JP2014222396A - 管理装置、機器管理方法、管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの快適性を確保しつつ機器での消費電力の削減効果が得られる管理装置、機器管理方法、管理システムを提供する。【解決手段】管理装置１は、機器２の運転パターンを複数通り記憶した記憶部１１と、計測器３で計測された機器２での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における機器２での消費電力の積算値を第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測部１２とを備えている。管理装置１は、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する選択部１３を備えている。さらに、管理装置１は、選択部１３で選択された運転パターンに従って機器２を制御する制御部１４を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、機器での消費電力が抑制されるように機器を管理する管理装置、機器管理方法、管理システムに関する。

従来から、使用電力量を予測し、設定された目標を基に機器（電力消費機器）の動作を制御する（電力）管理装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の管理装置は、使用電力の検出履歴に基づいて、消費電力検出時から予め定める目標期間終了時までの予測使用電力量を算出する。この管理装置は、算出された予測使用電力量と予め定める目標使用電力量とに基づいて、使用電力検出時から目標期間終了までの予定使用電力を算出し、現在の使用電力が予定使用電力を超えているとき、機器の電力モードを制御して機器の動作を制限する。予定使用電力は、目標使用電力量を達成するために使用可能な最大の電力を単位時間ごとに示す。

また、特許文献１には、管理装置が、目標期間における上限使用電力量である目標使用電力量を複数段階設定することも記載されている。たとえば目標期間が１か月単位である場合、管理装置は、前年同月の使用電力量に０．９を乗じた標準目標と、標準目標に０．９を乗じた努力目標とを設定する。この場合、管理装置は、最初は達成が厳しい方の努力目標を当面の目標とし、努力目標が達成できないと分かった時点で、目標を標準目標に設定し直す。

特開２０１２−１９５７９号公報

しかし、特許文献１に記載の管理装置は、現在の消費（使用）電力が予定使用電力を超えると機器の動作を制限するので、消費電力が一時的に増加したような場合でも機器の動作が制限されることになる。したがって、機器の動作が過剰に制限されて、ユーザの快適性が損なわれる可能性がある。

また、この管理装置は、努力目標が達成できないと分かった時点で目標を下げるので、努力目標が達成できないと一旦判断されると、挽回が可能な場合でも目標が下げられることになり、結果的に、機器での消費電力の削減効果が十分に得られない可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、ユーザの快適性を確保しつつ機器での消費電力の削減効果が得られる管理装置、機器管理方法、管理システムを提供することを目的とする。

本発明の管理装置は、機器の運転パターンを複数通り記憶した記憶部と、計測器で計測された前記機器での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における前記機器での消費電力の積算値を前記第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測部と、前記予測部の予測値が第１の閾値を超える場合に、当該予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記運転パターンに従って前記機器を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

この管理装置において、前記選択部は、前記予測部の予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とする前記運転パターンが存在しない場合、当該予測値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下となるように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択するように構成されていることが望ましい。

この管理装置において、前記選択部は、前記予測部の予測値が前記第２の閾値以下となる前記運転パターンが存在しない場合、当該予測値の前記第２の閾値からの超過率または当該予測値が前記第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とするように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択するように構成されていることがより望ましい。

この管理装置において、前記選択部は、前記予測部の予測値の前記第２の閾値からの超過率または当該予測値が前記第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする前記運転パターンが存在しない場合、前記記憶部に記憶されている前記運転パターンを変更するように構成されていることがより望ましい。

この管理装置において、前記選択部は、前記予測部の予測値の前記第２の閾値からの超過率または当該予測値が前記第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする前記運転パターンが存在しない場合、前記第２の閾値を変更するように構成されていることが望ましい。

この管理装置において、前記予測部は、前記機器の仕様情報と前記機器の運転スケジュールとを用いて前記機器での消費電力の積算値を予測するように構成されていることがより望ましい。

この管理装置において、気象データを取得する取得部をさらに備え、前記予測部は、前記取得部が取得した前記気象データを用いて前記機器での消費電力の積算値を予測するように構成されていることがより望ましい。

本発明の機器管理方法は、計測器で計測された機器での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における前記機器での消費電力の積算値を前記第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測過程と、前記予測過程の予測値が第１の閾値を超える場合に、当該予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、前記機器の複数通りの運転パターンの中から、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択する選択過程と、前記選択過程で選択された前記運転パターンに従って前記機器を制御する制御過程とを有することを特徴とする。

本発明の管理システムは、複数の機器と、前記機器での消費電力を計測する計測器と、前記機器を制御する管理装置とを備え、前記管理装置は、前記機器の運転パターンを複数通り記憶した記憶部と、前記計測器で計測された前記機器での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における前記機器での消費電力の積算値を前記第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測部と、前記予測部の予測値が第１の閾値を超える場合に、当該予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択する選択部と、前記選択部で選択された前記運転パターンに従って前記機器を制御する制御部とを有することを特徴とする。

本発明は、予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値の第１の閾値からの超過率または予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。これにより、予測値が第１の閾値を超えることを許容しつつ、機器での消費電力の削減効果は得られるので、ユーザの快適性を確保しつつ機器での消費電力の削減効果が得られる、という利点がある。

実施形態に係る管理システムの概略ブロック図である。 電気料金単価の説明図である。 実施形態２に係る予測部の予測値の分布を表す説明図である。

下記実施形態で説明する管理システムは、機器での消費電力が抑制されるように機器を管理するシステムである。以下では、電力需要家としての戸建て住宅に管理システムが用いられる場合を例として説明する。

ここで、管理システムが用いられる電力需要家は、発電および送電を行う電力会社、あるいは電力会社に代わって電力管理を行うサービス事業者との契約の一例として、電力使用量の増加に伴い電気料金単価が段階的に上昇する段階式電気料金を採用している。この例では、電力需要家は、所定の第１の期間毎の電力使用量に応じて電気料金単価が決定する。具体的には、電力使用量が、第１の閾値以下であれば第１段階料金、第１の閾値より大きく第２の閾値以下であれば第２段階料金（＞第１段階料金）、第２の閾値より大きければ第３段階料金（＞第２段階料金）がそれぞれ適用される。なお、第２の閾値は第１の閾値より大きく設定されている。

たとえば第１の期間が１月１日〜１２月３１日の１年間である場合、図２に示すように、８月の時点で、同年１月からの消費電力の積算値（電力使用量）が第１の閾値Ｅ１を超えることにより、電気料金単価は第１段階料金Ｒ１から第２段階料金Ｒ２へ移行する。さらに、１０月の時点で同年１月からの消費電力の積算値（電力使用量）が第２の閾値Ｅ２（＞Ｅ１）を超えることにより、電気料金単価は第２段階料金Ｒ２から第３段階料金Ｒ３へ移行する。なお、図２では、横軸が第１の期間における電力使用量、縦軸が電気料金単価を表しており、斜線部の面積が電気料金に相当する。

そこで、管理システムは、電力需要家での電気料金単価を安く抑えるため、第１の期間毎の使用電力量が予め設定される目標値（第１の閾値、第２の閾値）を超過しないように、電力需要家における機器での消費電力を抑制する。ただし、管理システムは、戸建て住宅に限らず、たとえば集合住宅の各住戸、事務所、店舗等の電力需要家に用いられていてもよい。

なお、図２は段階式電気料金を説明するためのモデルケースとしてある電力需要家の電気料金を例示しているに過ぎず、管理システムが用いられるケースを限定する趣旨ではなく、第１の期間についても１年間に限らずたとえば３０分、１か月等であってもよい。また、管理システムが用いられる電力需要家と電力会社あるいはサービス事業者との契約についても、上述の段階式電気料金は一例に過ぎず、その他の料金形態が採用されていてもよい。

管理システム１０は、図１に示すように、複数の機器２１，２２，２３…（以下、各々を区別しないときにはまとめて「機器２」という）と、機器２での消費電力を計測する計測器３と、機器２を制御する管理装置１とを備えている。

管理装置１は、機器２の運転パターンを複数通り記憶した記憶部１１と、計測器３で計測された機器２での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における機器２での消費電力の積算値を第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測部１２とを備えている。管理装置１は、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値の第１の閾値からの超過率または予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する選択部１３を備えている。さらに、管理装置１は、選択部１３で選択された運転パターンに従って機器２を制御する制御部１４を備えている。

また、選択部１３は、予測部１２の予測値の第１の閾値からの超過率または予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とする、という条件を満たす運転パターンが存在しない場合、次のように運転パターンを選択することが望ましい。すなわち、選択部１３は、上記条件を満たす運転パターンが存在しない場合、予測値が第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下となるように、第２の期間単位で運転パターンを選択することが望ましい。

さらに、選択部１３は、予測部１２の予測値が第２の閾値以下となる、という条件を満たす運転パターンが存在しない場合、次のように運転パターンを選択することが望ましい。すなわち、選択部１３は、上記条件を満たす運転パターンが存在しない場合、予測値の第２の閾値からの超過率または予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択することが望ましい。

また、選択部１３は、予測値の第２の閾値からの超過率または予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする、という条件を満たす運転パターンが存在しない場合、記憶部１１に記憶されている運転パターンを変更することが望ましい。あるいは、選択部１３は、予測値の第２の閾値からの超過率または予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする、という条件を満たす運転パターンが存在しない場合、第２の閾値を変更するように構成されていることが望ましい。

さらにまた、予測部１２は、機器２の仕様情報と機器２の運転スケジュールとを用いて機器２での消費電力の積算値を予測するように構成されていることが望ましい。

また、管理装置１は、気象データを取得する取得部１５をさらに備え、予測部１２は、取得部１５が取得した気象データを用いて機器２での消費電力の積算値を予測するように構成されていることが望ましい。

（実施形態１）
本実施形態に係る管理システム１０において、複数の機器２は、電力需要家で使用される各種の家電機器や設備機器等であって、図１の例ではエアコン（空調装置）２１、電気給湯器２２、冷蔵庫２３等を含んでいる。その他の機器２としては、ＩＨクッキングヒータ、炊飯器、電子レンジ、空気清浄機、全熱交換器、照明器具などがある。

ここで、機器２は、消費エネルギーの比較的小さい省エネモードと、消費エネルギーの比較的大きい通常モードとの少なくとも２つの運転モードを切替可能に構成されている。つまり、機器２は、運転モードが１種類ではなく、消費エネルギーの大きさが異なる２つ以上の運転モードを切替可能に構成されている。

たとえば、エアコン２１は、冷房運転時の設定温度が規定温度より低い、または暖房運転時の設定温度が規定温度より高いと通常モードとなり、冷房運転時の設定温度が規定温度より高い、または暖房運転時の設定温度が規定温度より低いと省エネモードとなる。電気給湯器２２であれば、沸き上げ湯量が規定量より多ければ通常モードとなり、沸き上げ湯量が規定量より少なければ省エネモードとなる。冷蔵庫２３は、庫内の設定温度が規定温度より低ければ通常モード、規定温度より高ければ省エネモードとなる。

電力需要家には、系統電源（商用電源）４１の引込線に接続された分電盤４が設けられている。分電盤４には、系統電源４１に接続される主幹系統に挿入された主幹ブレーカ（図示せず）と、主幹ブレーカの二次側から分岐する複数の分岐系統ごとに挿入された分岐ブレーカ（図示せず）とが収納されている。

計測器３は、分電盤４内に設けられており、機器２での消費電力の実績値を計測して計測結果を管理装置１に送信する。計測器３は、主幹系統並びに各分岐系統に流れる電流値と、主幹系統の電圧値とをそれぞれ計測し、これらの電流値および電圧値に基づいて、主幹系統および各分岐系統の所定箇所に設定された計測点を通して供給される電力値（瞬時電力）を求める。さらに、計測器３は、電力値の積算処理を行い、瞬時電力だけでなく電力量（積算電力）についても算出している。

計測器３は、管理装置１との間で通信を行う通信部（図示せず）を有しており、定期的にあるいは管理装置１からの要求に応答する形で、計測結果（瞬時電力および積算電力）を通信部から管理装置１へ送信する。なお、計測器３は、他の内器（主幹ブレーカや分岐ブレーカ）と一緒に分電盤４内に収納されているが、この構成に限らず、分電盤４と並べて設置されていてもよい。また、計測器３は、機器２での消費電力の実績値を計測して計測結果を管理装置１へ出力する機能があればよく、たとえばスマートメータのように通信機能を有した検針用のメータや、計測機能および通信機能を有するスマートコンセントなどであってもよい。

本実施形態では、管理装置１は、種々の情報を表示したりユーザからの操作入力を受け付けたりするためのユーザインタフェースとして表示端末５を利用する。そのため、管理装置１は、それ自身には表示部やユーザからの操作入力を受け付ける操作入力部を持たない構成とするが、それ自身に表示部や操作入力部が設けられていてもよい。表示端末５は、タッチパネルディスプレイを採用しており、管理装置１から取得した情報を表示したり、ユーザの操作入力に応じた信号を管理装置１へ出力したりする。管理装置１は、専用の表示端末５の代わりに、タブレット端末やスマートフォン、パーソナルコンピュータやテレビ受像機等をユーザインタフェースに用いる構成であってもよい。

また、管理装置１は、ルータ６を介してインターネットなどのネットワーク６１に接続されている。管理装置１は、ネットワーク６１に接続されたサーバ７との間で情報の授受が可能に構成されている。
＜管理装置の構成＞
管理装置１は、上述したように記憶部１１と予測部１２と選択部１３と制御部１４とを備え、本実施形態ではさらに取得部１５と表示制御部１６とを備えている。また、管理装置１は、機器２および表示端末５との間で通信を行う第１通信部１１１と、計測器３との間で通信を行う第２通信部１１２と、ルータ６に接続された第３通信部１１３とをさらに備えている。

ここでは、第１通信部１１１および第２通信部１１２の各々は、電波を伝送媒体に用いた無線通信により通信相手との間で双方向に通信を行い、第３通信部１１３はルータ６に有線接続されている。無線通信方式としては、たとえば４００ＭＨｚ帯特定小電力無線や９００ＭＨｚ帯特定小電力無線やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの方式が適用される。ただし、第１通信部１１１および第２通信部１１２の各々と通信相手との間の通信は、無線通信に限らず有線通信であってもよく、また、中継器を介しての通信であってもよい。

本実施形態では、管理装置１は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主構成としており、メモリ（図示せず）に記憶されている所定のプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。

本実施形態における管理装置１は、その基本的な機能として、制御部１４にて機器２を制御する機能と、計測器３から取得した機器２での消費電力の実績値に基づく表示情報を表示制御部１６にて表示端末５に表示させる機能とを有している。

要するに、管理装置１は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）のコントローラとして機能し、機器２を制御したり、機器２での消費電力を可視化（見える化）したりする。そのため、本実施形態の管理システム１０によれば、機器２での電力の消費状況を管理することが可能になり、機器２での無駄な電力消費を抑えることができる。

具体的には、管理装置１は、第１通信部１１１にて機器２と通信を行い、且つ第２通信部１１２にて計測器３と通信を行うことにより、計測器３での計測結果に基づいて制御部１４にて機器２を自動的に制御するように構成されている。さらに、管理装置１は、表示端末５においてユーザによる所定の操作が為されることにより発生する操作コマンドに従って機器２を制御する機能も有している。つまり、管理装置１は、第１通信部１１１にて表示端末５と通信することにより表示端末５から操作コマンドを取得し、この操作コマンドに対応する制御コマンドを機器２に対して第１通信部１１１から送信し、機器２の制御を実行する。

また、管理装置１は、第１通信部１１１にて表示端末５と通信を行うことにより、計測器３での計測結果に基づく表示情報を表示制御部１６にて表示端末５に表示させるように構成されている。管理装置１は、たとえば計測器３での計測結果としての電力需要家の全機器２での消費電力（主幹系統の電力）、並びに分岐系統ごとの消費電力を表示情報とし、この表示情報を表す伝送データを表示端末５に送信する。ここで、管理装置１は、計測器３が一定時間間隔（たとえば５秒間隔）で計測結果（消費電力）を更新する都度、伝送データを送信し表示端末５にて表示される表示情報を更新する。

なお、表示端末５に表示される表示情報は、表示端末５の操作によって切替可能であり、ユーザは、電力需要家の全機器２での消費電力と分岐系統ごとの消費電力とを切り替えて表示させたり、瞬時電力と積算電力とを切り替えて表示させたりすることができる。

次に、本実施形態に係る管理装置１の各部の詳細について説明する。

記憶部１１は、機器２の運転パターンを複数通り記憶している。ここでいう運転パターンは、複数の機器２１，２２，２３…の動作状態の組み合わせを意味している。動作状態には、各機器２における運転（稼動）／停止の別、並びに運転時における運転モードを含んでいる。そのため、エアコン２１、電気給湯器２２、冷蔵庫２３の運転パターンの一例としては、エアコン２１が通常モードで、電気給湯器２２が省エネモードで、冷蔵庫２３が通常モードであるような動作状態の組み合わせがある。さらに、運転パターンは、たとえば１日に６時間まで、２０時〜２４時の時間帯のみ、というように機器２を運転（稼動）させる時間の制限を含んでいてもよい。記憶部１１は、このような機器２の運転パターンを予め複数通り記憶している。

選択部１３は、記憶部１１に記憶されている運転パターンの中から任意の運転パターンを選択する。制御部１４は、選択部１３で選択された運転パターンに従って機器２を制御する。本実施形態では、選択部１３は全ての機器２の運転モードが通常モードであるような運転パターンをデフォルトとして選択する。ただし、選択部１３がデフォルトとして選択する運転パターンは、表示端末５を用いてユーザが任意に設定して記憶部１１に予め記憶されていてもよい。

予測部１２は、計測器３で計測された機器２での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における機器２での消費電力の積算値を第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測するように構成されている。ここで、機器２での消費電力の積算値は、電力需要家の全機器２での消費電力（主幹系統の電力）の積算値である。本実施形態では一例として、第１の期間が１月１日〜１２月３１日の１年間であって、第２の期間が０：００〜２４：００の２４時間（１日）であると仮定する。

すなわち、予測部１２は、計測器３の計測結果を用いて、当年の１月１日〜１２月３１日の機器２での消費電力の積算値を１日毎に予測する。なお、予測部１２は、毎日決められた時刻（たとえば０：００）に、当年の機器２での消費電力の積算値を予測するように構成されている。

具体的には、当年（１月１日〜１２月３１日）のうち１月１日から現時点までの期間については計測器３で計測された消費電力量の実績値があるので、予測部１２は、当年のうち現時点から１２月３１日までの期間について１日単位で消費電力量を推測する。このとき、予測部１２は、選択部１３で現在選択されている運転パターンを用いて、当年のうち現時点から１２月３１日までの期間についての消費電力量を推測する。予測部１２は、１月１日から現時点までの期間の消費電力量（実績値）に、推測した現時点以降の各日の消費電力量（推測値）を加算することにより、当年の機器２での消費電力の積算値を予測する。

ここで、本実施形態における予測部１２は、機器２の仕様情報と機器２の運転スケジュールとを用いて機器２での消費電力の積算値を予測するように構成されている。つまり、予測部１２は、計測器３の計測結果に加えて、運転モードごとの定格電力や待機電力などの各機器２の仕様を表す仕様情報と、曜日や時間帯ごとの機器２の運転予定を表す運転スケジュールとを用いて、当年の消費電力の積算値を予測する。

管理装置１は、仕様情報や運転スケジュールについては、機器２の識別子（型番など）に基づいてネットワーク６１を介して第３通信部１１３にてサーバ７から取得してもよいし、表示端末５にてユーザが入力した情報を用いてもよい。また、管理装置１は、計測器３の計測結果を記憶部１１に随時記憶しており、統計データから仕様情報や運転スケジュールを求めてもよい。

さらに、本実施形態の予測部１２は、取得部１５がサーバ７から取得する気象データを用いて、機器２での消費電力の積算値を予測するように構成されている。取得部１５は、季節予報などの気象データを、ネットワーク６１を介して第３通信部１１３にてサーバ７から取得するように構成されており、予測部１２では、この気象データを消費電力の積算値の予測に用いる。

ここで、現時点以降の各日の消費電力量の推測方法は機器２の種別によっても異なり、代表的な機器２についての推測方法は次のようになる。

たとえば暖房運転時のエアコン２１については、予測部１２は、Ａ_１１・（ΔＴ）^２＋Ａ_１２・（ΔＴ）＋Ａ_１３・Ｐ_１１により消費電力量を推定する。ここで、Ａ_１１、Ａ_１２、Ａ_１３は係数、ΔＴは設定温度−外気温度、Ｐ_１１は暖房運転時のエアコン２１の定格消費電力である。冷房運転時のエアコン２１については、予測部１２は、Ａ_１４・（ΔＴ）^２＋Ａ_１５・（ΔＴ）＋Ａ_１６・Ｐ_１２により消費電力量を推定する。ここで、Ａ_１４、Ａ_１５、Ａ_１６は係数、ΔＴは外気温度−設定温度、Ｐ_１２は冷房運転時のエアコン２１の定格消費電力である。

電気給湯器２２については、予測部１２は、Ａ_２１・（ΔＴ）^２＋Ａ_２２・（ΔＴ）＋Ａ_２３・Ｐ_２により消費電力量を推定する。ここで、Ａ_２１、Ａ_２２、Ａ_２３は係数、ΔＴは設定温度−給水（水道水）温度、Ｐ_２は電気給湯器２２の定格消費電力である。冷蔵庫２３については、予測部１２は、Ａ_３１・（ΔＴ）^２＋Ａ_３２・（ΔＴ）＋Ａ_３３・Ｐ_３により消費電力量を推定する。ここで、Ａ_３１、Ａ_３２、Ａ_３３は係数、ΔＴは室内温度−設定温度、Ｐ_３は冷蔵庫２３の定格消費電力である。

ＩＨクッキングヒータについては、予測部１２は、Ａ_４１・Ｔ＋Ａ_４２・Ｐ_４により消費電力量を推定する。ここで、Ａ_４１、Ａ_４２は係数、Ｔは設定温度、Ｐ_４はＩＨクッキングヒータの定格消費電力である。温度に関係のない他の機器２については、予測部１２は、Ａ_５１・Ｐ_５により消費電力量を推定する。ここで、Ａ_５１は係数、Ｐ_５は機器２の定格消費電力である。

なお、上記の各係数は、統計的データに基づいて初期値が予め決められており、電力需要家ごとに実績値に基づいて回帰分析法等により随時修正される。

以下では、予測部１２で予測された当年の機器２での消費電力の積算値を「予測値」という。

選択部１３は、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。すなわち、選択部１３は、予測部１２の予測値（第１の期間における機器２での消費電力の積算値の予測値）と所定の第１の閾値とを比較し、その結果に応じて、第２の期間単位で機器２の運転パターンを選択する。

ここで、第１の閾値は、上述のように段階式電気料金において第１段階料金から第２段階料金へと切り替わる電力使用量であって、表示端末５を用いてユーザが設定して記憶部１１に予め記憶される。第１の許容値は、たとえば０〜１００〔％〕の範囲でユーザが任意に設定する値であって、表示端末５を用いてユーザが設定し第１の閾値と組にして記憶部１１に予め記憶される。

選択部１３は、予測部１２の予測値が第１の閾値以下であれば、現在選択中の運転パターンを継続して選択する。つまり、予測値が第１の閾値以下であれば、選択部１３は運転パターンを変更しない。一方、予測部１２の予測値が第１の閾値を超えていれば、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

具体的には、予測値が第１の閾値を超えると、選択部１３は、記憶部１１内の運転パターンのうち現在選択している以外の運転パターンを選択した場合のシミュレーションを予測部１２にて行い、その場合の予測値と第１の閾値とを比較する。その結果、予測値の第１の閾値からの超過率が第１の許容値以下となるような運転パターンを、選択部１３は第２の期間単位で選択する。予測値の第１の閾値からの超過率が第１の許容値以下となる運転パターンが複数あれば、選択部１３は、これら複数の運転パターンのうち予測値が最大の、つまり機器２の動作制限が最も緩い運転パターンを選択する。

ここにおいて、予測値の第１の閾値からの超過率は以下のようにして算出される。

すなわち、予測値の第１の閾値からの超過率は、第１の閾値からの予測値の超過分を、第１の閾値で除することによって算出される。つまり、予測値の第１の閾値からの超過率は、超過率＝（予測値−第１の閾値）／（第１の閾値）×１００〔％〕で表され、たとえば予測値が第１の閾値の１．１倍であれば“１０％”となる。

管理装置１は、上述したように予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とする運転パターンを選択するので、ユーザが設定した第１の許容値で決まる範囲内で予測値が第１の閾値を超えることが許容される。すなわち、上述したように選択部１３が運転パターンを選択することで、予測値が第１の閾値を超えることをある程度許容しつつ、第１の期間における機器２での消費電力の削減効果が十分に得られる。

ところで、記憶部１１に記憶されている運転パターンの中に、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とする、という条件を満たす運転パターンが存在しない可能性もある。そこで、本実施形態では、選択部１３は、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、予測値が第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下となるように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

ここで、第２の閾値は、第１の閾値よりも大きく、上述のように段階式電気料金において第２段階料金から第３段階料金へと切り替わる電力使用量であって、表示端末５を用いてユーザが設定して記憶部１１に予め記憶される。

具体的には、上記条件を満たす運転パターンが存在しなければ、選択部１３は、記憶部１１内の運転パターンのうち現在選択している以外の運転パターンを選択した場合のシミュレーションを予測部１２にて行い、その場合の予測値と第２の閾値とを比較する。その結果、予測値が第２の閾値以下となるような運転パターンを、選択部１３は第２の期間単位で選択する。予測値が第２の閾値以下となる運転パターンが複数あれば、選択部１３は、これら複数の運転パターンのうち予測値が最大の、つまり機器２の動作制限が最も緩い運転パターンを選択する。

また、記憶部１１に記憶されている運転パターンの中に、予測部１２の予測値が第２の閾値以下となる、という条件を満たす運転パターンが存在しない可能性もある。そこで、本実施形態では、選択部１３は、予測部１２の予測値が第２の閾値以下となる運転パターンが存在しない場合、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

ここで、第２の許容値は、たとえば０〜１００〔％〕の範囲でユーザが任意に設定する値であって、表示端末５を用いてユーザが設定し第２の閾値と組にして記憶部１１に予め記憶される。

具体的には、上記条件を満たす運転パターンが存在しなければ、選択部１３は、記憶部１１内の運転パターンのうち現在選択している以外の運転パターンを選択した場合のシミュレーションを予測部１２にて行い、その場合の予測値と第２の閾値とを比較する。その結果、予測値の第２の閾値からの超過率が第２の許容値以下となるような運転パターンを、選択部１３は第２の期間単位で選択する。予測値の第２の閾値からの超過率が第２の許容値以下となる運転パターンが複数あれば、選択部１３は、これら複数の運転パターンのうち予測値が最大の、つまり機器２の動作制限が最も緩い運転パターンを選択する。

さらにまた、記憶部１１に記憶されている運転パターンの中に、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とする、という条件を満たす運転パターンが存在しない可能性もある。そこで、本実施形態では、選択部１３は、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、記憶部１１に記憶されている運転パターンを変更するように構成されている。

具体的には、上記条件を満たす運転パターンが存在しなければ、選択部１３は、機器２での消費電力が削減されるように、記憶部１１内の運転パターンを変更する。選択部１３は、既存の運転パターンに対して、たとえば停止させる機器２を増やしたり、１日に６時間まで、２０時〜２４時の時間帯のみ、というように機器２を運転（稼動）させる時間の制限を加えたりすることで、運転パターンを変更する。選択部１３は、変更後の運転パターンを選択することで、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とすることが可能になる。

あるいは、選択部１３は、予測部１２の予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、第２の閾値を変更するように構成されていてもよい。

具体的には、上記条件を満たす運転パターンが存在しなければ、選択部１３は、第２の閾値を大きくするように、記憶部１１内の第２の閾値を変更する。このとき、選択部１３は、第２の閾値を自動的に変更してもよいし、ユーザに新たな第２の閾値を設定させることによって第２の閾値を変更してもよい。予測部１２は変更後の第２の閾値を適用することで、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とすることが可能になる。
＜管理装置の動作＞
次に、本実施形態に係る管理装置１の動作、つまり管理装置１を用いた機器管理方法について説明する。ここでは、第１の閾値が３６００ｋＷｈ、第２の閾値が５４００ｋＷｈに設定されている場合を例として説明する。また、第１の許容値は電力需要家ごとに任意に設定されており、第１の電力需要家では１００％、第２の電力需要家では７０％、第３の電力需要家では０％に設定されていると仮定する。第３の許容値は電力需要家ごとに任意に設定されており、第１の電力需要家では８０％、第２の電力需要家では１０％、第３の電力需要家では０％に設定されていると仮定する。

管理装置１は、まず計測器３で計測された機器２での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における機器２での消費電力の積算値を第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する（予測過程）。

予測値が第１の閾値を超える場合、管理装置１は、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように、機器２の複数通りの運転パターンの中から、第２の期間単位で運転パターンを選択する（選択過程）。すなわち、管理装置１は、予測値が３６００ｋＷｈを超える場合、予測値の３６００ｋＷｈからの超過率を第１の許容値以下とするように、機器２の複数通りの運転パターンの中から運転パターンを選択する。

ここで、第１の電力需要家では第１の許容値は１００％であるから、予測値の３６００ｋＷｈからの超過率が１００％以下、つまり予測値が７２００ｋＷｈ以下となるような運転パターンが選択される。第２の電力需要家では第１の許容値は７０％であるから、予測値の３６００ｋＷｈからの超過率が７０％以下、つまり予測値が６１２０ｋＷｈ以下となるような運転パターンが選択される。第３の電力需要家では第１の許容値は０％であるから、予測値の３６００ｋＷｈからの超過率が０％、つまり予測値が３６００ｋＷｈ以下となるような運転パターンが選択される。

その後、管理装置１は、選択過程で選択された運転パターンに従って機器２を制御する（制御過程）。

また、選択過程において、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、管理装置１は、予測値が第２の閾値以下となるように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。さらに、予測値が第２の閾値以下となる運転パターンが存在しない場合、管理装置１は、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

ここで、第１の電力需要家では第２の許容値は８０％であるから、予測値の５４００ｋＷｈからの超過率が８０％以下、つまり予測値が９７２０ｋＷｈ以下となるような運転パターンが選択される。第２の電力需要家では第２の許容値は１０％であるから、予測値の５４００ｋＷｈからの超過率が１０％以下、つまり予測値が５９４０ｋＷｈ以下となるような運転パターンが選択される。第３の電力需要家では第２の許容値は０％であるから、予測値の５４００ｋＷｈからの超過率が０％、つまり予測値が５４００ｋＷｈ以下となるような運転パターンが選択される。
＜本実施形態の効果＞
以上説明した本実施形態の管理システム１０によれば、選択部１３は、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。これにより、予測値が第１の閾値を超えることを許容しつつ、機器２での消費電力の削減効果は得られるので、管理システム１０は、ユーザの快適性を確保しつつ機器２での消費電力の削減効果が得られる、という利点がある。

また、選択部１３は、予測部１２の予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、予測値が第２の閾値以下となるように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。したがって、管理システム１０は、予測値の第１の閾値からの超過率が第１の許容値以下となる運転パターンがない場合でも、第１の閾値から第２の閾値へと目標を下げて機器２での消費電力の削減効果を得ることができる。

さらに、選択部１３は、予測部１２の予測値が第２の閾値以下となる運転パターンが存在しない場合、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。したがって、管理システム１０は、予測値が第２の閾値以下となる運転パターンがない場合でも、予測値が第２の閾値を超えることをある程度許容し、機器２での消費電力の削減効果を十分に得ることができる。

また、選択部１３は、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、記憶部１１に記憶されている運転パターンを変更する。したがって、管理システム１０は、予測値の第２の閾値からの超過率が第２の許容値以下となる運転パターンがない場合でも、運転パターンを変更して機器２での消費電力の削減効果を得ることができる。

あるいは、選択部１３は、予測部１２の予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、第２の閾値を変更する。したがって、管理システム１０は、予測値の第２の閾値からの超過率が第２の許容値以下となる運転パターンがない場合でも、第２の閾値を変更して機器２での消費電力の削減効果を得ることができる。

さらにまた、予測部１２は、機器２の仕様情報と機器２の運転スケジュールとを用いて機器２での消費電力の積算値を予測するように構成されているので、仕様情報や運転スケジュールを用いない場合に比べ、機器２での消費電力の積算値の予測精度が高くなる。

また、予測部１２は、取得部１５が取得した気象データを用いて機器２での消費電力の積算値を予測するので、気象データを用いない場合に比べ、機器２での消費電力の積算値の予測精度が高くなる。

（実施形態２）
本実施形態の管理システム１０は、選択部１３が、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する点で、実施形態１の管理システム１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

すなわち、実施形態１においては、選択部１３は、予測値が第１の閾値を超える場合、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように、運転パターンを選択していた。これに対し、本実施形態では、選択部１３は、予測値が第１の閾値を超える場合、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、運転パターンを選択する。

ここにおいて、予測値が第１の閾値を超える確率は以下のようにして算出される。

すなわち、予測値が第１の閾値を超える確率は、図３に示すような確率密度関数を用いて表される。その前提として、予測値は確定した値ではなく、ユーザの生活パターンや気象データなどの不確定要素によって様々な値をとり得る。ここでは、予測値は正規分布すると仮定する。

そのため、本実施形態では、予測値の平均値μおよび標準偏差σで表されるμ＋３σを第１の閾値Ｅ１と比較して、μ＋３σ＞Ｅ１となる場合を、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合と定義する。要するに、選択部１３は、μ＋３σ＞Ｅ１となる場合に、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

予測値が第１の閾値を超える確率は、第１の閾値Ｅ１を超える範囲の確率密度関数の面積（図３の斜線部分の面積）×１００〔％〕によって表される。たとえば予測値の平均値が第１の閾値Ｅ１であれば、予測値が第１の閾値を超える確率は“５０％”となる。

ところで、記憶部１１に記憶されている運転パターンの中に、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とする、という条件を満たす運転パターンが存在しない可能性もある。そこで、本実施形態では、選択部１３は、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、予測値が第２の閾値以下となるように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

また、本実施形態では、選択部１３は、予測部１２の予測値が第２の閾値以下となる運転パターンが存在しない場合、予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。

さらにまた、本実施形態では、選択部１３は、予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、記憶部１１に記憶されている運転パターンを変更するように構成されている。あるいは、選択部１３は、予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合に第２の閾値を変更する構成であってもよい。
＜本実施形態の効果＞
以上説明した本実施形態の管理システム１０によれば、選択部１３は、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える場合に、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。これにより、予測値が第１の閾値を超えることを許容しつつ、機器２での消費電力の削減効果は得られるので、管理システム１０は、ユーザの快適性を確保しつつ機器２での消費電力の削減効果が得られる、という利点がある。

また、選択部１３は、予測部１２の予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、予測値が第２の閾値以下となるように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。したがって、管理システム１０は、予測値が第１の閾値を超える確率が第１の許容値以下となる運転パターンがない場合でも、第１の閾値から第２の閾値へと目標を下げて機器２での消費電力の削減効果を得ることができる。

さらに、選択部１３は、予測部１２の予測値が第２の閾値以下となる運転パターンが存在しない場合、予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とするように、第２の期間単位で運転パターンを選択する。したがって、管理システム１０は、予測値が第２の閾値以下となる運転パターンがない場合でも、予測値が第２の閾値を超えることをある程度許容し、機器２での消費電力の削減効果を十分に得ることができる。

また、選択部１３は、予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、記憶部１１に記憶されている運転パターンを変更する。したがって、管理システム１０は、予測値が第２の閾値を超える確率が第２の許容値以下となる運転パターンがない場合でも、運転パターンを変更して機器２での消費電力の削減効果を得ることができる。

あるいは、選択部１３は、予測部１２の予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする運転パターンが存在しない場合、第２の閾値を変更する。したがって、管理システム１０は、予測値が第２の閾値を超える確率が第２の許容値以下となる運転パターンがない場合でも、第２の閾値を変更して機器２での消費電力の削減効果を得ることができる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

ところで、実施形態１では、選択部１３は、予測値の第１の閾値からの超過率を第１の許容値以下とするように運転パターンを選択し、また、予測値の第２の閾値からの超過率を第２の許容値以下とするように運転パターンを選択する。つまり、実施形態１では、選択部１３は、第１の閾値と第２の閾値とのいずれについても予測値の閾値からの超過率を許容値（第１の許容値または第２の許容値）以下とするように運転パターンを選択する。

これに対して、実施形態２では、選択部１３は、予測値が第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように運転パターンを選択し、また、予測値が第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とするように運転パターンを選択する。つまり、実施形態２では、選択部１３は、第１の閾値と第２の閾値とのいずれについても予測値が閾値を超える確率を許容値（第１の許容値または第２の許容値）以下とするように運転パターンを選択する。

ただし、上述した例に限らず、実施形態１の構成と実施形態２の構成とを適宜組み合わせてもよい。すなわち、選択部１３は、第１の閾値と第２の閾値との一方については予測値の閾値からの超過率を許容値以下とし、他方については予測値が閾値を超える確率を許容値以下とするように運転パターンを選択してもよい。

１ 管理装置
１１ 記憶部
１２ 予測部
１３ 選択部
１４ 制御部
１５ 取得部
２，２１，２２，２３… 機器
３ 計測器

Claims (9)

1. 機器の運転パターンを複数通り記憶した記憶部と、
   計測器で計測された前記機器での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における前記機器での消費電力の積算値を前記第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測部と、
   前記予測部の予測値が第１の閾値を超える場合に、当該予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択する選択部と、
   前記選択部で選択された前記運転パターンに従って前記機器を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする管理装置。
2. 前記選択部は、前記予測部の予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とする前記運転パターンが存在しない場合、当該予測値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下となるように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
3. 前記選択部は、前記予測部の予測値が前記第２の閾値以下となる前記運転パターンが存在しない場合、当該予測値の前記第２の閾値からの超過率または当該予測値が前記第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とするように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択するように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の管理装置。
4. 前記選択部は、前記予測部の予測値の前記第２の閾値からの超過率または当該予測値が前記第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする前記運転パターンが存在しない場合、前記記憶部に記憶されている前記運転パターンを変更するように構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の管理装置。
5. 前記選択部は、前記予測部の予測値の前記第２の閾値からの超過率または当該予測値が前記第２の閾値を超える確率を第２の許容値以下とする前記運転パターンが存在しない場合、前記第２の閾値を変更するように構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の管理装置。
6. 前記予測部は、前記機器の仕様情報と前記機器の運転スケジュールとを用いて前記機器での消費電力の積算値を予測するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管理装置。
7. 気象データを取得する取得部をさらに備え、
   前記予測部は、前記取得部が取得した前記気象データを用いて前記機器での消費電力の積算値を予測するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の管理装置。
8. 計測器で計測された機器での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における前記機器での消費電力の積算値を前記第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測過程と、
   前記予測過程の予測値が第１の閾値を超える場合に、当該予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、前記機器の複数通りの運転パターンの中から、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択する選択過程と、
   前記選択過程で選択された前記運転パターンに従って前記機器を制御する制御過程と
   を有することを特徴とする機器管理方法。
9. 複数の機器と、
   前記機器での消費電力を計測する計測器と、
   前記機器を制御する管理装置とを備え、
   前記管理装置は、
   前記機器の運転パターンを複数通り記憶した記憶部と、
   前記計測器で計測された前記機器での消費電力の実績値を用いて、第１の期間における前記機器での消費電力の積算値を前記第１の期間よりも短い第２の期間毎に予測する予測部と、
   前記予測部の予測値が第１の閾値を超える場合に、当該予測値の前記第１の閾値からの超過率または当該予測値が前記第１の閾値を超える確率を第１の許容値以下とするように、前記第２の期間単位で前記運転パターンを選択する選択部と、
   前記選択部で選択された前記運転パターンに従って前記機器を制御する制御部と
   を有することを特徴とする管理システム。

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