本申请根据35USC§119(e)要求于2015年10月13日提交的第62/240,997号的美国专利申请的优先权，其全部内容在此参考并入。
发明领域
本公开涉及自动化电力系统和计算控制系统领域，且更具体来讲，涉及用于分布式电力系统和计算系统控制的系统、方法和装置。本公开涉及用于参与能量和计算供应和/或供应的削减、以及用于分布式网络中的按单元计的能量或计算能力消耗或使用的对等结算(peer-to-peer settlement)。
背景技术：
分布式能源和计算系统的安全和自动控制对于全球经济的增长和功能至关重要。目前的SCADA、IEC 61850、IEEE 1547和各种基于IP的智能电网控制系统(smart grid control system)容易受到网络中的网络安全攻击、物理攻击或恶意操作。消费者拥有的能源智能电网技术、分布式能源资源和强大计算系统的激增为用于智能电网设备的生产、缩减、使用或收益的基于共享经济的、点对点的控制和支付提供了机会。这些和其他智能电网资产的整合提高了电力传输系统和经济的可靠性、弹性、灵活性和效率。
智能电网技术最新的许多进展都建立在双向通信(传感、计量、自动化等)和计算机处理的基础之上。然而，计算主要是被视为或作为执行和实现这些功能的手段而不是分布式资源的一个新的种类本身。
技术实现要素：
TransActive Grid(TAG)是用于控制TAG单元(TAG element,TAGe)的网络、平台和系统。这是一种基于市场的、点对点的控制、结算和登记系统，用于在由一整套智能电网合约和两个或更多TAGe组成的去中心化的、分布式的电网网络中的交易。
一般来说，本说明书中所述的主题的一个创新方面在一些方法中体现，所述方法包括通过自执行合约从网络中的至少两个节点接收结算信息(settlement information)，所述网络包括多个节点，每个节点包括至少一个物理部件和至少一个控制部件，其中，所述多个节点中的每个节点被配置成与所述多个节点中的每个其他节点自主进行交易。所述方法包括验证公共账本的当前状态的操作。所述方法包括基于所述接收到的结算信息生成履行信息的操作。所述方法还包括使用所述履行信息增加所述公共账本的更新状态(contributing to an updated state)的操作。
本说明书中所述主题的特定实施例可被实施以实现一个或多个以下优势。使用相同的语句来验证用户界面上的数据和存储在数据库中的数据具有减少需要开发和维护的程序数量的优点。从而降低与开发、测试和维护计算机程序或应用程序相关的成本。
前述的和其他实施例中的每个都可选择性地单独包括一个或多个以下特征或这些特征的组合。所述履行信息可标识为了收益对收益、商品和服务中的至少一种的交换。所述多个节点中的每个节点维护至少预定数量的代币，每个代币可表示价值，并且基于由外部节点维护的代币的数量从所述网络排除所述外部节点。每个节点可与信誉值相关联，所述信誉值被包括在所述结算信息中。所述履行信息至少部分地基于节点之间的物理距离。
一般来说，本说明书中所述的主题的另一个创新方面包括一种用于设备的密码安全、自动化或自主性控制的系统，所述系统包括连接到或远程操作电力网络中的设备以及通过所述电力网络中的设备创建或交易的收益、成本或价值。
所述系统可包括一个或多个以下特征。包括连接到或远程操作电力电动网络的设备可作为设备网络中的节点来操作，所述节点用于密码保护所述网络的运行。可存储在所述网络上的自主性自执行合约的使用可操作所述网络上的设备，同时交易所述设备在所述网络节点之间的操作所产生的收益、成本或价值。所述自主性自执行合约的结果可记录在不可变的、只能添加(append-only)的公共账本上，所述公共账本维护发生在所述网络上的所有交易的数据库。所述数据库可存储在所述设备的分布式网络上。所述公共账本和数据库可以是自主性的并独立于所述网络的任何单个节点的控制。所述网络可确保所述公共账本的密码安全、去中心化、自主性和独立的功能，并且所述自执行合约可独立于组成所述网络的各个节点而进行维护。对所述网络的访问用于创建或执行控制要求保护的的设备或交易的自主性、自执行合约。由所述系统或网络创造的许多不同的收益、成本或价值可被组合以创建代币，所述代币表示所述网络上交易的收益、成本或价值的许多潜在属性。所述代币表示任何形式的价值，所述任何形式的价值可通过所述网络的参与者分配，所述参与者可能希望交易所述设备的特征。
在本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节在附图和下面的描述中阐述。所述主题的其他特征、方面和优点将从描述、附图和权利要求中变得显而易见。
附图说明
图1示出了TransActive Grid网络的一个示例。
图2示出了TAG单元、设备、部件及其主要功能和彼此之间的关系的一个示例。
图3示出了智能电网合约的部件的一个示例(包括潜在的输入、输出)。
图4示出了TAG结算方法的一个示例。
图5示出了分布式热回收系统，所述系统包括控制器，该控制器被配置为控制多个热回收站点的计算过程和热回收过程。
图6是用于在网络上执行智能合约的一个示例性过程的流程图。
图7示出了计算设备和移动计算设备的一个示例，所述计算设备和移动计算设备可用来实施本发明所述的技术。
具体实施方式
一种自主性分布式控制系统可用于公共电网。所述控制系统是冗余的、可扩展的、可复原的、可审计的、安全的，并具有量化和交易公共电网上从一个点(peer)到另一个点的任何类型值的能力。所述控制系统由节点(称为TAG单元)组成，所述节点创建网络(称作TAG网络)并可通过安全方式自动运行或自主运行。在一些实施方式中，所述网络使用基于区块链技术建立的开源、密码安全、去中心化的控制应用平台。一般来说，区块链技术创建安全账本，其中包括发生在所述网络上的事件或交易的记录。区块链账本可被记录在构成所述网络的设备的存储器中。所述区块链账本形成分布式数据库，可确保所述网络上的交易永远不会被重复计算，并且在所述网络的整个生命周期内都是透明的、可审计的、和不可否认的。
该网络平台可以是图灵完备的，允许创建和执行分布式应用。这些驻留在所述网络上的应用一旦创建就独立于所述网络的各个节点，这提供了所述应用的安全性和自主性。分布式应用的一种形式为智能电网合约(Smart Grid Contract)。智能电网合约可在网络上生存并自执行，并独立于所述网络的各个节点。一旦创建和部署，智能电网合约将完全按预期进行自执行，因为它们通过使用TAG网络固有的非常强大的密码原语而被保护。这可允许分布式应用的不可破坏的安全性，这是由于只有构成网络的大多数TAG单元才能实现恶意操作。在一个实施例中，通过使成功的网络攻击成本过高来保证安全性，因为不成功攻击可能导致从网络参与中被排除。按此方式，网络上的分布式应用可安全地操作设备而没有来自网络之外的行为者或力量的干扰的风险。由于任何添加到所述网络中的新节点都被迫在所述网络的安全参数范围内工作或被排除在所述网络中的参与之外，所以所述网络以自私和可复原的方式来运行。例如，被排除的节点会被阻止添加交易信息、处理或提交智能合约信息至区块链。
分布式应用操作以安全、自主和可审计方式连接至所述网络的设备。构成所述网络的TAG单元被物理地嵌入或安全地连接至构成或连接至公共电网的设备。TAG单元以点对点(peer-to-peer)方式定位、唯一地识别、控制、监控、保护、验证和交易公共电网上的设备可产生、消耗、削减、存储或通过公共电网传输的任何值。任何能被连接至TAG单元的设备量化的值随后可通过使用TAG代币(token)来以点对点方式进行交易。TAG代币可体现任何可量化的价值，以便以点对点方式在网络中交易收益。每个TAG代币可在网络上唯一标识。TAG代币的创建和交易历史被记录在区块链中，并被分割(fractionalize)以包含在网络上进行交易的不同类型和不同数量的价值的表示。
例如，光伏面板创造了千瓦的能量。该能量通过嵌入到光伏系统逆变器中的TAG单元来测量并被分配一个代币值。该代币值包括产生的能量数量，创建的REC(可再生能源证书)部分，TAG单元的位置、时间、唯一标识符，有关光伏系统构造的信息、大小、安装日期、所有者、安装者和系统年龄，以及完成交易所需的TAG单元的最小数量。
TAG单元使用该代币信息创建一个自执行的智能合约，该智能合约被部署到TAG网络上。该智能合约可包括对时间、地点、客户类型、销售价格、环境足迹、交易优选组织类型(盈利或非盈利、商业、住宅等)、和TAG网络信誉值的要求，以及作为成功交易的必要条件、跨越公共电网传输能量或以代币表示的其他价值的运输成本。该智能合约被发布到网络上并寻找网络上的一个或多个与其执行要求相匹配的交易伙伴。在一些实施方式中，智能合约包括可执行代码，这些可执行代码执行与智能合约相关的操作，如下所述。
智能合约可找到最终买家或对等点以出售代币中表示的价值，以及与任何数量的网络单元订立合约，所述任何数量的网络单元是在购买和销售的对等点之间在公用配电网络上传输能量和其他代币价值所需要的。通过公共电网传输能量所需的单元可能拥有存活在网络中的合约，这些合约设定了在公用网络中传输能源和其他收益时它们使用的条款。
一旦交易伙伴被找到并且合约条款被确定，交易可被记录到区块链账本中，并且可通过TAG单元之间已交易的代币来交换价值。满足智能合约要求的各TAG单元的所有者可通过TAG网络在单元之间转移此价值，或敲定价格并出售或交换代币以获得金钱或任何形式的商定补偿。
按此方式，可在公共电网上实时地表示和解释发电、输电和配电系统的全部本地化(localized)成本。这也考虑到了公共电网中的分布式能源资源、商品和服务的本地化、基于市场的不可否认的估值。
本公开涉及创建计算设备的分布式网络，该分布式网络可为网络中的智能电网资产和分布式能源提供安全性和操作，并可用作可替代的分布式计算资源。本公开描述了使用并网电器的设备和方法。消费者拥有的智能电网资产的示例包括并网和响应式智能电器(如智能热水器)、负载控制开关、恒温器和电动汽车。
本公开描述了可优化和控制分布级生成和存储系统的设备和方法。分布式能量生成和能量储存系统包括诸如光伏和风能系统的分布式能源资源以及包括电化学、热能、飞轮和其他能量储存手段的储存资产。
本公开描述了创建建筑物级计算系统的设备和方法。分布式计算系统的示例包括个人/专业计算设备和计算系统，这些个人/专业计算设备和计算系统与建筑物功能和操作相关，如建筑设备控制(照明、HVAC等)、管理系统和安全系统。本公开还描述了创建基于区块链的、分布式、一致性控制网络的设备和方法。本公开实现了时间同步的措施并以安全的方式提高了互操作性。
图1示出了TransActive Grid(TAG)网络100的一个示例。TAG网络是分布式计算网络，该网络包括一个或多个作为节点操作的分布式TransActive Grid单元(TAGe)。TAG网络可作为一致性系统，可在加密保护的共享公共账本(例如区块链账本)上生成、路由和确认交易。TAGe可处理和验证在网络上传输的交易、计算和数据，以实现网络中变化的一致性。在TAG网络上各个TAGe之间生成一致性可提供安全性。增加网络上TAGe的数量增加了确定性，即网络上所共享的一致性是网络状态的标准和不可否认的表示。区块链是一个分布式数据库，它维护着不断增长的数据记录列表。区块链可被配置成使得即使网络节点的操作者也不能更改数据记录列表。区块链用于密码保护在构成TAG的TAGe之间传输的信息。例如，TAG网络100可由连接至各种物理计算设备的TAGe组成。例如，这些设备可包括能量产生者，比如风力涡轮机102、太阳能光伏系统104、核电站106。这些设备还可包括能量消耗者，例如智能家居及建筑物控制系统112和住宅区域110。这些设备还可与既是能量产生者又是能量消耗者的节点相关联，比如包括太阳能光伏系统和住宅的农场114以及向工厂108提供电力的风力涡轮机。这些设备中的每个都可从能量存储设施116获取能量或向其提供能量。TAGE还可包括组合的热量和计算系统、公共计量表、智能逆变器和电池存储系统116。
图2示出了TAGe的部件和功能200的一个示例。TAGe可用于在TAG网络上加密保护、控制或传输数据。TAGe可包括任何形式的计算设备或集成电路，其嵌入或改装成监测、生产、消耗、转移、测量或存储能量、计算或数据的设备，或以任何方式与这些设备进行通信。TAGe允许对包括公共电网或虚拟公共电网的设备进行安全、分布式控制，这些公共电网或虚拟公共电网的通信协议和方法可包括但不限于SCADA、IEC 61850、IEEE1547、无线和各种基于IP的智能电网控制系统。
构成TAG网络的设备和用户可被分配一个唯一的标识符，以在TAG网络上识别它们。
图3示出了智能电网合约的部件(包括潜在的输入302、输出304)的一个示例300。一套智能电网合约可以是自足的、自执行的、加密保护的计算机软件对象。智能电网合约可实施交易协议该交易协议被设计来创建和满足合约条件，并安全地在电网中操作资产。此外，智能电网合约可存在于TAG网络上，并且可通过与TAGe设备的交互或通过接收由TAGe设备产生的数据来调用。该数据可在TAG网络上携带的加密安全数据有效载荷中传输。
TAGe能够将加密的数据交易转发到数据有效负载生成器或从数据有效负载生成器转发加密事务。数据有效负载生成器是用于向密码保护的数据有效载荷添加信息或从密码保护的数据有效载荷中读取信息的任何设备。加密数据交易在点对点TAG网络上进行，并不可否认地地存储在区块链中。TAGe可传输收入级计量、系统状态、控制命令、条件或由TAG连接的设备生成或发送到TAG连接设备的任何形式的数据，这些设备消耗、提供、测量或削减来自TAG连接设备的能量或计算。合约输入302可包括定价、位置、时间、电网状况、能源温室气体(GHG)影响、环境外部性、社会影响指数、信誉、温度、网络信息或其他变量，这些变量有助于有助于对物理地、无线地或以其他方式连接到TAG的设备的能源、需求、信息或控制的本地化和估价。合约输出304可包括用于履行(fulfillment)308的信息，比如设备控制信号/动作、要启用或交付的服务/产品以及代币值交换。
TAGe可接收和传输丰富而安全的数据流，以通知、控制或交易各种服务或设备的收益。这些设备的示例是能源生成、储存、传输和分配资产、电器、建筑物管理系统、安全系统、计算机和数据系统、HVAC系统和其他电子或机电设备(任何使用实时或近期数据控制的设备)。能源服务的一些示例是能源缩减、辅助服务，比如负荷调节、运转备用(spinning reserve)、非运转备用(non-spinning reserve)、替代备用和电压支持。云服务的一些示例是分布式计算或采集、存储和传输数据。
TAGe代币化(tokenization)和结算：图4示出了TAG结算方法的一个示例400。除了与电网相关的数据外，加密数据流还包括用于各种形式的能源市场、公共电网管理、设备控制、分布式计算和数据存储定价的点对点财务结算指标。该数据可用于基于市场的财务结算，该结算可基于TransActive Grid代币(TAGt)。TAGt为在两个或多个TAGe节点之间传输或交易的单位能源、能源相关环境产品、计算或数据的货币化提供量化市场价格，该两个或多个节点通过包含在交易的数据载荷中的任何形式的信息结合。
TAGt还可能包含与广泛范围的影响相关的数据，所述影响为对能源、计算、数据传输和数据存储的生产、消费、传输、分配、负载削减、TAGe或用户信誉数据、控制和购买所产生的本地和/或全球环境、社会和经济影响。这些数据可允许自动交易和登记(也称为公共账本)、维护与能源有关的环境产品，比如TAG平台上的可再生能源证书(“REC”)、白色标签、可再生识别号码(“RINs”)、节能证书(“ESC”)、白色证书/可交易白色证书(“TWC”)/白色标签和碳信用额度。
由于所包含数据的丰富性，交易和登记调整可代表独特的、可识别的影响，这些影响可被审计和强化，以防止对双重计数或其他保存错误或欺诈性操作的计数或记录。
每个TAGe设备和用户可能必须维护特定的最小数量的代币作为参与网络的要求。这些代币可与设备或用户的唯一ID相关联，并在区块链的共享公共账本中记录为价值的表征。网络上的所有交易都可能需要代币。可同时使用多个类别的代币来支持不同的价值，比如与TAG上交易相关的环境、社区和社会外部性。
信誉评级平台允许对网络上每个TAGe或TAG用户实现的历史级的表现和其他特性/属性进行量化。信誉可能是点对点交易的重要组成部分，因为它建立了任何TAGe的量化合法性，并有助于进入智能电网合约所需的信任。
单个TAGe设备或用户的信誉可包括以下因素，即交易的历史完成、正进行的设备性能或TAGe对智能电网合约的未完成。TAG用户的信誉评级可将任何数量的现有基于信誉的平台(比如Ebay、Angie的列表、Google PageRank等)的用户的信誉资本进行汇总。这种现有的外部信誉资本可与TAGt中包含的数据相结合来量化TAG信誉值。该TAG信誉值可用于评估用户和TAGe设备的交易风险概况，以便对TAG上的交易价值和风险进行丰富而有效的量化。
TAG的操作可包括网络基础设施和电力网、因特网、无线、蜂窝或设备到设备的网络上能量、计算或数据交易期间产生的使用成本。这些成本可包括与各个电网部件(其提供能量和数据传输及分配、计量、控制命令、协调、电网条件)、任何形式的计算机、数据系统或其他支持TAG功能所需的电子或机电设备相关的服务和更换成本。
TAGe传输和分配基础设施可能需要TAGt的平衡以在TAG上进行交易。TAGe将基于其功能来生成或消费TAGt。最终，负载与发电资产之间的距离以及负荷与发电之间进行交易所需的TAGe的数量将使整个TAG的交易成本本地化。
这种嵌入式成本回收机制(“交易成本”)是一种工具，用于识别系统成本并提高能源生成和交付系统以及互联网和相关经济计算的可靠性、弹性、灵活性和效率。这些成本通常是隐藏的，因为它们在现有的成本和能源使用核算中不易量化。TAG被设计用于克服技术和经济/政策框架障碍的混合，这些障碍可能会阻碍所需发电、输电和配电基础设施的发展、建设/升级等等。
分布式网络可包括TransActive Grid单元(TAGe)：
a.每个TAGe表示一组物理和/或控制部件：
i.这些物理部件可包括公共事业规模的发电和传输级别、配电网络级别以及建筑物发电和负载级别的资产和设备。
b.每个单元可彼此相互进行自主通信和交易。
c.每个单元具有IC、存储器和软件部件，以执行包括处理、数据存储、通信和控制的功能。
利用区块链原则并促进各种TAGe之间的交易的智能电网合约能够以安全且时间同步的方式实现所产生的操作并具有高互操作性。
d.如智能电网合约所使用的区块链或公共账本，包含离散的信息“区块”。
i.基本信息可包括时间戳、状态(或所有权状态)、对前一个区块的引用以及自从上一个区块以来发生的交易列表。
e.公布在公共账本上的信息对所有人都是可见的和可访问的。
i.由于公共账本，智能电网合约具有可审计性、安全性(例如，对于来自网络攻击)和不可否认性(对于来自赌博和篡改)。
f.智能电网合约提供统一的协议，其可提高TAG单元的部件所使用的不同物理和通信要求之间的互操作性。
g.智能电网合约的速度与数据处理和传输的速度可能相似。这为不同的电网应用提供了精确的时间同步。
智能电网合约交易的一个示例可涉及以下步骤：
h.智能电网合约404从任何数量的相关单元(在该示例中，单元A 408和单元B 410)、公共账本402和任何外部资源请求并接收必要结算标准。
i.智能电网合约验证来自公共账本402的现有状态(或参考状态)信息。
j.智能电网合约基于接收到的结算标准和指定的逻辑模型(由创建或发起智能电网合约的实体指定)来执行或管理计算以确定是否以及如何执行交易。
k.智能电网合约输出履行信息，其指示是否以及如何启用或交付服务和产品以及如何交换代币价值。
l.智能电网合约向公共账本402发送新的状态406的/对新的状态406有贡献的记录416；这些记录可包括所涉及的单元/实体以及收益/商品/服务412中的结果状态和交换的价值(例如，支付代币414)。
实现广泛价值的表示的代币化：
a.可用于以简化和可审计的方式量化、记录和交易与TAG单元直接或间接相关的各种收益，比如网络中的环境、社会、地点、货币、影响和价值。
b.通过获取从事智能电网合约的TAG单元的独特的属性配置文件，比如可再生能源证书、信用额度，碳信用额度、能效信用额度(白色标签)等等，使得从事智能电网合约的TAG单元规范化。
c.使TAG单元的所有者能够以自动化、可审计、精简和不可否认的方式来货币化和交易TAG单元的多种收益。
展现这些衍生功能的智能电网合约
m.要求交易TAG单元保持一定最小数量的用于参与的代币；可同时使用多个类别的代币来支持不同的价值。
n.基于单元实现的历史级别的表现和其他特性/属性来创建和部署信誉评级平台。
o.使用信誉值来进一步评估用户和单元的交易风险概况作为结算标准。
p.识别并使用负载和发电资产之间的距离，该距离通过交易所需的TAG单元的数量估算，以在网络上创建基于位置的定价，并实现成本回收。
分布式网络架构确保了建立于网络中的网络稳定性、冗余性和弹性。
一种使用上述分布式网络架构建立的分布式计算网络可运行分布式应用，例如，自主分布建筑或设备控制系统、网页服务器、安全点对点网络、分布式数据管理服务、云存储、分布式数据库、去中心化集团或公司、基于区块链的分布式交易平台、加密代币、文档处理、基于区块链的图灵完备虚拟机、图形渲染、基于分布式区块链的会计系统等。
例如，分布式计算网络可运行热回收系统。热回收系统回收作为热量散发的能源。例如，数据中心消耗美国所有发电的2％以上。然而，数据中心和用户现场的计算设备消耗的大部分电力都转化为散发到周围环境中的热量。住宅和商业建筑能耗占美国所有能源消耗的40％。目前，计算机被设计以最大限度地减少产热量并优化散热，并且仅用于满足计算需求。
图5示出了分布式热回收系统500，所述系统包括控制器502，其被配置为控制多个热回收站点510、520和530的计算过程和热回收过程。控制器502可向热回收站点510、520和530提供指令并从它们接收信号。热回收系统500的控制器和计算设备还可通过通信信道(例如，互联网)与不是系统500一部分的设备进行通信以形成分布式通信网络。
热回收站点510包括计算设备514(例如，比如计算机系统等的计算设备)、用于提取计算设备生成的热能的装置、热量储存器516和使用(例如，由其供电)储存在储存器516中的能量的终端使用设备518。控制器设备502通信地耦接至分别位于热回收站点510、520和530处的计算设备514、524和534。控制器502给计算设备分配计算任务或请求计算设备提供与计算或热回收过程相关的信息。控制器502还被配置成接收触发事件信号，基于该触发事件信号可以修改计算和热回收过程。触发事件信号将触发事件信号传递给热回收系统的一个或多个控制器。触发事件信号可源自位于热回收系统中的一个或多个传感设备或源自热回收系统外部的设备。触发事件信号可包括与由回收的热能供电的电器的当前或预期能量需求的增加、为计算过程供电的电价的预期增加或需要执行的计算分配有关的信息。
热回收站点，例如510、520和530，具有热收集装置(未示出)，该装置被用来将计算设备产生的热量传输至储存器516。储存器516可包括能够储存热能的相变材料。在其他示例中，计算设备、热量收集装置和储存器可集成在一起。例如，计算设备的壳体可填充有能够有效储存热能的相变材料或可由能够有效储存热能的相变材料构成，或计算设备的硬件部件可浸入到热量储存器的工作材料中。通过储存热能以供将来消耗，例如被终端使用设备518、528和538消耗，能量储存器使得能够使与热能的产生和消耗相关联的过程解耦。这实现了计算设备温度的稳定性。
热回收系统500的控制器和计算设备可通过通信信道(例如，互联网)与不是系统500一部分的设备进行通信以形成基于区块链的分布式通信网络。
控制器可被编程并被配置为从热回收站点、位于热回收系统外部的设备或从自主分布式应用(在分布式计算网络上运行的应用)接收触发事件信号。触发事件信号包含关于已有和预期的未来计算和能源需求的信息，这些计算和能源需求用来形成基于交易的能源、计算或其他服务的市场。操作可包括网络基础设施和电力网、因特网、无线、蜂窝或设备到设备的网络上能量、计算或数据交易期间产生的使用成本。
计算设备可作为分布式计算网络中的节点而操作。例如，计算设备514、524和534可作为分布式计算网络上的节点进行操作，该节点可在被称为区块链的密码保护的公共账本上确认彼此之间或与网络上的其他设备之间的交易。除了执行分配的工作量以产生热量之外，每个计算设备还可执行本地工作量(在计算设备的热回收站点本地化分配的工作量)以及通过分布式计算应用分配的工作量。分布式计算应用可能是图灵完备的，使它们可在分布式计算网络上独立于网络的各个节点地创建和操作。这为网络上的计算设备提供了自主、安全的控制。
控制器能够将加密安全的工作量和命令订立合约、交易、转发和传输到计算设备(例如，计算设备514、524、534)，并且基于接收到的附加信号和可能记录在区块链账本上的发送到计算设备上的先前命令来动态地重新确定计算工作量分配。热回收系统还可包括计算机系统，其可用作去中心化网络中的节点，其中计算设备与控制器通信地耦接、并在接收到来自控制器的信号时执行分配的工作量以通过电力输入来产生热量，该计算设备进一步包含在能源储存器中或与能源储存器耦接，其中可抽取能源来满足来自建筑终端使用系统的即时能源需求和未来能源需求。
控制器可以是分布式应用程序，其能够自主地接收、订立合约和交易来自本地站点、场外以及其他分布式、去中心化应用的多个可变触发事件信号，以用于区块链账本上当前和预期的未来计算和能源需求。
计算工作量分配还可包括密码散列函数(cryptographic hash function)，其可用于保护、处理或存储支持分布式网络的分布式应用，控制器可启动工作量确定的程序并交易作为满足条件的结果而被交换的代表能量、计算、设备控制或服务的价值的代币，从而向计算设备发出信号以开始计算。可同时使用多个类别的代币来支持不同的价值，比如与交易相关的环境、社区和社会外部性。触发事件可能是建筑物终端使用系统对热量的需求，低于热能储存器的最佳温度、基于预测的负载管理算法的预测热量亏空，考虑到天气、电网状况、能量或计算价格信号的电网响应负载管理或响应于形成这些服务的TransActive市场的需求。
触发事件信号可基于公共事业公司对热能的需求或未来需求事件，该事件需要对能源储存器进行充电或预充电以抵消公共负载或未来分布式计算的市场价值的变化，以创建分布式、密码安全、基于区块链的市场，用于交易这些服务。
触发事件信号还可包括关于有利的能量或计算定价、电网事件的预期、以及通过最有效地利用其间歇性能源生产而保持与可再生能源发电模式的一致性和稳定性的信息，该间歇性能源生产允许对这些设备在自我控制、自我平衡、基于区块链的安全和透明的市场中进行TransActive控制。具有触发事件信号的主要目的是让热回收系统尽可能灵活和适应环境、经济、社区、建筑、分布式计算网络和操作者的需求。
当现场屋顶光伏(PV)系统产生过量电能时的示例中，控制器可规定应使用电能(DC或AC)为计算设备供电、在分布式基于区块链的网络上交易多余的能量或计算、并将产生的热能有效地存储在热能储存器中或者在点对点或者设备到设备TransActive平台上将其出售。
触发事件信号也可源自热回收系统外部，并且可包含关于公共电网供电的定价、公共电网条件、天气状况等的数据。例如，触发事件可以被设置为特定的能量或需求定价。当向计算设备供应能量的电力价格低于(基于某种方法预先设定或确定的)阈值时，基于区块链的控制器将从分布式计算网络调用并交易合适的计算工作量，并提示计算设备执行计算。计算所产生的热能可在稍后电价较高时使用。
在另一个触发事件场景中，控制器可基于均衡发电和需求负荷概况的目标而命令计算设备动态地开始和终止计算，该发目标通过在区块链上并与网络上的其他节点进行无线通信的设备而被纪录。例如，触发条件可以是关于天气模式和大型公用事业规模太阳能光伏(PV)农场的操作条件的数据。当这样一个相对较大的可再生“发电厂”上线/离线或由于日照或其他参数变化而不可避免地改变输出功率时，控制器可被配置成接收实时天气和逆变器数据并根据基于区块链的市场上存储的经济交易来相应地确定行动方案，这些经济交易用于能量和设备控制以使能量或计算的负荷和消耗量得到平衡。
控制器可通过分布式计算网络确定对数据存储、传输或计算的需求，并发送命令以控制计算设备来执行计算、存储或调用存储的数据或作为基于市场的TransActive点对点数据传输网络进行操作，以便作为冗余支持。对数据传输带宽、速度和优先级的考虑，也可触发组合热回收系统的使用。例如，控制器可从分布式计算或能量网络接收指示特定节点之间的网络带宽或系统容量约束的信号，通过优化分布式网络上的节点之间的通信、发电和数据或能量存储来自主确定和解决交易参数以减轻约束，以及启动命令以在分布式计算网络上的设备之间执行数据存储计算任务。本地存储数据的时机、内容和大小可能受到易用性、距离和使用频率以及系统进一步数据传输需求的驱动。
分布式的本地TransActive平台可基于自主、自执行、区块链交易，开发人员可在该平台上提供安全的分布式应用，以与建筑系统、电器、分布式能源生产和存储设备以及居民进行交易。这些应用可自动化和控制建筑系统，以及替换诸如计算机、机顶盒、DVR、警报系统或任何使用微处理器或数据存储器的设备的许多消费电子设备，这些设备的收益可由电器提供。计算和热回收系统可作为统一平台，用于连接的智能家居，自动化和交易分布式计算、辅助服务、可再生能源固化、智能家电(如电网响应式热水器)的自适应负荷控制、恒温器、能源发电和电动车充电的收益。该系统非常适合基于区块链的点对点的物联网和共享经济服务，比如数据存储、流媒体视频、音频、虚拟计算和游戏服务和其他收益，以真正成为该自动平衡的TransActive智能电网的交互式和分布式资源。
这些设备中的每个可包含一个或多个计算设备，并且整个系统可由以有线或无线网状网络方式相互通信的多个计算设备组成。
通过储存热能以供将来消耗，例如由终端使用设备518、528和538消耗，能量储存器使得与热能的产生和消耗相关联的过程能够解耦。这有助于计算设备温度的稳定性。
设计考虑因素(比如计算设备的部件的相对位置、距离、顺序和配置)可被优化以增强自然和强制对流的效果，并促进“热烟囱(thermal chimney)”或烟囱效应(stack effect)的产生。通过优化前述的设计考虑因素，经过工作材料的热量流是流线型的。此外，工作材料与计算部件接触或接近的顺序被优化以最大化工作材料与计算设备的每个硬件部件之间在其路径中的温差和热交换效率(表面积、构型、部件之间的距离、传输机制以增加交换率)。计算设备的部件被布置成使得在经历温度增加以及将热能运送到并通过储存器时，由热交换介质从部件收集的热能有助于流体浮力。提取热能的热交换器的设计也有助于通过热烟囱的对流流动，因为热量传递介质在热量被提取时增大了密度，从而加强了通过热烟囱的对流效应。
热存储系统可包括基于半导体(LED)或其他发热照明系统部件。照明部件产生大量的热量，这些热量可由系统回收并用于为建筑物的热负荷供电。
空间和其他加热系统包括居住空间加热系统和用于加热水池、热水浴缸、桑拿浴室和除冰系统的系统。空间和其他冷却系统还可包括去湿冷却系统。
图6是用于在网络上执行智能合约的一个示例性过程的流程图。过程600可在网络上执行。例如，网络可包括多个节点，每个节点包括至少一个物理部件和至少一个控制部件(如上所述)。网络中的每个节点可被配置成与所述网络中的每个其他节点进行自主交易。
过程600从网络中的至少两个节点接收(602)结算信息。例如，所述结算信息可包括关于待交换的商品、服务和价值的信息。在一些场景下，结算信息可从多个不同的节点接收。合约和交换不限于两个节点，例如，多个节点中三个节点的组合可参与在一些合约中。
过程600验证(604)公共账本的当前状态；例如，过程600可验证区块链公共账本的当前状态，以验证从每个节点接收的每个结算信息是否与公共账本中的信息一致。
方法600基于所述接收到的结算信息生成(606)履行信息。例如，所述结算信息可包括关于提议的/潜在的交换的信息。过程600可组合关于交换的信息，可识别接收到的结算信息内的共同点，并可使用所述共同点来生成履行信息。
过程600使用所述履行信息添加(608)所述公共账本的更新状态。过程600可更新所述公共账本以反映所述履行信息。
图7示出了示例性计算机设备700和示例性移动计算机设备750的一个示例，所述计算设备和移动计算设备可用来实施本发明所述的技术。例如，上述操作的一部分或全部可通过计算机设备700和/或移动计算机设备750来执行。计算设备700旨在表示各种形式的数字计算机，包括例如膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机以及其他合适的计算机。计算设备750旨在表示各种形式的移动设备，包括例如个人数字助理、平板计算设备、蜂窝电话、智能手机以及其他类似的计算设备。这里示出的部件、它们的连接和关系以及它们的功能仅意在作为示例，并不意味着限制本发明中所描述和/或要求保护的技术的实现。
计算设备700包括处理器702、存储器704、存储设备706、连接至存储器704和高速扩展端口710的高速接口708、以及连接至低速总线714和存储设备706的低速接口712。部件702、704、706、708、710和712中的每个使用各种总线互连，并可安装在共同的母板上或通过其他方式适当地进行安装。处理器702可处理用于在计算设备700内执行的指令，包括存储在存储器704或存储设备706中的指令，以在外部输入/输出设备上显示用于GUI的图形数据，外部输入/输出设备包括例如耦接至高速接口708的显示器716。在其他实施方式中，可适当地使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和多种类型的存储器。而且，可连接多个计算设备700，其中每个设备提供必要操作的一些部分(例如，作为服务器组、一组刀片服务器或多处理器系统)。
存储器704在计算设备700内存储数据。在一个实施方式中，存储器704是一个或多个易失性存储单元单元。在另一个实施方式中，存储器704是一个或多个非易失性存储单元。存储器704还可为另一种形式的计算机可读介质(例如，磁盘或光盘。存储器704可以是非瞬时性的。)
存储设备706能够为计算设备1300提供大容量存储。在一个实施方式中，存储设备706可以是或包含计算机可读介质(例如，软盘设备、硬盘设备、光盘设备或磁带设备、闪存或其他类似的固态存储设备或设备的阵列，比如，存储区域网络中的设备或其他配置的设备)。计算机程序产品可有形地包含在数据载体中。计算机程序产品还可包含指令，当执行这些指令时，可执行一个或多个方法(例如，如上所述的方法)。数据载体是计算机或机器可读介质(例如，存储器704、存储设备706、处理器702上的存储器等)。
高速控制器708管理计算设备1300的带宽密集型操作，而低速控制器712管理较低带宽密集型的操作。这样的功能分配仅作为示例。在一个实施方式中，高速控制器1308被耦接到存储器704、显示器716(例如，通过图形处理器或加速器)以及可接受各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口710。在实施方式中，低速控制器712被耦接至存储设备706和低速扩展端口714。可包括各种通信端口(例如USB、以太网、无线以太网)的低速扩展端口可耦接到一个或多个输入/输出设备(例如，键盘、指向设备、扫描仪、或包括交换机或路由器的网络设备，例如通过网络适配器)。
计算设备700可通过多种不同形式来实施，如图所示。例如，它可被实施为标准的服务器720或在一组这样的服务器中被多次实施。它还可被实施为机架式服务器系统724的一部分。另外或作为替代，它可在个人计算机(例如，笔记本电脑722)中被实施。在一些示例中，来自计算设备700的部件可与移动设备(未示出，比如，设备750)中的其他部件组合。这些设备中的每个可包含一个或多个计算设备700、750，并且整个系统可由相互通信的多个计算设备700、750组成。
计算设备750包括处理器752、存储器764、输入/输出设备(例如，显示器754、通信接口766和收发器768)等部件。设备750还可设有存储设备(例如，微型驱动或其他设备)以提供额外的存储。部件750、752、764、754、766和768中的每个使用各种总线互连，并且其中几个部件可安装在共用的母板上或通过其他合适的方式进行安装。
处理器752可在计算设备750内执行指令，包括存储在存储器764中的指令。处理器可被实施为包括单独的和多个模拟及数字处理器的芯片组。例如，处理器可提供用于设备750的其他部件的协调，例如用户界面的控制、设备750运行的应用以及设备750的无线通信。
处理器752可与用户通过控制接口758和耦接至显示器754的显示接口756来进行通信。例如，显示器754可以是TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示器)或OLED(有机发光二极体)显示器，或其他合适的显示技术。显示接口756可包括适当的电路，用于驱动显示器754以将图形和其他数据呈现给用户。控制接口758可从用户接收命令并将其转换用于提交给处理器752。另外，外部接口762可与处理器742进行通信，以便实现设备750与其他设备的近距离通信。例如，外部接口762在一些实施方式中可提供有线通信，或在其他实施方式中可提供无线通信，并且还可使用多个接口。
存储器764在计算设备750内存储数据。存储器764可被实施为计算机可读介质或媒介、一个或多个易失性存储单元或一个或多个非易失性存储单元中的一个或多个。还可提供扩展存储器774并通过扩展接口772将其与设备750连接，该扩展接口772可包括，例如SIMM(单列直插内存模块)卡接口。该扩展存储器774可为设备750提供额外存储空间或也可为设备750存储应用或其他数据。具体来说，扩展存储器774可包括执行或补充上述处理器的指令，并且也可包括安全数据。因此，例如，扩展存储器774可设置为设备750的安全模块，并可使用允许安全使用设备750的指令来进行编程。另外，可通过SIMM卡提供安全应用程序以及额外的数据(例如，以不可被攻击的方式将识别数据设置在SIMM卡上)。
例如，存储器可包括闪存和/或NVRAM存储器，如下所述。在一个实施方式中，计算机程序产品有形地包含在数据载体中。计算机程序产品包含指令，当执行这些指令时，可执行一个或多个方法，例如，如上所述的方法。数据载体是计算机或机器可读介质(例如，存储器764、扩展存储器774和/或处理器752上的存储器)，例如，可通过收发器768或外部接口762来接收该介质。
设备750可通过通信接口766来进行无线通信，该通信接口766必要时可包括数字信号处理电路。通信接口766可提供各种模式或协议(例如，GSM语音呼叫、SMS、EMS或MMS消息、CDMA、TDMA、PDC、WCDMA、CDMA2000或GPRS等)下的通信。例如，该通信可通过射频收发器768发生。另外，例如，短程通信可使用WiFi或其他该类收发器(未示出)来实现。另外，GPS(全球定位系统)接收器模块770可向设备750提供额外的与导航和位置相关的无线数据，这些数据可适当地由设备750上运行的应用而使用。诸如摄像头、麦克风、罗盘、加速器(用于方向传感)等的传感器和模块可包含在设备中。
设备750还可使用音频编解码器760可听地通信，该音频编解码器可接收来自用户的口头数据并将其转换为可用的数字数据。音频编解码器760可同样地为用户产生可听的声音(例如，通过设备750的手持机中的扬声器)。这种声音可包括来自语音电话呼叫的声音，可包括记录的声音(例如，语音消息、音乐文件等)并还可包括由在设备750上运行的应用产生的声音。
计算设备750可通过多种不同形式来实施，如图所示。例如，其可实施为蜂窝电话780。其还可实施为智能电话782、个人数字助理或其他类似移动设备的一部分。
本公开描述的系统和技术的各种实施方式可在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种实施方式可包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实现，该可编程系统包括至少一个可编程处理器。可编程处理器可以是专用或通用的，可耦接用于从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，并向它们传输数据和指令。
这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，且可通过高级程序性语言和/或面向对象的编程语言和/或汇编/机器语言来实施。如本说明书中所使用，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的计算机程序产品、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑设备(PLD))，包括接收机器指令的机器可读介质。
为了提供与用户的交互，本公开所述的系统和技术可在具有用于向用户显示数据的设备(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)以及具有用户可用来向计算机提供输入的键盘和指向设备(例如，鼠标或轨迹球)的计算机上实现。其他类型的设备也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是感觉反馈的形式(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；并可通过包括声学、语音或触觉输入的形式接收来自用户的输入。
本公开描述的系统和技术可在包括后端部件(例如，作为数据服务器)或包括中间件部件(例如，应用服务器)或包括前端部件(例如，具有用户界面或Web浏览器的客户端计算机，用户可以通过该用户界面或Web浏览器与本公开描述的系统和技术的实施方式进行交互)或者包括这样的后端、中间件或前端部件的组合的计算系统中实现。系统的部件可通过数字数据通信的形式或介质(例如通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和因特网。
计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器之间的关系是通过运行在各个计算机上的计算机程序产生的，并且这些计算机程序彼此具有客户端-服务器关系。
在一些实施方式中，本公开所述的引擎可以是单独的、组合的或可并入单个或组合的引擎中。附图中描绘的引擎不旨在将本公开描述的系统限制到图中所示的软件架构中。
已描述了多个实施例。尽管如此，还应该理解的是，可进行各种修改而不偏离本公开描述的过程和技术的精神和范围。另外，附图中描绘的逻辑流程不需要所示出的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。另外，可提供其他步骤，或可从所描述的流程中排除一些步骤，并可将其他部件添加到所描述的系统或从其中移除。因此，其他实施例也包含在以下权利要求的范围内。