響應負載監測系統和方法

2024-03-06 04:29:15

專利名稱：響應負載監測系統和方法
技術領域：
本發明涉及用於監測耦合到電力網絡、向其提供動態需求響應的響應負載的工作的響應負載監測系統。此外，本發明還考慮用於監測在向電力網絡提供動態需求響應的過程中使用的電力消耗裝置的動態需求響應的方法。此外，本發明涉及機器可讀數據存儲介質上記錄的軟體產品，軟體產品可在用於實施前述方法的計算硬體上執行。
背景技術：
電氣系統包括發電機、電力消耗裝置和將發電機耦合到電力消耗裝置的電力網絡。常常將電力網絡稱作「電網」。在工作中，從發電機提供的電力輸出可以暫時波動，電力消耗裝置展現的電力需求也可以暫時變化。結果是，交流頻率和交流電壓大小是對波動敏感的電力網絡中的參數。這種波動會對於向其呈現潛在不可預測電源供給頻率和/或電源電勢的消費者導致問題。此外，電力網絡的運營商還具有確保將從標稱中心頻率的電源供給頻率偏移保持在認同限制內(例如，在以50. OHz為標稱中心頻率的情況下49. 5Hz至 50. 5Hz的範圍中)的義務。電力消耗裝置會在提供有從它的標稱電勢和頻率非常偏離的電源供給時潛在地故障，具有災難性後果。這種控制在發電機採用根據改變天氣情況而容易廣泛波動(例如，作為變化雲層和/或陣風的函數)的風輪機能量技術和/或太陽能輻射(光伏)可再生能量技術時變得較難以取得。額外複雜提高是某些類型的發電機(例如，燃煤電站和核電廠)不能在沒有向環境中傾洩過量能量作為餘熱的情況下迅速調整它們的輸出電力，這是無吸引力的商業選項。雖然多年來已知了選擇性地控制電力網絡以便在正常情況下協助將來自發電機的電供給的大小與電力消耗裝置呈現的需求的大小匹配，但電力網絡的這種控制常常不能處理電力的供給和需求的大的不匹配；會在使未預期數量的空氣調節單元基本上同時進入工作中時作為事故和/或極端天氣情況的結果出現這種突然非常不匹配。當電力網絡的控制無法維持時，會如在美國偶爾體驗和在第三世界國家中頻繁遭遇的一樣出現停電。結果是，提出了應當將電力網絡實施為「智能網格」，例如，如以V2Green公司，西雅圖，美國命名為所有者的公開美國專利申請US2009/0200988A1 "Power Aggregation System for Distributed Electrical Resources」中所述。該專利申請描述如下方法建立與連接到電力網絡的多個電學資源中每個電學資源的通信連接、以及接收來自電力網絡運營商的能量生成信號以便根據能量生成信號控制被電力網絡充電的大量電學資源。耦合到電力網絡的智能裝置響應於電力網絡上的聚集負載響應調整它們的電力消耗以協助穩定電力網絡的工作。這種響應不僅使得電力網絡較容易控制，而且使得電力網絡能夠接收來自遭受較多輸出波動的各種各樣電力提供者(例如，來自小型達裡厄風輪機和/或太陽能電池(各種國內地點和/或近海浪能量生成設施處分布的光伏面板)的陣列)的電力。實踐中發生的問題是如何在協助提供電力網絡的智能調節時調適和監測不同類型電力消耗裝置的性能，即，提供「動態響應」服務。這種調適和監測在試圖穩定電力網絡的工作、以及監測這種裝置是否正提供智能調節時有益。雖然可以基於歷史測量電力網絡特性在計算硬體上仿真電力網絡，但這種仿真在考慮現代電力網絡的眾多複雜性的情況下未可靠地提供向電力網絡提供動態響應的智能電學負載性能的真實指示。
商業電力網絡運營商提供服務從發電機向電力消耗裝置輸送電力。現在實踐是這些電力網絡運營商支付電力調節公司以提供電網絡穩定服務，即，提供「動態響應」服務。威爾斯的迪諾維克處的抽吸水能量儲存設施提供這種「動態響應」服務的示例。在此示例儲存設施中，使用低電需求的時段中發電機提供的過量能量從較低儲池向較高儲池抽吸水。在高電需求的時段中，允許抽吸的水經由傳統水力發電渦輪從上方儲池流動到下方儲池以迅速生成額外電力以協助使突然額外電需求與電力網絡匹配。此設施情況下的優點是可以很迅速調整從上方儲池流動到下方儲池的水以提供電力的相應迅速可調整供給。然而，此設施情況下的問題是用來從下方儲池向上方儲池抽吸水的能量在水然後從上方儲池流動到下方儲池時只部分地可回收。換言之，雖然此抽吸水儲存設施提供有用動態電力穩定響應， 但它相對較低能效並具有這種低效對應的向大氣中額外釋放二氧化碳的相關聯潛在懲罰。
在公開的美國專利No. US 4819180中，描述了用於調節向其中每個用戶具有可變的電力消耗需求的不同商業和住宅用戶傳遞的電力的方法和系統，存在通過公用設施向每個用戶傳輸電力的電力源和從公用設施向每個用戶傳輸以修改每個用戶消耗的電力的公用設施控制信號。該方法包括測量選定實時間隔上每個用戶的電力消耗、以及將每個用戶進行的電力消耗修改與該時間間隔上每個用戶的電力消耗測量直接有關的量。該方法不涉及生成商業或住宅用戶電力消耗特性的任何參數化模型。發明內容
應明白，並非使用諸如迪諾維克的抽吸水儲存設施來提供電力網絡穩定響應，更加優選地是電力消耗裝置本身用於提供動態負載響應；這比使用抽吸水儲存設施或類似類型的專用能量儲存設施更加高能效和可以潛在地提供更快的需求響應。雖然可以根據其上方和下方儲池中水位相對較容易地監測從抽吸水儲存設施可得的穩定容量，但難以估算這種響應負載容量圍繞電力網絡廣泛分布時(例如，作為眾多國內裝備實施穩定容量時)可得的響應負載容量的大小。可以潛在地基於這種國內裝備的銷售量做出響應負載容量的估算，但是這並非如下這種保障這種響應容量實際上在需要響應負載穩定時的任何給定時間示例可得，例如，以避免具有潛在災難性後果的停電的出現。因而發生驗證電力消耗裝置 (例如，作為國內裝備實施)以可操作方式向電力網絡運營商提供的「需求響應」服務的問題；對於金融和碳核算目的這二者以及對於確保足夠的「需求響應」服務對於充分穩定的電力網絡可得潛在地需要這種驗證。
本發明旨在提供對被開發以提供改進響應負載服務的一個或更多個裝置的工作進行調適和/或驗證的方法。
本發明旨在提供調適一個或更多個裝置以提供改進響應負載服務的方法。
根據本發明的第一方面，提供了如所附權利要求1所述的方法提供了用於確定易於由一個或更多個電力消耗裝置提供的潛在響應負載電力網絡服務的級別的方法，其中，該方法包括
(a)確定一個或更多個電力消耗裝置的工作特性；
(b)基於所確定的工作特性開發一個或更多個電力消耗裝置的工作的參數化數字模型；以及
(c)使用一個或更多個裝置的一組工作規則和數字模型來開發工作機制以便提供響應負載電力網絡服務。
本發明具有如下優點一個或更多個裝置能夠適於通過參數化模型提供改進自主響應負載服務以便協助穩定電力網絡的工作和/或減少它的工作成本。
工作成本的這種減少可選地涉及例如與被採用以提供電力網絡穩定服務的迅速響應氣體點火發電廠相關聯的二氧化碳生成的減少。
可選地，一個或更多個裝置可操作地用於以自主方式提供響應負載電力網絡服務。應該將「自主」解釋成意思是相比於從遠程地點向裝置發送控制信號(例如，從電學供給網絡的管理中心或從發電機的管理中心發出的控制信號)的布置而言基於一個或更多個裝置處感測的情況局部地對一個或更多個裝置控制一個或更多個電力消耗裝置的控制。
可選地，該方法包括
(d)將工作機制應用於一個或更多個設備以便提供響應負載電力網絡服務。
可選地，實施方法以使得工作的參數化數字模型描述一個或更多個電力消耗裝置能夠提供響應負載電力網絡服務的最完全程度。應該將用語「最完全程度」解釋為意思是潛在完全容量，即，通過基於電力消耗裝置內發生的參數描述過程使用較準確和較理想容量模型的增進容量。因而，容量模型是描述用於定義一個或更多個電力消耗裝置能夠提供響應負載電力網絡服務的較完全程度的較實際、準確和因此較理想的模型的工作的參數化數字模型。
可選地，該方法包括監測安裝之後一個或更多個電力消耗裝置的工作特性以便驗證它們的響應負載電力網絡服務。更可選地，實施該方法以使得經由一個或更多個接口 (例如，專屬「ReadM」)裝置遠程執行一個或更多個裝置的監測。
更可選地，實施該方法以使得工作特性的確定包括確定參數α、β、η和T中的至少一個，其中，參數α和β描述一個或更多個裝置能夠切換通/斷的時間預期部分，參數 n描述一個或更多個裝置的工作比率，參數τ描述一個或更多個裝置的工作循環次數。
可選地，該方法包括如下內容中的至少一個
(a)傳送一個或更多個電力消耗裝置的可得性以提供負載響應服務；
(b)傳送一個或更多個電力消耗裝置中儲存能量的量；
(c)傳送一個或更多個電力消耗裝置中剩餘的能量儲存容量的量和/或實際消耗的量；
(d)傳送一個或更多個電力消耗裝置能夠向電力網絡提供和/或實際上正提供的電力負載和/或聚集負載響應的指示；以及
(e)傳送一個或更多個電力消耗裝置實際上正在工作中從電力網絡消耗的絕對電力負載的指示。
可選地，該方法適於使得至少一個以下裝置提供響應負載電力網絡服務
(a)冰箱；
(b)熱水系統；
(c)空氣調節系統；
(d)電動和/或插電式混合動力交通工具的充電器；
(e)洗衣機；
(f)洗碗機；
(g)電烤箱；
(h)建築物的電加熱、通風和/或冷卻系統。
可選地，該方法進一步包括以下內容中的至少一個
(a)對一個或更多個裝置執行標稱電力網絡電源頻率&處的熱學模型校準；
(b)執行用以確定一個或更多個裝置中的一個或更多個多迅速地響應向一個或更多個裝置施加的頻率擾動的頻率測試；
(c)執行用以確定工作中時一個或更多個裝置運用的標稱頻率&的測試；
(d)執行用以確定向一個或更多個裝置提供的電源供給的上和下頻率限制以檢查與測試規範的符合性的測試；
(e)確定標稱中心頻率fQ的一個或更多個裝置的觸發器頻率(tarF測試)；以及
(f)通過測量確定一個或更多個裝置的交錯響應和/或聚集響應。
本發明還旨在提供能夠對耦合到一個或更多個電力網絡的一個或更多個智能電力消耗裝置在工作中呈現的網絡穩定響應進行監測的響應負載監測系統。
根據本發明的第二方面，提供了如所附權利要求11所述的系統提供了用於監測和確定經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個電力消耗裝置提供的響應負載電力網絡服務的級別的系統，響應負載服務包括如下內容中的至少一個頻率控制、 負載控制，其特徵在於，系統包括用於向用於控制和/或監測電力網絡工作的數據處理部件傳送表明正提供的響應負載服務的信息的通信部件。
本發明是有利的，因為它能夠提供增進程度的電力網絡監測，例如，以便取得網絡工作的改進穩定性和/或效率。
可選地，針對本發明的第一方面，系統適於測量電力消耗裝置群提供的響應負載調節服務的值、可得性、持續時間、大小和傳遞。
根據本發明的第三方面，提供了用於監測和確定經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個電力消耗裝置提供的響應負載穩定服務的級別的方法，穩定服務包括如下內容中的至少一個頻率控制、負載控制，其特徵在於，該方法包括
(a)使用通信部件向用於控制和/或監測電力網絡工作的數據處理部件傳送表明正提供的穩定服務的信息。
根據本發明的第四方面，提供了包括經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個響應負載電力消耗裝置的分布群的響應負載電力網絡控制系統，該系統用於利用動態負載的信息來調度一個或更多個發電機的配置。
根據本發明的第五方面，提供了用於通過經由電力網絡耦合到按照本發明第二方面的系統的一個或更多個發電機的一個或更多個響應負載電力消耗裝置使用的接口裝置 (例如，專屬「ReadM」裝置)，接口裝置(例如，「ReadM」裝置)適於將一個或更多個響應負載電力消耗裝置的工作傳送給數據處理部件以便使得數據處理部件能夠監測和/或控制電力網絡的工作。
根據本發明的第六方面，提供了用於通過按照本發明第二方面的系統使用的聚集機，聚集機用於實時將一個或更多個電力消耗裝置的負載狀態相加在一起以提供負載狀態的聚集指示。
根據本發明的第七方面，提供了用於估算工作中經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的響應負載電力消耗裝置群的服務級別的可得性的方法，該方法包括
(a)測量群的子集在製造一個或更多個響應負載電力消耗裝置時或在一個或更多個響應負載電力消耗裝置的試運行期間或在一個或更多個響應負載電力消耗裝置的提供服務期間提供響應負載服務的可得性。
根據本發明的第八方面，提供了通過監測如下內容估算電力消耗裝置群的頻率響應提供和/或二氧化碳排出節省的方法
(a) 一個或更多個電力消耗裝置能夠提供響應負載服務的可得時間百分比；
(b) 一個或更多個裝置的能量或應用狀態特性；以及
(c)應用狀態的一個或更多個相關聯循環上一個或更多個電力消耗裝置的電學消^^ ο
根據本發明的第九方面，提供了用於向布置成將一個或更多個發電機耦合到一個或更多個電力消耗裝置的電力網絡提供響應負載的電力消耗裝置，該裝置用於跟蹤對提供響應負載服務可得的時間段、該裝置提供了響應負載服務的時間段，以及傳送關於時間段的信息作為來自該裝置的輸出。
根據本發明的第十方面，提供了包括經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個電力消耗裝置的群的系統，其特徵在於，一個或更多個電力消耗裝置的群用於連續以信號告知和/或記錄它們對提供響應負載服務的可得性，這種服務涉及一個或更多個裝置是否通、斷或正在中間級別工作，以及它們是否對提供服務可得、以及程度。
根據本發明的第十一方面，提供了在按照本發明第九方面的系統中使用BMS警報和/或其它消息以便提供表明從其可以確定響應負載服務可得性和提供的一個或更多個電力消耗裝置的改變可得性和/或通/斷和/或工作狀態的壓縮流的方法。
可選地，當實施方法時，將BMS警報和/或其它消息加密以便認證一個或更多個電力消耗裝置提供了服務。更可選地，使用私有公有密鑰加密來取得這種加密。
可選地，結合本發明的第二方面，該系統用於確定調用服務的事件期間提供的服務的量，其中，通過將裝置的樣本的實際電學消耗與這些裝置的估算消耗和/或群中裝置的估算消耗相比較來驗證服務的提供。
根據本發明的第十二方面，提供了用於在一個或更多個裝置中記錄如下內容的系統
(i) 一個或更多個電力消耗裝置提供的動態需求/頻率響應穩定的量的累計量值；
(ii)提供服務的時間段；和/或
(iii)經由數據錄入裝置中錄入的一系列擊鍵的使用來自一個或更多個裝置的信肩、ο
根據本發明的第十三方面，提供了通過如下內容中的一個或更多個實施的驗證裝置變頻器、模式生成裝置、EGS信號生成裝置，所述通信裝置用於允許動態需求響應/頻率響應的量的驗證，通過向驗證裝置重複發送事件信號取得所述驗證。
根據本發明的第十四方面，提供了使用按照本發明第十三方面的變頻器裝置的方法，其中，該方法涉及使用該裝置生成結果、以及分析結果以確認提供的響應負載服務的量。
根據本發明的第十五方面，提供了用於記錄電力消耗裝置消耗的電力和用於向裝置供給電力的電力網絡的變量以便測量由裝置向電力網絡提供的響應需求服務量的線路中計量裝置。
根據本發明的第十六方面，提供了用於與電力消耗裝備通信以便測量裝備對將頻率響應或動態需求的服務提供給向裝備提供電力的電力網絡可得的時間段的線路中計量直ο
根據本發明的第十七方面，提供了預測裝置提供的響應的質量以便提供基於可得性的服務的方法，預測基於結合有裝置的能量狀態仿真的仿真模型。
根據本發明的第十八方面，提供了機器可讀介質上記錄的軟體產品，軟體產品可在用於實施按照本發明第十七方面的方法的計算硬體上執行。
根據本發明的第十九方面，提供了按照本發明第二方面的系統的測試模式方法， 測試模式方法涉及經由耦合到系統的一個或更多個電力消耗裝置向系統提供頻率穩定響應。可選地，測試模式沒有按照本發明第十二方面的變頻器裝置。
將會明白，本發明的特徵易於在不脫離如所附權利要求所限定的本發明範圍的情況下以任何組合被組合。


現在將參照以下附圖僅通過示例描述本發明的實施例，其中
圖1是按照本發明的系統的示例；
圖2是提供的響應負載的呈現的示例，在圖1的系統的控制部件的顯示器上示出該呈現；
圖3是針對作為能夠提供響應負載服務的電力消耗裝置的冰箱實施的圖1的系統的示例；
圖4是圖1中的系統生成的響應負載性能數據的表格的示例；
圖5是適於監測和/或控制空間分布的多個電力消耗裝置的圖1的系統的示例；
圖6是實施以便證實和/或驗證動態需求頻率響應的圖1的系統的使用示例；
圖7是針對實施以實現本發明的冰箱的內腔體溫度的時間響應的示例；
圖8是出於表徵易於從裝置提供的動態響應的目的而測試按照本發明的裝備的方法的流程圖9是圖8裝備的RLtec可得性(即，響應負載可得性(RLA))的示例；以及
圖10是針對本發明的參數α、β和T的示例。
在附圖中，採用下劃線標號表示下劃線標號處於其上方的項目或下劃線標號相鄰的項目。非下劃線標號涉及將非下劃線標號連結到項目的線所識別的項目。當標號非下劃線和伴有相關聯箭頭時，使用非下劃線標號來識別箭頭正指向的總體項目。
具體實施方式
總體上，本發明考慮用於監測和確定一個或更多個電力消耗裝置的分布源針對經由電力網絡一起相互電耦合到所述一個或更多個裝置的一個或更多個發電機提供的響應負載服務的級別的系統；電力網絡(即，電網)用於使得從發電機向所述一個或更多個電力消耗裝置提供電力。響應負載服務的級別包括例如一個或更多個電力消耗裝置能夠響應於發電機向電力網絡供給電力的能力匹配向電力網絡呈現的它們的電學負載的程度。在實踐中，提供的響應負載服務的級別將會不完美，在此情形中非常期望能夠確定各種動態情況下實踐中發生的不完美的程度。本發明的特徵在於一個或更多個電力消耗裝置接受建模以便以參數化的方式表示它們的工作特性，從而表示裝置的潛在完全容量以提供響應負載服務；應該將這種益處與僅測量一個或更多個電力消耗裝置響應範圍有限部分上有限時間段上裝置特性的傳統已知手段相比較，從而得出傳統響應負載裝置中的次理想性能。按照本發明的這種建模和參數化使得能夠取得工作中電學供給網絡的較好自主控制。
此外，本發明關注於監測和確定包括經由電力網絡相互電耦合在一起的發電機和自主電力消耗裝置的分布式資源在內的系統中提供的響應負載服務的級別的方法，其中， 電力網絡用於使得能夠從發電機向電學負載提供電力。
有益地採用用於監測和確定響應負載服務級別的系統以使得使用從向電力網絡耦合的自主電力消耗裝置的群得到的信息來調度耦合以向電力網絡供給電力的一個或更多個發電機的配置。為電學裝置各自有益地提供計算機實施的接口單元，例如，專屬 「ReadM」單元、或者用於接收來自它們各電力消耗裝置的數據和傳送裝置提供的電學消耗和/或電學調節特性、以及將此數據輸送給遠程資料庫(例如，經由網際網路通信、無線通信、 光纖通信和/或從一個地點向另一個傳送數據的任何其它方式)的功能上類似的模塊。
有益地，(例如，專屬「ReadM」單元中實施、或者大量不同裝置或單元上分布的)計算機實施的系統用於提供表明關於如下內容中至少一個的數據
(i)電力消耗裝置能夠提供的響應負載調節的量和/或電力消耗裝置提供電力網絡響應負載特性的可得性(RLA)；
(ii)已提取的(即，從能夠用於向電力網絡提供需求響應的電力消耗裝置「用盡」 的)儲存能量容量的量；
(iii)電力消耗裝置中剩餘的儲存能量的量，即，能夠用於向電力網絡提供需求響應的「剩餘容量」；以及
(iv)與針對屬性(i)至(iii)中一個或更多個提供的數據相關聯的時間的指示。
例如，數據只表明屬性(i)和(ii)、或只表明屬性(ii)和(iii)、或者所有這三個屬性(i)、( )和(iii)的組合。可選地，由發送其相關聯裝置標識的接口單元提供屬性(i)，利用後續映射(例如，經由查找表)根據裝置的標識確定相應電力消耗額定值。在裝置是冰箱的情形中，通過冷箱中利用的壓縮機或Peltier元件的容量確定屬性(i)。可替選地，在裝置是插電式混合動力交通工具的充電器的情形中，屬性(i)是充電器充電容量的量值。又可替選地，當裝置是熱水箱的電加熱器時，屬性(i)是加熱器的瓦特額定值。 在接口單元用於與之通信的一個或更多個遠程伺服器處實施屬性(i)至(iii)中一個或更多個的轉換。又可替選地，當裝置是一個或更多個變速風扇時，使用一個或更多個風扇的當前速度、或者一個或更多個風扇的控制設置點通過計算或查找確信屬性(i)。可以例如以 「RLtec可得性」(也稱作響應負載可得性(RLA)，即與工作中時具有離散通/斷類型電力切換特性的裝置有關)的方式表示屬性(i)至(iii)。
有益地，作為一個或更多個遠程伺服器實施遠程資料庫。有益地，聚集機(例如， 使用耦合到資料庫的計算硬體實施)用於聚集來自各種各樣範圍裝置的數據以生成表示由耦合到它們電力網絡的、工作中的裝置展現的負載狀態改變的聚集數據。有益地，採用來自裝置群一部分的採樣數據預測整個群的響應負載特性，從而減少將會需要在要從群中的所有裝置接收數據的狀況中收集的基本上重複數據的量。
系統因而能夠提供響應負載服務(例如，對於穩定工作中的裝置的群提供的動態需求響應服務)的值、可得性、持續時間、大小和/或傳遞的測量。通過「動態需求響應」和 「響應負載服務」，意味著響應於相關聯電力網絡上的總體負載改變裝置表現的電學負載。 通過「頻率穩定」，意味著響應於相關聯電力網絡上的總體負載改變裝置表現的電學負載以協助穩定網絡的工作頻率。
按照本發明的用於監測和確定的系統還能夠在製造時和/或在試運行期間和/或在提供服務期間監測裝置的小群提供的電網響應。系統的這種功能使得電學裝置製造者能夠使用系統，例如，通過電學裝備製造者、在產品開發期間和/或在升級已有電學裝置以提供電網穩定響應時。系統例如與國內裝備的製造者特別相關，其中，國內裝備另外包括響應負載功能。諸如RLtec有限公司的公司與這種製造者合作和承擔合同義務以便回報來自網絡運營商的支付向電力網絡運營商提供響應負載服務。諸如RLtec有限公司的這些公司需要提供從製造者提供的製造裝置正繼續提供響應負載服務(即，自主響應負載服務)的證明(例如，基於定期持續)。
按照本發明的前述系統例如能夠用來在將裝置的群對於向它們在工作中耦合到的電網提供需求穩定可得的可得時間的百分比考慮在內的情況下，確定電力消耗裝置群的二氧化碳排放節省。例如，可以將關於這種碳排放節省的信息用於購買碳排放信用，例如， 用於提供響應於它們的裝置或裝備用來提供結果是發電機排放較少二氧化碳的電網穩定對顧客給出金融信用(即，以金融方式補償)的體制。作為進一步的示例，可以將關於這種碳排放節省的信息用於購買碳排放信用，例如，用於提供響應於它們的裝置或裝備用來提供結果是發電機排放較少二氧化碳的電網穩定對裝備的製造者給出金融信用(即，以金融方式補償)的體制。當這種碳信用的支付取決於提供響應負載裝置提供了的碳節省的證據時，有必要採用監測自主響應負載裝置群的系統和相關聯方法。本發明意在解決這種證據的此需要。
系統有益地還考慮在時間上用於監測(即，在時間上跟蹤)它在工作中了多久以提供用以協助穩定它耦合到的電力網絡的服務和以從裝置傳送這種信息的裝置，例如，經由去往伺服器或其它類似類型資料庫的網際網路和/或無線，伺服器或其它類似類型資料庫例如核對給定時間段上提供了的響應負載服務的證據。例如，裝置可以在時間段上根據時間記錄它的電力網絡響應負載響應和隨後繼而將用於描述該時間段上需求響應性能的數據傳送給遠程伺服器或資料庫；這種通信方式減少在許多成千上萬的這種裝置用於動態向伺服器或資料庫上報時(特別是在裝置用於在將它們的響應數據傳送給伺服器或其它類型的資料庫之前壓縮這種數據時)相關的要發送通信流量的量。期望這種立即動態響應以避免將會如若不然提供將會使得難以準確應用控制電網的反饋控制的延遲的時間延遲，例如，以便在試圖控制耦合到智能需求響應電力消耗裝置的電網時避免振蕩電力需求行為。
來自響應負載裝置群的數據聚集對於保護個人的隱私也是非常期望的，例如，用於在給定時間提供響應負載服務的給定私有住所處給定本國裝置工作的知識潛在地可用於惡意方以便規劃盜竊。此外，警方狀態中各私有用戶能量使用的知識可以潛在地用於 (按「新世界次序」)刺探和控制個體。本發明旨在通過應用描述響應負載裝置工作的結果的聚集以保護各裝置的隱私來避免個人的隱私的這種侵入。
可選地，實施按照本發明的系統以使得向電力網絡耦合的電力消耗裝置群的一部分用於連續通信和/或記錄它們的可得性以向電力網絡提供需求響應調節，例如，裝置是通或斷、或者它們是否針對來自電力網絡的電力消耗在中間百分比點處、以及它們對提供和/或提供了和/或實際上正向電力網絡提供需求響應可得的程度。裝置群的部分可選地能夠向例如用於提供用於控制電力網絡的數據的遠程伺服器或資料庫傳送它們的工作。有益地，在表明改變可得性和通/斷狀態、或者從其裝置能夠提供需求響應的針對電力消耗通過可得性或中間百分比點的閾值的轉變的壓縮數據流中從裝置提供BMS警報和/或其它類型的消息。可選地，以加密形式(例如，使用公有私有密鑰加密)提供BMS警報和/或其它類型的消息以認證正真正提供需求調節響應，例如，以避免提供需求負載調節的不誠實上報，這會發生碳信用不誠實分配或不誠實獲取提供了響應負載服務的支付。可選地，當通信容量對處置數據流量可得和足夠的計算機處理電力對處置流量可得，基本上裝置的整個群耦合到電力網絡和還用於傳送它的可得性以向電力網絡提供響應調節。
在具有發電機、電力網絡和經由電力網絡耦合到發電機的電力消耗裝置的系統中，其中，將電力消耗裝置設計成提供動態負載響應，會發生如下情況用於控制系統的控制部件指示了裝置中的一個或更多個裝置作為響應負載以嘗試穩定電力網絡的工作，但是一個或更多個裝置無法傳遞它們期望的需求響應。按照本發明，系統用於確定需求響應是要提供(即，調用)的請求的事件期間提供的服務的量、以及驗證一個或更多個裝置是否實際上提供了一個或更多個裝置的請求的需求響應。一個或更多個裝置可以是例如向電力網絡耦合的裝置的大群中裝置的樣本。
可選地，系統用於在裝置中記錄電力消耗裝置能夠向電網絡提供的響應負載服務的累計時段(例如，小時的數量)和提供的這種服務的質量。表明小時累計數量的數據有益地用於控制電力網絡的工作，例如，經由網際網路和/或通過無線通信；可選地，以加密壓縮聚集形式提供數據。可選地，記錄小時累計數量的裝置是用戶可訪問的，例如，通過經由鍵盤使用數據代碼條目；更可選地，將裝置設計成用於部署在顧客駐地上和設計成對駐地處的人可訪問，例如，以便提供它向電網絡提供了需求響應時的時段期間裝置消耗的累計電力的指示。
本發明還涉及用於通過系統向變頻器裝置重複發送事件信號來驗證提供的動態需求響應(例如，頻率調節響應)的量的變頻器裝置。有益地，可以通過使用重複發送的事件信號問詢能夠提供動態需求響應的裝置來獲得用於確認裝置提供的動態需求響應量的方法。
當實施本發明時，有益地利用用於與裝備通信以測量裝備用於提供動態負載響應和/或動態頻率響應以便穩定耦合的電力網絡以向裝備供給電力多久的線路中計量裝置。
現在將參照附圖闡述本發明的實施例。在圖1中，示出了總體上用10表明的工業和商業(I&C)測量和生效系統。系統10包括經由通信鏈路30 (例如，經由網際網路40)耦合到控制部件50的一個或更多個樣本計量場所20。控制部件50包括用於存儲組合BMS數據、用於提供負載調節響應的記錄(例如，為了單據目的、二氧化碳信用購買或支付目的) 的一個或更多個伺服器60。一個或更多個伺服器60耦合以與控制室(即，例如NGC控制室)中的計算硬體80通信。「NGC」是管理國家網格的國家電網中心的縮寫。
每個樣本計量場所20包括至少一個電力消耗裝備100，例如
(a)熱水系統；
(b)空氣調節系統；
(C)冰箱;
(d)電動和/或插電式混合動力交通工具的充電器；
(e)洗衣機;
(f)洗碗機;
(g)電烤箱；
(h)建築物的電加熱、通風和/或冷卻系統；
(i)使用電泵的水灌溉系統；
(j)水處理廠;
(k)金屬處理廠；
(1)水泥廠。
經由電計量器120從配電盤110為電力消耗裝備提供電力。至少一個電力消耗裝備100和計量器120耦合到其外界輸入/輸出經由通信鏈路30耦合到一個或更多個伺服器60的數據接口裝置130 (例如，專屬「ReadM」裝置)。計量器120有益地用於使用RS485/ Modbus協議向接口(例如，「ReadM」)裝置130通信。其它通信協議易於用於實施本發明。
在工作中，控制部件50在控制室80處提供如動態需求控制的圖2中所示的呈現。 此外，控制室80還使得通過個人幹預和/或自動控制裝置群提供的動態響應。系統10有益地用於為向配電盤110耦合的電力網絡的牢固頻率響應提供小於2秒的解析度時間。此外，系統10還允許根據電力網絡交流頻率f的線性負載改變，例如，通過建立裝置的競價市場以在時間上選出裝備要消耗電力的時間段。系統10用於編譯關於一個或更多個樣本計量場所20響應能力的數據。可選地，根據這種裝備可以在這種競價市場中掌控的影響作為較昂貴的「優先」模型或較便宜的「經濟」模型銷售裝備；換言之，經濟模型旨在當最經濟甚至儘管略微使它的用戶不便時消耗電力，然而優先模型旨在即使在這意味著在較重地加載相關聯電力網絡時也消耗電力時如貼近它用戶希望的使用電力。其它級別的模型是可行的。可選地，裝備在「經濟模式」與「優先模式」之間用戶可切換。
系統10易於適用於經由冰箱(通常已知為「冰箱」)測量和驗證提供的響應負載服務。圖3中的國內駐地200包括經由RS232串行數據連接耦合到接口(例如「ReadM」) 裝置130的冰箱100，所述接口裝置130進一步經由路由器210並隨後經由網際網路40耦合到前述一個或更多個伺服器60。其它裝置易於連接到這樣的系統以實現本發明。
如圖4中所示，示出了由一個或更多個樣本計量場所20呈現的聚集負載響應結果的表。聚集負載響應可選地以如下內容表達負載調節容量(例如，按兆瓦)、瞬間絕對電力消耗(例如，按兆瓦)和/或它的電學特性(兆伏安和/或功率因數和/或兆伏安電抗)、 裝置中儲存的能量(例如，作為千兆焦耳、或者裝置中可能剩餘的兆瓦響應的秒或分鐘的數量)和/或用以裝置中儲存能量的剩餘容量。在包括一個或更多個顯示屏幕的計算機控制臺上的控制部件50處向人員有益地呈現結果。計算機控制臺有益地還包括數據錄入和 /或指令錄入裝置，例如，一個或更多個人員操作的鍵盤。
在圖5中，示例了系統10針對多個樣本計量場所20A、20B、20C的使用。場所20A、 20B.20C可選地在地理上相互是遠程的。
在圖6中，可以採用系統10以便驗證(即，證實)如用400所表明的給定場所處的測試動態需求頻率響應。採用了耦合到一個或更多個裝備100的電力分析器410以便響應於向一個或更多個裝備100的電供給的各種情況監測它們的電力消耗特性。這樣的測試和/或驗證對於審計目的是有利的，例如與二氧化碳信用的發布相關；在某些經濟情況中， 由於裝備一旦被安裝到國內客戶住所處就難以表徵並且花費不菲，所以基於在其製造時裝備的操作特性來發布這樣的碳信用。
當表徵響應負載裝置的工作時，存在將它們的性能參數化的數個不同方式，例如， 用於在生成前述聚集數據的過程中使用。本發明還考慮用於驗證給定電學裝備能夠傳遞動態負載響應(即，生成電力消耗自主裝置能夠向對其操作地耦合的電供給網絡提供需求響應的完全程度的模型)的測試方法。在沒有這種測試的情況下，電力網絡運營商必須根據安裝它們技術的調配產品能夠如斷定或合同約定的提供動態負載響應的需求響應提供者對它採取信任。這種信任在電力網絡運營商對製造者做出金融支付和/或涉及碳信用的發出時是不滿意的保障。
特別適合提供動態負載響應的裝備包括冰箱。準許(例如，通過食品安全標準) 冰箱如圖7中用500表明的圖中所示例的將它們的內部溫度維持到一定上Tu和下IY溫度限制內的溫度範圍ΔΤ內。在圖500中，橫軸510表示時間t從左至右的逝去。此外，縱軸 520表示從底部向頂部增加的冰箱食品儲存腔體溫度1\。當準許給定冰箱允許它食品儲存腔體的內部溫度Ti朝向上溫度限制Tu升高時，即，機制R1，給定冰箱將會從它的電力網絡消耗比正常少的電力；可以準許溫度的這種升高直到冰箱達到上限溫度Tu為止。相反地， 當準許給定冰箱允許它食品儲存腔體的內部溫度Ti朝向下溫度限制IY降低時，即，機制R2， 給定冰箱將會從它的電力網絡消耗比正常多的電力；可以準許溫度的這種下降直到冰箱達到下限溫度TL為止。可以使用冰箱取得的能量節省的量取決於
(a)冰箱的熱學容量CT。熱學容量Ct與冰箱腔體內部結構的熱容量一起是冰箱內正儲存的食品和/或飲品量的函數；以及
(b)可以使用冰箱容納的溫度下降，即，Tu-Tp
此外，可以使用冰箱取得的過量能量消耗的量取決於
(a)冰箱的熱學容量Ct ；以及
(b)可以使用冰箱容納的溫度升高，即，Ti-Tp
當冰箱正以上溫度限制TuB近的它的溫度TiI作時，冰箱能夠提供顯著額外能量消耗和因此表明具有靠近1(即，100%)的高響應負載可得性(RLA)以吸收過量發電輸出。 可替選地，當冰箱正以下溫度限制IY附近的它的溫度Ti工作時，冰箱能夠提供相對較少的額外能量消耗和因此表明具有靠近0(即，0%)的低響應負載可得性(RLA)以吸收過量發電輸出。
將會根據以上內容明白，瞬間額外能量消耗在電力網絡輕微加載和具有向電力網絡供給電力的過量發電機時是期望的；冰箱能夠通過在溫度範圍ΔΤ內冷卻它的內含物協CN 102549869 A助提供能量消耗的瞬間增加。此外，還將會根據以上內容明白，能量消耗的瞬間縮減在電力網絡沉重加載和具有向電力網絡供給電力的不足發電機時是期望的；冰箱能夠通過允許它的內含物在溫度範圍ΔΤ內變熱協助提供能量消耗的瞬間降低。
將會明白，雖然冰箱能夠在至少部分地補償負載變化和發電機變化的方面提供短期協助，但是冰箱將會在工作的較長時段上傾向於朝向平均溫度TA ；換言之，冰箱提供的響應服務是瞬態作用，除非從中央控制指示群或裝置在平均較低溫度或平均較高溫度工作以酌情提供對高側或低側的偏移作用。
有益地，響應於電源電頻率f和/或向其提供的電源電V的大小在冰箱處出現冰箱的響應負載控制。冰箱的RLtec可得性信號(即，響應負載可得性信號(RLA))如前述基於它的內部腔體溫度1\。為了使冰箱的製造者向電力網絡運營商提供製造者的冰箱實際上能夠提供用於穩定電力網絡的負載響應的證明，製造者需要經歷以下內容中的至少一個
(a)在製造時提供如下這種證明冰箱能夠以使得能夠在頻率f和/或電源大小 V改變的情況下如表現出的響應於電力網絡負載使平均內部溫度Ti變化的方式操作它們的壓縮機；
(b)對照描述工作期間冰箱工作的數據以示出它們以使得能夠在頻率f和/或電源大小V改變的情況下如表現出的響應於電力網絡負載使平均內部溫度Ti變化的方式操作它們的壓縮機；以及
(c)以根據電力網絡內執行的測量可辨別的方式使得冰箱改變它們的響應負載特性。
在情形(a)和(b)中，在實踐中冰箱的製造者偽造結果以使得電力網絡運營商潛在地支付它們未然後接收的響應服務是可行的。在情形(b)中，數據的加密可以採用以減少響應結果偽造的機率但是並非完全安全。與電力網絡運營商的相關性的進一步問題是對於向它們的壓縮機有選擇地提供的電力以通/斷和/或可變速度模式工作的多個冰箱的群如何具有用以在切換工作中同步以使得電力網絡頻率f和/或電壓大小V的擺動變化比對於非響應負載將會出現的差的趨勢。
本發明旨在解決冰箱提供的負載響應的測量和驗證的此前述問題。類似考慮涉及對於提供按照本發明的響應服務採用的其它類型本國裝備，例如，空氣調節單元、熱泵、電池充電器等。
測試冰箱熱學模型的按照本發明的一個方法在圖8中示例和包括
(i)用於以恆定標稱網絡頻率f在冰箱佔空比的多個時段上提取多個冰箱冷卻器的內部溫度Ti和壓縮機狀態(即，壓縮機作為時間t的函數是通還是斷)的步驟600;例如，按標稱電源頻率(例如，f = 50. OOOHz)在數個佔空比的時段上提取多個冰箱的結果； 可選地，針對在工作中表明需要需求響應的向冰箱發送的任何信號(例如，頻率和/或任何其它電網信號(EGS))實施此步驟600 ；
(ii)用於比照來自⑴的數據和分析數據以便確定通/斷佔空比長度和通/斷佔空比率是否可以視為兩個冰箱的特性的步驟610 ；
(iii)用於在步驟(ii)中的通/斷佔空比代表一個或更多個冰箱的情況下選擇步驟(i)中一個或更多個冰箱的代表佔空比的步驟620;
(iv)用於針對多個冰箱的採樣通/斷切換數據(例如，在視覺上和/或通過數據CN 102549869 A分析工具)比較多個冰箱多個模型化切換數據的跨度的步驟630 ；例如，通過針對來自兩個冰箱的實時採樣數據比較模型化數據4至5個佔空比的跨度；以及
(ν)計算多個冰箱的模型化與測量結果之間的最小平方差、或者類似誤差指示以確保滿意的配合良好性的步驟640。
電力網絡運營商期望具有用戶之中空間分布和上耦合到電力網絡以便以空間分布方式提供響應負載穩定的冰箱，其中，冰箱正提供有用響應；對於提供響應有必要的模型化結果與表示合適響應的測量通/斷切換數據的匹配提供冰箱可以提供網絡負載響應的確認。
以上步驟(i)至(ν)表示的測試的較詳細版本涉及確定以下一個或更多個參數以便表徵多個冰箱
(a)變量 T;
(b)變量 η ；
(C)變量α;以及
(d)變量 β。
參照圖9，示出了作為沿著橫軸710表示的時間t的函數示例了沿著縱軸720表示的負載可得性(RLA)的總體上用700表明的圖。
將變量α定義成
α =對開關通可得的時間的比例；或者
α =對開關通可得的時間/(時間通+時間斷)。
將變量β定義成
β =對開關斷可得的時間的比例；或者
β =對開關斷可得的時間/(時間通+時間斷)。
在圖10中，示例了總體上用800表明的圖中冰箱型裝置通/斷切換的線性表示。圖800包括表示從左至右增加時間t的橫軸810、以及分別表示從底部向頂部從0%至 100%的負載可得性(RLA)的縱軸820。Ta表示將冰箱的壓縮機通電的時間段，Tffi表示未將壓縮機通電的時間段。當考慮冰箱時、或者對於該事項任何電學負載裝置具有通/斷切換特性，得出可以依據高側和低側響應RCAP^和RCAPis進一步描述的冰箱的最大響應容量 (RCAP)是可行的。如果冰箱的平均負載額定值為X瓦，則從冰箱可得的預期最大響應是
(a) RCAPs= α X (瓦)；以及
(b) RCAPffi= 3父(瓦)。
可以使用線性插值確定例如冰箱提供高側和低側響應的狀況中冰箱提供的作為從標稱頻率fQ朝向上和下頻率限制fu和例如，fQ = 50. 0Hz、fu = 50. 5Hz和fx = 49. 5Hz) 的電源頻率偏離Δf的函數的線性響應
⑴對於 Af > 0Hz, RCAP (Af) = α XAf/ (fu-f0)；以及
(ii)對於 Af < 0Hz，RCAP(Af) = αΧ Δ f/。
當在冰箱的群中存在N個冰箱時，以群的因子N放大響應的程度。
前述變量T表示如圖10中所示例的冰箱的完整周期時間。有益地，通過測量得到或根據冰箱的設計確定變量T，即，確定可行響應的最完全程度。在實踐中，變量T將會根據用戶不時變化的冰箱的內含物而變化。參數η是冰箱壓縮機的工作比率，即，冰箱的壓縮機在從冰箱的內腔體去除熱能量多有效；工作比率η將會取決於利用的壓縮機的類型和它的相關聯有效性。
當獲得了變量α、β、η和T的值時，隨後有效地表徵了冰箱以便可以提供響應負載性能(即，最完全程度的響應)的驗證的目的。在將冰箱設計成了提供非對稱低側和高側響應的情況下，通過分別在以上與下頻率限制fu與之間的各種電源頻率f呈現時測量數個周期它的性能來有益地表徵冰箱。
有益地，隔離測試、以及隨後成組測試各冰箱以確定是否出現相互交互，例如，同步的任何趨勢是否明顯。
有益地，當表徵冰箱以便生成參數化模型時，執行以下測試中的一個或更多個
(a)在標稱電源頻率&處執行熱學模型校準；
(b)執行阻尼頻率測試以確定冰箱中的一個或更多個冰箱多迅速地響應向一個或更多個冰箱施加的頻率擾動；
(c)執行測試以確定工作中時冰箱採用的標稱頻率& ；
(d)執行測試以確定向冰箱提供的電源供給的上和下頻率限制以檢查與規範的符合性；
(e)對於標稱中心頻率fQ確定冰箱的觸發頻率，例如，50. OHz (tarF測試)；以及
(f)確定一個或更多個冰箱的交錯響應和/或聚集響應。
有益地在對比已經用於和連接到電供給網絡的測量裝置的工廠或實驗室中的測試情況下執行這些測量。從而，可以確定按照本發明的裝置能夠在提供響應負載服務時響應的最完全潛在程度。
製造者和/或電力網絡運營商和/或需求響應聚集器有益地將如以上內容中所述的測試用於檢查冰箱、或者其它類型的通/斷裝備，以確保對於提供動態負載響應以便穩定電力網絡的遵從。有益地在製造者處經歷、但是也可以可選地在裝備的安裝出現了之後或在供給鏈中的其它點處、在配送期間或銷售時點、或者作為產品的結果或隨機採樣應用這種測試。此外，在結合前述接口(例如，專屬「ReadM」)裝置130以便監測冰箱工作的工作期間，冰箱和它的相關聯接口裝置130可以在工作中生成作為時間的函數的變量Τ、η、 α、b、RLA中的一個或更多個、以及作為時間t的函數的冰箱內的溫度1\。有益地經由接口 (例如，專屬「ReadM」裝置)裝置將這種參數從冰箱傳送給一個或更多個伺服器60，例如， 在加密和/或聚集數據流中，以便關於裝置工作和工作中提供的響應服務的驗證目的。
如前述，雖然在以上內容中使用它的壓縮機以通/斷方式工作的冰箱的示例以提供了提供響應服務的本發明實施例的示例，但將會明白，能夠通過優選地但是並非僅僅以通/斷方式工作的其它類型電力消耗裝置採用本發明，以便向電力網絡提供響應服務。
雖然針對作為電力消耗裝置的冰箱的參數化表示在以上內容中描述了本發明，但本發明也易於通過其它類型的電力消耗裝置使用。例如，電力消耗裝置是提供有晶閘管電力控制的加熱元件的電池。電池的最大加熱功率為30kW但是在通常工作情況下通常在5kW 至IOkW的範圍中消耗。僅使用測量監測作為「黑盒」的電池的工作將會表明電池的觀測最大負載大小為10kW。然而，按照本發明，將會分析電池和與它的熱學時間響應一起，確定它的30kW加熱容量。這種分析將會識別可以使用電池在不非常影響電池內耗散的電力影響的平均輸出溫度的情況下對於小於熱學響應的持續時間短示例(例如，熱學時間常數)提供瞬間30kW的負載等等其它問題。按照本發明的手段將會使得電池能夠較之將會在以傳統「黑盒」手段表徵了電池的情況下可以的響應負載服務而言，提供較大程度的響應負載服務。
又替選的示例考慮裝配有各自易於通電以便加熱水箱中水的多個加熱器HI、H2、 H3的熱水箱。在正常工作中，發現只採用加熱器Hl中的一個以便加熱水箱內的水，以使得測量的「黑盒」；對熱水箱執行的測量將會只識別加熱器Hl的存在。按照本發明執行的分析將會識別所有加熱器Hl、H2、H3的存在，用於通過加熱器Hl、H2、H3提供需求響應的控制算法將會提供相比於將會只識別加熱器Hl存在的傳統手段而言較大程度的短期峰值負載。 加熱器HI、H2、H3的存在和它們分別的各個電力消耗PI、P2、P3和熱學響應時間常數τ ^ τ2、τ3將會是有益地用於設計理想算法以便向電力配送網絡(即，電網)提供響應需求服務的參數。
也將會根據本發明有益的電力消耗裝置的其它示例包括有包括加熱元件、變速風扇和一個或更多個阻尼器的空氣處置單元；按照本發明的方法將會識別空氣處置單元中存在的各組件和它們的相關聯參數，然而傳統「黑盒」手段將會潛在地是非代表性的和致使開發次理想的需求響應算法。
對以上內容中描述的本發明實施例的修改在不脫離如所附權利要求所限定的本發明範圍的情況下是可以的。諸如用來描述和要求保護本發明的「包括」、「包括有」、「結合」、「包含」、「具有」、「是」的表述意在以非排斥性方式解釋，即，允許也存在未明確描述的項目、組件或元件。還應該將對單數的引用解釋成涉及複數。所附權利要求中的括號內包括的數字意在協助權利要求的理解和不應當以限制這些權利要求要求保護主題的任何方式解釋。
權利要求
1.一種用於確定易於由一個或更多個電力消耗裝置(100)提供的潛在響應負載電力網絡服務的級別的方法，其中，所述方法包括(a)確定一個或更多個電力消耗裝置的工作特性；(b)基於所確定的工作特性開發所述一個或更多個電力消耗裝置的工作的參數化數字模型；以及(c)使用所述一個或更多個裝置的一組工作規則和所述數字模型來開發工作機制以便提供響應負載電力網絡服務。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述一個或更多個裝置操作地用於以自主方式提供所述響應負載電力網絡服務。
3.如權利要求1或2所述的方法，包括(d)將所述工作機制應用於所述一個或更多個裝置以便提供所述響應負載電力網絡服務。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其中，工作的所述參數化數字模型描述所述一個或更多個電力消耗裝置能夠提供所述響應負載電力網絡服務的最完全程度。
5.如權利要求1、2、3或4所述的方法，進一步包括監測安裝之後所述一個或更多個電力消耗裝置(100)的工作特性以便驗證它們的響應負載電力網絡服務。
6.如權利要求5所述的方法，其中，經由一個或更多個接口裝置遠程執行所述一個或更多個裝置(100)的監測。
7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述工作特性的所述確定包括確定參數α、β、η和T中的至少一個，其中，參數α和β描述所述一個或更多個裝置能夠切換通/斷的預期時間部分，參數Π描述所述一個或更多個裝置的工作比率，參數T描述所述一個或更多個裝置的工作循環次數。
8.如在前權利要求中任一項所述的方法，其中，所述方法包括如下內容中的至少一個(a)傳送所述一個或更多個電力消耗裝置(100)的可得性以提供負載響應服務；(b)傳送所述一個或更多個電力消耗裝置(100)中儲存能量的量；(c)傳送所述一個或更多個電力消耗裝置中剩餘的能量儲存容量的量(653)和/或實際消耗的量(651，100)；(d)傳送所述一個或更多個電力消耗裝置(100)能夠向所述電力網絡提供(652)和/ 或實際上正提供(6M)的電力負載和/或聚集負載響應的指示；以及(e)傳送所述一個或更多個電力消耗裝置(100)實際上在工作中正從所述電力網絡消耗的絕對電力負載(650)的指示。
9.如在前權利要求中任一項所述的方法，適於使得至少一個以下裝置能夠提供響應負載電力網絡服務(a)冰箱；(b)熱水系統；(c)空氣調節系統；(d)電動和/或插電式混合動力交通工具的充電器；(e)洗衣機；CN 102549869 A(f)洗碗機；(g)電烤箱；(h)建築物的電加熱、通風和/或冷卻系統。(i)灌溉系統；(j)金屬加工廠；(k)水泥製造廠。
10.如在前權利要求中任一項所述的方法，其中，所述方法進一步包括以下內容中的至少一個(a)對所述一個或更多個裝置(100)執行標稱電力網絡電源頻率fQ處的熱學模型校準；(b)執行用以確定所述一個或更多個裝置(100)中的一個或更多個裝置多迅速地響應向所述一個或更多個裝置(100)施加的頻率擾動的頻率測試；(c)執行用以確定工作中時所述一個或更多個裝置(100)運用的標稱頻率f；的測試；(d)執行用以確定向一個或更多個裝置提供的電源供給的上和下頻率限制以檢查與測試規範的符合性的測試；(e)對於所述標稱中心頻率&，確定所述一個或更多個裝置(100)的觸發器頻率(tarF 測試)；以及(f)通過測量確定一個或更多個裝置(100)的交錯響應和/或聚集響應。
11.一種用於監測和確定經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個電力消耗裝置(100)所提供的響應負載電力網絡服務的級別的系統(10)，所述電力網絡服務包括如下內容中的至少一個頻率控制、負載控制，其特徵在於，所述系統(10)包括通信部件(40)，所述通信部件00)用於向用於控制和/或監測電力網絡工作的數據處理部件 (50)傳送表明正被提供的所述響應負載服務的信息。
12.如權利要求11所述的系統(10)，其中，所述通信部件00)用於傳送如下內容中的至少一個(a)所述一個或更多個電力消耗裝置(100)提供負載響應服務的可得性；(b)所述一個或更多個電力消耗裝置(100)中儲存能量的量；(c)所述一個或更多個電力消耗裝置中剩餘的能量儲存容量的量(65 和/或實際消耗的量(651，100)；(d)所述一個或更多個電力消耗裝置(100)能夠向所述電力網絡提供(652)和/或實際上正提供(654)的電力負載和/或聚集負載響應的指示；以及(e)所述一個或更多個電力消耗裝置(100)實際上正從所述電力網絡消耗的絕對電力負載(650)的指示。
13.一種用於監測和確定經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個電力消耗裝置(100)所提供的響應負載電力網絡服務的級別的方法，所述響應負載服務包括如下內容中的至少一個頻率控制、負載控制，其特徵在於，所述方法包括(a)使用通信部件GO)向用於控制和/或監測電力網絡的工作的數據處理部件(50) 傳送表明正被提供的所述響應負載服務的信息。
14.一種包括經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個響應負載電力消耗裝置的分布群在內的響應負載電力網絡控制系統(10)，系統(10)用於利用動態負載的信息來調度所述一個或更多個發電機的配置。
15.一種用於經由電力網絡耦合到如權利要求11所述的系統的一個或更多個發電機的一個或更多個響應負載電力消耗裝置的接口裝置(130)，所述接口裝置適於將一個或更多個響應負載電力的工作傳送給數據處理部件(50)以便使得所述數據處理部件(50)能夠監測和/或控制電力網絡的工作。
16.一種用於如權利要求11所述的系統(10)的聚集機(60，80)，所述聚集機用於實時將所述一個或更多個電力消耗裝置(100)的負載和/或可得性狀態相加以提供負載狀態的聚集指示。
17.如權利要求16所述的聚集機(60，80)，其中，所述聚集機用於壓縮正傳送日誌信息或正傳送日誌信息量的速率。
18.如權利要求11所述的系統，其中，所述系統適於測量電力消耗裝置群和/或從電力消耗裝置群的一部分提供的響應負載調節服務的值、可得性、持續時間、大小和傳遞中的至少一個。
19.一種用於估算工作中經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的響應負載電力消耗裝置群的服務級別可得性的方法，所述方法包括(a)測量所述群的子集在製造一個或更多個響應負載電力消耗裝置時的製造時間或在一個或更多個響應負載電力消耗裝置的試運行期間或在一個或更多個響應負載電力消耗裝置提供服務期間提供響應負載服務的可得性。
20.一種用於通過監測如下內容估算電力消耗裝置(100)群的頻率響應提供和/或二氧化碳排出節省的方法(a)一個或更多個電力消耗裝置能夠提供響應負載服務的可得時間百分比；(b)一個或更多個裝置的能量或應用狀態特性；以及(c)一個或更多個相關聯的應用狀態循環上一個或更多個電力消耗裝置的電學消耗。
21.一種用於向被布置成將一個或更多個發電機耦合到一個或更多個電力消耗裝置的電力網絡提供響應負載的電力消耗裝置(100)，所述裝置用於跟蹤對提供響應負載服務和 /或跟蹤提供的響應負載服務的累積量可得的時間段、所述裝置提供了響應負載服務和/ 或提供的響應負載服務的累積量的時間段，以及將關於所述時間段的信息作為來自所述裝置的輸出傳送。
22.一種包括經由電力網絡耦合到一個或更多個發電機的一個或更多個電力消耗裝置的群在內的系統(10)，其特徵在於，所述一個或更多個電力消耗裝置的群用於連續以信號告知和/或記錄它們的可得性和它們對提供響應負載服務可得的程度，這種服務涉及所述一個或更多個裝置是否通或斷或在工作的中間百分比點，以及它們是否正提供服務和/或它們正作為中間百分比點提供服務的程度。
23.一種用於在如權利要求10所述的系統中使用BMS警報和/或其它消息以便針對能夠從其確定響應負載服務的可得性和提供的一個或更多個電力消耗裝置的電力消耗提供表明改變可得性和/或通/斷狀態和/或通過可得性或中間百分比點的閾值的轉變的壓縮流的方法。
24.如權利要求23所述的方法，其中，將所述BMS警報和/或其它消息加密以便認證所述一個或更多個電力消耗裝置提供了服務。
25.如權利要求23或M中任一項所述的方法，其中，BMS與NGC之間的中間裝置聚集或匯總負載以進一步壓縮監測信息的流。
26.如權利要求11所述的系統(10)，其中，所述系統用於確定調用服務的事件期間提供的服務的量，其中，通過將裝置樣本的實際電學消耗與這些裝置的估算消耗和/或群中裝置的估算消耗相比較驗證服務的提供。
27.一種用於在一個或更多個裝置中記錄如下內容的系統(10)(i) 一個或更多個電力消耗裝置對動態需求/頻率響應穩定的量的累計量值；( )提供服務的時間段；和/或(iii)經由數據錄入裝置中錄入的一系列擊鍵的使用來自所述裝置的信息。
28.一種通過如下內容中的一個或更多個實施的驗證裝置變頻器、模式生成裝置、 EGS信號生成裝置，所述驗證裝置用於允許動態需求響應/頻率響應的量的驗證，通過向驗證裝置重複發送事件信號取得所述驗證。
29.一種用於使用如權利要求觀所述的驗證裝置的方法，其中，所述方法涉及使用所述裝置生成結果、以及分析結果以確認提供的響應負載服務的量。
30.一種用於記錄電力消耗裝置消耗的電力和用於向所述裝置供給電力的電力網絡的變量以便測量所述裝置向所述電力網絡提供的響應需求服務的量的線路中計量裝置。
31.一種用於與電力消耗裝備通信以便測量所述裝備對將頻率響應或動態需求的服務提供給向所述裝備提供電力的電力網絡可得的時間段的線路中計量裝置。
32.一種用於預測裝置提供的響應的質量以便提供基於可得性的服務的方法，所述預測基於結合有所述裝置的能量狀態仿真的仿真模型。
33.一種機器可讀介質上記錄的軟體產品，所述軟體產品可在用於實施如權利要求27 所述的方法的計算硬體上執行。
34.一種如權利要求11所述的系統(10)的測試模式方法，所述測試模式方法涉及經由耦合到所述系統(10)的一個或更多個電力消耗裝置向系統(10)提供頻率穩定響應，所述測試模式沒有如權利要求觀所述的驗證裝置。
全文摘要
系統採用一種用於確定易於由一個或更多個電力消耗裝置(100)提供的潛在響應負載電力網絡服務的級別的方法。該方法包括(a)確定電力消耗裝置的工作特性；(b)基於所確定的工作特性開發電力消耗裝置工作的參數化數字模型；(c)使用裝置的一組工作規則和數字模型來開發工作機制以便提供響應負載電力網絡服務；(d)將工作機制應用於裝置中的每個裝置；以及(e)監測安裝之後電力消耗裝置(100)的工作特性以便驗證它們的響應負載電力網絡服務。可選地，裝置用於自主運行以提供它們的響應負載電力網絡服務。可選地，工作的參數化數字模型描述電力消耗裝置能夠提供響應負載電力網絡服務的最完全程度。
文檔編號H02J3/14GK102549869SQ201080039422
公開日2012年7月4日 申請日期2010年7月27日 優先權日2009年7月27日
發明者喬·瓦倫, 卡蒂·布盧爾, 安德魯·毫 申請人:響應負載有限公司