BRPI0720300A2 - Gerenciamento de transação em um sistema de agregação de energia para recursos elétricos distribuídos - Google Patents

Gerenciamento de transação em um sistema de agregação de energia para recursos elétricos distribuídos Download PDF

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BRPI0720300A2
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B. Pollack Seth
W. Bridges Seth
L. Kaplan David
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para GERENCIA- MENTO DE TRANSAÇÃO EM UM SISTEMA DE AGREGAÇÃO DE ENER- GIA PARA RECURSOS ELÉTRICOS DISTRIBUÍDOS.
PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido reivindica prioridade para Pedido de Patente
Provisório dos Estados Unidos N0 60/869.439 para Bridges e outros, intitula- do "A Distributed Energy Storage Management System," depositado em 11 de dezembro de 2006 e aqui incorporado através de referência; Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos N0 60/915.347 para Bridges e outros, intitulado "Plug-ln-Vehicle Management System," depositado em 1 de maio de 2007 e aqui incorporado através de referência; e Pedido de Patente dos Estados Unidos N0 11/836.760 para Pollack e outros, intitulado, "Business Methods in a Power Aggregation System for Distributed Electric Resources," depositado em 9 de agosto de 2007 e aqui incorporado através de referên- cia.
ANTECEDENTES
Sistemas de transporte, com sua alta dependência de combustí- veis fósseis, são especialmente concentrados em carbono. Isto é, unidades físicas de trabalho realizado no sistema de transporte, tipicamente, descar- regam uma quantidade significativamente maior de CO2 na atmosfera do que as mesmas unidades de trabalho realizado eletricamente.
A rede de energia elétrica contém facilidade inerente limitada para armazenamento de energia elétrica. A eletricidade deve ser gerada constantemente para satisfazer uma demanda incerta, o que, frequentemen- te, resulta em geração em excesso (e, portanto, energia desperdiçada) e algumas vezes resulta em sub-geração (e, portanto, falhas de energia).
Recursos elétricos distribuídos, em massa, podem, em princípio, proporcionar um recurso significativo para endereçamento dos problemas acima. Contudo, a infraestrutura corrente dos serviços de energia carece de provisionamento e flexibilidade que são requeridos para agregar um grande número de recursos em pequena escala (por exemplo, baterias de veículos elétricos) para satisfazer necessidades em média e em grande escalas de serviços de energia. Uma única bateria de veículo é insignificante, quando comparado com as necessidades da rede elétrica. O que é necessário é uma maneira de coordenar grandes números de baterias de veículos elétri- cos, visto que os veículos elétricos se tornam mais populares e predominan- tes.
As interfaces elétricas e de comunicação de baixo nível, para permitir a carga e a descarga de veículos elétricos com relação à rede são descritas na patente U.S. N0 5.642.270, para Green e outros, intitulado "Bat- tery powered electric vehicle and electrical supply system," aqui incorporada através de referência. A referência de Green descreve um sistema bidirecio- nal de carga e comunicação para veículos elétricos conectados à rede, mas não endereça as exigências de processamento de informação de lidar com grandes populações móveis de veículos elétricos, as complexidades de fatu- ramento (ou compensação) de proprietários de veículos, nem as complexi- dades de montagem de quantidades móveis de veículos elétricos em recur- sos de energia agregada forte o bastante para suportar contratos firmes de serviços de energia com operadores de rede. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é um diagrama de um sistema exemplificativo de a- gregação de energia.
A figura 2 é um diagrama de conexões exemplificativas entre um veículo elétrico, a rede elétrica e a Internet.
A figura 3 é um diagrama em blocos de conexões exemplificati- vas entre um recurso elétrico e um servidor de controle de fluxo do sistema de agregação de energia.
A figura 4 é um diagrama de um esboço exemplificativo do sis- tema de agregação de energia.
A figura 5 é um diagrama de áreas de controle exemplificativas no sistema de agregação de energia. A figura 6 é um diagrama de múltiplos centros de controle de
fluxo no sistema de agregação de energia.
A figura 7 é um diagrama em blocos de um servidor exemplifica- tivo de controle de fluxo.
A figura 8 é um diagrama em blocos de um módulo remoto de fluxo de energia inteligente.
A figura 9 é um diagrama de uma primeira técnica exemplificati- va para localização de um local de conexão de um recurso elétrico em uma rede elétrica.
A figura 10 é um diagrama de uma segunda técnica exemplifica- tiva para localização de um local de conexão de um recurso elétrico na rede elétrica.
A figura 11 é um diagrama de uma terceira técnica exemplificati-
va para localização de um local de conexão de um recurso elétrico na rede elétrica.
A figura 12 é um diagrama de uma quarta técnica exemplificati- va para localização de um local de conexão de um recurso elétrico na rede elétrica.
A figura 13 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati- vo de agregação de energia.
A figura 14 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati- vo de controle comunicativamente de um recurso elétrico para agregação de energia.
A figura 15 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati- vo de medição de energia bidirecional de um recurso elétrico.
A figura 16 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati- vo de determinação de uma localização de rede elétrica de um recurso elé- tricô.
A figura 17 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati- vo de planejamento de agregação de energia.
A figura 18 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati- vo de extensão de uma interface de usuário para agregação de energia. A figura 19 é um diagrama de fluxo de um método exemplificati-
vo de obtenção e manutenção de proprietários de veículos elétricos em um sistema de agregação de energia. DESCRIÇÃO DETALHADA Visão Geral
Aqui descrito está um sistema de agregação de energia para re- cursos elétricos distribuídos e métodos associados. Em uma implementação, o sistema exemplificativo se comunica através da Internet e/ou outras redes públicas ou privadas com numerosos recursos elétricos individuais conecta- dos a uma rede elétrica (daqui em diante, "rede"). Através de comunicação, o sistema exemplificativo pode agregar, dinamicamente, esses recursos elé- tricos a fim de proporcionar serviços de energia aos operadores de rede (por exemplo, serviços públicos, Independent System Operators (Operadores de Sistema Independentes (ISO) etc). "Serviços de energia", como aqui usado, refere-se à distribuição de energia bem como outros serviços subsidiários, incluindo resposta à demanda, regulamentação, reservas de fiação, reservas de não fiação, instabilidade de energia e produtos similares. "Agregação", como aqui usado, refere-se à capacidade de controlar fluxos de energia para dentro e para fora de um conjunto de recursos elétricos distribuídos espaci- almente, com a finalidade de proporcionar um serviço de energia de maior magnitude. "Operador de rede elétrica", como aqui usado, refere-se à enti- dade que é responsável pela manutenção da operação e da estabilidade da rede elétrica dentro ou através de uma área de controle elétrica. O operador de rede elétrica pode constituir uma combinação de processos manu- ais/ação/intervenção humana/automatizados, controlando a geração de si- nais em resposta aos sensores do sistema. Um "operador de área de contro- le" é um exemplo de um operador de rede elétrica. "Área de controle", como aqui usado, refere-se a uma porção contida da rede elétrica com portas de entrada e de saída definidas. O fluxo líquido de energia nesta área deve i- gualar (dentro de alguma tolerância de erro) a soma do consumo de energia dentro da área e escoamento de energia da área.
"Rede de energia", como aqui usado, significa um sistema/rede de distribuição de energia que conecta produtores de energia com consumi- dores de energia. A rede pode incluir geradores, transformadores, intercone- xões, estações de comutação, subestações, alimentadores e equipamento de segurança como parte de um/ambos dentre o sistema de transmissão (isto é, energia em estado bruto) ou o sistema de distribuição (isto é, energia a varejo). O sistema de agregação de energia exemplificativo é escalonável verticalmente para uso com a vizinhança, uma cidade, um setor, uma área de controle ou (por exemplo) uma das oito Interconexões em grande escala no North American Electric Reliability Council (NERC). Além disso, o sistema exemplificativo é escalonável horizontalmente para uso no fornecimento de serviços de energia para múltiplas áreas de rede, simultaneamente.
"Condições de rede", como aqui usado, significa a necessidade de mais ou menos energia circulando para dentro ou para fora de uma seção da rede de energia elétrica, em uma resposta a uma de um número de con- dições, por exemplo, mudanças de fornecimento, mudanças de demanda, contingências e falhas, eventos em rampa etc. Essas condições de rede, tipicamente, se manifestam como eventos de qualidade de energia, tais co- mo eventos de sub ou de sobre-tensão e eventos de sub e de sobre- frequência.
"Eventos de qualidade de energia", conforme aqui usado, refere- se, tipicamente, às manifestações de instabilidade de rede elétrica, incluindo desvios de tensão e desvios de freqüência; adicionalmente, eventos de qua- Iidade de energia, conforme aqui usado, também inclui outros distúrbios na qualidade da energia distribuída pela rede elétrica, como surtos e harmôni- cos de tensão de subciclo.
"Recurso elétrico", como aqui usado, tipicamente, refere-se à entidades elétricas que podem ser comandadas para fazer algumas ou todas essas três coisas: capturar energia (atuar como carga), proporcionar energia (atuar como geração ou fonte de energia) e armazenar energia. Exemplos podem incluir sistemas de bateria/carregador/inversor para veículos elétricos ou híbridos, depósitos de baterias de veículos elétricos, usados, mas pró- prios para serem usados, armazenagem de energia fixa, geradores de célu- Ias de combustível, geradores de emergência, cargas controláveis etc.
"Veículo elétrico" é usado aqui amplamente para se referir aos veículos elétricos puros e elétricos híbridos, tais como veículos elétricos hí- bridos plug-in (PHEVs), especialmente veículos que têm capacidade signifi- cativa de bateria de armazenamento e que se conectam à rede elétrica para recarregamento da bateria. Mais especificamente, veículo elétrico significa um veículo que obtém alguma ou toda a sua energia para movimento e ou- tras finalidades da rede elétrica. Além disso, um veículo elétrico tem um sis- tema de armazenamento de energia, que pode consistir em baterias, capaci- tores etc., ou uma combinação dos mesmos. Um veículo elétrico pode ou não ter a capacidade de proporcionar energia de volta para a rede elétrica.
"Sistemas de armazenamento de energia" de veículos elétricos (baterias, supercapacitores e/ou outros dispositivos de armazenamento de energia) são usados aqui como um exemplo representativo de recursos elé- tricos conectados, intermitente ou permanentemente, à rede que pode ter entrada e saída dinâmicas de energia. Essas baterias podem funcionar co- mo uma fonte de energia ou uma carga de energia. Uma coleção de baterias de veículos elétricos agregadas pode se tornar um recurso estatisticamente estável através de numerosas baterias, apesar das tendências à conexão periódica reconhecível (por exemplo, um aumento no número total de veícu- los conectados à rede à noite; uma tendência à redução no número coletivo de baterias conectadas, à medida que a troca da manhã começa etc.). Atra- vés de um vasto número de baterias de veículos elétricos, as tendências à conexão são predizíveis e essas baterias se tornam um recurso estável e seguro ao qual recorrer, se a rede ou uma parte da rede (tal como a residên- cia de uma pessoa em um blackout) experimentar uma necessidade de e- nergia aumentada ou diminuída. A reunião e o armazenamento de dados também permitem ao sistema de agregação de energia predizer o compor- tamento da conexão em uma base de por usuário. Sistema Exemplificativo
A figura 1 mostra um sistema exemplificativo de agregação de energia 100. Um centro de controle de fluxo 102 é acoplado comunicativa- mente com uma rede, tal como uma mistura pública/privada, que inclui a In- ternet 104 e inclui um ou mais servidores 106, proporcionando um serviço de agregação de energia centralizado. A "Internet" 104 será usada aqui como representativa de muitos tipos diferentes de redes e misturas de redes co- municativas. Através de uma rede, tal como a Internet 104, o centro de con- trole de fluxo 102 mantém comunicação 108 com operadores de rede(s) de energia e comunicação 110 com recursos remotos, isto é, comunicação com recursos elétricos periféricos 112 (nós "finais" ou "terminais" de uma rede de energia) que são conectados à rede elétrica 114. Em uma implementação, comunicadores de linha de transmissão elétrica (PLCs), tais como aqueles que incluem ou consistem em pontes de Ethernet através de linha de trans- missão 120 são implementadas em localizações de conexão, de modo que a "última milha" (neste caso, os últimos pés, por exemplo, em uma residência 124) de comunicação da Internet com recursos remotos é implementada a- través do mesmo fio que conecta cada recurso elétrico 112 à rede elétrica 114. Desse modo, cada localização física de cada recurso elétrico 112 pode ser associado com um ponto de Ethernet através de linha de transmissão 120 (daqui em diante, "ponte") na ou perto da mesma localização que o re- curso elétrico 112. Cada ponte 120 é conectada, tipicamente, a um ponto de acesso à Internet de um proprietário de localização, como será descrito em maiores detalhes abaixo. O meio de comunicação do centro de controle de fluxo 102 para a localização de conexão, tal como a residência 124, pode tomar muitas formas, tais como modem a cabo, DSL, satélite, fibra, WiMaX etc. Em uma variação, recursos elétricos 112 podem se conectar com a In- ternet por um meio diferente daquele mesmo fio elétrico que os conecta à rede elétrica 114. Por exemplo, um dado recurso elétrico 112 pode ter sua própria capacidade sem fio para se conectar diretamente com a Internet 104 e, assim, com o centro de controle de fluxo 102.
Os recursos elétricos 112 do sistema exemplificativo de agrega- ção de energia 100 podem incluir as baterias de veículos elétricos conecta- dos à rede elétrica 114 nas residências 124, estacionamentos 126 etc.; as baterias em um depósito 128, geradores de células de combustível, barra- gens privadas, usinas de energia convencionais e outros recursos que pro- duzem eletricidade e/ou armazenam eletricidade física ou eletricamente.
Em uma implementação, cada recurso elétrico 112 participante ou grupo e recursos locais tem um módulo de fluxo de energia inteligente (IPF) remoto 134 correspondente (daqui em diante, "módulo IPF remoto" 134). O centro de controle de fluxo centralizado 102 administra o sistema de agregação de energia 100 através de comunicação com os módulos de IPF remotos 134 distribuídos perifericamente entre os recursos elétricos 112. Os módulos de IPF remotos 134 desempenham diversas funções diferentes in- cluindo o fornecimento do centro de controle de fluxo 102 com os estados dos recursos remotos 112; controle da quantidade, direção e sincronização de energia sendo transferida para dentro e para fora de um recurso elétrico remoto 112; proporcionar medição de energia que está sendo transferida para dentro ou para fora de um recurso elétrico remoto 112; fornecimento de medidas de segurança durante a transferência de energia e mudanças de condições na rede elétrica 114; registro de atividades; e fornecimento de controle independente de transferência de energia e medidas de segurança, quando a comunicação com o centro de controle de fluxo 102 é interrompi- da. Os módulos de IPF remotos 134 serão descritos em maiores detalhes abaixo.
A figura 2 mostra outra vista de conexões elétricas e comunica- tivas exemplificativas a um recurso elétrico 112. Neste exemplo, um veículo elétrico 200 inclui um banco de baterias 202 e um módulo de IPF remoto exemplificativo 134. O veículo elétrico 200 pode se conectar a um receptácu- Io de parede convencional (saída de parede) 204 de uma residência 124, o receptáculo de parede 204 representando a borda periférica da rede elétrica 114 conectada via uma linha de transmissão residencial 206. Em uma implementação, o cordão de energia 208 entre o veícu-
lo elétrico 200 e a saída de parede 204 pode ser composto apenas de fio convencional e isolamento para a condução de energia de corrente alterna- da (CA) para e do veículo elétrico 200. Na figura 2, um módulo de localidade de conexão de localização específica 210 desempenha a função de ponto de acesso à rede, neste caso, o ponto de acesso à Internet. Uma ponte 120 interfere entre o receptáculo 204 e o ponto de acesso à rede, de modo que o cordão de energia 208 também pode conduzir comunicações de rede entre o veículo elétrico 200 e o receptáculo 204. Com essa ponte 120 e o módulo de localidade de conexão 210 no lugar em uma localização de conexão, ne- nhuma outra fiação ou meio físico especial é necessário para se comunicar com o módulo de IPF remoto 134 do veículo elétrico 200 do que um cordão de energia 208 convencional para fornecimento de corrente de linha resi- dencial em tensão convencional. A montante do módulo de localidade de conexão 210, energia e comunicação com o veículo elétrico 200 são resolvi- das na linha de transmissão 206 e um cabo de Internet 104.
De modo alternativo, o cordão de energia 208 pode incluir ca- racterísticas de segurança não encontradas em cordões de energia e de ex- tensão convencionais. Por exemplo, uma tomada elétrica 212 do cordão de energia 208 pode incluir componentes de meios de proteção elétricos e/ou mecânicos para impedir o módulo de IPF remoto 134 de eletrificar ou expor os condutores macho do cordão de energia 208, quando os condutores são expostos a um usuário humano.
A figura 3 mostra outra implementação do módulo de localidade de conexão 210 da figura 2, em maiores detalhes. Na figura 3, um recurso elétrico 112 tem um módulo de IPF remoto 134 associado, incluindo uma ponte 120. O cordão de energia 208 conecta o recurso elétrico 112 à rede elétrica 114 e também ao módulo de localidade de conexão 210 a fim de se comunicar com o servidor de controle de fluxo 106.
O módulo de localidade de conexão 210 inclui outro caso de uma ponte 120', conectada ao ponto de acesso à rede 302, que pode incluir componentes como um roteador, um comutador e/ou um modem, a fim de estabelecer uma conexão cabeada ou sem fio, nesse caso, com a Internet 104. Em uma implementação, o cordão de energia 208 entre as duas pontes 120 e 120' é substituído por um link de Internet sem fio, como um transceptor sem fio no módulo de IPF remoto 134 e um roteador sem fio no módulo de localidade de conexão 210. Esboços de Sistemas Exemplificativos
A figura 4 mostra um esboço exemplificativo 400 do sistema de agregação de energia 100. O centro de controle de fluxo 102 pode ser co- nectado a muitas entidades diferentes, por exemplo, via a Internet 104, para comunicação e recebimento de informação. O esboço exemplificativo 400 inclui recursos elétricos 112, tais como veículos elétricos do tipo plug-in 200, conectados fisicamente à rede dentro de uma área de controle única 402. Os recursos elétricos 112 se tornam um recurso de energia para operadores de rede 404 utilizarem.
O esboço exemplificativo 400 também inclui usuários finais 406, classificados em proprietários de recursos elétricos 408 e proprietários de localização de conexão elétrica 410 que podem ou não ser um e o mesmo.
De fato, os stakeholders (grupo de influência) em um sistema de agregação de energia exemplificativo 100 incluem o operador do sistema no centro de controle de fluxo 102, o operador de rede 404, o proprietário de recursos 408 e o proprietário da localização 410, em que o recurso elétrico 112 é conecta- do à rede elétrica 114.
Os proprietários de localização de conexão elétrica 410 podem
incluir:
• Estacionamentos de carros para alugar - as companhias de carros para alugar têm uma grande porção de sua frota estacionada nas va- gas. Elas podem comprar frotas de veículos elétricos 200 e, participando em
um sistema de agregação de energia 100, gerar renda a partir de veículos inativos da frota.
• Vagas em estacionamento público - os proprietários de vagas em estacionamentos podem participar no sistema de agregação de energia 100 para gerar renda dos veículos elétricos 200 estacionados. Aos proprietá-
rios de veículos pode ser oferecido estacionamento gratuito, ou incentivos adicionais, na troca para fornecimento de serviços de energia.
• Estacionamento no local de trabalho - os empregadores po- dem participar em um sistema de agregação de energia 100 para gerar ren- da a partir de veículos elétricos estacionados 200 dos empregados. Aos em-
pregados podem ser oferecidos incentivos em troca do fornecimento de ser- viços de energia.
• Residências - uma garagem residencial só pode ser equipada com um módulo de localidade de conexão 210 para permitir ao proprietário da residência participar no sistema de agregação de energia 100 e gerar renda a partir de um carro estacionado. Também, a bateria de veículo 202 e componentes eletrônicos de energia associados dentro do veículo podem proporcionar energia de reserva de energia local durante momentos de car- ga de pico ou interrupções de energia.
• Vizinhos residenciais - vizinhos podem participar em um sis- tema de agregação de energia 100 e serem equipados com dispositivos de distribuição de energia (empregado, por exemplo, por grupos cooperativos
dos proprietários da residência) que geram renda a partir dos veículos elétri- cos 200 estacionados.
As operações de rede 116 da figura 4 incluem, coletivamente, interações com mercados de energia 412, as interações de operadores de rede 404 e as interações de controladores de rede automatizados 118 que realizam o controle físico automático da rede elétrica 114.
O centro de controle de fluxo 102 também pode ser acoplado com fontes de informação 414 para entrada de relatos sobre as condições do tempo, eventos, preços dos alimentos etc., chamados coletivamente de informação adquirida. Outras fontes de dados 414 incluem os stakeholders do sistema, bases de dados públicas e dados históricos do sistema, que po- dem ser usados para otimizar o desempenho do sistema e satisfazer as res- trições sobre o sistema de agregação de energia 100 exemplificativo.
Assim, um sistema de agregação de energia 100 exemplificativo pode consistir em componentes que: · se comunicam com os recursos elétricos 112 para coletar da-
dos e atuar a carga/descarga dos recursos elétricos 112;
• coletar preços de energia em tempo real;
• coletar estatísticas de recursos em tempo real;
• predizer o comportamento de recursos elétricos 112 (conexi- dade, localização, estado (tal como Estado de Carga da bateria) no momen- to da conexão/desconexão);
• predizer o comportamento da rede elétrica 114/carga; • criptografar comunicações para privacidade e segurança dos
dados;
• atuar o carregamento de veículos elétricos 200 para otimizar uma(s) figuras(s) de mérito;
· oferecer linhas de guia ou garantias a cerca da disponibilidade
de carga para vários pontos no futuro etc.
Esses componentes podem estar executando em um único re- curso de computação (computador etc.) ou em um conjunto distribuído de recursos (fisicamente co-localizados ou não). Sistemas de IPF exemplificativos 100 nesse esboço 400 podem
proporcionar muitos benefícios: por exemplo, serviços ancilares de menor custo (isto é, serviços de energia), controle fino (temporal e espacialmente) através de programação de recursos, confiabilidade e níveis de serviço ga- rantidos, níveis de serviço aumentados via programação de recursos inteli- gente; confirmação de fontes de geração intermitentes, tais como geração de energia eólica e solar.
O sistema de agregação de energia 100 exemplificativo permite a um operador de rede 404 controlar os recursos elétricos 112 agregados, conectados à rede elétrica 114. Um recurso elétrico 112 pode atuar como uma fonte de energia, carga ou armazenamento e o recurso 112 pode mos- trar combinações dessas propriedades. O controle de um recurso elétrico 112 é a capacidade de atuar consumo de energia, geração ou armazena- mento de energia de um agregado desses recursos elétricos 112.
A figura 5 mostra o papel de múltiplas áreas de controle 402 no sistema de agregação de energia 100 exemplificativo. Cada recurso elétrico 112 pode ser conectado ao sistema de agregação de energia 100 dentro de uma área de controle elétrico específica. Um caso único do centro de contro- le de fluxo 102 pode administrar recursos elétricos 112 de múltiplas áreas de controle distintas 501 (por exemplo, áreas de controle 502, 504 e 506). Em uma implementação, essa funcionalidade é obtida através da partição lógica de recursos dentro do sistema de agregação de energia 100. Por exemplo, quando as áreas de controle 402 incluem um número arbitrário de áreas de controle, área de controle "A" 502, área de controle "B" 504.....área de con- trole "n" 506, então operações de rede 116 podem incluir operadores de á- rea de controle correspondentes 508, 510,... e 512. Outra divisão em uma hierarquia de controle que inclui agrupamentos de divisão de controle acima e abaixo das áreas de controle 402 ilustradas permite ao sistema de agrega- ção de energia 100 escalonar em redes de energia 114 de magnitudes dife- rentes e/ou em números variáveis de recursos elétricos 112 conectados com uma rede elétrica 114.
A figura 6 mostra um esboço exemplificativo 600 de um sistema de agregação de energia 100 que usa múltiplos centros de controle de fluxo 102 e 102'. Cada centro de controle de fluxo 102 e 102' tem seus próprios e respectivos usuários finais 406 e 406'. As áreas de controle 402 a serem administradas por cada caso específico de um centro de controle de fluxo 102 podem ser atribuídas dinamicamente. Por exemplo, um primeiro centro de controle de fluxo 102 pode administrar a área de controle A 502 e a área de controle B 504, enquanto um segundo centro de controle de fluxo 102' administra a área de controle η 506. Igualmente, operadores de área de con- trole correspondente (508, 510 e 512) são servidos pelo mesmo centro de controle de fluxo 102 que serve as suas respectivas áreas de controle dife- rentes.
Servidor de Controle de Fluxo Exemplificativo
A figura 7 mostra um servidor exemplificativo 106 do centro de controle de fluxo 102. A implementação ilustrada na figura 7 é apenas uma configuração de exemplo, para fins descritivos. Muitas outras disposições dos componentes ilustrados ou mesmo componentes diferentes que consti- tuem um servidor exemplificativo 106 do centro de controle de fluxo 102 são possíveis dentro do escopo da matéria em questão. Esse servidor exemplifi- cativo 106 e o centro de controle de fluxo 102 podem ser executados em hardware, software ou combinações de hardware, software, firmware etc. O servidor de controle de fluxo exemplificativo 106 inclui um ge-
renciador de conexão 702 para se comunicar com recursos elétricos 112, um motor de predição 704 que pode incluir um motor de aprendizagem 706 e um motor de estatística 708, um otimizador de restrições 710 e um gerenci- ador de interação de rede 712 para receber sinais de controle de rede 714. Os sinais de controle de rede 714 podem incluir sinais de controle de gera- ção, tais como sinais de controle de geração automatizados (AGC). O servi- dor de controle de fluxo 106 pode ainda incluir uma base de dados/depósito de informação 716, um servidor da web 718 para apresentar uma interface de usuário para proprietários de recursos elétricos 408, operadores de rede 404 e proprietários de localização de conexão elétrica 410; um gerenciador de contrato 720 para negociar termos de contrato com mercados de energia 412 e um motor de aquisição de informação 414 para rastrear as condições do tempo, os eventos de notícias relevantes etc. e baixar informação de ba- ses de dados públicas e privadas 722 para predizer o comportamento de grandes grupos dos recursos elétricos 112, monitorar preços de energia, negociar contratos etc. Operação de um Servidor de Controle de Fluxo Exemplificativo
O gerenciador de conexão 702 mantém um canal de comunica- ção com cada recurso elétrico 112 que é conectado ao sistema de agrega- ção de energia 100. Isto é, o gerenciador de conexão 702 permite a cada recurso elétrico 112 se registrar e se comunicar, por exemplo, usando um Protocolo de Internet (IP), se a rede for a Internet 104.
Em outras palavras, os recursos elétricos 112 chamam a resi- dência. Isto é, em uma implementação, eles sempre iniciam a conexão com o servidor 106. Essa faceta permite aos módulos de IPF exemplificativos 134 trabalharem em torno de problemas com firewalls, endereçamento de IP, confiabilidade etc.
Por exemplo, quando o recurso elétrico 112, tal como um veícu- lo elétrico 200, é ligado na residência 124, o módulo de IPF 134 pode se co- nectar ao roteador da residência através da conexão de linha de transmissão elétrica. O roteador atribuirá ao veículo 201 um endereço (DHCP) e o veículo 200 pode se conectar ao servidor 106 (nenhuma perfuração no firewall ne- cessitava dessa direção).
Se a conexão for encerrada por qualquer razão (incluindo o ca- so de o servidor falecer), então, o módulo de IPF 134 sabe chamar a resi- dência novamente e conectar ao recurso de servidor disponível seguinte.
O gerenciador de interação de rede 712 recebe e interpreta si- nais da interface do controlador de rede automatizado 118 de um operador de rede 404. Em uma implementação, o gerenciador de interação de rede 712 também gera sinais para enviar para os controladores de rede automati- zados 118.0 escopo de sinais a serem enviados depende dos acordos ou dos contratos entre os operadores de rede 404 e o sistema de agregação de energia 100 exemplificativo. Em um cenário, o gerenciador de interação de rede 712 envia informação a cerca da disponibilidade dos recursos elétricos 112 agregados para receber energia da rede 114 ou fornecer energia para a rede 114.
Em outra variação, um contrato pode permitir que o gerenciador de interação de rede 712 envie sinais de controle para o controlador de rede automatizado 118 para controlar a rede 114, sujeito às restrições embutidas do controlador de rede automatizado 118 e sujeito ao escopo de controle permitido pelo contrato.
A base de dados 716 pode armazenar todos os dados relevan- tes para o sistema de agregação de energia 100, incluindo registros de re- cursos elétricos, por exemplo, para veículos elétricos 200, informação de conexão elétrica, dados de medição de energia por veículo, preferências do proprietário do recurso, informação de conta etc..
O servidor da web 718 proporciona uma interface de usuário 216 para os stakeholders do sistema, conforme descrito acima. Essa interfa- ce de usuário serve principalmente como um mecanismo para conduzir in- formação para os usuários, mas, em alguns casos, a interface de usuário 216 serve para adquirir dados, tais como preferências, dos usuários. Em uma implementação, o servidor da web 718 também pode iniciar contato com os proprietários de recursos elétricos 408 participantes, a fim de anun- ciar ofertas para a troca de energia elétrica.
O gerenciador de licitação/contrato 720 interage com os opera- dores de rede 404 e seus mercados de energia 412 associados, para deter- minar a disponibilidade do sistema, preços, níveis de serviço etc.
O motor de aquisição de informação 414 se comunica com as bases de dados públicas e privadas 722, conforme mencionado acima, para coletar dados que são relevantes para a operação do sistema de agregação de energia 100.
O motor de predição 704 pode usar dados do depósito de dados 716 para fazer predições a cerca do comportamento de recurso elétrico, tal como quando os recursos elétricos 112 conectarão e desconectarão, dispo- nibilidade global de recursos elétricos, carga de sistema elétrico, preços de energia em tempo real etc. As predições permitem que o sistema de agrega- ção de energia 100 utiliza mais completamente os recursos elétricos 112 conectados à rede elétrica 114. O motor de aprendizagem 706 pode rastre- ar, registrar e processar comportamento real de recurso elétrico, por exem- plo, através de aprendizagem de comportamento de uma amostra ou seção transversal de uma grande população de recursos elétricos 112. O motor de estatística 708 pode aplicar várias técnicas probabilísticas ao comportamen- to do recurso para observar tendências e fazer predições.
Em uma implementação, o motor de predição 704 realiza predi- ções via filtragem colaborativa. O motor de predição 704 também pode reali- zar predições por usuário de um ou mais parâmetros, incluindo, por exem- plo, hora da conexão, duração de conexão, estado de carga no momento da conexão e localização da conexão. A fim de realizar predição por usuário, o motor de predição 704 pode extrair informação, como dados históricos, hora da conexão (dia da semana, semana do mês, mês do ano, férias etc.), esta- do de carga na conexão, localização da conexão etc. Em uma implementa- ção, uma predição em série de tempos pode ser computada via uma rede neural recorrente, uma rede Bayesiana dinâmica ou outro modelo gráfico direcionado.
Em um cenário, para um usuário desconectado da rede 114, o motor de predição 704 pode predizer a hora da conexão seguinte (e pode atribuir-lhe uma probabilidade/possibilidade). Uma vez que o recurso 112 tenha se conectado, a hora da conexão, o estado de carga na conexão e a localização da conexão se tornam entradas adicionais para aperfeiçoamen- tos das predições da duração da conexão. Essas predições ajudam a guiar predições de disponibilidade total do sistema, bem como a determinar uma função de custo mais precisa para alocação de recursos.
A construção de um modelo de predição parameterizados para
cada usuário único não é sempre escalonável no tempo ou no espaço. Por- tanto, em uma implementação, em lugar de usar um modelo para cada usuá- rio no sistema 100, o motor de predição 704 constrói um conjunto reduzido de modelos onde cada modelo no conjunto reduzido é usado para predizer o comportamento de muitos usuários. Para decidir como agrupar usuários si- milares para criação e atribuição de modelo, o sistema 100 pode identificar características de cada usuário, como número conexões/desconexões úni- cas por dia, hora(s) de conexões típicas, duração média de conexão, estado de carga média no momento da conexão etc., e pode criar agrupamentos de usuários em um espaço característico completo ou em um espaço caracte- rístico reduzido, que é computado via um algoritmo de redução de dimensio- nalidade, tal como Análise de Componentes Principais, Projeção Randômica etc. Uma vez que o motor de predição 704 tenha atribuído usuários a um agrupamento, os dados coletivos de todos os usuários naquele agrupamento são usados para criar um modelo preditivo que será usado para as predi- ções de cada usuário no agrupamento. Em uma implementação, o procedi- mento de atribuição de agrupamento é variado para otimizar o sistema 100 para velocidade (menos agrupamentos), para precisão (mais agrupamentos) ou uma combinação das duas. Esta técnica de agrupamento exemplificativa tem benefícios
múltiplos. Primeiro, permite que um conjunto reduzido de modelos e, portan- to, parâmetros de modelos reduzidos, o que reduz o tempo de computação para fazer predições. Também reduz o espaço de armazenamento dos pa- râmetros de modelos. Em segundo lugar, através da identificação de traços (ou características) de novos usuários para o sistema 100, esses novos usu- ários podem ser atribuídos a um agrupamento existente de usuários com traços similares e o modelo de agrupamento, construído dos dados extensi- vos dos usuários existentes, pode fazer predições mais precisas a cerca do novo usuário mais rapidamente porque está alavancando o desempenho histórico de usuários similares. Naturalmente, com o tempo, os usuários in- dividuais podem mudar seus comportamentos e podem ser reatribuídos a novos agrupamentos que adaptam seu comportamento melhor.
O otimizador de restrições 710 combina informação do motor de predição 704, do depósito de dados 716 e o gerenciador de contrato 720 para gerar sinais de controle de recursos que satisfarão as restrições do sis- tema. Por exemplo, o otimizador de restrições 710 pode sinalizar um veículo elétrico 200 para carregar seu banco de baterias 202 em uma certa taxa de carregamento e mais tarde para descarregar o banco de baterias 202 para carregar energia para a rede elétrica 114 em uma carta taxa de carga: as taxas de transferência de energia e os esquemas de cronometragem das transferências de energia otimizadas para adaptar o comportamento de co- nexão e desconexão individual rastreado do veículo elétrico 200 particular e também otimizado para adaptação de um suprimento de energia diário e um "ciclo de respiração" de demanda da rede elétrica 114.
Em uma implementação, o otimizador de restrições 710 repre- senta um papel chave na conversão de sinais de controle de rede 714 ou fontes de informação 414 em sinais de controle de veículo, mediado pelo gerenciador de conexão 702. O mapeamento dos sinais de controle de rede 714 de um operador de rede 404 ou fontes de informação 414 em sinais de controle que são enviados para cada recurso elétrico 112 único no sistema 100 é um exemplo de um problema de otimização de restrições específico. Cada recurso 112 tem restrições associadas, permanentes ou
temporárias. Exemplos de restrições de recursos podem incluir: sensitivida- de ao preço do proprietário, estado de carga do veículo (por exemplo, se o veículo 200 estiver completamente carregado, ele não pode participar no carregamento da rede 114), quantidade predita de tempo até que o recurso 112 desconecte do sistema 100, sensitividade do proprietário à renda versus estado de carga, limites elétricos do recurso 114, ultrapassagens de carga manual por proprietários de recursos 408 etc. As restrições sobre um recur- so particular 112 podem ser usadas para atribuir um custo para ativar cada uma das ações particulares do recurso. Por exemplo, um recurso cujo siste- ma de armazenamento 202 tem pouca energia nele armazenada terá um baixo custo associado com a operação de carga, mas um custo muito alto para a operação de geração. Um recurso completamente carregado 112, que é predito estar disponível por dez horas, terá uma operação de geração de custo menor do que um recurso completamente carregado 112, que é predito estar desconectado dentro dos 15 minutos seguintes, representando a conseqüência negativa de distribuição de um recurso menos do que com- pleto para seu proprietário.
O que segue é um cenário de exemplo de conversão de um si- nal de geração 714, que compreende um nível de operação de sistema (por exemplo, -10 megawatts a +10 megawatts, onde + representa carga, - re- presenta geração) em um sinal de controle de veículo. Vale a pena notar que como o sistema 100 pode medir os fluxos de energia reais em cada recurso 112, o nível real de operação de sistema é conhecido sempre.
Neste exemplo, suponha-se que o nível inicial de operação do sistema seja 0 megawatts, nenhum recurso está ativo (tirando ou distribuin- do energia da rede) e o nível de contrato de serviço de agregação negociado para a hora seguinte é +/- 5 megawatts.
Nesta implementação, o sistema de agregação de energia 100 exemplificativo mantém três listas de recursos 112 disponíveis. A primeira lista contém recursos 112 que podem ser ativados para carregamento (car- ga) em ordem de prioridade. Há uma segunda lista dos recursos 112 orde- nada por prioridade para descarga (geração). Cada um dos recursos 112 nessas listas (por exemplo, todos os recursos 112 podem ter uma posição em ambas as listas) tem um custo associado. A ordem de prioridade das listas está relacionada diretamente com o custo (isto é, as listas são classifi- cadas de menor custo para maior custo). A atribuição de valores de custo para cada recurso 112 é importante porque permite a comparação de duas operações que obtêm resultados similares com relação à operação do sis- tema. Por exemplo, a adição de uma unidade de carregamento (carga, to- mando energia da rede) ao sistema é equivalente à remoção de uma unida- de de geração. Para realizar qualquer operação que aumenta ou diminui a saída do sistema, pode haver múltiplas escolhas de ações e, em uma im- plementação, o sistema 100 seleciona a operação de menor custo. A tercei- ra lista de recursos 112 contém recursos com restrições permanentes. Por exemplo, recursos, cujo proprietário 408 sobrecarregou o sistema 100 para forçar o carregamento, serão colocados na terceira lista de recursos estáti- cos.
No tempo "1", o nível de operação solicitado pelo operador da rede muda para +2 megawatts. O sistema ativa o carregamento dos primei- ros 'n' recursos da lista, onde 'n' é o número de recursos cuja carga aditiva é predita igualar 2 megawatts. Após os recursos serem ativados, o resultado das ativações são monitorados para determinar o resultado real da ação. Se mais de 2 megawatts de carga estiverem ativos, o sistema desativará o car- regamento em ordem de prioridade inversa para manter a operação do sis- tema dentro da tolerância de erro especificada pelo contrato.
Do tempo Ύ até o tempo '2', o nível de operação solicitado per- manece constante em 2 megawatts. Contudo, o comportamento de alguns dos recursos elétricos pode não ser estático. Por exemplo, alguns veículos 200, que são parte da operação do sistema de 2 megawatts, podem se tor- nar cheios (estado de carga = 100%) ou podem se desconectar do sistema 100. Outros veículos 200 podem se conectar ao sistema 100 e demandar carregamento imediato. Todas essas ações causarão uma mudança no nível de operação do sistema de agregação de energia 100. Portanto, o sistema 100 monitora continuamente o nível de operação do sistema e ativa ou desa- tiva recursos 112 para manter o nível de operação dentro da tolerância de erro especificada pelo contrato.
No tempo "2", o nível de operação solicitado pelo operador de rede diminui para -1 megawatt. O sistema consulta as listas de recursos dis- poníveis e escolhe o conjunto de recursos de menor custo para obter um nível de operação do sistema de -1 megawatt. Especificamente, o sistema se move seqüencialmente através das listas de prioridade, comparando o custo de permissão de geração versus desativação de carga e ativando o recurso de menor custo em cada etapa de tempo. Uma vez que o nível de operação alcance -1 megawatt, o sistema 100 continua a monitorar o nível de operação real, procurando desvios que requereriam a ativação de um recurso adicional 112 para manter o nível de operação dentro da tolerância de erro especificada pelo contrato.
Em uma implementação, um mecanismo de custos exemplifica- tivo é alimentado com informação sobre a mistura de geração de rede em tempo real para determinar as conseqüências marginais de carregamento ou geração (veículo 200 à rede 114) em uma "pegada de carbono", o impacto sobre recursos de combustível fóssil e o ambiente em geral. O sistema e- xemplificativo 100 também permite otimização para qualquer métrica de cus- to ou uma combinação ponderada de diversos. O sistema 100 pode otimizar figuras de mérito que podem incluir, por exemplo, uma combinação de ma- ximização e valor econômico e minimização de impacto ambiental etc.
Em uma implementação, o sistema 100 também usa o custo como uma variável temporal. Por exemplo, se o sistema 100 programa um cartucho de bateria descarregado para carregar durante uma janela de tem- po próxima, o sistema 100 pode predizer seu perfil de custo antecipadamen- te, à medida que carrega, permitindo ao sistema 100 otimizar, adaptativa- mente. Isto é, em algumas circunstancias, o sistema 100 sabe que terá um recurso de geração de alta capacidade por um certo tempo futuro.
Múltiplos componentes do servidor de controle de fluxo 106 constituem um sistema de planejamento que tem múltiplas funções e com- ponentes:
• coleta de dados (reúne dados em tempo real e armazena da- dos históricos);
• projeções via o motor de predição 704, que introduz dados em tempo real, dados históricos etc.; e sai previsões de disponibilidade de re-
cursos;
• otimizações construídas sobre previsões de disponibilidade de recursos, restrições, tais como sinais de comando de operadores de rede 404, preferências do usuário, condições do tempo etc. As otimizações po- dem tomar a forma de planos de controle de recursos que otimizam uma mé- trica desejada.
A função de programação pode permitir um número de serviços úteis de energia, incluindo:
• serviços ancilares, tais como serviços de resposta rápida e re- gulamentação rápida;
• energia para compensar desequilíbrios de rede súbitos, previs- tos ou inesperados;
· resposta às demandas de rotina e instáveis;
• confirmação de fontes de energia renováveis (por exemplo (por exemplo, complementando a energia gerada pelo vento).
Um sistema de agregação de energia 100 exemplificativo agre- ga e controla a carga apresentada por muitos veículos elétricos 200 de car- regamento/carga superior para proporcionar serviços de energia (serviços de energia ancilares), tais como regulamentação e reservas de fiação. Desse modo, é possível satisfazer exigências de tempo de chamada de operadores de rede 404 através da soma de múltiplos recursos elétricos 112. Por exem- plo, doze cargas operacionais de 5kW cada uma podem ser desativadas para proporcionar 60 kW de reservas de fiação para uma hora. Contudo, se cada carga puder ser desativada por, no máximo, 30 minutos e o tempo mí- nimo de chamada for duas horas, as cargas podem ser desativadas em série (três de cada vez) para proporcionar 15 kW de reservas para duas horas. Naturalmente, intercalações mais complexas de recursos elétricos individu- ais pelo sistema de agregação de energia 100 são possíveis.
Para uma empresa pública (ou entidade de distribuição de ener- gia elétrica) maximizar a eficiência de distribuição, a empresa pública precisa minimizar fluxos de energia reativos. Tipicamente, há um número de méto- dos usados para minimizar fluxos de energia reativa, incluindo bancos de indutores ou capacitores de comutação em partes diferentes do sistema. Para gerenciar e controlar esse suporte dinâmico de Volt-Ampères Reativo (VAR), efetivamente, deve ser feito em uma maneira de ciente de localiza- ção. Em uma implementação, o sistema de agregação de energia 100 inclui circuito de correção de fator de energia colocado em veículos elétricos 200 com o módulo de IPF remoto exemplificativo 134, desse modo, ativando es- se serviço. Especificamente, os veículos elétricos 200 podem ter capacitores (ou indutores) que podem ser conectados dinamicamente à rede, indepen- dente de se o veículo elétrico 200 está carregando, distribuindo energia ou fazendo nada. Esse serviço pode, então, ser vendido para empresas públi- cas para suporte dinâmico VAR em nível de distribuição. O sistema de agre- gação de energia 100 pode sentir a necessidade de suporte VAR de maneira distribuída e usar os módulos de IPF remotos 134 distribuídos para empre- ender ações que proporcionam suporte VAR sem intervenção do operador de rede 404.
Módulo de IPF Remoto Exemplificativo
A figura 8 mostra o módulo de IPF remoto 134 das figuras 1 e 2 em maiores detalhes. O módulo de IPF remoto 134 ilustrado é apenas uma configuração de exemplo, para fins descritivos. Muitas outras disposições dos componentes ilustrados ou mesmo componentes diferentes, constituindo um módulo de IPF remoto 134 exemplificativo, são possíveis dentro do es- copo da matéria em questão. Esse módulo de IPF remoto 134 exemplificati- vo tem alguns componentes de hardware, software ou combinações de hardware, software, firmware etc.
O exemplo ilustrado de um módulo de IPF remoto 134 é repre- sentado por uma implementação adequada para um veículo elétrico 200. Desse modo, alguns sistemas de veículos 800 são incluídos como parte do módulo de IPF remoto 134 exemplificativo para economia de descrição. Con- tudo, em outras implementações, o módulo de IPF remoto 134 pode excluir alguns ou todos os sistemas de veículos 800 de serem contados como com- ponentes do módulo de IPF remoto 134.
Os sistemas de veículos 800 representados incluem uma inter- face de dados e computador de veículo 802, um sistema de armazenamento de energia, tal como um banco de baterias 202, e um inversor/carregador 804. Além dos sistemas de veículos 800, o módulo de IPF remoto 134 tam- bém inclui um controlador de fluxo de energia comunicativa 806. O controla- dor de fluxo de energia comunicativa 806, por sua vez, inclui alguns compo- nentes que fazem interface com energia de CA da rede 114, como um co- municador de linha de transmissão, por exemplo, uma ponte de Ethernet através de linha de transmissão 120 e um sensor de corrente ou corren- te/tensão (energia) 808, tal como um transformador sensor de corrente.
O controlador de fluxo de energia comunicativa 806 também in- clui Ethernet e componentes de processamento de informação, como um processador 810 ou microcontrolador e um endereço de controle de acesso a meios (MAC) da Ethernet associado 812; memória de acesso randômico volátil 814, memória não volátil 816 ou armazenamento de dados, uma inter- face, tal como uma interface RS-232 818 ou uma interface CANbus 820; uma interface de camada física de Ethernet 822, que permite fiação e sinali- zação de acordo com os padrões da Ethernet para a camada física através de meios de acesso à rede na CAMADA DE ENLACE DE DADOS/MAC e um formato de endereçamento comum. A interface de camada física de E- thernet 822 proporciona interface elétrica, mecânica e procedural para o meio de transmissão, isto é, em uma implementação, usando a ponte de Ethernet através de linha de transmissão 120. Em uma variação, canais de comunicação sem fio ou outros com a Internet 104 são usados em lugar da ponte de Ethernet através de linha de transmissão 120.
O controlador de fluxo de energia comunicativa 806 também in- clui um medidor de fluxo de energia bidirecional 824 que rastreia transferên- cia de energia para e de cada recurso elétrico 112, nesse caso, o banco de baterias 202 de um veículo elétrico 200.
O controlador de fluxo de energia comunicativa 806 opera den- tro ou conectado a um veículo elétrico 200 ou outro recurso elétrico 112 para permitir a agregação de recursos elétricos 112 introduzidos acima (por e- xemplo, via uma interface de comunicação cabeada ou sem fio). Esses componentes relacionados acima podem variar entre diferentes implementa- ções do controlador de fluxo de energia comunicativa 806, mas as imple- mentações, tipicamente, incluem: • um mecanismo de comunicação intraveículo que permite a comunicação com outros componentes de veículo;
• um mecanismo para se comunicar com o centro de controle de
fluxo 102;
· um elemento de processamento;
• um elemento de armazenamento de dados;
• um medidor de energia; e
• opcionalmente, uma interface de usuário.
Implementações do controlador de fluxo de energia comunicati-
va 806 podem permitir funcionalidade, incluindo:
• execução de comportamentos pré-programados ou aprendi- dos, quando o recurso elétrico 112 está offline (não conectado à Internet 104 ou o serviço está indisponível);
• armazenamento de perfis de comportamento localmente na
cache para conectividade de "roaming" (o que fazer quando do carregamen- to em um sistema estranho ou em operação desconectada, isto é, quando não há conectividade de rede);
• permissão para o usuário ir além do comportamento do siste- ma corrente; e
· medição de informação de fluxo de energia e armazenamento
na cache dos dados do medidor durante operação offline para transação posterior.
Desse modo, o controlador de fluxo de energia comunicativa 806 inclui um processador central 810, interfaces 818 e 820 para comunica-
ção dentro do veículo elétrico 200, um comunicador de linha de transmissão, tal como uma ponte de Ethernet através de linha de transmissão 120 para comunicação externa com o veículo elétrico 200 e um medidor de fluxo de energia 824 para medição de fluxo de energia para e do veículo elétrico 200 via uma linha de transmissão de CA conectada 208..
Operação do Módulo de IPF Remoto Exemplificativo
Continuando com veículos elétricos 200 como representantes de recursos elétricos 112, durante períodos em que esse veículo elétrico 200 está estacionado e conectado à rede 114, o módulo de IPF remoto 134 inicia uma conexão com o servidor de controle de fluxo 106, registra-se e espera pelos sinais do servidor de controle de fluxo 106 que dirigem o módulo de IPF remoto 134 para ajustar o fluxo de energia entro ou fora do veículo elé- tricô 200. Esses sinais são comunicados ao computador do veículo 802 via a interface de dados, que pode ser qualquer interface adequada, incluindo a interface RS-232 818 ou a interface CANbus 820. O computador de veículo 802, seguindo os sinais recebidos do servidor de controle de fluxo 106, con- trola o inversor/carregador 804 para carregar o banco de baterias 202 do veículo ou descarregar o banco de baterias 202 em carga superior na rede 114.
Periodicamente, o módulo de IPF remoto 134 transmite a infor- mação referente aos fluxos de energia para o servidor de controle de fluxo 106. Se, quando o veículo elétrico 200 está conectado à rede 114, não há curso de comunicação para o servidor de controle de fluxo 106 (isto é, a lo- calização não está equipada adequadamente, ou há uma falha da rede), o veículo elétrico 200 pode seguir um comportamento pré-programado ou a- prendido da operação offline, por exemplo, armazenado como um conjunto de instruções na memória não volátil 816. Nesse caso, transações de ener- gia também podem ser armazenadas em cache na memória não volátil 816 para transmissão posterior para o servidor de controle de fluxo 106.
Durante períodos em que o veículo elétrico 200 está em opera- ção como transporte, o módulo de IPF remoto 134 escuta passivamente, registrando dados selecionados da operação do veículo para análise e con- sumo posterior. O módulo de IPF remoto 134 pode transmitir dados para o servidor de controle de fluxo 106, quando um canal de comunicação se torna disponível.
Medidor de Fluxo de Força Exemplificativo
A força é a taxa de consumo de energia por intervalo de tempo. A força indica a quantidade de energia transferida durante um certo período de tempo, desse modo, as unidades de força são quantidades de energia por unidade de tempo. O medidor de fluxo de força exemplificativo 824 mede força para um dado recurso elétrico 112 através de um fluxo bidirecional, por exemplo, a força de rede 114 para o veículo elétrico 200 ou do veículo elétri- co 200 para a rede 114. Em uma implementação, o módulo de IPF remoto 134 pode armazenar na cache, localmente, leituras do medidor de fluxo de força 824 para assegurar transações precisas com o servidor de controle de fluxo central 106, mesmo se a conexão com o servidor for reduzida tempora- riamente ou se o próprio servidor estiver indisponível.
O medidor de fluxo de força exemplificativo 824, em conjunto com os outros componentes do módulo de IPF remoto 134 permite caracte-
rísticas amplas do sistema no sistema de agregação de energia exemplifica- tivo 100 que incluem:
• rastreamento do uso de energia em uma base específica de recurso elétrico;
• monitoração de qualidade de energia (verificação se tensão,
freqüência etc. se desviam de seus pontos de operação nominais e, se as- sim, notificando aos operadores de rede e modificando potencialmente os fluxos de energia de recursos para ajudar a corrigir o problema);
• faturamento e transações específicos do veículo para uso da
energia;
· faturamento móvel (suporte para faturamento exato quando o
proprietário de recurso elétrico 408 não é o proprietários de localização de conexão elétrica 410 (isto é, não o proprietário da conta do medidor). Dados do medidor de fluxo de energia 824 podem ser capturados no veículo elétri- co 200 para faturamento;
· integração com um medidor inteligente na localização de car-
regamento (troca de informação bidirecional); e
• resistência à adulteração (por exemplo, quando o medidor de fluxo de energia 824 está protegido dentro de um recurso elétrico 112, tal como um veículo elétrico 200).
Localizador de Recursos Móvel
O sistema de agregação de energia exemplificativo 100 também inclui várias técnicas para determinar a localização da rede elétrica de um recurso elétrico móvel 112, tal como veículo elétrico 200 para ligação na to- mada. Os veículos elétricos 200 podem se conectar à rede 114 em numero- sas localizações e controle e transação de troca de energia podem ser pos- sibilitados pelo conhecimento específico da localização de carregamento.
Algumas das técnicas exemplificativas para determinação de lo-
calizações de carregamento de veículos elétricos incluem:
• consulta de um identificador único para a localização (via ca- bo, sem fio etc,), que pode ser:
-olD único do hardware de rede no local de carregamento; - o ID único do medidor inteligente instalado localmente, através
de comunicação com o medidor;
- um ID [único instalado especificamente para essa finalidade em um local; e
• uso de GPS ou outras fontes de sinais (célula, WiMAX etc.) para estabelecer uma localização "suave" (estimativa geográfica), que é,
então, refinada com base em preferências do usuário e dados históricos (por exemplo, veículos tendem a ser ligados na tomada na residência do proprie- tário 124, não em uma residência vizinha.
A figura 9 mostra uma técnica exemplificativa para resolver a Io- calização física na rede 114 de um recurso elétrico 112, que é conectado ao sistema de agregação de energia 100 exemplificativo. Em uma implementa- ção, o módulo de IPF remoto 134 obtém o endereço 902 de Controle de A- cesso a Meios (MAC) do modem ou roteador de rede instalado localmente (ponto de acesso à Internet) 302. O módulo de IPF remoto 134, então, transmite esse identificador de MAC único para o servidor de controle de fluxo 106, que usa o identificador para resolver a localização do veículo elé- trico 200.
Para discernir sua localização física, o módulo de IPF remoto 134 também pode usar, algumas vezes, os endereços de MAC ou outros identificadores únicos de outro equipamento próximo instalado fisicamente que pode se comunicar com o módulo de IPF remoto 134, incluindo um me- didor "inteligente" de empresa pública 904, um aparelho de TV a cabo 906, uma unidade baseada em RFID 908 ou uma unidade de ID exemplificativa 910 que é capaz de se comunicar com o módulo de IPF remoto 134. A uni- dade de ID 910 é descrita em mais detalhes na figura 10. Os endereços de MAC 902 nem sempre dá informação a cerca da localização física da peça de hardware associada mas, em uma implementação, o servidor de controle de fluxo 106 inclui uma base de dados de rastreamento 912, que relaciona endereços de MAC ou outros identificadores com uma localização física as- sociada do hardware. Dessa maneira, um módulo de IPF remoto 134 e o servidor de controle de fluxo 106 podem encontrar um recurso elétrico 112 móvel sempre que se conecta à rede elétrica 114.
A figura 10 mostra outra técnica exemplificativa para determinar uma localização física de um recurso elétrico 112 móvel na rede elétrica 114. Uma unidade de ID exemplificativa 910 pode ser ligada na rede elétrica 114 na ou perto de uma localização de carregamento. A operação da unidade de ID 910 é como segue. Um recurso elétrico 112 recentemente conectado busca os recursos conectados localmente através da difusão de um som ou de uma mensagem na área de recepção sem fio. Em uma implementação, a unidade de ID 910 responde 1002 ao som e transporta um identificador úni- co 1004 da unidade de ID 910 de volta para o recurso elétrico 112. O módulo de IPF remoto 134 do recurso elétrico 112, então, transmite o identificador único 1004 para o servidor de controle de fluxo 106, que determina a locali- zação da unidade de ID 910 e, através de Proxy, a localização de rede exata ou aproximada do recurso elétrico 112, dependendo do tamanho da área de captação da unidade de ID 910. Em outra implementação, o recurso elétrico 112 recentemente
conectado busca recursos conectados localmente através de difusão de um som ou mensagem que inclui o identificador único 1006 do recurso elétrico 112. Nesta implementação, a unidade de ID 910 não precisa contar com ou reutilizar a conexão sem fio e não responde de volta para o módulo de IPF remoto 134 do recurso elétrico 112, mas responde 1008 diretamente para o servidor de controle de fluxo 106 com uma mensagem meu contém seu pró- prio identificador único 1004 e o identificador único 1006 do recurso elétrico 112 que foi recebido na mensagem sonora. O servidor de controle de fluxo central 106, então, associa o identificador único 1004 do recurso elétrico móvel 112 com um estado "conectado" e usa o outro identificador único 1004 da unidade de ID 910 para determinar ou aproximar a localização física do recurso elétrico 112. A localização física não tem que ser aproximada, se uma unidade de ID 910 particular estiver associada apenas com uma locali- zação de rede exata. O módulo de IPF remoto 134 aprende que o som é bem-sucedido quando ouve de volta do centro de controle de fluxo 106 com confirmação.
Essa unidade de ID 910 exemplificativa é particularmente útil em
situações em que o curso de comunicação entre o recurso elétrico 112 e o servidor de controle de fluxo 106 é via uma conexão sem fio que não se permite a determinação exata da localização de rede.
A figura 11 mostra outro método exemplificativo 1100 e o siste- ma 1102 para determinar a localização de um recurso elétrico 112 móvel na rede elétrica 114. Em um cenário em que o recurso elétrico 112 e o servidor de controle de fluxo 106 conduzem as comunicações via um esquema de sinalização sem fio, é desejável ainda determinar a localização de conexão física durante períodos de conexidade com a rede 114. Redes sem fio (por exemplo, GSM, 802.11, WiMax) compreen-
dem muitas células ou torres que transmitem, cada uma delas, identificado- res únicos. Adicionalmente, a resistência da conexão entre uma torre e clien- tes móveis, conectando à torre, é uma função da proximidade do cliente da torre. Quando um veículo elétrico 200 é conectado à rede 114, o módulo de IPF remoto 134 pode adquirir os identificadores únicos das torres disponíveis e relacionam esses à resistência de sinal de cada conexão, conforme mos- trado na base de dados 1104. O módulo de IPF remoto 134 do recurso elé- trico 112 transmite essa informação para o servidor de controle de fluxo 106 onde a informação é combinada com dados de pesquisa, tais como base de dados 1106, de modo que um motor de inferência de posição 1108 pode triangular ou de outro modo inferir a localização física do veículo elétrico 200 conectado. Em outra capacitação, o módulo de IPF 134 pode usar as leituras de resistência de sinal para resolver a localização de recurso diretamente, em cujo caso o módulo de IPF 134 transmite a informação de localização em lugar da informação de resistência de sinal.
Desse modo, o método exemplificativo 1100 inclui a aquisição (1110) da informação de resistência de sinal; comunicação (1112) da infor- mação de resistência de sinal adquirida para o servidor de controle de fluxo 106; e inferência (1114) da localização física usando informação armazena- da de localização de torre e os sinais adquiridos do recurso elétrico 112.
A figura 12 mostra um método 1200 e o sistema 1202 para usar sinais de um sistema de satélite de posicionamento global para determinar uma localização física de um recurso elétrico móvel 112 na rede elétrica 114. O uso de GPS permite a um módulo de IPF remoto 134 resolver sua locali- zação física na rede de energia de maneira não exata. Essa informação de localização ruidosa de GPS é transmitida para o servidor de controle de fluxo 106, que usa a mesma com uma base de dados de informação de pesquisa 1204 para inferir a localização do recurso elétrico 112.
O método exemplificativo 1200 inclui a aquisição (1206) dos da- dos de posição ruidosos; comunicação (1208) dos dados de posição ruidosa adquiridos para o servidor de controle de fluxo 106; e inferência (1210) da localização usando a informação de pesquisa armazenada e os dados ad- quiridos.
Funcionalidades Transacionais Exemplificativas
O sistema de agregação de energia exemplificativo 100 suporta as seguintes funções e interações; 1. Preparação - O sistema de agregação de energia 100 cria
contratos fora do sistema e/ou lances em mercados abertos para obter con- tratos de serviços de energia via o servidor da web 718 e o gerenciador de contratos 720. O sistema 100, então, resolve essas solicitações em exigên- cias específicas de energia mediante expedição do operador de rede 404 e comunica essas exigências para os proprietários de veículos 408 por uma de diversas técnicas de comunicação.
2. Distribuição - O gerenciador de interação de rede 712 aceita os sinais de controle de rede 714 em tempo real de operadores de rede 404 através de um dispositivo de distribuição de energia e responde a esses si- nais 714 por meio de distribuição de serviços de energia de veículos elétri- cos 200 conectados à rede 114.
3. Relatório - Após um evento de distribuição de energia estar
completo, um gerenciador de transação pode relatar transações de serviços de energia armazenadas na base de dados 716. Um gerenciador de fatura- mento resolve essas solicitações em transações de faturamento no crédito ou no débito específico. Essas transações podem ser comunicadas para um sistema de faturamento de operador de rede ou de empresa pública para reconciliação de contas. As transações também podem ser usadas para fa- zer pagamentos diretamente para proprietários de recursos 408.
Em uma implementação, o módulo de IPF remoto 134 residente em veículo pode incluir um gerenciador de comunicações para receber ofer- tas para proporcionar serviços de energia, mostrá-los para o usuário e per- mitir ao usuário responder às ofertas. Algumas vezes esse tipo de interação de publicidade ou contratação pode ser realizada pelo proprietário de recur- so elétrico 408, conectando, convencionalmente, com o servidor da web 718 do servidor de controle de fluxo 106. Em um modelo exemplificativo de gerenciamento de carga ou
armazenamento baseado em veículo, o sistema de agregação de energia exemplificativo 100 serve como um intermediário entre proprietários de veí- culos 408 (indivíduos, frotas etc.) e operadores de rede 404 (Independent System Operators (ISOs), Regional Transmission Operators (RTOs), empre- sas públicas etc.).
O recurso elétrico 112 de carga e armazenamento apresentado por um único veículo elétrico para ligação em tomada 200 não é um recurso substancial o bastante para um ISO ou empresa pública para considerar o controle diretamente. Contudo, através da agregação de muitos veículos elétricos 200 juntos, do gerenciamento de seu comportamento de carga e exportação de uma interface de controle simples, o sistema de agregação de energia 100 proporciona serviços que são valiosos para os operadores de rede 404.
Igualmente, os proprietários de veículos 408 podem não estar interessados em participar sem que a participação seja tornada fácil e sem que haja incentivo para assim fazer. Por meio de criação de valor através de gerenciamento agregado, o sistema de agregação de energia 100 pode pro- porcionar incentivos para os proprietários na forma de pagamentos, custos de carregamento reduzidos etc. O sistema de agregação de energia 100 também pode tornar o controle de energia de carregamento e carga superior do veículo para a rede 114 automático e quase sem emenda para o proprie- tário de veículo 408, assim, tornando a participação agradável.
Através da colocação de módulos de IPF remotos 134 em veícu- los elétricos 200 que podem medir atributos de qualidade de energia, o sis- tema de agregação de energia 100 permite uma rede de sensores distribuí- dos massivamente para a rede de distribuição de energia 114. Atributos de qualidade de energia que o sistema de agregação de energia 100 pode me- dir incluem freqüência, tensão, fator de energia, harmônicos etc. Então, a alavancagem da infraestrutura de comunicação do sistema de agregação de energia 100, incluindo módulos de IPF remotos 134, esses dados sentidos podem ser relatados em tempo real para o servidor de controle de fluxo 106, onde a informação é agregada. Também, a informação pode ser apresenta- da para a empresa pública ou o sistema de agregação de energia 100 pode corrigir, diretamente, condições indesejáveis de rede através do controle comportamento da carga carregamento superior de energia do veículo de numerosos veículos elétricos 200, mudando o fator de energia de carga etc. O sistema de agregação de energia 100 exemplificativo também
pode proporcionar Uninterruptible Power Supply (UPS) ou energia de reser- va para uma residência/negócio, incluindo circuito de ilhamento de interco- nexão. Em uma implementação, o sistema de agregação de energia 100 permite que recursos elétricos 112 circulem energia para fora de suas bate- rias para residência (ou negócio), a fim de energizar todas ou algumas das cargas da residência. Certas cargas podem ser configuradas como cargas chave para manter "on" (ligado) durante um evento de perda de energia de rede. Nesse cenário, é importante gerenciar o ilhamento da residência 124 da rede 114. Esse sistema pode incluir circuito anti-ilhamento que tem a ca- pacidade de se comunicar com o veículo elétrico 200, descrito abaixo como uma caixa de disjuntor inteligente. A capacidade do módulo de IPF remoto 134 para se comunicar permite ao veículo elétrico 200 saber se o forneci- mento de energia é seguro, "seguro" sendo definido como "seguro para tra- balhadores na linha da empresa pública como um resultado de o disjuntor principal da residência estar em um estado desconectado". Se a energia da rede cai, a caixa de disjuntor inteligente desconecta da rede e, então, conta- ta quaisquer veículos elétricos 200 ou outros recursos elétricos 112 que par- ticipam localmente e lhes solicita para iniciar o fornecimento de energia. Quando a energia da rede retorna, a caixa de disjuntor inteligente desliga as fontes de energia local e, então, reconecta.
Para faturamento móvel (para quando o proprietário do veículo 408 é diferente do proprietário de conta de medidor 410), há dois aspectos importantes com os quais o gerenciador de faturamento pode contar durante o recarregamento do veículo elétrico: quem possui o veículo e quem possui a conta do medidor da instalação onde a recarga está acontecendo. Quando o proprietário do veículo 408 é diferente do proprietário de conta de medidor 410, há diversas opções:
1. O proprietário do medidor 410 pode dar carregamento livre.
2. O proprietário do veículo 408 pode pagar no momento do car- regamento (via cartão de crédito, conta etc.)
3. Uma conta pré-estabelecida pode ser paga automaticamente. Sem vigilância do sistema de agregação de energia 100, roubo
de serviços pode ocorrer. Com pagamento automático da conta, o sistema de agregação de energia 100 registra quando os veículos elétricos 200 car- regam em localizações que requerem pagamento, via IDs de veículos elétri- cos e IDs de localização e via medição exemplificativa de entrada/saída e- nergia anotada de fluxo de energia anotada com o tempo do veículo. Nesses casos, o proprietário do veículo 408 é faturado para energia usada e aquela energia não é debitada para o proprietário de conta de medidor 410 (assim, faturamento duplo é evitado). Um gerenciador de faturamento que realiza pagamento automático da conta pode ser integrado com a empresa pública de energia ou pode ser implementado como um sistema separado de débi- to/crédito.
Uma estação de carregamento elétrico, quer gratuita ou paga,
pode ser instalada com uma interface de usuário 216 que apresenta infor- mação útil para o usuário. Especificamente, por meio de coleta de informa- ção a cerca da rede 114, o estado do veículo e as preferências do usuário, a estação pode apresentar informação, tal como o preço da eletricidade cor-
rente, o custo de recarga estimada, o tempo estimado até a recarga, o pa- gamento estimado para energia de carga superior para a rede 114 (total ou por hora) etc. O motor de aquisição de informação 414 se comunica com o veículo elétrico 200 e com as redes de dados públicas e/ou privadas 722 para adquirir os dados usados no cálculo dessa informação.
O sistema de agregação de energia exemplificativa 100 também
oferece outras características para o benefício de proprietários de recursos elétricos 408 (tais como proprietários de veículos):
• proprietários de veículos podem ganhar eletricidade grátis para carregamento do veículo em troca pela participação no sistema;
· proprietários de veículos podem experimentar custo de carre-
gamento reduzido evitando taxas de tempos de pico;
• proprietários de veículos podem receber pagamentos com ba- se no serviço real de energia que seu veículo proporciona;
• proprietários de veículos podem receber uma tarifa preferenci-
al pela participação no sistema.
Há, também, características entre o sistema de agregação de energia exemplificativo 100 e os operadores de rede 404:
• o sistema de agregação de energia 100 como agregador de recurso elétrico 112 pode ganhar uma taxa de gerenciamento (que pode ser
uma função de serviços proporcionados), pagos pelo operador de rede 404.
• o sistema de agregação de energia 100 como agregador de recursos elétricos pode vender em mercados de energia 412; • os operadores de rede 404 podem pagar para o sistema de agregação de energia 100, mas operam o sistema de agregação de energia 100 eles próprios.
Opções Exemplificativas de Experiências do Usuário
O sistema de agregação de energia exemplificativo 100 pode permitir um número de características desejáveis do usuário:
• a coleta de dados pode incluir uso de combustível elétrico e não-elétrico e acionado a distância, para permitir a derivação e a análise de eficiência global do veículo (em termos de energia, custo, impacto ambiental etc.). Esses dados são exportados para o servidor de controle de fluxo 106 para armazenamento 716, bem como para exposição em uma interface de usuário 216 no veículo, interface de usuário de estação de carregamento e interface de usuário de web/telefone celular.
• o carregamento inteligente aprende o comportamento do veí- culo e adapta a cronometragem de carregamento automaticamente. O pro- prietário do veículo 408 pode ir além e solicitar carregamento imediato, se desejado.
Métodos Exemplificativos
A figura 13 mostra um método exemplificativo 1300 de agrega- ção de energia. No fluxograma, as operações estão resumidas em blocos individuais. O método exemplificativo 1300 pode ser realizado por meio de hardware, software ou combinações de hardware, software, firmware etc., por exemplo, por componentes do sistema de agregação de energia exem- plificativo 100.
No bloco 1302, a comunicação é estabelecida com cada um dos múltiplos recursos elétricos conectados à rede elétrica. Por exemplo, um servidor de controle de fluxo central pode gerenciar numerosas conexões intermitentes com veículos elétricos móveis, cada um dos quais pode se co- nectar à rede elétrica em várias localizações.
Um motor remoto no veículo conecta cada veículo à Internet, quando o veículo se conecta à rede elétrica 114.
No bloco 1304, os recursos elétricos são individualmente sinali- zados para proporcionar energia para ou tirar energia da rede elétrica.
A figura 14 é um fluxograma de um método exemplificativo de controle, comunicativamente, de um recurso elétrico para agregação de e- nergia. No fluxograma, as operações estão resumidas em blocos individuais.
O método exemplificativo 1400 pode ser realizado por meio de hardware, software ou combinações de hardware, software, firmware etc, por exemplo, por componentes do módulo de IPF 134 de fluxo de energia inteligente.
No bloco 1402, a comunicação é estabelecida entre um recurso elétrico e um serviço para agregar energia. No bloco 1404, informação associada com o recurso elétrico
112 é comunicada para o serviço.
No bloco 1406, um sinal de controle baseado em parte na infor- mação é recebido do serviço.
No bloco 1408, o recurso é controlado, por exemplo, para arma-
zenamento.
No bloco 1410, fluxo de energia bidirecional do dispositivo elétri- co é medido e usado como parte da informação associada com o recurso elétrico que é comunicado para o serviço no bloco 1404. No fluxograma, as operações estão resumidas em blocos individuais. O método exemplificativo 1500 pode ser realizado por hardware, software, ou combinações de hard- ware, software, firmware etc., por exemplo, por componentes do medidor de fluxo de energia exemplificativo 824.
No bloco 1502, a transferência de energia entre um recurso elé- trico 112 e uma rede elétrica é medida bidirecionalmente. No bloco 1504, as medições são enviadas para um serviço que
agrega energia com base em parte nas medições.
A figura 16 é um fluxograma de um método exemplificativo de determinação de uma localização de rede elétrica de um recurso elétrico. No fluxograma, as operações são resumidos em blocos individuais. O método exemplificativo 1600 pode ser realizado por hardware, software ou combina- ções de hardware, software ou combinações de hardware, software, firmwa- re etc., por exemplo, por componentes do sistema de agregação de energia exemplificativo 100.
No bloco 1602, informação de localização física é determinada. A informação de localização física pode ser derivada de fontes tais como sinais de GPS ou de resistência relativa de sinais de torres de células como um indicador de sua localização. Ou, a informação de localização física pode ser derivada pelo recebimento de um único identificador associado com um dispositivo vizinho e encontrando a localização associada com aquele identi- ficador único.
No bloco 1604, uma localização de rede elétrica, por exemplo, de um recurso elétrico ou sua conexão com a rede elétrica, é determinada da informação de localização física.
A figura 17 é um fluxograma de um método exemplificativo de agregação de energia de planejamento. No fluxograma, as operações estão resumidas em blocos individuais. O método exemplificativo 1700 pode ser realizado por meio de hardware, software ou combinações de hardware, software, firmware etc., por exemplo, por componentes do servidor de con- trole de fluxo exemplificativo 106.
No bloco 1702, as restrições associadas com recursos elétricos individuais são introduzidas. No bloco 1704, agregação de energia é planejada, com base
nas restrições de entrada.
A figura 18 é um fluxograma de um método exemplificativo de extensão de uma interface de usuário para agregação de energia. No fluxo- grama, as operações são resumidas em blocos individuais. O método exem- plificativo 1800 pode ser realizado por meio de hardware, software ou com- binações de hardware, software, firmware etc., por exemplo, por componen- tes do sistema de agregação de energia exemplificativo 100.
No bloco 1802, uma interface de usuário é associada com um recurso elétrico. A interface de usuário pode ser mostrada em, sobre ou per- to de um recurso elétrico, tal como um veículo elétrico que inclui um sistema de armazenamento de energia, ou a interface de usuário 216 pode ser mos- trada em um dispositivo associado com o proprietário do recurso elétrico, tal como um telefone celular ou computador portátil.
No bloco 1804, as preferências de agregação de energia e as restrições são introduzidas via a interface de usuário. Em outras palavras, um usuário pode controlar um grau de participação do recurso elétrico em um cenário de agregação de energia via a interface de usuário. Ou o usuário pode controlar as características dessa participação.
A figura 19 é um fluxograma de um método exemplificativo de ganho e manutenção de proprietários de veículos elétricos em um sistema de agregação de energia. No fluxograma, as operações estão resumidas em blocos individuais. O método exemplificativo 1900 pode ser realizado por meio de hardware, software ou combinações de hardware, software, firmwa- re etc., por exemplo, por componentes do sistema de agregação de energia exemplificativo 100.
No bloco 1902, os proprietários de veículos elétricos são rela- cionados em um sistema de agregação de energia para recursos elétricos distribuídos.
No bloco 1904, um incentivo é proporcionado para cada proprie- tário por participação no sistema de agregação de energia.
No bloco 1906, serviço recorrente continuado ao sistema de a- gregação de energia 100 é compensado repetidamente. Conclusão
Embora sistemas e métodos exemplificativos tenham sido des- critos em linguagem específica para as características estruturais e/ou atos metodológicos, deve ser compreendido que a matéria em questão definida nas reivindicações anexas não está limitada, necessariamente às caracterís- ticas ou atos específicos descritos. Antes, as características e atos específi- cos descritos. Antes, as características e atos específicos são divulgados como formas exemplificativas de implementação de métodos, dispositivos, sistemas reivindicados etc.

Claims (23)

1. Servidor de controle de fluxo em um sistema de agregação de energia para recursos elétricos distribuídos, compreendendo: um gerente de contrato para inscrever proprietários de recursos elétricos no sistema de agregação de energia e para oferecer serviços de energia elétrica a um operador da rede; e um gerente de conexão para acoplar os recursos elétricos com o sistema de agregação da energia.
2. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação 1, em que o gerente de contrato e o gerente de conexão operam ou sincro- nizadamente com ou assincronizadamente de um outro.
3. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que o gerente de contrato dá um incentivo a cada proprietário para a participação sob a forma de receber energia da rede elétrica para o carre- gamento ou o consumo elétrico do recurso sob o controle do sistema de a- gregação de energia.
4. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que o gerente de contrato dá um incentivo a cada proprietário para a participação sob a forma de fornecer energia à rede elétrica do recurso elé- tricô do proprietário sob o controle do sistema de agregação de energia.
5. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação4, em que o gerente de conexão direciona o recurso elétrico para entregar energia à rede elétrica em resposta a um sinal de controle da rede solicitan- do um aumento na energia do sistema de agregação da energia.
6. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação3, em que o gerente de conexão direciona o recurso elétrico para receber a energia da rede elétrica em resposta a um sinal de controle da rede solici- tando uma diminuição na energia do sistema de agregação de energia.
7. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação 1, em que o incentivo compreende pelo menos alguma energia livre da rede elétrica.
8. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação .1, em que um recurso elétrico é um veículo elétrico.
9. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que um proprietário elétrico do recurso recebe pagamentos baseados nos serviços reais de energia proporcionados por seu recurso elétrico.
10. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que os proprietários recebem um imposto preferencial para participar na rede de distribuição de energia.
11. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que o servidor de controle de fluxo ganha uma taxa de gerência para o sistema de agregação de energia pago por um operador da rede de distribu- ição de energia.
12. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação11, em que a taxa de gerência é calculada com relação aos serviços propor- cionados.
13. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que o gerente de contrato comercializa diretamente serviços de e- nergia a um operador de rede; o operador de rede paga recompensa ao operador do sistema de agregação de energia com relação aos serviços proporcionados.
14. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que o gerente de contrato vende em um mercado de troca de energia.
15. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação1, em que o servidor de controle de fluxo permite ao operador da rede pagar pelo sistema de agregação de energia, e/ou permite ao operador da rede operar diretamente o sistema de agregação de energia
16. Servidor de controle de fluxo para intermediar entre os pro- prietários de recursos elétricos e os operadores de rede elétrica, compreen- dendo: um gerente de contrato para inscrever os proprietários dos re- cursos elétricos em um sistema de agregação de energia, em que os recur- sos elétricos fornecem coletivamente energia à rede elétrica ou armazenam energia da rede elétrica como solicitado por um operador de rede elétrica ou por um controlador automatizado de rede; e um gerente de contrato para oferecer os serviços de energia co- letivamente produzidos para venda ao operador de rede elétrica.
17. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação16, em que o gerente de contrato oferece para venda, a um operador da re- de elétrica, um serviço de coletivamente carregar os recursos elétricos du- rante intervalos de excesso de energia e/ou de coletivamente descarregar os recursos elétricos durante intervalos do déficit de energia.
18. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação17, em que o servidor de controle de fluxo agrega recursos elétricos para fornecer coletivamente energia ou para armazenar coletivamente energia de acordo com limitações em cada recurso elétrico individual na agregação, em que as limitações são selecionadas por proprietários do recurso elétrico indi- vidual.
19. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação18, em que o gerente de contrato vende o uso de uma interface de controle do usuário para o operador de rede elétrica, em que a interface de controle do usuário permite ao usuário selecionar as limitações.
20. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação16, compreendendo ainda: - um motor previsto para controlar um comportamento coletivo de carga dos recursos elétricos; e em que o gerente de contrato oferece a gerência do comporta- mento coletivo de carga para venda a um operador de rede elétrica.
21. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação16, compreendendo ainda uma interface para receber medidas de qualidade de energia feitas em cada recurso elétrico; e em que o gerente de contrato oferece para venda a medição co- letiva como uma rede de sensor maciça distribuída para a rede elétrica.
22. Servidor de controle de fluxo, compreendendo: um gerente de conexão para acoplar os recursos elétricos com um sistema de agregação de energia; um gerente de interação de rede para receber sinais de controle de rede de um operador da rede elétrica; um motor previsto para prever uma agregação de recursos elé- tricôs que aprimoram uma condição de rede indicada pelos sinais de contro- le de rede ou pela informação adquirida; e um gerente de contrato para oferecer para a venda a agregação como prevista ao operador de rede elétrica.
23. Servidor de controle de fluxo de acordo com a reivindicação 22, em que o gerente de contrato oferece um incentivo aos proprietários dos recursos elétricos para participar na agregação.
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