WO2016021109A1 - 電力使用状況推定装置、プログラム - Google Patents

Abstract

　電気機器ごとの消費電力パターンを用いずに電力の使用状況を推定可能にする。電力使用状況推定装置（１０）は、取得部（１１）と第１の記憶部（１２）と分析部（１３）と推定部（１４）と第２の記憶部（１５）とを備える。第１の記憶部（１２）は、取得部（１１）が取得した電力値に日時を対応付けた電力情報を記憶する。分析部（１３）は、第１の記憶部（１２）が記憶している日毎の電力情報が所定の条件を満たす場合に、電力情報を前記条件に対応したグループに分類する。推定部（１４）は、同じ属性の複数の日について第２の記憶部（１５）が記憶しているグループごとの電力情報を比較することにより、分岐回路（３２）における電力の使用状況を推定する。

Description

電力使用状況推定装置、プログラム

　本発明は、電力使用状況推定装置、およびプログラムであって、より詳細には電路において計測された電力値を用いて電力の使用状況を推定する電力使用状況推定装置、およびコンピュータをこの電力使用状況推定装置として機能させるためのプログラムに関する。

　従来、複数の電気機器について消費電力を計測し、電気機器ごとの消費電力パターンと実測した消費電力データとの類似度を演算し、オン状態の電気機器を検出する技術が提案されている（たとえば、文献１「日本国特許公開番号２００５－３５４７９４」参照）。

　文献１に記載された技術は、電気機器がオンかオフかを判断するために、電気機器ごとの消費電力パターンとの類似度を用いているから、電気機器ごとの消費電力パターンを事前に記録しておく必要がある。したがって、事前に登録されていない電気機器については、オンかオフかを判断することができない。

　本発明は、電気機器ごとの消費電力パターンを用いることなく電力の使用状況を推定可能にした電力使用状況推定装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、コンピュータをこの電力使用状況推定装置として機能させるためのプログラムを提供することを目的とする。

　本発明に係る電力使用状況推定装置は、需要家の電路において、前記電路を通過した電力値を計測装置から取得する取得部と、前記取得部が取得した前記電力値に日時を対応付けた電力情報を記憶する第１の記憶部と、前記第１の記憶部が記憶している日毎の前記電力情報が所定の条件を満たす場合に、前記電力情報を前記条件に対応したグループに分類する分析部と、前記分析部が分類した前記グループを記憶する第２の記憶部と、属性が異なる複数の日について前記第２の記憶部が記憶している前記グループごとの前記電力情報を比較することにより、前記電路における電力の使用状況を推定する推定部とを備えることを特徴とする。

　本発明に係るプログラムは、コンピュータを、電力使用状況推定装置として機能させるためのプログラムである。

実施形態における電力使用状況推定装置を示すブロック図である。 実施形態における電力値の計測例を示す図である。 実施形態における電力値の度数分布の例を示す図である。 実施形態においてグループ抽出後の度数分布の例を示す図である。 図５Ａは実施形態において冬季の１日における電力値の推移例を示す図であり、図５Ｂは実施形態において秋季の１日における電力値の推移例を示す図である。 図６Ａ、図６Ｂは、消費電力量を円グラフ形式で示す図である。 実施形態における電力値の計測例を示す図である。 実施形態における電力使用状況推定装置について他の構成例を示すブロック図である。 実施形態の他の構成例において、消費電力量を円グラフ形式で示す図である。

　以下に説明する電力使用状況推定装置は、需要家の電路を通過した電力の計測値（電力値）の推移を用いることにより、電路における電力の使用状況を推定する。すなわち、以下に説明する実施形態は、電路を通過する電力値の変化を用いることにより、電路に接続された機器が定常的に電力を消費しているか、電路に接続されている機器が消費する電力が常時とは異なっているかなどの電力の使用状況を推定する。なお、需要家は、電気料金を支払う契約者あるいは契約者に準じる者が所有する施設である。また、需要家の電路は、需要家の設備となる電路であって、たとえば、戸建て住宅の建物に敷設された電路、集合住宅であれば住戸に敷設された電路、オフィスビルあるいは商業ビルではテナントごとに敷設された電路などを意味する。

　以下では、機器として使用目的を達成するために主として電力を消費する電気機器を想定する。ただし、ガスなどの燃料を消費する機器、あるいは水道（上水道または下水道）に関連する機器などであって、電力が補助的ないし付随的に利用される機器であっても、本実施形態の技術を採用可能である。また、電力使用状況推定装置は、住宅で使用することを想定しているが、住宅以外の建物で使用することも可能である。

　電路は建物内における主幹回路と分岐回路とであって、電路を通過する電力は、主として分岐回路を通過する電力を想定しているが、主幹回路を通過する電力であってもよい。分岐回路には、１台の電気機器が接続されている場合と、複数台の電気機器が接続される場合とがあり、また電気機器が定常的に接続される場合と一時的に接続される場合とがある。また、電路を通過する電力は、電気機器に接続されたプラグが差し込まれるコンセント（レセプタクル）を通過する電力、あるいは電気機器が計測した電力を用いることも可能である。

　電力使用状況推定装置は、プログラムを実行することによって以下の機能を実現するコンピュータを主なハードウェア構成として備える。この種のコンピュータは、パーソナルコンピュータのほか、スマートフォン、タブレット端末などの可搬型の端末装置から選択されてもよい。また、コンピュータは、マイコン（microcontroller）のようにプロセッサとメモリとを一体に備える構成であってもよい。

　プログラムは、コンピュータに含まれるＲＯＭ（Read Only Memory）にあらかじめ書き込まれるほか、インターネットのような電気通信回線を通して提供されるようにしてもよい。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体によりプログラムが提供されてもよい。

　図１に示すように、建物４０には、電力を分配するための分電盤４１が設けられる。分電盤４１は、受電した電力が通過する１系統の電路３１を備え、この電路３１を通過する電力を複数系統の電路３２に分岐させる。以下では、電路３１を「主幹回路」と呼び、電路３２を「分岐回路」と呼ぶ。分電盤４１は、電気事業者が供給する商用電源のみを受電する構成のほか、建物４０に付設した分散型電源（太陽光発電装置、蓄電システム、燃料電池システムなどから選択される）から受電する構成であってもよい。

　住宅用の分電盤４１において、主幹回路３１は、主幹ブレーカに電気的に接続されたバスバー（導電性の金属板）として構成されることが多い。主幹回路３１が複数個の分岐ブレーカが電気的に接続されることによって複数系統に分岐されて複数の分岐回路３２が形成される。

　計測装置３０は、機器２０（以下、「電気機器」という）が接続された電路３１、３２を通過した電力を計測する。計測装置３０は、分岐回路３２ごとに通過した電力を計測する。ただし、分岐回路３２を通過する電力に加えて、主幹回路３１を通過する電力を計測する構成であってもよい。また、主幹回路３１を通過する電力のみを計測するように計測装置３０が構成されていてもよい。この種の計測装置３０は、分電盤４１に内蔵される構成と、分電盤４１の外部に配置される構成とのいずれかが採用される。

　分岐回路３２から電気機器２０に電力を供給する電路上にレセプタクルが設けられている場合、計測装置３０は、レセプタクルごとに通過する電力を計測するように構成されていてもよい。

　以下では、計測装置３０は、分岐回路３２ごとに通過した電力を計測する構成である場合を想定して説明する。ただし、上述したように、分岐回路３２ではない電路において電力を計測する構成であっても、以下に説明する技術は適用可能である。

　分岐回路３２と電気機器２０とは、一対一に対応するか一対多に対応する。すなわち、エアコン、ＩＨクッキングヒータ（ＩＨ：Induction Heating）、電子レンジのように消費電力が比較的大きい電気機器２０に対しては、分岐回路３２が電気機器２０に一対一に対応する場合がある。また、分岐回路３２が電気機器２０に対して一対多に対応する場合には、建物４０における場所（部屋）を単位として分岐回路３２が割り当てられることが多い。

　計測装置３０は、分岐回路３２ごとの通過電流をロゴスキーコイルあるいはクランプ型の電流センサにより監視し、監視した電流値と分岐回路３２における線間の電圧値との積の積算値を電力値として算出する。すなわち、計測装置３０が計測する電力値は、実際には瞬時電力ではなく、所定の単位時間ごとの電力量である。単位時間は、たとえば、３０秒～１０分程度の範囲で選択され、望ましくは、３０秒あるいは１分が選択される。分岐回路３２ごとの瞬時電力は、単位時間内でも時間経過に伴って変動することがあるが、本実施形態では、単位時間内での瞬時電力の変動は考慮せず、単位時間における積算電力量を電力値として用いる。この電力値は、単位時間における電力値の平均値に相当する。

　電力使用状況推定装置１０は、計測装置３０が計測した分岐回路３２ごとの電力値を取得する取得部１１を備える。取得部１１が計測装置３０から取得した電力値は、日時と対応付けられ、電力値と日時との組を含む情報が電力情報として第１の記憶部１２に格納される。日時は、電力使用状況推定装置１０が内蔵しているリアルタイムクロックのような内蔵時計１６が計時する。電力情報は、計測装置３０が計測した単位時間ごとの電力値と、取得部１１が当該電力値を取得した時点で内蔵時計１６が計時していた日時とを含んでいる。

　第１の記憶部１２は、１年以上の期間にわたる電力情報を記憶できる程度の容量を有している。第１の記憶部１２には、分岐回路３２ごとの電力情報が記録され、結果的に、分岐回路３２ごとに電力値の推移の履歴が記録される。

　電力使用状況推定装置１０は、第１の記憶部１２に格納された分岐回路３２ごとの電力値の推移の履歴を用い、当該分岐回路３２における電力の使用状況を推定する。電力の使用状況は、上述のように、電路に接続された電気機器２０が定常的に電力を消費しているか、電路に接続されている電気機器２０が消費する電力が常時とは異なっているかなどの状況であるから、季節、天候、外気温のような外的条件の影響を受ける。また、分岐回路３２に複数の電気機器２０が接続される場合、分岐回路３２における電力の使用状況を評価するには、電力情報を電気機器２０ごとに分類することが必要になる。

　電力情報を電気機器２０ごとに分類するには所定の比較期間を定め、比較期間における電力値の推移から特徴量を抽出する必要がある。特徴量は、ここでは、電気機器２０が継続して稼働しているとみなせる期間、および電気機器２０が消費している電力値を意味する。すなわち、以下に説明するグループの出現から消滅までの期間、グループを代表する消費電力値が特徴量になる。

　本実施形態では、比較期間を１日に定めているが、比較期間は適宜に定めることが可能である。ただし、比較期間が短すぎると、情報量が少なくなり、電力情報を分類することが困難になるから、比較期間は半日以上であることが望ましい。一方、比較期間が長すぎると、季節の影響などにより消費電力の電力値が変動する可能性があり、電力値を定める条件が増加するから、比較期間には２週間程度の上限を定めることが望ましい。

　比較期間が複数日を含む場合、曜日、月、季節、外気温、天候などから選択される日の属性を考慮することが望ましい。つまり、属性が同じである日には、電気機器２０も同様に使用することが推定されるから、同じ属性の日における電力情報を用いて特徴量を抽出すると、ばらつきの少ない（分散の小さい）特徴量が得られることが予想される。特徴量については後述する。季節は、月によって３ヶ月ごとに区分することが可能であるが、暦上の春夏秋冬の区分、あるいは二十四節気（１年を１５日ずつ２４個に区分した期間）のような区分を用いると、特徴量のばらつきが抑制される可能性が高くなる。

　電力使用状況推定装置１０は分析部１３を備え、分析部１３は、第１の記憶部１２が記憶している電力情報のうちの比較期間における電力情報を用い、電気機器２０の稼働による電力値の変化に基づいて稼働期間を抽出する。さらに、分析部１３は、抽出した稼働期間ごとに、比較期間における電力値に応じて電力情報をグループに分類する。

　分析部１３は、統計処理部１３１、基準値設定部１３２、分割処理部１３３を備え、以下に説明する手順により、比較期間における電力値を含む電力情報をグループに分類する。統計処理部１３１、基準値設定部１３２、分割処理部１３３の機能については後述する。

　いま、第１の記憶部１２に格納されている比較期間での一の分岐回路３２における電力値が図２のように推移する場合を想定して説明する（図２の左端から右端までの期間が比較期間に相当する）。図は、電力値を取得する単位時間が１分間であり、比較期間が１日である場合を示している。図２の縦軸の単位は１０［Ｗ］である。したがって、図に記載されている数値は計測された値の１０分の１の値である。

　図２において、比較期間の中で電力値がほぼ等しい状態が継続している期間は、目視によれば、５期間（図２で示す期間Ａ１～Ａ５）であると認識できる。また、これらの５期間のうち３期間（期間Ａ１，Ａ３，Ａ５）は、０［Ｗ］である状態を除いた電力値がほぼ等しくなっている。つまり、図２において、電力値が相違するグループは３個であると言える。本実施形態は、０［Ｗ］を除いた電力値がほぼ等しい状態が継続している期間は、何らかの電気機器２０に対応付けられるという予測に基づいて、比較期間における電力値の推移から電力の使用状況を推定する。図２の例では、電力値が異なるグループは３個であるから、該当する分岐回路３２から受電する電気機器２０は３種類である可能性が高いと推定される。なお、以下の説明においては、複数のグループは、複数の電気機器２０に一対一に対応付けられていることを前提としている。

　ここに、電気機器２０が実質的に稼働していない期間にも待機電力が生じる場合があるが、ここでは説明を簡単にするために待機電力は０［Ｗ］とみなす。すなわち、以下の説明において、分岐回路３２に接続された電気機器２０が稼働していない期間において待機電力が生じる場合には、該当する分岐回路３２を通過する電力が０［Ｗ］である状態は、通過する電力が待機電力以下である状態と読み替える。要するに、電気機器２０を主な使用目的で稼働させる際に必要となる電力が通過していない状態を０［Ｗ］として表す。

　分析部１３は、電力値が図２のように推移するときには、３個のグループを抽出することが要求される。分析部１３においてグループを認識するには、グループ内の電力値（０［Ｗ］を除く）の変動幅は比較的小さいという条件が用いられる。

　また、１つのグループに属する電力値Ｗ（ｔ）が継続的に生じている期間は、当該グループに対応する１つの電気機器２０が継続して使用されている期間とみなされる。ここで、０［Ｗ］ではない電力値Ｗ（ｔ）が継続的に生じる期間は、該当する電力値Ｗ（ｔ）が連続して生じている期間だけではなく、該当する電力値Ｗ（ｔ）が断続して生じている期間であってもよい。１つのグループに属する電力値Ｗ（ｔ）が断続して生じている場合に、該当する電気機器２０が継続して使用されていると分析部１３がみなす時間間隔は、比較的短い判定時間（たとえば、３０分以下）に制限される。

　たとえば、電気機器２０が空調機器（いわゆる、エアコン）である場合、室温が設定温度に達した後は、動作が一旦停止するように構成されている場合があり、電気機器２０の稼働中に、電力値Ｗ（ｔ）が一時的に０［Ｗ］になる期間が生じる。この期間は、外的条件によるが３０秒～１０分程度になる。また、アイロン、オーブントースタ、ホットカーペット、電気ポットなどの電気機器２０も同様に動作する場合がある。そのため、同程度の電力値Ｗ（ｔ）が断続して発生している場合には、電力値Ｗ（ｔ）が０［Ｗ］になる期間があったとしても、同じ電気機器２０が継続して稼働していると判断することが要求される。

　分析部１３は、１つのグループを電力値Ｗ（ｔ）に基づいて認識するだけではなく、同じグループに属する電力値Ｗ（ｔ）が断続している場合には、該当する電力値Ｗ（ｔ）が生じる時間間隔も条件に含める。言い換えると、分析部１３は、電力値Ｗ（ｔ）の変化の程度を条件として電力値Ｗ（ｔ）にグループを定め、グループ内では電力値Ｗ（ｔ）が生じる時間を条件として電気機器２０の稼働中の期間を定める。以下では、電気機器２０が継続して稼働中である期間に相当する電力値Ｗ（ｔ）の集合をサブグループという。すなわち、グループは１個以上のサブグループを含む。

　すなわち、グループは１つの電気機器２０に対応しているとみなせるから、比較期間において同じ電気機器２０を複数回使用すれば、複数のサブグループが生じることになる。たとえば、電気機器２０が電子レンジであるとすると、朝食の準備時と夕食の準備時とに使用される可能性がある。このように、同じ電気機器２０が１日に２回以上稼働する可能性がある。その結果、１つの分岐回路３２において電気機器２０が稼働中である期間が複数回生じて、グループに複数のサブグループが生じる。

　図２に示す例において、目視では、１００［Ｗ］付近である期間が３箇所（期間Ａ１，Ａ３，Ａ５）に見出され、３００［Ｗ］付近である期間が１箇所（期間Ａ４）に見出され、さらに、１５００［Ｗ］付近である期間が１箇所（期間Ａ２）に見出される。１００［Ｗ］付近の期間は６：００頃、１１：００～１３：３０頃、２３：００～２３：３０頃であり、３００［Ｗ］付近の期間は１９：００～２３：００頃であり、１５００［Ｗ］付近の期間は１０：００頃である。電力値Ｗ（ｔ）が図２のように推移する場合、分析部１３は、１００［Ｗ］付近と３００［Ｗ］付近と１５００［Ｗ］付近との３つのグループを抽出することが要求される。さらに、分析部１３は、１００［Ｗ］付近のグループについては３つのサブグループを抽出することが要求される。

　分析部１３は、グループを抽出するために、グループの代表値となる電力値としての基準値Ｗｉ（ｉは正の整数）を定める。基準値Ｗｉはグループごとに定められ、図２の例では３つのグループがあるから、３つの基準値Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が定められる。

　本実施形態では、基準値Ｗｉは、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）の発生頻度に基づいて求められる。基準値Ｗｉを定めるために、分析部１３に設けられた統計処理部１３１は、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）の度数分布を求める。つまり、統計処理部１３１は、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）を１０［Ｗ］ずつの区間に区分し、各区間の電力値Ｗ（ｔ）が出現する頻度を求める。

　本実施形態において、区間の値は、当該区間に含まれる電力値のうちの下限値を採用する。たとえば、２７０［Ｗ］以上で２８０［Ｗ］未満の区間の値は２７０［Ｗ］とする。電力値Ｗ（ｔ）を区分する区間の幅は１０［Ｗ］に限らず、５［Ｗ］、１５［Ｗ］、２０［Ｗ］などから選択される他の値であってもよい。

　統計処理部１３１が比較期間における電力値Ｗ（ｔ）について度数分布を求めると、分析部１３に設けられた基準値設定部１３２は　この度数分布に基づいて最頻値（度数が最大である区間の値）を１つのグループの基準値Ｗ１に定める。図２に示す例の度数分布は図３のようになる。図３の横軸は電力値Ｗ（ｔ）の区間を表しており、単位は１０［Ｗ］である。この例では、最頻値である区間の値は２７０［Ｗ］であるから、基準値Ｗ１は２７０［Ｗ］に定められる。

　１つの基準値Ｗ１が定められると、分割処理部１３３は、基準値Ｗ１を用いることにより、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）のうち基準値Ｗ１に近い電力値Ｗ（ｔ）を抽出し、１つ目のグループとする。基準値Ｗ１に近い電力値Ｗ（ｔ）の範囲は、たとえば基準値Ｗ１±ｋ・Ｗ１として定め、ｋ＝０．１～０．３程度に設定すればよい。なお、基準値Ｗ１に近い電力値Ｗ（ｔ）の範囲は、基準値Ｗ１に対する比率ではなく一定値を用いるなど他の方法で定めてもよい。

　さらに、分割処理部１３３は、基準値Ｗ１に近い電力値Ｗ（ｔ）が継続して発生している期間を求め、グループをサブグループに分割可能な場合にはサブグループを求める。グループ内には、０［Ｗ］の期間が含まれる場合があるが、分割処理部１３３は、同程度の電力値Ｗ（ｔ）が生じた時間間隔が上述した判定時間以下であれば、電気機器２０が継続して使用されているとみなす。逆に、同程度の電力値Ｗ（ｔ）が生じた時間間隔が判定時間を超えている場合には、異なるサブグループとして扱う。

　分割処理部１３３は、グループをサブグループに分割できない場合にはグループが出現した時刻と消滅した時刻とを求め、サブグループに分割できる場合にはサブグループごとに、当該サブグループが出現した時刻と消滅した時刻とを求める。要するに、分割処理部１３３は、グループが出現している期間、またはサブグループのそれぞれが出現している期間を定める。

　分割処理部１３３は、１つ目のグループを抽出すると、グループが出現している期間に含まれている電力値Ｗ（ｔ）を抽出し、統計処理部１３１が求めた度数分布から該当する電力値Ｗ（ｔ）を含む区間を除外する。図示例では、図４に示すように、１６０［Ｗ］、１７０［Ｗ］、１９０～３５０［Ｗ］の区間が除外されている。統計処理部１３１は、分割処理部１３３が求めた１つ目のグループに属する電力値Ｗ（ｔ）を除いた度数分布を求め、基準値設定部１３２は、この度数分布における最頻値を２つ目の基準値Ｗ２として定める。図４において最頻値である区間の値は１００［Ｗ］であるから、基準値Ｗ２は１００［Ｗ］に定められる。

　基準値Ｗ２が定められると、分割処理部１３３は、基準値Ｗ２に対応したグループを求め、グループが出現した時刻と消滅した時刻とを求める。また、分割処理部１３３は、グループをサブグループに分割できる場合には、サブグループごとに出現した時刻と消滅した時刻とを求める。分析部１３は、上述のような処理を繰り返すことによって、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）からグループを１つずつ抽出する。分析部１３は、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）から最終的にグループを抽出することができなくなるまで、上述した処理を繰り返す。

　なお、１つのグループに含まれる電力値Ｗ（ｔ）を除外した後、度数分布における複数の区間における度数が等しく、それらの区間の度数が他の区間の度数より大きい場合は、度数が０である区間が連続している数に応じてグループに分けるか否かが定められる。たとえば、度数分布において、度数が０である区間が１０区間（１００［Ｗ］）以上連続していれば、分割処理部１３３は、度数が０である区間を挟んで離れ、かつ電力値Ｗ（ｔ）が発生している２つの区間を異なるグループに属すると判断する。

　グループ分けが行われた後、分割処理部１３３は、それぞれのグループにおいて最頻値を一意に決めることができるか否かを判断する。最頻値を一意に定めることができる場合には、分割処理部１３３は、最頻値の区間の値を基準値に定める。一方、分割されたグループにおいて最頻値を一意に定めることができない場合には、グループ内で中央値にもっとも近い最頻値の区間の値を基準値に定める。図２に示す例の場合、Ｗ１＝２７０［Ｗ］、Ｗ２＝１００［Ｗ］、Ｗ３＝１５００［Ｗ］であり、基準値Ｗ２に基づいて求めたグループは３つのサブグループに分割される。

　要するに、分析部１３は、１つのグループが抽出されると、そのグループに含まれる電力値Ｗ（ｔ）を除外し、残りの電力値Ｗ（ｔ）からさらにグループを抽出するように処理を行う。言い換えると、分割処理部１３３は、比較期間における電力値Ｗ（ｔ）からグループを１つずつ抽出し、抽出したグループの電力値Ｗ（ｔ）を除いて残りのグループを抽出するというように、グループを抽出する処理を再帰的に行う。

　上述した動作では、分析部１３は、基準値Ｗ１～Ｗ３からの距離を評価することによりグループを求め、さらにグループごとに電力値Ｗ（ｔ）が発生している期間を評価して電気機器２０が稼働している期間を求めるという処理を行っている。

　たとえば、分析部１３は、選択した基準値（Ｗ１～Ｗ３のうち、たとえばＷ１）と個々の電力値Ｗ（ｔ）との距離が所定の閾値以下であれば、当該電力値Ｗ（ｔ）が基準値Ｗ１に対応したグループに属すると判断する。差分の絶対値を距離に用いる場合、分析部１３は、たとえば、｜Ｗ（ｔ）－Ｗ１｜を距離として求め、この距離が閾値以下であるときに、対応する電力値Ｗ（ｔ）が基準値Ｗ１に対応したグループに属すると判断する。

　さらに、分析部１３は、グループに属する電力値Ｗ（ｔ）のうち隣接する各一対の電力値Ｗ（ｔ）について、発生した時間差を評価し、当該時間差が判定時間以内であれば電気機器２０が継続して稼働していると判断する。たとえば、１つのグループにおいて、時刻ｔ１に生じた電力値Ｗ（ｔ１）と時刻ｔ２（＞ｔ１）に生じた電力値Ｗ（ｔ２）の時間差（ｔ２－ｔ１）が求められる。分析部１３は、この時間差（ｔ２－ｔ１）が上述した判定時間以内であると、電力値Ｗ（ｔ１）と電力値Ｗ（ｔ２）とは、電気機器２０が継続して稼働している期間内に生じていると判断する。

　上述した動作例では、グループに複数のサブグループが存在している場合、グループを定めてからサブグループの評価を行うことになる。一方、以下に説明する処理を行うと、サブグループに属する電力値Ｗ（ｔ）を先に定め、その後、電力値Ｗ（ｔ）と基準値Ｗ１～Ｗ３との関係に基づいてグループを定めることになる。

　すなわち、分析部１３は、比較期間における個々の電力値Ｗ（ｔ）を数１により発生順に評価し、数１で示された条件を満足する場合に、当該電力値Ｗ（ｔ）を電力値（ｔ－１）と同じサブグループに属すると判断する。

　なお、数１において、ｊは順序を表す正の整数値であり、Ｗｄは電力値の距離に関する閾値、Ｔｄは判定時間を表している。数１を条件に用いる場合も上述した動作例と同様の方法で基準値Ｗｉが定められる。ここでは、基準値Ｗｉとして基準値Ｗ１を用いる場合を例にして説明する。

　数１を条件としてグループを定める場合、分析部１３は、比較期間において生じる個々の電力値Ｗ（ｔｊ）と基準値Ｗ１との距離が閾値Ｗｄ以下であることを第１の条件に用いる。第１の条件が成立することは、時刻ｔｊに生じた電力値Ｗ（ｔｊ）が基準値Ｗ１に対応したグループに属する可能性があることを意味する。数１において、電力値の距離は、電力値Ｗ（ｔｊ）と基準値Ｗ１との差分の絶対値が用いられている。

　次に、この電力値Ｗ（ｔｊ）に対応した電気機器２０が継続して稼働しているか否かを評価するために第２の条件が用いられる。分析部１３は、第１の条件を満足する電力値Ｗ（ｔｊ）、Ｗ（ｔ（ｊ－１））について、電力値Ｗ（ｔｊ）が生じた時刻ｔｊと、直前の電力値Ｗ（ｔ（ｊ－１））が生じた時刻ｔ（ｊ－１）との時間差が判定時間Ｔｄ以内であることを第２の条件に用いる。数１において、時間差は、時刻ｔｊと時刻ｔ（ｊ－１）との差分の絶対値が用いられている。

　分割処理部１３３は、第１の条件を満足する電力値Ｗ（ｔｊ）が、第２の条件を満足する場合に、電力値Ｗ（ｔｊ）は、時刻ｔ（ｊ－１）に生じた電力値Ｗ（ｔ（ｊ－１））と同じサブグループを形成すると判断する。このように、比較期間における個々の電力値Ｗ（ｔ）について、基準値Ｗｉとの距離および電力値Ｗ（ｔ）が生じた時点の時間差を評価することによって、サブグループを形成するか否かが判断される。さらに、サブグループが出現した時刻は、数１の条件を最初に満足した電力値Ｗ（ｔ）が発生した時刻が用いられ、サブグループが消滅した時刻は、サブグループを形成している電力値Ｗ（ｔ）が数１の条件を満足しなくなった時刻が用いられる。

　閾値Ｗｄと判定時間Ｔｄとは、すべての分岐回路３２で共通に設定することが可能である。ただし、分岐回路３２が異なれば接続されている電気機器２０も異なるのが一般的である。したがって、閾値Ｗｄと判定時間Ｔｄとは、分岐回路３２ごとに設定可能であることが望ましい。

　なお、サブグループが出現した時点の電力値Ｗ（ｔｊ）には直前の電力値Ｗ（ｔ（ｊ－１））が存在しないから、分析部１３は、サブグループの最初の電力値Ｗ（ｔｊ）が検出されるまでは、数１のうちの第１の条件のみを用いる。分析部１３は、第１の条件が成立する電力値Ｗ（ｔｊ）が検出された後は、第１の条件と第２の条件との両方を用いてサブグループを抽出する。

　比較期間においてサブグループが１つだけであれば、サブグループはグループと等価である。一方、比較期間において複数のサブグループが存在すれば、複数のサブグループが１つのグループを形成している可能性がある。そのため、分析部１３は、比較期間において同じ基準値Ｗｉで第１の条件および第２の条件を評価することにより得られたサブグループが複数抽出された場合には、これらの複数のサブグループを１つのグループとして扱う。

　また、閾値Ｗｄと判定時間Ｔｄとの少なくとも一方は、分岐回路３２ごとに設定可能であることが望ましい。閾値Ｗｄが小さく設定されると、電力値Ｗ（ｔ）に対する分解能が高くなり、判定時間Ｔｄを調節すると、分岐回路３２に接続されている電気機器２０の動作の特徴に応じて継続して稼働しているか否かを精度よく判定することが可能になる。

　たとえば、閾値Ｗｄが５０［Ｗ］に設定されていると、基準値がＷｉである場合に、電力値Ｗ（ｔ）が、Ｗｉ－５０［Ｗ］≦Ｗ（ｔ）≦Ｗｉ＋５０［Ｗ］の範囲である場合にグループの候補として扱われる。つまり、グループを１００［Ｗ］の単位で分割することが可能になる。同様に、閾値Ｗｄが１００［Ｗ］であれば、グループは２００［Ｗ］の単位で分割可能になる。

　したがって、複数の電気機器２０が接続される可能性が高いリビングの分岐回路３２では閾値Ｗｄを小さめに設定し、電気機器２０の接続数が少ないキッチンの分岐回路３２では閾値Ｗｄを大きめに設定するように、閾値Ｗｄを調節することが可能である。

　また、トースタあるいはアイロンのように稼働中にオンオフを繰り返す電気機器２０に対して、判定時間Ｔｄを比較的長く設定すれば、オンオフが繰り返されても電気機器２０の稼働が継続していると判断することができる。一方、テレビ（テレビジョン受像機）あるいは照明機器のように稼働中の電力値Ｗ（ｔ）が大きく変動しない電気機器２０に対して、判定時間Ｔｄを比較的短く設定すれば、電気機器２０の種類を判別しやすくなる。

　数１に示した条件は一例であって、グループあるいはサブグループを抽出する条件としては、すでに説明したように、グループを求めた後にサブグループに分割するように条件を設定するなど、他の条件を用いることが可能である。

　ところで、分析部１３は、第１の記憶部１２に記憶された電力値Ｗ（ｔ）に基づいてグループあるいはサブグループを抽出し、さらにグループあるいはサブグループごとに出現した時刻および消滅した時刻を定めている。本実施形態では、それぞれのグループが電気機器２０に対応しているとみなし、サブグループ（サブグループが１つの場合はグループ）が出現した時刻から消滅した時刻までは、該当する電気機器２０が稼働している状態とみなしている。分析部１３は、グループを定めた後、グループの電力値を求める。以下では、この電力値を「消費電力値」という。

　消費電力値は、電気機器２０の稼働時における電力値であるから時間経過に伴って変動する可能性がある。したがって、消費電力値は、変動範囲の代表値と、変動範囲とのいずれかを用いて表現される。変動範囲の代表値は、グループにおける電力値の最大値と最小値との平均値、グループにおける電力値の中央値、グループにおける電力値の平均値、グループを定めた基準値などから選択される。なお、基準値以外の電力値を消費電力値に用いる場合、グループ内の電力値に０［Ｗ］が含まれていれば、分析部１３は、グループに含まれる電力値から０［Ｗ］を除外した後の電力値を用いて消費電力値を求める。一方、変動範囲を用いる場合、グループにおける電力値の最大値および最小値、代表値を含むように定めた適宜の上限値および下限値などを用いることが可能である。

　上述した説明からわかるように、分析部１３は、分岐回路３２ごとに、電気機器２０が稼働しているとみなされるグループを第１の記憶部１４で記憶されている複数の電力情報から抽出し、グループごとに電気機器２０が稼働を開始した時刻と停止した時刻とを求め、さらに、消費電力値を求める。分析部１３が分類したグループは、消費電力値、グループの出現および消滅の時刻などとともに、第２の記憶部１５に一旦記憶される。第１の記憶部１２において電力情報に番号が付与されている場合には、第２の記憶部１５は、番号ごとにグループを対応付けたデータを格納すればよい。第２の記憶部１５には、比較期間における電力情報をグループに分類した情報が格納される。

　推定部１４は、第２の記憶部１５に格納された情報を用いて、分岐回路３２ごとに電力の使用状況を推定し、推定した結果を第２の記憶部１５に格納する。本実施形態では、比較期間が１日に設定されており、分析部１３は、グループごとの消費電力値を日毎に求めている。ここで、比較期間が異なると（つまり、異なる日であると）、グループに対応する電気機器２０が稼働する期間は異なることが多い。つまり、同じ電気機器２０でも異なる日には稼働する時間帯に変動が生じる。ただし、属性が同じ日であれば、比較期間が異なっても、分岐回路３２ごとの消費電力値に大幅な変動は生じないと考えられる。そのため、比較期間が異なり、かつ電力値が継続している期間が異なっていても、属性が同じ日であって、１つの分岐回路３２において消費電力値が同程度であれば、分析部１３は、同じグループとみなす。

　なお、同じグループとみなすために、分析部１３は、グループである電力値の出現から消滅までの時間を、消費電力値と併せて用いてもよい。つまり、分析部１３は、グループである電力値が出現してから消滅するまでの時間を用い、２つのグループから求めた当該時間の差が許容範囲内であるときに、２つのグループが同じ電気機器２０に対応すると判断してもよい。

　ところで、分岐回路３２ごとの電力値の推移は、日の属性によって異なることが予想される。たとえば、電気機器２０が室内の照明機器である場合、点灯する時刻が夏季と冬季とで異なり、また、電気機器２０が屋外の照明機器（門灯など）である場合、点灯および消灯の時刻が夏季と冬季とで異なる。また、平日と休日とでは、電気機器２０を使用する時間帯が異なる可能性が高い。たとえば、調理器具を使用する時間帯は、平日と休日とでは異なると考えられる。なお、本実施形態は、居住者の生活習慣が大きく変動しないことを前提にしており、生活習慣がきわめて不規則である場合について、本実施形態の技術を適用することは想定していない。

　本実施形態における日の属性は、電力値の推移に有意の影響を与える属性を意味している。したがって、曜日（平日と休日との別）、月、季節のような暦上の属性のほか、外気温、天候なども日の属性に含まれる。これらの日の属性のすべてを考慮すれば、推定部１４による電力の使用状況に関する推定の精度が高くなるが、通常は１～２種類の属性について考慮すればよい。推定部１４は、以下に説明するように属性の異なる日におけるグループごとの電力情報を比較することにより、分岐回路３２における電力の使用状況を推定する。

　一例として、リビングに対応する分岐回路３２での電力値の推移を図５Ａ，５Ｂに示す。ここでは、日の属性が冬季と秋季との季節である場合を想定している。図５Ａは冬季の１日における電力値の推移を示し、図５Ｂは秋季の１日における電力値の推移を示している。なお、図５Ａ，５Ｂは、複数の電気機器２０が同時に利用されている期間を含んでいる。

　図５Ａと図５Ｂとを比較すると、どちらも電力値が０［Ｗ］になる期間がなく、また、冬季には１日の後半において秋季よりも電力値が大きく増加している期間が生じていることがわかる。つまり、図５Ａには、１日を通してほぼ一定の電力値が消費されていることを示す領域Ｄ１と、冬季に現れる領域Ｄ２とが含まれている。このことから、属性の異なる日においてグループごとの電力情報を比較することによって、冬季には秋季に用いられていない電気機器２０が使用されていることが推定される。

　図５Ａに示す電力値の推移が４個のグループに分類され、図５Ｂに示す電力値の推移が３個のグループに分類されたとする。グループが分類されると、グループごとの出現から消滅までの時間と、上述した消費電力値とが求められるから、この時間を電気機器２０が稼働中である時間とみなし、消費電力値に乗じることによりグループごとの消費電力量が求められる。この演算は、電力使用状況推定装置１０に設けられた計算部１７が行う。消費電力量は、電気機器２０が稼働中である時間における電力値を積算することによって精度よく求められるが、グループを代表する消費電力値が既知であるから、時間と消費電力値との積によって簡易に消費電力量を求めればよい。

　たとえば、図５Ａに示す電力値の推移からはグループおよび消費電力量が表１のように求められ、図５Ｂに示す電力値の推移からはグループおよび消費電力量が表２のように求められたと仮定する。表１と表２とを比較すると、冬季には消費電力値が５００［Ｗ］のグループが生じていることがわかる。

　なお、表１、表２における「名称」の項目は、グループを区別するための仮称であり、「名称」の項目における名称Ｇ１～Ｇ４は、図６Ａ，６Ｂに示す符号Ｇ１～Ｇ４と対応している。ただし、「名称」の項目は必須ではない。分析部１３が分類したグループおよび推定部１４が求めた消費電力値は、表１、表２のような表の形式で提示装置５０に提示することが可能である。また、図６Ａ、図６Ｂのように円グラフの形式で提示装置５０に提示してもよい。電力使用状況推定装置１０は、提示装置５０に情報を出力するために出力部１８を備える。

　図示例では、グループごとの消費電力量を示しているが、グループの出現と消滅の時刻と、グループの消費電力値とが既知であるから、電力を消費した時間帯ごとの電気料金の単価の情報を取得することによって、電気料金を算出することが可能である。すなわち、計算部１７は、電気料金の単価とグループごとの電力情報とからグループごとの電気料金を求める。計算部１７が求めた電気料金は、消費電力量と併せて提示装置５０に提示される。消費電力量、電気料金は、比較期間を単位として求めることができるから、計算部１７は、たとえば１日の消費電力量および電気料金を求めることが可能である。また、計算部１７は、対価の支払い額の概算値を求めるために、１ヶ月を単位とする消費電力量および電気料金を求めることも可能である。

　上述した動作から明らかなように、電力情報を用いてグループに分類すると、グループに対応する電気機器２０が稼働中である期間、グループを代表する消費電力値が、グループの特徴量として求められる。同じ属性の複数の日について求めた特徴量を用いると、特徴量の定常範囲が定められる。たとえば、二十四節気で区分した１５日間を同じ属性である複数の日（平日と休日は区別することが望ましい）とすれば、日ごとに求められる特徴量を用いて、グループの特徴量に関して定常範囲を定めることができる。定常範囲は、（平均値±α×標準偏差）などの範囲で設定される。係数αは、１～３程度に設定される。

　推定部１４は、上述のようにしてグループの特徴量について定常範囲を定め、日々の電力情報から抽出される特徴量を定常範囲と比較する。

　日々の電力情報から抽出された特徴量が、定常範囲の上限値を超えている場合、推定部１４は、該当する分岐回路３２において定常時よりも消費電力が増加していると判断し、電力が無駄に消費されている可能性があると推定する。たとえば、特徴量が電気機器２０の稼働期間であれば、電気機器２０の消し忘れによる無駄が生じている可能性があり、また、電気機器２０が空調機器であって、特徴量が消費電力値であれば、空調機器の設定温度が変更された可能性があると推定される。一方、比較期間を通して特徴量が変化しないグループは、分岐回路３２に冷蔵庫のように常時稼働している電気機器２０が接続されていると推定される。

　ところで、１つの分岐回路３２に複数の電気機器２０が接続されている場合、これらの複数の電気機器２０が同じ時間帯に稼働する可能性がある。以下では、このような事象が生じる場合について説明する。

　ここでは、一例として、「リビング」に対応する分岐回路３２について、第１の記憶部１２に記憶された電力情報が、図７のように推移する場合を想定する。また、電気機器２０の推定を行う日は、冬季の休日であると仮定する。図７は電力情報を模式的に表しており、グループの消費電力値は最大値と最小値との２個の値を用いる代わりに、１個の値を用いて表している。

　図７に示す例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの電力値は１５０［Ｗ］、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの電力値は２５０［Ｗ］、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの電力値は５５０［Ｗ］になっている。また、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの電力値は１５０［Ｗ］、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの電力値と、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの電力値とは３５０［Ｗ］、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの電力値は２５０［Ｗ］になっている。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの電力値と、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの電力値とは５０［Ｗ］である。

　図７の例では、分析部１３は、消費電力値を、それぞれ５０［Ｗ］、１５０［Ｗ］、２５０［Ｗ］、３５０［Ｗ］、５５０［Ｗ］である５つのグループに分類する。また、電力値が０［Ｗ］になる期間が存在しないので、分析部１３は、常時稼働している電気機器２０が接続されていると判断し、消費電力値が最小である５０［Ｗ］のグループを常時稼働している電気機器２０に割り付ける。

　次に、残りの４個のグループについては、消費電力値から５０［Ｗ］を減じて、消費電力値を１００［Ｗ］、２００［Ｗ］、３００［Ｗ］、５００［Ｗ］に修正する。修正後の消費電力値について、時間経過に伴って消費電力値が変化した場合に、変化前の消費電力値の継続時間と変化後の消費電力値の継続時間とを求める。たとえば、図７において、時刻ｔ４で消費電力値が変化しているから、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間と、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間とが求められる。なお、以下の説明では、修正後の消費電力値を用いて説明する。

　ここに、継続時間には上述した判定時間が設定されており、変化前後の継続時間がともに判定時間以上である場合には、推定部１４は、電気機器２０の消費電力値を以下のように推定する。

　すなわち、消費電力値が増加する変化である場合は、推定部１４は、増加前の消費電力値に対応した電気機器２０が稼働している期間に、新たな電気機器２０が稼働を開始したと推定する。したがって、変化後の消費電力値から変化前の消費電力値を減算した値が、新たな電気機器２０の消費電力値と推定される。図７の例で言えば、時刻ｔ４では、消費電力値が２００［Ｗ］から５００［Ｗ］に変化しているから、消費電力値が３００［Ｗ］の電気機器２０が新たに稼働したと推定される。同様に、時刻ｔ７では、消費電力値が２００［Ｗ］の電気機器２０が新たに稼働したと推定される。

　上述した例は、消費電力値が増加する場合であるが、消費電力値が減少する変化である場合には、変化前の消費電力値に対応した電気機器２０が停止したと推定される。すなわち、変化前の消費電力値から変化後の消費電力値を減算した値が、変化前に稼働していた電気機器２０の消費電力値と推定される。

　また、変化前の継続時間が判定時間以上であり、変化後の継続時間が判定時間よりも短い場合は、変化前の電気機器２０が継続して使用されているとみなされる。たとえば、図７に示す例であれば、時刻ｔ８の後に消費電力値が２００［Ｗ］になっている。ここで、２００［Ｗ］の継続時間（時刻ｔ８から時刻ｔ９までの時間）は判定時間よりも短いと判断され、消費電力値が２００［Ｗ］である電気機器２０と１００［Ｗ］である電気機器２０とが継続して稼働しているとみなされる。

　同様に、変化前の継続時間が判定時間よりも短く、変化後の継続時間が判定時間以上である場合は、変化前の消費電力値は無視され、変化後の電気機器２０が稼働していると判断される。図７の例では、時刻ｔ９の後に消費電力値が２００［Ｗ］から３００［Ｗ］になっている。時刻ｔ８から時刻ｔ９までの時間は判定時間よりも短いと判断されるから、この場合も消費電力値が２００［Ｗ］である電気機器２０と１００［Ｗ］である電気機器２０とが継続して稼働しているとみなされる。

　推定部１４が推定した結果は、電力使用状況推定装置１０が備える出力部１８を通して提示装置５０に提示される。提示装置５０は、電力使用状況推定装置１０に対して専用に構成することが可能であるが、電力使用状況推定装置１０とは別に設けることが可能である。推定部１４による推定結果を提示装置５０に提示することによって、利用者は、それぞれの分岐回路３２での電力の使用状況を容易に知ることができる。

　電力使用状況推定装置１０とは別に設けられる提示装置５０としては、たとえば、液晶表示器のようなフラットパネルディスプレイを備えた構成が採用される。また、出力部１８に端末装置と通信するためのインターフェイス部を設け、端末装置を提示装置５０として用いてもよい。この種の端末装置としては、パーソナルコンピュータのほか、スマートフォン、タブレット端末などを用いることが可能である。

　ところで、上述した構成例では、電力情報が電気機器２０ごとの電力値に分類され、上述した表１あるいは表２のように、グループの名称が電力値で表されている。利用者にとっては、グループを特定する情報が電力値で示されても、電力値を電気機器２０と関連付けることができない可能性がある。そのため、電力使用状況推定装置１０は、図８に示すように、機器情報が入力される入力部１９を備える。機器情報は、電気機器２０を特定する情報であり、電気機器２０の種別を表す名称（以下、「機器名称」という）を含む。

　図８に示す構成例において、入力部１９は、入力インターフェイス部１９１（以下、「入力Ｉ／Ｆ部」という）と、通信インターフェイス部１９２（以下、「通信Ｉ／Ｆ部」という）とを備える。ただし、通信Ｉ／Ｆ部１９２は省略可能である。入力Ｉ／Ｆ部１９１は、入力装置５１から入力される情報を受け付ける。入力装置５１は、提示装置５０と兼用されてもよい。通信Ｉ／Ｆ部１９２は、データベースシステムを備えるサーバ５２と通信可能であり、サーバ５２から機器名称を取得する機能を持つ。

　サーバ５２は、第三者が管理するサーバ（外部サーバ）を想定しているが、需要家で保有されるサーバ（内部サーバ）であってもよい。外部サーバは、たとえばインターネット、移動体通信網などから選択される電気通信回線を通して通信Ｉ／Ｆ部１９２と通信する。また、内部サーバは、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）、専用回線などから選択される電気通信回線を通して通信Ｉ／Ｆ部１９２と通信する。

　入力部１９を通して入力される機器名称を含む機器情報は推定部１４に引き渡される。推定部１４は、グループに１つの機器名称を対応付け、グループと機器名称とを対応付けたデータを第２の記憶部１５に格納する。第２の記憶部１５に、グループと機器名称とを対応付けたデータが格納されていると、出力部１８は提示装置５０に情報を提示する際に、グループを表す電力値ではなく、機器名称を用いることが可能になる。なお、出力部１８は、機器名称と併せてグループを表す電力値を提示することも可能である。

　推定部１４がグループと機器名称とを対応付けるために、入力部１９から推定部１４に引き渡される機器情報は、機器名称だけではなく、電気機器２０が接続されている分岐回路３２を特定する情報と、電気機器２０の仕様上の消費電力値の情報とを含む。つまり、機器情報は、たとえば表３に示す形式で表される。

　第２の記憶部１５が表３のような機器情報を保有していれば、出力部１８はグループを表すために、電力値や仮称ではなく機器名称を用いることが可能になる。いま、表１のように、電力値が１００［Ｗ］であるグループの仮称がＧ１であり、電力値が５００［Ｗ］であるグループの仮称がＧ４であると仮定する。また、グループＧ１およびグループＧ４の電力値が、リビングに対応する分岐回路３２から得られていると仮定する。

　表３によれば、リビングに対応する分岐回路３２で消費電力値が１００［Ｗ］である電気機器２０は照明であり、リビングに対応する分岐回路３２で消費電力値が５００［Ｗ］である電気機器２０はホットカーペットである。したがって、出力部１８は、表３のような機器情報を参照することにより、リビングにおいて消費電力値が１００［Ｗ］であるグループＧ１に対して、機器名称として「照明」を対応付けて提示装置５０に提示することが可能になる。同様に、出力部１８は、リビングにおいて消費電力値が５００［Ｗ］であるグループＧ４に対して、機器名称として「ホットカーペット」を対応付けて提示装置５０に提示することが可能になる。

　このように、グループが電力値あるいは仮称で提示装置５０に表されるのではなく、グループに対応する機器名称が提示装置５０に示されると、利用者にとっては情報の理解が容易になる。表３に示す機器情報は、消費電力値に機器名称を対応付けているだけではなく、「使用場所」という項目を分岐回路３２に対応付けている。したがって、出力部１８は、グループを抽出した分岐回路３２を「使用場所」の項目における名称で表すことが可能になる。つまり、提示装置５０に対して、電気機器２０を機器名称で提示するだけではなく、分岐回路３２を使用場所の名称で提示することが可能になる。

　ところで、表３では、リビングに対応する分岐回路３２で消費電力値が２００［Ｗ］であるグループに、「テレビ」と「パソコン」との２種類の電気機器２０が対応している。ここに、パソコンは、パーソナルコンピュータの意味である。このように、単一の分岐回路３２に、消費電力値がほぼ等しい電気機器２０が複数存在している場合、電気機器２０の機器名称を消費電力値に自動的に対応付けることができない。

　そこで、消費電力値がほぼ等しい電気機器２０が複数存在している場合には、出力部１８は、これらの複数の電気機器２０の機器名称を提示装置５０に候補として提示し、候補から機器名称を選択するように利用者に促すことが望ましい。すなわち、出力部１８は、複数の電気機器２０の機器名称を提示装置５０に候補として提示する際には、機器名称を選択させる指示を併せて提示する。提示装置５０に選択の指示が提示された状態では、利用者は入力装置５１を用いて機器名称の選択を行うことが可能になる。

　上述した例であれば、提示装置５０には、電気機器２０の機器名称として「テレビ」と「パソコン」とが提示されるから、利用者は入力装置５１を用いて、該当するグループをテレビかパソコンかに対応付ける操作を行う。ただし、実際には、１日の時間帯により、テレビを稼働させている時間帯と、パソコンを稼働させている時間帯とが生じる可能性があるから、サブグループごとに機器名称を対応付けることが望ましい。サブグループに機器名称を対応付ける場合には、時間帯別に機器名称が付与されることになる。

　表１と表３との情報を用いて、上述した処理を行うと、リビングに対応する分岐回路３２について、表４に示すようにグループと機器名称とを対応付けることができる。ここでは、グループＧ１が照明に対応し、グループＧ２がテレビに対応し、グループＧ３がヒータに対応し、グループＧ４がホットカーペットに対応している。

　表４の情報を用いると、図６Ａのように提示装置５０に消費電力量を円グラフの形式で表す場合に、図９のようにグループの仮称ではなく、具体的な機器名称を用いて提示装置５０に提示することが可能になる。特定の分岐回路３２の消費電力量が具体的な機器名称を用いた円グラフの形式で提示装置５０に表示されると、特定の分岐回路３２において、消費電力量と電気機器２０との関係が利用者に直観的に認識できるようになる。

　上述した処理では、入力装置５１から機器情報を入力しているから、通信Ｉ／Ｆ部１９２は省略可能である。ところで、機器情報は、電気機器２０について、機器名称、接続された分岐回路３２を特定する情報、仕様上の消費電力値の情報を含む。利用者にとって、機器名称および分岐回路３２の情報は既知と言えるが、電気機器２０の仕様上の消費電力値の情報は通常は既知ではない。

　ところで、電気機器２０の型番（つまり、電気機器２０の種類を表す記号）は、一般に電気機器２０に表示されているから、利用者は電気機器２０を見れば型番を知ることが可能である。そこで、入力装置５１から機器情報を入力する際に、電気機器２０の仕様上の消費電力値に代えて、型番の情報を入力する構成を採用してもよい。推定部１４は、入力Ｉ／Ｆ部１９１を通して型番の情報が入力された場合には、通信Ｉ／Ｆ部１９２を通してサーバ５２と通信を行う。

　サーバ５２は、電気機器２０の仕様を型番に対応付けたデータを格納しているデータベースシステムを備え、通信Ｉ／Ｆ部１９２から型番を指定した要求を受け取ると、電気機器２０の仕様上の消費電力値を抽出して、通信Ｉ／Ｆ部１９２に返す機能を有する。サーバ５２は、表５に示すデータテーブルの形式でデータを記憶した記憶部を備える。

　表５のようなデータを用いると、型番あるいは型番および機器名称を指定した要求を受け取ると、仕様上の消費電力値を抽出することが可能になる。サーバ５２は外部サーバと内部サーバとのどちらでもよい。サーバ５２が表５のようなデータを記憶している場合、利用者は入力装置５１から機器情報を入力する際に電気機器２０の仕様上の消費電力値の代わりに型番を入力する。サーバ５２は、通信Ｉ／Ｆ部１９２を通して入力装置５１に入力された型番の情報を受け取り、記憶部に照合することによって、仕様上の消費電力値を抽出する。消費電力値が記憶部から抽出されると、サーバ５２は、通信Ｉ／Ｆ部１９２に消費電力値を返す。

　通信Ｉ／Ｆ部１９２に返された消費電力値は、他の機器情報と併せて推定部１４に引き渡され、グループに機器名称を対応付ける処理に用いられる。つまり、利用者は、電気機器２０の仕様上の消費電力値を知らなくとも、電気機器２０の型番を確認して入力装置５１に入力するだけで、推定部１４がグループに機器名称を対応付けることになる。

　表５に示すデータは、電気機器２０の型番と機器名称と消費電力値とを対応付けて記憶しているから、入力装置５１には、型番だけではなく機器名称を併せて入力する構成を採用してもよい。型番は意味を持たない文字列であることが多いから、利用者は、型番を誤って入力する可能性があるが、機器名称を型番と併せて入力することによって、入力の誤りを検出できる可能性が高くなる。つまり、サーバ５２は、型番と機器名称との組み合わせが、表５に示すデータと一致する場合に、消費電力値を通信Ｉ／Ｆ部１９２に返すように構成されていることが望ましい。

　サーバ５２は、入力装置５１から入力された機器名称が合致していても型番が不一致であれば、入力が誤っていることを表す情報を通信Ｉ／Ｆ部１９２に返し、その情報を提示装置５０に提示させる。したがって、提示装置５０によって入力の誤りが指摘されると、型番と機器名称との組み合わせを入力装置５１に再度入力することが可能になる。

　なお、提示装置５０の画面に入力装置５１となるタッチパネルが重ねて配置され、提示装置５０が入力装置５１と兼用される構成を採用することが可能である。この場合、提示装置５０に複数種類の機器名称の選択肢を表示し、所望の選択肢が表示されている領域に利用者が指先などを触れることによって、複数種類の選択肢から機器名称を選択する構成を採用してもよい。この構成は、入力装置５１から機器情報として機器名称を入力する場合であれば、型番を入力しない場合にも適用可能である。

　ところで、型番は製品の種類ごとに付与されているから、型番が同じである電気機器２０が建物で複数使用されている可能性がある。たとえば、電気機器２０が照明機器である場合、異なる部屋に同じ型番の照明機器が設置されている可能性がある。ここでは、リビングとキッチンと洗面浴室とのそれぞれの分岐回路３２について、表６のような電力値のグループが抽出されている場合を例とする。

　表６に示す例では、リビングとキッチンとの両方に電力値が１００［Ｗ］であるグループが存在している。電力値が１００［Ｗ］である電気機器２０が照明機器であって、リビングとキッチンとに、同じ型番の照明器具が配置されているとしても、推定部１４は、該当する型番の照明器具をリビングとキッチンとのどちらに対応付けるかを決定できない。つまり、推定部１４は、リビングとキッチンとの電気機器２０の型番が同じであることを認識していないから、リビングとキッチンとの電力値のグループに、サーバ５２が抽出した消費電力値に対応する電力値のグループを対応付けることはできない。

　このように、入力装置５１に入力された型番に基づいてサーバ５２が抽出した消費電力値だけでは、どの分岐回路３２の電気機器２０に対応付けるべきかが決定できない場合には、推定部１４は、候補となる分岐回路３２を提示装置５０に提示する。この状態では、入力装置５１を操作して分岐回路３２を選択することが可能になり、推定部１４は入力装置５１で選択された分岐回路３２を、該当する電力値のグループに対応付ける。

　たとえば、上述した例であれば、推定部１４は、リビングとキッチンとのどちらか一方を選択する指示を提示装置５０に提示し、入力装置５１からの入力を受付可能にする。ここで、利用者が、入力装置５１を用いて、リビングとキッチンとの一方を選択する操作を行うと、選択された分岐回路３２が電力値のグループに対応付けられる。

　以上説明したように、推定部１４は、入力装置５１から入力された機器情報、あるいは入力装置５１に入力された型番をサーバ５２に照合することにより得られた機器情報を用いて、機器名称を電力値のグループに対応付けることが可能になる。すなわち、電力値のグループに対して仮称ではなく、実際の電気機器２０を表す機器名称を対応付けることにより、利用者に対してわかりやすい情報を提示することが可能になる。

　電力使用状況推定装置１０は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）のコントローラに内蔵されていてもよい。あるいはまた、電力使用状況推定装置１０のうちの一部の機能をサーバ（クラウドサーバでもよい）で実現し、端末装置からサーバの機能を利用してもよい。

　上述した構成例は、第１の記憶部１２が記憶している電力情報を用いているから、推定部１４は、過去における電力の使用状況を推定していることになる。つまり、グループに対応した電気機器２０ごとの過去における運転の状況を推定したことになる。一方、分岐回路３２に接続された電気機器２０に変更がない場合、電力情報（電力値および時刻）に基づいてグループの推定が可能であるから、ほぼリアルタイムでグループごとの電力の使用状況を推定することが可能になる。本実施形態の電力使用状況推定装置１０は、このような用途にも使用可能である。

　以上説明した電力使用状況推定装置１０は、取得部１１と第１の記憶部１２と分析部１３と推定部１４と第２の記憶部１５とを備える。取得部１１は、需要家の電路（主幹回路３１、分岐回路３２）において、電路（主幹回路３１、分岐回路３２）を通過した電力値を計測装置３０から取得する。第１の記憶部１２は、取得部１１が取得した電力値に日時を対応付けた電力情報を記憶する。分析部１３は、第１の記憶部１２が記憶している日毎の電力情報が所定の条件を満たす場合に、電力情報を前記条件に対応したグループに分類する。第２の記憶部１５は、分析部１３が分類したグループを記憶する。推定部１４は、属性が異なる複数の日について第２の記憶部１５が記憶しているグループごとの電力情報を比較することにより、電路（主幹回路３１、分岐回路３２）における電力の使用状況を推定する。

　この構成によれば、電力情報（計測した電力値）をグループに分類するから、電気機器２０ごとの消費電力値を事前に知る必要がなく、電路に、どの程度の電力を消費する電気機器２０が接続されているかを簡易に推定することが可能になる。なお、電力情報に日の属性に関する情報を併せて用いているから、通常の電気機器２０であれば、電力値と日の属性とから電気機器２０の名称を推定することが可能である。すなわち、この種の情報をテーブルなどで用意しておけば、電気機器２０の名称を簡易に推定することが可能である。

　たとえば、キッチンの分岐回路３２において、消費電力値が１０００［Ｗ］を超えるグループであって、かつ食事前の時間帯に使用されていると、電気機器２０は電子レンジとＩＨクッキングヒータ（ＩＨ：Induction Heating）とのいずれかであると推定される。同様にリビングの分岐回路３２において、消費電力値が１００～３００［Ｗ］のグループであって、かつ休日の日中に使用されていると、電気機器２０はテレビジョン受像機であると推定される。

　ここで、例えば分析部１３は、電力情報に含まれる電力値が所定の条件としての基準値を含む所定の範囲内に属するか否かを判断し、属すると判断する場合に所定の条件を満たすと判断する。

　また、推定部１４が行う比較とは、例えば、属性が異なる第１の日と第２の日について第１の日に属するグループに含まれる電力情報と第２の日に属するグループに含まれる電力情報とを比較することである。

　また、属性の異なる複数の日についてグループごとの電力情報を比較するから、使用に季節性のある冷暖房機器のような電気機器２０、あるいは日に関係なく使用される冷蔵庫のような電気機器２０による電力の使用状況を推定することが可能になる。

　推定部１４は、グループごとに同じ属性の複数の日における電力値の推移から抽出される特徴量に関して定常範囲を求める。推定部１４は、同じ属性の複数の日において日ごとに抽出される特徴量と、求めた定常範囲とを比較することにより、電路における電力の使用状況を推定してもよい。

　この構成によれば、特徴量が電力値である場合に、特徴量が定常範囲の上限値を超えていれば、通常よりも消費電力が増加していると推定される。また、特徴量が継続時間である場合に、特徴量が定常範囲の上限値を超えていれば、電気機器２０の消し忘れ、あるいは電気機器２０を無駄に使用していることが推定される。

　ここに、日の属性は、曜日、月、季節、外気温、天候から選択されることが望ましい。曜日、月、季節は内蔵時計１６から得られる情報であるから、センサを接続するための構成、あるいはインターネットのような電気通信回線と接続するための構成が不要である。外気温、天候は、センサを接続する構成、あるいは電気通信回線と接続するための構成が必要になるが、電気機器２０が空調装置あるいは照明装置などである場合に、グループを分類するための情報をより正確に取得することが可能である。

　分析部１３は、統計処理部１３１と基準値設定部１３２と分割処理部１３３とを備えることが望ましい。統計処理部１３１は、第１の記憶部１２が記憶している所定の比較期間における電力情報に含まれる電力値に関する度数分布を求める。基準値設定部１３２は、度数分布において最頻値である電力値を基準値に設定する。分割処理部１３３は、電力値と基準値との距離が所定の閾値以下であることを条件とし、条件が満たされたときに当該電力値を含む電力情報をグループに分類する。

　この構成によれば、度数分布という簡便な技術によって、グループを精度よく分類することが可能になる。

　分割処理部１３３は、所定の条件が満たされたときに時間順において後に生じた第２の電力値を含む電力情報を第１の電力値を含む電力情報と同じグループに分類することが望ましい。この条件は、２つの要件を含む。一方の要件は、比較期間において時間順に生じる電力値の中に、基準値との距離が所定の閾値以下であって時間順で隣り合う第１の電力値および第２の電力値が存在することである。他方の要件は、第１の電力値が生じた時刻と第２の電力値が生じた時刻との時間差が所定の判定時間以内であることである。

　この構成によれば、電力値が一定ではなく、時間経過に伴って変動している場合であっても、同一のグループとして扱うか、別のグループとして扱うかを自動的に判断することが可能である。

　電路は主幹回路３１から分岐した複数の分岐回路３２を含み、計測装置３０は複数の分岐回路３２ごとの電力値を計測するように構成されることが望ましい。分析部１３は、閾値および判定時間が複数の分岐回路３２ごとに設定されることが望ましい。

　この構成によれば、分岐回路３２ごとに閾値および判定時間が設定されるから、グループの分類を精度よく行うことが可能である。たとえば、分岐回路３２に複数の電気機器２０が接続される可能性が高いリビングに対しては閾値を小さく設定し、分岐回路３２に接続される電気機器２０が比較的少ないキッチンに対しては閾値を大きくすればよい。

　電力使用状況推定装置１０は、計算部１７と出力部１８とを備えることが望ましい。計算部１７は、グループごとの電力情報と電気料金の単価とからグループごとの電気料金およびグループごとの消費電力量を求める。出力部１８は、グループに計算部１７が求めた電気料金および消費電力量を対応付けて出力する。

　この構成によれば、利用者は、グループごとの消費電力値および電気料金を知ることができる。

　また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、上述したいずれかの電力使用状況推定装置として機能させるためのプログラムである。

　このプログラムによると、電力情報（計測した電力値）をグループに分類するから、電気機器２０ごとの消費電力値を事前に知る必要がなく、電路に、どの程度の電力を消費する電気機器２０が接続されているかを簡易に推定することが可能になる。また、属性の異なる複数の日についてグループごとの電力情報を比較するから、使用に季節性のある機器、あるいは日に関係なく使用される機器などによる電力の使用状況を推定することが可能になる。

　なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。

Claims (8)

1. 　需要家の電路において、前記電路を通過した電力値を計測装置から取得する取得部と、
   　前記取得部が取得した前記電力値に日時を対応付けた電力情報を記憶する第１の記憶部と、
   　前記第１の記憶部が記憶している日毎の前記電力情報が所定の条件を満たす場合に、前記電力情報を前記条件に対応したグループに分類する分析部と、
   　前記分析部が分類した前記グループを記憶する第２の記憶部と、
   　属性が異なる複数の日について前記第２の記憶部が記憶している前記グループごとの前記電力情報を比較することにより、前記電路における電力の使用状況を推定する推定部とを備える
   　ことを特徴とする電力使用状況推定装置。
2. 　前記推定部は、
   　　前記グループごとに同じ属性の複数の日における前記電力値の推移から抽出される特徴量に関して定常範囲を求め、前記複数の日において日ごとに抽出される前記特徴量と前記定常範囲とを比較することにより、前記電路における電力の使用状況を推定する
   　請求項１記載の電力使用状況推定装置。
3. 　前記属性は、曜日、月、季節、外気温、天候から選択される
   　請求項１又は２記載の電力使用状況推定装置。
4. 　前記分析部は、
   　　前記第１の記憶部が記憶している所定の比較期間における前記電力情報に含まれる前記電力値に関する度数分布を求める統計処理部と、
   　　前記度数分布において最頻値である前記電力値を基準値に設定する基準値設定部と、
   　　前記電力値と前記基準値との距離が所定の閾値以下であることを前記条件とし、前記条件が満たされたときに当該電力値を前記グループに分類する分割処理部とを備える
   　請求項１～３のいずれか１項に記載の電力使用状況推定装置。
5. 　前記分割処理部は、
   　　前記比較期間において時間順に生じる前記電力値の中に、前記基準値との距離が所定の閾値以下であって時間順で隣り合う第１の電力値および第２の電力値が存在し、かつ前記第１の電力値が生じた時刻と前記第２の電力値が生じた時刻との時間差が所定の判定時間以内であることを前記条件として、前記条件が満たされたときに時間順において後に生じた前記第２の電力値を含む電力情報を前記第１の電力値を含む電力情報と同じグループに分類する
   　請求項４記載の電力使用状況推定装置。
6. 　前記電路は主幹回路から分岐した複数の分岐回路を含み、前記計測装置は前記複数の分岐回路ごとの前記電力値を計測するように構成され、
   　前記分析部は、
   　　前記閾値および前記判定時間が前記複数の分岐回路ごとに設定される
   　請求項５記載の電力使用状況推定装置。
7. 　前記グループごとの前記電力情報と電気料金の単価とから前記グループごとの電気料金および前記グループごとの消費電力量を求める計算部と、
   　前記グループに前記計算部が求めた前記電気料金および前記消費電力量を対応付けて出力する出力部とをさらに備える
   　請求項１～６のいずれか１項に記載の電力使用状況推定装置。
8. 　コンピュータを、請求項１～７のいずれか１項に記載の電力使用状況推定装置として機能させるためのプログラム。

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