JP2020053895A - 負荷設備制御システム、負荷設備制御プログラム - Google Patents

負荷設備制御システム、負荷設備制御プログラム Download PDF

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Kunihiro Nishizaki
邦博 西崎
怜 加藤
Rei Kato
怜 加藤
貴亮 染川
Takaaki Somekawa
貴亮 染川
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Abstract

【課題】ユーザの無意識的な言動や仕草を含む行動を分析し、ユーザの改善要求を把握することで、ユーザからの意識的な改善要求の指示がなくても、負荷設備を制御する【解決手段】負荷設備制御の実行後、ユーザが当該負荷設備制御の実行に対して、ポジティブかネガティブかの情報に基づいて学習し、次回の負荷設備制御に反映させる。次回の負荷設備制御の反映の手段としては、ユーザ46が負荷設備制御の状態を認識して、能動的に負荷設備の状態を変更したこと(能動的反応)を履歴として取り込み反映させる(反映手段1)と、能動的な負荷設備の状態の変更は行わず、例えば、無意識に発話によって現在の状態の感想等を取り込んで(無意識的反応)、ユーザの好みを学習して反映させる(反映手段2)ことが考えられる。【選択図】図3

Description

本発明は負荷設備制御システム、負荷設備制御プログラムに関する。
再エネ電源の普及拡大に伴い、従来は、集中火力が主流であった電源の分散化(太陽光、風力、蓄電池、燃料電池等)や、地域のコミュニティ内や個人間の電力融通が今後増加し、EMS(エネルギーマネージメントシステム)の導入も増加すると予測される。
電源の分散化が普及すると、電力系統の安定化を担保するという問題や、例えば、太陽光発電等、時間帯により発電量が大きく変動する電源の運用の問題が顕在化する。
ここで、家庭で使うエネルギーを節約するためのEMSである、HEMS(ホームエネルギーマネージメントシステム)では、家電や電気設備とつないで、電気やガスなどの使用量をモニタ画面などで「見える化」したり、負荷設備(家電機器等)の自動制御を実行することが好ましい。
従来のEMS(特にHEMS)は、ユーザによる設定や行動判断によって負荷設備の制御を実行するため、HEMSに委ねるユーザの行動の幅を拡げようとすると、それに伴う設定や判断等の作業量が大幅に増加し、ユーザにとってHEMSの活用利便性を却って損なう可能性がある。
特許文献1には、居住者の行動に基づいて住宅内のエネルギー機器の運転制御を行うことを目的として、クラウドサーバは、HEMSが送信したセンサの検知結果を受信し、所定の時刻に当該検知結果が住宅は無人であることを示している場合には携帯情報端末から受信したGPS測位による位置及び時刻の情報が携帯情報端末を所持した者の行動パターン情報に合致するか否かを判定し、合致しない場合は携帯情報端末に対して住宅のエアコン、床暖房を予め定められたスケジュールで制御するか否かを問う通知を送信することが記載されている。
特許文献2には、コミュニティからの節電要請による設定温度の自動変更を解除できない状況でも、意思表示を十分に行なえない居住者や体調管理が困難な居住者の快適性を確保できる機能を実現するため、家庭内の消費電力を監視して電源をオン・オフ制御し、及び/又は、対象機器の動作状態を制御する情報処理装置と、情報処理装置から通知された情報を表示する情報表示装置とを有するホームエネルギーマネージメントシステムを基本構成として、温度又は湿度センサ、通信ユニット、メモリ、演算装置、給電部を収容する可搬式装置と、可搬式装置が存在する居室を特定する位置特定部とを追加することが記載されている。また、情報処理装置に、可搬式装置から取得した温度又は湿度情報に基づいて、可搬式装置が存在する居室に関連する空調機器・設備の動作状態をフィードバック制御する機能を設けることが記載されている。
特開2014−120820号公報 特開2014−149115号公報
例えば、特許文献2では、居住者が手動で変更することで自動制御の対象から除外する必要がある場合、手動で変更できない者(意思表示を十分に行なえない居住者や体調管理が困難な居住者等)に代わり、可搬式装置(外観は、ロボットやぬいぐるみ等)により周囲環境を把握し、HEMSの活用利便性を損なうことなく、快適性を維持することができると考えられる。
しかしながら、特許文献2の可搬式装置は、予め設定されたプログラムに基づき、負荷設備の状態をフィードバック制御するのであり、ユーザが意識的に要求(改善)を指示する必要があり(或いは、実行可否の判断を返信する必要があり)、ユーザの無意識的な行動(言動や仕草等)を分析するものではない。
本発明は上記事実を考慮し、ユーザの無意識的な言動や仕草を含む行動を分析し、ユーザの改善要求を把握することで、ユーザからの意識的な改善要求の指示がなくても、負荷設備を制御することができる負荷設備制御システム、負荷設備制御プログラムを得ることが目的である。
本発明に係る負荷設備制御システムは、特定の施設内の負荷設備の消費電力を監視すると共に、ユーザの行動を解析して、当該行動から導出される予め定められた負荷設備の動作となるように、当該負荷設備の制御を実行する負荷設備制御システムであって、少なくとも前記特定の施設内での、前記ユーザの行動を監視する監視手段と、前記監視手段で監視されたユーザの行動が、実行された前記負荷設備の制御に否定的な行動である場合に、当該負荷設備に対する制御の改善策を導出する導出手段と、次以降の同一の制御に、前記導出手段で導出された改善策を反映させる改善策反映手段と、を有している。
本発明によれば、負荷設備制御システムは、特定の施設内の負荷設備の消費電力を監視すると共に、ユーザの行動を解析して、当該行動から導出される予め定められた負荷設備の動作となるように、当該負荷設備の制御を実行することを前提とする。
この場合、その都度、ユーザに問い合わせることになく、負荷設備の制御を実行するため、ユーザに問い合わせた後に負荷設備の制御を実行するよりも、迅速な制御が可能となる。
ここで、監視手段による監視により、少なくとも特定の施設内での、ユーザの行動が、実行された負荷設備の制御に否定的な行動であると判明した場合に、導出手段では、当該負荷設備に対する制御の改善策を導出する。
改善策反映手段では、次以降の同一の制御に、前記導出手段で導出された改善策を反映させる。
このように、ユーザの行動(特に、無意識的反応による行動)に基づいて、負荷設備の制御の改善策を導出し、改善するため、ユーザの所謂嗜好(趣味趣向)に合わせた負荷設備の制御へと学習させていくことができる。
本発明において、前記監視手段が、ユーザの発話を取り込み発話を認識する音声認識装置、及びユーザを撮像し動作を認識する撮像装置との少なくとも1つを備え、前記導出手段が、前記負荷設備の制御に否定的な行動を、ユーザの無意識な言動及び動作の少なくとも一方から検索することを特徴としている。
ユーザの無意識的な言動や行動は、監視手段の監視の下、音声(発話)や動作から判断することができる。
本発明において、前記導出手段が、前記改善策を導出する場合に、ユーザの意識的に行った、前記負荷設備の制御に否定的な行動を考慮することを特徴としている。
負荷設備の制御に否定的な行動が、ユーザの意識的な行動として示された場合でも、改善策を導出することが好ましい。
本発明の負荷設備制御プログラムは、コンピュータを、前記負荷設備制御システムとして動作させる、ことを特徴としている。
以上説明したように、従来は、HEMSでユーザの行動を勘案して、スマート家電のオン・オフ制御等を行う際に、ユーザに実行の可否を委ねるようにした。しかし、本願発明では、先に実行し、かつ実行後のユーザのリアクションによって、実行の可否を自己判定し、必要に応じて改善策を導出し、次以降に反映させるようにした。
すなわち、本発明は、従来技術に対し、ユーザの要求に先んじて負荷設備を制御する点が新しく、ユーザの無意識な行動を負荷設備の制御に反映させる点で、ユーザに有益をもたらすことができる。
以上説明した如く本発明では、ユーザの無意識的な言動や仕草を含む行動を分析し、ユーザの改善要求を把握することで、ユーザからの意識的な改善要求の指示がなくても、負荷設備を制御することができるという効果を奏する。
建物において消費されるエネルギーを一括に管理し、負荷設備を制御する負荷設備制御システムの概略図である。 本実施の形態に係るHEMSコントローラにおける、自動的に負荷設備の制御を実行するための機能ブロック図である。 HEMSコントローラ42における、負荷設備制御のためのフローチャート(前半、基本的制御)である。 HEMSコントローラ42における、負荷設備制御のためのフローチャート(後半、フィードバック制御)である。 本実施の形態の実施例1であり、ユーザ評価に対する改善の手順を、エアコンの動作状態で行った場合の手順を示す流れ図である。 本実施の形態の実施例2であり、将来の気象予測と将来のエネルギー市場取引予測とから自家消費を制御する際に、ユーザの無意識的反応を考慮した場合の制御手順を示す流れ図である。
図1は、建物(例えば、住宅)において消費されるエネルギーを一括に管理し、負荷設備を制御する負荷設備制御システム10の概略が示されている。本実施の形態の負荷設備制御システム10では、エネルギー供給源と、負荷設備とが相互に接続され、エネルギーを管理するために、HEMS(ホームエネルギーマネージメントシステム)が適用されている。
図1に示される如く、本実施の形態の負荷設備制御システム10のエネルギー供給源は、ガス、水道、及び電力を含む公共のライフラインが主体である。
ガスは、供給元から建物に設置されたガスメータ12まで、ガス配管14によって供給される。ガスメータ12よりも下流(家屋内)は、図示しない建物内ガス配管によって、各種負荷設備(詳細後述)へ分配される。
水道は、供給元から建物に設置された水道メータ16まで、水道配管18によって供給される。水道メータ16よりも下流(家屋内)は、図示しない建物内水道配管によって各種負荷設備(詳細後述)へ分配される。
電気(電力)は、供給元(発電所20)から建物に設置されたスマートメータ22まで、送電線24によって供給される。なお、図示は省略したが、送電線24は、いくつか変電所を通過し、最終的には柱上変圧器を通過して家屋へ至るようになっている。スマートメータ22よりも下流(家屋内)は、図示しない建物内電気配線によって各種負荷設備(詳細後述)へ分配される。
ここで、本実施の形態の負荷設備制御システム10では、上記公共のライフライン(ガス、水道、電力)とは別に、エネルギー供給源として、再生可能エネルギー26及び燃料電池28が接続されている。
再生可能エネルギー26は、太陽光発電(PV)が代表的であるが、風力発電、地熱発電、及びバイオマス発電等、他の再生可能エネルギーであってもよい。また、複数の再生可能エネルギーを併用してもよい。
再生可能エネルギー26で発電した電力は、リアルタイムに負荷設備で消費する一方、後述する蓄電池30に蓄積しておくことができる。また、必要に応じて売電も可能である。
燃料電池28は、発電が主たる機能であるが、発電の際に発生する熱を利用して、貯湯制御が可能である。
また、本実施の形態の負荷設備制御システム10では、負荷設備として、監視デバイス32、ヒートポンプ給湯器34、スマート家電36が接続されている。
監視デバイス32は、人感センサ、防犯カメラ、及び火災報知器が代表的であり、建物内を監視する役目を有するデバイスである。
ヒートポンプ給湯器34は、熱媒体の循環により熱交換を行い、水を加熱する機能を有する。
スマート家電36は、エアコン、照明、テレビ、床暖房、洗濯機、乾燥機、冷蔵庫、食器洗浄機、炊飯器、及び乾燥機等、家庭で使用される電化製品であり、外部からの制御信号で、電源のオン・オフや状態(温度等)を制御することができる機能を持ったものである。
さらに、本実施の形態の負荷設備制御システム10では、エネルギー供給源かつ負荷設備として、蓄電池30及び電気自動車38が接続されている。
蓄電池30は、放電時にエネルギー供給源となり、充電時に負荷設備となり得る。また、電気自動車38も同様に、電気自動車38側の蓄電池(図示省略)が放電時にエネルギー供給源となり、充電時に負荷設備となり得る。
負荷設備制御システム10は、エネルギー供給源及び負荷設備とは別に、管理システムとして、エネルギー報知部40及びHEMSコントローラ42を備えている。
エネルギー報知部40は、上記エネルギー供給源からのエネルギーの消費状況を監視し、例えば、モニタ40Mに各エネルギー消費推移を時系列でグラフ化して表示するようになっている。
HEMSコントローラ42は、上記で説明したエネルギー供給源及び負荷設備を一括して管理し、例えば、エネルギー報知部40によるエネルギーの見える化、スマート家電36の各家電機器の電源のオン・オフや状態(温度等)の制御を実行する。
また、HEMSコントローラ42は、ネットワーク(例えば、インターネット)44を介して、ユーザ46(建物の居住者)が所持する通信端末装置48と通信可能であり、ユーザ46は、外出先からスマート家電36等の動作指示(起動、設定変更、及び確認要求等)を可能している。
さらに、HEMSコントローラ42は、ネットワーク44を介して、サービスインフラ事業者50と連携している。サービスインフラ事業者50としては、ホームセキュリティ事業者50A、ホームエネルギーマネージメント事業者50B、及び快適生活支援サービス事業者50Cが挙げられ、それぞれのインフラ事業者からサービスを受けることが可能となっている。
本実施の形態のHEMSコントローラ42では、ネットワーク44を介して音声認識装置52(以下、スマートスピーカ52という場合がある。)が接続されている。スマートスピーカ52は、ユーザの無意識の発話を取得するデバイスとして機能する。取得した発話情報は、負荷設備の制御状態の評価を確認するため情報として利用される。
なお、スマートスピーカ52は、1台に限定されず、家屋内の負荷設備が存在する居室に設けることが好ましい。台数が限定される場合は、ユーザが存在する確率が高い居室(例えば、リビングルーム等)に対して、優先して設置することが好ましい。
ここで、本実施の形態のHEMSコントローラ42では、主たる制御として、負荷設備制御を実行する。負荷設備制御では、各種取得データに基づいて、負荷設備の動作状態を自動制御する。各種取得データとしては、以下のデータが挙げられる。
(取得データ1) スマートメータ22からスマートメータ計量データを取得
本実施の形態では、スマートメータは所謂商用電源から供給される電力を取得する。この商用電源からの電力が少ないほど、省エネということができる。
(取得データ2) 再生可能エネルギー26における発電を予測したデータを取得
取得データ2では、例えば、前日に予測する場合は、ネットワーク44を介して、気象情報や日照情報を取得するようにしてもよい。
(取得データ3) エネルギー市場取引価格データを取得
ネットワーク44を介して、サービスインフラ事業者50とアクセスすることで取得し、例えば、再生可能エネルギー26を自己消費するか、売電するか等を判断の要素となる。
(取得データ4) ユーザ情報の取得
ユーザの行動スケジュールと行動パターンとに分類することができる。
行動スケジュールは、インターネット44を介してユーザ46が所持する通信端末装置48とアクセスし、例えば、スケジュール管理アプリ等からユーザのスケジュール情報を取得する。
行動パターンは、特に、家屋内でのユーザの行動をデータベース化しておき、季節や曜日、並びに天候等を照合条件として、当日に類似する過去の行動パターンを取得する。
HEMSコントローラ42では、上記取得データに基づいて、負荷設備制御を確定し、実行する。
ところで、比較例としてHEMSコントローラでは、負荷設備制御の実行の際、ユーザに実行の可否を委ね、その回答に応じて、修正等を行った上で負荷制御を実行するようにしていた。
しかしながら、比較例では、ユーザの要求に対応した負荷制御は可能であるが、ユーザの行動を予測して、快適な居住空間を形成するための負荷制御の実行は困難であった。
そこで、本実施の形態では、負荷設備制御の実行後、ユーザが当該負荷設備制御の実行に対して、ポジティブ(満足)かネガティブ(不満)かの情報に基づいて学習し、次回の負荷設備制御に反映させるようにした。
次回の負荷設備制御の反映の手段としては、以下の2種類の反映手段を構築した。
(反映手段1) ユーザ46が負荷設備制御の状態を認識して、能動的に負荷設備の状態を変更したこと(能動的反応)を履歴として取り込み反映させる。
(反映手段2) 能動的な負荷設備の状態の変更は行わず、例えば、無意識に発話によって現在の状態の感想等を取り込んで(無意識的反応)、ユーザの好みを学習して反映させる。
上記反映手段1では、ユーザの負荷設備の状態の変更がフィードバックされることになる。
また、上記反映手段2では、特に、ユーザがアクションを起こさなくても、負荷設備の制御がユーザの好みに近づくことになる。
図2は、本実施の形態のHEMSコントローラ42における、反映手段1及び反映手段2を適用して、自動的に負荷設備の制御を実行するための機能ブロック図である。なお、図2の各ブロックは、HEMSコントローラ42のハード構成を限定するものではなく、一部又は全部を、予めインストールした制御プログラムに従って、CPUで各ブロックの機能の処理するようにしてもよい。
図2に示される如く、HEMSコントローラ42は、データ収集系機能として、エネルギー情報収集部60及びユーザ情報収集部62を備えている。
エネルギー情報収集部60は、スマートメータ計量部64に接続されている。スマートメータ計量部64は、スマートメータ22で計測した各電力源の消費電力を取り込んで、電力量等を計量する。エネルギー情報収集部60は、当該スマートメータ計量部64から、電力量を含むスマートメータ計量データを収集する。
また、エネルギー情報収集部60は、再生可能エネルギー26から、再生可能エネルギー発電予測データを収集する。本実施の形態では、再生可能エネルギー26のシステム側に、例えば、気象予測や日照予測から発電予測する機能を持たせたが、エネルギー情報収集部60は、インターネット44を介して、外部の気象予測業者等から情報を得て、発電予測するようにしてもよい。
さらに、エネルギー情報収集部60は、ネットワーク44を介してサービスインフラ事業者50とアクセスし、エネルギー市場取引価格データを収集する。
一方、ユーザ情報収集部62は、ユーザ情報データベース66に接続されている。ユーザ情報データベース66には、ユーザ46の過去の居室内での行動情報が格納されており、行動情報は、日時、季節、天候、来訪者の有無等、様々な要素によって分類可能にデータベース化されている。ユーザ情報収集部62では、負荷制御する当日のユーザ46の行動パターンに類似する情報を検索して収集する。
また、ユーザ情報収集部62は、インターネット44を介してユーザ46が所持する通信端末装置48にアクセスし、負荷制御する当日の行動スケジュール情報を収集する。
ここで、エネルギー情報収集部60及びユーザ情報収集部62は、それぞれ状況解析部68に接続されており、それぞれが収集した情報を状況解析部68に集約する。
状況解析部68では、現在のエネルギー消費状況、再生可能エネルギーの発電予測、エネルギー市場取引価格、ユーザ46の行動パターン、及びユーザ46のスケジュールに基づき、ユーザ46にとって最適な居室空間となるような各負荷設備の稼働形態を予測する(予測情報を生成)。状況解析部68は、負荷設備制御確定部70に接続されており、状況解析部68で状況解析し、かつ生成した予測情報は、負荷設備制御確定部70へ送出する。
負荷設備制御確定部70では、受け付けた予測情報と、行動計画テーブル記憶部72に記憶された行動計画テーブルとに基づいて、負荷設備を取捨選択して制御する負荷を特定し、かつ当該制御する負荷の動作状態を設定し、負荷設備制御実行部74へ送出する。
行動計画テーブルとは、予めユーザ46の行動に対する負荷設備制御が紐付けられたテーブルであり、デフォルトの行動計画テーブルは、例えば、ユーザ46からアンケートを取った結果に基づいて作成してもよいし、設計者が予め定めてもよい。
行動計画テーブルは、日々のユーザ46の反応を反映させ、編集(削除、書換、変更、更新等)される場合がある(詳細後述)。
本実施の形態の負荷設備制御実行部74では、負荷設備制御確定部70から受けた負荷の制御形態に基づいて、ユーザ46に確認を得ることなく、負荷設備76(例えば、燃料電池28、蓄電池30(充電モード)、ヒートポンプ給湯器34、スマート家電36、及び電気自動車38(充電モード)の少なくとも1つ)の動作制御を実行する。
負荷設備制御実行部74は、エネルギー監視部78に接続されている。エネルギー監視部78では、負荷設備制御実行部74で実行した負荷設備76の制御に基づくエネルギー消費状況を監視し、エネルギー報知部40を介して、ユーザ46へエネルギー消費状況を報知する。
エネルギー報知部40では、モニタ40Mを用いて、時間経過に基づく電力の推移をグラフ化する、充放電の状況、売電買電の状況等を視覚を通じて報知する。なお、エネルギー報知部40において、今後の電力の消費のプラン等を提案する報知を行ってもよい。
また、エネルギー監視部78は、成果報知部80に接続されている。成果報知部80は、インターネット44を介して、ユーザ46が所持する通信端末装置48に対して、売電や省エネ成果を通知する。これにより、ユーザ46は、外出中等、エネルギー報知部40を見ることができない状況でも迅速に負荷設備制御に基づく成果を把握することができる。
なお、成果報知部80で報知する内容と、エネルギー報知部40で報知する内容とを同期させてもよいし、それぞれ独自の報知内容を構築してもよい。
(フィードバック制御)
ところで、上記負荷設備制御では、ユーザ46の了解を得ていないため、ユーザ46の意図する負荷設備の制御となるか否かが不明である。そこで、本実施の形態では、負荷設備制御実行後のユーザ46の能動的反応及び無意識反応を、ユーザ評価として収集し、今後の負荷設備制御に反映させるようにした。
HEMSコントローラ42は、ユーザ評価収集部82を備えている。
ユーザ評価収集部82は、インターネット44を介して、ユーザ46が所持する通信端末装置48とアクセスし、例えば、成果報知部80から通知された情報の良否判定等、ユーザ46の能動的反応データを収集する。また、ユーザ評価収集部82には、監視デバイス32の内の、人感センサが接続されており、ユーザ評価を収集したときのユーザ46の位置を特定する。
また、ユーザ評価収集部82は、インターネット44を介して、家屋内に設置された音声認識装置52とアクセスし、例えば、音声認識装置52で集音したユーザ46が負荷設備制御に対して発話した音声データ等、ユーザ46の無意識的反応データを収集する。
ユーザ評価収集部82は、評価解析部84に接続されており、収集した能動的反応データ及び無意識的反応データは、評価解析部84へ送出される。
評価解析部84では、例えば、テキストマイング処理や音声認識処理等を用いて、能動的反応データ及び無意識的反応データが、ポジティンブな反応であるか(負荷設備制御に満足している)、或いは、ネガティブな反応であるか(負荷設備制御に不満を持っている)に分類する。
評価解析部84は、既定行動計画解析部86及び行動計画再構築部88に接続されている。評価解析部84では、ポジティブな反応と認識されたデータは、既定行動計画解析部86へ送出し、ネガティブな反応と認識されたデータは、行動計画再構築部88へ送出する。
既定行動計画解析部86では、ユーザ46の行動パターンと負荷設備の制御との因果関係を分析かつ記録して、例えば、同じような状況においてユーザが満足することを学習し、行動計画反映部90へ送出する。
行動計画反映部90では、今回のユーザ評価(ポジティブな反応)に基づき、行動計画テーブル記憶部72に記憶されている行動計画を編集する。この編集によって、例えば、今回の負荷設備制御を、同様な状況に反映させることができる。
また、行動計画再構築部88では、今回の負荷設備制御に対して、ユーザが不満を持っているため、その不満を解消するための行動計画を再構築する。例えば、音声認識装置52が、無意識反応データとして、ユーザ46が、『あれ?、空調が止まっている・・・』といったネガティブな発話した場合、行動計画再構築部88では、空調が止まらないような温度設定に再構築し、行動計画反映部90へ送出する。
行動経計画反映部90では、今回のユーザ評価(ネガティブな反応)に基づき、行動計画テーブル記憶部72に記憶されている行動計画を編集する。この編集によって、例えば、今回の負荷設備制御に対する不満を改善することができる。
以下に、本実施の形態の作用を、図3及び図4のフローチャートに従い説明する。
図3は、HEMSコントローラ42における、負荷設備制御のためのフローチャートであり、図3に示すステップ100からステップ114までが基本的制御であり、図4に示すステップ116以降が本発明の特徴を示す、ユーザ46の評価(能動的反応及び無意識的反応)に対するフィードバック制御である。
(基本的制御)
ステップ100では、スマートメータ22の計測値を取り込み、計測値から演算した電力量をエネルギー情報として収集する。
次のステップ102では、再生可能エネルギー26(例えば、太陽光発電(PV))による発電予測データを収集する。
次のステップ104は、ネットワーク44を介して、エネルギー市場取引価格データを収集する。
次のステップ106では、ネットワーク44を介して、ユーザ46が所持する通信端末装置48(図2参照)にアクセスし、ユーザ46の負荷設備制御当日のスケジュール情報を収集する。
次のステップ108では、ユーザ情報データベース66(図2参照)にアクセスして、季節や曜日、並びに天候等を照合条件として、負荷設備制御当日に類似する過去のユーザ46の行動パターンを取得する。
次のステップ110では、ステップ100で収集したエネルギー情報、ステップ102で収集した発電予測データ、ステップ104で収集したエネルギー市場取引価格データ、ステップ106で収集したユーザ46のスケジュール情報、及びステップ108で収集したユーザ46の行動パターン情報に基づいて、負荷設備制御当日の状況を解析(予測)し、ステップ112へ移行する。
ステップ112では、ステップ110で予測した負荷設備制御当日の状況から、負荷設備制御を確定し、ステップ114へ移行して、負荷設備制御の実行を指示する。
以上が、HEMSコントローラ42における、「情報を収集して、ユーザ46の行動等に応じて負荷設備を制御する。」という基本的制御であり、当該基本的制御に対する詳細条件については、適宜調整すればよい。例えば、利便性を重視するか、省エネ性を重視するかによって、収集する情報に重みを付けて状況解析し、ユーザ46の嗜好に合わせた負荷設備制御を行うように、制御プログラムを変更してもよい。
(フィードバック制御)
図4に示される如く、ステップ116では、負荷設備制御が実行された後、ユーザ46が当該負荷設備制御に関する評価を受け付けたか否かを判断する。このときの評価は、能動的反応に基づく評価と、無意識的反応に基づく評価とがあり、特に、無意識反応に基づく評価を受け付けることで、ユーザ46の積極的に負荷設備制御に対して評価しなくても、評価したとみなすことができる。
本実施の形態では、無意識的反応として、ユーザ46の発話を集音する音声認識装置52を、居室内に設置した。これにより、無意識反応データとして、ユーザ46が、『あれ?、空調が止まっている・・・』といったネガティブな発話すると、この発話が負荷設備制御の評価とみなされ、次以降の負荷設備制御に反映されることになる(詳細後述)。
ステップ116で否定判定された場合は、ステップ118へ移行して、負荷設備制御期間が終了したか否かを判断し、このステップ118で否定判定された場合は、ステップ116へ戻り、評価を受け付けたか否かの判断を繰り返す。一方、ステップ118で肯定判定された場合は、負荷設備制御期間が終了したと判断し、ステップ120へ移行する。
負荷設備制御期間の設定は、例えば、ユーザ46の就寝を、ユーザ46の位置特定で判断したり、照明器具の状態で判断することが可能である。なお、予め負荷設備制御期間を、時間帯(例えば、午前5時〜午後12時までを負荷設備制御期間とする)で設定してもよい。
ステップ120では、ユーザ46から、自動的に制御された負荷設備の状態に対する何らかの評価を受けた場合に、次回以降のユーザ行動に対する負荷設備制御計画に反映させ、このルーチンは終了する。言い換えれば、ステップ116で否定判定継続し、ステップ118で肯定判定された場合は、ユーザ46から何も評価を受け付けなかったと判断し、ステップ120で反映はなされないことになる。
ここで、ステップ116で肯定判定された場合は、ステップ122へ移行して、ユーザ46の位置を特定し、ステップ124へ移行する。
ステップ124では、ユーザ46から受け付けた評価種が、ネガティブ(負荷設備制御に対して不満)な評価か、ポジティブ(負荷設備制御に対して満足)な評価を判別する。
ステップ124でポジティブな評価であると判定されると、ステップ138へ移行して、因果関係を分析して記録し、ステップ116へ戻る。例えば、この因果関係の記録は、今後の同じような状況においてユーザが満足することを学習し、行動計画反映部90へ送出するようにすればよい。
ステップ124でネガティブな評価であると判定されると、ステップ126へ移行して、ユーザ46から直接的に、負荷設備制御の変更指示があったか否かを判断し、肯定判定されると、ステップ128へ移行して、変更指示された負荷設備制御を実行し(例えば、居間のエアコンの停止指示等)、ステップ130へ移行する。また、ステップ126で否定判定された場合はステップ130へ移行する。
ステップ130では、現在の負荷設備の状態に関する発話があったか否かを判断する。
ステップ130で肯定判定されると、無意識的反応行動があったと認識し、ステップ132へ移行して、発話の中から実行した負荷設備制御に対する発話情報を抽出し、次いで、ステップ134へ移行して、抽出した発話情報に基づいて、改善制御を解析し、ステップ136へ移行する。
ステップ136では、ネガティブな評価に対して改善制御を解析し、ステップ116へ戻る。すなわち、一度でもステップ136において、改善制御の解析が実行された場合は、ステップ116の否定判定、次いでステップ118の肯定判定で移行するステップ120において、次回以降のユーザ行動に対する負荷設備制御計画に反映させ、このルーチンは終了する。
(実施例1)
図5は、本実施の形態に係るHEMSコントローラ42における負荷設備制御において、ユーザ46が特定居室でのエアコンの稼働状態に対して、無意識的な反応をした実施例である。
図5(A)に示される如く、HEMSコントローラ42は、スマート家電36の内、エアコンをタイマ制御により稼働させる制御を行ったものとする。このとき、監視デバイス32の人感センサでユーザ46の存在を確認し、ユーザ46の発話を、音声認識装置52で認識する。
図5(B)に示される如く、特定居室のエアコンのタイマのタイムアップにより、エアコンが停止したとき、ユーザ46は、無意識的反応により、『あれ?、空調が止まっている・・・』と発話し、能動的反応により、エアコンを起動操作する行動をとる。
無意識的反応は、音声認識装置52で集音した発話から抽出し、今後の改善制御を解析する。
また、能動的反応は、監視カメラ等を介して、エアコン起動操作画像を取得し、今後の改善制御を解析する。
最終的に、次回の負荷設備制御の同一状況では、エアコンのタイマによる提示時刻を30分遅らせる、といった改善制御が登録される。
(実施例2)
図6は、本実施の形態に係るHEMSコントローラ42における状況解析部68において、将来の気象予測と将来のエネルギー市場取引予測とに基づいて、自家消費を制御する実施例である。
HEMSコントローラ42のエネルギー情報収集部60では、ネットワーク44を介して気象予測情報とエネルギー市場取引予測情報を収集する。
ここで、気象予測情報から、次の制御単位(例えば、次週)は、好天であり、日照時間も長いため、再生可能エネルギー26の発電量が増加すると判断し、かつ、エネルギー市場取引予測情報から、再生可能エネルギー26の価格が下がり傾向にあると判断した場合、HEMSコントローラ42は、再生可能エネルギー26の電力を可能な限り貯め(蓄電池30に充電し)、自家消費を最大化させる。
この制御により、蓄電池30で電力がまかなわれるため、ユーザ46は、系統電力の購入量が減ったように見える。
このため、ユーザ46は、無意識的反応として、電力の使用量を増やす動作を実行する(例えば、照明を点けっぱなしにしたり、エアコンの空調能力が拡大するような温度設定を行う。)。
ユーザ46の無意識的反応に基づき、HEMSコントローラ42では、通常制御として、照明消灯制御や空調能力が縮小するような温度制御が実行される。
さらに、実施例2では、HEMSコントローラ42の追加制御として、外部からの電力を調達する量を増やす、又は、電力の需要契約(料金メニュー)を自動で切り替える制御を実行する。
このように、ユーザ46の無意識的反応に基づき、従来では実行されない制御(追加制御)が可能となる。
10 負荷設備制御システム
12 ガスメータ
14 ガス配管
16 水道メータ
20 発電所
22 スマートメータ
24 送電線
26 再生可能エネルギー
28 燃料電池
30 蓄電池
32 監視デバイス
34 ヒートポンプ給湯器
36 スマート家電
38 電気自動車
40 エネルギー報知部
42 HEMSコントローラ
40M モニタ
44 ネットワーク
46 ユーザ
48 通信端末装置
50 サービスインフラ事業者
50A ホームセキュリティ事業者
50B ホームエネルギーマネージメント事業者
50C 快適生活支援サービス事業者
52 音声認識装置(スマートスピーカ)
60 エネルギー情報収集部
62 ユーザ情報収集部
66 ユーザ情報データベース
68 状況解析部
70 負荷設備制御確定部
72 行動計画テーブル記憶部
74 負荷設備制御実行部
76 負荷設備
78 エネルギー監視部
80 成果報知部
82 ユーザ評価収集部
84 評価解析部
86 既定行動計画解析部
88 行動計画再構築部
90 行動計画反映部

Claims (4)

  1. 特定の施設内の負荷設備の消費電力を監視すると共に、ユーザの行動を解析して、当該行動から導出される予め定められた負荷設備の動作となるように、当該負荷設備の制御を実行する負荷設備制御システムであって、
    少なくとも前記特定の施設内での、前記ユーザの行動を監視する監視手段と、
    前記監視手段で監視されたユーザの行動が、実行された前記負荷設備の制御に否定的な行動である場合に、当該負荷設備に対する制御の改善策を導出する導出手段と、
    次以降の同一の制御に、前記導出手段で導出された改善策を反映させる改善策反映手段と、
    を有する負荷設備制御システム。
  2. 前記監視手段が、ユーザの発話を取り込み発話を認識する音声認識装置、及びユーザを撮像し動作を認識する撮像装置との少なくとも1つを備え、
    前記導出手段が、前記負荷設備の制御に否定的な行動を、ユーザの無意識な言動及び動作の少なくとも一方から検索することを特徴とする請求項1記載の負荷設備制御システム。
  3. 前記導出手段が、前記改善策を導出する場合に、ユーザの意識的に行った、前記負荷設備の制御に否定的な行動を考慮することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の負荷設備制御システム。
  4. コンピュータを、
    請求項1から請求項3の何れか1項記載の負荷設備制御システムとして動作させる、
    負荷設備制御プログラム。
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