(57)【要約】  電気２次ネットワーク状配電システムの双方向通信のメカニズムが開示される。第１のエッジノード制御装置（ＥＮＣＤ）は、オフグリッド通信インターフェースを介して、メッセージを受け取る。第１のＥＮＣＤは、２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続され、２次ネットワーク状配電システムは、電力を複数の消費エンドポイントに供給する。方法は、メッセージの受け取りに応答して、第１のＥＮＣＤにより２次ネットワーク状配電システムで、複数の場所で２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された複数の内部ノード制御装置に上記メッセージを再伝送するステップを更に含む。【選択図】図１
2018504872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次ネットワーク状配電システムで通信する方法であって、該方法は、
オフグリッド通信インターフェースを介して第１のエッジノード制御装置（ＥＮＣＤ）により、メッセージを受け取るステップであって、前記第１のＥＮＣＤは、前記２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続され、前記２次ネットワーク状配電システムは、電力を複数の消費エンドポイントに供給する、ステップと、
前記メッセージの受け取りに応答して、前記第１のＥＮＣＤにより前記２次ネットワーク状配電システムで、複数の場所で前記２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された複数の内部ノード制御装置に前記メッセージを再伝送するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１のＥＮＣＤはグリッドノードに配置され、前記グリッドノードは、前記２次ネットワーク状配電システムに接続された電気的制御又は監視（ＥＣＯＭ）装置を収容し、前記第１のＥＮＣＤは、前記ＥＣＯＭ装置に通信可能に接続され、前記メッセージの受け取りに応答して、前記ＥＣＯＭ装置に前記２次ネットワーク状配電システムの電気的特性を変更又は監視させる信号を前記ＥＣＯＭ装置に送信する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＥＣＯＭ装置は、変圧器、スイッチ、ヒューズ、又は監視装置のうちの１つを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記オフグリッド通信インターフェースを介して前記第１のＥＮＣＤにより前記メッセージを受け取るステップは、
前記第１のＥＮＣＤを含む複数のＥＮＣＤにより、前記メッセージをほぼ同時に受け取るステップ
を更に含み、
前記第１のＥＮＣＤにより前記２次ネットワーク状配電システムで、前記複数の場所で前記２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された前記複数の内部ノード制御装置に前記メッセージを再伝送するステップは、前記複数のＥＮＣＤにより、前記２次ネットワーク状配電システムで、前記複数の場所で前記２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された前記複数の内部ノード制御装置に前記メッセージを再伝送するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の内部ノード制御装置が前記メッセージを受け取ったと決定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の内部ノード制御装置が前記メッセージを受け取ったと決定するステップは、前記２次ネットワーク状配電システムを介して複数の応答メッセージを受け取るステップを含み、各応答メッセージは、前記複数の内部ノード制御装置のうちの１つにより送信される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の内部ノード制御装置が前記メッセージを受け取ったと決定するステップは、否定応答メッセージを所定の時間枠内で受け取らなかったと決定するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
内部ノード制御装置により、前記メッセージを受け取るステップと、前記メッセージを前記２次ネットワーク状配電システムで再伝送するステップとを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
内部ノード制御装置により、前記メッセージを受け取るステップと、前記２次配電ネットワークシステムで、前記内部ノード制御装置が前記メッセージを受け取ったことを示す応答メッセージを伝送するステップとを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
内部ノード制御装置により、前記メッセージを受け取るステップと、
前記メッセージが前記内部ノード制御装置に向けられると決定するステップと、
前記メッセージが前記内部ノード制御装置により実行されるアクションを特定すると決定するステップと、
前記アクションを実行するステップと
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記メッセージが前記アクションを実行すべき将来の時刻を特定すると決定するステップと、
前記将来の時刻まで待つステップと、
前記アクションを実行するステップと
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記メッセージが実行すべき前記アクションを引き起こす将来のイベントを特定すると決定するステップと、
前記将来のイベントが発生したと決定するステップと、
前記アクションを実行するステップと
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記将来のイベントは、前記２次ネットワーク状配電システムでトーンの存在を含む方法であって、該方法は、
前記トーンの前記存在を探して、前記２次ネットワーク状配電システムを聞くステップと、
前記２次ネットワーク状配電システムでの前記トーンの前記存在を検出するステップと、
前記２次ネットワーク状配電システムでの前記トーンの前記存在の検出に応答して、前記アクションを実行するステップと
を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記メッセージは、前記複数の内部ノード制御装置のうちの第１の内部ノード制御装置及び前記複数の内部ノード制御装置のうちの第２の内部ノード制御装置にアドレス指定され、前記メッセージは、前記第１の内部ノード制御装置及び前記第２の内部ノード制御装置により同時に、将来の時刻において実行されるアクションを特定する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
２次ネットワーク状配電システムで通信するシステムであって、該システムは、
エッジノード制御装置を備え、該エッジノード制御装置は、
前記２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続されるように構成されるオングリッド通信インターフェースであって、前記２次ネットワーク状配電システムは、複数の消費エンドポイントに電力を供給するように構成される、オングリッド通信インターフェースと、
オフグリッド通信技術を介して通信するように構成されたオフグリッド通信インターフェースと、
前記オングリッド通信インターフェース及び前記オフグリッド通信インターフェースに通信可能に接続される第１のプロセス装置と、を備え、該第１のプロセス装置は、
前記オフグリッド通信インターフェースを介して、メッセージを受け取り、
前記メッセージの受け取りに応答して、前記２次ネットワーク状配電システムで、複数の場所で前記２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された複数の内部ノード制御装置に前記メッセージを再伝送する
ように構成される、システム。
【請求項１６】
エッジノード制御装置は、
前記２次ネットワーク状配電システムに接続するように構成された電気的制御又は監視（ＥＣＯＭ）装置と通信するように構成される通信インターフェース
を更に備え、
前記第１のプロセス装置は、前記通信インターフェースに通信可能に接続され、
前記メッセージの受け取りに応答して、前記ＥＣＯＭ装置に前記２次ネットワーク状配電システムの電気的特性を変更又は監視させる信号を前記ＥＣＯＭ装置に送信する
ように更に構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
複数のエッジノード制御装置を更に備え、該複数のエッジノード制御装置の各エッジノード制御装置は、
前記メッセージをほぼ同時に受け取り、
前記２次ネットワーク状配電システムで、前記メッセージを前記複数の内部ノード制御装置に再伝送する
ように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
コンピュータ装置を更に備え、該コンピュータ装置は、
通信インターフェースと、
第２のプロセス装置と、を備え、該第２のプロセス装置は、前記通信インターフェースに通信可能に接続され、
前記メッセージを生成し、
前記メッセージを前記エッジノード制御装置に伝送し、
前記複数の内部ノード制御装置が前記メッセージを受け取ったと決定する
ように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記複数の内部ノード制御装置が前記メッセージを受け取ったと決定するために、前記第２のプロセス装置は、前記２次ネットワーク状配電システムを介して複数の応答メッセージを受け取るように更に構成され、各応答メッセージは、前記複数の内部ノード制御装置のうちの１つにより送信される、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１４年１２月３日に出願された「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ  ＧＲＩＤ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ」という名称の仮特許出願第６２／０８６，９８０号明細書の利益を主張するものであり、この仮特許出願の開示は全体的に、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
技術分野
実施形態は、一般的には配電システムに関し、より詳細には、電気２次ネットワーク状配電システムでの双方向通信に関する。
【背景技術】
【０００３】
電力は通常、送電線を介して１つ又は複数の１次配電システムに送られる。１次配電システムの電圧は、送電線の電圧よりも低い。例えば、送電線の電圧は、１３８キロボルト（ｋＶ）〜７６５ｋＶであり、１次配電システムの電圧は、約２ｋＶ〜約３５ｋＶであり得る。１次配電システムは、電力を１つ又は複数の２次配電システムに送る。２次配電システムは、１次配電システムよりも低い電圧である。例えば、２次配電システムの電圧は、約２ｋＶ未満であり得る。大量の電力を必要とする顧客によっては、１次配電システムに直結されることがある。しかし、住宅及び商用の両方の大半の顧客は、２次配電システムに接続される。
【０００４】
例えば、２次放射状配電システム及び２次ネットワーク状配電システムを含め、異なるタイプの２次配電システムがある。ネットワーク状配電システムは、放射状配電システムよりもコストがかかるが、高い信頼性を提供し、その理由は、１次配電システムからの複数の給電線が、冗長電力を２次ネットワーク状配電システムの各消費者に供給するためである。ある給電線がダウンした場合、消費者は、他の給電線により供給される電力を引き続け受け取る。密な大都市圏では、２次ネットワーク状配電システムが一般に使用され、それにより、多数の消費者は、万が一給電線がダウンした場合、悪影響を受けない。
【０００５】
２次ネットワーク状配電システムでは、保護装置、スイッチ装置、及び変圧装置等の電気制御又は監視（ＥＣＯＭ）装置が必要な機能を２次ネットワーク状配電システムに供給する、本明細書ではグリッドノード（又は「ノード」）と呼ばれる幾つかの場所がある。幾つかの地域では、相当数のそのようなＥＣＯＭ装置があり得、そのようなＥＣＯＭ装置の幾つか又は全ては、各地下ボールトに収容し得る。ＥＣＯＭ装置は、ボールト外の他の装置と通信できるようにする銅線又はファイバ線等の通信回線に接続されないことが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＥＣＯＭ装置と双方向通信を実施して、人間が機器の場所に行き、地下ボールトに入る必要なく、ＥＣＯＭ装置を監視し制御することが望ましいことが多い。さらに、異なる場所に配置されたＥＣＯＭ装置のうちの１つ又は複数をほぼ同時又は予め定義される順序で制御することが望ましいことがある。しかし、ＥＣＯＭ装置への通信線の敷設は、極めて高価であり得、地下ボールト内のＥＣＯＭ装置との無線通信は、不可能であり得る。１次配電システムから２次配電システムにＥＣＯＭ装置と通信する幾つかのメカニズムが存在するが、そのようなメカニズムは比較的コストがかかり、変圧器に追加の機器を設置することが必要なことが多い。さらに、地下電力線の信号は、架空線よりもはるかに速くブリードオフし、信号範囲を大幅に低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態は、電気２次ネットワーク状配電システムでの双方向通信に関する。実施形態は、２次ネットワーク状配電システムに接続されたエッジノード制御装置と、２次ネットワーク状配電システムに接続された内部ノード制御装置との間の通信を促進する。内部ノード制御装置は、電気制御又は監視が配置される場所において２次ネットワーク状配電システムに接続し得る。エッジノード制御装置は、メッセージをオフグリッドインターフェースから受け取り、メッセージに基づいて、２次ネットワーク状配電システムを介して命令を１つ又は複数の内部ノード制御装置に通信する。
【０００８】
利点の中でも特に、実施形態は、変圧器を通して高電圧線から低電圧線に通信可能又は変圧器を通して低電圧線から高電圧線に通信可能な比較的高価な機器を必要とせずに、双方向通信を促進し、その理由は、全ての通信を２次ネットワーク状配電システム内で行うことができるためである。
【０００９】
一実施形態では、２次ネットワーク状配電システムで通信する方法が供給される。本方法は、オフグリッド通信インターフェースを介して第１のエッジノード制御装置（ＥＮＣＤ）により、メッセージを受け取るステップを含む。第１のＥＮＣＤは、２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続され、２次ネットワーク状配電システムは、電力を複数の消費エンドポイントに供給する。本方法は、メッセージの受け取りに応答して、第１のＥＮＣＤにより２次ネットワーク状配電システムで、複数の場所で２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続される複数の内部ノード制御装置にメッセージを再伝送するステップを更に含む。
【００１０】
一実施形態では、第１のＥＮＣＤはグリッドノードに配置され、グリッドノードは、２次ネットワーク状配電システムに接続された電気的制御又は監視（ＥＣＯＭ）装置を収容する。第１のＥＮＣＤは、ＥＣＯＭ装置に通信可能に接続され、メッセージの受け取りに応答して、ＥＣＯＭ装置に２次ネットワーク状配電システムの電気的特性を変更又は監視させる信号をＥＣＯＭ装置に送信する。
【００１１】
一実施形態では、ＥＣＯＭ装置は、変圧器、スイッチ、ヒューズ、又は監視装置のうちの１つを備える。
【００１２】
一実施形態では、複数のＥＮＣＤは、メッセージをほぼ同時に受け取り、複数のＥＮＣＤは、２次ネットワーク状配電システムで、複数の場所で２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された複数の内部ノード制御装置にメッセージを再伝送する。
【００１３】
一実施形態では、本方法は、複数の内部ノード制御装置がメッセージを受信したと決定するステップを更に含む。
【００１４】
別の実施形態では、２次ネットワーク状配電システムで通信するシステムが供給される。本システムは、エッジノード制御装置を含み、エッジノード制御装置は、２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続されるように構成されるオングリッド通信インターフェースを備える。２次ネットワーク状配電システムは、複数の消費エンドポイントに電力を供給するように構成される。エッジノード制御装置は、オフグリッド通信技術を介して通信するように構成されたオフグリッド通信インターフェースを更に含む。プロセス装置は、オングリッド通信インターフェース及びオフグリッド通信インターフェースに通信可能に接続され、オフグリッド通信インターフェースを介して、メッセージを受け取るように構成される。プロセス装置は、メッセージの受け取りに応答して、２次ネットワーク状配電システムで、複数の場所で２次ネットワーク状配電システムに通信可能に接続された複数の内部ノード制御装置にメッセージを再伝送するように更に構成される。
【００１５】
当業者は、本開示の範囲を理解し、添付図面に関連して実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後、本開示の追加の態様を認識する。
【００１６】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付図面は、本開示の幾つかの態様を示し、説明と共に、本開示の原理を説明する役割を果たす。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態を実施し得るシステムのブロック図である。
【図２】一実施形態による２次ネットワーク状配電システムで通信する方法を示すフローチャートである。
【図３】一実施形態によるメッセージのメッセージレイアウトを示すブロック図である。
【図４Ａ】一実施形態による２次ネットワーク状配電システムでのメッセージの通信を示すブロック図である。
【図４Ｂ】一実施形態による他の２次ネットワーク状配電システムでのメッセージの通信を示すブロック図である。
【図５Ａ】別の実施形態による２次ネットワーク状配電システムでのメッセージの記憶及び転送通信を示すブロック図である。
【図５Ｂ】別の実施形態による他の２次ネットワーク状配電システムでのメッセージの記憶及び転送通信を示すブロック図である。
【図５Ｃ】別の実施形態による他の２次ネットワーク状配電システムでのメッセージの記憶及び転送通信を示すブロック図である。
【図６】一実施形態による、エッジノード制御装置（ＥＮＣＤ）及び内部ノード制御装置（ＩＮＣＤ）がメッセージを受け取ったと決定するメカニズムを示すブロック図である。
【図７Ａ】別の実施形態によるＥＮＣＤ及びＩＮＣＤがメッセージを受け取ったと決定するメカニズムを示すブロック図である。
【図７Ｂ】別の実施形態による他のＥＮＣＤ及びＩＮＣＤがメッセージを受け取ったと決定するメカニズムを示すブロック図である。
【図８Ａ】一実施形態による複数のＩＮＣＤ間でアクションを同期するメカニズムを示すブロック図である。
【図８Ｂ】一実施形態による他の複数のＩＮＣＤ間でアクションを同期するメカニズムを示すブロック図である。
【図９】一実施形態によるコンピュータ装置のブロック図である。
【図１０】一実施形態によるエッジノード制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
詳細な説明
以下に記載の実施形態は、当業者が実施形態を実施できるようにする情報を表し、実施形態を実施する最良の形態を示す。添付図面に鑑みて以下の説明を読んだ後、当業者は、本開示の概念を理解し、本明細書において特に対処されないこれらの概念の用途を認識する。これらの概念及び用途が、本開示及び添付の特許請求の範囲内にあることを理解されたい。
【００２８】
本明細書において考察される任意のフローチャートは必然的に、説明のために何らかの順序で考察されるが、別段のことが明示的に示される場合を除き、実施形態はいかなる特定のステップ順序にも限定されない。本明細書での要素と併せた序数の使用は、「第１の内部ノード制御装置」及び「第２の内部ノード制御装置」等の序数を用いない場合には同様又は同一のラベルであり得るものを区別するためだけのものであり、別段のことが本明細書に述べられる場合を除き、優先度、タイプ、重要度、又は他の属性を暗示しない。数値と併せて本明細書において使用される「約」という用語は、数値よりも１０パーセント大きいか、又は１０パーセント小さい範囲内の任意の値を意味する。
【００２９】
本明細書で使用される場合、請求項において要素を修飾する冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、１つ又は複数の要素を意味し、たった１つの要素を暗示しない。
【００３０】
実施形態は、電気２次ネットワーク状配電システムの双方向通信に関する。実施形態は、２次ネットワーク状配電システムに接続されたエッジノード制御装置と、２次ネットワーク状配電システムに接続された複数の内部ノード制御装置との間の通信を促進する。内部ノード制御装置は、電気的制御又は監視が配置される場所で２次ネットワーク状配電システムに接続し得る。エッジノード制御装置は、オフグリッドインターフェースからメッセージを受け取り、メッセージに基づいて、２次ネットワーク状配電システムを介して１つ又は複数の内部ノード制御装置に命令を通信する。次に、エッジノード制御装置は、１つ又は複数の内部ノード制御装置が命令を受け取ったと決定する。
【００３１】
図１は、実施形態を実施し得るシステム１０のブロック図である。システム１０は、電力１次配電システム１２（以下、簡潔にするために、１次配電システム１２）及び電力２次ネットワーク状配電システム１４（以下、簡潔にするために、２次ネットワーク状配電システム１４）を含む。１次配電システム１２は、電力を配電システム（図示せず）から受け取る。１次配電システム１２は、任意の所望の電圧で配電し得るが、一般に、１次配電システム１２は、非限定的な例として、約２ｋＶ〜約３５ｋＶという比較的高い電圧で配電する。１次配電システム１２は、２次ネットワーク状配電システム１４等の１つ又は複数の２次配電システムに電力を供給する。
【００３２】
２次ネットワーク状配電システム１４は、任意の所望の電圧で配電し得るが、一般に、２次ネットワーク状配電システム１４は、非限定的な例として、約２ｋＶ未満という比較的低い電圧で配電し得る。例えば、米国では、２次ネットワーク状配電システム１４は通常、１２０Ｖ、２４０Ｖ、又は４８０Ｖで配電する。２次ネットワーク状配電システム１４は、複数の消費エンドポイント１６に配電する。消費エンドポイント１６は、例えば、住宅、商業企業等を含み得る。２つのみの消費エンドポイント１６が図１に示されているが、２次ネットワーク状配電システム１４が任意の数の消費エンドポイント１６に電力を供給することができ、都市エリアでは、電力を何万もの消費エンドポイント１６に供給し得ることが理解される。各消費エンドポイント１６は、２次ネットワーク状配電システム１４の電圧をより低い電圧に下げる変圧器１８を介して２次ネットワーク状配電システム１４に結合し得るか、又は２次ネットワーク状配電システム１４の電圧に応じて、変圧器１８なしで２次ネットワーク状配電システム１４に直結し得る。
【００３３】
２次ネットワーク状配電システム１４は、複数の外部ノード制御装置（ＥＮＣＤ）２０e１〜２０e６（全般的にＥＮＣＤ２０e）及び内部ノード制御装置（ＩＮＣＤ）２０i１〜２０i６（全般的に、ＩＮＣＤ２０i）を備える。ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、互いから離れ、２次ネットワーク状配電システム１４の対応するノード２２に配置される。なお、明確にするために、ノード２２の幾つかのみに、要素参照番号が記されている。各ノード２２は、２次ネットワーク状配電システム１４により供給される特定の地理的地域の特定の場所２４にある。なお、明確にするために、場所２４の幾つかのみに、要素参照番号が記されている。ノード２２は、電気的制御又は監視（ＥＣＯＭ）装置２６が配置される２次ネットワーク状配電システム１４の場所２４を特定する。ＥＣＯＭ装置２６は、２次ネットワーク状配電システム１４での電力を制御、変更、中止、又は監視するように構成された任意の装置を備えることができる。ＥＣＯＭ装置２６は、非限定的な例として、変圧器、スイッチ、ヒューズ、又は監視装置を備え得る。なお、明確にするために、ＥＣＯＭ装置２６の幾つかのみに、要素参照番号が記されている。
【００３４】
「ネットワーク状配電システム」という語句は、本明細書で使用される場合、１次配電システム１２の複数の給電線２８−１〜２８−４（全般的に給電線２８）から電力を受け取る配電システムを指し、したがって、複数の給電線２８が電力を同じノード２２に供給する。ネットワーク状配電システムの利点は、ある給電線２８が故障し、電力を供給することができない場合、２次ネットワーク状配電システム１４は、他の給電線２８から電力を引き続き受け取り、それにより、消費エンドポイント１６は、故障した給電線２８による影響を受けないことである。ネットワーク状配電システムの欠点は、コストである。放射状配電システム等の他の配電システムは、より安価であるが、ネットワーク状配電システムより供給される冗長性を供給することができない。ネットワーク状配電システムは多くの場合、大都市の市街地等の高密度エリアで利用される。
【００３５】
ノード２２のそれぞれ又は多くは、１次配電システム１２からの電圧を２次ネットワーク状配電システム１４の所望の電圧に下げる変圧器を備え得る。各変圧器は、下げられた電圧を２次ネットワーク状配電システム１４の電気グリッド３０に供給する。例えば、ＥＣＯＭ装置２６−１（ＥＤ）は、給電線２８−１から電力を受け取り、電圧を下げ、電力をグリッド３０に供給する変圧器を備え得る。同様に、ＥＣＯＭ装置２６−２も、給電線２８−２から電力を受け取り、電圧を下げ、電力をグリッド３０に供給する変圧器を備え得る。各ノード２２は、任意の数のＥＣＯＭ装置２６を含み得る。
【００３６】
説明のために、消費エンドポイント１６は、２つのノード２２間で２次ネットワーク状配電システム１４に接続されて示されているが、消費エンドポイント１６が、ノード２２において２次ネットワーク状配電システム１４に接続されてもよいことが理解される。
【００３７】
ＥＮＣＤ２０e３は、プロセス装置３２、オフグリッド通信技術を介して通信するように構成されたオフグリッド通信インターフェース３４、及びオングリッド通信技術を介してグリッド３０を経由して通信するように構成されたオングリッド通信インターフェース３６eを備える。オングリッド通信インターフェース３６eは、グリッド３０からメッセージを受け取るように構成されたオングリッド受信モジュールと、メッセージをグリッド３０に送信するように構成されるオングリッド送信モジュールとを備え得る。オフグリッド通信技術は、有線通信媒体、ファイバ通信媒体、又は無線通信媒体等の任意の適する得通信媒体を利用し得る。オフグリッド通信技術は、任意の公開又はプロプライエタリプロトコルを通信に利用し得る。
【００３８】
この例では、ＥＮＣＤ２０e３は、オフグリッド通信インターフェース３４を介して、幾つかの他のプロセス装置が接続されたネットワーク３８と通信する。特に、監督的制御及びデータ取得（ＳＣＡＤＡ）システム４０、供給線インテリジェンスモジュール（ＦＩＭ）４２、及びコンピュータ装置４４をネットワーク３８に通信可能に接続し得る。本明細書において更に詳細に説明するように、ＥＮＣＤ２０eは、ＳＣＡＤＡシステム４０、ＦＩＭ４２、コンピュータ装置４４、及びＩＮＣＤ２０iのうちの１つ又は複数間の通信を促進する。一実施形態では、ＳＣＡＤＡシステム４０の使用は、本明細書に開示されるメカニズムを通して回避し得る。
【００３９】
ＥＮＣＤ２０e３は、ＥＮＣＤ２０e３が配置されるノード２２に配置されるＥＣＯＭ装置２６にも通信可能に接続される。この関係は、本明細書では、各ＥＮＣＤ２０eが同じ場所にある対応するＥＣＯＭ装置２６に通信可能に接続されるような、ＥＮＣＤ２０e３と、同じ場所にある特定のＥＣＯＭ装置２６との対応性と呼ばれ得る。ＥＮＣＤ２０e３は、非限定的な例として、有線又は無線ローカルエリアネットワーク等の任意の適する通信技術を使用して、ローカル通信インターフェース３７eを介して対応するＥＣＯＭ装置２６と通信するように構成される。したがって、本明細書において更に詳細に説明するように、ＥＮＣＤ２０e３は、ネットワーク３８を介して、ＥＮＣＤ２０e３に対応するＥＣＯＭ装置２６と通信するように指示するメッセージを受け取り得る。通信は、何らかのアクションを実行し、ＥＣＯＭ装置２６の何らかのパラメータを変更し、ＥＣＯＭ装置２６から情報を要求し、又は上記の任意の組合せを行うように、ＥＣＯＭ装置２６に指示し得る。ＥＮＣＤ２０e１、２０e２、及び２０e４〜２０e６は、ＥＮＣＤ２０e３と同様に構成され、対応するＥＣＯＭ装置２６に同様に通信可能に接続される。
【００４０】
ＩＮＣＤ２０i３は、プロセス装置４６と、オングリッド通信技術を介してグリッド３０を経由して通信するように構成されたオングリッド通信インターフェース３６iとを備える。ＥＮＣＤ２０eと異なり、ＩＮＣＤ２０iは、オフグリッド通信インターフェース３４を有さないことがある。したがって、幾つかの実施形態では、ＩＮＣＤ２０iは、オングリッド通信技術を介してグリッド３０を経由してのみ通信し得る。ＩＮＣＤ２０i３は、ローカル通信インターフェース３７iを介して、非限定的な例として、有線又は無線ローカルエリアネットワーク等の任意の適する通信技術を使用してＩＮＣＤ２０i３と同じ場所に配置されたＥＣＯＭ装置２６にも通信可能に接続され、通信するように構成される。ＩＮＣＤ２０i１、２０i２、及び２０i４〜２０i６もＩＮＣＤ２０i３と同様に構成され、対応するＥＣＯＭ装置２６に同様に通信可能に接続される。
【００４１】
実際には、ノード２２は、改竄を回避するために保護された場所に配置し得る。都市環境では、ノード２２は、地下ボールトに配置し得、マンホールを介してのみアクセス可能であり得る。そのような地下ボールトは通常、地上の装置との無線通信を妨げる。さらに、極めて高いコストに起因して、地下ボールトは往々にして、地下ボールトを相互接続する通信回線を有さない。したがって、通信を地下ボールト内の機器に供給することは、不可能であり得るが、又は利用可能な場合、１次配電システム１２を介して２次ネットワーク状配電システム１４と通信する従来のオングリッド通信メカニズムに制限される。不都合なことに、そのような従来のオングリッド通信は、比較的コストがかかり、多くの制限を有する。さらに、２次ネットワーク状配電システム１４の物理的広がりに起因して、幾つかのノード２２は単純に、１次配電システム１２に配置された送信機の信号到達範囲外にあり得る。
【００４２】
特徴の中でも特に、実施形態は、２次ネットワーク状配電システム１４での双方向通信を促進する。そのような双方向通信により、コンピュータ装置４４等の装置は、各ノード２２に配置されたＥＣＯＭ装置２６の制御及び／又は監視を行うことができる。そのようなアクションは、ＥＣＯＭ装置２６が実施するように構成された任意の適するアクションを含むことができる。そのようなアクションは、ＥＣＯＭ装置２６が特定の順序でアクションを実行するか、又はＥＣＯＭ装置２６が複数のアクションをほぼ同時に実行し得るように調整することもできる。
【００４３】
一実施形態では、ＥＮＣＤ２０eは、１つ又は複数のノード２２に配置され、オフグリッド通信メカニズムに接続される。例えば、ファイバ又は電力線は、ＥＮＣＤ２０eが配置された場所２４まで敷設されていることがある。ＥＮＣＤ２０eの場所２４の数は、１／１００、１／１０００、又は１／１０等のＩＮＣＤ２０iを収容する場所２４の数の比較的小さな割合であり得る。したがって、ＥＮＣＤ２０eを収容するノード２２に外部通信を延ばすコストは、外部通信を全てのノード２２に延ばすコストと比較して、相対的に最小である。
【００４４】
ＥＮＣＤ２０eは、各オフグリッド通信インターフェース３４及びネットワーク３８を介して、コンピュータ装置４４、ＳＣＡＤＡシステム４０、及び／又はＦＩＭ４２と通信する。説明のために、実施形態の多くは、本明細書において、コンピュータ装置４４が、ＥＮＣＤ２０eを介して２次ネットワーク状配電システム１４での通信を開始し制御することに関して考察されるが、コンピュータ装置４４に寄与する機能は、ＳＣＡＤＡシステム４０及びＦＩＭ４２等の１つ又は複数の他の装置で実施してもよい。一実施形態では、コンピュータ装置４４は、プロセス装置４８及びメモリ５０を含む。メモリ５０は、コンピュータ装置４４に関して本明細書に記載される機能の幾つか又は全てを実施するメッセージ制御モジュール５２を含み得る。メッセージ制御モジュール５２は、複雑なソフトウェア命令、回路、及び／又はソフトウェア命令と回路との組合せを含み得る。幾つかの実施形態では、メッセージ制御モジュール５２は、特定用途向け集積回路又はフィールドプログラマブルゲートアレイで実施し得る。
【００４５】
メモリ５０は、ネットワークトポロジ５４を含むこともできる。ネットワークトポロジ５４は、メッセージをアドレス指定し得るＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iの電子装置アドレス、各ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iと通信するＥＣＯＭ装置２６、ＥＮＣＤ２０e、ＩＮＣＤ２０i及びＥＣＯＭ装置２６の場所等のＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤiに関する情報を含む。
【００４６】
ＦＩＭ４２は、プロセス装置５６及びメモリ５８を含む。ＦＩＭ４２は、給電線２８に通信可能に接続され、したがって、オングリッド通信をＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iから受け取ることができる。１次配電システム１２等の高電圧システムから２次ネットワーク状配電システム１４等の低電圧配電システムへの下流通信は、比較的コストがかかり得、効率性が限られており、一方、２次ネットワーク状配電システム１４から１次配電システム１２への上流通信は通常、コストがより低く、一般により効率的である。したがって、幾つかの実施形態では、以下により詳細に考察するように、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、ＦＩＭ４２を介してメッセージ制御モジュール５２にメッセージを送信して、部分的に、本明細書に開示される双方向通信を実施し得る。上述したように、幾つかの実施形態では、メッセージ制御モジュール５２及びネットワークトポロジ５４は、コンピュータ装置４４よりもむしろＦＩＭ４２において実施し得る。
【００４７】
各給電線２８は、１２０度隔てられた３つの位相を有し得る。そのような位相は、「Ａ位相」、「Ｂ位相」、及び「Ｃ位相」と呼ばれることもある。２次ネットワーク状配電システム１４では、各給電線２８からのＡ位相は一緒に接続され、Ｂ位相は一緒に接続され、Ｃ位相は一緒に接続される。これらの相互接続された位相は、ＥＮＣＤ２０e又はＩＮＣＤ２０iが伝送をＦＩＭ４２に送信することができる並列通信経路を促進する。さらに、これらの相互接続された位相は、ＥＮＣＤ２０eとＩＮＣＤ２０iとの間の複数の通信パスを促進する。
【００４８】
一実施形態では、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、メッセージ送信中、２次ネットワーク状配電システム１４の１つ又は複数の位相に変調された電流信号の注入により、及びメッセージ受信中、同じ１つ又は複数の位相に変調された電圧信号の受け取りにより、グリッド３０を介して通信する。
【００４９】
１つ又は複数の位相に変調された電流信号の注入は、送信側ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iにより見られる注入時点で、１つ又は複数の位相のインピーダンスに起因して、対応する小さな１つ又は複数の変調電圧信号を作成する。この複数なインピーダンスは、送信周波数、幹線電力の電圧及び位相角（例えば、１２０ボルト、２４０ボルト、又は４８０ボルト、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、４００Ｈｚ等）、及び注入時点で関連する位相への消費負荷により、変化する。受け取りにＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iにより使用されるのは、この結果生成される変調電圧信号である。
【００５０】
２次ネットワーク状配電システム１４の位相の相互接続性に起因して、変調電流信号及び変調電圧信号は両方とも、注入点からの可能な全ての方向において１つ又は複数の起点位相に沿って並びに相互接続された位相に沿って及び任意のクロス接続通信パスに沿って伝搬する。相互接続された位相に沿った信号は、起点位相に沿った信号よりも早く減衰し、幾つかの実施形態では、信号中継器が必要になることに繋がり得る。
【００５１】
ＥＮＣＤ２０e又はＩＮＣＤ２０iのいずれかにより伝送される電流信号は、１つ又は複数の位相に沿って伝搬し、変電所のＦＩＭ４２において受け取ることができ、ＦＩＭ４２は、１つ又は複数の信号の受け取り及び復調により、２次ネットワーク状配電システム１４に電力を供給する。１つ又は複数の電流信号は、信号を保護中継システム及び／又はＳＣＡＤＡシステム４０に供給する変電所保護電流変圧器（ＣＴ）の５アンペア（Ａ）電流ループを監視することにより、ＦＩＭ４２において利用可能である。２次ネットワーク状配電システム１４に給電する各位相は、対応するＣＴを有する。この監視は、各５Ａ電流ループに小さな信号ＣＴを配置し、小さな信号ＣＴの出力をＦＩＭ４２に直接供給することにより、達成することができる。ＦＩＭ４２は１つ又は複数の復調器を含み、各小さな信号ＣＴは、対応する復調器の入力に直接接続される。
【００５２】
さらに、位相の互いとの物理的近さ、３つの位相変圧器及び３つの位相消費負荷の存在並びにＥＮＣＤ２０e又はＩＮＣＤ２０iのそれぞれによる送信周波数に起因して、変調電流信号は、位相間で電気的又は磁気的にクロス接続することができる。これは、２次ネットワーク状配電システム１４の位相で非常に多くの通信パスを作成しながら、給電線レベルでの通信パスの数を更に増大させもする。したがって、通常、通信システムでの問題であるクロス接続は、２次ネットワーク状配電システム１４において利用することができる。
【００５３】
変調電流信号は、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、多重周波数偏移変調（ＭＦＳＫ）等を含むが、これらに限定されない多種多様な変調及び復調方法論を使用して実施することができる。同様に、複数の周波数を利用し、１つ又は複数の離散した通信チャネルを作成することができる。１つ又は複数のチャネルは、スロット構造又はＡｌｏｈａ等のランダム伝送プロトコルを用いる非スロット構造で実施される時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）等のそのような技術を使用して、更にセグメント化し得る。
【００５４】
図２は、一実施形態による、２次ネットワーク状配電システム１４で通信する方法を示すフローチャートである。図２について、図１と併せて考察する。ＥＮＣＤ２０e３は、オフグリッド通信インターフェース３４を介して、メッセージをコンピュータ装置４４から受け取る（図２、ブロック１０００）。メッセージは、特定のＩＮＣＤ２０i、全てのＩＮＣＤ２０i、又はＩＮＣＤ２０iのグループにアドレス指定し得る。この例では、メッセージが２つの特定のＩＮＣＤ２０i宛てであると仮定する。メッセージは、２つのＩＮＣＤ２０iが実行すべきアクション又はアクションのスクリプトを含み得る。メッセージの受け取りに応答して、ＥＮＣＤ２０e３は、オングリッド通信インターフェース３６eを介して、２次ネットワーク状配電システム１４でメッセージを再伝送する（図２、ブロック１００２）。オングリッド通信インターフェース３６eは、２次ネットワーク状配電システム１４の特定の位相を介して通信し得るか、又は２次ネットワーク状配電システム１４の３つ全ての位相を介して通信し得る。再伝送されたメッセージは、受け取ったメッセージと同一であってもよく、又はＥＮＣＤ２０e３は、グリッド３０での伝送のためにメッセージを再フォーマットしてもよい。ＩＮＣＤ２０iは全てグリッド３０に接続されるため、ＩＮＣＤ２０iは全て、信号がＥＮＣＤ２０e３から、ＥＮＣＤ２０e３から最も遠いＩＮＣＤ２０iに伝搬するのにかかる時間量以内等で、ほぼ同時にメッセージを受け取る。
【００５５】
メッセージの宛先であった２つのＩＮＣＤ２０iがメッセージを受け取ったと決定される（図２、ブロック１００４）。一実施形態では、この決定はコンピュータ装置４４により行い得る。本明細書において更に詳細に考察するように、この決定は、任意の数の異なる方法で行われ得る。一方又は両方のＩＮＣＤ２０iがメッセージを受け取らなかったと決定された場合、コンピュータ装置４４は、グリッド３０での再伝送のために、メッセージをＥＮＣＤ２０e３に再送信し得る。
【００５６】
図３は、一実施形態によるメッセージのメッセージレイアウト６０を示すブロック図である。メッセージレイアウト６０は、コンピュータ装置４４により、メッセージをＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iに送信するのに使用し得る。この実施形態では、メッセージレイアウト６０は、コンピュータ装置４４が、適切な場合、メッセージが特に向けられ得る特定のＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iの装置アドレス又は装置識別子を特定する装置アドレスフィールド６２を含む。例えば、コンピュータ装置４４は、１つ又は複数の特定のＥＮＣＤ２０e及び／又はＩＮＣＤ２０iであるが、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iの全てではないＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iにより、アクションがとられることを望み得る。コンピュータ装置４４は次に、装置アドレスフィールド６２を介して特定のＥＮＣＤ２０e及び／又はＩＮＣＤ２０iを特定し得る。一実施形態では、コンピュータ装置４４は、装置アドレスフィールド６２内のブロードキャスト装置アドレスを利用して、メッセージが全てのＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iに向けられていることを示し得る。
【００５７】
幾つかの実施形態では、複数のＥＮＣＤ２０e及び／又はＩＮＣＤ２０iは、グループアドレスフィールド６４内の特定のグループアドレスにより特定し得る。グループアドレスには、特定のアクションで、そのアクションを生じさせることと併せて動作し得るＥＮＣＤ２０e及び／又はＩＮＣＤ２０iの特定のセット又はグループが関連付けられる。アクションは、ほぼ同時に又は特定の順序で実行し得る。「ほぼ同時」という語句は、グリッド３０で伝送されたメッセージがＥＮＣＤ２０e及び／又はＩＮＣＤ２０iのそれぞれに達するまでにかかる時間以下の時間期間内で行われるアクションを指す。一般に、そのような時間は、任意のＩＮＣＤ２０iと最も近いＥＮＣＤ２０eとの最大距離の関数である。
【００５８】
コンピュータ装置４４は、一意のメッセージ識別子（ＩＤ）をメッセージＩＤフィールド６６に挿入して、グリッド３０で通信されるメッセージを一意に特定し得る。幾つかの実施形態では、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、肯定応答内の一意のメッセージＩＤを使用して、メッセージの受信成功を示し得る。
【００５９】
コンピュータ装置は、特定のメッセージをメッセージフィールド６８に挿入し得る。メッセージは、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iにより既知の任意の所望のシンタックス及びプロトコルに準拠し得る。一実施形態では、メッセージタイプ７０−１は、１つ又は複数のアクション又はスクリプトと、受け取り時（すなわち、即座）にアクションがとられるか、又はスクリプトが実行されるべきであることの指示とを含む。スクリプトは、アクションのリストを含み得、幾つかの実施形態では、どのアクションが実行されるべきかを制御する条件、分岐等を含む言語シンタックスを含み得る。アクションは、各ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iが、各ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iと同じ場所に配置される対応するＥＣＯＭ装置２６に送信することの命令又は制御信号を含み得る。したがって、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、メッセージの受け取りに応答して、対応するＥＣＯＭ装置２６を制御し得る。
【００６０】
メッセージタイプ７０−２は、１つ又は複数のアクション又はスクリプト、及びアクションを将来の時刻にとるべきことの指示を含む。将来の時刻は、メッセージの受け取り時刻からの相対的な時間オフセットであってもよく、又は確定された時刻であってもよい。メッセージタイプ７０−３は、１つ又は複数のアクション又はスクリプト、及びアクションが将来のイベント時にとられるべきことの指示を含む。メッセージレイアウト６０が可能なメッセージレイアウトの単なる１つにすぎず、実施形態がいかなる特定のメッセージレイアウトにも限定されないことを理解されたい。
【００６１】
任意の適するスクリプト言語を実施形態において利用し得るが、一般に、スクリプト言語（ルールベースの言語と呼ばれることもある）は、イベント若しくは一連のイベント、特定の日／時刻、条件、又はそれらの任意の組合せ時に受信側ＥＮＣＤ２０e又はＩＮＣＤ２０iにより実行される一連のコマンドの伝送を促進する。スクリプトシンタックス及びコマンドの非限定的な例を以下に供給する。
【００６２】
スクリプトコマンド「＠Ｔ＝Ｘ；Ｓ１＝Ｆ」は、「時刻Ｘにおいて、スイッチ１をオフにする」として解釈し得る。スクリプトコマンド「＠Ｖ＜１２５；Ｓ２＝Ｏ」は、「電圧が１２５ボルト未満の場合、スイッチ１をオンにする」として解釈し得る。スクリプトコマンド「１＠Ｔ＞Ｙ；２＠Ｖ＜１２０；Ｓ２＝０」は、「時刻がＸよりも後であり、電圧が１２５ボルト未満である場合、スイッチ２をオンにする」として解釈し得る。スクリプトコマンド「＠ｆ＝１２００，ＳＴ＝０」は、「１２００Ｈｚトーンの受け取り時、時刻をゼロに設定する」として解釈し得る。
【００６３】
複数のスクリプトを受信側ＥＮＣＤ２０e又はＩＮＣＤ２０iにより送信又は保持し得る。例えば、以下のスクリプトを受信側ＥＮＣＤ２０e又はＩＮＣＤ２０iに送信することができ：「＠Ｔ＝Ｘ；Ｓ１＝Ｆ．＠Ｖ＜１２５；Ｓ２＝Ｏ．１＠Ｔ＞Ｙ；２＠Ｖ＜１２０；Ｓ２＝０．＠ｆ＝１２００，ＳＴ＝０．」、それにより、上述したアクションを適切な時刻及び／又はイベントで実行することができる。
【００６４】
図４Ａ〜図４Ｂは、一実施形態による２次ネットワーク状配電システム１４でのメッセージの通信を示す。図４Ａ〜図４Ｂ並びに本明細書で考察される後続図では、１次配電システム１２の部分は、単に明確にするために省かれているが、上述したような実施形態では機能的である。図４Ａ〜図４Ｂは、２次ネットワーク状配電システム１４でのメッセージ通信の考察を容易にするためだけに、グリッド３０から離れたノード２２も示す。したがって、動作に当たり、グリッド３０の部分は、各ノード２２からグリッド３０に延びる破線及び円により示されるように、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iに接続される。
【００６５】
説明のために、コンピュータ装置４４は、時刻Ｔ１において、メッセージ７２をＥＮＣＤ２０eに通信すると仮定する。ＥＮＣＤ２０eは、メッセージ７２をほぼ同時に受け取る。図４Ｂは、各ＥＮＣＤ２０eが、メッセージ７２の受け取りに応答して、時刻Ｔ２において、グリッド３０でのメッセージ７２の再伝送を開始することを示す。ＥＮＣＤ２０eは、非限定的な例として、Ａｌｏｈａ等のランダム伝送プロトコル又はスロットＡｌｏｈａ等のスロット伝送プロトコルを含め、共有媒体で通信するための任意の所望のプロトコルを使用して、グリッド３０で通信し得る。幾つかの実施形態では、単一のＥＮＣＤ２０eがグリッド３０を介して全てのＩＮＣＤ２０iに到達することができる場合、ＥＮＣＤ２０eは、メッセージを個別に各ＩＮＣＤ２０iに通信し得る。再伝送されたメッセージ７２は、メッセージ７２のコピーであってもよく、又は再伝送前にＥＮＣＤ２０eにより再フォーマットされてもよい。なお、グリッド３０は共有媒体であるため、再伝送されたメッセージ７２は、各ＩＮＣＤ２０iによりほぼ同時に受け取られる。なお、各ＩＮＣＤ２０iは、再伝送されたメッセージ７２を複数回、受け取り得る。さらに、なお、再伝送されたメッセージ７２の強度が、最近傍の送信側ＥＮＣＤ２０eと各ＩＮＣＤ２０iとの間の距離に応じて異なり得る。
【００６６】
メッセージ７２は、コンピュータ装置４４により、各ＩＮＣＤ２０iに宛てられているブロードキャストメッセージとして特定され、１つ若しくは複数の指定されたＩＮＣＤ２０iにアドレス指定され、又はグループアドレスを利用するＩＮＣＤ２０iのグループに向けられていることがある。各ＩＮＣＤ２０iは、再伝送されたメッセージ７２を受け取り、再伝送されたメッセージ７２を調べて、再伝送されたメッセージ７２がＩＮＣＤ２０iへ意図されるか否かを決定し、その場合、再伝送されたメッセージ７２において示されるアクションを実行する。
【００６７】
図５Ａ〜図５Ｂは、別の実施形態による、２次ネットワーク状配電システム１４でのメッセージの記憶及び転送通信を示す。まず図５Ａを参照すると、図４Ａに示されるように、各ＥＮＣＤ２０eは、メッセージ７２をコンピュータ装置４４から受け取ったと仮定する。時刻Ｔ２において、各ＥＮＣＤ２０eは、メッセージ７２の受け取りに応答して、メッセージ７２をグリッド３０で再伝送する。再伝送されたメッセージ７２は、メッセージ７２のコピーであってもよく、又は再伝送前にＥＮＣＤ２０eにより再フォーマットしてもよい。なお、グリッド３０は共有媒体であるため、再伝送されたメッセージ７２は、各ＩＮＣＤ２０iのそれぞれによりほぼ同時に受け取られる。なお、各ＩＮＣＤ２０iは、再伝送されたメッセージ７２を複数回受け取り得る。さらに、なお、再伝送されたメッセージ７２の強度は、最近傍の送信側ＥＮＣＤ２０eと各ＩＮＣＤ２０iとの間の距離に応じて異なり得る。
【００６８】
図５Ｂを参照すると、再伝送されたメッセージ７２を受け取った後、ＩＮＣＤ２０i１及び２０i４は再び、メッセージ７２をグリッド３０で再伝送する。再伝送されたメッセージ７２は、ＩＮＣＤ２０i２、ＩＮＣＤ２０i３、ＩＮＣＤ２０i５、及びＩＮＣＤ２０i６により受け取られる。図５Ｃを参照すると、メッセージ７２を受け取った後、ＩＮＣＤ２０i２及び２０i５は再び、メッセージ７２をグリッド３０で再伝送する。したがって、この実施形態では、メッセージ７２は、ＩＮＣＤ２０iによりグリッド３０に沿って繰り返し伝搬される。これは、送信側ＥＮＣＤ２０eから離れたＩＮＣＤ２０iが最終的に、最近傍ＥＮＣＤ２０eからのＩＮＣＤ２０iの距離に関係なく、メッセージ７２を受け取ることを保証する。ＥＮＣＤ２０eは、非限定的な例として、Ａｌｏｈａ等のランダム伝送プロトコル又はスロットＡｌｏｈａ等のスロット伝送プロトコルを含め、共有媒体で通信するために、任意の所望のプロトコルを使用してグリッド３０で通信し得る。
【００６９】
説明のために、各下流ＩＮＣＤ２０iは、メッセージ７２を再伝送するものとして示されるが、他の実施形態では、特定のＩＮＣＤ２０iのみがメッセージ７２を再伝送し得る。特に、一実施形態では、グリッド３０のテストに基づいて、特定のＩＮＣＤ２０iが、再伝送されたメッセージ７２をＥＮＣＤ２０eから受け取り、他のＩＮＣＤiが、距離及び／又はノイズに起因して、再伝送されたメッセージ７２を受け取らないと決定し得る。そのような状況では、元のメッセージ７２を受け取らないＩＮＣＤ２０iに最も近い特定のＩＮＣＤ２０iのみが、メッセージ７２を再伝送するように構成し得る。例えば、グリッド３０の所定のテストに基づいて、ＩＮＣＤ２０i１、２０i２、２０i４、及び２０i５が、ＥＮＣＤ２０eの元の再伝送から、十分な信号強度で再伝送メッセージ７２を受け取るが、ＩＮＣＤ２０i３、２０i６が受け取らないと仮定する。ＩＮＣＤ２０i３、２０i６が、ＩＮＣＤ２０i２、２０i５から再伝送されたメッセージ７２を受け取ると更に決定される。この状況では、ＩＮＣＤ２０i２、２０i５のみが、メッセージ７２を再伝送するように構成する。
【００７０】
別の実施形態では、ＩＮＣＤ２０iによる適切な再伝送は、動的又はヒューリスティックに決定し得る。特に、ＥＮＣＤ２０eからのメッセージ７２の再伝送後、ＩＮＣＤ２０iから受け取った応答メッセージ（ＡＣＫ）及び／又は否定応答メッセージ（ＮＡＣＫ）に基づいて、コンピュータ装置４４は、どのＩＮＣＤ２０iが、ＥＮＣＤ２０eからメッセージ７２の初期再伝送を決まって受け取り、どのＩＮＣＤ２０iが受け取らないかを決定し得る。コンピュータ装置４４は、ネットワークトポロジ５４にアクセスし、どのＩＮＣＤ２０iが、ＥＮＣＤ２０eからのメッセージ７２の初期再伝送を受け取らないＩＮＣＤ２０iに最も近いかを決定し、そのような最も近いＩＮＣＤ２０iに、グリッド３０上でメッセージ７２を再伝送するようにＩＮＣＤ２０iを構成する構成命令を送信し得る。
【００７１】
幾つかの実施形態では、メッセージ７２の元の送信者、前の例ではコンピュータ装置４４は、メッセージ７２が宛てられたＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iが、メッセージ７２を受け取ったか否かを決定し得る。一実施形態では、この決定は、例外プロトコルにより否定応答を使用して行い得、コンピュータ装置４４は、ＮＡＣＫがＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iから送信されない限り、メッセージ７２が宛てられたＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iが、メッセージ７２を受け取ったと決定する。したがって、この実施形態では、ＮＡＣＫが、所定の時間枠内でコンピュータ装置４４により受け取られなかった場合、コンピュータ装置４４は、メッセージ７２が宛てられたＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iが、メッセージ７２を受け取ったと決定する。
【００７２】
図６は、別の実施形態による、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iがメッセージ７２を受けたと決定するメカニズムを示す。この実施形態では、メッセージ７２が宛てられた各ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、メッセージ７２の受け取り成功時、ＡＣＫ７６を送信する。ＡＣＫ７６は、例えば、特定のＩＮＣＤ２０iを特定する装置ＩＤと、メッセージ７２のメッセージＩＤとを含み得る。この例では、メッセージ７２が、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iのそれぞれに宛てられたブロードキャストメッセージとして特定されたと仮定する。メッセージ７２を受け取ると、ＩＮＣＤ２０iは、２次ネットワーク状配電システム１４を介して１次配電システム１２にグリッド３０を経由してＡＣＫ７６を送信する。ＦＩＭ４２は、１次配電システム１２の信号を監視して分析し、ＡＣＫ７６を受け取る。ＦＩＭ４２は、コンピュータ装置４４にＡＣＫ７６を通信し得る。コンピュータ装置４４は、各メッセージＩＤ及びどのＩＮＣＤ２０i及びＥＮＣＤ２０eがＡＣＫ７６を送信したかに関する情報を保持し得、それにより、どのＩＮＣＤ２０i及びＥＮＣＤ２０eがメッセージ７２を受け取ったかを決定し得る。図６に示されないが、各ＥＮＣＤ２０eは、同様に、２次ネットワーク状配電システム１４を介して１次配電システム１２にグリッド３０を経由してＡＣＫ７６を通信してもよく、又は代替的に、各オフグリッド通信インターフェース３４を使用して、ＡＣＫ７６をコンピュータ装置４４に直接送信してもよい。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｂは、別の実施形態による、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iがメッセージ７２を成功裏に受信したと決定するメカニズムを示す。この実施形態では、メッセージ７２が、コンピュータ装置４４によりブロードキャストメッセージとして特定され、各ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iに宛てられたと再び仮定する。図７Ａに示されるように、メッセージ７２を受け取ると、各ＩＮＣＤ２０iは、上述したように、ＡＣＫ７６を生成し、ＡＣＫ７６をグリッド３０に伝送する。この実施形態では、ＥＮＣＤ２０eはＡＣＫ７６を受け取る。図７Ｂを参照すると、各ＥＮＣＤ２０eは、オフグリッド通信インターフェース３４を使用して、ＡＣＫ７６をコンピュータ装置４４に再伝送する。なお、ＥＮＣＤ２０e１及び２０e２のみが、ＡＣＫ７６を再伝送するものとして示されているが、ＥＮＣＤ２０e３〜３０e６も、受け取ったＡＣＫ７６を再伝送し得る。各ＥＮＣＤ２０eは、どのＡＣＫ７６が他のＥＮＣＤ２０eにより再伝送中であるかを認識しないことがあるため、コンピュータ装置４４は、ＡＣＫ７６の複数のコピーを同じＩＮＣＤ２０iから受け取り得る。
【００７４】
図８Ａ〜図８Ｂは、一実施形態による、複数のＩＮＣＤ２０iの間でアクションを同期するメカニズムを示す。この例では、コンピュータ装置４４が、ＩＮＣＤ２０i４、２０i５に宛てられたメッセージ７２を生成すると仮定する。メッセージ７２は、ＩＮＣＤ２０i４、２０i５によりほぼ同時にとられるべきアクションを特定する。ＥＮＣＤ２０eは、メッセージを受け取り、メッセージ７２をグリッド３０に伝送する。ＩＮＣＤ２０i４及び２０i５は、上述したように、メッセージを受け取り、ＡＣＫ７６を伝送して、受け取りを示し得る。この例では、メッセージ７２は、メッセージタイプ７０−３（図３）であり、将来のイベントの発生時、アクションがＩＮＣＤ２０i４、２０i５により実行されるべきであることを示す。この例では、将来のイベントは、グリッド３０のトーンの検出として特定される。ＩＮＣＤ２０i４、２０i５は、トーンの存在を探して、グリッド３０を監視等により聞く。図８Ａは、ＥＮＣＤ２０e２に宛てられたメッセージ７２Ａを送信するコンピュータ装置４４を示す。メッセージは、メッセージ７２Ａの受け取り時、ＥＮＣＤ２０e２がトーンをグリッド３０に適用すべきであることを示す。図８Ｂは、ＥＮＣＤ２０e２が、メッセージ７２Ａを受け取り、トーン７８をグリッド３０に適用することを示す。グリッド３０は共有媒体であるため、トーン７８は、ＩＮＣＤ２０i４、２０i５によりほぼ同時に受け取られる。ＩＮＣＤ２０ｉ４、２０ｉ５は、２次ネットワーク状配電システム１４でのトーン７８の存在の検出に応答して、メッセージ７２Ａにおいて指定されるアクションを実行する。
【００７５】
他の実施形態では、コンピュータ装置４４は、順番に処理すべき異なるアクションを特定する一連のメッセージを異なるＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iに送信し得る。そのようなメッセージの通信及びそのようなメッセージの受け取りの決定は、上述した方法のうちの１つ又は複数により達成し得る。各メッセージは、各アクションが特定の時刻で実行されるべきであることを指定し得、各時刻は、アクションが適切な順序で実行されることを保証するように異なり得る。適切な調整を保証するために、ＥＮＣＤ２０e及びＩＮＣＤ２０iは、内部クロックを定期的に同期し得、それにより、そのようなクロックは所定の同期内にある。そのような同期は、任意の所望の様式で達成し得る。
【００７６】
図９は、一実施形態によるコンピュータ装置４４のブロック図である。コンピュータ装置４４は、コンピュータサーバ、ワークステーション等の、ファームウェア、ハードウェアを備え、及び／又はソフトウェア命令を実行して、本明細書に記載される機能を実施することが可能な任意のコンピュータ装置又はプロセス装置を含み得る。幾つかの実施形態では、コンピュータ装置４４は、本明細書に開示される通信電力システム通信を実施するように設計された専用コンピュータシステムであり得る。コンピュータ装置４４は、プロセス装置４８、システムメモリ５０、及びシステムバス８０を含む。システムバス８０は、システムメモリ５０及びプロセス装置４８を含むが、これらに限定されないシステム構成要素のインターフェースを供給する。プロセス装置４８は、任意の市販又はプロプライエタリなプロセッサであることができる。
【００７７】
システムバス８０は、様々な市販のバスアーキテクチャのいずれかを使用して、メモリバス（メモリコントローラあり又はなし）、周辺機器バス、及び／又はローカルバスに更に相互接続し得る幾つかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。システムメモリ５０は、不揮発性メモリ８２（例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）、及び／又は揮発性メモリ８４（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を含み得る。基本入／出力システム（ＢＩＯＳ）８６は、不揮発性メモリ８２に記憶し得、コンピュータ装置４４内の要素間での情報の転送に役立つ基本ルーチンを含み得る。揮発性メモリ８４は、データをキャッシュする静的ＲＡＭ等の高速ＲＡＭを含むこともできる。
【００７８】
コンピュータ装置４４はコンピュータ可読記憶装置８８を更に含み得るか、又は接続し得、コンピュータ可読記憶媒体８８は、例えば、内部又は外部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）（例えば、エンハンストＩＤＥ（ＥＩＤＥ）又はシリアルアドバンストテクノロジアタッチメント（ＳＡＴＡ））、記憶用のＨＤＤ（例えば、ＥＩＤＥ又はＳＡＴＡ）、フラッシュメモリ等を備え得る。コンピュータ可読記憶装置８８並びにコンピュータ可読媒体及びコンピュータ使用可能媒体に関連付けられた他のドライブは、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令等の不揮発性記憶を供給し得る。上記のコンピュータ可読媒体の説明はＨＤＤを指すが、Ｚｉｐディスク、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ等のコンピュータにより可読の他のタイプの媒体も、例示的な動作環境で使用可能でもあり、さらに、任意のそのような媒体が、開示されたアーキテクチャの新規の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を含み得ることを当業者には理解されたい。
【００７９】
オペレーティングシステム９０及び１つ又は複数のプログラムモジュール９２を含め、本明細書に記載される機能を全体的又は部分的に実施し得る幾つかのモジュールをコンピュータ可読記憶装置８８及び揮発性メモリ８４に記憶することができる。実施形態が、様々な市販のオペレーティングシステム９０又はオペレーティングシステム９０の組合せを用いて実施することができることを理解されたい。
【００８０】
実施形態の全て又は一部は、プロセス装置４８に本明細書に記載されるステップを実行させるように構成される、複雑なコンピュータ可読プログラムコード等の複雑なプログラミング命令を含む、コンピュータ可読記憶装置８８等の一時的又は非一時的コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品として実施し得る。したがって、コンピュータ可読プログラムコードは、プロセス装置４８で実行されると、本明細書に記載される実施形態の機能を実施するソフトウェア命令を含むことができる。プロセス装置４８は、揮発性メモリ８４内のプログラムモジュール９２と併せて、本明細書に記載される機能を実施するように構成されるか、又は適合されるコンピュータ装置４４のコントローラとして機能し得る。
【００８１】
コンピュータ装置４４は、ネットワーク３８との通信に適する通信インターフェース９４を含むこともできる。
【００８２】
図１０は、一実施形態によるＥＮＣＤ２０eのブロック図である。ＥＮＣＤ２０eは、ファームウェア、ハードウェアを備え、及び／又は本明細書に記載される機能を実施するソフトウェア命令を実行することが可能な任意のコンピュータ装置又はプロセス装置を備え得る。幾つかの実施形態では、ＥＮＣＤ２０eは、本明細書に開示されるような通信電力システム通信を実施するように設計された専用コンピュータ装置であり得る。ＥＮＣＤ２０eは、プロセス装置４６、システムメモリ１００、及びシステムバス１０２を含む。システムバス１０２は、システムメモリ１００及びプロセス装置４６を含むが、これらに限定されないシステム構成要素にインターフェースを供給する。プロセス装置４６は、任意の市販又はプロプライエタリプロセッサであることができる。
【００８３】
システムバス１０２は、様々な市販のバスアーキテクチャのいずれかを使用して、メモリバス（メモリコントローラあり又はなし）、周辺機器バス、及び／又はローカルバスに更に相互接続し得る幾つかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。システムメモリ１００は、不揮発性メモリ１０４（例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）、及び／又は揮発性メモリ１０６（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を含み得る。基本入／出力システム（ＢＩＯＳ）１０８は、不揮発性メモリ１０４に記憶し得、ＥＮＣＤ２０e内の要素間での情報の転送に役立つ基本ルーチンを含み得る。揮発性メモリ１０６は、データをキャッシュする静的ＲＡＭ等の高速ＲＡＭを含むこともできる。
【００８４】
ＥＮＣＤ２０eはコンピュータ可読記憶装置１１０を更に含み得るか、又は接続し得、コンピュータ可読記憶媒体１１０は、例えば、内部又は外部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）（例えば、エンハンストＩＤＥ（ＥＩＤＥ）又はシリアルアドバンストテクノロジアタッチメント（ＳＡＴＡ））、記憶用のＨＤＤ（例えば、ＥＩＤＥ又はＳＡＴＡ）、フラッシュメモリ等を備え得る。コンピュータ可読記憶装置１１０並びにコンピュータ可読媒体及びコンピュータ使用可能媒体に関連付けられた他のドライブは、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令等の不揮発性記憶を供給し得る。上記のコンピュータ可読媒体の説明はＨＤＤを指すが、Ｚｉｐディスク、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ等のコンピュータにより可読の他のタイプの媒体も、例示的な動作環境で使用可能でもあり、さらに、任意のそのような媒体が、開示されたアーキテクチャの新規の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を含み得ることを当業者には理解されたい。
【００８５】
オペレーティングシステム１１２及び１つ又は複数のプログラムモジュール１１４を含め、本明細書に記載される機能を全体的又は部分的に実施し得る幾つかのモジュールをコンピュータ可読記憶装置１１０及び揮発性メモリ１０６に記憶することができる。実施形態が、様々な市販のオペレーティングシステム１１２又はオペレーティングシステム１１２の組合せを用いて実施することができることを理解されたい。
【００８６】
実施形態の全て又は一部は、プロセス装置４６に本明細書に記載されるステップを実行させるように構成される、複雑なコンピュータ可読プログラムコード等の複雑なプログラミング命令を含む、コンピュータ可読記憶装置１１０等の一時的又は非一時的コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品として実施し得る。したがって、コンピュータ可読プログラムコードは、プロセス装置４６で実行されると、本明細書に記載される実施形態の機能を実施するソフトウェア命令を含むことができる。プロセス装置４６は、揮発性メモリ１０６内のプログラムモジュール１１４と併せて、本明細書に記載される機能を実施するように構成されるか、又は適合されるＥＮＣＤ２０eのコントローラとして機能し得る。
【００８７】
ＥＮＣＤ２０eは、対応するＥＣＯＭ装置２６と通信するように構成されたローカル通信インターフェース３７e、ネットワーク３８と通信するように構成されたオフグリッド通信インターフェース３４、及び２次ネットワーク状配電システム１４のグリッド３０と通信するように構成されたオングリッド通信インターフェース３６eを含むこともできる。
【００８８】
ＩＮＣＤ２０iは、ＥＮＣＤ２０eに関して上述した構成と同様に構成し得るが、ＩＮＣＤ２０iはオフグリッド通信インターフェース３４を有さないことがある。
【００８９】
本開示の好ましい実施形態への改善及び変更を当業者は認識する。そのような改善及び変更は全て、本明細書に開示される概念の範囲及び以下の特許請求の範囲内にあると見なされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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