JP6641343B2 - 家庭のエネルギー管理システムにおいてエネルギーを分配するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、中央ユニット、エネルギー源および少なくとも１つのエネルギー消費体を含む家庭のエネルギー管理システムにおいてエネルギーを分配するための方法であって、中央ユニット、エネルギー源およびエネルギー消費体が、情報を交換するために互いに接続される、方法に由来する。

エネルギーを分配するためのそのような方法およびそのような家庭のエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）は、先行技術から既に知られており、エネルギーの流れおよび分配を生み出すばかりでなく、それらに影響を及ぼす上で役に立つ。経時的なエネルギー量の変動を提供する再生可能エネルギーは、エネルギー政策の理由で奨励されている。従って、生成されたエネルギー量は送電網に供給され、その結果、利用可能なエネルギーは経時的な価格変動を受ける。その上、電気車両は、環境政策の理由で、多くの国々の政府によって奨励されている。従って、経時的に異なる価格で異なるエネルギー量がオファされ、消費体が経時的なエネルギー量の変動を部分的に強く必要とするという状況が生じる。従って、例えば、充電式の電気車両は、比較的長い時間帯にわたって大量のエネルギーを必要とするが、ヘアドライヤは、ほんの短い時間帯だけ少量のエネルギーを必要とする一方で、建物の空調システムは、今度は、わずかなエネルギー量の変動を継続的に必要とする。その上、消費体は、消費体自体のエネルギー源（例えば、太陽光発電設備）を部分的に有しており、前記エネルギー源は、経時的なエネルギー量の変動を提供することができる。

従って、家庭のエネルギー管理システムは、ある特定の基準に従って、エネルギー消費体間で利用可能なエネルギー量を分割することが知られている。これらの公知の基準は、とりわけ、厳正な優先順位決定を含み、従って、例えば、建物の空調システムは、常に、充電式の電気車両よりも優先される。あるいは、すべてのエネルギー消費体間で利用可能なエネルギー量を均一に分割することが知られている。最後に、「先着順に」という原則（すなわち、最初に要求したエネルギー消費体に必要なエネルギーがすべて提供され、残りの利用可能なエネルギー量が要求順に従って残りのエネルギー消費体間で分割される）に従って、利用可能なエネルギー量を分配することも同様に知られている。これらの方法は、多くの不利な点を有する。例示として、それは、消費体が複数の時刻に移動性を必要とし、従って、前記消費体の電気車両の充電がその複数の時刻に高い優先度によって利益を受ける（ただし、他の時刻では利益を受けない）という事例、あるいは、温和な温度の場合、建物の空調システムが低減エネルギーの需要でも動作できる（ただし、これは、かなり高いまたは低い温度の場合は不可能である）という事例であり得る。これらの各事例では、ソフトウェアという点で実装することもできる中央ユニットまたは中央知能が、利用可能なエネルギー量の分配について単独で決定し、エネルギー消費体がこれに影響を及ぼすことはできず、規則として、なぜエネルギー消費体がある時刻にある特定の量のエネルギーを必要とするかまたは前記消費体がこのエネルギーを必要とする理由についての知識はない。

国際規格およびプロトコル（例えば、ＳＥＰ ２．０ ＥＥＢｕｓまたはＩＳＯ１５１１８）は、そのような家庭のエネルギー管理システムにおけるデータ交換を規格化するために開発された。しかし、これらの規格またはプロトコルは、使用制限区域を有し、前述の基準に従って（すなわち、接続されたエネルギー消費体の状態についての情報が中央ユニットに伝送されることなく）既定の分配論理を用いて中央コントローラによってエネルギー分配を規制する。

従って、本発明の目的は、様々なエネルギー消費体がいつおよびどのようにエネルギーを消費するかを消費体自体で決定できるように、言わばエネルギー価格の「仮想操作」によって、ＨＥＭＳ優先順位決定論理を分散化することである。これは、真夜中に接続され、完全な充電に４時間を要する、２台の電気車両ＡおよびＢの例を使用して説明される。電気車両Ａは、午前６時の出発時刻を有し、電気車両Ｂは、午前８時の出発時刻を有する。ＨＥＭＳは、各電気車両が充電に必要な時間（すなわち、各電気車両がどれほどのエネルギーを必要とするか）または各電気車両のそれぞれの出発時刻に関連するいかなる情報も有することはできない。典型的なＨＥＭＳは、優先度によってどちらの車両を最初に充電するかをやみくもに決定し、例えば、最初に問い合わせた電気車両に最初に供給する。従って、それは、電気車両Ｂが最初に到着し（１ミリ秒だけであっても）、その結果、電気車両Ａの前に電気車両Ｂを充電することをＨＥＭＳが許可するという事例であり得る。これは、電気車両Ｂが午前４時にその充電プロセスを完了した時点で電気車両Ａにはたった２時間しか充電時間が残っていないという理由で、時間が足りないため電気車両Ａを完全に充電できないという状況を招く可能性がある。

しかし、代わりに、ＨＥＭＳが仮に真夜中から午前６時までの間のエネルギー価格を仮想的に増加するとしたら、電気車両Ａは、真夜中から午前４時までの間に充電できるように、高い価格を容認するであろう。対照的に、電気車両Ｂは、恐らくは、費用効率の増加の目的で、午前６時以降の低い料金から少なくとも部分的に利益を得るために、午前４時に充電を開始するだけであろう。

その結果、システムは、分散化論理および仮想操作されたエネルギー価格によって優先順位が決定されるであろう。論理は、ＨＥＭＳがエネルギー価格のみを操作し、各電気車両がＨＥＭＳからさらなるサポートを得ることなくその消費挙動をこの意味の範囲内では仮想エネルギー価格に適応させる程度まで分散化するものとして見なされるべきである。

ここで重要なことは、各関与デバイス（これが、ＨＥＭＳ、エネルギー消費体またはエネルギー生産体にかかわらず）が常に具象的な「再交渉」を開始できることである。従って、例えば、ＨＥＭＳは、第２の電気車両が到着し、充電する必要があることを理由に、再交渉を開始することができる。電気車両自体は、今度は、そのユーザが出発時刻を修正したことを理由に、再交渉を導入することができる。この再交渉または再計画の間、消費体は、選択的に、既存の計画に従ってエネルギーを受け取ることを継続するかまたは消費を中断することができる。

この手法の潜在的な問題は、具体的には、ＨＥＭＳがリソースコンフリクトを識別し、そのような再交渉を中枢的に導入するという事例からなる。このシナリオでは、すべての消費体は、再交渉の範囲内の対応する方法でその消費計画を適応させ、例えば、同じ時間差だけその計画をシフトし、リソースコンフリクトが解除されずに単に後の時間に移動されるようにすることができる。従って、消費体自体は、消費体がその消費計画を少なくとも部分的に断念し、その消費計画の断念部分について再交渉する準備ができている価格を設定できるはずである。

この目的は、中央ユニット、少なくとも１つのエネルギー源および少なくとも１つのエネルギー消費体を含む家庭のエネルギー管理システムにおいてエネルギーを分配するための方法であって、中央ユニット、エネルギー源およびエネルギー消費体が、情報を交換するために互いに接続される、方法であり、第１のステップでは、中央ユニットが、既定の時間帯の間の少なくとも１つの第１の価格情報および少なくとも１つの第１のエネルギー量情報を含む情報を生成し、第２のステップでは、中央ユニットが、情報をエネルギー消費体に伝送し、第３のステップでは、エネルギー消費体が、情報を考慮して需要情報を決定し、前記需要情報が、既定の時間帯の間の少なくとも１つのエネルギー要求量を含み、第４のステップでは、エネルギー消費体が、需要情報および第２の価格情報を中央ユニットに伝送し、第５のステップでは、中央ユニットが、第２の価格情報が矛盾していないかどうかおよび伝送された需要情報から決定された総エネルギー要求量がいずれかの時刻においてこの時刻に利用可能なエネルギー量を超えるかどうかをチェックし、第６のステップでは、第２の価格情報が矛盾しておらず、総エネルギー要求量が常に利用可能なエネルギー量以下である場合に、中央ユニットが、エネルギー消費体で利用可能な需要情報によるエネルギーに関する情報を含む確認応答情報をエネルギー消費体に伝送するか、あるいは、第２の価格情報が矛盾しているかまたは総エネルギー要求量がいずれかの時刻において利用可能なエネルギー量を超える場合にも方法が実行され、中央ユニットが、情報が第３の価格情報を少なくとも部分的に含むように第１のステップにおいて情報を生成し、第３の価格情報が、第１の価格情報とは異なる（具体的には、高いかまたは低い）、方法によって達成される。

この出願の意味の範囲内では、エネルギーは、例えば、電流を意味するものと理解すべきである。エネルギー消費体は、好ましくは、例えば、冷蔵庫、洗濯機、食器洗い機および／またはヘアドライヤなどの家電製品である。あるいは、エネルギー消費体は、ヒートポンプ、照明手段および／または電気車両である。第２の価格情報は、好ましくは、仮想のものである、すなわち、具体的には、家庭のエネルギー管理システム内にのみ存在し、エネルギーを分配する上でのみ役立ち、家庭のエネルギー管理システム内における実際の請求までは至らない。家庭のエネルギー管理システム外（例えば、集合住宅または中国のその均等物、いわゆる住宅構内）では、第２の価格情報は、何が何でも請求されるものであり得る。価格情報は、好ましくは、時間帯および／またはエネルギー量に関連するエネルギーの価格である。具体的には、情報は、多数の価格情報および／または多数のエネルギー量情報を含む。例示として、特定の時刻において、第１の価格情報は、第１のエネルギー量に割り当てることができ、第２の価格情報は、第２のエネルギー量に割り当てることができる。さらなる例によれば、第１の価格情報は、第１の時間間隔に割り当てられ、第２の価格情報は、第２の時間間隔に割り当てられる。エネルギー量および時間間隔に関連する価格情報の組合せもまた可能である。ここでは、価格情報は、具体的には、価格である。好ましくは、方法は、多数のエネルギー消費体および／または多数のエネルギー源を含む。

ここでは、中央ユニットは、第２の価格情報の設定で利用可能な多数のオプションを有する。好ましくは、第２の価格情報は、中央ユニットの経験値を用いて決定される。異なる形で表現すると、中央ユニットは、好ましい実施形態による学習が可能であるように提供される。この結果、有利には、価格操作によって分散化された優先順位決定の基本概念に対してＨＥＭＳの学習能力が強制的なものでなくとも、必要な反復の回数を最小化することが可能である。

特に好ましくは、中央ユニットは、具体的にはある特定の時間帯にわたって、伝送された需要情報および／または供給情報を格納する。従って、中央ユニットは、有利には、最終的な第２の価格情報にできる限り近い第２の価格情報（すなわち、需要がもはや供給を超えない第２の価格）を決定するために、特定の時刻においておよび／またはある特定のエネルギー消費体に対して、格納データ（すなわち、具体的には、第１の価格情報および／または第２の価格情報）を用いることができる。その代替としてまたはそれに加えて、中央ユニットは、以前の第１の価格情報または第２の価格情報に固定値（具体的には、段階的にまたは指数的に増加する値）を追加することによって第２の価格情報を決定する。ここでは、前記概念は、単なる２つの価格に決して限定されず、代わりに、多数の価格で作用できることに留意することが重要である。例示として、午後１時のエネルギー価格は、最大５ｋＷの消費に対して０．１０ユーロ／ｋＷｈ、５〜１０ｋＷの消費に対して０．１５ユーロ／ｋＷｈ、１０〜２０ｋＷの消費に対して０．２０ユーロ／ｋＷｈなどであり得る。引き出された電力の代わりに、価格は、例えば、午後１時から午後１時１５分までは０．１０ユーロ／ｋＷｈ、午後１時１５分から午後１時３０分までは０．１５ユーロ／ｋＷｈ、午後１時３０分から午後１時４５分までは０．２０ユーロ／ｋＷｈなど、引き出した時刻にも依存し得る。最後に、前述の電力および時間基準の任意の組合せへの価格の依存性を考慮することができる。

本発明による方法は、ある時刻におけるエネルギー需要がこの時刻におけるエネルギー供給を超える場合は、単純な、具体的には、オークションベースの価格決定メカニズムが含まれるようになるという点で、先行技術よりも有利であり、前記価格決定メカニズムは、各エネルギー消費体自体が既定のパラメータに従って優先順位決定を受けられるようにし、それに従って、エネルギー消費量を独立して適応できるようにする。その結果、価格およびエネルギー量を超える追加の情報（例えば、エネルギー消費体のタイプまたは優先度）を中央ユニットとエネルギー消費体との間で交換することは強制ではなく、有利には、単純な方法で情報の交換が実装される単純な設計の家庭のエネルギー管理システムを促進する。従って、方法は、有利には、エネルギー消費体がその動作を独立して適応できるようにし、その結果、家庭のエネルギー管理システムにおける安定したエネルギー供給を保証する。

本発明の有利な構成および開発は、図面を参照して、従属請求項および説明から得ることができる。

何か他の明示的な記述がない限り、または、論理的な観点から絶対に必要とされない限り、個々のステップの順番は、任意であり、その命名とは無関係である。具体的には、例えば、第９のステップは、第１のステップの前または第１のステップと同時に起こり得ることも、その逆も可能である。好ましくは、第１のステップは、第２のステップの前に、具体的には少なくとも部分的に、時間内に提供され、第２のステップは、第３のステップの前に提供され、第３のステップは、第４のステップの前に提供され、第４のステップは、第５のステップの前に提供され、および／または、第５のステップは、第６のステップの前に提供される。具体的には、これは、任意のコンポーネント（すなわち、中央ユニット、任意のエネルギー消費体および／または任意のエネルギー源）によって、本発明による方法をいつでも開始できることを意味する。

好ましい実施形態によれば、第７のステップでは、エネルギー源が、既定の時間帯の間に提供可能な最大エネルギー量を含む供給情報を生成するようになっており、第８のステップでは、エネルギー源は、供給情報を中央ユニットに伝送し、中央ユニットは、好ましくは、第１のステップにおいて情報を生成する際および／または第５のステップにおいてチェックを実行する際に、供給情報を考慮し、第７のステップおよび／または第８のステップは、具体的には、第１のステップの前に実行される。この結果、有利には、エネルギー分配方法にエネルギー源（ローカルの）を含むことも可能であり、具体的には、エネルギー源がエネルギー需要に応じてエネルギー生産を適応できるようになる。好ましくは、エネルギー源は、太陽光発電設備であり、具体的には、ソーラーインバータを含む。

好ましい実施形態によれば、エネルギー源は、少なくとも時折、エネルギー消費体である。従って、例えば、エネルギー源が、必要な時にはエネルギーを提供するが、非常に低い需要および／または非常に高いエネルギー供給の場合にはエネルギーを蓄えるバッテリであることが可能である（すなわち、エネルギー消費体として動作する）。別の例は、外部のエネルギー供給システム（例えば、電流供給ネットワーク）との接続を確立するいわゆるスマートメータであり、外部のエネルギー供給システムは、供給および需要に応じてエネルギー源またはエネルギー消費体であり、スマートメータは、中央ユニットとして動作する。例示として、外部のエネルギー供給システムは、既定の価格でエネルギーを提供することまたはエネルギーを受け取ること（例えば、太陽光発電設備によって生産され、必要とされないエネルギー）ができる。この結果、特に有利な方法で、柔軟で動的な方法を提供することが可能である。

好ましい実施形態によれば、第１のステップの前の部分的なステップでは、エネルギー消費体が、情報要求を中央ユニットに伝送するようになっている。特に好ましくは、第７のステップの前の部分的なステップでは、中央ユニットが、供給情報要求をエネルギー源に伝送するようになっている。これは、有利には、任意のシステムコンポーネント（すなわち、例えば、エネルギー消費体）による本発明による方法の開始を可能にする。その結果、例えば、エネルギー消費体は、その状況の変化に反応することができる。従って、例えば、電気車両は、計画された出発時刻が変更された場合は、新しい分配をもたらすことができる。

好ましくは、エネルギー消費体および／またはエネルギー源は、中央ユニットによって伝送された情報に基づいて、具体的には、伝送された価格情報に基づいて、その動作を独立して適応させる。特に好ましくは、エネルギー消費体が、そのエネルギー消費量を低減または増加する（具体的には、それ自体をオンまたはオフに切り替える）ようになっている。対応する記述はエネルギー源にもあてはまり、エネルギー源は、好ましくは、価格に応じてその動作を適応させる（具体的には、それ自体をオンまたはオフに切り替えるか、あるいは、エネルギー生産を規制する）。この結果、有利には、エネルギー消費体および／またはエネルギー源がアクセス可能な情報のみに基づいてその動作を独立して規制することが可能である。

極めて特に好ましくは、適応は、既定の優先順位決定および／またはパラメータに応じて行われる。従って、例えば、エネルギー消費体が最小動作を維持するために少なくともある十分な量のエネルギーを取るかまたは要求することは可能である。あるいは、任意選択により、エネルギー消費体が、エネルギーを引き出すべきある特定の最大および／または最小価格を有するようになっている（これは決して本発明を実行するための必須前提条件と見なすべきではない。例示として、２つのデバイスが最大または最小価格を有さず、仮想価格とは無関係にエネルギーを引き出すことを常に試みている場合は、ＨＥＭＳは、最終的には優先順位決定の伝統的な形態を用いなければならなくなり、ＨＥＭＳ自体がどちらのデバイスに最初に供給するかを決定しなければならなくなるか、または、独立パラメータを導入することになる）。対応する記述はエネルギー源にもあてはまる。例示として、消費体は、電気車両がその充電状態に応じて異なるエネルギー消費挙動を有することを規定することができる。従って、価格がある特定の閾値を下回って下落した場合は、既定の充電状態を上回る電気車両のみがエネルギーを受け取るべきであること、および／または、最小機能性を保証するために電気車両が異なる既定の充電状態において任意の価格でエネルギーを取るべきであることは可能である。

好ましい実施形態によれば、情報、需要情報および／または供給情報が、既定の時間帯の間の少なくとも１つの価格情報および／または少なくとも１つのエネルギー量情報のみを含むようになっている。特に好ましくは、その情報、需要情報および／または供給情報は、多数の価格情報および／または多数のエネルギー量情報を含む。この結果、有利には、本発明による分配方法を複雑なエネルギー価格に適用することも可能である。

好ましい実施形態によれば、第１のステップおよび／または第３のステップの前の第９のステップでは、エネルギー消費体が、需要情報の基礎を形成する要求すべきエネルギー量を決定するようになっている。この結果、有利には、エネルギー消費体が要求を中央ユニットに誘導する前に、前記エネルギー消費体が現在必要とされるおよび／または特定の時間帯にわたって必要とされるエネルギー量を最初に決定することは可能である。

好ましい実施形態によれば、特に好ましくはインターネットプロトコルベースの方法および／またはバスシステム（具体的には、ＣＡＮバス）を介して、有線または無線方式で中央ユニットとエネルギー消費体および／またはエネルギー源との間の通信（すなわち、情報および／またはデータ交換）が実行されるようになっている。極めて特に好ましくは、通信は、パブリックおよび／またはプライベートネットワークを介してならびに／あるいはインターネットを介して実行される。具体的には、通信は、ＩＳＯ１５１１８規格に準じて実行される。

好ましい実施形態によれば、システムが、中央ユニットとのデータ交換が可能ではないエネルギー消費体および／またはエネルギー源を含むようにもなっている。この事例では、極めて好ましくは、中央ユニットが、エネルギー消費体に必要なエネルギー量および／またはエネルギー源によって利用可能となったエネルギー量を測定するようになっており、具体的には、需要情報および供給情報をそれぞれ作成するようになっている。この結果、特に有利な方法で、比較的古いエネルギー消費体またはエネルギー源をシステムに組み込み、エネルギー分配方法の範囲内でこれらを考慮することも可能である。

当業者は、そのようなエネルギー消費体および／またはそのようなエネルギー源は方法に能動的に参加できないため、中央ユニットが既定の基準に基づいてエネルギー量を前記エネルギー消費体および／または前記エネルギー源に分配することを理解している。この目的のため、好ましくは、中央ユニットは、最初に言及されたおよび先行技術から知られている方法を用いる。

本発明のさらなる対象は、中央ユニット、少なくとも１つのエネルギー源および少なくとも１つのエネルギー消費体を含む家庭のエネルギー管理システムであって、中央ユニット、エネルギー源およびエネルギー消費体が、情報を交換するために互いに接続される、家庭のエネルギー管理システムであり、本発明による方法を実行するように構成される、家庭のエネルギー管理システムである。

この結果、有利には、中央ユニットがエネルギー消費体についてより多くの情報を有する必要がないコンパクトな家庭エネルギー管理システムを提供することが可能であり、その結果、中央ユニットは、有利には、単純な設計を有することができ、多様なエネルギー消費体との互換性を特に有することができる。その結果、本発明による家庭のエネルギー管理システムは、特に有利な方法で単純なコンパクトな設計を有することができ、それに従って、費用効果の高い方法で実現することができる。特に好ましくは、多数の家庭の自動化システムは、リンクする（例えば、連続接続する）ことができ、エネルギー消費体は、具体的には、さらなる家庭の自動化システムのさらなる中央ユニットであることができる。

好ましい実施形態によれば、家庭のエネルギー管理システムが、中央ユニット、エネルギー源および／またはエネルギー消費体を含む装置を含むようになっている。特に好ましくは、装置は、具体的には電気車両用の、家庭の充電デバイスである。この結果、有利には、特にコンパクトな設計を有する家庭のエネルギー管理システムを提供することが可能である。

本発明のさらなる対象は、機械可読プログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、プログラムコードが、家庭のエネルギー管理システム（具体的には、中央ユニット、エネルギー源および／またはエネルギー消費体）において実行される場合、本発明による方法を実行するように家庭のエネルギー管理システム（具体的には、中央ユニット、エネルギー源および／またはエネルギー消費体）に促す、コンピュータプログラムである。

本発明のさらなる対象は、家庭のエネルギー管理システムにおいてエネルギーを分配するためのコンピュータプログラム製品であって、記憶媒体上に提供されるコンピュータプログラムを含む、コンピュータプログラム製品であり、コンピュータプログラムが、機械可読プログラムコードを含み、プログラムコードが、家庭のエネルギー管理システム（具体的には、中央ユニット、エネルギー源および／またはエネルギー消費体）において実行される場合、本発明による方法を実行するように家庭のエネルギー管理システム（具体的には、中央ユニット、エネルギー源および／またはエネルギー消費体）に促す、コンピュータプログラム製品である。

可能な有利な実施形態に関しては、本発明による方法に関する説明を参照し、本発明による方法に関する説明は、この対象にも同様にあてはまり、その逆も可能である。

本発明のさらなる詳細、特徴および利点は、図面および図面に基づく好ましい実施形態の以下の説明から浮かび上がる。ここでは、図面は、単に、本発明の例示的な実施形態を示し、本発明の例示的な実施形態は、本質的な本発明の概念を制限しない。

本発明の例示的な実施形態による家庭のエネルギー管理システムを示す。 本発明の例示的な実施形態による情報のグラフ図解を示す。 本発明の例示的な実施形態による需要情報のグラフ図解を示す。 本発明の例示的な実施形態による方法を示す。

図１は、本発明の例示的な実施形態による家庭のエネルギー管理システム１を図示する。家庭のエネルギー管理システム１は、少なくとも１つのエネルギー消費体２０に接続された中央ユニット１０を含む。ここでは、接続は、インターネットプロトコルベースの方法またはバスシステムによる有線または無線通信を介して、例えば、この事例では、イントラネットを介して、行われる。そのような通信は、本図解によれば、実線によって象徴されている。

エネルギー消費体２０は、例えば、電気車両である。ここでは、家庭のエネルギー管理システムは、さらなるエネルギー消費体２０’、２０’’、２０’’’および２０’’’’を含む。例示として、これらは、ヒートポンプ２０’、冷蔵庫２０’’、洗濯機２０’’’および食器洗い機２０’’’’であり得る。

これらのエネルギー消費体２０〜２０’’’’は、今度は、外部のサービスまたはシステム６０〜６０’’’’に接続され、洗濯機２０’’’および食器洗い機２０’’’’は、共に、外部のシステム６０’’’’（この事例では、家庭の自動化システム（ＨＡＳ））に接続される。これらのシステムが家庭のエネルギー管理システムそれ自体の一部ではないことを説明するため、対応する接続は、破線で具体化されている。例示として、電気車両２０は、車載システムを介してインターネット６０’に接続され、ヒートポンプ２０’は、気象サービス６０’’に接続され、冷蔵庫は、さらなるＨＡＳ ６０’’’に接続される。

その上、家庭のエネルギー管理システム１は、電流の形態でシステムにエネルギーを供給することができるエネルギー源３０（この事例では、ソーラーインバータを有する太陽光発電設備）を含む。

また、家庭のエネルギー管理システム１が、状況に応じてエネルギー源３０としてまたはエネルギー消費体２０として動作するユニットを含むことも可能である。従って、この意味の範囲内では、これらは、組み合わされたエネルギー消費体およびエネルギー源２３である。ここでは、これは、エネルギー供給状態に応じてエネルギーをシステムに供給するかまたはエネルギーを蓄えるバッテリ２３’であり得る。さらに、本事例では、スマートメータ２３が提供され、前記スマートメータは、外部のエネルギー供給システム６０’’’’’（例えば、都市送電網）に接続される。スマートメータ２３は、太陽光発電設備から外部のエネルギー供給システム６０’’’’’にエネルギーを供給し、他方では、この外部のシステム６０’’’’’から家庭のエネルギー管理システム１にエネルギーを供給する。

中央ユニット１０は、それ自体を同様に外部のシステムまたはサービス６０に接続することができる。例示として、中央ユニット１０には、そのような外部のシステム６０から、利用可能なエネルギー量についての情報および関連価格情報を供給することができる。

その上、この事例では、さらなるエネルギー源またはエネルギー消費体５０が中央ユニット１０に接続される。しかし、これらは、二重線で示されるように、ＩＰベースの通信が可能ではない。また、これらのエネルギー消費体および／または源を本発明によるシステム１または本発明による方法に含めるため、中央ユニットは、エネルギー摂取および／またはその放出を測定し、決定された測定値に従って進め、前記中央ユニットは、既定の優先順位決定基準に基づいて、エネルギー量をこれらのシステム５０に割り当てる。あるいは、さらなるエネルギー源またはエネルギー消費体５０がエネルギー消費体２０またはエネルギー源３０に接続され、その結果、中央ユニットがさらなるエネルギー源および／またはエネルギー消費体に間接的に接続され、それらと上記で説明されるように通信することが考えられる。

図２は、本発明の例示的な実施形態による情報のグラフ図解を示す。便宜上、前記情報は、ここでは、経時的な利用可能なエネルギー量（単位ｋＷ）のグラフとして描かれ、異なる価格は、異なる領域によって表される。ここで指定されるキロワット時当たりの価格（Ｃｔ／ｋＷｈ）は、純粋に例示的なものであることを理解すべきである。

高い価格で多くのエネルギーが利用可能であり、低い価格でほんのわずかなエネルギーしか利用可能でない時間帯が中央に存在することは直ちに分かる。これらの時間外では、実質的に一定の量のエネルギーが中間価格で利用可能である。ここでは、そのようなグラフは、具体的には、特定のエネルギー源３０に関連し得る。

本発明による方法の範囲内では、中央ユニット１０は、家庭のエネルギー管理システム１全体のために情報を決定し、この情報は、本図解と同様の形態で表すことができ、その結果、経時的な特定の価格で利用可能なすべてのエネルギーを指定する。

その結果、情報は、時間に関連する特定の価格で利用可能なエネルギー量を含む。例えば、特定の量のエネルギー源、エネルギー量と関係するＣＯ_２出力またはエネルギー量における再生可能なエネルギーの割合などの追加の情報も同様に含めることができるが、これらは、必須というわけではなく、好ましくは、含まれもしない。当業者は、グラフ上での積分が利用可能な全エネルギー量を指定することを理解している。

図３は、本発明の例示的な実施形態による需要情報のグラフ図解を示す。ここでは、エネルギー要求量（単位ｋＷ）が経時的に描かれている。本例では、関連エネルギー消費体２０は、この事例では、開始時に実質的に一定の量のエネルギーを必要とし、前記エネルギー量は、時間と共に低減する。図示される時間帯の終わり頃には、エネルギー消費体２０はもはやいかなるエネルギーも必要としない。

図４は、本発明の例示的な実施形態による方法を示す。ここでは、方法は、第８のステップ８００において、エネルギー源３０’（例えば、公共送電網）が、ある特定の時間帯の間、特定の価格で利用可能なエネルギー量を家庭のエネルギー管理システム１の中央ユニット１０に伝送することから始まる。

第８のステップ８００の前、第８のステップ８００の後または第８のステップ８００と並行して実行することができる第９のステップ９００では、家庭のエネルギー管理システム１のエネルギー消費体２０は、具体的には既定の時間帯の間、エネルギー消費体２０によって必要とされる電力を決定する。次いで、エネルギー消費体２０は、価格および既定の時間帯に関連する利用可能なエネルギーに関する情報の要求１０１を家庭のエネルギー管理システム１の中央ユニット１０に送信する。

その後すぐに、中央ユニット１０は、第７のステップ７００において、既定の時間帯の間の利用可能な価格符号化されたエネルギー量を含む供給情報を得るために、家庭のエネルギー管理システム１に配置されるエネルギー源３０に要求７０１を送信する。エネルギー源３０は、第７のステップ７００において、この供給情報を決定し、前記供給情報を中央ユニット１０に伝送する。

第１のステップ１００では、中央ユニット１０は、ここでは、既定の時間帯の間の利用可能な価格符号化されたエネルギー量を含む情報を決定する。

第２のステップ２００では、中央ユニット１０は、ここでは、この情報をエネルギー消費体２０に伝送する。第３のステップ３００では、エネルギー消費体２９は、中央ユニット１０によって提供された情報および決定された必要なエネルギーを考慮して需要情報を決定する。需要情報は、供給情報と同様に、既定の時間帯の間の特定の価格でのエネルギー要求量または要求される予定のエネルギー量を含む。

第４のステップ４００では、エネルギー消費体２０は、エネルギー要求プロファイルまたは消費計画と呼ぶことができる需要情報を中央ユニット１０に伝送する。その際、消費体２０は、バッテリのようなその蓄えられたエネルギーまたは少なくともその消費計画を言わば「販売する」その意志を示す。この第２の価格情報は、上記で概説される表形フォーマットに相当し得るが、利用可能な全電力およびその価格の代わりに、消費体２０によって構想される消費量や、今度は価格インセンティブを中央ユニット１０にオファするかまたは要求に応じてそれ自体のエネルギー供給を提供するためにさえこの計画を変更するその意志を示す。

第５のステップ５００では、中央ユニット１０は、伝送された需要情報に基づいて、伝送された供給情報を考慮して、ここでは、総エネルギー要求量がいずれかの時刻においてこの時刻に利用可能なエネルギー量を超えるかどうかまたは第２の価格情報が矛盾していないかどうかをチェックする。その需要情報が当然ながら利用可能なエネルギー量を考慮して決定されたエネルギー消費体２０はたった１つしか存在しないため、これは、目下の事例ではない。

従って、中央ユニット１０は、この事例では、第６のステップ６０１において、エネルギー要求量が利用可能であることをエネルギー消費体２０に知らせる確認情報をエネルギー消費体２０に伝送する。これは、中央ユニット１０が需要情報の承認をエネルギー消費体２０に伝送することに等しいと見なされるべきである。いずれの事例においても、決定的なことは、エネルギー消費体２０がここではその需要情報に従って家庭のエネルギー管理システム１からエネルギーを取ることである。

ここで図示されていない実施形態によれば、家庭のエネルギー管理システム１は、多数のエネルギー消費体２０〜２０’’’’を含む。この事例で起こり得ることは、具体的には多くのエネルギー消費体２０〜２０’’’’が大量のエネルギーを要求する忙しい時間に、第５のステップ５００におけるチェックにより、総エネルギー要求量が少なくともいずれかの時刻においてこの時刻に利用可能なエネルギー量を超えるという結果が生じることである。この事例では、本発明による方法は、ここでは、反復形態で実行されるが、中央ユニットは、情報の基礎となる第１の価格情報を第３の（この事例では、より高い価格の）情報に少なくとも部分的に置き換える。この目的のため、中央ユニットは、例えば、第１の消費体２０によって返された際に、第１の価格情報を第２の価格情報または消費表と組み合わせ、結果を次の要求消費体２０’に伝送する。その結果、次の要求消費体２０’は、次の要求消費体自体が設定していた価格で第１の消費体２０の消費計画を言わば「購入する」立場に置かれる。これに基づいて、第２の消費体２０’は、それ自体の消費を計画し、前述のフォーマットに従ってそれ自体の「販売表」を中央ユニット１０に返送し、それにより、交渉が完了するまで方法が継続される。

この目的のため、各エネルギー消費体２０はここでは、より高い（仮想の）第３の価格情報を考慮してもオリジナルのエネルギー要求量を維持するかどうか、または、例えば、より低いエネルギー量を要求するかどうかに関する新しい決定を行わなければならないため、ある種のオークションメカニズムが導入される。従って、エネルギー消費体２０がより高い価格を容認できるかどうかに関する決定は、排他的に後者の義務であり、様々なパラメータに依存し得る。従って、エネルギー消費体２０’に対して優先順位決定システムを事前に決定することができるか、または、エネルギー消費体２０’’’は、時折、高価格でのそのエネルギー消費を低減する。

ここでは、恐らくはこれが事例であっても、既定の全時間帯に対して第３の価格を適用する必要はないことが明白である。従って、例えば、忙しい時間にのみエネルギー需要がエネルギー供給を超えることや、第３の価格情報がより高い仮想価格の意味の範囲内でこれらの時間にのみ適用されることが可能である。

同様に、本発明による方法の範囲内で、エネルギー源３０が価格の変化にも反応し、例えば、より高いエネルギー量を供給し、それに従って供給情報を適応させることも可能である。

最後に、中央ユニット１０は、返された販売計画からの逸脱か見られる場合は、関連消費体２０〜２０’’’’に制裁を適用することができる。例示として、中央ユニット１０は、販売計画のためにエネルギー源３０によって確保されたエネルギーが回収されていなくとも、このエネルギーに対する支払いを行うように消費体に強要することができる。これは、正規の価格、その価格の何分の１かまたは何倍かに設定することができる。同様に、固定料金を請求することも、他のすべての消費体２０〜２０’’’’との可能なさらなる再交渉が中央ユニット１０によって最初に確立されるように、侵害消費体２０〜２０’’’’を「交渉リスト」の最後尾に降格させることも考えられる。後者の事例では、この方法で順位が落とされた消費体２０〜２０’’’’は、任意選択により、増加価格の支払いに対するそのオリジナルの料金を言わば「買い戻す」ことができる。

ここでは、ステップは、家庭のエネルギー管理システム１の設計および状況に応じて、部分的に、変更することも、省略することもできる。

１ 家庭のエネルギー管理システム
１０ 中央ユニット
２０ エネルギー消費体
３０ エネルギー源
１００ 第１のステップ
２００ 第２のステップ
３００ 第３のステップ
４００ 第４のステップ
５００ 第５のステップ
６００ 第６のステップ

Claims (9)

1. 中央ユニット（１０）、少なくとも１つのエネルギー源（３０）および少なくとも１つのエネルギー消費体（２０）を含む家庭のエネルギー管理システム（１）においてエネルギーを分配するための方法であって、前記中央ユニット（１０）、前記エネルギー源（３０）および前記エネルギー消費体（２０）が、情報を交換するために互いに接続される、方法であり、
   − 第１のステップ（１００）では、前記中央ユニット（１０）が、予め操作された価格であって既定の時間帯の間のエネルギーの仮想的な価格を示す少なくとも１つの第１の価格情報および、前記既定の時間帯の利用可能なエネルギー量を示す少なくとも１つの第１のエネルギー量情報を含む第１の情報を生成し、
   − 第２のステップ（２００）では、前記中央ユニット（１０）が、前記第１の情報を前記エネルギー消費体（２０）に伝送し、
   − 第３のステップ（３００）では、前記エネルギー消費体（２０）が、前記第１の情報を考慮して需要情報を決定し、前記需要情報が、前記既定の時間帯の間の少なくとも１つのエネルギー要求量を含み、
   − 第４のステップ（４００）では、前記エネルギー消費体（２０）が、前記需要情報を前記中央ユニット（１０）に伝送し、
   − 第５のステップ（５００）では、前記中央ユニット（１０）が、前記伝送された需要情報から決定された総エネルギー要求量がいずれかの時刻においてこの時刻に利用可能なエネルギー量を超えるかどうかをチェックし、
   − 第６のステップ（６００）では、
   − 前記総エネルギー要求量が常に前記利用可能なエネルギー量以下である場合に、前記中央ユニット（１０）が、前記エネルギー消費体（２０）で利用可能な前記需要情報によるエネルギーに関する情報を含む確認応答情報を前記エネルギー消費体（２０）に伝送するか、あるいは、
   − 前記総エネルギー要求量がいずれかの時刻において前記利用可能なエネルギー量を超える場合にも前記第１のステップ（１００）から前記第６のステップ（６００）を有する方法が再度実行され、再度実行される前記第１のステップ（１００）では、前記中央ユニット（１０）が、第３の価格情報を少なくとも部分的に含むように前記第１のステップにおいて前記第１の情報を生成し、前記第３の価格情報が、前記第１の価格情報とは異なる、具体的には、前記第１の価格情報よりも高い価格を示す、方法。
2. 第７のステップでは、前記エネルギー源（３０）が、前記既定の時間帯の間に提供可能な最大エネルギー量を含む供給情報を生成し、第８のステップでは、前記エネルギー源（３０）が、前記供給情報を前記中央ユニット（１０）に伝送し、前記中央ユニット（１０）が、好ましくは、前記第１のステップにおいて前記第１の情報を生成する際および／または前記第５のステップにおいて前記チェックを実行する際に、前記供給情報を考慮し、前記第７のステップおよび／または前記第８のステップは、具体的には、前記第１のステップの前に実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のステップの前の部分的なステップでは、前記エネルギー消費体（２０）が、情報要求を前記中央ユニット（１０）に伝送する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第７のステップの前の部分的なステップでは、前記中央ユニット（１０）が、前記供給情報の要求を前記エネルギー源（３０）に伝送する、請求項２に記載の方法。
5. 前記第１の情報、前記需要情報および／または前記供給情報が、前記既定の時間帯の間の少なくとも１つの価格情報および／または少なくとも１つのエネルギー量情報のみを含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記第１のステップおよび／または前記第３のステップの前の第９のステップでは、前記エネルギー消費体（２０）が、前記需要情報の基礎を形成する要求すべきエネルギー量を決定し、販売価格表の形態である第２の価格情報を、以前の前記第１の価格情報または前記第２の価格情報に固定値を追加することによって決定し、
   第４のステップ（４００）では、前記エネルギー消費体（２０）が、前記第２の価格情報を前記中央ユニット（１０）に伝送し、
   第５のステップ（５００）では、前記中央ユニット（１０）が、前記第２の価格情報が矛盾していないかどうかおよび前記伝送された需要情報から決定された総エネルギー要求量がいずれかの時刻においてこの時刻に利用可能なエネルギー量を超えるかどうかをチェックし、
   第６のステップ（６００）では、前記第２の価格情報が矛盾しておらず、前記総エネルギー要求量が常に前記利用可能なエネルギー量以下である場合に、前記中央ユニット（１０）が、前記エネルギー消費体（２０）で利用可能な前記需要情報によるエネルギーに関する情報を含む確認応答情報を前記エネルギー消費体（２０）に伝送するか、あるいは、
   前記第２の価格情報が矛盾しているかまたは前記総エネルギー要求量がいずれかの時刻において前記利用可能なエネルギー量を超える場合にも前記第１のステップ（１００）から前記第６のステップ（６００）を有する方法が再度実行され、再度実行される前記第１のステップ（１００）では、前記中央ユニット（１０）が、第３の価格情報を少なくとも部分的に含むように、反復形態で実行された前記第１のステップにおいて前記第１の情報を生成する、請求項１に記載の方法。
7. 中央ユニット（１０）、少なくとも１つのエネルギー源（３０）および少なくとも１つのエネルギー消費体（２０）を含む家庭のエネルギー管理システム（１）であって、前記中央ユニット（１０）、前記エネルギー源（３０）および前記エネルギー消費体（２０）が、情報を交換するために互いに接続される、家庭のエネルギー管理システム（１）であり、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、家庭のエネルギー管理システム（１）。
8. 前記中央ユニット（１０）、前記エネルギー源（３０）および／または前記エネルギー消費体（２０）を含む装置を含むことを特徴とする、請求項７に記載の家庭のエネルギー管理システム（１）。
9. 中央ユニット（１０）、エネルギー源（３０）および／またはエネルギー消費体（２０）を有する家庭のエネルギー管理システム（１）において実行される機械可読プログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法を実行するように前記家庭のエネルギー管理システム（１）に促す、コンピュータプログラム。

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