JP6258762B2 - デマンド値予測装置、デマンド値予測方法およびデマンド値予測システム - Google Patents

Description

本発明は、所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測装置、デマンド値予測方法およびデマンド値予測システムに関する。

近年、環境配慮に対する意識が高まっており、負荷の消費電力を抑制する技術が提案されている。

ところで、各国の電力事情に大きく左右されるが、例えば、日本においては高圧受電者の総電力料金は、基本料金及び電力量料金によって定められる。基本料金は、過去の所定期間（例えば、３０分）において系統から供給される積算電力量（ピーク電力量）に基づいて定められる。一方で、電力量料金は、計算対象期間における電力使用量に基づいて定められる。従って、積算電力量が所定電力量を超えないように、各負荷の消費電力を制御することが好ましい。

ここで、所定期間において系統から供給される積算電力量が所定電力量を超えないように、消費電力を抑制すべきことを示す警報をユーザに対して提示する技術が提案されている。具体的には、系統から供給される電力量が単位時間毎に増大する量（以下、単位時間増大量）に基づいて、所定期間の満了時点における積算電力量を予測して、予測された積算電力量が所定電力量を超える場合に、消費電力を抑制すべきことを示す警報がユーザに対して提示される（例えば、特許文献１）。

ところが上述の技術では、単位時間増大量に基づいて、所定期間の満了時点における積算電力量が予測される。すなわち、２つのタイミングにおける積算電力量の差分（単位時間増大量）が用いられる。従って、単位時間増大量の変動が大きい場合に、警報が提示された状態（警報オン状態）と警報が解除された状態（警報オフ状態）とが繰り返されてしまう。

このような問題に対し、特許文献２には、電力取得部によって電力量を取得し、当該電力量のサンプル値に基づいて積算電力量を予測するデマンド値予測装置及びデマンド値予測方法が開示されている。

特許文献２に記載の発明は、消費電力を抑制すべきことを示す警報が提示された状態と、警報が解除された状態との繰り返しを抑制することが可能になるという利点がある。

特開平１０−１９８８７５号公報 特開２０１３−２４７８４８号公報

しかしながら、本発明者による検討によると、特許文献２に開示された技術には、更に改良すべき点があることが分かった。すなわち、特許文献２においては、直前の需要電力量のサンプル値から所定期間の終了時点における積算電力量を予測するように構成されている。従って、例えば所定期間内において店舗が開店又は閉店するようなタイミングにおいては、需要電力量の変化が大きく、直前の電力量のサンプル値から所定期間内の積算電力量を予測しても、予測誤差が生じてしまう場合があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、精度の高い積算電力量の予測が可能な、デマンド値予測装置、デマンド値予測方法およびデマンド値予測システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るデマンド値予測装置は、所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測装置であって、前記系統から供給される需要電力量を取得する需要電力取得部と、前記積算電力量を予測する予測部とを備え、前記予測部は、過去の同一時間帯における積算電力量から、前記所定期間における積算電力量の統計値を算出すると共に、前記需要電力取得部が取得した前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記統計値に基づく現在までの積算電力量の統計値との差分を、更に算出し、前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記所定期間における積算電力量の統計値と、前記差分の時間変化とに基づいて、前記系統から供給される積算電力量を予測することを特徴とする。

また、前記所定期間における積算電力量の統計値は、過去の所定日数における積算電力量の移動平均であることが好ましい。

また、前記予測部は、積算電力量の予測が所定電力量を超えるときに消費電力を抑制すべき負荷のリストの提示をおこなうことが好ましい。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るデマンド値予測方法は、所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測方法であって、前記系統から供給される需要電力量を取得する需要電力取得ステップと、過去の同一時間帯における積算電力量から、前記所定期間における積算電力量の統計値を算出する、統計値算出ステップと、取得した前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、算出した前記統計値に基づく現在までの積算電力量の統計値との差分を更に算出する、差分算出ステップと、前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記所定期間における積算電力量の統計値と、前記差分の時間変化とに基づいて、前記系統から供給される積算電力量を予測する、積算電力量予測ステップとを含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るデマンド値予測システムは、所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測装置と、前記系統から供給される需要電力量を計測する系統電力計とを備え、前記デマンド値予測装置は、前記系統電力計からの需要電力量を取得する需要電力取得部と、前記積算電力量を予測する予測部とを有し、前記予測部は、過去の同一時間帯における積算電力量から、前記所定期間における積算電力量の統計値を算出すると共に、前記需要電力取得部が取得した前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記統計値に基づく現在までの積算電力量の統計値との差分を更に算出し、前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記所定期間における積算電力量の統計値と、前記差分の時間変化とに基づいて、前記系統から供給される積算電力量を予測することを特徴とする。

本発明によれば、精度の高い積算電力量の予測が可能な、デマンド値予測装置、デマンド値予測方法およびデマンド値予測システムを提供することができる。

図１は、一実施形態に係るデマンド監視ユニットを有するエネルギー管理システムを示す図である。 図２は、図１のエネルギー管理システムにおける需要家を示す図である。 図３は、図２の需要家における適用シーンを説明するための図である。 図４は、図２におけるＥＭＳを示す図である。 図５は、図４の提示部における提示情報を示す図である。 図６は、デマンド値予測（第１の予測事例）を説明するための図である。 図７は、デマンド値予測（第２の予測事例）を説明するための図である。 図８は、一実施形態に係るデマンド値予測方法の手順を示すフロー図である。

以下において、本発明の一実施形態に係るデマンド監視ユニット（デマンド値予測装置）及びデマンド値予測方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（エネルギー管理システム）
以下において、本実施形態に係るデマンド監視ユニットを有するエネルギー管理システムについて説明する。図１は、エネルギー管理システム１００の一例の構成を示す図である。

図１に示すように、エネルギー管理システム１００は、需要家１０と、ＣＥＭＳ（Ｃｌｕｓｔｅｒ／Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）２０と、変電所３０と、スマートサーバ４０と、発電所５０とを有する。なお、需要家１０、ＣＥＭＳ２０、変電所３０及びスマートサーバ４０は、ネットワーク６０によって接続されている。

需要家１０は、例えば、発電装置及び蓄電装置を有する。発電装置は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。

需要家１０は、コンビニエンスストア又はスーパーマーケットなどの店舗である。需要家１０は、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよい。

本実施形態では、複数の需要家１０によって、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂが構成されている。需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂは、例えば、地理的な地域によって分類される。

ＣＥＭＳ２０は、複数の需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。具体的には、ＣＥＭＳ２０は、停電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を解列する。一方で、ＣＥＭＳ２０は、復電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を連系する。

本実施形態では、ＣＥＭＳ２０Ａ及びＣＥＭＳ２０Ｂが設けられている。ＣＥＭＳ２０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。ＣＥＭＳ２０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。

変電所３０は、複数の需要家１０に対して、配電線３１を介して電力を供給する。具体的には、変電所３０は、発電所５０から供給を受ける電圧を降圧する。

本実施形態では、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂが設けられている。変電所３０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ａを介して電力を供給する。変電所３０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ｂを介して電力を供給する。

スマートサーバ４０は、複数のＣＥＭＳ２０（ここでは、ＣＥＭＳ２０Ａ及びＣＥＭＳ２０Ｂ）を管理する。また、スマートサーバ４０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）を管理する。言い換えると、スマートサーバ４０は、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０を統括的に管理する。スマートサーバ４０は、例えば、需要家群１０Ａに供給すべき電力と需要家群１０Ｂに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。

発電所５０は、火力、風力、水力、原子力などによって発電を行う。発電所５０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）に対して、送電線５１を介して電力を供給する。

ネットワーク６０は、信号線を介して各装置に接続される。ネットワーク６０は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、携帯電話網などである。

（需要家）
以下において、需要家について説明する。図２は、需要家１０の一例の構成を示す図である。

図２に示すように、需要家１０は、分電盤１１０と、負荷１２０と、ＰＶユニット１３０と、蓄電池ユニット１４０と、燃料電池ユニット１５０と、貯湯ユニット１６０と、ＥＭＳ２００とを有する。

分電盤１１０は、配電線３１（系統）に接続されている。分電盤１１０は、電力線を介して、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０及び燃料電池ユニット１５０に接続されている。

負荷１２０は、電力線を介して供給を受ける電力を消費する装置である。例えば、負荷１２０は、冷蔵庫、冷凍庫、照明、エアコンなどの装置を含む。

ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１と、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１３２とを有する。ＰＶ１３１は、発電装置の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽光発電装置である。ＰＶ１３１は、発電されたＤＣ電力を出力する。ＰＶ１３１の発電量は、ＰＶ１３１に照射される日射量に応じて変化する。ＰＣＳ１３２は、ＰＶ１３１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置である。ＰＣＳ１３２は、電力線を介してＡＣ電力を分電盤１１０に出力する。

本実施形態において、ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。

ＰＶユニット１３０は、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）法によって制御される。詳細には、ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１の動作点（動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点）を最適化する。

蓄電池ユニット１４０は、蓄電池１４１と、ＰＣＳ１４２とを有する。蓄電池１４１は、電力を蓄積する装置である。ＰＣＳ１４２は、配電線３１（系統）から供給を受けるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する装置である。また、ＰＣＳ１４２は、蓄電池１４１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。

燃料電池ユニット１５０は、燃料電池１５１と、ＰＣＳ１５２とを有する。燃料電池１５１は、発電装置の一例であり、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。ＰＣＳ１５２は、燃料電池１５１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置である。

燃料電池ユニット１５０は、負荷追従制御によって動作する。詳細には、燃料電池ユニット１５０は、燃料電池１５１から出力される電力が負荷追従制御の目標電力となるように燃料電池１５１を制御する。

貯湯ユニット１６０は、電力を熱に変換して、熱を蓄積したり、燃料電池ユニット１５０等のコージェネレーション機器が発生する熱を湯として蓄えたりする蓄熱装置の一例である。具体的には、貯湯ユニット１６０は、貯湯槽を有しており、燃料電池１５１の運転（発電）によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯ユニット１６０は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。

ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）２００は、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する装置である。具体的には、ＥＭＳ２００は、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０に信号線を介して接続されており、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する。また、ＥＭＳ２００は、負荷１２０の動作モードを制御することによって、負荷１２０の消費電力を制御する。

また、ＥＭＳ２００は、ネットワーク６０を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、系統から供給を受ける電力の購入単価、系統から供給を受ける電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報（以下、エネルギー料金情報）を格納する。

或いは、各種サーバは、例えば、負荷１２０の消費電力を予測するための情報（以下、消費エネルギー予測情報）を格納する。消費エネルギー予測情報は、例えば、過去の負荷１２０の消費電力の測定値に基づいて生成されてもよい。或いは、消費エネルギー予測情報は、負荷１２０の消費電力のモデルであってもよい。

或いは、各種サーバは、例えば、ＰＶ１３１の発電量を予測するための情報（以下、ＰＶ発電量予測情報）を格納する。ＰＶ発電予測情報は、ＰＶ１３１に照射される日射量の予測値であってもよい。或いは、ＰＶ発電予測情報は、天気予報、季節、日照時間などであってもよい。

（適用シーン）
以下において、需要家１０における適用シーンについて説明する。図３では、需要家１０における情報の流れについて主として説明する。

図３に示すように、需要家１０は、系統電力計３１０と、デマンド計測ユニット３２０と、デマンド監視ユニット３３０と、負荷電力計３４０と、スマートセンサ３５０と、ハブ３６０とを有する。上述したように、需要家１０は、ＥＭＳ２００を有する。

系統電力計３１０は、配電線３１（系統）から供給を受ける電力を計測する。具体的には、系統電力計３１０は、分電盤１１０よりも配電線３１（系統）側に接続して設けられており、需要家１０の全体に供給を受ける電力を計測する。

デマンド計測ユニット３２０は、所定期間（例えば、３０分）において、系統電力計３１０で計測された電力を積算する。言い換えると、デマンド計測ユニット３２０は、所定期間の開始から所定期間の満了まで、系統電力計３１０で計測された電力を積算する。そして、デマンド計測ユニット３２０は、所定期間毎に積算値（積算電力量）をデマンド監視ユニット３３０に送信した後に当該積算値をリセットする。

デマンド監視ユニット３３０は、デマンド値予測装置を構成する。デマンド監視ユニット３３０は、デマンド計測ユニット３２０から取得する積算値（積算電力量）をサンプル値として取得して、取得されたサンプル値に基づいて、所定期間の満了時点における積算電力量の予測値が所定電力量を超えるか否かを監視する。具体的には、デマンド監視ユニット３３０は、系統電力計３１０によって計測される電力量をサンプル値として取得して、取得されたサンプル値と過去の同じ時間帯における積算電力量等に基づいて積算電力量を予測する。すなわち、本実施形態において、デマンド監視ユニット３３０は、需要電力取得部及び予測部を構成する。

デマンド監視ユニット３３０は、所定期間の満了時点における積算電力量の予測値が所定電力量を超える場合に、積算電力量の予測値が所定電力量を超える旨を示す情報をＥＭＳ２００に送信する。

負荷電力計３４０は、各負荷１２０に併設されており、各負荷１２０によって消費される電力を計測する。本実施形態では、負荷電力計３４０として、第２電力計３４０Ａ１〜３４０Ａｎ及び第２電力計３４０Ｂ１〜３４０Ｂｎが設けられる。第２電力計３４０Ａ１〜３４０Ａｎは、分電盤１１０のブレーカＡの配下に設けられる電力線Ａに接続されており、第２電力計３４０Ｂ１〜３４０Ｂｎは、分電盤１１０のブレーカＢの配下に設けられる電力線Ｂに接続される。

スマートセンサ３５０は、スマートセンサ３５０の配下に設けられる負荷電力計３４０によって計測される電力を収集する。本実施形態では、スマートセンサ３５０として、スマートセンサ３５０Ａ及びスマートセンサ３５０Ｂが設けられる。スマートセンサ３５０Ａは、第２電力計３４０Ａ１〜３４０Ａｎによって計測される電力を収集する。スマートセンサ３５０Ｂは、第２電力計３４０Ｂ１〜３４０Ｂｎによって計測される電力を収集する。

スマートセンサ３５０は、各負荷電力計３４０の識別子とともに、各負荷電力計３４０によって計測される電力を示す情報をＥＭＳ２００に送信する。或いは、スマートセンサ３５０は、負荷電力計３４０によって計測される電力の集計値を示す情報をＥＭＳ２００に送信する。

ハブ３６０は、ＥＭＳ２００、デマンド監視ユニット３３０及びスマートセンサ３５０に信号線を介して接続される。ハブ３６０は、デマンド監視ユニット３３０及びスマートセンサ３５０から出力される情報をＥＭＳ２００に中継する。

（ＥＭＳの構成）
以下において、ＥＭＳについて説明する。図４は、ＥＭＳ２００の一例の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、ＥＭＳ２００は、受信部２１０と、送信部２２０と、制御部２３０と、提示部２４０とを有する。

受信部２１０は、信号線を介して接続された装置から各種信号を受信する。例えば、受信部２１０は、積算電力量の予測値が所定電力量を超える旨を示す情報をデマンド監視ユニット３３０から受信する。受信部２１０は、各負荷電力計３４０の識別子とともに、各負荷電力計３４０によって計測される電力を示す情報をスマートセンサ３５０から受信する。或いは、受信部２１０は、スマートセンサ３５０によって集計された電力を示す情報をスマートセンサ３５０から受信してもよい。

本実施形態において、受信部２１０は、ＰＶ１３１の発電量を示す情報をＰＶユニット１３０から受信してもよい。受信部２１０は、蓄電池１４１の蓄電量を示す情報を蓄電池ユニット１４０から受信してもよい。受信部２１０は、燃料電池１５１の発電量を示す情報を燃料電池ユニット１５０から受信してもよい。受信部２１０は、貯湯ユニット１６０の貯湯量を示す情報を貯湯ユニット１６０から受信してもよい。

本実施形態において、受信部２１０は、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報を、ネットワーク６０を介して各種サーバから受信してもよい。但し、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報は、予めＥＭＳ２００に記憶されていてもよい。

送信部２２０は、信号線を介して接続された装置に各種信号を送信する。例えば、送信部２２０は、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御するための信号を各装置に送信する。送信部２２０は、負荷１２０を制御するための制御信号を負荷１２０に送信する。

制御部２３０は、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する。

本実施形態において、制御部２３０は、負荷の消費電力を含む負荷のリストを生成する。負荷のリストは、定常的に提示されるリストであってもよく、積算電力量の予測値が所定電力量を超えるときに提示されるリストであってもよい。

具体的には、制御部２３０は、各負荷電力計３４０によって計測される電力に基づいて、負荷のリストを生成する。負荷のリストは、例えば、負荷の名称、負荷の消費電力を少なくとも含む。負荷のリストは、これらの情報に加えて、消費電力の変動量を含んでもよい。

例えば、制御部２３０は、系統電力計３１０によって計測される電力等に基づく積算電力量の予測値が所定電力量を超える場合に、消費電力を抑制すべき負荷のリストを生成する。

例えば、制御部２３０は、負荷電力計３４０によって取得された電力量が大きい順に負荷のリストを提示する。

ここで、制御部２３０は、リストに含まれる負荷の入れ替え頻度が低くなるようにリストを生成する。

例えば、制御部２３０は、消費電力が大きい順に所定数の負荷を含むリストを生成し、或いは、前記系統に接続された負荷のうち、消費電力の増大量が大きい順に所定数の負荷を含むリストを生成してもよい。

或いは、制御部２３０は、系統に接続された負荷のうち、消費電力が大きい順に所定数の負荷が強調表示されたリストを生成し、或いは、系統に接続された負荷のうち、消費電力の増大量が大きい順に所定数の負荷が強調表示されたリストを生成してもよい。

提示部２４０は、ユーザに対して、各種情報を提示する。具体的には、提示部２４０は、各情報を表示するディスプレイである。但し、提示部２４０は、各情報を音で出力するスピーカであってもよい。

ここで、提示部２４０は、リストを提示するとき、負荷１２０の消費電力を取得するアプリケーション又はブラウザにてリストを提示してもよい。

本実施形態において、提示部２４０は、例えば、図５に示す提示情報４００を表示する。提示情報４００は、日時情報４１０、状態概要情報４２０、状態詳細情報４３０、状態凡例情報４４０、リンク情報４５０、設備変動リスト４６０、省エネ行動リスト４７０を含む。

日時情報４１０は、現在の日時を示す情報である。

状態概要情報４２０は、現在の所定期間において系統から供給を受ける電力の状態の概要を示す情報である。状態概要情報４２０は、例えば、４段階（余裕、注意、警告、危険）で表される。

状態詳細情報４３０は、現在の所定期間において系統から供給を受ける電力の状態の詳細を示す情報である。状態詳細情報４３０は、例えば、目標デマンド値、予測デマンド値、超過電力を含む。目標デマンド値は、所定期間において系統から供給を受ける電力の目標値である。予測デマンド値は、上述したデマンド監視ユニット３３０によって予測される積算電力量の予測値である。超過電力は、予測デマンド値が目標デマンド値を超える電力量である。デマンド値の単位は、ｋＷｈである。

状態凡例情報４４０は、状態概要情報４２０の凡例を示す情報である。状態凡例情報４４０は、例えば、各段階（余裕、注意、警告、危険）の閾値、各段階を表現する色などを含む。

リンク情報４５０は、提示情報４００から切り替え可能な各種情報（デマンド監視グラフ、デマンド記録／日、デマンド記録／月、設備電力見える化ＴＯＰ）を示す情報である。”デマンド監視グラフ”は、例えば、後述する図６に示すグラフである。”デマンド記録／日”及び”デマンド記録／月”は、過去の履歴の集計結果である。”設備電力見える化ＴＯＰ”は、提示情報４００によって提示可能な情報の最上位階層に対応するトップページである。リンク情報４５０の選択（クリック）によって、提示部２４０によって提示される情報は、選択された情報に切り替えられる。

設備変動リスト４６０は、定常的に提示される負荷のリストである。設備変動リスト４６０は、例えば、負荷の名称、負荷の消費電力を含む。

ここで、設備変動リスト４６０は、消費電力が大きい順に所定数の負荷を含むリストであってもよく、系統に接続された負荷のうち、消費電力が大きい順に所定数の負荷が強調表示されたリストであってもよい。

省エネ行動リスト４７０は、積算電力量の予測値が所定電力量を超えるときに提示されるリストである。省エネ行動リスト４７０は、消費電力を抑制すべき負荷のリストを示す警報の一例である。

ここで、省エネ行動リスト４７０は、消費電力が大きい順に所定数の負荷を含むリストであってもよく、系統に接続された負荷のうち、消費電力が大きい順に所定数の負荷が強調表示されたリストであってもよい。

（第１の予測事例）
以下において、本実施形態に係るデマンド値予測について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の第１の予測事例に係るデマンド監視グラフを示す図である。

図６に示すように、デマンド監視グラフは、所定期間（例えば、３０分）に含まれる現在の日時において、系統から供給を受ける電力の積算値（積算電力量）を含む。ここでは、積算電力量の測定値が実線で示されており、日付ｄにおける時刻ｔ_ｎ，ｄ（ｎは、所定期間内におけるサンプル番号）における積算電力量をＷ_ｎ，ｄで表している。従って、時刻ｔ_{ｎ−１，ｄ}における積算電力量はＷ_{ｎ−１，ｄ}となる。図６における積算電力量の測定値は、当初緩やかに増加した後、短時間でやや急激な増加がみられる。そして、その後は時刻ｔ_{ｎ−１，ｄ}からｔ_ｎ，ｄにかけて積算電力量は一定の割合で増加している。

図６のグラフ中に破線で表示している統計積算電力量は、過去の同一時間帯における積算電力量を用いて、この所定期間における積算電力量の予想値を統計的に求めたものである。ここで、時刻ｔ_ｎ，ｄにおける統計積算電力量をＷｓ_ｎ，ｄで表している。日付ｄ−１，ｄ−２，．．．，ｄ−Ｍの積算電力量から、日付ｄの統計積算電力量Ｗｓ_０，ｄ，．．．，Ｗｓ_{ｎ−１，ｄ}，Ｗｓ_ｎ，ｄ，Ｗｓ_{ｎ＋１，ｄ}，．．．を予測する場合、例えば単純移動平均を用いると以下の数式（１）により表される。

次に、積算電力量Ｗ_ｎ，ｄと、統計積算電力量Ｗｓ_ｎ，ｄとの差分Ｄ_ｎ，ｄを以下の数式（２）により計算する。

ところで、この差分Ｄ_ｎ，ｄの単位時間当たりの変化量は、（Ｄ_ｎ，ｄ−Ｄ_{ｎ−１，ｄ}）／（ｔ_ｎ，ｄ−ｔ_{ｎ−１，ｄ}）で表せるから、所定期間の終了時点における積算電力量の予測値Ｗｅ_{ｎ＋ｎａ，ｄ}は次の数式（３）で表される。

ここで、ｎａは、所定期間終了時点におけるサンプル番号を示す。

数式（３）の右辺の第１項は、先述のように時刻ｔ_ｎ，ｄにおける積算電力量の実測値Ｗ_ｎ，ｄである。そして、｛｝で囲まれた第２項及び第３項は、本実施形態における所定期間の終了時点の積算電力量の予測値を表す項である。すなわち、第２項は、時刻ｔ_{ｎ＋ｎａ，ｄ}、つまり所定期間終了時点における統計積算電力量と、時刻ｔ_ｎ，ｄにおける統計積算電力量との差分である。第２項は、過去の統計値に基づいて、現在から所定期間終了時点までの間にどの程度積算電力量の変化が見込まれるかを示している。第３項は、現在の積算電力量Ｗ_ｎ，ｄと、統計積算電力量Ｗｓ_ｎ，ｄとの差分Ｄ_ｎ，ｄが時間の経過と共に変化している場合に、所定期間終了時点でこの変化が積算電力量に及ぼす影響の度合を示している。ここで、第３項中の（０．５−ｔ_ｎ，ｄ）は、時刻ｔ_ｎ，ｄから所定期間終了（３０分）までの経過時間（時間）を示している。

以上の考えに基づいて積算電力量の予測をおこなった結果が図６に示されている。破線で示す統計積算電力量の変化曲線によれば、時刻が１５分を過ぎたところで過去の積算電力量の増加が著しくなっている。このような曲線の傾向は、例えば、朝起床時刻を過ぎると急に消費電力が大きくなるような場合に見られる。

このような事例において、グラフ中に示す従来法による予測をおこなうと、現在時刻ｔ_ｎ，ｄにおける積算電力量の時間変化のみを考慮するため、その後の積算電力量の増加割合の変化を考慮することができない。本実施形態では、予測値の算出の際に過去の電力使用のパターンを利用することにより、積算電力量の予測の精度を高めている。なお、図６の事案では、時刻ｔ_ｎ，ｄにおける積算電力量Ｗ_ｎ，ｄの時間変化と統計積算電力量Ｗｓ_ｎ，ｄの時間変化とがほぼ等しい。従って、数式（３）における第３項はゼロとなり、積算電力量の予測には、第２項、すなわち、時刻ｔ_ｎ＋ｎａにおける統計積算電力量と、時刻ｔ_ｎ，ｄにおける統計積算電力量との差分が寄与することになる。

なお、本実施形態において、統計積算電力量の算出に単純移動平均を用いているが、この構成には限定されず、加重移動平均または指数移動平均等、他の移動平均を用いて構成してもよい。

（第２の予測事例）
図７は、本実施形態の第２の予測事例に係るデマンド監視グラフを示す図である。

破線で示す統計積算電力量の変化曲線によれば、この第２の予測事例についても、時刻が１５分を過ぎたところで過去の積算電力量の増加が著しくなっている。

このような事例において、グラフ中に示す従来法による予測をおこなうと、現在時刻ｔ_ｎ，ｄにおける積算電力量の時間変化のみを考慮するため、その後の積算電力量の増加割合の変化を考慮することができない。本実施形態では、予測値の算出の際に過去の電力使用パターンを利用することにより、積算電力量の予測の精度を高めている。なお、図７の事案では、時刻ｔ_ｎ，ｄにおける積算電力量Ｗ_ｎ，ｄの時間変化は、統計積算電力量Ｗｓ_ｎ，ｄの時間変化と比較して大きい。従って、数式（３）における第３項は正の値となる。よって、積算電力量の予測には、第２項、すなわち時刻ｔ_{ｎ＋ｎａ，ｄ}における統計積算電力量と、時刻ｔ_ｎ，ｄにおける統計積算電力量との差分が寄与するほか、第３項、すなわち現在の積算電力量Ｗ_ｎ，ｄと統計積算電力量Ｗｓ_ｎ，ｄとの差分Ｄ_ｎ，ｄの単位時間辺りの変化が寄与することになる。従って、時刻ｔ_ｎ，ｄから時刻ｔ_{ｎ＋ｎａ，ｄ}までの積算電力量の予測値の増加分は、第１の予測事例と比較して大きくなる。

デマンド監視ユニット３３０は、所定期間の終了時点における積算電力量の予測値Ｗｅ_{ｎ＋ｎａ，ｄ}が目標電力量（又は、限界電力量）を超える場合に、積算電力量の予測値が所定電力量を超えると判断する。

ここで、予測デマンド値は、上述したデマンド監視ユニット３３０によって予測される積算電力量の予測値によって求められる。予測デマンド値の単位は、ｋＷｈである。

このように、本実施形態に係る予測モードでは、所定期間の満了時点における積算電力量の予測値に対して、負荷の消費電力の変動がリアルタイムで反映される。

（デマンド値予測方法）
以下において、本実施形態に係るデマンド値予測方法について説明する。図８は、本実施形態に係るデマンド値予測方法の手順を示すフロー図である。図８に示すフローは、リストの更新間隔（例えば、１分）で行われる。ここで、所定期間の前半におけるリストの更新間隔（例えば、５分）は、所定期間の後半におけるリストの更新間隔（例えば、１分）よりも長いことが好ましい。或いは、所定期間の満了に近づくほど、リストの更新間隔が短縮されてもよい。

図８に示すように、ステップ１０において、各負荷電力計３４０は、負荷１２０によって消費される電力を計測する。スマートセンサ３５０は、スマートセンサ３５０の配下に設けられる負荷電力計３４０によって計測される電力を収集する。ＥＭＳ２００は、各負荷電力計３４０によって計測される電力を示す情報をスマートセンサ３５０から取得する。

ステップ２０において、ＥＭＳ２００は、提示部２４０によって提示される情報を更新する。具体的には、ＥＭＳ２００は、各負荷電力計３４０によって計測される電力に基づいて、提示部２４０によって提示される情報（ここでは、設備変動リスト４６０）を更新する。

ステップ３０において、系統電力計３１０は、配電線３１（系統）から供給を受ける電力を計測する。デマンド計測ユニット３２０は、所定期間（例えば、３０分）において、系統電力計３１０で計測された電力を積算する。デマンド監視ユニット３３０は、積算値（積算電力量）をデマンド計測ユニット３２０から取得する。

ステップ４０において、デマンド監視ユニット３３０は、記憶部から統計積算電力量を読み出す。

ステップ４１において、デマンド監視ユニット３３０は、数式（２）に基づいて、現在までの積算電力量と統計積算電力量との差分を算出する。

ステップ４２において、デマンド監視ユニット３３０は、数式（３）に基づいて、所定期間の終了時点における積算電力量の予測値を算出する。

ステップ５０において、デマンド監視ユニット３３０は、積算電力量の予測値が所定電力（目標電力量又は限界電力量）を超えているか否かを判定する。判定結果が”ＹＥＳ”である場合には、ステップ６０の処理が行われる。判定結果が”ＮＯ”である場合には、ステップ７０の処理が行われる。

ステップ６０において、ＥＭＳ２００は、提示部２４０によって提示される情報を更新する。具体的には、ＥＭＳ２００は、積算電力量の予測値に基づいて、提示部２４０によって提示される情報（ここでは、省エネ行動リスト４７０）を更新する。

具体的には、ＥＭＳ２００は、系統電力計３１０によって取得される電力の測定値から算出した現在までの積算電力量と、過去の統計積算電力量とに基づいて予測された所定期間終了時点における積算電力量の予測値が所定電力量を超える場合に、消費電力を抑制すべき負荷のリストを提示する。例えば、ＥＭＳ２００は、負荷電力計３４０によって取得された電力の測定値が大きい順に負荷のリストを省エネ行動リスト４７０として提示する。

ステップ７０において、デマンド計測ユニット３２０は、所定期間が経過したか否かを判定する。判定結果が”ＹＥＳ”である場合には、ステップ８０の処理が行われる。判定結果が”ＮＯ”である場合には、一連の処理が終了する。

ステップ８０において、デマンド計測ユニット３２０は、系統電力計３１０で計測された電力の積算値（積算電力量）をデマンド監視ユニット３３０に送信した後に当該積算値をリセットする。デマンド監視ユニット３３０は、デマンド計測ユニット３２０から受信した所定期間における積算電力量と、過去の積算電力量とから数式（１）に基づいて統計積算電力量を算出し、記憶部に格納する。そして、ステップ８０の完了によって本フローは終了する。

本発明を上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

上記実施形態において、デマンド値予測装置は、デマンド監視ユニット３３０である。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。デマンド値予測装置は、ＥＭＳ２００であってもよい。或いは、デマンド値予測装置は、ＥＭＳ２００及びデマンド監視ユニット３３０によって構成されてもよい。或いは、デマンド値予測装置は、ＣＥＭＳ２０に設けられていてもよく、スマートサーバ４０に設けられていてもよい。或いは、デマンド値予測装置は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよく、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよく、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよく、ＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよい。

上記実施形態では特に触れていないが、負荷電力計３４０は、電流センサ等であってもよい。

上記実施形態では、需要家１０は、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を有する。しかしながら、需要家１０は、少なくとも、負荷１２０を有していればよい。

上記実施形態では、負荷のリストは、負荷毎の消費電力を含むように構成される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。負荷のリストは、分電盤１１０のブレーカの配下に設けられる電力線に接続された負荷のグループ毎の消費電力を含むように構成されてもよい。このようなケースでは、スマートセンサ３５０は、スマートセンサ３５０の識別子とともに、複数の負荷電力計３４０によって計測される電力の集計値を示す情報をＥＭＳ２００に送信することが好ましい。

上記実施形態では特にふれていないが、提示情報４００は、ＰＶ発電予測情報を含んでもよい。或いは、提示情報４００は、燃料電池１５１の発電余力を示す情報を含んでもよい。或いは、提示情報４００は、燃料電池１５１の蓄電残量を含んでもよい。

上記実施形態では特に触れていないが、ＥＭＳ２００は、所定期間の満了時点における積算電力量が所定電力量を超えないように、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御することが好ましい。

上記実施形態では特に触れていないが、基本料金は、例えば、過去の所定期間（例えば、３０分）における電力量に基づいて定められる。すなわち、系統電力計３１０により、３０分間の電力量（使用電力量）を計測する。そして、当該３０分間における平均使用電力（kW）を算出する。この平均使用電力が３０分デマンド値と呼ばれる。そして、1ヶ月の中で最大の３０分デマンド値を、その月の最大需要電力（最大デマンド値）と呼ぶ。そして、その月の最大デマンド値、あるいは過去１年の間における最大デマンド値の中で最も大きい値が基本料金の計算に使用されることとなる。つまり、１ヶ月あるいは１年間のうち、一度でも大きなデマンド値が生じると、翌月あるいは翌１年間にわたり、そのデマンド値を用いた基本料金が適用されることとなる。このようにして基本料金は定められる。

１０…需要家、２０…ＣＥＭＳ、３０…変電所、３１…配電線、４０…スマートサーバ、５０…発電所、５１…送電線、６０…ネットワーク、１００…エネルギー管理システム、１１０…分電盤、１２０…負荷、１３０…ＰＶユニット、１３１…ＰＶ、１３２…ＰＣＳ、１４０…蓄電池ユニット、１４１…蓄電池、１４２…ＰＣＳ、１５０…燃料電池ユニット、１５１…燃料電池、１５２…ＰＣＳ、１６０…貯湯ユニット、２００…ＥＭＳ、２１０…受信部、２２０…送信部、２３０…制御部、２４０…提示部、３１０…系統電力計、３２０…デマンド計測ユニット、３３０…デマンド監視ユニット（デマンド値予測装置）、３４０…負荷電力計、３５０…スマートセンサ、３６０…ハブ、４００…提示情報、４１０…日時情報、４２０…状態概要情報、４３０…状態詳細情報、４４０…状態凡例情報、４５０…リンク情報、４６０…設備変動リスト、４７０…省エネ行動リスト

Claims (5)

1. 所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測装置であって、
   前記系統から供給される需要電力量を取得する需要電力取得部と、
   前記積算電力量を予測する予測部とを備え、
   前記予測部は、
   過去の同一時間帯における積算電力量から、前記所定期間における積算電力量の統計値を算出すると共に、
   前記需要電力取得部が取得した前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記統計値に基づく現在までの積算電力量の統計値との差分を、更に算出し、
   前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記所定期間における積算電力量の統計値と、前記差分の時間変化とに基づいて、前記系統から供給される積算電力量を予測する
   ことを特徴とするデマンド値予測装置。
2. 前記所定期間における積算電力量の統計値は、過去の所定日数における積算電力量の移動平均である、請求項１に記載のデマンド値予測装置。
3. 前記予測部は、積算電力量の予測が所定電力量を超えるときに消費電力を抑制すべき負荷のリストの提示をおこなう、請求項１または２に記載のデマンド値予測装置。
4. 所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測方法であって、
   前記系統から供給される需要電力量を取得する需要電力取得ステップと、
   過去の同一時間帯における積算電力量から、前記所定期間における積算電力量の統計値を算出する、統計値算出ステップと、
   取得した前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、算出した前記統計値に基づく現在までの積算電力量の統計値との差分を更に算出する、差分算出ステップと、
   前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記所定期間における積算電力量の統計値と、前記差分の時間変化とに基づいて、前記系統から供給される積算電力量を予測する、積算電力量予測ステップと
   を含むことを特徴とするデマンド値予測方法。
5. 所定期間において系統から供給される積算電力量を予測するデマンド値予測装置と、
   前記系統から供給される需要電力量を計測する系統電力計と
   を備え、
   前記デマンド値予測装置は、
   前記系統電力計からの需要電力量を取得する需要電力取得部と、
   前記積算電力量を予測する予測部とを有し、
   前記予測部は、
   過去の同一時間帯における積算電力量から、前記所定期間における積算電力量の統計値を算出すると共に、
   前記需要電力取得部が取得した前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記統計値に基づく現在までの積算電力量の統計値との差分を更に算出し、
   前記需要電力量に基づく現在までの積算電力量と、前記所定期間における積算電力量の統計値と、前記差分の時間変化とに基づいて、前記系統から供給される積算電力量を予測する
   ことを特徴とするデマンド値予測システム。

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