(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリッド・パーティシパントが操作可能に接続されたグリッド上で中間回路の力率を管理するための方法であって、前記中間回路が、操作可能に接続された、被制御有効および無効負荷部分を有する顧客回路を顧客需給計器の後段に有し、前記顧客回路が共通接続部で前記中間回路に接続され、前記方法が、
前記顧客回路の被制御有効および無効負荷部分を自律的に実時間で接続し、または開放し、または変化させることにより、前記顧客回路の前記被制御有効および無効負荷部分を実時間で自律的に制御可能に切り換え、または変化させるために、接続された複数の前記顧客回路にエネルギー管理コントローラを提供するステップであって、それにより前記エネルギー管理コントローラが前記接続された複数の顧客回路の前記力率の実時間制御を前記需給計器の後段で許容し、
前記エネルギー管理コントローラが、前記中間回路に対する前記グリッド・パーティシパントの所望の結果のために、前記グリッド・パーティシパントがグリッド・パーティシパント規則を前記エネルギー管理コントローラにダウンロードすることができるよう、前記グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に接続され、
前記エネルギー管理コントローラが、前記接続された複数の顧客回路の力率および電力消費の測定値を前記共通接続部で実時間で獲得し、
前記エネルギー管理コントローラの各々が、前記グリッド・パーティシパントが前記接続された複数の顧客回路の力率および電力消費の前記測定値をアップロードすることができるよう、アップロード可能に前記グリッド・パーティシパントに接続される
ステップと、
前記接続された複数の前記顧客回路に対する力率の重みつき平均化測定値を提供するために、力率の前記測定値を電力消費によって重み付けし、次に平均化するステップと、
前記接続された複数の前記顧客回路に対する力率の前記重みつき平均化測定値を前記エネルギー管理コントローラにダウンロードするステップと、
を含み、
前記グリッド・パーティシパント規則は、前記顧客回路における力率の重みつき平均の所望の範囲を記憶し、前記顧客回路における力率の重みつき平均が所望の範囲外になったときに、前記顧客回路内のエネルギー管理コントローラに対し、前記被制御有効および無効負荷部分を自律的に接続し、および開放し、および変化させる要求をするものであって、それにより、前記顧客回路における力率の重みつき平均を前記グリッド・パーティシパント規則が記憶する前記顧客回路における力率の重みつき平均の所望の範囲に合致させるものであり、
力率の前記重みつき平均化測定値が、前記グリッド・パーティシパント規則が記憶する前記顧客回路における力率の重みつき平均の所望の範囲外になると、顧客回路内の前記エネルギー管理コントローラが、その顧客回路の前記力率を前記需給計器の後段で実時間で調整するために、それに実時間で応答して、前記被制御有効および無効負荷部分を自律的に接続し、および開放し、および変化させ、前記顧客回路における力率の重みつき平均化測定値が前記グリッド・パーティシパント規則が記憶する前記顧客回路における力率の重みつき平均の所望の範囲に合致するべく寄与する方法。
【請求項２】
前記無効負荷部分の一部が容量性負荷を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記容量性負荷が電池充電デバイスを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記無効負荷部分の一部が誘導性負荷を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記接続された複数の顧客回路が、その中間回路上で電力の大半を消費する前記顧客回路の一部である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
共通接続部で接続された操作可能に接続された顧客回路を有する中間回路に提供されるグリッド・パーティシパントの有効電力および無効電力を管理するための方法であって、
前記接続された複数の顧客回路の電力特性を実時間で測定するために、測定デバイスを接続された複数の前記顧客回路に前記共通接続部で接続するステップと、
前記接続された複数の顧客回路に対する前記電力特性の平均化された測定値を提供するために、前記測定デバイスからの前記測定値を平均化するステップと、
前記平均化された測定値を前記グリッド・パーティシパントに報告するステップと、
前記中間回路に接続された有効負荷および無効負荷部分を自律的に実時間で起動し、および非活性化し、および変化させることにより、前記平均化された測定値に従って前記グリッド・パーティシパントの必要な有効電力出力および無効電力出力を調整するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
前記調整するステップが、前記顧客回路の前記共通接続部の後段に存在する有効負荷および無効負荷を自律的に実時間で起動し、および非活性化し、および変化させることによって実施される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電力特性が、力率、電圧および周波数からなるグループから選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記接続するステップが、エネルギー管理コントローラおよびスマートメータからなるグループから選択される測定デバイスを使用して実施される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記平均化するステップが、個々の顧客回路の電力消費によって重みつき平均するステップである、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記接続された複数の顧客回路が、その中間回路上で電力の大半を消費する前記顧客回路の一部である、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記顧客回路が、顧客需給計器の後段に可変有効および無効負荷を有し、前記測定デバイスが、被制御有効および無効負荷部分を自律的に実時間で接続し、または開放し、または変化させることにより、前記顧客回路の前記被制御有効および無効負荷部分を実時間で自律的に制御可能に切り換え、または変化させるエネルギー管理コントローラであり、それにより前記コントローラが、前記接続された複数の顧客回路の前記電力特性の実時間制御を前記需給計器の後段で許容し、
前記コントローラが、前記中間回路に対する前記グリッド・パーティシパントの所望の結果のために、前記グリッド・パーティシパントがグリッド・パーティシパント規則を前記コントローラにダウンロードすることができるよう、前記グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に接続され、
前記調整するステップが、
前記接続された複数の前記顧客回路に対する前記電力特性の前記平均化された測定値を前記コントローラにダウンロードする
ことによって実施され、
前記電力特性の前記平均化された測定値が所望の範囲外になると、それに実時間で応答して、顧客の顧客回路内の前記コントローラが、その顧客回路の前記電力特性を前記需給計器の後段で実時間で調整するために、前記被制御有効および無効負荷部分を自律的に接続し、および開放し、および変化させ、それにより前記グリッド・パーティシパント規則が要求している場合、前記平均化された測定値に基づいて前記グリッド・パーティシパント規則に合致するべく寄与する、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年７月１０日に出願した米国非仮特許出願第１４／７９６９８７号、および２０１５年７月１０日に出願したＰＣＴ国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０４００５８号の一部継続出願であり、また、それらの優先権を主張したもので、これらの出願は、いずれも、２０１４年９月８日に出願した米国仮特許出願第６２／０４７５９０号、および２０１５年３月９日に出願した米国仮特許出願第６２／１３０５８９号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に、電気ユーティリティグリッド（ユーティリティグリッドまたはグリッド）に結合された間欠発電システム（好ましくは、太陽、風、波、等々を始めとする再生可能エネルギー源を電気エネルギーに変換する発電システム）からのグリッド結合間欠電力（電力の予測不可能な変動量）の管理に関する。より詳細には、本発明は、需給計器の後段の顧客の間欠発電システムおよび負荷（任意選択の蓄積装置を含む）を、顧客によってオプトインされる特定の規則に従って、顧客回路レベルにおいて自律的に実時間適応化するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
顧客に電力を供給する手段は、多年にわたり著しく変化してきた。初期のグリッドシステムは、電池がライトに電力を供給する単純なフラッシュライトとほとんど同様、局所発電機を使用して小規模ネットワークに単一の電圧（電気の圧力）の直流（電流は電気の流れである）を供給していた。しかしながら、直流を使用して長距離にわたって電力を送電することは、交流（電力源に向かって、また、電力源から離れる方向に、前後に交互に流れる電流）を使用するよりも大きい損失を招く。また、電力をより低い電圧およびより大きい電流で長距離にわたって送電することは、より高い電圧をより小さい電流で使用するよりも大きい損失を招く。高電圧における交流および電気の長距離送電の採用は、変圧器技術の進歩（変圧器は電圧を変化させることができる）と相俟って、電圧柔軟性およびスケールの経済性を開放して発電所の発展を可能にし、また、顧客からより離れたところへ移動させた。最近では、新しい革新的なグリッド・パーティシパント（grid participants）が劇的に増加している（直接または間接的にエネルギーを生成し、エネルギーを蓄積し、エネルギーを分配し、エネルギーを管理し、エネルギーを集合し、エネルギーに関する情報を収集および提供し、ならびに／または、顧客の需給計器の前段で１つもしくは複数の任意の他のエネルギー関連機能を実施する公共、私用および他の実体）。グリッド・パーティシパントには、それらに限定されないが、従来の電気ユーティリティ、エネルギー生成者、エネルギー分配者、エネルギー集合者およびエネルギー管理会社を含む。
【０００４】
さらに、間欠発電システム（それは、太陽、風、波、等々を始めとする再生可能エネルギー源を電気エネルギーに変換することが好ましい）は、オイルおよび他の従来のエネルギー源の価格の高騰に伴って普及し始めている。間欠発電システムは汎用的であり、また、住宅地所、商用地所または産業地所を含む公共地所または専用地所で使用され得る。しかしながら間欠発電システムは、通常、直流を提供し（したがって交流システムに接続するためにはインバータを使用しなければならない）、また、雲の流れ、風速および風向の突然の変化、ならびに波高および波スパンの変化などの環境条件の予測不可能な急激な変動のため、予測不可能な急激な発電変動の原因になり得る（大波およびなぎ）。グリッドの重要な領域にわたって全体的に類似し、かつ、予測可能である、無作為に分散される電気負荷とは異なり、間欠発電システム（光起電力（ＰＶ）エネルギーシステム、風力エネルギーシステムおよび他の再生可能エネルギーシステムなど）は、とりわけ、接続された間欠発電システムでグリッドが飽和状態に近い領域では、グリッドの局所セグメントに、広範囲に及ぶ瞬時に変化する不安定性をもたらす。いくつかのユーティリティは、現在、電力が既に飽和している既存の接続済み間欠発電システムのレベルが高いグリッド部分への間欠発電システムの追加接続を制限し、さらには禁止している。
【０００５】
当然、顧客は、グリッドに接続されない間欠発電システムを、これらの独立型システムから生成されるすべての間欠電力を蓄積し、かつ、放電するエネルギー蓄積デバイス（電池）と共に使用することによって完全な「オフグリッド」へ進行することができるが、これらの独立型システムには蓄積容量が大きい電池が必要であり、それがこれらの独立型システムを極めて高価にしている。間欠電力に関連する不安定性の問題に対する１つの解決法は、一日のうちの特定の時間の間、グリッドに結合された間欠発電システムからの間欠電力を拒絶し、その代わりにそれをエネルギー蓄積デバイスに送るか、または一日のうちの特定の時間の間、間欠発電システムを操業短縮することであった。
【０００６】
さらに別の解決法は、負荷制限（負荷を少なくする）、負荷追加（負荷を増やす）、エネルギー蓄積およびエネルギー伝達を必要に応じて実施し、それにより間欠発電システムからグリッドへ伝達されるエネルギーの量を管理するために、需給計器の後段で顧客回路に接続されたエネルギー管理コントローラを介してユーティリティに集中制御を与えることであった。しかしながらグリッドの局所セグメント上の予測不可能な、瞬時に変化する間欠電力出力、集中ユーティリティ制御に対する顧客の抵抗、コントローラとユーティリティの間の距離を隔てた通信の遅延、および他の理由のため、この解決法は、商用的に実行可能な解決法ではない。
【０００７】
力率修正は、ユーティリティ（および他のグリッド・パーティシパント）に対する別の問題である。背景として、交流電力源および負荷からなる単純な交流（ＡＣ）回路の場合、電流および電圧の両方が正弦波であり、すなわち電気の流れ（電流）および電気の圧力（電圧）が電力源に向かって、また、電力源から離れる方向に、それぞれほぼ単純な「正弦」波で前後に交番する。負荷が、白熱電球またはオーブンにおける負荷などの純粋に抵抗性である場合、電圧および電流は同相を維持し、サイクルにおけるどの瞬間においても、電圧と電流の積（電力に等しい）は正（または電流が方向を変えるサイクル毎ではゼロ）であり、有効電力（すなわち実電力）のみが伝達される（または電流が方向を変えるサイクル毎では電力は伝達されない）ことを示す。有効電力（すなわちワット単位で測定される実電力）は、回路で実際に使用される、または散逸される正味電力である。
【０００８】
全ＡＣサイクルにおいて、負荷に向かって流れ、次に電力源へ戻る電流の場合、エネルギーの正味伝達は存在せず、また、実電力の散逸も存在しない。しかしながら、無効電力として知られている、電流を前後に流すための電力が依然として要求され、この無効電力は、電圧アンペア無効電力の単位で測定される（実電力と差別するために）。言い換えると、ＡＣ波形の完全なサイクルにわたって、一方向にエネルギーの正味伝達をもたらす電力部分は、有効電力として知られている（実電力と呼ばれることもある）。個々の完全なサイクルにおいて、電力源から送り出され、次に電力源へ戻る電力部分は、無効電力として知られている。無効電力は、ＡＣ電力システムにおける電圧を調整して、有効電力をシステムを介して負荷へ移動させるのに十分な電圧を提供する。無効電力が小さすぎる場合、十分な電圧が負荷に提供されない。無効電力が大きすぎる場合、システムが過負荷になる。過剰無効電力の要求は、エネルギーを浪費し、容量を小さくし、また、電圧を変動させることになる。
【０００９】
誘導性負荷（磁界を生成するためにコイルを通って流れる電流を必要とする、変圧器または電動機などの負荷）は、電流の正弦波を電圧の正弦波の後へ遅らせることになり、また、容量性負荷（デバイスを電気で充電する必要がある負荷）は、電流の正弦波を電圧の正弦波の前に進ませることになる。誘導性負荷、容量性負荷、および電流を電圧より進ませるかまたは遅らせることになる他の負荷は、無効負荷と呼ばれる。電流を電圧より進ませるかまたは遅らせることにより、電流を電圧に対して「位相外れ」にさせることになり、仕事を有効に実施するには電流が誤った時間に到着し（早すぎるか、または遅すぎる）、そのために有効電力を移動させるための無効電力の要求が増加する。
【００１０】
力率は、ＡＣ回路で使用される電力の効率の測度であり、皮相電力（回路に供給される、ボルトアンペア（ＶＡ）の単位で測定される、実電力と無効電力の合計からなる電力）に対する実電力（ワット（Ｗ）単位で測定される）の比である。電圧および電流が同相である場合、回路の力率は１であり、また、電流が電圧より進んでいるか、または遅れており、したがってそれらが位相外れである場合、回路の力率は１未満であり、位相外れは無効負荷を生成する。送電システムにおいては、１または１に近い高い力率は、一般に、送電損失を小さくし、また、電圧調整を改善するため望ましい。
【００１１】
住宅地所、商用地所、産業地所または他の地所における負荷は、典型的には抵抗性負荷（加熱デバイス）および誘導性負荷（電動機および変圧器）の組合せであり、したがって電流は、通常、誘導性負荷のために電圧の後に遅れる。電池などの電力蓄積デバイスの充電および放電は、容量性負荷を生成して、これらの典型的な組合せにおける力率の制御を促進し得る。
【００１２】
力率修正は、符号が反対の無効電力を供給することによって、または容量性負荷（充電式電池システム）を追加することによって、または誘導性負荷を追加することによって回路の力率を１に近づける。
【００１３】
例えば抵抗性負荷および誘導性負荷を有する典型的なＡＣ顧客回路における遅れ電力流を修正するために、進み無効電力を供給して、電流と電圧が同相にされ得る。あるいは電池充電からの容量性負荷を追加して、電流と電圧の同相化が促進され得る。また、誘導性負荷を同じくターンオフして、遅れ電力流が低減され得る。
【００１４】
電流が電圧と同相である場合、送電損失の低減、システム容量の増加および電圧の上昇（不足電圧問題を防止する）が存在する。したがって充電式電池蓄積システムによって無効電力が供給され、また、家庭における負荷をターンオンおよびターンオフすることによって無効電力が調整され得る。
【００１５】
中間回路に対して要求される無効電力（または他の電力特性）を正確に予測するユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）の能力は、電気グリッドにおける大きすぎる無効電力または小さすぎる無効電力の提供が過電圧状態または不足電圧状態をもたらすことになり得、また特定の動作条件の下ではグリッドの完全な崩壊（停電）をもたらすことがあり得るため、極めて重要である。過電圧状態または不足電圧状態は、電圧が公称電圧を１分を超えて１０パーセント（１０％）高くなるか、または低下すると、その状態に達したと見なされる。
【００１６】
しかしながらユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）は、通常、とりわけ顧客の需給計器の後段では、中間回路より低いレベルにおける無効電力を測定することができないため、ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）には、通常、中間回路に接続されている個々の顧客回路に対して要求される無効電力の量が分からない。さらに、中間回路上の１つの顧客に対する無効電力は、同じ中間回路上の他のどの顧客に対する無効電力に対しても、何の関係も有していないことがあり得る。したがってユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）にできることは、中間回路上の顧客に供給する無効電力の全体の量を推測することだけである。
【００１７】
以下の特許および特許出願は、本発明の分野に関連し得る。
参照により本明細書に組み込まれている、Ｇｏｌｄｅｎらに対する米国特許第８８５５８２９号明細書は、電力グリッドにおける電力消費および蓄積を管理するためのシステムおよび方法を開示している。地理的に分散された複数のエネルギー管理コントローラから測値が受け取られる。個々のエネルギー管理コントローラは、蓄積されたエネルギーを有するエネルギー蓄積ユニットを有している。測値は、エネルギー管理コントローラおよびそれらの関連するエネルギー蓄積ユニットのエネルギー生成および蓄積容量を含む。測値は、処理、例えば集合され、かつ、グラフィカル・ユーザ・インタフェース上に表示される。ユニットにそれらの蓄積されたエネルギーをインバータを介して電力グリッドに放電するように指令するコマンドが、エネルギー管理コントローラの第１のサブセットに伝送される。個々のユニットのエネルギー蓄積ユニットにエネルギーを蓄積するためのコマンドが複数のエネルギー管理コントローラの第２のサブセットに伝送される。
【００１８】
参照により本明細書に組み込まれている、Ｍｏｏｎらに対する米国特許第８５５２５９０号明細書は、発電システムから第１の電力を受け取るように構成された第１のインタフェースと、発電システム、電力グリッドおよび蓄積デバイスに結合し、また、発電システムからの第１の電力、電力グリッドからの第２の電力、または蓄積デバイスからの第３の電力のうちの少なくとも１つを受け取り、かつ、第４の電力を電力グリッドまたは負荷のうちの少なくとも１つに供給するように構成された第２のインタフェースと、蓄積デバイスから第３の電力を受け取り、かつ、第５の電力を蓄積のために蓄積デバイスに供給するように構成された第３のインタフェースとを含むエネルギー管理システムを開示している。
【００１９】
参照により本明細書に組み込まれている、Ｃｏｏｐｅｒに対する米国特許出願公開第２０１３／１６２２１５号明細書は、ユーザ設備における電気の消費および配電を管理する方法を開示しており、ユーザ設備は電気供給グリッドに接続され、また、ユーザ設備は、オンサイト発電機に接続されたグリッドを備えており、方法は、局所的に測定された波形状態を得るために、ユーザ設備に隣接する電気供給グリッドの一部の波形状態を測定するステップと、オンサイト発電機からの電力読値を測定するステップと、局所的に測定された波形状態および電力読値をユーザ設備内のコントローラに通信するステップと、局所的に測定された波形状態に少なくとも基づいて、電気供給グリッドに電気が過剰供給されているか、または過少供給されているかどうかを決定するステップと、電気供給グリッドに電気が過剰供給されているか、もしくは過少供給されているかどうか、および／またはオンサイト発電機に接続されたグリッドからの電力読値に基づいて、ユーザ設備内の電気の流れを修正するステップとを含む。
【００２０】
参照により本明細書に組み込まれている、Ｆｏｒｂｅｓ，  Ｊｒ．に対する米国特許第８５５８９９１号明細書は、電力グリッドならびに能動グリッド要素のネットワーク登録および管理のためのシステム、方法および装置実施形態を開示している。グリッド要素は、ＩＰに基づく通信ネットワークルータと協力して、またはＩＰに基づく通信ネットワークルータの外部のいずれかにおける、好ましくは、グリッド要素とコーディネータの間のネットワークに基づく通信を介した、システムへの個々のグリッド要素の初期登録に引き続いて、能動グリッド要素に変換される。多数の能動グリッド要素は、供給または容量としての供給容量、供給および／または負荷削減のためにグリッド内で機能する。また、好ましいことには、メッセージ発信は、グリッド要素との通信、エネルギー管理システム（ＥＭＳ）との通信、ならびにユーティリティ、市場関係者および／またはグリッドオペレータとの通信のためのＩＰメッセージ発信を使用して、コーディネータによってネットワークを介して管理される。
【００２１】
参照により本明細書に組み込まれている、Ｊｏｓｅｐｈ  Ｗ．  Ｆｏｒｂｅｓ，  Ｊｒ．に対する米国特許出願公開第２０１４／０１８９６９号明細書は、電気ユーティリティおよび／または他の市場関係者によって、電力グリッドを介して、供給としての供給および／または負荷削減のための多数のグリッド要素およびデバイスに供給される電力を管理するためのシステムおよび方法を開示しており、グリッド要素およびデバイスの各々は、そのエネルギー消費および／または消費低減および／または供給と結合した電源値（ＰＳＶ：Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｖａｌｕｅ）を有しており、メッセージ発信は、グリッド要素およびデバイスとの通信、エネルギー管理システム（ＥＭＳ）との通信、ならびにユーティリティ、市場関係者および／またはグリッドオペレータとの通信のためのＩＰメッセージ発信を使用して、コーディネータによってネットワークを介して管理される。
【００２２】
参照により本明細書に組み込まれている、Ｓｔｅｖｅｎらに対する米国特許第８４５７８０２号明細書は、４つのタイプのエネルギー資産、すなわち生成資産、蓄積資産、使用資産および制御可能負荷資産を管理する顧客の補助を開示している。本発明の実施形態は、顧客の設備の通常営業（「ＢＡＵ」：ｂｕｓｉｎｅｓｓ  ａｓ  ｕｓｕａｌ）に基づくエネルギー資産のシミュレーションに基づく予測モデルを使用して、電気の顧客ベースライン（「ＣＢＬ」：ｃｕｓｔｏｍｅｒ  ｂａｓｅｌｉｎｅ）使用を初めて開発し、かつ、予測する。顧客には、アルゴリズムに基づいてスケジュールを操作するためのオプションが提供され、それにより顧客は、その生成資産、その蓄積資産およびその負荷制御資産に波及する経済効果を最大化することができる。本発明の実施形態によれば、グリッドは、価格に応答して負荷を制御するために顧客が取った行動を検証することができる。本発明のこの実施形態は、価格に応答してなされる使用の低減が全くない場合に顧客が消費したであろうエネルギーの量を計算する。詳細には、実施形態は、顧客の通常の条件に基づいて、すべての顧客の電気消費デバイスの使用をモデル化する。期待される消費のこのモデルは、次に、顧客によって取られた実際の行動、および結果として得られた消費レベルと比較され、それにより顧客が消費を低減したこと、また、消費されなかったエネルギーに対する支払いの権利が与えられたことが検証され得る。
【００２３】
参照により本明細書に組み込まれている、Ｋａｐｌａｎらに対する米国特許出願公開第２０１１／０９３１２７号明細書は、配電グリッド内の電気資産を、それには限定されないが、電気資産と対話ソフトウェア資産との間の情報の流れを管理し、それにより少なくとも電気資産の性能を管理するための既存のユーティリティグリッド管理システムを含む他の情報処理システムと接続するための分散エネルギー資源マネージャを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は、顧客の回路上の顧客の需給計器の後段のエネルギー管理コントローラ（コントローラ）を、顧客の充電器／インバータ（それらは顧客の発電システムおよび任意選択の蓄積デバイスに直接または間接的に接続される）、およびその顧客の可変負荷の被制御負荷部分に接続し、それにより生成された電力を実時間で自律的に蓄積装置またはその顧客の被制御負荷に導き、または蓄積された電力を蓄積装置から実時間で自律的に放電させ、あるいはその顧客の被制御負荷の部分を実時間で自律的に制限し、延いてはその顧客の回路に対するグリッド・パーティシパントの、または顧客の所望の結果に合致させる（その顧客の可変負荷に電力を供給した後）ことにより、発電顧客がその間欠発電システム（好ましくは光起電力（ＰＶ）エネルギーシステム、風力エネルギーシステムおよび他の再生可能エネルギーシステム）、負荷ならびに任意選択のエネルギー蓄積装置を、顧客回路レベルにおいて自律的に実時間適応化することができる方法およびデバイスに関する。コントローラは、グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に直接または間接的に接続されることが好ましい。本発明における充電器／インバータは、蓄積デバイスが存在しない場合、インバータのみであってもよい。
【００２５】
本開示の目的のために、「グリッド・パーティシパント」は、直接または間接的にエネルギーを生成し、エネルギーを蓄積し、エネルギーを分配し、エネルギーを管理し、エネルギーを集合し、エネルギーに関する情報を収集および提供し、ならびに／または１つもしくは複数の任意の他の同様の機能を顧客の需給計器の前段で実施する任意の公共、私用または他の実体であることが好ましく、また、それらに限定されないが、従来の電気ユーティリティ、エネルギー生成者、エネルギー分配者、エネルギー集合者およびエネルギー管理会社を含む。さらに、「ユーティリティグリッド」または「グリッド」は、ユーティリティなどの集中電力源を含んでも含まなくてもよい複数の顧客に電力を提供するための接続のネットワークである。
【００２６】
本発明のエネルギー管理コントローラは、コンピュータ上で実現されるソフトウェアを含む、当業者に知られている任意の方法で実現され得る。また、エネルギー管理コントローラは、それには限定されないが、制御されるデバイスまたは負荷（例えば被制御負荷、臨界負荷、または蓄積デバイスおよび充電器／インバータを含む他の負荷）毎のエネルギー管理コントローラを含むいくつかの異なる方法で同じく構成され、あるいは制御可能スイッチを制御される個々のデバイスまたは負荷（例えば被制御負荷、臨界負荷、または蓄積デバイスおよび充電器／インバータを含む他の負荷）において遠隔で制御する顧客回路のための単一のエネルギー管理コントローラとして構成され得る。
【００２７】
さらに、個々のエネルギー管理コントローラは、好ましいことにはグリッド・パーティシパントから自律的に作用し、また、同じく互いに自律的に作用する。２つのコントローラが間欠発電において同じ条件および／または変動に遭遇することはなく、したがってそれらの顧客回路上の可変負荷の各々は、好ましいことにはその独自の状況に対して、実時間で自律的に反作用し、かつ、適合することができる。
【００２８】
好ましいことには、グリッド・パーティシパントは、その顧客の回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果を達成し、中間回路上のすべての顧客に対するグリッド・パーティシパントの所望の総合結果を達成し、あるいはグリッドに対するグリッド・パーティシパントの所望の総合結果を達成するために、選択されたグリッド・パーティシパント・パラメータ（規則）を定期的に更新し、かつ、コントローラにダウンロードすることができるが、顧客は、グリッド・パーティシパントの所望の結果を達成するために、規則のすべて、または一部にオプトインし、あるいは規則に全くオプトインしないことにより、それらの顧客回路の実時間適応性を可能にする程度を選定する。エネルギー管理コントローラは、任意選択で、顧客によって、またはユーザインタフェース（顧客のエネルギー管理コントローラに接続された）を有する個別の顧客コンピュータによって直接制御することができ、顧客は、ユーザインタフェースを介して、グリッド・パーティシパント規則のすべて、または一部にオプトインすることができ、あるいは全くオプトインしないようにすることができる。さらに、エネルギー管理コントローラは、任意選択で、顧客の間欠発電システムおよび負荷（任意選択のエネルギー蓄積装置を含む）を顧客回路レベルにおいて実時間適応化するのを控え、また、エネルギー・グリッド・パーティシパントによって定義され、かつ、確立される時間に、エネルギー・グリッド・パーティシパントによる集中制御を必要とするグリッド・パーティシパント規則を受け入れ、かつ、それに従って作用することができる。
【００２９】
本開示の目的のために、「中間回路」は、顧客回路とグリッド・パーティシパントの間の任意の回路であってもよく、それらに限定されないが、変圧器、近隣回路、変電所および副送電変電所を含む。さらに、実際には「実時間」は１５秒以内を意味しており、好ましくは「実時間」は１０秒以内を意味しており、また、最適には「実時間」は１秒以内を意味している。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、好ましくは、複数の中間回路を介して顧客に電力を提供するグリッド・パーティシパントに操作可能に接続されたグリッド上の負荷を管理するための第１の方法であり、個々の顧客は、共通接続部で中間回路のうちの１つに接続された需給計器の後段に存在する顧客回路上に可変負荷を有し、好ましくは、被制御負荷顧客にエネルギー管理コントローラ（またはコントローラ）を提供するステップであって、個々の被制御負荷顧客による、被制御負荷部分を顧客回路に実時間で接続し、または顧客回路から実時間で開放することによってその被制御負荷顧客の可変負荷の選択可能な被制御負荷部分の制御可能な実時間切換えを可能にし、それによりコントローラは、その被制御負荷顧客の被制御負荷部分の負荷制限部品の実時間制限、および負荷追加部品の実時間追加を需給計器の後段で許容し、被制御負荷顧客毎のコントローラは、好ましくは、その被制御負荷顧客の中間回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果を達成するためにグリッド・パーティシパントがグリッド・パーティシパント規則をコントローラにダウンロードすることができるよう、グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に接続され、被制御負荷顧客のうちのいくつかは、好ましくは発電顧客であり、個々の発電顧客は、予測不可能に変動する発電電力をその発電顧客の顧客回路に提供する間欠発電システムを有するステップと、好ましくは個々の発電顧客の可変負荷および予測不可能に変動する発電電力の変化を実時間で検出するステップであって、その発電顧客の顧客回路上の発電顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力過剰に実時間で応答して、その発電顧客の顧客回路のためのコントローラは、好ましくは自律的に発電顧客の間欠発電システムを負荷追加部品に接続し、十分な負荷を実時間で追加して需給計器の後段の過剰を吸収し、その発電顧客の顧客回路上の発電顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力不足に実時間で応答して、その発電顧客の顧客回路のためのコントローラは、好ましくは自律的に負荷制限部品を開放して十分な負荷を実時間で制限して、需給計器の後段の不足を低減し、それによりグリッド・パーティシパント規則に従って、計器の後段の負荷追加部品および負荷制限部品を実時間で自律的に接続および開放することが、好ましくはグリッド・パーティシパント規則に従うべく、発電顧客の顧客回路の自律的実時間適応化に寄与するステップとを含む。
【００３１】
被制御負荷顧客毎のコントローラは、好ましくはその被制御負荷顧客のための参照基準と結合される。好ましいことには第１の方法は、グリッド・パーティシパント規則を、好ましくは参照される被制御負荷顧客の被制御負荷を実時間で自律的に管理することができる参照基準によって選択されたコントローラの少なくとも参照されるサブセットにダウンロードするステップをさらに含み、参照される被制御負荷顧客の各々は、好ましくは特定のグリッド・パーティシパント規則にオプトインするかどうかを個別に選定することができ、それによりその特定のグリッド・パーティシパント規則にオプトインすることを決定した、参照される被制御負荷顧客は、その特定のグリッド・パーティシパント規則に対してオプトインした顧客であり、それにより需給計器の後段の負荷制限部品および負荷追加部品の自律的実時間負荷制限および負荷追加は、好ましくはその特定のグリッド・パーティシパント規則に従って、オプトインした顧客の負荷を実時間で制御し、好ましくはその特定のグリッド・パーティシパント規則に実質的に従うべく、参照される被制御負荷顧客のための中間回路の自律的実時間適応化に寄与する。
【００３２】
好ましくは、被制御負荷顧客の被制御負荷部分はエネルギー蓄積装置を含む。
また、本発明は、同じく好ましくは、複数の中間回路を介して顧客に電力を提供するグリッド・パーティシパントに操作可能に接続されたグリッド上の負荷を管理するための第２の方法であり、個々の顧客は、共通接続部で中間回路のうちの１つに接続された需給計器の後段に存在する顧客回路上に可変負荷を有し、エネルギー管理コントローラを被制御負荷顧客の可変負荷の被制御負荷部分に制御可能に接続するステップであって、好ましくは、被制御負荷部分を被制御負荷顧客の顧客回路に自律的に実時間で接続し、または顧客回路から自律的に実時間で開放することによって被制御負荷部分を実時間で制御し、それによりコントローラは、好ましくは需給計器の後段の被制御負荷部分の自律的実時間負荷制限および負荷追加を許容し、コントローラは、好ましくは被制御負荷顧客毎に参照基準と結合され、コントローラは、好ましくはグリッド・パーティシパントがグリッド・パーティシパント規則をコントローラにダウンロードすることができるよう、グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に接続されるステップと、グリッド・パーティシパント規則を、好ましくは参照される被制御負荷顧客の被制御負荷を実時間で自律的に管理することができる参照基準によって選択されたコントローラの少なくとも参照されるサブセットにダウンロードするステップであって、参照される被制御負荷顧客の各々は、好ましくは特定のグリッド・パーティシパント規則にオプトインするかどうかを個別に選定することができ、それによりその特定のグリッド・パーティシパント規則にオプトインすることを決定した、参照される被制御負荷顧客は、好ましくはその特定のグリッド・パーティシパント規則に対してオプトインした顧客であり、それにより需給計器の後段の被制御負荷部分の負荷制限部品の自律的実時間制限および負荷追加部品の自律的実時間追加は、それによりその特定のグリッド・パーティシパント規則に従って、オプトインした顧客の負荷を実時間で制御し、好ましくはその特定のグリッド・パーティシパント規則に実質的に従うべく、参照される被制御負荷顧客のための中間回路の自律的実時間適応化に寄与するステップとを含む。
【００３３】
第２の方法は、さらに、好ましくは、被制御負荷顧客のうちのいくつかが発電顧客であり、個々の発電顧客は、予測不可能に変動する発電電力をその顧客の顧客回路に提供する間欠発電システムを有するような方法であり、好ましくは個々の発電顧客の可変負荷および予測不可能に変動する発電電力の変化を実時間で検出するステップであって、その発電顧客の顧客回路上の発電顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力過剰に実時間で応答して、その発電顧客の顧客回路のためのコントローラは、好ましくは自律的に負荷追加部品を接続し、好ましくは十分な負荷を実時間で追加して、好ましくは需給計器の後段の過剰を吸収し、その発電顧客の顧客回路上の発電顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力不足に実時間で応答して、その発電顧客の顧客回路のためのコントローラは、好ましくは自律的に負荷制限部品を開放して好ましくは十分な負荷を実時間で制限して、好ましくは需給計器の後段の不足を低減し、それにより特定のグリッド・パーティシパント規則に従って、計器の後段の負荷追加部品および負荷制限部品を実時間で自律的に接続および開放することが、好ましくはその特定のグリッド・パーティシパント規則に従うべく、発電顧客の顧客回路の自律的実時間適応化に好ましく寄与し、また、好ましくはその特定のグリッド・パーティシパント規則に従うべく、参照される被制御負荷顧客の中間回路の自律的実時間適応化に好ましく寄与するステップをさらに含む。
【００３４】
また、本発明は、同じく好ましくは、複数の中間回路を介して顧客に電力を提供するグリッド・パーティシパントに操作可能に接続されたグリッドを備える自律的実時間適応グリッドであり、個々の顧客は、顧客回路に接続された可変負荷を有し、個々の顧客回路は、共通接続部で中間回路のうちの１つに接続される需給計器の後段に存在し、顧客のうちのいくつかは発電および蓄積顧客であり、その顧客の各々は、グリッドからの電力または発電システムからの発電電力を使用して（任意選択で）蓄積デバイスを充電し、または蓄積された電力を蓄積デバイスから放電させる充電器／インバータによって蓄積デバイスにリンクされた発電システムを有し、改善は、エネルギー管理コントローラであって、好ましくは被制御負荷部分を被制御負荷顧客の顧客回路に自律的に接続し、または被制御負荷顧客の顧客回路から自律的に開放することによって、好ましくは被制御負荷部分を実時間で制御し、それにより好ましくは被制御負荷部分の自律的実時間負荷追加および負荷制限をコントローラに許容するため、および好ましくは被制御負荷部分の接続および開放による可変負荷の変化を自律的に実時間で検出するために、好ましくは被制御負荷顧客の可変負荷の被制御負荷部分に接続されたエネルギー管理コントローラと、発電および蓄積顧客の被制御充電器／インバータに接続されたエネルギー管理コントローラであって、好ましくは充電器／インバータを自律的に実時間で制御して、好ましくは蓄積デバイスを充電するように発電電力を自律的に導くため、または好ましくは発電された電力または蓄積された電力を顧客回路に自律的に導いて、好ましくは電力を被制御発電および蓄積顧客の可変負荷に提供するため、また、好ましくはその顧客の発電システムの予測不可能に変動する発電電力を実時間で検出するためのエネルギー管理コントローラとを備え、個々のコントローラは、好ましくは個々の被制御負荷顧客の対応する中間回路、および個々の発電および蓄積顧客の対応する中間回路と結合され、また、被制御負荷顧客毎の参照基準および発電および蓄積顧客毎の参照基準と結合され、コントローラは、好ましくは中間回路によって、また、参照基準によって集合され、かつ、サブセットに分離されることが可能であり、個々のコントローラは、好ましくはグリッド・パーティシパントが好ましくは複数の選択されたグリッド・パーティシパント規則をコントローラの複数の選択されたサブセットにダウンロードすることができるよう、ダウンロード可能にグリッド・パーティシパントに接続され、それにより被制御負荷グリッド・パーティシパント規則をコントローラの被制御負荷サブセットにダウンロードすることにより、コントローラの被制御負荷サブセットは、好ましくは被制御負荷部分を自律的に実時間で管理して、好ましくは被制御負荷グリッド・パーティシパント規則に従って負荷追加および負荷制限を実時間で許容し、また、それにより好ましくは発電および蓄積グリッド・パーティシパント規則をコントローラの発電および蓄積サブセットにダウンロードすることにより、コントローラの発電および蓄積サブセットは、好ましくは被制御発電システムおよび被制御蓄積デバイスを自律的に実時間で管理して、好ましくはコントローラの発電および蓄積サブセットの顧客回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果と一致する電力を共通接続部でグリッドに提供する。
【００３５】
好ましくは発電および蓄積顧客は、必ずしもその必要はないが、被制御負荷顧客のサブセットである。
上で説明した本発明においては、参照基準は、好ましくは、参照される被制御負荷顧客または発電および蓄積顧客が接続される中間回路、参照される被制御負荷顧客または発電および蓄積顧客が配置される領域、参照される被制御負荷顧客または発電および蓄積顧客の間欠発電システムのタイプ、参照される発電および蓄積顧客の間欠発電システムが面する方向、参照される発電および蓄積顧客の間欠発電システムの周囲の地形の地理上の特性、参照される発電および蓄積顧客の間欠発電システムの容量、被制御負荷顧客または発電および蓄積顧客の電力使用のタイプ、参照される被制御負荷顧客がエネルギー蓄積装置を有しているかどうか、ならびに、被制御負荷顧客の被制御負荷のサブセットまたは発電および蓄積顧客の間欠発電システムに、グリッドに接続された他の被制御負荷または間欠発電システムとは別様に挙動させ得る他の基準からなるグループから選択される。
【００３６】
また、本発明は、同じく好ましくは、複数の中間回路を介して顧客に電力を提供するグリッド・パーティシパントに操作可能に接続されたグリッドの不安定性を低減するための第３の方法であり、個々の顧客は、好ましくは、共通接続部で中間回路のうちの１つに接続された需給計器の後段に存在する顧客回路上に可変負荷を有し、顧客のうちのいくつかは、好ましくは発電および蓄積顧客であり、その顧客の各々は、予測不可能に変動する発電電力を、好ましくは、発電システム（または任意選択でグリッド）からの発電電力を使用して蓄積デバイスを充電し、または蓄積された電力を蓄積デバイスから顧客回路（または任意選択でグリッド）に放電させる充電器／インバータによって蓄積デバイスにリンクされた顧客回路に提供する間欠発電システムを有し、エネルギー管理コントローラを需給計器の後段に制御可能に接続するステップであって、特定の被制御負荷顧客の可変負荷の被制御負荷部分を実時間で制御し、かつ、被制御負荷顧客の可変負荷の変化を実時間で検出するため、および好ましくは被制御発電および蓄積顧客の充電器／インバータを実時間で制御し、かつ、好ましくは発電および蓄積顧客の発電システムの予測不可能に変動する発電電力を実時間で検出するためのステップを含み、コントローラは、グリッド・パーティシパントが、そのコントローラの顧客回路に対する所望の結果を達成するために、好ましくは選択されたグリッド・パーティシパント規則を定期的にダウンロードすることができるよう、好ましくはダウンロード可能にグリッド・パーティシパントに接続され、顧客回路上の顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力過剰に実時間で応答して、その顧客回路のためのコントローラは、好ましくは自律的にその顧客回路のための充電器／インバータを実時間で導いて、好ましくは十分な発電電力を被制御負荷部分の負荷追加部品に送り、または好ましくは蓄積デバイスを充電してこのような過剰を吸収し、顧客回路上の顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力不足に実時間で応答して、その顧客回路のためのコントローラは、被制御負荷部分の負荷制限部品を好ましくは自律的に開放し、または好ましくは蓄積された電力を蓄積デバイスから放電させて、好ましくは不足に合致するべく電力を利用し、それによりコントローラは、被制御負荷部分および充電器／インバータを好ましくは自律的に実時間で管理して、好ましくは電力変動（過剰および不足）を滑らかにし、また、好ましくは、その顧客回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果と好ましくは一致する電力を共通接続部でグリッドに提供する。
【００３７】
上で説明した本発明における被制御負荷部分は、好ましくは給湯装置、空気調和装置、暖房具、水泳プール加熱器および水泳プールポンプからなるグループから選択されるデバイスを備え、また、エネルギー蓄積デバイスおよび充電器／インバータを含むことも可能である。
【００３８】
好ましくはエネルギー蓄積デバイス（蓄積デバイス）を含む本発明（上で説明した）の場合、発電システム、充電器／インバータおよび蓄積デバイスは好ましくはその発電および蓄積顧客の可変負荷の少なくともマイクログリッド部分に電力を供給するために、好ましくはマイクログリッド接続回路に接続されることが可能であり、マイクログリッド接続回路は、好ましくは顧客回路に接続され、マイクログリッド接続回路は、好ましくは隔離スイッチ（充電器／インバータ内に配置されることが可能であり、また、任意選択で自動的に作用する）によって顧客回路に接続され、また、被制御負荷は、顧客回路にのみ接続され、マイクログリッド接続回路には接続されないことが好ましく、それにより隔離スイッチの開路は、好ましくはマイクログリッド接続回路をグリッドおよび被制御負荷から隔離し、エネルギー管理コントローラは、好ましくはグリッドからの電力を監視し、また、好ましくは中間回路がオフラインになると隔離スイッチを開路し、それにより中間回路がオフラインになると、マイクログリッド接続回路上の臨界負荷は、好ましくは、蓄積デバイスから放電された蓄積電力を充電器／インバータを介して受け取ることができる。当然、臨界負荷は、中間回路がオフラインになると、発電システムからの電力を受け取ることも可能である（蓄積デバイスからの電力と共に）。
【００３９】
上で説明した臨界負荷は、好ましくは冷蔵庫、冷凍機、医療機器、照明および充電器（例えば移動デバイスのための充電器）からなるグループから選択されるデバイスを備える。
【００４０】
また、本発明は、同じく好ましくは、共通接続部でグリッドの中間回路に接続される需給計器の後段に可変負荷を有するグリッド・パーティシパントでもある顧客のための顧客回路であり、間欠発電システムと、蓄積デバイスと、発電システムを蓄積デバイスにリンクする、好ましくは発電システムからの発電電力を使用して蓄積デバイスを充電し、または好ましくは蓄積された電力を蓄積デバイスから放電させる充電器／インバータと、エネルギー管理コントローラであって、好ましくは（１）好ましくは被制御負荷部分を顧客回路に自律的に接続し、または顧客回路から自律的に開放することによって、好ましくは被制御負荷部分を自律的に実時間で制御し、それにより好ましくは被制御負荷部分の負荷追加部品の実時間追加、および負荷制限部品の実時間制限をコントローラに許容するため、および好ましくは被制御負荷部分の接続および開放による可変負荷の変化を実時間で検出するために可変負荷の被制御負荷部分、（２）好ましくは充電器／インバータを実時間で制御して、好ましくは発電電力を導いて蓄積デバイスを自律的に充電し、または好ましくは発電された電力または蓄積された電力を顧客回路に自律的に導いて、好ましくは可変負荷に電力を提供し、また、好ましくはその顧客の発電システムの予測不可能に変動する発電電力を実時間で検出するために充電器／インバータに接続されたエネルギー管理コントローラとを備え、コントローラは、グリッド・パーティシパントが、顧客回路に対する所望の結果を達成するために、好ましくは選択されたグリッド・パーティシパント規則をダウンロードすることができるよう、好ましくはダウンロード可能にグリッド・パーティシパントに接続され、共通接続部における顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力過剰に実時間で応答して、コントローラは、好ましくは自律的に充電器／インバータを実時間で導いて、十分な電力を負荷追加部品に送り、または好ましくは蓄積デバイスを自律的に充電してこのような過剰を吸収し、共通接続部における顧客の可変負荷および所望の結果に合致するために、検出された電力不足に実時間で応答して、コントローラは、被制御負荷部分の負荷制限部品を好ましくは自律的に開放し、または好ましくは蓄積された電力を蓄積デバイスから自律的に放電させて、好ましくは不足に合致するべく電力を利用し、それによりコントローラは、被制御負荷部分および充電器／インバータを自律的に実時間で管理して、電力変動（過剰および不足）を滑らかにし、また、好ましくは、顧客回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果と好ましくは一致する電力を共通接続部でグリッドに提供する。
【００４１】
ユーティリティグリッドに接続された（直接または間接的に）既存の間欠発電システムおよび将来の間欠発電システムに（好ましくは自律的）実時間適応コントローラを組み込むことにより、間欠電力に関連する不安定性が緩和され、したがってさもなければ許容されない追加間欠発電システムをグリッドに接続することができる。
【００４２】
さらに、顧客回路レベルにおける本発明の実時間適応性に必要な蓄積デバイスの蓄積容量は、独立型システムの蓄積容量の少なくとも半分（５０％）であり、したがって顧客に対するこれらのシステムの総コストが著しく低減されると思われる。
【００４３】
本発明は、さらに、グリッド・パーティシパントに操作可能に接続されたグリッド上で、中間回路（操作可能に接続された、可変有効負荷および無効負荷を有する顧客回路を顧客需給計器の後段に有し、顧客回路は、共通接続部で中間回路に接続される）の力率を管理するための方法を含み、方法は、被制御有効および無効負荷部分を自律的に実時間で接続し、または開放し、または変化させることにより、顧客回路の被制御有効および無効負荷部分を実時間で自律的に制御可能に切り換え、または変化させるために、接続された複数の顧客回路にエネルギー管理コントローラを提供するステップを含む。この方式によれば、コントローラは、接続された複数の顧客回路の力率の実時間制御を需給計器の後段で許容する。コントローラは、中間回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果のために、グリッド・パーティシパントがグリッド・パーティシパント規則をコントローラにダウンロードすることができるよう、グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に接続される。コントローラは、接続された複数の顧客回路の力率および電力消費の測値を共通接続部で実時間で獲得する。コントローラの各々は、グリッド・パーティシパントが接続された複数の顧客回路の力率および電力消費の測値をアップロードすることができるよう、アップロード可能にグリッド・パーティシパントに接続される。電力消費によって力率の測値を重み付けし、次に平均化することにより、接続された複数の顧客の顧客回路に対する力率の重みつき平均化測値が提供される。接続された複数の前記顧客に対する力率の重みつき平均化測値がコントローラにダウンロードされる。したがって力率の重みつき平均化測値が所望の範囲外になると、それに実時間で応答して、顧客の顧客回路内のコントローラは、その顧客回路の力率を需給計器の後段で実時間で調整するために、被制御有効および無効負荷部分を自律的に接続し、および開放し、および変化させ、それによりグリッド・パーティシパント規則が要求している場合、重みつき平均化測値に基づいてグリッド・パーティシパント規則に合致するべく寄与する。
【００４４】
無効負荷の一部は容量性負荷を備えることが好ましい。
これらの容量性負荷は、電池充電デバイスを備えることが同じく好ましい。
接続された複数の顧客回路は、前記顧客回路の大半であることが好ましい。
【００４５】
接続された複数の顧客回路は、その中間回路上で電力の大半を消費する顧客回路の一部であることが同じく好ましい。
本発明は、同じく、中間回路（個々の顧客の顧客回路が共通接続部で操作可能に接続される）に提供されるグリッド・パーティシパントの有効電力および無効電力を管理するための方法であり、接続された複数の顧客回路の電力特性を実時間で測定するために、測定デバイスを接続された複数の顧客回路に共通接続部で接続するステップと、接続された複数の顧客回路に対する電力特性の平均化された測値を提供するために、測定デバイスからの測値を平均化するステップと、平均化された測値をグリッド・パーティシパントに報告するステップと、中間回路に接続された有効負荷および無効負荷を自律的に実時間で起動し、および非活性化し、および変化させることにより、平均化された測値に従ってグリッド・パーティシパントの必要な有効電力出力および無効電力出力を調整するステップとを含む。
【００４６】
調整するステップは、前記顧客回路の共通接続部の後段に存在する有効負荷および無効負荷を自律的に実時間で起動し、および非活性化し、および変化させることによって実施されることが好ましい。
【００４７】
電力特性は、力率、電圧および周波数からなるグループから選択されることが好ましい。
接続するステップは、エネルギー管理コントローラおよびスマートメータからなるグループから選択される測定デバイスを使用して実施されることが好ましい。
【００４８】
また、平均化するステップは、個々の顧客回路の電力消費によって重みつき平均するステップであることが同じく好ましい。
接続された複数の顧客回路は、顧客回路の大半であることが好ましい。
【００４９】
接続された複数の顧客回路は、その中間回路上で電力の大半を消費する前記顧客回路の一部であることが好ましい。
顧客回路は、顧客需給計器の後段に可変有効および無効負荷を有することが好ましく、また、測定デバイスは、被制御有効および無効負荷部分を自律的に実時間で接続し、または開放し、または変化させることにより、顧客回路の被制御有効および無効負荷部分を実時間で自律的に制御可能に切り換え、または変化させるエネルギー管理コントローラであることが好ましい。この方式によれば、コントローラは、接続された複数の顧客回路の電力特性の実時間制御を需給計器の後段で許容する。コントローラは、中間回路に対するグリッド・パーティシパントの所望の結果のために、グリッド・パーティシパントがグリッド・パーティシパント規則をコントローラにダウンロードすることができるよう、グリッド・パーティシパントにダウンロード可能に接続される。調整するステップは、次に、接続された複数の顧客に対する電力特性の平均化された測値をコントローラにダウンロードすることによって実施される。したがって電力特性の平均化された測値が所望の範囲外になると、それに実時間で応答して、顧客の顧客回路内のコントローラは、その顧客回路の電力特性を需給計器の後段で実時間で調整するために、被制御有効および無効負荷部分を自律的に接続し、および開放し、および変化させ、それによりグリッド・パーティシパント規則が要求している場合、平均化された測値に基づいてグリッド・パーティシパント規則に合致するべく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】エネルギー消費デバイス（被制御負荷）、予測不可能に変動する電力（間欠電力）を生成するための間欠発電システム７、および電力を蓄積または伝達するための蓄積デバイス（電池システム）１６を備えた、家庭エネルギー監視、負荷制限および負荷追加を可能にする、本発明の現時点における第１の好ましい実施形態を示す図である。マイクログリッド回路８は、ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）に接続された中間回路がオフラインになると（すなわちグリッドがダウンすると）、マイクログリッドとして機能するために顧客回路１７から開放され得る。
【図２】間欠発電システム７が配電ボックス２２でマイクログリッド回路８に接続されるとマイクログリッド回路が生成される点を除き、第１の実施形態と同様である、本発明の現時点における第２の好ましい実施形態を示す図である。さもなければ間欠発電システム７は、顧客回路１７に正規に接続される。
【図３】ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）１８に接続された中間回路がオフラインになると（すなわちグリッドがダウンすると）、臨界負荷１１（それらに限定されないが、冷蔵庫、冷凍機、医療機器、照明、移動デバイスのための充電器（電話充電器など）および他の臨界負荷を含む）に電力を供給するために、同じくマイクログリッド回路を隔離することができる、本発明の現時点における第３の好ましい実施形態を示す図である。マイクログリッド回路は、被制御負荷１９および臨界負荷１１がマイクログリッド回路８に接続されると生成される。
【図４】被制御負荷１９および電気を生成するための間欠発電システム７を備えた、家庭エネルギー監視、負荷制限および負荷追加を可能にする、本発明の現時点における第４の好ましい実施形態を示す図である。この実施形態は蓄積デバイスを含んでいない。
【図５】被制御負荷１９を備えた、家庭エネルギー監視、負荷制限および負荷追加を可能にする、本発明の現時点における第５の好ましい実施形態を示す図である。この実施形態は、間欠発電システムまたは蓄積デバイス（電池）を有していない顧客に適している。
【図６】家庭エネルギー監視のみを可能にする、本発明の現時点における第６の好ましい実施形態を示す図である。この実施形態は、間欠発電システム、蓄積デバイスまたは被制御負荷を有していない顧客に適している。
【図７】中間回路内の顧客回路の無効電力要求（または他の電力特性要求）に合致するために、中間回路内の複数のエネルギー管理コントローラ（またはスマートメータなどの他の測定デバイス）からの力率（または別の電力特性）の測値の集合化および平均化に基づいて、その電力出力の特性を適合させることができるユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）に関連する本発明の現時点における好ましい実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明を実施するための最良モード
本発明は、好ましくは、間欠発電システム（「顧客」）を有する住宅顧客の家庭または商用顧客あるいは他の顧客の地所の需給計器の後段に設置されたエネルギー管理コントローラ（コントローラ）を含む。コントローラは、好ましくはユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）にダウンロード可能に接続され（直接または間接的に）、また、好ましくはエネルギー生成デバイス、エネルギー消費デバイスおよびエネルギー蓄積デバイス（蓄積デバイス）を実時間で制御し、かつ、これらのデバイスによって生成され、消費され、蓄積され、またはグリッドに伝達される電力を実時間で測定する。また、コントローラは、同じく好ましくは、計器の後段に配置された顧客の回路上の電力を実時間で測定する。
【００５２】
本開示の目的のために、「実時間」という用語は、実際には１５秒以内を意味しており、好ましくは１０秒以内を意味しており、また、最適には１秒以内を意味している。
個々のエネルギー管理コントローラは、好ましくは個々のエネルギー管理コントローラが接続される中間回路（それらに限定されないが、その最も近くの変圧器、近隣回路、中間回路、およびユーティリティグリッドに接続された副送電変電所）と結合され得る独自の識別子を担っている。コントローラは、好ましくは、ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）による、参照基準（顧客回路が接続される中間回路、顧客回路が配置される領域、間欠発電システムの顧客のタイプ、顧客の間欠発電システムが面する方向、顧客の間欠発電システムの周囲の地形の地理上の特性、顧客の間欠発電システムの容量、顧客の電力使用のタイプ、顧客が蓄積デバイスを有しているかどうかなど）に基づくコントローラの結合を可能にするデータタグを使用する。ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）は、好ましくは複数のエネルギー管理コントローラを集合し、または参照基準を使用して無限の所望のサブセットに分離し、また、好ましくは、顧客回路に接続された（顧客回路自体は中間回路に接続される）集合されたコントローラの所望のサブセットにダウンロードすることができる更新可能なユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）を生成し、また、顧客の回路に対するユーティリティの所望の結果（または他のグリッド・パーティシパントの所望の結果）、あるいは中間回路に対する集合された所望の結果を達成するために、規則への顧客の参加を鼓舞するように設計された報奨金または罰金プログラムを生成する。
【００５３】
例えばユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）は、中間回路に伝達される電力が一日中ゼロであるユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、蓄積デバイスが、一日中、間欠電力のすべての量または特定の量を蓄積してグリッドへの伝達を止める規則を生成することができる。その中間回路に接続された回路を有する顧客が規則にオプトインすると、それらのコントローラは、顧客の回路上のエネルギー生成およびエネルギー消費の一定の変動に対する実時間適応性を達成し、それにより顧客の回路に対するユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果、顧客の回路が接続される中間回路に対する総合的な所望の結果、またはグリッドに対する総合的な所望の結果を達成するために、顧客の回路上のエネルギー生成デバイス、エネルギー消費デバイスおよび任意の蓄積デバイスを自律的に実時間で管理する。
【００５４】
個々のエネルギー管理コントローラは、好ましくはユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）から自律的に作用し、また、他のエネルギー管理コントローラから同じく自律的に作用する。
【００５５】
ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）の所望の結果の例には、好ましくは、それらに限定されないが、中間回路からの発電電力のすべてをグリッドに伝達させること、または安定した予測可能な量の電力（確実な電力）のみをグリッドに伝達させること、またはさらには一日および／もしくは一年のうちの特定の時間の間、グリッドに電力を伝達させないことを含むことができる。他の望ましい結果には、好ましくは共通接続部（共通結合の一点）における、発電システムからの制御された一定の力率を含むことができる。
【００５６】
また、エネルギー管理コントローラは、とりわけ低グリッド周波数、低電圧または高電圧状態および無効電力レベルなどの望ましくないグリッド状態を監視し、かつ、それに対して自律的に反作用することも可能であり、また、顧客回路に対するユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、特定の更新可能なユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）に従って作用し、それにより蓄積デバイスを自律的に充電し、もしくは放電させることによって、および／または顧客回路被制御負荷に遠隔で自律的に接続し、または開放することによってこれらの状態を修正することも可能である。
【００５７】
ユーティリティ報奨金（または他のグリッド・パーティシパント報奨金）を利用し、かつ、ユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）のすべて、または一部にオプトインし、あるいは全くオプトインしないことを顧客が決定すると、本発明は、好ましくはいくつかの異なる方法で実施されることが可能であり、そのうちのいくつかが、図に示されている例によってさらに説明される。
【００５８】
図１を参照すると、配電ボックス２２を介してマイクログリッド接続回路８に間欠電力を引き渡すエネルギー生成デバイスすなわち間欠発電システム７を備えた、本発明の現時点における第１の好ましい実施形態が示されている。エネルギー管理コントローラ１０は、好ましくは、間欠発電システム７によって生成される間欠電力を９で実時間で継続的に測定する。臨界負荷１１および他の電気負荷１２を含むエネルギー消費デバイスは、マイクログリッド接続回路８および顧客回路１７から予測不可能な可変量の電力を引き出す。エネルギー管理コントローラ１０は、好ましくは、臨界負荷１１および他の電気負荷１２によって消費される電力を１３で、中間回路１８に伝達され、あるいは中間回路１８から伝達される電力を共通結合１４の一点で、また、間欠発電システム７によって生成される間欠電力を９で実時間で継続的に測定し、それにより実際の負荷を実時間で決定する。
【００５９】
９、１３および１４で継続的に測定される電力に実時間で応答して、エネルギー管理コントローラ１０は、好ましくは、顧客回路１７に対するユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果、顧客回路１７に接続された中間回路１８に対する総合的な所望の結果、またはグリッドに対する総合的な所望の結果を達成するために、特定の更新可能ユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）を実時間で適用して、被制御負荷（給湯装置、暖房具、水泳プールポンプ、空気調和装置および任意の他の非臨界負荷１９など、また、蓄積デバイス１６および充電器／インバータ１５を同じく含む）を遠隔で接続し、または開放し、または変化させることにより、需給計器２３を介して中間回路１８に伝達される電力を管理する。
【００６０】
また、エネルギー管理コントローラ１０は、同じく好ましくは、ユーティリティ電力状態（電圧、周波数および力率を含む）を共通結合１４の一点で実時間で測定する。ユーティリティ電力状態が定義されたパラメータ外である場合、エネルギー管理コントローラ１０は、顧客回路１７に対するユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、好ましくは、特定の更新可能なユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）に従って実時間で作用して、需給計器２３の後段で、蓄積デバイス１６を充電もしくは放電させることによって、および／または他の被制御負荷１９を遠隔で顧客回路１７に接続するもしくは開放するもしくは変化させることにより、ユーティリティグリッドに伝達される（中間回路１８を介して）電力を管理する。
【００６１】
詳細には、エネルギー管理コントローラ１０は、好ましくは充電器／インバータ１５を導いて、蓄積デバイス１６を可変速度で実時間で充電して、マイクログリッド接続回路８および顧客回路１７から制御された量の電力を引き出すか、または充電器／インバータ１５を可変速度で実時間で放電して、マイクログリッド接続回路８および顧客回路１７に制御された量の電力を引き渡す。
【００６２】
充電器／インバータ１５は、好ましくは、蓄積デバイス１６への電力の伝達および蓄積デバイス１６からの電力の伝達を許容する二方向インバータである。
また、エネルギー管理コントローラ１０は、同じく好ましくは、被制御負荷１５、１６、１９を顧客回路１７に実時間で遠隔で接続し（すなわちターンオンし）、それにより負荷を可変に大きくする（負荷を追加する）か、または被制御負荷１５、１６、１９を顧客回路１７から実時間で開放し（すなわちターンオフし）、それにより負荷を小さくする（負荷を制限する）。被制御負荷１５、１６、１９は、互いに独立して追加または制限され得る。例えばエネルギー管理コントローラ１０は、プールポンプではなく、給湯装置をターンオンすることができる。被制御負荷１５、１６、１９は、好ましくは、家庭用デバイス（負荷）の接続および互いの通信を可能にする無線プロトコルであるＺｉｇｂｅｅなどの技術、または少なくとも等価機能を提供する何らかの他の無線プロトコルを使用して制御される。エネルギー管理コントローラ１０は、Ｚｉｇｂｅｅプロトコルまたは他の無線接続および通信プロトコルを使用しているスイッチおよび他の電気制御構成要素などの遠隔制御可能なスイッチおよび可変抵抗を使用して、被制御負荷１５、１６、１９および他の負荷をターンオンおよびターンオフし、または変化させることができる。
【００６３】
中間回路１８がオフラインであることをエネルギー管理コントローラ１０が決定すると（例えば停電が存在すると）、好ましくは隔離スイッチ２１が開路され、マイクログリッド接続回路８を中間回路１８から隔離し、それによりマイクログリッドを生成する。充電器／インバータ１５は、蓄積デバイス１６と共に間欠発電システム７による動作の継続を許容し、それにより臨界負荷１１（冷蔵庫および冷凍機など）に電力を提供する。中間回路１８がオンラインであることをエネルギー管理コントローラ１０が決定すると、好ましくは隔離スイッチ２１が閉路され、それによりマイクログリッド接続回路８を中間回路１８に再接続する。
【００６４】
この現時点における第１の好ましい実施形態は、生成される間欠電力の一定の変動に対する実時間適応性を達成し、それによりその顧客回路に対するユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、顧客のエネルギー管理コントローラ（コントローラ）に自律的に実時間でその顧客の回路上のエネルギー生成デバイス、エネルギー消費デバイスおよび蓄積デバイスを管理させることにより、顧客の家庭の負荷を常に監視し、かつ、ユーティリティ報奨金（もしくは他のグリッド・パーティシパント報奨金）を利用する（またはユーティリティ罰金もしくは他のグリッド・パーティシパント罰金を回避する）ことを希望する顧客に適している。また、顧客は、中間回路がオフラインになった場合の（すなわちグリッドがダウンした場合の）それらの臨界負荷のための非常用電力（発電システムまたは蓄積システム、あるいは両方によって提供される）を有するという追加利点を有する。
【００６５】
図２を参照すると、本発明の現時点における第２の好ましい実施形態が示されている。この実施形態は、隔離スイッチ２１が開路され、間欠発電システム７が配電ボックス２２でマイクログリッド接続回路８に接続されると、マイクログリッドが生成される点を除き、第１の実施形態と同様に機能する。中間回路１８がオンラインになり、マイクログリッド接続回路８が不要になると、好ましくは隔離スイッチ２１が閉路され、間欠発電システム７が顧客回路１７に接続される。
【００６６】
図３を参照すると、配電ボックス２２を介してマイクログリッド接続回路８に間欠電力を引き渡す間欠発電システム７を備えた、本発明の現時点における第３の好ましい実施形態が示されている。エネルギー管理コントローラ１０は、間欠発電システム７によって生成される電力を９で実時間で継続的に測定する。他の電気負荷１２は、顧客回路１７から予測不可能な可変量の電力を引き出し、また、臨界電気負荷１１は、マイクログリッド接続回路８および／または顧客回路１７から予測不可能な可変量の電力を引き出す。エネルギー管理コントローラ１０は、１３または１４で電力を実時間で継続的に測定し、好ましくは、間欠発電システム７によって９で生成される間欠電力を除去して実際の負荷を決定する。
【００６７】
エネルギー管理コントローラ１０は、ユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を中間回路レベルで達成するために、好ましくは、特定の更新可能なユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）に従って作用して、蓄積デバイス１６を充電もしくは放電させることによって（マイクログリッド接続回路８から蓄積デバイス１６へ電力を引き出し、または蓄積デバイス１６からマイクログリッド接続回路８へ電力を引き渡す）、ならびに／または、９、１３および１４で継続的に測定される電力に実時間で応答して、被制御負荷１５、１６、１９および臨界負荷１１を遠隔でマイクログリッド接続回路８または顧客回路１７に接続し、または被制御負荷１５、１６、１９および臨界負荷１１を遠隔でマイクログリッド接続回路８または顧客回路１７から開放することによって、マイクログリッド接続回路８上の電力を管理する。
【００６８】
例えば充電器／インバータ１５および／または間欠発電システム７から電力臨界電気負荷１１および被制御負荷１５、１６、１９への十分な電力が存在していることをエネルギー管理コントローラ１０が決定すると、隔離スイッチ２１が実時間でマイクログリッド接続回路８に接続され、それによりマイクログリッドを生成する。電力臨界電気負荷１１および被制御負荷１９（蓄積デバイス１６および充電器／インバータ１５を含む）に利用することができる十分な電力が存在していないことをエネルギー管理コントローラ１０が決定すると、隔離スイッチ２１が実時間で顧客回路１７に接続され、それにより臨界負荷１１および被制御負荷１５、１６、１９を中間回路１８に接続された顧客回路１７に接続する。他の電気負荷１２は、需給計器２３および顧客回路１７を介して中間回路１８から電力を受け取る。
【００６９】
また、エネルギー管理コントローラ１０は、同じく好ましくは、充電器／インバータ１５を実時間で導いて、間欠発電システム７によって生成される過剰間欠電力を蓄積デバイス１６に蓄積し、または臨界負荷１１および被制御負荷１５、１６、１９がマイクログリッド接続回路８に接続されると、過剰電力を伝達してそれらに供給する。
【００７０】
図４を参照すると、本発明の現時点における第４の好ましい実施形態が示されている。第４の実施形態は、中間回路がオフラインになった場合に、そのマイクログリッド回路を隔離する能力を有する個別のマイクログリッド接続回路を含んでいない。また、第４の実施形態は、充電器／インバータまたは蓄積デバイスを同じく含んでいない。
【００７１】
その代わりに、第４の実施形態は、好ましくは、予測不可能な可変量の電力を顧客回路１７に引き渡す間欠発電システム７、および予測不可能な可変量の電力を顧客回路１７から引き出す他の電気負荷１２を備えている。コントローラ１０は、好ましくは、負荷によって消費される電力を１３で継続的に測定し、また、中間回路に伝達され、または中間回路から伝達される電力を共通結合１４の一点で継続的に測定し、間欠発電システム７によって９で生成される間欠電力を除去して実際の負荷を実時間で決定する。
【００７２】
エネルギー管理コントローラ１０は、ユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、好ましくは、特定の更新可能なユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）に従って作用して、９、１３および１４で継続的に測定される電力に実時間で応答して、被制御負荷１９を遠隔で変化させ、または顧客回路１７に接続し、それにより負荷を大きくし、または被制御負荷１９を変化させ、または顧客回路１７から開放し、それにより負荷を小さくすることにより、需給計器２３を介して中間回路１８（グリッドに接続された）に入る間欠発電システムからの間欠電力を管理する。
【００７３】
現時点における第４の好ましい実施形態は、一日のうちの特定の時間に被制御負荷を使用し、および／または一日のうちの特定の時間にグリッドへの再生可能エネルギーの伝達を制限もしくは許容することによって、ユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、顧客の家庭の負荷を常に監視し、かつ、ユーティリティ報奨金（もしくは他のグリッド・パーティシパント報奨金）を利用する（および／またはユーティリティ罰金もしくは他のグリッド・パーティシパント罰金を回避する）ために顧客によって使用され得る。
【００７４】
図５を参照すると、本発明の現時点における第５の好ましい実施形態が示されている。第５の実施形態は、個別のマイクログリッド接続回路、蓄積デバイスまたは間欠発電システムを含んでいない。第５の実施形態は、顧客回路１７から予測不可能な可変量の電力を引き出す電気負荷１２、および電気負荷によって消費される電力を１３で継続的に測定し、または中間回路に伝達される、もしくは中間回路から伝達される電力を共通結合１４の一点で継続的に測定して実際の負荷を決定するエネルギー管理コントローラ１０を備えている。
【００７５】
エネルギー管理コントローラ１０は、ユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、実際の負荷のその測値に実時間で応答して、更新可能なユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）に従って作用し、被制御負荷１９を変化させ、もしくは顧客回路１７に接続してそれにより負荷を大きくし、または被制御負荷１９を変化させ、もしくは顧客回路１７から開放してそれにより負荷を小さくすることにより、中間回路１８に入る電力を管理する。
【００７６】
この現時点における第５の好ましい実施形態は、間欠発電システムを有していないのに、それにもかかわらず、報奨金または罰金に従って顧客の被制御負荷を特定の時間にのみ使用することによってユーティリティの（または他のグリッド・パーティシパントの）所望の結果を達成するために、顧客の家庭の負荷を常に監視し、かつ、ユーティリティ報奨金（もしくは他のグリッド・パーティシパント報奨金）を利用する（および／またはユーティリティ罰金もしくは他のグリッド・パーティシパント罰金を回避する）ことを希望する顧客に有用である。
【００７７】
図６を参照すると、本発明の現時点における第６の好ましい実施形態が示されている。この実施形態は、顧客が間欠発電システム、蓄積デバイスまたは被制御負荷を有していないのに、それにもかかわらずそれらの家庭の負荷を常に監視することを希望する場合に有用である。第６の好ましい実施形態は、予測不可能な可変量の電力を顧客回路１７から引き出す電気負荷１２、および電力を１３および１４で継続的に測定して実際の負荷を決定するエネルギー管理コントローラ１０のみを備えている。
【００７８】
図７を参照すると、好ましくは共通結合の一点で顧客回路（中間回路内の）に接続された複数のエネルギー管理コントローラ（またはスマートメータなどの他の測定デバイス）からユーティリティ電力状態（電圧、周波数、力率および他の電力特性を含む）を測定する本発明の現時点における別の好ましい実施形態が示されている。グリッド・パーティシパント２は中間回路１に電力を提供する。従来、グリッド・パーティシパント２は、図７の右側に示されているように、中間回路に接続された個々の顧客回路の電力特性に関する情報を有していない。しかしながら図７の左側に示されている中間回路では、接続された複数の顧客回路３、４および５は、エネルギー管理コントローラ、スマートメータ、またはこれらの顧客回路上の有効負荷および無効負荷を実時間で監視し、かつ、自律的に制御することができる他のデバイスを有している（すべての顧客回路がこのようなデバイスを有している必要はない）。デバイスは、有効負荷および無効負荷ならびに電力消費の測値をグリッド・パーティシパント２にアップロードする。測値は、好ましくは必要に応じて電力特性毎に平均化されるか、または重みつき平均される。単純な平均は、いくつかの電力特性には適していないことがある。例えば２つの顧客は異なる力率を有し得るが、一方の顧客は、他方の顧客よりもはるかに多くの電力をグリッドから引き出し得る。２つの異なる力率の単純な平均は、一方の顧客が他方の顧客よりもはるかに多くの電力を引き出すことを考慮しないことになり、したがって引き出される電力の差を考慮する重みつき平均が使用されなければならない。
【００７９】
ユーティリティ（またはいくつかの他のグリッド・パーティシパント）は、好ましくは、中間回路に対する電力特性のための所望のパラメータを示す更新可能なユーティリティ規則を、接続された複数の顧客回路３、４、５のためのエネルギー管理コントローラにダウンロードする。コントローラの各々は、次に、実時間で自律的に独立して作用して、必要に応じて平均化され、または重みつき平均された、中間回路１に対する測値がユーティリティ規則に示されている電力特性に対するパラメータ外である場合にのみ、その特定の顧客回路に対する電力特性を修正する。例えばコントローラは、（互いに独立して）実時間で自律的に作用して、実電力および／または無効電力の一部を吸収するように、または供給するようにエネルギー蓄積デバイスを導くことができ、あるいは、自律的に作用して有効負荷または無効負荷をターンオンおよびターンオフし、または変化させることができ、それにより中間回路１全体の電力特性に対するユーティリティの所望の結果を達成するべく、接続された顧客回路の電力特性（力率など）を調整することができる。
【００８０】
例えば中間回路上の個々の顧客回路は、恐らく異なる力率を有することになる。ユーティリティは、中間回路全体の力率（または他の電力特性）の重みつき平均化測値が特定の値より大きい場合、エネルギー管理コントローラからのアクションを必要としないユーティリティ規則をダウンロードすることが可能である。重みつき平均化測値がその値より小さくなると、規則は、中間回路１全体の力率（または他の電力特性）の調整を補助するために、顧客の回路３、４、５上の制御可能な負荷のコントローラによる（互いに独立した）ターンオンまたはターンオフまたは変更（または他のことの実施）を必要とし得る。
【００８１】
中間回路上の１つの顧客に対する無効電力要求（または他の電力特性要求）は、同じ中間回路上の別の顧客の無効電力（または他の電力特性）によって満たされることが可能であり、したがって総合的な重みつき平均化ベースでは、中間回路に対する正味無効電力要求（または他の電力特性要求）は存在しないため、接続された複数の顧客回路３、４、５のエネルギー管理コントローラ（または他の測定デバイス）からの重みつき平均化測値は、個々のエネルギー管理コントローラ（または他の測定デバイス）からの個々の測値よりも、中間回路１に対する無効電力要求（または他の電力特性要求）のより良好な予測を提供する。
【００８２】
力率（または他の電力特性）の平均化された、または重みつき平均された測値を生成するためには、中間回路上のすべての顧客から力率（または他の電力特性）の測値を得ることが最適であろうが、中間回路上のすべての顧客がエネルギー管理コントローラを有することができるわけではなく、あるいは力率（または他の電力特性）に関する情報の提供に同意するわけではない。しかしながら現在のグリッド・パーティシパントは、接続された複数の顧客回路に対する平均化された、または重みつき平均された情報は言うまでもなく、個々の顧客回路の力率（または他の電力特性）に関する情報を全く有していないため、力率（または他の電力特性）の測値を少なくとも接続された複数の顧客のためのエネルギー管理コントローラから得ることは実際的なことであり、また、電力の少なくとも大半を中間回路上で消費する顧客からこのような情報の測値を得ることが好ましい。
【００８３】
すべての好ましい実施形態では、エネルギー管理コントローラ１０は、エネルギー生成デバイス、エネルギー蓄積デバイスおよびエネルギー消費デバイスならびに回路上の電力の状態および使用率を継続的に記録し、好ましくは情報をインターネット２０に継続的にアップロードする。情報は、好ましくは、顧客の回路の実時間適応性および／またはユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）への顧客の参加を決定するために使用され、また、ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）および顧客によってアクセスされ得るが、この情報は、好ましくは、ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）への電力使用データ（顧客回路レベルにおける）の開示を回避するために、集合者によって集合され、かつ、匿名化される（非特定化される）。
【００８４】
ユーティリティ（または他のグリッド・パーティシパント）は、集合され、かつ、非特定化された情報を使用して、グリッドに対する様々な課題を正確にモデル化し、また、より多くの顧客がそのユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）のすべてまたは一部にオプトインするように鼓舞するために、必要に応じてその報奨金または罰金プログラムを設計し直し、かつ、修正することができる。しかしながら顧客は、彼らのエネルギー要求および習慣、ならびに関連する報奨金または罰金に基づいてユーティリティ規則（または他のグリッド・パーティシパント規則）に参加するか否かを選定する能力を常に保持している。
【００８５】
すべての好ましい実施形態では、エネルギー管理コントローラは、好ましくは小形の内部電池電源を組み込んでおり、したがってエネルギー管理コントローラは、別の電源（マイクログリッド接続回路または顧客回路など）から電力を受け取っていない場合であっても動作することができる。
【００８６】
以上、本発明について、本明細書において説明した現時点における好ましい実施形態に関連して開示したが、添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明の趣旨および範囲の範疇である他の実施形態が存在し得ることを理解されたい。したがって添付の特許請求の範囲において特定的に、かつ、明確に示されていない限り、本発明への制限は何ら意味されるものでも、暗示されるものでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、住宅地所、商用地所、産業地所または他の地所における間欠発電システムから発電される電力の管理のために、顧客回路レベルにおける実時間適応性が望ましい場合にいつでも使用され得る。
【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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