CN1116330A - 最大需用功率控制设备 - Google Patents

Abstract

一种最大需用功率控制设备，该设备即使要控制大量负载仍能容易地接线，而且与控制有关的负担并不是落在一个装置上。就结构而言，检测器节点2基于从累计瓦特计1输出的脉冲估算整个设备的功耗总量并依据估算结果将功率报警信息输出至传输线5。控制节点3a至3c根据经传输线5接收到的功率报警信息分别控制对应于各控制节点的电力负载4a至4c的功耗。

Description

最大需用功率控制设备

本发明涉及一种最大需用功率控制设备，用于将单一设备或一个地区范围内的最大需用功率控制到某一予定值以下。

迄今用于将例如某一设备中的最大功耗控制到某一予定值的控制设备具有如图6所示结构。

在图6中，标号50表示用于测量整台设备所消耗功率量并输出其脉冲数正比于测得功率总量的脉冲信号的功率表。在此情况下，是以每1kw·h的电力测量值输出1000个脉冲的方式对每个某段时间间隔测量整台设备的功率总量。

标号51表示一个需用量控制器，用于根据从功率表50输出的脉冲信号估算整台设备的最大需用功率，并需要时输出一降功率信号。标号52指示消耗加到该设备的功率的电力负载。对各个电力负载52a至52c的优先级是予先设定的，例如，电力负载52a设定为1级优先，电力负载52b设定为2级优先和电力负荷52c设定为3级优先。

就上述最大需用功率控制设备而言，需用量控制器51根据从功率表50输出的功率(脉冲数)的总量来估算整台设备的功耗，并当估算的功能量超出予先设定值时，依据设定值被超出的量而定从低优先级的电力负载起依次向各负载输出降功率信号。这样能对每一负载52a至52c所消耗的功率加以限制。

视电力负荷的类型而定，有各种类型的降功率信号。例如，当电力负荷52a是一台机床时，则该信号是停止其运行的关断信号，而当负载52b是照明器具时，则该信号是降低亮度的光强控制信号。

这样，该最大需用功率控制设备控制每一段时限内该设备所消耗的平均功率，使其低于所述予先设定值。

就上述最大需用功率控制设备而言，若有大量的电力负载要由该需用量控制器控制，则连接需用量控制器和电力负载的连线数目也随之增多，因而使接线过程变得过份复杂。此外，由于用一台需用量控制器来控制大量电气负载，使控制各个电力负载的耗电量的担子落在一台需用量控制器上，从而使得控制大量电负载的工作变得困难。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种即使要控制大量负载时也能容易地接线而且其中涉及控制的担子并非落在一台装置上的最大需要用功率控制设备。

根据本发明的第一方面，用于控制最大需用功率的设备包括：用于测量一台设备或某一地区范围内的所有电力负载的总功耗的功率表，利用由功率表测得的功率值估算一台设备或某一地区的最大需用功率，并依据估算结果输出功率报警信息的功率报警设备，以及至少一台功耗控制设备，用以根据功率报警信息控制予先从所有电力负荷中指定的一个电力负载的功耗，本发明的特点在于：所述功率报警设备和至少一个功耗控制设备是经由一对传输线连接的。

根据本发明第二方面，用于控制如权利要求1所述的最大需用功率的设备还包括：连到所述功率报警设备的一个中继装置用以接收所述功率报警信息，连接到所述中继装置的至少一条附加传输线和经由所述中继装置和所述至少一条附加传输线连接到所述电力报警设备的至少一个辅助功耗控制设备，其中所述至少一个辅助功耗控制设备基于所述电力报警信息控制予先所指定的电力负荷的功耗。

根据本发明的第三方面，如上所述用于控制最大需用功率的设备的特点在于：所述电力报警设备包括：一个输入控制段，用于接收来自动率表的功率值信号，一个电力报警信息产生段，以利用由输入控制段接收的功率值信号估算上述所有电力负荷的最大需用功率并依据估算结果输出电力报警信息，以及一个传输控制段，用于将从电力报警信息产生段输出的电力报警信息与指定传输目的地的功耗控制设备的地址一起输出到所述传输线。

根据本发明的第四方面，如上所述用于控制最大需用功率的设备的特点是：传输控制段具有能对连接到该传输线或另一传输线的所有功耗控制设备同时输出电力报警信息的广播功能。

根据本发明第五方面，如上所述用于控制最大需用功率的设备的特点是：功耗控制设备包括：一接收控制段，以接收从电力报警设备输出的电力报警信息，一个降功率信号产生段，用于依据由接收控制段接收的电力报警信息信号而输出一降功率信号以控制功耗，以及一个输出控制段用以给所指定的电力负荷输出从降功率信号产生段所输出的降功率信号。

根据本发明第六方面，如上所述的控制最大需用功率的设备特点在于：传输线是给电力报警设备和功耗控制设备供电的电线。

就按本发明的最大需用功率控制设备而言，电力极警设备利用由功率表测得的功率值估算由某台设备或某一地区范围内所有电力负荷所消耗的最大功率并依据该估算结果将电力报警信息输出到一条成对传输线。由于连接到该传输线的功耗控制设备分别对每个基于由力报警信息而被指定的电力负荷进行功耗控制直至实现控制，因此简化了接线而且有关对一台设备或一个地区范围内所有电力负荷的总功耗的功耗控制负担不同落在一台装置上。

此外，由于也能将电力报警信息发送到连到其他传输线的功耗控制设备，因此即使当电力负荷数超过某一条传输线的允许电力负荷数时，仍能控制最大需用功率。

此外，由于该电力报警设备的传输控制段有广播功能，故不必为所有连到传输线的功耗控制设备逐个地指定作为传输目的地的功耗控制设备。因此，可减轻电力报警设备内部的传输控制段的负担。

此外，由于利用给各设备供电的电力线作为传输线，于是不仅能降低该最大需用功率控制设备的成本，而且能减轻安装时的工作负荷。

从以下参照附图所作的实施例的说明中将明显看出本发明的其他目的和特性。

图1是表示按本发明第一实施例的最大需用功率控制设备的结构方块图。

图2是表示图1的最大需用功率控制设备的检测器节点和控制节点的结构方块图。

图3是表示按本发明第二实施例的最大需用功率控制设备的结构方块图。

图4是图3的最大需用功率控制设备的检测器节点和控制节点的结构方块图。

图5是表示按本发明第三实施例的最大需用功率控制设备的结构方块图。

图6是表示一种传统的最大需用功率控制设备的结构方块图。

下面是参照附图对按本发明的实施例的说明，对这些实施例而言，给出了作为对一台设备进行最大需用功率控制的一个实例。[第一实施例]

首先参照图1和2描述第一实施例。

图1是表示按第一实施例的最大需用功率控制设备的结构方块图。

标号1表示一块累计瓦特计，用于测量由整台设备所消耗的功率并输出一脉冲信号，该信号的脉冲数与被测功率值成正比。在此情况下，以每1Kw·h的被测电力量输出1000个脉冲的方式，测量某段时间间隔内整台设备的功率总量。

标号2表示一检测器节点，该检测器节点依据从累计瓦特计1所输出的脉冲来估算整台设备的功耗总量。此外，检测器节点2依据所估算的功耗总量给传输线5输出电力报警信息。符号3a至3c表示控制节点，用于控制电力负荷4a至4c基于输出到传输线5的电力报警信息而被分别指配的功耗。电力负荷4构成整台功率消耗设备，具有代表机床的电力负荷4a，代表照明设备的电力负荷4b和代表空调器的电力负荷4c。传输线5是单根双铰线(single twisted pair wire)。在此情况下，可被连接到该对传输线的节点号为64。

图2中示出了检测器节点2和控制节点3的结构。

标号6表示一通信控制段，用于经由传输线5传送数据以实现同另一节点范围内的通信控制段的通信。标号7表示一应用段用于确定上述两种类型的节点的操作。标号8表示输入/输出控制段用于实现与外部设备的双向数据传送。这里所说经由传输线5的数据通信(例如)包括：传输目的地节点地址，传输源节点地址，和传输数据(电力警告信息)。用于传输源的通信控制段6通过指定分配给传输目的地的通信控制段6的地址完成对一特定通信控制段的数据传输。此外，传输目的地节点地址可包括取代具体通信控制段地址的广播地址，以便向连接到传输线5的所有控制节点，一次地传输同样的电力警告信息。

就上述结构而言，例如检测器节点2的应用段7基于由输入/输出控制段8接收的脉冲信息估算由负载4a至4c所消耗的功率。然后依据该估算结果，经由通信控制段6向传输线5输出连同指定传输目的地的控制节点的地址数据一道的电力警告信息。

此外，控制节点的应用段7对由通信控制段6接收的电力警告信息进行计算处理。当其结果要求降低各相应电力负荷的功耗，该应用段7便经由输入/输出控制段8给该负载输出降功率信号。

该降功率信号视乎电力负荷的类型不同而定。例如，在电力负荷4a的情况下，该信号是用于转换机床电源开关的。对电力负荷4b而言，该信号是为调节照度的光强控制信号，而对电力负荷4c而言，该信号是为调节空调机的气流强度的空气量控制信号。

现将说明上述最大需用功率控制设备的工作情况。

起初，检测器节点依据从累计瓦特计1输出的脉冲数和间隔估算在30分钟内电负荷4a至4c所消耗的功率总量。该估算每10秒钟进行一次。例如，就估算30分钟功耗总量过程而言，当估算的起始10秒期间，从累计瓦特计1输出的脉冲稠密时，则根据该密度估算的30分钟功率总量将是大的，而当另一个10秒期间脉冲不密时，则估算的功率总值就低于先头10秒的功率总值。

此外，对于每个上述估算的执行，检测器节点2为控制节点3a至3c广播传输功率警告信息。

该功率警告信息例如是从0至100的一个有限整数值，从0至50的值意味着被估算的功率已在予先设定的功率值以下，而从51到100的值意味着实际功耗已高于予先设定的功耗值。更具体地说，这意味着：功率警告信息越大，估算的将被消耗的超过设定功率的功率就越大。

为降低各个相应电力负荷4a至4c的功耗，控制节点3a至3c输出对应于经传输线5接收的功率警告信息的控制信号(降功率信号)。

例如，当功率警告信息是从0至79时，控制节点3a给电力负荷4a输出一电源开(ON)信号，而当该信息为80或更大时，输出电源关(OFF)信号。此外，当功率警告信息是从0至49时，控制节点3b输出一光强控制信号以给出正常照度光强，当该信息从50至69时输出一光强控制信号以给出对应于功率警告信息的一般照明时间的100％至60％的光强，而当该信息为70或更大时，则转换到关断照明灯。此外，当功率警告信息为0至39时，控制节点3c输出空气量控制信号以根据在空调机中所设定的一予定气流值给定空气量，当该信息是从40至59时，则输出一空气量控制信号以给定对应于该功率警告信息的设定值的100％至40％的空气量，而当该信息为60或更大时，则切断该空气控制操作。

就根据上述本实施例的最大需用功率控制设备而言，在单台设备内构成利用传输线5和上述两种节点的网络。于是该整台设备的最大需用功率是通过根据由检测节点2给传输线5输出的功率警告信息控制各对应于各自控制节点的电力负荷的功耗来控制的。

就上述实施例而言，现已对检测器节点2至控制节点3a至3c的广播传输的实施例作了说明。然而传输目的地的控制节点可通过地址数据加以指定，功率警告信息能被传送到一个特定的控制节点。

此外，在本实施例中，将一对绞合线用作传输线。然而不用成对绞合线而用给各个节点供电的电力线也是可能的。[第二实施例]

现将参照图3和图4描述本发明的第二实施例。

就本实施例而言，给第一实施例的结构添加了一个网络，以便对付一个较大尺寸的设备。

图3是表示按第二实施例的一个最大需用功率控制设备的结构方块图。

在图3中与图1各部件相应的部件用相同符号表示并省略对其的说明。现将说明，图3结构方面与图1结构的不同点。

标号10表示在连到传输线5的各节点与连到传输线11的各节点之间进行中断通信的一个网络节点。如图4所示，该网络节点10包括经由传输线5进行通信的通信控制段6，和经由传输线11进行通信的通信控制段12。通信控制段6和通信控制段12交换彼此之间互相传送到各自对应传输线的数据。此外，通信控制段之间的数据传输是通过一个互相公共系统来实现的而与连到各自通信控制段的传输线的通信系统无关。

在图3中，控制节点3d和电力负荷4d以类似于对传输线5的连接方式被连接到传输线11。此外，连到传输线5的所有节点(除外网络节点10)包括一组A，而所有连到传输线11的节点(除网络节点10以外)包括一组B。

就上述的最大许用功率控制设备而言，首先，当检测器节点2进行广播传输时，如第一实施例一样，控制节点3a至3d基于各自接收到的功率警告信息分别控制相应电力负荷4a至4d的功耗。此外，当检测器节点2对特定控制节点发送功率警告信息时，则这可通过指定地址数据的组和节点来完成。

就第二实施例的最大许用功率控制设备而言，附加了网络节点使其可能控制超出该成对传输线所许可的节点数的负荷的功耗。

就该实施例而言，对通信系统来说，不必需采用同类系统的传输线5和传输线11。例如，传输线5上组A中的各节点之间的通信是由通信系统“a”完成的，而传输线11上的组B中的各节点间的通信是由通信系统“b”完成的，由于通信控制段6和通信控制段12之间的数据传输是由一彼此共用的系统来实现的，故采用不同类型的通信系统在传输线之间替续是可能的。[第三实施例]

现将参照图5描述根据本发明的第三实施例。

就本实施例而言，是对第一实施例的设备附加了一个不同类型的检测器并采用多种要素来控制这些负荷的功耗。

图5是一个方块图，表示按第三实施例的最大需用功率控制设备的结构。

在图5中，与图1相应部分用相同符号表示并省略对其的说明。现将描述图5结构中与图1结构的不同点。

标号20表示照明强度检测器，它测量安装电力负荷4b位置的光强并输出测得的光强数据。标号21表示一个检测器节点，它将基于接收到的光强数据的光强信息发送到控制节点3b。

第三实施例中的控制节点3b利用功率警告信息还通过将从检测器节点21来的光强信息同该安装位置先前设立的理论光强值进行比较而实现对电力负荷4b的功耗控制。当功率警告信息和光强信息从检测器节点2和检测器节点21同时输出时，控制节点3b根据传输源节点地址进行判断并给功率警告信息的接收赋予优先权。

就上述最大需用功率控制设备而言，超初，如第一实施例所述的控制节点3a和3c利用从检测器节点2发出的功率警告信息分别控制电力负荷4a和4c的功耗。此外，控制节点3b在由功率警告信息限制的功耗范围内调节电力负荷4b的光强以使从检测器节点21发出的照度信息成为理论光强值。

就本结构而言，比如当电力负荷4b的安装位置处于接纳充足阳光的地点，则例如当由于晴天，达到理论光强值的光强是从射入的阳光得到的，用末即使功率警告信息例如为40，控制节点3b也会关断电力负荷4b。另一方面，例如当由于多云天气使得入射光强不满足该理论值时，则调整电力负荷4b的照明强度以便校正该不足的光强。然而，此时若功率警告信息例如在69，则电力负荷4b的光强将达不到理论光强，而是还不到正常照明时的60％亮度。

由于本实施例的最大需用功率控制设备利用多种要素(消耗功率，光强)来控制这些电力负荷的功耗，故在整台设备的功耗总量剩余时，可考虑到电力负荷安装地点的诸条件适当控制功耗。

就本实施例而言，强度检测器20和检测器节点21被附加到象控制节点3b同样的传输线5上。不过将强度检测器20和检测器节点21经由例如象图3所示网络节点连接到另一传输线11也是可能的。

就上述本发明而言，由于设有：一瓦特计用以测量某一台设备或某一地区内的所有电力负荷的总功率，一切率警告设备，用以利用瓦特计测得的功率值估算一台设备或一个地区的最大需用功率并基于估算结果输出功率警告信息，和至少一台功耗控制设备，用于基于所述功率警告信息控制予先从所有电力负荷中指定的某一电力负荷的功耗，而所述功率警告设备和功耗控制设备是由一对传输线加以连接的，因此不仅简化了接线过程，而且有关对各个电力负荷的功耗控制负担不是落在一台装置上。

此外，由于设有一中继装置(relay device)，功率警告信息也能被送到与另一传输线相连的功耗控制设备，于是即使当电力负荷数超出一对传输线可允许的电力负荷数，最大需用功率仍能得到控制。因此，本发明不仅能控制一个较大规模设施的最大需用功率，而且附加安装功耗控制设备也是相当简单的。

此外，由于该最大需用功率控制设备的传输控制段有广播功能，故不必为连接到传输线的所有功耗控制设备逐个地指定作为传输目的地的功耗控制设备。所以能减轻传输控制段的负担。

此外，由于将给各个设备供电的电力线用作传输线，于是不仅能降低本发明的最大需用功率控制设备的成本而且可减轻安装时的工作负担。

Claims (6)

1.一种用于控制最大需用功率的设备，所述设备包括：

瓦特计(1)，用以测量一台设备或一个地区范围内所有电力负荷的总功耗；

功率警告设备(2)，用以利用由所述瓦特计测得的功率值估算一台设备或一个地区的最大需用功率，并根据估算结果输出功率警告信息；以及

至少一台功耗控制设备；(3)，用于依据所述功率警告信息控制予先从所述电力负荷中指定的一个电力负荷(4)的功耗，本发明的特征在于：

所述功率警告设备和所述至少一台功耗控制设备是通过一条传输线(5)加以连接的。

2.如权利要求1所述的控制最大需用功率的设备，其特征在于还包括：

一个连接到所述功率警告设备的替续装置(10)用以接收所述警告信息；

连接到所述替续装置的至少一条附加传输线(11)；和

至少一台附加功率控制设备(3d)，经所述替续装置和所述至少一条附加传输线连接到所述功率警告设备，

其中所述至少一个附加功耗控制设备控制基于所述功率警告信息予先指定的一个电力负荷(4d)的功耗。

3.权利要求1和2之任一个的控制最大需用功率的设备，其特征在于：所述功率警告设备包括：

输入控制段(8)，用于接收来自所述瓦特计的功率值信号，

功率警告信息产生段(7)，用于利用由所述输入控制段所接收的功率值信号估算所述所有电力负荷的最大需用功率并基于该估算结果输出功率警告信息，和

传输控制段(6)，用于将从所述功率警告信息产生段输出的功率警告信息与规定为传输目的地的功耗控制设备的地址一起输出到所述传输线。

4.如权利要求3所述的用于控制最大许用功率的设备，其特征在于：所述传输控制段有广播功能，能同时向连到所述传输线或所述另一传输线的所有功耗控制设备输出所述功率警告信息。

5.如权利要求1和2的任一权利要求所述的用于控制最大需用功率的设备，其特征在于：所述功耗控制设备包括：

接收控制段(6)，用于接收从所述功率警告设备输出的功率警告信息，

降功率信号产生段(7)，用于基于由所述接收控制段接收的功率警告信息输出用于控制功耗的降功率信号；和

输出控制段(8)，用于向被指定的电力负荷输出由所述降功率信号产生段输出的降功率信号。

6.根据1至5任一权利要求所述的用于控制最大需用功率的设备，其特征在于：所述传输线是向所述功率警告设备和所述功耗控制设备供电的电线。

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