CN102656770A - 电力控制方法、通信装置及电力控制系统 - Google Patents

电力控制方法、通信装置及电力控制系统 Download PDF

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Abstract

可以针对不能连接至网络的电子设备执行电力控制。用户接入供电中心的URL，并下载应用（S11）。针对要被控制的每个单独的电子设备下载该应用。在S12中，用户进行各种设定。在完成设定后，供电中心2传输电力限制信号（S2），并且通信装置接收该电力限制信号（S13）。如果在S14确定电力限制功能被设定为激活，则在S16开始该应用。在S17，已被设定的通信类型为红外。如果通信类型是红外，则在S18，经由红外通信向目标电子设备传输电力限制信号。如果通信类型不是红外，则在S19，执行蓝牙通信。电力限制信号使得过渡到低电力消耗模式。

Description

电力控制方法、通信装置及电力控制系统
技术领域
本公开涉及用于控制例如安装在住宅中的电子设备的电力消耗的电力控制方法、通信装置、以及电力控制系统。
背景技术
最近，已经将取代矿物燃料而利用可再生能源的发电投入实际使用。这种趋势将在今后进一步加强，这被认为是肯定的。作为利用可再生能源的发电，已经开发了光伏发电、风力发电、风力发电、生物质能发电、波浪发电等。在这种情况下，理想地是，在诸如普通住宅、办公建筑、以及工厂的用户一侧的电力消耗（负荷）波动尽可能小。
由于在引入可再生能源的情况下发电量的不稳定性，要求调节负荷（load leveling）从而保持供电质量。此外，对于供电侧，可以避免为了满足负荷高峰而对供电的投入，从而提高了收益率。下一代电力网络（以下称为智能电网），其利用信息技术来解决有关供给者与用户之间的电力传输问题，使得可以从供给者一侧进行控制（DR（需求响应））并从而抑制用户侧的电力消耗。例如，在电力需求高峰时期，电力公司通过改变住宅中空调的温度设定来控制负荷。包括该DR，从供给侧导向用户所采取的措施称为DSM（需求侧管理）。
在PTL 1中，描述了经由公共网络连接至电力公司中的DSM命令站的集中式电力DSM控制器，并对于住宅中连接至家庭网络的多个电子设备的电力使用进行限制。即，描述了集中式电力DSM控制器根据用户的需求和优先级来控制电力的使用。在PTL 2中，描述了由中央控制器来控制连接至家庭网络的多个家用电器的电力消耗，各家用电器都包括备用电池，并且在高峰电力使用时段，家用电器以来自备用电池的电力运行，在其他时段，家用电器以来自商用供电的电力运行，并且备用电池充电。该中央控制器接收来自供电者一侧的电力控制命令。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本未审查专利申请公开第11-222834号
PTL 2：日本未审查专利申请公开第2001-258176号
发明内容
技术问题
PTL 1和PTL 2中描述的技术使得必须相对于为各单独家庭而设置的控制器来控制住宅中的电子设备，并且必须将该控制器连接至电力公司中的DSM控制中心。因此，需要控制器本身。此外，还需要将控制器连接至DSM控制中心的网络以及相对于控制器来控制住宅中的电子设备的网络。因此，需要对现有电力网络的明显改变，使得难以实现电力调节。此外，除了这些问题之外，PTL 2中描述的使用备用电池的技术还存在以下问题，即，备用电池的安装以及备用电池的控制成为必要。
因此，一个目的是提供通信装置，在执行电力消耗调节的情况下，其能够对现有电力网络的改变最小化。
解决方案
为了解决上述问题，根据本公开的方法是一种电力控制方法，其包括以下步骤：
由设置在供电侧的供电中心经由无线网络传输控制电力的电力控制信号；
由设置在需求侧的通信装置的第一通信部接收该电力控制信号；以及
由通信装置的第二通信部传输远程控制信号，其中，该远程控制信号根据接收的电力控制信号来远程控制一个或多个电子设备的电力消耗。
根据本公开的装置是一种通信装置，包括：
第一通信部，经由无线网络从供电侧接收电力控制信号；以及
第二通信部，传输根据接收的电力控制信号来远程控制一个或多个电子设备的电力消耗的远程控制信号。
根据本公开的系统是一种电力控制系统，包括：
设置在供电侧的供电中心，经由无线网络传输控制电力的电力控制信号；以及
设置在需求侧的通信装置，包括接收电力控制信号的第一通信部和传输远程控制信号的第二通信部，其中，远程控制信号根据接收的电力控制信号来远程控制一个或多个电子设备的电力消耗。
优选方面如下。
预先接收并存储应用数据，该数据用于生成对于要被控制的电子设备的远程控制信号。
通信装置是具有通过红外线或无线电波执行通信功能的便携式电话。
预先设定是否执行电力控制。
第一通信部经由互联网接收电力控制信号。
第二通信部传输的远程控制信号使用红外线或无线电波作为媒介。
有益效果
根据至少一个实施方式，即使在未设置称为智能电表的控制器的情况下，也能从供给者侧控制各单独住宅的电力消耗。此外，即使在住宅中的电子设备未连接到网络的状态下，也可以控制各单独设备的电力消耗。这样，即使电子设备本身不具备能够连接至网络的功能，也能够通过利用电子设备的远程控制功能来实现电力消耗的减小。此外，如果将便携式电话用作通信装置，则基于便携式电话的网络应用，可以轻松实现通过控制便携式电话中包含的通信功能而从属于网络的远程管理器。
附图说明
图1是电力控制系统的第一实例的框图。
图2是用于描述第一实例中的操作的流程图。
图3是用于描述第一实例中的操作的示意图。
图4是电力控制系统的第二实例的框图。
具体实施方式
在下文中，描述了根据本公开的实例。应当注意的是，按照以下顺序进行描述。
<1.第一实例>
<2.第二实例>
<3.变形例>
以下描述的实例是本发明的优选具体实例。尽管在以下描述中给出了各种优选的技术限制，但是除非明确声明该实施方式限制本发明，否则本发明的范围不限于这些实施方式。
<1.第一实例>
“电力控制系统的实例”
参照图1描述电力控制系统的实例。由供电商的电站1产生的电力经由输电网络和配电网络（未示出）连接到住宅3中的电表4。电站1是热电站、核电站等。设置了供电中心2，其生成用于控制有关电站1供电的命令。
电表4与转换部5连接。太阳能电池6和风力发电机7连接至转换部5。从电站1供给至住宅2中的电表4的电力是商用交流电。由太阳能电池6和风力发电机7生成的电力在转换部5中被转换成交流电，并在被添加到商用交流电力的同时引入到住宅中。除了太阳能电池6和风力发电机7，还可以使用燃料电池、蓄电池等。
来自转换部5的交流电力被提供到配电盘（包括分配盘）8，并且经由来自配电盘8的引出线和灯光电路而连接至电子设备91、92、…、9n。这些电子设备91至9n的实例包括空调、冰箱、照明灯具、洗衣机、电视接收器等。电子设备91至9n是受电力控制的电子设备，并且并不意味着代表住宅2中的所有电子设备。
此外，为了能够通过通信装置10（遥控管理器，remote controlcommander）进行远程控制，各电子设备91至9n都具有用于远程控制的通信装置。执行通信装置10的远程控制，以控制电子设备的电力消耗。例如，由来自通信装置10的远程控制信号来控制针对电子设备91至9n的电源的开/关。可替换地，电子设备91至9n可以在正常电力消耗模式以及电力消耗较低的低电力消耗模式之间切换。
例如，通过在制冷期间将空调的温度设定改变到较高温度，可以进行从正常电力消耗模式到低电力消耗模式的过渡（transition）。在液晶电视的情况下，通过相比于正常电力消耗模式降低背光照度、降低图像处理功能、降低工作时钟频率等，可以进行到低电力消耗模式的过渡。在照明灯具的情况下，通过降低照明亮度，可以进行到低电力消耗模式的过渡。不同于切换操作，当改变模式时，控制向另一模式的过渡，使其逐渐地发生。这防止对于使用该设备的用户造成的不适，还可以防止电力消耗量的突然波动。在电子设备不能进行这种模式改变的情况下，控制电源的开/关。
优选地，由与现有远程控制方案相同或类似的远程控制方案来执行电子设备91至9n的远程控制。至于用于远程控制信号的无线通信的媒介，可以使用红外线或无线电波。对于使用红外线的远程控制方案，可以使用用于电子设备的现有方案。对于电视接收器、空调、照明灯具等，使用红外线的远程控制方案已经投入实际使用。也可以采用与现有方案不同的新通信方案。
对于使用无线电波的远程控制方案，可以使用蓝牙或Zigbee。蓝牙方案被应用于多媒体通信，并能够进行经由一对多连接的通信。Zigbee方案使用IEEE（电气和电子工程师协会）802.15.4的物理层。IEEE 802.15.4是被称为PAN（个人局域网）或W（无线）PAN的短距离无线网络的名称。
这些使用无线电波的无线通信方案可以防止窃听和错误连接，从而确保了安全。即，可以由通信装置10远程控制的电子设备的实例是住宅3中的具体的一个或多个电子设备。当通信装置10下载应用程序时，设定要控制哪个电子设备。在远程控制多个电子设备的情况下，手动或自动地选择目标电子设备。
此外，与红外通信方案相比，使用无线电波的无线通信方案具有以下优势：其能够到达看不见的区域，诸如不同的房间。在通常大小的独立式住宅的情况下，可以在住宅中的整个区域传输通过无线电波的远程控制信号，因此即使对于安装在较远位置的待控制电子设备，也能由单个通信装置10来远程控制。
电子设备91至9n可以与备用电池连接，以便能够从备用电池接收供电。在不可能获得与待减少的电力消耗量相关的足够功能的情况下，电子设备从备用电池接收供电，以满足所需的功能。还根据电力系统中的供电条件来执行备用电池的充电。基于来自供电中心2的电力控制信号来控制备用电池的充电操作。
“关于通信装置”
通信装置10包括作为第一通信部的通信单元11a，其经由网络12从作为供电侧的供电中心2接收电力控制信号。通信装置10包括作为第二通信部的通信单元11b，其传输根据接收的电力控制信号来远程控制电子设备91至9n的电力消耗的远程控制信号。此外，尽管未示出，通信装置10具有控制部等，其控制包括通信单元11a和11b的通信装置10的整体操作。
在使用无线电波的方案（例如，蓝牙方案）中，借助于作为主机（master）的通信单元11b，通信单元11b能够对于可同时连接在通信单元11b周围10m以内的七个从机（电子设备91至9n）进行远程控制。即，通信装置10用作多远程控制。在使用IEEE 802.15.4方案的情况下，首先在通信单元11b和待控制的电子设备的通信单元之间建立配对。
通信装置10的一个实例是便携式电话。在现有便携式电话中，具有红外通信功能和/或蓝牙功能的那些已经投入实际使用。可以通过使用该红外通信和/或蓝牙功能来配置第二通信单元11b。值得注意的是，除了便携式电话，通信装置10还可以被配置为多遥控管理器（multi remote controlcommander）。
经由网络12（便携式电话网络）和通信单元11a提前下载电力控制应用（程序）并将其安装到通信装置10中。例如，便携式电话能够接入供电中心2的URL，从而下载应用程序。供电中心2能够基于对于单独的便携式电话唯一的信息（例如，电话号码）而识别出下载该应用程序的用户。因此，通过累积关于已经下载了电力限制应用程序的用户信息，可以追踪在供电的覆盖区域内正在使用电力限制程序的用户的近似比例，或者从供电侧单独地为这种用户提供服务。在该情况下，供电中心2可以被配置为从便携式电话接收执行电力限制操作的历史。例如，可以设想的一种配置是基于来自电子设备侧的确认（acknowledgement）来追踪已经执行了电力限制的事实，并创建关于电力限制的历史信息。
使多个信道可用于传输远程控制信号。用户在观看屏幕的同时操作按钮，以针对未占用的信道设定设备（诸如电视、照明、空调、或个人计算机）并设定设备的制造商。现有程序可以用于远程控制的应用程序的实体部分。可以将电源的开/关控制应用于电力限制。空调的温度设定的变化控制可以应用于电力限制。照明的亮度设定的变化控制可以应用于电力限制。电视接收器的图像照度的变化控制可以应用于电力限制。
电力控制信号经由网络12从供电中心2传输到安装有电力控制应用的通信装置10（例如，便携式电话）。响应于接收的电力控制信号，通信装置10生成用于降低电子设备91至9n的电力消耗的红外或无线电波远程控制信号。接收到该远程控制信号的电子设备91至9n从正常电力消耗模式过渡到低电力消耗模式，因此强制降低住宅3中的电力消耗。在便携式电话的屏幕上显示已经执行了电力限制的事实的指示。在便携式电话的情况下，当用户将该便携式电话携带到户外时，不能执行电力限制。这意味着，便利地，仅当用户在家中并操作电子设备时才执行电力限制。
“第一实例中的操作模式”
将参照图2描述第一实例中的操作。图2示出了在通信装置10和供电中心2之间执行的通信处理的流程的概述。通信装置10（例如）是便携式电话，并且网络12是便携式电话网络。
用户接入供电中心2的URL（统一资源定位器），并且，从供电中心2传输的应用（如步骤S1所示）被通信单元11a下载（步骤S11）。该应用被下载用于要被控制的各单独的电子设备。在该情况下，如果期望使用便携式电话作为常规远程控制管理器，则下载包含了不与电力限制相关的控制项的应用。然而，值得注意的是，可以下载限定至有关电力限制的项的应用。
然后，在步骤S12中，用户打开菜单来进行各种设定。以下给出了要设定的项的实例。
-选择要被控制的电子设备的型号（设备的类型和制造商）
-选择通信类型（红外、蓝牙）
-激活/无效电力限制功能的设定
-根据要被控制的设备设置低电力消耗模式（例如，当要被控制的电子设备是空调时的温度设定，或者在电视接收器的情况下降低照度的设定）
可以将电源的开/关控制用作低电力消耗模式。然而，由于倘若电源关闭，则根本不能使用设备，因此这并不是非常有利的方案。
在通信装置10中的设定完成后，供电中心2传输电力限制信号（步骤S2），并且通信装置10的通信单元11a接收电力限制信号（步骤S13）。供电中心2不仅可以将同一电力限制信号传输到特定的一个通信装置，还可以传输到选定区域内的多个通信装置。在进行设定时，在步骤S14确定是否将电力限制功能设置为激活。如果电力限制功能被设置为无效，则处理结束（步骤S15）。
如果在步骤S14确定电力限制功能被设置为激活，则在步骤S16中开始该应用。在步骤S17，确定已经设定的通信类型是否为红外。如果通信类型是红外，则在步骤S18，通信单元11b经由红外通信向目标电子设备传输电力限制信号。如果通信类型不是红外，则在步骤S19，通信单元11b执行蓝牙通信。
除非通信装置10存在于用户自己的住宅中，否则即使在传输电力限制信号时，电力限制信号也不传送到另一方的电子设备。因此，实际上不执行电力限制操作。通过通信单元11b和电子设备之间的双向通信，可以确认是否实际上已经执行了电力限制操作。用于指示通信单元11b已经传输了用于进入低电力消耗模式的远程控制信号的历史被存储在通信装置10所包括的非易失存储器中。基于来自电子设备的确认信号，记录了指示已经实际上进入低电力消耗模式的历史。
通信装置10中存储的历史信息被周期性地或者根据来自供电中心2的请求而从通信装置10的通信单元11a传输到供电中心2（步骤S20）。供电中心2接收历史信息（步骤S3）。然后，分析历史信息（步骤S4）。例如，针对每个单独的用户来管理历史信息，并且可以针对每个单独的用户获得有关已经执行的电力限制类型的信息。例如，这种分析结果可以反映在对用户收取的电费上。
[电力限制操作]
将参照图3描述根据第一实例的电力限制操作的实例。在图3A中，符号31a表示一天中总电力消耗的时间变化。总电力消耗是由供电侧估计的。通过将诸如季节和用户数量的可变因素考虑在内来统计地计算总电力消耗，而不使用与来自诸如家庭的用户的实际电力消耗相关的任何特定反馈信息。例如，如虚线TG1所示设定最大电力消耗值。当达到在其期间的电力消耗超过设定值的时段时，从供电中心2向每个住宅中的通信装置10传输限制电力消耗的电力控制信号。来自通信装置10的远程控制信号使得住宅内的电子设备的电力消耗进入低电力消耗模式，从而如符号31b所示，限制总电力消耗。
在图3B中，符号32a表示总电力消耗的时间变化的另一实例。如图3B所示，通过将电力消耗随时间的典型变化考虑在内来设定最大电力消耗的设定值TG2。在该情况下，当达到在其期间的电力消耗超过最大电力消耗的设定值TG2的时段时，从供电中心2向每个住宅中的通信装置10传输限制电力消耗的电力控制信号。来自通信装置10的远程控制信号使得住宅内的电子设备的电力消耗进入低电力消耗模式，从而如符号32b所示，限制总电力消耗。此外，可以使得最大电力消耗的设定值按照与最大电力消耗的时间变化相同的方式来改变。此外，可以基于用户信息（地址、年龄、职业等）将最大电力消耗的设定值适应于每个单独的用户或每个单独的用户组。
“第二实例”
近来，正在开发HEV（混合动力电动汽车）、EV（电动汽车）、以及PHEV（插入式混合动力电动汽车）等，并且解决随着使用电能的这些汽车数量的增大而增大的负荷的措施成为必要。第二实例可以应用于这些措施。
如图4所示，例如，针对用于便携式电话的基站201、202…所覆盖的各个区域（为了简单，每个都由矩形表示）R1、R2…，安装电站11、12、…以及供电中心21、22…。区域R1、R2…以大约数千米至数十千米的中心到中心的距离而彼此分离。诸如住房和办公建筑的用户31、32…分别连接至电站11、12…。电站11、12…（或供电中心21、22…）能够彼此通信。
例如，使用PHEV方案的汽车40能够与基站201、202…通信。例如，基站201、202…是用于便携式电话的基站。随着汽车40的备用电池的容量减小，充电成为必要，向汽车40所属的区域R1中的供电中心21进行关于充电位置的询问。根据询问来定位汽车的当前位置。位置信息不需要是详细的，其可以是任何信息，只要定位了驾驶汽车的区域。
已经接收到关于充电位置的询问的供电中心21执行与汽车40的当前位置的区域R1、以及周围相邻区域R2、R3、R4…中的供电中心22、23、24…的通信，并获取关于各区域中的总电力消耗的信息。然后，将关于具有最少总电力消耗的区域中的充电设施（包括住宅）的信息传输到汽车。可替换地，将关于具有最大盈余供电的电站所存在的区域中的充电设施的信息传输到汽车。汽车40根据传输的信息前往充电设施，并执行充电。在该情况下，可以将汽车的当前位置和充电位置之间的距离考虑在内。
<3.变形例>
虽然上面已经详细描述了本发明，但是本发明不限于上述实施方式，并且可以存在着基于本发明技术思想的各种变形例。例如，通信装置10的第一通信单元11a可以经由互联网与供电中心通信。此外，通信装置10的第一通信单元11a可以包括用于FM（调频）、AM（调幅）、或用于这两者的接收器。在不需要双向交换信息的情况下，仅接收信息就足够了，通过在FM或AM无线电波上承载控制信息，能够以简单的方式控制遥控器。
参考标号列表：
1.电站
2.供电中心
3.住宅
91至9n.电子设备
10.通信装置
11a.第一通信单元
11b.第二通信单元
12.网络

Claims (11)

1.一种电力控制方法，包括以下步骤：
由设置在供电侧的供电中心经由无线网络传输控制电力的电力控制信号；
由设置在需求侧的通信装置的第一通信部接收所述电力控制信号；以及
由所述通信装置的第二通信部传输远程控制信号，其中，所述远程控制信号根据接收的所述电力控制信号来远程控制一个或多个电子设备的电力消耗。
2.根据权利要求1所述的电力控制方法，其中，预先接收并存储应用数据，其中，所述应用数据用于生成关于要被控制的电子设备的所述远程控制信号。
3.根据权利要求1所述的电力控制方法，其中，所述通信装置是具有通过红外线或无线电波执行通信的功能的便携式电话。
4.根据权利要求1所述的电力控制方法，其中，预先设定是否执行电力控制。
5.一种通信装置，包括：
第一通信部，经由无线网络从供电侧接收电力控制信号；以及
第二通信部，传输远程控制信号，其中，所述远程控制信号根据接收的所述电力控制信号来远程控制一个或多个电子设备的电力消耗。
6.根据权利要求5所述的通信装置，其中，预先接收并存储用于生成关于要被控制的电子设备的所述远程控制信号的应用数据。
7.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述通信装置是具有通过红外线或无线电波执行通信的功能的便携式电话。
8.根据权利要求5所述的通信装置，其中，预先设定是否执行电力控制。
9.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述第一通信部经由互联网接收所述电力控制信号。
10.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述第二通信部传输的所述远程控制信号使用红外线或无线电波作为媒介。
11.一种电力控制系统，包括：
设置在供电侧的供电中心，所述供电中心经由无线网络传输控制电力的电力控制信号；以及
设置在需求侧的通信装置，所述通信装置包括接收所述电力控制信号的第一通信部、以及传输远程控制信号的第二通信部，其中，所述远程控制信号根据接收的所述电力控制信号来远程控制一个或多个电子设备的电力消耗。
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