JP2013065134A

JP2013065134A - エネルギー取引システム及び方法

Info

Publication number: JP2013065134A
Application number: JP2011202565A
Authority: JP
Inventors: Michiki Nakano; 道樹中野; Fumino Tanaka; 文乃田中; Kensuke Matsunaga; 権介松永; Masakazu Kaminaga; 正教神永; Shigeki Hirasawa; 茂樹平澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-04-11
Also published as: WO2013038756A1

Abstract

【課題】複数のエネルギーを同時に供給可能であり、かつ供給する複数エネルギーの比率(電熱比等)が固定的で比率を自由に変更できない供給システムが存在する中で、需要者のエネルギー需要を満たし、供給者の供給エネルギー比率を優先し余剰電力や余剰熱の発生を抑え、運転コストを削減する事が可能なエネルギー取引システムを実現する。
【解決手段】エネルギーを供給可能なエネルギー取引者に、自身のエネルギー供給比率が最適な運転状態となるように供給先となる需要者の組合せを選択させる、若しくは供給者にとって最適なエネルギー供給比率、供給価格等の情報を需要者に対して提示し、需要者に供給者を選択させる処理をエネルギー取引処理の中に組み込むことで、供給者の供給効率を考慮し、需要者の需要を満たす事ができるエネルギー取引システムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力、熱等の複数のエネルギーを取引するためのシステム及び方法に関する。

近年、環境負荷の低減に向け、再生可能エネルギーや天然ガス等を利用した分散型エネルギー源の普及に向けた活動が活発になっている。分散エネルギー源の普及に伴い、余剰電力や余剰熱等、様々な形態のエネルギーを自由に取引するための仕組みが必要になってくる。例えば、特許文献1では、供給者から需要家へ各者の利得を最適化しつつ、エネルギー需要に関する複数の要因を考慮したエネルギーの取引を可能にするエネルギー電子取引システム及びエネルギー電子取引方法が開示されている。より具体的には、需要家システムと複数の供給者システムとからなる一つの群内において、需要家システムの入札情報に応じて応札される複数の供給者システムからの応札情報に基づき落札者を決定し、上記群内において最適なエネルギーの取引を可能にする。また、入札情報にはエネルギーに関する供給単価や二酸化炭素排出量原単位等のエネルギー要因の相関関係によって規定される所定の制約条件を含むため、供給単価や二酸化炭素排出量原単位等の複数のエネルギー要因による制約を同時に満足するエネルギー取引が可能である。

特開2005‐258880号公報

しかし、上記特許文献1の方式はエネルギー毎に取引を実施するため、例えば電力と熱を供給可能なコジェネレーションの様に、複数のエネルギーを同時に供給可能であり、かつ供給する電気、熱の比率(電熱比)が固定的で比率を自由に変更できない供給システムについては考慮されていない。そのため例えば、電力についての取引では多くの供給取引を成立できたが、熱についての取引では少量の供給取引しか成立できなかった場合、電力に伴って生成する熱が成立した供給量以上に発生し、無駄になるという問題がある。または、熱についての取引では多くの供給取引を成立できたが、電力についての取引では少量の供給取引しか成立できなかった場合、熱に伴って生成する電力が成立した供給量以上に発生し、無駄になるという問題がある。

そこで本発明の目的は、需要家のエネルギー需要を満たし、供給者の電熱比を優先し余剰電力や余剰熱の発生を抑え、運転コストを削減する事が可能なエネルギー取引システムを実現する。

上記目的を達成するため、本願発明では、エネルギー取引装置により、他のエネルギー取引装置から受信した他のエネルギー取引装置の需要情報及び他のエネルギー取引装置の供給能力情報と、自ら作成した需要情報及び供給能力情報と、に基き、前記他のエネルギー取引装置との間でやり取りするエネルギーの種類及び量を決定する。

本発明によれば、需要家のエネルギー需要を満たし、供給者は自身にとって効率的な電熱比を優先した取引を成立させる事が可能となる。それより、運転コストを削減する事ができる。

本発明の実施形態に関するエネルギー取引システム全体のハードウェア構成図。エネルギー取引装置によるフロー図。需要用取引を実行するフロー図。供給用取引を実行するフロー図。第二の実施形態における需要用取引を実行するフロー図。第二の実施形態における供給用取引を実行するフロー図。

以下図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

＜第一の実施形態＞
図１にエネルギー取引システムの構成例を示す。このシステムは、複数のエネルギー取引者100と、エネルギー取引者100が生成する熱、電力を互いにやり取りするための熱配管300と、電力線400と、エネルギー取引者100の間で熱、電力等のエネルギー取引に関する情報をやり取りするための通信ネットワーク200とを備えている。

エネルギー取引者100は、自身が生成する熱、電力等のエネルギーを他エネルギー取引者とやりとりし自動的に取引を行うエネルギー取引装置101と、過去の需要実績をもとに自身の将来の需要量を予測する需要予測装置102と、過去の供給実績をもとに自身の将来の供給能力を予測する供給能力予測装置103と、エネルギー取引装置101が成立させたエネルギーの取引情報や需要・供給の実績情報を保持する記憶装置104と、工場の生産ラインや一般家庭における家電製品等の電力を消費する電力負荷設備105と、工場の生産ラインやビルの空調機等の熱を消費する熱負荷設備106と、ガスエンジン等の発電機やコージェネレーションシステムやヒートポンプ等の熱電供給設備107と、エネルギー取引装置が成立させた取引内容を記憶装置104から読み出し、取引内容に合わせて熱負荷設備107、電力負荷設備106、熱電供給設備108を制御する制御装置108とを備えている。ここで、電熱供給設備により発生する電力と熱の割合は、その設備の種類によって異なる。例えば、熱の発生を抑えつつ効率的に電力を発電する設備もあれば、その逆もある。本実施例では、この電力と熱の発生する割合を考慮して、うまく組み合わせることで、より効率的なエネルギー取引を実現する。

需要予測装置102は、過去の需要実績をもとに自身の将来の需要量を予測した需要予測情報を作成する。需要予測情報はエネルギー取引者が外部から取得する必要のあるエネルギー量の予測値であり、例えば電力[kW]、熱[MJ/ｈ]等、エネルギーの種別毎に予測した需要量の予測値である。

供給能力予測装置103は、過去の供給実績をもとに自身の将来の供給能力を予測した供給能力予測情報を作成する。供給能力予測情報は、エネルギー取引者が外部に対して供給可能なエネルギー量の上限値の予測値であり、例えば電力[kW]、熱[MJ/ｈ]等、エネルギーの種別毎に予測した供給可能量の予測値である。

エネルギー取引装置101は、需要情報、供給能力情報、供給情報、供給要求情報等の作成と、他エネルギー取引者と需要情報、供給可能情報、供給情報、供給要求情報等の各種情報を送受信し、ある時刻におけるエネルギー取引者101の需要、若しくは供給に関する取引を成立させる。また、成立した取引情報を記憶装置104に格納する。

エネルギー取引装置101が作成する需要情報は、エネルギー取引者を判別するための識別子と、ある時刻における電力や熱等のエネルギー需要量と、優先権判定情報と、供給能力のあるエネルギー取引者が供給可否を判断するための供給可否情報を含む。供給可否情報は例えば位置情報等がある。電力、熱エネルギーは搬送経路の抵抗によるエネルギーロスがあることから、供給可能な距離に制限がある。位置情報を用いる事で供給するための距離を算出でき、その距離をもとに供給可否を判断する。優先権判定情報は、エネルギー取引者のエネルギー利用に関する総合効率や、CO2排出量原単位等であり、需要のあるエネルギー取引者間で供給元を選択する順位を決める際に利用する情報である。また、供給能力のあるエネルギー取引者間で供給先を選択する順位を決める際にも利用される。上記記載の総合効率とは、例えば、エネルギー取引者から外部へ供給されるエネルギー量とエネルギー取引者の内部で最終的に消費されるエネルギー量との総和を、取り込んだ再生可能エネルギー量と外部から購入したエネルギーの一次エネルギー換算量との総和で除した値である。この総合効率は、運転効率やエネルギーの生成効率の良い設備を用いている程値は良くなる。

需要情報は全てのエネルギー取引者に展開され、その時刻において供給能力のあるエネルギー取引者が供給情報を作成する際に利用される。供給情報の詳細は後述する。

エネルギー取引装置101が作成する供給能力情報は、エネルギー取引者を判別するための識別子と、ある時刻における電力や熱等のエネルギーの種類毎の供給可能なエネルギー供給可能量と、優先権判定情報と、エネルギーの供給可否情報を含む。供給能力情報は全てのエネルギー取引者に展開され、その時刻において需要のあるエネルギー取引者が供給要求情報を作成する際に利用される。供給要求情報の詳細は後述する。

エネルギー取引装置101が作成する供給情報は、自身を表すエネルギー取引者の識別子と、1つ以上のエネルギー供給先情報を含む。エネルギー供給先情報は供給先のエネルギー取引者を表す識別子と、エネルギー供給量と、供給エネルギー単価と、供給エネルギー品質とを含む。供給エネルギー品質とは、例えばCO2排出量原単位や、供給者自身の総合効率や、エネルギー供給能力の安定性等に関する情報である。

エネルギー取引装置101が作成する供給要求情報は、自身を表すエネルギー取引者の識別子と、自身の総合効率を表す情報と、1つ以上の供給要求先情報を含む。供給要求先情報は、供給要求先であるエネルギー取引者の識別子と、エネルギー供給要求量と、エネルギー供給要求単価とを含む。

エネルギー取引装置101により実施されるエネルギー取引は、ある時間帯におけるエネルギーの需要と供給の取引である。例えば30分単位、1時間単位など予め決められた時間間隔について取引を行う。また、エネルギーの取引処理は事前実施し、実際にエネルギーの需給を実施する以前に完了させておく。事前実施の開始タイミングは、予め取り決めておきエネルギー取引者間で共有しておく。エネルギー取引装置101の処理フローの詳細は後述する。

図2を用いて、ある時刻におけるエネルギー取引を実施する際のエネルギー取引装置101の処理フローを示す。

S100で需要予測装置より取引を行う時刻における需要予測情報を取得し、需要情報を作成する。作成した需要情報は、他エネルギー取引者に対して通信ネットワークを介して展開する。

S200で供給能力予測装置より取引を行う時間における供給能力予測情報を取得し、供給能力情報を作成する。作成した供給能力情報は、他エネルギー取引者に対して展開する。

S300でS100、S200での処理結果から需要、供給の有無を判定し今後の処理を確定する。需要が有り供給能力が無い場合は需要用取引処理S400を実施する。需要用取引処理S400の詳細は後述する。需要が無く供給能力がある場合は供給用取引処理S500を実施する。供給用取引処理S500の詳細は後述する。需要も有り供給能力も有る場合は、S600で需要用取引処理S400と供給用取引処理S500を並行して実施する。なお、エネルギー取引装置の性能によっては、これら処理は同時でなくても構わない。例えば、S400を先に実行し、次にS500を実行してもよい。また、S500を先に実行し、次にS400を実行しても良い。

需要も有り供給も有る状況とは、例えば電動式のヒートポンプ等のように電力を利用して熱を供給する場合等である。この場合ヒートポンプで必要となる電力が需要であり、ヒートポンプが供給する熱が供給可能なエネルギーである。

図3に需要用取引処理S400の処理フローを示す。

S401で他エネルギー取引者からの供給情報を取得する。S200にて供給可能情報を展開した他エネルギー取引者からの供給情報が全て揃い次第、次処理のS408へ進む。

S408では、取得した供給情報を確認する。展開された全ての供給情報の供給量が0である場合、次処理S409へ進む。そうでない場合は、次処理S402へ進む。

S402では優先権確定処理を実施する。優先権確定処理とは、需要のある他エネルギー取引者からの需要情報に含まれる優先権判定情報をもとに、自身の優先権順位を確認する。

上記S402における優先権確定処理により、エネルギー取引者に供給情報を選択する順番を決める事で、エネルギー利用の総合効率の高いエネルギー取引者や、CO2排出量の少ないエネルギー取引者から優先的に優位な取引を成立させる事が可能になる。

S403では、需要のある他エネルギー取引者が選択した結果である供給情報選択結果を収集し、自身より上位の他エネルギー取引者の選択処理が終了する迄待機する。待機する間、供給情報選択結果と、自身が持つ供給情報を比較する。この時、供給情報選択結果に含まれる供給先情報のエネルギー取引者を確認し、このエネルギー取引者を供給先情報として含む供給情報を、自身が持つ供給情報から除去する。また、自身より上位の他エネルギー取引者が選択した結果である供給情報選択結果の供給先情報に自身が含まれている場合は、自身もその供給情報選択結果を採用し、選択結果を他エネルギー取引者へ展開後、次処理のS404へ進む。自身で供給情報を選択する際は、供給エネルギー単価、供給エネルギー品質等について、自身が定める選択基準に基づいて供給情報を1つ選択する。上記選択基準は例えば、供給エネルギー単価をA[\/kWh]、エネルギー単価に対する重み付け係数をα、供給エネルギー品質としてCO2排出量原単位をB[kg-CO2/kWh]、CO2排出量原単位に対する重み付け係数をβ、供給安定度C、供給安定度に対する重み付け係数をδとし、数1を用い評価値Vが最も小さくなる供給情報を選択する。

選択結果を他エネルギー取引者へ展開後、次処理のS404へ進む。上位の他エネルギー取引者の選択結果により、選択可能な供給情報が全て除去された場合、選択無しとして選択結果を他エネルギー取引者へ展開後、次処理のS404へ進む。

上記S403の処理により、既に取引の確定した供給情報を、各エネルギー取引者の選択肢から削除して行く事で、矛盾した取引の成立を防ぐ。

S404では、自身の需要が満たされているか確認する。S100で作成した需要情報から、S403にて選択した供給情報の供給量を差し引き、需要が充足した場合は需要取引の処理を終了する。需要が充足していない場合はS407へ進む。

S407では、S100で作成した需要情報の需要量をS404で確認した需要不足分に更新し、再度他エネルギー取引者へ展開する。

S409では、他エネルギー取引者から再度、その時点での供給能力情報を収集し、次処理のS410へ進む。

S410では、供給能力情報に含まれる供給可否情報を用いて供給の可否を判定する。例えば、電力、熱を供給する際の距離的な制限を考慮し、供給可否情報として位置情報を付与させ、所定の距離以上に離れているエネルギー取引者の供給可能情報については除去する。次処理のS405へ進む。

以上に示すS４１０における処理により、エネルギー供給の物理的な制約を考慮し、供給不可となる取引の成立を防ぐ。なお、このS410の供給可否判定処理は、S408で供給情報有りとして処理を進めるときに実施しても良い。

S405では、S409で取得した他エネルギー取引者の供給能力情報より、自身の需要を充足でき、かつ需要量に最も値が近くなるように供給要求情報を作成し、他エネルギー取引者へ展開する。供給要求情報に含まれる供給要求先情報の作成方法の一つの例として、自身の需要量が電力12[kW]、熱25[MJ/h]とした場合について説明する。供給能力情報として、電力5[kW]、熱16[MJ/h]である供給能力情報aと、電力6[kW]、熱15[MJ/h] である供給能力情報bと、電力8[kW]、熱11[MJ/h] である供給能力情報cとがあった場合、供給要求先情報として、電力需要12[kW]と、熱需要の25[MJ/h]を上回る組合せである供給能力情報b、cを選択する。供給要求情報のエネルギー単価については、この時刻における取引内で成立した価格よりも高く設定するように制約を設ける。供給要求情報を展開後、次処理のS406へ進む。

S406では、他エネルギー取引者の供給要求情報の選択結果を収集し、自身の需要を充足できたかどうか確認する。充足できた場合は処理を終了する。充足できていない場合は不足分を再計算し、S409へ進む。

以上に示すS409、S410、S405、S406における処理により、供給能力のあるエネルギー取引者から供給情報を提供されない場合において、需要のあるエネルギー取引者が供給能力のあるエネルギー取引者の組合せを指定する事で、需要が満たされない状況の発生を防ぐ。

図4に供給用取引処理S500の処理フローを示す。

S501では、他エネルギー取引者が展開する需要情報を収集する。需要情報が出そろった後、次処理のS507へ進む。

S507では、需要情報内の需要量の有無を確認する。需要が有る場合は、次処理のS508へ進む。需要量が無い場合は処理を終了する。

S508では、需要情報に含まれる供給可否情報を用いて供給の可否を判定する。例えば、電力、熱を供給する際の距離的な制限を考慮し、供給可否情報として位置情報を付与させ、所定の距離以上に離れているエネルギー取引者の需要情報については除去する。次処理のS502へ進む。

以上に示すS50８における処理により、エネルギー供給の物理的な制約を考慮し、供給不可となる取引の成立を防ぐ。

S502では、収集した需要情報をもとに、自身のエネルギー供給効率が最も良くなるような需要情報の組合せを探索し、供給情報を作成する。供給情報に含まれる供給先情報の作成方法の一つの例として、自身の供給能力が電力10[kW]、熱20[MJ/h]とした場合に最も供給効率が良い場合、この供給能力を超え、かつ最も値が近くなるように需要情報の組合せを探索し供給先情報を作成する。収集した需要情報が電力5[kW]、熱9[MJ/h]である需要情報aと、電力6[kW]、熱15[MJ/h] である需要情報bと、電力8[kW]、熱11[MJ/h] である需要情報cとであった場合、需要情報a、cの組合せを採用し供給先情報を作成する。需要情報a、需要情報cに対する供給量の割り当ては、需要情報に含まれる優先権判定情報に基づき、優先度が高い順に割り当てていく。例えば、需要情報aの優先権判定情報の値が、需要情報cの優先権判定情報の値よりも高い場合、需要情報aのエネルギー取引者に対して電力5[kW]、熱9[MJ/h]を割当て、需要情報cのエネルギー取引者に対して電力5[kW]、熱11[MJ/h]を割り当てる。上記条件である供給能力を超え、かつ最も値が近くなるような条件を満たす需要情報の組合せが無い場合は、需要情報の全ての組合せの内、最も供給効率が高くなる組合せを採用し供給先情報を作成する。どのような組合せにおいても、供給効率が予め独自に定めた閾値を超えない場合は、供給無しとして供給先情報を作成する。供給エネルギー単価、供給エネルギー品質は、過去の自身の供給実績に基づき算出する。作成した供給情報を、他エネルギー取引者へ展開し、次処理のS503へ進む。

以上に示すS502における処理により、供給能力のあるエネルギー取引者が、自身の供給能力を優先した供給先の選択が可能になり、供給効率を考慮した取引が可能になる。

S503では、需要側応答の確認処理をする。需要側応答とは、供給情報を展開した後に、需要側が供給情報を選択し、その選択結果を展開することである。需要側応答が供給要求情報である場合、次処理S504へ進む。それ以外の場合は、次処理S506へ進む。

S504では、優先権確定処理を行う。優先権確定処理とは、供給能力のある他エネルギー取引者から展開される供給能力情報に含まれる優先権判定情報を収集し、自身の優先権順位を確認する。優先権の判定に用いる情報は、予め全エネルギー取引者間で共有されたものであり、例えばエネルギー取引者の総合効率や、CO2排出量原単位等を用いて、供給能力のあるエネルギー取引者間で供給先を選択する順位を決める際に利用する情報である。

上記S504における優先権確定処理により、エネルギー取引者に供給要求情報を選択する順番を決める事で、エネルギー利用の総合効率の高いエネルギー取引者や、CO2排出量の少ないエネルギー取引者から優先的に優位な取引を成立させる事が可能になる。

S505では、供給能力のある他エネルギー取引者による供給要求選択結果を収集し、上位の他エネルギー取引者の選択処理が終了する迄待機する。待機する間、収集した供給要求情報選択結果と、自身が持つ供給要求情報を比較する。この時、供給要求情報の供給要求先情報に含まれるエネルギー取引者を確認し、供給要求先情報に同じエネルギー取引者を含む供給要求情報を、自身が保持する供給要求情報から除去する。また、自身より上位の他エネルギー取引者が選択した供給要求情報の供給要求先情報に自身が含まれている場合は、自身もその供給要求情報を採用し、選択結果を他エネルギー取引者へ展開後、次処理のS506へ進む。自身で供給要求情報を選択する際は、供給要求単価、総合効率等、自身が定める基準に基づいて供給要求情報を1つ選択する。

上記選択基準は例えば、供給要求単価をD[\/kWh]、エネルギー単価に対する重み付け係数をλ、総合効率をE[%]、総合効率に対する重み付け係数をηとし、数２を用い評価値Wが最も小さくなる供給要求情報を選択する。

選択結果を他エネルギー取引者へ展開後、次処理のS506へ進む。上位の他エネルギー取引者の選択結果により、選択可能な供給要求情報が全て除去された場合、選択無しとして選択結果を他エネルギー取引者へ展開後、次処理のS506へ進む。

上記S505の処理により、既に取引の確定した供給要求情報を、各エネルギー取引者の選択肢から削除して行く事で、矛盾した取引の成立を防ぐ。

S506では、S503で確定した取引情報と、S200で作成した供給能力情報をもとに自身の供給能力情報を更新し他エネルギー取引者へ展開する、供給能力が有る場合は次処理S501へ進み需要情報を収集する。供給余力が無い場合は処理を終了する。

上記需要用取引処理400及び供給用取引処理500をエネルギー取引者100間で実施することで、需要者の需要を満たしかつ、供給者のエネルギー供給効率を踏まえた取引が可能になる。なお、需要用取引処理400及び供給用取引処理500は、各エネルギー取引者100のエネルギー取引装置101が互いに通信し合い、協調しながら順次進めて行く。

＜第二の実施形態＞
第一の実施形態では供給者となるエネルギー取引者100が、自身の供給効率等が最適となるように需要情報の組合せを選択して供給情報を作成し、需要者となるエネルギー取引者100へ提示、需要者となるエネルギー取引者100が優先権判定情報に基づいて上位者から供給情報を1つ選択して行く処理とした。第二の実施形態では、供給者となるエネルギー取引者100が複数パターンの供給情報を作成し、需要者となるエネルギー取引者100へ提示、需要者となるエネルギー取引者100が優先権判定情報に基づいて上位者から自身の需要を満たすように供給情報の組合せを選択して行く処理となるエネルギー取引システムについて説明する。

第二の実施形態におけるエネルギー取引システムの構成例は、図1に示す第一の実施形態におけるエネルギー取引システムの構成例と同じである。第二の実施形態におけるエネルギー取引装置101の処理フローは、図2に示す第一の実施形態におけるエネルギー取引装置101の処理フローと同じであるが、需要用取引処理S400、供給用取引処理S500の詳細処理が一部異なる。また、エネルギー取引装置101が作成する供給情報も一部異なる。

第二の実施形態における供給情報は、自身を表すエネルギー取引者の識別子と、エネルギー供給量と、供給エネルギー単価と、供給エネルギー品質とを含む。供給エネルギー品質とは、例えばCO2排出量原単位や、供給者自身の総合効率や、エネルギー供給能力の安定性等に関する情報であり、第一の実施形態と同じである。第二の実施形態における供給情報は、供給先に関する情報を含まない点で第一の実施形態における供給情報と異なる。第二の実施形態における供給能力のあるエネルギー取引者100は、上記供給情報を複数パターン作成し他エネルギー取引者100へ展開する。供給情報作成処理の詳細については後述する。

図5に第二の実施形態における需要用取引処理S400の詳細処理を示す。第一の実施形態における需要用取引処理S400の詳細処理を示す図3と異なる部分について説明する。優先権確定処理S402から需要情報の確定処理S404の間の処理が異なる。優先権確定処理S402の処理後、供給可否判定S508を実施し、S401で収集した供給情報から供給不可となる供給情報を除去し、次処理のS4031へ進む。

S4031では供給情報選択処理を実施する。第二の実施形態の供給情報選択処理S4031では、S508で供給可能と判断された供給情報から、自身の需要を満たしかつ、自身の需要量と供給情報の組合せによる総量との差が最も小さくなる組合せを選択し、他エネルギー取引者へ選択結果を通知する。例えば供給情報として、あるエネルギー取引者100からの供給情報がa、bの2種類と、別のエネルギー取引者100からの供給情報がc、dの2種類ある場合について説明する。供給情報aが供給電力5[kW]、電力単価を10[\/kWh]、供給熱10[MJ/h]、供給熱単価を10[\/MJ]、供給エネルギー品質としてCO2排出量原単位を0.4[kg-CO2/kWh]、供給情報bが供給電力3[kW]、電力単価を12[\/kWh]、供給熱6[MJ/h]、供給熱単価を12[\/MJ]、供給エネルギー品質としてCO2排出量原単位を0.5[kg-CO2/kWh]、供給情報cが供給電力8[kW]、電力単価を8[\/kWh]、供給熱12[MJ/h]、供給熱単価を8[\/MJ]、供給エネルギー品質としてCO2排出量原単位を0.3[kg-CO2/kWh]、供給情報dが供給電力6[kW]、電力単価を11[\/kWh]、供給熱9[MJ/h]、供給熱単価を11[\/MJ]、供給エネルギー品質としてCO2排出量原単位を0.4[kg-CO2/kWh]とする。この時自身の需要量が電力11[kW]、熱19[MJ/h]である場合、需要を満たしかつ、自身が定める選択基準に基づいて供給情報の組合せを選択する。上記選択基準は例えば、供給情報の組合せによる供給エネルギーの総和と自身の需要量の総和の差をX[kw]、総和の差に対する重み付け係数をα’、供給情報の組合せによる供給総額をY[\]、供給総額に対する重み付けをβ’、供給情報の組合せによるCO2排出総量をZ[kg-CO2]、CO2排出量に対する重み付け係数をγ’とし、数３を用い評価値Uが最も小さくなる供給情報の組合せを選択する。

上記供給情報a、b、及びc、dについて、例えばα’＝２、β’＝１、γ’=２のように、供給量と需要量の差と、CO2排出量を小さくする事を重視し、価格に関する重み付けを小さくする場合、Uを最小とする供給情報の組合せはa、dの組合せとなる。逆に、α’＝１、β’＝２、γ’=1のように価格を重視する場合、Uを最小とする供給情報の組合せはa、cの組合せとなる。なお、一つの供給者からは一つの供給情報しか選べない。供給情報の組合せを選択後、次処理のS404へ進む。

図6に第二の実施形態における供給用取引処理S500の詳細処理を示す。第一の実施形態における供給用取引処理S500の詳細処理を示す図4と異なる部分について説明する。需要情報の確認処理S507から需要側応答の確定処理S503の間の処理が異なる。需要情報の確認処理S507の処理後、次処理のS5021へ進む。

S5021では供給情報作成処理を実施する。第二の実施形態の供給情報作成処理S5021では、第二の実施形態における供給情報を複数パターン作成する。例えば、自身の供給効率が最も良くなる供給量を最安値として、供給効率が悪くなるに従い供給単価を高くする供給情報を複数作成する。より具体的な例として、供給情報aが供給電力5[kW]、電力単価を10[\/kWh]、供給熱10[MJ/h]、供給熱単価を10[\/MJ]、供給エネルギー品質としてCO2排出量原単位を0.4[kg-CO2/kWh]、供給情報bが供給電力3[kW]、電力単価を12[\/kWh]、供給熱6[MJ/h]、供給熱単価を12[\/MJ]として、最も効率良く運転できる供給情報aと、部分負荷運転により効率が低下する供給情報bとの、2パターンの供給情報を作成する等がある。作成した複数の供給情報を他エネルギー取引者100へ展開する。

以上、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施形態では、分散する各エネルギー取引者100のエネルギー取引装置101が互いに通信し合い取引を成立させる例について説明したが、取引情報を管理する集中サーバを用い、集中サーバと各エネルギー取引者のエネルギー取引装置101が通信し取引を成立させても構わない。

また、上記実施形態ではエネルギーとして電力、熱の2つのエネルギーを例として説明したが電力、温水、蒸気等、3つ以上のエネルギーについても適用可能である。

１０１：エネルギー取引装置
１０２：需要予測装置
１０３：供給能力予測装置
１０４：記憶装置
１０５：電力負荷設備
１０６：熱負荷設備
１０７：熱電供給設備
１０８：制御装置

Claims

エネルギー取引装置と、需要予測装置と、供給能力予測装置と、通信装置と、を用いて複数の前記エネルギー取引装置間で送受するエネルギーの種類及び量を決定するエネルギー取引システムであって、
前記需要予測装置は、予定されているエネルギー需要量を前記エネルギーの種類毎に予測し、当該エネルギー需要量に関する情報である需要情報を作成し、
前記供給能力予測装置は、供給可能なエネルギー量を前記エネルギーの種類毎に予測し、当該供給可能なエネルギー量に関する情報である供給能力情報を作成し、
前記通信装置は、他のエネルギー取引装置と通信し、前記需要情報及び/又は前記供給能力情報を送受信し、
前記エネルギー取引装置は、前記通信手段によって他のエネルギー取引装置より受信した、他のエネルギー取引装置の需要情報又は他のエネルギー取引装置の供給能力情報と、前記作成した需要情報又は供給能力情報と、に基き、前記他のエネルギー取引装置との間でやり取りするエネルギーの種類及び量を決定する、
ことを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項１に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記エネルギーは電気と熱であり、
前記需要情報及び供給能力情報は、電気に関する量と、熱に関する量を備えており、
前記エネルギー取引装置は、複数の前記供給能力情報を組み合わせることで、前記作成した需要情報に定める電気と熱の需要量の要求を満たすことを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項２に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記供給能力情報が備える電気に関する量と熱に関する量の割合は、当該エネルギーを供給する機器の種類により異なることを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記需要情報は供給可否情報を備え、前記他のエネルギー取引装置の供給能力情報は、当該供給可否情報に基づき作成されることを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項４に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記供給可否情報は、前記エネルギー取引装置の所在地情報であることを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項1に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記需要情報は、エネルギー取引者が必要とするエネルギー量を表すエネルギー需要量と、取引の優先順位を決定するための優先権判定情報と、供給元となるエネルギー取引者が供給可能かどうかを判定するための供給可否判定情報とであり、
前記供給能力情報は、供給可能なエネルギー量を表すエネルギー供給可能量と、優先権判定情報と、供給可否情報とであり、
前記供給情報は、どのエネルギー取引者に対してエネルギーを供給するかに関するエネルギー供給先情報を複数含むことを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項６に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記優先権判定情報は、エネルギー取引者内におけるエネルギー利用効率、もしくはエネルギー取引者におけるCO2排出量原単位であり、
前記供給可否情報は、供給先との距離算出に利用可能な位置情報であり、
前記供給先情報は、エネルギーの供給先と、エネルギーの供給量と、エネルギーの供給単価と、CO2排出量原単位や供給時のエネルギー生成効率等を表す供給エネルギー品質に関する情報とを含むことを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項７に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記エネルギー取引装置は、
需要のあるエネルギー取引者内において前記優先権判定情報を用いて自身の取引優先順位を決める処理と、他エネルギー取引者が決定した供給情報の供給先情報に自身が含まれている場合に、自身もその供給情報を取引成立として選択する処理と、他エネルギー取引者が決定した供給情報を自身が収集した供給情報から除去する処理と、決定した該取引優先順位に従って除去されることなく残っている該供給情報を、供給要因からなる制約条件に基づき評価し選択する処理とを含む需要用取引処理と、
供給能力のあるエネルギー取引者内において前記優先権判定情報を用いて自身の取引優先順位を決める処理と、前記供給可否情報に基づいて供給可能なエネルギー取引者に関する需要情報を抽出する処理と、抽出した該需要情報を、自身にとって最適な供給条件となるように需要情報の組合せを探索する処理とを含む供給用取引処理とを行う事を特徴とするエネルギー取引システム。
請求項８に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記供給要因は、エネルギーの供給単価、エネルギー生成時のCO2排出量原単位、エネルギー供給の安定度を表す供給安定度であることを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項９に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記需要取引処理は、他エネルギー取引者からの供給情報が取得できない際に、前記供給可能情報に基づいて、自身の需要を満たすように供給可能情報を組合せた供給要求情報を作成する処理を含み、
前記供給用取引処理は、需要のある他エネルギー取引者から取得した該供給要求情報から、指定された供給エネルギー単価と、供給要求情報の作成元のエネルギー利用効率とからなる制約条件に基づき、供給要求情報を一つ選択する処理を含む事を特徴とするエネルギー取引システム。
請求項１に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記需要情報は、エネルギー取引者が必要とするエネルギー量を表すエネルギー需要量と、取引の優先順位を決定するための優先権判定情報と、供給元となるエネルギー取引者が供給可能かどうかを判定するための供給可否判定情報とを含み、
前記供給能力情報は、供給可能なエネルギー量を表すエネルギー供給可能量と、該優先権判定情報と、該供給可否情報とを含み、
該供給情報は、供給可能なエネルギー量と、供給単価と、CO2排出量原単位や供給時のエネルギー生成効率等を表す供給エネルギー品質とを含むことを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項１１に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記エネルギー取引装置は、
需要のあるエネルギー取引者内において前記優先権判定情報を用いて自身の取引優先順位を決める処理と、他エネルギー取引者が決定した供給情報の供給先情報に自身が含まれている場合に、自身もその供給情報を取引成立として選択する処理と、他エネルギー取引者が決定した供給情報を自身が収集した供給情報から除去する処理と、決定した該取引優先順位に従って除去されることなく残っている該供給情報から、供給要因からなる制約条件に基づき評価し、最適となる供給情報の組合せを選択する処理とを含む需要用取引処理と、
供給能力のあるエネルギー取引者内において前記優先権判定情報を用いて自身の取引優先順位を決める処理を含む供給用取引処理とを行う事を特徴とするエネルギー取引システム。
請求項１２に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記供給要因は、供給情報を組み合せたことによる総供給量と自身の需要量との差と、供給情報を組み合せたことによる供給エネルギーの供給総額と、供給情報を組み合せたことによるエネルギー供給によるCO2排出総量と、であることを特徴とするエネルギー取引システム。
請求項１３に記載のエネルギー取引システムにおいて、
前記需要取引処理は、他エネルギー取引者からの供給情報が取得できない際に、前記供給可能情報に基づいて、自身の需要を満たすように供給可能情報を組合せた供給要求情報を作成する処理を含み、
前記供給用取引処理は、需要のある他エネルギー取引者から取得した該供給要求情報から、指定された供給エネルギー単価と、供給要求情報の作成元のエネルギー利用効率とからなる制約条件に基づき、供給要求情報を一つ選択する処理を含む事を特徴とするエネルギー取引システム。
エネルギー取引装置と、需要予測装置と、供給能力予測装置と、通信装置と、を用いて複数の前記エネルギー取引装置間で送受するエネルギーの種類及び量を決定するエネルギー取引方法であって、
前記需要予測装置により、予定されているエネルギー需要量を前記エネルギーの種類毎に予測し、当該エネルギー需要量に関する情報である需要情報を作成し、
前記供給能力予測装置により、供給可能なエネルギー量を前記エネルギーの種類毎に予測し、当該供給可能なエネルギー量に関する情報である供給能力情報を作成し、
前記通信装置により、他のエネルギー取引装置と通信し、前記需要情報及び/又は前記供給能力情報を送受信し、
前記エネルギー取引装置により、前記通信手段によって他のエネルギー取引装置より受信した、他のエネルギー取引装置の需要情報又は他のエネルギー取引装置の供給能力情報と、前記作成した需要情報又は供給能力情報と、に基き、前記他のエネルギー取引装置との間でやり取りするエネルギーの種類及び量を決定する、
ことを特徴とするエネルギー取引方法。