(57)【要約】【課題】  不確かさに支配される電力生産及び／又は消費と柔軟性を有する電力生産及び消費とを適切にマッチングすること。【解決手段】  例示的な実施形態は、特に不確かさの存在下での、電力生産及び消費の調整のためのマッチングエンジンに関する。エンジンは、電力供給及び需要チェーンにおける不確かさ及び柔軟性に基づくマッチングを提供する。システムは、チェーンにおける要素の性能測定値により与えられる不確かさ及び柔軟性の定量化された特性を用いることができる。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートグリッドエネルギーシステムであって、
コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの発電機及び少なくとも１つの電気負荷に動作可能に接続され、かつ、
前記コンピュータ通信ネットワークを介して、不確かなエネルギー生産量を含む前記発電機から不確かさの定量的測定値を受け取り、
前記コンピュータ通信ネットワークを介して、柔軟なエネルギー消費量を含む電気負荷から柔軟性の定量的測定値を受け取り、
前記不確かさの定量的測定値及び前記柔軟性の定量的測定値を用いるゾノトープマッピングに基づく時間依存スケジュールを作成し、
前記時間依存スケジュールを前記負荷に伝送して、前記エネルギー消費量を修正する、
ようにプログラムされたマッチングエンジンを含む、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの発電機は、太陽光発電機及び風力タービン発電機からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの負荷は、電気ヒータ及び電気自動車充電器からなる群から選択される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの不確かなユニット及び少なくとも１つの柔軟なユニットと通信するように構成された、電気エネルギー生産量及び消費量の調整のための装置であって、前記装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ・プログラム・コードを含む少なくとも１つのメモリとを含み、前記少なくとも１つのメモリ及び前記プログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、少なくとも：
柔軟な量でエネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取らせ、
不確かな量でエネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取らせ、
前記少なくとも１つの柔軟性の要求の各々から、不確かさの定量的測定値を抽出させ、
前記少なくとも１つの柔軟性のオファーの各々から、柔軟性の定量的測定値を抽出させ、
前記不確かさの定量的測定値及び前記柔軟性の定量的測定値を用いるマッピングに基づく時間依存スケジュールを作成させ、
前記時間依存スケジュールを前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送して、エネルギー生産量又消費量を修正させる、装置。
【請求項５】
前記柔軟性の定量的測定値は、ゾノトープを用いて生成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記不確かさの定量的測定値は、ゾノトープを用いて生成される、請求項４又は請求項５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの不確かなユニットは、太陽光発電機及び風力タービン発電機からなる群から選択される、請求項４〜請求項６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの柔軟なユニットは、電気ヒータ及び電気自動車充電器からなる群から選択される、請求項４〜請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記マッチングエンジンは、前記少なくとも１つの不確かなユニットの電気エネルギー予測値を計算し、前記予測値を前記少なくとも１つの柔軟なユニットにブロードキャストするようにさらにプログラムされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記マッチングエンジンは、少なくとも１つの割り当てに基づいて、供給期間の少なくとも１つの時間間隔に対する少なくとも１つの制御信号値を、前記少なくとも１つの柔軟なユニットに伝送するようにさらに構成される、請求項４〜請求項９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記マッチングエンジンは、前記少なくとも１つの割り当てに基づいて請求書を生成するようにさらに構成される、請求項４〜請求項１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記マッチングエンジンは、前記少なくとも１つの柔軟なユニットに対して、前記柔軟性の定量的測定値及び前記少なくとも１つの割り当てに基づく支払いを伝送する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
エネルギー生産及び／又は消費における不確かさを、エネルギー生産及び／又は消費における柔軟性とマッチングする方法であって、
エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取ることと、
エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取ることと、
前記少なくとも１つの柔軟性のオファー及び前記少なくとも１つの柔軟性の要求をクリアすることと、
前記不確かな電力生産及び／又は消費の考えられる現実化を、前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットの前記電気エネルギー生産及び／又は消費の対応する制御信号への割り当てを実行することと、
前記少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、供給期間の最初の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの電気エネルギー測定値を受け取ることと、
前記割り当てに基づいて、前記供給期間の２番目の少なくとも１つの間隔の少なくとも１つの制御信号値を、前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送することと、
を含む方法。
【請求項１４】
前記最初の少なくとも１つの間隔及び前記２番目の少なくとも１つの間隔は、同じ時間間隔に対応する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、前記供給期間の３番目の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの電気エネルギー測定値を受け取ることをさらに含む、請求項１３又は請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記最初の少なくとも１つの間隔及び前記３番目の少なくとも１つの間隔は、同じ時間間隔に対応する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
電気エネルギー予測値を計算し、前記予測値を前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットにブロードキャストして、予想される将来のエネルギー供給を同様に予測することをさらに含む、請求項１３〜請求項１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの柔軟性のオファー及び要求をクリアすることは、
少なくとも１つの柔軟なユニットからの前記少なくとも１つの柔軟性のオファー及び少なくとも１つの不確かなユニットからの前記少なくとも１つの柔軟性の要求を順序付けることと、
柔軟性のオファー及び柔軟性の要求に対する前記マッチング条件をチェックすることと、
マッチングされた柔軟性の購入者と柔軟性の提供者との間の契約を行うことと、
マッチングされた柔軟性の購入者と柔軟性の提供者との間に、前記柔軟性の前記購入者の不確かな電気使用の現実化を定める、ルーティング・テーブルを設定することと、
前記テーブルを前記少なくとも１つの柔軟なユニットに伝送することと、
を含む、請求項１３〜請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記順序付けることは、サブミット時間に基づいて実行される、請求項１３〜請求項１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記順序付けることは、前記少なくとも１つの柔軟性のオファーにおける価格に基づいて実行される、請求項１３〜請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
エネルギー生産及び／又は消費における不確かさをエネルギー生産及び／又は消費における柔軟性とマッチングするためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、
処理回路により可読であり、かつ、請求項１３〜請求項２０のいずれかに記載の方法を実行するための、前記処理回路により実行される命令を格納する、コンピュータ可読ストレージ媒体を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
コンピュータ可読媒体上に格納され、デジタルコンピュータの内部メモリ内にロード可能なコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で実行されるとき、請求項１３〜請求項２０のいずれかに記載の方法を実行するためのソフトウェアコード部分を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不確かさ（uncertainty）が存在するなかでの電力グリッド及び電気エネルギー生産及び消費システムに関する。具体的には、本発明は、センサ制御電気エネルギー生産及び需要に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力グリッドには、幾つかの課題がある。需要と供給における変動性及び不確かさは、効率の逸失、システム故障、及び資源の浪費を生じさせるミスマッチを引き起こしかねない。このミスマッチは、現在の再生可能エネルギー生産及び消費者需要に存在する変動性及び不確かさにより生じる。例えば、太陽光発電及び風力発電は、どちらも天候に依存する。予測を行うことはできるが、依然として相当量の不確かさが残る。他方、エネルギー需要は、例えば、暖房及び冷房のための負荷が天候又は他のイベントの影響を受けるなど、前もって完全には把握できない。電力グリッドにおける再生可能エネルギーの割合が増大するにつれて、全体のエネルギー生産量及び消費量は予測しにくくなる。
【０００３】
さらに、現在の傾向は、分散型生産の増大を示している。発電はより分散され、エネルギーは、各発電ユニットにより、少ない量で生産される。消費者及び事業体は、使用の場所に、又はその近くに、さらにソーラーパネルを追加する場合がある。また、電力会社は、小型で迅速に起動できるガスタービンを加えて、変動する需要に対応し、またタービンは、需要に見合うように、グリッド全体において分散して配置される場合がある。
【０００４】
電力グリッドは、電気エネルギーを貯蔵、吸収若しくは生産することはできないので、信頼性が高くかつ安全な運転のためには、エネルギーの流入と流出との間の継続的バランスが要求される。適正バランスがないと、ある時点におけるエネルギー供給不足又は別の時点における供給過剰が生じ、公称グリッド周波数及び電圧の望ましくないずれ、グリッド混雑、及び電力システム装置の破損を生じさせる場合がある。
【０００５】
現在の電力市場において、オプション及び先物取引などの、価格の不確かさをヘッジする商品のみが存在する。現在のところ、量の不確かさを組み込む商品は知られていない。従って、既知の商品は、いずれも電力の供給と需要の変化に対応していない。
【０００６】
上記の課題に対応するための現在の方法は、グリッド強化、需要応答、及び多段階市場に依存する。グリッド強化は、変圧器及び電力ケーブルのアップグレードを含む。しかしながら、この手段は信頼できる一方で追加のインフラを必要とするため、過剰に高価であり、時間がかかる。エネルギー変動価格制などの需要応答プログラムは、単純、安価で分散型であるが、エネルギー消費者の価格順応性が分からないので信頼できない。多段階の電気エネルギー及び電力市場は、信頼性が高いとして知られる解決法である。しかしながら、この手法は、制御可能な発電でのみ機能し、複雑で、オファーが限定され、送電システムオペレータしか利用できない。さらに、需要応答及び多段階市場は、反応型であり、問題が起きるまで対応できない。
【０００７】
ｉＰｏｗｅｒ、ＰｏｗｅｒＭａｔｃｈｅｒ、及びＵＦＬＥＸなどの柔軟性（flexibility）市場プロトタイプが存在する。しかしながら、この市場プロトタイプの多くは、限定的な柔軟性製品しかなく、異時点間制約条件を考慮していない。
【０００８】
不確かさを柔軟性とマッチングできるシステムが求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、当技術分野において、上述の課題に対処する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様から見ると、本発明は、コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの発電機及び少なくとも１つの電気負荷に動作可能に接続され、かつ、コンピュータ通信ネットワークを介して、不確かなエネルギー生産量を含む発電機から不確かさの定量的測定値を受け取り、コンピュータ通信ネットワークを介して、柔軟なエネルギー消費量を含む電気負荷から柔軟性の定量的測定値を受け取り、不確かさの定量的測定値及び柔軟性の定量的測定値を用いるゾノトープマッピングに基づく時間依存スケジュールを作成し、時間依存スケジュールを負荷に伝送して、エネルギー消費量を修正するようにプログラムされたマッチングエンジンを含む、スマートグリッドエネルギーシステムを提供する。
【００１１】
本発明の別の態様から見ると、本発明は、コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの不確かなユニット及び少なくとも１つの柔軟なユニットと通信するように構成された、電気エネルギー生産量及び消費量の調整のための装置を提供し、この装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ・プログラム・コードを含む少なくとも１つのメモリとを含み、少なくとも１つのメモリ及びプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、少なくとも：柔軟な量でエネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取らせ、不確かな量でエネルギーを生産又は消費するよう構成された、少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取らせ、少なくとも１つの柔軟性の要求の各々から、不確かさの定量的測定値を抽出させ、少なくとも１つの柔軟性のオファーの各々から、柔軟性の定量的測定値を抽出させ、不確かさの定量的測定値及び柔軟性の定量的測定値を用いるマッピングに基づく時間依存スケジュールを作成させ、時間依存スケジュールを少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送して、エネルギー生産量又は消費量を修正させる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様から見ると、本発明は、エネルギー生産及び／又は消費における不確かさを、エネルギー生産及び／又は消費における柔軟性とマッチングする方法を提供し、この方法は、エネルギーを生産又は消費するように構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取ることと、エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取ることと、少なくとも１つの柔軟性のオファー及び少なくとも１つの柔軟性の要求をクリアすることと、不確かな発電及び／又は消費の考えられる現実化を、少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットの電気エネルギー生産及び／又は消費の対応する制御信号へ割り当てることと、少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、供給期間（delivery period）の最初の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの電気エネルギー測定値を受け取ることと、割り当てに基づいて、供給期間の２番目の少なくとも１つの時間間隔に対する少なくとも１つの制御信号値を、少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送することと、を含む。
【００１３】
本発明のさらに別の態様から見ると、本発明は、エネルギー生産及び／又は消費における不確かさをエネルギー生産及び／又は消費における柔軟性とマッチングするためのコンピュータプログラム製品を提供し、このコンピュータプログラム製品は、処理回路により可読であり、かつ、本発明のステップを実行するための方法を実行するための、処理回路により実行される命令を格納するコンピュータ可読ストレージ媒体を含む。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、コンピュータ可読媒体上に格納され、デジタルコンピュータの内部メモリにロード可能なコンピュータプログラムであって、プログラムがコンピュータ上で実行されると、本発明のステップを実行するためのソフトウェアコード部分を含む、コンピュータプログラムを提供する。
【００１５】
例示的な実施形態によると、既存の市場は、電気エネルギー及び電力製品のための単一市場を提供することにより拡張される。システムは、前もって不確かさを柔軟性でマッチングし、よって、十分な量の柔軟性を確保することで、不確かさに対して先行してヘッジする。さらに、システムは、多くのシステムが、これまで無視されてきたエネルギーの柔軟性を伴うという事実を活用する。送電システムオペレータのための現代の予備力市場に対して、提案されるシステムは、不確かさを柔軟性でヘッジしたいと願う誰もが利用できる。さらに、冷暖房システム及びプラグイン電気自動車などの小規模分散型システムの多くのタイプは、幾らかのエネルギー柔軟性を伴っているので、別の市場参加者を参加させることができる。システムは、柔軟性及び不確かさの定量的説明を使用し、製品が、異時点間制約条件を含む柔軟性と不確かさをトレードできるようにする。
【００１６】
実施形態において、スマートグリッドエネルギーシステムは、コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの電気エネルギー発生器及び少なくとも１つの電気負荷に動作可能に接続され、コンピュータ通信ネットワークを介して、不確かなエネルギー生産量を含む発電機から不確かさの定量的測定値を受け取り、コンピュータ通信ネットワークを介して、柔軟なエネルギー消費量を含む電気負荷から柔軟性の定量的測定値を受け取り、不確かさの定量的測定値及び柔軟性の定量的測定値を用いるゾノトープマッピングに基づく時間依存スケジュールを生成し、時間依存スケジュールを負荷に伝送して、エネルギー消費量を修正するようにプログラムされたマッチングエンジンを含む。
【００１７】
さらに別の実施形態において、エネルギー生産及び／又は消費における不確かさをエネルギー生産及び／又は消費における柔軟性とマッチングする方法は、電気エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取ることと、電気エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取ることと、少なくとも１つの柔軟性のオファー及び少なくとも１つの柔軟性の要求をクリアすることと、不確かな発電及び／又は消費の考えられる現実化を、少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットの電気エネルギー生産及び／又は消費の対応する制御信号へ割り当てることを実行することと、少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、供給期間の最初の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの電気エネルギー測定値を受け取ることと、割り当てに基づいて、供給期間の２番目の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの制御信号値を、少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送すること、を含む。
【００１８】
本明細書を通して多数の他の実施形態が記載される。これらの実施形態の全ては、本明細書に開示される本発明の範囲内にあることを意図する。本明細書には様々な実施形態が記載されるが、目的、利点、特徴又は概念は、必ずしも全てがいずれかの特定の実施形態に従って達成される必要はないことを理解されたい。従って、例えば、当業者であれば、本発明は、本明細書で教示される又は提案される１つの利点若しくは利点の群は、本明細書で教示される又は提案される他の目的又は利点を必ずしも達成しなくても、達成又は最適化する方法で具体化又は実行できることを認識するであろう。
【００１９】
本明細書に開示される方法及びシステムは、様々な態様を達成するためのいずれかの手段で実装でき、機械によって実行されると、その機械に本明細書に開示される動作のいずれかを実行させる、１組の命令を具体化する機械可読媒体の形態で実行できる。本発明の上記並びに他の特徴、態様及び利点は、以下の記載、添付の特許請求の範囲、添付図面を参照することにより、当業者には容易に明らかになり、理解され、また本発明は、開示されるいずれの特定の実施形態にも限定されないことも理解される。
【００２０】
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡潔にまとめた本発明のより具体的説明の一部を、添付する図面に示す。しかしながら、添付する図面は、本発明の典型的実施形態を示すに過ぎず、本発明は、他の等しく効果的な実施形態も認めることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による、マッチングエンジン及びこれに接続された電気エネルギーシステムのシステム図を示す。
【図２】例示的な実施形態による、例示的装置の簡素化ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による、電気エネルギーシステムが、所定の将来の時間間隔に対して予期し得る不確かさの確率密度プロット図を示す。
【図４】本発明の実施形態による、柔軟なシステムが辿り得る実現可能な離散時間の電力曲線（power trajectory）のセットを示す。
【図５】本発明の実施形態による、ユニットの予期される不確かさが、ゾノトープのセットによりどのように外部近似するかを示す。
【図６】本発明の実施形態による、柔軟なユニットから入手可能な実現可能セットが、ゾノトープのセットによりどのように内部近似するかを示す。
【図７】本発明の実施形態による、クリアリング手順のためのプロセスフロー図を示す。
【図８】本発明の実施形態による、プロセスタイムラインを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本実施形態の他の特徴は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
好ましい実施形態の以下の詳細な説明においては、本発明の一部を形成する添付する図面を参照し、添付する図面においては、本発明を実施できる特定の実施形態を図示により示す。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いたり、構造的な変更を行ったりできることを理解されたい。本発明の教示の範囲から逸脱することなく、電気的、機械的、論理的及び構造的な変更を、実施形態に対して行うことができる。従って、以下の詳細な説明は、限定的な意味ではなく、本開示の範囲は、後述の特許請求の範囲及びその等価物によって定義される。
【００２３】
システムは、１つの実施形態において、電気エネルギー生産及び／又は消費における不確かさの、電気エネルギー生産及び／又は消費における柔軟性による補償を提供する。一方で、太陽光及び風力発電プラントなどの再生可能エネルギー源は、相当の不確かさに支配される。その正確な発電量は、前もって分からず、ある程度しか制御できない。他方、多くの既存の電気エネルギーシステムは、その電気エネルギー生産及び／又は消費において柔軟である。例えば、火力発電システムは、出力を調整できる。ＨＶＡＣシステムは、消費の遅延を許容する熱エネルギーバッファを有する。バッテリ及びプラグイン電気自動車は、需要／供給をシフトするバッファとして動作できる化学エネルギーバッテリを有する。水力発電所は、貯水池の水を汲み上げることで位置エネルギーバッファを形成する。しかしながら、利用可能なエネルギーの柔軟性を利用するためには、その定量的説明が求められる。
【００２４】
本明細書で使用される場合、エネルギーの「柔軟性」とは、システムが、電力グリッドから取り入れる又は電気グリッドへ出力する電気エネルギーの量及び／又はタイミングを調整する能力を言う。柔軟性のオファーの購入者は、柔軟性のオファーの販売者から、オファーで指定された柔軟なセットにおけるいずれかの電力曲線を実施するよう要求する権利を有するが義務は負わない。柔軟性のオファーの販売者は、これに応じて購入者により要求されたいずれかの電力曲線を実施する義務を負う。この意味で、柔軟性のオファーは、金融オプションに似ている。しかしながら、大きな違いは、柔軟性のオファーは、取り引きされる商品（電力／エネルギー）の量に関するオプションであって、価格に関するものではない点である。
【００２５】
例示的な実施形態によると、システムのエネルギーの不確かさ及びエネルギーの柔軟性の両方は、共にゾノトープセットにより捕捉される。ゾノトープを選択する理由及びその利点は以下に説明する。
【００２６】
例示的な実施形態は、不確かさを柔軟性でマッチングし、それにより、不確かさのいずれかの現実化を補償することができる。システムは、柔軟性のオファー及び要求をマッチングし、情報及び契約を収集して処理し、確認、起動及び制御信号を送出し、取り引きされた製品の適切な配送を検証し、課金／請求書作成全てを実行する、不確かさ・柔軟性マッチングエンジンを含む。
【００２７】
図１は、例示的な実施形態による、例示的システム１００のブロック図を示す。図１に示す例において、システム１００は、通信ネットワークを介して、ある程度の不確かさに支配されるエネルギー源を有するエネルギーシステムなどの不確かなシステム１２０に接続された不確かさ・柔軟性マッチングエンジン１１０を含む。マッチングエンジン１１０は、エネルギー生産及び／又は消費が、ある程度柔軟である電気エネルギーシステムなどの柔軟なシステム１３０にも接続できる。次に、マッチングエンジン１１０は、柔軟性の要求１２１及び柔軟性のオファー１３１をマッチングできる。これにより、電気エネルギー生産又は消費ユニット１２０、１３０は、電気エネルギー及び電力をトレードし、前もって予想される不確かさに対して先行してヘッジする。
【００２８】
例えば、１つ又複数の不確かなシステム１２０は、マッチングエンジン１１０に対して所定の供給時間に柔軟性の要求１２１をサブミットする。所定の時間間隔に対する柔軟性の要求１２１は、ｉ）柔軟性により補償する電気エネルギー生産及び／又は消費における不確かさの定量的説明、及びｉｉ）不確かなシステム１２０の所有者が柔軟性に対して支払う意思がある最高価格を含む。不確かさのセットは、ゾノトープにより捕捉できる。代替的に、１つ又は複数の不確かなシステム１２０は、電気エネルギー測定値の履歴又は不確かさの確率密度推定値を、信頼度及び最高価格と共にサブミットする。この情報に基づいて、マッチングエンジン１１０は、対応するゾノトープによる柔軟性の要求を生成できる。１つ又は複数の不確かなシステム１２０は、例えば、風力発電機、太陽光発電機、又は不確かさに支配される他の電力生産者又は消費者を含む。
【００２９】
１つ又は複数の柔軟なシステム１３０は、柔軟性のオファー１３１をマッチングエンジン１１０にサブミットすることができる。柔軟なシステム１３０は、例えば、電気自動車充電器、電気ヒータ、又は柔軟性を有する他の電力生産者又は消費者を含む。所定の時間間隔についての柔軟性のオファー１３１は、ｉ）ユニットが提供できるエネルギーの柔軟性の定量的説明、及びｉｉ）最低価格をサブミットされた柔軟性のいずれかのサブセットに割り当てるコスト関数を含む。柔軟性のセットは、ゾノトープにより捕捉できる。代替的に、１つ又は複数の柔軟なシステム１３０は、柔軟性識別プログラムを利用できる。この場合、柔軟なシステム１３０は、例えば、所定の時間間隔にわたって、電気エネルギー測定値をマッチングエンジン１１０に提供する。また、柔軟なシステムは、マッチングエンジン１１０から制御信号１１２を受け取る。例えば、制御信号は、柔軟なユニットが電力消費量又は生産量を決定するのに用いる１つ又は複数の時間基準電力の値を含む。このように、柔軟なシステム１３０の柔軟性は、自律的に（例えば、ユーザの介入なしに）識別され、要求に応じて適切な将来の柔軟性のオファー１３１が生成される。既存の電力市場と同様に、幾つかの実施形態において、マッチングエンジン１１０は、特定のサブミット期限までの特定の供給時間に対する柔軟性の要求１２１及び柔軟性のオファー１３１を受容する。この期限の後、マッチングエンジン１１０は、考えられる現実化に基づいて、経済的に最適な方法で柔軟性の要求１２１及び柔軟性のオファー１３１をマッチングする。詳細なマッチング手順を、以下に詳細に説明する。マッチングが終了した後、不確かなシステム１２０は、柔軟性の要求１２１がマッチングされたか否かの通知１１１を送る。同様に、柔軟なシステム１３０は、例えば、柔軟性全体、そのサブセットがマッチングされたか、又は柔軟性のいずれもマッチングされなかったかを示す通知１１２を送る。マッチングエンジン１１０は、見つかったマッチングを追跡し、柔軟性の販売者と購入者との間の対応契約を設定する。供給時間中、不確かなシステム１２０は、電気エネルギー測定値をマッチングエンジン１１０に提供し、マッチングエンジン１１０は、その値を契約済み柔軟なシステム１３０に割り当てられた制御信号１１２に変換する。マッチング手順前後、供給時間中及び事後の課金における情報の流れを、以下に詳細に説明する。
【００３０】
ここで図２を参照すると、本明細書で説明する例示的実施形態の実行に用いるのに適した様々な電子デバイス及び装置の単純化したブロック図を示す。例えば、システム１２０、１３０及び１１０の１つ又は複数は、コンピュータ１４０を含む。コンピュータ１４０は、コンピュータ又はデータプロセッサ１５０などのコントローラ、及びコンピュータ命令（ＰＲＯＧ）１９０のプログラムを格納するメモリ１５５として具体化されたコンピュータ可読メモリ又は媒体を含む。
【００３１】
ＰＲＯＧ１９０は、関連付けられたプロセッサ１５０により実行されると、様々な電子デバイス及び装置を、例示的実施形態に従って動作させることを可能にするプログラム命令を含む。つまり、様々な例示的実施形態は、コンピュータ１４０のプロセッサ１５０により、又はハードウェアにより、又はソフトウェアとハードウェア（及びファームウェア）の組み合わせにより、実行可能なコンピュータソフトウェアによって少なくとも部分的に実施できる。
【００３２】
メモリ１５５は、現地の技術環境に適したいずれかのタイプのものとし、半導体ベースのメモリデバイス、フラッシュメモリ、磁気メモリデバイス及びシステム、光学メモリデバイス及びシステム、固定メモリ及び取り外し可能メモリなどのいずれかの適切なデータ格納技術を用いて実装できる。プロセッサ１５０は、現地の技術環境に適したいずれかのタイプのものとし、限定的でない例として、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、及びマルチコアプロセッサアーキテクチャに基づくプロセッサの１つ又は複数を含む。
【００３３】
この例において、コンピュータ１４０は、１つ又は複数のネットワーク（Ｎ／Ｗ）インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１８、インターフェース回路１７８も含み、インターフェース要素１７３を含む又はこれに接続することができる。サーバは、実装に応じて、遠隔（例えば、Ｎ／Ｗ  Ｉ／Ｆ  １１８を介して）でのみアクセスすることができ、従って、ディスプレイ、キーボード、マウス等を含むインターフェース要素１７３を使用しない。「コンピュータシステム」は、この用語が本明細書で用いられるとき、例えばクラウドベースのシステムにおける複数のプロセッサ及びメモリを含み得ることにも留意されたい。
【００３４】
Ｎ／Ｗ  Ｉ／Ｆ  １１８は、有線及び／又は無線とすることができ、インターネット／いずれかの通信技術により他のネットワークを介して通信できる。この例では、Ｎ／Ｗ  Ｉ／Ｆ  １１８は、１つ又は複数の送信機１１８−１及び１つ又は複数の受信機１１８−２を含む。送信機１１８−１及び受信機１１８−２は、例えば、セルラー、ローカル・エリア又は広域ネットワーク周波数及びプロトコルをサポートする無線ラジオ周波数（ＲＦ）送信機又は受信機とすることができる。また、送信機又は受信機は、有線とし、ＵＳＢ（universal serial bus）などの有線プロトコル、イーサネットなどのネットワーク等をサポートすることもできる。また、使用するプロトコルの組み合わせでもよい。
【００３５】
図３は、例示的な実施形態による、電力生産又は消費に関してシステムが予想し得る不確かさの確率密度プロット２１０を示す。任意の有限数の時間ステップを含むことができる離散時間計画期間（discrete-time planning horizon）の最初の２つの時間ステップのみを示す。図４は、本発明の実施形態による、所与の計画期間中にシステムが辿り得る実現可能な電力曲線のセットを示す。任意の有限数の時間ステップを含むことができる離散時間計画期間の最初の２つの時間ステップのみが示される。また、このセットを実行可能セット２２０とも呼ぶ。実行可能セットは、電力曲線に課される全ての制約条件により定められる。一般的な制約条件のタイプは、電力、エネルギー、又は電力ランプ速度（power ramp rate）に対する制約条件である。
【００３６】
図５は、本発明の実施形態による、不確かさをモデル化する確率密度３１０の特定の質量が、どのようにゾノトープのセット３２０内で捕捉されるかを示す。この不確かさに支配されるシステムが、その不確かさの量をヘッジしたいと望む場合、システムは、ゾノトープ３２０を柔軟性の要求としてマッチングエンジンにサブミットすることができる。図６は、本発明の実施形態による、柔軟なシステムの実現可能セット３３０が、ゾノトープのセット３４０によりどのように内部近似されるかを示す。次に、柔軟なシステムは、ゾノトープ３４０を柔軟性のオファーとしてマッチングエンジンにサブミットすることができる。図５及び図６において、本開示の手法を用いて、不確かさ及び柔軟性を共にゾノトープにより説明する。不確かさ・柔軟性マッチングエンジンを用いて、図５に示す柔軟性の要求を、図６の柔軟性のオファーでマッチングできるかどうかをチェックすることができる。ここで示す場合において、柔軟性ゾノトープは、不確かさゾノトープを完全に網羅するので、不確かさゾノトープ３２０を、利用可能な柔軟性ゾノトープ３４０とマッチングすることができる。
【００３７】
図７は、本発明の実施形態による、クリア手順のプロセスフロー４００を示す。柔軟性のオファー４１０及び柔軟性の要求４８０を、柔軟性のオファー及び要求の順序付けられたプール４２０にサブミットする。クリア手順により、柔軟性の要求４８０のリスト全体を確認して、要求が複数の柔軟性のオファー４１０のうちの１つ又は複数によりマッチングされ得るかどうかを確認する。クリア手順は、２ステップの手法である。最初に、ベースラインからのずれに関するマッチングをチェックする（４３０）。これは、電力調整市場のクリアに対応する。しかしながら、エネルギーつまり電力ランプ速度に対する制約条件などの異時点間の制約条件を伴う製品が含まれ得る。第１のステップ４３０におけるマッチングの成功は、柔軟性の要求のクリアに対する必要条件である。従って、マッチングが可能でない場合、要求は拒否される（４４０）。第２に、ベースラインに対するマッチングをチェックする（４５０）。これは、従来の電気エネルギー市場のクリアに対応する。ずれ４４０及びベースライン４６０においてマッチングが可能である場合に限り、柔軟性の要求のマッチングは成功する。受諾の通知が柔軟性のオファーの購入者４８０に送られ、マッチングされた柔軟性のオファー及び要求は、柔軟性プール４２０から除去される。柔軟性のオファーの購入者４８０と１又は多数の提供者４１０との間で契約４７０を行う。
【００３８】
実施形態において、柔軟性のオファー及び要求をクリアするためのプロセスフローは、以下のステップを含む。第１に、少なくとも１つの柔軟なユニット（例えば、図１の柔軟なシステム１３０）からの少なくとも１つの柔軟性のオファー及び少なくとも１つの不確かなユニット（例えば、図１の不確かなシステム１２０）からの少なくとも１つの柔軟性の要求を順序付ける。順序付けは、少なくとも１つの柔軟性のオファーのサブミット時間又は価格に基づいて実行することができる。次に、柔軟性のオファー及び柔軟性の要求に対するマッチング条件をチェックする。次に、マッチングした柔軟性の購入者と柔軟性の提供者との間で契約を行う。マッチングされた柔軟性の購入者と柔軟性の提供者との間で、柔軟性の購入者の不確かな電力使用の現実化を定めるルーティング・テーブルを設定する。次に、テーブルを少なくとも１つの柔軟なユニットに伝送する。
【００３９】
図８は、本発明の実施形態による、プロセスタイムライン５００を示す。不確かなユニット５３０（例えば、不確かなシステム１２０）が、柔軟性の要求５７０をマッチングエンジン５１０（例えば、マッチングエンジン１１０）にサブミットする。１つ又は複数の柔軟なユニット５２０（例えば、柔軟なシステム１３０）は、柔軟性のオファー５７１をマッチングエンジン５１０にサブミットする。マッチングエンジン５１０は、柔軟性の要求５７０から不確かさの定量的測定値を抽出し、柔軟性のオファー５７１から柔軟性の定量的測定値を抽出する。実施形態において、柔軟なユニット５２０及び不確かなユニット５３０は、定量的測定値を直接サブミットすることができる。５４０において、マッチングエンジン５１０は、上述した図７に示した手順に従って、柔軟性の要求５７０及び提供５７１をマッチングする。柔軟性の要求５７０を柔軟性のオファー５７１でマッチングできる場合、柔軟性の購入者５３０と柔軟性の１又多数の提供者５２０との間に契約５４５を行う。受諾の通知５７２が、柔軟性の購入者に送られる。また、柔軟性の１又は多数の選択された提供者にも通知され、それに応じてその柔軟性のオファーが更新される５７３。マッチングエンジン５１０は、ルーティング・テーブルを設定する。ルーティング・テーブル５５０は、例えば、柔軟なシステム５２０に割り当てられる個々の制御信号５７４に対して不確かな電力生産量又は消費量の測定値５７５をマッピングする数学関数として実装できる。供給時間中、不確かなユニットは、電気エネルギー測定値５７５をマッチングエンジンに提供し、次いで、マッチングエンジンは、ルーティング・テーブル５５０に基づいて、制御信号５７４を各々の契約済み柔軟なユニット５２０に割り当てる。また、柔軟なユニットは、制御信号が十分な精度で実装されたかどうかを事後に検証するために、電気エネルギー測定値５７６をマッチングプラットフォームに提供する。予測値を柔軟なユニットにサブミット又はブロードキャストして、考えられる将来のエネルギー供給を同様に予測することもできる。５７８、５７９、５８０及び５５５に要約するように、このデータ交換手順は、供給時間間隔のあらゆる時間ステップについて繰り返される。供給間隔の後、柔軟なシステム５２０の電気エネルギー測定値を、検証手順５６０で、制御信号５７４、５７８と比較する。測定値５７５、５７９により起動される柔軟性の量及び検証手順５６０の結果に基づいて、請求書５８１を柔軟性の購入者に送り、柔軟性の提供者５２０に支払いを行う。
【００４０】
図８に説明する実施形態に加えて、交換した情報５７０〜５８２の一部又全てを、例えばブロックチェーンなどの分散型台帳に配置し、ステップ５４０、５４５、５５０、５５５、５６０、５６５のうちの１つ又は複数に対してスマート契約を用いることができる。これにより、分散型台帳は、柔軟性のオファー、柔軟性の要求、ベースライン情報、受諾／拒否の通知、ルーティング・デーブル、制御信号、電気エネルギー測定値、検証結果、請求書及び／又は支払、並びにルーティング、検証、請求及び支払いに対するスマート契約に関する１つ又は複数のマルチパーティが信頼するエントリを保持できる。
【００４１】
不確かさ・柔軟性マッチングエンジンの一部として、柔軟性及び不確かさの正式な定量的説明が要求される。本発明は、実施形態において、ゾノトープを用いて、例えば図３の所与の有限離散時間計画期間における個々のシステムの柔軟性及び不確かさを共に説明する。ゾノトープを選択する主な理由は以下のとおりである。第１に、多くの柔軟なシステムは、多面体の実現可能セットに至る電力及びエネルギー制約条件に直面する。ゾノトープは、多面体(polytope)のサブクラスであり、そうしたタイプの制約条件から生じる実現可能性多面体も十分近似できる。第２に、ゾノトープは、以下に説明するように、ゾノトープの集合を計算容易であり（computationally tractable）、パラメータによる説明を可能にする。第３に、一般的な多面体と対照的に、ゾノトープは、他のゾノトープのセットの集合（ミンコフスキー和）に含まれるかをチェックすることは、計算により容易である。実施形態において、包含制約条件をチェックすることは、マッチングエンジンにとって重要である。
【００４２】
ゾノトープは、セット
【数１】
2020515222.tif 000003
として定義される。これは、列としての生成ベクトル、ゾノトープ中心ｃ、及び発電機の対称拘束
【数２】
2020515222.tif 000004
を含む生成行列Ｇにより完全に求められる。
【００４３】
ここで、
【数３】
2020515222.tif 000005
を生成行列Ｇにより生成されるゾノトープの考えられる全てのファセットの法線ベクトルを行として含む行列とする。
【００４４】
ゾノトープの柔軟性の要求を
【数４】
2020515222.tif 000006
とする。
【００４５】
ゾノトープの柔軟性のオファーを
【数５】
2020515222.tif 000007
とする。
【００４６】
所与の柔軟性の要求を、利用可能な柔軟性のオファーのセットでマッチングできるかを特定する様々なマッチング条件が存在する。柔軟性のオファーが完全に（全体的に）しかマッチングできない場合、マッチング条件は、
【数６】
2020515222.tif 000008
であり、ここで、Ω：＝｛１，・・・，Ｊ｝、Ｊは利用可能な柔軟性のオファーの数
である。記号
【数７】
2020515222.tif 000009
は、ミンコフスキー和を示す。
柔軟性のオファーを部分的にマッチングできる場合、マッチング条件は、
【数８】
2020515222.tif 000010
であり、ここで、Ω：＝｛１，・・・，Ｊ｝、Ｊは利用可能な柔軟性のオファーの数
である。
【００４７】
式
【数９】
2020515222.tif 000011
の包含制約条件は、以下の不等式のセットを確認することに等しい。
【数１０】
2020515222.tif 000012
【００４８】
一般的な多面体のセットに対する上記の包含条件のチェックは、自明ではなく、計算コストが高いことに留意されたい。
【００４９】
一例として、風力発電所と、プラグイン電気自動車の集団を考える。風力タービンにより生産される電気エネルギーは、ある程度予測できるが、常に不確かさに支配される。バランス責任があるとの仮定で、風力発電所オペレータは、予測値からの予期せぬずれを含めて、生産する全エネルギーを確実に販売するとの強い意欲を有する。このため、風力発電の不確かさは、確率論的モデルにより捕捉され、考えられる全ての風力発電の現実化の９８％を含むゾノトープが計算される。風力発電所オペレータは、不確かさをヘッジしたいので、計算したゾノトープを柔軟性の要求としてマッチングエンジンにサブミットする。一方で、バッテリをいつ充電するかに関して柔軟性を示すプラグイン電気自動車の集団がある。しかしながら、最低及び最高エネルギー保有量及び充電速度に対する制約条件がある。集団のオペレータは、この柔軟性を、ゾノトープ柔軟性のオファーとしてマッチングエンジンにサブミットして、活用したいと希望する。マッチングエンジンが、風力発電プラントにより要求された柔軟性と車両の集団が提供する柔軟性とのマッチングを行える場合、風力発電プラントにより生じるいずれかの考えられる電力曲線を電気自動車の集団が消費できるよう保証する契約が行われる。自動車の集団のオペレータは、提供する柔軟性に対して支払いを受ける。風力発電所のオペレータは、受け取った柔軟性に対して支払う必要があるが、それ以上風力の不確かさの影響を受けない。
【００５０】
本発明は、統合の任意の可能な技術的詳細レベルにおける、システム、方法、及び／又はコンピュータプログラム製品とすることができる。コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令をその上に有するコンピュータ可読ストレージ媒体（単数又は複数）を含むことができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行デバイスにより使用される命令を保持及び格納できる有形デバイスとすることができる。
【００５１】
コンピュータ可読ストレージ媒体は、例えば、これらに限定されるものではないが、電子記憶装置、磁気記憶装置、光学記憶装置、電磁気記憶装置、半導体記憶装置、又は上記のいずれかの適切な組み合わせとすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体のより具体的な例の非網羅的なリストとして、以下のもの：すなわち、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー・ディスク、パンチカード若しくは命令がそこに記録された溝内の隆起構造のような機械的にエンコードされたデバイス、及び上記のいずれかの適切な組み合わせが挙げられる。本明細書で使用される場合、コンピュータ可読ストレージ媒体は、電波、又は他の自由に伝搬する電磁波、導波管若しくは他の伝送媒体を通じて伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通る光パルス）、又はワイヤを通って送られる電気信号などの、一時的信号自体として解釈されない。
【００５２】
本明細書で説明されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスに、又は、例えばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、及び／又は無線ネットワークなどのネットワークを介して外部コンピュータ又は外部ストレージ・デバイスにダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、及び／又はエッジ・サーバを含むことができる。各コンピューティング／処理デバイスにおけるネットワーク・アダプタ・カード又はネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受け取り、コンピュータ可読プログラム命令を転送して、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納する。
【００５３】
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路のための構成データ、又は、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語若しくは類似のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されるソース・コードまたはオブジェクト・コードとすることができる。コンピュータ可読プログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェア・パッケージとして実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で実行され、一部が遠隔コンピュータ上で実行される場合もあり、又は完全に遠隔コンピュータ若しくはサーバ上で実行される場合もある。最後のシナリオにおいて、遠隔コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含むいずれかのタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続される場合もあり、又は外部コンピュータへの接続がなされる場合もある（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いたインターネットを通じて）。幾つかの実施形態において、例えば、プログラム可能論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、本発明の態様を実施するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによって、コンピュータ可読プログラム命令を実行して、電子回路を個人化することができる。
【００５４】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び／又はブロック図内のブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装できることが理解されるであろう。
【００５５】
これらのコンピュータ可読プログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに与えて機械を製造し、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロック内で指定された機能／動作を実施するための手段を作り出すようにすることができる。これらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、及び／又は他のデバイスを特定の方式で機能させるように指示することができるコンピュータ可読媒体内に格納し、それにより、そのコンピュータ可読媒体内に格納された命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作の態様を実施する命令を含む製品を含むようにすることもできる。
【００５６】
コンピュータプログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードして、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上で行わせてコンピュータ実施のプロセスを生産し、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実行するためのプロセスを提供するようにすることもできる。
【００５７】
図面内のフローチャート及びブロック図は、本発明の様々な実施形態による、システム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実装の、アーキテクチャ、機能及び動作を示す。この点に関して、フローチャート内の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つ又は複数の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、又はコードの一部を表すことができる。幾つかの代替的な実装において、ブロック内に示される機能は、図に示される順序とは異なる順序で生じることがある。例えば、連続して示される２つのブロックは、関与する機能に応じて、実際には実質的に同時に実行されることもあり、又はこれらのブロックはときとして逆順で実行されることもある。ブロック図及び／又はフローチャート図の各ブロック、及びブロック図及び／又はフローチャート図内のブロックの組み合わせは、指定された機能又は動作を実行する、又は専用のハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせを実行する、専用ハードウェア・ベースのシステムによって実装できることにも留意されたい。
【００５８】
本発明の上に書かれた説明は、当業者が、現在のところその最良の態様だと考えられるものを作成し、用いることを可能にするが、当業者は、本明細書における特定の実施形態、方法及び例の代替物、適応、変形、組み合わせ及び均等物の存在を理解し、認識するであろう。当業者であれば、本開示内のものは例示的なものに過ぎず、本発明の範囲内で様々な変更を行い得ることを理解するであろう。さらに、教示の特定の特徴が幾つかの実装形態のうちの１つのみに関して開示されているが、そのような特徴は、いずれかの与えられた又は特定の機能に望まれ、有利であり得る他の実装形態の１つ又は複数の他の特徴と組み合わせることができる。さらに、用語「含んでいる（including）」、「含む（include）」、「有している（having）」、「有する（has）」「共に（with）」、又はこれらの変形が、詳細な説明及び特許請求の範囲において用いられている範囲で、こうした用語は、用語「備えている（comprising）」と同様の方式で、包含的であることが意図されている。
【００５９】
教示の他の実施形態は、明細書の考察及び本明細書に開示された教示の実践とから、当業者には、明らかになるであろう。従って、本発明は、記載される実施形態、方法、及び例によって限定されるべきではなく、本発明の範囲内の全ての実施形態及び方法によって限定される。従って、本発明は、本明細書に例証されている特定の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００６０】
１００：システム
１１０：マッチングエンジン
１１２、５７４：制御信号
１１８：ネットワークインターフェース（Ｎ／Ｗ  Ｉ／Ｆ）
１１８−１：送信機
１１８−２：受信機
１２０：不確かなシステム
１２１、４８０、５７０：柔軟性の要求
１３０：柔軟なシステム
１３１、４１０、５７１：柔軟性のオファー
１４０：コンピュータ
１５０：プロセッサ
１５５：メモリ
１７３：インターフェース要素
１７８：インターフェース回路
１９０：コンピュータ命令（ＰＲＯＧ）
３１０：確率密度
３２０、３４０：ゾノトープセット
３３０：実現可能セット
４００：プロセスフロー
４２０：順序付けられたプール
４８０：購入者
５００：プロセスタイムライン
５２０：柔軟なユニット
５３０：不確かなユニット
５４５：契約
５７４、５７８：制御信号
５７６：電気エネルギー測定値
５６０：検証手順
５８１：請求書
【図１】
2020515222.tif 000013
【図２】
2020515222.tif 000014
【図３】
2020515222.tif 000015
【図４】
2020515222.tif 000016
【図５】
2020515222.tif 000017
【図６】
2020515222.tif 000018
【図７】
2020515222.tif 000019
【図８】
2020515222.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月12日(2019.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートグリッドエネルギーシステムであって、
コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの発電機及び少なくとも１つの電気負荷に動作可能に接続され、かつ、
前記コンピュータ通信ネットワークを介して、不確かなエネルギー生産量を含む前記発電機から不確かさの定量的測定値を受け取り、
前記コンピュータ通信ネットワークを介して、柔軟なエネルギー消費量を含む電気負荷から柔軟性の定量的測定値を受け取り、
前記不確かさの定量的測定値及び前記柔軟性の定量的測定値を用いるゾノトープマッピングに基づく時間依存スケジュールを作成し、
前記時間依存スケジュールを前記負荷に伝送して、前記エネルギー消費量を修正する、
ようにプログラムされたマッチングエンジンを含む、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの発電機は、太陽光発電機及び風力タービン発電機からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの負荷は、電気ヒータ及び電気自動車充電器からなる群から選択される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
コンピュータ通信ネットワークを介して、少なくとも１つの不確かなユニット及び少なくとも１つの柔軟なユニットと通信するように構成された、電気エネルギー生産量及び消費量の調整のための装置であって、前記装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ・プログラム・コードを含む少なくとも１つのメモリとを含み、前記少なくとも１つのメモリ及び前記プログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、少なくとも：
柔軟な量でエネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取らせ、
不確かな量でエネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取らせ、
前記少なくとも１つの柔軟性の要求の各々から、不確かさの定量的測定値を抽出させ、
前記少なくとも１つの柔軟性のオファーの各々から、柔軟性の定量的測定値を抽出させ、
前記不確かさの定量的測定値及び前記柔軟性の定量的測定値を用いるマッピングに基づく時間依存スケジュールを作成させ、
前記時間依存スケジュールを前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送して、エネルギー生産量又消費量を修正させる、装置。
【請求項５】
前記柔軟性の定量的測定値は、ゾノトープを用いて生成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記不確かさの定量的測定値は、ゾノトープを用いて生成される、請求項４又は請求項５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの不確かなユニットは、太陽光発電機及び風力タービン発電機からなる群から選択される、請求項４〜請求項６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの柔軟なユニットは、電気ヒータ及び電気自動車充電器からなる群から選択される、請求項４〜請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記マッチングエンジンは、前記少なくとも１つの不確かなユニットの電気エネルギー予測値を計算し、前記予測値を前記少なくとも１つの柔軟なユニットにブロードキャストするようにさらにプログラムされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記マッチングエンジンは、少なくとも１つの割り当てに基づいて、供給期間の少なくとも１つの時間間隔に対する少なくとも１つの制御信号値を、前記少なくとも１つの柔軟なユニットに伝送するようにさらに構成される、請求項４〜請求項９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記マッチングエンジンは、前記少なくとも１つの割り当てに基づいて請求書を生成するようにさらに構成される、請求項４〜請求項１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記マッチングエンジンは、前記少なくとも１つの柔軟なユニットに対して、前記柔軟性の定量的測定値及び前記少なくとも１つの割り当てに基づく支払いを伝送する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
エネルギー生産及び／又は消費における不確かさを、エネルギー生産及び／又は消費における柔軟性とマッチングする方法であって、
エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性のオファーを受け取ることと、
エネルギーを生産又は消費するよう構成された少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、少なくとも１つの柔軟性の要求を受け取ることと、
前記少なくとも１つの柔軟性のオファー及び前記少なくとも１つの柔軟性の要求をクリアすることと、
前記不確かな電力生産及び／又は消費の考えられる現実化を、前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットの前記電気エネルギー生産及び／又は消費の対応する制御信号への割り当てを実行することと、
前記少なくとも１つの不確かなエネルギーユニットから、供給期間の最初の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの電気エネルギー測定値を受け取ることと、
前記割り当てに基づいて、前記供給期間の２番目の少なくとも１つの間隔の少なくとも１つの制御信号値を、前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットに伝送することと、
を含む方法。
【請求項１４】
前記最初の少なくとも１つの間隔及び前記２番目の少なくとも１つの間隔は、同じ時間間隔に対応する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットから、前記供給期間の３番目の少なくとも１つの間隔に対する少なくとも１つの電気エネルギー測定値を受け取ることをさらに含む、請求項１３又は請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記最初の少なくとも１つの間隔及び前記３番目の少なくとも１つの間隔は、同じ時間間隔に対応する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
電気エネルギー予測値を計算し、前記予測値を前記少なくとも１つの柔軟なエネルギーユニットにブロードキャストして、予想される将来のエネルギー供給を同様に予測することをさらに含む、請求項１３〜請求項１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの柔軟性のオファー及び要求をクリアすることは、
少なくとも１つの柔軟なユニットからの前記少なくとも１つの柔軟性のオファー及び少なくとも１つの不確かなユニットからの前記少なくとも１つの柔軟性の要求を順序付けることと、
柔軟性のオファー及び柔軟性の要求に対する前記マッチング条件をチェックすることと、
マッチングされた柔軟性の購入者と柔軟性の提供者との間の契約を行うことと、
マッチングされた柔軟性の購入者と柔軟性の提供者との間に、前記柔軟性の前記購入者の不確かな電気使用の現実化を定める、ルーティング・テーブルを設定することと、
前記テーブルを前記少なくとも１つの柔軟なユニットに伝送することと、
を含む、請求項１３〜請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記順序付けることは、サブミット時間に基づいて実行される、請求項１３〜請求項１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記順序付けることは、前記少なくとも１つの柔軟性のオファーにおける価格に基づいて実行される、請求項１３〜請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
コンピュータ可読媒体上に格納され、デジタルコンピュータの内部メモリ内にロード可能なコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で実行されるとき、請求項１３〜請求項２０のいずれかに記載の方法を実行するためのソフトウェアコード部分を含む、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2020515222.tif 000021
2020515222.tif 000022