分布式能源需求管理的制作方法
相关申请
本申请要求享有2014年10月31日提交的美国临时申请no.62/073,507和2015年4月27日提交的美国申请no.14/697,137的优先权。
概括地说，本公开内容的实施例涉及分布式能源网络领域，具体地说，本公开内容涉及管理分布式能源网络中的能源需求。
背景技术：
电力公司实施能源供应管理机制，以确保能够提供足够的能源来满足分布式能源网络的能源需求。分布式能源网络(或者电网)可以包括能源生产商/发电机、能源分配基础设施(例如，输电线路和变压器)、以及能源消费者或本地能源系统(例如，家庭/办公室能源系统)。通常，分布式能源网络具有离线(或运行在减少容量)的发电厂和能源储备。这些可以用于向分布式能源网络提供额外的能量，以满足能源需求的增加。但是，在高峰能量需求期间，来自发电厂或储备的额外能量可能不足，从而将不稳定性引入能量分配基础设施。
电力公司还可以实施能源需求管理机制，以在高峰能量需求时间段期间，减少分布式能源网络中的能源需求。例如，电力公司可以利用动态能源定价方案和/或使用时间的能源定价方案，来减少高峰需求的典型时间段(即，高峰时间)期间的能源需求。动态定价方案通常用于确定较短的时间(例如，24小时或者更少)的能源价格。使用动态能源定价方案来确定的能量价格，可以基于实时能源需求信息来进行实时改变。通常，使用时间的能源定价方案通常为客户提供更长时间(例如，一周、一月或者一年)的能源价格表。电力公司可以利用动态和使用时间定价方案，来为高峰时间段设置相对较高的能量价格，为非高峰时间段提供相对较低的能量价格。虽然动态和使用时间定价方案可以减少典型的高峰时段期间的能源需求，但这些定价方案可以由于更有利的定价，在某些非高峰时段期间产生能源需求峰值。例如，当能源价格从峰值能源价格到低能源价格存在一个过渡期时，大量客户可能会将其能源消耗的一部分转移到此过渡期间。当大量的客户遵循相同的模式转移他们的能源消耗时，在分布式能源网络中可能发生能源需求尖峰。此外，能源需求尖峰还可能将不稳定引入分布式能源网络的能量分配基础设施。
技术实现要素：
公开了用于管理分布式能源网络中的能源需求和能量消耗的各个实施例。在一些实施例中，本地能源系统的本地能源控制器确定分布式能源网络在第一时间段的能源定价信息。本地能源控制器至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定本地能源系统的多个能源设备在第一时间段的预计能源需求信息。本地能源控制器向分布式能源网络的中央能源协调器提供该预计能源需求信息。
在一些实施例中，分布式能源网络的中央能源协调器从该分布式能源网络的多个本地能源控制器接收预计的能源需求信息。中央能源协调器确定用于该分布式能源网络的能源供应信息。中央能源协调器至少部分地基于所预计的能源需求信息和能源供应信息，确定用于该分布式能源网络的能源定价信息。中央能源协调器至少部分地基于在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加，确定能源接入控制信息。
在一些实施例中，本地能源控制器从中央能源协调器接收用于指示具有预计的能源需求增加的能源定价过渡期的能源接入控制信息。本地能源控制器至少部分地基于能源接入控制信息，修改在能源定价过渡期期间的本地能源系统的能源消耗时间表，以便管理分布式能源网络的能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，一种用于管理能源需求的方法，包括：由本地能源系统的本地能源控制器确定分布式能源网络在第一时间段的能源定价信息；至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定本地能源系统的多个能源设备在第一时间段的预计能源需求信息；向分布式能源网络的中央能源协调器提供该预计能源需求信息。
在一些实施例中，确定第一时间段的预计能源需求信息，包括：至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定所述多个能源设备在第一时间段的能源消耗时间表；至少部分地基于第一时间段的能源消耗时间表，确定第一时间段的预计能源需求信息。
在一些实施例中，该方法还包括：确定在第一时间段期间，使用本地能源系统的本地能源发电机来发电的本地发电时间表；至少部分地基于第一时间段的能源消耗时间表和第一时间段的本地发电时间表，确定用于第一时间段的预计能源需求信息。
在一些实施例中，确定第一时间段的能源消耗时间表，是基于由以下各项构成的组中的至少一个成员：动态能源定价时间表、与本地能源系统相关联的能源消耗信息、以及与本地能源系统相关联的用户信息。
在一些实施例中，能源消耗信息是以下各项构成的组中的至少一个成员：用户编程的能源消耗时间表、用户编程的能源消耗偏好、历史能源消耗信息、以及本地能源发电计划，所述用户信息是以下各项构成的组中的至少一个成员：用户占用模式和用户能源使用模式。
在一些实施例中，该方法还包括：至少部分地基于能源定价信息，确定用于所述多个能源设备的能源消耗时间表，其中，所述能源定价信息是从分布式能源网络的中央能源协调器接收的；从中央能源协调器接收能源接入控制信息，其中，该能源接入控制信息指示具有预计的能源需求增加的能源定价过渡期；至少部分地基于该能源接入控制信息，修改在能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以便管理分布式能源网络的能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，修改所述能源消耗时间表，包括：至少部分地基于所述能源接入控制信息，修改所述多个能源设备的至少一个子集在能源定价过渡期时的能源消耗率。
在一些实施例中，修改所述能源消耗时间表，包括：至少部分地基于所述能源接入控制信息，转变所述多个能源设备的至少一个子集的能源消耗时间。
在一些实施例中，所述能源接入控制信息包括以下各项构成的组中的至少一个成员：缓变率控制参数、令牌桶参数、退避时间窗口参数、以及能源接入概率参数。
在一些实施例中，所述多个能源设备包括第一类别的能源设备和第二类别的能源设备，所述能源接入控制信息包括第一接入控制参数和第二接入控制参数，其中，修改所述能源消耗时间表，包括：至少部分地基于第一接入控制参数，修改用于第一类别的能源设备的能源消耗时间表；至少部分地基于第二接入控制参数，修改用于第二类别的能源设备的能源消耗时间表。
在一些实施例中，该方法还包括：至少部分地基于从中央能源协调器接收的能源定价信息，确定用于所述多个能源设备的能源消耗时间表，其中，所述多个能源设备包括第一类别的能源设备和第二类别的能源设备，其中确定所述能源消耗时间表包括由以下各项构成的组中的至少一个成员：在调度具有第二优先级的第二类别的能源设备的能源消耗之前，调度具有第一优先级的第一类别的能源设备的能源消耗，其中，与第二优先级相比，第一优先级更高，将第二类别的能源设备的能源消耗的调度，从具有第一能源成本的第二时间段转变到具有第二能源成本的第三时间段，其中，与第一能源成本相比，第二能源成本更低。
在一些实施例中，一种用于管理能源需求的方法，包括：在分布式能源网络的中央能源协调器处，从该分布式能源网络的多个本地能源控制器接收预计的能源需求信息；确定用于该分布式能源网络的能源供应信息；至少部分地基于所预计的能源需求信息和能源供应信息，确定用于该分布式能源网络的能源定价信息；至少部分地基于在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加，确定能源接入控制信息。
在一些实施例中，该方法还包括：确定从多个本地能源控制器接收的预计能源需求信息的总和；根据该预计能源需求信息的总和，确定能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，能源定价过渡期是具有第一能源价格的第一时刻和具有第二能源价格的第二时刻之间的时间段，其中，第一能源价格和第二能源价格之间的差值超过门限。
在一些实施例中，该方法还包括：向所述多个本地能源控制器提供所述能源接入控制信息，以减少在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，该方法还包括：向所述多个本地能源控制器提供所述能源定价信息。
在一些实施例中，确定所述能源定价信息包括：至少部分地基于第一时间段的预计能源需求信息和第一时间段的能源供应信息，确定用于第一时间段的预计能源定价时间表。
在一些实施例中，该方法还包括：确定所述预计的能量需求增加是预计的能源需求尖峰，其中，确定所述能源接入控制信息是基于所述预计的能源需求尖峰的至少一个特性。
在一些实施例中，至少部分地基于确定所述预计的能源需求增加的速率超过门限速率，确定所述预计的能源需求增加是所述预计的能源需求尖峰。
在一些实施例中，所述预计的能源需求尖峰的至少一个特性，包括由以下各项构成的组中的至少一个成员：与所述预计的能源需求尖峰相关联的缓变上升率、以及与所述预计的能源需求尖峰相关联的能源需求的改变。
在一些实施例中，接收预计的能源需求信息，包括：从所述多个本地能源控制器接收多个预计的能源需求时间表；确定所述多个预计的能源需求时间表的总和，其指示在第一时间段的多个时间增量期间，该分布式能源网络的总的预计能源需求。
在一些实施例中，一种用于管理能源需求的本地能源控制器包括处理器、用于存储指令的存储器，其中，当所述指令被所述处理器执行时，致使该本地能源控制器执行以下操作：确定分布式能源网络在第一时间段的能源定价信息；至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定本地能源系统的多个能源设备在第一时间段的预计能源需求信息；向分布式能源网络的中央能源协调器提供该预计能源需求信息。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使本地能源控制器执行以下操作：至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定所述多个能源设备在第一时间段的能源消耗时间表；至少部分地基于第一时间段的能源消耗时间表，确定第一时间段的预计能源需求信息。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使本地能源控制器执行以下操作：确定在第一时间段期间，使用本地能源系统的本地能源发电机来发电的本地发电时间表；至少部分地基于第一时间段的能源消耗时间表和第一时间段的本地发电时间表，确定用于第一时间段的预计能源需求信息。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使本地能源控制器执行以下操作：至少部分地基于所述能源定价信息，确定用于所述多个能源设备的能源消耗时间表，其中，所述能源定价信息是从该分布式能源网络的中央能源协调器接收的；从中央能源协调器接收能源接入控制信息，其中，该能源接入控制信息指示具有预计的能源需求增加的能源定价过渡期；至少部分地基于该能源接入控制信息，修改在能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以便管理该分布式能源网络的能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使本地能源控制器修改所述能源消耗时间表，包括：用于至少部分地基于所述能源接入控制信息，修改所述多个能源设备的至少一个子集在所述能源定价过渡期时的能源消耗率的指令。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使本地能源控制器修改所述能源消耗时间表，包括：用于至少部分地基于所述能源接入控制信息，转变所述多个能源设备的至少一个子集的能源消耗时间的指令。
在一些实施例中，所述能源接入控制信息包括以下各项构成的组中的至少一个成员：缓变率控制参数、令牌桶参数、退避时间窗口参数、以及能源接入概率参数。
在一些实施例中，所述多个能源设备包括第一类别的能源设备和第二类别的能源设备，所述能源接入控制信息包括第一接入控制参数和第二接入控制参数，其中，当所述指令被所述处理器执行时，致使所述本地能源控制器修改所述能源消耗时间表，包括用于执行以下操作的指令：至少部分地基于第一接入控制参数，修改用于第一类别的能源设备的能源消耗时间表；至少部分地基于第二接入控制参数，修改用于第二类别的能源设备的能源消耗时间表。
在一些实施例中，一种用于管理能源需求的中央能源协调器包括处理器、用于存储指令的存储器，其中，当所述指令被所述处理器执行时，致使中央能源协调器执行以下操作：从分布式能源网络的多个本地能源控制器接收预计的能源需求信息；确定用于该分布式能源网络的能源供应信息；至少部分地基于该预计的能源需求信息和能源供应信息，确定用于该分布式能源网络的能源定价信息；至少部分地基于在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加，确定能源接入控制信息。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使中央能源协调器执行以下操作：确定从所述多个本地能源控制器接收的预计能源需求信息的总和；根据该预计能源需求信息的总和，确定能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，所述能源定价过渡期是具有第一能源价格的第一时刻和具有第二能源价格的第二时刻之间的时间段，其中，第一能源价格和第二能源价格之间的差值超过门限。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使中央能源协调器向所述多个本地能源控制器提供所述能源接入控制信息，以减少在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，当所述指令被所述处理器执行时，致使中央能源协调器执行以下操作：从所述多个本地能源控制器接收多个预计的能源需求时间表；确定所述多个预计的能源需求时间表的总和，其指示该分布式能源网络的总的预计能源需求。
在一些实施例中，一种其中存储有机器可执行指令的非临时性机器可读存储介质，其中，所述机器可执行指令包括用于执行以下操作的指令：由本地能源系统的本地能源控制器确定分布式能源网络在第一时间段的能源定价信息；至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定本地能源系统的多个能源设备在第一时间段的预计能源需求信息；向分布式能源网络的中央能源协调器提供该预计能源需求信息。
在一些实施例中，用于确定第一时间段的预计能源需求信息的指令，包括用于执行以下操作的指令：至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定所述多个能源设备在第一时间段的能源消耗时间表；至少部分地基于第一时间段的能源消耗时间表，确定第一时间段的预计能源需求信息。
在一些实施例中，所述非临时性机器可读存储介质还包括用于执行以下操作的指令：确定在第一时间段期间，使用本地能源系统的本地能源发电机来发电的本地发电时间表；至少部分地基于第一时间段的能源消耗时间表和第一时间段的本地发电时间表，确定用于第一时间段的预计能源需求信息。
在一些实施例中，所述非临时性机器可读存储介质还包括用于执行以下操作的指令：至少部分地基于所述能源定价信息，确定用于所述多个能源设备的能源消耗时间表，其中，所述能源定价信息是从该分布式能源网络的中央能源协调器接收的；从中央能源协调器接收能源接入控制信息，其中，该能源接入控制信息指示具有预计的能源需求增加的能源定价过渡期；至少部分地基于该能源接入控制信息，修改在能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以便管理该分布式能源网络的能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。
在一些实施例中，用于修改所述能源消耗时间表的指令，包括：用于至少部分地基于所述能源接入控制信息，修改所述多个能源设备的至少一个子集在能源定价过渡期时的能源消耗率的指令。
在一些实施例中，用于修改所述能源消耗时间表的指令，包括：用于至少部分地基于所述能源接入控制信息，转变所述多个能源设备的至少一个子集的能源消耗时间的指令。
附图说明
通过参见附图，可以更好地理解给出的实施例，并且本领域的普通技术人员可以明白其众多目的、特征和优点。
图1是一种分布式能源网络的示例性框图，其包括用于管理该分布式能源网络中的能源需求的机制。
图2描述了用于示出由中央能源协调器提供的动态能源定价信息的一个示例的图表。
图3是包括本地能源控制器和能源设备的本地能源系统的示例性框图。
图4是示出用于确定分布式能源网络的本地能源系统处的预计能源需求的示例性操作的流程图。
图5是示出用于分布式能源需求管理的示例性操作的流程图。
图6是示出用于管理分布式能源网络中的能源消耗的示例性操作的流程图。
图7描述了用于由本地能源控制器基于能源接入控制参数，修改能源消耗时间表的能源消耗管理的例子的图表。
图8是包括能源管理器的电子设备的示例性框图。
具体实施方式
下面的具体实施方式包括用于描述本公开内容的各种实施例的示例性系统、方法、技术、指令序列和计算机程序产品。但是，应当理解的是，可以在无需这些特定细节的情况下，实现所描述的实施例。例如，虽然一些示例指代家庭能源系统，但在其它示例中，本文所描述的能源系统可以在办公室、学校、医院和其他类型的建筑物中实施。在其它实例中，为了不对描述造成模糊，没有详细地示出公知的指令实例、协议、结构和技术。
电力公司(本文还称为能源供应商)可以使用能源定价方案来在高峰能源需求期间，减少分布式能源网络的能源需求。例如，能源供应商可以针对高峰需求时期(即，高峰时段)设置相对较高的能源价格，而针对非高峰需求时期(即，非高峰时段)设置相对较低的能源价格。此外，能源供应商还可以针对选定的时间段，提供促销的免费能源或者折扣能源价格。但是，当在能源定价中的过渡期期间，当很大数量的消费者将他们的能源消耗的一部分转移为在近似相同的时间开始时，在分布式能源网络中可能发生能源需求尖峰。例如，如果能源定价从相对较高的能源价格转换到相对较低的能源价格，则具有电动车的消费者可以延迟对它们的电动车的充电，以获得更低的能源价格。一些消费者还可以延迟运行他们的池泵、洗碗机或者其它能源消耗设备，直到能源价格转换到低能源价格为止。当这种能源消耗的转移在近似相同的时间发生时，能源需求尖峰可能在能源分配基础设施中造成大规模或者小规模失败，其通常没有被很好地装备来处理能源需求尖峰。例如，如果在一个街区中具有高度集中的电动车，则如果服务于该街区的变压器没有被设计为处理能源需求中的这种瞬时尖峰，则可能发生故障。
在一些实施例中，能源供应商可以实施能源需求管理机制，后者结合能源定价方案来管理分布式能源网络的能源需求，减少或者“平滑”能源需求尖峰。能源供应商可以与本地能源系统交换各种各样的与能源有关的信息，以智能地管理分布式能源网络中的能源需求，同时仍然允许本地能源系统使用成本效益的能源消耗时间表。例如，能源供应商可以从用于管理家庭、商业、学校和其它建筑物的本地能源系统的本地能源控制器接收预计的能源需求信息。本地能源控制器可以基于从能源供应商接收的能源定价信息和与本地能源系统相关联的能源消耗信息，确定预计的能源需求信息。举一个例子，该预计的能源需求信息可以包括：在特定的时间段(例如，一天、一周或者任何其它适当的时间段)内的每小时增量(或者其它适当的时间增量)中，用于本地能源系统的能源设备的预计能源需求时间表。能源供应商可以对来自各个本地能源控制器的预计能源需求信息(例如，预计的能源需求时间表)进行汇总，以确定针对该分布式能源网络的整体能源需求时间表。此外，能源供应商还可以确定用于分布式能源网络的能源供应信息。该能源供应信息可以指示在该分布式能源网络的不同时间段期间，可以生成的能源的量以及在能源储备中可用的能源的量。
能源供应商可以基于预计的能源需求信息和能源供应信息，确定能源定价信息。例如，该能源定价信息可以是动态能源定价信息和/或使用时间能源定价时间表。能源供应商可以向本地能源控制器提供该能源定价信息。本地能源控制器可以基于该能源定价信息，确定用于本地能源系统的成本效益的能源消耗时间表。本地能源系统的能源消耗时间表可以是用于能源定价和能源需求管理的起始点。此外，可以对能源消耗时间表进行修改，以解决能源需求尖峰，并改善整体能源需求管理和分布式能源网络的稳定性。
在一些实施例中，能源供应商可以使用能源定价信息和预计的能源需求信息，来预测在能源定价过渡期期间的能源需求尖峰的发生。可能导致能源需求尖峰的能源定价过渡期，是能源价格从相对较高的价格改变成相对较低的价格(或者反之亦然)的时间段。能源需求尖峰是能源需求在相对较短的时间量(例如，一个或两个小时)之内的急剧增加。例如，可以将能源需求尖峰规定成：大于门限速率的能源需求的改变速率。能源供应商可以在能源定价过渡期期间，检测到预计的能源需求的显著改变之后，预测能源定价过渡期期间的能源需求尖峰的发生。例如，基于从本地能源控制器接收的能源需求信息，当预计的能源需求从能源定价过渡期的开始到能源定价过渡期的结束的改变量大于门限时，能源供应商可以预测能源需求尖峰的发生。能源供应商可以基于能源定价过渡期的特性和预测的能源需求尖峰的特性，来确定能源接入控制信息。能源供应商可以向本地能源控制器提供能源接入控制信息。如下面所进一步描述的，能源接入控制信息可以包括缓变率控制参数、令牌桶参数和/或能源接入概率参数。本地能源控制器可以基于该能源接入控制信息，改变在能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以减少或者平滑分布式能源网络的能源需求尖峰。例如，可以使用该能源接入控制信息，以通过在能源定价过渡期期间更均匀地分配本地能源系统的能源消耗，来减少分布式能源网络中的能源需求尖峰。
图1是一种分布式能源网络100的示例性框图，其包括用于管理该分布式能源网络100中的能源需求的机制。分布式能源网络100包括中央能源协调器110和多个本地能源系统120。中央能源协调器110可以实现在能源供应商处(例如，使用一个或多个web服务器的电力公司)。本地能源系统120中的每一个可以位于家中、办公大楼、医院、学校、多家庭大楼、或者具有能源消耗设备的任何其它类型的站点中。本地能源系统120可以包括本地能源控制器150、多个能源设备122和能量计128。能源设备122(还称为能源消耗设备或者系统负载)可以是在本地能源系统120中消耗能量的各种类型或者类别的设备。例如，能源设备122可以包括加热、通风和空调(hvac)系统、热水器、池泵、智能发光设备、智能家电、电动车、以及其它适当的能源消耗设备。虽然没有示出，本地能源系统120还可以包括本地能源发电机(例如，太阳能板)和本地能源储备(例如，电池)。此外，分布式能源网络100还可以包括中央能源发电机130。中央能源发电机130可以是用于产生能量以分发给本地能源系统120的发电厂。此外，能源发电机130还可以包括可再生能源和储量，例如，太阳能、风能、水电、以及核能能源和储量。
中央能源协调器110和本地能源控制器150可以使用有线和/或无线通信链路来通信地耦合。例如，中央能源协调器110和本地能源控制器150可以使用有线协议(例如，传输控制协议/互联网协议(tcp/ip)或电力线通信(plc)协议)和/或无线协议(例如，长期演进(lte)协议或全球微波互通接入(wimax)协议)。此外，中央能源协调器110还可以使用类似的通信机制，与中央能源发电机130进行通信。
中央能源协调器110可以与本地能源控制器150进行协作操作，以实现能源需求管理机制，从而有效地管理分布式能源网络100的能源需求和减少(或者平滑)能源需求尖峰。中央能源协调器110和本地能源控制器150可以交换与能源有关的信息，以管理分布式能源网络100中的短期和长期能源需求和能源消耗。在一些实施例中，中央能源协调器110可以包括能源定价控制器112和能源接入控制器115。本地能源控制器150可以包括能源调度单元152和能源接入控制单元155。能源定价控制器112可以确定分布式能源网络100的能量的价格，向本地能源控制器150提供能源定价信息。通常，将能源的价格表示成每千瓦小时(kwh)的价格(以分为单位)。能源定价控制器112可以确定短期能源定价信息，例如，用于指示特定的时间段(例如，一天、一周或者任何其它适当的时间段)的预计能源定价时间表的动态能源定价信息。此外，该动态能源定价信息还可以指示相对较短的时间量(例如，24小时或者更少)的实时能源价格。例如，动态能源定价数据可以指示下一周的预计能源定价时间表，还可以准确地提供用于下几个小时的实时能源定价(例如，下3个小时的$0.08/kwh)。如下面将进一步描述的，可以基于分布式能源网络100的能源供应和需求，来确定动态能源定价信息。在一些实现中，能源定价控制器112还可以存储更长期的能源定价信息，例如，并不基于分布式能源网络100的能源供应或者需求而发生改变的使用时间能源定价时间表。该使用时间能源定价时间表可以指示一周、一个月或者多天/周/月(或者任何其它适当的时间段)的每小时增量(或者任何其它适当的时间增量)内的缺省能源价格。
图2是用于示出可以由中央能源协调器110向本地能源控制器150提供的通常一天的动态能源定价信息的一个示例的图表200。示出了从12:00am到11:00pm的每kwh的价格(从$0.00/kwh-$0.15/kwh)。动态能源定价信息可以包括预计的能源定价时间表和实时能源定价信息。图210是可以提前(例如，提前一天或者一周)提供给本地能源控制器150的预计能源定价时间表的24小时部分的一个例子。该预计能源定价时间表可以指示特定的时间段(例如，一天、一周或者一月)的分钟增量或者小时增量(或者任何其它适当的时间增量)下的预计能源价格。图220是可以贯穿一天来定期地提供给本地能源控制器150的实时能源定价信息的一个例子。例如，可以每15分钟(或者每小时)向本地能源控制器150提供该实时能源定价信息，提供从该接收时间到下三个小时的能源价格。例如，在1pm接收的实时能源定价信息可以指示1pm和4pm之间的实时能源价格，在1:15pm接收的实时能源定价信息可以指示1:15pm和4:15pm之间的实时能源价格。中央能源协调器110可以贯穿该日期，定期地向本地能源控制器150提供实时能源定价信息，这是由于该实时能源价格可能在较短的时间周期内发生改变。如图220中所示，该实时能源定价信息可以指示实际的能源价格与预计的能源定价时间表的任何差值。此外，还可以存储该实时能源定价信息，以便跟踪过去一天、一周或者任何适当的时间段的实际能源定价的历史。如图所示，图210和220具有类似的能源定价趋势，但与图210的预计能源定价数据点相比，图220的实时能源定价数据点可以更准确地反映短期能源成本。
能源定价控制器112可以基于从本地能源控制器150接收的预计能源需求信息和从中央能源发电机130接收的能源供应信息的汇总，来确定动态能源定价信息。在一些实现中，能源定价控制器112可以一天(或者其它适当的时间间隔)从本地能源控制器150接收一次能源需求的更新计划，还可以贯穿该天，定期地从能量计128接收实时能源消耗信息。能源定价控制器112可以基于短期和长期预计的能源需求，确定相对较高能源价格的时间段和相对较低能源价格的时间段。举一个例子，能源定价控制器112可以确定预计的能源需求信息的总和指示：高峰能源需求的时间段将在7-8am之间和7-9pm之间。因此，如图2中所示，能源定价控制器112可以在预计具有高峰能源需求的时间段期间，设置每日高峰能源价格。在一些实现中，能源定价控制器112可以基于从本地能源控制器150的一个子集接收的预计能源需求信息，来确定总能源需求和能源定价信息。例如，能源定价控制器112可以使用从本地能源控制器150接收的预计能源需求信息的随机采样，来预计分布式能源网络100的能源需求。在另一个例子中，能源定价控制器112可以使用在特定的时间间隔之内从本地能源控制器150的一个子集接收的预计能源需求信息，来计划分布式能源网络100的能源需求。
每一个本地能源控制器150的能源调度单元152可以预测或者计划相应的本地能源系统120的能源需求。如上所述，可以将预计的能源需求信息提供给中央能源协调器110，以用于确定针对该分布式能源网络100的能源定价信息。在一些实现中，能源调度单元152可以基于对本地能源系统120的能源设备的能源消耗的预计和对本地能源系统120的本地能源产生的预计与本地能源储备，来确定该预计的能源需求信息。例如，该预计的能源需求信息可以包括：基于本地能源系统120的能源设备的预计能源消耗时间表和本地能源产生的预计时间表与本地能源系统120的本地能源储备的使用所确定的预计能源需求时间表。
图3是包括本地能源控制器150和能源设备122的本地能源系统120的一个示例性框图。如图3中所示，能源设备122可以是消耗能量的各种类型或者类别的设备，例如，hvac系统、热水器、池泵、智能发光设备、智能家电和电动车(ev)充电平台。此外，本地能源系统120还可以包括智能恒温器375、智能路由器380、能量计128、能源发电机390(例如，太阳能板)和能源储备395(例如，电池备份)。本地能源控制器150可以包括能源调度单元152。在一些实现中，本地能源控制器150可以实现为本地能源系统120中的单独设备、实现在智能恒温器375中、实现在智能路由器380中，或者以分布式方式实现在本地能源系统120中的两个或更多设备上。能源控制器150可以使用有线和/或无线通信网络链路，与能源设备122、恒温器375、路由器380、能源发电机390和能源储备395进行通信耦合。例如，这些设备可以经由有线通信介质，使用有线协议(例如，以太网或者plc协议)进行通信，和/或经由无线通信介质，使用无线协议(例如，电气和电子工程师协会(ieee)802.11协议或
能源调度单元152可以基于在该时间段期间的能源定价信息(例如，预计的能源定价时间表)，确定特定的时间段(例如，一周)的预计能源需求信息。在一种实现中，能源调度单元152可以基于本地能源系统120的能源设备122在该时间段期间的能源消耗时间表，确定该时间段的预计能源需求信息。可以至少部分地基于在该时间段期间的预计能源定价时间表，来确定能源消耗时间表。例如，可以基于预计的能源定价时间表、用户编程的能源消耗信息、历史能源消耗信息、学习的用户行为、以及天气预报和历史数据，来确定该能源消耗时间表。例如，能源调度单元152可以针对特定的时间段(例如，一天、一周、一月或者多天/周/月)，基于上面所引用的因素，来确定能源消耗时间表。该能源消耗时间表可以指示在该时间段期间，每小时增量(或者其它适当的时间增量)内的每一个能源设备122的预计能源消耗。
举一个例子，用户编程的能源消耗信息可以根据本地能源系统120中的当前设置(例如，用户编程的能源消耗时间表和本地能源控制器150所维持的其它用户偏好、恒温器375中的用户配置的hvac计划、池泵设备中的池泵时间表等等)来导出。可以经由路由器380，从中央能源协调器110(或者其它远程系统/服务器)获得天气预报和历史天气数据。历史能源消耗信息可以由本地能源控制器150进行维持，其可以指示每一个能源设备在诸如过去一周或者一月之类的时间间隔的历史能源消耗数据。学习的用户行为可以包括用户占用模式和用户能源使用模式，它们可以是基于本地能源控制器150所跟踪和存储的历史系统信息来导出的。例如，用户占用模式可以指示：在该周期间，在家通常未被占用(例如，人员离开家去工作或者学校)时的时间段，以及家通常被占用(例如，早晨固定习惯)的时间段。能源使用模式可以指示能源设备的使用的任何每日或者每周模式，例如，电动汽车在午夜的日常充电或者早晨使用吹风机。使用上面所引用的因素，能源调度单元152可以准确地预测本地能源系统120的能源需求，以生成预计的能源需求信息。
在一些实现中，为了确定预计的能源需求信息，能源调度单元152还可以考虑预计本地能源发电机390在有关的时间段期间将产生的能量，还可以考虑在有关的时间段期间可用的预计本地能源储备395。如果在特定的时间段(例如，从5-7pm)期间，可获得来自本地能源发电机390和/或能源储备395的能源，则可以将该特定的时间段的预计能源需求减少可从本地能源发电机390和/或能源储备395获得的能源量。举一个例子，可以基于本地能源控制器150管理的能量产生和能源存储计划，来导出预计的本地能量产生和预计的本地能源储备。在一些实施例中，预计的能源需求信息可以包括：用于指示在一个时间段(例如，一周)期间，每一个时间增量(例如，每小时)的本地能源系统120的总的预计能源需求。该预计的能源需求时间表可以基于本地能源系统120的能源设备122的能源消耗时间表和可从本地能源发电机390和本地能源储备395获得的能源的预计时间表来导出。在一些实施例中，除了在该时间表中指示每一个时间增量的预计能源需求之外，预计的能源需求信息还可以指示计划将在每一个时间增量期间消耗能量的能源设备，以及向这些能源消耗设备中的每一个分配的能源需求的量。例如，预计的能源需求信息可以指示：针对特定的时间段(例如，从7-8pm)的总的预计能源需求，可以包括操作hvac系统、热水器、洗碗机和发光设备所需要的能量。此外，预计的能源需求信息还可以指示：在该特定的时间段期间，向能源消耗设备中的每一个分配的能源需求的百分比。能源调度单元152可以向中央能源协调器110提供该预计的能源需求信息，以便用于确定动态能源定价信息。
如上所述，能源调度单元152可以使用从中央能源协调器110接收的动态能源定价信息，来确定用于本地能源系统120中的能源设备的成本效益的能源消耗时间表。在一些实现中，能源调度单元152可以基于该动态能源定价时间表来确定低成本能源时间段和高成本能源时间段，判断是否可以减少在高成本能源时间段期间的能源需求中的一些。例如，能源调度单元152可以使用预计的能源需求时间表，来确定预计将在高成本能源时间段期间消耗能量的能源设备。随后，能源调度单元152可以通过将能源消耗中的一些转移到低成本时间段，来减少在高成本时间段期间的预计能源需求，从而减少整体能源成本。
例如，参见图2，能源调度单元152可以确定hvac系统、热水器、洗碗机、池泵和发光设备预计将在7-8pm高成本时间段期间消耗能量。能源调度单元152可以将这些能源消耗设备组合成三种类别的设备(或者负载)，例如，人类舒适型负载、时间敏感型负载或者尽力而为型负载。人类舒适型负载可以包括hvac系统、热水器、电冰箱和发光设备。时间敏感型负载可以包括电动车。尽力而为型负载可以包括洗碗机、洗衣机/烘干机、制冰机、池泵和备用电池。能源调度单元152可以确定洗碗机和池泵是预计将在7-8pm高成本时间段期间进行操作的尽力而为型负载。此外，能源调度单元152还可以确定这些尽力而为型负载是可以在时间表中迁移到低成本时间段的时间可迁移(或者延迟)负载。例如，当确定成本效益的能源消耗时间表时，能源调度单元152可以在低成本时间段(例如，在图2中所示出的11pm-2am时间段期间)，调度洗碗机、池泵和其它时间可迁移负载的操作。在一些实现中，能源调度单元152还可以基于更新的动态能源定价时间表和/或实时能源定价信息，判断是否对能源消耗时间表进行精练，以优化短期的能源成本。
如上所述，能源调度单元152还可以通过在高成本时间段期间，调度本地能源发电机的使用(例如，从太阳能板产生的能量)和/或能源储备(例如，先前存储的太阳能)的使用，来减少在生成能源消耗时间表时，本地能源系统120的能源成本。在一些实现中，能源消耗时间表可以指示本地能源发电机和/或能源储备将提供本地能源系统120的能源设备所消耗的能量的至少一部分的时间段。当确定能源消耗时间表时，能源调度单元152还可以向不同类别的设备或者负载分配不同的优先级。例如，当确定在该能源消耗时间表的不同时间段期间，要调度哪些设备或者负载时，与时间敏感型负载和尽力而为型负载相比，人类舒适型负载可以具有更高的优先级。此外，与尽力而为型负载相比，时间敏感型负载也可以具有更高的优先级。举一个例子，可以在高成本时间段期间，调度具有最高优先级的人类舒适型负载，可以在低成本时间段期间，调度时间敏感型负载和尽力而为型负载。能源调度单元152可以基于能源消耗时间表，确定向中央能源协调器110提供的预计的能源需求信息，并根据需要定期地更新该信息。
中央能源协调器110的能源接入控制器115可以基于能源定价控制器112所生成的能源定价信息和从本地能源控制器150接收的预计的能源需求信息，预测该分布式能源网络中的能源需求尖峰。能源接入控制器115可以确定向本地能源控制器150提供的能源接入控制参数，以便减少或者平滑该能源需求尖峰。能源需求尖峰是能源需求在相对较短的时间量(例如，一个或两个小时)之内的急剧增加。例如，可以将能源需求尖峰规定成：大于门限速率的能源需求的改变速率。在一些情况下，能源需求尖峰可能在一到三小时的时间内，使分布式能源网络的能源需求加倍或成变成三倍。
能源接入控制器115可以基于在能源定价过渡期期间，检测到分布式能源网络100的预计的能源需求的显著改变，预测在能源定价过渡期期间发生能源需求尖峰。能源定价过渡期可以根据能源定价信息来导出。例如，图2的图210示出了具有高成本时间段和低成本时间段的动态能源定价时间表。图210中的能源定价过渡期的一个例子是能源高峰的价格在大约8pm时为近似$0.10/kwh，随后能源的价格在大约11pm时，下降到近似$0.04/kwh。能源接入控制器115可以对从本地能源控制器150接收的预计能源需求信息进行聚合。能源接入控制器115可以基于预计的能源需求信息的总和，确定在能源定价过渡期期间的第一时刻(例如，在8pm或者在近似过渡期的开始时)的预计能源需求。此外，能源接入控制器115还可以基于预计的能源需求信息的总和，确定在能源定价过渡期期间的第二时刻(例如，在11pm或者在近似过渡期的结束时)的预计能源需求。举一个例子，能源定价过渡期可以是具有第一能源价格的第一时刻和具有第二能源价格的第二时刻之间的时间段。举一个例子，当第一能源价格和第二能源价格之间的差值超过门限(即，价格差值门限)，能源接入控制器115可以确定该时间段是能源定价过渡期。
随后，能源接入控制器115可以判断预计的能源需求在第一时刻到第二时刻，是否存在显著的改变或者差别。例如，如果预计的能源需求从第一时刻到第二时刻的改变量大于门限，则能源接入控制器115可以预测在能源定价过渡期期间发生能源需求尖峰。在另一个例子中，如果能源需求的改变速率(或者缓变上升率)大于门限速率，能源接入控制器115可以预测在能源定价过渡期期间发生能源需求尖峰。由于将能源定价时间表提供给本地能源控制器150，因此在能源定价过渡期期间的能源需求尖峰的发生，可以是实现成本效益的能源消耗时间表的很多本地能源控制器150(其中，它们具有用于本地能源系统120的类似能源消耗模式)的结果。如果很多本地能源控制器150实现用于使能源消耗中的一些延迟到相同的低成本时间段的能源消耗时间表，则在能源定价过渡期期间增加的能源需求的总和，可以导致分布式能源网络100中的能源需求尖峰。
能源接入控制器115可以基于能源定价过渡期的特性和预测的能源需求尖峰的特性，来确定能源接入控制信息。该能源接入控制信息可以指示与预计将具有能源需求尖峰的能源定价过渡期相关联的有关时间段。此外，能源接入控制信息还可以指定可以用于解决能源需求尖峰的某些能源接入控制参数。能源接入控制器115可以基于预测的能源需求尖峰的缓变上升率、与预测的能源需求尖峰相关联的需求改变、和/或导致能源需求尖峰的能源消耗设备(或负载)的类型或者类别，来确定用于解决预测的能源需求尖峰的能源接入控制参数。例如，可以将预测的能源需求尖峰的缓变上升率(即，预测的能源需求尖峰的能源需求的改变率)与一个或多个缓变上升率门限进行比较，以确定该缓变上升率的程度或强度。可以基于该缓变上升率的程度或强度，来确定能源接入控制参数。在另一个例子中，可以针对导致预测的能源需求尖峰的能源消耗设备的不同类别或类型，来确定不同的缓变上升率。例如，能源接入控制器115可以确定与第一类别的设备相关联的能源需求中的第一缓变上升率，以及与第二类别的设备相关联的能源需求中的第二缓变上升率。可以基于相应的缓变上升率，来确定用于每一个类别的设备的能源接入控制参数。例如，可以向尽力而为类别中的能源设备分配第一能源接入控制参数，向人类舒适类别中的能源设备分配第二能源接入控制参数，向时间敏感类别中的能源设备分配第三能源接入控制参数。
能源接入控制器115可以确定不同类型的能源接入控制参数，例如，缓变率控制参数、令牌桶参数、能源接入概率参数和退避/重试时间窗口参数。能源接入控制器115可以向本地能源控制器150提供(或者通告)所确定的能源接入控制参数。本地能源控制器150可以使用这些能源接入控制参数，通过在能源定价过渡期期间更均匀地分配本地能源系统120的能源消耗，来减少或者平滑分布式能源网络100中的能源需求尖峰，如下面所进一步描述的。
在一些实现中，中央能源协调器110可以从本地能源控制器150接收该能源需求信息的更新的计划，从能量计128接收实时能源消耗信息。参见图3，举一个例子，本地能源控制器150可以向路由器380提供能源需求信息。此外，能量计128还可以向路由器380提供实时能源消耗信息。随后，路由器380可以向中央能源协调器110提供从本地能源控制器150和/或能量计128接收的信息(例如，经由互联网)。在其它实现中，本地能源控制器150和/或能量计128可以直接与中央能源协调器110进行通信。基于该信息，中央能源协调器110可以在能源定价过渡期期间(预计在此期间将具有能源需求尖峰)，跟踪预计的能源需求和实时能源消耗，以判断是否减少能源需求尖峰。如果能源需求尖峰没有像预期那样减少(例如，能源需求尖峰的缓变上升率仍然大于最大速率)，则能源接入控制器115可以判断是否更新能源接入控制信息。如果像预期那样减少了能源需求尖峰，则能源接入控制器115可以存储关于这些已经解决了能源需求尖峰的能源接入控制参数的信息，以便考虑未来使用。
本地能源控制器150的能源接入控制单元155可以从中央能源协调器110的能源接入控制器115接收能源接入控制信息。能源接入控制单元155可以至少部分地基于这些能源接入控制参数，判断是否修改或者调整用于能源设备122的由能源调度单元152生成的能源消耗时间表。能源接入控制单元155可以基于这些能源接入控制参数来修改能源消耗时间表，以便解决在能源定价过渡期期间的能源需求尖峰，提高分布式能源网络100的稳定性。例如，缓变率控制参数可以指定能源设备122中的一些或者全部在能源定价过渡期期间的能源接入的最大速率。基于缓变率控制参数，能源接入控制单元155可以改变能源设备122中的一些或者全部在能源定价过渡期期间的能源接入的速率。举一个例子，能源接入控制单元155可以将能源设备122中的一些或者全部在能源定价过渡期期间的能源接入的速率，减小到最大速率之下，以便减少预计在能源定价过渡期期间发生的能源需求尖峰。在另一个例子中，令牌桶参数可以指定如何频繁地生成令牌(例如，生成的概率)以及令牌桶大小。令牌桶大小可以指定在允许能源设备122消耗能源之前，需要累积多少令牌。基于令牌桶参数，能源接入控制单元155可以通过在准许能源接入之前，等待累积足够的令牌(基于令牌桶大小)，来减少能源设备122中的一些或者全部的能源接入的速率。在另一个例子中，退避/重试时间窗口参数可以指定用于能源设备122中的一些或者全部的退避时间窗或者重试时间窗。在该例子中，当能源接入控制单元155不准许能源设备122进行能源接入时，该能源设备122可以在请求另一个能源接入之前，等待该退避窗(或者重试时间窗)所指定的预定时间量。此外，能源接入控制单元155可以不准许能源接入，直到该退避时间窗到期为止，以便分配能源定价过渡期期间的能源消耗。
基于上面所描述的能源接入控制参数中的一个或多个，能源接入控制单元155可以通过以下方式，修改能源定价过渡期期间的能源消耗时间表：分配不同的能源设备的能源消耗的起始时间跨度更长的时间段，以更均匀地分配能源消耗和减少能源需求尖峰。如上所述，在一些实现中，可以向不同类别或者类型的能源消耗设备分配不同的能源接入控制参数。能源接入控制单元155可以修改能源消耗时间表，以便针对不同类别或者类型的能源消耗设备，以不同的方式来改变能源消耗的时间和/或改变能源接入的速率。
在一些实现中，除了(或者替代)本地能源控制器150定期地接收能源定价信息和能源接入控制信息，本地能源控制器150可以根据需要来从中央能源协调器110请求该信息。因此，本地能源控制器150可以不需要与中央能源协调器110具有持久的有线或无线连接来交换信息。更适合的是，本地能源控制器150可以定期地与中央能源协调器110建立连接。在一些实现中，中央能源协调器110还可以响应于某些事件(例如，断电)来提供该信息，和/或本地能源控制器150可以在某些事件之后(例如，在向本地能源系统120增加新的负载之后)，请求该信息。此外，在一些实现中，本地能源控制器150获得的能源定价信息和能源接入控制信息可以不是定制的，或者不是针对于每一个单独的本地能源控制器和相应的本地能源系统。例如，本地能源控制器150中的每一个可以从中央能源协调器110接收相同的能源定价信息和能源接入控制信息，以便共同地解决分布式能源网络中的能源需求尖峰。
图4是示出用于确定分布式能源网络的本地能源系统处的预计能源需求的示例性操作的流程图400。参照能源供应商的中央能源协调器和本地能源系统的本地能源控制器(例如，图1中所示出的中央能源协调器110和本地能源控制器150)来描述该示例性操作。该流程开始于方框402。
在方框402处，本地能源系统的本地能源控制器确定分布式能源网络在第一时间段的能源定价信息。举一个例子，本地能源控制器在从能源供应商的中央能源协调器接收到能源定价信息之后，确定第一时间段的能源定价信息。该能源定价信息可以是中央能源协调器使用动态能源定价方案来确定的预计能源定价时间表。第一时间段可以是本地能源控制器选择的用于确定本地能源系统中的能源设备的预计能源需求信息的任何适当的时间段，如下面所进一步描述的。例如，本地能源控制器可以选择下一天、下一周或者下一月作为第一时间段。随后，本地能源控制器可以确定所述预计能源定价时间表中的与第一时间段相对应的部分的预计能源价格。本地能源控制器可以定期地从中央能源协调器接收动态能源定价信息。因此，本地能源控制器可以确定第一时间段的预计能源定价时间表。该流程在方框404处继续。
在方框404处，本地能源控制器至少部分地基于第一时间段的能源定价信息，确定本地能源系统的多个能源设备在第一时间段的预计能源需求信息。在一种实现中，本地能源控制器可以基于预计的能源定价时间表，确定用于本地能源系统的能源设备的成本效益的能源消耗时间表。随后，本地能源控制器可以基于在第一时间段期间的能源消耗时间表，确定用于第一时间段的预计能源需求信息。在一些实现中，本地能源控制器可以基于预计的能源定价时间表、与本地能源系统相关联的能源消耗信息、以及与本地能源系统相关联的用户信息，来确定能源消耗时间表。与本地能源系统相关联的能源消耗信息可以是用户编程的能源消耗时间表和偏好、历史能源消耗信息和本地发电时间表。用户信息可以是学习的用户行为，例如，用户占用模式和用户能源使用模式。在一些实现中，本地能源控制器可以基于第一时间段期间的能源消耗时间表和第一时间段期间的本地能源发电计划，来确定用于第一时间段的预计能源需求信息。本地发电时间表可以指示该预计的时间表，以便使用从本地能源发电机(例如，太阳能板)和/或本地能源储备(例如，电池)产生的能源。由于本地能源系统在本地发电时间表中所指定的某些时间段期间，部分地使用本地生成的能源，因此本地发电时间表可以允许在这些时间段期间，对于能源消耗时间表所指示的预计能源需求进行某种减少。该流程在方框406处继续。
在方框406处，本地能源系统向中央能源协调器提供第一时间段的预计能源需求信息。在一种实现中，该预计的能源需求信息可以包括预计的能源需求时间表，后者指示在第一时间段(例如，下一周)的每一个时间增量(例如，每小时)期间，本地能源系统的总的预计能源需求。在一些实现中，除了该预计的能源需求时间表之外，预计的能源需求信息还可以指示预计将在每一个时间增量期间消耗能源的能源设备，以及向这些能源消耗设备中的每一个分配的能源需求的量(或者百分比)。如下面所进一步描述的，中央能源协调器可以使用从分布式能源网络的本地能源控制器接收的预计能源需求信息的总和，来确定用于该分布式能源网络的能源定价信息。
图5是示出用于分布式能源需求管理的示例性操作的流程图500。参照能源供应商的中央能源协调器和本地能源系统的多个本地能源控制器(例如，图1中所示出的中央能源协调器110和本地能源控制器150)来描述该示例性操作。该流程开始于方框502。
在方框502处，分布式能源网络的中央能源协调器从多个本地能源控制器接收预计的能源需求信息。该预计的能源需求信息可以包括：用于指示在特定的时间段(例如，一天、一周或者一月)中的每一个时间增量(例如，每小时增量)期间，每一个本地能源系统的预计的总能源需求的预计能源需求时间表。此外，该预计的能源需求信息还可以包括：在每一个时间增量期间在消耗能源的能源设备(或者设备的类别)，以及这些能源设备(或者设备的类别)中的每一个在每一个时间增量期间消耗的能源量。中央能源协调器可以对预计的能源需求信息(例如，能源需求时间表)进行汇总，以确定用于分布式能源网络的整体能源需求时间表。该流程在方框504处继续。
在方框504处，中央能源协调器确定用于该分布式能源网络的能源供应信息。该能源供应信息可以包括能源供应时间表，后者指示在该分布式能源网络的不同时间段期间，可以产生的能源的量和在能源储备中可用的能源的量。此外，能源供应信息还可以指示从诸如太阳能、风能和核能能源之类的可再生能源获得的能源供应的百分比或者量。该流程在方框506处继续。
在方框506处，中央能源协调器至少部分地基于预计的能源需求信息和能源供应信息，确定能源定价信息。例如，该能源定价信息可以是包括预计的能源定价时间表的动态能源定价信息。中央能源协调器可以向本地能源控制器提供该能源定价信息。中央能源协调器可以定期地(例如，每天一次)向本地能源控制器提供动态能源定价信息。该流程在方框508处继续。
在方框508处，中央能源协调器至少部分地基于在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加，确定能源接入控制信息。如上所述，能源定价过渡期是分布式能源网络的能源定价从相对较高的价格改变成相对较低的价格(或者反之亦然)的时间段。预计的能源需求增加可以是预计在能源定价过渡期期间发生的能源需求尖峰。在一个例子中，作为有利的能源价格的结果，各个本地能源系统的能源消耗模式的转变可能造成能源需求尖峰。在一些实现中，中央能源协调器可以基于能源定价过渡期的特性(例如，持续时间)和预计的能源需求尖峰的特性(例如，缓变上升率)，来确定能源接入控制信息。该流程在方框510处继续。
在方框510处，中央能源协调器向本地能源控制器提供该能源接入控制信息，以减少在能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。本地能源控制器管理该本地能源系统的能源设备的操作的能源消耗时间表。举一个例子，基于从中央能源协调器接收的能源接入控制参数，本地能源控制器的至少一个子集可以修改能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以减少或者平滑预计在能源定价过渡期期间发生的能源需求尖峰。
图6是示出用于管理分布式能源网络中的能源消耗的示例性操作的流程图600。参照能源供应商的中央能源协调器和本地能源系统的本地能源控制器(例如，图1中所示出的中央能源协调器110和本地能源控制器150)来描述该示例性操作。该流程开始于方框602。
在方框602处，本地能源系统的本地能源控制器至少部分地基于从中央能源协调器接收的能源定价信息，确定用于本地能源系统中的多个能源设备的能源消耗时间表。本地能源控制器可以基于从中央能源协调器接收的能源定价信息，确定低成本能源时间段和高成本能源时间段。随后，本地能源控制器判断是否可以通过将能源消耗中的一些转变到低成本时间段，减少在高成本时间段期间的能源消耗中的一些。例如，本地能源控制器可以确定预计将在高成本时间段期间消耗能量的能源设备。随后，本地能源控制器可以将该能源消耗中的一些，从高成本时间段转变到低成本时间段，以生成用于减少该本地能源系统的整体能源成本的能源消耗时间表。该流程在方框604处继续。
在方框604处，本地能源控制器从中央能源协调器接收能源接入控制信息。该能源接入控制信息可以包括一种或多种类型的能源接入控制信息，例如，缓变率控制参数、令牌桶参数、接入概率参数和退避/重试时间窗口参数。在一些实现中，能源接入控制信息可以针对不同类型或类别的能源设备，包括不同的能源接入控制参数。例如，可以向尽力而为类别中的能源设备分配第一能源接入控制参数，向人类舒适类别中的能源设备分配第二能源接入控制参数，向时间敏感类别中的能源设备分配第三能源接入控制参数。该流程在方框606处继续。
在方框606处，本地能源控制器至少部分地基于能源接入控制信息，修改在能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以便管理分布式能源网络的能源定价过渡期期间的预计能源需求增加。如上所述，能源定价过渡期是能源价格从相对较高的价格改变成相对较低的价格(或者反之亦然)的时间段。预计的能源需求增加可以是预计在能源定价过渡期期间发生的能源需求尖峰。本地能源控制器可以(结合分布式能源网络中的其它本地能源控制器)修改在能源定价过渡期期间的能源消耗时间表，以便减少或者平滑分布式能源网络中的预计能源需求尖峰。如先前所描述的，在一个例子中，基于缓变率控制参数，本地能源控制器可以改变本地能源系统中的能源消耗设备里的一些或者全部，在能源定价过渡期期间的能源接入的速率(例如，低于最大速率)。在另一个例子中，基于令牌桶参数、接入概率参数和/或退避/重试时间窗口参数，本地能源控制器可以通过以下方式，修改能源定价过渡期期间的能源消耗时间表：分配不同的能源设备的能源消耗的起始时间跨度更长的时间段，以更均匀地分配能源消耗和减少预计的能源需求尖峰。
图7描述了用于由本地能源控制器基于能源接入控制参数，修改能源消耗时间表，以减少分布式能源网络中的预计能源需求尖峰的能源消耗管理的例子的图表710和图表720。在该特定的例子中，本地能源控制器修改用于预先冷却房屋的能源消耗，以便在不同的本地能源系统之中不同地分配能源消耗。在该例子中，本地能源控制器从中央能源协调器接收的能源接入参数，是用于控制总负载c的缓变率的缓变率控制参数t。例如，缓变率控制参数t通过将能源消耗延迟或者提前0-t/2分钟(或者小时)之间，来改变能源消耗的起始时间的定时，如下面所进一步描述的。
图表710示出了用于由本地能源控制器管理的，以预先冷却它们相应的房屋的原始能源消耗时间表712-718。如图表710中所示，即使用于预先冷却这些房屋中的每一个的能源消耗时间表712-718的持续时间发生改变，能源消耗时间表712-718在不同的时间开始，使得能源消耗在能源价格增加之前结束，以便优化能源成本。但是，由于实现能源消耗时间表712-718的所有家庭，在能源定价过渡期期间都遵循类似的能源消耗模式，另外的家庭也可能遵循相同的模式。如先前所描述的，如果很大数量的家庭具有遵循类似模式的相似能源消耗时间表，则在分布式能源网络中可能发生能源需求尖峰。
图表720示出了本地能源控制器如何基于缓变率控制参数t，修改能源消耗时间表712-718，以针对它们的相应房屋来差别化分配能源消耗的一个例子。当一个能源消耗时间表被设置为在时间x开始时，每一个本地能源控制器可以独立地将能源消耗的时间延迟或者提前0-t/2分钟(或秒)之间。举一个例子，每一个本地能源控制器可以独立地和随机地判断是否对起始时间进行延迟或者提前，以及所分配的延迟或者提前该起始时间的范围之内的时间量。如果在时间已经处于起始时间的t/2之内时，对参数t进行了更新，则本地能源控制器可以将能源消耗的起始时间从更新该参数t时间，延迟时间t。如图表720中所示，将用于它们相应的家庭的能源消耗时间表712、714和716的起始时间，在时间上提前不同的时间量，而用于相应的家庭的能源消耗时间表718的起始时间则在时间上进行延迟。使用修改的时间表，仍然在低价格时间之内获得用于预先冷却房屋所需要的大部分能源(即，总负载c)，而通过将能源消耗时间表712-718的起始时间分布在更长的时间段上，减少针对总负载c的缓变上升率。如图表720中所示，利用减少的缓变上升率和分布式能源消耗时间表，在图表720中所示出的大部分时刻的所有家庭的组合能源消耗都小于总负载c。虽然使用修改的能源消耗时间表，这些家庭中的一个(即，具有能源消耗计划718的家庭)可能具有稍微的能源成本增加来预先冷却房屋，但大部分的能源消耗时间表仍然保持在最佳的低价格时间期间，并可以减少或者平滑能源需求尖峰以实现分布式能源网络的利益。
应当理解的是，图1-7是用于帮助理解实施例的例子，其不应被用于限制实施例或者限制权利要求书的保护范围。实施例可以包括另外的系统/网络组件、不同的系统/网络组件，和/或可以执行另外的操作、更少的操作、以不同的顺序来执行操作，并行地执行操作，以及不同地执行一些操作。例如，在一些实施例中，本地能源控制器150可以位于远处，但仍然可以执行本文参照图1-8所描述的各种操作，以管理本地能源系统120的能源需求和能源消耗。例如，可以将本地能源控制器150实现成远离相应的本地能源系统120的服务器中(即，该服务器可以与本地能源系统120不位于相同的处所)。即使该服务器位于远处，本地能源控制器150仍然可以执行本文参照图1-8所描述的相同操作。例如，本地能源控制器150可以从本地能源系统120的能源设备122收集数据，向中央能源协调器110提供预计的能源需求信息，从中央能源协调器110接收能源定价和接入控制信息，判断是否修改本地能源系统120的能源消耗时间表等等。在一个实施例中，分布式能源网络100可以包括一个或多个服务器网络，以实现用于各个本地能源系统120的本地能源控制器150。每一个服务器可以实现用于多个本地能源系统120的多个本地能源控制器150。在一个实施例中，即使服务器可以远程地实现本地能源控制器150，本地能源系统120也可以包括瘦客户端设备(其可以称为本地能源客户端)，后者可以与能源设备122进行本地地通信，从能源设备122收集数据，将该数据提供给本地能源控制器150以进行处理。举一个例子，该本地能源客户端还可以从中央能源协调器110收集信息，将该信息提供给本地能源控制器150以进行处理。在该实施例中，可以以分布式方式，将本地能源控制器150实现在远程服务器和本地能源客户端中。举一个例子，参见图3，可以通过恒温器375和/或路由器380来实现本地能源客户端。但是，应当注意的是，可以将本地能源客户端实现成单独的设备，也可以通过本地能源系统120中的其它设备(例如，智能家电122)来实现。
如本领域普通技术人员所应当理解的，本公开内容的方面可以体现成系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开内容的方面可以采用完全的硬件实施例、软件实施例(其包括固件、驻留软件、微代码等等)的形式，也可以采用组合软件和硬件方面的实施例的形式，本文通常将其全部指代为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开内容的方面可以采用以一个或多个计算机可读介质来体现的计算机程序产品的形式，其中所述一个或多个计算机可读介质上体现有计算机可读程序代码。
可以使用一个或多个非临时性计算机可读介质的任意组合。非临时性计算机可读介质包括所有计算机可读介质，唯一的例外是短暂的传播信号。非临时性计算机可读介质可以是计算机可读存储介质。例如，计算机可读存储介质可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外或者半导体系统、装置或设备、或者前述各项的任何适当组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)包括下面各项：具有一个或多个电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(例如，eprom和闪存)、光纤、便携式压缩光盘只读存储器(cd-rom)、光存储设备、磁存储设备、或者前述各项的任何适当组合。在本文档的背景下，计算机可读存储介质可以是能够包含或者保存程序，以便由指令执行系统、装置或设备使用或者结合指令执行系统、装置或设备进行使用的任何有形介质。
体现在计算机可读介质上的用于执行本公开内容的方面的操作的计算机程序代码，可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写，其包括诸如java、smalltalk、c++等等之类的面向对象编程语言和传统的过程编程语言(例如，“c”编程语言或类似的编程语言)。程序代码可以完全地在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行(作为单独的软件包)，部分地在用户的计算机上执行并部分地在远程计算机上执行、或完全地在远程计算机或服务器上执行。在后一场景下，远程计算机可以通过任何类型的网络(其包括局域网(lan)或广域网(wan))，连接到用户的计算机，或者该连接可以是针对外部计算机的(例如，使用互联网服务提供商，通过互联网进行连接)。
根据本公开内容的实施例，参照方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图来描述本公开内容的方面。应当理解的是，这些流程图说明和/或框图的每一个方框以及流程图说明和/或框图中的方框的组合，可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、特殊用途计算机或者其它可编程数据处理装置的处理器以制造机器，使得这些指令经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器的执行，生成用于实现流程图和/或框图方框或者一些方框中所指示的功能/动作的单元。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，指示计算机、其它可编程数据处理装置或者其它设备以特定的方式起作用，致使计算机可读介质中存储的指令产生制品，其中该制品包括用于实现流程图和/或框图方框或者一些方框中所指示的功能/动作的指令。
此外，还可以将计算机程序指令装载到计算机、其它可编程数据处理装置或者其它设备上，致使在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，使得在计算机或者其它可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图方框或者一些方框中所指示的功能/动作的处理。
图8是包括能源管理器850的电子设备800的一个示例性框图。电子设备800包括处理器802(其可能包括多个处理器、多个内核、多个节点和/或实现多线程等等)。电子设备800包括存储器806。存储器806可以是系统存储器(例如，高速缓存、sram、dram、零电容ram、双晶体管ram、edram、edoram、ddrram、eeprom、nram、rram、硅氧化物-氮化物-氧化物-硅(sonos)、pram等等中的一个或多个)，也可以是上面已经描述的机器可读介质的可能实现中的任何一种或多种。此外，电子设备800还包括总线810(例如，外围组件互连(pci)、工业标准体系结构(isa)、pci-express、
在一些实施例中，电子设备800的能源管理器850可以执行图1-7的本地能源控制器150所执行的先前描述的功能中的任何一个，以管理本地能源系统中的能源需求和能源消耗。在一些实施例中，电子设备800的能源管理器850可以执行图1-7的中央能源协调器所执行的先前描述的功能中的任何一个，以在分布式能源网络中实现分布式能源需求管理。
这些功能中的任何一个可以部分地(或者完全地)利用硬件来实现，和/或在处理器802上实现。例如，该功能可以使用片上系统(soc)、专用集成电路(asic)来实现、利用在处理器802中实现的逻辑来实现、实现在外围设备或者卡上的协处理器上等等。此外，实现可以包括更少的部件或者图8中没有示出的另外部件(例如，视频卡、音频卡、另外的网络接口、外围设备等等)。处理器802、存储器806和网络接口804耦合到总线810。虽然将存储器806示出成耦合到总线810，但存储器806可以耦合到处理器802。
虽然参照各种实现和利用方式来描述了实施例，但应当理解的是，这些实施例只是示例性的，本公开内容的保护范围并不限于这些实施例。通常，如本文所描述的用于分布式能源需求管理的技术，可以利用与任何硬件系统或者一些硬件系统相一致的设施来实现。多种变型、修改、增加和改进都是可能的。
本文描述成单一实例的部件、操作或者结构，可以提供多个实例。最后，各个部件、操作和数据存储之间的边界在一定程度上是任意的，并且在特定的说明性配置的上下文中示出特定的操作。可以想象这些功能的其它分配，并且这些分配也落入本公开内容的保护范围之内。通常，在示例性配置中表示为分立组件的结构和功能可以实现成组合的结构和部件。类似地，呈现为单一部件的结构和功能也可以实现成分立部件。这些以及其它变型、修改、增加和改进也落入本公开内容的保护范围之内。
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