制。这允许不仅针对正常的日常操作，而且在如需求响应程序之类的关键能源事件中，动态并且有计划地利用其他家庭和商业建筑资产。例如，该功能的简单需求响应应用可能在能源充足的半夜而不是在高峰白天时间段调度和运行洗碗机、洗衣机、干燥器等等。此外，随着这种电器的能力进一步发展，如果终端用户决定需要在白天运行干衣机，则在能源价格溢价时，能源管理计算机302可以优选地关闭干衣机的加热元件，但是继续翻滚衣服，然后在需求宽松时再开启加热元件。
在本实施例的另一改进中，USLCD控制器304被配置为利用可互操作自安装协议，其中当添加至住所自动网络300时，自动配置设备。在本实施例中，当终端用户通过将设备插入装配有USLCD控制器304的插座来将设备添加至住所自动网络300时，住所自动网络300在能源管理计算机302中安装操作所需的必要配置。应当认识到，每个USLCD控制器304可以采用操作系统518，包括本领域技术人员可以认识到的必要硬件(例如处理器和存储器(未示出))，以控制USLCD控制器304的功能。例如，如上所述，可以利用能源管理计算机302的软件实现来配置USLCD控制器304。在本实施例中，操作系统518具有处理器和存储器，以相应地执行软件实现。
返回参照图3，能源管理计算机302还被配置为通信耦合至住所自动网络300内的“专用传感器和负载控制设备”控制器(“SSLCD控制器”)306。一般地，每个SSLCD控制器306采用与图5所示的USLCD控制器304相同的核心组件，并且利用相似的内部组件来制造，区别在于外部实体和接线接口。在示例实施例中，每个SSLCD控制器306可以考虑单一应用来设计，并专门提供指定应用功能。因此，每个SSLCD控制器306被配置为与终端用户的特定能源消耗设备接口连接，该能源消耗设备直接接线入住所106的电系统，而不是插入电插座。例如，SSLCD控制器306被配置为与允许三线直连的设备接口连接，如在现代电烤箱和HVAC系统中使用的设备。例如，SSLCD控制器306被设计为附着在现有家庭或商业建筑恒温器与HVAC单元的接线盒之间。它设计有夹持接线盒连接器以便安装。一般地，住所HVAC系统利用由国际标准组织规定的标准接线设计，因此，不同家庭之间的接线盒接线几乎相同。SSLCD控制器306优选地针对HVAC应用来设计，并且通过模仿住所HVAC单元的恒温器来工作。利用这种方法，SSLCD控制器306能够容易地集成至几乎任何住所HVAC系统。
在示例实施例中，SSLCD控制器306被配置为使用PLC或无线通信协议与能源管理计算机302通信，并且一般地需要来自能源管理计算机302的控制指令信号来操作和控制相关联的电器/能源消耗设备。因此，SSLCD控制器306的核心技术在于能源管理计算机302中基于Java的HVAC模块内。在备选实施例中，可以利用能源管理计算机302的软件实现来配置SSLCD控制器306。因此，SSLCD控制器306可以被配置为与能源管理控制中心102的通信接口202直接通信。
此外，与USLCD控制器304类似，SSLCD控制器306还被配置为利用可互操作自安装协议，其中当添加至住所自动网络300时，自动配置设备。在本实施例中，当终端用户将设备直接接线至住所106的电系统时，住所自动网络300在能源管理计算机302中安装操作所需的必要配置。
如上所述，SSLCD控制器306被设计为位于恒温器与引至HVAC单元的接线盒的线之间。尽管因此SSLCD控制器306可以用于控制HVAC单元的操作，但是SSLCD控制器306还被配置为在故障时从HVAC单元接收控制指令信号和/或信号，以禁用其自身，并有效允许HVAC单元恢复其标准操作模式。还应当认识到，在这种设计配置中，如果发生电气或网络故障，则预先存在的恒温器可以重新进行控制。
最终，采用SSLCD控制器306作为HVAC控制器提供了可以精确测量由终端消费者节约的确切能源消耗费用的组件。这是由于，能源管理计算机302还被配置为：相对于能源管理计算机302正在指示HVAC单元进行何种操作以传送期望温度和HVAC控制，记录和测量住所106中预先存在的恒温器已经指示了HVAC单元进行何种操作。
与USLCD控制器304和SSLCD控制器306相结合，住所自动网络300包括附加组件，被配置为使用PLC、无线通信协议等等来与能源管理计算机302通信。具体地，住所自动网络300还包括商用/家庭仪表308(例如A.M.I.、A.M.R.、机电等等)；能源产生设备310(例如太阳能、风能等等)；能源存储设备312(例如电池等等)；通用商用/家庭绿色或可持续性设备314；以及商用/家庭能源变换器设备316。这些设备中的每一个根据其传统硬件和功能来提供。然而，这些设备中的每一个可以包括以上关于图5描述的USLCD控制器304和/或SSLCD控制器306的组件。在另一改进中，可以利用能源管理计算机302的软件实现来配置设备304-316中的任一个。因此，这些组件可以操作为主机，并且可以被配置为与能源管理控制中心102的通信接口202直接通信。最终，如图3所示，可以在住所106处提供家庭内显示器318，以使得除了能源管理企业入口108之外，终端用户能够具有备选路径，以通过触摸屏接口来输入消耗规则/偏好等等。
图6示意了根据示例实施例的用于管理能源消耗的方法的流程图。如图所示，最初在步骤605，在终端用户的住所106处安装住所自动网络300。接下来在步骤610，通过合适的传感器和/或控制器或者完成安装过程的技术人员来测量当前恒温器设置、冷柜和冰箱中的温度以及任何其他可变设置设备。不需要以任何方式测量开/关设备，如电视、灯、泳池和温泉泵、无线电、计算机、洗衣机和干燥器、以及任何其他这种能源消耗设备，但是将其品牌、型号和序列号提供给能源管理控制中心102以存储在统一数据仓库210中。然后，分析这些数据以定义用户简档并创建每个家庭的数字模型，包括每个能源消耗设备/电器的类型和位置。
在步骤615，记录终端用户的偏好和要求选择，如工作调度、气候环境、必须全时运行的必要设备(例如医疗设备)、成本偏好等等。在示例实施例中，用户可以响应于问题和答复的标准集合，经由用户接口直接输入该信息。然后，将这些数据和用户偏好提供给能源管理控制中心102以存储在统一数据仓库210中。此时，给定住所106的住所自动网络300准备好进行操作。
在步骤620，根据用户初始定义的偏好来初始配置电子电器和其他能源消耗设备。为了执行初始配置，能源管理控制中心102可以产生控制指令信号，这些控制指令信号被发送至终端用户的住所106的能源管理计算机302。继而，对这些控制指令信号进行处理，并发送至多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316。如上所述，USLCD控制器304、SSLCD控制器306等等被配置为控制相关联电器/能源消耗设备的操作，所述操作实现包括(1)移除负载；(2)重定向负载；以及(3)减小/增大负载在内的指令。
在一个示例中，基于终端用户的工作调度，针对HVAC系统产生控制指令信号，使得能源管理计算机302在终端用户离开上班时“减小负载”，而在终端用户下班回家时“增大负载”，提供终端用户指定住所106中要达到的温度。更具体地，终端用户可以定义其住所106的3个不同简档：(1)“在家”、(2)“上班”、和(3)“夜间”。“在家”简档包含当终端用户在家时的所有设置。“上班”简档包含终端用户上班时的所有设置。最终，“夜间”简档包含终端用户睡眠时的所有设置。利用能源管理企业入口108提供的用户接口，终端用户可以设置这些偏好，继而能源管理控制中心102可以自动调度这些偏好。这允许整个家庭或商业设施自动知晓这些调度的改变，并适于这些改变，而无需终端用户付出任何另外的工作。
一旦建立了住所自动网络300并且针对初始操作配置了所有电器、消费电子设备和任何其他合适设备，终端用户的住所106能够根据能源管理系统100开始正常操作。具体地，在步骤625，住所自动网络300执行一系列步骤以捕捉可用于多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316的数据。更具体地，多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316的传感器阵列502内的传感器，尤其是USLCD控制器304和SSLCD控制器306，收集如能源消耗、温度、灯光、有效超声波占用数据等等。如上所述，然后经由PLC或无线技术将这些事务数据发送至能源管理计算机302，在能源管理计算机302中，在发送至能源管理控制中心102之前，将这些数据存储在存储器410中。
接下来，在将事务数据发送至能源管理控制中心102之后，能源管理控制中心102进一步考虑与事务数据不相关的外部数据以及用户定义的规则和偏好，利用分析和软件来对数据执行数据分析操作(步骤630)。
如以下关于图7将详细解释的，基于终端用户在安装过程期间选择的配置设置，能源管理计算机302可以修改电器/能源消耗设备的配置，以实现最大能源效率。此外，能源管理系统100计算、建模和算法分析，得到推断的和预测的终端用户信息。更具体地，能源管理系统100包括自适应软件和技术，能够学习和动态优化终端用户的住所106内的能源使用，以与终端用户的行为的改变模式相匹配。例如，采用数据挖掘技术，在统一数据仓库210内，在整个房屋或系统级别上，将电器、其他能源消耗设备和消费者能源行为关联在一起。因此，能源管理控制中心102被配置为基于观察消费者行为与控制器、传感器、设备和电器的操作条件之间随时间的关联性，确定要采取何种操作以优化能源使用。这些相互关系的历史重要性应用于优化性能。
此外，能源管理控制中心102被配置为在其优化技术中观察和使用外部和内部因素之间的关联关系(如响应于天气条件和温度的即将到来的变化来执行内部HVAC系统)。然后，能源管理控制中心102被配置为采用这些观察来预测性地优化HVAC操作。例如，如果冷天气前锋正在接近给定住所106的地理位置，则能源管理控制中心102将该数据应用于相关联HVAC单元的当前操作设置，并产生控制指令信号(如减小负载指令)，以在进一步考虑终端用户的温度偏好的同时，减小应用于空调单元的负载。
能源管理控制中心102还被配置为分析设备和电器(如HVAC系统、热水器、冰箱等等)的电签名，从而能够标识表示初始性能退化或失败的条件。这种分析提供了在解决潜在情况时要采取的保护性措施的手段，以提高可靠性并减少资产寿命周期成本。因此，与能源管理计算机302相结合，能源管理控制中心102连续评估住所HVAC系统(制冷、加热、气流等等)、照明、热水器、冰箱、大型电器和其他设备的性能，并被配置为自动“调谐”这些主要能耗设备，优化其能效性能，以节约能源。
在该步骤的另一改进中，如果事务数据指示相对于历史常规的显著改变，则能源管理控制中心102包括分析和软件以识别这些改变，从而自动标记这些行为，以研究和调整调度或其他声明的性能条件。例如，能源管理控制中心102被配置为创建“预组装事件响应原语”，其响应于特定数据激励而工作，以自动控制能源管理系统100以集成方式操作，从而得到由能源管理控制中心102的统一数据仓库210中存储的规则定义的指定结果或输出。
在步骤635，能源管理控制中心102响应于数据分析操作，产生控制指令信号序列，并将这些指令发送至住所自动网络300的能源管理计算机302。在步骤640，能源管理计算机302接收并转换这些信号，使得能源管理计算机302可以驱动多个传感器、设备、移动客户端和/或控制器304-316以及优选地USLCD控制器304和SSLCD控制器306，在满足消费者偏好的同时，得到能耗、峰值能源需求、碳排放减少、可靠性、舒适性和成本的优化。为了实现这些目的，能源管理计算机将控制指令信号转换为要发送给合适的USLCD控制器304和SSLCD控制器306的控制命令(即“移除负载”、“重定向负载”和“减小/增大负载”)，USLCD控制器304和SSLCD控制器306继而执行指定功能(步骤645)。
最终，应当理解，可以周期性(例如每60秒)重复步骤625至645，以周期性地“调谐”电器/能源消耗设备以最大化能耗效率。通过这种重复循环，在能源管理控制中心102处实现的分析和软件可以连续地集成和同步传递能源消耗、碳排放和峰值需求减少、提高消费者舒适性、便利性和可靠性、减少公共事业和消费者成本以及延展基于住所的资产的生命周期中的结果所需的方法、过程、基于住所的资产、设备、消费者规则、行为、入口、通信网络、智能处理器、传感器、控制器和服务。
图7示意了根据示例实施例由能源管理控制中心102执行的示例数据分析的流程图。应当认识到，图7示意的流程图对应于以上关于图6描述的数据分析步骤(步骤630)。
首先，在步骤705，经由连接接口202从住所106的能源管理计算机302接收实时事务数据。然后，接下来，在步骤710，数据存储器204存储事务数据，数据存储器204仅存储事务数据的当前值。类似地，在步骤710，云数据存储器206存储值的完整历史，包括事务数据的当前值。在步骤715，从相应数据存储器中提取事务数据，验证规则引擎208验证事务数据。如上所述，验证规则可以包括以下一项或多项：1)静态限制；2)单值阈值；3)值改变的百分比；4)与相关数据对象的差值的百分比；5)标准差的范围；6)斜率微分；7)数值阈值；8)对象完备性(完整性)；9)其他。如果一项事务数据或者一系列事务数据不满足验证要求，则宣称数据无效，触发合适的响应(步骤720)。在示例实施例中，基于习惯来对触发的事件进行响应，其中，典型响应包括例如：排除失败的数据点、通知操作者、做出系统标记以便以后使用、或者提醒操作者。一旦所有数据通过所需验证规则，则能源管理控制中心102将事务数据重新插入云数据存储器206，并将其同步至统一数据仓库210(步骤725)。
在步骤730，使用验证的事务数据作为原始数据来创建新的计算数据。例如，步骤730包括优化引擎执行的简单计算，如加法和减法或者利用括号的复杂数学计算。优选地，所有计算以P.D.M.A.S.(括号、除法、乘法、加法、减法)运算顺序来执行。然而应当认识到，可以使用任何合适的计算顺序。此时，数据分析分为可以串行或同时执行的两个并行路径。具体地，在步骤735，运动平台214扫描统一数据仓库210以确定对有效活动的参与。使用新的有效数据和计算数据来更新活动的当前状态。此外，在步骤740，操作规则引擎216标识有效商业规则(即“If Then Else”逻辑链)，并以正确的操作顺序来执行这些商业规则。最终，在步骤745，产生优化结果，并经由服务和传送平台218将合适的控制指令发送至与能源管理系统100连接的所有订户成员(见图6的步骤535-545)。
在能源管理系统100的一个示例实现中，能源管理控制中心102可以用于支持公用事业需求响应程序，以对大型电器(如终端用户的冰箱和热水器)进行负载控制。例如，在接收到指令信号时，在不危及冰箱存放物的安全的情况下，可以在短时间间隔内关闭这些电器。
例如，可以使用USLCD控制器304(如USLCD 120或220伏插头)来实现冰箱优化。这些USLCD控制器中的传感器阵列502的硬件传感器被配置为测量插座的消耗kW，以确定冰箱的运转周期。然后，将所测量的运转周期数据发送至能源管理计算机302，并最终发送至能源管理控制中心102的统一数据仓库210。
通过将输入数据流与在住所自动网络300的安装过程期间关于电器收集的型号信息相关联，来确定内部冰箱控制的建议设置。由能源管理控制中心102产生的这些建议设置继而传送至终端用户的能源管理计算机302。由于冰箱品牌和型号的显著多样性，要求终端用户手动进行冰箱温度设置调整。正确的设置考虑作为房间的厨房的使用、外部气候条件、HVAC设置等等。
此外，USLCD控制器304控制的数据允许基于来自USLCD控制器304的当前得出的数据来分析其所连接的特定电器(即冰箱、热水器、洗碗机、洗衣机等等)的用户操作周期。因此，能源管理控制中心102能够看到终端用户电器的调度的和实际的操作。通过这种观察和其他行为数据，能源管理控制中心102被配置为以控制指令信号的形式，关于电器操作的调度，对能源管理计算机302提出建议，以实现更有效的节约和能源优化。
由于能源管理系统100被设计为利用统一数据仓库210(存储一个传感器、设备、移动客户端或控制器与另一传感器、设备、移动客户端或控制器的关系的类型和距离)，能源管理系统100具有针对所连接(经由传感器、设备、移动客户端或控制器)资产的更大范围的控制。因此，判决逻辑可以考虑其他连接的传感器、设备、移动客户端或控制器的状态/值。这允许利用更复杂的机器智能来控制资产以及使得能够以与分离资产相比更加反映合作的资产系统的方式来控制家庭或商业住所资产。这些合作的资产的效果是较低的能源账单、更高效率的操作、以及更低能耗和需求。此外，由于能源管理系统100是正在运行的系统，能源管理系统100得到的效率和成本增益能够随时间持续，这不同于随时间缓慢失去有效性的现有一次性分析。此外，由于能源管理系统100具有随时间存储信息的能力，它还可以以这种方式用作家庭或商业用途的资产管理平台。可以使用来自能源管理系统100的数据来关联和推断何时需要实际维护，建立“按需”维护程序，而不是现有的调度维护程序。
此外，由于能源管理系统100被设计为利用统一数据仓库210(存储一个传感器、设备、移动客户端或控制器与另一传感器、设备、移动客户端或控制器的关系的类型和距离)，能源管理系统100可以计算和确定多个能源节约项目或动作的影响如何。这是由于能源管理系统100可以经由统一数据仓库210来标识不同资产之间的关系。广义上，针对该分析的计算利用了相关系数的标准数学函数。
尽管已经结合示例实施例描述了以上内容，但是可以理解，术语“示例”仅仅表示示例。相应地，本申请预期覆盖这里公开的能源管理系统和方法的精神和范围内可能包括的备选、修改和等效物。
此外，在之前的详细描述中，已经阐述了许多具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域技术人员而言应当明显地，没有这些具体细节，也可以实现能源管理系统和方法。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地模糊这里公开的能源管理系统和方法的方面。

Claims (1)

1.一种能源管理系统，包括：
位于远程的计算机，被配置为从与相应电组件相关联的至少一个能源消耗控制器接收能源消耗数据；
控制中心，通信耦合至所述位于远程的计算机，并被配置为使用能源消耗数据和先前存储的数据来执行数据分析操作，以产生用于控制所述相应电组件的指令，
其中，所述先前存储的数据包括与能源消耗数据不相关的数据。
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