JP5834252B2 - エネルギー管理装置、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電気負荷の動作状態を管理するエネルギー管理装置、プログラムに関するものである。

従来から、住宅などの空間に配置された電気負荷の動作状態を、電力使用量に基づいて管理する技術が知られている（たとえば、日本国特許公開２０１１−１６０３５８号公報参照）。

上記文献に記載されたエネルギー使用情報提供システムは、分電盤に設けた分岐ブレーカの電路を流れた電力量を計測し、計測した電力量を示す情報を住宅の部屋の平面図に対応付けてディスプレイ画面上に表示している。

ところで、近年、リモコン機器が付属している電気負荷や、通信機器のような電気負荷のように、非使用時であっても小電力を消費している電気負荷が増加してきている。すなわち、この種の電気負荷は、非使用時（非動作時）であっても待機電力を消費している。また、待機電力は、電気負荷の種類によって異なっているから、分岐ブレーカの電路を流れた電力量を計測するだけでは、電気負荷が動作中か非動作中かを明確に区別することができない場合がある。

そこで、本発明の目的は、電気負荷の待機電力を検出し、待機電力に基づいて電気負荷が動作中か否かを判定することによって、電気負荷が動作中か非動作中かを明確に区別することを可能にしたエネルギー管理装置、プログラムを提供することにある。

本発明に係るエネルギー管理装置は、複数の電気負荷に対応して給電する複数の給電路において、給電路ごとに規定の計測時間毎の電力量を電力使用量として取得する取得部と、前記給電路ごとの電力使用量を取得した日時に対応付けて保存する履歴記憶部と、前記履歴記憶部に保存された所定の対象期間における電力使用量の大きさについて度数分布を求め相対度数が規定の閾値以上である電力使用量を待機電力と推定し、かつ前記待機電力を基準値に用いて当該基準値と電力使用量の大きさとを比較することにより前記給電路ごとに対応する電気負荷が動作中か否かを判定する機能を有する分析部と、前記分析部による判定結果を報知手段に提示させる出力処理部とを備える。

この構成によれば、電気負荷の待機電力を検出し、待機電力に基づいて電気負荷が動作中か否かを判定するから、電気負荷が動作中か非動作中かを明確に区別することが可能になる。

このエネルギー管理装置において、前記出力処理部は、前記複数の電気負荷を配置した空間の間取り図を表示装置に表示させる機能と、前記取得部が取得した前記給電路ごとの電力使用量に相当する情報を間取り図に表示させる機能とを有することが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記複数の電気負荷の各々の動作に関して基準となる設定情報が設定される設定情報記憶部が付加され、前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量から抽出される情報を前記設定情報記憶部の設定情報と比較することにより、前記複数の電気負荷の各々の利用状態を判定する機能を有することが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量から抽出される情報を前記設定情報記憶部の設定情報と比較することにより、前記複数の電気負荷の各々が無駄に使用されているか否かを前記利用状態として判定する機能を有することが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記設定情報は、電力使用量に対して規定された電力基準値であって、前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量が前記電力基準値に達すると前記出力処理部に対して前記報知手段への提示を行うように指示する機能を有することが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記複数の電気負荷の各々の動作を制御する負荷制御部をさらに備え、前記設定情報は、電力使用量に対して規定されたピークカット値であって、前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量が前記ピークカット値に達すると前記負荷制御部に対して電力使用量が低減される方向に対応する電気負荷の動作を制御するように指示する機能を有することが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記分析部は、前記取得部が取得している前記給電路ごとの電力使用量を用いて動作中の電気負荷が接続された給電路を抽出する機能と、前記抽出された給電路に対応付けた空間を前記出力処理部から前記報知手段に提示させる機能とを有することが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記給電路ごとに対応する電気負荷の種類が登録される種別記憶部をさらに備え、前記分析部は、前記種別記憶部を用いて抽出される特定の種類の電気負荷が接続されている給電路について、前記履歴記憶部に保存された電力使用量の時間変化から習慣として前記特定の種類の電気負荷の動作が開始される予定時刻を予測する機能と、前記特定の種類の電気負荷について前記予定時刻の前に停止する指示がなされた場合に、指示を受けた時刻と前記予定時刻との時間差に基づいて、前記特定の種類の電気負荷を停止する処理と継続して動作させる処理とのどちらが電力使用量の総量が少なくなるかを判断する機能と、前記出力処理部を通して電力使用量の総量を少なくする処理を前記報知手段に提示させる機能とを備えることが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記分析部は、前記履歴記憶部に保存された電力使用量の時間変化を用いることにより、前記複数の給電路から給電される前記複数の電気負荷を、起動電力の大きさが定常電力に対して規定値以上である第１の電気負荷と、起動電力の大きさが定常電力に対して規定値未満である第２の電気負荷とに分類する機能と、前記第１の電気負荷が接続されている給電路について、前記履歴記憶部に保存された電力使用量の時間変化から前記第１の電気負荷が習慣的に利用される時刻を予定時刻として抽出する機能と、前記第１の電気負荷について前記予定時刻の前に停止する指示がなされた場合に、前記第１の電気負荷を停止する処理と継続して動作させる処理とのどちらが電力使用量の総量が少なくなるかを判断する機能と、前記出力処理部を通して電力使用量の総量を少なくする処理を前記報知手段に提示させる機能とを備えることが好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記履歴記憶部は、前記分析部が前記出力処理部を通して電力使用量の総量を少なくする処理を前記報知手段に提示した履歴を保存する機能と、当該履歴を読み出す機能とを有することがさらに好ましい。

このエネルギー管理装置において、前記分析部は、前記給電路ごとに、電力使用量の時間変化から抽出される特徴量を求めるとともに、過去に求めた特徴量と比較することにより、前記複数の給電路を通して給電される前記複数の電気負荷の異常の有無を検出する機能を有することが好ましい。

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、複数の電気負荷に対応して給電する複数の給電路において、給電路ごとに規定の計測時間毎の電力量を電力使用量として取得する取得部と、前記給電路ごとの電力使用量を取得した日時に対応付けて保存する履歴記憶部と、前記履歴記憶部に保存された所定の対象期間における電力使用量の大きさについて度数分布を求め相対度数が規定の閾値以上である電力使用量を待機電力と推定し、かつ前記待機電力を基準値に用いて当該基準値と電力使用量の大きさとを比較することにより前記給電路ごとに対応する電気負荷が動作中か否かを判定する機能を有する分析部と、前記分析部による判定結果を報知手段に提示させる出力処理部として機能させるものである。

本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
本発明の実施形態１に係るエネルギー管理装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るエネルギー管理装置において電力使用量の推移例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るエネルギー管理装置において求められる度数分布の例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るエネルギー管理装置において待機電力を求める処理の説明図である。 本発明の実施形態１に係るエネルギー管理装置における表示装置への表示例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るエネルギー管理装置において電力使用量の過大を判断する処理の説明図である。 本発明の実施形態２に係るエネルギー管理装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係るエネルギー管理装置の動作例を示す図である。 本発明の実施形態３に係るエネルギー管理装置の動作例を示す図である。 本発明の実施形態３に係るエネルギー管理装置の動作例を示す図である。 本発明の実施形態３に係るエネルギー管理装置における表示装置への表示例を示す図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の他の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の他の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の別の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の別の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の別の動作例を説明する図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置の原理説明図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置において電気負荷の劣化や異常を検出する処理の説明図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置において電気負荷の劣化や異常を検出する処理の説明図である。 本発明の実施形態４に係るエネルギー管理装置において電気負荷の劣化や異常を検出する処理の説明図である。

（実施形態１）
以下に説明するエネルギー管理装置は、分電盤において幹線から分岐された分岐線路ごとに電力使用量を取得しているが、分岐線路からさらに分岐した電路の電力使用量を取得することも可能である。要するに、複数の電気負荷に対応して給電する複数の給電路において、給電路ごとに電力使用量を取得すればよい。

図１に示すように、電気負荷２１，２２，…は、分岐線路３１，３２，…にそれぞれ接続され、分岐線路３１，３２，…を通して給電される。また、分岐線路３１，３２，…ごとに計測手段４１，４２，…がそれぞれ設けられ、計測手段４１，４２，…は、分岐線路３１，３２，…ごとに電気負荷２１，２２，…での電力使用量をそれぞれ計測する。なお、以下の実施形態において「電力使用量」の用語は、計測手段４１，４２，…が一定の計測時間（たとえば、１分）ごとに取得する電力量の意味で用いる。また、電力使用量は、計測手段４１，４２，…ではなく、後述するエネルギー管理装置１０で求めるようにしてもよい。すなわち、計測手段４１，４２，…は瞬時電力を計測し、瞬時電力の計測時間における積算値をエネルギー管理装置１０が算出して電力使用量としてもよい。

エネルギー管理装置１０は、プログラムに従ってプロセッサを動作させることにより以下に説明する機能を実現する。すなわち、エネルギー管理装置１０は、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などから選択されるプロセッサを備えたデバイスをハードウェア要素として構成される。また、エネルギー管理装置１０は記憶装置を備える。記憶装置は、ハードディスク装置のように可動部を備える構成を用いることが可能であるが、半導体メモリを用いることが好ましい。

エネルギー管理装置１０は、分岐線路３１，３２，…において計測手段４１，４２，…がそれぞれ計測した電力使用量を取得する取得部１１を備える。取得部１１が取得した分岐線路３１，３２，…ごとの電力使用量は、電力使用量を取得した日時とともに履歴記憶部１２に保存される。なお、エネルギー管理装置１０は、現在時刻を計時する図示しない時計機能を備えている。履歴記憶部１２に記録される他の情報については後述する。履歴記憶部１２に記録されたデータは、分析部１３において分析される。

分析部１３は、履歴記憶部１２に記録された所定の対象期間（たとえば、１日）ごとの電力使用量について度数分布を求める機能を有する。すなわち、分析部１３は、電力使用量の大きさを、一定幅（たとえば、２Ｗ・ｍ）の区間に区分し、区間ごとに所定の対象期間における度数を求める。さらに、分析部１３は、求めた度数分布から区間ごとの相対度数を求める。

分析部１３は、電力使用量の区間ごとの相対度数を用いて、待機電力の有無を判定し、待機電力が生じているときには待機電力の大きさを求める機能を有する。また、分析部１３は、待機電力を求めるだけではなく、取得部１１が取得している電力使用量から抽出される情報や履歴記憶部１２に保存されているデータから抽出される情報を用いて電気負荷２１，２２，…の利用状態を判定する機能も有する。この機能については後述する。

分析部１３による分析の結果は、出力処理部１４を通して報知手段としての表示装置２０に提示される。出力処理部１４は、表示装置２０の画面の表示内容を定める画像データを生成する機能を有し、分析部１３の判定結果を含めて生成した画像データに基づく表示内容を表示装置２０に表示する。表示装置２０は、液晶表示器、有機ＥＬ表示器のようなドットマトリクス型の表示器が用いられる。なお、報知手段は、発光ダイオードのような表示灯、表示装置２０に加えて聴覚的報知を行うスピーカ、ブザーなどが並設されていてもよい。さらに、表示装置２０は、タッチパネルで構成されていることが好ましい。すなわち、表示装置２０は、入力操作を行う操作部として用いることが可能な構成であることが好ましい。

ところで、分岐線路３１，３２，…は、必ずしも電気負荷２１，２２，…の種類ごとに設けられているわけではないが、分岐線路３１，３２，…が電気負荷２１，２２，…の種類別（ないし機能別）に対応して設けられていることも多い。

たとえば、空調機器、電磁調理器、電子レンジのように電力使用量が比較的大きい電気負荷２１，２２，…は、それぞれ専用の分岐線路３１，３２，…が設けられていることが多い。また、住宅において分岐線路３１，３２，…が部屋単位で設けられている場合、室内の電気負荷２１，２２，…のうち照明器具は、分岐線路３１，３２，…に固定的に接続されていることが多い。さらに、コンセントに接続される電気負荷２１，２２，…であっても、冷蔵庫、音響映像機器（テレビジョン受像機、オーディオ機器など）、情報機器（電話機、コンピュータなど）などは、同じ分岐線路３１，３２，…に長期間に亘って継続して接続される可能性が高い。

上述した例のように、分岐線路３１，３２，…に対して、それぞれ接続されている電気負荷２１，２２，…の種類がおおよそ定まるから、計測手段４１，４２，…ごとに計測される電力使用量は、電気負荷２１，２２，…の種類にほぼ対応付けられる。もちろん、一部の計測手段４１，４２，…は、複数種類の電気負荷２１，２２，…に対応付けられる場合があり、別の一部の計測手段４１，４２，…は、電気負荷２１，２２，…の種類を明確に定めることができない場合もある。しかしながら、各計測手段４１，４２，…は、おおむね電気負荷２１，２２，…の種類に対応付けられていると考えることが可能である。

この関係を利用するために、エネルギー管理装置１０は、分岐線路３１，３２，…（つまり、計測手段４１，４２，…）ごとに電気負荷２１，２２，…の種類を対応付けた種別記憶部１５を備えている。種別記憶部１５に分岐線路３１，３２，…と電気負荷２１，２２，…との対応関係を登録するには、エネルギー管理装置１０に設けた図示しない操作部（たとえば、表示装置２０とともに用いるタッチパネル）を用いることが好ましい。ただし、パーソナルコンピュータのような別装置を用いて種別記憶部１５に情報を登録する構成としてもよい。このような場合に備えて、エネルギー管理装置１０は、別装置を接続するためのインターフェイス装置を備えていることが好ましい。

種別記憶部１５は必須構成ではない。ただし、エネルギー管理装置１０が種別記憶部１５を備える場合、分岐線路３１，３２，…ごとの電気使用量および日時だけではなく、種別記憶部１５から抽出される電気負荷２１，２２，…の種類も併せて履歴記憶部１２に保存することが好ましい。

なお、エネルギー管理装置１０が管理している空間が住宅の空間であれば、分岐線路３１，３２，…を、電気負荷２１，２２，…の種類ではなく、住宅の部屋に対応付けることも可能である。この場合、履歴記憶部１２には部屋ごとの電力使用量の推移が保存されることになる。以下の説明では、履歴記憶部１２に、保存される電力使用量が、電力使用量を取得した日時とともに、電気負荷２１，２２，…と、分岐線路３１，３２，…と、部屋とに対応付けられている場合を想定して説明する。ただし、履歴記憶部１２に電力使用量を保存する際に、必ずしも電気負荷２１，２２，…と分岐線路３１，３２，…と部屋とのすべてが必要なわけではなく、これらから適宜に選択して保存することが可能である。

以下では、具体的に説明する。図２は、１つの部屋（たとえば、リビング）に対応する分岐線路３１，３２，…について、取得部１１が取得した１日（所定の対象期間）の電力使用量の変化例を示している。図示例では、１日が分単位で０〜１４４０の区間に分割して表されている。履歴記憶部１２に図２のような情報が記録されている場合、分析部１３は、図３に示すように、電力使用量の度数分布を求める。

図３に示す例は、電力使用量が２．０５Ｗ・ｍの幅を有した区間に区分され、１日で得られた電力使用量について各区分ごとの度数が示されている。また、分析部１３は、度数分布に基づいて電力使用量の区間ごとの相対度数を求める。図３において左側の縦軸の数値は度数を表しており、右側の縦軸の数値は相対度数を表している。また、特性（１）は累積相対度数を示している。

ところで、冷蔵庫のように、つねにオンである電気負荷２１，２２，…を除けば、電気負荷２１，２２，…の使用期間（オンである期間）は非使用期間（オフである期間）よりも十分に短いという規則が多くの場合に成立する。また、非使用期間には電力が使用されるとしても待機電力だけであるから、使用期間における電力使用量に比較すると十分に小さいと言える。

このような知見に基づいて、本実施形態における分析部１３は、電気負荷２１，２２，…の使用期間に生じない程度の小さい電力使用量を電力閾値Ｔｐ（図３参照）として規定し、電力閾値Ｔｐ以下である電力使用量の相対度数を求める。電力使用量が電力閾値Ｔｐ以下である場合、その電力使用量は待機電力に相当すると考えられる。したがって、分析部１３は、電力閾値Ｔｐ以下の電力使用量であって相対度数が十分に大きい電力使用量を待機電力と判定する。電力閾値Ｔｐは、待機電力と考えられる電力使用量の上限よりやや大きい程度であって、電気負荷２１，２２，…の使用期間には発生しない程度の電力使用量であるから、たとえば３Ｗ・ｍなどと設定される。

さらに、電力閾値Ｔｐよりも小さい区間の電力使用量は待機電力の可能性があるから、分析部１３は、相対度数を規定の度数閾値Ｔｆ（図３参照）と比較し、度数閾値Ｔｆ以上である電力使用量を非使用期間に生じた電力使用量とみなす。度数閾値Ｔｆは、電気負荷２１，２２，…が使用期間か非使用期間かを判定するために用いられる。上述したように、非使用期間は使用期間よりも十分に長いと考えられるから、たとえば０．５などと設定される。

以上のように分析部１３は、度数分布において電力閾値Ｔｐ以下の電力使用量の区間であって、相対度数が度数閾値Ｔｆ以上である電力使用量の区間を、待機電力に対応すると推定する。要するに、電力使用量の区間ごとの相対度数は、当該区間で表される電力使用量の発生確率とみなせるから、電力使用量の発生確率が大きい場合に、対応する電気負荷２１，２２，…の電力使用量を待機電力と推定する。

図３に示す例では、電力閾値Ｔｐ以下である２．０５Ｗ・ｍの区間について、相対度数が度数閾値Ｔｆより多いから、この区間が待機電力に対応するとみなされる。ここに、分析部１３は、度数閾値Ｔｆを用いる代わりに、着目した区間の相対度数が他の区間の相対度数よりも大幅に大きく、かつ０Ｗ・ｓの区間の相対度数が微小（図では０）であることを利用して待機電力とみなしてもよい。すなわち、図３に示す例では、２．０５Ｗ・ｍの区間の電力使用量が待機電力とみなされる。

上述した例では、相対度数を用いているが、分析部１３は、電力使用量の下限値からの累積相対度数を度数閾値Ｔｆと比較し、累積相対度数が度数閾値Ｔｆを越えた時点における電力使用量を待機電力と推定することも可能である。この場合、電力閾値Ｔｐを設定する必要がなく、より簡易に待機電力を推定することが可能である。

分析部１３における待機電力の判断手順を図４に示す。図４に示す手順は、分析部１３で電力使用量の度数分布が求められている状態であって、累積相対度数に相当する発生確率を度数閾値Ｔｆに相当する確率閾値Ｐと比較することにより待機電力が求められる例を示している。分析部１３は、電力使用量の区間ｗｋ（ｋ＝１，２，…）ごとの度数Ｍｋ（ｋ＝１，２，…）を分析部１３から受け取ると、電力使用量が最小である区間ｗ１の度数Ｍ１を用いて発生確率ｐ１を求める（Ｓ１１，Ｓ１２）。発生確率ｐｋは、数１に示すように、電力使用量が小さいほうから順に選択した区間ｗｋ（ｋ＝１，２，…）の度数を積算し、電力使用量の総数Ｎで除した値の百分率で表される。数１においてｊは、選択した区間の数である。したがって、発生確率ｐ１は、ｐ１＝（Ｍ１／Ｎ）×１００として求められる。

発生確率ｐｋは、あらかじめ設定された確率閾値Ｐと比較される（Ｓ１３）。発生確率ｐｋが確率閾値Ｐ未満である場合（Ｓ１３：ｎｏ）、電力使用量が次に小さい区間ｗｋの度数Ｍｋを追加し（Ｓ１４）、ステップＳ１２に戻って発生確率ｐｋを求め、この発生確率ｐｋを確率閾値Ｐと比較する（Ｓ１３）。たとえば、発生確率ｐ１が確率閾値Ｐ未満であれば、区間ｗ２の度数Ｍ２を加えて発生確率ｐ２を、ｐ２＝｛（Ｍ１＋Ｍ２）／Ｎ｝×１００として求める。分析部１３は、上述の演算を適数回行うことによって、発生確率ｐｋが確率閾値Ｐ以上になると（Ｓ１３：ｙｅｓ）、得られた区間ｗｋの電力使用値を待機電力の値とみなす（Ｓ１５）。

上述した技術を用いることにより、分岐線路３１，３２，…ごとの待機電力が求められる。なお、図４に示す動作では、電力閾値Ｔｐを用いていないが、待機電力を求める際には、選択する区間ｗｋについて電力閾値Ｔｐによって上限を定めておくことが好ましい。選択する区間ｗｋの上限を定めることにより、冷蔵庫のようにつねに作動している電気負荷２１，２２，…が接続された分岐線路３１，３２，…について、電気負荷２１，２２，…の動作に必要な電力量を待機電力と誤認する可能性が低減される。

電力閾値Ｔｐは、種別記憶部１５に記憶された分岐線路３１，３２，…ごとの電気負荷２１，２２，…の種類に応じて設定することが好ましい。すなわち、電気負荷２１，２２，…の種類に応じて待機電力がほぼ決まるから、電気負荷２１，２２，…の種類を用いることにより、待機電力に対応した電力使用量の上限値としての電力閾値Ｔｐを定めることができる。なお、電気負荷２１，２２，…の種類が既知である場合、冷蔵庫などを除外して電力閾値Ｔｐを設定すればよい。

表示装置２０の表示内容として、図５に示すように、部屋Ｒ１，Ｒ２，…の間取り図を表し、部屋Ｒ１，Ｒ２，…ごとに配置された電気負荷２１，２２，…を表しておくことが好ましい。電気負荷２１，２２，…の位置は、間取り図の中の座標で指定される。また、表示装置２０に間取り図を表示するために、出力処理部１４は、建物内の部屋Ｒ１，Ｒ２，…の配置を示す間取り図と、電気負荷２１，２２，…や分岐線路３１，３２，…との関係を、出力処理部１４に設定しておくことが好ましい。出力処理部１４にこれらの情報を設定するには、種別記憶部１５と同様に、表示装置２０とともに用いるタッチパネル、あるいはインターフェイス装置に接続されるパーソナルコンピュータのような別装置を用いる。なお、電気負荷２１，２２，…や部屋Ｒ１，Ｒ２，…は、分岐線路３１，３２，…との関係によって計測手段４１，４２，…ごとに得られる電力使用量と対応付けられる。

表示装置２０の画面に、図５のような間取り図を表示する場合、分岐線路３１，３２，…に対応する部屋ごとの待機電力の大きさを部屋に対応付けて表示することが好ましい。待機電力の大きさは、数値で示すほか、バーグラフで示したり、他の図形（たとえば、円形、星形、マスコット）で示すことが可能である。他の図形で待機電力を示す場合、待機電力の大きさに応じてサイズを変更すればよい。

ところで、分析部１３は、待機電力か否かを判定する機能だけではなく、取得部１１が取得している電力使用量に基づいて、電気負荷２１，２２，…が動作中か否かを判定する機能を有する。すなわち、取得部１１が取得している電力使用量が、待機電力に比較して十分に（たとえば、数倍以上）大きい場合には、電力使用量を計測している分岐線路３１，３２，…に接続された電気負荷２１，２２，…が動作中であると判定される。

さらに、本実施形態の分析部１３は、取得部１１が取得している電力使用量の大きさを電気負荷２１，２２，…の利用状態として評価する機能も備える。電力使用量の大きさを評価する基準は、電力使用率として利用者により設定される。分析部１３は、電力使用量が電力使用率で定められる電力基準値を超える場合に、電気負荷２１，２２，…の動作が省エネルギーではない（利用者が設定した目標を超えている）と判定して通知する。すなわち、分析部１３は、電力使用量が電力基準値を超えている場合、電力使用量が過大であると判断する。

電力使用率は、電力使用量の上限値（最大電力使用量）に対する割合（百分率）として利用者により設定される。たとえば、最大電力使用量を２５Ｗ・ｍとし、利用者が電力使用率を８０％に定めているとすれば、電力基準値は、２０Ｗ・ｍ（＝２５Ｗ・ｍ×８０％）であり、分析部１３は、計測時間ごとの電力使用量が電力基準値を超えた場合、表示装置２０を通して通知する。図２を例にすれば右端部において２０Ｗ・ｍを超えているから、この状態において通知が行われる。なお、電力基準値は、分岐線路３１，３２，…についてあらかじめ定められた最大電力使用量を用いて設定する代わりに、電力使用量の実績から求めてもよい。

上述のように、取得部１１が取得している電力使用量が、利用者により目標値として定められた電力使用率を超えていることを通知することによって、利用者に目標が達成されていないことを認識させられる。言い換えると、利用者が設定した電力使用量の目標を超えていることを認識させることになる。また、図５のように、表示装置２０の画面に間取り図を表示する場合、分岐線路３１，３２，…に対応する部屋Ｒ１，Ｒ２，…に対して、電力使用量が電力使用率を超えたときに注意を喚起するように図形や色を選択して表示すればよい。図５では、間取り図において電気負荷２１，２２，…（コンセントを含む）の位置を丸印のマークで示し、電力使用量が電力使用率を超えた場合に、マークの色を変化させる（斜線付きのマークであらわしている）例を示している。

上述した構成では、分岐線路３１，３２，…ごとに計測手段４１，４２，…を設けているから、分岐線路３１，３２，…ごとに規定される電力使用量の最大値の総和を最大電力使用量に用いればよい。ただし、可能であれば、幹線について最大電力使用量を規定するとともに、幹線の電力使用量を計測することにより、上述の処理を行ってもよい。なお、分電盤に設けたブレーカの容量に基づいて最大電力使用量を定めることも可能である。

最大電力使用量、電力使用率、電力基準値は、エネルギー管理装置１０に設けられる設定情報記憶部１６に設定情報として登録される。設定情報記憶部１６は、種別記憶部１５と同様に、図示しない操作部を用いるか、パーソナルコンピュータのような別装置を用いて設定される。

分析部１３の上記動作を図６に示す。図示例では、分析部１３は、履歴記憶部１２に保存された過去の電力使用量の推移から最大電力使用量ｗｍａｘを求めている（Ｓ２１）。さらに、求めた最大電力使用量ｗｍａｘと、設定された電力使用率ｋとが用いられることにより、電力基準値ｗｐ（＝ｗｍａｘ×ｋ）が定められる（Ｓ２２）。電力基準値ｗｐが定められた後には、分析部１３は、取得部１１を通して電力使用量ｗｉを次々に取得し（Ｓ２３）、取得した電力使用量ｗｉと電力基準値ｗｐと比較する（Ｓ２４）。ステップＳ２４において、計測した電力使用量ｗｉが電力基準値ｗｐ未満である期間は（Ｓ２４：ｎｏ）、電力使用量ｗｉを次々に取得する（Ｓ２３）。また、計測した電力使用量ｗｉが電力基準値ｗｐ以上である場合は（Ｓ２４：ｙｅｓ）、表示装置２０を通して通知する（Ｓ２５）。つまり、表示装置２０は、利用者に対して電力の使いすぎであることを示すことになる。

上述したように、利用者が設定した電力使用率を用いて電力基準値を定めているから、利用者は過去の電力使用量（最大電力使用量）に対する削減率の目標を定めることが可能になる。また、電力使用量が目標として設定した電力基準値を超えた場合に、そのことが表示装置２０を通して利用者に通知されるから、注意の喚起によって、利用者には電力の削減率について目標を達成しようとする意識付けがなされる。

（実施形態２）
実施形態１は、所定の対象期間における電力使用量の推移を用いて待機電力を検出し、さらに利用者が設定した電力使用率に基づく電力基準値と電力使用量とを比較して、電力使用量が電力基準値を超えている場合に利用者の注意を喚起している。

本実施形態は、電力使用量が電力基準値を超えていることを通知するだけではなく、電力使用量のピーク値を制限するように、電気負荷２１，２２，…による電力使用量を自動的に低減させる構成を説明する。この種の機能は「ピークカット」と呼ばれている。ピークカットは、電力使用量の増加を抑制する目的だけではなく、電気料金の増加を抑制する目的でも用いられる。すなわち、電気事業者（電力会社）との契約が「従量電灯」である場合、電力使用量が増加すれば電気料金は増加するから、電力使用量に上限を設けておくことが好ましい。

したがって、ピークカットを行うには、電力使用量の上限値としてピークカット値を規定しておき、電力使用量がピークカット値に達すると、一部の電気負荷２１，２２，…の出力を抑制し、電力使用量を低減させる必要がある。ピークカット値は設定情報記憶部１６に設定情報として登録される。設定情報記憶部１６にピークカット値を設定するには、種別記憶部１５に情報を設定する場合と同様に、図示しない操作部あるいはパーソナルコンピュータのような別装置が用いられる。

本実施形態のエネルギー管理装置１０は、図７に示すように、電気負荷２１，２２，…の動作を制御する負荷制御部１７を備える。分析部１３は、取得部１１が取得している幹線の電力使用量（あるいは、分岐線路３１，３２，…の電力使用量の合計）と設定情報記憶部１６に登録されたピークカット値とを比較する。そして、分析部１３は、取得部１１が取得している電力使用量がピークカット値に達していると判断すると、適宜の電気負荷２１，２２，…の出力を抑制するように負荷制御部１７に指示する。

電気負荷２１，２２，…の出力を抑制するには、電気負荷２１，２２，…の動作を電力使用量が低減される方向の制御が行われる。この制御には、電力使用量を低減させる動作状態を選択する場合だけでなく、電気負荷２１，２２，…の動作を停止させる場合も含まれる。たとえば、電気負荷２１，２２，…が照明負荷であれば調光によって出力を抑制すればよく、電気負荷２１，２２，…が空調負荷であれば設定温度を変更することによって出力を抑制すればよい。すなわち、負荷制御部１７は、照明負荷の光出力の調節、空調負荷の設定温度の調節などを行う。また、負荷制御部１７は、電気負荷２１，２２，…に対して、オンオフの指示が可能になっている。

負荷制御部１７から電気負荷２１，２２，…に指示を与える経路は、有線であってもよいが、施工上は無線であることが好ましい。赤外線を伝送媒体とするリモコン装置により動作が指示される電気負荷２１，２２，…を用いる場合、負荷制御部１７はリモコン装置と同様に機能するように構成されていればよい。また、電気負荷２１，２２，…がネットワーク機器であれば、負荷制御部１７はネットワーク機器と通信可能になるように構成されていればよい。負荷制御部１７から電気負荷２１，２２，…に指示を与える経路は、電力線搬送通信の技術を用いることにより、配電網を流用してもよい。

ところで、ピークカットを行うと、電力の使用によって得られていた快適性が損なわれることがある。つまり、電力使用量の低減と快適性の確保とを両立させることが困難な場合がある。一方、照明機器や映像機器（テレビジョン受像機など）のような電気負荷２１，２２，…は、実際に利用されていない状態でも電源が投入され続けていることがあり、このような場合には電力が無駄に消費されていることになる。

分析部１３は、電力使用量が増加してピークカットを行う必要が生じたときに、出力を抑制する電気負荷２１，２２，…を選別することによって、快適性を大きく損なわずに電力使用量を低減させる機能も備える。そのため、分析部１３は、電気負荷２１，２２，…が利用されているか否かを判定し、出力処理部１４を通して、利用されていない電気負荷２１，２２，…の候補を表示装置２０に提示する機能を備える。

電気負荷２１，２２，…の利用状態（無駄に使用されているか否か）は、分岐線路３１，３２，…ごとの電力使用量を利用して判定する。実施形態１で説明したように、多くの場合、分岐線路３１，３２，…は部屋との対応関係があり、電力使用量の多い分岐線路３１，３２，…に対応する部屋には、人が存在している可能性が高いと言える。ここに、分岐線路３１，３２，…と部屋との対応関係は、一対一の関係のほか、複数の分岐線路３１，３２，…が１つの部屋に対応する多対一の関係もある。なお、１つの分岐線路３１，３２，…が複数の部屋に対応する可能性は少ないから、基本的には分岐線路３１，３２，…は部屋に対応付けられると言える。この対応関係は、種別記憶部１５に記憶されており、計測手段４１，４２，…により計測された分岐線路３１，３２，…ごとの電力使用量は、分析部１３において部屋ごとの電力使用量にまとめられる。

分析部１３は、幹線の電力使用量（あるいは、分岐線路３１，３２，…の電力使用量の合計）がピークカット値に達すると、分岐線路３１，３２，…における電力使用量を用いて部屋ごとの電力使用量を比較し、電力使用量が多い部屋には人が存在すると判断する。ここに、実施形態１で説明したように、各分岐線路３１，３２，…の電力使用量に適宜の閾値を設定しておき、電力使用量が閾値を超える場合に電気負荷２１，２２，…が動作中であると判定する。つまり、電気負荷２１，２２，…の待機電力に対して、電気負荷２１，２２，…の動作中の電力使用量を区別するための閾値を設定している。

ところで、電力使用量が最大の部屋だけを選択すると、他に人が存在する部屋があっても人が存在しないと判断されるおそれがある。したがって、分析部１３は、部屋ごとの電力使用量を多いほうから降順に並べ、電力使用量が上述した閾値以上である部屋には人が存在すると判断する。

分析部１３は、人の存在する部屋を検出すると、人が存在しないとみなされる部屋において使用されている電気負荷２１，２２，…を抽出する。電気負荷２１，２２，…が使用されているか否かは、電力使用量と待機電力との差を用いて判断する。すなわち、電力使用量から待機電力を減算した差分が規定の閾値より大きい場合には、その電気負荷２１，２２，…は動作中と判断される。ピークカットを行う場合、分析部１３は、人が存在しないと推定した部屋の電気負荷２１，２２，…を選択し、選択した電気負荷２１，２２，…に対して負荷制御部１７を通して出力を抑制するように指示を与える。

たとえば、和室とリビングとの空調機器が動作中であり、ピークカットを行う必要が生じたと仮定する。このとき、リビングに対応する分岐線路３１，３２，…の電力使用量が、和室に対応する分岐線路３１，３２，…の電力使用量よりも多いとすれば、分析部１３は、リビングに人が存在していると推定する。また、和室の電力使用量はリビングよりも少ないから、和室は人が存在しない可能性があり、人が存在してもリビングよりも少ない人数であると推定される。そこで、分析部１３は、和室の空調機器に対して出力を低下させるように負荷制御部１７を介して指示を与える。

すなわち、人が存在するリビングでは空調機器の出力を低下させないから、快適性が損なわれることがなく、和室は人が存在しないと推定されるから、空調機器の出力を低下させても不満が生じる可能性は少ない。なお、仮に和室に人が存在していたとしても、リビングよりも人数が少ないと考えられるから、空調機器の出力を低下させても影響は少ないと言える。

上述したように、分析部１３は、主幹回路の電力使用量の推移を用いてピークカットの必要性を判断している。また、分析部１３は、分岐線路３１，３２，…の電力使用量の推移を用いることにより、待機電力に対する電力使用量の差を用いて動作中の電気負荷２１，２２，…を検出し、部屋ごとの人の存否も判定している。さらに、電力使用量の推移を用いることにより、ピークカットを行うために出力を抑制する電気負荷２１，２２，…について優先順位を決定する。したがって、主幹回路の電力使用量を低減させるピークカットを行う場合であっても、無駄に電力を使用している可能性がある電気負荷２１，２２，…から順に出力を抑制することになり、結果的に、快適性を損なわずにピークカットを行うことが可能になる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
実施形態２では、電力が無駄に使用されているか否かを電力使用量の大きさによって判断する技術について説明した。これに対して、本実施形態は、電力使用量を用いて電気負荷２１，２２，…を使用している人数を推算し、人数に基づいて電力を無駄に使用している電気負荷２１，２２，…を推定する技術について説明する。本実施形態は、エネルギー管理装置１０により管理される空間内の人数が既知であり、かつ推定した空間内の人数が既知の人数を超えている場合に、電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていると推定する。本実施形態では、ピークカットを自動的に行わなくてもよいから、エネルギー管理装置１０は、図１に示した実施形態１と同様の構成を採用する場合について説明するが、図７に示した実施形態２と同様の構成を採用してもよい。

以下では、エネルギー管理装置１０が管理する空間を住宅内と仮定する。エネルギー管理装置１０により管理される空間が住宅内であれば、住宅内の通常時の最大人数は家族の人数などであるから既知であると言える。在宅人数は時間経過とともに変動するが、一般の住宅において特別な日を除いて最大人数は変動しないとみなすことが可能である。

実施形態１において説明した技術により部屋ごとの待機電力が既知になるから、取得部１１が取得した電力使用量が既知の待機電力を超えている場合に、分析部１３は、電気負荷２１，２２，…が使用されていると判断する。たとえば、図８Ａ〜８Ｃに示すように、部屋ごとに、待機電力よりもやや大きい程度の判定閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３が分析部１３に設定される。すなわち、分析部１３は、取得部１１が取得した電力使用量が判定閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を超えるときに該当する部屋の電気負荷２１，２２，…が使用されていると判断する。

また、エネルギー管理装置１０は、使用に際して、住宅内の最大人数のような既知情報（基準となる設定情報）が設定情報記憶部１６に登録される。分析部１３は、設定情報記憶部１６に登録された既知情報を用いて電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されているか否かを検出する機能を有している。

上述したように、分析部１３は、取得部１１が取得した電力使用量を判定閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３と比較することにより、部屋ごとに電気負荷２１，２２，…が使用されているか否かを判定している。したがって、電気負荷２１，２２，…が使用されている部屋数が、設定情報記憶部１６に登録された人数よりも多い場合は、いずれかの部屋において電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていると推定される。分析部１３は、電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていると推定した場合に、出力処理部１４に対して、電気負荷２１，２２，…を使用している部屋のリストを表示装置２０に表示させる指示を行う。したがって、利用者は、電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていることについて注意が喚起されることになる。

図９は１階と２階との間取り図を表示装置２０に表示した場合の表示例であって、部屋ごとの電力使用量に基づいて人が存在すると推定される部屋に人型のマークＱ１〜Ｑ３を表示している。すなわち、図示例ではリビングダイニングＲ１と和室Ｒ２と寝室Ｒ３との３室にマークＱ１〜Ｑ３が表示されているから、電力使用量から判断される人数は３人と推定される。ここで、この住宅において、設定情報記憶部１６に登録された最大人数が２人であるとすれば、電力使用量に基づいて推定した人数は登録された人数を超えていることになる。

すなわち、分析部１３は、電気負荷２１，２２，…を使用している部屋数と設定情報記憶部１６に登録された人数との大小関係から、リビングダイニングＲ１と和室Ｒ２と寝室Ｒ３とのいずれかの部屋で電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていると判断する。このように判断した場合、分析部１３は、リビングダイニングＲ１、和室Ｒ２、寝室Ｒ３の３箇所を電気負荷２１，２２，…が無駄に動作して部屋の候補とし、候補となる部屋名を出力処理部１４に指示して表示装置２０に表示させる。

以上説明した動作により、利用者は電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていることに気付くことになる。すなわち、利用者は、注意が喚起されることによって必要性を認識した場合は、いずれかの電気負荷２１，２２，…を停止させるように行動することになる。他の構成および動作は実施形態１、実施形態２と同様である。また、本実施形態は実施形態１の構成を前提としており、実施形態２の構成と組み合わせることが可能である。

（実施形態４）
本実施形態のエネルギー管理装置１０は、図１に示した実施形態１の構成と図７に示した実施形態２の構成とのいずれかが採用される。また、本実施形態のエネルギー管理装置１０は、履歴記憶部１２に保存された電力使用量の推移を用いることにより、利用者による電気負荷２１，２２，…の利用パターンを推定する機能を備える。さらに、このエネルギー管理装置１０は、利用者が電気負荷２１，２２，…の動作を変更する操作を行ったときに、利用パターンに基づいて、より省エネルギーになる操作が可能である場合に助言を行う機能を備える。すなわち、本実施形態は、利用者が電気負荷２１，２２，…を停止させる操作を行ったときに、ただちに停止させた場合の電力使用量の総量と、停止させずに動作を継続させた場合の電力使用量の総量とを比較することにより、省エネルギーになる操作を助言する。

上述の動作を可能にするために、以下に説明する２種類の技術が単独または組み合わせて用いられる。第１の技術では、電力使用量の時間変化に基づいて電気負荷２１，２２，…を２種類に分類している。一般に、電気負荷２１，２２，…には、起動初期において定常状態よりも電力使用量が大きいものと、起動初期と定常状態とにおいて電力使用量にほとんど変化が生じないものとが知られている。たとえば、電気負荷２１，２２，…が空調機器のような熱機器は、起動初期における起動電力が定常状態における定常電力に対して数倍以上になることが知られている。これに対して、発光ダイオードを用いた照明器具などは、起動電力と定常電力とにほとんど差が生じない。

本実施形態の分析部１３は、上述した事象を利用することにより、起動電力と定常電力とを比較して電気負荷２１，２２，…の種類を分類する。起動電力と定常電力とは、たとえば、電気負荷２１，２２，…の動作開始から規定時間内の電力使用量のピーク値を起動電力とし、動作開始から規定時間が経過した後の所定時間における電力使用量の平均値を定常電力とすればよい。また、動作開始から規定時間が経過するまでの電力使用量の総和を起動電力とし、動作開始から規定時間が経過した後の適宜の時点から規定時間が経過する間の電力使用量の総和を定常電力としてもよい。電気負荷２１，２２，…の起動電力と定常電力とを求めるには、履歴記憶部１２に保存されている情報を用いる。

分析部１３は、起動電力と定常電力を上述のようにして算出した後、定常電力に対する起動電力の比を求め、この比が規定値以上である場合と規定値未満である場合とに分類することによって、電気負荷２１，２２，…を２種類に分類する。つまり、分析部１３は、履歴記憶部１２に保存された電力使用量の時間変化を用いることにより、電気負荷２１，２２，…を２種類に分類する。以下では、定常電力に対する起動電力の比が規定値以上である電気負荷２１，２２，…を第１の電気負荷と呼び、定常電力に対する起動電力の比が規定値未満である電気負荷２１，２２，…を第２の電気負荷と呼ぶ。

ところで、履歴記憶部１２に保存されている情報について、異なる日の電力使用量を比較すると、電力使用量の時間変化からパターンを抽出できる場合がある。たとえば、いずれかの分岐線路３１，３２，…の電力使用量を分析すると、日毎にほぼ同時刻に動作が開始される電気負荷２１，２２，…を見出す可能性がある。このような電気負荷２１，２２，…（分岐線路３１，３２，…）が抽出された場合、利用者が、この電気負荷２１，２２，…を習慣的に利用する時刻をほぼ特定することが可能である。そこで、分析部１３は、特定の電気負荷２１，２２，…を習慣的に利用する時刻を予定時刻として抽出する。予定時刻は、分析部１３が自動的に発見するほか、利用者自身が設定することも可能である。

ここで、第１の電気負荷は、定常電力よりも大きい起動電力が消費されるから、図１０Ａに示すように、予定時刻ｔｐの直前に動作が停止されると、予定時刻ｔｐにおいて動作を再開するときに、比較的大きい電力を消費することになる。したがって、第１の電気負荷は、図１０Ａのように予定時刻ｔｐの直前に動作を停止させるよりも、図１０Ｂのように動作を継続させるほうが、電力使用量の総量が少なくなる場合がある。

一方、第２の電気負荷は、定常電力と起動電力とがほぼ等しいから、図１１Ａのように予定時刻ｔｐの前から動作を継続するよりも、図１１Ｂのように予定時刻ｔｐの前でも動作を停止させるほうが、電力使用量の総量が少なくなる。

以上のことから、利用者が予定時刻ｔｐの直前に電気負荷２１，２２，…を停止させる操作を行う場合に、第１の電気負荷か第２の電気負荷かにより、動作をただちに停止するか動作を継続するかに応じて、電力使用量の総量に大小が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、第１の電気負荷について予定時刻ｔｐの前に停止する指示がなされた場合に、第１の電気負荷を停止する処理と継続して動作させる処理とのどちらが電力使用量の総量が少なくなるかを判断する機能を分析部１３に持たせている。ここに、電気負荷２１，２２，…の機能によっては、電力使用量の総量が、停止の指示を受けた時刻から予定時刻ｔｐまでの時間間隔によっても変化することがある。したがって、分析部１３は、電気負荷２１，２２，…の種類によっては、この時間間隔も考慮して電力使用量の総量がより少なくなる操作を判断することが好ましい。

分析部１３は、予定時刻ｔｐの前に電気負荷２１，２２，…の動作を停止させる操作が行われた場合、上述した処理により、より省エネルギーになる操作が可能と判断すると、出力処理部１４を通して操作に関する助言を表示装置２０に表示させる。したがって、利用者は、電気負荷２１，２２，…の動作を停止する操作を行ったときに、表示装置２０を通して電力使用量の総量が少なくなる操作の助言が得られることによって、電力使用量の総量をより低減させる操作を選択することが可能になる。なお、表示装置２０を通して助言が得られる場合、利用者が助言に応答して電気負荷２１，２２，…の動作を指示する操作を行うまで、電気負荷２１，２２，…の動作は継続される。また、上述の処理を行うには、電気負荷２１，２２，…の動作を停止させる操作がエネルギー管理装置１０に反映される必要があるから、電気負荷２１，２２，…とエネルギー管理装置１０とは通信可能であることが好ましい。

ところで、第２の技術では、電気負荷２１，２２，…が主として熱機器（空調機器、床暖房機器、保温機能付きの風呂など）である場合を想定している。熱機器の動作は使用環境の熱慣性に影響され、設定（主として設定温度）を変更した後に設定した状態に達するまでに時間遅れを生じる。そのため、電気負荷２１，２２，…が熱機器であって使用終了後に再度使用する場合、先の使用終了後からの時間間隔によっては、電気負荷２１，２２，…を継続して運転するほうが、省エネルギーになる場合がある。

いま、リビングの空調機器における電力使用量に関して、図１２Ａ〜１２Ｃに示すデータが履歴記憶部１２に保存されている場合を想定する。図１２Ａ〜１２Ｃは、異なる日の電力使用量を示しており、これらのデータを比較すると、この利用者は、２２：００から空調機器の使用を開始する傾向を有していることがわかる。この例のように分析部１３は、履歴記憶部１２に保存されたデータを用いることにより、利用者が電気負荷２１，２２，…を使用する際の習慣を抽出する。ここで、２２：００より前にも空調機器を使用するとすれば、空調機器の運転を一旦停止させた後に２２：００から運転を再開する処理と、空調機器の運転を停止させることなく継続させる処理とが考えられる。また、前者の処理と後者の処理とでは、電力使用量の総量に差異を生じる可能性がある。

そこで、本実施形態の分析部１３は、空調機器が２２：００より前に運転されている場合であって、利用者が空調機器の停止を指示した場合に、運転を一旦停止させる処理と運転を継続する処理とについて電力使用量の総量を推算する機能を備える。さらに、分析部１３は、推算した２種類の電力使用量の総量について大小を比較し、電力使用量の総量が少ないほうの処理を行うように、利用者に助言する機能を備える。図１２Ａ〜１２Ｃに示す例であれば、図１２Ｂのように、利用者が空調機器を停止させる操作を行った時点から２２：００までの時間間隔が短い（たとえば、１０分程度）場合に、空調機器の運転を停止させずに運転を継続したほうが節電効果が高い旨の助言が与えられる。

分析部１３からの助言は、出力処理部１４を通して表示装置２０に提示される。この処理を行うには、たとえば、運転の停止と継続とのうち節電効果が高いほうに対応したコードを分析部１３から出力処理部１４に与え、出力処理部１４において、コードに対応するメッセージを抽出して表示装置２０に提示すればよい。

分析部１３が電力使用量の総量を見積もる処理について簡単に説明する。図１３に示すように、熱機器のような電気負荷２１，２２，…は、運転を開始した直後には電力使用量が大きく、使用環境の熱慣性に応じた時間が経過すると、電力使用量の変動が少ない定常状態に移行する傾向がある。ここでは、定常状態における電力使用量をｗａとし、電気負荷２１，２２，…の運転を開始してから定常状態に移行するまでの時間をＨｂ、時間Ｈｂにおける電力使用量の総量をＷｓとする。また、電気負荷２１，２２，…の運転を停止してから再開するまでの時間をＨａとする。

電気負荷２１，２２，…を停止させずに運転を継続するとすれば、利用者が電気負荷２１，２２，…の運転を停止しようとした時点の後も定常状態が継続し、２２：００以降においても定常状態が継続する。したがって、利用者が電気負荷２１，２２，…の運転を停止する操作を行った時点から、時間（Ｈａ＋Ｈｂ）が経過するまでの電力使用量の総量Ｗ１は、Ｗ１＝ｗａ×（Ｈａ＋Ｈｂ）になる。一方、電気負荷２１，２２，…を停止させた後に運転を再開する場合について、単純化したモデルを用いて電力使用量の総量Ｗ２を見積もると、Ｗ２＝Ｗｓ＝ｗａ×Ｈｂ＋Ｗｂと表される。ここに、Ｗｂは、電気負荷２１，２２，…の運転を開始してから定常状態に移行するまでの電力使用量の総和のうち、この期間に定常状態で運転したと仮定したときの電力使用量の総和ｗａ×Ｈｂを除いた電力使用量の総和を表している。すなわち、Ｗｂ＝Ｗｓ−ｗａ×Ｈｂである。

上述した関係から、Ｗ１＜Ｗ２であれば、運転を継続したほうが電力使用量の総和が少なくなり、Ｗ１＞Ｗ２であれば、運転を停止した後に再開したほうが電力使用量の総和が少なくなると言える。すなわち、ｗａ×Ｈａ＜Ｗｂならば運転を継続するほうが節電効果が高くなる。言い換えると、電気負荷２１，２２，…の先の運転を停止する操作を行った時刻から、次に電気負荷２１，２２，…が運転される予定時刻までの時間が、Ｗｂ／ｗａより短い場合に、運転を継続するほうが節電効果が高くなると言える。

定常状態の電力使用量ｗａと、定常期間に移行するまでの電力使用量の総量Ｗｂとは、電気負荷２１，２２，…の使用環境（環境温度など）と運転条件（設定温度など）とによって決まる。したがって、分析部１３は、利用者が電気負荷２１，２２，…を停止させる操作を行った時点において、運転を再開する予定時刻までの時間に応じて節電効果がより高くなる運転方法を助言することが可能になる。他の構成および動作は実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様である。本実施形態の構成は、実施形態１〜３のいずれとでも組み合わせることが可能である。

ところで、実施形態３では、電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されているか否かを検出する技術について説明し、実施形態４では、より省エネルギーを実現するための操作を検出する技術について説明した。実施形態３や実施形態４の技術を用いて検出された情報は、電力使用量を増加させる行動ないし習慣を反映した情報であると言える。したがって、この種の情報を利用者が意識することによって、利用者にとっては、省エネルギーを実現するための行動指針が得られることになる。

そこで、エネルギー管理装置１０は、実施形態３と実施形態４との少なくとも一方の技術により検出された情報を蓄積する情報蓄積部２０を備えていることが好ましい。すなわち、情報蓄積部２０には、電気負荷２１，２２，…が無駄に使用されていたこと、電気負荷２１，２２，…の運転を停止させる際に運転を継続するように助言がなされたことなどが記憶される。情報蓄積部２０には、適宜の保存期間（１週間、１ヶ月など）において検出された上述の情報が保存される。情報蓄積部２０に保存された情報は、リストとして表示装置２０に表示するほか、分析部１３において情報の内容別に分類した結果を表示装置２０に表示してもよい。

上述のような適宜の保存期間において得られた情報を利用者に提示すれば、利用者に対して省エネルギーに反する行動や習慣に対する気付きを与え、省エネルギーになる行動を行うための指針が得られる。

さらに、取得部１１は、電力使用量の時間変化を取得しているから、分析部１３において、電力使用量の大きさおよび時間の関係を、過去の状態（通常は、初期状態）と比較することにより、電気負荷２１，２２，…の異常（劣化を含む）を分岐線路３１，３２，…ごとに検出することが可能である。

いま、電気負荷２１，２２，…の初期状態において、起動から定常状態に移行するまでの電力使用量の時間変化が、図１４Ａで表される特性を有していたとする。また、適宜のタイミングで取得した電力使用量の時間変化が、図１４Ｂあるいは図１４Ｃで示す特性を有していたとする。これらの特性を比較するには、特性から抽出される特徴量を比較する。特徴量としては、電力使用量のピーク値、定常状態での電力使用量、起動から定常状態に移行するまでの時間などが挙げられる。

たとえば、図１４Ｂの特性は図１４Ａに対して電力使用量のピーク値が大きい状態を示しており、図１４Ｃの特性は図１４Ａに対して定常状態での電力使用量が大きい状態を示している。したがって、図１４Ａのように初期状態などの特性から抽出した特徴量を基準に用い、適宜のタイミングで得られた特性から抽出した特徴量を評価することにより、電気負荷２１，２２，…の異常や劣化を検出することが可能になる。取得部１１が取得した電力使用量は履歴記憶部１２に保存されるから、分析部１３は、履歴記憶部１２に保存された電力使用量の時間変化を用いて特徴量を抽出する。電気負荷２１，２２，…の異常や劣化の有無についても、特徴量を用いて分析部１３が判断する。

なお、基準となる特性から得られた特徴量は、情報蓄積部２０に保存しておくことが好ましい。また、電気負荷２１，２２，…の種類によっては、電力使用量の特性が、季節や曜日によって変動する場合があるから、この種の電気負荷２１，２２，…については比較する際の条件をできるだけ合わせることが好ましい。また、基準となる特性から抽出される特徴量は、電気負荷２１，２２，…について１回だけ計測した特性から抽出するのではなく、複数回計測した特性から抽出した特徴量の平均値を用いるようにしてもよい。

上述したエネルギー管理装置１０は、表示装置２０とともに、室内の壁などに取付可能な単一の器体に収納されていることが好ましい。計測手段４１，４２，…は分電盤（図示せず）に収納されていればよく、エネルギー管理装置１０は、計測手段４１，４２，…の計測値を取り込むためのインターフェイス部を備えていることが好ましい。

表示装置２０をエネルギー管理装置１０と同じ器体に設けることは必須ではなく、表示装置２０を分離可能に設けることも可能である。また、表示装置２０を分離して設ける場合、テレビジョン受像機、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなどの表示機能を流用してもよい。この場合、エネルギー管理装置１０の出力処理部１４は、これらの表示装置２０を利用するインターフェイス部を含むことになる。さらに、計測手段４１，４２，…から電力使用量を取り込むためのインターフェイス部を設けたパーソナルコンピュータを用い、このパーソナルコンピュータをエネルギー管理装置１０として機能させるためのプログラムで動作させてもよい。

本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (12)

1. 複数の電気負荷に対応して給電する複数の給電路において、給電路ごとに規定の計測時間毎の電力量を電力使用量として取得する取得部と、
   前記給電路ごとの電力使用量を取得した日時に対応付けて保存する履歴記憶部と、
   前記履歴記憶部に保存された所定の対象期間における電力使用量の大きさについて度数分布を求め相対度数が規定の度数閾値以上である電力使用量を待機電力と推定し、かつ前記待機電力を基準値に用いて当該基準値と電力使用量の大きさとを比較することにより前記給電路ごとに対応する電気負荷が動作中か否かを判定する機能を有する分析部と、
   前記分析部による判定結果を報知手段に提示させる出力処理部と
   を備えることを特徴とするエネルギー管理装置。
2. 前記出力処理部は、前記複数の電気負荷を配置した空間の間取り図を表示装置に表示させる機能と、前記取得部が取得した前記給電路ごとの電力使用量に相当する情報を間取り図に表示させる機能とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のエネルギー管理装置。
3. 前記複数の電気負荷の各々の動作に関して基準となる設定情報が設定される設定情報記憶部が付加され、
   前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量から抽出される情報を前記設定情報記憶部の設定情報と比較することにより、前記複数の電気負荷の各々の利用状態を判定する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のエネルギー管理装置。
4. 前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量から抽出される情報を前記設定情報記憶部の設定情報と比較することにより、前記複数の電気負荷の各々が無駄に使用されているか否かを前記利用状態として判定する機能を有する
   ことを特徴とする請求項３記載のエネルギー管理装置。
5. 前記設定情報は、電力使用量に対して規定された電力基準値であって、
   前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量が前記電力基準値に達すると前記出力処理部に対して前記報知手段への提示を行うように指示する機能を有する
   ことを特徴とする請求項３又は４記載のエネルギー管理装置。
6. 前記複数の電気負荷の各々の動作を制御する負荷制御部をさらに備え、
   前記設定情報は、電力使用量に対して規定されたピークカット値であって、
   前記分析部は、前記取得部が取得している電力使用量が前記ピークカット値に達すると前記負荷制御部に対して電力使用量が低減される方向に対応する電気負荷の動作を制御するように指示する機能を有する
   ことを特徴とする請求項３又は４記載のエネルギー管理装置。
7. 前記分析部は、
   前記取得部が取得している前記給電路ごとの電力使用量を用いて動作中の電気負荷が接続された給電路を抽出する機能と、
   前記抽出された給電路に対応付けた空間を前記出力処理部から前記報知手段に提示させる機能とを有する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
8. 前記給電路ごとに対応する電気負荷の種類が登録される種別記憶部をさらに備え、
   前記分析部は、
   前記種別記憶部を用いて抽出される特定の種類の電気負荷が接続されている給電路について、前記履歴記憶部に保存された電力使用量の時間変化から習慣として前記特定の種類の電気負荷の動作が開始される予定時刻を予測する機能と、
   前記特定の種類の電気負荷について前記予定時刻の前に停止する指示がなされた場合に、指示を受けた時刻と前記予定時刻との時間差に基づいて、前記特定の種類の電気負荷を停止する処理と継続して動作させる処理とのどちらが電力使用量の総量が少なくなるかを判断する機能と、
   前記出力処理部を通して電力使用量の総量を少なくする処理を前記報知手段に提示させる機能とを備える
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
9. 前記分析部は、
   前記履歴記憶部に保存された電力使用量の時間変化を用いることにより、前記複数の給電路から給電される前記複数の電気負荷を、起動電力の大きさが定常電力に対して規定値以上である第１の電気負荷と、起動電力の大きさが定常電力に対して規定値未満である第２の電気負荷とに分類する機能と、
   前記第１の電気負荷が接続されている給電路について、前記履歴記憶部に保存された電力使用量の時間変化から前記第１の電気負荷が習慣的に利用される時刻を予定時刻として抽出する機能と、
   前記第１の電気負荷について前記予定時刻の前に停止する指示がなされた場合に、前記第１の電気負荷を停止する処理と継続して動作させる処理とのどちらが電力使用量の総量が少なくなるかを判断する機能と、
   前記出力処理部を通して電力使用量の総量を少なくする処理を前記報知手段に提示させる機能とを備える
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
10. 前記履歴記憶部は、
    前記分析部が前記出力処理部を通して電力使用量の総量を少なくする処理を前記報知手段に提示した履歴を保存する機能と、
    当該履歴を読み出す機能とを有する
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９記載のエネルギー管理装置。
11. 前記分析部は、前記給電路ごとに、電力使用量の時間変化から抽出される特徴量を求めるとともに、過去に求めた特徴量と比較することにより、前記複数の給電路を通して給電される前記複数の電気負荷の異常の有無を検出する機能を有する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
12. コンピュータを、
    複数の電気負荷に対応して給電する複数の給電路において、給電路ごとに規定の計測時間毎の電力量を電力使用量として取得する取得部と、
    前記給電路ごとの電力使用量を取得した日時に対応付けて保存する履歴記憶部と、
    前記履歴記憶部に保存された所定の対象期間における電力使用量の大きさについて度数分布を求め相対度数が規定の度数閾値以上である電力使用量を待機電力と推定し、かつ前記待機電力を基準値に用いて当該基準値と電力使用量の大きさとを比較することにより前記給電路ごとに対応する電気負荷が動作中か否かを判定する機能を有する分析部と、
    前記分析部による判定結果を報知手段に提示させる出力処理部
    として機能させるためのプログラム。

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