JP6081444B2 - 照明システムにおける複数の照明装置の電気消費を調整するためのデバイス及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、照明システムにおける複数の照明装置の電気消費を調整するように構成されたデバイス、照明システムにおける複数の照明装置の電気消費を調整するための方法、及びデバイスを含む（照明）システムに関する。

電気需要の日々の増加に対処するために、スマートグリッドが、開発され世界中で実現されている。一般に、スマートグリッドは、電気ネットワーク形態であり、それは、通信技術（例えばデジタル、有線及び／又は無線等）を利用し、且つ電気の送電及び消費を制御するために双方向通信を使用することによって、供給者から消費者又はユーザーに電気を送電する。従来のグリッドと比較すると、供給者から消費者又はユーザーへの電気の送電に加えて、スマートグリッドはまた、経費削減のために、発電及び／若しくは送電を電気消費と均衡させるために、且つ／又は発電、送電及び消費の信頼性及び透明性を向上させるために、双方向通信を使用することによって、情報を伝達する。高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ:Advanced Metering Infrastructure）は、要求に応じて（オンデマンドで）又は所定のスケジュールで、様々な通信媒体、装置、システム等を通じて、電気メーターなどの高度な装置を用いて、電気使用を測定し、収集し、分析し、高度な装置と対話するシステムを指す。ＡＭＩはまた、公益企業からエンドユーザーへの情報ゲートウェイとして利用される。

スマートグリッドの開発と共に、新しいアプリケーションの開発がまた重要になった。アプリケーションは、情報ネットワーク、即ち、従来の電気グリッド上に置かれ、且つ発電会社及び／又は送電者側と電気消費者側との両方の認識を可能にする情報ネットワークに組み込まれることが多い。情報ネットワークに組み込まれるかかるアプリケーションの例が、需要応答（ＤＲ:demand response）であり、これによって、電気消費は、例えば、利用可能な発電された電気量が消費される電気量より小さい場合に、逆も同じで、より高い電気消費が許される場合に、又は電気消費削減若しくは増加が電気市場価格に応じて合理的である場合に、供給状態に応じて管理される。需要応答機構を用いれば、公益企業は、供給／発電される電気量及び消費される電気量を均衡させるために、電気消費者による電気消費削減又は増加を開始し得る。このために、需要応答機構が用いられる場合に、電気消費を変化させるための対応する要求が、公益企業から、電気消費者又は電気消費システム若しくは装置にそれぞれ送信される。一般に、需要応答機構は、周知であり、従って、より詳細には説明されない。スマートグリッド及びアプリケーションに関するより多くの情報のために、 “The Smart Grid in 2010: Market Segments Applications and Industrial Players”, LEEDS, D. J. (2009), GREENTECH MEDIA INCが、例として参照される。

公益企業側と電気消費側との間の通信の例が、米国特許第７７４７５３７Ｂ２号において提供され、そこでは、電気消費側は、公益企業側からの負荷制限コマンドに応じて、１つ又は複数の負荷を制限することができる。

電気負荷としての現代のネットワーク化された照明システムは、システムにおける照明装置の調光を介して、その電気消費を変更することができる。これは、照明システムにおける電気消費又は電力消費をそれぞれ制御するために、需要応答機構を利用する可能性を提供する。

照明システムにおいて、（幾つかの）照明装置及び／又は照明装置グループが、それらの負荷を削減するために、あるレベルへ向けて調光され得る。これは、照明装置及び／又は照明装置グループの機能及び／又は特徴に依存する可能性がある。従って、各照明装置及び／又は照明装置グループの負荷制限能力は異なる。

電気消費又は電力消費をそれぞれ制御するための周知の制御機構は、最適な照明が、照明装置及び／若しくは照明装置グループの機能並びに／又は特徴を考慮することにより照明システムにおける照明装置によって達成されるように、エンドユーザーの快適さが最低レベルでも犠牲にされないように、調光の影響がシステムの機能に対して最小化されないように、照明システム全体において電気若しくは電力の消費又は負荷を分配することが未だにできない。

本発明の目的は、電力消費装置を備えたシステムにおける電力消費の効率的で効果的な制御のための方法論を提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。

本発明は、例えば、照明装置のような電力消費装置を含むシステムにおける電力消費の制御が、システムの電力消費装置を複数のグループに分割することによって、且つ各グループについて電力消費又は負荷の制限又は回復能力を考慮することによって実行され得るという概念に基づいている。更に、本発明は、効果的で、正確で、高速で、ユーザー要件を考慮する、且つ照明装置の機能及び特徴を考慮する調整が達成されるように、照明システムにおける電力消費又は負荷を調整するための競売機構を実現する。

本発明の一態様において、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するように構成されたデバイスであって、前記複数の照明装置が、複数のグループに分割され、各グループが、複数の照明装置の少なくとも１つの照明装置を含み、且つ対応する電力消費変更値を有し、対応する電力消費変更値が、前記グループにおいて電力消費が変更され得る最大値を示し、デバイスが、
− 複数のグループの電力消費変更値中で最大の電力消費変更値である電力消費変更値を有する第１のグループを決定し、
− 複数のグループの電力消費変更値中で２番目に大きい電力消費変更値である電力消費変更値を有する第２のグループを決定し、
− 前記照明システムにおいて前記電力消費が変更されることを目的とする照明システムの目標電力消費変更値に関して、第２のグループの電力消費変更値を使用することによって、第１のグループの電力消費を調整するように適合されたデバイスが提供される。

このように、電力消費及び従って照明装置の調光（照明装置のより低い電力消費が、照明装置の輝度の低下を示し、その逆も同様であり、照明装置のより高い電力消費が、照明装置の輝度の増加を示すので）は、照明装置の機能及び／又は特徴が考慮されるように実行される。これは、前記分割のために、照明装置の機能及び／又は特徴が、考慮されるか又は基準（の１つ）であるように、特に、照明装置をグループに分割することによって達成される。更に、これは、各グループについて、対応する電力消費変更値を考慮することによって達成され得るが、対応する電力消費変更値は、電力消費が、前記グループにおいて（実際に現在）変更され得る（実際的な現在の）最大値を示す。従って、各グループについて、グループの照明装置における個別の要因が、電力消費を調整するために、従って、照明装置を調光するために考慮される。更に、全照明システムにおける負荷／電力制御／調光レベルを最適に調整することが可能にされる。エンドユーザーの快適さが、全照明システムにおける負荷／電力制御／調光レベルを調整することによって犠牲にもされず影響もされないことが保証される。更に、調整感度の幾つかのレベルが、照明装置をグループに分割し本発明を実行する場合に保証されることが可能であり、グループの大まかな分割（例えば、照明装置の機能及び／又は特徴に対して、それほど敏感ではない）は、より大まかな調整結果につながる可能性があり、グループのより微細な分割（例えば、照明装置の機能及び／又は特徴に対してより敏感である）は、より繊細な調整結果につながる可能性があり、より繊細な調整結果は、特に、エンドユーザーのニーズ及び要件、並びに／又は照明装置の能力及び要件に関して敏感である。従って、本発明によって、柔軟で、効率的で、高速な調整が可能にされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、第２のグループの電力消費変更値が照明システムの目標電力消費変更値より大きい場合に、照明システムの目標電力消費変更値だけ、第１のグループの電力消費を調整するように、且つ第２のグループの電力消費変更値が、照明システムの目標電力消費変更値より小さいか又は等しい場合に、第２のグループの電力消費変更値だけ、第１のグループの電力消費を調整するように、構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、第２のグループの電力消費変更値が照明システムの目標電力消費変更値より大きい場合に、照明システムの目標電力消費変更値を第１のグループに送信することによって、第１のグループの電力消費を調整するように、且つ第２のグループの電力消費変更値が、照明システムの目標電力消費変更値より小さいか又は等しい場合に、第２のグループの電力消費変更値を第１のグループに送信することによって、第１のグループの電力消費を調整するように、構成される。このために、デバイスは、対応する値を第１のグループのグループコントローラに送信するように構成されてもよく、前記グループコントローラは、第１のグループ及び特に第１のグループの電力消費を制御するように構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、照明システムの目標電力消費変更値が、照明システムにおいて電力消費が低減されることを目的とすることを示す場合、デバイスは、電力消費調整時に電力消費を削減し、複数のグループの電力消費値の各電力消費変更値は、複数のグループの対応するグループにおいて電力消費が削減され得る最大値を示し、照明システムの目標電力消費変更値が、照明システムにおいて電力消費が増加されることを目的とすることを示す場合、デバイスは、電力消費調整時に電力消費を増加させ、複数のグループの電力消費値の各電力消費変更値は、複数のグループの対応するグループにおいて電力消費が増加され得る最大値を示すように構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、複数のグループの各グループに電力消費変更要求を送信するように適合され、前記要求は、照明システムの目標電力消費変更値を含む。このために、デバイスは、複数のグループのグループコントローラに電力消費変更要求を送信するように構成されてもよく、各グループコントローラは、複数のグループの対応するグループを制御するように構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、複数のグループの各グループについて、グループの対応する電力消費変更値を受信するように適合される。このために、デバイスは、グループのグループコントローラからグループの電力消費変更値を受信するように構成されてもよく、各グループコントローラは、複数のグループの対応するグループを制御するように構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、電力消費変更要求に対する応答において、複数のグループの電力消費変更値を受信するように適合される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、複数のグループの電力消費変更値のソートを実行するように適合され、より大きな電気消費変更値は、より小さな電力消費変更値の前にソートされる。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、第２のグループの電力消費変更値が、照明システムの目標電力消費変更値より小さい場合に、デバイスは、
− 第２のグループの電力消費変更値を照明システムの目標電力消費変更値から引くことによって、照明システムの目標電力消費変更値を再設定し、
− 第２のグループの電力消費変更値を第１のグループの電力消費値から引くことによって、第１のグループの電力消費変更値を再設定し、
− 上記で概説され、以下でより詳細に説明されるように、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費の調整を新たに実行するように、構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の実施形態によれば、デバイスは、照明システムの目標電力消費変更値をデバイスによって受信した後で、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するように構成される。このようにして、本発明の利点及び効果の達成がサポートされる。

本発明の一態様において、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するための方法であって、前記複数の照明装置が、複数のグループに分割され、各グループが、複数の照明装置における少なくとも１つの照明装置を含み、且つ対応する電力消費変更値を有し、対応する電力消費変更値が、前記グループにおいて電力消費が変更され得る最大値を示し、方法が、
− 複数のグループの電力消費変更値中で最大の電力消費変更値である電力消費変更値を有する第１のグループを決定することと、
− 複数のグループの電力消費変更値中で２番目に大きな電力消費変更値である電力消費変更値を有する第２のグループを決定することと、
− 前記照明システムにおいて前記電力消費が変更されることを目的とする照明システムの目標電力消費変更値に関して、第２のグループの電力消費変更値を使用することによって、第１のグループの電力消費を調整することと、
を含む方法が提供される。特に、前記方法は、上記で概説され、以下でより詳細に説明されるように、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するように構成されたデバイスによって実行されるステップを含む。従って、上記で概説され、以下でより詳細に説明されるのと同様に、この方法を用いて、本発明の同じ利点及び効果が達成される。

本発明の更なる態様において、上記で概説され、以下でより詳細に説明されるように、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するように構成されたデバイスを含むシステムが提供される。

このように、照明装置の電力消費及び従って調光は、照明装置の機能及び／又は特徴が考慮されるように実行される。更に、全照明システムにおける負荷／電力制御／調光レベルの最適な調整が可能にされ、エンドユーザーの快適さが、全照明システムにおける負荷／電力制御／調光レベルを調整することによって、犠牲にもされず影響もされないことが保証される。更に、本発明は、電気消費又は電力消費の柔軟で、効率的で、高速な調整をそれぞれ保証する。

本発明の実施形態による照明システムの配置を示す。 本発明の実施形態による照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、削減又は制限される。 本発明の実施形態による照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、削減又は制限される。 本発明の実施形態による照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、回復又は増加される。 本発明の実施形態による照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、回復又は増加される。 本発明の実施形態に従って、電力消費コントローラの配置を示す。

図１は、本発明の実施形態による照明システム１の配置を示す。システム１は、グループに分割された複数の照明装置１１１、１２１、１３１を含み、本実施形態に従って各グループについてグループコントローラ１１、１２、１３が設けられる。グループコントローラ１１、１２、１３は、グループの動作を制御するように、特に、装置１１１、１２１、１３１の対応するグループにおける負荷、電力消費又は電気消費をそれぞれ制御するように構成される。グループのそれぞれは、少なくとも１つの照明装置１１１、１２１、１３１を含む。本実施形態によれば、照明システム１における電力消費又は負荷は、電力消費コントローラ１０によって制御される。このために、電力消費コントローラ１０は、照明装置１１１、１２１、１３１のグループと通信するために照明装置１１１、１２１、１３１のグループと接続される。本実施形態によれば、通信は、それぞれのグループコントローラ１１、１２、１３を介して実現され、本発明によればまた、電力消費コントローラ１０と装置１１１、１２１、１３１のグループとの間の通信用の更なる適切なインプリメンテーション及び／又は配置が可能である。従って、本実施形態によれば、通信接続は、電力消費コントローラ１０と装置１１１、１２１、１３１のグループとの間でデータを通信するために、電力消費コントローラ１０とグループコントローラ１１、１２、１３との間に、且つグループコントローラ１１、１２、１３と、対応するグループの照明装置１１１、１２１、１３１との間に確立される。グループへの照明装置１１１、１２１、１３１の分割は、例えば、照明装置１１１、１２１、１３１の機能、特徴及び／若しくは調光能力、ユーザーの要件、並びに／又は照明装置１１１、１２１、１３１の環境の特徴のような幾つかの異なる要因を考慮することによって実行されてもよい。更に、各グループは、少なくとも１つの照明装置１１１、１２１、１３１を含む。従って、グループはまた、１つの照明装置１１１、１２１、１３１だけを含んでもよく、それによって照明装置１１１、１２１、１３１の機能及び特徴を考慮することによる個別の電力消費調整が保証される。

図２は、本発明の実施形態による照明システム１の複数の照明装置１１１、１２１、１３１の電力消費を削減又は制限するためのステップ又は動作を示す。

本実施形態に従って、競売／入札に基づいた負荷又は電力消費制限戦略が実行され、競売は、競売の勝利者を決定するために第２の入札原理を用いる。本実施形態によれば、電力消費コントローラ１０は、照明システム１において削減される電気又は負荷の（所与の）量に関して、照明システム１における電力消費又は負荷を削減又は制限するように構成される。以下において、この目標電力消費削減値又は目標負荷削減値それぞれは、Ｌｓと呼ばれる。目標値Ｌｓは、例えば公益企業若しくは施設管理者から電力消費コントローラ１０によって受信されてもよく、又は例えば、目標コスト又は負荷制限に匹敵する電気使用料金に基づいて、且つ／又は利用可能な／発電された電気量と消費される電気との間の比率若しくは関係に基づいて、電力消費コントローラ１０によって計算されてもよい。ここで、目標値Ｌｓを導き出す幾つかの適切な方法が、本発明に従って可能である。更に、Ｌｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ。ここで、Ｎは、グループ数である）で、各照明装置グループの現在の負荷又は電力消費が、それぞれ示される。照明装置グループがまた、１つの照明装置１１１、１２１、１３１を含んでもよいので、本実施形態に従って提示されるアプローチはまた、照明装置１１１、１２１、１３１（の少なくとも１つ）に関して個々に適用されてもよい。各対応する照明装置グループが作動できる、又は各対応するグループが少なくとも作動され得る最小電力消費は、Ｌｍｎｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）として示される。Ｌｍｎｉは、例えば規制又はユーザー設定によって決定されたグループｉにおける照明装置１１１、１２１、１３１の最小調光レベルに対応してもよい。Ｌｓｉ＝Ｌｉ−Ｌｍｎｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）で、各照明装置グループの負荷制限能力が示される。

ここで、本実施形態のＬｓｉが、上記で言及された、より一般的な電力消費変更値に対応すること、及び本実施形態の目標値Ｌｓが、上記で言及された、より一般的な目標電力消費変更値に対応することが、留意されなければならない。本実施形態によれば、Ｌｓｉは、ｉ番目のグループにおける電力消費が、削減又は制限され得る最大値をそれぞれ示す。

本実施形態によれば、電力消費又は負荷制限が開始すると、例えばエネルギ管理システム（ＥＭＳ:energy management system）又は高度メーターは、電力消費又は負荷調整プロセスを開始してもよい。このために、ＥＭＳ又はメーターは、量Ｌｓを備えた、又は量Ｌｓを決定できる情報（例えば、目標コスト又は負荷制限に匹敵する電気使用料金、及び／又は利用可能な／発電された電気量と消費される電気との間の比率若しくは関係を示す情報）を備えた負荷又は電力消費制限要求（上記で言及された一般的な電力消費変更要求に対応する）を送信Ｓ２００又はブロードキャストＳ２００してもよい。本実施形態に従って、ステップＳ２０１において、電力消費コントローラ１０は、Ｌｓを決定する。これは、ステップＳ２００において送信された要求を提供された情報を使用することによって実行され得る。

次に、本実施形態に従って、ステップＳ２０２において、各照明装置グループは、目標量Ｌｓ用の入札を開始することができる。このために、各ｉ番目のグループ又は各ｉ番目のグループコントローラ１１、１２、１３（ｉ＝１，．．．，Ｎ。ここでＮは、グループ数である）は、電力消費又は負荷が前記グループにおいて削減され得る最大値としてＬｓｉを電力消費コントローラ１０に送信する。

ステップＳ２０３において、照明装置グループについてのＬｓｉ値を受信した電力消費コントローラ１０は、第１の値として最高のＬｓｉ値が提供され、且つ最終値として最低のＬｓｉ値が提供されるように、Ｌｓｉ値を降順に順位付け又はソートしてもよい。

ステップＳ２０４において、第１のグループ又は勝利者グループが、電力消費コントローラ１０によって決定され、勝利者グループは、以下でＬｓｂ１と呼ばれる最高のＬｓｉを備えた照明装置グループである。ステップＳ２０５において、第２のグループが、電力消費コントローラ１０によって決定され、第２のグループは、以下でＬｓｂ２と呼ばれる２番目に高いＬｓｉを有するグループである。続いて、電力消費コントローラは、Ｌｓｂ１、Ｌｓｂ２及びＬｓを使用することによって、電力消費又は負荷を調整することができる。

本実施形態に従って、ステップＳ２０６において、電力消費コントローラ１０は、目標値Ｌｓ及び第２のグループの電力消費変更値（又は入札）Ｌｓｂ２を比較する。これは、ｍｉｎ関数、即ちＭＩＮ（Ｌｓｂ２、Ｌｓ）の使用によって実行され得る。次に、電力消費コントローラ１０は、ＭＩＮ（Ｌｓｂ２、Ｌｓ）だけ第１のグループ又は勝利者グループの電力消費又は負荷を削減する（調整する）。このために、目標値Ｌｓが、第２のグループの電力消費変更値（又は入札）Ｌｓｂ２より小さい場合に、本実施形態に従って、ステップＳ２０７において、電力消費コントローラ１０は、第１のグループの電力消費をＬｓだけ調整、即ち削減する。このために、電力消費コントローラ１０は、Ｌｓだけの電力消費又は負荷削減を要求するメッセージを、第１のグループ又は第１のグループのコントローラ１１、１２、１３に送信してもよい。第１のグループの照明装置１１１、１２１、１３１は、第１のグループの電力消費がＬｓだけ削減されるように、輝度を調光し削減する。次に、ステップＳ２０８において、電力消費調整は、本実施形態に従って終了される。

さもなくば、ＬｓがＬｓｂ２より小さくない場合に、本実施形態に従って、ステップＳ２０９において、電力消費コントローラ１０は、第１のグループの電力消費をＬｓｂ２だけ調整、即ち削減する。このために、電力消費コントローラ１０は、Ｌｓｂ２だけの電力消費又は負荷削減を要求するメッセージを第１のグループ又は第１のグループのコントローラ１１、１２、１３に送信してもよい。第１のグループの照明装置１１１、１２１、１３１は、第１のグループの電力消費がＬｓｂ２だけ削減されるように、輝度を調光し削減する。その後すぐに、本実施形態に従って、ステップＳ２１０において、目標値Ｌｓは、ＬｓをＬｓ−Ｌｓｂ２又はＬｓ−ＭＩＮ（Ｌｓｂ２、Ｌｓ）にそれぞれ設定することによって、電力消費コントローラ１０によって更新される。次に、Ｌｓを更新した後で、ステップＳ２１１において、更なる電力消費調整又は削減が要求されているかどうかが、本実施形態に従い、電力消費コントローラ１０によってチェックされる。このために、更新された目標値Ｌｓがゼロに等しいかどうかがチェックされる。目標値Ｌｓがゼロに等しければ、電力消費調整は、本実施形態に従って終了される。目標値Ｌｓがゼロに等しくなければ、第１のグループの電力消費変更値（即ち入札値）Ｌｓｂ１は、ステップＳ２０９での第１のグループにおける電力消費の調整ゆえに、電力消費コントローラ１０によって、ステップＳ２１２において更新される。このために、Ｌｓｂ１は、Ｌｓｂ１−Ｌｓｂ２又はＬｓｂ１−ＭＩＮ（Ｌｓｂ２、Ｌｓ）にそれぞれ設定される。続いて、目標値Ｌｓだけの電力消費適合がまだ達成されていないので、電力消費調整は、（更新された）目標値Ｌｓを用いて電力消費を新たに開始することによって継続される。

本実施形態によれば、電力消費調整は、ステップＳ２０２で新たに、従って各ｉ番目のグループから値Ｌｓｉを新たに受信して開始される。

実施形態によれば、本発明のインプリメンテーションにおいて、競売−入札プロセスは、あちこちに送信される過度のメッセージを回避するために、コントローラ１０において、又はコントローラ１０によって実行され得る。コントローラ１０は、最初に、各ｉ番目のグループコントローラ１１、１２、１３（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）から、初期負荷制限要求量Ｌｓ及び負荷制限能力Ｌｓｉを受信する。次に、コントローラ１０において、又はコントローラ１０によって、繰り返しが行われることが可能であり、負荷制限量又は電力消費変更値が、それぞれ、各グループについて計算され得る。最後に、各グループについての最終（決定された）負荷制限量、又は各グループについての最終（決定された）電力消費変更値が、それぞれ、対応するグループにおける電力消費制限又は削減の実行のために、それぞれ、対応するグループコントローラ１１、１２、１３に通信される。コントローラ１０において実行されるような電力再分配プロセスの疑似コードの説明が、以下で提供される。ｋ番目のグループ（ｋ∈［１，Ｎ］）によって削減される電気量は、以下で提供されるような疑似コードの実行後のδ（ｋ）の値と等しい。
ｆｏｒ ｋ：＝１ ｔｏ Ｎ ｄｏ δ（ｋ）：＝０；
ｗｈｉｌｅ Ｌｓ ＞ ０ ｄｏ
ｂｅｇｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｋ ｓｕｃｈ ｔｈａｔ Ｌｓｋ ＝ ｍａｘ ｛ Ｌｓｉ ｜ １ ≦ ｉ ≦ Ｎ ｝；
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｍ ｓｕｃｈ ｔｈａｔ Ｌｓｍ ＝ ｍａｘ ｛ Ｌｓｉ ｜ １ ≦ ｉ ≦ Ｎ， ｉ≠ ｋ｝；
δ：＝ ｍｉｎ （Ｌｓｍ， Ｌｓ）；
δ（ｋ）：＝ δ（ｋ） ＋ δ； Ｌｓ：＝Ｌｓ−δ； Ｌｓｋ：＝ Ｌｓｋ − δ；
ｅｎｄ；

疑似コードから導き出され得るように、インデックスｋは、第１のグループに関係し、Ｌｓｋは、インデックスｋを備えた第１のグループの負荷制限能力に関係し、インデックスｍは、第２のグループに関係し、Ｌｓｍは、インデックスｍを備えた第２のグループの負荷制限能力に関係する。従って、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｋ」は、第１のグループを決定することＳ２０４を明示し、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｍ」は、第２のグループを決定することＳ２０５を明示する。δ（ｋ）：＝δ（ｋ）＋δで、第１のグループ又はｋ番目のグループの電力消費が、δ（ｋ）だけ削減されることＳ２０７、Ｓ２０９が表現される。

図３は、本発明の実施形態による照明システム１における複数の照明装置１１１、１２１、１３１の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、削減又は制限される。一般に、図３のステップは、図２のステップに対応する。しかしながら、本実施形態によれば、電力消費調整は、ステップＳ２０３で新たに開始される。即ち、本実施形態に従って、新しい入札Ｓ２０２は実行されず、調整は、現在値Ｌｓｉに基づいて実行される。ここで、値Ｌｓｉの順位付けもソートＳ２０３も実行されない場合に、電力消費の新たな調整がまた、ステップＳ２０４で、即ち、最高のＬｓｉを有する第１のグループの決定で開始されてもよいことが留意されなければならない。ここで、本発明はまた、電力消費の調整を新たに実行するための幾つかの出発点（Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４のような）が組み合わされ得るインプリメンテーションを可能にし、対応する適切な出発点は、例えば、値Ｌｓｉの変更の確率のような追加要因の使用によって選択されてもよい。

上記で例示的に説明されたような本発明の負荷制限戦略を用いれば、制限が終了された後の負荷変更、例えば、人が、部屋に入って照明装置１１１、１２１、１３１を作動させた場合に、追加の電気を必要とする照明装置１１１、１２１、１３１は、他の照明装置グループによる負荷制限用の競売を開始することが可能である。競売が終了すると、部屋の照明装置１１１、１２１、１３１は点灯する。これは、照明システム１の全ての照明装置１１１、１２１、１３１における調光レベルの調整を回避することが可能であり、代わりに入札に勝った照明装置グループの状態が変更される必要があるだけである。

同じアプローチは、同様に、電力消費／負荷回復又は増加用に使用され得る。図４は、本発明の実施形態による照明システム１における複数の照明装置１１１、１２１、１３１の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、回復又は増加される。

本実施形態によれば、電力消費コントローラ１０は、照明システム１においてそれぞれ増加又は回復される電力量又は負荷、即ち目標電力消費増加値又は目標負荷増加値Ｌｒに関して、照明システム１における電力消費又は負荷を回復又は増加するように構成され、Ｌｒは、一般に、上記で使用された目標値Ｌｓに対応し、それが、本実施形態に従って回復又は増加の目的で使用されるという相違を伴う。一般に、本実施形態の目標値Ｌｒは、上記で言及された目標電力消費変更値に対応する。

更に、各対応する照明装置グループが作動できる、又は各対応するグループがせいぜい動作され得る最大電力消費は、Ｌｍｘｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）として示される。Ｌｍｘｉは、例えば規制又はユーザー設定によって決定された、グループｉにおける照明装置１１１、１２１、１３１の最大調光レベルに対応してもよい。Ｌｒｉ＝Ｌｍｘｉ−Ｌｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）を用いて、各照明装置グループの負荷回復又は増加能力が示される。ここで、本実施形態のＬｒｉが、上記で言及されたより一般的な電力消費変更値に対応し、本実施形態に従って、Ｌｒｉが、ｉ番目のグループにおける電力消費が増加又は回復され得る最大値をそれぞれ示すことが留意されなければならない。

本実施形態によれば、電力消費又は負荷の回復又は増加が開始すると、例えば、エネルギ管理システム（ＥＭＳ）又は高度メーターは、電力消費又は負荷調整プロセスを開始してもよい。このために、ＥＭＳ又はメーターは、量Ｌｒを備えた、又は量Ｌｒを決定できる情報（例えば、目標コスト又は負荷制限に匹敵する電気使用料金、及び／又は利用可能な／発電された電気量と消費される電気との間の比率若しくは関係を示す情報）を備えた負荷又は電力消費制限要求（上記で言及された一般的な電力消費変更要求に対応する）を送信Ｓ４００又はブロードキャストＳ４００してもよい。本実施形態に従って、ステップＳ４０１において、電力消費コントローラ１０は、Ｌｒを決定する。これは、ステップＳ４００において送信された要求を提供された情報を使用することによって実行され得る。

次に、本実施形態に従って、ステップＳ４０２において、各照明装置グループは、目標量Ｌｒ用の入札を開始することができる。このために、各ｉ番目のグループ又は各ｉ番目のグループコントローラ１１、１２、１３（ｉ＝１，．．．，Ｎ。ここでＮは、グループ数である）は、前記グループにおいて電力消費又は負荷が、回復又は増加され得る最大値としてＬｒｉを電力消費コントローラ１０に送信する。

ステップＳ４０３において、照明装置グループについてのＬｒｉ値を受信した電力消費コントローラ１０は、第１の値として最高のＬｒｉ値が提供され、且つ最終値として最低のＬｒｉ値が提供されるように、Ｌｒｉ値を降順に順位付け又はソートしてもよい。

ステップＳ４０４において、第１のグループ又は勝利者グループが、電力消費コントローラ１０によって決定され、勝利者グループは、以下でＬｒｂ１と呼ばれる最高のＬｒｉを備えた照明装置グループである。ステップＳ４０５において、第２のグループが、電力消費コントローラ１０によって決定され、第２のグループは、以下でＬｒｂ２と呼ばれる２番目に高いＬｒｉを有するグループである。続いて、電力消費コントローラ１０は、Ｌｒｂ１、Ｌｒｂ２及びＬｒの使用によって、電力消費又は負荷を調整することができる。

本実施形態に従って、ステップＳ４０６において、電力消費コントローラ１０は、目標値Ｌｒ及び第２のグループの電力消費変更値（又は入札）Ｌｒｂ２を比較する。これは、ｍｉｎ関数、即ちＭＩＮ（Ｌｒｂ２、Ｌｒ）の使用によって実行され得る。次に、電力消費コントローラ１０は、第１のグループ又は勝利者グループの電力消費又は負荷をＭＩＮ（Ｌｒｂ２、Ｌｒ）だけ回復又は増加する（調整する）。このために、目標値Ｌｒが、第２のグループの電力消費変更値（又は入札）Ｌｒｂ２より小さい場合に、本実施形態に従って、ステップＳ４０７において、電力消費コントローラ１０は、第１のグループの電力消費をＬｒだけ調整、即ち回復又は増加する。このために、電力消費コントローラ１０は、Ｌｒだけの電力消費又は負荷削減を要求するメッセージを第１のグループ又は第１のグループのコントローラ１１、１２、１３に送信してもよい。第１のグループの照明装置１１１、１２１、１３１は、第１のグループにおける照明装置１１１、１２１、１３１の電力消費が、Ｌｒだけ回復又は増加されるように、第１のグループの照明装置１１１、１２１、１３１の調光レベルを変更、即ち輝度を回復又は増加する。次に、ステップＳ４０８において、電力消費調整は、本実施形態に従って終了される。

さもなくば、ＬｒがＬｒｂ２より小さくない場合に、本実施形態に従って、ステップＳ４０９において、電力消費コントローラ１０は、第１のグループの電力消費をＬｒｂ２だけ調整、即ち回復又は増加する。このために、電力消費コントローラ１０は、Ｌｒｂ２だけの電力消費又は負荷削減を要求するメッセージを第１のグループ又は第１のグループのコントローラ１１、１２、１３に送信してもよい。第１のグループの照明装置１１１、１２１、１３１は、第１のグループの電力消費がＬｒｂ２だけ回復又は増加されるように、第１のグループの照明装置１１１、１２１、１３１の調光レベルを変更、即ち、輝度を回復又は増加する。その後すぐに、本実施形態に従って、ステップＳ４１０において、目標値Ｌｒは、ＬｒをＬｒ−Ｌｒｂ２又はＬｒ−ＭＩＮ（Ｌｒｂ２、Ｌｒ）にそれぞれ設定することにより電力消費コントローラ１０によって更新される。次に、Ｌｒを更新した後で、ステップＳ４１１において、更なる電力消費調整、回復若しくは増加がそれぞれ要求されているかどうかが、本実施形態に従い、電力消費コントローラ１０によってチェックされる。このために、更新された目標値Ｌｒがゼロに等しいかどうかが、チェックされる。そうならば、電力消費調整は、本実施形態に従って終了される。そうでなければ、第１のグループの電力消費変更値（即ち入札値）Ｌｒｂ１は、ステップＳ４０９における第１のグループの電力消費の調整ゆえに、電力消費コントローラ１０によって、ステップＳ４１２において更新される。このために、Ｌｒｂ１は、Ｌｒｂ１−Ｌｒｂ２又はＬｒｂ１−ＭＩＮ（Ｌｒｂ２、Ｌ）にそれぞれ設定される。続いて、目標値Ｌｒだけの電力消費適合がまだ達成されていないので、電力消費調整は、（更新された）目標値Ｌｒを用いて電力消費を新たに開始することによって継続される。

本実施形態によれば、電力消費調整は、ステップＳ４０２で新たに、従って各ｉ番目のグループから値Ｌｒｉを新たに受信して開始される。

実施形態によれば、本発明のインプリメンテーションにおいて、競売−入札プロセスは、あちこちに送信される過度のメッセージを回避するために、コントローラ１０において、又はコントローラ１０によって実行され得る。コントローラ１０は、最初に、各ｉ番目のグループコントローラ１１、１２、１３（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）から、初期負荷回復要求量Ｌｒ及び負荷回復能力Ｌｒｉを受信する。次に、コントローラ１０において、又はコントローラ１０によって、繰り返しが行われることが可能であり、負荷回復量又は電力消費変更値は、それぞれ、各グループについて計算され得る。最後に、各グループについての最終負荷回復量が、実行のために、グループコントローラ１１、１２、１３に通信される。コントローラ１０における電力再分配プロセスの疑似コードの説明が、以下で提供される。ｋ番目のグループ（ｋ∈［１，Ｎ］）によって回復される電気量は、以下で提供されるような疑似コードの実行後のδ（ｋ）の値と等しい。
ｆｏｒ ｋ：＝１ ｔｏ Ｎ ｄｏ δ（ｋ）：＝０；
ｗｈｉｌｅ Ｌｒ ＞ ０ ｄｏ
ｂｅｇｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｋ ｓｕｃｈ ｔｈａｔ Ｌｒｋ ＝ ｍａｘ ｛ Ｌｒｉ ｜ １ ≦ ｉ ≦ Ｎ ｝；
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｍ ｓｕｃｈ ｔｈａｔ Ｌｒｍ ＝ ｍａｘ ｛ Ｌｒｉ ｜ １ ≦ ｉ ≦ Ｎ， ｉ≠ ｋ｝；
δ：＝ ｍｉｎ （Ｌｒｍ， Ｌｒ）；
δ（ｋ）：＝ δ（ｋ） ＋ δ； Ｌｒ：＝Ｌｒ−δ； Ｌｒｋ：＝ Ｌｒｋ − δ；
ｅｎｄ；

疑似コードから導き出され得るように、インデックスｋは、第１のグループに関係し、Ｌｒｋは、インデックスｋを備えた第１のグループの負荷回復能力に関係し、インデックスｍは、第２のグループに関係し、Ｌｒｍは、インデックスｍを備えた第２のグループの負荷回復能力に関係する。従って、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｋ」は、第１のグループを決定することＳ４０４を明示し、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｍ」は、第２のグループを決定することＳ４０５を明示する。δ（ｋ）：＝δ（ｋ）＋δで、第１の又はｋ番目のグループの電力消費が、δ（ｋ）だけそれぞれ回復又は増加されることＳ４０７、Ｓ４０９が表現される。

図５は、本発明の実施形態による照明システム１における複数の照明装置１１１、１２１、１３１の電力消費を調整するためのステップ又は動作を示し、電力消費は、回復又は増加される。一般に、図５のステップは、図４のステップに対応する。しかしながら、本実施形態によれば、電力消費調整は、ステップＳ４０３で新たに開始される。即ち、本実施形態に従って、新しい入札Ｓ４０２は実行されず、調整は、現在値Ｌｒｉに基づいて実行される。ここで、値Ｌｒｉの順位付けもソートＳ４０３も実行されない場合に、電力消費の新たな調整がまた、ステップＳ４０４で、即ち、最高のＬｒｉを有する第１のグループの決定で開始されてもよいことが留意されなければならない。ここで、本発明はまた、電力消費の調整を新たに実行するための幾つかの出発点（Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０４のような）が組み合わされ得るインプリメンテーションを可能にし、対応する適切な出発点は、例えば、値Ｌｒｉの変更に対する確率のような追加要因の使用によって選択されてもよい。

更に、電力消費コントローラ１０が、電力消費削減（図２及び３に関して例示的に説明されたように）及び電力消費増加（図４及び５に関して例示的に説明されたように）の両方を実行するように構成され得ることが指摘されなければならない。従って、本発明は、電力消費削減及び／又は電力消費増加を含む電力消費調整に一般的に向けられている。

上記で説明された方法が、照明システム１の様々なレベルで使用され得ることが明白である。グループコントローラ１１、１２、１３は、コントローラ１０から受信された目標とされる電力消費変更へ向けて、対応するグループにおける装置１１１、１２１、１３１の電力消費を各発光体にわたり調整することができる。

図６は、本発明の実施形態に従って、電力消費コントローラ１０の配置を示す。ここで、電力消費コントローラ１０は、公益企業、ＥＭＳ、メーター、グループコントローラ１１、１２、１３等のような更なる装置への、データ、情報、信号の送信を実行するための送信機６１１を含む。更に、電力消費コントローラ１０は、公益企業、ＥＭＳ、メーター、グループコントローラ１１、１２、１３等のような更なる装置から、データ、情報、信号を受信するための受信機６１２を含む。送信機６１１及び受信機６１２は、例えば、図６における要素６１によって示されているトランシーバーのような１つのコンポーネントに含まれるか、又はそれに組み合わされてもよい。更に、電力消費コントローラ１０は、調整装置６２を含み、調整装置６２は、上記で説明されたステップＳ２０１、Ｓ２０３〜Ｓ２１２、Ｓ４０１、Ｓ４０３〜Ｓ４１２の少なくとも１つを実行するように構成される。調整装置６２は、例えば、プロセッサー若しくはプロセッサーのコンポーネント、又は電力消費コントローラ１０の更なる適切なハードウェア及び／若しくはソフトウエアコンポーネントであってもよい。

上記で説明された実施形態が、様々な方法で組み合わされ得ることが明白である。上記で説明された電力消費調整によって、照明装置における調光レベルの調整は、照明装置の機能及び／又は特徴が考慮されるように施される。更に、全照明システムにおける負荷／電力制御／調光レベルの最適な調整が可能にされ、エンドユーザーの快適さが、全照明システムにおける負荷／電力制御／調光レベルの調整によって犠牲にもされず影響もされないことが保証される。更に、本発明は、電気消費又は電力消費の柔軟で、効率的で、高速な調整をそれぞれ保証する。更に、負荷又は電力消費は、それぞれ、コストとエンドユーザーの快適さとの間のバランス能力を備えた照明システムにおいて制限又は回復される。更に、負荷又は電力消費の制限又は回復中に、負荷又は電力消費の制限又は回復能力が、照明の各グループ装置又は負荷に対して考慮される。更に、電力消費又は負荷の制限又は回復の新しい要求が、照明システムにおける全ての照明装置及び／又は負荷の状態を変更せずに、競売機構の使用によって、電力消費又は負荷の調整を実行した後で処理され得る。更に、本発明に従って調整の簡単な実行が可能である。なぜなら、同じ調整機構が、照明システムにおける電力消費又は負荷の制限及び回復の両方に適用されるからである。

Claims (13)

1. 照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するためのデバイスであって、前記複数の照明装置が、複数のグループに分割され、各グループが、前記複数の照明装置の少なくとも１つの照明装置を含み、且つ対応する電力消費変更値を有し、前記対応する電力消費変更値が、前記グループにおいて前記電力消費が変更され得る最大値を示し、前記デバイスが、
   − 前記複数のグループの電力消費変更値中で最大の電力消費変更値である電力消費変更値を有する第１のグループを決定し、
   − 前記複数のグループの前記電力消費変更値中で２番目に大きい電力消費変更値である電力消費変更値を有する第２のグループを決定し、
   − 前記照明システムにおいて前記電力消費が変更されることを目的とする前記照明システムの目標電力消費変更値に関して、前記第２のグループの前記電力消費変更値を使用することによって、前記第１のグループの電力消費を調整するデバイス。
2. 前記デバイスが、前記第２のグループの前記電力消費変更値が前記照明システムの前記目標電力消費変更値より大きい場合に、前記照明システムの前記目標電力消費変更値だけ、前記第１のグループの電力消費を調整し、且つ前記第２のグループの前記電力消費変更値が、前記照明システムの前記目標電力消費変更値より小さいか又は等しい場合に、前記第２のグループの前記電力消費変更値だけ、前記第１のグループの電力消費を調整する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記デバイスが、前記第２のグループの前記電力消費変更値が前記照明システムの前記目標電力消費変更値より大きい場合に、前記照明システムの前記目標電力消費変更値を前記第１のグループに送信することによって、前記第１のグループの電力消費を調整し、且つ前記第２のグループの前記電力消費変更値が、前記照明システムの前記目標電力消費変更値より小さいか又は等しい場合に、前記第２のグループの前記電力消費変更値を前記第１のグループに送信することによって、前記第１のグループの電力消費を調整する、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記照明システムの前記目標電力消費変更値が、照明システムにおいて前記電力消費が削減されることを目的とすることを示す場合、前記デバイスは、電力消費調整時に電力消費を削減し、前記複数のグループの電力消費値の各電力消費変更値は、前記複数のグループの対応するグループにおいて前記電力消費が削減され得る最大値を示し、前記照明システムの前記目標電力消費変更値が、前記照明システムにおいて前記電力消費が増加されることを目的とすることを示す場合、前記デバイスは、電力消費調整時に電力消費を増加させ、前記複数のグループの電力消費値の各電力消費変更値は、前記複数のグループの対応するグループにおいて前記電力消費が増加され得る最大値を示す、請求項１〜３の何れか一項に記載のデバイス。
5. 前記デバイスが、前記複数のグループの各グループに電力消費変更要求を送信し、前記要求が、前記照明システムの前記目標電力消費変更値を含む、請求項１〜４の何れか一項に記載のデバイス。
6. 前記デバイスが、前記複数のグループの各グループについて、前記グループの前記対応する電力消費変更値を受信する、請求項１〜５の何れか一項に記載のデバイス。
7. 前記デバイスが、前記電力消費変更要求に対する応答において、前記複数のグループの前記電力消費変更値を受信する、請求項５に従属する請求項６に記載のデバイス。
8. 前記デバイスが、前記複数のグループの前記電力消費変更値のソートを実行し、より大きな電気消費変更値が、より小さな電力消費変更値の前にソートされる、請求項１〜７の何れか一項に記載のデバイス。
9. 前記第２のグループの前記電力消費変更値が、前記照明システムの前記目標電力消費変更値より小さい場合に、前記デバイスが、
   − 前記第２のグループの前記電力消費変更値を前記照明システムの前記目標電力消費変更値から引くことによって、前記照明システムの前記目標電力消費変更値を再設定し、
   − 前記第２のグループの前記電力消費変更値を前記第１のグループの前記電力消費値から引くことによって、前記第１のグループの前記電力消費変更値を再設定し、
   − 請求項１〜８の何れか一項に記載のように、照明システムにおける複数の照明装置の電力消費の調整を新たに実行する、請求項１〜８の何れか一項に記載のデバイス。
10. 前記デバイスが、前記照明システムの前記目標電力消費変更値を前記デバイスによって受信した後で、前記照明システムにおける前記複数の照明装置の電力消費を調整する、請求項１〜９の何れか一項に記載のデバイス。
11. 照明システムにおける複数の照明装置の電力消費を調整するための方法であって、前記複数の照明装置が、複数のグループに分割され、各グループが、前記複数の照明装置における少なくとも１つの照明装置を含み、且つ対応する電力消費変更値を有し、前記対応する電力消費変更値が、前記グループにおいて前記電力消費が変更され得る最大値を示し、前記方法が、
    − 前記複数のグループの前記電力消費変更値中で最大の電力消費変更値である電力消費変更値を有する第１のグループを決定することと、
    − 前記複数のグループの前記電力消費変更値中で２番目に大きな電力消費変更値である電力消費変更値を有する第２のグループを決定することと、
    − 前記照明システムにおいて前記電力消費が変更されることを目的とする前記照明システムの目標電力消費変更値に関して、前記第２のグループの前記電力消費変更値を使用することによって、前記第１のグループの電力消費を調整することと、
    を含む方法。
12. 前記照明システムにおける前記複数の照明装置の前記電力消費を調整するためのデバイスによって実行される、請求項１１に記載の方法。
13. 請求項１〜１０の何れか一項に記載のデバイスを含む、照明システム。