(57)【要約】  配電系統の中の参加ノードのグループがブロックチェーンアーキテクチャ上のそれぞれのコンピュータを通してともに活動する、送電する公益事業者を有する送電網のためのサイバーセキュアな地方電力市場。参加ノードは、制御可能な発電機及び制御可能な負荷等の、ブロックチェーンアーキテクチャの中で操作通信するコントローラを有する制御可能な資源を有する。非集中的なマーケットソフトウェアは、ブロックチェーンアーキテクチャの中のコンピュータ上で動作し、制御可能な資源及び送電系統の運用状態と関連付けられた金融情報を含むブロックチェーンデータセットを共有する。ブロックチェーンアーキテクチャのコンピュータの１つ以上が、一連の金融情報に従って参加ノード全体で地点別限界価格（ＬＭＰ）を計算し、制御可能な資源がその運用状態を変更するためにＬＭＰに対応する一連のエネルギー配給指令を決定する。また、コンピュータは、好ましくは、エネルギー配給指令を決定する際に送電系統とのエネルギーバランスも計算する。【選択図】図１
2021501557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの変電所を有する複数のコミュニティに電力を送電する公益事業者、送電網上の変電所施設により供給される配電網内の複数のカスタマ、及び前記配電網の中の参加ノードのグループを有する前記送電網のためにサイバーセキュアな地方電力市場を運用するための方法であって、
前記配電網の中の参加ノードと対応する複数のコンピュータにブロックチェーンアーキテクチャを提供するステップであって、前記コンピュータが通信ネットワークを通して互いに操作通信し、前記参加ノードのそれぞれが制御可能な資源から成り、前記コンピュータのそれぞれが前記参加ノードのそれぞれでの前記制御可能な資源にそれぞれ相当する、提供するステップと、
前記通信ネットワーク上の前記ブロックチェーンアーキテクチャを通して前記コンピュータに、前記参加ノードのそれぞれの一連の金融情報を配布するステップと、
前記公益事業者用のホストコンピュータシステム上で非集中的なマーケットソフトウェアプラットフォームを運用するステップであって、前記ホストコンピュータシステムが、前記通信ネットワーク上で前記ブロックチェーンアーキテクチャを通して前記コンピュータと操作通信し、前記参加ノードのそれぞれの前記一連の金融情報を受け取る、運用するステップと、
前記ブロックチェーンアーキテクチャの中で互いと操作通信する前記コンピュータの集合を用いて、前記一連の金融情報に従って前記配電網の前記参加ノード全体で前記地点別限界価格を計算するステップと、
前記コンピュータの前記集合を用いて、前記参加ノードの前記制御可能な資源に従って前記地点別限界価格及び地方エネルギー源の可用性に対応する一連のエネルギー配給指令を決定するステップと、
前記コンピュータの対応する集合に前記通信ネットワークを介して前記一連のエネルギー配給指令を送信するステップであって、コンピュータの前記対応する集合が前記対応する地方エネルギー源のための制御可能な資源と関連付けられる、送信するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記参加ノードのそれぞれがさらにスマートメータから成り、前記制御可能な資源のそれぞれがさらにエネルギー配給指令に対応するコントローラから成り、前記コンピュータが前記参加ノードのそれぞれのための前記それぞれのスマートメータに組み込まれ、前記ホストコンピュータシステムが、初期のブロックチェーンデータセットを有する前記制御可能な資源の初期状態を作成し、前記ブロックチェーンアーキテクチャと操作通信する前記他のコンピュータにアクセスを提供し、前記他のコンピュータのそれぞれと関連付けられた前記参加ノードが前記配電網の前記同じ変電所により供給され、前記一連のエネルギー配給指令が、前記制御可能な資源が前記初期状態から新しい制御状態に前記それぞれの制御可能な資源を変更するために前記コントローラの対応する集合を活性化させ、前記ブロックチェーンアーキテクチャが、前記新しい制御状態に対応する新しいブロックチェーンデータセットで更新される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ホストコンピュータシステムが、任意の最適電力潮流分析が実行されることなく、送電市場データ及び予想先渡し市場データの少なくとも１つを使用し、前記ブロックチェーンアーキテクチャの中の前記参加ノードの前記初期状態を作成し、前記ホストコンピュータシステム上の前記非集中的なマーケットソフトウェアプラットフォームが、前記配電網の異なる変電所及び異なる初期状態を有する参加ノードの異なるグループ、並びに前記異なる初期状態に相当する同じブロックチェーンアーキテクチャを有する異なるブロックチェーンデータセットにアクセスを提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御可能な資源が、制御可能な発電機、制御可能電池パック、制御可能な負荷、及びその任意の組合せから成る資源の前記グループから選択され、前記エネルギー配給指令が、放電動作モードでの前記制御可能な発電機及び前記制御可能電池パックに対する電力供給指令である場合があり、充電運転モードでの前記制御可能な負荷及び前記制御可能電池パックに対する電力制約指令である場合があり、前記エネルギー配給指令が、初期運用状態から新しい運用状態に変化するために前記参加ノードの前記制御可能な資源の少なくとも１つを活性化する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ブロックチェーンアーキテクチャの中の前記一連の金融情報が、一連の電力入札、前記エネルギー配給指令、及び一連の送達から成り、前記ブロックチェーンアーキテクチャを通して通信するコンピュータの前記集合が、前記エネルギー配給指令を決定する際に送電系統とのエネルギーバランスを計算し、前記地点別限界価格を計算するための前記ステップが前記一連の金融情報及び送電系統の制約に従って前記送電網での前記電力の前記地方配電のために前記信頼度制約経済負荷配分の最適化の問題を解決することにより実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ブロックチェーンアーキテクチャの中にピアツーピアエネルギー取引金融情報を組み込む前記ステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記配電網の最も最近のトポロジーを前記ホストコンピュータシステムのデータベースの中にロードするステップと、
前記ブロックチェーンアーキテクチャの中のブロックチェーンデータセットで前記トポロジーを共有するステップと、
前記ブロックチェーンアーキテクチャの中で操作通信するコンピュータの前記集合を用いて最適な電力潮流分析を実施するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ブロックチェーンデータセットを使用する前記参加ノードのそれぞれと、前記制御可能な資源による前記それぞれのエネルギー配給指令の一連の送達を確認するステップと、
前記ブロックチェーンアーキテクチャの中で、前記送電網に対する前記一連の送達に基づいて、前記参加ノードの各参加ノードとの決済プロセスを開始するステップと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
分散型電力計と操作通信し、送電網の公益事業者により提供される少なくとも１つのホストコンピュータシステムとネットワーク通信するコンピュータのネットワークを有する前記送電網で電力のために非集中的なマーケットソフトウェアプラットフォームを運用するための方法であって、
前記配電網の最も最近のトポロジーを前記ホストコンピュータシステムのデータベースの中にロードするステップと、
前記ホストコンピュータシステムのプロセッサを用いて、リアルタイム電力負荷ステータスのために前記対応する電力計と通信する前記コンピュータの各コンピュータを、ポーリングするステップと、
前記プロセッサを用いて、対応する一連の運用電力負荷のために複数の参加する制御可能な資源をポーリングするステップと、
前記プロセッサを用いて、前記参加する制御可能な資源の金融情報に対応する一連の電力入札に従って、そのそれぞれの運用状態を変更できる一連の前記参加する制御可能な資源を決定するステップと、
前記参加する制御可能な資源に出される一連のエネルギー配給指令を決定するために、前記プロセッサを用いて最適な電力潮流分析を実施するステップと、
前記ネットワーク通信を通して前記プロセッサと操作通信する前記ホストコンピュータシステムの通信モジュールから、前記参加する制御可能な資源に前記エネルギー配給指令を通信するステップと、
前記プロセッサを用いて、前記エネルギー配給指令のために地点別限界価格を計算するステップと、
前記送電網での前記それぞれのエネルギー配給指令の一連の実施態様を、前記参加する制御可能な資源と確認するステップと、
前記送電網での前記一連の実施態様に基づいて、前記参加する制御可能な資源の各制御可能な資源との決済プロセスを前記プロセッサで開始するステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記参加する制御可能な資源に通信される前記一連のエネルギー配給指令が、前記参加する制御可能な資源が前記それぞれの制御可能な資源を初期状態から新しい制御状態に変更するために、前記コントローラの対応する集合を活性化させる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
一連の電力入札に従ってそのそれぞれの運用状態を変更できる前記一連の前記参加する制御可能な資源を決定する前記ステップが、さらに、
前記一連の電力入札の一連の発電入札に従って、その運用電力負荷に基づいて、制御可能な発電機としての機能を果たすことができる前記参加する制御可能な資源の第１の集合を決定するステップと、
前記一連の電力入札の一連の電力負荷入札に従って、前記電力計及び前記対応するコンピュータに基づいて、制御可能な負荷としての機能を果たすことができる前記参加する制御可能な資源の第２の集合を決定するステップと
から成る、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記発電入札が、前記制御可能な発電機が運用することを申し出る一連の範囲を定義し、前記電力負荷入札が、消費者が制御可能な負荷で運用することを申し出る一連の可変負荷需要を定義する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記配電網の最も最近のトポロジー及び前記一連の電力入札が、前記参加する制御可能な資源に対応するコンピュータの集合によってブロックチェーンデータセットで共有される、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
そのそれぞれの運用状態を変更できる前記参加する制御可能な資源の前記集合を決定する前記ステップが、ブロックチェーンアーキテクチャの中で互いと通信するコンピュータプロセッサの前記集合を用いて実行され、前記ブロックチェーンアーキテクチャを通して通信するコンピュータの前記集合が、前記エネルギー配給指令を決定する際に送電系統とのエネルギーバランスを計算し、前記地点別限界価格を計算するための前記ステップが、前記金融情報及び送電系統制約に従って前記送電網での前記電力の前記地方配電のために前記信頼度制約経済負荷配分の最適化の問題を解決することによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記エネルギー配給指令のために前記地点別限界価格を計算する前記ステップが、前記ブロックチェーンアーキテクチャの中の前記ブロックチェーンデータセットを使用し、コンピュータプロセッサの前記集合により実行され、前記それぞれのエネルギー配給指令の前記一連の実施態様を、前記参加する制御可能な資源と確認する前記ステップが、前記ブロックチェーンアーキテクチャの中の前記ブロックチェーンデータセットを使用し、コンピュータプロセッサの前記集合により実行され、前記参加する制御可能な資源の各制御可能な資源との前記決済プロセスを開始する前記ステップが、前記ブロックチェーンアーキテクチャの中の前記ブロックチェーンデータセットを使用し、コンピュータプロセッサの前記集合により実行される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ブロックチェーンアーキテクチャの中で互いと、及び分散型電力計と操作通信し、前記ブロックチェーンアーキテクチャの中の送電網の公益事業者により提供される少なくとも１つのホストコンピュータシステムとネットワーク通信するコンピュータのネットワークを有する前記送電網上で電力のために非集中的なマーケットソフトウェアプラットフォームを運用するための方法であって、
前記配電網の最も最近のトポロジーを前記ホストコンピュータシステムのデータベースの中にロードするステップと、
前記ホストコンピュータシステムのプロセッサ及び前記ブロックチェーンアーキテクチャのコンピュータの前記ネットワークの前記コンピュータの集合を用いて、リアルタイム電力負荷ステータスのために前記対応する電力計と通信する前記コンピュータの各コンピュータをポーリングするステップと、
前記プロセッサ及び前記ブロックチェーンアーキテクチャのコンピュータの前記集合を用いて、複数の参加する制御可能な資源、及び対応する一連の運用電力負荷をポーリングするステップと、
前記プロセッサ及び前記ブロックチェーンアーキテクチャのコンピュータの前記集合を用いて、前記参加する制御可能な資源の金融情報に対応する一連の電力入札に従ってそのそれぞれの運用状態を変更できる前記参加する制御可能な資源の集合を決定するステップと、
前記ネットワーク通信を通して、前記ブロックチェーンアーキテクチャのブロックチェーンデータセットを有する前記参加する制御可能な資源に、前記プロセッサ及びコンピュータの前記集合から前記エネルギー配給指令を通信するステップと、
少なくとも前記プロセッサを用いて、前記エネルギー配給指令のために地点別限界価格を計算するステップと、
前記参加する制御可能な資源が前記それぞれの制御可能な資源を初期状態から新しい制御状態に変更するために前記コントローラの対応する集合を活性化するステップと、
前記ブロックチェーンアーキテクチャの前記ブロックチェーンデータセットを使用し、前記送電網上の前記それぞれのエネルギー配給指令の一連の実施態様を、前記参加する制御可能な資源と確認するステップと、
前記ブロックチェーンアーキテクチャの前記ブロックチェーンデータセットを使用し、前記送電網上の前記一連の実施態様に基づいて、前記参加する制御可能な資源の各制御可能な資源との決済プロセスを前記プロセッサで開始するステップと
を含む方法。
【請求項１７】
一連の電力入札に従ってそのそれぞれの運用状態を変更できる前記参加する制御可能な資源の前記集合を決定する前記ステップが、さらに
前記一連の電力入札の一連の発電入札に従って、その運用電力負荷に基づいて、制御可能な発電機としての機能を果たすことができる前記参加する制御可能な資源の第１の集合を決定するステップと、
前記一連の電力入札の一連の電力負荷入札に従って、前記電力計及び前記対応するコンピュータに基づいて、制御可能な負荷としての機能を果たすことができる前記参加する制御可能な資源の第２の集合を決定するステップと
から成る、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記発電入札が、前記参加する発電機が運用することを申し出る一連の範囲を定義し、前記電力負荷入札が、消費者が前記参加する制御可能な負荷で運用することを申し出る一連の可変負荷需要を定義する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記地点別限界価格を計算する前記ステップが、前記ブロックチェーンアーキテクチャの前記プロセッサ及びコンピュータの前記集合により分散処理式で実行される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記参加する制御可能な資源に出される一連のエネルギー配給指令を決定するために、少なくとも前記プロセッサを用いて最適な電力潮流分析を実施する前記ステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、参照により本明細書に援用される２０１８年１０月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／５７６，７８８号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、マクロエネルギー生産者、ミクロエネルギー生産者、及び消費者の配電網においてエネルギーを管理することに関し、より詳細には、好ましくはブロックチェーンアーキテクチャを実装される送電網のバランシングを用いる非集中的な配電エネルギー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
配電エネルギー管理システムは、従来、最適電力潮流分析を用いて集中制御システムを使用して電力の需給を管理するマクロエネルギー生産者のネットワークに依存してきた。従来の送電網では、ミクロエネルギー生産者はほんのわずかであったため、ミクロエネルギー生産者は集中制御システムにより積極的に管理されていないにも関わらず、集中制御システムで評価されたのであろう。ミクロエネルギー生産者、特に発電するために太陽光発電、風力、及び水力発電等の再生可能エネルギー源を使用し、電池技術の進展によって等、以前には可能ではなかった分散型のエネルギー貯蔵容量を有し得るミクロエネルギー生産者がより一般化するにつれ、重要な操作パラメータとして価格を使用し、電気インフラ全体にわたる需給の動的なバランスを可能にする経済的な仕組み及び制御の仕組みを含むトランザクティブエネルギー（ＴＥ）モデルを使用し、価格を作り出す様々な電力業界のビジネスモデルのための提案及び概念実証が試されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の多くのトランザクティブエネルギーモデルは、従来のエネルギー管理システムの集中制御システム方法論に固定されたままである。しかしながら、電池の価格及び太陽発電機、風力発電機、及び他の変動（ｎｏｎ‐ｄｉｓｐａｔｃｈａｂｌｅ）発電機等の再生エネルギーの生産者の価格の下落が、クリーンエネルギーをより手ごろな価格にするのに役立っている。また、価格の下落は、送電系統を、公益事業が管理するには指数関数的に複雑にしている。いくつかの非集中的なトランザクティブエネルギーモデルが提案されてきたが、それらには集中制御の堅牢な解決策が欠如し、いくつかの状況では過剰負荷及び／又は過小負荷を生じさせる場合がある。したがって、ミクロエネルギー生産者だけではなくマクロエネルギー生産者と、送電系統全体の消費者の両方を評価するときに、送電系統全体で最適な電力潮流を維持する、非集中的な制御システムのための堅牢な技術的な解決策に対するニーズがある。
【０００５】
さらに、現在のトランザクティブエネルギーモデルは、マクロエネルギー生産者としての機能を果たし、必要とされる負荷を満たすために容量を補足できる成長を続けるミクロエネルギー生産者を考慮に入れることなく、送電系統上で消費者によって必要とされる負荷を満たすほど十分なオンラインエネルギー容量を提供することを法律で義務付けられている公益事業に未だ法外な量の収益のリスクを課している。したがって、堅牢な技術的な解決策に加えて、公益事業者の分散型発電の収益のリスクも削減する一方で、公益事業に課された法的要求事項と協力する新しいエネルギーのビジネスモデルに対するニーズがある。好ましい解決策は、公益事業は別として資産家によるミクロエネルギーの生産に対する投資を奨励し、最終的には消費者のためのより低いレートにつながるであろう。
【０００６】
送電網からのソフトウェアシステムは、動的な配電網には適していない。送電網は、米国において約３０年前に垂直統合モデルから有標モデルへの移行を経験した。そのころ配備されたカスタムマーケットソフトウェアは、現在もまだ大部分が稼働している。これらの技術プラットフォームを配電レベルで使用するために移動させようとする試みがある。これらの金融市場システムは、その送電系統のバランシング及び市場決済システムに関して難所つまり単一障害点に内蔵された冗長性の態様を有するが、いまだに単一障害点に苦しんでいる。冗長性を有し、単一障害点の対象とならず、数百万の小規模な発電源を支援できるようにスケーラブルでもある非集中的な台帳解決策を提供することが好ましいであろう。
【０００７】
好ましい解決策は、発電及び消費の場所に適切な価格を設定する配電レベルの電気市場の地方のミクロエネルギー生産者を考慮に入れる。この市場は、地方の公益事業のインフラ投資の償還を保証しつつ、地方の公益事業に最大のカスタマの選択肢を可能にする権限を与える。さらに、地方レベルでのエネルギー資源に対する金融情報の非集中的な台帳により、規制機関は、市場データを監査するために必要とする情報を有し、システムは市場力の取消し行使を防ぐように開発できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、本発明のいくつかの態様がある。概して、本発明は、配電網の中の参加ノードのグループが、ブロックチェーンアーキテクチャ上のそれぞれのコンピュータを通してともに活動する、送電する公益事業者を有する送電網のためのサイバーセキュアな地方電力市場である。本発明の基本的な態様によれば、参加ノードは、制御可能な発電機及び制御可能な負荷等、コントローラがブロックチェーンアーキテクチャの中で操作通信する制御可能な資源を有する。非集中的なマーケットソフトウェアは、ブロックチェーンアーキテクチャの中のコンピュータで動作し、制御可能な資源及び送電系統の運用状態と関連付けられた金融情報を含むブロックチェーンデータセットを共有する。ブロックチェーンアーキテクチャ内のコンピュータの１つ以上が、一連の金融情報に従って参加ノード全体で地点別限界価格（ＬＭＰ）を計算し、制御可能な資源がその運用状態を変更するためにＬＭＰに対応する一連のエネルギー配給指令を決定する。また、コンピュータは、好ましくは、エネルギー配給指令を決定する際に送電系統とのエネルギーバランスも計算する。
【０００９】
本発明の別の態様では、ブロックチェーンアーキテクチャの中で動作するコンピュータの集合は、エネルギー配給指令を決定する際に送電系統とのエネルギーバランスを計算し、地点別限界価格制度（ＬＭＰ）は、一連の金融情報及び送電系統の制約に従って送電網上での電力の地方配電のために信頼度制約経済負荷配分の最適化問題を解決することにより実行される。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、発電入札は、参加する制御可能な発電機が運用することを申し出る一連の範囲を定義し、電力負荷入札は、消費者がその参加する制御可能な負荷で運用することを申し出る一連の可変負荷需要を定義する。一連のエネルギー配給指令は、制御可能な資源がそのそれぞれの状態を初期状態から新しい制御状態に変更するためにコントローラの対応する集合を活性化し、ブロックチェーンアーキテクチャは、新しい制御状態に対応する新しいブロックチェーンデータセットで更新される。
【００１１】
本発明は、発明を実施するための形態及び添付図面からより完全に理解されるようになる。図面は、本明細書の一部を構成し、多様な形で具体化され得る本発明の例示的な実施形態を含む。一部の例では、本発明の多様な態様が、本発明の理解を容易にするために誇張又は拡大されて示される場合があり、したがって図面が必ずしも原寸に比例していないことを理解されたい。さらに、本明細書に示される実施形態では、多様な図面中の類似する参照番号は、同一又はほぼ同一の構造要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るブロックチェーン配電エネルギー管理システムの概略図である。
【図２】図１に示されるブロックチェーン配電エネルギー管理システムの一般的なステップのフローチャートである。
【図３Ａ】それぞれ初期状態及び以後の制御状態にあるブロックチェーン配電エネルギー管理システムの地方の実施態様の概略図である。
【図３Ｂ】それぞれ初期状態及び以後の制御状態にあるブロックチェーン配電エネルギー管理システムの地方の実施態様の概略図である。
【図４】ブロックチェーン配電エネルギー管理システムで実装されたサイバーセキュアなスポット市場、及びやはりブロックチェーン配電エネルギー管理システムを使用する任意のピアツーピア地方市場の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
好ましい実施形態（複数の場合がある）の以下の説明は、本来例示的にすぎず、本発明、その応用例、又は用途を制限することをまったく意図していない。
【００１４】
オメガグリッド（ＯＧ）システムとして知られる本発明は、トランザクティブエネルギーモデルに堅牢な解決策を提供するために協力する技術制御及び業務管理要素を含む非集中的なソフトウェアシステムであり、トランザクティブエネルギーモデルは、過剰負荷及び／又は過少負荷を防ぐために協力し、経済的な市場の力も使用して、既に存在する送電系統インフラに沿った電力の効率的な生産及び配分を可能にする。本発明は、マクロエネルギー生産者としての機能を果たし続け、ミクロエネルギー生産者による小規模な分散投資を可能にし、エネルギー生産者からのエネルギーの配分の全体的なバランスに対する基本要素として最適な電力潮流を維持して、エネルギー消費者による送電系統上での負荷を満たす、公益事業による多大な投資を回避する技術的且つ経済的な解決策を提供する。本発明のシステムの概略図は、図１に示され、概して以下に説明される。
【００１５】
概して、オメガグリッドブロックチェーン配電エネルギー管理システムは、電気公益事業が送電系統のバランスをとり、リアルタイムで需供を管理するための地方エネルギー市場を提供する。地方価格は、供給過剰の場合に消費を奨励し、過剰な発電を阻止するために引き下げられ、地方価格は、供給不足の場合より多くの発電及びより少ない消費を奨励するために上昇する。オメガグリッドシステムは、ブロックチェーンアーキテクチャで保護され、共有される地方の制御可能な資源のための金融データとともに地方の送電系統の制約を考慮するために、地点別限界価格を使用し、サイバーセキュアな地方市場を作り出す。本システムのサイバーセキュアな地方市場は、スポット市場及び／又は先渡し市場に参加できる地方の消費及び発電を奨励する。また、サイバーセキュアな地方市場を作り出すことは、システムの安全性を提供し、以前に既知であったピアツーピア電力売買プラットフォームでは可能ではなかった改善されたピアツーピア市場も可能にする。
【００１６】
ブロックチェーン配電エネルギー管理システム内のプロセッサにより計算されるＬＭＰは、制御可能な発電機３０ａ、電気自動車（ＥＶ）を含む場合がある制御可能電池パック３０ｂ、及び制御可能な負荷３０ｃ等の制御可能な資源と協力して、その立ち上げ費用及び限界費用をモデル化する入札を提供する。ＬＭＰは、あらゆる送電系統の制約が違反されることなく、システムがシステム上のあらゆる負荷に電力を送達できるように、最も少ない費用で負荷及び利用可能な発電をマッチングするために計算される。ＬＭＰ計算プロセスは、信頼度制約経済負荷配分（ＳＣＥＤ）の最適化の問題を解決した結果である。ＳＣＥＤは、概して、発電施設及び送電施設の操作上のあらゆる限界を認識し、消費者に確実に供給するために、最低価格でエネルギーを生産するための発電システムの運用であると理解される。本発明のシステムは、配電系統上の地方の発電及び負荷を含めるためにこの問題を送電系統から拡大する。概して、この問題の拡大した複雑さのため、配電系統のためにＳＣＥＤの最適化問題を評価することは複雑すぎると見なされる。しかしながら、参加ノード１０８を、制御可能な資源を有し、同じ変電所１０６（又は限られた数の変電所）により供給されるそれらのノードに制限することによって、本発明は、配電系統のためにＳＣＥＤの最適化問題を解決する。
【００１７】
本ブロックチェーン配電エネルギー管理システムでは、各入札５８は、最小電力、最大電力、及びそれらが入札する時間枠の費用／ワット関係性の説明から成る。これらの入札は、ネットワークに対する負荷、及び送電系統の制約に違反することなくこれらの負荷に電気を送達する系統の能力と比較される。また、入札は、制御可能な負荷により提出される場合もあり、それらは概して、電気が安価であるときにより多くのエネルギーを使用し、電気が高価であるとき、より少ないエネルギーを使用することを申し出るように設計されるであろう。本発明に係るプロセスのステップは、リアルタイムの送電系統の変化が使用される送電市場データについて、及び代わりに送電系統及びイベントのステータスが予想される予想先渡し市場データについて、図２に示される。予想は、通常、１時間以上前、又は１日前である。
【００１８】
電気供給網は、一貫した電圧を維持するように設計され、電気を運ぶワイヤは、最大負荷を安全に送達するように設計される。閾値を下回る電圧降下又は閾値を超える電圧上昇は、設備に損傷を与える場合があり、電圧の制約と見なされる。その工学的容量の係数の範囲内で過負荷がかけられたワイヤは、容量制約と見なされるであろう。
【００１９】
配電エネルギー管理システムのスポット市場は、配電網上の臨界点で経時的に電気の値を決定する。価格は、送電網電圧及び容量制約を考慮に入れるように調整される。地方市場は、公益事業が送電網インフラの維持及び安全性に資金を供給するために役立つ。地方市場は、発電者がピアツーピア契約を結んでいない場合に、発電者が、公益事業に直接的に柔軟性を販売する商人として取引することを可能にする。地方市場は、資産家が、エネルギー効率若しくは制御可能な負荷を含む場合がある、適切なエネルギー資源又は建物の改善策に投資することを奨励する。発電者及び消費者は、他の市場参加者とのピアツーピア（又は双務的な）契約を結ぶことによって、可変スポット市場の価格設定にさらされるリスクを軽減する。
【００２０】
集中データベースアーキテクチャは金融情報１４の共有及びＬＭＰ２２の計算のために可能であるが、本発明の好ましい実施形態は、地方市場を管理するためにブロックチェーンアーキテクチャを実装される。ブロックチェーンは、好ましくはより多くの市場参加者の加入に伴うセキュリティの強化、参加者全体での取引の冗長性、市場状態の即座の共有、中心的な財務指標の必要性の削減、及び低い取引料金でのほぼリアルタイムの取引決済の可能性を提供する、非公開の非集中的な台帳技術である。また、ブロックチェーンアーキテクチャの中のコンピュータプロセッサは、一連の発電入札に従ってその運用電力負荷に基づいて参加する発電者としての機能を果たすことができる制御可能な資源３０の集合を決定し、一連の電力負荷入札に従って電力計及び対応するコンピュータを有する制御可能な負荷を有する消費者による一連の負荷需要も決定するために、制御可能な資源のポーリングだけではなく、最適な電力潮流及びＬＭＰの計算等の計算作業の処理も共有することができる。したがって、非集中的なブロックチェーンアーキテクチャは当局から独立して計算を実行し、取引を実施できるため、本発明は単一障害点を回避する。以下に説明されるように、安全性及びセキュリティの強化のため、初期のセットアップは、制御可能なノードを公益事業又は地方送電網で電力を維持することを担当する他の当局と登録することを必要とする。
【００２１】
例の実施態様では、サイバーセキュアな地方市場１０ソフトウェアは、ミクログリッドコントローラ上で実行する。３，０００のノードのための最適な電力潮流の計算は３分未満で実行し、大部分の変電所網の下で五（５）分の市場清算を可能にする。５分の市場は、それが建物の冷暖房（ＨＶＡＣ）システムに送電系統のニーズに応えるように奨励するため好ましい。ＨＶＡＣ負荷は、送電系統の需要の重要な要因であり、より長い市場サイクルはＨＶＡＣの貢献を評価しない。ノード間のネットワーク通信速度は、各変電所の下の市場参加者の数に対する制約になる。計算速度及び通信速度が加速するにつれ、追加ノードを有する配電系統の計算が５分のウィンドウの中で可能になるであろうことが理解される。図１の本発明のシステムの概略図は、公益事業１０２の配電系統の異なる変電所施設１０６により供給される三（３）つのコミュニティ１０４ａ、１０４ｂ、及び１０４ｃで本発明のスケーラビリティを示す。公益事業のホストコンピュータシステム１１２は、これらのコミュニティの各コミュニティにおける制御可能な資源用のコンピュータとともにブロックチェーンアーキテクチャ１２の一部を形成し、これらのコミュニティの各コミュニティのためのコンピュータは、それぞれのコミュニティの中の参加ノード１１４の各参加ノードの金融情報を管理するために独自のブロックチェーンデータセット３８を共有するであろう。
【００２２】
配電系統の中の各ノードは、配電網上のいくつかの構成要素（負荷、発電機、スイッチ、変圧器、バス、線路）を担当する。しかしながら、コンピュータ通信ネットワークの中のノードは、配電網と同じではない。したがって、ブロックチェーンアーキテクチャを実装されてよいコンピュータ通信ネットワーク（つまり論理ネットワーク）は、図１で通信チャネル１１０のために破線を用いて示され、図１で実線１００で示される電気網（つまり、手短に言えば送電網）と区別される。
【００２３】
ブロックチェーンアーキテクチャが、システムを、特定の期間中にエネルギー配給指令２４を通信するサービス指向型プラットフォームとしてスケーラブルにすることができることが理解される。ブロックチェーンソフトウェアは、制御可能な資源のために入札及び指令をビハインドザメータコントローラ４８と交渉するために、専用のコンピュータプロセッサとともに公益事業のスマートメータ４６上に直接的に配備できる。実際の電力の場合、これは、特定の計画対象期間にわたって送達されるエネルギーの単位（Ｗ）に対する指令を表す。この中心となるアプローチは、複数の計画対象期間、及びそれぞれが専用の変電所施設を有する異なるコミュニティの配電系統にわたる指令を表すために要約し、無効電力又は予備電力などの他のエネルギーサービス市場を安定させるために拡大／適応することができる。図３Ａ及び図３Ｂに関して以下に説明されるように、代表的な地方電力市場は、それぞれ初期状態１０ａ及び以後の制御状態１０ｂで示される。初期のブロックチェーンデータセット３８ａは、初期状態５０ａと関連付けられた金融情報で始まり、以後の制御状態と関連付けられた金融情報に従って更新される。配電系統の状況が変化するにつれ５０ｂ、ブロックチェーンデータセットは変化し３８ｂ、マーケットソフトウェアプラットフォーム１６は、ＬＭＰ及び対応するエネルギー配給指令２０を計算し直し、それによってそのそれぞれの運用状態を変更するために制御資源を活性化する。ソフトウェアは、公益事業のホストコンピュータシステムのプロセッサ内だけで動作する場合があるが、好ましくは、ブロックチェーンアーキテクチャの中のコンピュータ上で分散処理動作を使用し、実行する。
【００２４】
ブロックチェーン配電エネルギー管理システムのサイバーセキュアな地方市場は、消費者及び発電者が互いにエネルギーを販売し、リスク共有の取り決めに参加できるようにするピアツーピア（Ｐ２Ｐ）市場に対峙するカスタマ向けの財政基盤として使用できる。Ｐ２Ｐ市場は、送電系統上の購入者（消費者）と販売者（発電者）との間の標準的な条件を作成する。最も一般的に提供される金融協定は、２つの関係者がエネルギーの送達のための設定価格に合意し、一方の関係者がサイバーセキュアな地方市場で決定された公益事業からのエネルギーに対する費用の差額について他方の関係者を補償する差額契約（ＣｆＤ）である。
【００２５】
公共の管理者が存在しないブロックチェーンネットワークは、中心的な仲裁人を必要とせずにＰ２Ｐ支払いを有効にすることがすでに知られているため、ブロックチェーン技術は、Ｐ２Ｐ市場で取り決めを管理するためにも有用である。また、ブロックチェーンネットワークは、Ｅｔｈｅｒｅｕｍ又はＳｔｅｌｌａｒのようなネットワーク内で等、スマートコントラクトを取り込むために進化してきた。スマートコントラクトは、通常、プログラミング言語により指示されるように、資金、デジタル資産、又は暗号通貨トークンを移動させる。送電網インフラの感受性のため、本発明は、好ましくは、送電系統を管理する公益事業により入念に検査される資源ノードとともに、非公開のブロックチェーンアーキテクチャを使用する。ブロックチェーンアーキテクチャに対する資源ノードの追加に対する公益事業の利用権限を制御する役割は、資源ノード及び他のカスタマノードの初期の承認のためのプロセスに関して以下に説明される。
【００２６】
本発明のブロックチェーン配電エネルギー管理システムでは、Ｐ２Ｐ市場は、好ましくは、Ｐ２Ｐアプリケーションコードが適切なオープンソースライセンス下でコミュニティに公開される基準アプリケーションとして提供される。開発者は、その規制、地方送電系統のニーズ、商業的な条件、及び支払いゲートウェイに関してアプリケーションをローカライズすることに対して報酬を与えられる場合がある。一方、ブロックチェーン配電エネルギー管理システムは、概して上述されたようにサイバーセキュアな地方市場に対して安定化するスマートコントラクトを配備する能力を組み込む。従来の支払いゲートウェイに加えて、ブロックチェーン配電エネルギー管理システム及びオープンソース開発者は、代替の暗号通貨決済をＰ２Ｐ基準アプリケーションの中に有効化できる。
【００２７】
技術的な解決策は、制御がＮＥＲＣ  ＣＩＰに準拠するシステムの中に内蔵された非集中的なアーキテクチャを使用する。特に、以下に詳細に説明されるように、本システムは、エネルギー生産者、つまりマクロエネルギー及びミクロエネルギーの生産者の間で電力生産及び負荷需要の情報を共有することを含み、これにより最適な電力潮流分析をシステムの各ノードで実行することができ、それは、規制される公益事業者としてのマクロエネルギー生産者に課される要件と緊密に調整できる。本システムは非集中的であるので、全体的なシステムのセキュリティを実際に高めるネットワーク内のノード全体でシステムに冗長性があるため、本システムは、従来の集中エネルギー管理システムよりもより堅牢である。好ましい実施形態では、ノード間で共有されるエネルギー及び市場の情報は、システムのセキュリティをさらに強化するために非公開のブロックチェーン構造を使用する。
【００２８】
概して、ブロックチェーン配電エネルギー管理システムは、送電網上の電力のために非集中的なマーケットソフトウェアプラットフォームを運用する。システムは、地点別限界価格（ＬＭＰ）及び最適電力分析４０を使用する。システムのソフトウェアは、電力計と操作通信し、通信ネットワークを介してホストコンピュータシステム３２とネットワーク通信するコンピュータ２６のネットワーク上で実行する。また、ソフトウェアは、公益事業所有のインフラにより提供され、公益事業所有のインフラと関連付けられるホストコンピュータシステム上でも実行している。ブロックチェーン配電エネルギー管理システムの主要なステップが以下に一覧表示され、概して図２に示される。
‐配電網の最も最近のトポロジー３６をホストコンピュータシステムのデータベース６８の中にロードする。
‐ホストコンピュータシステム内のプロセッサを使用し、好ましくはブロックチェーンアーキテクチャを用いて、リアルタイム電力負荷ステータスについて、対応する電力計と通信するコンピュータの各コンピュータをポーリングする。
‐プロセッサ及び好ましいブロックチェーンアーキテクチャを用いて、発電機、電池、及び負荷、並びに対応する一連の運用電力負荷等、複数の制御可能な資源をポーリングする。
‐再び、プロセッサ及び好ましいブロックチェーンアーキテクチャを用いて、一連の発電入札に従ってその運用電力負荷に基づいて参加する発電機としての機能を果たすことができる制御可能な資源の集合を決定し、電力負荷入札に従って電力計及び対応するコンピュータを有する制御可能な負荷を有する消費者による一連の負荷需要も決定する。
‐最適電力潮流分析を実施するためにプロセッサを使用して、参加する制御可能な発電機及び電池に出される電力指令５６ａ、並びに参加する制御可能な負荷に出される電力制約５６ｂ（制限又は削減）等の参加する制御可能な資源に出される一連のエネルギー配給指令を決定する。
‐ネットワーク通信を通してプロセッサと、好ましくはブロックチェーンアーキテクチャと操作通信するホストコンピュータシステム内の通信モジュールを使用し、参加するノードにエネルギー配給指令を通信する。
‐プロセッサ及び好ましいブロックチェーンアーキテクチャを用いて、エネルギー配給指令のために地点別限界価格（ＬＭＰ）２２を計算する。
‐プロセッサ及び好ましいブロックチェーンアーキテクチャを使用して、対応する参加する制御可能な発電機及び制御可能な負荷によるそれぞれのエネルギー配給指令の一連の実施態様６０を、参加するノード制御可能な発電機、及び制御可能な負荷を有する消費者のそれぞれと確認する４２。
‐プロセッサ及び好ましいブロックチェーンアーキテクチャにおいて、対応する参加する制御可能な発電機による送電網に対する電力送達、並びに対応する参加する制御可能な負荷による送電網に対する電力制約及び削減に基づいて参加発電機の各発電機との決済プロセス７０を開始する４４。制御可能な発電機又は制御可能な負荷がそのコミットメントを果たすことができないそれらの場合、決済プロセスはペナルティを査定することを含む場合がある。
【００２９】
上述されたように、サイバーセキュアな地方市場ソフトウェアは、リアルタイム送電市場データ５４ａ、又は予想先渡し市場データ５４ｂを使用し、動作する場合がある。本発明のシステムの例の予想実施態様では、選択されたカスタマノード１０８（住宅用、商用、及び産業用）は、予想されるピークイベントのアラートを与えられる。カスタマは、次いでカスタマが需要ピークイベントの間に毎時発電する又は消費しないことを受け入れる準備がある電力量及び価格を示す入札で応答するオプションを与えられる。これらのカスタマ入札は、負荷削減又は発電に対するその費用曲線（つまり、カスタマの費用をモデル化する方程式）を表す場合があり、毎時等、周期的に変わる場合がある。サイバーセキュアな地方市場ソフトウェアは、指令で入札を確認する。これらの指令は、メータデータ及び／又はソフトウェアを実行するローカルコントローラに基づいて確認される。複雑な発電機又は電池の制御のために、分散型コントローラは、ソフトウェアがインストールされた状態でカスタマサイトに配備される場合がある。ソフトウェアは、入札を決済し、完了した取引を記録する。この市場入札システムは、カスタマに配置されたコンピュータハードウェア及び公益事業ホストコンピュータシステムを含む非公開のブロックチェーンアーキテクチャ上に構築され、金融情報、つまり入札、指令、及び完了した取引のすべては、好ましくはブロックチェーンデータセットに加えられる。さらに、完了した取引に対するクレジットは、ブロックチェーンデータセットに記録される場合がある。ブロックチェーンデータセットレコードは、単独で市場参加者により監査可能であり、可視である。
【００３０】
さらに、好ましい実施形態によれば、プロセッサ及び好ましいブロックチェーンアーキテクチャは、発電ステータスに応じて追加発電を提供できる可変電力生産者の集合を決定する。一例として、可変電力生産者は、周期的である場合がある、又はそれ以外の場合、太陽電池パネル、風力タービン、水力発電タービン、潮流発電機、地熱交換機、及び他の変動発電機３４等の自然の力に依存する場合があるであろう再生エネルギー電力生産者を含む場合がある。さらに、好ましい実施形態では、発電入札は、参加する制御可能な発電機が運用する用意がある範囲を定義し、電力負荷入札は、制御可能な負荷を有する参加する消費者が運用する用意がある可変負荷需要を定義し、伝達された電力指令は、発電入札の価格を確認し、消費者に対して電力の指令を発する。
【００３１】
以下の表は、他の電力トランザクティブエネルギーシステムと、地点別限界価格（ＬＭＰ）及び最適な電力分析を使用する本発明の非集中的なオメガグリッドシステムとの属性の相違を一覧表示する。表に続き、オメガグリッドブロックチェーン配電エネルギー管理システムの利点が説明される。
【表１】
2021501557.tif 000003
【００３２】
本発明の取込み先渡し繰り延べの属性に関して、ＤＯは、呼びかけられない入札に関してＤＯに知らせ、追加の収益を生み出す送電系統の更新に関してＤＯに指示するであろう資産の可用性に関するデータを受け取るため、本発明は先行技術のシステムに優る改善策である。短期市場と発送との間の結合に関して、カスタマの観点から見たときに自動発送（ｓｅｌｆ−ｄｉｓｐａｔｃｈ）は最も使用しやすい方法であっても、自動発送は、局所化されたゾーン内で過剰負荷から送電系統を保護せず、異なるノード間での負荷の危険な不均衡を生じさせる場合がある。運用中、ＯＧシステムのＤＯは、最適な電力潮流分析に基づいてスポット市場発送を定義する。
【００３３】
本発明では、所定のノードでの差のための先渡し双務取引の決済は、それが送電網を過剰負荷及び過小負荷から保護し、関係者とＩＳＯとの間で必要となる調整をより少なくするため、代替の小売エネルギー市場操作に優る改善策である。さらに、本発明の運用によれば、発電者は、完全な市場への移行中に既存のレート構造に対応できるようにするＤＯにより送電系統に提供されるエネルギーに対する取引料金を課される。送電系統料金も消費者に関して完全に又は部分的に査定できることが理解される。小売エネルギー市場では、本発明は、買い手が、従来の小売調達だけではなくピアツーピア調達の共存を提供する、発電者と直接的に契約を結ぶ小売の選択肢及び機会を可能にする。
【００３４】
好ましい実施形態では、独占所有権のある非公開のブロックチェーンが、各参加ノードの指令、コミットメント、送達確認、及び再主決済の詳細を記録するために使用される。ブロックチェーンは、他のソフトウェア言語も可能であるが、好ましくはＰｙｔｈｏｎプログラミング言語で開発される。ブロックチェーンは、Ｌｉｎｕｘベースのエンドポイントで実行できる。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ３ハードウェア等の多様な開発キット及びハードウェアオプションが利用できることが理解される。公共のブロックチェーンサービス及びクラウドベースのサービスは、代替の送達モデルである。
【００３５】
公益事業は、ブロックチェーン配電エネルギー管理システムを使用し、ミクロエネルギー生産者を複数のノードとしてその既存の送電系統インフラの中に組み込んで、公益事業に最小の出費で、且つ複合的な送電系統に加わることを欲するミクロエネルギー生産者に費用を配分するマクロエネルギー生産及びミクロエネルギー生産を用いる複合的な送電系統を形成することができる。ミクロエネルギー生産者は、システムをその既存のメータと連携するコンピュータ制御システムに統合する。複合的な送電系統上の公益事業は、複合的な送電系統を確実に安定させ、最適な電力潮流分析とバランスをとる６２ためにシステムを使用し、好ましくは非集中的であり、送電系統上のノード全体に分散されるトランザクティブエネルギー市場でブロックチェーン決済を使用する６４。したがって、ブロックチェーン配電エネルギー管理システムが、配電系統のための直接的な統合と比較してより効率的であり、以前に提案されていたトランザクティブエネルギーシステムよりも送電と配電の両方に対してより回復力があることが理解される。
【００３６】
電池又は他のエネルギー貯蔵容量において等、エネルギーを貯蔵する能力を有するノードが、複合的な送電系統で売り手又は買い手のどちらかとなる場合があることが理解される。家庭又は車両に使用される蓄電池群は、再生可能エネルギー源を使用し、電力を供給される場合があり、売り手としての機能を果たす場合もあれば、蓄電池群は、その場合はそれらが買い手となるであろう複合的な送電系統から電力を供給される場合もある。エネルギー源は、再生可能エネルギー源が蓄電池群若しくはなんらかの他の固定貯蔵エネルギー源と対にされるときに石炭、ガス、若しくは他のなんらかの燃料等のなんらかの貯蔵電源により容易に発電されるよりむしろ、上述されたように一過性である及び／又は循環的であるために、一部の再生可能エネルギー源は参加する発電機として識別されない場合があるが、貯蔵と組み合わされた再生可能エネルギーシステムは参加する発電機と見なされる場合がある。貯蔵電源が再生可能エネルギーを使用できることも理解され、それは現在の技術とは非効率である場合もあるが、超電導体の操作温度がその周囲の環境の周囲温度により近づくにつれ、非効率が削減されることが理解される。１つの非制限例として、従来蓄電池群にエネルギーを貯蔵し得る太陽光発電フィールドを考える。係る太陽光発電機は、代わりに、山の頂上の貯水タンクまでパイプを通して水を上り坂で強引に通すポンプに接続されてもよく、電力が必要とされ、十分な太陽光発電がないときに、水は水力発電力の発電用の水力タービンを通して下り坂で通すことができる。したがって、固定貯蔵は、特定のノードでの任意のタイプの貯蔵エネルギーに基づいて、電力を発電機システムによりオンデマンドで発電し得る任意の手段である場合がある。
【００３７】
代表的な地方電力市場は、運用が制約されていない初期状態を有するとして図３Ａに示され、制御可能な資源が地方送電系統の一部分に対して電力を補足する以後の制御状態で図３Ｂに示される。この例では、限られた容量の電力線７８のために地方送電系統７６の制約されたセクションがある。図３Ａに示される通常の制約されていない運用中、＄０．０２／ｋＷの送電系統価格８０は、系統内のすべてのノードの費用を定義し、Ｃａｐｓｔｏｎｅタービン８２は、この制御可能な発電機の＄０．０７ｋＷ入札８４が標準的な送電系統価格よりも高価であるため、使用されずにあり、負荷はより高い価格を支払うつもりはない。限られた容量の電力線の下流で高い需要負荷８６があるように、系統の状態が変化し、需要全体が変電所を通して送電系統から離れた電力から満たされるならば、限られた容量の電力線は過負荷をかけられるであろう場合、ＬＭＰの再計算は、送電系統制約に従って変電所送電系統から供給できない需要の差があり、Ｃａｐｓｔｏｎｅタービンをオンラインにする必要があると判断する。エネルギー配給指令は、限られた容量の電力線の下流の高需要負荷（複数の場合がある）により必要とされる追加の需要の少なくとも一部を提供するＣａｐｓｔｏｎｅタービンを活性化する。
【００３８】
Ｃａｐｓｔｏｎｅタービンが活性化され、電力の一部を限られた容量の電力線の下流のノードに供給している運用の状態では、これらのノードに提供される電力は、これらのノードが各ソースからどれほど多くのエネルギーを得ることができるのかに基づいて混合価格で設定される。地方送電系統の太陽光発電及び電池電力の場所及びステータスに応じて、これらの電源の費用は標準的な送電系統レート、Ｃａｐｓｔｏｎｅタービンのレート、又は送電系統レートとＣａｐｓｔｏｎｅタービンとの間のなんらかの混合レート８８となるであろう。利用可能な太陽光発電等の他の制御可能な発電機、及び限られた容量の電力線の下流の電池電力も需要の一部を提供するために活性化できるため、Ｃａｐｓｔｏｎｅタービンが、必ずしも全体的な需要差を供給する必要がないことが理解される。また、限られた容量の電力線の下流の他の負荷（複数の場合がある）からの一時的なより高い需要があるが、制御可能な負荷が電力要件を削減できる可能性があることも理解される。
【００３９】
ＯＧシステムは、複合的な送電系統で利用できる電力市場を管理できる。ＯＧシステムソフトウェアは、価格設定及び決済を参加者と通信する。さらに、ＯＧシステムは送電系統インフラを管理する公益事業に、再び、特に線路及び変電所設備を含むインフラ要素の完全性及び安全性を維持するために必要である最適な電力潮流分析を用いてであるが、自由市場に電力の価格を定めさせる一方で、公益事業が、インフラを使用するミクロエネルギー生産者に対して料金を請求するために必要な情報を提供する。さらに、ＯＧシステムは、負荷需要、貯蔵、及び分散発電に対する対応を調整し、複合的な送電系統を管理するために使用できる。また、ＯＧシステムは、停電の間、天気事象又はハリケーン、山火事、及び暴風雪のような他の自然災害を予想して等、停電が発生する前にも電力のスマートアイランド化（ｓｍａｒｔ  ｉｓｌａｎｄｉｎｇ）（つまりシャーディング）のために使用できる。アイランド化イベントの間、地方市場の中の金融取引は非集中的なブロックチェーンアーキテクチャ内で安全に記憶され、運用が通常に戻るとより大規模な取引ネットワークに再統合される。ＯＧシステムは、特に取引にブロックチェーンアーキテクチャを使用するとき、ハッカー、テロリスト、及び他の非道な動作主体による攻撃に傷つきにくいより堅牢なシステムである。
【００４０】
ブロックチェーンアーキテクチャの分散された性質を用いて、アイランド化は、潜在的に壊滅的なイベントの間に地方市場を保護するために、又はコミュニティの中で使用される電力のタイプに対するより多くの制御を地方市場に与えるために、使用できる。例えば、コミュニティは、コミュニティにとってより環境的に望ましく、オンラインで発電者との混合レートを受け入れる用意のある地方の発電者を有する場合がある。コミュニティは、費用が下落し続けるに伴い追加の再生可能エネルギー技術及び電池技術に投資し得、最終的にはコミュニティの電力協同組合を作り出すであろう。他のコミュニティも、同様にブロックチェーンアーキテクチャを使用して、Ｐ２Ｐ市場を介して電力を取り引きできる独自の電力協同組合を作るであろう。アイランド化の代替の緊急の使用では、１つ以上のコミュニティが、送電系統のどこか他の場所で発生する停電イベントから保護するために送電系統から離して分割されてよい。独自の地方の電力発電者を有する１つ以上のコミュニティは、コミュニティをそのそれぞれの変電所の上流の送電系統から切断し、最適な電力潮流分析との送電網の残りのバランスを取り直すための時間を公益事業に与えるためにイベントに先んじて潜在的にアイランド化を要求するであろう。
【００４１】
上記に示され、図４に概略で示されるように、ブロックチェーン配電エネルギー管理システムのサイバーセキュアな地方市場ソフトウェアは、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）市場に対峙するカスタマのための財政基盤として使用できる６６。本発明の属性が以前に知られていたシステムに比して検討されるとき、最適な電力潮流分析をＯＧＰ２Ｐエネルギー管理システムに組み込むと、過剰負荷の状況を危険にさらすことなく既存の送電系統の中で配備できるより堅牢な解決策が生まれることは明らかである。地方市場では、公益事業は、送電系統インフラの維持及びセキュリティに資金を供給するために使用できる送電系統料金及び／又は取引料金を徴収できる７２。Ｐ２Ｐ市場の追加により、公益事業は、ソフトウェアを維持し、マッチメーキングツール等の他のソフトウェア開発、及びコミュニティの中でカスタマを育てる又は他のコミュニティとともにシステムを成長させるためのマーケティング費用等の他の事業に資金を供給するために使用できる取引料金を入手し得る７４。
【００４２】
制御可能な地方の電力資源を送電網系統の中に組み込むために本発明をどのように使用できるのかに関する多数の他の例がある。本発明のシステムのサイバーセキュアな地方市場は、最適な電力潮流分析を実行し、活性化させる制御可能な電力資源及び地方の電力を制御するためのその稼働状態のレベルを決定する際にＬＭＰを使用する。電気自動車を有する消費者は、太陽がソーラーパネルに電力を供給しているとき充電することにより利益を得ることができる。また、建物を有する消費者は、太陽が沈む又は風が減速し、ソーラーパネル又は風力タービンが送電系統に提供している電気がより少ないとき、わずかに消費を削減することによって利益を得ることもできる。制約された送電系統は、送電系統が制約により達成される負荷に十分なエネルギーを送達できない期間中、地方の発電及び負荷の削減を奨励するために管理できる。本発明を使用していない現在のシステムでは、これらの制約はインフラの投資で解決されるであろう。しかしながら、本発明及び安価な太陽光発電、電池、及び電気自動車を用いると、地方の発電及び負荷の削減を奨励することによりインフラ投資を回避する機会がある。また、本発明は、制御可能な発電機又は電力貯蔵に放電するように奨励する、及び／又は利用可能な発電の供給不足がある及び／又は発電が安価であるときに企業にその制御可能な負荷を削減するように奨励し、供給不足の状況を管理するためにも使用できる。
【００４３】
上記の本発明の説明及びいくつかの例によれば、本発明のシステムのサイバーセキュアな地方市場は、現在のシステムに優るいくつかの利点を提供することが理解される。つまり、非集中的且つ分散されたシステムは、集中制御室なしでの運用を可能にし、非集中的且つ分散されたシステムは、サイバーイベント又は自然の攪乱の間のアイランド化を可能にし、非集中的且つ分散は、重大な単一障害点を回避し、非集中的且つ分散されたシステムは、システム情報及び金融情報に対する即時の透明性のある規制機関のアクセスを可能にし、サイバーセキュアな地方市場ソフトウェアは、単一の運用でバランシングと決済の両方を実施することを可能にし、サイバーセキュアな地方市場ソフトウェアは、市場指数費用及び支払い取引費用を削減する。さらに、図１に関して上述されたように、本発明に係るシステムのブロックチェーンアーキテクチャはスケーラブルである。したがって、本発明は、ブロックチェーンアーキテクチャを使用せず、ブロックチェーンデータセットを使用し、活性化し、制御することができる制御可能な電力資源を有していない現在知られているトランザクティブエネルギーモデルに優る改善策である。
【００４４】
上記に示されたように、初期のセットアップは、好ましくはコミュニティ内の制御可能な電力資源ノードを公共事業に登録することを必要とする。ノードはセットアップされた後、ノードはブロックチェーンアーキテクチャの一部となり、迅速で非集中的且つ安全な取引を実施する準備が完了している。一実施形態では、それぞれの制御可能な資源のためのスマートメータが登録され、これらのスマートメータのそれぞれは、好ましくはサイバーセキュアな地方市場ソフトウェアを分散式で実行できるそれぞれのノード用にコンピュータを有する。スマートメータは、好ましくはブロックチェーンデータセットを使用し、そのそれぞれのノードに金融情報を提供し、他のノードから金融情報を受け取り、スマートメータは、ピアツーピアアプリケーションに任意のＰ２Ｐ取り決めの基礎を作成させる場合がある。
【００４５】
ノードはコンピュータ通信ネットワークに加わることができる前に、ノードはノードｉｄを有さなければならない。ノードｉｄには、当局により発行されるデジタル証明書が付随しなければならない。証明書はノードｉｄ、及びこのノードｉｄによって制御される送電系統構成要素のリストに署名するために使用される（例えば、ｎｏｄｅ＿ｉｄ  ｐｅｅｒ−３２４は、ｌｏａｄ−ｔｅｓｌａ−ｃｈａｒｔｅｒ−１０１及びｇｅｎｅｒａｔｏｒ−ｓｏｌａｒ−ｐａｎｅｌ−１３２を制御できる）。この仕組みは、ノード、及びノードが制御する構成要素の認証を保証する。新しいノードがコンピュータ通信ネットワークに加わるとき、それは秘密／公開ＲＳＡ鍵を生成し、他のピアに独自のノードｉｄ、当局により発行されたその証明書、その公開ＲＳＡ鍵、及びそのネットワークアドレス（ｉｐ：ｐｏｒｔ）を送信する。証明書が有効である場合、他のノードはノードの１つとして新しいノードを受け入れる。すべてのノードは、あらゆるノードが論理ネットワーク、及び各ノードがノードｉｄを知るまでは、公開鍵、及びあらゆる他のノードのネットワークアドレスの完全な知識を取得するように、それらが知っているノードについての情報を共有する（ノードは無作為に且つ周期的に互いのネットワーク接続を確認する）。
【００４６】
実施形態は、本発明の原理及び実践的な応用例を当業者に最もうまく説明するために選択され、説明された。本発明の範囲から逸脱することなく、対応する図に関して上述されたように、多様な修正が例示的な実施形態に対して加えられるので、上記説明に含まれ、添付図面に示されたすべての事項が、制限的よりむしろ例示的と解釈されるものとすることが意図される。例えば、本発明が、メータの後方にあり、必ずしも政府及び民間が使用するミクロ送電網、企業又は大学のキャンパス、又は大規模な建物等のマクロ送電系統上のノードと共用されないエネルギー生産システム及びエネルギー消費システムでも使用できるであろうことは明らかである。したがって、本発明の広がり及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、本明細書に添付される以下の特許請求の範囲及びその均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【図１】
2021501557.tif 000004
【図２】
2021501557.tif 000005
【図３Ａ】
2021501557.tif 000006
【図３Ｂ】
2021501557.tif 000007
【図４】
2021501557.tif 000008
【国際調査報告】
2021501557.tif 000009