(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気系統において階層状に配置された複数のメータのうちの１つである基準メータの計測値を基準として、上位メータの計測値が、前記上位メータの下位メータの計測値の合計に合致するように、前記基準メータ以外のメータ毎の計測値を補正する消費エネルギー按分計算のために用いられる消費エネルギー按分計算装置であって、
前記複数のメータのそれぞれの計測値を記憶する第1記憶部と、
前記複数のメータの各1つを仮基準メータとして指定するメータ指定部と、
前記仮基準メータの計測値を基準にして、上位メータの計測値が、前記上位メータの下位メータの計測値の合計に合致するように、前記仮基準メータ以外の他のメータの計測値を補正して補正値をそれぞれ算出する補正値算出部と、
前記他のメータにおける前記補正値と前記計測値の差分絶対値に基づき、誤差評価値を計算する補正値評価部と、
最も小さい誤差評価値が得られたときの仮基準メータを、前記基準メータとして決定する評価結果判定部と、
を備えた消費エネルギー按分計算装置。
【請求項２】
前記誤差評価値は、前記他のメータ間での前記差分絶対値の累計であることを特徴とする請求項１に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項３】
前記補正値評価部は、前記他のメータの前記差分絶対値を、前記他のメータの計測値で除算することにより相対誤差を計算し、
前記誤差評価値は、前記相対誤差のうち最も大きい値である
ことを特徴とする請求項１に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項４】
前記複数のメータのそれぞれの定格値を記憶する第2記憶部をさらに備え、
前記複数のメータのうちの少なくとも1つは、前記消費エネルギー按分計算および前記補正値算出部の処理において、前記計測値の代わりに、定格値が用いられる、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項５】
電気系統において階層状に配置された複数のメータのうちの１つである基準メータの計測値を基準として、上位メータの計測値および定格値の一方が、前記上位メータの下位メータの計測値および定格値の一方の合計に合致するように、前記基準メータ以外のメータ毎の計測値および定格値の一方を補正する消費エネルギー按分計算のために用いられる消費エネルギー按分計算装置であって、
前記複数のメータのそれぞれの計測値を記憶する第1記憶部と、
前記複数のメータのそれぞれの定格値を記憶する第２記憶部と、
前記複数のメータの各1つを仮基準メータとして順番に指定するメータ指定部と、
前記複数のメータのうち前記仮基準メータ以外のすべての第1メータを1つ以上組み合わせて、前記第1メータの組み合わせを複数指定する算出方式指定部と、
前記仮基準メータの計測値を基準に、前記複数のメータのうち前記仮基準メータと前記組み合わせに含まれる第1メータとを除いた第2メータの計測値と、前記組み合わせに含まれる前記第1メータの定格値とを、上位メータの計測値および定格値の一方が、前記上位メータの下位メータの計測値および定格値の一方の合計に合致するように補正して補正値を算出する補正値算出部と、
前記組み合わせにおける第1メータの個数と、前記組み合わせにおける前記第1メータの前記補正値および前記定格値の差分絶対値と、前記第2メータの前記補正値および前記計測値の差分絶対値とを合わせて評価する補正値評価部と、
前記補正値評価部により最も高い評価が与えられたときの前記仮基準メータおよび前記組み合わせの組を特定し、特定した仮基準メータを前記基準メータ、前記特定した組み合わせにおける前記第1メータを前記消費エネルギー按分計算で前記定格値を用いる非使用メータ、前記仮基準メータおよび前記第1メータ以外のすべてのメータは前記計測値を用いる使用メータとして決定する評価結果判定部と
を備えた消費エネルギー按分計算装置。
【請求項６】
前記特定した組み合わせにおける第1メータを、前記階層状に配置された複数のメータから取り除いたメータ群に対して、前記基準メータの計測値を基準とする前記消費エネルギー按分計算を行い、このとき前記第1メータが元々存在した箇所の下位の合計消費エネルギーは、前記第1メータの定格値とする
ことを特徴とする請求項５に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項７】
前記補正値評価部は、前記第1メータおよび前記第2メータの前記差分絶対値の自乗和が閾値以下となる組のうち、前記第1メータの個数が最も大きくなる組に、最も高い評価を与える
ことを特徴とする請求項５または６に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項８】
前記補正値評価部は、前記第1メータおよび前記第2メータの前記差分絶対値の自乗和が前記閾値以下であり、かつ前記第1メータおよび前記第2メータの前記差分絶対値がすべて所定値以下である組のうち、前記第1メータの個数が最も大きい組に最も高い評価を与える
ことを特徴とする請求項５または６に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項９】
前記補正値評価部は、前記第1メータおよび前記第2メータの前記差分絶対値の自乗和と、前記第1メータの個数との重み付け合計が最も小さい組に、最も高い評価を与える
ことを特徴とする請求項５または６に記載の消費エネルギー按分計算装置。
【請求項１０】
電気系統において階層状に配置された複数のメータに対する消費エネルギー按分計算装置であって、
前記複数のメータのそれぞれの計測値を記憶する第1記憶部と、
前記複数のメータのそれぞれの定格値を記憶する第２記憶部と、
前記複数のメータのうちの１つである基準メータの計測値を基準として、上位メータの計測値が、前記上位メータの下位メータの計測値の合計に合致するように、前記基準メータ以外の他のメータ毎の計測値を補正する消費エネルギー按分計算を行って、第1補正値をそれぞれ算出する第1補正値算出部と、
前記基準メータ以外の他のメータの各1つを非使用メータとして順番に指定する算出方式決定部と、
前記基準メータの計測値を基準に、前記他のメータのうち前記非使用メータ以外のメータの計測値と、前記非使用メータの定格値とを、前記消費エネルギー按分計算を行うことにより補正して、第２補正値をそれぞれ算出する第２補正値算出部と、
前記非使用メータの指定毎に、前記他のメータにおける前記第２補正値と前記第1補正値との差の自乗和を計算する補正値評価部と、
前記自乗和が閾値以上となったときに指定された非使用メータと、前記複数のメータ間の位置関係に基づき、故障メータを検出する評価結果判定部と、
を備えた消費エネルギー按分計算装置。
【請求項１１】
前記複数のメータのうちの少なくとも1つは、前記消費エネルギー按分計算において、前記計測値の代わりに、定格値が用いられる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の消費エネルギー按分計算装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、消費エネルギー按分計算装置に関し、たとえばビル設備から得られる計測データを用いたデータ処理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、計測コストの観点から、計測対象（負荷）の個数未満の数のメータ（計測機）から得られる値を用いて、計算処理によって、計測対象毎の消費エネルギーを決定する処理が行われている。
【０００３】
従来技術として、電力計と負荷の配線構造図を利用して、系統的に負荷の消費電力量計算を行うものがある。この方法では、電気配線の単線結線図を予め決められた配線の部分構造に基づいて分割し、さらに部分構造ごとに予め用意されたパターンで詳細分類を行う。詳細分類ごとに用意された計算式で、負荷の消費電力量を算出する。計測値によって固定配分を比例配分に切り替えるなどの処理を行も行う。分類ごとに、矛盾の生じない結果が得られる。また別の従来技術として、空調負荷の消費電力を、定格電力と運転時間の積に基づく比率で、空調全体の消費電力を比例配分することで計算する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第4220826号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの方法は予め決められた場所に設置された計測機から得られる計測値を前提に、局所的に矛盾のない計算結果を得ることはできるが、全体の整合を取る方法は示されていない。また、計測機の故障検知を行うこともできない。さらに、上記の1つ目の従来技術では、与えられた計測機、負荷の設置位置と数に基づいて部分構造を決定しており、かつ、部分構造内に最低1つの計測装置すなわち計測値があることを制約としているため、計測値の使用および非使用を切り替えることができない。
【０００６】
本発明は、エネルギー消費量の按分を高い精度で行うことを可能とした消費エネルギーの按分計算装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様として、電気系統において階層状に配置された複数のメータに対する消費エネルギー按分計算装置が提供される。
【０００８】
前記消費エネルギー按分計算装置は、第1記憶部と、メータ指定部と、補正値算出部と、補正値評価部と、評価結果判定部とを備える。
【０００９】
前記第1記憶部は、前記複数のメータのそれぞれの計測値を記憶する。
【００１０】
前記メータ指定部は、前記複数のメータの各1つを仮基準メータとして指定する。
【００１１】
前記補正値算出部は、前記仮基準メータの計測値を基準にして、上位メータの計測値が、前記上位メータの下位メータの計測値の合計に合致するように、前記仮基準メータ以外のメータの計測値を補正する消費エネルギー按分計算を行って、補正値をそれぞれ算出する。
【００１２】
前記補正値評価部は、前記他のメータにおける前記補正値と前記計測値の差分絶対値に基づき、誤差評価値を計算する。
【００１３】
前記評価結果判定部は、最も小さい誤差評価値が得られたときの仮基準メータを、前記基準メータとして決定する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】メータ階層の一例を示す図。
【図２】階層状に配置されたメータに負荷が接続されている例を示す図。
【図３】階層状に配置されたメータに負荷が接続されている他の例を示す図。
【図４】補正値および按分係数の計算結果例を示す図。
【図５】補正値および按分係数の他の計算結果例を示す図。
【図６】実施形態に係る消費エネルギー按分計算装置の構成を示す図。
【図７】実施形態に係る消費エネルギー按分計算装置の動作の流れを示すフローチャート。
【図８】下方向探索サブルーチンの動作の流れを示すフローチャート。
【図９】第2実施形態に係るメータ階層構造の例を示す図。
【図１０】第2実施形態に係る、補正値および按分係数の計算結果例を示す図。
【図１１】第2実施形態に係る消費エネルギー按分計算装置の構成を示す図。
【図１２】第2実施形態に係る消費エネルギー按分計算装置の動作の流れを示すフローチャート。
【図１３】第3実施形態に係る、補正値および按分係数の計算結果例を示す図。
【図１４】第3実施形態に係る装置の動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第1実施形態）
本実施形態は、電気系統において階層状に配置されたメータ群において、1つのメータを基準メータとして定め、基準メータの計測値を基準に、メータ全体で、矛盾のないように各メータの計測値を補正する場合に、計測値との誤差が全体として最も小さくなるように基準メータを決定しようとするものである。メータ間で矛盾のないように計測値を補正できれば、その後は、メータにつながっている各負荷設備の消費エネルギーを、公知の方法（比例配分や固定配分など）を用いて求めることが可能である。
【００１６】
まず、基準メータの計測値を基準にして、各メータの計測値を補正する方法を以下に示す。
【００１７】
図1のようにメータ階層が3階層で、メータが5つ（M、M1、M2、M21、M22）の場合を考える。メータ階層は、木構造を有する。メータに対する負荷設備の接続形態は様々であるが、ここでは図2の構成を想定する。
【００１８】
図2では、メータM1、M21、M22にそれぞれ負荷設備L1、L21、L22が接続され、エネルギー消費量が計測されている。図2の例では、メータM1、M21、M22につながる負荷はそれぞれ1つであるが、図3のように1つメータに複数の負荷設備が接続されることも当然にあり得る。この場合、メータM21は、負荷設備L21a、L21b、L21cの合計エネルギー消費量を計測する。ここでは、上記の通り、図2の構成を想定する。なお、本例ではメータ同士（たとえばMとM1）が直接接続されているが、トランスを介して接続される構成もあり得る。
【００１９】
理想値（理想的なエネルギー消費量）をQ、按分係数をαで表す。理想値とは、全体で矛盾のないように補正された後のメータ値（補正値あるいは按分値）を意味する。この理想値の下では、下位の層の各メータの補正値の総和が、上位のメータの補正値に等しくなる。また、上位の補正値に按分係数を乗じたものが下位の各メータの補正値（按分値）となる。したがって、以下の式が成立する。“*”は、乗算を表す。Q、Q1、Q2、Q21、Q22は、メータM、M1、M2、M21、M21の理想値（補正値）を表す。α1、α2、α21、α22は、メータM1、M2、M21、M22に対する按分係数を表す。  
Q=Q1+Q2              ・・・ (i-1)
Q2=Q21+Q22          ・・・ (i-2)
Q1=α1*Q            ・・・(i-3)
Q2=α2*Q             ・・・(i-4)
Q21=α21*Q2          ・・・(i-5)
Q22=α22*Q2          ・・・(i-6)
【００２０】
按分係数は、メータの計測値R1、R2、R21、R22を用いて以下の式で算出することができる。  
α1=R1/(R1+R2)             ・・・(ii-1)
α2=R2/(R1+R2)             ・・・(ii-2)
α21=R21/(R21+R22)          ・・・(ii-3)
α22=R22/(R21+R22)          ・・・(ii-4)
【００２１】
最上位のメータMを、基準メータとして採用する場合を考える。基準メータはその計測値をそのまま補正値として採用する。すなわち、(iii-1)が成立する。Rは、基準メータ（メータM）の実際の計測値である。  
Q=R                         ・・・(iii-1)
【００２２】
以上、式(i-1)〜(i-6)、式(ii-1)〜(ii-4)、式(iii-1)から、以下のように計測値R、R1、R2、R21、R22を用いて理想値（按分値）を表現できる（ケース1）。  
Q1= R*R1/(R1+R2)    (式（iii-1）、（i-3）、(ii-1)より)
Q2= R*R2/(R1+R2)  (式(iii-1)、(i-4)、(ii-2) より)
Q21= Q2*R21/(R21+R22)= R*{R2/(R1+R2)}*{R21/(R21+R22)} 
Q22= Q2*R22/(R21+R22)= R*{R2/(R1+R2)}*{R22/(R21+R22)}
【００２３】
上記の例ではメータMを基準メータとしたが、メータM21を基準メータとした場合は、上記の式(iii-1)の代わりに、以下の(iii-2)が成り立つ。  
Q21=R21             ・・・  (iii-2)
そして、理想値Q、Q1、Q2、Q22は、計測値R、R1、R2、R21、R22を用いて、以下のように算出される（ケース2）。
【００２４】
Q2 = Q21/α21= R21*(R21+R22)/R21=R21+R22
Q22= α22*Q2= R21*R22/R21=R22
Q  = Q2/α2 = (R21*(R21+R22)/R21)*((R1+R2)/R2)=(R1+R2)(R21+R22)/R2
Q1 =α1*Q   = R21*{(R21+R22)/R21}*R1/R2=(R21+R22)R1/R2
【００２５】
以上の2つのケース（ケース１およびケース２）は、すべてのメータの計測値が存在する場合の例である。
【００２６】
メータの計測値が欠損している場合は、そのメータの定格値（代替量）を用いる。たとえば、メータM1およびメータM2の計測値R1、R2が、欠損している場合を考える。
【００２７】
この場合、(ii-1)、(ii-2)式の代わりに、メータM1、M2の定格値S1、S2を用いた以下の式(ii-1)’および (ii-2)’式を利用する。メータの定格値は、そのメータの下に接続されている負荷設備の定格値の総和であると定義する。負荷設備の定格値は、事前に設定された固定値であり、通常、その負荷設備の最大消費電力値、または通常消費電力値などである。  
α1=S1/(S1+S2)           (ii-1)’
α2=S2/(S1+S2)           (ii-2)’
【００２８】
按分係数算出式(ii-1)、(ii-2)を、上記の式(ii-1)’、(ii-2)’に代えても、基準となるメータを決めれば、上記と同様に、補正値が計算される。
【００２９】
例えば最上位メータMを基準とすると、以下のように、補正値が求まる（ケース3）。  
Q=R                   
Q1=α1*Q = R*S1/(S1+S2)
Q2=α2*Q = R*S2/(S1+S2)
Q21=α21*Q2 = {R21/(R21+R22)}*{R*S2/(S1+S2)} 
Q22=α22*Q2 = {R22/(R21+R22)}*{R*S2/(S1+S2)} 
【００３０】
また、メータM21を基準とすると、以下のように補正値が求まる（ケース4）。  
Q=(S1+S2)(R21+R22)/S2
Q1=S1*(R21+R22)/S2
Q2=R21+R22
Q21=R21
Q22=R22
【００３１】
図4に、上記のケース1〜4の計算例を示す。
【００３２】
ケース1ではすべてのメータの計測値R、R1、R2、R21、R22が用いられ、基準メータがメータMである。
【００３３】
ケース2ではメータM、M21、M22については計測値R、R21、R22が用いられ、メータM1、M2については定格値S1（＝40）、S2（＝30）が用いられている。基準メータは、メータMである。
【００３４】
ケース3ではすべてのメータの計測値R、R1、R2、R21、R22が用いられ、基準メータはメータM21である。
【００３５】
ケース4ではメータM、M21、M22については計測値R、R21、R22が用いられ、メータM1、M2については定格値S1（＝40）、S2（＝30）が用いられている。基準メータは、メータM21である。
【００３６】
ケース1を例に、メータ全体として整合がとれていることを示す。まず、メータMは、基準メータであるため、計測値R=理想値（補正値）Q=100である。メータM1、M2、M21、M22の按分係数α1、α2、α21、α22は、前述したケース１の式から、0.579、0.421、0.429、0.571と算出されている。メータM1、M2、M21、M22の補正値は、57.9、42.1、18.0、24.1と算出されている。メータM1、M2の補正値を合計すると57.9+42.1=100となり、メータMの補正値に一致している。また、メータM21、M21の補正値を合計すると、24.1+18.0=42.1となり、メータM2の補正値に一致している。よってメータ全体として補正値の整合性がとれていることが理解される。
【００３７】
基準メータは、メータM、M1、M2、M21、M22のどれに選択することも可能であるが、本実施形態では、全体としての誤差が最も小さいメータを、基準メータとして選定する。
【００３８】
図5に、すべてのメータM、M1、M2、M21、M22の計測値が得られている前提で、メータM、M1、M2、M21、M22のそれぞれを基準として補正値および誤差（ここでは絶対誤差、相対誤差、累積誤差）を算出した例を示す。図5（A）は基準メータがM、図5（B）はM1、図5（C）はM2、図5（D）はM21、図5（E）はM22の例である。
【００３９】
「絶対誤差」は、実際の計測値と補正値との差の大きさ（差分絶対値）である。たとえば図5（A）において、メータM21の絶対誤差は、18.0−15≒3.05である。なお、補正値18.0は四捨五入された値であるため、左辺の値の表記が右辺に一致していないことに注意されたい。
【００４０】
「相対誤差」は、絶対誤差を計測値で割った値の百分率表記である。たとえば図5（A）において、メータM21の相対誤差は、3.05/15≒20%である。
【００４１】
「計算順序」は、基準メータにおいて補正値と計測値を一致させることを順序1として、以後、順序1で求められた基準メータの補正値を使って、別のメータの補正値が求められる順序を表している。「累計誤差」は、該当する計算順序までの間の絶対誤差を足したものである。
【００４２】
たとえば図5（A）において、順序1としてメータMの補正値＝計測値（＝100）とされ、次に順序2として、メータM1、M2の各種値（補正値、按分係数、絶対誤差、相対誤差）が計算されるとともに累計誤差が5.00（＝0.00＋2.89＋2.11）に更新される。次に順序3として、メータM21、M22の各種値が計算されるとともに、累計誤差が12.11（＝5.00＋3.05＋4.06）に更新される。
【００４３】
図5において最終的な累積誤差が最も小さいのは、基準メータをM2とした場合であることが分かる（累積誤差は7.86）。どのメータを基準とすべきかについて、先見的な情報がないならば、メータM2を基準に選ぶのが最良であると判断する。
【００４４】
このように各メータをそれぞれ基準として累積誤差を計算し、累積誤差が最も小さいメータを基準にする。ここで、あるメータを基準としたときの計算途中での累積誤差が、別のメータを基準としたときに計算された累積誤差（現時点での最良値）より大きくなったときは、その時点で計算を中断してもよい。例えば図5（C）で基準メータをM2とした場合の累積誤差が7.86と求められているとき、図5（D）のように基準メータをM21とした場合の累積誤差が、順序3の時点で21.88となったとする。この場合、基準メータM21を基準にする可能性は無くなったため、この時点で、計算を終了してよい（順序4まで計算する必要は無い）。
【００４５】
上述した例では、基準メータを選択する基準は、絶対誤差の累積値が最小となるものであった。すなわち誤差評価値として、絶対誤差の累計値を用い、累計値が最小となるメータを選択した。ただし、誤差評価値として、絶対誤差の累計値に限定されず、別の基準を用いてもよい。たとえば、相対誤差の最大値を採用し、当該最大値が最小となるメータを、基準メータとして選択しても良い。
【００４６】
図6に、本実施形態に係る消費エネルギー按分計算装置の構成を示す。この装置は、階層状に配置された複数のメータを含む電気系統において、消費エネルギー按分計算のために最適な基準メータを決定する。基準メータが決定された後は、決定された基準メータの計測値を基準に、按分計算を行って各メータの値を補正するととともに、公知の手法により、メータにつながる負荷設備の消費エネルギーを求めればよい。
【００４７】
消費エネルギー按分計算は、既に述べたように、上位メータの計測値が、前記上位メータの下位メータの計測値の合計に合致するように、基準メータの計測値を基準として、他のメータの計測値を補正するものである。計測値を用いない（たとえば欠損している）メータについては、定格値を用い、定格値を補正する。
【００４８】
図6の装置は、計測値データベース（DB：DataBase）11、代替量DB13、階層情報DB12、メータ指定部18、計測値検索部14、按分係数算出部15、補正値算出部16、補正値DB17、補正値評価部19、および評価結果判定部20を備える。計測値DB11、代替量DB13および補正値DB17は別個の要素として示されているが、一体として形成されていてもよい。計測値DB１１は第1記憶部に対応する。代替量DB13は第２記憶部に対応する。
【００４９】
計測値DB11は、各メータの計測値を記憶する。記憶する計測値は、任意の期間（たとえば1分、1時間、1日、1ヶ月など）に計測された値を、単位時間当たりの値にしたものでよい。
【００５０】
代替量DB13は、各メータの定格値を記憶する。上述したようにメータの定格値は、メータの下位につながる負荷設備の定格値の総和である。
【００５１】
階層情報DB12は、メータ群の階層関係、および負荷設備とメータ群との接続関係を記憶する。具体的に、階層情報DB12は、電気配線の配線構造図（単結配線図をベースに計測機、トランス、負荷が記入されている）のデータを記憶している。
【００５２】
メータ指定部18は、複数のメータの各1つをそれぞれ、仮基準メータとして順番に、指定する。
【００５３】
計測値検索部14は、按分係数算出部15からの指示に応じて、該当する計測値または定格値を、計測値DB11または代替量DB13から読み出して、按分係数算出部15に渡す。
【００５４】
按分係数算出部15は、補正値算出部16と連携して、各メータに対する按分係数を計算する。
【００５５】
補正値算出部16は、各メータの補正値を算出する。補正値を算出するメータの順番は、メータ指定部18によって指定された仮基準メータの識別子と、階層構造における仮基準メータの位置に応じて、決定する。
【００５６】
補正値DB17は、補正値算出部16によって計算された補正値を各メータに対して記憶する。
【００５７】
補正値評価部19は、補正値DB17、計測値DB11、必要に応じて代替量DB13に基づき、各種の評価指標（絶対誤差、相対誤差、累計誤差）を計算する。
【００５８】
評価結果判定部20は、補正値評価部19によって計算された評価指標を利用して、複数のメータのうちの1つを、基準メータとして、決定する。
【００５９】
図7に、図6の消費エネルギー按分計算装置による基準メータの決定のための動作の流れの一例を示す。図8に図7のステップS105の詳細動作フローを示す。基準メータの決定は、定期的に行われても良いし、ユーザが指定したときに行っても良い。
【００６０】
本装置は、すべてのメータをそれぞれ仮基準メータとして指定したかを検査し（S101）、否定（NO）の場合は、まだ指定していないメータのうちの1つを、仮基準メータとして、メータ指定部18が、指定する（S102）。具体的に、仮基準パラメータを、指定されたメータの識別子で更新する。仮基準パラメータの初期値は、たとえばNULLとする。
【００６１】
補正値算出部16は、仮基準メータの計測値を、当該仮基準メータの補正値として、補正値DB17に登録する（S103）。すなわち補正値＝計測値とする。
【００６２】
本装置は、仮基準メータを、注目メータとして設定する（S104）。具体的に、注目パラメータを、仮基準メータの識別子で更新することでこれを行う。注目パラメータの初期値は、たとえばNULLとする。
【００６３】
ステップS105の下方向探索サブルーチン（図8参照）を実行する。
【００６４】
図８において、本装置は、注目メータが、木構造の末端のメータであるかを検査し（S201）、検査結果が肯定（YES）の場合は、読み出し元の次のステップS106に進む。
【００６５】
否定（NO）の場合は、計測値検索部14が、注目メータの直下のメータ群の計測値を、計測値DB11から検索する（読み出す）。なお計測値が欠損しているときは、代替的に定格値を代替量DB13から読み出す（S202）。そして、按分係数算出部15が、読み出された計測値（および定格値）を用いて、上記直下のメータ群の按分係数を算出する（S202）。
【００６６】
補正値算出部16が、直下のメータ群の按分係数と、注目メータの補正値に基づき、直下のメータ群の各々の補正値を算出し、補正値DB17に登録する（S203）。なお既に補正値が登録されている場合は、登録しなくてよい。
【００６７】
本装置は、上記直下のメータ群のそれぞれを1つずつ注目メータとして設定し、本フロー（下方向探索）を再帰読み出して、実行する。
【００６８】
図7のステップS106では、本装置が、注目メータが最上位（木構造のルート）かを検査し、検査結果が肯定（YES）の場合は、補正値評価部19が、各種指標（絶対誤差、相対誤差、累積誤差等）の計算を行う（S107）。
【００６９】
評価結果判定部20は、基準メータを決定するための誤差指標（たとえば累積誤差または相対誤差の最大値）が、誤差パラメータよりも値が小さいかを検査する（S108）。誤差パラメータの初期値は、十分に大きい値、たとえばパラメータの取り得る最大値とする。このように、誤差指標に対する評価が、これまで選択された仮基準メータの中で最も高いかを検査する。
【００７０】
誤差指標が誤差パラメータの値より小さいときは、当該評価がこれまでの中で最も高いと判断し、現在の仮基準メータの識別子で、基準パラメータを更新する（S108）。基準パラメータの初期値は、たとえばNULLとする。また誤差パラメータを、上記誤差指標で更新する。この後、ステップS101に戻り、すべてのメータを仮基準として選択した場合は（S101のYES）、本装置は、そのときの基準パラメータに示されるメータを、基準メータとして決定する。
【００７１】
ステップS106で注目メータが最上位でないと判定されたときは、本装置は、注目メータを一段上（一階層上）のメータとする（S109）。すなわち注目パラメータの値を、一段上のメータの識別子によって更新する。そして、本装置は、更新後の注目メータの直下のメータの中で、まだ補正値算出をしていないメータそれぞれについて、ステップS105の下方向サブルーチン（図8参照）を実行する。
【００７２】
以上、本実施形態によれば、全体としての誤差が最も少なくなるように計算の起点となるメータを選定するとともに、当該メータの計測値を起点に計算を積み上げ、按分係数と補正値を求めることで、全体として矛盾のない按分結果を、高精度で得ることができる。
【００７３】
（第２実施形態）
本実施形態では、基準メータ以外のメータについて、エネルギー消費量按分計算（補正値の計算）の際に計測値を利用するのか、それとも計測値を利用しない（すなわち定格値を利用する）のかを、全体としての誤差が小さくなるように決定する。これにより、高い精度の補正値を得ることができるとともに、定格値を用いないとされたメータは設置しないことで、メータのコストを抑えることが可能になる。そのようなメータを外した後の按分計算では、そのメータが元々存在した箇所での消費エネルギーは、当該メータの定格値を採用すればよい。以下の説明において、計測値を利用するメータを使用メータ、定格値を利用するメータは非使用メータと称することがある。
【００７４】
図9に、本実施形態に係るメータ階層構造を示す。メータに対する負荷設備の接続形態は任意でよく、簡単のためここでは負荷設備は特に図示しない。
【００７５】
図10（A）は、各メータM1〜M8の計測値が得られている前提の元、計測値を利用しない（すなわち定格値を利用する）メータを、メータM8から徐々に増やしていったときの計算例をいくつか示している。
【００７６】
ただし、メータM1は基準メータとし、常に計測値を用いる。計測値を使用しないメータは、代替量として、定格値を用いる。
【００７７】
計測値を使用しないメータの組み合わせごとに、自乗誤差が計算される。たとえば使用しないメータがメータM8のみのときの自乗誤差は、以下のように、24と計算される。
【００７８】
（60−60）2＋（40−40）2＋（30−30）2＋（30−30）2＋（12−10）2＋（12−10）2＋（16−20）2＝24
図10(B)は、図10（A）とは逆に、基準メータをメータ1とし、計測値を利用しないメータを、メータ2から徐々に増やしていったときの計算例をいくつか示している。なお図10（A）と図10（B）とで、全部のメータを利用する場合と、メータM2、M3、M4、M5、M6、M7、M8を使わない場合とが、互いに共通しており、したがって、補正値もこれらの間で同じ値である。
【００７９】
図10（A）および図10（B）の計算例を元に、どのメータを使わないか（すなわち非使用メータ）を決定する。決定の方法は、按分の目的にも依存するが、第1の決定方法として、計測値と補正値の差が所定値（ここでは2とする）以下の中で、最も自乗誤差が小さい組み合わせを選択することを考える。
【００８０】
図10（B）のメータM2、M 3、M 4、M 5、M 6を利用しない場合、すべてのメータにおいて、補正値と計測値との差の大きさが2以下で、かつ最も自乗誤差が小さいことが分かる。よって按分計算の際は、メータM2、M 3、M 4、M 5、M 6については定格値を用い、メータM1、M7、M8については計測値を用いるのがよいと、決定される。すなわち使用メータは、M1、M7、M8、非使用メータはM2、M3、M4、M5、M6と決定される。
【００８１】
第2の決定方法として、自乗誤差の上限を設定し、その範囲で、使用するメータ数が最も少なくなるように決定しても良い。たとえば上限の値を10に設定すると、図10（A）および図10（B）の例では、メータM2、M3、M4、M5を使わない場合と、メータM2を使わない場合と、全部を使う場合とが選択され、この中で最もメータ数が少なくなるのはメータM2、M3、M4、M5を使わない場合となる。すなわち使用メータは、M1、M6、M7、M8、非使用メータはM2，M3、M4、M5と決定される。
【００８２】
第3の決定方法として、自乗誤差とメータ数に基づく評価関数を利用して決定してもよい。評価関数としては  「（定数A）×（メータ個数）＋（定数B）×（自乗誤差）」としても良い。ここで定数Aはメータのコストで決まる定数であり、定数Bは計測誤差の大きさで発生する影響度から決まる定数である。この評価関数はメータ個数と自乗誤差との重み付け合計を定めている。評価関数の値が最も小さい場合の使用しないメータ組み合わせが採択される。
【００８３】
図11に、本実施形態に係る消費エネルギー按分計算装置の構成を示す。図6に示した第1実施形態の構成に対して、算出方式決定部21が追加されている。算出方式決定部21は、基準となるメータ以外の各メータについて、仮使用メータの組み合わせをすべて網羅するように生成する。
【００８４】
図12に、図11の消費エネルギー按分計算装置による基準メータおよび使用メータの決定のための動作の流れの一例を示す。図6のフローチャートと同一のステップには同一の符号を付してある。本処理では、第1実施形態で説明した基準メータの決定とともに、使用メータを決定する。
【００８５】
まずステップS110において、本装置は、すべてのメータを基準としたか（すなわちすべてのメータを仮基準メータとして指定したか）、また当該仮基準メータ以外のメータ（第1メータ）において、仮使用メータの組み合わせをすべて評価したかを、検査する。
【００８６】
検査結果が否定（NO）を示すときは、メータ指定部18と算出方式決定部21により、仮基準メータと、仮使用メータの組み合わせとを指定する（S102、S111）。以降の処理では、仮使用メータは計測値が用いられ、仮基準メータおよび仮使用メータ以外のメータ（第２メータ）は、定格値が用いられる。
【００８７】
ステップS103以降は、第1実施形態と同様であり、ステップS108がステップS112に置き換わった点が異なっている。ステップS105の詳細フローは、図８と同じである。
【００８８】
ステップS112では、現在の仮基準メータおよび仮使用メータの組み合わせに対する評価が、これまでで最も高いときは、基準パラメータを、現在の仮基準メータの識別子で更新し、使用パラメータを現在の仮使用メータの識別子で更新する。
【００８９】
たとえば、前述の第3の決定方法により評価関数で評価を行うときは、関数値と評価パラメータとの比較で評価を行い、関数値がパラメータ値より低ければ、これまでで最も高い評価が得られた判断し、評価パラメータを、現在の関数値で更新する。そして、基準パラメータを、現在の仮基準メータの識別子で更新し、使用パラメータを現在の仮使用メータの識別子で更新する。評価パラメータの初期値は、たとえばパラメータの取り得る最大値とする。
【００９０】
前述の第2の決定方法を用いる場合は、現在の自乗誤差が上限値以下であり、かつ、これまで上限値を満たすと判断された最小のメータ数よりもさらに小さいときは、最も高い評価が得られたと判断する。具体的にこれまで上限値以下と判断された最小のメータ数を評価パラメータに記憶しておき、現在のメータ数がこの評価パラメータよりも小さければ、現在の値で評価パラメータを更新する。そして、基準パラメータを、現在の仮基準メータの識別子で更新し、使用パラメータを現在の仮使用メータの識別子で更新する。
【００９１】
前述の第1の決定方法を用いる場合は、現在の計測値と補正値の差が所定値以下であり、いままで当該差が所定値以下と判断され最小の自乗誤差よりもさらに現在の自乗誤差が小さいときは、最も高い評価が得られたと判断する。具体的にこれまで差が所定値以下と判断された最小の自乗誤差を評価パラメータに記憶しておき、現在の自乗誤差がこの評価パラメータよりも小さければ、現在の自乗誤差で評価パラメータを更新する。そして、基準パラメータを、現在の仮基準メータの識別子で更新し、使用パラメータを現在の仮使用メータの識別子で更新する。
【００９２】
ステップS110で、検査結果が肯定（YES）になった場合は、本装置は、そのときの基準パラメータに示される仮基準メータを、基準メータとして決定し、またそのときの仮使用メータを、使用メータとして決定する。
【００９３】
以上に述べた本実施形態を利用することで、例えば、設備機器の試験運転中に簡易計測装置を多数(N個)取り付けてデータを収集し、この中から正式な計測機を取り付ける場所をn（n<N）個選び出す際に、最も計算結果が変わらない(N-n)箇所の計測場所を除外することも可能である。
【００９４】
（第3の実施形態）
本実施形態ではメータの故障検知を行うことを特徴とする。本実施形態では第2実施形態で用いた図9のメータ階層構造を想定する。
【００９５】
図13（A）は、メータの一部が故障したことを模擬するために、メータM4、M5の値をそれぞれ20、10だけ減らした場合に、計測値を使わないメータを1つずつずらしながら、按分計算を行った結果である。
【００９６】
表の下部に示される「全部利用に対する自乗誤差」は、全部のメータを使ったときの補正値に対する自乗誤差（メータ毎の補正値間の差分の自乗の合計）である。たとえば使わないメータがM4のとき、自乗誤差は以下のように計算される。
【００９７】
（60−60）2＋（40−40）2＋（40−20）2＋（20−40）2＋（10−10）2＋（10−10）2＋（20−20）2＝800
全部のメータを使った結果に対し、値を変更したメータ4またはメータ5を使わない場合の自乗誤差が、大きいことが分かる。
【００９８】
図13（B）は、図13（A）と異なる計測値の例を示し、メータ3に20が加えられている。
【００９９】
メータ2またはメータ3を使わない場合の自乗誤差が大きい。メータ2とメータ3の計測値は、メータ2およびメータ3の按分係数算出で共に使われるため、メータ3の影響がメータ2にも及んでいるといえる。またメータM6，M7，M8の誤差も大きいことから、メータM6，M7，M8の上位にあるメータM3の値が疑わしいことが分かる。すなわちメータM3が故障している可能性が高いといえる。
【０１００】
このように、基準メータ以外のメータを1つずつ使用しないメータ（非使用メータ）として選択して自乗誤差を計算し、計算した自乗誤差と、メータの配置関係とに基づき、故障メータを検出することができる。
【０１０１】
上記の説明では、すべてのメータの計測値が得られている場合を示したが、一部のメータが定格値を用いる場合は、補正値の計算および自乗誤差の計算において、定格値を利用してよい。
【０１０２】
図14に、本実施形態にかかるメータ故障検知の動作の流れの一例を示す。本実施形態の装置のブロック図は基本的に図11と同じであり、一部のブロックの機能が拡張されている。図７のフローチャートと同一のステップには同一の符号を付してある。
【０１０３】
ステップS130では、本装置が、基準メータと、非使用メータとのすべての組み合わせが尽きたかを検査する。たとえば基準メータがM1に固定されるとの前提があれば、M2〜M8のそれぞれを非使用メータとして選択済みかを検査する。なお基準メータは変更することも可能であり、その場合は、基準メータとして選択されたメータごとに、残りのメータのそれぞれを非使用メータとして選択したかを、検査する。
【０１０４】
検査結果が否定（NO）の場合は、メータ指定部18が、基準メータを指定する（S102）。第1または第2実施形態で基準メータが決定済みのときは、決定済みのメータを基準メータとすればよい。なお本実施形態は第1または第2実施形態と独立して実現可能であり、すべてのメータを1つずつ順番に基準メータとして指定してもよい。
【０１０５】
次に、算出方式決定部21が、基準メータ以外の残りのメータについて、計測値と定格値のいずれを使うかを決定する（S131）。すなわち残りのメータのうち、1つを非使用メータ、それ以外を使用メータとして決定する。決定は、すでに行われたものと重複しないように行う。
【０１０６】
次に、補正値算出部16は、基準メータの計測値を、補正値として登録する（S132）。そして、基準メータを注目メータとして（S133）、下方向探索サブルーチン（図８参照）を実行する（S105）。下方向探索ルーチンの内容および続くステップS106、S109は、第1実施形態と同じであるため、重複する説明を省略する。
【０１０７】
ステップS134では、補正値評価部19が、全メータの計測値（ただし計測値が欠損しているメータについては定格値を用いる）を使った場合の補正値（第1補正値）と、算出された補正値（第２補正値）とに基づき自乗誤差を計算し、計算された値を補正値DB17に書き込む。この後、ステップS130に戻る。
【０１０８】
ステップS130での検査結果が肯定（YES）となった場合は、評価結果判定部20が補正値DB、計測値DB11、代替量DB13に基づき、故障している可能性の高いメータを検出する。検出方法の例を以下に示す。
【０１０９】
自乗誤差が閾値以上のメータがすべて木構造の末端のみにあるときは、そのメータは故障しているとして検出する。図13（A）の例では、閾値以上のメータはメータM4、M5のみで、これらは末端に位置しているため（図9参照）、メータM4、M5が故障メータとして検出される。
【０１１０】
また、末端以外にも閾値以上のメータが存在し、そのメータが当該末端の上流にあるときは、その上流のメータが故障していると検出する。図13（B）の例では、メータM3が、メータM5、M6、M7の自乗誤差が閾値以上で、その上流のメータM3の自乗誤差も閾値以上であるため、メータM3が故障しているとして検出される。この際、その上流と同じ階層の他のメータ（図13（B）の例ではメータM2）の自乗誤差が閾値以上であることを検出の要件としてもよい。
【０１１１】
以上、本実施形態によれば、運用開始後、任意の計測機による計測値を利用した場合と、利用しない場合の計算結果を比較し、その差が閾値以上の時に計測機の計測値に異常があると判断できる。
【０１１２】
以上に説明した各実施形態における消費エネルギー按分計算装置は、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、消費エネルギー按分計算装置におけるメータ指定部18、計測値検索部14、按分係数算出部15、補正値算出部16、補正値DB17、補正値評価部19、評価結果判定部20および算出方式決定部21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、消費エネルギー按分計算装置は、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、同装置内の計測DB11、代替量DB13、階層情報DB12、補正値DB17、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。
【０１１３】
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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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