(57)【要約】【課題】各需要家の一員が熱電負荷の需要計画を事前に決定することなく、熱電需要量の予測を精度良く行える熱電需要量予測装置を提供する。【解決手段】熱電需要量予測装置３では需要家宅１から行動情報を受信すると、熱電需要量予側部２３が、受信した行動情報が、行動情報ＤＢ２４に蓄積されている場合、該行動情報から、例えば、エアコンや給湯によって消費される熱電需要量の予測を行う。この後、需要家宅１からの熱電需要量の計測結果が受信されると、需要家情報蓄積部２２によって、該計測結果が需要家の一員による、行動情報ＤＢ２４中の行動情報と関連付けて熱電需要量ＤＢ２５に記憶される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の熱負荷および１つ以上の電力負荷を有する需要家の一員が申告した、該一員の任意の時間先の行動の内容および／または任意時間前の行動の内容を示す行動情報と、該行動情報が示す行動を該一員が行うことにより動作した需要家負荷の熱電需要量の計測結果をデータベースに蓄積する需要家情報蓄積手段と、
需要家から行動情報を受信すると、前記データベースを用いて、該行動情報に対する熱電需要量の予測値を作成する熱電需要量予測手段と
を有する熱電需要量予測装置。
【請求項２】
前記需要家情報蓄積手段は、前記需要家の一員が複数のメニューを調理する場合、事前に前記データベースに記憶されたメニュー別の前記熱電需要量の割合に基づいて、熱電需要量を按分して前記データベースに記憶する、請求項１に記載の熱電需要量予測装置。
【請求項３】
前記需要家情報蓄積手段は、前記熱電需要量を計測する計測装置が複数の熱電負荷における前記熱電需要量を同時に計測している場合、前記熱電需要量を前記需要家の一員が行動を開始する前の計測値と、前記需要家の一員が行動を開始した後に変化した計測値との差分から熱電需要量を算出する、請求項１に記載の熱電需要量予測装置。
【請求項４】
前記需要家情報蓄積手段は、計測された前記熱電需要量を前記データベースに記憶する場合、日付の新しい順に、予め決められた規定回数分の平均値を取る、請求項１に記載の熱電需要量予測装置。
【請求項５】
１つ以上の熱負荷および１つ以上の熱負荷を有する需要家の一員が、該一員の任意の時間先の行動の内容および／または任意時間前の行動の内容を示す行動情報を通信によって、該需要家の熱電需要量を予測する熱電需要量予測装置に送信するための行動情報申告装置。
【請求項６】
前記行動情報が調理である場合、メニュー、調理時間帯、および食事をする人数を入力することが可能な、請求項５に記載の行動情報申告装置。
【請求項７】
食材を組み合わせてメニューを作成する装置が選択したメニューに基づいて前記行動情報を申告する、請求項６に記載の行動情報申告装置。
【請求項８】
在・不在判別装置が需要家宅内に設置されている場合、前記在・不在判別装置から送信される情報に基づいて、在・不在に関する行動実績を申告する、請求項５に記載の行動情報申告装置。
【請求項９】
前記行動情報申告装置の機能が携帯端末に組み込まれている、請求項５から８のいずれかに記載の行動情報申告装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つまたは複数の熱負荷と、１つまたは複数の電力負荷を有する家庭等の需要家の熱電需要量を予測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーション等の発電機の運転計画を立てる際には、例えば、非特許文献１に開示される技術のように、需要家の熱電需要量の予測を行う。これは需要家の過去の日負荷曲線を一定期間分保存し、そのデータベースを元に予測する技術である。ここで、熱電需要量は、電力やガスを使用して熱を発生する機器の消費エネルギーを熱量に換算したものである。
【０００３】
また、近年では、発電機等を分散電源として組み合わせた分散型エネルギーコミュニティというものがある。これは需要家が互いにエネルギーを融通し合うことでエネルギーを有効に利用するものであり、この分散型エネルギーコミュニティ内における低コストな運用制御を行う方法として、特許文献１に記載されているエネルギー需給制御方法及び装置がある。これは分散電源およびエネルギー蓄積手段を具備する複数の熱電需要家宅間の熱電融通、および電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティに適用されるエネルギー需給制御方法及び装置である。この装置における予測処理は、需要家の一員から事前にメールやスケジューラ機能を利用して通知される熱電負荷別の需要計画情報に基づいて実行される。
【非特許文献１】倉石他、“確率動的計画法を用いた家庭用ＣＧＳの最適運用”、２００４年、電気学会、電力技術研究会、ＶＯＬ．ＰＥ０４，  ＮＯ．９４
【特許文献１】特開２００５−８６９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の熱電需要量の予測を行う方法では、過去の日負荷曲線から予測を行った場合、需要家の一員が過去の傾向と違った行動を行うと、予測の精度が低くなってしまう。また、需要家の申告を予測に反映する場合、各需要家の一員が熱電負荷の需要計画を事前に立てた上で申告しなければならない。
【０００５】
本発明の目的は、各需要家の一員が熱電負荷の需要計画を事前に決定することなく、熱電需要量の予測を精度良く行える熱電需要量予測装置および行動情報申告装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の熱電需要量予測装置は、
１つ以上の熱負荷および１つ以上の電力負荷を有する需要家の一員が申告した、該一員の任意の時間先の行動の内容および／または任意時間前の行動の内容を示す行動情報と、該行動情報が示す行動を需要家が行うことにより動作した需要家負荷の熱電需要量の計測結果をデータベースに蓄積する需要家情報蓄積手段と、
需要家から行動情報を受信すると、前記データベースを用いて、該行動情報に対する熱電需要量の予測値を作成する熱電需要量予測手段と
を有する。
【０００７】
また、本発明の行動情報申告装置は、１つ以上の熱負荷および１つ以上の熱負荷を有する需要家の一員が、該一員の任意の時間先の行動の内容および／または任意時間前の行動の内容を示す行動情報を通信によって、該需要家の熱電需要量を予測する熱電需要量予測装置に送信する。
【０００８】
本発明は、各需要家の一員の行動別における熱電需要量に関する情報を事前に収集し、それらの収集した情報に基づいて各需要家の熱電需要量を予測することによって、予測精度の向上を図るものである。この場合、各需要家の一員による行動別に消費する熱電需要量を事前に計測して、熱電需要量予測装置に計測したデータをデータベースに保存しておき、次回から需要家の一員が同じ行動情報を熱電需要量予測装置に送信すると、熱電需要量予測装置は事前に計測しておいた各需要家の一員の行動別電力需要量データベースを用いて熱電需要量の予測を行う。ここで、各需要家の一員から行動情報の送信がなければ、特許文献１に開示されるように、需要家宅１おける熱電負荷に関して事前にデータベース化された熱電負荷別の単位時間熱電消費量に基いて予測する。また、事前に申告した行動予定と違った行動を行った場合は、需要家の一員が過去の行動実績を修正して行動情報申告装置に入力すると、熱電需要量予測装置は修正された行動情報でデータベースの行動情報を修正する。
【０００９】
行動情報申告装置の機能は、需要家宅に設置される公知のセキュリティー装置や料理メニュー作成装置、および携帯端末に具備してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、事前に各需要家の一員の行動別における熱電需要量のデータベースを作成しておくことにより、行動と熱電需要量が関連付けされているので、各需要家の一員が熱電負荷の需要計画を事前に決定する必要はなく、行動情報を送信することで予測が可能となる。また、需要家の一員が新たな行動情報を送信することによって予測値の修正が行われるので、需要家の一員の行動変化による予測値の変動を常に考慮した予測値を作成することが可能である。さらに、事前に申告した行動予定と違った行動を行った場合は、行動実績の入力によって修正することにより、予測の精度を高めることが可能である。なお、行動情報申告装置の機能は需要家宅内の装置だけでなく、携帯端末にも具備することで、行動情報が常時入力可能である。また、セキュリティー装置や料理メニュー作成装置に行動情報申告装置の機能を組み込み、これらと連動させることにより、需要家の一員による行動情報の申告の手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態による需要家と熱電需要量予測装置の構成を示す図である。ここでは便宜上、需要家宅は１軒のみ示しているが、実際には多数存在する。同図に示すように熱電需要量予測装置３は点線で示す通信線によって需要家１に接続されている。需要家１の電力負荷は、実線で示す電力線で電力系統２に接続され、熱負荷１２は一点鎖線で示す熱配管によって接続されている。需要家宅１はエアコンや洗濯乾燥機などの電力負荷１１と、食器洗浄器や給湯器などの熱負荷１２を備え、各負荷の熱電需要量を計測した情報を送信する計測情報送信部１３を備えている。需要家宅１はさらに帰宅予定時間やビデオ録画時間、入浴予定時間といった需要家の一員による行動予定を示す行動情報申告装置１４を備えている。熱電需要量予測装置３は、各需要家における需要家負荷の計測データを受信するデータ受信部２１と、需要家の一員による行動情報とその行動に対する熱電需要量を蓄積する需要家情報蓄積部２２と、各需要家の熱電需要量を予測する熱電需要量予測部２３を備えている。需要家情報蓄積部２２は行動情報ＤＢ２４と熱電需要量ＤＢ２５を備えている。行動情報ＤＢ２４には、需要家１の一員から申告された「帰宅」、「入浴」といった過去の行動情報が記憶されており、熱電需要量ＤＢ２５にはその行動が行われた時間帯に発生した熱電需要量が記憶されている。これらのＤＢ２４、２５は、需要家の一員による新たな行動が行われた場合や、需要家の一員から過去に申告した行動情報について修正があった場合に更新される。なお、行動情報申告装置１４は図２のような入力画面から操作が可能であり、携帯端末などを用いて外部からも申告が可能であるものとする。さらに、需要家の一員が帰宅してから一定時間内に在宅という情報を入力しなければ警報が鳴るといったような、在・不在を入力する公知のセキュリティー装置が需要家宅内にある場合は、セキュリティー装置に行動情報申告装置の機能を具備してもよい。また、同様に、食材からメニューを作成する公知のメニュー作成装置が需要家宅内にある場合は、メニュー作成装置に行動情報申告装置の機能を具備してもよい。ここで、需要家の形態や数は様々である。例えば、電力負荷、熱負荷のみを所有する需要家以外にも、エネルギー発生装置およびエネルギー蓄積装置を所有する需要家があり、それら複数の需要家の熱電需要量を同時に予測してもよい。
【００１３】
図３は図１に示した需要家宅と熱電需要量予測装置の全体動作を説明するためのフローチャートである。同図に示すように、まず、需要家の一員が行動情報申告装置１４を用いて、帰宅予定時間といったような行動情報を熱電需要量予測装置３に送信する（ステップ１０１，１０２）。ここで、昨日の実際の入浴時間が予定とは違っていたというような、実際に行動した時間帯や行動内容が事前に送信した行動予定と異なっていた場合は事前に申告した行動予定を変更する（ステップ１０３、１０４）。また、厨房用や給湯用のガス消費が有るときは在宅と、無いときは不在とそれぞれ類推するような公知の在・不在判別装置が帰宅予定時間なのに不在を感知した場合は、不在という情報を在・不在判別装置から行動情報申告装置１４が受信して行動予定を変更する。このようにして、既に申告した行動情報が行われなかった場合には、修正を加えることにより、予測精度の向上が図られる。そして需要家負荷が動作すると、計測器（図１に図示せず）が需要家の行動別による熱電需要量を計測し、計測情報送信部１３が計測結果を熱電需要量予測装置３に送信する（ステップ１０５−１０７）。一方、熱電需要量予測装置３ではデータ受信部２１で需要家宅１から行動情報を受信すると（ステップ２０１）、熱電需要量予側部２３が、受信した行動情報が、行動情報ＤＢ２４に蓄積されているか、すなわち過去に受信した行動情報と同じかどうか判定する（ステップ２０２）。同じであれば、該行動情報から、例えば、エアコンや給湯によって消費される熱電需要量の予測を行う（ステップ２０３）。この時、エアコンや給湯による熱電需要量や動作時間帯は、表１に示すように、需要家の一員による行動情報ごとに予め計測して記憶しておいた熱電需要量ＤＢ２５を用いて予測する。
【００１４】
【表１】
2007156696.tif 000003
【００１５】
具体的には、需要家の一員によって、図４に示すような、ｔ時に帰宅や入浴といった行動情報が申告されると、熱電需要量予側部２３はＤＢ２４、２５を用いて、ｔ時になる前からエアコンやガス給湯器における熱電需要量予測が行われる。もし、需要家の一員による行動情報が申告されない場合は、特許文献１に開示されるように、需要家宅１における熱電負荷に関して事前にデータベース化された熱電負荷別の単位時間熱電消費量に基いて予測することができる（ステップ２０４）。この後、需要家宅１からの熱電需要量の計測結果がデータ受信部２１で受信されると（ステップ２０５）、需要家情報蓄積部２２によって、該計測結果が需要家の一員による、行動情報ＤＢ２４中の行動情報と関連付けて熱電需要量ＤＢ２５に記憶される（ステップ２０６）。ここで記憶された情報は次回の熱電需要量予測に反映される。過去の行動情報修正がデータ受信部２１で受信されると、過去の行動情報が修正して行動情報ＤＢ２４に記憶される（ステップ２０７、２０８）。これら一連の動作は、何度も繰り返して行われ、その間の平均値を取ることにより、信頼性を高めることができる。ただし、過去のデータにおける全ての平均値を取らずに、例えば最新の数回分の平均値を取ったり、平均値から極端に誤差率の大きいものを省くなどして、信頼性を高めてもよい。需要家の一員の行動予定が変更すると、需要家の一員は行動情報申告装置１４を用いて、需要家宅あるいは携帯端末によって外部から行動情報を随時変更する。
【００１６】
次に、需要家の一員が料理を調理する場合の需要家宅と熱電需要量予測装置の動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。メニューを決定し、料理を調理する際には、各需要家は行動情報申告装置１４のメニュー一覧表示から選択して行動情報を送信する（ステップ１１１、１１２）。このとき需要家側の行動情報申告装置１４の表示は図６の左図のようになる。ここで需要家の一員はメニュー一覧から調理するメニューを選択し、調理する時間帯や人数を入力する。また、前日に送信した調理メニューや時間が実際とは異なっていた場合には修正を行う（ステップ１１３、１１４）。以上の入力が終わると、そのメニューの作り方や、必要な材料、カロリーなどが画面に表示される。なお、メニュー作成の際には、食材の組み合わせからメニューを作成する公知のメニュー作成装置を利用して、メニューを作成してもよい。メニュー情報を受信した熱電需要量予測装置３の熱電需要量予側部２３は、図６の右図のように、そのメニュー情報をＤＢ２４、２５の過去の情報を用いて熱電需要量に変換して予測を行う（ステップ２１１−２１３）。需要家宅１では、需要家の一員が調理を開始すると、熱電需要量が計測器で計測され、計測情報送信部１３によって熱電需要量予測装置３に送信される（ステップ１１５−１１７）。熱電需要量予測装置３に送信された熱電需要量は需要家情報蓄積部２２によってメニュー別に熱電需要量ＤＢ２５に記憶され（ステップ２１５−２１７）、次回からの予測に反映される。
【００１７】
ここで、需要家の一員が複数のメニューを調理した場合について説明する。需要家の一員が三つのメニューを同時に選択すると、図５のフローチャートに従って調理開始と共に調理した熱電需要量が計測され、熱電需要量ＤＢ２５に記憶される。ところが、計測されたデータは複数の料理を含んでいるため、個別に分ける必要がある。そこで、図７のように需要家の一員がメニューＡ、メニューＢ、メニューＣの料理を同時に調理した場合は、まず予め熱電需要量ＤＢ２５に記憶しておいた単品ごとの熱電需要量の合計値を算出する。また、過去の熱電需要量ＤＢ２５から各メニューの熱電需要量の比率を算出する。次に、過去の熱電需要量ＤＢ２５における単品ごとの合計値と現在の計測値が異なっていた場合は、現在の計測値を先程算出した熱電需要量の比率で按分する（ステップ２１６）。この按分した値を熱電需要量ＤＢ２５に記憶し（ステップ２１７）、次回からの予測に反映する。
【００１８】
次に、需要家負荷の計測方法について説明する。図８に需要家負荷の構成例を示す。ここでは需要家内部の熱電負荷の全てに計測器１５を備えており、個別に測定することができる。各負荷ごとに計測されたデータは計測情報送信部１３から通信線を介して、熱電需要量予測装置４に送信される。しかしながら、各負荷ごとに計測器１５を備えるとイニシャルコストが高くなるため、図９のように熱負荷、電力負荷ごとに一つにまとめてもよい。ただし、この場合は、熱負荷や電力負荷を全て同時に計測しているため、区別する必要がある。例えば、調理に必要な電力を算出する場合、図１０のように需要家の一員が調理を申告した時間帯を参照することによって、調理する前をベース電力、その後は調理を含む電力として、以下の式を用いて差分を取るものとする。
（調理に要する電力）＝（調理を含む電力）−（ベース電力）
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による熱電需要量予測装置と需要家宅の構成図である。
【図２】図１において操作される行動情報申告装置の表示の一例を示す図である。
【図３】図１の熱電需要量予測装置および需要家の全体動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の需要家情報蓄積部における過去の行動情報別による熱電需要量ＤＢの一例を示す図である。
【図５】需要家の一員が料理を調理する場合の熱電需要量予測装置および需要家の全体動作を示すフローチャートである。
【図６】調理時における行動情報申告装置の表示の一例と、熱電需要量装置のＤＢの内容を説明する図である。
【図７】需要家の一員が複数のメニューを調理した場合を説明する図である。
【図８】需要家負荷の全てに計測器を備えた構成例を示す図である。
【図９】需要家負荷の計測器を一箇所に集約した構成例を示す図である。
【図１０】需要家負荷の計測器を一箇所に集約した場合の電力需要量を計測する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    需要家宅
２    電力系統
３    熱電需要量予測装置
１１    電力負荷
１２    熱負荷
１３    計測情報送信部
１２    行動情報申告装置
１５    計測器
２１    データ受信部
２２    需要家情報蓄積部
２３    総電需要量予測部
２４    行動情報ＤＢ
２５    熱電需要量ＤＢ
１０１〜１０７、１１１〜１１７、２０１〜２０８、２１１〜２１７    ステップ
【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】
2007156696.tif 000009
【図７】
2007156696.tif 000010
【図８】
2007156696.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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