CN101842801A - 用于提供虚拟电力公司的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于虚拟地产生由电力公司使用的电的方法和设备提供了虚拟电力公司。在一实施例中，非发电电力公司达成从发电实体获取电力的供电协议。在协议期间，非发电电力公司有意抑制接收在协议下其具有权利的至少某些电力以产生推迟的电力。非发电电力公司许诺将推迟的电力供给第三方，例如电力供给者或电力消耗者。电力推迟优选为通过向负载管理系统发布电力控制命令来实现。在另一实施例中，独立的第三方控制负载管理系统，以便通过虚拟地将推迟的电力回供给电网来作为替代性能量供给者运行。

Description

用于提供虚拟电力公司的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及供电与发电系统，特别涉及用于提供能够使用积极负载控制(positive load control)和电力保存技术在因需的基础上将电力虚拟地供给其他电力公司的虚拟电力公司(virtual electric utility)的设备和方法。
背景技术
对高负载条件期间产生尖峰电力的增大的成本以及对使用化石燃料发电带来的碳排放影响的越来越多的认识增大了将负载控制用作推迟或在某些情况下消除对电力公司配置附加发电容量的需求的替代方案的需要。已有的电力公司受到压力，以寻找推迟或消除构建基于化石的发电的需求。如今，存在系统拼凑，其实现需求响应的负载管理程序，由此，多种频带中的多种无线电子系统使用“单向”仅发送通信方法。在这些程序下，RF受控继电器开关典型地附着到消费者的空调器、热水器或池塘泵。覆盖命令(blanket)被发出到特定的地理区域，由此，发送站(例如典型地为寻呼网络)范围内的所有接收单元在电力公司选择的峰时被关闭。在尖峰负载已经过去的一时间段后，第二覆盖命令被发送，以开启已被关闭的装置。
尽管遥测已用于对用能进行报告的明确目的，不存在计算电力消耗、碳气体排放、二氧化硫(SO2)气体排放和/或二氧化氮(NO2)排放并在双向积极控制负载管理装置的控制下报告特定装置状态的技术。特别地，单向无线通信装置已经用于从已有的供电或配电合作者的网络解除致动例如加热、通风、空调(HVAC)单元、热水器、池塘泵、照明等电器。这些装置典型地与从寻呼发送器接收“开启”或“关闭”命令的无线寻呼接收器结合使用。另外，单向装置典型地经由路线干线(landline trunks)或在某些情况下通过到寻呼发送器的微波发送连接到服务(serving)供电者的控制中心。订购负载管理程序的用户对于允许服务供电者(电力公司)连接到其电器并在高用能时间段期间暂时解除致动其电器接收折扣。
许多电力公司，包括发电公司和服务公司，例如典型地与发电实体达成供电协议的电力合营公司和市政当局(electric cooperatives andmunicipalities)，受到这样的经济现实的驱动：通过主要基于碳的燃料(例如煤、油、天然气)的发电成本增大，并且由于使用这种基于碳的燃料引起的对环境的潜在损坏。即使对于这些现实，电力公司行业中的大多种重点存在于两个领域，即传统公知方法的尖峰负载去除(shedding)和清洁煤技术。电力公司行业使用的这种负载去除方法一般包括：(a)使用时间编程和费率，鼓励用户手动地推迟尖峰时间的电力消耗，或通过使用商业可获得的定时器或可编程恒温器，关闭电力消耗负载装置，例如照明、池塘泵、HVAC系统；(b)效率程序，其鼓励更具电效率的电器和灯泡的使用以及更好的绝缘；(c)发电公司仅仅在非常高的尖峰负载期间(例如小于总负载时间的10％)发电的尖峰发电构造；(d)自动负载去除程序，例如上面所介绍的，其使用单向负载控制技术；(e)自愿效率程序，其中，公司或企业同意切断或降低其负载，以便得到更好的批发电价。许多这种技术已经主要用于与住宅以及小/中企业用户相比具有较高基本电气负载的工业用户。
作为这些遗留下来的尖峰负载和基本负载减轻技术的结果，负载去除和峰值发电领域中的大多数现有技术涉及基于前面提到的构思改进或产生新的方法。一种示例性的产生与过度需求有关的电的方法在Mazzarella的美国专利公开No.US2003/0144864A1中实现。这一公开公开了一种方法，由该方法，提出了运行分布式发电系统的个体发电实体，该系统对一个或多于一个的本地发电单元进行折中。本地发电单元受到中央控制器的控制，并在超过供给的尖峰负载需求时被引入在线。此专利公开介绍了通过包括气体燃烧和柴油发电的多种装置的协作发电。
产生经济刺激的系统的第二示例性方法可参见授予Chasek的美国专利No.5237507。此专利公开了一种市场驱动的电网，其具有用于整个电网的中央电网控制器。电网控制器检测电力供给和需求，并接着电子地对此电力进行交易。此专利所公开的技术已经通过引入批发电力市场实现，批发电力市场提供可被提供给具有超过高使用日供给的尖峰需求的电力实体的尖峰电力。
第三种示例性方法可参见授予Bartone的美国专利No.6633823 B2。按照此专利公开的方法，大电力用户(主要工业用户)按照允许用户使其加热/制冷、照明以及其他电密集设备受到远程控制以节约电力消耗(并因此使需求下降)的私有硬件和软件。尽管此文献主要介绍了可辅助电力公司管理电力负载控制的系统，该文献没有包含构建或实现完整系统必需的独特属性。特别地，在降低用户不满意和服务取消或用户不忠诚的智能算法中，此专利在安全性、受控装置的负载准确性、公开使用可用硬件的用户可如何设置例如温度设置点、用户偏好信息以及用户最优先权等参数的方法的领域中存在缺陷。
尽管上面提到的文献提供了多种试图管理电力公司用户消耗的电量的方法，所提出的方法需要新的软件和硬件加入电气系统中。结果，所提出的方法一般要求系统工厂和设备中的投资。因此，存在这样的可能：电力公司不愿意尝试新技术，因为其实现具有某些失败的风险。这种对尝试新方法的犹豫对于具有向其所拥有的用户基础供电并向电气伙伴合营公司(“电力合营公司”)和市政当局供电的较大的公有电力公司更为真实。电力合营公司和市政当局主要向其用户分配电，但不产生所分配的电。然而，电力合营公司和市政当局与实际发电的电力公司具有同样的“电力公司”名称。
在美国存在大约六十八(68)家公开贸易的电力公司。这些大公司大部分具有如几十年来电力工业所公知的已知技术的现有财产电厂和设备的实质投资。尽管负载管理方法的实现可以为在技术上是可行的使用已有通信的技术，事实在于，负载管理，特别是负载停用，可降低由服务公司出售的电量，由此降低收益。结果，成功的负载管理程序的广泛实施可花费很多时间，而对电力公司没有使用这种负载管理技术的增大财务好处的附加刺激因素。
尽管美国的大型公开贸易电力公司的数量相对较小，存在几百个电力合营公司和地方配电实体，其从已有的发电公司--一般为附近的服务电力公司——购入电力，并将此电力再度卖给规定服务范围内的其用户。这些电力合营公司和市政当局的概况通常为2-4个城市和郡的层级(例如，具有从5000户以上到100000户以下的人口的郡和/或城市)，其位于大城市区域外并可特别建立为促进电力在典型地与大城市区域相比供电较贵的区域中的分配。这些电力合营公司和市政当局通常互联到联邦能源管理委员会(“FERC”)管理的电网，并具有用于接收来自邻近的发电电力公司的电力的直接连接线。当由州立的公用事务委员会(PUC)管理时，电力合营公司和市政当局通常具有供给水、天然气以及为用户利益打包的其他服务的责任。
电力合营公司和市政当局通常从发电电力公司以长期的规定预购批发契约购买电力，其对于尖峰和非尖峰设置了每兆瓦时(MWH)的固定价格。在大多数情况下，对于这些协议商定的预购价格为“照付不议”协议，其使电力合营公司或市政当局具有向服务电力公司提供最小量的发电收益的义务，无论这种实际需求是否被消耗。在这种布置为电力合营公司/市政当局提供了对于电力的担保和承诺的同时，其也允许服务的发电电力公司在尖峰负载定价下向连接到FERC网的其他服务电力公司出售过多的电力，该定价通常比在PUC管理定价下典型地向用户收取的价格每MWH高得多。这种定价仲裁对服务电力公司是合算的，但一般而言，除非事先商定，其没有传递给配电合作者，例如电力合营公司和市政当局。
除了当前的配电经济性以外，当前存在关于气体排放的某些担心，其来自于使用碳基燃料发电及其对世界气候的影响。结果，某些环境学家目前督促电力公司等研究并开发替代的发电源。为了解决环境问题，所谓的“碳配额”已经在国际范围内创立，并提供城市、州、国、行业甚至是个人计量其对碳基燃料的使用并控制其相关排放的基础。在维持基于碳燃料排放的全球或局部最大水平的努力中，碳配额可在基于碳的燃料的用户之间交易。已经建立了碳配额市场，且碳配额在公开市场上的交易已成为多种所提出方法的主题。
例如，一种示例性方法在van Soestbergen的美国专利公开No.2002/0143693A1中公开。此公开详细介绍了用于在公开市场上交易碳配额的技术。该公开公开了一种在线交易网络，由之，碳配额可被电子买入和卖出，优选为通过银行。另一类似的碳配额交易方法在Sandor等人的美国专利公开No.US2005/0246190A1中公开。
在电力公司行业的当前状态下，发电电力公司具有这样的能力：出售其用户或契约购买者(例如电力合营公司和市政当局)不用的过剩电力，并对其不用的碳配额进行交易。然而，电力合营公司和市政当局不是如此幸运，因为与其能量使用或节省相关联的碳配额被计入供给其电力的发电实体的碳足迹。另外，电力合营公司和市政当局所节约的电力产生可由发电实体用于出售的过剩电力，而对电力合营公司和市政当局没有任何好处。
因此，存在对这样的方法和设备的需要：其实现使得独立发电者(IPP)、电力合营公司、市政当局以及其他非发电电力实体或其他实体、虚拟电力公司，无论被管理或是不被管理，能够从电力节省和碳足迹减少中获益。
附图说明
图1为示例性基于IP的主动电力负载管理系统的框图；
图2为一框图，其示出了如图1的电力负载管理系统所示的示例性主动负载指示器(ALD)服务器；
图3为一框图，其示出了图1的电力负载管理系统所示的示例性主动负载客户端和智能断路器模块；
图4为一操作流程图，其示出了在例如图1的电力负载管理系统的主动电力负载管理系统中的自动调度服务呼叫(service call)方法；
图5为一操作流程图，其示出了在例如图1的电力负载管理系统的主动电力负载管理系统中致动新订购者的方法；
图6为一操作流程图，其示出了在例如图1的电力负载管理系统的主动电力管理系统中管理所发生的事件的方法；
图7为一操作流程图，其示出了在例如图1的电力负载管理系统的主动电力管理系统中在个体用户基础上主动减少消耗电力并跟踪电力节省的方法；
图8为一操作流程图，其示出了在例如图1的电力负载管理系统的主动电力管理系统中跟踪电力公司的累积电力节省的方法；
图9为根据本发明一示例性实施例实现虚拟电力公司的系统的框图；
图10为一操作流程图，其示出了根据本发明另一示例性实施例提供虚拟电力公司的方法；
图11为一操作流程图，其示出了根据本发明另一实施例提供虚拟电力公司的替代性方法。
具体实施方式
在介绍根据本发明的详细的示例性实施例之前，应当注意，实施例主要以涉及在个体订购者基础上主动管理电力负载并视情况可选地跟踪个体订购者和电力公司发生的电力节省的设备部件和处理步骤的组合存在。因此，设备和方法部件通过传统的符号在附图中合适的地方表示，仅仅显示出理解本发明的实施例相关的具体细节，以便不用本领域技术人员在说明书帮助下将会容易地明了的细节使本公开变得模糊。
在本文档中，关系术语例如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等可单纯用于分辨一个实体或元件与另一实体或元件，而不必要求或暗示这些实体或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。术语“包含”、“包括”或任何其他变型用于覆盖例如过程、方法、制品或设备的非穷举性的包括，其包括一系列元件，不仅包括这些元件，还可包括未明确列出或这些过程、方法、制品或设备固有的其他元件。结合任何物体或动作使用的术语“多个”意味着两个或多于两个的这些物体或动作。在没有更多限制的情况下，权利要求中的元件继以冠词“一”、“一个”不排除在包含该元件的过程、方法、制品或设备中存在附加的同样的元件。另外，术语“ZigBee”指的是电气及电子工程师协会根据标准802.15.4或任何后继标准采用的任何无线通信协议，术语“Wi-Fi”指的是IEEE在标准802.11或任何后继标准下采用的任何通信协议，术语“WiMax”指的是IEEE在标准802.16或任何后继标准下采用的任何通信协议，术语“蓝牙”指的是实现IEEE标准802.15.1或任何后继标准的任何短范围通信协议。术语“高速包数据接入(HSPA)”指的是国际电信联盟(ITU)或另一移动电信标准实体参照超越其第三代通用移动通信系统(UMTS)协议的全球移动通信系统(GSM)标准的演进采用的任何协议。术语“长期演进(LTE)”指的是ITU或任何移动电信标准实体参照预期替代HSPA的协议的基于GSM网络对语音、视频和数据标准的演进采用的任何通信协议。术语“码分多址(CDMA)演进数据优化(EVDO)校正版A(CDMA EVDO Rev.A)”指的是ITU在版本号TIA-856 Rev.A下采用的通信协议。术语“电力公司”指的是产生并向其用户分配电力的任何实体，其从发电实体购买电力，并将所购买的电力分配给其用户，或者将由例如太阳能、风力或其他的替代能量源产生的电通过FERC电网或其他供给发电或配电实体。
将会明了，所介绍的系统的部件的实施例可包含一个或多于一个的传统处理器以及独特的存储程序指令，该指令控制所述一个或多于一个的处理器，以便结合特定的非处理器电路，实现用于在这里介绍的一个或一个以上的电力负载管理系统中管理电力负载分配并跟踪个体订购者电力消耗和节省的某些、大多数或全部功能。非处理器电路可包含但不限于无线电接收器、无线电发送器、天线、调制解调器、信号驱动器、时钟电路、电源电路、继电器、仪表、智能断路器、电流传感器、用户输入装置。因此，这些功能可解释为在电力负载管理系统中的装置之间分配信息和控制信号的方法的步骤。或者，某些或全部功能可由状态机实现，其不存储程序指令，或在一个或多于一个的专用集成电路(ASIC)中实现，其中，各个功能或功能的某些组合作为用户逻辑实现。当然，可使用两种方法的结合。因此，用于这些功能的方法和装置已经在这里介绍。另外预计，本领域普通技术人员在由这里公开的概念和原理引导时，尽管可能通过很大的努力以及由例如可用时间、当前技术、经济考虑等激发的许多设计选择，在没有过多试验的情况下，将会容易地产生这种软件指令、程序和集成电路(IC)，并适当地布置在功能上集成这些非处理器电路。
通常，本发明包括用于实现或提供虚拟电力公司的方法和设备，虚拟电力公司通过电力的延迟和保存提供了替代性的能量源。在一实施例中，非发电电力公司——例如电力合营公司或市政当局——或其他的配电相关实体与发电实体达成协议，以便获得电力。在协议期间，电力购买实体有意地抑制接收至少某些其在协议下有权利的电力，以便产生推迟的电力。电力购买实体于是至少许诺(offer)将推迟的电力供给电力供给者或电力消耗者，电力供给者可以为发电电力公司或任何其他的电力公司，电力消耗者可以在性质上是商业的或住宅的。换句话说，电力购买实体作为虚拟发电电力公司，通过向其他的电力公司或终端用户许诺销售其延迟的(或等价地保存或削减的)电力。例如，电力购买实体向另一电力公司或终端用户许诺销售或优选为销售其在供电协议下对电力的权利。购买电力公司可以为邻近的电力公司，例如向虚拟电力公司位于的地理区域(例如郡或州)供给电力的电力公司，或非邻近的电力公司，例如向虚拟电力公司位于的以外的地理区域(例如郡或州)供给电力的电力公司。在后一种情况下，以类似于由独立的发电者(IPP)出售所产生电力的方式，虚拟电力公司可在FERC电网上传输通过保存传输容量来推迟的电力，以便向购买实体传送虚拟电力公司被发电实体授予权利的推迟电力。或者，购买用户或终端用户可以为商业实体(例如制造工厂或一系列的制造工场)或住宅实体(例如公寓联合会或邻近的业主的联盟)。销售的报酬可以是货币的或非货币的(例如未来对电力的权利，碳配额，或任何其他由当事方看来有价值的报酬)。最优化的是，虚拟电力公司以溢价出售在尖峰时间段推迟的电力，由此向虚拟电力公司提供货币收益，其于是可被传递给其用户。虚拟电力公司也可具有保存沿FERC互联传输线的传送容量的权利(如发电电力公司当前所做的那样)并具有向其他的FERC互联电力公司零售以及批发发电契约的权利，由此，所产生的电力被证实为保存或负载缩减。
在另一实施例中，虚拟电力公司使用负载管理系统来临时关闭到所有或某些其用户的电力，根据用户的协议并根据电力减少规约。负载管理系统的主要目的在于从许多用户集聚推迟的(或等价地为保存或缩减的)电力，以便累积大量的电力推迟。通过推迟电力的集聚或累积，虚拟电力公司可被看作如各州或联邦要求所规定的替代性能量提供者，并由此获许向各个管理州中的或者分享或使用FERC电网的电力公司或电力用户出售所推迟的电力(例如尖峰时去除的电力)。在替代实施例中，虚拟电力公司可向这样的能量“中间人”或批发生产者出售推迟的电力或碳配额：其在州或虚拟电力公司的地理位置中获得许可，或其物理位置不同于虚拟电力公司与之有供电协议的发电实体的物理位置。
在又一实施例中，虚拟电力公司使用负载管理系统来控制电力分配和推迟。在此实施例中，用户同意允许电力管理系统在一天当中的尖峰负载时刻停用某些电力消耗装置。具有远程开启或关闭能力的智能断路器对于由已知IP地址访问的电力服务控制面板中的特定装置安装。或者，IP可寻址智能电器、IP可寻址继电器、可控制恒温器或其他的可变控制器，或能量效率计算机运行程序可被使用。虚拟电力公司可通过使用这样的IP可寻址装置证实保存时间中的实际负载缩减或去除，以便从电网实际移除电力并将装置的“状态”(例如开启、关闭、缩减或受控)提供给控制设备，控制设备又可向虚拟电力公司提供证实。电力管理系统确定各个装置当开启时消耗的稳态电力量，并为各个订购者在数据库中记录信息。例如，各个智能电器上或各个智能断路器中的电流传感器或任何电力测量装置可测量由各个被监视装置消耗的电流量。客户端装置于是将所消耗的电流量与装置的运行电压相乘，以便获得电力消耗，并将电力消耗发送到虚拟电力公司的服务器。当服务电力公司需要多于其当前能够供给的电力时，服务电力公司可请求从虚拟电力公司购买电力，虚拟电力公司响应于此电力购买请求或预感到电力购买请求地致动电力负载管理系统，以便通过基于个体订购者关闭特定负载来自动调节电力分配。由于各个特定负载消耗的电力量是已知的，系统可精确确定哪些负载被关闭，并跟踪作为此短期断供的结果由各个用户产生的电力节省。这种同样的方法也可通过设立可控制继电器期间的所消耗实际电力的测量并交叉参考对于受控装置的原始设备制造者(OEM)的承销实验室电力消耗信息来完成。根据此实施例，在没有并入继电器的电流测量装置的情况下，电工进行电力负载测量和OEM设计负载的组合将会足够向虚拟电力公司提供实际电力推迟或保存数据。在此实施例中，虚拟电力公司可以完全独立于实际将电力供给用户的电力公司。例如，虚拟电力公司可以为向用户供给电力负载管理系统硬件并运行电力负载管理系统或其实质性部分的第三方。通过电力负载管理系统的运行，第三方有选择地降低用户的电力消耗，并由此集聚保存或推迟的电力，该电力于是被出售给其他的电力公司或终端用户，作为与太阳能电力、风电、水电或其他环境友好的能量形式同类的替代能量形式。
参照图1-11可更为容易地理解本发明，其中，类似的参考标号表示类似的项目。图1示出了示例性的基于IP的主动电力负载管理系统10，其可由虚拟电力公司根据本发明使用。经由连接在一个或一个以上的电力公司控制中心(UCC)200(示出了一个)和一个或多于一个的主动负载客户端(ALC)300(示出了一个)之间的主动负载指示器(ALD)服务器100，示例性的电力管理系统10监视并管理电力分配。ALD服务器100可直接或通过使用Internet协议(IP)或任何其他基于连接的协议的网络80与电力公司控制中心200以及各个主动负载客户端300通信。例如，ALD服务器100可使用经由一个或多于一个的基站90(示出了一个)运行的RF系统通信，基站使用一个或多于一个的无线通信协议，例如GSM、增强数据GSM环境(EDGE)、HSPA、LTE、时分多工接入(TDMA)或CDMA数据标准，包括CDMA 2000、CDMA修订版A、CDMA修订版B、CDMA EVDO修订版A。作为附加或作为替代地，ALD服务器100可经由有数字用户回路(DSL)能力的连接、具有基于电缆电视的IP能力的连接或其任意组合通信。在图1所示的示例性实施例中，使用到基站90的传统的基于IP的通信(例如通过干线线路)以及对于从基站90到主动负载客户端300的“最后路程”实现WiMax协议的无线信道的组合，ALD服务器100与一个或多于一个的主动负载客户端300通信。
各个主动负载客户端300可通过特定的地址(例如IP地址)访问，并控制和监视安装在主动负载客户端300相关联(例如连接或支持)的企业或住宅20中的个体智能断路器模块或智能电器60的状态。各个主动负载客户端300与一个住宅或商用用户相关联。在一个实施例中，主动负载客户端300与住宅负载中心400通信，住宅负载中心400包含能够响应于来自主动负载客户端300的信号从“开启”(有效)状态切换到“关闭”(无效)、反之亦然的智能断路器模块。智能断路器模块可包含，例如，由Schneider Electric SA在商标“Square D”或Eaton Corporation在商标“Cutler-Hammer”下生产的用于新构造中的安装的智能断路器面板。对于在后安装的已有建筑，可以使用具有用于个体识别和控制的装置的智能断路器。典型地，各个智能断路器控制一个电器(例如洗衣机/干燥机30，热水器40，HVAC单元50或池塘泵70)。
另外，经由多种已知的通信协议中的一个或多于一个(例如，IP，以多种形式的电力线宽带(BPL)，包括通过由HOMEPLUG电力线联盟和电气与电子工程师协会(IEEE)建立和公布的规格、以太网、蓝牙、ZigBee、Wi-fi、WiMax等)，主动负载客户端300可直接控制个体智能电器(例如在不与居民负载中心300通信的情况下)。典型地，智能电器60包括电力控制模块(未示出)，其具有通信能力。电力控制模块与到电器的电源一致地安装，在实际电器和电源之间(例如电力控制模块插入家中或企业中的电力插座，且用于电器的电源线插入电力控制模块)。因此，当电力控制模块接收关闭电器60的命令时，其断开对电器60供电的实际电力。或者，智能电器60可包含直接集成在电器中的电力控制模块，其可接收名令并直接控制电器的运行(例如智能恒温器可进行例如升高或降低设置温度、开启或关闭HVAC单元或开启或关闭风扇的功能)。
现在参照图2，ALD服务器100可作为到用户以及到维护人员的主要接口。在图2所示的示例性实施例中，ALD服务器100包含电力公司控制中心(UCC)安全性接口102、UCC命令处理器104、主机事件管理器106、ALC管理器108、ALC安全性接口110、ALC接口112、web浏览器接口114、用户签约应用116、用户个人设置138、用户报告应用118、电力节省应用120、ALC诊断服务器122、ALD数据库124、服务分派管理器126、故障票发生器128、呼叫中心管理器130、碳节省应用132、电力公司P&C数据库134、读表应用136、安全性装置管理器140。
使用web浏览器接口114，在一个实施例中，用户与ALD服务器100交互并经由用户签约应用116订购由电力负载管理系统10提供的某些或全部服务。根据用户签约应用116，用户指定用户个人设置138，并定义用户希望订购的服务的限度，用户个人设置138包含与用户以及用户的住宅或企业有关的信息。用户签约应用116的另外的细节在下面讨论。用户也可使用web浏览器接口114来访问和修改属于其已有账户的信息。
ALD服务器100也包括UCC安全性接口102，其提供ALD服务器100和电力公司控制中心200之间的安全性和加密，以便保证没有第三方能够向ALD服务器100提供未授权的指示。UCC命令处理器104在ALD服务器100和电力公司控制中心200之间接收并发送消息。类似地，ALC安全性接口110提供ALD服务器100和系统10上的各个主动负载客户端300之间的安全性和加密，保证没有第三方可向主动负载客户端300发送指示或从之接收信息。ALC安全性接口110和UCC安全性接口102所使用的安全性技术可包含传统的对称密钥或不对称密钥算法，例如无线加密协议(WEP)、Wi-Fi保护接入(WPA和WPA2)、高级加密标准(AES)、良好隐私(PGP)或财产加密技术。
在一实施例中，可由UCC命令处理器104从电力公司控制中心200接收的命令包括“Cut”命令、“How Much”命令、“End Event”命令、“Read Meters”命令。“Cut”命令指示ALD服务器100降低特定电力量达特定时间量。特定电力量可以为瞬时电力量或每单位时间消耗的平均电力量。“Cut”命令也可视情况可选地指示用于电力负载降低的通用地理区域或特定位置。“How Much”命令请求对于可由请求电力公司控制中心200降低的电力量(例如以兆瓦为单位)的信息。“End Event”命令停止当前ALD服务器100交互。“Read Meter”命令指示ALD服务器100对于由请求电力公司服务的所有用户读取仪表。
UCC命令处理器104可向电力公司控制中心200发送“How Much”命令的响应或“Event Ended”状态确认。对“How Much”命令的响应返回可被切除的电力量。“Event Ended”确收消息确认当前ALD服务器交互已经结束。
主机事件管理器106保持由电力管理系统10控制的电力负载活动的整体状态。主机事件管理器106保持受到控制的各个电力公司的单独的状态(当多个电力公司受到控制时)并跟踪各个电力公司内的当前用电。主机事件管理器106也跟踪各个电力公司的管理条件(例如各个电力公司当前是否正在被管理)。主机事件管理器106从UCC命令处理器104接收交互请求形式的指令，并将指令传送给完成所请求的交互必需的部件，例如ALC管理器108和电力节省应用120。
ALC管理器108通过ALC接口112在ALD服务器100和系统10中的各个主动负载客户端300之间传送指令。例如，通过与主动负载客户端300通过个体IP地址进行通信，ALC管理器108跟踪由特定电力公司服务的各个主动负载客户端300的状态。ALC接口112将接收自ALC管理器108的指令(例如交互)翻译为目标主动负载客户端300理解的适当的消息结构，并接着将该消息发送给主动负载客户端300。类似地，当ALC接口112接收来自主动负载客户端300的消息时，其将消息翻译为ALC管理器108理解的形式，并将翻译后的消息传送给ALC管理器108。
ALC管理器108从其服务的各个主动负载客户端300周期性地或响应于由ALC管理器108发送的轮询消息地接收包含由主动负载客户端300控制的各个装置的当前电力消耗和状态(例如开启或关闭)的消息。或者，如果个体装置计量不可用，则对于整个主动负载客户端300的总电力消耗和负载管理状态可被报告。在与特定主动负载客户端300相关联的记录中，包含在各个状态消息中的信息被存储在ALD数据库124中。ALD数据库124包含管理各个用户账户和电力分配必需的所有信息。在一实施例中，对于主动负载客户端300安装在其住宅或企业的所有用户，ALD数据库124包含用户联系信息，例如姓名、地址、电话号码、电子邮件地址以及相关联的电力公司，并包含对于各个被管理的装置(例如IP可寻址智能断路器或电器)的具体操作指令的说明、装置状态以及装置诊断历史。
存在ALC管理器108可从主动负载客户端300接收并相应地进行处理的几种消息。一种这样的消息为安全性警报消息。安全性警报消息从安装在住宅或企业中并被耦合到主动负载客户端300的视情况可选的安全性或安全监视系统发出(例如无线地或经由有线连接)。当安全性警报消息被接收到时，ALC管理器108访问ALD数据库124，以便获得用于判断在哪里发送警报的路由信息，并接着如所指示地发送警报。例如，ALD管理器108可被编程为向安全性监视服务公司和/或住宅或企业的所用者发送警报或另一消息(例如电子邮件消息或预先录制的语音消息)。
在主动负载客户端300和ALC管理器108之间传送的另一消息为报告触发消息。报告触发消息就预定电力量已经由被主动负载客户端300监视的特定装置消耗向ALC服务器100发出警报。当报告触发消息从主动负载客户端300被接收到时，ALC管理器108为与供给消息的主动负载客户端300相关联的用户将包含在该消息中的信息记入ALD数据库124。电力消耗信息于是由ALC管理器108用于判断在电力减少事件中主动负载客户端300向谁发送电力减少或“Cut”消息。
在主动负载客户端300和ALC管理器108之间交换的又一消息为状态响应消息。状态响应消息向ALD服务器100报告由主动负载客户端300控制的各个装置的类型和状态。当从主动负载客户端300接收到状态响应消息时，ALC管理器108在ALD数据库124中记录包含在该消息中的信息。
在一个实施例中，在接收到来自主机事件管理器106的对于特定电力公司降低电力消耗的指示(例如“Cut”指示)时，ALC管理器108基于存储在ALD数据库124中的当前电力消耗数据来判断哪些主动负载客户端300和/或个体受控装置被切换到“关闭”状态。ALC管理器108于是向各个被选择的主动负载客户端300发送包含关闭在该主动负载客户端控制下的全部或某些装置的指示的消息。
在另一实施例中，电力节省应用120可被视情况可选地包含在内，以便计算由各个电力公司在电力减少事件(这里称为“切除事件”)中节省的总电力量，以及其主动负载客户端300减少传送电力量的各个用户节省的电力量。电力节省应用120访问对于由特定电力公司服务的各个用户存储在ALD数据库124中的数据，并将对于电力公司参与的各个切除事件由各个电力公司累积的，总累积电力节省存储为电力公司电力和碳(“P&C”)数据库134中的条目。
在另一实施例中，视情况可选的碳节省应用132使用由电力节省应用120产生的信息来判断由各个电力公司以及由各个用户对于各个切除事件节省的碳的量。碳节省信息(例如用于为包含在刚刚完成的事件中的用户组产生电力的燃料的类型，在前一事件中节省的电力，政府标准计算费率，和/或其它数据，例如每个服务的电力公司的多能源发电(generation mix)以及用户位置及最近电源位置的地理信息)为各个主动负载客户端300(用户)存储在ALD数据库124中，并为各个电力公司存储在电力公司P&C数据库134中。碳节省应用132计算对于参与前一切除事件的各个主动负载客户端300(用户)和电力公司节省的总等效碳配额，并分别将信息存储在ALD数据库124和电力公司P&C数据库134中。
另外，通过视情况可选地与服务分派管理器126交互，ALC管理器108自动提供整个电力负载管理系统10的平滑运行。例如，当新的用户订购参与电力负载管理系统10时，服务分派管理器126被用户签约应用116通知新的订购。服务分派管理器126于是向ALC管理器108发送致动请求。当接收到来自服务分派管理器126的致动请求时，ALC管理器108向新的主动负载客户端300发送对于信息的查询请求，并在接收到信息时，将之提供给服务分派管理器126。另外，如果在任何时候ALC管理器108检测到特定的主动负载客户端300未在正确运行，ALC管理器108可向服务分派管理器126发送服务请求，以便安排服务呼叫以校正该问题。
在另一实施例中，服务分派管理器126也可接收来自呼叫中心管理器130的对于服务的请求，呼叫中心管理器130提供对运行中心的支持(未示出)，运行中心接收来自电力负载管理系统10的用户的电话呼叫。当用户呼叫运行中心以请求服务时，呼叫中心管理器130将服务呼叫记入ALD数据库124中，并向服务分派管理器126发送“Service”交互消息。当服务呼叫已经完成时，呼叫中心管理器300接收到来自服务分派管理器126的完成提醒，并将原始服务呼叫在ALD数据库124中记录为“已结”。
在又一实施例中，服务分派管理器126也可指示ALC诊断管理器122对于服务分派管理器126已对之接收到服务请求的任何主动负载客户端300执行一系列的诊断测试。在ALC诊断管理器122已经执行诊断过程之后，其将结果返回到服务分派管理器126。服务分派管理器126于是调用故障票发生器128，以便产生包含属于所要求服务(例如用户姓名、地址、用于访问必需的设备的任何特殊考虑、诊断处理的结果)的信息(其中的某些由服务分派管理器126从ALD数据库124检索)的报告(例如故障票)。住宅用户服务技术人员于是可使用在故障票中提供的信息来选择执行服务呼叫必需的设备和替换件的类型。
读表应用136可视情况可选地在UCC命令处理器104从电力公司控制中心200接收到“Read Meters”或等效命令时调用。读表应用136在ALD数据库124中循环，并经由ALC管理器108向UCC命令中具体指明的那些主动负载客户端300或各个主动负载客户端300发送读表消息或命令。ALC管理器108从主动负载客户端300接收的信息对于各个用户被记入ALD数据库124。当所有主动负载客户端表计信息已经被接收到时，信息使用企业对企业电子商务(例如ebXML)或其它希望的协议被发送到进行请求的电力公司控制中心200。
视情况可选的安全性装置管理块140包括用于处理由安全性接口110接收的安全性系统消息的程序指令。安全性装置管理块140包括对于所有安全性系统消息的路由信息，并还可包含基于每个用户或服务公司的发消息选项。例如，一个安全性服务可在发生安全性事件时从ALD服务器100要求电子邮件警报，而另一个安全性服务可要求发自建筑内系统的消息应当由主动负载客户端300和ALD服务器100直接传送到安全性服务公司。
在另一实施例中，ALD服务器100也包含用户报告应用118，其产生将被发送到个体用户的报告，详细说明在先前的账单周期中节省的电力量。各个报告可包含先前账单周期中电力节省的累计总数、每个受控装置(例如断路器或电器)节省的电力量的细节、来自电力公司指示事件的电力节省、来自用户指示事件的电力节省、被管理的装置、时间段中使用和节省的总碳当量和/或用户的主动负载客户端300参与的各个切除事件的具体细节。用户也可通过用户回报程序150接收参与电力负载管理系统10的激励和奖励。例如，电力公司或第三方系统运营者可与产品和/或服务提供者达成协议，基于特定的参与水平或里程碑来提供由提供者提供的服务或产品的系统参与折扣。回报程序150可以以与传统的飞行常客程序类似的方式建立，其中，对于节省的电力累积点数(例如对于节省或推迟的每兆瓦一点)，在累积预定水平的点数时，用户可选择产品或服务折扣。或者，服务电力公司可向用户提供参与系统10的费率折扣。
图3示出了根据本发明一实施例的示例性主动负载客户端300的框图。所示出的主动负载客户端300包括基于Linux的操作系统302、状态响应发生器304、智能断路器模块控制器306、智能装置接口324、通信接口308、安全性接口310、基于IP的通信转换器312、装置控制管理器314、智能断路器(B1-BN)计数器管理器316、报告触发应用318、IP路由器320、智能表计接口322、安全性装置接口328、IP装置接口330。主动负载客户端300在此实施例中为基于计算机或处理器的系统，其位于用户住宅或企业的现场。主动负载客户端300的主要功能是管理位于主动负载客户端300代表用户监督的住宅或企业中的可控制电力消耗负载装置的电力负载水平。在一示例性实施例中，在主动负载客户端300上运行的软件使用Linux嵌入操作系统302运行以管理硬件和通用软件环境。本领域技术人员可容易地想到可作为替代地使用其它的操作系统，例如微软的操作系统家族、Mac OS、Sun OS等等。另外，主动负载客户端300可包括动态主机配置协议(DHCP)客户端功能，以便使得主动负载客户端300为自己和/或由之管理的一个或多于一个的可控制装置402-412、420、460从位于促进主动负载客户端300和ALD服务器100之间通信的主机IP网络上的DHCP服务器请求IP地址。主动负载客户端300还可包含路由器功能，并在主动负载客户端300的存储器中维护所分配IP地址的路由表，以便促进从主动负载客户端300到可控制装置402-412、420、460的消息传送。
通信接口308促进主动负载客户端300和ALD服务器100之间的连接性。主动负载客户端300和ALD服务器100之间的通信可基于任何类型的IP或其它的连接协议，包括但不限于WiMax协议。因此，通信接口308可以为有线或无线调制解调器、无线接入点或其它合适的接口。
标准IP层-3路由器320将由通信接口308接收的消息的路由设置到主动负载客户端300以及任何其他本地连接的装置440。路由器320判断所接收的消息是否被指向主动负载客户端300，如果是，将消息传送到安全性接口310以进行解密。安全性接口310提供对于在ALD服务器100和主动负载客户端300之间交换的消息的内容保护。消息内容被安全性接口310使用例如包含IP地址与主动负载客户端300的GPS数据的组合或已知信息的任何其它组合的对称加密密钥加密和解密。如果消息不是被指向主动负载客户端300，则其被传送到IP装置接口330，以便传送到一个或多于一个的本地连接装置440。例如，IP路由器320可被编程为对电力负载管理系统消息以及传统的Internet消息进行路由。在这种情况下，主动负载客户端300可作为提供到住宅或企业的Internet服务的网关，而不使用分立的Internet网关或路由器。
基于IP的通信转换器312打开来自ALD服务器100的进入的消息，并将它们指向主动负载客户端300中的适当的功能。转换器312也从多种主动负载客户端300功能(例如装置控制管理器314、状态响应发生器304、报告触发应用318)接收消息，以ALD服务器100希望的形式对消息进行打包，并接着将它们传送到安全性接口310进行加密。
装置控制管理器314为逻辑上连接到主动负载客户端300的多种可控制装置处理电力管理命令。装置可以为智能断路器402——412或其它的基于IP的装置420，例如具有个体控制模块(未示出)的智能电器。装置控制管理器314也通过查询维护由主动负载客户端300控制的各个装置的类型和状态的状态响应发生器304并将状态提供给ALD服务器100来处理来自ALD服务器100的“Query Request”或等效命令。“Query Request”消息可包含单纯状态请求以外的信息，例如热控制装置的温度设置点、负载控制被允许或禁止的时间间隔、负载控制被允许或禁止的日期、装置控制的优先级(例如在电力减少事件中，热水器和池塘泵在HVAC单元被关闭之间关闭)。如果温度设置点或其它非状态信息被包含在“QueryReqeust”消息中且存在能处理信息的附着到主动负载装置300的装置，温度设置点或其他信息经由智能装置接口324被发送到该装置420。
状态响应发生器304接收来自ALD服务器100的状态消息并对之作出响应地轮询在主动负载客户端的控制下各个可控制的电力消耗装置402——412、420、460，以便判断可控制装置402——412、420、460是否有效且处于好的运行秩序。各个可控制装置402——412、420、460在状态响应消息中用运行信息(例如有效性状态和/或错误报告)对轮询作出响应。主动负载客户端300在与状态响应发生器304相关联的存储器中存储状态响应，以便与电力减少事件相联系地参考。
智能装置接口324促进到附着到主动负载客户端300的个体装置420(例如智能电器电力控制模块)的基于IP或其他地址的通信。连接性可通过几种不同类型的网络中的一种，包括但不限于BPL、ZigBee、Wi-Fi、Bluetooth或直接以太网通信。因此，智能装置接口324为适用于用在将智能装置420连接到主动负载客户端300的网络中或在其上使用的调制解调器。智能装置接口324还允许装置控制管理器314管理具有检测温度设置并响应于温度变化的能力的这些装置。
智能断路器模块控制器306格式化、向智能断路器模块400发送以及从之和接收包括电力控制指令的消息。在一个实施例中，通信优选为通过BPL连接。在这样的实施例中，智能断路器模块控制器306包括BPL调制解调器和运行软件。智能断路器模块400包含个体智能断路器402——412，其中，各个智能断路器402——412包括可应用的调制解调器(例如BPL调制解调器，当BPL为所使用的网络技术时)并优选为根据供到一个电器或其他装置的电力。B1——BN计数器管理器316对于各个安装的智能断路器402——412判断并存储实时用电。例如，计数器管理器316跟踪或对由各个智能断路器402——412使用的电力的量进行计数，并将所计的电力量存储在与计数器管理器316相关联的主动负载客户端300的存储器中。当任意断路器402——412的计数器达到预定限制时，计数器管理器316向报告触发应用318提供与智能断路器402——412对应的标识号以及对应的电力量(电力数)。一旦信息被传送到报告触发应用318，计数器管理器316将可应用的断路器402——412的断路器复位到零，使得信息可被再次收集。报告触发应用318于是产生包含对于主动负载客户端300的识别信息、对于特定智能断路器402——412的识别信息、电力数的报告消息，并将报告发送到基于IP的通信转换器312，用于发送到ALD服务器100。
智能表计接口322管理使用BPL通信的智能表计460或连接到传统电力表计450的电流传感器452。当主动负载客户端300接收到来自ALD服务器100的“Read Meters”命令或消息且智能表计460被附着到主动负载客户端300时，“Read Meters”命令经由智能表计接口322(例如BPL调制解调器)被发送到表计460。智能表计接口322从智能表计460接收对“Read Meters”消息的应答，按照用于主动负载客户端300的识别信息对此信息进行格式化，并将格式化的消息提供给基于IP的通信转换器312，用于发送到ALD服务器100。
安全性装置接口328向以及从任何所附着的安全性装置传送安全性消息。例如，安全性装置接口328可经由导线或无线地耦合到包括移动传感器、机械传感器、光学传感器、电学传感器、烟检测器、一氧化碳检测器和/或其他安全以及安全性监视装置的监视或安全性系统。当监视系统检测到安全性或安全问题(例如断开、火、过量一氧化碳水平)时，监视系统发送其警报信号到安全性接口328，安全性接口328又通过ALD服务器100将警报信号转发到IP网络，以便传送到目标IP地址(例如，安全性监视服务提供者)。安全性装置接口328也可具有通过IP装置接口与所附着的安全性装置通信的能力，以便识别来自失去其基于线路的电话连接的装置的通知消息。一旦通知已经被接收到，警报消息被格式化并通过基于IP的通信转换器312被发送到ALD服务器100。
下面将介绍根据示例性实施例的电力负载管理系统10的运行。在一实施例中，用户在一开始使用web浏览器对电力负载管理服务进行签约。使用web浏览器，用户通过web浏览器接口114访问电力管理系统提供者的网站，并提供其姓名以及地址信息以及他想由电力负载管理系统10控制以节省尖峰负载时的能量并累积电力节省或碳配额(其可用于基于由用户节省的电力或碳的总量接收回报激励)的设备的类型。用户也可达成协议以允许非尖峰期间对电力消耗的管理，从而向电力公司售回过剩的电力，同时，累积电力节省或碳配额。
用户签约应用116在ALD数据库124中为各个用户产生数据库条目。各个用户的联系信息和负载管理偏好被存储或记录在数据库124中。例如，用户可被授予几个简单的选项，用于管理任何数量的装置或一类装置，包括用于管理装置的参数(例如各种装置可被关闭多长时间和/或定义装置根本不能被关闭的定义小时)。特别地，用户也可具有提供用于HVAC操作的具体参数(例如HVAC系统的设置控制点，其指明低以及高温度范围)的能力。另外，用户可被授予当电力管理事件发生时接收提醒(例如电子邮件消息、即时消息、文本消息或录制的电话呼叫或其任意组合)的选项。当用户完成输入数据时，“New Service”或等效的交互消息或命令被发送到服务分派管理器126。
图4示出了示例性操作流程图500，其提供了在示例性电力负载管理系统10中由ALD服务器100(例如作为服务分派管理器126的一部分)执行以管理服务请求的步骤。图4的步骤优选为实现为存储在ALD服务器100的存储器(未示出)中并由ALD服务器100的一个或多于一个的处理器(未示出)执行的一组计算机指令(软件)。按照逻辑流程，服务分派管理器126接收(502)交互消息或命令，并判断(503)交互的类型。在接收到“New Service”交互消息时，服务分派器管理器126调度(504)服务人员(例如技术人员)进行对新用户的初始安装拜访。服务分派管理器126于是使用例如电子邮件、文本消息和/或即时消息通知向被调度的服务人员或服务人员的分派者通知(506)等候服务呼叫。
在一个实施例中，响应于服务呼叫通知，服务人员获得新用户的名字和地址、所希望的服务的描述以及来自服务分派管理器服务日志的服务时间。服务人员获得安装在用户的位置的主动负载客户端300、所有必需的智能断路器模块402——412、所有必需的智能开关。服务人员注意用户数据库信息的任何缺少的信息(例如被控制的装置、各个装置的类型和型号，系统正确运行将会需要的任何其他信息)。服务人员在新用户的位置安装主动负载客户端300以及智能断路器402——412。全球定位卫星(GPS)装置可视情况可选地由服务人员使用以确定新用户建筑的正确的地理位置，其可在ALD数据库124中被添加到用户条目并可用于创建对称加密密钥，以促进ALD服务器100和主动负载客户端300之间的安全通信。所安装的主动负载客户端300的物理位置也被输入用户的条目。智能开关装置可由服务人员安装或留在用户的位置以便由用户安装。在主动负载客户端300已经安装之后，服务分派管理器126经由服务日志接收(508)来自服务人员的指示安装完成的报告。服务分派管理器126于是向ALC管理器108发送(510)“Update”或等效交互消息。
回到方框503，当“Service”或类似的交互消息或命令被接收到时，服务分派管理器126调度(512)服务人员进行对具体用户的服务呼叫。服务分派管理器(126)于是发送(514)“diagnose”或类似的交互到ALC诊断管理器12。ALC诊断管理器122返回诊断过程的结果到服务分派管理器126，其于是通知(516)服务呼叫的服务人员并使用传统的故障票向其提供诊断过程的结果。服务人员使用故障票中的诊断过程结果来选择服务呼叫必需的替换件和设备的类型。
图5示出了一示例性运行流程图600，其提供了由ALD服务器100(例如作为ALC管理器108的一部分)执行以确定用户对示例性电力负载管理系统10的签约的步骤。图5的步骤优选为实现为存储在ALD服务器100中的存储器(未示出)中并由ALD服务器100的一个或多于一个的处理器(未示出)执行的一组计算机指令(软件)。根据逻辑流程，ALC管理器108从服务分派管理器126接收(602)“Update”或类似的交互消息或命令并使用在“Update”消息中指定的IP地址来向主动负载客户端300发送(604)“Query Request”或类似的消息或命令。“Query Request”消息包含ALD服务器100希望管理的装置的列表。如果用户签约时的用户信息输入包括对于一个或多于一个的可控制电力消耗装置的温度设置点，该信息被包含“Query Request”消息中。ALC管理器108接收(606)包含关于主动负载客户端300的信息(例如当前使用的WiMax波段，运行状态(例如运行或否)，用于测量当前使用的所有计数器的设置(例如，所有计数器在初始设置时被设置为零)，和/或被控制的装置的状态(例如被切换到导通状态或关闭状态))的查询应答。ALC管理器108用从主动负载客户端300获得的最新的状态信息更新(608)ALD数据库124。如果ALC管理器108从对“Query Request”消息的应答检测(610)到主动负载客户端300正在正确运行，其设置(612)用户状态为“有效”，以便允许参与ALD服务器活动。然而，如果ALC管理器108检测(610)为主动负载客户端300未在正确运行，其发送(614)“Service”或类似的交互消息或命令到服务分派管理器126。
图6示出了一示例性运行流程图700，其提供了由ALD服务器100(例如作为主机事件管理器106的一部分)执行以管理示例性电力负载管理系统10中的事件的步骤。图6的步骤优选为作为存储在ALD服务器100中的存储器(未示出)中并由ALD服务器(100)的一个或多一个的处理器(未示出)执行的一组计算机指令(软件)实现。按照逻辑流程，主机事件管理器106跟踪(702)由ALD服务器100管理的各个电力公司中的当前用电。当主机事件管理器106从UCC命令处理器104或ALC管理器108接收(704)交互消息或命令时，主机事件管理器106判断(706)所接收到的交互的类型。在接收到来自UCC命令处理器104的“Cut”交互(由于由电力公司控制中心200发布的“Cut”命令得出)时，主机事件管理器106将电力公司引入(708)管理逻辑状态。主机事件管理器于是向ALC管理器108发送(710)“Cut”交互或事件消息或命令，识别必须从由电力公司供电的电力系统移除的电力量(例如以兆瓦为单位)。在“Cut”命令中被指明要减少的电力量可以为电力的瞬时量或为每单位事件的平均电力量。最后，主机事件管理器106通知(711)已经被选择为接收电力管理事件正在进行的通知的各个用户(711)(例如通过电子邮件的发送或其他预先建立的通知技术)。
回到方框706，当主机事件管理器106接收到来自UCC命令处理器104的“How much”或其他等效电力查询交互消息或命令(由电力公司控制中心200发布的“how much”或等效电力查询命令产生)时，主机事件管理器106通过访问对于该电力公司的当前使用信息判断(712)可从特定电力公司的被管理系统临时移除的电力量。当前使用信息在一个实施例中通过合计对于该电力公司的总可用负载得出，如同基于在“How much”消息中识别的负载控制时间间隔中从各个主动负载客户端300及其相应的可控制负载装置402——412、420、460的状态的观点看来可能必须供到电力公司用户的总电力量由存储在ALD数据库124中的用于电力公司的用户使用信息判断的那样。
各个电力公司可指示在任何电力减少事件过程中将被减少的最大电力量或最大电力百分比。这样的最大值或限制值可存储在ALD服务器100的电力公司P&C数据库134中，并下载到主机事件管理器106。在一个实施例中，主机事件管理器106被编程为在任何特定的电力管理时间段(例如一个小时)中移除电力公司当前电力消耗的默认的百分之一(1％)。在替代性实施例中，主机事件管理器106可被编程为基于当前电力消耗移除当前电力消耗的其它固定百分比或当前电力消耗的变化百分比(例如当电力消耗为系统最大值时，1％，当电力消耗仅仅为系统最大值的50％时，10％)。基于将被移除的电力量，主机事件管理器106发送(710)“Cut”或等效事件消息到ALC管理器108，指示必须从电力公司的电力系统移除的电力量(例如以兆瓦为单位)(例如当前使用的1％)，并通知(711)已经选择接收电力管理事件正在进行的通知的所有用户。主机事件管理器106还经由UCC命令处理器104向电力公司控制中心200发送响应，通知电力公司控制中心200关于能由请求电力公司临时减少的电力量。
再次返回方框706，当主机事件管理器106接收到来自UCC命令处理器104的“End Event”或等效交互消息或命令(来自由电力公司控制中心200发送的“End Event”命令)时，主机事件管理器106设置(714)当前事件的状态为“待决”，并发送(716)“End Event”或等效交互消息或命令到ALC管理器108。当ALC管理器108执行了结束当前事件所必需的步骤(例如电力减少或Cut事件)时，主机事件管理器106从ALC管理器108接收(718)“Event Ended”或等效交互并设置(720)电力公司为逻辑“Not Managed”状态。主机事件管理器106于是通知(722)已经选择为接收通知的各个用户(例如通过发送电子邮件或其他预先建立的通知机制)电力管理事件已经结束。最后，主机事件管理器106发送“Eventended”或等效交互消息或命令到电力节省应用120和电力公司控制中心(经由UCC命令处理器104)。
现在回到图7，示例性运行流程图800示出了由ALD服务器100(例如作为ALC管理器108的一部分)执行的管理示例性电力负载管理系统100的电力消耗的步骤。图7的步骤优选为被实现为一组存储在ALD服务器100中并由ALD服务器100的一个或多于一个的处理器执行的计算机指令(软件)。根据逻辑流程，通过周期性地或响应于由ALC管理器108发布的轮询地接收来自由ALC管理器108管理的各个主动负载客户端300的消息，ALC管理器108跟踪(802)各个被管理的主动负载客户端300的状态。这些消息指示主动负载客户端300的当前状态。状态包括对于由主动负载客户端300控制的各个可控制、电力消耗装置402——412、420的当前电力消耗(或由主动负载客户端300控制的所有可控制装置402——412、420的总电力消耗，如果个体装置计量不可用的话)以及各个装置402——412、420的状态(例如开或者关)。在对应于特定主动负载客户端300以及其相关联的用户和服务电力公司的记录中，ALC管理器108在ALD数据库124中存储或记录(804)电力消耗和装置状态信息。
当ALC管理器108接收(806)来自主机事件管理器106的交互消息时，ALC管理器108首先判断(808)所接收的消息的类型。如果ALC管理器108接收到来自主机事件管理器106的“Cut”或等效交互消息或命令时，ALC管理器108进入(810)“Manage”逻辑状态。ALC管理器108于是判断(812)“Cut”消息中指定的哪些主动负载客户端300和在电力公司上运行的相关联的装置402——412、420切换到“off”状态。如果位置(例如GPS坐标的列表，GPS坐标范围，地理区域，或电网参照区域)被包含在“Cut”交互消息中，仅在特定位置的这些主动负载客户端被选择为切换到“off”状态。换句话说，至少部分地基于各个主动负载客户端300的地理位置，ALC管理器108选择向之发布“Turn off”交互消息的主动负载客户端装置300的组，因为这样的位置涉及在所接收的“cut”交互消息中指定的任何位置。ALD数据库124包含连接到系统10中的各个主动负载客户端300的各个可控制电力消耗装置402——412、420的当前电力消耗(和/或平均电力消耗)的信息。ALC管理器108使用所存储的电力消耗信息来判断多少并选择哪些装置402——412、420关闭以实现“cut”消息所要求的电力减少。根据将被关闭的装置的列表以及列表中各个装置402——412、420的“change state to off”指示，ALC管理器108于是发送(814)“Turn off”或等效交互消息或命令到各个主动负载客户端300。除指示当电力被减少时的时间的时间戳以外，ALC管理器108记录(816)由ALD数据库124确定的对于各个主动负载客户端300节省的电力量(实际或平均)。ALC管理器108于是调度(818)用于其自己的交互，以便在预定的时间段之后“Turn on”各个被关闭的装置(例如，其可以由电力公司特有的默认值设置，由用户的指令设置，或以其他方式被编程到ALC管理器108中)。
回到方框808，当ALC管理器108从主机事件管理器106对于特定的主动负载客户端300接收“Turn On”或等效交互消息或命令且ALC管理器当前处于“Manage”状态时，ALC管理器108寻找(820)一个或多于一个的这样的主动负载客户端300：其处于“On”状态且其管理的装置402——412、420均不关闭(以及处在特定的位置，如果初始“Cut”交互消息要求的话)，其在一个或一个以上的装置402——412、420关闭时将会节省与当前由处于“off”状态的特定主动负载客户端节省的同样或基本同样的量的电力。在识别出由之节省电力的新的主动负载客户端300时，ALC管理器108发送(822)“turn off”或等效交互消息或命令到必须被关闭以节省与将被开启的主动负载客户端(或使其被管理的装置402——412、420开启)同样量的电力的各个主动负载客户端300，或节省其他的可接受电力量(例如由将被重新开启的主动负载客户端先前节省的电力的一部分)。ALC管理器108也发送(824)“Turn On”或等效交互消息或命令到将被重新开启的各个主动负载客户端300。“turn on”消息指示消息被指向的所有主动负载客户端300开启已经被关闭的任何可控制耗电装置，并使受到影响的主动负载客户端300指示其可控制的装置402——412、420以使电力到其相关联的电力消耗装置(例如电器，HVAC单元等)的流动成为可能。最后，ALC管理器108在ALD数据库124中记录(826)“turn on”交互消息被发送的时间。
再次回到方框808，当ALC管理器108从主机消息管理器106接收“endevent”或等效交互消息或命令时，ALC管理器108向“End Event”消息涉及的或“End Event”消息中识别的服务电力公司服务且当前处于“off”状态的各个主动负载客户端300发送(828)“Turn on”或等效交互消息或命令。在判断(830)为所有适当的主动负载客户端300已经转换为“on”状态时，ALC管理器108发送(832)“Event ended”或等效交互消息或命令到主机事件管理器106。
现在参照图8，示例性的运行流程图900示出了在示例性的电力负载管理系统10中由ALC服务器100执行(例如通过电力节省应用120的运行)以计算和分配电力节省的步骤。电力节省应用120计算对于各个切除事件由各个电力公司节省的总电力量以及由拥有主动负载客户端300的各个用户节省的电力量。
根据图9的逻辑流程，每当“cut”或电力节省事件结束时，电力节省应用120从主机事件管理器106接收(902)“event ended”或等效交互消息或命令。电力节省应用120于是对于“cut”事件中涉及的各个主动负载客户端300访问(904)ALD数据库。对于各个主动负载客户端300的数据库记录包含可能已经由主动负载客户端300在上一个“cut”事件中使用的实际电力量(或平均量)，以及各个与主动负载客户端300相关联的可控制装置402——412、420被关闭的时间量。电力节省应用120使用此信息来对于各个主动负载客户端300计算节省的电力量(例如以兆瓦每小时为单位)。对于各个主动负载客户端300的总电力节省被存储在ALD数据库124中的其对应的条目中。节省的累积电力总量对于各个“cut”交互被保持。由ALD服务器100服务的各个电力公司在电力公司P&C数据库134中具有条目。在电力公司P&C数据库134中，电力节省应用120在电力公司的对应条目中存储(906)对于特定电力公司的节省的总电力量(例如以兆瓦每小时为单位)，以及与电力节省事件有关的其他信息(例如事件的时间持续、达到电力节省需要的主动负载客户端的数量、各个装置处于关闭状态的平均时间长度，加上可能在精细调节未来事件并改进用户体验中可能有用的任何其他信息)。当所有主动负载客户端条目已经被处理时，电力节省应用120视情况可选地调用(908)碳节省应用132或类似地调用二氧化硫节省应用或二氧化氮节省应用，以便基于特定服务电力公司和用户的地理位置分别将电力节省与碳配额、二氧化硫配额或二氧化氮配额相关联。另外，在一个实施例中，碳节省应用功能132基于政府批准或提供的公式确定碳配额并在每个用户和/或每个电力公司的基础上存储所确定的碳配额。
电力合营公司和市政当局通常以长期的规定预购买批发契约购买电力，其保证了尖峰和非尖峰时间段的每兆瓦时价格。在大多数情况下，对于这些协议商定的预购买价格为“照付不议”协议，其使电力合营公司或市政当局具有向服务电力公司付给最小量的发电收益的义务，无论实际能量需求是否被消耗。基于发电公司发送电力的义务，这种布置为电力合营公司/市政当局提供了能量安全性，然而，其也允许服务电力公司以尖峰负载定价向连接到FERC网的其他电力公司出售过多的电力，该定价通常实质上高于每兆瓦在PUC管理定价下向用户收取的费率。这种定价布置有利于服务电力公司，但通常，除非事前协商，这些好处不会传递给配电伙伴，例如电力合营公司或市政当局。
如上面所详述的，电力负载管理系统，例如上面介绍的示例性的系统10，可用于控制电力消耗装置402——412、420，以便推迟或降低与例如电力合营公司和市政当局等较小的非发电电力公司相关联的电力消耗。通过使用这样的电力负载管理技术，非发电电力公司可聚集在与发电电力公司的供电协议下获得的不用的电力权利，并出售这些权利，特别是在尖峰用电周期中，以便收回与购买电力相关联的花费的一部分，由此扮演“虚拟”发电电力公司的角色。换句话说，使用例如这里介绍的电力负载管理方法，虚拟电力公司能够作为替代性能量源通过FERC电网将其先前购买但不使用的电力份额卖回给电力被原始买来的发电电力公司(例如发电服务电力公司)或不同的电力公司。使用上面介绍的主动负载管理方法，或其他的用于跟踪实际电力负载推迟的方法，虚拟电力公司具有已知的推迟电量，其可在公开市场上或通过预先建立的布置出售。由于虚拟电力公司通过集聚从电力公司的网络移除的实际电力负载以保存或负载推迟的方式与实际相反地“虚拟”地产生电能，虚拟电力公司可在联邦或州管理实体下分类为电力批发或零售提供者。从电网去除的实际电力负载的值可被看作等价于所产生的电力(特别是在尖峰使用时)。
或者，一个或一个以上的第三方可管理并运行电力负载管理系统，以便基于从电网去除的实际电力量集聚或累积不使用的电力。这样的第三方作为通过集聚从电力公司网络移除的实际电力负载以保存或负载推迟的方式与实际相反地虚拟地“产生”电能的虚拟电力公司。在这种情况下，虚拟电力公司可在联邦或州管理实体下分类为替代能量批发或零售提供者，允许第三方向寻求或要求从第三方购买推迟电力的电力公司收费(tariff)。如上面所讨论的，通过电力负载管理系统的运行从电网去除的实际电力负载值可被看作等价于所产生的替代电力(特别是在尖峰使用时)。
图9示出了根据本发明一实施例的示例性替代发电系统1000。示例性替代发电系统1000包含虚拟电力公司1002，以便通过推迟并重新出售先前从发电实体(例如服务的电力公司1004)购买但未使用的电力以虚拟方式向请求的电力公司1006供给电力。在一个实施例中，虚拟电力公司1002与电力负载管理系统1008的主动负载控制器1009(例如如上面所介绍的主动负载指示器100)通信，以便跟踪并控制由包含接收从服务电力公司1004购买并由之供给的电力的设施的客户群体1014中的个体订购用户1016使用的和/或推迟的实际电力。在一个实施例中，虚拟电力公司1004的某些或全部运行功能可在负载控制器1009中实现。
在负载管理系统1008中，负载控制器1009与位于各个用户设施1016处的一个或多于一个的客户端装置1018通信。各个客户端装置可使用如上面介绍的主动负载客户端300或任何能够与负载控制器交换消息并控制一个或一个以上的通信耦合于其上的可控制电力消耗装置1020的遥测装置实现。负载控制器1009可直接或通过使用internet协议(IP)或任何其他基于连接的协议的网络1010与客户端装置1018通信。例如，负载控制器1009可使用经由一个或多于一个的基站1012(示出了一个)运行的RF系统通信，基站1012使用一种或多于一种的无线通信协议，例如GSM、EDGE、HSPA、LTE、TDMA或CDMA数据标准，包括CDMA 2000、CDMA修订版A、CDMA修订版B、CDMA EVDO修订版A。作为附加或作为替代的，负载控制器1009可与客户端装置1018通过具有DSL能力的连接、具有基于电缆电视的IP能力的连接或其任意组合通信。在图9所示的示例性实施例中，负载控制器1009与客户端装置1018通信，使用到基站1012的传统基于IP的通信(例如通过干线线路或通过Internet)和对于从基站1012到客户端装置1018的“最后路程”实现WiMax协议的无线信道的组合。客户端装置1018与至少一个可控制电力消耗装置1020通信，以便控制电力消耗装置1020的状态(例如开通或关闭)、由装置1020消耗的电力的量(例如，在装置1020为HVAC单元的情况下，客户端装置1018可设置装置1020上的恒温器设置)，并接收来自装置1020的反馈。
在虚拟电力公司1002的至少某些功能在电力负载管理系统1008中的负载控制器1009上实现的一个实施例中，例如主动负载指示器100，虚拟电力公司1002除其他的以外包含处理器、数据库、负载减少报告发生器、通信接口。当主动负载指示器100实现虚拟电力公司1002的功能方面时，虚拟电力公司的处理器可由主动负载指示器100的UCC命令发生器104实现，虚拟电力公司的数据库可由ALD数据库124实现。另外，在此实施例中，虚拟电力公司的负载减少报告发生器可作为电力节省应用120的一部分实现，通信接口可通过主动负载指示器的安全性接口102实现。在一实施例中，虚拟电力公司1002和其他电力公司1004、1006之间的通信使用专用于传送与供给或获取电力有关的信息的通信发信号协议发生，例如电力需求信息、电力可用性或推迟信息，实时推迟或节省的电力、和/或碳配额信息。电力公司之间的通信发信号协议优选为类似于信号系统7(SS7)协议，其在当前用于电信系统中的电话交换机之间的通信。
根据本发明一实施例，虚拟电力公司的处理器可用于根据专用通信发信号协议从其他电力公司1004、1006接收购买电力的请求(例如以电力权利或电力推迟或保存的形式)。或者，请求可使用非专用协议传送，例如Internet协议。虚拟电力公司的处理器也可用于发布电力控制命令到负载管理系统1008(例如到客户端装置1018)以控制由可控制的电力消耗装置1020——例如图3的装置402-412、420——消耗的电力。一个这种电力控制命令为发布到要求由在客户端装置控制下的一个或多于一个的电力消耗装置1020所消耗的电力量减少的客户端装置1018的电力减少命令(例如“cut”命令)。
虚拟电力公司的数据库在各个客户端装置或各个用户的基础上存储关于在其运行过程中电力消耗装置1020消耗的电力的信息。使用此信息，负载减少报告发生器产生负载减少报告，其详细说明通过一个或多于一个的电力减少控制命令的处理器以及可应用客户端装置的执行节省或推迟的电力量。报告至少包含由执行电力减少命令的所有客户端装置1018节省的总电力量、控制作为电力减少命令的结果减少电力消耗的电力消耗装置102的各个客户端装置1018的标识符(例如IP地址、GPS坐标、电气仪表基本号码或用户地址)以及基于客户端装置推迟或节省的电力量。
已经执行一个或一个以上的电力减少命令并集聚推迟电力的供给之后(例如以对虚拟电力公司在供电协议下从之接收其实际电力供给的发电实体得到的电力的权利的形式)，虚拟电力公司传送出售某些或全部其通过电力减少命令的执行推迟或节省的电力的许诺。许诺优选为经由通信接口使用专用的电力公司间通信协议来传送。或者，报价可以以任何替代方式传送，例如通过电子邮件、网站张贴、即时消息、口头通信或其他方式。由虚拟电力公司执行的电力减少命令可能已经直接响应于接收来自另一电力公司1006的对于电力的请求或已经在没有电力请求待决时，累积另外的虚拟电力，以推迟或保存的电力的形式，或以用于之后向请求电力公司1006或在公开市场上出售的电力权利的形式。
在运行中，请求电力公司1006(其在一个实施例中可以为虚拟电力公司与其有供电协议的发电服务电力公司)请求来自虚拟电力公司1002的电力(例如通过经由网络传送请求，例如专用的电力公司间网络或其他的)。典型地，这样的请求可在尖峰电力使用期间发生。响应于该请求，虚拟电力公司1002可向请求电力公司1006发送电力推迟信息，例如推迟电力被供给/出售的可用性，可实时推迟的电力量，和/或与可用于出售的推迟电力相关联的碳配额。如果可出售电力是可用的，虚拟电力公司1002许诺销售虚拟电力公司的推迟或保存的电力(例如当虚拟电力公司为市政当局、电力合营公司或其他的配电方时，以对由虚拟电力公司与之有供电协议的发电实体产生的某些电力的权利的形式，或当虚拟电力公司为独立于发电实体和配电实体的实体时，以作为替代能源的推迟电力的形式)。在接收到请求时，如果虚拟电力公司1002并不已经具有先前集聚、推迟或保存的电力来出售，但具有愿意参与负载管理系统1008的用户，虚拟电力公司1002可实时地发布电力减少命令，以便获得可向请求电力公司1006许诺的推迟的电力。许诺销售如果由虚拟电力公司1002作出，由请求电力公司1006接收。在接收到报价时，请求电力公司1006或者拒绝该许诺，或者从虚拟电力公司1002购买推迟或保存的电力(虚拟电力)。
图10示出了根据本发明一实施例的示例性运行流程图1100，其提供由虚拟电力公司1002执行的通过推迟的负载消耗提供替代性发电的步骤。根据此实施例，虚拟电力公司1002进入(1102)协议，以便从发电实体获得电力，例如电力公司1004，其对于由虚拟电力公司1002服务的用户群1014发电。虚拟电力公司1002可以为例如电力合营公司、市政当局或任何其他非发电实体，其分配、出售或以其它方式向位于特定地理区域的用户群1014供给电能。用户群1014可包括住宅、小企业、大企业或需要电力的任何设施。通常，通过协议，虚拟电力公司1002可同意在预定的时间段上从发电实体(例如电力公司1004)购买预定的最小量的电力，由此向虚拟电力公司1002授予来自发电实体的特定份额的电力的权利。在协议期间，虚拟电力公司1002有意抑制(1004)接收至少某些其从发电实体被授予的电力，以便产生推迟的电力。虚拟电力公司1002于是至少向电力供给者许诺提供(1106)此推迟电力或其一部分，例如向虚拟电力公司与之有供电协议的发电电力公司1004、不同的发电电力公司1006、非发电电力公司(例如电力合营公司或市政当局)或电力消耗实体(例如商业企业或住宅团体，例如业主委员会)。典型地，向另一电力公司许诺销售电力将会在尖峰电力消耗时间段内或在预计尖峰电力消耗时间段时作出。为推迟电力所付的价格可提前通过虚拟电力公司1002和购买者之间的协议建立。因此，出售推迟电力的许诺可在电力实际推迟之前作出。结果，方框1006可在图10的方框1104之前发生。
在一实施例中，虚拟电力公司1002以对于“现货(spot)发电”或尖峰发电的当前市场价格的价格点或更高的价格点向购买者许诺销售并销售(1108)其对至少某些推迟电力的权利，或者，以供电方被强制从所谓绿色或对环境友好的电源买电的价格或更高的价格。电力权利被出售的价格点应当优选为大于但至少等于虚拟电力公司1002有义务为电力付给发电电力公司1004的价格。在一示例性实施例中，通过指示(1110)位于远程且可寻址的客户端装置1018停止或以其他方式减少到多个相关联的电力消耗和可控制负载装置1020(例如负载装置402——412、420)的电力供给，虚拟电力公司1002集聚虚拟电力以出售或以其它方式分配。
为了促进过剩的推迟电力的积聚，虚拟电力公司1002可向抑制使用电力的其用户提供(1112)回报或回报激励(例如类似于飞行常客或信用卡回报程序)，以便促进推迟电力的积聚。订购的用户可用由虚拟电力公司操作或代表虚拟电力公司的web入口来加入回报程序，由此，用户基于由其个体使用推迟的实际负载消耗来挣取点数或账户数额。例如，通过在用户的房屋中安装客户端装置1018，到个体电气装置的电力供给可由主动负载管理系统1008控制，例如由上面参照图1-8介绍的负载管理系统10。用户可签约以便使特定电器在特定时间段或在“因需”的基础上在由负载管理系统1008决定的非自愿的时间段由负载管理系统1008控制。与由各个用户、各个客户端装置1018和/或各个个别受到控制的装置1020节省或推迟的实际用能量有关的详细信息被中继回到负载管理系统1008，用于存储在数据库中。
各个用户被授予“点数”、帐户数额或某些数字或类似类型的交易货币以便交易或花费，其以可控制负载装置1020被停用以便从电网移除电力的时间段中推迟、减少、去除或缩减的能量的量成比例地分配。计算这些帐户余额的方法可由虚拟电力公司1002、服务电力公司1004或虚拟电力公司1002的某些其它回报偿还合作方自由裁量。集聚的点数可以为现金或非现金属性。例如，现金回报对于服务电力公司1004可以为优选的方法，以替换给现在的负载管理程序上提供给用户的已有经济激励，并由此使得这样的程序以性能为基础(即去除的电力越多，回报越大)。“点数”或非货币账户数额可在基于web的商业入口上交换(例如用户用于对负载管理签约的入口)，由此，虚拟电力公司1002或任何偿还合作方的货物或服务可对于回报点数或账户数额被交换或兑换。例如，点数也可用于从虚拟电力公司1002购买电力。或者，回报点数可用于交换碳配额或补偿或与二氧化硫、二氧化氮、汞或其他温室效应气体排放有关的配额或补偿。
另外，在替代性的发电系统1000中，虚拟电力公司1002可向用户提供订购参与的进一步的激励，通过向这些用户提供购买为制定商业计划所必需的负载控制硬件(例如客户端装置1018)以交换权益激励的权利而不是义务，例如虚拟电力公司企业中的无表决权股票。通过向用户提供虚拟电力公司1002中的权益奖励以交换其购买负载控制硬件，虚拟电力公司1002可实质上缓和实现虚拟电力公司功能的经济压力，因为虚拟电力公司1002可能不必投入与获得远程定位以及可寻址客户端1018相关联的可能非常大的花费，该客户端用于实现负载管理系统1008的一实施例，通过该系统，虚拟电力公司1002可推迟电力消耗和/或获得电力权利以便重新出售。
在进一步的实施例中，虚拟电力公司1002判断(1114)与推迟的电力相关联的碳配额或补偿或作为替代的与二氧化硫、二氧化氮、水银或其他温室效应气体排放有关的配额或补偿的量，并可在公开市场上许诺(1116)销售至少某些配额或补偿，在与其他电力公司的协议下，或以其它方式。例如，虚拟电力公司1002可通过多种商业手段交易或以其它方式将所累积的碳、二氧化硫、二氧化氮、水银或其他温室效应气体排放配额或补偿货币化，例如通过近来在欧美商品交易上出现的新形成的配额或补偿贸易交易中的一种。或者，如果可应用的话，虚拟电力公司可同意向其他电力公司出售或许诺销售其碳配额、二氧化硫配额或二氧化氮配额，包括向例如虚拟电力公司与之达成供电协议的发电电力公司。
通过推迟电力消耗累积的碳配额或补偿的量，或者作为替代的二氧化硫、二氧化氮、水银或其他温室效应气体排放份额或补偿的量，是结合实际向预定地理区域内的用户提供电的服务电力公司1004的多能源发电推迟的电力量的函数。多能源发电识别在任何给定时间提供电的各个服务电力公司1004的整体能力的燃料源。例如，服务电力公司1004可由燃烧的煤获得其整体容量的31％。由油获得6％，由核设施获得17％，由水力发电厂获得1％，其余的45％由天然气或其他所谓清洁技术或“清洁技术(clean tech)”发电技术获得，例如太阳能发电或风力发电。多能源发电是由服务电力公司实时获知的，然而，由于与使用电力公司传输网向多个FERC电网互联位置传送或从之接收电相关联的固有延迟，关于多能源发电的历史数据可在实际节省、交易或发电事件之后在延迟或非实时的基础上被用于计算碳配额计算。或者，碳配额或补偿，或对于其他温室效应气体排放的配额或补偿，可由虚拟电力公司实时基于来自服务电力公司1004的多能源发电数据确定。
由于碳配额仅仅与燃烧的碳的量有关，各个燃料类型具有不同的碳配额评级。因此，碳值由服务的电力公司1004的燃料源的构成决定。由电力负载推迟累积的实际碳配额可使用上面介绍的方法联系碳节省应用132或通过其他商业上可使用的负载管理或缩减方法来计算，以便确定由各个用户推迟的实际负载消耗。碳配额或补偿，或其他温室效应气体排放的配额或补偿，可基于京都议定书根据联邦或州规定的方法或根据由电力公司联盟或协会达成一致的方法来计算。
另外，碳配额或基于其他燃料或气体排放的配额可在各个用户基础上计算和分配，或对于虚拟电力公司1002累积地计算和分配。当在各个用户的基础上分配时，各个用户可出售或交换来自用户参与负载管理系统1008的碳或其他配额或补偿。当配额被虚拟电力公司1002保留时，虚拟电力公司1002可如上所述地使用专用的电力公司间通信发信号协议与其他的电力公司交换碳或其他配额。
另外，用户回报点和碳或基于其他燃料或气体排放的配额可在类似于碳交易交换但不必直接与碳配额有关的其他的商品交易上交易。这种交易的一个例子可以为对环境友好的公司，其提供用于交换由虚拟电力公司1112和其交易伙伴保有的实际碳配额的“模型碳配额”。
图11示出了根据本发明另一实施例的示例性运行流程图1200，其提供了由虚拟电力公司1002执行以通过推迟负载消耗提供替代性发电的步骤。虚拟电力公司1002从处于电力需求的电力公司或电力消耗者接收(1202)购买过剩电力负载容量的请求。请求实体可以为虚拟电力公司1002与之具有供电协议的实际的服务电力公司1004(例如在服务电力公司1004需要发出附加电力的时间间隔中)、不同的电力公司1006或为电力消耗实体。通过发送(1204)或以其他方式向负载管理系统1008(例如通过IP网络)发布指示负载管理系统1008临时减少一个或多于一个的独立可控电力消耗装置1020的电力消耗的电力控制命令，虚拟电力公司1002在接收请求之前或响应于接收请求实时地累积过剩的容量。
主动负载管理系统1008产生来自由指定由客户端装置1018或在客户端装置控制下的各个负载装置1020推迟的电力量的电力减少命令影响的各个客户端装置1018的数据。数据可包含对于客户端装置1018和/或各个独立可控制负载装置1020的标识符(例如IP地址、设备序列号或其他的标识符，GPS坐标，物理地址和/或电气仪表标识信息)。另外，数据可包含对于各个可控制负载装置1020的实际或推定电力节省量，和/或在每个用户或每个客户端的基础上对于各个用户或客户端装置1018的总节省电力量。由各个客户端装置1018或各个可控制负载装置1020节省的实际电力量可使用有负载装置制造商提供的关于客户端装置控制下的负载装置1020或多种负载装置1020的负载和电力消耗特性、在客户端装置或负载装置安装时测量得到的电力消耗值或从监视负载装置1020或客户端装置1018的电气仪表读取的实际电力消耗信息的信息来确定。负载管理系统1008将此数据或包含此数据的报告传送到虚拟电力公司1002。虚拟电力公司接收(1206)数据或报告，其包含涉及作为执行电力控制命令的结果所推迟、保存或去除的电力量以及视情况可选的作为执行电力控制命令的结果由各个客户端装置1018和/或各个可控制负载装置1020推迟或保存的电力量的信息。
虚拟电力公司于是以这样的费率向其他的电力公司或电力消耗实体出售(1208)或至少许诺销售所节省或推迟的电(例如过剩负载容量)：其优选为尖峰或现货发电的当前市场值或更高，或至少高于或等于虚拟电力公司1002有义务为电向发电电力公司1004支付的价格(例如当虚拟电力公司1002为例如市政当局或电力合营公司等配电实体或电力批发实体时)。
使用从负载管理系统1008接收的数据或报告，虚拟电力公司1002可创建(1210)可验证的负载减少报告，其可经由网络传送到从虚拟电力公司1002请求电力的电力公司、发电的服务电力公司1004和/或任何其他实体，例如合适的州以及联邦政府代理(例如FERC或州公用事业委员会)。另外，虚拟电力公司1002可使用此数据来创建(1212)碳配额报告，其至少基于由虚拟电力公司1002服务的所有客户端1018或由虚拟电力公司1002服务的各个客户端1018推迟的电力量——如果可应用的话——以及推迟电力的多能源发电详述了由虚拟电力公司1002或虚拟电力公司的各个用户孳生的碳配额或以其他燃料或气体排放为基础的配额或补偿的量。碳或基于其他燃料或气体排放的配额或补偿可根据京都议定书或任何其他州、联邦或电力公司间公式确定，至少基于所推迟的电力量和所推迟电力的多能源发电，以及视情况可选地基于虚拟电力公司1002或客户端装置1018的地理位置(例如客户端装置1018安装或位于的用户的房屋位置)。确定在每个客户端装置的基础上挣取的碳配额或其他燃料或气体排放配额或补偿使得基于各个用户确定这种配额成为可能，因为一个或多于一个的客户端装置位于各个用户的房屋上。所确定的碳或其他配额的量可由虚拟电力公司1002传送到配额或补偿交易实体(例如交易所)，以便促进与其他电力公司或投资者交换或出售配额。
另外，虚拟电力公司1002可向其用户提供参与电力推迟处理的回报点数或其他激励。这种点数可基于用户房屋的位置、由位于用户房屋位置的客户端装置1018推迟的电力量、在用户客户端1018已经被指示减少或停用其控制的负载装置1020的电力消耗的时间间隔内的电力成本。例如，由于尖峰负载期间电力成本通常高于非尖峰负载时间段的，通过尖峰负载时间段中的电力减少或推迟，更多的点数可被获得。如上面所详述，点数可通过电话、web入口或任何其他装置交换虚拟电力公司1002或任何其他的补偿伙伴的产品和服务，。
图12示出了根据本发明另一实施例的示例性的运行流程图1300，其示出了由虚拟电力公司1002执行以通过推迟负载消耗提供替代性发电的步骤。在此实施例中，虚拟电力公司1002不干预直接作为零售商的服务电力公司1006的关系，而是仅仅干预电力节省的集聚，独立于发电电力公司1004和服务电力公司1006，用于向任何电力公司例如包括服务电力公司1006或发电电力公司1004)或任何电力消耗者(例如商业企业，住宅实体，例如业主联合会或其他的)出售所保留的电力。根据此实施例，虚拟电力公司1002控制电力负载管理系统1008，以便在调度的基础上或在按照需求的基础上远程中断(1301)电力到多个耗电装置1020的流动。电力中断优选为在持续时间上受到限制，以类似于上面参照图1-8介绍的电力负载管理系统10的运行的方式。在上面介绍的一实施例中，虚拟电力公司1002指示(例如通过发布电力控制命令)位于远程且可寻址的客户端装置1018来停用/启用电力到受到客户端装置1018控制的可控制电力消耗负载装置1020的供给。
在到所选择电力消耗装置1020的电力流动被中断或已被中断的时间段之后或之中，虚拟电力公司1002判断(1303)作为到所选择的电力消耗装置1020的电力流动中止的结果推迟或保存的电力量，以产生推迟的电力量。按照负载管理系统1008向远程客户端装置1018发布电力控制命令的实施例，在特定的时间段中(例如小时，月，年，或任何其他的时间段)，推迟电力量可通过集聚客户端装置1018所停用并由此由电力消耗装置1020保存的电力量来确定。一旦希望量的推迟电力已经被累积，虚拟电力公司1002向产生电力的实体(例如发电电力公司)、分配电力的实体(例如电力合营公司或市政当局)和/或消耗电力的实体至少许诺销售(1305)某些或全部所推迟的电力。在一个实施例中，推迟的电力被虚拟电力公司1002许诺销售给一个或多于一个的发电、配电和/或耗电实体，以通常为尖峰或现货发电所付的价格，该价格优选为高于在长期购电协议下收取的价格。如果购买者对以商定价格从虚拟电力公司1002购买某些或全部推迟电力感兴趣，虚拟电力公司1002以商定价格向购买者出售(1307)推迟的电力或其一部分。这样的价格可事先通过虚拟电力公司1002与购买者之间的协议来建立。因此，许诺销售所推迟的电力可在实际电力推迟之前作出。结果，方框1305可在图12的方框1301之前发生。
除了确定由于负载管理系统1008的虚拟电力公司运行产生的推迟或保存电力的量，虚拟电力公司1002可作为附加地至少基于推迟电力量和推迟电力的多能源发电来判断(1309)由虚拟电力公司和/或其个体用户(例如在各个用户的基础上)挣取的碳份额或补偿或对于其他温室效应气体排放的份额或补偿的量，例如对于二氧化硫、二氧化氮或水银。多能源发电信息优选为如上所述地获得，例如，由公开提交或以其他方式获得的发电电力公司或配电公司——其实际向电力消耗装置1020由负载管理系统1008管理的这些用户供给电力——的纪录。如果这样的信息实时提供(例如使用专用电力系统间通信协议或公共数据协议)，虚拟电力公司1002可实时地基于判断推迟电力量来计算碳或其他配额或补偿。另一方面，如果多能源发电信息不是实时可用的，碳或其他配额或补偿确定可在延迟基础上在多能源发电信息可用时作出。除了保持或推迟电力的量和多能源发电以外，所挣取的碳或其他配额或补偿的量可基于依赖于用于配额或补偿判断的公式的地理位置。碳或其他配额或补偿可如上面所介绍的使用多种公式来确定。在碳或其他配额或补偿已经确定后，某些或全部配额或补偿可如上面所介绍的私下地或在公开市场上被许诺销售(1311)。
在另一实施例中，激励可被提供给用户以参与负载管理系统1008，碳配额可在每个用户的基础上或对于如上面关于图9-11介绍的虚拟电力公司1002确定。例如，可兑现的点或账户数额可被给与参与负载管理系统1008的用户，其账户数额或点数可如上所述地通过web入口或其他方式兑换。作为附加或作为替代的，虚拟电力公司1002的所有者可向用户提供权益激励(例如无表决权股)，以便交换其购买客户端装置1018，由此推迟与配置负载管理系统1008相关联的资本投资成本。另外，上面参照图9-11介绍的虚拟电力公司1002的所有其他的特征和属性同样适用于根据图12的逻辑图实现的虚拟电力公司。
如上面所介绍的，本发明包含用于实现虚拟发电电力公司的方法和设备。采用本发明，通过有意抑制接收在供电协议下从发电实体购买的电力，并将其对推迟电力的权利转换为到另一电力公司，用于适当的考虑，电力合营公司、市政当局或其他电力供给实体可作为虚拟发电电力公司。或者，在传统配电链以外的独立的第三方可作为虚拟电力公司，在根据需要的基础上，特别是在尖峰电力消耗的时间段中，其以可出售给传统发电或配电实体的推迟或保存的电力的形式产生替代能量。在这样的替代方案中，第三方运行负载管理系统，其以这样的方式控制位于用户房屋中的可控制电力消耗负载装置的状态：去除、保存或以其他方式推迟电力消耗，并由此以等于通过负载管理系统的运行推迟的电力量虚拟地产生电力。因此，通过根据需求向其他电力公司或甚至是终端用户出售其电力权利或推迟的电力，非发电实体可变为替代性发电源，例如在尖峰电力消耗时间段中。本发明也想到激励用户参与负载管理系统，通过该系统，虚拟电力公司可控制和累积推迟电力量以用于与其他电力公司交易。
在前面的说明书中，已经参照具体实施例介绍了本发明。然而，本领域技术人员将会明了，在不脱离所附权利要求给出的本发明的精神和范围的情况下，可作出多种修改和改变。例如，所公开的负载管理系统适用于使用任何数量的基于IP或其他通信方法管理从市电公司到订购用户的配电。另外，ALD服务器100、主动负载客户端300和/或虚拟电力公司902中的具体模块的功能可通过一个或多于一个的等效装置进行。因此，说明书和附图以说明性而不是限制性方式看待，且所有这些修改旨在包含在本发明的范围内。
上面参照本发明的特定实施例介绍了益处、其他优点以及对问题的解决方案。然而，益处、优点、对问题的解决方案以及任何可导致这种益处、优点以及对问题的解决方案的元素不应被看作任何或所有权利要求的关键性、要求的或实质性特征或元素。本发明仅仅由所附权利要求限定，包括在本申请待准期间做出的任何修改以及所发布的权利要求的任何等价内容。

Claims (31)

1.一种用于提供虚拟电力公司的方法，该方法包含：
达成从发电实体获取电力的协议；
在协议期间，有意抑制接收至少某些电力，以便产生推迟的电力；以及
至少向电力供给者和电力消耗者中的至少一个许诺供给所推迟的电力。
2.根据权利要求1的方法，其中，至少许诺供给所推迟电力的步骤包含：
向电力供给者和电力消耗者中的所述至少一个许诺销售对所推迟的电力的权利。
3.根据权利要求2的方法，其中，协议规定电力以第一价格获取，许诺销售的步骤包含：
以高于或等于第一价格的第二价格，向电力供给者和电力消耗者中的所述至少一个许诺销售对所推迟电力的权利。
4.根据权利要求2的方法，其中，电力供给者为发电实体。
5.根据权利要求1的方法，其还包含：
向抑制使用电力的用户提供回报，以便促进所推迟电力的集聚。
6.根据权利要求5的方法，其还包含：
提供web入口，以便促进回报对货物和服务的交换。
7.根据权利要求1的方法，其中，有意抑制接收至少某些电力的步骤包含以下步骤：
指示位于远程且可寻址的客户端装置停止向多个相关联的可控制负载装置供给电力。
8.根据权利要求7的方法，其还包含：
确定由位于远程且可寻址的客户端装置停止的电力的集聚量，以产生推迟的电力。
9.根据权利要求7的方法，其还包含：
向虚拟电力公司的用户提供对于购买位于远程且可寻址的客户端装置的交易的权益激励。
10.根据权利要求1的方法，其还包含：
确定与所推迟的电力相关联的碳配额的量；以及
许诺销售至少某些碳配额。
11.根据权利要求10的方法，其中，确定碳配额量的步骤包含：至少基于所推迟电力的多能源发电以及电力被供到的地理区域，确定碳配额的量。
12.根据权利要求10的方法，其中，确定碳配额量的步骤包含：在各个用户的基础上，确定碳配额的量。
13.根据权利要求1的方法，其中，有意抑制接收至少某些电力的步骤包含：
从电力供给者接收对电力的请求，请求指示希望的电力量；以及
响应于请求，有意抑制接收至少某些电力。
14.根据权利要求13的方法，其中，请求根据专门用于电力公司间电力相关信息传送的通信发信号协议电子地接收。
15.根据权利要求14的方法，其还包含：
响应于请求，根据通信发信号协议向电力供给者发送电力推迟信息，电力推迟信息包含将被推迟的电力的可用性、实时的推迟电力量、与推迟电力相关联的碳配额中的至少一种。
16.根据权利要求14的方法，其还包含：
使用通信发信号协议，与至少一个电力公司交易碳配额和电力权利中的至少一种。
17.一种实现虚拟电力公司的方法，该方法包含：
向负载管理系统发布电力控制命令，负载管理系统积极控制由多个位于远程且可控制的负载装置消耗的电力，电力控制命令指示负载管理系统暂时减少可控制负载装置中的至少某些的电力消耗；
响应于电力控制命令的发布，接收来自负载控制管理系统的报告，其至少包含作为执行电力控制命令的结果所推迟的电力量；以及
至少向电力公司和电力消耗者中的至少一个许诺销售所推迟的电力量。
18.根据权利要求17的方法，其中，负载管理系统包含多个客户端装置，各个客户端装置控制所述多个可控制负载装置的一个或多于一个的可控制负载装置，且其中，报告还包含在各个客户端装置基础上推迟的电力量。
19.根据权利要求18的方法，其中，所述多个客户端装置中的各个位于与虚拟电力公司的对应用户相关联的房屋位置，该方法还包含：
至少基于对应用户的房屋位置、由位于对应用户房屋位置的客户端装置推迟的电力量、由客户端装置推迟的电力的多能源发电，确定由虚拟电力公司的各个用户挣取的碳配额量。
20.根据权利要求17的方法，其中，至少许诺销售所推迟的电力量的步骤包含：
以与虚拟电力公司同意从发电实体购买电力的价格相等或更高的价格，向电力公司和电力消耗者中的至少一个销售所推迟的电力量。
21.根据权利要求17的方法，其还包含：
至少基于所推迟电力量和所推迟电力的多能源发电，确定由虚拟电力公司挣取的碳配额的量。
22.根据权利要求21的方法，其还包含：
将碳配额量传送到碳交易实体，以便促进与其他电力公司交易碳配额。
23.根据权利要求19的方法，其还包含：
基于用户的房屋位置、由客户端装置推迟的电力量、在各个客户端装置已被指示减少电力消耗的时间间隔中电力的当前成本，向虚拟电力公司的各个用户提供回报点数。
24.一种虚拟电力公司，其通过转移对来源于发电实体的电力的权利，向其他电力公司供给电力，虚拟电力公司包含：
处理器，其用于接收来自其他电力公司的购买电力的请求，并向控制多个电力消耗装置的负载管理系统发布电力控制命令，负载管理系统包含多个位于远程且可控制的客户端装置，客户端装置各自控制所述多个电力消耗装置中的一个或多于一个；至少一个电力控制命令要求由所述多个电力消耗装置消耗的电力量的减少；
数据库，用于在每个客户端的基础上存储与在所述多个电力消耗装置运行期间由所述多个电力消耗装置消耗的电力有关的信息；
负载减少报告发生器，其可操作地耦合到数据库，并响应于处理器，用于产生负载减少报告，负载减少报告包含通过电力减少控制命令的执行节省的总电力量、控制作为电力减少控制命令的结果减少电力消耗的电力消耗装置的各个客户端装置的标识符、与参与负载管理系统的各个客户端装置相联系地推迟的电力量；以及
通信接口，其可操作地耦合到处理器，用于与其他电力公司通信，以便至少许诺销售对通过执行电力减少控制命令节省的总电力量的权利。
25.一种在因需的基础上从虚拟电力公司获取电力的方法，该方法包含：
从虚拟电力公司请求电力；
从虚拟电力公司接收对由至少一个发电实体产生的电力的权利的许诺销售；以及
从虚拟电力公司购买权利。
26.一种提供虚拟电力公司的方法，该方法包含：
远程中断到多个电力消耗装置的电力流动；
确定作为到所述多个电力消耗装置的电力流动中断的结果保存的电力量，以产生推迟的电力；以及
至少向产生电力的实体、分配电力的实体以及消耗电力的实体中的至少一个许诺销售所推迟的电力的至少一部分。
27.根据权利要求26的方法，其中，至少许诺销售所推迟电力的至少一部分的步骤还包含：
以与尖峰发电的购买相关联的价格，向产生电力的实体、分配电力的实体以及消耗电力的实体中的至少一个销售所推迟的电力的至少一部分。
28.根据权利要求26的方法，其还包含：
至少基于所推迟的电力和所推迟电力的多能源发电，确定由虚拟电力公司挣取的碳配额的量；以及
许诺销售至少某些碳配额。
29.根据权利要求28的方法，其中，确定碳配额量的步骤包含在各个用户的基础上确定碳配额的量。
30.根据权利要求26的方法，其中，远程中断到多个电力消耗装置的电力流动的步骤包含这样的步骤：
指示位于远程且可寻址的客户端装置停止到多个相关联的可控制负载装置的电力供给；且
其中，确定作为中断到所述多个电力消耗装置的电力流动的结果保存的电力量的步骤包含以下步骤：
确定由位于远程且可寻址的客户端装置停用的集聚电力量以产生推迟的电力。
31.根据权利要求30的方法，其还包含：
向虚拟电力公司的用户提供购买位于远程且可寻址的客户端装置的交易的权益激励。
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