@phdthesis{oai:sucra.repo.nii.ac.jp:00018193, author = {菅沼, 祐一}, month = {}, note = {xiii, 134p, 本論文は、1時間単位でみた電力消費の1日の中での最大値である日最大電力を研究対象とし、電力消費の実績データを用いて、電力消費の見える化の手法を構築するとともに、その手法を用いて 2011年度以降におけるその減少動向を分析したものである。 本論文の目的は、①日最大電力の変動を視覚的に直観的かつ簡易に把握する見える化の手法を構築すること、②その手法を用いて、日最大電力の減少動向すなわち節電が進んでいるか否かを考察すること、これら2つである。日最大電力の減少動向の分析にあたっては、①日最大電力の減少率、②日最大電力の気温感応度、これら2つの指標を用いて 2011年度以降の動向を明らかにしている。分析対象地域は、東京電力および東北電力の供給管内である東日本地域である。分析は、電力消費が増加する夏期および冬期を対象とし、電力会社の供給管内に相当する地方全体(関東地方、東北地方)、電力会社需要家全体(東京電力、東北電力)、および電力会社の支店単位での実績である県単位で行っている。 2011年3月に発生した東日本大震災等が契機となり、電力需要の抑制に向けた取り組みの一環として電力需給の実績データが公表されてきている。節電の推進に向けて、公表データを用いた各種分析やそこより得られる知見の蓄積が期待されている。しかしながら、節電への意識の希薄化が指摘されている。節電への意識の希薄化を回避し、その意識を引き続き喚起していくには、電力消費の状況、節電の必要性や有用性を定量的かつ直観的に把握できる見える化の取り組みが効果的と考えられる。本論文では、日最大電力の変動を散布図、時系列グラフまたは数値指標として見える化する手法を構築している。 本論文が構築した見える化の手法は、次の3つである。 1つめは、前年度の同月同週同曜日の実績との比較より得られる気温の差分と日最大電力の差分の比率との関係性を描いた散布図より、両者による一次の回帰式を導出し、その回帰式のY切片を日最大電力の減少率とする手法である。Y切片は気温差がなかったとした場合の減少率であり、気温変動による影響を考慮した減少率とみなすことができる。本論文では、この手法を日最大電力の実績データに適用し、その減少率を算出している。この手法を用いた第4章での分析では、①冬期の関東地方では日最大電力の水準が減少してきており、電力需要のピーク時における電力消費の抑制(節電)が進んでいると考えられること、②東北地方の冬期、関東地方および東北地方の夏期については、2012年以降、日最大電力は横這いの水準であり、節電が進んでいることは確認できないこと、これらを明らかにしている。 2つめは、日最大電力の減少率を日単位で算出し、その推移を時系列グラフにより把握する手法である。日単位のデータを用いることから、減少率の推移を時系列グラフにより毎日確認することができる手法である。電力需給が逼迫し電力需要の抑制が必要とされる事態が生じた場合には、この手法により追加的な節電への取組の必要性の有無を確認することができることとなる。既存の日最大電力の減少率の報告は、主として結果報告型であった。本論文では、1つめの手法による夏期または冬期全体を対象とし日最大電力の減少率を算出する結果報告型に加えて期中段階から日最大電力の減少率を把握し、追加的な節電への取り組みの必要性の有無を確認することができる動向把握型の手法を提示している。この手法は、本論文が独自に提案する手法である。 3つめは、前日、前週同曜日、または前年同月同週同曜日の実績との比較より得られる気温の差分と日最大電力の差分との関係性を描いた散布図より、両者による一次の回帰式を導出し、その回帰式の傾きを日最大電力の気温感応度とする手法である。これにより、気温が1℃上昇(または低下)した場合における日最大電力の増減分である気温感応度を散布図より把握することができることとなる。この手法は、より簡易に日最大電力の気温感応度を把握できる手法である。この手法も、本論文が独自に提案する手法である。, 第1章 序論 ----------------------------------------------------------------- 1 1.1 研究の背景 ------------------------------------------------------------ 1 1.2 2012 年度以降における節電の定着状況 ----------------------------------- 2 1.3 研究の目的と対象 ------------------------------------------------------ 3 1.3.1 研究の目的 ----------------------------------------------------- 3 1.3.2 研究の対象 ----------------------------------------------------- 3 1.3.3 研究の方法と内容 ------------------------------------------------ 4 1.3.4 本研究で構築する見える化の手法 ----------------------------------- 5 1.3.5 研究の意義 ----------------------------------------------------- 6 1.4 研究の構成 ----------------------------------------------------------- 6 1.5 分析の方法 ----------------------------------------------------------- 7 1.5.1 研究対象地域 --------------------------------------------------- 7 1.5.2 分析対象期間 --------------------------------------------------- 7 1.5.3 分析単位 ------------------------------------------------------- 9 1.5.4 研究で使用した電力消費の実績データ ------------------------------ 10 1.5.5 気温情報の活用方法 -------------------------------------------- 12 1.6 分析にあたっての留意事項 --------------------------------------------- 15 1.6.1 2010 年度以降の天候の報告 -------------------------------------- 15 1.6.2 東日本地域での新電力の需要動向 --------------------------------- 18 1.6.3 日最大電力の年間推移でみた地方全体と電力会社需要家全体との比較 --- 19 1.6.4 日最大電力の実績データの分析にあたっての留意事項 ---------------- 20 1.7 用語の定義 ---------------------------------------------------------- 20 1.7.1 研究の方法関係 ------------------------------------------------ 20 1.7.2 電力関係 ------------------------------------------------------ 21 1.7.3 気温変動関係 -------------------------------------------------- 22 1.7.4 データ分析関係------------------------------------------------- 24 第2章 地方全体、電力会社需要家全体、および県単位でみた日最大電力の動向 ----- 25 2.1 本章の目的 ---------------------------------------------------------- 25 2.2 研究の方法 ---------------------------------------------------------- 25 2.2.1 分析対象地域と分析単位 ----------------------------------------- 25 2.2.2 分析対象期間 -------------------------------------------------- 25 2.3 日最大電力の最大ピーク値の年次推移 ----------------------------------- 25 2.3.1 地方全体および電力会社需要家全体でみた日最大電力の最大ピーク値の年次推移 -------- 25 2.3.2 県単位でみた日最大電力の最大ピーク値の年次推移 ------------------ 28 2.4 平日休日別にみた日最大電力の年間推移 --------------------------------- 34 2.4.1 平日休日別にみた関東地方および東北地方での日最大電力の年間推移 -- 34 2.4.2 平日休日別にみた県単位での日最大電力の年間推移 ----------------- 35 2.4.3 日最大電力の動向が他県と異なる2県(青森県、秋田県)での日最大電力の年間推移----- 36 2.5 平日における日最大電力の前年度との比較 -------------------------------- 37 2.5.1 平日における関東地方での日最大電力の前年度との比較 -------------- 37 2.5.2 平日における東北地方での日最大電力の前年度との比較 -------------- 38 2.5.3 平日における県単位での日最大電力の前年度との比較 ---------------- 39 2.6 2011年夏期における日最大電力の推移 ---------------------------------- 40 2.6.1 2011年夏期における東京電力需要家全体での推移 ------------------- 40 2.6.2 2011年夏期における東北電力需要家全体での推移 ------------------- 41 2.7 2011年度冬期における日最大電力の推移--------------------------------- 42 2.7.1 2011年度冬期における東京電力需要家全体での推移 ----------------- 42 2.7.2 2011年度冬期における東北電力需要家全体での推移 ----------------- 43 2.8 各種方法で算出した気温感応度の年次推移 ------------------------------- 44 2.8.1 気温感応度の捉え方--------------------------------------------- 44 2.8.2 夏期および冬期における日最高気温と日最大電力との関係性 ----------- 45 2.8.3 日最高気温と日最大電力の散布図から算出した気温感応度 ------------- 49 2.8.4 夏期における気温感応度の年次推移 ------------------------------- 50 2.8.5 冬期における気温感応度の年次推移 ------------------------------- 51 2.9 2010年度以降における気温の動向と日最大電力の動向の関係性 -------------- 52 2.10 小括 ---------------------------------------------------------------- 57 第3章 先行研究のレビュー -------------------------------------------------- 58 3.1 電力消費の実態や動向に関しての研究領域 ------------------------------- 58 3.2 本章でのレビュー範囲 ------------------------------------------------- 59 3.3 電力消費の見える化への取組動向 --------------------------------------- 59 3.3.1 見える化による省電力効果の報告事例 ------------------------------ 59 3.3.2 見える化手法の開発動向 ----------------------------------------- 60 3.3.3 電力消費の見える化への取り組みについての考察 -------------------- 62 3.4 電力需要の予測方法 -------------------------------------------------- 63 3.4.1 電力需要の予測項目と予測で使用する気象情報 ---------------------- 63 3.4.2 気温情報の活用方法 -------------------------------------------- 63 3.4.3 気温以外の情報の活用可能性の評価 ------------------------------- 65 3.5 日最大電力の減少率の算出方法 ---------------------------------------- 68 3.5.1 日最大電力の減少率の算出状況 ----------------------------------- 68 3.5.2 震災による日最大電力への影響 ----------------------------------- 71 3.5.3 日最大電力の減少率の算出方法の一覧 ----------------------------- 71 3.6 小括 ---------------------------------------------------------------- 72 第4章 夏期および冬期の期間全体でみた日最大電力の減少率の見える化 ----------- 73 4.1 本章の目的 ---------------------------------------------------------- 73 4.2 研究の方法 ---------------------------------------------------------- 73 4.2.1 本章での見える化の手法 ----------------------------------------- 73 4.2.2 分析対象地域と分析単位 ----------------------------------------- 73 4.2.3 分析対象期間 -------------------------------------------------- 74 4.2.4 日最大電力の減少率の算出方法 ----------------------------------- 74 4.2.5 先行研究との相違点 --------------------------------------------- 75 4.3 夏期における日最大電力の減少率の動向 --------------------------------- 76 4.3.1 2011年夏期における日最大電力の減少率 --------------------------- 76 4.3.2 夏期における 2012年以降の日最大電力の減少率の年次推移 ----------- 81 4.4 冬期における日最大電力の減少率の動向 --------------------------------- 86 4.4.1 2011 年度冬期における日最大電力の減少率 ------------------------- 86 4.4.2 冬期における 2012年度以降の日最大電力の減少率の年次推移 --------- 89 4.5 小括 ---------------------------------------------------------------- 92 第5章 夏期および冬期における期中段階での日最大電力の減少率の動きの見える化-- 94 5.1 本章の目的 ---------------------------------------------------------- 94 5.2 研究の方法 ---------------------------------------------------------- 94 5.2.1 研究の方法 ---------------------------------------------------- 94 5.2.2 本章での見える化の手法 ----------------------------------------- 94 5.2.3 分析対象地域 -------------------------------------------------- 94 5.2.4 期中段階での日最大電力の減少率の算出方法 ----------------------- 95 5.3 先行研究のレビュー --------------------------------------------------- 96 5.4 夏期における日最大電力の減少率の期中動向 ----------------------------- 97 5.4.1 2011年夏期における日最大電力の減少率の期中動向 ----------------- 97 5.4.2 2011年6月における日最大電力の減少率の期中動向 ------------------ 99 5.4.3 夏期における 2012年度以降の関東地方での日最大電力の減少率の期中動向--- 101 5.5 冬期における日最大電力の減少率の期中動向 ---------------------------- 102 5.5.1 2011 年度冬期における日最大電力の減少率の期中動向 -------------- 102 5.5.2 冬期における 2012年度以降の関東地方での日最大電力の減少率の期中動向 --- 105 5.6 日単位での日最大電力の減少率の算出結果についての考察 ---------------- 106 5.6.1 減少率の算出に使用するサンプル数による影響についての考察 -------- 106 5.6.2 減少率の地域差異についての考察 -------------------------------- 107 5.7 小括 --------------------------------------------------------------- 108 第6章 夏期および冬期における日最大電力の気温感応度の見える化 -------------- 109 6.1 本章の目的 --------------------------------------------------------- 109 6.2 研究の方法 --------------------------------------------------------- 109 6.2.1 研究の方法 --------------------------------------------------- 109 6.2.2 本章での見える化の手法 ---------------------------------------- 109 6.2.3 気温感応度の算出方法 ----------------------------------------- 110 6.2.4 分析対象地域と分析対象期間 ------------------------------------ 110 6.2.5 研究で使用した電力消費の実績データ ----------------------------- 110 6.3 先行研究のレビュー -------------------------------------------------- 111 6.4 日最大電力の気温感応度の算出結果 ----------------------------------- 112 6.4.1 前日比較による日最大電力の気温感応度の算出結果 ----------------- 112 6.4.2 前週同曜日比較による日最大電力の気温感応度の算出結果 ----------- 114 6.4.3 前年同月同週同曜日比較による日最大電力の気温感応度の算出結果 --- 115 6.4.4 気温感応度の算出結果の比較 ------------------------------------ 116 6.4.5 気温感応度の算出結果の年次推移とその比較 ----------------------- 117 6.5 日最大電力の気温感応度の算出結果についての考察 ---------------------- 119 6.6 小括 --------------------------------------------------------------- 121 第7章 結論 --------------------------------------------------------------- 122 7.1 はじめに ----------------------------------------------------------- 122 7.2 本研究で構築した見える化の手法 -------------------------------------- 122 7.3 各章での分析による発見事項 ------------------------------------------ 123 7.4 得られた知見 ------------------------------------------------------- 124 7.5 政策的含意 --------------------------------------------------------- 128 7.6 将来研究への示唆 --------------------------------------------------- 128 謝辞 --------------------------------------------------------------------- 130 参考引用文献 --------------------------------------------------------------- 131, 主指導教員 : 李潔, text, application/pdf}, school = {埼玉大学}, title = {電力消費の変動の見える化手法の構築とそれを用いた実証研究}, year = {2017}, yomi = {スガヌマ, ユウイチ} }