JP2016208556A

JP2016208556A - デマンド予測装置及びデマンド予測方法

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Publication number: JP2016208556A
Application number: JP2013208523A
Authority: JP
Inventors: 光晃松尾; Mitsuaki Matsuo; 橋本　博幸; Hiroyuki Hashimoto; 博幸橋本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2016-12-08
Also published as: WO2015050182A1

Abstract

【課題】デマンド制御の品質を向上させることができるデマンド予測装置及びデマンド予測方法を提供する。
【解決手段】デマンド予測値演算処理部７６は、計算点数に到達するまで、制御周期Δｔごとに、デマンド時限Ｔを時間軸上に現在時刻ｔの前後にシフトし、現在時刻ｔと、デマンド時限Ｔとから想定される仮想残り時間を求め、仮想残り時間が、閾値以下の場合、直近の使用電力量の変動傾向に基づいて、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔで想定される仮想終了時刻までに消費される使用電力量の予測値である第１情報を求め、仮想残り時間が、閾値と比べて大きい場合、時系列データの変動傾向に基づいて、第１情報を求め、デマンド時限Ｔで想定される仮想開始時刻から現在時刻ｔまでに消費された使用電力量の実績値である第２情報を求め、第１情報と、第２情報とに基づいて、デマンド予測値Ｒを求めるものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、デマンド予測装置及びデマンド予測方法に関する。

従来、現在時刻ｔと、現在時刻ｔの直前の時刻Δｔとの間の変化分に応じてデマンド予測を行うデマンド予測装置があった（例えば、特許文献１参照）。

特公昭６３−２６６１４号公報（図１）

特許文献１に記載のデマンド予測装置は、デマンド時限の同期を取らない場合、想定されるデマンド時限までの残り時間の全ての場合に応じて、デマンド予測を行う。よって、想定されるデマンド時限までの残り時間が長い場合であっても、現在時刻ｔと、現在時刻ｔの直前の時刻Δｔとの間の変化分でデマンド予測を行えば、予測精度が悪化する恐れがある。

また、予測精度の悪化により、デマンド予測値が過大に演算されると、特許文献１に記載のデマンド予測装置は、過剰なデマンド制限を促す恐れがある。つまり、過大なデマンド予測の見積もりは、短時間のうちにデマンド制限の実施と解除とを繰り返すハンチングの要因となる。

したがって、デマンド制限の同期を取らない場合、現在時刻ｔと、現在時刻ｔの直前の時刻Δｔとの間の変化分に応じてデマンド予測を行えば、デマンド予測の精度が悪化することで、過剰なデマンド制限が行われる場合があるため、デマンド制御の品質が低下する恐れがあるという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、デマンド時限の同期を取らなくても過剰なデマンド制限の原因となるデマンド予測の精度を改善するデマンド予測装置及びデマンド予測方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係るデマンド予測装置は、消費電力のデマンドの予測対象となっている負荷に対応した過去の使用電力量の実績値である時系列データに基づいて前記負荷の将来のデマンド予測値を求めるデマンド予測装置であって、前記デマンド予測値を求めるデマンド予測値演算処理部を備え、前記負荷に対応するデマンド制御が要求される時間間隔であるデマンド時限が設定され、前記デマンド予測値の求め方を変更する基準となる閾値が設定され、前記デマンド予測値を求める制御周期が設定され、前記デマンド予測値演算処理部は、前記デマンド時限と、前記制御周期と、に基づいて計算点数を求め、前記計算点数に到達するまで、前記制御周期ごとに、前記デマンド時限を時間軸上に現在時刻の前後にシフトし、前記現在時刻と、前記デマンド時限とから想定される仮想残り時間を求め、前記仮想残り時間が、前記閾値以下の場合、直近の前記使用電力量の変動傾向に基づいて、前記現在時刻から前記デマンド時限で想定される仮想終了時刻までに消費される前記使用電力量の予測値である第１情報を求め、前記仮想残り時間が、前記閾値と比べて大きい場合、前記時系列データの変動傾向に基づいて、前記第１情報を求め、前記デマンド時限で想定される仮想開始時刻から前記現在時刻までに消費された前記使用電力量の実績値である第２情報を求め、前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記デマンド予測値を求めるものである。

本発明は、デマンド時限の終了時刻までの残り時間に応じて、デマンド予測に用いる時系列データの変動傾向の求め方を変更するため、デマンド時限の同期を取らなくても過剰なデマンド制限の原因となるデマンド予測の精度を改善することができる。よって、本発明は、デマンド制御の品質が低下する欠点を改善することができるデマンド予測装置及びデマンド予測方法を提供することができるという効果を有する。

本発明の実施の形態１におけるデマンド予測の基本原理を説明する図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド時限Ｔと現在時刻ｔとの差異に応じて行われるデマンド予測の原理を説明する図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５を含むシステム構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のハードウェア構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のソフトウェア構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のソフトウェア構成の詳細な一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５の全体的な動作例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５の電力パルス信号計数処理の動作例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５の積算電力演算処理の動作例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５で用いる使用電力量のデータ形式の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のデマンド予測値演算処理の動作例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５で演算したデマンド予測値Ｒのデータ形式の一例を示す図である。本発明の実施の形態２におけるデマンド予測装置１５のソフトウェア構成の詳細な一例を示す図である。本発明の実施の形態２におけるデマンド予測装置１５のデマンド予測値演算処理の動作例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態２におけるデマンド予測装置１５で用いる使用電力量変化予測値のデータ形式の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態１、２の動作を行うプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列に行われる処理であるが、必ずしも時系列に処理されなくても、並列的又は個別に実行される処理をも含んでもよい。

また、本実施の形態１、２で説明される各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本実施の形態１、２で説明される各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアの機能ブロック図と考えてもよい。例えば、各ブロック図は、回路デバイス等のハードウェアで実現されてもよく、図示しないプロセッサ等の演算装置上で実行されるソフトウェアで実現されてもよい。

また、本実施の形態１、２で説明されるブロック図の各ブロックは、その機能が実施されればよく、それらの各ブロックで構成が分離されなくてもよい。

なお、本実施の形態１、２のそれぞれにおいて、特に記述しない項目については実施の形態１、２と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。

また、本実施の形態１、２のそれぞれで説明する各種値等の設定例は一例を示すだけであり、特にこれらに限定しない。

実施の形態１．
＜発明の原理＞
図１は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測の基本原理を説明する図である。図１に示すように、デマンド予測値Ｒ（ｋＷ）は、デマンド時限Ｔ（分）の終了時刻における予測値であって、予測を実施する現在時刻をｔとすると、次式（１）で表される。

ここで、Ｒは、上記で説明したようにデマンド予測値Ｒ（ｋＷ）であり、Ｄは、現在時刻ｔにおけるデマンド（ｋＷ）であり、Δｔは、現在時刻ｔと比べて前の時刻であって、直近の時間であり、デマンド変化量ΔＤは、現在時刻ｔを基準としてΔｔだけ前の時刻から現在時刻ｔまでの間に変化したデマンド（ｋＷ）であり、Ｔは、上記で説明したようにデマンド時限Ｔ（分）であり、ｔは、上記で説明したように現在時刻ｔである。

一般的に、電力のデマンドとは、電気事業者との供給契約の中で設定されたデマンド時限Ｔ（分）内に需要家が使用した電力量（ｋＷｈ）をデマンド時限Ｔで除した平均値であって、単位はｋＷである。

また、デマンド時限Ｔ（分）は、電気事業者が需要電力（デマンド）を計測する時間間隔であって、例えば、通常３０分が採用されている。つまり、時刻０時００分から０時３０分、０時３０分から１時００分、・・・、２３時３０分から０時００分といったような時間間隔がデマンドの計測間隔に対応する。なお、デマンド時限Ｔ（分）が３０分である場合を想定して以降の説明を行うが、特にこれに限定されない。例えば、デマンド時限Ｔ（分）が１５分に設定されていてもよい。また、例えば、デマンド時限Ｔ（分）が６０分に設定されていてもよい。つまり、デマンド時限Ｔ（分）は、特定の値に限定されるものではない。

式（１）においては、現在時刻ｔを基準としてΔｔだけ前の時刻から現在時刻ｔまでの間に増加したデマンド変化量ΔＤ（ｋＷ）を、デマンド時限Ｔ（分）の終了時刻までの残り時間（Ｔ−ｔ）だけ直線的に外挿したものに、現在時刻ｔにおける現在デマンド値Ｄを加えたものがデマンド予測値Ｒとして定義されている。

図１においては、デマンド時限Ｔ（分）は、３０分が設定されており、時刻は、０時００分〜０時３０分の場合が示されている。式（１）に基づいて演算されたデマンド予測値Ｒは、目標デマンド値Ｑ（契約電力）と比較される。比較の結果、デマンド予測値Ｒが目標デマンド値Ｑを超過した場合、デマンド超過発生の可能性があると判定される。通常、デマンド超過は、違約金の発生及び将来の契約電力における基本料金の引き上げといったような経済的なデメリットを伴うものである。

したがって、デマンド超過発生の可能性があると判定された場合、自動制御で制御対象負荷２１（後述する）が遮断される。また、警報の発報をトリガーとして人又は別のシステムで負荷１４（後述する）が遮断される場合もある。いずれにしろ、このような動作で消費電力は低減され、デマンド超過が回避されることを目指すような一連の動作は、デマンド制御と称される。

また、デマンド制御には、電力会社が需要家のデマンドを計測する時間間隔であるデマンド時限Ｔに同期せずにデマンド制御が実施される場合がある。つまり、デマンド制御には、時刻同期を取らずにデマンド制御が実施される場合がある。このような時刻同期を取らないデマンド制御では、デマンド時限Ｔ（分）の終了時刻は明らかではない。よって、現在時刻ｔからの残り時間（Ｔ−ｔ）が明確に得られない。

例えば、図１に示すように、デマンド時限Ｔ（分）として３０分が設定され、デマンド時限Ｔ（分）の１０分の１である３分が制御周期Δｔとして設定された場合、デマンド制御では、３分先から３０分先までの１０個のデマンド予測値Ｒ（ｋＷ）が現在時刻ｔに生成され、生成された１０個のデマンド予測値Ｒ（ｋＷ）と、目標デマンド値Ｑとがそれぞれ比較され、デマンド制御が実施される。つまり、デマンド時限Ｔに同期しない場合のデマンド制御は、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔのどの時刻であったとしても目標デマンド値Ｑを超過しないように実施される。

式（１）においては、上記で説明したように、現在時刻ｔの制御周期Δｔ前の直前のデマンド変化量ΔＤを、残り時間（Ｔ−ｔ）分だけ直線的に外挿してデマンド予測値Ｒが演算されている。よって、残り時間（Ｔ−ｔ）が長い場合であって、現在デマンド値Ｄが急変してデマンド変化量ΔＤが局所的に大きくなる場合には、デマンド予測値Ｒの予測精度が悪化する恐れがあった。このような場合に、例えば、上記で説明したように、デマンド時限Ｔの時刻同期を取らないでデマンド予測を行えば、デマンド時限Ｔの終了時刻が不明であるため、現在時刻ｔにおいて想定される残り時間の全ての場合に応じたデマンド予測値Ｒが生成された。

例えば、上記で説明したように、制御周期Δｔを３分と想定すると、３分先から３０分先までを想定した残り時間、すなわち、１０パターンの残り時間に応じてデマンド予測値Ｒが生成される。よって、例えば、３０分先のように残り時間が長い場合、その間に局所的なデマンド変化量ΔＤが生じれば、予測精度が悪化する。

また、予測精度の悪化により、デマンド予測値が過大に演算されると、過剰なデマンド制限を促す恐れがある。このような動作は、短時間のうちにデマンド制限の実施と解除とを繰り返すハンチングの要因にもなる。この結果、デマンド制御の品質が低下する。

そこで、デマンド予測値Ｒを求めるときの変動傾向をΔＤ／Δｔといったような固定の変化率で求めるのではなく、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じて変更する。具体的には、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じて、デマンド予測に用いる時系列データの変動傾向の求め方を変更することで、デマンド予測値Ｒの予測制御の悪化を回避する。つまり、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じてデマンド予測値Ｒを求める。次に、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じたデマンド予測値Ｒを求める原理について図２を用いて説明する。

図２は、本発明の実施の形態１におけるデマンド時限Ｔと現在時刻ｔとの差異に応じて行われるデマンド予測の原理を説明する図である。図２に示す場合においては、デマンド時限Ｔは電力会社のデマンド計測と同期が取られていないと想定する。よって、現在時刻ｔ及びデマンド予測値Ｒ［Ｘ］は、デマンド時限Ｔにおける座標が一義に定まらない。したがって、デマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａ及びデマンド時限Ｔの開始時刻である時刻Ｂは不明である。

そこで、制御周期ｔ（例えば、３分）毎に、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａまでの残り時間を（Ｔ−ｔ）分と想定したときの現在時刻ｔからＸ分後のデマンド予測値Ｒ（ｋＷ）をデマンド予測値Ｒ［Ｘ］と想定する。この場合、時刻Ａが不明であるため、Ｘ＝３、６、・・・、２７、３０のように１０個分のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を演算する。つまり、時間軸に沿って、デマンド時限Ｔを現在時刻ｔの前後で制御周期Δｔごとに１０回シフトし、そのつど、残り時間（Ｔ−ｔ）を求めることで、想定される全ての仮想の残り時間（Ｔ−ｔ）について、現在時刻ｔの３分先から３０分先までの１０パターン分を求める。

具体的には、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］を演算する際、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの後半側に位置すると想定した場合には、直近の使用電力量の変動傾向に基づいて、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔまでの残り時間の間に消費される使用電力量の予測値を求める。一方、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］を演算する際、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの前半側に位置すると想定した場合には、過去の使用電力量の実績値である時系列データの変動傾向に基づいて、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔまでの残り時間の間に消費される使用電力量の予測値を求める。

つまり、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じて、過去の実績値である時系列データの変動傾向の求め方が変更されてデマンド予測値Ｒ［Ｘ］が求められることで、デマンド予測の精度が向上し、デマンド制御の予測制御の悪化が回避される。

＜発明の構成＞
次に、上記で説明した内容の詳細な具体例について図３〜図１２を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５を含むシステム構成の一例を示す図である。図３に示すように、デマンド予測システム１は、商用電源１１、電力メータ１３、デマンド予測装置１５、及び負荷１４等を備えている。デマンド予測システム１は、商用電源１１と、電力メータ１３と、負荷１４とが、電力供給線３３で接続されている。デマンド予測システム１は、電力メータ１３と、デマンド予測装置１５とが、電力パルス通信線３１で接続されている。

商用電源１１は、電力供給線３３を介して負荷１４に電力を供給する。電力メータ１３は、負荷１４の電力を計測する。負荷１４は、例えば、制御対象負荷２１と、非制御対象負荷２５とを含んでいる。制御対象負荷２１は、例えば、制御対象負荷２１＿１〜２１＿Ｎを含んでいる。つまり、制御対象負荷２１は、デマンド制御の対象となり、１つ以上である。一方、非制御対象負荷２５は、デマンド制御の対象とならないものである。つまり、負荷１４は、制御対象と非制御対象とが含まれており、デマンド予測装置１５は、負荷１４の全体のデマンド値を予測する。

例えば、デマンド予測装置１５は、電力メータ１３から電力パルス通信線３１を介して電力パルス信号を受信する。デマンド予測装置１５は、受信した電力パルス信号をカウントすることで負荷１４の全体の使用電力量を計量する。デマンド予測装置１５は、計量した使用電力量に基づいて、デマンド予測値Ｒを演算する。

ここで、デマンド予測装置１５は、一般的な計算機で構成されてもよく、マイクロプロセッサを搭載したコントローラーで構成されてもよい。つまり、デマンド予測装置１５は、詳細については後述する機能が実現されるものであれば、そのハードウェア構成は特に限定されない。また、デマンド予測装置１５と、電力メータ１３との間の通信は、有線通信に限定されず、無線通信であってもよい。なお、デマンド予測装置１５と、電力メータ１３との間の通信は、有線通信及び無線通信の何れであっても、その通信プロトコルについては、特に限定されない。

次に、デマンド予測装置１５のハードウェア構成について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、デマンド予測装置１５は、ハードウェア構成として、例えば、受信装置４１、送信装置４２、記憶装置４３、データベース装置４４、入力装置４５、出力装置４６、及び演算処理装置４７を備え、それぞれが通信バス３５を介して接続されている。なお、正確には、それぞれ異なるバスで接続されているが、そのような説明は省略又は簡略化する。

受信装置４１は、例えば、電力メータ１３から電力パルス通信線３１を介して電力パルス信号を受信し、受信した電力パルス信号をデマンド予測装置１５内部で使用されるデータ形式に変換する。送信装置４２は、例えば、演算処理装置４７の各種演算結果を送信先のデータ形式に変換して送信先に送信する。記憶装置４３は、例えば、ハードディスク６５又はフラッシュメモリ６６で構成され、演算処理装置４７で実行される各種機能を実現する各種アプリケーション等を長期的に記憶する。

データベース装置４４は、例えば、ハードディスク６７で構成され、演算処理装置４７の演算結果を長期的に記憶する。入力装置４５は、例えば、キーボード、マウス、又はマイク等（いずれも図示せず）といったような外部からの操作を受け付ける機器である。出力装置４６は、例えば、ディスプレイ又はスピーカ（いずれも図示せず）といったような外部へ演算結果等を出力する機器である。演算処理装置４７は、例えば、論理回路６１、レジスタ６２、及びキャッシュメモリ６３で構成され、いわゆるＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）として構成される。なお、発振器等の回路構成についての記載及び説明は省略する。

レジスタ６２、キャッシュメモリ６３、及びメインメモリ６４から一次記憶装置５１が形成される。一次記憶装置５１は、演算処理装置４７が直接的に操作可能なものであって、仮想的な論理空間が形成される。データベース装置４４から取得された各種データは、仮想的な論理空間に一時的に格納される。また、記憶装置４３から取得された各種アプリケーション等は、仮想的な論理空間に展開され、実行可能な状態になる。ハードディスク６５又はフラッシュメモリ６６から二次記憶装置５３が形成される。二次記憶装置５３は、演算処理装置４７が図示しない入出力チャネル等を介して操作可能なものである。

なお、上記で説明したハードウェア構成は一例を示すだけであって、特にこれに限定されない。例えば、メインメモリ６４が演算処理装置４７の内部に形成されてもよく、レジスタ６２及びキャッシュメモリ６３が演算処理装置４７の外部に形成されてもよい。また、データベース装置４４は、ハードディスク６７ではなくフラッシュメモリ６６で構成されてもよい。

次に、デマンド予測装置１５のソフトウェア構成について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のソフトウェア構成の一例を示す図である。図５に示すように、デマンド予測装置１５は、ソフトウェア構成として、例えば、データ格納部７１、演算用格納部７２、データ設定部７３、データ入力部７４、使用電力量演算処理部７５、及びデマンド予測値演算処理部７６を備えている。

データ格納部７１は、上記で説明したデータベース装置４４で実現されるものであって、演算処理装置４７の演算結果を長期的に格納する場合に用いられる。演算用格納部７２は、上記で説明した一次記憶装置５１、例えば、メインメモリ６４で実現されるものであって、演算処理装置４７の演算結果を一時的に格納する場合に用いられる。

データ入力部７４は、上記で説明した受信装置４１で実現されるものであって、電力メータ１３から電力パルス通信線３１を介して電力パルス信号を受信する機能が構成されている。データ設定部７３は、上記で説明した演算処理装置４７で実現されるものであって、データ格納部７１から複数のデマンド予測値Ｒを演算するのに用いる各種データを取得して演算用格納部７２等に設定する。使用電力量演算処理部７５は、上記で説明した演算処理装置４７で実現されるものであって、受信した電力パルス信号を計数することで使用電力量を算出して、算出した使用電力量をデータ格納部７１に格納する。デマンド予測値演算処理部７６は、上記で説明した演算処理装置４７で実現されるものであって、データ設定部７３で設定された各種データに基づいて、複数のデマンド予測値Ｒを演算する。

具体的には、データ設定部７３、使用電力量演算処理部７５、及びデマンド予測値演算処理部７６は、外部の伝送媒体を介して受信装置４１から取り込んで記憶装置４３に記憶させたり、図示しないリムーバブルメディアを介して取り込んで記憶装置４３に記憶させたり、入力装置４５から入力されて記憶装置４３に記憶させたりしておく。そして、実行時には、データ設定部７３、使用電力量演算処理部７５、及びデマンド予測値演算処理部７６は、演算処理装置４７において計算機の内部処理として実現される。例えば、計算機は、各種内部処理に応じて適宜必要な各種データを取得したり格納したりすることで、データ設定部７３、使用電力量演算処理部７５、及びデマンド予測値演算処理部７６を実現する。

次に、デマンド予測装置１５の機能構成の詳細について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のソフトウェア構成の詳細な一例を示す図である。図６に示すように、データ格納部７１には、例えば、使用電力量データ１１１、デマンド予測値データ１１２、及び演算用データ１１３が格納されている。なお、演算用データ１１３は、例えば、上記で説明したデマンド時限Ｔ、現在時刻ｔ、及び制御周期Δｔ並びに後述する計算粒度及び乗率である。

演算用格納部７２には、例えば、使用電力量演算処理用格納領域９１及びデマンド予測値演算処理用格納領域９２が形成されている。使用電力量演算処理用格納領域９１には、例えば、現在時刻使用電力量格納領域１０１、使用電力量格納領域１０２、及びパルス計数値格納領域１０３が形成されている。デマンド予測値演算処理用格納領域９２には、例えば、パラメータ格納領域１０４及び演算結果格納領域１０５が形成されている。

使用電力量演算処理部７５は、例えば、電力パルス信号計数部１２１、使用電力量算出部１２２、及び使用電力量加算処理部１２３を備えている。デマンド予測値演算処理部７６は、例えば、予測データ演算部１３１、実績データ演算部１３２、及び演算結果処理部１３３を備えている。予測データ演算部１３１は、例えば、移動平均法演算部１５１及び外挿法演算部１５２を備えている。移動平均法演算部１５１と、実績データ演算部１３２と、演算結果処理部１３３とで第１手法演算部１４１が形成されている。外挿法演算部１５２と、実績データ演算部１３２と、演算結果処理部１３３とで第２手法演算部１４２が形成されている。

データ入力部７４は、電力メータ１３から出力される電力パルス信号を電力パルス通信線３１を介して常時受信し、受信した電力パルス信号を予め定めた形式に変換し、電力パルス信号データとして、使用電力量演算処理部７５に供給する。電力パルス信号計数部１２１は、電力パルス信号データに含まれる電力パルス信号のパルス数を計数する。電力パルス信号計数部１２１は、パルス計数値格納領域１０３を用いて各種処理を実行する。

使用電力量算出部１２２は、制御周期Δｔが到来するたびに、データ格納部７１に演算用データ１１３として格納されている乗率（ｋＷｈ／パルス）を取得し、取得した乗率と、計数したパルス数と、を乗算することで使用電力量に換算する。使用電力量算出部１２２は、使用電力量格納領域１０２を用いて各種処理を実行する。

使用電力量加算処理部１２３は、換算した使用電力量と、現在時刻ｔと比べて前の制御周期Δｔのときの使用電力量（ｋＷｈ）と、を加算することで現在時刻ｔの使用電力量として、制御周期Δｔが到来するごとにデータ格納部７１に格納する。使用電力量加算処理部１２３は、現在時刻使用電力量格納領域１０１を介して各種処理を実行する。

次に、デマンド予測値演算処理部７６の詳細について説明する。デマンド予測装置１５は、電気事業者の計測単位であるデマンド時限Ｔに同期しないため、上記で説明したように、デマンド予測値演算処理部７６は、例えば、現在時刻ｔを基準として、デマンド時限Ｔの全ての残り時間の場合を想定して複数のデマンド予測値Ｒを演算する。このとき、使用電力量の時系列データの予測手法として任意の手法の適用が考えられる。ここでは、第１手法として、移動平均法の適用を想定し、第２手法として、外挿法の適用を想定する。

まず、デマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａまでの残り時間が大きいと想定する場合、移動平均法を適用する。例えば、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの前半側に位置していると想定し、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が１５〜３０分の場合、移動平均法を適用する。また、制御周期Δｔを３分と想定し、デマンド時限Ｔを３０分と想定した場合、デマンド時限Ｔを制御周期Δｔで除することで、３０／３＝１０パターンの場合が想定される。よって、過去１０点のデマンドの値である使用電力量の変化の平均からデマンド予測値Ｒを求める。つまり、移動平均法を適用することで、デマンドの細かい変化と比べて変動傾向を主として捉えるのに適したデマンド予測値Ｒが演算されることになる。

次に、デマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａまでの残り時間が小さいと想定する場合、外挿法を適用する。例えば、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの後半側に位置していると想定し、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が３〜１２分の場合、外挿法を適用する。また、現在時刻ｔに対応する使用電力量と、現在時刻ｔから直前の時刻に対応する使用電力量との過去２点のデマンドの値である使用電力量の偏差を外挿することでデマンド予測値Ｒを求める。つまり、外挿法を適用することで、デマンドの細かい変化を主体に捉えるのに適したデマンド予測値Ｒが演算されることになる。

このように、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａまでの想定される仮想の残り時間に応じて、２つの時系列データの予測手法を切り替えて適用することで、従来手法と比べて予測精度を向上させることができる。

換言すれば、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が大きい場合、途中でデマンドの値が急激に変化したときにも一時的な変化である可能性もあるため即応的な演算結果とならないように、デマンドの細かい変化ではなく変動傾向を主体としてデマンド予測値Ｒを求める。一方、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が小さい場合、途中でデマンドの値が急激に変わるときに感度良く追随するため、デマンドの細かい変化を主体としてデマンド予測値Ｒを求める。したがって、全体的にデマンド予測の精度は向上する。

さらに具体的には、デマンド予測値Ｒを求める工程は、現在時刻ｔまでの使用電力量を求める前工程と、前工程で求めた現在時刻ｔまでの使用電力量を用いて、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じて、時系列データの変動傾向の求め方を変更してデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を求める後工程とに分かれる。以下、詳細について順番に説明する。

データ入力部７４は、電力メータ１３から電力パルス信号を常時受信する。使用電力量演算処理部７５の電力パルス信号計数部１２１は、電力パルス信号を計数し、メインメモリ６４上のパルス計数値格納領域１０３に計数結果を上書きで書き込む動作を制御周期Δｔが到来するまで繰り返す。

次に、デマンド時限Ｔを３０分とし、制御周期Δｔをデマンド時限Ｔの１／１０である３分と想定する。制御周期Δｔの時刻が到来すると、使用電力量算出部１２２が電力パルス信号の計数結果を取得した後、電力パルス信号の計数結果は０にリセット、つまり、メインメモリ６４上のパルス計数値格納領域１０３に格納されている計数値に対応する変数が０に初期化される。使用電力量算出部１２２は、電力パルス信号の計数結果と、データ格納部７１に格納されている乗率と、を取得してからそれぞれを乗算することで、使用電力量に換算し、メインメモリ６４上の使用電力量格納領域１０２に、既に格納されている換算結果に対応する変数を初期化後にセットする。

次に、使用電力量加算処理部１２３は、後述する図１０に示すように、データ格納部７１に格納されている使用電力量データ１１１から現在時刻ｔの１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量を取得し、メインメモリ６４上の使用電力量格納領域１０２に格納されている１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量に対応する変数を初期化し、取得した１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量を格納する。次に、使用電力量加算処理部１２３は、換算結果の使用電力量と、１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量とを加算し、現在時刻ｔの使用電力量として、メインメモリ６４上の現在時刻使用電力量格納領域１０１に割り当てられている加算結果に対応する変数に格納する。

次に、使用電力量演算処理部７５は、現在時刻使用電力量格納領域１０１に格納した現在時刻ｔの使用電力量をデータ格納部７１に格納する。この結果、データ格納部７１の使用電力量データ１１１は更新される。

以上のような一連の動作が、現在時刻ｔまでの使用電力量を求める前工程に相当する。次に、前工程で求めた現在時刻ｔまでの使用電力量を用いて、残り時間（Ｔ−ｔ）に応じて、時系列データの変動傾向の求め方を変更してデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を求める後工程について説明する。

デマンド予測値演算処理部７６は、データ格納部７１の使用電力量データ１１１から現在時刻ｔの使用電力量を取得する。また、デマンド予測値演算処理部７６は、データ格納部７１の使用電力量データ１１１からデマンド予測に用いる使用電力量のデータ、つまり、デマンド予測に必要な使用電力量のデータとして、過去の実績値である時系列データ１０点分、例えば、ｔ−Δｔ、ｔ−Δｔ×２、・・・、ｔ−Δｔ×１０のような各時刻に対応する使用電力量のデータを取得する。デマンド予測値演算処理部７６は、メインメモリ６４上のパラメータ格納領域１０４に割り当てられている各種変数を初期化してからこれらの取得結果である各値をセットする。

制御周期Δｔごとに、例えば、デマンド時限Ｔである３０分の１／１０の３分ごとに、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間を（Ｔ−ｔ）分と想定する。この場合において、現在時刻ｔからＸ分後のデマンドの予測値（ｋＷ）を上記で説明したように、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］と定義する。また、現在時刻ｔのＹ分前の使用電力量（ｋＷ）をＰＣ［Ｙ］と定義する。ここで、特に、現在時刻ｔの使用電力量は、現在時刻ｔの０分前の使用電力量に相当するので、ＰＣ［０］と表される。

次に、第１手法演算部１４１は、上記で説明したメインメモリ６４上の過去１０点分の使用電力量のデータに対応する各種変数の値を取得し、次式（２）に基づいて、Ｒ［１５］、Ｒ［１８］、・・・、Ｒ［３０］を求め、演算結果をメインメモリ６４上の演算結果格納領域１０５に割り当てられている各種変数に書き込む。

式（２）において、中括弧内の各量の単位はｋＷｈである。また、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］は、デマンド時限Ｔ内に使用した使用電力量をデマンド時限Ｔで除して求められる平均値（ｋＷ）であるので、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］の演算では、式（２）の中括弧内で求められる使用電力量（ｋＷｈ）がデマンド時限Ｔである３０分、すなわち、０．５時間で除算されている。つまり、式（２）で示されるように、式（２）の中括弧内で求められる使用電力量（ｋＷｈ）に２が乗算されている。

また、中括弧内には、移動平均法で求めた平均値を利用した変動傾向に基づいて、現在時刻ｔと、想定されるデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａとの間で消費される使用電力量を求める第１の項と、過去の時系列データに基づいて、想定されるデマンド時限Ｔの開始時刻である時刻Ｂから現在時刻ｔまでに消費された使用電力量を求める第２の項と、が存在する。

なお、上記の説明では、時間軸上における移動平均法の適用範囲は、デマンド時限Ｔの時刻Ｂから時刻Ａまでの範囲であるが、特にこれに限定されず、時刻Ｂの前後又は時刻Ａの前後の使用電力量が適用されてもよい。

次に、第２手法演算部１４２は、メインメモリ６４上の過去１０点分の使用電力量のデータに対応する各種変数の値を取得し、次式（３）に基づいて、Ｒ［３］、・・・、Ｒ［１２］を求め、演算結果をメインメモリ６４上の演算結果格納領域１０５に割り当てられている各種変数に書き込む。

また、中括弧内には、現在時刻ｔに対応する使用電力量と、現在時刻ｔから制御周期Δｔだけ前の使用電力量とから求めた変動傾向に基づいて、現在時刻ｔと、想定されるデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａとの間で消費される使用電力量を求める第１の項と、過去の時系列データに基づいて、想定されるデマンド時限Ｔの開始時刻である時刻Ｂから時刻ｔまでに消費された使用電力量を求める第２の項と、が存在する。

なお、上記の説明では、２つの使用電力量に基づいて現在時刻ｔと、想定されるデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａとの間で消費される使用電力量が求められているが、特にこれに限定されず、複数の使用電力量に基づいて同様の処理が実行されてもよい。ただし、第１手法演算部１４１の移動平均法で用いられる使用電力量のデータ数と比べて少ないデータ数が利用されるものとする。

演算結果処理部１３３は、メインメモリ６４上の演算結果格納領域１０５に割り当てられている各種変数のうち、上記で説明したＲ［３］〜Ｒ［３０］のような１０個のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を、後述する図１２に示すように、データ格納部７１に格納する。この結果、データ格納部７１のデマンド予測値データ１１２が更新される。

以上のように、デマンド予測装置１５は、消費電力に関する情報である使用電力量に基づいて、デマンドの将来値を予測する。つまり、デマンド予測装置１５は、現在時刻ｔと、想定されるデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａまでとの間の残り時間に応じて、残り時間が大きい場合には需要家の使用電力を計量した使用電力量の時系列データの長い周期の変動傾向、例えば、デマンド時限Ｔが３０分であれば、１５分以上の計算粒度を想定したときの大きいデータ変動分を主としてデマンドを予測する。

一方、デマンド予測装置１５は、現在時刻ｔと、想定されるデマンド時限Ｔの終了時刻である時刻Ａまでとの間の残り時間に応じて、残り時間が小さい場合には需要家の使用電力を計量した使用電力量の時系列データの短い周期の変動傾向、例えば、デマンド時限Ｔが３０分であれば、１５分未満の計算粒度を想定したときの細かいデータ変動分を主としてデマンドを予測する。

換言すれば、デマンド予測装置１５は、現在時刻ｔと、想定されるデマンド時限Ｔの終了時刻までとの間の残り時間に応じて、時系列データの変動傾向の求め方を変更してデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を求める。

なお、上記で説明した計算粒度の基準は一例であって、特にこれに限定されない。例えば、１５分を基準として判定するのではなく、１０分を基準として上記と同様の判定が実行されてもよい。なお、計算粒度の基準は、本発明における閾値に相当する。また、残り時間は、本発明における仮想残り時間に相当する。また、時刻Ａは、本発明における仮想終了時刻に相当する。また、時刻Ｂは、本発明における仮想開始時刻に相当する。また、過去１０点は、本発明における計算点数に相当する。

なお、上記で説明した演算用格納部７２の構成は一例であって、特にこれらに限定されない。要するに、各種処理が実行されるときに一時的に格納される仮想的な論理空間であればよく、特にその構成については限定されない。

＜発明の動作＞
図７は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５の全体的な動作例を説明するフローチャートである。

なお、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理は、使用電力量演算処理であって、そのうち、ステップＳ１２及びステップＳ１３の処理は、積算電力演算処理である。ステップＳ１４〜ステップＳ１６の処理は、デマンド予測値演算処理である。

具体的には、ステップＳ１１の処理は、電力パルス信号計数処理であり、ステップＳ１２の処理は、使用電力量算出処理であり、ステップＳ１３の処理は、使用電力量加算処理であり、ステップＳ１４の処理は、第１手法演算処理であり、ステップＳ１５の処理は、第２手法演算処理であり、ステップＳ１６の処理は、演算結果格納処理である。

（ステップＳ１１）
デマンド予測装置１５は、電力パルス信号計数処理を実行する。

（ステップＳ１２）
デマンド予測装置１５は、使用電力量算出処理を実行する。

（ステップＳ１３）
デマンド予測装置１５は、使用電力量加算処理を実行する。

（ステップＳ１４）
デマンド予測装置１５は、第１手法演算処理を実行する。

（ステップＳ１５）
デマンド予測装置１５は、第２手法演算処理を実行する。

（ステップＳ１６）
デマンド予測装置１５は、演算結果格納処理を実行する。

（ステップＳ１７）
デマンド予測装置１５は、各種制御を終了するか否かを判定する。デマンド予測装置１５は、各種制御を終了する場合、そのまま処理を終了する。一方、デマンド予測装置１５は、各種制御を終了しない場合、ステップＳ１１に戻る。

図８は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５の電力パルス信号計数処理の動作例を説明するフローチャートである。

（ステップＳ２１）
デマンド予測装置１５は、電力メータ１３が出力する電力パルス信号を受信する。

（ステップＳ２２）
デマンド予測装置１５は、電力パルス信号のパルス数を計数する。

（ステップＳ２３）
デマンド予測装置１５は、パルス数の計数結果であるパルス計数値を演算用格納部７２に格納する。

（ステップＳ２４）
デマンド予測装置１５は、制御周期Δｔが到来したか否かを判定する。デマンド予測装置１５は、制御周期Δｔが到来した場合、処理を終了する。一方、デマンド予測装置１５は、制御周期Δｔが到来しない場合、ステップＳ２１に戻る。

図９は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５の積算電力演算処理の動作例を説明するフローチャートである。

なお、ステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理は、使用電力量算出処理であり、ステップＳ３５〜ステップＳ３９の処理は、使用電力量加算処理である。

（ステップＳ３１）
デマンド予測装置１５は、演算用格納部７２及びデータ格納部７１から各種データを取得する。

（ステップＳ３２）
デマンド予測装置１５は、取得した各種データの演算用格納部７２を初期化する。

（ステップＳ３３）
デマンド予測装置１５は、取得した各種データの中にあるパルス計数値と乗率とに基づいてパルス計数値を使用電力量に換算する。

（ステップＳ３４）
デマンド予測装置１５は、使用電力量の格納領域を初期化後に換算した使用電力量を演算用格納部７２に格納する。

（ステップＳ３５）
デマンド予測装置１５は、現在時刻ｔと比べて１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量をデータ格納部７１から取得する。

（ステップＳ３６）
デマンド予測装置１５は、取得した１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量の格納先領域を初期化する。

（ステップＳ３７）
デマンド予測装置１５は、換算した使用電力量を演算用格納部７２から取得する。

（ステップＳ３８）
デマンド予測装置１５は、換算した使用電力量と１つ前の時刻（ｔ−Δｔ）の使用電力量とを加算して現在時刻ｔの使用電力量を演算用格納部７２に格納する。

（ステップＳ３９）
デマンド予測装置１５は、演算用格納部７２に格納した現在時刻ｔの使用電力量をデータ格納部７１に格納し、処理を終了する。

ここで、使用電力量のデータについて図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５で用いる使用電力量のデータ形式の一例を示す図である。図１０に示すように、使用電力量データ１１１の一つとして、時刻と、時刻に対応した使用電力量との組データが形成されている。そして、取得対象データは、現在時刻ｔではなく、現在時刻ｔから制御周期Δｔを減算した時刻、つまり、現在時刻ｔの１つ前の時刻に対応する使用電力量である。

図１１は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５のデマンド予測値演算処理の動作例を説明するフローチャートである。

なお、ステップＳ５１〜ステップＳ５７の処理は、第１手法演算処理であり、ステップＳ５８〜ステップＳ６４の処理は、第２手法演算処理であり、ステップＳ６５の処理は、演算結果格納処理である。

（ステップＳ５１）
デマンド予測装置１５は、データ格納部７１の使用電力量データ１１１から現在時刻ｔの使用電力量（ｔ）とデマンド予測に用いる使用電力量（ｔ−Δｔ）、（ｔ−Δｔ×２）、・・・、（ｔ−Δｔ×１０）とを取得する。

（ステップＳ５２）
デマンド予測装置１５は、演算用格納部７２のパラメータ格納領域１０４を初期化する。

（ステップＳ５３）
デマンド予測装置１５は、取得した使用電力量をパラメータ格納領域１０４に格納する。

（ステップＳ５４）
デマンド予測装置１５は、格納した使用電力量から現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの前半側に位置すると想定した場合の実績データを演算する。

（ステップＳ５５）
デマンド予測装置１５は、格納した使用電力量から移動平均法を用いることで現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの前半側に位置すると想定した場合の予測データを演算する。

（ステップＳ５６）
デマンド予測装置１５は、第１のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を演算する。

（ステップＳ５７）
デマンド予測装置１５は、演算結果格納領域１０５に第１のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を格納する。

（ステップＳ５８）
デマンド予測装置１５は、データ格納部７１の使用電力量データ１１１から現在時刻ｔの使用電力量（ｔ）とデマンド予測に用いる使用電力量（ｔ−Δｔ）、（ｔ−Δｔ×２）、・・・、（ｔ−Δｔ×１０）とを取得する。

（ステップＳ５９）
デマンド予測装置１５は、演算用格納部７２のパラメータ格納領域１０４を初期化する。

（ステップＳ６０）
デマンド予測装置１５は、取得した使用電力量をパラメータ格納領域１０４に格納する。

（ステップＳ６１）
デマンド予測装置１５は、格納した使用電力量から現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの後半側に位置すると想定した場合の実績データを演算する。

（ステップＳ６２）
デマンド予測装置１５は、格納した使用電力量から外挿法を用いることで現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの後半側に位置すると想定した場合の予測データを演算する。

（ステップＳ６３）
デマンド予測装置１５は、第２のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を演算する。

（ステップＳ６４）
デマンド予測装置１５は、演算結果格納領域１０５に第２のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を格納する。

（ステップＳ６５）
デマンド予測装置１５は、演算結果格納領域１０５に格納されている第１のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］と第２のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］とを紐付けしてデータ格納部７１に格納し、処理を終了する。

ここで、デマンド予測値データ１１２の構成について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態１におけるデマンド予測装置１５で演算したデマンド予測値Ｒのデータ形式の一例を示す図である。図１２に示すように、デマンド予測値データ１１２は、現在時刻ｔからＸ分後、つまり、残り時間と、現在時刻ｔからＸ分後のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］とが対応付けられた組データで形成されている。このうち、Ｘが３〜１２に対応する組データは、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの後半側に位置すると想定した場合のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］である。また、Ｘが１５〜３０に対応する組データは、現在時刻ｔがデマンド時限Ｔの前半側に位置すると想定した場合のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］である。

＜発明の効果＞
以上の説明から、デマンド時限Ｔの同期を取らないデマンド予測装置１５は、想定するデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて、残り時間が大きいと想定する場合には、変動傾向を主体とする予測手法が使用される。一方、デマンド時限Ｔの同期を取らないデマンド予測装置１５は、想定するデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて、残り時間が小さいと想定する場合には、細かい変化を主体とする予測手法が使用される。

よって、２つの時系列データの予測手法を組み合わせて使用するため、特に、想定するデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が大きいときに予測精度の悪化が発生していた従来手法の精度を改善することができる。

また、上記の説明では、適用手法として、移動平均法と、外挿法とを使用したが、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて同様の効果を発揮する手法であれば、任意の手法を組み合わせて使用することができる。さらに、上記の説明では、２つの手法を組み合わせる一例について説明したが、特にこれに限定されず、３つ以上の手法が組み合わされて用いられてもよい。

なお、上記の説明では、動作説明をフローチャートを用いて行ったが、このようなフローチャートは実質的にデマンド予測処理内容を実行するプログラムで実現してもよい。このようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ハードディスク６５、６７の他にＣＤ−ＲＯＭ又はＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｋ）等のリムーバブルメディアであってもよい。さらには、記録媒体を介することなくプログラム自体を、電気通信回線を介して取得するようにしてもよい。また、このようなプログラムは、マイクロプロセッサ等に布線論理として搭載されてもよい。要するに、上記で説明した各機能が実現されるものであれば、特にその実装形態については限定されない。

以上、本実施の形態１においては、消費電力のデマンドの予測対象となっている負荷１４に対応した過去の使用電力量の実績値である時系列データに基づいて負荷１４の将来のデマンド予測値Ｒを求めるデマンド予測装置１５であって、デマンド予測値Ｒを求めるデマンド予測値演算処理部７６を備え、負荷１４に対応するデマンド制御が要求される時間間隔であるデマンド時限Ｔが設定され、デマンド予測値Ｒの求め方を変更する基準となる閾値が設定され、デマンド予測値Ｒを求める制御周期Δｔが設定され、デマンド予測値演算処理部７６は、デマンド時限Ｔと、制御周期Δｔと、に基づいて計算点数を求め、計算点数に到達するまで、制御周期Δｔごとに、デマンド時限Ｔを時間軸上に現在時刻ｔの前後にシフトし、現在時刻ｔと、デマンド時限Ｔとから想定される仮想残り時間を求め、仮想残り時間が、閾値以下の場合、直近の使用電力量の変動傾向に基づいて、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔで想定される仮想終了時刻までに消費される使用電力量の予測値である第１情報を求め、仮想残り時間が、閾値と比べて大きい場合、時系列データの変動傾向に基づいて、第１情報を求め、デマンド時限Ｔで想定される仮想開始時刻から現在時刻ｔまでに消費された使用電力量の実績値である第２情報を求め、第１情報と、第２情報とに基づいて、デマンド予測値Ｒを求めるデマンド予測装置１５が構成される。

上記構成のため、デマンド予測装置１５は、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて、デマンド予測に用いる時系列データの変動傾向の求め方を変更するため、デマンド時限Ｔの同期を取らなくても過剰なデマンド制限の原因となるデマンド予測の精度を改善することができる。よって、デマンド予測装置１５は、デマンド制御の品質が低下する欠点を改善することができる。

また、本実施の形態１においては、デマンド予測値演算処理部７６は、仮想残り時間が、閾値以下の場合、現在時刻ｔの使用電力量と、現在時刻ｔの直近の使用電力量と、に基づいて、変動傾向を求め、仮想残り時間が、閾値と比べて大きい場合、時系列データから求めた移動平均値に基づいて、変動傾向を求める。

また、本実施の形態１においては、デマンド予測値演算処理部７６は、現在時刻ｔに応じて、デマンド時限Ｔで想定される仮想開始時刻から現在時刻ｔまでに消費された使用電力量を演算することで第２情報を求める。

したがって、デマンド予測装置１５は、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて、デマンド予測に用いる時系列データの変動傾向の求め方を変更するため、デマンド時限Ｔの同期を取らなくても過剰なデマンド制限の原因となるデマンド予測の精度を特に顕著に改善することができる。よって、デマンド予測装置１５は、デマンド制御の品質を特に顕著に向上させることができる。

実施の形態２．
＜実施の形態１との相違点＞
実施の形態１との相違点は、時系列データの予測手法として指数平滑化法が採用され、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて指数平滑化法の特性を活用する点にある。

＜発明の構成＞
図１３は、本発明の実施の形態２におけるデマンド予測装置１５のソフトウェア構成の詳細な一例を示す図である。図１３に示すように、データ格納部７１には、使用電力量変化予測値データ１１５が追加されている。また、デマンド予測値演算処理部７６の内部機能構成は異なっている。

デマンド予測値演算処理部７６は、予測データ演算部１３１と、実績データ演算部１３２と、演算結果処理部１３３とを備えている点では一致するが、予測データ演算部１３１が、指数平滑化法演算部１６１を備え、指数平滑化法演算部１６１が、第１演算部１７１と、第２演算部１７２とを備え、第２演算部１７２の演算結果と、実績データ演算部１３２の演算結果とに基づいて、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］を求める第３演算部１７３とが設けられている点で相違する。

次に、指数平滑化法について説明する。なお、制御周期Δｔとして、例えば、３分が設定されていると想定する。ΔＰ_ｔは、次式（４）に表されるように、現在時刻ｔと、現在時刻ｔからΔｔ前の使用電力量の差分、すなわち、使用電力量の各変化に対応する時系列データと想定する。

また、現在時刻ｔの次の時刻（ｔ＋Δｔ）における使用電力量変化ΔＰ_ｔ＋Δｔの予測値を、指数平滑化法を適用することで、次式（５）で表されると想定すると式（５）で予測値を求めることができる。

ここで、平滑化定数αは、過去の予測値の実績データが現在の予測値に与える影響度を調整するパラメータである。平滑化定数αは、０より大きく１より小さい値が設定される。平滑化定数αは、通常、予測対象となる時系列データの実績値を予め分析し、予測値と実測値とを比較することで、最も予測誤差が小さくなるような平滑化定数αが選択されて使用される。

平滑化定数αは、１に近い値であるにつれ、直前の時系列データを重視した予測となる。一方、平滑化定数αは、０に近い値であるにつれ、長い過去からの時系列データを重視した予測となる。

つまり、平滑化定数αが１に近いほど、時系列データの直前の変動の影響が予測値に強く反映される。よって、時系列データの短周期の細かい変動、例えば、デマンド時限Ｔの３０分を想定した場合には１５分以下の周波数成分を持つデータ変動を反映した予測値が生成される。例えば、特に、平滑化定数αが１の場合を特別な設定であると想定すると、１つ前の時刻の時系列データの変動がそのまま予測値となる。

一方、平滑化定数αが０に近いほど、さらに長い過去からの時系列データの長周期の変動傾向、例えば、デマンド時限Ｔが３０分であると想定した場合には１５分と比べて長い周波数成分を持つデータ変動を反映した予測値が生成される。

ここで、上記で説明した平滑化定数αの特性を活用し、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が小さいと想定する場合、平滑化定数αを１又は１に近い値に設定して使用電力量変化ΔＰ_ｔを予測する式とする。この結果、短周期の細かい変動を考慮して急激な変動に対応できる予測を実施する。

一方、上記で説明した平滑化定数αの特性を活用し、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が大きいと想定する場合、平滑化定数αを０に近い値に設定して使用電力量変化ΔＰ_ｔを予測する式とする。この結果、長周期の大きい変動を考慮して過度に細かい変動への反応を抑えた予測を実施する。

例えば、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間の想定に応じて、平滑化定数αが次式（６）のように設定された予測式を用いる。

式（６）において、例えば、平滑化定数αが０．５の記述は、平滑化定数αを０．５として式（５）の予測式を用いて算出した現在時刻ｔの次の時刻ｔ＋Δｔ、例えば、Δｔを３分とすると、現在時刻ｔから３分後における使用電力量変化予測値を表す。

指数平滑化法を用いたデマンド予測値Ｒについて、さらに具体的に説明する。デマンド予測値演算処理部７６は、データ格納部７１に格納されている使用電力量データ１１１及び使用電力量変化予測値データ１１５からデマンド予測演算に用いる各種データを取得する。例えば、デマンド予測値演算処理部７６は、使用電力量データ１１１から、現在時刻ｔに対応する使用電力量と、デマンド予測に必要な各種データとして現在時刻ｔを基点として３〜２７分前の９つの使用電力量とを取得し、メインメモリ６４上のパラメータ格納領域１０４に割り当てられている各種変数を初期化してからセットする。

また、例えば、デマンド予測値演算処理部７６は、使用電力量変化予測値データ１１５から、現在時刻ｔの１つ前の時刻、すなわち、３分前の使用電力量変化予測値を取得し、メインメモリ６４上のパラメータ格納領域１０４に割り当てられている各種変数を初期化してからセットする。

ここで、使用電力量変化予測値は、式（６）に基づいて、平滑化定数αの値として、０．１〜１．０までの１０個の値に対応して、後述する図１５に示すように、過去の予測値データが格納されていたものである。なお、指数平滑化法を適用して３分後の使用電力量変化予測値を式（５）に基づいて求める場合、少なくとも現在時刻ｔを基点として３分前の予測値データが必要になるため、常に直近の過去の予測値データのみを格納させておく実装形態であってもよい。

次に、デマンド予測値演算処理部７６は、現在時刻ｔからＸ分後のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］（ｋＷ）を求める。第１演算部１７１は、メインメモリ６４上のパラメータ格納領域１０４に割り当てられている変数のうち、現在時刻ｔの使用電力量と、現在時刻ｔの３分前の使用電力量とを取得し、使用電力量変化ΔＰ_ｔを求める。

次に、第２演算部１７２は、メインメモリ６４上のパラメータ格納領域１０４に割り当てられている変数のうち、現在時刻ｔの使用電力量変化予測値を取得し、使用電力量変化ΔＰ_ｔと、現在時刻ｔの使用電力量変化予測値と、平滑化定数αとから、式（５）に基づいて、現在時刻ｔの次の時刻（ｔ＋Δｔ）の使用電力量変化ΔＰ_ｔ＋Δｔを求める。

次に、第３演算部１７３は、使用電力量変化ΔＰ_ｔ＋Δｔと、実績データ演算部１３２の演算結果とから、式（６）に基づいて、デマンド予測値Ｒ［３］〜Ｒ［３０］を求める。次に、演算結果処理部１３３は、第３演算部１７３の演算結果をメインメモリ６４上の演算結果格納領域１０５に割り当てられている各種変数にそれぞれ書き込む。

次に、演算結果処理部１３３は、メインメモリ６４上の１０個の使用電力量変化予測値に対応する変数に格納されている値を、後述する図１５に示すデータ形式で該当する時刻と紐付けてデータ格納部７１に格納する。また、演算結果処理部１３３は、メインメモリ６４上の１０個のデマンド予測値Ｒ［３］〜Ｒ［３０］に対応する変数に格納されている値を、図１２に示すようなデータ形式でデータ格納部７１に格納する。

なお、上記で説明したソフトウェア構成は一例であって、特にこれらに限定されない。

＜発明の動作＞
図１４は、本発明の実施の形態２におけるデマンド予測装置１５のデマンド予測値演算処理の動作例を説明するフローチャートである。

なお、ステップＳ８１〜ステップＳ８７の処理が指数平滑化演算処理であり、ステップＳ８８の処理が演算結果格納処理である。

（ステップＳ８１）
デマンド予測装置１５は、データ格納部７１から使用電力量データ１１１と使用電力量変化予測値データ１１５とを取得する。

（ステップＳ８２）
デマンド予測装置１５は、演算用格納部７２のパラメータ格納領域１０４を初期化する。

（ステップＳ８３）
デマンド予測装置１５は、取得した使用電力量データ１１１と使用電力量変化予測値データ１１５とをパラメータ格納領域１０４に格納する。

（ステップＳ８４）
デマンド予測装置１５は、格納した使用電力量データ１１１と使用電力量変化予測値データ１１５とから指数平滑化法を用いることで予測データを演算する。

（ステップＳ８５）
デマンド予測装置１５は、格納した使用電力量データ１１１からデマンド時限Ｔの残り時間分の実績データを演算する。

（ステップＳ８６）
デマンド予測装置１５は、第３のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を演算する。

（ステップＳ８７）
デマンド予測装置１５は、演算結果格納領域１０５に第３のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］を格納する。

（ステップＳ８８）
デマンド予測装置１５は、演算結果格納領域１０５に格納されている第３のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］をデータ格納部７１に格納し、処理を終了する。

次に、使用電力量変化予測値データ１１５の構成について図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の実施の形態２におけるデマンド予測装置１５で用いる使用電力量変化予測値のデータ形式の一例を示す図である。図１５に示すように、使用電力量変化ΔＰ_ｔの予測値は、平滑化定数αが１．０〜０．１の各場合に対応して組データとして構成されている。そして、それぞれの時刻と、使用電力量変化ΔＰ_ｔの予測値の組データとが紐付けられた構成となっている。ここで、取得対象データは、現在時刻ｔから制御周期Δｔを減算した結果、つまり、現在時刻ｔの１つ前の時刻に対応するものとなっている。

以上の説明では、デマンド時限Ｔが３０分の場合について述べたが、デマンド時限Ｔが、例えば１５分である場合、制御周期Δｔを１．５分として、上記で説明した式（４）及び式（６）を次に示す式（７）及び式（８）に置換すればよい。

なお、式（６）及び式（８）において、平滑化定数αを０．１刻みの値として与えているが、これに限らず他の値であってもよい。ただし、以降で具体的に説明する実施の形態２の効果を得るためには、デマンド時限Ｔの残り時間が大きい場合、平滑化定数αを０に近くなるように設定し、デマンド時限Ｔの残り時間が小さい場合、平滑化定数αを１に近くなるように設定することで、全ての平滑化定数αをデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が大きくなるにつれ、単調減少させる設定にする必要がある。

＜発明の効果＞
以上の説明から、デマンド時限Ｔの同期を取らないデマンド予測装置１５は、想定するデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて、指数平滑化法における平滑化定数αを設定する。例えば、残り時間が大きいと想定する場合には、平滑化定数αを段階的に小さく設定していくことで、変動傾向を主体とする予測手法が使用される。一方、デマンド時限Ｔの同期を取らないデマンド予測装置１５は、残り時間が小さいと想定する場合には、平滑化定数αを段階的に大きく設定していくことで、細かい変化を主体とする予測手法が使用される。

よって、残り時間に応じて、直近の使用電力量と、過去の時系列データとの間で、平滑化定数αを用いて荷重のかけ方を変更するため、特に、想定するデマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が大きいときに予測精度の悪化が発生していた従来手法の精度を改善することができる。

また、例えば、デマンドの値の減少時には、デマンド予測値Ｒ［３］〜Ｒ［３０］の値が全て目標デマンド値Ｑを下回るとデマンド制限解除、すなわち、負荷１４の再投入と判定するデマンド制御装置があると想定する。この場合、実施の形態２におけるデマンド予測装置１５によれば、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間が大きいと想定する場合のデマンド予測値Ｒ［Ｘ］、すなわち、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］のＸが大きい予測値が、長期的な変動傾向を主として捉える予測値であるため、デマンド予測値Ｒ［Ｘ］は、実際のデマンドの値の変化に遅れて緩やかに減少することとなる。

そのようなデマンド予測値Ｒ［Ｘ］の緩やかな減少傾向は、一旦デマンド制限、例えば、負荷１４の遮断等の状態に入った後、安易にデマンド制限を解除、すなわち、負荷１４の再投入を避け、拙速な負荷１４の再投入に起因するデマンド制御のハンチングを防止することもできる。

以上、本実施の形態２において、デマンド予測値演算処理部７６は、平滑化定数αに応じて演算する指数平滑化法で変動傾向を求めるものであって、仮想残り時間が、閾値以下の場合、現在時刻ｔと、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔまでの残り時間が小さくなるにつれ、平滑化定数αを単調増加させ、仮想残り時間が、閾値と比べて大きい場合、現在時刻ｔと、現在時刻ｔからデマンド時限Ｔまでの残り時間が大きくなるにつれ、平滑化定数αを単調減少させる。

上記構成のため、デマンド予測装置１５は、デマンド時限Ｔの終了時刻までの残り時間に応じて、デマンド予測に用いる時系列データの変動傾向の求め方を変更するため、デマンド時限Ｔの同期を取らなくても過剰なデマンド制限の原因となるデマンド予測の精度を特に顕著に改善することができる。よって、デマンド予測装置１５は、デマンド制御の品質を特に顕著に向上させることができる。

１デマンド予測システム、１１商用電源、１３電力メータ、１４負荷、１５デマンド予測装置、２１、２１＿１〜２１＿Ｎ制御対象負荷、２５非制御対象負荷、３１電力パルス通信線、３３電力供給線、３５通信バス、４１受信装置、４２送信装置、４３記憶装置、４４データベース装置、４５入力装置、４６出力装置、４７演算処理装置、５１一次記憶装置、５３二次記憶装置、６１論理回路、６２レジスタ、６３キャッシュメモリ、６４メインメモリ、６５、６７ハードディスク、６６フラッシュメモリ、７１データ格納部、７２演算用格納部、７３データ設定部、７４データ入力部、７５使用電力量演算処理部、７６デマンド予測値演算処理部、９１使用電力量演算処理用格納領域、９２デマンド予測値演算処理用格納領域、１０１現在時刻使用電力量格納領域、１０２使用電力量格納領域、１０３パルス計数値格納領域、１０４パラメータ格納領域、１０５演算結果格納領域、１１１使用電力量データ、１１２デマンド予測値データ、１１３演算用データ、１１５使用電力量変化予測値データ、１２１電力パルス信号計数部、１２２使用電力量算出部、１２３使用電力量加算処理部、１３１予測データ演算部、１３２実績データ演算部、１３３演算結果処理部、１４１第１手法演算部、１４２第２手法演算部、１５１移動平均法演算部、１５２外挿法演算部、１６１指数平滑化法演算部、１７１第１演算部、１７２第２演算部、１７３第３演算部。

Claims

消費電力のデマンドの予測対象となっている負荷に対応した過去の使用電力量の実績値である時系列データに基づいて前記負荷の将来のデマンド予測値を求めるデマンド予測装置であって、
前記デマンド予測値を求めるデマンド予測値演算処理部を備え、
前記負荷に対応するデマンド制御が要求される時間間隔であるデマンド時限が設定され、
前記デマンド予測値の求め方を変更する基準となる閾値が設定され、
前記デマンド予測値を求める制御周期が設定され、
前記デマンド予測値演算処理部は、
前記デマンド時限と、前記制御周期と、に基づいて計算点数を求め、
前記計算点数に到達するまで、前記制御周期ごとに、
前記デマンド時限を時間軸上に現在時刻の前後にシフトし、
前記現在時刻と、前記デマンド時限とから想定される仮想残り時間を求め、
前記仮想残り時間が、前記閾値以下の場合、直近の前記使用電力量の変動傾向に基づいて、前記現在時刻から前記デマンド時限で想定される仮想終了時刻までに消費される前記使用電力量の予測値である第１情報を求め、
前記仮想残り時間が、前記閾値と比べて大きい場合、前記時系列データの変動傾向に基づいて、前記第１情報を求め、
前記デマンド時限で想定される仮想開始時刻から前記現在時刻までに消費された前記使用電力量の実績値である第２情報を求め、
前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記デマンド予測値を求める
ことを特徴とするデマンド予測装置。
前記デマンド予測値演算処理部は、
前記仮想残り時間が、前記閾値以下の場合、前記現在時刻の前記使用電力量と、前記現在時刻の直近の前記使用電力量と、に基づいて、前記変動傾向を求め、
前記仮想残り時間が、前記閾値と比べて大きい場合、前記時系列データから求めた移動平均値に基づいて、前記変動傾向を求める
ことを特徴とする請求項１に記載のデマンド予測装置。
前記デマンド予測値演算処理部は、
平滑化定数に応じて演算する指数平滑化法で前記変動傾向を求めるものであって、
前記仮想残り時間が、前記閾値以下の場合、前記現在時刻と、該現在時刻から前記デマンド時限までの残り時間が小さくなるにつれ、前記平滑化定数を単調増加させ、
前記仮想残り時間が、前記閾値と比べて大きい場合、前記現在時刻と、該現在時刻から前記デマンド時限までの残り時間が大きくなるにつれ、前記平滑化定数を単調減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載のデマンド予測装置。
前記デマンド予測値演算処理部は、
前記現在時刻に応じて、前記デマンド時限で想定される仮想開始時刻から前記現在時刻までに消費された前記使用電力量を演算することで前記第２情報を求める
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のデマンド予測装置。
消費電力のデマンドの予測対象となっている負荷に対応した過去の使用電力量の実績値である時系列データに基づいて前記負荷の将来のデマンド予測値を求めるデマンド予測方法であって、
前記負荷に対応するデマンド制御が要求される時間間隔であるデマンド時限が設定され、
前記デマンド予測値の求め方を変更する基準となる閾値が設定され、
前記デマンド予測値を求める制御周期が設定され、
前記デマンド時限と、前記制御周期と、に基づいて計算点数を求め、
前記計算点数に到達するまで、前記制御周期ごとに、
前記デマンド時限を時間軸上に現在時刻の前後にシフトし、
前記現在時刻と、前記デマンド時限とから想定される仮想残り時間を求め、
前記仮想残り時間が、前記閾値以下の場合、直近の前記使用電力量の変動傾向に基づいて、前記現在時刻から前記デマンド時限で想定される仮想終了時刻までに消費される前記使用電力量の予測値である第１情報を求め、
前記仮想残り時間が、前記閾値と比べて大きい場合、前記時系列データの変動傾向に基づいて、前記第１情報を求め、
前記デマンド時限で想定される仮想開始時刻から前記現在時刻までに消費された前記使用電力量の実績値である第２情報を求め、
前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記デマンド予測値を求める
ことを特徴とするデマンド予測方法。