CN102025149A - 能量管理系统及能量管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为能量管理系统及能量管理方法。能量管理系统包括能量供给装置和由上述能量供给装置供给能量的能量需要装置。第一能量管理装置配置于上述能量供给装置。第二能量管理装置配置于上述能量需要装置。多个存储部分别配置于上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置中。上述多个存储部预先存储与从上述能量供给装置向上述能量需要装置供给的能量的加减请求相对应的条件。多个运算部分别配置于上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置。上述多个运算部进行协作并运算满足存储在上述多个存储部中的上述条件的能量加减量。

Description

能量管理系统及能量管理方法
本申请基于2009年9月9日提出的日本专利申请2009-208269号，主张该在先申请的优先权，该在先申请的全部内容包含在本申请中。
技术领域
本发明涉及能量管理系统及能量管理方法，在能量供给装置对能量需要装置请求了能量供给量的加减(调整)时，对最佳的加减量进行计算。
背景技术
一般来说，在夏季的酷暑日等的电力消费高峰时，空调消费较多电力。在这样的电力消费高峰时，通过将空调的设定温度提高2～3℃，实现大幅度的省电化。为了实现省电化，提倡电力事业者等通过远程控制来调整家庭或办公楼等的电气设备(含空调)的电力消费量的需求侧管理(DemandSide Management(DSM)：负荷控制方式)。具体而言，通过家电设备控制的业界团体“ECHONET consortium”，从1999年11月开始在东京都内开始了DSM服务的实证试验。
作为与DSM有关的控制方法，存在基于强制性的负载切断(选择负载切断)的整体电力负载的限制或高峰切断、基于负载的使用时间带的移动的负载平衡化等。在这些控制方法的负载调整逻辑中，需要预先决定被切断的负载的优先顺序、负载的调整规则。该负载调整逻辑是不考虑能量需要装置的状态的单方面的能量管理技术。
此外，存在仅通过能量供给装置管理从能量供给装置向多个能量需要装置的能量供给的技术。文献1(日本特开2002-10532号公报)中，公开了一种对向多个能量需要装置的能量供给进行管理的能量管理系统。但是，在文献1中，进行从能量供给装置向能量需要装置进行单方面的指令控制，所以不能反映从能量需要装置向能量供给装置的需求。
此外，例如微细网格等的供需控制的负载的需要预测，是不进行负载调整、而最优先考虑负载的运用的需要预测。因此，在供需控制或运用计划中，有时调整极限严格、运用困难。为了应对这些困难性，需要预先设置用于执行供需匹配的自家发电设备、燃料电池、电力贮藏装置(蓄电池)等设备，成本变大。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能量管理系统及能量管理方法。
本发明的能量管理系统为，包括能量供给装置和由上述能量供给装置供给能量的能量需要装置，其特征在于，具备：上述能量供给装置所具备的第一能量管理装置；上述能量需要装置所具备的第二能量管理装置；多个存储部，分别配置在上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置中，预先存储与从上述能量供给装置向上述能量需要装置供给的能量的加减请求相对应的条件；以及多个运算部，分别配置在上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置中，包含协商功能，该协商功能进行协作并对满足上述多个存储部所存储的上述条件的能量加减量进行运算。
本发明的能量管理方法为，在能量管理系统中使用，该能量管理系统包括能量供给装置和由上述能量供给装置供给能量的能量需要装置，其特征在于：上述能量供给装置具备第一能量管理装置；上述能量需要装置具备第二能量管理装置；上述第一能量管理装置的存储部和上述第二能量管理装置的存储部，预先存储与从上述能量供给装置向上述能量需要装置供给的能量的加减请求相对应的条件；上述第一能量管理装置的运算部和上述第二能量管理装置的运算部执行协商处理，该协商处理进行协作并对满足上述多个存储部所存储的上述条件的能量加减量进行运算。
附图说明
图1是示出第一实施方式的能量管理系统的层级结构的一例的框图。
图2是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第一例的框图。
图3是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第二例的框图。
图4是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第三例的框图。
图5是示出第一实施方式的能量管理系统的计分卡管理部的一例的框图。
图6是示出第一实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第一例的框图。
图7是示出第一实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第二例的框图。
图8是示出第一实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第三例的框图。
图9是示出第一实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第四例的框图。
图10是示出第一实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第五例的框图。
图11是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第四例的框图。
图12是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第五例的框图。
图13是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第六例的框图。
图14是示出第一实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第七例的框图。
图15是示出第二实施方式的能量管理系统的结构的一例的框图。
图16是示出第二实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第一例的框图。
图17是示出基于第二实施方式的能量管理系统的能量管理处理的一例的流程图。
图18是示出第二实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第二例的框图。
图19是示出第二实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第三例的框图。
图20是示出第二实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第一例的表。
图21是示出第二实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第二例的表。
图22是示出由第二实施方式的能量管理系统所执行的协商的妥协点的一例的图表。
图23是示出第三实施方式的能量管理系统的结构的一例的框图。
图24是示出第三实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第一例的框图。
图25是示出第三实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第二例的框图。
图26是示出第三实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第三例的框图。
图27是示出第三实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第一例的表。
图28是示出第三实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第二例的表。
图29是示出第三实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第三例的表。
图30是示出第四实施方式的能量管理系统的结构的一例的框图。
图31是示出第四实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第一例的框图。
图32是示出第四实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第二例的框图。
图33是示出第四实施方式的能量管理系统所具备的能量管理装置之间的收发信的第三例的框图。
图34是示出第四实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第一例的表。
图35是示出第四实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第二例的表。
图36是示出第四实施方式的能量管理系统中所使用的计分卡的第三例的表。
具体实施方式
本发明的一个实施方式的能量管理系统包括能量供给装置、和由上述能量供给装置供给能量的能量需要装置。上述能量管理系统具备第一能量管理装置、第二能量管理装置、多个存储部和多个运算部。上述第一能量管理装置配置于上述能量供给装置。上述第二能量管理装置配置于上述能量需要装置。上述多个存储部分别配置于上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置，并预先存储与从上述能量供给装置向上述能量需要装置供给的能量的加减请求相对应的条件。上述多个运算部分别配置于上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置并协作，并具有协商功能，该协商功能运算满足存储在上述多个存储部中的上述条件的能量加减量。
下面，参照附图说明各实施方式。此外，在以下各图对相同或大致相同的要素赋予相同符号，并省略说明或简单说明，仅对不同的部分进行详细说明。
(第一实施方式)
参照图1对第一实施方式的能量管理系统的结构的一例进行说明。在第一实施方式中，例如，能量供给装置是电力公司的设备。能量供给装置对能量需要装置供给能量或服务。此外，能量供给装置不限于电力公司的设备。例如，能量供给装置也可以是燃气公司、地区热供给事业者等能量提供者的设备。此外，能量供给装置也可以是排出权事业者、能量管理代理服务事业者、节能支援服务事业者等提供有关能量管理的各种服务的服务提供者的设备。此外，能量需要装置假设是能量消费者侧的所有负载设备。例如，能量需要装置可以是设备集中住宅、公寓、办公室、出租房屋、工厂或车间等的设备。在第一实施方式中，能量需要装置设为具备各种能量负载装置(以下称作负载)的设备。
能量管理系统1是层级型的能量管理系统。能量管理系统1具备属于多个层的多个能量管理装置1-1、1-2、2-1～2-m、n-1～n-m。如图1所示，在多个层中在能量管理系统1的最上层(第一层)，具有能量供给装置的能量管理装置。最上层的能量管理装置由能量提供者或服务提供者管理。能量需要装置具备最下层(第n层)的能量管理装置n-1～n-m和负载L1～Lm。在图1中，负载Lm-1、Lm分别是分散电源设备、电力储藏装置。能量管理系统1为最少两层，是两层以上的n层结构。在能量管理系统1中，越是下层，能量管理装置的数量和附随于能量管理装置的负载的数量越增加。在第一实施方式的能量管理系统1中，中间层的能量管理装置具备用于与多个上层和下层的能量管理装置进行能量加减的协商功能。能量管理系统1具备在各层的能量管理装置之间进行双向通信、并调整能量的加减量的协商功能。
图2是示出三层的能量管理系统1的结构的第一例的框图。
能量供给装置10属于第一层。集中住宅的能量管理组织或出租楼的楼管理组织等的设备100属于第二层。各家庭或各楼出租房屋等所使用的能量需要装置200属于第三层。这些各层之间由电话网、互联网等网络相互连接。此外，在图2中，如图1所示，在各层中也可以存在多个装置。
各层分别具备能量管理装置11、101、201。能量供给装置10具备上位的能量管理装置(以下称作上位装置)11。设备100具备中位的能量管理装置(以下称作中位装置)101。能量需要装置200具备下位能量管理装置(以下称作下位装置)201。上位装置11具备控制运算部20。中位装置101具备控制运算部110。下位装置201具备控制运算部210。
控制运算部20、110、210分别具备协商功能20a、110a、210a。
从能量供给装置10发送的能量加减请求(例如能量削减请求)，经由设备100发送到能量需要装置200。接收到能量加减请求的设备100的中位装置101及能量需要装置200的下位装置201，与能量供给装置10的上位装置11之间进行称作协商的双向通信。所谓协商是一方提示有关能量加减的请求条件，另一方提示针对该请求条件的可能条件或报偿条件的收发的总称。请求条件(后述的环保积分(ecopoint)、计分卡等)，分别存储在能量供给装置10所具备的存储部21、设备100所具备的存储部111以及能量需要装置200所具备的存储部211中。各控制运算部20、110、210具备进行能量加减请求量的分配及环保积分请求量的合计(总计)的功能。
此外，在第一实施方式中，为了将针对从上位装置11到下位装置201的能量的加减量调整的报偿条件用数值定量地表现，而导入了称作环保积分的共用尺度。环保积分是对能量的加减的报酬(代偿)。根据需要，能够作为与经济价值或排出权能够进行等价交换的本国货币来处理。报酬环保积分是与能量的加减量的大小相对应的指标值。对于能量需要装置200预先设定作为能量加减的报酬的指标值(环保积分)。例如，环保积分，在每个进行加减的时间带，与被数值化了的能量削减量赋予对应地登记到表数据(计分卡)中。所谓能量加减量，是针对从能量供给装置10向能量需要装置200发送的能量供给量的加减请求而被加减的能量的量。能量的加减量，可以是节能或节电等的能量消费的削减，也可以是为了电力系统的稳定化或运用效率的能量消费的增加。
在第一实施方式中，在为了调整能量加减量的协商而执行的信息传递中，使用称作计分卡的数据。计分卡包含与能量能够加减量有关的属性值。
作为与能量能够加减量有关的属性值，计分卡例如包含如下信息中的至少一种：
1、能量需要装置200的下位装置201中的负载的能量消费(利用)的能够加减量的信息；
2、在进行发生负载的能量消费的时间的移动时的、向时间方向的能够移动量的信息；
3、负载的运行时间(能量的利用时间)或负载的累积能量的能够加减量的信息；
4、负载的能量消费的切断可否(强制负载切断)的信息；以及
5、负载的消费或发生能量的量及其误差量或误差率的信息(非网络化负载等不能进行需要预测的负载的能量消费量变动幅度、或太阳光发电等不能进行发电量预测的分散电源的发电量变动幅度等特定值)。
在计分卡中登记上述的至少一个属性值。计分卡是表述属性值的关系的数据。在第一实施方式中，计分卡是将能量的能够加减量与表现它们的价值尺度的环保积分赋予对应的表数据(后述；参照图6等)。
在计分卡中，不仅能够登记当前的瞬时值的能量加减量，还能够将反映相对于时间轴的预测值的能量加减量作为属性值来登记。
如图2所示，在从能量供给装置10经由设备100对能量需要装置200发送了能量加减请求量(例如能量供给量的削减请求)的情况下，多个上位装置11、多个中位装置101和多个下位装置201，通过双向通信相互进行能量的加减量的调整(协商)。
即，在上位装置11和中位装置101之间、以及在中位装置101和下位装置201之间，执行(1)能量加减请求量和环保积分请求量、(2)环保积分能够提供量和环保积分能够加减量、(3)计分卡及适合于计分卡的能量加减量或环保积分提供量等协商(后述)。
在上位装置11、中位装置101、下位装置201之间的协商中，例如从上位装置11经由中位装置101向下位装置201发送(提示)能量加减请求量，针对该能量加减请求量的环保积分请求量从下位装置201经由中位装置101返回到上位装置11。
在图3所示的所示装置11、中位装置101、下位装置201之间的协商中，例如从上位装置11经由中位装置101向下位装置201发送环保积分能够提供量，针对该环保积分能够提供量的能量能够加减量从下位装置201经由中位装置101向上位装置11返回。
在图4所示的上位装置11、中位装置101、下位装置201之间的协商中，例如从上位装置11经由中位装置101向下位装置201发送计分卡的请求，根据该请求从下位装置201经由中位装置101向上位装置11发送计分卡，此后适合于计分卡的条件的能量加减量从下位装置11经由中位装置101发送到下位装置201，对下位装置201赋予环保积分。下位装置201具备针对多个中位装置101的协商功能210a。例如，下位装置201具备协商功能210a，该协商功能210a从所需要的能量消费量的总和成为最小的、或者是能够请求的环保积分的总和成为最大的中位装置101中选择一个或多个的组合。此外，对于详细的协商将在后面说明。
中位装置101具备如下的功能：将下位装置201的多个计分卡追加到协商中的运算条件中，并将从上位装置11发送的能量加减请求量或环保积分能够提供量，分配到针对多个下位装置201的能量加减请求量或环保积分能够提供量的功能；以及对从下位装置201返回的能量能够加减量或环保积分请求进行总计，并将该总计作为能量能够加减量或环保积分请求量返回上位装置11的功能等。
此外，中位装置101允许上位装置11、中位装置101、下位装置201之间的协商周期不同，并具备在本地对该协商的周期的不匹配进行调整的周期调整功能。中位装置101具备如下的调整功能：对上位装置11和中位装置101之间的协商周期、中位装置101和下位装置201或能量需要装置200的负载之间的协商的周期不同的情况(例如一方为每一个小时、另一方为每一分的情况等)进行调整。该调整功能通过本地的能量负载分配的加减或电力贮藏装置的活用，来解决协商周期的不一致。
中位装置101具有如下功能(后述)：在从上位装置11或下位装置201新接收到追加请求、撤退请求、删除请求的情况下，在自己的数据库中执行与从上位装置11或下位装置201接收到的请求相对应的变更，并将其完成通知返回到上位装置11或下位装置。
中位装置101和下位装置201具有如下功能：对通过与上位装置11之间的协商得到的环保积分进行总计，例如对环保积分服务提供者的装置进行结算等。上位装置11具有如下功能：对通过与中位装置101或下位装置201之间的协商提供的环保积分进行总计，例如对环保积分服务提供者的装置进行结算等。
(计分卡的各管理功能)
(显示编辑、数据库、样板、推理功能)
图5是示出各能量管理装置所具备的计分卡管理功能的结构的一例的框图。此外，在图5中，以能量供给装置10的上位装置11为例进行说明，但是对于其他中位装置101、下位装置201也同样。
上位装置11的控制运算部20具备计分卡管理部22。计分卡管理部22具备：进行计分卡的信息的合成及分配计算的计分卡的分配合成运算功能；计分卡数据库25的管理功能(记录功能、检索功能)；从存储部21读取每个能量需要装置200的样板26的功能；计分卡的各管理功能；存在多个上位装置11时的上位装置11的选择功能；向多个上位装置11的请求分配功能；由上位装置11、中位装置101、下位装置201执行的能量加减的新追加和削减撤退(取消)的管理功能；以及与基于预先设定的换算率的环保积分向排出权或经济价值的换算有关的结算功能等。
计分卡管理部22具备计分卡显示编辑部23和计分卡推理部24。计分卡显示编辑部23进行计分卡的显示编辑。计分卡推理部24基于过去实绩的数据库检索推理数据(与过去取得的数据一致的可能性较高的数据)，并在所连接的输入输出终端300等上显示检索结果。
下面，对计分卡的各管理功能进行详细说明。第一实施方式的能量管理系统1，作为在协商中使用的计分卡的各管理功能而具备以下功能。
(a)计分卡管理部22具备基于输入输出终端300的计分卡的显示功能和编辑功能。具体而言，计分卡管理部22基于输入输出终端300的操作，执行对图6～图10所示的各计分卡的属性值进行显示和编辑的处理。
(b)存储部21具备计分卡数据库25。计分卡管理部22具备如下功能：将过去的计分卡的属性值记录到计分卡数据库25中的功能；和从计分卡数据库25检索不同条件的属性值的功能。具体而言，计分卡管理部22具备如下的功能：将通过每小时的合成计算等而得到的计分卡，与负载种类、季节、日月、时间带等一起记录到计分卡数据库25中的功能；和接受负载、季节、日月、时间带等检索条件，根据过去的事例从计分卡数据库25中检索相应的计分卡的功能等。
(c)存储部21预先存储计分卡样板26。在计分卡样板26中，按照每个负载记述有典型的计分卡的默认值。计分卡管理部22在利用各计分卡时，能够读取默认的计分卡并立即利用。
(d)计分卡管理部22具备从计分卡数据库25读出计分卡的属性值而进行推理的功能。具体而言，计分卡管理部22通过上述的(b)的数据库检索功能，计算根据负载、季节、日月、时间带等检索条件而提取的过去的计分卡的平均值，并将所计算出的过去的计分卡的平均值用作与进行了检索的该条件相对的计分卡的推理值。
(第一实施方式的能量管理系统1的动作、作用)
对第一实施方式的能量管理系统1的动作、作用的一例进行说明。
(层级间协商模式)
(基于双向通信的协商、计分卡：加减量和环保积分)
在第一实施方式的能量管理系统1中，各层间的能量管理装置的能量加减量的调整，通过使用双向通信的协商功能20a、110a、210a实现。协商功能20a、110a、210a使用将能量能够加减量与表现它们的价值尺度的环保积分赋予对应的计分卡。
(计分卡的功能和特征记述)
(与能量加减量有关的5个属性值、环保积分表记、时间轴表记)
图6～图10示出在协商中所使用的计分卡的例子。如上所述，在计分卡中记述有如下属性中的至少一个与能量能够加减量有关的属性值：(1)负载调整可能量；(2)负载能够移动量；(3)负载运行时间、累积能量能够调整量；(4)负载调整切断可否；以及(5)负载的消费或发生能量的量及其误差量或误差率。
在图6～图10中，将能量需要装置200为一般家庭户的设备时的计分卡作为一例来示出。图6是能量需要装置200所具备的负载为空调时的例子。图7是负载为洗衣机时的例子。图8是负载为太阳光发电设备时的例子。图9是负载为电视机时的例子。图10是负载为屋外灯时的例子。
图6所示的计分卡包含空调的能够调整幅度(能量能够加减幅度)，同时包括作为报酬而请求的环保积分数(报酬环保积分)。所谓环保积分是指，在针对来自对方(能量供给装置)10的能量加减请求，自身(中位装置101、下位装置201)接受了对方的请求的情况下，为了作为其报酬而向对方侧请求所使用的指标值。例如，中位装置101、下位装置201通过使用计分卡，能够减小能量加减请求的请求幅度。此外，在计分卡中设定有在从上位装置11强制性地切断了能量需要装置200或负载的情况下产生的环保积分。
图7所示的计分卡包含洗衣机的能够移动的时间带(能量能够移动时间带)，并包含在执行时间移动到能够移动的时间带的情况下、对每个时间带作为报酬而请求的环保积分。此外，在计分卡中设定有在从上位装置11强制性地切断了能量供给的情况下产生的环保积分。
图8所示的计分卡用于太阳光发电设备的负载调整。在太阳光发电设备的负载调整中，负载的预测和正确的发电量预测是困难的。因此，计分卡包含发电量预测值(能量需要预测)及其误差率(需要误差)。此外，在计分卡中设定有在从上位装置11强制性地切断了能量供给的情况下产生的环保积分。
图9所示的计分卡用于电视机的负载调整，包含能够进行负载调整的运行时间(日运用时间能够加减幅度)。所谓电视机的能够进行负载调整的运行时间，例如是一天中电视机的开关成为接通的总使用时间。
图10所示的计分卡包含对屋外灯能够强制性地切断负载的时间带。计分卡包含在强制性地切断了来自上位装置11的能量供给的情况下产生的环保积分。
上述的计分卡包含与各能量的能够加减量相对应的环保积分(环保积分换算值)。此外，上述的计分卡在时间轴上与未来的预测值赋予对应。计分卡所包含的时间带包括当前的时间带以后的时间。
(层级间的协商功能20a、110a、210a的详细内容)
(协商)
第一实施方式的能量管理系统1中的协商功能20a、110a、210a被如下地分类。
(1)如图2所示，上位装置11具备如下的协商功能20a：对中位装置101或下位装置201发送能量加减请求量，并从在中位装置101或下位装置201接收所请求的环保积分。
(2)如图3所示，上位装置11具备如下的协商功能20a：对中位装置101或下位装置201发送能够提供的环保积分，并从中位装置101或下位装置201接收能够实现的能量加减量。
(3)如图4所示，上位装置11具备如下的协商功能20a：对中位装置101或下位装置201请求计分卡，并从中位装置101或下位装置201接收计分卡。
(4)如图11所示，上位装置11的协商功能20a具备分配合计部11a，该分配合计部11a进行能量加减请求量分配及环保积分请求量合计。上位装置11的分配合计部11a具备对从中位装置101或下位装置201回收的计分卡进行合计、并制作自计分卡的功能。
(5)如图12所示，下位制作201或中位装置101具备如下的协商功能210a、110a：对上位装置11发送自计分卡，并从上位装置11接收适合于该计分卡的能量加减量和环保积分。
(6)如图13所示，中位装置101具备如下的协商功能110a：从上位装置11接收能量加减请求量，并对满足能量加减请求量且对应的环保积分合计量成为最小的下位装置201分配能量加减量，将计算出的最小的环保积分合计量发送给上位装置11。
(7)如图14所示，中位装置101具备如下的协商功能110a：从上位装置11接收环保积分能够提供量，并在环保积分能够提供量的范围内，计算出针对对应的能量加减量的合计量成为最大的下位装置201的环保积分分配，将计算出的环保积分合计量发送给上位装置11。
上述的这些协商功能20a、110a和210a，如果总括地表现，则能够进行能量加减请求量、能量能够加减量、对应的环保积分能够提供量、环保积分合计量(环保积分请求量)、计分卡等的收发，并执行调整各条件的处理。其结果，协商功能20a、110a和210a能够将来自上位装置11的能量加减请求量或环保积分能够提供量最佳地分配给多给下位装置201。此外，协商功能20a、110a和210a能够对多个上位装置11最佳地分配能量能够加减量或环保积分合计量。进而，协商功能20a、110a和210a具备上层或下层中的能量管理装置的追加、削减的管理功能、环保积分向排出权或经济价值的换算结算功能等。
下位装置201具备针对多个上位装置11或多个中位装置101的协商功能210a。该协商功能210a从需要的能量加减量的总和成为最小、或所请求的环保积分的总和成为最大的上位装置11或中位装置101中，选择一个或多个的组合。
所属于多层中的某一层的能量管理装置，通过与其下位层及上位层的能量管理装置之间的协商，使得能量加减量或环保积分的分配最佳化。
<能量加减请求量向下位层的最佳分配>
制约条件：来自上位层的能量加减请求量＝∑(分配到第i个下位层的能量加减请求量)
最小化：通过解决成为∑(第i个下位层的环保积分请求量)的最佳化问题，来计算最佳分配。
<环保积分能够提供量向下位层的最佳分配>
制约条件：来自上位层的能量能够提供量＝∑(分配到第i个下位层的能量能够提供量)
最大化：通过解决成为∑(第i个下位层的能量能够加减量)的最佳化问题，来计算最佳分配。
<能量能够加减量向上位层的最佳分配>
制约条件：下位层的能量能够加减量＝∑(分配到第j个上位层的能量能够加减量)
最大化：通过解决成为∑(向第j个上位装置11的环保积分请求量)的最佳化问题，来计算最佳分配。
<环保积分能够提供量向上位层的最佳分配>
制约条件：下位层的环保积分能够提供量＝∑(分配到第j个上位层的环保积分能够提供量)
最小化：通过解决成为∑(第j个上位层的能量能够加减量)的最佳化问题，来计算最佳分配。
对上述的各功能的具体步骤进行说明。
将来自上位装置11的能量加减请求量或环保积分能够提供量最佳地分配给多个下位层(中位装置101和下位装置201)的功能，例如在空调、洗衣机和电视机使用中的时间截面中，成为如下。
对于空调(1000W)，请求对应于加减量的环保积分，例如在削减10％时请求10积分的环保积分。但是，空调的调整幅度被制约为到50％为止。
在洗衣机(500W)中，在延期洗衣的情况下，请求25积分的环保积分。
在中断电视机(300W)的使用的情况下，请求60积分的环保积分。
<能量加减请求量向下位层的最佳分配>
设作为制约条件的来自上位层的能量加减请求量为800W。此时，为了使对下位层＝空调+洗衣机+电视机供给的环保积分总和成为最小，成为空调减少300W，洗衣机基于延期的洗衣机关闭而减少500W，电视机维持现状。其结果，对下位层供给的环保积分的总和成为30+25＝55积分。其理由为，每1个环保积分的电力削减量为，空调＝10W/积分，洗衣机＝20W/积分，电视机＝5W/积分，首先关闭洗衣机最有效率，其次在可能的范围内减少空调的电力消费的较有效率。
<环保积分能够提供量向下位层的最佳分配>
作为制约条件，设来自上位层的环保积分能够提供量为50积分。此时，为了使下位层的能量能够加减量最大化，使空调减少250W，洗衣机基于延期的洗衣机关闭而减少500W，电视机维持现状。其理由也与上述相同，因为基于洗衣机的洗衣延迟最有效率，空调的能量削减为第二有效率，电视机关闭为第三有效率。
另一方面，在来自上位层的环保积分能够提供量为80积分的情况下，空调减少500W，通过洗衣机关闭而减少500W，电视机在维持现状地使用。该状态的环保积分为75积分。这样控制的理由是，空调的调整幅度被制约为到50％为止，与为了关闭电视机而使用60积分的方式相比，例如即便剩下5积分，也优选削减空调的能量消费的方式。
这样，对于上述的最佳化，能够有系统地处理各种事例的复杂的分配计算。
接着，对针对多个上位装置11最佳地分配能量能够加减量或环保积分请求量的功能进行说明。例如，设在上位层存在作为环保积分供给服务提供者的A公司的设备和B公司的设备。在某个时间，A公司对削减10W赋予1积分的环保积分，最大赋予30积分的环保积分。B公司对削减20W赋予1积分的环保积分，对于赋予的环保积分数量不做限制。
<能量能够加减量向上位层的最佳分配>
对上述的空调进行探讨。为了使对上位层请求的环保积分最大，下位层使空调减少最大的500W，从A公司取得300W量＝30积分，从B公司取得剩下200W＝10积分，合计取得40积分。
<环保积分能够提供量向上位层的最佳分配>
从上位层向下位层提供的环保积分最大为35积分，为了将能量加减量抑制为最小限度，下位层使空调减少400W，从A公司取得300W量＝30积分，从B公司取得剩下100W＝5积分，取得合计35积分。
控制运算部20、110、210的计分卡管理部22，具备进行计分卡的合成和分配计算的分配合计部11a。例如，在下位装置201中，多个计分卡对应于图6～图10所示的5种设备(空调、洗衣机、太阳发电设备、电视机、室外灯)。上位装置11的分配合计部11a将针对5种设备的计分卡合成为1个计分卡。
例如，针对空调(1000W)的计分卡，包含如下关系：对于100W减少为10积分，对于200W减少为20积分，……、对于500W减少为50积分。针对洗衣机(500W)的计分卡包含对于500W减少为25积分的关系。针对电视机(300W)的计分卡，包含对于使用中断为60积分的关系。上述的各例子所示的运算按照计分卡来执行。计分卡能够合成。例如，在能量加减请求量对于下位装置201的最佳分配的例子中，在削减量为0～不足490W时，通过空调的削减能够取得环保积分0～49积分。在削减量为500W时，通过关闭洗衣机而取得25积分。在削减量为超过500W～1000W为止时，通过关闭洗衣机和空调的削减而取得25～75积分。在削减量为超过1000W～1300W时，通过电视机的关闭而取得105～135积分。这些关系包含在合成后的计分卡中。
(协商的周期的不匹配解除处理、多个上位层的处理、上位层和下位层的增加管理、环保积分的换算结算)
如图1所示，第一实施方式的能量管理系统1具备上位层(第一层级)、中位层(第二层级～第n-1层级)、下位层(第n层级)的三层以上的结构。中位层的能量管理装置2-1～2-m，允许与上位层的能量管理装置1-1、1-2之间的协商的周期和与具备负载L1～Lm的下位层的能量管理装置n-1～n-m之间的协商的周期不同。中位层的能量管理装置2-1～2-m具备如下的调整功能：在发生了协商周期不一致的情况下，通过本地的能量负载分配的加减或电力贮藏装置的活用来解决不一致。
例如，说明相对于上位层对按1小时单位的能量加减请求量进行通知的情况、下位层需要按1分钟单位的负载调整控制的情况。在该情况下，位于中位层的能量管理装置2-1～2-m，将针对上位层在1小时中应满足的能量加减量分配为下位装置的能量加减量。作为该条件，以成为下式的方式进行调整：
针对上位装置在1小时中应满足的能量加减量＝∑∑(第i个下位层的时刻K分钟中的能量加减量)
在此，在下位层的一部分为电力贮藏装置的情况下，针对该电力贮藏装置的冲放电量被调整。在下位层的一部分为太阳光发电设备的情况下，很难进行该太阳光发电设备的发电量预测，因此在计算1小时中的累积值的同时，负载或电力贮藏装置的分配被调整，并以与在1小时中上位层被请求的能量加减量相配合的方式执行供需控制或同时同量控制。
此外，在图1的能量管理系统1中，假设在某一时期在上位层或下位层追加新的能量管理装置的情况，或者上位层或下位层的能量管理装置一部分脱落的情况。在该情况下，中位层的能量管理装置具备如下功能：从上位层或下位层的能量管理装置接收新追加请求或撤退删除请求，根据从上位层或下位层的能量管理装置接收到的请求，对中位层的能量管理装置的数据库执行变更，同时向上位层或下位层的能量管理装置返回其完成通知。由此，能够灵活地应对图1的能量管理系统1的构造变化。
在第一实施方式的能量管理系统1中，中位层或下位层的能量管理装置对通过在与下位层的能量管理装置之间执行的协商而取得的环保积分进行合计。此外，上位层或中位层的能量管理装置对通过在与中位层或下位层的能量管理装置之间执行的协商而提供的环保积分进行合计。例如，环保积分服务提供者的能量管理装置具备根据所合计的环保积分来进行结算的功能。在结算中，根据在环保积分服务提供者和环保积分取得者之间确定的合同条件，环保积分被交换为对应于每1积分的价格或等价的排出权。由此，能够结算针对各能量需要装置的能量加减(负荷调整)的报酬，能够对能量需要装置的所有者提供报偿，能够实现积极的负载调整、社会整体的节能、节电、合理的能量应用。
在上述的第一实施方式中，主要说明了能量加减中的能量削减，但是在进行能量增加的情况下也同样。也能够使上位装置11、中位装置101、下位装置201的作用相反。例如，也可以为，下位装置201经由中位装置101向上位装置11发送必要的能量增加量，上位装置11经由中位装置101向下位装置201请求，与该能量增加量相对应的环保积分的支付。
(第一实施方式的层级型能量管理系统1的效果)
根据上述的第一实施方式，能够进行反映从能量需要装置向能量供给装置的需求的双向能量管理。进而，能够得到如下的效果。
能量管理系统1为2层以上的层级结构。因此，能够顺畅地管理、执行如能量提供者或服务提供者、与集中住宅的管理组织或楼管理组织、与各户或各楼出租房屋等那样具有复杂利害关系的利益相关者之间的能量调整、负载调整、报酬的结算等。
能够将能量管理系统1整体的能量加减请求最佳地分配到下层。对于具备负载的能量需要装置200，能够不进行单方面的负载调整的强制要求，而通过双向的协商来进行顺畅的能量加减。在协商中，通过使用将能量的能够加减量与表现它们的价值尺度的环保积分赋予对应的计分卡，能够迅速且合理地执行具有利害关系的利益相关者之间的调整、负担分配的决定。
在第一实施方式中，使用能量的负载能够调整量、负载能够移动量、负载运行时间、累积能量能够调整量、负载调整切断可否、负载的消费或产生能量的量及其误差量或误差率等那样的、能量需要装置的每个负载的属性值，执行用于能量加减的负载调整、负载控制。由此，能够不勉强地进行灵活的负载调整、负载控制。此外，作为各个负载调整的报酬尺度，能够进行基于环保积分的定量化，能够顺畅地推进报酬的结算。并且，通过使用计分卡，能够进行使用了时间轴上未来的预测值的调整，不仅是各瞬间的时间截面，还能够进行基于时间轴上的预测值的能量管理和最佳化。
协商包含基于能量加减请求量或能量能够加减量的协商、基于环保积分能够提供量及环保积分请求量的协商、基于计分卡的协商等多种方法。由此，能够进行对应于状况的灵活的负载调整、负载控制，能够合理地决定对从上层到下层的负载调整和负载控制的最佳的分配。
在第一实施方式中，作为协商的信息传递而使用计分卡。进而，能量管理系统1具备计分卡的显示编辑功能、数据库管理功能、每个负载的样板功能、基于过去实绩数据库的推理功能等计分卡的各管理功能。由此，能够执行顺畅的协商。
此外，即使在上层或下层的协商的周期不同的情况下，能量管理系统1也能够执行处理。因此，例如即使在能量供给装置10对数百个～数千万个的多个能量需要装置200提供服务的情况下，在上层的能量管理装置中，例如也能够进行1天～1小时单位的能量的管理，在下层的本地的能量管理装置中，也能够进行各负荷的1分～1秒单位的负荷控制。由此，能够以与各层相对应的最佳的管理、控制周期来执行能量管理、控制。
在对于中位装置101存在多个上位装置11的情况下，能够进行考虑了自己的能量能够加减量或所请求的环保积分的、最佳的上位装置11的选择或向多个上位装置11的请求分配。例如，能够从多个上位装置11选择最佳的上位装置11，并能够通过从多个上位装置11购入电力，由此对来自多个上位装置11的负载调整请求最佳地进行分配对应。
此外，在上位装置11、中位装置101、下位装置201以及负载等被追加、删除的情况下，各能量管理装置取得追加或删除的通知，能够自动地进行应对。因此，能量管理系统1的构造能够灵活地变更。
此外，由于能量管理系统1具备将环保积分换算为排出权或经济价值的结算功能，所以能够顺畅地结算多个能量管理装置及多个负载之间的利害关系。
(第二实施方式)
参照图15说明第二实施方式的能量管理系统的结构。在第二实施方式中，在一对一的结构中，在能量管理装置之间执行协商。
图15是示出第二实施方式的层级型的能量管理系统的结构的一例的框图。如图15所示，第二实施方式与第一实施方式的不同点为：能量供给装置10的上位装置11与能量需要装置200的下位装置201一对一地进行双向通信。
第二实施方式的能量管理系统具备能量供给装置10和能量需要装置200。能量供给装置10具备上位装置11。上位装置11具备控制运算部20和存储部21。此外，能量需要装置200具备下位装置201。下位装置201具备控制运算部210和存储部211。
在第二实施方式中，从能量供给装置10向能量需要装置200作为能量例如供给电力。在从能量供给装置10向能量需要装置200发送了能量供给量的加减请求的情况下，上位装置11的协商功能20a与下位装置201的协商功能210a双向地进行通信，根据上位装置11和下位装置201所预先存储的条件，而进行能量的加减量的调整。
(第二实施方式的层级型的能量管理系统的动作、作用)
接着，参照图16和图17对第二实施方式的能量系统的动作、作用进行说明。
图16是示出了第二实施方式的由从上位装置11接收到能量加减请求的下位装置201返回针对能量加减请求的环保积分请求量的状态的一例的框图。图17是示出了第二实施方式的能量管理系统的步骤的流程图。
上位装置11将表示在某个时刻需要削减的能量的量例如为10kW的情况的能量加减请求发送给削减装置201(步骤S101)。接收到能量加减请求的下位装置201根据能量需要装置200的能量需要计算出能够削减的能量的量，并将与能够削减的能量的量相对应的请求环保积分(例如10积分/kW)返回给上位装置11(步骤S102)。接收到请求环保积分的上位装置11，如果至少将10×10＝100积分作为环保积分提供给下位装置201，则判断为能够削减需要削减的能量的量10kW(步骤S103)。
接着，图18是表示在第二实施方式中从上位装置11接收到环保积分能够提供量的下位装置201、返回针对环保积分能够提供量的能量能够加减量的状态的一例的框图。
上位装置11将表示在某个时刻从上位装置11能够提供给下位装置201的环保积分的环保积分能够提供量(例如100积分)，发送给下位装置201。在接收了环保积分能够提供量的下位装置201中，根据能量需要装置200的能量需要，预先设定有请求环保积分(报酬环保积分)与削减能量的量之比(例如10积分/kW)。下位装置201根据从上位装置11提示的环保积分能够提供量，计算出100积分÷10(积分/kW)，并向上位装置11返回能量能够削减量(例如10kW)。接收到能量能够削减量的上位装置11，如果至少向下位装置201提供100积分，则判断为能够削减能量的量10kW。
上述的数据的收发是为了执行协商而需要的处理。并且，在不仅进行规定时间截面上的协商、还在规定时间宽度上进行协商的情况下，成为复杂的处理。可以认为，与能量削减量相对而能够从上位装置11提供的环保积分、以及与向下位装置201提供的环保积分(报酬环保积分)相对而能够削减的能量的量，一般存在极限。为了在协商中反映复杂的请求事项、条件，而适用计分卡。
图19是示出采用了计分卡的协商的一例的框图。上位装置11向下位装置201发送削减请求计分卡。下位装置201向上位装置11返回削减提按计分卡。
图20是示出削减请求计分卡的一例的表。
此外，图21是示出削减提案计分卡的一例的表。
在削减请求计分卡及削减提案积分卡中，分别将某天的时刻1点、2点、3点的多个时间截面上的预想电力消费量、预想电力消费量的预测误差率、各时刻的环保积分及能量削减请求量、能量能够削减量的关系，进行函数表化。
例如，在图20的削减请求计分卡中示出的情况为：对于时刻1点，针对10％的能够削减，从上位装置11向下位装置201提供1积分的报酬环保积分。
例如，在图21的削减提案计分卡中，在从上位装置11向下位装置201提供报酬环保积分的情况下，针对1积分的报酬环保积分，提案10％的能量削减。
以后，下位装置201的协商功能210a和上位装置11的协商功能20a相互协作而执行协商，计算出最佳的能量削减量(妥协点)。例如，上位装置11的协商功能20a，在想要尽可能削减向下位装置201的能量供给的情况下，还向协商功能210a通知削减量的增加。
图22是示出了削减请求计分卡及削减提案计分卡的在时刻1点的报酬环保积分和能量削减量的关系的一例的图表。
削减请求计分卡及削减提案计分卡的环保积分的值一致的点，是削减量为50％、对应的环保积分为5积分的情况。这样，在削减量为50％、对应的环保积分为5积分的条件下，在上位装置11的协商功能20a与下位装置201的协商功能210a之间计算出最佳的能量的削减量。同样，在2点的时刻，在削减量为10％、对应的环保积分为1积分的条件下，上位装置11的协商功能20a和下位装置201的协商功能210a意见一致。在3点的时刻，在削减量为60％、对应的环保积分为3积分的条件下，上位装置11的协商功能20a与下位装置201的协商功能210a意见一致。
如此，通过削减请求计分卡和削减提案计分卡的收发，由此容易且迅速计算出在每个时刻满足复杂的条件、且所提供的环保积分的值一致的点(意见一致点、妥协点)。
此外，第二实施方式的能量管理系统的协商，以削减能量的场合为例进行说明。但是，在增加能量的情况下也同样。此外，也能够使上位装置11和下位装置201的作用相反。例如，也能够是下位装置201向上位装置11发送需要的能量增加量，上位装置11向下位装置201请求与接收到的能量增加量相对应的环保积分的支付。
(第二实施方式的能量管理系统的效果)
通过使用第二实施方式，能够得到与第一实施方式相同的效果。例如，如图20所示，在上位装置11的协商功能20a和下位装置201的协商功能210a之间，实现通过双向通信来对能量加减量和对应的环保积分的请求进行收发的协商。此外，例如，如图21所示，在上位装置11的协商功能20a和下位装置201的协商功能210a之间，实现通过双向通信对能够提供的环保积分和对应的能量加减量进行收发的协商。由此，能够进行满足针对上位装置11和下位装置201的双方的能量调整的条件的负载控制。
在第二实施方式中，通过计分卡形式来管理能量加减请求量、能量能够加减量和报酬环保积分之间的关系。由此能够对跨多个时间截面的请求条件进行管理、发送，能够相互通知能够削减的能量的极限、能够提供的环保积分的上限，在上位装置11和下位装置201的双方中能够实现满足复杂的运用条件的协商。
(第三实施方式)
图23是示出第三实施方式的能量管理系统的结构的一例的框图。第三实施方式的能量管理系统与上述第二实施方式的不同点为，在能量供给装置10的上位装置11与多个能量需要装置200-1～200-n的下位装置201-1～201-n之间，执行双向通信以及协商。
第三实施方式的能量管理系统具备能量供给装置10和多个能量需要装置200-1～200-n。能量供给装置10具备上位装置11。上位装置11具备包含协商功能20a的控制运算部20和存储部21。多个能量需要装置200-1～200-n分别具备下位装置201-1～201-n。各下位装置201-1～201-n分别具备包括协商功能210a的控制运算部210-1～210-n和存储部211-1～211-n。但是，在图23中省略了控制运算部210-2～210-n和存储部211-2～211-n。
图24是为了容易理解第三实施方式的能量管理系统而示意地示出具备1个上位装置11和2个下位装置201-1～201-2的情况的框图。
(第三实施方式的能量管理系统的动作、作用)
对第三实施方式的能量管理系统的动作、作用进行说明。
在图24的例子中，上位装置11作为能量加减请求量例如将10kW的能量削减量发送给下位装置201-1、201-2。
下位装置201-1例如能够以1kW/积分而最大削减6kW。下位装置201-2例如能够以0.5kW/积分而最大削减10kW。
在该情况下，上位装置11执行如下的协商：计算出满足能量加减请求量(10kW的能量削减)、且使提供给下位装置201-1、201-2的报酬环保积分最小化的最佳分配。该协商的计算一般通过线性规划法等数理规划法来求解。例如，分配为对下位装置201-1分配6kW的削减量，对下位装置201-2分配4kW的削减量，合计削减10kW的能量的同时，对下位装置201-1分配6积分，对下位装置201-2分配8积分，合计分配14积分的环保积分的方式成为最佳。
该最佳值是通过求解作为线性规划问题的以下的数学式而得到的。
最小化P1+P2
制约条件1[kW/积分]×P1[积分]≤6kW
        0.5[kW/积分]×P2[积分]≤10kW
        1[kW/积分]×P1[积分]+0.5[kW/积分]×P2[积分]＝10kW
通过求解上述数学式，能够得到最优解P1＝6积分、P2＝8积分。
在图25的例子中，上位装置11例如将14积分的环保积分能够提供量发送给下位装置201-1、201-2。
下位装置201-1例如能够以1kW/积分而削减最大6kW。下位装置201-2例如能够以0.5kW/积分而削减最大10kW。
在该情况下，上位装置11执行如下的协商：计算出满足所提供的环保积分成为能够提供环保积分上限以下的条件、且使削减的能量的量成为最大的最佳分配。该协商的计算如上所示，通过线性规划法等那样的数理规划法来求解。例如，对下位装置201-1分配6积分、对下位装置201-2分配8积分，分配合计14积分的环保积分，在下位装置201-1削减6kW、在下位装置201-2削减4kW，削减合计10kW的能量的情况成为最佳。
该最佳值是通过求解作为线性规划问题的以下的数学式而得到的。
最大化1[kW/积分]×P1[积分]+0.5[kW/积分]×P2[积分]
制约条件1[kW/积分]×P1[积分]≤6kW
        0.5[kW/积分]×P2[积分]≤10kW
        P1[积分]+P2[积分]＝14积分
通过求解上述数学式，得到最优解P1＝6积分、P2＝8积分。结果，在下位装置201-1削减6kW、在下位装置201-2削减4kW，削减合计10kW的能量。
图26是示意地示出使用计分卡实现协商的状态的框图。在此，设下位装置201-1例如为能够针对负载进行能量削减的装置。设下位装置201-2为能够针对负载进行能量移动的装置。
该情况下，上位装置11对下位装置201-1、201-2分别发送削减请求计分卡。例如，在削减请求计分卡中，如图27所示，上位装置11提供2分的报酬环保积分，由此请求削减5％的能量。
例如，如图28所示，下位装置201-1向上位装置11发送削减提案计分卡，该削减提案计分卡表示针对5％的负载削减请求1积分的环保积分。
例如，如图29所示，下位装置201-2向上位装置11发送移动提案计分卡，该移动提案计分卡表示针对将15％的负载从1点移动到2点的情况请求1积分的环保积分。
上位装置11执行如下的协商：计算出能够以较少的环保积分实现尽可能多的能量削减的最佳的能量削减分配。该协商的结果，报酬环保积分10积分，分别对下位装置201-1、201-2分配各5积分。下位装置201-1削减25％的能量。下位装置201-2实现25％的能量移动。
该最佳值是通过求解作为线性规划问题的以下的数学式而得到的。
最大化f1(P1)+f2(P2)
其中，f1()是基于图28的计分卡的函数，f2()是基于图29的计分卡的函数。f1()和f2()是表示环保积分与能量削减的比例[％]的关系的函数。
制约条件0≤P1≤7
        0≤P2≤5
        P1+P2＝10[积分]
通过求解上述数学式得到最优解P1＝5积分、P2＝5积分。结果，下位装置201-1进行25％的能量削减，下位装置201-2进行25％的能量移动。
(第三实施方式的层级型能量管理系统的效果)
在上述的第三实施方式中，能够得到与第二实施方式相同的效果。具体而言，能够在一个上位装置11和多个下位装置201-1～201-n之间执行协商，在能够提供的环保积分的范围内能够进行最佳的能量削减量的分配。此外，能够按照需要的能量削减量的条件来进行最佳的环保积分的分配。此外，通过使用了计分卡的协商，即使在能量消费量本身的削减或能量消费的时间移动等、不同方式的能量负载调整混合存在的情况下，也能够进行最佳的调整的分配。
(第四实施方式)
图30是示出第四实施方式的能量管理系统的结构的一例的框图。第四实施方式的能量管理系统与上述第三实施方式的不同点为：在多个能量供给装置10-1～10-n的上位装置11-1～11-n与1个能量需要装置200的下位装置201之间，执行双向通信及协商。
第四实施方式的能量管理系统具备多个能量供给装置10-1～10-n和能量需要装置200。
能量供给装置10-1～10-n分别具备上位装置11-1～11-n。各上位装置11-1～11-n分别具备包含协商功能20a的控制运算部20-1～20-n及存储部21-1～21-n。在图30中省略了能量供给装置10-n的上位装置11-n。
能量需要装置200具备下位装置201。下位装置201具备包含协商功能210a的控制运算部210和存储部211。
图31是为了容易理解第四实施方式的能量管理系统而示意地示出了具备两个上位装置11-1、11-2和一个下位装置201的情况的框图。
(第四实施方式的能量管理系统的动作、作用)
对第四实施方式的能量管理系统的动作、作用进行说明。
在图31的例中，上位装置11-1例如向下位装置201发送能量加减请求量，该能量加减请求量以1kW/积分求出削减最大6积分为止的能量。
上位装置11-2例如向下位装置201发送能量加减请求量，该能量加减请求量以0.5kW/积分求出削减最大10分为止的能量。
下位装置201，例如在能够削减10kW的能量的情况下，对上位装置11-1执行5kW的能量削减、对上位装置11-2执行5kW的能量削减，由此从上位装置11-1、11-2提供的环保积分成为最大，判断为最佳。这样，下位装置201在能量能够削减量的范围内，计算出用于使从上位装置11-1、11-2提供的环保积分最大化的最佳分配。
该最佳值是通过求解作为线型规划问题的下面的数学式而得到的。
最大化P1+P2
制约条件P1≤6
P2≤10
1[kW/积分]×P1[积分]+0.5[kW/积分]×P2[积分]≤10kW
通过求解上述数学公式能够得到最优解P1＝5积分、P2＝10积分。因此，使针对上位装置11-1的能量削减量为5kW、针对上位装置11-2的能量削减量为5kW的情况成为最佳。
在图32的例中，上位装置11-1例如向下位装置201发送以1kW/积分提供最大6积分为止的环保积分的含义的环保积分能够提供量。
上位装置11-2例如向下位装置201发送以0.5kW/积分提供最大10分为止的环保积分的含义的环保积分能够提供量。
下位装置201，在例如需要12积分的环保积分的情况下，向上位装置11-1分配2kW的削减量、向上位装置11-2分配5kW的削减量的情况，在请求环保积分的条件下能量削减量成为最小，因此判断为最佳。这样，下位装置201在下位装置201的环保积分需要量的范围内，计算出用于使对上位装置11-1、11-2分配的能量削减量最小化的最佳分配。基于数理规划法来执行该最佳分配的计算。
最佳值是通过求解作为线型规划问题的下面的数学式而得到的。
最小化1[kW/积分]×P1[积分]+0.5[kW/积分]×P2[积分]
制约条件P1≤6
        P2≤10
        P1+P2＝12
通过求解上述数学公式能够得到最优解P1＝2积分、P2＝10积分。因此，下位装置201的能量削减量中的2kW的削减量分配给上位装置11-1、5kW的削减量被分配给上位装置11-2的情况成为最佳。
图33是示意地示出使用计分卡来执行上述协商的状态的框图。
在该图33中，一个下位装置201对上位装置11-1、11-2分别分配的能量削减量被最佳化。
上位装置11-1、11-2分别对下位装置201发送削减请求计分卡。
下位装置201从上位装置11-1、11-2分别接收削减请求计分卡，为了尽可能以较少的能量削减量来获得较多的环保积分，而计算出最佳的能量削减分配。
图34是从上位装置11-1向下位装置201发送的削减请求计分卡的一例。
该图34的计分卡例如示出针对1个环保积分请求3kWh的供给能量削减的情况。
图35是从上位装置11-2向下位装置201发送的削减请求计分卡的一例。
该图35的计分卡例如示出针对1个环保积分请求0.5kWh的供给能量削减的情况。
图36是从下位装置201向上位装置11-1、11-2发送的削减提案计分卡的一例。
表示下位装置201例如针对1个环保积分能够进行1kWh的供给能量削减的情况。
下位装置201执行如下的协商：计算出最佳的能量削减分配，以便能够尽可能以较少的能量削减来实现较多的环保积分。该协商的结果，报酬环保积分6积分中的2积分被分配给上位装置11-1、4积分被分配给上位装置11-2。下位装置201将从上位装置11-1接受的受电量减少6kWh，将从上位装置11-2接受的受电量减少2kWh，实现合计消减8kWh的能量削减调整。
该最佳值是通过求解作为线型规划问题的下面的数学式而得到的。
最大化P1+P2
制约条件0≤P1≤3
        0≤P2≤4
f1(P1)+f2(P2)≤f3(P1+P2)
其中，f1()是基于图34的计分卡的函数，f2()是基于图35的计分卡的函数，f3()是基于图36的计分卡的函数，f1()、f2()、f3()是示出环保积分和能量削减的比例(％)的关系的函数。
通过求解上述数学公式能够得到最优解P1＝2积分、P2＝4积分。其结果，上位装置11-1对下位装置201进行6kWh的能量削减，上位装置11-2对下位装置201进行2kWh的能量削减。对于下位装置201来说成为合计8kWh的能量削减。
(第四实施方式的层级型能量管理系统的效果)
在上述的第四实施方式中，能够得到与第三实施方式相同的效果。在一个下位装置201和多个上位装置11之间执行协商，下位装置201能够在需要的环保积分范围内求出总和成为最小的能量削减量的分配。并且，下位装置201能够根据能量能够削减量的条件，求出总和成为最大的环保积分请求分配。此外，通过使用了计分卡的协商，在能量供给量本身的削减或能量供给的时间移动等、不同方式的能量供给调整混合存在的情况下，也能够最佳地分配能量削减量及环保积分。
说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式仅是作为例子来提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他的各种方式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换和变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围和主旨中，并且包含于各请求项中所记载的发明及其等价的范围内。

Claims (15)

1.一种能量管理系统，包括能量供给装置和由上述能量供给装置供给能量的能量需要装置，其特征在于，具备：
上述能量供给装置所具备的第一能量管理装置；
上述能量需要装置所具备的第二能量管理装置；
多个存储部，分别配置在上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置中，预先存储与从上述能量供给装置向上述能量需要装置供给的能量的加减请求相对应的条件；以及
多个运算部，分别配置在上述第一能量管理装置和上述第二能量管理装置中，包含协商功能，该协商功能进行协作并对满足上述多个存储部所存储的上述条件的能量加减量进行运算。
2.根据权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于，
上述能量供给装置和上述能量需要装置中的至少一方为多个。
3.根据权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于，
在上述能量供给装置所属的上位层和上述能量需要装置所属的下位层之间存在中间层；
属于上述中间层的第三能量管理装置，在上述上位层的上述第一能量管理装置和上述下位层的上述第二能量管理装置之间，执行用于上述协商功能的收发。
4.根据权利要求3所述的能量管理系统，其特征在于，
上述多个能量供给装置属于包括上述上位层、上述下位层、上述中位层的层级的最上层。
5.根据权利要求3所述的能量管理系统，其特征在于，
上述多个能量需要装置属于包括上述上位层、上述下位层、上述中位层的层级的最下层。
6.根据权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于，
上述条件是包含由上述能量供给装置请求的能量加减请求量和能量能够加减量的数据，上述能量能够加减量是上述能量需要装置能够加减的能量的量按照每小时被数值化的量。
7.根据权利要求6所述的能量管理系统，其特征在于，
上述数据包含如下的指标值，即与由上述能量需要装置执行了能量加减时的能量加减量相对应的报酬按照每小时被数值化后的指标值。
8.根据权利要求6所述的能量管理系统，其特征在于，
上述数据，作为与上述能量能够加减量相关的属性值，包含以下信息中的至少一个：
上述第二能量管理装置中的负载的能量消费的能够加减量的信息；
产生上述负载的能量消费的时间的能够移动量的信息；
上述负载的运行时间或上述负载的累积能量的能够加减量的信息；
表示上述负载的能量消费的切断可否的信息；以及
上述负载的能量消费或产生能量的量及其误差或误差率的信息。
9.根据权利要求8所述的能量管理系统，其特征在于，
上述数据，作为上述属性值，包括对于时间轴的预测值。
10.根据权利要求6所述的能量管理系统，其特征在于，
上述第二能量管理装置，从上述第一能量管理装置接收包含能量加减请求量的信息，并运算上述能量加减量。
11.根据权利要求3所述的能量管理系统，其特征在于，
包含上述上位层、上述下位层、上述中位层的层级中的第一层的能量管理装置，从上述第一层之下的第二层的多个能量管理装置接收多个信息，对所接收到的上述多个信息进行合计，根据该合计结果来更新上述第一层的能量管理装置的存储部所存储的信息。
12.根据权利要求7所述的能量管理系统，其特征在于，
上述第一能量管理装置，在由上述能量需要装置执行了上述能量加减的情况下，求出表示与上述能量加减量相对应的报酬的指标值。
13.根据权利要求3所述的能量管理系统，其特征在于，
上述条件是包含由上述能量供给装置请求的能量加减请求量和对上述能量需要装置能够加减的能量的量进行表示的能量能够加减量的数据；
上述数据包含指标值，该指标值表示与由上述能量需要装置执行了能量加减时的能量加减量相对应的报酬；
上述第三能量管理装置，
从上述第一能量管理装置接收能量加减请求量，
以上述能量加减被执行时的合计能量加减量为上述能量加减请求量以上、且上述指标值的合计成为最小的方式，决定针对上述多个第二能量管理装置的上述能量加减请求量的分配，上述指标值针对根据上述能量加减请求量而执行的上述能量加减，
将与上述决定的分配相对应的上述指标值的合计值发送给上述第一能量管理装置。
14.根据权利要求3所述的能量管理系统，其特征在于，
上述条件是包含由上述能量供给装置请求的能量加减请求量和对上述能量需要装置能够加减的能量的量进行表示的能量能够加减量的数据；
上述数据包含指标值，该指标值表示与由上述能量需要装置执行了能量加减时的能量加减量相对应的报酬；
上述第三能量管理装置，
从上述第一能量管理装置接收上述指标值的能够提供量，
以与上述能量加减被执行时的合计能量加减量相对应的上述指标值为上述能够提供量以下、且上述合计能量加减量成为最大的方式，决定针对上述多个第二能量管理装置的上述指标值的分配，
将与上述决定的上述指标值的分配相对应的能量能够加减量发送给上述第一能量管理装置。
15.一种能量管理方法，在能量管理系统中使用，该能量管理系统包括能量供给装置和由上述能量供给装置供给能量的能量需要装置，其特征在于，
上述能量供给装置具备第一能量管理装置；
上述能量需要装置具备第二能量管理装置；
上述第一能量管理装置的存储部和上述第二能量管理装置的存储部，预先存储与从上述能量供给装置向上述能量需要装置供给的能量的加减请求相对应的条件；
上述第一能量管理装置的运算部和上述第二能量管理装置的运算部执行协商处理，该协商处理进行协作并对满足上述多个存储部所存储的上述条件的能量加减量进行运算。
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