(57)【要約】【課題】追加的な特別の機器の設置及び関連する情報やデータが必要とされることなく、対象住宅や対象住戸のエネルギー需要量の計測データに基づいて元々の実際のエネルギー需要量を高い精度で推定することができるようにする。【解決手段】所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータが取得され（Ｓ１）、エネルギー需要量の推定値の累積値の存在範囲に関する制約条件、エネルギー需要量の推定値の総和と計測値の総和との一致に関する制約条件、及びエネルギー需要量の推定値と計測値との差分の範囲に関する制約条件のもとで、エネルギー需要量の推定値と計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値が算定される（Ｓ２）ようにした。【選択図】図１
2017201298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される前記計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータが用いられ、（１）分析対象期間の始まりからの前記計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の累積値が前記分析対象期間の始まりからの前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定のエネルギー量を加えた値以下であること、（２）前記分析対象期間における前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値の総和と前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（３）前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値と前記エネルギー需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値と前記エネルギー需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値が算定されることを特徴とするエネルギー需要量の推定方法。
【請求項２】
前記エネルギー需要量の計測値がスマートメータのＡルートから出力される電力需要量のデータであることを特徴とする請求項１記載のエネルギー需要量の推定方法。
【請求項３】
所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される前記計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータの入力を受ける手段と、（１）分析対象期間の始まりからの前記計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の累積値が前記分析対象期間の始まりからの前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定のエネルギー量を加えた値以下であること、（２）前記分析対象期間における前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値の総和と前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（３）前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値と前記エネルギー需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値と前記エネルギー需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値を算定する手段とを有することを特徴とするエネルギー需要量の推定装置。
【請求項４】
前記エネルギー需要量の計測値がスマートメータのＡルートから出力される電力需要量のデータであることを特徴とする請求項３記載のエネルギー需要量の推定装置。
【請求項５】
所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される前記計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータの入力を受ける処理と、（１）分析対象期間の始まりからの前記計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の累積値が前記分析対象期間の始まりからの前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定のエネルギー量を加えた値以下であること、（２）前記分析対象期間における前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値の総和と前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（３）前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値と前記エネルギー需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値と前記エネルギー需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、前記計測時刻毎の前記エネルギー需要量の推定値を算定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするエネルギー需要量の推定プログラム。
【請求項６】
前記エネルギー需要量の計測値がスマートメータのＡルートから出力される電力需要量のデータであることを特徴とする請求項５記載のエネルギー需要量の推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、住宅や住戸における例えば電気やガスなどの使用量を推定する際に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の説明において、単位であることを明確にするために［  ］を用いる場合がある。
【０００３】
例えば独居高齢者世帯等の見守りサービスなどにおいて世帯居住者の在宅・不在を判定したり、家庭における種々の機器の使用・稼働状況や世帯居住者の生活状態を推定したりするためには、電気，ガス，或いは水道といったエネルギーの実際の需要を時刻別に把握することが重要である。
【０００４】
電気に関しては、電気の使用（即ち、電力需要）から生活状態を推定することによって独居高齢者や家族を見守るサービスの実現が検討されたり、住居内の例えば空調等の機器の制御が自動で行われるシステムについて運用効率を改善して節電に繋げるために居住者が在宅であるか不在であるかの判定が行われたりしている例がある。具体的には例えばドアの開閉，人感センサ，或いはＣＯ2センサなどを利用するものがあり、また、住宅内への機器の設置が必要とされない非侵入型モニタリングの手法の一つとして電力需要データを用いるものが開発されている（非特許文献１）。
【０００５】
このような非侵入型モニタリングに関連しては、我が国において、スマートメータと呼ばれる、通信機能を備えて電力の利用状況（即ち、電力需要）をリアルタイムに確認することができる次世代電力計の低圧部門（具体的には、一般家庭）への設置が進められている（非特許文献２）。
【０００６】
ガスについては、ガスの配管を切断することなく時刻毎のガス流量を計測する装置として、例えば、ガス配管に設けられている膜式ガスメータに装着され、当該膜式ガスメータ内部の、ガスの流動に応じて周期運動する永久磁石の移動に伴う周期的な磁気変化を磁気センサによって検出し、当該周期的な磁気変化の検出に基づいて所定のガス流量（具体的には、ガスメータの単位計量体積）に対応したパルス出力を流量カウント数として所定時間毎に出力するものがある（例えば、特許文献１，特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２５６３４号公報
【特許文献２】特開２０１４−００６０５８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｔ．Ａ．Ｎｇｕｙｅｎ  ａｎｄ  Ｍ．Ａｉｅｌｌｏ「Ｅｎｅｒｇｙ  ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｕｓｅｒ  ａｃｔｉｖｉｔｙ：Ａ  ｓｕｒｖｅｙ」，Ｅｎｅｒｇｙ  ａｎｄ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，Ｖｏｌ．５６，ｐｐ．２４４−２５７，２０１３年
【非特許文献２】経済産業省スマートメータ制度検討会「スマートメータの導入促進に伴う課題と対応について」，［online］，［平成２８年４月１４日及び平成２９年２月１５日アクセス］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.meti.go.jp/committee/summary/0004668/pdf/015_03_00.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
次世代電力計として設置が進められているスマートメータで自動検針された電力需要値を電力会社（具体的には、送配電部門）へと送るルートは「Ａルート」と呼ばれる。このＡルートから得られる電力需要データ（「Ａルートデータ」と呼ぶ）は、３０分間隔で出力され、且つ、１００ Ｗｈ 刻み（言い換えると、１００ Ｗｈ 単位）の電力需要量の数値である。したがって、Ａルートデータでは、各世帯の各３０分間における実際の電力需要（実需要）として１００ Ｗｈ に満たない電力需要は、当該時刻（３０分時間帯）の計測値としては切り捨てられ（言い換えると、計上されず）、次の時刻（３０分時間帯）の計測値に繰り越され、すなわち、１００ Ｗｈ 単位への切り捨て・繰り越し操作が行われる。
【００１０】
実際の電力需要（実需要）に対応して出力されるＡルートデータとしての計測値は、具体的には例えば以下の表１のようになる。なお、表１における「実際の電力需要」は、電力需要の瞬時値が仮に計測されているとした場合の仮想の値であり、瞬時値の３０分間積分値である。
【００１１】
【表１】
2017201298.tif 000003
【００１２】
表１に示す例から、３０分間の電力需要量が１００ Ｗｈ に満たない時刻区分（３０分時間帯）では実際には電力需要が有るにも拘わらず、Ａルートデータ（表中の「Ａルート計測値」）では電力需要が無いことになったり、或いは、連続する時刻区分（具体的には、１１：００と１１：３０）において実際の電力需要量としての差違は小さい（具体的には、約１６ Ｗｈ）にも拘わらず、Ａルートデータ（「Ａルート計測値」）では１００ Ｗｈ もの差違になったりする（言い換えると、偽の需要変動が生じたりする）ことが確認される。
【００１３】
このため、Ａルートデータをそのまま利用して居住者が在宅であるか不在であるかを判定した場合には、適切な判定が行われない虞があり、高い精度で判定を行うことは困難である。特に、３０分間における実際の電力需要が１００ Ｗｈ に満たない時間帯においては、Ａルートデータとしては０ Ｗｈ と１００ Ｗｈ とが交互に出力される状態になり、実際の電力需要に比してその差違が相対的に大きな割合となって誤判定が多くなってしまう。この点に関連しては、省エネルギー機器への切り替えなどにより、エアコンや電子レンジなどの電力消費量が比較的大きい機器を利用しない時間帯における電力需要は減少する傾向にあり、前記誤判定は益々多くなると考えられる。
【００１４】
また、特許文献１や特許文献２のガス流量計測装置では家庭におけるガスの消費量が所定時間毎にカウント数として把握され、得られる計測データは、所定の時間毎に出力される、所定の流量毎に１カウントとして計数する流量カウント数である。具体的には例えば、所定時間は１０秒であり、１カウントに対応する実際のガス流量は１．２［Ｌ］や１．０［Ｌ］であり、したがって、１０秒間隔での、１．２［Ｌ］や１．０［Ｌ］刻みのガス消費量が把握される。しかしながら、例えばガスファンヒータやガスコンロのガス消費量は１．２［Ｌ／１０秒］に比べて通常は小さいため、１０秒間隔で出力される、実際のガス流量１．２［Ｌ］を１カウントとして計数する流量カウント数としての計測ではカウント値の変化は散発的（言い換えると、間欠的）になる。したがって、ガスファンヒータやガスコンロの各器具単体での実際のガス消費量に対応する計測値としての流量カウント数は、これら器具がたとえ継続的に使用されていても０若しくは１の出力となる。このため、ガスの配管における時刻毎の実際のガス流量を適切に把握することは困難であるという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、追加的な特別の機器の設置及び関連する情報やデータが必要とされることなく、例えばスマートメータのＡルートデータのような、対象住宅や対象住戸の例えば電力需要量やガス消費量などのエネルギー需要量の計測データであって値の変化の生起について所定の間隔で間欠的に把握され且つ値の変化の態様について所定の量を単位として離散的に把握された計測データ群に基づいて元々の実際のエネルギー需要量を高い精度で推定することができるエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定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】
【００１６】
かかる目的を達成するため、本発明のエネルギー需要量の推定方法は、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータが用いられ、（１）分析対象期間の始まりからの計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の累積値が分析対象期間の始まりからの計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定のエネルギー量を加えた値以下であること、（２）分析対象期間における計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の総和と計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（３）計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値とエネルギー需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値とエネルギー需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値が算定されるようにしている。
【００１７】
本発明のエネルギー需要量の推定装置は、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータの入力を受ける手段と、（１）分析対象期間の始まりからの計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の累積値が分析対象期間の始まりからの計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定のエネルギー量を加えた値以下であること、（２）分析対象期間における計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の総和と計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（３）計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値とエネルギー需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値とエネルギー需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値を算定する手段とを有するようにしている。
【００１８】
本発明のエネルギー需要量の推定プログラムは、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータの入力を受ける処理と、（１）分析対象期間の始まりからの計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の累積値が分析対象期間の始まりからの計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定のエネルギー量を加えた値以下であること、（２）分析対象期間における計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値の総和と計測時刻毎のエネルギー需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（３）計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値とエネルギー需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値とエネルギー需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎のエネルギー需要量の推定値を算定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
【００１９】
したがって、これらのエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムによると、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量を計測単位として計量されるエネルギー需要量の計測値との組み合わせデータ、すなわち、所定の時間間隔且つ所定のエネルギー量刻みという値の変化が散発的（言い換えると、間欠的）であり且つ離散的であるデータ、或いは言い換えると、値の変化の生起が時系列において散発的（間欠的）であり且つ値の変化の態様が離散的であるデータに基づいて、計測時刻毎のエネルギー需要量が算定される。
【００２０】
本発明のエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムは、エネルギー需要量の計測値がスマートメータのＡルートから出力される電力需要量のデータであるようにしても良い。この場合には、スマートメータのＡルートデータがエネルギー需要量の計測値として用いられて、計測時刻毎の電力需要量が算定される。ここで、スマートメータのＣルートのデータもＡルートのデータと同じ内容であり、本発明の説明ではＣルートとして提供されて取得されるデータも含めて「Ａルートデータ」と呼ぶ。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムによれば、値の変化の生起が時系列において散発的（間欠的）であり且つ値の変化の態様が離散的であるデータに基づいて計測時刻毎のエネルギー需要量を算定することができるので、エネルギー需要の実態の再現性の向上を図ることが可能になる。
【００２２】
本発明のエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムは、スマートメータのＡルートデータに対して適用されるようにした場合には、計測時刻毎の電力需要量を算定することができるので、電力需要の実態の再現性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のエネルギー需要量の推定方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【図２】実施形態のエネルギー需要量の推定方法をエネルギー需要量の推定プログラムを用いて実施する場合の当該プログラムによって実現されるエネルギー需要量の推定装置の機能ブロック図である。
【図３】実施形態の連続データの作成方法を説明する図であり、計測データとしての電力需要量に基づいて各計測時刻における実際の電力需要量を推定する方法を説明する図である。
【図４】真の累積需要曲線としての折れ線を推定する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１乃至図４に、本発明のエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムの実施形態の一例を示す。
【００２６】
本実施形態では、計測対象であると共に推定対象であるエネルギー需要量が電力需要量である場合を例に挙げて説明する。
【００２７】
そして、本実施形態のエネルギー需要量の推定方法は、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量としての電力量［Ｗｈ］を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量としての電力需要量の計測値［Ｗｈ／所定の時間間隔］との組み合わせデータが取得され（Ｓ１）、（制約条件１）分析対象期間の始まりからの計測時刻毎の電力需要量の推定値の累積値が分析対象期間の始まりからの計測時刻毎の電力需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定の電力量を加えた値以下であること、（制約条件２）分析対象期間における計測時刻毎の電力需要量の推定値の総和と計測時刻毎の電力需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（制約条件３）計測時刻毎の電力需要量の推定値と電力需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、計測時刻毎の電力需要量の推定値と電力需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎の電力需要量の推定値が算定される（Ｓ２）ようにしている（図１参照）。
【００２８】
また、本実施形態のエネルギー需要量の推定装置は、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量としての電力量［Ｗｈ］を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量としての電力需要量の計測値［Ｗｈ／所定の時間間隔］との組み合わせデータの入力を受ける手段としてのデータ受部１１ａと、（制約条件１）分析対象期間の始まりからの計測時刻毎の電力需要量の推定値の累積値が分析対象期間の始まりからの計測時刻毎の電力需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定の電力量を加えた値以下であること、（制約条件２）分析対象期間における計測時刻毎の電力需要量の推定値の総和と計測時刻毎の電力需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（制約条件３）計測時刻毎の電力需要量の推定値と電力需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、計測時刻毎の電力需要量の推定値と電力需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎の電力需要量の推定値を算定する手段としての需要量算定部１１ｂとを有する。
【００２９】
上記エネルギー需要量の推定方法及びエネルギー需要量の推定装置は、エネルギー需要量の推定プログラムがコンピュータ上で実行されることによっても実施・実現され得る。ここでは、エネルギー需要量の推定プログラムがコンピュータ上で実行されることによってエネルギー需要量の推定方法が実施されると共にエネルギー需要量の推定装置が実現される場合を説明する。
【００３０】
本実施形態のエネルギー需要量の推定プログラム１７を実行するためのコンピュータ１０（本実施形態では、エネルギー需要量の推定装置１０でもある）の全体構成を図２に示す。
【００３１】
このコンピュータ１０（エネルギー需要量の推定装置１０）は制御部１１，記憶部１２，入力部１３，表示部１４，及びメモリ１５を備え、これらが相互にバス等の信号回線によって接続されている。
【００３２】
制御部１１は、記憶部１２に記憶されているエネルギー需要量の推定プログラム１７に従ってコンピュータ１０全体の制御並びにエネルギー需要量の推定に係る演算を行うものであり、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）である。
【００３３】
記憶部１２は、少なくともデータやプログラムを記憶可能な装置であり、例えばハードディスクである。
【００３４】
入力部１３は、少なくとも作業者の命令や種々の情報を制御部１１に与えるためのインターフェイス（即ち、情報入力の仕組み）であり、例えばキーボードやマウスである。なお、例えばキーボードとマウスとの両方のように複数種類のインターフェイスを入力部１３として有するようにしても良い。
【００３５】
表示部１４は、制御部１１の制御によって文字や図形或いは画像等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。
【００３６】
メモリ１５は、制御部１１が種々の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）である。
【００３７】
そして、コンピュータ１０（以下、「エネルギー需要量の推定装置１０」と表記する）の制御部１１には、エネルギー需要量の推定プログラム１７が実行されることにより、所定の時間間隔の計測時刻と所定のエネルギー量としての電力量［Ｗｈ］を計測単位として計量される計測時刻毎のエネルギー需要量としての電力需要量の計測値［Ｗｈ／所定の時間間隔］との組み合わせデータの入力を受ける処理を行うデータ受部１１ａと、（制約条件１）分析対象期間の始まりからの計測時刻毎の電力需要量の推定値の累積値が分析対象期間の始まりからの計測時刻毎の電力需要量の計測値の累積値以上且つ前記累積値に前記所定の電力量を加えた値以下であること、（制約条件２）分析対象期間における計測時刻毎の電力需要量の推定値の総和と計測時刻毎の電力需要量の計測値の総和とが一致すること、及び（制約条件３）計測時刻毎の電力需要量の推定値と電力需要量の計測値との差分が所定の範囲内であることを制約条件とすると共に、計測時刻毎の電力需要量の推定値と電力需要量の計測値との差分の２乗の和を最小化することを目的関数として、計測時刻毎の電力需要量の推定値を算定する処理を行う需要量算定部１１ｂとが構成される。
【００３８】
そして、エネルギー需要量の推定方法の実施として、まず、エネルギー需要量の計測が行われて計測データの取得が行われる（Ｓ１）。
【００３９】
本実施形態におけるエネルギー需要量としての電力需要量の計測の仕方は、電力需要量の推定の対象である住宅や住戸における電力需要量を計測して所定の計量単位（言い換えると、所定の計量の刻み）で所定の時間毎に例えば電気的な信号として前記所定の計量単位での需要量を出力するものであれば、特定の方法や機器によるものに限定されるものではなく、前記のような計測を行い得る方法や機器が適宜選択される。
【００４０】
具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、電力需要量の計測の仕方（具体的には、計測機器）としてスマートメータ（例えば上述の非特許文献２を参照）が利用され得る。
【００４１】
電力需要量の計測における、上述の「所定の計量単位」としての、１単位として扱われる（言い換えると、１単位として計量される）実際の電力量は、特定の値［Ｗｈ］に限定されるものではなく、例えば計測に用いられる計測機器の仕様などが踏まえられた上で適当な値に適宜設定される。具体的には例えば、スマートメータのＡルートデータでは、１単位として扱われる実際の電力量は１００ Ｗｈ であり、１００ Ｗｈ 刻み（言い換えると、１００ Ｗｈ 単位）の数値が出力される。
【００４２】
また、電力需要量の計測における、上述の「所定の時間」としての、計測値を出力する時間間隔は、特定の時間長さ［分］に限定されるものではなく、例えば計測に用いられる計測機器の仕様などが踏まえられた上で適当な時間長さに適宜設定される。具体的には例えば、スマートメータのＡルートデータでは、計測値が出力される時間間隔は３０分である。
【００４３】
そして、本実施形態では、電力需要量の計測においてスマートメータが利用され、上述の「所定の計量単位」が１００ Ｗｈ であると共に上述の「所定の時間」が３０分である計測データ、すなわち、実際の電力量１００ Ｗｈ を１単位として計量される電力需要の値（「需要単位計量値」と呼ぶ）が３０分間隔で出力される計測データが、Ｓ１の処理によって取得されるとする。
【００４４】
そして、計測によって取得された電力需要量の計測値（具体的には、需要単位計量値）は、制御部１１のデータ受部１１ａを介してエネルギー需要量の推定装置１０へと入力される。
【００４５】
電力需要量の計測値（需要単位計量値）は、エネルギー需要量の推定装置１０へと、各種記録媒体やデータサーバを介して入力されるようにしても良く、或いは、エネルギー需要量の推定装置１０と計測機器とがデータや制御指令等の信号の送受信（即ち、出入力）が可能であるように電気的に接続されて入力されるようにしたり、または、例えばスマートメータのように計測機器が備えている通信機能または計測機器に付加された通信機能や通信機序によって入力されるようにしたりしても良い。
【００４６】
記録媒体を介して計測値がエネルギー需要量の推定装置１０へと入力される場合には、例えば、計測機器から出力された需要単位計量値が記録媒体に記録され、当該記録媒体がエネルギー需要量の推定装置１０の記録媒体接続用端子（図示していない）に差し込まれることによって需要単位計量値が入力されるようにすることが考えられる。
【００４７】
データサーバを介して計測値がエネルギー需要量の推定装置１０へと入力される場合には、例えば、データサーバがバス等の信号回線によってエネルギー需要量の推定装置１０に接続され、計測機器から出力された需要単位計量値が前記データサーバにデータファイル等として格納(保存)され、当該データファイル等として保存された需要単位計量値が読み込まれるようにすることが考えられる。
【００４８】
エネルギー需要量の推定装置１０と計測機器とが電気的に接続されて計測値がエネルギー需要量の推定装置１０へと入力される場合には、例えば、各々に接続されて敷設されたケーブル等が用いられる有線による信号送受の仕組みを介して信号の送受信が可能であるように電気的に接続されるようにしたり、或いは、各々に接続された無線信号送受信機が用いられる無線による信号送受の仕組みを介して信号の送受信が可能であるように電気的に接続されるようにしたりすることが考えられる。そして、これら信号送受の仕組みによって需要単位計量値がエネルギー需要量の推定装置１０へと入力されるようにすることが考えられる。
【００４９】
また、例えばスマートメータのように計測機器が備えている通信機能または計測機器に付加された通信機能や通信機序によって計測値がエネルギー需要量の推定装置１０へと入力される場合には、需要単位計量値がリアルタイムで（即ち、即時的に）エネルギー需要量の推定装置１０へと入力されることも可能であり、したがってほぼリアルタイムでの（即ち、即時的な）エネルギー需要量の推定の処理も可能である。
【００５０】
なお、記録媒体，データサーバ，有線・無線による信号送受の仕組み，及び通信機能や通信機序が組み合わされて用いられて需要単位計量値がエネルギー需要量の推定装置１０へと入力されるようにしても良い。
【００５１】
電力需要量の計測値（需要単位計量値）のそれぞれが計測機器から出力された時刻が計測機器に備えられた時計機能によって計測値と一緒に出力されて当該計測値と対応づけられて記録されたり、或いは、計測機器から出力された計測値のそれぞれが記録媒体，データサーバ，或いはエネルギー需要量の推定装置１０に記録されたり入力されたりした時の時刻が当該計測値と対応づけられて記録されたりする。なお、この時刻の間隔［分］が上述の「所定の時間」になる。
【００５２】
ここでの説明では、計測値（需要単位計量値）のそれぞれと対応づけられて記録される時刻のことを「計測時刻」と呼び、また、計測時刻と需要単位計量値との組み合わせデータのことを「計測データ」と呼ぶ。
【００５３】
そして、データ受部１１ａにより、計測データがメモリ１５に記憶させられる。
【００５４】
次に、制御部１１の需要量算定部１１ｂにより、Ｓ１の処理によって計測されて取得された計測データが用いられて計測時刻毎のエネルギー需要量としての電力需要量の推定値の算定が行われる（Ｓ２）。
【００５５】
Ｓ２の処理は、分析対象期間について実行される。分析対象期間は、少なくとも、需要量推定の対象住宅や対象住戸におけるエネルギー需要量の推定が行われる時刻（「推定対象時刻」と呼ぶ）を含む期間として設定される。
【００５６】
分析対象期間は、特定の時間長さ［時間］に限定されるものではなく、例えばエネルギー需要量の推定値が必要とされる時間帯（期間）が考慮されるなどして適当な時間長さに適宜設定される。分析対象期間は、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、６〜３６時間程度の範囲で適当な時間長さに設定され得る。また、分析対象期間は、例えばリアルタイムでの（即ち、即時的な）エネルギー需要量の推定が行われる場合などには、推定対象時刻の進行に伴って当該の推定対象時刻を基準とするなどして適時・適宜に更新されて（言い換えると、設定し直されて）時間軸方向に移動させられるようにしても良い。
【００５７】
Ｓ１の処理によって取得される計測データは、所定の時間間隔で且つ所定の計測単位で計量されるエネルギー需要量であり、本実施形態では３０分間隔での１００ Ｗｈ 単位（言い換えると、１００ Ｗｈ 刻み）の電力需要量である。しかしながら、何らかの電気機器が使用されているときは、さらに、一般の住居では冷蔵庫など常時稼働し且つ所定の間隔（或いは、所定のトリガー）で電力需要が変動する電気機器が通常は使用されていることを考慮すれば、電力（待機電力等を含む）の需要が常に継続しているという点において電力需要量の変化の生起は時系列において連続であり、また、電力が常に消費されているという点において電力需要量の変化の態様は漸次的である。
【００５８】
つまり、Ｓ１の処理における計測では、実際には(値の)変化の生起が時系列において連続であると共に(値の)変化の態様が漸次的である現象が、所定の時間間隔且つ所定の値単位（言い換えると、所定の値刻み，所定の計測単位，或いは所定の計量単位）という散発的（言い換えると、間欠的）且つ離散的な変化として把握されていると言える。
【００５９】
そして、本発明では、所定の時間間隔且つ所定の値単位（言い換えると、所定の値刻み，所定の計測単位，或いは所定の計量単位）という計測値の変化が散発的（言い換えると、間欠的）であり且つ離散的である計測データが、元々の実際の状態を再現するように、計測値の変化の生起が時系列において連続であり且つ計測値の変化の態様が漸次的であるデータに変換されることにより、任意の時刻における実際のエネルギー需要量が推定される。
【００６０】
本発明のエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムにおいて用いられる、計測値の変化の生起が時系列において散発的（間欠的）であり且つ計測値の変化の態様が離散的であるデータに基づいて、計測値の変化の生起が時系列において連続であり且つ計測値の変化の態様が漸次的である累積需要曲線が作成される、連続データの作成方法を、図３を用いて説明する。
【００６１】
ここでの説明の例として、図３に示すような、或る時間帯の計測データが、具体的には例えばスマートメータのＡルートデータのように３０分毎に出力される需要単位計量値の累積値であって１００ Ｗｈ 単位の電力需要量の累積値（図中の●印）が、Ｓ１の処理によって取得されて分析対象期間分の計測データとして抽出されたとする。
【００６２】
つまり、ここでは、３０分間隔且つ１００ Ｗｈ 単位の電力需要量の計測データから各３０分間における実際の（即ち、切り捨て・繰り越し操作が為される前の）電力需要量［Ｗｈ／３０分］が推定され、延いては任意の時刻における実際の電力需要量（即ち、時系列において連続で且つ漸次的な変化を示すものとして把握される電力需要量）が推定される場合について説明する。
【００６３】
図３の横軸は、３０分間隔である計測時刻の各時点を、当該の分析対象期間の最初の計測時刻を１とした上で計測時刻のそれぞれを個別に識別するための識別子としての連続番号で表したものである。すなわち、横軸における例えば「３」は、当該の分析対象期間の始まりから１．５時間（＝９０分＝３０分×３）だけ時間が経過していることを表す。
【００６４】
図３の縦軸は、当該の分析対象期間における需要単位計量値の累積値を表す。すなわち、縦軸における例えば「４００」は、当該の分析対象期間の始まりから合計で４００［Ｗｈ］だけ電力が消費されていることを表す。
【００６５】
Ｓ１の処理によって取得される計測データは所定の時間間隔且つ所定の値単位（値刻み，計測単位，計量単位）という値の変化が散発的（間欠的）且つ離散的なデータであるので、すなわち、計測値の変化の生起が時系列において散発的（間欠的）且つ計測値の変化の態様が離散的なデータであるので、計測データの需要単位計測値の累積値（尚、実際の電力需要量を累積して１００ Ｗｈ 単位に切り捨て操作したものと同じである）のデータプロットである●印を時系列で結ぶと図３に示すように不規則な昇り階段状になる（図３中において符号２１の実線；「下限階段直線２１」と呼ぶ）。
【００６６】
また、計測データの需要単位計量値の累積値に計測時刻毎に１００ Ｗｈ（即ち、需要単位計量値における計量単位であり値刻みの大きさである）を加えたデータのプロットである▲印を時系列で結んだものも、図３に示すように不規則な昇り階段状になる（図３中において符号２２の実線；「上限階段直線２２」と呼ぶ）。
【００６７】
そして、下限階段直線２１が実際の電力需要量の推移を詳細に表す真の累積値の下限（言い換えると、実際の電力需要量の累積値が取り得る値の下限）であり、上限階段直線２２が実際の電力需要量の推移を詳細に表す真の累積値の上限（言い換えると、実際の電力需要量の累積値が取り得る値の上限）である。
【００６８】
したがって、実際の電力需要量の時系列における累積を表す真の累積需要曲線は、下限階段直線２１と上限階段直線２２とに挟まれた領域、言い換えると、下限階段直線２１から上限階段直線２２までの領域（「存在可能領域」と呼ぶ）内に存在し、全体としては増加傾向を示す非減少の曲線（図３中において符号２３の破線）であると考えられる。
【００６９】
本発明では、さらに、計測時刻のそれぞれについて計測された電力需要量と推定される電力需要量との差分（正確には、差分の絶対値）が所定の大きさを超えないように制御されるという差分上限に関する制約条件が考慮される。
【００７０】
そこで、本発明では、真の累積需要曲線として、存在可能領域内に存在する（「存在範囲の制約条件」と呼ぶ）折れ線の中で、各計測時刻における推定値と計測値との差分が所定の範囲を越えず（「差分範囲の制約条件」と呼ぶ）且つ各計測時刻における推定値と計測値との差分の２乗の和が最小になる折れ線が求められ、具体的には以下の制約条件及び目的関数によって定義される最適化問題の解が求められる。
〈 制約条件１：存在範囲の制約条件 〉
計測値の累積値
≦推定値の累積値
≦計測値の累積値＋需要単位計量値における計量単位の値
〈 制約条件２：総和一致の制約条件 〉
各計測時刻における推定値の総和＝各計測時刻における計測値の総和
〈 制約条件３：差分範囲の制約条件 〉
｜各計測時刻における推定値−各計測時刻における計測値｜≦差分制約値
〈 目的関数 〉
(各計測時刻における推定値−各計測時刻における計測値)の２乗の和を最小化
【００７１】
上記の条件を満たす折れ線（即ち、真の累積需要曲線に相当するものとして推定される累積需要曲線）は、当該の分析対象期間における所定の始点と終点とを結んで存在可能領域内に存在する折れ線の中で軌跡の延長（即ち、当該の分析対象期間の始まりから終わりまでに亙る軌跡の長さ）が最短の折れ線であって折れ点（言い換えると、変曲点，電力需要実態の変化点）の個数が比較的少ない折れ線を基本として、その上で、各計測時刻における推定値と計測値との差分が所定の範囲を超える時点に対しては差分範囲の制約条件を満たすように推定値が補正された折れ線として求められ得る。
【００７２】
上記の条件を満たす真の累積需要曲線に相当するものとしての推定累積需要曲線の推定手法は、特定の方法に限定されるものではなく、上記制約条件１乃至３を満足し且つ目的関数に適合する折れ線を推定（或いは言い換えると、計測時刻毎の電力需要量の値や電力需要量の累積値を算定）し得る適当な方法が適宜選択される。
【００７３】
上記制約条件１乃至３を満足し且つ目的関数に適合する折れ線の推定手法として、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、当該の分析対象期間において確定済みの折れ線の最後の点を起点とした（未確定の）直線部の許容される傾きの上限値・下限値を順次更新し、全ての直線が存在可能領域を逸脱せざるを得なくなる時点で直線の傾きを決定し、その直線が存在可能領域の境界に最初に接した時点までの折れ線の確定を行い、そして、新たに確定した折れ線の最後の点を新たな起点に設定した上で上述と同様の処理を繰り返すことを基本的な考え方とし、さらに推定値と計測値との差分が所定の範囲を超える場合には推定値を調整する方法が用いられ得る。
【００７４】
この推定方法は、計測時刻の識別子ｔ（尚、ここでは、計測間隔は３０分であり、したがって計測時刻の間隔は３０分である）における計測電力需要量（計測値）をｘt［Ｗｈ／３０分］とすると共に、推定電力需要量（推定値）をｙt［Ｗｈ／３０分］（尚、ｙt≧０）とすると（図４参照；尚、図４において、符号２１の実線は下限階段直線，符号２２の実線は上限階段直線，及び符号２３の破線は真の累積需要曲線である）、最適化問題として数式１のように表される。
【００７５】
【数１】
2017201298.tif 000004
【００７６】
数式１においてｔは分析対象期間における計測時刻のそれぞれを個別に識別するための識別子であってｔ＝１，２，３，…であり、数式１では当該の分析対象期間の範囲として計測時刻の識別子ｔが１からＴまでの期間に亙って処理が実行される。
【００７７】
なお、計測時刻を１刻みの識別子とすることにより、計測の時間間隔である３０分を一単位として扱うことになり、計測時刻「ｔ−１」から「ｔ」にかけての増分は、計測の時間間隔当たりの増加量であって計測時刻「ｔ−１」から「ｔ」にかけての３０分間における電力需要［Ｗｈ／３０分］であり、推定累積需要曲線としては計測時刻「ｔ−１」から「ｔ」にかけての直線の傾きである。
【００７８】
数式１において、また、計測電力需要量ｘt［Ｗｈ／３０分］は、計測データとして取得される計測時刻ｔにおける需要単位計量値であり、計測時刻「ｔ−１」から「ｔ」にかけての需要単位計量値の増分である。
【００７９】
数式１において、さらに、ｌ(エル)は、計測電力需要量ｘt（即ち、需要単位計量値）の変化の最小単位（即ち、計測単位，計量単位）であり、本実施形態ではｌ＝１００［Ｗｈ］である。
【００８０】
そして、数式１における最小化の対象は、経過時間（即ち、各々１）と各経過時間に関する推定電力需要量ｙtとの組み合わせデータ群によって特定される折れ線の軌跡の延長である。折れ線の軌跡の延長は、図４に示す例のように、経過時間（即ち、各々１）と当該経過時間に関する推定電力需要量ｙtとに対する斜辺の長さの総和として求められる。そして、数式１の考え方では、制約条件１乃至３を満足し、且つ、前記斜辺の長さの総和が最も小さくなる曲線が推定累積需要曲線とされる。
【００８１】
制約条件の第一式は実際の（言い換えると、推定される）電力需要量の累積値の存在範囲の制約に対応し、第二式は当該の分析対象期間における計測された電力需要量の総和と推定される電力需要量の総和とが一致する制約に対応し、第三式は各計測時刻における推定される電力需要量と計測された電力需要量との差分の範囲の制約に対応する（尚、ｄmaxは差分制約値である）。
【００８２】
ここで、上記の最適化問題は計測時刻の識別子ｔ＝１から処理が実行されるところ、ｔ＝１から始まる処理が実行されるためには、起点としてｔ＝０（即ち、計測時刻の識別子ｔ＝１に対応する計測時刻の一つ前の計測時刻）における点が特定／設定される必要がある。これについては、具体的には例えば、当該の分析対象期間の最初の計測時刻（即ち、計測時刻の識別子ｔ＝１）の直前の計測時刻として識別子ｔを０(ゼロ)とすると共に需要単位計量値の累積値を０(ゼロ)とする仮想の原点を置き、当該原点が上記における起点として特定／設定されることが考えられる。
【００８３】
あるいは、当該の分析対象期間についての計測時刻の識別子ｔ＝０からｔ＝１にかけての直線の傾きが計測時刻の識別子ｔ＝１において連続する直線の傾きに一致するという前提に基づいて確定される計測時刻の識別子ｔ＝０における需要単位計量値の累積値に対応する点（言い換えると、直線の切片）が上記における起点として特定／設定されるようにしても良い。
【００８４】
ここで、真の累積需要曲線に相当するものとしての推定累積需要曲線を推定する方法の例としての数式１で表される最適化問題は、目的関数を変更した数式２で表される最適化問題と等価である。
【００８５】
【数２】
2017201298.tif 000005
【００８６】
真の累積需要曲線に相当するものとしての推定累積需要曲線を推定する方法の例としての数式１で表される最適化問題は、また、数式２で表される最適化問題の双対問題である数式３で表される最適化問題と等価である。なお、数式３において、ｘ0は計測電力需要量ｘt［Ｗｈ／３０分］の初期値（即ち、ｔ＝０のときの値）であり、図３，図４に示す例ではｘ0＝０である。また、数式３において、ｕは基本となる折れ線であり、ｖはｄmaxに関する制約に違反するときの補正項である。
【００８７】
【数３】
2017201298.tif 000006
【００８８】
数式１乃至３における、計測された電力需要量（計測値）と推定される電力需要量（推定値）との差分の範囲に関する制約に関係するｄmaxt，ｄmaxsは、計測時刻毎に異なる値を取り得るものであって特定の値に限定されるものではなく、０より大きく且つ需要単位計量値における計量単位の値（即ち、本実施形態では１００［Ｗｈ］）未満の範囲で適当な値に適宜設定される。本発明の説明では、上記のｄmaxt，ｄmaxsのことを、「差分制約値」と呼び、計測時刻毎に異なる値を取り得ることを前提としつつ「差分制約値ｄmax」と表記する。
【００８９】
差分制約値ｄmaxの値は、推定対象である当該の計測時刻の識別子ｔにおける計測電力需要量ｘtと当該の計測時刻の直前の計測時刻（即ち、識別子は「ｔ−１」）における計測電力需要量ｘt-1との差の大きさが考慮されて設定／決定される。
【００９０】
差分制約値ｄmaxの値は、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、以下のように設定され得る（尚、数値の単位は Ｗｈ である）。
ア）｜ｘt−ｘt-1｜≦１００ のとき ｄmax＝７０
イ）１００＜｜ｘt−ｘt-1｜≦２００ のとき ｄmax＝５０
ウ）３００≦｜ｘt−ｘt-1｜ のとき ｄmax＝２５
【００９１】
差分制約値ｄmaxの値は、上述の一例のように計測時刻が相前後する（言い換えると、隣り合う）計測電力需要量同士の差の範囲毎に予め設定される値として与えられるようにしても良く、或いは、計測時刻が相前後する計測電力需要量同士の差を変数として含むと共に需要単位計量値における計量単位の値を定数として含む関数によって計算される値として与えられるようにしても良い。
【００９２】
なお、差分制約値ｄmaxの値は、上述の一例からも分かるように、計測時刻が相前後する計測電力需要量における変動が大きい場合に対応する値の方が計測時刻が相前後する計測電力需要量における変動が小さい場合に対応する値よりも小さくなる傾向を有するものとして設定される。
【００９３】
上述のように設定／決定される、差分範囲の制約条件としての差分制約値ｄmaxが適用されることにより、計測時刻が相前後する計測電力需要量における変動幅に応じて推定電力需要量が調整され、実態における電力需要量の変動の大きさに応じて計測電力需要量に対する推定電力需要量の乖離が適切に調整され得る。
【００９４】
上述の真の累積需要曲線に相当するものとしての推定累積需要曲線は、一例として以下に示すアルゴリズムが用いられることによって求められ得る。
【００９５】
−真の累積需要曲線に相当するものとしての推定累積需要曲線の決定アルゴリズム−
《保持・更新情報》
○起点    ：折れ線の最新直線部分の開始点
○上限直線：上限需要と上限境界接点
上限境界接点は領域上限（即ち、上限階段直線）に接する点である。
ただし、「起点から接点まで全て ＋ｄmax である」ときは「未定」とする。
○下限直線：下限需要と下限境界接点
下限境界接点は領域下限（即ち、下限階段直線）に接する点である。
ただし、「起点から接点まで全て −ｄmax である」ときは「未定」とする。
《更新内容》
(1)計測時刻の識別子ｔ＝ｔ＋１
(2)「起点から接点まで全て ＋ｄmax である」とき「上限直線の上方修正」を行う。
「起点から接点まで全て −ｄmax である」とき「下限直線の下方修正」を行う。
(3)「下限直線＞上限累積需要」且つ「下限境界接点が未定ではない」ときの処理
起点から下限境界接点までの折れ線＝下限直線で確定する。
折れ線上で差分制約値ｄmaxに違反する点について、下記アまたはイを行う。
ア）計測値に対する推定値の下方への振れ幅を差分制約値ｄmaxに補正する。
イ）計測値に対する推定値の上方への振れ幅を差分制約値ｄmaxに補正する。
起点＝下限境界接点とする。
計測時刻の識別子ｔ＝下限境界接点に対応する計測時刻の識別子ｔ＋１
上限直線，下限直線を再設定する。
(1)へと戻る。
(4)「上限直線＜下限累積需要」且つ「上限境界接点が未定ではない」ときの処理
起点から上限境界接点までの折れ線＝上限直線で確定する。
折れ線上で差分制約値ｄmaxに違反する点について、下記アまたはイを行う。
ア）計測値に対する推定値の下方への振れ幅を差分制約値ｄmaxに補正する。
イ）計測値に対する推定値の上方への振れ幅を差分制約値ｄmaxに補正する。
起点＝上限境界接点とする。
計測時刻の識別子ｔ＝上限境界接点に対応する計測時刻の識別子ｔ＋１
上限直線，下限直線を再設定する。
(1)へと戻る。
(5)「上限直線＞上限累積需要」のとき「上限直線の下方修正」を行う。
上限境界接点があるときは上限境界接点を設定する。
「下限直線＜下限累積需要」のとき「下限直線の上方修正」を行う。
下限境界接点があるときは下限境界接点を設定する。
(6)計測時刻の識別子ｔ＝Ｔになるまで(1)へと戻る。
【００９６】
本実施形態では、需要量算定部１１ｂにより、Ｓ１の処理においてメモリ１５に記憶された計測データ（即ち、計測時刻と需要単位計量値との組み合わせデータ）のうち、分析対象期間に該当する期間の計測データが時系列に従って順次読み込まれる。
【００９７】
そして、メモリ１５から読み込まれた計測時刻は、当該の分析対象期間における計測時刻の識別子として時系列順に１，２，３…という連続番号に変換される。
【００９８】
続いて、需要量算定部１１ｂにより、上記の変換が施された計測データが用いられて制約条件１乃至３を満足すると共に目的関数に適合する折れ線が推定（或いは言い換えると、計測時刻毎の電力需要量の値や電力需要量の累積値が算定）され、具体的には例えば数式１乃至数式３に表される最適化問題のうちのいずれかが解かれるなどして、計測時刻の識別子ｔ毎の推定電力需要量ｙt［Ｗｈ／３０分］が算定される。
【００９９】
そして、需要量算定部１１ｂにより、当該の分析対象期間について、算定された推定電力需要量ｙt［Ｗｈ／３０分］の値が計測時刻の識別子ｔの値と対応づけられて（言い換えると、計測時刻の識別子ｔの値と推定電力需要量ｙtの値との組み合わせデータとして）メモリ１５に記憶させられる。また、必要に応じ、需要量算定部１１ｂにより、算定された推定電力需要量ｙt［Ｗｈ／３０分］の値が、時系列における（言い換えると、例えば、計測時刻の識別子が変換された実際の計測時刻と対応づけられて）電力需要量の推定値としてデータファイル等に記録されて記憶部１２などに格納(保存)されたり表示部１４に表示されたりする。
【０１００】
算定された推定電力需要量ｙt［Ｗｈ／３０分］の値は、計測時刻「ｔ−１」から「ｔ」までの間における電力需要量の推定値である。したがって、計測時刻「ｔ−１」から「ｔ」までの間においては電力需要は一定であって電力需要量は単調増加すると仮定することにより、任意の時刻における電力需要［Ｗ］が算定・推定され得る。
【０１０１】
そして、制御部１１は、当該の分析対象期間に関する処理を終了する（ＥＮＤ）。
【０１０２】
以上のように構成された居住者のエネルギー需要量の推定方法、推定装置、及び推定プログラムによれば、所定の時間間隔（具体的には、３０分間隔）の計測時刻と所定の電力量ｌ＝１００［Ｗｈ］を計測単位として計量される電力需要量の計測値ｘt［Ｗｈ／３０分］との組み合わせデータ、すなわち、所定の時間間隔且つ所定の電力量ｌ［Ｗｈ］刻みという値の変化が散発的（言い換えると、間欠的）であり且つ離散的であるデータ、或いは言い換えると、値の変化の生起が時系列において散発的（間欠的）であり且つ値の変化の態様が離散的であるデータに基づいて計測時刻毎の電力需要量ｙt［Ｗｈ／３０分］を算定することができるので、電力需要の実態の再現性の向上を図ることが可能なる。
【０１０３】
なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。
【０１０４】
例えば、上述の実施形態では計測対象であると共に推定対象であるエネルギー需要量が電力需要量である場合を例に挙げて説明しているが、本発明が適用され得る計測対象・推定対象としてのエネルギー需要量は、電力需要量に限定されるものではなく、住宅や住戸において消費されるエネルギーの類いであればどのようなものであっても構わない。具体的には例えば、住宅や住戸における、ガス消費量でも良く、或いは、水道使用量でも良い。
【０１０５】
ここで、エネルギー需要量がガス消費量である場合の、ガス消費量の計測の仕方は、ガス消費量の推定の対象である住宅や住戸におけるガス消費量を計測して所定の計量単位（言い換えると、所定の計量の刻み）で所定の時間毎に例えば電気的な信号として前記所定の計量単位での消費量を出力するものであれば、特定の方法や機器によるものに限定されるものではなく、前記のような計測を行い得る方法や機器が適宜選択される。例えば、所定の流量毎に１カウントとして計数するカウント数として主幹のガス流量を計測し、所定の時間毎に例えば電気的な信号として前記カウント数を出力するものが選択され得る。なお、エネルギー需要量としてのガス消費量を推定する際の単位となる家庭（世帯）の住宅や住戸へ差し向けられるガス配管のことを「主幹」と呼ぶと共に当該主幹を流れるガスの流量を「主幹のガス流量」又は「ガス総消費量」と呼ぶ。
【０１０６】
具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、膜式ガスメータに装着される前述のガス流量計測装置（例えば、特開２００４−１２５６３４号公報，特開２０１４−６０５８号公報を参照）が利用され得る。あるいは、一定量（例えば、ガスメータの単位計量体積）のガスがガスメータを通過するたびに動作サイクルに起因してガスメータから発生する周期的な動作音や振動を検出してその回数をカウント数として所定の時間毎に出力する機器が利用され得る。
【０１０７】
ガス総消費量（主幹のガス流量）の計測における、上述の「所定の流量」としての、１カウント当たりの実際の流量は、特定の値［Ｌ］に限定されるものではなく、例えば主幹に設けられているガスメータの単位計量体積などが踏まえられた上で適当な値に適宜設定される。
【０１０８】
また、ガス総消費量（主幹のガス流量）の計測における、上述の「所定の時間」としての、カウント数を出力する時間間隔は、特定の時間長さ［秒，分］に限定されるものではなく、例えば計測に用いられる計測機器の仕様などが踏まえられた上で適当な時間長さに適宜設定される。
【０１０９】
具体的には例えば、上述の「所定の流量」が１．２［Ｌ］であると共に上述の「所定の時間」が１０秒である計測データは、実際の流量１．２［Ｌ］を１カウントとして計数するカウント数が１０秒間隔で出力される、ガス総消費量に関するデータである。
【０１１０】
また、上述の実施形態では計測の実際の時間間隔が３０分で一定で計測電力需要量が出力されて毎３０分一定間隔の計測電力需要量に対して計測時刻の識別子ｔが連続番号で与えられることを基本として説明しているが、計測の実際の時間間隔と連続番号である計測時刻の識別子ｔとの関係はこれに限定されるものではない。具体的には、計測の実際の時間間隔が一定でなくても本発明は適用可能であり、例えば、計測時刻の識別子ｔに対応する計測の実際の時間間隔がＩt［分］である場合には、上述の実施形態と同様の処理によって推定電力需要量ｙt［Ｗｈ／Ｉt分］が算定され、結果的に任意の時刻における電力需要［Ｗ］が算定・推定され得る。また、エネルギー需要量の計測値として、計測機器から、当該の計測時刻までの累積値が出力されたり、前回成功した送信時からの差分が出力されたりする場合には、計測電力需要量の送信や取得に仮に失敗しても本発明は適用可能である。
【実施例１】
【０１１１】
本発明のエネルギー需要量の推定方法の妥当性の検証を行った例を説明する。
【０１１２】
本実施例では、二種類の実測データが用いられた。一つは、在不在判定用の公開データであるＥＣＯデータセット（https://www.vs.inf.ethz.ch/res/show.html?what=eco-data）が用いられた。ＥＣＯデータはスイス工科大学が計測した５世帯それぞれにおける１秒間隔の２０１２年６月から２０１３年１までの電力需要データである。
【０１１３】
もう一つは、関東圏（具体的には、東京・神奈川・埼玉）の１０世帯それぞれにおける８箇月間の電力需要データである（尚、計測間隔は３０分よりも大幅に短い）。
【０１１４】
本実施例では、計測された実際の電力需要データから３０分間実需要データが作成され、また、当該３０分間実需要データが用いられてＡルートデータを模擬するデータ（即ち、３０分間隔且つ１００ Ｗｈ 単位への切り捨て・繰り越し操作による変換が行われたデータ；「Ａルート模擬データ」と呼ぶ）が作成されて使用された。
【０１１５】
本実施例では、「差分範囲の制約条件」の有無が推定精度に与える影響を検証するため、「存在範囲の制約条件」及び「総和一致の制約条件」のみを考慮した場合の推定（「範囲制約推定」と呼ぶ）と、「存在範囲の制約条件」及び「総和一致の制約条件」に加えて「差分範囲の制約条件」を考慮した場合の推定（「範囲＋差分制約推定」と呼ぶ）とが行われた。
【０１１６】
本実施例では、また、世帯における実際の電力需要の多寡が推定精度に与える影響を検証するため、データ計測対象世帯のそれぞれが３０分間実需要データにおける３０分間需要量の平均値が３００ Ｗｈ 未満である「低需要世帯」と３００ Ｗｈ 以上である「多需要世帯」とのどちらかに分類され、これら分類毎に推定結果が整理された。
【０１１７】
まず、Ａルート模擬データと計測値そのものに基づく３０分間実需要データとの差違（即ち、所定の計測単位への切り捨て・繰り越し操作による変換に起因する差違）の程度の評価として平均二乗誤差が算出された。
【０１１８】
また、Ａルート模擬データが使用されて推定が行われ、推定結果と計測値そのものに基づく３０分間実需要データとの差違の程度の評価として平均二乗誤差が算出された。
【０１１９】
平均二乗誤差の算出の結果、制約条件の設定と世帯分類との区分別の平均値として、ＥＣＯデータセットを使用した推定について表２に示す結果が得られ、また、関東圏のデータを使用した推定について表３に示す結果が得られた。
【０１２０】
【表２】
2017201298.tif 000007
【０１２１】
【表３】
2017201298.tif 000008
【０１２２】
表２に示す結果から、多需要世帯の平均二乗誤差について、「Ａルート模擬データ」では４１ Ｗｈ であるのに対し、「範囲制約推定」では４６ Ｗｈ になっており、「範囲制約推定」はＡルートデータをそのまま用いる場合よりも推定精度が悪化する一方で、「範囲＋差分制約推定」では３７ Ｗｈ になっており、「範囲＋差分制約推定」はＡルートデータや範囲制約推定よりも細かく実態を再現する推定が行われることが確認された。
【０１２３】
また、表３に示す結果から、多需要世帯の平均二乗誤差について、「Ａルート模擬データ」では４０ Ｗｈ であり、また、「範囲制約推定」では３８ Ｗｈ であるのに対し、「範囲＋差分制約推定」では３３ Ｗｈ になっており、「範囲＋差分制約推定」はＡルートデータや範囲制約推定よりも細かく実態を再現する推定が行われることが確認された。
【０１２４】
さらに、表２に示す結果及び表３に示す結果から、低需要世帯の平均二乗誤差について、「Ａルート模擬データ」では４５，４０ Ｗｈ であり、また、「範囲制約推定」では３６，３１ Ｗｈ であるのに対し、「範囲＋差分制約推定」ではどちらも２８ Ｗｈ になっており、「範囲＋差分制約推定」はＡルートデータや範囲制約推定よりも細かく実態を再現する推定が行われることが確認された。
【０１２５】
以上の結果から、本発明が採用する構成である「範囲＋差分制約推定」によれば、世帯における実際の電力需要の多寡によらず、Ａルートデータや範囲制約推定よりも細かく実態を再現して需要量の推定を高い精度で行うことが可能であることが確認された。具体的には、低需要世帯についてはＡルート模擬データでは４０ Ｗｈ 以上であった平均二乗誤差を２８ Ｗｈ まで大幅に低減させ、また、多需要世帯についてはＡルート模擬データでは４０ Ｗｈ 程度であった平均二乗誤差を４〜７ Ｗｈ 程度低減させ得ることが確認された。
【０１２６】
なお、計測値そのものに基づく３０分間実需要データとＡルート模擬データとの差違を分析したところ、Ａルートデータでは、３０分間の実際の電力需要量が１００ Ｗｈ に満たない時間帯においては１００ Ｗｈ 単位への切り捨て・繰り越し操作によって偽の需要変動（即ち、実際の電力需要が概ね一定の際に切り捨て・繰り越し操作によってＡルートデータに生じる需要変動であり、３０分間の電力需要量が１００ Ｗｈ に比べて小さいためにＡルートデータは切り捨てによってほぼ常時ゼロであるものの切り捨てに伴う繰り越し分が１００ Ｗｈ に達した時点で１００ Ｗｈ の需要が生じることが散発的に繰り返される現象）が生じる一方で、３０分間の実際の電力需要量における変動が大きい場合でも実際値と計測値との誤差は±１００ Ｗｈ 未満であって実際の電力需要量に対する大外れはあり得ないことが確認された。
【０１２７】
また、計測値そのものに基づく３０分間実需要データと各推定結果との差違を分析したところ、「範囲制約推定」では、電力需要の立ち上がり・立ち下がり時やピーク中における需要変動が比較的大きい時に需要の変化を過度に平滑化した需要推定を行うという推定特性があり、特に多需要世帯の推定において誤差が大きくなる傾向があることが確認された。これに対し、「範囲＋差分制約推定」では、推定対象である当該の計測時刻における計測電力需要量と直前の計測時刻における計測電力需要量との差の大きさが考慮されて設定される差分範囲の制限が制約条件として用いられることにより、需要変動が大きくても小さくても、したがって低需要世帯と多需要世帯とのどちらにおいても、需要変動時に誤差が大きくなってしまうことが適切に抑制されることが確認された。
【０１２８】
すなわち、「範囲＋差分制約推定」では、計測時刻が相前後する計測電力需要量における変動が小さいときは大きい差分制約値ｄmaxが使用されて平滑化傾向を有する推定が行われ、計測時刻が相前後する計測電力需要量における変動が大きいときは小さい差分制約値ｄmaxが使用されて計測電力需要量に近づく傾向を有する推定が行われ、これによって誤差の発生が適切に抑制されることが確認された。
【０１２９】
以上から、本発明が採用する構成である「範囲＋差分制約推定」は、多様な世帯における実際の電力需要量の推移を再現する（言い換えると、復元する）推定を高い精度で行うことが可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明のエネルギー需要量の推定方法は、実際のエネルギー需要量の推移を再現する推定を高い精度で行うことができるので、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、エネルギー需要量に基づく、例えば独居高齢者世帯等の見守りサービスなどにおける世帯居住者の在宅・不在の判定や、家庭における種々の機器の使用・稼働状況や世帯居住者の生活状態の推定などの分野へと適用され得る。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  エネルギー需要量の推定装置
１７  エネルギー需要量の推定プログラム
【図１】
2017201298.tif 000009
【図２】
2017201298.tif 000010
【図３】
2017201298.tif 000011
【図４】
2017201298.tif 000012