(57)【要約】【課題】各メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理システムにおいて隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用量の総和やそれに関する概算値を計算可能な電力使用量計算技術を提供する。【解決手段】電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されるサーバは、複数の電力メータのそれぞれで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された各乱数との計算結果を受信する受信部と、乱数を生成するためのパラメータを記憶する第１記憶部と、計算結果と、パラメータとを用いて、電力使用量の総和又は平均の概算値を計算する計算部とを備える。概算値は、電力制御を行うか否かを判定するために用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されるサーバであって、
前記複数の電力メータのそれぞれで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された各乱数との計算結果を受信する受信部と、
乱数を生成するためのパラメータを記憶する第１記憶部と、
前記計算結果と、前記パラメータとを用いて、前記電力使用量の総和又は平均の概算値を計算する計算部とを備え、
前記概算値は、電力制御を行うか否かを判定するために用いられる
ことを特徴とするサーバ。
【請求項２】
前記計算結果が計算される対象となる前記電力使用量の個数を記憶する第２記憶部とを更に備え、
前記計算部は、前記計算結果と、前記パラメータと、前記個数とを用いて、前記総和又は平均の概算値を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載のサーバ。
【請求項３】
前記計算結果は、前記電力メータが前記乱数を生成して前記電力使用量に対して前記乱数を用いて計算したものであり、
前記確率分布に従った乱数を生成するためのパラメータを生成する生成部と、
前記第１記憶部に記憶された前記パラメータを、前記生成部が生成した前記パラメータに変更する変更部と、
前記パラメータを前記電力メータに送信する送信部とを更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載のサーバ。
【請求項４】
前記電気機器を制御するホームサーバが接続されており、
前記送信部は、前記判定部の判定の結果に応じて、前記電気機器における電力の使用を制御するためのコマンドを前記ホームサーバに送信する
ことを特徴とする請求項３に記載のサーバ。
【請求項５】
電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続される課金サーバであって、
電力メータで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された乱数との計算結果の総和を受信する受信部と、
前記電力使用量に対する計算に用いられた乱数の総和を取得する取得部と、
前記計算結果の総和と、前記乱数の総和とを用いて、前記電力メータにおける電力使用量の総和を計算する計算部と、
前記電力使用量の総和を用いて、課金処理を行う処理部とを備える
ことを特徴とする課金サーバ。
【請求項６】
前記課金処理の際に用いる単価を所定の区分毎に記憶する第１記憶部を更に備え、
前記受信部は、前記区分毎の計算結果の総和を受信し、
前記取得部は、前記区分毎の乱数の総和を取得し、
前記計算部は、前記区分毎の計算結果の総和と、前記区分毎の乱数の総和とを用いて、前記区分毎の電力使用量の総和を計算し、
前記処理部は、前記区分毎の電力使用量の総和を用いて、前記第１記憶部に記憶された前記区分毎の金額を参照して、課金処理を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の課金サーバ。
【請求項７】
電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されたデータ管理装置とエネルギー管理装置とが接続される電力使用量計算システムであって、
前記データ管理装置は、
前記複数の電力メータのそれぞれで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された乱数との計算結果を受信する第１受信部と、
前記計算結果の総和又は平均を計算する第１計算部と、
前記計算結果の総和又は平均を前記エネルギー管理装置に送信する送信部とを備え、
前記エネルギー管理装置は、
前記計算結果の総和又は平均を受信する第２受信部と、
前記乱数を生成するためのパラメータを記憶する第１記憶部と、
前記計算結果の総和又は平均と、前記パラメータとを用いて、前記複数の電力メータにおける前記電力使用量の総和又は平均の概算値を計算する第２計算部と、
前記概算値を用いて、電力制御を行うか否かを判定する判定部とを備える
ことを特徴とする電力使用量計算システム。
【請求項８】
電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されるサーバで用いられるコンピュータを、
前記複数の電力メータのそれぞれで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された各乱数との計算結果を受信する受信手段と、
乱数を生成するためのパラメータを記憶する第１記憶手段と、
前記計算結果と、前記パラメータとを用いて、前記電力使用量の総和又は平均の概算値を計算する計算手段として機能させるためのプログラムであって、
前記概算値は、電力制御を行うか否かを判定するために用いられることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
電気機器の電力使用量を集計する電力メータが接続される課金サーバで用いられるコンピュータを、
前記電力メータで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された乱数との計算結果を受信する受信手段と、
前記電力使用量に対する計算に用いられた乱数の総和を取得する取得手段と、
前記計算結果の総和と、前記乱数の総和とを用いて、前記電力メータにおける電力使用量の総和を計算する計算手段と、
前記電力使用量の総和を用いて、課金処理を行う処理手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、サーバ、課金サーバ、電力使用量計算システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力や火力など従来の発電に加えて、太陽光や風力などの再生可能なエネルギーを併用する際、電力の品質の安定化を図るために、次世代電力網(スマートグリッド)が構築されている。次世代電力網では、電力使用量を集計するスマートメーター(ＳＭと記載する)と、電気機器を管理するホームサーバとが各家庭や各事業所に設置される。ＳＭは、電力網を介してメータデータ管理システム(Meter Data Management System, MDMS)と通信する。ＭＤＭＳは、各家庭や各事業所のＳＭから一定の時間間隔で電力使用量を受信して記憶する。エネルギー管理システム(Energy Management System, EMS)は、ＭＤＭＳに集まった複数の家庭や事業所の電力使用量に基づいて、各家庭や各事業所のＳＭやホームサーバに対して電力の使用を抑制するよう要求したり電力網に接続される蓄電池の充放電を制御したりするなどの電力制御を行う(例えば特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１２８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力網に接続され、各種アプリケーションを実現させるアプリケーションサーバとして、例えば、エネルギー管理システムがある。このようなサーバは、ＭＤＭＳに集まった各家庭や事業所の電力使用量に基づいて電力網の制御処理を行う。ＭＤＭＳは、ＳＭからの電力使用量の閲覧要求を受ける場合には、ＭＤＭＳが保持する情報を開示する。そのため、ＭＤＭＳは各家庭または事業所の電力使用量を記憶することが考えられる。しかしながら、ＭＤＭＳの記憶サーバの管理者や記憶サーバに侵入した不正なユーザが各家庭の電力使用量を見ることで、その家庭または事業所が在宅かどうかや活動の様子など推測することができる。これは、プライバシーの侵害に繋がる。
【０００５】
本発明の一側面は、各メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理システムにおいて隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用量の総和やそれに関する概算値を計算可能なサーバ、課金サーバ、電力使用量計算システム及びプログラム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】
【０００６】
一実施形態のサーバは、電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されるサーバであって、前記複数の電力メータのそれぞれで集計された電力使用量と確率分布に従って生成された各乱数との計算結果を受信する受信部と、乱数を生成するためのパラメータを記憶する第１記憶部と、前記計算結果と、前記パラメータとを用いて、前記電力使用量の総和又は平均の概算値を計算する計算部とを備え、前記概算値は、電力制御を行うか否かを判定するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施の形態の電力使用量計算システムの構成を例示する図。
【図２】図２は、ＳＭ１０２ａの機能的構成を例示する図。
【図３】図３は、ホームサーバ１０２ｂの機能的構成を例示する図。
【図４】図４は、ＭＤＭＳ１０１の機能的構成を例示する図。
【図５】図５は、ＥＭＳ１０３の機能的構成を例示する図。
【図６】図６は、課金サーバ１０４の機能的構成を例示する図。
【図７】図７は、電力使用総量計算処理の手順を示すフローチャート。
【図８】図８は、課金システム処理の手順を示すフローチャート。
【図９】図９は、閲覧要求処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】図１０は、一変形例のＳＭ１０２ａの機能的構成を例示する図。
【図１１】図１１は、ＥＭＳ１０３の機能的構成を例示する図。
【図１２】図１２は、新たな乱数生成パラメータを生成する処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】図１３は、一変形例のＳＭ１０２ａの機能的構成を例示する図。
【図１４】図１４は、ＭＤＭＳ１０１の機能的構成を例示する図。
【図１５】図１５は、課金サーバ１０４の機能的構成を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここで、まず、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの概要について説明する。電力使用量計算システムは、上述したＳＭに接続されるＭＤＭＳを備える。ＳＭは、自身が集計した電力使用量について、自身が保持する乱数パラメータに従う確率分布から生成した乱数を用いてプライバシーの保護のために撹乱する撹乱処理を行う。具体的には例えば、ＳＭは、乱数を電力使用量に加算することにより電力使用量を撹乱する。そして、ＳＭは撹乱した電力使用量（撹乱電力使用量という）をＭＤＭＳに送信する。ＭＤＭＳは、受信した撹乱電力使用量を記憶してこれをエネルギー管理システム及び課金サーバに送信する。エネルギー管理システムは撹乱電力使用量を受信してこれから撹乱を解除した電力使用量の総和の概算値を計算し、これに応じて、電力網における電力の供給を制御する電力制御を行う。この電力制御とは、需給計画の作成のような、現在の電力使用量のデータを中長期的な負荷需要予測に利用するなどの将来の制御に間接的に関わる処理であったり、需要の実績と計画との需給アンバランスを補正するように蓄電池からの電力の供給を調整したり、需要家に電力の使用の抑制を要求したりするような即応性を有する直接的な処理であったりする。また、課金サーバは、撹乱電力使用量を受信してこれから真の電力使用量の総和を計算してこれを用いて課金処理を行う。このように、ＳＭが、プライバシーの保護のための撹乱処理を行うが、撹乱電力使用量ではなく、電力使用量の総和の概算値あるいは真の電力使用量の総和そのものが必要となる場面がある。
【０００９】
尚、プライバシー情報とは個人または団体の嗜好や行動を特定する情報である。プライバシー情報には個人または団体自体を特定する情報も含まれる。また、プライバシー情報には、個人または団体自体は特定されなくとも、個人または団体の嗜好や行動の傾向を特定する情報も含まれる。単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当するか否かの判定は、予め行っておいても良いし、動的に行っても良い。また、単位時間における電力使用量や電力を使用する場所がプライバシー情報に該当しない場合においても、上記撹乱処理やＭＤＭＳへの記憶を行っても良い。
【００１０】
以下で説明する各実施形態では、第１単位時間での複数の家庭での各撹乱電力使用量の総和である総量（第１撹乱電力使用総量という）を入力とするＥＭＳと、第２単位時間での各家庭での電力使用量の総和である総量（第２撹乱電力使用総量という）を入力とする課金サーバとをアプリケーションサーバに用いる例を説明する。尚、第１単位時間とは、ＥＭＳが電力使用量の総量を用いて電力網を制御する時間間隔を表し、例えば３０分などの時間間隔である。第２単位時間とは、基本的には課金サーバが課金処理を行う時間間隔であり、通常１ヶ月である。月の途中での引越し等で精算が発生した場合には、前回の課金処理の対象の月の次の月から利用停止までの間となる。また、各実施形態では各家庭での電力使用量を隠蔽しているが、各家庭に限らず、電力を使用するスマートメータの集計範囲（集計単位）での電力使用量を隠蔽できれば良く、その場合は、本明細書の「家庭」は「集計範囲（集計単位）」と読み替えることができる。
【００１１】
図１は、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの構成を例示する図である。同図に示されるように、電力使用量計算システムは、メータデータ管理システム(ＭＤＭＳ)１０１と、家庭システム１０２と、エネルギー管理システム(ＥＭＳ)１０３と、課金サーバ１０４とがネットワーク等を介して接続される構成である。尚、図面の簡略化のため、家庭システム１０２は１つしか図示していないが、電力使用量計算システムには、複数の家庭システム１０２が接続され得る。ネットワーク等とは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、イントラネット、イーサネット（登録商標）又はインターネットなどである。ＭＤＭＳ１０１は、ネットワーク等を介して各家庭の電力使用量を収集して管理するシステムである。家庭システム１０２は、家庭に配設され、家庭で使用される電気機器の電力使用量を集計するシステムであり、スマートメータ(ＳＭ)１０２ａと、ホームサーバ１０２ｂと、電気機器１０２ｃと、電気機器１０２ｄとを有する。電気機器１０２ｃは、ホームサーバ１０２ｂに有線又は無線で接続される。ホームサーバ１０２ｂは、配下の電気機器１０２ｃの電力使用量の管理や、配下の電気機器１０２ｃの制御を行う。電気機器１０２ｄは、ＳＭ１０２ａに有線又は無線で接続される。ＳＭ１０２ａは、電気機器１０２ｃの電力使用量をホームサーバ１０２ｂを介して取得して電気機器１０２ｄの電力使用量と併せて家庭システム１０２内の電力使用量を集計する。
【００１２】
尚、家庭システム１０２に対してこれを識別するための識別情報(家庭識別情報という)が付与されており、ホームサーバ１０２ｂ及びＳＭ１０２ａは、当該家庭システム１０２に付与された家庭識別情報を記憶しているものとする。また、ＭＤＭＳ１０１、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４は各々、電力使用量計算システムに接続される各家庭システム１０２の家庭識別情報を全て記憶しているものとする。
【００１３】
次に、ＭＤＭＳ１０１、ＳＭ１０２ａ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のハードウェア構成について説明する。ここでは課金サーバ１０４と同様に、ＥＭＳ１０３及びＭＤＭＳ１０１はサーバであるとする。ＭＤＭＳ１０１、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４は、装置全体の制御や基本演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部と、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶部と、各種データや各種プログラムを記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＣＤ（Compact Disk）ドライブ装置等の補助記憶部と、これらを接続するバスとを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。また、ＭＤＭＳ１０１及びＥＭＳ１０３は、ネットワーク等を介して通信を行う通信Ｉ／Ｆ(Interface)を更に備える。ＳＭ１０２ａ及びホームサーバ１０２ｂは、装置全体を制御するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の制御部と、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の主記憶部と、各種データや各種プログラムを記憶する不揮発性メモリ等の補助記憶部と、外部の装置と通信を行う通信Ｉ／Ｆ(Interface)と、これらを接続するバスとを備えており、専用ハードウェアあるいは組み込み機器と同様の構成となっている。また、ＳＭ１０２ａ及びホームサーバ１０２ｂは、ネットワーク等を介して通信を行う通信Ｉ／Ｆ(Interface)を更に備える。更に、ホームサーバ１０２ｂには、電力使用量などの各種情報を表示する表示部と、ユーザの操作が入力される操作ボタンやキーボードなどの操作入力部とが接続される。
【００１４】
次に、このようなハードウェア構成において、ＭＤＭＳ１０１、ＳＭ１０２ａ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のそれぞれにおいて実現される各種機能について説明する。まず、ＳＭ１０２ａにおいて実現される各種機能について説明する。図２は、ＳＭ１０２ａの機能的構成を例示する図である。ＳＭ１０２ａは、通信制御部１０２ａ１、使用電力撹乱部１０２ａ２、電力使用量記憶部１０２ａ３、計測部１０２ａ４、乱数生成部１０２ａ５、乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６、乱数記憶部１０２ａ７及び乱数取得処理部１０２ａ８を有する。通信制御部１０２ａ１の機能は、ＳＭ１０２ａの有する通信Ｉ／Ｆと、ＳＭ１０２ａの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。使用電力撹乱部１０２ａ２、計測部１０２ａ４、乱数生成部１０２ａ５及び乱数取得処理部１０２ａ８の各機能は、ＳＭ１０２ａの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。電力使用量記憶部１０２ａ３、乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６及び乱数記憶部１０２ａ７はそれぞれ、ＳＭ１０２ａの有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。
【００１５】
通信制御部１０２ａ１は、ホームサーバ１０２ｂやＭＤＭＳ１０１などの他の機器との通信を制御する。通信制御部１０２ａ１は、特に、後述の使用電力撹乱部１０２ａ２が計算した撹乱電力使用量をＭＤＭＳ１０１に送信したり、後述のホームサーバ１０２ｂから乱数要求コマンドを受信したり、当該乱数要求コマンドに応じて後述の乱数取得処理部１０２ａ８が計算した総和乱数をホームサーバ１０２ｂに送信したり、後述の課金サーバ１０４から乱数要求コマンドを受信したり、当該乱数要求コマンドに応じて後述の乱数取得処理部１０２ａ８が計算した総和乱数を課金サーバ１０４に送信したりする。
【００１６】
計測部１０２ａ４は、電気機器１０２ｃ，１０２ｄの電力使用量z_{i,j}を第１単位時間毎に機械的に集計する。そして、計測部１０２ａ４は、集計した電力使用量を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させる。このとき、計測部１０２ａ４は、通信制御部１０２ａ１を介して電気機器１０２ｄに対する機器認証を行った後に、第１単位時間に少なくとも１度、電気機器１０２ｄが使用した電力使用量を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させると共に、後述するホームサーバ１０２ｂが管理する電気機器１０２ｃが使用した電力使用量を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させるなどして、電気機器１０２ｃ，１２０ｄの電力使用量を第１単位時間毎に集計するようにしても良い。尚、iは家庭システム１０２に対応するインデックスで、jは第１単位時間の順序（日付や時刻など）に対応するインデックスを表す。
【００１７】
乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６は、乱数生成パラメータを記憶する。乱数生成パラメータとしては、ある確率分布の平均や分散などを示すものがあり、よく知られたアルゴリズムを用いて、その確率分布に従う乱数を生成するために用いられる。例えば、一様分布から採取する一様乱数であればメルセンヌ・ツイスタ法、正規分布から採取する正規乱数であればボックス・ミュラー（BoxMuller）法が利用できる。これらは、もとの確率分布の平均や分散を用いて計算される。例えば、平均μ、分散σ2に従う正規乱数は一様乱数をBoxMuller法で変換して平均0，分散1の正規乱数を生成して、σをかけて、μをくわえることで得ることができる（参考文献１参照）。BoxMuller法で利用する一様乱数の生成法としては例えばメルセンヌ・ツイスタ法が存在している（参考文献２参照）。
（参考文献１）Box, G. E. P. and E. Muller : A note on the generation of normal deviates, Ann. math. stat., 29, pp. 610-611, 1958.
（参考文献２）Matsumoto, M. and T. Nishimura : "MersenneTwister," ACM Transcript on Modeling and Computer Simulation, Vol.8 No.1, 1998.
【００１８】
また、一様乱数を生成するために乱数発生回路などのハードウェア乱数発生器をもちいることで乱数の質を高めることもできる。この乱数生成パラメータは、後述のＥＭＳ１０３が電力使用総量を集計するある地域の複数のＳＭ１０２ａのグループで共通の値が設定される。この乱数生成パラメータは、ＳＭ１０２ａが製造ライン等で製造されるときに乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６に記憶されたり、初回起動時や初期設定時やメンテナンスモードでの起動時などにオンラインまたは特殊な装置を用いてその値が設定されたりする。
【００１９】
乱数生成部１０２ａ５は、乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６に記憶された乱数生成パラメータを利用して乱数r_{i,j}を生成する。使用電力撹乱部１０２ａ２は、乱数生成部１０２ａ５を用いて生成した乱数を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶された電力使用量に加算して、この計算の結果、当該電力使用量を撹乱する。そして、使用電力撹乱部１０２ａ２は、撹乱した電力使用量（撹乱電力使用量）を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させる。電力使用量記憶部１０２ａ３は、計測部１０２ａ４が集計した電力使用量や使用電力撹乱部１０２ａ２が計算した撹乱電力使用量を記憶する。電力使用量や撹乱電力使用量は第１単位時間と対応付けられて記憶される。乱数記憶部１０２ａ７は、乱数生成部１０２ａ５が生成した乱数r_{i,j}を記憶する。ここで、乱数r_{i,j}は、jによって識別される第１単位時間と対応付けられて記憶されることになる。
【００２０】
乱数取得処理部１０２ａ８は、通信制御部１０２ａ１を介して後述のホームサーバ１０２ｂから受信した乱数要求コマンドに応じて、当該乱数要求コマンドによって指定された閲覧希望時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を乱数記憶部１０２ａ７から取得してそれらを総和することで総和乱数を計算してこれを、通信制御部１０２ａ１を介してホームサーバ１０２ｂに送信する。乱数取得処理部１０２ａ８は、通信制御部１０２ａ１を介して後述の課金サーバ１０４から受信した乱数要求コマンドに応じて、当該乱数要求コマンドによって指定された第２単位時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を乱数記憶部１０２ａ７から取得してそれらを総和することで総和乱数を計算してこれを、通信制御部１０２ａ１を介して課金サーバ１０４に送信する。
【００２１】
次に、ホームサーバ１０２ｂにおいて実現される各種機能について説明する。図３は、ホームサーバ１０２ｂの機能的構成を例示する図である。ホームサーバ１０２ｂは、通信制御部１０２ｂ１、撹乱解除部１０２ｂ２、閲覧処理部１０２ｂ３、電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４、機器制御部１０２ｂ５及び計測部１０２ｂ６を有する。通信制御部１０２ｂ１の機能は、ホームサーバ１０２ｂの有する通信Ｉ／Ｆと、ホームサーバ１０２ｂの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。撹乱解除部１０２ｂ２、閲覧処理部１０２ｂ３、電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４、機器制御部１０２ｂ５及び計測部１０２ｂ６の各機能は、ホームサーバ１０２ｂの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。
【００２２】
通信制御部１０２ｂ１は、ＳＭ１０２ａやＭＤＭＳ１０１などの他の機器との通信を制御する。通信制御部１０２ｂ１は、特に、ＳＭ１０２ａにアクセスして後述する計測部１０２ｂ６が計測した電力使用量をＳＭ１０２ａに送信することでＳＭ１０２ａに書き込んだり、後述する閲覧処理部１０２ｂ３が生成した閲覧要求コマンドをＭＤＭＳ１０１に送信したり、当該閲覧処理部１０２ｂ３が生成した乱数要求コマンドをＳＭ１０２ａに送信したり、当該閲覧要求コマンドに応じてＭＤＭＳ１０１から送信された撹乱電力使用量を受信したり、当該乱数要求コマンドに応じてＳＭ１０２ａから送信された後述の総和乱数を受信したり、後述のＥＭＳ１０３が送信した電力制御コマンドを受信したりする。撹乱解除部１０２ｂ２は、後述の閲覧要求コマンドに応じて通信制御部１０２ｂ１を介してＭＤＭＳ１０１から受信した撹乱電力使用量rz_{i,j}と、これに対して通信制御部１０２ｂ１を介してＳＭ１０２ａから受信した乱数r_{i,j}とを用いて、撹乱電力使用量rz_{i,j}から乱数r_{i,j}を減算することにより撹乱電力使用量における撹乱を解除して、電力使用量z_{i,j}を計算する。
【００２３】
計測部１０２ｂ６は、配下の電気機器１０２ｃの電力使用量を計測して、通信制御部１０２ｂ１を介してＳＭ１０２ａにアクセスして、その値をＳＭ１０２ａに書き込む。閲覧処理部１０２ｂ３は、電力使用量の閲覧処理を制御する。これは例えば、操作入力部を介して入力される、電力使用量の閲覧を要求する操作入力に応じて行われる。閲覧処理の際には、まず、閲覧処理部１０２ｂ３は、電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求コマンドを生成してこれをＭＤＭＳ１０１に対して通信制御部１０２ｂ１から送信させ、通信制御部１０２ａ１を介してＭＤＭＳ１０１から閲覧要求コマンドに応じた、電力使用量が撹乱された一つ以上の第１単位時間における撹乱電力使用量を受信する。尚、電力使用量の閲覧を希望する期間（閲覧希望期間という）あるいは閲覧希望期間に相当する値は予め決められていても良いし、操作入力部を介したユーザの操作入力によって指定されても良い。閲覧処理部１０２ｂ３は、家庭システム１０２に付与された家庭識別情報及び閲覧希望期間を指定した閲覧要求コマンドを生成する。また、閲覧処理部１０２ｂ３は、当該閲覧希望時間を指定して当該閲覧希望時間内の電力使用量の撹乱に用いられた乱数を要求する乱数要求コマンドを生成してこれをＳＭ１０２ａに対して通信制御部１０２ｂ１から送信させ、通信制御部１０２ａ１を介してＳＭ１０２ａから、そして、閲覧処理部１０２ａ３は、当該撹乱電力使用量及び乱数を用いて撹乱電力使用量における撹乱を撹乱解除部１０２ｂ２に解除させて、撹乱解除部１０２ｂ２が計算した電力使用量を表示部に表示させる。尚、閲覧処理における電力使用量の表示は、ホームサーバ１０２ｂに接続されている表示部を利用するようにしたが、家庭内システムに接続される出力端末（不図示）を利用しても良い。
【００２４】
電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４は、通信制御部１０２ｂ１を介してＥＭＳ１０３から受信した電力制御コマンドの内容を解釈する。電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４は、電力制御コマンドの内容が、電力の使用の抑制を要求するものであると解釈して、当該要求に応じると判定した場合、ホームサーバ１０２ｂに接続される電気機器１０２ｃに対して電力の使用の抑制を要求する機器電力制御コマンドを機器制御部１０２ｂ５に出力する。また、電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４は、電力の使用の抑制の要求に応じるか否かをユーザに問い合わせるメッセージを表示部に表示させたり、通信制御部１０２ｂ１を介して携帯端末などの他の機器に当該メッセージを送信したりしても良い。機器制御部１０２ｂ５は、電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４から電気機器１０２ｃに対する機器電力制御コマンドが出力された場合、機器電力制御コマンドに従って、電気機器１０２ｃにおける電力の使用を抑制させる。
【００２５】
次に、ＭＤＭＳ１０１において実現される各種機能について説明する。図４は、ＭＤＭＳ１０１の機能的構成を例示する図である。同図に示されるように、ＭＤＭＳ１０１は、通信制御部１０１ａ、電力使用量取得部１０１ｂ、撹乱電力処理部１０１ｃ及び撹乱電力使用量記憶部１０１ｄを有する。通信制御部１０１ａの機能は、ＭＤＭＳ１０１の有する通信Ｉ／Ｆと、ＭＤＭＳ１０１の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することとにより実現される。電力使用量取得部１０１ｂ及び撹乱電力処理部１０１ｃの各機能は、ＭＤＭＳ１０１の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。撹乱電力使用量記憶部１０１ｄは、ＭＤＭＳ１０１の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。
【００２６】
通信制御部１０１ａは、ＳＭ１０２ａやＥＭＳ１０３や課金サーバ１０４やアプリケーションサーバ１０５などの他の機器との通信を制御する。通信制御部１０１ａは、特に、ＳＭ１０２ａから撹乱電力使用量rz_{i,j}を受信したり、ホームサーバ１０２ｂから閲覧要求コマンドを受信したり、当該閲覧要求コマンドに応じて、撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶された撹乱使用電力量をホームサーバ１０２ｂに送信したり、後述の撹乱電力処理部１０１ｃが複数の家庭システム１０２について計算した第１単位時間における撹乱電力使用量の総量（第１撹乱電力使用総量という）をＥＭＳ１０３に送信したり、課金システム処理の実行を指示する課金処理コマンドを課金サーバ１０４から受信したり、当該課金処理コマンドに応じて、後述の撹乱電力処理部１０１ｃが家庭システム１０２毎に計算した第２単位時間における撹乱電力使用量の総量（第２撹乱電力使用総量という）を課金サーバ１０４に送信したりする。電力使用量取得部１０１ｂは、ＳＭ１０２ａから受信された第１単位時間毎の各家庭システム１０２における撹乱使用電力量を撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる。撹乱電力使用量記憶部１０１ｄは、撹乱電力量を記憶する。
【００２７】
撹乱電力処理部１０１ｃは、ある地域の複数の家庭システム１０２について撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶された第１単位時間における撹乱電力使用量rz_{i,j}を集計することにより、第１単位時間内の当該地域の複数の家庭システム１０２の撹乱電力使用量の総和である第１撹乱電力使用総量を計算する。そして、撹乱電力処理部１０１ｃは、第１撹乱電力使用総量を通信制御部１０１ａを介してＥＭＳ１０３に送信する。第１撹乱電力使用総量RZは、例えば以下の式１により計算される。mは、複数の各家庭システムに対するインデックスを表す。
【００２８】
【数１】
2012058998.tif 000003
【００２９】
また、撹乱電力処理部１０１ｃは、各家庭システム１０２について撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶された第１単位時間における撹乱電力使用量rz_{i,j}を第２単位時間分集計することにより、第２単位時間内の家庭システム１０２の撹乱電力使用量の総和である第２撹乱電力使用総量を計算する。そして、撹乱電力処理部１０１ｃは、第２撹乱電力使用量を通信制御部１０１ａを介して課金サーバ１０４に送信する。第２撹乱電力使用総量RZ’は、例えば以下の式１により計算される。lは、複数の各第１単位時間に対するインデックスを表す。
【００３０】
【数２】
2012058998.tif 000004
【００３１】
次に、ＥＭＳ１０３において実現される各種機能について説明する。図５は、ＥＭＳ１０３の機能的構成を例示する図である。同図に示されるように、ＥＭＳ１０３は、通信制御部１０３ａ、電力使用量処理部１０３ｂ、個数記憶部１０３ｃ、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄ、電力制御判定部１０３ｅ及び電力制御コマンド生成部１０３ｆを有する。通信制御部１０３ａの機能は、ＥＭＳ１０３の有する通信Ｉ／Ｆと、ＥＭＳ１０３の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。電力使用量処理部１０３ｂ、電力制御判定部１０３ｅ及び電力制御コマンド生成部１０３ｆの各機能は、ＥＭＳ１０３の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。個数記憶部１０３ｃ及び乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄは、ＥＭＳ１０３の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。
【００３２】
通信制御部１０３ａは、ＭＤＭＳ１０１などの他の機器との通信を制御する。通信制御部１０３ａは、特に、第１単位時間における第１撹乱電力使用総量をＭＤＭＳ１０１から受信したり、ＳＭ１０２ａやホームサーバ１０２ｂに対して電力の使用を制御するための電力制御コマンドを送信したりする。
【００３３】
個数記憶部１０３ｃは、ＭＤＭＳ１０１が管理するＳＭ１０２ａの個数を記憶する。この個数は、地域毎の第１撹乱電力使用総量を計算する対象となる電力使用量の個数であり、地域毎の個数が個数記憶部１０３ｃに記憶される。乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄは、乱数パラメータを記憶する。乱数パラメータは、上述のＳＭ１０２ａが記憶しているものと同様であり、ある確率分布の平均や分散などを示すものである。尚、電力使用総量の概算値の計算に必要であれば、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄは、他に確率分布の歪度や尖度などのパラメータを記憶しても良い。
【００３４】
電力使用量処理部１０３ｂは、通信制御部１０３ａを介してＭＤＭＳ１０１から受信した第１撹乱電力使用総量と、個数記憶部１０３ｃに記憶された個数nと、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄに記憶された乱数生成パラメータとを用いて、第１撹乱電力使用総量における撹乱を解除して、電力使用総量の概算値を計算する。具体的には、電力使用量処理部１０３ｂは、式１により計算された第１撹乱電力使用総量RZから、「個数n×平均μ=nμ」を減算することにより、電力使用総量の概算値Zを計算する。即ち、電力使用総量の概算値Zは以下の式３により計算される。
【００３５】
【数３】
2012058998.tif 000005
【００３６】
あるいは、電力使用量処理部１０３ｂは、以下の式４により計算される第１撹乱電力使用総量の平均値RZ"から平均μを減算することにより、電力使用総量の平均の概算値Z"を計算するようにしても良い。即ち、電力使用総量の平均の概算値Z"は以下の式５により計算される。
【００３７】
【数４】
2012058998.tif 000006
【００３８】
ここで、乱数はそれぞれ独立で同一の確率分布に従うように生成されており、ＭＤＭＳ１０１が管理するＳＭ１０２ａの個数nは非常に大きいため、中心極限定理により、式１で計算される第１撹乱電力使用総量RZは正規分布N(nμ,nσ2)に従い、式４で計算される第１撹乱電力使用総量の平均値RZ"は正規分布N(nμ,nσ2/n)に従う。このため、式６により計算される真の電力使用総量Zについては、ある程度の確率で、式３により計算される値を概算値として利用することができる。また、式７により計算される真の電力使用総量の平均値Z"については、ある程度の確率で、式５により計算される値を概算値として利用することができる（参考文献３参照）。
（参考文献３）Jakob Bernoulli, Ars Conjectandi: Usum & Applicationem Praecedentis Doctrinae in  Civilibus, Moralibus & Oeconomicis, 1713, Chapter 4, (Translated into English by Oscar Sheynin)
【００３９】
【数５】
2012058998.tif 000007
【００４０】
電力制御判定部１０３ｅは、電力使用量処理部１０３ｂが計算した第１単位時間における電力使用総量の概算値に基づいて、電力制御を行うか否かを判定する。電力制御とは、例えば、電力使用総量の概算値が上限閾値を超えている場合には、各家庭での電力の使用を抑制させるようにしたり、電力使用総量の概算値が大きい順に上位所定パーセントの家庭での電力の使用を抑制させるようにしたり、電力使用総量の概算値が下限閾値を下回っている場合には、蓄電池に充電したりすることである。尚、電力制御判定部１０３ｅは、電力使用量処理部１０３ｂが計算した電力使用総量の概算値を電力供給計画の策定処理向けデータとして補助記憶部に記憶させて、当該策定処理向けデータを用いて上述の上限閾値や下限閾値を設定するようにしても良い。また、電力制御判定部１０３ｅは、電力の削減への協力を事前に許可しているか否か等の家庭システム１０２の属性に応じて、当該家庭システム１０２の家庭における電力の使用を抑制させる電力制御を行うか否かを判定するようにしても良い。電力制御コマンド生成部１０３ｆは、電力制御判定部１０３ｅが、各家庭での電力の使用を抑制するという電力制御を行なうと判定した場合には、電力の使用の抑制を要求する電力制御コマンドを通信制御部１０３ａからホームサーバ１０２ｂに送信させる。
【００４１】
次に、課金サーバ１０４において実現される各種機能について説明する。図６は、課金サーバ１０４の機能的構成を例示する図である。同図に示されるように、課金サーバ１０４は、通信制御部１０４ａ、電力使用量処理部１０４ｂ及び課金処理部１０４ｃを有する。通信制御部１０４ａの機能は、課金サーバ１０４の有する通信Ｉ／Ｆと、課金サーバ１０４の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することとにより実現される。電力使用量処理部１０４ｂ及び課金処理部１０４ｃの各機能は、課金サーバ１０４の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。
【００４２】
通信制御部１０４ａは、ＭＤＭＳ１０１などの他の機器との通信を制御する。通信制御部１０４ａは、特に、第２単位時間毎にＭＤＭＳ１０１に対して課金システム処理の実行を指示する課金処理コマンドを送信したり、第２単位時間での各家庭の第２撹乱電力使用総量をＭＤＭＳ１０１から受信したり、後述の電力使用量処理部１０４ｂが生成した乱数要求コマンドをＳＭ１０２ａに送信したり、当該乱数要求コマンドに応じて、ＳＭ１０２ａから総和乱数を受信したりする。
【００４３】
電力使用量処理部１０４ｂは、第２単位時間毎にＭＤＭＳ１０１に対して課金処理コマンドを通信制御部１０４ａから送信させ、ＳＭ１０２ａに対して当該第２単位時間を指定して当該第２単位時間内の電力使用量の撹乱に用いた乱数を要求する乱数要求コマンドを通信制御部１０４ａから送信させる。そして、電力使用量処理部１０４ｂは、課金処理コマンドに応じて通信制御部１０４ａを介してＭＤＭＳ１０１から受信した第２撹乱電力使用総量から、乱数要求コマンドに応じて通信制御部１０４ａを介してＳＭ１０２ａから総和乱数を減算することにより、第２撹乱電力使用総量における撹乱を解除して、この計算の結果、第２単位時間における家庭システム１０２の第３電力使用総量を得る。課金処理部１０４ｃは、電力使用量処理部１０４ｂが計算した第２単位時間における家庭システムの第３電力使用総量に基づいて課金処理を行う。
【００４４】
次に、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。まず、電力使用総量計算処理の手順について図７を用いて説明する。ホームサーバ１０２ｂは、自身に接続された電気機器１０２ｃの電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに書き込む（ステップＳ１）。電気機器１０２ｄも同様に、自身の電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに書き込む。ＳＭ１０２ａは、書き込まれた電気機器１０２ｃ，１０２ｄの電力使用量z_{i,j}を第１単位時間毎に集計して電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させる(ステップＳ２)。ＳＭ１０２ａが機械的に電力使用量を計測する場合には、ステップＳ１は省略され、ステップＳ２でＳＭ１０２ａは機械的に計測した電力使用量を集計する。
【００４５】
その後、ＳＭ１０２ａは、乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６に記憶された乱数パラメータを用いて乱数を生成し、集計した電力使用量に当該乱数r_{i,j}を加算することにより電力使用量を撹乱して、撹乱電力使用量rz_{i,j}を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させる(ステップＳ３)。
【００４６】
ＭＤＭＳ１０１は、ＳＭ１０２ａが記憶する撹乱電力使用量rz_{i,j}を第１単位時間に少なくとも一度読み出して撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる(ステップＳ４)。このとき、ＭＤＭＳ１０１は、家庭システム１０２に付与された家庭識別情報もＳＭ１０２ａから読み出し、撹乱電力使用量rz_{i,j}に対応付けて撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる。その後、ＭＤＭＳ１０１は、複数の家庭システム１０２についての第１撹乱電力使用総量RZを上述の式１により計算してこれを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させ、ＥＭＳ１０３に送信する（ステップＳ５）。以後、第１撹乱電力使用総量RZが用いられることがなければ、ＭＤＭＳ１０１は第１撹乱電力使用総量RZを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄから削除しても良い。また、ＭＤＭＳ１０１は、ＥＭＳ１０３からの要求に応じて、ステップＳ４における撹乱電力使用量の読み出しや、撹乱電力使用量の削除を行うようにしても良い。
【００４７】
ＥＭＳ１０３は、第１単位時間毎に、ＭＤＭＳ１０１から送信された第１撹乱電力使用総量RZを受信してこれを例えば主記憶部に記憶させる（ステップＳ６）。その後、ＥＭＳ１０３は、ステップＳ６で受信した第１撹乱電力使用総量と、個数記憶部１０３ｃに記憶された個数と、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄに記憶された乱数生成パラメータとを用いて、第１撹乱電力使用総量における撹乱を解除して、電力使用総量の概算値を計算してこれを例えば主記憶部に記憶させる（ステップＳ７）。
【００４８】
その後、ＥＭＳ１０３は、電力使用総量の概算値に基づいて電力制御を行う(ステップＳ８)。ここで、ＥＭＳ１０３は、各家庭での電力の使用を抑制するという電力制御を行なうと判定した場合には、電力の使用の抑制を要求する電力制御コマンドをホームサーバ１０２ｂに送信させる。尚、ステップＳ８の後、ＥＭＳ１０３は、第１撹乱電力使用総量や電力使用総量の概算値を主記憶部から削除しても良い。一方、ホームサーバ１０２ｂは、当該電力制御コマンドを受信すると、当該電力制御コマンドの内容が電力の使用の抑制を要求するものであると解釈し、当該要求に応じると判定した場合、ホームサーバ１０２ｂに接続された電気機器１０２ｃにおける電力の使用を抑制させる。
【００４９】
次に、電力使用量計算システムの行う課金システム処理の手順について説明する。上述の図７を用いて説明した電力使用総量計算処理が実行されると、ＭＤＭＳ１０１は各家庭の第２撹乱電力使用総量を家庭識別情報と対応付けて撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶している。この各家庭の第２撹乱電力使用総量における撹乱を解除した電力使用総量に対して第２単位時間毎に課金サーバ１０４は課金処理を行う。この課金処理を含む課金システム処理の手順について図８を用いて説明する。まず、課金サーバ１０４は、第２単位時間毎に、ＭＤＭＳ１０１に対して課金システム処理の実行を指示する課金処理コマンドを送信する(ステップＳ１０)。課金処理コマンドでは、課金処理の対象となる第２単位時間と、家庭識別情報とが指定される。尚、課金処理コマンドの送信は、課金サーバ１０４からではなく、ＭＤＭＳ１０１から課金サーバ１０４に対して送信されるようにしても良い。また、課金サーバ１０４は、課金処理コマンドで指定した家庭識別情報に対応するＳＭ１０２ａに対して、第２単位時間を指定して当該第２単位時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を要求する乱数要求コマンドを送信する（ステップＳ１１）。
【００５０】
ＭＤＭＳ１０１は、課金処理コマンドを受信すると、指定された家庭識別情報に対応し且つ第２単位時間内の各第１単位時間における撹乱電力使用量を撹乱電力使用量記憶部１０１ｄから各々読み出してこれらを集計することにより、第２撹乱電力使用総量を計算してこれを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる（ステップＳ１２）。そして、ＭＤＭＳ１０１は、ステップＳ１２で計算した第２撹乱電力使用総量を課金サーバ１０４に送信する(ステップＳ１３)。尚、所定の時間が経過した後、ＭＤＭＳ１０１は、第２撹乱電力使用総量を撹乱電力使用量記憶部１０１ｄから削除しても良い。所定の時間とは、課金サーバ１０４から第２撹乱電力使用総量の再送を受け付ける可能性がある期間であり、例えば３ヶ月などである。
【００５１】
ＳＭ１０２ａは、乱数要求コマンドを受信すると、当該乱数要求コマンドによって指定された第２単位時間内における第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を乱数記憶部１０２ａ７から取得してそれらを総和することで総和乱数を計算する（ステップＳ１４）。そして、ＳＭ１０２ａは、ステップＳ１４で生成した総和乱数を課金サーバ１０４に送信する（ステップＳ１５）。
【００５２】
課金サーバ１０４は、ＭＤＭＳ１０１から第２撹乱電力使用総量を受信するとこれを主記憶部に記憶させ（ステップＳ１６）、ＳＭ１０２ａから総和乱数を受信するとこれを主記憶部に記憶させる（ステップＳ１７）。そして、課金サーバ１０４は、第２撹乱電力使用総量から総和乱数を減算し、この計算の結果、第２単位時間における家庭システム１０２の電力使用総量を得て、これを主記憶部に記憶させる（ステップＳ１８）。課金処理部１０４ｃは、ステップＳ１８で計算した第２単位時間における家庭システムの電力使用総量に基づいて課金処理を行う（ステップＳ１９）。ステップＳ１９の後、課金サーバ１０４は、第２撹乱電力使用総量や総和乱数や電力使用総量を主記憶部から削除しても良い。
【００５３】
次に、電力使用量計算システムが行う閲覧要求処理の手順について説明する。上述の図７を用いて説明した電力使用総量計算処理が実行されると、ＭＤＭＳ１０１が各家庭の一つ以上の第１単位時間における撹乱電力使用量を家庭識別情報と対応付けて撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶している。この電力使用量の閲覧を家庭システム１０２がＭＤＭＳ１０１に対して要求する閲覧要求処理の手順について図９を用いて説明する。家庭システム１０２のホームサーバ１０２ｂは、電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求コマンドを生成してこれをＭＤＭＳ１０１に送信する（ステップＳ２０）。また、ホームサーバ１０２ｂは、当該閲覧希望期間を指定して当該閲覧希望期間内の電力使用量の撹乱に用いられた乱数を要求する乱数要求コマンドを生成してこれをＳＭ１０２ａに送信する（ステップＳ２１）。
【００５４】
ＭＤＭＳ１０１は、閲覧要求コマンドを受信すると（ステップＳ２２）、閲覧要求コマンドによって指定された家庭識別情報に対応する撹乱電力使用量のうち閲覧要求期間内の各第１単位時間に対応する撹乱電力使用量を撹乱電力使用量記憶部１０１ｄから読み出して、これらをホームサーバ１０２ｂに送信する（ステップＳ２３）。
【００５５】
ＳＭ１０２ａは、乱数要求コマンドを受信すると、当該乱数要求コマンドによって指定された閲覧希望時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を乱数記憶部１０２ａ７から取得してそれらを総和することで総和乱数を計算する（ステップＳ２４）。そして、ＳＭ１０２ａは、計算した総和乱数を、通信制御部１０２ａ１を介してホームサーバ１０２ｂに送信する（ステップＳ２５）。
【００５６】
ホームサーバ１０２ｂは、ＭＤＭＳ１０１から送信された撹乱電力使用量を受信するとこれを主記憶部に記憶させ（ステップＳ２６）、ＳＭ１０２ａから送信された総和乱数を受信するとこれを主記憶部に記憶させる（ステップＳ２７）。ホームサーバ１０２ｂは、当該撹乱電力使用量及び乱数を用いて撹乱電力使用量における撹乱を撹乱解除部１０２ｂ２に解除して、この計算の結果、電力使用量を得てこれを主記憶部に記憶させる（ステップＳ２８）。そして、ホームサーバ１０２ｂは、ステップＳ２８で計算した電力使用量を表示部に表示させる（ステップＳ２９）。ステップＳ２９の後、ホームサーバ１０２ｂは、撹乱電力使用量や総和乱数や電力使用量を主記憶部から削除しても良い。
【００５７】
以上のように、各電力メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理システムにおいて隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用総量や電力使用総量に関する概算値を計算可能になる。また、電力の逼迫状況に応じて、各家庭の電気機器を制御して、地域の電力使用量の最適化や停電の回避などの消費者と需給家との間での双方向型の動的な電力制御ができる。また、第２単位時間における各電力メータで集計された正確な電力使用量を、電力使用量の時間的推移を開示することなく計算して課金処理を行うことができる。
【００５８】
なお、本発明は前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、前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。また、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【００５９】
上述した実施の形態において、ＭＤＭＳ１０１、ＳＭ１０２ａ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のうち少なくとも１つで実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また当該各種プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供するように構成しても良い。
【００６０】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａが電力使用量を集計するのは、第１単位時間毎であり、定期的であるようにしたが、これに限らず、任意のタイミングであっても良い。
【００６１】
上述した実施の形態においては、ＭＤＭＳ１０１と課金サーバ１０４との間の通信や、ＭＤＭＳ１０１とＥＭＳ１０３との間の通信や、ＳＭ１０２ａとＭＤＭＳ１０１との間の通信や、ＭＤＭＳ１０１とホームサーバ１０２ｂとの間の通信には、送受信する情報を秘匿するためにOpenSSLなどの暗号通信を用いても良い。また、各通信時には、互いを認証するための機器認証を行っても良い。
【００６２】
例えば、ＳＭ１０２ａとＭＤＭＳ１０１との間の通信内容の秘匿や認証を行う場合には、ＳＭ１０２ａは、第１単位時間毎に集計した電力使用量を撹乱した撹乱電力使用量を暗号化した暗号文や認証子を記憶する。一方、ＭＤＭＳ１０１は、ＳＭ１０２ａから読み出した暗号文を復号して撹乱電力使用量を復元する。
【００６３】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａは、ＭＤＭＳ１０１に対して、予め指定されたプログラムや他の機器の指示に従って情報を自発的に送信する機能を有しても良い。この場合、更に、ＳＭ１０２ａは、ＭＤＭＳ１０１との間の通信内容の秘匿や認証を行う場合には、第１単位時間毎に集計した電力使用量を撹乱した撹乱電力使用量を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させ、ＭＤＭＳ１０１への送信時に撹乱電力使用量を電力使用量記憶部１０２ａ３から読み出してこれに対して暗号化を行ったり認証子を付加したりした後に送信しても良い。
【００６４】
上述した実施の形態においては、ＥＭＳ１０３には、複数のＭＤＭＳ１０１が接続されていても良い。この場合、ＥＭＳ１０３は、ＭＤＭＳ１０１毎に、電力使用総量の概算値を計算しても良い。また乱数生成パラメータが複数のＭＤＭＳ１０１で共通する場合には、ＥＭＳ１０３は、全てのＭＤＭＳ１０１から送信された撹乱電力使用量を対象に電力使用総量の概算値を計算しても良い。
【００６５】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａの乱数生成部１０２ａ５は、使用電力撹乱部１０２ａ２が電力使用量を撹乱する度に、乱数を生成するのではなく、同じ乱数を複数回利用したり、複数の乱数を予め生成して記憶したテーブルを生成し当該テーブルから乱数を選定したりしても良い。その際に、乱数生成部１０２ａ５は、時刻に応じて同一の乱数を選定するなどの規則をもたせておいても良い。このようにすることで実装負荷や処理負荷が軽くなるなどの効果がある。
【００６６】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａは、乱数記憶部１０２ａ７に記憶された乱数を、一定期間が経過した後削除したり、ＭＤＭＳ１０１やホームサーバ１０２ｂを含む他の機器に記憶させることによりバックアップしたりするようにしても良い。この場合、ＳＭ１０２ａは、ＳＭ１０２ａあるいはホームサーバ１０２ｂが保持する鍵で乱数を暗号化することでバックアップした乱数が漏洩した場合の脅威を軽減できる。また、ＳＭ１０２ａは、第１単位時間毎の電力使用量を必要としない特定の時間内の乱数を総和した総和乱数を乱数記憶部１０２ａ７に記憶させるようにしても良い。この場合、記憶容量を減らしたり、撹乱電力使用量と乱数とが併せて漏洩した場合であっても詳細な電力使用量の履歴が計算されないようにしたりできる。例えば、ＳＭ１０２ａは、３回以前の第２単位時間（通常３ヶ月前）内に乱数生成部１０２ａ５が生成した乱数については総和したものだけを乱数記憶部１０２ａ７に記憶させるようにしても良い。
【００６７】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａの乱数取得処理部１０２ａ８が、課金サーバ１０４からの頻繁な乱数要求コマンドに応じることは、真の電力使用量を撹乱するために乱数を総和することの効果が少なくなることでもある。このため、乱数取得処理部１０２ａ８は、所定の回数以上の頻繁な課金サーバ１０４からの乱数要求コマンドには応じないようにしても良い。これによりプライバシーの保護が強化される。また、乱数要求コマンドに応じて利用した乱数及び総和乱数については、乱数取得処理部１０２ａ８は、課金サーバ１０４やＳＭ１０２ａやホームサーバ１０２ｂからの要求に応じて乱数記憶部１０２ａ７から削除しても良い。これにより、ＳＭ１０２ａが侵入された場合にも乱数が漏洩して、撹乱電力使用量から電力使用量が計算される恐れをなくすことができる。
【００６８】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａは、乱数要求コマンドを課金サーバ１０４から受信し、当該乱数要求コマンドに応じて総和乱数を課金サーバ１０４に送信したが、乱数要求コマンドの受信及び総和乱数の送信をＭＤＭＳ１０１を介して行うようにしても良い。この場合、ＭＤＭＳ１０１は、第２撹乱電力使用総量を総和乱数と共に課金サーバ１０４に送信するようにしても良い。この際、ＳＭ１０２ａはＭＤＭＳ１０１に総和乱数が漏洩しないように課金サーバ１０４と事前に共有した共通鍵や課金サーバ１０４の公開鍵などで総和乱数を暗号化しても良い。
【００６９】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａが電力使用量に対して乱数を用いて行う撹乱処理の方法は、上述の例に限らない。また、撹乱処理は、ＭＤＭＳ１０１に接続される全てのＳＭ１０２ａが行うようにしても良いし、一部のＳＭ１０２ａが行うようにしても良い。ＭＤＭＳ１０１は、撹乱処理を行ったＳＭ１０２ａから送信された撹乱電力使用量に対して撹乱を解除するようにすれば良い。
【００７０】
また、この撹乱処理は、ＳＭ１０２ａではなく、ＭＤＭＳ１０１が行うようにしても良い。この場合、ＭＤＭＳ１０１は、ＳＭ１０２ａが記憶した乱数パラメータを予め記憶する。ＳＭ１０２ａは、第１単位時間毎に集計した電力使用量を電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させ、ＭＤＭＳ１０１は、ＳＭ１０２ａが記憶する電力使用量を第１単位時間に少なくとも一度読み出して記憶し、乱数パラメータを用いて乱数を生成して、当該電力使用量に当該乱数を加算することにより、撹乱電力使用量を計算してこれを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させれば良い。
【００７１】
上述した実施の形態においては、ホームサーバ１０２ｂはネットワーク等を介してＭＤＭＳ１０１と直接通信するが、ＳＭ１０２ａとネットワーク等を介してＭＤＭＳ１０１と通信を行っても良い。
【００７２】
上述した実施の形態においては、ＥＭＳ１０３の個数記憶部１０３ｃは、ＭＤＭＳ１０１が管理するＳＭ１０２ａの個数を記憶するようにしたが、これに限らず、ＥＭＳ１０３は、ＭＤＭＳ１０１が管理する家庭システムに付与された各家庭識別情報を記憶しておき、ＭＤＭＳ１０１が管理するＳＭ１０２ａの個数を用いる際に、当該家庭識別情報の数を計算することにより、当該個数を求めるようにしても良い。
【００７３】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａが乱数を生成する際に用いる確立分布として平均が「０」のものを採用することで、ＥＭＳ１０３は乱数生成パラメータを用いずに、第１撹乱電力使用総量から電力使用総量の概算値ではなく電力使用総量自体を計算することができ、第１撹乱電力使用総量の平均値から電力使用総量の平均値自体を計算することができる。この場合、ＥＭＳ１０３は、個数記憶部１０３ｃを有さなくても良い。
【００７４】
上述した実施の形態においては、ＳＭ１０２ａの乱数取得処理部１０２ａ８は、ホームサーバ１０２ｂから受信した乱数要求コマンドに応じて、閲覧希望時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数の総和をホームサーバ１０２ｂに送信したが、これに限らず、閲覧希望時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を個別にホームサーバ１０２ｂに送信したり、又は全ての乱数のうち少なくとも２つ以上については合算した値をホームサーバ１０２ｂに送信したりするようにしても良い。この場合、ホームサーバ１０２ｂは、閲覧要求コマンドに応じてＳＭ１０２ａから送信された値を用いて、閲覧希望時間内の電力使用量の撹乱に用いられた乱数の総和を計算することで、総和乱数を取得するようにしても良い。
【００７５】
同様に、ＳＭ１０２ａの乱数取得処理部１０２ａ８は、課金サーバ１０４から受信した乱数要求コマンドに応じて、第２単位時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数の総和を課金サーバ１０４に送信したが、これに限らず、第２単位時間内の第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を個別に課金サーバ１０４に送信したり、又は全ての乱数のうち少なくとも２つ以上については合算した値を課金サーバ１０４に送信したりするようにしても良い。この場合、課金サーバ１０４は、乱数要求コマンドに応じてＳＭ１０２ａから送信された値を用いて、第２単位時間内の電力使用量の撹乱に用いられた乱数の総和を計算することで、総和乱数を取得するようにしても良い。
【００７６】
上述した実施の形態においては、ＥＭＳ１０３は、電力制御を行なうと判定した場合、電力制御コマンドをホームサーバ１０２ｂに送信するようにしたが、これをＳＭ１０２ａに送信するようにしても良い。この場合、ＳＭ１０２ａは、ホームサーバ１０２ｂの有する電力制御コマンド解釈部１０２ｂ４及び機器制御部１０２ｂ５と同様に、電力制御コマンドの内容を解釈して、当該内容に応じて、ＳＭ１０２ａに接続される電気機器１０２ｄに対して電力の使用の抑制を要求する機器電力制御コマンドを機器制御部に出力する電力制御コマンド解釈部及び当該機器電力制御コマンドに従って、電気機器１０２ｄにおける電力の使用を抑制させる機器制御部を有するようにすれば良い。
【００７７】
上述した実施の形態においては、ＥＭＳ１０３は、電力使用総量の概算値を用いて電力制御を行ったが、ＥＭＳ１０３が新たな乱数生成パラメータを生成してこれをＳＭ１０２ａに通知して、当該新たな乱数生成パラメータをＳＭ１０２ａと共有するようにしても良い。これにより、電力使用総量の概算値の精度を変化させて需給計画や需給状況にあった電力制御を可能にする。例えば、夏場などの需給状況が逼迫する場面が想定される時期は、乱数生成パラメータの分散を小さく設定することで、第１撹乱電力使用総量から計算される電力使用総量の概算値や電力使用総量の平均の概算値の従う正規分布の分散が小さくなるため、電力使用総量の概算値の精度を向上させることができ、結果としてより厳密な電力制御を行うことが可能となる。逆に分散を大きく設定することで、撹乱の強度が強くなるため、プライバシーをより強固に保護可能になる。極端な例では、非常に厳密な強度が求められる場合には、乱数による撹乱処理を停止させても良い。
【００７８】
また、複数のＳＭ１０２ａのうち一部のＳＭ１０２ａが撹乱処理を実施しない場合、ＥＭＳ１０３は、それらのＳＭ１０２ａが各々集計した電力使用量を集計した電力使用総量やそれらの電力使用量の平均値から、精度の高い需給状況を把握して、撹乱処理を実施しているＳＭ１０２ａにフィードバックする乱数生成パラメータを決定するようにしても良い。例えば、乱数による撹乱処理がオプションであったり、プライバシー情報を公開することでユーザになんらかの見返りがあるなどの状況であったりすると、撹乱処理を施しているＳＭ１０２ａの集団と撹乱処理を施していないＳＭ１０２ａの集団とに分類できる。そして、この各集団に属するＳＭ１０２ａの家庭識別情報とその撹乱処理の実施の有無との対応関係をＭＤＭＳ１０１が記憶している状況では、ＭＤＭＳ１０１は、その集団別に第１撹乱電力使用総量を集計して、第１撹乱電力使用総量を撹乱処理の実施の有無を示す情報と共にＥＭＳ１０３に送信することで、ＥＭＳ１０３は、撹乱処理が施されていない正確な電力使用総量や電力使用総量の平均値を計算することができる。ＥＭＳ１０３は、この値をベースとして需給計画や需給状況との乖離を確認して、その結果に応じて、上述のように乱数生成パラメータを変化させて電力使用総量の概算値の精度を調整することで、より正確な電力制御を行うことが可能となる。
【００７９】
図１０は、本変形例にかかるＳＭ１０２ａの機能的構成を例示する図である。ＳＭ１０２ａは、図２に示した構成に加え、乱数生成パラメータ変更部１０２ａ９を有する。乱数生成パラメータ変更部１０２ａ９の機能は、ＳＭ１０２ａの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。通信制御部１０２ａ１は、ＥＭＳ１０３から新たな乱数生成パラメータを受信する。乱数生成パラメータ変更部１０２ａ９は、通信制御部１０２ａ１を介してＥＭＳ１０３から受信した新しい乱数生成パラメータを乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６に記憶させる。
【００８０】
図１１は、本変形例にかかるＥＭＳ１０３の機能的構成を例示する図である。ＥＭＳ１０３は、図５に示した構成に加え、乱数生成パラメータ生成部１０３ｇ及び乱数生成パラメータ変更部１０３ｈを有する。これらの各部の機能は、ＥＭＳ１０３の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。乱数生成パラメータ生成部１０３ｇは、電力使用総量の概算値と需給計画との乖離などを基準として、電力使用総量の概算値の精度を変化させる必要があるか否かを判定する。例えば、乱数生成パラメータ生成部１０３ｇは、需給計画よりも電力使用総量の概算値が所定％上回っていると判定した場合、より厳密な精度に変化させると判定する。電力使用総量の概算値の精度の変更が必要と判定した場合には、乱数生成パラメータ生成部１０３ｇは、新たな乱数生成パラメータを計算する。例えば上述したように、より厳密な精度が要求される場合には、乱数生成パラメータ生成部１０３ｇは、乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６に記憶されている乱数パラメータよりも小さい分散を示すように新たな乱数生成パラメータを計算する。乱数生成パラメータ変更部１０３ｈは、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄに記憶されている乱数パラメータを、乱数生成パラメータ生成部１０３ｇが計算した乱数生成パラメータに変更する。
【００８１】
次に、図７のステップＳ７でＥＭＳ１０３が計算した電力使用総量の概算値を用いて、新たな乱数生成パラメータを生成する処理の手順について図１２を用いて説明する。ＥＭＳ１０３は、電力使用総量の概算値から需給計画との乖離や需給状況の逼迫度を把握する（ステップＳ３０）。ＥＭＳ１０３は、電力使用総量の概算値の精度に要求される厳密性の変動に応じて、ＳＭ１０２ａが生成する乱数を変更するための新たな乱数生成パラメータを生成する（ステップＳ３１）。ＥＭＳ１０３は、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄに記憶された乱数生成パラメータを、ステップＳ３１で生成した新たな乱数生成パラメータに変更する（ステップＳ３２）。また、ＥＭＳ１０３は、ステップＳ３１で生成した新たな乱数生成パラメータをＳＭ１０２ａに送信する（ステップＳ３３）。新たな乱数パラメータのＳＭ１０２ａへの送信は、ＭＤＭＳ１０１を介しても良い。ＳＭ１０２ａは、ＥＭＳ１０３から送信された新しい乱数生成パラメータを、乱数生成パラメータ記憶部１０２ａ６に記憶させ、次回以降の乱数の生成に利用する。
【００８２】
以上のような構成によれば、電力の逼迫状況などに応じて電力使用総量の概算値の精度を高めたり、電力使用量の撹乱を強固に実施したりできる。
【００８３】
尚、ＥＭＳ１０３は、ステップＳ３３で新たな乱数生成パラメータを送信する際に、その乱数生成パラメータを用いた乱数の生成を始める時期を示す情報も併せて送信するようにしても良い。このような構成によれば、新旧の乱数生成パラメータが混在して電力使用総量の概算値の精度が下がるなどの問題を避けることができる。
【００８４】
また、変更後の乱数生成パラメータは、ＳＭ１０２ａとＥＭＳ１０３とで事前に共有しておいても良い。例えば、１〜３月は乱数生成パラメータセットAを使用し、８月は乱数生成パラメータセットBを使用するといった具合に異なる種類の乱数生成パラメータセットをＳＭ１０２ａとＥＭＳ１０３とが共有しておいても良い。各乱数生成パラメータセットは、各々識別可能にパラメータ識別情報が付与されるようにし、ＳＭ１０２ａとＥＭＳ１０３とが当該パラメータ識別情報も共有するようにしても良い。そして、ＳＭ１０２ａとＥＭＳ１０３とは、乱数生成パラメータを直接送受信するのではなく、パラメータ識別情報を送受信することにより間接的に乱数生成パラメータを通知するようにしても良い。これにより通信の手間を省いたり、通信におけるデータ容量を削減したりできる。
【００８５】
また、ＥＭＳ１０３とＳＭ１０２ａとで共通鍵や公開鍵や秘密鍵を共有して、ＥＭＳ１０３は、新たな乱数生成パラメータを、これらの鍵を用いて暗号化してＳＭ１０２ａに送信しても良い。これにより、通信路上の撹乱電力使用総量や撹乱電力使用量や乱数生成パラメータを盗聴して、電力使用総量の概算値を得ようとする行為や電力使用量の推移を統計的解析などで明らかにしようとする攻撃に対して耐性を持たせることができる。
【００８６】
上述した各実施の形態においては、課金サーバ１０４は、各家庭の第２単位時間における電気使用総量に基づいて、課金処理を行うようにした。スマートグリッドでは、電力使用量の多い時間帯は課金単位が上がる(電気単価が高くなる)こともある。このような動的価格売買(ダイナミック・プライシング)を行う際にも、ＭＤＭＳ１０１に記憶された各家庭の撹乱電力使用量とＳＭ１０２ａに記憶された乱数とを用いて、課金システム処理ができる。尚、電力価格は第１単位時間毎に変動あるいは前と同じ値を使うものとし、第２単位時間に含まれる第１単位時間に対応するk個の電力単価をp_{i,1},p_{i,2},...,p_{i,k}であるとする。例えば、第２単位時間を通じて電力単価が10円で一定ならば、k=1およびp_{i,1}=10となる。また、日中のピーク時は電力単価が15円、深夜の電力単価が5円、その他が10円である場合には、k=3であり、p_{i,1}=5(深夜)、p_{i,2}=10(平時)、p_{i,3}=15(ピーク時)となる。日中の時間帯でなくとも、日ごとに電力単価が異なっていても良い。
【００８７】
図１３は、本変形例に係るＳＭ１０２ａの機能的構成を例示する図である。ＳＭ１０２ａは、図２に示した構成に加え、区分記憶部１０２ａ１０及び送信乱数分類部１０２ａ１１を有する。区分記憶部１０２ａ１０は、ＳＭ１０２ａの有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。送信乱数分類部１０２ａ１１の機能は、ＳＭ１０２ａの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。区分記憶部１０２ａ１０は、乱数を区分するための第１単位時間毎の電力単価に関する区分情報を記憶する。区分情報は、第１単位時間毎に第１単位時間jがどの電力単価p_{i,k}の区分kに属するかを示す情報である。区分情報が必ずしも電力単価p_{i,k}そのものを示す必要はなく、ある第１単位時間が他の第１単位時間と同一の区分であることが判別でき、かつ課金サーバ１０４がその区分kに応じた電力単価p_{i,k}を判別できれば良い。区分に応じた電力単価の値は、第１単位時間が属する時間帯（朝，昼，夜）や季節などに応じて事前に区分を決めるという静的な方法の他、ＥＭＳ１０３またはＭＤＭＳ１０１が電力の逼迫状況に応じてＳＭ１０２ａに区分を動的に通知するとしても良いし、静的な方法と動的な方法との組み合わせであっても良い。
【００８８】
送信乱数分類部１０２ａ１１は、課金サーバ１０４から送信された乱数要求コマンドに応じて乱数取得処理部１０２ａ８が総和乱数を計算する際に上述の区分k毎に乱数を総和することで区分毎の総和乱数を計算して、その区分に属している第１単位時間のインデックスjについても区分毎の総和乱数と共に通信制御部１０２ａ１を介して課金サーバ１０４に送信する。また、送信乱数分類部１０２ａ１１は、その区分の電力単価p_{i,k}を把握している場合はこれも通信制御部１０２ａ１を介して課金サーバ１０４に送信するようにしても良い。
【００８９】
図１４は、本変形例に係るＭＤＭＳ１０１の機能的構成を例示する図である。ＭＤＭＳ１０１は、図４に示した構成に加え、区分記憶部１０１ｅを有する。区分記憶部１０１ｅは、ＭＤＭＳ１０１の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。区分記憶部１０１ｅは、各家庭システムiの第１単位時間j毎の電力単価に関する区分情報を記憶している。区分情報は、各家庭システムiの第１単位時間毎に第１単位時間jがどの電力単価p_{i,k}の区分kに属するかを示す情報である。区分情報が必ずしも電力単価p_{i,k}そのものを示す必要はなく、ある第１単位時間が他の第１単位時間と同一の区分であることが判別でき、かつ課金サーバ１０４がその区分kに応じた電力単価p_{i,k}を判別できれば良い。区分に応じた電力単価の値は、第１単位時間が属する時間帯（朝，昼，夜）や季節などに応じて事前に区分を決めるという静的な方法の他、ＥＭＳ１０３から通知を受けたり、またはＭＤＭＳ１０１が決めたりして動的に変更しても良いし、静的な方法と動的な方法との組み合わせであっても良い。この構成においては、撹乱電力処理部１０１ｃは、区分記憶部１０１ｅに記憶された区分情報を参照して、区分k毎に撹乱電力使用総量RZ'_{k}を計算してこれを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる。
【００９０】
図１５は、本変形例に係る課金サーバ１０４の機能的構成を例示する図である。課金サーバ１０４は、更に、受信乱数分類部１０４ｄ及び区分記憶部１０４ｅを有する。受信乱数分類部１０４ｄは、課金サーバ１０４の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。区分記憶部１０４ｅは、課金サーバ１０４の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。区分記憶部１０４ｅは、区分及び電力単価の対応関係を記憶するものであり、区分毎の電力単価を記憶している。受信乱数分類部１０４ｄは、乱数要求コマンドに応じてＳＭ１０２ａから送信された区分毎に計算された総和乱数を、通信制御部１０４ａを介して受信し、課金処理コマンドに応じてＭＤＭＳ１０１から送信された区分毎の撹乱電力使用総量を、通信制御部１０４ａを介して受信し、区分毎に総和乱数及び撹乱電力使用総量を分類する。電力使用量処理部１０４ｂは、受信乱数分類部１０４ｄが区分毎に分類した総和乱数及び撹乱電力使用総量を用いて、区分毎に撹乱電力使用総量から総和乱数を減算することにより、区分毎の電力使用総量を計算する。課金処理部１０４ｃは、電力使用量処理部１０４ｂが計算した第２単位時間における家庭システムの区分毎の電力使用総量に、各区分に応じた電力単価を乗じることで課金処理を行う。
【００９１】
次に、本変形例に係る電力使用総量計算処理の手順について説明する。この手順自体は図７に示されるものと略同様であるためその図示を省略する。ステップＳ１〜Ｓ２は実施の形態と同様である。ステップＳ３では、ＳＭ１０２ａは、区分k毎に第１単位時間における撹乱電力使用量RZ'_{k}を計算してこれを電力使用量記憶部１０２ａ３に記憶させる。ステップＳ４では、ＭＤＭＳ１０１は、ＳＭ１０２ａが区分k毎に記憶する撹乱電力使用量RZ'_{k}を第１単位時間に少なくとも一度読み出してこれを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる。このとき、ＭＤＭＳ１０１は、家庭システム１０２に付与された家庭識別情報もＳＭ１０２ａから読み出し、撹乱電力使用量RZ'_{k}に対応付けて撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる。ステップＳ５では、ＭＤＭＳ１０１は、区分kに関りなく、複数の家庭システム１０２についての第１撹乱電力使用総量RZを上述の式１により計算してこれをＥＭＳ１０３に送信する。ステップＳ６〜Ｓ８は上述の第１の実施の形態と同様である。
【００９２】
次に、本変形例に係る課金システム処理の手順について説明する。この手順自体は図８に示されるものと略同様であるためその図示を省略する。ステップＳ１０〜Ｓ１１は実施の形態と同様である。ステップＳ１２では、ＭＤＭＳ１０１は、区分k毎に撹乱電力使用総量RZ'_{k}を計算してこれを撹乱電力使用量記憶部１０１ｄに記憶させる。ステップＳ１３では、ＭＤＭＳ１０１は、ステップＳ１２で計算した区分毎の撹乱電力使用総量を課金サーバ１０４に送信する。ステップＳ１４では、ＳＭ１０２ａは、乱数要求コマンドを受信すると、当該乱数要求コマンドによって指定された第２単位時間内における第１単位時間に対応して電力使用量の撹乱に用いた乱数を乱数記憶部１０２ａ７から取得し、区分記憶部１０１ｅに記憶された区分情報を参照して、区分毎に乱数を総和することで区分毎の総和乱数を計算する。ステップＳ１５では、ＳＭ１０２ａは、ステップＳ１４で生成した区分毎の総和乱数及び各区分に属する第１単位時間のインデックスjを課金サーバ１０４に送信する。
【００９３】
ステップＳ１６では、課金サーバ１０４は、ＭＤＭＳ１０１から区分毎の撹乱電力使用総量を受信するとこれを主記憶部に記憶させ、ステップＳ１７では、ＳＭ１０２ａから区分毎の総和乱数及び各区分に属する第１単位時間のインデックスjを受信するとこれを主記憶部に記憶させる。ステップＳ１８では、課金サーバ１０４は、区分毎に総和乱数及び撹乱電力使用総量を分類し、区分毎の総和乱数及び撹乱電力使用総量を用いて、区分毎に撹乱電力使用総量から総和乱数を減算することにより、区分毎の電力使用総量を計算する。ステップＳ１９では、課金サーバ１０４は、区分記憶部１０４ｅに記憶された区分毎の電力単価を参照して、ステップＳ１８で計算した区分毎の電力使用総量に、各区分に応じた電力単価を乗じることで、第２単位時間における家庭システムの課金処理を行う。
【００９４】
以上のような構成によれば、電力の逼迫状況に応じて電力価格を動的に変化させた場合でも課金サーバ１０４は正確に課金処理を行うことができる。
【００９５】
尚、ステップＳ１２では、ＭＤＭＳ１０１は、区分毎に撹乱電力使用総量を計算する際に、各区分に対応する電力単価を区分毎の撹乱電力使用総量に各々乗じて、ステップＳ１３では、区分毎に電力単価を乗じた撹乱電力使用総量を課金サーバ１０４に送信するようにしても良い。同様に、ステップＳ１４では、ＳＭ１０２ａが区分毎の総和乱数を計算する際に、各区分に対応する電力単価を区分毎の総和乱数に各々乗じて、ステップＳ１５では、区分毎に電力単価を乗じた総和乱数を課金サーバ１０４に送信するようにしても良い。この場合、ステップＳ１８では、課金サーバ１０４は、ＭＤＭＳ１０１から受信した値から、ＳＭ１０２ａから受信した値を減じることにより、課金料金に相当する値を得ることができる。
【００９６】
上述した実施の形態においては、電力使用総量又はその平均の概算値を計算するのはＥＭＳ１０３であるとしたが、ＭＤＭＳ１０１であっても良い。この場合、ＭＤＭＳ１０１は、ＥＭＳ１０３が有した上述の個数記憶部１０３ｃ、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄ及び電力使用量処理部１０３ｂを更に有する。電力使用量処理部１０３ｂは、撹乱電力処理部１０１ｃが計算した第１撹乱電力使用総量と、個数記憶部１０３ｃに記憶された個数nと、乱数生成パラメータ記憶部１０３ｄに記憶された乱数生成パラメータとを用いて、第１撹乱電力使用総量における撹乱を解除して、電力使用総量又はその平均の概算値を計算する。
【００９７】
上述した実施の形態に係る構成は、電力使用量の計算の他、ガスや水道などの使用量の計算にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０１  ＭＤＭＳ
１０１ａ  通信制御部
１０１ｂ  電力使用量取得部
１０１ｃ  撹乱電力処理部
１０１ｄ  撹乱電力使用量記憶部
１０１ｅ  区分記憶部
１０２  家庭システム
１０２ａ  ＳＭ
１０２ａ１  通信制御部
１０２ａ２  使用電力撹乱部
１０２ａ３  電力使用量記憶部
１０２ａ４  計測部
１０２ａ５  乱数生成部
１０２ａ６  乱数生成パラメータ記憶部
１０２ａ７  乱数記憶部
１０２ａ８  乱数取得処理部
１０２ａ９  乱数生成パラメータ変更部
１０２ａ１０  区分記憶部
１０２ａ１１  送信乱数分類部
１０２ｂ  ホームサーバ
１０２ｂ１  通信制御部
１０２ｂ２  撹乱解除部
１０２ｂ３  閲覧処理部
１０２ｂ４  電力制御コマンド解釈部
１０２ｂ５  機器制御部
１０２ｂ６  計測部
１０２ｃ，１０２ｄ  電気機器
１０３  ＥＭＳ
１０３ａ  通信制御部
１０３ｂ  電力使用量処理部
１０３ｃ  個数記憶部
１０３ｄ  乱数生成パラメータ記憶部
１０３ｅ  電力制御判定部
１０３ｆ  電力制御コマンド生成部
１０３ｇ  乱数生成パラメータ生成部
１０３ｈ  乱数生成パラメータ変更部
１０４  課金サーバ
１０４ａ  通信制御部
１０４ｂ  電力使用量処理部
１０４ｃ  課金処理部
１０４ｄ  受信乱数分類部
１０４ｅ  区分記憶部
１０５  アプリケーションサーバ
１０６  ネットワーク
【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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