WO2012140733A1 - 制御装置、制御システム及びシステムの制御方法 - Google Patents

制御装置、制御システム及びシステムの制御方法 Download PDF

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WO2012140733A1
WO2012140733A1 PCT/JP2011/059071 JP2011059071W WO2012140733A1 WO 2012140733 A1 WO2012140733 A1 WO 2012140733A1 JP 2011059071 W JP2011059071 W JP 2011059071W WO 2012140733 A1 WO2012140733 A1 WO 2012140733A1
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WO
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target value
index
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control device
controlled
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PCT/JP2011/059071
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English (en)
French (fr)
Inventor
靖英 森
健二 北川
聡 勝沼
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/021—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge

Definitions

  • the present invention relates to a system for controlling a large number of controlled systems arranged in a distributed manner, and more particularly to a technique applicable to control of a social infrastructure system such as a power management system.
  • CEMS power management system
  • power is interchanged from a consumer and an area that can supply surplus power to a consumer and an area where power is insufficient in a specific area.
  • controlled systems power usage in systems installed by consumers (hereinafter referred to as “controlled systems”) is monitored, and the monitoring results are transmitted via a communication network.
  • Technology is essential.
  • Patent Document 1 discloses an invention for efficiently monitoring many controlled systems. That is, the apparatus disclosed in Patent Literature 1 includes a data filter that gives specific plant data to a display device among plant data collected from a plant.
  • Patent Document 2 discloses a system for creating each operation plan for a power supply device and an electrical device from information on the purpose of controlling the devices in the home and the office, and creating a schedule for controlling the power supply device according to the operation plan. To do.
  • Patent Document 1 filters data from a plant and displays data from a specific plant, and collectively monitors information on many controlled systems. I can't.
  • Patent Document 2 is a technique for selecting a schedule suitable for a control purpose from a preset schedule, and an effective schedule may not be selected.
  • Patent Document 3 uses an electric power specification level and an energy saving plan that are used to present an energy saving plan corresponding to the measured electric power usage level using a correspondence table between the electric power usage level and the energy saving plan.
  • the correspondence table with the plan is fixed and may not be able to cope with environmental changes.
  • a controlled system targeted by the present invention is a power consuming device and a power generating device of a consumer such as a household, and has the following characteristics.
  • the controlled device is given the discretion to follow the control target value instructed by the host device.
  • the power generation / consumption pattern of the controlled system varies over time.
  • the power generation / consumption pattern of the controlled system may be clearly ruled or not ruled.
  • the present invention provides a control method for causing a stable operation as a whole in a system having a large number of controlled systems.
  • a typical example of the invention disclosed in the present application is as follows. That is, a control that includes a processor that executes a program and a memory that holds a program executed by the processor, collects operating states from a plurality of controlled devices, and sets target values for the operations of the controlled devices A history database that holds a history of operating states of the collected plurality of controlled devices, and a plurality of first indicators each of which identifies the collected operating states of the controlled devices. An information aggregating unit that aggregates them, a target generating unit that generates a target value of operation of the plurality of controlled devices from the first index, according to an appearance pattern of an operating state held in the history database; Is provided.
  • the controlled system can be made to follow closer to the control target value.
  • FIG. 1 shows an example of the screen shown by the monitoring apparatus of 1st Embodiment. It is a flowchart of the summary feature-value production
  • the monitoring system of the first embodiment includes an information conversion apparatus 101, one or more controlled systems 102, and a monitoring apparatus 106.
  • the controlled system 102 of the present embodiment is an energy management system that controls the consumption of commercial power supplied from a power network, for example, and is installed in each power consumer.
  • the monitoring system according to the present embodiment is incorporated in a so-called smart grid.
  • the present invention is not limited to the power consumption control described above, and can be applied to control a large number of systems that operate independently.
  • the information conversion apparatus 101 is connected to the controlled system 102.
  • the controlled systems 102 are grouped by area.
  • controlled systems A and B are grouped into area 103.
  • the group is, for example, a power consumer in a specific district.
  • the group may be configured hierarchically.
  • the area A-1 to the area A-10 may be combined to provide a large area (area A) in the upper hierarchy. Specifically, you may set the large area of a town unit, and the small area where the upper digits of an address are equal.
  • Operation information 104 of each controlled system 102 is transmitted from each controlled system 102 to the information conversion apparatus 101, and a control target value 105 of each controlled system 102 is transmitted from the information conversion apparatus 101 to each controlled system 102.
  • the operation information 104 is, for example, the amount of generated power per unit time when the controlled system 102 is an energy management system (for example, CEMS).
  • the control target value 105 is a set of target values of all the controlled systems 102 that are the targets.
  • a monitoring device 106 is connected to the information conversion device 101.
  • the monitoring device 106 is a device for a system administrator 107 that monitors the entire monitoring system to monitor the state of the system.
  • the monitoring device 106 transmits a control request 109 and a parameter 110 to the information conversion device 101.
  • the parameter 110 is a condition specified when requesting the summary state 108, and includes, for example, information on the specification of the area where the system administrator 107 wants to view the state, the summarization level, and the summary rule to be adopted.
  • FIG. 2A is a block diagram illustrating a hardware configuration of the information conversion apparatus 101 according to the first embodiment
  • FIG. 2B is a functional block diagram illustrating a logical configuration of the information conversion apparatus 101.
  • the information conversion apparatus 101 includes a processor 1011, a memory 1012, a storage device 1013, and interfaces 1014, 1015, and 1016, and these components are computers connected by a bus 1017.
  • the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the memory 1012 is a volatile storage device such as a DRAM, and stores a program executed by the processor and data used when the program is executed. Specifically, the memory 1012 stores a program for mounting the summary feature value generation unit 201, the label generation unit 202, the summary feature value reverse generation unit 203, and the target value generation unit 204.
  • the memory 1012 stores an operating system (OS) 210. When the processor 1011 executes the operating system 210, the basic functions of the computer are realized.
  • OS operating system
  • the storage device 1013 is a non-volatile storage device such as a magnetic disk drive or a flash memory, and stores a program executed by the processor and data used when the program is executed. Specifically, the storage device 1013 stores controlled system configuration data 205, a summary rule 206, a labeling rule 207, a summary operation history 208, and a labeling operation history 209.
  • the memory 1012 stores a program for mounting the functional units 201 to 204 of the information conversion apparatus 101
  • the storage device 1013 stores data 205 to 209 used by the functional units 201 to 204.
  • the program corresponding to each functional unit is stored in the storage device 1013 and is read from the storage device 1013 and loaded into the memory 1012 when the program is executed.
  • Each data is also read from the storage device 1013 and loaded into the memory 1012 when the program needs it.
  • the information conversion apparatus 101 includes a summary feature value generation unit 201, a label generation unit 202, a summary feature value reverse generation unit 203, and a target value generation unit 204.
  • the processor 1011 executes the program stored in the memory 1012, so that these units are mounted. The processing of each functional unit will be described later.
  • the summary feature quantity generation unit 201 and the label generation unit 202 constitute an information summary unit 210 that summarizes the operation information 104 into the summary state 108.
  • the summary feature amount reverse generation unit 203 and the target value generation unit 204 constitute a target generation unit 220 that summarizes the control request 109 into the control target value 105.
  • the summary feature value generation unit 201 outputs the summary feature value, and the label generation unit 202 receives the summary feature value.
  • the summary feature amount is a numerical value obtained by summarizing the operation state 104, not the individual operation information 104 of the controlled system 102, and is an intermediate value representing how the controlled system 102 is operating as a whole.
  • the summary feature value is output from the summary feature value inverse generation unit 203 and received by the target value generation unit 204.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the controlled system configuration data 205 according to the first embodiment.
  • the controlled system configuration data 205 is a table in which the relationship between the area and the controlled system is recorded, and includes the area 2051 and the controlled system 2052.
  • the area 2051 is a unique identifier for identifying the area.
  • identifiers of controlled systems included in the area are recorded, for example, in a list format.
  • the summary rule 206 is a table in which a rule for summarizing operation information is recorded, and includes a rule 2061, a calculation 2062, and a parameter 2063.
  • the rule 2061 is a name for uniquely identifying the rule.
  • a calculation 2062 is a calculation method for converting operation information into a summary feature value.
  • the parameter 2063 is a parameter required for the calculation method.
  • the rule (time average) shown in the first line in FIG. 4 is an operation for calculating an average value of operation information at specific time intervals.
  • the parameter of this calculation is a time interval.
  • the rule (average between controlled systems) shown in the second line is an operation for calculating the average value of the operation information of the controlled system 102 in the designated area.
  • the parameter of this calculation is an area for specifying the target controlled system 102.
  • the above-described time average and controlled system average are performed simultaneously.
  • the rule (change amount) shown on the fourth line is an operation for calculating a difference in operation information at a specified time interval.
  • the parameter of this calculation is a time interval.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the labeling rule 207 according to the first embodiment.
  • the labeling rule 207 is a table in which the relationship between the summary feature quantity clusters and the labels is recorded, and includes a feature quantity cluster 2071 and a label 2072.
  • the feature amount cluster 2071 is a cluster including summary feature amounts.
  • the feature amount cluster 2071 is expressed by, for example, an inequality indicating a region in the feature amount space.
  • a label 2072 is information on a label corresponding to the cluster. In the example illustrated in FIG. 5, the label indicates the amount of power generation. Specifically, the label corresponding to the cluster indicated by the expression in the first row of the table is “power generation amount”, and the second row is “power generation”. The third line is “Low power generation”.
  • the label 2072 defined in the labeling rule 207 is the summary state 108 output from the information conversion apparatus 101.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the summary operation history 208 according to the first embodiment.
  • the summary operation history 208 is a table in which collected information and summary feature quantities in each area and each time are recorded.
  • the environment information 2083 is the environment information 111 acquired in the target area 2081 and the date and time 2082, and records weather, temperature, and the like.
  • the operation information 2084 is the operation information 104 acquired in the target area 2081 and the date and time 2082.
  • the summary feature value 2085 is a summary feature value generated from the operation information 104, and the summary rule 2086 is a rule used when generating the summary feature value.
  • summary operation history 208 shown in FIG. 6 an example is shown in which data is summarized and only the information presented to the administrator is recorded for monitoring. However, the operation information 104 of all controlled systems 102 is recorded. Thus, the summary feature value column 2085 of each operation information 104 may be left blank, and the summary feature value may be calculated at the time of use.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the labeling operation history 209 according to the first embodiment.
  • the labeling operation history 209 is a table in which collected information, summary features, and labels (summary state 108) at each area and each time are recorded. Contains conversion label information. That is, the labeling operation history 209 includes a target area 2091, a date and time 2092, environment information 2093, a summary feature 2094, and a label 2095.
  • the environmental information 2093 is environmental information 111 acquired in the target area 2091 and the date and time 2092, and records weather, temperature, and the like.
  • the summary feature amount 2094 is a summary feature amount generated from the operation information 104 acquired in the target area 2091 and the date and time 2092, and the label 2095 is a label generated from the summary feature amount.
  • a conversion label is generated for monitoring and only the information presented to the administrator is recorded.
  • the operation information 104 of all the controlled systems 102 may be recorded, the conversion label 2095 corresponding to each operation information 104 may be left blank, and a conversion label may be generated when used.
  • summary feature values of all areas may be recorded.
  • FIG. 8A is a block diagram illustrating a configuration example of the controlled system 102 according to the first embodiment, and illustrates a configuration example of the controlled system 102 that leaves the determination to the user 801.
  • the controlled system 102 shown in FIG. 8A includes a processor, a computer having a memory and an interface, and control target devices 805, 806, and 807.
  • the interface includes a communication interface for connecting to the information conversion apparatus 101, a user interface that receives a user operation and presenting the result to the user, and an interface for connecting to the control target devices 805, 806, and 807 (for example, USB Interface).
  • the control target device is, for example, a power generation device 805 such as a solar power generation device or a fuel cell unit, a storage battery, a power storage device 806 such as an electric vehicle equipped with the storage battery, or an electric device 807 that uses power such as air conditioning or lighting.
  • a power generation device 805 such as a solar power generation device or a fuel cell unit
  • a storage battery such as a battery that stores power
  • a power storage device 806 such as an electric vehicle equipped with the storage battery
  • an electric device 807 that uses power such as air conditioning or lighting.
  • the controlled system 102 includes a user presentation unit 802, a control signal conversion unit 803, and an operation information integration unit 804. These units are mounted by the processor executing a program stored in the memory.
  • the user presenting unit 802 presents the received control target value 105 to the user 801 by displaying it on the screen.
  • the user of the controlled system is a resident of the home or an employee of the office.
  • This control signal 809 is, for example, an instruction that the electric device 807 maintains the current power consumption and the power generation facility 805 generates power so that the difference between the generated power and the power consumption becomes a target value, or the power generation facility 805 The generated power is maintained, and the electric device 807 reduces the current power consumption so that the difference between the generated power and the power consumption becomes a target value.
  • the operation information integration unit 804 generates operation information 104 by integrating operation information (current generated power and power consumption) 808 output from each control target device 805 to 807.
  • the operation information is a net power generation / power consumption amount that is a difference between the total power generation amount and the total power consumption amount of the control target device.
  • two numerical values of the power generation amount and the power consumption amount may be used as the operation information 104.
  • the power generation amount and the power consumption amount of each device may be used as the operation information. In the present embodiment, the following procedure will be mainly described in the case where the operation information is the net power generation / power consumption amount in the simplest form.
  • FIG. 8B is a block diagram illustrating another configuration example of the controlled system 102 according to the first embodiment, and illustrates a configuration example of the controlled system 102 that automatically performs control using a preset policy.
  • symbol is attached
  • the policy matching unit 851 refers to the policy data 852 to determine whether to follow the received control target value 105.
  • the policy is a rule for a condition that can follow the target value.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating the configuration of the generated power range designation table 901 and the specific designation date table 902 included in the policy data 852 of the first embodiment.
  • the generated power range table 901 (FIG. 9A) includes a day of the week 9011, a time zone 9012, a power generation possible range (minimum value 9013, maximum value 9014), and an environmental coefficient 9015.
  • the environmental coefficient 9105 indicates fluctuations in the amount of power generation due to the influence of the environment such as weather. Specifically, the minimum value of the power generation amount in the worst environment assumed is how many times the maximum value of the power generation amount in the best environment. It is a numerical value indicating that. For example, in the case of solar power generation, the amount of power generation during rainy weather in mid-winter is shown, with 1 being a clear summer. In addition, as long as the fluctuation range due to environmental factors can be expressed as a numerical value, the environmental count 9015 may be determined by other methods.
  • the specific designated date table 902 (FIG. 9B) is a table that prescribes the date on which specific control is performed, and includes a specific date 9021 and a state 9022. For example, it is stipulated that power generation is not performed on a specific day specified in the specific date 9021.
  • the policy collating unit 851 collates the policy data 852 and the control target value 105, and issues a target follow-up command 810 if the control target value 105 is within the power generation possible range.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the monitoring apparatus 106 according to the first embodiment.
  • the monitoring device 106 includes a display unit 1001 and an input unit 1002. These units are mounted by the processor executing a program stored in the memory.
  • the function of the monitoring device 106 can be realized by a browser operating on a normal computer, but dedicated software may be used.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams illustrating an example of a screen presented by the monitoring apparatus 106 according to the first embodiment.
  • a screen 1101 shown in FIG. 11A is an example of a monitoring screen for a large area
  • a screen 1102 shown in FIG. 11B is an example of a monitoring screen for a small area with a low summarization level.
  • a summary level display / instruction graph 1102 is displayed below the screen 1101.
  • the summary level display / instruction graph 1102 is a triangle having an axis indicating the area in the left-right direction and an axis indicating the summary level (details of monitoring) in the vertical direction.
  • a cross mark 1103 in the graph indicates the currently monitored area and the summarization level depending on the position in the triangle. This mark can be monitored by an administrator operating through the input unit 1002. For example, in the screen example 1102 shown in FIG. 11B, an area with a lower summarization level is targeted.
  • mark 1103 indicates an area where a target value is set in addition to the currently monitored area and the summarization level. Two marks may be provided so that the currently monitored area and the summarization degree and the area where the target value is set can be specified separately.
  • an area 1105 for inputting a control instruction to the monitoring target area is provided at the upper right of the screen.
  • the contents of the emergency measure and the summarized control command can be input.
  • the area A is currently maintained, and the area B is input with an instruction to reduce the amount of power generation.
  • a state display area 1106 for displaying a trend graph is provided at the upper left of the screen example 1102, and a control instruction input area 1107 for inputting control designation in a small area designated by the mark 1103 is provided at the upper right.
  • FIG. 12 is a flowchart of the summary feature value generation process of the first embodiment. This summary feature value generation processing is performed by the summary feature value generation unit 201 of the information conversion apparatus 101, that is, when the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the processor 1011 reads the summarization level, the designated area, and the summarization rule included in the parameter 110 input from the monitoring device 106 (1201, 1202, 1203).
  • the processor 1011 searches the controlled system included in the designated area with reference to the controlled system configuration data 205 (1204).
  • the processor 1011 collects and accumulates the operation information 104 input from the target controlled system 102 (1205).
  • the summary feature value is calculated by the calculation method corresponding to the summary rule input in step 1203 with reference to the summary rule 206 (1207).
  • the environment information 111 input from the outside is read (1208), and the summary feature value and the environment information are recorded in the summary operation history 208 (1209).
  • operation information 808 at four consecutive times (t1, t2, t3, t4) output from two controlled systems A-1-1 and A-1-2 is obtained. It was as follows. Controlled system A-1-1: (1,0, 2.0, 3.0, 0.0) Controlled system A-1-2: (0.0, 1.0, 2.0, 3.0) Each value is generated power in kW, and the time interval is 10 minutes. That is, the operation information 808 is a list of generated power measured every 10 minutes.
  • the operation information 808 of the two controlled systems is averaged at two consecutive times in the time direction. To do.
  • Summary feature (1.0,2.0)
  • controlled system A-1-1 (..., 0,0, 2.0, 2.0, 1.0, 7)
  • the summary rule using this amount of change is effective when it is desired to monitor a portion with a large fluctuation. For example, it is possible to grasp that the increase / decrease is large when the time change of the power generation amount is small. In feedback control by repeating monitoring and transmission of a control target value, which will be described later, it can be confirmed that the value of the operation information 808 has a specific tendency (for example, decreases).
  • FIG. 13 is a flowchart of label generation processing according to the first embodiment. This label generation process is performed by the label generation unit 202 of the information conversion apparatus 101, that is, when the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the processor 1011 (label generation unit 202) reads the summary feature value output from the summary feature value generation unit 201 (1301).
  • the processor 1011 reads the environmental information 111 such as the input weather and weather (1305). Thereafter, the processor 1011 records the determined label and the received environment information in the labeling operation history 209 (1306).
  • the summary feature and labeling rule determine 1.0 to 1.5 as “appropriate” as shown below, the summary feature 1.0 is within the range, so the label for the summary feature is “appropriate” Since the summary feature value 2.0 is out of the range, the label for the summary feature value is determined as “excess”.
  • Labeling rule: [1.0, 1.5] is appropriate label: (appropriate, excessive)
  • FIG. 14 is a flowchart of the summary feature amount reverse generation process according to the first embodiment.
  • This summary feature amount reverse generation processing is performed by the summary feature amount reverse generation unit 203 of the information conversion apparatus 101, that is, when the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the processor 1011 reads the summarization degree, the designated area, and the summarization rule included in the parameter 110 input from the monitoring device 106 (1401, 1402, 1403).
  • the processor 1011 reads the control request 109 from the monitoring device 106 (1404).
  • the processor 1011 reads the environmental information 111 such as the input weather and weather (1405).
  • the processor 1011 refers to the labeling operation history 209 and searches for a pattern in which the same summary state (conversion label) 108 is output in the same summary level, area, and environment information as when monitoring (1406). Note that even if the summarization level, area, and environment information do not all match, a pattern that matches some of the parameters (that is, summarization level and area two, or environment information and area two) is searched. May be.
  • the search if there is a pattern that outputs the same summary state 108 (YES in 1407), the pattern having the highest frequency is selected (1408). On the other hand, if there is no pattern that outputs the same summary state 108 (NO in 1407), a possible solution is arbitrarily selected from the conversion label (1409). For example, a summary feature located at the center of a cluster of possible solutions may be selected.
  • the frequency of the summary feature amount 2.0 (kW) is 3
  • the frequency of the summary feature amount 2.5 (kW) is 1
  • the control request 109 “set the average power generation amount in area A to“ high ”” is input, 2.0 (kW), which is a frequent summary feature, is selected.
  • any of the following selection criteria can be adopted.
  • a composite selection criterion may be generated by obtaining a sum obtained by weighting the following selection criterion. (1) A method of selecting a pattern with the lowest frequency in order to select a summary feature that is the most different from a pattern that has appeared in the past. (2) A target value is periodically given to make the power generation amount uniform over a certain period.
  • a method of selecting a past pattern for a certain period (3) a method of selecting a pattern with the least change from the target value at the immediately preceding time in order to reduce the time fluctuation of the target value (4) target value To select the pattern with the largest change from the target value at the previous time in order to increase the time fluctuation of
  • FIG. 15 is a flowchart of target value generation processing according to the first embodiment. This target value generation processing is performed by the target value generation unit 204 of the information conversion apparatus 101, that is, when the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the processor 1011 (target value generation unit 204) reads the summary feature amount output from the summary feature amount reverse generation unit 203 (1501).
  • the processor 1011 reads the summarization degree, the designated area, and the summarization rule included in the parameter 110 input from the monitoring apparatus 106 (1502, 1503, 1504).
  • the processor 1011 reads the environment information 111 such as the input weather and weather (1505).
  • the processor 1011 searches the controlled system included in the designated area with reference to the controlled system configuration data 205 (1506).
  • the processor 1011 refers to the summary operation history 208 and searches for a pattern that outputs the same summary feature amount in the same situation as the monitoring level, summarization degree, area, and environment information (1507). If there is a pattern that outputs the same summary feature amount (YES in 1508), the pattern having the highest frequency is selected (1509).
  • the summary operation history 208 is referred to and the summary feature amount, area, and environment information are the same as those at the time of monitoring. For example, a pattern that outputs a summary feature value having the closest value is searched (1510). Note that even if the summarization level, area, and environment information do not all match, a pattern that matches some of the parameters (that is, summarization level and area two, or environment information and area two) is searched. May be.
  • the processor 1011 uses the summary feature amount calculated by the summary feature amount reverse generation unit 203 and the summary feature amount retrieved in step 1510 to proportionally distribute the instructed control request 109, thereby controlling the control target value.
  • 105 is calculated (1512). For example, when the summary feature value is a vector value, the above-described processing is performed for each component.
  • the operation information pattern that appears three times is selected as the summary feature value of each controlled system.
  • Controlled system A-1 (2.5, 3.0)
  • Controlled system A-2 (2.5, 2.0)
  • control target value 105 of each controlled system is calculated as follows.
  • a composite selection criterion may be generated by obtaining a sum obtained by weighting the following selection criterion.
  • (1) A method of selecting a pattern with the lowest frequency in order to select a target value that is the most different from the past appearance patterns.
  • (2) To provide a target value periodically to make the power generation amount uniform over a certain period.
  • (3) A method of selecting a past pattern for a certain period
  • (3) A method of selecting a pattern with the smallest change from the immediately preceding target value in order to reduce the time variation of the target value
  • a time variation of the target value A method of selecting a pattern having the largest change from the immediately preceding target value in order to increase it.
  • FIG. 16 is a flowchart of the policy matching process according to the first embodiment. This policy matching process is performed by the policy matching unit 851 of the controlled system 102, that is, when the processor of the controlled system 102 executes a program stored in the memory.
  • the processor of the controlled system 102 receives the control target value 105 transmitted from the information conversion apparatus 101 (1601), and reads the policy data 852 (1602). Then, the processor compares the control target value 105 with the power generation possible ranges 9013 and 9014 in the policy data 852 (1603). In this comparison, the environmental coefficient 9015 may be considered.
  • control target value 105 is outside the power generation possible range (NO in 1604), it is decided not to follow the control target value 105 (1608), and the policy matching process is terminated.
  • the specific date table 902 is referred to and it is confirmed whether the current date is a singular day (1606). As a result, if the current date is a peculiar date (YES in 1606), it is decided not to follow the target value (1608), and the policy matching process is terminated. On the other hand, if the current date is not a singular date (NO in 1606), it is determined to follow the target, and a target follow-up command 810 is issued to the control signal conversion unit 803 (1607).
  • the procedure for generating the control target value once after monitoring has been described.
  • some controlled systems targeted by this embodiment do not follow the control target value, and once the control target value is transmitted, it is not always controlled to the target value. Therefore, in general, it is preferable to monitor whether each controlled system follows the control target value and to make it follow the control target value again. For this reason, in this embodiment, it can be made to follow closer to a control target value by repeating monitoring and control.
  • a control request is expanded into an instruction to each controlled system in the area.
  • a correct control target value can be calculated. That is, by calculating the control target value using the past monitoring history, it is possible to generate a control target value close to a pattern that has appeared in the past. Further, when each controlled system has a policy, it is possible to automatically determine whether or not follow-up is possible.
  • the summary feature is calculated by summarizing the operation information output from the controlled system, and the summary feature is determined by labeling the summary feature.
  • the summary feature value and label history are stored.
  • An appropriate control target value for each controlled system can be calculated by developing a control request as an instruction to each controlled system in the area using the held history. For example, it is possible to set a reasonable target value close to a frequently appearing pattern by selecting a pattern with high frequency when determining the control target value. That is, a reasonable target value close to a frequently appearing pattern can be set by selecting a frequently-used pattern using the past monitoring history.
  • control target value of each controlled system is automatically set to the appropriate value without resetting.
  • a target value can be set.
  • each controlled system has a policy, it is possible to automatically determine whether or not follow-up is possible.
  • FIG. 17 is a functional block diagram showing a logical configuration of the information conversion apparatus 101 according to the second embodiment of this invention.
  • Storage device 1013 stores controlled system configuration data 205, labeling rules 1701, and labeling operation history 1702.
  • the information conversion apparatus 101 generates a summary state 108 by directly labeling the operation information 104 of each controlled system without passing through the summary feature value. That is, in the first embodiment, the cluster is configured by the summary feature amounts summarized by area or time. However, in this embodiment, the label generation unit 201 has a feature amount having more components (that is, in the area). The feature amount that is the operation information itself of all controlled devices is directly labeled.
  • the target value generation unit 204 selects a history that outputs the same label as the control request 109 from the labeling operation history 1702.
  • the labeling rule 1701 in this embodiment is a description in a multidimensional space in which the description of the summary feature value represents the operation of each controlled system.
  • the labeling operation history 1702 is a table obtained by combining data obtained by excluding the summary feature amounts 2085 and 2094 from the summary operation history 208 and the labeling operation history 209 of the first embodiment.
  • the area state can be labeled with a simple configuration.
  • FIG. 18 is a functional block diagram showing a logical configuration of the information conversion apparatus 101 according to the third embodiment of this invention.
  • the information conversion apparatus 101 includes a summary feature value generation unit 201, a label generation unit 202, a summary feature value reverse generation unit 203, a target value generation unit 204, and a policy estimation unit 1801.
  • the memory 1012 stores a program for implementing the summary feature value generation unit 201, the label generation unit 202, the summary feature value reverse generation unit 203, the target value generation unit 204, and the policy estimation unit 1801.
  • the processor 1011 executes the program stored in the memory 1012, so that these units are mounted.
  • the storage device 1013 stores controlled system configuration data 205, summarization rules 206, labeling rules 207, summarization operation history 208, labeling operation history 209, and estimation policy 1802.
  • FIG. 19 is a flowchart of policy estimation processing according to the third embodiment. This policy estimation process is performed by the policy estimation unit 1801 of the information conversion apparatus 101, that is, when the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the processor 1011 reads the control target value 105 transmitted to each controlled system 102 (1901), and reads the operation information 104 corresponding to the read control target value 105 (1902).
  • the processor 1011 indicates that the control target 105 that the controlled system 102 does not follow is outside the power generation possible range (minimum value and maximum value) that can be followed by the policy of the controlled system 102.
  • the control target value 105 is excluded from the followable range of the estimated policy data 1802 and updated to the followable range (1904).
  • FIG. 20 is a flowchart of target value generation processing according to the third embodiment. This target value generation processing is performed by the target value generation unit 204 of the information conversion apparatus 101, that is, when the processor 1011 executes a program stored in the memory 1012.
  • the processor 1011 generates candidates for the control target value 105 by the procedure of steps 1501 to 1508 and 1510 of the target value generation process (FIG. 15) of the first embodiment (2001). That is, in step 2001, as in the target value generation process of the first embodiment, one control target value is not determined, and a plurality of patterns satisfying a predetermined condition are extracted (1507, 1501).
  • control target value candidate is outside the range between the estimated minimum value and maximum value of the policy, it is determined that the controlled system 102 does not follow the control target value 105, and the next candidate exists. For example, the next candidate is selected (2004, 2005), and the process returns to step 2002 to repeat the process of matching the control target value candidate with the policy.
  • the control target value candidate having the smallest number of policy follow-up impossible candidates is determined as the control target value among the control target value candidates selected so far (2006).
  • the policy of the controlled system can be estimated by comparing the operation information of the controlled system with the control target value. Therefore, even if the policy of the controlled system is not disclosed or the policy of the controlled system is not clear, the control target value suitable for the operation pattern of the controlled system can be generated.

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Abstract

　複数の被制御装置から稼動状態を収集し、前記複数の被制御装置の稼動の目標値を設定する制御装置であって、前記収集した複数の被制御装置の稼動状態の履歴を保持する履歴データベースと、前記収集した被制御装置の稼動状態を、各々がラベルによって特定される複数の第１の指標のいずれかに集約する情報集約部と、前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記第１の指標から前記複数の被制御装置の稼動の目標値を生成する目標生成部と、を備える。

Description

制御装置、制御システム及びシステムの制御方法
　本発明は、分散して配置された多数の被制御システムを制御するシステムに関し、特に、電力管理システムなどの社会インフラシステムの制御に適用可能な技術に関する。
　近年、家庭などの電力を消費する電力需要者に、太陽光発電装置、ガス発電装置、蓄電池及び電気自動車の電池を用いた蓄電装置が普及しつつある。また、それに伴い、発電した電力を自ら消費するだけでなく、電力会社に売電する仕組みが整備されている。
　さらに、地域内で電力を融通しあう電力管理システム（ＣＥＭＳ）の実証実験が始まろうとしている。ＣＥＭＳにおいては、特定の地域内で、余剰電力を供給可能な需要家及びエリアから、電力が不足する需要家及びエリアへ、電力が融通される。また、このような電力管理システムが普及するためには、需要者が設置したシステム（以下、「被制御システム」と称する）での電力の利用状況を監視し、監視結果を通信網を経由して収集する技術が不可欠である。
　以上のように、特定のエリア内の被制御システムを監視・制御する制御システムが必要となっている。一般に、被制御システムは特定のエリア内に多数存在するため、各被制御システムを個別に人手で制御することは不可能である。このため、被制御システムの状態を何らかの方法で纏めて監視・制御する機能が必要である。
　被制御システムを監視・制御するための従来の技術としては、下記のような技術が提案されている。
　まず、特許文献１は、多くの被制御システムを効率良く監視するための発明を開示する。すなわち、特許文献１に開示される装置は、プラントから収集したプラントデータをのうち特定のプラントデータを表示装置に与えるデータフィルタを有する。
　また、特許文献２は、家庭及び事業所内の機器の制御目的の情報から電力供給装置及び電気機器の各運転計画を作成し、この運転計画に従って電力供給装置を制御するスケジュールを作成するシステムを開示する。
　さらに、特許文献３は、住居の電力使用レベルを計測して、計測結果に応じた省エネルギー計画を提示する方法を開示する。
特開２００３－５８２４４号公報 特開２００８－２８９２７６号公報 特開２００９－２５９１２５号公報
　前述したように、特許文献１に開示された技術は、プラントからのデータをフィルタリングして、特定のプラントからのデータを表示するものであり、多くの被制御システムの情報を纏めて監視することはできない。
　また、特許文献２に開示された技術は、あらかじめ設定されたスケジュールから制御目的に適するスケジュールを選択する技術であり、有効なスケジュールが選択されない場合がある。
　また、特許文献３に開示された技術は、電力使用レベルと省エネルギー計画との対応テーブルを用いて、計測された電力使用レベルに応じた省エネルギー計画を提示するために用いられる、電力仕様レベルと省エネルギー計画との対応テーブルは固定的なものであり、環境の変動に対応できない場合がある。
　これに対し、本発明が対象とする被制御システムは、家庭などの需要家の電力消費装置及び発電装置であり、以下の特徴を有する。
（１）上位装置から指示された制御目標値に従うかの裁量が被制御装置に与えられている。
（２）被制御システムの発電・消費パターンは、時間の経過によって変動する。
（３）被制御システムの発電・消費パターンは、明確にルール化されている場合と、ルール化されていない場合がある。
　本発明は、多数の被制御システムを有するシステムにおいて、全体として安定した動作をさせるための制御方法を提供する。
　本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、プログラムを実行するプロセッサと、前記プロセッサによって実行されるプログラムを保持するメモリを備え、複数の被制御装置から稼動状態を収集し、前記複数の被制御装置の稼動の目標値を設定する制御装置であって、前記収集した複数の被制御装置の稼動状態の履歴を保持する履歴データベースと、前記収集した被制御装置の稼動状態を、各々がラベルによって特定される複数の第１の指標のいずれかに集約する情報集約部と、前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記第１の指標から前記複数の被制御装置の稼動の目標値を生成する目標生成部と、を備える。
　本発明の代表的な実施の形態によれば、制御目標値により近く被制御システムを追従させることができる。
第１の実施形態の監視システムの構成を示す図である。 第１の実施形態の情報変換装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の情報変換装置の論理的な構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施形態の被制御システム構成データの構成を説明する図である。 第１の実施形態の要約ルールの構成を説明する図である。 第１の実施形態のラベル付けルールの構成を説明する図である。 第１の実施形態の要約動作履歴の構成を説明する図である。 第１の実施形態のラベル付け動作履歴の構成を説明する図である。 第１の実施形態の被制御システムの構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の被制御システムの別の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のポリシーデータの構成を説明する図である。 第１の実施形態のポリシーデータの構成を説明する図である。 第１の実施形態の監視装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の監視装置によって提示される画面の一例を示す図である。 第１の実施形態の監視装置によって提示される画面の一例を示す図である。 第１の実施形態の要約特徴量生成処理のフローチャートである。 第１の実施形態のラベル生成処理のフローチャートである。 第１の実施形態の要約特徴量逆生成処理のフローチャートである。 第１の実施形態の目標値生成処理のフローチャートである。 第１の実施形態のポリシー照合処理のフローチャートである。 第２の実施形態の情報変換装置の論理的な構成を示す機能ブロック図である。 第３の実施形態の情報変換装置の論理的な構成を示す機能ブロック図である。 第３の実施形態のポリシー推測処理のフローチャートである。 第３の実施形態のポリシーを利用した目標値生成処理のフローチャートである。
　以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
　＜実施形態１＞
　第１の実施形態では、本発明の典型的な例を説明する。
　図１は、本発明の第１の実施形態の監視システムの構成を示す図である。
　第１の実施形態の監視システムは、情報変換装置１０１、１以上の被制御システム１０２及び監視装置１０６を有する。本実施の形態の被制御システム１０２は、例えば、電力網から供給される商用電力の消費を制御するエネルギ管理システムであり、各電力需要者に設置される。この場合、本実施の形態の監視システムは、いわゆる、スマートグリッドの中に組み込まれるものである。なお、本発明は、前述した、電力消費の制御に限定されず、独立して稼動する多数のシステムを制御する場合に適用可能である。
　情報変換装置１０１は、被制御システム１０２と接続されている。被制御システム１０２は、エリアによって、グループ分けされている。例えば、被制御システムＡ、Ｂは、エリア１０３にグループ分けされている。グループは、例えば、特定の地区内の電力需要者である。グループは、階層的に構成されてもよく、例えば、エリアＡ－１からエリアＡ－１０をまとめて、上位階層の大エリア（エリアＡ）を設けてもよい。具体的には、町単位の大エリア、番地の上位桁が等しい小エリアを設定してもよい。
　各被制御システム１０２から情報変換装置１０１へは、各被制御システム１０２の稼働情報１０４が送信され、情報変換装置１０１から各被制御システム１０２には、各被制御システム１０２の制御目標値１０５が送信される。稼動情報１０４は、被制御システム１０２がエネルギー管理システム（例えば、ＣＥＭＳ）である場合、例えば、単位時間ごとの発電電力量などである。制御目標値１０５は、対象としている全ての被制御システム１０２の目標値の組である。
　情報変換装置１０１には、監視装置１０６が接続されている。監視装置１０６は、監視システムの全体を監視するシステム管理者１０７が、システムの状態を監視するための装置である。
　本実施の形態では、情報変換装置１０１と監視装置１０６とを別に構成したが、物理的に一つの計算機でもよく、また、一つの物理計算機上の異なる仮想計算機でもよい。
　情報変換装置１０１は、監視装置１０６へ要約状態１０８を送信する。要約状態１０８は、被制御システム１０２の個々の稼動情報１０４ではなく、稼動状態１０４が要約された指標であり、被制御システム１０２が全体として稼動している様子を表す。
　また、監視装置１０６は、情報変換装置１０１へ制御要求１０９及びパラメータ１１０を送信する。パラメータ１１０は、要約状態１０８を要求する際に指定される条件であり、例えば、システム管理者１０７が状態を見たいエリアの指定、要約度及び採用される要約ルールの情報が含まれる。
　また、情報変換装置１０１には、環境情報１１１が入力される。環境情報１１１は、気象状況（例えば、気温、日照量）、発電計画等の、被制御システム１０２の動作状態に変化を生じさせる情報である。
　図２Ａは、第１の実施形態の情報変換装置１０１のハードウェア構成を示すブロック図であり、図２Ｂは、情報変換装置１０１の論理的な構成を示す機能ブロック図である。
　情報変換装置１０１は、プロセッサ１０１１、メモリ１０１２、記憶装置１０１３及びインターフェース１０１４、１０１５、１０１６を有し、これらの構成がバス１０１７で接続された計算機である。プロセッサ１０１１は、メモリ１０１２に格納されたプログラムを実行する。
　メモリ１０１２は、ＤＲＡＭ等の揮発性の記憶装置で、プロセッサが実行するプログラム及び該プログラムの実行時に使用されるデータを格納する。具体的には、メモリ１０１２は、要約特徴量生成部２０１、ラベル生成部２０２、要約特徴量逆生成部２０３及び目標値生成部２０４を実装するためのプログラムを格納する。また、メモリ１０１２は、オペレーティングシステム（ＯＳ）２１０を格納する。プロセッサ１０１１が、オペレーティングシステム２１０を実行することによって、計算機の基本機能が実現される。
　記憶装置１０１３は、磁気ディスクドライブ、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置で、プロセッサが実行するプログラム及び該プログラムの実行時に使用されるデータを格納する。具体的には、記憶装置１０１３は、被制御システム構成データ２０５、要約ルール２０６、ラベル付けルール２０７、要約動作履歴２０８及びラベル付け動作履歴２０９を格納する。
　図２Ａには、メモリ１０１２が情報変換装置１０１の各機能部２０１～２０４を実装するためのプログラムを格納し、記憶装置１０１３が各機能部２０１～２０４で使用されるデータ２０５～２０９を格納するように図示したが、各機能部に対応するプログラムは、記憶装置１０１３に格納されており、プログラムの実行時に記憶装置１０１３から読み出されメモリ１０１２にロードされる。また、各データも、プログラムが必要とする際に、記憶装置１０１３から読み出されメモリ１０１２にロードされる。
　ネットワークインターフェース１０１４は、被制御システム１０２及び監視装置１０６とネットワークを介して接続する。また、入力インターフェース１０１５は、プロセッサが実行するプログラムをロードするために記憶媒体を読み出す入力インターフェース（例えば、光ディスクドライブ、ＵＳＢインターフェース）１０１５を有してもよい。なお、プログラムをロードするための記憶媒体（光ディスク、フラッシュメモリ）、記憶装置及びメモリが、本明細書における記憶媒体となりうる。
　図２Ｂに示すように、情報変換装置１０１は、要約特徴量生成部２０１、ラベル生成部２０２、要約特徴量逆生成部２０３及び目標値生成部２０４を有する。プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、これらの各部が実装される。各機能部の処理の説明は後述する。
　また、要約特徴量生成部２０１及びラベル生成部２０２によって、稼動情報１０４を要約状態１０８に要約する情報要約部２１０が構成される。また、要約特徴量逆生成部２０３及び目標値生成部２０４によって、制御要求１０９を制御目標値１０５に展開する要約する目標生成部２２０が構成される。
　要約特徴量生成部２０１は、要約特徴量を出力し、ラベル生成部２０２が該要約特徴量を受け取る。要約特徴量は、被制御システム１０２の個々の稼動情報１０４ではなく、稼動状態１０４が要約された数値であり、被制御システム１０２が全体として稼動している様子を表す中間値である。また、要約特徴量は、要約特徴量逆生成部２０３から出力され、目標値生成部２０４に受け取られる。
　次に、第１の実施形態で用いられる各種データについて説明する。なお、本明細書に開示される実施形態の各種データはテーブル形式で説明するが、他の形式で構成されてもよい。
　図３は、第１の実施形態の被制御システム構成データ２０５の構成を説明する図である。
　被制御システム構成データ２０５は、エリアと被制御システムとの関係が記録されるテーブルで、エリア２０５１及び被制御システム２０５２を含む。エリア２０５１は、エリアを識別するための一意の識別子である。被制御システム２０５２には、該エリアに含まれる被制御システムの識別子が、例えばリスト形式で記録されている。
　図４は、第１の実施形態の要約ルール２０６の構成を説明する図である。
　要約ルール２０６は、稼動情報を要約するルールが記録されるテーブルで、ルール２０６１、演算２０６２及びパラメータ２０６３を含む。
　ルール２０６１は、ルールを一意に識別するための名称である。演算２０６２は、稼動情報を要約特徴量に変換するための演算方法である。パラメータ２０６３は、該演算方法に必要とされるパラメータである。
　例えば、図４中の１行目に示すルール（時間平均）では、稼動情報を特定の時間間隔で平均値を算出する演算である。この演算のパラメータは時間間隔である。２行目に示すルール（被制御システム間平均）では、指定エリア内の被制御システム１０２の稼動情報の平均値を算出する演算である。この演算のパラメータは、対象とする被制御システム１０２を特定するためのエリアである。３行目に示すルール（時間・被制御システム平均混合）では、前述した時間平均と被制御システム間平均を同時に行う演算である。４行目に示すルール（変化量）は、指定した時間間隔で稼動情報の差を算出する演算である。この演算のパラメータは時間間隔である。
　図５は、第１の実施形態のラベル付けルール２０７の構成を説明する図である。
　ラベル付けルール２０７は、要約特徴量のクラスタとラベルとの関係が記録されるテーブルで、特徴量クラスタ２０７１及びラベル２０７２を含む。
　特徴量クラスタ２０７１は、要約特徴量が含まれるクラスタである。特徴量クラスタ２０７１は、例えば、特徴量空間中の領域を示す不等式によって表現される。ラベル２０７２は、該クラスタに対応するラベルの情報である。図５に示す例では、ラベルが発電量を示し、具体的には、表の１行目の式で示されるクラスタに対応するラベルが「発電高」であり、２行目が「発電中」であり、３行目が「発電低」である。
　本実施形態では、ラベル付けルール２０７に規定されるラベル２０７２が、情報変換装置１０１から出力される要約状態１０８となる。
　図６は、第１の実施形態の要約動作履歴２０８の構成を説明する図である。
　要約動作履歴２０８は、各エリア及び各時刻における収集された情報及び要約特徴量が記録されるテーブルであり、対象エリア２０８１、日時２０８２、環境情報２０８３、稼動情報２０８４、要約特徴量２０８５及び要約ルール２０８６を含む。
　環境情報２０８３は、対象エリア２０８１及び日時２０８２において取得された環境情報１１１であり、天候、気温等が記録される。稼動情報２０８４は、対象エリア２０８１及び日時２０８２において取得された稼動情報１０４である。要約特徴量２０８５は、該稼動情報１０４から生成された要約特徴量であり、要約ルール２０８６は、該要約特徴量を生成する際に用いられたルールである。
　図６に示す要約動作履歴２０８では、監視のために、データ要約して、管理者に提示された情報のみを記録する例を示したが、全ての被制御システム１０２の稼動情報１０４を記録して、各稼動情報１０４の要約特徴量欄２０８５は空白にして、利用の際に要約特徴量を演算してもよい。
　図７は、第１の実施形態のラベル付け動作履歴２０９の構成を説明する図である。
　ラベル付け動作履歴２０９は、要約動作履歴２０８（図６）と同様に、各エリア及び各時刻における収集された情報、要約特徴量及びラベル（要約状態１０８）が記録されるテーブルであり、さらに、変換ラベルの情報を含む。すなわち、ラベル付け動作履歴２０９は、対象エリア２０９１、日時２０９２、環境情報２０９３、要約特徴量２０９４及びラベル２０９５を含む。
　環境情報２０９３は、対象エリア２０９１及び日時２０９２において取得された環境情報１１１であり、天候、気温等が記録される。要約特徴量２０９４は、対象エリア２０９１及び日時２０９２において取得された稼動情報１０４から生成された要約特徴量であり、ラベル２０９５は、該要約特徴量から生成されたラベルである。
　図７に示すラベル付け動作履歴２０９では、図６に示す要約動作履歴２０８と同様に、監視のために、変換ラベルを生成して、管理者に提示された情報のみを記録する例を示したが、全ての被制御システム１０２の稼動情報１０４を記録して、各稼動情報１０４に対応する変換ラベル２０９５は空白にして、利用の際に変換ラベルを生成してもよい。また、代表的なラベル付けルールに関しては、全てのエリアの要約特徴量を記録してもよい。
　図８Ａは、第１の実施形態の被制御システム１０２の構成例を示すブロック図であり、ユーザ８０１に判断を委ねる被制御システム１０２の構成例を示す。
　図８Ａに示す被制御システム１０２は、プロセッサ、メモリ及びインターフェースを有する計算機、及び制御対象機器８０５、８０６、８０７を含む。
　プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行する。インターフェースは、情報変換装置１０１と接続するための通信インターフェース、ユーザの操作を受け付け、ユーザに結果を提示するユーザインターフェース、及び、制御対象機器８０５、８０６、８０７と接続するためのインターフェース（例えば、ＵＳＢインターフェース）を含む。
　制御対象機器は、例えば、太陽光発電装置、燃料電池ユニット等の発電装置８０５、蓄電池、蓄電池を搭載した電気自動車等の蓄電装置８０６、空調や照明等の電力を利用する電気機器８０７である。
　被制御システム１０２は、ユーザ提示部８０２、制御信号変換部８０３及び稼働情報統合部８０４を含む。プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって、これらの各部が実装される。
　まず、被制御システム１０２が情報変換装置１０１から制御目標値１０５を受信すると、ユーザ提示部８０２は、受信した制御目標値１０５を画面に表示する等によってユーザ８０１に提示する。なお、被制御システムのユーザは、家庭の住人又は事業所の従業員である。
　ユーザ８０１は、目標に追従することを決定すると、制御信号変換部８０３に目標追従指令８１０を入力する。制御信号変換部８０３は、目標追従指令８１０を受け取ると、制御対象機器８０５～８０７に制御信号８０９を発行する。制御信号変換部８０３から発行される制御信号８０９は、発電・消費電力が全体として目標値に達するように、各制御対象機器に制御を割り当てるように生成される。この制御信号８０９は、例えば、電気機器８０７が現在の消費電力を維持し、発電設備８０５が発電電力と消費電力との差が目標値となるように発電する命令、又は、発電設備８０５が現在の発電電力を維持し、電気機器８０７が発電電力と消費電力との差が目標値となるように現在の消費電力を低下させる命令である。
　稼働情報統合部８０４は、各制御対象機器８０５～８０７から出力される稼動情報（現在の発電電力及び消費電力）８０８を統合して、稼働情報１０４を生成する。稼働情報は、例えば、最も簡単な場合、制御対象機器の合計発電量と合計消費電力量との差である正味の発電・消費電力量である。その他、発電量及び消費電力量の二つの数値を稼働情報１０４としてもよい。さらに、制御対象機器毎に詳細な監視及び制御が必要な場合、各機器の発電量及び消費電力量を稼働情報としてもよい。本実施形態では、主に、稼動情報が最も簡単な形式の正味の発電・消費電力量である場合について、以下の手順を説明する。
　図８Ｂは、第１の実施形態の被制御システム１０２の別の構成例を示すブロック図であり、予め設定されたポリシーを用いた自動的に制御を行う被制御システム１０２の構成例を示す。なお、前述した被制御システム１０２の別の構成例（図８Ａ）と同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
　図８Ｂに示す被制御システム１０２は、図８Ａに示す被制御システム１０２と異なり、ポリシー照合部８５１が、ポリシーデータ８５２を参照して、受信した制御目標値１０５に追従するかを決定する。ポリシーは目標値に追従できる条件についてのルールである。
　図９Ａ、図９Ｂは、第１の実施形態のポリシーデータ８５２に含まれる発電電力範囲指定テーブル９０１及び特定指定日テーブル９０２の構成を説明する図である。
　発電電力範囲テーブル９０１（図９Ａ）は、曜日９０１１、時間帯９０１２、発電可能範囲（最小値９０１３、最大値９０１４）及び環境係数９０１５を含む。
　最小値９０１３及び最大値９０１４は、曜日９０１１及び時間帯９０１２による発電可能範囲の最小値及び最大値である。
　環境係数９１０５は、気象等の環境の影響による発電量の変動を示し、具体的には、想定される最悪環境における発電量の最小値が、最良環境における発電量の最大値の何倍であるかを示す数値である。例えば、太陽光発電においては、盛夏の快晴を１として、真冬の雨天時の発電量を示す。その他、環境要因による変動幅を数値として表現できれば、他の方法によって環境計数９０１５を定めてもよい。
　特定指定日テーブル９０２（図９Ｂ）は、特定の制御がされる日を規定したテーブルであり、特異日９０２１及び状態９０２２を含む。例えば、特異日９０２１に規定された特定の日には発電を行わないことが規定されている。
　図８Ｂに示す被制御システム１０２において、ポリシー照合部８５１は、ポリシーデータ８５２と制御目標値１０５とを照合し、制御目標値１０５が発電可能範囲内であれば、目標追従指令８１０を発行する。
　図１０は、第１の実施形態の監視装置１０６の構成例を示すブロック図である。
　監視装置１０６は、プロセッサ、メモリ及びインターフェースを有する計算機である。プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行する。インターフェースは、情報変換装置１０１と接続するための通信インターフェース、及び、システム管理者１０７の操作を受け付け、システム管理者に結果を提示するユーザインターフェースを含む。
　監視装置１０６は、表示部１００１及び入力部１００２を有する。プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって、これらの各部が実装される。
　表示部１００１は、情報変換装置１０１からデータを受信し、受信したデータをシステム管理者１０７に提示する。入力部１００２は、システム管理者１０７の要求の入力を受け付け、受け付けた要求を情報変換装置１０１が解釈可能な形式に変換して出力する。
　この監視装置１０６の機能は、通常の計算機上で動作するブラウザによって実現可能であるが、専用のソフトウェアを用いてもよい。
　図１１Ａ、図１１Ｂは、第１の実施形態の監視装置１０６によって提示される画面の一例を示す図である。
　図１１Ａに示す画面１１０１は、大エリアの監視画面の例であり、図１１Ｂに示す画面１１０２は、要約度が小さい小エリアの監視画面の例である。
　画面１１０１の下方には、要約度表示・指示グラフ１１０２が表示されている。要約度表示・指示グラフ１１０２は、左右方向がエリアを示す軸、上下方向が要約度（監視の詳細さ）を示す軸を有する三角形である。グラフ中の十字マーク１１０３は、三角形中の位置によって、現在監視しているエリア及び要約度を示す。このマークは入力部１００２を通して管理者が操作することによって、監視の対象を変更することができる。例えば、図１１Ｂに示す画面例１１０２においては、より要約度の小さいエリアが対象となっている。
　なお、マーク１１０３は、現在監視しているエリア及び要約度の他、目標値が設定されるエリアもしめす。マークを二つ設け、現在監視しているエリア及び要約度と、目標値が設定されるエリアとを別に指定できるようにしてもよい。
　図１１Ａに示す画面１１０１の左上には現在の監視対象エリアの状態を表示する領域１１０４が設けられる。具体的には、状態表示領域１１０４には、監視対象エリアの警告内容、及び、要約されてラベル付けされた稼働状態が表示される。
　また、画面の右上には監視対象エリアへの制御指示を入力するための領域１１０５が設けられる。具体的には、入力領域１１０５には、緊急対策の内容、要約された制御指令を入力することができる。例えば、図１１Ａに示す例では、エリアＡは現状維持、エリアＢに対しては発電量を減らす指示が入力されている。
　一方、小さいエリアを対象とする画面１１０２（図１１Ｂ）によって、より詳細な監視及び制御をすることができる。画面例１１０２の左上にはトレンドグラフを表示するための状態表示領域１１０６、及び、右上にはマーク１１０３によって指定された小エリアにおける制御の指定が入力される制御指示入力領域１１０７が設けられる。
　図１２は、第１の実施形態の要約特徴量生成処理のフローチャートである。この要約特徴量生成処理は、情報変換装置１０１の要約特徴量生成部２０１によって、すなわち、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、プロセッサ１０１１は、監視装置１０６から入力されたパラメータ１１０に含まれる、要約度、指定エリア及び要約ルールを読み込む（１２０１、１２０２、１２０３）。
　次に、プロセッサ１０１１は、被制御システム構成データ２０５を参照して、指定されたエリアに含まれる被制御システムを検索する（１２０４）。
　次に、プロセッサ１０１１は、対象となる被制御システム１０２から入力される稼働情報１０４を収集し、蓄積する（１２０５）。必要時間分の稼動情報１０４が蓄積されたら（１２０６）、要約ルール２０６を参照して、ステップ１２０３で入力された要約ルールに対応する演算方法によって要約特徴量を算出する（１２０７）。次に、外部から入力された環境情報１１１を読み込み（１２０８）、要約特徴量及び環境情報を要約動作履歴２０８に記録する（１２０９）。
　ここで、要約ルール２０６の３行目の「時間・被制御システム間平均混合」を用いた場合の演算の具体例を説明する。
　例えば、二つの被制御システムＡ－１－１及びＡ－１－２から出力される連続する四つの時刻（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）の稼動情報（センサから出力される発電量）８０８が以下のとおりであった。
　被制御システムＡ－１－１：(1,0, 2.0, 3.0, 0.0)
　被制御システムＡ－１－２：(0.0, 1.0, 2.0, 3.0)
　なお、各値はｋＷを単位とする発電電力であり、その時簡間隔は１０分である。すなわち、稼動情報８０８は、１０分ごとに測定された発電電力が並んだものである。
　この稼動情報８０８に対して、時間幅を２、エリアに含まれる被制御システムをこの２台のみとすると、時間方向に重複なく連続する二つの時刻で二つの被制御システムの稼動情報８０８を平均する。
　すなわち、初めの二つの時刻（ｔ１、ｔ２）における被制御システムＡ－１－１及びＡ－１－２の稼動情報の平均値は下記となる。
　(1.0+2.0+0.0+1.0)/4 = 1.0
　同様に、次の二つの時刻（ｔ３、ｔ４）における被制御システムＡ－１－１及びＡ－１－２の稼動情報の平均値は下記となる。
　(3.0+0.0+2.0+3.0)/4 = 2.0
　よって、要約特徴量は以下のとおりに算出される。
　要約特徴量：(1.0,2.0)
　さらに、例えば、要約ルール２０６の４行目の「変化量」を用いた場合の演算例を説明する。
　例えば、一つの被制御システムＡ－１－１から出力される連続する四つの時刻（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）の稼動情報（センサから出力される発電量８０８）が以下のとおりであった。
　被制御システムＡ－１－１：(... , 0,0, 2.0, 2.0, 1.0, ... )
　この稼動情報８０８に対して、時間的に連続する値の変化量を求める。すなわち、直前と現在との二つの時刻の値の差を演算することによって、要約特徴量は以下のとおりに算出される。
　要約特徴量： (... , 2.0, 0.0, -1.0, ... )
　この変化量を用いた要約ルールは、大きな変動がある部分を監視したい場合に有効である。例えば、通常、発電量の時間変化が少ない場合、増減が大きいことを把握することができる。また、後述する監視及び制御目標値の送信を繰り返すことによるフィードバック制御において、稼動情報８０８の値が特定の傾向である（例えば、減少している）ことを確認することができる。
　図１３は、第１の実施形態のラベル生成処理のフローチャートである。このラベル生成処理は、情報変換装置１０１のラベル生成部２０２によって、すなわち、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、プロセッサ１０１１（ラベル生成部２０２）は、要約特徴量生成部２０１から出力された要約特徴量を読み込む（１３０１）。
　次に、プロセッサ１０１１は、ラベル付けルール２０７を参照して、受け付けた要約特徴量が含まれるクラスタを選択し（１３０２）、該クラスタに対応するラベルを、該特徴量のラベル、すなわち要約状態１０８に決定する（１３０３）。その後、プロセッサ１０１１は、監視装置１０６に要約状態１０８を表示するためのデータを送信する（１３０４）。
　次に、プロセッサ１０１１は、入力された天候、気象等の環境情報１１１を読み込む（１３０５）。その後、プロセッサ１０１１は、決定されたラベル及び受け付けた環境情報をラベル付け動作履歴２０９に記録する（１３０６）。
　例えば、下記のように、要約特徴量及びラベル付けルールが１．０～１．５を「適切」と判定する場合、要約特徴量 1.0 は該範囲内なので、該要約特徴量に対するラベルは「適切」となり、要約特徴量 2.0 は該範囲外なので、該要約特徴量に対するに対するラベルは「過剰」と決定される。
要約特徴量：(1.0, 2.0)
ラベル付けルール：[1.0, 1.5]が適切
ラベル：（適切，過剰）
　図１４は、第１の実施形態の要約特徴量逆生成処理のフローチャートである。この要約特徴量逆生成処理は、情報変換装置１０１の要約特徴量逆生成部２０３によって、すなわち、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、プロセッサ１０１１は、監視装置１０６から入力されたパラメータ１１０に含まれる、要約度、指定エリア及び要約ルールを読み込む（１４０１、１４０２、１４０３）。また、プロセッサ１０１１は、監視装置１０６から、制御要求１０９を読み込む（１４０４）。さらに、プロセッサ１０１１は、入力された天候、気象等の環境情報１１１を読み込む（１４０５）。
　その後、プロセッサ１０１１は、ラベル付け動作履歴２０９を参照して、要約度、エリア及び環境情報が監視時と同じ状況において、同じ要約状態（変換ラベル）１０８を出力したパターンを検索する（１４０６）。なお、要約度、エリア及び環境情報の全てが一致しなくても、パラメータの一部（すなわち、要約度及びエリアの二つ、又は、環境情報及びエリアの二つ）が一致するパターンを検索してもよい。
　検索の結果、同じ要約状態１０８を出力したパターンがあった場合（１４０７でＹＥＳ）、その中で頻度が最も高いパターンを選択する（１４０８）。一方、同じ要約状態１０８を出力したパターンがなかった場合（１４０７でＮＯ）、当該変換ラベルから可能な解を任意に選択する（１４０９）。例えば、可能な解のクラスタの中心に位置する要約特徴量を選択してもよい。
　具体的には、「発電高」となった履歴中、要約特徴量が２．０（ｋＷ）の頻度が３であり、要約特徴量が２．５（ｋＷ）の頻度が１であり、「エリアＡの平均発電量を『高』に設定する」との制御要求１０９が入力された場合、頻度の高い要約特徴量である２．０（ｋＷ）が選択される。
　前述した高い頻度のパターンを選択する以外の方法として、以下のいずれかの選択基準を採用することができる。また、以下の選択基準を重み付けした和を求めることによって、複合的な選択基準を生成してもよい。
（１）過去に出現したパターンと最も異なる要約特徴量を選択するために、最も小さい頻度のパターンを選択する方法
（２）周期的に目標値を与えて、一定期間で発電量が均一とするために、一定期間毎の過去のパターンを選択する方法
（３）目標値の時間変動を小さくするために、直前の時刻の目標値からの変化が最も少ないパターンを選択する方法
（４）目標値の時間変動を大きくするために、直前の時刻の目標値からの変化が最も多いパターンを選択する方法
　図１５は、第１の実施形態の目標値生成処理のフローチャートである。この目標値生成処理は、情報変換装置１０１の目標値生成部２０４によって、すなわち、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、プロセッサ１０１１（目標値生成部２０４）は、要約特徴量逆生成部２０３から出力された要約特徴量を読み込む（１５０１）。次に、プロセッサ１０１１は、監視装置１０６から入力されたパラメータ１１０に含まれる、要約度、指定エリア及び要約ルールを読み込む（１５０２、１５０３、１５０４）。また、プロセッサ１０１１は、入力された天候、気象等の環境情報１１１を読み込む（１５０５）。
　次に、プロセッサ１０１１は、被制御システム構成データ２０５を参照して、指定されたエリアに含まれる被制御システムを検索する（１５０６）。
　次に、プロセッサ１０１１は、要約動作履歴２０８を参照して、要約度、エリア及び環境情報が監視時と同じ状況において、同じ要約特徴量を出力したパターンを検索する（１５０７）。同じ要約特徴量を出力したパターンがあった場合には（１５０８でＹＥＳ）、その中で頻度が最も高いパターンを選択する（１５０９）。
　一方、同じ要約特徴量を出力したパターンがなかった場合（１５０８でＮＯ）、要約動作履歴２０８を参照して、要約度、エリア及び環境情報が監視時と同じ状況において、類似した要約特徴量（例えば、値が最も近い要約特徴量）を出力したパターンを検索する（１５１０）。なお、要約度、エリア及び環境情報の全てが一致しなくても、パラメータの一部（すなわち、要約度及びエリアの二つ、又は、環境情報及びエリアの二つ）が一致するパターンを検索してもよい。
　その後、プロセッサ１０１１は、要約特徴量逆生成部２０３によって算出された要約特徴量及びステップ１５１０で検索された要約特徴量を用いて、指示された制御要求１０９を比例配分することによって、制御目標値１０５を算出する（１５１２）。例えば、要約特徴量がベクトル値である場合、各成分毎に前述した処理を行う。
　次に、制御目標値の算出の具体例を説明する。
　要約特徴量逆生成処理で逆生成された要約特徴量（２．０（ｋＷ））と同じ要約特徴量を生成したパターンを検索した結果、下記の稼動情報のパターンが得られた。なお、この例では、エリア内の被制御システムはＡ－１及びＡ－２の２台であり、要約ルールは時間方向に重複なく、連続する二つの時刻かつ二つの被制御システムで平均を計算するルールである。また、回数は、稼動情報のパターンが出現した回数である。
　被制御システムＡ－１：(3.0, 0.0)　３回
　被制御システムＡ－２：(2.0, 3.0)　３回
　被制御システムＡ－１：(2.0, 2.0)　２回
　被制御システムＡ－２：(2.0, 2.0)　２回
　この場合、３回出現している稼動情報のパターンが、各被制御システムの要約特徴量として選択される。
　一方、逆生成された要約特徴量（２．０（ｋＷ））と同じ要約特徴量を生成したパターンがなく、該要約特徴量に最も近い要約特徴量が２．５（ｋＷ）である場合、稼働状態中、最も頻度の高いパターンとして、下記の稼動情報パターンが得られた。
　被制御システムＡ－１：(2.5, 3.0)
　被制御システムＡ－２：(2.5, 2.0)
　そこで、このパターンを比例配分して、目標となる要約特徴量２．０（ｋＷ）を満たす値に換算する。すなわち、各被制御システムの制御目標値１０５は以下のように計算される。
　被制御システムＡ－１：(2.5, 3.0)×2.0／2.5 = (2.0, 2.4)
　被制御システムＡ－２：(2.5, 2.0)×2.0／2.5 = (2.0, 1.6)
　前述したように、頻度の大きい出現パターンを選択する以外の方法として、以下の選択基準を採用することができる。また、以下の選択基準を重み付けした和を求めることによって、複合的な選択基準を生成してもよい。
（１）過去の出現パターンと最も異なる目標値を選択するために、最も小さい頻度のパターンを選択する方法
（２）周期的に目標値を与えて、一定期間で発電量が均一とするために、一定期間毎の過去のパターンを選択する方法
（３）目標値の時間変動を小さくするために、直前の目標値からの変化が最も少ないパターンを選択する方法
（４）目標値の時間変動を大きくするために、直前の目標値からの変化が最も多いパターンを選択する方法
（５）各被制御システムを同じ傾向で制御するするために、被制御システム間のばらつき（例えば、稼動情報の分散）が少ないパターンを優先して選択する方法
（６）各被制御システムを異なる傾向で制御するために、被制御システム間のばらつき（例えば、稼動情報の分散）が大きいパターンを優先して選択する方法
（７）各エリア及び各被制御システム毎の所定の目標値との差の合計が最も小さくなるパターンを選択する方法
（８）各時刻毎の所定の目標値との差の合計が最も小さくなるパターンを選択する方法
　図１６は、第１の実施形態のポリシー照合処理のフローチャートである。このポリシー照合処理は、被制御システム１０２のポリシー照合部８５１によって、すなわち、被制御システム１０２のプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、被制御システム１０２のプロセッサは、情報変換装置１０１から送信された制御目標値１０５を受け付け（１６０１）、ポリシーデータ８５２を読み込む（１６０２）。そして、プロセッサは、制御目標値１０５とポリシーデータ８５２中の発電可能範囲９０１３、９０１４とを比較する（１６０３）。なお、この比較において、環境係数９０１５を考慮してもよい。
　その結果、制御目標値１０５が発電可能範囲外であれば（１６０４でＮＯ）、制御目標値１０５に追従しないことを決めて（１６０８）、ポリシー照合処理を終了する。
　一方、制御目標値１０５が発電可能範囲内であれば（１６０４でＹＥＳ）、特定指定日テーブル９０２を参照し、現在日時が特異日であるかを確認する（１６０６）。その結果、現在の日時が特異日であれば（１６０６でＹＥＳ）、目標値に追従しないことを決めて（１６０８）、ポリシー照合処理を終了する。一方、現在の日時が特異日でなければ（１６０６でＮＯ）、目標に追従することを決定し、制御信号変換部８０３に目標追従指令８１０を発行する（１６０７）。
　本実施形態では、監視後に、一度、制御目標値を生成する手順を説明した。しかし、本実施形態が対象とする被制御システムは制御目標値に追従しないものもあり、制御目標値を一度送信すれば該目標値に制御されるとは限らない。そのため、一般に、各被制御システムが制御目標値に追従しているかを監視して、再度、制御目標値に追従させるとよい。このため、本実施形態では、監視及び制御を繰り返すことによって、より制御目標値に近く追従させることができる。
　すなわち、制御目標値の送信後に、各被制御システムが目標値に追従しているかを監視し、追従していない被制御システムに対して再度制御目標値を送信してもよい。また、制御目標値に追従しない被制御システムには現在の稼動を維持させ、要約特徴量（すなわち、エリア全体の制御目標）を満たすように、他の被制御システムの制御目標値を生成してもよい。このように監視及び制御を繰り返すことによって、エリア全体を制御目標値に次第に近づけ、全体として制御目標値に追従させる動的なフィードバックループを構成することができる。
　以上に説明したように、本発明の第１の実施形態によると、過去の履歴を用いて、制御要求をエリア内の各被制御システムへの指示に展開することによって、各被制御システムに対する適切な制御目標値を算出することができる。すなわち、過去の監視履歴を用いて、制御目標値を算出することによって、過去に出現したパターンに近い制御目標値を生成することができる。また、各被制御システムがポリシーを持つ場合、自動で追従可否を判断することができる。
　以上に説明したように、本発明の第１の実施形態によると、被制御システムから出力された稼動情報を要約して要約特徴量を計算し、要約特徴量にラベルを付けて要約状態を決定し、要約特徴量及びラベルの履歴を保持する。この保持された履歴を用いて、制御要求をエリア内の各被制御システムへの指示に展開することによって、各被制御システムに対する適切な制御目標値を算出することができる。例えば、制御目標値の決定の際に、頻度の高いパターンを選択することで、頻出するパターンに近い、無理のない目標値を設定することができる。すなわち、過去の監視履歴を用いて頻度の高いパターンを選択することによって、頻出するパターンに近い、無理のない目標値を設定することができる。
　特に、システムの構成（例えば、被制御システムの数、被制御システムの稼働のポリシーなど）が変化した場合でも、各被制御システムの制御目標値を再設定することなく、自動的に、適切な目標値を設定することができる。
　また、各被制御システムがポリシーを持つ場合、自動的に追従可否を判定することができる。
　＜実施形態２＞
　第２の実施形態では、要約特徴量を用いず、要約状態１０８を生成する例について説明する。なお、第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と同じ構成及び機能については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
　図１７は、本発明の第２の実施形態の情報変換装置１０１の論理的な構成を示す機能ブロック図である。
　第２の実施形態の情報変換装置１０１は、要約特徴量生成部２０１及び目標値生成部２０４を有する。メモリ１０１２は、要約特徴量生成部２０１及び目標値生成部２０４を実装するためのプログラムを格納し、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、これらの各部が実装される。
　記憶装置１０１３は、被制御システム構成データ２０５、ラベル付けルール１７０１、及びラベル付け動作履歴１７０２を格納する。
　第２の実施形態の情報変換装置１０１は、要約特徴量を経由せず、個々の被制御システムの稼働情報１０４に直接ラベル付けし、要約状態１０８を生成する。すなわち、第１の実施形態では、エリア又は時間で要約された要約特徴量によってクラスタを構成したが、本実施形態では、ラベル生成部２０１が、より多くの成分を持つ特徴量（すなわち、エリア内の全ての被制御機器の稼働情報そのものである特徴量）に直接ラベル付けをする。また、制御要求１０９を制御目標値１０５に展開する場合、目標値生成部２０４は、制御要求１０９と同じラベルを出力した履歴をラベル付け動作履歴１７０２から選択する。
　このため、本実施形態でのラベル付けルール１７０１は、要約特徴量の記述が各被制御システムの稼働を表す多次元空間での記述になる。また、ラベル付け動作履歴１７０２は、第１の実施形態の要約動作履歴２０８及びラベル付け動作履歴２０９から要約特徴量２０８５、２０９４を除いたデータを結合したテーブルとなる。
　以上に説明したように第２の実施形態によると、要約特徴量を経由せずに要約状態を生成するので、単純な構成によって、エリアの状態に対してラベル付けを行うことができる。
　＜実施形態３＞
　第３の実施形態では、情報変換装置１０１が、各被制御システム１０２のポリシーを推測する例について説明する。なお、第３の実施形態において、前述した第１及び第２の実施形態と同じ構成及び機能については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
　図１８は、本発明の第３の実施形態の情報変換装置１０１の論理的な構成を示す機能ブロック図である。
　第３の実施形態の情報変換装置１０１は、要約特徴量生成部２０１、ラベル生成部２０２、要約特徴量逆生成部２０３、目標値生成部２０４及びポリシー推定部１８０１を有する。メモリ１０１２は、要約特徴量生成部２０１、ラベル生成部２０２、要約特徴量逆生成部２０３、目標値生成部２０４及びポリシー推定部１８０１を実装するためのプログラムを格納する。プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、これらの各部が実装される。
　記憶装置１０１３は、被制御システム構成データ２０５、要約ルール２０６、ラベル付けルール２０７、要約動作履歴２０８、ラベル付け動作履歴２０９及び推定ポリシー１８０２を格納する。
　ポリシー推定部１８０１は、制御目標値１０５と稼動情報１０４とを比較することによって、被制御システム１０２のポリシーを推定する。推定ポリシーデータ１８０２は、ポリシー推定部１８０１が推定した結果、すなわち、各被制御システムが保持するポリシーデータ８５２と同じデータを保持する。但し、推定ポリシーデータ１８０２に保持される最小値及び最大値は、推定値であり、推定が不可能なデータはブランクとなる。
　図１９は、第３の実施形態のポリシー推測処理のフローチャートである。このポリシー推測処理は、情報変換装置１０１のポリシー推測部１８０１によって、すなわち、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、プロセッサ１０１１は、各被制御システム１０２に送信した制御目標値１０５を読み込み（１９０１）、読み込んだ制御目標値１０５に対応する稼動情報１０４を読み込む（１９０２）。
　そして、プロセッサ１０１１は、読み込んだ稼動情報１０４及び制御目標値１０５を比較し、制御目標１０５に追従していない被制御システム１０２を検出する（１９０３）。具体的には、稼動情報１０４と制御目標値１０５との差が所定値以上である場合に、制御目標１０５に追従していないと判定することができる。また、稼動情報１０４と制御目標値１０５との差が所定値以上である場合でも、制御目標値１０５を送信した後の稼動情報１０４が制御目標値１０５に近づく方向に変化しており、その変化量が所定の条件を満たす場合に、制御目標１０５に追従していると判定してもよい。
　そして、プロセッサ１０１１は、検出の結果、被制御システム１０２が追従していない制御目標１０５は、該被制御システム１０２のポリシーによって追従可能な発電可能範囲（最小値、最大値）の外であると推定し、この制御目標値１０５を推定ポリシーデータ１８０２の追従可能範囲から除外して、追従可能範囲に更新する（１９０４）。
　図２０は、第３の実施形態の目標値生成処理のフローチャートである。この目標値生成処理は、情報変換装置１０１の目標値生成部２０４によって、すなわち、プロセッサ１０１１がメモリ１０１２に格納されたプログラムを実行することによって、行われる。
　まず、プロセッサ１０１１は、第１の実施形態の目標値生成処理（図１５）のステップ１５０１～１５０８及び１５１０の手順によって、制御目標値１０５の候補を生成する（２００１）。すなわち、ステップ２００１では、第１の実施形態の目標値生成処理のように、一つの制御目標値が決定されず、所定の条件を満たした複数のパターンが抽出される（１５０７、１５０１）。
　その後、プロセッサ１０１１は、生成された制御目標値の候補と、推定されたポリシーとを照合し（２００２）、制御目標値の候補が、推定されたポリシーの最小値と最大値との間にあれば、被制御システム１０２が制御目標値１０５に追従していると判定し、生成された制御目標値の候補を制御目標値１０５に決定する（２００３）。
　一方、制御目標値の候補が、推定されたポリシーの最小値と最大値との範囲外にあれば、被制御システム１０２が制御目標値１０５に追従していないと判定し、次の候補があれば、該次の候補を選択し（２００４、２００５）、ステップ２００２に戻り、制御目標値の候補とポリシーとを照合する処理を繰り返す。
　制御目標値が決定する前に選択すべき候補がなくなったら、それまでに選択した制御目標値の候補中で、ポリシー追従不可件数が最も少ない制御目標値の候補を制御目標値に決定する（２００６）。
　以上に説明したように、第３の実施形態によると、被制御システムの稼動情報と制御目標値とを比較することによって、被制御システムのポリシーを推測することができる。よって、被制御システムのポリシーが公開されていなくても、又は、被制御システムのポリシーが明確でなくても、被制御システムの動作パターンに適した制御目標値を生成することができる。
　さらに、推定されたポリシー用いて制御目標値を生成することによって、被制御システムが追従しやすい制御目標値を生成することができる。
　以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。

Claims (20)

  1. 　プログラムを実行するプロセッサと、
    　前記プロセッサによって実行されるプログラムを保持するメモリとを備える制御装置であって、
    　前記制御装置は、
    　複数の被制御装置から稼動状態を収集し、前記複数の被制御装置の稼動の目標値を設定し、
    　前記収集した複数の被制御装置の稼動状態の履歴を保持する履歴データベースと、
    　前記収集した被制御装置の稼動状態を、各々がラベルによって特定される複数の第１の指標のいずれかに集約する情報集約部と、
    　前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記第１の指標から前記複数の被制御装置の稼動の目標値を生成する目標生成部と、を備えることを特徴とする制御装置。
  2. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記目標生成部は、同一の第１の指標のうち頻度が高い稼動状態を前記履歴データベースから選択し、前記選択された稼動状態を前記被制御装置の稼動の目標値とすることを特徴とする制御装置。
  3. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記情報集約部は、前記収集した複数の稼動状態を統計処理することによって、各々が要約された特徴量によって特定される複数の第２の指標のいずれかに要約し、さらに、前記要約された第２の指標を、各々がラベルによって示される複数の第１の指標のいずれかに要約し、
    　前記目標生成部は、前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記第１の指標から前記第２の指標を特定し、前記特定された第２の指標から前記複数の被制御装置の稼動の目標値を生成することを特徴とする制御装置。
  4. 　請求項３に記載の制御装置であって、
    　前記目標生成部は、
    　前記履歴データベース中に保持された第２の指標の出現パターンに従って、同一のラベルの第１の指標に対応する第２の指標を前記履歴データベースから選択し、
    　前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記選択された第２の指標に対応する稼動状態を前記履歴データベースから選択し、
    　前記選択された稼動状態を前記被制御装置の稼動の目標値とすることを特徴とする制御装置。
  5. 　請求項４に記載の制御装置であって、
    　前記目標生成部は、
    　同一の第１の指標のうち頻度が高い第２の指標を前記履歴データベースから選択し、
    　前記選択された第２の指標と同一の特徴量に対応する稼動状態のうち頻度が高い稼動状態を前記履歴データベースから選択して、稼動の目標値とすることを特徴とする制御装置。
  6. 　請求項５に記載の制御装置であって、
    　前記目標生成部は、
    　前記選択された第２の指標と同一の特徴量の稼動状態を前記履歴データベースから選択できなかった場合、特徴量が最も近い稼動状態を選択し、
    　前記選択された稼動状態の特徴量を内挿することによって、前記選択された第２の指標に対応する前記被制御装置の稼動の目標値を定めることを特徴とする制御装置。
  7. 　請求項４に記載の制御装置であって、
    　前記被制御装置が設置された場所の環境の情報を取得し、
    　前記履歴データベースは、前記稼動状態が収集された際の前記環境の情報を保持し、
    　前記目標生成部は、前記選択された第２の指標に対応する環境の情報と同一の環境の情報に対応する稼動状態を前記履歴データベースから選択することを特徴とする制御装置。
  8. 　請求項３に記載の制御装置であって、
    　前記履歴データベースは、第１の履歴情報及び第２の履歴情報を含み、
    　前記第１の履歴情報は、各被制御装置の稼動情報、当該稼動情報が要約された特徴量、及び特徴量に要約する際に用いられた規則を含み、
    　前記第２の履歴情報は、前記特徴量及び前記ラベルを含むことを特徴とする制御装置。
  9. 　請求項３に記載の制御装置であって、
    　前記情報集約部は、前記収集した現在の稼動状態を前記特徴量に要約する場合に用いられる範囲を、ユーザによる入力に従って定めることを特徴とする制御装置。
  10. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記目標生成部は、
    　前記複数の被制御装置のうち、前記生成された稼動の目標値に追従していない前記被制御装置の稼動の目標値を現在の稼動状態に基づいて決定し、
    　該決定された稼動の目標値を用いて他の前記被制御装置の稼動の目標値を設定することを特徴とする制御装置。
  11. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記決定された稼動の目標値と当該稼動の目標値に対する稼動状態を比較することによって、前記稼動の目標値に追従していない被制御装置を検出し、その稼動の目標値を追従可能範囲から除外することによって、前記各被制御装置の追従可能範囲を推定するポリシー推定部を備え、
    　前記目標設定部は、前記ポリシー推定部によって推定された追従可能範囲を参照し、前記追従可能範囲外の稼動の目標値を修正することを特徴とする制御装置。
  12. 　請求項１に記載の制御装置を含む制御システムであって、
    　前記被制御装置は、
    　前記制御装置が決定した稼動の目標値を提示し、当該稼動の目標値に追従するか否かの入力を受け付けるインターフェース、及び、
    　前記稼動の目標値に対して追従可能範囲及び環境変動による前記範囲の変化のデータを参照して追従可否を決定する制御部を有することを特徴とする制御システム。
  13. 　請求項１に記載の制御装置を含む制御システムであって、
    　前記被制御装置は、前記決定された稼動の目標値に追従可能な範囲及び環境変動に追従可能な範囲を含むポリシーデータを参照して追従可否を決定する制御部を有し、
    　前記制御装置は、前記決定された目標値と当該目標値に対する稼動状態を比較することによって、前記目標値に追従していない被制御装置を検出し、その目標値を追従可能範囲から除外することによって、前記各被制御装置の追従可能範囲を推定するポリシー推定部を備えることを特徴とする制御システム。
  14. 　プログラムを実行するプロセッサと、前記プロセッサによって実行されるプログラムを保持するメモリを備える制御装置が、複数の被制御装置から稼動状態を収集し、前記複数の被制御装置の稼動の目標値を設定するためのシステムの制御方法であって、
    　前記制御装置は、前記収集した複数の被制御装置の稼動状態の履歴を保持する履歴データベースを有し、
    　前記方法は、
    　前記収集した被制御装置の稼動状態を、各々がラベルによって特定される複数の第１の指標のいずれかに集約するステップと、
    　前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記第１の指標から前記複数の被制御装置の稼動の目標値を生成するステップとを含むことを特徴とする制御方法。
  15. 　請求項１４に記載の制御方法であって、前記目標を生成するステップでは、同一の第１の指標のうち頻度が高い稼動状態を前記履歴データベースから選択し、前記選択された稼動状態を前記被制御装置の稼動の目標値とすることを特徴とする制御方法。
  16. 　請求項１４に記載の制御方法であって、
    　前記情報を集約するステップでは、前記収集した複数の稼動状態を統計処理することによって、各々が要約された特徴量によって示される複数の第２の指標のいずれかに要約し、さらに、前記要約された第２の指標を、各々がラベルによって示される複数の第１の指標のいずれかに要約し、
    　前記目標を生成するステップでは、前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記第１の指標から前記第２の指標を特定し、前記特定された第２の指標から前記複数の被制御装置の稼動の目標値を生成することを特徴とする制御方法。
  17. 　請求項１６に記載の制御方法であって、
    　前記目標を生成するステップでは、
    　前記履歴データベース中に保持された第２の指標の出現パターンに従って、同一のラベルの第１の指標に対応する第２の指標を前記履歴データベースから選択し、
    　前記履歴データベース中に保持された稼動状態の出現パターンに従って、前記選択された第２の指標に対応する稼動状態を前記履歴データベースから選択し、
    　前記選択された稼動状態を前記被制御装置の稼動の目標値とすることを特徴とする制御方法。
  18. 　請求項１７に記載の制御方法であって、
    　前記目標を生成するステップでは、
    　同一の第１の指標のうち頻度が高い第２の指標を前記履歴データベースから選択し、
    　前記選択された第２の指標と同一の特徴量の稼動状態のうち頻度が高い稼動状態を前記履歴データベースから選択して、稼動の目標値とすることを特徴とする制御方法。
  19. 　請求項１８に記載の制御方法であって、
    　前記目標を生成するステップでは、
    　前記選択された第２の指標と同一の特徴量の稼動状態を前記履歴データベースから選択できなかった場合、特徴量が最も近い稼動状態を選択し、
    　前記選択された稼動状態の特徴量を内挿することによって、前記選択された第２の指標に対応する前記被制御装置の稼動の目標値を定めることを特徴とする制御方法。
  20. 　請求項１６に記載の制御方法であって、
    　前記情報を集約するステップでは、前記収集した現在の稼動状態を前記特徴量に要約する場合に用いられる範囲を、ユーザによる入力に従って定めることを特徴とする制御方法。
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