KR101835931B1 - 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트, 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트를 가지는 네트워크 시스템 및 네트워크 시스템의 이용 - Google Patents

네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트, 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트를 가지는 네트워크 시스템 및 네트워크 시스템의 이용 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)들을 포함하는 서플라이 용도의 분산 네트워크 시스템에 관한 것으로, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)로의 연결을 위한 적어도 하나의 접속 유닛(14) 및 기능 그룹(18)을 결합하는 적어도 하나의 결합 모듈(16)을 가지고, 상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 적어도 서플라이 레벨(20)에서 결합된 기능 그룹(18)과 통신하도록 설계되며, 복수의 기능 그룹(18)들을 연결하는 자가-구성(self-configured) 복합 시스템(10)이 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 조합에 의해 생성될 수 있도록, 상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 적어도 상기 서플라이 레벨(20) 및/또는 데이터 레벨(22)에서 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)와 통신하도록 설계된다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 바람직하게는 동작 파라미터들을 특히 상기 서플라이 레벨(20)에서의 부하 제어를 위하여 제어하는 제어 장치(32)를 포함한다.

Description

네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트, 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트를 가지는 네트워크 시스템 및 네트워크 시스템의 이용{NETWORK INFRASTRUCTURE COMPONENT, NETWORK SYSTEM HAVING A PLURALITY OF NETWORK INFRASTRUCTURE COMPONENTS, AND USE OF THE NETWORK SYSTEM}
본 발명은, 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트로의 연결을 위한 적어도 하나의 접속 유닛을 포함하고 기능 그룹을 결합하는 적어도 하나의 결합 모듈을 포함하는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트로서, 결합된 기능 그룹 및 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트와 적어도 서플라이 레벨에서 통신하도록 설계된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 복수의 이러한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들을 포함하는 네트워크 시스템 및 이러한 네트워크 시스템의 이용에 관한 것이다.
노드들로도 표현되는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 기능성 결합을 통해 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들이 직접 또는 간접적으로 서로 결합된 네트워크들을 구축하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 경우, 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 그에 연결된 적어도 하나의 기능 그룹과 통신하도록 설계된다.
이렇게 해서, 예를 들어, 서플라이 네트워크들(메시드(meshed) 네트워크 또는 메시(mesh)로도 표현됨), 예를 들어 전기 네트워크(소위 그리드(grid)로도 표현됨)가 구현될 수 있다. 이러한 서플라이 네트워크는 수요(demand)에 따르는 방식으로 네트워크 매체(대안적으로, 복수의 네트워크 미디어)를 분배하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 참여자(participant)는 발전기, 소스, 싱크, 소비자(consumer), 버퍼, 스토어 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 이들은 소위 기능 그룹들로서 네트워크 시스템(네트워크)에 결합될 수 있다. 개별적인 기능 그룹들이 복수의 전술한 역할들을 동시에 또는 시간에 따라 교대로 수행할 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
US 2009/0088907 A1 은 발전기들, 스토어들 및 소비자들을 관리하고 제어하는 모듈식의 인터페이스 디바이스(소위 스마트 그리드 게이트웨이(Smart Grid Gateway))를 포함하는 전기 네트워크를 개시한다. US 2008/0052145 A1 은 분산된 전기 리소스들을 종합(aggregate)하는 시스템을 개시한다. DE 10 2009 044 161 A1 은 서로 결합된 에너지 발전, 저장 및/또는 소비 유닛들을 제어하는 시스템 및 방법을 개시한다. 뿐만 아니라, US 2009 0030712 A1 은 차량을 전기 네트워크에 결합하는 시스템을 개시한다.
전기 네트워크를 구현하는 다양한 접근법이 알려져 있다. 예로써, 공공(public) 전기 네트워크에서, 상이한 전압 레벨의 소비자들은 상이한 전압 레벨의 소스들로부터의 전기 네트워크에서 차례로 공급됨으로써 전기 에너지를 공급받는다. 소비자들은, 예를 들어 매우 다양한 수요를 가진 가정, 상업적인 크고 작은 기업들일 수 있다. 발전기 측에도 흔히 넓은 범위, 예를 들어 풍력 시설들, 태양력 발전소들, 바이오가스(biogas) 시설들, 열병합전력 발전소들, 수력 발전소들, 대형 발전소들, 원자력 발전소들 또는 이와 유사한 것이 있으며, 이들은 특성적인 전력 범위들을 가지고 연속적으로 또는 크거나 작은 정도의 변동에 대하여 공급이 가능하다. 발전기 측과 소비자 측 상의 특성에 따라, 전기 네트워크에는 예를 들어 변전소들을 통해 서로 결합될 수 있는 상이한 전압 레벨들이 있다. 전압 레벨들은 예를 들어 특고압, 고압, 중압 및 저압을 포함할 수 있다. 발전기들 및 소비자들 사이의 평형을 유지하기 위하여, 예를 들어 소비-의존(consumption-dependent) 방식으로 용량을 연결 또는 절단할 수 있는 엔티티들을 제공하는 것이 필요하다. 이러한 네트워크 관리는 예를 들어 주간-야간 변동 또는 계절적 변동과 같은 경험적인 값에 기초할 수 있다. 그러나, 소비자들이 전기 네트워크에 결합되기 전에 소비자들로부터의 수요 및 요구 전력을 검출하는 것은 불가능하다. 이러한 이유 및 자연적인 최대 수요 전력(peak load)을 수용하기 위한 완충책(cushion)의 제공을 위하여, 전기 네트워크에서 전력 예비(power reserve)가 항상 이용 가능하도록 유지될 필요가 있다.
그러나, 전기 네트워크는, 예를 들어 전기 차량의 경우 또는 재충전 배터리들을 이용하여 "네트워크-독립적"으로 동작하는 툴의 경우와 같이 더 작은 규모로도 구현될 수 있다. 전기 차량은, 예를 들어 전기 자전거, 소위 페델렉(pedelec), 순수한 전기 구동 또는 소위 하이브리드 구동을 구비한 자동차, 산업용 차량, 예를 들어 리프트 트럭 또는 적재용 트럭 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 네트워크-독립 수공구(hand tool)들은 예를 들어 무선 스크류드라이버 또는 무선 드릴로 알려져 있다. 네트워크-독립 에너지 서플라이를 위한 거의 모든 알려진 시스템들은 소위 전매(proprietary) 시스템으로서 설계된다. 즉, 시스템 컴포넌트들이 대개 시스템-특유, 특히 제조자-특유로 설계된다. 다시 말해, 예를 들어 이용 가능한 잔류 에너지를 하나의 시스템에서 다른 시스템으로 전송하기 위해 서로 상이한 시스템들의 에너지 소비자들 또는 에너지 스토어들을 결합하는 것이 불가능하다.
뿐만 아니라, 지능적 전기 네트워크(소위 스마트 그리드)를 위한 초기 접근법들이 알려져 있다. 하나의 접근법은 발전기들 및 소비자들 사이의 작동 데이터의 교환이 가능하도록 실제 전기 네트워크를 따라 데이터 네트워크를 구축하는 것에 기초한다. 스마트 그리드의 경우, 예를 들어, 가정 기술(domestic technology)는 소비자로서 의도적으로 현재의 수요의 하락(dip)이 (순간적으로) 낮은 전기 가격으로 이어질 때 전기 네트워크에 결합될 수 있다. 그러나, 스마트 그리드 시스템들은 상위적(superordinate) 중앙 제어 구조를 필요로 한다. 구조적 조건들은 추가적인 유연화에 대한 걸림돌이다.
전기 전도 및 데이터 전달을 묶어서 처리하는 추가적인 예는 이동 애플리케이션들을 위한, 특히 이동 경차량을 위한 소위 에너지버스 표준(EnergyBus Standard)이다. 표준의 목적은, 전기 차량들을 위한 전매 시스템들을 "오픈" 구동 시스템으로 바꾸기 위해서, 연관된 시스템 컴포넌트들을 위한 조항(stipulation)들을 제공하는 것이다. 이러한 목적으로, 그 의도는, 예를 들어 제조자 간 호환성을 취득하고자 하는 취지에서 에너지 스토어들 및 충전소들을 표준화하는 것이다. 에너지버스 표준의 경우, 에너지 스토어들 자체가 충전 프로세스 및 전력 출력을 제어하도록 설계된 제어 시스템을 가진다. 이러한 방식으로, 에너지버스 표준의 경우, 예를 들어 복수의 에너지 스토어들(배터리들)은 다른 하나와 병렬로 결합될 수 있다. 에너지버스 표준에 따르는 시스템은 일정한 제한 내에서 확장가능(scalable)하다.
정보 기술 분야로부터, 네트워크에서 (전기) 에너지 및 데이터 둘 다가 전송될 수 있도록 하는 다양한 표준들이 알려져 있다. 이러한 표준들은, 예를 들어 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB) 표준 및 이더넷 전원 장치(Power over Ethernet; PoE) 표준을 포함한다. 그러나, 이러한 시스템들에서 에너지의 송신은 데이터의 송신에 비해 뒷전으로 미루어져 있다. 이러한 표준들은 실질적으로 에너지 서플라이를 위하여 동작하는 네트워크를 구축하는 것이 불가능하다.
전기 서플라이 및 데이터 전송을 위한 버스라이크(buslike) 네트워크들에 대한 추가적인 접근법들은 자동화 기술 및 차량내 기술에서 발견될 수 있다. 특히 차량 부문에는 구축된 표준들이 거의 없다. 차내 네트워크(onboard network)에 결합된 소비자의 가능한 최대 전력은 예를 들어 차량-특유의 방식으로 크게 변동할 수 있다. 따라서, 차량 전자 제품의 전압 강하, 과부하, 퓨즈 트리거링 또는 더욱 큰 데미지가 일상적인 바탕에서 종종 관찰될 수 있다.
전기 자동차 분야에서 추가적인 과제들이 발생한다. 시장침투의 증가로 공공 전기 네트워크에서 더욱 두드러진 변동이 발생할 것으로 추정된다. 특히 다수의 전기 차량들이 공간적으로 집중되어 동시에 전기 네트워크로부터 충전되고자 하는 경우이다. 종래의 전기 네트워크의 관점에서, 추가적인 소비자들의 결합은 급박한 오버로딩, 예를 들어 일정한 환경 하에서 오버로딩에 대한 네트워크의 유일한 반응이 곧 네트워크 붕괴 발생으로 이어지는 경우를 방지할 수 없다.
이러한 문제를 피하는 한 가지 가능한 방법은, 예를 들어 완전히 교환가능한 배터리 유닛들을 만들고 대응하는 "충전소"에서 그 배터리 유닛들이 이용 가능하도록 유지하는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 접근법은 전기 차량들을 위한 알려진 배터리 유닛들이 대체적으로 차량-특유로 또는 제조자-특유로 설계된다는 문제점이 있다.
유사한 방식으로, 상업적으로 이용 가능한 네트워크-독립 전기 툴들의 경우, 예를 들어 최상의 충전 배터리들은 제조자로부터의 유사한 디바이스들 사이에서 교환될 수 있다. 제조자들 사이에서는 대체적으로 상이한 표준들 및 연결 차원들이 나타난다.
전기 차량들을 위한 전력 범위들을 커버할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어 배터리 유닛들 내에서 복수의 (충전 배터리) 셀들이 서로 자주 결합된다. 개별적인 셀들은 통계적 고장(failure) 확률 및 수명에 따른 성능 감소를 겪는다. 특히 서로 직렬로 연결된 셀들의 경우, 개별 셀 레벨에서의 고장 또는 전력 손실은 전체 배터리 유닛의 전력 손실 또는 심지어 전체 배터리 유닛의 고장을 유발할 수 있다.
전기 차량 또는 네트워크-독립 동작 가능한 수공구의 구매와 함께, 소비자들은 보통 에너지 스토어에 관한 단일의 제조자와 강제적인 관계를 맺게 된다. 에너지 스토어들이 단지 특유의 방식으로 이용 가능한 전기 에너지를 만들고자 한다는 사실에도 불구하고, 복수의 제조자-특유의 접점, 기하학적 구조 및 유사한 경계 조건은 부품의 엄청난 다양성으로 이어진다. 이는 상대적으로 높은 생산 비용 및 물류 비용을 수반한다.
제조자들의 관점에서, 전매 에너지 저장 시스템들은 다양한 단점들을 일으킨다. 에너지 스토어들은 시장 준비도(readiness)를 얻기 위해 그 중에서도 기계적인 부하 테스트를 거쳐야 한다. 특히 리튬-이온-배터리의 경우, 기계적인 충격 이후 화재 위험의 위협이 있을 수 있다. 이형(variant)들이 증가함에 따라, 연속 생산을 위한 적합성을 입증하기 위한 측정 및 테스트 비용이 또한 결과적으로 증가한다.
만약 전기적으로 서로 호환되지 않는 시스템들, 예를 들어 상이한 제조자들로부터의 충전기들 및 배터리 유닛들이 존재한다면, 그러한 디바이스들의 의도하지 않은 결합을 방지하기 위하여 기계적인 비호환성도 또한 제공되고자 할 수 있다. 이러한 간접적 결합은 첫째로 배터리 유닛이 완전히 충전되지 않는 효과를 가질 수 있고, 둘째로 배터리 및 디바이스 모두에서 화재 위험으로 직접적인 손상이 발생할 수 있다. 배터리 유닛들의 상이한 사용법의 다양성이 광범위하게 증가할수록, 위험물로서의 배터리의 특정한 유형 분류 또한 표면화된다. 이와 관련하여, 리튬-이온 배터리들의 경우, 예를 들어 그 용량 또는 무게에 따라 대체적으로 발화 위험에 초점을 맞춘 상이한 수송 및 저장 규칙들이 있다.
그러나, 기존 에너지 스토어들의 현재의 비호환성은, 예를 들어 제조자들, 도매업자들, 소매업자들 및 소비자들까지도 그들의 환경에서 수요의 관점에서 실제로 필요한 만큼보다 많은 에너지 스토어들을 유지하고 이용하는 결과를 낳는다.
이와 관련하여, 예를 들어 물류 서비스 제공자들은 다량의 제품-특유 배터리 유닛들을 유지하고 요구에 따라 제공해야 한다. 그러나, 배터리 팩들은 과도하게 오랜 시간 동안 보관되는 경우 심방전(deep discharge)을 겪는 특정한 특성을 가질 수 있다. 이는 추후 사용 시의 전력 손실 또는 심지어 완전 결함을 수반할 수 있다. 저장되는 동안 수명을 유지하기 위해 요구될 수 있는 충전 프로세스들은 물류 비용 및 그로 인한 시스템 비용의 추가적인 증가의 원인이 된다.
끝으로, 이형들의 엄청난 다양성 및 상이한 배터리 유닛들의 비호환성은 또한 수명 주기의 끝에서도 불리하다. 첫째로, 배터리 팩들은 수요가 많고 비싼 원재료를 포함한다. 둘째로, 전술한 문제들은 재활용 시에도 그대로 발생할 수 있다.
일반적으로, 알려진 전력 서플라이 네트워크들, 특히 배터리 유닛들을 필수적으로 포함하는 서플라이 네트워크들은 다양한 단점들을 겪는다고 할 수 있다. 고급 네트워크들, 예를 들어 스마트 그리드 네트워크들 또는 에너지버스 네트워크들과 같은 네트워크들에서도 순수한 수요-순응(demand-conforming) 규칙 및 제어는 실행될 수 없다. 오히려, 이와 같은 네트워크들도, 주로 상위 중앙 엔티티와 관련하여 상대적으로 엄격한 제한을 겪는다.
이러한 배경과 대조적으로, 본 발명은 유연하게 확장될 수 있는 서플라이 네트워크들의 유연한 구성 및 구조화를 가능하게 하고, 높은 컴포넌트 호환성을 가지며, 특히 최근 부각되는 전기 자동차 및 서플라이 네트워크 구조에서 분권화된(decentralized) (재생) 에너지 서플라이 시스템들 및 저장 시스템들의 통합의 결과로서 발생하는 도전들에 대처할 수 있는, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트 및 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들을 포함하는 네트워크 시스템을 명시하는 문제를 다룬다(address).
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 다음과 같은 구성을 포함하는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 의해 해결된다: 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트로의 연결을 위한 적어도 하나의 접속 유닛, 기능 그룹을 결합하는 적어도 하나의 결합 모듈, 여기서 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 결합된 기능 그룹과 적어도 서플라이 레벨에서 통신하도록 설계되고, 복수의 기능 그룹들을 연결하는 자가-구성(self-configured) 네트워크 시스템이 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 네트워크로 생성될 수 있도록 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트와 적어도 서플라이 레벨 및/또는 데이터 레벨에서 통신하도록 설계된다.
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 이러한 방식으로 완전히 해결된다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(간단하게 노드로도 표현됨)는 네트워크 시스템(간단하게 네트워크로도 표현됨) 내의 노드 포인트의 기능을 제공할 수 있다. 이러한 노드 포인트는 네트워크 시스템이 자가-관리 또는 자가-제어에 가깝거나 동일시될 수 있는 기능을 종합적으로 제공하도록 추가적인 노드 포인트들(네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들)과 통신할 수 있다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 결합된 기능 그룹은 물리적으로 그 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에만 결합되지만, 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 서로 데이터를 교환할 수 있기 때문에 네트워크 시스템 내의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들에게 간접적으로 "눈에 띌(noticeable)" 수 있다.
기능 그룹은, 예를 들어 발전기, 스토어, 싱크, 또는 소비자일 수 있지만, 또한 마찬가지로 (외부) 네트워크로의 결합일 수 있다. 혼합된 형태, 예를 들어 일시적으로 소비자, 스토어 및/또는 발전기로서 존재할 수 있는 기능 기능 그룹이 또한 고안될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
다시 말해, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 네트워크를 위한 "플러그"의 기능을 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 "플러그"는 맹목적으로 시스템에 연결되는 것이라기보다는, 직접 또는 간접적으로 인접한 플러그들과 데이터를 교환할 수 있으며, 데이터는 예를 들어 네트워크 시스템 내의 결합된 기능 그룹들을 기술(describe)할 수 있다.
접속 유닛들 및 결합 모듈들로의 "플러그 연결" 세분화는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 연결되어야 할 컴포넌트들이 올바르게 할당되는 것을 보장할 수 있다. 각각의 접속 유닛들에 의해 서로 연결된 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들에 의하여, 네트워크 시스템의 "지능"이 네트워크-내부에서 구현될 수 있다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트가 동작 파라미터들을 제어하는 제어 장치를, 특히 서플라이 레벨에서의 부하 제어를 위하여 포함하는 경우가 더욱 선호될 수 있다.
제어 장치는 서플라이 레벨에서의 결합된 기능 그룹의 통신을 원하는 방식으로 제어할 수 있다. 이는 예를 들어 네트워크 시스템으로의 피드(feed) 또는 네트워크 시스템으로부터의 드로우(draw)를 포함할 수 있다.
제어 장치는 또한 소비 데이터, 용량, 전력 요구, 전력 공급 또는 이와 유사한 것과 같은 동작 파라미터들을 데이터 레벨에서 추가적으로 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들과 교환하도록 설계될 수 있다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 제어 장치가 추가적으로 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 제어 임무를 또한 수행할 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 그 대안으로서, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 (내부) 제어가 스스로의 제어 장치에 의해서 배타적으로 수행되며, 여기서 제어 장치들이 조직화(coordination)을 위하여 서로 간의 교환을 수행할 수 있는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들이 네트워크 시스템 내에 제공되는 것이 고안될 수 있다.
추가적인 구성에 따라, 제어 장치는 결합된 기능 그룹의 특성 데이터를 특히 서플라이 레벨 및/또는 데이터 레벨에서 검출하도록 또한 설계될 수 있다.
이렇게 해서, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 또한 결합된 기능 그룹과 데이터 레벨에서 통신할 수 있다. 예를 들어, 기능 그룹의 식별 데이터는 제어 장치에 제공될 수 있다. 더욱이, 예를 들어 정적 또는 동적 동작 파라미터들은 부하 제어에서 제어 장치에 의해 고려될 수 있다.
네트워크 시스템에서, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 그들의 결합된 기능 그룹들의 특성 데이터에 관한 교환을 수행할 수 있다. 이에 관련하여, 그 제어가 개별적인 또는 모든 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 분산된 제어 장치들에 의해 수행됨에도 불구하고, 네트워크 시스템의 서플라이 레벨에서의 조직화된 부하 제어가 달성될 수 있다.
따라서, 네트워크 시스템은 자율적이고 독립적으로 제어 가능할 수 있다. 특히, 중앙 부하 제어를 수행하는 상위의 관리 및 제어 엔티티가 필요하지 않다.
추가적인 구성에 따라, 제어 장치는 제어 동안에 적어도 하나의 추가적으로 접속된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 동작 파라미터들을 고려하도록 설계된다.
이러한 조치(measure)는 부하 제어를 위하여 제공되는 데이터베이스를 확장하는 데에 기여한다. 다시 말해, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 제어 장치의 경우 데이터 교환에 의해, 예를 들어 직접 결합되지 않은 원격 기능 그룹에 의한 네트워크 시스템의 로딩이 "가시적"이 되거나 "시뮬레이션"될 수 있다. 네트워크 시스템 내에서 개별적으로 분산된 기능 그룹으로 인해 전체 부하를 고려하는 통합된 부하 제어가 이와 같이 수행될 수 있다. 열린, 유연한, 그리고 확장 가능한 "유기적" 시스템이 구현 가능하다.
추가적인 구성에 따라, 제어 장치는 적어도 하나의 추가적으로 접속된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에게 데이터 레벨에서 검출된 동작 파라미터들을 통신하도록 설계된다.
따라서, 제어 장치에 관해 "수동적" 또는 "능동적"이고, 예를 들어 그들의 인접한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 또는 그 인접한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들에 제어 효과를 가지는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들에 의해 제어되는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들을 제공하는 것이 고안될 수 있다.
일 실시예에 따라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 적어도 하나의 센서 엘리먼트, 특히 온도 센서 및/또는 가속도 센서를 더 포함하고, 적어도 하나의 센서 엘리먼트는 제어 장치에 의해 처리될 수 있다.
이렇게 하여, 추가적인 데이터는 네트워크 시스템의 부하 제어를 위해 검출되고 사용될 수 있다. 특히, 잠재적으로 유해한 동작 조건들이 식별될 수 있다. 예를 들어, 가속도 센서에 의해 기계적 손상이 식별될 수 있고, 간접 손해(consequential damage)를 방지하기 위하여 네트워크 시스템에 영향을 주는 액션이 발생하도록 할 수 있다. 이와 같이, 예를 들어 전기 차량의 경우, 사고 후에 자동 감시 방전 프로세스가 시작될 수 있다.
온도 센서는 추정이 가능하도록 하는 데이터, 예를 들어 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트 또는 그에 연결된 기능 그룹의 현재의 로딩을 검출할 수 있다. 뿐만 아니라, 온도의 검출은 부하 제어가 주변 조건들에 상응하여 조정될 수 있도록 주변 조건들에 대한 판단이 도출될 수 있게 한다. 이와 관련하여, 사용 가능한 배터리 용량은 주변 온도에 의존할 수 있다는 것은 알려져 있다.
선호되는 실시예에서, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 보조 에너지 레벨, 특히 보조 전압 레벨에서 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트 및/또는 결합된 기능 그룹과 통신하도록 설계된다.
"웨이크-업(wake-up) 기능"은 이러한 조치에 의해 구현될 수 있다. 보조 전압 레벨은, 예를 들어 제어 장치, 센서 엘리먼트, 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 및 동작 전압이 공급될 결합된 기능 그룹의 일부 상의 비슷한 컴포넌트들을 허용할 수 있다. 이렇게 하여, 예를 들어 네트워크 시스템의 특성 데이터 및 동작 파라미터들은 네트워크 미디어가 서플라이 레벨에서 전달(conduct)되기 전에 검출되고 평가될 수 있다. 그 결과, 예를 들어 네트워크 시스템의 급박한 오버로딩은 실제로 발생되기 전에 식별될 수 있다. 따라서, 네트워크 시스템의 동작 신뢰성이 더 개선될 수 있다. 네트워크 시스템 요구의 연장 또는 재설치는, 발생 가능한 오버로드가 동작 과정 내에서 동작할 때까지 식별될 수 없는 시행착오의 방법으로는 더 이상 수행되지 않는다.
추가적인 구성에 따라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 사용자에 대한 인증 유닛을 포함하며, 특히 이 인증 유닛은 제어 장치에 결합된다.
이에 더하여, 인증 유닛의 데이터가 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 결합된 제어 장치에 제공되는 인증 유닛을 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트가 포함하도록 하는 것도 고안될 수 있다.
인증 유닛은 규칙-기반 제어 또는 규칙-기반 액세스 제어를 허용할 수 있다. 인증된 사용자 그룹들만이 네트워크 시스템을 동작시킬 수 있고/있거나, 더 광범위한 입력들 및 변경들을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 인증되지 않은 사용자들에 의한 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 수동적인 부가를 방지하기 위하여 기존의 네트워크 시스템을 "고정"하는 것이 고안될 수 있다.
인증은 예를 들어 키-기반(key-based) 방식으로 수행될 수 있다. 바람직하게는, 인증은 실질적으로 비접촉식으로, 예를 들어 RFID-기반 방식으로 수행될 수 있다.
추가적인 설계에 따라, 제어 장치는 사용자에 대한 규칙-기반 액세스 권한을 제공한다.
이와 같이 구성된 액세스 권한은, 예를 들어 인증된 유저들에 의한 제어 장치 내로의 수동적인 개입을 가능하게 하여 부하 제어로의 개입이 가능하게 한다. 이를 위한 인증은 예를 들어 인증 유닛 또는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 결합된 기능 그룹에 의해 행해질 수 있다. 이것은 예를 들어 유선 또는 무선 방식으로 결합 모듈에 연결된 서버를 포함할 수 있다. 네트워크 시스템이 원칙적으로 내부의 자율적인 부하 제어를 가질 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 그렇지 않다면, 외부로부터의 개입을 모니터링하고 제어하는 것을 방지하지 않는다.
추가적인 설계에 따라, 제어 장치는 결합된 기능 그룹에 대한 부하 제한 및/또는 부하 절단을 수행하도록 설계된다.
이렇게 하여, 특히 특성 데이터 또는 획득된 작동 파라미터들의 평가에 따라, "소프트웨어 보호"가 구현될 수 있다. 특히 긴급한 손상 또는 잠재적 위험의 경우, 네트워크 시스템이 기능 그룹들을 자동적으로 절단 또는 격리하는 것이 권장될 수 있다.
추가적인 구성에 따라, 데이터 레벨에서의 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트 및/또는 결합된 기능 그룹과의 통신은 무선 데이터 송신에 의해, 바람직하게는 전자기파에 의해, 더욱 바람직하게는 RFID 기술에 의해 수행된다.
예를 들어, 기능 그룹들 및/또는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 특히 각각의 접속 유닛들 또는 결합 모듈들의 영역 내에서 각각의 결합 파트너에 의해 판독될 수 있는 RFID 트랜스폰더들을 가질 수 있다. 트랜스폰더들은 예를 들어 능동형 또는 수동형 트랜스폰더로서 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 예를 들어 결합될 기능 그룹의 RFID 트랜스폰더 상에는, 통합될 부하를 네트워크 시스템이 감당할 수 있는지 여부를 가늠할 수 있도록 하는 연결 데이터 및 특성 값들이 저장될 수 있다.
연결의 양 측 상에, 예를 들어 두 개의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 사이 또는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트와 기능 그룹 사이에, 필요에 따라 양 방향으로 높은 가치의 데이터를 교환할 수 있도록 각각의 트랜스폰더 및 리더를 제공하는 것이 또한 고안될 수 있다. 이것은 예를 들어 복신 방식(duplex operation)으로 또는 순차적으로(sequentially) 수행될 수 있다.
데이터 레벨에서의 무선 통신은 서플라이 레벨 및 데이터 레벨 사이의 일관된 분리를 허용하고, 부정확한 접속-연결, 플러그 결함 또는 이와 유사한 것의 위험을 더욱 감소시킬 수 있다. 트랜스폰더 및/또는 센서가 결합 위치에 직접 설치될 수 있지만 직접적(전기적) 접속-연결이 요구되지 않는다는 것은 말할 것도 없다.
추가적인 구성에 따라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트 및 각 결합 모듈 및/또는 각 접속 유닛이 명료하게(unambiguously) 식별되도록 하는 식별 유닛을 포함한다.
이렇게 하여, 대형 분산 시스템에서도, 위상관계(topology)가 (초기에) 알려지지 않은 경우에도, 각 부분 엘리먼트는 명료하게 식별되고 처리될 수 있다. 따라서, 수동적 개입 없이 할당 테이블 또는 프로토콜 테이블이 생성될 수 있다. 외부 모니터링은 단순화된다.
본 발명에 의해 다루어지는 문제는, 서플라이 레벨에서 네트워크 매체를 운송하도록 설계되고 전술한 임의의 양태에 따르는 복수의 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들을 포함하는 서플라이 용도의 분산 네트워크 시스템에 의해 더욱 해결된다.
원칙적으로, 네트워크 매체의 선택에 관해서는 제한이 없다. 네트워크 매체는 예를 들어 전기 에너지일 수 있으며, 서플라이 레벨은 특히 DC 전압 네트워크로서 설계될 수 있다. DC 전압 네트워크는 적어도 부분적으로 전기 에너지 스토어들, 특히 충전 배터리들 또는 배터리 유닛들에 의해 공급되는 네트워크 시스템에서 권장된다.
대안적으로, 네트워크 매체는 예를 들어 물, 가스, 압축 공기, 오일, 또한 예를 들어 열과 같은 에너지 형태, 예를 들어 수증기, 온수, 냉수, 예를 들어 차가운 공기일 수 있다.
유리하게도, 네트워크 시스템은 중대한 제한 없이 사실상 임의의 원하는 위상관계를 가질 수 있다. 이는 네트워크 시스템이 메시드 네트워크로 구현되는 경우, 즉 모든 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트가 직접 또는 간접적으로 다른 모든 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 연결되는 경우가 특별히 선호된다. 이는 적어도 부분적으로 중복적인 연결들이 존재하는 경우에 또한 특별히 유리하다. 다시 말해, 이는 임의의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트가 또다른 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 관점에서 적어도 두 개 이상의 가능한 경로로 도달 가능한 경우가 선호된다.
이러한 네트워크 시스템은 고도로 자가-초기화 및 자가-구성될 수 있다. 이러한 능력은 "즉석(ad hoc)" 기능이라고도 표현될 수 있다. 알려진 스마트 그리드 시스템들과 달리, 제어 용도의 의무적인 상위 엔티티는 생략될 수 있다. 결합될 기능 그룹의 특성 데이터 검출의 가능성은 소위 "플러그 앤 플레이" 기능을 허용한다. 새로운 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 및/또는 새로운 기능 그룹들은 가동중인 네트워크 시스템에 부정적인 영향, 방해, 또는 염려해야 하는 잠재적인 컴포넌트 결함 없이 결합될 수 있다.
네트워크 시스템의 일 실시예에 따라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 각각 소비자, 공급자 및/또는 스토어로서 설계된 적어도 하나의 기능 그룹에 결합될 수 있다.
결합은 원칙적으로 직접 또는 간접적으로 수행될 수 있다. 기능 그룹들의 하부구조, 예컨대 복수의 에너지 스토어들의 조합이 또한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들에 결합될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
기능 그룹이 소비자, 공급자 및/또는 스토어의 특성을 동시에 또는 시간에 따라 연속적으로 가질 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
기능 그룹들은 예를 들어 충전 배터리, 배터리 팩, 발전기, 모터, 캐패시터(예컨대, 슈퍼캡)일 수 있지만, 또한 모니터링 용도의 추가적인 모니터링 유닛일 수 있다. 특히 소비자들 및 공급자들이 시스템 내에 모두 존재하는 경우, 네트워크 매체에 관하여 완전한 자율성으로 이어질 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 기능 그룹이 네트워크 시스템을 추가적인 네트워크 시스템, 예를 들어 공공 전기 네트워크에 결합하도록 설계될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
실질적으로 "익스텐션"으로서 설계된 기능 그룹들이 역시 제공될 수 있다는 점 또한 말할 것도 없다. 이와 같은 경우에, 이러한 기능 그룹들이 또한 확장된 기능을 제공하는 경우 특별히 유리하다. 특성 데이터는 예를 들어 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 및/또는 네트워크 시스템에 의해 액세스될 수 있다. 이러한 특성 데이터는 예를 들어 도체 교차 부분, 도체 및/또는 절연체의 재료, 길이, 열 안정성, 화학 저항성 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 이렇게 하여, 네트워크 시스템은 예를 들어 배선 저항(도체의 저항성) 기계적 안정성 또는 이와 유사한 것을 알 수 있고 이를 제어 및 통제에 반영할 수 있다.
네트워크 시스템의 일 실시예에 따라, 적어도 하나의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트는 동작 파라미터들 및 서비스 데이터의 관측(observation) 및 검출을 허용하는 외부 모니터링 시스템에 적어도 일시적으로 결합될 수 있다.
모니터링 시스템은 외부로부터의 모니터링 및 제어를 가능하게 할 수 있다. 모니터링 시스템은 예를 들어 네트워크-기반일 수 있고, 네트워크 시스템으로의 원격 액세스를 허용할 수 있다.
추가적인 설계에 따라, 네트워크 시스템은 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들을 연결하는 배선 시스템을 더 포함한다.
배선들이 물리적-구조적 또는 논리적-가상적으로 구현될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
이러한 구성의 일 실시예에 따라, 배선 시스템은 네트워크 매체를 위한 서플라이 네트워크 및 데이터 통신을 위한 데이터 네트워크를 포함한다.
대안적으로, 예를 들어 변조에 의해 예를 들어 통신 데이터를 네트워크 매체에 전송하는 것이 고안될 수 있다.
일 실시예에 따라, 네트워크 시스템은 보조 에너지 네트워크, 특히 보조 전압 네트워크를 더 포함한다.
바람직하게는, 네트워크 시스템은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트 및 결합된 기능 그룹 사이에 적어도 하나의 컨버터 유닛, 특히 전압 컨버터 유닛을 포함한다.
컨버터 유닛은 예를 들어 스위칭 제어기, 정류자(rectifier), 인버터, 변압기(transformer) 또는 이와 유사한 것에 의해 구현될 수 있다.
이렇게 하여, 특히 네트워크 매체의 상이한 요건들을 형성하는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들이 네트워크 시스템 내에 결합될 수 있다. 이것은 예를 들어 배터리 유닛들의 동작 전압 및 전기 소비자들에게 적용될 수 있다. 이와 같이, 예를 들어 소비자는 적어도 하나의 컨버터 유닛에 의해, 직접 결합되는 경우 손상으로 이어질 수 있는 상이한 정격의 전압을 가지는 배터리 유닛을 공급받을 수 있다.
원칙적으로, 소비자들과 제공자(feeder)들이 컨버터 유닛에 의해 각각 조정될 수 있도록 네트워크 매체가 실질적으로 일정한 네트워크 전압을 가지는 경우가 선호된다.
추가적인 구성에 따라, 네트워크 시스템의 적어도 하나의 결합된 기능 그룹은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 중 하나의 제어 장치에 입력될 수 있는 특성 데이터의 판독 가능한 표현을 제공한다.
이것은 예를 들어 개별적인 기능 그룹들 내에 각각 저장되는 개별적인 기능 그룹들에 대한 전기적 연결의 목록 데이터를 포함할 수 있다.
선호되는 구성에서, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들은 전체 분산 네트워크 시스템에 대한 통합된 부하 제어를 제공한다.
이것은 예를 들어 전압 제어, 전류 제어 또는 복합 제어를 포함할 수 있다. 통합된 부하 제어는 서플라이 레벨 및/또는 보조 전압 레벨에 관한 것일 수 있다.
네트워크 시스템의 각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 각 접속 유닛 및 각 결합 모듈이 명료하게 식별될 수 있는 경우가 특히 선호된다.
뿐만 아니라, 기능 그룹들 자체가 예를 들어 특성 데이터에 저장된 식별 데이터에 의해 또한 명료하게 식별될 수 있는 경우가 선호된다.
네트워크 시스템의 일 실시예에 따라, 공급은 상이한 서플라이 배선들, 특히 전기 에너지를 위한 배선들 및 열 에너지를 위한 배선들의 조합에 의해 구현된 복수의 서플라이 레벨들로 이루어진다.
전기 에너지의 생성은 종종 열 에너지의 생성을 수반한다. 따라서, 두 에너지 형태 모두 수요-순응 방식으로 네트워크 시스템에 의해 분배될 수 있다.
대안적으로, 예를 들어 소비자들, 에너지 스토어들 또는 다른 네트워크 시스템의 컴포넌트들을 고효율을 얻을 수 있는 온도 범위 내에서 동작시키기 위하여, 서플라이 레벨을 냉각수 레벨로서 구현하는 것이 고안될 수 있다. 이와 는 대조적으로 또한, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 경우 열 센서들을 제공하는 것이 권장될 수 있다.
추가적인 구성에 따라, 네트워크 시스템의 경우, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 결합되고 충전 에너지 스토어로서 설계된 복수의 기능 그룹들이 제공되며, 네트워크 시스템은 스토어 관리를 제공한다.
이와 관련하여, 예를 들어, 에너지 스토어들을 최대한 균일하게 로딩하는 조치들이 고안될 수 있다. 예를 들어, 복수의 에너지 스토어들의 경우에도 각각의 충전 상태 또는 방전 상태가 유사하거나 동일하도록 노력하는 것이 가능하다. 네트워크 시스템은 예를 들어 특성 데이터 및/또는 수명-의존(life-governed) 성능에 있어서 상이한 에너지 스토어들이 결합되는 것을 허용한다. 모니터링 및 능동적 구동의 결합은 에너지 스토어들의 이종 네트워크의 경우에도 최대 전력을 제공할 수 있게 해준다.
적어도 부분적으로 전기 구동(electric drive)으로 차량을 구동하기 위해 전술한 임의의 양태에 따르는 네트워크 시스템의 이용이 특히 선호된다.
또한, 재생 에너지를 위한 서플라이 시스템으로서의, 전술한 네트워크 시스템들 중 하나의 이용은 유리하다.
이렇게 하여, 발전, 저장, 공급, 분배 및 소비를 포함하는 전체 서플라이 체인(chain)은 통합된 제어에 의해 감독되고 제어될 수 있다.
네트워크-독립 전기 툴들을 동작시키기 위한 전술한 네트워크 시스템들 중 하나의 이용은 추가적으로 권장될 수 있다. 임의의 유형의 전기 장치들의 실질적으로 자율적인 공급이 또한 행해질 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
전술한 네트워크 시스템들 중 하나의 유리한 추가적 이용은 외부 네트워크들에 대한 버퍼 스토어로서의 이용을 구성할 수 있다.
특히, 예를 들어 주어진 외부 네트워크 전압 특성을 시스템-내부 전압 특성으로 변환할 수 있는 컨버터 유닛들이 제공되는 경우, 네트워크 시스템은 널리(universally) 이용될 수 있다. 특히, 예를 들어 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 또는 기능 그룹들(예를 들어, 에너지 스토어들)과 같은 시스템 컴포넌트들을 각각의 외부 네트워크에 맞추는 방식으로 조정할 필요가 없다. 높은 호환성이 보장될 수 있다. 버퍼 스토어로서의 이용은 네트워크 내의 부하 급등(load spike)을 매끄럽게 할 수 있고 서플라이 신뢰성을 개선하는 데 기여할 수 있다. 이와 관련하여, 버퍼 용량은 가격 및 수요 변동에 따라 외부 네트워로부터의 또는 외부네트워크로의 에너지 수용 또는 제공에 이용될 수 있다.
이에 더하여, 에너지 스토어들을 교환하는 교환 스테이션으로서의 전술한 네트워크 시스템들 중 하나의 이용은 또한 매우 유리하다.
본 발명의 전술한 특징들 및 이하에서 이제 설명될 특징들이 각각의 지시된 조합으로 뿐만 아니라 그들의 다른 조합들으로도 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 선호되는 예시적 실시예들의 도면을 참조하는 아래 설명으로부터 명확해질 것이다.
네트워크 시스템은 넓은 제한 내에서 확장가능하다. 자가-구성 능력은 에너지 스토어들의 "지능적" 관리를 가능하게 한다. 네트워크 시스템은 결합된 에너지 스토어들을 검출할 수 있고 이들 각각을 대상으로 충전 및/또는 방전시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, 방전된 에너지 스토어들은 임의의 인터페이스(결합 모듈)들에 결합될 수 있다. 충전 프로세스는 규칙-기반 방식 및/또는 계층-기반 방식으로 수행될 수 있고, 예를 들어 선호되거나 더 낮은 우선순위를 가지는 특정한 에너지 스토어들을 충전할 수 있다. 따라서, 우선적으로 짧은 시간 동안 충전된 에너지 스토어들은 사용자에게 추가적인 이용을 위하여 제공될 수 있다.
도 1은 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들을 포함하는 네트워크 시스템의 일부가 단순화된 개략적 도면이다.
도 2a 내지 2c는 상이한 위상관계의 네트워크 시스템들이 매우 단순화된 도면이다.
도 3은 네트워크 시스템의 일부가 또한 단순화된 개략적 도면이다.
도 4a 내지 4c는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 상이한 구성들이 단순화된 기본적 도면이다.
도 5는 서플라이 용도의 네트워크 시스템의 단순화된 개략적 도면이다.
도 6은 서플라이 용도의 추가적인 네트워크 시스템의 단순화된 개략적 도면이다.
도 7은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 개략적 도면이다.
도 8은 컨버터 유닛을 구비한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에 결합된 기능 그룹의 매우 단순화된 개략적 도면이다.
도 9는 서로 연결된 두 개의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 매우 단순화된 도면이다.
도 10a 및 10b는 네트워크 시스템의 동작 파라미터들에 관한 다이어그램이다.
도 11a는 서로 결합되고 기능 그룹이 각각에 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들의 단순화된 개략적 도면이다.
도 11b 및 도 11c는 충전 및 방전 프로세스들의 가능한 시간 프로필이 단순화된 다이어그램이다.
도 12a 및 도 12c는 복수의 저장 엘리먼트들 사이에서의 특성적 로딩 및 그 분할의 시간 프로필이 단순화된 다이어그램이다.
도 12b는 도 12a 및 도 12c에 다이어그램으로 도시된 특성을 가지는 에너지 스토어들의 동작 데이터 블록이다.
도 1은 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 결합을 포함하는 네트워크 시스템(10)의 단순화된 개략적 도면이다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)가 개략적으로 도시되고, 그에 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12b, 12c)가 각각 단지 부분적으로 발췌되어 도시된다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 복수의 접속 유닛들(14a, 14b, 14c)를 포함한다. 각각의 접속 유닛들(14a, 14b, 14c)은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)를 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 결합하도록 설계된다. 결합은 예를 들어 플러그 연결에 의해 이루어질 수 있다. 특히 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)을 연결할 때 공간적 거리가 극복되어야 하는 경우, 배선 커넥터 또는 이와 유사한 것의 제공이 마찬가지로 고안될 수 있다. 예를 들어 그들의 저항 또는 다른 특성 데이터에 관하여 알 수 있도록 배선, 케이블 또는 이와 유사한 것이 네트워크 시스템(10)에서 "알려지는" 경우가 특히 유리하다. 도 1의 접속 유닛(14b)는 현재 할당되지 않았다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)(노드들로도 표현됨)이 구조적 및/또는 논리적 방식으로 구조화되고 정의될 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 이와 관련하여, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)은, 예컨대 소위 멀티웨이 플러그 소켓 또는 배전 상자(distribution box)와 비슷한, 연결을 위하여 상이한 접속-연결을 구비하는 정의된 치수(dimension)를 갖는 플러그-인 모듈로서 설계될 수 있다.
그러나, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)을 정의할 때, 전체적으로 더 큰 기하학적 규모가 발생할 수 있도록, 예를 들어 배선, 케이블 연결 또는 이와 유사한 것을 또한 포함하도록 하는 것 역시 고안될 수 있다. 그러나, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)이 실질적으로 그들의 기능적 구조적 컴포넌트들 및 특정 기능의 제공에 의해 특성화될 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 이와 관련하여, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 외부 설계만을 제한적으로 고려하지 않아야 한다. 특히, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 적어도 하나의 접속 유닛(14) 및 적어도 하나의 결합 모듈(16)은 공간적으로 서로 거리를 두고 있을 수 있고 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 마찬가지로 할당되는 배선들에 의해 연결될 수 있다. 엘리먼트들 간의 정의된 통신이 정의된 다양한 레벨들(서플라이 레벨, 데이터 레벨, 보조 전압 레벨; 아래에서 더 상세히 설명됨)에서 이루어질 수 있다는 사실 덕분에 가능하다.
도 1에 따른 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 기능 그룹(18)이 결합된 결합 모듈(16)을 더 포함한다. 기능 그룹(18)은 단지 부분적 도시로만 나타난다. 하나 또는 복수의 결합 모듈(16)들이 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 내에 제공될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
예를 들어, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 서플라이 레벨(20), 데이터 레벨(22) 및 선택적으로 보조 전압 레벨(24)에서 통신하도록 설계된다. 이것은 예를 들어 서플라이 배선(26), 데이터 배선(28) 및 선택적으로 보조 전압 배선(30)의 포함으로 이루어질 수 있다. 레벨들(20, 22, 24)은 여기서 단순화된 심볼들(원, 사각형, 삼각형)로 도시된다.
뿐만 아니라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 적어도 서플라이 레벨(20)에서의 통합된 통제 및 제어, 특히 부하 제어를 구현할 수 있는 제어 장치(32)를 포함할 수 있다.
복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)로 단단하고(robust), 유연하게 확장 가능하고, 자가-구성 방식으로, 그리고 높은 기능 신뢰성을 가지고 안정되게 동작될 수 있는 네트워크 시스템들(10)을 구현하는 것이 가능하다. 이러한 네트워크 시스템(10)은, 고정된 서플라이 네트워크로의 연결이 필수적으로 요구되지 않기 때문에, 특히 모바일 애플리케이션에 적합하다.
기능 그룹들(18)은 예를 들어, 에너지 스토어들, 전기 발전기들, 소비자들 및 이와 유사한 것일 수 있다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 각각 결합된 이것들은 원칙적으로 네트워크 시스템(10) 내에서 임의적으로 배치되고 분산될 수 있다.
네트워크 시스템(10)이 전기 에너지를 제공하는 경우가 특히 선호되고, 특히 서플라이 네트워크가 직류 네트워크로 설계된다. 이러한 맥락에서, 네트워크 시스템(10)에서 예를 들어 제어 장치(32)에 의해 부하 제어를 구현하는 것이 권장될 수 있다. 부하 제어는 예를 들어 전압 제어로서 구성될 수 있다. 부하 제어는 예를 들어 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 레벨에서 수행될 수 있지만, 전체 네트워크 시스템(10)의 레벨에서 수행될 수도 있다.
서플라이 레벨(20)과 데이터 레벨(22)의 조합은 실제 네트워크 매체(예를 들어 전기 에너지)를 허용할 뿐 아니라, 확장된 기능들을 제공하기 위하여 운송되고 분산되어야 할 정보를 허용한다. 이것은, 예를 들어 결합된 기능 그룹들(18)의 호환성을 체크하는 척도 및 그 특성 데이터를 네트워크 시스템(10)에 의해 제공된 성능과 비교하는 척도를 포함할 수 있다. 이로써 예를 들어 기능 그룹(18)이 네트워크 시스템(10)에 안전하게 연결될 수 있다는 것이 보장될 수 있다. 예를 들어, 단지 확인 및 조정이 수행되고 난 후 기능 그룹(18)이 서플라이 레벨(20)에 연결되었다고 규정(prescribe)하는 것이 가능하다.
이러한 네트워크 시스템(10)이 주어진 높은 설계 자유도로 스스로 자동으로 구성할 수 있고, 특히, 주어진 경계 조건들 및 예를 들어 통제 및 제어 목적으로 요구되는 동작 파라미터들과 함께 현재의 시스템 아키텍처(위상관계)를 결정할 수 있도록 모든 상호연결된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및 기능 그룹들(18)을 결정할 수 있다는 것은 특히 유리하다. 이것은 일반적으로 구성 목적으로 오퍼레이터의 개입을 필요하게 하는 상위의 엄격한 감독 및 제어 구조가 없이도 이루어질 수 있다.
그에 반하여, 네트워크 시스템(10)은 또한 소위 플러그-앤-플레이 시스템으로서 동작될 수 있다. 즉, 새로운 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및/또는 새로운 기능 그룹들(18)이 기존의 네트워크 시스템(10)에 비교적 높은 비용 없이 부가될 수 있다. 새로운 컴포넌트들은 자동적으로 식별되고 통합될 수 있다.
도 2a, 2b 및 2c는 각각에 맞는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및 기능 그룹들(18)이 결합된 네트워크 시스템들(10a, 10b, 10c)의 상이한 위상관계들을 예시적으로 도시한다.
도 2a는 직렬 위상관계로도 표현되는 선형으로 구축된 위상관계를 나타낸다. 도 2b는 고리형 위상관계를 도시한다. 마지막으로 도 2c는 복합된 고리 및 버스 구조들을 가지는 혼합된 위상관계를 나타낸다. 도시를 위하여, 도 2b 및 2c에서는 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및 개별적인 기능 그룹들(18)의 명백한 도면 부호는 생략되었다. 도 2a 및 2c에 파단선(break line)으로 표기되었듯이, 예를 들어 위상관계들은 쉽게 더 큰 구조의 일부일 수 있다. 추가적인 위상관계들, 예컨대 별 모양의 위상관계가 또한 고안될 수 있다.
각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는, 예를 들어 노드 또는 라우터로서 간주될 수 있다. 서플라이 레벨(20)의 적어도 데이터 레벨(22)과의 조합은, 적어도 간접적으로 데이터 레벨(22)에 의해 서플라이 레벨(20)의 구조를 검출하거나 "매핑"하는 것을 가능하게 한다. 특성 데이터 및 식별 데이터는 예를 들어 라우팅 프로토콜을 준수하는 명세에 대응하는 소위 라우팅 테이블 내에서 검출될 수 있다. 따라서, 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 레벨 및 (상위의) 전체 네트워크 시스템(10)의 레벨 둘 다에서 라우팅 기능, 즉 예를 들어 전기 에너지의 통제된 전달(conduction) 및 분기(branching)가 예를 들어 제공될 수 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 것과 유사한 네트워크 시스템(10)으로부터의 발췌된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)가 개략적으로 도시된다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 접속 유닛(14a)에 의해 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12b)에 결합되고 접속 유닛(14b)에 의해 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12c)에 결합된다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12b, 12c)이 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)와 유사하거나 동일하게 구성될 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 또한 결합 모듈(16)에 의해 기능 그룹(18)에 연결된다. 복수의 결합 모듈(16)들이 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)에 제공될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
예를 들어, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)의 제어 장치(32)는 상이한 제어 유닛들(34, 36, 38)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(34)은 서플라이 레벨(20)에서 발생한 서플라이 네트워크(44)를 모니터링, 제어 및/또는 조절하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(36)은 데이터 레벨(22)에서 발생한 데이터 네트워크(46)를 모니터링, 제어 및/또는 조절하도록 설계될 수 있다. 제어 유닛(38)은 (선택적) 보조 전압 레벨(24)에서 발생한 보조 전압 네트워크(48)를 모니터링, 제어 및/또는 조절하도록 설계될 수 있다. 제어 유닛들(34, 36, 38)이 개별적으로, 또는 제어 장치(32)의 통합되거나 동일한 컴포넌트들로 구현될 수 있음은 말할 것도 없다. 특정한 제어 배선들(40a, 40b, 40c)에 의해, 제어 장치는 서플라이 네트워크(44), 데이터 네트워크(46) 및/또는 보조 전압 네트워크(48)에 선택적으로 액세스하거나 개입할 수 있다.
제어 배선들(32)은 적어도 하나의 접속 유닛(14) 및/또는 적어도 하나의 결합 모듈(16)의 구축에 적어도 부분적으로 통합될 수 있다. 데이터를 저장하는 데이터 저장 유닛이 또한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 제공될 수 있다. 데이터 저장 유닛은 제어 장치(32)와 연관되거나 결합될 수 있다. 데이터 저장 유닛에 의해, 예를 들어 오프 상태로부터의 (재) 시동(start-up)의 단순화를 위하여, 예를 들어 네트워크 유닛(10)의 현재의 구성이 저장될 수 있다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 또한 추가적인 동작 파라미터들, 예를 들어 주변 조건들을 검출하는 다양한 센서 엘리먼트들(42)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 돌발적인 부하나 변덕스러운 부하를 식별하도록 설계된 가속도 센서(42a)가 제공될 수 있다. 이러한 부하는 예를 들어 기계적 손상, 예컨대 추락, 사고 또는 이와 유사한 것을 나타낼 수 있다. 이렇나 센서 신호는 잠재적 위험의 경우 네트워크 시스템(10)에 선택적 개입을 하는데 이용될 수 있다. 이것은, 예를 들어 기능 그룹들(18)의 선별적 절단 또는 "폐기"를 포함할 수 있다.
센서 엘리먼트들(42a, 42b, 42c)은 적어도 하나의 접속 유닛(14) 및/또는 적어도 하나의 결합 모듈(16)과 함께 배치될 수 있다. 통합된 설계가 고안될 수 있다. 이렇게 하여, 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및/또는 기능 그룹들(18)은 또한 값 검출에서 고려될 수 있다.
추가적인 센서 엘리먼트(42b)는 예를 들어 광-감지 센서로서 구성될 수 있다. 센서 엘리먼트(42b)에 의해 매우 다양한 기능들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기능들에는 연기 검출 또는 화재 검출, 점유-또는-자유 식별이 포함될 수 있지만, 대안적으로 특히 태양광 셀로서 설계된 기능 그룹들을 포함하는 네트워크에서 예를 들어 광도 측정 또한 포함될 수 있다. 다양한 추가적 응용이 고안될 수 있다.
추가적인 센서 엘리먼트(42c)는 예를 들어 온도 센서로서 구성될 수 있다. 온도 센서는 예를 들어 주변 온도를 결정할 수 있고, 이것은 변동하는 환경 조건 하에서 동작하는 전기 저장 유닛의 경우에, 순간적인 성능을 결정하기 위하여 특히 유리할 수 있다. 이용을 위한 다른 가능성들, 예를 들어 제어 장치(32) 또는 결합된 기능 그룹(28)의 전기 컴포넌트들의 모니터링이 고안될 수 있다.
뿐만 아니라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a) 자체는 물론 각 접속 유닛들(14a, 14b) 및/또는 각 결합 모듈(16)이 명료하게 식별되도록 하는 식별 유닛(52)을 포함한다. 이는 서로 결합된 다수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 경우, 각 부분 엘리먼트가 명료하게 식별되고 처리될 수 있는 경우에 특히 유리하다. 제어 및 부하 제어에서의 검출 에러 및 할당 에러는 이러한 방식으로 방지될 수 있다.
각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 그 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트의 네트워크 시스템(10)에서의 위치가 변하는지 여부 또는 추가적인 컴포넌트들이 시스템에 부가되는지 여부와는 독립적으로 명료한 식별 시퀀스에 의해 식별될 수 있다. 식별 데이터에 기초하여, 예를 들어 서플라이 경로, 예를 들어 전류 경로, 데이터 경로 및 이와 유사한 것이 식별될 수 있고 네트워크 시스템(10)의 통합된 제어에 알려질 수 있다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 접속 유닛(14)은 네트워크-내부 연결(혹은 접속점)인 것처럼 구현될 수 있다. 적어도 하나의 접속 유닛(14)은 서플라이 네트워크(44)에서 네트워크 매체를, 데이터 네트워크(46)에서 데이터를, 그리고 보조 전압 네트워크(48)에서 보조 전압을 정의된 방식으로 전달하도록 설계될 수 있다. 이것은 각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 내에 및/또는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 앞서 외부를 향해 수행될 수 있다. 접속 유닛(14)은 인터페이스로서 기능할 수 있다.
네트워크 시스템(10)의 확장된 기능은 동작 시에 일정한 에너지 수요를 유발할 수 있다. 보조 전압 네트워크(48)는, 예를 들어 네트워크 시스템을 "가속"할 수 있도록 기본적 서플라이 또는 초기 에너지 서플라이를 제공할 수 있다. 대안으로서, 하나 이상의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 경우, 보조 에너지를 제공하기 위하여 보조 에너지 스토어, 예를 들어 배터리를 제공할 가능성이 있다. 대안으로서, (물리적) 보조 전압 네트워크(48)는 관련된 보조 전압 배선들(30)로 구현될 수 있다. 보조 전압 네트워크(48)는 예를 들어 낮은 전압, 예컨대 약 5 V, 12 V 또는 이와 유사한 것 및 전반적으로 낮은 전력을 위해 설계될 수 있다. 보조 전압 네트워크(48)는 약 1 A의 인출된 전류를 위해 설계될 수 있다.
데이터 네트워크(46)은 네트워크 시스템(10)의 제어 및 조절을 위한 정보 기반을 생성하고 제공하기 위하여, 연관된 컴포넌트들 간, 예를 들어 서로 직접 또는 간접적으로 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 간의 정보 교환을 필수적으로 수행한다. 데이터는, 현재의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 할당될 수 있지만, 또한 인접한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 또는 결합된 기능 그룹들(18)에도 할당될 수 있는, 예를 들어 동작 특성 데이터, 동작 파라미터들, 라우팅 데이터 또는 프로토콜 데이터, 규칙, 규정, 권한, 한계 값, 선택 가능성, 식별 데이터, 및 이와 유사한 것일 수 있다. 명료한 식별은 부정확한 할당을 방지하고 데이터 스트림의 구조화에 기여할 수 있다.
예를 들어 주 전압 네트워크로도 표현되는 서플라이 네트워크(44)는 원칙적으로, 예를 들어 알려진 가전 설비 및 네트워크 전압을 위한 분배 시스템과 유사하게, 전기 분배기로서 구현될 수 있다.
결합 모듈(16)(예를 들어 게이트웨이로도 표현됨)에는 기능 그룹들(18)로의 명료한 전이(transition)를 제공할 임무가 부여된다. 결합 모듈(16)은 또한 데이터 연결을 위해, 그리고 특히 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및 기능 그룹(18) 사이에서 서플라이 네트워크의 네트워크 매체를 교환하기 위해, 보조 전압을 전달하도록 설계될 수 있다. 결합 모듈(16)은 또한 특히 서플라이 레벨(20) 및 데이터 레벨(22)에서 전송될 미디어의 조정, 제한 및 제어를 구현하도록 설계될 수 있다.
결합 모듈(16)은 에너지 소비자들, 발전기들, 스토어들 및 추가적인 전력 및 데이터 네트워크들에게 명료한, 또한 명료하게 식별될 수 있는, 전이를 제공할 수 있다. 이것은 예를 들어 표준화된 플러그 시스템에 의해 이루어질 수 있다. 유동 레이트, 예를 들어 인출되거나 입력되는 전류는 지속적으로 기록될 수 있다.
적어도 하나의 결합 모듈(16)은 또한 네트워크-기반 또는 무선 기술에 의해 외부로의 데이터 전송, 즉 예를 들어 데이터 네트워크(46)를 상위 계층들, 예컨대 서버, 네트워크 애플리케이션, 또는 이와 유사한 것에 연결하는 데이터 전송을 제공하도록 설계될 수 있다.
네트워크 내의 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 연결 및 기능 그룹들(18)의 상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들로의 연결, 특히 서플라이 네트워크(44) 및 데이터 네트워크(46)(그리고, 만약 적절하다면 보조 전압 네트워크(48))의 주어진 병렬적 구조 내에서, 각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 모든 연결된 이웃(즉, 예를 들어 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및/또는 추가적인 기능 그룹들(18)은 직접 또는 간접적으로 결정될 수 있다.
도 3은 또한 각 이웃으로의 결합 및 각 이웃과의 통신을 위한 인터페이스들(54, 56, 58)에 의해 공급이 이루어질 수 있다는 것을 예시적으로 도시한다. 예를 들어, 인터페이스들(54a, 54b, 54c)은 데이터 네트워크(46)에 할당된 데이터 인터페이스들일 수 있다. 데이터 인터페이스들(54a, 54b, 54c)은 예를 들어 유선 또는 무선의 방식으로 구현될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 따라, RFID-기반의 데이터 인터페이스들(54a, 54b, 54c)은 데이터 레벨(22)에서 적어도 두 개의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 간의 통신을 위해 이용될 수 있다. RFID 기술은 또한, 예를 들어 수동형 트랜스폰더가 사용되도록 하고, 따라서, 전용 전력 서플라이를 가지지 않는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)과 데이터가 교환되도록 한다. 적어도 특성 데이터 및 고정된 동작 파라미터들의 질의가 수동형 RFID 트랜스폰더에 의해 이뤄질 수 있다.
예를 들어, 각각의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)은 양방향 RFID 통신을 하도록 설계될 수 있다. 이것은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)가, 예를 들어 접속 유닛(14) 또는 결합 모듈(16)과 함께, 수동형 (트랜스폰더) 및 능동형 (리더) 데이터 질의 둘 다를 위해 설계될 수 있다는 것을 의미한다. 네트워크 시스템(10) 내에서의 위치에 따라, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 전력 서플라이가 아직 구축되지 않은 경우에도 (예를 들어 보조 전압 레벨(48)에서) 판독을 위한 데이터를 제공할 수 있다.
기능 그룹들(18)이 예를 들어 RFID 기술에 의해 구현된 특성 데이터의 공급을 제공받는 경우가 특히 선호된다. 이는 서플라이 레벨(20)에서의 실제 연결 전에 동작 파라미터들과 특성 데이터를 질의하는 것을 가능하게 하고, 만약 적절하다면 구축된 네트워크 시스템(10)이 새롭게 부가될 기능 그룹(18)의 전력에 대하여 "대처(cope)"할 수 있는지 여부를 결정하도록 결정하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 충전 전류/방전 전류 도는 이와 유사한 것은 그에 의존하여 조정될 수 있다. 부가될 기능 그룹(18)이 테스트 직후에 연결되고 서플라이 레벨(20)에서 릴리즈되는 것이 또한 고안될 수 있다. 이것은 예를 들어 하드웨어 스위치 및/또는 소프트웨어 스위치에 의해 수행될 수 있다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 매우 다양한 기능들, 특히 관리 기능들은 제어 장치(32)에 의해 구현될 수 있다. 데이터에 관하여, 제어 장치(32)에서, 예를 들어 서플라이 네트워크(44), 데이터 네트워크(46) 및/또는 보조 전압 네트워크(48) 내의 연결들을 위한 소위 라우팅 테이블(프로토콜 또는 전도 테이블)을 생성하고 저장하는 것이 가능하다. 또한, 제어 장치(32)는 데이터 네트워크(46)를 위한 소위 데이터 게이트웨이를 제공하도록 설계될 수 있다. 이것은, 예를 들어 프로토콜-기반의 데이터 배선 및 데이터 분배를 포함할 수 있으며, 데이터 교환은 적어도 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 또는 결합된 기능 그룹(18)과 이루어질 수 있지만, 특히 전체 네트워크 시스템(10)으로도 확장될 수 있다. 주로 디지털 방식에 적합한 데이터 레벨(22)에서의 데이터 외에도, 동작 기능 파라미터들이 또한 검출될 수 있다. 동작 기능 파라미터들은, 예를 들어 전류, 전압, 주파수, 연관된 컴포넌트들의 내부 저항, 온도, 전력, 에너지 변환 및 이와 유사한 것들에 관한 물리적 측정 값, 동작 모드, 동작 가능성, 한계 값, 누적 값 및 이와 유사한 것에 관련될 수 있다.
도 3은 서플라이 네트워크(44)가 확장되는 서플라이 레벨(20)을 위한 스위칭 엘리먼트들(56a, 56b, 56c)을 통하여 다양한 인터페이스들(56)을 또한 도시한다. 스위칭 엘리먼트들(56a, 56b, 56c)은 예를 들어 하드웨어 스위치 또는 소프트웨어 스위치로서 설계될 수 있다. 스위칭 엘리먼트들(56a, 56b, 56c)은 예를 들어 제어 장치(32)에 의해 제공되는 스위칭 펄스에 의해 활성화 및/또는 비활성화될 수 있다. 이것은, 예를 들어 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 또는 추가적인 기능 그룹들(18)이 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 이미 (물리적으로) 플러그 온 된 경우라도, 잠재적인 손상, 예를 들어 오버로드를 방지하기 위하여, 갈바닉 격리(galvanic isolation)가 여전히 스위칭 엘리먼트들(56a, 56b, 56c)에 의해 구현될 수 있다는 것을 의미한다.
스위칭 엘리먼트들(56a, 56b, 56c)은 보조 전압 레벨(24)에서 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 하드웨어 스위치 및/또는 소프트웨어 스위치가 이 경우에도 역시 포함될 수 있다.
도 4a, 4b 및 4c는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b, 12c)의 세 개의 상이한 구성들을 도시하며, 이들은 기본적 기능 면에서는 도 1 및 3과 연관지어 설명한 전술한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)과 상응하거나 적어도 유사할 수 있다. 각각의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b, 12c)는 제어 장치(32) 및 식별 유닛(52)을 포함한다. 그러나, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b, 12c)은 구현되는 접속 유닛들(14) 및/또는 결합 모듈들(16)의 개수에 관하여는 상이하다.
예를 들어, 도 4a의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)에는 하나의 접속 유닛(14) 및 하나의 결합 모듈(16)이 각각 제공된다. 이에 반하여, 도 4b에 따른 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12b)는 하나의 결합 모듈(16) 및 두 개의 접속 유닛들(14a, 14b)을 포함한다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12c)는 더 확장되어, 예를 들어 세 개의 결합 모듈들(16a, 16b, 16c) 및 네 개의 접속 유닛들(14a, 14b, 14c, 14d)이 제공된다.
추가적인 설계들이 고안될 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 특히, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)이 예를 들어 모듈 식으로 확장되는 것이 또한 고안될 수 있다. 이렇게 하여, 요구되는 기능 및 인터페이스의 개수는, 예를 들어 필수적 컴포넌트들, 예컨대 제어 장치(32), 식별 유닛(52) 및 원하는 개수의 접속 유닛들(14) 및/또는 결합 모듈들(16)의 정의된 연결(linking)에 의해 구현될 수 있다.
도 4c에 드러나는 바와 같이, 예를 들어 각 접속 유닛들(14)의 서플라이 네트워크(44), 데이터 네트워크(46) 및 보조 전압 네트워크(48)의 각 접속 위치들은, 다른 모든 접속 유닛들(14) 및 결합 모듈들(16)로 각 네트워크 레벨의 모든 접속 위치들에 연결된다. 제어 장치(32)가 연결, 절단 및/또는 제어 프로세스를 수행하기 위하여 이러한 연결에 선택적으로 개입할 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
선호되는 일 실시예에 따라, 서플라이 네트워크(44)는 예를 들어 직류(DC) 전압, 특히 약 48 V의 DC 전압으로 동작될 수 있다. 서플라이 네트워크(44)의 안정성을 보장하기 위하여, 예를 들어 적어도 변동 범위 내에 있는 기준 전압, 예를 들어 48 V에 기초하여 전압을 유지할 수 있도록 설계된 전압 제어를 이용하는 것이 권장될 수 있다. 변동 범위는 예를 들어 ±10%, 바람직하게는 ±5% 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전체 네트워크 시스템(10)에 대한 대응하는 특성 값을 가지는 (포괄적) 제어 범위를 제공하는 것이 고안될 수 있다. 그러나, 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 레벨에서의 (국지적) 제어가 마찬가지로 또한 제공될 수 있다.
정의된 제어 또는 연관된 컴포넌트들에 존재하는 전압의 설정은, 예를 들어 충전, 소비 및/또는 재배치 목적으로 에너지 변환을 유발시킬 수 있다. 전류 방향은 결합된 기능 그룹들(18) 간의 전위 차에 기인할 수 있다. 이것은, 예를 들어 배터리 유닛이 충전될 것인지 또는 방전될 것인지 여부를 정의한다. 예를 들어 복수의 배터리 유닛들이 존재하는 경우, 어느 배터리 유닛이 먼저 충전 또는 방전될지를 우선순위화하기 위하여 상이한 설정점 전압 레벨을 이용하는 것이 가능하다.
부하 제어는, 특히 전류-의존 전압 감소를 위하여, 전류 제어, 특히 전류 제한 및/또는 내부 저항의 차이를 이용하는 전류제어를 포함할 수 있다.
추가적인 실시예에 따라, 컨버터 유닛들은 네트워크 시스템(10)의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)에 기능 그룹들(18)을 결합하도록 개재될 수 있으며, 이 컨버터 유닛들은 예를 들어 전압 변환을 수행하도록 설계된다. 이렇게 하여, 예를 들어 AC 전압을 필요로 하는 기능 그룹들(18)이 DC 전력 서플라이 네트워크에 연결될 수 있다. 직류 전압에 기반을 두는 기능 그룹들(18)이 컨버터 유닛들에 의해 네트워크 시스템(10)에 결합되는 것도 마찬가지로 고안될 수 있다. 이것은 예를 들어 기능 그룹들(18)이 상이한 전압 레벨, 즉 예를 들어 48 V의 정격 전압을 벗어나는 전압 레벨을 필요로 하는 경우일 수 있다.
이러한 조치는 매우 다양한 에너지 스토어들, 에너지 발전기들 및 에너지 소비자들이 네트워크 시스템(10)을 통해 서로 결합될 수 있다는 장점을 가진다. 이와 관련하여, 특히 전압 레벨에 관하여 특성 데이터가 서로 다른 다양한 배터리 유닛들이, 그 총 에너지 또는 총 용량을 활용할 수 있도록 하기 위해 예를 들어 네트워크 시스템(10)을 통해 서로 연결되는 것이 고안될 수 있다.
네트워크 시스템들(10)의 가능한 구성들이 도 5 및 6에 개략적으로 도시된다.
도 5는 주로 네트워크-독립 전기 툴(62)을 에너지 스토어들(64)에 의해 구동하기 위해 이용되는 네트워크 시스템(10)의 애플리케이션을 나타낸다. 이와 대조적으로, 도 6에 따른 예시적인 실시예는 풍력 터빈(84) 형태의 에너지 발전기의 복수의 에너지 스토어들(64)과의 상호연결을 나타낸다.
도 5에 따른 네트워크 시스템(10)의 경우, 복수의 기능 그룹들(18)은 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)에 의해 서로 연결된다. 기능 그룹(18a)는 예를 들어 전기 툴(62)에 의해 구현될 수 있다. 이러한 전기 툴(62), 예를 들어 소위 무선 스크류드라이버 또는 무선 드릴은 선행 기술에 알려져 있다. 이러한 장치들의 경우 전매 에너지 저장 시스템의 요구는 대개 불리하다. 알려진 에너지 저장 시스템들의 정격 전압 은 약 36 V 일 수 있다. 도시를 위하여, 도 5에서 서로 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및 기능 그룹들(18)은 화살표에 의해 추상적으로 연결된 것처럼 도시된다. 결합이 원칙적으로 논리적 및/또는 개별-구조적 유형일 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 특히, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 및 기능 그룹들(18) 간의 각 결합이 (임의적으로) 릴리즈될 수 있게 하는 것이 전혀 필요하지 않다.
도 5에 따른 네트워크 시스템(10)의 경우, (에너지) 저장 관리는 서로 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)에 의해 영향을 받는다. 전기 툴(62)이 할당되는 첫 번째 기능 그룹(18a)은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)에 연결된다. 에너지 스토어(64a)가 할당되는 추가적인 기능 그룹(18b)은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12b)에 연결된다. 에너지 스토어(64b)가 할당되는 또 다른 기능 그룹(18c)은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12c)에 연결된다.
이와 달리, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12d)는 두 개의 기능 그룹들(18d, 18e)에 결합된다. 예를 들어, 기능 그룹(18d)은 에너지 소스(66)와의 접속, 예컨대 종래의 가전 네트워크 연결과의 접속을 가진다. 이러한 네트워크 연결(66)은 에너지, 예를 들어 서플라이 네트워크(44)에 입력되는 에너지를 제공할 수 있다. 그 이외에 더 이상의 추가적인 기능이 규칙적으로 제공되지 않을 수 있다. 이와 달리, 기능 그룹(18e)은 상위 엔티티들로의 데이터 연결을 가능하게 하는 것을 주로 지향한다. 이러한 목적으로 기능 그룹(18e)은 교대로 또는 병렬적으로, 예를 들어 배선-기반 통신 링크(68a) 또는 무선 통신 링크(68b)를 제공할 수 있다. 이것은 알려진 네트워크 기술들, 특히 예를 들어 LAN 기술 또는 WLAN 기술을 수반할 수 있다.
기능 그룹들 부분에서, 각 결합 유닛(74a, 74b, 74c, 74d, 74e)은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b, 12c, 12d)의 각 결합 모듈들(16)(예컨대, 도 1 및 도 3 참조)에 할당될 수 있다. 결합 유닛(74a)은 예를 들어 플러그로서 구성될 수 있다. 기능 그룹들(18)의 기능 또는 장치 요건에 따라, 결합 유닛들(74)은, 예를 들어 서플라이 레벨(20), 데이터 레벨(22) 및 보조 전압 레벨(24) 모두에서 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)과 통신하도록 설계될 수 있다. 그러나, 레벨들(20, 22, 24) 중 하나 또는 두 개의 레벨에서만 통신이 이루어지도록 할 수도 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 결합 유닛(74a)은 데이터 레벨(22) 및 서플라이 레벨(20)에서 연결들을 구축하도록 설계된다. 이것은, 예를 들어 결합될 전기 툴(62)이 보조 전압 레벨(24)에서의 보전 전압에 의해 처리되도록 설계되지 않는다는 사실에 기인할 수 있다.
네트워크 시스템(10) 또는 기능 그룹(18a)에 직접 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)의 경우, 예를 들어 기능 그룹(18a)의 내부 기능 레벨(76a)에 저장되는, 특성 데이터(78a) 내에 이러한 환경을 참조하는 정보가 저장될 수 있다. 이러한 특성 데이터는 식별 데이터, 작동 파라미터들, 최소 및 최대 값 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 특성 데이터(78a)는 데이터 레벨(22)을 통해 예를 들어 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)의 제어 장치(32)에 의해 질의될 수 있다. 이렇게 하여, 제어 장치(32)는 어떤 유형의 기능 그룹(18a)이 결합되고/결합되거나 결합되고자 하는지 발견할 수 있다. 동일한 방식으로, 예를 들어, 에너지 스토어들(64a, 64b)을 포함하는 기능 그룹들(18b, 18c)는 내부 기능 레벨(76b, 76c)에서 특성 데이터(78b, 78c)를 또한 보관할 수 있으며, 특성 데이터는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12b, 12c) 또는 대안적으로 네트워크 시스템(10) 전체에 의해 질의되고 평가될 수 있다.
결합 유닛(74b, 74c)의 경우에서 나타나는 것처럼, 에너지 스토어들(64a, 64b)과의 접속은 3개의 레벨, 즉 서플라이 레벨(20), 데이터 레벨(22) 및 보조 전압 레벨(24) 모두에서 이루어질 수 있다. 이렇게 하여, 에너지 스토어들(64a, 64b) 각각은, 예를 들어 네트워크 시스템(10)의 보조 전압 네트워크(48)를 통해 분배될 수 있는 보조 전압을 제공할 수 있다. 보조 전압에 의해, 예를 들어, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 제어 장치(32)는 동작 전압을 제공받을 수 있다.
기능 그룹(18d)에 할당된 에너지 소스(66)는 원칙적으로 내부 기능 레벨(76d)에서 특성 데이터(78d)를 또한 제공할 수 있다. 이것은, 예를 들어 종래의 가전 소켓이 아닐 수 있다. 그러나, 예를 들어 식별 또는 특정 동작 파라미터들의 판독을 허용하기 위하여, RFID 기술에 의해 판독될 수 있는 특성 데이터(78d)를 에너지 소스들로의 이러한 인터페이스들에 또한 제공하는 초기 접근법들이 있다.
기능 그룹(18e)는 주로 데이터 교환을 위해, 특히 모니터링 목적으로 동작한다. 이러한 이유로, 서플라이 레벨(20)에서의 기능 그룹(18e)로의 연결은 의도되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 기능 그룹(18e)과의 접속은, 예를 들어 통신 링크들(68a, 68b)에 에너지를 공급하기 위하여, 예를 들어 보조 전압 레벨(24)에서 이루어질 수 있다.
추가적인 장치들, 특히 전압 매칭을 위한 컨버터 유닛들(88a, 88b, 88c, 88d)이 기능 그룹들(18)의 기능 레벨들(76) 연관될 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 이것은 이하에서 도 8과 함께 더욱 상세히 논의될 것이다.
도 5에 따른 네트워크 시스템(10)은 주로 액세스 제어를 위해 동작하는 유닛을 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12e)와 함께 더 포함한다. 이러한 목적으로, 제어 장치(32) 및 식별 유닛(52) 외에도, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12e)는 예를 들어 인증 유닛(80) 및 액세스 관리 유닛(82)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12e)의 목적은 서플라이 레벨(20)에서 (주로) 네트워크 매체를 공급하는 것이 아니며, 오히려 네트워크 시스템(10)에 대한 액세스 제어이다. 인증 유닛(80)은 예를 들어 키 시스템 또는 암호 시스템을 포함할 수 있다. 인증 유닛(80)이 리더, 특히 RFID 리더를 포함하는 경우가 특히 선호된다. 이러한 리더는 예를 들어 RFID 트랜스폰더에 저장된 키 데이터를 판독하도록 설계될 수 있다. 사용자의 역할은 트랜스폰더 상에 저장된 키에 기초하여 결정될 수 있다. 이로써, 액세스 관리 유닛(82)에 의해 사용자에게 특정할 역할이 할당되도록 하는 것이 가능하다. 이렇게 하여, 상이한 권한이 상이한 사용자 그룹에 할당될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 달리, 예를 들어 보조 에너지가 보조 전압 레벨(24)에서 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12e)에 입력될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
도 6에 도시된 네트워크 시스템(10)은 도 5의 도시와 원칙적으로 유사한 구성을 가진다.
도 6의 네트워크 시스템(10)은 에너지 발전기, 예를 들어 풍력 발전 시설(84)을 복수의 에너지 스토어들(64)에 연결하도록 동작한다. 에너지 발전기(84)는 기능 그룹(18a)에 할당된다. 에너지 스토어들(64)은 기능 그룹들(18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g)에 할당된다. 기능 그룹들(18)은 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g)에 의해 서로 연결된다. 기능 그룹들에 따라, 연결은 서플라이 네트워크(44), 데이터 네트워크(46) 및/또는 보조 전압 네트워크(48)를 포함할 수 있다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12h)는, 예를 들어 도 5의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12e)와 유사한 방식으로, 주로 인증 및 액세스 관리 목적으로 동작한다.
도 6에 따른 네트워크 시스템(10)이 외부 모니터링 시스템들로의 연결을 제공하는 통신 링크를 또한 포함할 수 있다는 것은 말할 것도 없다(이와 관련하여, 도 5 참조).
도 5 및 도 6에 개략적으로 도시된 모듈식으로 구성된 네트워크 시스템들(10)은 각각 실제로 서로 호환되지 않는 기능 그룹들의 연결을 허용한다. 이렇게 하여, 특히 재생 에너지의 발전 및 저장 분야 또는 전기 자동차 분야 및 일반적으로 네트워크-독립적으로 동작하는 소비자들을 가지는 애플리케이션에서 더 높은 유연성이 발생할 수 있다.
도 5에 따른 네트워크 시스템이, 예를 들어 에너지 소스(66)에 일시적으로만, 특히 에너지 스토어들(64)이 충전될 때에만 연결될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
뿐만 아니라, 네트워크 시스템들(10) 내에 연결된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 결합 모듈들(16) 각각이 그 결합 모듈을 통해 통과된 전기의 양을 기록하고 통신할 수 있는 경우에 유리하다. 예를 들어, 회계 및 변제가 이렇게 하여 구현될 수 있다.
위에서 이미 언급되었듯이, 서플라이 레벨(20) 및 데이터 레벨(20)의 공동 구현은 네트워크 시스템(10)에 대한 단점 또는 손상에 대한 염려 없이 매우 다양한 발전기들, 스토어들 및 소비자들이 서로 연결될 수 있게 한다. 데이터 레벨(22)에서의 통신은 연결된 기능 그룹들(18)의 특성이 결정될 수 있게 하고, 따라서, 유동 레이트, 총 전력, 용량 및 이와 유사한 것이 검출 및/또는 예측될 수 있게 한다. 이렇게 하여, 상이한 전력 등급들이 단지 하나의 구상(concept)에 의해 커버될 수 있다. 특히, 이러한 네트워크 시스템(10)은 미래의 전력 조절에 개방적이다.
도 5에 따른 네트워크 시스템(10)의 경우, 에너지 스토어들(64)의 충전은 예를 들어 에너지 소스(66) 및 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12d) 사이에 개재된 컨버터(컨버터 유닛(88) 참조)에 의해 수행될 수 있다. 충전 전류의 추가적인 분배는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)에 의해 네트워크-내부적으로 구현될 수 있다.
네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12d)가 기능 그룹(18d)에 능동적으로 결합되는 경우, 전기 툴(62)이 또한 네트워크 시스템(10)에 개재되는 "네트워크-연결" 방식으로 동작될 수 있다는 것은 또한 말할 것도 없다. 이러한 경우, 상이한 컨버터 유닛들(88)에 의해, (AC) 네트워크 전압은, 예를 들어 네트워크 시스템(10)을 위한 정격 전압으로 변환될 수 있고 이어서 전기 툴(62)을 위해 요구되는 정격 전압으로 변환될 수 있다. 뿐만 아니라, 에너지 스토어들(64)은 대응하는 컨버터 유닛들(88)을 위해 제공될 수 있는 특정한 전용 정격 전압을 가질 수 있다.
각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 내에서 제공되는 특정한 전압 제어에 의해, 전체 네트워크 시스템(10) 내의 전류 흐름을 제어하는 것이 가능하다. 이렇게 하여, 예를 들어 개별적인 에너지 스토어들(64)은 높거나 낮은 우선순위로 충전 및/또는 방전될 수 있다. 이것은 실제로 다양한 장점을 제공할 수 있다. 따라서, 예를 들어 네트워크 시스템(10)이 재충전 배터리 교환 스테이션으로서 동작하는 경우, 예를 들어 충전된 에너지 스토어들(64)은 외부 사용을 위해 공급될 수 있다. 이러한 애플리케이션에서, 선별된 우선순위화는 충전된 에너지 스토어들(64)만이 교환되는 것을 가능하게 할 수 있다.
위에서 이미 언급했던 것처럼, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 결합 모듈들(16)은 다양한 데이터를 검출하도록 설계될 수 있다. 이것은 예를 들어 표 1에 제시되는 다음의 가능한 물리적 값들로부터 선택된 것을 포함할 수 있다.
결합 모듈
(게이트웨이)
지속적 로딩 능력		 결합 모듈
(게이트웨이)
피크 제한		 조정가능한 설정점 제어 값 결합 모듈
(게이트웨이)
측정 값		 결합 모듈
(게이트웨이)
누적 값
Urated,GWn [V]
정격 전압
I-rated,GWn [A]
게이트웨이에 의해 네트워크로부터 인출되는 전류
I+rated,GWn [A]
게이트웨이로부터 네트워크로 입력되는 전류
Rrated,GWn [ohms]
내부 저항
Wmax,GWn [Wh]
주기 당 게이트웨이에 저장 가능한 에너지
∑Wmax,GWn [Wh]
서비스 수명 내내 게이트웨이에 저장 가능한 에너지
∑ncycl max,GWn
수명 동안의 주기의 개수		 I-peak,GWn [A]
T-peak,GWn [s]
드로우 동안의 최대 피크 전류 및 시간 표기
I+peak,GWn [A]
T+peak,GWn [s]
피드 동안의 최대 피크 전류 및 시간 표기
tmax,GWn [℃]
최대 온도
tmin,GWn [℃]
최소 온도		 Usetp,GWn [V]
설정점 전압
I-setp,GWn [A]
게이트웨이에 의해 네트워크로부터 인출되는 최대 전류
I+setp,GWn [A]
게이트웨이로부터 네트워크로 입력되는 최대 전류
Rsetp,GWn [ohms]
내부 저항
ΔU/Wsetp,GWn [V/100%]
충전 상태에 대한 전압 차		 Uact,GWn [V]
네트워크 노드의 현재 전압
Iact,GWn [A]
게이트웨이 및 네트워크 간의 현재 전류
(양->피드, 음->드로우)
tact,GWn [℃]
게이트웨이 온도
Wact,GWn [Wh]
게이트웨이에 현재 저장된 에너지
T-act,GWn [s]
게이트웨이의 방전까지 현재 런닝타임
T+act,GWn [s]
게이트웨이의 완전 충전까지 현재 런닝타임
Gact,GWn [%]
가중된 에너지에 대한 현재의 가중치
SOHact,GWn [%]
게이트웨이의 건강 상태		 ∑W-act,GWn [Wh]
메시로부터 게이트웨이에 의해 인출되는 에너지의 누적 수치
∑W-act weight,GWn [Wh]
가중된 게이트웨이에 의해 인출되는 에너지의 누적 수치
∑W+act,GWn [Wh]
게이트웨이로부터 메시로 입력되는 에너지의 누적 수치
∑W+act weight,GWn [Wh]
가중된 게이트웨이에 의해 입력되는 에너지의 누적 수치
∑T+act,GWn [h]
충전 게이트웨이의 동작 시간 수치
∑T-act,GWn [h]
방전 게이트웨이의 동작 시간 수치
ncycl act,GWn
주기의 개수
표 1에서, "게이트웨이"라는 용어는 예를 들어 결합 모듈(16)을 나타낸다. 특히, "네트워크" 또는 "메시"와 같은 용어는, 서플라이 네트워크(44)에 관한 것이다. "네트워크 노드"라는 용어는 접속 유닛(14)과 동일시될 수 있다.
표 1 내에 보여지는 설정점 값들은, 예를 들어 부하 제어를 위한 목표 변수들로서 이용될 수 있으며, 여기서 예를 들어 허용되는 대역폭은 특정될 수 있다.
아래의 표 2는 네트워크 시스템(10), 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12), 개별적인 접속 유닛들(14) 및/또는 결합 모듈들(16)의 구성, 동작, 모니터링 및 제어에서 이용될 수 있는 예시적인 물리적 값들을 나타낸다.
네트워크 시스템
(메시) 접속		 플러그 커넥터 로딩 능력 인접한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트
(이웃 노드)
설정점 제어 값		 실제 측정 값 누적 값 제한
nK,Kn
접속점 K1, K2...Kn 에서의 모든 이어지는 노드들의 수
nKAR,Kn
접속점 K1, K2...Kn 에서의 제어 가능한 능동 노드들의 수
nKP,Kn
접속점 K1, K2...Kn 에서의 수동 또는 비활성 노드들의 수
nKA,Kn
접속점 K1, K2...Kn 에서의 능동 노드들의 수


 Irated,Kn [A]
플러그 커넥터 K1, K2...Kn 에서의 최대 전류 전송
Ipeak,Kn [A]
Tpeak,Kn [s]
플러그 커넥터 K1, K2...Kn 에서의 최대 피크 전류 전송
tmax,Kn [℃]
플러그 커넥터 K1, K2...Kn 에서의 최대 온도		 ΔUsetp,Kn [A]
K1, K2...Kn 에서의 이웃 노드의 설정점 전압의 퍼센티지 증감
ΔI-setp,Kn [%]
이웃 노드로부터 노드에 의해 인출되는 최대 전류의 퍼센티지 감소
ΔI+setp,Kn [%]
이웃 노드로부터 노드에 의해 입력되는 최대 전류의 퍼센티지 감소
ΔRsetp,Kn [%]
이웃 노드의 내부 저항의 퍼센티지 감소		 Uact,Kn [V]
접속점의 현재 전압
Iact,Kn [A]
K1, K2...Kn 에서의 현재 전류
(양->이웃하는 접속점으로의 전류 흐름, 음->본 노드로의 전류 흐름)
Wact,Kn [Wh]
접속점에 현재 저장된 에너지
T-act,Kn [s]
접속점 K1, K2...Kn 에서의 방전을 위한 현재 잔여 시간
T+act,Kn [s]
접속점 K1, K2...Kn 에서의 충전을 위한 현재 잔여 시간
tact,Kn [℃]
플러그 커넥터 K1, K2...Kn 의 온도		 ∑Irated,Kn [A]
K1, K2...Kn 에서 접속점으로부터 인출 가능한 전류의 합
∑I+rated,Kn [A]
K1, K2...Kn 에서 접속점으로 입력 가능한 전류의 합
∑I-peak,Kn [A]
∑T-peak,Kn [S]
K1, K2...Kn 에서 접속점으로부터 인출 가능한 피크 전류의 합
∑I+peak,Kn [A]
∑T+peak,Kn [s]
K1, K2...Kn 에서 접속점으로 입력 가능한 피크 전류의 합
∑Wmax,Kn [Wh]
접속점 K1, K2...Kn 에서 저장 가능한 에너지의 합
표 2에서, 노드는 예를 들어 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)로 간주될 수 있다. 다른 관례들은 표 1에 관하여 이미 언급한 관례들에 대응할 수 있다. 예를 들어 상대적 설정점 값 변화는, 인접한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 사이의 개별적인 접속 유닛들(14)에서 절대적 값 대신에 전송될 수 있다. 이러한 표현(representation)은 요구되는 데이터 흐름을 최소화하는 데 기여할 수 있다.
모든 요구되는 값들의 검출 및 모니터링 동안, 커버되는 전류 경로를 따라, 예를 들어 부분적 값들이 필요에 따라 검출되고 누적되고 질의될 수 있다. 이렇게 하여, 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)의 경우에도 전체 네트워크 시스템(10)의 충분한 정보가 존재할 수 있다.
표 1 및 2에 기술된 값들의 예시적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)로의 할당은 도 7의 개략적 도시로부터 추측될 수 있다.
도 8은 에너지 스토어(64)를 가지는 기능 그룹(18)이 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 실시예를 나타낸다. 기능 그룹(18)은 결합 유닛(74) 및 기능 레벨(76)을 더 가진다. 기능 레벨(76)은 컨버터 유닛(88) 및 보조 컨버터(90)을 포함한다. 보조 컨버터(90)은 보조 전압 레벨(24)을 위한 낮은 전압을 제공하도록 설계될 수 있다.
이와 달리, 컨버터 유닛(88)은 에너지 스토어(64)로부터 제공된 전압을 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 서플라이 레벨(20)의 정격 전압으로 변환하도록 설계된다. 이러한 목적으로, 예를 들어 전류 컨트롤러(I 컨트롤러) 및/또는 전압 컨트롤러(U 컨트롤러)가 컨버터(88)의 경우에 제공될 수 있다.
기능 레벨(76)은 동작 특성 데이터, 예를 들어 전류(I), 전압(U), 송신 전력(W), 온도(T 또는 t) 또는 이와 유사한 것을 감지하도록 설계된 센서 유닛(92)을 또한 가질 수 있다. 센서 유닛(92)은 테이터 레벨(22)을 통해 예를 들어 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)와, 특히 그 제어 장치(32)(도 8에는 도시되지 않음)와 통신할 수 있다.
데이터 레벨(22)에서 통신되는 데이터는 동작 데이터 블록(94)에 예시적으로 기술된 변수들을 포함할 수 있다. 이렇나 변수들은 컨버터 유닛(88) 및/또는 보조 컨버터(90)에 입력될 수 있다. 이렇게 하여, 컨버터 유닛(88)은 특히 선별된 부하 제어를 위해 구동될 수 있다.
컨버터 유닛(88)의 전류 컨트롤러는, 예를 들어 양전류 제한 및 음전류 제한을 준수하도록 설계될 수 있다. 전압 컨트롤러는 원하는 정격 전압을 설정하도록 설계될 수 있다. 이에 더하여, 제어 가능한 내부 저항(R)이 전압 레벨에 추가적으로 영향을 주기 위해 제공될 수 있다. 뿐만 아니라, 전압 차 및 현재 충전 상태 간의 비율(ΔU/W)에 기초한 제어 변수가 전압 컨트롤러의 경우에 제공될 수 있다. 이러한 값은 약 2V/100% 일 수 있다. 이것은, 예를 들어 48V의 예시적 정격 전압이 주어질 때, 전압이 0% 충전에서 47V, 100% 충전에서 49V라는 것을 의미한다. 이렇게 하여, 네트워크 시스템 내의 모든 에너지 스토어들(배터리들)은, 동일한 정격 전압에 대하여 설정점 충전 값 및/또는 설정점 방전 값에 공동으로 도달할 수 있다.
센서 유닛(92)에 의해 결정된 값들은 예를 들어 연결된 에너지 스토어(64)의 잔류 용량을 결정하거나 소비 값들, 예를 들어 전류 소비량 또는 이와 유사한 것을 검출하는데 또한 이용될 수 있다.
도 9는 네트워크 시스템(10)의 두 개의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b)의 매우 단순화된 도면이다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)는 기능 그룹(18a)에 결합된다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12b)는 기능 그룹(18b)에 결합된다. 기능 그룹들(18a, 18b)은 특히 에너지 스토어들일 수 있다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)에 입력되는 피드 값들은, 예를 들어 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12b)에 입력되는 피드 값들 및 이전의 가능한 피드들과 함께 진행 중에 누적된다. 즉, 하나의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)를 제외한 이웃을 무시하는 경우에도, 예를 들어 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 각각은 그 인접한 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 값들을 수용함으로써 네트워크 시스템(10)의 전체 기능을 감지하는 데 기여할 수 있다. 더욱이, 이러한 네트워크 구조의 경우, 전류 및 전압을 결정하기 위해 키르히호프 법칙을 적용하는 것이 가능하다.
따라서, 서로 직접 결합된 두 개의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들 (12)의 이웃 관계 상의 필수적 데이터가 추가의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)로 전송되어야 할 필요가 없다. 이렇게 하여, 전송되는 총 데이터의 양이 상당히 제한될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전체 네트워크 시스템(10)의 제어 및 통제, 특히 부하 제어를 위한 충분한 정보 기반은 제공될 수 있다.
제어 변수 전달을 위한 지연은 간단하게 이해될 수 있으며, 이를 그에 상응하게 고려 및/또는 보상하기 위하여 제어 알고리즘들이 제공될 수 있다.
도 10a는 전압(Uact) 및 충전 상태(SOC) 간의 관계 상의 제어 변수 ΔU/W 의 영향을 나타내는 예시적인 시스템의 단순화된 다이어그램을 보여준다. 여기서, 전압 축은 98로 표기되고 충전 상태 축은 100으로 표기된다. 도 10a에서, 비율 ΔU/W 은 단계적으로 변한다.
유사한 방식으로, 도 10b는 주어진 저항(내부 저항)(Rsetp)에 따른 전압(Uact) 및 전류(Iact) 간의 관계를 나타낸다. 여기서, 전압 축은 역시 98로 표기되고, 전류 축은 102로 표기된다. 도 10a 및 도 10b는 전압 제어에 따른 가능한 영향들을 나타낸다.
네트워크 시스템(10)의 다양한 조정 프로세스들이 도 11a, 11b 및 11c를 참조하여 설명될 수 있다. 도 11a에 따른 네트워크 시스템(10)은, 예를 들어 기능 그룹들(18a, 18b)에 각각 연결된 두 개의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12a, 12b)을 포함한다. 기능 그룹들(18a, 18b)은 각각 에너지 스토어(64)를 가진다. 첫 번째 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)에 할당된 에너지 스토어는 초기 상태에서 완전히 충전되어 있다(SOC = 100%). 두 번째 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12b)에 할당된 에너지 스토어(64b)는 초기 상태에서 완전히 방전되어 있다(SOC = 0%).
도 11b는 도 11a에 따른 충전 상태들 간의 균등화 프로세스의 시간 순서를 나타낸다. 여기서, 전류 축(I)는 102로 표기된다. 시간 축은 104로 표기된다. 106으로 표기된 축은 에너지 스토어(64)의 충전 상태(SOC)를 의미한다. 도 11b에는 (양과 음의) 전류 제한(±2A)이 제공된다는 것이 분명히 드러난다(또한, 도 11a의 동작 데이터 블록 94a, 94b 참조). 따라서, 두 개의 에너지 스토어들(64) 간의 균등화 상태를 향한 충전 전류 또는 방전 전류의 감소는 특정한 시간이 지난 후에 나타난다.
도 11c에서, 도 11b과 유사하게 도 11a에 따른 동일한 초기 상태로부터 진행하지만, 여기서는 충전 역전이 일어난다. 즉, 원래 완전히 충전되어 있던 에너지 스토어(64)는 완전히 방전되고, 그 역도 같다. 도 11a의 동작 데이터 블록(64a, 64b)로부터 진행하여, 충전 역전을 초기화하기 위해 설정점 조건들이 조정될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 설정점 전압들이 조정될 수 있다. 도 11b에 도시된 균등화 프로세스가 균일한 전압 조건(여기서는 예를 들어 에너지 스토어들(64) 둘 다에 대하여 Usetp = 48V)에 의해 시작될 수 있다. 도 11c에 따른 충전 역전은, 균등화를 위한 노력 없이, 하나의 에너지 스토어(64)(ID1)를 선별된 방식으로 방전하고 하나의 에너지 스토어(64)(ID2)를 선별된 방식으로 충전하는 상이한 전압 조건들(여기서는 ID1 Usetp = 50V, ID2 Usetp = 46V)에 의해 시작될 수 있다. 전류 제한(±2A)은 다시 한번 나타날 수 있다.
도 12a 및 12c는 예컨대 도 11a에 따른 두 개의 에너지 스토어들(64)에서의 전류 분배가 어떻게 주어진 로딩을 발생시킬 수 있는지(도 12a 참조)에 관하여 시간 순서에 따라 서로 대응하는 다이어그램을 나타낸다. 관련된 동작 파라미터들은 도 12b의 동작 데이터 블록들(94a, 94b)로부터 추측될 수 있다. 도 12c에서 상이한 프로필의 발생은 두 개의 에너지 스토어들(64)에 대하여 상이한 설정점 내부 저항 값들(Rsetp)(하나는 0.2Ω, 하나는 0.4Ω)이 미리 정의된다는 사실에서 나타날 수 있다.
도 12c의 분명한 결과는 더 낮은 내부 저항(Rsetp)을 가지는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12a)에 할당된 에너지 스토어(64)가 동작 데이터 블록들(94a, 94b) 간의 내부 저항(Rsetp) 관계와 관련하여 상반되는 관계의 로딩(방전 및 충전) 동안 전류를 계속해서 출력한다는 것이다.
이것은 상이한 에너지 스토어들(64)의 특성 특징들이 내부 저항(Rsetp) 변화에 의해 영향을 받을 수 있다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 고령(advanced aging)의 에너지 스토어(64)의 경우, 더 높은 내부 저항을 선택함으로써 더 작은 전류 흐름이 유발될 수 있다.
추가적인 실시예에 따라, 상이한 액세스 권한, 특히 역할-기반 액세스 권한이 개별적인 또는 전체의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12) 또는 네트워크 시스템(10)에 할당될 수 있다. 이러한 액세스 권한은 예를 들어 서플라이 레벨(20), 데이터 레벨(22) 및/또는 보조 전압 레벨(24)에 관한 것일 수 있다. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 관점에서, 예를 들어 다음과 같은 역할들이 발생할 수 있다: 인접한 네트워크 컴포넌트, 게스트, 제조자, 서비스, 소유주, 사용자, 네트워크 오퍼레이터 및 사용자 그룹. 추가적인 역할들이 고안될 수 있다.
특정한 액세스 권한이 상기 역할들에게, 예를 들어 다음과 같은 영역들에서 허용될 수 있다: 데이터 전송, 결합 모듈 데이터(게이트웨이 데이터), 서플라이 레벨, 서플라이 네트워크, 결합 모듈들을 통한 서플라이 레벨 액세스, 액세스 권한(으로의 액세스), 소프트웨어 업데이트, 네트워크 값들 및 보조 전압.
액세스 권한은, 예를 들어 간접적 액세스 및/또는 암호-기반 또는 로그인-기반 액세스를 포함할 수 있다. 더욱이, 액세스 권한은, 예를 들어 역할 소유자가 판독 및/또는 기록을 수행하도록 허락되는지 여부, 예를 들어 충전 및/또는 방전이 허용되는지 여부, 또한 예를 들어 액세스 권한이 확장될 수 있는 인접한 노드들의 개수를 결정하는 데 이용될 수 있다. 이렇게 하여, 액세스 권한은 도표 형태로 관리될 수 있다.
예를 들어, 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 경우, 특정한 액세스 테이블들, 예를 들어 활용의 상이한 유형에 대한 액세스 테이블이 저장될 수 있다. 이것은 예를 들어 판매, 임차, 임대, 공적 또는 사적 공급 및 이와 유사한 것에 관련될 수 있고, 네트워크 시스템(12) 및/또는 기능 그룹들(18)에 관한 것일 수 있다.
모니터링 시스템, 예컨대 인터넷-기반 모니터링 시스템(또한, 도 5 참조)은 역할-기반 액세스 권한을 포함한, 역할-의존 데이터의 생성 및 그 공급을 가능하게 할 수 있다. 이것은 예를 들어 개별적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)이 네트워크-기반 애플리케이션에 의해 위치를 알 수 있을 정도까지 이루어진다. 이러한 모니터링 목적의 온라인 액세스는 사용자 및/또는 소유주로 하여금 용량, 소비, 전력 및/또는 발생된 비용 및/또는 예상되는 비용에 대한 개관(overview)을 얻을 수 있게 한다.
이렇게 하여, 예를 들어 원격 모니터링에 의해, 손상된 기능 그룹 및/또는 결함이 있는 기능 그룹, 특히 불완전한 에너지 스토어들(64)을 검출하는 것이 가능하다.
적절한 스케일링을 통해, 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트들(12)에 의해 에너지 스토어들(64)을 가지는 기능 그룹들(18)에 연결된 네트워크 시스템(10)은, 예를 들어 전기 툴, 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전기 차량들의 일반적 구동을 위하여, 및/또는 재생 에너지 생산을 위한 시설, 특히 태양광 시설 및 풍력 시설을 위한 피크 전류(peak current) 스토어 또는 버퍼 스토어로서 이용될 수 있다. 따라서, 에너지는 효율적으로 그리고 에너지에 순응하는 방식 및/또는 가용성(availability)에 의하여 제어되는 방식으로 제공될 수 있다.
서플라이 레벨(20)과 함께 제공되는 데이터 레벨(22)에 의해 가능해진 통신은, 종래의 네트워크들에 비해 예견할 수 없는 로드 변동이 엄청나게 적을 것으로 예상되기 때문에, 네트워크를 전반적으로 더 적은 "안전 예방"으로 동작시킬 수 있도록 한다.
시스템-내재 데이터 교환은 네트워크들이 더 효율적으로 동작할 수 있도록 하고, 전기 에너지의 공급 및 요구를 사실상 동일하고 정확한 매치를 지향하여 동작할 수 있도록 한다.
열린 접근법으로 인해 시스템 내에서 다수의 (전기) 에너지 스토어들이 조합될 수 있고 소비자들 및/또는 발전기들을 이용 가능하도록 할 수 있다. 전매 해결책들의 단점이 이렇게 해서 방지될 수 있다.
열린 자가-구성 구조는 네트워크 시스템(10)이 유연하게 그리고 애플리케이션에 순응하는 방식으로 구성될 수 있게 한다. 특히, 변경 및 확장이 사실상 추가적인 설정 비용 없이 수행될 수 있다.
분산된 시스템 개념은, 상당한 단점들에 의해 영향을 받는 대형 중앙 서플라이 시스템들을, 애플리케이션에 훨씬 더 적합하게 구성된 다수의 소형 유닛들이 서로 결합된 분산 시스템들에 의해 대체될 수 있도록 한다. 특히 에너지 스토어들에 손상이 있는 경우, 분산된 시스템에 의해 간접 손해는 감소되거나 완전히 방지될 수 있다.

Claims (30)

  1. 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 있어서,
    추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)로의 연결을 위한 적어도 하나의 접속 유닛(14); 및
    기능 그룹(18)을 결합하는 적어도 하나의 결합 모듈(16)을 포함하고,
    상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 적어도 서플라이 레벨(20)에서 결합된 기능 그룹(18)과 통신하도록 설계되고,
    복수의 기능 그룹(18)들을 연결하는 자가-구성(self-configured) 네트워크 시스템(10)이 복수의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 네트워크로 생성될 수 있도록, 상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는 적어도 상기 서플라이 레벨(20) 및/또는 데이터 레벨(22)에서 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)와 통신하도록 설계되고,
    보조 에너지 레벨(24) - 상기 보조 에너지 레벨(24)은 보조 전압 레벨을 포함함 - 에서, 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및/또는 상기 결합된 기능 그룹(18)과 통신하도록 설계되는,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서플라이 레벨(20)에서의 부하(load) 제어를 위하여, 동작 파라미터들을 제어하는 제어 장치(32)를 더 포함하는,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치(32)는 또한, 상기 서플라이 레벨(20) 및/또는 상기 데이터 레벨(22)에서, 상기 결합된 기능 그룹(18)의 특성 데이터(characteristic data)를 검출하도록 설계되는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  4. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(32)는 상기 제어 동안에 적어도 하나의 추가적으로 접속된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 동작 파라미터들을 고려하도록(take account of) 설계되는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치(32)는 검출된 동작 파라미터들을 상기 데이터 레벨(22)에서 적어도 하나의 추가적으로 접속된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)로 통신하도록 설계되는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  6. 제2항에 있어서,
    온도 센서 및/또는 가속도 센서를 포함하는, 적어도 하나의 센서 엘리먼트(42)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서 엘리먼트(42)는 상기 제어 장치(32)에 의해 처리될(be addressed) 수 있는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치(32)에 결합된, 사용자에 대한 인증(authentication) 유닛(80)을 포함하는,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치(32)는 사용자에 대한 규칙-기반 액세스 권한(rule-based access rights)을 제공하는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치(32)는 상기 결합된 기능 그룹(18)을 위한 부하 제한(load limiting) 및/또는 부하 절단(load disconnection)을 수행하도록 설계되는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가적인 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및/또는 상기 결합된 기능 그룹(18)과의 상기 데이터 레벨(22)에서의 통신은 전자기파에 의해 또는 RFID 기술에 의해 무선 데이터 송신으로 수행되는 것인,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  12. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및 각 결합 모듈(16) 및/또는 각 접속 유닛(14)으로 하여금 명료하게(unambiguously) 식별되도록 하는 식별 유닛(52)을 더 포함하는,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12).
  13. 서플라이 레벨(20)에서 네트워크 매체(medium)를 운송(transport)하도록 설계된, 서플라이 용도의 분산 네트워크 시스템(10)에 있어서,
    복수의 결합된, 제1항에 따른 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)들을 포함하고,
    보조 에너지 네트워크(48) - 상기 보조 에너지 네트워크(48)는 보조 전압 네트워크를 포함함 - 를 더 포함하는,
    네트워크 시스템(10).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 네트워크 매체는 전기 에너지이고, 상기 서플라이 레벨(20)은 DC 전압 네트워크로서 설계되는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  15. 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)들은, 소비자, 공급자 및/또는 스토어로서 설계된 적어도 하나의 기능 그룹(18)에 각각 결합될 수 있는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  16. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)는, 동작 파라미터들 및 서비스 데이터의 관측(observation) 및 검출을 허용하는 외부 모니터링 시스템(70)에 적어도 일시적으로 결합될 수 있는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  17. 제13항에 있어서,
    상기 결합된 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)들을 연결하는 배선 시스템(line system)을 더 포함하는,
    네트워크 시스템(10).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 배선 시스템은 상기 네트워크 매체를 위한 서플라이 네트워크(44) 및 통신 데이터를 위한 데이터 네트워크(46)를 더 포함하는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  19. 삭제
  20. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 컨버터 유닛(88) - 상기 적어도 하나의 컨버터 유닛(88)은 전압 컨버터를 포함함 - 이 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12) 및 결합된 기능 그룹(18) 사이에 더 제공되는,
    네트워크 시스템(10).
  21. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 결합된 기능 그룹(18)은, 상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)들 중 하나의 제어 장치(32)에 입력(feed)될 특성 데이터(78)의 판독 가능한 표현을 제공하는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  22. 제13항에 있어서,
    상기 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)들은 상기 분산 네트워크 시스템(10) 전체를 위한 통합된(integrated) 부하 제어를 제공하는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  23. 제13항에 있어서,
    각 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)의 각 접속 유닛(4) 및 각 결합 모듈(16)은 명료하게 식별될 수 있는 것인,
    네트워크 시스템(10).
  24. 제13항에 있어서,
    상이한 서플라이 배선들에 의해, 전기 에너지를 위한 배선들 및 열 에너지를 위한 배선들의 조합에 의해 구현된 복수의 서플라이 레벨(20)들이 제공되는,
    네트워크 시스템(10).
  25. 제13항에 있어서,
    네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트(12)에 결합되고 재충전 에너지 스토어(64)들로서 설계된 복수의 기능 그룹(18)들이 제공되고, 상기 네트워크 시스템(10)은 스토어 관리를 제공하는,
    네트워크 시스템(10).
  26. 적어도 부분적으로 전기 구동(electric drive)으로 차량을 구동하기 위한, 제13항에 따르는 네트워크 시스템(10)을 이용하는 방법.
  27. 재생 에너지를 위한 서플라이 시스템으로서의, 제13항에 따르는 네트워크 시스템(10)을 이용하는 방법.
  28. 네트워크-독립 전기 툴을 작동시키는, 제13항에 따르는 네트워크 시스템(10)을 이용하는 방법.
  29. 외부 네트워크를 위한 버퍼 스토어로서의, 제13항에 따르는 네트워크 시스템(10)을 이용하는 방법.
  30. 에너지 스토어들(64)을 교환하는 교환 스테이션(change station)으로서의, 제13항에 따르는 네트워크 시스템(10)을 이용하는 방법.
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