JP7029163B2 - エネルギー需要特性を取得する方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのエリアのエネルギー需要特性を取得する方法に関し、例えば冷暖房、照明等の建築物のエネルギー需要特性を取得する上で好適な方法に関する。

特許文献１記載の装置は、エネルギー需要家が無理なく省エネルギー目標値あるいはＣＯ_２削減目標値を達成できるようにすることを課題としている。

当該課題を解決するため、特許文献１記載の装置は、複数のエリア毎の特徴（大口需要家の有無及び個数）を考慮し、例えば、大エリアの省エネルギー目標値あるいはＣＯ_２削減目標値を、大エリアの省エネルギー目標値あるいはＣＯ_２削減目標値よりも多く配分するようにしている。

特開２０１４－９６９８８号公報

ところで、エネルギー消費は、天気等の自然現象、居住人員、エリア（建築物等）の空室率や経済活動のような社会事象によって変動している。従って、将来的には、低コストで自動更新できるようなシステムを構築することが望まれている。

現在、電力の小売り全面自由化が始まって１年余りが経過し、売電量計測、課徴金業務の合理化、高圧需要家の３０分同時同量対応で、スマートメータの設置が急速に進んでいる。

しかしながら、一般的にスマートメータの計測値から冷暖房負荷や照明等、季節変動の少ない負荷の需要量把握はできないといわれている。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、単位時間（例えば１時間）毎の電力やガスの取引量と単位時間（例えば１時間）毎の気温を関係づけることにより、システム構成を複雑にすることなく、建築物等を含むエリアの冷暖房、照明等のエネルギー需要特性を取得することができる方法を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る少なくとも１つのエリアのエネルギー需要特性を取得する方法は、前記エリアにおける単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量を取得するエネルギー消費量取得ステップと、前記エリアの単位時間毎の外気温を取得する外気温取得ステップと、前記エネルギー消費量取得ステップで取得した単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量と、前記外気温取得ステップで取得した単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得する負荷変動特性取得ステップとを有することを特徴とする。

これにより、エリア（少なくとも１つの建築物を含む）における単位時間（例えば１時間）毎のエネルギー消費量（電力やガスの取引量）と単位時間（例えば１時間）毎の外気温を関係づけて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得する。定常負荷の変動特性を取得することで、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性を精度よく取得することが可能となる。

しかも、単位時間（例えば１時間）毎のエネルギー消費量は、電力量計、スマートメータ、ガス量計等を利用して取得することができ、外気温は例えば気象庁が提供している気象情報（例えば時刻毎の外気温の情報）を取得することができる。そのため、システム構成を複雑にすることなく、エリアの冷暖房、照明等のエネルギー需要特性を容易に取得することができる。

［２］ 本発明において、前記負荷変動特性取得ステップは、前記エリアの外気温に対する前記単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図を取得するステップと、前記散布図のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域と、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域との境であるしきい値を設定するしきい値設定ステップと、前記変動領域に含まれる複数のプロットから、前記外気温に対する暖房負荷の変動特性と、前記外気温に対する冷房負荷の変動特性とを取得する冷暖房負荷変動特性取得ステップと、前記定常領域に含まれる複数のプロットから、前記外気温に対する定常負荷の変動特性を取得する定常負荷変動特性取得ステップと、を有してもよい。

すなわち、本発明は、エリアの外気温に対する単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域と、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域との境であるしきい値を設定する。そして、変動領域に含まれる複数のプロットから、外気温に対する暖房負荷の変動特性と、外気温に対する冷房負荷の変動特性を取得するようにしている。そのため、暖房負荷及び冷房負荷の変動特性を取得する際に、定常領域のプロットによる誤差（影響）を含めることがなくなり、精度よく暖房負荷及び冷房負荷の変動特性を取得することができる。

これは、定常負荷の変動特性を取得する場合も同様であり、定常負荷の変動特性を取得する際に、変動領域のプロットによる誤差（影響）を含めることがなくなり、精度よく定常負荷の変動特性を取得することができる。

［３］ 本発明において、前記冷暖房負荷変動特性取得ステップは、前記変動領域のうち、冬期の変動領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第１直線を暖房負荷変動特性として取得する暖房負荷変動特性取得ステップと、前記変動領域のうち、夏期の変動領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第２直線を冷房負荷変動特性として取得する冷房負荷変動特性取得ステップとを有してもよい。

冬期の変動領域に含まれる複数のプロットから、暖房負荷変動特性を第１直線として取得することができ、第１直線の傾き等から暖房のためのエネルギー消費量を直感的に把握することができる。同様に、夏期の変動領域に含まれる複数のプロットから、冷房負荷変動特性を第２直線として取得することができ、第２直線の傾き等から冷房のためのエネルギー消費量を直感的に把握することができる。

［４］ 本発明において、前記定常負荷変動特性取得ステップは、冬期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線のうち、予め設定された冬期の温度における値と、夏期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線のうち、予め設定された夏期の温度における値とを結ぶ第５直線を定常負荷変動特性として取得してもよい。

予め設定された冬期の温度としては、例えば１０℃を選ぶことができ、予め設定された夏期の温度としては、例えば２５℃を選ぶことができる。そして、１つの第３直線のうち、例えば１０℃における値（エネルギー消費量）と、１つの第４直線のうち、例えば２５℃における値（エネルギー消費量）とを結ぶ第５直線を定常負荷変動特性として取得する。これにより、冬期から夏期にわたる定常負荷の変動特性を容易に取得することができる。

［５］ 本発明において、前記しきい値設定ステップは、前記第５直線のうち、前記第１直線と前記第２直線の交点に対応する外気温における値（高さ）をしきい値として設定してもよい。

［６］ 本発明において、前記定常負荷変動特性取得ステップは、冬期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線又は夏期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線のうち、前記第１直線と前記第２直線の交点に対応する外気温における値（高さ）を横軸に沿って引いた第６直線を定常負荷変動特性として取得してもよい。

定常負荷変動特性はほとんど相関がないことから、回帰係数は０に近くなり、回帰直線はほとんど横軸に沿った直線となる。そのため、定常負荷変動特性を得るための代表的な温度として、第１直線と第２直線の交点に対応する外気温に設定しておくことで、簡単に定常負荷変動特性を取得することができ、エリアの定常負荷を容易に算出することが可能となる。この場合、しきい値は、第６直線までの高さに相当する。

［７］ 本発明において、前記暖房負荷変動特性を示す第１直線と前記冷房負荷変動特性を示す第２直線は共に、前記定常負荷変動特性を示す直線と連続してもよい。これにより、温度変化に対する定常負荷変動特性、暖房負荷変動特性及び冷房負荷変動特性の連続性を担保することができる。

［８］ 本発明において、前記暖房負荷変動特性を示す第１直線と前記冷房負荷変動特性を示す第２直線は共に、前記定常負荷変動特性を示す直線と不連続であってもよい。定常負荷変動特性を暖房負荷変動特性及び冷房負荷変動特性に依存させる必要がないため、エリアの環境等に応じて任意に定常領域を設定することができ、温度変化に対する定常負荷変動特性、暖房負荷変動特性及び冷房負荷変動特性の取得に係る時間を短縮することができる。

［９］ 本発明において、前記エネルギー消費量は、前記エリアのエネルギー需要家に設置されたスマートメータからのデータを含んでもよい。

電力の小売全面自由化が始まって１年余りが経過し、売電量計測、課徴金業務の合理化、高圧需要家の３０分同時同量対応等で、スマートメータの設置が急速に進んでいる。また、ガスの小売全面自由化が始まっており、ガスのスマートメータを設置することが計画されている。これらのスマートメータを利用することで、少なくとも１つのエリアに関するエネルギー需要特性の取得の自動化を促進させることができる。

［１０］ 本発明において、前記エネルギー消費量取得ステップは、前記エリアにおける単位時間毎の単位延床面積当たりの使用電力量を取得してもよい。これにより、単位時間毎の単位延床面積当たりの使用電力量と、単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得することができる。これは、冷暖房負荷を電力によって賄っているエリアのエネルギー需要特性を取得する場合に有効となる。

［１１］ 本発明において、前記使用電力量は、少なくとも前記エリアの電力需要家に設置された電力量計からのデータを含んでもよい。

［１２］ 本発明において、前記エネルギー消費量取得ステップは、前記エリアの単位時間及び単位延床面積当たりの使用ガス量を取得してもよい。これにより、単位時間毎の単位延床面積当たりの使用ガス量と、単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得することができる。これは、冷暖房負荷をガスによって賄っているエリアのエネルギー需要特性を取得する場合に有効となる。

［１３］ 本発明において、前記使用ガス量は、少なくとも前記エリアのガス需要家に設置されたガス量計からのデータを含んでもよい。

本発明に係るエネルギー需要特性を取得する方法によれば、単位時間（例えば１時間）毎の電力やガスの取引量と単位時間（例えば１時間）毎の気温を関係づけることにより、システム構成を複雑にすることなく、建築物等を含むエリアの冷暖房、照明等のエネルギー需要特性を獲得することができる。

本実施の形態に係るエネルギー需要特性を取得する方法を実現するシステム構成の一例を示すブロック図である。 コンピュータでの処理動作を示す機能ブロック図である。 散布図の一例を示す図である。 エネルギー消費量を４つのパラメータで示す説明図である。 図５Ａは外気温に対する定常負荷の変動特性を取得する第１手法を示す説明図であり、図５Ｂは第２手法を示す説明図である。 図６Ａ～図６Ｄは暖房負荷変動特性を示す第１直線と冷房負荷変動特性を示す第２直線と、定常負荷変動特性を示す第５直線又は第６直線との連続性、不連続性の例を示す説明図である。 本実施の形態に係るエネルギー需要特性を取得する方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る少なくとも１つのエリアのエネルギー需要特性を取得する方法の実施の形態例（以下、本実施の形態に係る方法と記す）を図１～図７を参照しながら説明する。

先ず、本実施の形態に係る方法を実現するシステム構成の一例について、図１及び図２を参照しながら説明する。

システム構成は、エネルギー需要特性の計測対象である少なくとも１つのエリア１０に設置された複数の電力量計１２（あるいはスマートメータ１４）及び複数のガス量計１６と、コンピュータ１８と、例えば気象庁等の気象情報提供サービス２０とを有する。

エリア１０としては、例えばオフィスビル、集合住宅、団地、工場等が挙げられる。

コンピュータ１８は、図２に示すように、例えば以下の機能部を有する。すなわち、コンピュータ１８は、少なくともエネルギー消費量取得部２２と、外気温取得部２４と、変動特性取得部２６と、負荷変動特性表示部２８とを有する。また、コンピュータ１８にはディスプレイ３０が接続されている。

エネルギー消費量取得部２２は、複数の電力量計１２（あるいはスマートメータ１４）からのデータＤａと複数のガス量計１６からのデータＤｂに基づいて、エリア１０における単位時間毎の単位延床面積当たり（例えば１ｍ^２当たり）のエネルギー消費量を取得して、エネルギー消費量データファイル３２に格納する。

ここで、エネルギー消費量取得部２２は、例えば電力量取得部３４とガス量取得部３８を有する。

電力量取得部３４は、エリア１０における単位時間毎の単位延床面積当たりの使用電力量を取得して、電力量データファイル３６に格納する。使用電力量は、エリア１０の電力需要家に設置された電力量計１２又はスマートメータ１４からのデータＤａを含む。

ガス量取得部３８は、エリア１０における単位時間毎の単位延床面積当たりの使用ガス量を取得して、ガス量データファイル４０に格納する。使用ガス量は、エリア１０のガス需要家に設置されたガス量計１６からのデータＤｂを含む。もちろん、ガス用のスマートメータが設置されていれば、該スマートメータからのデータを含んでもよい。

外気温取得部２４は、気象情報提供サービス２０から該当するエリア１０の単位時間毎の外気温Ｄｃを取得して、外気温データファイル４２に格納する。

変動特性取得部２６は、外気温取得部２４で取得した単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性を取得して冷暖房負荷変動特性ファイル４４に格納する。冷暖房負荷変動特性ファイル４４は暖房負荷変動特性ファイル４４Ａと冷房負荷変動特性ファイル４４Ｂとを有する。また、変動特性取得部２６は、単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する定常負荷の変動特性を取得して定常負荷変動特性ファイル４６に格納する。

具体的には、変動特性取得部２６は、散布図取得部５０と、しきい値設定部５２と、冷暖房負荷変動特性取得部５４と、定常負荷変動特性取得部５６とを有する。

散布図取得部５０は、エリア１０の外気温に対する単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図５８を取得する。

以降の説明は、一例として使用電力量を主体に説明し、使用ガス量については使用電力量とほぼ同じであるため、重複説明を省略する。

取得した散布図５８は、一例として使用電力量について説明すると、例えば図３に示すように、単位延床面積当たりの使用電力量が外気温の上昇に従って下降する第１領域６０ａと、単位延床面積当たりの使用電力量が外気温の上昇に従って上昇する第２領域６０ｂと、単位延床面積当たりの使用電力量が外気温の変化に関わらずほぼ一定である第３領域６０ｃが存在する。これは、使用ガス量についても同様であるため、説明を省略する。

すなわち、第１領域６０ａ及び第２領域６０ｂは、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域６２Ａ、第３領域６０ｃは、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域６２Ｂと定義することができる。

また、変動領域６２Ａは、傾きが右下がりである負の回帰係数を示す複数のプロットが散布された冬期の変動領域６２Ａａ（＝第１領域６０ａ）と、傾きが右上がりである正の回帰係数を示す複数のプロットが散布された夏期の変動領域６２Ａｂ（＝第２領域６０ｂ）に区分けすることもできる。

同様に、定常領域６２Ｂは、複数のプロットが散布された冬期の定常領域６２Ｂａと、複数のプロットが散布された夏期の定常領域６２Ｂｂに区分けすることができる。

このことから、エネルギー消費量は、以下の４つのパラメータで記述可能となる。４つのパラメータとは、図４に示すように、負の回帰係数－Ｋｗと、正の回帰係数Ｋｃと、しきい値Ｅｔｈと外気温Ｔｈである。しきい値Ｅｔｈは、負の回帰係数－Ｋｗに基づく第１直線Ｌ１と正の回帰係数Ｋｃに基づく第２直線Ｌ２との交点Ｈの外気温Ｔｈにおける高さＥｔｈを指す。このしきい値Ｅｔｈの設定方法は後述する。

しきい値設定部５２は、散布図５８（図３参照）のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域６２Ａと、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域６２Ｂとの境であるしきい値Ｅｔｈを設定する。しきい値Ｅｔｈは、上述したように、エネルギー消費量を示す４つのパラメータのうちの１つであり、しかも、データ処理上、変動領域６２Ａと定常領域６２Ｂを区別するための指標として使用される。これにより、上述した冷暖房負荷変動特性取得部５４及び定常負荷変動特性取得部５６でのデータ処理を高速にすることが可能となる。

上述したパラメータの利用方法としては、当該エリア１０におけるエネルギー効率の改善等に利用することができる。例えばしきい値Ｅｔｈを下げることで、定常負荷を削減することができる。負の回帰係数（暖房の傾き）を下げることで、暖房効率の向上を図ることができ、正の回帰係数（冷房の傾き）を下げることで、冷房効率の向上を図ることができる。

そして、冷暖房負荷変動特性取得部５４は、変動領域６２Ａに含まれる複数のプロットから、外気温に対する暖房負荷の変動特性と、外気温に対する冷房負荷の変動特性を取得する。

具体的には、冷暖房負荷変動特性取得部５４は、暖房負荷変動特性取得部５４Ａと、冷房負荷変動特性取得部５４Ｂとを有する。

暖房負荷変動特性取得部５４Ａは、変動領域６２Ａのうち、冬期の変動領域６２Ａａに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第１直線Ｌ１のデータを暖房負荷変動特性として取得して暖房負荷変動特性ファイル４４Ａに格納する。

冷房負荷変動特性取得部５４Ｂは、変動領域６２Ａのうち、夏期の変動領域６２Ａｂに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第２直線Ｌ２のデータを冷房負荷変動特性として取得して冷房負荷変動特性ファイル４４Ｂに格納する。

定常負荷変動特性取得部５６は、散布図５８の定常領域６２Ｂに含まれる複数のプロットから、外気温に対する定常負荷の変動特性を取得して、定常負荷変動特性ファイル４６に格納する。

具体的には、定常負荷変動特性取得部５６は、例えば２つの手法（第１手法及び第２手法）のうち、いずれかの手法によって、外気温に対する定常負荷の変動特性を取得する。

第１手法は、図５Ａに示すように、冬期の定常領域６２Ｂａに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線Ｌ３のうち、予め設定された冬期の温度（例えば１０℃）における値と、夏期の定常領域６２Ｂｂに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線Ｌ４のうち、予め設定された夏期の温度（例えば２５℃）における値とを結ぶ第５直線Ｌ５を定常負荷変動特性として取得し、定常負荷変動特性ファイル４６に格納する。この場合、しきい値設定部５２は、第５直線Ｌ５のうち、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点Ｈに対応する外気温Ｔｈにおける値（高さ）をしきい値Ｅｔｈとして設定する。なお、予め設定された冬期の温度及び夏期の温度は、上述した温度１０℃及び２５℃に限定されることはなく、エリア１０の気候、例えば寒冷地か温暖地等によって適宜選択することができる。

第２手法は、図５Ｂに示すように、上記第３直線Ｌ３又は上記第４直線Ｌ４のうち、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点Ｈに対応する外気温Ｔｈにおける値（高さ）を横軸に沿って引いた第６直線Ｌ６を定常負荷変動特性として取得する。図５Ｂの例では、代表的に第４直線Ｌ４のうち、外気温Ｔｈにおける値（高さ）を横軸に沿って引いた第６直線Ｌ６を引いた例を示す。そして、しきい値Ｅｔｈは、第６直線Ｌ６までの高さに相当する。

なお、図６Ａ～図６Ｄに示すように、暖房負荷変動特性を示す第１直線Ｌ１と冷房負荷変動特性を示す第２直線Ｌ２の少なくとも一方は、定常負荷変動特性を示す第５直線Ｌ５又は第６直線Ｌ６と連続してもよいし、不連続であってもよい。

負荷変動特性表示部２８は、ディスプレイ３０に少なくとも図３及び図４に示すグラフを表示する。すなわち、負荷変動特性表示部２８は、暖房負荷変動特性ファイル４４Ａに格納された第１直線Ｌ１のデータ、冷房負荷変動特性ファイル４４Ｂに格納された第２直線Ｌ２のデータに基づいて、ディスプレイ３０に第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２を表示し、さらに、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との交点Ｈに対応する外気温Ｔｈを横軸に表示し、しきい値Ｅｔｈの位置を示す横軸に平行な直線Ｌｔｈと、しきい値Ｅｔｈを表示する。

次に、本実施の形態に係る方法について図７のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、図７のステップＳ１において、エリア１０における単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量を取得して、エネルギー消費量データファイル３２に格納する。ステップＳ２において、気象情報提供サービス２０から該当するエリア１０の単位時間毎の外気温を取得して、外気温データファイル４２に格納する。

このエネルギー消費量の取得並びに外気温の取得を、予め設定された年数、例えば３年間にわたって実施する。ステップＳ１での処理が終了した時点で、エネルギー消費量データファイル３２には、当該エリア１０の例えば３年間の単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量が格納され、外気温データファイル４２には、当該エリア１０の例えば３年間の単位時間毎の外気温が格納される。なお、エネルギー消費量の蓄積期間は、１年間でもよいが、エリア１０の平均的な傾向をできるだけ正確に把握するためには、３年間～６年間がよく、効率的には３年間が好ましい。

その後、ステップＳ３において、変動特性取得部２６は、外気温取得部２４で取得した単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性を取得して冷暖房負荷変動特性ファイル４４に格納する。

ステップＳ４において、変動特性取得部２６の散布図取得部５０は、当該エリア１０の外気温に対する単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図５８（図３、図４参照）を取得する。

ステップＳ５において、しきい値設定部５２は、散布図５８のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域６２Ａと、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域６２Ｂとの境であるしきい値Ｅｔｈを設定する。

ステップＳ６において、冷暖房負荷変動特性取得部５４は、変動領域６２Ａに含まれる複数のプロットから、外気温に対する暖房負荷の変動特性と、外気温に対する冷房負荷の変動特性を取得する。

具体的には、冷暖房負荷変動特性取得部５４の暖房負荷変動特性取得部５４Ａは、変動領域６２Ａのうち、冬期の変動領域６２Ａａに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第１直線Ｌ１を暖房負荷変動特性として取得して暖房負荷変動特性ファイル４４Ａに格納する。

冷暖房負荷変動特性取得部５４の冷房負荷変動特性取得部５４Ｂは、変動領域６２Ａのうち、夏期の変動領域６２Ａｂに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第２直線Ｌ２を冷房負荷変動特性として取得して冷房負荷変動特性ファイル４４Ｂに格納する。

その後、ステップＳ７において、定常負荷変動特性取得部５６は、定常領域６２Ｂに含まれる複数のプロットから、外気温に対する定常負荷の変動特性を取得して、定常負荷変動特性ファイル４６に格納する。

ステップＳ８において、負荷変動特性表示部２８は、暖房負荷変動特性ファイル４４Ａに格納された第１直線Ｌ１のデータ、冷房負荷変動特性ファイル４４Ｂに格納された第２直線Ｌ２のデータに基づいて、ディスプレイ３０に第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２を表示する。さらに、負荷変動特性表示部２８は、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との交点Ｈに対応する外気温Ｔｈを横軸に表示し、しきい値Ｅｔｈの位置を示す横軸に平行な直線Ｌｔｈと、しきい値Ｅｔｈを表示する。

このように、本実施の形態に係る方法は、少なくとも１つのエリア１０のエネルギー需要特性を取得する方法であって、エリア１０における単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量を取得するエネルギー消費量取得ステップと、エリア１０の単位時間毎の外気温を取得する外気温取得ステップと、エネルギー消費量取得ステップで取得した単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量と、外気温取得ステップで取得した単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得する負荷変動特性取得ステップとを有する。

エリア（少なくとも１つの建築物を含む）における単位時間（例えば１時間）毎のエネルギー消費量（電力やガスの取引量）と単位時間（例えば１時間）毎の外気温を関係づけて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得する。定常負荷の変動特性を取得することで、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性を精度よく取得することが可能となる。

しかも、単位時間（例えば１時間）毎のエネルギー消費量は、電力量計１２、スマートメータ１４、ガス量計１６等を利用して取得することができ、外気温は例えば気象庁が提供している気象情報（例えば時刻毎の外気温の情報）を取得することができる。そのため、システム構成を複雑にすることなく、エリア１０の冷暖房、照明等のエネルギー需要特性を容易に取得することができる。

本実施の形態において、負荷変動特性取得ステップは、エリア１０の外気温に対する単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図５８を取得するステップと、散布図５８のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域６２Ａと、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域６２Ｂとの境であるしきい値Ｅｔｈを設定するしきい値設定ステップと、変動領域６２Ａに含まれる複数のプロットから、外気温に対する暖房負荷の変動特性と、外気温に対する冷房負荷の変動特性とを取得する冷暖房負荷変動特性取得ステップと、定常領域６２Ｂに含まれる複数のプロットから、外気温に対する定常負荷の変動特性を取得する定常負荷変動特性取得ステップと、を有する。

すなわち、本実施の形態は、エリア１０の外気温に対する単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図５８のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域６２Ａと、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域６２Ｂとの境であるしきい値Ｅｔｈを設定する。そして、変動領域６２Ａに含まれる複数のプロットから、外気温に対する暖房負荷の変動特性と、外気温に対する冷房負荷の変動特性を取得するようにしている。そのため、暖房負荷及び冷房負荷の変動特性を取得する際に、定常領域６２Ｂのプロットによる誤差（影響）を含めることがなくなり、精度よく暖房負荷及び冷房負荷の変動特性を取得することができる。

これは、定常負荷の変動特性を取得する場合も同様であり、定常負荷の変動特性を取得する際に、変動領域６２Ａのプロットによる誤差（影響）を含めることがなくなり、精度よく定常負荷の変動特性を取得することができる。

本実施の形態において、冷暖房負荷変動特性取得ステップは、変動領域６２Ａのうち、冬期の変動領域６２Ａａに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第１直線Ｌ１を暖房負荷変動特性として取得する暖房負荷変動特性取得ステップと、変動領域６２Ａのうち、夏期の変動領域６２Ａｂに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第２直線Ｌ２を冷房負荷変動特性として取得する冷房負荷変動特性取得ステップとを有する。

冬期の変動領域６２Ａａに含まれる複数のプロットから、暖房負荷変動特性を第１直線Ｌ１として取得することができ、第１直線Ｌ１の傾き等から暖房のためのエネルギー消費量を直感的に把握することができる。同様に、夏期の変動領域６２Ａｂに含まれる複数のプロットから、冷房負荷変動特性を第２直線Ｌ２として取得することができ、第２直線Ｌ２の傾き等から冷房のためのエネルギー消費量を直感的に把握することができる。

本実施の形態において、定常負荷変動特性ステップは、冬期の定常領域６２Ｂａに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線Ｌ３のうち、予め設定された冬期の温度における値と、夏期の定常領域６２Ｂｂに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線Ｌ４のうち、予め設定された夏期の温度における値とを結ぶ第５直線Ｌ５を定常負荷変動特性として取得する定常負荷変動特性取得ステップとを有する。

予め設定された冬期の温度としては例えば１０℃を選ぶことができ、予め設定された夏期の温度としては例えば２５℃を選ぶことができる。そして、１つの第３直線Ｌ３のうち、例えば１０℃における値（エネルギー消費量）と、１つの第４直線Ｌ４のうち、例えば２５℃における値（エネルギー消費量）とを結ぶ第５直線Ｌ５を定常負荷変動特性として取得する。これにより、冬期から夏期にわたる定常負荷の変動特性を容易に取得することができる。

本実施の形態において、しきい値設定ステップは、第５直線Ｌ５のうち、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点Ｈに対応する外気温Ｔｈにおける値（高さ）をしきい値Ｅｔｈとして設定する。

本実施の形態において、定常負荷変動特性ステップは、冬期の定常領域６２Ｂａに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線Ｌ３又は夏期の定常領域６２Ｂｂに含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線Ｌ４のうち、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点Ｈに対応する外気温Ｔｈにおける値（高さ）を横軸に沿って引いた第６直線Ｌ６を定常負荷変動特性として取得する定常負荷変動特性取得ステップを有する。

定常負荷変動特性はほとんど相関がないことから、回帰係数は０に近くなり、回帰直線はほとんど横軸に沿った直線となる。そのため、定常負荷変動特性を得るための代表的な温度として、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点Ｈに対応する外気温Ｔｈに設定しておくことで、簡単に定常負荷変動特性を取得することができ、エリア１０の定常負荷を容易に算出することが可能となる。この場合、しきい値Ｅｔｈは、第６直線Ｌ６までの高さに相当する。

本実施の形態において、暖房負荷変動特性を示す第１直線Ｌ１と冷房負荷変動特性を示す第２直線Ｌ２は共に、定常負荷変動特性を示す直線Ｌｔｈと連続している。これにより、温度変化に対する定常負荷変動特性、暖房負荷変動特性及び冷房負荷変動特性の連続性を担保することができる。

本実施の形態において、暖房負荷変動特性を示す第１直線Ｌ１と冷房負荷変動特性を示す第２直線Ｌ２は共に、定常負荷変動特性を示す直線Ｌｔｈと不連続である。定常負荷変動特性を暖房負荷変動特性及び冷房負荷変動特性に依存させる必要がないため、エリア１０の環境等に応じて任意に定常領域６２Ｂを設定することができ、温度変化に対する定常負荷変動特性、暖房負荷変動特性及び冷房負荷変動特性の取得に係る時間を短縮することができる。

本実施の形態において、エネルギー消費量は、エリア１０のエネルギー需要家に設置されたスマートメータからのデータを含んでもよい。電力の小売全面自由化が始まって１年余りが経過し、売電量計測、課徴金業務の合理化、高圧需要家の３０分同時同量対応等で、スマートメータ１４の設置が急速に進んでいる。また、ガスの小売全面自由化が始まっており、ガスのスマートメータを設置することが計画されている。これらのスマートメータ１４を利用することで、少なくとも１つのエリア１０に関するエネルギー需要特性の取得の自動化を促進させることができる。

本実施の形態において、エネルギー消費量取得ステップは、エリア１０における単位時間毎の単位延床面積当たりの使用電力量を取得する。これにより、単位時間毎の単位延床面積当たりの使用電力量と、単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得することができる。これは、冷暖房負荷を電力によって賄っているエリアのエネルギー需要特性を取得する場合に有効となる。

本実施の形態において、使用電力量は、少なくともエリアの電力需要家に設置された電力量計からのデータを含んでもよい。

本実施の形態において、エネルギー消費量取得ステップは、エリア１０の単位時間及び単位延床面積当たりの使用ガス量を取得する。これにより、単位時間毎の単位延床面積当たりの使用ガス量と、単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得することができる。これは、冷暖房負荷をガスによって賄っているエリア１０のエネルギー需要特性を取得する場合に有効となる。

本実施の形態において、使用ガス量は、エリア１０のガス需要家に設置されたガス量計からのデータを含む。

なお、本発明に係るエネルギー需要特性を取得する方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…エリア １２…電力量計
１４…スマートメータ １６…ガス量計
１８…コンピュータ ２０…気象情報提供サービス
２２…エネルギー消費量取得部 ２４…外気温取得部
２６…変動特性取得部 ２８…負荷変動特性表示部
３０…ディスプレイ ３２…エネルギー消費量データファイル
３４…電力量取得部 ３６…電力量データファイル
３８…ガス量取得部 ４０…ガス量データファイル
４２…外気温データファイル ４４…冷暖房負荷変動特性ファイル
４４Ａ…暖房負荷変動特性ファイル ４４Ｂ…冷房負荷変動特性ファイル
４６…定常負荷変動特性ファイル ５０…散布図取得部
５２…しきい値設定部 ５４…冷暖房負荷変動特性取得部
５４Ａ…暖房負荷変動特性取得部 ５４Ｂ…冷房負荷変動特性取得部
５６…定常負荷変動特性取得部 ５８…散布図
６０ａ～６０ｃ…第１領域～第３領域 ６２Ａ…変動領域
６２Ａａ…冬期の変動領域 ６２Ａｂ…夏期の変動領域
６２Ｂ…定常領域 ６２Ｂａ…冬期の定常領域
６２Ｂｂ…夏期の定常領域 Ｅｔｈ…しきい値
Ｌ１～Ｌ６…第１直線～第６直線

Claims (10)

1. 少なくとも１つのエリアのエネルギー需要特性を取得する方法であって、
   前記エリアにおける単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量を取得するエネルギー消費量取得ステップと、
   前記エリアの単位時間毎の外気温を取得する外気温取得ステップと、
   前記エネルギー消費量取得ステップで取得した単位時間毎の単位延床面積当たりのエネルギー消費量と、前記外気温取得ステップで取得した単位時間毎の外気温に基づいて、外気温に対する冷暖房負荷の変動特性と、外気温に対する定常負荷の変動特性とを取得する負荷変動特性取得ステップとを有し、
   前記負荷変動特性取得ステップは、
   前記エリアの外気温に対する前記単位延床面積当たりのエネルギー消費量の散布図を取得するステップと、
   前記散布図のうち、大きい回帰係数を示す複数のプロットが散布された変動領域と、小さい回帰係数を示す複数のプロットが散布された定常領域との境であるしきい値を設定するしきい値設定ステップと、
   前記変動領域に含まれる複数のプロットから、前記外気温に対する暖房負荷の変動特性と、前記外気温に対する冷房負荷の変動特性とを取得する冷暖房負荷変動特性取得ステップと、
   前記定常領域に含まれる複数のプロットから、前記外気温に対する定常負荷の変動特性を取得する定常負荷変動特性取得ステップと、を有し、
   前記冷暖房負荷変動特性取得ステップは、
   前記変動領域のうち、冬期の変動領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第１直線を暖房負荷変動特性として取得する暖房負荷変動特性取得ステップと、
   前記変動領域のうち、夏期の変動領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第２直線を冷房負荷変動特性として取得する冷房負荷変動特性取得ステップとを有し、
   前記定常負荷変動特性取得ステップは、
   冬期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線のうち、予め設定された冬期の温度における値と、夏期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線のうち、予め設定された夏期の温度における値とを結ぶ第５直線を定常負荷変動特性として取得することを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記しきい値設定ステップは、
   前記第５直線のうち、前記第１直線と前記第２直線の交点に対応する外気温における値をしきい値として設定することを特徴とする方法。
3. 請求項１記載の方法において、
   前記定常負荷変動特性取得ステップは、
   冬期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第３直線又は夏期の定常領域に含まれる複数のプロットの外気温に対する相関を示す１つの第４直線のうち、前記第１直線と前記第２直線の交点に対応する外気温における値を横軸に沿って引いた第６直線を定常負荷変動特性として取得することを特徴とする方法。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の方法において、
   前記暖房負荷変動特性を示す第１直線と前記冷房負荷変動特性を示す第２直線は共に、前記定常負荷変動特性を示す直線と連続していることを特徴とする方法。
5. 請求項１～３のいずれか１項に記載の方法において、
   前記暖房負荷変動特性を示す第１直線と前記冷房負荷変動特性を示す第２直線は共に、前記定常負荷変動特性を示す直線と不連続であることを特徴とする方法。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の方法において、
   前記エネルギー消費量は、前記エリアのエネルギー需要家に設置されたスマートメータからのデータを含むことを特徴とする方法。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の方法において、
   前記エネルギー消費量取得ステップは、
   前記エリアにおける単位時間毎の単位延床面積当たりの使用電力量を取得することを特徴とする方法。
8. 請求項７記載の方法において、
   前記使用電力量は、少なくとも前記エリアの電力需要家に設置された電力量計からのデータを含むことを特徴とする方法。
9. 請求項１～６のいずれか１項に記載の方法において、
   前記エネルギー消費量取得ステップは、
   前記エリアの単位時間及び単位延床面積当たりの使用ガス量を取得することを特徴とする方法。
10. 請求項９記載の方法において、
    前記使用ガス量は、少なくとも前記エリアのガス需要家に設置されたガス量計からのデータを含むことを特徴とする方法。

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