JP2014509177A - 能動負荷管理の使用を通じて配分可能な運転用予備力エネルギーキャパシティを推定及び供給するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

電力設備は能動負荷管理システム（ＡＬＭＳ）を備え、当該電力設備または他の要求しているエンティティ（例えば、独立したシステムオペレータ）へ配分可能かつ利用可能な運転用予備力を予測する。１の実施形態において、ＡＬＭＳは、電気またはハイブリッド自動車等の蓄電装置に蓄積され、電力設備のサービスエリアにわたって配分される電力量を判別する。ＡＬＭＳは、蓄電データを記憶手段に記憶する。運転用予備力の要求を受信することに応じて、ＡＬＭＳは、蓄電データ単一または制御イベントによる予想エネルギー節約との組み合わせが、運転用予備力の要求に十分に合致するかを判別する。そうである場合、ＡＬＭＳは、蓄電装置から系統へ電力を配分して運転用予備力のニーズを満たす。運転用予備力のニーズは、移動式の蓄電装置にも通信され、それらの装置が、市場状況要求として運転用予備力を提供する。
【選択図】図１５

Description

本発明は、電力供給及び発電システムの分野に係り、より詳細には、能動負荷管理を用いて電力設備に配分可能な運転用予備力エネルギーキャパシティを推定及び／または供給し、予備キャパシティを電力設備または一般の電力市場（例えば、全国高圧送電線網）に利用可能とするシステム及び方法に関する。

電気施設のサービスエリアにおける電力需要はコンスタントに変化する。かかる電力需要の変化は、時宜にかなっていないと、望ましくない変動を電力線の周波数に引き起こす。かかる変化する需要に応えるためには、電力設備がその供給力またはキャパシティを調整しなければならない（例えば、需要が増加した場合にキャパシティを大きくしたり、需要が減少した場合には供給力を減少させる）。しかしながら、電力は経済的に蓄積することができないものであるので、電力設備は定期的に電気線上に新たなキャパシティを加えるか、あるいは、既存のキャパシティをオフラインにするかのいずれかを行う必要があり、これによって需要に応えて周波数を維持する。新たなキャパシティを電気線上に加えることは、典型的には「運転用予備力（operating reserve）」と呼ばれる電力設備の予備電力を利用することを含む。図１に、電力設備の典型的なエネルギーキャパシティを示すテーブルを図示する。図示するように、運転用予備力は、典型的には、３種類の電力を含む。すなわち、いわゆる「調整予備力（regulating reserve）」、「瞬動予備力（spinning reserve）」、及び「非瞬動予備力（non-spinning reserve）」又は「補助的予備力（supplemental reserve）」である。運転用予備力の様々な種類を後述して詳細に説明する。

需要における通常の変動は、典型的には電力線の周波数に影響を与えないが、特定のアクティビティ、例えば、既存の発電機の出力の増減、または、新たな発電キャパシティの追加によって影響を受け、あるいは、それに適応する。当該適応は、一般的に、「経済給電（economic-dispatch）」と呼ばれる。「偶発性予備力（contingency
reserve）」と呼ばれる電力の一種は、追加の発電キャパシティであり、経済給電が変化する（増加する）需要に一致するようにするために利用可能である。偶発性予備力は、２種類の運転用予備力を含む。すなわち、瞬動予備力と、非瞬動予備力である。従って、運転用予備力は、一般的には、調整予備力と、偶発性予備力とを含む。

図１に示すように、瞬動予備力は、すでにオンライン（例えば、電力システムに接続されていること）の追加の発電キャパシティであり、従って、即座に利用可能、あるいは、決定されたニーズの後の短い期間内（例えば、ノース・アメリカン・エレクトリック・リライアビリティ・コーポレーション（ＮＥＲＣ）の定義によれば、１０から１５分以内）に利用可能となる。より詳細には、偶発性予備力を「瞬動予備力」に分類するためには、予備電力キャパシティが下記の基準に合致しなければならない。
ａ）送電系統に接続されること。
ｂ）測定可能あるいは検証可能であること。
ｃ）電力設備から配分されてから典型的には１０から１５分以内に負荷に完全に対応可能であること。ここで、瞬動予備力を配分するまでの時間的要求は、一般的には、送電系統のオペレータまたは他の調整電力設備、例えばＮＥＲＣの影響を受ける。

非瞬動予備力（補助的予備とも呼ばれる）は、オンラインではない追加の発電キャパシティであるが、瞬動予備力と同じ期間で応答することが求められるものである。典型的には、追加の電力を経済給電として利用する必要がある場合、電力設備は、その非瞬動予備力を使用する前に、その瞬動予備力を使用する。これは、（ａ）瞬動予備力キャパシティを発電する方法が、典型的には、非瞬動予備力を発電するための従来のワンウェイの需要応答方法等と比較して低コストであること、あるいは、（ｂ）非瞬動予備力を発電することによる消費者への影響が、環境的配慮等の他の考慮すべき事項のために瞬動予備力を発電するために利用される選択肢よりも望ましくないため、である。例えば、瞬動予備力は、すでに電力設備の送電系統に接続されているタービンのローターのトルクを増加すること、あるいは、送電系統に接続されている燃料セルを利用することによって発電することができる。一方、非瞬動予備力は、単に、消費者側に接続された暖房／冷却システム等の抵抗的及び誘導的負荷をターンオフするだけで発電することができる。しかしながら、瞬動予備力あるいは非瞬動予備力の利用は、電力設備の追加コストにつながる。これは、燃料コスト、従来の需要応答による消費者側へのインセンティブ、メンテナンス、などが原因である。

需要が急激にかつ定量的に変化し、電力設備の電気系統において線周波数に実質的な変動が生じた場合、電力設備はそれに対応して線周波数を修正しなければならない。そのようにするため、電力設備は、典型的には、自動発電コントロール（Automatic Generation Control，ＡＧＣ）処理またはサブシステムを備えており、電力設備の調整予備力を制御する。需要に実質的な変化が生じたか否かを判断するため、各電力設備はそのエリア・コントロール・エラー（ＡＣＥ）をモニタしている。電力設備のＡＣＥは、電力設備の接続線における予想的な実際の電力フローの差異に、電力設備の周波数バイアス設定によって定まる定数を掛けた、供給電力の実際の及び予想的な周波数の差異を加えたものと等しい。従って、ＡＣＥは、一般に下記のとおりに表すことができる。
ＡＣＥ＝（ＮＩ_Ａ−ＮＩ_Ｓ）＋（−１０Ｂ_ｌ）（Ｆ_Ａ−Ｆ_Ｓ） （数１）
ここで、ＮＩ_Ａはすべての接続線の実際の電力フローの合計であり、ＮＩ_Ｓは全ての接続線の予想的なフローの合計であり、Ｂ_ｌは電力設備の周波数バイアス設定であり、Ｆ_Ａは実際の線周波数であり、Ｆ_Ｓは予想された線周波数（典型的には、６０Ｈｚ）である。

上記のＡＣＥについての式を参考にすると、接続線上のキャパシティに対する負荷量は、量（ＮＩ_Ａ−ＮＩ_Ｓ）を正または負にする。需要が供給またはキャパシティよりも大きい場合（すなわち、電力設備の発電または供給量が負の場合）、量（ＮＩ_Ａ−ＮＩ_Ｓ）は負となり、これは典型的にはＡＣＥを負にする。一方、需要が供給よりも小さい場合、量（ＮＩ_Ａ−ＮＩ_Ｓ）は正となり（すなわち、電力設備の発電または供給が過剰の場合である）、これは典型的にはＡＣＥを正とする。需要（例えば、負荷）またはキャパシティの量は、直接的に量（ＮＩ_Ａ−ＮＩ_Ｓ）に影響を与える。従って、ＡＣＥは負荷に対する発電キャパシティの目安である。典型的には、電力設備はＡＧＣ処理を行ってそのＡＣＥをゼロにできるだけ近づくように維持しようと試みる。

ＡＣＥがゼロ付近に維持されない場合は、線周波数が変化し、電力設備の系統に接続された電力消費装置に問題を引き起こす。理想的には、電力設備に接続された線へ供給される電力の総量は、負荷（電力消費装置）によって消費される電力及び任意の時間における送電線ロスの総量と等しくなければならない。しかしながら、実際の電力システムの運転においては、電力設備の発電による機械的な全電力は、負荷に消費される電力及び送電線ロスの総量と等しくない場合が多い。供給される電力と消費される電力とが等しくない場合、システムは、（例えば、発電機へ多量の電力がある場合）発電機がより速く回転するように加速して線周波数を上げるか、（例えば、発電機へ十分な電力がない場合）減速を行って線周波数を下げる。従って、線周波数の変動は、過剰な供給、及び過剰な需要によって生じる。

ＡＧＣを利用して線周波数の変動に対応するには、典型的には、電力設備は「調整予備力」を利用する。これは、図１に示す運転用予備力の一種である。調整予備力は、必要に応じて、線周波数を一定にするために利用される。従って、調整予備力は、必要な場合には略即座に（例えば、約５分未満の数秒）利用可能でなくてはならない。ガバナは典型的には、電力設備の発電システム内に組み込まれており、個別の発電機の出力を増減して負荷における分毎の変化に対応し、これによって電力設備の調整予備力を利用可能にしたり切り離したりする。

連邦エネルギー規制委員会（ＦＥＲＣ）及びＮＥＲＣは、需要者側マネージメント（ＤＳＭ）を、需要の変化に対応する追加の手法として提案している。ＤＳＭは電力設備がピーク期間における需要を減らす動作を行うようにする方法である。ＤＳＭの例としては、節電を促進すること、ピーク期間における電力価格を変更すること、直接的な負荷制御等を含む。

米国公開特許公報第２００９／００６２９７０号 米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号 米国公開特許公報第２０１０／０２３５００８号 米国公開特許公報第２０１１／００２２２３９号 米国特許第７７１５９５１号公報 米国公開特許公報第２０１０／０１６１１４８号

ＤＳＭを用いて需要の増加に対応する現在のアプローチは、ＤＳＭによって除かれた予測負荷の平均量を概算する統計とともに、負荷を遮断する一方向のスイッチを利用することを含む。統計的なアプローチは、電力設備がＤＳＭの負荷制御の結果として系統から除かれる実際の負荷を測定することができないために採用されている。加えて、現在のＤＳＭアプローチは、１００あるいはそれ以上のサービスポイント（家庭用途及び／またはビジネス用途）毎の単一の電力計測メータを用いることに限定されている。従って、現在のＤＳＭアプローチは、予測を行って実際に除かれた負荷を測定する際に実際のデータよりもむしろ統計的な傾向及びサンプルによって影響を受けるので、適切ではない。

さらに近年では、ＦＥＲＣ及びＮＥＲＣは、ＤＳＭの構成要素として、フレキシブル負荷形状化プログラムのコンセプトを提案している。当該プログラムは、消費者に、タイミング及びＤＳＭの負荷制御の信頼性を考慮して、その嗜好を電力設備側に知らせることができるようにする。しかしながら、負荷形状化プログラムを用いたＤＳＭアプローチは、調整予備力または瞬動予備力を実現するための基準の全てに適応するわけではない。当該基準としては、例えば、１５分以内に配分可能とする、ということが挙げられる。加えて、発電源を配分可能な電力とみなすためには、電力設備に供給される前に２４時間の予測が必要となる。現在のＤＳＭアプローチは、統計に非常に強く依拠しているために事前の２４時間の正確な予測を容易とすることはできない。

従って、電力設備には、正確な予測とともにフレキシブルな負荷形状化技術を用いて運転用予備力、特に、調整及び／または瞬動予備力を生成することが求められている。さらに、消費者がその電力消費の嗜好を電力設備側に分かるようにして電力設備においてその嗜好を利用して増加した需要に対応して線周波数の調整を維持できるようにするといった２方向のアプローチへ消費者を参加させることが求められている。

本発明の１の観点によれば、１以上のサービスポイントのために稼動している電力設備の運転用予備力を推定するための方法であって、前記１以上のサービスポイントに配置されている少なくとも第１の装置のセットによって少なくとも１の期間において消費される電力量を判定することにより、電力消費データを生成し、前記電力消費データを記憶手段に記憶し、少なくとも前記第１の装置のセットへ供給される電力が低減される間である制御イベントの発生を判定し、前記制御イベントの発生の前において、当該制御イベントが生じないという仮定の下で少なくとも前記記憶された電力消費データに基づいて、当該制御イベントが発生すると予測される第１の期間において予測される前記第１の装置のセットの電力消費傾向を推定し、前記制御イベントの発生の前において、少なくとも前記第１の装置のセットの前記予測された電力消費傾向に基づいて、当該制御イベントの結果として得られる予想節約エネルギーを判定し、前記制御イベントの発生の前において、前記１以上のサービスポイントに位置する第２の装置のセットに蓄積された電力量を判定することにより、蓄電データを生成し、前記制御イベントの発生の前に、前記予想節約エネルギー及び蓄電データに基づいて、利用可能な運転用予備力の量を判定する、
ことを特徴とする方法が提供される。

本発明の１の観点によれば、正確な予測とともにフレキシブルな負荷形状化技術を用いて運転用予備力、特に、調整及び／または瞬動予備力を生成することが可能となる。

基本的な負荷の電力要求と電力設備に利用可能な運転用予備力を示すテーブルである。 本発明に従って、能動負荷管理システムが追加の運転用（例えば、調整、運転、及び／または非運転）予備力を電力設備に供給する様子を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る、ＩＰに依拠した能動負荷管理システムの一例を示すブロック図である。 図３に示す電力負荷管理システムにおける能動負荷監督装置の一例を示すブロック図である。 図４の能動負荷監督装置または電力設備の他の部位におけるサンプリング記憶手段の生成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る、消費者が環境依存型の電力消費装置についてデバイスパフォーマンス及び節電傾向を指定するためのウェブブラウザインターフェイスの一例を示す画面図である。 本発明の別の実施形態に係る、消費者が環境依存型の電力消費装置についてデバイスパフォーマンス及び節電傾向を指定するためのウェブブラウザインターフェイスの一例を示す画面図である。 本発明の例示的な実施形態に係る、電力消費装置の電力消費を経験的に分析し、当該電力消費の分析の結果であるデータサンプルを記憶手段に保存する方法を示す動作フローチャートである。 本発明の例示的な実施形態に係る、電力消費装置の電力消費を予想する方法を示す動作フローチャートである。 本発明の例示的な実施形態に係る、電力消費装置の電力消費傾向を推定する方法を示す動作フローチャートである。 本発明の例示的な実施形態に係る、制御イベントの間に電力消費装置への電力遮断を通じて節電を予想する方法を示す動作フローチャートである。 本発明の例示的な実施形態に係る、予想された期間に電力設備の負荷プロファイルを示すグラフであって、実際の電力消費とともに、制御あり、なしの場合に決定された予想電力消費を示すグラフである。 本発明の例示的な実施形態に係る、仮想電力設備を実現するためのシステムを示すブロック図である。 図３に示す能動負荷管理システムに用いる能動負荷クライアント及び家庭用またはスマートブレーカー負荷センタの一例を示すブロック図である。 本発明の代替的な例示の実施形態に係る方法であって、能動負荷クライアント等の制御装置に、データをＡＬＤ１００等の中央コントローラに提供させるとともに電力を電力設備の電力系統に供給させて中央コントローラに利用可能な運転用予備力を予想及び供給させるための方法を示す動作フローチャートである。 本発明の別の例示的な実施形態に係る、電力設備への運転用予備力を予測して供給する方法を示す動作フローチャートである。

本発明の例示的な実施形態を詳細に説明するにあたり、当該実施形態は、主に、装置の構成要素と、個別のサービスポイント（例えば、個別の契約者拠点）及び電力設備のサービスエリア全体での電力負荷を能動的にモニタリングして管理するとともに、当該電力負荷のモニタリング及び管理による節電予想によってもたらされる、利用可能なまたは配分可能な運転用予備力を決定するプロセスステップとの組み合わせに係ることが理解されるべきである。そこで、装置及び方法の構成要素が、適宜図中の参照番号によって示されるが、当該図面は本発明の実施形態の理解を容易にするために特定の詳細のみを示して本開示の詳細を明瞭にしているが、当該詳細は以下の説明に基づいて当業者にとって容易に理解されうるであろう。

本明細書において、例えば、「第一」及び「第二」、「上部」及び「下部」等の関連語は、一の実体あるいは要素を他の実体あるいは要素から区別するためのみに使用され、当該実体あるいは要素間で特定の物理的なあるいは論理的な関連性や順序を必要とするものではない。「備える」、「含む」、その他の類似の語は、非排他的な包含をカバーする目的で用いられ、要素のリストを含むプロセス、方法、物、または装置は、それらの要素を含むだけでなく、特記していない、あるいは、当該プロセス、方法、物、または装置に付き物な他の要素を含む場合もある。任意の目的物または動作手段とともに使用される「複数の」の語は、２以上の当該目的物または動作を指す。物の名称に付随する「ａ」、「ａｎ」の冠詞は、特定の限定的説明がない限り、上記要素を含むプロセス、方法、物、または装置において追加の同一要素を含まないものとする。

また、「ジグビー（ZigBee）」の語は、規格８０２．１５．４または他の後継の規格に準拠してＩＥＥＥ（Institute of Electronics & Electrical Engineers）に採用された任意の無線通信プロトコルを示し、「ブルートゥース」の語は、ＩＥＥＥ規格８０２．１５．１または他の後継規格に採用された近距離通信プロトコルを示す。「High Speed Packet Data Access（ＨＳＰＡ）」の語は、サード・ジェネレーション・パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）、Global System for Mobile Communications（ＧＳＭ）規格の発展を参照して第３世代のユニバーサル・モバイルテレコミュニケーションズ・システム（ＵＭＴＳ）プロトコル（例えば、３ＧＰＰリリース７またはそれ以降のもの）を超えてテレコミュニケーションズ・インダストリー・アソシエーション（ＴＩＡ）、インターナショナル・テレコミュニケーション・ユニオン（ＩＴＵ）、その他のモバイルテレコミュニケーション規格団体に採用された任意の通信プロトコルを示す。「ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）」の語は、ＧＳＭベースのネットワークの音声、映像及びデータ規格であってＨＳＰＡ（例えば、３ＧＰＰリリース８またはそれ以降のもの）に代わるものとして予期される規格の発展を参照してサード・ジェネレーション・パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）、ＴＩＡ、ＩＴＵ、その他のモバイルテレコミュニケーション規格団体に採用された任意の通信プロトコルを示す。「Code Division Multiple Access（ＣＤＭＡ）Evolution
Date-Optimized（ＥＶＤＯ）Revision A（ＣＤＭＡ ＥＶＤＯ Ｒｅｖ． Ａ）」の語は、規格ＴＩＡ−８５６Ｒｅｖ．Ａに基づいてＩＴＵに採用された通信プロトコルを示す。「ＧＰＳ」の語は、当業者によく知られているように、グローバルポジショニングシステムを示し、任意のポジショニングユニットまたはソフトウェアの使用をも意味する。

「設備」、「電気設備」、「電力設備」、「電気力設備」の語は、電力を発電してその消費者に分配するものをいう。ここで、消費者は、電力を発電電力設備から購入してさらにその需要者に分配し、または、太陽発電、風力発電、負荷制御等の代替的な電力源によって現実にまたは仮想的に発電された電力を、ＦＥＲＣ電力系統等を介して発電または電力配分電力設備に供給するものを含む。従って、電力設備は、発電電力設備、自治体、電力会社、個別のシステムオペレータ（ＩＳＯ）、系統オペレータ、地域送電機関（ＲＴＯ）、または、負荷延期または他の非供給メカニズムによって少なくとも電力の一部を仮想的に供給する仮想電力設備を含む。「エネルギー」及び「電力」の語は、互いに置き換え可能な語である。「運転用予備力」、「瞬動予備力」、「調整予備力」、「非瞬動予備力」、「補助的予備力」、及び「偶発性予備力」の語は、本発明が属する分野において既知の語であり、それらの語の用法及び相関関係は、上記の段落［０００３］から［０００６］及び［００１０］に開示されている。「環境」の語は、装置またはサービスポイントに関連した空気の温度、湿度、気圧、風速、降雨量、水温等（例えば、温水ヒータまたはスイミングプールの水の温度）の一般的な条件を示す。本明細書で用いられる「装置」の語は、電力消費装置、電力蓄積装置、及び／または発電装置を意味し、これらの語を使用する特定の文脈を通じて理解されるところである。電力消費装置に関しては、サービスポイントにおいて、主に異なる2種類の装置がある場合がある。すなわち、環境依存型の装置と、環境非依存型の装置とである。環境依存型の装置は、温度、湿度、気圧、または他の様々な特性等の環境の特性を検出する１以上のセンサに基づいて電源をオンオフしたりその動作特性を変更する任意の電力消費装置である。環境依存型の装置は、その動作が直接的に環境に影響を与え、及び／あるいは、環境から影響を受ける。環境非依存型の装置は、任意の環境センサからの入力によらずに電源をオンオフしたりその動作特性を変更する任意の電力消費装置である。一般的に、環境非依存型の装置は、その動作が直接的に環境に影響を与えることがなく、また環境から影響を受けることもないが、当業者にとっては、環境非依存型の装置の動作が間接的に環境に影響を与え、また場合によっては環境から影響を受けることがあることは容易に認識されるところである。例えば、冷蔵庫や他の家電は、その動作中に熱を発生することが当業者にとっては理解されうることである。従って、当該装置の近傍の空気の温度を上げる。電力消費装置は、電気を用いる任意の抵抗負荷消費装置及び／または誘導性装置（例えば、モータ）を含む場合がある。いくつかの装置は、その測地地点を変更することが可能であり、及び／またはその機能を変更することも可能である。例えば、電気またはハイブリッド電気自動車は、一のサービスポイントから他のサービスポイントに移動し、電力消費装置として機能する（例えば、そのバッテリに蓄積された電気を消費する）とともに、その一方で、電力蓄積装置としても機能する（例えば、そのバッテリが完全あるいは部分的に充電されている間で当該自動車が移動手段として使用されていない間）。

以下に説明するシステムの実施形態や構成要素は、１以上の既存のプロセッサと、当該１以上のプロセッサを制御して特定の非プロセッサ式回路とともに電力設備の利用可能あるいは配分可能な運転用（例えば、調整及び運転）予備力を判定する機能の一部、ほとんど、あるいは全てを実現するための特徴的な記憶されたプログラムインストラクションとから構成される。当該運転用予備力は、以下に記載する１以上の能動負荷管理システムにおける負荷のモニタリング及び管理の結果である節電予想から得られるものである。非プロセッサ型の回路は、電波受信機、電波発信機、アンテナ、モデム、信号装置、計時回路、電源回路、リレー、メータ、メモリ、スマートブレーカー、電流センサ、及びユーザ入力装置を含むが、これらに限定されるものではない。これらの装置の機能は、情報を記憶して分配し、電力負荷管理システムにおける装置間での信号を制御する方法のステップとして解釈されうる。あるいは、一部または全ての機能は、プログラムインストラクションが記憶されていない状態機械、または、１以上のアプリケーションスペシフィックインテグレーテッドサーキット（ＡＳＩＣ）によって実現され、当該ＡＳＩＣにおいては各機能またはそれらの機能の組み合わせがカスタムロジックとして実現される。言うまでもなく、上述したアプローチの組み合わせが適用可能である。これら機能のための方法及び手段が本明細書に開示される。さらに、当業者にとっては、多大な努力と、例えば、時間、現在の技術、及び経済的に考慮すべき事項によって動機づけされた設計の選択を行うことがあったとしても、本明細書の開示によって当該開示のコンセプトや原理に触れることにより、当業者は、必要以上の実験を行うことなく、容易にソフトウェアインストラクション、プログラム、集積回路（ＩＣ）の作成、及び、非プロセッサ型の回路の適宜の配置及び機能的な集積が可能となる。

一般的に、本発明は１以上のサービスポイントでサービスを行う電力設備用の運転用予備力（例えば、運転及び／または調整予備力）を推定するシステム及び方法を提供する。１の実施形態においては、電力設備は能動負荷管理システム（ＡＬＭＳ）を備え、遠隔で、１以上のサービスポイントに位置するとともに電力を電力設備から授受して電力消費データを生成する少なくとも１つの装置が少なくとも１の期間に消費する電力を判別する。電力消費データは、記憶手段に周期的に記憶されて更新される。ＡＬＭＳまたはその制御要素、例えば、能動負荷監督装置（ＡＬＤ）は、制御イベントの開始の前に、１以上の装置への電力が遮断あるいは低減される制御イベント用の予測される将来の期間を判定する。ＡＬＭＳまたはその制御要素は、（ｉ）制御イベントの期間において予測される装置の電力消費傾向を、少なくとも記憶された電力消費データに基づいて推定し、（ｉｉ）少なくとも推定された装置の電力消費傾向に基づいて、制御イベントの結果である節電予想を決定し、また、節電予想に基づいて運転用（例えば、調整及び／または運転）予備力を決定する。決定された運転用予備力は、既存の電力系統（例えば、連邦エネルギー規制委員会）を介して現在の電力設備または電力市場に利用可能となる。１の実施形態においては、ＡＬＤは、内部記憶手段（例えば、データベース、マトリックス、または他の記憶媒体）に、個別サービスポイントにおける個別の装置が通常の動作及び制御イベントの間にどの位電力を消費するか、あるいは、どのように動作するかを示す測定データを記憶する。電力消費データは、装置の動作状況（例えば、電流引き込み、デューティサイクル、動作電圧）を定期的に（例えば、周期的）サンプリングすることによって更新される。ＡＬＤが電力設備の電力系統用に最初にＡＬＭＳにインストールされた場合、調整及び瞬動予備力を予測するためのデータがほとんどない。しかしながら、時間の経過に伴い、より多くのデータサンプルが利用されるようになり、記憶手段内のデータの質が改善される。当該記憶手段は電力消費及び節電の両方を予想するために利用される。これらの予想は１のサービスポイント全体、サービスポイントのグループ、あるいは電力設備全体毎に集約することができる。

代替的な実施形態においては、記憶手段内に記憶されたデータサンプルのそれぞれを区別するための追加のデータを用いてもよい。当該追加のデータは、例えば、外気温度、週のうちの曜日、時刻、湿度、太陽光、風速、高度、窓やドアの配置、気圧、サービスポイントの電力効率比率、サービスポイントで使用されているインシュレーション等の変化する要因と関連付けされている。これら全ての変化する要因は、装置の電力消費に影響を与える。変化する要因データのうちのいくつかは、公共のソース、例えば、ローカル、州、または国の気象サービス、カレンダー、及び公表された情報から得ることができる。他の変化する要因データは、個人的に、ユーザインプットやサービスポイント近傍（例えば、居住空間またはビジネス空間）に配置された湿度、高度、温度（例えば、サーモスタット）、光学センサ等のセンサから得ることができる。

図２は、本発明に従って動作しているＡＬＭＳがどのようにして追加の運転用（例えば、調整、瞬動、及び／または非瞬動）予備力を電力設備に供給するかを示すブロック図である。本発明に従って動作するＡＬＭＳを使用しない場合、電力設備は、図の左側に示すように、その基本負荷プラス調整予備力、瞬動予備力及び非瞬動予備力に等しいキャパシティを有する。一方、本発明に従って動作するＡＬＭＳを使用した場合には、サービスポイントにおける、例えば空調機、加熱炉、温水ヒータ、プールのポンプ、ウォッシャ、ドライヤ、ボイラー、及び／または他の誘導あるいは抵抗負荷等の装置への電力の遮断または低減によって選択的にサービスポイントから引かれた追加の運転用予備力を、電力設備は、好ましくは、調整、瞬動、及び／または非瞬動予備力（図２参照）として用いることができるようになる。

本発明は、図３から図１６を参照することによってより詳細に理解できる。図中において、同様の要素には同様の参照番号を付している。図３は、本発明に係るＩＰベースの能動負荷管理システム（ＡＬＭＳ）１０の一例を示し、当該ＡＬＭＳ１０は、電力設備において利用され、当該電力設備は既存の発電電力設備あるいは仮想の電力設備である。ＡＬＭＳ１０についての下記の説明は、本発明の実施形態に係る特定の開示に限定されている。ＡＬＭＳ１０のより一般的及び詳細な説明が、本発明者の米国特許出願第１１／８９５９０９号すなわち２００９年３月５日に公開された米国公開特許公報第２００９／００６２９７０号に開示されている。これら文献の内容を、参照として本明細書に取り込むものとする。米国公開特許公報第２００９／００６２９７０号は、例えば居住またはビジネス用のサービスポイントにおける装置への電力を遮断または低減するための制御イベントの実行の一例を詳細に説明している。ＡＬＭＳ１０を用いて仮想電力設備を実現することは、２００７年１２月１３日に出願され、現在継続中の本発明者の米国特許出願第１２／００１８１９号に詳細に開示されている。当該特許出願は、２００９年３月５日に公開された米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号に対応し、その内容を本明細書に参照として取り込むものとする。

ＡＬＭＳ１０は、１以上の電力設備制御センタ（ＵＣＣ）２００（図中１つのみ示す）と、１以上のサービスポイント２０（図中一例として１の居住用サービスポイントを示す）に配置された１以上の能動負荷クライアント（ＡＬＣ）３００（図中１つのみ示す）との間に接続された能動負荷監督装置（ＡＬＤ）１００を介した電力配分をモニタリングして管理する。ＡＬＤ１００は、電力設備制御センタ２００及び各能動負荷クライアント３００と直接的、あるいは、インターネットプロトコル（ＩＰ）や他の（ＩＰまたはイーサネット）接続プロトコルを用いたネットワーク８０を介して通信を行う。例えば、ＡＬＤ１００は、例えば、ＧＳＭ、ＡＮＳＩ Ｃ１２．２２、Enhanced Data GSM Environment（ＥＤＧＥ）、ＨＳＰＡ、ＬＴＥ、Time Division Multiple Access（ＴＤＭＡ）、または、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ、ＣＤＭＡ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｂ、ＣＤＭＡ ＥＶＤＯ Ｒｅｖ． Ａを含むＣＤＭＡデータ規格等の１以上の無線通信プロトコルを用いた１以上の基地局９０（図中１つのみ示す）を介して動作するＲＦシステムを利用して通信を行う。あるいは、または、追加的に、ＡＬＤ１００は、デジタルサブスクライバーライン（ＤＳＬ）接続、ＩＰベースのケーブルテレビジョン接続、または、それらの組み合わせを介して通信を行う。図３に示す例示的な実施形態においては、ＡＬＤ１００は、１以上の能動負荷クライアント３００と、基地局９０までの既存のＩＰベースの通信（例えば、基幹線上で）と、基地局９０から能動負荷クライアント３００までのＨＳＰＡまたはＥＶＤＯプロトコルを利用した無線チャンネルとの組み合わせを介して通信する。基地局９０とサービスポイント２０あるいは能動負荷クライアント３００との間の距離は、典型的には、「ラストマイル」と呼ばれるが、実際にマイルである必要はない。ＡＬＤ１００は、個別のサーバ、サーバ内のブレード、分散コンピュータ環境、またはハードウェアとソフトウェアの他の組み合わせを含む様々な態様で実現されるが、これらに限定されるものではない。以下の開示においては、ＡＬＤ１００が、本発明の理解を容易にするために個別のサーバとして具体化される例を説明する。従って、以下に説明するＡＬＤ１００のサーバ態様は、米国公開特許公報第２００９／００６２９７０及び２００９／００６３２２８号におけるＡＬＤ１００についての説明と対応する。

各能動負荷クライアント３００は、好ましくは、特定のアドレス（例えば、ＩＰアドレス）を通じてアクセス可能であり、当該能動負荷クライアント３００が関連付けられた（接続されたまたはサポートされた）サービスポイント２０（例えば、ビジネスまたは居住スペース内）に配置された個別のスマートブレーカーモジュールまたはインテリジェント家電６０の状態を制御してモニタリングする。各能動負荷クライアント３００は、好ましくは、１の居住または商業的需要者と関連付けされている。１の実施形態においては、能動負荷クライアント３００は、居住負荷センタ４００と通信を行い、当該居住負荷センタ４００は、能動負荷クライアント３００からの信号に応じてオン（アクティブ）オフ（インアクティブ）スイッチングするスマートブレーカーモジュールを含む。スマートブレーカーモジュールは、例えば、シュネイダーエレクトリックＳＡによって新たなインストールの際に商標「スクウェアＤ」が付されたスマートブレーカーパネル、または、イートンコーポレーションによって新たなインストールの際に商標「カトラーハンマー」が付されたスマートブレーカーパネルを含む。既存の古い建物の場合、個別の識別及び制御のための手段を含むスマートブレーカーが用いられる。典型的には、各スマートブレーカーは、単一の家電（例えば、ウォッシャ／ドライヤ３０、温水ヒータ４０、ＨＶＡＣユニット５０、またはプールポンプ７０）を制御する。代替的な実施形態においては、「スマートブレーカー」と同様に動作する、ＩＰアドレスを付与可能なリレーまたは装置コントローラがスマートブレーカーの代わりに用いられるが、制御下にある負荷とともにインストールされ、個別の家電６０、ＨＶＡＣユニット４０、プールポンプ７０、温水ヒータ４０、または電力設備あるいは需要者によって選択される他の制御可能な負荷のスタートアップ電力、定常状態電力、電力特性、デューティサイクル、及び電力／負荷プロファイルを測定する。

加えて、能動負荷クライアント３００は、既存の通信プロトコル（例えば、ＩＰ、Broadband over Powerline （ＢＰＬ）の応用、これは、公表された仕様またはＨＯＭＥＰＬＵＧパワーラインアライアンスもしくはインスティチュートオブエレクトリカルアンドエレクトロニックエンジニアズ（ＩＥＥＥ）によって開発されたもの、イーサネット、ブルートゥース、ジグビー、ワイファイ（ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル）、ＨＳＰＡ、ＥＶＤＯ等を含む）の１以上の応用を介して直接的に（例えば、居住負荷センタ４００と通信することなく）個別のスマート家電を制御する。典型的には、スマート家電６０は、通信機能を備えた電力制御モジュール（図示せず）を備える。電力制御モジュールは、電源とインラインの態様で、実際の家電と電源との間において家電に内蔵される（例えば、電力制御モジュールが家庭またはビジネス用の電源出力と接続され、当該家電用の電源コードが電力制御モジュールに接続される）。従って、電源制御モジュールが家電６０の電源を落とすように指示を受けた場合、実際に家電６０に供給されている電力を遮断する。あるいは、スマート家電６０は、家電に直接的に集積された電力制御モジュールを備え、当該電力制御モジュールは、指示を受けて家電の動作を直接的に制御する（例えば、スマートサーモスタットが当該機能を発揮して設定温度を上げたり下げたり、ＨＶＡＣユニットをオンオフし、あるいは、ファンをオンオフする）。

能動負荷クライアント３００は、さらに、１以上の変動要因センサ９４に接続されてもよい。当該センサ９４は、内部及び／または外部温度、内部及び／または外部湿度、時刻、花粉数、降雨量、風速、及び他の要素またはパラメータ等変動要因であって装置の動作に影響を及ぼす変動要因の変化をモニタリングするために用いられる。

図４を参照する。ＡＬＤ１００は、サービスを提供する者だけでなく需要者に対して主要なインターフェイスとして機能し、以下に後述して詳細に説明するとともに米国公開特許公報第２００９／００６２９７０号に開示された設置済みの能動負荷クライアント３００に対して制御メッセージを送信するとともにデータを集めるシステムコントローラとして機能する。図４に示す例示的な実施形態においては、ＡＬＤ１００は個別のサーバとして具体化され、電力設備制御センタ（ＵＣＣ）セキュリティインターフェイス１０２と、ＵＣＣコマンドプロセッサ１０４と、マスタイベントマネージャ１０６と、ＡＬＣマネージャ１０８と、ＡＬＣセキュリティインターフェイス１１０と、ＡＬＣインターフェイス１１２と、ウェブブラウザインターフェイス１１４と、需要者サインアップアプリケーション１１６と、需要者個別設定１３８と、需要者レポートアプリケーション１１８と、節電アプリケーション１２０と、ＡＬＣ診断マネージャ１２２と、ＡＬＤデータベース１２４と、サービス配分マネージャ１２６と、トラブルチケットジェネレータ１２８と、コールセンタマネージャ１３０と、カーボンセービングアプリケーション１３２と、設備電力／カーボン（Ｐ＆Ｃ）データベース１３４と、メータ読みアプリケーション１３６と、セキュリティ装置マネージャ１４０と、装置コントローラ１４４と、１以上のプロセッサ１６０（１つのみ図示）とを備える。ＡＬＤ１００のいくつかの要素の動作の詳細を、本発明に従って使用した場合を例に説明する。ＡＬＤ１００の残りの要素の動作の詳細については米国公開特許公報第２００９／００６２９７０号及び２００９／００６３２２８号に開示されており、当該文献においては、ＡＬＤ１００は、また、個別のサーバの態様で説明されている。

１の実施形態においては、サンプリング記憶手段は、電力設備へ配分可能な運転用予備電力またはエネルギー（例えば、瞬動及び／または調整予備力）の決定を容易にするために用いられる。図５のブロック図に、一例として、サンプリング記憶手段５００を図示する。図５に示すように、サンプリング記憶手段５００は、装置のモニタリングデータと、特定の条件下で具体的に装置（例えば、図５に示す温水ヒータ４０）がどのように動作したかを総括的に示す他のデータとを記憶する手段である。記憶手段５００は様々な態様を採用することができ、例えば、マトリックスやデータベースの態様を採用する。１の実施形態においては、サンプリング記憶手段５００は、ＡＬＤ１００のＡＬＤデータベース１２４内に具体化される。あるいは、サンプリング記憶手段５００は、ＡＬＤ１００の任意の場所に設けられ、もしくは、ＡＬＤ１００の外部に設けられる。サンプリング記憶手段５００は、サービスポイント２０または電力設備に位置する装置のすべての電力消費データを所有する。電力消費データは、電流引き込み、使用または消費されたエネルギー／電力、節約されたエネルギー／電力、ドリフトまたはドリフトレート、電力時間、最大環境変化に対するユーザ設定、及びまたは期間（時、曜日及びカレンダーの日付）を含むが、これらに限定されるものではない。総括的に説明すると、当該データは、通常の動作の間と、１以上の装置への電力が一時的に遮断または低減される制御イベントの間に装置がどのように動作したかを示すものである。当該データは、受動的サンプリング（例えば、特定のサービスポイント２０での、当該サービスポイント２０に関連付けされた能動負荷クライアント３００による装置の定期的なモニタリング）、及び／または能動的サンプリング（例えば、能動負荷クライアント３００またはＡＬＤ１００によるデータ取得のための装置への直接ポーリング）によって取得することができる。以下に説明するように、サンプリング記憶手段５００は、装置の電力消費傾向を推定または予想するとともに制御イベントの結果である予想節約電力／エネルギーを決定するためにＡＬＤ１００またはＡＬＭＳ１０の他の要素に用いられる。節電予想は、記憶手段５００内の電力消費データに基づいて節電アプリケーション１２０を用いることで決定することができる。

図６は、需要者個別設定アプリケーション１３８の実行中にユーザ（例えば、需要者）に提示する画面の一例を示す。図示する画面は、ＨＶＡＣユニット５０、湿度器、またはプールヒータ等の環境依存型の装置に対する需要者が好む設定を行うための画面である。図示する画面は、１の実施形態においては、需要者が、コンピュータ、スマートフォン、または他の同様の装置からインターネットアクセス可能なウェブポータル９８（以下、「需要者ダッシュボード」という）にアクセスした場合に、当該ウェブポータルを介して需要者に提示される。図３に示すように、需要者ダッシュボード９８は、サービスポイント２０のインターネットプロバイダを介してＡＬＤ１００に接続され、または、米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号に開示された能動負荷クライアント３００を通じてインターネットサービスが提供される場合には需要者インターネットアプリケーション９２によって実現される。需要者ダッシュボード９８は、ＡＬＤ１００への効率的なアクセスを提供する。ＡＬＤウェブブラウザインターフェイス１１４は、需要者ダッシュボード９８からの入力を受け付け、また需要者に提示すべき情報を需要者ダッシュボード９８に出力する。需要者ダッシュボード９８は、サービスポイント２０からアクセスすることが可能であってもよいし、または、遠隔から、好ましくはユーザ名とパスワードを用いてインターネットアクセス可能な装置からアクセス可能であってもよい。従って、需要者ダッシュボード９８は、好適にはセキュアなウェブベースのインターフェイスであり、ＡＬＤ１００によって制御される装置に関連した好みを設定するために需要者に利用されるものであり、需要者側のサービスポイント２０に配置され、制御された装置及び／またはサービスポイントの状況及びパラメータに関連して需要者個別設定アプリケーション１３８または需要者サインアップアプリケーション１１６から要求された情報を提供するためのものである。需要者の好みは、例えば、制御イベント嗜好（例えば、時間、持続期間）、料金管理嗜好（例えば月額の最大に関するゴールまたは目標）、環境特性に関する最大／最小の境界設定等を含む。

図７は、需要者個別設定アプリケーション１３８の他の部分を実行中に需要者ダッシュボード９８を介して需要者に提示される画面の別の例を示す。図７は、温水ヒータ４０、プールポンプ７０またはスプリンクラーシステムのウォーターポンプ（例えば降雨センサを含む場合には、当該ウォーターポンプも環境依存型の装置である）等の環境非依存型の装置に対して需要者の好む設定がどのようにして行われるのかを示す。ウェブブラウザインターフェイス１１４を用いて、需要者はＡＬＤ１００と通信を行い、当該ＡＬＤ１００によってＡＬＤデータベース１２４または記憶手段５００に記憶されている需要者個別設定１３８を指定する。個別設定１３８は、負荷制御イベントが許容される期間、負荷制御イベントが禁止される期間、特定のサービスポイント２０における動作環境の最大許容変化（例えば、最大及び最小温度及び／または湿度）、１日のうちの異なる時刻における装置の通常の動作状況、及び、サービスポイント２０において能動負荷クライアント３００を通じてＡＬＤ１００によって制御される装置の動作に関する他の個別の好みを指定する。

上記において示唆したように、本発明は、環境依存型の装置の「ドリフト」を追跡して考慮するようにしてもよい。当該ドリフトは、環境依存型の装置によってモニタリングされている環境特性（例えば、温度）が、当該環境依存型の装置によって維持されている設定値から変動（例えば温度上昇または温度低下）した場合に生ずる。当該変動またはドリフトは、通常の場合でも生じるし、制御イベント中にも生じる。従って、ドリフトとは、装置によって電力、あるいは、少なくとも実体的な電力が消費されていない際に、モニタリングされている環境特性が設定値から快適性の境界の上限または下限に変化するまでに必要な時間をいう。換言すると、ドリフトとは、大幅な電力を消費することがない状態（例えば、ＨＶＡＣユニットコンプレッサに電力を供給してはいないが関連したデジタルサーモスタット及びＨＶＡＣユニットの制御システムには電力を供給しているような状態）で、モニタリングしている環境特性が設定値から変化した場合の変化の割合を示す。サービスポイント２０において１以上の環境特性を制御するＨＶＡＣユニット５０等の装置は、サービスポイント２０において環境の影響を受けることは当業者にとって明らかである。これは、アクティベーション／ディアクティベーションが、サービスポイント２０において検出された１以上の環境特性に基づくものだからである。例えば、冷却モードで室内温度を華氏７７度に維持しようとしているＨＶＡＣユニット５０は、室内温度が実質華氏７７度よりも高い場合には駆動され、従って、ＨＶＡＣユニット５０が動作している環境の影響を受ける。

ドリフトの反対語は、「電力時間（power time）」であり、これは、検出された環境特性が快適性の境界から大きなあるいは実体的な電力が環境依存型の装置に供給される設定値に変化するまでに必要な時間である。換言すると、「電力時間」は、モニタリングされた環境特性が、快適性の境界から大きな電力消費を伴う設定値に変化する際の変化の割合である。あるいは、「ドリフト」は、モニタリングされた環境特性が、環境依存型の装置の電源が一般的にオフされた後に好ましくないレベルとなるまでの時間と考えることもできる。一方、「電力時間」は、モニタリングされた環境特性が、環境依存型の装置に電力が一般的に供給あるいは再供給された後に好ましくないレベルから目的のレベルに変化するまでの時間と考えることもできる。

環境依存型の装置の電力消費データは、上述のように能動的または受動的に集められ、ドリフト及び少なくとも環境依存型の装置の動作地点内における環境特性の変動を定める電力時間（変化の割合、温度勾配、またはサービスポイント２０あるいは他の動的式（ｆ｛ｘ｝））を決定するために実験的に用いられ、これにより、サービスポイント２０または環境依存型の装置の「明確な特徴（fingerprint）」または電力使用／消費パターンもしくは傾向を一意に決定することが可能となる。

需要者は、設定値を快適性の上限と下限との間の任意の位置に設定して、ウェブブラウザインターフェイス１１４を介して需要者の好み１３８を入力することにより、快適性の上限と下限の境界を決定する。通常動作時には、環境依存型の装置は、好適な環境特性または装置の設定値に近い特性を維持しようとする。しかしながら、環境依存型または環境非依存型にかかわらず、すべての装置はデューティサイクルを有し、当該デューティサイクルは、装置がいつ動作するかを指定するものである。これは、多くの装置は、常時動作しているわけではないためである。環境依存型の装置については、デューティサイクルは、制御される環境特性が設定値となった場合（または、設定値の許容誤差または変動の範囲内となった場合）に終了する。設定値となった後に、環境依存型の装置は、一般的にターンオフし、環境特性が、快適性の境界まで「ドリフト」（上昇または下降）するようになる。環境特性（例えば、温度）が境界に達した場合、環境依存型の装置は一般的には再度始動または電源が投入され、環境特性が設定値に到達するまで動作する。この際、デューティサイクル及び電力時間が終了する。

ドリフトは、また、制御イベントにおいても生じうる。制御イベントは、一時的に、装置への電力の供給を減らし、停止し、あるいは中断する動作である。制御イベントの間、環境依存型の装置によってモニタリングされ、及び／または制御される環境特性は、当該環境特性が境界に到達するまで快適性の（上限または下限の）境界に向かってドリフトする。環境特性が一度境界に到達すると、一般的に、ＡＬＭＳ１０は、装置への電力を元に戻すか増加し、環境特性が再度設定値に到達するようにする。

例えば、ＨＶＡＣユニット５０は、設定値として、華氏７２度を有し、最低および最大快適性境界として華氏６８および７６度を有するとする。寒い日には、制御イベントはＨＶＡＣユニット５０への電力を遮断し、サービスポイント２０内でのモニタリングされた温度を快適性の最低境界温度まで変化させる。サービスポイント２０内のモニタリングされた温度が一度快適性の最低境界温度に到達すると、制御イベントが終了し、ＨＶＡＣユニット５０への電力が元に戻されるか増加し、これによってモニタリングされた温度が設定値まで上昇するようになる。同様だが反対のことが暖かい日に行われる。本実施形態において、「ドリフト」はＨＶＡＣユニット５０が設定値から快適性の上限または下限の境界に変化するまでの時間に対する変化の割合である。同様に、「電力時間」は、ＨＶＡＣユニット５０がモニタリングされた温度を快適性の上限または下限の境界から設定値まで変化させる際に必要な時間に対する変化の割合である。本発明の１の実施形態においては、ドリフト及び電力時間は、環境依存型または環境非依存型の装置あるいはサービスポイント２０毎に計算及び記録される。

別の実施形態においては、ドリフト及びＡＬＤデータベース１２４から利用可能な他の測定データは、各環境依存型または環境非依存型の装置あるいはサービスポイント２０毎の電力消費傾向またはパターンを生成するために用いられる。他の測定データは、空き時間、スリープ時間、制御イベントが許容されている時間、及び／または他の変化する要因を含む。

エネルギー効率がよい構成における環境は、ドリフトの割合が低いという傾向を有する。従って、当該構成において動作する環境依存型の装置は、長期間制御イベントの対象となる場合がある。これは、設定値に設定された後、モニタリングされた環境特性がドリフトによって快適性の境界となるまでに必要な時間が、効率が悪い構成と比較して長いためである。

別の実施形態において、ＡＬＤ１００は、節電のために最適化されたドリフトを備えるサービスポイント２０を特定してもよい。節電アプリケーション１２０は、各サービスポイント２０毎、及び／またはサービスポイント２０における各環境依存型の装置毎にドリフトを計算し、装置及び／またはサービスポイント２０の電力消費データの一部としてドリフト情報をＡＬＤデータベース１２４に記憶する。従って、制御イベント中のドリフトによって節約された電力は、サービスポイント２０における環境依存型の装置によって節約された全体の電力を増加させる。

図８は、本発明の１の実施形態に係る、ＡＬＤ１００によって実行されるステップを示す動作フローチャート８００の一例を示し、当該フローチャートに従って、ＡＬＤ１００は装置の電力使用を分析し、当該分析によって得られるデータサンプルを記憶手段５００に記憶する。図８に示すステップは、受動的サンプリングアルゴリズムを実現するためのものである。図８に示すステップは、好ましくは、ＡＬＤ１００のメモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータインストラクションのセット（ソフトウェア）として実現され、ＡＬＤ１００の１以上のプロセッサ１６０に実行されるものである。

当該ロジックフローに従って、能動負荷クライアント３００は、サービスポイント２０内の、例えば、ウォッシャ／ドライヤ３０、温水ヒータ４０、ＨＶＡＣユニット５０、スマート家電６０、プールポンプ７０、あるいは当該サービスポイント２０内の他の装置にポーリングを行い、現時点での測定値を得る。能動負荷クライアント３００から現在の測定値データを得ると、ＡＬＣインターフェイス１１２は、データをＡＬＣマネージャ１０８に送信する。ＡＬＣマネージャ１０８は、データをサンプリング記憶手段５００に記憶する。これは、図８に示す動作フローに基づいて、ＡＬＤデータベース１２４内で実現される。

以下に説明する情報は、図８の動作フロー用のパラメータである。すなわち、装置のＩＤ、温度モード（暖房または冷房）、デューティサイクル、装置によって測定された現在の温度、及び装置によって測定された以前の温度である。温度測定値は、それぞれ、装置ＩＤと、設定値（これは環境依存型の装置のみに有益である）と、（上述したような）変動要因の測定データと、を含む。

最初に、ＡＬＤ１００は、装置が任意の、あるいは、少なくとも相当量のエネルギーを使用したか否かを判別する（８０２）。装置がエネルギーを使用していない場合、ロジックフローを終了する。そうでない場合には、ＡＬＤ１００は、データサンプルに基づいて、データサンプルの持続期間と、装置がオンであった持続期間と、装置がオフであった持続期間とを判別する（８０４）。次に、ＡＬＤ１００は、受信したデータが環境依存型の装置あるいは環境非依存型（例えば、２進状態）の装置のいずれかから送信されたものかを判別する（８０６）。受信したデータが環境依存型の装置から送信されたものである場合、ＡＬＤ１００は、装置によって分毎に消費されたエネルギーを判別し（８０８）、装置がドリフトしているか電力供給を受けているかを判別する（８１０）。装置によってモニタリングされている環境特性が当該装置のモードと反対方向に変化している場合（例えば、装置が冷房モードに設定されているが室温が上昇している場合、あるいは、装置が暖房モードに設定されているが室温が下がっている場合）、ＡＬＤ１００は、装置がドリフトしていると判別する。そうでない場合は、装置はドリフトしていない。

装置がドリフトしている場合、ＡＬＤ１００は、ドリフトの割合（例えば、度／分）を判定する（８１４）。一方、装置がドリフトしていない場合には、ＡＬＤ１００は、電力時間の割合を判定する（８１２）。ドリフトの割合または電力時間の割合が計算されると、ＡＬＤ１００は、装置の現在の動作状況において、当該装置についてすでに測定された記録、例えば、設定値及び他の変動要因（例えば、外気温））がサンプリング記憶手段５００内に存在するか否かを判別する（８８０）。そのような記録がない場合、ＡＬＤ１００は、例えば、装置ＩＤ、記録の時間、現在の設定値、現在の外気温、分毎に消費されたエネルギー、電力時間の割合、及びドリフトの割合（ここで、電力時間の割合またはドリフトの割合のいずれかは、すでに判別されているものとする）を用いて新たな記録を生成する（８８２）。しかしながら、既存の記録がある場合には、ＡＬＤ１００は、新たなデータ（消費エネルギー、ドリフトの割合、電力時間の割合を含む）を、既存のデータを利用して平均化することによって既存のデータを更新し（８８４）、当該結果を記憶手段５００に記憶する。

ＡＬＤ１００が、受信したデータは環境非依存型の装置から送信されたものであると判別した場合（８０６）、ＡＬＤ１００は、装置によって分毎に消費されたエネルギーを判定し（８４２）、さらに、装置によって分毎に節約されたエネルギーを判定する（８４４）。次に、ＡＬＤ１００は、記憶手段５００内（例えば、ＡＬＤデータベース（１２４））を検索し、適切な期間について装置に関して記録があるか否かを判別する（８９０）。既存の記録がない場合、ＡＬＤ１００は、装置ＩＤ、記録の時間、現在の時間ブロック、分毎に消費されたエネルギー、及び分毎に節約されたエネルギーを用いて新たな記録を生成する（８９２）。一方、既存の記録がある場合には、ＡＬＤ１００は、時間ブロック毎の新たなデータ（エネルギー使用量及びエネルギー節約量を含む）を時間ブロック毎の既存のデータを用いて平均化することにより、既存の記録を更新し（８９４）、その結果を記憶手段５００に記憶する。環境非依存型の装置の場合には、エネルギー消費量及びエネルギー節約量は、時間のブロックまたは期間と関連付けて記憶する。

図９は、本発明の１の実施形態にかかる、任意の環境設定において将来予測される装置のエネルギー消費をＡＬＤ１００に予想または推定させるステップを含む動作フローチャート９００の一例を示す。図９のステップは、好ましくは、ＡＬＤ１００のメモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータインストラクションのセット（ソフトウェア）として実現され、ＡＬＤ１００の１以上のプロセッサ１６０によって実行される。１の実施形態においては、図９の動作フローは電力設備のオペレータまたはＡＬＤ１００の他のオペレータが、例えば、制御イベントが発生している期間等の将来の特定の期間における装置のエネルギー消費を予想することを望んだ場合にＡＬＤ１００の節電アプリケーション１２０によって実行される。

図９の動作フローには、パラメータとして以下の情報が提供される。すなわち、装置ＩＤ、将来の期間の始点、将来の期間の終点、装置の管理モード、及び、環境非依存型の装置についてのバイナリー制御要因、である。管理モードは、「制御」または「通常」のいずれかであり、制御イベントまた通常運転時において装置が測定対象となっているか否かを示すものである。バイナリー制御要因とは、好ましくは、環境非依存型の装置についてのものであり、当該装置のデューティサイクルを示す。例えば、温水ヒータ４０が２０％のデューティサイクルで動作する場合、バイナリー制御要因は０．２である。

最初に、ＡＬＤ１００（例えば、節電アプリケーション１２０）は、始点及び終点に基づいて、将来の期間を決定する（９０２）。将来の期間は、本発明の負荷制御手法を採用する電力設備、または、本発明の負荷制御手法を採用した電力設備から運転用予備力の供給を要求した２番手の電力設備によって決定される。対象となる期間を決定したのち、節電アプリケーション１２０は、将来の期間において制御イベントを実行することによって節約される電力量を予想または推定する処理を開始する。従って、節電アプリケーション１２０は、制御イベントにおいて制御対象となる装置を分析する。そのため、節電アプリケーション１２０は、装置には環境依存型の装置と環境非依存型（２進状態）の装置との両方が含まれているか否かを判別する（９０４）。各環境依存型の装置については、節電アプリケーション１２０は、装置が環境制御（例えば、暖房または冷房）モードであるか否かを判別する（９２０）。次に、節電アプリケーション１２０は、制御イベントの将来の期間において予期される装置の設定値を読み出し（９２２）、制御イベント中の期間において予測される外部環境特性（例えば、外気温）の情報を取得する（９２４）。節電アプリケーション１２０は、将来の期間における装置の予測される電力消費傾向について予想を立てる（９２６）。１の実施形態においては、ステップ９２６における予想の決定は、図１０とともに以下に詳細に説明するベストマッチアルゴリズムを用いることによって実現され、図８の論理フローに従って測定されて記憶された設定値の各組み合わせ毎の装置の傾向、外部環境特性（例えば、温度）、及び期間とベストマッチする記憶手段内の記録がサーチされる。装置の電力消費傾向は、制御イベントが発生しなかったとした場合に装置によって消費されることが予測されるエネルギー量、ひいては、制御イベント中に単位時間毎に節約されると推定または予測されるエネルギー量を決定するために利用される。節電アプリケーション１２０は、単位時間毎に節約される電力を、将来の制御イベント期間で乗算し（９２８）、制御イベントが行われなかった場合における装置によって消費される総予想エネルギー量を決定する。節電アプリケーションは、提案された制御イベントが行われないときに、装置によって消費される総予想エネルギー量をリターンする（９８０）。

しかしながら、節電アプリケーション１２０が、提案された制御イベントが環境非依存型の装置に影響を及ぼすと判断した場合（９０４）、節電アプリケーション１２０は、制御イベントの提案された期間において装置の電源オンまたはオフが現在スケジュールされているか否かを判別する（９６０）。次に、節電アプリケーション１２０は、特定の制御イベント期間についての時間ブロックのリストを生成、取得、または決定する（９６２）。節電アプリケーション１２０は、将来の制御イベントの期間における装置の電力消費傾向についての予想を立てる（９６４）。１の実施形態においては、ステップ９６４における予想の決定は、図１０とともに以下に詳細に説明するベストマッチアルゴリズムを用いることによって実現され、図８の論理フローに従って測定されて記憶された設定値の各組み合わせ毎の装置の傾向、外部環境特性（例えば、温度）、及び期間とベストマッチする記憶手段内の記録がサーチされる。装置の電力消費傾向は、制御イベントが発生しなかったとした場合に装置によって消費されることが予測されるエネルギー量、ひいては、制御イベント中に単位時間毎に節約されると推定または予測されるエネルギー量を決定するために利用される。次に、節電アプリケーション１２０は、単位時間毎に節約される電力を、将来の制御イベント期間で乗算し（９６８）、制御イベントが行われなかった場合における装置によって消費される総予想エネルギー量を決定する。予想節約エネルギーが過去の制御イベントにおける電力消費に基づく場合（９７０）、節電アプリケーション１２０は、総エネルギー量をバイナリー制御要因で乗算し（９７２）、制御イベントがない場合において装置によって消費される予想エネルギー量を決定する。節電アプリケーションは、提案された制御イベントが行われないときに、装置によって消費される総予想エネルギー量をリターンする（９８０）。

図９に示す動作フローは、電力設備によって電力が供給されたあるいはサポートされたサービスポイントにおける各制御対象の装置、複数のサービスポイントにおける複数の制御対象の装置、もしくは全てのサービスポイントにおける全ての制御対象の装置毎に実行可能であることは、当業者にとっては容易に理解できるところである。装置による総予想エネルギー消費は、電力設備によって電力が供給された、単一のサービスポイント全体で、１のグループ内の全てのサービスポイントで、及び／または、全てのグループで集計される。

図１０は、本発明の例示的な実施形態に係る、ＡＬＤ１００が装置の電力消費傾向を予測するために実行するステップを含む動作フローチャート１０００の一例を示す。図１０のアルゴリズムまたは動作フローは、図９のステップ９２６及び９６４を実現する１の実施形態を提供する。図１０の動作フローは、本発明の１の実施形態に従って、サンプリング記憶手段５００内のどの記録が、将来の制御イベント中において予想される装置のエネルギー消費／節約について任意の環境または動作設定と近似するかを判別するためのものである。図１０のステップは、好ましくは、ＡＬＤ１００のメモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータインストラクションのセット（ソフトウェア）として実現され、ＡＬＤ１００の１以上のプロセッサ１６０によって実行される。図１０の動作フローは、特定の設定における装置の電力消費傾向とベストマッチする記録をサンプリング記憶手段から特定または決定する際にはＡＬＤ１００によって開始される。

１の実施形態においては、図１０の動作フローは上述した図９の動作フローの実行中に呼び出される。当該呼び出しを行った際に、図９の動作フローが、検索される記録の種類を示すパラメータとともに図１０の動作フローを提供する。当該パラメータとしては、装置ＩＤ、デューティモード（オンまたはオフ）、（例えば、提案された将来の制御イベントの期間に対応する）期間、設定値デルタ、１以上の環境特性（例えば、外気温）に関連するデルタまたは変動、及び時間ブロックデルタであるが、これらに限定されるものではない。デューティモードは、装置のデューティサイクルを示す。デューティモードがＴＲＵＥまたはオンの場合、多量の電力が消費されている。デューティモードがＦＡＬＳＥまたはオフの場合、多量の電力は消費されていない（すなわち、節電が図られている）。デューティサイクルは、各スイッチ制御、２進状態、あるいは、環境に関わらずオンオフする環境非依存型の装置毎に存在する。ＨＶＡＣ装置５０については、デューティモードは常時オンである。設定値デルタは、記憶手段内のマッチする記録を検索する間、変動する可能性のある設定値の度合いである。外部温度／環境特性デルタは、記憶手段内でマッチする記録を検索する際に、外気温または他の環境特性に関するデータが変動する場合の温度または他の環境特性の変化の数である。時間ブロックデルタは、記憶手段内でマッチする記録を検索する際に時間ブロックが変動する場合の時間量である。

最初に、ＡＬＤ１００は、要求された記憶手段内検索が、環境依存型の装置または環境非依存型の装置のいずれに関連しているかを判別する（１００２）。当該検索が環境依存型の装置に関連している場合、ＡＬＤ１００は、装置ＩＤ、デューティモード、環境特性（例えば、温度）設定値、及び関連する外部環境特性データと一致する電力消費の記録をサンプリング記憶手段５００内で発見するよう試みる（１００４）。電力消費の記録は、例えば、消費電力、電流引き、デューティサイクル、動作電圧、動作インピーダンス、電力消費の期間、設定値、（利用可能であれば）電力消費中の周辺及び外部温度、及び／または他のエネルギー消費に関するデータ等の電力消費データを含む。上述する電力消費検索基準の全てに一致する記録がある場合、当該記録は、与えられた環境設定に最も近似してマッチする記録として用いられる。完全一致結果がない場合には（１０１０）、ＡＬＤ１００は、与えられた環境設定とは若干異なる記録を検索する。１の実施形態では、ＡＬＤ１００は、設定値デルタ及び外部温度／環境特性デルタを関連した記録の参照のためのガイドとして用いて、環境関連検索条件（例えば、温度設定値及び／または外気／周辺温度）を漸次的に増減する（１０１２）。検索条件のこのような漸次／反復の変化は、関連する記録が見つかるか、あるいは、（例えば、設定値デルタ及び／または他のパラメータデルタに示される）適応限度に到達するまで継続される。

ＡＬＤ１００が検索結果は、環境非依存型の装置に関連するものであると判別した場合（１００２）、ＡＬＤ１００は、装置ＩＤ、デューティモード、及び（制御イベントの将来予測される時間に対応する）動作時間に一致する電力消費記録をサンプリング記憶手段５００部内で発見するように試みる（１０４０）。上記検索基準に一致する記録が見つからない場合（１０７０）、ＡＬＤ１００は、検索条件を変更して与えられた環境設定と若干異なる記録を検索する。１の実施形態においては、ＡＬＤ１００は、任意のデューティモードにおける動作時間を漸次的に増減して（１０７２）その検索範囲を変更する。反復検索は、関連する記録が見つかるか、あるいは、（時間ブロックデルタまたは他のパラメータデルタによって示される）適応限度に到達するまで継続される。検索の結果として得られた記録は、それを要求するプログラム（例えば、図９の動作フロー）に提供される（１０６０）。図１０の動作フローの結果は、与えられた環境または提案された制御イベント設定と最も合致する１以上の電力消費記録の組み合わせであって、サンプリング記憶手段５００から得られた電力消費記録である。

図１１は、本発明の１の実施形態に係る、制御イベントにおける装置への電力の遮断または低減によって得られる節電をＡＬＤ１００に予想させるために実行されるステップを含む動作フローチャート１１００の一例を示す。図１１のステップは、好ましくは、ＡＬＤ１００のメモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータインストラクションのセット（ソフトウェア）として実現され、ＡＬＤ１００の１以上のプロセッサ１６０によって実行される。図９の動作フローとともに、図１１の動作フローは、電力設備またはＡＬＤ１００のオペレータが、制御イベントにおける特定の動作期間において装置についての節電を予想したい場合に節電アプリケーション１２０によって実行される。

図１１の動作フローには、パラメータとして以下の情報が提供される。すなわち、図９とともに説明したように、装置ＩＤ、制御イベントの始点、制御イベントの終点、及びバイナリー制御要因である。最初に、ＡＬＤ１００（例えば、節電アプリケーション１２０）は、例えば図９の動作フローを用いて、制御イベント中の予測された期間における通常動作での装置のエネルギー消費／電力消費を予想する（１１０２）。次に、節電アプリケーション１２０は、図９に示す動作フローを用いて、制御イベント中の装置の電力消費を予想する（１１０４）。例えば、装置のデューティサイクル、設定値、ドリフトもしくはドリフトの割合、電力時間及び他のパラメータによっては、装置は電源オンと予想されて制御イベントの期間における任意の時間だけ電力を消費する。従って、通常動作（すなわち、制御イベントが行われていない場合）における電力消費の予測される量と、制御イベント下での電力消費の予測される量とは、制御イベントの結果である節電を正確に算定するために決定される。２種類の予想電力消費値が決定された後、節電アプリケーション１２０は、２つの値の差異を計算する（１１０６）。当該差異は、制御イベントの期間における装置の予想される電力消費である。予想される電力消費は、制御イベント下においては実感できないため、当該電力消費は制御イベント下で節約された電力の量に直接的に対応する。節電アプリケーション１２０は、予想節電値をリターンする（１１０８）。節電アプリケーション１２０は、電力設備によって電力が供給されたサービスポイント２０における全ての制御された装置毎、グループ内のサービスポイントにおける全ての制御された装置毎、または、全てのサービスポイントのグループにおける全ての制御された装置毎に集計され、制御イベントの結果として節電の総計を得るために予想される節電を集計しうることは、当業者にとっては容易に理解できるところである。

ＡＬＭＳ１０を利用する他の背景事情としては、他の再生可能エネルギー源との組み合わせが考えられる。例えば、風力発電、太陽光発電等の再生可能エネルギー源の数は、環境によって異なる。すなわち、当該エネルギー源は、一定の割合で発電するものではない。例えば、風速は秒毎に異なるものである。風力発電タービンは、多量の風がある場合に大きな電力を発電することができ、風がない場合には発電が完全にストップする。太陽光パネルは、快晴の日には多量の電力を発電できるが、曇りの日には発電量は小さく、夜には実質的に発電しない。

そこで、再生可能エネルギーを利用する電力設備は、当該エネルギー源からの発電不足または発電過剰を補償する必要がある。再生可能エネルギー源が発電不足である場合、ＡＬＭＳ１０は、上述したプロセスを実行して追加の運転用予備力を供給し、これによって再生可能エネルギー源の発電不足を補うとともに、それによる結果、例えば、出力周波数の変動をも補う。例えば、風力または太陽光エネルギー源を利用する電力設備は、ＡＬＭＳ１０をさらに電力設備の配電システムに適用し、発電不足の間に調整予備力を供給する。

図１２は、所定の期間における電力設備の「負荷プロファイル（load profile）」を示すグラフであって、本発明の例示的な実施形態に従って、制御イベントあり、なしの場合で決定された予想エネルギー消費とともに実際のエネルギー消費を示す。負荷プロファイルグラフは、以下を描写する。
ａ）ベースライン電力消費１２０２。これは、特定の期間における全ての制御された装置の可能性のある負荷または電力消費の合計である。
ｂ）制御イベントがない場合に、電力設備によって電力が供給される全てのサービスポイント（または選択されたサービスポイント）における全ての制御される装置に対する予想される中断可能な負荷利用１２０４（すなわち、制御イベントがある場合の予想的負荷またはエネルギー消費）。予想される中断可能な負荷利用は、図９の動作フローを実行する１の実施形態によって決定される。予想される中断可能な負荷利用性１２０４は、全ての制御される装置が、需要者の好みによって１００％の時間制御されている場合に当該装置の負荷を示す。予想される中断可能な負荷利用１２０４は、図１１の動作フローを実行する１の実施形態によって決定されてもよい。
ｃ）制御イベント中に電力設備によって電力が供給される全てのサービスポイント（または選択されたサービスポイント）における全ての制御される装置への予想される中断可能な負荷利用性１２０６（すなわち、制御イベントがない場合に消費される予想的なエネルギー）。予想される中断可能な負荷利用性１２０６は、全ての制御される装置が、需要者の好みによって１００％の時間制御されている場合に当該装置の負荷を示す。
ｄ）電力設備によって電力が供給された全てのサービスポイント（または選択されたサービスポイント）における全ての制御される装置の実際の中断可能な負荷利用１２０８。実際の中断可能な負荷利用１２０８は、全ての制御される装置によって現在利用されている電力である。
この種の負荷プロファイルグラフは、電力設備によって電力が供給されたサービスポイント２０における全ての制御される装置毎、グループ内の全てのサービスポイントにおける制御される装置毎、あるいは、すべてのグループ内の制御される装置毎に生成される。

図１２の負荷プロファイルグラフにおいて、契約に基づくキャパシティをグラフ上部に直線で示す。当該直線は、ベースライン電力消費１２０２である。ベースライン電力消費１２０２は、電力設備が供給すべき義務を負う電力の総量を示す。実際の中断可能な負荷利用１２０８は、電力設備によって制御される全ての装置の実際の電力利用である。負荷プロファイルグラフの下部に示す予想される中断可能な負荷利用１２０４は、制御イベントがある場合に予想される利用されるエネルギーを示し、予想される中断可能な負荷利用性１２０６は、制御イベントがない場合に予想エネルギー利用を示す。予想される中断可能な負荷利用１２０４と予想される中断可能な負荷利用性１２０６との差は、調整予備力、瞬動予備力、及び非瞬動予備力を含む運転用予備力に用いられるキャパシティである。

通常、電力設備がそのピークキャパシティに近いエネルギー需要に直面した場合、電力設備は、自発的に節電予想（すなわち、上述したようなフレキシブルな負荷形状予想）に参加する需要者に対して制御イベントの実行を試みる。典型的には、これらの制御イベントは、電力設備が非瞬動予備力を利用することを防止するのに十分なキャパシティを提供する。しかしながら、十分な数の需要者が、手動で、節電予想から外れるように決定する場合もあり、その結果、電力設備が、自発的に予想に参加する残りの需要者からの瞬動予備力ニーズに合致する十分なエネルギーを回復することができなくなる場合がある。このような状況は、例えば、休日や週末の日で非常に暑い日に多くの人が自宅にいる場合に生じうる。このような場合、電力設備は、非瞬動予備力を使用したり、あるいは、予備キャパシティが欠乏する危険性にさらされる。このような状況において、電力設備は「非常制御」モードとなる。非常制御モードでは、電力設備は、節電予想に自発的に参加する需要者とそうでない需要者との両方を含む需要者の全ての好みを無効化する場合がある。非常制御の間、電力設備はＡＬＤ１００を用いて環境依存型の装置の設定を通常の快適な好みの範囲外（ただし、生命に危険を冒さない範囲）に調整する。非常制御の実行により、電力設備は、電力需要を受け入れ可能なレベルまで戻すことができる。

ＡＬＭＳ１０を使用することにより、電力設備は、非常制御状況の可能性を軽減することが可能になる。例えば、需要者が制御イベントから除かれるようにした場合には、ＡＬＭＳ１０は、本明細書に開示する技術を用いて、自発的な制御イベントの対象となりうる新たな需要者を探す。同様に、制御イベントに参加している制御された装置が需要者の好み（例えば、需要者の装置が制御イベントに参加している時間）によって制御イベントから除かれるようになった場合、ＡＬＤ１００は当該装置を制御イベントから除き、それらを自発的な他の制御された装置に置き換える。置き換えられた装置は、好ましくは、制御イベントから除かれた装置から得られていた予備電力と少なくとも同じ量だけの予備電力を据え置きによって供給する。従って、本発明のシステム１０は、非常制御の実行の前に、電力設備が制御イベントを他の需要者に分散できる可能性を上昇させる。

さらなる実施形態においては、図３に示すＡＬＭＳ１０全体が、ＩＰベース、リアルタイム、温度依存、検証可能な、インタラクティブ、双方向、及び自動発電制御（ＡＧＣ）コマンドに反応する専用のネットワークに組み込まれ、制御イベントの実行を通じて運転用予備電力を発電する。

本発明の追加的な実施形態においては、図５の動作フローを用いて記憶手段５００に記憶されるサンプリングデータは、電力消費に関する他の要因（以下、「変動要因」という）、例えば、週のうちの曜日、湿度、太陽光の量、または住居内の人数を含む。この追加のデータは、予想電力消費及び予想節電をこれら追加の要因に基づいてより正確にする。当該データを用いるため、ＡＬＤ１００は、ＡＬＭＳ１０内及び／または外部のデータ元、例えば、天気データベース、ナショナルウェザーレポーティングステーション等からの天気速報、外部センサ９４、またはリアルタイムもしくは周期的に利用可能な商業上の天候に関連した入力装置、カレンダー、及びボランティアによるフィードバックから追加的なデータを入手する。変動要因計測値のいくつかは、公共の情報源から利用可能であり、その他は私的な情報源から利用可能である。

本発明の他の代替的な実施形態においては、送電線ロスが図１１の予想されるエネルギー節電の判定の際に考慮される。当業者にとっては、電力設備により、当該電力設備から離れた装置へ供給される電力量は、装置が要求する電力量と電力設備の発電電力設備と装置の場所との間の送電線のロスによる電力量との合計と等しいことは容易に理解されるところである。従って、制御イベントによってもたらされる予想節電は、制御イベントが実行されてさらに制御イベントが行われない場合に第１の節電が行われる間の単一のサービスポイント、複数のサービスポイント、または電力設備のサービスエリア全体における制御された装置によって消費されることが予測される電力量を判定し、また、制御イベントが行われて第２の節電が行われる間に制御された装置へ電力が供給されないことによって送電線上で損失とならない電力の予測量を判定し、第１及び第２節電を合計することによって決定することができる。

本発明のさらなる実施形態においては、上述した技術を利用して電力設備によって決定された運転用予備力（例えば、瞬動予備力または調整予備力）は、図１３に示すように、要求している電力設備１３０６に販売することができる。当該図面は、基本的に、米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号の図９の複製である。米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号において開示されているように、節約された電力は、販売用の電力設備による制御イベントの開始の後（例えば、当該制御イベントの間、及び／または制御イベントの完了後）、要求している電力設備１３０６に配分することができる。販売用電力設備は、仮想電力設備１３０２または図１３に示すサービス電力設備１３０４であり、その詳細は米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号に開示されている。あるいは、第三者機関が、制御イベントの実行の後に、ＡＬＭＳ１０の運転及びその結果である運転用予備力の要求している電力設備１３０６への配分を管理する機関となりうる。

さらに別の実施形態においては、電力設備のＡＬＤ１００が、図１１の動作フローに従って電力設備によって電力が供給されている各サービスポイント２０毎の予想節電を判定し、電力設備によって電力が供給されている全てのサービスポイントに渡る予想節電を総計し、上述したように運転用予備力を決定するための予想節電の合計を取得する。

さらなる実施形態においては、図１０の動作フローを用いて記憶手段５００からベストマッチするデータポイントを検索して記憶手段５００内の期間と制御イベントの期間とが一致しない場合における装置の電力消費の傾向を予測する代わりに、あるいは加えて、ＡＬＤ１００は、記憶手段５００が、制御イベントの予測される期間の前後の期間における各装置の電力消費データを含んでいるか否かを判別し、当該データが含まれる場合には、制御イベントの期間において装置に消費されると予測される電力量に対応する値を、制御イベントの予測される期間の前後の期間における各装置の電力消費データに基づいて補間する。

さらに別の実施形態においては、要求している電力設備は、供給元電力設備からの運転用予備電力を取得する方法を実行する。この実施形態においては、要求している電力設備は、運転用予備電力が必要となる移送時間よりも十分に前に運転用予備電力を供給元電力設備に要求し、これによって運転用予備電力の測定可能かつ検証可能な負荷制御式の発電を容易とする。運転用予備電力の負荷制御式の発電は、図７から１２を参照して詳細に説明した運転用予備力の決定の結果得られる。要求している電力設備は、供給元電力設備から、当該供給元電力設備が移送時間で運転用予備電力を供給する旨のアクノリッジを受信する。次に、移送時間及びその後の期間に、要求している電力設備は、供給元電力設備から運転用予備電力の少なくとも一部を受け取る。

さらなる実施形態においては、運転用予備力の決定技術は、米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号に開示された仮想電力設備１３０２に適用される。例えば、仮想電力設備１３０２は、１以上の要求している電力設備１３０６に、当該要求している電力設備１３０６の運転用予備力として電力を少なくとも提案することが可能である。この場合、仮想電力設備１３０２は、他の構成要件とともに、記憶手段５００と、（例えば、ＡＬＤ１００内の）プロセッサ１６０とを備える。この実施形態では、プロセッサ１６０は、少なくとも１の期間内に、少なくとも１の装置によって消費される電力を遠隔で判定し、電力消費データを生成する。プロセッサ１６０は、さらに、電力消費データを記憶手段５００に記憶可能に構成されており、適宜、装置への電力が低減される制御イベントの予測される将来の期間を判定する。プロセッサ１６０は、さらに、制御イベントの実行の前に、当該制御イベントの期間における装置による予測される電力消費傾向を、少なくとも記憶された電力消費データに基づいて推定可能に構成されている。プロセッサ１６０は、さらに、制御イベントの実行の前に、制御イベントの結果である予想節電を、少なくとも装置の予測される電力消費傾向に基づいて判定する。さらに、プロセッサ１６０は、制御イベントの実行の前に、予想節電に基づいて運転用予備力を判定可能に構成されている。運転用予備力を判定した後、プロセッサ１６０は、要求している電力設備１３０６またはそれ以外の電力設備に運転用予備力を供給可能である旨の提案をすることができるように構成されている。

さらに別の実施形態においては、サービスポイント２０は、さらに、電力設備から供給されたエネルギー、あるいは、１以上の任意の発電装置９６（図３では１つのみ図示）から供給されたエネルギーを現場で蓄積する１以上の蓄電装置６２（図３では１つのみ図示）を備えてもよい。蓄電装置６２は、一次的には、蓄電に用いられ、あるいは、典型的には、蓄電は二次的な目的で、電力消費等の他の一次的な目的のために用いられる。通常、蓄電装置６２は、電力系統に接続され、後に使用または消費できる電力を付加的に蓄積する。蓄電装置６２の一例は、電気自動車またはハイブリッド自動車であり、サービスポイントにおける充電ステーションを介して電力系統に接続される。使用されていないときには、蓄電装置６２は、サービスポイント２０の出力端に接続され、電力設備の電力系統から電力を引いて蓄積する。蓄電装置６２は、後に接続が解除され、その一次目的に用いられる。電気自動車の一例として、蓄電装置６２は、移動の目的のために接続が解除される。あるいは、蓄電装置６２は、充電の後に、同種の発電装置９６の電力源として用いられる。例えば、電気自動車は、サービスポイント２０のソケットに接続され、その残りの蓄積された電力の一部または全部を、例えば自動車の所有者がしばらくの間自動車を使用しない場合に、電力設備の電力系統に供給する。このような場合、自動車の所有者は、蓄積された電力を商品として効果的に扱って、電力を高ピークの負荷時間で電力設備の電力系統に供給するか、低ピークの負荷時間で電力系統からの電力を受け取るか消費するか選択することができる。あるいは、蓄電装置６２の所有者は、蓄電装置６２に蓄積されたエネルギーを、サービス電力設備１３０４または要求している電力設備１３０６が蓄積されたエネルギーを求めている場合に、運転用予備力として利用可能なエネルギーとして考慮することが可能である。

本発明のＡＬＭＳ１０は、バッテリまたは電気自動車等の蓄電装置をサービスポイント２０において含むこと、あるいは使用することをサポートしている。再度図３を参照して、蓄電装置６２は、エネルギーを蓄積及び／または配分するために用いられる。蓄電装置６２がサービスポイント２０に配置されており、電力線及び／またはローカルな発電電力設備９６から電力を受け取っている場合、サービスポイント２０の制御装置（例えば、能動負荷クライアント３００）は、ＡＬＤ１００等の中央制御手段に通知をする。ＡＬＤ１００は、蓄電装置６２に供給及び蓄積された電力量ならびに蓄電活動の期間の記録をＡＬＤデータベース１２４に記憶する。ＡＬＤ１００は、米国特許出願第１２／７８３４１５号に開示されるように、蓄電活動に関連するカーボンフットプリント及びカーボンクレジットを判定する。当該米国特許出願は、２０１０年９月１６日に公開された米国公開特許公報第２０１０／０２３５００８号に対応し、この文献の内容を参照として本明細書に取り込む。

蓄電装置６２が電力系統にエネルギーを送電または配分するために使用された場合、能動負荷クライアント３００は、再度ＡＬＤ１００に通知する。ＡＬＤ１００は、配分された電力量及び配分動作の期間をＡＬＤデータベース１２４に記録する。ＡＬＤ１００は、また、米国特許公開公報第２０１０／０２３５００８号に開示されているように、配分動作に関連したカーボンフットプリント及びカーボンクレジットを判定する。例えば、電力配分動作に関連したカーボンフットプリント及びカーボンクレジットを判定するため、ＡＬＤ１００は、配分及び蓄電動作の間に電力系統から蓄電装置６２が配置されたサービスポイント２０を含むサービスエリアへ供給された電力に関連した発電ミックスを判定する。次に、ＡＬＤ１００は、電力蓄積動作に関連したカーボンクレジットを電力配分動作に関連したカーボンクレジットから除算して、蓄電及び配電活動によるカーボンクレジットの総量を決定し、得られたクレジットをサービスポイント２０または蓄電装置の所有者に関連付けし、得られたクレジットを設備電力／カーボンデータベース１３４に記憶する。従って、蓄電装置６２が、電力設備から供給されるエネルギーの多くが二酸化炭素を排出しないエネルギー源、例えば、風力発電からのものである夜の間に、電力設備によって充電され、電力設備から供給されるエネルギーの多くが二酸化炭素を排出するエネルギー源、例えば、石炭やガスによる発電からのものであるその日の間及びピーク時間に放電または配電された場合、エネルギーの配分は、サービスポイント２０または米国公開特許公報第２０１０／０２３５００８号に開示された蓄電装置の所有者によって得られたカーボンクレジットの総量となる。

１の実施形態においては、蓄電装置６２に蓄積された電力は、（例えば、ＡＬＤ１００等の中央制御手段を介して）ＡＬＭＳ１０によって管理される。当該管理は、蓄電装置６２が電力を引き出したりあるいは蓄積した場合の制御と、電力設備が運転用予備力等を必要とした際に蓄電装置６２に蓄積された電力を利用すること、とを含む。蓄電装置６２が電力引きを行った際に行う制御は、系統から蓄電装置６２が電力引きを行うにベストな時間を特定して、例えば、当該蓄電動作に伴うカーボンフットプリントを最小化し、あるいは、電力設備によって消費される運転用予備力を低減することを含む。蓄電装置６２に蓄積された電力を用いたＡＬＭＳ１０の制御により、電力設備は、緊迫したニーズの間、例えば、ＡＧＣコマンドに応じて周波数規制を維持しなければならない場合や、あるいは、電圧低下や停電を避けるために運転用予備力を供給しなければならない場合に、蓄電装置６２から電力引きを行うことができるようになる。電力設備１３０４、１３０６からＡＬＭＳ１０への要求に応じて蓄電装置６２からの電力引きが可能となることにより、需要者へ警報が送信され、これは、例えば、需要者ダッシュボード９８を通じて行われる。需要者は、蓄電装置の管理への参加を促進するために、報酬や、金銭的クレジット、あるいは他の利益を得ることができる。

ＡＬＭＳ１０による蓄電装置６２の管理は、需要者ダッシュボード９８（例えば、別途の蓄電装置管理アプリケーション、需要者側エネルギープログラムの一部、等の需要者サインアップアプリケーション１１６への延長）を介して行われる。需要者ダッシュボード９８は、需要者に、蓄電装置６２に電力を蓄積する目的で蓄電装置６２を電力系統に接続する好ましい時間、及び、蓄電装置６２から電力を配分する目的で蓄電装置６２を電力系統に接続する好ましい時間を報知し、例えば、需要者側で得られるカーボンクレジット（carbon credits）を最大化する。さらに、需要者は、需要者ダッシュボード９８を介して、蓄電装置または装置６２がＡＬＭＳ１０によってサービス電力設備１３０４または要求している電力設備１３０６への運転用予備力として利用されている旨を表示する。需要者が、電気自動車やハイブリッド自動車等の蓄電装置６２に蓄積された電力が所定の理由でＡＬＭＳ１０に利用可能である旨を表示した場合、需要者は、装置の種類、装置のパラメータや仕様（充電レート、放電レート、総容量、及び／または充電器の種類を含む充電及び放電パラメータまたは特性を含むが、これらに限定されない）等の蓄電装置６２に関連した情報、蓄電装置６２が充電のために接続可能な制御可能な装置の制御モジュールのＩＤ、及び、他の情報を、需要者ダッシュボード９８を介してＡＬＤ１００に入力することにより当該情報を提供する。

さらに、電気自動車またはハイブリッド自動車等の蓄電装置６２は、無線通信技術を採用し、当該蓄電装置６２が関連情報（例えば、装置の種類、充電状況、装置パラメータあるいは仕様、位置（例えば、蓄電装置６２がＧＰＳ等の位置判別機能を有する場合）、最後の充電以降の時間等）を、通信インターフェイス３０８を介して広域無線ネットワーク上でＡＬＤ１００に直接送信する。当該情報を用いて、ＡＬＤ１００または能動負荷クライアント３００は、時間経過とともに電力がどの程度蓄電されているか、及び／または、どの程度配分されたかを判別する。また、蓄電装置の位置、充電状況、及び他のパラメータを知ることにより、ＡＬＤ１００または他の中央制御手段は、当該情報を考慮して負荷のバランスをとり、系統への供給を増し（例えば、蓄電装置６２を系統の特定のエリアに向けて再充電または電力配分をするため）、あるいは、蓄電装置６２を含むサービスエリアにおける電力不足に対応することができる。例えば、１の実施形態においては、ＡＬＤ１００は、電気自動車等の移動式の蓄電装置６２から情報を集め、当該蓄電装置６２から電力設備によって特定された系統ポイントにおける系統へ電力を供給して供給不足状態を補い、あるいは運転用予備力を供給する際に１以上の電力設備と価格について交渉する。

あるいは、（特に、急速充電機能を利用している）電気自動車等の特定の蓄電装置６２の負荷により、当該装置の負荷を電力の再スタートの際に系統へ接続することは、望ましくない出力スパイクを生じさせることがある。これは、電力設備が偶発性予備力をコールド負荷ピックアップに使用しない限り、系統にダメージを与える。従って、再スタートの間における系統の負担を軽減するため、偶発性予備力を軽減する間に、ＡＬＤ１００は、例えば本発明者に共有され、現在継続中の米国特許出願第１２／８９６３０７号に開示された再スタート制御技術を採用して、影響を受けうる電力設備のサービスエリアへの電力の再供給を知的に制御する。当該米国出願は、２０１１年１月２７日に公開された米国公開特許公報第２０１１／００２２２３９号に対応する。この文献の内容を、参照として本明細書に取り込む。系統のエリアに渡る電気自動車の位置の更新を定期的に受信することにより、ＡＬＤ１００は、電気自動車の再充電の系統への影響を予期及び想定することができる。従って、電力不足状態の後の再スタート制御の間、ＡＬＤ１００は、サービスポイント２０を含む、再充電を必要とする電気自動車が集まっているエリアを判別することができるとともに、これらのエリアを再スタートアルゴリズムで構築して電気自動車が集まっているサービスポイント２０が同時に再スタートしないようにすることができる。あるいは、各蓄電装置６２は、それ自体がサービスポイントとして効果的に利用され、能動負荷クライアント３００と同様の機能を有する独自の制御装置を有する。当該制御装置は、広域無線ネットワークまたは他の通信ネットワークを介してＡＬＤ１００と通信し、米国公開特許公報第２０１１／００２２２３９号に開示されるように、再スタート制御処理に関して能動負荷クライアント３００として動作する。例えば、再充電（特に、急速充電）の間の電気自動車による実質的な負荷のために、ＡＬＤ１００は、再スタート制御の実行の目的で、各電気自動車をサービスポイント（または、少なくとも電力不足の影響を受けているサービスエリアにおける各電気自動車として）として扱う。あるいは、ＡＬＤ１００は、移動式蓄電装置の位置情報を有効に利用し、系統に余剰のキャパシティを戻し、電力不足からの回復を補助する（例えば、電力不足からの回復状況において電力設備の運転用予備力として用いる）。これは、蓄電装置２０に関連した需要者プロファイルによって許容され、ＡＬＤ１００は、電力設備に対し電力配分または供給についての価格を交渉しうる。

関連する制御装置を介して無線ネットワーク上で直接移動式蓄電装置６２から当該装置の位置情報を受信する代わりに、ＡＬＤ１００は、装置６２が配置されたサービスポイント２０における能動負荷クライアント３００からレポートメッセージを受信することによって当該装置６２の位置を判定する。例えば、サービスポイント２０における、あるいは、再充電ステーション内にある能動負荷クライアント３００または同様の制御装置は、再充電の目的で、蓄電装置６２がサービスポイントまたはステーションに接続されたことを検出する。このとき、制御装置は、蓄電装置からＩＤ情報を取得し、取得した情報をＡＬＤ１００に提供する。ＡＬＤ１００は、サービスポイント／再充電ステーションの位置に基づいて、装置の位置を判定する。

別の実施形態では、蓄電装置６２は、そのホームまたはベースサービスポイント以外のサービスポイントにおける電力系統に接続される。例えば、電気またはハイブリッド自動車は、当該自動車の所有者または使用者が訪問した住居において接続されうる。このような例の場合、蓄電装置６２（電気またはハイブリッド自動車）は、上述した中央制御手段によって引き続き管理される。蓄電装置６２が電力系統に接続されて当該系統から電力を受け取る場合、訪問先のサービスポイントに設けられた能動負荷クライアント３００等のサービスポイント制御装置は、中央制御手段（例えば、ＡＬＤ１００）に通知を行い、蓄電装置６２のＩＤを提供する。ＡＬＤ１００は、電力消費量及び蓄電動作の期間をＡＬＤデータベース１２４または装置ＩＤに関連した他の記憶手段の入力欄に記録する。ＡＬＤ１００は、また、米国公開特許公報第２０１０／０２３５００８号に開示されるように、蓄電動作に関連したカーボンフットプリント及びカーボンクレジットを判定する。

蓄電装置６２が電力系統へエネルギーの送出または配分に用いられる場合、当該蓄電装置６２が現在配置されているサービスポイントにおける能動負荷クライアント３００は、ＡＬＤ１００に、蓄電装置６２のＩＤを通知する。ＡＬＤ１００は、配分された電力量と、配電動作の期間とをＡＬＤデータベース１２４に記録する。ＡＬＤ１００は、米国公開特許公報第２０１０／０２３５００８号に開示されるように、配電動作に関連したカーボンフットプリントとカーボンクレジットとを判定する。次に、ＡＬＤ１００は、蓄電及び配電動作によって得られるカーボンクレジットの総量を、蓄電動作に関連したカーボンクレジットを配電動作に関連したカーボンクレジットから除算することによって判定し、得られたクレジットを蓄電装置のホームまたはベースサービスポイント２０もしくは蓄電装置の所有者に関連付け、得られたクレジットを設備電力／カーボンデータベース１３４に記憶する。

図４に戻り、蓄電装置６２の蓄電及び配電動作に関連したデータは、ＡＬＣインターフェイス１１２及びセキュリティインターフェイス１１０を介して、該当するサービスポイント制御装置（例えば、能動負荷クライアント３００）から中央制御手段（例えば、ＡＬＤ１００）によって受信される。当該データは、ＡＬＣマネージャ１０８によって処理されてＡＬＤデータベース１２４へ送られる。カーボンセービングアプリケーション１２４は、当該データを用いて節電量及び二酸化炭素削減量を計算し、これらは、設備電力／カーボンデータベース１３４に記憶される。節電アプリケーション１２０は、当該データを用いて蓄電装置６２に蓄積された電力量を判定し、この蓄電量は、電力設備１３０４、１３０６への運転用予備力として利用可能である。

移動式の蓄電装置６２を把握するため、ＡＬＤデータベース１２４は、任意で、各サービスポイント２０に関連する全ての制御された装置及び蓄電装置６２のＩＤを記憶する。電力消費装置または蓄電装置６２による電力の消費、配分、または蓄電を報告する場合、能動負荷クライアント３００は、装置ＩＤを、当該装置に関連するデータに含め、これによってＡＬＤ１００が当該データをＡＬＤデータベース１２４内において適切な装置及び／またはサービスポイントに関連付けを行えるようにする。この場合、ＡＬＤデータベース１２４内で蓄電装置に関連付けされたサービスポイント２０は、配電が電力設備のサービスエリア内で行われたかそうでないかに関わらず、蓄電装置６２から系統へ電力を配電することによって得られたカーボンクレジットの総量を受信する。電気自動車またはハイブリッド自動車等の特定の移動式の蓄電装置６２は、以下に後述して詳細に説明するように、当該装置６２が移動した様々な場所において運転用予備力として当該装置６２を利用することを容易にする。

図１４は、図３に示すＡＬＭＳ１０の１実施形態に係る、能動負荷クライアント３００（制御装置）と、居住負荷センタ４００との一例を示すブロック図である。図示する能動負荷クライアント３００は、（例えば、リナックスベースの）運転システム３０２と、状況応答型発電機３０４と、スマートブレーカーモジュール制御部３０６と、通信インターフェイス３０８と、セキュリティインターフェイス３１０と、ＩＰベースの通信変換機３１２と、装置制御マネージャ３１４と、スマートブレーカー（Ｂ１−ＢＮ）カウンタマネージャ３１６と、ＩＰルータ３２０と、スマートメータインターフェイス３２２と、スマート装置インターフェイス３２４と、ＩＰ装置インターフェイス３３０と、電力配分装置インターフェイス３４０と、イベントスケジューラ３４４とを備える。本実施形態において、能動負荷クライアント３００は、サービスポイント２０（例えば、需要者の住居または事業所）の現場に配置されたコンピュータまたはプロセッサベースの制御システムから構成される。能動負荷クライアント３００の主要な機能は、サービスポイント２０に配置された制御可能な装置の電力負荷レベルを管理することである。これは、能動負荷クライアント３００により、需要者の利益のために監視されて制御される。例示的な実施形態においては、能動負荷クライアント３００は、ダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）クライアント機能を備え、これによって能動負荷クライアント３００は自身の、及び／または、管理下にある１以上の制御可能な装置４０２〜４１２、６０のＩＰアドレスを動的に要求することが可能である。これにより、ホストＩＰネットワーク上のＤＨＣＰサーバが能動負荷クライアント３００とＡＬＤ１００との間の通信を容易にする。能動負荷クライアント３００は、さらに、ルータ機能を備え、当該能動負荷クライアント３００のメモリ内にある、割り当てられたＩＰアドレスのルーティングテーブルを管理し、これによって能動負荷クライアント３００から制御可能な装置４０２〜４１２、６０へのメッセージの送達を容易とする。能動負荷クライアント３００は、また、電力配分機能（例えば、電力配分装置インターフェイス３４０）を備え、サービスポイント２０における発電装置９６及び／または蓄電装置６２から配分可能な電力に関する情報をＡＬＤ１００に提供する。能動負荷クライアント３００の構成要件の多くは、米国特許第７７１５９５１号及び米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号、第２０１０／０１７９６７０号、第２０１０／０１６１１４８号、第２０１０／０２３５００８号に開示されている。これら全ての文献の内容を、参照として本明細書に取り込む。本発明の１以上の実施形態に係る、能動負荷クライアント３００の動作に関する追加的な詳細と、当該動作に関連する特定の構成要件とを、以下に説明する。

図１５を参照する。当該図面は、本発明の代替的な実施形態に係る、能動負荷クライアント３００等のサービスポイント制御装置がデータをＡＬＤ１００等の中央制御手段に提供するとともに、電力を電力設備の電力系統に供給するために実行するステップを含む動作フローチャート１５００の一例を示す。図１５の方法は、中央制御手段がサービスポイント２０における１以上の蓄電装置６２に電力が完全または部分的に蓄電されることによる利用可能な運転用予備力を予想及び配分することを支援するために制御装置によって実行される動作ステップを提供する。図１５のステップは、好ましくは、制御装置のメモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータインストラクションのセット（ソフトウェア）として実現され、当該制御装置の１以上のプロセッサによって実行される。例えば、サービスポイント制御装置が能動負荷クライアント３００である場合、図１５の動作フローは、主に、電力配分装置インターフェイス３４０、装置制御マネージャ３１４、及びイベントスケジューラ３４４によって実行される。蓄電装置６２が電気自動車である場合の１の実施形態においては、図１５の方法を実現する制御装置は、電気自動車に利用可能とするため、充電ステーションと一体とされうる。

電気自動車、ハイブリッド自動車、またはバッテリ等の１以上の蓄電装置６２は、１以上のサービスポイント２０において電力系統に接続される。蓄電装置６２が電気またはハイブリッド自動車である場合、サービスポイント２０は、自動車を（例えば、プラグインまたは無線式の自動車充電器を介して）再充電可能な自動車再充電ステーションを含む。各サービスポイント２０における能動負荷クライアント３００または同様の制御装置は、電力配分装置インターフェイス３４０を介してサービスポイント２０において蓄電装置６２が存在することを検出する（１５０１）。例えば、電力配分装置インターフェイス３４０は、スイッチング回路を含み、当該スイッチング回路は、蓄電装置６２または発電装置９６が通信可能に能動負荷クライアント３００、または、能動負荷クライアント３００と接続された制御モジュールと接続された場合、その旨を検出する。当該制御モジュールは、サービスポイント２０における自動車再充電ステーションまたは他の系統接続点に一体とされうる。あるいは、各再充電ステーションは、それぞれ、能動負荷クライアント３００または他の同様の機能を有する制御装置を備える。しかしながら、充電ステーションに組み込まれた制御装置は、少なくとも本発明の１以上の実施形態を実行するのに必要な機能さえ備えていれば、能動負荷クライアント３００の機能の全てを備えていなくてもよい。

能動負荷クライアント３００は、代替的には、電力配分装置インターフェイス３４０を介して蓄電装置６２からの登録及び／または認証リクエストを受信することにより、サービスポイント２０に蓄電装置６２が存在することを判別する。能動負荷クライアント３００は、直接(例えば、能動負荷クライアント３００が自動車再充電システム内に配置されている場合)、または、蓄電装置６２と、例えば自動車再充電ステーション内の能動負荷クライアント３００との間に接続された制御可能な装置（例えばジグビー、ワイファイ、またはＢＰＬ制御モジュール）を介して当該リクエストを受信する。電力配分装置インターフェイス３４０は、装置制御マネージャ３１４に、蓄電装置６２が存在することを通知し、すなわち、蓄電装置６２に関する情報（例えば、装置の種類、装置パラメータまたは仕様（充電及び放電パラメータまたは特性を含む）、蓄電装置６２が充電のために接続された制御可能な装置に関連した制御モジュール識別子、等）を適応可能な通信プロトコル（例えば、ＩＰ、ＨＳＰＡまたはＬＴＥ上）を介してＡＬＤ１００に提供する。代替的または追加的には、サービスポイント需要者が、蓄電装置６２がサービスポイントに含まれるまたは含まれることになることを、蓄電装置に関連する情報（例えば、装置の種類、装置パラメータまたは仕様（充電及び放電パラメータまたは特性を含む）、蓄電装置が充電のために接続された制御可能な装置に関連した制御モジュール識別子、等）を需要者個別設定１３８（例えば、需要者プロファイル）として需要者ダッシュボード９８を介してＡＬＤ１００に入力することにより、ＡＬＤ１００に報知する。蓄電装置６２が電気自動車またはハイブリッド電気自動車である場合、装置への需要者プロファイルは、自動車を充電するためのパラメータ（例えば、好ましい充電期間、好ましい電気料金価格等）を含み、当該パラメータは、電気自動車への電力設備の価格設定に合致し、需要者に、運転用予備力が通常必要とされない時間、いわゆる「オフピーク」に自動車を充電することを促進する料金的インセンティブを与える。料金的インセンティブは、「タイムオブユーズ（ＴＯＵ）」プライスポイントとも呼ばれ、電力設備のオプションとして電気自動車特有のものである。需要者プロファイルは、また、マーケットシグナルと入札ルールとを含み、これらは、蓄電装置６２の充電を、瞬動予備力を配分するためのコールに応じて短時間で終わらせることを可能にする。当該コールは、例えば、ＡＬＤ１００等の中央制御手段を介して電力設備から受信することができる。

能動負荷クライアント３００が、ＡＬＤ１００に、サービスポイント２０において蓄電装置６２が電力系統に接続された旨を通知した後、ＡＬＤ１００は、蓄電装置６２に対する電力の流れを能動負荷クライアント３００へメッセージを送信することによって管理する。この場合、能動負荷クライアント３００は、定期的に、または、ポーリングに応答して、ＡＬＤ１００に、サービスポイント２０における蓄電装置または装置６２に蓄積された電力量を報知し、ＡＬＤ１００は、当該ＡＬＤの制御下においてサービスポイント２０で利用可能な運転用予備力の量を推定する際に上述した電力を考慮することができる。例えば、１の実施形態においては、能動負荷クライアント３００（またはサービスポイント２０における他の制御装置）は、サービスポイント２０における蓄電装置または装置６２によって蓄積された電力量を判定する（１５０３）。能動負荷クライアント３００は、電力配分装置インターフェイス３４０を介して各蓄電装置６２から蓄電レポートを受信することにより、あるいは、蓄電装置６２が充電された時間長及び蓄電装置の充電特性（例えば、蓄電装置６２の充電レートまたはプロファイル）に基づいて蓄電量を推定することにより、上述の判定を行う。能動負荷クライアント３００は、蓄電装置６２が未だサービスポイント２０において電力系統に電気的に接続されているが、電力系統から電力を受け取っていないことを判別する（例えば、電気自動車再充電ステーション内の電流計または制御モジュールによって判別する）ことにより、蓄電装置６２が完全に充電されたことを判定する。あるいは、蓄電装置６２は、電力配分装置インターフェイス３４０を介して能動負荷クライアント３００にメッセージを送信し、当該能動負荷クライアント３００に、装置が完全または部分的に充電された状態である旨を報知する（蓄電装置の蓄電量についても同様に能動負荷クライアント３００に任意で報知する）。特定のサービスポイント２０において各蓄電装置６２に蓄電または推定された電力量は、サービスポイント２０の能動負荷クライアント３００に記憶される。

サービスポイント２０における蓄電装置または装置６２に蓄積された電力量を判定した後、能動負荷クライアントは、ＡＬＤ１００に、蓄電量を報告する（１５０５）。蓄電量の報告は、蓄電装置毎、または、サービスポイント毎に行われる。蓄電情報は、ＡＬＤ１００の中央記憶手段（例えば、ＡＬＤデータベース）または当該ＡＬＤ１００がアクセス可能な記憶手段に記憶される。上述して詳細に説明したように、中央記憶手段は、また、制御イベントを通じてＡＬＤ１００が予想または推定可能な利用可能な運転用予備力に基づくサービスポイント２０における制御された装置についての電力消費データを記憶する。電力設備１３０４、１３０６に対して継続的に、または、少なくとも定期的に、蓄電装置６２から配分された電力で、及び／または負荷延期制御イベントを通じて節約された電力で、運転用予備力を供給するため、ＡＬＤ１００は、ＡＬＤの一般的な制御下におけるサービスポイント２０の蓄電装置６２からの蓄電量と、制御イベントの間の負荷延期によってサービスポイント２０から利用可能になる予想節約エネルギーとを合計して利用可能な運転用予備力の総量を判定する。

ＡＬＤ１００から、運転用予備力が求められた場合（例えば、電力設備１３０４、１３０６からの要求、一例として、ＩＳＯまたはＡＧＣコマンドからのマーケットシグナル、電力設備のＡＧＣシステムからのレギュレーションアップ（「Ｒｅｇ Ｕｐ」）リクエストまたは信号、に応じて）、ＡＬＤ１００は、１以上の能動負荷クライアント３００に、各蓄電装置６２を放電して任意に制御イベントを開始するように指示する。従って、指示を受けた各能動負荷クライアント３００は、ＡＬＤ１００から電力配分指示を受信し（１５０７）、それに応じて１以上の蓄電装置６２から電力系統への電力の流れを制御し（１５０９）、これによって運転用予備力への電力設備からのニーズに応える。電力配分指示は、制御イベント指示（例えば、「遮断」メッセージ）の一部を形成し、または、能動負荷クライアント３００に別途送信される。電力配分指示は、蓄電装置６２に蓄電されていて系統に配分される電力の所定の量またはパーセンテージを示す。当該所定の量またはパーセンテージは、サービスポイント２０毎の需要者プロファイルにおいて指定され、または、装置の種類（例えば、放電限度等の装置のパラメータ）に基づいて判定される。例えば、需要者プロファイルは、蓄電装置６２から配分される電力が、蓄電装置のキャパシティの５０％または７５％未満となるように制限する。運転用予備力の供給に関連して制御イベントがサービスポイント２０に対して実行され、また、サービスポイント２０において蓄電装置６２が充電中である場合、サービスポイント３００（例えば、サービスポイント全体、または、例えば自動車充電ステーション内）における能動負荷クライアント３００は、蓄電装置６２または関連する制御モジュールに、充電動作を中止するよう指示し、当該蓄電装置６２に供給される電力を、運転用予備力として利用可能にする。能動負荷クライアント３００が、電力配分イベント（これは、電力低減制御イベントと同一である）が終了したことを判別した場合（１５１１）、能動負荷クライアント３００は、再度、蓄電装置６２を充電する（１５１３）。

図１６を参照する。この図は、本発明の代替的な実施の形態に係る、ＡＬＤ１００等の中央制御手段が完全または部分的に充電された蓄電装置６２に蓄積された電力によって得られる利用可能な運転用予備力を推定（例えば、予想）及び供給するために実行するステップを含む動作フローチャート１６００の一例を示す。図１６のステップは、好ましくは、中央制御手段のメモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータインストラクションのセット（ソフトウェア）によって実現され、当該中央制御手段の１以上のプロセッサ１６０によって実行される。図１６の動作フローは、運転用予備力が要求される前に、及び／または要求に応じて、マスタイベントマネージャ１０６及びＡＬＣマネージャ１０８によって実行されてもよい。

図１６の動作フローによれば、中央制御手段は、１以上のサービスポイント２０に配置された装置６２に蓄積された電力量を判定し（１６０１）、蓄電データを生成する。上述したように、中央制御手段は、サービスポイント２０に配置された制御装置、または、例えば装置６２が直接中央制御手段と通信する機能を有する場合には、任意で直接装置６２から、充電状況及び他の装置パラメータを受信する。装置６２が電気自動車の場合、制御装置は、電気自動車充電ステーション内に配置され、充電ステーション制御装置が、充電ステーションに電気的に接続された電気自動車に対する電力の流れを制御する。あるいは、制御装置（例えば、能動負荷クライアント３００）は、例えば、サービスポイントへの主電力パネルまたは電力メータの近傍のようなより一般的な態様でサービスポイント２０に配置され、複数の装置に対する電力の流れを制御する。さらに、各電気自動車は、それぞれ、制御装置を備え、当該制御装置は、中央制御手段と無線ネットワークを介して通信する。当該通信には、充電状況、その他中央制御手段が蓄電量を判定できるようにする情報を含む。中央制御手段は、蓄電データまたは装置６２に関する情報を、ＡＬＤデータベース１２４等の記憶手段のそれぞれの入力欄に記憶する（１６０３）。装置６２に蓄積された電力量に関する判定及びデータの記憶は、定期的または周期的に行われ、中央制御手段は、蓄電データの更新を維持する。

蓄電装置６２に蓄電され、電力設備のサービスエリアを介して配分された電力量を判定した後、中央制御手段は、少なくとも、蓄電データに基づいて、利用可能な運転用予備力の現在の量を判定する（１６０５）。中央制御手段は、蓄電データ並びに、例えば、装置６２及び／または当該装置６２が配置されたサービスポイントに関連した需要者プロファイル等の他の情報に基づいて、ＦＥＲＣまたはＮＥＲＣレギュレーション下で求められる時間内に系統に配分可能な蓄積電力量を判定し、運転用予備力として適用する。例えば、中央制御手段は、需要者プロファイル制約（例えば、キャパシティパーセンテージ制限）を考慮して、どの装置６２が系統に接続されているか、また装置６２に蓄積された電力使用の制限を判別し、装置６２に蓄積された電力による現在利用可能な運転用予備力の量を判定する。電気自動車等の蓄電装置は、系統に間欠的に接続及び分離され、電力設備のサービスエリアに渡り、または、電力設備のサービスエリア間を移動するので、運転用予備力として利用可能な蓄積電力は、定期的に変化する。中央制御手段は、蓄電量の変化及び運転用予備力として利用可能な蓄積された電力量を追跡し、運転用予備力要求（例えば、ＡＧＣコマンド）に応じるため、利用可能な運転用予備力を推定する。１の実施形態においては、装置６２またはサービスポイント制御装置によって報告される、当該装置６２に蓄積された電力量は、利用可能な運転用予備力を判定するのに利用される。代替的に、及び、より好ましくは、蓄電量（蓄電データ）は、制御イベントの結果である予想節電とともに、そして、任意であるがサービスポイント２０における発電装置９６による発電とともに考慮の対象となり、システムにおける利用可能な運転用予備力の総量が判定される。従って、サービスポイントにおける蓄電装置６２に蓄積された電力量の判定は、図２〜１３を参照して説明した上述の利用可能な運転用予備力の判定（１６０５）と統合され、それにより、中央制御手段によって判定（１６０５）された利用可能な運転用予備力の量は、制御イベントによってもたらされる予想節電と、電力設備のサービスエリア内の蓄電装置６２から利用可能な蓄積電力との両方を考慮に入れたものとなる。

利用可能な運転用予備力が判定された後に、中央制御手段は、電力設備から運転用予備力の要求を受信したかを判別する（１６０７）。中央制御手段から運転用予備力が要求されている場合、中央制御手段は、電力設備１３０４、１３０６から、例えば、ＩＳＯからのマーケットシグナル、または、「Ｒｅｇ Ｕｐ」リクエストまたは信号等の電力設備のＡＧＣシステムからのＡＧＣコマンドとして運転用予備力の要求を受信する。当該要求が受信されると、中央制御手段は、現在利用可能な運転用予備力で要求を満たすことができるか否かを判別する（１６０９）。運転用予備力への要求を満たすことができないと判別した場合、中央制御手段は、その旨を電力設備に報知するか、及び／または、当該要求に応答しない。運転用予備力への要求を満たすことができると判別した場合には、中央制御手段は、蓄電装置６２から電力設備がアクセス可能な系統への蓄積された電力の流れを管理する（１６１１）。例えば、中央制御手段は、１以上の制御装置（例えば、能動負荷クライアント３００）に、その蓄電装置６２から系統へ配電させるように指示を行い、また任意であるが制御イベントを開始する。１の実施形態においては、中央制御手段は、系統に配分可能な電力があると判別した蓄電装置に関連する各制御装置に電力配分指示を送信し、電力設備の運転用予備力への要求を満たすようにする。電力配分指示は、制御イベント指示（例えば、「カット」メッセージ）の一部であり、または、別途に制御装置に送信される。電力配分指示は、蓄電装置６２に蓄電され、系統に配分される所定の電力量またはパーセンテージを示す。当該所定の電力量またはパーセンテージは、サービスポイント２０についての需要者プロファイル内で指定され、または、装置の種類（例えば、装置のパラメータにより、放電限度）に基づいて決定される。例えば、需要者プロファイルは、蓄電装置６２から配分可能な電力を、蓄電装置６２のキャパシティの５０％または７５％未満に制限する。サービスポイント２０において運転用予備力の配分とともに制御イベントが開始され、また、当該サービスポイント２０において蓄電装置６２が充電中である場合、中央制御手段によってなされた制御イベント指示は、サービスポイント３００（例えば、サービスポイント全体または自動車充電ステーション内）における制御装置に、蓄電装置６２または関連する制御モジュールに対して充電動作を停止し、運転用予備力として利用可能な蓄電装置６２へ供給される電力を生成するよう指示させる。電力配分イベント（これは、電力低減制御イベントと同一である）が完了すると、制御装置は、再度、蓄電装置６２を充電する。

オンデマンドで運転用予備力の源となる蓄電装置６２を用いる１の例示的な実施形態においては、ＡＬＭＳ１０内の電気自動車またはハイブリッド自動車（「電気自動車」と総称する）サブシステムを用いる。このサブシステムは、能動負荷クライアント３００等の制御装置を自動車充電ステーション内または電気自動車自体の内部に備え、電気自動車が中央制御手段（例えば、ＡＬＤ１００）から充電情報を受信可能とする。本実施形態においては、電気自動車は、その電力の一部または全てを、（例えば中央制御手段からの）指示を受信して配分可能な独自の能力を有し、当該電気自動車は、電力設備（系統オペレータまたはＩＳＯ）、ＮＥＲＣ、ＦＥＲＣ、または、瞬動及び非瞬動予備力を含む運転用予備力についての価格を定期的に発行するエンティティからの信号に応じて充電または電力配分を行う。電気自動車は、その電力消費及び系統内での異なる位置への電力配分能力により、系統オペレータの独特の使用を象徴している。系統の構成要素は、不動で、そのインフラストラクチャーに異なる負荷（Ｖｏｌｔ／Ｖａｒ／ＫＶＡ）を有しているため、ＡＬＭＳ１０及びその構成要素（例えば、ＡＬＤ１００及び能動負荷クライアント３００）を介して系統上の電気自動車の影響を制御する能力は、系統の安定性を維持するために重要である。本実施形態においては、その「ホーム」または基礎的位置（例えば、電気自動車の所有者に関連したサービスポイント）に位置する電気自動車は、能動負荷クライアント３００等の制御装置を備えた充電ステーションを用いる。充電ステーションは、環境非依存型であり、電気自動車のバッテリまたはバッテリバンクを充電するのに抵抗装置として機能する。ＡＬＭＳ１０を利用または契約している需要者は、電気自動車についての電力設備の価格設定に合致する、電気自動車充電プロファイルを（例えば需要者ダッシュボード９８を介して）設定する。電力設備の価格設定は、「オフピーク」（すなわち、運転用予備力が要求されていない時間）に電気自動車を充電することに対する料金的インセンティブを含む。料金的インセンティブの一例としては、「タイムオブユーズ（ＴＯＵ）」プライスポイントがあり、これは、電気自動車に特有であるが、そうでない場合もある。さらに、需要者プロファイルは、ＡＬＭＳ１０を介して電力設備からの運転用予備力の配分のコールに応じて（例えば、ＡＬＤ１００から自動車に関連した能動負荷クライアント３００、その充電ステーション、または当該充電ステーションが配置されたサービスポイントへの制御メッセージに応じて）短期間電気自動車の充電を中断するためのマーケットシグナル及び入札ルールを含む。

電力設備に運転用予備力が配分されているイベントの間、系統オペレータ、または、リソース供給のための電力設備の需要者による入札の応答としてＩＳＯに要求され、電気自動車は、運転用予備力要求に対応するように変更されその関連した需要者プロファイル指示が報知される。例えば、ＩＳＯは、通常のマーケットシグナルを通じて同期予備力／瞬動予備力を配分する。この場合、地域送電機関（ＲＴＯ）またはＩＳＯによって画定されたルールによっては、運転用予備力の要求は、１０〜１５分以内の応答を必要とする。ＡＬＭＳ１０が、運転用予備力の要求を満たすことができると判別した場合、ＡＬＤ１００は、「カット」メッセージを、電気自動車への電力供給を制御する能動負荷クライアント３００に送信し、自動車充電動作を中断させる。「カット」メッセージは、電気自動車を含むサービスポイント２０における制御イベントに関連して送信され、あるいは、運転用予備力のコールに応じて電気自動車を含む蓄電装置６２からのみ電力を配分できる配電イベントのみにおいて送信される。能動負荷クライアント３００は、「カット」メッセージが送信された時点での、充電完了のパーセンテージ、及び／または電気自動車のバッテリから利用可能なエネルギー量を含む電気自動車の充電状況を判別し、ＡＬＤ１００に対し、電気自動車の充電状況、能動負荷クライアントの「カット」メッセージへの対応可能性、除かれた負荷の測定値を報告する。ＡＬＤ１００は、当該ＡＬＤの制御下における能動負荷クライアント３００から受信したデータを、ＡＬＤデータベース１２４等の記憶手段に記憶し、電気自動車または他の蓄電装置６２から配分可能な総電力、及び／または除かれた負荷の総量等の関連情報を、ＩＳＯに、当該ＩＳＯのルールの下で電力設備、系統オペレータ、ＲＴＯまたはＩＳＯに対応するように指定されたフォーマットで提供する。

ＡＧＣサブシステムに要求される調整予備力に関し、ＡＬＭＳ１０（例えば、ＡＬＤ１０）は、電力設備、系統オペレータ、ＲＴＯまたはＩＳＯによってＡＣＥ式に従って利用されたＡＧＣサブシステムからテレメトリーコマンドを受信する。当該コマンドは、周波数及び電圧偏差を示すＡＣＥ式における差異を示す。例えば、「Ｒｅｇ Ｕｐ」コマンドは、ＡＣＥをゼロに戻すために電力を系統へ戻す必要がある旨を示し、一方、「Ｒｅｇ Ｄｏｗｎ」コマンドは、ＡＣＥをゼロに戻すために電力を系統から除く必要がある旨を示す。これら「Ｒｅｇ Ｕｐ」、「Ｒｅｇ Ｄｏｗｎ」コマンドは、要求しているエンティティまたはＮＥＲＣ、ＦＥＲＣ等の管理組織によって定められた時間ウィンドウ内にＡＬＭＳ１０（例えばＡＬＤ１００）によってアクノリッジされる必要がある。ＡＧＣコマンドは、また、電力設備用のＡＣＥ式を含み、これによってＡＬＤ１００が、ＡＣＥをゼロ近辺に戻す際に必要となる適切な応答を判別することができるようになる。ＡＣＥ式が受信されると、ＡＬＤは、能動負荷クライアント３００への「カット」メッセージまたは「ターンオン」メッセージを生成し、ＡＣＥ内の周波数偏差を補償するとともに、ＡＧＣサブシステムによって指示されたとおりに偏差を補正する。１の実施形態においては、能動負荷クライアント３００は、「Ｒｅｇ Ｕｐ」コマンドに応答して自動車のバッテリに蓄積された電力を系統に配分し、当該コマンドは、ＡＣＥ式（及び制御された系統の周波数）を適切（例えば、ＡＣＥ＝０）に戻すためにより多くの電力が必要である旨を示す。

本発明は、また、電気自動車の移動性についても考慮している。変電所、変圧器、及び送電ならびに配電線は、不動であり、それら系統要素の各関連負荷は、日のうちの異なる時間における系統の全体負荷によって異なる。従って、自動車の「ホーム」位置から離れたまたは外部の位置である様々な充電ステーションへの電気自動車の移動は、電力設備に、系統を通じた電気自動車負荷パターンを、特に、自動車が定期的または反復して同一の位置（例えば、職場、レストラン、ショッピングモール等）において再充電することに関して作成可能とする。電気自動車の移動パターンは、自動車（例えば、自動車の一体型ＧＰＳユニットまたは他のＧＰＳユニットであって当該自動車に使用されるもの。例えば、移動式ＧＰＳユニットや、ＧＰＳ機能が内蔵され、自動車の内蔵された制御装置と近距離無線通信を介して通信を行う携帯電話またはスマートフォン）からの位置データをＡＬＤ１００が受信することに基づいて判別することもできる。自動車の移動パターンを知得することにより、電力設備が、電気自動車の地域充電及び配電ポイントを発展させることが可能となり、この場合は、ＡＬＭＳ１０によるより精密な制御が必要となりうる。１の実施形態においては、ホームまたは外部の任意の充電ステーションにおける能動負荷クライアント３００は、自動車がステーションの近傍に位置している（例えば電気的または通信的にステーションと接続されている）場合に、自動車からデータを受信し、自動車のバッテリのパラメータを計測し、ＡＬＤ１００から需要者及び系統関連情報を受信することにより、電気自動車の「状態」、電気自動車に関連した需要者の好み、及び現在の系統の状態（例えば、電気自動車のバッテリの充電パーセンテージ、需要者の好み、電力設備／系統オペレータの好み、ＩＳＯによって報告された現在の市場状況）を判別する。

さらなる実施形態においては、電気自動車には、当該電気自動車が、ＡＬＭＳ１０からパケットネットワーク上で、上述した様々な無線ネットワーク構成（例えば、ＧＳＭ、ＨＳＰＡ、ＬＴＥ、ＣＤＭＡ等）で容易とされる機械対機械（Ｍ２Ｍ）接続を介してモバイルで関連する情報を送信中に、需要者及び系統に関連した情報（例えば、運転用予備力の開放要求に関する情報を含む）が提供される。ＡＬＭＳ１０（例えば、ＡＬＤ１００）からＭ２Ｍ接続を介して電気自動車に送信される情報は、当該電気自動車が移動している間、あるいは、ホーム充電ステーションもしくは外部の充電ステーションにおいて、当該電気自動車に、系統の状態、市場価格、運転用予備力のニーズを定期的に更新した態様で提供する。電気自動車に提供された状態情報は、当該自動車に、需要者プロファイル及び市場状況及び／またはＡＬＤ１００が実行可能な電力設備・系統の運転による特定の無効化に基づいて様々なシステム条件を報知する。加えて、電気自動車は、制御装置を含み、当該制御装置は、Ｍ２Ｍ情報パケットをＡＬＤ１００に送信してその位置、現在の充電状況、及び他のパラメータを報知する。ＡＬＤ１００は、これらの情報を、電力設備に潜在的な負荷問題を報知するために利用し、当該電力設備から、ＡＬＤ１００に管理された制御装置（例えば、能動負荷クライアント３００）が特定の位置及び特定の時間での電気自動車の再充電を許容するか否かについてのフィードバックを受信する。電気自動車によって提供される情報は、また、ＡＬＤ１００に、キャパシティ（例えば、運転用予備力）を必要としている電力設備のサービスエリア内において余剰のキャパシティ（例えば、目的地に達するのに要求されたよりも多いキャパシティ、または、現在移動していないこと）に関連して電気自動車から電力を配分することを交渉する機会を提供する。

電気自動車についてのデータは、その最後に知られたアドレス位置（これは、例えば、電気自動車から無線でその能動負荷クライアント３００または他の制御装置によって報告されるＧＰＳ座標に基づいて決定される）とともにデータベースに記憶される。当該データベースの一例は、ＡＬＭＳ１０内の、「ＥＶＣＶＬＲ」（Electric Vehicle Charging Visitor Location Register）データベースである。また、電気自動車がその「ホーム」充電ステーションに戻った場合、電気自動車についてのデータは、ＡＬＭＳ１０内の対応する「ＨＬＲ」（Home Location Register）データベースに記憶される。電気自動車は、各充電ステーションを登録するとともに当該充電ステーションに認証され、当該充電ステーション（外部／訪問先またはホーム）と電気自動車との間で送受信される情報のセキュリティレベルを維持する。ＥＶＣＶＬＲ及びＨＬＲデータベースの入力欄は、需要者に、外部の地点への移動と、系統への運転用予備力の供給のための電力配分または充電中断イベント等のイベントへの参加を許容する。当該イベントへの参加は、電気自動車の所有者が、そのホーム充電ステーションから離れている間に、運転用予備力を提供することについて補償を受けることを可能にする。追加的に、または代替的に、ＡＬＭＳ１０内にＥＶＣＶＬＲ及びＨＬＲデータベースを設けることにより、自動車のホーム電力設備サービスエリア外または、能動負荷クライアント３００等のＡＬＭＳ制御装置を含まないもしくは関連していない地点においてまたは充電ステーションを介して単純な充電器（例えば、そのＡＬＭＳレポーティング制御装置を含まない充電器）によって充電する電気自動車の「清算」を会計する方法を提供する。いずれの使用状況においても、ＡＬＭＳ１０は（例えば、電気自動車からＡＬＤ１００への通信を介して）、自動車の位置（これは、例えば、ＧＰＳ等によって決定される）と、ＡＬＭＳ１０内の好み設定（例えば、需要者プロファイル）を登録し、電力設備、系統オペレータ、ＲＴＯ、またはＩＳＯから位置／測地特定コマンドを受信し、系統の状況に応え、あるいは、入札応答等の市場状況に応じて運転用予備力を供給する。

電力設備の要求に応じて運転用予備力を予想して供給する上述した方法は、ＡＬＭＳ１０によって利用され、仮想電力設備１３０２を実現する。当該電力設備は、図１３を参照して詳細に説明されており、また、米国公開特許公報第２００９／００６３２２８号に概略的に開示されている。このような場合、仮想電力設備１３−２は、例えば、ＡＬＤ１００が提供するＡＬＤデータベース１２４及びプロセッサ１６０のような記憶手段とプロセッサとを備える。この場合、プロセッサは、上述した様々な運転用予備力予想及び配電機能を実行するようにプログラミングされ、あるいは、実行可能に構成されている。例えば、仮想電力設備１３０２は、電力消費データを生成するための少なくとも１の期間において、プロセッサを介して、遠隔地にある装置（例えば、電力設備のサービスエリア内のサービスポイント２０における電力消費装置）の第１のセットによる消費電力量を判定可能である。仮想電力設備１３０２は、また、プロセッサを介して、遠隔地にある装置（例えば、電力設備のサービスエリア内のサービスポイント２０におけるバッテリ、または電気若しくはハイブリッド自動車等の蓄電装置６２）の第２のセットに蓄積されている電力量を判定可能で、蓄電データを生成する。プロセッサは、電力消費データ及び蓄電データを記憶手段に記憶する。

後の時点（すなわち、電力消費データ及び蓄電データが記憶手段に記憶された後）において、仮想電力設備１３０２は、プロセッサを介して、装置の第１のセットへの電力供給が低減される制御イベントが生じることを判別する。当該判別は、電力設備からの要求に応じて行われる。例えば、電力設備のＡＧＣシステムは、Ｒｅｇ Ｕｐコマンド等のＡＧＣコマンドを生成し、負荷の低減及び／または供給の増加を要求し、電力設備によって供給される電力の周波数を補正して安定化（すなわち、調節）する（すなわち、電力設備のＡＣＥを略ゼロと等しくする）。当該状況及び調整予備力へのニーズは、電力設備が、典型的には、その電力を風力発電、太陽発電等の電力設備の再生可能エネルギー源に頼っている間に、当該再生可能エネルギー源による発電不足によって生じうる。制御イベントが生じると判別した場合、仮想電力設備１３０２は、制御イベントが開始される前において、かつ、制御イベントが生じないという前提の下で、プロセッサを介して、少なくとも記憶された電力消費データに基づいて、第１の期間における装置の第１のセットによる電力消費傾向を推定する。ここで、制御イベントは、第１の期間の間に生じると予測される。当該推定の実行は、図８〜図１１を参照してその一例をすでに上述している。

制御イベントが予測される期間における装置の第１のセットによる電力消費傾向を推定した後、仮想電力設備１３０２は、さらに、制御イベントの開始の前に、プロセッサを介して、少なくとも装置の第１のセットによる予測された電力消費傾向に基づいて、制御イベントの結果として得られる予想節電を判定可能である。予想節電は、サービスポイント毎、または、電力設備単位で判定されうる。仮想電力設備１３０２、及び、その関連する中央制御手段（例えば、ＡＬＤ１００）が複数のサービスポイント２０における装置をローカル制御装置（例えば、能動負荷クライアント３００）を介して制御する場合、仮想電力設備のプロセッサは、１以上の装置が制御イベントの影響を受ける各サービスポイント２０毎の中間的な予想節電を判定し、すべてのサービスポイント２０の中間的な予想節電を合算し、電力設備単位、または、少なくとも総計の予想節電を得る。単一のサービスポイント２０における予想節電は、サービスポイント２０における各制御された電力消費装置が制御イベントへ参加することによって得られる予想節電であるとともに、サービスポイント２０において制御イベントがない場合には充電電力を受けることになる各蓄電装置６２の充電を中断することによって得られるものである。

仮想電力設備１３０２は、制御イベントの開始の前に、プロセッサを介して、予想節電及び記憶された電力データに基づいて運転用予備力の量を判定することが可能である。従って、電力消費装置が様々な時間にどのように動作することが予測されるのかを正確にかつ過去の実績に基づいて知得し、また、仮想電力設備１３０２による制御のためにどの程度蓄積された電力が利用可能かを知得することにより、仮想電力設備１３０２は、リアルタイムで、要求している電力設備からの運転用予備力のニーズに合致するための能力を正確に予想することができ、従って、要求している電力設備に対して運転用予備力を供給するために有益な方法で入札することができる。仮想電力設備１３０２が要求された運転用予備力を供給するようにした場合、仮想電力設備１３０２は、さらに、プロセッサを介して、制御イベントの開始に続いて、要求している電力設備への運転用予備力の必要とされる量を配分、及び／または、その配分を管理する。

代替的な実施形態においては、例えば、運転用予備力要求（例えば、ＩＳＯマーケットシグナルまたはＡＧＣＲｅｇ Ｕｐコマンド）において示されている、要求している電力設備の運転用予備力のニーズによっては、仮想電力設備１３０２は、電力削減または負荷繰り延べのための制御イベントを開始することなく、単に蓄電装置６２から電力を配分する。これは、運転用予備力として利用可能に蓄積されるとともに、仮想電力設備１３０２が取得可能な電力が、電力設備の運転用予備力ニーズに十分に合致している場合である。

電力設備の要求に応じて運転用予備力を予想して供給する上述した方法は、ＡＬＭＳ１０が組み込まれた任意の電力設備によって利用されることは、当業者にとっては容易に理解することができることであろう。当該ＡＬＭＳは、中央制御手段と、例えば上述したＡＬＤ１００や能動負荷クライアント３００によって実現される装置のセットと、を備える。従って、サービス電力設備１３０４は、本発明を採用してその運転用予備力を予想及び供給し、または、当該運転用予備力を開放された市場（これは例えば、ＩＳＯマーケットシグナルに応答したものである）に売り出す。

上述したように、本発明は、ＡＬＤ等の中央制御手段と、能動負荷クライアント等の地理的地域（例えば、１以上の電力設備のサービスエリア）に渡って分散された複数の制御装置とを備えたＡＬＭＳを用いて、運転用予備力キャパシティを判定して供給し、蓄積された電力を、電力系統に接続された蓄電装置から配分するシステム及び方法を含む。電力設備がそのネガティブ負荷を超えて電力を要求する場合、当該電力設備は、その運転用予備力を使用するか、または、他の電力設備から、ＦＥＲＣ系統を介して追加の電力を入手する必要がある。上述したように、運転用予備力は、瞬動予備力と調整予備力とを含む。瞬動予備力は、電力システムに既に接続されている追加の発電キャパシティであり、従って、瞬時に利用可能である。調整予備力は、また、電力系統に接続され、線周波数の変動に応じた非常に短時間の通知に基づいて供給されるキャパシティである。本発明の１の実施形態においては、ＡＬＤ等の中央制御手段は、瞬動予備力及び／または調整予備力を、電力系統に接続された蓄電装置の電力を配分することにより、電力設備に利用可能とする。他の実施形態においては、中央制御手段は、蓄電装置から配分された電力を、制御イベントを介した電力蓄積と合算し、要求している電力設備へ運転用予備力を供給する。従って、ＡＬＭＳの使用により、電力設備は、電力供給の中断による節電及びサービスポイントに蓄積された電力から利用可能となる瞬動予備力または他の運転用予備力を判定または予想することができる。供給された運転用予備力は、測定可能であるとともに検証可能であり、数時間前または数日前に事前に予想可能である。従って、当該予想を、開放された市場における他の電力設備に販売することが可能である。

上述したように、ＡＬＭＳ１０は、フレキシブルな負荷形状化プログラムの一種を実現するように考慮されている。しかしながら既存の負荷制御プログラムとは反対に、ＡＬＭＳ１０に実現される負荷形状化プログラムは、知られているリアルタイムの需要者の好みに基づいて装置（負荷または蓄電装置）の選択的な制御の結果として得られる運転用予備力の量を予想する。また、その通信及び制御メカニズムによって、ＡＬＭＳ１０は、節電とともに、再生可能エネルギークレジットとともにカーボンクレジット及びオフセットを判定するために設定されたプロトコル及び取り決めに合致するようにアクティブで、リアルタイムで、検証可能で、かつ測定可能な運転用予備力（例えば、調整、瞬動、及び／または非瞬動予備力）を予想可能である。ＡＬＭＳ１０によって得られた情報は、単に需要者の好み及びデータのサンプルであるだけではなく、実際の電力消費情報である。

上述の説明において、本発明を具体的な実施形態とともに説明した。しかしながら、様々な変更、応用が添付の特許請求の範囲に記載された本発明の要旨を逸脱しない範囲で可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、図８の受動的サンプリングアルゴリズム、図９の予想エネルギー使用アルゴリズム、図１０のベストサンプリングマッチアルゴリズム、及び図１１の予想節電アルゴリズムは、１以上の均等物によって実行することができる。また、能動負荷クライアント３００によって実行される上述した全ての機能は、サービスポイントに位置する代替的な制御装置（例えば、電気自動車再充電ステーションまたは他の制御装置）によって実行されてもよい。さらに、ＡＬＤ１００によって実行される上述した全ての機能は、１以上の電力設備と１以上のサービスポイント制御装置との間で通信可能に接続された代替的な中央制御手段によって実行されてもよい。従って、本明細書及び図面は限定のためのものではなく、例示のためのものであり、かかる応用は本発明の技術的範囲に含まれるものである。

利益、他の利点、及び課題を解決するための手段を本発明の特定の実施形態に関して説明した。しかしながら、利益、利点、課題を解決するための手段及び要素が、これらの利益、利点、または解決手段をより明確にすることは、特許請求の範囲に記載された特徴または要素を重要で、必須で、または本質的であると解釈するべきではない。本発明は、本願の中間処理において行われる補正及び均等物を含む添付の特許請求の範囲の記載のみによって画定される。

１０ 能動負荷管理システム
１００ 能動負荷監督装置
２０ サービスポイント
３００ 能動負荷クライアント
６２ 蓄電装置

Claims (21)

1. １以上のサービスポイントのために稼動している電力設備の運転用予備力を推定するための方法であって、
   前記１以上のサービスポイントに配置されている少なくとも第１の装置のセットによって少なくとも１の期間において消費される電力量を判定することにより、電力消費データを生成し、
   前記電力消費データを記憶手段に記憶し、
   少なくとも前記第１の装置のセットへ供給される電力が低減される間である制御イベントの発生を判定し、
   前記制御イベントの発生の前において、当該制御イベントが生じないという仮定の下で少なくとも前記記憶された電力消費データに基づいて、当該制御イベントが発生すると予測される第１の期間において予測される前記第１の装置のセットの電力消費傾向を推定し、
   前記制御イベントの発生の前において、少なくとも前記第１の装置のセットの前記予測された電力消費傾向に基づいて、当該制御イベントの結果として得られる予想節約エネルギーを判定し、
   前記制御イベントの発生の前において、前記１以上のサービスポイントに位置する第２の装置のセットに蓄積された電力量を判定することにより、蓄電データを生成し、
   前記制御イベントの発生の前に、前記予想節約エネルギー及び蓄電データに基づいて、利用可能な運転用予備力の量を判定する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記方法は、さらに、前記制御イベントの開始の後に前記利用可能な運転用予備力を配分する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記電力設備は、再生可能エネルギー源によって生成された再生可能エネルギーの少なくとも一部を利用し、
   前記利用可能な運転用予備力は、前記再生可能エネルギー源が発電不足の間に調整予備力を提供するために配分される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記方法は、さらに、前記第１の制御イベントの開始の後に、前記利用可能な運転用予備力の配分を管理する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 第１の制御イベントの発生の判定は、自動発電制御コマンドの受信に応じて第１の制御イベントの発生を判定することを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 予想節約エネルギーの判別は、
   １以上の装置が前記制御イベントの影響を受ける各サービスポイント毎の中間的な予想節約エネルギーを判別し、
   複数のサービスポイントの前記中間的な予想節約エネルギーを合計し、前記予想節約エネルギーを得る、ことを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 予想節約エネルギーの判定は、サービスポイント毎に実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 予想節約エネルギーの判定は、電力設備単位で実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記第２の装置のセットは、１以上の電気またはハイブリッド自動車を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. １以上のサービスポイントのために稼動している電力設備へ運転用予備力を供給するための方法であって、
    前記１以上のサービスポイントに配置された装置に蓄積された電力量を判定することにより、蓄電データを生成し、
    前記蓄電データを記憶手段に記憶し、
    少なくとも前記蓄電データに基づいて利用可能な運転用予備力の量を判定し、
    前記電力設備から運転用予備力の要求を受信し、
    運転用予備力の要求に応じて、前記装置から、前記電力設備がアクセス可能な電力系統への電力の流れを管理する、
    ことを特徴とする方法。
11. 運転用予備力の要求を受信することは、１の自動発電制御コマンドと、独立したサービスオペレータのマーケットシグナルとを受信することを含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記装置は、少なくとも１の電気及びハイブリッド自動車を含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 電力設備へ運転用予備力を供給するための方法であって、
    サービスポイントに配置された制御装置により、前記サービスポイントにおける少なくとも１の装置に蓄積された電力量を判定し、
    前記制御装置により、蓄積された電力量を中央制御手段に報告し、
    前記制御装置により、前記少なくとも１の装置から前記電力設備がアクセス可能な電力系統への電力の流れを、前記中央制御手段からの要求であって前記電力設備からの運転用予備力のニーズに応じた要求に応じて制御する、
    ことを特徴とする方法。
14. 前記少なくとも１の装置は、電気自動車を含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記制御装置は、電気自動車の充電ステーションに内蔵されたものである、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記方法は、さらに、
    前記制御装置により、少なくとも１の他の装置が、前記電力設備から充電されている状態である旨を判別し、
    前記制御装置により、中央制御手段から前記サービスポイントにおいて制御イベントを開始する旨のメッセージを受信し、
    前記メッセージに応じて、前記少なくとも１の他の装置の充電を中断する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
17. １以上の遠隔地に配置されたサービスポイントであって、それぞれ、稼動時に電力を消費する装置を少なくとも１つ含むサービスポイントに、電力サービスを提供する電力設備であって、当該電力設備は、
    記憶手段と、
    前記記憶手段に接続された少なくとも１のプロセッサと、を備え、
    前記少なくとも１のプロセッサは、
    少なくとも第１の装置のセットによって少なくとも１の期間に消費される電力量を判定することにより、電力消費データを生成し、
    前記電力消費データを記憶手段に記憶し、
    少なくとも前記第１の装置のセットへ供給される電力が低減される間である制御イベントの発生を判定し、
    前記制御イベントの発生の前において、当該制御イベントが生じないという仮定の下で少なくとも前記記憶された電力消費データに基づいて、当該制御イベントが発生すると予測される第１の期間において予想される前記第１の装置のセットの電力消費傾向を推定し、
    前記制御イベントの発生の前において、少なくとも前記第１の装置のセットの前記予測された電力消費傾向に基づいて、当該制御イベントの結果として得られる予想節約エネルギーを判定し、
    前記制御イベントの発生の前において、前記１以上のサービスポイントに位置する少なくとも第２の装置のセットに蓄積された電力量を判定することにより、蓄電データを生成し、
    前記制御イベントの発生の前に、前記予想節約エネルギー及び蓄電データに基づいて、利用可能な運転用予備力の量を判定する、
    ことを特徴とする電力設備。
18. 前記少なくとも１のプロセッサは、さらに、自動発電制御コマンドの受信に応じて前記制御イベントの発生を判定する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の電力設備。
19. 前記少なくとも１のプロセッサは、さらに、前記制御イベントの開始の後に前記利用可能な運転用予備力を配分する、ことを特徴とする請求項１７に記載の電力設備。
20. エネルギーを、１以上の要求している電力設備へ、当該１以上の要求している電力設備の運転用予備力として少なくとも提示する仮想電力設備であって、
    記憶手段と、
    前記記憶手段に接続された少なくとも１のプロセッサと、を備え、
    前記少なくとも１のプロセッサは、
    前記プロセッサに対して遠隔地に配置された第１の装置のセットによって少なくとも１の期間に消費される電力量を判定することにより、電力消費データを生成し、
    電力消費データを前記記憶手段に記憶し、
    前記第１の装置のセットへ供給される電力が低減される間である制御イベントが発生すると判定し、
    前記制御イベントの発生の前において、当該制御イベントが生じないという仮定の下で少なくとも前記記憶された電力消費データに基づいて、当該制御イベントが発生すると予測される第１の期間において予測される前記第１の装置のセットの電力消費傾向を推定し、
    前記制御イベントの発生の前において、少なくとも前記第１の装置のセットの前記予測された電力消費傾向に基づいて、当該制御イベントの結果として得られる予想節約エネルギーを判定し、
    前記制御イベントの発生の前において、前記プロセッサに対して遠隔地に配置された第２の装置のセットに蓄積された電力量を判定することにより、蓄電データを生成し、
    前記制御イベントの発生の前に、前記予想節約エネルギー及び蓄電データに基づいて、運転用予備力の量を判定し、
    前記制御イベントの開始に続いて、少なくとも１の要求している電力設備へ配分される運転用予備力の量を管理する、
    ことを特徴とする仮想電力設備。
21. 前記少なくとも１のプロセッサは、さらに、自動発電制御コマンドの受信に応じて前記制御イベントが生じると判別する、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の仮想電力設備。
    

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