JP2010512727A - 分散型電気資源のための電力集約化システム - Google Patents

Abstract

電力集約化システムのためのシステムおよび方法が述べられる。一実施態様では、サービスは、電気自動車などの、電力グリッドに断続的に接続される多数の電子資源に対して個々のインターネット接続を確立する。インターネット接続は、資源を電力グリッドに接続する同じワイヤを通じて行われてもよい。サービスは、電力グリッドのニーズに適するように多数の資源にわたるフローを集約しながら、各資源および各資源所有者のニーズに適するように電力フローを最適化する。サービスは、電力グリッドのための新しい動的に集約された電力源として、多数の電気自動車電池をもたらし得る。電気自動車所有者は、どこで電力グリッドにプラグインするかに関わらず、電気売買経済に参画し得る。
【選択図】図１

Description

本出願は、２００６年１２月１１日に出願され、参照により本明細書に組み込まれる「Ａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＢｒｉｄｇｅｓ他に対する米国仮特許出願第６０／８６９，４３９号、２００７年５月１日に出願され、参照により本明細書に組み込まれる「Ｐｌｕｇ−Ｉｎ−Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＢｒｉｄｇｅｓ他に対する米国仮特許出願第６０／９１５，３４７号、および、２００７年８月９日に出願され、参照により本明細書に組み込まれる「Ｐｏｗｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ」という名称のＫａｐｌａｎ他に対する米国特許出願第１１／８３６，７４１号に対する優先権を主張する。

化石燃料に対してその高い依存性を有する輸送システムは、特に炭素排出強度が高い。すなわち、輸送システムにおいて実施される物理的な仕事は、通常、電気的に実施される同じ仕事に比べて大気中に著しく多くの量のＣＯ_２を放出する。

電力グリッドは、電気エネルギーを貯蔵するための制限された固有の施設を含む。電気は、不確実な需要を満たすために常に発生されなければならず、そのことは、しばしば、過大発電（そのため、エネルギーの浪費）をもたらし、時として、過小発電（そのため、停電）をもたらす。

分散型電気資源は、一団となって、原理上、上記問題に対処するための有意の資源を提供する可能性がある。しかし、現在の電力サービスインフラストラクチャは、電力サービスの中規模および大規模ニーズを満たすために多数の小規模資源（たとえば、電気自動車電池）を集約することについて必要とされる装備および柔軟性を欠く。単一自動車電池は、電力グリッドのニーズと比較されると微々たるものである。電気自動車が益々一般的になりかつ普及するようになるため、必要とされるものは、多数の電気自動車電池を協調させる方法である。

グリッドに関して電気自動車の充電および放電を可能にする低レベル電気および通信インタフェースは、参照により本明細書に組み込まれる「Ｂａｔｔｅｒｙ ｐｏｗｅｒｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＧｒｅｅｎ他に対する米国特許第５，６４２，２７０号に記載される。Ｇｒｅｅｎの参考文献は、グリッドに接続した電気自動車について双方向の充電および通信システムを述べるが、電気自動車の大きな移動式母集団を扱うという情報処理要求にも、自動車所有者に請求する（または、補償する）複雑さにも、電気自動車の移動式プールを集めて、グリッドオペレータとの確固たる電力サービス契約を維持するのに十分に頑健な（ｒｏｂｕｓｔ）集約電力源を構築する複雑さにも対処しない。

分散型電気資源のための電力集約化システムおよび関連する方法が本明細書で述べられる。一実施態様では、例示的なシステムは、インターネットおよび／またはいくつかの他のパブリックまたはプライベートネットワークを通じて、電力グリッド（以降で「グリッド」）に接続される多数の個々の電気資源と通信する。通信することによって、例示的なシステムは、これらの電気資源を動的に集約して、グリッドオペレータ（たとえば、ユーティリティ、独立したシステムオペレータ（ＩＳＯ）など）に対して電力サービスを提供し得る。本明細書で使用される「電力サービス（Ｐｏｗｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅｓ）」は、エネルギー送出、ならびに、需要反応、短偏差調整（ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）、瞬動予備力（ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｒｅｓｅｒｖｅ）、非瞬動予備力、エネルギー不平衡および同様な製品を含む他の補助サービスを指す。本明細書で使用される「集約化（Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）」は、マグニチュードの大きな電力サービスを提供する目的で、空間的に分散した電気資源のセット内へのまた電気資源のセットからの電力フローを制御し得ることを指す。本明細書で使用される「電力グリッドオペレータ（Ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｏｐｅｒａｔｏｒ）」は、電気制御エリア内のまたはエリアにわたる電力グリッドの運転および安定性を維持する責任を果たし得るエンティティを指す。電力グリッドオペレータは、システムセンサに応じて信号の生成を制御する手動の／人の行動／介入および自動化プロセスのある組合せからなってもよい。「制御エリアオペレータ（ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅａ ｏｐｅｒａｔｏｒ）」は、電力グリッドオペレータの一例である。本明細書で使用される「制御エリア（Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅａ）」は、予め定義された入力および出力ポートを有す電気グリッドの収容部分を指す。このエリア内への電力の正味のフローは、エリア内での電力消費とエリアからの電力流出の和に（ある誤差余裕度内で）等しくなければならない。

本明細書で使用される「電力グリッド（Ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ）」は、電力の生産者を電力の消費者に接続する電力配分システム／ネットワークを意味する。ネットワークは、発電機、変圧器、インターコネクト、開閉所、変電所、フィーダおよび伝送システム（すなわち、大規模電力）または配分システム（すなわち、小売電力）のいずれか／両方の一部としての安全機器を含んでもよい。例示的な電力集約化システムは、近隣、都市、セクター、制御エリアまたは（たとえば）北米電気信頼度協議会（Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｕｎｃｉｌ）（ＮＥＲＣ）内の８つの大規模インターコネクトのうちの１つと共に使用するために垂直にスケーラブルである。さらに、例示的なシステムは、電力サービスを複数のグリッドエリアに対して同時に提供するときに使用するために水平にスケーラブルである。

本明細書で使用される「グリッド状況（Ｇｒｉｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）」は、いくつかの状況の１つ、たとえば、供給変化、需要変化、付随事故と故障、ランピングイベントなどに応じて、電力グリッドのあるセクションに流入するかまたは流出する多いかまたは少ない電力についての必要性を意味する。これらのグリッド状況は、通常、低電圧または過電圧イベントおよび周波数−低または周波数−高イベントなどの電力品質イベントとして現れる。

本明細書で使用される「電力品質イベント（Ｐｏｗｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ｅｖｅｎｔｓ）」は、通常、電圧偏差および周波数偏差を含む電力グリッド不安定性の徴候を指し、さらに、本明細書で使用される電力品質イベントは、サブサイクル電圧スパイクおよび高調波などの、電力グリッドによって送出される電力の品質の他の乱れも含む。

本明細書で使用される「電気資源（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅ）」は、通常、電力を取得する（負荷として働く）、電力を供給する（電力発生器または電力源として働く）、また、エネルギーを貯蔵するという、これら３つのことの一部または全てを行うように命令され得る電気エンティティを指す。例は、電気自動車またはハイブリッド自動車用の電池／充電器／インバータシステム、使用済みであるが修理可能な電気自動車電池の保管場所、固定されたエネルギー貯蔵所、燃料電池発電機、非常用発電機、制御可能な負荷などを含んでもよい。

「電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）」は、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）などの純粋な電気自動車およびハイブリッド電気自動車、特に、かなりの貯蔵電池容量を有し、また、電池を再充電するために電力グリッドに接続される自動車を指すために本明細書で広範囲に使用される。より具体的には、電気自動車は、電力グリッドから、運動および他の目的のためにそのエネルギーの一部または全てを得る自動車を意味する。さらに、電気自動車は、電池、キャパシタなどまたは何らかのその組合せからなってもよいエネルギー貯蔵システムを有する。電気自動車は、電力を元の電気グリッドに供給する能力を持ってもよく、持たなくてもよい。

電気自動車「エネルギー貯蔵システム（ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）」（電池、スーパーキャパシタおよび／または他のエネルギー貯蔵デバイス）は、電力の動的な入力および出力を有し得る、グリッドに断続的にまたは永久的に接続される電気資源の代表的な例として本明細書で使用される。こうした電池は、電力源または電力負荷として機能し得る。集約された電気自動車電池の集合体は、識別可能な潮汐接続傾向（たとえば、夜間における、グリッドに接続される自動車の総数の増加、朝の通勤が始まるときの、接続される電池の総数の減少傾向など）がたとえあっても、多数の電池にわたって統計的に安定な資源になり得る。多数の電気自動車電池にわたって、接続傾向は予測可能であり、グリッドまたはグリッドの一部（停電時の人の家など）が、電力の増加または減少についての必要性を感じる場合、こうした電池は、必要とされる安定しかつ信頼性がある資源になる。データ収集および格納によって、電力集約化システムがユーザごとに接続挙動を予測することも可能になる。

例示的な電力集約化システムの図である。 電気自動車と電力グリッドとインターネットとの間の例示的な接続の図である。 電気資源と電力集約化システムのフロー制御サーバとの間の例示的な接続のブロック図である。 電力集約化システムの例示的なレイアウトの図である。 電力集約化システム内の例示的な制御エリアの図である。 電力集約化システム内の複数のフロー制御センターの図である。 例示的なフロー制御サーバのブロック図である。 例示的な遠隔インテリジェント電力フローモジュールのブロック図である。 電力グリッド上での電気資源の接続ロケーションを特定する第１の例示的な技法の図である。 電力グリッド上での電気資源の接続ロケーションを特定する第２の例示的な技法の図である。 電力グリッド上での電気資源の接続ロケーションを特定する第３の例示的な技法の図である。 電力グリッドネットワーク上での電気資源の接続ロケーションを特定する第４の例示的な技法の図である。 電力集約化システムの自動車から家への実施態様における例示的な安全対策の図である。 電力集約化システムにおいて複数の電気資源が電力を家に流すときの例示的な安全対策の図である。 電力集約化システムの例示的なスマートディスコネクトのブロック図である。 電力集約化の例示的な方法のフロー図である。 電力集約化のために電気資源を通信するように制御する例示的な方法のフロー図である。 電気資源の双方向電力を計量する例示的な方法のフロー図である。 電気資源の電気ネットワークロケーションを特定する例示的な方法のフロー図である。 電力集約化をスケジューリングする例示的な方法のフロー図である。 スマート単独運転の例示的な方法のフロー図である。 電力集約化のためにユーザインタフェースを拡張する例示的な方法のフロー図である。 電力集約化システム内で電気自動車所有者を獲得し維持する例示的な方法のフロー図である。

図１は、例示的な電力集約化システム１００を示す。フロー制御センター１０２は、インターネット１０４を含むパブリックネットワーク／プライベートネットワークミックスなどのネットワークに通信するように結合し、集中化された電力集約化サービスを提供する１つまたは複数のサーバ１０６を含む。「インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）」１０４は、多くの異なるタイプの通信型ネットワークおよびネットワークミックスを代表するものとして本明細書で使用されることになる。インターネット１０４などのネットワークを介して、フロー制御センター１０２は、電力グリッド（複数可）のオペレータとの通信１０８、および、遠隔資源との通信１１０、すなわち、電力グリッド１１４に接続される周辺電気資源１１２（電力ネットワークの「エンド（ｅｎｄ）」または「ターミナル（ｔｅｒｍｉｎａｌ）」ノード／デバイス）との通信を維持する。一実施態様では、イーサネットオーバー電力ラインブリッジ１２０を含むか、または、それからなるような電力ラインコミュニケータ（ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ）（ＰＬＣ）は、遠隔資源とのインターネット通信の「最後のマイル（ｌａｓｔ ｍｉｌｅ）」（この場合、最後のフィート−たとえば、住宅１２４内の）が、各電気資源１１２を電力グリッド１１４に接続する同じワイヤを通じて実施されるような接続ロケーションで実施される。そのため、各電気資源１１２の各物理ロケーションは、電気資源１１２と同じロケーションの、または、同じロケーションの近くの、対応するイーサネットオーバー電力ラインブリッジ１２０（以降で「ブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）」）に関連してもよい。各ブリッジ１２０は、以下でより詳細に述べられるように、通常、ロケーション所有者のインターネットアクセスポイントに接続される。フロー制御センター１０２から、住宅１２４などの接続ロケーションまでの通信媒体は、ケーブルモデム、ＤＳＬ、衛星、ファイバ、ＷｉＭａｘなどのような多くの形態をとり得る。ある変形形態では、電気資源１１２は、電気資源１１２を電力グリッド１１４に接続する同じ電力ワイヤと異なる媒体によってインターネットに接続してもよい。たとえば、所与の電気資源１１２は、インターネットに、それにより、フロー制御センター１０２に直接接続するそれ自身の無線能力を有してもよい。

例示的な電力集約化システム１００の電気資源１１２は、住宅１２４、駐車場１２６などにおいて電力グリッド１１４に接続される電気自動車の電池、保管場所１２８内の電池、燃料電池発電機、個人用ダム、従来の電力プラント、ならびに、電気を生成し、かつ／または、電気を物理的かまたは電気的に貯蔵する他の資源を含んでもよい。

一実施態様では、それぞれの参画する電気資源１１２またはローカル資源のグループは、対応する遠隔インテリジェント電力フロー（ＩＰＦ）モジュール１３４（以降で、「遠隔ＩＰＦモジュール（ｒｅｍｏｔｅ ＩＰＦ ｍｏｄｕｌｅ）」１３４）を有する。集中化されたフロー制御センター１０２は、電気資源１１２の間で周辺に配分された遠隔ＩＰＦモジュール１３４と通信することによって電力集約化システム１００を管理する。遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、いくつかの異なる機能を実施する。異なる機能とは、フロー制御センター１０２に遠隔資源の状態を提供すること、遠隔電気資源１１２内へ、または、遠隔電気資源１１２から伝送される電力の量、方向およびタイミングを制御すること、遠隔電気資源１１２内へ、または、遠隔電気資源１１２から伝送される電力の計量値を提供すること、電力グリッド１１４における電力伝送および状況の変化中に安全対策を提供すること、活動をロギングすること、および、フロー制御センター１０２との通信が中断されたときに電力伝送の自給式制御および安全対策を提供することを含む。遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、以下でより詳細に述べられることになる。

図２は、電気資源１１２に対する例示的な電気および通信型接続の別の図を示す。この例では、電気自動車２００は、電池バンク２０２および例示的な遠隔ＩＰＦモジュール１３４を含む。電気自動車２００は、住宅１２４の従来の壁レセプタクル（壁コンセント）２０４に接続してもよく、壁レセプタクル２０４は、住宅電力ライン２０６を介して接続される電力グリッド１１４の周辺エッジを表す。

一実施態様では、電気自動車２００と壁コンセント２０４との間の電力コード２０８は、電気自動車２００へまた電気自動車２００から交流（ＡＣ）電力を伝導させるために、従来のワイヤと絶縁体だけで構成され得る。図２では、ロケーション固有接続局所化モジュール２１０は、ネットワークアクセスポイント、この場合、インターネットアクセスポイントの機能を果たす。ブリッジ１２０は、電力コード２０８が、電気自動車２００とレセプタクル２０４との間に同様にネットワーク通信を伝送し得るように、レセプタクル２０４とネットワークアクセスポイントとの間に介在する。ブリッジ１２０および接続局所化モジュール２１０が接続ロケーションの所定場所にあることによって、電気自動車２００の遠隔ＩＰＦモジュール１３４と通信するために、従来の電圧で住宅ライン電流を供給するための従来の電力コード２０８以外の他の特別な配線または物理媒体は必要とされない。接続局所化モジュール２１０の上流で、電気自動車２００に関する電力および通信は、電力ライン２０６およびインターネットケーブル１０４に分割される。

あるいは、電力コード２０８は、従来の電力および延長コードには見出されない安全機構を含んでもよい。たとえば、電力コード２０８の電気プラグ２１２は、電力コード２０８の雄導体が人ユーザに露出するときに、雄導体を帯電させるまたは露出させることを遠隔ＩＰＦモジュール１３４が防止するための電気的かつ／または機械的保護コンポーネントを含んでもよい。

図３は、図２の接続局所化モジュール２１０の別の実施態様をより詳細に示す。図３では、電気資源１１２は、ブリッジ１２０を含む関連する遠隔ＩＰＦモジュール１３４を有する。電力コード２０８は、電気資源１１２を、電力グリッド１１４に、同様に、接続局所化モジュール２１０に接続して、フロー制御サーバ１０６と通信する。

接続局所化モジュール２１０は、ネットワークアクセスポイント３０２に接続されたブリッジ１２０’の別のインスタンスを含み、別のインスタンスは、この場合インターネット１０４との実配線接続または無線接続を確立するために、ルータ、スイッチおよび／またはモデムのようなコンポーネントを含んでもよい。一実施態様では、２つのブリッジ１２０と１２０’との間の電力コード２０８は、遠隔ＩＰＦモジュール１３４内の無線送受信機および接続局所化モジュール２１０内の無線ルータなどの無線インターネットリンクによって置換えられる。

例示的なシステムレイアウト
図４は、電力集約化システム１００の例示的なレイアウト４００を示す。フロー制御センター１０２は、情報を通信し受信するために、たとえばインターネット１０４を介して多くの異なるエンティティに接続され得る。例示的なレイアウト４００は、単一制御エリア４０２内でグリッドに物理的に接続される、プラグイン電気自動車２００などの電気資源１１２を含む。電気資源１１２は、グリッドオペレータ４０４が利用するためのエネルギー資源になる。

例示的なレイアウト４００はまた、電気資源所有者４０８と電気接続ロケーション所有者４１０に分類されるエンドユーザ４０６（１人であっても、なくてもよく、また、同じであっても、なくてもよい）を含む。実際には、例示的な電力集約化システム１００におけるステークホルダーは、フロー制御センター１０２のシステムオペレータ、グリッドオペレータ４０４、資源所有者４０８および電気資源１１２が電力グリッド１１４に接続されるロケーションの所有者４１０を含む。

電気接続ロケーション所有者４１０は、
・レンタカー敷地−レンタカー会社は、集団の多くの部分を敷地内に駐車していることが多い。レンタカー会社は、電気自動車２００の集団を購入し、電力集約化システム１００に参画し、使用されていない自動車集団から収益をあげ得る。

・公共駐車場−駐車場所有者は、電力集約化システム１００に参画して、駐車した電気自動車２００から収益をあげ得る。自動車所有者は、電力サービスを提供するのと引換えに、無料駐車またはさらなるインセンティブを提供され得る。

・職場駐車−社員は、電力集約化システム１００に参画して、駐車した社員電気自動車２００から収益をあげ得る。社員は、電力サービスを提供するのと引換えに、インセンティブを提供され得る。

・住宅−家のガレージは、接続局所化モジュール２１０を装備し得るだけであり、それにより、家所有者は、電力集約化システム１００に参画し、駐車した車から収益をあげ得る。同様に、自動車電池２０２および自動車内の関連する電力電子機器は、ピーク負荷または停電の期間中に、ローカル電力バックアップ電力を供給し得る。

・住宅近隣住人−近隣住人は、電力集約化システム１００に参画し、駐車した電気自動車２００から収益をあげる電力送出デバイス（たとえば家所有者協同グループによって配置された）を装備し得る。
を含み得る。

・図４のグリッド運転１１６は、ひとまとめに、エネルギー市場４１２との相互作用、グリッドオペレータ４０４との相互作用および電力グリッド１１４の自動化された物理制御を実施する自動化グリッドコントローラ１１８との相互作用を含む。

フロー制御センター１０２はまた、ひとまとめに採取情報と呼ばれる、天気予報、イベント、原料価格などの入力のために、情報源４１４に結合されてもよい。他のデータ源４１４は、システムステークホルダー、パブリックデータベースおよび履歴システムデータを含み、それらが使用されて、システム性能を最適化し、例示的な電力集約化システム１００に関する制約を満たしてもよい。

こうして、例示的な電力集約化システム１００は、
・電気資源１１２と通信して、データを採取し、電気資源１１２の充電／放電を作動させるコンポーネントと、
・リアルタイムのエネルギー価格を採取するコンポーネントと、
・リアルタイムの資源統計量を採取するコンポーネントと、
・電気資源１１２の挙動（接続／切断時の、接続性（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｎｅｓｓ）、ロケーション、（電池充電状態などの）状態）を予測するコンポーネントと、
・電力グリッド１１４／負荷の挙動を予測するコンポーネントと、
・プライバシおよびデータセキュリティのために通信情報を暗号化するコンポーネントと、
・ある品質係数（複数可）を最適化するように電気自動車２００の充電を作動させるコンポーネントと、
・将来の種々の時点について負荷可用性に関する指針または保証を提供するコンポーネントなどからなってもよい。

これらのコンポーネントは、単一コンピューティング資源（コンピュータなど）上で、または、資源の分散セット（物理的に同じ場所に配置されるか、または、配置されない）上で実行され得る。

こうしたレイアウト４００における例示的なＩＰＦシステム１００は、多くの利点、たとえば、低コスト補助サービス（すなわち、電力サービス）、資源スケジューリングに対する（時間的にも空間的にも）きめ細かい制御、信頼性およびサービスレベルの保証、インテリジェントな資源スケジューリングによるサービスレベルの向上、風力および太陽光発電などの断続発電源の確保を提供し得る。

例示的な電力集約化システム１００は、グリッドオペレータ４０４が、電力グリッド１１４に接続された、集約された電気資源１１２を制御することを可能にする。電気資源１１２は、電力源、負荷または貯蔵部として働くことができ、資源１１２は、これらの特性の結合体を示してもよい。電気資源１１２の制御は、これらの電気資源１１２の集約体から電力消費、発電またはエネルギー貯蔵を行い得ることである。

図５は、例示的な電力集約化システム１００内の複数の制御エリア４０２の役割を示す。各電気資源１１２は、特定の電気制御エリア内で電力集約化システム１００に接続され得る。フロー制御センター１０２の単一インスタンスは、複数の別個の制御エリア５０１（たとえば、制御エリア５０２、５０４および５０６）から電気資源１１２を管理し得る。一実施態様では、この機能は、電力集約化システム１００内で資源を論理的に分割することによって達成される。たとえば、制御エリア４０２が、任意の数の制御エリア、制御エリア「Ａ」５０２、制御エリア「Ｂ」５０４、…、制御エリア「ｎ」５０６を含むとき、グリッド運転１１６は、対応する制御エリアオペレータ５０８、５１０、…、および５１２を含み得る。図示する制御エリア４０２の上および下における制御分割グルーピングを含む制御階層へのさらなる分割は、電力集約化システム１００が、異なるマグニチュードの電力グリッド１１４に対して、かつ／または、電力グリッド１１４に接続されるいろいろな数の電気資源１１２に対してスケーリングすることを可能にする。

図６は、集中化された複数のフロー制御センター１０２および１０２’を使用する例示的な電力集約化システム１００の例示的なレイアウト６００を示す。各フロー制御センター１０２および１０２’は、それ自身のそれぞれのエンドユーザ４０６および４０６’を有する。フロー制御センター１０２のそれぞれの特定のインスタンスによって管理される制御エリア４０２は、動的に割当てられ得る。たとえば、第１のフロー制御センター１０２は、制御エリアＡ ５０２および制御エリアＢ ５０４を管理してもよく、一方、第２のフロー制御センター１０２’は、制御エリアｎ ５０６を管理する。同様に、対応する制御エリアオペレータ（５０８、５１０および５１２）は、それぞれの異なる制御エリアに奉仕する（ｓｅｒｖｅ）同じフロー制御センター１０２によって奉仕される。

例示的なフロー制御サーバ
図７は、フロー制御センター１０２の例示的なサーバ１０６を示す。図７に示された実施態様は、説明のための１つの例示的な構成に過ぎない。フロー制御センター１０２の例示的なサーバ１０６を構成する、示すコンポーネントまたはさらに異なるコンポーネントの多くの他の配置構成が本主題の範囲内で可能である。こうした例示的なサーバ１０６およびフロー制御センター１０２は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって実行され得る。

例示的なフロー制御サーバ１０６は、電気資源１１２と通信する接続マネジャー７０２、学習エンジン７０６および統計学エンジン７０８を含んでもよい予測エンジン７０４、制約最適化器７１０およびグリッド制御信号７１４を受信するグリッド相互作用マネジャー７１２を含む。グリッド制御信号７１４は、自動化発電制御（ＡＧＣ）信号などの発電制御信号を含んでもよい。フロー制御サーバ１０６は、さらに、データベース／情報ウェアハウス７１６、電気資源所有者４０８、グリッドオペレータ４０４および電気接続ロケーション所有者４１０にユーザインタフェースを提供するウェブサーバ７１８、エネルギー市場４１２と契約条項を取り決める契約マネジャー７２０、ならびに、電気資源１１２の大きなグループの挙動を予測し、エネルギー価格を監視し、契約を取り決めるなどのために、天候、関連ニュースイベントなど追跡し、パブリックおよびプライベートデータベース７２２から情報をダウンロードする情報採取エンジン４１４を含んでもよい。

例示的なフロー制御サーバの運転
接続マネジャー７０２は、電力集約化システム１００に接続される各電気資源１１２との通信チャネルを維持する。すなわち、接続マネジャー７０２は、各電気資源１１２がログオンし、たとえばネットワークがインターネット１０４である場合インターネットプロトコル（ＩＰ）を使用して通信することを可能にする。換言すれば、電気資源１１２はコールホームする。すなわち、一実施態様では、電気資源１１２は、常に、サーバ１０６との接続を始動する。この局面は、例示的なＩＰＦモジュール１３４が、ファイアウォール、ＩＰアドレス指定、信頼性などに関する問題をワークアラウンドすることを可能にする。

たとえば、電気自動車２００などの電気資源１１２が、家１２４でプラグインするとき、ＩＰＦモジュール１３４は、電力ライン接続を介して家のルータに接続し得る。ルータは、自動車２００にアドレス（ＤＨＣＰ）を割当てることになり、自動車２００は、サーバ１０６に接続し得る（ファイアウォールの穴はこの方向からは必要とされない）。

接続が、（サーバインスタンスの死滅を含む）任意の理由で終了する場合、ＩＰＦモジュール１３４は、再びコールホームし、次の利用可能なサーバ資源に接続することを知っている。

グリッド相互作用マネジャー７１２は、グリッドオペレータ４０４の自動化グリッドコントローラ１１８のインタフェースから信号を受信し解釈する。一実施態様では、グリッド相互作用マネジャー７１２はまた、自動化グリッドコントローラ１１８に送出するための信号を生成する。送出される信号の範囲は、グリッドオペレータ４０４と例示的な電力集約化システム１００との間の合意または契約に依存する。１つのシナリオでは、グリッド相互作用マネジャー７１２は、グリッド１１４から電力を受取るか、または、グリッド１１４へ電力を供給する集約電気資源１１２の可用性に関する情報を送出する。別の変形形態では、契約は、グリッド相互作用マネジャー７１２が、自動化グリッドコントローラ１１８に制御信号を送出すること、すなわち、自動化グリッドコントローラ１１８の固有の制約を前提として、また、契約によって許容される制御の範囲を前提として、グリッド１１４を制御することを可能にしてもよい。

データベース７１６は、たとえば電気自動車２００用の電気資源ログ、電気接続情報、自動車ごとのエネルギー計量データ、資源所有者の選好、口座情報などを含む、電力集約化システム１００に関連するデータの全てを格納し得る。

ウェブサーバ７１８は、上述したようにシステムステークホルダーにユーザインタフェースを提供する。こうしたユーザインタフェースは、主に、ユーザに情報を伝達するためのメカニズムとして役立つが、ある場合には、ユーザインタフェースは、ユーザから、選好などのデータを採取するのに役立つ。一実施態様では、ウェブサーバ７１８はまた、参画する電気資源所有者４０８に連絡をとって、電力を交換するための提案を通告し得る。

入札／契約マネジャー７２０は、グリッドオペレータ４０４およびその関連するエネルギー市場４１２と相互作用して、システム可用性、価格付け、サービスレベルなどを特定する。

情報採取エンジン４１４は、上述したように、パブリックおよびプライベートデータベース７２２と通信して、電力集約化システム１００の運転に関連するデータを採取する。

予測エンジン７０４は、データウェアハウス７１６からのデータを使用して、電気資源１１２がいつ接続されまた切断されることになるか、全体的な電気資源可用性、電気システム負荷、リアルタイムのエネルギー価格などのような、電気資源の挙動に関する予測を行ってもよい。予測によって、電力集約化システム１００が、電力グリッド１１４に接続される電気資源１１２をより完全に利用することが可能になる。学習エンジン７０６は、たとえば、電気資源１１２の大きな母集団のサンプルまたは断面の挙動を学習することによって、実際の電気資源挙動を、追跡し、記録し、処理してもよい。統計学エンジン７０８は、種々の確率的技法を資源挙動に適用して、傾向を記録し、予測を行ってもよい。

一実施態様では、予測エンジン７０４は、協調フィルタリングによって予測を実施する。予測エンジン７０４はまた、たとえば接続時刻、接続継続期間、接続時刻における充電状態および接続ロケーションを含む１つまたは複数のパラメータのユーザごとの予測を実施し得る。ユーザごとの予測を実施するために、予測エンジン７０４は、履歴データ、接続時刻（週初めから何日目、月初めから第何週目、年初から何カ月目、休日など）、接続時の充電状態、接続ロケーションなどのような情報を利用してもよい。一実施態様では、時系列予測は、リカレントニューラルネットワーク、ダイナミックベイジアンネットワークまたは他の有向グラフィカルモデルによって計算され得る。

１つのシナリオでは、１人のユーザがグリッド１１４から切断される場合、予測エンジン７０４は、次の接続の時刻、接続時刻における充電状態、接続ロケーションを予測し得る（また、それに確率／尤度を割当ててもよい）。資源１１２が接続されると、接続時刻、接続時の充電状態および接続ロケーションは、接続継続期間の予測の改善にとってのさらなる入力になる。これらの予測は、総合的なシステム可用性の予測を導くと共に、資源配分についてより正確なコスト関数を特定するのに役立つ。

各ユニークユーザについてパラメータ化された予測モデルを構築することは、時間的にまたは空間的に常にスケーラブルであるわけではない。したがって、一実施態様では、システム１００において各ユーザについて１つのモデルを使用するのではなく、予測エンジン７０４は、モデルの縮小セットを構築し、縮小セット内の各モデルが使用されて、多くのユーザの挙動が予測される。モデル作成および割当てのために類似のユーザをどのようにグループ分けするかを決定するために、システム１００は、１日当たりのユニークな接続／切断の回数、典型的な接続時刻（複数可）、平均接続継続期間、接続時刻における平均充電状態などの、各ユーザの特徴を識別することができ、また、全特徴空間内で、または、主成分分析、ランダムプロジェクションなどのような次元削減アルゴリズムによって計算される一部削減特徴空間内でユーザのクラスタを作成し得る。予測エンジン７０４がユーザをクラスタに割当てると、そのクラスタ内のユーザの全てからの総合データが使用されて、クラスタ内で各ユーザの予測に使用されることになる予測モデルが作成される。一実施態様では、クラスタ割当てプロシジャは、速度について（少ないクラスタ）、精度について（多くのクラスタ）、または、両者の組合せについてシステム１００を最適化するために変わる。

この例示的なクラスタリング技法は複数の利益を有する。第１に、この技法は、モデルの縮小セット、したがって、縮小モデルパラメータを使用可能にし、予測を行うための計算時間を減少させる。この技法はまた、モデルパラメータの格納空間を減少させる。第２に、システム１００に対して新しいユーザのトレート（または特徴）を識別することによって、これらの新しいユーザは、類似のトレートを有するユーザの既存のクラスタに割当てられることができ、既存のユーザの広範囲のデータから構築されたクラスタモデルは、類似のユーザの履歴性能にレバレジをかけるため、新しいユーザについてより正確な予測をより迅速に行い得る。もちろん、経時的に、個々のユーザは、自分の挙動を変えてもよく、また、ユーザの挙動によりよく適合する新しいクラスタに再割当てされてもよい。

制約最適化器７１０は、予測エンジン７０４、データウェアハウス７１６および契約マネジャー７２０からの情報を結合して、システム制約を満足させることになる資源制御信号を生成する。たとえば、制約最適化器７１０は、ある充電レートで電池バンク２０２を充電し、その後、あるアップロードレートで電力グリッド１１４に電力をアップロードするために、電池バンク２０２を放電させるように、電気自動車２００に合図することができ、電力伝送レートおよび電力伝送のタイミングスケジュールは、特定の電気自動車２００の追跡される個々の接続および切断挙動に適合するよう最適化され、また、電力グリッド１１４の毎日の電力供給および需要「呼吸サイクル（ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）」に適合するように最適化される。

一実施態様では、制約最適化器７１０は、情報源４１４のグリッド制御信号７１４を、接続マネジャー７０２によって仲介される自動車制御信号に変換するときに重要な役割を果たす。グリッドオペレータ４０４または情報源４１４からのグリッド制御信号７１４を、システム１００内の各ユニーク電気資源１１２に送出される制御信号にマッピングすることは、特定の制約最適化問題の例である。

各資源１１２は、（ハードまたはソフトの）関連する制約を有する。資源制約の例は、所有者の価格敏感度、自動車充電状態（たとえば、自動車２００は、完全に充電される場合、グリッド１１４に負荷することに参画することができない）、資源１１２がシステム１００から切断されるまでの予想時間量、収益対充電状態に対する所有者の敏感度、資源１１４の電気的制限、資源所有者４０８による手動充電オーバライドなどを含んでもよい。特定の資源１１２に関する制約が使用されて、資源の特定の行動のそれぞれを起動するためのコストを割当て得る。たとえば、その貯蔵システム２０２が、中に貯蔵されたエネルギーをほとんど持たない資源は、充電運転に関連して低コストであるが、発電運転について非常に高いコストであることになる。１０時間利用可能であると予想される完全に充電された資源１１２は、次の１５分以内に切断されると予想される完全に充電された資源１１２に比べて低コストの発電運転を有することになり、満杯には足りない資源を所有者に送出するというマイナスの結果を示す。

以下は、システム運転レベル（たとえば、−１０メガワットから＋１０メガワット（＋は負荷を表し、−は発電を表す））を含む１つの発電信号７１４を自動車制御信号に変換する１つの例示的なシナリオである。システム１００は、各資源１１２における実際の電力フローを計量し得るため、実際のシステム運転レベルは常にわかっているということを述べる価値がある。

この例では、初期のシステム運転レベルは０メガワットであり、資源はどれもアクティブ（グリッドから電力を取得するか、または、グリッドへ電力を送出する）でなく、次の１時間についての取り決められた集約化サービス契約レベルは＋／−５メガワットであると仮定する。

この実施態様では、例示的な電力集約化システム１００は、利用可能な資源１１２の３つのリストを維持する。第１のリストは、優先順序で充電する（負荷）ために起動され得る資源１１２を含む。放電するため（発電）優先度によって順序付けられた資源１１２の第２のリストが存在する。これらのリストの資源１１２（たとえば、全ての資源１１２は、両方のリスト内のある位置を有する可能性がある）はそれぞれ、関連するコストを有する。リストの優先順序は、コストに直接関連する（すなわち、リストは、最低コストから最高コストへソーティングされる）。コスト値を各資源１１２に割当てることは、システム運転に関して同じ結果を達成する２つの運転の比較を可能にするため重要である。たとえば、１単位の充電（負荷、グリッドから電力を取得すること）をシステムに付加することは、１単位の発電を除去することと等価である。システム出力を増加するかまたは減少させる任意の運転を実施するために、複数の行動選択が存在してよく、また、一実施態様では、システム１００は、最低コスト運転を選択する。資源１１２の第３のリストは、厳しい制約を有する資源を含む。たとえば、充電を強制するために、その所有者４０８がシステム１００をオーバライドした資源は、静的資源の第３のリストに載せられることになる。

時刻「１」にて、グリッドオペレータ要求の運転レベルが＋２メガワットに変わる。システムは、リストから最初の「ｎ」個の資源に充電することを起動する。ここで、「ｎ」は、その加法的負荷が２メガワットに等しいと予想される資源の数である。資源が起動された後、起動の結果が監視されて、行動の実際の結果が特定される。２メガワットを超える負荷がアクティブである場合、システムは、逆の優先順位で充電を使用不能にして、契約によって指定された誤差余裕度内にシステム運転を維持することになる。

時刻「１」から時刻「２」まで、要求される運転レベルは、２メガワットで一定のままである。しかし、電気資源の一部の挙動は静的でない可能性がある。たとえば、２メガワットシステム運転の一部である一部の自動車２００は、満杯（充電状態＝１００％）になってもよく、または、システム１００から切断されてもよい。他の自動車２００は、システム１００に接続し、即座の充電を要求してもよい。これらの行動は全て、電力集約化システム１００の運転レベルの変化をもたらすことになる。したがって、システム１００は、システム運転レベルを連続して監視し、契約によって指定された誤差余裕度内に運転レベルを維持するために、資源１１２を起動するか、または、停止する。

時刻「２」にて、グリッドオペレータ要求の運転レベルが−１メガワットに減少する。システムは、利用可能な資源のリストを調べ、−１メガワットのシステム運転レベルを達成するために、資源の最低コストセットを選択する。具体的には、システムは、発電を使用可能にするコストと充電を使用不能にするコストを比較し、それぞれの時間ステップで最低コストの資源を起動しながら、優先度リストを順次移動する。運転レベルが−１メガワットに達すると、システム１００は、契約によって指定された誤差余裕度内に運転レベルを維持するために、さらなる資源１１２の起動を必要とすることになる偏差があるかを探しながら、実際の運転レベルを監視し続ける。

一実施態様では、例示的なコスト付けメカニズムは、「カーボンフットプリント（ｃａｒｂｏｎ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）」（化石燃料資源および環境全体に対する影響）に関する充電または発電（自動車２００からグリッド１１４への）の限界の結果を特定するために、リアルタイムのグリッド発電ミックスに関する情報を与えられる。例示的なシステム１００はまた、任意のコストメトリックについての最適化またはいくつかの重み付け組合せを使用可能にする。システム１００は、たとえば、経済的価値を最大にすることと、環境影響を最小にすることなどの組合せを含んでもよい品質係数を最適化し得る。

一実施態様では、システム１００はまた、コストを時間変数として使用する。たとえば、放電したパックが、やがて到来する時間窓内で充電されることを、システム１００がスケジューリングする場合、システム１００は、充電するときの先取りコストプロファイルを予測することができ、それにより、システム１００が、適応的にさらに最適化することが可能になる。すなわち、ある状況では、システム１００は、将来のあるときまでに大容量発電資源を保有することになることをわかっている。

フロー制御サーバ１０６の複数のコンポーネントは、複数の機能およびコンポーネント、すなわち、
・データ収集（リアルタイムデータを採取し、履歴データを格納する）と、
・リアルタイムデータ、履歴データなどを入力し、資源可用性予測を出力する、予測エンジン７０４による予想と、
・資源可用性予測、グリッドオペレータ４０４からのコマンド信号、ユーザ選好、天候状況などのような制約に基づいて構築された最適化と
を有するスケジューリングシステムを構成する。最適化は、所望のメトリックを最適化する資源制御プランの形態をとり得る。

スケジューリング機能は、
・迅速な応答サービスおよび早期の短偏差調整などの補助サービスと、
・突然の予知できる、または、予期しないグリッド不平衡を補償するためのエネルギーと、
・ルーチンでかつ不安定な要求に対する応答と、
・再生可能なエネルギー源（たとえば、補足用の風力生成電力）の確保と
を含むいくつかの有用なエネルギーサービスを使用可能にし得る。

例示的な電力集約化システム１００は、多くの充電する／アップロードする電気自動車２００によって提示される負荷を集約し制御して、短偏差調整および瞬動予備力などの電力サービス（補助エネルギーサービス）を提供する。そのため、複数の電気資源１１２を合算することによって、グリッドオペレータ４０４のコールタイム要件を満たすことが可能である。たとえば、１時間の間、６０ｋＷの瞬動予備力を提供するために、５ｋＷの１２個の運転負荷がそれぞれ使用不能にされる可能性がある。しかし、各負荷が、せいぜい３０分の間使用不能にされる可能性があり、また、最小コールタイムが２時間である場合、２時間の間、１５ｋＷの瞬動予備力を提供するために、負荷が直列に（一度に３つ）使用不能にされる可能性がある。もちろん、電力集約化システム１００による個々の電気資源のより複雑なインターリービングが可能である。

ユーティリティ（または電力配分エンティティ）が配分効率を最大にするために、ユーティリティは、無効電力フローを最小にする必要がある。通常、システムの異なる部分の力率を修正するために、配分システム内にスイッチングインダクタまたはキャパシタバンクを含む、無効電力フローを最小にするのに使用されるいくつかの方法が存在する。この動的ボルト−アンペア反応（Ｖｏｌｔ−Ａｍｐｅｒｅｓ Ｒｅａｃｔｉｖｅ）（ＶＡＲ）サポートを効果的に管理し制御するために、それは、ロケーション認識方式で行われなければならない。一実施態様では、電力集約化システム１００は、例示的な遠隔ＩＰＦモジュール１３４を有する電気自動車２００内に設置された力率補正回路要素を含み、そのため、こうしたサービスを使用可能にする。具体的には、電気自動車２００は、電気自動車２００が充電するか、電力を送出するか、または、何もしないかに関係なく、グリッドに動的に接続され得るキャパシタ（またはインダクタ）を有し得る。このサービスは、その後、配分レベル動的ＶＡＲサポートのためのユーティリティに販売され得る。電力集約化システム１００は、分散方式でのＶＡＲサポートについての必要性を検知する共に、分散型遠隔ＩＰＦモジュール１３４を使用して、グリッドオペレータ４０４の介入無しでＶＡＲサポートを提供する行動をとり得る。

例示的な遠隔ＩＰＦモジュール
図８は、図１および２の遠隔ＩＰＦモジュール１３４をより詳細に示す。示す遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、説明のための１つの例示的な構成に過ぎない。例示的な遠隔ＩＰＦモジュール１３４を構成する、示すコンポーネントまたはさらに異なるコンポーネントの多くの他の配置構成が、本主題の範囲内で可能である。こうした例示的な遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、あるハードウェアコンポーネント、ならびに、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって実行され得るあるコンポーネントを有する。

遠隔ＩＰＦモジュール１３４の示す例は、電気自動車２００に適した実施態様によって示される。そのため、説明のために、ある自動車システム８００が、例示的な遠隔ＩＰＦモジュール１３４の一部として含まれる。しかし、他の実施態様では、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、自動車システム８００の一部または全てが遠隔ＩＰＦモジュール１３４のコンポーネントとみなされることを排除してもよい。

示す自動車システム８００は、自動車コンピュータおよびデータインタフェース８０２、電池バンクなどのエネルギー貯蔵システム２０２およびインバータ／充電器８０４を含む。自動車システム８００以外に、遠隔ＩＰＦモジュール１３４はまた、通信型電力フローコントローラ８０６を含む。通信型電力フローコントローラ８０６は、次に、電力ラインコミュニケータ、たとえば、イーサネットオーバー電力ラインブリッジ１２０などのグリッド１１４からのＡＣ電力にインタフェースするいくつかのコンポーネント、および、電流検知変圧器などの電流または電流／電圧（電力）センサ８０８を含む。

通信型電力フローコントローラ８０６はまた、イーサネット、プロセッサ８１０またはマイクロコントローラなどの情報処理コンポーネント、関連するイーサネット媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス８１２、揮発性ランダムアクセスメモリ８１４、不揮発性メモリ８１６またはデータ格納部、ＲＳ−２３２インタフェース８１８などのインタフェース、またはＣＡＮバスインタフェース８２０、イーサネット物理層インタフェース８２２を含み、イーサネット物理層インタフェース８２２は、ＭＡＣ／データリンク層におけるネットワークアクセス手段および共通アドレス指定フォーマットによって、物理層について、イーサネット規格に従う配線および信号送信を使用可能にする。イーサネット物理層インタフェース８２２は、伝導媒体に対して、電気的、機械的、およびプロシジャ的なインタフェースを提供する（すなわち、ある実施態様では、イーサネットオーバー電力ラインブリッジ１２０を使用して）。ある変形形態では、インターネット１０４を有する無線または他の通信チャネルが、イーサネットオーバー電力ラインブリッジ１２０の代わりに使用される。

通信型電力フローコントローラ８０６はまた、各電気資源１１２、この場合、電気自動車２００の電池バンク２０２への、また、電池バンク２０２からの電力伝送を追跡する双方向電力フロー計量器８２４を含む。

通信型電力フローコントローラ８０６は、電気自動車２００または他の電気資源１１２内で運転するか、あるいは、電気自動車２００または他の電気資源１１２に接続されて、（たとえば有線または無線通信インタフェースを介して）先に導入された電気資源１１２の集約化を可能にする。先に列挙したこれらのコンポーネントは、通信型電力フローコントローラ８０６の異なる実施態様の間で変わる可能性があるが、実施態様は、通常、
・他の自動車コンポーネントとの通信を可能にする自動車間通信メカニズムと、
・フロー制御センター１０２と通信するメカニズムと、
・処理要素と、
・データ格納要素と、
・電力計量器と、
・任意選択で、ユーザインタフェースと
を含む。

通信型電力フローコントローラ８０６の実施態様は、
・電気資源１１２がオフラインである（インターネット１０４に接続されていないか、または、サービスが利用可能でない）ときに、予めプログラムされたか、または、学習された挙動を実行すること、
・「ローミング」接続性（全く異種のシステムに関して充電するとき、または、切断運転時、すなわち、ネットワーク接続性が存在しないときに、どうするか）のためにローカルにキャッシュされた挙動プロファイルを格納すること、
・ユーザが、目下のシステム挙動をオーバライドすることを可能にすること、および、
・電力フロー情報を計量し、後のトランザクションのためにオフライン運転中に計量データをキャッシュすること
を含む機能を使用可能にし得る。

そのため、通信型電力フローコントローラ８０６は、中央プロセッサ８１０、電気自動車２００と通信するためのインタフェース８１８および８２０、電気自動車２００の外部で通信するためのイーサネットオーバー電力ラインブリッジ１２０などの電力ラインコミュニケータ、ならびに、接続されたＡＣ電力ライン２０８を介して電気自動車２００へ、また、電気自動車２００からのエネルギーフローを測定するための電力フロー計量器８２４を含む。

例示的な遠隔ＩＰＦモジュールの運転
電気資源１１２を代表するものとしての電気自動車２００に関して続けると、電気自動車２００が駐車し、グリッド１１４に接続される期間中に、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、フロー制御サーバ１０６に対する接続を始動し、自分自身を登録し、電気自動車２００への、また、電気自動車２００からの電力フローを調整するように遠隔ＩＰＦモジュール１３４に指令する、フロー制御サーバ１０６からの信号を待つ。これらの信号は、ＲＳ−２３２インタフェース８１８またはＣＡＮバスインタフェース８２０を含む任意の適したインタフェースであってよいデータインタフェースを介して自動車コンピュータ８０２に通信される。自動車コンピュータ８０２は、フロー制御サーバ１０６から受信される信号に従って、インバータ／充電器８０４を制御して、自動車電池バンク２０２を充電するか、または、グリッド１１４へのアップロード時に電池バンク２０２を放電させる。

定期的に、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、エネルギーフローに関する情報をフロー制御サーバ１０６に送信する。電気自動車２００がグリッド１１４に接続されるときに、フロー制御サーバ１０６に対する通信経路が存在しない（すなわち、ロケーションが適切に装備されていないか、または、ネットワーク故障が存在する）場合、電気自動車２００は、たとえば、不揮発性メモリ８１６内に命令のセットとして格納された、予めプログラムされたか、または、学習された挙動のオフライン運転に従い得る。こうした場合、エネルギートランザクションはまた、後でフロー制御サーバ１０６に送信するために、不揮発性メモリ８１６にキャッシュされ得る。

電気自動車２００が、輸送手段として運転中である期間中に、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、後の解析および消費のために、選択された自動車運転データをロギングしながら、受動的に聴取する。遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、通信チャネルが利用可能になったときに、このデータをフロー制御サーバ１０６に送信し得る。

例示的な電力フロー計量器
電力は、所定間隔当たりのエネルギー消費レートである。電力は、一定期間中に伝送されるエネルギー量を示し、そのため、電力の単位は、単位時間当たりのエネルギー量である。例示的な電力フロー計量器８２４は、双方向フローにわたって所与の電気資源１１２についての電力、たとえば、グリッド１１４から電気自動車２００への電力または電気自動車２００からグリッド１１４への電力を測定する。一実施態様では、サーバへの接続が一時的に停止状態になっても、または、サーバ自体が利用可能でなくても、中央フロー制御サーバ１０６による正確なトランザクションを確保するために、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、電力フロー計量器８２４からの読みをローカルにキャッシュできる。

例示的な電力フロー計量器８２４は、遠隔ＩＰＦモジュール１３４の他のコンポーネントと連携して、
・電気資源ごとのエネルギー使用の追跡と、
・電力品質監視（電圧、周波数などが、その公称運転点からずれているかどうかを調べ、ずれている場合、グリッドオペレータに通知し、おそらくは、問題を正すのに役立つために資源電力フローを修正すること）と、
・エネルギー使用に対する自動車固有請求およびトランザクションと、
・移動式請求（電気資源所有者４０８が電気接続ロケーション所有者４１０でない（すなわち、計量器口座所有者でない）ときの正確な請求のためのサポート）とを含み、例示的な電力集約化システム１００内でシステム全体にわたる特徴を使用可能にする。電力フロー計量器８２４からのデータは、請求のために電気自動車２００で取込まれ得り、
・充電ロケーションにおけるスマートメータとの一体化（双方向情報交換）と、
・耐タンパ性（たとえば、電力フロー計量器８２４が、電気自動車２００などの電気資源１１２内で保護されるとき）と
を含む。

移動式資源ローケータ
例示的な電力集約化システム１００はまた、プラグイン電気自動車２００などの移動式電気資源１１２の電気ネットワークロケーションを特定する種々の技法を含む。電気自動車２００は、多くのロケーションでグリッド１１４に接続し得り、エネルギー交換の正確な制御およびトランザクションは、充電ロケーションの特定の知識によって使用可能にされ得る。

電気自動車充電ロケーションを特定する例示的な技法の一部は、
・そのロケーションについてのユニーク識別子を（有線、無線などによって）クエリすることを含み、ユニーク識別子は、
−充電サイトにおけるネットワークハードウェアのユニークＩＤ、
−計量器と通信することによる、ローカルに設置されたスマートメータのユニークＩＤ、および
−あるサイトでこの目的のために特に設置されたユニークＩＤであることができ、
・「ソフト」（推定された地理的）ロケーション（その後、ユーザ選好および履歴データ（たとえば、自動車は、近隣の住宅ではなく、所有者の住宅でプラグインされる傾向がある）に基づいて微調整される）を確立するために、ＧＰＳまたは他の信号源（ｃｅｌｌ、ＷｉＭＡＸなど）を使用すること
を含む。

図９は、例示的な電力集約化システム１００に接続される電気資源１１２のグリッド１１４上での物理ロケーションを決定する例示的な技法を示す。一実施態様では、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、ローカルに設置されたネットワークモデムまたはルータ（インターネットアクセスポイント）３０２の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス９０２を得る。遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、その後、このユニークなＭＡＣ識別子をフロー制御サーバ１０６に送信し、フロー制御サーバ１０６は、識別子を使用して、電気自動車２００のロケーションを決定する。

その物理ロケーションを見つけるために、遠隔ＩＰＦモジュール１３４はまた、時として、遠隔ＩＰＦモジュール１３４と通信し得る物理的に設置された他の近くの機器のＭＡＣアドレスまたは他のユニーク識別子を使用することができ、他の近くの機器は、「スマート」ユーティリティメータ９０４、ケーブルＴＶボックス９０６、ＲＦＩＤベースのユニット９０８または遠隔ＩＰＦモジュール１３４と通信し得る例示的なＩＤユニット９１０を含む。ＩＤユニット９１０は、図１０でより詳細に述べられる。ＭＡＣアドレス９０２は、ハードウェアの関連するピースの物理ロケーションに関する情報を常に与えるわけではないが、一実施態様では、フロー制御サーバ１０６は、ＭＡＣアドレスまたは他の識別子を、ハードウェアの関連する物理ロケーションに関係付ける追跡データベース９１を含む。こうして、遠隔ＩＰＦモジュール１３４およびフロー制御サーバ１０６は、移動式電気資源１１２を、移動式電気資源１１２が電力グリッド１１４にどこで接続しても、見出し得る。

図１０は、電力グリッド１１４上での移動式電気資源１１２の物理ロケーションを特定する別の例示的な技法を示す。例示的なＩＤユニット９１０は、充電ロケーションで、または、充電ロケーションの近くで、グリッド１１４にプラグインされ得る。ＩＤユニット９１０の運転は次の通りである。新しく接続された電気資源１１２は、無線受信エリア内でピングまたはメッセージをブロードキャストすることによってローカルに接続された資源を探索する。一実施態様では、ＩＤユニット９１０は、ピングに応答し１００２、ＩＤユニット９１０のユニーク識別子１００４を電気資源１１２に返送する。電気資源１１２の遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、その後、ユニーク識別子１００４をフロー制御サーバ１０６に送信し、フロー制御サーバ１０６は、ＩＤユニット９１０のキャッチメントエリアのサイズに応じて、ＩＤユニット９１０のロケーションを、また、プロキシによって、電気資源１１２の正確なまたは適切なネットワークロケーションを特定する。

別の実施態様では、新しく接続された電気資源１１２は、電気資源１１２のユニーク識別子１００６を含むピングまたはメッセージをブロードキャストすることによってローカルに接続された資源を探索する。この実施態様では、ＩＤユニット９１０は、無線接続をトラストするか、または、再使用する必要はなく、移動式電気資源１１２の遠隔ＩＰＦモジュール１３４に応答しないが、ＩＤユニット９１０自体のユニーク識別子１００４およびピングメッセージで受信された電気資源１１２のユニーク識別子１００６を含むメッセージによってフロー制御サーバ１０６に直接応答する１００８。中央フロー制御サーバ１０６は、その後、移動式電気資源１１２のユニーク識別子１００６を「接続済み（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」ステータスに関連付けし、ＩＤユニット９１０の他のユニーク識別子１００４を使用して、電気資源１１２の物理ロケーションを特定するか、または、近似する。物理ロケーションは、特定のＩＤユニット９１０が、１つだけの正確なネットワークロケーションに関連付けられる場合、近似である必要はない。遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、フロー制御センター１０６から確認の返事を受取るとき、ピングがうまくいったことを知る。

こうした例示的なＩＤユニット９１０は、電気資源１１２とフロー制御サーバ１０６との間の通信経路が、それ自体ネットワークロケーションの正確な特定を可能にしない無線接続を介する状況で特に有用である。

図１１は、電力グリッド１１４上での移動式電気資源１１２のロケーションを特定する別の例示的な方法１１００およびシステム１１０２を示す。電気資源１１２およびフロー制御サーバ１０６が、無線信号送信スキームによって通信を行うシナリオでは、グリッド１１４との接続性の期間中に物理接続ロケーションを特定することが依然として望ましい。

無線ネットワーク（たとえば、ＧＳＭ，８０２．１１，ＷｉＭＡＸ）は、それぞれがユニーク識別子を送信する多くのセルまたはタワーを備える。さらに、タワーとタワーに接続される移動式クライアントとの間の接続強度は、タワーに対するクライアントの近接性の関数である。電気自動車２００がグリッド１１４に接続されると、遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、利用可能なタワーのユニーク識別子を採取し、データベース１１０４に示すように、ユニーク識別子を各接続の信号強度に関係付け得る。電気資源１１２の遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、この情報を、データベース１１０６などの、情報が調査データと組合わされるフロー制御サーバ１０６に送信するため、位置推測エンジン１１０８が、接続された電気自動車２００の物理ロケーションを三角測量するか、または、その他の方法で推測し得る。別の実施可能形態では、ＩＰＦモジュール１３４は、信号強度の読みを使用して、資源ロケーションを直接決定する（ｒｅｓｏｌｖｅ）ことができ、その場合、ＩＰＦモジュール１３４は、信号強度情報の代わりに、ロケーション情報を送信する。

こうして、例示的な方法１１００は、信号強度情報を採取すること（１１００）、採取された信号強度情報をフロー制御サーバ１０６に通信すること（１１１２）、および、格納されたタワーロケーション情報および電気資源１１２からの採取された信号を使用して、物理ロケーションを推測すること（１１１４）を含む。

図１２は、全地球航行測位衛星（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）（ＧＰＳ）システムからの信号を使用して、電力グリッド１１４上での移動式電気資源１１２の物理ロケーションを特定する方法１２００およびシステム１２０２を示す。ＧＰＳを使用することは、遠隔ＩＰＦモジュール１３４が、正確でない方法で電力ネットワーク上でのその物理ロケーションを特定することを可能にする。ＧＰＳからのこの雑音の多いロケーション情報は、フロー制御サーバ１０６に送信され、フロー制御サーバ１０６は、調査情報データベース１２０４と共にその情報を使用して、電気資源１１２のロケーションを推測する。

例示的な方法１２００は、雑音の多い位置データを採取すること（１２０６）、採取された雑音の多い位置データをフロー制御サーバ１０６に通信すること（１２０８）、および、格納された調査情報および採取されたデータを使用してロケーションを推測すること（１２１０）を含む。

例示的なトランザクション方法および他の機能
例示的な電力集約化システム１００は、以下の機能および相互作用をサポートする。
１．セットアップ−電力集約化システム１００は、システムの外部で契約を作成して、かつ／または、オープン市場に入札して、ウェブサーバ７１８および契約マネジャー７２０を介して電力サービス契約用の契約を調達する。システム１００は、その後、これらの要求を、グリッドオペレータ４０４から送られた後、特定の電力要件に分割し、いくつかの通信技法のうちの１つの技法によって、これらの要求を自動車所有者４０８に通信する。

２．送出−グリッド相互作用マネジャー７１２は、電力送出デバイスを通してグリッドオペレータ４０４からリアルタイムのグリッド制御信号７１４を受入れ、接続された電気自動車２００からグリッド１１４へ電力サービスを送出することによって、これらの信号７１４に応答する。

３．報告−電力送出イベントが終了した後、トランザクションマネジャーは、データベース７１６に格納された電力サービストランザクションを報告し得る。請求マネジャーは、これらの要求を、特定のクレジットまたはデビット請求トランザクションに分割する。これらのトランザクションは、口座明細のために、グリッドオペレータのまたはユーティリティの請求システムに通信されてもよい。トランザクションは、資源所有者４０８に直接支払いを行うために使用されてもよい。

一実施態様では、自動車に常駐する遠隔ＩＰＦモジュール１３４は、電力サービスを提供するという提案を受信し、提案をユーザに表示し、ユーザが提案に応答することを可能にする通信マネジャーを含んでもよい。時として、このタイプの通告または契約相互作用は、フロー制御サーバ１０６のウェブサーバ７１８に従来接続される電気資源所有者４０８によって実行され得る。

自動車ベースの負荷または貯蔵を管理する例示的なモデルでは、例示的な電力集約化システム１００は、自動車所有者４０８（個人、集団など）と、グリッドオペレータ４０４（独立したシステムオペレータ（ＩＳＯ）、地域伝送オペレータ（Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｅｒａｔｏｒｓ）（ＲＴＯ）、ユーティリティなど）との間の仲介者として役立つ。

単一プラグイン電気自動車２００によって提示される負荷および貯蔵電気資源１１２は、ＩＳＯまたはユーティリティが直接制御することを考えるのにそれほど十分な資源ではない。しかし、多くの電気自動車２００を一緒に集約し、その負荷挙動を管理し、簡単な制御インタフェースをエクスポートすることによって、電力集約化システム１００は、グリッドオペレータ４０４にとって価値のあるサービスを提供する。

同様に、自動車所有者４０８は、参画が容易に行われない状態で、また、参画するためのインセンティブが存在しない状態では、参画に興味を持たない可能性がある。集約型管理を通して価値を生み出すことによって、電力集約化システム１００は、支払い、充電コストの低減などの形態のインセンティブを所有者に提供し得る。電力集約化システム１００はまた、電力を充電し電力をグリッド１１４にアップロードする自動車の制御を、自動化し、また、自動車所有者４０８に対してほぼシームレスにし、それにより参画を受け入れるようにさせることもできる。

電力品質の属性を測定し得る遠隔ＩＰＦモジュール１３４を電気自動車２００内に設置することによって、電力集約化システム１００は、電力配分グリッド１１４のために超分散型センサネットワークを使用可能にする。電力集約化システム１００が測定し得る電力品質の属性は、周波数、電圧、力率、高調波などを含む。そして、遠隔ＩＰＦモジュール１３４を含む電力集約化システム１００の通信インフラストラクチャにレバレジをかけると、この検知されるデータは、情報が集約されるフロー制御サーバ１０６にリアルタイムに報告され得る。同様に、情報は、ユーティリティに提示され得る、または、電力集約化システム１００は、多数の電気自動車２００の自動車充電／電力アップロード挙動を制御すること、負荷力率を変更することなどによって、望ましくないグリッド状況を直接正し得る。

例示的な電力集約化システム１００はまた、相互接続用の単独運転回路要素を含む、家／ビジネス用の無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）（ＵＰＳ）またはバックアップ電力を供給し得る。一実施態様では、電力集約化システム１００は、家の負荷の一部または全てに電力供給するために、電気資源１１２が、自分の電池から家（またはビジネス）に電力を流すことを可能にする。グリッド電力喪失イベント中に「オン」を維持するための一定の負荷がキー負荷として構成されてもよい。こうしたシナリオでは、グリッド１１４から住宅１２４の単独運転を管理することが重要である。こうしたシステムは、スマート遮断器ボックスとして以下でさらに述べる、電気自動車２００と通信する能力を有する単独運転防止回路要素を含んでもよい。遠隔ＩＰＦモジュール１３４が通信する能力は、電気自動車２００が、電力を供給することが安全であるかどうかを知ることを可能にする。「安全」とは、家の主遮断器が切断状態にある結果として、ユーティリティライン作業者について安全であることとして定義される。グリッド電力が低下する場合、スマート遮断器ボックスは、グリッドから切断され、次に、ローカルに参画する任意の電気自動車２００または他の電気資源１１２に連絡をとり、電力を供給し始めるよう要求する。グリッド電力が元に戻ると、スマート遮断器ボックスは、ローカルな電力源をターンオフし、次に、再接続する。

移動式請求の場合（自動車所有者４０８が計量器口座所有者４１０と異なるとき）、請求マネジャーが、電気自動車再充電中に考慮すべき２つの重要な局面、すなわち、自動車を誰が所有しているか、また、再充電が起こっている施設の計量器口座を誰が所有しているかが存在する。自動車所有者４０８が計量器口座所有者４１０と異なるとき、いくつかのオプション、すなわち、
１．計量器所有者４１０は無料の充電を与えてもよい。
２．自動車所有者４０８は、充電時に（クレジットカード、口座などによって）支払ってもよい。
３．予め確立された口座が自動的に確定されてもよい。
が存在する。

電力集約化システム１００の監視がない場合、サービスの窃盗が発生する可能性がある。自動口座確定によって、電力集約化システム１００は、支払いを要求するロケーションにおいて電気自動車２００がいつ充電するかを、自動車ＩＤおよびロケーションＩＤによって、また、自動車の時間注釈付きエネルギー流入／流出の例示的な計量値によって記録する。これらの場合、自動車所有者４０８は、使用されたエネルギーについて請求され、そのエネルギーは、施設の計量器口座所有者４１０に対しては課金されない（そのため、２重請求が回避される）。自動口座確定を実施する請求マネジャーは、電力ユーティリティと一体化され得り、または、別個のデビット／クレジットシステムとして実施され得る。

充電ステーションは、無料であっても支払いを要求しても、有用な情報をユーザに提示するユーザインタフェースと共に設置され得る。具体的には、グリッド１１４、自動車状態およびユーザの選好に関する情報を収集することによって、ステーションは、最新の電気価格、推定される再充電価格、再充電までの推定される時間、グリッド１１４に電力をアップロードすることについての推定される支払い（全部のまたは１時間当たりの）などの情報を提示し得る。情報採取エンジン４１４は、電気自動車２００ならびにパブリックおよび／またはプライベートデータネットワーク７２２と通信して、この情報を計算するときに使用されるデータを採取する。

例示的な電力集約化システム１００はまた、電気資源所有者４０８（自動車所有者など）の利益のために以下の他の特徴を提供する。
・自動車所有者は、システムに参画する代わりに自動車充電のための電気を自由に獲得し得る。

・自動車所有者は、ピーク時間レートを回避することによって、充電コストの低減を受け得る。
・自動車所有者は、自分の自動車が提供する実際のエネルギーサービスに基づいて支払いを受取り得る。

・自動車所有者は、システムに参画することについて優遇料金を受取り得る。
例示的な電力集約化システム１００とグリッドオペレータ４０４との間に以下の特徴も存在する。

・電気資源集約器としての電力集約化システム１００は、グリッドオペレータ４０４によって支払われる管理費（提供されるサービスのある関数であってよい）を獲得し得る。
・電気資源集約器としての電力集約化システム１００は、電力市場４１２に売り込み得る。

・グリッドオペレータ４０４は、電力集約化システム１００のために支払うが、電力集約化システム１００を自分自身で運転してもよい。

例示的な安全性および遠隔スマート単独運転
例示的な電力集約化システム１００は、安全性規格および安全に作動するエネルギー放出運転を実施するための方法およびコンポーネントを含み得る。たとえば、例示的な電力集約化システム１００は、自動車内ラインセンサならびに特定のロケーションに設置されたスマート単独運転機器を使用してもよい。そのため、電力集約化システム１００は、安全な自動車からグリッドへの運転を使用可能にする。さらに、電力集約化システム１００は、バックアップ電力シナリオについて資源の自動協調を使用可能にする。

一実施態様では、遠隔ＩＰＦモジュール１３４を含む電気自動車２００は、遠隔ＩＰＦモジュール１３４が、グリッド１１４から生じるライン電力を全く検知しない場合、電力の自動車からグリッドへのアップロードを中止する。電力アップロードのこの停止は、抜かれている可能性のあるコードを帯電させること、または、修理中である電力ライン２０６を帯電させることなどを防止する。しかし、単独運転状態が生じないことを以下で述べる安全対策が確保するため、このことは、グリッド電力がダウンした場合にバックアップ電力を供給するために電気自動車２００を使用することを妨げない。

充電ロケーションに設置されるさらなるスマート単独運転機器は、電気自動車２００の遠隔ＩＰＦモジュール１３４と通信して、グリッド電力が低下した場合に、グリッド１１４に対する電力アップロードの起動を協調させ得る。この技術の１つの特定の実施態様は、自動車から家へのバックアップ電力能力である。

図１３は、電気資源１１２が使用されて、電力を（家の場合と同様の）負荷または負荷のセットに供給する、自動車から家へのシナリオにおける例示的な安全対策を示す。遮断器ボックス１３００は、ユーティリティ電気計量器１３０２に接続される。電気資源１１２が電力をグリッド（またはローカル負荷）に流しているとき、安全性の理由で、単独運転状態は回避されるべきである。電気資源１１２は、停電時にライン作業者によって電力遮断されると従来考えられるラインに電力供給すべきでない。

ローカルに設置されたスマートグリッド・ディスコネクト（スイッチ）１３０４は、停電状態を検出するためにユーティリティラインを検出し、電気資源１１２と協調して、自動車から家への電力伝送を可能にする。停電の場合、スマートグリッド・ディスコネクト１３０４は、ユーティリティグリッド１１４から回路遮断器１３０６を切断し、電気資源１１２と通信して、電力バックアップサービスを開始する。ユーティリティサービスが所定の運転に戻ると、スマートグリッド・ディスコネクト１３０４は、電気資源１１２と通信して、バックアップサービスを使用不能にし、遮断器をユーティリティグリッド１１４に再接続する。

図１４は、複数の電気資源１１２が家に電力供給するときの、例示的な安全対策を示す。この場合、スマートグリッド・ディスコネクト１３０４は、接続された全ての電気資源１１２と協調する。１つの電気資源１１２は、基準信号１４０２を生成するために「マスター」１４００とみなされ、他の資源は、「スレーブ」１４０４とみなされ、マスター１４００の基準に従う。マスター１４００がネットワークから消える場合には、スマートグリッド・ディスコネクト１３０４は、基準／マスター１４００になるよう別のスレーブ１４０４を割当てる。

図１５は、図１３および１４のスマートグリッド・ディスコネクト１３０４をより詳細に示す。一実施態様では、スマートグリッド・ディスコネクト１３０４は、プロセッサ１５０２、接続された電気資源１１２に結合されるコミュニケータ１５０４、内部とユーティリティ側の両方のＡＣラインを検知することが可能な電圧センサ１５０６、停電状態の間運転する電池１５０８および電池１５０８の充電レベルを維持する電池充電器１５１０を含む。制御された遮断器または継電器１５１２は、プロセッサ１５０２によって合図されると、グリッド電力と電気資源によって供給される電力との間で切換わる。

例示的なユーザ経験オプション
例示的な電力集約化システム１００は、いくつかの望ましいユーザ特徴を使用可能にし得る。

・データ集合体は、（エネルギー、費用、環境影響などの観点からの）総合自動車効率の導出および解析を可能にするために、運転距離ならびに電気と非電気の両方の燃料使用を含み得る。このデータは、格納部７１６のため、ならびに、自動車内ユーザインタフェース、充電ステーションインタフェースおよびウェブ／携帯電話ユーザインタフェース上での表示のために、フロー制御サーバ１０６にエクスポートされる。

・インテリジェント充電は、自動車挙動を学習し、充電タイミングを自動的に適応させる。自動車所有者４０８は、所望である場合、オーバライドし、即座の充電を要求する。

例示的な方法
図１６は、電力集約化の例示的な方法１６００を示す。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法１６００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的な電力集約化システム１００のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック１６０２にて、電力グリッドに接続された複数の電気資源のそれぞれとの通信が確立される。たとえば、中央フロー制御サービスは、移動式電気自動車との多数の断続的な接続を管理し得り、電気自動車はそれぞれ、種々のロケーションで電力グリッドに接続されてもよい。自動車内遠隔エージェントは、自動車が電力グリッドに接続すると、各自動車をインターネットに接続する。

ブロック１６０４にて、電気資源は、電力グリッドへ電力を供給するか、または、電力グリッドから電力を取得するように、個々に合図される。

図１７は、電力集約化のための、電気資源を通信するように制御する例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法１７００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的なインテリジェントな電力フロー（ＩＰＦ）モジュール１３４のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック１７０２にて、電力を集約するために、電気資源とサービスとの間に通信が確立される。
ブロック１７０４にて、電気資源に関連する情報がサービスに通信される。

ブロック１７０６にて、その情報に部分的に基づく制御信号がサービスから受信される。
ブロック１７０８にて、たとえば、電力グリッドに電力を供給するため、または、グリッドから電力を取得する、すなわち、貯蔵のために、資源が制御される。

ブロック１７１０にて、電気デバイスの双方向の電力フローが、測定され、ブロック１７０４にてサービスに通信される電気資源に関連する情報の一部として使用される。

図１８は、電気資源の双方向の電力を計量する例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法１８００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的な電力フロー計量器８２４のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック１８０２にて、電気資源と電力グリッドとの間のエネルギー伝送は、双方向で測定される。
ブロック１８０４にて、測定値は、その測定値に部分的に基づいて電力を集約するサービスに送出される。

図１９は、電気資源の電気ネットワークロケーションを特定する例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法１９００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的な電力集約化システム１００のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック１９０２にて、物理ロケーション情報が特定される。物理ロケーション情報は、ＧＰＳ信号のような信号源から、または、そのロケーションのインジケータとしての、セルタワー信号の相対強度から導出されてもよい。または、物理ロケーション情報は、近くのデバイスに関連するユニーク識別子を受信し、そのユニーク識別子に関連するロケーションを見出すことによって導出されてもよい。

ブロック１９０４にて、たとえば、電気資源の、または、その電力グリッドとの接続の電気ネットワークロケーションは、物理ロケーション情報から特定される。

図２０は、電力集約化をスケジューリングする例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法２０００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的なフロー制御サーバ１０６のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック２００２にて、個々の電気資源に関連する制約が入力される。
ブロック２００４にて、入力された制約に基づいて電力集約化がスケジューリングされる。

図２１は、スマート単独運転の例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法２１００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的な電力集約化システム１００のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック２１０２にて、停電が検知される。
ブロック２１０４にて、ローカル接続性−ネットワークが電力グリッドから分離される−が作られる。

ブロック２１０６にて、ローカル接続性に電力供給するように、ローカルエネルギー貯蔵資源が合図される。

図２２は、電力集約化のためにユーザインタフェースを拡張する例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法２２００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的な電力集約化システム１００のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック２２０２にて、ユーザインタフェースは電気資源に関連付けられる。ユーザインタフェースは、エネルギー貯蔵システムを含む電気自動車などの電気資源内か、電気資源上か、または、電気資源の近くで表示されてもよい、あるいは、ユーザインタフェースは、携帯電話または可搬型コンピュータなどの、電気資源の所有者に関連するデバイス上で表示されてもよい。

ブロック２２０４にて、電力集約化選好および制約は、ユーザインタフェースを介して入力される。換言すれば、ユーザは、ユーザインタフェースを介して、電力集約化シナリオにおける電気資源の参画の程度を制御してもよい。または、ユーザは、こうした参画の特性を制御してもよい。

図２３は、電力集約化システムにおいて電気自動車所有者を獲得し維持する例示的な方法のフロー図である。フロー図では、運転は、個々のブロックに要約される。例示的な方法２３００は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの組合せによって、たとえば、例示的な電力集約化システム１００のコンポーネントによって実施されてもよい。

ブロック２３０２にて、電気自動車所有者は、分散した電気資源のための電力集約化システムへの参加を要請される。
ブロック２３０４にて、電力集約化システムへの参画について、各所有者にインセンティブが提供される。

ブロック２３０６にて、電力集約化システムに対する繰返し（ｒｅｃｕｒ）継続されるサービスは、繰返し補償される。

結論
例示的なシステムおよび方法が、構造的特徴および／または方法的作用の固有な言語で述べられたが、添付特許請求の範囲に規定される主題は、必ずしも述べる特定の特徴または作用に限定されないことが理解される。むしろ、特定の特徴または作用は、特許請求される方法、デバイス、システムなどを実施する例示的な形態として開示される。

Claims (21)

1. 電力グリッドに接続された複数の電気資源のそれぞれとの通信接続を確立するステップと、
   前記電力グリッドに電力を供給するか、前記電力グリッドから電力を取得するか、あるいは、電気資源の利用可能な負荷、貯蔵または発電容量を特定するように、前記電気資源に個々に合図するステップとを含む方法。
2. 前記電気資源はエネルギー貯蔵システムを備える請求項１に記載の方法。
3. 各電気資源に個々に合図するステップは、前記電気資源と前記電力グリッドとの間における電力のフローを計量することに部分的に基づく請求項１に記載の方法。
4. 前記計量することは、各電気資源においてまたは各電気資源の近くで起こる請求項３に記載の方法。
5. 各電気資源の電気ネットワークロケーションを特定するステップと、
   前記電気ネットワークロケーションに部分的に基づいて各電気資源に個々に合図するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
6. 前記接続された電気資源に関する少なくともいくつかの制約の最適化に基づいて、前記電気資源のそれぞれについての電力フローをスケジューリングするステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
7. 前記最適化されたスケジュールに基づいて、グリッド制御信号または採取された情報を資源制御信号に変換するステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
8. 前記電気資源は、いろいろなロケーションで前記電力グリッドに断続的に接続される移動式電気資源を備える請求項１に記載の方法。
9. 前記移動式電気資源は、前記電力グリッドに接続可能な電気自動車を備える請求項８に記載の方法。
10. 前記合図するステップは、各電気資源に固有の時間およびレートで前記電力グリッドに電力を供給するか、または、前記電力グリッドから電力を取得するように、前記電気資源に個々に指令することを含む請求項１に記載の方法。
11. 電力グリッドオペレータからグリッド制御信号を、または、情報源から採取された情報を受信するステップと、
    前記グリッド制御信号または前記採取された情報によって指示されるグリッド状況を解決するために、前記電気資源の集約化をスケジューリングするステップと、
    予測に応じて前記集約化を前記電力グリッドオペレータに提供するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
12. 補償と引換えに前記集約化を実施するために、前記電力グリッドオペレータと契約するステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
13. 利用可能な個々の電気資源の傾向、利用可能な集約電気資源の傾向、ならびに、接続継続期間、接続時刻、切断時刻、接続ロケーションおよび接続時の資源充電状態（ＳＯＣ）を含むユーザごとの傾向を予測するステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
14. 前記傾向を予測するステップは、前記多数の電気資源の挙動を学習することに基づく請求項１３に記載の方法。
15. 前記予測は、利用可能な集約電気資源に関して、予想される将来イベントを過去のデータに関係付けることに少なくとも部分的に基づいて修正される請求項１１に記載の方法。
16. 電力グリッドに接続された複数の電気資源のそれぞれと通信するサーバと、
    前記電力グリッドと電力を交換するように、前記電気資源に個々に合図する接続マネジャーとを備えるシステム。
17. 前記電気資源は、電気自動車の電気貯蔵システムを備え、各電気自動車は、いろいろなロケーションで前記電力グリッドに断続的に接続される請求項１６に記載のシステム。
18. 電気資源所有者、電力グリッドオペレータ、前記電力グリッドの物理的状況、前記サーバの管理者と前記電力グリッドの管理者との間の契約または自動化されたグリッドコントローラによって選択されるか、または、課されるパラメータの最適化に従って、前記電力の交換を集約化する制約最適化器をさらに備える請求項１６に記載のシステム。
19. 前記電気資源、前記電気資源所有者、前記電気接続ロケーション所有者、前記グリッドオペレータまたは前記自動化されたグリッドコントローラの傾向を、学習するか、推測するか、または、予想する予測エンジンをさらに備え、前記電力の交換の集約化の最適化は、前記傾向に少なくとも部分的に基づく請求項１８に記載のシステム。
20. 集約された電力の交換のために、前記サーバの管理者と電力グリッドオペレータとの間で合意を確立させる契約マネジャーをさらに備える請求項１８に記載のシステム。
21. ネットワークを通じて電気資源に個々に合図する手段であって、各電気資源は、いろいろなロケーションで前記電力グリッドに断続的に接続される手段と、
    グリッド制御信号によって合図される前記電力グリッドの状況に応じて前記合図することによって、前記電気資源へ、また、前記電気資源から流れる電力を動的に集約化する手段とを備えるシステム。

Images