WO2015015929A1 - 表示装置、電力制御システム、表示方法、電力制御方法、表示プログラム、及び電力制御プログラム - Google Patents

表示装置、電力制御システム、表示方法、電力制御方法、表示プログラム、及び電力制御プログラム Download PDF

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WO2015015929A1
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真澄 一圓
純明 榮
徳寿 伊賀
小川　雅嗣
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日本電気株式会社
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    • Y04S20/242—Home appliances

Definitions

  • the present invention relates to a display device, a power control system, a display method, a power control method, a display program, and a power control program used in a power consumption system including a plurality of devices.
  • Such power control systems include, for example, HEMS (Home Energy Management System) for controlling household power, BEMS (Building Energy Management System) for controlling building power, and CEMS (Local Energy Management) such as local governments.
  • HEMS Home Energy Management System
  • BEMS Building Energy Management System
  • CEMS Local Energy Management
  • the purpose of these power control systems is to increase the efficiency of power use or actively use natural energy (solar, wind, geothermal, etc.) to form a sustainable society.
  • power control has meant power control on the supply side of a power plant or the like.
  • demand side management There are several types of demand-side management.
  • power pricing is controlled with the aim of reducing the price as much as possible in response to dynamic pricing that changes the electricity price according to the time, or the peak at the peak of power demand is cut off to prevent failures such as power outages.
  • the power demand is controlled to avoid the problem.
  • Electric power that can be used as an upper limit (hereinafter simply referred to as “upper limit power”) is notified to each building. Each building is recommended to keep power consumption within the upper power limit notified.
  • the demand to control demand for the upper limit power is expected to increase in the future.
  • the method currently used in BEMS is to pre-determine whether or not to stop at the time of power saving request for each building equipment (air conditioner, lighting, elevator, etc.). This is a method of stopping a device planned in advance according to the upper limit power. It seems that demand control can be easily done in this way, but whether it is comfortable for people in the building is another story. Some equipment in the building cannot control power. For example, in a building where commercial facilities are integrated, it is desirable not to conserve equipment in commercial facilities as much as possible. This is because customers will leave if they save electricity that makes them uncomfortable. In such a case, equipment in a commercial facility is not subject to power control.
  • the electric power used by the commercial facility is constantly fluctuating, and the demand control is performed such that the maximum amount of electric power used by the commercial facility is estimated and the device is stopped in anticipation of safety. Even when the commercial facility is not using the maximum amount of power, the floor where the equipment is controlled continues to save power excessively. In other words, the power saving request can be satisfied, but if the power is saved more than necessary, it will save the people in the building. In addition, there are cases where devices that are not planned to be shut down are turned off, so extra power will be saved including those devices.
  • the current demand control examines in advance a plan for forecasting demand and supply, and when to use and when to stop the equipment, and performs control according to the plan.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus that manages the total power consumption of devices in an environment where one or more devices that consume power exist. In this device, it is possible to control power consumption optimally by learning and grading the usage status of devices and by learning and patterning consumer information.
  • Patent Document 1 employs a configuration that simultaneously displays the merits and demerits expected to be brought to consumers by controlling the power consumption.
  • Patent Document 2 assumes that there is a fixed functional relationship between the power demand and the power price.
  • a “power transaction risk management method” is disclosed that uses a non-arbitrary principle to derive a differential equation that governs the price of derivative securities written on such a stochastic process.
  • Patent Document 3 measures and compares the notified power reduction amount with the power amount reduced after being controlled, and compares and determines so as to achieve the power reduction amount.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-124605 (Patent Document 4) compares power consumption data with each other and applies an evaluation function to extract power consumption data having a high correlation value from actual data. Apparatus ".
  • JP 2010-146387 A Patent Document 5
  • an energy saving action evaluation unit acquires data of yesterday and last week from a device information database, evaluates it using an evaluation function, and records this evaluation value in an evaluation result database.
  • An “energy saving action evaluation device” is disclosed.
  • the main reasons for making it difficult to realize demand control are as follows.
  • the first reason is that there are many devices to be controlled (controllable devices).
  • the second reason is that it is not possible to follow a real-time fluctuation in the power of a device that is not a control target (a device that cannot be controlled).
  • the number of air conditioners, lighting, etc. that need to be controlled reaches 1000 levels, and the number of objects to be controlled will increase further in response to requests for power saving in cooperation between buildings.
  • the CEMS level a device having a level 10 times that of BEMS will be controlled.
  • An object of the present invention is to provide a display device, a power control system, a display method, a power control method, a display program, and a power control program that solve the above-described problems.
  • a display device includes a storage unit that stores display information according to a degree of deviation between a user's desired value and a set value, and a display that displays the display information according to the degree of deviation. It has the display part characterized by this.
  • a display device is a display device that communicates with a power control device that controls the power of a power consumption system including a plurality of devices, and each of the plurality of devices or a plurality of devices.
  • An evaluation unit set for a plurality of devices when an input unit for specifying a desired setting value for the power consumption system and an upper limit power amount for the entire power consumption system including the plurality of devices are set. Real-time display contents corresponding to the degree of divergence calculated based on the comparison between the actual setting value of multiple devices whose power is demand-controlled based on the function and the desired setting value specified by the input unit And a display unit for displaying on the screen.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an entire power control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the power control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of display contents displayed on the display unit of the display device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a control result obtained by using the power control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • controllable device when the controllable device is an air conditioner, the air conditioner is not always operating toward the set temperature desired by the user. Further, when the controllable device is a lighting fixture, the device does not always operate so as to have the illuminance desired by the user.
  • electric devices such as air conditioners and lighting fixtures are often controlled by a remote controller (hereinafter abbreviated as a remote controller).
  • a remote controller used for a normal air conditioner, lighting fixture, or the like is configured to control the air conditioner or lighting fixture so as to match a set temperature, set illuminance, or the like desired by the user. For this reason, even when a normal remote control is applied to a device controlled by the power control apparatus shown in Japanese Patent Application No.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power control system 1 to which the power control apparatus according to the present embodiment can be applied.
  • the illustrated power control system 1 includes a power consumption system 100 including a plurality of devices arranged in a building, a cloud (including a power control device 10 (see FIG. 2) configured on the cloud) 130, and a communication network. And a display device 20 according to the present invention that communicates with a plurality of devices and the power control device 10 built on the cloud.
  • the power consumption system 100 includes a large number of lamps 102, a large number of air conditioners 104, and a plurality of elevators 106 as devices.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power control system 1 to which the power control apparatus according to the present embodiment can be applied.
  • the illustrated power control system 1 includes a power consumption system 100 including a plurality of devices arranged in a building, a cloud (including a power control device 10 (see FIG. 2) configured on the cloud) 130
  • a “non-control device group” surrounded by a dotted line is a device 110 that is not a control target (a device that is not a control target). Other than that is the control object 120.
  • the non-controllable device (device not controlled) 110 is also referred to as “uncontrollable device”, and the control target 120 is also referred to as “controllable device”. That is, a large number of devices are divided into controllable devices 120 and uncontrollable devices 110.
  • the present invention when there are a large number of devices 102, 104, and 106 in the power consumption system 100, satisfies the upper limit power while taking into account power fluctuations of the devices 110 that are not controlled.
  • the device needs to be prioritized.
  • the priorities the higher priority is given to the things that are important for the person or person who works in the building. That is, even if a device is stopped under a power saving request, it is possible to create a situation in which a device with a high priority is difficult to stop, and control can be performed that does not hinder the activities of objects and people to the maximum.
  • the priority of whether to stop or not stop the equipment under the power limit varies depending on the floor characteristics even for the same equipment. For example, the priority of the air conditioner 104 in the server room is high, but the priority of the lamp 102 is low.
  • the priority of the office floor lamp 102 is higher than the priority of the server room lamp 102. If finer control is considered, it is possible to raise the priority of the air conditioner 104 on the floor with many people and lower the priority of the air conditioner 104 on the floor with few people. In this way, the priorities of the equipment in the building are diverse.
  • the most easily conceived method for controlling by assigning priority to devices is a method in which priorities are arranged according to the number of devices. Such may be possible if the number of devices is limited or the priority is obvious. However, in the actual case, the number of devices is enormous and many of them have the same level of priority. In addition, the priority of devices may change immediately due to layout changes, such as in the case of buildings.
  • the present invention applies the “autonomous distributed load distribution method” filed by the present applicant.
  • the present applicant has applied for an invention relating to a technique for controlling a plurality of elements in an autonomous distributed manner and performing an overall optimum load distribution.
  • the element may be a server, a generator, or the like.
  • the device to be subjected to power control corresponds to the element.
  • the autonomous distributed load balancing method first, an evaluation function for the performance of each element is set for each element. Details of the outline of the evaluation function, the setting of the evaluation function, the autonomous distributed load distribution method using the evaluation function, and the like are described in detail in Japanese Patent Application No. 2013-131342, which is a related application.
  • An upper limit electric energy is set to Dem.
  • ⁇ i is the power of the controllable device i
  • f i is a set evaluation function of the controllable device i
  • ⁇ k is the power of the controllable neighboring device k
  • f k is the controllable neighbor.
  • the evaluation functions, K 1 and K 2 set for the device k represent the gains of power change, respectively.
  • a control unit (power control device) 10 configured on the cloud 130 includes an information acquisition unit 12, a demand control unit 14, and an information transmission unit 16.
  • the information acquisition unit 12 acquires the power of the building-controllable device 120 and the current power of the entire building, and passes it to the demand control unit 14.
  • the demand control unit 14 can execute the above formula 1, and calculates the control value (temperature and number) at the next time of each controllable device 120 using the formula 1.
  • the demand control unit 14 approximates these values to values that can be actually controlled, and outputs them to the information transmission unit 16.
  • the information transmission unit 16 transmits the received control value of the next time of each controllable device 120 to each controllable device 120. Thereafter, the above process is repeated.
  • FIG. 3 shows a schematic configuration of the display device 20 according to the present embodiment.
  • the display device 20 is, for example, a remote controller, a smartphone, or the like, and is a device that can communicate with another device (here, the power control device 10 illustrated in FIG. 2).
  • the illustrated display device 20 includes an input unit 22, a communication unit 24, and a display unit 26.
  • the input unit 22 includes buttons and a touch panel for designating desired setting values of a user (subject) for a plurality of devices.
  • the communication unit 24 transmits the specified desired setting value to the power control apparatus 10.
  • the communication unit 24 includes a transmitter / receiver that transmits / receives an infrared ray or a radio signal, and includes an actual setting value of each device controlled under demand control in the power control device 10 and a desired setting value specified by the user. Display information corresponding to the degree of divergence is received and displayed on the display unit 26 composed of liquid crystal, organic EL, or the like.
  • the illustrated display device 20 includes a control unit 28 that controls the input unit 22, the communication unit 24, and the display unit 26.
  • the control unit 28 includes a storage unit that stores a program and a CPU.
  • the input unit 22, the communication unit 24, and the display unit 26 are controlled in accordance with a program stored in the storage device. Specifically, when a user's desired value is input from the input unit 22 and an actual setting value is received from the power control apparatus 10 through the communication unit 24, the control unit 28 determines the degree of divergence between the desired value and the actual setting value. Is calculated. The degree of divergence calculated by the control unit 28 is given to the display unit 26.
  • the display unit 26 includes a display information storage unit 261, and the display information storage unit 261 displays display information corresponding to the degree of deviation on the display 263.
  • the display information corresponding to the degree of divergence displayed on the display 263 represents, for example, the comfort level. For example, display contents such as face marks and characters shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the setting by demand control and the display example of the display unit 26 of the display device 20 in an environment where the upper limit power is set. As shown in the figure, when the difference between the desired setting value specified by the user and the actual setting value of the plurality of devices whose power consumption is demand-controlled based on the evaluation function set for the plurality of devices is small, that is, the difference When the degree is small, for example, a smile mark is displayed on the display unit 26.
  • the present invention is not limited to the face mark and may be displayed by a symbol or a character.
  • the display device 20 and the power control system 1 when the upper limit power amount for the entire power consumption system is set, demand control is performed on a plurality of devices based on the evaluation function, and the degree of divergence The current convenience and comfort are displayed to the user.
  • the present invention is not limited to this.
  • a power control device is provided corresponding to the air conditioner 104 or the plurality of lamps 102 shown in FIG. 1, the same applies to the case where these power control devices communicate with the display device 20.
  • the power control method executed by the power control apparatus includes a floppy (registered trademark) disk, a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a CD-ROM and a DVD, and a magneto-optical disk as programs that can be executed by a computer.
  • the control unit 28 of the display device 20 also includes a program for displaying display information corresponding to the degree of divergence, and this program may also be stored in a recording medium or the like, or downloaded through the net.
  • the recording medium can store a program and can be read by a computer
  • the storage format may be any form.
  • an operating system running on the computer middleware such as database management software, network software, or the like may execute a part of each process based on an instruction of a program installed in the computer from the recording medium.
  • the recording medium is not limited to a medium independent of a computer, but also includes a recording medium in which a program transmitted via a LAN or the Internet is downloaded and stored or temporarily stored.
  • the number of recording media is not limited to one, and the case where the processing in the above embodiment is executed from a plurality of media is also included in the recording media in the present invention, and the media configuration may be any configuration.
  • the computer executes each process based on a program stored in a recording medium, and may have any configuration such as a device including a personal computer or a system in which a plurality of devices are connected to a network.
  • the computer is not limited to a personal computer, but includes an arithmetic processing device included in an information processing device, and is a device or device capable of realizing the functions of the present invention by a program. While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. In the above-described embodiment, an example of BEMS that is power control of a building has been shown, but it is naturally possible to do the same with other energy management such as HEMS and CEMS. In the first embodiment, control is performed by uploading data to a server on the cloud.
  • control is not limited to the cloud, and the same control may be performed by placing the server in a building or a house.
  • This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2013-157762 for which it applied on July 30, 2013, and takes in those the indications of all here.
  • Control System 10 Control Unit (Power Control Device) 12 Information acquisition unit 14 Demand control unit 16 Information transmission unit 20 Display device 22 Input unit 24 Communication unit 26 Display unit 261 Display information storage unit 263 Display 28 Control unit 100 Power consumption system 102 Electric light 104 Air conditioner 106 Elevator 110 Non-control device group ( Uncontrollable equipment) 120 Control target (controllable equipment) 130 cloud

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Abstract

　消費電力を制御しつつ、快適度をユーザに対してリアルタイムに可視的に表示することを可能とする。表示装置は、複数の機器を備えた電力消費システムの電力を制御する電力制御装置と通信する。入力部は、複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して希望設定値の指定を行う。表示部は、前記複数の機器を備えた電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値と、前記入力部により指定された希望設定値と、の比較に基づいて算出される乖離度に応じた表示内容をリアルタイムに表示する。

Description

表示装置、電力制御システム、表示方法、電力制御方法、表示プログラム、及び電力制御プログラム
　本発明は、複数の機器を備えた電力消費システムに用いられる表示装置、電力制御システム、表示方法、電力制御方法、表示プログラム、及び電力制御プログラムに関する。
　電力を制御するシステムに対する種々の検討がなされている。そのような電力制御システムには、例えば、家庭の電力を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）、ビルの電力を制御するＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）、自治体などの地域の電力を制御するＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ／Ｃｉｔｙ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）がある。これら電力制御システムの目的は、電力使用を効率化する、または自然由来エネルギー（太陽光、風力、地熱など）を積極的に利用し、サスティナブルな社会を形成しようとするものである。
　これまでは、電力制御と言えば、発電所などの供給側の電力制御を意味していた。しかしながら、エネルギーマネジメントシステムの台頭とともに、近年では、需要側の電力制御を行おうとする動きが活発である。これを「デマンドサイドマネジメント」と呼ぶ。デマンドサイドマネジメントにもいくつかの種類がある。たとえば、デマンドサイドマネジメントには、時間別に電力料金を変えるというダイナミックプライシングに対応して、できるだけ低料金を目指して電力需要を制御するものや、電力需要ピーク時のピークをカットし、停電などの障害を回避するために電力需要を制御するものなどである。後者の具体的な例としては、電力需給が逼迫したときに、ビルに対して節電要請がくる。各ビルに上限として使ってよい電力（以下、単に「上限電力」と呼ぶ）が通達されるわけである。各ビルは、その通達された上限電力以内に電力消費に抑えることが推奨される。
　上限電力に対してデマンドを制御したいという要望は今後大きくなると予想される。なぜならば、使いたいだけ電力を使えばよいという風潮から、限りある電力を上手に使うという方向に政策も民意も動いているからである。需要に合わせて、発電所を増築していくと言うのは財政的にも無理があるし、発電所の総発電量を上回る可能性がある需要が発生するのは、年間でも数日程度とも言われている。このような状況下で供給側をパワーアップするより、デマンド側を制御した方が理にかなっている。また、災害が起きたときにもフレキシブルにデマンドを制御できれば一斉計画停電のようなことはしなくても済むので、危機管理的にもデマンド制御は意味がある。
　このような中、上限電力に対してデマンド制御をする研究が行われている。現在のＢＥＭＳで行われている方法は、予めビルの各機器（エアコン、照明、エレベータなど）に対して、節電要請時に停止するかどうかの計画を策定しておき、節電要請が来たときに、上限電力にあわせて、予め計画しておいた機器を止める方法である。このようにすれば簡単にデマンド制御ができるように思えるが、それがビル内の人々にとって快適であるか否かは別の話である。
　ビル内には電力を制御できない機器もある。例えば、商用施設が一体となったビルでは、できるだけ商用施設の機器を節電したくない。お客様が不快に思うような節電をすれば、顧客が離れてしまうからである。このようなケースでは、商用施設の機器は電力制御対象外とする。その場合、商用施設が使用する電力が常に変動することになり、安全を見込んで、商用施設が使用する電力の最大量を見積もり、機器を止めていくというデマンド制御を行うことになる。商用施設が電力最大量を使っていないときでも、機器を制御されるフロアでは節電を過度に続けるという事態に陥る。つまり、節電要請は満たせるが、必要以上に節電してしまうことで、ビル内の人々に我慢をさせる節電となってしまう。他にも、停止計画がされていない機器がオフになっているケースもあるので、そのような機器の分も含めて余計に節電することになる。
　上記の例だけでなく、現在のデマンド制御は、需要と供給の予想と、その中で機器をいつ使うか、いつ止めるかなどの計画を予め検討し、その計画に即して制御を行う。そのような制御の場合、予め立てた計画は外れる場合があることや、上記の例のように電力を制御できない機器を見越して、必要以上にマージンをとった節電となってしまう。上限電力を満たしながら、そこで生活や作業する人々が最大限快適に過ごせるようにするには、予め決めた計画ではなく、上限電力と現在使っている総電力とを見比べ、臨機応変に機器の電力を制御する手法が必要である。
　本発明に関連する先行技術文献が種々知られている。
　例えば、特許第３３５１３２６号公報（特許文献１）は、電力を消費する機器が一つ以上存在する環境において、機器の消費電力の総和を管理する装置を開示している。この装置では、機器の使用状況を学習し段階付けすること、生活者の情報を学習しパターン化することで最適な消費電力の制御を行うことができる。また、特許文献１に記載の装置は、消費電力の制御によって生活者にもたらされることが予想されるメリットとデメリットを同時に表示する構成を採用している。
　また、特開２００４−１４５３９６号公報（特許文献２）は、電力需要と電力価格の間に決まった関数関係があるとして、需要が幾何ブラウン運動をした場合に価格が従う確率過程を伊藤のレンマを用いて導き、無裁定原理を用いてそのような確率過程の上に書かれた派生証券の価格を支配する微分方程式を導くようにした「電力取引リスク管理方法」を開示している。
　また、特開２００６−７４９５２号公報（特許文献３）は、通知された電力削減量と、制御された後に削減された電力量を測定して比較し、電力削減量を達成するように比較判定することにより、電力ピークの削減をおこなうようにした「電力ピークオフ制御システム」を開示している。
　さらに、特開２０１０−１２４６０５号公報（特許文献４）は、消費電力量データ同士で比較して評価関数を当てはめ、相関値の高い消費電力データを実績データから抽出するようにした「消費電力予測装置」を開示している。
　特開２０１０−１４６３８７号公報（特許文献５）は、省エネ行動評価部が、機器情報データベースから昨日や先週のデータを取得し、評価関数を用いて評価し、この評価値を評価結果データベースに記録するようにした「省エネ行動評価装置」を開示している。
特許第３３５１３２６号公報 特開２００４−１４５３９６号公報（［００９１］） 特開２００６−７４９５２号公報（［００２２］、［００２３］） 特開２０１０−１２４６０５号公報（［００７９］） 特開２０１０−１４６３８７号公報（［００２４］）
　上述の通り、臨機応変に機器の電力を制御するデマンド制御が望まれている。しかしながら、実際にデマンド制御を実現するのは難しく、有効な手法は提案さえていない。デマンド制御の実現を難しくする主な理由には、次のようなものがある。第１の理由は、制御するべき機器（制御可能な機器）が多数あることである。第２の理由は、制御対象でない機器（制御不可能な機器）の電力のリアルタイムな変動に追従できないことである。大きなビルになれば、制御すべきエアコン、照明などは１０００個レベルに上り、ビル間で連携して節電要請に答えようとすれば、制御対象はさらに増えていく。将来的に、ＣＥＭＳレベルになれば、ＢＥＭＳの１０倍レベルの機器を制御することになる。これらを、制御対象でない機器（制御不可能な機器）の電力変動を勘案しつつ、上限電力を満たすようにリアルタイムに制御するのは非常に困難である。無限にある状況と機器制御の組み合わせ問題を解かなければならない。
　また、デマンド制御下においては、消費電力の制約により、ユーザの指定する希望設定値とデマンド制御により実際に実現される実設定値が異なることがある。特に、夏場や日中の機器の消費電力は相対的に大きくなるため、希望設定値と実設定値が乖離する度合いが高くなりやすい。
　その際、ユーザに対して何ら情報が示されないと、機器に故障や不具合が生じたのではないかといった根拠の無い推測に基づく様々な情報に翻弄される結果、情報の錯綜や困惑を招く可能性があり望ましくない。
　一般に、機器のデマンド制御の影響による快適性や利便性などに関する情報が逐一提供されていれば、ユーザはどの程度の我慢をすればよいか把握できるため、最大消費電力の制約の下、快適さを最大限に実現するようデマンド制御されている機器について甘受することができる。
　特許文献１では、機器の使用状況や生活者の情報を学習して最適な消費電力の制御を行うとともに、最適な節約手段を選択した際に予想される現状の快適度や利便性からの劣化を表示している。しかしながら、引用文献１の制御方法はデマンド制御ではないため、予想される将来の劣化情報をユーザに対して表示できるが、現状の乖離度をリアルタイムに表示してユーザに知られることができないという問題があった。
　このように、消費電力を制御しつつ、利便性又は快適性の度合い（以下、快適度と呼ぶ）をユーザに対してリアルタイムに可視的に表示することが望まれる。
　本発明の目的は、上記した課題を解決した表示装置、電力制御システム、表示方法、電力制御方法、表示プログラム、及び電力制御プログラムを提供することにある。
　本発明の一態様による表示装置は、ユーザの希望値と設定値との間の乖離度に応じた表示情報を格納する記憶部と、前記乖離度に応じた前記表示情報を表示するディスプレイを有することを特徴とする表示部を有することを特徴とする。
　また、本発明の別の態様による表示装置は、複数の機器を備えた電力消費システムの電力を制御する電力制御装置と通信する表示装置であって、複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して希望設定値の指定を行うための入力部と、前記複数の機器を備えた電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値と、前記入力部により指定された希望設定値と、の比較に基づいて算出される乖離度に応じた表示内容をリアルタイムに表示する表示部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、消費電力を制御しつつ、快適度をユーザに対してリアルタイムに可視的に表示することが可能となる。
　本発明の更なる利点及び実施形態を、記述と図面を用いて下記に詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御システムの全体を示す概略構成図である。
　図２は、本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明するためのブロック図である。
　図３は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
　図４は、図２に示す表示装置の表示部に示される表示内容の例を説明するための図である。
　図５は、本発明の一実施形態に示す電力制御装置を用いることで得られる制御結果を説明するための図である。
　本出願人は、先に日本国特許出願２０１３−１３１３４２号の明細書において、消費電力制御により節電状態を維持した状態で、使用できる電力を十分に使用しながら、快適度をも保つ発明を提案している。この電力制御装置は、電力消費システム全体に対する上限電力量が指定された場合、制御可能な機器のそれぞれに評価関数を設定しておき、各制御可能な機器の評価関数の微分値を等しくするような制御を行っている。この電力制御装置によれば、上限電力量と電力消費システム全体の現在の電力量との間の差を無くすように制御することができる。
　しかしながら、上記した上限電力量が指定された状態で電力制御装置を使用した場合、電力消費システムに含まれている個々の機器は、必ずしもユーザの希望した動作を行なっているとは限らない。例えば、制御可能な機器がエアコンであった場合、エアコンがユーザの希望した設定温度に向かって動作しているとは限らない。また、制御可能な機器が照明器具であった場合、ユーザの希望した照度となるように動作しているとは限らない。
　一般的にエアコン、照明器具等の電気機器は、リモートコントローラ（以下、リモコンと略称する）によって制御されることが多い。通常のエアコン、照明器具等に用いられるリモコンは、ユーザの希望する設定温度、設定照度等に一致するようにエアコン、照明器具を制御するように構成されている。
　このため、日本国特許出願２０１３−１３１３４２号に示された電力制御装置によって制御される機器で通常のリモコンを適用した場合も、ユーザは希望した環境を得られず不快になる、或いは、ユーザは使用する機器に対して不信感を抱くことが懸念される。
　本発明は、上記の電力制御装置を使用した電力消費システムにおいて、実際に制御される実設定値とユーザの指定する希望設定値との乖離度に応じた快適度をユーザに対してリアルタイムに可視的に表示することで、ユーザの不快感または機器への不信感を緩和することが可能となる。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
　まず、本発明の実施形態による電力制御システム１について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下、本発明の理解を容易にするために、日本国特許出願２０１３−１３１３４２号で説明された電力制御装置に、本発明を適用した場合について説明するが、本発明は何等これに限定されることはない。
　図１は、本実施形態に係る電力制御装置を適用できる電力制御システム１の概略構成を示す図である。図示の電力制御システム１は、ビルに配置された複数の機器を備えた電力消費システム１００と、クラウド（クラウド上に構成した電力制御装置１０（図２参照）を含む）１３０と、通信網を介して複数の機器やクラウド上に構築された電力制御装置１０と通信する本発明に係る表示装置２０とを備えている。
　電力消費システム１００は、機器として、多数の電灯１０２、多数のエアコン１０４、および複数台のエレベータ１０６を含む。図１において、点線で囲まれた「非制御機器群」というのは制御対象外の機器（制御対象でない機器）１１０である。それ以外が制御対象１２０となる。ここでは、制御対象外の機器（制御対象でない機器）１１０は「制御不可能な機器」とも呼ばれ、制御対象１２０は「制御可能な機器」とも呼ばれる。すなわち、多数の機器は、制御可能な機器１２０と制御不可能な機器１１０とに分けられる。
　本発明は、概略的に説明すると、電力消費システム１００にこのように多数の機器１０２、１０４、１０６があるときに、制御対象でない機器１１０の電力変動を勘案しつつ、上限電力を満たすように制御対象１２０をリアルタイムに制御する手法である。
　まず、機器には優先度をつける必要がある。優先度は、ビルで活動する物や人にとって大切なものほど高い優先度をつけていく。それは即ち、節電要請下で機器が停止されたとしても、優先度が高い機器は停止されにくいという状況を作ることができ、物や人の活動を最大限妨げない制御ができるということである。
　電力制限下で機器を止めるか止めないかの優先度は同じ機器でも、フロアの特性によって異なる。例えば、サーバ室のエアコン１０４の優先度は高いが、電灯１０２の優先度は低い。一方、オフィスフロアの電灯１０２の優先度はサーバ室の電灯１０２の優先度よりも高い。より細かい制御を考えるのであれば、人が多いフロアのエアコン１０４の優先度を上げ、人の少ないフロアのエアコン１０４の優先度を下げるなども考えられる。このようにビル内の機器の優先度は多様である。
　機器に優先度をつけて制御する手法で最も容易に考え付く手法は、機器の数だけ優先順位をつけて並べる方法であろう。機器の数が限られている、あるいは優先度が明白な場合はそのようなことが可能であろう。しかしながら、実際のケースでは、機器の数は膨大で、かつ同じレベルの優先度のものも多い。さらにビルの場合など、レイアウト変更などで機器の優先度はすぐに変わる可能性がある。
　このような状況に鑑みると、機器の数だけ優先順位をつけて並べるのは現実的な手法ではない。したがって、機器に優先度はつけるとしても、各機器に独立に優先度を設定する方が望ましい。独立に設定できると言うことは同じレベルの優先度が違う機器についても良いと言うことでもある。
　このように独立に優先度を機器に設定する場合、優先度の設定は簡単で、かつ実際の人々の活動の快適さと関連が取りやすいが、制御が複雑になる。同じ優先度で、しかも異なる機器が存在する場合、どれにどれだけ電力を割り振るのかを決めるのは容易ではない。しかも、制御対象でない機器１１０の電力変動を勘案しつつ、上限電力を満たすとするとなおさらである。
　このような難しいリアルタイム制御を実現するために、本発明では、本出願人が出願済みの「自律分散的負荷分散手法」を応用する。本出願人は、複数の要素を自律分散的に制御し、全体最適な負荷分散を実施する手法に関する発明を出願している。この場合、要素とはサーバ、発電機などなんでも良く、今回の発明では、電力制御を行うべき機器が要素にあたる。また、自律分散的負荷分散の手法では、まず要素それぞれに要素の性能見合いの評価関数が設定される。
　評価関数の概略、評価関数の設定、評価関数を用いた自律分散的負荷分散手法などの詳細については、関連する出願である日本国特許出願２０１３−１３１３４２号に詳述されているので、ここでは、概略的に説明するに留める。
　評価関数が凸関数である要素を連携させて全体で最適化（各要素の評価関数の値の総和が最大となる状態）する問題は凸計画問題として知られている。また、凸計画問題は各要素の動作レベルにおける評価関数の微分値が等しい状況で最適化できる。このことを利用して、日本国特許出願２０１３−１３１３４２号に述べられているように、以下の微分方程式を利用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
ここで、Ｐｔはビル全体の使用電力量である。ビルの制御でない場合は、Ｐｔは対象とする電力消費システム１００全体の使用電力量（現在の電力量）である。Ｐｔには制御可能な機器１２０と制御不可能な機器１１０とが使用している電力量がすべて含まれている。Ｄｅｍには上限電力量を設定する。本例の場合、λｉは制御可能な機器ｉの電力、ｆｉは制御可能な機器ｉの設定された評価関数、λｋは制御可能な隣接機器ｋの電力、ｆｋは制御可能な隣接機器ｋに設定された評価関数、Ｋ１、Ｋ２は電力変更のゲインをそれぞれ表す。
　日本国特許出願２０１３−１３１３４２号に示された電力制御装置を用いることにより、図５に示された制御結果が得られる。図示されているように、節電要請された電力量に近づくと、優先度に応じて機器を止め、ビル全体の電力量を節電要請に合致した電力量に制御できる。
　図２は、本実施形態による電力制御装置１０の各構成及びその処理を示す。クラウド１３０上に構成した制御部（電力制御装置）１０は、情報取得部１２と、テマンド制御部１４と、情報伝達部１６とから構成される。
　情報取得部１２は、ビルの制御可能な機器１２０の電力、現在のビル全体の電力を取得し、それをデマンド制御部１４に渡す。デマンド制御部１４では、上記数１を実行できるようになっており、各制御可能な機器１２０の次の時刻での制御値（温度や台数）を数１にて計算する。デマンド制御部１４は、それらの値を実際に制御できる値に近似し、情報伝達部１６に出力する。情報伝達部１６は、受け取った各制御可能な機器１２０の次の時刻の制御値を各制御可能な機器１２０に伝える。以後、上記処理を繰り返していく。デマンド制御部１４では、仮想的に各機器がネットワークで繋がれていると仮定し、近隣の機器はそのネットワークに準じて決定する。
　図３は、本実施形態による表示装置２０の概略構成を示す。表示装置２０は、例えばリモコンやスマートフォン等であり、他の機器（ここでは、図２に示された電力制御装置１０）と通信可能な装置である。図示の表示装置２０は、入力部２２と、通信部２４と、表示部２６とから構成される。
　入力部２２は、複数の機器に対するユーザ（被対象者）の希望設定値を指定するためのボタンやタッチパネルなどで構成される。入力部２２により希望設定値を入力すると、通信部２４は指定された希望設定値を電力制御装置１０に送信する。これにより、指定された希望設定値に相関するピーク値を持つ評価関数の設定情報が複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システム１００に設定されることとなる。
　また、通信部２４は、赤外線又は無線信号を送受信する送受信器を有し、電力制御装置１０におけるデマンド制御のもとに制御される各機器の実設定値とユーザが指定した希望設定値との乖離度に応じた表示情報を受信し、液晶又は有機ＥＬ等によって構成された表示部２６に表示する。更に、図示された表示装置２０は、入力部２２、通信部２４、及び表示部２６を制御する制御部２８を備え、制御部２８は、プログラムを格納する記憶部及びＣＰＵを有し、ＣＰＵは記憶装置に格納されたプログラムにしたがって、入力部２２、通信部２４、及び表示部２６を制御する。
　具体的に言えば、入力部２２からユーザの希望値が入力され、通信部２４を通して電力制御装置１０から実設定値を受信すると、制御部２８は希望値と実設定値との間の乖離度を算出する。制御部２８で算出された乖離度は表示部２６に与えられる。表示部２６は表示情報格納部２６１を有し、表示情報格納部２６１は乖離度に応じた表示情報をディスプレイ２６３上に表示する。ディスプレイ２６３上に表示される乖離度に応じた表示情報は、例えば、快適度をあらわしている。
　例えば、図４に示す顔マークや文字などの表示内容を表示部２６に表示させて、そこで生活や作業する人にデマンド制御下における機器のリアルタイムな情報を通知する。また、表示部２６には、複数の機器ごとの電力割合や制御推移を表示することもできる。
　図４は、上限電力が設定される環境下でのデマンド制御による設定と表示装置２０の表示部２６の表示例の関係を説明するための図である。
　図示のように、ユーザが指定した希望設定値と、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値との違いが小さい場合、すなわち乖離度が小さい場合、表示部２６には例えば笑顔マークが表示される。ユーザが指定した希望設定値と、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値との違いが中の場合、すなわち乖離度が中くらいの場合、表示部２６には平凡な顔マークが表示される。また、ユーザが指定した希望設定値と、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値との違いが大きい場合、すなわち乖離度が大きい場合、表示部２６には汗かき顔マークが表示される。ユーザは表示部２６に表示された表示内容を見ることで、機器がデマンド制御されている状況において強いられる我慢の度合いが可視的に識別できることとなる。
　図４は、顔マークを可視的にディスプレイ２６３上に表示する例を上げたが、本発明は顔マークに限らず、記号、或いは文字によって表示しても良い。
　このように、本実施形態による表示装置２０や電力制御システム１では、電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、評価関数をもとに複数の機器をデマンド制御するとともに、乖離度に応じて現在の利便性、快適性をユーザへ表示している。また、制御対象でない機器の電力変動を勘案しつつ、上限電力を満たすようにリアルタイムに大規模な電力消費システムの電力を制御することができる。この手法を使えば、上限電力まで有効に電力を使い、そこで生活、作業する人の快適さを最大限にすることができる。
　図１に示した実施形態では、クラウド中に設けられた電力制御装置１０と、表示送装置２０との間で、送受信を行なう場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されることはない。例えば、図１に示されたエアコン１０４或いは複数の電灯１０２に対応して、電力制御装置が設けられている場合には、これらの電力制御装置と表示装置２０とが通信する場合にも同様に適用できる。
　なお、上記電力制御装置で実行される電力制御方法は、コンピュータで実行させることのできるプログラムとして、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの光ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。また、表示装置２０の制御部２８も、乖離度に応じた表示情報を表示するためのプログラムを含み、このプログラムも記録媒体等に格納していてもよいし、ネットを通してダウンロードしても良い。
　また、この記録媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。
　また、記録媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステムや、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のミドルウェアなどが各処理の一部を実行してもよい。
　さらに、上記記録媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネットなどにより伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記録媒体も含まれる。
　また、記録媒体は１つに限らず、複数の媒体から上記実施形態における処理が実行される場合も本発明における記録媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成であってもよい。
　コンピュータは、記録媒体に記憶されたプログラムに基づき各処理を実行するものであって、パソコンなどからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステムなどの何れの構成であってもよい。
　また、コンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置を含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置である。
　以上、実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　上記実施例では、ビルの電力制御であるＢＥＭＳの例を示したが、当然、ＨＥＭＳ、ＣＥＭＳなど他のエネルギーマネジメントでも同様のことが可能である。
　上記第１の実施例ではクラウド上のサーバにデータをアップロードして制御を行ったが、クラウドに限定されず、ビルや家屋内にサーバを置いて同様の制御を行っても構わない。
　この出願は、２０１３年７月３０日に出願された日本出願特許第２０１３−１５７６６２号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
１　電力制御システム
１０　制御部（電力制御装置）
１２　情報取得部
１４　デマンド制御部
１６　情報伝達部
２０　表示装置
２２　入力部
２４　通信部
２６　表示部
２６１　表示情報格納部
２６３　ディスプレイ
２８　制御部
１００　電力消費システム
１０２　電灯
１０４　エアコン
１０６　エレベータ
１１０　非制御機器群（制御不可能な機器）
１２０　制御対象（制御可能な機器）
１３０　クラウド

Claims (24)

  1. 　ユーザの希望値と設定値との間の乖離度に応じた表示情報を格納する記憶部と、前記乖離度に応じた前記表示情報を表示するディスプレイを有することを特徴とする表示部を有することを特徴とする表示装置。
  2. 　前記表示情報は前記乖離度に応じた快適度をあらわしていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  3. 　前記表示情報は、前記快適度をあらわす顔マークであることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
  4. 　複数の機器を備えた電力消費システムの電力を制御する電力制御装置と通信する表示装置であって、
    　複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して希望設定値の指定を行うための入力部と、
    　前記複数の機器を備えた電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値と、前記入力部により指定された希望設定値と、の比較に基づいて算出される乖離度に応じた表示内容をリアルタイムに表示する表示部と、を備えることを特徴とする表示装置。
  5. 　複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して指定された希望設定値に相関するピーク値を持つ評価関数の設定情報と、前記実設定値と前記希望設定値との乖離度に応じた表示情報と、を通信する通信部とを備えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
  6. 　前記表示部に表示する表示内容は、複数の機器の影響を受ける被対象者の強いられる我慢の度合いが可視的に識別可能な標章であることを特徴とする請求項４又は５に記載の表示装置。
  7. 　前記表示部に表示する表示内容は、複数の機器ごとの電力割合や制御推移を表示することを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の表示装置。
  8. 　請求項１乃至７の何れか一項に記載の表示装置と、
    　制御可能な機器と制御不可能な機器とを含む複数の機器を備えた電力消費システムの電力を制御する電力制御装置であって、前記制御可能な機器の電力量と前記電力消費システム全体の現在の電力量とを取得する情報取得部と、前記電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、前記制御可能な機器の電力量を、前記制御可能な機器それぞれに設定された評価関数をもとに制御するデマンド制御部とを有する電力制御装置と、を備える電力制御システム。
  9. 　前記デマンド制御部は、前記上限電力量と前記電力消費システム全体の現在の電力量との間の差を無くすように制御する、ことを特徴とする請求項８に記載の電力制御システム。
  10. 　前記デマンド制御部は、前記評価関数から導き出される微分値を前記制御可能な機器間で比較し、前記評価関数から導き出される微分値を前記制御可能な機器間で等しくなるように制御する、ことを特徴とする請求項９に記載の電力制御システム。
  11. 　複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して希望設定値の指定を行うための入力ステップと、
    　前記複数の機器を備えた電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値と、前記指定された希望設定値と、の比較に基づいて算出される乖離度に応じた表示内容をリアルタイムに表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする表示方法。
  12. 　複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して指定された希望設定値に相関するピーク値を持つ評価関数の設定情報と、前記実設定値と前記希望設定値との乖離度に応じた表示情報と、を通信する通信ステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の表示方法。
  13. 　前記表示内容は、複数の機器の影響を受ける被対象者の強いられる我慢の度合いが可視的に識別可能な標章であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の表示方法。
  14. 　前記表示内容は、複数の機器ごとの電力割合や制御推移を表示することを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の表示方法。
  15. 　請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の表示方法と、
    　制御可能な機器と制御不可能な機器とを含む複数の機器を備えた電力消費システムの電力を制御する電力制御方法とを含み、電力制御方法は、前記制御可能な機器の電力量と前記電力消費システム全体の現在の電力量とを取得する情報取得ステップと、前記電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、前記制御可能な機器の電力量を、前記制御可能な機器それぞれに設定された評価関数をもとに制御する制御ステップとを含むことを特徴とする電力制御方法。
  16. 　前記制御ステップは、前記上限電力量と前記電力消費システム全体の現在の電力量との間の差を無くすように制御する、ことを特徴とする請求項１５に記載の電力制御方法。
  17. 　前記制御ステップは、前記評価関数から導き出される微分値を前記制御可能な機器間で比較し、前記評価関数から導き出される微分値を前記制御可能な機器間で等しくなるように制御する、ことを特徴とする請求項１６に記載の電力制御方法。
  18. 　複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して希望設定値の指定を行うための入力手順と、
    　前記複数の機器を備えた電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、複数の機器に設定された評価関数をもとに電力量をデマンド制御された複数の機器の実設定値と、前記指定された希望設定値と、の比較に基づいて算出される乖離度に応じた表示内容をリアルタイムに表示する表示手順と、をコンピュータに実行させるための表示プログラム。
  19. 　複数の機器のそれぞれ又は複数の機器を備えた電力消費システムに対して指定された希望設定値に相関するピーク値を持つ評価関数の設定情報と、前記実設定値と前記希望設定値との乖離度に応じた表示情報と、を通信する通信手順を含むことを特徴とする請求項１８に記載の表示プログラム。
  20. 　前記表示内容は、複数の機器の影響を受ける被対象者の強いられる我慢の度合いが可視的に識別可能な標章であることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の表示プログラム。
  21. 　前記表示内容は、複数の機器ごとの電力割合や制御推移を表示することを特徴とする請求項１８乃至２０の何れか一項に記載の表示プログラム。
  22. 　請求項１８乃至２１の何れか一項に記載の表示プログラムと、
    　制御可能な機器と制御不可能な機器とを含む複数の機器を備えた電力消費システムの電力を制御する電力制御プログラムとを含み、電力制御プログラムは、前記制御可能な機器の電力量と前記電力消費システム全体の現在の電力量とを取得する情報取得手順と、前記電力消費システム全体に対する上限電力量が設定されたときに、前記制御可能な機器の電力量を、前記制御可能な機器それぞれに設定された評価関数をもとに制御する制御手順とを含むことを特徴とする電力制御プログラム。
  23. 　前記制御手順は、前記コンピュータに、前記上限電力量と前記電力消費システム全体の現在の電力量との間の差を無くすように制御させる、請求項２２に記載の電力制御プログラム。
  24. 　前記制御手順は、前記コンピュータに、前記評価関数から導き出される微分値を前記制御可能な機器間で比較させ、前記評価関数から導き出される微分値を前記制御可能な機器間で等しくなるように制御させる、請求項２３に記載の電力制御プログラム。
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