专利摘要

本文公开了一种管理电能消耗和/或生产动态的方法，包含如下步骤：采样适于由电力公司的网络（15）内的计电设备（1）测量的电能流；以规则间隔计算变化ΔEi=(Ei-Ei-1)/Δt，其中，Ei和Ei-1是在给定数量的周期上合并的电能量的两个积分和值，以及Δt代表获得所述两个值的各自时间之间的时间间隔；将所述变化（ΔEi）加入在先前时刻计算的类似变化中，以获得这种变化的累积和；确定所述变化和/或所述累积和是否超过预定阈值（δDE）；以及如果所述变化和/或累积和超过所述预定阈值（δDE），则从所述计电设备（1）在所述网络（15）上发送消息。

权利要求

1.一种管理电能消耗和/或生产动态的方法，包含如下步骤：

-采样适于由属于电力公司的网络（15）的计电设备（1）测量的电能流；

-以规则间隔计算变化ΔE_i=(E_i-E_i-1)/Δt，其中，E_i和E_i-1是在给定数量的周期上合并的电能量的两个积分和值，以及Δt代表获得所述两个值的各自时间之间的时间间隔；

-将所述变化（ΔE_i）加入在先前时刻计算的类似变化中，以获得这种变化的累积和；

-确定所述变化和/或所述累积和是否超过预定阈值（δ_DE）；

-如果所述变化和/或所述累积和超过所述预定阈值（δ_DE），则从所述计电设备（1）在所述网络（15）上发送消息。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定阈值（δ_DE）是常数值。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定阈值（δ_DE）是测量的电能量的百分比值。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定阈值（δ_DE）是通过观察一批先前捕获的负载形态而凭经验获得的。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述给定数量的周期是从5到10的值。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述消息包含：

-指示所述计电设备的身份的属性；

-有关触发所述消息的发送的电能值的信息；以及

-时间戳。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述消息进一步包含一个或多个消息接收者和/或触发所述消息的发送的变化的类型。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述计电设备与电力用户相关联，以及，如果所述变化和/或所述累积和在给定时间内超过最大电能值，则这种计量设备切断电力（15）。

9.如权利要求8所述的方法，其中，在所述切断之前，所述计电设备发出通知，尤其是声学或光学通知。

10.如权利要求9所述的方法，其中，将所述通知发送给网络管理者，以便通过在一段时间内增加所述最大电能值来防止所述切断。

11.如前面权利要求中的一个或多个所述的方法，其中，所述网络（17）包含适于管理所述消耗和/或生产动态的网络计算机，所述网络计算机能够处理来自网络段或一群网络节点的数据用于平衡目的。

12.一种计电设备（1），包含：

-用于检测电压和电流的模拟模块（9）；

-用于发送消息的通信单元（7），

其特征在于，其进一步包含数字计量电路（5），该数字计量电路（5）适于：提供瞬时电压和电流值，以及以规则间隔计算变化ΔE_i=(E_i-E_i-1)/Δt，其中，E_i和E_i-1是在给定数量的周期上合并的电能量的两个积分和值，以及Δt代表获得所述两个值的各自时刻之间的时间间隔；以及将所述变化（ΔE_i）加入在先前时刻计算的类似变化中，以获得这种变化的累积和；以及其特征在于，如果所述变化和/或所述累积和超过预定阈值（δ_DE），则所述通信单元（7）在所述网络（15）上发送消息。

13.如权利要求12所述的设备，其中，所述模拟模块（9）包含Rogowski线圈。

14.如权利要求12或13所述的设备，其中，使用电力线协议在所述网络（15）上发送所述消息。

15.一种在电能分配网络中管理电能消耗和/或生产动态的方法，该电能分配网络包含按照如权利要求1到10中的一个或多个所述的方法操作的多个计量设备（1）、和接收和处理由所述多个设备（1）发送的消息的至少一个计算机（20），其中，所述计算机（20）：

-接收所述消息并处理包含在其中的属性；

-在一个时段内计数从所述多个计量设备（1）接收的消息的数量作为事件强度的指示符；

-合计在所述时段内发生在所述多个计量设备（1）上的电能变化；

-计算在所述时段上的电能变化的累积趋势；以及

-如果所述接收的消息的数量超过第一阈值（C_MIN）和/或所述合计的变化超过第二阈值（E_MAX）和/或所述累积趋势超过第二阈值（E_MAX），则在所述分配网络上生成控制动作。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述控制动作包括如下动作中的一个或多个：网络负载控制、前馈控制、网络状态和/或稳定性的评估。

17.如权利要求15所述的方法，其中，所述控制动作包括基于所述变化为下一个时段预测能量的量的预测计算。

18.如权利要求15所述的方法，其中，所述计算机（20）与所述网络的节点共享它的估计用于一般优化目的。

19.如权利要求15所述的方法，其中，所述方法可在所述网络的任何节点上执行，尤其是在两个不同时间检测所述网络的单个段中的变化的计量设备（1）和/或计算机（20）上执行。

说明书

技术领域

本发明涉及管理电能消耗和/或生产动态的方法及其设备。

背景技术

电网中的能流并不是随时间不变的。在每个时刻，网络中的电能的消耗/需求和生产/提供之间的平衡是通过处理电参量的各种测量值的自动控制系统来管理的。

电子计电设备在现有技术中是众所周知的，它以高时间分辨率采样电能以获取瞬时电流和电压值以及合计/累计能流量，并每隔一定时间将它发送给网络（“时间驱动”法）。这种方法使用在上述设备和位于网络内的主机之间交换给定数据量的通信信道。

在诸如电压、电流、频率、角度/相位的各种电参量当中，能量起关键作用。总是计及组成的基本成分的所计电能量可以按照如下公式被表达成瞬时值乘以测量时间的算术和：

E=∫0tV(t)·I(t)dt≈Σi=0t[V(ti)·I(ti)·Δt],]]>

其中V(t_i)是时间t_i的瞬时电压值，而I(t_i)是时间t_i的瞬时电流值，以及Δt=[t_i-t_i-1]。

当t等于15分钟时，可以观察到最近过去的时间发生了什么。假设t是0.1秒，则会捕获到电力事件，但这样的知识无法在网络上共享。因素t设定了电过程在它们的细节方面的可见性和在网络上交换的数据量之间的折衷。在现有技术中，收费电子计电表将过去一段长时间的能量合并成用kWh表达的越来越大的正“单元”。

数字电子计电设备使用上述离散公式来计算瞬时能量值，再根据瞬时能量值来计算输送的累积能量的量（在www.xylenepower.com/Electricity Metering.htm中描述了这种过程的例子）。离散空间中的数值计算的精度通过高采样速率来保证。

各种类型的计电设备是众所周知的并可在市场上购买到。这种设备的一个例子是ENEL—一家意大利公司销售的用在“Telegestore”系统（例如，参见www.enel.com/it-IT/innovation/smart_grids/smart_metering/telegestore）中的电子仪表。

通常，计电设备包含模拟电流和电压感测模块、微芯片、在微芯片中实现的数字计量软件代码、电源、用于计量值的网络传输的通信模块以及存储装置。

现有技术的计电设备适用于只在与计量设备相关联的电力公司客户所在地检测诸如功耗数据或发电数据的过去值。计电设备由电力公司拥有，而用户不被允许实时数据访问。电子计电设备实时测量瞬时功耗，将它们合计在一起，并将合并值（单元）保存在电子计量设备的本地存储器中，从而使这样的值像被存储的那样持久并且不作进一步处理。

然后，为了结算和校准电子计量设备，电力公司会请求这些本地值，然后所述值被发送。这通常根据请求，以某种速率并在预定时刻发生，即，以“时间驱动”模式。为了使远程电子计量设备与位于电力公司的那些同步，存在主要在延迟的时间，使用标准通信协议将数据发送给电力公司的步骤。一般说来，数据传输可以以“推动”或“拉动”模式发生，即，自发地发生或根据请求发生。现有技术的电子仪表使用“拉动”模式：电力公司询问设备以便接收响应。

计量值是递增的，通常每10–60分钟被采样一次并用于结算目的。这种时间窗被选成包含要发送的数据量并使它们适合结算，但这样会使它们不可用于实时负载平衡。例如，意大利的Telegestore系统通过每15分钟合并测量结果来进行数据采样。仪表测量网络节点的过去行为，不描述给定节点上的当前过程，不估计它们的未来发展并且不描述节点的状态。

两个相关的仪表类别是：（a）测量当前能质参数的频谱分析仪和（b）诸如WEB-MX（www.energytracking.com）e FEMTO（electrex.it/prodotti/contatorianalizzatori）的使它们的数据可在web上获得的工业和/或大众市场配电板式仪表。

这些类别的计量设备工作在“从动”模式下，使它们的数据可根据请求在“拉动”模式下获得，并使用短程（WiFi）和/或基于web（因特网IP/FTP/SMTP/POP3/SNTP等）的通信协议进行数据通信。

这些设备与另一台服务器（主）设备协作，以便在通常长于1分钟的间隔实现时间驱动控制，但并不支持实时决定过程，因为它们并不总是按时输送数据。串行通信协议的拉动模式数据请求牵涉到接收结果的给定等待时间，该时间总是请求时间的倍数（在Modbus中是三倍）。由于这种特有特征，存在无法观察到网络事件的时段。

相量测量单元或PMU也是众所周知的，它实时地工作并发送能量矢量的数字化值（Phadke,A.G.,"Synchronized phasor measurements-a historical overview,"Transmission and Distribution Conference and Exhibition2002:Asia Pacific.IEEE/PES,vol.1,no.,pp.476-479vol.1,6-10Oct.2002）。传输网段中的功率流的调整基于（段）两侧的相量之间的差的观察。当使用GPS设备和限制使用到可看见卫星（GPS、伽利略、GLONASS等）的“户外”地点时，这会完全同步地发生在电网的少数主要段上。使用相量的方法的关键特征在于：使用PMU同时观察网络节点对，每一个MPU都观察电力数值、计算相量并以很高速率在网络上发送数据。这使得可以比较给定电路段上的“输入”和“输出”能流。然后，将PCD（“主域控制器”）用于计算差值以及利用被应用于检验任何异常的规则以智能方式分析数值的所述组合。虽然PMU设备一起协作，但它们测量瞬时观察值而不能管理历史动态。PMU估计系统的当前状态，但在这样做的时候不是自主的，因为它们要求存在接收组合数据对并处理它们的PDC智能设备。

PMU通过相量值的实时计算来进行密集计算，但后者只在电力系统的稳定状态期间保持有效。在现有技术中，将软件过程用于表征和管理能量变化，记录它们的历史和作出其过程将智能赋予控制方案的状态改变。

在室内工作的现有技术电子仪表不允许实时表征安装节点的状态。由电子仪表生成的指示在给定过去时段期间生产/消耗的电能量{(E₁，t₁)，(E₂，t₂)，(E₃，t₃)，......，(E_i，t_i)，......}的数列提供负载形态。

时间驱动方法具有较差的可伸缩性。当除了测量值通信所需的时间之外通信信道总是打开时，如果每15分钟合并测量值，则每天的数列将包含96个数值。对于每秒钟合并数据的时间驱动过程，必须发送86400个数值，这将造成网络业务量问题并构成实际限制。这些设备没有一种通过测量流过电网的节点/部分的能流的变化来直接管理消耗动态。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种管理电能消耗和/或生产动态的方法及其设备，适用于将有关与设备相关联的电力用户的少量数据发送给接收者，例如，电力公司。

本发明的进一步目的是提供一种管理电能消耗和/或生产动态的方法及其设备，能够计量消耗的电能和/或用户生产的电能。

本发明的另一个目的是提供一种管理电能消耗和/或生产动态的方法及其设备，允许设备的用户按照特定类型的合同实时地知道任何过度电力消耗。

本发明的这些和其它目的可以通过如作为本说明书的组成部分的所附权利要求书所要求的管理电能消耗和/或生产动态的方法及其设备来实现。

简言之，本发明公开了一种基于传统计电设备管理电能消耗和/或生产动态的方法，通过扩展或取代计量所消耗电能的传统安排，所述传统计电设备被修改或编程成获得新的电力动态监视和管理特征。电力系统动态包括只有生产（生产者）和/或只有消耗（消耗者）和/或生产和消耗两者（产消者）。

本发明的设备具有与传统电子仪表相同的模拟输入，尽管它实质上取代了发电计和耗电计。

本发明的电子设备可以具有诸如LCD屏幕的用户界面，使这样的动态可以与能量一起或不与能量一起被显示。

本发明的设备还可以具有可视和/或声音报警器，用于通告所述动态而不仅仅是阈值，例如，如果超过最大合同功率则可引起电力切断的消耗阈值。

本发明的设备可以实时连续地工作。取代仪表在每个给定时段发送数据的传统“时间驱动”做法，本发明的设备使用只根据给定事件或给定动态的发生而发送数据的“事件驱动”做法。不应用GPS设备，因为该设备在利用标量值的节点工作。本发明的设备的任何同步在网络上发生。

本发明的概念在于计量在电网和/或任何电路的单个节点/部分处但在相继时间的能流转变，以检测动态。这种选择基于如下物理定律：由于外部现象而出现在从一个节点到另一个节点的电流中的任何变化也将反映在网络拓扑的中间节点中，尽管在不同的时间。这样的时移t_C=t_A+l_AC/v提供了超前控制，其中现象传播的速度低于电磁波传播的速度，即，v_phenomenon<v_emf。

不再在网络上在预定时间间隔上（例如，每15分钟）或像在传统仪表中那样通过完成单元（kWh）发送事件，而是通过根据“事件驱动”，即，当出现事件时，在与实时调整相当的时间提供重要动态数据来发送事件。换句话说，当测量值/动态落在认可的“变化范围”之外时，出现由一种现象引起的事件。因此，本发明的设备由于规则和新编程的应用逻辑而智能地工作。

本发明的设备以“推动”方式发送事件。而且，仍然保证与现有管理模式的兼容性，这意味着能够被网络用于AMM/AMR（自动抄表及管理）操作。这种做法允许分析和传输电力系统动态。

与现有技术的智能计量设备（“智能仪表”）不同，除了实现合并过去量的计量功能的微代码编程过程之外，本发明的方法还提供用于检测电能生产/消耗动态的过程。这种特征牵涉到将当前合并的电流和电压值与在最近过去的时间，即，在时间t_i-n，......，t_i-2，t_i-1检测的数值进行比较。

因此，发送的不再是代表计量的电量的绝对值，而是只有当（和当）它们超过给定阈值时的相对变化。

将阈值设置成固定值；不过，也可以是可变的，例如，设置成计量的量的百分比。

能量消耗几乎从不恒定。电能随时间而变，或正或负，或大或小。本地电力系统通常处在稳定状态下。任何变化/动态都可能改变系统的这种稳定状态，因此对于自动系统控制（SCADA）来说是关键的。

按照本发明，可以观察两种类型的电量变化：快速和缓慢变化。

对于“快速趋势”，动态过程可能会超过预定阈值。取代上述情况或除了上述情况之外，动态过程可能包括相当长的一系列细微变化（具有正、负或交替符号），其总和可能保持在某个极限内，或其最大模数可能高到足以超过预定阈值。

这些细微变化可能与给定值接近，决不会落到预定极限之外，因此决不会影响稳定性，或通过累积朝向正侧或负侧的各自小贡献，在给定时间之后可能累计达相当大的变化。这实际上可能影响稳定性。

将重要电力系统动态（被定义为DE或“数字能量”）的概念定义为由外部现象（诸如使用电器、云朵漂过、阵风等）引起的电力事件，从而在长度可变的给定时间间隔期间超过预定阈值δ_DE，允许其上升到足以引起电力系统的状态转变，引起在本地电力系统中丧失稳定状态，触发控制动作等。

实际上，这牵涉到能量值的实时观察和计量，外加速度监视（一阶导数）和趋势，以确定对于通过监视变化范围而发生的缓慢和/或快速动态是否超过预定阈值。因此，每个电力系统动态源于一个或多个原因。

在现有技术中，通过配备同时在两个不同地方观察电路内的电能流的两个不同PMU，以及通过使用相量来比较电压、电流和角度值，将正常与异常区分开。在两个时间t_i和t_j的两次不同观察之间观察到的瞬时差显示在[t_i，t_j]之间发生了原因-事件。通用的因果关系将原因和电路中的电流变化相组合。

本发明建议随时间计量通过单个网络节点（电路的一部分）的电流，而不是在两个不同地方计量同步相量对。在时间t_i发生在节点A（一个地方）的任何变化/动态在不同时间t_i+Δt影响节点B（不同地方）。无论在什么地方存在同步相量之间的变化，都可以确定正在发生的能流变化。显著的变化和/或缓慢的一系列捕获累积值预期由于也随时间扩展的传播现象，会在其它地方发生后果。

如果在相同地方保持周期性和恒定流动φ_k(t_j+Δt)-φ_k(t_j)=Const₁(相量)和E_m(t_j+Δt)-E_k(t_j)=Const₂(能量)，则确定稳定状态。相量φ_k(t_j+Δt)-φ_k(t_j)≠φ_k(t_j)-φ_k(t_j-Δ_t)和/或能量E_k(t_j+Δt)-E_k(t_j)≠E_k(t_j)-E_k(t_j-Δt)之间的时间差指示和预期动态E_m(t_j+Δt)=E_m(t_j)+E_k(t_j+Δt)-E_k(t_j)，以及φ_m(t_j+Δt)=φ_m(t_j)+φ_k(t_j+Δt)-φ_k(t_j)，其中m和k表示两个地方。

在公式i(t)=i₁(t)+i₂(t)，其中 和i₂(t)= 中，第一项i₁(t)描述临时分量（即，在时间上有限），而第二项描述在给定时间之后稳定的稳定分量。结果，设备捕获的任何变化允许使用第一项来评估系统稳定性。因此，通过将当前动态加到先前状态，将对所有未来t值进行状态估计，直到下一次变化。

本发明的进一步特点将形成旨在作为本公开的组成部分的所附权利要求书的主题。

附图说明

当尤其参照附图阅读管理电能消耗和/或生产动态的方法及其设备的详细描述时，上面的目的将更加清楚地呈现出来，在附图中：

图1示出了按照本发明的计电设备的方框图；

图2示出了按照本发明的管理电能消耗和/或生产动态的方法的流程图；

图3示出了实现如图2的流程图所示的方法的示范性元代码；

图4a和4b示出了强调本发明的方法与现有技术相比的有利方面的两个图表；

图5示出了包含按照本发明的多个计量设备和至少一个网络计算机的系统；以及

图6示出了要被图5的网络计算机使用的示范性元代码。

具体实施方式

参照图1，其中示出了计电设备1，其包含：要测量的电能信号的源3；包含集成微芯片和板上微处理器的数字测量电路5；向网络15发送消息的通信单元7，优选地利用电力线技术工作，因为使用的协议应当保证及时将消息发送给接收者；电压和电流感测装置9；存储装置11；设备1的供电装置19；以及诸如LCD屏幕的用户界面（未示出）。

电压和电流感测装置9包括模拟传感器或模块，其优选地由Rogowski线圈、电流互感器、电阻分流器、电阻分压器或其它适当传感器组成。

计电设备1可以进一步包括指示装置17，即，声学或光学报警器或显示器（例如，LED，LCD或其它类型的显示器）。

参照图2，现在描述按照本发明，用于管理电能消耗和/或生产动态的方法100。

在步骤102中，初始化参数以便确定其含义将在下面得到更好说明的如下物理量：

-“E_prev”：先前计量的能量；

-“E_i”：当前计量的能量；

-“ΔE_prev”：先前计量的变化；

-“ΔE_i”：当前计量的变化；以及

-“sum”：直到当前时间的细微变化的总和。

此外，在步骤102中，为设置许可变化范围的幅度的阈值δ_DE选择常数，并且还为被认为个别可忽略不计的这种变化选择细微变化过滤阈值。

各种选项被允许用于阈值δ_DE，可包含固定常数或所计能量的预定百分比。在住宅应用中，阈值δ_DE可以是50，100和200Wh（瓦时）。

对于本发明方法的任何特定使用，可以凭经验通过观察一批先前捕获的负载形态或通过使用诸如“软计算”的先进优化技术来选择阈值δ_DE。

阈值δ_DE的用途是设置仪器的灵敏度和压缩要发送的数据量的能力之间的折衷。

将通过保持任何律则（即，重复）循环，或诸如打开低功耗电灯等通过提供随机“噪声”事件（该事件对于能量系统状态的改变可忽略不计）的改进过滤，来选择适当的阈值δ_DE。

例如假设房子里有电灯（每个吸收7，11，15和18Wh）、电视机和其它类似小型电器，以及假设还有诸如空调系统（吸收2kWh）、电熨斗（吸收2kWh）、洗衣机（加热吸收2kWh，以及它的电机吸收300Wh）、洗碗机（加热吸收2kWh，以及它的电机和水泵吸收120Wh）、电冰箱（吸收120Wh）和类似加热、通风和空调设备那样的能耗突出电器，则适当阈值δ_DE将高于每只电灯的消耗但低于洗衣机、洗碗机和电冰箱的电机吸收的功率，因此，例如是99Wh。

这个阈值δ_DE也可以使用如在现有技术中所述的智能自学技术被动态地设置。

在步骤104中，将仪表的值i加1。

在步骤106中，计电设备1测量并合计“k”个瞬时电能流值，尤其是瞬时电压值V_i和瞬时电流值I_i。在相同步骤中，还计算瞬时电值E_i=V_i·I_i·Δt，其中Δt=t_i-t_i-1，即，两个相继时间之间的时间间隔。

数值E_i可以利用离散数值方法，即，利用 来计算，其中，每k个周期（在欧洲，50Hz交流电，或在其它某些国家，60Hz交流电）合并数值E_i，以及其中，k值的优选范围是5到10。

与其操作基于相量的PMU不同，本发明的设备利用标量值来操作，并且需要通过积分来合计总和。

由于积分和是具有周期ω的周期函数，所以它们可相互比较。例如，这可以通过监视过零时间，或通过扩展周期ω的多次积分的持续时间来进行。

尽管如此，k值将保持与系统控制功能的兼容性，允许用户在经历诸如频率不足的不利影响之前作出响应。

选择计算较不昂贵的选项，即k个周期的积分和，其中k的优选范围是5到10。

积分间隔长到足以允许总和的比较，并允许控制系统及时作出响应。

将有关k参数的选择作出的第二个考虑与交换的数据量和可控制性相关联。如果选择k值=10，则欧洲的DE消息的最大频率将是0.2秒（k值=50将使最大频率增加到1秒等）。

因此，对于较长时间间隔（例如，在当前计量中，15分钟间隔），预计本发明的“事件驱动”方法提供与现有技术的“时间驱动”方法类似的交换数据量。

在步骤108中，计算ΔE_i，ΔE_i=(E_i-E_prev)/Δt，其中，E_prev是在时间t-1或在前一个周期计算的瞬时能量值。

在步骤110中，将参数“sum”增加如在步骤108中确定的数值ΔE_i，以获得所述数值的累积和。

在步骤112中，进行检验以查看各自变化ΔE_i的绝对值是否高于预定阈值δ_DE（快速趋势）。如果是，则流程图转移到步骤116，如果不是，则流程图继续执行步骤114。

在步骤114中，进行检验以查看参数“sum”，即，细微变化的总和的绝对值是否高于预定阈值δ_DE（缓慢趋势）。如果不是，则流程图转移到步骤104，如果是，则该过程转移到步骤116。

在步骤116中，由计电设备1在网络15上发送消息。如果如在步骤112和114中所述的变化高于阈值δ_DE，则这将指示可能影响包含设备1的本地电力系统的稳定状态的动态。

电子消息的形式可以随实际实现而变。尽管如此，该消息将至少包含：

-指示网络15的远程节点的身份的属性，例如，设备1的ID；

-测量时间的时间戳；以及

-诸如如下属性对之一的有关触发消息发送的电能值的信息：(E_prev，E_i)；(E_prev，ΔE_i)；(ΔE_i，E_i)。

“推动”模式，即，将数据从设备1发送到网络15有利地允许包含设备1的系统的控制。由于消息时间戳，可以按时间排序消息并由提供商的服务器以“无状态”模式处理消息。为此目的，在消息中提供两个瞬时电能值，即，通过公式E_i=E_prev+ΔE_i联系在一起并允许确定该公式的第三值的先前值和当前值。

该消息可以进一步包含：

-指示消息接收者（对于单播，一个接收者；对于群播，一群接收者；或对于广播，所有接收者）的属性；以及

-指示触发消息的变化类型的变化属性；如果通过步骤112的测试触发消息，则变化属性是“快速”；如果通过步骤114的测试触发消息，则变化属性是“缓慢”。

如可用于控制目的（SCADA）或其它目的那样，消息中的信息由网络管理者15或由网络管理者15所操纵的网络的其它节点适当地检查。

一旦发送了消息，就在步骤118中，将参数“sum”和计数器“i”设置成零，而将参数“ΔE_prev”设置成“ΔE_i”以及将参数“E_prev”设置成最后的值“E_i”。

实现方法100的一段示范性元代码显示在图3中。

某些合同将用户的最大能耗限制到例如3kWh。当这个限制被超过时通常允许某个容限，该容限也被明确载入合同文件中。例如，在5分钟内可以允许超过最大能量极限不大于30%，或可以允许超过最大能量极限大于30%不超过连续10次。在这些情况下，应该就这些状况的出现用声音警告用户，以避免从网络切断。

如果计电设备1与受最大消耗功率（例如，3kWh）的合同限制的用户相关联，并且如果变化ΔE_i或参数“sum”在例如等于电力公司实际断电的时间的一半的时间（这里是2.5分钟）内等于或高于最大允许值，则计电设备1关于断电的即将到来风险用声音警告用户，从而留出足够的时间（这里是2.5分钟）来降低消耗。

一旦出现这样的状况，计电设备1就可以通过报警装置17发出声学和/或光学警报，以便将可能即将到来的断电通知用户。

可以将这样的通知发送给网络管理者，以便可以通过，例如，增加在一段时间内允许用户的最大电能值（动态阈值）来防止这样的切断。

参照图4a和4b，其中示出了两个比较图表。上图的图4a描述了现有技术计电设备的行为，其中，计量设备在网络上每秒发送测量值的一个样本（每小时3600个样本），因为这种样本是利用“时间驱动”逻辑，即，在预定时间间隔测量的；下图的图4b描述了实现本发明的方法的计电设备1，其中，在相同时段内发送的样本被显著地减少到77个（在4.5个小时内），因为本发明的方法使用“事件驱动”逻辑，这意味着只根据给定事件的出现，即，当测量值落在允许范围δ_DE之外时发送数值。

网络计算机或服务器接收和处理来自联网设备1的动态。该服务器能够处理来自网络段或一群网络节点的数据，用于平衡或其它商业目的。

参照图5，网络中的服务器20连续收听来自计算远程节点处的变化的计电设备1的消息，因为后者使用推动模式。与PDC服务器和利用瞬时数据集操作的其它服务器不同，服务器20完成各种人工智能任务，并处理历史数据系列、过去的动态和现在的动态。由于无限地连续收听，所以将时间划分成时间帧，即，给定持续时间（高于设备1的k值），例如，从100到200ms的块。在时间帧的开头，将它的计数器设置成零。服务器计数它接收的消息，n=Count(DE_i(t))，并分析它们。

接收的每个消息都使变化的总数增加：按定义，这个动态的量指示变化流的强度。对变化流的强度Count(DE_i(t))予以考虑，因为认为它对于网络的稳定性是重要的。在时间帧的末端，考虑到某些正变化可能被来自不同节点的负变化抵消，评估网络拓扑的总体能量不平衡。

除了时间帧变化的计数器之外，还使用存储累积变化以及趋势的总计数器。累积值和变化强度可用于网络控制的目的，因为大量事件和/或它们的相关性可能影响能量的稳定性和/或质量。

确定是否存在过多事件（IF C>=C_min），或是否存在过于突兀的变化，或是否存在累积趋势（IF E_p>=E_max）的模糊逻辑判定（图6，右列）触发异常，从而提供控制功能。

基于这些计数器和/或与SCADA控制系统的任何交互的任何智能控制动作如在现有技术中所提供的那样是负载管理算法，或在可能的情况下，处在前馈控制之中。

控制动作也可以包括一个或多个如下动作：限制网络负载、评估状态和/或状态转变和/或网络稳定性、根据变化预测下一个时段的能量、以及添加发电机。

有利的是，控制动作可以在网络的任何节点处，尤其是在计量设备（1）和/或计算机（20）上执行，计量设备（1）和/或计算机（20）在两个不同时间检测单个网络段中的变化。

计算机20可以与分配网络的节点共享它的估计，用于节点的一般优化。

在如下文献中解决了影响光伏能量生成的可变云量的自然现象的一个例子：M.Simonov,F.Grimaccia,M.Mussetta,R.Zich,Modello di gestione dell’energia solare in tempo reale,in Journal AEIT,1(2011),pp.24-29,Milano,Italy。

将之前仅被用作独立事件的事件流用于计算从相互知道发生生产损失的时间中导出的节点之间的协同。对传播特征以及现象描述规则的观察提供了控制准则：例如，如果在时间t₁在节点A中发生损失，以及在时间t₂在节点B中发生损失，则在时间t₃在节点C中也将发生损失，因此，控制动作可能在于在时间t₃之前打开发电机D。

本发明提供了通常在实际用电期间发生的来自一个或多个设备1的事件流。实际使用事件流DE_i将新的语义知识引入数字世界中，允许所谓智能电网中的新式决策过程。

现在参照图6，其中示出了在图5的服务器20中实现的示范性元代码。

上面的公开清楚地显示了本发明的特点以及它的优点。

本发明的一个优点是显著减少了计电设备和管理这种设备的电力管理者之间的数据交换，因为仅根据事件的发生，即，当超过典型预定阈值（例如，由网络管理者、电力公司或设备的用户选择）时，发送数据。

虽然现有技术的仪表提供了n个对象{(E₁,t₁)，......，(E_i,t_i)，......，(E_n,t_n)}的时间驱动负载形态，其中|t_i-t_i-1|=常数，但按照本发明的设备提供了项数更少的系列{(ΔE₁,t₁，......)，......，(ΔE_i,t_i，......)，......}，因为如果在某个时段[t_k;t_k+Δt_k]，[t_l;t_l+Δt_l]，[t_m;t_m+Δt_m]等期间没有发生变化，则它们的数值以及公式中的所有各自分量都保持不变。因此，与“时间驱动”系列相比提供了更少的数据。

包含现有技术时间驱动计量分量{......，(E_i,t_i)，…...}和新式事件驱动实时连续观察分量的综合观察方法是高度有利的，因为它与现有技术相比，牵涉到数据业务量的较小增加，其中，所述技术时间驱动计量分量在较不频繁的间隔|t_i-t_i-1|=10-20分钟并可能具有可变采样时间，即，没有规则的和不变的时间间隔，所述新式事件驱动实时连续观察分量提出了附加元素（ΔE_k,t_k,[E_prev],......）。

在15分钟和0.1秒，即，分别具有96和864,000个日数据元素的时间驱动方法与上述综合方法的实验比较表明：后者增加了与许多实际事件相对应的几百个重要电力系统动态，从而避免了现有技术的大数据量。

本发明的第二个优点是：按照本发明的设备提供了对“消费者”电力系统动态和“生产者”动态两者的管理，在同一时间进行两者的测量（“产消者”）。任何倒流都将只引起所测量标量值的符号的变化。因此，系统可以停留在与由范围-δ_DE<ΔE_i<+δ_DE定义的平衡状况接近的状况下，并方便地管理综合用户类型（“产消者”）。

本发明的第三个优点是对期望值的预期。由外部动因引起的相邻能流变化在时间上总是遥远的，因此变化ΔE_i描述了过去的时段，并且在不存在进一步变化的情况下还预测下一个时间帧E_i+1=E_i。

本发明的进一步优点是显著减少了在网络上发送的重要数据的量。由于当没有发生变化时保持先前值，所以像在所有数据压缩算法中那样，无需重复相同值。在数据包中，任何冗余将反映在附加属性E_next以及变化ΔE_i本身中。

本发明的方法和设备可以供如下使用：分配任何级别的电能（低压、中压或高压）的网络的管理者；任何局部子拓扑；可再生能源基地的拥有者；以及电力价值链的各种参与者。

使用本发明的方法牵涉到应用可通过DE消息广播共同操作以提供实时主动负载平衡的多个联网设备。

取代基于频率不足，即，频率小于50或60Hz额定值—过度耗电的后果而不是原因—的发生而测量能质，本发明使用中央计算机（等效于通过PMU进行现有技术相量测量的PDC）在任何水平上测量计电设备的各自动态以及它们的叠加（合计）。

由于本发明的方法能够捕获易于引起网格失衡的事件（即，它们的原因），这种捕获发生在它们的后果（即，频率不足）之前。

通常，在电网中将功率流从中高压段引向低压段。在分布式发电的情况下，可能倒流。这对于用户来说可能是有害的。利用本发明的方法计算电力系统动态提供了在任何时候在计算上更易于确认有向流之间的任何不平衡。在发生动态改变事件之前，系统一直处在它的稳定状态下。所述动态通过本发明的方法来检测。因此，所述系统实时地知道这种动态，并且能够计算倒流和采取所需动作。

本发明的方法尤其可用于工作于自由市场中的能量中介器，因为它允许实时观察电能消耗/生产动态，并且能够捕获这种动态的原因，而不是分析它们的后果。在自由化市场上计算将来能量需求和优化购买能够有利地提供相当大的节约。

此外，可以动态地划分电网段以获得期望能量行为，例如，通过避免将电力注入主干中（总局部消耗）。

本发明的方法可以进一步被以自主、独立的方式运行的可再生能源生产者团体（从太阳或其它类似能源中产生能量）使用。本发明的方法有利地允许检测诸如生产损失（例如，由于像在光伏发电的情况下的云朵那样的天气因素、或任何其它外部动因）的事件。

取代为每个网络节点计算单独的概率预报，本发明的方法允许将检索的知识用于全局优化。因此，受有害现象影响的第一节点可在网络上发送消息以警告相邻节点。这个事件被其它网络伙伴接收，并且由于现象的位移，也可被所述伙伴用于预期解决即将到来的损失所需的决定和/或控制。

在现有技术中，负载平衡基于概率预报。本发明的方法由于非概率分量而提高了预测精度。改进的负载预测能够减少失衡。

例如，2009年意大利的风能和太阳能发电是66TWh，总计660百万欧元（10欧分/kWh）。估计可以进一步降低2%的失衡。假设有50%的贡献（因为随机分量被某些项取代），则本发明的方法将节约0.13TWh/年，即，大约6.6百万欧元/年。

可以不偏离本发明的新概念地为如本文作为例子所公开的管理电能消耗和/或生产动态的方法及其相关设备设想出许多变种，以及所公开的细节可以以不同方式实现，或用技术等效部分取代。

因此，应该懂得，本发明不局限于管理电能消耗和/或生产动态的方法及其相关设备，而是可以不偏离如所附权利要求书更好限定的本发明的范围地容易作出各种修改，改进，或等效元件和部分的取代。

管理电能消耗和/或生产的方法和设备专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。