JP2012200138A - エネルギー分配ネットワークを管理するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー分配ネットワークを管理するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】システム１００は、エネルギー分配ネットワークモデルを含む第１のコンピュータ１１８を含む。第１のコンピュータは、エネルギー分配ネットワーク内でエネルギー分配の制約と関連する複数のエネルギー消費者１０６を識別する。また、本システムは、第１のコンピュータからデータを受け取るように構成される第２のコンピュータを含む。また、第２のコンピュータは、要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別し、かつ複数の取引先と関連する、複数のエネルギー消費者のサブセットを識別するように構成される。第２のコンピュータは、さらに、エネルギー消費者のサブセットの各エネルギー消費者と関連する装置１０４を識別し、かつ要求応答リクエストを、少なくとも１つの識別された装置へ送信させるように構成される。
【選択図】図１

Description

本出願は、一般に、エネルギーシステムに関し、より詳細には、エネルギー分配ネットワークを管理するためのシステムおよび方法に関する。

取引先の電力に対する需要は、一般に、いずれもの特定の日の時間経過につれて変化する。また、かかる需要は、一般に、季節によって変化する（たとえば、電力の需要は、熱い夏の季節の期間中では、より温暖な春期の需要に比べて、より高くなる可能性がある）。また、このような需要は、人口および／または産業が増加成長するにつれて、特定の市場で時間とともに増加する可能性がある。発電能力を高めるためには、大きな資本が必要であり、かつ計画および構築のために長年を要する可能性がある。

そのような著しい資本の投資、計画および構築を負うよりは、むしろ、いくつかの公益事業が、ピーク需要期間中、電力の使用を思いとどまらせる料金構成を課す。たとえば、そのような料金構成を承認する、公益事業の取引先は、かかるピーク需要期間中のエネルギー消費の軽減に同意し、次いで有利な料金を受け入れる。住宅用途の文脈では、たとえば、これは、ピーク需要期間中、公益事業は、住宅の温水ヒータには電力を供給しないことを選ぶことができることを意味する。温水ヒータは、オフピーク期間中、電力を供給される。また、このような料金構成は、商用用途で利用することができ、そしてエネルギーを消費する、多数の異なるタイプの装置にかかわることができる。

公益電力会社のなかには、いわゆる「スマートグリッド」または先端メータリングインフラ（Advanced Metering Infrastructure: AMI）電力ネットワークを利用するものがある。ＡＭＩネットワークを使用すると、公益会社は、取引先の建物内の個々の負荷と交信して、ピーク使用期間中に供給するエネルギーを選択的に減少させることができる。そのように、公益会社は、プライオリティが低い負荷（たとえば、温水ヒータ）に対して供給するエネルギーを減少させ、一方プライオリティが高い負荷（たとえば、冷凍庫）に対して供給するエネルギーを維持することができる。

さらに、いくつかの公益事業は、発電能力が低下した期間中の、および／または電力分配能力が低下した期間中のエネルギー供給の管理を容易にする要求応答システムを用いる。そのような状況は、たとえば、発電源が、電力供給のためのエネルギー分配グリッドから取り去られた場合、生じる恐れがある。そのような状況では、要求応答システムが、取引先の建物に在る少なくとも１つの負荷と関連する計器盤または別の装置（たとえば、スイッチ）に要求応答リクエストを送信する。この要求応答リクエストによって、発電能力が低下した、および／または電力分配能力が低下した期間中、接続された負荷が、グリッドから取り除かれる（たとえば、スイッチが開かれて、エネルギーが、かかる負荷に供給されない）。

米国特許出願公開第２０１０／０２３５００８号明細書

少なくともいくつかの知られた公益電力会社は、電力分配ネットワークに結合された負荷と関連する複数の計器盤または他の装置に、要求応答リクエストを一斉送信する。このような一斉送信された要求応答リクエストは、電力分配低下および／または伝達能力低下を被る、電力分配ネットワークの特定の部分中のエネルギー消費を必ず減少できるとは限らない。

公益事業は、上記に述べたように、そのようなピーク需要期間中の、さらにその上、発電／分配能力の低下期間中のエネルギー消費を管理することによって、追加の発電設備を構築し、かつ運営するために必要な著しい資本投資の実施を回避することができる。もちろん、時がたつにつれて、需要が増加し続けて能力を超えた場合、新しい発電設備が、必要になることがある。さらに、いくつかの公益事業の取引先は、その公益事業が、ピーク期間中、ある一定の電化製品／装置へのエネルギー供給を停止することが可能である料金構成を承認するのにやぶさかでない場合があり、そのような料金構成は、必ずしも満足なものではない。

一実施形態では、エネルギー分配ネットワークモデルを含む第１のコンピュータを含むシステムが、提供される。第１のコンピュータは、エネルギー分配ネットワーク内のエネルギー分配の制約と関連する複数のエネルギー消費者を識別する。また、システムは、第１のコンピュータからデータを受け取るように構成される第２のコンピュータを含む。また、第２のコンピュータは、要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別し、かつ、その複数の取引先と関連する、複数のエネルギー消費者のサブセットを識別するように構成される。第２のコンピュータは、さらに、エネルギー消費者のサブセットの各エネルギー消費者と関連する装置を識別し、かつ少なくとも１つの識別された装置へ、要求応答リクエストを送信させるように構成される。

別の実施形態では、複数のエネルギー消費者にエネルギーを分配するエネルギー分配ネットワークを管理するための方法が、提供される。本方法は、エネルギー分配ネットワークの制約と関連する複数のエネルギー消費者を識別するステップと、要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別するステップと、その複数の取引先と関連する、複数のエネルギー消費者のサブセットを識別するステップと、を含む。エネルギー消費者のサブセットの各エネルギー消費者と関連する装置が識別され、要求応答リクエストが、少なくとも１つの識別された装置に送信される。

さらに別の実施形態では、エネルギー分配ネットワークモデルからデータを受け取るように構成されるプロセッサを含む要求応答システムが、提供され、そのデータは、エネルギー分配ネットワーク内のエネルギー分配の制約と関連する、複数のエネルギー消費者を識別する。また、プロセッサは、要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別し、かつ複数の取引先と関連する複数のエネルギー消費者のサブセットを識別するように構成される。さらに、プロセッサは、エネルギー消費者のサブセットの各エネルギー消費者と関連する装置を識別し、かつ少なくとも１つの識別された装置へ、要求応答リクエストを送信させるように構成される。

公益会社によって使用される例示のシステムを示すブロック図である。 図１に示すシステムとともに使用することができる例示のエネルギー分配ネットワークの一部分を示す概略図である。 図１に示すシステムとともに、および／または図２に示すエネルギー分配ネットワークとともに使用することができる例示のネットワークモデルを示すブロック図である。 図１に示すシステムとともに、および／または図２に示すエネルギー分配ネットワークとともに使用することができる、エネルギー分配ネットワークを管理するための例示の方法を示すフローチャートである。

図１に、公益電力会社などの公益会社（図示せず）によって使用することができる例示のシステム１００を示す。さらに、例示の実施形態では、公益会社は、電力などのエネルギーを複数のロケーション１０２に提供する。あるいは、公益会社が提供するエネルギーは、天然ガス、プロパン、および／または他のいずれもの形のエネルギー、および／またはエネルギーを生産するために使用可能な製品を含むことができる。ロケーション１０２は、ただし、これらだけを含むとは限定されないが、住宅、オフィスビル、産業施設、および／または公益会社からエネルギーを受け取る、他のいずれものビルまたはロケーションを含むことができる。例示の実施形態では、システム１００は、公益会社からロケーション１０２へのエネルギーの配給をモニタする。

例示の実施形態では、各ロケーション１０２は、少なくとも１つのネットワーク装置１０４と、ネットワーク装置１０４に結合される、少なくとも１つのエネルギー消費者１０６と、を含む。用語「結合（couple）」は、本明細書で使用されるとき、構成要素間の直接的で機械的な、および／または電気的な接続に限定されず、しかし、また、構成要素間の間接的で機械的な、および／または電気的な接続を含むことができる。例示の実施形態では、ネットワーク装置１０４は、計器盤、コンソール、および／またはシステム１００が、ここに述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの装置を含む。あるいは、ネットワーク装置１０４は、関連するエネルギー消費者１０６と結合される、またはその中に組み込まれる受信機またはトランシーバとすることができる。ネットワーク装置１０４は、エネルギー管理メッセージなどのデータを、エネルギー消費者１０６と公益会社の１つまたは複数のシステムまたは構成要素との間で送受信する。例示の実施形態では、エネルギー消費者１０６は、電化製品、機械、照明システム、セキュリティシステム、コンピュータ、および／または公益事業から受け取るエネルギーを消費する、他のいずれもの負荷など、装置またはシステムである。

例示の実施形態では、少なくとも１つのメータ１０８が、ロケーション１０２内で、またはそれに隣接して各ネットワーク装置１０４に結合される。さらに、例示の実施形態では、メータ１０８は、ロケーション１０２内でネットワーク装置１０４を介して各エネルギー消費者１０６に結合される先端メータリングインフラ（AMI）のメータ１０８である。代替実施形態では、ロケーション１０２は、ネットワーク装置１０４を含まず、ＡＭＩメータ１０８が、ロケーション１０２のエネルギー消費者１０６に直接結合される。例示の実施形態では、ＡＭＩメータ１０８は、以下でより十分に述べるように、ロケーション１０２内の各エネルギー消費者１０６が消費するエネルギーを計測し、かつ消費されたエネルギーを表すデータ（以降、「エネルギー消費測定値」と言う）をメータモニタリングシステム１１０に送信する。さらに、例示の実施形態では、ＡＭＩメータ１０８は、請求書作成周期の開始時および請求書作成周期の終了時に、各エネルギー消費者１０６が消費したエネルギーを測定し、かつ各ＡＭＩメータ１０８内のメモリ装置（図示せず）内にエネルギー消費測定値を格納するようにプログラムされる。請求書作成周期は、３０日つまり暦月、および／または、所望のように、他のいずれもの期間とすることができる。さらに、例示の実施形態では、ＡＭＩメータ１０８は、毎時に、１０分毎に、および／または他のいずれもの周期でなど、周期的にエネルギー測定値を格納することが可能である。また、ＡＭＩメータ１０８は、ＡＭＩメータ１０８と結合されてメッセージ符号を交信しているシステムによって起動されるリクエストに基づき（すなわち、「オンデマンドで」）、エネルギー消費を測定することが可能である。例示の実施形態では、ＡＭＩメータ１０８は、メータモニタリングシステム１１０に測定値を自動的に送信するようにプログラムされる。

さらに、例示の実施形態では、複数のＡＭＩメータ１０８が、ＡＭＩシステムまたはネットワーク１１２に結合される、および／またはその一部分になる。さらに、例示の実施形態では、ＡＭＩシステム１１２が、メータモニタリングシステム１１０に結合される。例示の実施形態では、ＡＭＩシステム１１２は、ＡＭＩメータ１０８とメータモニタリングシステム１１０の間で、データが、送信され、かつ受信されるのを可能にするネットワークおよび／または電力ケーブルなど、複数のデータおよび／または電力の導管を含む。さらに、例示の実施形態では、ＡＭＩシステム１１２は、サーバ、および／またはデータが、識別された送り先に発送されるのを可能にする、少なくとも１つのルータまたはスイッチなど、少なくとも１つのコンピュータを含む。

用語「コンピュータ」は、本明細書で使用されるとき、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリ装置を含むシステムを言う。プロセッサは、１つまたは複数のシステムおよびマイクロコントローラを含む、いずれもの適切なプログラム可能な回路、マイクロプロセッサ、縮小命令セット回路（reduced instruction set circuits: RISC）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、およびここに述べる機能を実行することが可能な他のいずれもの回路を含むことができる。上記の実施例は、例示するだけであり、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を決して限定するようには意図されない。コンピュータは、複数のプロセッサおよび／またはメモリ装置を含むことができ、１つまたは複数のサーバ、データセンター、および／または他のいずれもの集中型または分散型の計算システムとすることができる、あるいはそれらの中に含めることができる。さらに、例示の実施形態では、メモリ装置は、限定せずに、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、半導体ドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、および／またはプロセッサが、インストラクションおよび／またはデータを格納し、読み出し、および／または実行するのを可能にする、いずれもの適切なメモリなどのコンピュータ可読媒体を含む。

一実施形態では、ＡＭＩシステム１１２は、ＡＭＩメータ１０８の代わりに、またはそれに加えて、少なくとも１つのレガシーメータ（図示せず）に結合することができる。用語「レガシー（legacy）」は、本明細書で使用されるとき、別の装置と遠隔で交信する、および／またはその別の装置によって遠隔で制御される能力を含まないメータまたは別の装置を言う。それにひきかえ、ＡＭＩメータ１０８または「スマートメータ（smart meters）」は、メータモニタリングシステム１１０、要求応答システム１１４、および／またはシステム１００が、本明細書で述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの装置またはシステムなど、別の装置またはシステムと遠隔で交信する、および／またはそれらによって遠隔で制御されることが可能である。

例示の実施形態では、メータモニタリングシステム１１０は、公益会社のデータセンター（図示せず）内など、公益会社に配置される少なくとも１つのコンピュータを含む。あるいは、メータモニタリングシステム１１０は、公益会社の外側に配置され、システム１１０は、公益会社でコンピュータまたは他の装置（図示せず）と結合され交信していることができる。例示の実施形態では、メータモニタリングシステム１１０は、エネルギー消費測定値をＡＭＩメータ１０８から受け取り、各ＡＭＩメータ１０８と関連する１つまたは複数のデータファイル（図示せず）に、エネルギー消費測定値を格納する。

また、例示の実施形態では、システム１００は、要求応答システム１１４を含み、それは、メータモニタリングシステム１１０にシステムバス１１６を介して結合される。例示の実施形態では、システムバス１１６は、公益会社内でイントラネットまたは他のネットワークを少なくとも部分的に形成し、それは、データが、複数のコンピュータ１１８間で確実に送受信されるのを可能にする。例示の実施形態では、コンピュータ１１８は、メータモニタリングシステム１１０、要求応答システム１１４、取引先情報システム１２０、および請求システム１２２を含む、あるいはそれら内に含まれる。あるいは、コンピュータ１１８は、システム１００が、本明細書で述べるように機能するのを可能にする他のいずれものシステムまたは複数のシステムを含むことができる、あるいは、それら内に含まれることがある。例示の実施形態では、コンピュータ１１８は、公益会社のデータセンター（図示せず）内に収納される。あるいは、コンピュータ１１８は、システム１１８が、互いに、および公益会社と交信するのを可能にする他のいずれものロケーション中に収納することができる。さらに、コンピュータ１１８は、別々の機能、入力、および／または出力を有するものとして、本明細書で述べているが、コンピュータ１１８は、他のいずれものコンピュータ１１８の機能を含むことができること、および／または他のいずれものコンピュータ１１８と組み合わせることができることを認識すべきである。

例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、要求応答イベントおよび／または要求応答リクエストに関する情報を生成し、受信し、および／または格納し、要求応答イベントおよび／または要求応答リクエストは、公益会社が識別する、および／または受信することができる。用語「要求応答イベント」は、本明細書で使用するとき、１つまたは複数の要求応答リクエストが、その間に生成される期間を言う。用語「要求応答リクエスト」は、本明細書で使用するとき、エネルギー消費者１０６によるエネルギー消費を減少させる、および／または停止させる際に使用するために、システムからエネルギー消費者１０６、ネットワーク装置１０４、および／またはＡＭＩメータ１０８に送信されるメッセージおよび／または符号を言う。そのように、要求応答システム１１４は、エネルギー需要が、エネルギー生産および／またはエネルギー伝達の能力を超えたとき、要求応答リクエストをエネルギー消費者１０６に送信する、またはそれへ送信させることによって、エネルギー消費者１０６にエネルギー源を切らせることができる。

例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、要求応答イベントを開始させることになるときを決定する。要求応答システム１１４は、そのイベントの影響を受けることになる消費者に、および／または消費者の代理人に、要求応答イベントの通知を送信する、またはそれへ送信させ、そして、そのような消費者は、エネルギー消費者１０２によるエネルギー消費を減少させる際に使用するために、要求応答リクエストが、取引先と関連する１つまたは複数のエネルギー消費者１０２に送信されるのを承認する請求プランまたはプログラム（以降、「要求応答プログラム」と言う）に登録されている消費者などである。例示の実施形態では、要求応答通知は、要求応答イベントの開始時間と、要求応答イベントの期間および／または終了時間と、要求応答イベント中に消費されたエネルギーの価格および／または価格調整と、を含む。要求応答システム１１４は、要求応答イベント通知を、取引先へ、および／または取引先の代理人へ送信させ、かつ、その通知中に含まれるデータを１つまたは複数のログファイルおよび／または他のファイル中に格納する。さらに、例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、要求応答価格設定のメッセージ符号を請求システム１２２に、および／または他のいずれものコンピュータ１１８に送信する。要求応答価格設定のメッセージ符号は、要求応答イベント中にエネルギー消費者１０６によって消費されたエネルギーの価格および／または価格調整を表す。

例示の実施形態では、また、要求応答システム１１４は、ＡＭＩメータ１０８に、エネルギー消費者１０６によるエネルギー消費を測定させるリクエストを、ＡＭＩメータ１０８に送信する。例示の実施形態では、そのようなリクエストは、メータモニタリングシステム１１０を通じて、およびＡＭＩシステム１１２を通じてＡＭＩメータ１０８に送信される。さらに、例示の実施形態では、少なくともいくつかのリクエストが、オンデマンドで（すなわち、予め定義されたスケジュールに基づかずに）送信され、かつＡＭＩメータ１０８が、要求応答イベントの開始時および要求応答イベントの終了時に、エネルギー消費者１０６のエネルギー消費を測定するように時期が選ばれる。代替実施形態では、要求応答システム１１４は、要求応答イベントの開始時および終了時に、および請求書作成周期の開始時および終了時に、および／または他のいずれもの時間、周期またはスケジュールで、リクエストを送信することができる。

例示の実施形態では、取引先情報システム１２０が、少なくとも１つの他のコンピュータ１１８にシステムバス１１６を介して、結合される。例示の実施形態では、取引先情報システム１２０は、公益事業の取引先に関する情報を格納するデータベース（図示せず）および／または他のいずれものデータ構造を含む。情報は、ただし、これらだけを含むとは限定されないが、取引先名、住居アドレス、電子メールアドレス、請求先アドレスおよび／または他のいずれもの取引先の連絡先情報、取引先が契約した請求プログラム、および／またはシステム１００が、ここに述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの情報を含む。例示の実施形態では、取引先情報システム１２０内に列挙された取引先の少なくとも一部分が、要求応答プログラムに契約している。あるいは、いずれかの数の取引先は、システム１００がここに述べるように機能するのを可能にする要求応答プログラム、および／または他のいずれもの請求プログラムに契約している。

例示の実施形態では、請求システム１２２は、要求応答プログラムについてなど、各取引先の請求プログラムについての値付け率および他の諸条件を格納する。あるいは、請求プログラムの値付け率および／または他の諸条件は、取引先情報システム中に格納することができ、値付け率および／または他の請求プログラムの諸条件を表すメッセージ符号は、請求システム１２２に送信することができる。さらに、例示の実施形態では、請求システム１２２は、少なくとも１つの価格設定のメッセージ符号または価格設定データを要求応答システム１１４から受け取る。より具体的には、例示の実施形態では、請求システム１２２は、要求応答イベントの間に各取引先によって消費された電力の価格を表す価格設定のメッセージ符号または価格設定データ（以降、「要求応答価格設定のメッセージ符号」と言う）を受け取る。あるいは、請求システム１２２は、要求応答イベントの間に各取引先によって消費された電力の価格を変更する価格調整を表す価格設定のメッセージ符号または価格設定データを受け取る。価格調整は、基本料金に対する価格上昇または基本料金に対する価格低下を含むことができる。例示の実施形態では、また、請求システム１２２は、エネルギー消費測定値をメータモニタリングシステム１１０から受け取る。この測定値は、請求書作成周期の間に、および／または１つまたは複数の要求応答イベントの間など、請求書作成周期内で定義される１つまたは複数の期間中に消費されたエネルギー量を含む。請求システム１２２は、受け取った測定値に基づき、各取引先に対する使用請求書を作成する。請求システム１２２は、各取引先に、および／または各取引先の代理人に請求書を送信する、またはそれへ送信させる。一実施形態では、請求システム１２２は、請求書を表すデータを通信システム（図示せず）に送信し、その通信システムは、そのデータを各取引先に、郵便で、電子メールで、公衆交換電話網（図示せず）で、ホームページで、および／またはシステム１００が、ここに述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの通信媒体で、送る。

さらに、例示の実施形態では、監視制御およびデータ収集（supervisory control and data acquisition: SCADA）システム１２４が、システムバス１１６に結合される。例示の実施形態では、ＳＣＡＤＡシステム１２４は、コンピュータ１１８とする、またはそれを含む。ＳＣＡＤＡシステム１２４は、複数のエネルギー分配ネットワークの構成要素（図示せず）の動作を制御し、それは、ただし、これらだけを含むとは限定されないが、少なくとも１つの支署、フィーダ、トランス（図１には、どれ１つも図示せず）、および／またはＳＣＡＤＡシステム１２４が、本明細書で述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの構成要素を含むことができる。ＳＣＡＤＡシステム１２４は、複数のセンサ１２６に結合され、それらは、エネルギー分配ネットワークの構成要素の動作特性および／またはエネルギー分配ネットワークの動作特性を測定する電流センサ、電圧センサ、および／または他にいずれものセンサなどである。さらに、ＳＣＡＤＡシステム１２４は、複数の制御装置１２８に結合され、それらは、サーキットブレーカ、電圧調整器、コンデンサバンク、および／またはＳＣＡＤＡシステム１２４が、エネルギー分配ネットワークおよび／またはエネルギー分配ネットワークの構成要素の動作特性を制御する、および／または調節するのを可能にする他のいずれもの装置などである。例示の実施形態では、ＳＣＡＤＡシステム１２４は、センサ１２６および制御装置１２８と交信して、エネルギー分配ネットワークの構成要素を、閉ループフィードバックを使用して制御することが可能である。

例示の実施形態では、ＳＣＡＤＡシステム１２４は、メモリ装置（図示せず）内に格納される、エネルギー分配ネットワークのソフトウェアベースのモデルまたは表現（以降、「ネットワークモデル」と言う）を含む。あるいは、ネットワークモデルは、限定せずに、要求応答システム１１４内に、および／または取引先情報システム１２０内になど、システム１００が、ここに述べるように機能するのを可能にする他のいずれものコンピュータ１１８内に格納される。例示の実施形態では、ネットワークモデルは、ＳＣＡＤＡシステム１２４が、エネルギー分配ネットワークの構成要素の接続形態および／または相互接続を識別し、そして、その構成要素を制御する、および／またはモニタする際に使用するのを可能にする。

例示の実施形態では、動作中、各取引先および／またはロケーション１０２についてのＡＭＩメータ１０８が、請求書作成周期の開始時および請求書作成周期の終了時に、各取引先についてのエネルギー消費測定値を送信する。エネルギー伝達および／またはエネルギー生産の能力の不足が生じた、または生じると予測された場合、要求応答システム１１４は、要求応答イベントを発行する準備をし、要求応答プログラムに契約している複数の取引先を識別する。取引先は、取引先情報システム１２０、および／または要求応答システム１１４を含め、システム１００が、本明細書で述べるように機能するのを可能にする他のいずれものコンピュータ１１８からのデータを使用して、識別することができる。要求応答システム１１４は、要求応答イベントに関する開始時間、期間および／または終了時間、および価格および／または価格調整を識別する。要求応答システム１１４は、要求応答イベントの通知を各代理人および／または取引先へ送信させる。各取引先と関連する各ＡＭＩメータ１０８は、要求応答イベントの開始時に（すなわち、一度開始時間になったときに）、および要求応答イベントの終了時に（すなわち、一度終了時間になったときに、または、その期間が経過したときに）、少なくとも１つのエネルギー消費測定値をメータモニタリングシステム１１０に送信することができる。例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、要求応答イベントの開始時に、およびその終了時に、１つまたは複数の測定リクエストをＡＭＩメータ１０８に送信し、そしてＡＭＩメータは、そのリクエストに応答して、それぞれのエネルギー消費測定値をメータモニタリングシステム１１０に送信する。あるいは、ＡＭＩメータ１０８は、要求応答イベントの通知および／または要求応答リクエストを受信し、そして、一度開始時間および／または終了時間になったとき、その通知またはリクエストによって、エネルギー消費測定値をメータモニタリングシステム１１０に自動的に送信するように、プログラムされる。

例示の実施形態では、メータモニタリングシステム１１０は、エネルギー消費測定値を受信し、エネルギー消費測定値を請求システム１２２に送信する。一実施形態では、要求応答システム１１４は、要求応答価格設定のメッセージ符号を請求システム１２２に送信し、それによって、請求システム１２２が、要求応答イベントの間に消費されたエネルギーに対する価格を決定するのを可能にする。さらに、例示の実施形態では、請求システム１２２は、請求システム１２２内に格納されたデータを参照して、請求書作成周期の間に消費されたエネルギーに対する、または要求応答イベント以外の期間中に消費されたエネルギーに対する価格（以降、「基本値付け料金」と言う）を決定する。請求システム１２２は、請求書作成周期の間に消費されたエネルギーに対する請求書を、請求システム１２２内に格納された請求書作成アルゴリズム（図１に図示せず）を使用して、作成する。例示の実施形態では、請求システム１２２は、請求書を取引先に送る、および／または請求書を、取引先へ、および／または取引先の代理人へ送らせる。

図２は、システム１００（図１に示す）とともに使用することができる例示のエネルギー分配ネットワーク２００の一部分を示す概略図である。より具体的には、図２は、エネルギー分配ネットワーク２００の一部分の論理的な表現であり、エネルギー分配ネットワーク２００内の複数の構成要素２０２および構成要素２０２間の相互接続を例示する。例示の実施形態では、構成要素２０２は、公益会社２０４、伝達ライン２０６、分配トランス２０８、支署２１０、支署バス２１２、制御装置１２８、フィーダ２１４、フィーダ部分２１６、柱上トランス２１８、ＡＭＩメータ１０８、および／またはエネルギー消費者１０６の１つまたは複数を含む。さらに、少なくとも１つのセンサ１２６（図１に示す）を、少なくとも１つの構成要素２０２に結合することができる、またはその中に位置付けることができる。

例示の実施形態では、公益会社２０４は、電気エネルギーなどのエネルギーを、少なくとも１つの発電機（図示せず）から生産する。さらに、例示の実施形態では、公益会社２０４は、高電圧エネルギーを少なくとも１つの分配トランス２０８に伝達して、その電圧を伝達に適切なレベルにまで低下させる。エネルギーは、少なくとも１つの伝達ライン２０６を通じて支署２１０に送られる。例示の実施形態では、複数の支署２１０、伝達ライン２０６、および／または分配トランス２０８が、エネルギー分配ネットワーク２００内に含まれ、公益会社２０４に結合される。

例示の実施形態では、支署２１０は、電圧、電流、位相、および／またはエネルギーの他のいずれもの特性を調節し、エネルギーを少なくとも１つの支署バス２１２を通じて送る。例示の実施形態では、支署２１０は、複数の支署バス２１２を含み、少なくとも１つの制御装置１２８が、各支署バス２１２に結合される。

例示の実施形態では、少なくとも１つのフィーダ２１４が、各支署バス２１２に結合されるように、複数のフィーダ２１４が、支署バス２１２に結合される。各フィーダ２１４は、エネルギーを、支署バス２１２および／またはフィーダ２１４から少なくとも１つの柱上トランス２１８に送る少なくとも１つのフィーダ部分２１６を含む。さらに、例示の実施形態では、少なくとも１つの制御装置１２８が、各フィーダ部分２１６に結合される。あるいは、１つまたは複数のフィーダ部分２１６は、制御装置１２８を含まなくてもよい。

例示の実施形態では、柱上トランス２１８は、エネルギーの電圧を低下させ、エネルギーを、トランス２１８と関連するロケーション１０２内の各エネルギー消費者１０６に送る。ＡＭＩメータ１０８は、エネルギー消費者１０６によって消費された電力をモニタし、そして、メータモニタリングシステム１１０に、および／または別のコンピュータ１１８になど（図１に両方を示す）、公益会社２０４にエネルギー消費測定値を送信する。

図３は、システム１００（図１に示す）とともに、および／またはエネルギー分配ネットワーク２００（図２に示す）とともに使用することができる例示のネットワークモデル３００を示すブロック図である。例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、ＳＣＡＤＡシステム１２４内など、コンピュータ１１８のメモリ装置内で実現され（図１に両方を示す）、そしてＳＣＡＤＡシステム１２４および／または別のコンピュータ１１８のプロセッサによって実行される。

例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、エネルギー分配ネットワーク２００内の各構成要素（図２に両方を示す）に関する情報のデータベース３０２を含む。あるいは、ネットワークモデル３００は、データベース３０２に加えて、またはそれ以外に、モデル３００が、ここに述べるように機能するのを可能にする他のいずれものデータ構造を含むことができる。例示の実施形態では、データベース３０２は、複数のレコード３０４を含み、少なくとも１つのレコード３０４が、各構成要素２０２と関連付けられる。

例示の実施形態では、各レコード３０４は、メモリ装置内に格納される１つまたは複数のデータファイルを含む。さらに、例示の実施形態では、各構成要素２０２についてのレコード３０４は、構成要素２０２の物理的なロケーション（たとえば、構成要素２０２の物理的な、または地理的なアドレス）と、構成要素２０２の論理的なロケーション（たとえば、本構成要素２０２が、エネルギー分配ネットワーク２００内で結合される他の構成要素２０２など、エネルギー分配ネットワーク２００内の他の構成要素２０２との関係）と、構成要素２０２のオーナまたは複数のオーナ、および／または保守に、および／または構成要素２０２に供給されるエネルギーの支払いに関与する関係者または複数の関係者を識別する情報と、構成要素２０２の伝達容量および／または消費履歴と、構成要素２０２に対する識別番号または情報（たとえば、構成要素２０２の通し番号またはネットワークアドレス）と、および／またはネットワークモデル３００が、ここに述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの情報と、を含む。

さらに、例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、公益会社２０４の取引先に関する情報３０６（図３に示す）（以降、「取引先情報」と言う）を、取引先情報システム１２０（図１に示す）から、要求応答システム１１４から、および／または他のいずれものコンピュータ１１８から受け取る。取引先情報３０６は、ただし、これらだけを含むとは限定されないが、取引先名と、取引先アドレスおよび／または取引先が所有する、および／または関与するロケーション１０２のアドレスと、取引先が契約した請求プランまたはプログラムと、取引先と関連する、および／または取引先が所有する、および／または関与するエネルギー消費者１０６のリストと、取引先と関連する各エネルギー消費者１０６のエネルギー消費履歴と、および／または取引先のエネルギー消費者１０６および／またはロケーション１０２と関連するＡＭＩメータ１０８のリストと、を含むことができる。さらに、例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、取引先情報３０６がレコード３０４とリンクするように、取引先情報３０６をレコード３０４に関連付ける。

例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、システム１００の動作中に、および／またはエネルギー分配ネットワーク２００の動作中にレコード３０４を更新する。たとえば、構成要素２０２の伝達容量および／または消費履歴が、エネルギー分配ネットワーク２００および／またはシステム１００によって分配されたエネルギーに基づき、更新される。さらに、ネットワークモデル３００は、システム１００および／またはエネルギー分配ネットワーク２００の動作中、更新された取引先情報３０６を、取引先情報システム１２０から、要求応答システム１１４から、および／または別のコンピュータ１１８から受け取る。

例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、１つまたは複数の表示器３０８内に在って表示装置（図示せず）上で見ることができる取引先情報３０６およびレコード３０４からのデータを整理する。より具体的には、例示の実施形態では、ネットワークモデル３００は、取引先情報３０６およびレコード３０４からのデータを図式表示器３１０および地理的表示器３１２で提示する。図式表示器３１０は、取引先情報３０６および／またはレコード３０４からのデータを含むエネルギー分配ネットワーク２００の論理的表現である。より具体的には、図式表示器３１０は、構成要素２０２の配列および／または構成要素２０２間の接続など、エネルギー分配ネットワーク２００の接続形態のレイアウトを示す。一実施形態では、また、各エネルギー消費者１０６のアドレス、および各エネルギー消費者１０６と関連する各取引先についての請求プランまたはプログラムが、図式表示器３１０内に表示される。追加の実施形態として、または代替実施形態として、図式表示器３１０上に、他のいずれもの情報またはデータを表示することができる。例示の実施形態では、地理的表示器３１２は、取引先情報３０６および／またはレコード３０４からのデータを含むエネルギー分配ネットワーク２００の物理的表現である。より具体的には、地理的表示器３１２は、構成要素２０２の地理的ロケーションなど、エネルギー分配ネットワーク２００の地理的な、および／または物理的なロケーションを示す。一実施形態では、地理的表示器３１２は、エネルギー分配ネットワーク２００および構成要素２０２のマップ表示である。

図４に、システム１００（図１に示す）および／またはエネルギー分配ネットワーク２００（図２に示す）とともに使用することができるエネルギー分配ネットワークを管理するための例示の方法４００のフローチャートである。例示の実施形態では、要求応答システム１１４（図１に示す）は、レコード３０４、取引先情報３０６（図３に示す）、および／または他のデータなどのデータをネットワークモデル３００から受け取る。例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、取引先情報３０６および／またはレコード３０４からのデータを使用して、１つまたは複数の要求応答イベントと関連する、１つまたは複数のエネルギー伝達および／またはエネルギー生産の制約を緩和する。より具体的には、例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、ネットワークモデル３００および／またはＳＣＡＤＡシステム１２４（図１に示す）からデータを受け取り、４０２で、エネルギー分配ネットワーク２００内のエネルギー分配の制約、すなわち制約を受ける、エネルギー分配ネットワーク２００の構成要素２０２を識別する。制約を受ける構成要素２０２は、センサ１２６（図１に示す）、および／または構成要素２０２および／またはエネルギー分配ネットワーク２００を測定する、および／またはモニタする他のいずれもの装置を使用して、４０２で識別することができる。用語「制約を受ける（constrained）」または「制約（constraint）」は、本明細書で使用されるとき、１つまたは複数のエネルギー消費者１０６によって要求されるエネルギー量など、エネルギーの要求量を満たすのに十分なエネルギーを分配することができない構成要素２０２を言う。

４０４で、要求応答システム１１４および／または他のいずれものシステムは、要求応答プログラムに契約した、公益会社２０４（図２に示す）の取引先を識別する。例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、ネットワークモデル３００から、および／またはシステム１００および／またはエネルギー分配ネットワーク２００内の他のいずれもの構成要素からデータを受け取り、４０６で、制約を受ける構成要素２０２から下流の分配経路中に在る１つまたは複数のエネルギー消費者１０６を識別する。用語「分配経路」は、本明細書で使用されるとき、公益会社２０４からエネルギー消費者１０６まで連鎖状に互いに結合され、したがってエネルギーが、構成要素２０２を通じて公益会社２０４からエネルギー消費者１０６に導かれる、複数の構成要素２０２を言う。用語「下流」は、本明細書で使用されるとき、公益会社２０４からエネルギー消費者１０６に向かうエネルギー伝達の方向を言う。そのように、４０６で、構成要素２０２に電気的に結合されるエネルギー消費者１０６、および／または構成要素２０２からエネルギーを受け取るエネルギー消費者１０６は、要求応答システム１１４によって識別される。

さらに、例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、ネットワークモデル３００からのデータ（たとえば、取引先情報３０６および／またはレコード３０４からのデータ）を使用して、４０８で、制約を受ける構成要素２０２の分配経路中に位置付けられ、さらに要求応答プログラムに契約した取引先と関連する、エネルギー消費者１０６のサブセットを識別する。例示の実施形態では、４１０で、要求応答システム１１４および／または別のコンピュータ１１８（図１に示す）は、エネルギー消費者１０６のサブセットの各エネルギー消費者１０６が、要求応答リクエストに基づき、実施可能にされるエネルギー消費の減少量を見積もる。一実施形態では、４１０で見積もられたエネルギー消費の減少量は、エネルギー消費測定値の履歴および／または事前の要求応答リクエストに対する応答に基づく。あるいは、４１０で見積もられたエネルギー消費の減少量は、方法４００が、本明細書で述べるように機能するのを可能にする他のいずれものデータおよび／または計算に基づくことができる。

例示の実施形態では、要求応答システム１１４は、ネットワークモデル３００からのデータおよび／または要求応答システム１１４および／または他のいずれものシステム中に格納されたデータを使用して、４１２で、エネルギー消費者１０６のサブセットの各４０８で識別されたエネルギー消費者１０６と関連する、ネットワーク装置１０４などの装置を識別する。４１２で識別された装置は、要求応答リクエストを受け取り可能にされ、そして関連するエネルギー消費者１０６に対する要求応答リクエストを実施するのを、および／または要求応答リクエストを関連するエネルギー消費者１０６に送信するのを可能にされる。さらに、例示の実施形態では、４１４で、要求応答システム１１４は、少なくとも１つの要求応答リクエストを、エネルギー消費者１０６のサブセットの各４０８で識別されたエネルギー消費者１０６と関連する装置に送信する、またはそれへ送信させる。例示の実施形態では、各要求応答リクエストは、エネルギー消費者１０６が、実施するように指示されたエネルギー消費の減少量を識別する。一実施形態では、各要求応答リクエストは、各エネルギー消費者１０６に対してユニークであり、各リクエストは、エネルギー消費者１０６が、実施するように指示された、所望のエネルギー消費の減少を含む。所望のエネルギー消費の減少は、４１０で見積もられたエネルギー消費の減少とすることができる、または方法４００が、本明細書で述べるように機能するのを可能にする他のいずれもの量とすることができる。例示の実施形態では、４１４で送信された要求応答リクエストによって、各エネルギー消費者１０６に、リクエスト内で識別された量だけ、エネルギー消費を減少させる。そのように、方法４００は、制約を受ける構成要素２０２内の分配経路内のエネルギー消費者１０６によって消費されるエネルギーの減少を容易にし、したがって１つまたは複数のエネルギー分配ネットワークの制約の軽減を容易にする。

ここに述べた例示の実施形態によって、エネルギー分配ネットワークを管理するためのロバストで効率的なシステムが、もたらされる。ネットワークモデルが、エネルギー分配ネットワークの構成要素の接続形態のレイアウトおよび地理的なレイアウトを含む。本システムは、ネットワークモデルを使用して、要求されるエネルギー量をエネルギー消費者に分配できない、エネルギー分配ネットワークの制約を受ける構成要素を識別する。本システムは、要求応答プログラムに契約した取引先を識別し、かつ制約を受ける構成要素の分配経路内に在るエネルギー消費者を識別する。さらに、本システムは、分配経路中のエネルギー消費者と関連する取引先を識別し、かつ、また要求応答プログラムに契約したと識別された取引先を選択する。本システムは、選択された取引先と関連する装置に、要求応答リクエストを送信し、それによって、制約を受ける構成要素の分配経路内でエネルギー消費を減少させる。したがって、ここに述べるシステムは、要求応答リクエストが、制約を受けるエネルギー分配ネットワークの構成要素によって影響を受ける、および／または、その構成要素から要求されるエネルギー量を決定するエネルギー消費者に向けられるのを可能にする。そのようなので、制約を受ける構成要素によって影響を受けないエネルギー消費者は、継続して正常に動作することができる（すなわち、そのようなエネルギー消費者は、要求応答リクエストを受け取ることがない）。

ここに述べたシステムおよび方法の技術的な作用は、（ａ）エネルギー分配ネットワークの制約と関連する複数のエネルギー消費者を識別するステップと、（ｂ）要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別するステップと、（ｃ）複数の取引先と関連する、複数のエネルギー消費者のエネルギー消費者のサブセットを識別するステップと、（ｄ）エネルギー消費者のサブセットの各エネルギー消費者と関連する装置を識別するステップと、（ｅ）少なくとも１つの識別された装置に要求応答リクエストを送信するステップと、の少なくとも１つを含む。

エネルギー分配ネットワークを管理する際に使用するためのシステムおよび方法の例示の実施形態を上記に詳細に述べた。システムおよび方法は、ここに述べた具体的な実施形態に限定されず、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、ここに述べた他の構成要素および／またはステップから独立して別々に利用することができる。たとえば、本明細書で述べた方法は、また、他のエネルギーのシステムおよび方法と組み合わせて使用することができ、本明細書で述べたようなシステムだけを用いる実施に限定されない。むしろ、例示の実施形態は、他の多くの公益事業および／またはエネルギー用途と関係して実施し、かつ利用することができる。

本発明の様々な実施形態の具体的な特徴が、いくつかの図面では示され、他の図面では示されていないことがあるが、これは、便宜のためだけである。本発明の原理によれば、図面のいずれもの特徴は、他のいずれもの図面のいずれもの特徴と組み合わせて、参照する、および／または請求することができる。

この書面による説明は、最良の形態を含んで本発明を開示するために、また、当業者が、いずれもの装置またはシステムを製造し、使用し、およびいずれもの組み込まれた方法を実施することを含み、本発明を実施するのを可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許性のある範囲は、請求項によって定義され、当業者に思い浮かぶ他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが、請求項の文字通りの用語と違わない構造的な要素を有する場合、または、それらが、請求項の文字通りの用語と実質的な差がない、同等で構造的な要素を含む場合、請求項の範囲内であると意図される。

１００ システム
１０２ ロケーション
１０４ ネットワーク装置
１０６ エネルギー消費者
１０８ メータ
１１０ メータモニタリングシステム
１１２ ＡＭＩシステム
１１４ 要求応答システム
１１６ システムバス
１１８ コンピュータ
１２０ 取引先情報システム
１２２ 請求システム
１２４ ＳＣＡＤＡシステム
１２６ センサ
１２８ 制御装置
２００ エネルギー分配ネットワーク
２０２ 構成要素
２０４ 公益会社
２０６ 伝達ライン
２０８ 分配トランス
２１０ 支署
２１２ 支署バス
２１４ フィーダ
２１６ フィーダ部分
２１８ 柱上トランス
３００ ネットワークモデル
３０２ データベース
３０４ レコード
３０６ 取引先情報
３０８ 表示器
３１０ 図式表示器
３１２ 地理的表示器

Claims (10)

1. システム（１００）であって、
   エネルギー分配ネットワークモデル（３００）を含む第１のコンピュータ（１１８）であって、前記第１のコンピュータ（１１８）は、エネルギー分配ネットワーク（２００）内で、エネルギー分配の制約と関連する複数のエネルギー消費者（１０６）を識別する、第１のコンピュータ（１１８）と、
   前記第１のコンピュータ（１１８）に結合される第２のコンピュータ（１１８）であって、
   前記第１のコンピュータ（１１８）からデータを受け取り、
   要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別し、
   前記複数の取引先と関連する、前記複数のエネルギー消費者（１０６）のサブセットを識別し、
   前記エネルギー消費者（１０６）のサブセットの各エネルギー消費者（１０６）と関連する装置（１０４）を識別し、かつ、
   要求応答リクエストを、少なくとも１つの識別された装置（１０４）へ送信させるように構成される、第２のコンピュータ（１１８）と、を含む、システム（１００）。
2. 前記モデル（３００）は、前記複数の取引先の取引先情報を前記エネルギー分配ネットワーク（２００）の接続形態情報と関連付ける、請求項１記載のシステム（１００）。
3. 前記第１のコンピュータ（１１８）は、前記複数のエネルギー消費者（１０６）のエネルギー消費者（１０６）に要求されるエネルギー量を分配することができない、前記エネルギー分配ネットワーク（２００）の構成要素（２０２）を識別する、請求項１記載のシステム（１００）。
4. 前記第２のコンピュータ（１１８）は、前記モデル（３００）からデータを受け取り、前記識別された構成要素（２０２）の分配経路内に位置付けられた複数のエネルギー消費者（１０６）を識別する、請求項３記載のシステム（１００）。
5. 前記第２のコンピュータ（１１８）は、前記エネルギー消費者（１０６）のサブセットのエネルギー消費者（１０６）が、実施可能にされるエネルギー消費の減少量を見積もる、請求項１記載のシステム（１００）。
6. 前記第２のコンピュータ（１１８）は、前記エネルギー消費者（１０６）のサブセットの前記エネルギー消費者（１０６）と関連する装置（１０４）を識別し、
   前記装置（１０４）は、要求応答リクエストを受け取り可能にされる、請求項５記載のシステム（１００）。
7. 前記第２のコンピュータ（１１８）は、前記装置（１０４）に要求応答リクエストを送信し、
   前記要求応答リクエストは、前記見積もられたエネルギー消費の減少量だけ、エネルギー消費を減少するという要求を含む、請求項６記載のシステム（１００）。
8. 複数のエネルギー消費者（１０６）にエネルギーを分配するエネルギー分配ネットワーク（２００）を管理するための方法（４００）であって、
   エネルギー分配ネットワーク（２００）の制約と関連する複数のエネルギー消費者（１０６）を識別するステップと、
   要求応答プログラムに契約した複数の取引先を識別するステップと、
   前記複数の取引先と関連する、前記複数のエネルギー消費者（１０６）のサブセットを識別するステップと、
   前記エネルギー消費者（１０６）のサブセットの各エネルギー消費者（１０６）と関連する装置（１０４）を識別するステップと、
   要求応答リクエストを、少なくとも１つの識別された装置（１０４）に送信するステップと、を含む、方法（４００）。
9. 前記複数の取引先の取引先情報を前記エネルギー分配ネットワーク（２００）の接続形態情報と関連付けるステップをさらに含む、請求項８記載の方法（４００）。
10. 前記複数のエネルギー消費者（１０６）のエネルギー消費者（１０６）に要求されるエネルギー量を分配することができない、前記エネルギー分配ネットワーク（２００）の構成要素（２０２）を識別するステップをさらに含む、請求項８記載の方法（４００）。

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