DE202017007300U1 - Elektrische Energieverwaltung - Google Patents

Abstract

System, umfassend:einen Empfänger, wobei der Empfänger (i) von einer ersten Einheit eine erste Bedarfsanforderung für eine erste Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Zeitdauer und (ii) von einer zweiten Einheit eine zweite Bedarfsanforderung für eine zweite Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Zeitdauer empfängt, wobei sich die zweite Startzeit von der ersten Startzeit unterscheidet und die zweite Zeitperiode mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode überlappt; undeinen Prozessor, wobei der Prozessor (i) ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage erzeugt, wobei das erste Preisangebot auf einer verfügbaren Stromerzeugungskapazität von Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert, und (ii) ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage erzeugt, wobei das zweite Preisangebot auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert;einen Sender, wobei der Sender (i) an die erste Einheit das erste Preisangebot und (ii) an die zweite Einheit das zweite Preisangebot sendet;wobei der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots so eingestellt sind, daß die Nachfrage nach der Leistung in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach der Leistung in einem zweiten Modus gefördert wird, um die effizienten Betriebsniveaus der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.

Description

• VERWANDTE ANWENDUNGEN
• Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 21. August 2016 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/377,648 mit dem Titel „Electrical Power Management“, die hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke aufgenommen wird.
• HINTERGRUND
• Die Stromverteiler sehen sich mit einem zeitlich schwankenden Angebot an Sonnen- und Windenergie und einer zeitlich schwankenden Nachfrage der Kunden nach Strom konfrontiert. Die Nachfrage nach Elektrizität für den Privatkundenmarkt zum Beispiel steigt zum Teil aufgrund der Verbreitung einer Vielzahl von Haushaltsgeräten, die neben traditionelleren Haushaltsgeräten wie Klimaanlagen, Warmwasserbereitern, Öfen usw. auch Kommunikation, Internetverbindungen, Multimedia- und Unterhaltungsaktivitäten oder ähnliches ermöglichen. Haushaltsgeräte für jeden Haushalt üben erheblichen Druck auf das Stromnetz der lokalen, regionalen oder nationalen Stromversorger aus.
• Ein wichtiges Thema für einen Stromversorger ist die Bereitstellung von Strom zu Spitzenzeiten der Stromnachfrage. Diese Spitzen können zwar von relativ kurzer Dauer sein, aber das Stromnetz, über das der Stromanbieter den Strom liefert, ist so dimensioniert, dass es diese Spitzen unterstützt. Außerhalb der Spitzenzeiten ist die Stromnachfrage geringer, aber die Infrastruktur zur Unterstützung von Stromnachfragespitzen ist immer noch vorhanden. Die Stromversorger versuchen in der Regel, das voraussichtliche Ausmaß der Nachfrage zu prognostizieren, insbesondere den Zeitpunkt, die Dauer und die Höhe der Nachfragespitzen.
• Spitzen der Elektrizitätsnachfrage können innerhalb eines Tages zur gleichen Zeit auftreten oder auch nicht. Stromanbieter senken in der Regel ihren Preis außerhalb der Spitzennachfragezeit und erhöhen ihren Strompreis während der Spitzennachfragezeit, womit sie einfach auf Angebots- und Nachfrageschwankungen reagieren. Diese Praktiken können für den Kunden unangenehm sein, da der Endverbraucher unter Umständen sein Stromverbrauchsverhalten als Reaktion auf den Preis anpassen muss, um seine Stromrechnung zu kontrollieren. Der Stromversorger schafft jedoch durch diese Preisanreize eine gewisse Kontrolle über die prognostizierte Nachfrage.
• Ein weiteres wichtiges Thema für einen Stromversorger ist das Management einer Vielzahl von Stromerzeugungsquellen in Spitzen- und Schwachlastzeiten. Der Stromversorger verfügt in der Regel über mehrere Stromerzeugungsquellen, von denen jede eine andere Stromerzeugungskapazität haben kann (typischerweise gemessen in Kilowatt oder Megawatt) und manchmal eine Vielzahl verschiedener Arten von Stromerzeugungsbrennstoffen (z.B. Kohle, Erdgas, Wind, Sonne usw.) verwendet. Der Stromversorger hat zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur eine minimale Anzahl der Stromerzeugungsquellen aktiviert (d.h. eingeschaltet oder online gebracht), die zur Deckung des aktuellen Strombedarfs benötigt wird, so dass die meisten Stromerzeugungsquellen an oder nahe ihrer maximalen Stromerzeugungskapazität betrieben werden können. Wenn dann die Stromnachfrage steigt oder sinkt, aktiviert bzw. deaktiviert der Stromversorger normalerweise je nach Bedarf eine andere Stromerzeugungsquelle. Da bei dieser Technik die meisten Stromerzeugungsquellen am effizientesten bei oder nahe ihrer maximalen Stromerzeugungskapazität betrieben werden, kann der Stromversorger unter Umständen alle bis auf eine der aktivierten Stromerzeugungsquellen bei maximaler Stromerzeugungskapazität betreiben, so dass die Effizienz dieser Stromerzeugungsquellen maximiert wird. Die eine andere aktivierte Stromerzeugungsquelle hingegen arbeitet nicht notwendigerweise mit maximaler Kapazität oder Effizienz, da sie lediglich Strom auf dem Niveau produziert, das zur Deckung des aktuellen Strombedarfs erforderlich ist. Auf diese Weise erreicht der Stromversorger die höchste Betriebseffizienz (und die niedrigsten Kosten) für seinen gesamten Stromerzeugungsbetrieb, mit Ausnahme der Stromerzeugungsquelle, die nicht mit maximaler Kapazität arbeitet.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Hierin wird ein Verfahren offengelegt, das ein Stromversorgungssystem einschließt, das eine erste Anforderung einer ersten Strommenge für einen ersten Zeitraum mit einer ersten Startzeit und einer ersten Dauer von einer ersten Einheit erhält. Das Stromversorgungssystem erzeugt ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage. Das erste Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das Stromversorgungssystem überträgt das erste Preisangebot an die erste Einheit. Das Stromversorgungssystem empfängt eine zweite Nachfrageanfrage nach einer zweiten Strommenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Dauer, wobei die zweite Startzeit sich von der ersten Startzeit unterscheidet und die zweite Zeitperiode mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode von einer zweiten Einheit überlappt. Das Stromversorgungssystem generiert ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das Stromversorgungssystem überträgt das zweite Preisangebot an die zweite Einheit. Der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots werden so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
• Figurenliste
• 1 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Umgebung für eine Methode zur Verwaltung von Bedarfsanforderungen für Blöcke elektrischer Energie in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines elektrischen Energiesystems in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 3A-3D zeigen vereinfachte Beispiele von Geräten/Einheiten in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 4 ist ein Flussdiagramm für eine Methode zur Anforderung von Blöcken elektrischer Energie in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 5 ist ein vereinfachtes Balkendiagramm, das die zeitliche Überlappung zwischen einer ersten Anfrage und einer zweiten Anfrage darstellt;
• 6A ist ein vereinfachtes Schema des Gesamtstromverbrauchs im Vergleich zu einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 6B ist ein vereinfachtes Schema des Gesamtstromverbrauchs im Vergleich zum prognostizierten Stromverbrauchsniveau in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 7, 8A und 8B sind vereinfachte Schaltpläne, die die Kapazität der Stromerzeugungsquelle für die Bedarfsanforderung in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen detailliert darstellen;
• 9 ist eine Methode zur Anforderung von Blöcken elektrischer Energie zwischen einer Nachfrage- und einer Angebotsseite in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen;
• 10 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das ein Beispiel-Client-Computergerät in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen zeigt; und
• 11 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das einen Beispielserver in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen zeigt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsformen der offenbarten Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Zeichnungen abgebildet sind. Jedes Beispiel dient der Erläuterung der gegenwärtigen Technologie, nicht als Einschränkung der gegenwärtigen Technologie. Tatsächlich wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass Änderungen und Variationen in der gegenwärtigen Technologie vorgenommen werden können, ohne von deren Anwendungsbereich abzuweichen. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform dargestellt oder beschrieben sind, mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine noch weitere Ausführungsform zu erhalten. Es ist daher beabsichtigt, dass der vorliegende Gegenstand alle derartigen Modifikationen und Variationen innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente abdeckt.
• Die vorliegende Anwendung verwaltet Stromerzeugung, -verteilung und -verbrauch über eine Anfragemethode. Beispielsweise fordert eine Nachfrageseite Strom auf der Grundlage des erwarteten Bedarfs in Form von Blöcken von einem Stromversorger oder der Angebotsseite an. Die Angebotsseite gibt dann ein Preisangebot für den angeforderten Stromblock ab. Das Preisangebot wird so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren. In einigen Ausführungsformen kann dies bedeuten, die verfügbaren Stromerzeugungsquellen idealerweise und absichtlich mit voller Kapazität zu betreiben und gleichzeitig ein niedrigeres Preisangebot zu unterbreiten. Auf diese Weise sparen die Kunden Geld, während die Nutzung von Stromerzeugungsquellen oder Energieressourcen maximiert und die Effizienz der Stromerzeugung erhöht wird. Dies ist in der Branche kontraintuitiv, da in der Regel allen Kunden auf der Grundlage von Angebot und Nachfrage derselbe Preis mitgeteilt wird. Darüber hinaus wird in einem konventionellen System während einer Nachfragespitze, wenn weniger Ressourcen zur Verfügung stehen, jedem Kunden ein höheres, einheitliches Preisangebot unterbreitet. Daher erhalten alle Kunden den gleichen Preis.
• Der Einsatz dieser Methode maximiert das effiziente Betriebsniveau der Energieerzeugungsquellen, indem die Energiereserve und der Grad der Beschränkung der Energieerzeugungsquellen reduziert oder kontrolliert wird. Die Methode ermöglicht es beispielsweise, erneuerbare Energiequellen wie Sonnen- oder Windkraft zu nutzen oder auszunutzen, wenn sie verfügbar sind. Dies ermöglicht die Kontrolle über die Gesamtnachfrage, indem die Kundennachfrage durch das Preisangebot gefördert wird, wenn erneuerbare Energiequellen verfügbar sind.
• Ein Verfahren zum Anfordern von Blöcken elektrischer Leistung wird hierin offengelegt, einschließlich eines Stromversorgungssystems, das eine erste Anforderung einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Dauer von einer ersten Einheit erhält. Das Stromversorgungssystem erzeugt ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanforderung. Das erste Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das Stromversorgungssystem überträgt das erste Preisangebot an die erste Einheit. Das Stromversorgungssystem empfängt eine zweite Nachfrageanfrage nach einer zweiten Strommenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Dauer, wobei die zweite Startzeit sich von der ersten Startzeit unterscheidet und die zweite Zeitperiode mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode von einer zweiten Einheit überlappt. Das Stromversorgungssystem generiert ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das Stromversorgungssystem überträgt das zweite Preisangebot an die zweite Einheit. Der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots werden so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
• In einigen Ausführungsformen kann die erste Einheit oder die zweite Einheit ein Gerät enthalten oder in ein solches integriert sein. In einigen Ausführungsformen kann die erste Einheit oder die zweite Einheit eine Steuerung für das Gerät enthalten, die mit dem Gerät gekoppelt oder entfernt vom Gerät angeordnet ist. Das Steuergerät und das Gerät können sich in der gleichen Einrichtung befinden. In einigen Ausführungsformen kann die erste Einheit oder die zweite Einheit einen Stromzähler enthalten, der für die Kommunikation mit einem oder mehreren Geräten konfiguriert ist. Das eine oder die mehreren Geräte können sich in der gleichen Einrichtung befinden. In einigen Ausführungen kann die erste Einheit oder die zweite Einheit eine Hauptsteuerung enthalten, die für die Kommunikation mit einem oder mehreren Geräten konfiguriert ist. Das eine oder die mehreren Geräte können sich in einer Vielzahl von Einrichtungen befinden.
• Zu den Umweltfaktoren können Außenlufttemperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Sonnenenergie, Windenergie, diffuse und direkte Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit gehören. Das erste Preisangebot und das zweite Preisangebot können für einen begrenzten Zeitraum verfügbar sein.
• In einigen Ausführungsformen basieren die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung weiterhin auf einer Energiereserve. Die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erzeugt, um die Energiereserve mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen basieren die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung ferner auf einer Beschränkung der durch Sonnenenergie und Windenergie erzeugten Energie. Die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um den Grad der Beschränkung der durch Sonnenenergie und Windenergie erzeugten Energie aus mindestens einer Energieerzeugungsquelle zu reduzieren.
• In einigen Ausführungsformen tragen die erste Leistungsmenge und die zweite Leistungsmenge zu einer Gesamtleistungsaufnahme bei, die geringer ist als die prognostizierte Leistungsaufnahme. Das Verfahren zum Anfordern von Blöcken elektrischer Leistung umfasst ferner die Aktivierung einer Stromerzeugungsquelle, wenn die erste Leistungsmenge und die zweite Leistungsmenge zu einem Gesamtleistungsverbrauch beitragen, der größer ist als das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs. [026] Das Verfahren zum Anfordern von Blöcken elektrischer Leistung umfasst ferner den Empfang einer Annahme des ersten Preisangebots durch das System von der ersten Einheit und die Verteilung der ersten Leistungsmenge durch das System für den ersten Zeitraum ab der ersten Startzeit.
• Eine Methode zur Anforderung von Blöcken elektrischer Energie zwischen einer Nachfrage- und einer Angebotsseite wird offengelegt. Ein erster Prozessor sendet eine erste Anforderungsanforderung für eine erste Leistungsmenge für einen ersten Zeitraum mit einem ersten Startzeitpunkt und einer ersten Zeitdauer. Die erste Bedarfsanforderung wird von einem computerisierten System empfangen. Das System generiert ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage. Das erste Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, auf Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das erste Preisangebot wird vom System an den ersten Prozessor übermittelt. Das erste Preisangebot geht beim Erstverarbeiter ein.
• Ein zweiter Prozessor sendet eine zweite Anforderungsanforderung für eine zweite Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Zeitdauer. Die zweite Startzeit unterscheidet sich von der ersten Startzeit, und die zweite Zeitperiode überlappt mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode. Das System erhält die zweite Bedarfsanforderung. Das System generiert ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das System überträgt das zweite Preisangebot an den zweiten Prozessor. Der zweite Prozessor erhält das zweite Preisangebot. Der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots werden so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
• In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Methode zum Anfordern von Blöcken elektrischer Leistung zwischen einer Nachfrage- und einer Angebotsseite außerdem, dass der erste Prozessor das erste Preisangebot akzeptiert. Das System verteilt dann die erste Leistungsmenge für die erste Zeitperiode, die mit dem ersten Startzeitpunkt beginnt.
• Ein System zur Anforderung von Blöcken elektrischer Energie wird hier offengelegt. Das System umfasst einen Empfänger, der eine erste Anforderung einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Zeitdauer von einer Einheit erhält. Der Empfänger empfängt auch eine zweite Anforderung einer zweiten Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Zeitdauer von einer zweiten Einheit. Die zweite Startzeit unterscheidet sich von der ersten Startzeit, und die zweite Zeitperiode überlappt mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode.
• Ein Prozessor generiert ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Anfrage. Das erste Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Der Prozessor generiert auch ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau.
• Ein Sender überträgt die erste Preisnotierung an die erste Einheit und überträgt die zweite Preisnotierung an die zweite Einheit. Der Wert der ersten Preisnotierung und der Wert der zweiten Preisnotierung werden so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
• 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung der Umgebung für ein elektrisches Energiesystem 100 zur Verwaltung von Bedarfsanforderungen für Blöcke elektrischer Energie in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. In diesem illustrativen Beispiel sind eine Nachfrageseite 101 und eine Angebotsseite 102 theoretisch durch eine gestrichelte Linie AA getrennt. Auf der Nachfrageseite 101 verfügt eine Einrichtung 12 wie ein Haus oder ein Unternehmen über eine Vielzahl von Geräten, die Strom verbrauchen. Dabei kann es sich zum Beispiel um typische Geräte wie ein Heizgerät, eine Klimaanlage 14, einen Warmwasserbereiter, Haushaltsgeräte oder ein wiederaufladbares Elektro- oder Hybridfahrzeug 16 handeln. Zur Unterstützung der Orchestrierung des Verhältnisses zwischen Angebot und Nachfrage steht ein Kundenportal 18 zur Verfügung, das unter Umständen einen Strompegelmesser von einem Stromversorger enthält, der in einigen Ausführungsformen die Steuerung der Haushaltsgeräte und die Berichterstattung über die Informationen zur Messung des Stromverbrauchs unterstützt. Die Anlage 12 kann auch Strom für den Eigenbedarf erzeugen, z.B. durch mindestens ein Solarpaneel 22 oder eine Windmühle 24, und kann über ein dezentrales Stromspeichersystem 26 verfügen.
• Bezogen auf die Angebotsseite 102 steht das Kundenportal 18 der Nachfrageseite 101 in Kommunikation mit einer Schnittstelle 20 des Stromanbieters auf der Angebotsseite 102. In einigen Ausführungsformen wird die Datenkommunikation zwischen der Nachfrageseite 101 und der Angebotsseite 102 in Echtzeit über ein Datenkommunikationsnetz 106, wie z.B. das Internet, ein WAN, ein LAN oder ähnliches, übertragen und kann drahtgebunden, drahtlos oder eine hybride Kombination davon sein. Dies kann durch ein WiFi-System, die drahtlose Bluetooth0-Technologie, Ethernet, Power over Ethernet (POE), Router, zellulare Kommunikation, Satellitenkommunikation, Versorgungsleitungen oder Ähnliches erreicht werden. Die Datenkommunikation erfolgt zwischen Schnittstellengeräten oder -einheiten wie Computern, mobilen Geräten, Zählern, Geräten oder Ähnlichem.
• Die Nachfrageseite 101 und die Angebotsseite 102 sind über ein Stromnetz 108 miteinander verbunden. Das Stromnetz 108 stellt im Allgemeinen Stromnetzleitungen mit Stromverteilungskomponenten wie Hochspannungsdrähten und Leistungstransformatoren dar. Die Stromnetzleitungen erleichtern die Stromübertragungsbewegung und die Verteilung der elektrischen Energie. Sie können unidirektional sein und ermöglichen die Stromübertragung von der Angebotsseite 102 zur Nachfrageseite 101, oder optional bidirektional, was die Leistungsübertragung von der Nachfrageseite 101 zur Angebotsseite 102 ermöglicht. Zum Beispiel kann die Anlage 12 einen Überlauf oder ein Überangebot an selbst erzeugtem Strom an den Stromanbieter auf der Angebotsseite 102 verkaufen.
• 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines elektrischen Energiesystems 100 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. Das elektrische Energiesystem 100 umfasst im Allgemeinen die Nachfrageseite 101 und die Angebotsseite 102. Die Nachfrageseite 101 umfasst eine Vielzahl von Kunden 103, die die von der Angebotsseite 102 erzeugte elektrische Energie nutzen oder verbrauchen. Die Angebotsseite 102 umfasst ein elektrisches Energiemanagementsystem 104, das eine Schnittstelle 20 mit einem Empfänger 32, einem Prozessor 34 und einem Sender 36 sowie eine Vielzahl von Energieerzeugungsquellen 105 aufweist, die die Energie bereitstellen. Die abgebildeten Elemente werden nur zu Erklärungszwecken gezeigt. Andere Ausführungsformen können andere Elemente oder Kombinationen von Elementen verwenden.
• Einige oder alle Kunden 103 erzeugen und übermitteln Bedarfsanforderungen für Blöcke elektrischer Energie an das elektrische Energiemanagementsystem 104 auf der Angebotsseite 102. In einigen Ausführungsformen spezifizieren die Bedarfsanforderungen ein Energieniveau, von dem der Kunde 103 voraussieht, dass er es für eine zu einem bestimmten Zeitpunkt beginnende Zeitdauer benötigt. Unter Verwendung verschiedener Arten von Daten, die im Folgenden beschrieben werden, empfängt der Empfänger 32 der Schnittstelle 20 des elektrischen Energiemanagementsystems 104 die Bedarfsanforderung und erzeugt für jede Bedarfsanforderung ein spezifisches Preisangebot. Der Sender 36 sendet das spezifische Preisangebot für jede Bedarfsanforderung an den Kunden 103 zurück. Mit dieser Technik, auf jede einzelne Nachfrageanfrage zu reagieren, übt das elektrische Energiemanagementsystem 104 ein größeres oder feineres Maß an Kontrolle über die prognostizierte und tatsächliche Nachfrage aus, als dies mit herkömmlichen Systemen möglich ist, die lediglich ein einziges Preisniveau für alle Kunden für die aktuelle Stromerzeugung bereitstellen. Mit diesem größeren Maß an Kontrolle über die prognostizierte Nachfrage ist das elektrische Energiemanagementsystem 104 bei variabler Versorgung durch Sonnen- und Windenergie besser in der Lage, den Zeitpunkt der Aktivierung oder Deaktivierung der Stromerzeugungsquellen 105 zu bestimmen oder vorauszusehen und somit besser sicherzustellen, dass die aktivierten Stromerzeugungsquellen 105 mit maximaler Kapazität oder Effizienz arbeiten. Zum Beispiel wird das spezifische Preisangebot so festgelegt, dass es die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus fördert und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus abschreckt, um die Effizienz der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren. Darüber hinaus sind die einzelnen Kunden 103 durch den Erhalt des spezifischen Preisangebots für einen zukünftigen Stromblock besser in der Lage, ihre Stromverbrauchsmuster und Stromrechnungen zu kontrollieren, als dies bei herkömmlichen Systemen möglich ist, bei denen alle Kunden einfach den gleichen Preis für den aktuellen Stromverbrauch erhalten.
• Das elektrische Energiemanagementsystem 104 stellt im Allgemeinen ein Computersystem dar, das ein einzelnes Computergerät, mehrere Computerserver, eine oder mehrere Cloud-basierte Anwendungen und/oder andere geeignete Steuergeräte sein kann. Zu den Stromerzeugungsquellen 105 gehören elektrische Generatoren, Batterien oder alternative Energiequellen wie Sonne, Wind, Wasser, Wellen, Wasserkraft, Strahlungsenergie, Erdwärme, komprimiertes Erdgas, Biomasse oder Kernenergie. Daten und Befehle werden zwischen dem Stromversorgungsmanagementsystem 104 und den Stromerzeugungsquellen 105 übertragen. Die Daten umfassen im Allgemeinen das aktuelle Stromerzeugungsniveau und die Reserveleistungskapazität der Stromerzeugungsquellen 105. Die Befehle steuern den Betrieb der Stromerzeugungsquellen 105, z.B. die Aktivierung und Deaktivierung jeder Stromerzeugungsquelle 105 je nach Bedarf und oder falls/ wenn verfügbar.
• In einigen Ausführungsformen kann der Kunde 103 einen oder mehrere Privatanwender, einen oder mehrere gewerbliche Anwender und/oder einen oder mehrere industrielle Anwender oder eine Kombination davon umfassen. Der Kunde 103 hat verschiedene elektrische Geräte und/oder Steuereinheiten 107 in seinen Räumlichkeiten oder unter seiner Kontrolle. Die Geräte/Einheiten 107 können Schaltungen, Bauteile oder Schnittstellenvorrichtungen zur Erzeugung der Bedarfsanforderungen für Blöcke elektrischer Energie enthalten. ABFIG.UNGEN. 3A-3D zeigen vereinfachte Beispiele von Geräten/Einheiten 107 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. 3 A veranschaulicht das Gerät/die Einheit 107 als einzelnes Gerät und konfiguriert als intelligente Vorrichtung in Kommunikation mit dem elektrischen Energiemanagementsystem 104 über das Datenkommunikationsnetz 106. Beispiele sind jede Art von loT (Internet der Dinge)-Gerät, ein Heizgerät wie ein Ofen, eine Klimaanlage, ein Warmwasserbereiter, ein Haushaltsgerät wie ein Kühlschrank, ein Ofen, eine Spülmaschine oder eine Waschmaschine oder ein Mediengerät wie ein Fernseher, ein Laptop oder ein Computer. Auf diese Weise erzeugt das Gerät/die Einheit 107 die Bedarfsanforderung für einen Block elektrischer Leistung auf der Grundlage seines/ihres individuellen Bedarfs. Zum Beispiel kann ein Benutzer einen bestimmten Waschgang in einer Waschmaschine auswählen. Die Waschmaschine schätzt dann ihren individuellen Strombedarf ab und sendet eine Anforderung für einen Block elektrischer Energie auf der Grundlage der Anforderungen für diesen Waschzyklus.
• In einigen Ausführungsformen ist das Gerät/die Einheit 107 ein Steuergerät für das Gerät, das mit dem Gerät gekoppelt ist oder sich entfernt vom Gerät befindet. Der Regler für das Gerät und das Gerät befinden sich in der gleichen Einrichtung, wie z.B. ein Thermostat für einen Ofen oder eine Klimaanlage. 3B zeigt das Gerät/die Einheit 107 als Regler für das Gerät und in Kommunikation mit dem elektrischen Energiemanagementsystem 104 über das Datenkommunikationsnetz 106. Wie im Waschmaschinen-Szenario erzeugt der Thermostat die Bedarfsanforderung für einen Block elektrischer Leistung auf der Grundlage seines individuellen Bedarfs. Zum Beispiel kann ein Benutzer den Thermostat so programmieren, dass er eine bestimmte Temperatur 1 Stunde lang hält und dann für die folgenden 2 Stunden eine niedrigere Temperatur hält. Das Thermostat bewertet seinen individuellen Strombedarf für dieses Programm (optional einschließlich der Berücksichtigung einer lokalen Außentemperaturvorhersage) und sendet eine Anforderung für einen Block elektrischer Energie auf der Grundlage der Anforderungen für dieses Programm.
• Die Geräte/Einheiten 107 können eine eigenständige Steuereinheit darstellen, die angeschlossen wird, um mehrere Geräte in einer einzigen Einrichtung wie einem Wohnhaus oder Geschäft zu steuern. In einigen Ausführungsformen ist das Gerät/die Einheit 107 eine Stromzähler-Messeinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem oder mehreren Geräten kommunizieren kann. Das eine oder die mehreren Geräte befinden sich in der gleichen Einrichtung. Beispielsweise ist das Gerät/die Einheit 107 ein Stromzähler des Stromversorgers, der die Menge an elektrischer Energie misst, die von einem Wohnhaus, einem Unternehmen oder einem elektrisch betriebenen Gerät verbraucht wird. Dieser wird in der Regel in den Räumlichkeiten installiert, um die an die Kunden gelieferte elektrische Energie zu Abrechnungszwecken zu messen. 3C zeigt das Gerät/die Einheit 107 als Stromzähler, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten in der gleichen Einrichtung und in Kommunikation mit dem elektrischen Energiemanagementsystem 104 über das Datenkommunikationsnetz 106 steht. Der Stromzähler steht in Kommunikation mit allen Geräten mit Strombedarf, die sich in der gleichen Einrichtung befinden. Auf diese Weise erzeugt der Stromzähler die Bedarfsanforderung für einen Block elektrischer Energie auf der Grundlage des Bedarfs für ein Aggregat von Geräten, die sich in der gleichen Einrichtung befinden. Zum Beispiel beurteilt der Stromzähler seinen Strombedarf für die Gesamtheit der Geräte für eine bestimmte Dauer wie 1 Stunde, 1 Tag, 1 Woche oder ähnliches und sendet eine Anfrage für einen Block elektrischer Leistung.
• In anderen Ausführungsformen ist das Gerät/die Einheit 107 ein eigenständiger Master-Controller, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in einer Vielzahl von Einrichtungen befinden, z.B. in derselben Unterabteilung, demselben Freizeitpark oder derselben Gemeinde. 3D zeigt das Gerät/die Einheit 107 als eine Hauptsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem oder mehreren Geräten in einer Vielzahl von Einrichtungen und in Kommunikation mit dem elektrischen Energiemanagementsystem 104 über das Datenkommunikationsnetz 106 kommuniziert. Zum Beispiel können Wohnhäuser in einer Unterabteilung mit dem Master-Controller kommunizieren, so dass der Master-Controller über ihren tatsächlichen Stromverbrauch, ihre Geschichte und Trends informiert ist. Der Master-Controller generiert die Anforderung für einen Block elektrischer Leistung auf der Grundlage des Bedarfs für ein Aggregat von Geräten, die sich in verschiedenen Einrichtungen befinden und Teil desselben Netzes sind, so dass z.B. der Leistungsbedarf aller Häuser in derselben Unterteilung berücksichtigt wird.
• Die Nachfrageseite 101 und die Angebotsseite 102 sind über das Stromnetz 108 miteinander verbunden. Dies kann unidirektional sein, was die Stromübertragung von der Angebotsseite zur Nachfrageseite ermöglicht, oder optional bidirektional (wie durch die gestrichelte Linie 109 in 2 dargestellt), was die Stromübertragung von der Nachfrageseite 101 zur Angebotsseite 102 ermöglicht. Dies kann praktisch sein, wenn die Nachfrageseite 101 auch ihren eigenen Strom erzeugt. Jeder Überlauf oder jedes Überangebot von Strom, der von der Nachfrageseite 101 erzeugt wird, kann an die Angebotsseite 102 verkauft oder gehandelt werden.
• Das elektrische Energiemanagementsystem 104 verwendet verschiedene Daten zusammen mit den Daten der Stromerzeugungsquellen 105, um zu bestimmen, wie die Stromerzeugungsquellen 105 zu verwalten sind und wie auf die Nachfrageanfragen der Kunden 103 zu reagieren ist, z.B. um zu bestimmen, wann jede Stromerzeugungsquelle 105 aktiviert und deaktiviert werden muss. In einigen Ausführungsformen umfassen die verschiedenen Daten Umweltfaktoren 110 und ein prognostiziertes Niveau des Stromverbrauchs 111. Das elektrische Energiemanagementsystem 104 empfängt oder erzeugt die Umweltfaktoren 110 und ein prognostiziertes Stromverbrauchsniveau 111. Darüber hinaus werden die Umweltfaktoren 110 und das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs 111 bei der Berechnung der Preisangebote (die als Antwort auf die Nachfrage nach Blöcken elektrischer Energie bereitzustellen sind) ausgewertet, um die effiziente Nutzung der Stromerzeugungsquellen zu maximieren, die zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert sind. Zum Beispiel kann das vorhergesagte Niveau des Stromverbrauchs 111 so nah wie möglich an einem vorhergesagten Stromversorgungsniveau liegen, ohne dieses zu überschreiten. Auch der aktuelle Stromverbrauch kann so nah wie möglich an einem aktuellen Stromversorgungsniveau liegen, ohne dieses zu überschreiten. Die Auswertung und Berechnung kann mit Hilfe von Vorhersagealgorithmen und unter Verwendung von z.B. Markov-Verfahren erfolgen, wie in U.S. Patent Nr. 8, 195,337 offenbart, das hiermit durch Verweis einbezogen wird.
• 4 ist ein Flussdiagramm für eine Methode 400 zur Anforderung von Blöcken elektrischer Leistung in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. Die dargestellten Schritte werden nur zu Erklärungszwecken gezeigt. Andere Ausführungsformen können andere Schritte, Schrittkombinationen oder die Reihenfolge der Schritte verwenden.
• Die Methode 400 beginnt mit Schritt 401. Bei Schritt 401 wird in Echtzeit eine erste Anforderung einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Dauer von einem Stromversorgungs-Managementsystem 104 von einem ersten Gerät/Einheit 107 empfangen. Die erste Bedarfsanforderung kommt von dem Kunden 103, Einheit oder Gerät auf der Nachfrageseite zu einem ersten Zeitpunkt. Die Nachfrageanforderung kann sich beispielsweise auf eine Anzahl von Watt über eine Zeitdauer von z.B. 120 Watt Dauerleistung beziehen, die jetzt beginnt und sich über 20 Minuten fortsetzt, was im Folgenden als Block bezeichnet wird. Blöcke werden verwendet, um die verfügbare Stromerzeugungskapazität sicherzustellen, ohne die verkaufte Strommenge zu überlasten. Ein weiteres Beispiel für einen Block können 10.000 Watt Dauerleistung sein, die heute um 13.00 Uhr beginnt und 150 Minuten lang andauert. In einigen Ausführungsformen kann die Bedarfsanforderung ein bestimmtes Gerät in einem Haushalt oder Unternehmen berücksichtigen, das Strom verbraucht, z.B. ein Gerät wie ein Kühlschrank, ein Warmwasserbereiter, ein Ladegerät für Elektrofahrzeuge oder ein Thermostat, wie unter Bezugnahme auf die FIGs diskutiert. 3A und 3B. In einigen Ausführungsformen kann die Nachfrage nach mehreren Geräten in derselben Wohnung oder in demselben Geschäft bestehen, z.B. von einem Stromzähler, wie unter Bezugnahme auf 3C diskutiert. In einigen Ausführungsformen kann die Nachfrage nach einer Vielzahl von Haushalten und Unternehmen bestehen, z.B. in einer Unterabteilung oder Gemeinde, wie unter Bezugnahme auf 3D besprochen. Der angeforderte Leistungsblock in der Bedarfsanforderung kann durch erlernte Nutzungsmuster des Stromverbrauchs des Geräts/der Einheit 107 beeinflusst werden, wie z.B. historische Ein-/Aus-Zeitzyklen und Arbeitszyklen für frühere Tageszeiten, Wochen- und Monatszeiten und/oder Jahreszeiten.
• In Schritt 402 generiert das elektrische Energiemanagementsystem 104 ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage. Das erste Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen 105, den Umweltfaktoren 110 und dem prognostizierten Stromverbrauch 111. Die verfügbare Stromerzeugungskapazität wird auf der Grundlage des Betriebszustands der verfügbaren Stromerzeugungsquellen 105 bewertet. In einem Szenario betreibt der Stromversorger beispielsweise drei Stromerzeugungsquellen 105a, 105b und 105c, von denen jede ihre gesamte Stromerzeugungskapazität, die aktuelle Betriebskapazität und/oder ungenutzte verfügbare Kapazität an das elektrische Energiemanagementsystem 104 liefert. Die Stromerzeugungsquellen 105a und 105b können eine Betriebskapazität von 98% haben, während 105c eine Betriebskapazität von 10% haben kann. Die Umweltfaktoren 110 auf der Nachfrageseite 101 und auf der Angebotsseite 102 werden berücksichtigt. Dazu können unter anderem die Außenlufttemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, die diffuse und direkte Sonneneinstrahlung, die Windgeschwindigkeit oder ähnliches gehören. Das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs 111 wird auf der Grundlage historischer Daten, vorhergesagter Wettermuster, bevorstehender Ereignisse wie Feiertage o.ä. bewertet oder erzeugt.
• Nach Berücksichtigung der verfügbaren Stromerzeugungskapazität wird die Umweltfaktoren 110 und dem prognostizierten Stromverbrauch 111 wird die erste Preisangabe, z.B. in Watt pro Stunde, für die erste Bedarfsanforderung für den Block oder die Strommenge für den ersten Zeitraum berechnet. In diesem Beispiel kann die erste Preisnotierung 0,15 $/kWh betragen. In Schritt 403 wird das erste Preisangebot an das oder die Gerät/Einheit 107 und damit an den Kunden 103 gesendet. Dieses erste Preisangebot ist für einen begrenzten Zeitraum verfügbar, der durch das elektrische Energiemanagementsystem 104 festgelegt wird. Die begrenzte Zeitspanne kann mindestens eine Sekunde, eine Minute, eine Stunde oder 24 Stunden betragen.
• In Schritt 404 wird eine zweite Anforderung einer zweiten Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Dauer in Echtzeit vom elektrischen Energiemanagementsystem 104 von einem zweiten Gerät/Einheit 107 empfangen. Die zweite Startzeit unterscheidet sich von der ersten Startzeit, und die zweite Zeitperiode überlappt mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode. Das zweite Gerät/die zweite Einheit 107 kann wie in den FIGs definiert sein. 3A-3D und kann derselbe Typ oder ein anderer Typ von Gerät/Einheit 107 sein wie das erste Gerät/Einheit 107. Zum Beispiel kann das erste Gerät/die erste Einheit 107 ein Kühlschrank und das zweite Gerät/die zweite Einheit 107 ein Stromzähler sein. Die zweite Anforderung kann sich auf 15.000 Watt Dauerleistung beziehen, die jetzt beginnt und sich über die nächsten 75 Minuten erstreckt. In diesem Fall wurde die zweite Bedarfsanforderung fünf Minuten nach der ersten Bedarfsanforderung empfangen (z.B. 120 Watt Dauerleistung, die jetzt beginnt und 20 Minuten lang andauert), d.h. zu einem anderen, späteren Zeitpunkt als die erste Bedarfsanforderung. Daher beginnt der zweite Zeitabschnitt zu einem späteren Zeitpunkt (z.B. 5 Minuten) als zu Beginn des ersten Zeitabschnitts (z.B. 5 Minuten). Da die erste Bedarfsanforderung 20 Minuten und die zweite Bedarfsanforderung 75 Minuten dauert, aber 5 Minuten später eintrifft, überlappt der zweite Zeitabschnitt mindestens einen Teil des ersten Zeitabschnitts um 15 Minuten. 5 ist ein vereinfachtes Balkendiagramm, das die zeitliche Überlappung zwischen der ersten und der zweiten Bedarfsanforderung darstellt.
• In Schritt 405 generiert das elektrische Energiemanagementsystem 104 ein zweites Preisangebot. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen 105, den Umweltfaktoren 110 und dem prognostizierten Niveau des Stromverbrauchs 111, das sich seit der Erstellung des ersten Preisangebots geändert haben kann. Die verfügbare Stromerzeugungskapazität wird auf der Grundlage des Betriebszustands der verfügbaren Stromerzeugungsquellen 105 bewertet. Im vorhergehenden Szenario, in dem der Stromversorger drei Stromerzeugungsquellen 105a, 105b und 105c betreibt, könnten die Stromerzeugungsquellen 105a und 105b zu 98% ausgelastet sein, während die Stromerzeugungsquelle 105c jetzt zu 80% ausgelastet sein könnte. Dabei werden die Umweltfaktoren 110 auf der Nachfrageseite 101 und auf der Angebotsseite 102 berücksichtigt. Das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs 111 wird ebenfalls bewertet oder erzeugt. In einigen Ausführungsformen tragen die erste und die zweite Strommenge zum Gesamtstromverbrauch bei, der geringer ist als das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs. Wenn die Gesamtleistungsaufnahme unter dem prognostizierten Niveau der Leistungsaufnahme 111 liegt, braucht eine zusätzliche Stromerzeugungsquelle 105 nicht aktiviert zu werden. 6A ist ein vereinfachtes Schema des Gesamtstromverbrauchs im Vergleich zum vorhergesagten Niveau des Stromverbrauchs 111 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
• In einer anderen Ausführungsform kann eine zusätzliche Stromerzeugungsquelle 105 aktiviert werden, um zusätzliche Leistung zu liefern, wenn die erste Leistungsmenge und die zweite Leistungsmenge, die zum Gesamtstromverbrauch beitragen, größer ist als die prognostizierte Höhe des Stromverbrauchs 111. 6B ist ein vereinfachtes Schema des Gesamtleistungsverbrauchs im Vergleich zum prognostizierten Niveau des Stromverbrauchs 111 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
• In Schritt 406 wird dem Kunden nach Berücksichtigung der verfügbaren Stromerzeugungskapazität, der Umweltfaktoren 110 und des prognostizierten Stromverbrauchs 111 das zweite Preisangebot für die zweite Nachfrageanfrage für den Stromblock bzw. eine Strommenge für den zweiten Zeitraum zur Verfügung gestellt. In diesem Beispiel beträgt das zweite Preisangebot 0,12 $/kWh. Die Reihenfolge, in der die erste und die zweite Bedarfsanforderung beim Strommanagementsystem 104 eingegangen sind, wird auch im zweiten Preisangebot indirekt bewertet, da ein Teil der verfügbaren Ressourcen im ersten Preisangebot gebunden wurde, was sich auf die verfügbare Stromerzeugungskapazität auswirkt. Dieses zweite Preisangebot steht für einen begrenzten Zeitraum zur Verfügung, der durch das Strommanagementsystem 104 festgelegt wird. Die begrenzte Zeitspanne kann mindestens eine Sekunde, eine Minute, eine Stunde oder 24 Stunden betragen.
• In einigen Ausführungsformen enthält ein nicht vorübergehendes computerlesbares Medium Befehle, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, die Methode 400 auszuführen.
• Der Wert des ersten Preisangebots kann sich von einem Wert des zweiten Preisangebots unterscheiden. 7, 8A und 8B sind vereinfachte Schaltpläne, in denen die Kapazität der Stromerzeugungsquelle für die Nachfrageanfrage in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen detailliert dargestellt ist. Obwohl z.B. zwei der Generatoren oder die Stromerzeugungsquellen 105a und 105b zu 98% ausgelastet sind und die Stromerzeugungsquelle 105c zu 80% ausgelastet ist und sich daher der vollen Stromerzeugungskapazität nähert, kann die zweite Preisnotierung weniger als die erste Preisnotierung betragen - 0,12 $/kWh gegenüber 0,15 $/kWh. Dies kann von der Nutzung des Stromverbrauchs im ersten Modus, z.B. bei der ersten Bedarfsanforderung, abschrecken, während die Nutzung des Stromverbrauchs im zweiten Modus, z.B. bei der zweiten Bedarfsanforderung, gefördert wird. Dies ist in der Branche nicht eingängig, da in der Regel derselbe Preis an alle Kunden weitergegeben wird. Darüber hinaus steigt in einem herkömmlichen System das Preisangebot, da weniger Ressourcen zur Verfügung stehen und jedem Kunden ein höheres, einheitliches Preisangebot übermittelt wird. Daher erhalten alle Kunden das gleiche Preisangebot für die Nutzung des Stroms zur gleichen Zeit oder in sich überschneidenden Zeiträumen.
• Im Gegensatz dazu werden bei der Methode 400 zur Verwaltung von Bedarfsanforderungen für Blöcke elektrischer Energie der Wert des ersten Preisangebots (z.B. 0,15 $/kWh) und der Wert des zweiten Preisangebots (z.B. 0,12 $/kWh) so festgelegt, dass die Betriebseffizienz der Stromerzeugungsquellen 105 maximiert wird. Zum Beispiel werden der Wert der ersten Preisnotierung und der Wert der zweiten Preisnotierung so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um die Effizienz der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren. In einigen Ausführungsformen kann dies bedeuten, die verfügbaren Stromerzeugungsquellen 105 idealerweise und absichtlich mit voller Kapazität zu betreiben. Auf diese Weise sparen die Kunden 103 Geld, während die Nutzung der Stromerzeugungsquellen 105 oder Energieressourcen maximiert und die Effizienz der Stromerzeugung erhöht wird. In verschiedenen Situationen können die Kunden 103 durch das Preisangebot ermutigt oder davon abgehalten werden, Strom zu nutzen, mit der Absicht, die Effizienz der verfügbaren Stromerzeugungskapazität je nach Stromerzeugungsquellen zu maximieren. In einigen Ausführungsformen wird dies dadurch erreicht, dass alle verfügbaren Stromerzeugungsquellen 105 mit voller Kapazität betrieben werden und gleichzeitig ein niedrigeres Preisangebot abgegeben wird. Bei konventionellen Stromversorgungssystemen werden die Kunden aufgrund der verfügbaren Ressourcen davon abgehalten, Strom zu verbrauchen. Beispielsweise ist in der Technik bekannt, dass das Preissignal oder das Preisangebot zu Spitzenverbrauchszeiten (d.h. abends) höher sein kann, wenn die verfügbaren Stromerzeugungsquellen die maximale Kapazität erreichen. Wenn die Stromerzeugungsquellen eine maximale Kapazität erreichen, kann ein Brownout auftreten. Auch in konventionellen Stromversorgungssystemen wird das Angebot zur Deckung der Nachfrage genutzt. Bei der Methode 400 zur Verwaltung der Nachfrage nach Blöcken elektrischer Energie wird in einigen Situationen die Nachfrage gefördert, um das Angebot zu decken.
• Die Kürzung erneuerbarer Ressourcen kann definiert werden als das Potenzial, Strom aus einer erneuerbaren Quelle zu erzeugen, aber nicht die Erzeugung oder Nutzung des Stroms. Zum Beispiel, einen Windpark zu haben und an einem windigen Tag, aber den Windpark nicht zur Stromerzeugung zu nutzen, weil die Nachfrage vielleicht gering ist. Wenn die Methode 400 für die Anforderung von Blöcken elektrischer Energie verwendet wird, basieren das erste Preisangebot und das zweite Preisangebot weiterhin auf dem Grad der Beschränkung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenenergie und Windenergie, wenn es sich bei den Stromerzeugungsquellen 105 um Sonnenkollektoren oder Windmühlen handelt. Die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um den Grad der Beschneidung der Stromerzeugung durch Sonnenenergie und Windenergie von mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu reduzieren. Dies ermöglicht eine feinere Kontrolle über die Gesamtnachfrage, da z.B. an einem sonnigen Tag Solarenergie verfügbar ist und in diesem Zeitraum genutzt werden sollte, anstatt die Chance der Solarenergie zu verpassen. Indem die Kundennachfrage durch ein niedrigeres Preisangebot gefördert wird, kann der Stromerzeuger die Vorteile der Sonnenenergie nutzen. Darüber hinaus sind andere erneuerbare Energiequellen variabel und sollten genutzt werden, wenn sie verfügbar sind.
• Energiereserve kann definiert werden als die Menge an Stromerzeugungskapazität, die über einen bestimmten Zeitraum zur Erzeugung von Wirkleistung genutzt werden kann und die in diesem Zeitraum noch nicht für die Energieerzeugung gebunden ist. In Übereinstimmung mit einigen Verkörperungen der Methode zur Beantragung eines Stromblocks basieren die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung weiterhin auf einer Energiereserve. Die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um die Energiereserve mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu reduzieren. Dies ist möglich, weil die Stromversorgung das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen maximiert, was wiederum die Energiereserve minimiert.
• In traditionellen Stromversorgungssystemen erhalten alle Kunden typischerweise den gleichen Preis für den Stromverbrauch, und es kommt zu einer großen Anzahl übereinstimmender Reaktionen. Beispielsweise wird bei unzureichender Nachfrage manchmal zu viel Energie erzeugt oder vom Stromversorger zur Verfügung gestellt, so dass der aktuelle Strompreis gesenkt wird, um die Nachfrage nach der aktuell verfügbaren Leistung zu fördern. Zu anderen Zeiten ist die Nachfrage zu groß für die verfügbare Leistung, so dass der aktuelle Strompreis erhöht wird, um die Nachfrage zu bremsen. Diese Änderungen des aktuellen Preises führen zu Spitzen oder plötzlichen Änderungen der Nachfrage, anstatt eine reibungslose Reaktion zu bewirken. Auf der anderen Seite werden durch die Anwendung der Methode 400 für die Anforderung von Blöcken elektrischer Energie, bei der die Kunden unterschiedliche Preisangebote für Strom auf der Grundlage des Angebots anstelle des gleichen Sendepreises erhalten, plötzliche Änderungen der Nachfrage vermieden oder auf effiziente Weise kontrolliert. Die individuellen Preisangebote zu den Nachfrageanfragen ermöglichen eine bessere Kontrolle oder Feinabstimmung der Nachfrage, d.h. eine „Glättung“ der plötzlichen Nachfrageänderungen und eine Orchestrierung der Nachfrage, um das verfügbare Angebot aus konventionellen Stromerzeugungsquellen und variablen erneuerbaren Ressourcen wie Sonnenenergie und Windenergie effizient zu erfüllen.
• In einigen Ausführungsformen, basierend auf den verfügbaren Stromerzeugerquellen 105, kann die zweite Nachfrageanforderung möglicherweise nicht erfüllt werden. In diesem Fall kann das Strommanagementsystem 104 ein höheres Preisangebot bereitstellen, um den Kunden davon abzuhalten, jetzt Strom zu verbrauchen und so die Nachfrage zu steuern oder die Nachfrage zu senken. Darüber hinaus kann das höhere Preisangebot auch erforderlich sein, um einen Nachholbedarf zu erzeugen, bevor eine andere Stromerzeugungsquelle 105 aktiviert wird, so dass die Preisangebote gesenkt werden können, sobald die zusätzliche Stromerzeugungsquelle 105 aktiviert wird oder verfügbar ist, um den Nachholbedarf schnell zu verringern.
• In einigen Ausführungsformen kann der Kunde 103 über eine eigene Stromerzeugungsquelle verfügen, wie z.B. Sonnenkollektoren, Brennstoffzellen, Windturbinen oder ähnliches, die in Verbindung mit der vom elektrischen Energiemanagementsystem 104 gelieferten Energie verwendet werden kann. So kann der Kunde 103 einen Überlauf oder ein Überangebot an selbst erzeugtem Strom an das elektrische Energiemanagementsystem 104 verkaufen.
• In einigen Ausführungsformen ist eine Neuverhandlung des verbindlichen Preisangebots möglich, wenn zugunsten des Kunden 103 ein niedrigerer Preis erzielt wird. Zum Beispiel kann einem Kunden 103 an einem bewölkten Tag, an dem die Produktion von Solarenergie gering oder nicht durchführbar ist, ein Preisangebot unterbreitet werden. Wenn sich die Wolken auflösen und die Produktion von Solarenergie jetzt möglich ist, kann eine Neuverhandlung stattfinden, oder das Strommanagementsystem 104 kann alle Preisangebote annullieren und einen Preis für alle Kunden 103 senden, um die unerwartete Erhöhung der verfügbaren Kapazität voll auszunutzen.
• In weiteren Ausführungsformen erhält das elektrische Energiemanagementsystem 104 vom ersten Gerät/Einheit 107 die Annahme des ersten Preisangebots. Das elektrische Energiemanagementsystem 104 verteilt dann die erste Energiemenge für die erste Zeitperiode ab dem ersten Startzeitpunkt an das erste Gerät/Einheit 107. In gleicher Weise erhält das Strommanagementsystem 104 vom zweiten Gerät/von der zweiten Einheit 107 die Annahme des zweiten Preisangebots. Das Strommanagementsystem 104 verteilt dann die zweite Leistungsmenge für den zweiten Zeitraum ab dem zweiten Startzeitpunkt an das zweite Gerät/die zweite Einheit 107.
• 9 ist eine Methode 900 für die Anforderung von Blöcken elektrischer Energie zwischen einer Nachfrage- und einer Angebotsseite in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. In Schritt 901 sendet ein erster Prozessor eine erste Anforderung einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einem ersten Startzeitpunkt und einer ersten Zeitdauer. In Schritt 902 wird die erste Bedarfsanforderung von einem System empfangen. In Schritt 903 generiert das System ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Bedarfsanforderung. Das erste Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. In Schritt 904 wird das erste Preisangebot vom System an den ersten Prozessor übermittelt. In Schritt 905 geht das erste Preisangebot beim ersten Prozessor ein.
• In Schritt 906 sendet ein zweiter Prozessor eine zweite Anfrage nach einer zweiten Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einem zweiten Startzeitpunkt und einer zweiten Zeitdauer an den ersten Prozessor. Die zweite Startzeit unterscheidet sich von der ersten Startzeit, und die zweite Zeitperiode überlappt mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode. In Schritt 907 erhält das System die zweite Bedarfsanforderung. In Schritt 908 erzeugt das System als Antwort auf die zweite Bedarfsanforderung ein zweites Preisangebot. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. In Schritt 909 übermittelt das System das zweite Preisangebot an den zweiten Prozessor. In Schritt 910 erhält der zweite Prozessor das zweite Preisangebot. Der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots werden so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus gefördert wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
• In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Methode 900 außerdem, dass der erste Prozessor das erste Preisangebot akzeptiert. Das System verteilt dann die erste Leistungsmenge für die erste Zeitperiode ab dem ersten Startzeitpunkt.
• Ein System 104 zur Anforderung von Blöcken elektrischer Energie wird hier ebenfalls offengelegt. Unter Bezugnahme auf 2 enthält das System 104 einen Empfänger 32, der eine erste Anforderung einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einem ersten Startzeitpunkt und einer ersten Zeitdauer von einem ersten Gerät/einer ersten Einheit 107 empfängt. Der Empfänger 32 empfängt auch eine zweite Anforderung einer zweiten Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Zeitdauer von einem zweiten Gerät/einer zweiten Einheit 107. Die zweite Startzeit unterscheidet sich von der ersten Startzeit, und die zweite Zeitperiode überlappt mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode.
• Ein Prozessor 34 generiert ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Anfrage. Das erste Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Der Prozessor 34 erzeugt auch ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage. Das zweite Preisangebot basiert auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau.
• Ein Sender 36 sendet das erste Preisangebot an das erste Gerät/Einheit 107 und sendet das zweite Preisangebot an das zweite Gerät/Einheit 107. Der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots werden so festgelegt, dass die Nachfrage nach Strom in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach Strom in einem zweiten Modus angeregt wird, um das effiziente Betriebsniveau der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
• Ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das ein Beispiel für ein Client-Computergerät 1000 zeigt, ist in 10 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen dargestellt. Andere Ausführungsformen können andere Komponenten und Kombinationen von Komponenten verwenden. Zum Beispiel kann das Client-Computergerät 1000 eine Beispielhardware für die Ausführung verschiedener Funktionen des Geräts/der Einheit 107 darstellen, wie z.B. eine Computerarbeitsstation, ein Desktop-Computer, ein Notebook, ein Tablet-Computer, ein Smartphone, ein Mobiltelefon, ein persönlicher digitaler Assistent, ein VolP-Telefon (Voice over Internet Protocol), ein Videotelefon, ein Festnetztelefon, eine Smart Watch, ein Smart Car, eine Spielkonsole usw. Es kann ein eigenständiges Gerät oder ein Teil des Geräts/der Einheit 107 sein. In der abgebildeten Verkörperung umfasst das Client-Rechengerät 1000 im Allgemeinen mindestens einen Prozessor 1001, einen elektronischen Hauptspeicher 1002, einen Datenspeicher 1003, eine Benutzer-E/A 1004 und eine Netzwerk-E/A 1005, neben anderen, der Einfachheit halber nicht gezeigten Komponenten, die durch ein Datenkommunikations-Subsystem 1006 miteinander verbunden oder gekoppelt sind. Das Client-Rechengerät 1000 kann eine Steuereinheit des Geräts/der Einheit 107 darstellen. In diesem integrierten Fall empfängt sie Status- und Sensordaten und sendet Befehle an gerätespezifische Hardware 114, wie z.B. Steuer-Subsysteme für loT-Geräte (Internet der Dinge), Heizfäden für Warmwasserbereiter, Pumpen für Waschmaschinen, Thermostate für Klimaanlagen.
• Der Prozessor 1001 stellt eine oder mehrere Zentraleinheiten auf einer oder mehreren Leiterplatten (PCBs) dar. Bei der Ausführung von computerausführbaren Befehlen zur Ausführung der oben beschriebenen Funktionen des Client-Rechnergeräts 1000 in Zusammenarbeit mit dem elektronischen Hauptspeicher 1002 wird der Prozessor 1001 zu einem Spezialrechner zur Ausführung der Funktionen der Befehle.
• Der elektronische Hauptspeicher 1002 repräsentiert ein oder mehrere RAM-Module auf einer oder mehreren Leiterplatten in einem oder mehreren Gehäusen oder Einschlüssen. In einigen Ausführungsformen stellt der elektronische Hauptspeicher 1002 mehrere Speichermoduleinheiten dar. Im Betrieb mit dem Prozessor 1001 speichert der elektronische Hauptspeicher 1002 die computerausführbaren Anweisungen, die vom Prozessor 1001 ausgeführt werden, und Daten, die vom Prozessor 1001 verarbeitet oder erzeugt werden, um die oben beschriebenen Funktionen des Client-Computergeräts 1000 auszuführen.
• Der Datenspeicher 1003 repräsentiert oder umfasst jede geeignete Anzahl oder Kombination von internen oder externen physischen Massenspeichergeräten, wie z.B. Festplatten, optische Laufwerke, NAS-Geräte (Network-Attached Storage), Flash-Laufwerke usw. Der Datenspeicher 1003 bietet in der Regel eine persistente Speicherung (z.B. in einem nicht-transitorischen computerlesbaren Medium 1007) für die Programme (z.B, computerausführbare Befehle) und Daten, die beim Betrieb des Prozessors 1001 und des elektronischen Hauptspeichers 1002 verwendet werden, wie z.B., aber nicht beschränkt auf, eine Routine zur Erzeugung einer Bedarfsanforderung 1008, einen Sender 1009 zur Übertragung der Bedarfsanforderung, ein Überwachungsprogramm 1010 zum Sammeln von Eingaben wie Temperatur von Sensoren, ein Programm für Umweltfaktoren 1011, das erzeugt, empfängt oder speichert Umgebungsfaktoren, einen Empfänger 1112 zum Empfangen des Preisangebots, ein Kalender-Dienstprogramm 1014 zum Pflegen und Bereitstellen von Kalenderdaten für Benutzer des Systems 100, ein Zeitplan-Dienstprogramm 1015 zum Koordinieren der Planung der Empfangsleistung, historische Daten 1016 früherer Bedarfsanforderungen und Preisangebote, eine oder mehrere Parsing-Routinen 1017 zum Parsen von Daten, eine Suchroutine 1018 zum Durchsuchen der verschiedenen Datentypen nach den relevanten Daten, eine Leseroutine 1019 zum Lesen von Daten aus dem Datenspeicher 1003 in den elektronischen Hauptspeicher 1002, eine Speicherroutine 1020 zum Speichern von Daten aus dem elektronischen Hauptspeicher 1002 in den Datenspeicher 1003, ein Netzwerkkommunikationsdiensteprogramm 1021 zum Senden und Empfangen von Netzwerkkommunikationspaketen über das Netzwerk 106, ein Benachrichtigungsdienstprogramm 1022 für die Kontaktaufnahme mit Kunden, ein Gateway-Dienstprogramm 1023, das als Gateway für die Kommunikation von Daten zwischen Servern und Kunden dient, ein Appliance Data 1024, das Status- und Sensordaten repräsentiert, die von der gerätespezifischen Hardware 114 empfangen werden, und ein Appliance Commands 1025, das Befehle repräsentiert, die u.a. der gerätespezifischen Hardware 14 zur Verfügung gestellt werden. Unter der Kontrolle dieser Programme und unter Verwendung dieser Daten führt der Prozessor 1001 in Zusammenarbeit mit dem elektronischen Hauptspeicher 1002 die oben beschriebenen Funktionen für das Client-Rechengerät 1000 als Steuereinheit des Geräts/der Einheit 107 aus.
• Die Benutzer-E/A 1004 stellt eine oder mehrere geeignete Benutzerschnittstellengeräte dar, wie z. B. Tastaturen, Zeigegeräte, Displays, Audiogeräte usw. Ein Eigentümer oder Administrator kann diese Geräte z.B. verwenden, um auf das Client-Computergerät 1000 zuzugreifen, es einzurichten und zu steuern, um die Geräte zu bedienen, entsprechende Nachfrageanforderungen zu generieren und auf eingegangene Preisangebote zu reagieren.
• Das Netzwerk E/A 1005 repräsentiert alle geeigneten Netzwerkgeräte, wie z. B. Netzwerkadapter usw. für die Kommunikation über das Netzwerk 106. Das Client-Computergerät 1000 kommuniziert mit dem System 100 über die Netzwerk-E/A 1005, um Daten anzufordern, Daten zu senden und zu empfangen, neben anderen Aktivitäten, um die oben beschriebenen Funktionen des Client-Computergeräts 1000 auszuführen.
• Das Datenkommunikations-Subsystem 1006 stellt jede geeignete Kommunikationshardware zur Verbindung der anderen Komponenten in einer einzigen Einheit oder verteilt auf einer oder mehreren Leiterplatten dar.
• Ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das einen Beispielserver 1100 (der eine beliebige Kombination von einem oder mehreren Servern darstellt) zur Verwendung im System 100 zeigt, ist in 11 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen dargestellt. Andere Ausführungsformen können andere Komponenten und Kombinationen von Komponenten verwenden. Zum Beispiel kann der Server 1100 ein oder mehrere physische Computergeräte oder Server darstellen, wie z.B. Webserver, Rack-Computer, Netzwerkspeichergeräte, Desktop-Computer, Laptop/Notebook-Computer usw., abhängig von der Komplexität des Systems 100. In einigen Ausführungsformen, die zumindest teilweise in einem Cloud-Netzwerk implementiert sind, dessen Daten möglicherweise über mehrere Geolokationen synchronisiert sind, kann der Server 1100 als ein oder mehrere Cloud-Server bezeichnet werden. In einigen Ausführungsformen werden die Funktionen des Servers 1100 in einem einzigen Computergerät aktiviert. In komplexeren Implementierungen sind einige der Funktionen des Computersystems 1100 auf mehrere Computergeräte verteilt, sei es innerhalb einer einzigen Serverfarm oder an mehreren physischen Standorten. In einigen Ausführungsformen, in denen der Server 1100 mehrere Computergeräte darstellt, sind einige der Funktionen des Servers 1100 in einigen der Computergeräte implementiert, während andere Funktionen in anderen Computergeräten implementiert sind. In der abgebildeten Ausführungsform enthält der Server 1100 im allgemeinen mindestens einen Prozessor 1101, einen elektronischen Hauptspeicher 1102, einen Datenspeicher 1103, eine Benutzer-E/A 1104 und eine Netzwerk-E/A 1105, neben anderen, der Einfachheit halber nicht gezeigten Komponenten, die durch ein Datenkommunikations-Subsystem 1106 miteinander verbunden oder gekoppelt sind.
• Der Prozessor 1101 repräsentiert eine oder mehrere Zentraleinheiten auf einer oder mehreren Leiterplatten (PCBs) in einem oder mehreren Gehäusen oder Gehäusen. In einigen Ausführungsformen stellt der Prozessor 1101 mehrere Mikroprozessoreinheiten in mehreren Computergeräten an mehreren physischen Standorten dar, die durch einen oder mehrere Datenkanäle miteinander verbunden sind, wie z.B. das Netzwerk 106. Bei der Ausführung von computerausführbaren Befehlen zur Ausführung der oben beschriebenen Funktionen des Servers 1100 in Zusammenarbeit mit dem elektronischen Hauptspeicher 1102 wird der Prozessor 1101 zu einem Spezialcomputer zur Ausführung der Funktionen der Befehle.
• Der elektronische Hauptspeicher 1102 stellt ein oder mehrere RAM-Module auf einer oder mehreren Leiterplatten in einem oder mehreren Gehäusen oder Einfassungen dar. In einigen Ausführungsformen stellt der elektronische Hauptspeicher 1102 mehrere Speichermoduleinheiten in mehreren Computergeräten an mehreren physischen Standorten dar. Im Betrieb mit dem Prozessor 1101 speichert der elektronische Hauptspeicher 1102 die computerausführbaren Befehle, die vom Prozessor 1101 ausgeführt werden, und die Daten, die vom Prozessor 1101 verarbeitet werden, um die oben beschriebenen Funktionen des Servers 1100 auszuführen.
• Der Datenspeicher 1103 repräsentiert oder umfasst jede geeignete Anzahl oder Kombination von internen oder externen physischen Massenspeichergeräten, wie z.B. Festplatten, optische Laufwerke, NAS-Geräte (Network-Attached Storage), Flash-Laufwerke usw. In einigen Ausführungsformen repräsentiert der Datenspeicher 1103 mehrere Massenspeichergeräte in mehreren Computergeräten an mehreren physischen Standorten. Der Datenspeicher 1103 bietet im Allgemeinen einen persistenten Speicher (z.B. in einem nicht vorübergehenden computerlesbaren Medium 1107) für die Programme (z.B. computerausführbare Befehle) und Daten, die beim Betrieb des Prozessors 1101 und des elektronischen Hauptspeichers 1102 verwendet werden, wie z.B., aber nicht beschränkt auf, einen Empfänger für den Empfang einer Bedarfsanforderung 1108, einen Rechner zur Erzeugung eines Preisangebots als Antwort auf die Bedarfsanforderung 1109, eine Liste der verfügbaren Stromerzeugungskapazität von Stromerzeugungsquellen 1110, ein Programm für Umweltfaktoren 1111, das Umweltfaktoren bezüglich der Nachfrage- und der Angebotsseite erzeugt, empfängt oder speichert, eine Liste des prognostizierten Stromverbrauchniveaus 1112, die vom Server 1100 empfangen oder erzeugt wird, einen Sender 1113 zur Übertragung des Preisangebots, ein Daten- und Befehlsprogramm 1114, die zwischen dem Stromversorgungs-Managementsystem 104 und den Stromerzeugungsquellen 105 übertragen werden, ein Kalender-Dienstleistungsprogramm 1115 zur Pflege und Bereitstellung von Kalenderdaten für die Benutzer des Systems 100, ein Fahrplandienstprogramm 1116 zur Koordinierung der Planung der Stromverteilung, historische Daten 1117 früherer Nachfrageanfragen und Preisangebote, eine oder mehrere Parsing-Routinen 1118 zum Parsen von Daten, eine Suchroutine 1119 zum Durchsuchen der verschiedenen Datentypen nach den relevanten Daten, die an Kunden gesendet werden sollen, eine Leseroutine 1120 zum Lesen von Daten aus dem Datenspeicher 1103 in den elektronischen Hauptspeicher 1102, eine Speicherroutine 1121 zum Speichern von Daten aus dem elektronischen Hauptspeicher 1102 in den Datenspeicher 1103, ein Netzkommunikationsdienstprogramm 1122 zum Senden und Empfangen von Netzkommunikationspaketen über das Netz 106, ein Benachrichtigungsdienstprogramm 1123 zum Kontaktieren von Kunden, ein Gateway-Dienstprogramm 1124, das als Gateway zur Kommunikation von Daten zwischen Servern und Kunden dient, wobei die Gerätedaten 1125 unter anderem Daten repräsentieren, die von den Geräten/Einheiten 107 empfangen wurden. Unter der Kontrolle dieser Programme und unter Verwendung dieser Daten führt der Prozessor 1 101 in Zusammenarbeit mit dem elektronischen Hauptspeicher 1102 die oben beschriebenen Funktionen für den Server 1100 als Verwaltungssystem für die elektrische Stromversorgung 104 aus.
• Die Benutzer-E/A 1104 stellt eine oder mehrere geeignete Benutzerschnittstellengeräte dar, wie z. B. Tastaturen, Zeigegeräte, Displays usw. In einigen Ausführungsformen repräsentiert die Benutzer-E/A 1104 mehrere Benutzerschnittstellengeräte für mehrere Computergeräte an mehreren physischen Standorten. Ein Systemadministrator kann diese Geräte beispielsweise verwenden, um auf den Server 1100 zuzugreifen, ihn einzurichten und zu steuern.
• Die Netzwerk-E/A 1105 repräsentiert alle geeigneten Netzwerkgeräte, wie z. B. Netzwerkadapter usw. für die Kommunikation über das Netzwerk 106. In einigen Ausführungsformen repräsentiert das Netzwerk E/A 1105 mehrere solcher Netzwerkgeräte für mehrere Computergeräte an mehreren physischen Standorten zur Kommunikation über mehrere Datenkanäle. Das Gerät/die Einheit 107 kommuniziert mit dem Server 1100 über das Netzwerk I/O 1105, um Bedarfsanforderungen zu senden, Preisangebote zu erhalten, eine Bestätigung zur Annahme des Preisangebots zu senden und andere Benachrichtigungen zu versenden. Verschiedene Server können über das Netzwerk I/O 1105 jedes Servers miteinander kommunizieren, um die oben beschriebenen Funktionen des Systems 100 auszuführen.
• Das Datenkommunikations-Subsystem 1106 stellt jede geeignete Kommunikationshardware dar, um die anderen Komponenten in einer einzigen Einheit oder verteilt auf einer oder mehreren Leiterplatten, in einem oder mehreren Gehäusen oder Einschlüssen, in einer oder mehreren Gestellbaugruppen usw. zu verbinden.
• Obwohl die Spezifikation in Bezug auf spezifische Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben wurde, wird es geschätzt, dass diejenigen, die sich auf dem Gebiet der Kunst auskennen, nach Erlangung eines Verständnisses des Vorstehenden leicht Änderungen, Variationen und Äquivalente zu diesen Ausführungsformen erdenken können. Diese und andere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung können von denjenigen mit gewöhnlicher Kunstfertigkeit vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus werden diejenigen, die sich auf dem Gebiet der Technik auskennen, zu schätzen wissen, dass die vorstehende Beschreibung nur als Beispiel dient und nicht darauf abzielt, die Erfindung einzuschränken. Es ist daher beabsichtigt, dass der vorliegende Gegenstand solche Änderungen und Variationen abdeckt.
• Kurzfassung
• Ein Verfahren umfasst ein Stromversorgungssystem, das eine erste Anforderung einer ersten Energiemenge für eine erste Zeitperiode von einer ersten Einheit empfängt. Das System erstellt ein erstes Angebot auf der Grundlage einer verfügbaren Stromerzeugungskapazität, von Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau. Das System überträgt das erste Angebot an die erste Einheit. Das System erhält eine zweite Anfrage für eine zweite Strommenge für einen zweiten Zeitraum. Das System erstellt ein zweites Angebot auf der Grundlage derselben Faktoren wie das erste Angebot. Das System überträgt das zweite Angebot an die zweite Einheit. Der Wert des ersten Angebots und der Wert des zweiten Angebots werden so festgelegt, dass in einem ersten Modus die Nachfrage abgeschreckt und in einem zweiten Modus die Nachfrage gefördert wird, um die Effizienz der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
  Das beanspruchte System ist derart ausgestaltet, dass es ein Verfahren gemäß der folgenden Aspekte ausführen kann:
1. 1. Ein Verfahren bestehend aus:
   • Empfangen, durch ein System von einer ersten Einheit, einer ersten Anforderung einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Dauer;
   • Erzeugen eines ersten Preisangebots durch das System als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage, wobei das erste Preisangebot auf einer verfügbaren Stromerzeugungskapazität von Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert;
   • Übermittlung des ersten Preisangebots durch das System an die erste Einheit;
   • Empfangen, durch das System von einer zweiten Einheit, einer zweiten Nachfrageanfrage nach einer zweiten Strommenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Dauer durch das System, wobei die zweite Startzeit sich von der ersten Startzeit unterscheidet und die zweite Zeitperiode mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode überlappt;
   • Erzeugen eines zweiten Preisangebots durch das System als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage, wobei das zweite Preisangebot auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert; und
   • die Übermittlung des zweiten Preisangebots durch das System an die zweite Einheit;
   • wobei der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots so eingestellt sind, dass die Nachfrage nach der Leistung in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach der Leistung in einem zweiten Modus gefördert wird, um die effizienten Betriebsniveaus der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
2. 2. Verfahren nach Aspekt 1, wobei die erste Einheit oder die zweite Einheit enthält:
   1. (i) ein Gerät;
   2. (ii) eine Steuerung für das Gerät, die mit dem Gerät gekoppelt oder entfernt von dem Gerät angeordnet ist, wobei die Steuerung und das Gerät in derselben Einrichtung angeordnet sind;
   3. (iii) einen Stromzähler, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in der gleichen Einrichtung befinden; oder
   4. (iv) einen Master-Controller, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in einer Vielzahl von Einrichtungen befinden.
3. 3. Verfahren nach Aspekt 1, wobei die Umgebungsfaktoren Außenlufttemperatur, relative Feuchtigkeit, Sonnenenergie, Windenergie, diffuse und direkte Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit umfassen.
4. 4. Verfahren nach Aspekt 1, wobei:
   • das erste Preisangebot und das zweite Preisangebot weiterhin auf einer Energiereserve basieren; und
   • die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um die Energiereserve mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu verringern.
5. 5. Verfahren nach Aspekt 1, wobei:
   • die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung ferner auf einem Niveau der Kürzung der durch Sonnenenergie und Windenergie erzeugten Energie beruhen; und
   • die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um den Grad der Beschränkung der Stromerzeugung durch Sonnenenergie und Windenergie von mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu reduzieren.
6. 6. Verfahren nach Aspekt 1, bei dem die erste Strommenge und die zweite Strommenge zu einem Gesamtstromverbrauch beitragen, der geringer ist als das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs.
7. 7. Verfahren nach Aspekt 1, weiter umfassend:
   • Aktivieren einer Stromerzeugungsquelle, wenn die erste Leistungsmenge und die zweite Leistungsmenge zu einem Gesamtleistungsverbrauch beitragen, der größer ist als das vorhergesagte Niveau des Stromverbrauchs.
8. 8. Verfahren nach Aspekt 1, wobei die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung für einen begrenzten Zeitraum verfügbar sind.
9. 9. Verfahren nach Aspekt 1, weiter umfassend:
   • Empfangen einer Annahme des ersten Preisangebots durch das System von der ersten Einheit; und Verteilen der ersten Strommenge durch das System für die erste Zeitperiode beginnend mit der ersten Startzeit.
10. 10. Verfahren, umfassend:
    • Senden, durch einen ersten Prozessor, einer ersten Anfrage nach einer ersten Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Zeitdauer,
    • den Empfang der ersten Anfrage durch ein System;
    • Generierung eines ersten Preisangebots durch das System als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage, wobei das erste Preisangebot auf einer verfügbaren Stromerzeugungskapazität von Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert;
    • Übermittlung des ersten Preisangebots durch das System an den ersten Prozessor;
    • Empfang des ersten Preisangebots durch den ersten Prozessor;
    • Senden, durch einen zweiten Prozessor, einer zweiten Anfrage nach einer zweiten Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Zeitdauer, wobei die zweite Startzeit von der ersten Startzeit verschieden ist und die zweite Zeitperiode mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode überlappt;
    • Empfangen der zweiten Bedarfsanforderung durch ein System;
    • Erzeugen eines zweiten Preisangebots durch das System als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage, wobei das zweite Preisangebot auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert; Übertragen des zweiten Preisangebots durch das System an den zweiten Prozessor; und Empfangen des zweiten Preisangebots durch den zweiten Prozessor;
    • wobei der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots so eingestellt sind, daß die Nachfrage nach der Leistung in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach der Leistung in einem zweiten Modus gefördert wird, um die effizienten Betriebsniveaus der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
11. 11. Verfahren nach Aspekt 10, wobei der erste Prozessor oder der zweite Prozessor einschließt:
    • (v) ein Gerät;
    • (vi) eine Steuerung für das Gerät, die mit dem Gerät gekoppelt ist oder von dem Gerät entfernt angeordnet ist, wobei die Steuerung und das Gerät in derselben Einrichtung angeordnet sind;
    • (vii) einen Stromzähler, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in der gleichen Einrichtung befinden; oder
    • (viii) einen Master-Controller, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in einer Vielzahl von Einrichtungen befinden.
12. 12. Verfahren nach Aspekt 10, wobei die Umweltfaktoren Außenlufttemperatur, relative Feuchtigkeit, Sonnenenergie, Windenergie, diffuse und direkte Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit umfassen.
13. 13. Verfahren nach Aspekt 10, wobei:
    • das erste Preisangebot und das zweite Preisangebot weiterhin auf einer Energiereserve basieren; und
    • die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um die Energiereserve mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu verringern.
14. 14. Verfahren nach Aspekt 10, wobei:
    • die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung ferner auf einem Niveau der Kürzung der durch Sonnenenergie und Windenergie erzeugten Energie beruhen; und
    • die erste Preisnotierung und die zweite Preisnotierung werden erstellt, um den Grad der Beschränkung der Stromerzeugung durch Sonnenenergie und Windenergie von mindestens einer Stromerzeugungsquelle zu reduzieren.
15. 15. Verfahren nach Aspekt 10, bei dem die erste Strommenge und die zweite Strommenge zu einem Gesamtstromverbrauch beitragen, der geringer ist als das prognostizierte Niveau des Stromverbrauchs.
16. 16. Verfahren nach Aspekt 10, weiter umfassend:
    • Aktivieren einer Stromerzeugungsquelle, wenn die erste Leistungsmenge und die zweite Leistungsmenge zu einem Gesamtleistungsverbrauch beitragen, der größer ist als das vorhergesagte Niveau des Stromverbrauchs.
17. 17. Verfahren nach Aspekt 10, ferner umfassend:
    • Annahme des ersten Preisangebots durch den ersten Prozessor;
    • Verteilen der ersten Leistungsmenge durch das System für die erste Zeitperiode, die zum ersten Startzeitpunkt beginnt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 62377648 [0001]
• US 8195337 [0032]

Claims (3)

1. System, umfassend: einen Empfänger, wobei der Empfänger (i) von einer ersten Einheit eine erste Bedarfsanforderung für eine erste Leistungsmenge für eine erste Zeitperiode mit einer ersten Startzeit und einer ersten Zeitdauer und (ii) von einer zweiten Einheit eine zweite Bedarfsanforderung für eine zweite Leistungsmenge für eine zweite Zeitperiode mit einer zweiten Startzeit und einer zweiten Zeitdauer empfängt, wobei sich die zweite Startzeit von der ersten Startzeit unterscheidet und die zweite Zeitperiode mindestens einen Teil der ersten Zeitperiode überlappt; und einen Prozessor, wobei der Prozessor (i) ein erstes Preisangebot als Antwort auf die erste Nachfrageanfrage erzeugt, wobei das erste Preisangebot auf einer verfügbaren Stromerzeugungskapazität von Stromerzeugungsquellen, Umweltfaktoren und einem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert, und (ii) ein zweites Preisangebot als Antwort auf die zweite Nachfrageanfrage erzeugt, wobei das zweite Preisangebot auf der verfügbaren Stromerzeugungskapazität der Stromerzeugungsquellen, den Umweltfaktoren und dem prognostizierten Stromverbrauchsniveau basiert; einen Sender, wobei der Sender (i) an die erste Einheit das erste Preisangebot und (ii) an die zweite Einheit das zweite Preisangebot sendet; wobei der Wert des ersten Preisangebots und der Wert des zweiten Preisangebots so eingestellt sind, daß die Nachfrage nach der Leistung in einem ersten Modus abgeschreckt und die Nachfrage nach der Leistung in einem zweiten Modus gefördert wird, um die effizienten Betriebsniveaus der Stromerzeugungsquellen sowohl im ersten als auch im zweiten Modus zu maximieren.
2. Das System nach Anspruch 1, wobei die erste Einheit oder die zweite Einheit umfasst: (ix) ein Gerät; (x) eine Steuerung für das Gerät, die mit dem Gerät gekoppelt oder entfernt von dem Gerät angeordnet ist, wobei die Steuerung und das Gerät in derselben Einrichtung angeordnet sind; (xi) einen Elektrizitätszähler, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in der gleichen Einrichtung befinden; oder (xii) einen Master-Controller, der so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Geräten kommuniziert, wobei sich das eine oder die mehreren Geräte in einer Mehrzahl von Einrichtungen befinden.
3. System nach Anspruch 1, wobei die Umweltfaktoren Außenlufttemperatur, relative Feuchtigkeit, Sonnenenergie, Windenergie, diffuse und direkte Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit umfassen.

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