JP2016522667A - 電力需要を調整またはマッチングさせるための配電網のためのシステム - Google Patents

電力需要を調整またはマッチングさせるための配電網のためのシステム Download PDF

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Abstract

本発明の目的は、配電網（５０，６０）のトポロジ、アグリゲータ（２１）が制御するエンドポイントの物理的位置、またはグリッドの混雑レベルについての知識をアグリゲータ（２１）が有する必要がないスマートグリッド管理システムおよび方法を実現することである。その代わりに、本発明のスマートグリッドシステムおよび方法は、アグリゲータ（２１）に最大の動作の自由を提供して、危険性が低減されるように、または、アグリゲータ（２１）が配電システムオペレータ（ＤＳＯ）レベルの電圧レベルまたは送電システムオペレータ（ＴＳＯ）レベルの容量レベルを脅かすことが不可能でさえあるように電力需給のバランスをとる。配電システムオペレータ（１１）が二段ゲート制御に基づいてアグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信を阻止、中断または変更できることが有利である。

Description

発明の分野
本発明は、エネルギ管理システムの分野に関し、より具体的には、発電により電力需要を調整またはマッチングさせるためのシステムおよび方法であって、相互接続送電および配電ネットワークならびにこのような方法およびシステムを実現するためにソフトウェアを含むコンポーネントの物理的制約を考慮に入れながらそのようにするためのシステムおよび方法に関する。
発明の背景
配電網は、供給業者から消費者に電力を送達するための相互接続されたネットワークである。配電網は、電力を生成する発電所と、遠方の供給源から需要中心地に電力を運ぶ高圧送電線と、個々の顧客を接続する配電線とで構成される。次世代のパワーグリッドと考えられているスマートグリッドは、電力および情報の双方向の流れを使用して、広く分布した自動エネルギ送達ネットワークを作り出す。スマートグリッドの目的は、送電および配電を近代化して、供給業者間の競争を促進することを可能にし、可変エネルギ源（分散発電）をさらに使用できるようにし、より遠距離の一括送電に必要な自動化およびモニタリング機能を構築し、省エネを推進するための市場力を使用できるようにすることである。スマートグリッドシステムを規定する主な変数のうちのいくつかとして、オンおよびオフピーク期間の電力使用量の最適化、分散発電リソース、例えばソーラーパネル、風力とのさらなる統合の創出、電力の需給の高度なモニタリング、家庭用電気器具の計量の向上、ならびに、透過性および制御を向上させるグリッド動作内での通信システムの開発が挙げられる。
現在および将来の配電網は、中央レベルおよび分散したレベルでの風力タービンおよび太陽光発電機などの変動する再生可能な電力リソースの継続的な増加に直面しており、その結果、さらなるバランシング努力が必要である。したがって、スマート配電網での協調のために情報および通信技術を開発する必要がある。本質的に、安定した電力システム動作は、相互接続送電および配電ネットワークの物理的制約の下で（発電機による）電力供給と（負荷による）電力消費との間の動的バランスを維持することになる。
例えばパワーマッチャーとしても知られている需要側管理システムは、電力供給と電力消費との間の動的バランスを維持するように設計される。しかし、このようなシステムは、送電および配電ネットワークの物理的制約を考慮に入れていない。このような需要側システムの例は、例えばＵＳ２０１３０１５７１３、ＵＳ２００４０３９４９０およびＥＰ２１５９７４９に見ることができる。
過去、グリッドの物理的制約を考慮に入れたバランスを計算するためにグリッド制約情報を利用する需要側管理システムの拡張が提案されてきた。しかし、配電網は、多くの異なる電力のアグリゲータおよび／または小売業者をつなぐ共有媒体であるため、あらゆるアグリゲータおよび／または小売業者がグリッド制約を正確に考慮に入れることを課すことは、不可能ではないにしても非常に困難である。さらに、どのグリッド制約がどのアグリゲータおよび／または小売業者によって考慮に入れられるか、および、あらゆるアグリゲータおよび／または小売業者が公正な分け前を受け取るようにいかに手配するかという問題を解決しなければならない。さらに、これらの根本的な問題を解決することは、混雑レベルが局所的であるときには配電網のオペレータと電力のアグリゲータおよび／または小売業者との間で非常に大きなデータセットを伝達することを伴い得る。また、特定のアグリゲータおよび／または小売業者によって制御され、混雑レベルが変化するにつれて絶えず更新されるあらゆるエンドポイントについて、グリッドの混雑を示す必要があるであろう。
需要側管理システムがグリッド制約に対処できることは明らかであるが、各々が自身の需要側管理システムを使用し、全てが同一の配電網に作用する複数のアグリゲータおよび／または小売業者とこれが自由市場でいかに連携できるかは明らかではない。
デマンドレスポンスの導入は、配電網に対する負荷の変化を引き起こす。なぜなら、柔軟性を活性化することは、柔軟性のユーザ、例えばアグリゲータ、ＢＲＰ、ＤＳＯまたはＴＳＯによって発行された制御信号に反応して消費電力または発電電力を変更することを伴うからである。また、関係のある全ての利害関係者の起こり得る利害の対立を考慮に入れずにデマンドレスポンスを十分な知識を持つことなく使用すると、緊急事態が生じる恐れがある。緊急時のグリッドは、システムの不安定性を引き起こしたり損傷を引き起こしたりすることなく電力を伝えることができないグリッドであり、回避されるべきである。
例えば、ＢＲＰは、需要増加の要求の形態で、ポートフォリオ内のバランスを維持するために柔軟性を活性化し得る。全ての利用可能な柔軟性供給源が配電ネットワークの一部分に位置している場合、作動された柔軟性供給源が同時に挙動することにより、ネットワーク制約の局所的違反が起こる可能性があり、混雑、電圧品質の劣化などが引き起こされる。この場合、デマンドレスポンスは、電力システムにおいて問題解決手段ではなく問題惹起手段になる。
発明の概要
本発明は、相互接続送電および配電ネットワークの物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要を調整またはマッチングさせるためのシステム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントを提供しようとする。
本発明の目的は、配電網のトポロジ、電力のアグリゲータおよび／または小売業者が制御するエンドポイントの物理的位置、またはグリッドの混雑レベルについての知識を電力のアグリゲータおよび／または小売業者が有する必要がないスマートグリッドシステム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントを実現することである。その代わりに、本発明のスマートグリッドシステム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントは、アグリゲータおよび／または小売業者に動作の自由を提供して、アグリゲータおよび／または小売業者が配電システムオペレータ（distribution system operator：ＤＳＯ）レベルの電圧レベルまたは送電システムオペレータ（transmission system operator：ＴＳＯ）レベルの容量レベルを脅かす危険性が低減または排除されるように電力需給のバランスをとる。
本発明の実施例の利点は、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）および送電システムオペレータ（ＴＳＯ）を含むグリッドオペレータが配電網を制御している間、アグリゲータおよび／または小売業者には電力需給のバランスをとるいくらかの自由があるということである。好ましくは、これは、どれぐらいのアグリゲータおよび／または小売業者が存在しているかに関係なく、アグリゲータおよび／または小売業者の地理的範囲に関係なく、これらのアグリゲータおよび／または小売業者がいかに賢く信頼のおけるものであるかに関係ない。
本発明の実施例のさらなる利点は、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）レベルおよび／または送電システムオペレータ（ＴＳＯ）レベルにおけるグリッド制約を考慮に入れながら生産と需要との間のバランスを（例えば妥当な限度内に）維持できるように、ＤＳＯおよびＴＳＯの既存のおよび将来の混雑管理システムと組み合わせた既存のおよび将来の需要側管理システムに対して著しい、またはさらには最大の自由を残すことである。
本発明の実施例のさらに他の利点は、既存の基準および規制枠組みに対する必要以上の変更なしに、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）、送電システムオペレータ（ＴＳＯ）、電力のアグリゲータおよび／または小売業者、ならびに電力の供給業者が相互作用することをスマートグリッドシステム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントが可能にすることである。
本発明の実施例が配電システムオペレータ（ＤＳＯ）をアグリゲータと装置との間の全ての通信のループに入れることが、有利である。
いくつかの実施例では、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）が二段ゲート制御に基づいてアグリゲータと装置との間の通信を調整、例えば阻止、中断または変更できることが、さらに有利である。
本発明の実施例のさらなる利点は、ＤＳＯによって使用される混雑管理システム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントが、消費を開始させる装置の緊急性を意味する装置優先度についての情報を集約することができ、混雑管理システムがそのエンドポイントの各々について混雑指数を維持することである。混雑管理システム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントは、混雑指数が装置優先度よりも高い場合には、アグリゲータと装置との間の通信を阻止、中断または変更するなど調整することを可能にする。混雑管理システム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントは、混雑指数が装置優先度よりも低い場合には、アグリゲータと装置との間の通信をそのままにする。消費についての混雑指数は、生産についての混雑指数とは異なっていてもよい。当該装置優先度および混雑指数をスマートメータに投入できることが、さらに有利である。
本発明の実施例のさらなる利点は、過負荷の状況において消費が最も切迫している装置に対してＤＳＯが優先度を付与することができるように装置優先度情報を活用することによって、ＤＳＯがアグリゲータと装置との間の通信を賢く阻止、中断または変更できることである。
本発明の実施例のさらなる利点は、ＤＳＯが、アグリゲータと装置との間の通信を変更できるだけでなく、ネットワーク混雑状態および装置優先度情報に基づいて、ネットワークの安定性のために、積極的かつアグリゲータと装置との間のいかなる通信からも独立して装置を制御できることである。
本発明の実施例のさらに他の利点は、混雑管理システム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントが、アグリゲータと装置との間の通信に「混雑タグ」を挿入することができ、アグリゲータが、当該エンドポイントへのコマンドがＤＳＯによって中断され得る確率のレベルとしてこの「混雑タグ」を使用できることである。
本発明の実施例の別の利点は、混雑管理システム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントが、各々のネットワークアクセスポイントについて「ネットワークアクセスポイントタグ」を維持し、システム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントが、アグリゲータと装置との間の通信にこの「ネットワークアクセスポイントタグ」を挿入することができ、アグリゲータが、ＴＳＯシステムとの通信においてこの「ネットワークアクセスポイントタグ」を使用できることである。「ネットワークアクセスポイントタグ」により、アグリゲータがＴＳＯグリッド上のどこで電力を挿入または取得するかをアグリゲータがＴＳＯに通知できることが、さらに有利である。
上記の目的のうちの少なくとも１つ、いくつかまたは全ては、装置、ＤＳＯ、アグリゲータおよび／または小売業者、ならびにＴＳＯの間の情報のやり取りに関連する本発明に係るスマートグリッドシステム、方法、またはソフトウェアなどのコンポーネントを提供することによって実現される。添付の独立および従属請求項には、本発明の特定の好ましい局面が記載されている。従属請求項からの特徴は、独立請求項の特徴および他の従属請求項の特徴と、特許請求の範囲に明確に記載されているようにだけでなく、必要に応じて、組み合わせられてもよい。
本発明の有利な実施例によれば、配電および送電ネットワークの物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要を調整する、または電力需要のバランスをとるための方法であって、当該方法は、
配電グリッドオペレータが配電グリッドを制御することを可能にする相互接続配電ネットワークのための混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）を設けるステップと、
混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）に、標準化された装置制御インターフェースを介したアグリゲータによって使用される需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）と装置との間の通信をさせるステップと、
混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）を利用することによって、配電グリッドオペレータが、標準化された装置制御インターフェースに位置する遮断点において需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）と装置との間の通信を遮断することを可能にするステップとを備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）内に混雑管理システムエージェント（例えばグリッドマッチャーエージェント）を設けるステップと、
混雑管理システムエージェント（例えばグリッドマッチャーエージェント）により混雑管理システム装置優先度値（例えばグリッドマッチャー装置優先度値）を計算することによって、装置の優先度についての情報を集約するステップとをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
任意の特定の混雑管理システムエージェント（例えばグリッドマッチャーエージェント）に合わせておよびその位置について任意の所与の時点におけるグリッド混雑を示す混雑指数を集約して維持するステップをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）内にスマートメータを設けるステップと、
スマートメータにおける電圧に基づいて混雑指数の値を求めるために局所ドループ制御の概念を適用するステップとをさらに備える。
局所ドループ制御は、混雑指数をいかに計算するかの一例に過ぎず、本発明は、混雑指数を計算する任意の好適な方法を含む。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、混雑指数を計算する別の例をさらに備え、ステップは、
混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）内に混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザを設けるステップと、
混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザに混雑管理システム装置優先度値（例えばグリッドマッチャー装置優先度値）およびグリッドパラメータ情報を提供するステップと、
混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザにより混雑指数を計算するステップとを備える。
局所ドループ制御も混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザも同時に動作する必要はない。一般に、上記のうちの１つだけが使用される必要がある。本発明は、混雑指数を計算するためのこれら２つの方法に限定されるものではない。当業者は、上記の開示を理解すると、混雑指数を計算する他の方法が本発明の範囲内に包含されることを理解するであろう。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値および混雑指数をスマートメータに投入するステップをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
混雑指数が混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値よりも低い場合には、アグリゲータと装置との間の通信をそのままにするステップをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
混雑指数が混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値よりも高い場合には、アグリゲータと装置との間の通信を阻止、中断または変更するステップをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
アグリゲータと装置との間の通信に混雑タグを挿入し、それによって、アグリゲータが、アグリゲータによって起動される装置へのコマンドがグリッドオペレータによって中断され得る確率のレベルとして混雑タグを使用することを可能にするステップをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
各々のネットワークアクセスポイントについてネットワークアクセスポイントタグを維持するステップと、
アグリゲータと装置との間の通信にネットワークアクセスポイントタグを挿入するステップと、
アグリゲータと送電システムオペレータとの間の通信のためにネットワークアクセスポイントタグを使用するステップとをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、当該方法は、
アグリゲータが送電システムオペレータグリッド上のどこで電力を挿入または取得するかを送電システムオペレータに通知するためにネットワークアクセスポイントタグを使用するステップをさらに備える。
本発明の好ましい実施例によれば、相互接続送電および配電ネットワークの物理的制約を考慮に入れながら電力需給を調整する、または電力需給のバランスをとるためのスマートグリッドシステムは、上記の方法ステップを実行するために、需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）と、ＤＳＯの混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）と、ＴＳＯの混雑管理システムと、混雑管理（グリッドマッチャー）エージェントと、スマートメータとを備える。
本発明の実施例は、配電網の物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要をマッチングさせるためのシステムを提供し、当該システムは、
配電網オペレータ（１１）が配電網（５０，）を制御することを可能にするグリッドマッチャーシステム（１０）を設けるための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）に、標準化された装置制御インターフェース（３０）を介したアグリゲータ（２１）によって使用される需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）（２０）と装置（４０）との間の通信をさせるための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）を利用することによって、配電網オペレータ（１１）が、標準化された装置制御インターフェース（３０）に位置する遮断点（３２）において需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）（２０）と装置（４０）との間の通信を遮断することを可能にするための手段とを備える。
本発明の好ましい実施例によれば、コンピュータ読取可能なフォーマットのコンピュータプログラムは、上記の方法ステップを実行するためのソフトウェアコンポーネントを備える。
本発明の上記のおよび他の特性、特徴および利点は、本発明の原理を例示的に示している添付の図面とともに解釈される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。この説明は、単に例示を目的としてなされており、本発明の範囲を限定するものではない。以下で引用される参照数字は、添付の図面を参照する。
異なる図面において、同一の参照符号は、同一または類似の要素を指す。
本発明の実施例に係るスマートグリッドアーキテクチャの概略ブロック図である。 本発明の実施例に係る遮断された標準化された装置制御インターフェースの概略ブロック図である。 本発明の実施例に係る装置優先度と指数との間の関係を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る装置優先度と指数との間の関係を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る装置優先度と指数との間の関係を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る装置優先度と指数との間の関係を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る局所ドループ制御による混雑指数の計算を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る（増加する）混雑指数のネットワークベースの計算を示す概略ブロック図である。 本発明の実施例に係る（低下する）混雑指数のネットワークベースの計算を示す概略ブロック図である。 本発明の実施例に係るアグリゲータによる制御レベルと配電システムオペレータ（ＤＳＯ）による制御レベルとの間の段階的遷移を示す図である。 相互接続送電システムオペレータ（ＴＳＯ）ネットワークおよび配電システムオペレータ（ＤＳＯ）ネットワークと相互に関係付けられた需要側管理システムおよび混雑管理システムを示す概略ブロック図である。 本発明の実施例に係るメッセージングのためのフロー図を示す。 本発明の実施例に係るメッセージングのためのフロー図を示す。 本発明の実施例に係るメッセージングのためのフロー図を示す。 本発明の実施例に係るメッセージングのためのフロー図を示す。
発明の詳細な説明
特定の実施例に関して、特定の図面を参照して本発明を説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。特許請求の範囲の中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。記載されている図面は、概略的であるに過ぎず、非限定的である。図面において、いくつかの要素のサイズは、例示の目的で、誇張されている場合があり、一定の比率に応じて描かれていない場合がある。
本明細書および特許請求の範囲において「備える」という用語が用いられる場合、それは他の要素またはステップを排除するものではない。単数名詞に言及する際に不定冠詞または定冠詞、例えば「ａ」または「ａｎ」、「ｔｈｅ」が用いられる場合、他のことが具体的に記載されない限り、これは当該名詞の複数形を含む。本明細書全体を通して「一実施例」または「実施例」に言及することは、当該実施例に関連付けて説明される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通してさまざまな箇所に「一実施例では」または「実施例では」という句が現われることは、必ずしも全てが同一の実施例を指すものではなく、同一の実施例を指す場合があるというものである。さらに、当該特定の特徴、構造または特性は、本開示から当業者に明らかであろうように、１つ以上の実施例において任意の好適な態様で組み合わせられてもよい。
同様に、本発明の例示的な実施例の説明において、本開示を合理化してさまざまな本発明の局面のうちの１つ以上の理解を助ける目的で、本発明のさまざまな特徴は時には単一の実施例、図面またはその説明にまとめられるということが理解されるべきである。しかし、この開示方法は、クレームされている発明が各請求項に明確に記載されている以上の特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映しているように、本発明の局面は、単一の上記の開示されている実施例の全てとはいえない特徴の中にある。したがって、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、全文が明確にこの詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、本発明の別々の実施例として自立している。
さらに、本明細書に記載されているいくつかの実施例は、他の実施例に含まれるいくつかの特徴を含んでいるが、他の特徴を含んでおらず、当業者によって理解されるであろうように、異なる実施例の特徴の組み合わせは、本発明の範囲内であるよう意図されており、異なる実施例を構成するよう意図されている。例えば、以下の特許請求の範囲では、クレームされている実施例のいずれも、任意の組み合わせで使用可能である。
さらに、実施例のうちのいくつかは、コンピュータシステムのプロセッサによって、または機能を実行する他の手段によって実現されることができる方法または方法の要素の組み合わせとして本明細書に記載されている。したがって、このような方法または方法の要素を実行するための必要な命令を有するプロセッサは、当該方法または方法の要素を実行するための手段を構成する。
本明細書でなされる説明には、多くの具体的な詳細が記載されている。しかし、これらの具体的な詳細がなくても本発明の実施例を実施できるということが理解される。他の例において、周知の方法、構造および技術は、本明細書の理解を曖昧にしないように詳細には示されていない。
以下の用語または定義は、単に本発明の理解を助けるために提供されている。
本明細書で用いられる「配電システムオペレータ（ＤＳＯ）」という用語は、所与の領域における配電システム、および適用可能であれば他のシステムとのその相互接続部を動作させ、メンテナンスを確実にし、必要であれば開発することを担当し、妥当な配電需要を満たすシステムの長期的機能を確実にすることを担当する自然人または法人を指す。
本明細書で用いられる「送電システムオペレータ（ＴＳＯ）」という用語は、所与の領域における送電システム、および適用可能であれば他のシステムとのその相互接続部を動作させ、メンテナンスを確実にし、必要であれば開発することを担当し、妥当な送電需要を満たすシステムの長期的機能を確実にすることを担当する自然人または法人を指す。
本明細書で用いられる「装置」という用語は、例えばサーモスタット、または洗浄器、または住宅用ドモティクスもしくはオフィスビルのためのエネルギ管理システムなどのビル管理システム、または工業用地全体を制御する産業用制御プロセスなどの機器の個々の部品を指す。
本明細書で用いられる「パワーマッチャー」という用語は、好適な需要側管理システムを指す。いかなるアグリゲータも、自身の専有の需要側管理システムを有し得る。需要側管理は、金銭的インセンティブおよび教育などのさまざまな方法を通じた消費者のエネルギ需要の変更である。通常、需要側管理の目標は、消費者がピーク時間中にそれほどエネルギを使用しないよう促すこと、または、消費者がエネルギ使用時間を夜間および週末などのオフピーク時間に移動するよう促すことである。
本明細書で用いられる「グリッドマッチャー」という用語は、パワーグリッドなどの相互接続配電ネットワークのための任意の好適な混雑管理システムを指す。混雑とは、技術的制約（例えば線電流、熱安定性、電圧安定性など）または経済的制約（例えば優先度フィードイン、契約実施など）に違反し、そのため送電および配電を制限する際の状況を表わす。混雑管理は、それらの制約を考慮に入れながら最適コストの電力送出を得ることを目的としている。GridMatcher（登録商標）は、Vlaams Instituut voor Technologisch Onderzoek, naamloze vennootschap（Vito NVと略される）の商標である。
本明細書で用いられる「アグリゲータ」という用語は、小売電力供給業者（retail electric provider：ＲＥＰ）からの電力の購入を交渉するために二者以上の顧客を結び付けて単一の購入ユニットにする誰かを指す。典型的には、アグリゲータは、付け値および契約条件を比較して、電気料金をＲＥＰと交渉する。アグリゲーションは、よりよい電力価格を得るために電力供給市場を見て回ることを目的として２つ以上の電力アカウントの負荷（電力要件）を組み合わせる手段である。当該アイデアは、アグリゲーションプールの全てのメンバが、大きなスケールメリットによって可能になる低価格から恩恵を受けるであろうというものである。
本明細書で用いられる「グリッド」、「ネットワーク」、「パワーグリッド」、「配電網」という用語は、交換可能に使用することができる。「価格指数」という用語は、課金の品目ではなく、制御変数を指す。電力の「価格」は、消費または生産を制御するために使用され得る。価格指数は、電力が販売または購入される価格と同じではない。高い価格指数は、それが正当化できるのであれば、消費を減少させる効果があるであろう。低い価格指数は、消費を促すであろう。そのため、「価格」は舵取り変数である。
柔軟性の活性化が局所グリッドの問題を引き起こす場合、システムオペレータは、緊急事態を防止して供給の安全性およびサービスの質を保証するためにデマンドレスポンス信号に介入する選択肢を有するべきである。
一方、デマンドレスポンス制御システムは、グリッドの状況を通知されるべきであり、そのため、グリッドによって制約される状況を積極的に回避することができ、したがって、要求された柔軟性の送達が妨げられることを回避することができる。
配電グリッドオペレータが配電グリッドを制御することを可能にする相互接続配電ネットワークのための混雑管理システム（例えばグリッドマッチャーシステム）は、デマンドレスポンスが配備されるグリッドをシステムオペレータが保護することを可能にする局所緊急事態防止メカニズムのための解決策である。
本発明の実施例に係る混雑管理システムは、「合法的遮断」メカニズムに基づく。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、柔軟性供給源であるネットワーク上の装置および機器とアグリゲータとの両方のローカルインターフェースを実現し、当該ローカルインターフェースは、グリッド制約に違反する恐れがある場合にシステムオペレータがデマンドレスポンス制御に介入することを可能にする。消費ユニットと生産および保管ユニットとが、柔軟性供給源であり得る。引き換えに、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、アクションおよび警告をアグリゲータに通信することを可能にする。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、アグリゲータ信号および柔軟性供給源の柔軟性の両方のモニタリングを可能にするインターフェースを提供する。当該インターフェースは、好ましくは、柔軟性供給源がアグリゲータと通信し、局所グリッド情報が手元にある場所に配置される。ほとんどの場合、最も現実的な場所は、柔軟性供給源が配電網に接続される場所である。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、当該配電網を担当するシステムオペレータによって管理されることができる。
本発明の実施例に係る混雑管理システムの配備および機能は、柔軟性供給源のための優れた、一般に認知された装置アブストラクションインターフェースが設けられるという想定に基づく。柔軟性供給源が汎用装置アブストラクションインターフェースを備えていることは、以下の利点のうちの１つ以上を有することができる。
・汎用装置アブストラクションインターフェースは、装置の利用可能な柔軟性についての情報を検索する機能と、利用可能な柔軟性を活性化する（＝モニタリングおよび制御）機能とを含む。
・さまざまなタイプの柔軟性供給源を制御する機能は、アグリゲータが汎用装置アブストラクションインターフェースに準拠することによって実現可能である。
・汎用装置アブストラクションインターフェースは、柔軟性供給源として消費ユニットと生産および保管ユニットとをサポートする。
・汎用装置アブストラクションインターフェースは、単一の柔軟性供給源に存在する場合もあれば、柔軟性供給源の特定のクラスタに存在する場合もある。例えば、一家庭内の全ての柔軟な装置は、エネルギ管理ゲートウェイを介して１つのクラスタとして連結されてもよい。
アグリゲータおよび柔軟性供給源からの、ならびに、アグリゲータおよび柔軟性供給源への情報ストリームをいかに処理するかについて、本発明の実施例に係る混雑管理システムにはさまざまな選択肢がある。
本発明の実施例に係る混雑管理システムは、さまざまな警告レベルを用いて現在のグリッド状況をアグリゲータに通知する。消費電力および発電電力、有効電力および無効電力について、複数の警告レベルが構成され得る。
・レベル１
グリッドの現在の負荷を考慮して、全ての柔軟性供給源を何らかの形で作動させることができる。
・レベル２
柔軟性供給源の作動は、可能であるが、作動される供給源の組み合わせ、電力レベル、電力方向（発電、消費、有効または無効）などに左右される。
・レベル３
柔軟性供給源が所与の電力方向（発電、消費、有効または無効）について作動されると、当該柔軟性供給源は阻止されるであろう。
本発明の実施例に係る混雑管理システムは、例えば必要な時にのみアグリゲータ制御信号を適合させることができ、適合させることなく常に透過的に柔軟性情報を伝達することができる。これにより、本発明の実施例に係る混雑管理システムが、グリッドを保護するための十分な手段をシステムオペレータに提供しながら、できる限り透過的に動作し、できるだけ多くの柔軟性が市場に出回っている状態を維持することが保証される。
本発明の実施例に係る混雑管理システムの利点は、緊急事態、すなわちアグリゲータが十分な知識を持つことなくデマンドレスポンスを使用することがグリッド制約違反を引き起こす恐れがある場合、を回避することである。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、システムオペレータのためのツールとともに使用されてもよく、当該ツールは、システムオペレータがグリッドにおいて利用可能な柔軟性を活性化することによってより効率的にグリッドを継続的に使用することを可能にする。システムオペレータは、グリッドをより効率的に活用するため、例えばグリッドの負荷率を最適化するために、柔軟性を購入することができる柔軟性市場に（任意の形態で）アクセスし得る。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、例えば局所測定値であるがこれに限定されないものに基づいて、実際のグリッドデータを収集し得る。このグリッドデータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって、汎用装置アブストラクションインターフェースからのアグリゲータおよび柔軟性供給源データと組み合わせられることができ、起こり得るグリッド制約違反の識別を可能にする。
グリッド測定値およびグリッド制約違反計算がいかに行われるべきであるかについての要件はない。この計算は、現地ニーズおよび仕様に左右され得る。このように、システムオペレータのためのベンダーまたは技術的ロックインが防止される。
特定の柔軟性要求によってグリッド制約に違反する恐れがある場合、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、この要求を遮断して、グリッド障害または故障を回避するようにこの要求を変更することができる。
配電網が要求された柔軟性活性化をサポートすることができる限り、本発明の実施例に係る混雑管理システムが介入する必要はない。
本発明の実施例に係る混雑管理システムは、例えばさまざまな警告レベルを用いて現在のグリッド状況をアグリゲータに通知し得る。例えば、これらのレベルは、
いかなる問題も予想されない場合、
問題が生じる可能性が高い場合、および
グリッドが緊急事態に近い場合
であり得る。
消費電力および発電電力、有効電力および無効電力について、複数の警告レベルが構成され得る。
好ましくは、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、行われたアクションをアグリゲータに通知し、例えばアクション情報がアグリゲータに通信される。
柔軟性供給源のネットワークアクセスポイントについての知識は、地理的な位置およびＢＲＰ周辺に対する柔軟性のトレーサビリティを向上させる。トレーサビリティの向上は、デマンドレスポンスの文脈におけるセトルメント（settlement）および報酬にとって利点であり得る。また、アグリゲータは、ネットワークアクセスポイント情報を提供されると、ローカライゼーション情報が例えばシステムオペレータにとって最も重要である状況に対して柔軟性市場内で柔軟性を提供することができる。
本発明の実施例に係る混雑管理システムは、柔軟性供給源からの信号をネットワークアクセスポイント上の情報を含むタグでタグ付けすることができる。
本発明の実施例に係る混雑管理システムは、柔軟性の有効および無効電力供給源／消費者をサポートすることができる。
たとえ全ての柔軟性供給源が本発明の実施例に係る混雑管理システムを備えていなかったとしても、システム全体は依然として、本発明の実施例に係る混雑管理システムがグリッドの一部にのみインストールされると動作し得る。これにより、本発明の実施例に係る混雑管理システムの段階的導入および展開が可能になる。
全てのアクション（変更されていても変更されていなくても）およびグリッド情報は、好ましくは、後に後処理（例えば報酬など）に利用できるようにログをとられるべきである。
図１および図２を参照して、本発明の実施例に係るスマートグリッドアーキテクチャが示されている。当該スマートグリッドアーキテクチャは、本発明の実施例に係る混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０または混雑管理システムと、任意の公知のパワーマッチャーシステム２０または典型的な先行技術の需要側管理システムとの組み合わせを備えている。混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１によって使用され得る。混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、スマートメータ１２と、複数の混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３とを備え、当該複数の混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３のうちの１つが示されている。スマートメータ１２上での機能のマッピングは、例示を目的とした一例に過ぎず、他のマッピングが可能である。
先行技術の需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）２０は、電力のアグリゲータおよび／または小売業者２１によって使用され得る。以下でアグリゲータ２１に言及する場合、それは電力のアグリゲータおよび／または小売業者２１であると解釈されるべきである。需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）２０は、エネルギゲートウェイ２２と、複数の需要側管理エージェント（例えばパワーマッチャーエージェント）２３とを備え、当該複数の需要側管理エージェント（例えばパワーマッチャーエージェント）２３のうちの１つが示されている。需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）２０は、需要側管理（例えばパワーマッチャー）装置優先度値２４および価格指数２５などのさまざまなパラメータを集約する。エネルギゲートウェイ２２上での機能のマッピングは、例示を目的とした一例に過ぎず、他のマッピングが可能である。
標準化された装置制御インターフェース３０は、スマートメータ１２を介してエネルギゲートウェイ２２を装置４０と接続し、それらの間の通信を可能にする。装置４０は、装置制御ソフトウェア４１を備える。標準化された装置制御インターフェース３０は、アグリゲータ２１によって起動される装置４０に電力を送達するための信号３１を、スマートメータ１２を介してエネルギゲートウェイ２２から装置４０に運ぶ。実際には、複数の装置４０が存在し、各々が混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３および需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３と適合される。
本発明の実施例に係る混雑管理システム、したがって混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０の目的は、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１によるエネルギゲートウェイ２２と装置４０との間の通信、具体的には需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３と装置制御ソフトウェア４１との間の通信の遮断を可能にすることである。遮断点３２は、標準化された装置制御インターフェース３０上に位置している。これにより、例えば需要側管理システム（例えばパワーマッチャー）２０の専有インターフェース上で遮断が起こり得ることが回避される。遮断点は、システムがスケーラブルであるようにするために装置４０のできる限り近くにあるべきである。以下に記載される二段ゲートアプローチに基づいて、混雑管理システム１０は、（図２に示されるように）ＤＳＯネットワーク５０の性能を越えるであろういかなる発電および／または電力消費も引き起こされることを配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１が防止することを可能にする。
各々の混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３は、装置４０についての優先度レベル１４を集約することができる。この混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４は、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３によって集約される需要側管理（例えばパワーマッチャー）装置優先度値２４と同じである必要はない。スマートメータ１２内の優先度値１４は、混雑管理システム（グリッドマッチャーシステム）１０に専有であり、エネルギゲートウェイ２２内の優先度値２４は、需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）２０に専有である。
どちらの場合も、優先度値１４または２４は、「消費が切迫していること」または生産の場合には「生産が切迫していること」の指標である。
図３ａに示されるように装置優先度２４が価格指数２５よりも高い場合、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３は、消費を開始するようにコマンドを装置４０に送るであろう。図３ｂに示されるように装置優先度２４が価格指数２５よりも低い場合、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３は、消費を停止するようにコマンドを装置４０に送るであろう。図３ｄに示されるように価格指数２５が比較的低い場合、これは、装置４０の大半にとっての消費インセンティブを表わす。図３ｃに示されるように価格指数２５が比較的高い場合、これは、装置４０の大半にとっての消費を開始させないインセンティブを表わす。優先度値＝０％である装置４０は、消費を開始するインセンティブがどんなに高くても装置４０が消費したいと思わないことを意味する。優先度値＝１００％の装置は、消費を開始しないインセンティブがどんなに高くても装置４０が消費を開始するであろうということを意味する。同じメカニズムが発電にも適用可能である。
装置４０の優先度値（１４または２４）は、装置４０の状態に基づいて計算され得る。以下の式は、一方の容器が暖房用であり、別の容器が給湯用である２つの緩衝容器を有するヒートポンプの優先度をいかに計算することができるかの一例である。装置は、以下のパラメータによって特徴付けられる：
・ＳＯＣｈｈｗは、暖房用の容器の充電状態である
・ＳＯＣｄｈｗは、給湯用の容器の充電状態である。
充電状態は、０％〜１００％の値である。充電状態は、容器の温度および水の量を反映する。これらは、装置が知っている典型的なパラメータである。十分に充電された容器は、充電状態＝１００％を有する。完全に空の容器は、充電状態＝０％を有する。
・ｗｅｉｇｈｔｄｈｗは、給湯の緩衝容器のための重み係数である。ｗｅｉｇｈｔｄｈｗは、給湯または暖房に対してより高い重要性を付与するために使用可能なさらなるパラメータである。
これらのパラメータにより、２つの緩衝容器を有するヒートポンプから成るシステムの優先度は、以下のように表わすことができる。
式中、
Ｐｒｉｏｈｈｗ＝１−ＳｏＣｈｈｗ、および
Ｐｒｉｏｄｈｗ＝１−ＳｏＣｄｈｗである。
これは一例に過ぎない。優先度１４または２４の絶対値は、混雑管理（グリッドマッチャー）システムまたは需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）によって使用されている混雑指数１５または２５の絶対値と合わせられるべきである。
混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４に加えて、混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、混雑指数１５についての情報を提供される。各々の混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３は、ネットワークの各エンドポイントについて混雑指数１５を集約および維持することができる。混雑指数１５は、任意の所与の時点におけるネットワーク混雑の指標である。混雑指数は、局所的なネットワーク混雑を反映する局所値である。消費についての混雑指数は、生産についての混雑指数とは異なっていてもよい。時には、ネットワークは、追加の消費を行うだけの余裕がなく、追加の生産を行うだけの余裕があることもある。混雑指数１５を計算するためのいくつかの手段がある。
例えば、混雑指数１５を計算するための単純な方法は、図４に概略的に示されるように、局所ドループ制御の概念のような局所電圧偏差に基づく。局所ドループ制御の場合、スマートメータ１２は、スマートメータ１２自体における電圧の値に基づいて混雑指数１５の値を求めるであろう。消費についての混雑指数の値（破線）と、生産についての混雑指数の値（実線）とがあるであろう。電圧が標準よりも低い場合、消費を思いとどまるべきであり、そのため、電圧が低くなるにつれて消費についての混雑指数１５の値は増加するであろう。電圧が最小境界値に達すると、全てのさらなる消費要求が却下されるように混雑指数の値は非常に高くなるであろう。
電圧が標準よりも高い場合、さらなる生産を思いとどまるべきであり、そのため、電圧が高くなるにつれて生産についての混雑指数１５の値は増加するであろう。電圧が最大境界値に達すると、全てのさらなる生産要求が却下されるように混雑指数の値は非常に高くなるであろう。
代替的に、混雑指数１５は、図５ａおよび図５ｂに概略的に示されるように、ネットワークにおいてなされる計算に基づいていてもよい。このより高度なスキームでは、混雑指数１５の計算は、さまざまな接続された装置４０の優先度値１４ならびにネットワーク１７の現在のおよび予想される混雑レベルに基づく。
その場合、図５ａに示されるように、各々のスマートメータ１２は、装置優先度情報１４および任意のネットワークパラメータ情報１７をネットワークサーバ、すなわち混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ１６に送るであろう。解決策をスケーラブルに維持するためにこのようなネットワークサーバ１６の階層が存在し得る。混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ１６は、装置優先度の値１４を考慮して混雑指数１５がネットワークにおける混雑全体を防止するのに十分に高くなるように、エンドポイントの各々について適切な混雑指数１５を計算するであろう。
混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ１６は、図５ｂに示されるように、この混雑指数１５をスマートメータ１２の各々、したがって混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３の各々に送り返すであろう。各々の混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３は、異なる混在指数１５を受取るであろう。例えばネットワーク上の実際の負荷、消費または生産要求のような典型的な知識ベース、天気予報、消費／生産についての履歴データなどに基づいて、関連性のある変化がネットワーク上で起こるか、または起こると予想されるたびに、混雑指数１５は更新される。
混雑指数１５がいかに計算されるかに関係なく、混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４と混雑指数１５とを組み合わせることにより、ＤＳＯ１１は、混雑の場合にアグリゲータ２１からの命令を却下することができ、ＤＳＯ１１は、賢くそれを行うことができる。混雑の場合、充電が最も切迫している装置４０に対しては、依然として優先度が付与されるべきである。
混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４および混雑指数１５は、これを実現するために以下のように使用される。
・混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４が混雑指数１５よりも高い場合、アグリゲータ２１からくる信号３１は妨害されない。
・混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４が混雑指数１５よりも低い場合、アグリゲータ２１からくる信号３１は、ＤＳＯ１１によって中断されるであろう。そのため、混雑が低い場合には、シーケンスは図１に示されるようなものになるであろう。
ネットワークが混雑すると、図２に示されるように混雑指数１５は上昇するであろう。混雑指数１５が装置４０の混雑管理（グリッドマッチャー）優先度値１４よりも高くなると、混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３からの信号を却下し、装置４０を始動するためのコマンドを変換、例えば阻止するであろう。さらに、混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、装置４０が始動しなかったことを需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３に応答するであろう。
ここで図６を参照して、アグリゲータ２１による制御レベルと配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１による制御レベルとの間の段階的遷移が、本発明の実施例に従って示されている。
混雑が適度である場合、それほど多くの却下決定は行われないが、混雑が増加するにつれて、より多くの決定が却下され、このようにして、混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、徐々に需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）２０から引き継ぐ。
このようなアーキテクチャにより、ネットワークがサポートできる限り、市場およびアグリゲータ２１は自身の十分な役割を果たすことができる。しかし、ネットワークにトラブルが発生するとすぐに、ネットワークオペレータ１１が引き継ぐであろう。これは、図６に示されるように段階的な態様で行われる。
また、スマートメータ１２は、単にアグリゲータ２１のコマンドを却下する以上のことをすることができる。スマートメータ１２は、混雑指数１５が高くなり過ぎた場合に特定の装置４０を始動または停止することにおいて主導権を取ることもできる。そのため、本発明の実施例に係る混雑管理システム１０は、アグリゲータ２１がＤＳＯネットワーク５０を低下させることを防止し、ＤＳＯ１１がアクションを起こしてＤＳＯネットワーク５０を安定させることを可能にする。
ここで図７を参照して、相互接続送電システムオペレータ（ＴＳＯ）ネットワーク６０および配電システムオペレータ（ＤＳＯ）ネットワーク５０と相互に関係付けられた需要側管理システム２０および混雑管理システム１０が、本発明の実施例に従って示されている。混雑管理システム１０は、ＤＳＯのためのものである。
グリッドオペレータ１１がいくつかのアグリゲータ決定を却下したときにアグリゲータ２１が「不意をつかれる」ことを回避するために、混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３は、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３に送られた情報を混雑タグ１８で「タグ付けする」。このようにして、アグリゲータ２１は、局所的なネットワーク混雑の問題について知るであろう。これは、アグリゲータ２１が装置４０のスイッチを入れるか否かを決定する際に考慮に入れ得る追加情報である。これは有用である。なぜなら、できる限り多くの却下を回避して、アグリゲータ２１が制御する装置４０の予測可能な応答を維持することが、アグリゲータ２１の関心事であるからである。そして、賢いアグリゲータ２１は、混雑した領域内の装置４０のスイッチを入れることを回避しようとするであろう。したがって、混雑タグ１８は、消費または生産のコマンドが却下され得る確率としてアグリゲータ２１によって解釈されることができる。アグリゲータ２１は、この追加的に提供された情報を考慮に入れて、効果的に呼び出すことができる柔軟性についての予測をより信頼性のあるものにすることができる。
混雑タグ１８は、必ずしも混雑指数１５と同じではない。混雑指数１５は、ＤＳＯ１１によって使用される混雑管理システム１０に専有である。混雑タグ１８は、任意のアグリゲータ２１が同様に解釈することができるべきである局所的なネットワーク混雑についての標準的な情報である。
このようなタグ付け方法は、現在利用可能な先行技術の集中型システムを用いてＤＳＯ１１とアグリゲータ２１との間で情報を伝達するよりもはるかに堅牢であり、スケーラブルである。さらなる利点は、アグリゲータ２１がネットワーク５０のトポロジまたは装置４０の物理的位置について何も知る必要がないことである。アグリゲータ２１は、この装置４０へのコマンド３１がグリッドオペレータ１１によって中断され得る確率としてアグリゲータ２１が解釈することができる混雑タグ１８でタグ付けされる、装置４０からの要求を見る。この方法は、非常にスケーラブルであり、いかなる需要側管理システムもサポートする必要があるであろう標準化されたインターフェース３０の一部である。
アグリゲータ２１は、当該情報を自由に活用したり、しなかったりする。この解決策は、ネットワーク混雑を回避するためにアグリゲータ２１の知能または優れたガバナンスに依拠しないように設計されてきた。それは誤りであり、概念的に間違っているであろう。なぜなら、グリッドは、多くの異なるアグリゲータ２１によって共有される共有媒体であるからである。ネットワーク混雑の回避に関して言えば、ネットワークオペレータ１１のみが完全に制御している。そのため、アグリゲータ２１が混雑タグ１８を何とかしなくても、システムは依然として動作するであろう。
今までのところ、装置４０、アグリゲータ２１およびＤＳＯ２１の間のインターフェース３０ならびに電圧制御について説明してきた。しかし、混雑管理システム１０の利用は、送電システムオペレータ（ＴＳＯ）および周波数制御の問題の方に拡張可能である。
今日、アグリゲータ２１がＴＳＯネットワーク（６０）から注入または取得する電力について、およびＴＳＯグリッド内のどの点においてそれが行われるかについて、全てのアグリゲータ２１がＴＳＯに事前に通知すべきであるメカニズムが存在する。当該情報に基づいて、ＴＳＯは、混雑が発生するか否かを確認し、混雑が発生するであろう場合には、ＴＳＯは、許容された電力消費または挿入をアグリゲータ２１間で再配分するであろう。ＴＳＯがグリッド制約について確認するために、図７に示されるように、ＴＳＯは、各々のアグリゲータ２１がＴＳＯグリッド６０上のどこで電力を挿入または取得するか、いわゆるネットワークアクセスポイント（Network Access Point：ＮＡＰ）７０を知る必要がある。今日、発電所はＴＳＯグリッド６０と直接連結されているため、ＮＡＰ７０を知ることは容易である。しかし、発電所が実際は「仮想の発電所」であり、１００，０００の生産消費者が国中に広がっている場合には、これははるかに困難である。
したがって、上記の混雑タグ１８に加えて、装置４０とアグリゲータ２１との間の通信もいわゆる「ネットワークアクセスポイントタグ」１９でタグ付けされることが提案される。図７に示されるように、ネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）タグ１９は、混雑タグ１８に加えて、標準化された装置制御インターフェース３０を介して混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３からアグリゲータ２１に伝達され得る。
ＮＡＰ１９は、図７に示されるようにＤＳＯグリッド５０がＴＳＯグリッド６０と相互接続するポイントである。当然のことながら、ＤＳＯグリッド５０は、複数のポイント７０でＴＳＯグリッド６０に接続する。したがって、アイデアは、ＤＳＯ１１が、特定のＮＡＰ１９の後ろにある全てのスマートメータ１２に当該ＮＡＰ１９の値を投入するというものである。その後スマートメータ１２が装置４０とアグリゲータ２１との間の通信にこのタグ１９を挿入すると、アグリゲータ２１は、ＴＳＯグリッド６０上のどこで電力を挿入または抽出するかをＴＳＯに通知することができる。このようにして、ＴＳＯ混雑管理のための既存のシステムは、生産施設が分散していてＤＳＯネットワーク５０に接続されていても再使用することができる。現在可能であるよりもリアルタイムで生産と需要との間の全体的均衡を見つけるために、アグリゲータ２１とＴＳＯとの間で交渉が行われるであろう。
ＤＳＯとアグリゲータとのインターフェースにより、任意の特定のＮＡＰ７０においてＴＳＯネットワーク６０に挿入される電力量についてアグリゲータ２１がＴＳＯに通知することがいかに可能になるかについて上記したが、ＴＳＯが本発明の実施例に従っていかに混雑管理を行うことができるかについてここで説明する。言い換えれば、生産と需要との間のＥマーケットバランスが常にＴＳＯネットワーク６０のグリッド制約も考慮するリアルタイムＥマーケットをいかに機能させるかである。
ＴＳＯ混雑管理システムは、ＤＳＯ混雑管理システム１０の一部である必要はなく、またはＤＳＯ混雑管理システム１０の一部ではない。これらは、別々のシステムであってもよい。
実際、ＴＳＯが本発明の実施例に従って混雑管理を行うことができる多くの異なる方法がある。ＴＳＯネットワーク６０上で混雑管理を行うための１つの方法が記載され、それが本発明と適合するが本発明を限定するものではないことを実証する。
ＴＳＯは、「エネルギ価格」および「グリッド価格」をパラメータとして有する双対分解技術を使用し得る。エネルギ価格は、エネルギ市場での生産者と小売業者との間の需給に基づく。「ＴＳＯグリッド価格」は、ＴＳＯによって課される。ＴＳＯグリッド価格は、必ずしも１つの値ではなく、ＮＡＰ７０に特有であり得る。例えば、特定のＮＡＰ７０上で過剰に電力が挿入されると、ＴＳＯは、当該ＮＡＰ上で電力を挿入するためにＴＳＯグリッド価格を上昇させ、アグリゲータ２１は、均衡が見つけられるまで当該ＮＡＰにおいて電力を挿入するために付け値を引き下げるであろう。これは、既存のＴＳＯ混雑管理システムをよりリアルタイムにして、ＴＳＯグリッド制約を考慮に入れる考え得る最善の市場均衡を見つけることができる双対分解の原理である。
アグリゲータは、ＮＡＰに特有のグリッド価格に対処することができるであろう。なぜなら、本発明の実施例は、顧客のポートフォリオに当てはまるＮＡＰアイデンティティについての情報をアグリゲータに提供するからである。
同じ原理をＴＳＯ間通信にも適用可能である。ＴＳＯが別のＴＳＯに電力を挿入したいと思う場合、ＴＳＯは、両方のＴＳＯのネットワークが物理的に接続されるＮＡＰに対して当該ＴＳＯの市場で値を付ける必要があるだろう。
このようにして、本発明の実施例により、アグリゲータは、ＤＳＯおよびＴＳＯが混雑管理を行うことを可能にしながら需要側管理を行い、アグリゲータおよび／または小売業者からのアクションが配電グリッドまたは送電グリッドの物理的制約を越えることを回避することができる。
本発明の実施例の利点は、本発明がグリッドトポロジおよびグリッド混雑情報をアグリゲータに伝達することに依拠せず、したがって、グリッドの物理的制約を考慮に入れるためにアグリゲータの優れたガバナンスにも依拠しないというものである。
デマンドレスポンスについての最も有名な基準のうちの１つは、アメリカで開始したが徐々に世界中の他の地域によって採用されつつあるＯｐｅｎ ＡＤＲアライアンスによって考え出されたＯｐｅｎ ＡＤＲ標準セットである。Ｏｐｅｎ ＡＤＲは、アーキテクチャを課さない。Ｏｐｅｎ ＡＤＲは、「仮想トップノード」と「仮想エンドノード」との間の通信を説明する標準セットである。仮想トップノードは、公益企業によって所有されるサーバであり得て、仮想エンドノードは、個々の装置であり得る。しかし、それは、すでに（しばしばＯｐｅｎ ＡＤＲ文献において一例として用いられる）アーキテクチャの選択であり、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ標準によって課されるものではない。
本発明の実施例に係る上記のアーキテクチャは、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ標準を活用することができる。
上記のアーキテクチャでは、装置４０とＤＳＯ１１との間のインターフェースおよびＤＳＯ１１とアグリゲータ２１との間のインターフェース３０に既存のＯｐｅｎ ＡＤＲ標準が適用可能である。Ｏｐｅｎ ＡＤＲ標準によって考え出された認証、登録、セキュリティなどの全ての局面が、これらのインターフェースに適用されるであろう。場合によっては、混雑タグ１８およびネットワークアクセスポイントタグ１９のようなタグを挿入する機能などのＯｐｅｎ ＡＤＲのいくつかの拡張機能のみが適用されるであろう。
今までのところ、電力の消費について主に説明してきたが、この提案されている混雑管理システム１０は、配電グリッドオペレータが、例えば必要なときに太陽電池パネルまたは熱電併給（combined heat and power：ＣＨＰ）システムの電力生産を削減することも可能にするであろう。
その場合、混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３が、削減を行うように太陽光発電システムに指示するであろう。太陽光発電システムと需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント１３との間の通常の通信は、生産を減少させたことをアグリゲータ２１に通知するであろう。このようなメカニズムにより、特定のセグメント上の太陽光発電システムを削減したときに公平性を導入することが可能になり、そのようにするためにアグリゲータ２１の善意に依拠しない。
結局、要は、グリッド５０に接続された装置４０の柔軟性を制御することである。先行技術の需要側管理システム２０とともに本発明の実施例に係る混雑管理システム１０を利用することによって、アグリゲータ２１も配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１も制御している。本発明の実施例に係る混雑管理システム１０により、これは、図６に示されるアグリゲータ２１による制御レベルとＤＳＯ１１による制御レベルとの間の段階的遷移により自然な態様で実現されることができる。
デフォルト状況は、アグリゲータ２１が需要側管理（例えばパワーマッチャー）のようなシステム２０によって柔軟性を制御するというものである。しかし、ネットワーク（５０）が混雑すると、混雑管理（グリッドマッチャー）のようなシステム２０は、混雑管理（グリッドマッチャー）のようなシステム１０が完全に制御する時点まで、アグリゲータ２１の決定を却下するであろう。柔軟性がアグリゲータ２１によって制御されるレベル対柔軟性がグリッドネットワークオペレータ１１によって制御されるレベルは、ＤＳＯネットワーク（５０）の混雑レベルに左右される漸進曲線であろう。
さらに、ＤＳＯ１１の装置４０、混雑管理システム１０とアグリゲータ２１の需要側管理システム２０との間の相互作用は、アグリゲータ２１がＴＳＯネットワーク６０の混雑管理システムと相互作用することも可能にする。
個々の装置４０と連結する代わりに、スマートメータ１２は、装置４０を制御するドモティクスシステムとも連結してもよい。その場合、ドモティクスシステムのみが、個々の装置４０ではなく標準化されたインターフェース３０をサポートすべきである。これは、ドモティクスインターフェースを有しているが標準化されたスマートメータインターフェースを有していない既存の装置４０を使用するための興味深い選択肢であり得る。その結果、ドモティクス供給業者は、単に標準化されたスマートメータインターフェースをサポートするドモティクスシステムのアップグレードを顧客に提供する必要があるだけである。
ドモティクスシステムは、アグリゲータ２１が個々の装置４０およびそれらの柔軟性を制御すべきである場合にも興味深いであろう。例えば、装置４０の柔軟性は結合されてもよく、スイッチを切ったり入れたりされる装置４０の階層があってもよい。そして、ドモティクスは、役割を果たし続け、個々の装置４０の直接制御と比較して付加価値を提供することができる。唯一の要件は、その場合にドモティクスシステムが標準化されたインターフェース３０をスマートメータ１２の方にサポートすることである。ドモティクスは、ここでは、家庭内自動化システム、オフィスビル全体のエネルギ管理システム、産業用制御システムなどであるがこれらに限定されない最も広い意味で考えられるべきである。
本発明の実施例に係る混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０または混雑管理システム、および、任意の公知のパワーマッチャーシステム２０または典型的な先行技術の需要側管理システムは、例えばマイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジン上で動作するよう適合された専用のソフトウェアを活用するコンピュータベースのシステムとして実現可能である。本発明の実施例は、上記および下記の説明に開示されているソフトウェアコンポーネントを備えるコンピュータ読取可能なフォーマットのコンピュータプログラムを提供する。
したがって、本発明の実施例は、例えばコンピュータプログラムの形態でソフトウェアを提供し得て、当該ソフトウェアは、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジン上で実行されると、本発明の実施例に係る混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０または混雑管理システム、および、任意の公知のパワーマッチャーシステム２０または典型的な先行技術の需要側管理システムの組み合わせの管理を支援する。
混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジンを有するスマートメータ１２と、複数のグリッドマッチャーエージェント１３とを備え得て、当該複数のグリッドマッチャーエージェント１３のうちの１つが示された。当該エージェントは、ソフトウェアの状態で実現されてもよく、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジン上で実行される。
需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）２０は、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジンを有するエネルギゲートウェイ２２と、複数の需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３とを備え得て、当該複数の需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３のうちの１つが示された。当該エージェント２３は、ソフトウェアの状態で実現されてもよく、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジン上で実行可能である。
標準化された装置制御インターフェース３０は、スマートメータ１２を介してエネルギゲートウェイ２２を装置４０と接続する。ソフトウェアは、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジン上で実行されると、それらの間の通信を可能にし得る。したがって、装置４０は、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡなどの処理エンジンを有し得て、装置制御ソフトウェア４１を備え得る。ソフトウェアは、アグリゲータ２１によって起動される装置４０に電力を送達するための信号３１をスマートメータ１２を介してエネルギゲートウェイ２２から装置４０に運ぶことができる標準化された装置制御インターフェース３０を提供するよう適合され得る。
ソフトウェアは、配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１によるエネルギゲートウェイ２２と装置４０との間の通信、具体的には需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３と装置制御ソフトウェア４１との間の通信の遮断を可能にするよう適合され得る。遮断点３２は、標準化された装置制御インターフェース３０に位置している。遮断点は、システムがスケーラブルであるようにするために装置４０のできる限り近くにあるべきである。
ソフトウェアは、ＤＳＯネットワーク５０の機能を越えるであろういかなる発電および／または電力消費も引き起こされることを配電システムオペレータ（ＤＳＯ）１１が防止することを可能にするよう適合され得る。
混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３のソフトウェアは、装置４０についての優先度レベル１４を集約するよう適合され得る。需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３のソフトウェアは、需要側管理（例えばパワーマッチャー）装置優先度値２４を集約することができる。この混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４は、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３によって集約される需要側管理（例えばパワーマッチャー）装置優先度値２４と同じである必要はない。
図３ａに示されるように装置優先度４０が価格指数２５よりも高い場合、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３のソフトウェアは、消費を開始するようにコマンドを装置４０に送るよう適合され得る。装置優先度４０が価格指数２５よりも低い場合、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３のソフトウェアは、消費を停止するようにコマンドを装置４０に送るよう適合され得る。
ソフトウェアは、上記のように、装置４０の状態に基づいて装置４０の優先度値（１４または２４）を計算するよう適合され得る。
各々の混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３のソフトウェアは、上記のようにネットワークの各エンドポイントについて混雑指数１５を集約および維持するよう適合され得る。本発明は、例えば局所ドループ制御の概念のような上記の局所電圧偏差に基づいて混雑指数１５を計算するためのさまざまな手段をその範囲内に包含する。消費についての混雑指数は、生産についての混雑指数とは異なっていてもよい。
ソフトウェアは、電圧が標準よりも低い場合、消費を思いとどまり、そのため、電圧が低くなるにつれて消費についての混雑指数１５の値が増加するよう適合され得る。ソフトウェアは、電圧が最小境界値に達すると、全てのさらなる消費要求が却下されるように混雑指数の値が非常に高くなるよう適合され得る。
ソフトウェアは、電圧が標準よりも高い場合、さらなる生産を思いとどまり、そのため、電圧が高くなるにつれて生産についての混雑指数１５の値が増加するよう適合され得る。電圧が最大境界値に達すると、全てのさらなる生産要求が却下されるように混雑指数の値が非常に高くなるであろう。
代替的に、ソフトウェアは、図５ａおよび図５ｂに関して概略的に上記されたように、混雑指数１５がネットワーク内でなされる計算に基づくよう適合されてもよい。ソフトウェアは、さまざまな接続された装置４０の優先度値１４ならびにネットワーク１７の現在のおよび予想される混雑レベルに基づいて混雑指数１５の計算を行うよう適合されてもよい。
各々のスマートメータ１２のソフトウェアは、装置優先度情報１４および任意のネットワークパラメータ情報１７をネットワークサーバ、すなわち混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ１６に送るよう適合され得る。混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ１６におけるソフトウェアは、装置優先度の値１４を考慮して混雑指数１５がネットワークにおける混雑全体を防止するのに十分に高くなるように、エンドポイントの各々について適切な混雑指数１５を計算するよう適合され得る。
混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ１６におけるソフトウェアは、この混雑指数１５をスマートメータ１２の各々、したがって混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３の各々に送り返すよう適合され得る。ソフトウェアは、例えばネットワーク上の実際の負荷、消費または生産要求のような典型的な知識ベース、天気予報、消費／生産についての履歴データなどに基づいて、関連性のある変化がネットワーク上で起こるか、または起こると予想されるたびに、混雑指数１５を更新するよう適合され得る。
混雑指数１５がいかに計算されるかに関係なく、混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４と混雑指数１５とを組み合わせることにより、ＤＳＯ１１のソフトウェアは、混雑の場合にアグリゲータ２１からの命令を却下することができ、ＤＳＯ１１は、賢くそれを行うことができる。混雑の場合、充電が最も切迫している装置４０に対しては、依然として優先度が付与されるべきである。
ソフトウェアは、混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４および混雑指数１５がこれを実現するために以下のように使用されるよう適合され得る。
・混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４が混雑指数１５よりも高い場合、アグリゲータ２１からくる信号３１は妨害されない。
・混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値１４が混雑指数１５よりも低い場合、アグリゲータ２１からくる信号３１は、ＤＳＯ１１によって中断されるであろう。そのため、混雑が低い場合には、シーケンスは図１に示されるようなものになるであろう。
混雑指数１５が装置４０の混雑管理（グリッドマッチャー）優先度値１４よりも高くなると、混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０のソフトウェアは、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３からの信号を却下し、装置４０を始動するためのコマンドを変換、例えば阻止するよう適合され得る。さらに、混雑管理（グリッドマッチャー）システム１０は、装置４０が始動しなかったことを需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３に応答するであろう。
ソフトウェアは、スマートメータ１２が単にアグリゲータ２１のコマンドを却下する以上のことをすることができるよう適合され得る。また、スマートメータ１２のソフトウェアは、混雑指数１５が高くなり過ぎた場合に特定の装置４０を始動または停止することにおいて主導権を取るよう適合され得る。
グリッドオペレータ１１がいくつかのアグリゲータ決定を却下したときにアグリゲータ２１が「不意をつかれる」ことを回避するために、混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３のソフトウェアは、需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント２３に送られた情報を混雑タグ１８で「タグ付けする」ことができる。アグリゲータ２１のソフトウェアは、装置４０のスイッチを入れるか否かを決定する際にこの追加情報を考慮に入れるよう適合され得る。ソフトウェアは、混雑タグ１８が、消費または生産のコマンドが却下され得る確率としてアグリゲータ２１によって解釈されるよう適合され得る。アグリゲータ２１のソフトウェアは、この追加的に提供された情報を考慮に入れて、効果的に呼び出すことができる柔軟性についての予測をより信頼性のあるものにするよう適合され得る。
今までのところ、装置４０、アグリゲータ２１およびＤＳＯ２１の間のインターフェース３０ならびに電圧制御について説明してきた。しかし、混雑管理システム１０の利用は、送電システムオペレータ（ＴＳＯ）および周波数制御の問題の方に拡張可能である。
ソフトウェアは、上記の混雑タグ１８に加えて、装置４０とアグリゲータ２１との間の通信にいわゆる「ネットワークアクセスポイントタグ」１９を提供するよう適合され得る。ソフトウェアは、ネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）タグ１９が、混雑タグ１８に加えて、標準化された装置制御インターフェース３０を介して混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３からアグリゲータ２１に伝達され得るよう適合され得る。
ソフトウェアは、ＤＳＯ１１が、特定のＮＡＰ１９の後ろにある全てのスマートメータ１２に当該ＮＡＰ１９の値を投入するよう適合され得る。スマートメータ１２のソフトウェアがその後装置４０とアグリゲータ２１との間の通信にこのタグ１９を挿入するよう適合されると、アグリゲータ２１のソフトウェアは、ＴＳＯグリッド６０上のどこで電力を挿入または抽出するかをＴＳＯに通知することができる。
本発明の実施例によれば、ＴＳＯのソフトウェアは、「エネルギ価格」および「グリッド価格」をパラメータとして有する双対分解技術を使用する。例えば、特定のＮＡＰ７０上で過剰に電力が挿入されると、ＴＳＯのソフトウェアは、当該ＮＡＰ上で電力を挿入するためにＴＳＯグリッド価格を上昇させるよう適合され得て、アグリゲータ２１のソフトウェアは、均衡が見つけられるまで当該ＮＡＰにおいて電力を挿入するためにいかなる付け値も引き下げるよう適合され得る。本発明の実施例に係るソフトウェアは、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ標準セットを実現するよう適合され得る。
既存のＯｐｅｎ ＡＤＲ標準を実現するソフトウェアは、装置４０とＤＳＯ１１との間のインターフェースおよびＤＳＯ１１とアグリゲータ２１との間のインターフェース３０において使用され得る。Ｏｐｅｎ ＡＤＲ標準によって考え出された認証、登録、セキュリティなどの全ての局面が、これらのインターフェースに適用されるであろう。場合によっては、混雑タグ１８およびネットワークアクセスポイントタグ１９のようなタグを挿入する機能などのＯｐｅｎ ＡＤＲのいくつかの拡張機能のみが適用されるであろう。
太陽電池パネルまたは熱電供給（ＣＨＰ）システムの電力生産に関して、混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント１３のソフトウェアは、削減を行うように太陽光発電システムに指示するよう適合され得る。ソフトウェアは、太陽光発電システムと需要側管理（例えばパワーマッチャー）エージェント１３との間の通常の通信が、生産を減少させたことをアグリゲータ２１に通知するよう適合され得る。
本発明のさらなる実施例によれば、個々の装置４０と連結する代わりに、スマートメータ１２のソフトウェアは、装置４０を制御するドモティクスシステムと連結するよう適合されてもよい。
上記のソフトウェアはいずれも、光ディスク（ＣＤまたはＤＶＤ−ＲＯＭ）、磁気テープ、磁気ディスク、またはフラッシュメモリなどのソリッドステートメモリ、またはその他の類似のデジタルメモリデバイスなどの非一時的な信号記憶媒体上に格納され得る。
グリッド制約のない状況においてアグリゲータ信号が変化しないままでいかに伝達されるかのフロー図１００が、図８に示されている。
・ステップ１０２において、アグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ１０４において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、例えば柔軟性供給源によって実現される装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ１０６において、このような柔軟性情報が提供される。
・ステップ１０８において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、（局所的な）グリッド測定値からグリッド情報を得る。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、もしあればグリッド制約を識別し、必要であれば警告レベルを作成する。
・ステップ１１０において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、装置アブストラクションインターフェースによってアグリゲータに送られた情報をグリッド状態警告レベルおよびネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）などのローカライゼーション情報でタグ付けする。
・ステップ１１２において、柔軟性、警告およびグリッド情報がアグリゲータに伝達される。
・ステップ１１４において、アグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される装置アブストラクションインターフェースにデマンドレスポンス（ＤＲ）制御信号を発行する。
・ステップ１１６において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、グリッド状態に対するＤＲ制御信号の効果を評価する。
・グリッド制約情報がグリッド制約の違反を示さないと本発明の実施例に係る混雑管理システムがステップ１１８において評価すると、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、ステップ１２０において、介入することなくアグリゲータ信号を柔軟性供給源に伝達する。
・ステップ１２２および１２４において、柔軟性供給源は承認を返すが、当該承認は暗黙的になされ得る。
グリッド制約のある状況においてアグリゲータ制御信号への介入がいかになされるかのフロー図２００が、図９に示されている。
・ステップ２０２において、アグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ２０４において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、柔軟性供給源によって実現される装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ２０６において、このような柔軟性情報が提供される。
・ステップ２０８において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、（局所的な）グリッド測定値からグリッド情報を得る。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、もしあればグリッド制約を識別し、必要であれば警告レベルを作成する。
・ステップ２１０において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、装置アブストラクションインターフェースによってアグリゲータに送られた情報をグリッド状態警告レベルおよびネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）などのローカライゼーション情報でタグ付けする。
・ステップ２１２において、柔軟性情報およびグリッド情報がアグリゲータに伝達される。
・ステップ２１４において、アグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される装置アブストラクションインターフェースにＤＲ制御信号を発行する。
・ステップ２１６において、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって、グリッド状態が評価される。
・ステップ２１８において、グリッド制約違反が評価され、要求された柔軟性が活性化されたときにグリッド制約違反が発生すると、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、ステップ２２０において、アグリゲータ制御信号を阻止または変更する。
・ステップ２２２において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、変更された制御信号を装置アブストラクションインターフェースに送信する。
・ステップ２２４において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、行われたアクションをアグリゲータに通知する。
・ステップ２２６，２２８において、柔軟性供給源は承認を返すが、当該承認は暗黙的になされ得る。
図１０におけるフロー図３００は、他の柔軟な装置を既に作動させている間に柔軟な装置を作動させることがいかに混雑を引き起こすかを示している。一局面では、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、先着順に機能し得る。柔軟な装置の制御アクションが制約違反を引き起こすと、たとえ同一のグリッド上で他の柔軟な装置を既に作動させていても、当該制御アクションは変更される。
・ステップ３０２において、第１のアグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される第１の装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ３０４において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、柔軟性供給源によって実現される第１の装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ３０６において、このような柔軟性情報が提供される。
・ステップ３０８において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、（局所的な）グリッド測定値からグリッド情報を得る。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、もしあればグリッド制約を識別し、必要であれば警告レベルを作成する。
・ステップ３１０において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、装置アブストラクションインターフェースによってアグリゲータに送られた情報をグリッド状態警告レベルおよびネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）などのローカライゼーション情報でタグ付けする。
・ステップ３１２において、柔軟性情報およびグリッド情報がアグリゲータに伝達される。
・ステップ３０１において、第２のアグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される第２の装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ３０３において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、柔軟性供給源によって実現される第１の装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ３０５において、このような柔軟性情報が提供される。
・ステップ３０７において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、（局所的な）グリッド測定値からグリッド情報を得る。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、もしあればグリッド制約を識別し、必要であれば警告レベルを作成する。
・ステップ３０９において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、第２の装置アブストラクションインターフェースによってアグリゲータに送られた情報をグリッド状態警告レベルおよびネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）などのローカライゼーション情報でタグ付けする。
・ステップ３１１において、柔軟性情報およびグリッド情報がアグリゲータに伝達される。
・ステップ３１３において、アグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される第２の装置アブストラクションインターフェースにＤＲ制御信号を発行する。
・ステップ３１５において、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって、グリッド状態が評価される。
・ステップ３１７において、グリッド制約違反が評価され、要求された柔軟性が活性化されたときにグリッド制約違反が発生すると、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、ステップ３１９において、アグリゲータ制御信号を阻止または変更する。
・ステップ３２１において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、変更された制御信号を第２の装置アブストラクションインターフェースに送信する。
・任意に、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、行われたアクションをアグリゲータに通知する。
・ステップ３２３，３２５において、柔軟性供給源は承認を返すが、当該承認は暗黙的になされ得る。
・ステップ３１４において、アグリゲータは、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって実現される第１の装置アブストラクションインターフェースにＤＲ制御信号を発行する。
・ステップ３１６において、本発明の実施例に係る混雑管理システムによって、グリッド状態が評価される。
・ステップ３１８において、グリッド制約違反が評価され、要求された柔軟性が活性化されたときにグリッド制約違反が発生すると、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、ステップ３２０において、アグリゲータ制御信号を阻止または変更する。
・ステップ３２２において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、変更された制御信号を第１の装置アブストラクションインターフェースに送信する。
・ステップ３２４において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、行われたアクションをアグリゲータに通知する。
・ステップ３２６，３２８において、柔軟性供給源は承認を返すが、当該承認は暗黙的になされ得る。
図１１におけるフロー図４００は、アグリゲータが本発明の実施例に係る混雑管理システムを用いて柔軟な供給源をいかに制御し、グリッドおよび他の情報のための本発明の実施例に係る混雑管理システムのインターフェースをいかにサポートしないかを示している。グリッド状態についての情報および本発明の実施例に係る混雑管理システムのアクションに関して、全てのアグリゲータが本発明の実施例に係る混雑管理システムのインターフェースをサポートする必要はない。
・ステップ４０２において、アグリゲータは、柔軟性を有する装置から柔軟性情報を要求する。
・ステップ４０４において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、例えば柔軟性供給源によって実現される装置アブストラクションインターフェースから柔軟性情報を要求する。
・ステップ４０６において、このような柔軟性情報が提供される。
・ステップ４０８において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、（局所的な）グリッド測定値からグリッド情報を得る。本発明の実施例に係る混雑管理システムは、もしあればグリッド制約を識別し、必要であれば警告レベルを作成する。
・ステップ４１０において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、アグリゲータのために柔軟性情報を収集する。
・ステップ４１２において、柔軟性情報がアグリゲータに伝達される。
・ステップ４１４において、アグリゲータは、ＤＲ制御信号を発行する。
・ステップ４１６において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、グリッド状態に対するＤＲ制御信号の効果を評価する。
・グリッド制約情報がグリッド制約の違反を示さないと本発明の実施例に係る混雑管理システムがステップ４１８において評価すると、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、ステップ４２０において、制御信号を変更する。
・ステップ４２２において、本発明の実施例に係る混雑管理システムは、変更されたアグリゲータ制御信号を柔軟性供給源に伝達する。
・ステップ４２４および４２６において、柔軟性供給源は承認を返すが、当該承認は暗黙的になされ得る。
アグリゲータおよび柔軟性供給源からの、ならびに、アグリゲータおよび柔軟性供給源への情報ストリームをいかに処理するかについて、本発明の実施例に係る混雑管理システムにはさまざまな選択肢がある。なされる選択についての概要を提供するために、さまざまな選択肢の利点および不利点を以下に記載する。
本発明の実施例は、以下のように形式化することができる。
第１項
本発明の実施例は、配電網の物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要を調整またはマッチングさせるための方法であって、
配電網オペレータ（１１）が配電網（５０，）を制御することを可能にする混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）を設けるステップと、
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）に、標準化された装置制御インターフェース（３０）を介したアグリゲータ（２１）によって使用される需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）（２０）と装置（４０）との間の通信をさせるステップと、
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）を利用することによって、配電網オペレータ（１１）が、標準化された装置制御インターフェース（３０）に位置する遮断点（３２）において需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）（２０）と装置（４０）との間の通信を遮断することを可能にするステップとを備える、方法を提供する。
第２項
配電網オペレータ（１１）は、配電システムオペレータである、第１項に記載の方法。
第３項
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）内に混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント（１３）を設けるステップと、
混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント（１３）によりグリッドマッチャー装置優先度値（１４）を計算することによって、装置（４０）の優先度についての情報を集約するステップとをさらに備える、第１項または第２項に記載の方法。
第４項
混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント（１３）に合わせて任意の所与の時点におけるグリッド混雑を示す混雑指数（１５）を集約して維持するステップをさらに備える、第３項に記載の方法。
第５項
（グリッドマッチャー）システム（１０）内にスマートメータ（１２）を設けるステップと、
スマートメータ（１２）における電圧に基づいて混雑指数（１５）の値を求めるために局所ドループ制御の概念を適用するステップとをさらに備える、第１項から第４項のいずれか１項に記載の方法。
第６項
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）内に（混雑管理）グリッドマッチャープライオリタイザ（１６）を設けるステップと、
グリッドマッチャープライオリタイザ（１６）に混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値（１４）およびグリッドパラメータ情報を提供するステップと、
グリッドマッチャープライオリタイザ（１６）により混雑指数（１５）を計算するステップとをさらに備える、第１項から第５項のいずれか１項に記載の方法。
第７項
混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値（１４）および混雑指数（１５）をスマートメータに投入するステップをさらに備える、第１項から第６項のいずれか１項に記載の方法。
第８項
混雑指数（１５）が混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値（１４）よりも低い場合には、アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信をそのままにするステップをさらに備える、第１項から第７項のいずれか１項に記載の方法。
第９項
混雑指数（１５）が（混雑管理）グリッドマッチャー装置優先度値（１４）よりも高い場合には、アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信を阻止、中断または変更するステップをさらに備える、第１項から第８項のいずれか１項に記載の方法。
第１０項
アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信に混雑タグ（１８）を挿入し、それによって、アグリゲータ（２１）が、アグリゲータ（２１）によって起動される装置へのコマンドが配電網オペレータ（１１）によって中断され得る確率のレベルとして混雑タグ（１８）を使用することを可能にするステップをさらに備える、第１項から第９項のいずれか１項に記載の方法。
第１１項
当該方法は、コンピュータベースの方法である、第１項から第１０項のいずれか１項に記載の方法。
第１２項
各々のネットワークアクセスポイント（７０）についてネットワークアクセスポイントタグ（１９）を維持するステップと、
アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信にネットワークアクセスポイントタグ（１９）を挿入するステップと、
アグリゲータ（２１）と送電システムオペレータとの間の通信のためにネットワークアクセスポイントタグ（１９）を使用するステップとをさらに備える、第１項から第１１項のいずれか１項に記載の方法。
第１３項
アグリゲータ（２１）が送電システムオペレータグリッド（６０）上のどこで電力を挿入または取得するかを送電システムオペレータに通知するためにネットワークアクセスポイントタグ（１９）を使用するステップをさらに備える、第１２項に記載の方法。
第１４項
消費についての混雑指数は、生産についての混雑指数とは異なっている、第４項から第１３項のいずれか１項に記載の方法。
第１５項
相互接続送電および配電ネットワークのための混雑管理システムであって、第１項から第１４項のいずれか１項に記載の方法ステップを実行するために、グリッドマッチャーシステム（１０）と、混雑管理（グリッドマッチャーエージェント）（１３）と、スマートメータ（１２）とを備える、システム。
第１６項
配電網の物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要を調整またはマッチングさせるためのシステムであって、
配電網オペレータ（１１）が配電網（５０）を制御することを可能にするグリッドマッチャーシステム（１０）を設けるための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）に、標準化された装置制御インターフェース（３０）を介したアグリゲータ（２１）によって使用される需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）（２０）と装置（４０）との間の通信をさせるための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）を利用することによって、配電網オペレータ（１１）が、標準化された装置制御インターフェース（３０）に位置する遮断点（３２）において需要側管理システム（例えばパワーマッチャーシステム）（２０）と装置（４０）との間の通信を遮断することを可能にするための手段とを備える、システム。
第１７項
配電網オペレータ（１１）は、配電システムオペレータである、第１６項に記載のシステム。
第１８項
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）内に混雑管理（グリッドマッチャーエージェント）（１３）を設けるための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント（１３）により混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値（１４）を計算することによって、装置（４０）の優先度についての情報を集約するための手段とをさらに備える、第１６項または第１７項に記載のシステム。
第１９項
混雑管理（グリッドマッチャー）エージェント（１３）に合わせて任意の所与の時点におけるグリッド混雑を示す混雑指数（１５）を集約して維持するための手段をさらに備える、第１８項に記載のシステム。
第２０項
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）内にスマートメータ（１２）を設けるための手段と、
スマートメータ（１２）における電圧に基づいて混雑指数（１５）の値を求めるために局所ドループ制御の概念を適用するための手段とをさらに備える、第１６項から第１９項のいずれか１項に記載のシステム。
第２１項
混雑管理（グリッドマッチャー）システム（１０）内に混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ（１６）を設けるための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ（１６）に混雑管理（グリッドマッチャー）装置優先度値（１４）およびグリッドパラメータ情報を提供するための手段と、
混雑管理（グリッドマッチャー）プライオリタイザ（１６）により混雑指数（１５）を計算するための手段とをさらに備える、第１６項から第２０項のいずれか１項に記載のシステム。
第２２項
グリッドマッチャー装置優先度値（１４）および混雑指数（１５）をスマートメータに投入するための手段をさらに備える、第１６項から第２１項のいずれか１項に記載のシステム。
第２３項
混雑指数（１５）がグリッドマッチャー装置優先度値（１４）よりも低い場合には、アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信をそのままにするための手段をさらに備える、第１６項から第２２項のいずれか１項に記載のシステム。
第２４項
混雑指数（１５）がグリッドマッチャー装置優先度値（１４）よりも高い場合には、アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信を阻止、中断または変更するための手段をさらに備える、第１６項から第２３項のいずれか１項に記載のシステム。
第２５項
アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信に混雑タグ（１８）を挿入し、それによって、アグリゲータ（２１）が、アグリゲータ（２１）によって起動される装置へのコマンドが配電網オペレータ（１１）によって中断され得る確率のレベルとして混雑タグ（１８）を使用することを可能にするための手段をさらに備える、第１６項から第２４項のいずれか１項に記載のシステム。
第２６項
各々のネットワークアクセスポイント（７０）についてネットワークアクセスポイントタグ（１９）を維持するための手段と、
アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信にネットワークアクセスポイントタグ（１９）を挿入するための手段と、
アグリゲータ（２１）と送電システムオペレータとの間の通信のためにネットワークアクセスポイントタグ（１９）を使用するための手段とをさらに備える、第１６項から第２５項のいずれか１項に記載のシステム。
第２７項
アグリゲータ（２１）が送電システムオペレータグリッド（６０）上のどこで電力を挿入または取得するかを送電システムオペレータに通知するためにネットワークアクセスポイントタグ（１９）を使用するための手段をさらに備える、第２６項に記載のシステム。
第２８項
消費についての混雑指数は、生産についての混雑指数とは異なっている、第１９項から第２７項のいずれか１項に記載のシステム。
第２９項
第１項から第１４項のいずれか１項に記載の方法ステップを実行するためのソフトウェアコンポーネントを備える、コンピュータ読取可能なフォーマットのコンピュータプログラム。
第３０項
第２９項に記載のコンピュータプログラム製品を格納する非一時的な記憶媒体。
本発明の実施例の目的を実現するための他の構成は、当業者にとって自明であろう。本発明に係る装置のための好ましい実施例、具体的な構造および構成、ならびに材料が本明細書に記載されてきたが、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、形状および詳細の点でさまざまな変更または修正がなされてもよい。

Claims (15)

  1. 配電網の物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要を調整またはマッチングさせるための方法であって、
    配電網オペレータ（１１）が前記配電網（５０，）を制御することを可能にする混雑管理システム（１０）を設けるステップと、
    前記混雑管理システム（１０）に、標準化された装置制御インターフェース（３０）を介したアグリゲータ（２１）によって使用される需要側管理システム（２０）と装置（４０）との間の通信をさせるステップと、
    前記混雑管理システム（１０）を利用することによって、前記配電網オペレータ（１１）が、前記標準化された装置制御インターフェース（３０）に位置する遮断点（３２）において前記需要側管理システム（２０）と前記装置（４０）との間の前記通信を遮断することを可能にするステップとを備える、方法。
  2. 前記混雑管理システム（１０）内に混雑管理エージェント（１３）を設けるステップと、
    前記混雑管理（１３）により混雑管理優先度値（１４）を計算することによって、前記装置（４０）の優先度についての情報を集約するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
  3. 前記混雑管理エージェント（１３）に合わせて任意の所与の時点におけるグリッド混雑を示す混雑指数（１５）を集約して維持するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
  4. 前記混雑管理システム（１０）内にスマートメータ（１２）を設けるステップと、
    前記スマートメータ（１２）における電圧に基づいて前記混雑指数（１５）の値を求めるために局所ドループ制御の概念を適用するステップとをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記混雑管理システム（１０）内に混雑管理プライオリタイザ（１６）を設けるステップと、
    前記混雑管理プライオリタイザ（１６）に前記混雑管理装置優先度値（１４）およびグリッドパラメータ情報を提供するステップと、
    前記混雑管理プライオリタイザ（１６）により前記混雑指数（１５）を計算するステップとをさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記混雑管理装置優先度値（１４）および前記混雑指数（１５）を前記スマートメータに投入するステップをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記混雑指数（１５）が前記混雑管理装置優先度値（１４）よりも低い場合には、前記アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信をそのままにするステップをさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記混雑指数（１５）が前記混雑管理装置優先度値（１４）よりも高い場合には、前記アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信を阻止、中断または変更するステップをさらに備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記アグリゲータ（２１）と装置（４０）との間の通信に混雑タグ（１８）を挿入し、それによって、前記アグリゲータ（２１）が、前記アグリゲータ（２１）によって起動される前記装置へのコマンドが前記配電網オペレータ（１１）によって中断され得る確率のレベルとして前記混雑タグ（１８）を使用することを可能にするステップをさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 各々のネットワークアクセスポイント（７０）についてネットワークアクセスポイントタグ（１９）を維持するステップと、
    前記アグリゲータ（２１）と前記装置（４０）との間の前記通信に前記ネットワークアクセスポイントタグ（１９）を挿入するステップと、
    前記アグリゲータ（２１）と送電システムオペレータとの間の通信のために前記ネットワークアクセスポイントタグ（１９）を使用するステップとをさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記アグリゲータ（２１）が送電システムオペレータグリッド（６０）上のどこで電力を挿入または取得するかを前記送電システムオペレータに通知するために前記ネットワークアクセスポイントタグ（１９）を使用するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
  12. 消費についての前記混雑指数は、生産についての前記混雑指数とは異なっている、請求項３から１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 配電網の物理的制約を考慮に入れながら発電により電力需要を調整またはマッチングさせるためのシステムであって、
    配電網オペレータ（１１）が前記配電網（５０）を制御することを可能にする混雑管理システム（１０）を設けるための手段と、
    前記混雑管理システム（１０）に、標準化された装置制御インターフェース（３０）を介したアグリゲータ（２１）によって使用される需要側管理システム（２０）と装置（４０）との間の通信をさせるための手段と、
    前記混雑管理システム（１０）を利用することによって、前記配電網オペレータ（１１）が、前記標準化された装置制御インターフェース（３０）に位置する遮断点（３２）において前記需要側管理システム（２０）と前記装置（４０）との間の前記通信を遮断することを可能にするための手段とを備える、システム。
  14. 前記配電網オペレータ（１１）は、配電システムオペレータである、請求項１３に記載のシステム。
  15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法ステップを実行するためのソフトウェアコンポーネントを備える、コンピュータ読取可能なフォーマットのコンピュータプログラム、または
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法ステップを実行するためのソフトウェアコンポーネントを備える、コンピュータ読取可能なフォーマットのコンピュータプログラムを格納する非一時的な記憶媒体。
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