(57)【要約】【課題】  家庭の電力量使用監視において、生活への支障が少ない電力使用量規制を実現することを目的とする。【解決手段】  監視期間の単位時間毎の電力量を示す電力使用計画から、単位時間毎に使用可能な電力量を除く任意の電力量を分離し、前記分離した総電力量をバッファの電力量とし（１１）、監視期間の単位時間毎に家庭内で使用された電力量を示す電力使用実績を収集し（１３）、監視期間の各単位時間において電力使用量の規制をするバッファ電力量を示す第１の閾値と該規制を解除するバッファ電力量を示す第２の閾値とを設定したバッファ残量管理情報を設定し（１２）、電力使用実績と電力使用計画の使用可能な電力量との差分でバッファ電力量の残量を更新し、更新したバッファ電力量の残量が第１の閾値を下回る場合に電力使用量の規制を指示し、更新したバッファ電力量の残量が第２の閾値を上回る場合に電力使用量の規制解除を指示する（１５）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視期間の単位時間毎の使用目標とする電力量を示す電力使用計画を設定し、該電力使用計画の単位時間毎に使用可能な電力量を除く任意の電力量をバッファとして分離し、前記分離した総電力量をバッファの電力量とし、
前記監視期間の単位時間毎に家庭内で使用された総電力量を示す電力使用実績を収集し、
前記電力使用実績と前記電力使用計画の使用が許容される電力量との差分で前記バッファの電力量の残量を更新し、
前記監視期間の各単位時間において電力使用量の規制を開始するバッファの電力量を示す第１の閾値と該規制を解除するバッファの電力量を示す第２の閾値とを設定したバッファ残量管理情報をもとに、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第１の閾値を下回る場合に電力使用量の規制を指示し、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第２の閾値を上回る場合に電力使用量の規制解除を指示する、処理を、コンピュータが実行する
ことを特徴とする電力使用量監視方法。
【請求項２】
予め、前記第１の閾値と前記第２の閾値が異なるパターンで示された複数のバッファ残量管理情報を保持しておき、前記家庭のユーザの選択指示に基づいて前記バッファ残量管理情報を選択する処理を、前記コンピュータが実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力使用量監視方法。
【請求項３】
前記家庭のユーザの変更指示に基づいて前記バッファ残量管理情報の各単位時間に示された前記第１の閾値または前記第２の閾値を更新する処理を、前記コンピュータが実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力使用量監視方法。
【請求項４】
監視期間の単位時間毎の使用目標とする電力量を示す電力使用計画を設定し、該電力使用計画の単位時間毎に使用可能な電力量を除く任意の電力量をバッファとして分離し、前記分離した総電力量をバッファの電力量とし、
前記監視期間の単位時間毎に家庭内で使用された総電力量を示す電力使用実績を収集し、
前記電力使用実績と前記電力使用計画の使用が許容される電力量との差分で前記バッファの電力量の残量を更新し、
前記監視期間の各単位時間において電力使用量の規制を開始するバッファの電力量を示す第１の閾値と該規制を解除するバッファの電力量を示す第２の閾値とを設定したバッファ残量管理情報をもとに、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第１の閾値を下回る場合に電力使用量の規制を指示し、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第２の閾値を上回る場合に電力使用量の規制解除を指示する、処理を、コンピュータに実行させる
ことを特徴とする電力使用量監視プログラム。
【請求項５】
監視期間の単位時間毎の使用目標とする電力量を示す電力使用計画を設定し、該電力使用計画の単位時間毎に使用可能な電力量を除く任意の電力量をバッファとして分離し、前記分離した総電力量をバッファの電力量とする電力使用計画作成部と、
前記監視期間の単位時間毎に家庭内で使用された総電力量を示す電力使用実績を収集する電力使用量収集部と、
前記電力使用実績と前記電力使用計画の使用が許容される電力量との差分で前記バッファの電力量の残量を更新し、前記監視期間の各単位時間において電力使用量の規制を開始するバッファの電力量を示す第１の閾値と該規制を解除するバッファの電力量を示す第２の閾値とを設定したバッファ残量管理情報をもとに、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第１の閾値を下回る場合に電力使用量の規制を指示し、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第２の閾値を上回る場合に電力使用量の規制解除を指示するバッファ残量監視部とを、備える
ことを特徴とする電力使用量監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭で使用するエネルギーを管理する家庭内エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ：Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）に関する。より詳しくは、本発明は、ＨＥＭＳにおける家庭内の電力使用量の監視技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エネルギー管理システムでは、家庭内の電力使用量を削減するために以下のような制御が行われる。
（１）  過去の電力使用実績（実際に消費した電力量）および目標削減率から、使用可能な電力量を示す電力使用計画を作成する。例えば、１日を複数の時間帯に分割し、それぞれの時間毎に使用可能な電力量を計画する。
（２）  現在の電力使用実績を把握する。
（３）  時間帯毎に電力使用計画と電力使用実績を照らし合わせ、電力使用実績が電力使用計画を越えた場合または近い将来に超えると判断された場合に、家庭内の電気機器に対し運転モードの変更や停止などの制御を行う。
【０００３】
電力使用量監視の従来方式として、一定期間の累積エネルギー消費量の目標パターンに沿って単位時間毎の使用予定量にマージンを含めて閾値を決定し、機器等のエネルギー消費量を監視し、エネルギー消費量が閾値を超えると消費制御を行うことにより、エネルギー消費量の削減を図る方式が提案されている。
【０００４】
しかし、上記の従来方式では、時間毎の目標累積エネルギー消費量に沿って機器のエネルギー消費量が管理されるが、エネルギー消費実績が目標の累積エネルギー消費量を一時的に上回った場合に、機器が実際に必要とするエネルギーを確実に供給することができないという問題が発生する。
【０００５】
この問題を解決するために、別の従来方式として、一定時間単位のエネルギー消費の目標値を示す目標パターンデータで設定したエネルギー消費の目標値と実績値にずれが発生した場合に、それ以降の時間帯の目標値を修正することにより、全体としてのエネルギー消費の増大を回避しつつ一時的に多くのエネルギーが必要となるときはエネルギーを確保できるようにする方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６１０５０号公報
【特許文献２】特開２００９−１０６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来方式によるエネルギー管理方式では、以下のような問題が解決されていない。
（問題１）  １日の時間単位（例えば１時間）毎の使用予定とユーザの実際の時間毎の使用パターンが大きく異なる場合は、結果的に１日の消費エネルギーの総量としては予定量に収まっていても、時間単位毎の目標値に従った電力使用制限がかかってしまい、ユーザの使用パターンの許容範囲が小さくなる。
（問題２）  時間単位の電力使用制限について、生活状況が異なるユーザ毎の意向に柔軟に対応することが困難である。
【０００８】
したがって、上記の従来方式をＨＥＭＳに適用する場合には、特に以下のような点が問題となる。
（問題３）  電力使用実績が電力使用計画に沿うように家庭内の電気機器を制御するためには、正確な電力使用計画が必要となる。したがって、ＨＥＭＳの運用前に対象家庭の電力使用傾向を把握するために一定のトレーニング期間（電力使用量の測定のみを行い、電力使用量を抑制するための電気機器の制御を行わない期間）が必要となる。一般に、家庭の電力使用量は季節、曜日、気温や日照などの環境条件、旅行や来客などの不定期に発生するイベントによって変動するため、トレーニング期間に得た電力使用傾向の精度が低くなる。
（問題４）  さらに、家庭の電力使用量の変動をもたらす要素を予測することは難しいため、生活上の変動要素を織り込んだ電力使用計画を立てることは困難である。
（問題５）  電力使用実績が電力使用計画を一時的に上回った場合に、ＨＥＭＳにより家庭内の電気機器が制御され、運転モードの強制的な変更や一時停止等があるため、生活者の利便性が損なわれる。
【０００９】
家庭内で使用する電力を安易に削減すると、生活者であるユーザの利便性を大きく損なうことになりかねないため、できる限りユーザの利便性を損なわずに電力使用量が削減できる方式が望まれる。
【００１０】
本発明は、ＨＥＭＳが、ベースカット（すなわち、例えば、１日のように一定期間に使用する電力の総量を抑制すること）を目的として家庭内の電気機器を制御する契機を得るために家庭内での総電力使用量を監視する際に、ユーザの意向に柔軟に対応でき、生活上の利便性を損なわずに電力使用量が削減できる処理方法、および該処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、および該処理方法を実行する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願で開示する電力使用量監視方法は、１）監視期間の単位時間毎の使用目標とする電力量を示す電力使用計画を設定し、該電力使用計画の単位時間毎に使用可能な電力量を除く任意の電力量をバッファとして分離し、前記分離した総電力量をバッファの電力量とし、２）前記監視期間の単位時間毎に家庭内で使用された総電力量を示す電力使用実績を収集し、３）前記電力使用実績と前記電力使用計画の使用が許容される電力量との差分で前記バッファの電力量の残量を更新し、４）前記監視期間の各単位時間において電力使用量の規制を開始するバッファの電力量を示す第１の閾値と該規制を解除するバッファの電力量を示す第２の閾値とを設定したバッファ残量管理情報をもとに、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第１の閾値を下回る場合に電力使用量の規制を指示し、更新した前記バッファの電力量の残量が前記第２の閾値を上回る場合に電力使用量の規制解除を指示する、処理を、コンピュータが実行するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本願で開示する電力使用量監視方法によれば、ユーザの意向に対応し、さらに生活上の利便性を損なわずに一定期間の電力使用量を削減できる電力使用量監視を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】開示する電力使用量監視装置の一実施形態における機能ブロック構成例を示す図である。
【図２】電力使用計画の例を示す図である。
【図３】電力使用計画から分離、蓄積したバッファを説明するための図である。
【図４】バッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図５】他のバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図６】他のバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図７】他のバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図８】他のバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図９】他のバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図１０】バッファ残量管理チャート上のバッファ残量線の例を示す図である。
【図１１】開示される電力使用量監視装置を実装したＨＥＭＳの構成例を示す図である。
【図１２】一実施例におけるＨＥＭＳの機能ブロック構成例を示す図である。
【図１３】一実施例における電気機器優先度情報のデータ構成例を示す図である。
【図１４】一実施例における電気機器プロファイル情報のデータ構成例を示す図である。
【図１５】一本実施例におけるバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【図１６】一実施例における電力使用計画ベースの例を示す図である。
【図１７】一実施例における電力使用量監視装置の処理フロー例を示す図である。
【図１８】一実施例におけるＨＥＭＳのハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための一形態として開示する電力使用量監視方法を実行する電力使用量監視装置について説明する。
【００１５】
図１は、開示する電力使用量監視装置の一実施形態における機能ブロック構成例を示す図である。
【００１６】
電力使用量監視装置１は、電力使用計画作成部１１、バッファ残量管理チャート設定部１２、電力使用量収集部１３、電力使用量記憶部１４、バッファ残量監視部１５を備える。
【００１７】
電力使用計画作成部１１は、監視期間（例えば１日）を分割する単位区間である単位時間（例えば１時間）毎の使用目標とする電力量を示す電力使用計画２０を作成する。電力使用計画作成部１１は、電力使用量記憶部１４に蓄積された、監視対象の家庭で実際に消費された総消費電力量を示す電力使用実績をもとに電力使用計画２０を作成してもよい。
【００１８】
さらに、電力使用計画作成部１１は、電力使用計画２０の各単位時間の使用可能な電力量を除く任意の電力量を分離し、分離した電力量を集積してバッファ２１とし、さらに、作成した電力使用計画２０からバッファ２１分の電力量として分離した残り電力量（使用可能な電力量）を電力使用計画ベース２２とする。なお、バッファ２１および電力使用計画ベース２２の詳細は、後述する。
【００１９】
バッファ残量管理チャート設定部１２は、電力使用量制御のタイミングを判断するために、監視期間の各単位時間において電力使用量の規制を開始するバッファの電力量を示す第１の閾値と規制を解除するバッファの電力量を示す第２の閾値とを設定したバッファ残量管理情報を設定する。具体的には、バッファ残量管理チャート設定部１２は、監視期間の各単位時間での電力使用量の規制開始を判断する電力量（第１の閾値）および電力使用量の規制解除を判断する電力量（第２の閾値）を設定したバッファ残量管理チャート２３を設定する。
【００２０】
バッファ残量管理チャート設定部１２は、電力使用量監視装置１に異なる節電ポリシーに基づく複数のバッファ残量管理チャートが用意されている場合に、バッファ残量管理チャートをユーザに選択させ、またはカスタマイズさせるインターフェースを備える。
【００２１】
電力使用量収集部１３は、家庭内で使用される総消費電力量をリアルタイムで測定する電力使用量測定手段３１から、監視期間の単位時間の終了時毎に、その単位時間での総消費電力量を収集し、単位時間毎の電力使用実績として電力使用量記憶部１４に蓄積する。
【００２２】
電力使用量記憶部１４は、電力使用量収集部１３によって取得された電力使用実績を時系列的に記憶する。
【００２３】
バッファ残量監視部１５は、バッファ２１、電力使用計画ベース２２、およびバッファ残量管理チャート２３を保持し、電力使用量収集部１３から取得した監視期間の単位時間毎の電力使用実績と当該単位時間の電力使用計画ベース２２との差分をもとに、当該単位時間におけるバッファ２１の残量を計算し、バッファ残量管理チャート２３に基づいてバッファ２１の残量に対応した電力使用抑制の規制開始または規制解除を電力使用量抑制手段３２に通知する。
【００２４】
電力使用量測定手段３１は、家庭内に設定された電気機器等による総消費電力量をリアルタイムに測定する。電力使用量測定手段３１は、例えば、スマート分電盤、スマートメータと呼ばれる既存の機器で実施される。
【００２５】
電力使用量抑制手段３２は、電力使用抑制の規制開始指示を受けて、家庭内に設定された電気機器の運転モードの変更、運転の停止等を行って、家庭内の電力使用量を抑制する。電力使用量抑制手段３２は、既存の電気機器制御装置で実施される。
【００２６】
次に、電力使用量監視装置１の処理動作を説明する。
【００２７】
（１）電力使用計画作成部１１は、上記の、電力使用計画２０（バッファ２１、電力使用計画ベース２２）の作成を、電力使用量監視を行う監視期間の最初、例えば、監視期間を０時から２４時の１日間とする場合に、午前０時０分に行う。
【００２８】
電力使用計画２０は、監視期間内を分割した単位時間毎の電力使用量を示す情報である。例えば、電力使用量監視を行う監視期間を１日、監視期間を分割する単位時間を１時間とする場合に、その監視期間について１時間毎の電力使用量の計画を１日分が作成される。
【００２９】
図２は、電力使用計画２０の例を示す図である。
【００３０】
図２に示す電力使用計画２０の横軸は、監視期間および各単位時間を示し、監視時間を１日、単位時間を１時間としている。縦軸は、各単位時間に設定された電力量を示す。
【００３１】
図２（Ａ）は、過去の電力使用実績をもとに作成された電力使用計画２０の例を示す。
【００３２】
電力使用計画２０は、電力使用量記憶部１４が蓄積した過去の電力使用実績を用いて、例えば、前年同月の平日、休日別の電力使用実績の平均、または過去の一定期間の平日、休日別の電力使用実績の平均等、を使用して作成されてもよい。
【００３３】
図２（Ｂ）は、任意の設定値を用いて作成された電力使用計画２０の例を示す。
【００３４】
電力使用量監視装置１の運用開始直後で過去の電力使用実績のデータがない場合は、モデル世帯の平均値などに基づく任意の設定値を電力使用計画２０の単位時間毎の電力量として使用してもよい。または、過去の電力使用実績と任意の設定値を混合して使用してもよい。電力使用パターンに明確な規則性がない家庭の場合は、図２（Ｂ）に示すように、ある家庭の１日の電力使用実績を全時間帯に平均的に割り当てたものを電力使用計画２０の単位時間毎の電力量として使用してもよい。
【００３５】
図２（Ｃ）は、電力使用量の実績より低い電力量による電力使用計画２０の例を示す。
【００３６】
電力使用量を過去の実績より削減したい場合は、過去の電力使用実績に基づく電力使用計画２０の単位時間毎の電力使用量から任意の削減率を乗じた電力量を減らしたものを使用して電力使用計画２０が作成されてもよい。図２（Ｃ）に示す電力使用計画２０では、斜線部分が削減率により減らされた電力量を表している。
【００３７】
図３は、電力使用計画２０から分離、蓄積したバッファ２１を説明するための図である。
【００３８】
バッファ２１は、電力使用計画２０の単位時間毎の電力量から任意の電力量を分離し集積した電力量を示す情報である。なお、バッファ２１は仮想的なものであり、蓄電池などの物理的に電力を蓄えるものではない。
【００３９】
図３（Ａ）は、電力使用計画２０の例を示し、図３（Ｂ）は、電力使用計画２０から分離、集積された電力量によるバッファ２１の例を示す。
【００４０】
電力使用計画作成部１１は、図３（Ａ）の電力使用計画２０の各単位時間から任意の電力量を分離して、監視期間の全単位時間から分離した電力量の総量をバッファ２１とする。
【００４１】
図３（Ｂ）の左側に示す電力使用計画２０で、ハッチングで示す部分がバッファとして分離され電力量を示している。図３（Ｂ）の右側に示す矩形は、分離した電力量を集積したバッファ２１を示し、監視期間の全単位時間から分離した総電力量を百分率による割合で表している。
【００４２】
電力使用計画作成部１１は、電力使用計画２０の各単位時間から、一定の割合でバッファ２１とする電力量を分離してもよいし、時間帯別電気料金の契約をしている場合は、電気料金の高い時間帯からは多めに、安い時間帯からは少なめにバッファ２１とする電力量を分離してもよい。
【００４３】
電力使用計画ベース２２は、電力使用計画２０からバッファ２１となる電力量を分離した残りの各単位時間の電力量を示す。図３（Ｂ）に示す電力使用計画２０の黒色で示す部分が、電力使用計画ベース２２となる。電力使用計画ベース２２は、各単位時間において使用が保証される電力量を意味している。
【００４４】
電力使用計画２０の電気料金が高い時間帯からバッファ２１とする電力量を多く分離することは、その時間帯で使用が保証される電力量が少なくなることになる。したがって、バッファ２１の残量からそのような時間帯の電力量の切り崩しが多くなり、結果的に電力使用抑制が効きやすくなることが期待できる。
【００４５】
（２）バッファ残量管理チャート設定部１２は、電力使用量監視の監視期間の開始前またはその途中でバッファ残量管理チャート２３を設定する。
【００４６】
図４は、バッファ残量管理チャート２３の例を示す図である。
【００４７】
バッファ残量管理チャート２３は、バッファ２１の電力量（電力使用計画２０から分離した総電力量）の割合を示すバッファ残量率（％）を縦軸に、監視時間（０：００〜２４：００）を横軸に設定したグラフ面である。
【００４８】
バッファ残量管理チャート２３のグラフ面には、規制開始線と規制解除線とが設定されている。規制開始線は、各単位時間で電力使用抑制を指示するバッファ残量率を結ぶ線であり、規制解除線は、電力使用抑制の指示を解除するバッファ残量率を結ぶ線である。
【００４９】
規制開始線および規制解除線は、一般に右下がりのトレンドを有する曲線または直線である。全単位時間において規制解除線は規制開始線の上側、すなわち規制解除線がとる値（規制解除値）は規制開始線がとる値（規制開始値）より大きくなるように設定されている。規制開始線と規制解除線を別々に設ける理由は、電力使用抑制の制御の開始と解除が短時間に交互に発生することによる電気機器の運転モードのバタつきを回避するためである。家電の運転モードの頻繁な変更は、生活者に不快感を与えるのみならず、電気製品の故障の原因になったり、電力使用量がかえって増加したりするなどの弊害が生ずる場合があるからである。
【００５０】
バッファ残量管理チャート２３の規制開始線および規制解除線の設定の内容、例えば、線の開始点および終了点の位置（値）、線の傾き、直線か曲線か、曲線の場合はその形状等によって、電力使用量抑制のための電気機器の制御タイミングが異なる。これは、規制開始線および規制解除線をそれぞれ形成する各単位時間での規制開始値および規制解除値の設定が、節電の性格を決めることを意味する。
【００５１】
電力使用量監視装置１が事前に複数パターンのバッファ残量管理チャート２３を保持しておき、バッファ残量管理チャート設定部１２は、各ユーザがそれぞれの家庭の節電ポリシーに合わせて選択またはカスタマイズしたバッファ残量管理チャート２３をバッファ残量監視部１５に渡す。
【００５２】
図４に示すバッファ残量管理チャート２３は、基本形であり、規制開始線が監視期間の終了にバッファ残量率の０％の位置へ向かうように設定され、監視期間の終了時に計画した電力量を消費することを誘導する設定である。また、監視期間の全期間で規制開始線と規制解除線との差がある程度あるため、電力使用計画２０と電力使用実績の電力量の差分があっても、監視期間（１日）の終了時に電力使用量が電力使用計画２０に収まりやすい設定となっている。図４に示すバッファ残量管理チャート２３は、電力使用パターンの日々の変動がさほど大きくない家庭に適している。
【００５３】
図５〜図９は、他のバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【００５４】
図５に示すバッファ残量管理チャート２３は、規制開始線が監視期間の後半の半ばでバッファ残量率が０％の位置へ向かうように設定されている。図５のバッファ残量管理チャート２３の設定は、監視期間の終盤の辺りでは電力使用の規制が指示されない制御を誘導する。したがって、電力使用実績が電力使用計画に比べて多くなっても、監視期間（１日）の後半に厳しい規制がかからず、実際に消費する電力量が電力使用計画を多少上回ることを許容する設定となっている。図５のバッファ残量管理チャート２３は、例えば、１日の後半に来客等のイベントが発生し電力削減を行いたくない場合に、図４の基本形のバッファ残量管理チャート２３から切り替えるチャートとして適している。
【００５５】
図６に示すバッファ残量管理チャート２３は、規制開始線が監視期間の終了時にバッファ残量率が０％になるように、かつ、規制開始線と規制解除線との差が徐々に小さくなるように設定されている。図６のバッファ残量管理チャート２３の設定は、電力使用計画２０で計画された電力量を使いきるような制御を誘導する。したがって、図６に示すバッファ残量管理チャート２３は、計画通りに電力を消費したい家庭に適している。
【００５６】
図７に示すバッファ残量管理チャート２３は、規制開始線が監視期間の半ばでバッファ残量率が０％の位置へ向かい、規制開始線および規制解除線が極端にグラフ面の下に位置するように設定されている。図７のバッファ残量管理チャート２３の設定は、電力使用実績が電力使用計画をかなり上回っても電力使用の規制が指示されないように制御を誘導する。したがって図７のバッファ残量管理チャート２３は、例えば、来客やイベント等で電力使用が多くなることが予め分かっている場合など、できるだけ電力使用の規制をかけたくない場合に適している。
【００５７】
図８に示すバッファ残量管理チャート２３は、規制開始線が監視期間の終了時でもバッファ残量率が０％の位置よりかなり高い位置へ向かい、規制開始線および規制解除線が極端にグラフ面の上に位置するように設定されている。図８のバッファ残量管理チャート２３の設定は、電力使用実績が電力使用計画２０どおりであっても電力使用の規制が指示され、最終的に大きく節電できる方向になるように制御を誘導する。図８のバッファ残量管理チャート２３は、過去に電力使用量が多くなった日があり、電力使用量の超過分を取り戻したい場合など、大きな節電効果を目指す場合に適している。
【００５８】
図９に示すバッファ残量管理チャート２３は、規制開始線および規制解除線が、その家庭における電力使用パターンを反映した曲線で設定されているため、その家庭での電力使用の実状によりあった制御を誘導する。図９のバッファ残量管理チャート２３は、電力使用パターンの日々の変動が小さい家庭に適している。
【００５９】
ユーザは、あるバッファ残量管理チャート２３を使用して監視期間の途中まで運用していたが、急に大切な来客があったような場合に、より規制の緩いバッファ残量管理チャート２３に切り替えて、望まない電力規制を回避することができる。バッファ残量管理チャート設定部１２は、電力使用量の監視期間の途中であっても、設定していたバッファ残量管理チャート２３を、ユーザが選択した別のバッファ残量管理チャート２３に変更したり、設定していたバッファ残量管理チャート２３の規制開始線または規制解除線の設定を変更したりする。したがって、電力使用量監視装置１は、予期せぬイベント等によるユーザの電力使用パターンの変化にも柔軟に対応することができる。
【００６０】
（３）電力使用量監視が開始すると、電力使用量収集部１３は、監視期間の単位時間の終了時毎に、電力使用量測定手段３１から当該単位時間での総消費電力量を収集し、収集した総消費電力量を当該単位時間の電力使用実績として時系列に電力使用量記憶部１４に蓄積するとともに、バッファ残量監視部１５に通知する。
【００６１】
バッファ残量監視部１５は、電力使用量収集部１３から受け付けた単位時間毎の電力使用実績をもとにバッファ２１の残量を更新する。より詳しくは、バッファ残量監視部１５は、当該単位時間における電力使用実績Ｖａを、電力使用計画ベース２２の当該単位時間の電力量Ｖｂと比較し、Ｖａ＞Ｖｂである場合はその差分をバッファ２１の残量から取り崩し、Ｖａ＜Ｖｂの場合はその差分をバッファ２１の残量に積み戻す。
【００６２】
そして、バッファ残量監視部１５は、差分の取り崩し／積み戻しにより更新したバッファ２１の残量をバッファ残量管理チャート２３上にプロットする。バッファ残量管理チャート２３上にプロットされた点を結んだ線をバッファ残量線と呼ぶ。
【００６３】
バッファ残量線は、通常、監視期間の開始時に、バッファ残量管理チャート２３の左上角の位置（時刻＝０時０分、バッファ残量率＝１００％の点）から始まり、右下がりトレンドの折れ線となる。そして、監視期間の終了時に、バッファ残量線がちょうどバッファ残量管理チャート２３の右下角の位置（時刻＝２４時０分、バッファ残量率＝０％の点）に達したときは、その監視期間は予定通りの電力使用量であったことを意味する。
【００６４】
なお、バッファ残量線は、バッファ２１の残量に積み戻しが発生した場合のみ右上がりとなるが、電力使用計画２０から強制的にバッファ２１とする電力量を分離しているため、通常、時間経過に伴ってバッファ２１の残量が取り崩される状態となり、バッファ残量線のトレンドは右下がりとなる。
【００６５】
図１０は、バッファ残量管理チャート２３上のバッファ残量線の例を示す図である。
【００６６】
監視期間の途中で、バッファ残量線がバッファ残量管理チャート２３に設定した規制開始線を下回った時点（時間ｔ１）で、バッファ残量監視部１５は、電力使用量抑制手段３２に対し電力使用量抑制を指示する。電力使用量抑制の指示を行っても、なお次の単位時間の終了時（時間ｔ２，ｔ３）に、バッファ残量線が規制開始線を下回っている状態が続けば、バッファ残量監視部１５は、電力使用量抑制手段３２に対し追加の電力使用量抑制を指示する。その後、バッファ残量線が規制解除線を上回った時点（時刻ｔ４）で、バッファ残量監視部１５は、電力使用量抑制手段３２に電力使用量抑制解除を指示する。
【００６７】
以上のように、電力使用量監視装置１は、電力使用計画２０と電力使用実績の差分を吸収するためのバッファ２１とバッファ残量管理チャート２３を用いることにより、監視対象の家庭の実情にあわせて利便性を損なうことなく電力使用量の抑制を制御することができる。
【００６８】
次に、開示する電力使用量監視装置１の一実施例について説明する。
【００６９】
本実施例において、開示する電力使用量監視装置１は、ＨＥＭＳ（家庭内エネルギー管理システム）に実装されるものとする。
【００７０】
図１１は、開示される電力使用量監視装置１を実装したＨＥＭＳの構成例を示す図である。
【００７１】
ＨＥＭＳ５は、通信ネットワーク（インターネット）６を介してゲートウェイ装置７と接続し、ゲートウェイ装置７は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅなどの近距離無線通信を介して家庭内の分電盤８、各電気機器９（照明機器、エアコン、テレビ等）と接続している。
【００７２】
図１２は、本実施例におけるＨＥＭＳ５の機能ブロック構成例を示す図である。
【００７３】
図１２に示すように、ＨＥＭＳ５には、電力使用量監視装置１に加えて、通信部５１、電力使用量抑制制御部５２、各電気機器９に対応する電気機器制御部５３、電気機器優先度情報５４および電気機器プロファイル情報５５を記憶するデータ記憶部５６を有する。電力使用量監視装置１の機能ブロックの構成は、図１に示すものとする。
【００７４】
通信部５１は、通信ネットワーク６およびゲートウェイ装置７を介して、家庭内にある分電盤８から消費された総電力量を受信し、家庭内にある制御対象の電気機器９に対する制御のためのコマンドを送信する。
【００７５】
電力使用量抑制制御部５２は、図１に示す電力使用量監視手段２２に相当し、電力使用量監視装置１のバッファ残量監視部１５から「電力使用量抑制指示」を受け、データ記憶部５６の電気機器優先度情報５４をもとに制御対象とする電気機器および制御内容を決定し、制御対象とした電気機器９に対応する電気機器制御部５３に対して「電力使用量抑制指示」を分配する。
【００７６】
電気機器制御部５３は、家庭内に存在する制御対象の電気機器９に対応して設けられ、電気機器プロファイル情報５５に従って電気機器９を制御するための具体的なコマンドを発行する。
【００７７】
データ記憶部５６は、電気機器優先度情報５４および電気機器プロファイル情報５５を記憶する。
【００７８】
電気機器優先度情報５４は、家庭内にある制御対象の複数の電気機器９に対し、電力使用量抑制を行う順位および制御内容を示す情報である。
【００７９】
図１３は、本実施例における電気機器優先度情報５４のデータ構成例を示す図である。電気機器優先度情報５４は、制御対象に指定する優先順位に従って、制御対象となる電気機器９を示す「対象電気機器」、および電気使用量抑制指示に基づく制御内容として当該電気機器９の変更する運転モードの内容を示す「運転モード変更内容」が記録されている。
【００８０】
電気機器プロファイル情報５５は、各電気機器９の運転モードを制御するコマンドに関する情報である。
【００８１】
図１４は、本実施例における電気機器プロファイル情報５５のデータ構成例を示す図である。電気機器プロファイル情報５５は、制御対象となる電気機器９を示す「対象電気機器」、当該電気機器９にアクセスする情報を示す「アドレス情報」、当該電気機器９の運転モードの内容を示す「運転モード」、当該運転モードを制御する具体的なコマンドを示す「コマンドイメージ」、および電力使用量抑制が行われていない平常時の運転モードを示す「デフォルト設定」が記録されている。
【００８２】
［運用開始時の処理］
本実施例では、ＨＥＭＳ５により家庭内の電力使用量監視を行う監視期間を１日（０時〜２４時）、監視期間を分割する単位時間を１０分とする。
【００８３】
生活者であるユーザは、ＨＥＭＳ５に実装された電力使用量監視装置１に予め用意された複数のバッファ残量管理チャート２３（図４〜図９参照）から１つを選択する。バッファ残量監視部１５は、バッファ残量管理チャート設定部１２で選択されたバッファ残量管理チャート２３を保持する。
【００８４】
図１５は、本実施例におけるバッファ残量管理チャートの例を示す図である。
【００８５】
図１５に示すバッファ残量管理チャートは、監視期間の開始時から終了時までの各単位時間の終了時である「時間」における規制開始線の位置（バッファ残量率）を示す「規制開始値（％）」および規制解除線のグラフ面上の位置（バッファ残量率）を示す「規制解除値（％）」が記録されている。
【００８６】
［日替わり処理］
日替わり処理は、電力使用量監視の準備処理であり、監視期間の開始時である午前０時に実行される。日替わり処理で、電力使用計画作成部１１は、電力使用計画２０を作成し、電力使用計画２０からバッファ２１および電力使用計画ベース２２を設定する。
【００８７】
電力使用計画作成部１１は、電力使用量記憶部１４に蓄積された過去の電力使用実績から前年同月の電力使用実績（総消費電力量）を抽出し、抽出された電力使用実績から監視期間の単位時間毎の電力使用量の平均値を計算する。さらに、電力使用計画作成部１１は、単位時間毎に計算された電力使用量の平均値に、予め定められている任意の削減率を乗じて電力使用計画２０を作成する。
【００８８】
次に、電力使用計画作成部１１は、電力使用計画２０の単位時間毎の電力量から一律５０％のバッファ率でバッファ２１とする電力量を分離する。分離したバッファ２１分の電力量を合算してバッファ２１とする。バッファ残量監視部１５は、バッファ２１とバッファ残量率（１００％）を保持する。
【００８９】
さらに、電力使用計画作成部１１は、電力使用計画からバッファ２１の電力量を分離後の単位時間毎の電力量（電力使用量ベース値）を電力使用計画ベース２２とする。バッファ残量監視部１５が、この電力使用計画ベース２２を保持する。
【００９０】
図１６は、本実施例における電力使用計画ベースの例を示す図である。
【００９１】
電力使用計画ベース２２は、監視期間の開始時から終了時までの各単位時間の終了時である「時間」での「電力使用量ベース値（ワット時：ｗｈ）」が記録されている。
【００９２】
［定時処理］
定時処理は、一定時間毎の監視処理であり、監視期間を構成する各単位時間の終了時（０時１０分、０時２０分、…、２３時５０分、２４時０分）に実行される。
【００９３】
電力使用量収集部１３が、単位時間毎に家庭内で消費された総電力量を取得し、バッファ残量監視部１５が、総電力量からバッファ２１の残量を計算し、バッファ残量管理チャート２３に設定した規制開始線および規制解除線による制御のタイミングを判断し、電力使用量抑制制御部５２に対し「電力使用量抑制指示」または「電力使用量抑制解除指示」を通知する。
【００９４】
図１７は、本実施例における電力使用量監視装置１の処理フロー例を示す図である。
【００９５】
電力使用量監視装置１は、監視時間内の予め定めた時間毎、単位時間の終了時に、図１７に示す処理を実行する。
【００９６】
電力使用量収集部１３は、通信部５１を使用して、通信ネットワーク６とゲートウェイ装置７を介して接続している家庭内の分電盤８から当該単位時間の家庭内の総消費電力量を収集する。電力使用量収集部１３は、収集した情報を、現時間帯の電力使用実績Ｖａとして電力使用量記憶部１４へ蓄積するとともに、バッファ残量監視部１５に通知する（ステップＳ１）。
【００９７】
バッファ残量監視部１５は、電力使用量収集部１３から通知された電力使用実績Ｖａと、電力使用計画ベース２２の該当する単位時間の電力使用量ベース値Ｖｂとを比較する（ステップＳ２）。
【００９８】
比較の結果がＶａ＞Ｖｂである場合は（ステップＳ２のＶａ＞Ｖｂ）、バッファ残量監視部１５は、その差（Ｖａ−Ｖｂ）をバッファ２１の残量から減算してバッファ２１を更新し、更新後のバッファ残量率Ｖｃ（現在のバッファ残量が日替わり処理直後のバッファ残量の何％か）を計算する（ステップＳ３）。比較結果がＶａ＜Ｖｂである場合は（ステップＳ２のＶａ＜Ｖｂ）、バッファ残量監視部１５は、その差（Ｖｂ−Ｖａ）をバッファ２１の残量に加算してバッファ２１を更新し、更新後のバッファ残量率Ｖｃ（％）を計算する（ステップＳ４）。なお、Ｖａ＝Ｖｂの場合は、バッファ２１の更新は行われない。
【００９９】
次に、バッファ残量監視部１５は、現在、電力使用量抑制制御部５２に電力使用量抑制を指示中であるかを判断する（ステップＳ５）。
【０１００】
現在、電力使用量抑制制御部５２に電力使用量抑制を指示中でなければ（ステップＳ５のＮ）、バッファ残量監視部１５は、バッファ残量率Ｖｃが、バッファ残量管理チャート２３の当該単位時間（現在の単位時間）の規制開始値Ｖｄより下であるかを判断する（ステップＳ６）。現在のバッファ残量率Ｖｃが規制開始値Ｖｄより下（Ｖｃ＜Ｖｄ）であれば（ステップＳ６のＹ）、バッファ残量監視部１５は、電力使用量抑制制御部５２に「電力使用量抑制指示」を通知して（ステップＳ７）、処理を終了する。バッファ残量率Ｖｃが規制開始値Ｖｄより下でなければ（ステップＳ６のＮ）、そのまま終了する。
【０１０１】
一方、現在、電力使用量抑制制御部５２に電力使用量抑制を指示中であれば（ステップＳ５のＹ）、バッファ残量監視部１５は、バッファ残量率Ｖｃが、バッファ残量管理チャート２３の当該単位時間の規制解除値Ｖｅより上であるかを判断する（ステップＳ８）。
【０１０２】
バッファ残量率Ｖｃが規制解除値Ｖｅより上（Ｖｃ＞Ｖｅ）であれば（ステップＳ８のＹ）、バッファ残量監視部１５は、電力使用量抑制制御部５２に「電力使用量抑制解除指示」を通知して（ステップＳ９）、処理を終了する。
【０１０３】
バッファ残量率Ｖｃが規制解除値Ｖｅより上でなければ（ステップＳ８のＮ）、バッファ残量監視部１５は、バッファ残量率Ｖｃが、バッファ残量管理チャート２３の当該単位時間の規制開始値Ｖｄより下であるかを判断する（ステップＳ１０）。
【０１０４】
バッファ残量率Ｖｃが規制開始値Ｖｄより下（Ｖｃ＜Ｖｄ）であれば（ステップＳ１０のＹ）、バッファ残量監視部１５は、電力使用量抑制制御部５２に追加の「電力使用量抑制指示」を通知して（ステップＳ７）、処理を終了する。バッファ残量率Ｖｃが規制開始値Ｖｄより下（Ｖｃ＜Ｖｄ）でなければ（ステップＳ１０のＮ）、そのまま処理を終了する。
【０１０５】
電力使用量抑制制御部５２は、上記のステップＳ７の処理により、バッファ残量監視部１５から「電力使用量抑制指示」を通知された場合に、データ記憶部５６に記憶された電気機器優先度情報５４を参照し、順位が第１位の制御対象の電気機器９とその運転モード変更内容を選択し、対象の電気機器９に対応する電気機器制御部５３に対し、運転モード変更内容を付与した電力使用量抑制指示を通知する。
【０１０６】
また、電力使用量抑制制御部５２が、既に電力使用量抑制指示を通知された後に、バッファ残量監視部１５から追加の「電力使用量抑制指示」を通知された場合に、データ記憶部５６に記憶された電気機器優先度情報５４を参照し、電力使用量抑制の制御が実施済みでないものの中で最高順位の制御対象の電気機器９と、その運転モード変更内容を選択し、対象の電気機器９に対応する電気機器制御部５３に対し、運転モードの変更内容を付与した電力使用量抑制指示を通知する。
【０１０７】
電気機器制御部５３は、電力使用量抑制制御部５２から、運転モードの変更内容を付与した電力使用量抑制指示を通知された場合に、データ記憶部５６に記憶された電気機器プロファイル情報５５を参照し、対応する電気機器９に対して電力使用量抑制指示に付与された運転モードの変更内容の制御に必要な「コマンドイメージ」の送信を通信部５１に対して指示する。
【０１０８】
電力使用量抑制制御部５２は、上記のステップＳ９の処理により、バッファ残量監視部１５から「電力使用量抑制解除指示」を通知された場合に、電力使用量抑制指示を通知中の電気機器制御部５３に対して「電力使用量抑制解除指示」を通知する。
【０１０９】
電気機器制御部５３は、電力使用量抑制制御部５２から「電力使用量抑制解除指示」を通知された場合に、対応する電気機器９をデフォルト設定がされた運転モードに戻すための制御に必要な「コマンドイメージ」の送信を通信部５１に対して指示する。
【０１１０】
通信部５１は、指定された電気機器９に対し運転モード変更のためのコマンドを送信する。その結果、制御対象の電気機器９の使用電力量が変化し、その結果は次単位時間の家庭内の全消費電力量に反映される。
【０１１１】
図１８は、本実施例におけるＨＥＭＳのハードウェア構成例を示す図である。
【０１１２】
ＨＥＭＳ５は、ＣＰＵ１０１、短期記憶部（ＤＲＡＭ）１０２、長期記憶部（ＨＤＤ）１０３、ネットワークカード１０４等が内部ネットワーク等で接続されたコンピュータとして実施することができる。
【０１１３】
ＨＥＭＳ５は、家庭内で使用されるエネルギーを管理する処理に必要な情報および実行プログラムをファイルとして長期記憶部１０３に記憶し、起動された実行プログラムが、短期記憶部１０２にロードされ、ネットワークカード１０４を介して受信した家庭内のエネルギー使用状況をもとに処理を実行する。
【０１１４】
図１２に示す構成例では、電力使用量監視装置１がＨＥＭＳ５の一部として実装される場合を示しているが、電力使用量監視装置１を、ＨＥＭＳ５の他の機能を実行する装置と連係する単体の装置として実施することも可能である。その場合に、電力使用量監視装置１は、図１８に示すような、ＣＰＵ１０１、短期記憶部（ＤＲＡＭ）１０２、長期記憶部（ＨＤＤ）１０３、ネットワークカード１０４等が内部ネットワーク等で接続されたコンピュータとして実施される。電力使用量監視装置１は、家庭内で使用される電力使用量の監視処理を実行するために必要な情報および実行プログラムをファイルとして長期記憶部１０３に記憶し、起動された実行プログラムが、短期記憶部１０２にロードされ、ネットワークカード１０４を介して受信した家庭内の電力使用量をもとに電力使用量の抑制指示または抑制指示の解除を出力する処理を実行する。
【０１１５】
なお、電力使用量監視処理の実行プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等やフレキシブルディスク等の記録媒体だけでなく、通信回線の先に備えられた他の記憶装置やコンピュータのハードディスク等に記憶されるものであってもよい。
【０１１６】
なお、電力使用量監視装置１を構成する要素は、任意の組合せで実現されてもよい。複数の構成要素が１つの部材として実現されてもよく、１つの構成要素が複数の部材から構成されてもよい。また、電力使用量監視装置１は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各種の改良および変更を行ってもよいことは当然である。
【０１１７】
以上説明したように、開示した電力使用量監視装置１によれば、電力使用量監視において電力使用計画と電力使用実績の差分を吸収するためにバッファ２１を用いることにより、以下の効果が得られる。
（１）必ずしも正確な電力使用計画を立てる必要がなくなり、対象家庭における電力使用傾向を把握するためのトレーニング期間が不要となる。
（２）電力使用パターンが日によって全く異なるような家庭を対象とすることができる。
（３）環境条件、不定期に発生するイベント等によって発生する家庭の電力使用量の変動を吸収することができる。
【０１１８】
さらに、開示した電力使用量監視装置１によれば、電力使用量監視にバッファ残量管理チャート２３を用いることにより、以下の効果が得られる。
（４）バッファ残量管理チャートの規制開始線および規制解除線の設定（引く位置、線の傾き、直線か曲線か、曲線の場合はその形状、等）によって、電力使用量抑制の性格を様々に変化させることができる。ユーザは、システムによって事前に用意された複数の性格の異なったバッファ残量管理チャート２３から、家庭の節電戦略に合ったものを選択したり、個別にバッファ残量管理チャート２３をカスタマイズしたりすることで、より家庭の実情に合致した節電を実現することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１  電力使用量監視装置
１１  電力使用計画作成部
１２  バッファ残量管理チャート設定部
１３  電力使用量収集部
１４  電力使用量記憶部
１５  バッファ残量監視部
２０  電力使用計画
２１  バッファ
２２  電力使用計画ベース
２３  バッファ残量管理チャート
３１  電力使用量測定手段
３２  電力使用量抑制手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2014149569.tif 000019
【図１８】
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