(57)【要約】  ユーティリティ顧客の間欠発電システムが顧客回路レベルにおいて自律的に実時間適応化され、したがって顧客の回路の各々が、需給計器へのその顧客の共通接続において、その顧客の回路のためのユーティリティの所望の結果に寄与するか、または中間回路レベルにおいて、その中間回路上の顧客のためのユーティリティの所望の総合結果に寄与する。エネルギー管理コントローラが、顧客の需給計器の後段で、その顧客の可変負荷の被制御負荷部分に接続され、それによりこれらの被制御負荷部分が実時間で自律的に追加または制限され、あるいは（蓄積エネルギーが存在している場合）蓄積された電力が蓄積装置から実時間で自律的に放電する。所望の結果を達成するためのユーティリティ規則は、コントローラにダウンロードされることが可能であり、また、顧客は、これらのユーティリティ規則の一部またはすべてに個別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くてもよい。実時間は、１秒未満から１５秒間隔の範囲内を意味している。
2017530687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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方法であって、個々の顧客が、共通接続部で前記中間回路のうちの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、前記方法が、
被制御負荷顧客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、個々の被制御負荷顧客による、被制御負荷部分をその被制御負荷顧客の前記顧客回路に自律的に実時間で接続し、または前記顧客回路から自律的に実時間で開放することによってその被制御負荷顧客の前記可変負荷の前記被制御負荷部分の制御可能な実時間切換えを可能にし、それにより前記コントローラが、その被制御負荷顧客の前記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前記需給計器の後段で許容し、
被制御負荷顧客毎の前記コントローラが、その被制御負荷顧客の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、個々の発電顧客が、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、
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前記コントローラが、自律的に前記発電顧客の間欠発電システムを前記負荷追加部品に接続し、十分な負荷を実時間で追加して前記需給計器の後段の前記過剰を吸収し、
その発電顧客の顧客回路上の前記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前記コントローラが、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、前記需給計器の後段の前記不足を低減し、
それにより前記グリッド・パーティシパント規則に従って、前記計器の後段の前記負荷追加部品および前記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、前記グリッド・パーティシパント規則に従うべく、前記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
を含む方法。
【請求項２】
被制御負荷顧客毎の前記コントローラがその被制御負荷顧客のための参照基準と結合され、前記方法が、
前記グリッド・パーティシパント規則を、参照される被制御負荷顧客の前記被制御負荷を実時間で自律的に管理することができる前記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、前記参照される被制御負荷顧客の各々が、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、それにより前記特定のグリッド・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が、前記特定のグリッド・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、
それにより前記需給計器の後段の前記負荷追加部品および前記負荷制限部品の自律的実時間負荷制限および負荷追加が、前記特定のグリッド・パーティシパント規則に従って、前記オプトインした顧客の負荷を実時間で制御し、前記特定のグリッド・パーティシパント規則に実質的に従うべく、前記参照される被制御負荷顧客のための前記中間回路の自律的実時間適応化に寄与する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの被制御負荷顧客の前記被制御負荷部分がエネルギー蓄積装置を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
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方法であって、個々の顧客が、共通接続部で前記中間回路のうちの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、前記方法が、
エネルギー管理コントローラを被制御負荷顧客の前記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、前記被制御負荷部分を前記被制御負荷顧客の前記顧客回路に自律的に実時間で接続し、または前記顧客回路から自律的に実時間で開放することによって前記被制御負荷部分を実時間で制御し、それにより前記コントローラが、前記需給計器の後段の前記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を許容し、
前記コントローラが被制御負荷顧客毎に参照基準と結合され、
前記コントローラが、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るステップと、
前記ユーティリティ規則を、参照される被制御負荷顧客の前記被制御負荷を実時間で自律的に管理することができる前記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、
前記参照される被制御負荷顧客の各々が、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、それにより前記特定のグリッド・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が、前記特定のグリッド・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、
それにより前記需給計器の後段の前記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が、前記特定のグリッド・パーティシパント規則に従って、前記オプトインした顧客の負荷を実時間で制御し、それにより前記特定のグリッド・パーティシパント規則に実質的に従うべく、前記参照される被制御負荷顧客のための前記中間回路の自律的実時間適応化に寄与するステップと
を含む方法。
【請求項５】
前記被制御負荷顧客のうちのいくつかが発電顧客であり、個々の発電顧客が、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し、前記方法が、
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前記コントローラが自律的に前記負荷追加部品を接続して十分な負荷を実時間で追加し、それにより前記需給計器の後段の前記過剰を吸収し、
その発電顧客の顧客回路上の前記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前記コントローラが自律的に前記負荷制限部品を開放して十分な負荷を実時間で制限し、それにより前記需給計器の後段の前記不足を低減し、
それにより前記特定のグリッド・パーティシパント規則に従って、前記計器の後段の前記負荷追加部品および前記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、前記特定のグリッド・パーティシパント規則に従うべく、前記発電顧客の顧客回路の自律的実時間適応化に寄与し、また、前記特定のグリッド・パーティシパント規則に従うべく、前記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寄与するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
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って、個々の顧客が顧客回路に接続された可変負荷を有し、個々の顧客回路が、共通接続部で前記中間回路のうちの１つに接続される需給計器の後段に存在し、前記顧客のうちのいくつかが発電および蓄積顧客であり、前記発電および蓄積顧客の各々が、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、または蓄積された電力を前記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前記蓄積デバイスにリンクされた前記発電システムを有し、
改善が、
エネルギー管理コントローラであって、
被制御負荷部分を被制御負荷顧客の前記顧客回路に自律的に接続し、または前記被制御負荷顧客の前記顧客回路から自律的に開放することによって前記被制御負荷部分を実時間で制御し、それにより前記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前記コントローラに許容するため、および前記被制御負荷部分の接続および開放による前記可変負荷の変化を実時間で検出するために、前記被制御負荷顧客の前記可変負荷の前記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、
前記発電および蓄積顧客の被制御充電器／インバータであって、前記充電器／インバータを実時間で制御して、発電された電力を自律的に導いて前記蓄積デバイスを充電し、または発電された電力または蓄積された電力を自律的に前記顧客回路に導いて、前記被制御発電および蓄積顧客の可変負荷に電力を自律的に提供し、また、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被制御充電器／インバータと
を備え、個々のコントローラが、個々の被制御負荷顧客の対応する中間回路、および個々の被制御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、前記被制御負荷顧客毎の参照基準および前記被制御発電および蓄積顧客毎の参照基準と結合され、
前記コントローラが、前記中間回路によって、また、前記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が、前記グリッド・パーティシパントが複数の選択されたグリッド・パーティシパント規則を前記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前記グリッド・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前記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、前記コントローラの前記被制御負荷サブセットが前記被制御負荷部分を自律的に実時間で管理して、前記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、
それにより発電および蓄積グリッド・パーティシパント規則を前記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、前記コントローラの前記発電および蓄積サブセットが前記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、前記コントローラの前記発電および蓄積サブセットの顧客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と一致する電力を前記共通接続部で前記グリッドに提供する自律的実時間適応グリッド。
【請求項７】
前記参照基準が、参照される被制御負荷顧客が接続される前記中間回路、前記参照される被制御負荷顧客が配置される領域、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムのタイプ、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムが面する方向、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムの周囲の地形の地理上の特性、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムの容量、前記被制御負荷顧客の電力使用のタイプ、および前記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からなるグループから選択される、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項８】
前記参照基準が、前記参照される被制御負荷顧客が接続される前記中間回路、前記参照される被制御負荷顧客が配置される領域、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムのタイプ、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムが面する方向、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムの周囲の地形の地理上の特性、前記参照される被制御負荷顧客の間欠発電システムの容量、前記被制御負荷顧客の電力使用のタイプ、および前記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からなるグループから選択される、請求項２または４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
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方法であって、個々の顧客が、共通接続部で前記中間回路のうちの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、前記顧客のうちのいくつかが発電および蓄積顧客であり、発電および蓄積顧客の各々が、予測不可能に変動する発電電力を、前記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、または蓄積された電力を前記蓄積デバイスから前記顧客回路に放電させる充電器／インバータによって前記蓄積デバイスにリンクされた前記顧客回路に提供する間欠発電システムを有し、前記方法が、
エネルギー管理コントローラを前記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前記可変負荷の被制御負荷部分を自律的に実時間で制御し、かつ、前記被制御負荷顧客の前記可変負荷の変化を実時間で検出するため、および
被制御発電および蓄積顧客の前記充電器／インバータを自律的に実時間で制御し、かつ、前記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、
前記コントローラが、前記グリッド・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、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、ダウン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、
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前記コントローラが、自律的にその顧客回路のための前記充電器／インバータを実時間で導いて、十分な発電電力を前記被制御負荷部分に送り、また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前記コントローラが、前記被制御負荷部分を自律的に開放し、または蓄積された電力を前記蓄積デバイスから放電させて、前記不足に合致するべく電力を提供し、
それにより前記コントローラが、前記被制御負荷部分および前記充電器／インバータを自律的に実時間で管理して前記過剰および前記不足を滑らかにし、また、その顧客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と一致する電力を前記共通接続部で前記グリッドに提供する方法。
【請求項１０】
前記被制御負荷部分が、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る、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項１１】
前記被制御負荷部分が、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る、請求項１，２，３，４，５または９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記発電システム、前記充電器／インバータおよび前記蓄積デバイスが、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マイクログリッド接続回路に接続され、前記マイクログリッド接続回路が前記顧客回路に接続され、
前記マイクログリッド接続回路が隔離スイッチによって前記顧客回路に接続され、また、前記被制御負荷が前記顧客回路にのみ接続され、前記マイクログリッド接続回路には接続されず、それにより前記隔離スイッチの開路が、前記マイクログリッド接続回路を前記グリッド・パーティシパントおよび前記被制御負荷から隔離し、
前記エネルギー管理コントローラが前記グリッドからの電力を監視し、また、前記中間回路がオフラインになると前記隔離スイッチを開路し、
それにより前記中間回路がオフラインになると、前記マイクログリッド接続回路上の臨界負荷が、前記蓄積デバイスから放電された蓄積電力を前記充電器／インバータを介して受け取ることができる、
請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項１３】
前記発電システム、前記充電器／インバータおよび前記蓄積デバイスが、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マイクログリッド接続回路に接続され、前記マイクログリッド接続回路が前記顧客回路に接続され、
前記マイクログリッド接続回路が隔離スイッチによって前記顧客回路に接続され、また、前記被制御負荷が前記顧客回路にのみ接続され、前記マイクログリッド接続回路には接続されず、それにより前記隔離スイッチの開路が、前記マイクログリッド接続回路を前記グリッド・パーティシパントおよび前記被制御負荷から隔離し、
前記エネルギー管理コントローラが前記グリッドからの電力を監視し、また、前記中間回路がオフラインになると前記隔離スイッチを開路し、
それにより前記中間回路がオフラインになると、前記マイクログリッド接続回路上の臨界負荷が、前記蓄積デバイスから放電された蓄積電力を前記充電器／インバータを介して受け取ることができる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記臨界負荷が、冷蔵庫、冷凍機、医療機器、照明および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、請求項１２に記載の適応グリッド。
【請求項１５】
前記臨界負荷が、冷蔵庫、冷凍機、医療機器、照明および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、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
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って、
間欠発電システムと、
蓄積デバイスと、
前記発電システムを前記蓄積デバイスにリンクする、前記発電システムからの発電電力を使用して前記蓄積デバイスを充電し、または蓄積された電力を前記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、
被制御負荷部分を前記顧客回路に自律的に接続し、または前記顧客回路から自律的に開放することによって前記被制御負荷部分を実時間で制御し、それにより前記被制御負荷部分の実時間負荷追加、および実時間制限を前記コントローラに許容するため、および前記被制御負荷部分の接続および開放による前記可変負荷の変化を実時間で検出するために前記可変負荷の前記被制御負荷部分、
前記充電器／インバータを実時間で制御して発電電力を導いて前記蓄積デバイスを自律的に充電し、または発電された電力もしくは蓄積された電力を前記顧客回路に自律的に導いて前記可変負荷に電力を提供し、また、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前記充電器／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、
前記コントローラが、前記グリッド・パーティシパントが、前記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・パーティシパント規則を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前記グリッド・パーティシパントに接続され、
前記共通接続部における前記顧客の可変負荷および前記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、前記コントローラが前記充電器／インバータを実時間で導いて十分な電力を前記被制御負荷部分に送り、または前記蓄積デバイスを充電してこのような過剰を吸収し、
前記共通接続部における前記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、前記コントローラが前記被制御負荷部分を開放し、または蓄積された電力を前記蓄積デバイスから放電させて、前記不足に合致するべく電力を提供し、
それにより前記コントローラが、前記被制御負荷部分および前記充電器／インバータを自律的に実時間で管理して前記過剰および前記不足を滑らかにし、また、前記顧客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と一致する電力を前記共通接続部で前記グリッドに提供する、
顧客回路。
【請求項１７】
実時間が１５秒以内である、請求項１，２，４、５または９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
実時間が１０秒以内である、請求項１，２，４，５または９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
実時間が１秒以下である、請求項１，２，４，５または９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
実時間が１５秒以内である、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項２１】
実時間が１５秒以内である、請求項１６に記載の顧客回路。
【請求項２２】
実時間が１０秒以内である、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項２３】
実時間が１０秒以内である、請求項１６に記載の顧客回路。
【請求項２４】
実時間が１秒以下である、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項２５】
実時間が１秒以下である、請求項１６に記載の顧客回路。
【請求項２６】
前記エネルギー管理コントローラがコンピュータ上のソフトウェアとして実現される、請求項１，４または９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記エネルギー管理コントローラがコンピュータ上のソフトウェアとして実現される、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項２８】
前記エネルギー管理コントローラがコンピュータ上のソフトウェアとして実現される、請求項１６に記載の顧客回路。
【請求項２９】
前記エネルギー管理コントローラが、前記グリッド・パーティシパントによって定義される時間に前記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、前記グリッド・パーティシパント規則に従って作用することができる、請求項１、４または９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記エネルギー管理コントローラが、前記グリッド・パーティシパントによって定義される時間に前記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、前記グリッド・パーティシパント規則に従って作用することができる、請求項６に記載の適応グリッド。
【請求項３１】
前記エネルギー管理コントローラが、前記グリッド・パーティシパントによって定義される時間に前記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、前記グリッド・パーティシパント規則に従って作用することができる、請求項１６に記載の顧客回路。
【請求項３２】
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方法であって、個々の顧客が、共通接続部で前記中間回路のうちの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、前記方法が、
被制御負荷顧客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、個々の被制御負荷顧客による、被制御負荷部分の負荷追加部品をその被制御負荷顧客の前記顧客回路に自律的に実時間で接続し、または前記被制御負荷部分の負荷制限部品を前記顧客回路から自律的に実時間で開放することによってその被制御負荷顧客の前記可変負荷の前記被制御負荷部分の制御可能な実時間切換えを可能にし、それにより前記コントローラが、前記被制御負荷部分の実時間負荷制限および実時間負荷追加を前記需給計器の後段で許容し、
被制御負荷顧客毎の前記コントローラが、その被制御負荷顧客の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、個々の発電顧客が、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、
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前記コントローラが、自律的に前記発電顧客の間欠発電システムを前記負荷追加部品に接続し、十分な負荷を実時間で追加して前記需給計器の後段の前記過剰を吸収し、
その発電顧客の顧客回路上の前記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前記コントローラが、自律的に前記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、前記需給計器の後段の前記不足を低減し、
それにより前記グリッド・パーティシパント規則に従って、前記計器の後段の前記負荷追加部品および前記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、前記グリッド・パーティシパント規則に従うべく、前記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
を含む方法。
【請求項３３】
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って、
間欠発電システムと、
蓄積デバイスと、
前記発電システムを前記蓄積デバイスにリンクする、前記発電システムからの発電電力を使用して前記蓄積デバイスを充電し、または蓄積された電力を前記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、
被制御負荷部分を前記顧客回路に自律的に接続し、または前記顧客回路から自律的に開放することによって前記被制御負荷部分を実時間で制御し、それにより前記被制御負荷部分の実時間負荷追加、および実時間負荷制限を前記コントローラに許容するため、および前記被制御負荷部分の接続および開放による前記可変負荷の変化を実時間で検出するために前記可変負荷の前記被制御負荷部分、
前記充電器／インバータを実時間で制御して発電電力を導いて前記蓄積デバイスを自律的に充電し、または発電された電力または蓄積された電力を前記顧客回路に自律的に導いて前記可変負荷に電力を提供し、また、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前記充電器／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、
前記コントローラが、前記グリッド・パーティシパントが、前記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・パーティシパント規則を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前記グリッド・パーティシパントに接続され、
前記共通接続部における前記顧客の可変負荷および前記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、前記コントローラが前記充電器／インバータを実時間で導いて十分な電力を前記被制御負荷部分に送り、または前記蓄積デバイスを充電してこのような過剰を吸収し、
前記共通接続部における前記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、前記コントローラが前記被制御負荷部分を開放し、または蓄積された電力を前記蓄積デバイスから放電させて、前記不足に合致するべく電力を提供し、
それにより前記コントローラが、前記被制御負荷部分および前記充電器／インバータを自律的に実時間で管理して前記過剰および前記不足を滑らかにし、また、前記顧客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と一致する電力を前記共通接続部で前記グリッドに提供する、
顧客回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、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、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を供給していた。変圧器技術の進歩は、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、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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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出力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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、または開放することにより、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。
【００４４】
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に接続もしくは開放することにより、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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プロトコルを使用しているスイッチなどの遠隔制御可能なスイッチ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することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
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を有する追加利点を有する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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を顧客回路１７に遠隔で接続し、それにより負荷を大きくし、または被制御負荷１９を顧客回路１７から遠隔で開放し、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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】
【００６６】
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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【国際調査報告】
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