[发明专利]智能的国家电气制造商协会插口和相关联的网络

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于35 U.S.C.119而要求2007年3月14日提交的标题为 “SMART NEMA OUTLETS AND ASSOCIATED NETWORKS(智能的国家 电气制造商协会插口和相关联的网络)”的美国临时申请第60/894,846号的 优先权，其内容按照原样而全部合并于此。

技术领域

本发明一般涉及电气配电(electrical power distribution)和管理，并具体 地，涉及一种用于智能化地(intelligently)监视至少部分电路并控制电路上 的电的输送的电插口(outlet)或者与本地(例如，单个或多个住宅或企业建 筑物(premises))电路相关联的其它装置。

背景技术

为了各种目的而监视并控制配电和电气分配(electrical distribution)。在 这点上，配电一般指的是在发电站与变电站(substation)之间的传送，而电 气分配指的是从变电站到消费者的输送。典型地，进一步经由几个本地电路 在消费者建筑物内分配电。

可以结合解决实际或潜在的超负荷(over capacity)状况来监视并控制 配电。由于增加的工业和住宅电力需要、外加老化的电力基础设施和对新的 发电的实践限制，而导致在美国和其它地方、这样的状况已经逐渐变得普遍。 通常通过减少或中断向标准住宅和企业消费者提供电力(例如，停电 (blackout)或限电(brownout))来解决超负荷状况。例如，在高峰使用的 时间段期间，可以实现滚动的停电，其中依次地中断到电网子部分(grid subdivision)的电力以减少电网上的整体负载。

这种电力中断的影响可在某种程度上得到改善。如果电网的结构允许， 则可以将某些关键或高价值顾客从滚动停电中豁免。可以用发电机或冗余的 故障保险(fail-safe)电源来支持其它的关键设施或设备。然而，对于许多标 准顾客，简单地忍受电力中断以及其对数据系统和其它易受影响产品的结 果。对于这些消费者，中断是不加选择的且在许多情况下是全部的。

还监视并控制在内部的建筑物级别上包括的电气分配。例如，如果电路 分取(draw)的电流超过规定的级别，则一般采用熔断器、电路断路器、接 地故障指示器、和电涌保护器等来中断或抑制电路上的电力。工业产品规范 (code)典型地需要这些元件，并且在某种程度上可定制所述元件，例如， 结合用于供应高电力装置(例如，烘干机、空调)或低电力装置(例如，照 明)的电路来定制。然而，这些元件一般是非智能的并限于危险回避。当与 电路连接时，它们典型地不识别装置或装置的类型，不允许解决更大的电网 需要，并且不充分响应于解决某些安全问题，诸如，潜在的触电死亡。

发明内容

本发明涉及诸如电插口(例如，标准国家电气制造商协会(NEMA)插 口)的智能化电路装置，并涉及顾客建筑物的电气系统、仪器、配电系统以 及可利用这种智能电路装置的相关联的处理。本发明的智能电路装置可监视 与电路连接的负载、并经由该电路控制配电。还可经由通信接口来控制电路 装置，以便实现关于电输送或使用的本地或电网策略。以这个方式，可以更 有效地分配电力，可以增强插口和建筑布线安全，并且可以更有效地解决电 网容量问题。此外，本发明交付安全和便利特征。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使能到插口插座(例如，标准 NEMA插口插座)的传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)通信的效用(utility) (包括系统和相关联的功能)。以这个方式，插座有效地变成客户端或数据 网络节点。这使能了宽泛种类的功能。例如，插口插座可操作为用于电气分 配的智能化控制点，所述智能化控制点提供关于当前被插入到插座中的装置 类型的反馈、并经由插座选择性地控制电输送(包括通过经由快速接通/关断 切换而消除经由插座输送的各个电力波形周期来减少电力消耗)。此外，可 使用TCP/IP通信、经由广域网来控制插座，以便使能装置的远程或智能化 操作，其没有另外地适于数据网络控制。所述TCP/IP插口技术还提供了用 于智能化装置的便利机制，以经由输电线(power line)与广域网通信、并有 助于这种装置的标准化。

在这点上，TCP/IP具有包括如下优点的几个优点：