SISTEMAS Y MÉTODOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS DE LA DEMANDA DEL MEDIDOR DE SERVICIOS PÚBLICOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere en general a sistemas y métodos para la recolección de datos del medidor de servicios públicos. Más específicamente, la invención se refiere a la recolección de datos de la demanda y cálculos relacionados. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los bienes de consumo tales como gas, electricidad y agua se proporcionan mediante compañías de servicios públicos alrededor del mundo a hogares, negocios y otros consumidores. Las compañías de servicios públicos facturan a los consumidores en una variedad de maneras diferentes. En muchos casos, las compañías de servicios públicos facturan a los consumidores en base a la cantidad total acumulada del bien consumido durante el periodo de facturación. Sin embargo, en la industria de servicio eléctrico, el deseo de reducir los costos al promover que los consumidores disminuyan o desvíen el consumo de energía, ha impulsado la introducción de nuevos tipos de esquemas de facturación. Por ejemplo, en muchos casos, la cantidad que se factura al consumidor depende de la medición de la demanda, la hora de uso y/o la información del perfil de carga. Los esquemas de hora de uso y perfil de carga típicamente se cargan al
consumidor a diferentes tasas dependiendo de la hora del día en que se consume la energía por el consumidor. Por ejemplo, la energía consumida por la mañana puede ser más costosa que la energía consumida a la media noche. En general, los esquemas de hora de uso implican mayores bloques de tiempo (e.g., por la mañana, al medio día, por la tarde o por la noche) que el perfil de carga (por ejemplo, dividiendo un día en 96 periodos) . La medición de la demanda, en el contexto de servicios eléctricos, típicamente implica la adición de un premio a la factura del consumidor en base a la cantidad máxima de energía utilizada en un segmento pequeño del periodo de facturación. Por ejemplo, tal esquema puede considerar la máxima cantidad de energía utilizada en cualquier segmento de quince minutos o incremento durante el periodo de facturación. De este modo, el término demanda, o pico de demanda, típicamente se refiere a la tasa máxima de uso de energía, y más comúnmente, se refiere al uso máximo dentro de cualquier segmento de 15 minutos en un ciclo de facturación. Los segmentos pueden ser no sobrepuestos (referidos como demanda por bloque) o sobrepuestos (referidos como demanda de desplazamiento) . Un pico de demanda diario es el pico de demanda que ocurre en un periodo dado de 24 horas, de acuerdo con el reloj medidor. El restablecimiento de la demanda se refiere al proceso de poner a cero la
demanda. En los medidores de lectura manual tradicionales, el restablecimiento de la demanda ocurre al momento de tomar la lectura. Los términos del ciclo de facturación y periodo de facturación típicamente se refieren al número de días reflejado en cada factura. Las compañías de servicios públicos típicamente tienen números de días variantes en cada ciclo de facturación. Las compañías de servicios públicos eléctricos comúnmente evalúan el consumo, la hora de uso, el perfil de carga y la demanda utilizando medidores o módulos unidos a medidores para recolectar esta información y facturar a sus clientes de acuerdo con lo anterior. Tradicionalmente,. al final de un periodo de reporte, o ciclo de facturación, un empleado de la compañía de servicios públicos inspeccionaría y registraría físicamente los indicadores de lectura del medidor de cada cliente, que refleja el uso. En un programa de facturación típico, la compañía de servicios públicos tiene una ventana de facturación alrededor de la fecha de facturación durante la cual se leen los medidores. Esta ventana es normalmente un periodo de 2-3 días alrededor de la fecha de facturación. Por ejemplo, un esquema de "más 1 menos 2" se refiere a una ventana de facturación de dos días antes y un día después de la fecha de facturación. Muchas compañías de servicios públicos han desplegado sistemas automáticos de lectura de medidor que
pueden capturar automáticamente los datos de consumo desde el campo. En muchos casos, los módulos adaptadores se ajustan a los medidores existentes a fin de proporcionar la capacidad de recolección remota de datos. Los módulos típicamente recolectan los datos y los transmiten a fin de que los datos se reciban finalmente por la compañía de servicios públicos. Los datos pueden recibirse por un sistema de recolección de datos en una ubicación remota o mediante un dispositivo de recolección de datos en movimiento, tal como una camioneta. Tal recolección de datos al pasar en coche típicamente implica tener la camioneta u otro vehículo de recolección de datos en movimiento pasando y recolectando datos de manera remota a partir del dispositivo de medición durante la ventana de facturación. La facturación de la demanda es una práctica común en la industria de servicios públicos de electricidad. Sin embargo, las técnicas actuales para capturar los datos pico de la demanda en un ambiente al pasar en coche ha fallado para tratar de manera adecuada el problema de re-inicializar la demanda al final de cada ciclo de facturación, requiriendo con frecuencia de costosa labor manual y/o de dispositivos de comunicación de dos vías más costosos. Por ejemplo, en muchos casos, las compañías de servicios públicos son forzadas a reestablecer la demanda a través de conexiones alambicas. Esto se traduce en gastar más tiempo por el
personal de la compañía de servicios públicos en el campo. En otros casos, los lectores del medidor ponen a cero la demanda de manera remota a través de un dispositivo de comunicación de dos vías. Los dispositivos de comunicación de dos vías son relativamente más costosos en comparación con los dispositivos de comunicación de una vía. Algunas compañías de servicios públicos han recurrido a disminuir los gastos de operación mediante la descarga de un calendario de facturación en el medidor. Sin embargo, este procedimiento también tiene problemas. Por ejemplo, además de la dificultad de conocer el programa por adelantado, las compañías de servicios públicos pierden flexibilidad debido a que se encuentran atados a un calendario predeterminado. Además, los cambios a un calendario de facturación pueden requerir de una costosa actualización del calendario en los medidores en todos los sitios. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende diversos sistemas y métodos para la recolección de datos del medidor de servicios públicos en sistemas de medición distribuidos, tales como los mostrados en las Patentes de E.U. Nos. 6,628,699; 5,918,380; 5,495,239; 4,799,059; y 4,654,662 (la exposición de las cuales se incorpora en la presente mediante la referencia) . Muchas de las modalidades de la presente invención evitan muchos de los problemas de las técnicas de medición de la
demanda de la técnica anterior. Un aspecto de la presente invención es un método para recolectar datos de la demanda de servicios públicos a partir de un medidor de servicios públicos. Este método incluye determinar un periodo de un número establecido de intervalos de tiempo, en donde la duración del periodo es igual a un número máximo de intervalos de tiempo en cualquier ciclo de facturación más un número de intervalos de tiempo de retardo estimable. El método también determina un conteo de transmisión pico de un número establecido de intervalos de tiempo, en donde el conteo de transmisión pico es igual al número máximo de intervalos de tiempo en cualquier ciclo de facturación menos el número mínimo de intervalos de tiempo en el ciclo de facturación más el número de intervalos de tiempo de retardo estimable más uno. El método implica el registro de un pico de demanda en el paso de cada intervalo de tiempo, en donde el pico de demanda se asocia con el intervalo de tiempo en el cual ocurrió. El método implica determinar valores elevados del pico de demanda, en donde el los valores elevados del pico de demanda son los picos de demanda más elevados que ocurren durante el último periodo, y el número de valores elevados del pico de demanda determinado es igual al conteo de transmisión pico. Los valores elevados del pico de demanda se transmiten a un sistema remoto de recolección de datos y el pico de demanda más elevado que ocurre durante
un periodo de facturación se determina a partir de los valores elevados del pico de demanda. El "más uno" asegura que al menos un valor de los valores de demanda que se transmiten, se encontrará dentro del periodo de facturación. Otro aspecto de la presente invención incluye un sistema de recolección de datos de la demanda de servicios públicos que tiene un dispositivo de lectura del medidor de servicios públicos y un dispositivo de recolección de datos. El dispositivo de lectura del medidor de servicios públicos es para determinar un periodo y un conteo de transmisión pico, registrar picos de demanda y sus intervalos de tiempo asociados, y determinar los valores elevados del pico de demanda, en donde los valores elevados del pico de demanda son los picos de demanda más elevados que ocurren durante el último periodo, y el número de valores elevados del pico de demanda es igual al conteo de transmisión pico, y transmitir valores elevados del pico de demanda. El dispositivo de recolección es para recibir los valores elevados del pico de demanda transmitidos y determinar el pico de demanda más elevado que ocurre durante un periodo de facturación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entienden mejor cuando se lee la siguiente Descripción Detallada con referencia a los dibujos acompañantes, en donde:
La FIG. 1 ilustra un sistema de monitoreo del medidor de servicios públicos en el cual puede utilizarse la presente invención; y La FIG.2 ilustra dos ciclos de facturación de diferentes longitudes. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES ESPECÍFICAS In troducción La presente invención proporciona sistemas y métodos para la recolección de datos de la demanda del medidor de servicios públicos. Un aspecto de la presente invención proporciona un método y un sistema para determinar de manera remota el pico de demanda más elevado que ocurre durante un ciclo de facturación dado. En este aspecto, la invención puede capturar los pico de demanda diaria más elevados durante un número de días dado (e.g., los 7 días más elevados) durante un periodo de desplazamiento (e.g., 35 días) . El número de picos de demanda más elevados y la duración del periodo de desplazamiento permiten el cálculo del pico de demanda diario más elevado que ocurre durante un periodo de facturación. Por supuesto, son posibles muchas variaciones diferentes de esta descripción ejemplar. Vista General del Sistema La Figura 1 ilustra un sistema de monitoreo del medidor de servicios público, simplista, en el cual puede utilizarse la presente invención. La presente invención se
ilustra de manera simplista en la presente para facilidad de entendimiento. Por supuesto, se contempla específicamente que la presente invención puede utilizarse en un sistema de lectura de medidor más complejo, tal como los descritos en las Pat. De E.U. Nos. 6,628,699; 6,617,978; 6,424,270; y 6,195,018, las exposiciones de las cuales se incorporan todas en la presente mediante la referencia. Los datos se recolectan a partir de los medidores de servicios públicos 102a-n y eventualmente se almacenan y utilizan en el sistema central 106. El sistema central 106 típicamente usará los datos para generar estadísticas y facturas del consumidor. Una camioneta 104, u otro dispositivo de recolección de datos móvil, pueden utilizarse para recolectar datos del consumo y/o de demanda de los medidores 102a-n. La camioneta 104 típicamente se equipará con equipo receptor para recibir señales inalámbricas enviadas por los medidores 102a-n. La información puede transferirse del dispositivo de recolección de datos móvil 104 hacia el sistema central 106 en cualquier manera adecuada conocida en la materia. Una sub-rutina de captura de demanda en el sistema central puede utilizarse para picos de demanda totalizadores dentro de un ciclo de facturación y encontrar el pico más elevado que cae dentro del ciclo de facturación. Esto puede utilizarse como la demanda para ese ciclo de facturación a utilizarse para propósitos de facturación por la compañía de servicios
públicos . Determinación de Variables En una modalidad de la presente invención, el sistema y método aseguran que al menos uno de los picos de demanda que se transmiten al dispositivo de recolección de datos móvil 104 es el pico de demanda más elevado que cae dentro del periodo de facturación. En algunas modalidades, esto se lleva a cabo a través de la selección y uso de varias variables. La primer variable, referida como P o el conteo de transmisión pico, es el número de picos de demanda diarios que se transmitirá. En los ejemplos presentados en la presente, se utiliza un intervalo de tiempo diario. Otras modalidades utilizan diferentes intervalos de tiempo, tal como medio día. Además, el término diario puede significar un día calendario o cualquier otro periodo de 24 horas rastreado por el dispositivo de medición. El intervalo de tiempo se divide en segmentos y el pico de demanda es el segmento que ocurre durante el intervalo de tiempo que tiene la mayor cantidad de servicio público consumido. El pico de demanda, en ciertas modalidades, se refiere al máximo uso dentro de un segmento de 15 minutos que ocurre durante el día. Los segmentos pueden ser no sobrepuestos (referidos como demanda por bloque) o sobrepuestos (referidos como demanda de desplazamiento) . La variable P, o conteo de transmisión pico, puede
calcularse como el máximo número de días en cualquier ciclo de facturación menos el número mínimo de días en cualquier ciclo de facturación más el número de días de retardo estimable en la lectura del medidor más 1. El número de días de retardo estimable en la lectura de un medidor se refiere al número de días de flexibilidad proporcionados de más en la ventana de facturación. El valor de retardo estimable tendrá diferentes valores en diferentes condiciones. Generalmente, el valor de retardo estimable será igual al número de intervalos de tiempo de flexibilidad de más en una ventana de facturación. En un sistema ejemplar en donde el número máximo de días en cualquier ciclo de facturación es 32, el número mínimo de días en cualquier ciclo de facturación es 29 y el valor de retardo estimable se fija en 3, el valor de P, o el conteo de transmisión pico, será 7= ( 32-29+3+1) . Una segunda variable N, o periodo, también puede ser útil al asegurar que al menos uno de los picos de demanda que se transmite al dispositivo de recolección de datos móvil 104 es el pico de demanda más elevado que cae dentro del periodo de facturación. La variable N, o periodo, es el número de días de picos de demanda de los que se seleccionarán los valores de demanda más elevados. En algunas modalidades, este valor representa la longitud de la historia de desplazamiento de los picos de demanda que se almacenan en el medidor. El valor de N, o periodo, es el
número máximo de días en cualquier ciclo de facturación más el número de días de retardo estimable en la lectura del medidor. En el ejemplo anterior, en donde el número máximo de días en cualquier ciclo de facturación es 32, el número mínimo de días en cualquier ciclo de facturación es 29, y el valor de retardo estimable se fija en 3, el valor de N, o el periodo, será 35=(32+3). Alma cenamiento Pico de Demanda en el Medidor o Módulo En algunas modalidades, el medidor, o módulo en el medidor, se contendrá o almacenará en picos de demanda diaria de memoria para los últimos días N, o periodo. Los picos de demando solo se almacenan por intervalos en el último periodo. El medidor o módulo disminuirá progresivamente los picos de demanda diaria anteriores a medida que se registran nuevos picos de demanda diarios. De este modo, en algunas modalidades, una historia de los últimos picos de demanda N, por ejemplo 35, se almacenará en el medidor. En otras modalidades, el medidor o módulo almacenará más del número N de picos de demanda diarios, pero utilizará las variables al momento de transmisión para asegurar que al menos uno de los picos de demanda que se transmite al dispositivo de recolección de datos móvil 104 sea el pico de demanda más elevado que cae dentro del periodo de facturación. Los picos de demanda diarios almacenados en el
medidor o módulo se asocian con el incremento de tiempo, por ejemplo, el día en el cual ocurren. De este modo, la siguiente tabla ilustra el tipo de datos que se almacena en el ejemplo en donde N es igual a 35. Tabla 1
Los 35 picos de demanda diarios mostrados en la Tabla 1 ilustran los picos de demanda diarios para los 35 días más recientes. En este ejemplo, la entrada más reciente aparece el día 1 y la entrada de demanda más antigua aparece el día 35. A medida que se registra el siguiente pico de demanda diaria, éste se almacena y la entrada más antigua se desechará. Esto se muestra abajo en la Tabla 2. Tabla 2
El nuevo valor de "5" se almacena en el día 1, los valores medios se desplazan cada uno hacia abajo una posición, y el valor previo asociado con anterioridad al día 35 se descarta. Por supuesto, son posibles muchos otros esquemas y métodos para almacenar los picos de demanda diarios asociados con sus posiciones relativamente diarias . Por ejemplo, los picos de demanda pueden almacenarse y asociarse con un valor de fecha real o con un valor de los días desde la ocurrencia. Como otro ejemplo, cada pico de demanda puede asociarse con un número, en donde los números mayores representan datos más recientes. En todavía otro ejemplo, puede utilizarse una marca de tiempo con cada pico diario que permite el registro de la hora exacta en que ocurrió el pico. Puede utilizarse cualquier esquema adecuado de almacenamiento de datos de la demanda diaria con datos que permiten la distinción entre los valores de demanda diaria, anteriores y recientes. Transmisión de Da tos de Pico de Demanda Al momento de la transmisión, el medidor o módulo
transmitirá solo los picos de demanda más elevados. Específicamente, el medidor o módulo transmitirá los picos de demanda P más elevados, por ejemplo 7, en la memoria. En el ejemplo mostrado en la Tabla 2 anterior, esto corresponde a los 7 picos de demanda diarios más elevados que ocurren durante los últimos 35 días. Estos valores se muestran en la Tabla 3 a continuación: Tabla 3
En el caso de una unión, el pico más antiguo puede seleccionarse para la transmisión. Esto evitará la reescritura de la memoria del módulo una y otra vez para un conteo de uso cero. Esta misma regla puede aplicarse a picos intra-día . En ciertas modalidades, un sistema remoto de recolección de datos utiliza un dispositivo de recolección que pasa en coche para recibir los valores elevados de pico de demanda transmitidos. En otras ciertas modalidades, el sistema de recolección de datos remoto utiliza un dispositivo de recolección de datos estacionario.
Cálculo de la Demanda La información de pico de demanda puede transferirse desde el dispositivo de recolección de datos móvil 104 hacia el sistema central 106. El sistema central 106 puede utilizar los datos para determinar el pico de demanda durante el periodo de facturación adecuado. Por ejemplo, dados los datos de pico de demanda de la Tabla 3 anterior, pueden determinarse un ciclo de facturación de Marzo 15 hasta Abril 12, 2005 (un periodo de 29 días) y un día de recolección el 14 de Abril de 2005, cayendo el pico de demanda más elevado dentro del periodo. Un método es trabajar hacia atrás desde el día de recolección para determinar las fechas reales en que ocurrieron los picos de demanda reportados . Tabla 4
En ciertas modalidades, determinar el pico de demanda más elevado que ocurre durante un periodo de
facturación implica determinar cuál de los valores elevados pico de demanda ocurre dentro del periodo de facturación al determinar si el intervalo de tiempo asociado con cada valor elevado de pico de demanda ocurre dentro del periodo de facturación. De acuerdo con lo anterior, es posible determinar cuál de los valores pico de demanda corresponde a fechas dentro del ciclo de facturación aplicable, como se muestra en la Tabla 4 anterior. A partir de estos valores, se selecciona la demanda aplicable. En este caso, el pico de demanda más elevado dentro del ciclo de facturación es 9 del día 17, el cual ocurrió el 28 de Marzo, 2005. El valor de 10 el día 35 el 10 de Marzo, 2005 se rechaza debido a que cae fuera del ciclo de facturación aplicable. Asegurar que se Transmi te la Demanda Aplicable Como se describe arriba, el periodo y las variables de conteo de transmisión pico se seleccionan para asegurar que al menos un pico de demanda que se transmite al dispositivo de recolección de datos móvil 104 sea el pico de demanda más elevado que cae dentro del periodo de facturación. La variable del periodo asegura que al menos el número mínimo de picos de demanda diarios se almacene en el medidor o módulo y el conteo de transmisión pico asegura que al menos se transmita el número mínimo necesario de picos de demanda. La selección de estas variables toma en cuenta la varianza en la longitud del ciclo de facturación y el valor
de retardo estimable. Refiriéndose ahora a la Figura 2, se muestra un calendario 200 que tiene un primer ciclo de facturación 202 y un segundo ciclo de facturación 204. El primer ciclo de facturación 202 cubre un periodo de solo 29 días desde el 15 de Marzo hasta el 12 de Abril. El segundo ciclo de facturación 204 cubre un periodo de 32 días desde el 13 de Abril hasta el 14 de Mayo. Estos ciclos de registro 202, 204 representan el número mínimo y máximo de días en cualquier ciclo de facturación, respectivamente, en este ejemplo. De este modo, como en los ejemplos anteriores, si el retardo estimable se fija en un valor de 3 días, el periodo N será 35 y el conteo de transmisión pico P será 7. Para el primer ciclo de facturación 202, las lecturas del recolector móvil 104 provenientes del medidor o módulo pueden tomarse entre el 13 de Abril y el 15 de Abril. Si la lectura del recolector móvil 104 es del 13 de Abril, los picos de demanda variarán sobre los últimos 35 días. Suponga ahora que las lecturas del colector móvil 104 se toman el 15 de Abril. Los picos de demanda recolectados los últimos 35 días representarán el periodo desde el 11 de Marzo hasta el 14 de Abril, 2005. Para el segundo ciclo de facturación 204, las lecturas del colector móvil 104 provenientes del medidor o módulo 102a-n pueden tomarse entre el 15 de Mayo y el 17 de
Mayo. Si el lector móvil recolecta datos el 15 de Mayo, los picos de demanda recolectados se tomarán en cuenta para los 35 días previos, 10 de Abril a 14 de Mayo, 2005. Solo tres de los días en el periodo de 35 días (Abril 10, 11, 12) pueden caer fuera del ciclo de facturación de 32 días. De acuerdo con lo anterior, al menos una de las siete demandas diarias transmitidas ocurrirá durante el ciclo de facturación. Suponga ahora que las lecturas del colector móvil 104 se toman el 17 de Mayo. Los picos de demanda recolectados los últimos 35 días representarán el periodo desde el 12 de Abril hasta el 16 de Mayo, 2005. Solo tres de los días en el periodo de 35 días (12 de Abril y 15 y 16 de Mayo) pueden caer fuera del ciclo de facturación de 32 días. De acuerdo con lo anterior, al menos una de las siete demandas diarias transmitidas habrá ocurrido durante el ciclo de facturación. Estos ejemplos ilustran que incluso en las situaciones terminales, al menos una de las siete demandas diarias transmitidas habrá ocurrido durante el ciclo de facturación. Esto asegura que siempre será posible calcular la demanda para el periodo de facturación dada la información transmitida . Modalidades Al terna tivas Las estructuras y procesos arriba descritos
ilustran modalidades ejemplares de conceptos inventivos, incluidos en la presente invención. Son posibles otros sistemas y métodos. Aunque la invención se ha descrito en detalle con referencias particulares a estas modalidades particulares, pueden efectuarse variaciones y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la invención, según se describe en este documento. Por ejemplo, las técnicas de la presente invención también pueden utilizarse con un dispositivo de recolección de datos estacionario en vez de un dispositivo de recolección de datos móvil. Tal modalidad y otras modalidades pueden utilizar un valor de retardo estimable de cero. Nada en esta especificación se entiende que limite, de manera expresa o implícita, el pleno significado de los términos utilizados en las siguientes reivindicaciones.