能源管理系统的制作方法

本发明涉及一种用于监测电(电子)器具的能源管理系统。进一步地，本发明涉及一种用于这种能源管理系统的分表计量模块。另外，本发明还涉及一种包括这种能源管理系统的虚拟电厂。

背景技术：

1、如今，电能仍然是一种即时生成、分配和消耗的能源形式。当电网上的负荷接近最大容量时，网络运营商必须寻找另外的能源供应或寻找管理负荷的方法，以避免电网超负荷。

2、另外，出于对环境的考虑，发电正在从传统的化石燃料资源转向比如风能、太阳能和地热能等可再生能源。其中一些技术的电力产量是地点特定的和/或取决于天气条件，因此产量不是恒定的，并且也不总是可预测的，从而使得高效的电网负荷管理对于避免超负荷变得更加重要。

3、电网负荷管理的一种形式是长期负荷管理，其中考虑了长期负荷行为和长期情景，包括天气预报、日峰值消耗和年峰值消耗的预测影响等。

4、负荷管理的另一种形式建立在储存系统上，例如，将太阳能电厂的多余产量储存起来，并使该能源可供日后使用。然而，如今，这一选择成本高昂，而且往往需要很长的投资回收期。

5、然而，实现更高水平的高效电网负荷管理的关键涉及对家用和商用能源的使用情况进行计量、监测并根据需要进行控制和调整。示例是使用如us2011196547中所描述的智能计量设备，该智能计量设备连接到智能电网，并且被配置用于基于从电网接收到的信息将家用器具切换到节电模式。作为另一示例，一种选择可以是通过控制家庭中的电动车辆(ev)充电器来降低充电功率，甚至是完全停止对家庭所有者的ev充电。对电网具有重大影响的家用和小型商用负荷的其他示例包括例如：控制pv(光伏电池)逆变器停止向电网注入电力、控制电动车辆充电器的充电速率、控制卫生热水的产生时间、控制hvac(供暖、通风和空调)和热泵、控制商用制冷系统、控制水池泵、控制自来水和污水处理、控制(备用)电池系统(何时充电或放电)等。

6、进一步地，所涉及的每个部分(比如辅助服务提供商、虚拟电厂(vpp)提供商、系统或电网运营商、公用事业机构、能源供应商、聚合商以及家庭或商业消费者)都必须获得相应的报酬。

7、为了提供可再生能源控制措施的证明，使用了收入级计量。公用事业规模的太阳能发电园、风力农场等在整体安装上已存在这样的公用事业收入级计量器。然而，远程控制的家用或商用器具和单元安装在“公用事业计量器”后面，并且没有单独的公用事业收入级计量器。这些单元或器具连接到家庭或企业的电气布线系统的“非密封”部分。因此，无法防止这种电气布线系统被篡改。

8、另外，为每个家用或商用hvac器具、每个ev充电器单元、电池储存系统等安装和运行这种收入级电计量器(“公用事业计量器”)将不具有成本效益。公用事业机构的安装费用高昂，并且增加了计量器反复读取的次数和计量器运行的成本。

9、因此，本发明的目的是提供一种能源管理系统，更具体地是提供一种家庭能源管理系统(hems)或建筑能源管理系统(bems)，该hems或bems不需要密封公用事业计量器后面的电气布线并提供与主“公用事业计量器”相同的收入级质量计量。本发明还将提供一种用于接口连接到要控制的本地器具或单元的一体化解决方案。

10、本发明的目的还在于提供一种能源管理系统，该能源管理系统在技术上是兼容的并且可以提供与现场安装的收入级“公用事业计量器”相当的收入级计量数据，以由电网或计量器运营商对家庭或建筑的总负荷(消耗)进行测量。

11、因此，本发明的目的还在于向电网和系统运营商、第三方辅助服务提供商、pp和聚合商等提供已建立的能源管理系统(hems或bems)，该能源管理系统能够准确控制单个器具是否产生负荷、何时生成产生以及产生多少负荷，并且能够准确控制例如器具确实在所要求的时间点打开或关闭。

12、因此，本发明的目的还在于向电网和系统运营商、第三方辅助服务提供商、vpp和聚合商等提供已建立的能源计量和能源管理系统，该能源计量和能源管理系统允许对这种家用或商用的各个单元或器具进行核实，并基于各个器具或单元的使用情况准确地向其家庭或商业所有者支付报酬或开具账单。

13、进一步地，本发明的目的在于提供一种能源管理系统，该能源管理系统可按日、按周、按月或按年向消费者实时提供根据电网负荷对其能源使用情况、成本和收益情况的分析，并且可选地直接指示单个器具(例如，打开/关闭)，该收益来自对家庭或企业总消耗以及每个分表计量的器具的(“灵活性”)报酬。

14、本发明的进一步的目的在于提供一种设备，该设备帮助用户根据所提供的分析通过行为改变来减少电力消耗，从而每年减少高达12％的账单值。利用“可操作数据”实现了高达45％的节省。

技术实现思路

1、在第一方面，本发明涉及一种能源管理系统，该能源管理系统包括：

2、a.至少一个分表计量和通信模块，所述模块包括：

3、i.分表计量单元，该分表计量单元被配置用于对与电(电子)器具相关的器具相关电力消耗参数进行计量；以及

4、ii.第一通信接口，该第一通信接口用于与服务器传送所述器具相关电力消耗参数；

5、b.第一处理单元，该第一处理单元被配置用于处理所述器具相关电力消耗参数并提供电力消耗参数的子集；

6、c.主计量单元，该主计量单元被配置用于对与主电力电缆相关的主电力消耗参数进行计量；

7、d.第二通信接口，该第二通信接口用于与所述服务器传送所述主电力消耗参数，

8、e.第二处理单元，该第二处理单元被配置用于处理所述主电力消耗参数并提供电力消耗参数的主集；

9、该能源管理系统的特征在于，该能源管理系统进一步包括第三处理单元，该第三处理单元被配置用于将所述子集与所述主集进行关联并确认所述主集中存在所述子集。

10、在本发明的实施例中，这种能源管理系统可以进一步包括控制单元，该控制单元被适配为与电网进行通信，并且能够从该电网接收指示电(电子)器具的指令。

11、在第二方面，本发明涉及分表计量和通信模块在如贯穿本文描述的能源管理系统中的用途，所述模块包括：

12、a.分表计量单元，该分表计量单元被配置用于对与电(电子)器具相关的器具相关电力消耗参数进行计量；

13、b.第一处理单元，该第一处理单元被配置用于处理所述器具相关电力消耗参数并提供电力消耗参数的子集；以及

14、c.通信接口，该通信接口用于与服务器传送所述子集。

15、在第三方面，本发明涉及一种包括如贯穿本文描述的能源管理系统的虚拟电厂。

技术特征：

1.一种能源管理系统，包括：

2.根据权利要求1所述的能源管理系统，其中，被配置用于处理所述器具相关电力消耗参数的所述第一处理单元被包括在所述分表计量和通信模块中。

3.根据权利要求1所述的能源管理系统，其中，所述第一处理单元和所述第二处理单元和所述第三处理单元被配置为所述服务器上的一个单元。

4.根据上述权利要求中任一项所述的能源管理系统，其中，所述服务器包含数据库，所述数据库被适配用于存储所述子集和所述主集和/或用于存储相应的确认。

5.根据上述权利要求中任一项所述的能源管理系统，其中，所述第三处理单元被适配用于请求所述相应的子集和主集，并且用于将所述子集与所述主集进行关联并确认所述主集中存在所述子集。

6.根据权利要求5所述的能源管理系统，其中，所述主计量单元是收入级计量器。

7.根据上述权利要求中任一项所述的能源管理系统，提供用于根据预测和/或实时的电网负荷来修改所述器具的能源使用情况和/或能源使用时段的指令。

8.根据权利要求7所述的能源管理系统，进一步包括控制单元，所述控制单元被适配为与所述电网进行通信并且能够从所述电网接收指示所述电(电子)器具的指令。

9.根据权利要求8所述的能源管理系统，其中，至少所述第一通信接口包括控制单元，所述控制单元能够与所述电网进行通信，并且能够从所述电网接收指示所述电(电子)器具的指令。

10.根据上述权利要求中任一项所述的能源管理系统，其中，所述分表计量单元被配置用于对与存在于住宅中的所有电(电子)器具的总电力消耗相关的器具相关电力消耗参数进行计量，并且其中，所述主计量单元被配置用于对与向多个所述住宅提供能源的主电力电缆相关的主电力消耗参数进行计量。

11.分表计量和通信模块在根据上述权利要求中任一项所述的能源管理系统中的用途，所述模块包括：

12.根据权利要求11所述的用途，其中，所述分表计量和通信模块包括控制单元，所述控制单元能够与电网进行通信，并且能够从所述电网接收指示所述电(电子)器具修改其能源使用情况和/或能源使用时段的指令。

13.一种虚拟电厂，包括根据权利要求1至10中任一项所述的能源管理系统。

技术总结
本发明涉及一种能源管理系统，本发明涉及一种能源管理系统，该能源管理系统包括：a.至少一个分表计量和通信模块，所述模块包括：i.分表计量单元，该分表计量单元被配置用于对与电(电子)器具相关的器具相关电力消耗参数进行计量；以及ii.第一通信接口，该第一通信接口用于与服务器传送所述器具相关电力消耗参数；b.第一处理单元，该第一处理单元被配置用于处理所述器具相关电力消耗参数并提供电力消耗参数的子集；c.主计量单元，该主计量单元被配置用于对与主电力电缆相关的主电力消耗参数进行计量；d.第二通信接口，该第二通信接口用于与所述服务器传送所述主电力消耗参数，e.第二处理单元，该第二处理单元被配置用于处理所述主电力消耗参数并提供电力消耗参数的主集；该能源管理系统的特征在于，该能源管理系统进一步包括第三处理单元，该第三处理单元被配置用于将所述子集与所述主集进行关联并确认所述主集中存在所述子集。进一步地，本发明涉及一种用于这种能源管理系统的分表计量模块。另外，本发明还涉及一种包括这种能源管理系统的虚拟电厂。

技术研发人员：斯蒂凡·格罗斯让
受保护的技术使用者：斯蒂凡·格罗斯让
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16