CN105027127A

CN105027127A - 用于能量数据可视化的方法和设备

Info

Publication number: CN105027127A
Application number: CN201480010710.0A
Authority: CN
Inventors: 艾伦·扎祖塔-霍尔; 萨拉·贝斯·布朗; 约翰·科尔曼·吉比斯; 杰米·艾瑞克·鲁德尔曼; 布兰达·卡特琳·斯特莱驰; 利萨·李; 本杰明·里维斯·史密斯; 罗伯特·M·瑟拉菲尼
Original assignee: Enphase Energy Inc
Current assignee: Enphase Energy Inc
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-11-04
Also published as: US10339682B2; WO2014117137A1; US20140210845A1; EP2948883A1; AU2014209063A1

Abstract

一种用于提供能量数据的可视化的方法和系统。在一个实施方式中，所述方法包括：建立能量可视化标尺，以根据一个或多个颜色参数可视地描绘能量数据，其中所述能量数据与分布式发电器(DG)有关；以及基于所述能量可视化标尺生成显示图像，所述显示图像以在时间上跨越两个维度的网格布局描绘多个能量数据值。

Description

用于能量数据可视化的方法和设备

本发明的背景

技术领域

本公开的实施方式总体涉及用于能量数据的可视化的方法和设备。

背景技术

由于现有的化石燃料的快速消耗以及目前的发电方法日益增加的成本，使得从可再生资源产生能量的分布式发电器(DG)的使用稳步获得商业认同。一种该类型的分布式发电器是太阳能发电系统。太阳能发电系统内的太阳能电池板由将接收的太阳能转换成直流(DC)的光伏(PV)模块构成。逆变器随后将来自PV模块的DC电流转换成交流(AC)。由太阳能发电系统产生的电力可随后用于运转家里或营业处的电器，或者可出售给商业电力公司。

由太阳能发电系统中的PV模块产生的能量的变化可归因于各种原因，例如逆变器中的变化、PV模块不匹配(即电力输出的变化在生产商的忍受范围内)、PV模块或逆变器损坏、或对PV模块的不同的日照分布。在一些情况下，日照分布的不同可归因于无法改变的或固定的原因，例如不可移动障碍物遮挡PV模块。在其他情况下，日照分布的不同可归因于可修正的原因，例如PV模块的表面上的灰尘或尘土。然而，目前的监控系统未提供一种有效方式以评估一段时间内的系统性能而快速确定性能问题从而可处理这些性能问题。

因此，现有技术中需要给DG的性能分析提供与DG有关的、具有可容易理解的格式的能量数据。

发明内容

用于能量数据可视化的方法和设备结合至少一个附图描述和/或示出，如在权利要求中更全面地阐述的。

通过下面的描述和附图，将更全面地理解本公开的诸多优点、方面和新颖性特征、以及本公开的示出的实施方式的细节。

附图说明

为了能够详细地理解本发明的以上引用的特征的方式，可通过参照实施方式获得对以上简要概括的本发明的更具体描述，其中一些实施方式在附图中示出。然而，注意到的是，由于本发明可能容许其他等效实施方式，所以附图仅示出了本发明的典型实施方式，因此不被认为是限制本发明的范围。

图1是根据本发明的一个或多个实施方式的用于提供能量数据可视化的系统的框图；

图2是根据本发明的一个或多个实施方式的控制器的框图；

图3是根据本发明的一个或多个实施方式的用于具有时间上的两个维度的能量数据可视化的显示的表示；

图4是根据本发明的一个或多个实施方式的能量可视化标尺的表示；

图5是根据本发明的一个或多个实施方式的能量可视化标尺的表示；

图6是根据本发明的一个或多个实施方式的用于显示具有时间上的两个维度的能量产生可视化的方法的流程图；

图7是根据本发明的一个或多个实施方式的用于显示能量数据可视化的方法的流程图；

图8是根据本发明的一个或多个实施方式的用于能量数据可视化的显示的表示；以及

图9是根据本发明的一个或多个实施方式的主控制器的框图。

具体实施方式

本发明的实施方式总体涉及用于提供一段时间内的能量数据的快速可解释的可视化的方法和系统。更具体地，使用适应性能量可视化标尺生成能量数据(例如，指示由能量产生元件或系统例如分布式发电器(DG)导致的能量产生的数据)的基于时间的二维显示。基于能量数据的最大值，例如在某个时间段内由DG产生的最大能量，建立能量可视化标尺。可视化可伴随上下文数据(例如，能量产生的特定值)发生，以使用户进一步诊断系统的操作历史。

在一个具体实施方式中，例如在一段时间内采样和汇总能量产生数据以创建由给定系统(例如，包括多个光伏(PV)模块的DG)产生的能量的记录历史、或可选地由具体元件(例如，DG内的单个PV模块)产生的能量的记录历史。能量数据随后以具有时间上的两个维度的网格布局可视地呈现给用户，对于多个离散时间段中的每个，该网格布局根据一个或多个颜色成分描绘能量产生。在一些实施方式中，根据颜色饱和度和颜色强度水平描绘每个时间段内的能量产生，其中使用基于最大能量产生的适应性标尺确定对应于特定能量数据值的饱和度和强度水平。这样的可视化影响用户针对显示的数据的预先专注处理以允许用户快速评估能量产生性能。在一些实施方式中，显示是交互性的，并且当选择显示的网格中的具体时间段时，用于系统的、额外的上下文数据(例如，产生的能量的数字值)显示给用户。上下文数据进一步允许用户可视化和诊断系统性能。

在下面公开的实施方式中，讨论作为示例性能量生成系统(在下文中，“系统”)的分布式发电器(DG)。能量生成系统可包括DG阵列或在其他实施方式中可表示单个DG。然而，其他实施方式可包括用于监控和可视化能量产生或消耗的多种其他类型的数据，例如计费、独立负荷分布、太阳辐射、电池管理数据。

图1是根据本发明的一个或多个实施方式的用于提供能量数据可视化的系统100的框图。系统100包括多个分布式发电器(DG)102₁，102₂，…102_n(在下文中，DG 102)、多个控制器104₁，104₂，…104_n(在下文中，控制器104)、用户计算机106、主控制器108、以及通信网络110。控制器104、用户计算机106、以及主控制器108通过通信网络(例如，互联网)110通信地耦合。下面针对图9进一步讨论主控制器108。

DG 102从可再生资源，例如太阳能、风能、水电能等产生能量。在一些实施方式中，DG 102由成组布置为太阳能电池阵的多个太阳能电池板构成，其中每个太阳能电池板由一一对应地耦合至一个或多个PV模块的一个或多个逆变器构成。另外，DC-DC转换器可耦合在每个PV模块和每个逆变器之间(例如，每个PV模块存在一个转换器)。在一个或多个可选实施方式中，多个PV模块可耦合至单个逆变器(即，中央型逆变器)；在一些这样的实施方式中，DC-DC转换器可耦合在PV模块和中央型逆变器之间。PV模块生成与其接收的太阳能的量有关的直流(DC)。逆变器将由PV模块生成的DC电流转换成交流(AC)。生成的AC电流可用于操作家里或营业处的电器、耦合至商业电网并出售给商业电力公司，或者这两者的组合。在其他实施方式中，一个或多个DG 102可额外地或可选地包括如“风力发电厂”中的、用于生成DC电流的多个风力涡轮机。

每个DG 102₁，102₂，…102_n分别一一对应地耦合至控制器104₁，104₂，…104_n。控制器104收集关于DG 102的健康和性能的数据，例如与DG 102有关的能量产生的测量值(例如，由DG 102的一个或多个组件产生的能量或由整个DG 102产生的能量)、与DG 102有关的能耗、由DG 102的一个或多个组件生成的电力、由DG 102的一个或多个组件消耗的电力等。可以以多种系统粒度水平收集数据；例如，对于包括太阳能系统的DG 102，可对一个或多个独立PV模块、太阳能电池板、和/或太阳能电池阵收集数据，以及对整个太阳能系统收集数据。可以以多种步长(例如，5分钟的间隔)收集数据。

收集的数据从控制器104传递至主控制器108，其中根据本发明，如下面描述的，可汇总和进一步处理收集的数据中的至少一部分以显示。可根据基于使用喜好预定的时间步长(例如，一天一次，一分钟一次等)改变控制器和主控制器之间的通信。另外，出于操作DG 102和其组件的目的，控制器104和/或主控制器108可向DG 102传递操作指令。主控制器108是可包含元件的那一类控制器，所述元件例如用于管理多个DG 102的应用软件、用于管理网站114的应用软件、和/或适于生成表示DG 102操作的数据显示的应用软件，如下描述的。

使用网页浏览器112，用户计算机106可访问由主控制器108(或能够访问主控制器108数据的服务器)支持的网站114，以获得基于收集的数据的数据显示，其中数据显示表示具有可容易理解的格式的、DG 102(或DG 102的一个或多个组件)的操作(例如，能量产生)，如针对下面描述的附图详细描述的。另外，众多用户可通过受密码保护的入口访问表示DG 102操作的这样的显示中的一个或多个。

根据本发明的一个或多个实施方式，DG 102的能量产生数据由对应的控制器104收集并由主控制器108汇总以通过网站114显示。生成的显示将一段时间内由DG 102产生的能量描绘为二维阵列显示图像(其还可称为“单元格”)，其中每个单元格表示在离散时间段期间由DG 102产生的能量。为了允许用户快速评估DG 102的性能，每个单元格基于能量可视化标尺将在对应的时间段内产生的能量的量描绘为一个或多个颜色参数的函数。

在一个实施方式中，能量可视化标尺提供根据具体色调的饱和度和强度两者的能量产生的映射，其中标尺的最大能量产生值基于标尺所应用到的DG 102的最大能量产生而设置。例如，能量可视化标尺可以是范围从零(即，未由DG 102导致能量产生)至由DG 102导致的最大能量产生的线性标尺，其中颜色饱和度和颜色强度两者的水平沿着标尺映射至能量产生的具体值。在这样的实施方式中，可建立能量可视化标尺，使得显示的单元格的范围从表示由DG 102导致零能量产生的视觉上的黑色(例如，0％强度/100％饱和度)至表示最大能量产生的非常亮/明亮的蓝色(例如，100％强度/50％饱和度)。

在另一实施方式中，能量可视化标尺可基于颜色梯度；例如，红色和绿色可分别映射至能量可视化标尺上的零能量产生和最大能量产生，其中从红色过渡至绿色的适当的颜色可沿着能量可视化标尺映射在零和最大能量产生之间。

在一个或多个可选实施方式中，如本文描述的可显示其他类型的产生或消耗数据，例如由系统100内的一个或多个PV模块产生的能量、由多个DG 102产生的能量、能耗、电力生成、电力消耗等，以向用户提供数据的可容易理解的可视化。

图2是根据本发明的一个或多个实施方式的控制器104的框图。控制器104可由硬件、软件或其组合构成，并包括收发器202、至少一个中央处理单元(CPU)204、支持电路206、以及存储器208。根据本发明，CPU 204可包括配置为执行非瞬态软件指令以执行多种任务的一个或多个通常可获得的微处理器、微控制器和/或其组合。可选地，CPU 204可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)。支持电路206是用于提升中央处理单元的功能的已知电路。这样的电路包括但不限于缓存、电源、时钟电路、总线、网卡、输入/输入(I/O)电路等。控制器104可使用通用计算机实现，当执行具体软件时通用计算机变成专用计算机以执行本发明的多个实施方式。

存储器208可包括随机存取存储器、只读存储器、可移动磁盘存储器、闪存、以及这些类型的存储器的多种组合。存储器208有时称为主存储器，以及可部分地用作高速缓存或缓冲存储器。如果有必要的话，存储器208通常存储控制器104的操作系统214。操作系统214可以是市面上能买到的多个操作系统中的一个，例如但不限于来自太阳微系统公司(SUN Microsystems,Inc.)的SOLARIS、来自IBM公司的AIX、来自惠普公司(Hewlett Packard Corporation)的HP-UX、来自红帽软件公司(Red Hat Software)的LINUX、来自微软公司(Microsoft Corporation)的Windows 2000等。

存储器208可存储多种形式的应用软件，例如用于从对应的DG102收集操作数据(例如，电力产生数据、电力消耗数据、电力数据测量值等)的数据收集和处理软件212。另外，存储器208还可存储与对应的DG 102有关的数据210。可以以多种组件粒度水平收集和存储这样的数据；例如，对于包括太阳能系统的DG 102，可对一个或多个独立PV模块、太阳能电池板、和/或太阳能电池阵收集和存储数据，以及对整个太阳能系统收集和存储数据。在一些实施方式中，数据收集和处理软件212可包括等式和地理位置数据，使得准确地描绘发送以显示在网站114上的数据。进一步的实施方式可包括时标模块216，时标模块216作为存储器208的部件，用于为主控制器108存储与具体时间段内数据210的采样有关的数据。针对特定时间段，时标模块216可调节采样时间段的大小(例如，从几小时至几分钟)和/或存储或发送数据210。时标模块216提供用于调节DG 102的一个或多个组件的能量数据的二维表示的数据，如下面针对图3进一步详细讨论的。

收发器202将控制器104耦合至DG 102(通过无线和/或有线技术，例如在一些实施方式中通过电力线通信(PLC))以便于DG 102的命令和控制。由控制器104通过收发器202收集关于DG 102的操作的数据210(例如，由DG 102的一个或多个组件产生的能量、与DG 102有关的能耗、由DG 102的一个或多个组件生成的电力、消耗的电力等)。数据210可包括由DG 102的一个或多个组件(包括DG 102本身)生成的能量，以固定的间隔(例如，每秒、每分钟等)对该能量采样。数据210可本地存储在存储器208中以由时标模块216处理。在其他实施方式中，数据210周期性地或连续地(即，当数据210被收集时)发送至主控制器108以处理和存储。还可根据用户需求或控制器104的查询找回显示的数据。查询的时间间隔基于选择以显示的时间段。例如，如果选择的时间段是最后5分钟，则查询可以是中等查询且每30秒进行。对于更大的时间段例如一年，查询可以是成比例地更长的时间段例如每小时，其原因是在显示的数据中每30秒累积的变化不易于清晰可见。

控制器104进一步包括收发器203，以用于到达和来自通信网络110的通信。收发器203通信地耦合至CPU 204，以便于经过通信网络110至主控制器108的通信。收发器203可使用无线和/或有线技术通信地耦合至通信网络110。在一些实施方式中，收发器202和收发器203可以是单个收发器。

图3是根据本发明的一个或多个实施方式的用于具有时间上的两个维度的能量数据可视化的显示300的表示。在一个具体实施方式中，基于时间的二维显示300(其可称为“显示300”)描绘了一段时间内由具体DG 102产生的能量。

在一个特定实施方式中，显示300图形化地包括多个单元格302_1,1，302_1,2，…302_n,m，它们共同地称为单元格302，其中每个单元格302表示在离散时间段内由DG 102产生的能量。根据具体时间粒度布置单元格302。例如，用户可选择“年份图”，其中显示300的每一行表示不同年份，以及具体行内的每个单元格302表示那一年的不同月份。可选地，用户可选择其他类型的视图，例如“月份图”，其中显示300的每一行表示不同月份，以及具体行内的每个单元格302表示那一月的不同天，或者例如“日视图”，其中显示300的每一行表示不同日，以及具体行内的每个单元格302表示那一日内的不同时间间隔(例如，15分钟时间间隔)。在一些实施方式中，用户能够选择定制的时间视图，其中每个单元格302表示如由用户指定的时间间隔。所产生的单元格302可显示为在相邻的单元格302之间存在间距(如图3所描绘的)或使单元格302的边缘平齐使得在相邻的单元格302之间不存在间距。

如图3所示，由单元格302表示的、在多个时间段内产生的、不同水平的能量由不同密度的剖面线绘述。在一些实施方式中，图3中示出的、不同密度的剖面线表示具体色调的、不同水平的颜色饱和度和强度。另外，用户可获得与一个或多个单元格302有关的额外的数据；例如，可在对应的单元格302中显示指示由DG 102产生的能量的数字值(如图3所示)，或者用户可在一个或多个单元格302上点击，将光标定位在一个或多个单元格302上，或执行类似的功能以获得额外的数据，例如与一个或多个具体单元格302相关的能量产生值。

对于特定时标，表示为显示300的能量产生的可视化允许用户快速地评估一段时间内DG 102的性能。使用适于改变DG 102的能量生成性能的、可调节的描绘(例如，颜色饱和度和强度水平、颜色梯度等)，提高用户的预先专注处理。对于每个DG 102，可计算和/或远程存储(例如，通过主控制器108)或本地存储(例如，通过控制器104)在特定时间段内能量产生的特定测量值，随后该特定测量值可用于生成显示300。

为了产生能量数据的可视化，建立能量可视化标尺，以及该可视化标尺用于生成如图3所描绘的显示300。在一个或多个实施方式中，能量可视化标尺基于色调、饱和度和强度(HSI)的颜色描述，其中特定色调(例如，蓝色)分配为表示将可视化的、特定类型的能量数据，例如由具体DG 102产生的能量。在可选实施方式中，蓝色(或任何其他色调)可分配为表示与DG 102的一个或多个组件有关的、无数能量数据类型中的任何一个类型都不同的能量数据类型。在可选实施方式中，可视化标尺可表示电力而非能量。

在一些实施方式中，还可以可视化与一个或多个DG 102有关的能耗。例如，可基于小时片段跟踪来自DG 102的一个或多个分支电路的能耗，以及在可视化该能耗之前由分时(TOU)价目表比例化该能耗。诸如此的能耗成本的可视化可帮助用户相对TOU价目表优化他们的消耗以实现最大的经济效益。

在一些实施方式中，能量可视化标尺给作为由具体DG 102产生的能量的函数的、选择的色调建立颜色饱和度和强度水平。为了实现之，建立范围从零(即，0％)至最大能量(即，100％)的、DG能量产生的线性标尺，其中零表示未由DG 102导致能量产生，以及最大能量表示由DG 102导致最大能量产生。在一些实施方式中，可基于DG 102的实际能量产生数据(例如，在DG 102的寿命期间记录的数据)确定由DG 102导致最大能量产生的值。在其他实施方式中，可计算最大能量产生的值；例如，可基于DG 102的一个或多个PV电池板的铭牌额定值以及基于DG 102的位置的期望收获时间，计算DG102的最大势能产生。通过基于具体DG 102的最大能量产生限定能量可视化标尺的上限，在DG 102的寿命期间能量可视化标尺适应DG102的最大能量产生(实际的或计算的)，以及该可视化标尺可动态地调节以说明DG 102的、影响势能产生的变化(例如，增加额外的PV电池板等)。在势能产生减小(例如，永久地去除PV电池板)的不太可能的情况下，通过维持新的势能产生将显示过去的产生，以及过去的产生将示出为产生在电势上方。在其他实施方式中，在记录用于更准确的时间能量可视化标尺时，可使用势能产生比例化选择的过去的产生。

随后通过将颜色饱和度和颜色强度映射至线性标尺，建立能量可视化标尺。在一个实施方式中，选择的色调的、从100％至50％饱和度的、颜色饱和度的线性插值映射至线性标尺上范围从50至100的值，以及100％的颜色饱和度映射至线性标尺上从0至50的值。与饱和度相结合，从0％至100％强度的、强度的线性插值映射至线性标尺上范围从0至50的值，以及100％的强度水平映射至线性标尺上从50至100的值。通过使用所产生的比例化的颜色饱和度和强度水平，可通过具有具体饱和度和强度的颜色的、显示的单元格302可视化在具体时间段内由DG 102生成的能量，从而创建表示DG 102的操作的、可容易理解的显示。能量可视化标尺的可视描绘可包括在显示300中，例如包括在颜色饱和度和强度的范围从最小至最大能量产生值的显示中。

在一些实施方式中，通过将具体颜色的红/绿/蓝(RGB)成分的线性插值映射至从0％至100％的线性标尺，建立能量可视化标尺。在这样的实施方式中，选择具有相同色调的三种颜色(C₁，C₂和C₃)，其中C₁通常是低强度且高饱和度，C₂是强度和饱和度两者均高，以及C₃是高强度但是其饱和度小于C₂。例如，C₁可以是黑色，C₂可以是蓝色，以及C₃可以是青白色。C₁和C₂的线性插值映射至绝对电力的线性标尺上从0至50的值，以及C₂和C₃的线性插值映射至从50至100的值。例如，分别具有(0,0,0)，(0,137,237)和(162,219,255)的RGB成分值的颜色C₁，C₂和C₃将导致下面的线性标尺/RGB成分值映射：0％≥(0,0,0)；25％≥(0,68,118)；50％≥(0,137,237)；80％≥(97,186,248)；以及100％≥(162,219,255)。

在一些实施方式中，C₁可选择为除了黑色之外的颜色，例如以反映：能量可视化标尺上显示的“0”值(即，显示的C₁)描绘了最小性能而非产生的零能量的绝对值。

基于显示300的显示屏的性能，能量可视化标尺上的值可以是连续的(例如，每个不同的比例值映射至不同的颜色值)或可量化以获得少量的(例如，128个)不同的值以显示。

可由主控制器108基于一定周期获得由DG 102产生的能量的数据，以及该数据可映射至能量可视化标尺以更新一个或多个单元格302来显示。在一些实施方式中，基于DG 102的特性(例如，DG内的组件的类型，DG的尺寸等)，独立的能量可视化标尺可用于不同的DG 102。

图4是根据本发明的一个或多个实施方式的能量可视化标尺402的表示。在下面描述的能量可视化标尺402的实施方式中，能量可视化标尺402与在一段时间内由DG导致的能量产生有关。在其他实施方式中，能量可视化标尺402可与用于其他系统粒度(例如，多个DG，一个或多个组件或DG等)的产生或消耗数据有关。

基于线性标尺404或颜色饱和度百分率408和颜色强度水平410，映射在一段时间内由DG产生的能量的值(“能量数据406”)。范围从最小(例如，0)至最大能量产生的能量数据406的值线性地映射至线性标尺404，例如范围从最大能量产生的0％至100％。

具体颜色的色调的、范围从50％至100％的颜色饱和度水平408线性地映射至线性标尺404上从最大能量产生的100％至50％的值，其中50％颜色饱和度对应于最大能量产生的100％的值，以及100％颜色饱和度对应于最大能量产生的50％的值。另外，色调的、100％的颜色饱和度映射至线性标尺404上从最大能量产生的50％至0％的值。

范围从0％至100％的强度水平410线性地映射至线性标尺404上从最大能量产生的0％至50％的值，其中0％强度对应于0能量产生的值，以及100％强度对应于最大能量产生的50％的值。另外，100％的强度水平映射至从最大能量产生的50％至100％的值。

基于在具体时间粒度内DG的最大电力生成，线性标尺404因此是适应性的。相应地，基于选择的时标或不同的系统粒度，可建立不同的标尺。

图5是根据本发明的一个或多个实施方式的能量可视化标尺502的表示。在下面描述的能量可视化标尺502的实施方式中，能量可视化标尺502与在一段时间内由DG导致的能量产生有关。在其他实施方式中，能量可视化标尺502可与用于其他系统粒度(例如，多个DG，一个或多个组件或DG等)的产生或消耗数据有关。

在一段时间内由DG产生的能量的值(“能量数据406”)映射至线性标尺404，如之前针对图4描述的。其中每个包括具体色调的、饱和度和强度的不同水平504的颜色C₁，C₂和C₃分别映射至线性标尺404上、最大能量产生的0％，50％和100％的值。在一些实施方式中，C₁是具有低强度和高饱和度的颜色，C₂是强度和饱和度两者均高，以及C₃是高强度但是其饱和度小于C₂。C₁和C₂的线性插值506(即，红/绿/蓝(RGB)成分中C₁和C₂的线性插值)映射至范围从最大能量产生的0％至50％的线性标尺值。C₂和C₃的线性插值508(即，红/绿/蓝(RGB)成分中C₂和C₃的线性插值)映射至范围从最大能量产生的50％至100％的线性标尺值。

图6是根据本发明的一个或多个实施方式的用于显示具有时间上的两个维度的能量产生可视化的方法600的流程图。方法600表示下面针对图9描述的可视化模块916的实现的一个实施方式。在一些实施方式中，计算机可读介质包括程序，当由处理器执行时该程序执行下面详细描述的方法600的至少一部分。

在一些实施方式中，例如在下面描述的实施方式中，显示由DG导致的能量产生；例如，由DG 102导致的能量产生的数据通过控制器104传递至主控制器108，在主控制器108处理数据以通过网站114向用户显示。在其他实施方式中，可显示一个或多个具体DG组块(例如，一个或多个PV模块)或多个DG的能量产生数据；可选地，可显示其他类型的数据(例如，其他类型的产生数据或消耗数据，例如能耗数据)。

方法600始于步骤602并前进至步骤604。在步骤604，确定由DG导致的最大能量产生。基于将使用潜在的产生和环境数据(例如，PV模块的数量和潜在的日照或用于一段时间的收获时间)显示的期望时间粒度，可确定在具体时间段内由DG导致的最大能量产生。例如，对于其中显示的每个单元格表示一天的二维网格显示，确定在一天内由DG产生的最大能量。可由用户通过网页浏览器选择用于显示的期望时间粒度，或者可选地，期望时间粒度可以是默认值。

在一些实施方式中，基于收集的DG实际能量产生数据，可确定最大能量产生。在其他实施方式中，使用例如DG的一个或多个PV电池板的铭牌额定值以及基于DG的位置的期望收获时间，可计算最大能量产生。

方法600前进至步骤606，在步骤606建立线性标尺，例如线性标尺404，以及范围从最小值(例如，零)至最大值(在步骤604确定的)的能量产生的值映射(例如，线性地映射)至线性标尺。方法600随后前进至步骤608，在步骤608建立能量可视化标尺。在一些实施方式中，选择具体色调(例如，蓝色)，以及颜色饱和度和强度水平映射至线性标尺，如之前针对图4描述的。在其他实施方式中，通过将具体颜色的红/绿/蓝(RGB)成分的线性插值映射至线性标尺，建立能量可视化标尺。在又一实施方式中，通过将颜色梯度映射至线性标尺，建立能量可视化标尺，例如两个不同的颜色可分别映射至零能量产生和最大能量产生，以及适当的颜色映射在其间以在表示零的颜色和表示最大能量产生的颜色之间平稳过渡。建立的能量可视化标尺提供一种方式而将在给定时间段内产生的能量的量描绘为一个或多个颜色参数，例如具体色调的强度和饱和度的函数。

方法600前进至步骤610。在步骤610，获得将可视化的能量产生数据。在一些实施方式中，可从DG周期性地获得这样的电力数据，例如由通信地耦合至DG的主控制器(例如，主控制器108)汇总并存储该数据。在步骤612，使用能量可视化标尺确定与颜色有关的显示参数(例如，具体色调的颜色饱和度和强度的值)，以描绘由(例如，诸如在显示300中)显示的每个网格单元表示的、在一段时间内能量产生的水平。随后显示所产生的、基于时间的二维网格，向用户提供一段时间内能量产生的高密度可视化表示，这样简化了数据分析，例如识别低能量产生的异常值。在一些实施方式中，获得的能量产生数据可在显示之前由TOU价目表比例化。

方法前进至步骤614，在步骤614对是否继续作出确定。如果这样的确定的结果为“是”，则方法600前进至步骤616，在步骤616确定由DG导致的最大电力产生是否具有任何变化。例如，DG的变化(例如，增加PV模块)或周围环境的变化(例如，类似于遮挡一个或多个PV模块的树的、障碍物的去除)导致更大可能的、由DG导致的能量产生。如果在步骤616确定的结果为“是”，则随后方法600返回至步骤604，以适应性地更新能量可视化标尺。如果在步骤616确定的结果为“否”，则方法600返回至步骤610，以显示额外的能量产生数据(例如，可更新网格显示中的最后一个单元格，或者如果新的时间段已经开始，则可在网格显示的末尾增加新的单元格)。

如果在步骤614确定不继续，则方法600前进至步骤618，在步骤618方法600结束。

图7是根据本发明的一个或多个实施方式的用于显示能量数据可视化的方法700的流程图。方法700表示下面针对图9描述的可视化模块916的实现的一个实施方式。在一些实施方式中，计算机可读介质包括程序，当由处理器执行时该程序执行下面详细描述的方法700的至少一部分。

在一些实施方式中，例如在下面描述的实施方式中，以基于时间的二维网格格式显示由DG(例如，系统100内的具体DG 102)导致的能量产生。在这样的网格显示中，网格的每个单元格表示时间段并根据一个或多个颜色参数描绘在该时间段期间由DG产生的能量。在其他实施方式中，可显示一个或多个具体DG组件(例如，一个或多个PV模块)或多个DG的能量产生数据；可选地，可显示其他类型的数据(例如，其他类型的产生数据或消耗数据，例如能耗数据)。

方法700始于步骤702并前进至步骤704，在步骤704用户选择具体DG，其中用户希望查看该具体DG的能量产生数据。通过登录至(例如，输入用户名和密码)提供与一个或多个DG有关的能量数据可视化显示的网站(例如，用户可登录至网站114以查看与一个或多个DG 102有关的能量数据可视化显示)，用户可选择具体DG。在一些实施方式中，用户可从多个DG选择期望的DG。在其他实施方式中，用户可选择一个或多个DG的一个或多个组件(例如，一个或多个PV模块)或多个DG，以查看相关的能量数据可视化显示。在某些可选实施方式中，能量数据可视化显示与不能由用户选择的具体DG、DG群、或一组DG组件有关(即，可使用默认值)。

在步骤706，确定具体时间粒度以显示。在一些实施方式中，用户可从多个预定的粒度选择时间粒度，例如“年份图”其中网格显示的每一行表示不同年份，以及具体行内的每个单元格表示那一年的不同月份；“月份图”其中网格显示的每一行表示不同月份，以及具体行内的每个单元格表示那一月的不同天；“日视图”其中网格显示的每一行表示不同日，以及具体行内的每个单元格表示那一日内的不同时间间隔(例如，15分钟时间间隔)；或者类似的预定时间粒度。作为选择预定粒度的一部分，用户可输入期望时间范围以显示(例如，对于“年份图”用户可输入将显示其数据的年份的范围)。另外地或可选地，用户能够选择定制的时间粒度，其中网格显示的每个单元格表示如由用户指定的时间间隔。在某些实施方式中，通过登录至(例如，输入用户名和密码)网站(例如，网站114)以访问能量可视化显示，用户选择显示的时间粒度。在一个或多个实施方式中，默认时间粒度可用于网格显示。

方法700前进至步骤708。建立能量可视化标尺以将在选择的时间粒度内产生的能量的水平映射至一个或多个颜色参数(例如，具体色调的颜色饱和度和强度水平)，其中基于在选择的时间粒度内最大能量产生，可建立能量可视化标尺，如之前针对方法600描述的。

在步骤710，获得能量产生数据以显示。在一些实施方式中，能量产生数据可存储之前已经汇总的历史数据以获得在多个时间段内产生的能量；可选地，可在显示时根据需要汇总存储的历史数据。能量产生数据随后映射至能量可视化标尺。方法700随后前进至步骤712，在步骤712显示所产生的二维网格。在一些实施方式中，可与网格显示一起显示额外的数据以帮助用户理解DG性能。例如，用户可在一个或多个网格单元上点击，将光标定位在一个或多个单元格上，或执行类似的功能以获得额外的数据，例如与识别的单元格或多个单元格相关的能量产生值。还可显示图例和/或其他类型的图形显示，例如如下面描述的图8中描绘的。

此外，可与能量可视化网格显示一起显示与电力生成数据有关的外在上下文数据；可从远程服务器获得这样的数据或者这样的数据可存储在系统的主控制器中。例如，可显示与影响能量产生的外部因素有关的数据，例如天气数据、GPS位置(其原因是地球的一些地区获得比其他地区多的日照时数)、一年的记录时间(即，一个地区的冬季时间可具有比夏季时间短的收获时间)、系统改造(即，向DG增加PV模块，这样增加能量收获性能)等。通过将逻辑因果影响等同至特定电力生成值，外在上下文数据允许用户诊断系统性能。

在一些实施方式中，由于额外的数据变得可用，所以可实时更新网格显示。例如，由于额外的能量产生数据变得可用，所以可周期性地更新表示当前时间段(例如，当日)的网格单元的显示，或者由于进入新的时间段(例如，在下一天开始时的午夜)，所以新的单元格可显示在网格中。

方法700前进至步骤716，在步骤716对是否继续作出确定。如果这样的确定的结果为“是”，则方法700返回至步骤704。如果在步骤716确定的结果为“否”，则方法700前进至步骤720，在步骤720方法700结束。

在一个或多个实施方式中，在一个或多个不同地点的多个用户可同时查看通过方法700获得的能量数据可视化显示。如上所述，用户可远程访问网站以选择他们的期望条件，以及远程获得所产生的、期望的能量可视化的显示。

图8是根据本发明的一个或多个实施方式的用于能量数据可视化的显示800的表示。显示800提供在具有时间粒度的一段时间内由例如DG生成的能量的可视化指示，如显示区808和809中指示的。在其他实施方式中，可显示其他类型的数据(例如，其他类型的产生数据、消耗数据例如能耗数据等)，和/或显示的数据可与不同水平的系统粒度，例如一个或多个DG内的一个或多个组件(例如，PV模块)、多个DG等有关。

根据图8中描绘的实施方式，在位于二维网格810(作为之前描述的显示300的一个实施方式)的左边的显示区808中竖直地列出月份的范围，以及在位于网格810的顶部的显示区809中水平地标注一月中的天数(即，1，2，…31)以供具体时间段的选择(例如，如图8的显示区806中描绘的从2011年10月1日-2012年9月21日)。对于图8中描绘的实施方式，网格内的每个单元格描绘了在具体月份的具体一天内由DG产生的能量的水平。例如，单元格811描绘了在2012年9月21日由DG产生的能量的水平。

在其他实施方式中，可通过时间视图选择区802选择“日”或“年份”的时间图以查看在不同时间段内的趋势。例如，如果在时间视图选择区802选择“日”，则对于特定周或几周，显示区808将竖直地列出一周的天数(即，“星期一”至“星期日”)，显示区809水平地列出一天内的连续时间步长(例如，几小时或15分钟的间隔)，以及网格810的每个单元格描绘在对应的时间段(即，在具体一天期间的具体时间段)内由DG产生的能量的水平。根据另一实施方式，如果在时间视图选择区802选择“年份”，则左手边显示区808将竖直地列出年份的范围(例如，如由用户选择的，例如2008年-今年等)，显示区809将水平地列出一年内的连续月份(即，一月，二月，…12月)，以及网格810的每个单元格将描绘在对应的时间段(即，具体年份的具体月份)内由DG产生的能量的水平。在其他实施方式中，可使用可由用户指定的或基于默认设置的、其他水平的时间粒度(例如，季度，几周等)。

链接选择区804允许用户在“网格”视图(如图8所示)、“图形”视图和“阵列”视图之间来回切换。在“图形”视图中，能量产生数据将描绘在图形视图(例如柱状图或其他类型的图形)中。在“阵列”视图中，对于一组DG，能量产生数据将描绘在阵列型视图中。例如，住宅系统可由具有通常的倾角和方位角的单个PV电池板阵列构成。然而，更大的商业系统可由多个阵列构成，这些阵列可以可视地比较以确定各个阵列对商业系统的贡献。

用户还可将可视化限制至如在区域806中选择的具体时间段。在一个实施方式中，日历工具可用于区域806中，其中用户可选择将在网格810中显示的数据的数据范围，以使得可显示最近的或更早记录的能量产生历史。

根据一些实施方式，显示800还可包括上下文数据。示例性上下文数据包括：柱状图显示812，柱状图显示812显示在网格810的指定的子间隔期间由DG导致的能量产生的柱状图；在选择的时间段内由DG导致的总能量产生或平均能量产生，如能量产生显示区814中描绘的；DG所有者的对应的成本节省，例如在成本节省区816中描绘的电成本节省；以及对应的燃料节省，例如在燃料节省区818中描绘的多少加仑汽油节省。另外地或可选地，可在显示800中显示其他类型的数据(例如，其他效率数据、有帮助的提醒、成本节省的等同物等)。这样显示的数据可帮助用户诊断或测量在具体时间间隔期间DG的性能。

与使用传统的线图或数表表示相比，通过将DG能量产生数据的可视化设置为例如网格上的颜色的渐变而以时间上的两个维度指示相对性能，用户能够快速评估DG的性能并识别能量产生的有意义的变化。在描绘一段时间内的能量产生时使用的颜色参数(例如，强度和饱和度)的变化提供一种方式而快速检测能量产生的模式。在一些实施方式中，用户能够在网格810中的每个单元格上“深度挖掘”以获得额外的数据或显示。例如，如果用户在表示2010年10月31日的单元格上挖掘(例如，通过在那个单元格上点击)，则可显示新的基于时间的二维网格，而示出在那一天的多个时间间隔内的能量产生数据。这样的额外的数据和/或显示可进一步帮助识别可随后处理能量产生问题的点。

图9是根据本发明的一个或多个实施方式的主控制器108的框图。主控制器108可由硬件、软件或其组合构成，并包括耦合至收发器902、支持电路906、以及存储器908中的每个的至少一个中央处理单元(CPU)904。根据本发明，CPU 904可包括配置为执行非瞬态软件指令以执行多种任务的一个或多个通常可获得的微处理器、微控制器和/或其组合。可选地，CPU 904可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)。支持电路906是用于提升中央处理单元的功能的已知电路。这样的电路包括但不限于缓存、电源、时钟电路、总线、网卡、输入/输入(I/O)电路等。主控制器108可使用通用计算机实现，当执行具体软件时通用计算机变成专用计算机以执行本发明的多个实施方式。

存储器908可包括随机存取存储器、只读存储器、可移动磁盘存储器、闪存、以及这些类型的存储器的多种组合。存储器908有时称为主存储器，以及可部分地用作高速缓存或缓冲存储器。如果有必要的话，存储器908通常存储主控制器108的操作系统914。操作系统914可以是市面上能买到的多个操作系统中的一个，例如但不限于来自太阳微系统公司(SUN Microsystems,Inc.)的SOLARIS、来自IBM公司的AIX、来自惠普公司(Hewlett Packard Corporation)的HP-UX、来自红帽软件公司(Red Hat Software)的LINUX、来自微软公司(Microsoft Corporation)的Windows 2000等。

收发器902将主控制器108通信地耦合至通信网络110，以用于到达和来自通信网络110的通信。收发器902可使用无线和/或有线技术通信地耦合至通信网络110。

存储器908可存储多种形式的应用软件，例如能量可视化模块916、网站模块918、以及数据收集和处理模块920。数据收集和处理模块920从控制器104收集数据，例如能量产生数据、能耗数据、电力生成数据、电力消耗数据等。数据收集和处理模块920可处理和存储收集的数据；例如，数据收集和处理模块920可汇总在一个或多个时间间隔内收集的能量数据(例如，可汇总长达一小时的时段、长达一天的时段等内的能量产生数据)，和存储收集的数据以用于生成本文描述的能量可视化显示。数据收集和处理模块920还可确定最大能量数据值，例如在具体时间间隔内的最大能量产生，以用于生成本文描述的数据可视化标尺。能量可视化模块916可生成如本文描述的一个或多个数据可视化标尺，以及生成本文描述的能量数据可视化显示。在一些实施方式中，网站模块918可执行为渲染网站114上的能量数据可视化显示。

对本发明的实施方式的以上描述包括执行如描述的多个功能的多个元件、装置、电路和/或组件。这些元件、装置、电路和/或组件是用于执行其分别描述的功能的装置的示例性实现。

虽然以上针对本发明的实施方式，但是在不背离本发明的基本范围的情况下，可想到本发明的其他和进一步的实施方式。

Claims

1.一种用于提供能量数据的可视化的方法，包括：

建立能量可视化标尺，以根据一个或多个颜色参数可视地描绘能量数据，其中所述能量数据与分布式发电器(DG)有关；以及

基于所述能量可视化标尺生成显示图像，所述显示图像以在时间上跨越两个维度的网格布局描绘多个能量数据值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网格布局包括多个单元格，并且其中所述多个单元格中的每个单元格表示时间段，并且其中所述多个单元格中的每个单元格根据所述一个或多个颜色参数描绘对应的时间段内的能量数据值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述能量数据值是所述对应的时间段内的能量产生。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个单元格中的每个单元格将所述对应的时间段内的所述能量数据值描绘为颜色强度水平。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述能量可视化标尺将所述多个能量数据值映射至(i)多个颜色饱和度水平和(ii)多个颜色强度水平中的每个。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量可视化标尺的最大值设置为对应于与所述DG有关的最大能量数据值。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：基于所述最大能量数据值的改变动态地修改所述能量可视化标尺。

8.一种计算机可读介质，包括一种程序，所述程序在由处理器执行时执行一种用于提供能量数据的可视化的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中所述网格布局包括多个单元格，并且其中所述多个单元格中的每个单元格表示时间段，并且其中所述多个单元格中的每个单元格根据所述一个或多个颜色参数描绘对应的时间段内的能量数据值。

10.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中所述能量数据值是所述对应的时间段内的能量产生。

11.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中所述多个单元格中的每个单元格将所述对应的时间段内的所述能量数据值描绘为颜色强度水平。

12.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中所述能量可视化标尺将所述多个能量数据值映射至(i)多个颜色饱和度水平和(ii)多个颜色强度水平中的每个。

13.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中所述能量可视化标尺的最大值设置为对应于与所述DG有关的最大能量数据值。

14.根据权利要求13所述的计算机可读介质，其中所述方法进一步包括：基于所述最大能量数据值的改变动态地修改所述能量可视化标尺。

15.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中基于与选择的时间段内所述DG的拓扑结构有关的操作数据计算所述最大能量数据值。