(57)【要約】【課題】電力単価が変動する場合においても、需要家のプライバシーを保護しつつ、正しく課金計算を行う。【解決手段】本発明の一態様としてのデータ管理装置は、記憶部と、電力消費量取得部と、情報生成部と、送信部とを備える。前記記憶部は、需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて記憶する。前記電力消費量取得部は、前記需要家における電力消費量の履歴を前記需要家のメータ装置から取得する。前記情報生成部は、前記電力単価が等しい時間帯ごとに前記電力消費量を加算して、電力単価別に電力消費量の積算値を表す第１情報を生成する。前記送信部は、前記第１情報を、外部システムに送信する。【選択図】図５
2014203291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて記憶する記憶部と、
前記需要家における電力消費量の履歴を前記需要家のメータ装置から取得する電力消費量取得部と、
前記電力単価が等しい時間帯ごとに前記電力消費量を加算して、電力単価別に電力消費量の積算値を表す第１情報を生成する情報生成部と、
前記第１情報を、外部システムに送信する送信部と
を備えたデータ管理装置。
【請求項２】
復号鍵取得部をさらに備え、
前記電力消費量取得部は、前記メータ装置から、一定時間毎に計測および暗号化された電力消費量を、前記電力消費量の履歴として取得し、
前記復号鍵取得部は、電力単価別の復号鍵を前記メータ装置から取得し、
前記情報生成部は、前記電力単価が等しい時間帯ごとに、前記暗号化した電力消費量を加算して、暗号化された電力消費量の積算値を表す第２情報を前記電力単価別に生成し、
前記通信部は、前記第１情報に代えて、前記第２情報と前記電力単価別の復号鍵とを前記外部システムに送信する
請求項１に記載のデータ管理装置。
【請求項３】
復号鍵取得部をさらに備え、
前記電力消費量取得部は、前記メータ装置から、一定時間毎に計測および暗号化された電力消費量を、前記電力消費量の履歴として取得し、
前記情報生成部は、前記電力単価が等しい時間帯ごとに、前記暗号化した電力消費量を加算して、暗号化された電力消費量の積算値を計算し、前記積算値を前記電力単価別の復号鍵で復号して、復号された積算値を表す第２情報を生成し、
前記通信部は、前記第１情報に代えて、前記第２情報を前記外部システムに送信する
請求項１に記載のデータ管理装置。
【請求項４】
需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて記憶する記憶部と、
前記需要家における電力消費量を一定時間ごとに計測する計測部と、
時間に応じて暗号化用の鍵を切り替える鍵決定部と、
前記鍵により前記計測部により計測された電力消費量を暗号化する暗号化部と、
前記電力単価が等しい時間帯ごとに、前記電力消費量の暗号化に使用された鍵群を加算することにより、電力単価別の復号鍵を生成する復号鍵生成部と、
前記暗号化部により暗号化された電力消費量と、前記電力単価別の復号鍵をデータ管理装置に送信する通信部と、
を備えたメータ装置。
【請求項５】
需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて記憶する記憶部と、
前記需要家における電力消費量を一定時間ごとに計測する計測部と、
前記電力単価が等しい時間帯ごとに電力消費量を加算して、電力単価別に電力消費量の積算値を表す情報を生成する情報生成部と、
前記情報を、外部システムに送信する通信部と
を備えたメータ装置。
【請求項６】
需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて表した情報と、前記需要家における電力消費量の履歴とに基づき、前記電力単価が等しい時間帯ごとに需要家の電力消費量を加算して、電力単価別に電力消費量の積算値を表す第１情報を生成する情報生成ステップと、
前記第１情報を、外部システムに送信する送信ステップと
を備えたデータ管理方法。
【請求項７】
需要家における電力消費量を一定時間ごとに計測する計測ステップと、
時間に応じて暗号化用の鍵を切り換える鍵決定ステップと、
前記鍵により前記計測ステップにより計測された電力消費量を暗号化する暗号化ステップと、
需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて表した情報に基づき、前記電力単価が等しい時間帯ごとに、前記電力消費量の暗号化に使用された鍵群を加算することにより、電力単価別の復号鍵を生成する復号鍵生成ステップと、
前記暗号化ステップにより暗号化された電力消費量と、前記電力単価別の復号鍵とを、外部システムに送信する送信ステップと、
を備えたデータ管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、データ管理装置、メータ装置およびデータ管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
DR（デマンドレスポンス）という電力需要の調整手法が存在する。DRでは、電力供給者(電力会社など)から、電力の需要家（電力消費者）に対して、電力消費量の削減や、消費時間帯の変更を依頼する。
【０００３】
DRは、価格系DRとインセンティブ系DRに分類される。
【０００４】
価格系DRは、電力単価を変更することで、電力需要を調整する。典型的には、電力供給者は、電力需要を削減したい時間帯（数十分から数時間）の電力単価を高く設定し、その情報を需要家に通知する。通知を受けた需要家は、電力単価が高い時間帯を避けて電力を消費することで、需給調整に協力できる。
【０００５】
インセンティブ系DRは、電力消費量の削減に対してインセンティブを付与することで、電力需要を調整する。典型的には、インセンティブは「お金」である。電力供給者は、電力消費量を削減したい時間帯と、削減したい電力量と、削減できた場合に付与するインセンティブ額を決定し、その情報を需要家に通知する。通知を受けた需要家は、電力消費量の削減を行うことで、インセンティブをもらえる。
【０００６】
DRはあくまで「依頼」であり、強制的に電力需要を制御しない。需要家は、電力単価が高い時間帯に電力を消費することもできるし、インセンティブをもらわずに電力を消費することもできる。
【０００７】
ここで、需要家に通知される電力単価などの情報は、IT技術を用いて、電力供給者のシステムから、需要家のシステムに通知される。需要家のシステムは様々である。需要家がビルオーナーであればBEMS（ビルエネルギーマネジメントシステム）、ハウス住人であればHEMS（ホームエネルギーマネジメントシステム）やスマートメータなどが該当する。また、需要家が所持しているパソコンやスマートフォンなどの端末も該当する。
【０００８】
スマートメータは電力計である。従来の電力計とは、1)数十分単位の電力消費量を計測できる点、2)通信機能を備える点、が異なる。スマートメータを使うことで、電力供給者は、簡単に電力消費量情報を収集できる。また、単に一ヶ月単位で課金するだけではなく、数十分単位の電力消費量情報を利用したサービスを需要家に提供できる。
【０００９】
スマートメータにより、利便性が向上する一方で、プライバシーの問題が発生している。数十分単位の電力消費量情報を簡単に収集できるため、電力消費量の時間的推移から、「需要家が在宅している時間帯」や「需要家が使用している家電の種類」などを推測できるためである。
【００１０】
この問題に対する解決策として、以下の手法が知られている。この手法では、課金サーバとスマートメータとMDMS（メータデータ管理システム）が登場する。
【００１１】
1.     スマートメータは、準同型の暗号手法を用いて、計測した電力消費量情報を暗号化し、MDMSに送信する。準同型の暗号手法では以下の式が成立する。  
enc(k1, d1) + enc(k1, d2) = enc(k1, (d1 + d2))
d1はデータ1、d2はデータ2、k1は鍵1、とする。また、enc(k1, d1)は、k1を使用して、準同型の暗号手法により、d1を暗号化した結果とする。準同型の暗号手法を利用することで、暗号化されたデータを加算して、復号することで、データの総和を得られる。  
2.     MDMSは、電力消費量情報(暗号化済み)を積算し、電力消費量の一ヶ月積算値(暗号化済み)を作成する。  
3.     MDMSは、スマートメータから復号鍵を取得し、電力消費量の一ヶ月積算値(暗号化済み)を復号する。  
4.     MDMSは、復号した「電力消費量の一ヶ月積算値」を課金サーバに提供する。  
5.     課金サーバは、「電力消費量の一ヶ月積算値」にもとづいて、課金計算を行う。
【００１２】
このように、上記手法で、準同型の暗号手法を使用することで、数十分単位の電力消費量を復号することなく、「電力消費量の一ヶ月積算値」を計算可能とする。これにより、数十分単位の電力消費量を課金サーバに渡さずにすむため、需要家のプライバシーを保護できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１２−０５８３４５号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】F. Armknecht et al., “A Lifetime-Optimized End-to-End Encryption Scheme for Sensor Networks Allowing In-Network Processing,” Computer Commun., vol. 31, no.4, 2008, pp. 734-49.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記手法は、一ヶ月間の電力単価プランが固定されていることを前提としている。したがって、価格系DRの実施により、電力単価が数十分単位で変動するような場合は、正しく課金計算を行えない。一方、需要家のプライバシー保護の観点からは、課金計算のために数十分単位の電力消費量を課金サーバに提供することは避けたい。
【００１６】
本発明の一側面は、電力単価が変動する場合においても、需要家のプライバシーを保護しつつ、正しく課金計算を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様としてのデータ管理装置は、記憶部と、電力消費量取得部と、情報生成部と、送信部とを備える。
【００１８】
前記記憶部は、需要家に適用される電力単価を時間帯に応じて記憶する。
【００１９】
前記電力消費量取得部は、前記需要家における電力消費量の履歴を前記需要家のメータ装置から取得する。
【００２０】
前記情報生成部は、前記電力単価が等しい時間帯ごとに前記電力消費量を加算して、電力単価別に電力消費量の積算値を表す第１情報を生成する。
【００２１】
前記送信部は、前記第１情報を、外部システムに送信する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係るDR実行環境の全体システム構成を示す。
【図２】第１の実施形態に係るDR発行システムの構成を示す。
【図３】第１の実施形態に係るHEMSの構成を示す。
【図４】第１の実施形態に係るSMの構成を示す。
【図５】第１の実施形態に係るMDMSの構成を示す。
【図６】第１の実施形態に係る課金計算処理のシーケンスを示す。
【図７】単価別の電力消費量の積算値(暗号化済み)を計算する例を示す。
【図８】第２の実施形態に係るDR実行環境の全体システム構成を示す。
【図９】第２の実施形態に係るSMの構成を示す。
【図１０】第２の実施形態に係る課金計算処理のシーケンスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態に係るDR実行環境の全体システム構成を示す。
【００２５】
本システムは、DR発行システム１０１、MDMS（メータデータ管理システム）１０２、需要家１０３、SM（スマートメータ）１０４を備える。MDMS１０２は本実施形態に係るデータ管理装置に対応し、SM１０４は、本実施形態に係るメータ装置に対応する。図では、需要家１０３が、HEMS（ホームエネルギー管理システム）の場合を示すが、BEMS（ビルエネルギー管理システム）やFEMS（ファクトリーエネルギー管理システム）など、他のシステムでもよい。
【００２６】
DR発行システム１０１およびMDMS１０２間はネットワーク１１１、MDMS１０２およびSM１０４間はネットワーク１１２、SM１０４およびHEMS１０３間はネットワーク１１３、HEMS１０３およびDR発行システム１０１間はネットワーク１１４で接続されており、それぞれ互いに通信が可能である。ネットワーク１１１〜１１４は無線ネットワークであるか有線ネットワークであるかを問わない。通信時の相互認証や暗号化はPKI (Public Key Infrastructure)やTLS (Transport Layer Security)などの既存技術により実施する。
【００２７】
図には需要家およびSMはそれぞれ１台のみ示されるが、実際には多数存在してよい。
【００２８】
DR発行システム１０１は、需要家の課金計算を行う課金サーバ(電気料金の課金機能)を含む。ただし、課金サーバとDR発行システム１０１を分離する構成も可能である。
【００２９】
図２にDR発行システム１０１の構成を示す。  
通信部２０６は、需要家１０３およびMDMS１０２と、それぞれネットワーク１１４、１１１を介して通信を行う。  
DR発行決定部２０１はDRの発行を決定し、DR情報を生成する。具体的に、DR対象の需要家群、DR種別(価格系 or インセンティブ系)、DR対象期間、価格系であれば単位時間（１５分や３０分）ごとの電力単価、インセンティブ系であれば電力消費量の削減目標とインセンティブ額、などを決定し、DR情報を生成する。DR情報は、たとえば需要家ID、DR種別、DR対象期間、単位時間ごとの電力単価、削減目標、インセンティブ額、などを含む。DRを発行するかどうかを決定するために、電力需要の予測値、気象情報の予測値、自然エネルギー発電量の予測値、発電計画、などの情報を利用する。DR発行決定部２０１は、生成したDR情報を、通信部２０６を介して、需要家等に送信する。  
需要家情報記憶部２０２は、需要家の情報を記憶する。需要家の情報の例を以下に記す。  
【表１】
2014203291.tif 000003
DR発行履歴記憶部２０３は、DR発行決定部２０１が発行したDR情報を記憶する。  
課金用情報取得部２０４ は、課金するために必要な情報をMDMS１０２から取得する。課金に必要な情報は、「単価別の積算値(暗号化済み)」と「単価別の復号鍵」を含む。  
「単価別の積算値(暗号化済み)」は、課金対象期間T1において、電力単価が等しい時間帯ごとに、暗号化された電力消費量を積算した値である。また、「単価別の復号鍵」は、当該単価別の積算値(暗号化済み)を復号するために、電力単価ごとに生成された復号鍵である。これらの詳細は後述する。  
課金額計算部２０５は、単価別の積算値(暗号化済み)を、単価別の復号鍵を用いて復号することにより、単価別の積算値を取得する。課金額計算部２０５は、単価別の積算値を使用して、課金額を計算する。  
DR発行システムには需要家の数十分単位といった細かい単位での電力消費量は通知されない。よって、需要家のプライバシーを保護しつつ、課金計算を行うことが可能となる。
【００３０】
図３にHEMS１０３の構成を示す。  
通信部３０４は、DR発行システムおよびSM１０４と、それぞれネットワーク１１４、１１３を介して通信を行う。通信部３０４は、DR発行システム１０１により発行されたDR情報を受信したり、SM１０４から、一定時間ごとに計測される電力消費量のデータなどを受信したりする。  
DR履歴記憶部３０１は、DR発行システム１０１から受信されたDR情報(DR種別、DR対象期間、単位時間ごとの電力単価、削減目標、インセンティブ額、など)を記憶する。  
表示部３０２は、DR履歴記憶部３０１に記録されているDR情報や、SM１０４が計測した電力消費量などを表示する。  
制御部３０３は、DR情報に基づいて、家庭の空調や照明などの機器を制御する。これにより、家庭の省エネを図る。
【００３１】
図４にSM１０４の構成を示す。  
電力消費量計測部４０１は、家庭で消費された電力量を、定期的(十五分ごと、三十分ごと、など)に計測する。  
鍵情報記憶部４０２は、定期的に計測された電力消費量を暗号化するための鍵を記憶する。「鍵」とは、暗号化処理に利用する乱数のことである。鍵は、複数個記憶する。各鍵は、鍵を識別するための鍵IDを持つ。  
鍵選択部（鍵決定部）４０３は、鍵情報記憶部４０２に記憶されている鍵の中から、計測した電力消費量を暗号化するための鍵を選択する。選択方法は、ランダムに選択する方法、鍵IDの順に選択する方法など、いくつかあるが、どの方法を用いてもかまわない。
【００３２】
また、鍵選択部４０３は、選択した鍵を使用する期間も決定する。使用期間の決定方法は、あらかじめ設定されている固定期間を使用する方法、ランダムに期間を決定する方法など、いくつかあるが、どの方法を用いてもかまわない。  
本実施形態では、鍵情報記憶部４０２に記憶されている鍵の中から鍵を選択しているが、別の方法として、乱数を用いて動的に鍵を生成することも可能である。  
このように、鍵選択部４０３は、暗号化に使用する鍵を、時間に応じて切り換えるように構成される。  
暗号化部４０４は、電力消費量計測部４０１により計測された電力消費量を、鍵選択部４０３で選択された鍵により暗号化する。暗号化には、非公知文献1に記載されているような、双方向準同型の暗号化手法を使用する。双方向準同型の暗号手法を使用すると、以下の式が成り立つ。  
enc(k1, d1) + enc(k2, d2) = enc((k1 + k2), (d1 + d2))  
双方向準同型の暗号手法を利用することで、暗号化されたデータを加算して、復号することで、データの総和を得られる。また、復号の際には、各データを暗号化した鍵の総和を用いる必要がある。  
鍵使用履歴記憶部４０５は、どの鍵を、どの時間帯に、使用したかを表す鍵使用履歴を記憶する。鍵使用履歴の具体的な項目を以下に記す。  
【表２】
2014203291.tif 000004
復号鍵生成部４０６は、単価別の積算値(暗号化済み)を復号するための、単価別の復号鍵を生成する。単価別の復号鍵は、単価別にそれぞれ積算の対象となった電力消費量の暗号化に用いられた鍵群を加算することで生成される。具体例は後述する。  
通信部４０７は、HEMS１０３およびMDMS１０２と、それぞれネットワーク１１３およびネットワーク１１２を介して通信を行う。通信部４０７は、以下の項目を含む電力消費量情報をMDMS１０２に送信する。計測開始日時および計測終了日時は、電力消費量を計測する一定間隔ごとの開始日時と終了日時である。当該一定間隔の長さの時間帯は計測時間帯と称する場合がある。  
【表３】
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通信部４０７は、電力消費量が計測されるごとに、当該電力消費量情報を送信してもよいし、当該電力消費量情報がバッファ(メモリやディスク)に一定個数蓄積されるごとに、これらの情報をまとめて送信してもよい。あるいは、電力消費量情報をSM内のバッファに蓄積し、MDMS１０２から要求があったタイミングで、要求された電力消費量情報を送信してもよい。
【００３３】
図５にMDMS１０２の構成を示す。  
SM情報記憶部５０１は、SMの情報(SMIDや通信情報など)を記憶する。  
電力消費量記憶部５０２は、SMから通信部５０６を介して受信される電力消費量情報を、需要家における電力消費量の履歴として記憶する。  
DR履歴取得部５０３は、HEMS１０３からSM１０４を介してDR履歴を取得する。DR発行システム１０１あるいはHEMS１０３から直接、取得可能な場合は、DR発行システム１０１あるいはHEMS１０３からDR履歴を取得してもよい。HEMS１０３からDR履歴を直接取得する場合、MDMS１０２は、図示しないネットワークを介して、HEMS１０３と通信可能であるものとする。  
課金用情報生成部５０４は、DR発行システム１０１で行う課金処理に必要な情報として、前述した単価別の積算値(暗号化済み)を計算する。具体的に、電力単価が等しい時間帯ごとに、電力消費量（暗号化済み）を積算することで、単価別の積算値(暗号化済み)を計算する。電力単価が等しい時間帯は、DR履歴から判断できる。DRの対象外の時間帯は、通常の電力単価が適用される。通常の電力単価は、動的に変更されないため、あらかじめ把握しておけばよい。  
復号鍵取得部５０５は、SM１０４から、前述した単価別の復号鍵を取得する。   通信部（送信部、受信部）５０６は、SM１０４およびDR発行システム１０１と、それぞれネットワーク１１１、１１２を介して通信を行う。通信部５０６は、単価別の積算値(暗号化済み)と、単価別の復号鍵を、DR発行システム１０１に送信する。なお、通信部５０６は、DR発行システムと異なる他システム（たとえばデータ記憶用の専用サーバなど）に、これら積算値（暗号化済み）と復号鍵を送信してもよい。この場合、DR発行システム１０１は、当該他システムにアクセスして、これら積算値（暗号化済み）と復号鍵を取得する。DR発行システムおよび当該他システムは、通信部５０６が通信する外部システムの一形態に相当する。
【００３４】
以下、本実施形態の動作を説明する。
【００３５】
まず、SM１０４の鍵選択のシーケンスを以下に記す。  
1.     鍵選択部４０３は、暗号化に使用する鍵k1を選択する。  
2.     鍵選択部４０３は、鍵k1を使用する期間を決定する。  
3.     鍵k1の鍵IDと、使用期間を、鍵使用履歴記憶部４０５に登録する。  
4.     鍵k1の使用終了日時になったら、手順1に戻る。
【００３６】
次に、SM１０４における電力消費量の計測シーケンスを以下に記す。  
1.     電力消費量計測部４０１は、一定間隔(15分や30分)で電力消費量を計測する。  
2.     暗号化部４０４は、双方向準同型暗号手法により、電力消費量を暗号化する。暗号化には、鍵選択シーケンスにより選択されている鍵k1を使用する。  
3.     通信部４０７は、暗号化された電力消費量と、計測開始日時と、計測終了日時と、SMIDとを含む電力消費量情報を、MDMS１０２に送信する。  
4.     MDMS１０２は、受信した電力消費量情報を、電力消費量記憶部５０２に記録する。
【００３７】
次に、DR発行システム１０１におけるDR発行のシーケンスを以下に記す。  
1.     DR発行決定部２０１は、DRの発行を決定し、DR情報を生成する。  
2.     DR発行決定部２０１は、通信部２０６を介して、DR情報を需要家（HEMS）１０３に送信する。送信方法やDR情報の表現方法は問わない。  
3.     HEMS１０３は、受信したDR情報を、DR履歴記憶部３０１に記録する。
【００３８】
次に、図６を用いて、第１の実施形態に係る課金計算処理のシーケンスを説明する。
【００３９】
ステップS11において、DR発行システム１０１の課金用情報取得部２０４は、課金対象となる需要家の電力消費量の取得要求をMDMS１０２に送る。この要求は、課金対象の需要家のSMのID (SMID)と、課金対象期間T1を含む。課金対象期間T1の長さは任意でよく、典型的には一か月間である。
【００４０】
ステップS12において、MDMS１０２のDR履歴取得部５０３は、電力消費量の取得要求を受けると、SMIDにて指定されるSMに、DR履歴取得要求を送信する。DR履歴取得要求は、課金対象期間T1を含む。
【００４１】
ステップS13において、SMは、MDMS１０２から受信したDR履歴取得要求を、HEMSに転送する。
【００４２】
ステップS14において、HEMSは、SMからDR履歴取得要求を受信すると、課金対象期間T1に含まれるDR対象期間のDR履歴を特定し、SMに返す。
【００４３】
ステップS15において、SMは、HEMSから取得したDR履歴をMDMS１０２に送信する。
【００４４】
ステップS16において、MDMS１０２の課金用情報生成部５０４は、DR履歴から、課金対象期間T1内の各計測時間帯において需要家に適用された電力単価を把握する。課金対象期間T1のうちDR対象期間外の電力単価は、DR発行システム１０１から取得してもよいし、あらかじめ記憶しておいてもよいし、HEMS１０３からDR履歴とともに取得してもよい。
【００４５】
課金用情報生成部５０４は、電力単価が等しい時間帯ごとに、電力消費量記憶部５０２に記憶された電力消費量(暗号化済み)を加算する。これにより、単価別の積算値(暗号化済み)を得る。この計算のイメージを図７に示す。
【００４６】
図において、点線で区切られた区間は計測時間帯に対応する。一番左の区間は電力単価が１０円／kWhである。この一番左の区間の電力消費量のデータがd1により示される。SMが、この区間で鍵k1を使用し、電力消費量d1を鍵k1で暗号化することで、暗号化された電力消費量enc(k1,d1)を得る。
【００４７】
左から４番目の区間も電力単価が１０円／kWhである。この区間の電力消費量のデータがd4により示される。SMが、この区間で鍵k2を使用し、電力消費量d4を鍵k2で暗号化することで、暗号化された電力消費量enc(k2,d4)を得る。
【００４８】
よって、１０円／kWhの時間帯における積算値が、enc(k1,d1)とenc(k2,d4)の加算（＝enc(k1,d1)+enc(k2,d4)）として得られる。同様にして、２０円／kWhの時間帯における積算値はenc(k2,d3)+ enc(k3,d6)、３０円／kWhの時間帯の積算値はenc(k2,d2)+ enc(k3,d5)となる。
【００４９】
図示の例では、計測時間帯と、鍵の使用期間とが１対１に対応しているが、これに限定されない。たとえば１つの計測時間帯の中で鍵が切り換えられてもよい。この場合、SMは、１つの計測時間帯の電力消費量を鍵の切り換え時刻で分割し、各分割された電力消費量を、それぞれの鍵で暗号化すればよい。逆に、複数の計測時間帯にわたり、同一の鍵を連続使用してもよい。
【００５０】
ステップS17において、MDMS１０２の復号鍵取得部５０５は、単価別の積算値(暗号化済み)を復号するための鍵(単価別の復号鍵)をSMに問い合わせる。ただし、インセンティブ系DRが実施された時間帯がDR履歴に存在する場合は、その時間帯の電力消費量(暗号化済み)を復号するための鍵もSMに問い合わせる。
【００５１】
ステップS18において、SMの復号鍵生成部４０６は、DR履歴から、課金対象期間T1内の各計測時間帯において適用された電力単価を把握する。また、鍵使用履歴記憶部４０５の情報から、各計測時間帯において使用した鍵を把握する。そして、電力単価が等しい時間帯ごとに、使用した鍵群を加算する。これにより、単価別の復号鍵が生成される。双方向準同型の暗号化理論により、単価別の復号鍵を使用することで、単価別の積算値(暗号化済み)を復号できる。
【００５２】
図７に示した例では、１０円／kWhに対する復号鍵は鍵k1と鍵k2の加算（k1+k2）、２０円／kWhに対する復号鍵は鍵k2と鍵k3の加算（k2+k3）、３０円／kWhに対する復号鍵は鍵k2と鍵k3の加算（k2+k3）、となる。
【００５３】
ステップS19において、SMは、単価別の復号鍵をMDMS１０２に送信する。インセンティブ系DRの実施履歴が存在する場合は、そのDR対象期間内の各計測時間帯の電力消費量(暗号化済み)を復号するための鍵もMDMS１０２に送信する。インセンティブ系DRでは、計測時間帯ごとに「削減目標を達成できたこと」を確認する必要がある。したがって、DR対象期間内の各計測時間帯で使用した鍵を、加算せずに送信する。
【００５４】
ステップS20において、MDMS１０２は、ステップS16で得た単価別の積算値(暗号化済み)と、ステップS19で受信した単価別の復号鍵を、DR発行システム１０１に送信する。
【００５５】
ステップS21において、DR発行システム１０１の課金額計算部２０５は、単価別の復号鍵で、単価別の積算値(暗号化済み)を復号する。この結果、課金対象期間T1における、電力単価ごとの、電力消費量の積算値が得られる。
【００５６】
図７に示した例では、電力単価１０円／kWhに対しては、暗号化された積算値（enc(k1,d1)+enc(k2,d4)）を、復号鍵（k1+k2）により復号することで、積算値d1+d4が得られる。同様にして、２０円／kWhに対しては積算値d3+d6、３０円／kWhに対しては、積算値d2+d5が、それぞれ復号結果として得られる。
【００５７】
ステップS22において、課金額計算部２０５は、課金対象期間T1における課金額を計算する。基本的には、各電力単価にそれぞれの積算値を乗じ、それらを合算した値が課金額となる。図７の例では、１０×（d1＋d4）＋２０×（d3＋d6）＋３０×（d2＋d5）が、課金額となる。これに、さらに基本料金等の他の料金を加算したり、必要に応じて減額したりすることで、課金額を計算する。例えば、インセンティブ系DRが実施されている場合で、かつ、削減目標を達成できている場合は、料金を減額する。課金計算の方法は任意でよい。
【００５８】
以上、本実施形態のデマンドレスポンスシステムによれば、電力単価が変動する場合でも、DR発行システム１０１に需要家の数十分単位等の細かい単位での電力消費量を渡す必要はなく、よって、需要家のプライバシーを保護しつつ、課金計算を行うことが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、双方向準同型の暗号手法の鍵を時間に応じて（たとえば定期的に）変更するため、「単価別の復号鍵」をMDMS側で特定することが困難となる。したがって、仮にMDMS側で、「単価別の復号鍵」を特定してDR情報を参考にして需要家の数十分単位の電力消費量を復号することは困難であり、需要家のプライバシーは保護される。
【００６０】
（変形例１）
本実施形態では、MDMSから、暗号化された電力消費量の積算値をDR発行システムに送信したが、当該積算値をMDMSで復号してから送信する構成も可能である。この場合、MDMSの課金用情報生成部５０４あるいは別途追加する処理部で、暗号化された電力消費量の積算値を復号鍵で復号し、復号された積算値をDR発行システムに送信する。この構成では、DR発行システムへは復号鍵を送信しなくてよい。
【００６１】
（変形例２）
また本実施形態では、SMからMDMSに暗号化した電力消費量を送信したが、電力消費量を暗号化しないでMDMSに送信してもよい。MDMS側に需要家の数十分単位の電力消費量を開示しても問題ないケースでは、このような構成を採用することが考えられる。この場合、MDMSの課金用情報生成部５０４では、暗号化されてない電力消費量を、電力価格が等しい時間帯ごとに積算し、積算値をDR発行システム１０１に送信すればよい。
【００６２】
（第２の実施形態）
図８に、第２の実施形態に係るDR実行環境の全体システム構成を示す。
【００６３】
本システムは、DR発行システム６０１とSM６０３とを備える。第１の実施形態におけるHEMSとMDMSの機能を、SM６０３が有する。DR発行システム６０１とSM６０３はネットワーク６０２を介して通信する。以下、第１の実施形態との差分を中心に説明する。
【００６４】
図９にSM６０３の構成を示す。
【００６５】
SM６０３は、通信部７０１、電力消費量計測部７０２、表示部７０３、課金用情報生成部７０４、DR履歴記憶部７０５、制御部７０６、電力消費量記憶部７０７を備える。
【００６６】
通信部７０１は、DR発行システム６０１とネットワーク６０２を介して通信する。電力消費量計測部７０２は、第１の実施形態と同様、家庭で消費された電力量を、定期的に計測する。
【００６７】
電力消費量記憶部７０７および課金用情報生成部７０４は、第１の実施形態のMDMSが備えていた電力消費量記憶部５０２および課金用情報生成部５０４と同様の機能を有する。
【００６８】
制御部７０６、DR履歴記憶部７０５および表示部７０３は、第１の実施形態のHEMSが備えていた制御部３０３、DR履歴記憶部３０１および表示部３０２と同様の機能を有する。
【００６９】
本実施形態では、MDMSが存在しないため、数十分単位の電力消費量を保持するのはSMのみである。したがって、電力消費量を暗号化する必要はなく、第１の実施形態のSMが備えていた暗号化部４０４や復号鍵生成部４０６などは不要である。
【００７０】
DR発行システムのブロック図は、第１の実施形態と同様、図２で示される。図２の説明は第１の実施形態で行ったため省略する。
【００７１】
以下に、本実施形態に係る電力消費量の計測シーケンスを記す。  
1.     電力消費量計測部７０２は、一定間隔(15分や30分)で電力消費量を計測する。  
2.     電力消費量と、計測開始日時と、計測終了日時を、電力消費量記憶部７０７に記録する。当該計測開始日時および計測終了日時は、計測する一定間隔の開始日時と終了日時である。
【００７２】
DR発行のシーケンスは、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００７３】
図１０に、第２の実施形態に係る課金計算処理のシーケンスを示す。  
ステップS31において、DR発行システム６０１の課金用情報取得部２０４は、課金対象となる需要家の電力消費量の取得要求をSMに送信する。この電力消費量の取得要求は、課金対象の需要家のSMのID (SMID)と、課金対象期間T1を含む。課金対象期間T1は、典型的には一か月間である。  
ステップS32において、SMはDR発行システムから電力消費量の取得要求を受けると、DR履歴記憶部７０５の内容に基づき、課金対象期間T1に含まれるDR対象期間のDR履歴を把握する。  
ステップS33において、SMの課金用情報生成部７０４は、ステップS32で把握したDR履歴から、課金対象期間T1内の各計測時間帯において需要家に適用された電力単価を把握する。そして、電力単価が等しい時間帯ごとに、電力消費量記憶部７０７に記憶された電力消費量（暗号化されていない）を加算する。これにより単価別の積算値を生成する。  
ステップS34において、SMは、単価別の積算値を、DR発行システム１０１に送信する。   ステップS35において、DR発行システム６０１の課金額計算部２０５は、SMから単価別の積算値を受信する。そして、課金対象期間T1における課金額を計算する。
【００７４】
以上、第２の実施形態によれば、MDMSの機能をSMに集約したため、電力消費量の暗号化および復号を行う必要を無くすことができる。
【００７５】
なお、このDR発行システム、MDMS、SM、HEMSは、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、これらのシステムあるいは装置内の各ブロックの動作は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、これらのシステムあるいは装置は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、これらのシステムあるいは装置内の記憶部などは、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
【００７６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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