专利名称：能源管理装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种能源管理装置及方法，尤其，跟随已开发出智能电网和智能电表技术并实行能源价格的变动资费制等意图需有效利用有限能源资源的趋势，通过预测未来能源使用信息的近似方法，能够更主动地控制能源利用。
背景技术：
目前为止，电、气、水等各种能源以最大需求量为准进行供应，而且，能源价格也维持固定价格。但是，最近作为为了更有效利用有限能源并减少能源消费的方案，推行按不同时间段或季节划分以使能源价格差别化的方案。为此，作为可以实现能源的有效利用的技术，智能电网(Smart Grid)或智能电表 (Smart Meter)技术成为关注的对象。智能电网是在电力网中引进信息技术(IT)而使电力供应商和消费者双向交换实时信息，从而最优化能源效率，并创造新附加值的下一代电力网。将智能电网从能源消费者的立场上看，根据能源价格的变动，找到最适合于自己的时间段来使用能源。智能电表(Smart Meter)是指添加通信功能的能源计量仪器，当利用智能电表时， 可以实时调查能源使用量，或可实现能源供应商和消费者之间的双向通信。因此，无需抄表员亲自访问家庭也可以进行远程抄表、实时抄表，因此，能够准确测量能源使用量，从而可得到节省抄表费用及能源的效果。另外，可通过互联网等通信网提供消费者的能源使用信息，因此，消费者可以通过网页、手机、电视接收器等各种通信工具，随时随地确认自己的能源使用信息。当使用智能电网或智能电表等能源相关技术时，可以实现主动的能源管理。但是，因为能源的特性是持续使用且有限的，因此，不仅仅是当前的能源使用情况，还有与未来的能源使用相关的信息，也对能源供应或消费过程产生重要影响。
发明内容
于是，本发明的目的在于提供一种能源管理装置及方法，使其能够收集与能源相关的数据，并利用此数据预测未来的能源使用量或能源使用金额，从而能够对能源利用或供应更近似地主动管理。为了达到上述目的，根据本发明的一实施例的能源管理装置，包括接收单元，其从至少一个传感器接收能源使用量信息；以及预测单元，其根据所述接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用量之和及能源的变动使用量，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。根据本发明的一实施例的能源管理装置的预测单元，可根据所接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用金额之和及其变动率，并以此为基础可预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。另外，根据本发明的一实施例的能源管理装置的接收单元，从中央服务器或用户追加接收根据时间的能源价格信息，而上述预测单元可以以所接收的根据时间的能源价格信息为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。根据本发明的一实施例的能源管理装置的预测单元，利用供应能源的公司的收费政策相关信息，通过上述能源使用金额预测将向用户实际请求的请求金额。上述供应能源的公司的收费政策相关信息包括基本收取的基本费用、税及费用 4尤惠等fn息ο根据本发明的一实施例的能源管理装置，还包括仪器控制单元，其根据上述预测单元所预测的能源使用量或能源使用金额控制至少一个能源使用仪器。当上述能源使用仪器为使用电能的电器时，上述仪器控制单元将仪器控制信号传送至对应于上述各个能源使用仪器而接通/断开相应能源使用仪器的电源的电源开关装置。上述仪器控制单元可优先切断对能源效率低的能源使用仪器的能源供应。上述仪器控制单元可优先切断对能够减少更多的最大能源使用量的能源使用仪器的能源供应，或可根据用户设定的负荷控制时间表控制能源使用仪器。根据本发明的一实施例的能源管理装置，还可包括传送单元，其向其他装置传送与能源使用相关的信息。上述传送单元，将通过上述预测单元预测的能源使用量信息和能源使用金额信息传送至中央服务器，或传送至用户的便携式终端或家用显示装置(IHD :In Home Display)寸。上述传送单元，将上述仪器控制单元控制能源使用仪器的结果相关信息传送至中央服务器，或传送至用户的便携式终端或IHD(In Home Display)等。当上述预测单元预测出的能源使用量或能源使用金额超过已设的上限值时，上述传送单元向用户的便携式终端或IHD(In Home Display)传送警告消息。上述上限值可以设定为特定时间点的上限值或与特定期间内的使用相关的上限值。涉及本发明一实施例的能源管理装置的接收单元、预测单元、仪器控制单元、传送单元可分别由不同装置构成，并通过所设的通信网络相互连接，或整合为一体的装置，或可由一个以上的组合构成一体装置而与其他组件连接。根据本发明的一实施例的能源管理方法，包括接收步骤，从至少一个传感器接收能源使用量信息；以及预测步骤，根据上述接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用量之和及能源的变动使用量，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。根据本发明的一实施例的能源管理方法的预测步骤中，可根据所接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用金额之和及其变动率，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。另外，根据本发明的一实施例的能源管理方法的接收步骤中，可从中央服务器或用户追加接收根据时间的能源价格信息，而上述预测步骤中能够以所接收的根据时间的能源价格信息为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。根据本发明的一实施例的能源管理方法的预测步骤中，利用供应能源的公司的收费政策相关信息，通过所述能源使用金额预测将向用户实际请求的请求金额。上述供应能源的公司的收费政策相关信息，可包括基本收取的基本费用、税及费
用优惠等^[曰息ο根据本发明的一实施例的能源管理方法，还包括控制步骤，其中根据上述预测步骤预测出的能源使用量或能源使用金额，可对至少一个能源使用仪器的能源供应进行控制。当上述能源使用仪器为使用电能的电器时，上述仪器控制步骤将仪器控制信号传送至对应于上述各个能源使用仪器而接通/断开相应能源使用仪器的电源的电源开关装置。上述控制步骤，可优先切断对能源效率低的能源使用仪器的能源供应，或可优先切断对能够减少更多的最大能源使用量的能源使用仪器的能源供应，或可根据用户设定的负荷控制时间表控制能源使用仪器。根据本发明的一实施例的能源管理方法，还包括传送步骤，其中根据上述预测步骤的预测结果，向其他装置传送与能源使用相关的信息。在上述传送步骤中，通过通信网将上述预测步骤中预测出的能源使用量信息、能源使用金额信息以及在上述仪器控制步骤中控制能源使用仪器的结果相关信息传送至中央服务器，或传送至用户的便携式终端或IHD(In Home Display)。在上述预测步骤中预测出的能源使用量或能源使用金额超过已设置的上限值时， 在上述传送步骤中向用户的便携式终端或IHD(In Home Display)传送警告消息。此时，上述上限值可以设定为特定时间点的上限值或与特定期间内的使用相关的上限值。本发明可以根据各种能源使用仪器使用的能源使用量等能源相关数据，在合理范围内预测出未来的能源使用量或能源使用金额。预测的信息可用于旨在提高能源利用效率的各种领域，从而能够更加主动地接近能源利用的合理化。例如，通过接通/断开家庭、办公室、公司等能源消耗站点的各种能源使用仪器的电源，从而进行控制，使得之后的能源使用能够在受限的范围内实施。另外，能源使用走势和其预测结果传送至用户的便携式终端等，从而帮助用户调节自己的能源消费形态。不仅如此，对各个能源消耗站点的预测信息传递至能源供应商，以帮助拟定能源供应计划。如上所述，因能源消费者或供应商可以事先调节能源使用状况，因此能够更有效地利用作为有限资源的能源。
图1所示为根据本发明的能源管理装置的第一实施例；图2至图5所示为预测未来的能源使用量或未来的能源使用金额的方法示例；图6和图7所示为根据预测出的能源使用量对未来的能源使用金额进行预测的方法的示例；图8至图11所示为说明通过在能源消耗站点使用可替代能源而引起未来的能源使用量或能源使用金额减少的情况的示例；图12所示为根据本发明的能源管理装置的第二实施例；图13和图14所示为根据未来的能源使用金额预测出能源使用量的方法的示例；图15所示为与根据本发明的能源管理装置的第一实施例和第二实施例相关的又一实施方式；图16所示为根据本发明的能源管理装置的第三实施例；图17所示为根据本发明的能源管理装置的第四实施例；图18所示为与根据本发明的能源管理装置的第三实施例和第四实施例相关的又一实施方式；图19所示为构成根据本发明的能源管理装置的具体示例；图20所示为为了说明根据本发明的能源管理系统的第一实施例和第二实施例的结构图；图21所示为为了说明根据本发明的能源管理系统的第三实施例和第四实施例的结构图；图22和图23所示为说明仪器控制装置的作用的示例；图M所示为关于仪器控制装置的运行过程的示例；图25所示为关于选择控制对象能源使用仪器的方法的示例；图沈所示为关于控制能源使用仪器的方法的示例；图27所示为关于电源开关装置的示例；图观所示为构成本发明的能源管理装置的具体示例；图四所示为根据本发明的能源管理方法的第一实施例；图30所示为根据本发明的能源管理方法的第二实施例；图31所示为根据本发明的能源管理方法的第三实施例；图32所示为根据本发明的能源管理方法的第四实施例；图33所示为与根据本发明的能源管理方法的第一实施例至第四实施例相关的又一实施方式；图34所示为关于能源价格结构的示例；图35所示为显示有能源使用信息的画面的示例。
具体实施例方式下面，参照附图对根据本发明的较佳实施例进行详细说明。若没有特殊说明，与本发明相关的能源是指电、气、水中的一种。图1为显示根据本发明的能源管理装置20-1的第一实施例，其包括第一接收单元 21和预测单元23。第一接收单元21从至少一个传感器13接收能源相关数据。传感器13为能够检测出与能源使用相关的各种信息的装置。传感器13为如下电子式计量仪，即能够测定从能源供应公司12供应的能源通过能源消费处的各个能源使用仪器16-1 16-k所使用的状态。上述传感器13的具体示例为智能电表，且在能源消费处可具备各种类型的可替代能源14。第一接收装置21从传感器13接收的能源相关数据，可以根据需要而构成多种形式，例如能源使用量信息。能源使用量信息能够以总使用量形式提供，但当传感器13能够按照各个能源使用仪器分别收集能源相关数据时，可以按照各个能源使用仪器分别提供。预测单元23从第一接收单元21接收能量使用量信息，从而计算出每小时能源使用量之和以及能源的变动使用量，并且以此为依据对所设时间之后的能源使用量或能源使用金额进行预测。在此，所谓的所设时间之后是指，想要预测的能源使用量或能源使用金额的未来的时间点，可以以日、周、月、年等单位进行设定，或也可以设定为未来的特定时间点。在后者中，特定时间点可举例为，规定用户结算能源使用费的时间点，例如每月的
最后一天。所谓的每小时能源使用量之和是指，在已设定的各个时间内的能源使用量之和。 即，当已设定的时间以小时为单位时，是指每小时的能源使用量之和，而当已设定的时间以日为单位时，是指每天的能源使用量之和。 例如，若在过去时间点11的能源使用量之和为Ql，而在从11经过相应单位的时间的期间内再使用了 dQ程度的能源，此时，在从tl经过相应单位的时间后的当前时间点t2 的源使用量之和变成“Ql+dQ”，能源的变动使用量为dQ。预测单元23利用预设的单位时间的能源使用量之和与能源的变动使用量，预测未来能源使用量或能源使用金额的方法，可通过多种方式实现。下面参照图2至图5，说明预测单元23对作为未来能源使用量的能源使用量之和进行预测的各种方法。假设过去某个时间点tl的能源使用量之和为Q1，当前时间点t2的能源使用量之和为Q2，需要预测的在未来某个时间点t3的能源使用量之和为Q3。首先，预测单元23计算能源使用量的变动率，而能源使用量的变动率可通过 “dQ + dt”计算出。在此，dt为“t2-tl，，，dQ为能源的变动使用量“Q2-Q1”。图加所示为为了预测未来的能源使用量之和而利用线性方法的示例，在未来某个时间点t3的能源使用量之和Q3能够以如下数学式1进行预测
权利要求
1.一种能源管理装置，包括接收单元，其从至少一个传感器接收能源使用量信息；以及预测单元，其根据所述接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用量之和及能源的变动使用量，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。
2.根据权利要求1所述的能源管理装置，其中，所述预测单元，根据所述接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用金额之和及其变动率，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。
3.根据权利要求2所述的能源管理装置，其中，所述接收单元，从中央服务器或用户追加接收根据时间的能源价格信息；所述预测单元，以所接收的根据时间的能源价格信息为基�。げ獬鲆欢ㄊ奔渲蟮哪茉词褂昧炕蚰茉词褂媒鸲�。
4.根据权利要求1所述的能源管理装置，其中，所述预测单元，利用供应能源的公司的收费政策相关信息，通过所述能源使用金额预测将向用户实际请求的请求金额；所述供应能源的公司的收费政策相关信息至少包括基本收取的基本费用、税及费用优惠中的一种。
5.根据权利要求1所述的能源管理装置，其中，还包括仪器控制单元，其根据所述预测单元所预测的能源使用量或能源使用金额，对至少一个能源使用仪器的能源供应进行控制。
6.根据权利要求5所述的能源管理装置，其中，所述仪器控制单元向接通/断开能源使用仪器的电源的电源开关装置传送仪器控制信号。
7.根据权利要求6所述的能源管理装置，其中，所述仪器控制单元，根据用户设定的负荷控制时间表，切断对所述能源使用仪器的能源供应。
8.根据权利要求1所述的能源管理装置，还包括传送单元，其通过通信网，将通过所述预测单元预测出的能源使用量信息和能源使用金额信息中的至少一种传送至中央服务器。
9.根据权利要求8所述的能源管理装置，其中，所述传送单元将通过所述预测单元预测出的能源使用量信息和能源使用金额信息中的至少一种传送至用户的便携式终端或家用显示装置。
10.根据权利要求9所述的能源管理装置，其中，当通过所述预测单元预测出的能源使用量或能源使用金额超过已设的上限值时，所述传送单元向用户的便携式终端或家用显示装置传送警告消息。
11.一种能源管理方法，其包括接收步骤，从至少一个传感器接收能源使用量信息；以及预测步骤，根据所述接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用量之和及能源的变动使用量，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。
12.根据权利要求11所述的能源管理方法，其中，所述预测步骤，根据所述接收的能源使用量信息计算出单位时间的能源使用金额之和及其变动率，并以此为基础预测出一定时间之后的能源使用量或能源使用金额。
13.根据权利要求12所述的能源管理方法，其中，所述接收步骤中，从中央服务器或用户追加接收根据时间的能源价格信息；所述预测步骤中，以所接收的根据时间的能源价格信息为基�。げ獬鲆欢ㄊ奔渲蟮哪茉词褂昧炕蚰茉词褂媒鸲�。
14.根据权利要求11所述的能源管理方法，其中，所述预测步骤中，利用供应能源的公司的收费政策相关信息，通过所述能源使用金额预测将向用户实际请求的请求金额；所述供应能源的公司的收费政策相关信息至少包括基本收取的基本费用、税及费用优惠中的一种。
15.根据权利要求11所述的能源管理方法，其中，还包括控制步骤，其中根据所述预测步骤所预测的能源使用量或能源使用金额，对至少一个能源使用仪器的能源供应进行控制。
16.根据权利要求15所述的能源管理方法，其中，所述控制步骤中，将仪器控制信号传送至对应于所述各个能源使用仪器而接通/断开相应能源使用仪器的电源的电源开关装置。
17.根据权利要求15所述的能源管理方法，其中，所述控制步骤中，根据用户设定的负荷控制时间表，切断对所述能源使用仪器的能源供应。
18.根据权利要求15所述的能源管理方法，还包括传送步骤，其中通过通信网，将通过所述预测单元预测出的能源使用量信息和能源使用金额信息中的至少一种传送至中央服务器。
19.根据权利要求18所述的能源管理方法，其中，所述传送步骤中，将通过所述预测步骤预测出的能源使用量信息和能源使用金额信息中的至少一种传送至用户的便携式终端或家用显示装置。
20.根据权利要求18所述的能源管理方法，其中，当在所述预测步骤中预测出的能源使用量或能源使用金额超过已设的上限值时，在所述传送步骤中向用户的便携式终端或家用显示装置传送警告消息。
全文摘要
本发明涉及一种能源管理装置及方法，其跟随已开发出智能电网和智能电表技术并实行能源价格的变动资费制等意图有效利用有限能源的趋势的步伐，通过预测未来的能源使用状况的近似方法，可更主动地控制能源利用。为此，计算每小时能源使用量之和及其变动率，或每小时能源使用金额之和及其变动率，并以此为基础通过线性/非线性的多种预测方法对在未来时间点的能源使用量或能源使用金额进行预测。能源消费者或供应商利用预测出的信息可以事先调节能源利用情况，从而能够更有效地利用有限的能源。
文档编号G01R11/57GK102279297SQ20111012994
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者吴正桓, 孙东民, 朴宰成 申请人:Ls产电株式会社
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