CN102714410B - 电力供给预备力交易系统和电力供给预备力交易方法 - Google Patents

电力供给预备力交易系统和电力供给预备力交易方法 Download PDF

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Abstract

根据实施方式，电力供给预备力交易系统具有预备力交易部、决定部以及交易对价分配部。预备力交易部取得需求方的电力可削减量，作为需求调整预备力进行交易来取得对价。决定部决定各需求方的等级，使电力需求预测量与电力消耗量之差越小的需求方，等级越高。交易对价分配部分配对价，在电力削减请求未被发送时，使等级越高的需求方，所占比率越高，在电力削减请求被发送时，使等级越高且由于电力削减请求被发送而向需求方通知了削减请求量之后的推定削减量越多的需求方，所占比率越高。

Description

电力供给预备力交易系统和电力供给预备力交易方法
技术领域
本发明的实施方式涉及电力供给预备力交易系统和电力供给预备力交易方法。
背景技术
近年，削减温室效应气体的动向不仅在工业中，在民生部门也加速发展，这就要求楼房或工厂等消耗能源的建筑物更加节能化。
但是，考虑到在发展中国家，伴随着经济发展的电力消耗的增加不可避免，此外，在发达国家，随着电动汽车等的普及而产生的电力消耗也在增加。
另外，随着发电时不排放温室效应气体的风力发电等可再生能源发电或发电时温室效应气体产生量较少的原子能发电的电力供给比率提高，预计这些清洁能源会增加。
站在电力供给方的视点来说，电力系统具有若电力消耗量(需求)与发电量(供给)总是不一致则不能稳定运行的特性。换言之，必须要总是维持供需平衡。
因此，有必要增强与电力消耗高峰相适应的发电设备，以及确保更大的供给预备力(供需调整预备力)。使用其中一个形式的备用发电机来说明供给预备力的含义。
所述备用发电机，是在根据电力需求的预测值制定的发电机运转计划中并没有最初预定起动的发电机。换言之，备用发电机是一种虽然计划上不发电，但是在基于计划正在发电的发电机出现了故障的情况下、或超过计划时的预测而电力需求有所增加等情况下开始发电的发电机。即，所述供给预备力是指对产生电力供给不足时的其中不足部分进行补充的电力(能力)。
从备用发电机的作用可知，供给预备力是为了电力系统的稳定运行而必需的。虽然负有确保义务的主体根据电力系统的方式而有所不同，但是，通常确保电力需求(＝供给量)的大约10％左右作为供给预备力。今后，随着发电量容易变化的风力发电等供给电力的比例提高，预计必需的预备力的比例会进一步增加。
但是，由于备用发电机在发电机按照运转计划就可实现供需平衡的状况下不发电，因此成为闲置设备。因此，由于使发电企业配备备用发电机的激励难以起效。在电力消耗量年年增加，并且必须要优先应对实际电力需求的发展中国家中，更加难以起效。
此外，在发电计划中，优先运转运转效率高且发电成本低的发电机。从而存在把效率和可靠性都低的老化的发电机分配为备用发电机的倾向。
在这样的状况下，可以预想到，即使在发达国家也很难确保使能够应对增加的供给预备力的备用发电机满足量与质两方面。此外，对于用来维持闲置设备以备用的环境负担，从社会的观点来看也不能够忽视。
作为用于确保最经济且环境负担低的供给预备力的另一种方式而被期待的是，请求响应能力的确保。
所述请求响应，是一种为了得到供需平衡、代替增加发电量而削减电力需求的结构。通过确保必要时能削减电力需求的能力(请求响应能力)，能够作为供给预备力来有助于电力系统的稳定运行。
作为请求响应的一种手法，已提出有：(1)配合供需平衡，在电力价格中加上溢价，来引导需求方减少电力需求的手法；(2)从电力供给主体委托需求方削减电力需求，需求方一侧回答是否削减的方法，(3)，从需求方一侧对供给方为了削减电力需求而停止电力消耗机器的权利进行投标的方法，(4)赋予从需求方的电力消耗预计量中减去一定比率的削减量后的目标电力的方法等。
现有技术文献
专利文献：
专利文献1：日本特开2002-369380号公报
专利文献2：日本专利第4131905号公报
专利文献3：日本特开2010-119269号公报
专利文献4：日本专利第3564605号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，即使使用如上所述的请求响应手法，在(1)～(3)的手法中，由于未削减时的电力需求量不明确，因此削减量也不明确，有时并不能够适当地确保供给预备力。
另一方面，在(4)的手法中，供给预备力交易中介方预测不削减电力需求时的需求量，并计算削减以后的需求量，从而能够确保一定程度上较为确定的供给预备力。但是，由于不是需求方自身，而是预备力交易中介方进行电力需求量的预测，因此，很难提高预测精度。
本发明就是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种能提高电力需求量的预测精度，适当地确保供给预备力的电力供给预备力交易系统和电力供给预备力交易方法。
用于解决问题的手段
用于达到上述目的的一个实施方式涉及的电力供给预备力交易系统，具有预备力交易部、需求方等级决定部(决定部)以及交易对价分配部。预备力交易部取得需求方的电力可削减量作为需求调整预备力进行交易，来取得对价。需求方等级决定部(决定部)决定各需求方的等级，使电力需求预测量与电力消耗量之差越小的需求方，等级越高。交易对价分配部分配对价，以便在电力削减请求未被发送时，使等级越高的需求方，所占比率越高，在电力削减请求被发送时，使等级越高且由于电力削减请求被发送而向需求方通知了削减请求量之后的推定削减量越多的需求方，所占比率越高。
附图说明
图1是示出一个实施方式涉及的电力需求调整预备力交易系统(以下称为交易系统)的结构的框图。
图2是示出一个实施方式涉及的交易系统的预备力交易中介方终端的动作的流程图。
图3是在一个实施方式涉及的交易系统中输入电力可削减量时所利用的削减水平的说明图。
图4(a)是示出在一个实施方式涉及的交易系统中偏离(bias)地调整预测电力消耗量的情况下的曲线图，图4(b)是示出在一个实施方式涉及的交易系统中将预测电力消耗量调整成维持削减请求发生时的电力消耗量的情况下的曲线图。
具体实施方式
以下，关于本发明的电力需求调整预备力交易系统的一个实施方式进行说明。在以下的实施方式中，预先构筑了将需求方示出的将来的电力可削减量作为需求调整预备力而与电力系统运行方相对或是在电力市场中与对价交易的系统，设预备力交易中介方进行该交易。
<一个实施方式涉及的电力供给预备力交易系统的结构>
参照图1，关于本发明的一个实施方式涉及的电力供给预备力交易系统的结构进行说明。
本实施方式涉及的电力供给预备力交易系统1具备：需求方终端10，由使用电力的各需求方进行操作；电力管理装置20，与需求方终端10相对应，管理各需求方的电力；以及预备力交易中介方终端(以下称为中介方终端)30，由交易电力供给预备力的中介方进行操作。需求方终端10和电力管理装置20与中介方终端30连接。图1为了方便说明，示出了需求方终端10和电力管理装置20分别是1台的情况，但实际上在预备力交易中介方终端30上连接有许多需求方终端10和与它们分别对应的电力管理装置20。
需求方终端10具有：输入部101，通过需求方的操作输入将来的规定期间的电力需求预测量和电力可削减量；通信部102，将从输入部101输入的电力需求预测量和电力可削减量发送给中介方终端30；以及显示部103，显示从中介方终端30发送来的削减请求量。
电力管理装置20具有：电力消耗计量部201，对操作需求方终端10的需求方所使用了的电力消耗量进行计量；以及通信部202，将在电力消耗计量部201中计量出的电力消耗量发送给中介方终端30。
中介方终端30具有预测量·可削减量取得部(以下称为第一取得部)301、需求方信息储存部302、可削减量调整部303、合计可削减量计算部304、预备力交易部305、电力消耗量取得部(以下称为第二取得部)306、需求方等级决定部(以下称为决定部)307、交易对价分配部308、削减请求通知部(以下称为通知部)309、和推定削减量计算部310。
第一取得部301取得从需求方终端10发送的各需求方的电力需求预测量和电力可削减量。
需求方信息储存部302对由第一取得部301取得的电力需求预测量和电力可削减量、以及由后述的第二取得部306取得的电力消耗量进行储存。
可削减量调整部303按照每个需求方评价所取得的电力可削减量中预测为不可能削减的风险，基于该评价，对由第一取得部301取得的电力可削减量进行调整。
合计可削减量计算部304计算从各需求方终端10发送的电力可削减量的合计值。
预备力交易部305将由合计可削减量计算部304计算出的电力可削减量的合计值作为需求调整预备力，通过与电力系统运行方相对地或是在电力市场中交易来取得对价。
第二取得部306取得从电力管理装置20发送的电力消耗量。
决定部307按照每个需求方计算需求方信息储存部302中储存的电力需求预测量与由第二取得部306取得的对应期间的电力消耗量之差，来决定各需求方的等级，使该差越小的需求方，越作为优良需求方而提高等级。
在从电力公司未发送电力削减请求时，交易对价分配部308对在预备力交易部305中通过交易取得的对价进行分配，使得由决定部307决定的等级越高的需求方，分配所占比率越高。此外，在从电力公司发送了电力削减请求时，交易对价分配部308对在预备力交易部305中通过交易取得的对价进行分配，使得由决定部307决定的等级越高且由后述的推定削减量计算部310计算出的推定削减量越多的需求方，分配所占比率越高。
在从电力公司发送了电力削减请求时，削减请求通知部309基于需求方信息储存部302中储存的电力可削减量，来决定各需求方的削减请求量，并发送给各需求方的需求方终端10进行通知。
推定削减量计算部310根据需求方信息储存部302中储存的电力需求预测量和从削减请求通知部309向各需求方终端10通知了削减请求量之后的电力消耗量，计算各需求方的电力消耗削减量的推定值即推定削减量。
<一个实施方式涉及的电力供给预备力交易系统的动作>
关于本实施方式涉及的电力供给预备力交易系统(以下称为交易系统)1的动作进行说明。图2是示出交易系统1正在运行时中介方终端30中所执行的处理的流程图。
交易系统1运行时，经由通信部202，向中介方终端30发送在电力管理装置20的电力消耗计量部201中按规定时间间隔计量到的、需求方终端10所使用的设备负荷的电力消耗量。并且，由中介方终端30的第二取得部306取得该电力消耗量，并储存在需求方信息储存部302中(步骤S1)。
此外，通过利用该交易系统1的需求方的操作，从各需求方终端10的输入部101输入对每个需求方终端10预先设定的将来规定期间的电力需求预测量和电力可削减量。
所输入的电力需求预测量和电力可削减量的期间，例如是次日的一天、下周的一周、或者下月的一个月等。此外，还利用需求方分别储存在需求方终端10中的过去的电力消耗量的数据等进行估计而输入电力需求预测量和电力可削减量。
可以使用将设定的规定期间分割后的一定期间、例如1个时间单位的电力需求预测量的积分量来输入该电力需求预测量。该单位期间可以使用因需求方的不同而不同的期间，这样，具有各种各样预测手段的广泛的需求方就都能够利用该交易系统1。
此外，也可以如图3所示地指定预先按照每个需求方设定的与多个电力可削减量相对应的削减水平、削减可能时间信息、或者这两者的信息，来输入该电力可削减量。通过指定这些信息，能够预测与需求方所使用的负荷的电力消耗模式相对应的合理的电力可削减量。
将从输入部101输入的电力需求预测量和电力可削减量，从通信部102发送给中介方终端30。
在中介方终端30中，由第一取得部301取得从需求方终端10发送的电力需求预测量和电力可削减量，储存在需求方信息储存部302中(步骤S2)。
接着，在可削减量调整部303中，基于需求方信息储存部302中储存的过去的每个需求方的削减量的实际成果，评价所取得的电力可削减量中预测为不可能削减的风险，并调整成已消除了该风险的电力可削减量(步骤S3)。
此外，在可削减量调整部303中，以削减水平和削减可能时间信息指定了取得的电力可削减量的情况下，也可以进行在时间方向上平均电力可削减量的处理。
接着，在合计可削减量计算部304中，判断是否经过了为了交易预先设定的电力供给预备力而预先设定的交易期间，例如数个月或1年的期间(步骤S4)，在判断为经过了该交易期间时(步骤S4的“是”)，计算从各需求方终端10发送来的电力可削减量的该交易期间的合计值(步骤S5)。
并且，在预备力交易部305中，将由合计可削减量计算部304计算出的电力可削减量的合计值作为需求调整预备力，通过与电力系统运行方相对地或是在电力市场中交易来取得对价(步骤S6)。
在进行该交易时，可以将电力供给预备力如图4(a)所示地调整成：相对于用实线所示的没发生电力削减请求时的合计电力消耗量，如虚线所示地偏离地削减预测电力消耗量，或者如图4(b)所示地调整成：维持削减请求发生时的电力消耗量来削减预测电力消耗量。通过这样地调整预测消耗量，能够得到与起动备用发电机同等的效果以及为应对负荷成为高峰的时间区域而缓和负荷系统整体的电力负荷增加的效果。此外，通过这样地调整电力供给预备力，也能应对不知道何时发生、何时结束的电力削减请求。
此外，在此，原本由第二取得部306取得并储存在需求方信息储存部302中的电力消耗量和事先取得的电量需求预测量应该一致，但实际上不如预测那样电力消耗，从而产生差。
因此，按照每个需求方，计算需求方信息储存部302中储存的电力需求预测量与由第二取得部306取得的对应期间的实际电力消耗量之差，来决定各需求方的等级，使该差越小的需求方，越作为优良需求方而提高等级(步骤S7)。
接着，在该交易期间中，由中介方终端30判断是否从电力公司接收到电力削减请求(步骤S8)。
判断的结果，在未接收到电力削减请求时(步骤S8的“否”)，在交易对价分配部308中，对在预备力交易部305中通过交易取得的对价进行分配，使得由决定部307决定的等级越高的需求方，所占比率越高。(步骤S9)。
关于对价，除了例如减少电费以外，还可以利用能够接受规定服务的点数或给予表彰等来将对价分配给对应的需求方。将该分配的对价或推定削减量的信息发送给需求方终端10，并通过显示在显示部103上来通知给需求方。
此外，在步骤S8中判断为从电力公司接收到了电力削减请求时(步骤S8的“是”)，在削减请求通知部309中，基于需求方信息储存部302中储存的电力可削减量，决定各需求方的削减请求量，并发送给各需求方的需求方终端10来进行通知(步骤S10)。
在各需求方的需求方终端10中，经由通信部102接收从中介方终端30发送的削减请求量后显示在显示部103上，来向需求方提供信息。需求方确认所显示的削减请求量的信息，以实现电力消耗量的削减。
接着，在推定削减量计算部310中，从需求方信息储存部302取得由需求方执行削减的期间的电力可削减量和实际的电力消耗量，根据该电力需求预测量和电力消耗量计算各需求方的电力消耗削减量的推定值即推定削减量(步骤S11)。
在此，也可以在判断出推定削减量计算部310中计算出的推定削减量中不够时，生成追加的削减请求量，发送给各需求方的需求方终端10。
此外，也可以在该推定削减量显著少于预先取得的可削减量等、差距在规定值以上不同的情况下，执行降低需求方的等级或征收追加费用等的用于收取罚金的处理。这样就能够引导需求方诚实地申报可削减量。
接着，在交易对价分配部308中，对在预备力交易部305中通过交易取得的对价进行分配，使得由决定部307决定的等级越高且由推定削减量计算部310计算出的推定削减量越多的需求方，所占比率越高(步骤S9)。将该分配的对价或推定削减量的信息发送给需求方终端10，并通过显示在显示部103上来通知给需求方。
根据以上的本实施方式，通过从具有各种各样预测手段的广泛的需求方汇集电力需求预测量，并且将用该电力需求预测量交易得到的对价公平地分配给需求方，并给予用于使需求方提供精度高的电力需求预测量的激励，就能适当地确保供给预备力。
在上述的本实施方式中，关于通过需求方使用需求方终端10输入电力需求预测量和电力可削减量而在中介方终端30中取得这些量的情况进行了说明，但不限定于此，对于未保存用于估计电力需求预测量或电力可削减量的数据的需求方，也可以将通过条款等决定的一定的固定量、按照不同时间模式化而设定的固定量、或者由预先设定的计算式得到的计算量，设定为电力需求预测量或电力可削减量，以供中介方终端30利用。通过这样地设定，过去未管理过电力消耗量的中小楼房或普通家庭等，也能作为需求方利用本系统。
此外，也可以在中介方终端30中搭载通过分析储存的电力消耗量来估计每个需求方的电力需求预测量或电力可削减量的功能，通过该功能进行向需求方提供电力需求预测量或电力可削减量的服务。利用该服务，能够帮助想不费功夫地得到高等级的需求方或缺乏预测技能的需求方。
此外，在本实施方式中，关于需求方对应于从中介方终端30的削减请求通知部309通知的削减请求进行电力消耗量的削减的情况进行了说明，但是也可以在中介方终端30中搭载直接控制需求方的电力负荷设备的功能，通过该功能按照削减请求来调整需求方的电力负荷设备的运转。此外，也可以拥有预备力交易中介方所持有的发电设备、电力负荷设备或是蓄电设备，通过与中介方终端30连接这些设备来控制这些设备，以便能进行对计算出的削减请求量的削减。
此外，也可以在进行了上述电力需求预测量的交易和对价分配之后通知给需求方的信息中，包含有推定削减量计算部计算出的推定削减量以及根据该推定削减量并基于电力的CO2原单价计算出的CO2削减量等温室效应气体削减量，来作为有关环境负担降低效果的信息。这样，能够提高需求方的环境意识，并且也能应对将来被预测的CO2排放权的限制。
已经说明了本发明的实施方式，但是该实施方式是作为例子而提示的，并不是想限定发明范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式进行实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包含在发明范围或主旨内，并且也包含在权利要求范围中记载的发明及其均等的范围内。

Claims (9)

1.一种电力供给预备力交易系统，其特征在于，具备：
第一取得部，取得每个需求方的、将来规定期间的电力需求预测量和电力可削减量；
预备力交易部，通过将由所述第一取得部取得的需求方的电力可削减量作为需求调整预备力进行交易，来取得对价；
第二取得部，取得每个需求方的电力消耗量；
决定部，计算每个需求方的、由所述第一取得部取得的电力需求预测量与由所述第二取得部取得的所述规定期间的电力消耗量之差，决定各需求方的等级，使该差越小的需求方，等级越高；
通知部，在电力削减请求被发送时，基于由所述第一取得部取得的电力可削减量决定各需求方的削减请求量，并为了向需求方通知该削减请求量而向需求方发送该削减请求量；
推定削减量计算部，根据每个需求方的、由所述第一取得部取得的电力需求预测量和发送所述削减请求量之后的电力消耗量，计算电力消耗削减量的推定值即推定削减量，所述发送所述削减请求量之后的电力消耗量是根据由所述第二取得部取得的电力消耗量而计算出的；以及
交易对价分配部，在电力削减请求未被发送时，将由所述预备力交易部取得的对价分配为，使得由所述决定部决定的等级越高的需求方，所占比率越高，在电力削减请求被发送时，将由所述预备力交易部取得的对价分配为，使得由所述决定部决定的等级越高且由所述推定削减量计算部计算出的推定削减量越多的需求方，所占比率越高。
2.根据权利要求1所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，
由所述第一取得部取得的电力需求预测量，是使用将设定的所述规定期间分割后的一定期间单位的电力需求预测量的积分量而输入的信息。
3.根据权利要求1或2所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，
由所述第一取得部取得的电力可削减量，是指定预先按照每个需求方设定的与多个电力可削减量相对应的削减水平、削减可能时间信息、或者这两者信息而输入的信息。
4.根据权利要求1所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，
由所述第一取得部取得的电力需求预测量和电力可削减量，使用对每个需求方设定的一定的固定量、按照不同时间模式化而设定的固定量、或者由预先设定的计算式得出的计算量。
5.根据权利要求1所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，还具有：
需求方信息储存部，对由所述第二取得部取得的电力消耗量进行储存；以及
需求方信息估计部，通过分析所述需求方信息储存部中储存的电力消耗量，估计电力需求预测量或者电力可削减量。
6.根据权利要求1所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，
在计算出的推定削减量与由所述第一取得部取得的可削减量相差规定值以上的情况下，所述推定削减量计算部降低所述需求方的等级，或者执行用于征收追加费用的处理。
7.根据权利要求1所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，
还具有需求方设备控制部，该需求方设备控制部按照由所述通知部决定的削减请求量，控制需求方的电力负荷设备的运转。
8.根据权利要求1所述的电力供给预备力交易系统，其特征在于，
还具有显示部，该显示部为了将由所述推定削减量计算部计算出的推定削减量和根据该推定削减量计算出的温室效应气体削减量通知给所述需求方而使所述推定削减量和所述温室效应气体削减量加以显示。
9.一种电力供给预备力交易方法，其特征在于，电力供给预备力交易系统进行的步骤包括：
预测量及可削减量取得步骤，取得每个需求方的、将来规定期间的电力需求预测量和电力可削减量；
预备力交易步骤，通过将在所述预测量及可削减量取得步骤中取得的需求方的电力可削减量作为需求调整预备力进行交易，来取得对价；
电力消耗量取得步骤，取得每个需求方的电力消耗量；
需求方等级决定步骤，计算每个需求方的、在所述预测量及可削减量取得步骤中取得的电力需求预测量与所述规定期间的电力消耗量之差，决定各需求方的等级，使得该差越小的需求方，等级越高，所述规定期间的电力消耗量是根据在所述电力消耗量取得步骤中取得的电力消耗量而计算出的；
削减请求通知步骤，在电力削减请求被发送时，基于在所述预测量及可削减量取得步骤中取得的电力可削减量，决定各需求方的削减请求量，并为了通知给需求方而向需求方发送削减请求量；
推定削减量计算步骤，根据每个需求方的、在所述预测量及可削减量取得步骤中取得的电力需求预测量和发送所述削减请求量之后的电力消耗量，计算电力消耗削减量的推定值即推定削减量，所述发送所述削减请求量之后的电力消耗量是根据在所述电力消耗量取得步骤中取得的电力消耗量而计算出的；以及
交易对价分配步骤，在电力削减请求未被发送时，将在所述预备力交易步骤中取得的对价分配为，使得在所述需求方等级决定步骤中决定的等级越高的需求方，所占比率越高，在电力削减请求被发送时，将在所述预备力交易步骤中取得的对价分配为，使得在所述需求方等级决定步骤中决定的等级越高且在所述推定削减量计算步骤中计算出的推定削减量越多的需求方，所占比率越高。
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