特開 2023-67873 統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム設備の潜在的電気出力用のパワー供給トランザクションを実装する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023067873

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム設備の潜在的電気出力用のパワー供給トランザクションを実装する方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20230509BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20230509BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20230509BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20230509BHJP

   G06Q 50/06 20120101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

H02J3/46

H02J3/00 180

H02J3/38 130

H02J3/38 160

H02J3/32

G06Q50/06

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023010240

(22)【出願日】2023-01-26

(62)【分割の表示】P 2021531863の分割

【原出願日】2020-12-16

(31)【優先権主張番号】63/020,009

(32)【優先日】2020-05-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/120,027

(32)【優先日】2020-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】521240675

【氏名又は名称】８エムイー ノバ，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ザノーネ，リー

(72)【発明者】

【氏名】ブトゲンバッハ，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ハンセン，ルーカス

(72)【発明者】

【氏名】ガノー－ハリデー，フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】アーノルド，エミリー

(72)【発明者】

【氏名】ペリー，ステファニー

(72)【発明者】

【氏名】ペリエ，ジュリア

(57)【要約】

【課題】ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の統合された再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）及びエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）によって配電網に供給される電気エネルギーの購入者と販売者の間のパワー供給トランザクションを実装する方法が提供されている。
【解決手段】潜在的ＲＥＳ過生成を識別するべく、ＲＥＳの推定された合計潜在的出力が配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度と比較されており、且つ、潜在的ＲＥＳ過生成が１つ又は複数の過去の時間ウィンドウにおいて潜在的過生成未満である場合に、購入者に課金されている。方法は、配電網事業者が新しい一日の開始の前にＥＳＳを十分に放電しなかった結果として、保存されなかったエネルギーの推定量についてＲＥＳ－ＥＳＳ設備所有者が支払を受けるための基礎を提供している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）及びエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）を含む統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備の潜在的な電気エネルギー出力用の購入者と販売者の間のパワー供給トランザクションを実装する方法であって、
１つ又は複数の検知されたパラメータを通知する信号を利用することにより、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおける前記ＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を定期的に推定することと、
前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおける潜在的なＲＥＳ過生成を識別するべく、前記ＲＥＳの前記推定された合計潜在的電気エネルギー出力を前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備用の配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度と比較することであって、潜在的なＲＥＳ過生成は、前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいて前記ＰＯＧＩ限度を超過した状態における潜在的ＲＥＳ電気エネルギー出力に等しい、ことと、
前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいて前記ＥＳＳに充電された潜在的なＲＥＳ過生成として算出された、充電された潜在的ＲＥＳ過生成の量を識別することと、
充電された潜在的ＲＥＳ過生成が、前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウの１つ又は複数の時間ウィンドウにおいて潜在的ＲＥＳ過生成未満である場合に、供給されなかった電気エネルギーについて前記購入者に課金することと、
を有する方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいて前記ＥＳＳに充電されなかった潜在的ＲＥＳ過生成として算出された、充電されなかった潜在的ＲＥＳ過生成の量を識別することを更に有し、
供給されなかった電気エネルギーについて課金される金額は、（ｉ）潜在的ＲＥＳ過生成がゼロに等しい場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、ゼロに等しく、そうではなくて、（ｉｉ）充電された潜在的ＲＥＳ過生成が潜在的ＲＥＳ過生成以上である場合には、前記見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、ゼロに等しく、そうではなくて、（ｉｉｉ）充電されたＲＥＳ過生成が潜在的なＲＥＳ過生成未満である場合には、前記見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、（ａ）充電されなかった潜在的ＲＥＳ過生成及び（ｂ）潜在的ＲＥＳ過生成から充電されたＲＥＳ過生成を減算したもの、という項目（ａ）及び（ｂ）の小さいものに等しい、という論理的シーケンスに従って識別される、前記見なしの供給されたＲＥＳ過生成値に基づいている請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウは、複数の期間を有する請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記複数の期間のそれぞれの期間は、１時間未満である請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記１つ又は複数の時間ウィンドウは、前記少なくとも１つの過去の時間ウィンドウの複数の時間ウィンドウの合計を有する請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の時間ウィンドウの合計は、一日の期間に対応している請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記ＲＥＳは、太陽光発電アレイを有しており、且つ、前記１つ又は複数の検知されたパラメータは、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の１つ又は複数の場所において検知された放射照度を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記ＲＥＳは、１つ又は複数の風力タービンを有しており、且つ、前記１つ又は複数の検知されたパラメータは、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備における又はその上方の１つ又は複数の場所において検知された風速を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、少なくとも３３ｋＶの電圧において交流（ＡＣ）電力を配電網に供給するように構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記ＥＳＳは、前記ＲＥＳから排他的に充電されるように構成されており、且つ、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備が接続されている配電網から電力を受け取るように構成されてはいない請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記潜在的ＲＥＳ過生成が前記ＥＳＳの容量を超過している場合に、前記ＥＳＳの容量に基づいて前記充電された潜在的ＲＥＳ過生成の量の上限を定めることを更に有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年１２月１１日付けで出願された米国特許出願第１７／１２０，０２７号及び２０２０年５月４日付けで出願された米国仮特許出願第６３／０２０，００９号の優先権を主張するものであり、これらの特許出願の開示内容は、引用により、そのすべてが本明細書に包含される。

【0002】

技術分野
[0002] 本明細書における主題は、総パワー出力を配電網に供給するように構成された統合型の再生可能電気エネルギー生成リソース及びエネルギーストレージ設備のみならず、このような設備を制御する、且つ、このような設備の潜在的なエネルギー出力用のパワー供給トランザクションを実装する、方法に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
[0003] 近年、太陽光発電（ＰＶ）及び風力発電機などの再生可能電気生成リソースが、大幅に拡大している。自然及び天候の状態に起因した太陽光及び風力発電の不安定な特性は、ネットワークの周波数及び電圧の逸脱を結果的にもたらす可能性がある。再生可能電気生成リソースが、電気供給のうちの相対的に大きな割合を提供することを開始すると共に、石炭火力発電及び原子力発電ユニットなどの従来のベースロード電気生成ユニットを置換することを開始するのに伴って、配電網との相互接続、パワーの品質、信頼性、安定性、保護、並びに、生成ディスパッチ及び制御などの技術的な課題が生じている。太陽光及び風力発電の間欠的な特性と、その出力における迅速な変動と、に起因し、変動をスムージングし、且つ、再生可能生成リソースから配電網に供給されるエネルギーの予測可能性を改善する、などのように、配電網との間の互換性を改善するために、（電池エネルギーストレージ又はＢＥＳＳなどの）エネルギーストレージ装置との間のその組合せが、魅力的なものになっている。従来の再生可能エネルギーリソースは、リソースの容量係数にほぼ結び付けられた、相対的に低い容量係数を有する（例えば、太陽光の場合には、場所及び天候のパターンに応じて、通常、２０％～４０％である）。再生可能エネルギーリソースが従来の化石燃料のベースロード発電所を置換した際には、これらは、既存の送電インフラストラクチャを十分に利用しなくなる。これは、新しい送電インフラストラクチャの構築を必要とする場合があり、これは、費用及び時間を所要し、且つ、困難であり（例えば、許可を取得するためのニーズを含む）、この結果、生成される費用／メガワット時、遅延、及び既存の配電網への再生可能な生成の内蔵におけるリスクが増大する。

【0004】

[0004] 再生可能電気生成及び電気エネルギーストレージ装置を同じ場所に配置することにより、サイトの準備、土地の取得、許可の取得、相互接続、設置の労力、ハードウェア、及びオーバーヘッドに関係する費用を低減することにより、費用の節約を提供することができる。これに加えて、電気エネルギーストレージ装置が、通常のように、オンサイトの再生可能電気生成リソースから排他的に充電される、という状況にある場合には、税金の節約も結果的に得ることができると共に、生成及びストレージ装置の同じ場所における配置は、それらの間の送電損失をも極小化することになる。

【0005】

[0005] エネルギーストレージ装置は、さや取りをサポートするべく使用されてもよく、これには、エネルギー価格が低い時間帯においてストレージ装置を充電することと、相対的に高価なピーク需要時間帯における時間帯においてストレージ装置を放電することと、が伴っている。又、エネルギーストレージ装置は、複数の生成リソースのディスパッチを相対的に効率的に調整するべく、負荷の平準化を促進するために使用することもできる。

【0006】

[0006] 生成変動のスムージング及びさや取りの原理を示すべく、図１を参照されたい。これは、（太陽光発電（ＰＶ）アレイ及びＢＥＳＳを含む）従来のＲＥＳ－ＥＳＳ設備の出力プロットであり、一日の０６：００～２２：００の時間帯におけるＰＶ生成、組み合わせられたＰＶ＋ＢＥＳＳ出力、及びＢＥＳＳの充電状態（ＳＯＣ）、の重畳されたプロットを示している。図示されているように、ＰＶ出力は、０７：００ごろに始まり、１２：００の近くにおいて最大値に増大し、且つ、１７：００ごろにゼロに減少しており、ＰＶ出力の大きな変動が伴っている。ＰＶ出力の一部分は、ＢＥＳＳを充電するべく（即ち、ＳＯＣを増大させるべく）使用されていることから、組み合わせられたＰＶ＋ＢＥＳＳ出力の振幅変動は、ＰＶ出力との比較において、大きく減衰している。これに加えて、ＢＥＳＳ内において保存されているエネルギーは、１７：００～２１：００において放電されており、この結果、昼間のパワー生成から、昼間よりもエネルギー価格が高い夕方の時間帯への販売のシフトが可能になっている。図１において利用されているＰＶアレイ及びＢＥＳＳによって提供される生成変動のスムージング及びさや取りの利益にも拘らず、組み合わせられたＰＶ＋ＢＥＳＳ出力は、依然として、暦日において、非常に大きな変動を有しており、この結果、ＰＶ＋ＢＥＳＳシステムは、長い持続時間にわたってハイレベルな固定常時容量を提供するには、適していない。

【0007】

[0007] 様々な検討事項が、ＢＥＳＳの稼働状態に影響しうる。リチウムに基づいた電池は、フル充電容量にある又はその近傍にある際には、加速されたレートで劣化しうる。統合型の再生可能電気生成及びチャージストレージ設備のディスパッチを追求する配電網事業者は、所与の日の特定の時点にいて特定の電池の充電状態（ＳＯＣ）条件の実現を必要としうる（この場合に、ＳＯＣは、一般に、更なる放電のために依然として利用可能である電池のフル容量の百分率として定義されている）。又、電池が１００％のＳＯＣになったら、関連する再生可能電気生成リソースの電力出力の迅速な増大を吸収することができなくなり、その結果、配電網によって受け取られえない任意の過剰なパワー生成の、望ましくない方式による（例えば、パワーインバータにおけるクリッピングによる）低減が必要となりうる。

【0008】

[0008] ＢＥＳＳの稼働状態に影響しうる更なる検討事項は、補助的サービスを提供するための能力（並びに、この提供について補償される能力）を含む。補助的サービスは、周波数、電圧、及びパワー負荷が特定の限度内に留まることを保証することにより、配電網事業者が、信頼性の高い電気システムを維持することを支援している。補助的サービスの種類は、（例えば、運転予備力、エネルギーの均衡化、及び脱落可能負荷の要件に対処するための）周波数の維持、（例えば、エネルギー搬送に起因した力率補正及びエネルギー損失／浪費に対処するための）電圧補償、（例えば、配電網監視、フィードイン管理、及び再ディスパッチに対処するための）動作管理、及び（例えば、停電のケースにおける配電網の迅速な再開を促進するための）供給の再構築を含む。再生可能エネルギーリソース（例えば、風力及び太陽光発電）の可変性及び不確実性は、様々な補助的サービスの要件を増大させ、これにより、これらのサービスのスケジューリング及び価格設定に影響を及ぼしている。但し、再生可能エネルギーの生成者が、エネルギー生成についてしか、報酬が得られない場合には、これらの生成者は、補助的サービスを提供する意欲がそがれる場合がある。

【0009】

[0009]配電網の送電及び配電インフラストラクチャは、一年のうちの数時間においてのみ発生しうるピーク需要を充足するように、サイズ設定しなければならない。ピーク電気需要の予期される成長が、配電網の既存の容量を超過した際には、機器をアップグレードするべく、且つ、新しいインフラストラクチャを開発するべく、高価な投資が必要とされる。

【0010】

[0010] 電気エネルギー生成リソースは、通常は、受け入れ可能に低い送信損失を有する長い距離にわたる送電のために適した、少なくとも３３ｋＶ又は少なくとも６６ｋＶの電圧を有する配電網相互接続点（ＰＯＧＩ：Pint Of Grid Interconnection）において、配電網の送信リソースと結合することができる。信頼性を保証するべく、且つ、送電リソースに対する損傷を回避するべく、（送電リソースに供給されうる最大パワーを表す）ＰＯＧＩ限度が、それぞれの電気エネルギー生成リソースについて確立されている。既定の費用の関連する送電リソース用の太陽光発電エネルギー生成リソースからの収入の潜在力を増大させるべく、太陽光発電アレイの総出力は、ＰＯＧＩ限度との関係において過大にサイズ設定されることが一般的であり、その理由は、（例えば、望ましくない天候状態、太陽光状態、パネルの清浄性状態、ＰＶパネルのエージング、及びＰＶパネル出力を低減する高い周辺空気温度などの要因に起因して）ピーク太陽光発電が実現されうるのが頻繁ではないからである。この太陽光発電アレイの過大なサイズ設定は、増大されたパワーの量が一年間にわたって販売されることを可能にしているが、ピーク放射照度期間においては、過剰なパワーを（例えば、インバータクリッピングによって）低減するためのニーズをも増大させている。但し、送電リソースに対する損傷を回避するべく、連邦エネルギー規制委員会（ＦＥＲＣ）によって公布された相互接続手順及び対応する大規模発電機相互接続合意書（ＬＧＩＡ）において提供されている規則は、送信システムに供給されるパワーが、通常は、２％以下の小さな技術的許容範囲だけ、配電網相互接続点を超過することを許容している。これらの規則は、（例えば、回路、送電ライン、及び変圧器の過負荷の印加、或いは、過剰生成設備を接続切断するための回路遮断器の起動に起因した）障害から配電網を保護している。このような規則への準拠は、通常、ＰＯＧＩ限度にインバータと配電網相互接続点の間の電気損失用の小さな許容範囲を加えたもの、に等しい合計出力容量を有するインバータを太陽光発電アレイと送信システムの間に提供することにより、保証されている。

【0011】

[0011] エネルギーストレージシステムとペア化された電力会社スケールの再生可能生成ソースを含む設備用のパワー購入合意書において、電力会社であるエネルギー購入者は、一般に、電力会社が、エネルギーストレージシステム用の充電及び放電信号を判定するための権利を保持することを必要としている。従って、電力会社の動作決定は、プロジェクト用のオリジナルの計画において予想されてはいなかったものでありうる方式により、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の合計生成出力及び収入能力に対して影響を及ぼすことになろう。その一方で、このような設備用のパワー購入合意書においては、プロジェクトを開発するための資本支出は、通常、予想される生成にわたって償却されており、且つ、これらのプロジェクトの投資者は、プロジェクト資金調達のために投資するべく、予想される生成における確実性を選好している。

【0012】

[0012] 従来の再生可能生成リソースは、駆動リソース（例えば、太陽光放射照度又は風）の利用可能性に結び付けられた容量係数及び負荷マッチング能力（例えば、タイミング）を有していた。これらの低い容量係数及び限られた時間利用可能性に起因して、従来の再生可能生成リソースは、送電リソースを十分に利用してはいない。これは、送電リソースの拡張の費用及び困難さに起因して、電力会社にとって、大きな問題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

[0013] 以上の内容に鑑み、改善された再生可能電気エネルギー生成リソース及びエネルギーストレージ設備のみならず、このような設備を制御する、且つ、このような設備の出力用のパワー供給トランザクションを実装する、方法に対するニーズが存在している。

【課題を解決するための手段】

【0014】

概要
[0014] 本開示は、様々な態様において、総パワー出力を交流（ＡＣ）配電網に供給するように構成された、統合型の再生可能電気エネルギー生成リソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備のみならず、このような設備を制御する、且つ、このような設備の潜在的なエネルギー出力用のパワー供給トランザクションを実装する、方法に関する。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、「ＡＣオーバービルト」設備と呼称されてもよく、この場合に、ＥＳＳ容量及びＲＥＳインバータ容量は、従来の設備よりも大きく、且つ、ＲＥＳインバータ容量は、設備の配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度よりも大きい。本明細書において開示されているシステム及び方法は、望ましい負荷にマッチングした大きな容量係数及び生成プロファイルを可能にしている。過大なサイズ設定の程度は、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備が、望ましい容量及び持続時間にわたって固定常時容量を提供することを許容しており、これにより、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備がベース負荷パワーステーションをエミュレートし、（且つ、これとして機能）することを許容するべく、設計及び建設の時点において選択することができる。この能力は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備が、配電網に結び付けられた再生可能電気ベース負荷生成器として機能することを許容することにより、大きな出力変動及び限られた負荷マッチング能力を伴う、再生可能エネルギーリソースの従来の利用との関係における基本的なシフトを表している。

【0015】

[0015] 本明細書において記述されているＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備において、ＲＥＳは、直流（ＤＣ）電力を生成するように構成されており、且つ、ＥＳＳは、ＤＣ電力によって充電され、且つ、これを放電するように、構成されている。ＲＥＳと関連する少なくとも１つの第１パワーインバータは、ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳのＡＣ電力に変換するように構成されており、且つ、ＥＳＳと関連する少なくとも１つの第２パワーインバータは、ＥＳＳをＲＥＳのＡＣ電力によって充電する際に、ＡＣ－ＤＣ変換ユティリティを提供するように、且つ、ＥＳＳのＡＣ電力を配電網に放電する際には、ＤＣ－ＡＣ変換ユティリティを提供するように、構成されている。少なくとも１つの第１パワーインバータの総出力容量は、設備用のＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されており、この場合に、設備は、ＰＯＧＩ限度を超過した状態において配電網にＲＥＳのＡＣ電力を供給することを回避するべく、ＲＥＳのＡＣ電力が少なくとも１つの第２パワーインバータに分流（或いは、その他の方法で提供）されるようにするべく、構成されている。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備を制御する方法は、（既定の固定された）ＰＯＧＩ限度未満である、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを算出するべく、ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測及びＥＳＳ用の充電状態（ＳＯＣ）スケジュールを使用することを有しており、この場合に、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、ＳＯＣスケジュールが充足されることを依然として保証しつつ、可能な限り低いＲＥＳ－ＥＳＳ設備のピークパワー出力値を表している。方法は、ＥＳＳ用の時変充電／放電制御信号を生成するべく、ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測及びＥＳＳ用の充電状態（ＳＯＣ）スケジュールとの関連においてＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを使用することを更に有しており、この場合に、制御信号は、ＳＯＣスケジュールの充足を保証するように構成されている。ＲＥＳ－ＥＳＳの潜在的な電気エネルギー出力用の購入者と販売者の間のパワー供給トランザクションを実装する方法は、１つ又は複数の検知されたパラメータを通知する信号を利用することにより、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおけるＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を定期的に推定することと、１つ又は複数の時間ウィンドウにおける潜在的ＲＥＳ過生成を識別するべく、ＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を設備用のＰＯＧＩ限度と比較することと、１つ又は複数の時間ウィンドウにおいてＥＳＳに充電された、充電された潜在的なＲＥＳ過生成の量を識別することと、充電された潜在的ＲＥＳ過生成が、１つ又は複数の時間ウィンドウにおいて潜在的なＲＥＳ過生成未満である場合に、供給されていない電気エネルギーについて購入者に課金することと、を含む。

【0016】

[0016] 一態様において、本開示は、配電網相互接続点において電力を配電網に供給するように構成された、且つ、配電網にＲＥＳ－ＥＳＳ設備から供給されるべき最大電気パワー値を表す配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度を有する、統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備に関する。具体的には、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、電力を生成するように構成された再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）であって、ＲＥＳによって生成される電力は、ＲＥＳ直流（ＤＣ）電力を有する、ソースと、ＲＥＳと配電網相互接続点の間において結合された少なくとも１つの第１パワーインバータであって、少なくとも１つの第１パワーインバータは、ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳ交流（ＡＣ）電力に変換するように構成されている、インバータと、ＲＥＳによって生成された電力によって充電されるように構成されたエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）と、（ｉ）ＥＳＳと配電網相互接続点の間において、且つ、（ｉｉ）少なくとも１つの第１パワーインバータと配電網相互接続点の間において、結合された少なくとも１つの第２パワーインバータであって、少なくとも１つの第２パワーインバータは、（ａ）ＥＳＳをＲＥＳのＡＣ電力によって充電する際に、ＲＥＳのＡＣ電力をＥＳＳのＤＣ電力に変換するように、且つ、（ｂ）ＥＳＳのＡＣ電力を配電網に放電する際には、ＥＳＳのＤＣ電力をＥＳＳのＡＣ電力に変換するように、構成されている、インバータと、を有し、少なくとも１つの第１インバータの総出力容量は、ＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されており、且つ、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＰＯＧＩ限度を超過した状態においてＲＥＳのＡＣ電力を配電網に供給することを回避するべく十分な量においてＲＥＳのＡＣ電力を少なくとも１つの第２パワーインバータに分流するように構成されている。

【0017】

[0017] 特定の実施形態において、少なくとも１つの第１パワーインバータの総出力容量は、少なくとも１０％だけ、少なくとも３０％だけ、少なくとも５０％だけ、少なくとも７０％だけ、少なくとも１００％だけ、或いは、本明細書において規定されている別の閾値だけ、ＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されており、この場合に、上述の最小閾値は、任意選択により、（ｉ）ＰＯＧＩ限度及び（ｉｉ）ＥＳＳの容量の合計を上限とすることができる。特定の実施形態において、少なくとも１つのパワーインバータの総出力容量は、（ｉ）ＰＯＧＩ限度及び（ｉｉ）ＥＳＳの容量の合計に等しくなるようにサイズ設定されている。

【0018】

[0018] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、太陽光発電アレイを有する。特定の実施形態において、ＲＥＳは、１つ又は複数の風力タービンを有する。

【0019】

[0019] 特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＡＣ電力を少なくとも３３ｋＶ又は少なくとも６６ｋＶの電圧において配電網に供給するように構成されている。

【0020】

[0020] 別の態様において、本開示は、電力を配電網相互接続点において配電網に供給するように構成された統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備を制御する方法に関し、この場合に、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）と、ＲＥＳによって生成された電力によって充電可能であるエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）と、を含み、且つ、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度を有する。方法は、ＲＥＳと配電網相互接続点の間において結合された少なくとも１つの第１パワーインバータを提供することであって、少なくとも１つの第１パワーインバータは、ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳ交流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、且つ、少なくとも１つの第１パワーインバータの総出力容量は、ＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されている、ことと、（ｉ）ＥＳＳと配電網相互接続点の間において、且つ、（ｉｉ）少なくとも１つの第１パワーインバータと配電網相互接続点の間において、結合された少なくとも１つの第２パワーインバータを提供することであって、少なくとも１つの第２パワーインバータは、（ａ）ＲＥＳのＡＣ電力によってＥＳＳを充電する際に、ＲＥＳのＡＣ電力をＥＳＳのＤＣ電力に変換するように、且つ、（ｂ）ＥＳＳのＡＣ電力を配電網に放電する際には、ＥＳＳのＤＣ電力をＥＳＳのＡＣ電力に変換するように、構成されている、ことと、ＲＥＳのＡＣ電力の第１部分を配電網に供給しつつ、ＰＯＧＩ限度を超過した状態においてＲＥＳのＡＣ電力を配電網に供給することを回避するのに十分な量においてＲＥＳのＡＣ電力の第２部分を少なくとも１つの第２パワーインバータに分流することと、を有する。

【0021】

[0021] 特定の実施形態において、方法は、少なくとも６時間／日、少なくとも８時間／日、又は少なくとも１２時間／日、或いは、少なくとも１６時間／日、又は本明細書において規定された別の閾値の持続時間にわたって、ＰＯＧＩ限度の少なくとも８０％（或いは、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％、又は１００％）の固定常時容量においてＲＥＳのＡＣ電力を配電網に供給することを更に有する。特定の実施形態において、規定された固定常時容量及び持続時間にわたってＲＥＳのＡＣ電力を配電網に供給することは、規定された月又は年における日々の少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％にわたって実行されている。特定の実施形態において、ＲＥＳは、太陽光発電アレイを有する。特定の実施形態において、ＲＥＳのＡＣ電力は、少なくとも３３ｋＶ又は少なくとも６６ｋＶ（或いは、少なくとも６９ｋＶ）の電圧において配電網に供給されている。

【0022】

[0022] 別の態様において、本開示は、電力を配電網に供給するように構成された統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備を制御する方法に関し、この場合に、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）と、ＲＥＳによって生成された電力によって充電可能であるエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）と、を含み、且つ、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度を有する。方法は、ＰＯＧＩ限度未満であるＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを算出するべく、（Ａ）ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測及び（Ｂ）充電状態（ＳＯＣ）スケジュールを利用することであって、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、ＳＯＣスケジュールが充足されることを依然として保証しつつ、可能な限り低いＲＥＳ－ＥＳＳのピークパワー出力値を表している、ことと、ＥＳＳ用の時変充電／放電制御信号を生成するべく、（Ａ）再生可能電気エネルギー生成リソースによる電気エネルギー生成の時間依存性予測、（Ｂ）少なくとも１つのＳＯＣターゲット値を含む電気エネルギーストレージ装置用の充電状態（ＳＯＣ）スケジュール、並びに、（Ｃ）ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを利用することと、を有し、この場合に、時変充電／放電制御信号は、ＳＯＣスケジュールが充足されることを保証するように構成されている。

【0023】

[0023] 特定の実施形態において、方法は、（ｉ）電気エネルギー生成の更新された時間依存性予測、或いは、（ｉｉ）更新されたＳＯＣスケジュール、という項目（ｉ）又は（ｉｉ）の少なくとも１つに基づいて時変充電／放電制御信号の生成を定期的に更新することを更に有する。

【0024】

[0024] 特定の実施形態において、方法は、リフレッシュ期間の満了の際に時変制御信号の生成を定期的に更新することを更に有し、この場合に、定期的更新は、リフレッシュ期間の満了の際にＲＥＳ及びＥＳＳから配電網に供給される総エネルギーの新しいベースポイント値を演算及び使用することを有する。

【0025】

[0025] 特定の実施形態において、リフレッシュ期間は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の操作者によって構成可能である。

【0026】

[0026] 特定の実施形態において、ＥＳＳは、排他的にＲＥＳから充電されている。

【0027】

[0027] 特定の実施形態において、方法は、ＳＯＣスケジュールが充足されることを保証するべく、少なくとも１つの電気生成設備の予想された生成と実際の生成の間の差に応答して時変充電／放電制御信号を変更することを更に有する。

【0028】

[0028] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、太陽光発電アレイを有し、ＥＳＳは、電池アレイを有し、且つ、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、太陽光生成予測を有する。

【0029】

[0029] 特定の実施形態において、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、オンサイトの空の撮像、衛星撮像、及び気象モデル化、の２つ以上に基づいた組を有する。

【0030】

[0030] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、少なくとも１つの風力タービンを有し、ＥＳＳは、電池アレイを有し、且つ、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、風力生成予測を有する。

【0031】

[0031] 特定の実施形態において、方法は、コンピュータ実装された、反復的な求根アルゴリズムを使用してＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを生成することを更に有する。

【0032】

[0032] 特定の実施形態において、方法は、コンピュータ実装された、行列に基づいた求根アルゴリズムを使用してＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを生成することを更に有する。

【0033】

[0033] 別の態様において、本開示は、再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）及びエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）を含む、統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備の潜在的な電気エネルギー出力用の購入者と販売者の間のパワー供給トランザクションを実装する方法に関する。方法は、１つ又は複数の検知されたパラメータを通知する信号を利用することにより、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいてＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を定期的に推定することと、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいて潜在的なＲＥＳ過生成を識別するべく、ＲＥＳの推定された合計潜在的電気エネルギー出力をＲＥＳ－ＥＳＳ設備用の配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度と比較することであって、潜在的なＲＥＳ過生成は、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおけるＰＯＧＩ限度を超過した状態における潜在的なＲＥＳ電気エネルギー出力と等しい、ことと、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいてＥＳＳに充電された潜在的なＲＥＳ過生成として算出された、充電された潜在的なＲＥＳ過生成の量を識別することと、充電された潜在的なＲＥＳ過生成が、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウの１つ又は複数の時間ウィンドウにおける潜在的なＲＥＳ過生成未満である場合に、供給されていない電気エネルギーについて購入者に課金することと、を有する。

【0034】

[0034] 特定の実施形態において、方法は、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいてＥＳＳに充電されなかった潜在的なＲＥＳ過生成として算出された、充電されていない潜在的なＲＥＳ過生成の量を識別することであって、供給されていない電気エネルギーに課金される金額は、（ｉ）潜在的なＲＥＳ過生成が、ゼロに等しい場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、ゼロに等しく、そうではなくて、（ｉｉ）充電された潜在的なＲＥＳ過生成が、潜在的なＲＥＳ過生成以上である場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成は、ゼロに等しく、そうではなくて、（ｉｉｉ）充電されたＲＥＳ過生成が、潜在的なＲＥＳ過生成未満である場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、（ａ）充電されていない潜在的なＲＥＳ過生成、並びに、（ｂ）潜在的なＲＥＳ過生成から充電されたＲＥＳ過生成を減算したもの、という項目（ａ）及び（ｂ）の相対的に小さなものに等しい、という論理的なシーケンスに従って識別される、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値に基づいている、ことと、を更に有する。

【0035】

[0035] 特定の実施形態において、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウは、複数の期間を有する。特定の実施形態において、複数の期間のそれぞれの期間は、１時間未満である（例えば、それぞれの期間は、５分、１分、又は別の適切なインターバルであってよい）。

【0036】

[0036] 特定の実施形態において、１つ又は複数の時間ウィンドウは、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウの複数の時間ウィンドウの合計を有する。特定の実施形態において、複数の時間ウィンドウの合計は、一日の期間に対応している。

【0037】

[0037] 特定の実施形態において、方法は、潜在的なＲＥＳ過生成がＥＳＳの容量を超過している場合に、ＥＳＳの容量に基づいて充電された潜在的なＲＥＳ過生成の量の上限を定めることを更に有する。

【0038】

[0038]特定の実施形態において、ＲＥＳは、太陽光発電アレイを有し、且つ、１つ又は複数の検知されたパラメータは、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の１つ又は複数の場所において検知された放射照度を有する。

【0039】

[0039] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、１つ又は複数の風力タービンを有し、且つ、１つ又は複数の検知されたパラメータは、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備における又はその上方の１つ又は複数の場所において検知された風速を有する。

【0040】

[0040] 特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、少なくとも３３ｋＶ又は少なくとも６６ｋＶの電圧において配電網にエネルギーを供給するように構成されている。特定の実施形態において、ＥＳＳは、排他的にＲＥＳから充電されるように構成されている。

【0041】

[0041] 別の態様において、本明細書において記述されている以上の態様の任意のもの及び／又は様々な別個の態様及び特徴は、更なる利点のために組み合わせることができる。本明細書において開示されている様々な特徴及び利点の任意のものは、そうではない旨が本明細書において通知されていない限り、１つ又は複数のその他の開示されている特徴及び要素と組み合わせることができる。

【0042】

[0042] 本開示のその他の態様、特徴、及び実施形態については、以下の開示及び添付の請求項から更に十分に明らかとなろう。

【0043】

図面の簡単な説明
[0001] 本明細書において内蔵されている、且つ、その一部分を形成している、添付図面は、本開示のいくつかの態様を示しており、且つ、説明と共に、本開示の原理を説明するべく機能する。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】[0002]従来のＲＥＳ－ＥＳＳ設備（太陽光発電アレイ及び電池ストレージを含む）の出力プロットであり、ＲＥＳ生成、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力、及びＥＳＳの充電状態の重畳されたプロットを示す。

【図2】[0003]ＡＣ配電網に結合された、ＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備の概略図であり、ＲＥＳと関連する第１パワーインバータ及びＥＳＳと関連する第２パワーインバータを示す。

【図3】[0004]ＡＣ配電網に結合された、ＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備の概略図であり、ＥＳＳと関連するＤＣ／ＤＣコンバータ、並びに、ＲＥＳ及びＥＳＳの両方用のパワー変換ユティリティを提供するパワーインバータを示す。

【図4A】[0005]本開示の一実施形態による再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステムを制御するための、ＡＣ結合された計量及び制御システムの様々なコンポーネント（例えば、太陽光発電（ＰＶ）アレイと、ＰＶアレイによって生成された電力によって充電可能である電池アレイ）の間の相互接続を示す概略図である。

【図4B】[0006]図４ＡのＡＣ結合された計量及び制御システムの特定のコンポーネントを示す概略図である。

【図5】[0007]本開示の一実施形態による、再生可能電気エネルギー生成リソース及び再生可能電気エネルギー生成リソースによって生成された電力によって充電可能である電気エネルギーストレージ装置をディスパッチするための、プロセッサに基づいたエネルギーディスパッチ制御システムのブロック図である。

【図6A】[0008]ＡＣ配電網と結合された従来のＲＥＳ設備のＲＥＳ、パワーインバータ、及び配電網相互接続点限度の相対サイズを示す図である。

【図6B】[0009]本開示の一実施形態によるＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のＲＥＳ、パワーインバータ、及び配電網相互接続点限度の相対サイズを示す図である。

【図6C】[0010]図６Ｂとの比較を許容するための、ＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備のＲＥＳ、パワーインバータ、及び配電網相互作用点限度の相対サイズを示す図である。

【図7A】[0011]配電網相互接続点限度にマッチングされたパワーインバータ容量を有する、ＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、ＲＥＳ生成及び組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力の重畳されたプロットを有する。

【図7B】[0012]本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を超過したパワーインバータ容量を有する、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、ＲＥＳ生成及び組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力の重畳されたプロットを有する。

【図8】[0013]本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を超過したパワーインバータ容量を有する、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、ＲＥＳ生成、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力、及びＥＳＳの充電状態の重畳されたプロットを有する。

【図9A】[0014]配電網相互接続点限度にマッチングしたパワーインバータ容量を有する、ＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、ＲＥＳ生成、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力、ＥＳＳの充電状態、及びＥＳＳパワー出力の重畳されたプロットを有する。

【図9B】[0015]本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を超過したパワーインバータ容量を有する、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力であり、ＲＥＳ生成、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力、ＥＳＳの充電状態、及びＥＳＳパワー出力の重畳されたプロットを有する。

【図10】[0016]本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を超過したパワーインバータ容量を有する、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップの利用の結果を示しており、ＲＥＳ生成、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力、ＥＳＳの充電状態、及びＥＳＳパワー出力の重畳されたプロットを有する。

【図11】[0017]本開示の一実施形態によるＲＥＳ－ＥＳＳ設備を制御するためのシステムの１つ又は複数のコンポーネントとして含まれうるコンピュータシステムの一般化された表現の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

詳細な説明
[0018] 以下において記述されている実施形態は、当業者が実施形態を実施することを可能にするのに必要な情報を表しており、且つ、実施形態の実施の最良の形態を示している。添付図面の図に鑑み、以下の説明を参照した際に、当業者は、本開示の概念を理解することになり、且つ、本明細書において具体的には対処されていない概念の適用を認識することになるが、このような概念及び適用は、本開示及び添付の請求項の範囲に含まれるべく意図されていることを理解されたい。

【0046】

[0019] 「第１の（first）」、「第２の（second）」、などの用語は、様々な要素を記述するべく本明細書において使用されうるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるものではないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素を別のものから弁別するべく使用されるものに過ぎない。例えば、本開示の範囲を逸脱することなしに、第１要素は、第２要素として呼称されることが可能であり、且つ、同様に、第２要素も、第１要素と呼称されうるであろう。本明細書において使用されている「及び／又は（and/or）」という用語は、関連する列挙された項目の１つ又は複数のものの任意の且つすべての組合せを含む。

【0047】

[0020] 本明細書において使用されている用語は、特定の実施形態を記述することを目的としたものに過ぎず、且つ、本開示の限定となることが意図されてはない。本明細書において使用されている「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」という単数形は、そうではない旨を文脈が明瞭に示していない限り、複数形をも同様に含むものと解釈されたい。「有する（comprises）」、「有する（comprising）」、「含む（includes）」、及び／又は「含む（including）」という用語は、本明細書において使用された際に、記述されている特徴、完全体、ステップ、動作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を規定しているが、１つ又は複数のその他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除してはいないことを更に理解されたい。

【0048】

[0021] そうではない旨が定義されていない限り、本明細書において使用されているすべての用語（技術的且つ科学的な用語を含む）は、本開示が属する技術分野における当業者によって一般に理解されているものと同一の意味を有する。本明細書において使用されている用語は、本明細書及び関連する技術分野の文脈におけるその意味と一貫性を有する意味を有するものとして解釈されることを要し、且つ、本明細書においてそのように明示的に定義されていない限り、理想化された、或いは、過度に形式的な意味において解釈されてはならないことを更に理解されたい。

【0049】

[0022] 本明細書において記述されている実施形態は、統合型の再生可能エネルギーソース（「ＲＥＳ」）（例えば、ＰＶ、風力、など）及びエネルギーストレージシステム（「ＥＳＳ」）設備又はプラントを含むか、又はこれを利用しており、この場合に、この組合せは、本明細書においては、（そのサブセットが、太陽光発電＋ストレージ、即ち、「ＰＶ＋Ｓ」、設備である）ＲＥＳ－ＥＳＳ又はＲＥＳ－ＥＳＳ設備と呼称される場合がある。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＲＥＳによって生成されたパワーによってＥＳＳを充電することにより、望ましいＳＯＣに到達しうる。特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＲＥＳ生成が大きい時点において充電を優先順位付けすることにより、望ましいＳＯＣに到達することになる。例えば、ＥＳＳは、相対的に大きなＲＥＳ生成が利用可能である際には、相対的に大きく充電されてもよく、且つ、ＥＳＳは、ＲＥＳ生成が制限されている際には、相対的に乏しく充電されてもよい（或いは、まったくない充電されなくてもよい）。ＥＳＳは、ＲＥＳ生成が限定されている又は利用不能である際には、放電することができる。

【0050】

[0023] 特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、設備の有効原価を低減するべく、最大投資税額控除（ＩＴＣ）が利用されうるように、ＲＥＳから排他的にＥＳＳを充電することになる。特定の実施形態において、ＥＳＳは、これに加えて、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に接続された配電網から充電することもできる。

【0051】

[0024] ＲＥＳ－ＥＳＳ設備とＡＣ配電網の間の結合に関する以下の説明のための文脈を提供するべく、図１及び図２を参照されたい。

【0052】

[0025] 図２は、ＡＣ配電網１５に結合されたＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備１０の概略図であり、ＲＥＳ１２（例えば、太陽光発電アレイ）と関連する第１パワーインバータ１４（例えば、ＤＣ／ＡＣインバータ）と、ＥＳＳ１６（例えば、１つ又は複数の電池）と関連する第２パワーインバータ１８（例えば、ＤＣ／ＡＣインバータ）と、を示している。第１パワーインバータ１４は、ＲＥＳ１２と配電網相互接続点１９の間において結合されている。第２パワーインバータ１８は、（ｉ）ＥＳＳ２６と配電網相互接続点１９の間において、且つ、（ｉｉ）第１パワーインバータ１４と配電網相互接続点１９の間において、結合されている。ＲＥＳ１２は、ＤＣ電力を生成するように構成されており、且つ、第１パワーインバータ１４は、ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳのＡＣ電力に変換している。第２パワーインバータ１８は、（ａ）ＥＳＳ１６をＲＥＳのＡＣ電力によって充電する際に、ＲＥＳのＡＣ電力をＥＳＳのＤＣ電力に変換するように、且つ、（ｂ）ＥＳＳのＡＣ電力を配電網１５に放電する際には、ＥＳＳのＤＣ電力をＥＳＳのＡＣ電力に変換するように、構成されている。この観点において、第２パワーインバータ１８は、双方向パワー変換ユティリティを提供している。ＥＳＳ１６（例えば、電池）及び第２パワーインバータ１８は、設置及び維持の相対的に低い費用を提供するべく、単一のエリア（例えば、単一中央集中化されたエンクロージャ）内において配置することができる。第１及び第２パワーインバータ１４、１８は、単独の意味において記述されているが、第１パワーインバータ１４及び第２パワーインバータ１８は、それぞれ、任意の適切な数の個別のパワーインバータを包含しうる、少なくとも１つのパワーインバータを表していることを理解されたい。

【0053】

[0026] 図３は、ＡＣ配電網２５に結合された、ＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備２０の概略図であり、ＥＳＳ２６と関連するＤＣ／ＤＣコンバータ２８と、ＲＥＳ２２及びＥＳＳ２６の両方用のパワー変換ユティリティを提供するパワーインバータ２９と、を示している。パワーインバータ２９は、ＡＣ電力を配電網相互接続点２９を通じてＡＣ配電網２５に供給するべく、ＲＥＳ２２及び／又はＥＳＳ２６から受け取られたＤＣ電力をＡＣ電力に変換するように機能している。

【0054】

[0027] 図３による、ＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備２０は、（パワー変換の低減されたニーズに起因して）相対的に低い変換損失を有しうるが、ＥＳＳ２６のコンポーネント（例えば、電池）は、低電圧パワー損失を回避するべく、ＲＥＳ２２のコンポーネントの近傍において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備２０の周りに拡散される必要がありうる。これは、ＥＳＳ２６のコンポーネント用の増大された数のコンテナ又はエンクロージャを必要とし、これにより、設置及び維持の費用を増大させる。図３によるＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備２０の資本コストは、図２によるＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備１０よりも高くなるものと予想される。

【0055】

[0028] 本開示の一態様は、「ＡＣオーバービルト」ＲＥＳ－ＥＳＳ設備を対象としており、この場合に、ＥＳＳ容量及びＲＥＳインバータ容量は、従来の設備よりも大きく、且つ、ＲＥＳインバータ容量は、設備の配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度よりも大きい。但し、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳシステムについて更に詳細に説明する前に、まずは、図４Ａ、図４Ｂ、及び図５を参照し、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備のコンポーネント及び付随する電力会社インターフェイスについて紹介することとする。

【0056】

[0029] 図４Ａは、一実施形態によるＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１内の（太陽光発電ユニットを含む太陽光発電（ＰＶ）アレイなどの）複数の生成ユニット３４Ａ～３４Ｎを含む再生可能電気エネルギー生成装置３４及び再生可能電気エネルギー生成装置３４によって生成された電力によって充電可能である（電池ユニットを含む電池アレイなどの）複数のエネルギーストレージユニット４４Ａ～４４Ｎを含むエネルギーストレージ装置４４を制御するための、ＡＣ結合された計量及び制御システム３０の様々なコンポーネントの間の相互接続を示す概略図である。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１は、単一のサブステーション５０に結合されうる、及び／又は、単一のプロパティ、エリア、又は構造内において配置されうる、（例えば、ＰＶパネルのアレイ、風力タービン、又はこれらに類似したものなどの）再生可能電気エネルギー生成装置３４とエネルギーストレージ装置４４（例えば、リチウムに基づいた電池のアレイ）を組み合わせることができる。

【0057】

[0030] 図４Ａは、再生可能電気エネルギー生成装置３４（例えば、特定の実施形態においては、ＰＶアレイ）によって生成されたＤＣパワー又はエネルギーストレージ装置４４によって放出されるパワーをＡＣ配電網５４に結合するためのＡＣパワーに変換するべく、パワーインバータ３６、４６（例えば、整流器に基づいた又はその他の適切なパワーコンバータ）を使用するＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１を示しているが、特定の実施形態においては、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１は、ＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備を実施することができる。

【0058】

[0031] 特定の実施形態において、エネルギーストレージ装置４４は、様々な構造及び化学特性を使用する電池４４Ａ、４４Ｂ、コンデンサ、或いは、フライホイール又は揚水発電設備などの機械的エネルギーストレージ装置の少なくとも１つ（又は、これらの組合せ）を含むことができる。特定の実施形態において、エネルギーストレージ装置４４は、任意選択により、水素消費電気生成要素（例えば、燃料電池アレイ又はガスタービン）及び／又は水素ストレージユニット（例えば、水素を解放自在に拘束するための吸収剤媒体、ストレージベッセル、及び／又はリバーシブルな化学反応性ベッセル又はベッド）と組み合わせられた、少なくとも１つの（例えば、水素を放出するべく水を電気分解するように構成された）加水分解ユニットを含むことができる。

【0059】

[0032] 特定の実施形態において、ＰＯＧＩ限度におけるＲＥＳ設備の出力のスムージングを実現するべく、高速追随負荷により、ＥＳＳを置換することができる。高速追随負荷は、必ずしもエネルギーストレージを促進することなしに、（例えば、産業用の使用のために）エネルギーを迅速に散逸させることができる。高速追随負荷の１つの非限定的な例は、岩石破砕機となろう。

【0060】

[0033] 本明細書において開示されている、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に伴う制御方法は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備のコンポーネントのみならず、このような設備のＥＳＳの充電状態（ＳＯＣ）スケジュールをも制御するための実装形態において、（例えば、ＰＶ発電又は風力発電のための）正確な再生可能エネルギー生成予測を利用することができる。

【0061】

[0034] 特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１内において配置されうるＥＳＳコントローラ４２と通信することにより、エネルギーストレージ装置４４（例えば、電池）の充電又は放電を制御するための能力を有する。ＲＥＳ－ＳＣＡＤＡ（監督制御及びデータ取得）コントローラ３２は、（任意選択により、ＰＶアレイとして実施された）再生可能電気エネルギー生成装置３４と関連するＲＥＳインバータ３６と動作自在に結合されており、且つ、ＥＳＳコントローラ４２は、エネルギーストレージ装置４４と関連するＥＳＳインバータ４６と動作自在に結合されており、この場合に、ＲＥＳ－ＳＣＡＤＡコントローラ３２及びＥＳＳコントローラ４２は、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６と通信状態にある。特定の実施形態において、（例えば、電力会社又は配電網事業者の）電力会社制御センタ５８は、ＤＮＰ３又は設定された異なる構成選択肢を使用することにより、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６と通信することができる。これに加えて、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６は、任意の望ましい制御モードを実装するべく使用される正確な再生可能生成予測（例えば、太陽光生成予測）を受け取っている（又は、生成している）。図３Ａにおいて示されているように、特定の実施形態は、ＲＥＳ－ＥＳＳ（例えば、ＰＶ＋Ｓ）設備出力を計測するべく、ＲＥＳ＋ＥＳＳ電力メータ５２、ＲＥＳ出力を計測するためのＲＥＳ電力メータ３９、並びに、ＥＳＳ出力を計測するためのＥＳＳ電力メータ４９、などの、容易に入手可能な電力メータを利用することができる。ＲＥＳ電力メータ３９からの信号は、ＲＥＳ－ＳＣＡＤＡコントローラ３２に提供されており、且つ、ＥＳＳ電力メータ４９からの信号は、ＥＳＳコントローラ４２に提供されている。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１によって生成された電力は、保護及び適切な電圧変換を実装する生成器ステップアップ（ＧＳＵ）サブステーション５０を介して、電力システム（例えば、ＡＣ配電網５４）に提供することができる。電圧変換ユティリティを提供するべく（例えば、特定の実装形態においては、３４．５ｋＶにおいてＧＳＵサブステーション５０にＡＣパワー信号を供給するべく）、それぞれ、インバータ３６、４６とＧＳＵサブステーション５０の間においてＲＥＳ変圧器３８及びＥＳＳ変圧器４８を配置することができる。

【0062】

[0035] 図４Ｂは、制御及びセンサに関係するコンポーネントの相互接続を含む、図４Ａの、ＡＣ結合された計量及び制御システムの特定のコンポーネントを示す概略図である。図４Ｂに示されているように、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６は、電力会社制御センタとＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１の間において配置されている。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１内において、ＲＥＳ－ＳＣＡＤＡコントローラ３２は、（例えば、再生可能電気エネルギー生成装置３４の一部分として構成可能である）再生可能電気エネルギー生成ユニット３４Ａ～３４Ｎによって生成されたＤＣパワーのＡＣ変換を提供するように構成されたＲＥＳインバータ３６Ａ～３６Ｎと動作自在に結合されている（この場合に、Ｎは、任意の適切な数を表している）。同様に、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１内において、ＥＳＳコントローラ４２は、（例えば、エネルギーストレージ装置４４の一部分として構成可能である）エネルギーストレージユニット４４Ａ～４４Ｎによって供給されたＤＣパワーのＡＣ変換を提供するように構成されたＥＳＳインバータ４６Ａ～４６Ｎと動作自在に結合されている。ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１は、少なくとも１つのセンサ５０を更に含み、これは、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１の近傍の（雲の存在などの）空の状態を判定するべく有用である１つ又は複数の空撮像センサを有していてもよく、この場合に、少なくとも１つのセンサ５０からの出力信号は、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６に供給されている。又、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６は、（ｉ）ＲＥＳ－ＥＳＳ設備３１と必ずしも関連付けられてはいない１つ又は複数のセンサ６２（例えば、衛星撮像センサ又はこれに類似したもの）からの信号、（ｉｉ）気象モデル化ユニット６４によって提供される気象データ、（ｉｉｉ）再生可能電気エネルギー生成装置３４及び／又は１つ又は複数のその他の再生可能電気エネルギー生成装置又はユニットによる生成を予測しうる、予測ユニット６６からの信号を受け取ることができる。特定の実施形態において、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、予測ユニット６６によって実行されてもよく、或いは、ＲＥＳ－ＥＳＳディスパッチャユニット５６によって実行されてもよい。特定の実施形態において、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、１つ又は複数のセンサ５０によって提供されたオンサイトの空の撮像、１つ又は複数のセンサ６２によって提供される衛星撮像、及び気象モデル化ユニット６４によって提供される気象データ、のうちの、１つ、２つ、又はすべての３つを（例えば、２つ以上の組として）利用することができる。特定の実施形態においては、その他のタイプのセンサを使用することができる。

【0063】

[0036] 図５は、一実施形態による（例えば、再生可能電気エネルギー生成リソース及び再生可能電気エネルギー生成リソースによって生成された電力によって充電可能である電気エネルギーストレージ装置を含む）ＲＥＳ－ＥＳＳ設備をディスパッチするための、プロセッサに基づいたエネルギーディスパッチ制御システム７０を示すブロック図である。制御システム８０は、機能ブロックとして、電力会社インターフェイス７２、手動入力７４、設定コンバイナ７６、及びエネルギーディスパッチャ７８を含む。電力会社インターフェイス７２は、構成コマンド（例えば、モード構成コマンド）を受け取るべく、且つ、プラント状態及び状態情報を送信するべく、電力システムユティリティと通信すると共に、エネルギーディスパッチャ７８と通信している。電力会社によって設定された調整済みの充電－放電モード構成の一例は、既定の時点における第１ＳＯＣターゲットと、第２の既定の時点における第２ＳＯＣターゲットと、を含むスケジュールであってよい。例えば、電力会社は、ＥＳＳが、５：００ＰＭまでに９０％のＳＯＣに、且つ、１０：００ＰＭまでに１０％のＳＯＣに、到達することを所望しうる。電力会社インターフェイス７２は、ＤＮＰ３（分散型のネットワークプロトコル）情報をＤＮＰ３リンク７０を介して受け取り、且つ、公開されたＤＮＰ３構成ポイントを内部データ構造に変換する責任を担っている。又、電力会社インターフェイス７２は、ＤＮＰ３リンク８０を介して電力会社に戻るように任意のデータ構造の変化を伝達することの責任をも担っている。手動入力７４は、ＭＥＳＡ－ＥＳＳのＳＣＡＤＡポイントによってアドレス指定可能ではない構成パラメータを含む。設定コンバイナ７６は、一実装形態において、任意の構成入力を検証し、且つ、これらをエネルギーディスパッチャ７８に伝達している。設定コンバイナ７６は、電力会社又は配電網事業者によって提供されたＭＥＳＡ－ＥＳＳスケジュール／モード／曲線を受け取り、オプティマイザによって生成されたスケジュールを受け取り、且つ、任意の潜在的な手動入力７４を受け取り、且つ、次いで、組み合わせられたスケジュール／モード／曲線を生成している。エネルギーディスパッチャ７８は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備（又は、プラント）用の制御モードを実行する、且つ、再生可能エネルギー生成予測８４を利用してＥＳＳの充電又は放電レベルを決定する、エンジンである。エネルギーディスパッチャ７８は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の現時点の状態を観察し、ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測を利用し、且つ、設定コンバイナ７６によって生成された任意の組み合わせられたＭＥＳＡ－ＥＳＳスケジュール／モード／曲線を利用することにより、短い時間スケールにおいて、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の出力を制御する責任を担っている。再生可能エネルギー予測は、再生可能エネルギーソース（例えば、ＰＶアレイ、風力タービン、など）によって生成されるものと予想されるパワーのポイントの時系列を含むことができる。このような予測は、（タイムスタンプ、パワー値）のフォーマットを有することができると共に、且つ、規定されたインターバルの時間値の組（例えば、１分のインターバルにおける１５分、１時間のインターバルにおける３６時間、など）を含むことができる。これらの潜在的なフォーマット及び時間フレームは、例示用の予測の特性を示すべく、提供されており、従って、本開示を限定することを意図したものではない。又、エネルギーディスパッチャ７８は、アラート並びにＲＥＳ－ＥＳＳプラント状態及び／又は状態情報を電力会社インターフェイス７２に戻るように伝達する責任をも担っている。

【0064】

[0037] 以上でＲＥＳ－ＥＳＳ設備のコンポーネントの説明を終了し、以下、ＡＣオーバービルト設備について説明することとする。

【0065】

Ａ．ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備
[0038] 本開示の一態様は、ＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備を実施する「ＡＣオーバービルト」ＲＥＳ－ＥＳＳ設備を対象としており、この場合に、ＥＳＳ容量及びＲＥＳインバータ容量は、従来の設備よりも大きく、且つ、ＲＥＳインバータ容量は、設備の配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度よりも大きい。これは、ＰＯＧＩ限度を超過した状態における生成が低減されることを必要とすることなしに、ＲＥＳがＰＯＧＩ限度との関係において格段に過大にサイズ設定されることを許容しており、その理由は、過剰な生成がＥＳＳによってキャプチャされうるからである。ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、パワーをＥＳＳに同時に供給しつつ、パワーをＰＯＧＩ限度においてＡＣ配電網に供給するように構成することができる。このような設備においては、大きな容量のＥＳＳ（又は、高速追随負荷）は、パワーが、設備のＰＯＧＩ限度を超過しないレベルにおいてＲＥＳ－ＥＳＳ設備から供給されることを保証するべく、ＰＯＧＩ限度を超過したＲＥＳ生成を吸収するための負荷として使用されている。

【0066】

[0039] ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、通常はピーキングユティリティを提供している従来のＲＥＳ－ＥＳＳ設備とは対照的に、長い持続時間にわたるハイレベルな固定常時容量を提供するのに適している。従来のＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＰＯＧＩ限度にマッチングされた総ＲＥＳインバータ出力容量を含む。従来のＲＥＳ－ＥＳＳにおいては、反応性のパワー需要及び損失に対応するべく、わずかな程度の過剰なＲＥＳインバータ容量（例えば、２％～３％）が理論的に提供されうるが、「背景技術」の節において上述したように、任意の更にハイレベルな過剰なＲＥＳインバータ容量は、ＦＥＲＣ相互接続手順及びＬＧＩＡに違反することを回避するべく、採用されてはいない。

【0067】

[0040] 特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＲＥＳのＤＣ電力を生成するＲＥＳと、ＲＥＳによって生成された電力によって充電されるように構成されたＥＳＳと、ＲＥＳと配電網相互接続点の間において結合された少なくとも１つの第１パワーインバータと、（ｉ）ＥＳＳと配電網相互接続点の間において、且つ、（ｉｉ）少なくとも１つの第１パワーインバータと配電網相互接続点の間において、結合された少なくとも１つの第２パワーインバータと、を有する。少なくとも１つの第１パワーインバータは、ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳのＡＣ電力に変換するように構成されている。少なくとも１つの第２パワーインバータは、（ａ）ＲＥＳのＡＣ電力によってＥＳＳを充電する際に、ＲＥＳのＡＣ電力をＥＳＳのＤＣ電力に変換するように、且つ、（ｂ）ＥＳＳのＡＣ電力を配電網に放電する際には、ＥＳＳのＤＣ電力をＥＳＳのＡＣ電力に変換するように、構成されている。少なくとも１つのパワーインバータの総出力容量は、ＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されており、且つ、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、ＲＥＳのＡＣ電力をＰＯＧＩ限度を超過する状態において配電網に供給することを回避するのに十分な量においてＲＥＳのＡＣ電力を少なくとも１つの第２パワーインバータに分流するように構成されている。

【0068】

[0041] ＡＣの過大にサイズ設定されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備の特定の実施形態において、少なくとも１つの第１パワーインバータの総出力容量は、少なくとも１０％だけ、少なくとも３０％だけ、少なくとも５０％だけ、少なくとも７０％だけ、少なくとも１００％だけ、又は本明細書において規定された別の閾値だけ、ＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されている。特定の実施形態において、以上の最小閾値は、任意選択により（適宜）、（Ａ）１２０％、（Ｂ）１５０％、（Ｃ）２００％、或いは、（ｉ）ＰＯＧＩ限度と（ｉｉ）ＥＳＳの容量の合計、の値を上限とすることができる。特定の実施形態において、少なくとも１つの第１パワーインバータの総出力容量は、（ｉ）ＰＯＧＩ限度と（ｉｉ）ＥＳＳの容量の合計に等しくなるようにサイズ設定されている。特定の実施形態において、少なくとも１つの第１パワーインバータは、複数のパワーインバータを有することができる。

【0069】

[0042] ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備の技術的利益は、相対的に大きな容量係数を提供する能力を含む（例えば、従来のＰＶ－ＢＥＳＳ設備の場合における、恐らくは、３０～４０％の範囲との比較において、ＡＣオーバービルトＰＶ－ＢＥＳＳ設備の場合には、５０～６０％である）。このような設備は、（構築に費用と時間を所要する）既存の送電リソースにより、相対的に多くの再生可能エネルギーを供給する能力を有する。相対的に低いエネルギーの費用が実現されうるが、その理由は、固定された開発プロジェクト費用が、生成の相対的に多くの年間メガワット－時にわたって償却されうるからである。

【0070】

[0043] 又、上述のように、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、長い持続時間（特定の実施形態において、例えば、少なくとも６時間／日、少なくとも８時間／日、少なくとも１２時間／日、少なくとも１６時間／日、少なくとも２０時間／日、又は２４時間／日）にわたって、ハイレベルな固定常時容量（例えば、ＰＯＧＩ限度の少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％）を提供するのに適している。特定の実施形態において、上述の容量及び持続時間閾値が、すべての予測可能な天候状態にわたって、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、又は少なくとも９９％のコンフィデンスウィンドウにより、実現されることを許容するべく、ＥＳＳ及び少なくとも１つの第１インバータをサイズ設定する際に、長期間の天候データを利用することができる。特定の実施形態において、コンフィデンスウィンドウは、規定された固定常時容量及び長い持続時間が実現される、月当たりの、又は、年当たり、日数に対応している。ハイレベルな固定常時容量を提供する能力は、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備が、従来のベースロード資産（例えば、ガス火力発電、石炭火力発電、又は原子力発電）を置換し、且つ、配電網の安定性を改善することを可能にしている。

【0071】

[0044] 特定の実施形態においては、電力を配電網相互接続点において配電網に供給するように構成されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備を制御する方法が提供されており、この場合に、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）及びＲＥＳによって生成された電力によって充電可能であるエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）を含み、且つ、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度を有する。方法は、ＲＥＳと配電網相互接続点の間において結合された少なくとも１つの第１パワーインバータを提供することであって、少なくとも１つの第１パワーインバータは、ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳ交流（ＡＣ）電力に変換するように構成されており、且つ、少なくとも１つの第１パワーインバータの総出力容量は、ＰＯＧＩ限度を超過するようにサイズ設定されている、ことと、（ｉ）ＥＳＳと配電網相互接続点の間において、且つ、（ｉｉ）少なくとも１つの第１パワーインバータと配電網相互接続点の間において、結合された少なくとも１つの第２パワーインバータを提供することであって、少なくとも１つの第２パワーインバータは、（ａ）ＥＳＳをＲＥＳのＡＣ電力によって充電する際に、ＲＥＳのＡＣ電力をＥＳＳのＤＣ電力に変換するように、且つ、（ｂ）ＥＳＳのＡＣ電力を配電網に放電する際には、ＥＳＳのＤＣ電力をＥＳＳのＡＣ電力に変換するように、構成されている、ことと、ＲＥＳのＡＣ電力の第１部分を配電網に供給しつつ、ＰＯＧＩ限度を超過した状態においてＲＥＳのＡＣ電力を配電網に供給することを回避するべく十分な量においてＲＥＳのＡＣ電力の第２部分を少なくとも１つの第２パワーインバータに分流することと、を有する。

【0072】

[0045] 特定の実施形態において、方法は、ＲＥＳのＡＣ電力を配電網に少なくとも８時間／日、又は少なくとも１２時間／日、又は少なくとも１６時間／日、又は本明細書において規定された別の閾値にわたって、ＰＯＧＩ限度の少なくとも８０％（或いは、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％、又は１００％）の固定された常時容量において供給することを更に有する。特定の実施形態において、ＲＥＳのＡＣ電力を規定された固定常時容量及び持続時間にわたって配電網に供給することは、規定された月又は年内の日々の少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％にわたって実行されている。

【0073】

[0046] 図６Ａ～図６Ｃは、従来の（図６Ａによる）ＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備との関係において、且つ、（図６Ｃによる）ＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備との関係において、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備（図６Ｂによる）のコンポーネントのサイズ設定及び属性を比較するための基礎を提供している。図６Ａ～図６Ｃにおいて提供されているＲＥＳ容量、インバータ容量、及び相互接続点限度の値は、保護の範囲を限定する意図を伴うことなしに、理解の容易性を促進するべく提供されるものである。

【0074】

[0047] 図６Ａは、配電網相互接続点９６においてＡＣ配電網と結合された従来のＲＥＳ設備９０の（例えば、直流太陽光発電モジュールを有する）ＲＥＳ９２、パワーインバータ９４、及び（本明細書において、ＰＯＧＩ限度と以前に呼称されている）相互接続点限度の相対サイズを示す図である。図６Ａにおいて示されているように、ＲＥＳ９２は、１３５ＭＷを出力するように構成されていてもよく、（ＲＥＳのＤＣ電力をＡＣ電力に変換するべく機能する）パワーインバータ９４は、１０３ＭＷ以下の出力容量を有していてもよく、且つ、ＰＯＧＩ限度は、１００ＭＷであってよい。ＲＥＳ９２からパワーインバータ９４に供給されるＤＣパワーの比率は、約１．３であってよい一方で、ＰＯＧＩ限度に対するＲＥＳのＤＣパワーの比率は、１．３５であってよい。ＲＥＳのＤＣパワーとパワーインバータ９４の容量の間のミスマッチは、クリッピングされた又は失われたエネルギーの第１部分９３を結果的にもたらし、且つ、パワーインバータ９４の容量とＰＯＧＩ限度の間のミスマッチは、クリッピングされた又は失われたエネルギーの第２部分を結果的にもたらし、これは、ＲＥＳ９２がフル容量においてＲＥＳのＤＣパワーを生成している際に、浪費される。

【0075】

[0048] 図６Ｂは、本開示の一実施形態による（例えば、直流太陽光発電モジュールを有する）ＲＥＳ１０２、パワーインバータ１０４、及び、配電網相互接続点１０６においてＡＣ配電網と結合されたＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備１００の（本明細書において、ＰＯＧＩ限度と上述されている）相互接続点限度の相対サイズを示す図である。図６Ｂにおいて示されているように、ＲＥＳ１０２は、１７５ＭＷを出力するように構成されていてもよく、（ＲＥＳのＤＣ電力をＲＥＳのＡＣ電力に変換するべく機能する）パワーインバータ１０４は、１３５ＭＷの出力容量を有していてもよく、且つ、ＰＯＧＩ限度は、１００ＭＷであってよい。（（図示されてはいない）関連するパワーインバータを有する）ＡＣ結合されたＥＳＳ１０８は、ＰＯＧＩ限度を超過するＲＥＳのＡＣ電気出力の任意の部分を受け取り且つ保存し、これにより、ＥＳＳ１０８が存在していない場合に、潜在的エネルギー損失１０５を回避しつつ、過剰なエネルギーを配電網に供給することを回避するべく、提供されている。ＲＥＳ１０２からパワーインバータ１０４に供給されるＲＥＳのＤＣパワーの比率は、約１．３であってよい一方で、ＰＯＧＩ限度に対するＲＥＳのＤＣパワーの比率は、１．７５であってよい。ＲＥＳのＤＣパワーとパワーインバータ１０４の容量の間のミスマッチは、ＲＥＳ９２がフル容量においてＲＥＳのＤＣパワーを生成している際に、浪費される、クリッピングされた又は失われたエネルギー１０３を結果的にもたらす。特定の実施形態において、パワーインバータ１０４の容量は、図６Ｂにおいて記述されている値との関係において、本明細書において記述されている閾値の１つまで、（例えば、ＰＯＧＩ限度とＥＳＳ１０８の容量の合計に等しくなるように）増大させることができる。クリッピングされた又は失われたエネルギー１０３を低減又は制限することが望ましい場合には、パワーインバータ１０４は、ＲＥＳ１０２の出力容量に相対的に近接した又はこれに等しい容量を有するように、サイズ設定することができる。

【0076】

[0049] 図６Ｂは、控えめな程度の、ＥＳＳ及びパワーインバータの過大なサイズ設定を描いているが、ＲＥＳ－ＥＳＳが、望ましい固定常時容量レベル及び望ましい持続時間を望ましいコンフィデンスの程度によって提供することを可能にするべく、任意の適切な程度の過大なサイズ設定を提供することができることを理解されたい。

【0077】

[0050] 図６Ｃは、配電網相互接続点１１６においてＡＣ配電網と結合されたＤＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備１１０のＲＥＳ１１２、パワーインバータ１１４、及び配電網相互接続点限度の相対サイズを示す図であり、この場合に、ＤＣ結合されたＥＳＳ１１８は、パワーインバータ１１４の容量を超過するＲＥＳのＤＣ電気出力を受け取り且つ保存（し、これにより、ＥＳＳ１１８が存在していない場合に、潜在的なエネルギー損失を回避）するように、構成されている。ＲＥＳ１１２からパワーインバータ１１４に供給されるＲＥＳのＤＣパワーの比率は、約１．７であってよい一方で、ＰＯＧＩ限度に対するＲＥＳのＤＣパワーの比率は、１．７５であってよい。パワーインバータ１１４の出力容量とＰＯＧＩ限度の間のミスマッチは、ＲＥＳ１１２がフル容量においてＲＥＳのＤＣパワーを生成している、且つ、パワーインバータ１１４が所定の容量において動作している、際に、浪費されうる、クリッピングされた又は失われたエネルギー１１５を結果的にもたらす。

【0078】

[0051] 非オーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備とＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備の間における動作及び性能の差については、図７Ａ及び図７Ｂを比較した際に、理解することができる。

【0079】

[0052] 図７Ａは、配電網相互接続点限度にマッチングされたパワーインバータ容量を有する非オーバービルト型のＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットである。図７Ａは、ＲＥＳ生成（即ち、太陽光発電又は「ＰＶ」）、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力（即ち、ＰＶ＋ストレージ、即ち、「ＰＶ＋Ｓ」）、並びに、（本明細書においては、「ＰＯＧＩ限度」とも呼称されている）相互接続点（ＰＯＩ）限度の重畳されたプロットを提供している。図示のように、ＰＯＩ限度は、１００ＭＷであり、ピークＰＶ出力（即ち、ＰＯＧＩパワー限度に近接したインバータ容量限度によってクリッピングされる前の直流としてのもの）は、ＰＯＩ限度よりも約１０％だけ大きく、且つ、ＰＶ＋Ｓ出力は、一日のうちの約１時間にわたってのみ、ＰＯＩ限度と等しい。

【0080】

[0053] 図７Ｂは、本開示の一実施形態による、配電網相互接続点限度を大幅に超過するパワーインバータ容量を有するＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットである。図７Ｂは、ＲＥＳ生成（即ち、太陽光発電又は「ＰＶ」）、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力（即ち、ＰＶ＋ストレージ、即ち、「ＰＶ＋Ｓ」）、並びに、（本明細書においては、「ＰＯＧＩ限度」とも呼称されている）相互接続点（ＰＯＩ）限度の重畳されたプロットを提供している。図示のように、ＰＯＩ限度は、１００ＭＷであり、ピークＰＶ出力（インバージョンの後の交流としてのもの）は、ＰＯＩ限度よりも約５０％だけ大きく、且つ、ＰＶ＋Ｓ出力は、一日において約８時間以上にわたってＰＯＩ限度に等しい。プロットされたＰＯＩ限度とＰＶ生成の間のエリアは、エネルギーストレージ装置（例えば、電池アレイ）内において保存されるべく利用可能なエネルギーを表している。（ＰＯＩ限度を超過する）過大にサイズ設定されたインバータ容量を有する大容量エネルギーストレージ装置の存在は、ＰＶアレイによって生成される過剰なエネルギー（即ち、ＰＯＩ限度を超過するパワー）が保存されることを許容している。これは、この期間において固定常時容量を提供することにより、過剰なエネルギーが、ＰＶ生成が低下した後に、その日の後からの放電のために保存されることを依然として許容しつつ、ＰＶ＋Ｓ出力が、０９：００ごろ～１７：００において、ベースロードユニットと同様に機能することを許容している。

【0081】

[0054] 図８は、本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を超過するパワーインバータ容量を有するＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、この場合には、ＲＥＳ生成（太陽光発電メガワット、即ち、「ＰＶ ＭＷ」）、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力（「正味のプラントＭＷ」）、及びＥＳＳの充電状態（「ＳＯＣ％」）の重畳されたプロットを有する。このモデル化された構成において、ＥＳＳは、３００ＭＷを充電又は放電するための容量を有し、ＥＳＳは、５００ＭＷ超の最大出力容量（インバージョンの後の交流としてのもの）を有し、且つ、ＰＯＧＩ限度は、４００ＭＷである。図示のように、配電網に供給される、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳのＡＣ出力は、０８：３０ごろ～１７：３０ごろにおいて４００ＭＷであり、この場合に、この量は、設備のＰＯＧＩ限度に等しい。同一のインターバルにおいて、ＲＥＳ生成は、ＰＯＧＩ限度を超過しており、この場合に、この過生成のエネルギーは、（上昇する充電状態によって示されているように）ＥＳＳを充電するべく使用されている。ＲＥＳ生成が１７：３０ごろにおいて降下を始めた際に、ＥＳＳの制御は、充電モードから放電モードにスイッチングされ、且つ、ＥＳＳの出力は、配電網にパワーを供給するべくＡＣに変換されている。３００ＭＷのＥＳＳのＡＣ出力は、１８：００ごろ～２２：３０ごろにおいて配電網に供給され、且つ、次いで、２３：００までに、ゼロに降下し、これにより、設備のＰＯＧＩ限度を超過するＲＥＳの生成を受け取るべく、次の日に充電されるようにＥＳＳを準備完了状態としている。図示のように、設備は、パワーを配電網に９時間超にわたってＰＯＧＩ限度に等しい固定された値において供給するべく、且つ、パワーを更なる４時間超にわたって配電網にＰＯＧＩ限度の７５％に等しい値において更に供給するべく、使用することができる。大きな容量において、長い持続する期間にわたって、固定常時容量をＰＯＧＩ限度において又はその近傍において供給するための、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備の能力は、従来のＲＥＳ－ＥＳＳ設備からの脱却を示している。

【0082】

[0055] 非オーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備とＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備の間における動作及び性能の更なる差については、図９Ａ及び図９Ｂを比較した際に、理解することができる。

【0083】

[0056] 図９Ａは、配電網相互接続点限度にマッチングされたパワーインバータ容量を有するＡＣ結合されたＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットである。図９Ａは、ＲＥＳ生成（即ち、太陽光発電、即ち、「ＰＶ」）、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力（即ち、ＰＶ＋ストレージ、即ち、「ＰＶ＋Ｓ」出力）、ＥＳＳパワー出力（即ち、「ＢＥＳＳパワー」）、並びに、ＥＳＳの充電状態（即ち、「ＢＥＳＳ ＳＯＣ」）の重畳されたプロットを提供している。図示のように、１００ＭＷの最大ＰＶ生成は、０８：００ごろ～１６：３０ごろにおいて実現されており、この場合に、この生成の一部分は、この期間において、（上昇するＳＯＣ値及び負のＥＳＳパワー出力によって示されているように）ＥＳＳを充電するべく使用されている。ＲＥＳ生成が降下を始め、且つ、最大ＳＯＣが、１６：００ごろにおいて実現された際に、ＥＳＳの制御は、充電モードから放電モードにスイッチングされ、且つ、ＥＳＳの出力は、パワーを配電網に供給するべく、ＡＣに変換されている。ＰＯＧＩ限度に等しい、１００ＭＷの組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力が、１６：００～２０：３０ごろにおいて、約４．５時間にわたって、実現され、且つ、次いで、２１：００までに、ゼロに降下しており、これにより、ＥＳＳが、次の日に充電されるように準備完了状態としている。

【0084】

[0057] 図９Ｂは、本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を大幅に超過するパワーインバータ容量を有するＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットである。図９Ｂは、１００ＭＷのＰＯＧＩ限度を有する設備のＲＥＳ生成（即ち、太陽光発電、即ち、「ＰＶ」）、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力（即ち、ＰＶ＋ストレージ、即ち、「ＰＶ＋Ｓ」出力）、ＥＳＳパワー出力（即ち、「ＢＥＳＳ パワー」）、及びＥＳＳの充電状態（即ち、「ＢＥＳＳ ＳＯＣ」）の重畳されたプロットを提供している。図示のように、約１５０ＭＷの最大ＰＶ生成は、０８：００ごろ～１６：３０ごろにおいて実現されており、この場合に、この生成の一部分は、この期間において、（上昇するＳＯＣ値及び負のＥＳＳパワー出力によって示されているように）ＥＳＳを充電するべく使用されている。ＲＥＳ生成が降下を始め、且つ、最大ＳＯＣが１６：００ごろにおいて実現された際に、ＥＳＳの制御は、充電モードから放電モードにスイッチングされ、且つ、ＥＳＳの出力が、配電網にパワーを供給するべくＡＣに変換されている。ＰＯＧＩ限度に等しい１００ＭＷの組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力が、０８：００前～２１：００ごろにおいて、約１３時間超にわたって実現されており、且つ、次いで、２２：００までにゼロに降下しており、これにより、ＥＳＳが次の日に充電されるように、準備完了状態としている。大きな容量のＥＳＳ及び（ＰＯＧＩ限度を超過する）過大にサイズ設定されたインバータ容量の存在は、ＥＳＳアレイによって生成された過剰なエネルギー（即ち、ＰＯＩ限度を超過するパワー）が保存されることを許容しており、且つ、固定常時容量をこの期間において提供することにより、ＰＶ＋Ｓ出力が、０８：００ごろ～２１：００ごろにおいて、ベースロードユニットに類似した方式で機能することを許容している。

【0085】

Ｂ．ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを使用するＲＥＳ－ＥＳＳ制御方法モード
[0058] 本開示の一態様は、（既定の固定された）ＰＯＧＩ限度未満である、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを算出するべく、ＲＥＳよる電気エネルギー生成の時間依存性予測及びＥＳＳの充電状態（ＳＯＣ）を使用する、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備を制御する方法を対象としており、この場合に、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、ＳＯＣスケジュールが充足されることを依然として保証しつつ、可能な限り低い、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備のピークパワー出力値を表している。方法は、ＥＳＳ用の時変充電／放電制御信号を生成するべく、ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測及びＥＳＳの充電状態（ＳＯＣ）スケジュールとの関連において、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを使用することを更に有しており、この場合に、制御信号は、ＳＯＣスケジュールの充足を保証するように構成されている。

【0086】

[0059] ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備のヘッドルーム（例えば、運転予備力容量）を極大化し、これにより、補助的サービスを提供する（且つ、補助的サービスを提供するべくグリッド事業者に課金する）ためのＲＥＳ－ＥＳＳ設備の能力を改善する、示唆されたピークパワー限度閾値を表している。実際に、配電網事業者は、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを設定（並びに、利用）するべく選択することができる。

【0087】

[0060] 特定の実施形態において、方法は、ＰＯＧＩ限度未満であるＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを算出するべく、（Ａ）ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測及び（Ｂ）充電状態（ＳＯＣ）スケジュールを利用することであって、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、ＳＯＣスケジュールが充足されることを依然として保証しつつ、可能な限り低いＲＥＳ－ＥＳＳのピークパワー出力値を表している、ことと、ＥＳＳ用の時変充電／放電制御信号を生成するべく、（Ａ）再生可能電気エネルギー生成リソースによる電気エネルギー生成の時間依存性予測、（Ｂ）少なくとも１つのＳＯＣターゲット値を含む電気エネルギーストレージ装置の充電状態（ＳＯＣ）スケジュール、及び（Ｃ）ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを利用することと、を有しており、この場合に、時変充電／放電制御信号は、ＳＯＣスケジュールが充足されることを保証するように構成されている。

【0088】

[0061] 特定の実施形態において、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、充電されたエネルギーの量が、規定された期間内においてＳＯＣの最大値に到達するのに必要とされるエネルギーに等しくなるように、最適な上部閾値について解くべく、最適化アルゴリズムを使用することにより、推定することができるが、この場合に、最大値は、エネルギーの最大状態と呼称されうる。具体的には、方法は、

【数1】

となるように、（ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを表す）ｘについて解くことを必要としうるが、
この場合に、
・「ｎ」は、ターゲットインターバルにおける予測されたパワー値の数であり、
・「ｘ」は、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップ（閾値）であり、且つ、
・エネルギーの最大状態は、構成可能な最大ＳＯＣパラメータの関数である。

【0089】

[0062] 特定の実施形態において、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、コンピュータ実装された反復的な求根アルゴリズムを使用することにより、生成することができる。１つの非限定的な例は、ニュートン－ラフソン法である。特定の実施形態において、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、コンピュータ実装された、行列に基づいた求根アルゴリズムを使用することにより、生成することができる。

【0090】

[0063] 図１０には、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを利用した結果が示されており、これは、本開示の一実施形態による配電網相互接続点限度を超過するパワーインバータ容量を有するＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備のモデル化された出力プロットであり、ＲＥＳ生成、組み合わせられたＲＥＳ－ＥＳＳ出力、ＥＳＳの充電状態、及びＥＳＳのパワー出力の重畳されたプロットを有する。図１０は、一日の末尾の前に容量の９５％のＳＯＣを提供する、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップ（図１０において、ピークパワー限度閾値とも呼称されている）を算出した結果を示している。

【0091】

[0064] 特定の実施形態において、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを伴う方法は、（ｉ）電気エネルギー生成の更新された時間依存性予測、或いは、（ｉｉ）更新されたＳＯＣスケジュール、という項目（ｉ）又は（ｉｉ）の少なくとも１つに基づいて時変充電／放電制御信号の生成を定期的に更新することを更に有する。

【0092】

[0065] 特定の実施形態において、方法は、リフレッシュ期間の満了の際に時変制御信号の生成を定期的に更新することを更に有しており、この場合に、定期的更新は、リフレッシュ期間の満了の際に、配電網に再生可能電気エネルギー生成リソース及び電気エネルギーストレージ装置から供給された総エネルギー用の新しいベースポイント値を演算及び使用することを有する。特定の実施形態において、リフレッシュ期間は、構成可能であり、且つ、時変充電／放電制御信号は、リフレッシュ期間当たりに１回だけ、変化することが許容されている。特定の実施形態において、時変充電／放電制御信号は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の総パワー出力をリフレッシュ期間において一定に維持し、これにより、エネルギー市場及び／又はエネルギーバランス市場における参加を可能にするべく、構成可能なリフレッシュ期間内において１回のみ変化することが許容されている。特定の実施形態において、リフレッシュ期間は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の操作者によって構成可能である。

【0093】

[0066] 特定の実施形態において、電気エネルギーストレージ装置は、排他的に再生可能電気エネルギー生成リソースから充電されている。

【0094】

[0067] 特定の実施形態において、方法は、ＳＯＣスケジュールが充足されることを保証するべく、少なくとも１つの電気生成設備の予測された生成と実際の生成の間の差に応答して時変充電／放電制御信号を変更することを更に有する。

【0095】

[0068] 特定の実施形態において、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、オンサイトの空の撮像、衛星撮像、及び気象モデル化、のうちの２つ以上に基づいた組を有する。

【0096】

[0069] 特定の実施形態において、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、配電網に供給される総太陽光発電＋ストレージエネルギー（ＰＶ＋Ｓ出力ベースポイント値）用の新しいベースポイント値が演算される頻度を判定するリフレッシュレートを有する。特定の実施形態においては、新しいＰＶ＋Ｓベースポイント値が演算される時点まで、既存のＰＶ＋Ｓ出力値が使用されている。

【0097】

[0070] 特定の実施形態において、再生可能電気エネルギー生成リソースは、太陽光発電アレイを有し、電気エネルギーストレージ装置は、電池アレイを有し、且つ、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、太陽光生成予測を有する。

【0098】

[0071] 特定の実施形態において、再生可能電気エネルギー生成リソースは、少なくとも１つの風力タービンを有し、電気エネルギーストレージ装置は、電池アレイを有し、且つ、電気エネルギー生成の時間依存性予測は、風力生成予測を有する。

【0099】

[0072] 図１１は、一実施形態による再生可能電気エネルギー生成リソース及び再生可能電気エネルギー生成リソースによって生成された電力によって充電可能である電気エネルギーストレージ装置を制御するためのシステムの１つ又は複数のコンポーネントとして含まれうるコンピュータシステム２００の一般化された表現の概略図である。コンピュータシステム２００は、本明細書において記述されている機能又は処理のうちの、これらのもの及び／又は任意のものを実行するべく、コンピュータ可読媒体からの命令を実行するように適合させることができる。

【0100】

[0073] コンピュータシステム２００は、サポートされている通信サービスのスケーリングをサポートするべくプログラミング可能なデジタル信号処理回路をプログラミング及び構成するように実行されうる命令の組を含むことができる。コンピュータシステム２００は、ローカルエリアネットワーク、イントラネット、エクストラネット、又はインターネットにおいてその他の機械と接続（例えば、ネットワーク化）することができる。単一の装置のみが示されているが、「装置」という用語は、本明細書において記述されている方法の任意の１つ又は複数を実行するべく、個々に又は協働して命令の組（又は、複数の組）を実行する装置の任意の集合体をも含むものと解釈されたい。コンピュータシステム２００は、印刷回路基板（ＰＣＢ）、サーバー、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、演算パッド、モバイル装置、又は任意のその他の装置などの、電子基板又はカード内において含まれている１つ又は複数の回路であってよく、且つ、例えば、サーバー又はユーザーのコンピュータを表することもできる。

【0101】

[0074] コンピュータシステム２００は、この実施形態において、処理装置又はプロセッサ２０２、メインメモリ２０４（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、など）、及びスタティックメモリ２０６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、など）を含み、これらは、データバス２０８を介して互いに通信することができる。或いは、この代わりに、処理装置２０２は、直接的に、或いは、なんらかのその他の接続性手段を介して、メインメモリ２０４及び／又はスタティックメモリ２０６に接続することもできる。処理装置２０２は、コントローラであってよく、且つ、メインメモリ２０４又はスタティックメモリ２０６は、任意のタイプのメモリであってよい。

【0102】

[0075] 処理装置２０２は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、又はこれらに類似したものなどの１つ又は複数の汎用処理装置を表している。特定の実施形態において、処理装置２０２は、ＣＩＳＣ（Complex Instruction Set Computing）マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computing）マイクロプロセッサ、ＶＬＩＷ（Very Long Instruction Word）マイクロプロセッサ、その他の命令セットを実装するプロセッサ、或いは、命令セットの組合せを実装するその他のプロセッサであってよい。処理装置２０２は、本明細書において記述されている動作及びステップを実行する命令において、処理ロジックを実行するように構成されている。

【0103】

[0076] コンピュータシステム２００は、ネットワークインターフェイス装置２１０を更に含むことができる。これに加えて、コンピュータシステム２００は、命令を実装する際にコンピュータシステム２００に伝達されるべく入力及び選択を受け取るように構成された少なくとも１つの入力２１２を含むこともできる。又、コンピュータシステム２００は、限定を伴うことなしに、ディスプレイ、ビデオ表示ユニット（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は陰極線管（ＣＲＴ））、英数入力装置（例えば、キーボード）、及び／又はカーソル制御装置（例えば、マウス）を含む出力２１４を含むこともできる。

【0104】

[0077] コンピュータシステム２００は、コンピュータ可読媒体２１８内において保存されている命令２１６を含むデータストレージ装置を含んでいてもよく、或いは、含んでいなくてもよい。又、命令２１６は、コンピュータシステム２００によるその実行の際に、完全に又は少なくとも部分的に、メインメモリ２０４内において、及び／又は、処理装置２０２内において、存在していてもよく、この場合に、メインメモリ２０４及び処理装置２０２も、コンピュータ可読媒体を構成している。命令２１６は、更に、ネットワークインターフェイス装置２１０を介してネットワーク２２０上において送受信することもできる。

【0105】

[0078] コンピュータ可読媒体２１８は、一実施形態において、単一の媒体であるものとして示されているが、「コンピュータ可読媒体」という用語は、命令の１つ又は複数の組を保存する単一の媒体又は複数の媒体（例えば、中央集中化された又は分散されたデータベース及び／又は関連するキャッシュ及びサーバー）を含むものとして解釈されたい。又、「コンピュータ可読媒体」という用語は、処理装置による実行のための命令の組を保存、エンコーディング、又は担持する能力を有する、且つ、処理装置が本明細書において開示されている実施形態の方法の任意の１つ又は複数を実行するようにする、任意の媒体を含むものと解釈されたい。従って、「コンピュータ可読媒体」という用語は、限定を伴うことなしに、半導体メモリ、光媒体、及び／又は磁気媒体を含むものとして解釈されたい。

【0106】

[0079] 特定の実施形態において、本明細書において開示されているシステム及び装置は、少なくとも１つのプロセッサにより、（ｉ）再生可能電気エネルギー生成リソース及び（ｉｉ）再生可能電気エネルギー生成リソースによって生成された電力によって充電可能である電気エネルギーストレージ装置を制御するためのプログラム命令を含む一時的ではないコンピュータ可読媒体を利用してもよく、この場合に、方法は、少なくとも１つのプロセッサにより、ＰＯＧＩ限度未満であるＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを算出するべく、（Ａ）ＲＥＳによる電気エネルギー生成の時間依存性予測及び（Ｂ）充電状態（ＳＯＣ）スケジュールを利用することを有し、この場合に、ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップは、ＳＯＣスケジュールが充足されることを依然として保証しつつ、可能な限り低いＲＥＳ－ＥＳＳ用のピークパワー出力値を表している。方法は、ＥＳＳ用の時変充電／放電制御信号を生成するべく、少なくとも１つのプロセッサにより、（Ａ）再生可能電気エネルギー生成リソースによる電気エネルギー生成の時間依存性予測、（Ｂ）少なくとも１つのＳＯＣターゲット値を含む電気エネルギーストレージ装置の充電状態（ＳＯＣ）スケジュール、及び（Ｃ）ＳＯＣターゲットに基づいたＰＯＧＩキャップを利用することを更に有し、この場合に、時変充電／放電制御信号は、ＳＯＣスケジュールが充足されることを保証するように構成されている。

【0107】

[0080] 特定の実施形態において、コンピュータ可読媒体内において含まれているプログラム命令は、本明細書において開示されている更なる方法ステップを実行するように構成することができる。

【0108】

Ｃ．潜在的なＲＥＳ－ＥＳＳ出力用のパワー供給トランザクションを実装する方法
[0081] 上述のように、再生可能エネルギー生成者が、エネルギー生成についてしか、報酬を得られない場合には、これらの生成者は、補助的サービスを提供する意欲がそがれてしまう場合がある。これに加えて、プロジェクトを開発するための資本支出は、通常、予測された生成にわたって償却されており、且つ、これらのプロジェクトの投資者は、プロジェクトの資金調達のために投資するべく、予想された生成における確実性を必要としている。これらの課題に対処するべく、本開示の一態様は、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の潜在的な電気エネルギー出力用の購入者と販売者の間のパワー供給トランザクションを実装する方法を対象としている。このような方法は、１つ又は複数の検知されたパラメータを通知する信号を利用することにより、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいてＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を定期的に推定することを含む。方法は、１つ又は複数の時間ウィンドウにおいて潜在的なＲＥＳ過生成を識別するべく、ＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を設備のＰＯＧＩ限度と比較することと、１つ又は複数の時間ウィンドウにおいてＥＳＳに充電された、充電された潜在的ＲＥＳ過生成の量を識別することと、を更に含む。方法は、充電された潜在的ＲＥＳ過生成が１つ又は複数の時間ウィンドウにおいて潜在的ＲＥＳ過生成未満である場合に、供給されていない電気エネルギーについて購入者に課金することを更に含む。このような方法は、具体的には、ＰＯＧＩ限度を上回る潜在的生成を計量することにより、予想された収入における確実性をＲＥＳ－ＥＳＳ投資者に付与することを意図している。

【0109】

[0082] 方法は、ＥＳＳが次の朝までに空になり、且つ、フル充電を再度受け入れるように、準備完了状態となるように、ＥＳＳを毎日放電するべく、電力会社（又は、その他の配電網事業者）用の経済的なインセンティブを提供している。方法は、ＥＳＳにおいて保存されることが可能であったが、電力会社又は配電網事業者がＥＳＳを十分に放電しなかった場合に保存されなかった、エネルギーの量の推定を許容している。このような方法は、電力会社又は配電網事業者が新しい日の開始の前にＥＳＳを十分に放電しない結果として、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備所有者が、保存されなかったエネルギーの推定された量について支払われるための基礎を更に提供している。このような方法の実装は、電力会社がＥＳＳを十分に放電しないことを選択した場合にも、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に対する収入ストリームの確実性を保証することにより、配電網事業者が生成リソースを制御する柔軟性を損なうことなしに、ＡＣオーバービルトＲＥＳ－ＥＳＳ設備の構築をサポートするための投資者用のインセンティブを提供している。

【0110】

[0083] 特定の実施形態において、統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備の潜在的な電気エネルギー出力用の購入者と販売者の間におけるパワー供給トランザクションを実装する方法は、１つ又は複数の検知されたパラメータを通知する信号を利用することにより、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおけるＲＥＳの合計潜在的電気エネルギー出力を定期的に推定することと、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいて潜在的なＲＥＳ過生成を識別するべく、ＲＥＳの推定された合計潜在的電気エネルギー出力をＲＥＳ－ＥＳＳ設備の配電網相互接続点（ＰＯＧＩ）限度と比較することであって、潜在的なＲＥＳ過生成は、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウ内におけるＰＯＧＩ限度を超過した状態の潜在的なＲＥＳ電気エネルギー出力と等しい、ことと、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいてＥＳＳに充電された潜在的ＲＥＳ過生成として算出された、充電された潜在的ＲＥＳ過生成の量を識別することと、充電された潜在的ＲＥＳ過生成が、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウの１つ又は複数の時間ウィンドウにおいて潜在的なＲＥＳ過生成未満である場合に、供給されなかった電気エネルギーについて購入者に課金することと、を有する。

【0111】

[0084] 特定の実施形態において、方法は、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウにおいてＥＳＳに充電されなかった潜在的ＲＥＳ過生成として算出される、充電されなかった潜在的ＲＥＳ過生成の量を識別することであって、この場合に、供給されなかった電気エネルギーに課金される金額は、（ｉ）潜在的なＲＥＳ過生成がゼロに等しい場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、ゼロに等しく、そうではなくて、（ｉｉ）充電された潜在的なＲＥＳ過生成が潜在的なＲＥＳ過生成以上である場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、ゼロに等しく、そうではなくて、（ｉｉｉ）充電されたＲＥＳ過生成が潜在的なＲＥＳ過生成未満である場合には、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値は、（ａ）充電されなかった潜在的ＲＥＳ過生成、並びに、（ｂ）潜在的なＲＥＳ過生成から充電されたＲＥＳ過生成を減算したもの、という、（ａ）及び（ｂ）という項目の相対的に小さなものに等しい、という論理的シーケンスに従って識別された、見なしの供給されたＲＥＳ過生成値に基づいている、ことを更に有する。

【0112】

[0085] 特定の実施形態において、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウは、複数の期間を有する。特定の実施形態において、複数の期間のそれぞれの期間は、１時間未満である（例えば、それぞれの期間は、５分、１分、又は別の適切なインターバルであってよい）。

【0113】

[0086] 特定の実施形態において、１つ又は複数の時間ウィンドウは、少なくとも１つの過去の時間ウィンドウの複数の時間ウィンドウの合計を有する。特定の実施形態において、複数の時間ウィンドウの合計は、１日の期間に対応している。

【0114】

[0087] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、太陽光発電アレイを有し、且つ、１つ又は複数の検知されたパラメータは、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の１つ又は複数の場所において検知された放射照度を有する。

【0115】

[0088] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、１つ又は複数の風力タービンを有し、且つ、１つ又は複数の検知されたパラメータは、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備における又はその上方の１つ又は複数の場所において検知された風速を有する。

【0116】

[0089] 特定の実施形態において、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備は、少なくとも３３ｋＶ又は少なくとも６６ｋＶの電圧において配電網にエネルギーを供給するように構成されている。特定の実施形態において、ＥＳＳは、排他的にＲＥＳから充電されるように構成されている。

【0117】

[0090] 特定の実施形態において、ＲＥＳは、ＲＥＳがＥＳＳを十分に充電しうることを保証するべく、ＲＥＳ－ＥＳＳ設備の対応するＥＳＳとの関係におい過大にサイズ設定することができる（例えば、冬季において、或いは、相対的に多くの雲が予想される季節において、ＰＶアレイを実施するＲＥＳの場合）。ＲＥＳからの潜在的な過剰生成は、ＥＳＳのフルエネルギー容量を超過しうるであろう。このような例においては、購入者が、ＥＳＳによって吸収されうるものを超過した潜在的な過生成について課金されることにならないように、ＥＳＳの容量によって設定された、一日当たりの、ＲＥＳからの算出された潜在的過剰エネルギー生成に基づいて、最大限度を設定することができる。この最大限度は、依然として、ＲＥＳが生成しえたが、購入者が前日からＥＳＳを放電しなかったことから、ＥＳＳ内において保存されなかった、潜在的なエネルギーについての課金を許容することになろう。このような例において、方法は、潜在的なＲＥＳ過生成がＥＳＳの容量を超過している場合に、ＥＳＳの容量に基づいて課金される潜在的なＲＥＳ過生成の量の上限を定めることを更に有することができる。

【0118】

[0091] 以上、本明細書において、特定の態様、特徴、及び例示用の実施形態について開示したが、本開示は、本明細書における開示に基づいた多数のその他の変更、変形、及び代替自体について当業者に示唆することになることから、本開示は、多数のその他の変更、変形、及び代替にも拡張され、且つ、これらを包含していることを理解されたい。本明細書において記述されている構造の様々な組合せ及びサブ組合せが、想定されており、且つ、本開示の知識を有する当業者には明らかとなろう。本明細書において開示されている様々な特徴及び要素の任意のものは、そうではない旨が本明細書において示されていない限り、１つ又は複数のその他の開示されている特徴及び要素と組み合わせることができる。対応する方式により、添付の請求項において特許請求されている本発明は、その範囲内の、且つ、請求項の均等物を含む、すべてのこのような変形、変更、及び代替実施形態を含むものとして、広範に解釈及び判断されるべく意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-20

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）及びエネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）を含む統合型の再生可能エネルギーソース及びエネルギーストレージシステム（ＲＥＳ－ＥＳＳ）設備のパワー供給を実装する方法であって、
再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）の出力と、配電網に対する前記ＲＥＳの最大出力とを推定することと、
前記ＲＥＳの前記出力と前記配電網に対する前記ＲＥＳの最大出力との間の差から、エネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）閾値まで前記ＥＳＳを充電することであって、前記ＲＥＳの前記出力は、前記配電網に対する前記ＲＥＳの前記最大出力よりも大きいことと、
前記差が前記ＥＳＳ閾値を超過する時に、前記ＥＳＳに供給されない超過したパワーを決定することと、
前記決定された超過したパワーに対応する超過したパワー値を保存することと、
を含む方法。

【請求項2】

前記ＥＳＳ閾値は変更可能である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＥＳＳ閾値は、前記ＥＳＳの最大パワー貯蔵量である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に信号を送信して、前記超過したパワー値に基づいて前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備内のパワーを低減させることを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ＥＳＳ閾値に基づいて、潜在的なＲＥＳ過生成の上限を定めることを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記ＲＥＳの前記出力が、前記配電網に対する前記ＲＥＳの前記最大出力未満である時に、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に信号を送信して、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備内のパワーを増大させることを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

コンピュータ実行可能命令が実装された一時的ではないコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに処理を実行させ、前記処理は、
再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）の出力と、配電網に対する前記ＲＥＳの最大出力とを推定することと、
前記ＲＥＳの前記出力と前記配電網に対する前記ＲＥＳの最大出力との間の差から、エネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）閾値まで前記ＥＳＳを充電することであって、前記ＲＥＳの前記出力は、前記配電網に対する前記ＲＥＳの前記最大出力よりも大きいことと、
前記差が前記ＥＳＳ閾値を超過する時に、前記ＥＳＳに供給されない超過したパワーを決定することと、
前記決定された超過したパワーに対応する超過したパワー値を保存することと、を含む、
一時的ではないコンピュータ可読媒体。

【請求項8】

前記ＥＳＳ閾値は変更可能である、請求項７に記載の一時的ではないコンピュータ可読媒体。

【請求項9】

前記ＥＳＳ閾値は、前記ＥＳＳの最大パワー貯蔵量である、請求項７に記載の一時的ではないコンピュータ可読媒体。

【請求項10】

前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に信号を送信して、前記超過したパワー値に基づいて前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備内のパワーを低減させることを更に含む、請求項７に記載の一時的ではないコンピュータ可読媒体。

【請求項11】

前記ＥＳＳ閾値に基づいて、潜在的なＲＥＳ過生成の上限を定めることを更に含む、請求項７に記載の一時的ではないコンピュータ可読媒体。

【請求項12】

前記ＲＥＳの前記出力が、前記配電網に対する前記ＲＥＳの前記最大出力未満である時に、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に信号を送信して、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備内のパワーを増大させることを更に含む、請求項７に記載の一時的ではないコンピュータ可読媒体。

【請求項13】

再生可能エネルギーソース（ＲＥＳ）と、
エネルギーストレージシステム（ＥＳＳ）と、
前記ＲＥＳ及び前記ＥＳＳに結合されたコントローラと、を備え、前記コントローラは、
前記ＲＥＳの出力と、配電網に対する前記ＲＥＳの最大出力とを推定することと、
前記ＲＥＳの前記出力と前記配電網に対する前記ＲＥＳの最大出力との間の差から、ＥＳＳ閾値まで前記ＥＳＳを充電することであって、前記ＲＥＳの前記出力は、前記配電網に対する前記ＲＥＳの前記最大出力よりも大きいことと、
前記差が前記ＥＳＳ閾値を超過する時に、前記ＥＳＳに供給されない超過したパワーを決定することと、
前記決定された超過したパワーに対応する超過したパワー値を保存することと、を行うように構成される、
システム。

【請求項14】

前記ＥＳＳ閾値は変更可能である、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記ＥＳＳ閾値は、前記ＥＳＳの最大パワー貯蔵量である、請求項１３に記載のシステム。

【請求項16】

前記コントローラは、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に信号を送信して、前記超過したパワー値に基づいて前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備内のパワーを低減させるように更に構成される、請求項１３に記載のシステム。

【請求項17】

前記コントローラは、前記ＥＳＳ閾値に基づいて、潜在的なＲＥＳ過生成の上限を定めるように更に構成される、請求項１３に記載のシステム。

【請求項18】

前記コントローラは、前記ＲＥＳの前記出力が、前記配電網に対する前記ＲＥＳの前記最大出力未満である時に、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備に信号を送信して、前記ＲＥＳ－ＥＳＳ設備内のパワーを増大させる、請求項１３に記載のシステム。

【請求項19】

前記ＥＳＳは、前記ＲＥＳから排他的に充電される、請求項１３に記載のシステム。

【請求項20】

前記コントローラは、前記ＥＳＳに充電されるＲＥＳ過生成の量を決定するように更に構成される、請求項１３に記載のシステム。

【外国語明細書】