JP6833040B2 - 複合電気エネルギの管理 - Google Patents

Description

本発明は、電気エネルギ管理の分野、特に複数の住宅用ネットワーク間の交換の管理の分野に属する。

配電ネットワーク規模では、エネルギソースから送電および消費地点へのエネルギのルーティング、通常は各住宅用電力ネットワークへの一般的なエントリ地点を保証することが知られている。このようなルーティングの主な目的は、機器に損傷を与える可能性がある局所的な過負荷を回避しながら、最も安定した連続供給を可能にすることを保証することである。従来、電気エネルギ配電の管理は、エネルギに対する各需要がリアルタイムで満たされるようにネットワークそれ自体を適応させることからなる。

最近、配電管理システムは、たとえば「分散負荷シェディング」の原理にしたがって、実際の需要に基づいて動作するように設計されており、エネルギ消費者は、経時的な総需要の均一性を達成するために、経時的にエネルギ要求をずらすことができる。

FR2936662 FR2936663 FR2958812 WO2014147437

電力消費エンティティと、発電エンティティは、商業的であろうと技術的であろうと直接的な関係を持たない。少なくとも1つの仲介エンティティがリンクを提供する。商業的観点からは、仲介エンティティは、発電エンティティからエネルギを購入し、消費エンティティの各々にエネルギを販売する。技術的な観点からは、発電された電気はグリッドに投入され、消費されるエネルギは、グリッドから引き出される。定量的尺度は、バランスを保証するのに役立つが、トレーサビリティは不可能である。多くの一般的な消費財とは異なり、最終消費者は、自分が消費する電気のソースを選択するための、あるいは発見するための技術的手段を有していない。たとえば、消費者は、たとえば自分のエコロジー的信念にしたがって、ある電気生産者を、別の電気生産者よりも消費するための優先度を直接与えることはできない。

エネルギの生成、配電、および使用の、特に家庭用の電気的構造では、エネルギ変換中の多重損失を低減することはできない。エネルギ輸送のための構造は、近隣およびホームネットワーク規模の両方で、直流を使用して動作するハードウェアの部分が増加する傾向にあるとしても、交流のみではないにしろ本質的に交流で動作する。ただし、物理的な設備(ケーブル接続)は、交流と直流の両方に対応している。既存のシステムでは、エネルギを直接使用することと、優先順位、エネルギの特性、可用性、およびトレーサビリティにしたがって安全でセキュアであることを保証することとの両方を、低コストで実現することはできない。

所与のハードウェアに対して適切なタイミングで可能な限り最高のコストで必要なエネルギを一定期間提供するために、これらのパラメータすべてを考慮することができるローカルなインテリジェンスデバイスはない。各エンドユースのために必要なエネルギをネゴシエートすることを可能にするデバイスはなく、ましてや、この起源のトレーサビリティを持つピアツーピアはない。

本発明は、この状況を改善する。

本出願人は、少なくとも1つの一般配電ネットワークを介して互いに接続された複数のプライベート電力ネットワーク間で電気エネルギを交換する方法を提案する。各プライベートネットワークは、
-一般ネットワークとプライベートネットワークのインターフェースに配置されたそれぞれのノードに結合された調整ユニットと、
-少なくとも1つの電気デバイスの機能グループであって、各グループはプライベートネットワークの対応するラインを介してノードに接続されている、機能グループと、
-複数のリレーであって、各リレーが、ライン上に配置されている、複数のリレーとを備える。
各プライベートネットワークについて、方法は、
a)リレーの各々から調整ユニットへ、対応するグループのデバイスに対するステータスデータを送信することと、
b)ステータスデータに基づいて、プライベートネットワークの内部の電気エネルギリソースおよび要求の組を確立することと、
c)内部リソースおよび要求の組を、相互に、かつ他のプライベートネットワークの外部リソースおよび要求と比較することと、
d)比較の結果にしたがって、内部または外部リソースを各内部要求に割り当て、内部または外部要求を各内部リソースに割り当てることと、
e)割当にしたがって電気エネルギのルーティングの少なくとも一部を保証することであって、
e1)一般ネットワークに投入された各内部リソースのためのデジタル証明書を発行することと、
e2)デジタル証明書によって、一般ネットワークを介して引き出された外部リソースのソースを識別することと、
e3)プライベートネットワーク上で電気エネルギを引き出すための命令をリレーに送信することとを含む、保証することと、
f)2つのプライベートネットワーク間のトランザクションを定義するために各エネルギ交換を記録することとを備える。

このような方法は、たとえば住宅用ネットワークなどのプライベートネットワークの各ユーザが、各使用のための自分のエネルギリソースおよび要求を、他のプライベートネットワークのエネルギリソースおよび要求と調整することを可能にする。各ユーザは、価格設定基準ならびに技術的およびエコロジー的基準を含む、あらかじめ選択された非常に適応性のある選択基準を適用することによって、エネルギパケットを自動的に獲得することができる。このような方法はまた、たとえば近隣規模でのビルディングまたはビルディング群のゼロまたは負の平均消費量を目的とする、特にフランスにおける将来の規制への準拠をより容易にする。これらはポジティブエネルギビルディングと呼ばれている。この方法はまた、近隣全域のエネルギ交換プラットフォームおよび/または低電圧変電所(LV)および/またはLV局からの出力ラインと互換性がある。

他の態様によれば、本出願人は、この方法を実施することができるシステム、このようなシステムを設置するためのキット、ならびにこのシステムを実施するためのコンピュータプログラム、およびこのプログラムが記憶される非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提案する。

本発明の他の特徴、詳細、および利点は、以下の詳細な説明を読むことから、および添付図面の分析から、明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による構造に編成された要素の組の図である。 図1と同様に、構造要素のいくつかの詳細をも示す図である。 1つの構造要素の詳細図である。 1つの構造要素の詳細図である。 1つの構造要素の詳細図である。 調整ユニットの一実施形態のブロック図である。

以下の図面および説明は、大部分において、本質的に確実な要素を含む。それ故、それらは本発明のより良い理解を提供するのに役立ち得るだけでなく、適用可能であればこの定義にも寄与する。

以下において、「電気デバイス」という用語は、電気エネルギを消費するデバイス、電気エネルギを発生するデバイス、および電気エネルギを交互に消費し供給することができる、電気エネルギを貯蔵するデバイスを無差別に表す。

図1および図2において、単一のプライベートネットワーク1、ここでは住宅用ネットワークが示されている。プライベートネットワーク1は、調整ユニット100、または中央ブロックを備える。調整ユニット100は、少なくとも1つの一般ネットワークとプライベートネットワーク1とのインターフェースに配置されたそれぞれのノードに結合されている。ここで説明している例では、2つの一般ネットワーク、たとえば230ボルトである交流(AC)一般ネットワーク200、およびたとえば400ボルトである直流(DC)一般ネットワーク1000が示されている。一般ネットワーク200、1000の各々は、同様の調整ユニットを介して、おそらく図1に示されたものと同様、複数のプライベートネットワークに接続されている。

AC一般ネットワーク200は、一般に従来の配電ネットワークの形態をとり、AC受電デバイスを互いに接続することを可能にする。通常、電子部品を備えたDC受電デバイスは、ますます大きな部分を占める傾向にある。それらは、LED照明(「発光ダイオード」の略である「LED」)、マルチメディアデバイスまたは「褐色家電」、および最近の電化製品または「白色家電」を含む。加えて、ソーラパネルおよび電池のようなエネルギを発生させ、そして貯蔵するためのデバイスは、一般に直流で動作する。DCネットワークに接続されたデバイスは、各々AC/DCコンバータを装備する必要はない。電気エネルギは、電源から消費者デバイスまでずっと直流の形態で留まることができる。発電機と消費デバイスとの間のAC/DC変換の回数が低減され得、それはエネルギ効率を改善する。

ここで調整ユニット100は、一方がAC一般ネットワーク200に接続され、他方がDC一般ネットワーク1000に接続された2つの入力101、117を備える。ここで、「入力」という用語は、プライベートネットワーク1が一般配電ネットワーク200、1000から「下流」にあると見なされる状況で使用される。しかし、プライベートネットワーク1からエネルギを一般ネットワーク200、1000の一方または両方に投入することができる。したがって、「入力」という用語は、エネルギの流れの方向を限定しない。

入力101、117の各々は、必要ならば、直流から交流へ、またはこの逆に切り替えて電圧を適合させることができる変換器を備える。

プライベートネットワーク1は、少なくとも1つの電気デバイスの複数の機能グループ400、401、500、800、900をさらに備える。各グループは、プライベートネットワーク1内の対応するラインを介して、ノード、ここでは調整ユニット100に接続されている。電気デバイスは、用途に応じて、および/または、デバイスによって使用されるエネルギのタイプ(たとえば、AC/DCおよび/または動作電圧)に応じてグループに分割され得る。デバイスをグループに分割することは、電気的保護のために通常確立されている配電に少なくとも部分的にしたがい得る。したがって、たとえば住宅用の既存の施設は、既存のラインを使用しながら、ここで提案されたシステムに適合するように作られることが可能であり、物理的な再ワイヤリングの必要性を減らす。

調整ユニット100は、ここでは出力102および102'の2組に編成されている機能グループ400、401、500、800、900毎に1つの出力を含む。第1の組102は、たとえば48ボルトDC以下の電圧で動作するデバイスに供給するラインに接続されている。第2の組102'は、たとえば400ボルトDC以下の電圧で動作するデバイスに供給するラインに接続されている。

調整ユニット100は、特定の出力103を備えている。出力103は、専用ラインを介して、電気エネルギを発生させることができる1つまたは複数のデバイス、ここではソーラパネル900の組に接続されている。出力103は、エネルギ生成デバイスによって供給されるエネルギのタイプに適合した変換器、ここではDC/DC電圧変換器を備える。プライベートネットワーク1は、少なくとも1つのACライン、たとえば従来の電力アウトレットラインをさらに備え得る。

プライベートネットワーク1は、各々がプライベートネットワーク1のそれぞれのライン上に配置された複数のリレー300をさらに備える。リレー300の各々は、調整ユニット100と通信することができる。

リレー300は、様々な形態および場所を有し得る。たとえば、ラインが単一のデバイスを備えるとき、リレー300は、電気デバイスに物理的に一体化された単一のモジュールから構成され得る。単一のモジュールはデバイスから分離され、ラインの下流に接続され、固定ラインとデバイスの電源ソケットとの間に挿入されてもよい。いくつかのデバイスが共通ラインを介して給電されるとき、リレー300は、各々が電気デバイスに統合された複数の衛星モジュールと、衛星モジュールの情報を集中させる中央モジュールとを備え得る。リレー300の中央モジュールまたは単一モジュールは、たとえば調整ユニット100の近くおよび/またはプライベートネットワーク1の電気パネルにおいてなど、ラインの上流に配置され得る。

次に、図3に対する参照がなされる。調整ユニット100は、リレー300と通信することができる通信手段104、104'を備える。出力102、102'の各々の変換器は、それぞれ105、105'で示される。

調整ユニット100は、電源108を備えている。電源108は、1つまたは複数のバッテリなどの緊急バックアップエネルギ貯蔵の手段を備えることが好ましく、それにより、一般ネットワーク200、1000の一方および/または他方を介した停電の場合に、調整ユニット100は、電力を受け取り、動作し続ける。通常動作では、電源108は、必要であれば変換器の1つによって以前に変換された、一般ネットワーク200、1000、および/またはプライベートネットワークの生成手段900、および/または貯蔵手段600、800のうちの1つからエネルギを引き出すことによって再充電することができる。

調整ユニット100は、たとえばスマートフォンまたはホームオートメーションシステムなどのリモートデバイスから情報を送信し、および/または、コマンド命令を受信することができる通信手段109を備える。この場合、たとえばデジタル証明書を取得したことによって、リモートデバイスが識別され、システムとペアとされる必要がある。

調整ユニット100は、図6を参照して以下に説明する各エージェントの機能を実施するように構成された少なくとも1つのプロセッサ110、またはプロセッサの組を備える。調整ユニット100は、メモリへのアクセスを有する。メモリは、ローカルまたはリモートの記憶ユニットの形態を取り得る。

本明細書に記載の実施形態では、調整ユニット100は、通信用電気メータ、たとえばフランスの「Linky」タイプのメータとのインターフェース115をさらに備える。このインターフェース115を介して、調整ユニット100は、プライベートネットワーク1が一般ネットワーク200、1000に接続されているノードを識別する送電地点(PDL)番号へのアクセスを有する。プライベートネットワークの消費量と出力を測定するのに1メートルしか必要とされない場合、この番号は通常NMP(Network Measurement Pointの略)と呼ばれる。この番号は、プライベートネットワーク1から発行されたエネルギパケットのソースのための証明書を確立するために、以下に説明する証明エージェント111によって使用され得る。

調整ユニット100は、プライベートネットワーク1の外部の交換プラットフォームおよび他のプライベートネットワークと通信するための通信手段116を備え、それを介してプライベートネットワークは情報を送信する。

リレー300の一実施形態の詳細を示す図4に対する参照がなされる。リレー300は、ここではスプリッタと組み合わされている。スプリッタは、プライベートネットワーク1内の電気パネルに差し込まれ、電力バスを介して同時にいくつかのラインに対して電力および電気的保護を提供するモジュールの形態をとる。このようなスプリッタは、FR2936662、FR2936663、またはFR2958812に記載されている。このようなスプリッタは、一群のワイヤ、たとえば位相中立ペアを共有することを可能にする。このようなグループは、代わりに、上流から下流へ、または下流から上流へ、直流または交流を電送することができる。このシステムにおいてスプリッタを使用すると、既存の設備で新たなケーブルを追加する必要がなくなり、新たな設備でのケーブルの数を減少させる。原材料、特に銅のコストが低減される。

ここで、リレー300は、少なくとも2つのバス出力301、301'を備え、各々がプライベートネットワーク1内のラインを介してデバイスのグループに接続されている。リレー300は、ここでは調整ユニット100の通信手段104、104'を介して調整ユニット100と通信するための通信手段302を備える。スプリッタに固有の保護モジュールが304で示される。リレー300は、それぞれの通信手段302、303を介して調整ユニット100とデバイスとの間で情報を送信することができるプロセッサ305またはプロセッサの組を備える。

充電器500、蓄電池600、およびそれ自身の充電器を組み込んだ電気自動車800は、特定の電気的用途である。それらは、リレー300を介して、充電レベル、および利用可能なエネルギ貯蔵量を調整ユニット100に通知することができる。

リレー300は、優先度レベルおよび固定期間について、いったん調整ユニット100から許可を受けたならば、電力バス301から来る保護モジュール304の下流からエネルギを引き出すことができる。エネルギは、出力301の下流に配置されたデバイスから、バス出力301'の下流のリレー300に関連するデバイスに供給される。

ここでは48ボルトまたは400ボルトの直流で調整ユニット100の出力105、105'を装備する配電バスは、
-調整ユニット100が保護モジュール304を介した引き出しを許可するとすぐに、それぞれのリレー300を介して充電器500または電気自動車800に組み込まれた充電器にエネルギを送ることと、
-電力バスを介して一般ネットワーク200、1000にエネルギを投入するために、貯蔵されたエネルギから引き出すこととを同時に可能にする。

リレー300は、調整ユニット100および通信手段302を介して構成および更新され得る。

リレー300を補完する衛星モジュール450を表す図5に対する参照がなされる。衛星モジュール450は、電気デバイスに組み込まれるか、または電気デバイスと、電力を供給するラインとの間に接続される。衛星モジュール450は、ここでは電圧変換器を備えた入力451を備える。入力451は、リレー300の出力301'を介して送られたエネルギを受け取る。入力451は充電器452に接続され、充電器452自体はウルトラキャパシタ454に接続されている。充電器452およびウルトラキャパシタ454は、ここで、受け取ったエネルギの一部を貯蔵することを可能にする。貯蔵されたエネルギは、たとえば、デバイスがリレー300を介して調整ユニット100と通信することができるいわゆる「待機」モードに、デバイスを、より正確には、衛星モジュール450を維持するために使用され得る。したがって、デバイスがこの主機能を実行するのに十分な電力がない場合でも、データを送受信することは依然として可能である。したがって、ウルトラキャパシタ454によって、衛星モジュール450は、プロセッサ305によって記憶され実行されるコンピュータプログラムを介して、衛星モジュール450が起動してこの活動に必要なエネルギを要求するための最小量のエネルギにアクセスすることができる。あるいは、ウルトラキャパシタ454は、この環境からエネルギをハーベストすること(「エネルギハーベスト」)を可能にする別のデバイスによって充電される。

衛星モジュール450は、両方向に情報を送信できるように、リレー300の通信手段303と互換性のある通信手段453を備える。衛星モジュール450は、ウルトラキャパシタ454によって電力を供給され、デバイスのステータスデータを確立することができるプロセッサ455またはプロセッサの組を備える。

リレー300および各衛星モジュール450は、リレー300の上流または下流で、一定期間および所与の優先度レベルでエネルギを要求するために、双方向データストリーム(有線または無線)を介して情報を交換する。

動作中、衛星モジュール450、リレー300、および調整ユニット100の間に確立された通信ネットワークは、
-衛星モジュール450を介してプライベートネットワーク1のエネルギを管理する調整ユニット100と双方向ストリームを介して通信することと、
-衛星モジュール450を介して調整ユニット100から制御コマンドを受信することと、
-電気デバイスの位置を突き止め、調整ユニット100がアクセス可能なメモリに記録されたこのエネルギ要求およびこの優先度レベルを知ることができるように、電気デバイスをシステムとペアリングすることと、
-衛星モジュール450を構成し更新することとを可能にする。

図6に対する参照がなされる。調整ユニット100は、人工知能(AI)と見なすことができる。調整ユニット100は、マルチエージェントシステム(MAS)を調整し、各エージェントまたはモジュールは、部分的に自律的である。MASは、いくつかの技術、すなわち、
-各エージェントの意思決定の側面のための人工知能、
-実行を分散するための分散人工知能、
-エージェント間の相互作用のための分散システム、
-互いに対するエージェントの自律性を高めるためのソフトウェア部品、
-システムの部品要素の任意に遠隔の側面のための通信オブジェクトの組合せと見なすことができる。

本明細書に記載の例では、調整ユニット100は、以下のエージェントを備える。すなわち、
-消費者デバイスのエネルギ要求およびそれらの使用サイクル、経時的な生成デバイスのエネルギ生成、ならびにエネルギ貯蔵デバイスの充電レベルを記録する学習および予測エージェント106。学習および予測エージェント106はまた、特に気候変動にしたがって以前のリソースおよび要求に基づいてリソースおよび要求を予測するために気象情報を受け取る。たとえば、将来の温度降下は、暖房システムのための追加のエネルギ要求を予測することを可能にする一方、将来の晴れの期間は、ソーラパネル900からのエネルギリソースを予測することを可能にする。デバイスの各グループのエネルギ要求およびリソースの履歴および予測は、学習および予測エージェント106にアクセス可能なメモリに記憶される。
-学習および予測エージェント106の予測に基づいて、取引エージェント107に対して、エネルギを獲得または処分するかどうか、エネルギを貯蔵するかどうか、および電気デバイスが、プライベートネットワーク1内で直接エネルギを消費すべきかどうかを指示する要求およびリソースに関する決定および管理エージェント106'。したがって、学習および予測エージェント106は、プライベートネットワーク1のリソースに基づいて、この予約、有効レート、およびプライベートネットワーク1に要求されるエネルギ量に関して学習した知識に基づいてのみならず、エネルギソースの概念に基づいて、特に、それが事前に定義されたエコロジー的基準を満たすか否かをアービトレートできる。

この最後の概念は重要であり、今日、グリーンエネルギを購入するオファーの市場があるが、所与の瞬間に消費される電流は、このソースに関する情報を提供しない。確かに、生産者が再生可能エネルギを消費者に提供しているが、電流は、ある場所で生成された電流と別の場所で消費される電流との間の確実な整合を保証する、使用された時点におけるラベル表示の側面を欠いているという事実を検証するために、エネルギ領域に適用されるようなブロックチェーン技術のような方法を実施することができる。
-決定および管理エージェント106'の要求に応じて、取引エージェント107は、プライベートネットワーク1の外部の交換プラットフォーム上で、経時的に販売または獲得されるべきエネルギ量を予測および探索する。取引エージェント107は、特にレートおよびエネルギタイプに関して、エネルギ量を選択するためのあらかじめ定義された基準を適用する。交換プラットフォームは、一般ネットワーク200、1000のうちの少なくとも1つに接続されたプライベートネットワークの組に共通である。取引エージェント107は、プライベートネットワーク1の調整ユニット100と外部交換プラットフォームとの間のインターフェースを形成する。
-トランザクションエージェント(図示せず)は、エネルギを要求する電気デバイスを、エネルギを提供するデバイスと接続し、請求エージェント112のためのエネルギ交換を記録する。
-予測および実績を分析するための分析エージェントは、学習および予測エージェント106を充実させることを可能にする。
-証明エージェント111は、送信される各エネルギパケットのために一意の識別子または証明書を確立し、受け取られた各エネルギパケットに関連する識別子を認識するように構成される。証明エージェント111は、他の調整ユニットの証明エージェントと同期化されているので、各識別子は一意であり、証明エージェントの各々によって認識される。証明エージェントは、識別子が確立されている各エネルギパケットのトレーサビリティを保証することを可能にする。ここで証明書は「WALLET」と呼ばれる。
-請求エージェント112は、他のプライベートネットワークの各々とのプライベートネットワーク1の交換を記録し、この結果、口座は、実通貨または仮想通貨(たとえば、すべてのプライベート相互接続ネットワークに固有の通貨)で保持される。したがって、交換はピアツーピアで実行することができる。
-エネルギパケット分析および生成エージェント113。エネルギパケット分析および生成エージェント113は、各エネルギパケットを証明エージェントによって発行された証明書にリンクさせる。

デジタル証明書を生成するためのデジタル暗号化キーの一部の形成は、たとえばフランスでは、上述のようにインターフェース115を介して住宅の送電地点(PDL)の番号を考慮する。

2つのプライベートネットワーク(一方は供給者、他方は消費者)間のデータ、特に証明書の交換は、「ピアツーピア」で行うことができる。「VPNトンネル」と呼ばれる仮想プライベートネットワークが確立され得る。交換された各データパケットは、トンネルを確立するときに2つの当事者によって決定されたアルゴリズムにしたがってVPNクライアントによって暗号化され、おそらく署名され得る。

証明書は、識別子またはコードの形態を取り得る。一般ネットワーク1000に投入され、他のプライベートネットワークを対象とするプライベートネットワーク1からのDCパケットの場合、このような識別子は、電気エネルギの流れと物理的に関連付けることができる。たとえば、電気エネルギの流れは、ネットワークを介した送電の識別のための送電識別データを含む補完部分と、電力が振幅変調される補完部分とを含み得、したがって、補完部分は、この間に、電力が、流れの主要部分の一定レベルより低い期間を有する。

同様に、エネルギパケット分析および生成エージェント113は、一般ネットワーク1000から取り込むために、トランザクションの対象となるエネルギパケットを認識するために、一般ネットワーク1000で利用可能なエネルギパケットに関連付けられた識別子を読み出して認識する。

証明書は、エネルギのトレーサビリティに寄与する。

調整ユニット100は、閉塞のリスクを回避するためにすべてのタスクまたはエージェントを監視することを可能にする「ウォッチドッグ(Watchdog)」タイプのサブシステムをさらに備える。

これまで説明してきた要素間の相互作用は、次に、システムの動作状況において、そして少なくとも1つの一般配電ネットワークを介して互いに接続された複数のプライベートネットワーク間で電気エネルギを交換するための方法の形態で説明され、ここでは、この2つの配電ネットワーク200および1000のうちの1つである1000がDCである。

リレー300の各々は、リレー300に対応するグループのデバイスのステータスデータを調整ユニット100に送信する。ステータスデータは、ここでは、下流のラインから上流の調整ユニット100に送信されるアップロードデータとして説明され得る。ステータスデータは、ここではプロセッサ405によって定義され、通信手段303、403を介して衛星モジュール450からリレー300に送信され、次いで通信手段104、104'、および302を介して調整ユニット100に送信される。たとえば、ステータスデータは、デバイスからの、電力に対する需要、要求、または非需要を備える。デバイスからの要求は、たとえば、総所望エネルギ量、単位時間当たりの所望エネルギ量(瞬時電力)、使用量、所望日(言い換えれば、デバイスの瞬時もしくは遅延起動のためのエネルギ要求)、要求の瞬時もしくは遅延性質に依存する優先指標、またはこのような基準の組合せを備え得る。ステータスデータはまた、電気エネルギを貯蔵および/または生成することができるデバイス、たとえばソーラパネル109の組から来ることもある。次に、ステータスデータは、リアルタイムで単位時間当たりに生成されるエネルギ量、貯蔵デバイスの充電レベル、および/または利用可能な貯蔵エネルギ量に関する情報を含むことができる。

調整ユニット100のプロセッサ110、特に学習および予測エージェント106は、リレー300によって送信されたすべてのデータを収集する。次に、受信したステータスデータに基づいて、決定および管理エージェント106'によって、プライベートネットワーク1の内部電気エネルギリソースおよび要求の組が確立される。

本明細書に記載の例では、学習および予測エージェント106はまず、時間および受信したステータスデータの関数として、各機能グループの電気エネルギリソースまたは要求の予測モデルを確立する。予測モデルは、気象データなどのステータスデータに関連するデータに基づいて高精度化される。あるいは、予測および実績を分析するための分析エージェントは、過去の予測と過去の実際の要求/リソースとの間の食い違いに基づいて予測を修正することによって学習および予測エージェント106の予測をさらに充実させ得る(これを学習と呼ぶ)。次に、決定および管理エージェント106'は、デバイスの各グループおよび各期間についてメモリに記憶された高精度化され補正された予測モデルに基づいて将来のリソースおよび要求を確立する。それぞれの用途、すなわちデバイスの各グループについてのリソースおよび要求は、時間の関数として確立される。

内部リソースおよび要求の組は、互いに、かつ外部リソースおよび要求と、つまり他のプライベートネットワークのものと比較される。

ここに記載された例では、プライベートネットワーク1の内部リソースおよび要求の組が、最初に互いに比較される。言い換えれば、可能であれば、プライベートネットワーク1の要求と、プライベートネットワーク1のリソースとを一致させることが優先度規則と見なすことができる。したがって、プライベートネットワーク1のエネルギ独立性を優先することが優先度と考えられる。この場合、決定および管理エージェント106'は、取引エージェント107を介さずに、一致を検出したときに各内部要求に内部リソースを割り当てる。たとえば、時間tにおいて利用可能であり、かつソーラパネル900から来るDCリソースは、プライベートネットワーク1内のデバイスのグループの同じ時間tにおけるDC要求に割り当てられ得る。

内部的に割り当てることができなかった要求およびリソースについては、決定および管理エージェント106'は、取引エージェント107に、内部要求およびリソースを、交換プラットフォーム上の外部要求およびリソースと比較するように指示する。ここで交換プラットフォームは、たとえばこのタイプ(ローカルか否か、グリーンか否か)にしたがってエネルギ価格を設定するために公共価格設定データベースへのアクセスを有する。

取引エージェント107は、プライベートネットワーク1の要求およびリソースにしたがってエネルギを獲得および/または供給するためのオファーをプラットフォーム上で発行する。レートに応じて、取引エージェント107は、プライベートネットワーク1内の電気デバイスによって直接エネルギを獲得するか供給するか、エネルギを貯蔵するか否か、エネルギを消費するか否かを決定する。

したがって、比較の結果に応じて、内部または外部のリソースが各内部要求に割り当てられ、内部または外部の要求が各内部リソースに割り当てられる。比較によってプライベートネットワーク1のリソースまたは要求と、別のプライベートネットワークのそれぞれの要求またはリソースとの間に一致が見つからない場合、一般ネットワーク200、1000のうちの1つが、デフォルトでそれに割り当てられる。

調整ユニット100は、割当にしたがって電気エネルギのルーティングの少なくともいくつかを実行する。ルーティングは、たとえばWO2014147437に記載されているように、エネルギフロールータ114によって実行することができる。

ルーティングは、
-一般ネットワークに投入された各内部リソースのためのデジタル証明書を発行することと、
-デジタル証明書を使用して、一般ネットワークを介して引き出された外部リソースのソースを識別することと、
-プライベートネットワーク1上の電気エネルギを引き出すための命令をリレー300に伝達することとを含む。

デジタル証明書は、ここでは証明エージェント111によって生成され、エネルギパケット分析および生成エージェント113によって発行される。

エネルギパケット分析および生成エージェント113は、プライベートネットワーク1から、またはプライベートネットワーク1へ、調整ユニット100を通って流れる電流が未処理の電流(交流または連続)であるかどうか、言い換えれば、デジタル証明書、または、関連付けられた証明書を有するエネルギパケットを欠いているかどうかを判定する処理および分析モジュールである。

たとえば、宛先が一般ネットワーク200、1000のうちの1つである場合について述べる。ソーラパネル900から、局所的に生成された電流は、変換器103によって公称電圧で直流に任意選択で変換される。したがって、この段階でのエネルギは純粋な直流(または、証明書と関連のない未処理のエネルギ)である。エネルギパケット分析および生成エージェント113は、正確な電流のソースを知っている。したがって、エネルギパケット分析および生成エージェント113は、たとえば、「グリーンエネルギ」などの情報を含む証明書を生成することができる。ソースおよび/または受取者を識別する情報も証明書に含めることができる。次に、このエネルギは「グリーンエネルギ」とラベル表示される。DC一般ネットワーク1000へのデフォルト割当の場合、電流は、証明書を割り当てられることなくDC一般ネットワーク1000に投入され得、任意選択で変換器117によって変換される。

電流はまた、変換器101によって前もって変換されることによって、AC一般ネットワーク200に投入され得る。AC一般ネットワーク200へのデフォルト割当の場合、電流は、証明書を割り当てられることなく、AC一般ネットワーク200に投入され得る。別のプライベートネットワーク1への割当の場合、証明書を有する電流が、AC一般ネットワーク200に投入され得る。このような証明書は、たとえば、2つのプライベートネットワーク間の交換を検証するために「ブロックチェーン」タイプの技術を実施することもできる。

たとえば、一般ネットワーク200、1000のうちの1つから来る場合について述べる。AC一般ネットワーク200から来る交流は、変換器101によって直流に変換される。証明書がエネルギに関連付けられていない場合、電流は未処理の直流となる。エネルギパケット分析および生成エージェント113は、明確に定義されたソース(たとえば、地方または国の地区)を認識せず、したがって、デフォルトで(グリーンエネルギとは対照的に)「匿名」または「レッド」のラベル表示を割り当てる。

DC一般ネットワーク1000から来るDCは、変換器117によってDCに変換される。この電流は処理されていなくてもよく、この場合、取り扱いは上記の場合と同様である。この電流はまた、送電識別データを含む補完部分をも含み、ここでは、電力が、上述のように振幅変調される。この場合、エネルギパケット分析および生成エージェント113は、エネルギパケットに添付されている情報を分析し、正確な電流のソース(たとえば、地方で生成された)、および任意選択でそれが「グリーンエネルギ」であるか否かを認識する。

受け取ったエネルギリソースを識別することによって、エネルギリソースは、このリソースに割り当てられた要求の発信元であったデバイスグループに割り当てられ得る。この割当は、プライベートネットワーク1上で電気エネルギを引き出すための命令の、対応するリレー300への送信の形態をとる。

エネルギリソースが一般ネットワーク200、1000のうちの1つに投入されるとき、またはエネルギリソースが一般ネットワーク200、1000のうちの1つから受け取られるとき、2つのプライベートネットワーク間のトランザクションを定義するために各エネルギ交換が、記録に入力され得る。このような入力は、ここでは請求エージェント112によって行われる。

プライベートネットワーク1内の電気エネルギのルーティングは、リレー300、および任意選択で衛星モジュール450を介して引き出されるエネルギを経時的に制御することによって、ラインを介してデバイスのグループの各々によって必要とされるエネルギを分配することを可能にする。所与のラインを介した様々な引き出しの時間ベースの編成は、優先度と各電気使用に必要な量に基づく。調整ユニット100と、リレー300の各々との間の双方向通信は、同じラインまたは共有ライン部分を使用して様々なタイプの電気エネルギを経時的に輸送することを可能にする。たとえば、これは、
-ルータ114から来て、複数のリレー300、300'および関連する電気デバイスへ向かうDC/DC変換器105、105'の下流側で典型的には48Vおよび/または400Vの電圧を送電する「N対のケーブル」の既存のバスによって運ばれる直流電流の供給と、
-補助ケーブルのペア数がN以下であり得る場合、エネルギ貯蔵バッテリ600および/または電気自動車800から来て、複数のリレー300、300'および関連する電気デバイスへ向かう典型的には48Vおよび/または400Vの電圧を送電する「N対のケーブル」の同じ既存のバスによって運ばれる直流電流の供給とを可能にする。

これはまた、以下の例示的なスキーム、すなわち
-電気デバイスがエネルギを要求する、
-この消費サイクルを既に学習し、この将来の需要を既に予測し、このエネルギの一部を取っておいて貯蔵し始めている電気デバイスの署名を、調整ユニット100のプロセッサ110が認識する、
-プロセッサ110が、DC電力バス102を介してバッテリ600からこのエネルギを直接引き出すことを、リレー300および分配器を介して、またはいくつかのカスケード分配器を介して電気デバイスに許可する、
-この間、プロセッサ110が、たとえば充電器500および同じ分配器の他のラインを介して、このデバイスに必要なエネルギを確保し、それを保存し続ける、ということによって「エネルギストリーミング」デバイスを生成することを可能にする。

エネルギ移動が行われると、金融トランザクションが、請求エージェント112を介して引き起こる。ここでは、使用される仮想通貨は「WATTCOIN」と呼ばれる。エネルギの販売は、各プライベートネットワークがWATTCOINを取得することを可能にし、それは今度はエネルギ、電気使用時間、またはたとえば近隣の電気自動車を充電するための時間の購入に使用することができる。

通信手段109によって、遠隔サイトまたはプラットフォームは、
-プロセッサ110によって実施されるオペレーティングシステム、
-調整ユニット100のエージェント、
-通信手段109、115、116、104、104'の通信プロトコル、
-たとえば、WALLETおよびWATTCOINを使用して、あるいは通信手段104、104'から来るデータを使用して、調整ユニット100のメモリに記憶された新たなサービス、を備えた調整ユニット100のインテリジェンスを更新することができる。

遠隔サイトまたはプラットフォームはまた、インターフェース115によって一般ネットワーク200、1000の電気メータ記録を受信することができる。

遠隔プラットフォームはまた、サービス、オファー、または原価計算を開発するために各調整ユニット100によって提供される統計データおよびトランザクションデータを収集することができる。

本発明によるシステムは、本発明による方法を実施するのに適した動作状態で説明されている。システムは、たとえば既存の電気構造上にシステムを設置するためのキットの形態をとることもできる。たとえば、このようなキットは、
-調整ユニット100を形成するようにプライベートネットワーク1に接続することができる第1のデバイス、および/または、
-リレー300を形成するようにプライベートネットワーク1のラインに接続することができる少なくとも1つの第2のデバイスを含む。

さらに、本発明によるコンピュータプログラムは、このプログラムがプロセッサによって実行されるときに上述の方法を実施するための命令を備える。

本発明は、単に例として上述した例示的な方法、システム、キットおよびプログラムに限定されず、以下の特許請求の範囲内で当業者に考えられるすべての変形を包含する。

以下の特徴は任意選択で実施され得る。
-プライベートネットワークは、電気エネルギを生成するための少なくとも1つの機能グループおよび/または電気エネルギを貯蔵するための少なくとも1つの機能グループを備える。
-プライベートネットワークは、電気エネルギを貯蔵するための機能グループを備え、機能グループのステータスデータは、負荷レベル情報および/または利用可能な貯蔵エネルギ量に関する情報を備える。
-少なくとも1つの一般ネットワークが、ACネットワークとDCネットワークとを備える。
-デバイスのステータスデータのうちのいくつかは、前記デバイスの瞬時もしくは遅延起動の要求、および/または要求の瞬時もしくは遅延性質に依存する優先指標を備える。
-調整ユニットは、予測エージェントとデータ記憶メモリへのアクセスとを備える。方法は、受け取ったステータスデータにしたがって、予測エージェントによる機能グループの電気エネルギリソースまたは要求の、予測モデルを確立することをさらに備え、リソースおよび要求の組は、メモリに記憶された予測モデルに基づいて確立される。
-調整ユニットは、学習モジュールと、電気エネルギリソースの予測モデルまたは時間の関数としての機能グループの要求とが記憶されているデータ記憶手段へのアクセスとを備える。方法はさらに、受信されたステータスデータに基づいて、学習モジュールによって予測モデルを更新することを備えている。リソースおよび要求の組は、更新された予測モデルに基づいて確立される。
-予測モデルは、各機能グループに固有のステータスデータ、気象データ、および価格設定データに基づいて確立および/または更新される。
-調整ユニットは、交換モジュールと、複数のプライベートネットワークに共通の交換プラットフォームへのアクセスとを備え、内部リソースおよび要求と外部リソースおよび要求との比較は、商用プラットフォーム上の交換モジュールを介して実行される。
-要求およびリソースは、
-電気エネルギの量に関するデータと、
-電気エネルギソースの位置に関するデータ、および
-電気エネルギ生成のタイプに関するデータのうちの少なくとも1つとを備える。
-各デジタル証明書は、それを通して電気エネルギが一般ネットワークに投入されるノードの識別子を備える。
-リレーは、電気的障害の場合にデバイスのグループをノードから電気的に絶縁することができる保護手段をさらに備え、それにより、システムを既存の電気構造上に設置するときにはリレーが保護手段に取って代わる。

1 プライベートネットワーク
100 調整ユニット
101 変換器
102 DC電力バス
102' DC電力バス
103 変換器
104 通信手段
104' 通信手段
105 変換器
105' 変換器
106 予測エージェント
106' 決定および管理エージェント
107 取引エージェント
108 電源
109 通信手段、ソーラパネル
110 プロセッサ
111 証明エージェント
112 請求エージェント
113 エネルギパケット分析および生成エージェント
114 エネルギフロールータ
115 通信手段、インターフェース
116 通信手段
117 変換器
200 一般配電ネットワーク
300 リレー
300' リレー
301 バス出力
301' バス出力
302 通信手段
303 通信手段
304 保護モジュール
305 プロセッサ
400 機能グループ
401 機能グループ
403 通信手段
405 プロセッサ
450 衛星モジュール
451 入力
452 充電器
453 通信手段
454 ウルトラキャパシタ
455 プロセッサ
500 機能グループ、充電器
600 蓄電池、エネルギ貯蔵バッテリ、貯蔵手段
800 機能グループ、電気自動車、貯蔵手段
900 ソーラパネル、生成手段、機能グループ
1000 一般配電ネットワーク

Claims (17)

1. 少なくとも1つの一般配電ネットワークを介して互いに接続された複数のプライベート配電ネットワークの間で電気エネルギを交換するための方法であって、各プライベートネットワークは、
   -前記少なくとも1つの一般配電ネットワークと前記プライベートネットワークのインターフェースに配置されたそれぞれのノードに結合された調整ユニットと、
   -少なくとも1つの電気デバイスの機能グループであって、各グループは前記プライベートネットワークの対応するラインを介して前記ノードに接続されている、機能グループと、
   -複数のリレーであって、各リレーが、ライン上に配置されている、複数のリレーとを備え、
   前記方法は、各プライベートネットワークについて、
   a)前記リレーの各々から前記調整ユニットへ、対応するグループの前記少なくとも1つの電気デバイスに対するステータスデータを送信するステップと、
   b)前記ステータスデータに基づいて、前記プライベートネットワークの内部の電気エネルギリソースおよび要求の組を確立するステップと、
   c)前記内部リソースおよび要求の組を、相互に、かつ他のプライベートネットワークの外部リソースおよび要求と比較するステップと、
   d)前記比較の結果にしたがって、内部または外部リソースを各内部要求に、内部または外部要求を各内部リソースに割り当てるステップと、
   e)前記割当にしたがって電気エネルギのルーティングの少なくとも一部を保証するステップであって、このルーティングを保証するステップは、
   e1)前記少なくとも1つの一般配電ネットワークに投入された各内部リソースのためのデジタル証明書を発行するステップと、
   e2)前記デジタル証明書によって、前記少なくとも1つの一般配電ネットワークを介して引き出された前記外部リソースのソースを識別するステップと、
   e3)前記プライベートネットワーク上で電気エネルギを引き出すための命令を前記リレーに送信するステップとを含む、保証するステップと、
   f)2つのプライベートネットワーク間のトランザクションを定義するために各エネルギ交換を記録するステップとを含む、方法。
2. プライベートネットワークが、電気エネルギを生成するための少なくとも1つの機能グループ、および/または、電気エネルギを貯蔵するための少なくとも1つの機能グループを備えた、請求項1に記載の方法。
3. プライベートネットワークが、電気エネルギを貯蔵するための機能グループを備え、前記機能グループのステータスデータが、負荷レベル情報、および/または、利用可能な貯蔵エネルギ量に関する情報を備えた、請求項2に記載の方法。
4. 前記少なくとも1つの一般配電ネットワークが、交流ネットワークおよび直流ネットワークを備えた、請求項1に記載の方法。
5. 前記プライベートネットワークの少なくとも1つが、少なくとも1つの交流ラインと、少なくとも1つの直流ラインとを備えた、請求項1に記載の方法。
6. 前記少なくとも1つの電気デバイスの前記ステータスデータのいくつかは、前記少なくとも1つの電気デバイスの瞬時もしくは遅延起動の要求、および/または、前記要求の瞬時もしくは遅延性質に依存する優先指標を備えた、請求項1に記載の方法。
7. 前記調整ユニットが、予測エージェントとデータ記憶メモリへのアクセスとを備え、前記方法はさらに、
   a')前記受信されたステータスデータにしたがって前記予測エージェントによる機能グループの前記電気エネルギリソースまたは要求の予測モデルを確立するステップを含み、前記電気エネルギリソースおよび要求の組は、前記データ記憶メモリに記憶された予測モデルに基づいて確立される、請求項1に記載の方法。
8. 前記調整ユニットが、学習モジュールと、機能グループの電気エネルギリソースまたは要求の予測モデルを、時間の関数として記憶するデータ記憶手段へのアクセスとを備え、前記方法はさらに、
   a'')受信されたステータスデータに基づいて、前記学習モジュールによって前記予測モデルを更新するステップを含み、前記電気エネルギリソースおよび要求の組は、前記更新された予測モデルに基づいて確立された、請求項1に記載の方法。
9. 前記予測モデルは、各機能グループに固有の前記ステータスデータ、気象データ、および価格設定データに基づいて、確立および/または更新される、請求項7に記載の方法。
10. 前記調整ユニットが、交換モジュールと、複数の前記プライベートネットワークに共通の交換プラットフォームへのアクセスとを備え、前記内部リソースおよび要求と前記外部リソースおよび要求との比較は、商用プラットフォーム上の前記交換モジュールを介して実行される、請求項1に記載の方法。
11. 前記要求およびリソースは、
    -電気エネルギの量に関するデータと、
    -電気エネルギソースの位置に関するデータ、および
    -電気エネルギ生成のタイプに関するデータ
    のうちの少なくとも1つとを備えた、請求項1に記載の方法。
12. 各デジタル証明書は、前記電気エネルギが前記少なくとも1つの一般配電ネットワークに投入される前記ノードの識別子を備えた、請求項1に記載の方法。
13. 少なくとも1つの一般配電ネットワークを介して互いに接続された複数のプライベート電力ネットワークを備えた電気エネルギ交換システムであって、各プライベートネットワークは、
    -前記少なくとも1つの一般配電ネットワークと前記プライベートネットワークのインターフェースに配置されたそれぞれのノードに結合された調整ユニットと、
    -少なくとも1つの電気デバイスの機能グループであって、各グループは前記プライベートネットワークの対応するラインを介して前記ノードに接続されている、機能グループと、
    -複数のリレーであって、各リレーが、ライン上に配置されている、複数のリレーとを備え、
    各リレーは、
    a)前記リレーの各々から前記調整ユニットへ、対応するグループの前記少なくとも1つの電気デバイスに対するステータスデータを送信するように構成され、
    前記調整ユニットは、
    b)前記ステータスデータに基づいて、前記プライベートネットワークの内部の電気エネルギリソースおよび要求の組を確立し、
    c)前記内部リソースおよび要求の組を、相互に、かつ他のプライベートネットワークの外部リソースおよび要求と比較し、
    d)前記比較の結果にしたがって、内部または外部リソースを各内部要求に割り当て、内部または外部要求を各内部リソースに割り当て、
    e)前記割当にしたがって電気エネルギのルーティングの少なくとも一部を保証することであって、前記ルーティングを保証することは、
    e1)前記少なくとも1つの一般配電ネットワークに投入された各内部リソースのためのデジタル証明書を発行し、
    e2)前記デジタル証明書によって、前記少なくとも1つの一般配電ネットワークを介して引き出された前記外部リソースのソースを識別し、
    e3)前記プライベートネットワーク上で電気エネルギを引き出すための命令を前記リレーに送信することを含む、保証することを行い、
    f)2つのプライベートネットワーク間のトランザクションを定義するために各エネルギ交換を記録するように構成された、電気エネルギ交換システム。
14. 前記リレーは、電気的障害の場合に、前記少なくとも1つの電気デバイスのグループを、前記ノードから電気的に絶縁できる保護手段をさらに備え、それにより、既存の電気構造上に前記電気エネルギ交換システムを設置するときに前記リレーが保護手段に取って代わる、請求項13に記載のシステム。
15. -調整ユニットを形成するようにプライベートネットワークに接続することができる第1のデバイス、および/または
    -リレーを形成するようにプライベートネットワークのラインに接続することができる少なくとも1つの第2のデバイスを備えた、請求項13に記載のシステムを設置するためのキット。
16. プロセッサによって実行されるとき、請求項1に記載の方法を実施するための命令を備えたコンピュータプログラム。
17. 請求項16に記載のプログラムが記憶された、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。