Способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, соответствующее устройство и система

Номер патента: 17839

Опубликовано: 29.03.2013

Авторы: Пол Джо, Томас Раджив, Гёдарт Эндрю Перегрин

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, включающий

измерение на удаленном узле, который находится на удалении от места фактического потребления электричества, потребления электроэнергии потребителем;

обеспечение потребителя электричества измерениями текущего потребления электроэнергии путем передачи потребителю с удаленного узла сообщения, содержащего измерение, в котором записано измеренное значение текущего потребления электроэнергии потребителем;

определение предельного значения величины потребления электроэнергии для потребителя в том случае, когда принимается решение о том, что необходимо ограничение потребления;

обеспечение потребителя указанием предельного значения потребления электроэнергии и указанием временного периода, в течение которого потребитель должен ограничить потребление, чтобы оно не превышало указанного предельного значения потребления электроэнергии;

прерывание, на удаленном узле, электроснабжения потребителя в случае, когда его потребление электроэнергии превышает предельное значение после истечения временного периода.

2. Способ по п.1, в котором принятие решения о том, что необходимо ограничение потребления, включает определение в автоматическом режиме необходимости ограничения потребления с использованием заданных критериев ограничения потребления и/или получение команды оператора, задающей необходимость ограничения потребления.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, который включает получение от потребителя по телекоммуникационной сети сообщения, содержащего запрос возврата в исходное состояние, и восстановление электроснабжения потребителя после получения этого сообщения.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором обеспечение потребителя указанием предельного значения потребления электроэнергии включает передачу потребителю сообщения, содержащего предельное значение.

5. Устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащее связное устройство, обеспечивающее прием сообщений от удаленного узла, и устройство отображения, обеспечивающее отображение информации, при этом

связное устройство выполнено с возможностью обеспечивать прием от удаленного узла сообщения, содержащего измерение текущего потребления электроэнергии, причем устройство отображения выполнено с возможностью обеспечивать вывод на экран значения текущего потребления электроэнергии;

связное устройство выполнено с возможностью также принимать от удаленного узла сообщение, которое содержит предельное значение величины потребления электроэнергии и указание периода времени, в течение которого потребитель должен ограничить свое потребление электроэнергии указанным предельным значением; и

устройство отображения выполнено с возможностью отображать остающееся время, в течение которого потребитель должен ограничить свое потребление электроэнергии.

6. Устройство по п.5, в котором связное устройство представляет собой устройство беспроводной связи и выполнено с возможностью обеспечивать прием сообщений по каналу беспроводной связи.

7. Устройство по п.5, в котором связное устройство включает соединительное средство для подсоединения к электрической сети и выполнено с возможностью обеспечивать прием сообщений с использованием технологии связи по силовой линии.

8. Устройство по любому из пп.5-7, содержащее акустический преобразователь, который выполнен с возможностью обеспечивать передачу звуковых предупредительных сигналов, указывающих на получение сообщения, содержащего предельное значение, причем частота сигналов зависит от разницы между текущим потреблением электроэнергии и предельным значением величины потребления.

9. Устройство по любому из пп.5-8, которое выполнено с возможностью после его инициализации обеспечивать возможность передачи сообщения инициализации.

10. Дистанционный контроллер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий

электрические соединения для электроснабжения удаленных нагрузок;

электрические выключатели, связанные с электрическими соединениями;

по меньшей мере один электроизмерительный прибор для измерения электроэнергии, подаваемой в каждую нагрузку или потребляемой каждой нагрузкой; и

связное устройство, которое выполнено с возможностью обеспечивать

передачу сообщений, содержащих измерения, в главный контроллер, причем сообщения, содержащие измерения, указывают количество электроэнергии, передаваемой в нагрузки или потребляемой нагрузками, и в устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей для отображения в этом устройстве величины текущего потребления электроэнергии;

прием из главного контроллера сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, которое указывает, что электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки должно быть прервано;

причем дистанционный контроллер выполнен с возможностью обеспечивать переключения выключателя после получения сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, в результате чего прерывается электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки.

11. Дистанционный контроллер по п.10, в котором связное устройство выполнено с возможностью обеспечивать прием сообщения, содержащего команду на восстановление электроснабжения, из главного контроллера, причем дистанционный контроллер выполнен с возможностью обеспечивать повторное включение выключателя после получения вышеуказанного сообщения, в результате чего восстанавливается электроснабжение нагрузок.

12. Дистанционный контроллер по любому из пп.10, 11, выполненный с возможностью обеспечивать временное прерывание электроснабжения по определенному электрическому соединению и получающий после этого сообщение инициализации из устройства, подтверждающее прерывание электроснабжения, что обеспечивает подтверждение того, что определенное устройство действительно связано с определенным электрическим соединением.

13. Способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, включающий

получение из каждого из электроизмерительных приборов на дистанционном контроллере сообщения, содержащего измерение, в котором записано измеренное значение потребления электроэнергии по меньшей мере одной нагрузки, электроснабжение которой осуществляется дистанционным контроллером, при этом измерительные приборы находятся на удалении от места фактического потребления электричества;

определение предельного значения потребления, которое обеспечивается имеющимся количеством источников электроэнергии, когда определяется, что имеющегося количества электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления всеми нагрузками; и

передачу по меньшей мере в один из дистанционных контроллеров сообщения, содержащего предельное значение, в котором записано предельное значение величины потребления электроэнергии и которое содержит временной период, в течение которого необходимо привести потребление электроэнергии в соответствие с заданным предельным значением.

14. Способ по п.13, в котором определение предельного значения потребления электроэнергии включает независимое определение предельного значения для каждого из дистанционных контроллеров.

15. Способ по любому из пп.13, 14, который включает передачу в дистанционный контроллер сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, причем это сообщение передается в дистанционный контроллер для прерывания электроснабжения по меньшей мере одной нагрузки, находящейся под управлением дистанционного контроллера.

16. Способ по любому из пп.13-15, который включает сохранение статистических данных о потреблении электроэнергии нагрузками, находящимися под управлением дистанционного контроллера, в базе статистических данных.

17. Главный контроллер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий связное устройство, которое выполнено с возможностью обеспечивать

прием от дистанционного контроллера на удаленном узле сообщений, содержащих измерения, в каждом из которых записана измеренная величина электроэнергии, потребляемой каждой нагрузкой, которая, в свою очередь, находится на удалении от дистанционного контроллера; и

передачу в дистанционный контроллер сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, которая указывает, что электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки должно быть прервано.

18. Главный контроллер по п.17, который также выполнен с возможностью обеспечивать определение необходимости снижения потребления электроэнергии каждой из нагрузок для соблюдения предельного значения потребления и, если потребление электроэнергии по меньшей мере одной нагрузкой превышает это предельное значение, передавать сообщение, содержащее команду на прерывание электроснабжения, в дистанционный контроллер для прерывания электроснабжения этой нагрузки.

19. Главный контроллер по п.17 или 18, содержащий модуль баланса электроэнергии, который выполнен с возможностью обеспечивать измерение общего количества электроэнергии, подаваемой на удаленные узлы, и сравнение общего количества подаваемой электроэнергии с количеством электроэнергии, подаваемой на каждую из нагрузок, как указано в сообщениях, содержащих измеренные величины потребляемой электроэнергии, в результате чего можно определить, полностью ли учитывается подаваемая электроэнергия.

20. Главный контроллер по любому из пп.17-19, выполненный с возможностью обеспечивать формирование и сохранение гистограмм потребления электроэнергии для всех подключенных нагрузок.

21. Сервер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий

связное устройство для приема от дистанционных контроллеров сообщений, содержащих измеренные величины поданной или потребляемой электроэнергии для соответствующих нагрузок, находящихся под управлением соответствующих дистанционных контроллеров; и

модуль управления, который выполнен с возможностью обеспечивать определение предельного значения потребления, обеспечиваемого имеющимся количеством электроэнергии, когда определяется, что имеющегося количества электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления всеми нагрузками, и может обеспечивать формирование и сохранение гистограмм потребления электроэнергии для всех подключенных нагрузок;

при этом связное устройство выполнено с возможностью обеспечивать передачу сообщения, содержащего предельное значение величины потребления электроэнергии, по меньшей мере в один дистанционный контроллер, причем если потребление электроэнергии не превышает указанное предельное значение, то электроэнергии будет достаточно, и также выполнено с возможностью обеспечивать передачу сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, по меньшей мере в один дистанционный контроллер, если определено, что потребление по меньшей мере одной из нагрузок, находящихся под управлением этого дистанционного контроллера, превышает предельное значения потребления электроэнергии;

при этом сервер выполнен с возможностью обеспечивать получение от потребителя по телекоммуникационной сети сообщения, содержащего запрос возврата в исходное состояние, и формирование и передачу сообщения, содержащего команду на восстановление электроснабжения, для указания, что электроснабжение этого потребителя должно быть восстановлено.

22. Сервер по п.21, выполненный с возможностью принятия решения о том, что необходимо ограничение потребления на основе определения в автоматическом режиме необходимости ограничения потребления с использованием заданных критериев ограничения потребления и/или по получении команды оператора, задающей необходимость ограничения потребления.

23. Система управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащая

устройство по любому из пп.5-9;

по меньшей мере один дистанционный контроллер по любому из пп.10-12, выполненный с возможностью обмениваться сообщениями с устройствами;

по меньшей мере один главный контроллер по любому из пп.17-20, выполненный с возможностью обмениваться сообщениями с дистанционным контроллером; и

по меньшей мере один сервер по любому из пп.21, 22, выполненный с возможностью обмениваться сообщениями с главным контроллером.

24. Система по п.23, в которой каждое устройство, каждый дистанционный контроллер и главный контроллер имеют модульную конструкцию и могут быть заменены в случае их неисправности, причем установленный компонент выполнен с возможностью обеспечивать прием сообщений конфигурации от остальных компонентов системы, в результате чего обеспечивается автоматическая конфигурация этого компонента.

25. Машиночитаемый носитель, содержащий набор команд, при выполнении которых вычислительным устройством осуществляют способ по пп.1-4 или пп.13-16.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СО СТОРОНЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА Изобретение относится к способу (310, 330, 350, 370) управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей и соответствующему устройству (104) и системе (100). Способ (310, 330,350, 370) включает обеспечение (336, 318) потребителя электроэнергии измеряемой величиной текущего потребления электроэнергии. Способ (310, 330, 350, 370) включает также определение(382) предельного значения потребления электроэнергии для потребителя, когда определена необходимость ограничения потребления, и обеспечение (384, 356, 338, 320, 322) потребителя указанием предельного значения величины потребления электроэнергии и указанием временного периода, в течение которого потребитель должен ограничить потребление электроэнергии, чтобы оно не превышало указанного предельного значения. Способ (310, 330, 350, 370) включает также прерывание (360, 340, 342, 324) электроснабжения потребителя в случае, когда его электропотребление превышает предельное значение после истечения указанного временного периода.(ПРОПРИЕТАРИ) ЛИМИТЕД; ЭСКОМ ХОЛДИНГЗ ЛИМИТЕД (ZA) Область техники Настоящее изобретение относится в общем к управлению потреблением электроэнергии и, в частности, к способам, устройству и системе управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей. Предпосылки создания изобретения Известно, что некоторые страны переживают период стремительного экономического роста, и это может представлять проблему для секторов экономики, потребляющих большие количества электроэнергии, таких как добыча полезных ископаемых, строительство инфраструктуры, обрабатывающая промышленность и др. Такой рост может поддерживаться только при использовании соответствующей энергетической инфраструктуры и энергоснабжения. Система электроснабжения ненадлежащего качества будет негативно сказываться на экономическом росте, и в этом случае должно осуществляться эффективное управление электропотреблением. Компаниям по электроснабжению необходимо управлять энергопотреблением потребителей при недостаточности электроэнергии (т.е. спрос превышает предложение),чтобы обеспечивалось эффективное использование электроэнергии и чтобы предотвращались ее потери,а также чтобы приоритеты энергопотребления отдавались наиболее важному потребительскому сегменту. Соответственно, в настоящем изобретении предлагается способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, который устранит отмеченные недостатки или, по меньшей мере, ослабит их влияние. Сущность изобретения Соответственно, в изобретении предлагается способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, включающий обеспечение потребителя электричества измерениями текущего потребления электроэнергии; определение предельного значения величины потребления электроэнергии для потребителя в том случае, когда необходимо ограничение потребления; обеспечение потребителя указанием предельного значения потребления электроэнергии и указанием временного периода, в течение которого потребитель должен ограничить потребление, чтобы оно не превышало предельного значения потребления; прерывание электроснабжения потребителя в случае, когда его потребление электроэнергии превышает предельное значение потребления после истечения указанного временного периода. Термин "электричество", используемый в настоящем описании, должен пониматься как "электроэнергия", если контекст этому не препятствует. Принятие решения о том, что необходимо ограничение потребления электроэнергии, включает определение в автоматическом режиме необходимости ограничения потребления с использованием заданных критериев ограничения потребления и/или получение команды оператора, задающей необходимость ограничения потребления. Способ может также включать контроль потребления электроэнергии потребителем на узле, который удален от места фактического потребления электроэнергии. Прерывание электроснабжения может включать прерывание электроснабжения на удаленном узле. Обеспечение потребителя измерениями текущего потребления электроэнергии может включать передачу ему сообщения, содержащего измерение, в котором записана измеренная величина текущего потребления электроэнергии потребителем. Способ может включать получение от потребителя по телекоммуникационной сети сообщения, содержащего запрос возврата в исходное состояние, и восстановление электроснабжения потребителя после получения этого сообщения. Обеспечение потребителя указанием предельного значения потребления электроэнергии может включать передачу потребителю сообщения, содержащего это предельное значение. В изобретении предлагается устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащее связное устройство, обеспечивающее прием сообщений от удаленного узла, и устройство отображения, обеспечивающее отображение информации, причем такое устройство управления отличается тем, что связное устройство может обеспечивать прием от удаленного узла сообщения, содержащего измерение текущего потребления электроэнергии, причем устройство отображения может обеспечивать визуальную индикацию значения текущего потребления электроэнергии; и связное устройство может также принимать от удаленного узла сообщение, содержащее предельное значение величины потребления электроэнергии и указание периода времени, в течение которого потребитель должен ограничить свое потребление электроэнергии для соблюдения указанного предельного значения. Связное устройство может представлять собой устройство беспроводной связи и может обеспечивать прием сообщений по каналу беспроводной связи. В другом варианте связное устройство может содержать соединительное средство для подсоединения к электрической сети и может обеспечивать прием сообщений с использованием связи по силовой линии. Устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей может обеспечивать обратный отсчет времени и отображать остающееся время, в течение которого потребитель должен ограничивать свое потребление электроэнергии. Устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей может содержать акустический преобразователь, обеспечивающий передачу звуковых предупредительных сигналов, указывающих на получение сообщения, содержащего предельное значение потребления, причем частота сигналов зависит от разницы между текущим потреблением электроэнергии и предельным значением величины потребления. Устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей может обеспечивать возможность передачи сообщения инициализации после его инициализации. В изобретении также предлагается дистанционный контроллер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий электрические соединения для электроснабжения удаленных нагрузок; электрические выключатели, связанные с электрическими соединениями; по меньшей мере один электроизмерительный прибор для измерения электроэнергии, подаваемой в каждую нагрузку или потребляемой каждой нагрузкой; и связное устройство, которое может обеспечивать передачу сообщений, содержащих измерения, в главный контроллер, причем сообщения, содержащие измерения, указывают количество электроэнергии, передаваемой в нагрузки или потребляемой нагрузками; прием из главного контроллера сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, которое указывает, что электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки должно быть прервано; причем дистанционный контроллер обеспечивает возможность переключения выключателя после получения сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, в результате чего прерывается электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки. Связное устройство также может обеспечивать передачу сообщения, содержащего измерение, в устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей для отображения в этом устройстве величины текущего потребления электроэнергии. Связное устройство может обеспечивать прием сообщения, содержащего команду на восстановление электроснабжения, из главного контроллера,причем дистанционный контроллер может обеспечивать повторное включение выключателя после получения вышеуказанного сообщения, в результате чего восстанавливается электроснабжение нагрузок. Дистанционный контроллер может обеспечивать временное прерывание электроснабжения по определенному электрическому соединению и получать после этого сообщение инициализации из устройства управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, подтверждающее прерывание электроснабжения, что обеспечивает подтверждение того, что определенное устройство действительно связано с определенным электрическим соединением. В изобретении предлагается еще один способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, включающий получение из каждого электроизмерительного прибора на дистанционном контроллере сообщения,содержащего измерение, в котором записано измеренное значение потребления электроэнергии по меньшей мере одной нагрузкой, электроснабжение которой осуществляется дистанционным контроллером; определение предельного значения потребления электроэнергии, которое обеспечивается имеющимся количеством электроэнергии, когда определяется, что имеющегося количества электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления всеми нагрузками; и передачу по меньшей мере в один из дистанционных контроллеров сообщения, содержащего предельное значение, в котором записано предельное значение величины потребления электроэнергии. Определение предельного значения потребления электроэнергии может включать определение независимого предельного значения для каждого дистанционного контроллера. Сообщение, содержащее предельное значение потребления электроэнергии, может содержать временной период, в течение которого должно быть выполнено ограничение потребления для соблюдения заданного предельного значения. Способ может включать передачу в дистанционный контроллер сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, причем это сообщение передается в дистанционный контроллер для прерывания электроснабжения по меньшей мере одной нагрузки, находящейся под управлением дистанционного контроллера. Способ может включать сохранение статистических данных о потреблении электроэнергии нагрузками, находящимися под управлением дистанционного контроллера, в базе статистических данных. В изобретении предлагается также главный контроллер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий связное устройство, которое может обеспечивать прием от дистанционного контроллера сообщения, содержащего измерение, в котором записана измеренная величина электроэнергии, потребляемой каждой нагрузкой; и передачу в дистанционный контроллер сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, которое указывает, что электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки должно быть прервано. Главный контроллер также может обеспечивать определение необходимости снижения потребления электроэнергии каждой из нагрузок для соблюдения предельного значения потребления и, если потребление электроэнергии по меньшей мере одной нагрузкой превышает это предельное значение, передавать в дистанционный контроллер сообщение, содержащее команду на прерывание электроснабжения,для прерывания электроснабжения этой нагрузки. Главный контроллер может содержать модуль баланса электроэнергии, который может обеспечивать измерение общего количества электроэнергии, подаваемой на удаленные узлы, и сравнение общего количества подаваемой электроэнергии с количеством электроэнергии, подаваемой на каждую из нагрузок, как указано в сообщениях, содержащих измеренные величины потребляемой электроэнергии, в результате чего можно определить, полностью ли учитывается подаваемая электроэнергия. Главный контроллер может обеспечивать формирование и сохранение индивидуальных гистограмм потребления электроэнергии для всех подключенных нагрузок. В изобретении также предлагается сервер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий связное устройство для приема от дистанционных контроллеров сообщений, содержащих измеренные величины поданной или потребляемой электроэнергии для соответствующих нагрузок, находящихся под управлением соответствующих дистанционных контроллеров; и модуль управления, который может обеспечивать определение предельного значения потребления,обеспечиваемого имеющимся количеством электроэнергии, когда определяется, что имеющегося количества электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления всеми нагрузками; и связное устройство также может обеспечивать передачу сообщения, содержащего предельное значение величины потребления электроэнергии по меньшей мере в один дистанционный контроллер, причем если потребление электроэнергии не превышает указанное предельное значение, то электроэнергии будет достаточно. Принятие решения о том, что необходимо ограничение потребления электроэнергии, включает определение в автоматическом режиме необходимости ограничения потребления с использованием заданных критериев ограничения потребления и/или получение команды оператора, задающей необходимость ограничения потребления. Связное устройство может обеспечивать передачу сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, по меньшей мере в один дистанционный контроллер, если определено, что по меньшей мере одна из нагрузок, находящихся под управлением этого дистанционного контроллера, превышает предельное значения потребления электроэнергии. Модуль управления может обеспечивать формирование и сохранение индивидуальных гистограмм потребления электроэнергии для всех подключенных нагрузок. Сервер может обеспечивать получение от потребителя по телекоммуникационной сети сообщения,содержащего запрос возврата в исходное состояние, и формирование и передачу сообщения, содержащего команду на восстановление электроснабжения, для указания, что электроснабжение этого потребителя должно быть восстановлено. В изобретении предлагается также система управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащая вышеописанные устройства управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей; по меньшей мере один вышеописанныйдистанционный контроллер, обменивающийся сообщениями с устройствами; по меньшей мере один вышеописанный главный контроллер, обменивающийся сообщениями с дистанционным контроллером; и по меньшей мере один вышеописанный сервер, обменивающийся сообщениями с главным контроллером. Каждое устройство, каждый дистанционный контроллер и главный контроллер имеют модульную конструкцию и могут быть заменены в случае их неисправности, причем во вновь установленном компоненте может обеспечиваться прием сообщений конфигурации от остальных компонентов системы, в результате чего обеспечивается автоматическая конфигурация этого компонента. В изобретении предлагается также машиночитаемый носитель, содержащий набор команд, при выполнении которых вычислительным устройством осуществляют вышеописанный способ. Краткое описание чертежей Изобретение описывается ниже более подробно на примере одного из вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые схематические чертежи. На прилагаемых чертежах показано: фиг. 1 - схематический вид системы управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей в соответствии с изобретением; фиг. 2 - схема устройства в соответствии с изобретением, являющегося составной частью системы,показанной на фиг. 1; фиг. 3 - схема удаленного узла в соответствии с изобретением, являющегося составной частью системы, показанной на фиг. 1; фиг. 4 - схема мини-подстанции в соответствии с изобретением, являющейся составной частью системы, показанной на фиг. 1; фиг. 5 - схема сервера базы данных в соответствии с изобретением, являющегося составной частью системы, показанной на фиг. 1; фиг. 6 - блок-схема осуществления способов в соответствии с изобретением; фиг. 7 - блок-схема восстановления электроснабжения нагрузок, прерванного в соответствии с блок-схемой фиг. 6; фиг. 8 - схема вычислительного устройства в форме компьютерной системы, которая может выполнять набор команд для обеспечения выполнения устройством одного или нескольких способов, рассмотренных в настоящем описании. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения На фиг. 1 ссылочный номер 100 в целом указывает систему управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей в соответствии с изобретением. Система 100 используется для управления распределением электричества энергоснабжающей компанией среди множества конечных потребителей в промышленности, торговле, жилищном секторе. В этом примере показаны три нагрузки 102 в форме электроприборов и других электропотребляющих устройств жилых помещений или домов, однако следует понимать, что в системе 100 может быть гораздо большее число нагрузок. Каждая нагрузка содержит устройство 104 управления потреблением электроэнергии со стороны потребителя в соответствии с изобретением (описано ниже). Система 100 специально сконфигурирована для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей (например, со стороны потребителей электроэнергии в жилых помещениях). Таким образом, потребитель имеет право,или это вменяется ему в обязанность, регулировать свое потребление электроэнергии. Подача электроэнергии в нагрузки 102 осуществляется через удаленный узел 110. На удаленном узле 110 размещается дистанционный контроллер 112 вместе с электрическими соединениями для подключения соответствующих нагрузок и электрические выключатели в форме контакторов 114 для прерывания электроснабжения. В частности, каждой нагрузке 102 назначен связанный с ней контактор 114, причем выборочное переключение определенного контактора 114 выборочно включает или прерывает подачу электричества в нагрузку 102, связанную с этим контактором 114. Контактор 114 может иметь форму электромеханического переключателя с фиксацией. Кроме того, дистанционный контроллер 112 может обеспечивать передачу команд управления или привода отдельно для каждого из контакторов 114 с использованием коммуникационного протокола обмена между дистанционным контроллером 112 и контакторами 114, например протокола последовательного интерфейса, в частности протокола RS232. Далее, дистанционный контроллер обменивается информацией с каждым устройством 104 соответствующих нагрузок 102. В одном из вариантов этот обмен информацией может осуществляться по каналу беспроводной связи, и в этом случае удаленный узел 110 будет содержать приемопередатчик беспроводной связи, такой как приемопередатчик радиосвязи. Однако в рассматриваемом варианте обмен информацией между устройствами 104 и дистанционным контроллером 112 осуществляется с использованием проводного канала связи, в частности канала связи по силовой линии (PLC). Удаленный узел 110 также содержит различные электроизмерительные приборы для контроля потребления электроэнергии каждой нагрузкой 102. Потребление электроэнергии, измеряемое соответствующими электроизмерительными приборами, может быть передано из дистанционного контроллера в устройство 104, так что потребитель может видеть текущие значения величины потребляемой им электроэнергии (описано ниже) и, при необходимости, историю использования электроэнергии за предыдущие периоды. Электроэнергия подается на удаленный узел 110 через мини-подстанцию 120 или через трансформатор воздушной линейной сети. Мини-подстанция 120 содержит главный контроллер 122 и обменивается информацией с дистанционным контроллером 112 удаленного узла 110, например, с использованием PLC. Главный контроллер 122 и дистанционный контроллер 112 могут обмениваться различными сообщениями для обеспечения управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей. Необходимо понимать, что электрораспределительные сети в разных регионах могут различаться. Поэтому вместо отдельных объектов, удаленного узла 110 и мини-подстанции 120 может оказаться оптимальным решение, при котором эти два объекта объединены в единый узел. Мини-подстанция 120 дополнительно связана с телекоммуникационной сетью, например с сетью 130 сотовой связи, работающей по протоколу GSM или CDMA или по любому другому подходящему телекоммуникационному протоколу. Кроме того, в состав системы 100 входит сервер, в данном случае сервер 140 базы данных. Сервер 140 базы данных предназначен для выполнения административных функций и функций ведения базы данных для документирования информации, в дополнение к функциям ограничения потребления. В этом примере сервер 140 базы данных содержит различные связные устройства для обмена информацией с различными компонентами и подсистемами. В частности, сервер 140 базы данных содержит шлюз 142 связи GPRS для обмена информацией с мини-подстанцией 120 через сеть GSM 130. Таким образом, сервер 140 базы данных обменивается информацией с мини-подстанцией 120 по каналу беспроводной связи таким образом, чтобы главный контроллер 120 мог передавать сообщения в сервер 140 для обеспечения функции ограничения потребления и для выполнения административных и статистических функций. Сервер 140 базы данных содержит также сетевой сервер 144 для обмена информацией с телекоммуникационной сетью 132 Интернет. К серверу 140 базы данных через Интернет могут подключаться пульт 150 администрирования и пульт 152 ограничения потребления для выполнения функций администрирования и ограничения потребления соответственно. Далее, сервер 140 базы данных содержит шлюз 146 обмена сообщениями SMS, в частности со связным устройством, которое в данном варианте представляет собой мобильный телефон 160. В другом варианте сервер 140 базы данных может содержать систему интерактивного речевого ответа IVR (не показана) для обмена сообщениями, например с телефоном, через стационарную телефонную сеть. Сервер 140 базы данных содержит базу данных для хранения статистических данных, касающихся потребления электроэнергии. К этим статистическим данным возможен дистанционный доступ с пульта 150 администрирования и/или с пульта 152 ограничения потребления. На фиг. 2 более подробно показано устройство 104. Устройство 104 содержит устройство отображения информации в форме монитора 202. Монитор 202 может быть ЖК-дисплеем или в более простом варианте устройства 104 для целей отображения информации могут использоваться светодиоды. На экране монитора 202 может отображаться информация о текущем потреблении электроэнергии в помещениях, с которыми соединено устройство 104. Такое устройство 104 включает акустический преобразователь в форме громкоговорителя 204, предназначенного для передачи звуковых предупредительных сигналов (описано ниже). Устройство 104 содержит также связное устройство 206. Хотя связь между устройством 104 и удаленным узлом 110 может осуществляться по каналу беспроводной связи, однако в рассматриваемом варианте связь осуществляется с использованием технологии PLC. Для этой цели устройство 104 снабжено средством электрического соединения в форме обычного бытового штепселя 208 для подключения устройства 104 к электрической системе нагрузки 102, например для подключения устройства 104 к электрической розетке жилого помещения. Устройство 104 может принимать через связное устройство 206 сообщения от удаленных абонентов, например сообщения, передаваемые удаленным узлом 110. Важным является то, что устройство 104 может принимать по меньшей одно сообщение, содержащее измерение текущего потребления электроэнергии нагрузкой 102, с которой соединено устройство 104. В частности, устройство 104 может принимать последовательность сообщений с измерениями или принимать непрерывно измеряемую величину текущего потребления электроэнергии, т.е. прием величины текущего потребления будет осуществляться в режиме реального времени. Соответственно, эта величина текущего потребления электроэнергии отображается на экране монитора 202, например, в графической форме. Таким образом, глядя на экран монитора 202, потребитель может видеть визуальное отображение величины электроэнергии, которая потребляется им в настоящий момент. Также важным является то, что устройство 104 может принимать от удаленных абонентов, например от удаленного узла 110, сообщение с предельным значением, содержащее указание предельного значения потребления электроэнергии и периода времени, в течение которого потребитель должен ограничить свое потребление электроэнергии для соблюдения указанного предельного значения. Такое сообщение с предельным значением потребления электроэнергии будет передаваться и, соответственно, приниматься в периоды высокого уровня потребления электроэнергии и недостаточности электроснабжения,когда потребителям предлагают или требуют от них ограничить потребление электроэнергии (далее указывается как "ограничение потребления"). Это предельное значение потребления также отображается на экране монитора 202, причем оно может отображаться вместе текущей величиной потребления электроэнергии, так чтобы потребитель мог сразу видеть, превышает или нет его потребление заданное предельное значение. Сообщение с предельным значением содержит также временной интервал, в течение которого потребитель должен соблюдать заданное ограничение потребления. Этот временной интервал также отображается на экране монитора 202, например, в форме таймера с обратным отсчетом времени. Устройство 104 при приеме любого сообщения, содержащего ограничение потребления, может также вырабатывать предупредительный звуковой сигнал, передаваемый громкоговорителем 204. Если потребитель не будет соблюдать заданное ограничение потребления в пределах указанного временного интервала, то подача электроэнергии в нагрузку потребителя может быть прекращена (описано ниже). Необходимо иметь в виду, что падение (или рост) потребления электроэнергии нагрузкой 102 будет приводить к соответствующему падению или росту, отображаемому на экране монитора 202. Соответственно, если потребитель выключает потребляющее электроэнергию устройство (такое как, например,электрическую печь), то он может видеть соответствующее падение величины потребляемой электроэнергии на экране монитора 202. При необходимости на экран монитора 202 может также выводиться зарегистрированная информация потребления электроэнергии за прошедшие периоды, например за последние 10 мин, 1 ч и т.п., так чтобы потребитель мог видеть более четко эффект отключения им электрических приборов или других электропотребляющих устройств. В другом варианте осуществления изобретения устройство 104 может только принимать сообщения. Однако в рассматриваемом варианте устройство 104 может также передавать сообщения с помощью связного устройства 206. Устройство 104 может также иметь уникальный идентификационный код или привязанный к нему номер. После инициализации устройства 104 он формирует и передает на более высокий уровень, например в удаленный узел 110, сообщение инициализации. В альтернативном варианте сообщение инициализации может быть передано только в ответ на полученное запросное сообщение,например, из удаленного узла 110. Назначение такого сообщения инициализации заключается в подтверждении подключения устройства 104 и его работоспособности, и затем на основе этого сообщения устройство 104 регистрируется в системе 100. В альтернативном варианте удаленный узел 110 может временно прервать подачу электроэнергии для определенного электрического соединения и после этого опросить все устройства 104, подключенные к удаленному узлу. То устройство 104, которое подтверждает путем передачи сообщения инициализации, что его электроснабжение было прервано, связывается с этим определенным электрическим соединением. На фиг. 3 более подробно показано устройство удаленного узла 110. Хотя некоторые компоненты удаленного узла 110 показаны схематически на фиг. 3 как отдельные устройства, однако следует понимать, что один или несколько таких компонентов могут быть объединены при необходимости в один блок. Удаленный узел содержит электроизмерительные приборы 212, связанные с каждой нагрузкой 102,для контроля или измерения потребления электроэнергии каждой нагрузкой 102, в результате чего могут быть получены количественные показатели энергопотребления соответствующими нагрузками 102. Электроизмерительные приборы 202 могут быть в форме датчика тока или же могут, по меньшей мере,содержать такой датчик. Например, дистанционный контроллер 112 может содержать процессор и машиночитаемый носитель, на котором записана компьютерная программа, управляющая работой процессора. Необходимо понимать, что процессор может представлять собой один или несколько микропроцессоров, контроллеры, цифровые процессоры сигналов или любые другие подходящие вычислительные устройства, ресурсы, аппаратные средства, программное обеспечение или схемы со встроенной логикой. Удаленный узел 110 также содержит связное устройство 214. В рассматриваемом варианте связное устройство 214 удаленного узла может обеспечивать обмен информацией между различными устройствами или подсистемами, например между устройством 104 и мини-подстанцией 120. Во-первых, связное устройство 214 может обеспечивать обмен информацией с устройством 104 с использованием PLC. Как уже указывалось, удаленный узел 110 по командам дистанционного контроллера 112 может передавать сообщение, содержащее величину потребления электроэнергии и предельное значение потребления электроэнергии в каждое подключенное к нему устройство 104. Необходимо иметь в виду, что разным устройствам 104 передаются разные сообщения, которые сформированы для конкретных устройств 104 и связанных с ними нагрузок 102. Во-вторых, связное устройство 214 может также обеспечивать обмен информацией с миниподстанцией 120. В частности, удаленный узел может передавать сообщения, содержащие величины потребления электроэнергии (аналогичные сообщениям, передаваемым в устройство 104, или точно такие же), в мини-подстанцию 120 и принимать сообщения, содержащие предельные значения потребления электроэнергии, от мини-подстанции 120. То есть с мини-подстанцией 120 осуществляется двусторонний обмен информацией. Удаленный узел 110 также может обеспечивать прием от мини-подстанции 120 сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения. Такое сообщение идентифицирует нагрузку 102, для которой не соблюдается установленное предельное значение потребления электроэнергии, и, соответственно, содержит команду дистанционному контроллеру 112 на прекращение электроснабжения этой нагрузки 102 путем размыкания соответствующего контактора 114. Точно так же, как множество нагрузок 102 может быть подсоединено к одному удаленному узлу 110, так и множество удаленных узлов 110 может быть подсоединено к одной мини-подстанции 120. Хотя это не отражено на схеме фиг. 3, удаленный узел 110 может также содержать базу данных, в которой сохраняется информация о потреблении электроэнергии подключенными нагрузками 102. На фиг. 4 более подробно показана схема мини-подстанция 120. Мини-подстанция 120 содержит связное устройство 224, которое может обеспечивать обмен информацией по двум различным коммуникационным протоколам (различные среды передачи данных). Во-первых, связное устройство 224 может обеспечивать обмен информацией с удаленным узлом 110 с использованием технологии PLC. Вовторых, связное устройство 224 мини-подстанции 120 может обеспечивать обмен информацией через телекоммуникационную сеть с сервером 140 базы данных. В рассматриваемом варианте связное устройство 224 является устройством беспроводной связи в форме GSM-модема для обеспечения связи в сетиGSM 130. Необходимо понимать, что в других вариантах осуществления изобретения при необходимости могут использоваться другие коммуникационные протоколы и среды передачи. Мини-подстанция 120 содержит дополнительно базу данных 226, на одном или двух жестких дисках, для хранения в ней статистических данных потребления электроэнергии. Например, сообщения, содержащие величины электропотреблении, которые получены от удаленных узлов, могут записываться в базе данных 226 в зависимости от их местоположения (например, нагрузка 102, географическая зона и т.п.) и/или от времени. Статистические данные 228 потребления электроэнергии могут периодически передаваться в сервер 140 базы данных. Периодическая передача мало загружает среду передачи данных, т.е. сеть GSM 130, и обеспечивает систему 100 определенной степенью резервирования. Главный контроллер 122 может формировать и передавать запросные сообщения в одно или несколько устройств 104 и, соответственно, принимать от них одно или несколько сообщений инициализации, в результате чего можно определить, работает ли каждое устройство 104 должным образом, и зарегистрировать его в системе 100. Так же, как и в случае дистанционного контроллера 110, главный контроллер 120 может содержать процессор и машиночитаемый носитель, на котором записана компьютерная программа, управляющая работой процессора. На фиг. 5 более подробно показана схема сервера 140 базы данных. Сервер 140 содержит процессор 230, в состав которого входит модуль 232 управления, являющийся основным модулем, соответствующим функциональной задаче, выполняемой процессором 230. Так же, как и в предыдущих случаях, сервер базы данных может содержать машиночитаемый носитель, на котором записан набор команд, например, в форме компьютерной программы, управляющей работой процессора 230. В одном из вариантов модуль 232 управления может быть устроен таким образом, чтобы он определял в автоматическом режиме необходимость ограничения потребления электроэнергии. Это может быть выполнено различными способами, в которых обычно используются сообщения, содержащие величины электропотреблении, которые получены от мини-подстанции 120, получающей их от удаленных узлов 110, и которые указывают на электропотребление для каждой из нагрузок 102. В одном из вариантов сервер 140 базы данных может принимать сообщение от электроснабжающей компании, в котором указывается имеющееся количество электроэнергии, которое может быть подано потребителям. В частности, такое сообщение может быть передано через пульт 152 ограничения потребления оператором,который принимает решение о необходимости ограничения потребления. Вместо этого или в дополнение к этому, сервер 140 базы данных может содержать заданные критерии 244 ограничения потребления,например, записанные в базе данных 240. Критерии 244 ограничения потребления могут содержать график, в котором записаны определенные временные интервалы в течение дня, когда потребление максимально, и в эти интервалы автоматически должно ограничиваться потребление. Если модуль 232 управления решает, что необходимо ограничить потребление, то он определяет подходящее предельное значение потребления. Аналогично, такое определение может выполняться в автоматическом режиме, в соответствии с критериями 244 ограничения потребления или же в соответствии с сообщением, содержащим информацию об имеющемся количестве электроэнергии, полученным из пульта 152 ограничения потребления. Сервер 140 базы данных может обеспечивать формирование гистограммы профилей потребителей. Эта гистограмма формируется путем отнесения каждой нагрузки (или потребителя) в заданный диапазон энергопотребления (например, между 0 и 500 Вт, между 500 Вт и 1 кВт и т.п.). Если необходимо ограничивать потребление, то от каждого потребителя можно потребовать снизить электропотребление для перехода в нижний диапазон потребления. В альтернативном варианте всем нагрузкам 102, соединенным с определенным дистанционным контроллером 112, может быть назначено одинаковое предельное значение (например, 500 Вт). После этого может быть рассчитано предельное значение потребления, и сообщение, содержащее это предельное значение, может быть сформировано модулем 232 управления и передано через шлюзGPRS 142 в мини-подстанцию 120 для дальнейшей передачи в каждое устройство 104 через удаленный узел 110. Сообщение, содержащее предельное значение величины потребления, содержит временной период, например 5 мин, в течение которого каждый потребитель должен ограничить свое потребление для соблюдения установленного предельного значения величины потребления. В одном из вариантов модуль 232 управления может дополнительно обеспечивать проверку соблюдения потребителем заданного предельного значения величины потребления. Однако в рассматриваемом варианте проверка соблюдения потребителем заданного предельного значения величины потребления может обеспечиваться главным контроллером 122 путем сравнения электроэнергии, потребляемой каждым потребителем (как указано в сообщениях, содержащих величины потребления электроэнергии), с заданным предельным значением. Если потребитель превышает заданное предельное значение величины потребления, то главный контроллер 122 может формировать и передавать сообщение прерывания электроснабжения, в соответствии с которым дистанционный контроллер 112 размыкает определенный контактор 114, связанный с нагрузкой 102 нарушающего потребителя. Главный контроллер 122 содержит модуль 229 баланса электроэнергии, который может обеспечивать, во-первых, измерение электроэнергии, подаваемой каждой мини-подстанцией 120 каждому удаленному узлу 110, и, во-вторых, сравнение измеренной величины подаваемой электроэнергии с величиной электроэнергии, подаваемой каждым удаленным узлом 110 в нагрузки 102, которая определяется электроизмерительными приборами 212, что позволяет осуществлять проверку учета всей подаваемой электроэнергии. Если величина электроэнергии, измеренная модулем 229 баланса электроэнергии, совпадает с величиной электроэнергии, подаваемой в нагрузки 102, то все нормально. Однако, если имеются расхождения, это означает, что некоторая часть электроэнергии, подаваемая потребителям, не учитывается. Это может указывать на воровство электроэнергии. Соответственно, модуль 229 баланса электроэнергии может осуществлять предупреждение, например, путем формирования и передачи предупредительного сообщения. Сервер 140 базы данных может быть устроен таким образом, чтобы он выполнял ряд других функций. Например, к серверу 140 базы данных могут получать доступ удаленные абоненты, например, по сети Интернет 132 через пульты или клиенты 150, 152. Используя пульт 150 администрирования, администратор может просматривать статистические данные потребления электроэнергии и гистограммы 242. Используя пульт 152 ограничения потребления, администратор может задать критерии 244 ограничения потребления или в случае необходимости снизить потребление вручную. Еще одна особенность сервера 140 базы данных заключается в том, что он может осуществлять связь с мобильным телефоном 160 потребителя. Это может использоваться для передачи сообщений между потребителем и сервером 140 базы данных. В соответствии с рассматриваемым вариантом, если подача электричества потребителю прекращена, он может сформировать и передать сообщение, содержащее запрос возврата в исходное состояние, в сервер 140 базы данных со своего мобильного телефона 160 по сети GSM 130. Сообщение, содержащее запрос возврата в исходное состояние, указывает, что теперь потребитель будет соблюдать установленное предельное значение величины потребления электроэнергии, и, соответственно, подача электричества потребителю должна быть восстановлена. Получив такой запрос, сервер 140 базы данных формирует и передает сообщение восстановления электроснабжения через мини-подстанцию 120 в удаленный узел 110, который снова включает соответствующий контактор 114 для восстановления электроснабжения нагрузки 102. Предпочтительно все устройства 104, дистанционные контроллеры 112 и главные контроллеры 122 системы имеют модульную структуру и могут заменяться. Таким образом, при отказе одного из указанных устройств их можно легко и быстро заменить. Как только система 100 обнаруживает, что замена произведена, соседние компоненты автоматически получают информацию о замене, так что система 100 может продолжать функционировать без каких-либо проблем. Например, если выходит из строя некоторый главный контроллер 112, его можно заменить исправным устройством, и соседние компоненты, например все дистанционные контроллеры 112 и сервер 140 базы данных, могут передавать сообщения конфигурации в замененное устройство для его конфигурации и интеграции в систему 100. Далее изобретение будет описано со ссылками на практический вариант, блок-схемы работы которого приведены на фиг. 6 и 7. На фиг. 6 приведена блок-схема 300 осуществления способов 310, 330, 350,370 в соответствии с изобретением. Способ 310 осуществляется устройством 104, способ 330 осуществляется удаленным узлом 110, способ 350 осуществляется мини-подстанцией 120, и способ 370 осуществляется сервером 140 базы данных. Способы 310, 330, 350, 370 иллюстрируются на одной и той же фигуре, чтобы показать их взаимодействие, хотя необходимо понимать, что способы 310, 330, 350, 370 осуществляются разными подсистемами. Хотя способы 310, 330, 350, 370 описываются в отношении системы 100, необходимо понимать, что эти способы могут найти применение и в других системах или что система 100 может быть сконфигурирована таким образом, чтобы в ней осуществлялись разные способы. Устройство 104 устанавливается у нагрузки 102 (блок 312), которая представляет собой в рассматриваемом варианте электроприборы и другие электропотребляющие устройства бытовых и жилых помещений. Например, потребитель может захотеть улучшить управление своим электропотреблением или же компания по электроснабжению может потребовать, чтобы устройство 104 было установлено. Устройство 104 устанавливается в помещениях просто включением электрического штепселя 208 в бытовую электрическую розетку. После инициализации устройство 104 может формировать и передавать на верхний уровень сообщение инициализации (блок 314) с использованием технологии PLC в удаленный узел 110, к которому оно подключено. Дистанционный контроллер 112 может определять, из какого соединения пришло сообщение инициализации, и после этого связывает определенное устройство 104 с определенным контактором 114 и электроизмерительным устройством 212. В альтернативном варианте дистанционный контроллер 112 может опрашивать в индивидуальном порядке электрические соединения путем временного прекращения подачи электроэнергии для некоторого соединения. Затем дистанционный контроллер 112 может опросить все устройства 104, чтобы определить, для какого устройства 104 было пре-8 017839 кращено электроснабжение. Устройство 104 отвечает сообщением инициализации, что позволяет определить соответствие устройства 104 и электрического соединения. Предпочтительно такой опрос осуществляется во время низкого потребления электроэнергии, например в полночь. Удаленный узел 110 принимает сообщение инициализации (блок 332) и пересылает его на миниподстанцию 120, которая, в свою очередь, приняв сообщение инициализации (блок 352), пересылает его в сервер 140 базы данных. Соответственно, сервер 140 базы данных, приняв это сообщение инициализации (блок 372), записывает информацию (блок 347) о том, что устройство 104 подключено и готово к работе. После выполнения начального процесса инициализации дистанционный контроллер 112 с помощью соответствующих электроизмерительных приборов 212 непрерывно контролирует (блок 334) электропотребление каждой нагрузки 102, связанной с этим удаленным узлом 110. Так же, как и в предыдущих случаях, необходимо понимать, что в системе может использоваться множество удаленных узлов 110 и мини-подстанций 120, хотя для наглядности в рассматриваемом варианте указан один удаленный узел 100 и одна мини-подстанция 120. Дистанционный контроллер 112 непрерывно формирует и передает(блок 336) сообщения, содержащие текущие значения величин потребления электроэнергии потребителем, как в устройство 104, так и в мини-подстанцию 120. Устройство 104 принимает сообщение, содержащее текущее значение величины потребления электроэнергии (блок 316), и, соответственно, отображает это значение (блок 318) на экране монитора 202. Таким образом, на экране монитора 202 обеспечивается в наглядной форме для потребителя визуальная индикация информации о его электропотреблении. Одновременно мини-подстанция 120 принимает такое же сообщение (блок 354) или, по меньшей мере, сходное сообщение и пересылает его в сервер 140 базы данных, который, соответственно, принимает сообщение с измеренным значением (блок 376). Как и раньше, необходимо отметить, что может использоваться передача последовательности сообщений или в альтернативном варианте измеренное значение может передаваться непрерывно. В альтернативном варианте мини-подстанция 120 может пересылать сообщения с измерениями в сервер 140 базы данных периодически, а не в режиме реального времени, в результате чего предотвращается перегрузка сети. Получая сообщения с измерениями от каждого из дистанционных контроллеров 112, формирующих часть системы 100, сервер 140 базы данных может формировать и сохранять статистические данные 240 об электропотреблении (в форме гистограммы). Затем по таким статистическим данным об электропотреблении сервер 140 базы данных может сравнивать фактическое электропотребление (спрос) с имеющимся электроснабжением (блок 378). Это сравнение может выполняться в модуле 232 управления. Это может быть осуществлено, например, путем сравнения статистических данных 242 об электропотреблении с заданными критериями 244 ограничения потребления для определения необходимости установления такого ограничения (блок 380). В альтернативном варианте сервер 140 базы данных может обеспечивать прием команды на ограничение потребления из пульта 152, например, если системный администратор решает, что необходимо ограничение потребления. Если ограничение потребления не требуется, то выполнение способа 370 может продолжаться, начиная с блока 376. С другой стороны, если требуется ограничение потребления, то сервер 140 базы данных по команде модуля 232 управления определяет подходящее предельное значение потребления электроэнергии (блок 382). Это может быть выполнено с использованием подходящего алгоритма. Например,если спрос на электроснабжение превышает имеющиеся мощности на 10%, то модуль 232 управления может определить, что предельное значение потребления для каждого потребителя должно быть меньше на 10% текущего значения величины потребления электроэнергии этим потребителем. Однако в рассматриваемом варианте потребители разделены по диапазонам потребления, и все потребители, связанные с определенным удаленным узлом 110, должны находиться в одном диапазоне, например от 0 до 500 Вт. Для потребителя или нагрузки 102, уже находящейся в этом диапазоне потребления электроэнергии, предельная величина несущественна. Однако если нагрузка 102.1 ранее потребляла электроэнергию в диапазоне от 500 до 1 кВт, то потребитель должен снизить свое потребление. Независимо от конкретного способа, который используется для определения предельного значения величины потребления, сервер 140 базы данных формирует и передает (блок 384) сообщение, предназначенное для каждого устройства 104, с указанием предельного значения потребления электроэнергии для нагрузки 102, связанной с этим устройством 104, и временного периода, например, 5 мин, в течение которого потребитель может привести потребление в соответствие с установленным предельным значением. Соответственно, мини-подстанция 120 принимает и пересылает (блок 356) сообщение, содержащее предельное значение, и удаленный узел 110 также принимает и пересылает (блок 338) сообщение, содержащее предельное значение. Устройство 104 принимает (блок 320) сообщение, содержащее предельное значение. Получив такое сообщение, устройство 104 отображает (блок 322) предельное значение потребления электроэнергии вместе с указанием временного периода, например, в форме таймера с обратным отсчетом времени. В качестве дополнительной индикации устройство 104 включает звуковое предупреждение,например в форме звукового сигнала, подаваемого громкоговорителем 204, для привлечения внимания потребителя. Теперь потребителю отображается его текущее потребление, например 750 Вт, и указание его предельного значения потребления (500 Вт). Для того чтобы не превышать установленное предельное значение, потребитель должен ограничить свое потребление величиной 500 Вт, например, путем выключения бытовых электроприборов, таких как нагреватель воды и/или печь. Главный контроллер 122 проверяет соблюдение установленного предельного значения величины потребления электроэнергии (блок 358). Такая проверка может осуществляться непрерывно, чтобы убедиться, что потребитель не превышает установленное предельное значение после истечения временного периода, если ограничение потребления продолжает действовать. Если потребитель действительно соблюдает установленное предельное значение, его электроснабжение не прекращается, и способ может быть повторен, начиная с блока 376. С другой стороны, если потребитель превышает установленное для него предельное значение потребления после истечения указанного временного периода, то главный контроллер 122 формирует и передает сообщение на прерывание электроснабжения (блок 360). Соответственно, дистанционный узел принимает сообщение прерывания электроснабжения (блок 340), которое содержит указание определенной нагрузки 102, нарушающей установленное предельное значение потребления электроэнергии. Затем дистанционный контроллер 112 размыкает или приводит в действие контактор 114 (блок 342), связанный с этой нагрузкой 102, для прекращения ее электроснабжения. Например, если потребитель с нагрузкой 102.1 продолжал по истечении 5 мин потреблять 750 Вт, то контактор 114.1, соответственно, размыкался,и электроснабжение этой нагрузки прекращалось (блок 324). Устройство 104 при необходимости может содержать в своем составе батарею автономного электропитания, так что оно может работать и в том случае, когда подача электроэнергии прекращена. В другом варианте осуществления изобретения система 100 может обеспечивать дополнительный временной период, например дополнительные 5 мин, после прекращения электроснабжения, в течение которого потребитель может отключить электроприборы, и его электроснабжение будет восстановлено,если новая величина потребления электроэнергии не будет превышать установленное предельное значение. В рассматриваемом варианте процедура восстановления электроснабжения иллюстрируется на фиг. 7, на которой представлена блок-схема осуществления способа 395. На предыдущей стадии (не показана) потребитель установил соответствие своего мобильного телефона 160 с сервером 140 базы данных, так что сервер 140 может распознавать телефонный номер, связанный с мобильным телефоном 160,и затем связывать этот телефонный номер с определенной нагрузкой, например с нагрузкой 102.1. Если потребитель ушел из своего дома (нагрузка 102.1), и в это время был задан временной период ограничения потребления, то электроснабжение дома может быть отключено в отсутствие его хозяина. Вернувшись, потребитель обнаруживает, что электроснабжение дома отключено. В этом случае он передает сообщение, содержащее запрос возврата в исходное состояние, например в форме SMS-сообщения на заданный телефонный номер, связанный с сервером 140 базы данных. Это сообщение может быть пустым SMS-сообщением. Сервер 140 базы данных принимает сообщение, содержащее запрос возврата в исходное состояние (блок 388). После определения того, что нагрузка 102.1 теперь не превышает установленное предельное значение электропотребления (блок 390), формируется и передается команда на восстановление электроснабжения (блок 392). Соответственно, мини-подстанция 120 принимает команду на восстановление электроснабжения(блок 360) и направляет ее в удаленный узел 110. После получения удаленным узлом 110 команды на восстановление электроснабжения (блок 344) дистанционный контроллер 112 снова вводит в действие контактор 114.1 для восстановления электроснабжения нагрузки 102.1 (блок 346). Соответственно, потребитель теперь восстановил электроснабжение своего дома (блок 326). Когда отпадает необходимость в ограничении потребления, может быть передано сообщение отмены или же сообщение с предельным значением потребления электроэнергии может больше не передаваться, и потребитель снова может использовать столько электричества, сколько ему нужно. В системе 100 может быть дополнительно назначено нижнее предельное значение, например 400 Вт, ниже которого ограничение никогда не опустится. Таким образом, если потребитель уходит из дома и снижает электропотребление, так чтобы оно не превышало 400 Вт, то предельное значение величины потребления электроэнергии никогда не будет ниже 400 Вт, и поэтому электроснабжение дома потребителя в его отсутствие никогда не будет отключено. На фиг. 8 приведена схема вычислительного устройства в форме компьютерной системы, которая может выполнять набор команд для обеспечения выполнения вычислительным устройством одного или нескольких способов, рассмотренных в настоящем описании. В других вариантах вычислительное устройство является автономным или может быть соединено в сеть с другими вычислительными устройствами. В сетевом варианте вычислительное устройство может работать как сервер или как клиент в сетевой среде клиент-сервер или же по схеме пиринговой (одноранговой) сети. Вычислительное устройство может быть персональным компьютером (ПК), планшетным ПК, декодером STB, карманным персональным компьютером (КПК), сотовым телефоном, веб-устройством, сетевым маршрутизатором, коммутатором или мостом или любым другим вычислительным устройством, способным выполнять наборы ко- 10017839 манд (последовательные или другие), определяющие действия, которые должны быть выполнены этим вычислительным устройством. Кроме того, в то время как рассматривается одно вычислительное устройство, термин "вычислительное устройство" также охватывает любое множество вычислительных устройств, которые по отдельности или совместно выполняют набор (или наборы) команд для осуществления одного или нескольких описанных здесь способов. Рассматриваемый вариант компьютерной системы 400 содержит процессор 402, например центральный процессор, графический процессор, цифровой процессор сигналов или любое сочетание указанных процессоров, оперативное запоминающее устройство 404 и постоянное запоминающее устройство 406, которые обмениваются информацией друг с другом через шину 408. Компьютерная система 400 может содержать дополнительно устройство 410 отображения, например жидкокристаллический дисплей, плазменный дисплей или дисплей на электронно-лучевой трубке. Компьютерная система 400 также содержит алфавитно-цифровое устройство 412 ввода информации, например клавиатуру, указывающее устройство 414, например мышь, дисковод 416, устройство 418 сигнализации, например громкоговоритель, и устройство 420 сетевого интерфейса. Дисковод 416 содержит машиночитаемый носитель 422, на котором хранится один или несколько наборов команд и структур данных, например программы 424, которые обеспечивают осуществление одного или нескольких описываемых способов или функций. Программы 424 могут также полностью или, по меньшей мере, частично находиться в оперативном запоминающем устройстве 404 и/или в процессоре 402 при их выполнении компьютерной системой 400, причем оперативное запоминающее устройство 404 и процессор 402 также составляют машиночитаемый носитель. Программы 424 могут также передаваться или приниматься по сети 426 с помощью устройства 420 сетевого интерфейса, использующего любой из хорошо известных протоколов передачи данных, например HTTP или FTP. Хотя машиночитаемый носитель 422 показан в рассматриваемом варианте в форме одного носителя, однако термин "машиночитаемый носитель" охватывает варианты одного или нескольких носителей(например, централизованная или распределенная база данных и/или буферная память и серверы), в которых сохраняются один или несколько наборов команд. Термин "машиночитаемый носитель" также охватывает любой носитель, который может обеспечивать хранение и кодирование набора команд, которые могут быть выполнены вычислительным устройством и которые обеспечивают выполнение вычислительным устройством одного или нескольких способов вышеописанных вариантов или которые могут обеспечивать хранение и кодирование структур данных, используемых таким набором команд или связанных с ним. Соответственно, термин "машиночитаемый носитель" охватывает твердотельные запоминающие устройства, оптические и магнитные носители, а также сигналы на несущей частоте, причем перечень не является исчерпывающим. Устройство 104, дистанционный контроллер 112, главный контроллер 122 и/или сервер 140 базы данных могут быть осуществлены в форме компьютерной системы 400. Рассмотренные в описании варианты осуществления изобретения имеют ряд преимуществ. Они обеспечивают конечному потребителю (жилищный, коммерческий или промышленный сектор) возможность управления электроснабжением электроприборов и других электропотребляющих устройств в периоды ограничения потребления, а также позволяют потребителям разумно расходовать электроэнергию. Потребитель может избежать какого-либо перерыва в электроснабжении своих помещений путем своевременного соблюдения установленного предельного значения величины потребления электроэнергии. Могут быть собраны и сохранены статистические данные о потреблении электроэнергии для последующего анализа моделей потребления и для выработки критериев 244 ограничения потребления. Система 100 включает резервирование, заключающееся в том, что главный контроллер 122 может быть устроен таким образом, чтобы он мог выполнять все или некоторые из функций сервера 140 базы данных в случае его неисправности. Кроме того, статистические данные о потреблении электроэнергии могут сохраняться на местном уровне на мини-подстанции 120 с периодической синхронизацией с данными,имеющимися на сервере 140 базы данных. Кроме того, может обеспечиваться сравнение количества подаваемой электроэнергии с количеством потребляемой электроэнергии, которая измеряется с помощью электроизмерительных приборов 212,чтобы убедиться, что не происходит потерь или краж электроэнергии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, включающий измерение на удаленном узле, который находится на удалении от места фактического потребления электричества, потребления электроэнергии потребителем; обеспечение потребителя электричества измерениями текущего потребления электроэнергии путем передачи потребителю с удаленного узла сообщения, содержащего измерение, в котором записано измеренное значение текущего потребления электроэнергии потребителем; определение предельного значения величины потребления электроэнергии для потребителя в том случае, когда принимается решение о том, что необходимо ограничение потребления; обеспечение потребителя указанием предельного значения потребления электроэнергии и указанием временного периода, в течение которого потребитель должен ограничить потребление, чтобы оно не превышало указанного предельного значения потребления электроэнергии; прерывание, на удаленном узле, электроснабжения потребителя в случае, когда его потребление электроэнергии превышает предельное значение после истечения временного периода. 2. Способ по п.1, в котором принятие решения о том, что необходимо ограничение потребления,включает определение в автоматическом режиме необходимости ограничения потребления с использованием заданных критериев ограничения потребления и/или получение команды оператора, задающей необходимость ограничения потребления. 3. Способ по любому из предыдущих пунктов, который включает получение от потребителя по телекоммуникационной сети сообщения, содержащего запрос возврата в исходное состояние, и восстановление электроснабжения потребителя после получения этого сообщения. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором обеспечение потребителя указанием предельного значения потребления электроэнергии включает передачу потребителю сообщения, содержащего предельное значение. 5. Устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащее связное устройство, обеспечивающее прием сообщений от удаленного узла, и устройство отображения,обеспечивающее отображение информации, при этом связное устройство выполнено с возможностью обеспечивать прием от удаленного узла сообщения,содержащего измерение текущего потребления электроэнергии, причем устройство отображения выполнено с возможностью обеспечивать вывод на экран значения текущего потребления электроэнергии; связное устройство выполнено с возможностью также принимать от удаленного узла сообщение,которое содержит предельное значение величины потребления электроэнергии и указание периода времени, в течение которого потребитель должен ограничить свое потребление электроэнергии указанным предельным значением; и устройство отображения выполнено с возможностью отображать остающееся время, в течение которого потребитель должен ограничить свое потребление электроэнергии. 6. Устройство по п.5, в котором связное устройство представляет собой устройство беспроводной связи и выполнено с возможностью обеспечивать прием сообщений по каналу беспроводной связи. 7. Устройство по п.5, в котором связное устройство включает соединительное средство для подсоединения к электрической сети и выполнено с возможностью обеспечивать прием сообщений с использованием технологии связи по силовой линии. 8. Устройство по любому из пп.5-7, содержащее акустический преобразователь, который выполнен с возможностью обеспечивать передачу звуковых предупредительных сигналов, указывающих на получение сообщения, содержащего предельное значение, причем частота сигналов зависит от разницы между текущим потреблением электроэнергии и предельным значением величины потребления. 9. Устройство по любому из пп.5-8, которое выполнено с возможностью после его инициализации обеспечивать возможность передачи сообщения инициализации. 10. Дистанционный контроллер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий электрические соединения для электроснабжения удаленных нагрузок; электрические выключатели, связанные с электрическими соединениями; по меньшей мере один электроизмерительный прибор для измерения электроэнергии, подаваемой в каждую нагрузку или потребляемой каждой нагрузкой; и связное устройство, которое выполнено с возможностью обеспечивать передачу сообщений, содержащих измерения, в главный контроллер, причем сообщения, содержащие измерения, указывают количество электроэнергии, передаваемой в нагрузки или потребляемой нагрузками, и в устройство управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей для отображения в этом устройстве величины текущего потребления электроэнергии; прием из главного контроллера сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, которое указывает, что электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки должно быть прервано; причем дистанционный контроллер выполнен с возможностью обеспечивать переключения выключателя после получения сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, в результате чего прерывается электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки. 11. Дистанционный контроллер по п.10, в котором связное устройство выполнено с возможностью обеспечивать прием сообщения, содержащего команду на восстановление электроснабжения, из главного контроллера, причем дистанционный контроллер выполнен с возможностью обеспечивать повторное включение выключателя после получения вышеуказанного сообщения, в результате чего восстанавливается электроснабжение нагрузок. 12. Дистанционный контроллер по любому из пп.10, 11, выполненный с возможностью обеспечивать временное прерывание электроснабжения по определенному электрическому соединению и получающий после этого сообщение инициализации из устройства, подтверждающее прерывание электроснабжения, что обеспечивает подтверждение того, что определенное устройство действительно связано с определенным электрическим соединением. 13. Способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, включающий получение из каждого из электроизмерительных приборов на дистанционном контроллере сообщения, содержащего измерение, в котором записано измеренное значение потребления электроэнергии по меньшей мере одной нагрузки, электроснабжение которой осуществляется дистанционным контроллером, при этом измерительные приборы находятся на удалении от места фактического потребления электричества; определение предельного значения потребления, которое обеспечивается имеющимся количеством источников электроэнергии, когда определяется, что имеющегося количества электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления всеми нагрузками; и передачу по меньшей мере в один из дистанционных контроллеров сообщения, содержащего предельное значение, в котором записано предельное значение величины потребления электроэнергии и которое содержит временной период, в течение которого необходимо привести потребление электроэнергии в соответствие с заданным предельным значением. 14. Способ по п.13, в котором определение предельного значения потребления электроэнергии включает независимое определение предельного значения для каждого из дистанционных контроллеров. 15. Способ по любому из пп.13, 14, который включает передачу в дистанционный контроллер сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, причем это сообщение передается в дистанционный контроллер для прерывания электроснабжения по меньшей мере одной нагрузки, находящейся под управлением дистанционного контроллера. 16. Способ по любому из пп.13-15, который включает сохранение статистических данных о потреблении электроэнергии нагрузками, находящимися под управлением дистанционного контроллера, в базе статистических данных. 17. Главный контроллер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей,содержащий связное устройство, которое выполнено с возможностью обеспечивать прием от дистанционного контроллера на удаленном узле сообщений, содержащих измерения, в каждом из которых записана измеренная величина электроэнергии, потребляемой каждой нагрузкой,которая, в свою очередь, находится на удалении от дистанционного контроллера; и передачу в дистанционный контроллер сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, которая указывает, что электроснабжение по меньшей мере одной нагрузки должно быть прервано. 18. Главный контроллер по п.17, который также выполнен с возможностью обеспечивать определение необходимости снижения потребления электроэнергии каждой из нагрузок для соблюдения предельного значения потребления и, если потребление электроэнергии по меньшей мере одной нагрузкой превышает это предельное значение, передавать сообщение, содержащее команду на прерывание электроснабжения, в дистанционный контроллер для прерывания электроснабжения этой нагрузки. 19. Главный контроллер по п.17 или 18, содержащий модуль баланса электроэнергии, который выполнен с возможностью обеспечивать измерение общего количества электроэнергии, подаваемой на удаленные узлы, и сравнение общего количества подаваемой электроэнергии с количеством электроэнергии,подаваемой на каждую из нагрузок, как указано в сообщениях, содержащих измеренные величины потребляемой электроэнергии, в результате чего можно определить, полностью ли учитывается подаваемая электроэнергия. 20. Главный контроллер по любому из пп.17-19, выполненный с возможностью обеспечивать формирование и сохранение гистограмм потребления электроэнергии для всех подключенных нагрузок. 21. Сервер для управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащий связное устройство для приема от дистанционных контроллеров сообщений, содержащих измеренные величины поданной или потребляемой электроэнергии для соответствующих нагрузок, находящихся под управлением соответствующих дистанционных контроллеров; и модуль управления, который выполнен с возможностью обеспечивать определение предельного значения потребления, обеспечиваемого имеющимся количеством электроэнергии, когда определяется,- 13017839 что имеющегося количества электроэнергии недостаточно для обеспечения потребления всеми нагрузками, и может обеспечивать формирование и сохранение гистограмм потребления электроэнергии для всех подключенных нагрузок; при этом связное устройство выполнено с возможностью обеспечивать передачу сообщения, содержащего предельное значение величины потребления электроэнергии, по меньшей мере в один дистанционный контроллер, причем если потребление электроэнергии не превышает указанное предельное значение, то электроэнергии будет достаточно, и также выполнено с возможностью обеспечивать передачу сообщения, содержащего команду на прерывание электроснабжения, по меньшей мере в один дистанционный контроллер, если определено, что потребление по меньшей мере одной из нагрузок, находящихся под управлением этого дистанционного контроллера, превышает предельное значения потребления электроэнергии; при этом сервер выполнен с возможностью обеспечивать получение от потребителя по телекоммуникационной сети сообщения, содержащего запрос возврата в исходное состояние, и формирование и передачу сообщения, содержащего команду на восстановление электроснабжения, для указания, что электроснабжение этого потребителя должно быть восстановлено. 22. Сервер по п.21, выполненный с возможностью принятия решения о том, что необходимо ограничение потребления на основе определения в автоматическом режиме необходимости ограничения потребления с использованием заданных критериев ограничения потребления и/или по получении команды оператора, задающей необходимость ограничения потребления. 23. Система управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, содержащая устройство по любому из пп.5-9; по меньшей мере один дистанционный контроллер по любому из пп.10-12, выполненный с возможностью обмениваться сообщениями с устройствами; по меньшей мере один главный контроллер по любому из пп.17-20, выполненный с возможностью обмениваться сообщениями с дистанционным контроллером; и по меньшей мере один сервер по любому из пп.21, 22, выполненный с возможностью обмениваться сообщениями с главным контроллером. 24. Система по п.23, в которой каждое устройство, каждый дистанционный контроллер и главный контроллер имеют модульную конструкцию и могут быть заменены в случае их неисправности, причем установленный компонент выполнен с возможностью обеспечивать прием сообщений конфигурации от остальных компонентов системы, в результате чего обеспечивается автоматическая конфигурация этого компонента. 25. Машиночитаемый носитель, содержащий набор команд, при выполнении которых вычислительным устройством осуществляют способ по пп.1-4 или пп.13-16.

МПК / Метки

МПК: H02J 3/14

Метки: соответствующее, стороны, электроэнергии, потребителей, способ, управления, потреблением, система, устройство

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/18-17839-sposob-upravleniya-potrebleniem-elektroenergii-so-storony-potrebitelejj-sootvetstvuyushhee-ustrojjstvo-i-sistema.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ управления потреблением электроэнергии со стороны потребителей, соответствующее устройство и система</a>

Похожие патенты