(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの風力又はソーラー発電機（８）からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体（２〜７）から成るグループによる電力消費量の経時的推移を最適化する方法であって、
個別消費体（２〜７）による電力消費量を測定して、個別消費体（２〜７）による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定し、
将来の時間期間に対する少なくとも一つの発電機（８）からの電力供給量の経時的推移の予測を行ない、
個別消費体（２〜７）による電力消費量の時間に関する特性曲線に基づき、個別消費体による電力消費量の時間変化を考慮して、前記の予測に適合するように、将来の時間期間内での個別消費体（２〜７）への電力配分計画を策定して、
前記の計画に基づき将来の時間期間内で個別消費体（２〜７）に電力を配分する、
方法において、
個別消費体（２〜７）による電力消費量を少なくとも０．１Ｈｚのサンプリングレートで測定して、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定する際に、これらの測定値を考慮することと、
少なくとも０．１Ｈｚに等しい時間分解能により、前記の計画に基づき将来の時間期間内で電力を配分することと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
個別消費体（２〜７）による電力消費量を少なくとも１Ｈｚ、特に、少なくとも１０Ｈｚ、少なくとも１００Ｈｚ又は少なくとも１ｋＨｚのサンプリングレートで測定する、及び／又は、
少なくとも１Ｈｚ、特に、少なくとも１０Ｈｚ又は少なくとも１００Ｈｚの時間分解能で、当該の計画に基づき将来の時間期間内で個別消費体（２〜７）に電力を配分する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該の個別消費体（２〜７）への電力配分計画が、少なくとも一つの発電機（８）からの実際の電力供給量と、個別消費体（２〜７）による実際の電力需要量とに基づき、持続的に更新され、
複数の個別消費体（４３）による電力消費量の合計が、電気メータ（１３）を用いて測定される、及び／又は、
少なくとも一つの個別消費体（２〜７）による電力消費量が、その個別消費体の単独コネクタ（１４〜１７，１８）の所で測定される、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つの個別消費体（２〜７）の別の電気値が、その個別消費体の単独コネクタ（１４〜１７，３８）の所で測定されて、当該の計画を更新する際に考慮される、及び／又は、
少なくとも一つの個別消費体（２〜７）の別の物理値が、センサ（２３）を用いて測定されて、当該の計画を更新する際に考慮される、及び／又は、
電力消費量を制限されない全ての個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線に対応する基本消費量予測が行なわれ、この基本消費量予測が、個別消費体への電力配分計画を策定する際に考慮される、及び／又は、
将来の時間期間内での少なくとも一つの個別消費体（２〜７）の動作に関するユーザにより定義される事前通知が、個別消費体（２〜７）への電力配分計画を策定する際に考慮される、
請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
個別消費体（２〜７）への電力の配分が、少なくとも一つの消費体に関する消費可能な最大電力の制限を含み、
この電力の配分が、任意選択により、パルス幅変調により行なわれる、及び／又は、少なくとも一つの消費体（２〜７）に関する消費可能な最大電力の制限によって、将来の時間期間の中の少なくとも一部に渡って個別消費体（２〜７）の中の少なくとも一つの個別消費体により消費される電力を平均化する一方、少なくとも一つの個別消費体（２〜７）により消費される平均電力を平均化しない場合に消費される平均電力とほぼ同じに維持することにより行なわれる、
請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
個別消費体（２〜７）への電力の配分が、
個別消費体（２〜７）の中の一つの個別消費体用の少なくとも一つの切換可能なコネクタを介して行なわれる、及び／又は、
個別消費体に取り付けられた個別消費体のスイッチオンボタン（２６）の駆動部品（２５）を用いて、少なくとも一つの個別消費体を目的通り駆動することによって行なわれる、及び／又は、
少なくとも一つの個別消費体（２〜７）のコントローラ（２７）のインタフェースにアクセスすることによって行なわれる、及び／又は、
３相の供給体からの単相の個別消費体への電力供給を３相の供給体の３相に渡って配分することによって行なわれる、
請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
個別消費体（２〜７）による電力消費量の時間に関する特性曲線が、
両方向のデータベース接続部を介して、外部データベース（２０）との間でアップロード及び／又はダウンロードされる、及び／又は、
個別消費体（２〜７）及び／又は個別消費体専用の単独コネクタ（１４〜１７，３８）との接続部を識別するための手段として使用される、及び／又は、
個別消費体（２〜７）の機能の正常性を調査するために、個別消費体（２〜７）による電力消費量の実際の時間に関する曲線と比較される、
請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも一つの風力又はソーラー発電機（８）からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体（２〜７）から成るグループによる電力消費量の経時的推移を最適化するための設備であって、
個別消費体（２〜７）による電力消費量の時間に関する曲線を計測するための測定機器と、
個別消費体に電力を配分するための中央コントローラ（１１）と、
を備え、この中央コントローラ（１１）が、
個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定し、
将来の時間期間に対して、少なくとも一つの発電機（８）からの電力供給量の経時的推移の予測を行ない、
個別消費体（２〜７）による電力消費量の時間に関する特性曲線に基づき、個別消費体による電力消費量の時間変化を考慮して、前記の予測に適合するように、将来の時間期間内での個別消費体（２〜７）への電力配分計画を策定して、
前記の計画に基づき将来の時間期間内で個別消費体（２〜７）に電力を配分する、
ように構成されている設備において、
これらの測定機器が、個別消費体（２〜７）による電力消費量を少なくとも０．１Ｈｚのサンプリングレートで測定して、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定する際に、これらの測定値を考慮するように構成されていることと、
中央コントローラ（１１）が、少なくとも０．１Ｈｚに等しい時間分解能により、前記の計画に基づき将来の時間期間内で個別消費体（２〜７）に電力を配分するように構成されていることと、
を特徴とする設備。
【請求項９】
当該の測定機器が、個別消費体（２〜７）による電力消費量を少なくとも１Ｈｚ、特に、少なくとも１０Ｈｚ、少なくとも１００Ｈｚ又は少なくとも１ｋＨｚのサンプリングレートで測定するように構成されている、及び／又は、
中央コントローラが、少なくとも１Ｈｚ、特に、少なくとも１０Ｈｚ又は少なくとも１００Ｈｚに等しい時間分解能で、当該の計画に基づき将来の時間期間内で個別消費体（２〜７）に電力を配分するように構成されている、
請求項８に記載の設備。
【請求項１０】
当該の測定機器が、複数の個別消費体（４３）による電力消費量の合計を測定するように構成された電気メータ（１３）を備えている、及び／又は、
当該の測定機器が、少なくとも一つの個別消費体（２〜７）による電力消費量をその個別消費体の単独コネクタ（１４〜１７，１８）の所で測定する、
請求項８又は９に記載の設備。
【請求項１１】
少なくとも一つの発電機（８）からの実際の電力供給量を測定する別の測定機器（１２）が配備され、中央コントローラ（１１）が、少なくとも一つの発電機（８）からの実際の電力供給量と、個別消費体（２〜７）による実際の電力消費量とに基づき、個別消費体（２〜７）への電力配分計画を持続的に更新する請求項８から１０までのいずれか一つに記載の設備。
【請求項１２】
当該の測定機器が、少なくとも一つの個別消費体（２〜７）の別の電気値をその個別消費体の単独コネクタ（１４〜１７，３８）により測定して、中央コントローラ（１１）が、これらの別の電気値を個別消費体（２〜７）への電力配分計画の策定及び／又は更新の際に考慮する、及び／又は、
当該の測定機器が、少なくとも一つの個別消費体（２〜７）に取り付けられた、その消費体（２〜７）の別の物理値を測定するためのセンサ（２３）を備えており、中央コントローラ（１１）が、これらの別の物理値を個別消費体（２〜７）への電力配分計画の策定及び／又は更新の際に考慮する、
請求項８から１１までのいずれか一つに記載の設備。
【請求項１３】
中央コントローラ（１１）が個別消費体（２〜７）の中の唯一つの個別消費体に電力を配分するための少なくとも一つの切換可能な単独コネクタ（１４〜１７，３８）を備えており、
この単独コネクタ（１４〜１７，３８）が、任意選択により、
その唯一つの個別消費体（２〜７）により消費可能な最大電力をパルス幅変調により制限するために速い周期で切換可能である、及び／又は、
無線又は電力線通信により通信するためのインタフェースを有する切換可能なソケット又は切換可能なソケットアダプタを備えている、
請求項８から１２までのいずれか一つに記載の設備。
【請求項１４】
中央コントローラ（１１）が、個別消費体（２〜７）の中の一つの個別消費体のコントローラ（２７）の少なくとも一つのインタフェースと通信するためのインタフェースを備えている請求項８から１３までのいずれか一つに記載の設備。
【請求項１５】
中央コントローラ（１１）が、
外部データベース（２０）にアクセスするためのインタフェース、及び／又は、
インターネットにアクセスするためのインタフェース、及び／又は、
天気予報を受信するためのインタフェース、及び／又は、
公衆電力網（１０）から電力を持ち込む条件を受信するためのインタフェース、
を備えている請求項８から１４までのいずれか一つに記載の設備。
【請求項１６】
ローカル電力網（１）であって、請求項８から１５までのいずれか一つに記載の設備、異なる消費体（２〜７）から成るグループ及び少なくとも一つの風力又はソーラー発電機（８）、並びにローカル電力網を公衆電力網（１０）と接続する両方向の電力網接続点（９）を備えており、
この公衆電力網（１０）との両方向の電力網接続点（９）が、世帯との接続点、配電点又はローカル変成器である、
ローカル電力網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年４月８日に出願された発明の名称が「最適化された負荷管理」とのドイツ特許出願第１０２０１１００１９１８．９号明細書に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的に少なくとも一つの風力又はソーラー発電機からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体から成るグループによる電気エネルギー消費量の経時的推移を最適化する方法及び設備に関する。
【０００３】
更に、本発明は、そのような設備、異なる消費体から成るグループ、及び少なくとも一つの風力又はソーラー発電機を備えたローカル電力網に関する。このローカル電力網は、島状電力網とするか、或いは公衆電力網との接続部を備えることができる。
【０００４】
ここでは、「消費体」とは、電気負荷に関する用語とする。
【背景技術】
【０００５】
ソーラー及び風力発電機からの電力は、それらの発電機が接続された公衆電力網に電力需要が有る場合には必ずしも同時に使用可能とはならない。むしろ、例えば、正午におけるソーラー発電機による電力供給などの、それらの発電機による大きな電力供給量は、それらが接続されている公衆電力網に既に存在する余剰電力と一致する場合が有る。その結果、それらの発電機の出力電力を削減しなければならず、従って、追加費用無しに使用可能な電力が無駄になる場合が有る。
【０００６】
発電機を備えたローカル電力網において、一方の時点で消費される以上の電力が発電されて、余剰電力が公衆電力網に供給される一方、他方の時点で発電される以上の電力が消費されて、不足する電力が公衆電力網から持ち込まれる場合、公衆電力網は、必然的に電力に関する一時貯蔵機関としての役割を果たす。この一時貯蔵容量は、公衆電力網の運営体に補償を要求させる程の大きな費用を生じさせる。
【０００７】
これまでは、電気エネルギーの供給価格は、電気エネルギーが既に供給されている時点に大きく依存する。従って、供給時間に依存する電力料金が益々個別消費体にも適用されてきている。
【０００８】
このような背景に対して、実際に得られる電力供給量に関して最適化され、ソーラー又は風力発電機により電力が発電される場所での局所的な電力消費量を大きくするとの目的を果たす、即ち、それが接続されている公衆電力網の使用を最小限にする負荷管理が望ましい。
【０００９】
特許文献１により、少なくとも一つの風力又はソーラー発電機からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体から成るグループによる電力消費量の経時的推移を最適化する方法及び設備、並びにそのような設備を備えたローカル電力網が周知である。コンピュータベースの方法を用いて、ローカルシステムの消費体とエネルギー源の動作を監視、制御及び最適化している。ソーラー発電機及び／又は風力発電機は、据置式電力源としてローカルシステムに属する。この周知のコンピュータベースの方法の一部は、消費体の予想される全電力消費量と将来時点での据置式電力源の予想される電力供給量を含む情報に基づき、ローカルシステムでの最適なエネルギー使用計画を策定している。この将来時点での予想される全電力消費量は、一つ以上の消費体の測定した電力消費量から計算している。将来時点での据置式電力源により供給される電力を計算するために、或る時点で予想される環境条件を考慮している。特許文献１の図面には、４０分の時間期間に渡るブロック毎に電力消費量がプロットされており、電力消費量の変化は、２時間後よりも早い時点では起こっていない。
【００１０】
特許文献２によっても、少なくとも一つの風力又はソーラー発電機からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体から成るグループによる電力消費量の経時的推移を最適化する方法が周知である。そこでの目的は、異なる負荷から成るグループによって消費される電力を平均化することである。第一の工程で、制御しない場合の電力消費量を暦と関連した所定の時間期間に渡って決定している。第二の工程で、その制御しない場合の電力消費量から、同様の将来の時間期間の間の所定の目標値として使用する平均値を計算している。異なる優先度を消費体に付与して、或る時点での全電力消費量が目標値を上回らないように、その優先度に基づき消費体を動作させている。その方法によって電力消費量を平均化しており、そのことは、料金表の条件に応じて、ローカル電力網の運営体にとって経済的に有利な場合も有る。この周知の方法では、例えば、ビルを暖房するためのヒートポンプなどの個別負荷の最大停止時間期間を登録している。熱気又は冷気を発生する消費体を負荷が低い時間期間の間に目的通り動作させて、熱気又は冷気を保存しておき、更に、それらの消費体を好ましくは動作させない負荷が高い時間に引き継いでいる。好ましくは、食器洗い器と洗濯機の動作も負荷が低い時間期間の間に行なわれている。従って、そのような消費体には、低い優先度が付与されている。他方では、照明や料理用エネルギー需要は、非常に大きく瞬間的な需要に依存するので、ランプやストーブなどの消費体は、高い優先度を付与されている。更に、個別消費体により消費される電力をそれらの動作サイクルの進捗に応じて変化させることが考えられている。例えば、洗濯機を考えると、そのスイッチを入れたら、２時間以上は動作させるであろう。洗濯機が必要とする電力は、所定の洗濯温度まで水を加熱する場合には比較的大きくなる。しかし、その後の洗濯ドラムの駆動のためには、少ない電力しか必要としない。この周知の方法では、或る時点の電気エネルギーの消費量を１、３又は５分間隔で測定している。これらの時間間隔は、接続された公衆電力網の運営体に平均消費量値を伝送する１５分の料金計算時間に適合している。消費電力に対して支払う料金は、その消費量の平均値に基づき計算されている。この周知の方法では、ソーラー又は風力発電機による局所的な発電を考慮している。この局所的な発電量が局所的な電力消費量よりも大きい場合、過剰又は余剰電力は、接続された公衆電力網に供給されている。それと逆に、不足する電力は、公衆電力網から持ち込まれている。
【００１１】
特許文献３により、電気消費体と接続するための所謂インテリジェント電気ソケットが周知である。それらの消費体は、給電線を伝送媒体として使用するＢＵＳシステムを介して制御されている、即ち、スイッチをオン又はオフ、或いは停止されている。追加のインタフェースコネクタを介して、このインテリジェント電気ソケットにセンサを接続して、ＢＵＳシステムを介して問い合わせることができる。
【００１２】
特許文献４により、少なくとも一つの消費体が、ちょうどこの一つの消費体の電力消費量を特定して、それを情報として提供するのに適したユニットを備えた電流消費体の分析設備が周知である。この分析設備は、少なくとも一つの消費体が提供する情報の受信器を備えている。この受信器は、別個に記録、処理して、各消費体からの情報から所定のアルゴリズムに基づき消費体を個別にスイッチオン又はオフする結果を計算するのに適している。この情報の伝送は、給電線を介して５０Ｈｚ以上、好ましくは、１００Ｈｚ以上、即ち、５０ｂ／ｓ以上又は１００ｂ／ｓ以上で行なわれている。この分析設備は、各消費体の個別電力消費量を決定して出力するとともに、その電流消費体への電力供給量を削減するか、或いはそれをスイッチオン又はオフすることができる。この周知の分析設備では、個別消費動向を用いて、個別消費体の個別識別を行なっている。従って、各消費体の誘導性及び容量性消費パターンは、比喩的な意味で指紋の特徴を有する。この電気的指紋は、ローカル電力網において記録されたスイッチオン電流パルスと高調波から構成されている。これらの高調波を分析すると、それらの固有の組成により、それを発生させている消費体を識別することが可能である。従って、一方では、当該の消費体の個別消費動向の識別によって、その識別が可能であり、他方では、或る時点の個別消費動向が保存された公称値又は公称値の許容範囲と比較することによって、各個別消費体の或る時点の状態に関する指令を発することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ドイツ特許公開第１０２００８０３７５７５号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２００９０１０１１７号明細書
【特許文献３】ドイツ特許公開第４４２５８７６号明細書
【特許文献４】ドイツ実用新案第２０２００８００９１２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のことから、少なくとも一つの風力又はソーラー発電機からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体から成るグループによる電力消費量の経時的推移を最適化する方法、その方法を実施するための設備及びそのような設備を備えた、発電機からの電力の消費を最適化するローカル電力網に対するニーズが存在する。この最適化とは、接続された公衆電力網を最小限にしか使用しない、理想的には、全く使用しないように、発電機からの電力の局所的な使用に関する最適化である。それに代わって、或いはそれに追加して、例えば、再生電源からの電力の最大限の使用、環境に優しい電力消費又は低いエネルギーコストなどの一つ以上の別の判断基準に関して、最適化を行なうこともできる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、独立請求項１の特徴を有する方法、独立請求項３４の特徴を有する設備及び独立請求項５８の特徴を有するローカル電力網を規定する。この新しい方法、新しい設備及び新しいローカル電力網の好ましい実施形態は、従属請求項に定義されている。
【００１６】
少なくとも一つの風力又はソーラー発電機からの電力を含む電力供給に関して、異なる消費体から成るグループによる電力消費量の経時的推移を最適化する方法において、第一に、個別消費体による電力消費量を測定して、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定する。次に、将来の時間期間に対する少なくとも一つの発電機からの電力供給量の経時的推移の予測を行なう。発電機がソーラー発電機である場合、例えば、典型的な将来の時間期間は１日である。しかし、１日の一部又は複数の日とすることもできる。
【００１７】
個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線に基づき、前記の予測に適合した、将来の時間期間内で個別消費体に電力を配分する計画を策定する。そして、将来の時間期間内において、その計画に基づき個別消費体に電力を配分する。この配分は、個別消費体によって消費される電力の消費制限に相当し、この消費制限は、スイッチのオン又はオフ、或いは個別消費体に供給する電力の削減によって実施される。
【００１８】
この計画の策定によって、接続された公衆電力網を使用する必要無しに、大きな局所的消費量を効果的に確保するために、少なくとも０．１Ｈｚのサンプリングレートで個別消費体による電力消費量を測定する。それは、少なくとも約１０秒毎に、好ましくは、少なくとも１秒毎に、より好ましくは、少なくとも０．１秒毎に、更に好ましくは、少なくとも０．０１秒毎に、即ち、通常の５０Ｈｚの交流の半波毎に１回、個別消費体による電力消費量の値を測定して、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定する場合に、その値を考慮する。
【００１９】
その結果、将来の時間期間内での個別消費体への電力配分計画は、この速いサンプリングレートに等しい時間分解能を有する。それ自体は、計画を策定する場合に速い頻度で行なわれる、個別消費体による電力消費量の特徴的な変化を考慮するための前提条件である。そのような速い変化を考慮しない、即ち、比較的長い時間期間に渡っての平均値だけを測定して考慮する場合、個別消費体全体による電力消費量は、一つの時点で発電機による電気エネルギー供給量を大きく上回る一方、次の時点で、その供給電力を使用しない可能性が有る。その結果、公衆電力網から持ち込まれる平均電力はゼロとなるが、ローカル電力網とそれと接続された公衆電力網の間で、公衆電力網を大きく圧迫する電力の周期的変動が起こる。
【００２０】
個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を比較的速いサンプリングレートで計測した場合、個別消費体への電力配分計画を策定する際に個別消費体による消費量の時間変化を考慮できる。理想的な場合、消費体の消費が互いに排他的となるように、電力消費が逆位相で、或いは位相差を持つ形で周期的に変動する二つ以上の消費体に使用可能な電力が配分されて、全消費量が平均化される。少なくとも、電力配分計画を策定する際に、一時的に平均よりも大きくなる消費体による電力消費量を考慮することができ、従って、そのような消費体の消費量が少ない期間において、未使用の電力をそれ以外の消費体に配分することができる。そのためには、消費量が周期的に変動して、逆位相で動作する消費体の外に、特に、連続的な電力供給に依存しない消費体を活用できる。例えば、多数の加熱器及びエネルギー貯蔵器が、そのような消費体に属する。
【００２１】
個別消費体への電力の目的通りの配分が、その他の消費体による消費の隙間に行なわれる場合、前記の計画に基づく電力の配分も、少なくとも０．１Ｈｚ、好ましくは、少なくとも１Ｈｚ、より好ましくは、少なくとも１０Ｈｚ、最も好ましくは、少なくとも１００Ｈｚ、即ち、通常の交流の半波毎に１回の速いクロック速度で行なわなければならないことは明らかである。
【００２２】
本方法では、個別消費体による電力消費量を測定する所定のサンプリングレートを用いて計測可能な変動よりも速い個別消費体による電力消費量の変動も考慮できる。そのためには、サンプリングレートで計測した特徴的な消費動向を用いて既に識別した各消費体の追加情報を使用できる。その情報は、特徴的な消費形態及び／又はユーザにより入力された、消費体を特定するための識別コードに基づき、外部データベースから取り寄せることができる。その情報は、特に、所定のサンプリングレートで実際に測定された消費体により消費される平均電力に対する、その消費体により消費される電力の或る瞬間値の相対的な周期に関するヒストグラムで構成することができる。従って、所定のサンプリングレートでの測定から、消費体により消費される電力の瞬間的なピーク値の存在及び周期を推定して、前記の計画を策定する際に、それらの電力ピーク値及び周期を考慮することが可能である。そのようにして一般的に既知となる、より速い周期での変動の位相も、消費体の消費量の変動を完全に記録するには不十分なサンプリングレートで計測できる。
【００２３】
（必要なければ）局所的に消費されない大量の電力に相当する大きな許容範囲を予測に設けない場合、発電機により実際に供給される電力の予測を低く設定し過ぎることを防止できる。同様に、例えば、照明機器などの、例えば、無条件で電力を供給すべき消費体がユーザによりスイッチオンされるような、計画できない電力消費が存在し得る。従って、実際の電力供給量及び個別消費体の実際の電力需要量に基づき、個別消費体への電力配分計画を持続的に更新することが好ましい。
【００２４】
電力需要量が少なくとも一つの発電機からの電力供給量を上回る結果となった消費体には、特に、それが繰り返し起こる場合、マーカーで印を付けることができる。そして、個別消費体への電力配分計画を更新する際に、このマーカーを考慮できる。その考慮には、電力が或る程度使用可能な場合にのみ、各消費体に電力に配分することが含まれる。このマーカーは、少なくとも一つの発電機からの電力供給量が過剰となる回数及び／又は大きさに応じて増大する変動値を持つことができる。
【００２５】
一つの実施形態では、個別消費体への電力配分形態に少なくとも一つの個別消費体による最大消費量の制限を含めることは前記の計画の一部である。それは、少なくとも一つの消費体に電力を無制限に、即ち、その消費体が要求するだけの量を配分せず、限られた量しか配分しないことを意味する。そのようにして、一方では、消費体の機能を持続的に保証でき、他方では、発電機により供給される電力の過剰を防止できる。最大消費電力の制限は、特に、前述したマーカーで既に印を付けられた消費体に適用できる。電力供給を制限されても、一般的に機能に影響を受けない消費体には、加熱段階の間の洗濯機や食器洗い器を含む多くの電気加熱器及び多くの照明機器が含まれる。
【００２６】
一つの個別消費体が使用できる最大電力の制限は、例えば、調光器で一般的に行なわれている通り、例えば、パルス幅変調、好ましくは、所謂位相制御変調によって行なうことができる。位相制御変調では、交流の各半波の一部だけが交流消費体に供給される。そのような供給される半波部分は、半波毎に、即ち、最大で１００Ｈｚのクロック速度で変更できる。
【００２７】
ユーザにより任意にスイッチオンできる、或いはそれ自体任意にスイッチオンできる消費体と、機能を保証するために無条件で電力を供給しなければならない消費体とによる電力消費に介入することも可能である。従って、例えば、セキュリティの理由から常時動作しなければならない照明機器により消費される電力を制限することによって、それ以外の場所で必要とされる電力を節約できる。例えば、電気ストーブなどの、予め選定された温度を維持するためにオン・オフ動作で稼働する電気加熱器に供給する電力を制限することによって、加熱器の一般的な機能に影響を与えること無く、オン期間を延ばせる。そのような個別消費体により消費可能な電力を制限する手法で節約された電力は、それ以外の場所で使用できる。更に、その結果、個別消費体により消費される電力が平均化される、即ち、均一化される。そのような平均化は、加熱器のコントローラが依然として動作していることを示すオン期間が、より長い時間間隔で短いオフ期間により中断された場合にのみ最大となる。速いサンプリングレートで個別消費体の実際の消費量を測定することによって、その機能を監視することもできる。
【００２８】
個別消費体への電力配分は、少なくとも一つの個別消費体用の切換可能な単独コネクタを介して、即ち、個別消費体の中の唯一つの消費体用のスイッチオン／オフ可能な単独コネクタを介して行なうことができる。更に、少なくとも一つの個別消費体が、その個別消費体のコントローラにアクセス可能なインタフェースを有し、そのようなインタフェースにアクセスすることによって、その個別消費体への電力配分を行なうことが可能である。切換可能なコネクタを介してスイッチオン／オフできず、アクセス可能なインタフェースも備えていない消費体に対しては、多くの場合、消費体に取り付けられた消費体のスイッチオンボタン用の制御可能な駆動部品を介して、電力の配分を行なうことができる。それは、例えば、様々な洗濯機と食器洗い器に適用される。更に、個別消費体に電力を配分する様々な手順は組み合わせても使用できるものと理解されたい。
【００２９】
或る時点での消費体の電力消費への介入に関して如何なる選択肢が存在するかは、大きく個別消費体に依存する。そのような介入の選択肢は、或る程度テストにより決定できる。しかし、外部データベースの個別消費体と関連する項目にアクセスすることによって、介入の選択肢を決定することが好ましい。
【００３０】
更に、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線は、両方向のデータベース接続部を介して、外部データベースにアップロードすることも、そこからダウンロードすることもできる。この時間に関する特性曲線は、特に、消費体の異なる設定のための異なる消費曲線から構成できる。
【００３１】
データベースから個別消費体に関する情報をダウンロードするのに必要な個別消費体の識別は、手動入力により行なうことができる。しかし、多くの場合、そのような識別は、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線に基づき行なうことも可能である。それは、消費量の時間に関する特性曲線を各消費体の識別用指紋として使用することを意味する。
【００３２】
幾つかの消費体は、より速い範囲の周期でのみ電力消費量の時間に関する個別特性曲線を示すので、個別消費体による電力消費量が、個別消費体の各電流及び電圧曲線に関して、好ましくは、少なくとも１ｋＨｚ、特に、少なくとも数ｋＨｚのサンプリングレートで測定される。多くの場合、個別消費体の消費量を速い時間分解能で計測した時間に関する曲線を評価することによっても、例えば、パルス幅変調により、その消費に介入する選択肢を判断することができる。
【００３３】
少なくとも、個別消費体のグループのメンバとそれらのメンバの消費量の時間に関する特性曲線が一般的に既知となった場合に、例えば、それぞれ時間に関する特性曲線によって、消費量を測定した単独コネクタに個別消費体を対応付けることが可能となる。
【００３４】
更に、消費量の実際の時間に関する曲線を消費量の時間に関する特性曲線と比較することによって、個別消費体が正しく機能しているのかを監視できる。この場合、前記の計画に基づく配分手段として設定された電力消費量の如何なる制限も考慮しなければならないものと理解されたい。
【００３５】
本方法の一つの実施形態では、各個別消費体による電力消費量が、そのローカル電力網との単独コネクタの所で測定される。しかし、一般的には、各個別消費体による電力消費量を測定するには唯一つの電力計で十分である。この電力計が全ての個別消費体による電力消費量の合計を表す。特に、速い時間分解能で全消費量を測定した場合、全消費量が或る消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を含むのか否か、即ち、如何なる消費体が、或る時点で電力を消費しており、或る時点で電力消費量の時間に関する特性曲線の如何なる段階に有るのかが容易に認識される。少なくとも個別消費体をスイッチオン又はオフすることによって、その個別消費体の消費量の時間に関する特性曲線が未知であっても、全消費量への各個別消費体の寄与分を明確に決定することができる。そのような電力消費量の時間に関する特性曲線の決定に続いて、個別消費体への電力配分計画を策定する際に、消費量を測定していない消費体を個別に考慮することも可能となる。
【００３６】
技術的な選択肢が無いために全く介入が不可能であるので、或いは有意義な介入が不可能であるので、消費量を変更されない全ての消費体による電気エネルギー消費量の時間に関する特性曲線を決定して、消費量を適切に変更できる個別消費体への電力配分計画を策定する際に、その時間に関する特性曲線を考慮するためにも、全消費量を測定できる。消費量を変更されない全ての消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線は、典型的には、特に、少なくとも１日を含む、１週間又は１月をも含む、或いは（季節的な変動を把握するために）１年さえも含む比較的長い時間期間に関する曲線である。従って、電力消費量の時間に関する特性曲線と関連する時間期間は、特に、電力配分計画を策定するための将来の時間期間よりも長くすることができる。それとは逆に、消費量を変更される、或いは介入される個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線は、特に、比較的短い時間期間に関する曲線であり、その時間期間には、典型的には、個別消費体のスイッチオン又は個別消費体の起動から次のスイッチオフ又は停止までの動作時間が含まれ、稀にしか１日よりも長くなることはなく、従って、稀にしか電力配分計画を策定するための将来の時間期間よりも長くなることはない。例えば、冷蔵庫の動作時間は、それぞれ冷却器の作動から次の停止までの時間であるのに対して、洗濯機の動作時間は、一つの洗濯プログラムに対応する時間である。
【００３７】
ここで、これまでに述べた方法では、ローカル電力網の各個別消費体による電力消費量に介入することも、各個別消費体、特に、消費量を変更されない消費体の電力消費量の時間に関する特性曲線を決定することも不要であることに留意されたい。その代わり、例えば、兎に角消費量を変更されない幾つか又は全ての消費体は、別の個別消費体として看做すことができる。
【００３８】
実際には、（ｉ）公衆電力網に供給される電力、（ｉｉ）公衆電力網から持ち込まれる電力、（ｉｉｉ）全ての発電機により局所的に発電される電力を測定して、ローカル電力網での全電力消費量とその時間に関する曲線を決定できる。その全消費量に基づき、消費量を変更される、或いは介入される全ての消費体による電力消費量を引き算することによって、基本消費量予測が行なわれる。この基本消費量予測は、消費量を変更されない、或いは介入されない全ての消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線に対応する。目的が局所的な消費量の最適化であれば、この基本消費量予測と少なくとも一つの発電機により発電される電力供給量の推移予測との間の差は、消費量を変更される個別消費体への電力配分計画に関する自由選択範囲内にある。
【００３９】
個別消費体の単独コネクタからは、電力消費量の外に、例えば、その接続線の間のインピーダンスなどの各消費体の別の電気値を測定できる。これらの値に基づき、例えば、外挿により、或いは直接的に、或る時点のスイッチ状態を判定したり、バイメタル機器により切り換えられる加熱器又は冷却器の或る時点の温度を判定することができる。そのような単独コネクタから少なくとも一つの個別消費体の電気値を測定する別の選択肢は、或る時点でその消費体に電力を供給して、電力を消費するのか否か、並びに如何なる程度消費するのかを試験することである。
【００４０】
個別消費体の別の物理値を追加センサにより測定して、電力配分計画を更新する際に考慮できる。例えば、或る時点で各機器に如何なる電力を配分する必要が有るのかを信号により示す温度センサを冷蔵庫又はそれ以外の冷却器、或いは加熱器に取り付けることができる。冷蔵庫では、電流を冷蔵庫に供給することにより冷蔵庫の内部照明を作動するか、或いは外部照明を作動するために、適切なセンサによりドアの開放も検知できる。更に、冷蔵庫のドアの開放は、冷蔵庫による電力需要が近いことの指標として使用でき、この指標は、電力配分計画を更新する際に考慮できる。
【００４１】
発電機からの電気エネルギー供給量の経時的推移に関する予測は、好ましくは、天気予報に基づき行なわれる。特に、局所的な天気予報及び天気実況報告も、そのような天気予報に属する。ソーラー発電機の場合、電気エネルギー供給量の経時的推移に関する予測を行なう際に、その日に渡っての太陽高度の経路も考慮しなければならない。更に、発電機の特性を考慮しなければならない。
【００４２】
電気エネルギー供給量の経時的推移に関する予測を行なう際に使用する天気予報は、各ローカル電力網の場所での雷雨を通報して、その時に危険に晒されている消費体及び／又は発電機をスイッチオフするためにも使用できる。
【００４３】
特に、発電機による電力供給量が十分でない状況において、公衆電力網から電力を持ち込む条件の経時的推移の別の予測を将来の時間期間に対して行なうことができ、この別の予測は、将来の時間期間における個別消費体への電力配分計画を策定する際に考慮できる。発電機により供給される電力が一般的に十分である状況においても、或いは接続された公衆電力網に過剰な電力を供給できる場合でも、そのような予測は有利と成り得る。例えば、或る時点で発電機が供給する電力を非常に有利な、即ち、高い料金で公衆電力網に提供する選択肢が存在し得る一方、発電した電力を不利な料金で公衆電力網に提供するだけでなく、将来の時間期間内の別の時点で、より有利な、即ち、低い料金で公衆電力網から再び持ち込むことができる。
【００４４】
この別の予測では、変更可能な料金に加えて、異なる電力供給業者の料金を考慮できる。将来の時間期間又は過去の時間期間に対して、公衆電力網からの電力の持ち込み及び／又は公衆電力網への電力の供給の別の条件の下で代替手法により同じ結果が得られることの効果も決定できる。そのようにして、例えば、将来の個別消費体への電力配分計画の条件の下で異なる電力供給業者の全ての使用可能な料金の中で最も有利な料金を探索できるとともに、そのような決定を後で再検討することもできる。
【００４５】
将来の時間期間での個別消費体への電力配分計画を策定する場合、特に、電気貯蔵機器及び／又は公衆電力網との電力の両方向での交換、例えば、蓄電池への電力の一時貯蔵又は蓄電池から公衆電力網への電力供給さえも考慮できる。そのためには、電気エネルギー貯蔵機器に電力を一時貯蔵する条件の経時的推移の別の予測を将来の時間期間に対して行なって、将来の時間期間内での個別消費体への電力配分計画を策定する際に、その予測を考慮できる。この電力を一時貯蔵する条件には、期待寿命及び全負荷サイクル回数を考慮して、主に電気貯蔵機器を購入、運用する費用に基づき導き出せる、その一時貯蔵費用が含まれる。電力料金が時間に関して変動するために、個別消費体への電力配分計画は、局所的に発電された電力の局所的な最大消費量と逆の結果となる。この場合、これまでに述べた方法は、公衆電力網を使用するだけでなく、或る時点の電力需要量に適合させるために公衆電力網に電力を供給することを積極的に支援している。
【００４６】
ここで開示した方式に基づき、消費体及び／又は発電機から成るグループを相互接続できる。従って、将来の時間期間に対して少なくとも一つの別の消費体及び／又は発電機のグループとの間で電力を移送する条件の経時的推移の別の予測を行なって、将来の時間期間内での個別消費体への電力配分計画を策定する際に、その予測を考慮できる。
【００４７】
既存の消費体及び／又は発電機の中の一つを用いて得られる望ましい結果が、それ以外の存在する一つの消費体又は発電機、或いは別の既存の機器を用いても同じ程度で得られる場合が有る。それは、例えば、水を加熱するための加熱電力が燃料を燃やすこと、或いは電力を加熱エネルギーに変換することによって得られる場合、又は電力が燃料で駆動される異なる発電機及び／又は蓄電池によって供給される場合に適用される。そのような場合、別の既存の消費体又は発電機、或いは別の既存の機器を用いて代替手法により同じ結果が得られる条件の経時的推移の別の予測を将来の時間期間に対して行なって、将来の時間期間に渡る個別消費体への電力配分計画を策定する際に考慮できる。この予測の考慮は、例えば、（ｉ）全費用、（ｉｉ）ＣＯ２排出量、又は（ｉｉｉ）局所的に放出される排ガスの観点から行なうことができる。
【００４８】
更に、或る時点で存在しない別の消費体又は発電機、或いは或る時点で存在しない別の機器を用いて代替手法により同じ結果が得られることの考えられる効果が、将来の時間期間又は過去の時間期間に対して決定できる。そのような決定から、例えば、消費体又は発電機の中の一つを別のものに交換するのが有利か、或いは別の発電機を設置するのが有利かを判定できる。
【００４９】
或る長さの将来の各時間期間の間に電力を必要とする消費体の外に、より長い、或いは非常に不規則な時間間隔でしか電力を必要としない消費体も多い。それでも、そのような消費体は、それらの消費体の動作の事前の通知が得られれば、例えば、ユーザによって提供されれば、電力配分計画に組み入れることができる。
【００５０】
そのような事前通知の外に、ユーザは、将来の時間期間に対して異なる優先度を個別消費体に付与できる。そして、そのような優先度は、個別消費体への電力配分計画を策定する際に考慮できる。そのような優先度の範囲は、電力の無条件の配分を保証する優先度から、少なくとも一つの発電機により発電された電力の中でそれ以外に使用できない余剰電力が有る場合又は接続された公衆電力網のための負の制御電力需要が有る場合にのみ電力の配分を許容する優先度にまで及ぶ。
【００５１】
実際には、個別消費体による電力消費量に関する異なる重み係数によって、異なる優先度を定義できる。そして、個別消費体への電力配分計画を策定する場合に、そのようにして重み付けされた消費量の合計を最大値で制限するか、或いは一般的に最小化できる。
【００５２】
３相電力網において、単相の個別消費体に配分する電力を前記の計画に基づき３相に渡って均一に配分できる。それは、全体的な電力消費量が発電機による発電量よりも少ないにも関わらず、一つの相を介して、接続された公衆電力網から電力を持ち込むと同時に、別の相を介して、公衆電力網に電力を供給する結果を引き起こす不平衡な負荷を防止する。
【００５３】
個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定して、将来の時間期間に対して少なくとも一つの発電機による電力供給量の経時的推移の予測を行ない、この個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線に基づき、その予測に適合した、将来の時間期間における個別消費体への電力配分計画を策定して、将来の時間期間において、この計画に基づき個別消費体に電力を配分する、個別消費体に電力を配分するための中央コントローラの外に、ここで開示した設備は、少なくとも０．１Ｈｚのサンプリングレートで個別消費体による電気エネルギー消費量を測定する測定機器を備えており、従って、ここで開示した方法を実施することができる。
【００５４】
個別消費体の中の唯一つの消費体をそれぞれ接続する単独コネクタは、好ましくは、無線又は電力線通信により切換可能なソケット又はソケットアダプタとして規定される。これらのソケット又はソケットアダプタは、無線又は電力線通信により測定値を中央コントローラに伝送する、各消費体用の測定機器を備えることができる。
【００５５】
前記の計画に基づき電力を配分することにより、簡単にスイッチオン又はオフできない消費体をも作動するために、本設備は、個別消費体のスイッチオンボタンと関連して取り付けられた少なくとも制御可能な駆動部品を備えることができる。この駆動部品は、中央コントローラによって制御されて、中央コントローラが送信したトリガーコマンドにより消費体のスイッチオンボタンを押下し、その結果、中央コントローラが個別消費体を始動させて、そのため電力をその消費体に配分する。
【００５６】
それに代わって、中央コントローラは、個別消費体の中の一つの個別消費体のコントローラの少なくとも一つのインタフェースと通信するためのインタフェースを備えることもできる。
【００５７】
特に、或る時点の個別消費体による電力消費量に介入する選択肢に関する情報を得るために、中央コントローラは、好ましくは、外部データベースと通信するためのインタフェースを備えている。それは、例えば、インターネットを介して通信できる。中央コントローラは、天気予報及び天気報告の受信、並びに公衆電力網から電力を持ち込む条件の受信のためにも、インターネットとのインタフェースを使用できる。
【００５８】
中央コントローラは、電気エネルギー貯蔵機器に電力を一時貯蔵する条件を受信するためのインタフェースを備えることもできる。実際には、このインタフェースは、エネルギー貯蔵器のエネルギー管理機器から、電気エネルギー貯蔵機器に電力を一時貯蔵する条件を受信するように構成できる。そのようなエネルギー管理機器は、例えば、蓄電池に電気エネルギーを貯蔵する周知の貯蔵機器内に配備される。
【００５９】
更に、中央コントローラは、少なくとも一つの別の同様な設備との相互接続のためのインタフェースを備えることができる。このインタフェースを介して、中央コントローラは、将来の時間期間における電力供給量の経時的推移の予測を少なくとも一つの別の同様な設備と交換できる。中央コントローラは、このインタフェースを介して、少なくとも一つの別の同様な設備と接続された機器との間で電力を移送する条件を交換して、将来の時間期間に対する少なくとも一つの別の同様な設備と接続された機器との間での電力移送条件の経時的推移の別の予測を行なうとともに、将来の時間期間に対する個別消費体への電力配分計画を策定する際に、その予測を考慮することもできる。
【００６０】
将来の時間期間内における個別消費体の動作に関してユーザが定義した事前通知を受信するために、ここで述べた設備は、好ましくは、中央コントローラと通信するための、個別消費体に配置又は取り付けられた入力ユニットを備えている。これらの入力ユニットを介して、ユーザは、例えば、事前通知を履行する時間枠を設定するとともに、例えば、ユーザにより設定され、洗濯機の始動後の将来の時間期間の間における洗濯機による電力消費量に著しい影響を及ぼす洗濯機のプログラムなどの、事前通知のそれ以外の詳細を入力できる。
【００６１】
この入力ユニットは、前記の計画を策定する際に特に良好に準拠される好ましい事前通知との観点において、中央コントローラがユーザに勧告を与えるためのディスプレイを備えることができる。特に、各入力ユニットが個別消費体の即時動作を要求できる場合、このディスプレイは、或る時点で発電機が供給できる電力限界内で、その即時動作が可能であるか否かをユーザに示すために使用することもできる。或る時点で使用可能な電力に関する、そのような指示は、ユーザ行動を案内するために、例えば、照明機器などの、一般的に電力配分の高い優先度を有する消費体に与えることもできる。
【００６２】
ここで開示した設備は、個別消費体への電力配分計画全体を表示するためのディスプレイユニットを備えることもできる。このディスプレイユニットは、中央コントローラに配備できるが、それから離れた所に配置することもできる。
【００６３】
電力配分計画に基づき動作する３相ローカル電力網内での不平衡な負荷を簡単な手法で回避するために、ここで開示した設備は、一つの３相交流電力入力と、この３相交流電力入力の異なる相に選択的に接続又は切り換えできる少なくとも一つの単相交流電力入力とを備えた少なくとも一つのアダプタを備えることができる。
【００６４】
ここで開示した設備の更に別の好ましい詳細は、ここで開示した方法の詳細な記述から読み取ることができる。
【００６５】
ここで開示したローカル電力網は、（ｉ）ここで開示した設備、（ｉｉ）異なる消費体から成るグループ、及び（ｉｉｉ）少なくとも一つの風力又はソーラー発電機を備えている。このローカル電力網は、島状電力網とすることができる。このローカル電力網は、公衆電力網と接続されている場合、好ましくは、公衆電力網に供給される電力のための供給電力計と、公衆電力網から持ち込まれる電力のための少なくとも一つの消費電力計とを備えた両方向接続部を有する。電力網から持ち込まれた電力を消費する際に異なる料金又は異なる電力供給業者を選択的に考慮できるように、複数の消費電力計を備えることができる。
【００６６】
公衆電力網と接続されたローカル電力網の大きさは、配電点を介してローカルエリア電力網と接続された街路に沿った単独世帯から、ローカルエリア変成器を介して中間電圧電力網と接続された相互接続式ローカル網まで変更可能である。風力又はソーラー発電機は、ローカル電力網内の何処かに配置できる。街路又は前述したローカル電力網を構成するように相互接続されたローカルエリア網の全ての世帯は、風力又はソーラー発電機を備えることができるが、それは必要要件ではない。ここで述べたローカル電力網に統合された如何なる、或いはそれらの全ての風力又はソーラー発電機も個別世帯から離れた所に配置できる。
【００６７】
本発明の好ましい別の発展形態は、請求項、明細書及び図面から得られる。明細書の冒頭部分で述べた幾つかの特徴及び特徴の組み合わせの利点は、単なる例示であって、択一的に、或いは累積的に有効となり、これらの利点を本発明の実施形態から得る必要は無い。更に別の特徴は、図面から、特に、幾つかの部分の図示された相対的な配置構成と動作接続形態から読み取ることができる。本発明の異なる実施形態の特徴と異なる請求項の特徴とを組み合わることも可能であり、それが推奨される。そのことは、別個の図面に図示された、或いは明細書に言及された特徴にも適用される。それらの特徴は、異なる請求項の特徴と組み合わせることもできる。
【００６８】
以下において、図面に図示された好ましい実施例と関連して、本発明を更に説明、記述する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ローカル電力網のブロック図
【図２】図１のローカル電力網における電力消費量を最適化する方法のフロー図
【図３】図２の方法と関連して使用される入力機器の図
【図４】図２の方法で使用する入力機器の別の実施形態図
【図５】図２の方法で使用する入力機器の更に別の実施形態図
【図６】個別消費体のスイッチオンボタンと関連して取り付けられた制御可能な駆動部品の図
【図７】３相交流電力入力と単相交流電力入力を備えたアダプタの図
【発明を実施するための形態】
【００７０】
より詳細には図面を参照するものとして、図１は、（ｉ）消費体２〜７から成るグループ、（ｉｉ）発電機８、特に、ソーラー発電機、（ｉｉｉ）ローカル電力網１が公衆電力網１０と接続された電力網接続点９、及び（ｉｖ）中央コントローラ１１を備えたローカル電力網１を模式的に図示している。この中央コントローラ１１は、例えば、局所的な最大電力消費、即ち、公衆電力網１０を使用しない電力消費が達成されるように、発電機８により供給される電力を消費体２〜７に配分している。そのために、中央コントローラ１１は、ここでは、全て無線方式で構成されている、次の通信接続部を備えている。
【００７１】
発電機８の実際の電力を測定する電力計１２との接続部、
公衆電力網１０から持ち込まれる電力に関する少なくとも一つの消費電力計、好ましくは、幾つかの消費電力計と、発電機８から公衆電力網１０に供給される電力に関する少なくとも一つの供給電力計とを備えた、電力網接続点９における電力計１３との接続部、
消費体４〜７の単独コネクタ１４〜１７と、消費体２及び３の複式コネクタ１８との接続部、
消費体２及び３の動作に関するユーザ定義可能な事前通知のための入力ユニット１９との接続部、並びに
インターネット４２との接続部。
【００７２】
インターネット４２は、（ｉ）消費体２〜７に関する情報を含むデータベース２０、（ｉｉ）天気情報源２１、（ｉｉｉ）公衆電力網１０から電力を持ち込む際の電力料金に関する料金情報源２２へのアクセスをコントローラ１１に提供する。単独コネクタ１４〜１７は、個別消費体４〜７による電力消費量を測定する測定機器を備えている。消費量の測定は、少なくとも０．１Ｈｚの速いサンプリングレートで行なわれる。消費量の測定値は、中央コントローラ１１に伝送される。更に、個別コネクタ１４〜１７は、消費体４〜７への電力供給を開始又は中断するために切換可能である。この電力供給の切換は、遅い、或いは速い周期で行なうことができ、例えば、後者は交流の位相制御変調を意味する。個別消費体１４〜１７は、個別消費体４〜７の消費量の測定機器の外に、消費体４〜７のそれ以外の電気値の測定機器を備えることもできる。更に、センサ２３は、ここでは、例えば、冷蔵庫の内部の温度などの消費体６の別の物理値を監視するための個別コネクタ１６などの個別コネクタと接続することができる。更に、ここでは、そのような個別コネクタ１７などの個別コネクタに、消費体７のユーザが消費体７の動作に関する事前通知を行なうための入力ユニット２４を接続することができる。中央コントローラ１１による発電機８の電力配分計画と独立して、ユーザが個別コネクタを直接切り換えることができるように、消費体７を直接使用したいと要求することは、その選択肢に属する。消費体２及び３の複式コネクタ１８は、基本的に二つの消費体用の単独コネクタを二重化したコネクタであり、そこでは、接続されている両方の消費体２及び３のために複数の測定機器が使用されている。この複式コネクタ１８は、一つの時点で消費体２及び３の一方又は両方を動作させることが可能である。中央コントローラ１１と直接通信するが、複式コネクタ１８を介しても中央コントローラ１１と通信できる入力ユニット１９は、消費体２及び３の動作に関するユーザ定義可能な事前通知のために配備されている。スイッチオンボタン２６の駆動部品２５は、ここでは、入力ユニット１９により制御されるが、中央コントローラ１１により直接制御するか、或いは複式コネクタ１８を介しても制御可能な消費体２及び３に取り付けられている。この駆動部品２５は、単純な電力配分では駆動することが不可能である消費体２及び３を目的通り駆動することができる。中央コントローラ１１が単独コネクタ１５を介して消費体５のコントローラ２７と通信する、従って、中央コントローラ１１が決定した時点で動作の開始又は中断を始動される消費体５の場合には、電流の単純なスイッチオン以外の駆動機構が実現されている。そのような外部通信用インタフェースを備えたコントローラ２７は、多くの世帯用装備の一部ではあるが、全ての、特に、旧式の世帯用装備の一部ではない。しかし、単独コネクタ１４〜１７又は複式コネクタ１８をそれぞれ切り換えること、並びにスイッチオンボタン２６の駆動部品２５を動作させることによって、中央コントローラ１１は、そのようなコントローラ２７が無くとも、消費体の消費量の時間に関する曲線を制御することもできる。ここで単に例示して図示した別の消費体４３は、独自の測定又は制御機器を備えていない別の単独コネクタ４４を介して電力網１に電力を供給することができる。これらの消費体により消費される電力の時間に関する曲線は、電力計９と１２のデータの時間に関する曲線によって表され、従って、ここで図２を参照して詳細に説明する方法においても考慮することができる。
【００７３】
図２は、公衆電力網１０の使用を最小化しつつ、発電機８により供給される電力の局所的な消費量を最大化させるとの目的を達成するように図１の中央コントローラ１１を動作させる方法を図示している。中央コントローラ１１は、第一に個別消費体による電力消費量を測定する。それは、少なくとも０．１Ｈｚのサンプリングレートで行なわれ、それよりも著しく速いサンプリングレートを使用することもできる。少なくとも１００Ｈｚ、即ち、各電力網を流れる通常の交流の半波毎に１回のサンプリングレート、或いはｋＨｚ範囲のサンプリングレートも好ましい。消費量の測定は、個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線を決定するために用いられる。これらの時間に関する特性曲線は、一方ではスイッチオン後の或る将来時点での個別消費体の期待される電力消費量を決定し、他方では個別消費体を識別する選択肢を提供する。両方の観点に関して、消費量の時間に関する曲線の高い時間分解能は大きな利点である。消費量の時間に関する特性曲線による消費体の識別に基づき、個別消費体による電力消費量に介入する如何なる選択肢が有り得るかを決定できる。特に、そのような介入の選択肢は、外部データベースからダウンロードすることができる。それは、個別消費体の消費量の時間に関する特性曲線又はユーザにより入力された、或いは消費体のコントローラから供給される消費体の識別コードに基づきダウンロードされる。必要量よりも多くの電力が使用可能な時点で通常よりも早く消費体を動作させることは、消費体に関して取り得る介入の選択肢に属する。そのようにして、例えば、後で実際に必要となる冷気又は暖気の生成を事前に行なうことができる。そのような冷気又は暖気の生成を事前に実施することは、発電機により供給される電力が制限される事後の時点から同じ消費体の電力需要を前倒しする場合には、非常に妥当なことである。冷蔵庫又は冷凍庫は、或る時点で実際に必要な温度よりも低い温度に冷却できるが、冷蔵庫内の温度が低くなり過ぎることを避けなければならず、そうしないと望ましくない氷が作り出される結果となる。
【００７４】
個別消費体の消費量の時間に関する特性曲線及びこれらの時間に関する曲線に介入する選択肢は、中央コントローラが将来の時間期間で個別消費体に電力を配分する計画を策定するための基礎を成す。この計画の別の基礎を成すものは、そのような将来の時間期間に渡って発電機により供給される電力の予測である。その予測は、好ましくは、関連する気象状況と組み合わせて（ソーラー発電機の場合には、関連する太陽高度とも組み合わせて）見積もられる、最新の天気予報を考慮して将来の電力の経時的推移の予測を導き出すための測定、即ち、発電機の電力の測定にも基づいている。将来の電力配分計画は、個別消費体をスイッチオンする時点の調節及び個別消費体による電力消費量の時間に関する特性曲線の変形を含むことができる。特に、これらは、個別消費体、特に、電気エネルギーの消費量が周期的に変動する消費体の電力需要量が短い時間であっても発電機からの電力供給量を上回らないために取られる手段である。理想的な場合、ローカル電力網は、公衆電力網からの電力を短時間でも持ち込むこと無く動作する。予期されない天候の変化及びユーザによる個別消費体の計画されていない動作要求を原因とする計画から逸脱を排除できないので、実際の電力供給量を実際の電力消費量と比較することによって、例えば、電力の局所的な排他的消費などの所望の結果の達成が成功しているか否かを持続的に検証する。その達成に成功していない場合、計画を更新する。
【００７５】
図３は、図１の入力機器２４の前面を図示している。この前面は、関連する消費体７が中央コントローラ１１により制御されている「オート」動作モード又は中央コントローラ１１と独立して動作している「レディ」動作モードを選択するための第一のセレクタスイッチ２８を有する。第二のセレクタスイッチ２９によって、関連する消費体７は、それぞれ「オート」動作モードにおいて中央コントローラ１１により決定された時点でスイッチオンされるか、或いは「レディ」動作モードにおいて直接始動される。状態ディスプレイ３０によって、セレクタスイッチ２８と２９を介した入力を監視できる。スイッチオン時間ディスプレイ３１は、如何なる時間後に、或いは如何なる時点で中央コントローラ１１が消費体をスイッチオンする予定であるのかを表示する。このスイッチオン時間ディスプレイを用いて、ユーザは、中央コントローラ１１が消費体を始動しなければならない時間枠を入力することもできる。
【００７６】
図４は、消費体としての冷蔵庫のための入力機器３２の前面を図示している。ここで、図３と同じセレクタスイッチ２８と２９が配備されている。状態ディスプレイ３０も同等のディスプレイである。しかし、スイッチオン時間ディスプレイ３１に加えて、ユーザが冷蔵庫の内部の目標温度を選択するとともに、冷蔵庫の実際の温度を表示するための温度ディスプレイ３３と、ドア開放センサの状態を表示するドア開放ディスプレイ３４とが有る。そのようなドア開放センサは、より長い間隔でしか電力が供給されないように、中央コントローラが冷蔵庫に供給する電力を配分した場合に、冷蔵庫の内部の予備又は補助照明をスイッチオンするために使用することもできる。更に、ドア開放センサは、ドアが開放された結果として、冷蔵庫の内部の温度が上昇したために、冷蔵庫が近い内に電力供給を要求することを表示するために使用することができる。この入力機器３２は、冷蔵庫の内部のための予備光源３５、温度センサ及びドア開放センサを直に備え、従って、冷蔵庫の内部に配置できるように構成することができる。中央コントローラが入力機器３２の温度センサを用いた温度制御を引き継いで、目標温度以下に事前冷却するとともに、目標温度の時間的に短い超過を許容できるように、各冷蔵庫の組込式温度制御部を最低許容温度に調節しなければならないものと理解されたい。
【００７７】
図５は、図１の入力機器１９の前面を図示しており、この入力機器１９は、第三の消費体又はユニットも取り扱えるように構成されている。ユニットセレクタスイッチ３６によって、ユーザの要求又は事前通知を入力する消費体を選択できる。選択されたスイッチオン時間は、スイッチオン時間ディスプレイ３１とは別に、ユニット毎に表示される。このディスプレイの構成は、基本的に図４と同じであるが、図３では直線的な時間バーとして構成されていることが異なっている。
【００７８】
図６は、図１の消費体のスイッチオンボタン２６のための駆動部品２５の一つを拡大して図示している。この駆動部品２５は、ここでは、入力機器１９によって制御される駆動部３７を備えている。この駆動部３７は、電気モータ又は単純な予荷重可能なバネ荷重機構とすることができる。その動作が始動されると、即ち、モータ駆動部の始動又は予荷重可能なバネ荷重機構の解放によって、駆動部品２５は、例えば、ユーザにより事前にプログラミングされた洗濯機を始動するために、図１の中央コントローラ１１により決定された時点でスイッチオンボタン２６を押下する。そして、洗濯機のプログラムを実行している間、コントローラ１１は、個別消費体への電力配分計画と一致させるために、例えば、加熱段階の間に一時的に、各コネクタを介して、電力供給量を目的通り制限できる。
【００７９】
図７は、図１の中央コントローラ１１によって制御できる、図１の単独コネクタ１４〜１７に関して既に説明した全ての特徴を有する個別消費体用個別コネクタ３８を図示している。更に、この単独コネクタ３８は、３相交流電力入力４０と単相交流電力入力４１の間のアダプタ３９の機能を有する。単相交流電力入力４１の位相線は、３相交流電力入力４０の位相線の中の一つに選択的に切り換えることが可能である。従って、中央コントローラは、発電機により供給される３相交流の或る相に単相消費体を接続するか、或いは異なる相の間を切り換えることによって、極端な場合、一方の相を介して、図１のローカル電力網１から公衆電力網１０に電力を供給すると同時に、他方の相を介して、公衆電力網１０からローカル電力網１に電力を持ち込む結果となる不平衡な負荷を回避できる。
【符号の説明】
【００８０】
１    ローカル電力網
２    消費体
３    消費体
４    消費体
５    消費体
６    消費体
７    消費体
８    発電機
９    電力網接続点
１０    公衆電力網
１１    中央コントローラ
１２    電力計
１３    電気メータ
１４    単独コネクタ
１５    単独コネクタ
１６    単独コネクタ
１７    単独コネクタ
１８    複式コネクタ
１９    入力機器
２０    データベース
２１    天気情報源
２２    電気料金情報源
２３    センサ
２４    入力機器
２５    駆動部品
２６    スイッチオンボタン
２７    コントローラ
２８    セレクタスイッチ
２９    セレクタスイッチ
３０    状態ディスプレイ
３１    スイッチオン時間ディスプレイ
３２    入力機器
３３    温度ディスプレイ
３４    ドア開放ディスプレイ
３５    光源
３６    ユニットセレクタスイッチ
３７    駆動部
３８    単独コネクタ
３９    アダプタ
４０    ３相交流電力入力
４１    単相交流電力入力
４２    インターネット
４３    消費体
４４    単独コネクタ
【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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【図７】
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