(57)【要約】【課題】電気機器ごとのエネルギー管理を、精度良く、かつ少ないコストで実現可能とするエネルギー管理システムを得ること。【解決手段】機器種別が互いに異なる電気機器を含む複数の電気機器のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムであって、機器種別ごとの消費電力の定格情報を記憶する定格記憶部１３と、機器種別ごとの電力消費の時系列特性を記憶する機器利用特性記憶部１４と、複数の電気機器の消費電力の総和を計測する消費電力計測部１２と、消費電力のデータを、消費電力が計測されたときの時刻とともに履歴データとして記憶する消費電力記憶部１５と、電気機器ごとの消費電力を推定する消費電力推定部１１と、を有し、消費電力推定部１１は、定格記憶部１３が保持する定格情報、機器利用特性記憶部１４が保持する時系列特性のデータ、および消費電力記憶部１５が保持する履歴データを基に、電気機器ごとの消費電力を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器種別が互いに異なる電気機器を含む複数の電気機器のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムであって、
前記機器種別ごとの消費電力の定格情報を記憶する定格記憶部と、
前記機器種別ごとの電力消費の時系列特性を記憶する機器利用特性記憶部と、
前記複数の電気機器の消費電力の総和を計測する消費電力計測部と、
前記消費電力計測部で計測された前記消費電力のデータを、前記消費電力が計測されたときの時刻とともに履歴データとして記憶する消費電力記憶部と、
前記電気機器ごとの消費電力を推定する消費電力推定部と、を有し、
前記消費電力推定部は、前記定格記憶部が保持する前記定格情報、前記機器利用特性記憶部が保持する前記時系列特性のデータ、および前記消費電力記憶部が保持する前記履歴データを基に、前記電気機器ごとの消費電力を推定することを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項２】
前記定格情報は、前記電気機器の定格消費電力、最大消費電力、待機消費電力、平均消費電力および年間消費電力の少なくともいずれかの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３】
前記時系列特性は、前記電気機器の連続稼働時間、稼働時刻、季節ごとの稼働時刻変動、稼働時の消費電力変動特性の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー管理システム。
【請求項４】
前記複数の電気機器には、消費電力を個別に計測可能な電気機器が含まれ、
前記消費電力計測部は、前記複数の電気機器全体の消費電力から、消費電力を個別に計測可能な前記電気機器で計測された消費電力を減算することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のエネルギー管理システム。
【請求項５】
前記消費電力推定部は、前記定格情報および前記時系列特性を使用して、前記機器種別ごとに、稼働の開始時刻別および連続稼働時間別の複数の消費電力テンプレートを生成し、各消費電力テンプレートと前記履歴データとのマッチングにより、前記電気機器ごとの消費電力を推定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエネルギー管理システム。
【請求項６】
前記消費電力推定部は、前記定格情報および前記時系列特性を使用して、各消費電力テンプレートに適用される複数のピーク電力値を設定し、各ピーク電力値の適用によって調整された消費電力テンプレートと前記履歴データとを照合することを特徴とする請求項５に記載のエネルギー管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器による消費電力の抑制を支援するエネルギー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、省エネルギーの実現のため、エネルギーの削減を支援するさまざまなシステムが提案されている。例えば特許文献１には、生活エネルギーの削減の効果を継続してかつ感覚的に把握可能とするために、２種以上の生活エネルギーの使用量を現在および過去の時系列のデータとして、１つのグラフに表示するシステムが提案されている。
【０００３】
また、特許文献２には、他の家庭と消費電力量を比較することで省エネルギーに対する啓発意識を維持可能とするため、家庭の電気機器などの消費電力量をデータセンタが収集し、収集された消費電力量から省エネ啓発データを求めて各家庭に送信するシステムが開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、電気機器ごとの省エネルギーを支援するために、電気機器ごとの稼働状況と、電気機器が設置された設置場所全体の消費電力値とを取得して、時刻ごとにおける稼働状況の差分と消費電力値の差分とから、電気機器の消費電力を算出する支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５７２８４号公報
【特許文献２】特開２００３−１６２７８７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１３８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１の技術によると、電気機器が消費するエネルギーの合計値を評価することができる一方、電気機器ごとで消費されるエネルギーを評価することが困難である。このため、電気機器ごとのエネルギー管理が困難であることが問題となる。
【０００７】
上記の特許文献２の技術によると、電気機器ごとに、消費電力量の取得のための機器アダプタが必要となる。このため、全ての電気機器に機器アダプタを取り付けることによるコストの増大が問題となる。また、機器アダプタの設置を進める過渡期などにおいて、機器アダプタが取り付けられた電気機器と機器アダプタが取り付けられていない電気機器とが混在する状態では、電気機器ごとの正確な消費電力量を計測することが困難である。
【０００８】
上記の特許文献３の技術によると、電気機器ごとへの機器アダプタの取り付けを要しないことで、電気機器ごとのエネルギー管理を安価に行い得る。その一方、電気機器ごとの稼働状況を取得するための手段が必要であることから、電気機器ごとのエネルギー管理を行うためには、既設の配電機器の改修あるいは置き換えなどの負担を要することが問題となる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気機器ごとのエネルギー管理を、精度良く、かつ少ないコストで実現可能とするエネルギー管理システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、機器種別が互いに異なる電気機器を含む複数の電気機器のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムであって、前記機器種別ごとの消費電力の定格情報を記憶する定格記憶部と、前記機器種別ごとの電力消費の時系列特性を記憶する機器利用特性記憶部と、前記複数の電気機器の消費電力の総和を計測する消費電力計測部と、前記消費電力計測部で計測された前記消費電力のデータを、前記消費電力が計測されたときの時刻とともに履歴データとして記憶する消費電力記憶部と、前記電気機器ごとの消費電力を推定する消費電力推定部と、を有し、前記消費電力推定部は、前記定格記憶部が保持する前記定格情報、前記機器利用特性記憶部が保持する前記時系列特性のデータ、および前記消費電力記憶部が保持する前記履歴データを基に、前記電気機器ごとの消費電力を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エネルギー管理システムは、時刻ごとにおける複数の電気機器全体の消費電力と、定格情報、時系列特性を基に、個々の電気機器の消費電力を推定する。エネルギー管理システムは、消費電力の計測のための構成を電気機器ごとに設ける必要がないため、コストを低く抑えることができる。これにより、エネルギー管理システムは、電気機器ごとのエネルギー管理を、精度良く、かつ少ないコストで実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかるエネルギー管理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、消費電力記憶部が保持する消費電力の履歴データの例を示す図である。
【図３】図３は、定格記憶部が保持する定格情報の例を示す図である。
【図４】図４は、機器利用特性記憶部が保持する時系列特性のデータの第１の例を示す図である。
【図５】図５は、機器利用特性記憶部が保持する時系列特性のデータの第２の例を示す図である。
【図６】図６は、消費電力推定部による消費電力の推定の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、夏季の稼働におけるエアコンの消費電力テンプレートの例を示す図である。
【図８】図８は、液晶テレビの消費電力テンプレートの例を示す図である。
【図９】図９は、電子レンジの消費電力テンプレートの例を示す図である。
【図１０】図１０は、ピーク電力値の設定例を示す図である。
【図１１】図１１は、消費電力テンプレートと消費電力のデータとのマッチングにおける処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとの照合について説明する図である（その１）。
【図１３】図１３は、消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとの照合について説明する図である（その２）。
【図１４】図１４は、消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとの照合について説明する図である（その３）。
【図１５】図１５は、消費電力の推定値の算出例を説明する図である。
【図１６】図１６は、２回目のマッチングによる消費電力の推定値の算出例について説明する図である。
【図１７】図１７は、３回目のマッチングによる消費電力の推定値の算出例について説明する図である。
【図１８】図１８は、４回目のマッチングによる消費電力の推定値の算出例について説明する図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態２にかかるエネルギー管理システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかるエネルギー管理システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるエネルギー管理システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかるエネルギー管理システムは、複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎのエネルギー消費を管理するシステムである。複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎは、例えば家屋内を設置場所とする。
【００１５】
複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎは、機器種別が互いに異なる電気機器を含む。機器種別としては、例えば、エアコン、液晶テレビ、電子レンジなどを含む。複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎは、電力を消費するいずれの機器であっても良い。複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎに含まれる機器種別や台数は、任意であるものとする。
【００１６】
エネルギー管理システムは、表示部１０、消費電力推定部１１、消費電力計測部１２、定格記憶部１３、機器利用特性記憶部１４および消費電力記憶部１５を備える。
【００１７】
消費電力計測部１２は、家屋内に設置された複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎの消費電力の瞬時値（瞬時消費電力）の総和を計測する。消費電力計測部１２は、複数の電気機器１６−１〜１６−ｎ全体の瞬時消費電力を逐次計測する。
【００１８】
消費電力記憶部１５は、消費電力計測部１２で計測された瞬時消費電力を逐次記憶する。消費電力記憶部１５は、消費電力計測部１２で計測された消費電力のデータを、消費電力が計測されたときの時刻とともに記録し、時系列の履歴データとして蓄積する。
【００１９】
定格記憶部１３は、機器種別ごとの消費電力の定格情報を記憶する。定格情報とは、電気機器について、指定された条件における仕様、性能、使用限度などを表す情報であって、機器種別ごとにあらかじめ設定されている。定格情報は、電気機器の定格消費電力、最大消費電力、待機消費電力、平均消費電力および年間消費電力の少なくともいずれかの情報を含むものとする。
【００２０】
機器利用特性記憶部１４は、機器種別ごとの電力消費の時系列特性を記憶する。消費電力推定部１１は、電気機器１６−１〜１６−ｎごとの消費電力を推定する。消費電力推定部１１は、定格記憶部１３が保持する定格情報、機器利用特性記憶部１４が保持する時系列特性のデータ、および消費電力記憶部１５が保持する消費電力の履歴データを基に、電気機器１６−１〜１６−ｎごとの消費電力を推定する。
【００２１】
表示部１０は、消費電力推定部１１で推定された消費電力の情報を表示する。表示部１０は、表示によって、消費電力の情報を例えば家屋内のユーザに提示する。
【００２２】
次に、実施の形態１にかかるエネルギー管理システムの動作について説明する。図２は、消費電力記憶部が保持する消費電力の履歴データの例を示す図である。消費電力記憶部１５は、消費電力計測部１２で計測された瞬時消費電力の値を、時刻とともに蓄積する。図２に示すグラフは、一日分の履歴として消費電力記憶部１５に蓄積された瞬時消費電力の値を、時刻との関係としてプロットしたものである。図示するグラフの縦軸は瞬時消費電力の値、横軸は時刻とする。
【００２３】
図３は、定格記憶部が保持する定格情報の例を示す図である。この例において、定格記憶部１３は、機器ＩＤ、機器種別、定格消費電力および最大消費電力の各情報を、表形式として格納している。
【００２４】
機器ＩＤは、家屋内に設置されている各電気機器１６−１〜１６−ｎを識別するための識別情報とする。この例において、機器ＩＤ「電気機器１」、「電気機器２」・・・「電気機器ｎ」は、それぞれ図１に示す電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎを表すものとする。
【００２５】
図３に示す例では、定格記憶部１３は、機器ＩＤ「電気機器１」について、機器種別「エアコン」、定格消費電力「４００Ｗ」、最大消費電力「１０００Ｗ」の各データを保持する。定格記憶部１３は、機器ＩＤ「電気機器２」について、機器種別「液晶テレビ」、定格消費電力「１００Ｗ」、最大消費電力「２５０Ｗ」の各データを保持する。定格記憶部１３は、機器ＩＤ「電気機器ｎ」について、機器種別「電子レンジ」、定格消費電力「１２００Ｗ」、最大消費電力「１２００Ｗ」の各データを保持する。
【００２６】
図４は、機器利用特性記憶部が保持する時系列特性のデータの第１の例を示す図である。図４に示す例では、機器利用特性記憶部１４は、１日における１時間ごとの平均消費電力を、季節別および機器種別ごとのデータとして保持している。季節は、「春季」、「夏季」、「秋季」および「冬季」とする。
【００２７】
この平均消費電力のデータは、１日の中で電気機器の稼働が見込まれる時間帯と稼働の状況とを、機器種別ごとの使用特性から推定することにより、あらかじめ設定されている。この平均消費電力の変化は、稼働時の消費電力変動特性を表したものであって、グラフとして表される。この平均消費電力のデータから、稼働時刻の情報も得ることができる。また、平均消費電力の季節別のデータから、季節ごとにおける稼働時刻の変動に関する情報も得ることができる。
【００２８】
例えば、エアコンは、夏季では、気温が高くなる日中において、冷房運転による電力消費が増大することになる。このため、夏季におけるエアコンの平均消費電力のデータは、日中をピークとして変動する傾向のグラフ２１として設定されている。エアコンは、冬季では、気温が低くなる朝と夜とで、暖房運転による電力消費が増大することとなる。このため、冬季におけるエアコンの平均消費電力のデータは、朝と夜とで高くなり、日中にて低くなるような傾向のグラフ２２として設定されている。
【００２９】
液晶テレビおよび電子レンジについては、季節ごとにおける電力消費の傾向に大差はないものと推定される。液晶テレビは、主に視聴の機会が多くなる夜間において電力消費が増大することとなる。このため、各季節における液晶テレビの平均消費電力のデータは、夜間に高くなる傾向のグラフ２３として設定されている。電子レンジは、主に食事の時間ごとに電力消費が増大することとなる。このため、各季節における電子レンジの平均消費電力のデータは、朝、昼、夜の各食事時間帯にて高くなる傾向のグラフ２４として設定されている。
【００３０】
図５は、機器利用特性記憶部が保持する時系列特性のデータの第２の例を示す図である。図５に示す例では、機器利用特性記憶部１４は、電気機器を連続して稼働させる時間と、その連続する稼働の頻度との関係を、機器種別ごとの連続稼働時間のデータとして保持している。この連続稼働時間のデータは、電気機器の稼働を継続させる時間を、機器種別ごとの使用特性から推定することにより、あらかじめ設定されている。
【００３１】
また、機器利用特性記憶部１４は、電気機器の瞬時消費電力と、その瞬時消費電力の状態となる頻度との関係を、機器種別ごとの消費電力変動のデータとして保持している。この消費電力変動のデータは、電気機器を稼働させる際の消費電力の変動を、機器種別ごとの使用特性から推定することにより、あらかじめ設定されている。機器利用特性記憶部１４は、連続稼働時間のデータと消費電力変動のデータとを、時系列特性のデータとして保持する。
【００３２】
例えば、エアコンは、４時間から１２時間程度の連続稼働とされる頻度が高いものと推定される。このため、エアコンの連続稼働時間のデータは、４時間から１２時間の間に広く分布する傾向のグラフとして設定されている。また、エアコンが瞬時消費電力を２００Ｗから１０００Ｗとして稼働するものである場合、エアコンの消費電力変動のデータは、２００Ｗから１０００Ｗの間で連続的に分布する傾向のグラフとして設定される。
【００３３】
電子レンジは、５分から３０分程度の連続稼働とされる頻度が高いものと推定される。このため、電子レンジの連続稼働時間のデータは、５分から３０分の間の狭い範囲として設定されている。また、電子レンジの消費電力変動のデータは、最大となる瞬時消費電力を１２００Ｗとして離散的に分布する傾向として設定されている。
【００３４】
消費電力推定部１１は、図２に示す消費電力の履歴データと、図３に例示する定格情報と、図４および図５に例示する時系列特性のデータとを使用して、電気機器１６−１〜１６−ｎごとの消費電力を推定する。
【００３５】
図６は、消費電力推定部による消費電力の推定の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１において、消費電力推定部１１は、機器種別ごとの消費電力テンプレート（ひな形）を生成する。消費電力テンプレートは、図２に示す消費電力のデータのグラフとのマッチングに使用される。
【００３６】
消費電力推定部１１は、消費電力テンプレートの生成において、定格記憶部１３が保持する定格情報、および機器利用特性記憶部１４が保持する時系列特性のデータを使用する。この時系列特性は、消費電力推定部１１による消費電力の推定における制約条件とされる。
【００３７】
消費電力推定部１１は、機器種別ごとおよび季節ごとに、稼働の開始時刻別、および連続稼働時間別の消費電力テンプレートを生成する。消費電力推定部１１は、かかる消費電力テンプレートを、開始時刻および連続稼働時間に応じた表形式のリストとする。
【００３８】
図７は、夏季の稼働におけるエアコンの消費電力テンプレートの例を示す図である。消費電力テンプレートは、縦軸を消費電力、横軸を時刻とするグラフとして表される。消費電力推定部１１は、エアコンについて、稼働の開始時刻を０時から２３時までの１時間おきと設定する。消費電力推定部１１は、エアコンについて図５に示された連続稼働時間のデータに応じて、エアコンについての連続稼働時間を、５時間から１２時間までの、１時間ずつ差を持たせた７つの時間幅と設定する。
【００３９】
消費電力推定部１１は、夏季におけるエアコンについて図４に示す平均消費電力のグラフ２１を各開始時刻および各時間幅について切り出し、切り出された各グラフを消費電力テンプレートとする。例えば、開始時刻を８時、連続稼働時間を６時間とする消費電力テンプレート２５は、図４に示すグラフ２１の８時から１４時までの部分を切り出すことで生成される。消費電力推定部１１は、春季、秋季および冬季についても、夏季の場合と同様に、消費電力テンプレートを生成する。
【００４０】
図８は、液晶テレビの消費電力テンプレートの例を示す図である。消費電力推定部１１は、液晶テレビについて、稼働の開始時刻を０時から２３時までの１時間おきと設定する。消費電力推定部１１は、液晶テレビについて図５に示された連続稼働時間のデータに応じて、液晶テレビについての連続稼働時間を、２時間から７時間までの、１時間ずつ差を持たせた６つの時間幅と設定する。
【００４１】
消費電力推定部１１は、液晶テレビについて図４に示す平均消費電力のグラフ２３を各開始時刻および各時間幅について切り出し、切り出された各グラフを消費電力テンプレートとする。消費電力推定部１１は、液晶テレビについては、各季節に対し共通の消費電力テンプレートを生成する。
【００４２】
図９は、電子レンジの消費電力テンプレートの例を示す図である。消費電力推定部１１は、電子レンジについて、稼働の開始時刻を０時から２３．９時（２３時５４分）までの０．１時間（６分間）おきと設定する。消費電力推定部１１は、電子レンジについて図５に示された連続稼働時間のデータに応じて、電子レンジについての連続稼働時間を、０．１時間から１．０時間までの、０．１時間ずつ差を持たせた１０個の時間幅と設定する。
【００４３】
消費電力推定部１１は、電子レンジについて図４に示す平均消費電力のグラフ２４を各開始時刻および各時間幅について切り出し、切り出された各グラフを消費電力テンプレートとする。消費電力推定部１１は、電子レンジについては、各季節に対し共通の消費電力テンプレートを生成する。
【００４４】
次に、消費電力推定部１１は、機器種別ごとに、各消費電力テンプレートに適用される複数のピーク電力値を設定する。図１０は、ピーク電力値の設定例を示す図である。ピーク電力値は、消費電力テンプレートのグラフにおける最大高さ、すなわち極大値として示される。消費電力推定部１１は、定格記憶部１３が保持する定格情報と、機器利用特性記憶部１４が保持する時系列特性のデータとを、ピーク電力値の設定に使用する。
【００４５】
例えば、定格記憶部１３は、エアコンの定格情報として、図３に示すように、定格消費電力４００Ｗ、最大消費電力１０００Ｗのデータを保持している。機器利用特性記憶部１４は、エアコンの時系列特性のデータとして、図５に示すように、２００Ｗから１０００Ｗの間で連続的に分布する消費電力変動のデータを保持している。消費電力推定部１１は、かかる定格消費電力、最大消費電力、消費電力変動の各データから、２００Ｗから１０００Ｗまでに、１００Ｗおきのピーク電力値を設定する。エアコンについて、ピーク電力値は、２００Ｗから１０００Ｗまでの９つの選択肢（１）〜（９）から選択される。
【００４６】
定格記憶部１３は、液晶テレビの定格情報として、図３に示すように、定格消費電力１００Ｗ、最大消費電力２５０Ｗのデータを保持している。機器利用特性記憶部１４は、液晶テレビの時系列特性のデータとして、図５に示すように、１００Ｗから２５０Ｗの間で連続的に分布する消費電力変動のデータを保持している。消費電力推定部１１は、かかる定格消費電力、最大消費電力、消費電力変動の各データから、１００Ｗから２５０Ｗまでに、５０Ｗおきのピーク電力値を設定する。液晶テレビについて、ピーク電力値は、１００Ｗから２５０Ｗまでの４つの選択肢（１）〜（４）から選択される。
【００４７】
定格記憶部１３は、電子レンジの定格情報として、図３に示すように、定格消費電力１２００Ｗ、最大消費電力１２００Ｗのデータを保持している。機器利用特性記憶部１４は、電子レンジの時系列特性のデータとして、図５に示すように、３００Ｗから１２００Ｗの間で、３００Ｗ程度おきに離散的に分布する消費電力変動のデータを保持している。消費電力推定部１１は、かかる定格消費電力、最大消費電力、消費電力変動の各データから、３００Ｗから１２００Ｗまでに、３００Ｗおきのピーク電力値を設定する。電子レンジについて、ピーク電力値は、３００Ｗから１２００Ｗまでの４つの選択肢（１）〜（４）から選択される。
【００４８】
なお、消費電力推定部１１は、消費電力テンプレートの生成およびピーク電力値の設定において、定格消費電力および最大消費電力以外の定格情報、例えば、待機消費電力、平均消費電力および年間消費電力などのデータを使用しても良い。
【００４９】
ステップＳ２において、消費電力推定部１１は、ステップＳ１で求めた消費電力テンプレートと、消費電力記憶部１５が保持する消費電力の履歴データとのマッチングを行う。マッチングに際し、消費電力推定部１１は、図７から図９に示す消費電力テンプレートと、図２に示す消費電力のグラフとを照合する。消費電力推定部１１は、各消費電力テンプレートについて、消費電力のグラフとの照合度を求め、照合度が最大となる消費電力テンプレートを、マッチング結果として採用する。
【００５０】
図１１は、消費電力テンプレートと消費電力のデータとのマッチングにおける処理の詳細を示すフローチャートである。消費電力推定部１１は、ピーク電力値ごと、および消費電力テンプレートごとのマッチングを、各機器種別について実施する。消費電力テンプレートごとのマッチングとは、稼働の開始時刻および連続稼働時間をそれぞれ異ならせた各消費電力テンプレートについて、消費電力の履歴データとのマッチングを実施することを指す。
【００５１】
なお、消費電力推定部１１は、ピーク電力値別、消費電力テンプレート別、機器種別のマッチングを、いずれの順序で進めることとしても良い。例えば、消費電力推定部１１は、ある機器種別の消費電力テンプレートを選択して、選択された消費電力テンプレートについて、ピーク電力別のマッチングを一通り実施する。消費電力推定部１１は、消費電力テンプレートを選択するごとにピーク電力別の一通りのマッチングを実施し、当該機器種別の全ての消費電力テンプレートのマッチングを完了してから、他の機器種別についても同様にマッチングを進める。
【００５２】
ステップＳ１１において、消費電力推定部１１は、稼働の開始時刻および連続稼働時間が異なる各消費電力テンプレートから、照合の対象とする１つの消費電力テンプレートを選択する。
【００５３】
消費電力推定部１１は、例えば、エアコンについてのマッチングから実施するものとする。消費電力推定部１１は、ステップＳ１１において、エアコンについて例えば「０時開始、連続稼働時間５時間」の消費電力テンプレートを選択する。
【００５４】
消費電力推定部１１は、ステップＳ１２において、ピーク電力値の１つを選択する。消費電力推定部１１は、エアコンについて図１０に示すように設定された２００Ｗから１０００Ｗまでの９つのピーク電力値から、例えば「２００Ｗ」を選択する。
【００５５】
消費電力推定部１１は、ステップＳ１１で選択された消費電力テンプレートのピークを、ステップＳ１２で選択されたピーク電力値に合うように調整したものを、履歴データとの照合対象として設定する。消費電力推定部１１は、ピーク電力値に応じて調整された消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとの照合度を算出する（ステップＳ１３）。
【００５６】
消費電力推定部１１は、例えば、次に示す式（１）を使用して、照合度を算出する。
【００５７】
【数１】
2015022465.tif 000003
【００５８】
ただし、式（１）において、Ｓｉｍは照合度、Ｔ１は消費電力テンプレートにおける稼働の開始時刻、Ｔ２は消費電力テンプレートにおける稼働の終了時刻、ｆ（ｔ）は消費電力テンプレートにおける時刻ｔの消費電力値、ｇ（ｔ）は消費電力の履歴データにおける時刻ｔの消費電力値、ｍｉｎ｛ｆ（ｔ），ｇ（ｔ）｝はｆ（ｔ）およびｇ（ｔ）の最小値、ａｂｓ｛ｆ（ｔ）−ｇ（ｔ）｝はｆ（ｔ）−ｇ（ｔ）の絶対値とする。
【００５９】
消費電力推定部１１は、ステップＳ１３で算出された照合度が最大であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。消費電力推定部１１は、マッチング処理を開始してから最初に求めた照合度については、そのまま最大値として扱う。照合度が最大と判断した場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、消費電力推定部１１は、照合対象とした消費電力テンプレートおよび照合度を記憶する（ステップＳ１５）。
【００６０】
ステップＳ１５で照合度を記憶してから、消費電力推定部１１は、全てのピーク電力値での照合を完了したか否かを判断する（ステップＳ１６）。照合を完了していないピーク電力値がある場合（ステップＳ１６、Ｎｏ）、消費電力推定部１１は、ステップＳ１２にて、照合を完了していないピーク電力値の１つを選択する。消費電力推定部１１は、ステップＳ１２からステップＳ１６までの手順を繰り返す。
【００６１】
消費電力推定部１１は、マッチング処理を開始して最初のピーク電力値についての照合を行った以降、ステップＳ１４では、先にステップＳ１５にて記憶された照合度との比較によって、照合度が最大か否かを判断する。
【００６２】
ステップＳ１４にて照合度が最大と判断して、ステップＳ１５にて消費電力テンプレート等を記憶した場合、あるいは照合度が最大ではないと判断した場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、消費電力推定部１１は、全てのピーク電力値についての照合を完了したか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【００６３】
ステップＳ１６にて全てのピーク電力値についての照合を終えたと判断した場合（ステップＳ１６、Ｙｅｓ）、消費電力推定部１１は、全ての消費電力テンプレートでの照合を完了したか否かを判断する（ステップＳ１７）。エアコンについての例の場合、消費電力推定部１１は、２００Ｗから１０００Ｗまでの９つのピーク電力値についての照合を完了すると、ステップＳ１７での判断を行う。
【００６４】
照合を完了していない消費電力テンプレートがある場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、消費電力推定部１１は、ステップＳ１１に戻り、照合を完了していない消費電力テンプレートの１つを選択する。消費電力推定部１１は、ステップＳ１１からステップＳ１７までの手順を繰り返す。
【００６５】
ステップＳ１７にて全ての消費電力テンプレートについての照合を終えたと判断した場合（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）、消費電力推定部１１は、照合度が最大となるときの消費電力テンプレートを、マッチング結果として出力する。消費電力推定部１１は、各機器種別について、同様のマッチング処理を実施する。
【００６６】
夏季のエアコンについての例の場合、消費電力推定部１１は、図７に示す全ての消費電力テンプレート、すなわち開始時刻を０時から２３時、連続稼働時間を５時間から１２時間とする各消費電力テンプレートについての照合を実施する。全ての消費電力テンプレートでの照合を終えると、消費電力推定部１１は、照合度が最大となるときの消費電力テンプレートを、マッチング結果として出力する。消費電力推定部１１は、夏季以外についてのエアコンや、液晶テレビ、電子レンジについても、同様のマッチング処理を実施する。
【００６７】
図１２から図１４は、消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとの照合について説明する図である。図１２は、稼働の開始時刻を１０時、連続稼働時間を５時間、ピーク電力値を２００Ｗ，５００Ｗ，８００Ｗ，１０００Ｗとした場合における照合について示している。
【００６８】
図１２に示す例では、１０時から１５時までの消費電力テンプレートについて、ピーク電力値がそれぞれ２００Ｗ，５００Ｗ，８００Ｗ，１０００Ｗと調整されたものを照合対象としている。図１２に示す各グラフは、この照合対象を、消費電力の履歴データのうち消費電力テンプレートと同じ１０時から１５時までの部分に重ね合わせたものである。
【００６９】
上記の式（１）の右辺第１項に示す積算値は、各グラフにおいて領域Ａ１の面積に相当する。領域Ａ１は、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが一致している範囲を表す。式（１）の右辺第２項に示す積算値は、各グラフにおいて領域Ａ２を合計した面積に相当する。領域Ａ２は、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが一致していない範囲を表す。
【００７０】
例えば、図１２の最上段に示す、ピーク電力値を２００Ｗとしたときの照合の場合、（Ａ１の面積）＜（Ａ２の面積）の関係が成り立つことから、照合度を表す（Ａ１の面積−Ａ２の面積）は負の値となる。照合度が小さいほど、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが近似している度合いが低いことを示す。
【００７１】
図１３は、稼働の開始時刻を１０時、連続稼働時間を８時間、ピーク電力値を２００Ｗ，５００Ｗ，８００Ｗ，１０００Ｗとした場合における照合について示している。図１３に示す例では、１０時から１８時までの消費電力テンプレートについて、ピークがそれぞれ２００Ｗ，５００Ｗ，８００Ｗ，１０００Ｗと調整されたものを照合対象としている。図１３に示す各グラフは、この照合対象を、消費電力の履歴データのうち消費電力テンプレートと同じ１０時から１８時までの部分に重ね合わせたものである。
【００７２】
図１４は、稼働の開始時刻を１０時、連続稼働時間を１２時間、ピーク電力値を２００Ｗ，５００Ｗ，８００Ｗ，１０００Ｗとした場合における照合について示している。図１４に示す例では、１０時から２２時までの消費電力テンプレートについて、ピークがそれぞれ２００Ｗ，５００Ｗ，８００Ｗ，１０００Ｗと調整されたものを照合対象としている。図１４に示す各グラフは、この照合対象を、消費電力の履歴データのうち消費電力テンプレートと同じ１０時から２２時までの部分に重ね合わせたものである。
【００７３】
例えば、図１２から図１４に示す各ケースの中では、図１４の上から３段目に示す、ピーク電力値を８００Ｗとしたときに、照合度を表す（Ａ１の面積−Ａ２の面積）が最大となる。照合度が大きいほど、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが近似している度合いが高いことを示す。
【００７４】
消費電力推定部１１は、図６に示すステップＳ２でのマッチングにおいて、照合度が最大となる消費電力テンプレートを図１１に示す処理によって検索する。かかる検索によって、消費電力推定部１１は、照合度が最大となる消費電力テンプレートを検出する（ステップＳ３）。
【００７５】
ステップＳ４において、消費電力推定部１１は、ステップＳ３で特定された消費電力テンプレートが所定の照合基準を満足するか否かを判断する。消費電力推定部１１は、消費電力テンプレートについての照合度と、あらかじめ設定された判定閾値とを比較することで、照合基準を満足するか否かを判断する。消費電力推定部１１は、次の式（２）の関係を満足するか否かを判断する。なお、Ｓｉｍは照合度、ＴＨは判定閾値とする。
Ｓｉｍ＞ＴＨ    ・・・（２）
【００７６】
式（２）の関係を満足しない場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、消費電力推定部１１は、照合基準を満たさないと判断する。この場合、消費電力推定部１１は、マッチングは失敗であるとして、処理を終了する。
【００７７】
式（２）の関係を満足する場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、消費電力推定部１１は、照合基準を満たすと判断する。この場合、消費電力推定部１１は、マッチングは成功であるとして、処理を続行する。例えば、ＴＨ＝０とする場合、図１４の上から３段目に示す照合において照合度は正の値となることから、式（２）の関係を満足する。この場合、消費電力推定部１１は、照合基準を満たすと判断する。
【００７８】
照合基準を満たすと判断すると、消費電力推定部１１は、ステップＳ５において、電気機器ごとの消費電力の推定値を算出する。消費電力推定部１１は、照合基準を満たすと判定された消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとから、電気機器の稼働の開始時刻および終了時刻、消費電力の推定値を求める。消費電力推定部１１は、求めた開始時刻、終了時刻、消費電力の推定値の各データを、当該電気機器の消費電力の推定結果として蓄積する。
【００７９】
消費電力推定部１１は、例えば、次に示す式（３）を使用して、消費電力の推定値を算出する。
Ｐ（ｔ）＝ｍｉｎ｛ｆ（ｔ），ｇ（ｔ）｝    ・・・（３）
【００８０】
ただし、Ｐ（ｔ）は時間ｔにおける消費電力の推定値、ｆ（ｔ）は消費電力テンプレートにおける時刻ｔの消費電力値、ｇ（ｔ）は消費電力の履歴データにおける時刻ｔの消費電力値、ｍｉｎ｛ｆ（ｔ），ｇ（ｔ）｝はｆ（ｔ）およびｇ（ｔ）の最小値とする。
【００８１】
消費電力推定部１１は、消費電力テンプレートにおける稼働の開始時刻Ｔ１を、当該電気機器の稼働の開始時刻とする。消費電力推定部１１は、消費電力テンプレートにおける稼働の終了時刻Ｔ２を、当該電気機器の稼働の終了時刻とする。
【００８２】
図１５は、消費電力の推定値の算出例を説明する図である。図１５の上段は、ステップＳ４にて照合基準を満たすと判断されたエアコンについての消費電力テンプレートと、消費電力の履歴データとを示している。上記の式（３）に示すＰ（ｔ）は、図１５の上段に示すグラフにおいて斜線を付して示す領域Ａ１の面積に相当する。領域Ａ１は、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが一致している範囲を表す。ステップＳ２からステップＳ６までの処理である１回目のマッチングにより、消費電力推定部１１は、エアコンについての消費電力を求める。
【００８３】
ステップＳ６において、消費電力推定部１１は、消費電力の履歴データから、ステップＳ５において算出された消費電力の推定値を減算する。ステップＳ６では、複数の電気機器が同時に動作することによる消費電力の履歴データから、ステップＳ５で推定値として求めた１つの電気機器の消費電力を差し引く。
【００８４】
図１５の下段は、図１５の上段に示す消費電力の履歴データから、ステップＳ６で求められた推定値を減算したものを示している。この例では、エアコン、液晶テレビおよび電子レンジの消費電力の履歴データから、エアコンの消費電力の推定値を減算したものとする。これにより、消費電力推定部１１は、１回目のマッチングの結果であるエアコンの消費電力が減算された履歴データを得る。
【００８５】
ステップＳ７において、消費電力推定部１１は、全ての電気機器についてマッチングが完了したか否かを判断する。マッチングが完了していない電気機器がある場合（ステップＳ７、Ｎｏ）、消費電力推定部１１は、ステップＳ２に戻り、マッチングを続行する。消費電力推定部１１は、エアコン、液晶テレビおよび電子レンジのいずれかのマッチングが成立した後に、再度、エアコン、液晶テレビおよび電子レンジの順のマッチングを実施する。
【００８６】
図１６は、２回目のマッチングによる消費電力の推定値の算出例について説明する図である。ここでは、この２回目のマッチングにより、「ピーク電力値が２５０Ｗの液晶テレビを２２時から２４時まで稼働させた」消費電力テンプレートとのマッチングが取れる例を示す。
【００８７】
図１６の上段は、ステップＳ４にて照合基準を満たすと判断された液晶テレビについての消費電力テンプレートと、１回目のマッチングの結果が減算された消費電力の履歴データとを示している。液晶テレビについてのこの消費電力テンプレートは、稼働の開始時刻を２２時、連続稼働時間を２時間、ピーク電力値を２５０Ｗとしたときのものとする。
【００８８】
ステップＳ２からステップＳ６までの処理である２回目のマッチングにより、消費電力推定部１１は、液晶テレビについての消費電力を求める。消費電力の推定値は、上記の式（３）を使用して求められる。式（３）に示すＰ（ｔ）は、図１６の上段に示すグラフにおいて斜線を付して示す領域Ａ３の面積に相当する。領域Ａ３は、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが一致している範囲を表す。
【００８９】
図１６の下段は、図１６の上段に示す消費電力の履歴データから、ステップＳ６で求められた推定値を減算したものを示している。これにより、消費電力推定部１１は、１回目および２回目のマッチングの結果である消費電力が減算された履歴データを得る。
【００９０】
図１７は、３回目のマッチングによる消費電力の推定値の算出例について説明する図である。ここでは、この３回目のマッチングにより、「ピーク電力値が１００Ｗの液晶テレビを１９時から２３時まで稼働させた」消費電力テンプレートとのマッチングが取れる例を示す。
【００９１】
図１７の上段は、ステップＳ４にて照合基準を満たすと判断された液晶テレビについての消費電力テンプレートと、１回目および２回目のマッチングの結果が減算された消費電力の履歴データとを示している。液晶テレビについてのこの消費電力テンプレートは、稼働の開始時刻を１９時、連続稼働時間を４時間、ピーク電力値を１００Ｗとしたときのものとする。
【００９２】
ステップＳ２からステップＳ６までの処理である３回目のマッチングにより、消費電力推定部１１は、液晶テレビについての消費電力を求める。消費電力の推定値は、上記の式（３）を使用して求められる。式（３）に示すＰ（ｔ）は、図１７の上段に示すグラフにおいて斜線を付して示す領域Ａ４の面積に相当する。領域Ａ４は、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが一致している範囲を表す。
【００９３】
図１７の下段は、図１７の上段に示す消費電力の履歴データから、ステップＳ６で求められた推定値を減算したものを示している。これにより、消費電力推定部１１は、１回目から３回目のマッチングの結果である消費電力が減算された履歴データを得る。
【００９４】
図１８は、４回目のマッチングによる消費電力の推定値の算出例について説明する図である。ここでは、この４回目のマッチングにより、「ピーク電力値が３００Ｗの電子レンジを１６時から１６．５時まで稼働させた」消費電力テンプレートとのマッチングが取れる例を示す。
【００９５】
図１８の上段は、ステップＳ４にて照合基準を満たすと判断された電子レンジについての消費電力テンプレートと、１回目から３回目のマッチングの結果が減算された消費電力の履歴データとを示している。電子レンジについてのこの消費電力テンプレートは、稼働の開始時刻を１６時、連続稼働時間を０．５時間、ピーク電力値を３００Ｗとしたときのものとする。
【００９６】
ステップＳ２からステップＳ６までの処理である４回目のマッチングにより、消費電力推定部１１は、電子レンジについての消費電力を求める。消費電力の推定値は、上記の式（３）を使用して求められる。式（３）に示すＰ（ｔ）は、図１８の上段に示すグラフにおいて斜線を付して示す領域Ａ５の面積に相当する。領域Ａ５は、消費電力テンプレートによる消費電力の推移と履歴データにおける消費電力の推移とが一致している範囲を表す。
【００９７】
図１８の下段は、図１８の上段に示す消費電力の履歴データから、ステップＳ６で求められた推定値を減算したものを示している。これにより、消費電力推定部１１は、１回目から４回目のマッチングの結果である消費電力が減算された履歴データを得る。消費電力推定部１１は、各電気機器１６−１〜１６−ｎについてこのようなマッチングを実施することで、電気機器１６−１〜１６−ｎごとの消費電力を求める。
【００９８】
実施の形態１によると、消費電力推定部１１は、家屋内の電気機器全体の消費電力の履歴データ、各電気機器の定格情報および時系列特性のデータから、個々の電気機器の消費電力を推定する。エネルギー管理システムは、電気機器ごとでの消費電力の計測が不要となる。エネルギー管理システムは、消費電力の計測のための構成を電気機器ごとに取り付ける場合に比べ、コストを少なくすることができる。
【００９９】
消費電力推定部１１は、全ての電気機器について、機器種別ごとの電力消費の時系列特性を適用した上で消費電力を求めることで、複数の機器種別の電気機器を同時に使用する場合でも、個々の電気機器の消費電力を精度良く推定することができる。これにより、エネルギー管理システムは、電気機器ごとのエネルギー管理を、精度良く、かつ少ないコストで実現できるという効果を奏する。
【０１００】
実施の形態２．
図１９は、本発明の実施の形態２にかかるエネルギー管理システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかるエネルギー管理システムは、複数の電気機器１６−１，１６−２・・・１６−ｎに、個別消費電力計測部２０が取り付けられた電気機器１６−２が混在している。上記の実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【０１０１】
個別消費電力計測部２０は、電気機器１６−２の消費電力を計測する。消費電力を個別に計測可能な電気機器１６−２は、家屋内に設置された複数の電気機器１６−１〜１６−ｎに含まれている。
【０１０２】
消費電力計測部１２は、家屋内に設置された複数の電気機器１６−１〜１６−ｎの消費電力の瞬時値（瞬時消費電力）の総和を計測する。さらに、消費電力計測部１２は、計測された瞬時消費電力から、個別消費電力計測部２０で計測された瞬時消費電力を減算する。なお、表示部１０は、個別消費電力計測部２０で計測された電気機器１６−２についての計測結果のデータを、表示に含める。
【０１０３】
このように、消費電力計測部１２は、設置場所における電気機器１６−１〜１６−ｎ全体の消費電力から、電気機器１６−２で計測された消費電力を減算する。消費電力記憶部１５は、消費電力計測部１２での減算を経た消費電力のデータを、消費電力が計測されたときの時刻とともに記録し、時系列の履歴データとして蓄積する。
【０１０４】
定格記憶部１３は、複数の電気機器１６−１〜１６−ｎのうち電気機器１６−２以外について、機器種別ごとの消費電力の定格情報を記憶する。機器利用特性記憶部１４は、複数の電気機器１６−１〜１６−ｎのうち電気機器１６−２以外について、機器種別ごとの電力消費の時系列特性を記憶する。
【０１０５】
消費電力推定部１１は、消費電力の履歴データと、定格情報と、時系列特性のデータとを使用して、電気機器１６−２以外の電気機器１６−１・・・１６−ｎのそれぞれについて、消費電力を推定する。
【０１０６】
実施の形態２によると、エネルギー管理システムは、消費電力を個別に計測可能な電気機器と、消費電力を個別に計測可能とはされていない電気機器とが設置場所に混在する場合であっても、各電気機器の消費電力を精度良く求めることができる。実施の形態２においても、エネルギー管理システムは、電気機器ごとのエネルギー管理を、精度良く、かつ少ないコストで実現できるという効果を奏する。
【符号の説明】
【０１０７】
１０  表示部、１１  消費電力推定部、１２  消費電力計測部、１３  定格記憶部、１４  機器利用特性記憶部、１５  消費電力記憶部、１６−１，１６−２，１６−ｎ  電気機器、２０  個別消費電力計測部。
【図１】
2015022465.tif 000004
【図２】
2015022465.tif 000005
【図３】
2015022465.tif 000006
【図４】
2015022465.tif 000007
【図５】
2015022465.tif 000008
【図６】
2015022465.tif 000009
【図７】
2015022465.tif 000010
【図８】
2015022465.tif 000011
【図９】
2015022465.tif 000012
【図１０】
2015022465.tif 000013
【図１１】
2015022465.tif 000014
【図１２】
2015022465.tif 000015
【図１３】
2015022465.tif 000016
【図１４】
2015022465.tif 000017
【図１５】
2015022465.tif 000018
【図１６】
2015022465.tif 000019
【図１７】
2015022465.tif 000020
【図１８】
2015022465.tif 000021
【図１９】
2015022465.tif 000022