JP2006280185A - エネルギー購入料金補償額計算装置およびエネルギー購入料金補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときであっても、高額となる将来の所定期間におけるエネルギー購入料金を補償できるエネルギー購入料金補償方法を提供すること
【解決手段】
まず、予め設定した電力（以下、「契約電力」と言う）Ｐ_０および予め設定した気温ｔ_０を予め設定しておく。需要家による実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を超えたときは、将来の１年における支払い料金と、需要家による実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を超えなかったと仮定した場合の将来の１年における支払い料金との差額分に応じた額が、需要家への補償金として支払われる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基本料金と従量料金を組み合わせた料金体系（いわゆる二部料金制）をとる電力等のエネルギーの取引システムに適用されるエネルギー購入料金補償方法に関し、需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときであっても、高額となる将来の所定期間におけるエネルギー購入料金を補償できるエネルギー購入料金補償額計算装置およびエネルギー購入料金補償方法に関する。

電気を使用する顧客（需要家）にとって、消費する電力を変動させる要因はさまざまである。多くの需要家は、空調動力として電力を使用しており、夏季であれば、高気温時に冷房のための電力需要が伸びるし、冬季であれば低気温時に暖房のための電力需要が伸びる。従って、夏季に例外的に高温状態が継続したり、冬季に例外的に低温状態が継続するような場合には、電力消費が突発的に増大することがある。

現状の電力会社と需要家との間の電気供給約款では、二部料金制の料金体系が採用されている。この料金体系は、月ごとに当該月の過去１年間の最大電力を契約電力とする仕組みになっている。これは、需要家の最大消費電力に対応した容量の電力設備（配電設備等）を設置しておかないと、各需要家に対して安全にかつ安定して電力を供給できないからである。

上記の料金体系を採用している需要家では、たとえば夏季において気温が突発的に上昇した場合には、電力消費量も突発的に増大するので、契約電力が引き上げられる。上述したように、月ごとに当該月の過去１年間の最大電力を契約電力とする仕組みをとることから、仮に、その後の月の実際の使用電力が少ない状態が継続したとしても、上記の料金体系のタイプを採用している需要家は、当該月以降の１年間は、上記の突発的に上昇した電力消費量に基づく契約電力に応じた電気料金を支払うことになる。

上記した突発的な電力消費を抑え、電気料金を下げるために消費電力量を常に監視し、希望する電力を超えそうな場合には、自動的に負荷を遮断したり警告を発したりするハードウェア面での工夫を需要家側で行っている場合もある。しかし、需要家の事業種（サービス業、温度管理が重要な事業）によっては、消費電力の増加を抑制できないことが多い。

その場合、需要家は一度きりの消費電力増加であっても、最低１年間はその突発的な消費電力に基づく契約電力で料金を支払う必要が生じる。このため、使用実態に近い消費電力での契約を求める要求が高まっている。

一方、電力を販売する電気事業者は、上述したように突発的に消費電力量が増大しても需要家に安全にかつ安定して電力を供給しなくてはならず、現状の電気供給約款に基づく契約電力を需要家に設定せざるを得ない。

このような問題を解決するために、天候デリバティブによる補償が考えられる。現状では、天候デリバティブは、気温等の気象指標に基づき、気象条件により変動するヘッジ対象を間接的にヘッジできる。たとえば、エネルギー業界の事業者（電力会社，ガス会社等）は、気候（気温，降雪・降雨量等）により変動する価格や収益をヘッジする目的で天候デリバティブを用いている。通常、天候デリバティブでは、気象要素の分布確率を基に、デリバティブのオプション料金を計算する。

しかし、一般的に気温と需要の関係は、ある傾向はあるものの決定論的には定まらない。このため、既存の契約において、ベーシスリスク（たとえば、ある気温のときに発生すると想定した需要が所期の値に達しないこと）を排除することができない。このようなベーシスリスクを排除するように、リスクヘッジ商品を設計するための計算ができれば、より実効的な課題解決の商品となり得る。

本発明の目的は、需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときであっても、二部料金制が適用されるために高額となる将来の所定期間におけるエネルギー購入料金を補償できるエネルギー購入料金補償額計算装置およびエネルギー購入料金補償方法を提供することにある。

本発明のエネルギー購入料金補償額計算装置は、需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、当該最大値を超えたエネルギー瞬時使用値に基づき、将来の所定期間におけるエネルギー購入料金が決定されるエネルギー取引システムに適用されるエネルギー購入料金補償額計算装置である。そして、ウェブサイト表示手段と、気象情報取得手段と、エネルギー使用量取得手段と、契約条件取得手段と、気象情報取得手段、エネルギー使用量取得手段とからエネルギー瞬時使用値の確率分布と、気候パラメータ値の確率分布とを求める統計分析手段と、計算手段と、を有する。さらに、前記ウェブサイト表示手段により表示されるインタフェース画面は、地域選択ダイアログ，エネルギー使用量入力ダイアログ，契約条件入力ダイアログ，ヘッジ形態選択ダイアログ，補償金計算開始ボタン，補償金表示ウィンドウ，を備え、
前記契約条件入力ダイアログから、エネルギー瞬時使用値の上限および所定の気候パラメータ値の上限を予め設定しておくとともに、前記統計分析手段により、気候パラメータ値を従属変数としたときのエネルギー瞬時使用値の確率分布と、気候パラメータ値の確率分布とを求め、前記計算手段により、前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、前記将来の所定期間における支払い料金と、前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えなかったと仮定した場合の前記将来の所定期間における支払い料金との差額分に応じた額を、前記需要家へ支払う補償金として求める、ことを特徴とする。本発明のエネルギー購入料金補償額計算装置では、エネルギーを電力として、気候パラメータ値を気温とすることができる。

本発明のエネルギー購入料金補償方法は、需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、当該最大値を超えたエネルギー瞬時使用値に基づき、将来の所定期間におけるエネルギー購入料金が決定されるエネルギー取引システムに適用されるであって、予め、エネルギー瞬時使用値の上限および所定の気候パラメータ値の上限を予め設定しておくとともに、 気候パラメータ値を従属変数としたときのエネルギー瞬時使用値の確率分布と、気候パラメータ値の確率分布と、を求めておき、前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、前記将来の所定期間における支払い料金と、前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えなかったと仮定した場合の前記将来の所定期間における支払い料金との差額分に応じた額を、前記需要家へ支払う補償金とする。本発明のエネルギー購入料金補償方法では、エネルギーを電力とし、気候パラメータ値を気温とすることができる。

本発明のエネルギー購入料金補償方法では、気温が予め設定した上限より低いときに、電力が予め設定した上限よりも高い場合には、
前記補償金を、

で決定することができ、気温が予め設定した上限より高いときに、電力が予め設定した上限よりも高い場合には、
前記補償金を、

で決定することができ、気温にかかわらず、電力が予め設定した上限よりも高い場合には、

前記補償金を、

で決定されることを特徴とする。ここで、
ｔ：気温
P：電力
ｆ_１（ｔ，Ｐ）：温度ｔにおける電力Pの確率分布
ｆ_２（ｔ）：温度ｔの確率分布
α：将来の所定期間分の単位電力あたりの購入料金
P_０：予め設定したエネルギー瞬時使用値
である。

需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときであっても、二部料金制が適用されるために高額となる将来の所定期間におけるエネルギー購入料金を補償できる。

本発明のエネルギー購入料金補償額算定装置の一実施形態をエネルギーが電力であり、気候パラメータ値が気温である場合を例に説明する。本実施形態では、図１（Ａ）に示すように電力会社はホスト装置１を備えており、このホスト装置１は、エネルギー購入料金補償額の計算を行うことができる。ホスト装置１は、ウェブサイト表示手段１１と、気象情報取得手段１２と、電力使用量取得手段１３と、契約条件取得手段１４と、統計分析手段１５とを有している。

ウェブサイト表示手段１１により表示されるインタフェース画面２は、図１（Ｂ）に示すように、地域選択ダイアログＡＲｄ，電力使用量入力ダイアログＵＰｄ，契約条件入力ダイアログＱＦｄ，ヘッジ形態選択ダイアログＨＭｄ，保険における保険料（掛け金）に対応する補償料（期待値）の計算を実行するための補償料計算開始ボタンＣＳｂ，再計算ボタンＲＣｂ，保険における保険料（掛け金）に対応する補償料（期待値）を表示する補償料表示ウィンドウＣｗｄを備えている。なお、本実施形態では、1つの画面上に上記ダイアログ，ボタン，窓を表示したが、本発明はこれに限定されることはなく、複数の画面上に上記ダイアログ，ボタン，窓を表示することもできる。図１（Ｂ）に示すインタフェース画面２を用いることで、補償料（保険金）を先に設定し、各条件を逆に求めることも可能となる。

気象情報取得手段２は、例えばインターネットを介して気象庁その他の気象情報を管理するサイトにアクセスし、そこから必要な情報（ある地域の、ある期間における気象条件（気温）等）を取得する機能を有する。地域並びに期間は、上記のウェブサイト表示手段１１により表示されるインタフェース画面２に作業者が入力した情報に基づいて取得する。なお、このようにマニュアル操作を用いるのではなく、処理対象の顧客（需要家）の入力を受け付けると、その顧客管理データベース（図示せず）にアクセスし、その顧客管理データベースからその顧客が所在する地域等の必要な情報を抽出し、それに基づいて自動的に入手するようにしても良い。

電力使用量取得手段１３並びに契約条件取得手段１４は、インタフェース画面２に作業者が入力した情報に基づいて取得することもできるし、顧客の使用電力量や、契約条件を管理するデータベースにアクセスして必要な情報を取得し、初期値としてそのデータベースに格納された情報を表示するようにしても良い。

統計分析手段１５は、インタフェース画面２上に用意された補償料計算開始ボタンＣＳｂや再計算ボタンＲＣｂが選択（クリック）されたことを契機とし、上記各種取得手段より取得された情報に基づいて、図３に示すフローチャートにしたがって演算実行し、エネルギー購入料金補償額、つまり、一定の条件を具備した場合に、顧客に所定の補償金を支払うために必要な補償料を算定する。具体的な一例としては、以下に説明するエネルギー購入料金補償方法の実施形態に示す通りである。

以下に、本発明のエネルギー購入料金補償方法の一実施形態をエネルギーが電力であり、気候パラメータ値が気温である場合を例に説明する。本実施形態では、需要家と電力会社との間に、需要家が使用する電力（本発明におけるエネルギー瞬時使用値：以下「実績電力」と言う）が過去所定期間（ここでは１年）における実績電力の最大値を超えたときは、当該最大値を超えた実績電力に基づき、将来の所定期間（ここでは１年）におけるエネルギー購入料金が決定される契約が成立しているものとする。本実施形態の補償金の支払い契約は、天候デリバティブであり、この契約は保険会社が需要家と行うこともできる（この場合、通常、補償料には、保険会社の手数料分が加算されるか、別途保険会社が手数料を採ることになる）し、電力会社が需要家と行う（この場合には、上記の保険会社が取っていた手数料に相当するものを採っても良いし、無償での契約としてもよい）ことができる。なお、この契約期間は、１日であってもよいし、長期間（たとえば、１月、３月、６月、あるいは１年単位ごと）であってもよい。そして、通常の天候デリバティブの場合、商品設計・期待値（補償料）算定の過程で気象予想のみが加味されるが、本実施形態では、係る気象予想に加え、顧客の需要の確率分布を盛り込むようにした。

図２（Ａ）は、1日の気温ｔと、需要家の実績電力Ｐとの関係を示す図である。図２（Ａ）では、気温ｔに応じて、ある幅の範囲内に実績電力Ｐが使用される様子が示されている。まず、予め設定した電力（以下、「契約電力」と言う）Ｐ_０および予め設定した気温ｔ_０を予め設定しておく（ｔ_０はたとえば平均気温としてもよいし、適宜の値とすることもできる）。これらの値の設定は、需要家が決定してもよいし、電力会社が需要家と協議し、需要家の希望を取り入れて決定してもよい。

また、気温を従属変数としたときの実績電力Ｐの確率分布Ｆ_１と、気温ｔの確率分布Ｆ_２とが、需要家の過去（ここでは１年）の実績電力データ、過去（ここでは１年）の気温データを基に求められる。

実績電力の確率分布Ｆ_１は、気温ｔと実績電力Ｐとの関数ｆ_１（ｔ，Ｐ）であり、気温ｔの確率分布Ｆ_２は気温ｔの関数ｆ_２（ｔ）である。これらの確率分布Ｆ_１，Ｆ_２を図２（Ｂ）に示す。

需要家による実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を超えたときは、将来の１年における支払い料金と、需要家による実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を超えなかったと仮定した場合の将来の１年における支払い料金との差額分に応じた額が、需要家への補償金として支払われる。

図３によりエネルギー購入料金補償方法による処理の流れを説明する。対象となる需要家の過去の実績電力Ｐのデータと電力を変動させる気温ｔのデータを取得する（Ｓ１０１）。

つぎに、実績電力Ｐと気温ｔとを時系列で対応させ、最適な確率分布を求める（Ｓ１０２）。この後、需要家が希望する契約電力Ｐ_０を設定し（Ｓ１０３）、補償料（保険料）の算定式の計算を実行する（Ｓ１０４）。この場合、保険会社が補償料を徴収し、条件に合致した場合には補償金を需要者に支払うような場合には、利益分を補償料に付加することができる。

さらに、得られた価格を需要家に提示し（Ｓ１０５）、需要家にとって望ましい価格になっている場合には処理を終了するが（Ｓ１０６の「ＹＥＳ」）、需要家にとって望ましい価格になっていない場合には（Ｓ１０６の「ＮＯ」）、Ｓ１０３に処理を戻し再計算を行う。

〔１〕気温が予め設定した上限より低いときに、電力が契約電力Ｐ０よりも高い場合に支払われる補償金の算定式（前述した（１）式と同一式）を以下に示す。

ｔ：気温
P：実績電力
ｆ_１（ｔ，Ｐ）：温度ｔにおける電力Pの確率分布（二次元正規分布）
ｆ_２（ｔ）：温度ｔの確率分布（通常の天候デリバティブで用いられるもの）
α：将来の所定期間分の単位電力あたりの購入料金
P_０：契約電力
ｔ_０：予め設定した気温
で決定される。

この場合には、ｔ＞ｔ_０、Ｐ＞Ｐ_０の範囲について積分値はゼロであるので、積分される領域は図４に斜線で示される領域となる。

需要家は、契約期間中の最高気温がｔ_０以下のときに、実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を上回った場合に、この上回った分に応じた契約料金の増分を受け取ることができる。積分の面積（ハッチングの面積）が大きいほど、条件をクリアしてもらえる補償料も高くなるが、それに応じて保険における保険料に相当する補償料（掛け金）も高くなる。また、上記の式において、（Ｐ−Ｐ_０）は、支払額、つまり、オーバー分に相当する。

〔２〕気温が予め設定した上限より高いときに、電力が予め設定した上限よりも高い場合に支払われる補償金の算定式（前述した（２）式と同一式）を以下に示す。

で決定される。なお、ｔ，P，ｆ_１（ｔ，Ｐ）、ｆ_２（ｔ）α，P_０，ｔ_０は〔１〕におけるものと同じである。

この場合には、ｔ＜ｔ_０、Ｐ＜Ｐ_０の範囲について積分値はゼロであるので、積分される領域は図５に斜線で示される領域となる。

需要家は、契約期間中の最高気温がｔ_０以上のときに、実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を上回った場合に、この上回った分に応じた契約料金の増分を受け取ることができる。

〔３〕気温にかかわらず、電力が予め設定した上限よりも高い場合に支払われる補償金の算定式（前述した（３）式と同一式）を以下に示す。

で決定される。なお、ｔ，P，ｆ_１（ｔ，Ｐ）、ｆ_２（ｔ），α，P_０は〔１〕におけるものと同じである。
この場合には、積分される領域は図６に斜線で示される領域となる。

需要家は、契約期間中の、実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を上回った場合に、この上回った分に応じた契約料金の増分を受け取ることができる。

上記した補償金は、天候デリバティブによる保険金である。本実施形態では、補償金算定の過程で、気温だけでなく、気温ｔの確率的分布と実績電力Ｐの確率的分布を、計算に盛り込んである。

以上に示したように、需要家の年間電気料金は、補償金により相当額担保されるので、需要家が実質上支払う金額は、実際の電気使用実態に近い契約電力で電気料金契約をした場合に近づけることができる。
仮に、実績電力Ｐが契約電力Ｐ_０を何らかの理由で上回った場合でも、将来１年間のコストアップ分が上記の補償金により回収できる。

（Ａ）は電力会社はホスト装置を示す機能ブロック図、（Ｂ）はウェブサイト表示手段により表示されるインタフェース画面を示す図である。 （Ａ）は1日の気温と需要家の実績電力との関係を示す図、（Ｂ）電力値の確率分布および気温の確率分布を示す図である。 本発明のエネルギー購入料金補償方法による処理の流れを示す図である。 気温が予め設定した上限より低いときに、電力が契約電力よりも高い場合に支払われる補償金の算定式における積分範囲を示す図である。 気温が予め設定した上限より高いときに、電力が予め設定した上限よりも高い場合に支払われる補償金の算定式における積分範囲を示す図である。 気温にかかわらず、電力が予め設定した上限よりも高い場合に支払われる補償金の算定式における積分範囲を示す図である。

符号の説明

１ ホスト装置
２ インタフェース画面
１１ ウェブサイト表示手段
１２ 気象情報取得手段
１３ 電力使用量取得手段
１４ 契約条件取得手段
１５ 統計分析手段
ｆ_１（ｔ，Ｐ） 温度ｔにおける電力Pの確率分布
ｆ_２（ｔ） 温度ｔの確率分布
ＣＳｂ 補償料計算開始ボタン
Ｃｗｄ 補償料表示ウィンドウ
ＨＭｄ ヘッジ形態選択ダイアログ
P 実績電力
P_０ 契約電力
ＱＦｄ 契約条件入力ダイアログ
ＲＣｂ 再計算ボタン
ｔ 気温
ｔ_０ 予め設定した気温
α 将来の所定期間分の単位電力あたりの購入料金

Claims (7)

1. 需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、当該最大値を超えたエネルギー瞬時使用値に基づき、将来の所定期間におけるエネルギー購入料金が決定されるエネルギー取引システムに適用されるエネルギー購入料金補償額計算装置であって、
   ウェブサイト表示手段と、
   気象情報取得手段と、
   エネルギー使用量取得手段と、
   契約条件取得手段と、
   気象情報取得手段、エネルギー使用量取得手段とからエネルギー瞬時使用値の確率分布と、気候パラメータ値の確率分布とを求める統計分析手段と、
   計算手段と、
   を有し、
   前記ウェブサイト表示手段により表示されるインタフェース画面は、
   地域選択ダイアログ，
   エネルギー使用量入力ダイアログ，
   契約条件入力ダイアログ，
   ヘッジ形態選択ダイアログ，
   補償金計算開始ボタン，
   補償金表示ウィンドウ，
   を備え、
   前記契約条件入力ダイアログから、
   エネルギー瞬時使用値の上限および所定の気候パラメータ値の上限を予め設定しておくとともに、
   前記統計分析手段により、
   気候パラメータ値を従属変数としたときのエネルギー瞬時使用値の確率分布と、気候パラメータ値の確率分布と、
   を求め、
   前記計算手段により、
   前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、前記将来の所定期間における支払い料金と、前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えなかったと仮定した場合の前記将来の所定期間における支払い料金との差額分に応じた額を、前記需要家へ支払う補償金として求める、
   ことを特徴とするエネルギー購入料金補償額計算装置。
2. エネルギーが電力であり、気候パラメータ値が気温であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー購入料金補償額計算装置。
3. 需要家によるエネルギー瞬時使用値が予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、当該最大値を超えたエネルギー瞬時使用値に基づき、将来の所定期間におけるエネルギー購入料金が決定されるエネルギー取引システムに適用されるエネルギー購入料金補償方法であって、
   予め、
   エネルギー瞬時使用値の上限および所定の気候パラメータ値の上限を予め設定しておくとともに、
   気候パラメータ値を従属変数としたときのエネルギー瞬時使用値の確率分布と、気候パラメータ値の確率分布と、
   を求めておき、
   前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えたときは、前記将来の所定期間における支払い料金と、前記需要家による前記エネルギー瞬時使用値が前記予め設定したエネルギー瞬時使用値を超えなかったと仮定した場合の前記将来の所定期間における支払い料金との差額分に応じた額を、前記需要家へ支払う補償金とする、
   ことを特徴とするエネルギー購入料金補償方法。
4. エネルギーが電力であり、気候パラメータ値が気温であることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー購入料金補償方法。
5. 気温が予め設定した上限より低いときに、電力が予め設定した上限よりも高い場合には、
   前記補償金が、
   

   

   ｔ：気温
   P：電力
   ｆ_１（ｔ，Ｐ）：温度ｔにおける電力Pの確率分布
   ｆ_２（ｔ）：温度ｔの確率分布
   α：将来の所定期間分の単位電力あたりの購入料金
   P_０：予め設定したエネルギー瞬時使用値
   ｔ_０：予め設定した気温
   で決定されることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー購入料金補償方法。
6. 気温が予め設定した上限より高いときに、電力が予め設定した上限よりも高い場合には、
   前記補償金が、
   

   

   ｔ：気温
   P：電力
   ｆ_１（ｔ，Ｐ）：温度ｔにおける電力Pの確率分布
   ｆ_２（ｔ）：温度ｔの確率分布
   α：将来の所定期間分の単位電力あたりの購入料金
   P_０：予め設定したエネルギー瞬時使用値
   ｔ_０：予め設定した気温
   で決定されることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー購入料金補償方法。
7. 気温にかかわらず、電力が予め設定した上限よりも高い場合には、
   前記補償金が、
   

   

   ｔ：気温
   P：電力
   ｆ_１（ｔ，Ｐ）：温度ｔにおける電力Pの確率分布
   ｆ_２（ｔ）：温度ｔの確率分布
   α：将来の所定期間分の単位電力あたりの購入料金
   P_０：予め設定したエネルギー瞬時使用値
   で決定されることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー購入料金補償方法。

Images