JP6535319B2 - 需要応答プログラムおよび事象を管理するためのシステム、装置、および方法 - Google Patents
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Description
この出願は、米国の会社であるNest Labs, Inc.の名前でPCT国際特許出願として出願されている。この出願は、2013年3月15日に出願された米国出願第13/842,213号の利益を主張するものであり、引用によりここに援用される。
この特許明細書は、需要応答プログラムおよび事象を管理するためのシステム、装置、方法、および関連するコンピュータプログラム製品に関する。より特定的には、この特許明細書は、エネルギーのコストが比較的高い時間ウインドウからエネルギーのコストが比較的低い時間ウインドウへエネルギー消費を移行させ得るための技術に関する。
ユーティリティ会社は、電力需要を一貫して満たすという継続的な挑戦に直面している。電力を生成するための設備は、典型的に一定量の電力を供給することに良く適している。しかしながら、消費者の電力需要は、電力需要の合計が遅れの間で大きく異なる点において、全く逆である場合が多い。一日のうちの変化により、ユーティリティ会社に対する需要が最も大きい1つ以上の「ピーク」需要時間もしくは期間、およびユーティリティ会社に対する需要が減少する「非ピーク」需要時間もしくは期間が生じる。
本願明細書において、需要応答プログラムおよび事象を管理するためのさまざまな技術が開示される。開示される技術は、知的ネットワーク接続装置を介して需要応答事象を実行するためのさまざまな方法を含む。1つの特定の方法において、知的ネットワーク接続サーモスタットは、いくつかの動作を行なう。これらの動作は、サーモスタットのためのHVACスケジュールに従う特徴化期間にわたって構造に関連付けられた冷房システムの動作を制御することを含む。また、これらの動作は、特徴化期間にわたって、需要応答事象への参加についての構造の適性を少なくとも部分的に決定づける構造に関連付けられた複数の物理的パラメータを判定するための情報を受け取ることを含む。複数の物理的パラメータは、冷房システムによって冷房される構造の容積に対する冷房システムの冷房容量と、構造の熱保持特性とを含み得る。一実施形態については、これらの物理的パラメータは、自動的、および通常のサーモスタットの動作時に取得される1つ以上のセンサーの読み取りに従って判定される。方法はさらに、需要応答負荷移行に対するユーザーの従順性を特徴付ける少なくとも1つのユーザー入力を受け取ること、需要応答事象によって定義される需要応答事象間隔についての通知を受け取ること、需要応答間隔の継続期間にわたる構造の位置における予測された温度を示す天気予報を受け取ること、および需要応答間隔わたる在室可能性プロフィールを判定することを含み得る。また、方法は、HVACスケジュール、冷房システムの冷房容量、熱保持特性、需要応答負荷移行に対するユーザーの従順性、天気予報、および在室可能性プロフィールから引き出される情報を合わせて処理し、(a)構造が需要応答事象への参加の資格を有するかどうかを判定する、および(b)構造が参加する資格を有する場合に需要応答事象への参加に関連付けられた需要応答事象実施プロフィールを判定することを含む。構造が需要応答事象へ参加する資格を有すると判定された場合、冷房システムは、需要応答事象間隔において需要応答事象実施プロフィールに従って制御される。
本発明の実施形態は、概して需要応答プログラムおよび事象を管理するための技術に関に関する。需要応答プログラムおよび事象を管理するためのシステムにおける主体は、典型的に、電源(たとえば、発電機)から個人の家または事業体へ電気的もしくは他の形態のエネルギーを提供するユーティリティプロバイダーを含む。個人は、典型的に、周期的、たとえば月あたりに消費するエネルギーの量に対して支払いを行なう。多くの実施形態において、エネルギー管理システムがユーティリティプロバイダーと個人との間に配置される。エネルギー管理システムは、知的および効率的に個人のエネルギー消費を1つの特定の期間から他の期間へ移行する(シフトさせる)ように動作する。このようなエネルギー移行は、通常、エネルギー消費を高エネルギーコスト期間から低エネルギーコスト期間へ移行させるように行なわれる。DR事象の場合において、エネルギーは、DR事象期間からDR事象期間外の期間へ移行される。
Claims (25)
- 構造内の知的ネットワーク接続サーモスタットを介して需要応答事象を実行するための方法であって、
前記サーモスタットのためのHVACスケジュールに従う特徴化期間にわたって前記構造に特徴付けられた冷房システムの動作を制御するステップと、
特徴化期間にわたって、需要応答事象への参加についての前記構造の適性を少なくとも部分的に決定づける前記構造に関連付けられた複数の物理的パラメータを判定するための情報を受け取るステップとを備え、前記複数の物理的パラメータは、
前記冷房システムによって冷房される前記構造の容積に対する前記冷房システムの冷房容量と、
前記構造の熱保持特性とを含み、方法はさらに、
需要応答負荷移行に対するユーザーの従順性を特徴付ける少なくとも1つのユーザー入力を受け取るステップと、
前記需要応答事象によって定義される需要応答事象間隔についての通知を受け取るステップと、
前記需要応答事象間隔の継続期間にわたる前記構造の位置における予測された温度を示す天気予報を受け取るステップと、
前記需要応答事象間隔にわたる在室可能性プロフィールを判定するステップと、
前記HVACスケジュール、前記冷房システムの前記冷房容量、前記熱保持特性、前記需要応答負荷移行に対するユーザーの従順性、前記天気予報、および前記在室可能性プロフィールから引き出される情報を合わせて処理し、(a)前記構造が前記需要応答事象への参加の資格を有するかどうかを判定する、および(b)前記構造が参加する資格を有する場合に前記需要応答事象への参加に関連付けられた需要応答事象実施プロフィールを判定するステップと、
前記構造が前記需要応答事象へ参加する資格を有すると判定された場合、前記需要応答事象間隔において前記需要応答事象実施プロフィールに従って前記冷房システムを制御するステップとを備える、方法。 - 前記HVACスケジュールに従って冷房システムの動作を制御するステップ、前記ユーザーの従順性を特徴付ける少なくとも1つのユーザー入力を受け取るステップ、前記需要応答事象間隔を受け取るステップ、前記天気予報を受け取るステップ、前記情報を合わせて処理するステップ、前記需要応答事象実施プロフィールに従って冷房システムを制御するステップは、前記知的ネットワーク接続サーモスタットによって実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記需要応答事象実施プロフィールは、直接負荷制御プロフィール、事前冷房プロフィール、温度セットバックプロフィール、および温度スナップバックプロフィールのうちの1つ以上を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記需要応答事象実施プロフィールは、前記需要応答事象間隔の継続期間にわたる前記構造の位置における前記予測された温度が軽度から中程度であり、前記構造の前記熱保持特性が、前記構造が中程度から良好な封止であることを示す場合に前記事前冷房プロフィールを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記需要応答事象実施プロフィールは、前記需要応答事象間隔の継続期間にわたる前記構造の位置における前記予測された温度が軽度から中程度であり、前記構造の容積に対する前記冷房システムの前記冷房容量が中程度から過大であり、前記構造の前記熱保持特性が、前記構造が中程度から良好な封止であることを示し、前記天気予報が、前記需要応答事象間隔の前記継続期間にわたる前記構造の前記位置における予測された湿度が低程度から中程度であることを示した場合、前記温度セットバックプロフィールを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記需要応答事象実施プロフィールは、前記需要応答事象間隔の前記継続期間にわたる前記構造の前記位置における前記予測された温度が高い、冷房される前記構造の容積に対する前記冷房システムの冷房容量が過小である、または天気予報が、前記需要応答事象間隔の前記継続期間にわたる前記構造の位置における予測された湿度が高いと示した場合、前記直接負荷制御プロフィールを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記需要応答事象実施プロフィールは、前記需要応答事象間隔の直後の事象後間隔において前記構造にサービスを提供する電気グリッドへのエネルギー負荷の予測された合計もしくは実際の合計が過剰であり得ることを前記需要応答事象の前記通知が示す場合、前記温度スナップバックプロフィールを含む、請求項3に記載の方法。
- 需要応答負荷移行に対する前記ユーザーの従順性を特徴付ける前記少なくとも1つのユーザー入力は、一端における最大負荷移行設定から他端の最大快適設定にわたるユーザーインターフェイススライダーツールに沿ったユーザーによる操作点の選択の形態で前記知的ネットワーク接続サーモスタットと関連付けられたユーザーインターフェイスにおいて受け取られる、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 方法はさらに、
前記知的ネットワーク接続サーモスタットに関連付けられたユーザーインターフェイスにおいて、前記需要応答事象実施プロフィールによって示される現在稼働中の設定温度から逸脱するというユーザー選択を示す前記需要応答事象間隔における少なくとも1つのユーザー入力を受けるステップと、
前記逸脱する選択が実施された場合に起こり得る実現された負荷移行の予測された変化を演算するステップと、
前記ユーザーインターフェイスにおいて、実現された負荷移行の前記予測された変化に関連付けられた情報を前記ユーザーに表示するステップと、
前記ユーザーインターフェイスにおいて、逸脱するという前記ユーザー選択についての前記ユーザーからの確認を要求するステップと、
前記ユーザーインターフェイスにおいて前記ユーザーから肯定的な確認を受け取り、逸脱するという前記ユーザー選択に従って動作する、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記実現された負荷移行の予測された変化に関連付けられた情報を表示するステップは、需要応答参加利益に関連する無資格状態を示す警告情報を表示することを含む、請求項9に記載の方法。
- 構造に対応付けられたエネルギー消費者を需要応答事象に参加するよう促すための方法であって、
1つ以上のコンピュータプロセッサが、複数の設定温度を示す事前に存在するHVACスケジュールにアクセスするステップを備え、前記事前に存在するHVACスケジュールは、前記設定温度に従って前記構造に関連付けられたHVACシステムの制御を容易にするよう動作し、方法はさらに、
1つ以上のコンピュータプロセッサが、前記需要応答事象によって定義された需要応答事象期間に関連付けられた需要応答実施プロフィールを判定するステップを備え、前記需要応答実施プロフィールは、前記需要応答事象期間にわたって前記事前に存在するHVACスケジュールによって示される前記設定温度への1つ以上の変更を組み込む変更されたHVACスケジュールを含み、方法はさらに、
1つ以上のコンピュータプロセッサが、1つの時間間隔から他の時間間隔へのエネルギー消費の移行の支持に対する前記構造の有効性を少なくとも部分的に決定づける前記構造に関連付けられた少なくとも1つの物理的パラメータを判定するステップと、
1つ以上のコンピュータが、前記事前に存在するHVACスケジュール、前記需要応答実施プロフィール、および前記構造に関連付けられた前記少なくとも1つの物理的パラメータに基づいて前記需要応答事象期間から他の期間へ移行される可能性の高いエネルギーの量を示す1つ以上の指標を計算するステップと、
前記1つ以上の指標を前記エネルギー消費者へ伝達するステップとを備える、方法。 - 前記需要応答実施プロフィールを判定するステップは、
1つ以上の基礎特性を識別することを含み、前記基礎特性は、
前記需要応答事象期間において1つ以上の時間の各々において前記構造が在室される可能性を示す在室可能性プロフィールと、
前記需要応答事象期間における前記エネルギー消費者の負荷移行に対する従順性と、
前記需要応答事象期間における前記構造の近辺をカバーする気候の予測とを含み、さらに、
事象前エネルギー管理プロフィール、需要応答事象エネルギー管理プロフィール、および事象後エネルギー管理プロフィールのうちの1つ以上を、前記1つ以上の基礎特性のうちの少なくとも1つに基づいて判定するステップを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記構造に関連付けらえた前記少なくとも1つの物理的パラメータは、
前記HVACシステムによって熱的に管理される前記構造の容積に対する前記HVACシステムの冷房容量と、
前記構造の熱保持特性とを含む、請求項11または12に記載の方法。 - 移行される可能性の高いエネルギーの量を示す1つ以上の指標を計算するステップは、
前記需要応答事象期間にわたって前記事前に存在するHVACスケジュールに従って前記HVACシステムが制御される場合に前記HVACシステムによって消費される可能性の高い第1のエネルギーの量を判定するステップと、
前記需要応答事象期間にわたって前記需要応答実施プロフィールに従って前記HVACシステムが制御される場合に前記HVACシステムによって消費される可能性の高い第2のエネルギーの量を判定するステップと、
前記第1のエネルギーの量と前記第2のエネルギーの量との差を計算するステップとを含む、請求項11から13のいずれか1項に記載の方法。 - 移行される可能性の高いエネルギーの量を示す1つ以上の指標を計算するステップは、
前記需要応答事象期間から他の期間へ移行される可能性の高いエネルギーの量を判定するステップと、
移行される可能性の高いエネルギーの量と前記需要応答事象期間における可能性の高い量ごとの金銭的価値とを掛け合わせるステップとを含む、請求項11から14のいずれか1項に記載の方法。 - 前記需要応答事象期間における可能性の高い量ごとの金銭的価値を掛け合わせるステップは、
前記需要応答事象期間における可能性の高い量ごとの金銭的価値を示す情報をユーティリティプロバイダーから受け取るステップ、
前記HVACシステムのエネルギー使用特性を判定するステップ、
エネルギーコストの履歴を判定するステップ、および
前記需要応答事象期間における可能性の高い量ごとの契約された金銭的価値を示す情報を受け取るステップのうちの1つ以上を含む、請求項15に記載の方法。 - 前記変更されたHVACスケジュールは、
前記変更されたHVACスケジュールの前記設定温度のうちの1つ以上を定義する情報を前記エネルギー消費者から受け取るステップ、
アルゴリズムの学習を介して前記変更されたHVACスケジュールの前記設定温度のうちの1つ以上を生成するステップ、
前記需要応答事象期間の前の期間にわたって分配された、外気温が前記需要応答事象期間における予測された外気温とほぼ同じである期間に対応する1つ以上の過去の設定温度を識別するステップ、
前記需要応答事象期間において前記構造が在室される可能性を示す、前記エネルギー消費者の在室可能性プロフィールを判定するステップ、および
前記エネルギー消費者に関連付けられた構造と同様の構造に関連付けられた1つ以上の他のエネルギー消費者から前記需要応答事象期間にわたって分配された1つ以上の設定温度を識別するステップのうちの1つ以上によって判定される、請求項11から16のいずれか1項に記載の方法。 - ネットワーク接続サーモスタットのそれぞれの個体群によって制御される環境冷房システムを有する構造の個体群についての需要応答事象を実行するための方法であって、
需要応答プログラムに参加するように複数のエネルギー消費者を登録するステップを備え、各エネルギー消費者は、前記構造の個体群のうちの1つに関連付けられ、方法はさらに、
前記需要応答プログラムに含まれる後に起こる需要応答事象の少なくとも1つの属性を定義する需要応答事象プロフィールを判定するステップを備え、前記少なくとも1つの属性は、前記後に起こる需要応答事象が開始される時間、需要応答事象期間、および前記需要応答事象の大きさのうちの1つ以上を含み、方法はさらに、
前記複数の登録されたエネルギー消費者について、前記後に起こる需要応答事象への参加の適性を少なくとも部分的に表わす少なくとも1つの資格要因にアクセスするステップと、
前記後に起こる需要応答事象への参加が提示される前記複数の登録されたエネルギー消費者の部分集合を識別するステップとを備え、前記部分集合は、前記需要応答事象プロフィールと連動して前記資格要因を処理することによって識別され、方法はさらに、
前記後に起こる需要応答事象への参加の提示を前記登録されたエネルギー消費者の識別された部分集合の各々へ送信するステップを備える、方法。 - 前記資格要因は、
前記後に起こる需要応答事象に前記エネルギー消費者が参加することによるエネルギー移行の予測された量、
前記後に起こる需要応答事象時において前記エネルギー消費者に関連付けられた前記構造が在室される可能性を示す在室可能性プロフィール、
前記構造のリアルタイムの在室、
前記構造の熱保持特性、
前記環境冷房システムによって冷房される前記構造の容積に対する前記環境冷房システムの冷房容量、
前記エネルギー消費者の過去の挙動、
前記エネルギー消費者の現在の需要応答エネルギープログラム登録ステータス、
前記サーモスタットの無線通信能力、
天気予報データにアクセスする前記サーモスタットの能力、
前記サーモスタットの学習モード、
前記サーモスタットと前記構造との間の論理的ペアリング、
前記サーモスタットと前記エネルギー消費者に関連付けられたユーザーアカウントとの間の論理的ペアリング、および
前記需要応答事象への参加の提示を前記エネルギー消費者が受諾する可能性のうちの1つ以上を含む、請求項18に記載の方法。 - 前記エネルギー消費者が前記需要応答事象に参加することによって前記需要応答事象期間から他の期間へ移行される可能性の高いエネルギーの量を示す1つ以上の指標を前記識別された部分集合における各エネルギー消費者について計算するステップをさらに備え、前記後に起こる需要応答事象への参加の要求を前記エネルギー消費者の識別された部分集合の各々に送信させるステップは、前記識別された部分集合における各エネルギー消費者について、前記エネルギー消費者に関連付けられた前記1つ以上の指標を前記エネルギー消費者に伝達することを含む、請求項18または19に記載の方法。
- 前記後に起こる需要応答事象への参加が提示される前記複数のエネルギー消費者の前記部分集合を識別するステップは、前記需要応答プログラムに参加するために登録された前記複数のエネルギー消費者から、エネルギーの所定の合計量を前記需要応答事象期間から他の期間へ移行する可能性の高い参加中のエネルギー消費者が最少数となる部分集合を選択するステップを含む、請求項18から20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記エネルギー消費者の部分集合が前記後に起こる需要応答事象に参加することによって移行される可能性の高い予測された合計量を計算するステップと、
前記予測されたエネルギー移行の合計量と望ましいエネルギー移行の合計量とを比較するステップと、
前記予測されたエネルギー移行の合計量と望ましいエネルギー移行の合計量との比較の結果に基づいて前記エネルギー消費者の部分集合の大きさを変化させるステップとをさらに備える、請求項18から21のいずれか1項に記載の方法。 - 前記予測されたエネルギー移行の合計量を計算するステップは、前記後に起こる需要応答事象に参加する前記エネルギー消費者の識別された部分集合の予測された参加率を判定するステップと、前記識別されたエネルギー消費者の部分集合の前記予測された参加率に基づいて前記予測されたエネルギー移行の合計量を計算するステップとを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記需要応答プログラムに参加するために登録された前記複数のエネルギー消費者のうち、前記後に起こる需要応答事象への参加の要求は、前記識別されたエネルギー消費者の部分集合のみに伝達される、請求項18から23のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1から24のいずれか1項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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