JP2013186533A - 情報処理方法、システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネット上の予定情報管理サービスと連携し、自家消費分も考慮した高精度な電力需給予測により電力売買を促進する技術を提供する。
【解決手段】通信ネットワーク経由で提供される予定情報管理サービスと連携し、対象の時期について電気設備ごとの発電量と、予め記憶されている行動予定の情報に応じた電力消費量とを予測し、その発電量と電力消費量に基づく電力の過不足を電力需給予測として出力することにより、電気設備間や地域間の電力売買の照合により電力売買を促進できる。また、地域単位の電力需給予測に基づく電力供給の事前計画などに活用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力需給予測に関する。

近年、環境意識の高まりや災害への備えなどを背景に、家庭や店舗といった電力需要家において、太陽光発電に代表される自然エネルギーなどによる発電装置の導入も一般化しつつある。このような発電装置を備えている場合を含め、電力需要家が家庭や店舗などの単位ごとに用いている屋内配線を含む設備のまとまりを「電気設備」と呼ぶこととする。このような電気設備での発電は、自家消費はもちろん、蓄電や売電の対象にもなりつつある。

自然エネルギー発電の分野では、広域に存在する複数の太陽光発電設備の発電データをクライアントサーバ型ネットワークで集中管理し、正常に動作しているかを確認する提案も存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１７４６０９号

本出願人は、さらに今後、個人間等での電力売買自由化や、それに伴う送電設備の充実を予期し、地域の電気設備ごとに、電力の過不足の予測に基づいた計画的な売買のマッチングの必要が高まると考える。

発電量の予測については、気象条件など外部環境の影響を基にした予測の技術が各種提案されている。しかし、各電気設備について、発電量から自家消費分を差し引いた真の余剰電力は、その電気設備に対応する家庭や地域における在宅の有無や活動内容などに応じて変動する。このため、電力需給について意味のある予測やそれに基づく計画的な売買の照合は事実上困難であった。

なお、電化製品の消費電力をスケジュール情報と連動させて予測する提案はあったが（特開2009-245378）、例えば、今週末は運動会があるからこのビデオカメラはこのぐらい消費するでしょう、のように、電化製品単位かつ消費電力に限った技術で、発電量や電力売買に関連したものではなかった。

上記の課題に対し、本発明の目的は、ネット上の予定情報管理サービスと連携し、自家消費分も考慮した高精度な電力需給予測により電力売買を促進する技術を提供することである。

上記の目的をふまえ、本発明の一態様（１）である情報処理装置は、対象とする時期について、電気設備ごとに予測発電量を取得する発電量取得手段と、通信ネットワークを介して提供される予定情報管理サービスから、前記時期について前記電気設備又は前記電気設備の属する地域に対応して予め登録されているユーザの行動予定の情報を取得する予定取得手段と、前記予定取得手段により取得された前記行動予定の情報に基づいて予測電力消費量を計算する消費量計算手段と、前記時期について、前記発電量取得手段により取得された前記予測発電量と、前記消費量計算手段により計算された前記予測電力消費量と、に基づいて前記電気設備又は前記電気設備の属する地域の電力過不足量を計算する過不足計算手段と、前記過不足計算手段により計算された前記電力過不足量を電力需給予測として出力する予測出力手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様（５）である情報処理方法は、上記態様を方法のカテゴリで捉えたもので、対象とする時期について、電気設備ごとに予測発電量を取得する発電量取得処理と、通信ネットワークを介して提供される予定情報管理サービスから、前記時期について前記電気設備又は前記電気設備の属する地域に対応して予め登録されているユーザの行動予定の情報を取得する予定取得処理と、前記予定取得処理により取得された前記行動予定の情報に基づいて予測電力消費量を計算する消費量計算処理と、前記時期について、前記発電量取得処理により取得された前記予測発電量と、前記消費量計算処理により計算された前記予測電力消費量と、に基づいて前記電気設備又は前記電気設備の属する地域の電力過不足量を計算する過不足計算処理と、前記過不足量計算処理により計算された前記電力過不足量を電力需給予測として出力する予測出力手段と、をコンピュータが実行することを特徴とする。

本発明の他の態様（２）は、上記いずれかの態様において、前記行動予定の情報は、時間帯及び行動内容を表し、前記消費量計算手段（「手段」は方法及びプログラムにおいては「処理」と読み替えるものとする。以下同じ）は、行動内容に応じて予め記憶されている単位時間あたりの電力消費量と、前記行動予定の情報と、に基づいて前記予測電力消費量を計算することを特徴とする。

本発明の他の態様（３）であるシステムは、上記いずれかの態様における情報処理装置と、前記予定情報管理サービスのユーザに対応する前記電気設備間を接続するための送電ネットワーク設備と、を備え、前記送電ネットワーク設備は、前記電気設備間で電力を送電するための複数の区間送電路と、前記区間送電路の端部に設けられ、前記区間送電路間の接続状態又は前記区間送電路と前記電気設備との接続状態の少なくとも一方を変更するスイッチング回路と、を備え、前記情報処理装置は、前記予定情報管理サービスから取得するユーザの行動予定の情報を用いた前記電力需給予測に基づいて、前記電気設備で発電された電力の電気設備間での送電内容を決定する送電決定手段と、前記送電決定手段により決定された前記送電内容に従って、前記送電ネットワーク設備を制御することにより、前記電気設備で発電された電力を電気設備間で送電する送電制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様（４）であるシステムは、上記いずれかの態様において、前記過不足計算手段は、前記電気設備の属する地域について前記電力過不足量を計算し、前記送電ネットワーク設備は、前記電気設備が属する前記地域間で電力を送電するための地域間送電路を備え、前記送電決定手段は、計算された前記電力過不足量に基づいて、前記地域間での送電内容を決定し、前記送電制御手段は、決定された前記地域間での送電内容に従って前記送電ネットワーク設備を制御することにより、前記地域間送電路により電力を前記地域間で送電することを特徴とする。

本発明によれば、ネット上の予定情報管理サービスと連携し、自家消費分も考慮した高精度な電力需給予測により電力売買を促進する技術を提供することができる。

本発明の実施形態について構成を示す機能ブロック図。 本発明の実施形態における情報処理装置の構成を示す図。 本発明の実施形態における処理手順を示すフローチャート。 本発明の実施形態におけるデータ例を示す図。 本発明の実施形態におけるデータ例を示す図。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」と呼ぶ）について図に沿って例示する。なお、背景技術や課題などで既に述べた内容と共通の前提事項は適宜省略する。

〔１．構成〕
本実施形態は、図１に例示するような電気設備Ｅ（ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤ、ＥＥ、ＥＦ）及び送電ネットワーク設備Ｘ（一点鎖線で示す）に関する情報処理を行う情報処理装置１（図２）に関する。このうち電気設備Ｅ（ＥＡ〜ＥＦ）は、住宅や店舗などの事業所その他の施設に設けられた一群の屋内配線や各種電気機器を含む設備であり、図１では模式的に家屋の図形で表す。

図１の例では、電気設備ＥＡのみについて代表して示すが、電気設備Ｅごとに制御装置Ｃがある。また、電気設備Ｅによっては発電装置を含み、電気設備ＥＡの例では、発電装置は太陽電池パネルＰと、インバータやコンバータを用いた図示しないパワーコンディショナや売電用の逆潮流電力計などを備えた制御装置Ｃであるが、発電装置のエネルギー源は風力など太陽光以外の種類でもよい。

発電装置を備えない電気設備Ｅがあってもよく、そのような電気設備Ｅの制御装置Ｃでは、パワーコンディショナなど発電に関する構成は不要である。

送電ネットワーク設備Ｘは、予定情報管理サービスのユーザに対応する電気設備Ｅ間を接続するためのもので、予定情報管理サービスはユーザに対し、日時に応じた予定の登録及び照会に応じるカレンダーサービスに代表される情報処理サービスで、リマインダーの送信を行うものも多い。予定情報管理サービスは、その機能がＰＩＭ（Personal Information Manager/Management）とも呼ばれるので、以下「ＰＩＭ」とも表すこととする。

図２に示すＰＩＭサーバＳは、ＰＩＭを提供するもので、電気設備Ｅ（ＥＡ〜ＥＦ）に対応したユーザは、図示は省略するが、家庭やモバイル端末のインターネット接続回線などを通じＰＩＭサーバＳに予め行動予定を登録する。

送電ネットワーク設備Ｘは、電気設備Ｅ間で電力を送電するための複数の区間送電路Ｒと、区間送電路Ｒの端部に設けられ、区間送電路Ｒ間の接続状態又は区間送電路Ｒと電気設備Ｅとの接続状態の少なくとも一方を変更するスイッチング回路ＳＷと、を備える。区間送電路の一部は地域間送電路ＲＲとなっている。

情報処理装置１は、電気設備Ｅ（ＥＡ〜ＥＦ）から発電量などの情報を受信し、送電ネットワーク設備Ｘを制御するサーバ装置で、図２に示すように、コンピュータの構成として少なくとも、ＣＰＵなどの演算制御部６と、主メモリや補助記憶装置等の記憶部７と、通信ネットワークＮ（例えば、インターネット、携帯電話、ＰＨＳ、公衆無線ＬＡＮなどの移動通信網など）との通信部８（例えば、無線や有線の各種通信アダプタ、その他の通信回路、通信機器など）と、を有する。

情報処理装置１では、記憶部７に記憶したコンピュータ・プログラムを演算制御部６が実行することで、図２に示す各手段などの要素（１１、１２ほか）を実現する。実現される要素のうち情報の記憶手段の態様は自由で、記憶部７上のファイルなど任意のデータ形式で実現できるほか、ネットワーク・コンピューティング（クラウド）によるリモート記憶などでもよい。

また、記憶手段は、データの格納領域だけでなく、データの入出力や管理などの機能を含んでもよい。また、本出願に示す記憶手段の単位は説明上の便宜によるもので、適宜、構成を分けたり一体化できるほか、明示する記憶手段以外にも、各手段の処理データや処理結果などを記憶する記憶手段を適宜用いるものとする。

なお、図中（例えば図１）の矢印は、データや制御などの流れについて主要な方向を補助的に示すもので、他の流れを否定するものでも、方向の限定を意味するものでもない。例えばある方向のデータ取得の前後に、データ要求や確認応答（ＡＣＫ）が逆方向に発生し得る。また、記憶手段以外の各手段は、以下に説明するような情報処理の機能・作用（例えば図１）を実現・実行する処理手段であるが、これらは説明のために整理した機能単位であり、実際のハードウェア要素やソフトウェアモジュールとの一致は問わない。

〔２．作用〕
上記のように構成された本システムのうち、本実施形態に特に関わる処理手順を図３のフローチャートに示す。
〔２−１．電力需給予測の出力〕
図３のうち括弧内を除く部分が、本実施形態の基本的な作用を表す。すなわち、発電量取得手段１１が、対象とする時期（例えば、今後数時間、翌日などであり、以下「対象時期」とも呼ぶこととする）について、電気設備Ｅ（ＥＡ〜ＥＦ）ごとに予測発電量を取得する（ステップＳ１１）。

予測発電量を取得する一態様として、電気設備Ｅの制御装置Ｃから通信ネットワークＮを介して発電量を随時受信しそれを基にその延長上の数字などを推定することで対象時期の予測発電量を得ることが考えられる。

予測発電量を取得する他の態様として、上記のように受信した電気設備Ｅごとの発電量から、破線で示すように発電量集計手段８０で集計した平均値などの値を季節、曜日、時間帯などの時期ごとに予測発電量記憶手段８１に蓄積し、対象時期に該当する値を予測発電量として読み出してもよい。

一方、予定取得手段１２は、通信ネットワークＮを介して提供されるＰＩＭ（実際にはそれを提供するＰＩＭサーバＳ）から、対象時期について電気設備Ｅ又は電気設備Ｅの属する地域に対応して予め登録されているユーザの行動予定の情報を取得し（ステップＳ１２）、取得した予定を予定記憶手段２１に記憶させる（例えば図４の右端欄）。

電気設備Ｅとユーザの対応関係については、例えば図４の左側２欄に例示するように、電気設備Ｅの識別情報（例えば電気設備ＩＤ）と、ＰＩＭにおけるユーザのアカウントとを例えば設備情報記憶手段８２に予め対応付けて記憶しておいて用いる。

そして、消費量計算手段１３が、予定取得手段１２により取得された行動予定の情報に基づいて予測電力消費量を計算する（ステップＳ１３）。ここで、行動予定の情報は、時間帯及び行動内容を表し（例えば図４）、消費量計算手段１３は、行動内容に応じて予め想定され記憶されている消費電力又は単位時間あたりの電力消費量と、行動予定の情報と、に基づいて予測電力消費量を計算する。

さらに、過不足計算手段１４は、対象時期について、発電量取得手段１１により取得された予測発電量と、消費量計算手段１３により計算された予測電力消費量と、に基づいて電気設備Ｅの電力過不足量を計算する（ステップＳ１４）。

図５は、電気設備Ｅごとの電力過不足量を「不足（−１）」「余剰（＋３）」のように模式的に例示しているが、実際の数値は電力（○○ｋＷ）もしくは電力量（○○ｋＷｈ）又は他の適宜な指標を用いる。このように過不足計算手段１４により計算された電力過不足量を電力需給予測として予測出力手段１５が、文字や画像表示など適宜な形式で出力する（ステップＳ１５）。

〔２−２．電力需給予測に基づく送電〕
また、情報処理装置１では、送電決定手段３１が、ＰＩＭから取得するユーザの行動予定の情報を用いた電力需給予測に基づいて、電気設備Ｅで発電された電力の電気設備Ｅ間での送電内容を決定し（ステップＳ１６）、送電制御手段３２は、送電決定手段３１により決定された送電内容に従って、送電ネットワーク設備Ｘを制御することにより、電気設備Ｅで発電された電力を電気設備Ｅ間で送電する（ステップＳ１７）。

すなわち、上記の制御にしたがって、区間送電路Ｒの端部に設けたスイッチング回路が接続ノードの役割を果たし、区間送電路Ｒ同士や区間送電路Ｒと電気設備Ｅの接続状態を変更することにより、必要に応じて任意の電気設備Ｅ間に任意の送電経路を設定できる。そして、この送電経路を通じ、電気設備Ｅで発電された電力を電気設備Ｅ間で送電する。

送電制御手段３２による送電ネットワーク設備Ｘに対する制御は、送電ネットワーク設備Ｘの各スイッチング回路ＳＷに対するものでもよいし、送電ネットワーク設備Ｘの図示しない制御装置に対するものとし、その制御装置が各スイッチング回路ＳＷを制御するのでもよい。

〔２−３．地域間の送電〕
また、送電は地域間で行ってもよい。この場合の処理手順は図４の括弧内を含む内容となる。すなわち、過不足計算手段１４は、電気設備Ｅの属する地域について、発電量集計手段８０による集計などにより電力過不足量を計算する（ステップＳ１４）。

また、送電ネットワーク設備Ｘは、電気設備Ｅが属する地域間で電力を送電するための地域間送電路ＲＲを備え、送電決定手段３１は、計算された電力過不足量に基づいて、地域間での送電内容を決定する（ステップＳ１６）。そして、送電制御手段３２は、決定された地域間での送電内容に従って送電ネットワーク設備Ｘを制御することにより、地域間送電路ＲＲにより電力を地域間で送電する（ステップＳ１７）。

さらに、ＰＩＭにおける行動予定は、個々のユーザに限らず、地域のすべての電気設備Ｅ又は全てのユーザに対応付けて登録しておくことにより、地域間における電力の過不足に対し地域間の送電で対応が容易になる。

例えば、地域間における電力の過不足の例として、図１に示すある甲地区では小学校の運動会であるため外出が多いと考えられ自家消費分が減る分、比較的電力が余るはずというような状況では、その甲地区から隣接の乙地区への売電を斡旋する一方、乙地区へ電力供給する発電所の出力抑制を計画し資源を節約するなどが考えられる。

図１の例では、「＋３」「−１」のように模式的に示す電力過不足量を相殺するように、電気設備Ｅ間及び地域間の双方において、一部の区間送電路Ｒ（ＲＲ）とスイッチング回路ＳＷにより実線の矢印で示す送電経路が構成されている。破線で示す区間送電路Ｒ（ＲＲ）は使用されていない状態であるが、電力過不足量の状態が変化すると使用される可能性がある。

〔３．効果〕
（１） 以上のように本実施形態では、通信ネットワーク経由Ｎで提供される予定情報管理サービスと連携し、対象の時期について電気設備Ｅごとの発電量と、予め記憶されている行動予定の情報に応じた電力消費量とを予測し、その発電量と電力消費量に基づく電力の過不足を電力需給予測として出力することにより、電気設備Ｅ間や地域間の電力売買の照合により電力売買を促進できる。また、地域単位の電力需給予測に基づく電力供給の事前計画などに活用することができる。

（２） 特に、本実施形態では、時間帯と行動内容を表す行動予定の情報と（例えば図４）、行動内容に応じて予め記憶されている単位時間あたりの電力消費量の情報と、に基づいて予測電力消費量を計算することにより（ステップＳ１３）、少ない負荷で迅速に高精度な計算結果を得ることができる。

（３） また、本実施形態では、予定情報管理サービスのユーザが用いている電気設備Ｅ間を接続する送電ネットワーク設備Ｘを、予定情報管理サービスから取得するユーザの行動予定の情報を用いて情報処理装置１で決定した送電内容で制御することにより（例えば図３のステップＳ１７、図１）、実際の送電まで円滑に実施できる。

特に（図１）、区間送電路Ｒの端部に設けたスイッチング回路ＳＷが接続ノードの役割を果たし、区間送電路Ｒ同士や区間送電路Ｒと電気設備の接続状態を変更することにより、必要に応じて任意の電気設備Ｅ間に任意の送電経路を設定できる。このため、設備の単純化によるコスト低減に加え、障害部分の迂回により耐障害性も向上する。さらに、通常の電力系統とは別個の送電ネットワーク設備Ｘを備えることで、停電など電力系統の障害の影響を軽減できる。

（４） さらに、本実施形態では、電気設備Ｅが属する地域ごとに計算した電力過不足量に基づいて、送電ネットワーク設備の地域間送電路により過不足分を近隣地域（例えば図１の甲地区と乙地区）間で融通することにより、電力売買の促進に加え、地域内の協力によるピーク電力への対応や電力系統の障害への対応が可能となる。

〔４．他の実施形態〕
なお、上記実施形態は例示に過ぎず、本発明は、以下に例示するものやそれ以外の他の実施態様も含むものである。例えば、各態様は、明記しない他のカテゴリ（方法、プログラム、システムなど）としても把握することができ、方法やプログラムのカテゴリについては、装置のカテゴリで示した「手段」を、「処理」や「ステップ」のように適宜読み替えるものとする。また、処理やステップの順序は、本出願に直接明記のものに限定されず、順序を変更したり、一部の処理をまとめてもしくは随時一部分ずつ実行するなど、変更可能である。

また、個々の手段、処理やステップを実現、実行するコンピュータは共通でもよいし、手段、処理やステップごとにもしくはタイミングごとに異なってもよい。また、上記「手段」の全部又は任意の一部を「部」（ユニット、セクション、モジュール等）と読み替えることができる。また、本出願における構成図、データの図、フローチャートなども例示に過ぎず、各要素の有無、その配置や処理実行などの順序、具体的内容などは適宜変更可能である。

また、情報処理装置１を構成する個々の手段を実現する態様は自由で、外部のサーバが提供している機能をＡＰＩ（アプリケーション・プログラム・インタフェース）やネットワーク・コンピューティング（いわゆるクラウドなど）で呼び出して実現するなど、本発明の構成は柔軟に変更できる。さらに、本発明に関する手段などの各要素は、コンピュータの演算制御部に限らず物理的な電子回路など他の情報処理機構で実現してもよい。

１ 情報処理装置
６ 演算制御部
７ 記憶部
８ 通信部
１１ 発電量取得手段
１２ 予定取得手段
１３ 消費量計算手段
１４ 過不足計算手段
１５ 予測出力手段
２１ 予定記憶手段
３１ 送電決定手段
３２ 送電制御手段
８０ 発電量集計手段
８１ 予測発電量記憶手段
８２ 設備情報記憶手段
Ｃ 制御装置
Ｅ（ＥＡ〜ＥＦ） 電気設備
Ｎ 通信ネットワーク
Ｐ 太陽電池パネル
Ｒ 区間送電路
ＲＲ 地域間送電路
Ｓ サーバ
ＳＷ スイッチング回路
Ｘ 送電ネットワーク設備

Claims (5)

1. 対象とする時期について、電気設備ごとに予測発電量を取得する発電量取得手段と、
   通信ネットワークを介して提供される予定情報管理サービスから、前記時期について前記電気設備又は前記電気設備の属する地域に対応して予め登録されているユーザの行動予定の情報を取得する予定取得手段と、
   前記予定取得手段により取得された前記行動予定の情報に基づいて予測電力消費量を計算する消費量計算手段と、
   前記時期について、前記発電量取得手段により取得された前記予測発電量と、前記消費量計算手段により計算された前記予測電力消費量と、に基づいて前記電気設備又は前記電気設備の属する地域の電力過不足量を計算する過不足計算手段と、
   前記過不足計算手段により計算された前記電力過不足量を電力需給予測として出力する予測出力手段と、
   を備えたことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記行動予定の情報は、時間帯及び行動内容を表し、
   前記消費量計算手段は、行動内容に応じて予め記憶されている単位時間あたりの電力消費量と、前記行動予定の情報と、に基づいて前記予測電力消費量を計算することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 請求項１又は２記載の情報処理装置と、
   前記予定情報管理サービスのユーザに対応する前記電気設備間を接続するための送電ネットワーク設備と、を備え、
   前記送電ネットワーク設備は、
   前記電気設備間で電力を送電するための複数の区間送電路と、
   前記区間送電路の端部に設けられ、前記区間送電路間の接続状態又は前記区間送電路と前記電気設備との接続状態の少なくとも一方を変更するスイッチング回路と、
   を備え、
   前記情報処理装置は、
   前記予定情報管理サービスから取得するユーザの行動予定の情報を用いた前記電力需給予測に基づいて、前記電気設備で発電された電力の電気設備間での送電内容を決定する送電決定手段と、
   前記送電決定手段により決定された前記送電内容に従って、前記送電ネットワーク設備を制御することにより、前記電気設備で発電された電力を電気設備間で送電する送電制御手段と、
   を備えたことを特徴とするシステム。
4. 前記過不足計算手段は、前記電気設備の属する地域について前記電力過不足量を計算し、
   前記送電ネットワーク設備は、前記電気設備が属する前記地域間で電力を送電するための地域間送電路を備え、
   前記送電決定手段は、計算された前記電力過不足量に基づいて、前記地域間での送電内容を決定し、
   前記送電制御手段は、決定された前記地域間での送電内容に従って前記送電ネットワーク設備を制御することにより、前記地域間送電路により電力を前記地域間で送電する
   ことを特徴とする請求項３記載のシステム。
5. 対象とする時期について、電気設備ごとに予測発電量を取得する発電量取得処理と、
   通信ネットワークを介して提供される予定情報管理サービスから、前記時期について前記電気設備又は前記電気設備の属する地域に対応して予め登録されているユーザの行動予定の情報を取得する予定取得処理と、
   前記予定取得処理により取得された前記行動予定の情報に基づいて予測電力消費量を計算する消費量計算処理と、
   前記時期について、前記発電量取得処理により取得された前記予測発電量と、前記消費量計算処理により計算された前記予測電力消費量と、に基づいて前記電気設備又は前記電気設備の属する地域の電力過不足量を計算する過不足計算処理と、
   前記過不足量計算処理により計算された前記電力過不足量を電力需給予測として出力する予測出力手段と、
   をコンピュータが実行することを特徴とする情報処理方法。

Images