(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギを受け取る管理対象の装置のエネルギ消費を管理する。【解決手段】エネルギ管理システム１００を用いて、エネルギ源１０に接続されたメーター１０６を介してエネルギを受け取る管理対象の装置１０２のエネルギ消費を管理する。システムコントローラ１０１は、優先度、必要なエネルギ量、エネルギ需要の状態、及び、管理対象の装置のエネルギ消費が、外部エネルギ源又は内部エネルギ源の少なくともいずれかから得られるエネルギ量を上回っているか否かに基づいた動作モードを適用するように、管理対象の装置に命令する。【選択図】図４
2010191960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの外部のエネルギ源（１０）と内部のエネルギ源（１１６、１１７）とを有するエネルギ供給システムに接続されたメーター（１０６）を介してエネルギを受け取る、少なくとも１つの管理対象の装置（１０２）用のエネルギ管理システム（１００）であって、
前記管理対象装置、前記メーター、及び、コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読取可能媒体と通信するコンピュータプロセッサとを備え、
前記コンピュータ実行可能命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、
前記少なくとも１つの管理対象装置のエネルギ消費率を前記メーターから取得するステップと、
前記エネルギ消費率が前記内部のエネルギ源から利用可能なエネルギを上回るか否かを判定するステップと、
前記外部のエネルギ源の需要状態に関する情報を含む需要情報を需要情報源（１０３）から取得するステップと、
前記需要情報に基づいて、前記外部のエネルギ源の前記需要状態がピークであるか否かを判定するステップと、
前記少なくとも１つの管理対象装置の優先度を判定するステップと、
前記少なくとも１つの管理対象装置に必要なエネルギ量を判定するステップと、
前記少なくとも１つの管理対象装置に対して、前記優先度、前記必要なエネルギ量、前記需要状態、及び、前記少なくとも１つの管理対象装置のエネルギ消費率が前記外部のエネルギ源と前記内部のエネルギ源の少なくとも一方から利用可能なエネルギを上回るか否かに基づいて、動作モードを利用するように命令するステップとを含む方法を実行する、エネルギ管理システム。
【請求項２】
前記需要情報源は、遠隔需要サーバ、ユーザーインターフェース（１０４）、及び、コンピュータ読取可能媒体のうちの少なくとも１つであり、
需要情報を取得する前記ステップには、前記遠隔需要サーバから需要状態を受信するステップと、前記ユーザーインターフェース（１０４）から需要状態を受信するステップと、前記コンピュータ読取可能媒体から需要状態を受信するステップの少なくとも１つが含まれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムコントローラは更に、
前記外部のエネルギ源からのエネルギ消費率を前記需要限度内に保つことを含めた、需要限度の値を求め、動作モードを決定するステップを実行する、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記需要情報源には、一日の時間帯、前記外部のエネルギ源の現在のエネルギ消費、及び、前記外部のエネルギ源の予測エネルギ消費に基づいて、前記少なくとも１つの管理対象装置が設置されている施設に割り当てられた需要限度が含まれる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムコントローラは更に、地域のエネルギ消費情報を前記需要情報源に送信する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムコントローラは更に、最大エネルギ消費率、利用可能な動作モード、及び、最小エネルギ消費率の少なくとも１つを含む管理対象装置の情報を受信し、
動作モードを決定するステップが、前記管理対象装置とユーザーの少なくとも一方から供給される前記管理対象装置の前記情報に基づいて実行される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項７】
前記需要情報には更に、情報限度とコストの少なくとも一方が含まれ、
前記方法は更に、
利用可能なエネルギと利用可能な給吸率の少なくとも一方を含む内部エネルギ源の情報を取得するステップと、
前記外部と前記内部のエネルギ源の情報に基づいて、前記施設の最大エネルギ消費値を設定するステップとを含み、
前記少なくとも１つのエネルギ消費装置に対して動作モードを利用するように命令する前記ステップは更に、前記最大エネルギ消費値と前記需要限度とに基づいて実行される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項８】
前記方法は更に、ピーク需要期間中における内部のエネルギ源からのエネルギの再配分に関して、地域のエネルギ貯蓄ユニットを補充するか、前記少なくとも１つのエネルギ消費装置にエネルギを再配分するかを選択するステップを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記方法は更に、エネルギの配分に関して、外部のエネルギ源からのエネルギを使用するか、エネルギ貯蓄ユニットから放出したエネルギを使用するかを選択するステップを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの管理対象装置は、前記外部のエネルギ源に接続され、該エネルギ源から選択的にエネルギを引き出す施設内にあり、
前記方法は更に、
前記少なくとも１つの管理対象装置の前記優先度、及び、前記少なくとも１つの管理対象装置に必要なエネルギ量に基づいて、施設に必要なエネルギを施設に割り当てるステップと、
地域のエネルギ貯蓄ユニットが存在する場合、該ユニットのエネルギが使い果たされたと判定されると、ピーク以外の需要期間中に前記地域のエネルギ貯蓄ユニットへの補充を開始するステップと、
前記地域のエネルギ貯蓄ユニットが存在する場合、前記施設のエネルギ需要が前記需要限度を上回ると判定されると、前記地域のエネルギ貯蓄ユニットからエネルギを引き出すステップと、
地域のエネルギ生産装置の存在が認識された場合、前記施設のエネルギ需要が前記需要限度を上回ると、前記地域のエネルギ生産装置からのエネルギの引き出しを開始するステップと、
前記少なくとも１つの管理対象装置の優先度が高い場合は、前記少なくとも１つの管理対象装置に対して通常の動作モードを利用するように命令するステップと、
前記少なくとも１つの管理対象装置の優先度が低い場合は、前記少なくとも１つの管理対象装置に対して減縮動作モードを利用するように命令するステップと、
前記少なくとも１つの管理対象装置に必要なエネルギが、減縮動作モードで供給されるエネルギ量を上回ると、減縮動作モードを利用する前記命令を無効化するステップと、
顧客からのコマンドに応答して減縮動作モードを利用する前記命令を無効化するステップとを含む、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、公益事業のエネルギ管理に関し、特に、公益事業会社のエネルギ供給又は供給システム全体の管理に関する。また、本発明は、家庭、商業施設、製造施設及びオフィスビルを含むがそれに限らない施設のエネルギ管理に関する。本発明は、特に、全体的な需要と供給の関係、個々の装置の需要、装置群におけるその装置の優先度、及び、ユーザーの好みに応じて、施設又は施設群のエネルギ消費を変更する際に有用である。
【背景技術】
【０００２】
公益事業では、基本的に、最大需要量、又は、配分ネットワークによって処理可能な最大量までエネルギを生産したり購入したりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，６５９，９４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配分ネットワークや生産及び貯蔵施設にかかるコストと負担は、基本的に、需要の増大と共に大きくなるが、需要が急激に変化すると、更に負担が大きくなることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
エネルギ管理システムは、一実施形態において、管理対象の少なくとも１つの装置のエネルギ消費を管理する。管理対象の装置は、エネルギ供給設備に接続されたメーターを介してエネルギを受け取る。エネルギ供給設備は、外部のエネルギ源と内部のエネルギ源の少なくともいずれかである。このシステムは、管理対象装置と通信するコンピュータプロセッサと、メーターと、コンピュータ読取可能な記憶媒体とを含んだシステムコントローラを備える。コンピュータ読取可能な記憶媒体は、コンピュータプロセッサによって実行されると、管理対象の少なくとも１つの装置のエネルギ消費率をメーターから取得するステップと、エネルギ消費率が内部のエネルギ源から得られるエネルギ量を上回るか否かを判定するステップと、需要情報源から需要情報を取得するステップを含む方法を実行するコンピュータ実行可能命令が格納されている。需要情報としては、外部のエネルギ源の需要状態に関する情報が含まれる。上記の方法には更に、外部のエネルギ源の需要状態がピークであるか否かを判定するステップと、管理対象の少なくとも１つの装置の優先度を判定するステップと、管理対象の少なくとも１つの装置に必要なエネルギ量を求めるステップが含まれる。上記の方法において、管理対象の少なくとも１つの装置に対して、優先度、必要なエネルギ、需要状態及び管理対象の少なくとも１つの装置のエネルギ消費率が、外部のエネルギ源及び内部のエネルギ源の少なくとも一方から得られるエネルギを上回るか否かの判定に基づいた動作モードを適用する命令がなされる。
【０００６】
別の実施形態として、外部のエネルギ源と内部のエネルギ源の少なくとも一方を有するエネルギ供給設備に接続された、設備のエネルギ消費を管理するエネルギ管理システムを開示する。この施設は、少なくとも１つのエネルギ消費装置を有する。エネルギ管理システムは、管理対象の装置と通信するコンピュータプロセッサを搭載したシステムコントローラと、外部のエネルギ源と、内部のエネルギ源とを含む。コンピュータプロセッサは、コンピュータ実行可能命令が格納されたコンピュータ読取可能な記憶媒体とも通信する。これらの命令がコンピュータプロセッサによって実行されると、需要状態、需要限度、及びコストを含む外部エネルギ源の情報を取得するステップと、利用できるエネルギ量と可能な供給量の少なくともいずれかを含む情報を取得するステップと、外部及び内部のエネルギ源の情報に基づいて施設の最大エネルギ消費量を決定するステップと、管理対象の少なくとも１つの装置に対して、エネルギ消費の最大値、需要状態及び需要限度に基づいた動作モードを適用するよう命令するステップを含む方法が実行される。
【０００７】
更に、外部のエネルギ供給設備に接続され、該施設から選択的にエネルギを引き出す施設エネルギ管理システムを開示する。このシステムは、コンピュータプロセッサによって読取可能且つ実行可能なコンピュータ実行可能コードが格納されたコンピュータ読取可能記憶媒体と、コンピュータ読取可能な記憶媒体に接続された、コンピュータ実行可能コードをロードして実行する、コンピュータプロセッサを搭載したシステムコントローラとを備える。コンピュータ実行可能コードによってコンピュータプロセッサは、施設の需要限度を受信するステップと、需要状態が少なくともピークとピーク以外のいずれかを判定するステップと、施設内のエネルギ消費装置の優先度、及びエネルギ消費装置に必要なエネルギに基づいて、施設に必要なエネルギを施設に割り当てるステップとが実行される。エネルギの必要量は、エネルギ消費装置が適正に動作するために必要な最小エネルギによって異なる。コンピュータ実行可能コードによって、プロセッサは更に、現地のエネルギ貯蓄ユニットが存在すること、及び、施設のエネルギ需要が需要限度を上回ることが判定されると、エネルギを現地のエネルギ貯蓄ユニットから引き出し、且つ、現地のエネルギ生産装置が存在すると判定されると、施設のエネルギ需要が需要限度を上回ると現地のエネルギ生産装置からのエネルギの引き出しを開始する。コンピュータ実行可能コードによって、プロセッサはまた更に、エネルギ消費装置の優先度の高さに応じて、エネルギ消費装置に対して減縮動作モードを利用するように命令し、エネルギ消費装置のエネルギの必要量が減縮動作モードで供給されるエネルギ量を上回ると、減縮動作モードを利用する命令を無効にする。また、このコンピュータ実行可能コードによると、ユーザーコマンドにより、減縮動作モードを無効にすることができる。
【０００８】
本発明による、上述の及びその他の利点及び特徴を、添付図面に対応した以下の説明に記載する。
【０００９】
本発明の企図は、添付の特許請求の範囲に明示されている。次にその内容を記載する添付図面を参照しながら以下の説明を読むことにより、本発明による、上述の及びその他の目的、特徴、及び利点が理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】典型的な一日のエネルギ需要の変動を示すグラフである。
【図２】公益事業会社の料金スケジュールを示すグラフである。
【図３】或るエネルギ管理システムを使用した場合に予期されるエネルギ需要曲線の概略図である。
【図４】一実施形態に係る施設のエネルギ管理システムの概略図である。
【図５】実施形態に係る方法を示す概略フローチャートである。
【図６】本発明を適用しない施設の施設用エネルギ需要と、本発明を適用した施設の施設用エネルギ需要との比較、並びに、複数の需要レベルと現地のエネルギ貯蓄又は生産装置を用いた需要ギャップの修正を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
これより、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に例示する。
【００１２】
添付図面を参照しながら本発明の実施形態による施設のエネルギ管理システム及び方法を開示する。説明目的で、本発明の理解を助けるために多く詳細を図示し、以下に説明しているが、ここに示した詳細が無くても、本発明を実施することができる。また、図面を簡潔にするため、公知の構造や装置を概略的に示す。
【００１３】
本明細書で用いる用語は、あくまでも特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明の企図を限定するものではない。本明細書において、単数名詞には、特に明示しない限り、複数の意味も含まる。また、本明細書において「備える」及び／又は「有する」等の用語は、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品以外にも、１つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はこれらの組み合わせが存在する可能性も含んでいる。
【００１４】
本開示で用いられる「エネルギ」には、電気、天然ガス、灯油、プロパン、水素、バイオディーゼル、エタノール及びその他の燃料、並びに或る用途でのスチーム及び圧縮空気が含まれるが、それに限らない。
【００１５】
一般に公益事業はエネルギ需要に応じて、利用可能な最大量のエネルギまで、又は配分ネットワークが処理可能な最大量のエネルギまで顧客が使用するエネルギを生産又は購入する。図１に示すように、例えば電気の需要は一日の時間帯で変化し、そのピークは通常は午後１時から午後７時である。公益事業会社は一般に、供給されるエネルギ単位当たりで定額料金を課しているが、一日の或る時間帯で燃料価格が上がり、エネルギ使用量が多くなると、公益事業会社は図１に示すように、需要のピーク時には顧客に供給するためにより多くのエネルギを購入しなければならない。需要が増加すると、発電又は給電のコストも高くなる。これも図１に示すように、公共事業会社には例えば特定のエネルギ需要レベルまでは例えばメガワット当たり１０セントの基本ラインのコストがかかるが、そのレベル以上になると、エネルギを購入するために必要な送電線又は設備に追加の発電装置が導入されるので、メガワット当たりで例えば２０セントまで基本ラインコストが上昇する。追加レベルの発電では、予備発電能力を利用するか、電力グリッドに接続された外部の電力を購入する必要があるため、コストが上昇することがある。従って、需要のピーク時にはエネルギ生産及び供給装置への負担は最高になり、エネルギ生産のコストは最高になるが、一方、需要レベルがピークから外れて最低レベルの場合は、エネルギ生産のコストは単に基本ラインのコストになる。
【００１６】
そのため、公益事業にとってエネルギ生産及び供給装置への負担を軽減するために需要をシフトすることが有利であろう。増加する生産及び供給のコストをカバーするため、需要のピーク中には公益事業がより高い料金を課金し、更に需要を一日の別の時間帯にシフトすれば更なる利点を達成可能であろう。需要とエネルギ生産コストの変動を考慮に入れるため、一日の特定の時間帯には消費されるエネルギ単位の第１の閾値までの第１のエネルギ単位当たり価格を顧客に課し、第１の閾値以上のエネルギには第２の料金を適用し、場合によってはそれ以上の消費範囲には追加料金を適用する、図２に示すような料金スケジュールを利用することができる。閾値と料金は一日の時間帯及び／又は需要のレベルによって変化する。施設のピーク需要を低減させることができれば、顧客と公益事業にとって相当な比率のコスト削減を達成でき、公益事業が対処すべきピーク時の負担を軽減することができる。
【００１７】
可能な解決策の１つとして、コントローラが施設のエネルギ消費を最小限にするシステムがある。例えば、コントローラは機器や制御ユニット等のエネルギ消費装置へ実際のエネルギ供給をオン・オフに「切り替え」る。可能な別の解決策は、例えばシステムコントローラ、搭載されているコントローラ又はその他の装置の命令により、プログラムされたエネルギ節減及び／又は１つ又は複数のエネルギ消費装置の別の動作モードの利用等により、エネルギ消費装置の様々な機能を需要に応じて変更することである。更に別の解決策には、公益事業会社のコンピュータシステムが、施設内のエネルギ使用を制御するために施設のメーターを制御し、又はこれと通信するAdvanced Metering Infrastructure（ＡＭＩ）システムが含まれる。メーターは、施設のエネルギ需要を最小限にする様々な方策を実施するコントローラと通信する。しかし、エネルギ使用の最小限化及び／又は単一の施設のエネルギ消費だけに焦点を当てた解決策は、図３に示すようにエネルギ供給全体及び供給システムの需要の急激且つ飛躍的な低下をもたらすことがある。例えば、住宅施設の多くのエネルギ消費が午前９時に最小限にされるようにスケジュールが組まれた設備では、２０％の需要低減になることがあろう。需要が１０％低減しただけでも、エネルギ生産施設はすぐに生産量を低減できるというわけではなく、生産量を新たな大幅に少ない量に低減するには時間を必要とするため問題である。エネルギ生産量の低減中、生成された余剰エネルギは、バッテリ、コンデンサ又は機械的エネルギ又は位置エネルギ等の或る種のエネルギ貯蓄媒体に貯蔵できない限り未使用状態になる。例えば、或る種の水力発電所では過剰エネルギを利用して水を水源又は代替のタンクにポンプで汲み上げて、施設が本来生産可能な筈のエネルギ量よりも需要が高まった場合に、余剰エネルギの少なくとも一部を使用することができるようにする。
【００１８】
従って、施設のエネルギ消費を最適化し、しかもエネルギ生産及び供給システム全体の状態を考慮に入れたエネルギ管理のシステム及び方法が必要である。更に、エネルギ生産及び供給システム全体のエネルギ需要の急激且つ飛躍的な変化を避けるために、エネルギ需要及びエネルギ需要の変化を分散する方法を提供するエネルギ管理システムも必要である。
【００１９】
本発明の実施形態は概して、エネルギ供給および消費の管理に関する。実施形態には、エネルギ配分ネットワークを含むがそれに限らないエネルギ供給網での需要を低減することによってピーク時又は需要のピーク時間帯のエネルギ消費を配分ネットワーク全体にわたって低減する需要限度をベースにしたシステム及び方法を含んでいる。加えて、例えば需要の急激な低下を生ずることがあるエネルギ生産施設に及ぼす悪影響を軽減するために、需要はより長い期間にわたって分散される。実施形態は更に、需要のピーク時等のエネルギの価格が高くなる時間帯で、例えば顧客の管理下にあるエネルギ消費装置によるエネルギ消費を低減することで、ユーザー／顧客／消費者のコスト節減をもたらす。これらの利点は、一旦セットし、動作させれば顧客にとって使い易く、便利で実質的に分かり易いシステム及び方法を介してもたらされる。顧客サイトで地域エネルギ貯蓄及び／又は生産を追加し、このようなエネルギ貯蓄及び／又は生産装置の制御を実施形態のシステム及び方法に組み込むことによって、実施形態において付加的なコスト節減が得られる。複数の動作モードによって複数のエネルギ消費レベルを有するエネルギ消費装置、特に「インテリジェント」なエネルギ消費装置を含めることによって更に多くの節減を達成できる。すなわち、入力信号を処理し、且つ／又は様々な周囲環境を判定し、且つ／又はそれぞれの装置の動作変数を監視するコントローラを有するモジュールを各々が含むエネルギ消費装置は、特にピーク状況又は需要にピーク状態でより効率的で低コストの動作をもたらす。加えて、このようなインテリジェントなエネルギ消費装置により、点検や修理の必要性又はその他の関心事を表示することができる。実施形態のシステム及び方法を広範に使用することの結果、再配分されるエネルギ需要によって、エネルギ生産及び供給システムへの負担を低減することができる。例えば、結果として需要のピーク期間のエネルギ消費が低減されると、このような期間中に生ずる波状の電圧低下や停電を低減し、又は無くすることができる。加えて、実施形態のシステム及び方法は、例えばＷｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＰＬＣ、イーサーネット、Ｘ１０（登録商標）、ＦＭ、ＡＭ／ＳＳＢ、ラジオ放送データシステム、及び後述する幾つかのその他の簡単で低コストのプロトコル等、設置及び通信を簡単にする多くの通信プロトコルを活用する。これらは、単一ソースの実施形態、需要側による管理の実施形態、及びその両方を混合した実施形態で利用することができる。
【００２０】
顧客が公益事業会社等の相手方に顧客の管理化にある施設のエネルギ消費の制御を委ねることに合意する加入者ベースの設備管理サービスを利用することによって更に多くの節減が得られる。このような実施形態では、公益事業会社等の第三者は、通常は顧客が公益事業会社の命令でシステムによって実施されるエネルギ消費低減手段を無効化する機能を制限し、又は除去することに同意する加入者協約によって割引料金でエネルギを提供する。このような加入者合意には、無効化能力を抹消し、又は加入者プランの料金請求及び／又は解約等の適宜の措置を講ずることができるように、システムが無効化を公益事業会社に通知するものもある。
【００２１】
図４を参照すると、施設のエネルギ管理システム１００はシステムコントローラ１０１を含んでいる。システムコントローラ１０１はコンピュータプロセッサを含んでおり、需要状態や需要限度等の需要情報に応答して、エネルギ消費装置等の１つ又は複数の管理対象装置１０２によるエネルギ使用の制御等によって、施設により消費されるエネルギ量を制御する。需要状態は公益事業等の外部のエネルギ供給システム又は供給源１０におけるエネルギ需要のレベルのことであり、上記のようにその他の需要状態でもよいが、典型的にはピーク又はピーク外のレベルである。需要限度は、施設で使用するためにシステムコントローラ１０１が外部のエネルギ供給システム１０から引き出すことが許容されるエネルギの最大量である。管理対象装置、又はエネルギ消費装置１０２の例には、機器、空調システム、湯沸かし器、照明又は顧客用電子機器が含まれるがそれに限らない。一実施形態では、システムコントローラ１０１はいずれかの所定の時間での施設のエネルギ消費率、及び／又はエネルギ消費装置１０２が消費するエネルギの最大量にアクセスする。例えば、システムコントローラ１０１は現在の消費率を知るためにメーター１０６をポーリングする。
【００２２】
需要状態及び需要限度は、一実施形態ではプリロードされたスケジュールを含む需要情報源１０３によって提供される。別の実施形態では、スケジュールは顧客によってロードされ、又はプログラムされるが、更に別の実施形態では、需要情報源１０３はコンピュータを利用した需要サーバであり、システムコントローラが需要サーバに対してスケジュールをポーリングする。有利には、実施形態での需要サーバは、公益事業会社の施設等の調整機構１０をベースにしたコンピュータシステムである。あるいは、一実施形態は、需要状態や需要限度のような変数が変化すると、需要サーバ１０３から更新値を受信することによってこれらの値を決定する。
【００２３】
本発明の実施形態によると、顧客はシステムコントローラ１０１に接続されたプロセッサ駆動のユーザーインターフェース１０４を介してデータ又は情報を閲覧及び／又は入力することができる。ユーザーインターフェースによって、例えば顧客による需要限度の設定が可能になり、需要サーバ１０３が利用される場合は需要サーバ１０３によって設定され、又はスケジュールが利用される場合はスケジュールによって設定される他のいずれかの需要限度を無効化することができる。例えば、一実施形態のユーザーインターフェース１０４は、スクリーン又は表示ランプなどの表示装置、及びタッチスクリーンインターフェース、キーパッド、キーボード、又はボタン等の入力装置を含んでいる。一実施形態では、ユーザーインターフェース１０４はパーソナルコンピュータ１０５にディスプレイを介して提供され、入力装置はパーソナルコンピュータ１０２の入力装置（１つ又は複数）である。実施形態でのユーザーインターフェース１０４は、システムコントローラ１０１内の、又はこれに接続されたコンピュータ読取可能媒体に記憶されたコンピュータ読み出し可能、実行可能コードで書き込まれる命令の一部のような、システムコントローラ１０１の一部である。加えて、一実施形態では、公益事業メーター１０６は、需要限度、及び例えば需要状態がピークの需要状態にある等の需要状態の通知をシステムコントローラ１０１から受信し、且つこれに送信する。
【００２４】
実施形態のシステムコントローラ１０１は、コンピュータネットワーク、インターネット、電力線送信／受信、電磁波放送／受信、電話回線網、及び特定の用途に適したその他の形態を含み得る外部の通信ネットワークを介して情報を受信する。実施形態において、システムコントローラ１０１と、図４に概略的に示すその他の様々な構成部品との間の接続線によって概略的に示すように、施設の内部通信ネットワーク１０８を介して、システムコントローラ１０１とシステムの別の構成部品との間で信号を送受信する。実施形態では、パーソナルコンピュータ１０５及び／又は内部通信ネットワーク１０８は、例えばルータとモデムの組み合わせ２０を介して、別個のルータ２１及びモデム２２を介して、モデム２２のみを介して、又は別の接続を介して外部の通信ネットワーク１０７に接続される。一実施形態のパーソナルコンピュータ１０５は内部通信ネットワーク１０８に接続される。従って、実施形態での内部通信ネットワーク１０８は、システムコントローラ１０１、エネルギ消費装置１０２、パーソナルコンピュータ１０５、公益事業メーター１０６及び／又は外部通信ネットワーク１０７の間の通信を行う。
【００２５】
一実施形態でのシステムコントローラ１０１は、例えば一実施形態において、地域のエネルギ貯蓄装置１１６及び／又は地域のエネルギ生産装置１１７とも通信する。このような実施形態では、地域エネルギ貯蓄装置１１６及び／又は地域エネルギ生産装置１１７は、システムコントローラ１０１に応答してエネルギを選択的にエネルギ消費装置１０２及び／又は外部エネルギ供給システムに供給するため、公益事業の外部エネルギ供給システム等の外部エネルギ供給システム、及び内部のエネルギ配分ネットワークに接続されている。システムコントローラ１０１は、例えば需要がピーク以外の状態の間に貯蔵装置１１６のエネルギが使い果たされると補充するように貯蔵装置に命令する。ピークの需要状態でエネルギ消費装置１０２に供給する十分なエネルギが貯蔵装置１１６にある場合、又は単に施設内での需要が需要限度を上回る場合は、システムコントローラ１０１は、施設のエネルギ消費を貯蔵装置１１６からのエネルギで補充する。同様に、施設のエネルギ需要が需要限度を上回ると、ピークの需要状態であるか否かに関わりなく、システムコントローラ１０１は施設のエネルギ消費を地域エネルギ生産装置１１７から補充することができる。実施形態では、１つの装置が地域エネルギ貯蓄装置と地域エネルギ生産装置の両方を兼ねる。
【００２６】
一実施形態では、システムコントローラ１０１は、施設内の管理されている又はエネルギを消費する装置１０２の動作状態、必要なエネルギ、エネルギ需要及び／又は能力に関する情報を含む管理対象装置の情報を受信する。エネルギ消費装置１０２、需要状態、需要限度、施設のエネルギ消費率及び／又は地域エネルギ供給の利用可能性に関する情報に応答して、システムコントローラ１０１はエネルギ消費装置１０２の動作及び施設のエネルギ消費全体を制御する。特に、一実施形態のシステムコントローラ１０１は、地域、又は内部のいずれかのエネルギ供給す値を考慮に入れて、需要限度に基づいて施設のエネルギ消費を制御する。一実施形態のシステムコントローラ１０１は、エネルギ消費装置１０２に対して少なくとも１つの動作モードを利用するように命令し、システムコントローラ１０１は、エネルギに課金される料金、エネルギ消費装置の優先度、及び／又はエネルギ消費装置に必要なエネルギに基づいて少なくとも１つの動作モードを選択する。本明細書で用いる「必要なエネルギ」は、エネルギ消費装置１０２が所定の閾値以上で動作するために必要なエネルギ量を意味する。例えば、装置に必要なエネルギは、装置が通常の動作モードを維持するために必要なエネルギ量として規定されるかもしれない。
【００２７】
地域のエネルギ供給施設が存在しない場合、システムコントローラ１０１は現在のエネルギ消費率を需要限度と比較する。現在のエネルギ消費率が需要限度未満である場合は、追加のエネルギが外部のエネルギ供給システムから引き出され、施設によって使用されることができる。次いでシステムコントローラ１０１は、利用可能なエネルギを優先度と必要性に基づいて施設内の装置に割り当てる。一実施形態では、システムコントローラ１０１は、エネルギ消費装置１０２からエネルギの要求を受信し、エネルギを要求するエネルギ消費装置１０２の優先度及び必要なエネルギを判定し、優先度、必要なエネルギ、利用可能なエネルギ、及び低減したエネルギ消費で施設内の他のエネルギ消費装置１０２を動作可能であるか、又は利用可能なエネルギが適切な量ではない場合に、要求する装置に追加のエネルギを供給するために他のエネルギ消費装置を遮断するか否かに基づいて、エネルギを要求する装置にエネルギを供給し、又は供給を拒絶する。
【００２８】
地域エネルギ供給システムが存在する一実施形態では、システムコントローラ１０１は、利用可能なエネルギ量及びエネルギを供給可能な比率（供給率）を含め、地域エネルギ貯蓄及び／又はエネルギ生産装置１１６、１１７から得られるエネルギを考慮に入れ、外部のエネルギ供給システムから追加のエネルギを引き出す前にこの地域エネルギを使用する。そこで、地域エネルギ供給量を上回る施設のエネルギ消費率が需要限度と比較される。施設が必要とするエネルギの全てを地域エネルギ供給システムが供給可能である場合は、必要なエネルギは外部のエネルギ供給装置から引き出されない。地域エネルギ供給が施設のエネルギ需要を上回る場合は、システムコントローラ１０１は追加のエネルギ消費装置を起動し、余剰エネルギを外部のエネルギ供給業者に販売し、又は送ることができる。一実施形態では、システムコントローラ１０１は更に、外部のエネルギ供給システムからエネルギを引き出す前に、顧客が指定するパラメータの範囲内でできるだけ多くのエネルギ消費低減手段を使用できるようにする。
【００２９】
一実施形態での需要状態及び需要限度はプリロードされたスケジュールに基づくものである。その場合、システムコントローラ１０１は、スケジュール及び一日の時間帯に基づいてエネルギ消費装置１０２を制御する。加えて、システムコントローラ１０１は二付及び／又は一年の時期を考慮に入れることができる。一実施形態では、スケジュールは顧客又はユーザーによってロードされ、又はプログラムされるが、別の実施形態では、システムコントローラは、公益事業会社の施設１０内のコンピュータシステムをベースにした需要サーバ等にスケジュールをポーリングする。あるいは、一実施形態は需要状態や需要限度の変数が変化した場合に、需要サーバ１０３からの更新値を受信することによって需要状態及び需要限度を判定する。
【００３０】
例えばシステムのユーザーインターフェース１０４を介した顧客による無効化を利用できる実施形態では、システムコントローラ１０１は無効化コマンドに応答して、エネルギ消費装置１０２がそれ以外の場合に使用されるレベルよりも高いエネルギ消費レベルで動作することを可能にする。加入者サービス又はこれに類似するサービスが利用される実施形態では、システムコントローラ１０１は、ユーザー又は顧客が合意している加入者協約の条項に基づいて、ユーザーから受けた無効化命令の実行を妨げるが、代替実施形態では、システムコントローラ１０１は、あらゆる無効化命令を実行するが、その旨をログ記録し、公益事業会社に対して無効化（単数又は複数）を通知する。どの装置がシステムによって管理され、どれが管理されないかをユーザー又は顧客が指定でき、或る特定の装置がシステムによって管理されるべきことが加入者協約によって要求されている実施形態では、システムコントローラ１０１は、このような装置が加入者協約によって管理されることが要求されている場合は、管理されない装置の顧客による指定を無効化する。あるいは、コントローラ１０１は、要求されている装置が管理システムから除外されたことを記録し、又は公益事業又は第三者に通知することができる。
【００３１】
一実施形態では、図５に概略的に示すように、システムコントローラ１０１に含まれるプロセッサ等のコンピュータプロセッサで実行されると施設のエネルギ管理を有効にするプロセスが、コンピュータ読取可能媒体上のコンピュータ実行可能コードを用いて行われる。一実施形態での方法は、記録可能且つ／又はコンピュータ読取可能な媒体に記憶されたコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータソフトウエア製品として実装される。一実施形態ではシステムコントローラ１０１は、コンピュータ実行可能コードをロードし、実行して手続きを遂行する。一実施形態では、手続きは開始（ブロック５０１）の後、需要状態及び需要限度を受信するステップ（ブロック５０２）を含んでいる。ピークの需要状態では、エネルギ生産及び供給ネットワークはピーク需要レベルで動作し、一方、ピーク以外の需要状態ではエネルギ生産及び供給ネットワークはピーク需要以下のレベルで動作する。適切な場合は追加レベルのエネルギ節減及び利用を行うために他の需要状態を含めることができる。実施形態では、システムコントローラ１０１は、コンピュータ読取可能媒体に記憶された一日の時間帯又は検知された照明時間に基づいて表等からの需要状態及び／又は需要限度を受信する。別の実施形態では、システムコントローラ１０１は、ユーザーインターフェースを介してユーザーから需要状態及び需要限度を受信する。更に別の実施形態では、需要状態及び需要限度は、公益事業会社又はその他の相手方によってホストされている需要サーバ１０３等の外部ソースから送られる。上に列挙した需要状態及び／又は需要限度の受信方法を組み合わせた方法も使用できる。
【００３２】
需要状態及び需要限度が受信されると、方法は需要状態がピークの需要状態であるか否かをチェックするステップ（ブロック５０３）を含んでいる。否である場合は、方法はエネルギ消費装置１０２に対して通常動作モードを利用するように命令し（ブロック５０４）、需要状態と需要限度の一方又は両方が変化している場合はこれらを受信するステップ（５０２）に戻る。加えて、ピーク以外の需要状態では、地域のエネルギ貯蓄装置が存在し、エネルギ消費装置内のエネルギが使い果たされている場合は、システムコントローラ１０１はそれに応じてネルギ貯蔵装置にエネルギを補充する（ブロック５０５）。
【００３３】
需要状態がピーク需要状態である場合は、システムコントローラ１０１は異なる幾つかの措置を講ずることができる。一実施形態では、システムコントローラ１０１は単に、エネルギ消費装置１０２に対してピークの需要状態中は減縮動作モードに入るように命令する（ブロック５０６）。無効化が可能にされている実施形態では、方法は無効化コマンド又は命令が受信されたか否かをチェックするステップ（ブロック５０７）を含んでいる。無効化コマンドが既に受信されている場合は、方法は無効化が許可されるか否かをチェックするステップ（ブロック５０８）を含んでいる。無効化が許可される場合は、方法はエネルギ消費装置（１つ又は複数）に対して通常の動作モードを利用するように命令するステップに進む（ブロック５０４）。無効化が許可されない場合は、無効化が記録され、且つ／又は報告され、又は禁止されるか否かをチェックするステップ（ブロック５０９）を含んでいる。無効化が禁止される場合は、方法はエネルギ消費装置（１つ又は複数）に対して減縮動作モードを利用するように命令するステップに進む（ブロック５０６）。無効化が記録され、且つ／又は報告される場合は、方法は無効化をログ記録し、且つ／又は報告し（ブロック５１０）、エネルギ使用装置（１つ又は複数）に対して通常動作モードを利用するように命令するステップ（ブロック５０４）を含んでいる。
【００３４】
別の実施形態では、方法はブロック５０３の後でピークの需要状態に応じて、施設の公益事業メーターを読み取る等によって施設のエネルギ消費をチェックし（ブロック５１１）、エネルギ消費率を需要限度と比較する（ブロック５１２）。需要限度を超えている場合は、システムコントローラ１０１はエネルギ消費装置に対して減縮動作モードを利用するように命令し（ブロック５０６）、且つ／又は地域のエネルギ貯蓄装置１１６及び／又は地域のエネルギ生産装置（１つ又は複数）が存在する場合はそれに応じて、地域のエネルギ貯蓄装置及び／又は地域のエネルギ生産装置１１７からエネルギを引き出すように命令する。加えて、一実施形態では、需要限度を超えていない場合に利用可能な余剰の地域エネルギ生産能力がある場合は、コントローラはエネルギを売却又は貯蔵するためにエネルギ生産装置をオンライン化するか否かを判定する（ブロック５１４）。エネルギ生産装置がオンライン化され、エネルギが貯蔵される場合は、方法は地域の貯蔵装置を補充し（ブロック５０５）、需要状態及び／又は需要限度を受信するステップ（ブロック５０２）に戻る。エネルギ生産装置がオンライン化され、エネルギが売却される場合は、方法はエネルギを外部のエネルギ供給システム（供給業者）に送り（ブロック５１５）、需要状態及び／又は需要限度を受信するステップ（ブロック５０２）に戻る。方法全体を通してシステムコントローラ１０１は、太陽光又は風力によるエネルギ生産装置による再生可能なエネルギ生産とより連携し易くする等によって存在するどのエネルギ生産装置の性質をも考慮に入れることができる。
【００３５】
本明細書に示した流れ図は一例であるに過ぎない。本明細書に記載のこの図又はステップ（又は動作）には、本発明の趣旨から逸脱することなく多くの変化形態があり得る。例えば、ステップを異なる順序で実施してもよく、又はステップを追加、削除又は修正してもよい。これらの変化形態は全て特許請求項記載の発明の一部であると見なされる。
【００３６】
実施形態による方法は、コンピュータ実装プロセス、及びシステムコントローラ１０１及び／又はモジュールメインコントローラ１１１等の上記プロセスを実施する装置を介して実現され、このようなプロセスと装置とを含んでいる。加えて、一実施形態は、磁気媒体（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、テープ等）、光学式媒体（コンパクトディスク、ディジタル多用途ディスク／ビデオディスク、光磁気ディスク等）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）又はコンピュータプログラムコードを記憶することができ、それによってコンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行されるその他のコンピュータ読取可能記憶媒体等の有形媒体上の、オブジェクトコード、ソースコード又は実行可能コード等のコンピュータコードを含むコンピュータプログラム製品を含んでいる。コンピュータがコンピュータプログラムコードを実行すると、コンピュータは本発明を実施する装置になり、汎用マイクロプロセッサでは、マイクロプロセッサをコンピュータコード・セグメントと共に構成することによって特定の論理回路が形成される。実行可能な命令の技術的な効果は、エネルギ消費装置、少なくとも１つのエネルギ消費装置を有する施設、及び／又はエネルギ供給システムでエネルギ消費節減及び／又は最適化を実現することである。
【００３７】
コンピュータプログラムコードは、いずれかのプログラミング言語でエンコードされたソフトウエアの形態等のコントローラによって実行可能なコンピュータ命令に書き込まれる。適当なプログラミング言語には、アセンブリ言語、ＶＨＤＬ（Ｖｅｒｉｌｏｇハードウエア記述言語）、超高速ＩＣハードウエア記述言語（ＶＨＳＩＣ  ＨＤＬ）、ＦＯＲＴＲＡＮ（フォートラン）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）、ＡＬＧＯＬ（アルゴリズム言語）、ＢＡＳＩＣ（初心者用汎用記号命令コード）、ＡＰＬ（Ａプログラミング言語）、ＡｃｔｉｖＸ、ＨＴＭＬ（ハイパーテキストマークアップ言語）、ＸＭＬ（拡張可能なマークアップ言語）及びこれらの１つまたは複数のいずれかの組み合わせ又は派生言語が含まれるがそれに限らない。
【００３８】
ここに示したフローチャートはあくまでも一例である。添付図面又は本明細書に記載のステップ（又は操作）に様々な改変を加えても、本発明の実施形態として認められる。例えば、ステップを記載の内容とは異なる順序で実施したり、ステップを追加したり、削除したり、変更したりしてもよい。添付の特許請求の範囲には、かかる修正形態も含まれているものとする。
【００３９】
実施形態のエネルギ管理システムを使用することによって、施設レベルでもエネルギ供給システムへの負担を軽減するために需要を分散させることができる。エネルギ供給をカバーする複数の施設、複数の公益事業会社及び／又は複数の公益事業会社グループを管理するために管理システムを使用することによって、実施形態のエネルギをエネルギ供給グリッドへの需要を分散させ、エネルギ供給全体に対する負担を軽減することができる。それぞれの場合の更なる利点は、あらゆるレベルでの顧客にとってのコスト削減及びエネルギを販売する事業体にとって、利益を最大化できることである。
【００４０】
１つの請求項に記載の構成、材料、動作、及び機能を有する手段又はステップを、その他の請求項に記載のいかなる機能構成、材料、又は動作と組み合わせて実施してもよい。ここに示した実施形態は、あくまでも説明目的において例示されたものであって、本発明の企図を制限するものではない。当業者に想起可能な修正及び改変を加えた形態も、本発明の実施形態として認められる。本明細書に記載の実施形態は、本発明の実施及び説明に最適で実用的と思われるものであり、これを基に、当業者には、本発明の様々な実施形態を理解し、条件に合わせた修正形態を想起することができよう。
【００４１】
以上、一部の実施形態のみに関連して本発明を説明してきたが、明らかなように、本発明の実施形態はこれらに限定されない。本発明の実施形態には、多様な修正、代替、置換、又は等価の措置を加えた形態も含まれている。また、記載した実施形態に関連して、その特徴を述べたが、それは本発明の態様の一部にすぎない。すなわち、本発明は、本明細書及び図面に記載の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲に基づいてのみ解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  外部のエネルギ源
２０  ルータとモデムの組み合わせ
２１  ルータ
２２  モデム
１００  エネルギ管理システム
１０１  システムコントローラ
１０２  管理対象の装置
１０３  需要情報源
１０４  ユーザーインターフェース
１０５  パーソナルコンピュータ
１０６  公益事業メーター
１０７  外部の通信ネットワーク
１０８  内部の通信ネットワーク
１１６  地域のエネルギ貯蓄装置
１１７  地域のエネルギ生産装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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