JP6706141B2

JP6706141B2 - 電力消費量用途分解装置

Info

Publication number: JP6706141B2
Application number: JP2016099379A
Authority: JP
Inventors: 大輝 ▲高▼木
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2036-05-18
Also published as: JP2017207887A

Description

本発明は、対象世帯の電力消費量を複数の用途（電力を消費する機器）に分解する電力消費量用途分解装置に関する。

近年、スマートメータの普及により、各世帯における電力消費量を、所定の単位時間毎（例えば、３０分毎や１時間毎）で計測及び記録することが可能になっている。ただし、スマートメータは、世帯全体の電力消費量を単位時間毎に計測及び記録するだけであるため、世帯全体の電力消費量を用途別に把握することまでは不可能である。

世帯における電力消費量を用途別に把握することは、省電力の支援や機器の運転制御、需要予測など、様々な場面で活用することができる。そこで、世帯全体の電力消費量を用途別に把握することが可能な、電力消費量用途分解装置の開発が期待されている。

例えば、非特許文献１のウェブサイト（かでんりょくβ版の電気代うちわけ）では、Ｇｆｋジャパンが、蓄積された家電製品の機能データベース（年間消費電力等のカタログ仕様値）を活用し、世帯属性及び家電使用状況等から電力消費の内訳目安を提示するサービスを提供している。

更に、例えば、特許文献１では、負荷持続曲線を分析してベース電力消費量、常用電力量及びピーク電力量の３つの領域に分類するとともに、各領域の電力消費割合から電力を過大に消費している領域を判別し、それによって電力消費量の削減が見込まれる負荷機器を特定する省エネルギー支援装置が提案されている。

負荷持続曲線とは、世帯全体の単位時間毎の電力消費量から、常時使用する必要がある機器（冷蔵庫等）の単位時間毎の電力消費量を差し引いた省エネルギー対象の電力消費量を、大きな順に並べ替えて得られる曲線である。そして、この省エネルギー支援装置は、負荷持続曲線中において最大電力消費量との差分電力量が中央値の０．８倍となるラベルを境界としてピーク電力量と常用電力量を区分けするとともに、負荷持続曲線における就寝時刻と紐付けられたラベルを境界として常用電力量とベース電力消費量を区分けする（特に、特許文献１の図５参照）。なお、特許文献１において、ピーク電力量と常用電力量の境界となるラベル、及び、常用電力量とベース電力消費量の境界となるラベルのそれぞれは、十分なサンプル数のモニタ（２０人）の実証実験結果に基づいて決定された適切なものであるとされている。

特開２０１３−３３３１８号公報

"かでんりょくβ版"、［ｏｎｌｉｎｅ］、ＧｆｋＪａｐａｎ、［平成２８年５月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://kaden-syoene.gfk.com＞

しかしながら、非特許文献１のウェブサイトにおいて提供されているサービスでは、世帯情報や機器保有／利用状況の入力が要求されることから、当該入力がユーザにとって大きな負担となる。

更に、特許文献１で提案されている省エネルギー支援装置では、負荷持続曲線を求めるために、世帯全体の単位時間毎の電力消費量とは別に、冷蔵庫等の常時使用される機器の単位時間毎の電力消費量が必要になる。このことは、当該省エネルギー支援装置を利用するためには、世帯全体の単位時間毎の電力消費量を計測するスマートメータの他に、冷蔵庫等の単位時間毎の電力消費量を計測する特別な計測装置が必要不可欠であることを意味している。さらに、当該省エネルギー支援装置を利用するためには、常用電力量とベース電力消費量の境界となるラベルが紐付けられる就寝時刻を、ユーザ（世帯の構成員。以下同じ。）が自ら入力しなければならない。

このように、特許文献１で提案されている省エネルギー支援装置は、世帯にスマートメータ以外の特別な計測機器を設置する必要があるだけでなく、ユーザに特別な作業を強いるものであることから、ユーザが容易に利用することができないため、問題となる。

そこで、本発明は、ユーザが容易に利用可能である電力消費量用途分解装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、対象世帯における所定の単位時間毎の電力消費量である単位時間電力消費量を示す実績データを記録しているデータベースと、前記実績データが示す前記単位時間電力消費量の対象期間における最小値を前記対象期間にわたって積算して得られるベース電力消費量と、前記実績データが示す前記単位時間電力消費量と前記最小値との差分を前記対象期間にわたって積算して得られるフロー電力消費量と、のそれぞれに基づいて、前記対象期間における複数の用途のそれぞれによる電力消費量である用途別電力消費量を算出する用途分解部と、を備え、前記用途分解部は、前記ベース電力消費量に基づいて前記複数の用途に含まれる少なくとも１つの第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出し、かつ、前記フロー電力消費量に基づいて前記複数の用途に含まれる少なくとも１つの第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出することを特徴とする電力消費量用途分解装置を提供する。

この電力消費用途分解装置によれば、特定の機器の電力消費量を計測するための計測機器の設置や、ユーザに対して世帯に関する情報の入力を強制することなく、スマートメータ等の計測によってユーザの手を煩わすことなく自動的に取得可能な単位時間電力消費量を示す実績データに基づいて、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することができる。

さらに、この電力消費用途分解装置によれば、対象世帯の対象期間における単位時間電力消費量からベース電力消費量及びフロー電力消費量のそれぞれを得るとともに、ベース電力消費量及びフロー電力消費量のそれぞれに対応した第１種及び第２種の用途による用途別電力消費量を算出するため、精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することが可能である。

また、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記データベースが、前記対象世帯を含む地域の前記対象期間における気温を統計的に処理した値である気温値を示す気温データを記録しているとともに、前記用途分解部が、前記ベース電力消費量、前記フロー電力消費量及び前記気温データが示す前記気温値に基づいて前記対象期間における前記複数の用途のそれぞれによる前記用途別電力消費量を算出するものであり、前記用途分解部は、前記気温値及び前記ベース電力消費量に基づいて少なくとも１つの前記第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出する、または、前記気温値及び前記フロー電力消費量に基づいて少なくとも１つの前記第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出する、あるいはこの両方を行うこととしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、実績データに加えて、実績データと同様にユーザの手を煩わすことなく自動的に取得可能である気温データも利用することによって、ユーザによる利用の容易性を害することなく、さらに精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することができる。

さらに、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記用途分解部は、前記気温値及び前記ベース電力消費量に基づいて前記第１種の特定の用途による前記用途別電力消費量を算出するとともに、前記気温値に基づかずに前記ベース電力消費量に基づいて前記第１種の別の用途による前記用途別電力消費量を算出する、または、前記気温値及び前記フロー電力消費量に基づいて前記第２種の特定の用途による前記用途別電力消費量を算出するとともに、前記気温値に基づかずに前記フロー電力消費量に基づいて前記第２種の別の用途による前記用途別電力消費量を算出する、あるいはこの両方を行うこととしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、気温値を選択的に参照することによって、気温値と相関がある用途及び気温値と相関がない用途のそれぞれの用途別電力消費量を精度良く算出することが可能になる。

さらに、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記用途分解部は、前記気温値及び前記ベース電力消費量に基づいて前記第１種の用途である冷蔵庫による前記用途別電力消費量を算出する、または、前記気温値及び前記フロー電力消費量に基づいて前記第２種の用途である空気調和機による前記用途別電力消費量を算出する、あるいはこの両方を行うこととしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、冷蔵庫及び空気調和機の少なくとも一方における用途別電力消費量を精度良く算出することが可能になる。

また、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記用途分解部が、少なくとも前記ベース電力消費量を変数とする関数である第１推定モデルを用いて少なくとも１つの前記第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出するとともに、少なくとも前記フロー電力消費量を変数とする関数である第２推定モデルを用いて少なくとも１つの前記第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出するものであり、前記第１推定モデルが前記第１種の用途毎かつ前記対象期間よりも長い第１期間毎に別々に設定されているとともに、前記第２推定モデルが前記第２種の用途毎かつ前記第１期間毎に別々に設定されており、前記用途分解部は、前記第１種の用途及び前記対象期間が含まれる前記第１期間のそれぞれに対応した前記第１推定モデルに対して前記ベース電力消費量を適用することで当該第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出し、かつ、前記第２種の用途及び前記対象期間が含まれる前記第１期間のそれぞれに対応した前記第２推定モデルに対して前記フロー電力消費量を適用することで当該第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出することとしてもよい。

例えば、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記対象期間の長さが１日であり、前記第１期間の長さが１ヶ月であることとしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、例えば日本のように年間を通じて気候の変動が大きい国または地域において、時期に応じて電力を消費する用途が大きく異なり得る場合であっても、精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することができる

また、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記用途分解部は、第２期間に含まれる複数の前記対象期間のそれぞれに対して前記複数の用途のそれぞれによる前記用途別電力消費量を算出するとともに、当該用途別電力消費量を前記第２期間にわたって用途別に積算して、前記第２期間における前記複数の用途のそれぞれによる電力消費量である用途別積算電力消費量を算出し、当該用途別積算電力消費量の前記第２期間における構成比率を算出することとしてもよい。

例えば、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記対象期間の長さが１日であり、前記第２期間の長さが１ヶ月であることとしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、電力消費量を複数の用途に分解するのに適した対象期間（例えば、生活パターンの繰返し単位である１日）で対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解するとともに、ユーザが要望する分解結果である第２期間（例えば、電気料金の精算単位である１ヶ月）における総合的な分解結果を算出することができる。さらに、１つの対象期間に対する分解結果である用途別電力消費量を第２期間にわたって複数積算することによって、実際の電力消費量との差異が大きい用途別電力消費量が偶発的に生じたとしても、用途別電力消費量を積算した用途別積算電力消費量では当該差異が埋没して低減されるため、実際の電力消費量に近づけることが可能になる。

また、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記対象世帯の端末で入力された情報を含む入力データを受信するとともに、前記対象世帯における電力消費量を前記複数の用途に分解した結果である分解結果を前記端末で表示するための分解結果データを前記端末に対して送信する通信部を、さらに備え、前記用途分解部は、前記入力データに含まれる前記分解結果の送信要求に応じて、前記分解結果データを生成することとしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、対象世帯の端末を操作するユーザの要求に応じて、当該端末に分解結果を表示することができる。そのため、ユーザの利便性を高めて、電力消費用途分解装置の利用を促すことが可能になる。

また、上記特徴の電力消費量用途分解装置において、前記用途分解部は、所定のタイミングで、前記対象世帯に関する情報を含む前記入力データの送信の協力を前記対象世帯に対して要請するメッセージを含む前記分解結果データを生成することとしてもよい。

この電力消費用途分解装置によれば、対象世帯の端末に分解結果を表示する際に、ユーザに対して対象世帯に関する情報の入力の協力を要請することができる。そのため、ユーザに対して過度な嫌悪感を抱かせることなく、対象世帯に関する情報を収集することが可能になる。

上記特徴の電力消費量用途分解装置によれば、特定の機器の電力消費量を計測するための計測機器の設置や、ユーザに対して世帯に関する情報の入力を強制することなく、スマートメータ等の計測によってユーザの手を煩わすことなく自動的に取得可能な単位時間電力消費量を示す実績データに基づいて、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することができる。したがって、この電力消費量用途分解装置であれば、ユーザが容易に利用することが可能である。

本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置の構成の一例を示すブロック図。ベース電力消費量及びフロー電力消費量の算出方法の一例を示す模式的なグラフ。用途分解部による用途別電力消費量の算出方法の一例を概念的に示した模式図。冷蔵庫推定モデルの算出方法について説明するための散布図。冷蔵庫推定モデルの算出方法について説明するための散布図。冷蔵庫推定モデルの算出方法について説明するための散布図。エアコン推定モデルの算出方法について説明するための散布図。エアコン推定モデルの算出方法について説明するための散布図。エアコン推定モデルの算出方法について説明するための散布図。分解結果データの一例を示した模式図。本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置による分解結果の一例を示すグラフ。気温データの有無による分解結果への影響の一例を示すグラフ。本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置をウェブサーバとした場合の構成の一例を示すブロック図。図１３に示す電力消費量用途分解装置が出力する分解結果データが示すウェブページの一例を示す模式図。

＜電力消費量用途分解装置の構成例＞
最初に、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置の構成例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置の構成例について示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１は、実績データ取得部１０と、気温データ取得部１１と、データベース１２と、用途分解部１３と、分解結果出力部１４と、を備える。例えば、電力消費量用途分解装置１は、対象世帯（電力消費量用途分解装置１が電力消費量を複数の用途に分解する対象の世帯）からインターネット等のネットワークを介してアクセスされ得るウェブサーバとして構成される。

実績データ取得部１０は、例えばスマートメータ等の計測機器によって計測される所定の単位時間毎（例えば、３０分や１時間毎）に対象世帯で消費された電力消費量である単位時間電力消費量を示す実績データを受信して取得する通信機器によって構成される。なお、実績データ取得部１０が、上記の計測機器で順次生成される実績データを順次受信して取得してもよいし、上記の計測機器で順次生成される実績データが記録されている所定のデータサーバ（例えば、電力会社のデータサーバ）から定期的に送信される実績データを受信して取得してもよいし、当該データサーバに対して送信要求を行うとともに当該送信要求に応じて送信される実績データを受信して取得してもよい。

気温データ取得部１１は、例えば所定の機関（例えば、気象庁）から配信される、対象世帯を含む地域の所定の期間（例えば、１日）における気温を統計的に処理した値である気温値（例えば、平均気温、最高気温、最低気温など）を示す気温データを受信して取得する通信機器によって構成される。なお、気温データ取得部１１が、所定の機関から定期的に配信される気温データを受信して取得してもよいし、当該機関に対して送信要求を行うとともに当該送信要求に応じて送信される気温データを受信して取得してもよい。また、実績データ取得部１０及び気温データ取得部１１は、同一の通信機器で構成されていてもよい。

データベース１２は、例えばハードディスクや半導体メモリなどのデータを記録可能な記録装置で構成され、電力消費量用途分解装置１における演算に必要な各種データを記録する。具体的に、データベース１２は、実績データ取得部１０が取得する実績データと、気温データ取得部１１が取得する気温データと、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解する際に使用される関数である推定モデルを示す推定モデルデータとを記録する。なお、推定モデルについては、後述する＜電力消費量用途分解装置の動作例＞において詳細に説明する。また、データベース１２は、実績データ取得部１０が随時取得する実績データと、気温データ取得部１１が随時取得する気温データとのそれぞれを、随時記録して蓄積する。

用途分解部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と半導体メモリなどの記憶装置とで構成され、演算装置が所定のプログラムを実行することによって動作を行う。用途分解部１３は、データベース１２から読み出した実績データ、気温データ及び推定モデルデータに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解し、その分解結果を示す分解結果データを生成する。

分解結果出力部１４は、例えば分解結果データを対象世帯に対して送信する通信機器によって構成される。そして、対象世帯に送信された分解結果データを、対象世帯に設置されているコンピュータや対象世帯の構成員であるユーザが使用する携帯端末が表示することで、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解した結果がユーザに対して報知される。この場合、分解結果出力部１４を構成する通信機器が、実績データ取得部１０及び気温データ取得部１１の一方または両方を構成する通信機器と同一であってもよい。

なお、電力消費量用途分解装置１を、対象世帯に設置されているコンピュータやユーザの携帯端末として構成してもよい。この場合、分解結果出力部１４は、当該コンピュータや携帯端末の一部を成す表示機器によって構成され、分解結果データに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解した結果をユーザに対して表示する。

＜電力消費量用途分解装置の動作例＞
次に、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１の動作例（特に、用途分解部１３の動作例）について、図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１は、対象世帯の任意の長さの対象期間における電力消費量を複数の用途に分解することが可能であるが、以下では説明の具体化のために、対象世帯の１日（０時〜２４時）における電力消費量を複数の用途に分解する場合について適宜例示する。また、以下では、気温データが平均気温を示す場合について例示する。

最初に、用途分解部１３は、対象世帯が対象期間に消費した単位時間電力消費量を示す実績データと、当該対象期間における気温値を示す気温データと、演算に使用する推定モデルデータとのそれぞれを、データベース１２から読み出す。

次に、用途分解部１３は、対象期間における複数の単位時間電力消費量から、ベース電力消費量とフロー電力消費量を算出する。この算出方法について、図面を参照して説明する。図２は、ベース電力消費量及びフロー電力消費量の算出方法の一例を示す模式的なグラフである。

図２に示すように、対象期間（１日）には複数の単位時間電力消費量が含まれている。ベース電力消費量は、この対象期間に含まれる単位時間電力消費量の中の最小値を、対象期間にわたって積算して得られる電力消費量である（図中の白色領域の合計）。フロー電力消費量は、単位時間電力消費量と上記最小値との差分を対象期間にわたって積算して得られる電力消費量である（図中のハッチング領域の合計）。なお、フロー電力消費量は、単位時間電力消費量を対象期間にわたって積算した全体の電力消費量からベース電力消費量を減算して得られる電力消費量としても解釈され得る。

用途分解部１３は、上記のようにして算出したベース電力消費量及びフロー電力消費量と、対象期間の平均気温とのそれぞれを、推定モデルデータが示す用途別の推定モデルのそれぞれに対して適用することによって、対象世帯の対象期間における電力消費量を複数の用途に分解して、複数の用途のそれぞれによる電力消費量である用途別電力消費量を算出する。この用途別電力消費量の算出方法の一例について、図面を参照して説明する。図３は、用途分解部による用途別電力消費量の算出方法の一例を概念的に示した模式図である。

図３に示すように、推定モデルは、ベース電力消費量Ａ、フロー電力消費量Ｂ及び平均気温Ｃの少なくとも１つを変数とする関数であり、分解すべき用途毎に個別に設定されている。具体的に、冷蔵庫（「第１種の用途」に相当）の用途別電力消費量である冷蔵庫電力消費量Ｄ_１１を算出するための推定モデルである冷蔵庫推定モデル（「第１推定モデル」に相当）は、ベース電力消費量Ａ及び平均気温Ｃを変数とする関数Ｆ_１１（Ａ，Ｃ）である。また、エアコン（空気調和機、「第２種の用途」に相当）の用途別電力消費量であるエアコン電力消費量Ｄ_２１を算出するための推定モデルであるエアコン推定モデル（「第２推定モデル」に相当）は、フロー電力消費量Ｂ及び平均気温Ｃを変数とする関数Ｆ_２１（Ｂ，Ｃ）である。また、テレビ（「第２種の用途」に相当）の用途別電力消費量であるテレビ電力消費量Ｄ_２２を算出するための推定モデルであるテレビ推定モデル（「第２推定モデル」に相当）は、平均気温Ｃを変数とせずフロー電力消費量Ｂを変数とする関数Ｆ_２２（Ｂ）である。また、照明（「第２種の用途」に相当）の用途別電力消費量である照明電力消費量Ｄ_２３を算出するための推定モデルである照明推定モデル（「第２推定モデル」に相当）は、平均気温Ｃを変数とせずフロー電力消費量Ｂを変数とする関数Ｆ_２３（Ｂ）である。

上述した推定モデルのそれぞれを構成する関数Ｆ_１１（Ａ，Ｃ），Ｆ_２１（Ｂ，Ｃ），Ｆ_２２（Ｂ），Ｆ_２３（Ｂ）は、それぞれの用途による電力消費量と相関がある変数を含んでいる。ここで、推定モデルの算出方法について、冷蔵庫推定モデルとエアコン推定モデルの算出方法を具体例として挙げるとともに図面を参照して説明する。図４〜６は冷蔵庫推定モデルの算出方法について説明するための散布図であり、図７〜９はエアコン推定モデルの算出方法について説明するための散布図である。なお、図４〜９は、数十〜百程度のモニター世帯における全体で１２ヶ月分（１月〜１２月）の実測結果を示した散布図であり、同一のモニター世帯の実測結果を同一のマーカーで表している。

まず、冷蔵庫推定モデルの算出方法の例について図４〜６を参照して説明する。図４〜６に示す散布図の縦軸は、いずれも冷蔵庫の電力消費量である。一方、図４に示す散布図の横軸はベース電力消費量、図５に示す散布図の横軸は平均気温、図６に示す散布図の横軸はフロー電力消費量である。

図４に示すように、常時オンの状態であり常時電力を消費する冷蔵庫の電力消費量は、電力消費量中の常時発生している成分であるベース電力消費量と相関がある。また、図５に示すように、外気と熱交換を行うコンプレッサを備えている冷蔵庫の電力消費量は、平均気温と相関がある。一方、図６に示すように、冷蔵庫の電力消費量は、電力消費量中の変動成分であるフロー電力消費量とは相関がない。

そこで、冷蔵庫電力消費量Ｄ_１１を算出するための冷蔵庫推定モデルを構成する関数Ｆ_１１（Ａ，Ｃ）は、ベース電力消費量Ａ及び平均気温Ｃを変数として含むようにする。例えば、図４及び図５に示す散布図に対して、冷蔵庫の電力消費量を従属変数、ベース電力消費量Ａ及び平均気温Ｃのそれぞれを独立変数とする回帰分析（重回帰分析）を行うことによって、関数Ｆ_１１（Ａ，Ｃ）を求めることが可能である。なお、関数Ｆ_１１（Ａ，Ｃ）を、α_１１×Ａ＋β_１１×Ｃ＋γ_１１（α_１１，β_１１，γ_１１は定数）としてもよい。

次に、エアコン推定モデルの算出方法の例について図７〜９を参照して説明する。図７〜９に示す散布図の縦軸は、いずれもエアコンの電力消費量である。一方、図７に示す散布図の横軸はフロー電力消費量、図８に示す散布図の横軸は平均気温、図９に示す散布図の横軸はベース電力消費量である。

図７に示すように、ユーザの操作に応じてオン／オフが切り替えられて断続的に電力を消費するエアコンの電力消費量は、電力消費量中の変動成分であるフロー電力消費量と相関がある。また、図８に示すように、外気と熱交換を行うコンプレッサを備えているエアコンの電力消費量は、平均気温と相関がある。一方、図９に示すように、エアコンの電力消費量は、電力消費量中の常時発生している成分であるベース電力消費量とは相関がない。

そこで、エアコン電力消費量Ｄ_２１を算出するためのエアコン推定モデルを構成する関数Ｆ_２１（Ｂ，Ｃ）は、フロー電力消費量Ｂ及び平均気温Ｃを変数として含むようにする。例えば、図７及び図８に示す散布図に対して、エアコンの電力消費量を従属変数、フロー電力消費量Ｂ及び平均気温Ｃのそれぞれを独立変数とする回帰分析（重回帰分析）を行うことによって、関数Ｆ_２１（Ｂ，Ｃ）を求めることが可能である。なお、関数Ｆ_２１（Ｂ，Ｃ）を、α_２１×Ｂ＋β_２１×Ｃ＋γ_２１（α_２１，β_２１，γ_２１は定数）としてもよい。また、これと同様に、テレビ推定モデルを構成する関数Ｆ_２２（Ｂ）をα_２２×Ｂ＋γ_２２（α_２２，γ_２２は定数）、照明推定モデルを構成する関数Ｆ_２３（Ｂ）をα_２３×Ｂ＋γ_２３（α_２３，γ_２３は定数）としてもよい。

ところで、例えば日本のように年間を通じて気候の変動が大きい国または地域では、時期（季節）に応じて電力を消費する用途が大きく異なり得る。このような場合、推定モデルを、対象期間（１日）よりも長い所定の期間である第１期間（例えば、１ヶ月）毎に設定しておくと、精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することができるため、好ましい。なお、推定モデルを第１期間毎に設定する場合、図４〜９に示したような複数のモニター世帯における実測結果を第１期間毎に用意して、第１期間毎に推定モデルを算出してもよい。

また、図３に示すように、用途分解部１３は、ベース電力消費量Ａから冷蔵庫電力消費量Ｄ_１１を減算して得られた電力消費量を、常時電力消費量Ｄ_３１として算出する。常時電力消費量Ｄ_３１には、冷蔵庫以外の用途であって常時電力を消費する様々な用途による電力消費量が含まれ得る。さらに、用途分解部１３は、フロー電力消費量Ｂからエアコン電力消費量Ｄ_２１、テレビ電力消費量Ｄ_２２及び照明電力消費量Ｄ_２３のそれぞれを減算して得られた電力消費量を、その他電力消費量Ｄ_４１として算出する。その他電力消費量Ｄ_４１には、エアコン、テレビ及び照明以外の用途であって断続的に電力を消費する様々な用途による電力消費量が含まれ得る。

以上の処理によって、対象世帯の対象期間（１日）における電力消費量を複数の用途に分解した用途別電力消費量が算出される。用途分解部１３は、この用途別電力消費量を用いることで、対象世帯における電力消費量を複数の用途に分解した結果である分解結果を算出するとともに、当該分解結果を示す分解結果データを生成する。なお、用途分解部１３は、様々な態様の分解結果を示す分解結果データを生成可能である。例えば、用途分解部１３は、それぞれの用途による電力消費量を数値などの絶対的な大きさで表現した分解結果を示す分解結果データや、それぞれの用途による電力消費量を構成比率などの相対的な大きさで表現した分解結果を示す分解結果データなども生成可能である。

具体的に例えば、用途分解部１３は、第２期間（例えば、１ヶ月）における用途別の電力消費量を構成比率で表現した分解結果データを生成する。この分解結果データの一例を、図面を参照して説明する。図１０は、分解結果データの一例を示した模式図である。

図１０に示す分解結果データは、第２期間（１ヶ月）における用途別の電力消費量の構成比率を円グラフで表現したものである。例えば、用途分解部１３は、第２期間に含まれる複数の対象期間（１日）のそれぞれに対して用途別電力消費量を算出するとともに、当該用途別電力消費量を第２期間にわたって用途別に積算することで、用途別積算電力消費量を算出する。そして、用途分解部１３が、この用途別積算電力消費量の構成比率をそれぞれ算出することで、図１０に示すような分解結果データを生成することができる。

この場合、電力消費量の分解に適した対象期間（例えば、生活パターンの繰返し単位である１日）で対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解するとともに、ユーザが要望すると分解結果である第２期間（例えば、電気料金の精算単位である１ヶ月）における総合的な分解結果を算出することができる。さらに、１つの対象期間に対する分解結果である用途別電力消費量を第２期間にわたって複数積算することによって、実際の電力消費量との差異が大きい用途別電力消費量が偶発的に生じたとしても、用途別電力消費量を積算した用途別積算電力消費量では当該差異が埋没して低減されるため、実際の電力消費量に近づけることが可能になる。

また、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１による用途分解の結果の一例について、図面を参照して説明する。図１１は、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置による分解結果の一例を示すグラフである。なお、図１１では、上記第２期間（１ヶ月）における、２〜４人で構成される３つのモニター世帯における電力消費量の分解結果（実施例１〜３）と、これらのモニター世帯における用途別の電力消費量の実測結果と、これらのモニター世帯における用途別の電力消費量を、非特許文献１のウェブサイトで提供されているサービスを用いて求めた結果（比較例１〜３）とを対比させて示している。また、図１１に示す分解結果は、上述した用途別積算電力消費量の構成比率を対比のために棒グラフで表現したものであるが、照明電力消費量、常時電力消費量及びその他電力消費量については「未分類」としてまとめて示している。これは、照明電力消費量、常時電力消費量及びその他電力消費量については、モニター世帯において実際に計測することが困難であり、実施例１〜３の分解結果と実測結果の対比が困難であるためである。なお、比較例１〜３では１ヶ月の電気代を入力しており、当該電気代から換算される１日当たりの電力消費量は、実施例１〜３におけるベース電力消費量とフロー電力消費量の合計に相当する。

図１１に示すように、実施例１〜３では、２人世帯、３人世帯、４人世帯のそれぞれにおいて、実測結果に近い分解結果が得られていることが分かる。また、比較例１〜３と比べても、３人及び４人世帯の冷蔵庫電力消費量では、比較例２及び３の方が若干実測結果に近いが、それ以外では、実施例１〜３の方が実測結果に近い分解結果が得られている。即ち、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１は、世帯情報や機器保有／利用状況等の情報入力や特別な計測装置を必要とせず、対象世帯の構成に依らずに精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することが可能である。

以上のように、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１は、特定の機器の電力消費量を計測するための計測機器の設置や、ユーザに対して世帯に関する情報の入力を強制することなく、スマートメータ等の計測によってユーザの手を煩わすことなく自動的に取得可能な単位時間電力消費量を示す実績データに基づいて、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することができる。したがって、この電力消費量用途分解装置１であれば、ユーザが容易に利用することが可能である。

さらに、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置１では、対象世帯の対象期間における単位時間電力消費量からベース電力消費量及びフロー電力消費量のそれぞれを得るとともに、ベース電力消費量に対応した用途（上述の例では冷蔵庫）及びフロー電力消費量に対応した用途（上述の例ではエアコン、テレビ、照明）のそれぞれによる用途別電力消費量を算出するため、精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することが可能である。

＜変形等＞
［１］上述した電力消費量用途分解装置１は、実績データ及び気温データの２つのデータに基づいて、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解しているが、実績データ（ベース電力消費量及びフロー電力消費量）のみに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解してもよい。この場合、気温データ取得部１１及び気温データが不要になるため、電力消費量用途分解装置１の構成の簡略化や、データベース１２が記録すべきデータ量の削減、用途分解部１３における処理の簡略化を図ることができる。

ただし、実績データのみに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解するよりも、実績データ及び気温データに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解した方が、精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することが可能である。このことについて、図面を参照して説明する。図１２は、気温データの有無による分解結果への影響の一例を示すグラフであり、図１１と同様の方法で分解結果と実測結果とを比較して表現した棒グラフである。

図１２に示すように、実績データのみに基づいて気温データに基づかない分解結果（図中の「気温なし」）と比較して、実績データ及び気温データに基づいた分解結果（図中の「気温あり」）の方が、実測結果に近いものとなっている。したがって、実績データのみに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解するよりも、実績データ及び気温データに基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解した方が、精度良く対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解することが可能であることが分かる。

なお、気温データも、実績データと同様にユーザの手を煩わすことなく自動的に取得可能であるため、電力消費量用途分解装置１が実績データに加えて気温データを利用するとしても、それによってユーザによる電力消費量用途分解装置１の利用の容易性が害されることはない。

［２］上述した電力消費量用途分解装置１は、気温データが示す平均気温に基づいて対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解しているが、気温データが平均気温以外の気温値（例えば、最高気温や最低気温）を示すものであってもよい。

この場合、データベース１２に記録される気温データが１種類の気温値のみを示すとともに、気温値を変数として含む推定モデルの全てが同じ種類の気温値を変数としていてもよいが、データベース１２に記録される気温データが複数種類の気温値（例えば、平均気温、最高気温、最低気温）を示すものであるとともに、用途毎及び第１期間毎に別々に設定される推定モデルのそれぞれにおいて変数である気温値の種類が別々に設定されているようにしてもよい。

具体的に例えば、全ての時期における冷蔵庫推定モデルの変数に平均気温が含まれ、エアコンが冷房として使用される夏季（例えば、６月、７月、８月、９月）におけるエアコン推定モデルの変数に最高気温が含まれ、エアコンが暖房として使用される冬季（例えば、１１月、１２月、１月、２月）におけるエアコン推定モデルの変数に最低気温が含まれるようにしてもよい。また、１つの推定モデルに複数種類の気温値（例えば、平均気温及び最高気温、平均気温及び最低気温など）が変数として含まれていてもよい。

なお、図５及び図８に示したような気温値と電力消費量の関係を示す散布図を、複数種類の気温値について作成するとともに、相関がある全ての種類の気温値を推定モデルの変数として採用してもよいし、相関が最も強い種類の気温値を推定モデルの変数として採用してもよい。

［３］上述した電力消費量用途分解装置１を、対象世帯の端末からの要求に応じて分解結果を当該端末に配信するウェブサーバとして構成してもよい。この変形例について、図面を参照して説明する。図１３は、本発明の実施形態に係る電力消費量用途分解装置をウェブサーバとした場合の構成の一例を示すブロック図である。また、図１４は、図１３に示す電力消費量用途分解装置が出力する分解結果データが示すウェブページの一例を示す模式図である。なお、以下において、上述した電力消費量用途分解装置１（図１参照）と同様の構成である部分については、同じ符号を付してその詳細な説明については省略する。

図１３に示すように、本変形例の電力消費量用途分解装置１Ｘは、実績データ取得部１０と、気温データ取得部１１と、データベース１２と、用途分解部１３と、通信部１４Ｘとを備える。通信部１４Ｘは、インターネット等のネットワーク６０を介して、対象世帯の端末５０に対して分解結果データを送信するとともに、対象世帯の端末５０から送信される入力データを受信して用途分解部１３に対して与える通信機器によって構成される。

対象世帯の端末５０が送信する入力データには、分解結果の送信要求が含まれ得る。用途分解部１３は、この入力データに含まれる分解結果の送信要求に応じて、分解結果データを生成する。なお、用途分解部１３が、定期的（例えば、毎月）に、新たに取得した実績データ及び気温データに基づいて分解結果を算出するとともにデータベース１２に記録させておき、送信要求があった分解結果をデータベース１２から読み出して分解結果データを生成しても良い。

この電力消費量用途分解装置１Ｘでは、対象世帯の端末５０を操作するユーザの要求に応じて、当該端末５０に分解結果を表示することができる。そのため、ユーザの利便性を高めて、電力消費用途分解装置１Ｘの利用を促すことが可能になる。

さらに、図１４に示すように、分解結果データが示すウェブページ１００には、分析結果が表示される分析結果表示領域１０１の他に、ユーザに対するメッセージを表示するメッセージ表示領域１０２が含まれ得る。用途分解部１３は、例えば初回や数回に１回などの所定のタイミングで、メッセージ表示領域１０２を含むウェブページ１００を表示するための分解結果データを生成する。

このウェブページ１００に含まれるメッセージ表示領域１０２に、対象世帯に関する情報である世帯情報（例えば、世帯構成や生活パターンなど）を含む入力データの送信の協力を対象世帯に対して要請するメッセージを含めてもよい。この場合、ユーザに対して過度な嫌悪感を抱かせることなく、世帯情報を収集することが可能になる。

なお、ユーザが世帯情報を含む入力データの送信に協力することの見返りとして、電力消費量用途分解装置１Ｘが、世帯情報を提供した対象世帯に対しては、世帯情報に基づいた特別な情報を提供してもよい。例えば、世帯情報を提供した対象世帯の分析結果と、当該対象世帯と世帯情報が類似する世帯である他の世帯の分解結果との比較結果を分解結果データに含めてもよいし、世帯情報が類似する世帯をいくつかのグループに分けるとともに当該グループ毎に推定モデルを設定し、世帯情報を提供した対象世帯に対しては当該対象世帯の世帯情報が該当するグループの推定モデルを用いて電力消費量を複数の用途に分解してもよい。

［４］図３では、用途分解部１３が、ベース電力消費量に基づいて冷蔵庫電力消費量Ｄ_１１を算出するとともに、フロー電力消費量に基づいてエアコン電力消費量Ｄ_２１、テレビ電力消費量Ｄ_２２及び照明電力消費量Ｄ_２３を算出する場合について例示しているが、用途分解部１３がベース電力消費量またはフロー電力消費量に基づいて図３に示す例以外の用途の用途別電力消費量を算出してもよいし、図３に示す例の一部の用途の用途別電力消費量を算出しなくてもよい。

例えば、図３では、用途分解部１３が、平均気温（気温値）及びベース電力消費量に基づいた用途別電力消費量（冷蔵庫電力消費量Ｄ_１１）と、平均気温（気温値）及びフロー電力消費量に基づいた用途別電力消費量（エアコン電力消費量Ｄ_２１）と、平均気温（気温値）に基づかずにフロー電力消費量に基づいた用途別電力消費量（テレビ電力消費量Ｄ_２２及び照明電力消費量Ｄ_２３）との３種類の用途別電力消費量を算出する場合について例示しているが、用途分解部１３が、平均気温（気温値）に基づかずにベース電力消費量に基づいて用途別電力消費量を算出してもよい。このような用途別電力消費量の用途として、例えば、モデム、ハブ、ルーターなどのネットワーク機器、電話機、各種機器の待機電力などが想定される。また、用途分解部１３が、平均気温（気温値）に基づかずにフロー電力消費量に基づいた用途別電力消費量を算出しなくてもよい。

［５］上述した電力消費量用途分解装置１，１Ｘにおいて、用途分解部１３が、対象世帯の分解結果を踏まえたアドバイス（例えば、『エアコンをつけっぱなしにしていませんか』などの省エネルギー化のためのアドバイス）を含む分解結果データを生成してもよい。この場合、例えば、分解結果の様々な特徴と対応する様々なアドバイスを示すアドバイスデータをデータベース１２に記録しておき、用途分解部１３が、対象世帯の分解結果を解析してその特徴を認識するとともに、アドバイスデータが示すアドバイスの中から当該特徴に対応するものを選択して分解結果データに含めてもよい。

［６］上述した電力消費量用途分解装置１，１Ｘにおいて、世帯のエネルギー源の全てが電気であるオール電化住宅の電力使用量は、ガスを使用する世帯とは大きく異なる。特に、オール電化住宅では、深夜に電気温水器を稼働させて貯湯を行う場合がある。そこで、対象世帯がオール電化住宅である場合は、深夜帯における単位時間電力消費量を無視して、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解してもよい。

なお、対象世帯がオール電化住宅であるか否かの区別は、深夜帯の単位時間電力消費量が所定の閾値よりも大きいなどのオール電化住宅特有の顕著な特徴を用途分解部１３に検出させることで行ってもよいし、ユーザに対してオール電化住宅であるか否かを質問してその回答を求めてもよい。

また、用途分解部１３が、オール電化住宅に対して特別に設定された推定モデルを用いて、オール電化住宅である対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解してもよい。この場合、深夜帯における単位時間電力消費量を無視しなくてもよく、対象世帯の電力消費量を分解する用途の１つに「貯湯」が含まれていてもよい。

本発明は、対象世帯の電力消費量を複数の用途に分解する電力消費量用途分解装置に利用することが可能である。

１：電力消費量用途分解装置
１Ｘ：電力消費量用途分解装置（ウェブサーバ）
１０：実績データ取得部
１１：気温データ取得部
１２：データベース
１３：用途分解部
１４：分解結果出力部
１４Ｘ：通信部
５０：端末
６０：ネットワーク
１００：ウェブページ
１０１：分析結果表示領域
１０２：メッセージ表示領域

Claims

対象世帯における期間の長さが１日である対象期間を等分してなる所定の単位時間毎の電力消費量である単位時間電力消費量を示す実績データを記録しているデータベースと、
前記実績データが示す前記単位時間電力消費量の前記対象期間における最小値を前記対象期間にわたって積算して得られるベース電力消費量と、前記実績データが示す前記単位時間電力消費量と前記最小値との差分を前記対象期間にわたって積算して得られるフロー電力消費量と、のそれぞれに基づいて、前記対象期間における複数の用途のそれぞれによる電力消費量である用途別電力消費量を算出する用途分解部と、を備え、
前記用途分解部は、少なくとも前記ベース電力消費量を変数とする関数である第１推定モデルを用いて前記複数の用途に含まれる少なくとも１つの第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出し、かつ、少なくとも前記フロー電力消費量を変数とする関数である第２推定モデルを用いて前記複数の用途に含まれる少なくとも１つの第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出するものであり、
前記第１推定モデルが前記第１種の用途毎かつ前記対象期間よりも長い第１期間毎に別々に設定されているとともに、前記第２推定モデルが前記第２種の用途毎かつ前記第１期間毎に別々に設定されており、
前記用途分解部は、前記第１種の用途及び前記対象期間が含まれる前記第１期間のそれぞれに対応した前記第１推定モデルに対して前記ベース電力消費量を適用することで当該第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出し、かつ、前記第２種の用途及び前記対象期間が含まれる前記第１期間のそれぞれに対応した前記第２推定モデルに対して前記フロー電力消費量を適用することで当該第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出することを特徴とする電力消費量用途分解装置。
前記データベースが、前記対象世帯を含む地域の前記対象期間における気温を統計的に処理した値である気温値を示す気温データを記録しているとともに、前記用途分解部が、前記ベース電力消費量、前記フロー電力消費量及び前記気温データが示す前記気温値に基づいて前記対象期間における前記複数の用途のそれぞれによる前記用途別電力消費量を算出するものであり、
前記用途分解部は、前記気温値を更に前記変数とする前記第１推定モデルを用いて少なくとも１つの前記第１種の用途による前記用途別電力消費量を算出する、または、前記気温値を更に前記変数とする前記第２推定モデルを用いて少なくとも１つの前記第２種の用途による前記用途別電力消費量を算出する、あるいはこの両方を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力消費量用途分解装置。
前記用途分解部は、前記気温値を更に前記変数とする前記第１推定モデルを用いて前記第１種の特定の用途による前記用途別電力消費量を算出するとともに、前記気温値を前記変数としない前記第１推定モデルを用いて前記第１種の別の用途による前記用途別電力消費量を算出する、または、前記気温値を更に前記変数とする前記第２推定モデルを用いて前記第２種の特定の用途による前記用途別電力消費量を算出するとともに、前記気温値を前記変数としない前記第２推定モデルを用いて前記第２種の別の用途による前記用途別電力消費量を算出する、あるいはこの両方を行うことを特徴とする請求項２に記載の電力消費量用途分解装置。
前記用途分解部は、前記気温値を更に前記変数とする前記第１推定モデルを用いて前記第１種の用途である冷蔵庫による前記用途別電力消費量を算出する、または、前記気温値を更に前記変数とする前記第２推定モデルを用いて前記第２種の用途である空気調和機による前記用途別電力消費量を算出する、あるいはこの両方を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の電力消費量用途分解装置。
前記第１期間の長さが１ヶ月であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力消費量用途分解装置。
前記用途分解部は、第２期間に含まれる複数の前記対象期間のそれぞれに対して前記複数の用途のそれぞれによる前記用途別電力消費量を算出するとともに、当該用途別電力消費量を前記第２期間にわたって用途別に積算して、前記第２期間における前記複数の用途のそれぞれによる電力消費量である用途別積算電力消費量を算出し、当該用途別積算電力消費量の前記第２期間における構成比率を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力消費量用途分解装置。
前記第２期間の長さが１ヶ月であることを特徴とする請求項６に記載の電力消費量用途分解装置。
前記対象世帯の端末で入力された情報を含む入力データを受信するとともに、前記対象世帯における電力消費量を前記複数の用途に分解した結果である分解結果を前記端末で表示するための分解結果データを前記端末に対して送信する通信部を、さらに備え、
前記用途分解部は、前記入力データに含まれる前記分解結果の送信要求に応じて、前記分解結果データを生成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力消費量用途分解装置。
前記用途分解部は、所定のタイミングで、前記対象世帯に関する情報を含む前記入力データの送信の協力を前記対象世帯に対して要請するメッセージを含む前記分解結果データを生成することを特徴とする請求項８に記載の電力消費量用途分解装置。