JP2013198329A - 計画作成装置および計画作成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】
電力削減要請に伴う需要家の快適性や利便性への影響を低減することができる計画作成装置および計画作成方法を提供する。
【解決手段】
実施形態の計画作成装置は、需要家に対して、複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類される複数の時間帯への割り当てを算出する第１算出部と、前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第１要望を記憶する記憶部と、前記第１算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記第１要望との乖離を評価した第１評価値を算出する第２算出部とを備え、前記第１算出部は、前記第１評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、計画作成装置および計画作成方法に関する。
電力系統の運用に際して、発電または配電する電力供給業者等が、電力を使用する需要家に対して電力削減の要請を行うことで、電力系統全体としての電力需給バランスの制御を行うための技術が提案されている。需要家に対して電力削減の要請を行う際には、電力削減に伴い、需要家の快適性や利便性をできる限り損なわないことが好ましい。
特開２０１０−１６６６３６号公報
電力削減要請に伴う需要家の快適性や利便性への影響を低減することができる計画作成装置および計画作成方法を提供する。
実施形態の計画作成装置は、需要家に対して、複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類される複数の時間帯への割り当てを算出する第１算出部と、前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第１要望を記憶する記憶部と、前記第１算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記第１要望との乖離を評価した第１評価値を算出する第２算出部とを備え、前記第１算出部は、前記第１評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する。
実施形態の計画作成方法は、分類部が、日時を含む複数の時間帯をそれぞれ複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類する第１ステップと、第１算出部が、需要家に対して、前記時間帯への割り当てを算出する第２ステップと、関連付け部が、前記割り当てと前記カテゴリとを関連付ける第３ステップと、第２算出部が、前記第１算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第１要望との乖離を評価した第１評価値を算出する第４ステップと、第１算出部が、前記第１評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する第５ステップとを有する。
電力制御システムの概略図。 第一の実施形態に係る計画作成装置の構成図。 第一の実施形態に係る需要家情報の一例を示す図。 第一の実施形態に係る時間帯情報の一例を示す図。 第一の実施形態に係る偏り情報の一例を示す図。 第一の実施形態に係る間隔情報の一例を示す図。 第一の実施形態に係る行列の一例を示す図。 第一の実施形態に係るネットワークの一例を示す図。 第一の実施形態に係る偏り度の算出を説明する図。 第一の実施形態に係る計画作成部の構成図。 第一の実施形態に係るＤＲ計画の一例を示す図。 第一の実施形態に係る計画作成装置のフローチャート。 第一の実施形態に係る計画作成部のフローチャート。 第二の実施形態に係る計画作成装置の構成図。 第二の実施形態に係るネットワークの一例を示す図。 第二の実施形態に係る偏り情報の一例を示す図。 第一の変形例に係る需要家情報の一例を示す図。
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は電力制御システムの概略を示す図である。ここでは、大きくは電力を使用する複数の需要家１０からなるグループ２０と、グループ２０に属する各需要家１０に対して電力を供給する電力供給業者３０とに分かれており、各需要家１０と電力供給業者３０がインターネット網または電力網を含むネットワーク４０を介して接続されている。
電力供給業者は、実施形態の計画作成装置１００と通信部５０とを備えている。電力供給業者は、計画作成装置１００が作成するＤＲ計画に沿って、通信部５０により各需要家に対して電力削減の要請（ＤＲ）を行う。また、各需要家１０は、情報を入力するための入力装置２００と通信部５０とを備えている。各需要家が入力装置２００を用いて入力する情報は、通信部５０によりネットワーク４０を介して計画作成装置１００に送ることができる。
なお、需要家１０としては、例えば一般家庭やオフィスビル等が考えられ、ここでのグループ２０としては、一般家庭の集合やオフィスビルの集合、またはそれらが混在する集合であってもよい。電力供給業者３０としては、電力の発電から配電までを事業とする業者であってもよいし、電力の配電のみを事業とする業者であってもよい。

以下、図面を参照しながら、第一の実施形態に係る計画作成装置１００について詳細に説明する。なお、ここでは例として、計画作成装置１００は、計画を作成する期間（計画作成期間）として、現時点から１週間先までの計画を作成するものとする。また、ＤＲを行う時間帯の区分（カテゴリ）としては、朝（09:00~12:00）、昼（12:00~15:00）、夕（15:00~18:00）の３種類の項目を含むものとする。
本実施形態の計画作成装置１００は、ＤＲを割り当てられる時間帯の連続性や時間帯の区分の偏り等の日時に起因する各需要家１０の不満度を評価して、この不満度を最小にする方向にＤＲ計画を作成する。
図２は、第一の実施形態に係る計画作成装置１００の構成図である。計画作成装置１００は、需要家情報記憶部３１０、時間帯情報記憶部３２０、要望情報記憶部３３０、行列作成部４１０、ネットワーク作成部４２０、計画作成部４３０を備える。なお、需要家情報記憶部３１０、時間帯情報記憶部３２０、要望情報記憶部３３０は、メモリやＨＤＤ等の記憶装置３００により実現される。また、行列作成部４１０、ネットワーク作成部４２０、計画作成部４３０は、ＣＰＵ等の演算処理装置４００により実現される。
（記憶装置３００）
需要家情報記憶部３１０は、各需要家１０がＤＲを受けて、時間帯ごとに実施する一度の節電で削減できる電力量（kwh）を示す情報（需要家情報）を格納する。図３は、需要家情報の一例を示す図である。この例では、全ての時間帯に対して同一の電力量を設定しているが、各時間帯で異なる電力量を設定するものであってもよい。
なお、需要家情報としては、各需要家１０が入力装置２００を用いて定期的に入力する値を、通信部５０がネットワーク４０を介して受け取り、需要家情報記憶部３１０に格納するものであってもよいし、図示しない予測部が、過去の傾向から予測する値を需要家情報記憶部３１０に格納するものであってもよい。
時間帯情報記憶部３２０は、グループ２０全体として、ＤＲを行う各時間帯に削減する必要のある電力量（kwh）を示す情報（時間帯情報）を格納する。図４は、時間帯情報の一例を示す図である。
なお、時間帯情報としては、図示しない予測部が、計画されている発電量（kwh）と、過去の傾向から予測するグループ２０全体での需要量（kwh）との乖離値を算出し、この乖離値を予め時間帯情報記憶部３２０に格納することができる。
要望情報記憶部３３０は、各需要家１０のＤＲに対する要望を格納する。各需要家１０が、計画作成期間内にＤＲを受ける時間帯の区分の種類または種類ごとの回数の偏り（偏りの程度）を第１要望として要望するための情報（偏り情報）と、各需要家１０が、ＤＲを受けて節電してから次の節電までの間隔（連続の程度）を第２要望として要望するための情報（間隔情報）とを格納している。
ここで、偏りの程度の評価としては、各需要家１０が計画作成期間内にＤＲを受ける区分の項目のいずれかの種類の回数が突出している、すなわちピークを持つほどよい（偏らせたい）か、各需要家１０が計画作成期間内にＤＲを受ける区分の項目の種類ごとの回数が均等なほどよい（偏らせたくない）か、を要望するものとする。この際、ＤＲを受ける時間帯の区分が「偏っていない」か「偏っている」かの判断基準としては、予め定める閾値を用いることができる。
すなわち、計画作成期間内にＤＲを受ける時間帯の区分の項目の種類ごとの回数と平均値（区分の項目の種類ごとの回数の総和/区分の項目数）との差の絶対値が所定の閾値以下の場合に「偏っていない」とすることができる。一方、計画作成期間内にＤＲを受ける区分の項目のいずれかの種類の回数と平均値（区分の項目の種類ごとの回数の総和/区分の項目数）との差が所定の閾値より大きい場合に「偏っている」とすることができる。
図５は、本実施形態に係る偏り情報の一例を示す図である。この例では、「偏らせる」および「偏らせない」の２つの項目のいずれかを、各需要家１０が入力装置２００を用いて定期的に入力することで、この情報を通信部５０がネットワーク４０を介して受け取り、要望情報記憶部３３０に格納する。
図６は、本実施形態に係る間隔情報の一例を示す図である。この例では、節電間隔を示す日にちを、各需要家１０は入力装置２００を用いて定期的に入力することで、この情報を通信部５０がネットワーク４０を介して受け取り、要望情報記憶部３３０に格納する。
なお、各需要家１０が入力を怠った場合には、偏り情報および間隔情報としては、図示しない予測部が、各需要家１０が指定する過去の偏り情報および間隔情報の履歴に基づいて予測する情報を用いてもよい。
（演算処理装置４００）
行列作成部４１０は、要望情報記憶部３３０が格納する間隔情報を用いて、各需要家１０がＤＲを割り当てられる時間帯（または、日にち）の連続の程度と、各需要家１０の連続の程度に対する第２要望との乖離を評価する指標である「連続度」を算出するために用いられる行列C=(cii’j)を作成する。連続度は、所定の日にちの所定の時間帯にＤＲが割り当てられたときに、間隔情報により示される節電間隔を空けずに再度ＤＲが割り当てられる場合にペナルティが加算される値である。
なお、以下では、時間帯i（i=１日朝,１日昼,１日夕,２日朝,２日昼,２日夕,…７日朝,７日昼,７日夕）に、需要家j（j=1,2,3…,N）がＤＲを割り当てられる場合にはxij=1、割り当てられない場合にはxij=0と表記する。このとき、連続の程度としては、xij=1となる時間帯iの間隔、すなわち連続してＤＲが割り当てられる間隔と定義することができる。
図７は、行列作成部４１０が作成する行列の一例を示す図である。この例では、１日朝、２日朝、４日朝、６日朝に、需要家1に対してＤＲを割り当てる場合の行列Cを示している。この例では、xij=1のときに、時間帯i’が需要家jにとってＤＲの割り当てを望まない時間帯である場合にはcii’j=1、需要家jにとってＤＲの割り当てを望まない時間帯ではない場合にはcii’j=0が代入されている。なお、本実施形態では、xij=0のときには、cii’jとして0または1のいずれかの値を任意に代入すればよい。
需要家1に係る間隔情報を参照すると、図６に示すように２日であるので、一旦ＤＲが割り当てられてから２日経たずに再度ＤＲが割り当てられる場合には、行列Cの対応する各成分cii’jは1となる。
行列作成部４１０は、各需要家１０について、後述の計画作成部４３０が算出する割り当てxijのパターンに基づいて行列Cを作成する。
この行列Cを用いて、行列Cごとに需要家jの連続度fjを例えば次式のように算出することができる。このとき、cii’j xijにより算出される値をペナルティと定義する。すなわち、この連続度fjはペナルティの総和を示しており、各需要家１０にとって好ましくない割り当てが存在する場合にはより大きな値となる。
Figure 2013198329

ネットワーク作成部４２０は、図２に示すように分類部４２０aと、関連付け部４２０bとを備えている。
分類部４２０aは、時間帯iをそれぞれ複数のカテゴリ（区分）のいずれかに分類する。ここでは、区分としては、時間帯の区分（朝、昼、夕）を例に説明する。
関連付け部４２０bは、各需要家１０がＤＲを割り当てられる時間帯の区分の偏りの程度と、各需要家１０の偏りの程度に対する第１要望との乖離を評価する指標である「偏り度」を算出するためのネットワークを作成する。
具体的には、関連付け部４２０bは、需要家集合Ｊのノード、時間帯集合Ｉのノード、区分集合Ｗのノードを生成する。そして、需要家集合Ｊのノードと時間帯集合Ｉのノードとを枝で結合する際の全ての組み合わせのパターンを生成し、分類部４２０aの分類結果に基づいて、時間帯集合Ｉのノードと区分集合Ｗのノードとを枝で結合することで、各ノード間を関連付けるためのネットワークを作成する。
図８は、ネットワークの一例を示す図である。後述する計画作成部４３０は、需要家集合Ｊのノードと時間帯集合Ｉのノードとの間を枝（アーク）で結合することで、各需要家１０に対するＤＲの割り当ての候補を作成することができる。例えば、図８の例では、需要家1のノードと1日朝のノードとは実線で結合されており、需要家1は1日朝にＤＲが割り当てられることを示している。
ここで、図９を参照して、ネットワークを用いて算出される偏り度について説明する。ここでは、需要家jと時間帯iのある割り当てxijが1のとき、この枝に流量1の流れを流すと考える。
（使用枝数）
ネットワークを用いることで、区分集合ＷのノードからSinkへの使用枝数ujを例えば次式のように算出することができる。なお、μは各需要家１０に割り当てられるＤＲの回数（Σxij）以上の整数であればよく、ここではμ＝Σxijとする。
Figure 2013198329

この使用枝数ujは、複数の区分に分散してＤＲが割り当てられる場合と比較して、１つの区分に偏ってＤＲが割り当てられる場合により小さな値となる。したがって、使用枝数ujは、区分の偏りの程度を表すことがわかる。
図９に示すように、需要家2に対して1日昼、3日昼、5日朝の時間帯にＤＲが割り当てられる例では、朝ノードおよび昼ノードからSinkへの枝が使用されているため、使用枝数ujは2と算出される。
（最大流量）
ネットワークを用いることで、各需要家１０に対する割り当て全てについて、区分集合ＷのノードからSinkへの流量を区分ごとに積算し、その中で最大の値となる最大流量ejを次式のように算出することができる。なお、ARC(w)は、区分wに属する時間帯iを返す関数である。
Figure 2013198329

この最大流量ejは、１つの区分に偏ってＤＲが割り当てられる場合と比較して、複数の区分に分散してＤＲが割り当てられる場合により小さな値となる。したがって、最大流量ejは、区分の偏りの程度を表すことがわかる。
図９に示す例では、朝ノードからSinkへの流量は1、昼ノードからSinkへの流量は2、夕ノードからSinkへの流量は0となる。したがって、需要家2の最大流量ejは2と算出される。
上記（式３）および（式４）を用いて、各需要家１０の偏り度を例えば次式のように定義する。ここで、aj、bjは、区分の偏りに関する各需要家１０の要望を示す定数であり、「偏らせる」場合には、aj=1、bj=0となる。また、「偏らせない」場合には、aj=0、bj=1となる。なお、このajおよびbjの値は、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報に基づいて得られる。
Figure 2013198329

計画作成部４３０は、需要家情報記憶部３１０が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部３２０が格納する時間帯情報、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報、行列作成部４１０が作成する行列、ネットワーク作成部４２０が作成するネットワークを用いて、日時に起因する各需要家１０の不満度を表す評価関数を最小にする方向に各需要家１０に割り当てるＤＲ計画を作成する。なお、ここでは、不満度には前述の連続度および偏り度が含まれる。
図１０は、計画作成部４３０の構成図である。
計画作成部４３０は、連続度算出部（第３算出部）４４０、偏り度算出部（第１算出部）４５０、最適化部（第２算出部）４６０、作成部４７０を備える。
連続度算出部４４０は、（式１）に基づいて連続度fjを算出する。
偏り度算出部４５０は、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報を用いて、（式５）に基づいて偏り度gjを算出する。
最適化部４６０は、例えば次式で表される最適化問題を解く。本実施形態では、一例として、各需要家１０に対してＤＲが割り当てられる時間帯の回数（以下、ＤＲ回数）hjと、各需要家１０の連続度fjと、各需要家１０の偏り度gjの加重線形和を評価関数とする。
なお、最適化問題としては、MILP（混合整数線形計画問題）に限られるものではない。また、評価関数や制約式も次式に限られるものではない。本実施形態では、不満度を表す評価関数を最小化するものとして説明するが、たとえば満足度を表す評価関数を定義して、この満足度を含む評価関数を最大化するものであってもよい。すなわち、各需要家１０の電力削減要請に対する快適性を評価する評価関数を最適化するものであればよい。
Figure 2013198329

最適化部４６０は、（式６）で表される評価関数を最小にする方向に、全ての需要家jおよび全ての時間帯iについての決定変数（割り当て）xijを解として求める。
作成部４７０は、最適化部４６０が最終的に得るxijに沿って、各時間帯にＤＲを割り当てる需要家を指定するＤＲ計画を作成する。
図１１は、作成部４６０が作成するＤＲ計画の一例である。需要家jのノードと時間帯iのノードとが枝で結合されている場合、需要家jに対して時間帯iにＤＲが割り当てられる（xij＝1）ことを示している。一方、枝で結合されていない場合には、需要家jに対して時間帯iにＤＲが割り当てられていない（xij＝0）ことを示している。
以下、図１２および図１３のフローチャートを参照して、計画作成装置１００の処理について説明する。
図１２は、計画作成装置１００の処理全体の流れを示すフローチャートである。
行列作成部４１０は、要望情報記憶部３３０が格納する間隔情報を得る（Ｓ１０１）。また、間隔情報を用いて連続度を算出するための行列Cを作成する（Ｓ１０２）。なお、この行列Cは、記憶装置３００に一旦格納することができる。
ネットワーク作成部４２０は、需要家集合Ｊのノードと、時間帯集合Ｉのノードと、区分集合Ｗのノードを生成する（Ｓ１０３）。また、需要家集合Ｊのノードと時間帯集合Ｉのノードとの間、時間帯集合Ｉのノードと区分集合Ｗのノードとの間を関連付けるためのネットワークを作成する（Ｓ１０４）。なお、このネットワークは、記憶装置３００に一旦格納することができる。
計画作成部４３０は、需要家情報記憶部３１０が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部３２０が格納する時間帯情報、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報、行列作成部４１０が作成する行列、ネットワーク作成部４２０が作成するネットワークを得る（Ｓ１０５）。また、需要家情報、時間帯情報、偏り情報、行列、ネットワークを用いて、（式７）乃至（式１５）の制約条件の下、（式６）で表される評価関数を最適化する方向にＤＲ計画を作成する（Ｓ１０６）。
図１３は、計画作成部４３０の処理の流れを示すフローチャートである。
最適化部４６０は、需要家情報および時間帯情報、ネットワークを用いて、（式７）および（式１５）の条件の下、ネットワークの各ノードを結合する枝の組み合わせ（xij）を選択する（Ｓ２０１）。そして、Ｓ２０１において選択した枝の組み合わせ（xij）に基づいて、（式８）に従い、各需要家１０に対して割り当てられるＤＲ回数hjを算出する（Ｓ２０２）。
連続度算出部４４０は、Ｓ２０１において選択した枝の組み合わせ（xij）に基づいて、（式９）に従い、行列を用いて各需要家１０の連続度fjを算出する（Ｓ２０３）。
偏り度算出部４５０は、（式１３）および（式１４）の条件の下、（式１１）に従い、使用枝数ujを算出する（Ｓ２０４a）。また、（式１２）に従い、最大流量ejを算出する（Ｓ２０４b）。
偏り度算出部４５０は、偏り情報を用いて、定数ajおよびbjを得る（Ｓ２０５）。具体的には、「偏らせる」が指定されている需要jに対してはaj=1、bj=0を得る。また、「偏らせない」が指定されている需要家jに対してはaj=0、bj=1を得る。そして、Ｓ２０５において得られる定数ajおよびbjと、Ｓ２０４aにおいて得られる使用枝数ujと、Ｓ２０４bにおいて得られる最大流量ejとを用いて、（式１０）に従い、偏り度gjを算出する（Ｓ２０６）。
次に、最適化部４６０は、Ｓ２０２において算出されるhjと、Ｓ２０３において算出されるfjと、Ｓ２０６において算出されるgjとを用いて、（式６）の評価関数に従い評価値を算出する（Ｓ２０７）。
以上のＳ２０１乃至Ｓ２０７のステップを、評価値が最小化される方向に近づくように繰り返し行う。この繰り返し処理は、例えば予め定める繰り返し回数に達した時点で終了し、その時点でのxijを最適解とすることができる。
なお、評価関数に含まれるhjとしては、ＤＲの回数ではなく、各需要家ｊの節電総電力量であってもよい。また、ここでは、hjを評価関数に含めるものとして説明を行ったが、各需要家１０が許容できるhjの上限値を予め設定し、最適化問題における制約条件に含めることも可能である。
また、ネットワーク作成部４２０が生成する区分集合のノードとしては、例として用いた「朝、昼、夕」に限定されるものではなく、例えば「日、月、火、水、木、金、土」や「休日、平日」等であってもよい。
また、本実施形態では、各需要家１０が第１要望を要望する際には、「偏らせる」または「偏らせない」２つの項目から指定するものとしたが、例えばＤＲの割り当てを希望する時間帯を直接指定することもできる。この際には、この指定された情報に基づいて、計画作成部４３０が偏りの程度を評価し、各需要家１０が「偏らせる」または「偏らせない」どちらを要望しているのかを特定することができる。
また、ネットワーク作成部４２０が作成するネットワークを予め記憶装置３００に格納しておき、計画作成部４３０は、記憶装置３００からネットワークを得て、ＤＲ計画を作成してもよい。
また、ここでは電力供給業者３０、すなわち各需要家１０に対して配電する業者が計画作成装置１００を備えものとしたが、電力供給業者３０と各需要家１０とを仲介する事業を行う業者が備えるものであってもよい。
また、本実実施形態では、各需要家１０に対して電力削減の要請を行うものとしたが、電力使用量の増加や、発電量、充電量等の電力の使用に係る要請を対象とすることができる。
なお、計画作成部４３０の連続度算出部（第３算出部）４４０、偏り度算出部（第１算出部）４５０、最適化部（第２算出部）４６０、作成部４７０は、同一の演算処理装置により実現されるものであってもよいし、一部が異なる演算処理装置により実現されるものであってもよい。ネットワーク作成部４２０の分類部４２０a、関連付け部４２０bは同一の演算処理装置により実現されるものであってもよいし、異なる演算処理装置により実現されるものであってもよい。

（第二の実施形態）
第一の実施形態の計画作成装置１００では、ネットワーク作成部４２０は、「朝、昼、夕」のノードを区分集合として生成することを例に説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、上述したように「休日、平日」や「日、月、火、水、木、金、土」等の日時に起因する要素を区分集合とすることができる。
図１４は、第二の実施形態に係る計画作成装置５００の構成図である。
計画作成装置５００では、ネットワーク作成部５２０が複数の種類の区分集合のノードを生成する点で第一の実施形態とは異なる。
ネットワーク作成部５２０は、需要家集合Ｊのノード、時間帯集合Ｉのノード、複数の区分集合Ｗｓのノードを生成する。そして、需要家集合Ｊのノードと時間帯集合Ｉのノードとを枝で結合する際の全ての組み合わせのパターンを生成し、時間帯集合Ｉのノードと区分集合Ｗｓのノードとを枝で結合することで、各ノード間を関連付けるためのネットワークを作成する。図１５は、ネットワークの一例を示す図である。図１５の例では、区分集合Ｗ1としては「朝、昼、夕」を、区分集合Ｗ2としては「休日、平日」としている。
このとき、ネットワークを用いることで、使用枝数usjおよび最大流量esjはそれぞれ次式のように得られる。
（使用枝数）
Figure 2013198329

（最大流量）
Figure 2013198329

上記（式１８）および（式１９）を用いて、各需要家１０の偏り度を例えば次式のように定義する。ここで、asj、bsjは、区分の偏りに関する各需要家１０の要望を示す定数であり、区分の種類ｓについて「偏らせる」場合には、asj=1、bsj=0となる。また、「偏らせない」場合には、asj=0、bsj=1となる。なお、このajおよびbjの値は、例えば各需要家１０が予め指定し、要望情報記憶部３３０が格納する区分の種類ｓごとの偏り情報（図１６）に基づいて得られる。
Figure 2013198329

計画作成部４３０は、需要家情報記憶部３１０が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部３２０が格納する時間帯情報、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報、行列作成部４１０が作成する行列、ネットワーク作成部５２０が作成するネットワークを用いて、例えば次式で表される最適化問題を解くことで、ＤＲ計画を作成する。
Figure 2013198329

（第一の変形例）
電力の切迫状況によっては、各需要家１０が状況に応じて節電レベルを切り替えることが好ましい場合がある。すなわち、例えば節電レベルが「低、中、高」の３段階であるとき、需要量が発電量（供給量）を大きく上回るような場合には、節電レベルを「高」に、供給量が発電量を大きく上回るような場合には、節電レベルを「低」に、通常時には「中」にする等の状況が考えられる。
計画作成装置１００の第一の変形例では、計画作成部４３０は、各需要家１０が設定する複数の節電レベルを考慮して、ＤＲ計画を作成する。
需要家情報記憶部３１０は、各需要家１０が、複数の節電パターンに対してそれぞれ削減可能な電力量（kwh）を格納する。図１７は、第一の変形例に係る需要家情報の一例を示す図である。
計画作成部４３０は、需要家情報記憶部３１０が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部３２０が格納する時間帯情報、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報、行列作成部４１０が作成する行列、ネットワーク作成部５２０が作成するネットワークを用いて、例えば次式で表される最適化問題を解くことで、ＤＲ計画を作成する。
Figure 2013198329

（第二の変形例）
上記の実施形態では、計画作成部４３０が作成するＤＲ計画は、ＤＲを割り当てられた際（すなわち、xij=1）には、各需要家１０は削減可能な全電力量を削減することを示している。しかしながら、節電電力量としては、上記のように２値ではなく、各需要家１０が指定した削減可能な電力量の範囲内で連続値をとるものであってもよい。
計画作成装置１００の第二の変形例では、計画作成部４３０は、各需要家１０の節電電力を連続値として考慮して、ＤＲ計画を作成する。
計画作成部４３０は、需要家情報記憶部３１０が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部３２０が格納する時間帯情報、要望情報記憶部３３０が格納する偏り情報、行列作成部４１０が作成する行列、ネットワーク作成部５２０が作成するネットワークを用いて、例えば次式で表される最適化問題を解くことで、ＤＲ計画を作成する。
Figure 2013198329

以上説明した少なくとも１つの実施形態の計画作成装置によれば、電力削減要請に伴う需要家の快適性や利便性への影響を低減することができる。
なお、上記実施形態の計画作成方法は、コンピュータ（ＣＰＵ）によって実行させることができ、また、コンピュータによって実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。
また、上記実施形態の計画作成装置は、ハードウェア構成、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せ構成のいずれでも実施可能となっている。組合せ構成のソフトウェアとしては、予めネットワーク又は記憶媒体からコンピュータにインストールされ、計画作成装置の機能を当該コンピュータに実現させるためのプログラムが用いられる。

これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１０・・・需要家
２０・・・グループ
３０・・・電力供給業者
４０・・・ネットワーク
５０・・・通信部
１００、５００・・・計画作成装置
２００・・・入力装置
３００・・・記憶装置
３１０・・・需要家情報記憶部
３２０・・・時間帯情報記憶部
３３０・・・要望情報記憶部
４００・・・演算処理装置
４１０・・・行列作成部
４２０、５２０・・・ネットワーク作成部
４２０a・・・分類部
４２０b・・・関連付け部
４３０・・・計画作成部
４４０・・・連続度算出部
４５０・・・偏り度算出部
４６０・・・最適化部
４７０・・・作成部

Claims (8)

  1. 需要家に対して、複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類される複数の時間帯への割り当てを算出する第１算出部と、
    前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第１要望を記憶する記憶部と、
    前記第１算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記第１要望との乖離を評価した第１評価値を算出する第２算出部と、
    を備え、
    前記第１算出部は、前記第１評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する、
    計画作成装置。
  2. 前記記憶部は、前記需要家が前記割り当ての連続の程度を要望するための第２要望をさらに記憶し、
    前記第１算出部が算出する前記割り当てを用いて連続の程度を算出し、算出された連続の程度と前記第２要望との乖離を評価した第２評価値を算出する第３算出部をさらに備え、
    前記第１算出部は、前記第１評価値と、前記第２評価値とを含む評価関数を最適化する方向に前記割り当てを算出する請求項１に記載の計画作成装置。
  3. 前記第１要望は、前記需要家が、前記カテゴリを偏らせる、または前記カテゴリを偏らせない２つの項目のいずれかを指定するものであって、
    前記第２算出部は、前記第１算出部が算出する前記割り当てに関連付けられるカテゴリの数uと、同一のカテゴリに関連付けられる前記割り当ての数eを算出し、前記第１評価値を次式により算出する請求項１または２に記載の計画作成装置。
    Figure 2013198329
  4. 前記第２要望は、前記需要家が、前記割り当ての間隔を指定するものであって、
    前記第３算出部は、前記第１算出部が算出する前記割り当ての間隔が前記第２要望以下のときにペナルティが加算される第２評価値を算出する請求項２に記載の計画作成装置。
  5. 第１算出部は、前記割り当てを複数の需要家に対して算出するものであって、
    前記記憶部は、各需要家jが各時間帯iに削減できる電力量および各時間帯iに削減する必要のある電力量をさらに記憶し、
    前記第１算出部は、少なくとも次式で表される評価関数および制約条件を含む最適化問題を解くことで、前記割り当てxijを算出する請求項２に記載の計画作成装置。
    Figure 2013198329
  6. 前記第１算出部が算出する前記割り当てに沿って、前記複数の需要家に対する前記要請の割り当て計画を作成する作成部を備える請求項１乃至５いずれか１項に記載の計画作成装置。
  7. 分類部が、日時を含む複数の時間帯をそれぞれ複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類する第１ステップと、
    第１算出部が、需要家に対して、前記時間帯への割り当てを算出する第２ステップと、
    関連付け部が、前記割り当てと前記カテゴリとを関連付ける第３ステップと、
    第２算出部が、前記第１算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第１要望との乖離を評価した第１評価値を算出する第４ステップと、
    第１算出部が、前記第１評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する第５ステップと、
    を有する計画作成方法。
  8. 第３算出部が、前記第１算出部が算出する前記割り当てを用いて連続の程度を算出し、算出された連続の程度と前記第２要望との乖離を評価した第２評価値算出する第６ステップをさらに有し、
    前記第２ステップは、前記連続度と、前記偏り度とを含む評価関数を最適化する方向に前記割り当てを算出する請求項７に記載の計画作成方法。
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