CN102483735B - 用于提供需求响应服务的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于提供与资源相关的需求响应服务的系统。需求响应信息可以由资源提供方输送至需求响应逻辑。该逻辑可以将所述需求响应信息转换为预定义的有限数量或数目的需求响应级别之一。这些级别可以被转换为装置状态，并且所述装置状态进而可以被转换为装置命令。所述转换可以基于被设计为影响资源使用情形的规则。所述规则可以轻易被改变。所述命令可以被提供给在一个或多个机构处的装置。所述装置可以依据所述装置命令来控制消耗资源的负载。所述装置可以向资源提供方提供与所述机构相关的诸如条件和资源消耗之类的信息。所述命令和信息可以经由局域和广域通信网络进行输送。

Description

用于提供需求响应服务的系统

本申请要求于2009年7月17日提交且题为“Systemandmethodforprovidingdemandresponseservices”的美国临时专利申请第61/271084号的权益。于2009年7月17日提交的美国临时专利申请第61/271084号通过引用结合于此。

背景技术

本发明涉及公共设施资源且尤其涉及资源的评估和分配。更具体地，本发明涉及资源及其负载的有益管理。

发明内容

本发明为一种用于提供与资源相关的需求响应服务的系统。需求响应信息可以由资源提供方输送给需求响应逻辑。该逻辑可以将该需求响应信息转换为预定义的有限数量或数目的需求响应级别之一。这些级别可以被转换为装置状态，并且所述装置状态进而可以被转换为装置命令。所述转换可以基于能够轻易改变的规则。所述命令可以被提供给处于一个或多个机构处的装置。所述装置可以依据所述装置命令控制消耗资源的负载。所述装置还可以向资源提供方提供与所述机构相关的诸如条件和资源消耗之类的信息。所述命令和信息可以经由局域和广域网络进行传送。

附图说明

图1是示出本系统整体架构的示图；

图2是将需求响应相关的信息转换为装置特定的命令和消息时所涉及的步骤或阶段的示图；

图3是将机构宽泛要求结合到转换过程中的示图；

图4是图示需求响应级别转换规则的示图；

图5a和5b是描绘需求响应级别至装置状态转换规则的示图；和

图6a和6b是描绘装置状态至命令转换的示图。

具体实施方式

本系统可以被用来提供需求响应服务。术语“需求响应（demandresponse）”也可以被称作“DR”、“需求-响应（demand-response）”或合理地指示“需求响应”的其它术语。总的来说，需求响应可以被定义为在其中负责提供资源（诸如电力）的公共设施、提供方或独立系统运营商（公共设施/ISO）以在一些关键时间段期间影响消费者对该资源的消耗为意图而向消费者/接收方/机构/用户（一个或多个消费者）提供某种类的信息的过程。此后，可以将注意力集中于将电力作为正讨论的资源的示例。然而，本系统可以将注意力集中于诸如水之类的其它资源。典型地，消耗正讨论的资源的消费者可以是可以由所谓的机构所有者管理的机构。机构可以包括住所、商业建筑、工业机构等。

可能存在公共设施/ISO可能需要对其消费者的资源使用施加影响的众多原因。原因可以包括：1）导致潜在的服务中断的资源短缺；2）资源在市场上的价格波动；3）需要对使用进行调整以管理资源分配网络；以及4）以更为高效地利用资源的生成和分布这二者为目标而需要将使用切换到不同时间段。

本系统实质上可以支持包括其它情形在内的本文所描述的所有情形，原因在于该系统包括并不依赖于发起需求响应动作的特定原因的一般性方法。

基于发起需求响应相关动作的原因，公共设施/ISO所提供的信息可以包括：1）资源价格；2）用于分发一定量的资源的特定指令；3）供应和分配可靠性；和4）资源生成属性。

可由消费者使用以对公共设施/ISO所提供的需求响应相关信息进行响应的本系统可以利用下列项：1）机构内可以接收指令并且能够基于那些指令改变所述机构中的设备消耗资源的方式的通信装置；此后，消耗资源的设备和实体可以被称作“负载”，并且控制负载的这样的装置的示例可以是智能恒温器、光控制器和器具；而且，这些装置以及它们控制的负载的状态可以通过向控制所述负载的装置发送命令而以某自动化方式被影响；并且这些命令可以来自于所述机构外部的实体或者来自于所述机构自身内的某种类的控制系统；2）所述机构内可以测量并报告涉及该机构的操作的多种信息的通信装置，其示例可以包括测量电力消耗的仪表，以及能够报告各种负载的状态的装置；和3）可以被称作需求响应服务提供方的中间装置，其负责响应于由公共设施/ISO发起的需求响应动作而对机构中负载的操作进行管理，其中中间装置可以与该所述机构分离并且提供服务以取得该公共设施/ISO所提供的需求响应信息并且将该信息转换为可以被发送到该机构内的通信装置的适当消息和命令；并且在一些情况下，该中间装置可以是该公共设施/ISO自身。

本系统可以将注意力集中于需求响应服务提供方利用来将该公共设施/ISO所提供的需求响应相关信息转换为用于该机构内特定装置的适当命令和消息的过程。

在本说明书和/或权利要求书中可以把示图中所标注的各项直接或间接地看作模块和/或子模块。这些项可以由硬件和/或软件构成。

可以标注出需求响应服务架构。整体架构100在图1的示图中示出。架构100可以包括公共设施/ISO/提供方101，其提供资源并且负责通过提供或发布多种类型的多种类型需求响应相关信息103来发起需求响应动作。架构100还可以包括机构/接收方/用户/消费者（机构）104，其包含消耗公共设施/ISO101所提供的资源的负载。可以存在一个或多个机构。机构104中的负载可以由该机构内的多种装置106进行测量和控制这二者。在它们自身之间或作为该机构内某局域通信网络115的一部分，或者经由该机构104外部的某更广的或广域网络105，这些装置106中的每一个可能能够与其它装置106进行通信。局域通信115的示例可以包括诸如ZigBee^TM的无线网络、输电线通信等等。广域通信105可以包括诸如因特网和宽带通信以及还有高级计量基础设施（advancedmeteringinfrastructure,AMI）之类的示例。广域网105可以是机构104外部的实体能够通过其与该机构104内的装置106进行通信的方法。

AMI可以被看作能够比常规仪表更详细地标识资源消耗的智能仪表。它可以经由网络将信息向回传送到本地公共设施以便进行监视和/或记费。该仪表还可以从公共设施接收信息以发出诸如家庭之类的消费者机构内的分发策略。

图1的示图描绘了装置106中的每一个装置通过广域网105进行通信。该示图可能描绘了逻辑信息流，但并未必暗示每个装置在物理上能够通过广域网进行通信。可以预见到的是，装置106中的每一个装置可以经由局域网115与一些其它实体进行通信，所述其它实体将代理所述装置与该机构104外部的其它实体之间通过广域网105的通信。这样的代理的示例可以是作为AMI部署的一部分的智能仪表或者该机构内的其它网关/路由器和控制器。

在公共设施/ISO101和机构104之间可以是被称作需求响应服务提供方102的实体。需求响应服务提供方102可以取得公共设施/ISO101所提供或发布的涉及需求响应动作的信息103以及机构装置数据110，并且将该信息和数据转换为被发送给机构104的适当的装置命令107。此转换的目的可能是为了确保机构104以最为适当的方式对公共设施/ISO101所提供的需求响应信息103进行响应。

转换过程可以由需求响应逻辑109来提供。需求响应逻辑109可以依赖于多种信息，包括：1）针对如何对需求响应动作进行响应而规定机构宽泛要求的用户偏好114；2）针对各个装置106应当如何对需求响应动作进行响应而言提供要求的装置配置113；以及3）提供关于该机构104的状态的信息的机构装置数据日志112，其包括类似仪表数据和装置状态的东西。机构装置数据110可以由机构104提供给机构装置数据日志112。如可能由来自通信管理108的通信管理信息117进行调节或控制的装置数据110在装置数据日志112可以从装置数据日志112被转发到逻辑109。

需求响应逻辑109的输出可以是装置特定的命令和消息集，其经由通信管理方法或模块108以及网络通信基础设施105传送到机构104。通信管理模块108可能知道如何向装置106发送消息，并且依赖于装置通信配置111其提供规定需求响应服务提供方102应当如何与机构104内的特定装置106进行通信的信息。

需求响应信息至装置命令转换器210的方法或模块在图2的示图中示出。该示图示出了用于将公共设施/ISO101所提供或从那里发布的需求响应信息103变换为以特定装置106为目标的特定装置命令107集的转换过程的分解。公共设施/ISO101可以以需求响应信息的形式提供宽泛范围的不同类型的信息，并且同样地，可能存在能够存在于该机构104中的宽泛范围的不同装置106，其中的每个装置可以支持宽泛范围的功能性和命令。可以把该转换过程分解为多个步骤或阶段，其中的每个步骤或阶段可以通过应用所规定的规则集来执行。通过此分解，整个过程实质上可以针对资源使用的特定情形进行定制。

该转换过程可以以步骤或阶段206作为开始，其从机构装置数据日志112取得命令响应信息103、机构装置数据110（其可以在数据日志112由来自通信管理108的通信管理信息117调节或控制）和用户偏好114，并且应用规则集来产生需求响应级别205。该转换过程的步骤或阶段可以被视为转换器。该规则集可以被设计为影响来自阶段206的诸如级别205之类的期望输出。

需求响应级别205可以是预定义的有限集或数目的枚举值或级别205中的一个，所述枚举值或级别205诸如，像正常操作、适度分发和高分发，其表示机构104应当对其进行响应的整体级别。典型地，所述级别可以包括机构应当尝试以非常简单的定性关系（qualitativeterms）把其消耗减少到的级别，即使在该级别未必作为要求的情况下也是如此。只要级别是合理且可管理的有限集合并且具有良好理解的含义，则实质上任何级别集都可以提供期望目的。有限的集合或数目可以意味着可合理管理的数量或数目。示例可以是2、3、10等。有限未必意味着差一点无限，所述无限可以指示不合理或不可管理的数量或数目。

该转换过程的下一个步骤或阶段可以由项207来描绘，并且取得有限集或数目的一个或多个需求响应级别205并且将它们中的一个或多个转换为一个或多个装置特定的状态203。此转换步骤或阶段可以利用来自装置配置数据库113的机构装置数据110和用户定义的装置配置204。装置状态203可以表示装置106应当处于的状态。

最后的转换步骤或阶段可以通过装置状态至装置命令转换201来描绘，并且可以取得期望的装置状态203以及通过利用来自装置配置113的类型特定的装置配置202来创建一个或多个装置特定的命令107集。此步骤或阶段的输出可以是能够被传送到机构104内的装置106的装置特定的命令107集。

可以把级别205设定为始终如一地作为状态203和命令107通过其余的需求响应提供方102（图1）被携带到机构104的装置106的值。提供方102可以包括该转换过程的步骤或阶段206、207和201（例如，转换器206、207和201），这些步骤或阶段依据机构装置数据110、用户定义的装置配置204、类型特定的装置配置202和如所需要的其它项对级别205进行适配以向装置106提供适当的装置命令107。

该转换过程的步骤或阶段206、207和201可以基于规则。所述规则可以针对一种或多种资源的使用的一种或多种情形来设计。

一旦逻辑109的转换完成，就可以使用消息递送基础设施208将装置命令107传输到装置106。消息递送基础设施208或通信模块208可以结合如图1中所示的通信管理108、装置通信配置111、网络通信基础设施105和局部通信网络115的各部分。

图3是用于经由消息递送基础设施105向多个装置106提供命令消息107的需求响应逻辑109的示图。可以标注出结合的机构宽泛要求。而图2则示出了如可以被应用于特定装置106的转换过程；图3描绘了如可能被应用于机构104内实质上所有的装置106的转换过程。该过程也可以被应用于多个机构104。此过程中的差异表现为增加了用户定义的由约束过滤器301使用的机构宽泛约束302（例如，最大需求响应级别），其可以约束事件状态或需求响应级别205从转换需求响应信息为多个有限事件状态（需求响应级别）206之一，以产生将机构104作为整体考虑的需求响应级别303，所述有限事件状态206之一接收需求响应信息103和机构装置数据110。例如，机构所有者可以决定，无论需求响应逻辑109的转换步骤或阶段指示的需求响应级别如何，该机构都将未必对一定级别以上进行响应，包括根本不进行响应。另外，现在可以区分特定装置106中的每一个装置并且该每一个装置可以接收其自身版本的需求响应级别。机构宽泛需求响应信号303可以行进通过相应的装置需求响应级别至装置状态转换器207，所述装置需求响应级别至装置状态转换器207输出装置特定的状态203。状态203可以送至类型装置状态至装置命令转换器201，该转换器201向机构104的相应装置106输出命令消息107。

图4图示了用于将需求响应信息103和机构装置数据110转换为一个或多个需求响应级别205的方法206。由于需求响应级别205可以表示有限的简单定性状态集，所以转变需求响应信息103的任务可以得以简化。需求响应级别205的每个可能状态都可能与转换器401中考虑了信息的各种源、公共设施/ISO101和机构装置数据日志112的极好的逻辑规则集相关联，所述信息可以包括需求响应信息中的价格、日期和时间、诸如仪表信息之类的机构装置数据110，以及其它用户定义的参数，可能包括是否选择不对需求响应动作进行响应。

与逻辑操作的聚集相结合，信息103和110的源101和112可以允许容易规定并构建用户接口以在规范过程中进行协助的丰富规则集的规范。利用示例规则，转换方法206在图4的示图中示出。这些规则可以由机构所有者规定或者由需求响应服务提供方代表机构所有者来规定。这些规则几乎可以由任何人轻易起草、改变或重做以适应需求响应服务的接收方和/或提供方的需要或意图。所述规则可以是用于指示如被预定义或预定的需求响应级别的基础。

图4中作为实例引用的规则可以陈述如下。

规则:

图5a和5b的示图图示了将需求响应级别205分别转换为两个示例装置X和Y的装置状态503、504的过程的细节。转换器207的基础可以是规则集。这些规则几乎可以由任何人轻易起草、改变或重做以适应需求响应服务的接收方和/或提供方的需要或意图。

利用所结合的约束过滤器301，机构宽泛需求响应级别303可以替代需求响应级别205被输入到转换器207（图3）。每个装置106可以是特定类型的并且该装置的该类型将指示该装置可以处于的装置状态集。对于诸如具有简单的开（ON）或关（OFF）状态的开关之类的装置而言，图5a示出了装置需求响应级别至装置状态转换器207的一个规则505集。转换器501中所示的规则描绘了何时打开或关闭由装置X表示的开关的示例规则，图5a中作为实例引用的规则可以陈述如下。

针对装置X的规则－类型=SWITCH（开关）

（可能的装置状态－ON/OFF）

图5b示出了指示不同装置类型如何可能具有不同的可能装置状态集的另一规则506集。在规则506的情况下，另一装置需求响应级别至装置状态转换器207的规则可以用于恒温器，所述恒温器可以具有作为其状态的温度设置点。转换器502中所示的规则描绘了指示将装置Y所表示的恒温器调高或调低多少的示例规则。

由于需求响应级别205可能是相对小的有限集，所以将它们分别转换为特定装置状态503、504的过程也可能相对简单并且包括诸如日期和时间之类的东西。所述规则可以由易于规定逻辑操作的集合构成。所述级别也可以简化构造用户接口以在规则规范过程中进行协助的任务。所述规则可以由机构所有者规定或者由需求响应服务提供方代表机构所有者来规定。如图5b中作为实例引用的规则可以陈述如下。

针对装置Y的规则－类型＝THERMOSTAT（恒温器）

（可能的装置状态－临时设定

可以标注出把装置状态转换为装置命令。转换器201的基础可以是规则集。这些规则几乎可以由任何人轻易起草、改变或重做以适应需求响应服务的接收方和/或提供方的需要或意图。如图6a和6b中所描绘的，在项201转换过程的最后步骤可以是利用规则603、604，转换器601和602，将装置状态503、504分别转变为对示例装置X和Y的装置特定的命令605、606。此步骤未必要求用户预先规定任何规则，原因在于该步骤实质上可以完全依赖于装置类型。每种类型的装置106大致可以具有类型特定的装置配置（图2中的202），其规定了用于将装置状态转变或转换为装置命令的固定规则以及可能的装置状态集。

可以注意到，可能定义诸如“开关”或“恒温器”之类的通用服务类型集，其可以根据如何实施该机构中的特定装置而被转换为特定的装置命令。例如，开关A可以支持与开关B所支持的命令不同的用于打开它或关闭它的命令，但是两个开关都可以支持装置状态ON和OFF。因此，在项201此步骤中的转换过程可以依赖于存在于该机构内的特定装置。

转换器601的内容示例可以陈述如下。

针对装置X的转换－类型=SWITCH

（可能的装置状态－ON/OFF）

转换器602的内容示例可以陈述如下。

针对装置Y的转换－类型＝THERMOSTAT

在本说明书中，虽然以其它方式或时态陈述了，但是该主题中的一些可以为假设或预期的性质。

虽然已经相对于至少一个说明性示例描述了对本系统，但是在阅读本说明书后，许多变化和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。因此，目的是考虑现有技术，把所附的权利要求书尽可能宽泛地进行解释以包括所有这样的变化和修改。

Claims (18)

1.一种需求响应控制系统，包括：

逻辑模块，其用于将资源需求响应信息转变为针对装置的控制在机构处的资源的使用的装置命令；和

通信模块，其用于将所述命令从所述逻辑模块输送到所述装置；并且

其中所述逻辑模块包括：

提供一个或多个需求响应级别的需求响应信息至需求响应级别转换器，并且需求响应级别是预定义的机构尝试把其消耗减少到的需求响应级别有限集中的一个；

需求响应级别至装置状态转换器，其连接到所述需求响应信息至需求响应级别转换器，所述需求响应级别至装置状态转换器将所提供的需求响应级别转换为装置状态；和

装置状态至装置命令转换器，其连接到所述需求响应级别至装置状态转换器，所述装置状态至装置命令转换器将装置状态转换为装置命令。

2.如权利要求1所述的系统，其中可修改规则是所述需求响应信息至需求响应级别转换器、所述需求响应级别至装置状态转换器和/或所述装置状态至装置命令转换器的基础。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述机构的一个或多个装置的数据被提供给所述需求响应信息至需求响应级别转换器和/或给所述需求响应级别至装置状态转换器。

4.如权利要求1所述的系统，其中：

用户定义的配置被提供给所述需求响应级别至装置状态转换器；并且

类型特定的装置配置被提供给所述装置状态至装置命令转换器。

5.如权利要求1所述的系统，其中：

所述通信模块包括通信管理子模块和/或网络通信基础设施；并且

一个或多个装置通信配置被提供给所述通信管理子模块。

6.一种用于需求响应服务的方法，包括：

把来自资源提供方的需求响应信息和/或机构装置信息提供给需求响应逻辑模块；

将所述需求响应信息和/或机构装置信息转换为机构尝试把其消耗减少到的有限数目个需求响应级别；

基于来自机构的机构装置数据，将所述需求响应级别转换为表示机构应处于的状态的装置状态，以达到机构的需求响应级别；和

把所述装置状态转换为针对机构的一个或多个装置的装置命令；以及

其中：

所述需求响应级别包括用于一个或多个资源的使用的基础；以及

所述一个或多个装置根据装置命令控制在所述机构处的一个或多个资源的使用。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述需求响应级别包括正常级别、适度级别和高级别中的至少一个。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述需求响应级别通过在所述需求响应逻辑模块应用于所述需求响应信息和/或机构装置信息的规则集来确定。

9.如权利要求8所述的方法，其中：

根据规则集把所述需求响应级别转换为所述装置状态；和

根据规则集把所述装置状态转换为所述装置命令；以及

所述规则集是针对使用所述一个或多个资源的一个或多个情形予以设计的。

10.如权利要求6所述的方法，还包括利用约束需求响应级别过滤器对有限数目个需求响应级别进行过滤。

11.一种用于提供需求响应服务的系统，包括：

需求响应逻辑模块；以及

其中：

所述需求响应逻辑模块具有用于从提供方接收与资源相关的需求响应信息的输入；

所述需求响应逻辑模块具有用于提供指导接收方对所述资源的使用的命令信号的输出；

所述命令信号的基础是预定义的机构尝试把其消耗减少到的有限数目个需求响应级别；并且

所述需求响应逻辑模块被配置为：

将输入的需求响应信息转换为预定义的有限数目个需求响应级别之一；

将所述需求响应级别转换为装置状态；以及

将所述装置状态转换为一个或多个装置命令。

12.如权利要求11所述的系统，其中：

所述命令信号被传送到所述接收方的一个或多个装置；并且

所述一个或多个装置根据所述命令信号控制所述资源的使用。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述资源是电力。

14.如权利要求12所述的系统，其中：

所述预定义的有限数目个需求响应级别中的需求响应级别由应用于关于所述装置的需求响应信息和数据的第一规则集确定；

根据第二规则集把所述需求响应级别转换为装置状态；

根据第三规则集把所述装置状态转换为一个或多个装置命令；并且

所述规则是可修改的。

15.如权利要求11所述的系统，还包括：

连接到所述需求响应逻辑模块的用户偏好模块；和

连接到所述需求响应逻辑模块的装置配置模块。

16.如权利要求11所述的系统，还包括连接到所述需求响应逻辑模块的输出的通信管理模块。

17.如权利要求16所述的系统，还包括连接到所述需求响应逻辑模块和所述通信管理模块的接收方装置数据日志模块。

18.如权利要求16所述的系统，还包括连接到所述通信管理模块的装置通信配置模块。