JP2005503617A - 配電システム、それに用いる価格普及ユニットおよび配電システムにおける決済方法 - Google Patents

Abstract

配電システムでは、価格供給者から直接最終消費者の機器またはメーターへリアルタイムの価格情報が送られ、交換所で設定されたリアルタイム価格に対応する価格が消費者に請求される。よって最終消費者は自己の電力消費量をより効率的に管理できる。従って、最終消費者は低い価格を活用できるだけでなく、価格が所定の限度を越えたときに消費量を低減することもできる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は配電システムに関し、特に配電システムにおいて資源をより効率的に使用する最適にされたシステムに関する。本発明は規制緩和された電気市場にも関する。
【背景技術】
【０００２】
商品の市場／取引交換の主な目的は、異なる商品の購入および販売契約を人々が行うことのできる出会い中心点を提供することであり、市場で購入および販売を行う人々は通常、投資家と称される。
【０００３】
市場で決定される価格は特定の契約の市場価値であると通常解釈される。ほとんど7の場合における商品のための市場は、２つの異なる種類の投資家、すなわちヘッジャーと投機家の注目を引く。
【０００４】
ヘッジャーとは市場における将来の価格変化の影響を減らしたり、将来における特定の商品へのアクセスを保証するために、将来の契約で資金を投資する人々のことである。他方、投機家とは、市場からの経済的利益を予測するときに、市場に資金を投資する人のことである。例えば特定の商品契約に対する価格が過度に高くなるか、または過度に低くなるとの見解を投機家が有している場合、投機家は市場に参加し自己の取引から金を稼げると期待する特定商品において、購入または販売契約をすることができる。
【０００５】
商品市場では、投機家が存在することによって市場における流動性が増すので、これによって積極的な貢献がなされる。また、市場における悪い価格付けは投機家によって補正されるので、ヘッジャーは公正と考えられる価格で市場をヘッジすることができる。
【０００６】
投機家の関心を呼ぶことにこれまで問題があった商品市場として電気市場をあげることができる。従って、電気取引の規制が緩和された今日では、異なるタイプの市場で電気を取引することができる。短期および長期にわたって契約を取引できる。販売側および購入側の双方において価格変化に対してヘッジする必要がある。
【０００７】
良好に機能する市場は、積極的な販売者と購入者の双方が市場に影響を与える両当事者となることを求める。市場が規制緩和されている多くの国において、これまでの独占会社は価格を支配する役割をまだ果たしている。発電会社は自らの立場を利用して短期契約において価格を競うことができる立場にあることが多い。このことは特に規制されている市場と称されることが多いリアルタイムのバランス市場に対して特に当てはまる。
【０００８】
他方、消費者側は通常、リアルタイムの価格に影響を与えず、リアルタイムの価格に基づく決済は行われないが、期待されるリアルタイムの価格はスポット価格にある程度の影響を与える。
【０００９】
この結果、現在の電気市場は多少とも投機家の関心を引くことに失敗しているので、双方の側がリアルタイムの価格だけでなく、スポット価格にも影響力を有するような市場が求められている。これによって契約取引が行われる価格を操作の容易でない公正な価格として見なすことができるように保証できる。このようなケースとなったときに、市場は投機家を含むすべてのタイプの投資家の関心を引くことができるようになる。次に、このことによって市場の効率性が改善される。
【００１０】
規制緩和された電気市場はスポット取引（先物および／または当日）を取引するための市場を含む。スポット契約とは通常１時間の間、時々は３０分のようなより短い期間で送電を行うためのものである。更にグリッドにおいて物理的電気フローをバランス／調節するためにグリッドオペレータが使用するバランスマーケットがある。この市場におけるメンバーは極めて短い通知で、短期の送電時間、例えば５分間のために上下の制御を行うことができる人である。この市場は大きな発電会社によって支配されており、１つの購入者、すなわちグリッドオペレータしか有していない。
【００１１】
更に、規制緩和された市場では消費者が供給者を選択できる可能性がある。しかしながら送電契約は契約者が実際の（リアルタイムの）価格によって影響されないように作成されるので、消費者は自己の消費量を増減するインセンティブ（動機）を有しない。例えばリアルタイムの価格がｋＷｈ当たり１０セントからｋＷｈ当たり１ドルに増加した場合でも、消費者は消費を停止してリアルタイムの価格の支払いをやめることはできない。リアルタイムの価格がｋＷｈ当たり５セントまで低下した場合でも、消費者は自己の支払い消費量を増やすこともできないし、利益を得ることもできない。
【００１２】
配電システムを設計する際の全体の目標は、電気市場をできるだけ効率的にすることである。発電量を増加するよりも消費量を減少させることのほうが利益が大きくなる場合、消費側に投資を行うべきであり、当然、新しい発電ユニットを建築するのに利益が大きくなれば、この逆となる。
【００１３】
結論として、電気市場が今日規制緩和されている場合、電気市場はまだ極めて非効率的である。このことは主に次の主な要因に起因するものである。
− リアルタイムの価格（バランス市場）をコントロールする数社の極めて大きな会社の立場が協力であり、バランス市場における価格はスポット市場における価格に影響すること。
− スポット市場価格は、より長期の契約におけるオープンな財務上の立場をなくすことに通常使用されており、これによって市場に流動性を提供する投機家がなくなること。
− 市場におけるリアルタイムの価格変化に対して消費者が行動するインセンティブがないことによって状況が打破されないこと。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、改善され、かつより効率的な配電システムを提供し、かつ発電者側および消費者側の双方がリアルタイムの価格における変化に対応できる市場を創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的およびそれ以外の目的は特許請求の範囲に記載の本発明によって達成される。
【００１６】
従って有効な配電システムを構築するには、発電者および消費者がこれら短期価格に対応できるように短期価格が実際の「電気の価値」を示すことが不可欠である。購入側と販売側の双方が価格情報に対応できるような配電システムを創出するには、実際の価格情報で双方の側をサポートできるインフラストラクチャが必要である。
【００１７】
交換所で電気の取引がなされる場合、価格情報はメンバーおよび情報システムにアクセスする人に利用できるようになる。交換によって設定される価格はコスト的に最も効率的な態様で、どのように業務を運用するかを決定するのに利用できるツールを交換メンバーに提供できる。
【００１８】
例えば電気の価格が利益を出しながらプロセスを実行できるレベルとなったときに、プロセス業界は極めてエネルギーを必要とする作業だけを実行するように選択することができる。別の例として、電気の価格が所定のレベルよりも高くなった場合、発電者はガスまたはオイルによる蒸気を発生するのに別の方法を使用することを選択することができる。
【００１９】
しかしながら今日、実際の価格情報で異なるタイプの電気機器をサポートするためのインフラストラクチャは所定場所にはない。このことは、実際の価格情報に対応するように電気を使用する機器にプログラムを組み込む方法はないことを意味する。今日の配電システムは電気が一年中ずっと固定価格、通常は同一価格のコストとなるか、または季節の間で、または日中／夜間でわずかに変化する価格のコストとなるという事実に基づいて設計されている。従って、今日の発電者は特に要求量と比較して極めて限られた発電容量を有する状況で市場電力を有している。
【００２０】
この欠点を克服するためにエンドユーザーはそのときの電気の価格に対して電力消費量を適合でき、かつそうすることによって実質的な経済的な利益／インセンティブを受けることができるようになっていなければならない。このような場合、電気市場全体はより効率的となる。次に、これによって全体のコストを最小にするような方法で電気が発電され、消費されるようになる。極端な状況では、リアルタイムの価格変化だけでなく、スポット価格も低くなる。長期の運用では、これによって現在のシステムと異なり、販売者と購入者の双方が電気の価格に影響を与えるような市場が創出される。
【００２１】
本発明の好ましい実施例によれば、価格情報普及ユニットから機器またはメーターセンターへリアルタイム価格だけでなくスポット価格情報を送り、リアルタイム価格に対応する価格を消費者に請求することにより、かかる配電システムが得られる。最終消費者は自己の電気価格をヘッジするだけでなく、電気に対するリアルタイム価格に基づき、自己の物理的な電力消費量を管理するようになる。従って、最終消費者は低価格の利点を活用できるだけでなく、価格がある限度を越えた期間から消費量を減少させるか、または移すこともできる。消費者がバランス市場に関与しなくても、発電量を増加する必要性から発電量を減少させる状況が変化した場合、市場価格は低下する。
【００２２】
以下、添付図面を参照し、発明を限定しない例により本発明についてより詳細に説明する。
【実施例】
【００２３】
図１には、従来の配電システムに存在する異なるエンティティおよび機能を含む配電システム１０１の全体図が示されている。この図は物理的電気フローだけでなく、価格およびボリュームを含む情報のフローも含む。
【００２４】
システム１０１は発電会社（または発電機）１０３を代表とする、図１に示されたシステム内の多数の発電会社を含み、発電会社１０３は物理的な電気を発電し、販売している。発電会社１０３は区域／ローカルなネットワーク１０７を介して共通する電気グリッド１０５に接続されているか、または直接グリッド１０５に接続されている。
【００２５】
このシステム１０１は更に多数の消費者を含み、図１に示されたシステムでは消費者１０９がこれら消費者の代表として示されている。この消費者１０９は異なる目的のために電気を使用し、配電ネットワーク１１９を介して共通グリッド１０５に接続されている。
【００２６】
システム１０１には多数のディストリビュータ（販売者）も接続されており、図１に示されたシステムではこれらディストリビュータの代表としてディストリビュータ１１３が示されている。このディストリビュータ１１３はグリッド１０５に接続されたローカル配電ネットワーク１１９、または区域ネットワークを管理（所有）している。更にシステム１０１には供給者１１５を代表とする、図１に示されたシステム内の多数の供給者が接続されている。
【００２７】
供給者１１５は消費者、例えば消費者１０９へ電気を販売する。供給者は例えば発電会社または取引会社、または一部の市場ではディストリビュータ１１３でよい。
【００２８】
システム１０１は交換所１１９も含む。この交換所１１９は電気契約者の購入者および販売者が出会うことのできる市場である。契約はスポット契約だけでなく、将来の契約および１日から１年より長い送電を行う先物契約もカバーするように決めることができる。市場は通常１時間、あるケースではこれよりも短く、あるケースでは時間ごとのブロックの短期契約をカバーするスポット市場も含む。スポット市場に対し、異なる電気市場は異なる規則を有することができる。交換所１１９には、ここでは取引者１１７を代表とする多数の取引者（ヘッジャー）が接続されている。この取引者１１７は、物理的契約だけでなく金融契約としても電気を販売／購入することにより市場に作用する当事者である。交換所１１９は多数の金融取引者（投機家）１２５にも接続されている。金融取引者１２５は金融契約を購入したり販売するだけで、実際の配電には関与しない。金融取引者は市場を構成する交換所１１９に流動性で貢献するだけである。
【００２９】
システム１０１には、システムオペレータ１２１もある。このシステムオペレータ１２１はグリッド１０５、特に１５０ｋＶを越える電圧に対して設計されたグリッド１０５の一部の管理に責任がある。システムオペレータ１２１はバランス市場１２３への密な接続部を有する。このバランス市場は自動的周波数管理の他に、発電量と消費量と損失量との間のリアルタイムの差をバランスさせるのに使用される。
【００３０】
図２では、図１におけるシステム１０１内のリアルタイム価格情報フローが示されている。この価格情報配信装置はシステム１０１のすべての当事者１０３、１０９、１１３、１１５、１１７、１２１および１２５へのリアルタイムの価格情報を配信する価格情報普及ユニット１５１を含む。特に価格情報普及ユニット１５１は消費者へリアルタイムの価格を配信する。ディストリビュータが消費者へ価格情報を配信する役割を果たすシステムでは、ディストリビュータは配電コストをどのように決済するかに関するメッセージに情報を加えることができる。
【００３１】
トランスポート機構は異なる標準コンポーネント、例えば異なるタイプの無線通信、パワーライン通信、電話回線、ワイドエリアデータネットワークなどに基づくことができる。
【００３２】
消費者側では標準機器内で情報を受信し、この情報を使って異なる電気対象、例えば温水器、冷却機器、モータ、ライトなどをコントロールする。異なる電気をコントロールするための機器については、例えば英国特許出願第GB2309567号および米国特許第4,771,185号に記載されている。読み取り可能なスクリーンにリアルタイムの価格（のみならずスポット価格）を表示することもできる。
【００３３】
図３には、本発明に従ってリアルタイムの価格情報を普及するために使用されるインフラストラクチャが示されている。リアルタイムの価格普及システムにおけるコアコンポーネントはユニット１５１である。ユニット１５１は、交換所１１９と同じ場所に位置できるが、当然ながら別の適当な場所に位置していてもよく、交換所１１９およびバランス市場１２３の双方からの情報を受信することが好ましい。このユニット１５１は異なる市場からの価格情報を受信し、この価格情報を適当なフォーマットのメッセージへ編集する。次に、このメッセージは意図する受信機、例えば消費者および／またはディストリビュータへ送信される。ユニット１５１が送信するメッセージには次のパラメータが含まれることが好ましい。
【００３４】

【００３５】
リアルタイム価格は異なるローカルエリアに対して異なってもよく、従って一般的なメッセージは地理的エリアごとの価格に関する情報も含むことが好ましい。メッセージはＸＭＬメッセージ（拡張可能なマークアップ言語）、ＤＩメッセージ（電子データ交換）またはその対のタイプのオープンＡＰＩ（アプリケーションプログラムインターフェース）としてパックできる。
【００３６】
本明細書で説明した実施例が実現されるとき、システムは次のように運用できる。顧客１０９はディストリビュータ１１３に接続され、供給者１１５と電気契約をする。顧客１０９は更に顧客１０９が消費した電気を計測する電気メータを更に有する。
【００３７】
消費者が供給者との間で２つの価格ヘッジ契約に関係する同意をしていたと仮定する。第１の基本契約はすべての時間で同一電力の契約であり、例えば１００００ｋＶｈの年間契約である。このことは時間当たりの送電量が１００００を８７６０時間で割った値となることを意味する。これに対する価格は図４に示されるように７セント／ｋＷｈと同意される。
【００３８】
更に顧客は年１００００ｋＷｈの第２ピーク契約も有する。このピーク期間はすべての稼働日の６時〜２０時をカバーする。このピーク契約は毎週７０時間、かつ年間３６６８時間送電される。この価格は図４に示されるように１０セント／ｋＷｈに設定される。
【００３９】
決済プロセスでは、顧客は供給者に１００００×７セントおよび１００００×１０セント、合計して１７００ドル、あるいは１日あたり約４.６６ドルを支払うことになる。リアルタイム価格では、このヘッジ契約と計測された実際の消費量との間の計測差が決定される。別の市場では、リアルタイム価格と決定されるような別の規約を用いることができる。リアルタイム価格を、バランス市場での価格または特定の時間のスポット市場での価格に設定できる。
【００４０】
ある１日の価格の例を示す図４、およびその日の電気契約および計測使用量の例を示す図５を参照する（これら２つの契約は約６６ｋＷｈを含み、計測された使用量は一日当たり７０ｋＷｈである）。この決済プロセスは価格ヘッジ契約に対するコストを含む。この例では、４.６６ドルに加えて、各時間当たりの契約量と計測量との差をリアルタイム価格に乗算した価格である。当然ながらリアルタイム価格について決済する際に、任意の適当な時間（分、３０分など）を用いることもできる。
【００４１】
この例では、消費者に対してリアルタイム市場で１９セントの料金請求がされる。リアルタイムエネルギーに対するコストは、消費がいつ行われたかおよびどれだけの量のｋＷｈが使用されたかに応じて、正となったり負となったりする。従って消費者が購入したヘッジ契約より多くの電気を消費したときには、この追加消費に対してリアルタイム価格が請求されるであろう。他方、消費者が購入したヘッジ契約より少ない電力しか消費しない場合には、供給者の請求から控除した額に対応する金額を支払うことになる。規制緩和された一部の市場では、発電量を減少させるためのリアルタイム価格と発電量を増加させるためのリアルタイム価格とは異なることに留意すべきである。従って、発電量を増加させるための価格もあれば、発電量を減少させるための価格もある。これと対応して、決済において２つの価格が存在する。換言すれば、ヘッジ契約を越える消費量に対しては通常、より高いある価格の請求がされ、ヘッジ価格よりも低い消費量に対しては通常、より低い価格の第２価格で控除される。
【００４２】
上記システムでは、リアルタイム価格を表す別の価格、例えば別の価格としてスポット市場の価格を用いることもできるが、バランス市場ではバランス市場で設定されたリアルタイム価格を用いることが好ましい。
【００４３】
決済においてバランス市場の価格を使用するシステムにおいては、それでも顧客にスポット市場の価格を提供することは都合がよい。換言すれば、価格情報普及ユニット１５１から送信されるメッセージは、増加した発電量および低下した発電量が取引される価格（バランス市場価格）だけでなく、交換所で設定されたスポット市場価格も含むことが好ましい。顧客へスポット市場の価格を提供する理由は、効率的な電気市場ではスポット市場価格とバランス市場における価格との間に極めて強い相関性があるためである。従って、スポット価格は極めて近い将来においてリアルタイム価格がどのようになるかの良いインジケーターを提供できる。消費者は事前に確かな電力需要活動の計画を立てることにより、この情報から利益を得ることができる。
【００４４】
本明細書に説明したシステムを使用すると、すべての電気消費者は発電に対する現在の価格に対応して自己の消費パターンをコントロールできるような立場となる。従って、本明細書で説明したシステムは双方の側、すなわち発電者側だけでなく消費者側においても発電量をバランスさせることができる。過去において、消費側にはこのようなバランスに関与するインセンティブはなかったので、このようなことは不可能であった。更に消費者が市場に活発に参加できるような手段を用意することにより、電気市場は従来の商品市場と同じようになり、より容易に投機家の関心を引くことができる。次に、このことは電気市場における流動性を増し、これによりヘッジ契約の取引をする人にとってより好ましい価格となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】異なるエンティティおよび機能を含む規制緩和された電気市場の従来の一般的な図である。
【図２】リアルタイムでの価格情報のフローを示す、改良された配電システムの図である。
【図３】リアルタイムの価格情報を普及するために使用される、図２におけるシステム内の主要な部分を示す図である。
【図４】電気消費者の一例における一日の間の異なる契約の価格を示す。
【図５】消費者の一例に対する一日の間の計測されたエネルギー消費量および契約されたエネルギー消費量を示す。

Claims (13)

1. 多数の発電者と多数の消費者とを含み、各消費者がすべての発電者と消費者の各々とを相互接続する共通の電力ネットワークから電気を受けるようになっている配電システムであって、このシステムは更に、
   前記配電システムで配電すべき電気に対応する電気契約を交わすための第１取引システムと、
   前記取引システムにおいて取引される契約に対する価格に対応するリアルタイム価格情報を配信する、前記第１取引システムに接続された価格情報普及ユニットと、
   各消費者と前記価格普及ユニットとを相互接続し、各消費者が前記取引システムからリアルタイム価格を受信できるようにする手段と、
   前記取引システムから受信されたリアルタイム価格に応答して決済を実行するための手段と、
   を備えたことを特徴とする配電システム。
2. 前記第１取引システムが配電システムのバランス市場であることを特徴とする、請求項１に記載の配電システム。
3. 前記価格情報普及ユニットが第２取引システムに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記第２取引システムがスポット契約を取引する取引交換所であることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
5. 共通電力ネットワークに接続された多数の電気消費者へ価格を普及するための価格普及ユニットであって、このユニットが、
   取引システムで契約が取引されるときの価格を受信するための、電力ネットワークで配電すべき電気に対応する電気契約を取引するのに使用される第１取引システムに接続された手段と、
   受信した価格情報をメッセージに編集するための手段と、
   前記メッセージを消費者へ送信するための手段と、
   を備えたことを特徴とする価格普及ユニット。
6. 前記第１取引システムがバランス市場であることを特徴とする、請求項５に記載の価格普及ユニット。
7. 前記ユニットが更に、
   第２取引システムに接続された手段を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の価格普及ユニット。
8. 前記第２取引システムがスポット契約を取引する取引交換所であることを特徴とする、請求項７に記載の価格普及ユニット。
9. 前記メッセージが、
   ユニットを識別する情報と、
   契約タイプと、
   契約が有効である時間と、
   価格と、
   を有する情報を含むことを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載の価格普及ユニット。
10. 多数の発電者と多数の消費者とを含み、各消費者がすべての発電者と消費者の各々とを相互接続する共通電力ネットワークから電力を受けるようになっている配電システムにおいて決済する方法であって、
    取引される電気契約に対する価格を、前記配電システムで配電すべき電気に対応する電気契約を取引するための第１取引システムから受信する工程と、
    前記価格をメッセージに編集する工程と、
    前記メッセージをすべての消費者へ送信し、よって各消費者が前記取引システムからリアルタイム価格を受信できるようにする工程と、
    前記取引システムから受信したリアルタイム価格に応答して決済を実行する工程を特徴とする、配電システムにおける決済方法。
11. 前記リアルタイム価格がバランス市場で設定された価格に対応することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記リアルタイム価格がスポット市場で設定され価格に対応することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記メッセージが、
    ユニットを識別する情報と、
    契約タイプと、
    契約が有効である時間と、
    価格と、
    を有する情報含むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載の方法。

Images