JP5940581B2 - 消費電力予測装置、方法、およびその非一時的コンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、消費電力予測装置、方法、およびその非一時的コンピュータ可読記憶媒体に関する。より具体的には、本発明は、器具の可能性を用いることに基づく、消費電力予測装置、方法、およびその非一時的コンピュータ可読記憶媒体に関する。

電力は、すでに現代の生活の主要なエネルギー源になっている。電力を管理するために、消費電力を予測するための多数の技術が提案されてきた。ただし、これらの従来の消費電力予測技術は主に、地方電力系統の給電のための基準として、または発電能力の基準として、電源系で用いられている。

実際には、エンドユーザにとっても、節電し、電荷を低減するために、小型の施設（たとえば単一の工場、スマートビル、スマートホームなど）の消費電力を予測することが必要である。エンドユーザの消費電力を予測するために、ほとんどの慣用技術では、消費電力データを長期間（たとえば１年）にわたってユーザから収集すること、または予測の基準として温度センサおよび湿度センサが感知したデータを取ることが必要となる。これらの慣用技術は通常、消費電力を予測するためにニューラルネットワークおよび遺伝的アルゴリズムなどの技法を採用する。
しかし、これらの技術には長期間の訓練が必要であり、比較的小型の施設で用いられる場合には、大規模な施設で用いられる場合に比べて予測結果がそれほど正確ではない。

したがって、器具の将来の消費電力を迅速に予測するために、器具の消費電力モデルを確立することができる技術を提供することが、本技術分野で緊急に求められている。

従来技術の問題を解決するために、本発明は消費電力予測装置と、方法と、その非一時的コンピュータ可読記憶媒体とを含む。

本発明の一定の実施形態が提供する消費電力予測装置はインターフェースと、処理装置とを備える。インターフェースと処理装置はお互いに電気的に接続する。インターフェースは器具の複数の消費電力データを受信する。器具は複数の操作状態を有し、消費電力データは時系列を有する。消費電力データのそれぞれは記録状態と、記録状態に対応する記録時間の長さとを含み、記録状態のそれぞれは操作状態のうちの１つである。処理装置は、操作状態のそれぞれの平均操作時間の長さを記録状態および記録時間の長さにしたがって算出するように構成される。処理装置はまた、操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を時系列および消費電力データにしたがって算出するように構成される。移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性である。元の状態は操作状態のうちの１つであり、目標状態は操作状態のうちの１つであり、元の状態は目標状態とは異なる。

本発明の一定の実施形態が提供する消費電力予測方法はコンピュータによって実行される。消費電力予測方法は以下のステップを備える。（ａ）器具の複数の消費電力データを受信するステップ。ステップにおいて、器具は複数の操作状態を有する。消費電力データは時系列を有し、消費電力データのそれぞれは記録状態と、記録状態に対応する記録時間の長さとを含み、記録状態のそれぞれは操作状態のうちの１つである。（ｂ）操作状態のそれぞれの平均操作時間の長さを記録状態および記録時間の長さにしたがって算出するステップ。（ｃ）操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を時系列および消費電力データにしたがって算出するステップ。移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性である。元の状態は操作状態のうちの１つであり、目標状態は操作状態のうちの１つであり、元の状態は目標状態とは異なる。

本発明の一定の実施形態で提供する非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、その内部に記憶されるコンピュータプログラムを含む。コンピュータプログラムが電子機器に読み込まれると、コンピュータプログラムは消費電力予測方法を実行する。消費電力予測方法は、以下のステップを備える。（ａ）電子機器によって、器具の複数の消費電力データを受信するステップ。ステップにおいて、器具は複数の操作状態を有する。消費電力データは時系列を有し、消費電力データのそれぞれは記録状態と、記録状態に対応する記録時間の長さとを含み、記録状態のそれぞれは操作状態のうちの１つである。（ｂ）電子機器によって、操作状態のそれぞれの平均操作時間の長さを記録状態および記録時間の長さにしたがって算出するステップ。（ｃ）電子機器によって、操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を時系列および消費電力データにしたがって算出するステップ。移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性である。元の状態は操作状態のうちの１つであり、目標状態は操作状態のうちの１つであり、元の状態は目標状態とは異なる。

本発明は、一定の実施形態により、器具から収集する消費電力データを用いて器具の消費電力モデルを確立する。別の消費電力データを後で収集する場合は、後で収集する消費電力データを用いて、消費電力モデルを更新する。継続的な更新を通じて、消費電力モデルは異なる操作状態下での器具の平均的な操作時間の長さと、異なる操作状態間の移行可能性を正確に反映することができる。消費電力モデルを確立すると、本発明は、その後の器具の消費電力を予測することができる。簡潔に言えば、本発明はまず、現時点および現在の状態に入ってから経過した滞留時間の長さ時点においても、電力特徴データにしたがって、器具の現在の状態（つまり、器具の操作状態のうちの１つ）を判断する。その後、本発明は現在の状態下の器具の残りの滞留時間を算出する。次に、現時点から目標時点までの器具の予測消費電力を残りの滞留時間および消費電力モデルの情報にしたがって算出する。それによって、本発明は器具の消費電力モデルを確立し、器具から収集した消費電力データの一部を用いるだけで、任意の追加の環境データ（たとえば、温度データ、湿度データなど）を用いずに、器具の将来の消費電力を予測することができる。

当業者が特許請求された発明の特徴を十分に理解するように、本発明で実施される詳細な技術および好ましい実施形態を以下の段落で添付図を用いて説明する。

第１の実施形態の消費電力予測装置を示す概略図である。 第１の消費電力データを示す概略図である。 器具の消費電力モデルを示す概略図である。 第２の実施形態の消費電力予測方法を示す主なフローチャート図である。 ステップＳ２３の詳細なフローチャート図である。

以下の説明では、本発明が提供する消費電力予測装置、方法、およびその非一時的コンピュータ可読記憶媒体を、例示的なその実施形態を参照して説明する。ただし、これらの本発明の例示的実施形態は、本発明をこれらの例示的実施形態に記載する特定の実施例、実施形態、環境、適用または実装に限定することを意図するものではない。したがって、これらの実施形態の説明は本発明を限定するものではなく、本発明を例示することのみを目的とする。以下の実施形態および添付図において、本発明に無関係な要素は説明から省略されていることを理解されたい。

本発明の第１の実施形態は消費電力予測装置１であり、その概略図を図１Ａに示す。消費電力予測装置１は、インターフェース１１と、処理装置１３とを備え、インターフェース１１と処理装置１３とはお互いに電気的に接続する。インターフェース１１は、信号を送受信可能な任意の種類のインターフェースであってもよい。処理装置１３は任意の様々なプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、または当業者に周知のその他の演算装置であってもよい。

本実施形態では、インターフェース１１はスマートメータ１５に電気的に接続し、スマートメータ１５は建物１７内の器具１９に接続する。本発明の別の実施形態では、スマートメータ１５を非侵襲負荷監視装置と交換してもよい。
建物１７の器具１９は複数の操作状態を有する。たとえば、器具１９が扇風機である場合は、その操作状態は、「高」、「中」、「低」、「入」および「切」を備えていてもよい。当業者が容易に理解できるように、異なる器具は異なる状態を有し、また異なる数の状態も有する。本実施形態では、器具１９は５つの操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切を有する。

インターフェース１１は、器具１９の複数の第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅをスマートメータ１５を介して受信する。図１Ｂに、第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅの概略図が示す。
第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅは第１の時系列を有する。第１の時系列によれば、第１の消費電力データ１０ａは第１の消費電力データ１０ｂより早く、第１の消費電力データ１０ｂは第１の消費電力データ１０ｃより早く、以下同様である。第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅのそれぞれは、第１の記録状態と、第１の記録状態に対応する第１の記録時間の長さとを含む。
第１の記録状態のそれぞれは、器具１９の５つの操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つである。簡潔に言えば、第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅのそれぞれは、器具１９が一定の操作状態下で稼働する一定の時間の長さを記録する。
本実施形態では、第１の消費電力データ１０ａは記録状態Ｓ１と、第１の記録時間の長さＴ１とを含み、第１の消費電力データ１０ｂは記録状態Ｓ２と、第１の記録時間の長さＴ２とを含み、第１の消費電力データ１０ｃは記録状態Ｓ１と、第１の記録時間の長さＴ３とを含み、第１の消費電力データ１０ｄは記録状態Ｓ２と、第１の記録時間の長さＴ４とを含み、第１の消費電力データ１０ｅは記録状態Ｓ３と、第１の記録時間の長さＴ５とを含む。

次に、処理装置１３は、第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅにしたがって器具１９の消費電力モデルを確立する。消費電力モデルは、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切の操作状態下それぞれにおいて、器具１９の平均的な操作時間の長さと、１つの操作状態から別の操作状態に移行する器具１９の移行可能性とを含む。

具体的には、処理装置１３は操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれにおいて平均的な操作時間の長さを、第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅに含まれる第１の記録状態および第１の記録時間の長さにしたがって算出する。たとえば、処理装置１３は、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれにおいて以下の操作を実施することによって、操作状態のそれぞれの平均的な操作時間の長さを算出する。
（ａ）第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅから少なくとも１つの選択した消費電力データとして少なくとも１つを選択するステップ。本ステップにおいて、少なくとも１つの選択した消費電力データのそれぞれの第１の記録状態は操作状態である。
（ｂ）少なくとも１つの選択した消費電力データに対応する少なくとも１つの第１の記録時間の長さを、操作状態の平均的な操作時間の長さとして平均するステップ。操作状態Ｓ１を例にすると、処理装置１３は第１の消費電力データ１０ａ、１０ｃを選択した消費電力データとして選択する。次に、選択した消費電力データ（つまり、第１の消費電力データ１０ａ、１０ｃ）に含まれる第１の記録時間の長さ（つまり、第１の記録時間の長さＴ１、Ｔ３）を操作状態の平均的な操作時間の長さＳ１として平均する。
本発明の別の実施形態では、処理装置はまた、別の方法、たとえば、平均的な操作時間の長さとして中央値または最頻値をとることによって、操作状態のそれぞれの平均的な操作時間の長さを算出してもよい。

さらに、処理装置１３は、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれにおいて少なくとも１つの移行可能性を第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅおよびその時系列にしたがって算出する。移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性である。元の状態は操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つであり、目標状態も操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つであり、元の状態は目標状態とは異なる。

たとえば、処理装置１３は、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれで以下の操作を実施することによって算出してもよい。
（ａ）時系列および第１の記録状態にしたがって、操作状態に入る第１の回数を数える操作。
（ｂ）時系列および第１の記録状態にしたがって、器具が操作状態を出た後に入った少なくとも１つの移行状態を判断する操作。操作中、少なくとも１つの移行状態のそれぞれは操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つである。
（ｃ）時系列および第１の記録状態にしたがって、操作状態から少なくとも１つの移行状態のそれぞれに入る少なくとも１つの第２の回数を数える操作。
および（ｄ）少なくとも１つの第２の回数のそれぞれを第１の回数で割って、操作状態の少なくとも１つの移行可能性を得る操作。

ここで、操作状態Ｓ１を例にとってさらに説明する。処理装置１３は、時系列および第１の記録状態にしたがって、操作状態Ｓ１に入る第１の回数を数える。
図１Ｂに示す第１の消費電力データ１０ｂ、１０ｃを例にとると、第１の消費電力データ１０ｃは第１の消費電力データ１０ｂのすぐ後に続くため、器具１９は操作状態Ｓ２を出た後に操作状態Ｓ１に入ったことを意味する。処理装置１３は操作状態Ｓ１に入る第１の回数をこの種の情報のみにしたがって数える。一方、処理装置１３はまた、状態器具１９が操作状態Ｓ１を出た後にどの状態に入るかを、時系列および第１の記録状態にしたがって判断し、その状態を操作状態Ｓ１の移行状態とする。
図１Ｂに示す第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂならびに第１の消費電力データ１０ｃ、１０ｄを例にとると、どちらの事例においても、器具１９は操作状態Ｓ１を出た後に操作状態Ｓ２に入る。したがって、処理装置１３は、操作状態Ｓ１が操作状態Ｓ２である１つの移行状態を有すると判断する。次に、処理装置１３は、操作状態Ｓ１から少なくとも１つの移行状態（つまり、操作状態Ｓ２）のそれぞれに入る少なくとも１つの第２の回数を時系列および第１の記録状態にしたがって数える。その後、処理装置１３は、少なくとも１つの第２の回数のそれぞれを第１の回数で割り、操作状態Ｓ１の少なくとも１つの移行可能性を得る。

理解しやすいように、処理装置１３によって、器具１９のために確立された消費電力モデルを図１Ｃに示す。図１Ｃの５つの円は操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切を表し、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれは平均操作時間の長さを有する。さらに、操作状態入から操作状態Ｓ１に入る移行可能性はρ_０１であり、操作状態Ｓ１から操作状態Ｓ２に入る移行可能性はρ_１２であり、操作状態Ｓ２から操作状態Ｓ１、Ｓ３それぞれに入る移行可能性はρ_２１およびρ_２３であり、操作状態Ｓ３から操作状態Ｓ１、切それぞれに入る移行可能性はρ_３１およびρ_３４である。
本発明の焦点は器具の消費電力モデルを確立することであるが、消費電力モデルは図１Ｃに示す状態移行図で表示されているものに限定されない。

前述の操作を通じて、処理装置１３は、器具１９の消費電力モデルを器具１９から収集した第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅにしたがって確立することができる。器具１９の消費電力モデルを確立後、器具１９のその後の消費電力を、消費電力予測装置１によって予測することができる。
本実施形態では、消費電力予測装置１は消費エネルギー予測間隔を有する。消費エネルギー予測間隔は、処理装置１３が毎回消費電力を予測することができる時間の長さを表す。たとえば、現在の時点が午前１０：００であり、消費エネルギー予測間隔が１５分である場合は、処理装置１３は、午前１０：００から午前１０：１５までの消費電力を、器具１９の消費電力モデルにしたがって予測する。消費電力予測装置１が器具１９のその後の消費電力を器具１９の消費電力モデルにしたがって予測する方法を、以下に説明する。

処理装置１３は、器具１９の電力特徴データにしたがって、現時点の器具１９の現在の状態および現在の状態下で経過した滞留時間の長さを判断してもよい。現在の状態は操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つであり、経過した滞留時間の長さは、器具１９が今回現在の状態に入ってから経過した時間の長さを表す。
処理装置１３が、器具１９の電力特徴データにしたがって、どの操作状態（つまり、前述の現在の状態）に器具１９が現在あるかを判断する方法、および操作状態下で経過した時間の長さを判断する方法は、本発明の焦点ではないため、本明細書ではこれ以上詳しくは説明しない。

次に、処理装置１３は以下の方程式（１）にしたがって、現時点から目標時点までの器具１９の予測消費電力を帰納的に予測することができる。

方程式（１）では、変数Ｔ_ｆｒｏｍは現時点を表し、変数Ｔ_ｔｏは目標時点を表し、変数ｉは現在の状態を表し、変数ｔは現時点（つまり、変数Ｔ_ｆｒｏｍの値）の現在の状態（つまり、変数ｉの値）下の残りの滞留時間を表し、変数Ｐ_ｉは現在の状態（つまり、変数ｉの値）の電力（つまり、平均消費電力）を表し、変数

は時間間隔ｈでの操作状態ｊの平均的な操作時間の長さを表し、変数

は時間間隔ｈでの操作状態ｉから操作状態ｊへの移動の可能性（つまり、前述の移行可能性）を表し、変数Ｈ^Ｘは器具１９の限定操作状態のセットを表し、変数ΔＰ_ｉｊは操作状態ｉから操作状態ｊに入る電力変化を表し、予測値Ｅ_Ｈは現時点から目標時点までの器具１９の予測消費電力を表す。

理解しやすいように、本明細書では、現在の状態は操作状態Ｓ２であり、操作状態の平均的な操作時間の長さＳ２は３０分であり、現時点は午前１０：００であり、消費エネルギー予測間隔は１５分であり、現時点（つまり、午前１０：００）での現在の状態（つまり、操作状態Ｓ２）下での器具１９の経過した滞留時間の長さは２０分であると仮定する。前述の方程式（１）にしたがって処理装置１３が予測する値は、Ｅ（午前１０：００、午前１０：１０、１０、ｉ）＋Ｐ_ｉ＋Ｅ（午前１０：１０、午前１０：１５、５、ｉ）である。

詳細には、処理装置１３が方程式（１）にしたがって前述の予測を実施する場合、処理装置１３は現在の状態下の残りの滞留時間を、消費エネルギー予測間隔（たとえば、前述の１５分）、経過した滞留時間の長さ（たとえば、前述の２０分）、現在の状態に対応する平均的な操作時間の長さ（たとえば、前述の３０分）によって算出する。
前述の例では、現時点での現在の状態下の器具１９の残りの滞留時間は１０分であるため、まず、Ｅ（午前１０：００、午前１０：１０、１０、ｉ）にしたがって算出する。次にＰ_ｉをＥ（午前１０：００、午前１０：１０、１０、ｉ）に加えると、残りの滞留時間はゼロ未満となり、状態移行が必要となる。そのためＥ（午前１０：１０、午前１０：１５、５、ｉ）をさらに加える。

簡潔に言えば、方程式（１）から分かるように、処理装置１３が残りの滞留時間がゼロ以上であると判断すると、処理装置１３は現時点から目標時点までの器具１９の予測消費電力を、現在の状態の電力、残りの滞留時間、現時点および目標時点にしたがって算出する。
処理装置１３が残りの滞留時間がゼロ未満であると判断すると、処理装置１３は、現在の状態の少なくとも１つの移行可能性を少なくとも１つの選択した移行可能性として選択し、現時点から目標時点までの器具１９の予測消費電力を、少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれ、少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれの目標状態の滞留時間の長さ、現在の状態から少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれの目標状態に入る少なくとも１つの切り替え電力、現時点および目標時点にしたがって算出する。
処理装置１３が、現時点が目標時点と同一であると判断すると、処理装置１３は現在の状態下の器具１９の電力（つまり、平均的な消費電力）を現時点から目標時点までの予測消費電力とする。さらに、処理装置１３が目標時点が現時点を過ぎていると判断すると、現時点から目標時点までの予測消費電力はゼロになる。

本発明の別の実施形態では、処理装置１３は、残りの滞留時間がゼロ未満である事例に他の方法で対処してもよい。処理装置１３は、まず、少なくとも１つの選択した移行可能性を、現在の状態の少なくとも１つの移行可能性にしたがって算出してもよい。次に、処理装置は、現時点から目標時点までの器具の予測消費電力を、少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれ、少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれの目標状態の滞留時間の長さ、現在の状態から少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれの目標状態に入る少なくとも１つの切り替え電力、現時点および目標時点にしたがって算出する。たとえば、処理装置１３は１日を複数の異なる時間間隔に分割し、異なる時間間隔および移行可能性にしたがって少なくとも１つの選択した移行可能性を算出してもよい。

その後、インターフェース１１が器具１９の複数の第２の消費電力データ１２ａ．．．．．１２ｂをさらに受信する場合は、器具１９の消費電力モデルは、第２の消費電力データ１２ａ．．．．．１２ｂにしたがって更新されてもよい。具体的には、第２の消費電力データ１２ａ．．．．．１２ｂは、第２の時系列を有する。第２の消費電力データ１２ａ．．．．．１２ｂのそれぞれは、第２の記録状態と、第２の記録状態に対応する第２の記録時間の長さとを含む。第２の記録状態のそれぞれは、５つの操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つである。
処理装置１３は、操作状態の平均的な操作時間の長さＳ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれを第２の記録状態および第２の記録時間の長さにしたがって更新し、操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を、第２の時系列および第２の消費電力データ１２ａ．．．．．１２ｂにしたがって前述の方法で更新する。

前述の説明によれば、消費電力予測装置１は器具１９の消費電力モデルを器具１９から収集した第１の消費電力データ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ．．．．．１０ｅにしたがって確立する。その後別の消費電力データを収集する場合は、後で収集する消費電力データを用いて、消費電力モデルを更新する。継続的な更新を通じて、消費電力モデルは異なる操作状態下での器具１９の平均的な操作時間の長さと、異なる操作状態間の移行可能性を正確に反映することができる。
消費電力モデルを確立後、消費電力予測装置１は、それにともなって器具１９の消費電力を予測することができる。簡潔に言えば、消費電力予測装置１はまず、現時点および現在の状態に入ってから今回経過した滞留時間の長さ時点における、器具１９の現在の状態（つまり、器具１９の操作状態Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、入および切のうちの１つ）を判断する。その後、消費電力予測装置１は現在の状態下の器具１９の残りの滞留時間を、消費エネルギー予測間隔、経過した滞留時間の長さおよび現在の状態に対応する平均的な操作時間の長さにしたがって算出する。次に、消費電力予測装置１は、現時点から目標時点までの器具１９の予測消費電力を、残りの滞留時間および消費電力モデルの情報にしたがって算出する。

本実施形態の機構によれば、消費電力予測装置１は器具１９の消費電力モデルを確立し、器具１９の将来の消費電力を、器具１９から収集した消費電力データの一部を用いるだけで、任意の追加の環境データ（たとえば、温度データ、湿度データなど）を用いずに、予測することができる。

本発明の第２の実施形態は消費電力予測方法であり、その主なフローチャートを図２Ａに示す。本実施形態の消費電力予測方法はコンピュータ、電子機器、処理装置または演算機能を有するその他の演算装置によって実行される。

まず、ステップＳ２１を実行して、器具の複数の消費電力データを受信する。器具は複数の操作状態を有し、消費電力データは時系列を有し、消費電力データのそれぞれは記録状態と、記録状態に対応する記録時間の長さを含み、記録状態のそれぞれは操作状態のうちの１つである。

次に、ステップＳ２２を実行して、操作状態のそれぞれの平均操作時間の長さを記録状態および記録時間の長さにしたがって算出する。本発明の別の実施形態では、操作状態のそれぞれの平均的な操作時間の長さを、ステップＳ２２の操作状態のそれぞれにおいて、以下のステップを実行することによって算出してもよい。
（ａ）消費電力データから少なくとも１つの選択した消費電力データとして少なくとも１つを選択するステップであって、少なくとも１つの選択した消費電力データのそれぞれの記録状態は操作状態であるステップ。
（ｂ）少なくとも１つの選択した消費電力データに対応する少なくとも１つの第１の記録時間の長さを操作状態の平均的な操作時間の長さとして平均するステップ。

ステップＳ２３を実行して、操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を時系列および消費電力データにしたがって算出する。移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性である。元の状態は操作状態のうちの１つであり、目標状態は操作状態のうちの１つであり、元の状態は目標状態とは異なる。

本発明の別の実施形態では、すべての操作状態の移行可能性を、図２Ｂに示すプロセスフローにしたがってステップＳ２３において算出してもよい。まず、ステップＳ２３１を実行して、移行可能性がまだ算出されていない操作状態を選択する。次に、ステップＳ２３２を実行して、ステップＳ２３１において選択した操作状態に入る第１の回数を時系列および記録状態にしたがって数える。ステップＳ２３３を実行して、器具が操作状態を出てから入る少なくとも１つの移行状態を時系列および記録状態にしたがって判断する。少なくとも１つの移行状態のそれぞれは操作状態のうちの１つである。
次に、ステップＳ２３４を実行して、操作状態から少なくとも１つの移行状態のそれぞれに入る少なくとも１つの第２の回数を時系列および記録状態にしたがって数える。その後、ステップＳ２３５を実行して、少なくとも１つの第２の回数のそれぞれを第１の回数で割り、操作状態の少なくとも１つの移行可能性を得る。次に、ステップＳ２３６を実行して、移行可能性がまだ算出されていない任意の操作状態があるかを判断する。
ステップＳ２３６において判断の結果が「はい」である場合は、ステップＳ２３１からステップＳ２３５を繰り返し実行して、別の操作状態の移行可能性を算出する。ステップＳ２３６において判断の結果が「いいえ」である場合は、ステップＳ２３を終了する。ステップＳ２３の終了とは、本実施形態の消費電力予測方法が器具の消費電力モデルを確立済みであるため、器具の消費電力を消費電力モデルを用いて後で予測することができることを意味する。

次に、ステップＳ２４を実行して、器具の電力特徴データを受信してもよい。次に、ステップＳ２５を実行して、現時点での器具の現在の状態と、現在の状態下で経過した滞留時間の長さとを、器具の電力特徴データにしたがって判断する。現在の状態は操作状態のうちの１つである。その後、ステップＳ２６を実行して、残りの滞留時間を消費エネルギー予測間隔、経過した滞留時間の長さおよび現在の状態に対応する平均的な操作時間の長さにしたがって、算出する。

次に、ステップＳ２７を実行して、現時点に対応する消費エネルギー予測間隔の消費電力を、残りの滞留時間にしたがって予測する。具体的には、ステップＳ２７において、消費電力を方程式（１）にしたがって帰納的に算出してもよい。簡潔に言えば、帰納的算出中に、残りの滞留時間がゼロ以上である場合は、現時点から目標時点までの器具の予測消費電力をステップＳ２７において現在の状態の電力、残りの滞留時間、現時点および目標時点にしたがって算出する。
残りの滞留時間がゼロ未満である場合は、ステップＳ２７において、現在の状態の少なくとも１つの移行可能性を少なくとも１つの選択した移行可能性として選択し、現時点から目標時点までの器具の予測消費電力を、少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれ、少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれの目標状態の平均的な操作時間の長さ、現在の状態から少なくとも１つの選択した移行可能性のそれぞれの目標状態に入る少なくとも１つの切り替え電力、現時点および目標時点、にしたがって算出する。

一方、ステップＳ２３が完了後（つまり、消費電力予測方法が器具の消費電力モデルを確立後）、別のステップを消費電力予測方法によってさらに実行し、消費電力モデルを更新してもよい。具体的には、ステップ（不図示）を消費電力予測方法によってさらに実行し、器具の別の複数の消費電力データを受信してもよい。
別の消費電力データは時系列を有し、別の消費電力データのそれぞれは記録状態と、記録状態に対応する記録時間の長さとを含む。記録状態のそれぞれは操作状態のうちの１つである。その後、別のステップを実行して、操作状態のそれぞれの平均的な操作時間の長さを、記録状態、別の消費電力データに含まれる記録時間の長さにしたがって更新し、操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を時系列および別の消費電力データにしたがって更新する。

前述のステップに加えて、第２の実施形態もまた、第１の実施形態で説明するすべての操作および機能を実行することができる。第２の実施形態がこれらの操作および機能を実行する方法は第１の実施形態の説明に基づいて、当業者には容易に理解されるであろう。したがって本明細書ではさらに説明しない。

さらに、第２の実施形態で説明する消費電力予測方法を、複数のコードを有するコンピュータプログラムで実施してもよい。コンピュータプログラムは非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶される。コンピュータプログラムのコードを電子機器に読み込んだ後に、コンピュータプログラムは、第２の実施形態で説明する消費電力予測方法を実行する。
前述の非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、モバイルディスク、磁気テープ、ネットワークにアクセス可能なデータベース、または同一の機能を有し、当業者には周知である任意の別の記憶媒体であってもよい。

前述の説明によれば、本発明は器具の消費電力モデルを器具から収集する消費電力データを用いて確立する。別の消費電力データを後で収集する場合は、後で収集する消費電力データを用いて消費電力モデルを更新する。継続的な更新を通じて、消費電力モデルは器具の異なる操作状態下での平均的な操作時間の長さと、異なる操作状態間の移行可能性を正確に反映することができる。
消費電力モデルが確立されると、本発明はその後の器具の消費電力を予測することができる。簡潔に言えば、本発明はまず、現時点および器具が現在の状態に入った後で経過した時間の長さでの器具の現在の状態（つまり、器具の操作状態のうちの１つ）を、電力特徴データにしたがって判断する。その後、本発明は現在の状態下の器具の残りの滞留時間を算出し、次に現時点から目標時点までの器具の予測消費電力を残りの滞留時間および消費電力モデルの情報にしたがって算出する。それによって、本発明は器具の消費電力モデルを確立し、器具の将来の消費電力器具から収集した消費電力データの一部を用いるだけで、任意の追加の環境データ（たとえば、温度データ、湿度データなど）を用いずに、予測することができる。

上記の開示は詳細な技術的内容およびその発明の特徴に関する。当業者は本発明の開示および示唆に基づいて、本発明の特性から逸脱せずに前述の多様な修正および代替を進めてもよい。それにも関わらず、そのような修正および代替は上記の説明に完全には開示されていないが、添付する以下の請求項によって、実質的に網羅されている。

Claims (12)

1. 消費電力予測装置であって、
   器具の複数の第１の消費電力データを受信するように構成されるインターフェースであって、前記器具は複数の操作状態を有し、前記第１の消費電力データは第１の時系列を有し、前記第１の消費電力データのそれぞれは第１の記録状態と、前記第１の記録状態に対応する第１の記録時間の長さとを含み、前記第１の記録状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つであるインターフェースと、
   前記インターフェースに電気的に接続し、前記操作状態のそれぞれの平均的な操作時間の長さを、前記第１の記録状態および前記第１の記録時間の長さにしたがって算出し、前記操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を、前記第１の時系列および前記第１の消費電力データにしたがって算出するように構成される処理装置であって、前記移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性であり、前記元の状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記目標状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記元の状態は前記目標状態とは異なる処理装置と、
   を備え、
   前記処理装置はさらに、現時点から目標時点までの前記器具の予測消費電力を、前記器具の現在の状態の電力、残りの滞留時間、前記現時点、および前記目標時点にしたがって算出する、消費電力予測装置。
2. 請求項１に記載の消費電力予測装置であって、前記処理装置は、前記操作状態のそれぞれにおいて、
   前記第１の消費電力データから少なくとも１つの選択した消費電力データとして少なくとも１つを選択する操作であって、前記少なくとも１つの選択した消費電力データのそれぞれの前記第１の記録状態は前記操作状態である操作と、
   前記少なくとも１つの選択した消費電力データに対応する前記少なくとも１つの第１の記録時間の長さを、前記操作状態の前記平均的な操作時間の長さとして算術的に平均する操作と、
   を実施することによって前記操作状態のそれぞれの前記平均的な操作時間の長さを算出する、消費電力予測装置。
3. 請求項１に記載の消費電力予測装置であって、前記処理装置は、前記操作状態のそれぞれにおいて、
   前記操作状態に入る第１の回数を前記時系列および前記第１の記録状態にしたがって数える操作と、
   前記操作状態を出てから前記器具が入った少なくとも１つの移行状態を前記時系列および前記第１の記録状態にしたがって判断する操作であって、前記少なくとも１つの移行状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つである操作と、
   前記操作状態から前記少なくとも１つの移行状態のそれぞれに入る少なくとも１つの第２の回数を前記時系列および前記第１の記録状態にしたがって数える操作と、
   前記少なくとも１つの第２の回数のそれぞれを前記第１の回数で割って、前記操作状態の前記少なくとも１つの移行可能性を得る操作と、
   を実施することによって前記操作状態のそれぞれの前記少なくとも１つの移行可能性を算出する、消費電力予測装置。
4. 請求項１に記載の消費電力予測装置であって、前記処理装置はさらに、前記現時点での前記器具の前記現在の状態と、前記現在の状態下で経過した滞留時間の長さとを、前記器具の電力特徴データにしたがって判断し、前記現在の状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記処理装置はさらに、残りの滞留時間を、消費エネルギー予測間隔、前記経過した滞留時間の長さ、および前記現在の状態に対応する前記平均的な操作時間の長さにしたがって算出し、前記処理装置はさらに、前記残りの滞留時間がゼロ以上であることを判断し、前記現時点から前記目標時点までの前記器具の予測消費電力は、前記残りの滞留時間がゼロ以上であることが判断されてから算出される、消費電力予測装置。
5. 請求項１に記載の消費電力予測装置であって、前記インターフェースはさらに、前記器具の複数の第２の消費電力データを受信し、前記第２の消費電力データは第２の時系列を有し、前記第２の消費電力データのそれぞれは第２の記録状態と、前記第２の記録状態に対応する第２の記録時間の長さとを含み、前記第２の記録状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つであり、前記処理装置はさらに、前記操作状態のそれぞれの前記平均的な操作時間の長さを前記第２の記録状態および前記第２の記録時間の長さにしたがって更新し、前記操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を前記第２の時系列および前記第２の消費電力データにしたがって更新する、消費電力予測装置。
6. コンピュータに実施形態される消費電力予測方法であって、
   （ａ）器具の複数の第１の消費電力データを受信することであって、前記器具は複数の操作状態を有し、前記第１の消費電力データは第１の時系列を有し、前記第１の消費電力データのそれぞれは第１の記録状態と、前記第１の記録状態に対応する第１の記録時間の長さとを含み、前記第１の記録状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つであることと、
   （ｂ）前記操作状態のそれぞれの平均操作時間の長さを前記第１の記録状態および前記第１の記録時間の長さにしたがって算出することと、
   （ｃ）前記操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を前記第１の時系列および前記第１の消費電力データにしたがって算出することと、
   （ｄ）現時点から目標時点までの前記器具の予測消費電力を、前記器具の現在の状態の電力、残りの滞留時間、前記現時点、および前記目標時点にしたがって算出することと、
   を備える方法であって、
   前記移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る前記可能性であり、前記元の状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記目標状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記元の状態は前記目標状態とは異なり、前記現在の状態は前記操作状態のうちの１つである、方法。
7. 請求項６に記載の消費電力予測方法であって、前記ステップ（ｃ）の前記操作状態のそれぞれにおいて、
   前記第１の消費電力データから少なくとも１つの選択した消費電力データとして少なくとも１つを選択するステップであって、前記少なくとも１つの選択した消費電力データのそれぞれの前記第１の記録状態は前記操作状態であるステップと、
   前記少なくとも１つの選択した消費電力データに対応する前記少なくとも１つの第１の記録時間の長さを前記操作状態の前記平均的な操作時間の長さとして算術的に平均するステップと、
   を実行することによって、前記操作状態のそれぞれの前記平均的な操作時間の長さを算出する、方法。
8. 請求項６に記載の消費電力予測方法であって、前記ステップ（ｃ）の前記操作状態のそれぞれにおいて、
   前記操作状態に入る第１の回数を前記時系列および前記第１の記録状態にしたがって数えるステップと、
   前記操作状態を出た後に前記器具が入った少なくとも１つの移行状態を前記時系列および前記第１の記録状態にしたがって判断するステップであって、前記少なくとも１つの移行状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つであるステップと、
   前記操作状態から前記少なくとも１つの移行状態のそれぞれに入る少なくとも１つの第２の回数を前記時系列および前記第１の記録状態にしたがって数えるステップと、
   前記少なくとも１つの第２の回数のそれぞれを前記第１の回数で割って、前記操作状態の前記少なくとも１つの移行可能性を得るステップと、
   を実行することによって、前記操作状態のそれぞれの前記少なくとも１つの移行可能性を算出する、方法。
9. 請求項６に記載の消費電力予測方法であって、さらに、
   前記現時点での前記器具の前記現在の状態と、前記現在の状態下で経過した滞留時間の長さとを、前記器具の電力特徴データにしたがって判断することであって、前記現在の状態は前記操作状態のうちの１つであることと、
   残りの滞留時間を、消費エネルギー予測間隔、前記経過した滞留時間の長さおよび前記現在の状態に対応する前記平均的な操作時間の長さにしたがって算出することと、
   前記残りの滞留時間はゼロ以上であることを判断することと、を備え、
   前記現時点から前記目標時点までの前記器具の予測消費電力は、前記残りの滞留時間がゼロ以上であることが判断されてから算出される、方法。
10. 請求項６に記載の消費電力予測方法であって、さらに、
    前記器具の複数の第２の消費電力データを受信することであって、前記第２の消費電力データは第２の時系列を有し、前記第２の消費電力データのそれぞれは第２の記録状態と、前記第２の記録状態に対応する第２の記録時間の長さとを含み、前記第２の記録状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つであることと、
    前記操作状態のそれぞれの前記平均的な操作時間の長さを前記第２の記録状態および前記第２の記録時間の長さにしたがって更新することと、
    前記操作状態のそれぞれの前記少なくとも１つの移行可能性を前記第２の時系列および前記第２の消費電力データにしたがって更新することと、
    を備える、方法。
11. その内部に記憶されるコンピュータプログラムを有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは電子機器に読み込まれた後に消費電力予測方法を実行し、前記消費電力予測方法は、
    前記電子機器によって、器具の複数の消費電力データ受信することであって、前記器具は複数の操作状態を有し、前記消費電力データは時系列を有し、前記消費電力データのそれぞれは記録状態と、前記記録状態に対応する記録時間の長さとを含み、前記記録状態のそれぞれは前記操作状態のうちの１つであることと、
    前記電子機器によって、前記操作状態のそれぞれの平均操作時間の長さを、前記記録状態および前記記録時間の長さにしたがって算出することと、
    前記電子機器によって、前記操作状態のそれぞれの少なくとも１つの移行可能性を前記時系列および前記消費電力データにしたがって算出することと、
    前記現時点から前記目標時点までの前記器具の予測消費電力を、前記器具の現在の状態の電力、残りの滞留時間、前記現時点、および前記目標時点にしたがって算出することと、
    を備える方法であって、
    前記移行可能性のそれぞれは元の状態から目標状態に入る可能性であり、前記元の状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記目標状態は前記操作状態のうちの１つであり、前記元の状態は前記目標状態とは異なり、前記現在の状態は前記操作状態のうちの１つである、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
12. 請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記消費電力予測方法は、さらに、
    前記電子機器によって、現時点での前記器具の現在の状態と、前記現在の状態下で経過した滞留時間の長さとを、前記器具の電力特徴データにしたがって判断することであって、前記現在の状態は前記操作状態のうちの１つであることと、
    前記電子機器によって、残りの滞留時間を、前記経過した滞留時間の長さおよび前記現在の状態に対応する前記平均的な操作時間の長さにしたがって算出することと、
    前記電子機器によって、前記残りの滞留時間がゼロ以上であることを判断することと、
    前記電子機器によって、前記現時点から目標時点までの前記器具の予測消費電力を前記現在の状態の電力、前記残りの滞留時間、前記現時点および前記目標時点にしたがって算出することと、
    を備え、
    前記現時点から前記目標時点までの前記器具の予測消費電力は、前記残りの滞留時間がゼロ以上であることが判断されてから算出される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

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