JP5813273B2 - エネルギー需要及びエネルギー供給に従って照明ネットワークを動作させるための方法及び装置 - Google Patents

エネルギー需要及びエネルギー供給に従って照明ネットワークを動作させるための方法及び装置 Download PDF

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Description

［０００１］本発明は、一般的には照明ネットワークの動作を対象とする。より具体的には、本明細書において開示される様々な発明的方法及び装置は、エネルギー需要及び／又はエネルギー供給に従う照明ネットワークの動作に関する。
［０００２］建物（ビル）及びインフラにおいて、照明はエネルギー消費の大部分を構成する。例えば、状況によっては、照明システムは建物内で使用されるエネルギーの約２０％、建物内で使用される電気の約３８％を消費することがある。更に、照明使用の大部分は高エネルギー消費時間中に起こる。
［０００３］エネルギー自給及び持続性、地球温暖化、及び緊急レジリエンス問題に取り組む手段として、多くの政府が送電網（パワーグリッド）からスマートグリッドへの変換を促進している。スマートグリッドは、電力が生成、供給、消費、及び課金される方法を変容させる。ネットワーク化された送電網にかけてインテリジェンスを加えることは、グリッドの信頼性を向上し、需要ハンドリング及び応答性を改良し、再生可能／分散型エネルギー源をより好適に利用及び統合し、供給者及び／又は消費者のコストを潜在的に低減する。
［０００４］照明システムは、デマンドレスポンス（ＤＲ）等の動的ロードマネジメントサービスのためのスマートグリッドの重要な構成システムの１つであろう。例えば、California Title 24（CA T24）は、スマートグリッドからＤＲ信号を受信したときに、接続負荷を制限（遮断）する能力を照明システムが有することを要求する。かかるスマートグリッドにおいて電気の生成及び伝送／使用をマッチングさせるために、動的ロードマネジメントには多くの課題が存在する。例えば、既存のロードマネジメント戦略はイベントドリブン且つリアクティブであり、スマートグリッドからＤＲ信号を受信したときにのみ負荷を管理（負荷制限）する。
［０００５］したがって、当該技術分野には、プロアクティブに（先回りして）１つ以上の照明ネットワークの電気使用を計上してかかる照明ネットワークの負荷を管理する方法及び装置を提供するニーズが存在する。
［０００６］本開示は、照明ネットワークの動作のための発明的方法及び装置を対象とする。例えば、本明細書に開示される発明的方法及び装置は、エネルギー需要及び／又はエネルギー供給に従う、照明ネットワークの複数の照明ユニットの動作に関連する。一部の実施形態では、スマートグリッドのデマンドレスポンスは、時間間隔及び／又は照明ネットワークの照明ユニットのゾーンに基づいてプロアクティブに管理され得る。一部の実施形態では、照明ネットワークにおける１つ以上の伝送のセキュリティは、伝送されるデマンドレスポンス信号の重要性に依存し得る。
［０００７］一般的には、一側面において、スマートパワーグリッドに接続される少なくとも１つの屋外照明ネットワークのエネルギー需要をプロアクティブに調整する方法であって、照明ネットワークの複数の第１のゾーン照明ユニットそれぞれの第１のゾーンエネルギー供給情報及び第１のゾーン負荷需要情報を、複数の第１のゾーン部分間隔のそれぞれに関して集めるステップと、照明ネットワークの複数の第２のゾーン照明ユニットそれぞれの第２のゾーンエネルギー供給情報及び第２のゾーン負荷需要情報を、複数の第２のゾーン部分間隔のそれぞれに関して集めるステップと、第１のゾーン部分間隔の複数の将来の第１のゾーン部分間隔、及び第２のゾーン部分間隔の複数の将来の第２のゾーン部分間隔のための電気価格をユーティリティから受信するステップと、第１のゾーンエネルギー供給情報、第１のゾーン負荷需要情報、及び電気価格に基づいて、将来の第１のゾーン部分間隔の前に、第１のゾーン照明ユニットの第１のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップと、第２のゾーンエネルギー供給情報、第２のゾーン負荷需要情報、及び電気価格に基づいて、将来の第２のゾーン部分間隔の前に、第２のゾーン照明ユニットの第２のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップと
を含む、方法が提供される。
［０００８］一部の実施形態では、方法は、第１のゾーン負荷需要情報及び第２のゾーン負荷需要情報に基づいて、ユーティリティに対して電気価格の入札を行うステップを更に含む。
［０００９］一部の実施形態では、将来の第１のゾーン部分間隔の前に第１のゾーン照明ユニットの第１のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップは、更に、第１のゾーンの第１のゾーン照明規制要件に基づく。これらの実施形態の一部のバージョンでは、将来の第２のゾーン部分間隔の前に第２のゾーン照明ユニットの第２のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップは、更に、第２のゾーンの第２のゾーン照明規制要件に基づく。これらの実施形態の一部のバージョンでは、第２のゾーン照明規制要件は、第１のゾーン照明規制要件より優先度が低く、第２のゾーン照明動作戦略は、第１のゾーン照明動作戦略より大きく調整される。
［００１０］一部の実施形態では、将来の第１のゾーン部分間隔の前に第１のゾーン照明ユニットの第１のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップは、更に、第１のゾーン照明ユニットの調光能力に基づく。
［００１１］一部の実施形態では、第１のゾーン照明ユニットの第１のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップは、第１のゾーン照明ユニットを、それぞれが複数の第１のゾーンデマンドレスポンスレベルの１つに対応する複数の第１のゾーン照明ユニット調光ベクトルの１つに従って調光するステップを含む。これらの実施形態の一部のバージョンでは、第２のゾーン照明ユニットの第２のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップは、第２のゾーン照明ユニットを、それぞれが複数の第２のゾーンデマンドレスポンスレベルの１つに対応する複数の第２のゾーン照明ユニット調光ベクトルの１つに従って調光するステップを含む。これらの実施形態の一部のバージョンでは、ベストプラクティス照明パフォーマンスに対する相対的照明パフォーマンスに関して、第１のゾーン照明ユニット調光ベクトル及び第１のゾーンデマンドレスポンスレベルは、第２のゾーン照明ユニット調光ベクトル及び第２のゾーンデマンドレスポンスレベルにノーマライズされる。
［００１２］一部の実施形態では、将来の第１のゾーン部分間隔の前に第１のゾーン照明ユニットの第１のゾーン照明動作戦略をプロアクティブに調整するステップは、将来の第１のゾーン部分間隔の少なくとも１つの間に第１のゾーン照明ユニットの少なくとも１つに給電するためにオフグリッド電源を使用する前に、スマートパワーグリッドによりオフグリッド電源をプロアクティブに充電するステップを含む。
［００１３］一般的には、他の側面において、スマートパワーグリッドに接続される少なくとも１つの屋外照明ネットワークのエネルギー需要を調整する方法であって、照明ネットワークの照明ユニットを、それぞれが複数のデマンドレスポンスレベルの１つに対応する複数の照明ユニット調光ベクトルの１つに従って調光するステップであって、照明ユニットは、デマンドレスポンスレベルが最も高い場合に最も大きく調光され、デマンドレスポンスレベルが最も低い場合に最も小さく調光される、ステップと、デマンドレスポンスレベルのうちの１つに対応するデマンドレスポンス信号を受信するステップと、デマンドレスポンス信号に対応して照明ユニットを調光させる調光信号を伝送するステップとを含む方法が提供される。デマンドレスポンス信号がデマンドレスポンスレベルの最も低いレベルに対応する場合、調光信号に第１のセキュリティレベルが適用される。デマンドレスポンス信号がデマンドレスポンスレベルの最も高いレベルに対応する場合、調光信号に第２のセキュリティレベルが適用され、第２のセキュリティレベルは、第１のセキュリティレベルよりも安全である。
［００１４］一部の実施形態では、第１のセキュリティレベルは、単一の認証方法を含む。これらの実施形態の一部のバージョンでは、第２のセキュリティレベルは、少なくとも２つの認証方法を含む。
［００１５］一部の実施形態では、方法は、それぞれが複数のデマンドレスポンスレベルの１つに対応する複数の第２の照明ユニット調光ベクトルの１つに従って照明ネットワークの第２の照明ユニットを調光するステップを更に含み、第２の照明ユニットは、デマンドレスポンスレベルの最も高いレベルで最も大きく調光され、デマンドレスポンスレベルの最も低いレベルで最も小さく調光される。これらの実施形態の一部のバージョンでは、ベストプラクティス照明パフォーマンスに対する相対的照明パフォーマンスに関して、第１の照明ユニット調光ベクトルは、第２の照明ユニット調光ベクトル及び第２のゾーンデマンドレスポンスレベルにノーマライズされる。これらの実施形態の一部のバージョンでは、第１の照明ユニットは第１のゾーン照明規制要件を有し、第２の照明ユニットは第２のゾーン照明規制要件を有する。任意で、第２のゾーン照明規制要件の優先度は、第１のゾーン照明規制要件より低く、デマンドレスポンスレベルの最も高いレベルに応答して、第２の照明ユニットにおいて第１の照明ユニットより調光が大きく調整されてもよい。
［００１６］本開示の目的で本明細書において使用される場合、「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。したがって、ＬＥＤとの用語は、次に限定されないが、電流に呼応して発光する様々な半導体ベースの構造体、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、ＬＥＤとの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（通常、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ又は複数における放射を発生させることができるすべてのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤのいくつかの例としては、次に限定されないが、様々なタイプの赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、アンバー色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤ（以下に詳しく述べる）がある。また、ＬＥＤは、所与のスペクトルに対して様々な帯域幅（例えば半波高全幅値（ＦＷＨＭ：full widths at half maximum））（例えば狭帯域幅、広帯域幅）、及び所与の一般的な色分類内で様々な支配的波長を有する放射を発生させるように構成及び／又は制御することができることを理解すべきである。
［００１７］「光源」との用語は、次に限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えばフィラメント電灯、ハロゲン電灯）、蛍光光源、りん光性光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ及びメタルハライドランプ）、レーザー、その他のタイプのエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源（例えば火炎）、キャンドルルミネセンス源（例えばガスマントル光源、カーボンアーク放射光源）、フォトルミネセンス源（例えばガス状放電光源）、電子飽和（electronic satiation）を使用する陰極発光源（cathode luminescent source）、ガルバノルミネセンス源、結晶発光（crystallo-luminescent）源、キネルミネセンス（kine-luminescent）源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス（triboluminescent）源、音ルミネセンス（sonoluminescent）源、放射ルミネセンス（radioluminescent）源、及び発光ポリマー（luminescent polymers）を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。
［００１８］所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、又は両者の組合せでの電磁放射を発生する。したがって、「光」及び「放射」との用語は、本明細書では同義で使用される。さらに、光源は、一体構成要素として、１つ以上のフィルタ（例えばカラーフィルタ）、レンズ、又はその他の光学的構成要素を含んでもよい。また、光源は、次に限定されないが、指示、表示、及び／又は照明を含む様々な用途に対し構成されることを理解すべきである。「照明源」とは、内部空間又は外部空間を効果的に照射するのに十分な強度を有する放射を発生するように特に構成された光源である。このコンテキストにおいて、「十分な強度」とは、周囲照明（すなわち、間接的に知覚され、また、例えば、全体的に又は部分的に知覚される前に１つ以上の様々な介在面から反射される光）を提供するために空間又は環境において発生される可視スペクトルにおける十分な放射強度（放射強度又は「光束」に関して、全方向における光源からの全光出力を表すために、単位「ルーメン」がよく使用される）を指す。
［００１９］「照明器具」との用語は、本明細書では、特定の形状因子、アセンブリ又はパッケージの１つ以上の照明ユニットの実施態様又は配置を指すために使用される。「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与の照明ユニットは、様々な光源の取付け配置、筐体／ハウジング配置及び形状、並びに／又は、電気及び機械的接続構成の何れか１つを有してもよい。更に、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば制御回路）に任意選択的に関連付けられてもよい（例えば含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」とは、上記した１つ以上のＬＥＤベースの光源を、単独で又はその他の非ＬＥＤベースの光源との組合せで含む照明ユニットを指す。
［００２０］本明細書において、用語「コントローラ」は、１つ以上の光源の動作に関連する多様な装置を説明するために使用される。本明細書において論じられる多様な機能を実行するために、コントローラは多数の方法で実装され得る（例えば、専用ハードウェアによって等）。「プロセッサ」は、本明細書において論じられる多様な機能を実行するためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラミンされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用して又は使用せずに実装されてもよいし、また、一部の機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサとの組み合わせ（例えば、１つ以上のプログラミングされたマイクロプロセッサ及び付随する回路）として実装されてもよい。本開示の多様な実施形態において使用され得るコントローラ部品の例は、限定はされないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、及びＦＰＧＡ（field-programmable gate array）を含む。
［００２１］多様な実施形態において、プロセッサ又はコントローラは１つ以上の記憶媒体（本明細書において、通常「メモリ」と呼ばれ、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ等の揮発性及び非揮発性コンピュータメモリ）に関連付けられ得る。一部の実装形態において、記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されると、本明細書で説明される機能のうちの少なくとも一部を実行する１つ以上のプログラムによって符号化され得る。様々な記憶媒体がプロセッサ若しくはコントローラ内に固定されてもよく、又は移動可能でもよく、記憶媒体上に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ若しくはコントローラにロードされて、本明細書に説明される本発明の多様な側面を実行してもよい。本明細書において、用語「プログラム」又は「コンピュータプログラム」は広義の意味で使用され、１つ以上のプロセッサ又はコントローラをプログラミングするために用いることができるあらゆる種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指す。
［００２２］本明細書において、用語「アドレス指定可能」は、自身を含む複数のデバイスを対象とする情報（例えば、データ）を受信し、自身を対象とする特定の情報に選択的に応答するよう構成されたデバイス（例えば、光源全般、照明ユニット又は照明器具、１つ以上の光源又は照明ユニットと関連付けられたコントローラ又はプロセッサ、他の照明に関係ないデバイス等）を指す。用語「アドレス指定可能」は、しばしば、複数のデバイスが何らかの通信媒体を介して一体的に結合されるネットワーク化された環境（又は「ネットワーク」、以下で詳細に説明）と関連して用いられる。
［００２３］１つのネットワークの実装形態において、ネットワークに結合される１つ以上のデバイスが、当該ネットワークに結合される１つ以上の他のデバイスのコントローラとして機能し得る（例えば、マスタ／スレーブ関係）。他の実施形態において、ネットワーク化された環境は、当該ネットワークに結合された１つ以上のデバイスを制御するよう構成された１つ以上の専用のコントローラを含み得る。一般的に、ネットワークに結合された複数のデバイスは、それぞれ、通信媒体上に存在するデータにアクセスを有し得る。しかし、所与のデバイスは、例えば自身に割り当てられた１つ以上の特定の識別子（例えば、アドレス）に基づいてネットワークと選択的にデータを交換できる（すなわち、データを受信できる及び／又は送信できる）という点で、「アドレス指定可能」であり得る。
［００２４］本明細書において、用語「ネットワーク」は、ネットワークに接続される任意の２つ以上のデバイス間及び／又は複数のデバイス間での情報の輸送（例えば、デバイス制御、データ保存、データ交換のため等）を容易にする２つ以上のデバイス（コントローラ又はプロセッサを含む）のあらゆる相互接続を指す。容易に理解されるように、複数のデバイスを相互接続するために適した様々なネットワークの実施形態は、あらゆる多様なネットワークトポロジーを含み得り、また、あらゆる多様な通信プロトコルを用い得る。また、本開示に係る様々なネットワークによれば、任意の２つのデバイス間の１つの接続は、２つのシステム間の専用接続、又は非専用接続を表し得る。かかる非専用接続は、２つのデバイス用の情報を運ぶのに加えて、必ずしも２つのデバイス用ではない情報を運んでもよい（例えば、オープンネットワーク接続）。また、本明細書で説明されるデバイスの多様なネットワークは、ネットワークを通じた情報輸送を容易にするために、無線、有線／ケーブル、及び／又は光ファイバーリンクの１つ以上を使用し得ることが容易に理解されるであろう。
［００２５］本明細書において、用語「ユーザインターフェイス」は、ユーザとデバイスとの間の通信を可能にする、人間のユーザ又はオペレータと１つ以上のデバイスとの間のインターフェイスを指す。本開示の多様な実施形態に使用され得るユーザインターフェイスの例は、限定はされないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、様々な種類のゲームコントローラ（例えば、ジョイスティック）、トラックボール、ディスプレイ画面、様々な種類のグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイク、及び、人によって生成された何らかの形態の刺激を受信し、それに応じて信号を生成する他の種類のセンサを含む。
［００２６］上記概念、及び下記において詳細に説明される他の概念の組み合わせの全てが（かかる概念が互いに矛盾しないことを前提として）、本明細書が開示する主題の一部として考えられることを理解されたい。特に、本開示の末尾に表す特許請求の主題の組み合わせの全ては、本開示の主題の一部として考えられる。また、本明細書で明確に使用され、また、参照によって組み込まれる開示内に現れ得る用語は、本開示が開示する特定の概念と最も調和する意味を与えられるべきであると理解されたい。
［００２７］図面において、類似する参照符号は通常は異なる図を通じて同じ部分（部品）を指す。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、通常は発明の原理の説明に重点が置かれている。
［００２８］図１は、エネルギー需要及び供給ダイナミクスに従って照明ユニットを管理する照明マネージャーを含む照明ネットワークの一実施形態を示す。 ［００２９］図２は、エネルギー需要及び供給ダイナミクスに従って照明ユニットを管理する照明マネージャーを含む照明ネットワークの別の実施形態を示す。 ［００３０］図３は、照明動作のためのプロアクティブなエネルギー入札及び計画の一実施形態のタイムチャートを示す。 ［００３１］図４は、照明動作のためのプロアクティブなエネルギー入札及び計画の一実施形態のタイムチャートを示す。 ［００３２］図５Ａは、異なるデマンドレスポンスレベルのための調光ベクトルの表を示す。 ［００３３］図５Ｂは、異なるデマンドレスポンス部分間隔のための照明ユニットの調光スケジュールの表を示す。 ［００３４］図５Ｃは、異なるデマンドレスポンス部分間隔のための照明ユニットのエネルギー源選択の表を示す。 ［００３５］図５Ｄは、異なるデマンドレスポンス部分間隔のための照明ユニットのバッテリー充電指示の表を示す。 ［００３６］図５Ｅは、異なるデマンドレスポンス部分間隔のためのデマンドレスポンスゾーンのオンデマンド照明設定の表を示す。 ［００３７］図６は、デマンドレスポンスイベントハンドリングの一実施形態のフローチャートを示す。 ［００３８］図７は、ローカル照明コントローラによる照明動作命令処理の一実施形態のフローチャートを示す。 ［００３９］図８は、照明マネージャーの一実施形態の概略的な表現を示す。 ［００４０］図９は、ローカル照明コントローラの一実施形態の概略的な表現を示す。
［００４１］エネルギー自給及び持続性、地球温暖化、並びに緊急レジリエンス問題に取り組む手段として、多くの政府が送電網からスマートグリッドへの変換を促進している。照明システムは、ＤＲ等の動的ロードマネジメントサービスのためのスマートグリッドの重要な構成システムの１つになるであろう。かかるスマートグリッドにおいて電気の生成と供給／使用とをマッチングさせるために、動的ロードマネジメントには多くの課題が存在する。例えば、既存のロードマネジメント戦略はイベントドリブン且つリアクティブであり、スマートグリッドからＤＲ信号を受信するときにのみ負荷を管理（負荷制限）する。したがって、出願者は、プロアクティブに１つ以上の照明ネットワークの電力使用を計上してかかる照明ネットワークの負荷を管理する方法及び装置を提供するニーズを認識及び理解した。
［００４２］より一般的には、出願者は、エネルギー需要及び／又はエネルギー供給に従う照明ネットワークの動作に関する方法及び装置を提供することが有益であろうことを認識及び理解した。
［００４３］上記に照らして、本発明の多様な実施形態及び実装形態は照明ネットワークの動作を対象とする。
［００４４］図１を参照すると、照明ネットワーク１００の一実施形態が示されている。照明ネットワーク１００は、デマンドレスポンスオートメーションサーバ（ＤＲＡＳ）１１０、照明マネージャー１２０、第１のデマンドレスポンスゾーン１３０、及び第２のデマンドレスポンスゾーン１４０を含み、これらは互いにネットワーク通信する。ＤＲＡＳ１１０はインターネット接続１０３を介して照明マネージャー１２０と通信し、またインターネット接続１０３を介してユーティリティ（電力会社等）１０１と通信する。ＤＲＡＳ１１０は、照明マネージャー１２０にＤＲイベントを供給し得る。照明マネージャー１２０は、将来のＤＲ間隔のための電力の入札をするためにＤＲＡＳ１１０と通信し得る。ＤＲＡＳ１１０は、任意で、ＤＲイベントをいつ供給するかを決定するために、並びに／又は、将来の間隔のための電力の入札をするにあたり、電力の適切な量及び／若しくは価格を決定するためにユーティリティ１０１と通信してもよい。
［００４５］照明マネージャー１２０は、ＷＡＮ（wide area network）１０５を介して第２のデマンドレスポンスゾーン１４０の３つの照明ユニット１４２Ａ、１４２Ｂ、及び１４２Ｃのそれぞれと通信する。照明マネージャー１２０は、ＷＡＮ１０５及びセグメントコントローラ１３４を介して第１のデマンドレスポンスゾーン１３０の照明ユニット１３２Ａ、１３２Ｂ、及び１３２Ｃのそれぞれと通信する。本明細書で論じられるように、照明マネージャー１２０は、エネルギー需要及び供給ダイナミクス（例えば、メイン送電網の状態、メイン送電網からの電気の価格設定、送信されるＤＲイベント、照明ユニット１３２Ａ−Ｃ、１４０Ａ−Ｃの能力、照明ユニット１３２Ａ−Ｃ、１４０Ａ−Ｃのプロアクティブな調整、及び／又は任意のオフグリッドエネルギー源の状態）に従ってデマンドレスポンスゾーン１３０、１４０内の１つ以上の光源の動作を自動化する。
［００４６］図示の照明ユニット１４２−Ｃはそれぞれ、取り付けポール上のオフグリッドソーラーパネル（任意で蓄電池と組み合わせられる）と、取り付けポールから延びる単一の照明ハウジングとを備える。各照明ハウジングは少なくとも１つの光源を含む。照明ユニット１４２Ａ−Ｃの光源はメイン送電網に電気的に結合され、少なくとも部分的に選択的にメイン送電網によって給電される。また、照明ユニット１４２Ａ−Ｃのそれぞれは、照明ユニット１４２Ａ−Ｃのオフグリッドソーラーパネルの１つ以上によって少なくとも部分的に給電されてもよい。例えば、一部の実施形態では、オフグリッドソーラーパネルが全て、照明ユニット１４２Ａ−Ｃの１つ以上に選択的に給電する単一の蓄電池を充電してもよい。また、例えば、一部の実施形態では、オフグリッドソーラーパネルがそれぞれ照明ユニット１４２Ａ−Ｃの１つの光源に（任意で蓄電池を介して）電気的に結合されてもよい。一部の実施形態では、照明ユニット１４２Ａ−Ｃはそれぞれ同様の照明機能要件を有し得る。例えば、照明ユニット１４２Ａ−Ｃのそれぞれは同様の照明規制要件を有し得る（例えば、高速道路照明要件、地方道路照明要件、駐車場照明要件）。
［００４７］図９を参照すると、照明ユニット１４２Ａの一実施形態の概略的な表現が示されている。照明ユニット１４２Ａは、通信モジュール１５０、メモリ１４３、ローカルセンサ入力１４４、並びに電力レギュレータ及び照明ドライバ１４５と通信するプロセッサ又はコントローラ１４１を含む。プロセッサ１４１は、照明マネージャー１４２を介して照明マネージャー１２０から受信される入力に基づいて、並びに任意でメモリ１４３内の値、及び／又はローカルセンサ入力（例えば、昼光センサ、モーションセンサ）から受信される入力に基づいて照明ドライバ１４５を制御する。照明ドライバ１４５は、プロセッサ１４１から受信される入力に従って１つ以上の光源１４６を駆動する。バッテリー１４７、エネルギー源１４８、及びエネルギー源１４９等、１つ以上のエネルギー源が少なくとも選択的に照明ドライバ１４５に結合されてもよい。一部の実施形態では、エネルギー源１４９はメイン送電網エネルギー源であり得る。
［００４８］再び図１を参照して、図示される照明ユニット１３２Ａ−Ｃは、それぞれ、取り付けポール上のオフグリッドソーラーパネル（任意で蓄電池と組み合わせられる）と取り付けポールから延びる１組の照明ハウジングとを含む。各照明ハウジングは少なくとも１つの光源を含み得る。照明ユニット１３２Ａ−Ｃの光源は、メイン送電網に電気的に結合され、少なくとも部分的に選択的にメイン送電網によって給電され得る。また、照明ユニット１３２Ａ−Ｃのそれぞれは、照明ユニット１３２Ａ−Ｃのオフグリッドソーラーパネルのうちの１つ以上によって少なくとも部分的に給電されてもよい。一部の実施形態では、照明ユニット１３２Ａ−Ｃはそれぞれ同様の照明機能要件を有し得る。
［００４９］図８に一端向かうと、照明マネージャー１２０の概略的な表現が示されている。照明マネージャー１２０は、照明要件データベース１２２、ＤＲイベントハンドラー１２３、需要アナライザー及び入札エンジン１２４、メモリ１２５、通信モジュール１２６、及び照明動作マネージャー１２７、と通信するコントローラ又はプロセッサ１２１を含む。一部の実施形態では、プロセッサ１２１及び／又はモジュール１２２−１２７は１つ以上のコンピュータ上に実装されてもよい。一部の実施形態では、モジュール１２２−１２７の１つ以上が同じハードウェア若しくは複数のハードウェアの部分、及び／又は同じソフトウェア若しくは複数のソフトウェアの部分内に実装されてもよい。
［００５０］図２は、エネルギー需要及び供給ダイナミクスに従って照明ユニットを管理する照明マネージャー２２０を含む照明ネットワーク２００の他の実施形態を示す。照明マネージャー２２０は、ネットワーク２０３を介して３つのデマンドレスポンスゾーン２３０、２４０、及び２５０のそれぞれと通信する。ネットワーク２０３は、例えばインターネット、プライベートネットワーク、及び／又は他のネットワーク等の１つ以上のネットワークを含み得る。ネットワーク２０３は、１つ以上の基地局（cellular tower）２３４によって伝送されるセルラーネットワークを介して第１のデマンドレスポンスゾーン２３０の複数の照明ユニットのそれぞれと通信する。ネットワーク２０３は、セグメントコントローラ２４４からの無線伝送及び照明ユニット間の無線ＲＦメッシュネットワークを介して第２のデマンドレスポンスゾーン２４０の複数の照明ユニットのそれぞれと通信する。ネットワーク２０３は、電力及び制御キャビネット２５４を介して第３のデマンドレスポンスゾーン２５０の複数の照明ユニットのそれぞれと通信する。
［００５１］デマンドレスポンスゾーン２３０、２４０、及び２５０の照明ユニットの光源はメイン送電網と電気的に結合され、少なくとも部分的に選択的にメイン送電網によって給電される。デマンドレスポンスゾーン２３０、２４０、及び／又は２５０の照明ユニットのうちの１つ以上の光源は、更に、１つ以上のオフグリッド電源（例えば、ソーラーパネル、風力タービン、メイン送電網から事前に蓄えられたエネルギー）に選択的に電気的に結合されてもよい。一部の実施形態では、デマンドレスポンスゾーン２３０、２４０、及び２５０のうちの１つ以上が独自の能力及び／又は実装形態を有してもよい（例えば、ゾーン２３０、２４０、及び２５０がそれぞれ独自のベンダーからでもよい）。一部の実施形態では、デマンドレスポンスゾーン２３０、２４０、及び２５０のいずれかの照明ユニットは全て同様な照明機能要件を有してもよい。
［００５２］図３は、照明動作のためのプロアクティブなエネルギー入札及び計画の一実施形態のタイムチャートを示す。照明動作のための入札及び計画は、照明マネージャー１２０、２２０によって実行され得る。例えば、計画は照明マネージャー１２０においてローカルに起こってもよいし、入札は照明マネージャー１２０及びデマンドレスポンスオートメーションサーバ１１０間の通信を介して起こってもよい。デマンドレスポンスオートメーションサーバ１１０との入札のために需要アナライザー及び入札エンジン１２４が利用されてもよい。また、例えば、計画は照明マネージャー２２０においてローカルに起こってもよく、入札は照明マネージャー２２０及びデマンドレスポンスオートメーションサーバ、及び／又はユーティリティ間のネットワーク２０３を介する通信を介して起こってもよい。図３に示されるように、時間はＤＲ間隔に分割される（そのうちの３つが示されている）。各ＤＲ間隔は更にＤＲ部分間隔に分割される。図３には中央のＤＲ間隔の複数のＤＲ部分間隔が示されている。図３の中央のＤＲ間隔に示されるように、各ＤＲ間隔において、照明マネージャー１２０、２２０は、次のＤＲ間隔のための自身の管理照明ユニットのエネルギー供給及び需要情報を推定し、次のＤＲ間隔のためのエネルギー（電気）価格の入札をし、且つ／又は入札の結果に基づいて、将来のＤＲ間隔のための１つ以上の管理照明ユニットについての照明制御戦略を調整することができる。ＤＲ部分間隔は、各ＤＲ部分間隔においてエネルギー供給及びエネルギー需要が比較的安定であるような長さであり得る。例えば、一部の実施形態ではＤＲ間隔は約１日であり、ＤＲ部分間隔は約１時間である。
［００５３］図４は、照明動作のためのプロアクティブなエネルギー入札及び計画の一実施形態のフローチャートを示す。ローカル照明コントローラ３０５は、システムアーキテクチャに応じて、照明ユニットの動作を個別に制御する責任を負う、又は多数の照明ユニットをグループ制御する。例えば、図２に示されるように、送電線ベース屋外照明ネットワーク（ＯＬＮ：outdoor lighting network）の制御及び電力キャビネット２５４、ＲＦベースＯＬＮのセグメントコントローラ２４４は、それぞれ多数の照明ユニットを制御するグループ照明コントローラである。また、例えば図２に示されるように、セルラー通信ベースＯＬＮの基地局２３４は複数の照明ユニットのそれぞれと通信し、照明ユニットのそれぞれがその照明ユニットを制御するローカル照明コントローラを含む。所与の照明ネットワークは、照明ユニットを個別に制御する１つ以上のローカル照明コントローラ、及び／又は多数の照明ユニットをグループ制御する１つ以上のローカルコントローラを含み得る。
［００５４］図４のステップＰ１において、照明マネージャー３２０は１つ以上のローカル照明コントローラ３０５を介して自身の管理照明ユニットからエネルギー使用及びエネルギー供給情報を集め、かかる情報を分析し、１つ以上の将来のＤＲ間隔のための自身の管理照明ユニットのロードデマンドを推定する。例えば、照明マネージャー３２０は１つ以上のローカル照明コントローラ３０５を介して１つ以上のオフグリッド電源（例えば、分散型エネルギー源、ソーラーパネル、風）に関するエネルギー供給情報を集めてもよい。将来のＤＲ間隔のための照明ユニットのエネルギー供給情報は、１つ以上のＤＲ部分間隔において照明ユニットの照明動作に利用され得るような任意のオフグリッドエネルギー源に基づいてもよい。任意のオフグリッドエネルギー源のバッテリー容量及び／又は再生可能エネルギーチャージ率が考慮されてもよい。また、オフグリッドエネルギー源の供給を推定するための天気予報情報（例えば、オフグリッドソーラーパネルに関してはソーラーパネル、オフグリッド風力タービンに関しては風予想）等、オフグリッドエネルギー源に関する他の情報が考慮されてもよい。
［００５５］また、例えば、照明マネージャー１２０、２２０は、１つ以上の将来のＤＲ間隔の予測と同様に、過去のＤＲ間隔の照明ユニットエネルギー使用に基づいて１つ以上の将来のＤＲ間隔における照明ユニットからのエネルギー需要を推定してもよい。１つ以上の将来のＤＲ間隔のための照明ユニットの推定エネルギー需要及び供給は、１つ以上の特性に基づき得る。例えば、エネルギー需要は各ＤＲ部分間隔における照明ユニット毎の入力電力に基づいてもよい（例えば、各照明ユニットにおいて使用される光源の種類、光源の能力（例えば、調光可能であるか否か、いくつの調光段階が規定されているか）、並びに／又は任意の規制及び／若しくは標準要件（例えば、特定の設置エリア（例えば、交差点要件、駐車場要件、道路要件）及び／又は特定の時間帯では少なくとも最小光度）の組み合わせに基づいて定められる）。例えば、照明ユニット又は照明ユニットのグループのために、ベストプラクティス（典型的）入力電力、最大入力電力、及び又は最小入力電力の全てが解析されてもよい。
［００５６］照明ユニットのベストプラクティス、最大、及び最小入力電力は、それぞれ、その照明ユニットのベストプラクティス、最大、及び最小光出力、並びにその照明ユニットの調光能力によって決定される。最大及び最小光出力（輝度並びに／又は照度強度及び分布）は、エリアタイプ（フリーウェイクラスＡ、フリーウェイクラスＢ、高速道路、幹線道路、補助幹線道路、地方道路、歩道／自転車道、交差点、駐車場、舗装タイプ、及び／又は歩行者衝突レベル）に基づく１つ以上の適用可能な規制基準によって定められ得る。例えば、規制は通常、交差点エリアにおける光出力が道路の他の部分の光出力よりも明るいことを要求し、よってかかる交差点における最小光出力電力は通常より高い。ベストプラクティス光出力は、例えば、ローカルユーザ好み、交通量、犯罪指数、及び／又は天候の１つ以上に基づいて決定され得る。例えば、不良な天候（雨、雪、強い曇り）の間にはより多くの光が求められ得るため、後続のＤＲ間隔のベストプラクティス光出力の決定において天気予報を利用してもよい。また、例えば、犯罪率が高いエリアに設置される照明ユニットのグループのベストプラクティス光出力は、その照明ユニットのグループが犯罪率が低いエリアに設置された場合より光度が高くてもよい。
［００５７］ベストプラクティス、最大、及び／又は最小入力電力は時間（例えば、あるＤＲ部分間隔から次のＤＲ部分間隔）及び／又はＤＲゾーン（例えば、（駐車場内に位置する）ＤＲゾーンから（高速道路上に位置する）他のＤＲゾーン）によって変動し得り、各ＤＲ部分間隔にかけて必要であろう入力電力の決定にあたり、照明マネージャー３２０によって考慮される。例えば、照度及び電力のための要求される又は許容される動作範囲は、所与のエリアに適用可能な適応的照明規制によって定められ得る。例えば、７：００−９：００ｐｍの時間中に必要な光出力は、通常、１２：００−４：００ａｍの時間中に必要な光出力より高い。また、例えば、歩行者交通量が高いエリアにおいて必要な光出力は、歩行者交通量が低いエリアにおいて必要な光出力より高い可能性がある。また、例えば、季節の変化及び変化する日の出／日の入りの時刻に応じて、オン／オフ時刻及び／又は調光スケジュールが変更され、各部分間隔にかけて必要であろう入力電力を決定するにあたり、照明マネージャー３２０によって考慮されてもよい。
［００５８］図８の照明マネージャー１２０の概略的な表現に一端向かい、照明マネージャー１２０は、設置照明ユニットに適用可能な規制要件を記憶するために、設置照明ユニットの位置を記憶するために、設置照明ユニットの特性及び動作状態を記憶するために、及び／又は設置照明ユニットの関連付けられたエリアタイプを記憶するために、照明要件データベース１２２を利用してもよい。照明マネージャー１２０は、更に又は代わりに、適用可能規制要件、照明ユニット位置、及び／又はそのエリアに関連付けられた他の都市情報／特徴に関する情報を取得するために、外部のサービス又はデータベース（例えば、都市／政府のデータベース）にアクセスしてもよい。一部の実施形態では、照明マネージャー１２０は、データベース内に記憶された情報に少なくとも部分的に基づいて、設置照明ユニットのエネルギー需要を推定してもよい。また、照明マネージャー１２０は１つ以上のフィールドデバイス（例えば、１つ以上の設置照明ユニットの電力メーター）から集められた測定値を使用してもよい。照明マネージャー１２０は設置照明ユニットから直接データを引き出してもよいし（例えば、ローカルセンサ入力１４４）、且つ／又は他の中間デバイス（セグメントコントローラ、ゲートウェイ等）から引き出してもよい。一部の実施形態では、フィールドデバイスから集められた測定値は標準フォーマットに従ってもよい。一部の実施形態では、照明マネージャー１２０及び照明ユニットはその標準フォーマットを使用して通信してもよい（例えば、通信モジュール１２６及び１５０を介して）。一部の実施形態では、中間デバイス（セグメントコントローラ、ゲートウェイ等）が照明マネージャー１２０と照明ユニットとの間で通信を変換してもよい。照明マネージャー１２０は、ＤＲゾーン毎、ＤＲ部分間隔毎に総計エネルギー需要を計算してもよい。
［００５９］図４を再び参照して、ステップＰ２において、照明マネージャー３２０は、照明マネージャーによる後続のＤＲ間隔のＤＲゾーン毎、ＤＲ部分間隔毎の推定最小及び最大エネルギー要求に基づいて、ＤＲＡＳ３１０から電気の入札をする。ＤＲＡＳ３１０から電気の入札をするために、エンジン１２４等の需要アナライザー及び入札エンジン、及びモジュール１２６等の通信モジュールを使用してもよい。電気の入札をするための照明マネージャー３２０からのＤＲＡＳ３１０への入力は、とりわけ、各ＤＲゾーンにおける各ＤＲ部分間隔の最小及び最大エネルギー要求を含んでもよい。ユーティリティからのエネルギー価格及び利用可能性は、場面によって異なり得る。ＤＲＡＳ３１０から照明マネージャー３２０への入札プロセスの出力は、各ＤＲゾーンにおける各ＤＲ部分間隔のための最小及び最大エネルギー供給及び価格オファーである。入札プロセスは定期的に、例えばＤＲ間隔毎に行われる。各ＤＲ間隔の終わりに、照明マネージャー３２０は１つ以上の後続のＤＲ間隔のエネルギー使用を推定し、その１つ以上の後続のＤＲ間隔のエネルギーの入札をする。入札プロセスは、更に又は代わりに、特定の状況においてオンデマンドでトリガされてもよい（例えば、ＤＲＡＳ３１０からデマンドレスポンス信号を受信することにより）。例えば、ＤＲ間隔中にユーティリティからのエネルギー供給／価格が急激に変化した場合、照明マネージャー３２０は次の予定された入札時間を待つことなく入札プロセスを開始してもよい（任意で、ＤＲＡＳ３１０から受信信号を受信した後に）。
［００６０］図４のステップＰ３において、照明マネージャー３２０は必要に応じて、設置照明ユニットの照明制御戦略を調整する。照明マネージャー３２０による調整は、ステップＰ２における入札から提案されたエネルギーの価格及び量に基づいてエネルギーの使用を最適化するためである。適切なエネルギー計画及び最適化を決定するために、照明マネージャー３２０は、ユーティリティ又はＤＲＡＳ３１０によってステップＰ２においてオファーされた最小及び最大エネルギー供給（能力）及び価格を、各ＤＲゾーン、各ＤＲ部分間隔毎に分析する。また、照明マネージャー３２０は、図５Ａに示すように、各ＤＲゾーンにおける異なるＤＲレベルのための最適な調光ベクトルを分析してもよい。
［００６１］図５Ａは、単一のＤＲゾーンにおける異なるＤＲレベルのための調光ベクトルを示す。図５Ａにおいて、di jはＤＲレベルｊにおける照明ユニットｉの調光レベルを示す。照明ユニットのエリア機能要件及び調光フレキシビリティを考慮して、調光ベクトル内の２つの照明ユニットは異なる調光レベルを有し得る。照明マネージャーはＤＲゾーン毎に複数のＤＲレベルを定め、最も低いＤＲレベル（ＤＲレベル１）は最適なシナリオに対応し（例えば、エネルギーがあり余り安いときの最適な光出力）、最も高いＤＲレベルは最悪のシナリオに対応する（例えば、ＤＲＡＳ３１０により最大負荷制限が要求されているときの、最低照明パフォーマンス要件に違反し得る非最適照明出力）。あるＤＲレベルから次のＤＲレベルまで、有意なステップ幅が定められている（特定の量のエネルギー消費削減及び照明パフォーマンス低減によって反映される）。複数のＤＲゾーンにかけてのＤＲレベルが標準化され得り、よってＤＲゾーンの自身のベストプラクティス照明パフォーマンスに対する照明パフォーマンスに関して比較できる。削減されたエネルギー消費は、ＤＲゾーンにおいて利用可能なエネルギーの総量を前提に、（エリア全体での強度及び均一性に関して）照明パフォーマンスが最適化されるような方法でＤＲゾーンの照明ユニットにかけて分配され得る。照明マネージャー３２０は、様々なＤＲレベルに対する最適化された調光ベクトルを記憶し、ＤＲ部分間隔中、そのＤＲ部分間隔のＤＲレベルに適した調光レベルを実行する。
［００６２］ＤＲゾーンにおける異なるＤＲレベルに対する最適調光ベクトルは、照明ユニットのエリア機能要件及び調光フレキシビリティを考慮してもよい。例えば、ＤＲエリアタイプ及び特徴を考慮してもよい（例えば、道路：フリーウェイクラスＡ、フリーウェイクラスＢ、高速道路、幹線道路、補助幹線道路、地方道路；歩道／自転車道；交差点；及び／又は歩行者衝突レベル：高、中、低）。また、例えば、照明パフォーマンス要件、及びそれらの照明パフォーマンス要件を満たす優先度が考慮されてもよい。照明パフォーマンス要件は、平均強度、均一性、及び／又は色温度を含み得る。照度及び均一性指標は、照明グリッド点（ＧＰＩ：Grid Points Illuminated）パーセント及び平均照度、変動係数（ＣＶ）、平均−最小均斉度（ＡＭＵ：average-to-min uniformity ratio）、並びに／又は最大−最小均斉度（ＭＭＵ：max-to-min uniformity ratio）を含んでもよい。かかる要件は、例えば、照明要件データベース１２２等の１つ以上のデータベース内に記憶されてもよい。また、例えば、調光フレキシビリティが考慮されてもよく、入力電力に対する光出力、光源の調光範囲、及び／又は光源の調光レベル間のステップ幅を考慮に入れてもよい。
［００６３］本明細書において論じられるように、エネルギーの使用を計画及び最適化するために、照明マネージャー３２０は、照明パフォーマンスを最適化しつつ、所与のＤＲゾーンにおける所与のＤＲ部分間隔の総エネルギー及びコスト要件を満たすために必要な（且つベストプラクティス入力電力レベルに最も近い）最も低いＤＲレベルを求めることができる。これは、照明動作マネージャー１２７等の照明動作マネージャーにおいて達成され得る。一部の実施形態では、異なるＤＲゾーンが同じＤＲレベルを共有することが望ましい場合がある。一部の実施形態では、例えばＤＲエリアタイプ及び特徴に基づいて、ＤＲゾーンに優先度が付けられる。負荷制限要求を満たすためにいくつかのＤＲゾーンのＤＲレベルを１つ上げなければならない（そして光出力を低減しなければならない）場合、優先度が低いＤＲゾーンが最初に負荷を制限するよう選択される。本明細書において論じられるように、エネルギーの予算編成は複数のＤＲ部分間隔のそれぞれにかけて起こり得るので、エネルギー源（メイングリッド又はオフグリッド）、調光レベル、及び／又は蓄電池を充電するか否かの決定は、いくつかのＤＲ部分間隔中に下される。
［００６４］ステップＰ２においてオファーされる最小及び最大エネルギー供給（能力）並びに価格の分析と、ＤＲゾーン毎の異なるＤＲレベルのための最適調光ベクトルとに基づいて、照明マネージャー３２０は、設置照明ユニットの制御の１つ以上の側面を適切に調整できる。例えば、照明マネージャー３２０は照明ユニットの調光スケジュールを調整し得る（例えば、エネルギーの価格が高い且つ／又は量が少ない期間中により多くの調光を提供する）。調光スケジュールに関するデータが照明マネージャー３２０からローカル照明（光源）コントローラ３０５に伝送されて、ＤＲ部分間隔毎の調光レベルを提供してもよい。例えば、図５Ｂに示されるようなフォーマットのメッセージをローカル照明コントローラ３０５に伝送し、１つ以上の照明ユニットの各ＤＲ部分間隔における適切な調光レベルを照明コントローラ３０５に伝えてもよい。また、例えば、照明マネージャー１２０、２２０は、各ＤＲ部分間隔の照明動作のためのエネルギー源の選択（例えば、オフグリッドエネルギー源又はメイングリッド源）を調整してもよい（例えば、エネルギーの価格が高い且つ／又は量が少ない期間中、オフグリッド電源に切り替える又はオフグリッド電源によって補強する）。エネルギー源選択に関するデータが照明マネージャー１２０、２２０からローカル照明コントローラ３０５に伝送されてもよい。例えば、図５Ｃに示されるようなフォーマットのメッセージがローカル照明コントローラ３０５に伝送され、１つ以上の照明ユニットがどのＤＲ部分間隔においてメイングリッドを使用すべきであり、１つ以上の照明ユニットがどのＤＲ部分間隔にいて非グリッドエネルギー源を使用すべきかを照明コントローラ３０５に伝えてもよい。
［００６５］また、例えば、照明マネージャー３２０は、各ＤＲ部分間隔中にメイングリッドを使用して蓄電池を充電するか否かを決定してもよい。エネルギーの価格が低く、且つ／又は利用可能なエネルギーの量が多いＤＲ部分間隔中にメイングリッドを使用して蓄電池を充電し、エネルギーの価格が高く且つ／又は利用可能なエネルギーの量が少ないＤＲ部分間隔中の照明ユニットによる使用のためにそのエネルギーを蓄えることが望ましい可能性がある。蓄電池を充電すべきか否かに関連するデータが照明マネージャー３２０からローカル照明コントローラ３０５に伝送されてもよい。例えば、図５Ｄに示されるようなフォーマットのメッセージがローカル照明コントローラ３０５に伝送され、メイングリッドから蓄電池を充電すべきＤＲ部分間隔を照明コントローラ３０５に伝えてもよい。
［００６６］また、例えば、照明マネージャー３２０は、１つ以上のＤＲ部分間隔にかけて、ＤＲゾーンのライトオンデマンド（ＬＯＤ：Light on Demand）動作設定を調整してもよい。照明マネージャー３２０は、１つ以上の照明ユニットに関してＬＯＤモードをオンにするか否か、及び任意でＬＯＤモードのパラメータ（例えば、トリガリングイベント及びトリガ後のＯＮ時間）を設定するか否かを決定してもよい。ＬＯＤ機能を有するローカル照明コントローラは、カメラ、赤外線センサ、音響センサ、並びに／又は物体／歩行者及び／若しくは乗り物の交通を検出するためのモーション／存在センサを含む（例えば、有線又は無線で照明ユニットに接続）。ＬＯＤモード及び／又はＬＯＤモードパラメータに関するデータが、照明マネージャー３２０からローカル照明コントローラ３０５に伝送されてもよい。例えば、図５Ｅに示されるようなフォーマットのメッセージがローカル照明コントローラ３０５に伝送され、ＬＯＤモードがアクティブであるべきＤＲ部分間隔及びＬＯＤモードに関するパラメータを照明コントローラ３０５に伝えてもよい。
［００６７］図５Ｂ−５Ｅにおいていくつかのメッセージが示されているが、本開示の利益を享受した当業者は、異なるフォーマットのメッセージが追加的に及び／又は代替的に使用され得ることを認識及び理解するであろう。また、図５Ｂ−５Ｅに示される複数のメッセージは単一のメッセージに統合されてもよい。例えば、調光スケジュール、エネルギー源選択、バッテリー充電指示、及びＬＯＤ動作設定のメッセージが単一のメッセージに統合され、単一のメッセージとして証明ユニット又は照明ユニットのグループを管理するローカル照明コントローラに送信されてもよい。
［００６８］次に、図６を参照して、デマンドレスポンスイベント処理の一実施形態のフローチャートが示されている。ステップＥ１において、照明マネージャーはＤＲＡＳからＤＲイベントを受信し、ＤＲイベントをフィルタリングして、ＤＲイベントのロードマネジメントリクエストを、照明マネージャーによって制御される、照明ユニットの現在のプロアクティブエネルギーマネジメントのステータスと比較する。比較に基づいて、照明マネージャーは照明ユニットの負荷を調整する必要があるか否か、及び必要がある場合にはどの程度調整する必要があるのかを決定する。負荷の調整は、受信されたＤＲイベントのステータスに応じて上下し得る。例えば、受信されたＤＲがエネルギー価格の好転を示す場合、負荷を上げて、１つ以上のＤＲゾーンにおける光出力特性を向上させることが望ましい可能性がある。ステップＥ２において、照明マネージャーは決定に従って負荷を調整するようローカル照明コントローラにロードマネジメント信号を送信する。ステップＥ２は、図４のステップＰ３と類似する。しかし、Ｅ２は、ＤＲ間隔全体ではなく、１つ以上のＤＲ部分間隔のみに関する信号を供給する。
［００６９］一部の実施形態では、ステップＰ３及び／又はＥ２において、照明マネージャーからローカル照明コントローラに送信されるロードマネジメント信号のセキュリティレベルがＤＲレベル及び／又はＤＲゾーンの優先度と関連付けられてもよい。例えば、ＤＲレベルが高ければ高い（負荷制限が強い）ほど、照明マネージャーからローカル照明コントローラへのロードマネジメント信号の伝送及び認証のために加えられ得るセキュリティ手段のレベルが高い。また、例えば、ＤＲゾーンの優先度が高ければ高いほど（例えば、交差点、又は歩行者の交通量が多いエリア）、照明マネージャーからローカル照明コントローラにロードマネジメント信号を伝送及び認証するために加えられ得るセキュリティ手段のレベルは高い。高レベルのセキュリティは、照明制御の不正な及び／又は誤った操作を防ぐことができる。
［００７０］図７は、ローカル照明コントローラによる照明動作命令処理の一実施形態のフローチャートを示す。図７は、ステップ５０１において、ローカル照明コントローラが照明マネージャーから照明動作命令を受信することを示す。ステップ５０２において、照明コントローラは受信された照明動作命令を処理し、ＤＲレベルに従って照明動作命令を検証する。すなわち、ＤＲレベルが高ければ高いほど、照明動作命令を検証するために適用されるセキュリティのレベルは高い。ステップ５０３において、照明動作命令が有効であるか否かが決定される。照明動作命令が有効な場合、ステップ５０４において、照明コントローラがそれらの命令を１つ以上の照明ユニットに伝送する。照明動作命令が無効な場合、ステップ５０５において、照明コントローラは照明ユニットにおける以前の有効な照明動作命令を維持するか、又は照明ユニットをデフォルトの動作状態に戻す。
［００７１］特定の状況では（例えば、緊急対応状況）、特定のエリアにおける照明パフォーマンスが規制要求レベルを下回るか又は完全に遮断される程に負荷制限が強くなければならない。かかる状況において、ローカル照明コントローラは、ＤＲ及び導出される照明動作命令が認証されることを保証するのに十分なセキュリティ手段を取った上で、ＤＲを実行し得る。一部の実施形態では、ＤＲレベル及びＤＲゾーンの優先度がともに低い場合、照明動作命令を検証するために必要な認証方法は１つだけである。一部の実施形態では、ＤＲレベル及びＤＲゾーンのうちの一方の優先度が高い場合、照明動作命令を検証するために２つの認証方法が必要であり得る。一部の実施形態では、ＤＲレベル及びＤＲゾーンの優先度がともに高い場合、照明動作命令を検証するために３つの認証方法が必要であり得る。
［００７２］本明細書においていくつかの実施形態が記述及び図解されてきたが、当業者は、本明細書に開示される機能を実行するための、及び／又は、結果及び／又は１つ以上の利点を得るための様々な手段及び／又は構造を容易に考え付くであろう。かかる変形例及び改変例のそれぞれが本明細書が開示する発明的実施形態の範囲内に含まれるとみなされる。より一般的には、当業者は、本明細書が開示する全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が例示的であることを意図され、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明的教示が使用される特定の用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験より多くを要することなく、本明細書が開示する特定の発明的実施形態の多数の均等物を認識する又は確認できるであろう。したがって、上記実施形態はあくまで例として提示され、添付の特許請求の範囲及び均等物の範囲内において、具体的に説明及び請求されている態様とは異なる態様で発明的実施形態を実施できると理解されたい。本開示の発明的実施形態は、本明細書に開示される各個別の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。また、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾しない場合、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の２つ以上の任意の組み合わせは本開示の発明的範囲に含まれる。
［００７３］本明細書で定義及び使用される全ての定義が、辞書の定義、参照によって組み込まれる文献内の定義、及び／又は定義される用語の通常の意味を支配すると理解されたい。
［００７４］本明細書及び特許請求の範囲において、明らかに反して示されていない限り、要素は「少なくとも１つの」要素を意味すると理解すべきである。
［００７５］本明細書及び特許請求の範囲で使用される語句「及び／又は」は、結合されている要素の「一方又は両方」、すなわち、ある場合には共同的に存在し、他の場合には分離して存在する要素を意味すると理解すべきである。「及び／又は」によって列挙される複数の要素も同様に解されるべきであり、すなわち、結合される要素の「１つ以上」と解されるべきである。「及び／又は」の句によって具体的に特定される要素以外の要素が任意で存在してもよく、具体的に特定される要素に関係しても無関係でもよい。したがって、非限定的な例として、「含む」等の非制限的文言とともに使用される場合、「Ａ及び／又はＢ」は、一実施形態において、Ａのみ（任意でＢ以外の要素を含む）を指し得り、他の実施形態ではＢのみ（任意でＡ以外の要素を含む）、他の実施形態ではＡ及びＢの両方（任意での他の要素を含む）等を指し得る。
［００７６］本明細書及び特許請求の範囲において、「又は」は、上記で定義した「及び／又は」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、列挙される項目を分けるとき、「又は」又は「及び／又は」は包括的であると解釈されるべきであり、つまり、複数の又は列挙される要素の少なくとも１つ及び２つ以上、並びに付加的な列挙されない項目を含む。明確に反対に示される用語、例えば「１つのみ」若しくは「ちょうど１つ」、又は特許請求の範囲で使用された場合の「〜からなる」等のみが複数の又は列挙される要素のちょうど１つの要素を含むことを意味する。一般的に、ここで使用される用語「又は」は、「どちらか」、「〜のうちの１つ」、「〜のうちのたった１つ」、又は「〜のうちのちょうど１つ」等の排他的な用語を伴う場合にのみ排他的選択（すなわち、「両方ではなくどちらか一方」）を示すと解釈されるべきである。特許請求の範囲において使用される場合、「本質的に〜からなる」は、特許法の分野において使用される通常の意味を有するものとする。
［００７７］本明細書及び特許請求の範囲において、１つ以上の要素の列挙に関連する語句「少なくとも１つ」は、要素の列挙内の任意の１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであり、必ずしも要素の列挙内に具体的に列挙される全ての要素を少なくとも１つ含まず、要素の列挙内の要素のあらゆる組み合わせを除外しない。また、この定義は、語句「少なくとも１つ」が関連する要素の列挙内に具体的に特定される要素以外の要素が任意で存在し得ることを許容し、具体的に特定される要素に関係しても無関係でもよい。したがって、非限定的な例として、一実施形態において、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は、同等に、「Ａ又はＢの少なくとも１つ」若しくは「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、Ｂが存在せず、少なくとも１つの、任意で２つ以上のＡを指してもよく（任意でＢ以外の要素を含む）、他の実施形態においては、Ａが存在せず、少なくとも１つの、任意で２つ以上のＢを指してもよく（任意でＡ以外の要素を含む）、他の実施形態においては、少なくとも１つの、任意で２つ以上のＡ、及び少なくとも１つの、任意で２つ以上のＢを指してもよい（任意で他の要素を含む）。
［００７８］また、明らかに反するよう示されない限り、１つ以上のステップ又は動作を含むあらゆる請求される方法において、方法のステップ又は動作の順番は必ずしも方法のステップ又は動作が列挙されている順番に限定されない。
［００７９］明細書及び特許請求の範囲において、「備える」、「含む」、「運ぶ」、「有する」、「保有する」、「保持する」、「〜から構成される」等の全ての遷移句等は非限定的であり、限定ではなく含むを意味すると解されるべきである。米国特許庁ＭＰＥＰ（Manual of Patent Examining Procedures）のセクション２１１１．０３において規定されるように、遷移句「〜からなる」及び「本質的に〜からなる」のみが、限定的又は準限定的な遷移句であろう。

Claims (10)

  1. スマートパワーグリッドに接続される少なくとも１つの屋外照明ネットワークの将来のエネルギー需要を照明マネージャーによって先回りして調整する方法であって、
    前記照明マネージャーによって、前記照明ネットワークの複数の第１のゾーン照明ユニットそれぞれの第１のゾーンエネルギー供給情報及び第１のゾーン負荷需要情報を、複数の第１のゾーンデマンドレスポンス（ＤＲ）部分間隔のそれぞれに関して集めるステップと、
    前記照明マネージャーによって、前記照明ネットワークの複数の第２のゾーン照明ユニットそれぞれの第２のゾーンエネルギー供給情報及び第２のゾーン負荷需要情報を、複数の第２のゾーンＤＲ部分間隔のそれぞれに関して集めるステップと、
    前記照明マネージャーによって、前記第１のゾーンＤＲ部分間隔の複数の将来の第１のゾーンＤＲ部分間隔、及び前記第２のゾーンＤＲ部分間隔の複数の将来の第２のゾーンＤＲ部分間隔のための電気価格をユーティリティから受信するステップと、
    前記照明マネージャーによって、前記第１のゾーンエネルギー供給情報、前記第１のゾーン負荷需要情報、及び前記電気価格に基づいて、前記将来の第１のゾーンＤＲ部分間隔の前に、前記第１のゾーン照明ユニットの第１のゾーン照明動作戦略を先回りして調整するステップと、
    前記照明マネージャーによって、前記第２のゾーンエネルギー供給情報、前記第２のゾーン負荷需要情報、及び前記電気価格に基づいて、前記将来の第２のゾーンＤＲ部分間隔の前に、前記第２のゾーン照明ユニットの第２のゾーン照明動作戦略を先回りして調整するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記照明マネージャーによって、前記第１のゾーン負荷需要情報及び前記第２のゾーン負荷需要情報に基づいて、前記ユーティリティに対して電気価格の入札を行うステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記照明マネージャーによって、前記将来の第１のゾーンＤＲ部分間隔の前に前記第１のゾーン照明ユニットの前記第１のゾーン照明動作戦略を先回りして調整する前記ステップは、更に、前記第１のゾーンの第１のゾーン照明規制要件に基づく、請求項１に記載の方法。
  4. 前記照明マネージャーによって、前記将来の第２のゾーンＤＲ部分間隔の前に前記第２のゾーン照明ユニットの前記第２のゾーン照明動作戦略を先回りして調整する前記ステップは、更に、前記第２のゾーンの第２のゾーン照明規制要件に基づく、請求項３に記載の方法。
  5. 前記第２のゾーン照明規制要件は、前記第１のゾーン照明規制要件より優先度が低く、前記第２のゾーン照明動作戦略は、前記第１のゾーン照明動作戦略より極端に調整される、請求項４に記載の方法。
  6. 前記照明マネージャーによって、前記将来の第１のゾーンＤＲ部分間隔の前に前記第１のゾーン照明ユニットの前記第１のゾーン照明動作戦略を先回りして調整する前記ステップは、更に、前記第１のゾーン照明ユニットの調光能力に基づく、請求項１に記載の方法。
  7. 前記照明マネージャーによって、前記第１のゾーン照明ユニットの前記第１のゾーン照明動作戦略を先回りして調整する前記ステップは、前記第１のゾーン照明ユニットを、前記照明マネージャーによって、それぞれが複数の第１のゾーンデマンドレスポンスレベルの１つに対応する複数の第１のゾーン照明ユニット調光ベクトルの１つに従って調光するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記照明マネージャーによって、前記第２のゾーン照明ユニットの前記第２のゾーン照明動作戦略を先回りして調整する前記ステップは、前記第２のゾーン照明ユニットを、前記照明マネージャーによって、それぞれが複数の第２のゾーンデマンドレスポンスレベルの１つに対応する複数の第２のゾーン照明ユニット調光ベクトルの１つに従って調光するステップを含む、請求項７に記載の方法。
  9. ベストプラクティス照明パフォーマンスに対する相対的照明パフォーマンスに関して、前記第１のゾーン照明ユニット調光ベクトル及び前記第１のゾーンデマンドレスポンスレベルは、前記照明マネージャーによって、前記第２のゾーン照明ユニット調光ベクトル及び前記第２のゾーンデマンドレスポンスレベルにノーマライズされる、請求項８に記載の方法。
  10. 前記照明マネージャーによって、前記将来の第１のゾーンＤＲ部分間隔の前に前記第１のゾーン照明ユニットの前記第１のゾーン照明動作戦略を先回りして調整する前記ステップは、前記将来の第１のゾーンＤＲ部分間隔の少なくとも１つの間に前記第１のゾーン照明ユニットの少なくとも１つに給電するためにオフグリッド電源を使用する前に、前記スマートパワーグリッドにより前記オフグリッド電源を先回りして充電するステップを含む、請求項１に記載の方法。
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