JP2016001987A - デマンドレスポンス制御方法、および、デマンドレスポンス制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの快適性に与える影響を考慮して需給調整サービスを提供することができるデマンドレスポンス制御方法を提供する。
【解決手段】ユーザの消費電力情報を取得する第一取得ステップと、ユーザが契約している１以上の需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得ステップＳ１２と、取得された消費電力情報を用いて、需給調整期間におけるユーザの生活パターンを推定する推定ステップＳ１３と、推定された生活パターンおよび１つ以上の需給調整サービスから１つの前記需給調整サービスを前記需給調整期間に割り当て、需給調整期間において需給調整サービスを行うための電気機器１２０の運用計画を生成する計画ステップＳ１４と、需給調整期間において運用計画にしたがって電気機器１２０を制御する実行ステップＳ２０とを含む。
【選択図】図４

Description

本開示は、デマンドレスポンス制御方法、および、デマンドレスポンス制御装置に関する。

近年、デマンドレスポンス（Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（以下、単に「ＤＲ」とも記載する））の普及が検討されている。デマンドレスポンスとは、例えば、電力需給が逼迫している時間帯に、需要家の電気機器を制御することにより、電力系統および需要家の間の電力需給を調整するシステムである。

例えば、電力需要が逼迫している時間帯において消費電力を削減する「ピークシェービング」、電力系統の周波数を調整するために指令値に基づいて充電または放電を行う「周波数調整」、および、電力系統に予備力を与える「予備力供給」などが代表的な需給制御サービス（ＤＲサービス）である。

米国特許出願公開第２０１３／０１７３０７９号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００４６８０５号明細書

需給調整サービスを提供するためには、ユーザが所有する電気機器が、需給調整サービスの内容にしたがって制御される必要がある。このため、需給調整サービスの提供が増えると、ユーザが電気機器を自由に使用することができない時間が増え、ユーザの快適性が損なわれる場合がある。

本開示は、ユーザの快適性に与える影響を考慮して需給調整サービスを提供することができるデマンドレスポンス方法およびデマンドレスポンス制御装置を提供する。

本開示の一態様に係るデマンドレスポンス方法は、需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御方法であって、ユーザの消費電力情報を取得する第一取得ステップと、前記ユーザが契約している１以上の需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得ステップと、取得された前記消費電力情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定ステップと、推定された前記生活パターンに基づいて、１以上の前記需給調整サービスから１つの前記需給調整サービスを、前記需給調整期間に割り当て、前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画ステップと、前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行ステップとを含む。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様に係るデマンドレスポンス方法およびデマンドレスポンス制御装置によれば、ユーザの快適性に与える影響を考慮して需給調整サービスを提供することができる。

図１は、実施の形態１に係るＤＲシステムのシステム構成図である。 図２Ａは、ユーザの宅内負荷と、時間との関係を示す第１の図である。 図２Ｂは、ユーザの宅内負荷と、時間との関係を示す第２の図である。 図２Ｃは、ユーザの宅内負荷と、時間との関係を示す第３の図である。 図３は、実施の形態１に係るＤＲコントローラの構成を示すブロック図である。 図４は、ＤＲサービスが行われる際の各装置間における情報のやり取りを示すシーケンス図である。 図５は、生活パターンの判定に必要な入力データと、判定の結果作成された出力データとを説明するための図である。 図６は、分析部の生活パターンに関するデータの作成概要を示す図である。 図７Ａは、ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響を説明するための第１の図である。 図７Ｂは、ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響を説明するための第２の図である。 図７Ｃは、ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響を説明するための第３の図である。 図８は、計画部が行うＤＲサービスのスケジューリングの概要を示す図である。 図９Ａは、ＤＲサービスの割り当てを説明するための第１の図である。 図９Ｂは、ＤＲサービスの割り当てを説明するための第２の図である。 図９Ｃは、ＤＲサービスの割り当てを説明するための第３の図である。 図１０Ａは、計画部によるスケジューリングを説明するための第１の図である。 図１０Ｂは、計画部によるスケジューリングを説明するための第２の図である。 図１０Ｃは、計画部によるスケジューリングを説明するための第３の図である。 図１１は、複数のＤＲコントローラを連携させるサーバを含むＤＲシステムの構成を示すシステム構成図である。

本開示の一態様に係るデマンドレスポンス制御方法は、需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御方法であって、ユーザの消費電力情報を取得する第一取得ステップと、前記ユーザが契約している１以上の需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得ステップと、取得された前記消費電力情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定ステップと、推定された前記生活パターンに基づいて、１以上の前記需給調整サービスから１つの前記需給調整サービスを、前記需給調整期間の少なくとも一部に割り当て、前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画ステップと、前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行ステップとを含む。

また、前記需給調整サービスはピークシェービング、予備力供給または周波数制御であってもよい。

また、前記ユーザの生活パターンは、「起床」、「在宅（インアクティブ）」、「在宅（アクティブ）」、「外出」、および「就寝」のいずれかであってもよい。

また、前記需給調整サービスには、前記電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスが含まれ、前記計画ステップにおいては、前記ユーザの就寝期間であると推定された前記需給調整期間に対しては前記電気機器の消費電力の抑制が要求される前記需給調整サービスを割り当ててもよい。

また、前記需給調整サービスには、前記電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスが含まれ、前記計画ステップにおいては、前記ユーザが外出する期間であると推定された前記需給調整期間に対しては前記電気機器の消費電力の抑制が要求される前記需給調整サービスを割り当てなくてもよい。

また、本開示の一態様に係るデマンドレスポンス制御装置は、需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御装置であって、ユーザの消費電力情報を取得する第一取得部と、前記ユーザが契約している１以上の需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得部と、取得された前記消費電力情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定部と、推定された前記生活パターンに基づいて、１以上の前記需給調整サービスから１つの前記需給調整サービスを、前記需給調整期間に割り当て、前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画部と、前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行部とを備える。

本開示の一態様に係るデマンドレスポンス制御方法は、需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御方法であって、ユーザの生活パターン情報を取得する第一取得ステップと、前記ユーザが契約している需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得ステップと、取得された前記生活パターン情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定ステップと、推定された前記生活パターンおよび前記需給調整サービスに関する情報に基づいて、前記需給調整期間において前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画ステップと、前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行ステップとを含む。

また、前記需給調整期間においては複数の前記需給調整サービスが実行の対象となり、前記計画ステップにおいては、前記生活パターンに基づいて前記複数の前記需給調整サービスのうちから１つの前記需給調整サービスを選択し、選択した前記１つの前記需給調整サービスを前記需給調整期間に割り当てた前記運用計画を生成してもよい。

また、さらに、前記計画ステップの後に、前記需給調整期間における前記ユーザの状況を取得する第三取得ステップと、前記第三取得ステップにおいて取得した前記ユーザの状況が前記第一取得ステップにおいて取得したユーザの生活パターンから変更があった場合、前記ユーザの状況に基づいて前記運用計画を更新する更新ステップとを含み、前記実行ステップにおいては、更新された前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御してもよい。

また、さらに、前記計画ステップの後に、前記需給調整期間における他のユーザの状況を取得する第四取得ステップを含み、前記更新ステップにおいては、前記第三取得ステップにおいて取得した前記ユーザの状況、および、前記第四取得ステップにおいて取得した前記他のユーザの状況に基づいて前記運用計画を更新してもよい。

また、前記需給調整サービスには、前記電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスが含まれ、前記計画ステップにおいては、前記ユーザの就寝期間であると推定された前記需給調整期間に対しては前記電気機器の消費電力の抑制が要求される前記需給調整サービスを割り当ててもよい。

また、前記需給調整サービスには、前記電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスが含まれ、前記計画ステップにおいては、前記ユーザが外出する期間であると推定された前記需給調整期間に対しては前記電気機器の消費電力の抑制が要求される前記需給調整サービスを割り当てなくてもよい。

また、本開示の一態様に係るデマンドレスポンス制御装置は、需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御装置であって、ユーザの生活パターン情報を取得する第一取得部と、前記ユーザが契約している需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得部と、取得された前記生活パターン情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定部と、推定された前記生活パターンおよび前記需給調整サービスに関する情報に基づいて、前記需給調整期間において前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画部と、前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行部とを備える。

本開示の一態様に係るデマンドレスポンス制御方法は、需給調整期間においてユーザが保有する電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御方法であって、ユーザの行動予定を示す行動スケジュールに関する情報を取得するステップと、前記電力需給を調整するために前記需給調整期間における前記電気機器の制御スケジュールを生成するステップと、取得された前記行動スケジュールおよび生成された前記制御スケジュールを比較して前記需給調整期間における電力需給の調整が可能か否かを判断するステップと、前記電力需給の調整が可能と判断された場合、前記需給調整期間において前記制御スケジュールにしたがって前記電気機器を制御するステップとを含む。

また、さらに、前記電力需給の調整が不可能と判断された場合、前記電力需給の調整を可能とするためのアドバイス情報を所定の表示手段に表示するステップを含んでもよい。

また、さらに、前記電力需給の調整が不可能と判断された場合、当該電力需給の調整を行わなかったことによって生じるユーザの損失情報を所定の表示手段に表示するステップを含んでもよい。

また、本開示の一態様に係るデマンドレスポンス制御装置は、需給調整期間においてユーザが保有する電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御装置であって、ユーザの行動予定を示す行動スケジュールに関する情報を取得する取得部と、前記電力需給を調整するために前記需給調整期間における前記電気機器の制御スケジュールを生成し、前記取得部が取得した前記行動スケジュールおよび生成した前記制御スケジュールを比較して前記需給調整期間における電力需給の調整が可能か否かを判断し、前記電力需給の調整が可能と判断した場合、前記需給調整期間において前記制御スケジュールにしたがって前記電気機器を制御する制御部とを備える。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、またはコンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよい。また、これらの全般的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、およびコンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。以下で説明する実施の形態において、デマンドレスポンス（Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を単に「ＤＲ」または「需給調整」と記載することがある。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

（実施の形態１）
［全体構成］
まず、実施の形態１に係るＤＲシステムの構成について説明する。図１は、実施の形態１に係るＤＲシステムのシステム構成図である。

図１に示されるように、実施の形態１に係るＤＲシステム１０は、ユーティリティ１００と、ＤＲコントローラ１１０と、１以上の電気機器１２０とを備える。また、図１では、複数の電気機器を所有するユーザも図示されている。

ユーティリティ１００は、ＤＲコントローラ１１０との間でデータ１０１の送受信を行う。実施の形態１では、ユーティリティ１００は、例えば、電力会社が使用するサーバである。なお、ユーティリティ１００は、アグリゲータ、エネルギー小売業者、または電力システムオペレータなどであってもよい。アグリゲータとは、電力需給調整事業を行う事業者である。

ＤＲコントローラ１１０は、サービス１０２（例えば、ＤＲサービス）をユーティリティ１００に提供する。言い換えれば、ＤＲサービスの内容にしたがって電気機器１２０を制御する。ＤＲコントローラ１１０は、制御に際して電気機器１２０に対して制御信号１２１を送信する。

ユーティリティ１００は、提供されたＤＲサービスに基づきユーザ１３０に対価１０３を支払う。図１は、ユーティリティ１００がＤＲコントローラ１１０に対価１０３に関する情報を送信する場合を示している。これにより、ＤＲコントローラ１１０がディスプレイ（表示部）を備えている場合などは、ユーティリティ１００が対価１０３に関する情報をＤＲコントローラ１１０に送信することで、ＤＲコントローラ１１０はディスプレイに対価情報を表示することができる。

対価情報は、必ずしもサーバ１５０に送信される必要はなく、ユーティリティ１００またはＤＲコントローラ１１０からユーザ１３０の携帯電話やパーソナルコンピュータ等に送信され、表示されてもよい。

また、ユーザ１３０に与えられる対価は必ずしも金銭である必要はなく、ポイント等がユーザ１３０に付与されてもよい。

また、ＤＲコントローラ１１０は、電気機器１２０との間でデータ１１１の送受信を行う。ＤＲコントローラ１１０は、ユーザ１３０にデータ１１２の提供（または、ユーザ１３０からのデータの取得）を行う。

ＤＲコントローラ１１０は、ユーザ１３０が所有する電気機器１２０を制御可能な制御装置である。ＤＲコントローラ１１０は、例えば、ユーザ宅内の消費電力を管理するスマートメータ、ユーザ１３０の宅内の電気機器１２０を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎｅｇｅｍｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラ、または、ユーザ１３０が所有する給湯器を制御するスマートサーモスタットなどである。

電気機器１２０は、ユーザ１３０が使用する権利を有する電気機器である。電気機器１２０は、例えば、空調機器（ＡＣ：Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）、電気給湯器、ＩＨクッキングヒーター、電気モーター、バッテリー、燃料電池、太陽電池、または風力発電機などである。バッテリーは、ＵＰＳ等の定置型の蓄電システムに限らず、電気自動車に搭載されたバッテリーであってもよい。電気機器１２０は、電力（電気エネルギー）の消費、発電、および、蓄電の少なくとも１つを行う機器であればよい。

サービス１０２は、ユーティリティ１００が管理する電力系統における電力の需給調整を行うための制御である。サービス１０２は、例えば、予備力供給、ピークシェービング（ピークカット）、エネルギー節約サービス、遮断可能な負荷、周波数調整（周波数制御）、時間帯別料金（ＴＯＵ）、またはリアルタイム料金制度（ＲＴＰ）などであるが、これらに限定されない。

以上説明したようなＤＲシステム１０においては、ＤＲコントローラ１１０がユーザ１３０の生活パターンを推定（以下、判定とも記載する）してＤＲサービスの実行計画を立てる。ＤＲサービスの中には、事前にユーティリティ１００との契約（入札）が必要なものがあるが、このようなＤＲサービスを提供するためには、事前に計画を立てることが一層重要となる。

［生活パターンの判定］
実施の形態１では、１日を１以上の期間に区分し、期間毎に生活パターンが判定される。生活パターンは、電気機器１２０の使用パターンによって判定される。なぜなら、ユーザ１３０の行動に起因して電力の使用パターンが変化するからである。図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃは、ユーザ１３０の宅内負荷と、時間との関係を示す図である。宅内負荷は、換言すれば宅内の消費電力である。なお、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃでは、一例として、「起床」、「在宅（インアクティブ）」、「在宅（アクティブ）」、「外出」、および「就寝」の５つの生活パターンと、宅内負荷との関係が図示されている。

これら５つの生活パターンは、例えば、負荷変動の回数、消費電力の平均値、または、消費電力の瞬間値により区分することができる。

例えば、消費電力の平均値が低い時間帯は、「在宅（インアクティブ）」、「就寝」、「外出」に区分される。さらに、例えば、消費電力の平均値が大きい時間帯は、消費電力の平均値が大きい順に「在宅（インアクティブ）」、「就寝」および「外出」に区分される。

また、宅内において負荷変動が頻繁に発生する時間帯、消費電力の平均値が高い時間帯、および、負荷が瞬間的に高い時間帯は、「在宅（アクティブ）」または「起床」に区別できる。例えば、負荷が瞬間的に高くなる時間帯が発生する場合は起床と推定し、負荷変動が継続的に発生している時間帯は「在宅（アクティブ）」と推定できる。

なお、本実施例で説明した生活パターンの分類方法は一例に過ぎず、このような分類方法に限定されるものではない。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、宅内負荷の偏移および変動は、時間帯よりもむしろユーザ１３０の生活習慣による影響が大きい。例えば、同じＡＭ１：００であっても、ユーザ１３０が在宅中であれば、宅内負荷の大きな変動が起こり得るが、ユーザ１３０が就寝中であれば、宅内負荷の大きな変動は起こらない。

このような生活パターンは、ユーザ１３０であっても事前に完璧に予測することはできない。なぜなら、生活パターンは、ユーザの行動に影響を受けるからである。例えば、突然の来客、仕事の予定変更、就寝時間の変化、予定外の社交イベントなど多数の要因パラメータによる影響を受けるからである。なお、図２Ａ〜図２Ｃに示される宅内負荷の変動は、以下のような実例に基づくものである。

図２Ａ：「帰宅、就寝、起床のすべてが予定どおり」
図２Ｂ：「帰宅して夜更かしを行い、翌日は仕事が休みだが早目の夕食のために外出する」
図２Ｃ：「早くに帰宅し、客がやってきて一晩中活動的である」

なお、ユーザが生活パターンを直接、ＤＲコントローラ１１０に知らせることは現実的ではない。なぜなら、いつ起床するのか、または、いつ客が帰るのか、それとも、その客は寝てしまうのかユーザには分からないからである。また、長い時間が経過すると、ユーザは、ＤＲコントローラ１１０に生活パターンを知らせることを忘れたり、知らせることができなかったり、さらには、生活パターンを知らせることに興味をなくしたりするかもしれない。

なお、図２Ａ〜図２Ｃは、ユーザ１３０の居住する宅内の負荷の変動を示したものであるが、生活パターンは、住宅以外の、例えば、オフィス、商業施設、または工場などにおいても定義することができる。

例えば、オフィスの生活パターンは、次のように定義できる。

・朝の時間帯（仕事にとりかかり、オフィス内の電気機器の電源を入れる）
・オフィスにいる
・昼休憩
・仕事を終了し、オフィス内の電気機器の電源を切る
・夜間の事前冷却
・ビル内に誰もいない、など

以上説明したように生活パターン、すなわち、宅内負荷の変動は、ＤＲサービスの成否に影響を与える。例えば、ＤＲサービスの１つである予備力供給においては、契約により定められた時間帯において宅内の総負荷を所定値以下に維持する必要がある。したがって、予備力供給が成功（契約を履行）できるかどうかは、宅内負荷の変動、つまり、生活パターン次第である。

［ＤＲコントローラの構成］
次にＤＲコントローラ１１０の構成について説明する。図３は、実施の形態１に係るＤＲコントローラ１１０の構成を示すブロック図である。

実施の形態１に係るＤＲコントローラ１１０は、制御部２００と、通信部２０９と、記憶部２１０とを備える。ＤＲコントローラ１１０は、入力インターフェース２０８を備えてもよい。制御部２００は、取得部２１１、判定部２０１、分析部２０２、計画部２０３、および実行部２０４を備える。各ブロックの動作については図４〜図９Ｃにて後述する。

入力インターフェース２０８は、ユーザ１３０の入力を受け付ける。入力インターフェースは、例えば、ＤＲコントローラ１１０に設けられたタッチパネルや、ＤＲコントローラ１１０に設けられたハードキーなどである。なお、ユーザ１３０のＤＲコントローラ１１０への入力は、スマートフォンなどの携帯端末を通じて行われてもよい。

通信部２０９は、ＤＲコントローラ１１０が電気機器１２０およびユーティリティ１００と通信を行うための通信モジュールである。通信部２０９の通信には、有線または無線のいずれの通信方式（通信ネットワーク）が用いられてもよい。

記憶部２１０には、負荷データ２０５、ユーザ設定２０６、および、ＤＲサービスデータ２０７などが記憶される。ＤＲサービスデータとは、例えば、ユーザとユーティリティとの間の契約内容である。需給調整期間における負荷削減量、負荷の遮断時間、ユーザ１３０にペナルティが発生する条件、またはユーザ１３０が得られるインセンティブなどの情報である。記憶部２１０は、例えば、フラッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリであるが、特に限定されない。

負荷データ２０５は、少なくとも上述の宅内負荷の変動（消費電力の変動）を示すデータである。負荷データ２０５には、以下のいずれのデータが含まれてもよい。

・宅内の総負荷または各々の電気機器１２０の負荷、エネルギー分布
・電気機器１２０の状況データ（例えば、電気機器１２０の運転モード、温度設定値、および充電状態（ＳＯＣ）など）
・電気機器１２０の過去の使用データ（例えば、使用タイミング、使用頻度の高いモード、および使用頻度など）

ユーザ設定２０６には、以下のようなデータが含まれる。

・宅内におけるユーザ１３０の有無およびユーザ１３０の動き
・電気機器１２０または宅内ごとの快適性または機能性の設定値（具体的には、例えばエアコンの温度設定）
・ユーザ１３０のＤＲサービスの指定

ＤＲサービスデータ２０７には、以下のようなデータが含まれる。

・ＤＲサービスの契約内容、成功時（契約履行時）に得られるインセンティブもしくは失敗時（契約不履行時）のペナルティ、起動識別子、およびタイミング識別子
・エネルギーまたは需要料金などを示すＤＲサービスを開始するための何らかの識別子
・ＤＲサービスのスケジュール

［ＤＲコントローラの動作］
次に、ＤＲコントローラ１１０の動作について説明する。図４は、ＤＲサービスが行われる際の各装置間における情報のやり取りを示すシーケンス図である。

まず、ユーザ１３０は、ＤＲコントローラ１１０に対してユーザ設定を行う（Ｓ１１）。この結果、記憶部２１０内のユーザ設定が書き換えられる。ここでのユーザ設定は、例えば、ユーザ１３０が設定する室内の許容限界温度などである。

次に、ＤＲコントローラ１１０の取得部２１１は、ＤＲサービスデータ２０７を取得する（Ｓ１２）。取得されたＤＲサービスデータは、記憶部２１０に記憶される。ＤＲサービスデータには、例えば、エネルギー料金パッケージ、ＤＲ契約の内容、ＤＲ運用条件、得られるインセンティブ、およびＤＲの開始タイミングなど、ＤＲサービスを実行するための情報が含まれる。

次に、ＤＲコントローラ１１０の計画部２０３は、ＤＲサービスの割り当てを行う（Ｓ１３）。具体的には、まず、判定部２０１が、ＤＲサービスデータ２０７により特定される所定期間（将来の期間）が、どのような生活パターンに該当するかを判定する（Ｓ１３）。

そして、分析部２０２が、判定結果に基づいて分析を行う。計画部２０３は、分析結果に基づいて、当該所定期間において実行の対象となるＤＲサービスを当該所定期間に割り当てることで、ＤＲサービスの実行計画を作成する（Ｓ１４）。このとき、通信部２０９は、必要に応じて実行計画をユーティリティ１００に送信する（Ｓ１５）。

実際に所定期間が近づくと、ユーティリティ１００は、ＤＲを開始するための情報を作成し、この情報をＤＲコントローラ１１０に送信する（Ｓ１６）。ＤＲを開始するための情報は、言い換えればＤＲの開始指示であり、例えば、予備力供給の開始時間を示す信号、ピークカット信号、または、エネルギー料金などが含まれる。

次に、通信部２０９は、電気機器１２０からコンテキスト情報を受信する（Ｓ１７）。ここで、コンテキスト情報とは、例えば、電気機器１２０がバッテリーである場合には、ＳＯＣであり、電気機器１２０がエアコンである場合には、設定温度などである。

次に、取得部２１１は、ユーザ１３０が入力インターフェース２０８を通じてユーザ状況を入力した場合には、このユーザ状況を取得する（Ｓ１８）。ここで、ユーザ状況とは、上記所定期間におけるユーザ１３０の現実の状況（例えば、「在宅」、「外出」など）を示す情報である。そして、取得部２１１が取得するユーザ状況に応じて実行計画が更新される（Ｓ１９）。

最後に、実行部２０４は、実行計画に基づいてＤＲサービスを実行する。例えば、実行部２０４は、制御信号１２１を生成して電気機器１２０に送信し、ＤＲサービスの内容に応じて電気機器１２０を制御する。

［生活パターンの判定］
次に、判定部２０１の生活パターンの判定処理について説明する。図５は、判定部２０１が生活パターンの判定に必要な入力データと、判定の結果作成された出力データとを説明するための図である。

判定部２０１は、負荷データ２０５、ユーザ設定２０６、時刻情報５０１、生活パターン履歴５０２、および生活パターンの予測シーケンス５０３を用いて、ユーザ１３０の現在の生活パターン５１０を判定する。時刻情報５０１、生活パターン履歴５０２、および生活パターンの予測シーケンス５０３は、ＤＲコントローラ１１０の外部から取得されてもよいし、記憶部２１０に記憶されていてもよい。

［生活パターンの判定の具体例１］
判定部２０１は、負荷データ２０５（一例として図２Ａに示されるような宅内の電気機器１２０の消費電力の合計が示されるデータ）を使用して判定を行うが、各々の電気機器１２０の負荷データには別個にアクセスできないものとする。このような負荷データ２０５の一例としては、ＤＲコントローラ１１０がスマートメータである場合が考えられる。

この場合、判定部２０１は、負荷データ２０５に含まれる宅内負荷の変動に基づき生活パターンを判定する。判定部２０１は、負荷データ２０５から下記の負荷特性を算出する。

・瞬時負荷変化率（分単位の（△負荷／△時間））
・Ｘ分の移動平均データ（例えば、Ｘ＝１５分）
・負荷分布関数特性（例えば、移動平均からの最大偏移など）

記憶部２１０内には、算出した負荷特性と、負荷データ２０５と、ユーザ設定２０６とに基づき生活ステップを判定するための「判定ルール」が記憶されている。例えば、生活パターンが「就寝」であると判定される場合の判定ルールは、次の通りである。

・移動平均：
ａ［ｋＷ］＜移動平均［１０分］＜ｂ［ｋＷ］であり、上昇パターンではない。

なお、ａおよびｂは、外気温ｃ度から算出される。

・負荷変動：
ｄ［ｋＷ］＜実時間負荷＜ｅ［ｋＷ］である。

ここで、ｄおよびｅは、移動平均と外気温ｃ度と風速と住宅の大きさとに基づいて決定される。

・瞬時負荷変化率：
ｄ［ｋＷ］とｅ［ｋＷ］との間を通る実時間負荷頻度であり、ｆ［回］よりも少なければよい。ここで、ｆは、季節、日の種別（勤務日、休日）の関数である。

・前の生活ステップ：
対象の期間の前の期間の生活パターンが「外出」である場合には、対象の期間は、「就寝」であるとは判定されない。この判定は、生活パターンの予測シーケンス５０３に基づくものである。

・期間：
対象期間が「外出」を含むその他の生活パターンであると判定されない場合は、平日は１：００から７：００の間、休日は２：００から９：００の間に属する対象期間が「就寝」と判定される。ここで、１：００、２：００、７：００、および、９：００の各時刻は、ユーザの過去の「就寝」タイミング（生活パターン履歴５０２によって特定される）に基づいて決定される。

［生活パターンの判定の具体例２］
判定部２０１は、以下のような判定ルールにより生活パターンを判定してもよい。この判定ルールは、少なくとも、電気機器１２０の種別、時間、日程、ユーザ設定２０６、および、前の期間の生活パターン（生活パターンの予測シーケンス５０３）を考慮するルールである（以下は、対象の期間が「就寝」の生活パターンであると判定される場合を示す）。

・動き検知：
居住内で検出される人の動きがＸ分以上ない場合（人の動きは、エアコンが有する熱画像センサなどにより検出される）。

・使用していない電気機器１２０：
寝室の照明、ＴＶ、およびＩＨクッキングヒーターは、使用されていない。

・使用中の電気機器１２０：
夏の場合、寝室のエアコンが使用中である。

・期間：
対象期間が他の生活ステップであると判定されない場合は、平日は１：００から７：００の間、休日は２：００から９：００の間に属する対象期間が「就寝」であると判定される。ここで、１：００、２：００、７：００、および、９：００の各時刻は、ユーザ設定２０６に基づいて決定される。

なお、上記生活パターンの判定は、居住型のユーザ１３０を想定したものであるが、上述のようにオフィスや工場などで定義される生活パターンについても、同様の判定を行うことができる。判定ルールは、以下のパラメータの組み合わせに基づいて定義され、ユーザ１３０、ユーティリティ１００、または、アグリゲータによってＤＲコントローラ１１０に組み込まれる（例えば、記憶部２１０に判定ルールが記憶される）。

・負荷もしくはエネルギーの分布、および負荷変動特性
・ユーザの在宅率およびユーザの動き
・時刻情報５０１（日程と時間の情報）
・電気機器１２０の状況情報
・電気機器１２０の過去の使用履歴
・電気機器１２０と生活パターンとのマッピングデータ（例えば、どの電気機器１２０がどの生活パターンで用いられるかの対応づけを示すデータ）

［生活パターンの判定の具体例３］
例えば、オフィスにおいて定義される生活パターンを、負荷データ２０５と結びつけるルールとして以下のようなルールが考えられる。

・集中空調機器だけがオンであり、かつ、照明はオフである場合、事前冷却の生活パターンであると判定される。

・集中空調機器がオンであり、かつ、電気ポットおよびＰＣの電源がオンになる時間帯は、朝の時間帯の生活パターンであると判定される。

・１１：３０と１３：３０との間に含まれる期間であって、かつ、ＰＣおよびノートパソコンがオフ状態である場合は、勤務日であれば、昼休憩の生活パターンであると判定される。

・空調機器がオフ状態であり、かつ、ＰＣがオフ状態であり、かつ、主な照明がオフであり、入口の照明がオンである場合、働く人は帰宅していると判定される。つまり、ビル内には誰もいない、と判定される。

［生活パターンの分析］
次に、分析部２０２は、判定された生活パターンを分析し、生活パターンに関するデータを作成する。図６は、分析部２０２の生活パターンに関するデータの作成概要を示す図である。図６に示されるように、分析部２０２によって作成されるデータには、以下のものが含まれる。

・現在の生活パターン５１０の予測期間６０１（現在の生活パターンが続くと予測される期間）
・現在の生活パターン５１０における予測負荷６０２（消費電力の変動）
・生活パターンの予測シーケンス５０３（次に続くと予測される生活パターン）
・ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響度６０３

なお、予測期間６０１、予測負荷６０２、および、予測シーケンス５０３は、これまでに説明したデータを用いて予測されてもよいし、ユーザによって定義されてもよい。

［ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響］
以下、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃを用いてＤＲサービスの実行がユーザに与える影響について説明する。図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響を説明するための図である。

夏の勤務日で、電気機器１２０が空調機器（エアコン）であるとする。ＤＲコントローラ１１０の記憶部２１０には、ユーザ設定２０６値に基づくユーザ１３０の許容限界温度、または、過去のエアコンの使用履歴から学習したユーザ１３０の許容限界温度が記憶されているとする。

例えば、ユーザ１３０が「就寝」の生活パターンにおいて、大抵、室内温度が２７度に達すると、実行中のＤＲサービスの実行をキャンセルしてエアコンを通常動作させるという使用履歴があるとする。このような使用履歴から、計画部２０３は、図７Ａに示されるような電気機器１２０の機能性一覧を作成する。ここで、図７Ａの例では、機能性は、室内温度である。

また、図７Ｂに示されるように、計画部２０３は、各ＤＲサービス（ここでは、ピークシェービングおよび予備力供給）を実行すると電気機器１２０の機能性（例えば、室内温度）がどのように変化するかをシミュレーションできる。

例えば、電気機器１２０がエアコンである場合、各種ＤＲサービスの実行が電気機器１２０の機能性に与える影響は、以下のようにシミュレーションできる。

・推定ＤＲサービス期間：
計画部２０３は、ＤＲサービスごとに過去データまたは契約内容から、エアコンがシャットダウンされる期間の長さを予測または推定することができる。例えば、ピークシェービングは契約により１時間の消費電力の抑制が必要であると予測され、予備力供給は、過去データから約２０分かかると予測される。このような期間識別子（ＤＲサービスデータに含まれる）は、ユーティリティ１００によってＤＲコントローラ１１０に送信される。

・環境情報：
計画部２０３は、外気温、時刻、および風速などの情報を考慮する。

そして、計画部２０３は、図７Ｃに示されるように、ＤＲサービスを実行した場合の影響（室温の変化）はユーザ１３０にとって許容範囲内か（図７Ａの要件を満たすか）、それとも、許容範囲外かを判定する。

このように、計画部２０３は、ＤＲサービスの実行がユーザに与える影響を考慮してＤＲサービスの実行計画を立てる。

［ＤＲサービスのスケジューリング］
分析部２０２が予測期間６０１、予測負荷６０２、影響度６０３、および、予測シーケンス５０３を算出すると、計画部２０３は、図８に示されるようにＤＲサービスの割り当て８１０（スケジューリング）を行う。図８は、計画部２０３が行うＤＲサービスのスケジューリングの概要を示す図である。この段階においては、上述のＤＲサービスの実行がユーザ１３０に与える影響だけでなく、ＤＲサービスの契約上の要件も考慮される。

ここで、ＤＲサービスの契約上の要件には、例えば、「ＤＲサービスの実行する最小限の期間」、「ＤＲサービスの実行において最低限降下させなければならない負荷（消費電力）」、「ＤＲサービスの実行において最低限削減しなければならないエネルギー」などが含まれる。

［ＤＲサービスのスケジューリング例１］
以下、ＤＲサービスのスケジューリング（割り当て）の例について説明する。ここでは、以下のような前提の下、ＤＲサービスの割り当てが行われる。

・ＤＲサービスを割り当てる対象の期間（所定期間）の生活パターンは、「起床」であり、この期間の長さは、３０分であると予測される。

・対象の期間は平日なので、「起床」の生活パターンの後には「外出」の生活パターンが続くと予測される。

・過去の履歴から、「起床」の生活パターンの間、ユーザ１３０はエアコンの設定温度を気にせず、かつＤＲサービスの実行もキャンセルしない。しかし、ユーザ１３０は、「外出」の生活パターンの間は、エアコンのスイッチを切る。

・対象の期間において、実行対象となるＤＲサービスは以下の２つである。

１−以下の契約を伴うエネルギー削減
動作：温度設定値を上げてエアコンのエネルギー消費を削減する
インセンティブ：１０円／ｋＷｈ
所要期間：制約なし

２−以下の契約を伴う予備力供給
動作：ユーティリティ１００から開始信号を受信した後に負荷を下げる（開始信号の受信前に負荷がオフであれば要件を満たさない）
インセンティブ：供給に成功すれば４０ 円／ｋＷｈ、失敗すれば４０円/kWh
所要期間：最低１時間

以上のような条件を考慮して、計画部２０３は、対象の期間に「エネルギー削減」のＤＲサービスを割り当てる。なぜなら、「起床」の生活パターンの間は３０分間であると予想され、かつ、次の生活パターンは「外出」であり、エアコンは、３０分間しかオンにならないからである。

以上説明した例のように、対象の期間の生活パターンは、ＤＲサービスの割り当てに影響を与える。

［ＤＲサービスのスケジューリング例２］
以下、ＤＲサービスのスケジューリング（割り当て）の別の例について説明する。ここでは、以下のような前提の下、ＤＲサービスの割り当てが行われる。

・ＤＲサービスを割り当てる対象の期間（所定期間）の生活パターンは、「在宅（アクティブ）」であり、この期間の長さは、５時間であると予測される。

・対象の期間において、実行対象となるＤＲサービスは以下の２つである。

１−以下の契約を伴うピークシェービング
動作：ピーク時間帯のエネルギー消費を削減する
インセンティブ：２０円／ｋＷｈ
所要期間：制約なし
必須負荷／エネルギー変化：負荷についての制約はないが、エネルギー消費は削減しなければならない

２−以下の契約を伴う予備力供給
動作：ユーティリティ１００から開始信号を受信した後に負荷を下げる（開始信号の受信前に負荷がオフであれば要件を満たさない）
インセンティブ：供給に成功すれば４０円／ｋＷｈ、失敗すれば−４０円／ｋＷｈ
所要期間：最低１時間
必須負荷／エネルギー変化：総負荷は閾値［ｋＷ］以下でなければならず、総負荷が閾値を超えると要件を満たさなくなる

以上のような条件を考慮して、計画部２０３は、対象の期間に「ピークシェービング」のＤＲサービスを割り当てる。この理由は、以下の通りである。

上述の図２Ａに示されるように、「在宅（アクティブ）」の生活パターン中においては、大きな負荷偏移と変動がある。これにより、いくつかの負荷スパイクが閾値［ｋＷ］を突き抜ける可能性が高い。したがって、「在宅（アクティブ）」の生活パターン中においては、予備力供給が失敗する可能性がかなり高く、これによりペナルティの支払いが増えることが予想される。ゆえに、予備力供給は、「在宅（アクティブ）」の生活パターンには割り当てられない。

なお、上述の図２Ｃから分かるように、生活パターンによっては、夜間でも大きな負荷偏移および変動は起こり得る。したがって、ＤＲサービスは、単に時間帯に応じてスケジューリングされるのではなく生活パターンを考慮してスケジューリングされるべきである。

［ＤＲサービスのスケジューリング例３］
生活パターン予測シーケンスは、ユーザ１３０宅内の負荷データを分析することによっても予測することができる。このような情報から、ユーザ１３０が「就寝」の生活パターンの開始から８時間後には、９０％の確率で「起床」に移行し、１０％の確率で平日にだけ起こる「外出」に移行する、といったことが予測できる。

ＤＲスケジュールを割り当てるときには、対象の期間の生活パターンだけでなく、その次の期間の生活パターンにおける電気機器１２０の使用を考慮する必要がある。以下、対象の期間の次の期間の生活パターンがＤＲサービスに与える影響について説明する。

対象の期間が「起床」の生活パターンである場合、その次の期間においてＥＶを使用する可能性はほとんどない。このため、対象の期間には、ＥＶのバッテリーを使用するＤＲサービスを割り当てることができる。

「起床」の生活パターンの次の期間は、平日は「外出」、休日は「在宅（アクティブ）」の生活パターンになると予測される。

「外出」の生活パターンの間は、ＥＶのバッテリーのＳＯＣは、ユーザが必要とする機能性（移動範囲）を維持するために５０％以上でなければならない。しかしながら、「在宅（アクティブ）」の生活パターンの間は、バッテリーのＳＯＣはユーザにとって優先順位が高くなく、２０％のＳＯＣでも許容範囲内である。したがって、対象の期間の生活パターンが「起床」である場合は、次の期間の生活パターンにより、対象の期間において使用可能な電力量が異なると考えられる。

例えば、対象の期間に実行予定のＤＲサービスが以下の２つであるとする。

１−以下の契約を伴うエネルギーの売り戻し
動作：系統に対するエネルギーの売却
インセンティブ：フィード・イン・タリフ（ＦＩＴ）価格 ４０円／ｋＷｈ
所要期間：制限なし
必須負荷／エネルギー変化：最低１０ｋＷｈ

２−以下の契約を伴う周波数調整（ＦＲ）
動作：系統周波数に基づいて系統周波数を安定させるための連続充放電
インセンティブ：２０円／ｋＷｈ
所要期間：３０分
必須負荷／エネルギー変化：最低バッテリーサイズ１０ｋＷ（しかしながら、過去データによれば、ＤＲコントローラ１１０は、各３０分間の充電量と放電量とは等しいと予測されるので、３０分後はＳＯＣに何も変化がない）

計画部２０３は、「エネルギー売却」または「ＦＲ」を割り当てる場合には、バッテリーのＳＯＣをシミュレーションする。「エネルギーの売却」が割り当てられる場合は、対象期間の終了後は、バッテリーのＳＯＣは初期ＳＯＣ６０％から２５％に下降すると考えられる。ＦＲが割り当てられる場合は、充電量と放電量とが同じになるため、対象期間の終了後のＳＯＣは６０％で横ばいになると考えられる。

したがって、対象期間の次の期間の生活パターンが「外出」であれば、計画部２０３は、対象期間に「エネルギーの売却」を割り当てることはできない。なぜなら、次の期間においてユーザ１３０の外出が不可能になるからである。

しかしながら、対象期間の次の期間の生活パターンが「在宅（アクティブ）」であれば、「エネルギーの売却」は、対象期間において要件を満たすと考えられる。

以上説明したように、対象期間の次の期間の生活パターンは、対象期間におけるＤＲサービスのスケジューリングに影響を及ぼす。

［生活パターンがエネルギー節約のＤＲサービスに与える影響］
エネルギー節約などのＤＲサービスにおいても、削減されるエネルギー量とＤＲサービスに用いられる電気機器１２０とは、生活パターンの影響を受ける。以下、生活パターンがエネルギー節約サービスに与える影響について説明する。

ユーザ１３０は、通常、できる限りエネルギーを削減したい。しかしながら、「在宅（アクティブ）」の生活パターンのときは、ユーザ１３０は、毎回、省エネ設定を無効にし、かつ、エアコンの室温設定を低い温度に設定しているとする。このような場合、計画部２０３は、対象期間が「在宅（アクティブ）」の生活パターンであるときには、エネルギー節約のために給湯器などのエアコン以外の電気機器１２０を用いてＤＲサービスを行う計画を立てる。

このように、計画部２０３は、「在宅（アクティブ）」の生活パターンのときは、ユーザ１３０はエアコンを省エネモードに設定したくないことを生活パターン履歴５０２などの履歴データによって把握している。

また、計画部２０３は、「就寝」の生活パターンのときはユーザ１３０がエアコンの省エネ設定を無効にすることはないことも把握しているとする。

ここで、エアコンがオンであって、かつ、エネルギー価格が高い場合には、計画部２０３は、ユーザ１３０の生活パターンを確認する。生活パターンが「在宅（アクティブ）」である場合、ＤＲコントローラ１１０は、エアコンを用いたエネルギー節約を計画しない。

一方、「就寝」の生活パターンのときは、エネルギー価格が高い場合には、計画部２０３は、エアコンを用いたエネルギー節約を計画する。

また、計画部２０３は、ユーザ１３０が早ければ２２：００、遅ければ１：００ＡＭに就寝することも把握している。そうすると、計画部２０３は、２２：００から１：００の期間にはエアコンを用い他エネルギー節約を割り当てる。

［ＤＲサービスの割り当ての実例］
以下、ＤＲサービスの割り当ての実例について説明する。図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃは、ＤＲサービスの割り当てを説明するための図である。

図９Ａに示されるように、ＤＲサービスの割り当てには、ＤＲサービス自体の割り当てと、ＤＲサービスに使用する電気機器１２０の割り当てとが含まれる。

例えば、図９Ａの例では、「就寝」または「起床」の生活パターンのときは、エアコンを用いたピークシェービングがスケジューリングされ得る。「起床」の生活パターンにおいては、エアコンを用いたピークシェービングは、最大でも３０分が許容範囲であるが、「就寝」の生活パターンの場合は、エアコンを用いたピークシェービングは、最大６０分までが許容範囲となる。なお、図９Ａの例では、「在宅（アクティブ）」の生活パターンのときは、ユーザ１３０が室内温度により敏感であれば、ピークシェービングはスケジューリングされるべきではない。

なお、ＤＲサービスの割り当てには、電気機器１２０の運転モードの決定が含まれてもよい。

図９Ｂの例では、エアコンは、ＤＲサービスにおいて、コンプレッサの最大出力定格が異なる様々なモードで制御される。モード１では、コンプレッサは出力定格が１００％カットされるか、または、シャットダウンされる。モード２では、コンプレッサの出力定格が５０％下げられる。モード３では、コンプレッサの出力定格が２５％カットされる。

モード１では、室内温度が上昇し、生活快適性が失われる。したがって、モード１は、「起床」および「在宅」の生活パターンのときには使用できないが、「就寝」および「外出」の生活パターンでは使用可能である。

モード２は、室内温度の上昇が若干減るため、「起床」の生活パターンのときには使用できる。しかしながら、モード２は、「在宅（アクティブ）」および「外出」の生活パターンでは使用されるべきでない。モード３は、「外出」を除くいずれの生活パターンでも使用できる。

なお、図９Ｃに示されるように、ＤＲサービスの割り当てには、生活パターンによるＤＲサービス失敗の可能性の判定が含まれる。失敗確率は、生活パターンの負荷分布、または、電気機器１２０の使用パターンに依存し得る。

予備力供給のＤＲサービスの契約においては、ＤＲコントローラ１１０は、サービス時間中、宅内需要（宅内の消費電力）を閾値［ｋＷ］より低い状態に維持する必要がある。ＤＲコントローラ１１０がＤＲサービスの提供期間全体にわたって宅内需要の削減を維持できなければ、ＤＲサービスは失敗となる。

ここで、上述の図２Ｃに示される宅内負荷の偏移を見てみると、「在宅（アクティブ）」および「起床」の生活パターンのときは、時刻にかかわらず、負荷の偏移はかなり大きく、負荷スパイクが存在する。しかしながら、時刻にかかわらず、ユーザが就寝中、つまり、「在宅（インアクティブ）」の場合、負荷の偏移はかなり小さく、負荷スパイクは小さい。つまり計画部２０３は、「在宅（アクティブ）」および「起床」の生活パターンのときに予備力供給を割り当てられると、予備力供給（ＤＲサービス）は高い確率で失敗すると判定できる。したがって、このようなスケジューリングは行われない。

また、ピークシェービングおよび予備力供給は、電気機器１２０を動作させた状態で負荷（消費電力）を下げることを前提とするＤＲサービスである。生活パターンが「外出」であるときは、電気機器１２０を動作させないことが通常であるため、ピークシェービングおよび予備力供給は、要件を満たさない。したがって、このような場合、計画部２０３は、ピークシェービングおよび予備力供給の割り当てを行わない。

最後に、計画部２０３によるスケジューリングについて、比較例を用いながら説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃは、計画部２０３によるスケジューリングを説明するための図である。

例えば、図１０Ａに示されるようなエアコンの温度設定をしたユーザ１３０を考える。この場合、計画部２０３は、ユーザ１３０にとって必須のエアコンの温度設定に基づき、各ＤＲサービスが室内温度に与える影響をシミュレーションする。この結果、図７Ｃに示されるようなＤＲサービスを実行した場合のユーザへの影響が決定される。

図１０Ｂは、ユーザ１３０の生活パターンを考慮せず、時間帯に応じてＤＲサービスを割り当てた比較例を示す図である。

図１０Ｂの例では、時間帯を考慮して期間９０１に対しては、ピークシェービング９１１が割り当てられる。しかしながら、ユーザ１３０は、実際には就寝が遅れており、まだ就寝しておらず、家の中で活動している。この場合、ピークシェービング９１１によってユーザ１３０の快適性は失われるため、ユーザ１３０は、ピークシェービング９１１をキャンセルするかもしれない。

また、図１０Ｂの例では、ユーザ１３０が外出している予定であった期間９０２には、ＤＲコントローラは何もＤＲを行わない（図１０ＢにおいてＮｏＤＲ９１２と表示される）。期間９０２においては、ユーザ１３０は、起床が遅れていて実際には寝ているため、エアコンをピークシェービングに利用できる。このため、利益の損失となる。

また、図１０Ｂの例では、期間９０３においては、ＤＲコントローラは、ユーザ１３０が在宅であるものとして予備力供給９１３を開始する。しかしながら、ユーザは実際には家にいない。したがって、ユーザは実際には帰宅が遅れているため外出中である。このように実際には「外出」の生活パターンである期間９０３においては、図９Ｃに示されるように、予備力供給が失敗する可能性がかなり高いため、スケジューリングは適切でない。

これに対し、ＤＲコントローラ１１０は、生活パターンを判定し、「就寝」の生活パターン（である期間）にはピークシェービングを割り当て、「外出」の生活パターンにはＤＲサービスを割り当てず、「在宅」の生活パターンには予備力供給を割り当てる。

図１０Ｃにおいても、期間９０１は、本来「就寝」のはずだったが、実際には「在宅（アクティブ）」の期間である。ＤＲコントローラ１１０は、期間９０１に対して生活パターンが「在宅（アクティブ）」であると判定し、ピークシェービングではなく予備力供給９２１を割り当てる。これにより、ユーザ１３０の快適性は向上し、ＤＲサービスがキャンセルされる確率は低減される。

期間９０２も同様に、本来「外出」だったが、実際には「就寝」の生活パターンとなる期間である。ＤＲコントローラ１１０は、期間９０２に対して生活パターンが「在宅（アクティブ）」であると判定し、「ＮｏＤＲ」ではなくピークシェービング９２２を割り当てる。これにより、ユーザ１３０が得られるインセンティブが増える。

また、期間９０３でも、「在宅（アクティブ）」の生活パターンに割り当てられるべき予備力供給ではなく、「外出」の生活パターンに適したＮｏＤＲ９２３が割り当てられる。これにより、予備力供給が失敗する確率を下げることができる。

［まとめ］
以上、実施の形態１に係るＤＲシステム１０について説明した。

実施の形態１に係るデマンドレスポンス制御方法は、需給調整期間において電気機器１２０を制御することにより電力系統の電力需給を調整するものである。上記デマンドレスポンス制御方法は、ユーザ１３０が契約している需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得ステップ（図４のＳ１２）と、取得された生活パターン情報を用いて、需給調整期間におけるユーザ１３０の生活パターンを推定する推定ステップ（図４のＳ１３）と、推定された生活パターンおよび需給調整サービスに関する情報に基づいて、需給調整期間における需給調整サービスを行うための電気機器の運用計画（実行計画）を生成する計画ステップ（図４のＳ１４）と、需給調整において運用計画にしたがって電気機器を制御する実行ステップ（図４のＳ２０）とを含む。なお、需給調整サービス、推定ステップ、および運用計画は、それぞれ、上記実施の形態１のＤＲサービス、判定ステップ、および実行計画に相当する。

このようなデマンドレスポンス制御方法によれば、ユーザ１３０の快適性に与える影響を考慮して需給調整サービスを提供することができる。また、所定の期間に適切な需給調整サービスが割り当てられるため、需給調整サービスが失敗（ユーティリティ１００の要件を満たさない）する確率を下げることができる。

なお、需給調整期間とは、需給調整サービスの割り当ての対象となる任意の期間である。需給調整期間は、実施の形態１のように、生活パターンごとに区切られた期間であってもよいし、ユーティリティ１００から提供される需給調整サービスに関する情報により特定される、需給調整サービスの時間単位であってもよい。

また、上記実施の形態１では、ユーザ１３０の生活パターンに関する情報は、負荷データ２０５から生成されたが、ＤＲコントローラ１１０は、生活パターンを推定するための生活パターン情報を外部から取得してもよい。言い換えれば、上記デマンドレスポンス制御方法は、ユーザ１３０の生活パターン情報を取得する第一取得ステップを含んでもよい。

また、上記図９Ａ〜図９Ｃ等で説明したように、上記需給調整期間においては複数のＤＲサービス（例えば、ピークシェービングおよび予備力供給）が実行の対象となる。したがって、計画ステップにおいては、推定された生活パターンに基づいて複数の需給調整サービスのうちから１つの需給調整サービスを選択し、選択した１つの需給調整サービスを上記需給調整期間に割り当てた運用計画を生成する。

例えば、計画ステップにおいては、ユーザ１３０の就寝期間であると推定された需給調整期間に対しては電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービス（例えば、ピークシェービングおよび予備力供給）を割り当てる。また、例えば、計画ステップにおいては、ユーザ１３０が外出する期間であると推定された需給調整期間に対しては電気機器１２０の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスを割り当てない。

また、上記デマンドレスポンス制御方法は、計画ステップの後に、需給調整期間におけるユーザ１３０の状況を取得する第三取得ステップ（図４のＳ１８）と、取得したユーザ１３０の状況に基づいて運用計画を更新する更新ステップ（図４のＳ１９）とを含んでもよい。

ここで、ユーザ１３０の状況は、例えば、ユーザ１３０によって入力インターフェース２０８またはユーザ１３０が所有するスマートフォンなどを通じて入力される実際の生活パターンである。このようにユーザ１３０の状況が入力されることにより、運用計画が現実に則して適切に修正され、ユーザ１３０の快適性に与える影響を考慮した需給制御サービスが実現される。

（実施の形態２）
実施の形態２では、ユーザの行動予定を示す行動スケジュールと、需給調整期間における電気機器１２０の制御スケジュールとを比較して、電力需給の調整の実行可否を判断するデマンドレスポンス制御方法（デマンドレスポンス制御装置）について説明する。

ここで、行動スケジュールは、上記実施の形態１のユーザ１３０の状況に相当し、制御スケジュールは、上記実施の形態１の実行計画に相当する。

このようなデマンドレスポンス制御方法においては、取得された行動スケジュールおよび生成された制御スケジュールを比較して需給調整期間における電力需給の調整が可能か否かを判断する。そして、電力需給の調整が可能と判断された場合、需給調整期間において制御スケジュールにしたがって電気機器１２０を制御する。

なお、行動スケジュールは、例えば、入力インターフェース２０８またはユーザ１３０が所有するスマートフォンから取得される。また、行動スケジュールは、スマートフォンなどの携帯端末にダウンロードされたユーザ１３０のスケジュールを管理するアプリケーションなどを通じて取得されてもよい。

このようなデマンドレスポンス制御方法によっても、ユーザの快適性に与える影響を考慮して需給調整サービスを提供することができる。

なお、このようなデマンドレスポンス制御方法は、さらに、電力需給の調整が不可能と判断された場合、電力需給の調整を可能とするためのアドバイス情報を所定の表示手段に表示するステップを含んでもよい。

ここで、アドバイス情報は、例えば、ユーザ１３０に電気機器１２０をオフさせる（消費電力を抑制させる）ためのメッセージである。さらに具体的には、アドバイス情報は、エアコンの設定温度を下げれば電力需給の調整が可能である旨のメッセージなどである。

また、所定の表示手段は、ＤＲコントローラ１１０に設けられたディスプレイである。また、所定の表示手段は、ユーザ１３０の所有するスマートフォンのディスプレイやパーソナルコンピュータであってもよい。この場合、サーバ１５０、または、ＤＲコントローラ１１０から、スマートフォンまたはパーソナルコンピュータにアドバイス情報が送信される。

また、このようなデマンドレスポンス制御方法は、さらに、電力需給の調整が不可能と判断された場合、当該電力需給の調整を行わなかったことによって生じるユーザの損失情報を所定の表示手段に表示するステップを含んでもよい。ここで、ユーザの損失情報は、例えば、電力需給の調整をした場合に得られたと推定される対価１０３の金額などである。

このような構成によれば、電力需給の調整へのユーザ１３０の参加を促進することができる。

（他の実施の形態）
以上、実施の形態１および２に係るデマンドレスポンス制御方法およびデマンドレスポンス制御装置について説明したが、本開示は、実施の形態１に限定されるものではない。

例えば、本開示のデマンドレスポンス制御装置は、複数のＤＲコントローラを連携させるサーバとして実現されてもよい。図１１は、複数のＤＲコントローラを連携させるサーバを含むＤＲシステムの構成を示すシステム構成図である。なお、以下では、ＤＲシステム１０と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略される場合がある。

図１１に示されるＤＲシステム１０ａは、ＤＲシステム１０の構成に加えて、さらに、サーバ１５０と、ＤＲコントローラ１１０ａと、複数の電気機器１２０ａとを備える。また、図１１では、ＤＲコントローラ１１０ａのユーザ１３０ａが図示されている。

このようなＤＲシステム１０ａは、例えば集合住宅のように別々の空間に複数のユーザ１３０および１３０ａが居住している場合に、集合住宅全体でＤＲサービスを行う場合に想定される構成である。また、複数の需要家を含む地域単位でＤＲサービスを行う場合にも本実施の形態が適用可能である。

ユーティリティ１００は、サーバ１５０との間でデータ１０１の送受信を行う。ユーティリティ１００は、例えば、電力会社や電力系統を運用する系統運用会社である。

サーバ１５０は、サービス１０２をユーティリティ１００に提供する。また、サーバ１５０は、ＤＲサービスの実行するための運用計画を生成する。さらに、サーバ１５０は、ＤＲコントローラ１１０および１１０ａに対してデータ１４０（制御信号）を送信し、ＤＲコントローラ１１０および１１０ａに電気機器１２０および１２０ａを制御させる。サーバ１５０は、例えば、アグリゲータが使用するサーバである。

ＤＲシステム１０ａでは、サーバ１５０は、ユーザ１３０の状況と、ユーザ１３０ａの状況とをＤＲコントローラ１１０および１１０ａを通じて取得し、取得されたユーザ１３０の状況、および、取得された他のユーザ１３０ａの状況に基づいて運用計画を更新することができる。これにより、ユーザ１３０の宅内の電気機器１２０でＤＲサービスが急遽実行できなくなった場合に、ユーザ１３０ａの宅内の電気機器１２０ａで代わりにＤＲサービスを実行することが可能となる。つまり、集合住宅全体として見た場合に、ＤＲサービスが失敗する確率を下げることができる。

なお、ＤＲシステム１０ａでは、サーバ１５０がデータ１４０の送受信を行うことでＤＲコントローラ１１０および１１０ａが制御されるが、ＤＲコントローラ同士が直接連携してもよい。

なお、ＤＲシステム１０および１０ａにおける、生活パターンの判定方法は、実施の形態１で説明したものに限定されない。生活パターンの判定には、特許文献２に記載された方法など、その他の方法が用いられてもよい。

なお、上記各実施の形態において、各構成要素（例えば、制御部２００に含まれる構成要素）は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、上記各実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

なお、本開示の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、本開示の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。例えば、本開示は、上記ＤＲシステム１０および１０ａとして実現されてもよい。

なお、本開示は、これらの実施の形態またはその変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態またはその変形例に施したもの、あるいは異なる実施の形態またはその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

本開示は、電力系統の電力需給の調整のために電気機器を制御するＤＲサービスの提供に際して有用である。

１０、１０ａ ＤＲシステム
１００ ユーティリティ
１０１、１１１、１１２ データ
１０２ サービス
１０３ 対価
１１０、１１０ａ ＤＲコントローラ
１２０、１２０ａ 電気機器
１２１ 制御信号
１３０、１３０ａ ユーザ
１４０ データ
１５０ サーバ
２００ 制御部
２０１ 判定部
２０２ 分析部
２０３ 計画部
２０４ 実行部
２０５ 負荷データ
２０６ ユーザ設定
２０７ ＤＲサービスデータ
２０８ 入力インターフェース
２０９ 通信部
２１０ 記憶部
２１１ 取得部
５０１ 時刻情報
５０２ 生活パターン履歴
５０３ 予測シーケンス
５１０ 現在の生活パターン
６０１ 予測期間
６０２ 予測負荷
６０３ 影響度
８１０ ＤＲサービスの割り当て
９０１、９０２、９０３ 期間
９１１、９２２ ピークシェービング
９１２、９２３ ＮｏＤＲ
９１３、９２１ 予備力供給

Claims (6)

1. 需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御方法であって、
   ユーザの消費電力情報を取得する第一取得ステップと、
   前記ユーザが契約している１以上の需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得ステップと、
   取得された前記消費電力情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定ステップと、
   推定された前記生活パターンに基づいて、１以上の前記需給調整サービスから１つの前記需給調整サービスを、前記需給調整期間の少なくとも一部に割り当て、前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画ステップと、
   前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行ステップとを含む
   デマンドレスポンス制御方法。
2. 前記ユーザの生活パターンは、「起床」、「在宅（インアクティブ）」、「在宅（アクティブ）」、「外出」、および「就寝」のいずれかである
   請求項１に記載のデマンドレスポンス制御方法。
3. 前記需給調整サービスには、前記電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスが含まれ、
   前記計画ステップにおいては、前記ユーザの就寝期間であると推定された前記需給調整期間に対しては前記電気機器の消費電力の抑制が要求される前記需給調整サービスを割り当てる
   請求項１または２に記載のデマンドレスポンス制御方法。
4. 前記需給調整サービスには、前記電気機器の消費電力の抑制が要求される需給調整サービスが含まれ、
   前記計画ステップにおいては、前記ユーザが外出する期間であると推定された前記需給調整期間に対しては前記電気機器の消費電力の抑制が要求される前記需給調整サービスを割り当てない
   請求項１または２に記載のデマンドレスポンス制御方法。
5. 前記需給調整サービスは、ピークシェービング、予備力供給または周波数制御である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のデマンドレスポンス制御方法。
6. 需給調整期間において電気機器を制御することにより電力系統の電力需給を調整するデマンドレスポンス制御装置であって、
   ユーザの消費電力情報を取得する第一取得部と、
   前記ユーザが契約している１以上の需給調整サービスに関する情報を取得する第二取得部と、
   取得された前記消費電力情報を用いて、前記需給調整期間における前記ユーザの生活パターンを推定する推定部と、
   推定された前記生活パターンに基づいて、１以上の前記需給調整サービスから１つの前記需給調整サービスを、前記需給調整期間に割り当て、前記需給調整サービスを行うための前記電気機器の運用計画を生成する計画部と、
   前記需給調整期間において前記運用計画にしたがって前記電気機器を制御する実行部とを備える
   デマンドレスポンス制御装置。

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