用以由分布式本地發(fā)電設施網(wǎng)絡形成虛擬發(fā)電集體的方法和設備的制作方法
【專利摘要】本申請案涉及一種由分布式本地發(fā)電設施網(wǎng)絡形成虛擬發(fā)電集體的方法和設備。本發(fā)明呈現(xiàn)一種計入電力貢獻和消耗的方法。所述方法包括從多個設施接收信息，其中所述多個設施可操作以產(chǎn)生和/或消耗電力，且其中所述數(shù)據(jù)包括關于所述多個設施對電網(wǎng)的電力貢獻和/或從所述電網(wǎng)進行的消耗的信息。所述方法進一步包括將穩(wěn)健的密碼過程系統(tǒng)應用于關于電力貢獻的所述信息，且證實所述信息的真實性，以及所要求的所述設施的正確歸屬。最后，所述方法包括以允許通過審計獨立地核實貢獻的方式使用經(jīng)解密和核實的信息對來自所述多個設施中的每一者的電力貢獻和/或消耗進行跟蹤和記賬。所述方法還可包括基于每一設施的所述相應電力貢獻和/或消耗來補償所述設施中的每一者。
【專利說明】用以由分布式本地發(fā)電設施網(wǎng)絡形成虛擬發(fā)電集體的方法和設備
[0001]相關串請案的交叉參考
[0002]本申請案主張戴維德.懷亞特(David Wyatt)于2012年4月13日申請的標題為“用以由分布式本地發(fā)電設施網(wǎng)絡形成虛擬發(fā)電集體的方法和設備(METHOD ANDAPPARATUS TO FORM A VIRTUAL POWER GENERATION COLLECTIVE FROM ADISTRIBUTEDNETWORK OF LOCAL GENERATION FACILITIES) ”的第61/624，190號美國臨時專利申請案(代理人案號WYAT-P0001.PRO)的優(yōu)先權，所述臨時專利申請案的整個揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
【技術領域】
[0003]根據(jù)本發(fā)明的實施例大體涉及電力產(chǎn)生和分配，且更特定來說，涉及用于測量和計入所產(chǎn)生和分配的電力的方法。
【背景技術】
[0004]歷史上，已將電力從發(fā)電設施(例如，北加利福尼亞電力局(“NCPA”))經(jīng)由電力分銷商(例如，太平洋天然氣和電力公司(“PG&E”))遞送到家中或商業(yè)設施處的終端消費者。電力可通常從例如水力發(fā)電廠、燃煤發(fā)電廠或蒸汽發(fā)電廠等任何種類的發(fā)電設施提供。另一方面，電力分銷商擁有將電力分配給消費者且通常與電力提供設施無關的電線和變電站電網(wǎng)。終端消費者傳統(tǒng)上尚不具有任何用以在他或她的家或商業(yè)設施處在本地產(chǎn)生電力的手段。因此，本地家或商業(yè)設施僅需裝備有能夠測量從用于供應設施的電力需求的電網(wǎng)汲取的電力的電表。
[0005]圖1說明歷史電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)。電力由發(fā)電機150產(chǎn)生且接著經(jīng)由電力分銷商或電網(wǎng)提供商155遞送到電力消費者160。
[0006]此歷史模式當前已發(fā)展成終端消費者具有例如通過家用太陽能電板、blume氣體發(fā)電機、燃料電池和風力渦輪機的出現(xiàn)自己發(fā)電的能力。因此，傳統(tǒng)的電表需要經(jīng)調(diào)適以還計入正有多少電力供應回到電網(wǎng)。這例如通過允許儀表“倒轉”來實現(xiàn)，因此電網(wǎng)提供者將提供對于供應回到電網(wǎng)的千瓦時(“kwh”)量的退款。然而，在當前模式下，電力提供者仍在負責計入貢獻和確定對于貢獻的補償范圍。
[0007]圖2說明如當前存在的常規(guī)電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)。電力由發(fā)電機250產(chǎn)生且經(jīng)由電力分銷商255分配給消費者，這類似于歷史系統(tǒng)。然而，在如今的常規(guī)電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)中，某些消費者275具有經(jīng)由使用例如太陽能面板在其自身的設施處發(fā)電的手段。
[0008]當前電力分配和記賬模式的問題在于，消費者發(fā)電能力實際上與企業(yè)發(fā)電競爭，且企業(yè)(特定來說，電網(wǎng)提供者)可選擇以實質(zhì)上低于電力供應者將向從電網(wǎng)汲取電力的消費者收取的價格的大大降低的費率來獎勵回到電網(wǎng)中的供電。這成問題，尤其因為雖然太陽能電板的購買和安裝成本在太陽能面板的使用壽命期間每kwh小于從電網(wǎng)汲取的電力的成本，但通常比電力分銷商企業(yè)針對將電力供應回到電網(wǎng)中而退還的數(shù)目昂貴。[0009]這些約束已實際上對普通消費者的家用或商業(yè)太陽能面板安裝的實際尺寸造成經(jīng)濟上的限制。簡言之，如果安裝產(chǎn)生比安裝其的家庭的典型電需求更多的電力，那么其完全不能通過經(jīng)由過度供應回到電網(wǎng)中而退還的錢來補償安裝成本。遺憾的是，這導致對普通家庭發(fā)電裝置的人為約束，其中電力分銷商對于所退還的錢的數(shù)額而非安裝區(qū)域或安裝部位的其它物理能力的策略是控制清潔太陽能家庭發(fā)電裝置的大小的關鍵決定性因素。
[0010]舉例來說，典型的電力供應者或分銷商可在峰值需求時間對等級I電力消費者收取每kwh$0.41,同時以僅每kwh$0.11退還貢獻回到電網(wǎng)中的過剩電力。同時，典型的太陽能裝置在面板使用壽命期間的費用可為每kwh$0.22。在此模式下，對于普通消費者利用太陽能裝置且擁有超過消費者的家庭或商業(yè)需求的過多生產(chǎn)能力幾乎沒有經(jīng)濟意義，因為貢獻回到電網(wǎng)中的任何過度供應將不以與所消耗電力相同的費率予以補償。類似地，采用風力渦輪機的工廠將面臨渦輪機的尺寸產(chǎn)生超過本地設施需求的過多容量的類似的困境。
[0011]由于太陽能面板、風力渦輪機或燃煤發(fā)電設施一旦其在電網(wǎng)上所產(chǎn)生的電力就相同，所以沒有理由一種形式的發(fā)電應比任何其它方法(不論其是太陽能、風力、地熱還是其它)每kwh賺得少。然而，可替代的電力源的問題在于區(qū)分不同提供者貢獻的電力具有挑戰(zhàn)性。因此，計入來自各種不同類型的電力提供者的供電成問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]因此，需要一種其中可公平且安全地計入任何發(fā)電設施的供電的系統(tǒng)。并且，需要一種計入電力供應的源頭到電網(wǎng)中的供電的穩(wěn)健的方法。使用所描述的系統(tǒng)的有益方面(在無其相應局限性的情況下)，本發(fā)明的實施例提供一種解決這些問題的新穎的解決方案。
[0013]本文揭示一種方法，借此可由允許形成虛擬電力供應者的一個或一個以上獨立的審計機構對每一設施的電力貢獻進行記錄、計數(shù)和加時戳。
[0014]在一個實施例中，呈現(xiàn)一種計入電力貢獻的方法。所述方法包括從多個設施接收經(jīng)加密數(shù)據(jù)，其中所述多個設施可操作以產(chǎn)生電力，且其中所述經(jīng)加密數(shù)據(jù)包括關于所述多個設施到電網(wǎng)的電力貢獻的信息。所述方法進一步包括將經(jīng)加密數(shù)據(jù)解密以存取關于電力貢獻的信息。最后，所述方法包括使用經(jīng)解密數(shù)據(jù)跟蹤來自所述多個設施中的每一者的電力貢獻。所述方法還可包括基于每一設施的相應電力貢獻補償所述多個設施中的每一者。
[0015]實施例包含以上內(nèi)容且進一步包括基于每一設施的相應電力貢獻確定針對第一多個設施中的每一者的補償。
[0016]實施例包含以上內(nèi)容且其中使用公共密鑰加密系統(tǒng)對經(jīng)加密數(shù)據(jù)加密。
[0017]實施例包含以上內(nèi)容且其中公共密鑰加密系統(tǒng)選自包括以下各項的群組:公共密鑰分配系統(tǒng)、數(shù)字簽名系統(tǒng)和公共密鑰密碼系統(tǒng)。
[0018]實施例包含以上內(nèi)容且其中公共密鑰加密系統(tǒng)使用RSA算法。
[0019]實施例包含以上內(nèi)容且其中第一多個設施進一步可操作以消耗電力，且進一步其中經(jīng)加密數(shù)據(jù)包括關于由第一多個設施從電網(wǎng)進行的電力消耗的信息。
[0020]實施例包含以上內(nèi)容且進一步包括使用經(jīng)解密數(shù)據(jù)計入第一多個設施中的每一者的電力消耗。[0021]實施例包含以上內(nèi)容且進一步包括:(a)從第二多個設施接收數(shù)據(jù)，其中所述第二多個設施可操作以消耗電力，且其中所述數(shù)據(jù)包括關于由所述第二多個設施從電網(wǎng)進行的電力消耗的信息；以及(b)使用所接收數(shù)據(jù)計算第二多個設施中的每一者的相應電力消耗。
[0022]實施例包含以上內(nèi)容且進一步包括確定電網(wǎng)提供者對于所述第一多個設施和所述第二多個設施所消耗的電力的一部分的補償量，其中所述電力部分由電網(wǎng)提供者貢獻，且其中到電網(wǎng)提供者的補償量的確定是基于關于從所述第一多個設施和所述第二多個設施接收的電力消耗的信息。
[0023]實施例包含以上內(nèi)容且其中所述第一多個設施和所述第二多個設施形成虛擬發(fā)電網(wǎng)絡。
[0024]實施例包含以上內(nèi)容且進一步包括在虛擬發(fā)電網(wǎng)絡內(nèi)將由第一多個設施產(chǎn)生的過剩電力出售給消費者。
[0025]實施例包含以上內(nèi)容且其中經(jīng)加密數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)包，且其中數(shù)據(jù)包包括:(a)測得為隨時間的電力的積分的電力貢獻；(b)包括記錄電力貢獻的日時的時戳；以及(c)期間測量電力貢獻的時間周期。
[0026]實施例包含以上內(nèi)容且其中通過詢問位于第一多個設施中的每一者處的監(jiān)控站從所述第一多個設施接收經(jīng)加密數(shù)據(jù)。
[0027]在一個實施例中，呈現(xiàn)一種用于測量電力的設備。所述設備包括耦合到本地設施處的發(fā)電廠的儀表，其中所述儀表包括:(a)操作地耦合到處理器的電流感測模塊，其中所述處理器與所述電流感測模塊可結合操作以計入發(fā)電廠貢獻的電力；(b)存儲器，其可操作以存儲所計算的電力貢獻，以及用于與電網(wǎng)提供者安全通信的第一組加密密鑰；以及(C)網(wǎng)絡接口，其可操作以與電網(wǎng)提供者通信，其中儀表與電網(wǎng)提供者之間的通信使用第一組加密密鑰來保護，且其中所述通信包括將所計算的電力貢獻中繼到電網(wǎng)提供者。
[0028]在另一實施例中，呈現(xiàn)一種用于計入電力貢獻的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括通信地耦合到多個設施的記賬服務器，其中所述多個設施可操作以產(chǎn)生電力。記賬服務器包括可操作以存儲關于來自多個設施的電力貢獻的記賬信息和跟蹤應用的存儲器。服務器還包括用于與多個設施通信的網(wǎng)絡接口，以及耦合到存儲器和網(wǎng)絡接口的處理器。處理器經(jīng)配置以根據(jù)跟蹤應用操作以(a)從所述多個設施接收經(jīng)加密數(shù)據(jù)，其中所述經(jīng)加密數(shù)據(jù)包括關于所述多個設施到電網(wǎng)的電力貢獻的信息；(b)將經(jīng)加密數(shù)據(jù)解密以存取關于電力貢獻的信息；且(c)使用經(jīng)解密數(shù)據(jù)跟蹤來自第一多個設施中的每一者的電力貢獻。
[0029]在不同實施例中，揭示一種計入來自分布式供電設施網(wǎng)絡的合計電力貢獻的方法。所述方法包括接收源自與第一多個設施相關聯(lián)的第一多個監(jiān)控站的信息，其中所述第一多個設施可操作以產(chǎn)生以及消耗電力，且其中來自監(jiān)控站的信息包括關于從所述第一多個設施流到電網(wǎng)上的所計量電力或流到所述第一多個設施中的所計量電力消耗的信息。此夕卜，所述第一多個設施同意作為集體協(xié)同計入其集體貢獻和消耗。另外，來自所述第一多個設施的信息被發(fā)射到集體授權的實體以組合為所述第一多個設施的合計電力貢獻總量和合計電力消耗總量。最后，將合計電力貢獻總量作為整體呈現(xiàn)以使得能夠將集體的能量產(chǎn)生能力表示為單一實體?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0030]在附圖的各圖中借助實例而非限制說明本發(fā)明的實施例，且附圖中相同參考數(shù)字指代類似元件。
[0031]圖1說明歷史電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)。
[0032]圖2說明當前存在的常規(guī)電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)。
[0033]圖3說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)。
[0034]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設施發(fā)電儀表(“FPGM”)的示范性計算系統(tǒng)。
[0035]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例其中客戶端FPGM和服務器可耦合到網(wǎng)絡的網(wǎng)絡架構的實例的框圖。
[0036]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的電力供應的源頭處的虛擬電力分配系統(tǒng)的更詳細視圖的框圖。
[0037]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的虛擬電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)的組件的高級框圖。
[0038]圖8描繪根據(jù)本發(fā)明的實施例的安全計入電力貢獻的示范性過程的流程圖800。
[0039]圖9描繪根據(jù)本發(fā)明的實施例的感測電力貢獻且安全地發(fā)射向記賬服務器報告電力貢獻的包的示范性過程的流程圖900。
[0040]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的記賬服務器處的數(shù)據(jù)流的框圖。
[0041]圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的FPGM處的數(shù)據(jù)流的框圖。
[0042]各圖中，具有相同表示的元件具有相同或類似功能。
【具體實施方式】
[0043]現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的各個實施例，其實例在附圖中說明。雖然結合這些實施例描述，但將理解，其不希望將本發(fā)明限于這些實施例。相反，本發(fā)明希望涵蓋可包含在如所附權利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代、修改和等效物。此外，在本發(fā)明的以下詳細描述中，陳述眾多特定細節(jié)以便提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，將理解，可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明。在其它例子中，未詳細描述眾所周知的方法、程序、組件和電路以免不必要地混淆本發(fā)明的各方面。
[0044]依據(jù)程序、邏輯塊、處理和對計算機存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)位的操作的其它符號表示來呈現(xiàn)以下詳細描述的一些部分。這些描述和表示是數(shù)據(jù)處理領域的技術人員用來將其工作的本質(zhì)最有效傳達給所屬領域的其他技術人員的手段。在本申請案中，將程序、邏輯塊、過程等想象為導致所要結果的步驟或指令的自洽序列。步驟是利用物理量的物理操縱的步驟。通常(盡管并非必要)，這些量采取能夠在計算機系統(tǒng)中存儲、傳遞、組合、比較和以其它方式操縱的電或磁信號的形式。有時(主要出于常見用法的原因)將這些信號指代為事務、位、值、元素、符號、字符、樣本、像素等已證明是方便的。
[0045]然而，應牢記，所有這些和類似術語應與適當物理量相關聯(lián)且僅是應用于這些量的方便的標記。除非另外明確陳述，否則如從以下論述中顯而易見，應了解，貫穿本發(fā)明，利用例如“確定”、“記賬”、“接收”、“跟蹤”、“加密”、“解密”、“分配”、“關聯(lián)”、“存取”、“確定”、“識別”等術語的論述是指計算機系統(tǒng)或類似的電子計算裝置或處理器(例如，圖4的系統(tǒng)110)的動作和過程(例如，圖8的流程圖800)。所述計算機系統(tǒng)或類似的電子計算裝置操縱和變換計算機系統(tǒng)存儲器、寄存器或其它此類信息存儲裝置、發(fā)射或顯示裝置內(nèi)的表示為物理(電子)量的數(shù)據(jù)。
[0046]本文描述的實施例可在駐留在某一形式的計算機可讀存儲媒體(例如，程序模塊，由一個或一個以上計算機或其它裝置執(zhí)行)上的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中論述。借助實例而非限制，計算機可讀存儲媒體可包括非暫時性計算機可讀存儲媒體和通信媒體；非暫時性計算機可讀媒體包含除暫時性傳播信號以外的所有計算機可讀媒體。一般來說，程序模塊包含執(zhí)行特定任務或實施特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結構等。程序模塊的功能性可在各個實施例中視需要組合或分布。
[0047]計算機存儲媒體包含在用于存儲例如計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結構、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息的任何方法或技術中實施的易失性和非易失性、可裝卸和非可裝卸媒體。計算機存儲媒體包含(但不限于)隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、快閃存儲器或其它存儲器技術、壓縮光盤ROM(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)或其它光學存儲裝置、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置，或可用于存儲所要信息且可被存取以檢索所述信息的任何其它媒體。
[0048]通信媒體可體現(xiàn)計算機可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)結構和程序模塊，且包含任何信息遞送媒體。借助實例而非限制，通信媒體包含例如有線網(wǎng)絡或直接有線連接等有線媒體，以及例如聲學、射頻(RF)、紅外線和其它無線媒體等無線媒體。以上各者中的任一者的組合也可包含在計算機可讀媒體的范圍內(nèi)。
[0049]用以由分布式本地發(fā)電網(wǎng)絡形成虛擬發(fā)電集體的方法和設備
[0050]本發(fā)明的實施例大體涉及收集電力貢獻的測量值，且更特定來說，涉及確定分布式本地發(fā)電設施網(wǎng)絡中的發(fā)電能力的方法和系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的實施例提供一種其中可公平且安全地計入任何發(fā)電設施的電力貢獻的系統(tǒng)。并且，本發(fā)明的實施例提供一種計入電力供應的源頭處的到電網(wǎng)中的電力貢獻的穩(wěn)健的方法。在對本發(fā)明的電力貢獻進行公平且安全記賬的情況下，可實現(xiàn)開放市場，其中電力的任何生產(chǎn)者可根據(jù)其貢獻的規(guī)模和效率公平地得到獎勵。
[0051]圖3說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)。電力由發(fā)電機350產(chǎn)生且經(jīng)由電力分銷商355分配給消費者，這類似于上文論述的常規(guī)系統(tǒng)。然而，對于具有用于在其自身設施處發(fā)電的手段的特定消費者370，本發(fā)明的一個實施例提供虛擬電力和分配中樞390，其合計且記錄來自家庭電力生產(chǎn)者370的各種電力貢獻。
[0052]本發(fā)明的另一實施例允許記錄且穩(wěn)健地確認由每一本地設施370產(chǎn)生的電力，使得本地設施370處的每一生產(chǎn)者可核實其貢獻經(jīng)識別且進一步核實其正因其貢獻而得到公平的補償。
[0053]本發(fā)明的一個實施例允許核實一個或一個以上本地設施370產(chǎn)生的電力表示對電網(wǎng)的實際貢獻。這是重要的，因為其允許本地設施370識別、核實和接受其它貢獻設施到電網(wǎng)中作出的貢獻不是作假的。
[0054]本發(fā)明的另一實施例記錄并計入作出電力貢獻的時間，借此為發(fā)電的靈活補償提供支持。所述補償可經(jīng)調(diào)整以更公平地補償從本地發(fā)電設施以及從視需要或在風力、太陽能和其它天然電力源不太充足時產(chǎn)生電力的提供者提供的電力。舉例來說，可以較高費率補償在夜間當本地設施處的太陽能面板不在有效運行時發(fā)電的實體，以補償其較高發(fā)電成本。
[0055]在一個實施例中，一旦一個或一個以上設施到電網(wǎng)的貢獻可被穩(wěn)健且準確識別，所述設施就可形成集團或虛擬發(fā)電組織，以用于記錄和計入集團成員的貢獻并產(chǎn)生單一虛擬組織的目的。此虛擬組織將具有呈現(xiàn)用以向消費者宣傳和向消費者收費并促進根據(jù)貢獻向生產(chǎn)者分配資金的單面的優(yōu)點。舉例來說，在一個實施例中，圖3中的虛擬電力產(chǎn)生和分配中樞390可為虛擬發(fā)電組織，其包括記錄來自其各個成員的貢獻且相應地分攤資金的多個本地發(fā)電設施。在一個實施例中，虛擬發(fā)電組織可經(jīng)設置以允許組織內(nèi)的任何參與設施直接從另一參與設施購買電力。舉例來說，一設施可在此安排下最后直接從相鄰設施購買電力。
[0056]個別家庭用電貢獻者可受益于加入虛擬發(fā)電集體的機構中的其它家庭貢獻者。形成虛擬電力集體的一個優(yōu)點是，其將簡化記賬和開賬單過程。虛擬發(fā)電組織可取所收集的總量的一百分比來支付其成本和開銷。此外，虛擬電力集體所支付的補償可由集團內(nèi)的貢獻者較公平地施加，以期望將來用于電力產(chǎn)生的新設施或較大設施的發(fā)展。
[0057]此外，公平地補償個別貢獻者將可能鼓勵較大家庭發(fā)電設施中的持續(xù)投資。本發(fā)明的另一優(yōu)點是，通過使較大家庭發(fā)電設施的安裝在經(jīng)濟上更加吸引人，驅動對更大發(fā)電能力且特定來說更有效發(fā)電能力的需求。因此，促進虛擬發(fā)電能力可通過提供用于購買本地發(fā)電能力(例如，家用太陽能面板)的有機形成的經(jīng)濟刺激來產(chǎn)生新的發(fā)電經(jīng)濟。其還可驅動對技術的增加的投資以改進小規(guī)模發(fā)電能力(例如，家用燃料電池)的效率。
[0058]另外，在一個實施例中，辨識和區(qū)分從各個設施或設施集團到電網(wǎng)中的貢獻的能力可向消費者提供選擇補償其想要向其支付其電力供應的隨便哪個實體的能力。舉例來說，消費者可選擇向由消費者社區(qū)內(nèi)的多個本地家庭發(fā)電設施的組合貢獻形成的本地虛擬發(fā)電組織支付。
[0059]本發(fā)明的一個目標是經(jīng)由由聯(lián)網(wǎng)的具有微發(fā)電功能的設施形成的虛擬電網(wǎng)來連接供應者和消費者。連接供應者和消費者允許太陽能、風能和地熱能的小規(guī)模生產(chǎn)者一起合作以收集補償或資金用于設施維護和改進。隨著增加數(shù)目的例如太陽能面板等本地發(fā)電設施較小規(guī)模地安裝(例如)在住宅和企業(yè)設施中，這些設施將電力貢獻回到電網(wǎng)中以及支持對于進一步安裝的本地需求的能力不斷增長。
[0060]隨著分布式本地發(fā)電設施的數(shù)目增長，這些設施通過形成虛擬發(fā)電網(wǎng)絡(“VPGN”)來收集和集中其貢獻的機會有所增加。VPGN可為發(fā)電設施的集合，所述發(fā)電設施集體地操作以形成分布式發(fā)電能力。當VPGN可作為電力提供者用于電網(wǎng)上時，其他電力消費者可選擇隨后從VPGN購買電力。由于VPGN是通過計入每一設施對VPGN的貢獻經(jīng)由穩(wěn)健的數(shù)據(jù)收集而建立，所以接著有可能計入每一本地發(fā)電設施的貢獻且根據(jù)貢獻量和作出貢獻的時戳來分配資金。本質(zhì)上，本發(fā)明的電力分配和記賬系統(tǒng)允許在“云”中計入來自各個設施的所有貢獻，借此個別消費者可為其個人使用直接從云購買電力。
[0061]在一個實施例中，設施發(fā)電儀表(“FPGM”)位于每一設施處，其計入從電網(wǎng)汲取或從設施發(fā)電廠(“FGP”)供應到電網(wǎng)的電力。FGP是在特定設施本地的發(fā)電能力，例如設施處的太陽能面板。每一 FPGM連接到電網(wǎng)提供者(“GP”)，其是到設施的相鄰電連接的所有者。
[0062]圖4說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的設施發(fā)電儀表(“FPGM”)的示范性計算系統(tǒng)110。計算系統(tǒng)110廣義上表示能夠執(zhí)行計算機可讀指令的任何單處理器或多處理器計算裝置或系統(tǒng)。在其最基本配置中，計算系統(tǒng)110可包含至少一個處理器114和系統(tǒng)存儲器116。
[0063]處理器114通常表示能夠處理數(shù)據(jù)或解譯和執(zhí)行指令的任何類型或形式的處理單元。在某些實施例中，處理器114可從軟件應用或模塊接收指令。這些指令可致使處理器114執(zhí)行本文描述和/或說明的實例實施例的一者或一者以上的功能。
[0064]系統(tǒng)存儲器116通常表示能夠存儲數(shù)據(jù)和/或其它計算機可讀指令的任何類型或形式的易失性或非易失性存儲裝置或媒體。系統(tǒng)存儲器116的實例包含(不限于)RAM、ROM、快閃存儲器，或任何其它適宜的存儲器裝置。盡管不要求，但在某些實施例中，計算系統(tǒng)110可包含易失性存儲器單元(例如，系統(tǒng)存儲器116)和非易失性存儲裝置(例如，主要存儲裝置132)兩者。
[0065]計算系統(tǒng)110除處理器114和系統(tǒng)存儲器116外還可包含一個或一個以上組件或元件。舉例來說，在圖4的實施例中，計算系統(tǒng)110包含存儲器控制器118、輸入/輸出(I/O)控制器120和通信接口 122，其每一者可經(jīng)由通信基礎結構112互連。通信基礎結構112通常表示能夠促進計算裝置的一個或一個以上組件之間的通信的任何類型或形式的基礎結構。通信基礎結構112的實例包含(不限于)通信總線(例如，工業(yè)標準架構(ISA)、外圍組件互連(PCI)、PCI Express(PCIe)或類似總線)和網(wǎng)絡。
[0066]存儲器控制器118通常表示能夠處置存儲器或數(shù)據(jù)或控制計算裝置110的一個或一個以上組件之間的通信的任何類型或形式的裝置。舉例來說，存儲器控制器118可經(jīng)由通信基礎結構112控制處理器114、系統(tǒng)存儲器116與I/O控制器120之間的通信。
[0067]I/O控制器120通常表示能夠協(xié)調(diào)和/或控制計算裝置的輸入和輸出功能的任何類型或形式的模塊。舉例來說，I/o控制器120可控制或促進計算裝置110的一個或一個以上元件(例如，處理器114、系統(tǒng)存儲器116、通信接口 122、顯示器適配器126、輸入接口130和存儲接口 134)之間的數(shù)據(jù)傳遞。
[0068]通信接口 122廣義上表示能夠促進實例計算系統(tǒng)110與一個或一個以上額外裝置之間的通信的任何類型或形式的通信裝置。舉例來說，通信接口 122可促進計算系統(tǒng)110與包含額外計算系統(tǒng)的私用或公共網(wǎng)絡之間的通信?；蛘?，舉例來說，通信接口 122可促進FPGM與電網(wǎng)提供者之間的通信。通信接口 122的實例包含(不限于)有線網(wǎng)絡接口(例如，網(wǎng)絡接口卡)、無線網(wǎng)絡接口(例如，無線網(wǎng)絡接口卡)、調(diào)制解調(diào)器和任何其它適宜的接口。在一個實施例中，通信接口 122提供經(jīng)由到網(wǎng)絡(例如，因特網(wǎng))的直接鏈路到遠程服務器的直接連接。通信接口 122還可經(jīng)由任何其它適宜的連接間接提供此連接。
[0069]通信接口 122還可表示主機適配器，其經(jīng)配置以經(jīng)由外部總線或通信信道來促進計算系統(tǒng)110與一個或一個以上額外網(wǎng)絡或存儲裝置之間的通信。主機適配器的實例包含(不限于)小計算機系統(tǒng)接口(SCSI)主機適配器、通用串行總線(USB)主機適配器、IEEE(電氣及電子工程師協(xié)會)1394主機適配器、串行高級技術附接(SATA)和外部SATA(eSATA)主機適配器、高級技術附接(ATA)和并行ATA(PATA)主機適配器、光纖通道接口適配器、以太網(wǎng)適配器等。通信接口 122還可允許計算系統(tǒng)110參與分布式或遠程計算。舉例來說，通信接口 122可從例如電網(wǎng)提供者端處的遠程裝置接收指令，或將指令發(fā)送到遠程裝置以供執(zhí)行。
[0070]在一個實施例中，F(xiàn)PGM上的通信接口 122可經(jīng)由各種協(xié)議中的一者連接到網(wǎng)絡，例如通過W1-Fi連接以無線方式連接到網(wǎng)絡，或通過有線以太網(wǎng)連接連接到網(wǎng)絡，或者甚至通過在電纜上使用以太網(wǎng)進行通信而連接到網(wǎng)絡。
[0071]如圖4中說明，計算系統(tǒng)110還可包含經(jīng)由顯示器適配器126耦合到通信基礎結構112的至少一個顯示裝置124。顯示裝置124通常表示能夠視覺上顯示顯示器適配器126轉發(fā)的信息的任何類型或形式的裝置。類似地，顯示器適配器126通常表示經(jīng)配置以轉發(fā)圖形、文本和其它數(shù)據(jù)以供在顯示裝置124上顯示的任何類型或形式的裝置。
[0072]如圖4中說明，計算系統(tǒng)110還可包含經(jīng)由輸入接口 130耦合到通信基礎結構112的至少一個輸入裝置128。輸入裝置128通常表示能夠將輸入(計算機產(chǎn)生或人為產(chǎn)生)提供到計算系統(tǒng)110的任何類型或形式的輸入裝置。輸入裝置128的實例包含(不限于)鍵盤、指向裝置、語音辨識裝置，或任何其它輸入裝置。
[0073]如圖4中說明，計算系統(tǒng)110還可包含經(jīng)由存儲接口 134耦合到通信基礎結構112的主要存儲裝置132和備用存儲裝置133。存儲裝置132和133通常表示能夠存儲數(shù)據(jù)和/或其它計算機可讀指令的任何類型或形式的裝置或媒體。舉例來說，存儲裝置132和133可為磁盤驅動器(例如，所謂的硬盤驅動器)、軟盤驅動器、磁帶驅動器、光盤驅動器、快閃驅動器等。存儲接口 134通常表示用于在存儲裝置132和133與計算系統(tǒng)110的其它組件之間傳遞數(shù)據(jù)的任何類型或形式的接口或裝置。
[0074]在一個實施例中，F(xiàn)PGM還可包含用以存儲用于與電網(wǎng)提供者或VPGN通信的加密密鑰的存儲裝置148。存儲裝置148可與主要存儲裝置132分離或為其一部分。并且，在一個實施例中，系統(tǒng)110中采用的所有存儲裝置將為安全的或使用代碼簽名技術來確保程序和軟件在FPGM上的安全存儲和執(zhí)行。
[0075]在一個實例中，數(shù)據(jù)庫140可存儲在主要存儲裝置132中。數(shù)據(jù)庫140可表示單一數(shù)據(jù)庫或計算裝置的部分，或者其可表示多個數(shù)據(jù)庫或計算裝置。舉例來說，數(shù)據(jù)庫140可表示(存儲在其上)計算系統(tǒng)110的一部分和/或圖2 (下文)中的實例網(wǎng)絡架構200的若干部分。或者，數(shù)據(jù)庫140可表示(存儲在其上)能夠由計算裝置(例如，計算系統(tǒng)110和/或網(wǎng)絡架構200的若干部分)存取的一個或一個以上物理上分離的裝置。
[0076]繼續(xù)參看圖4，存儲裝置132和133可經(jīng)配置以從經(jīng)配置以存儲計算機軟件、數(shù)據(jù)或其它計算機可讀信息的可裝卸存儲單元讀取和/或向所述可裝卸存儲單元寫入。適宜的可裝卸存儲單元的實例包含(不限于)軟盤、磁帶、光盤、快閃存儲器裝置等。存儲裝置132和133還可包含用于允許將計算機軟件、數(shù)據(jù)或其它計算機可讀指令加載到計算系統(tǒng)110中的其它類似結構或裝置。舉例來說，存儲裝置132和133可經(jīng)配置以讀取和寫入軟件、數(shù)據(jù)或其它計算機可讀信息。存儲裝置132和133也可為計算系統(tǒng)110的一部分，或可為經(jīng)由其它接口系統(tǒng)存取的單獨的裝置。
[0077]在一個實施例中，處理器114能夠處理來自電力檢測(或電流感測)電路146的在經(jīng)由模/數(shù)轉換器144處理之后接收到的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，處理器114還可經(jīng)編程以計算電力產(chǎn)生和消耗的歷史。
[0078]許多其它裝置或子系統(tǒng)可連接到計算系統(tǒng)110。相反，無需存在圖4中說明的所有組件和裝置以實踐本文描述的實施例。上文參考的裝置和子系統(tǒng)也可以與圖4所示的方式不同的方式互連。計算系統(tǒng)110還可采用任何數(shù)目的軟件、固件和/或硬件配置。舉例來說，可將本文揭示的實例實施例編碼為計算機可讀媒體上的計算機程序(也稱為計算機軟件、軟件應用、計算機可讀指令，或計算機控制邏輯)。
[0079]可將含有計算機程序的計算機可讀媒體加載到計算系統(tǒng)110中。存儲在計算機可讀媒體上的計算機程序的全部或一部分可接著存儲在系統(tǒng)存儲器116和/或存儲裝置132和133的各個部分中。當由處理器114執(zhí)行時，加載到計算系統(tǒng)110中的計算機程序可致使處理器114執(zhí)行本文描述和/或說明的實例實施例的功能和/或成為用于執(zhí)行本文描述和/或說明的實例實施例的功能的構件。另外或作為替代，本文描述和/或說明的實例實施例可實施在固件和/或硬件中。
[0080]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的其中客戶端FPGM 210、220和230以及服務器240和245可耦合到網(wǎng)絡250的網(wǎng)絡架構的實例的框圖。在一個實施例中，服務器240和245可屬于VPGN，其中其尤其記錄FGP作出的且使用客戶端FPGM 210,220和230傳送到VPGN服務器的貢獻。在另一實施例中，服務器240和245也可屬于電網(wǎng)提供者的網(wǎng)絡且用于收集關于來自各個FGP的貢獻的信息。在不同的實施例中，服務器240可屬于VPGN,而服務器245可屬于電網(wǎng)提供者的網(wǎng)絡。客戶端系統(tǒng)210、220和230通常表示在FPGM上使用的任何類型或形式的計算裝置或系統(tǒng)，例如圖4的計算系統(tǒng)110。
[0081]類似地，服務器240和245通常表示經(jīng)配置以提供各種數(shù)據(jù)庫服務和/或運行某些軟件應用的計算裝置或系統(tǒng)，例如應用服務器或數(shù)據(jù)庫服務器。網(wǎng)絡250通常表示任何電信或計算機網(wǎng)絡，包含(例如)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)(WAN)、局域網(wǎng)(LAN)、個域網(wǎng)(PAN)或因特網(wǎng)。
[0082]參看圖4的計算系統(tǒng)110，可使用例如通信接口 122等通信接口來提供每一客戶端系統(tǒng)210、220和230與網(wǎng)絡250之間的連接性。客戶端系統(tǒng)210、220和230可能夠使用用于與FPGM通信的專用客戶端軟件來存取服務器240或245上的信息。此軟件可允許客戶端系統(tǒng)210、220和230存取服務器240、服務器245、存儲裝置260 (I)-(L)、存儲裝置270 (I)-(N)、存儲裝置290 (I)-(M)或智能存儲陣列295代管的數(shù)據(jù)。盡管圖5描繪使用網(wǎng)絡(例如，因特網(wǎng))用于交換數(shù)據(jù)，但本文描述的實施例不限于因特網(wǎng)或任何特定基于網(wǎng)絡的環(huán)境。
[0083]在一個實施例中，可將本文揭示的實例實施例中的一者或一者以上的全部或一部分編碼為計算機程序且加載到服務器240、服務器245、存儲裝置260 (I)-(L)、存儲裝置270 (I)-(N)、存儲裝置290 (I)-(M)、智能存儲陣列295或其任何組合上并由其執(zhí)行。還可將本文揭示的實例實施例中的一者或一者以上的全部或一部分編碼為計算機程序，存儲在服務器240中，由服務器245執(zhí)行，且經(jīng)由網(wǎng)絡250分布到客戶端系統(tǒng)210、220和230。
[0084]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的電力供應的源頭處的虛擬電力分配系統(tǒng)的更詳細視圖的框圖。作為VPGN的一部分的本地設施630可具有如上文論述的本地設施發(fā)電廠(“FGP”)。舉例來說，F(xiàn)GP可包括如圖6所示的太陽能面板650。在太陽能面板正用于發(fā)電的情況下，太陽能逆變器640可為本地設施處的設備的一部分。逆變器640將光伏太陽能面板的可變直流(DC)輸出轉換為可饋送到商業(yè)電網(wǎng)中或由本地電網(wǎng)外電網(wǎng)絡使用的通用頻率交流電。在電力供應的源頭處的FPGM620可用于記錄其所連接到的相應設施630的電力貢獻和消耗。
[0085]在一個實施例中，每一設施處的每一 FPGM 620需要具有經(jīng)由網(wǎng)絡(例如)到電網(wǎng)提供者660或VPGN 610的通信的安全構件。此可通過確保發(fā)射到FPGM或從FPGM發(fā)射的所有數(shù)據(jù)均經(jīng)加密來完成。將數(shù)據(jù)加密確保了系統(tǒng)的完整性且可準確計入每一設施的貢獻。在一個實施例中，可使用利用例如RSA等不對稱密鑰算法的公共密鑰密碼術來將數(shù)據(jù)加密。在另一實施例中，可使用三個主要種類的公共密鑰密碼術系統(tǒng)中的任一者，即公共密鑰分布系統(tǒng)、數(shù)字簽名系統(tǒng)和公共密鑰密碼系統(tǒng)。所述三種公共密鑰系統(tǒng)可執(zhí)行公共密鑰分布和數(shù)字簽名服務兩者。舉例來說，可使用眾所周知的算法，例如DifTie-Hellman密鑰交換(其是一種類型的公共密鑰分布系統(tǒng))和數(shù)字簽名算法(其是一種類型的數(shù)字簽名系統(tǒng))。然而，本發(fā)明不僅僅限于使用公共密鑰密碼算法?？墒褂萌魏螖?shù)目的各種方法和算法來將FPGM數(shù)據(jù)加密。
[0086]在使用公共密鑰密碼技術的情況下，訂戶站點處的每一 FPGM可包括私用密鑰與公共密鑰對。此私用與公共密鑰對可由例如電網(wǎng)提供者提供。FPGM可經(jīng)由如上文論述的網(wǎng)絡接口 122使用能量貢獻計數(shù)數(shù)據(jù)包(“ECC”)向電網(wǎng)提供者服務器660報告其電力消耗或貢獻。
[0087]ECC數(shù)據(jù)包可包括作為電力隨時間的積分(瓦-時)而測得的電力貢獻。其還可包含時戳，包含記錄貢獻的日時。并且，其可包含識別其在所發(fā)射的ECC包的序列中的次序的編號。此外，其可包含在其期間測量能量消耗或產(chǎn)生的時間單位。其可包含電力量、電力流的方向和流的持續(xù)時間。另外，其還可包含時間間隔內(nèi)的貢獻的積分。其可包含將較長間隔期間的貢獻求和的一個或一個以上歷史積分。其可包含設施位置或設施內(nèi)的位置、設施識別符，以及發(fā)電的類型。其可包含設施處的發(fā)電方法，例如是風力、太陽能、熱能還是其它發(fā)電方法。最后，其可包含接收方供應的信息，例如接收方和設施識別符、接收方供應的密碼隨機數(shù)。通過包含某些時間間隔期間的貢獻的積分，ECC防范數(shù)據(jù)歸因于網(wǎng)絡中斷或其它潛在發(fā)射錯誤而丟失，因為所述積分可用于重建貢獻數(shù)據(jù)。
[0088]在其中使用公共密鑰密碼術的一個實施例中，F(xiàn)PGM 620可用電網(wǎng)提供者提供的私用密鑰對ECC簽名。其還可包含電網(wǎng)提供者(或其它公認的簽署管理機構)簽署的證書，所述證書包含匹配的公共密鑰，借此允許在接收端將ECC解密。
[0089]在一個實施例中，F(xiàn)PGM 620可經(jīng)編程以在后續(xù)ECC中包含先前ECC的簽名，以作為防范篡改的方式。此外，可使用取證數(shù)據(jù)收集技術來核查ECC包的歷史以核實丟失的數(shù)據(jù)包。并且，F(xiàn)PGM可經(jīng)編程以繼續(xù)在后續(xù)包中包含先前ECC簽名，直到接收到來自電網(wǎng)提供者的確認ECC的接收的發(fā)射為止。此機制允許容易地重新創(chuàng)建特定FPGM的貢獻和消耗的歷史。
[0090]在一個實施例中，F(xiàn)PGM包含用以執(zhí)行與審計服務器(例如，圖5中的電網(wǎng)提供者的服務器240或245)的信號交換的機制。舉例來說，審計服務器可發(fā)射待引入到簽名中的某些核實信息以便核實從FPGM接收的數(shù)據(jù)。核實信息可包括時戳、接收方供應的隨機數(shù)、序列號，或可由FPGM集成到簽名中以為正發(fā)射的信息提供穩(wěn)健性的其它識別信息。
[0091]在另一實施例中，F(xiàn)PGM可利用許多不同技術的一者使用ECC將能量計數(shù)發(fā)射到電網(wǎng)提供者的網(wǎng)絡。舉例來說，F(xiàn)PGM可經(jīng)由電網(wǎng)的有線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)發(fā)射到變電站?；蛘撸現(xiàn)PGM可經(jīng)由本地設施無線網(wǎng)絡(例如，經(jīng)由本地設施處的WiFi接入點)發(fā)射ECC?；蛘?，F(xiàn)PGM可經(jīng)由由具有類似FPGM的相鄰設施形成的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡將能量計數(shù)發(fā)射到電網(wǎng)提供者。
[0092]變電站收集由各個FPGM發(fā)射的ECC包，核實簽名且聚集每一 FGP的貢獻。其還可運行審計核查。審計過程可識別篡改或作假的貢獻。其還可識別FGP的ECC數(shù)據(jù)例如歸因于本地網(wǎng)絡故障而遺失的情形。
[0093]在一個實施例中，在例如由于網(wǎng)絡中斷或由于設施的遠程位置而不可能經(jīng)由網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集的情況下，或在數(shù)據(jù)可能需要手動收集(例如)以檢測篡改或作假的情況下，技術人員可訪問本地設施630處的FGP且使用手持式收集裝置手動地從FPGM 620收集數(shù)據(jù)。將裝置固持在非常接近FPGM處，F(xiàn)PGM可使用紅外、近場無線技術、藍牙、電磁感應或其它非接觸以及直接電接口接觸數(shù)據(jù)發(fā)射機制將數(shù)據(jù)發(fā)射到手持式收集裝置。
[0094]在一個實施例中，隨著手持式收集裝置從FPGM 620下載ECC數(shù)據(jù)，儀表和裝置可確認所記錄的每一時間間隔。FPGM可隨后將此下載確認插入到后續(xù)ECC數(shù)據(jù)簽名中。所述確認可包括手持式收集裝置的序列號、所收集的最后時戳和所收集的時間間隔。
[0095]如上文論述，在一個實施例中，用時戳簽署ECC，從而記錄何時已將電力單位供應到電網(wǎng)中。通過包含在其期間作出能量貢獻的時間單位，ECC允許將電力和時間兩者因數(shù)分解到運行積分中，借此允許計算長期平均值。當從VPGN接收回ECC的確認時，這些確認可累積在長期平均值中，以允許設施觀察所供應的電力凈額與由VPGN計入的凈額，且因此核實正識別貢獻。
[0096]類似于FPGM 620如何向電網(wǎng)提供者報告信息，在一個實施例中，F(xiàn)PGM還可經(jīng)由網(wǎng)絡接口 122或經(jīng)由手動收集過程與VPGN服務器610通信。FPGM將ECC和簽名發(fā)送到VPGN服務器610。VPGN服務器通過檢查ECC且使用相應的簽名對其進行核實來記錄并執(zhí)行所有FGP貢獻的計入。如果經(jīng)核實，那么在正利用公共密鑰密碼技術的情況下，可使用來自用于安全地與電網(wǎng)提供者通信的單獨私用/公共密鑰對用ECC的另一簽名對FPGM作出響應。在識別VPGN已處理ECC后，F(xiàn)PGM可即刻將相關信息傳達到本地電力產(chǎn)生消費者。消費者可使用此信息來核實其貢獻已被接收和記賬。當VPGN核實所接收的每一 ECC時，其累積且記錄每一 FGP的貢獻，使得在后續(xù)支付循環(huán)中，每一相應FGP可根據(jù)其貢獻得到適當補償。
[0097]在一個實施例中，VPGN還可從FPGM接收對應于向VPGN電力分配和供應網(wǎng)絡預訂的本地設施所消耗的電力的包。然而，使用常規(guī)方法操作的現(xiàn)有儀表也可用于報告回本地設施的電力消耗。從每一本地設施接收的電力產(chǎn)生和消耗數(shù)據(jù)可用于在汲取比相應本地設施消費者所貢獻的電力多的電力的事件中計算向每一本地設施消費者收費的金額，或在設施貢獻比從電網(wǎng)汲取的電力多的電力的事件中計算待補償給每一本地設施消費者的金額。
[0098]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的虛擬電力產(chǎn)生和分配系統(tǒng)(B卩，VPGN)的組件的高級框圖。每一 VPGN可為分布式本地發(fā)電設施的集團。在一個實施例中，VPGN可不僅為發(fā)電設施720的集合，而且也可作為電力提供者用于電網(wǎng)上，借此允許電力消費者730能夠還成為VPGN的一部分。當VPGN作為電力提供者用于電網(wǎng)上時，其他電力消費者可選擇隨后從VPGN購買電力。本發(fā)明的電力分配和記賬系統(tǒng)允許在云750中計入來自各個分布式發(fā)電設施720的所有貢獻。并且，個別電力消費者730可直接從云750購買電力用于其個人用途。在后端，記賬服務器740 (類似于圖2中說明和論述的服務器240和245)可記錄各個本地設施的貢獻和消耗水平。
[0099]在一個實施例中，生產(chǎn)者720可能夠詢問其自身本地設施處的FPGM以核實其貢獻或消耗歷史，且還詢問VPGN處的記賬服務器740以確定其貢獻是否正被公平計入。舉例來說，生產(chǎn)者720可裝備有其自身的手持式收集裝置以從FPGM收集數(shù)據(jù)，或生產(chǎn)者720可具有從FPGM進行數(shù)據(jù)轉儲(data dump)的一些其它手動手段?；蛘撸現(xiàn)PGM可經(jīng)由網(wǎng)絡接口122連接到電力生產(chǎn)者的個人計算機。從而允許消費者經(jīng)由W1-Fi或網(wǎng)絡接口與FPGM介接。將所有消費者和電力生產(chǎn)者的數(shù)據(jù)存儲在云750中的一個優(yōu)點是作為VPGN的一部分的所有各個實體能夠方便地核實其相應的貢獻和消耗的能力。
[0100]在一個實施例中，VPGN和電網(wǎng)提供者還可協(xié)作以便(尤其)核實已公平且準確地計入所有貢獻和消耗量。如果VPGN和電網(wǎng)提供者將共享電網(wǎng)，那么將在本發(fā)明提議的方案下設想兩個實體之間的某一類型的協(xié)作。舉例來說，電網(wǎng)提供者將需要審計給本地設施的各種補償量，以便確保其正為由設施貢獻給電網(wǎng)的電力支付準確且公平的金額，且還為設施消耗的任何凈電力進行補償。
[0101]此外，VPGN與電網(wǎng)提供者之間的協(xié)作(例如，PG&E)將促進各個電力提供實體之間的補償共享。舉例來說，在一個實施例中，可存在針對電網(wǎng)提供者向組成特定VPGN網(wǎng)絡的設施貢獻的電力百分比與由VPGN內(nèi)的設施貢獻的電力百分比的計入。以此方式，電網(wǎng)提供者可針對其所貢獻的電力百分比得到公平的補償，而VPGN內(nèi)的設施中的每一者可針對相應設施貢獻的電力量得到補償。在一個實施例中，代替于以百分比為基礎的分裂補償，設施中的每一者(包含電網(wǎng)提供者)可根據(jù)貢獻給電網(wǎng)的每kwh得到補償。
[0102]在一個實施例中，電網(wǎng)提供者可繼續(xù)為消費者所消耗的凈電力直接向消費者收費，這是依據(jù)從本地設施處的各個FPGM接收的審計信息來確定。
[0103]在另一實施例中，消費者可直接從VPGN而非電網(wǎng)提供者購買其電力，且VPGN可與電網(wǎng)提供者簽訂子合同以在某些時間周期期間購買電力。舉例來說，在VPGN中的設施包括主要經(jīng)由使用太陽能面板發(fā)電的FGP的情況下，VPGN可與電網(wǎng)提供者簽訂子合同以在夜間當太陽能面板不太有效時購買電力。VPGN內(nèi)的設施可基于審計信息為其使用向VPGN支付，且VPGN可以一次性付清為基礎直接補償電網(wǎng)提供者。因為電網(wǎng)提供者還從各個FPGM接收ECC，所以其可使用所述信息來審計由VPGN向其支付的金額。在不同實施例中，每一凈電力消費者可針對一天的不同時間期間提供的電力而接收兩個單獨賬單，一個來自電網(wǎng)提供者，一個來自VPGN。在此實施例中，消費者可處置其針對分別從電網(wǎng)提供者和VPGN消耗的電力的賬單。
[0104]在另一實施例中，向消費者出售FGP(例如，太陽能面板)的實體可實際上變?yōu)橄M者的電力供應公司。在此實施例中，代替于針對太陽能面板向消費者收費，太陽能面板制造商將實際上租借消費者的屋頂空間且因發(fā)電和向電網(wǎng)貢獻電力而得到補償。同時，消費者可為其消耗的任何電力直接向太陽能面板制造商支付。
[0105]圖8描繪根據(jù)本發(fā)明的實施例安全計入來自本地發(fā)電設施的電力貢獻的示范性過程的流程圖800。然而，本發(fā)明不限于流程圖800提供的描述。事實上，相關領域的技術人員從本文提供的教示將了解，其它功能流程在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。將繼續(xù)參考上文描述的示范性實施例描述流程圖800，但所述方法不限于那些實施例。
[0106]在步驟802處，VPGN記賬服務器740從各個本地電力生產(chǎn)者設施720處的FPGM接收包含密碼數(shù)據(jù)的信息。如上文論述，在一個實施例中，數(shù)據(jù)可以ECC包710的形式發(fā)射且可使用公共密鑰證書技術進行加密或簽署。在一個實施例中，數(shù)據(jù)可由被電網(wǎng)提供者控制的記賬服務器接收。在另一實施例中，除電力生產(chǎn)者設施720外，服務器還可從電力消耗設施730接收關于相應設施消耗的電力的數(shù)據(jù)。
[0107]在步驟804處，將數(shù)據(jù)710核實或解密以存取關于設施所產(chǎn)生和消耗的電力的信息。在一個實施例中，經(jīng)加密數(shù)據(jù)僅包括關于所產(chǎn)生的電力的信息，而關于所消耗的電力的信息通過常規(guī)手段傳達，例如使用常規(guī)儀表來傳達。
[0108]在步驟806處，使用所述數(shù)據(jù)來記錄本地電力生產(chǎn)者設施720中的每一者作出的電力貢獻。在一個實施例中，所述數(shù)據(jù)還用于記錄所有各個設施720和730的電力消耗。在一個實施例中，接收經(jīng)加密數(shù)據(jù)的電網(wǎng)提供者或VPGN記賬服務器可運行記錄應用，所述記錄應用可操作以核實或解密所接收的數(shù)據(jù)且記錄各個連接的設施的電力貢獻和消耗量。
[0109]在步驟808處，針對過剩電力向各個電力生產(chǎn)者設施720進行補償，其每一者已回貢給電網(wǎng)。電網(wǎng)提供者或VPGN設施處的服務器經(jīng)編程以準確地、安全地且穩(wěn)健地記錄來自各個設施的貢獻，使得可依賴于系統(tǒng)的完整性。
[0110]在其中VPGN記錄各個貢獻的實施例中，在步驟810處，可針對電網(wǎng)提供者向設施720和730貢獻的電力部分向電網(wǎng)提供者進行補償。舉例來說，電網(wǎng)提供者可需要在陰天當安裝在生產(chǎn)者設施720處的太陽能面板不太有效時貢獻電力。因此，雖然生產(chǎn)者設施720提供的電力可在VPGN網(wǎng)絡內(nèi)區(qū)分優(yōu)先次序，但VPGN可仍需要在某些情形下從電網(wǎng)提供者汲取電力且相應地補償電網(wǎng)提供者。
[0111]圖9描繪根據(jù)本發(fā)明的實施例的感測電力貢獻且將報告電力貢獻的包安全地發(fā)射到記賬服務器的示范性過程的流程圖900。然而，本發(fā)明不限于流程圖900提供的描述。事實上，相關領域的技術人員從本文提供的教示將了解，其它功能流程在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。將繼續(xù)參考上文描述的示范性實施例描述流程圖900，但所述方法不限于那些實施例。
[0112]在步驟902處，安裝在設施630處的FPGM或“監(jiān)控站” 620使用電流感測電路146感測通過儀表的傳出電流，且計算本地FGP 650貢獻的電力。
[0113]在步驟904處，F(xiàn)PGM可將所計算的電力貢獻存儲在系統(tǒng)存儲器116或主要存儲裝置132中。
[0114]在步驟906處，F(xiàn)PGM將所計算的電力貢獻數(shù)據(jù)打包到ECC數(shù)據(jù)包中。如上文所論述，ECC數(shù)據(jù)包包括作為電力隨時間的積分(瓦-時)而測得的電力貢獻。其還可包含時戳和在其期間測量能量貢獻的時間單位。
[0115]在步驟908處，使用存儲在密鑰存儲模塊148中的加密密鑰將ECC數(shù)據(jù)加密。
[0116]最后，在步驟910處，可將ECC數(shù)據(jù)包發(fā)射到遠程記賬服務器740。
[0117]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的記賬服務器處的數(shù)據(jù)流的框圖。經(jīng)加密數(shù)據(jù)包由記賬服務器740處的數(shù)據(jù)接收器1010接收。所述包由接收器解密且轉發(fā)到貢獻引擎1020以用于依據(jù)經(jīng)解密數(shù)據(jù)確定貢獻量。
[0118]貢獻引擎1020可操作以識別來自連接的發(fā)電設施720處的各個監(jiān)控站的貢獻，且記錄來自設施中的每一者的貢獻。舉例來說，在圖10中，貢獻引擎1020與來自設施N的貢獻1060分開地記錄來自設施I的貢獻1050。
[0119]相應貢獻信息接著被傳遞到補償引擎1070。補償引擎1070負責將來自相應設施中的每一者的貢獻量轉換為補償量。舉例來說，補償引擎1070將基于設施I的貢獻量1050確定對設施I的單獨補償量1090。此外，其將基于設施N的貢獻量1060確定對設施N的單獨補償量1080。
[0120]圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的FPGM處的數(shù)據(jù)流的框圖。如相對于圖9論述，電流感測模塊146確定FPGM 620處的傳出電力的量。由電流感測模塊146收集的數(shù)據(jù)由電力分配計算引擎1102使用以確定從FGP 650回貢到電網(wǎng)中的電力量。數(shù)據(jù)打包器1104將來自電力分配計算引擎1102的電力貢獻數(shù)據(jù)變換為ECC包710。數(shù)據(jù)打包器1104還接收定時信息，其中所述定時信息用于對ECC數(shù)據(jù)包加時戳。
[0121]使用數(shù)據(jù)加密引擎1106對ECC數(shù)據(jù)包710加密。數(shù)據(jù)加密引擎1106可從密鑰存儲模塊148接收加密、證書和簽名密鑰。經(jīng)加密或簽署的數(shù)據(jù)隨后使用數(shù)據(jù)發(fā)射器模塊1108發(fā)射到記賬服務器。
[0122]雖然以上揭示內(nèi)容使用特定框圖、流程圖和實例陳述各個實施例，但本文描述和/或說明的每一框圖組件、流程圖步驟、操作和/或組件可使用廣范圍的硬件、軟件或固件(或其任何組合)配置個別地和/或一起實施。另外，包含在其它組件內(nèi)的組件的任何揭示內(nèi)容應視為實例，因為可實施許多其它架構以實現(xiàn)相同功能性。
[0123]僅借助實例給出本文描述和/或說明的過程參數(shù)和步驟的序列。舉例來說，雖然本文說明和/或描述的步驟可以特定次序展示或論述，但這些步驟不一定需要以所說明或論述的次序執(zhí)行。本文描述和/或說明的各種實例方法也可省略本文描述或說明的步驟中的一者或一者以上，或包含額外步驟以作為所揭示的那些步驟的補充。
[0124]雖然本文已在完全功能計算系統(tǒng)的上下文中描述和/或說明各種實施例，但這些實例實施例中的一者或一者以上可以多種形式分布為程序產(chǎn)品，而不管用于實際上實行所述分布的計算機可讀媒體的特定類型如何。本文揭示的實施例也可使用執(zhí)行特定任務的軟件模塊來實施。這些軟件模塊可包含可存儲在計算機可讀存儲媒體上或計算系統(tǒng)中的腳本、批或其它可執(zhí)行文件。這些軟件模塊可配置計算系統(tǒng)以執(zhí)行本文揭示的實例實施例中的一者或一者以上。本文揭不的軟件模塊中的一者或一者以上可在云計算環(huán)境中實施、云計算環(huán)境可經(jīng)由因特網(wǎng)提供各種服務和應用。這些基于云的服務(例如，軟件作為服務、平臺作為服務、基礎結構作為服務等)可經(jīng)由網(wǎng)絡瀏覽器或其它遠程接口來接入。本文描述的各種功能可經(jīng)由遠程桌面環(huán)境或任何其它基于云的計算環(huán)境來提供。
[0125]出于闡釋的目的，已參考特定實施例描述以上描述。然而，以上說明性論述不希望為詳盡的或將本發(fā)明限于所揭示的精確形式。鑒于以上教示，許多修改和變型是可能的。選擇和描述所述實施例以便最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，借此使所屬領域的技術人員能夠最佳地利用本發(fā)明以及具有適用于所預期的特定用途的各種修改的各種實施例。
[0126]如此描述了根據(jù)本發(fā)明的實施例。雖然已在特定實施例中描述本發(fā)明，但應了解，本發(fā)明不應解釋為受此類實施例限制，而是應根據(jù)所附權利要求書來解釋。
【權利要求】
1.一種計入來自分布式貢獻設施網(wǎng)絡的合計電力貢獻的方法，所述方法包括: 接收源自與第一多個設施相關聯(lián)的第一多個監(jiān)控站的信息，其中所述第一多個設施可操作以產(chǎn)生以及消耗電力，且其中來自所述監(jiān)控站的所述信息包括關于從所述第一多個設施流到電網(wǎng)上的所計量的電力或流到所述第一多個設施中的所計量的電力消耗的信息， 其中所述第一多個設施同意作為集體協(xié)作地計入其集體貢獻和消耗， 且其中將來自所述第一多個設施的所述信息發(fā)射到集體授權的實體以組合為所述第一多個設施的合計電力貢獻總量和合計電力消耗總量， 且其中將所述合計電力貢獻總量作為整體呈現(xiàn)，以使得能夠將所述集體的能量產(chǎn)生能力表不為單一實體。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中將所述集體內(nèi)的所述第一多個設施組合以形成虛擬電力供應公司，其中所述虛擬電力供應公司針對集體產(chǎn)生的電力的使用進行收費且針對所述集體的所述能量產(chǎn)生能力的供應和再發(fā)射達成若干安排。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述虛擬電力供應公司使用所述信息來與電網(wǎng)提供者達成協(xié)議，其中所述協(xié)議提供所述電網(wǎng)的集體使用、經(jīng)由所述電網(wǎng)向消費者的電力供應，以及從所述電網(wǎng)的電力汲取。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述協(xié)議進一步提供使用從所述第一多個設施收集的所述信息進行的對所述第一多個設施到所述電網(wǎng)上的合計貢獻以及從所述電網(wǎng)的消耗的公平記賬，且其中所述協(xié)議還提供互相約定的格式和驗證系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述虛擬電力供應公司使用關于集體貢獻和消耗的信息來形成凈集體貢獻，且其中所述虛擬電力供應公司使用所述凈集體貢獻針對供應到所述電網(wǎng)上或從所述電網(wǎng)汲取的電力的使用進行收費。
6.根據(jù)權利要求5所述的方`法，其中所述虛擬電力供應公司將所述凈集體貢獻支付給所述第一多個設施內(nèi)的個別貢獻設施，或根據(jù)每一設施的個別電力貢獻或消耗向所述第一多個設施內(nèi)的設施收費。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在設施儀表處以密碼簽名對所述信息進行加密或簽署，且其中所述信息選自由以下各項組成的群組:電力貢獻和消耗的量、時間、持續(xù)時間、電力流的方向和位置。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其進一步包括: 對所述經(jīng)加密或簽署的信息執(zhí)行密碼過程，其中所述密碼過程證實所述設施信息的真實性且核實設施的歸屬； 提取所述經(jīng)加密信息，且核實關于電力貢獻和消耗的簽名；以及 跟蹤來自所述第一多個設施中的每一者的相應電力貢獻。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其進一步包括基于所述信息確定對所述第一多個設施中的每一者的補償，其中所述信息選自由以下各項組成的群組:相應設施電力貢獻的量、相對于所述第一多個設施作出的貢獻的合計總和的貢獻的比例、貢獻的日時和持續(xù)時間，以及每一設施處的發(fā)電方法。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其進一步包括基于每一設施的相應電力消耗和消耗的時間來確定對所述第一多個設施中的每一者的消耗收費。
11.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中針對所述電網(wǎng)的使用和用于引導電力的基礎結構來補償所述電網(wǎng)提供者。
12.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中使用所述第一多個設施互相約定的公共密鑰密碼系統(tǒng)或密碼證書系統(tǒng)來執(zhí)行所述密碼過程。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述公共密鑰密碼系統(tǒng)選自包括以下各項的群組:公共密鑰分布系統(tǒng)、共享的機密、數(shù)字簽名系統(tǒng)和公共密鑰密碼系統(tǒng)。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述密碼證書系統(tǒng)使用選自包括以下各項的群組的安全證書系統(tǒng):X.509、RSA、ECC 和 Diff ie-Helman。
15.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一多個設施中的每一者處的電力計量系統(tǒng)可操作以將密碼材料安全地嵌入在所述信息內(nèi)，其中所述密碼材料包括密鑰、證書、密碼過程、挑戰(zhàn)-響應協(xié)議，和信息簽署過程。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述電力計量系統(tǒng)以防止產(chǎn)生錯誤的計量信息的方式安全地并入所述密碼材料。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一多個設施將所計量的設施信息發(fā)射到所述集體授權的接收方，其中所述所計量的設施信息選自由以下各項組成的群組:由虛擬發(fā)電集體操作的經(jīng)授權信息搜集設備、電網(wǎng)分布和控制基礎結構，以及負責電力產(chǎn)生、供應和消耗的監(jiān)督的經(jīng)授權代理。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其進一步包括: 使用所述所計量的設施信息計入所述第一多個設施中的每一者的電力消耗； 使用密碼過程查驗所述所計量的設施信息以驗證所述所計量的設施信息；以及 使所述所計量的設施信息歸屬于特定設施。
19.根據(jù)權利要求1所述的方法，其進一步包括: 從第二多個設施接收數(shù)據(jù)，其中所述第二多個設施可操作以消耗電力，且其中所述數(shù)據(jù)包括關于由所述第二多個設施從所述電網(wǎng)進行的電力消耗的信息；以及使用所接收數(shù)據(jù)計入所述第二多個設施中的每一者的相應電力消耗。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其進一步包括確定針對所述第一多個設施和所述第二多個設施所消耗的電力的一部分的對電網(wǎng)提供者的補償量，其中所述電力部分是由所述電網(wǎng)提供者貢獻，且其中對所述電網(wǎng)提供者的補償量的確定是基于關于從所述第一多個設施和所述第二多個設施接收的電力消耗的信息。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述第一多個設施和所述第二多個設施形成虛擬發(fā)電網(wǎng)絡。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其進一步包括在合同安排下向所述虛擬發(fā)電網(wǎng)絡內(nèi)的消費者出售、供使用或提供由所述第一多個設施產(chǎn)生的過剩電力貢獻。
23.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述信息包括數(shù)據(jù)包，其中所述數(shù)據(jù)包包括選自由以下各項組成的群組的信息: 每一設施處測得的流到所述每一設施中或從所述每一設施流出的電力的量和方向； 作為電力隨時間的積分而測得的流量； 持續(xù)時間； 設施位置； 設施內(nèi)的位置；設施識別符； 信息包序列； 發(fā)電方法； 包括記錄所述電力貢獻的日時的時戳； 在其期間測量所述電力流的時間周期；以及 包括接收方、設施識別符和密碼隨機數(shù)的接收方供應的信息。
24.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中通過詢問位于所述第一多個設施中的每一者處的監(jiān)控站而從所述第一多個設施接收所述信息。
25.一種用于測量電力的設備，其包括: 與含有設施處的發(fā)電能力的所述設施相關聯(lián)的儀表，其中所述儀表可包括: 電流感測模塊，其操作地耦合到處理器，其中所述處理器與所述電流感測模塊可結合操作以計算所述發(fā)電廠貢獻或消耗的電力； 存儲器，其可操作以存儲所計算的電力貢獻，以及用于與由所述儀表產(chǎn)生的信息的接收方安全通信的第一組加密和簽署密鑰；以及 網(wǎng)絡接口，其可操作以與所述接收方通信，其中所述儀表與所述接收方之間的通信是使用所述第一組加密密鑰和由所述接收方提供的信息來保護，且其中所述通信包括將所述所計算的電力信息中繼到所述接收方。
26.根據(jù)權利要求25所述 的設備，其中所述第一組加密密鑰涉及供在由所述儀表產(chǎn)生的所述信息的穩(wěn)健產(chǎn)生、發(fā)射、存儲和傳達中使用的約定的密碼系統(tǒng)。
27.根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述第一組加密密鑰包括私用密鑰和匹配的公共密鑰，且其中所述設施和關于所述接收方的信息，以及所述私用密鑰和所述匹配的公共密鑰是由所述接收方提供。
28.根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述通信進一步包括數(shù)據(jù)包，其中所述數(shù)據(jù)包中的每一者包括選自由以下各項組成的群組的信息: 每一設施處測得的流到所述每一設施中或從所述每一設施流出的電力的量和方向； 作為電力隨時間的積分而測得的流量； 持續(xù)時間； 設施位置； 設施內(nèi)的位置； 設施識別符； 信息包序列； 發(fā)電方法； 包括記錄所述電力貢獻的日時的時戳； 在其期間測量所述電力流的時間周期；以及 包括接收方、設施識別符和密碼隨機數(shù)的接收方供應的信息。
29.根據(jù)權利要求28所述的設備，其中所述數(shù)據(jù)包中的每一者進一步包括至少一個先前數(shù)據(jù)包的簽名。
30.根據(jù)權利要求27所述的設備，其中所述通信被用所述私用密鑰簽署，且其中所述通信信息包含由所述接收方認可的簽署管理機構所簽署的證書，且其中所述證書包含允許核實由所述儀表產(chǎn)生的所述信息的匹配密鑰。
31.根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述網(wǎng)絡接口進一步可操作以與虛擬發(fā)電網(wǎng)絡通信，其中所述儀表與所述虛擬發(fā)電網(wǎng)絡之間的通信是使用第二組加密材料來保護，且其中所述通信包括經(jīng)由所述虛擬發(fā)電網(wǎng)絡將所述所計算的電力貢獻信息中繼到所述接收方。
32.根據(jù)權利要求25所述的設備，其中所述網(wǎng)絡接口進一步可操作以將關于由選自由以下各項組成的群組的組織的經(jīng)授權代理傳達到所述設施的來自所述儀表的所述所計算的電力貢獻的數(shù)據(jù)發(fā)射到收集裝置:所述虛擬發(fā)電網(wǎng)絡、電網(wǎng)提供者，或電力產(chǎn)生、供應、消耗的本地管理機構。
33.一種計入電力貢獻的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 記賬服務器，其通信地耦合到多個設施，其中所述多個設施可操作以產(chǎn)生電力，且其中所述記賬服務器包括: 存儲器，其可操作以存儲關于來自所述多個設施的電力貢獻的記賬信息和跟蹤應用； 網(wǎng)絡接口，其用于與所述多個設施通信；以及 處理器，其耦合到所述存儲器和所述網(wǎng)絡接口，所述處理器經(jīng)配置以根據(jù)所述跟蹤應用操作以: 從所述多個設施接收數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)含有關于所述多個設施的電力消耗和對電網(wǎng)的貢獻的信息； 使用所述信息跟蹤來自 所述第一多個設施中的每一者的電力消耗和貢獻。
【文檔編號】H02J13/00GK103427991SQ201310127489
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權日:2012年4月13日
【發(fā)明者】戴維·懷亞特 申請人:虛擬電子有限公司