CN102906957A - 用于向各个电负载顺序地施加电力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于向各个电负载提供顺序电力施加的能量管理系统包含：一系列电负载和至少一个单元控制器，其中每一个单元控制器连接到至少一个电负载并且控制对于所述至少一个电负载的电力施加。每一个单独的单元控制器具有独有标识从而允许与所述单独的单元控制器进行通信，其中每一个独有标识具有独有通电延迟。所述单元控制器包含存储器以及由所述存储器配置成施行以下步骤的处理器：确定是否发生了断电状况以及随后的通电状况，其被称作加电事件；以及允许在加电事件之后根据所述单元控制器的独有通电延迟向所述至少一个电负载递送电力。建筑物控制器或中央服务器可以替代地提供顺序电力施加。

Description

用于向各个电负载顺序地施加电力的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及电力配送，并且更具体来说涉及向多个电负载顺序地施加电力。

背景技术

在初始地向电负载供应电力时或者在停电之后恢复电力时，通常或多或少地是同时向所有电负载施加电力。举例来说，当在失去电力之后为建筑物恢复电力时，使用电力的所有建筑物装备和公用事业通常都是同时回到联线状态。不幸的是，所有设施同时回到联线状态可能会导致电涌，其结果可能是烧断与建筑物供电相关联的电网和/或保险丝。因此，在这种情况下需要有一种方式来防止同时向所有电负载施加电力。

此外，虽然在这样的时候有可能采用中央控制系统来按照顺序的或者非同时的方式向多个电负载施加电力，但是使用这样的中央控制系统来实现这一点可能会比较复杂且昂贵。

此外，当在相同的电路上存在多个电负载时，这样的中央控制系统可能没有效果。也就是说，虽然中央控制系统可能能够导致按照顺序的方式向多个电路当中的每一个施加电力，但是不太可能能够导致按照顺序的方式向任一个电路上的多个负载当中的每一个施加电力。

因此，在这种情况下希望有一种方式来按照顺序的方式向多个电负载当中的每一个施加电力，甚至按照顺序的方式向多个电负载当中的每一个施加电力而不管这些电负载是处于相同还是不同的电路上。因此，在这种情况下还希望有一种方式来按照顺序的方式向所述多个电负载当中的每一个施加电力，从而使得在独有的时间向每一个电负载施加电力而无需依赖中央控制系统。

因此，在工业内存在针对解决前面提到的缺陷和不足的至此未得到满足的需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于向各个电负载提供顺序的电力施加的能量管理系统和方法。特别可以如下实施在体系结构方面简要描述的所述系统的一个实施例。所述系统包含一系列电负载和至少一个单元控制器，其中每一个单元控制器连接到至少一个电负载并且控制对于所述至少一个电负载的电力施加。为每一个单独的单元控制器提供独有标识从而允许与所述单独的单元控制器进行通信，其中每一个独有标识与独有通电延迟相关联。所述单元控制器还包括存储器以及由所述存储器配置成施行以下步骤的处理器：确定是否发生了断电状况以及随后的通电状况，这些状况的序列被称作加电事件；以及允许在加电事件之后根据所述单元控制器的独有通电延迟向所述至少一个电负载递送电力。

根据本发明的替换实施例，取代把用于在加电事件之后向各个电负载顺序地提供电力的功能存储在单元控制器内，可以替换地由连接到一个或更多单元控制器的建筑物控制器或者由连接到一个或更多建筑物控制器的中央服务器提供这样的功能。

这里使用的术语“顺序的/地”被用来指代对于多个电负载的任何非同时的电力施加。出于本公开内容的目的，术语“同时的/地”被定义为在时间上足够接近从而导致电过载。应当提到的是，这里使用的术语“顺序的/地”在某些情况下可能指代按照固定的或预定的顺序向多个电负载施加电力，但是在其他情况下则可能不是这样。此外还应当提到的是，术语“顺序的/地”不应当被理解成意味着所有电负载都被确定顺序，这是因为在一般情况下有可能将多个电负载一起引出而不会导致过载，并且在一些实施例中可以将多个负载一起引出并且这将不会造成问题。

一般来说，在一个方面，本发明集中于一种用于向多个电负载顺序地施加电力的系统和方法。在另一方面，本发明涉及一种控制器，其能够在对应于与所述控制器或电负载相关联的独有网络地址或其他此类标识符的数值的时间向所述电负载施加电力。

应当提到的是，虽然下面的描述提到了一种根据本发明的一个方面的用于向多个电负载顺序地施加电力的系统，但是该描述应当被理解为同样适用于经过适当修改的根据本发明的其他方面的用于向多个电负载顺序地施加电力的控制器和方法。本系统可以由基于Web的应用提供。虽然下面的描述假设本系统由基于Web的应用提供，但是应当提到的是，所述系统还可以在并非基于Web的环境中提供。

可以通过软件（例如固件）、硬件或其组合实施本发明的顺序电力施加系统。在当前设想的最佳模式下，所述顺序电力施加系统作为可执行程序由软件实施，并且由诸如个人计算机（PC；IBM兼容、Apple兼容等等）、工作站、小型计算机或大型计算机之类的专用或通用数字计算机执行。具体来说，可以通过Web站点访问由计算机提供的顺序电力施加系统，使用所述顺序电力施加系统的各方可以通过所述Web站点进行交互。下面将提供对于顺序电力施加系统以及与之进行的交互的进一步描述。

在图1中示出了可以实施本发明的顺序电力施加系统的通用计算机的一个例子。在图1中，所述顺序电力施加系统由附图标记10标示。应当提到的是，可以通过多种措施提供与顺序电力施加系统的通信，比如（但不限于）因特网。下面将提供关于通过使用因特网来使用顺序电力施加系统的进一步描述。

在查阅了附图和详细描述部分之后，本领域技术人员将会认识到本发明的其他系统、特征和优点。所有这样的附加系统、特征和优点都意图被包括在本说明书内、落在本发明的范围内并且受到所附权利要求书的保护。

附图说明

参照附图可以更好地理解本发明的许多方面。附图中的组件不必需一定是按比例绘制的，相反重点放在清楚地说明本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记在几幅图中始终标示相应的部件。此外还应当提到的是，在附图中采用的电路符号仅仅是用于说明性效果，而不应当被理解成把本发明限制到任何特定的电路配置。

在附图中，相同的附图标记在不同视图中通常始终指代相同的部件。此外，附图不必需是按比例绘制的，相反重点通常放在说明本发明的原理上。

图1是示出了用于实施根据本发明的一个方面的用于向多个电负载顺序地施加电力的系统和方法的通用计算机和相关联的软件的一个实例的示意图。

图2是示出了根据本发明的第一示例性实施例的应用在建筑物能量管理系统的情境中的顺序电力施加系统的示意图，所述建筑物能量管理系统具有能够控制屋顶单元的单元控制器。

图3是示出了图2的建筑物能量管理系统的其中一个单元控制器的示意图。

图4是示出了代表当被应用于图2的建筑物能量管理系统和图3的单元控制器时由图1的软件定义的功能的各个功能方框的示意图。

图5是示出了当在图2中所示的建筑物能量管理系统的情境中发生加电事件时在参照图4描述的软件控制下实施的处理的一个实例的流程图。

具体实施方式

一般来说，就如图1中所示的硬件体系结构而言，计算机10包括通过本地接口18可通信地耦合的处理器12、存储器14、存储设备15以及一个或更多输入和/或输出（I/O）设备16（或外设）。本地接口18例如可以是（但不限于）本领域内已知的一条或更多条总线或者其他有线或无线连接。本地接口18可以具有为了简单起见而省略的附加元件以便允许通信，比如控制器、缓冲器（高速缓存）、驱动器、转发器和接收器。此外，本地接口可以包括地址、控制和/或数据连接以便允许在前面提到的各个组件之间进行适当的通信。

处理器12是用于执行软件并且特别是存储在存储器14中的软件的硬件设备。处理器12可以是任何定制的或者可以买到的处理器、中央处理单元（CPU）、与计算机10相关联的几个处理器当中的辅助处理器、基于半导体的微处理器（其具有微芯片或芯片组的形式）、宏处理器或者一般来说用于执行软件指令的任何设备。

存储器14可以包括易失性存储器元件（例如随机存取存储器（RAM，比如DRAM、SRAM、SDRAM等等））和非易失性存储器元件（例如ROM、硬盘驱动器、磁带、CDROM等等）当中的任一个或任意组合。此外，存储器14可以合并有电子、磁性、光学和/或其他类型的存储介质。应当提到的是，存储器14可以具有分布式体系结构，其中各个组件的位置彼此远离但是可以由处理器12访问。

存储器14中的软件100可以包括一个或更多单独的程序，其中的每一个包含用于实施如下所述的顺序电力施加系统的各项逻辑功能的可执行指令的有序列表。在图1的例子中，存储器14中的软件100定义根据本发明的一个实施例的顺序电力施加系统功能。此外，存储器14还可以包含操作系统（O/S）22。操作系统22实质上控制计算机程序的执行，并且提供调度、输入－输出控制、文件和数据管理、存储器管理以及通信控制和有关服务。

用于实施顺序电力施加系统10的指令可以由源程序、可执行程序（对象代码）、脚本或者包含将要施行的指令集合的任何其他实体来提供。当由源程序提供时，需要通过编译器、汇编器、翻译器等等（其可以被或者可以不被包括在存储器14内）对程序进行翻译以便结合O/S 22正确地操作。此外，用于实施顺序电力施加系统10的指令可以被编写成（a）具有数据和方法类的面向对象的编程语言，或者（b）具有例程、子例程和/或函数的程序化编程语言。

I/O设备16可以包括输入设备，例如（但不限于）键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等等。此外，I/O设备16还可以包括输出设备，例如（但不限于）打印机、显示器等等。最后，I/O设备16还可以包括通过输入和输出两者进行通信的设备，例如（但不限于）调制器/解调器（调制解调器；其用于访问另一个设备、系统或网络）、射频（RF）或其他收发器、电话接口、桥接器、路由器等等。

当顺序电力施加系统10处于操作中时，处理器12被配置成执行存储在存储器14内的软件100，以便向/从存储器14传送数据并且根据软件100总体上控制计算机10的操作。顺序电力施加系统10和O/S 22整体地或部分地（但是通常是后者）由处理器12读取，其可能被缓冲在处理器12中并且随后被执行。

当如图1中所示用软件来实施顺序电力施加系统10时，应当提到的是，用于实施顺序电力施加系统10的指令可以被存储在任何计算机可读介质中，以便由任何计算机相关的系统或方法使用或者与之相结合地使用。在一些实施例中，这样的计算机可读介质例如可以对应于图1中所示的存储器14或存储设备15当中的任一项或全部二者。用于实施顺序电力施加系统10的指令可以被具体实现在任何计算机可读介质中，以便由处理器12或其他这样的指令执行系统、仪器或设备使用或者与之相结合地使用。虽然作为举例提到了处理器12，但是这样的指令执行系统、仪器或设备在一些实施例中可以是任何基于计算机的系统、包含处理器的系统或者可以从所述指令执行系统、仪器或设备获取指令并且执行指令的其他系统。

在本文献的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够存储、传送、传播或传输供处理器12或其他此类指令执行系统、仪器或设备使用或者与之相结合地使用的程序的任何装置。这样的计算机可读介质例如可以是（但不限于）电子、磁性、光学、电磁、红外或者半导体系统、仪器、设备或传播介质，或者是可以包含或存储计算机程序以供与计算机有关的系统或方法使用或者与之相结合地使用的其他物理设备或装置。计算机可读介质的更加具体的例子（非穷举的列表）将包括以下各项：具有一条或更多条连线的电连接（电子）、便携式计算机盘片（磁性）、随机存取存储器（RAM）（电子）、只读存储器（ROM）（电子）、可擦写可编程只读存储器（EPROM、EEPROM或闪存）（电子）、光纤（光学）、以及便携式紧致盘只读存储器（CDROM）（光学）。应当提到的是，计算机可读介质甚至可以是在其上印刷程序的纸张或其他适当的介质，这是因为可以通过电子方式捕获程序，这例如是通过对纸张或其他介质进行光学扫描、随后在必要时按照适当方式对其进行编辑、解释或其他处理并且随后将其存储在计算机存储器中而实现的。

在一个替换实施例中，如果顺序电力施加系统10是用硬件实施的，则可以利用分别是本领域内所公知的以下技术当中的任一种或任意组合来实施顺序电力施加系统10：具有用于对数据信号实施逻辑功能的逻辑门的（多个）离散逻辑电路、具有适当的组合逻辑门的专用集成电路（ASIC）、（多个）可编程门阵列（PGA）、现场可编程门阵列（FPGA）等等。

图2是示出了根据本发明的第一示例性实施例的应用在建筑物能量管理系统的情境中的顺序电力施加系统10的使用的示意图。

建筑物能量管理系统被用来控制建筑物中的环境状况。在这样的建筑物能量管理系统的控制下的环境状况例如可以包括气氛控制、照明以及建筑物保安。在这样的系统中，处于总部建筑物或其他此类中央控制位置处的中央服务器320可以管理多个建筑物处的环境状况。每一个建筑物或者建筑物群组可以由连接到中央服务器320的建筑物控制器350管理。

如图2所示，其中示出了多个建筑物控制器350连接到中央服务器320，其中去往及来自建筑物控制器350的连接在图2中出现在中央服务器320下方。在图2中的中央服务器320下方示出的建筑物控制器350分别通过多个可寻址单元控制器401、…、409控制多个电负载391、…、399。在图2中，将在单元控制器401、…、409内实施顺序电力施加系统10，但是应当提到的是可以替换地将其实施在建筑物控制器350或中央服务器320内。

电负载391、…、399例如可以是多个供热、通风和空调（下文中称作“HVAC”）单元，其具有布置在建筑物的屋顶上的屋顶单元（下文中称作“RTU”）391、…、399的形式。在该例中，从AC电源361、…、369向RTU 391、…、399供应交变电流（下文中称作“AC”）。应当提到的是，虽然AC电源361、…、369在图2中被显示为分开的电路，但是由于本发明的一个目的是防止电过载，因此出于本描述的目的假设对应的AC电源361、…、369不是互相独立的，而是从共同的市电电源汲取电力，从而当向所有RTU 391、…、399同时施加电力时，由于在向RTU 391、…、399施加电力时出现的浪涌电流而将导致电过载。

在图2中，连接各个方框的虚线表示逻辑、控制或通信，而连接各个方框的实线则表示电力供应。中央服务器320与建筑物控制器350之间以及建筑物控制器350与单元控制器401、…、409之间的通信线路允许中央服务器320控制建筑物控制器350和/或单元控制器401、…、409，并且允许建筑物控制器350控制单元控制器401、…、409。

应当提到的是，如参照图5的流程图所描述的用于实施加电相关控制的处理在一些实施例中可以在单元控制器401、…、409处和/或加电控制器411、…、419（图3）处完全自主地实施，在一些实施例中可以借助于来自中央服务器320和/或建筑物控制器350的中央控制实施，并且在一些实施例中可以部分地在单元控制器401、…、409处和/或加电控制器411、…、419（图3）处自主地实施并且部分地借助于来自中央服务器320和/或建筑物控制器350的中央控制实施。也就是说，在至少一些实施例中，不需要任何中央控制系统来实施图5的流程图的加电相关控制，这是因为对于加电相关控制所需要的所有信息和硬件在一些实施例中都存在于单元控制器401和/或加电控制器411（图3）处。

每一个单元控制器401、…、409包含拨动开关（dipswitch）471、…、479或其他装置以便为其提供独有地址，从而允许由建筑物控制器350对其进行独立控制。在安装期间，单元控制器401、…、409的拨动开关471、…、479分别被设定到不同的设定。举例来说，对应于第一RTU 391的单元控制器401的拨动开关471可以被设定到001，对应于第二RTU 392的单元控制器402的拨动开关472可以被设定到002，对应于第三RTU 393的单元控制器403的拨动开关473可以被设定到003，后面依此类推。其结果是，每一个单元控制器401、…、409将具有独有地址，其允许即使当所有单元控制器401、…、409例如都被一起多路复用在同一条线路上时也可以由建筑物控制器350对其进行独立控制。

在本实施例中，由拨动开关471、…、479提供的独有地址的存在被利用来允许计算应当允许向RTU 391、…、399递送电力的独有时间，从而防止在加电事件发生之后同时向所有RTU 391、…、399施加电力，正如下面将更加详细地描述的那样。虽然本实施例采用了在拨动开关471、…、479处设定的独有地址来分别计算应当向多个RTU 391、…、399顺序地施加电力的独有时间，但是本发明不限于可寻址单元控制器401、…、409，而是可以应用于其中将独有标识符与电负载或对应于电负载的控制器相关联的多种情况。

在图3中示出了来自图2的其中一个单元控制器401、…、409。下面所提供的对于图3中所示的第一单元控制器401的描述可以被理解为适用于图2中所示的任何单元控制器401、…、409。除了已经描述过的拨动开关471之外，图3中所示的单元控制器401还具有温度相关致动器（下文中称作“恒温器”）481以用于对RTU 391实施温度相关的控制。此外，图3的单元控制器401还具有加电控制器411，其包括加电传感器421以用于感测加电事件的发生，以及加电相关致动器431以用于响应于由加电传感器421对加电事件的感测而对RTU 391实施加电相关的控制。

虽然依据其中对具有可寻址恒温器481（其对RTU 391实施温度相关的控制）的单元控制器401施加加电相关的控制的一个例子描述了本实施例，但是也有可能把本发明应用于其中不存在恒温器481或者实施除加电相关的控制之外的某种其他形式的调节或控制的其他此类致动器机制的情况，在这种情况下方便的做法将是把加电控制器411和拨动开关471（或其他此类可寻址标识符）一起视为构成可寻址加电控制器441，正如图3中的虚线所表示的那样。

图3中的恒温器481可以被建模为温度相关继电器或者其他此类开关，其调节对于RTU 391或其他此类电负载的电力递送，并且加电相关致动器431可以被建模为与恒温器481串联的加电相关继电器或其他此类开关。类似地，在另一个实施例中，可以采用具有时间相关继电器形式的定时器以替代恒温器481、…、489，以便对替代RTU 391、…、399采用的照明单元进行时间相关的控制，在这种情况下，加电相关致动器431、…、439可以被建模为与所述定时器串联设置的加电相关继电器或其他此类开关。因此如果将本发明应用于已经配备有类似于继电器的能力以便对应于温度、时间或某种其他条件来调节对于电负载的电力递送的单元控制器401、…、409，则这样可以促进在其中实施本发明，这是因为可能从诸如中央服务器320或建筑物控制器350之类的中央位置实施加电相关的控制，并且在这种情况下还有可能用软件或通过各种技术来实施加电相关的控制，所述软件或技术例如模拟将根据加电相关的控制的需要强制现有的类似于继电器的致动器向电负载递送或不递送电力的状况。

举例来说，由图2的虚线表示的单元控制器401、…、409对RTU 391、…、399的控制可以包括由恒温器481、…、489（482－489未示出）实施的温度相关的控制以及由加电相关致动器431、…、439（432－439未示出）实施的加电相关的控制。在一些实施例中，恒温器481、…、489和/或加电相关致动器431、…、439可以能够由中央服务器320和/或建筑物控制器350来控制。举例来说，在一些实施例中，中央服务器320和/或建筑物控制器350可以能够更改影响恒温器481、…、489和/或加电相关致动器431、…、439的操作的各种参数。举例来说，在一些实施例中，中央服务器320和/或建筑物控制器350可以能够更改恒温器481、…、489的温度设定点或者加电相关致动器431、…、439的延迟时间，或者可以能够强制恒温器481、…、489和/或加电相关致动器431、…、439致动从而向RTU 391、…、399递送或不递送电力。

本发明不限于应用到已经配备有类似于继电器的能力以便对应于温度、时间或某种其他条件调节对于电负载的电力递送的系统。还有可能采用加电控制器441，其可以被建模为与向电负载供应电力的电路串联的加电相关继电器或其他此类开关，而无需与任何其他致动器或者具有类似于继电器的能力以便对应于温度、时间或某种其他条件调节对于电负载的电力递送的其他此类设备串联。举例来说，以图2中所示的系统为例，但是其中RTU 391、…、399不由恒温器481、…、489控制以便对RTU 391、…、399进行温度相关的电力调节，因为在这种情况下将不需要图3中示出的恒温器481，在这种情况下单元控制器401可以简单地由可寻址加电控制器441构成。也就是说，在这种情况下，这样的可寻址加电控制器441的加电相关致动器431可以被建模为与为RTU 391或其他此类电负载供应电力的电路串联插入的继电器的接触件，其串联插入方式与采用恒温器的情况下将恒温器的接触件与向RTU 391供应电力的电路串联插入的方式相同。

因此，在图3中，恒温器481可以采取温度致动继电器的形式。此外，加电相关致动器431可以采取另一个继电器的形式，其致动取决于由加电传感器421对加电事件的感测。在一些实施例中，可以省略提供单独的继电器以用作加电相关致动器431，前提是恒温器481被制作成模拟这样的加电控制继电器的操作，这例如是通过根据RTU 391被采用来进行供热或制冷以及根据希望启用还是禁用RTU 391把恒温器481的设定点强制到无穷高或无穷低的温度而实现的。此外，本领域技术人员将认识到，可以通过除了（多个）继电器之外的其他装置实现温度相关的控制和/或加电相关的控制。但是出于本说明的目的，为了方便起见将假设各个继电器分别被采用作为加电相关致动器431和恒温器481。本领域技术人员将能够容易地把下面的描述应用于其中通过除了（多个）继电器之外的其他装置实现温度相关的控制和/或加电相关的控制的实施例，以及应用于其中对于温度相关的控制和加电相关的控制采用相同的控制装置的实施例。

这里使用的对于继电器的“致动”包括将继电器通电和断电。具体来说，继电器可以被设立成允许在通电时向RTU 391、…、399供应电力，并且在断电时中断向RTU 391、…、399的电力供应。可替换地，继电器可以被设立成允许在断电时向RTU 391、…、399供应电力，并且在通电时中断向RTU 391、…、399的电力供应。从图3可以看出，所示出的该例中的每一个单元控制器401、…、409具有恒温器481、…、489。具体来说，每一个RTU 391、…、399由其自身的恒温器481、…、489控制。

此外，位于图3中所示的单元控制器401中的加电控制器441的加电传感器421有能力感测何时正在以及没有在从AC电源361向RTU 391供应电力。具体来说，在正常操作期间，恒温器481、…、489可以调节对于RTU 391、…、399的电力递送，这是通过充当与从AC电源361、…、369向RTU 391、…、399供应电力的电路串联插入的开关的温度致动继电器或类似机制而实现的。此时，在本文献的语言中，即使当相应的恒温器481、…、489处的继电器的接触件断开并且实际上没有在从AC电源361、…、369向RTU 391、…、399递送电力时，也说电力被供应到RTU 391、…、399，或者说电力可用于RTU 391、…、399，或者说启用了对于RTU 391、…、399的电力递送。

在初始地从AC电源361、…、369供应电力之前，或者在不再从AC电源361、…、369供应电力的停电期间，恒温器481、…、489在一些实施例中可以对应于温度继续致动，前提是恒温器481、…、489不依赖于从AC电源361、…、369接收电力以便能够进行操作。可替换地，如果恒温器481、…、489依赖于从AC电源361、…、369接收电力以便能够进行操作，则当不从AC电源361、…、369供应电力时，恒温器481、…、489可以转到其断电状态。在任一种情况下，加电控制器411、…、419的加电传感器421、…、429都有能力感测何时正在以及没有在从AC电源361、…、369向RTU 391、…、399供应电力。

如果恒温器481、…、489不依赖于从AC电源361、…、369接收电力以便能够进行操作，则可以通过检测从AC电源361、…、369向相应的RTU 391、…、399供应电力的电路处的电压实施由加电传感器421、…、429感测是否可以从该AC电源361、…、369获得电力。如果恒温器481、…、489依赖于从AC电源361、…、369接收电力以便能够进行操作，则可以通过感测从AC电源361、…、369向相应的RTU 391、…、399供应电力的电路处的电压实施由加电传感器421、…、429感测是否可以从AC电源361、…、369获得电力。可替换地，由于在这种情况下无法从AC电源361、…、369向RTU 391、…、399供应电力也将导致无法从AC电源361、…、369向恒温器481、…、489供应电力，因此可以通过使用检测在从断电状况转到通电状况时发生的状态过渡的各种适当措施当中的任一种来利用这一事实。

图4是示出了表示在被应用于本发明的第一示例性实施例时由图1的软件100定义的功能的各个功能方框的示意图。根据本实施例，软件100包括感测模块120、延迟模块140和启用模块160。

感测模块120包括用于感测加电事件的功能。具体来说，感测模块120包括用于感测在其中电力不可用于电负载的状态（断电状况）之后跟着其中电力可用于电负载的状态（通电状况）时发生的状态过渡的功能。举例来说，在一个实施例中，当加电传感器421检测到先前无法从AC电源361获得的电力现在可以从AC电源361获得时，感测模块120可以检测到加电事件的存在。

在一个实施例中，感测模块120包括触发器重置块122、断电触发器设定块124和通电触发器点火块126。在这样的实施例中，在加电传感器421处没有电力可能导致断电触发器设定块124设定标志或者以其他方式更改某一组件的状态，从而模仿竖起触发器的方式记录断电状况的存在。此外，当在由断电触发器设定块124设定的所述标志或其他此类状态记录表明之前发生了断电状况时在加电传感器421处检测到电力的存在，则通电触发器点火块126可以模仿点火竖起的触发器的方式确定发生了加电事件。在如下所述的针对电负载的顺序或延迟电力递送之后，触发器重置块122可以重置所述标志或其他此类状态记录以表明未发生断电状况，从而允许感测模块120感测后续的加电事件。

延迟模块140包括用于计算在发生加电事件之后在应当向电负载施加电力之前所要等待的适当延迟。为了避免由于同时向多个电负载施加电力而导致的电过载，在由感测模块120感测到加电事件之后，本发明的实施例计算在多个电负载当中的每一个电负载处所要等待的适当延迟，从而允许按照顺序或非同时的方式向各个电负载施加电力。应当提到的是，由于在这样的实施例中不是延迟本身而是通过在对应的不同电负载处使用具有对应的不同长度的延迟而允许向多个电负载非同时地施加电力，因此为之顺序地施加电力的多个电负载当中的第一个电负载处的零延迟是可能的。此外，在其中在RTU 391、…、399或其他此类电负载处存在可寻址单元控制器401、…、409的实施例中，可以基于这些单元控制器401、…、409的对应地址在对应的单元控制器401、…、409处实施借以向多个电负载顺序地或非同时地施加电力的该加电相关控制，而不需要由诸如中央服务器320或建筑物控制器350之类的中央控制器实施加电相关控制。

延迟模块140包括最小恢复时间块142、地址相关延迟块144和随机化恢复时间块146。最小恢复时间块142可以具有用于确定在由对应的单元控制器401、…、409处的延迟模块140计算的延迟之间将允许的最小恢复时间的功能。具体来说，由于按照顺序或非同时的方式向多个电负载施加电力的目的是在向下一个电负载施加电力之前允许AC电源361、…、369或其他（多个）此类电源从在向一个电负载施加电力时发生的电涌恢复，因此该最小恢复时间优选地代表（多个）此类电源从该电涌恢复所花费的时间。在一些实施例中不特别反对采用测量装备来测量（多个）电源和/或（多个）负载的电特性以便确定在最小恢复时间块142处采用的最小恢复时间。但是在一个实施例中，可以基于（多个）电源和/或（多个）负载的已知的或预期的特性而预先把最小恢复时间块142处的最小恢复时间简单地设定到预定数值。

当存在地址相关延迟计算块144时，其可以具有用于根据单元控制器的地址计算适当延迟的功能。举例来说，在参照图2和3描述的实施例中，在单元控制器401、…、409处被设定到001、…、009的拨动开关471、…、479充当所述单元控制器401、…、409的地址，地址相关延迟计算块144可以把地址相关延迟计算为所述地址乘以由最小恢复时间块142确定的最小恢复时间。可替换地，由于如前所述对于在为之施加电力的第一个电负载处采用零延迟时间没有特别的反对，因此地址相关延迟计算块144可以通过使用所述地址减1以替代所述地址并且随后将其乘以最小恢复时间来计算地址相关延迟时间。举例来说，如果在最小恢复时间块142处确定的最小恢复时间是5秒，并且单元控制器401、…、409的拨动开关471、…、479被设定到001、…、009，则对应的单元控制器401、…、409处的地址相关延迟块144可以对应于在对应的拨动开关471、…、479处设定的数值计算0秒、5秒、10秒、…、40秒的对应延迟时间。

在参照图2和3描述的实施例中，在拨动开关471、…、479处设定的地址是开始于1（或0）的相继整数。在其中单元控制器401、…、409的地址不是开始于1（或0）的相继整数的一个实施例中，首先优选地将这些地址归一化或者以其他方式转换成整数，优选地是转换成相继整数，并且更加优选地是转换成开始于1（或0）的相继整数。

随机化恢复时间块146可以具有用于计算随机或伪随机时间间隔的功能，其在一些实施例中可以作为最小恢复时间的补充或替代。举例来说，在一个实施例中，随机化恢复时间块146可以采用随机数发生器来计算随机或伪随机时间间隔（下文中称作“随机化恢复时间”）。举例来说，随机化恢复时间可以被随机化恢复时间块146计算为平均具有与参照最小恢复时间块142描述的最小恢复时间相同或相似的量值。作为另一个例子，该随机化恢复时间可以被计算成在统计方面确保已知数目的单元控制器401、…、409处的相继延迟之间的差异对于一定可接受的时间量至少与最小恢复时间一样大。根据本发明，“可接受的时间量”在一个实施例中可以被理解成意味着大多数时间。在另一个实施例中，可以在标准偏差方面测量该“可接受的时间量”。举例来说，在其中地址相关延迟计算块144使用由随机化恢复时间块146计算的随机化恢复时间替代由最小恢复时间块142计算的最小恢复时间来计算在向电负载施加电力之前所要等待的延迟的一个实施例中，该延迟等于所述地址（或者所述地址减1）乘以随机化恢复时间，由随机化恢复时间块146生成的随机化恢复时间可以在统计方面被设计成确保当采用随机化恢复时间以替代最小恢复时间时，由地址相关延迟计算块144计算的延迟平均例如处于在采用最小恢复时间的情况下将由地址相关延迟计算块144计算的延迟的两个标准偏差之内。

在一个实施例中，除了可以采用最小恢复时间与随机化恢复时间的混合（其在这里被称作随机化最小恢复时间）以替代最小恢复时间或随机化恢复时间之外，可以由如前所述的地址相关延迟计算块144计算延迟。具体来说，这样的随机化最小恢复时间可以具有最小恢复时间分量和随机化恢复时间分量。举例来说，如果最小恢复时间分量被定义成由如前所述的最小恢复时间块142计算的最小恢复时间的一半，并且随机化恢复时间分量被定义成由如前所述的随机化恢复时间块146计算的随机化恢复时间的一半，则在一个实施例中，随机化最小恢复时间可以被定义成最小恢复时间分量与随机化恢复时间分量的总和。在该例中，可以由地址相关延迟计算块144使用所述总和以替代最小恢复时间或随机化恢复时间来计算在向电负载施加电力之前所要等待的延迟。

启用模块160可以包括用于使得能够向电负载递送电力的功能。在一个实施例中，启用模块160包括定时器块162和致动块166。在这里，定时器块162可以具有用于测量所经过的时间间隔的功能，该所经过的时间间隔是由延迟模块140计算的延迟。致动块166可以具有用于闭合电接触件或者通过其他方式使得能够向电负载递送电力的功能。

图5是示出了当在图2中所示的建筑物能量管理系统的情境中发生加电事件时在参照图4描述的软件100的控制下实施的处理的一个实例的流程图500。出于本描述的目的，应当理解的是，图4中所示的软件100的功能例如可以由图3中所示的可寻址加电控制器441实施。虽然下面参照控制第一RTU 391的第一单元控制器401进行了描述，但是下面的描述应当被理解为适用于分别控制第一到第n个RTU 391、...、399的第一到第n个单元控制器401、...、409。还应当提到的是，根据本发明的一个替换实施例，单个单元控制器可以替换地控制多于一个RTU。

如方框531所示，感测模块120使用加电传感器421来检测加电事件的发生。具体来说，当由断电触发器设定块124确定的断电状况后面跟随着由通电触发器点火块126确定的通电状况时，则确定发生了加电事件。

如方框532所示，读取在单元控制器401的拨动开关471处设定的地址。在方框532处读取的地址被延迟模块140使用来计算在允许向RTU 391递送电力之前所要等待的适当延迟（方框534）。在计算该延迟时，地址相关延迟块144可以使用在最小恢复时间块142处确定的最小恢复时间和/或在随机化恢复时间块146处确定的随机化恢复时间来确定对应于在拨动开关471处设定的地址的适当延迟。

如方框536所示，启用模块160的定时器块162对于由延迟模块140在方框534处计算的延迟所代表的时间进行倒计时。在定时器块162确定已经经过了由延迟模块140计算的延迟之后，启用模块160的致动块166闭合开关接触件或者通过其他方式使得能够向RTU 391递送电力（方框539）。

如方框537所示，在已经使得能够向RTU 391递送电力之后，触发器重置块122使得由断电触发器设定块124和通电触发器点火块126所采用的触发器重置，以便允许由感测模块120感测后续的加电事件。

如前所述，为了防止电过载或者其他此类负面效应，本发明的实施例可以采用可寻址开关以便在例如可能在停电之后复原电力时发生的加电事件之后实施对于多个电负载的顺序电力施加。这样的顺序电力施加例如可以通过计算在向由各个可寻址开关控制的电负载施加电力之前所要等待的独有延迟而实现的。这些延迟优选地是基于可寻址开关的独有地址来计算的，以便允许在各个可寻址开关处实施加电控制而不需要中央控制。

因此，如前所述，本发明的一个实施例允许对所有建筑物装备和公用事业进行顺序加电，从而避免建筑物内的使用电力的所有项目正好同时接通。举例来说，与图2中所示的例子一样，如果在建筑物中有多个屋顶、热泵、HVAC或其他此类高电负载单元391、...、399，并且每一个此类单元391、...、399由通信恒温器或其他此类单元控制器401、...、409控制，则通信单元控制器401、...、409可以全部可通信地耦合到相同的建筑物控制器350。为了使得建筑物控制器350访问每一个通信单元控制器401、...、409，例如可以为每一个通信单元控制器401、...、409指派独有网络地址471、...、479。这些独有地址或标识符471、...、479例如可以对于第一通信单元控制器401开始于1，并且对于存在于建筑物中的每一个附加的通信单元控制器402、...、409单调增大。如果是这种情况，则当初次施加电力时或者当足够持续时间的掉电使得所述装备关机并重启时，每一个通信单元控制器401、...、409可以延迟由通信单元控制器401、...、409控制的HVAC或其他此类高电负载单元391、...、399的激活，其中所述延迟的时间量是被指派给所述通信单元控制器401、...、409的网络地址471、...、479的函数。由于在这种情况下由给定的建筑物控制器350寻址的每一个通信单元控制器401、...、409将具有独有地编号的地址471、...、479，因此根据前面描述的方法有可能按照顺序而非同时的方式激活每一个HVAC或其他此类高电负载单元391、...、399。

可以按照多种形式当中的任一种来实施本发明的实施例。仅仅举出几个例子，本发明的代表性实施例可以采取以下形式当中的任一种：加电传感器；加电相关致动器；具有加电传感器和加电相关致动器的加电控制器；可寻址加电控制器；具有加电控制器的可寻址单元控制器；具有加电控制器和恒温器的可寻址单元控制器；能够被使得充当加电控制器的可寻址恒温器；配备有控制器的RTU或其他此类HVAC或其他高负载单元；受到加电控制的RTU或其他此类高负载单元；受到温度控制/加电控制的HVAC或其他此类单元；受到时间控制/加电控制的照明仪器或其他此类单元；包括多个受到加电控制的单元的系统；包括至少一个建筑物控制器和多个受到加电控制的单元的建筑物能量管理系统；或者具有一个或更多中央服务器以及至少一个建筑物控制器的系统，所述至少一个建筑物控制器控制多个单元控制器，所述多个单元控制器分别控制与之相关联的多个单元。

虽然前面将加电控制器显示为存在于单元控制器之内，但是本发明不限于此，并且不特别反对其中把本发明的各项功能当中的任一项布置在别处的实施例。

在这里，参照图4对于软件100的描述是在建筑物能量管理系统的情境中提供的。图2中所示的系统包含加电控制器411，其被示意性地描绘为处于如图3中所示的单元控制器401之内以便在建筑物能量管理系统的情境中控制RTU 391。从这里提供的描述应当理解的是，参照图4描述的软件100以及参照图5描述的处理的各项功能可以由如图3所示的加电控制器411实施。虽然可能方便的是在图2和3中所示的加电控制器411、...、419和/或单元控制器401、...、409处实施参照图4描述的软件100和/或参照图5描述的处理的各项功能，但是除了从上下文中可以清楚看出的情况之外，应当提到的是不特别反对例如在建筑物控制器350和/或中央服务器320处实施参照图4描述的软件100的功能的全部或任何部分以及/或者参照图5描述的处理的全部或任何部分。本领域技术人员将容易地理解如何在其中通过其他形式或者在其他位置处实施本发明的实施例的情境中把这里给出的描述应用于软件100的操作。

虽然根据本发明的一个实施例把由具有恒温器的单元控制器控制的HVAC屋顶单元用作由可以对其进行加电相关控制的可寻址控制器控制的电负载的一个例子，但是根据本发明的其他实施例，可以对任何适当的电负载进行加电相关控制。不特别需要电负载与温度或气氛控制有关，并且不特别需要单元控制器配备有恒温器。根据本发明的实施例，由可以对其进行加电相关控制的可寻址控制器控制的适当电负载的其他例子包括照明和保安系统，这里仅仅举出几个例子。

虽然给出了充当电负载的HVAC RTU的例子并且虽然提到了AC电源以作为电力的例子，但是当然不反对使用除了HVAC单元之外的其他电负载（不管其是屋顶单元还是其他），并且当然不反对使用DC电力或DC负载。

虽然给出了由恒温器控制的HVAC RTU的例子，但是本发明不限于此，并且有可能采用能够启用及禁用对于代表电负载的任何类型的单元的电力递送的任何类型的可寻址控制器。应当提到的是，如果这样的单元还没有配备能够启用及禁用对其的电力递送的可寻址控制器，则可以在该处安装如前所述的加电控制器，从而为所述单元配备能够启用及禁用对其的电力递送的此类可寻址控制器。

虽然提供了其中将本发明应用于配备有用于进行除了加电相关控制之外的其他调节或控制的致动器或其他机制的单元控制器的例子，比如用于对屋顶HVAC单元进行温度相关控制的恒温器或者用于对照明单元进行时间相关控制的定时器，但是本发明不限于此，而是有可能把本发明应用于其中不实施除了加电相关控制之外的此类调节或控制的情况。具体来说，即使将不对电负载进行其他方面的任何类型的调节或控制，通过为多个电负载配备如前所述的分别具有独有地址或标识符的加电控制器，也将有可能实施加电相关的控制，比如将允许在加电事件之后向对应的负载顺序地施加电力。

虽然提供了其中把恒温器和其他致动器（包括加电相关致动器）建模为继电器的例子，但是当存在这样的致动器时不需要将其限制到落在术语“继电器”的狭隘定义之内的设备。举例来说，在一些实施例中，充当能够根据适当的条件或事件致动的开关的任何设备都可以是足够的。

在其中将本发明应用于例如配备有用于进行温度相关控制的温度相关致动器（恒温器）的单元控制器的实施例中，虽然不特别反对为每一个恒温器和加电相关致动器采用专用的继电器或其他此类开关，但是在一些实施例中也有可能采用单个继电器或其他此类开关以同时作为恒温器和加电相关致动器。举例来说，通过根据RTU例如被采用来进行供热或制冷并且根据希望启用还是禁用RTU来把恒温器的设定点改变到无穷高或无穷低的温度，有可能强制恒温器保持关断，从而在加电延迟期间禁用对于RTU的电力递送，从而在无需用于加电相关致动器的单独继电器或其他此类开关的情况下对RTU实施加电相关的控制。

此外，虽然在配备有用于对HVAC RTU进行温度相关控制的恒温器的单元控制器的情境中给出了强制恒温器或其他此类温度相关控制装置模拟加电相关控制装置的操作的例子，但是对于在其他情境中所采用的单元控制器也可以采用类似的策略。举例来说，在配备有用于对照明进行时间相关控制的定时器的单元控制器的情境中，可以使得定时器模拟加电相关控制装置的操作，这是通过改变定时器的设定点从而实际上使得定时器认为其是将在加电延迟期间把灯关断的时间。

虽然本发明被描述为应用于向分别与可寻址恒温器或其他此类可寻址控制器相关联的各个电负载顺序地施加电力，其中本发明的实施例对应于独有标识符计算独有延迟，并且该延迟是在加电事件之后向负载施加电力之前所要等待的时间，但是应当提到的是，此类可寻址恒温器或控制器的网络地址仅仅是作为此类独有标识符的一个例子给出的。本发明不限于可寻址控制器或网络地址，有可能采用与电负载相关联（或者与其本身和电负载相关联的控制器或其他设备相关联）的任何适当的独有标识符来计算延迟。

虽然在所给出的例子中，与参照图4描述的软件所实施的感测、延迟和启用相关联的各项操作是按照可能暗示通过数字处理来实施的方式进行描述的，但是本发明不限于此，因为这样的步骤可以替换地或者附加地由模拟或者其他非数字处理装置来实施。举例来说，在延迟模块140处可以对于延迟采用来自各个电气、电子、电机械、机械、光学或声学组件的时间常数。

虽然结合在对应的不同电负载处采用的具有对应的不同长度的延迟使用了“计算”一词以便允许在感测到加电事件之后按照顺序或非同时的方式对各个电负载施加电力，但是这不应当被解释成把本发明的范围限制到采用算术运算和/或数字信号的实施例。在一些实施例中也有可能通过使用模拟、机械或者其他非算术或非数字处理措施来实施由延迟模块所实施的各个步骤。

虽然提到了感测模块的断电触发器设定块在一个实施例中可以设定标志或者以其他方式更改某一组件的状态以便记录断电状况的存在，但是应当注意到，在这一情境中使用的记录不需要必需指代把电信号或数据记录在存储器或其他此类存储设备中，而是还可以包括通过模拟、机械或者其他非数字处理措施记录断电状况的发生。举例来说，在其中由具有继电器的控制器控制的电负载处的停电也导致所述控制器处的停电的一个实施例中，作为停电的结果而导致的继电器断电可以充当关于断电状况的记录，有可能把作为继电器断电的结果而断开或闭合的继电器接触件用作可以在这样的实施例中实施的断电触发器设定块对触发器的设定。

如前所述，根据本发明的各个方面和实施例的顺序电力施加传感器、标识符、致动器、控制器、单元、系统和方法解决了前面所提到的一个或更多问题，并且还可以提供其他优点和好处。

应当强调的是，前面描述的本发明的实施例仅仅是可能的示例性实现方式，并且仅仅是为了清楚地理解本发明的原理而阐述的。

虽然在这里描述并说明了几个发明性实施例，但是本领域技术人员将很容易设想用于施行其功能并且/或者用于获得其结果和/或这里所描述的一个或更多优点的各种其他措施和/或结构，并且每一项这样的变型和/或修改都被视为落在这里所描述的发明性实施例的范围之内。更一般来说，本领域技术人员将很容易认识到，这里所描述的所有参数、规格、材料和配置都意图是示例性的，并且实际的参数、规格、材料和/或配置将取决于为之使用发明性教导的一项或多项具体应用。只通过例行实验本领域技术人员就将认识到或者能够确定针对这里所描述的特定发明性实施例的许多等效方案。因此应当理解的是，前面的实施例仅仅是通过举例的方式给出的，并且在所附权利要求书及其等效表述的范围内，可以按照不同于具体描述并要求保护的其他方式来实践发明性实施例。本公开内容的发明性实施例是针对这里所描述的每一项单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，两项或更多项此类特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任意组合也被包括在本公开内容的发明性范围之内，前提是这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不互相矛盾。

Claims (16)

1.一种用于向多于一个电负载提供顺序电力施加的能量管理系统，所述系统包括：

一系列电负载；

至少一个单元控制器，其中每一个单元控制器连接到至少一个电负载并且控制对于所述至少一个电负载的电力施加，每一个单独的单元控制器配备有独有标识从而允许与所述单独的单元控制器进行通信，其中每一个独有标识与独有通电延迟相关联，并且其中所述单元控制器还包括：

     存储器；以及

     由所述存储器配置成施行以下步骤的处理器：

          确定是否发生了断电状况以及随后的通电状况，这些状况的序列被称作加电事件；以及

          允许在加电事件之后根据所述单元控制器的独有通电延迟向所述至少一个电负载递送电力。

2.权利要求1的能量管理系统，其中，特定单元控制器的独有通电延迟是根据所述特定单元控制器的独有标识而预先定义的。

3.权利要求1的能量管理系统，其中，特定单元控制器的独有通电延迟是由所述特定单元控制器根据该特定单元控制器的独有标识而计算的。

4.权利要求1的能量管理系统，其中，每一个单元控制器的独有标识由位于每一个单元控制器上的相关联的拨动开关提供。

5.权利要求1的能量管理系统，其中，所有电负载都位于相同的建筑物之内。

6.权利要求1的能量管理系统，其中，所述电负载不都位于相同的建筑物之内。

7.权利要求1的能量管理系统，其中，所述电负载是从包括供热单元、通风单元和空调单元的组当中选择的。

8.权利要求1的能量管理系统，其中，所述单元控制器连接到多于一个电负载并且能够控制对于所述多于一个电负载的电力施加。

9.权利要求1的能量管理系统，其中，所述能量管理系统还包括单元控制器阵列，其中每一个单元控制器控制对于一个或更多电负载的电力施加。

10.一种用于向多于一个电负载提供顺序电力施加的能量管理系统，其包括：

一系列电负载；

一系列单元控制器，其中每一个单元控制器连接到至少一个电负载，并且其中每一个单独的单元控制器配备有独有标识从而允许与所述单独的单元控制器进行通信；

用于控制对于所述一系列电负载当中的至少一个电负载的电力施加的建筑物控制器，所述控制是通过和与所述至少一个电负载相关联的至少一个单元控制器进行通信而实现的，其中单元控制器的每一个独有标识与独有通电延迟相关联，并且其中所述建筑物控制器还包括：

     存储器；以及

     由所述存储器配置成施行以下步骤的处理器：

          确定是否发生了断电状况以及随后的通电状况，这些状况的序列被称作加电事件；以及

          允许在加电事件之后根据所述单元控制器的独有通电延迟向所述至少一个电负载递送电力。

11.权利要求10的能量管理系统，其中，特定单元控制器的独有通电延迟是根据所述特定单元控制器的独有标识而预先定义的。

12.权利要求10的能量管理系统，其中，特定单元控制器的独有通电延迟是由所述特定单元控制器根据该特定单元控制器的独有标识而计算的。

13.权利要求10的能量管理系统，其中，特定单元控制器的独有通电延迟是由所述建筑物控制器根据所述特定单元控制器的独有标识而计算的。

14.权利要求10的能量管理系统，其中，每一个单元控制器的独有标识由位于每一个单元控制器上的相关联的拨动开关提供。

15.权利要求10的能量管理系统，其中，所有电负载都位于相同的建筑物之内，并且是从包括供热单元、通风单元和空调单元的组当中选择的。

16.权利要求10的能量管理系统，其中，所述电负载不都位于相同的建筑物之内。

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