JP2017070211A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力量が適切な量になるように、電力使用の抑制できる、電気自動車を提供する。【解決手段】電気自動車は、デマンドレスポンス要請装置に対して、複数のユーザによる電力使用量の予測値に反映されるプローブ情報を送信する電気自動車であって、前記デマンドレスポンス要請装置は、前記複数のユーザによる電力使用量の予測値と、電力使用量の目標値との差分を計算する、比較部と、前記予測値が前記目標値を超えていた場合に、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを要請対象ユーザグループとして抽出する、要請対象ユーザ抽出部と、前記要請対象ユーザグループに、電力の使用を控えるように要請する情報を通知する、要請部と、を具備する。【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車に関する。

電力は、発電所により生成され、ユーザによって使用される。安定的に電力を供給するためには、電力の需給バランスを調整することが重要である。需給バランスの調整は、デマンドレスポンスと呼ばれる。

例えば、特許文献１（特許第４１３１９０５号公報）、特許文献２（特開２００２−３６９３８０号公報）、及び特許文献３（特開２０１２−１４７５４６号公報）には、需給バランスを調整するため、供給電力が逼迫した場合に、ユーザに対し、電力消費の抑制を要請する点が開示されている。

また、特許文献４（特開２０１２−１５７１６０号公報）には、需要家が備える電力発生装置により発生された電力のうち系統に注入された電力量に、発電所側の電力供給に余裕がある場合のインセンティブ係数Ｌを乗じた値で示される報償を需要家にフィードバックする点が開示されている。

また、特許文献５（特開２０１０−１１９２６９号公報）には、電力予備力供給システムが開示されている。この電力予備力供給システムは、消費された負荷実績値から負荷予測値を算出し、運転実績値から運転予測値を算出し、機器利用権に基づいて制御可能量及び機器利用権を購入するための費用を算出し、予備力購入の入札に関する情報を受信し、購入を希望する時間帯に機器利用権を購入することにより発生する予備力および入札額を算出し、予備力および入札額を電力供給者に入札し、電力供給者が予備力を購入する場合に、機器利用権を購入したことを連絡し、すべての個別需要家の電力使用量を合計し、所定時間単位の消費電力量が、目標電力量以下になるように機器利用権を購入した機器を制御する。

特許第４１３１９０５号公報 特開２００２−３６９３８０号公報 特開２０１２−１４７５４６号公報 特開２０１２−１５７１６０号公報 特開２０１０−１１９２６９号公報

ユーザに電力使用の抑制を要請する際に、管理下にある全てのユーザに要請を行うと、多数のユーザが一斉に電力の使用を控える可能性がある。その結果、必要以上に消費電力が抑制される可能性がある。また、多数のユーザが一斉に電力の使用を控えた結果、その後の時間帯において一斉に電力の使用が開始される可能性もある。これにより、予期しない時間帯に予想以上の電力が消費される可能性がある。

そこで、本発明の課題は、電力使用量が適切な量になるように、電力使用の抑制をすることができる電気自動車を提供することにある。

本発明に係るデマンドレスポンス要請装置は、複数のユーザによる電力使用量の予測値と、電力使用量の目標値との差分を計算する、比較部と、前記予測値が前記目標値を超えていた場合に、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを要請対象ユーザグループとして抽出する、要請対象ユーザ抽出部と、前記要請対象ユーザグループに、電力の使用を控えるように要請する情報を通知する、要請部と、を具備し、前記要請対象ユーザ抽出部は、前記複数のユーザと追従率との関係を示す追従率データと、前記複数のユーザのそれぞれについて単位期間あたりの平均使用量を示す平均使用量データとに基づいて、 前記各ユーザの期待値を、下記式１により計算し、（数式１）：「期待値」＝「平均使用量×追従率」前記期待値の合計が前記差分を超えるように、前記要請対象ユーザグループを抽出する。追従率とは、ユーザが要請に応じる確率である。

本発明に係るデマンドレスポンス要請方法は、比較部が、複数のユーザによる電力使用量の予測値と、電力使用量の目標値との差分を計算するステップと、前記予測値が前記目標値を超えていた場合に、要請対象ユーザ抽出部が、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを要請対象ユーザグループとして抽出するステップと、要請部が、前記要請対象ユーザグループに、電力の使用を控えるように要請する情報を通知するステップと、を具備し、前記抽出するステップは、前記複数のユーザと追従率との関係を示す追従率データと、前記複数のユーザのそれぞれについて単位期間あたりの平均使用量を示す平均使用量データと、に基づいて、前記各ユーザの期待値を、下記式１により計算し、（数式１）：「期待値」＝「平均使用量×追従率」前記期待値の合計が前記差分を超えるように、前記要請対象ユーザグループを抽出するステップを含む。前記追従率は、ユーザが要請に応じる確率である。

本発明に係る電気自動車は、デマンドレスポンス要請装置に対して、複数のユーザによる電力使用量の予測値に反映されるプローブ情報を送信する電気自動車であって、前記デマンドレスポンス要請装置は、前記複数のユーザによる電力使用量の予測値と、電力使用量の目標値との差分を計算する、比較部と、前記予測値が前記目標値を超えていた場合に、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを要請対象ユーザグループとして抽出する、要請対象ユーザ抽出部と、前記要請対象ユーザグループに、電力の使用を控えるように要請する情報を通知する、要請部と、を具備し、前記要請対象ユーザ抽出部は、前記複数のユーザと追従率との関係を示す追従率データと、前記複数のユーザのそれぞれについて単位期間あたりの平均使用量を示す平均使用量データとに基づいて、前記各ユーザの期待値を、下記式１により計算し、
（数式１）：「期待値」＝「平均使用量×追従率」
前記期待値の合計が前記差分を超えるように、前記要請対象ユーザグループを抽出し、前記追従率は、ユーザが要請に応じる確率である。

本発明に係る電気自動車は、上述の電気自動車であって、前記要請対象ユーザ抽出部は、前記差分を予め定められた調整値に基づいて増加させることにより、補正後差分値を求め、前記期待値の合計が前記補正後差分値を超えるように、前記要請対象ユーザグループを抽出する。

本発明に係る電気自動車は、上述の電気自動車であって、前記要請対象ユーザ抽出部は、前記予測値が前記目標値よりも下回っていた場合に、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを促進要請対象ユーザグループとして抽出し、 前記要請部は、前記促進要請対象ユーザグループに、電力の使用を促進するように要請する情報を通知する。

本発明に係る電気自動車は、上述の電気自動車であって、前記追従率データは、過去の履歴に基づいて生成されたデータである。

本発明によれば、消費電力量が適切な量になるように、電力使用の抑制ができる電気自動車が提供される。

図１は、第１の実施形態に係るデマンドレスポンス要請装置を示す概略図で ある。 図２は、デマンドレスポンス要請装置のハードウェア構成を示す概略図であ る。 図３は、デマンドレスポンス要請装置を示す機能構成図である。 図４は、平均充電容量データの一例を示す概念図である。 図５は、追従率データを示す概念図である。 図６は、デマンドレスポンス要請装置の動作方法を示すフローチャートであ る。 図７は、ステップＳ３における処理内容を示す概略図である。 図８は、差分の計算処理を示す概念図である。 図９は、並び替えられた追従率データを示す図である。 図１０は、平均充電容量データから抽出された充電抑制時間帯に対応する データを示す図である。 図１１は、要請対照ユーザの抽出方法を説明する為の図である。 図１２は、第２の実施形態におけるステップＳ３の動作を示す概略図であ る。 図１３は、判定表データを示す概念図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るデマンドレスポンス要請装置１を示す概略図である。本実施形態では、デマンドレスポンス要請装置１が、電気自動車の管理を行うシステム（電気自動車管理システム）である場合について、説明する。

概略的には、デマンドレスポンス要請装置１は、管理下にある複数の電気自動車３における電力使用量（充電量）の予測値と目標値とを取得し、比較する。予測値が目標値を上回っている場合、デマンドレスポンス要請装置１は、電気自動車３のユーザに対し、電力の使用を控えるように、電子メールなどにより要請する。尚、デマンドレスポンス要請装置１は、例えば、各電気自動車３から、プローブ情報を受信し、受信したプローブ情報に基づいて各電気自動車３の充電実績を求め、求めた充電実績に基づいて、使用電力量の予測値を求めることができる。プローブ情報には、各電気自動車３に搭載された電池の電力量に関する情報（ＳＯＣ；ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）などが含まれている。目標値は、例えば、地域エネルギーマネジメントシステム２からデマンドレスポンス要請装置１に通知される。

以下、デマンドレスポンス要請装置１について、詳細に説明する。

図２は、デマンドレスポンス要請装置１のハードウェア構成を示す概略図である。デマンドレスポンス要請装置１は、例えば、コンピュータにより実現され、演算装置４、及び記憶装置５を備えている。記憶装置５は、例えば、ハードウェア、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などによって実現される。記憶装置５には、デマンドレスポンス要請プログラム６、追従率データ７、平均充電容量データ８（平均使用量データ）、及び調整値データ９が格納されている。演算装置４は、例えばＣＰＵにより実現され、デマンドレスポンス要請プログラム６を実行する機能を有している。デマンドレスポンス要請プログラム６の実行により、デマンドレスポンス要請装置１の機能が実現される。追従率データ７、平均充電容量データ８、及び調整値データ９は、デマンドレスポンス要請プログラム６の実行にあたって使用されるデータである。これらのデータの詳細については、後述する。

図３は、デマンドレスポンス要請装置１を示す機能構成図である。図３に示されるように、デマンドレスポンス要請装置１は、予測値取得部１０、目標値取得部１１、比較部１２、要請対象ユーザ抽出部１３、及び要請部１４を備えている。

予測値取得部１０は、複数の電気自動車３（ユーザ）全体における電力使用量の予測値を取得する機能を有している。既述のように、予測値は、プローブ情報等に基づいて求めることができる。但し、予測値は、必ずしもデマンドレスポンス要請装置１において求められる必要はない。例えば、デマンドレスポンス要請装置１の管理者により、図示しない入力装置を介して予測値が入力されてもよい。尚、ここでいう予測値とは、電力使用の抑制要請を行なわない場合に予想される電力使用量の予測値である。

目標値取得部１１は、電力使用量の目標値を取得する機能を有している。既述のように、目標値は、例えば、地域エネルギーマネジメントシステム２から、デマンドレスポンス要請装置１に通知される。但し、目標値は、必ずしも地域エネルギーマネジメントシステム２から通知される必要はなく、他の手段によってデマンドレスポンス要請装置１に入力されてもよい。

比較部１２は、予測値と目標値とを比較する機能を有している。

要請対象ユーザ抽出部１３は、予測値が目標値を超えていた場合に、要請対象ユーザグループを抽出する機能を有している。要請対象ユーザグループは、複数の電気自動車３に対応付けられた複数のユーザの中から、抽出される。要請対象ユーザグループには、少なくとも一のユーザが含まれる。この際、要請対象ユーザ抽出部１３は、平均充電容量データ、追従率データ、及び調整値データに基づいて、要請対象ユーザグループを抽出する。

要請部１４は、要請対象ユーザグループに、電力の使用を控えるように要請する情報を通知する機能を有している。本実施形態では、要請部１４は、電子メールにより、電力使用の抑制を要請する。但し、電子メール以外の手段によって、要請が行なわれてもよい。

続いて、平均充電容量データについて説明する。平均充電容量データは、複数のユーザのそれぞれについて、単位期間あたりの平均充電容量を示すデータである。図４は、平均充電容量データの一例を示す概念図である。図４に示される例では、平均充電容量データは、ユーザ名、期間（冬季、夏季など）、曜日、及び単位時間帯毎（たとえば３０分）に、ユーザの平均充電容量を示している。平均充電容量とは、電気自動車の充電量の平均値であり、例えば、過去の充電実績に基づいて求めることができる。尚、既述のように、充電実績は、プローブ情報等を利用して、求めることができる。

続いて、追従率データについて説明する。図５は、追従率データを示す概念図である。追従率データは、ユーザと追従率との関係を示している。追従率とは、ユーザが要請に応じる確率である。追従率も、例えば、過去の充電実績に基づいて、生成される。すなわち、充電実績を参照すれば、要請時にそのユーザが要請に応じたか否かを知ることができるので、充電実績に基づいて追従率を求めることができる。

調整値データは、調整値を示すデータである。調整値についての説明は、後述する。

続いて、デマンドレスポンス要請装置１の動作方法について説明する。図６は、デマンドレスポンス要請装置１の動作方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１：予測値の取得
まず、予測値取得部１０が、予測値を取得する。

ステップＳ２：目標値の取得
また、目標値取得部１１が、目標値を取得する。

ステップＳ３：比較
比較部１２が、予測値と目標値とを比較する。図７は、本ステップにおける処理内容を示す概略図である。図７に示されるグラフは、予測値及び目標値を示している。図７において、横軸は時刻を示し、縦軸は電力使用量を示す。図７に示される例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間（期間ａ）において、予測値が目標値よりも大きくなっている。従って、比較部１２は、この期間ａに含まれる時間帯を、充電抑制時間帯として、決定する。尚、期間ａに複数の時間帯が含まれる場合には、それぞれの時間帯が、充電抑制時間帯として決定される。

更に、比較部１２は、充電抑制時間帯毎に、予測値と目標値との差分を計算する。図８は、差分の計算処理を示す概念図である。図８に示される例において、時間帯（１３：００〜１３：３０）においては、目標値が４０００であり、予測値は５０００である。従って、差分は、「１０００」である（図８に示される例では、目標値から予測値を差し引いた値「−１０００」として示されている）。一方、時間帯（１３：３０〜１４：００）においては、目標値が５０００であり、予測値は６０００である。従って、差分は、「１０００」である。

ステップＳ４：要請対象ユーザグループの抽出
続いて、要請対象ユーザ抽出部１３が、ステップＳ３における比較結果に基づいて、充電抑制時間帯毎に、要請対象ユーザグループを抽出する。この際、要請対象ユーザ抽出部１３は、平均充電容量データ及び追従率データに基づいて、予測値と目標値との間の差分を埋めるように、要請対象ユーザグループを抽出する。

具体的には、図９に示されるように、要請対象ユーザ抽出部１３は、追従率データにおいて、追従率が高い順に、ユーザを並び替える。更に、要請対象ユーザ抽出部１３は、図１０に示されるように、平均充電容量データから、充電抑制時間帯に対応するデータを抽出する。例えば、図１０に示される例では、ユーザ０１０９について、時間帯１３：００〜１３：３０におけるデータとして、平均充電容量「５０」が抽出されている。

要請対象ユーザ抽出部１３は、下記式１により、ユーザ毎の期待値を計算する。期待値は、ユーザ毎に、計算される。
（数式１）：「期待値」＝「平均充電容量×追従率」

更に、要請対象ユーザ抽出部１３は、期待値の合計が差分を超えるように、少なくとも一のユーザを要請対象ユーザグループとして抽出する。

より詳細には、要請対象ユーザ抽出部１３は、差分を調整値データに基づいて補正し、補正後差分値を求める。この際、差分は、大きな値になるように（差が広がるように）、補正される。そして、要請対象ユーザ抽出部１３は、期待値の合計が補正後差分値を上回るように、要請対象ユーザグループを抽出する。ユーザは、例えば、並び替えた追従率データに基づき、追従率が高い順に抽出される。但し、要請対象ユーザグループは、必ずしも追従率が高い順に抽出される必要はなく、平均充電容量が高い順に抽出されてもよい。

ここで、調整値について説明する。上述のように抽出された要請対象ユーザグループに対して電力使用の抑制を要請すれば、使用電力量は、予測値から期待値の合計だけ少ない値になると予想される。すなわち、要請後の使用電力量は、目標値よりも少なくなると予想される。しかし、実際には、誤差により、実際の電力使用量が目標値を下回らない可能性がある。そこで、調整値を用いて差分を補正される。期待値の合計が単に差分を上回るように要請対象グループを抽出するのではなく、期待値の合計が補正後差分値を上回るように要請対象グループを抽出することにより、誤差が生じた場合であっても実際の電力使用量を目標値よりも少なくなることができる。すなわち、調整値は、マージンとして用いられる。

尚、調整値は、例えば、過去の履歴などに基づいて、予め、求められる。また、調整値は、運用時に適宜、更新されることが好ましい。また、調整値は、差分に対する割合（例えば、「差分の１０％」等）として設定されていてもよいし、差分に関係のない一定値（例えば、１００ｗｈ等）として設定されていてもよい。

以上説明したステップＳ４における動作を、図１１を参照して簡単に説明する。図１１に示されるように、予測値と目標値との間の差分が、調整値により、補正され、補正後差分値が求められる。そして、期待値の合計が補正後差分値を超えるように、要請対象ユーザグループが抽出される。

ステップＳ５：要請
次いで、要請部１４が、要請対象ユーザグループに含まれる各ユーザに対し、電子メールにより、充電抑制時間帯とその時間帯に充電を控えるように、要請する。メールは、例えば、タイマー機能等により、一斉に送信される。また、要請部１４は、例えば電子メールにより、デマンドレスポンス要請装置１の管理者に対し、使用電力の抑制を要請したことを通知する。

以上説明したように、本実施形態によれば、追従率に基づいて、要請対象ユーザグループが抽出される。そして、全てのユーザに対して要請が行なわれるのではなく、要請対象ユーザグループに対して要請が行なわれる。一般的に、使用電力の抑制を要請した場合であっても、必ずしもユーザが要請に応えるとは限らない。そのため、要請により抑制することができる電力使用量を事前に把握することは、困難である。しかしながら、本実施形態によれば、追従率を用いているため、どの程度のユーザが要請に応じるのかを把握することができる。そのため、実際の電力使用量が目標値に近い値になるように、要請対象のユーザを決定することができる。

また、本実施形態では、「期待値」として、「平均充電容量」×「追従率」が求められる。要請対象ユーザグループに含まれるユーザ数が大きい場合、要請対象ユーザグループにおける期待値の合計は、要請後の実際の電力使用量に近くなる。従って、「期待値」を求めることにより、実際の電力使用量を目標値により正確に近づけることが可能となる。

尚、本実施形態では、デマンドレスポンス要請装置１が、電気自動車の管理を行うシステムである場合について説明した。本実施形態の適用先は、必ずしも電気自動車である必要はなく、他の用途に本実施形態を適用することも可能である。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態に対して、ステップＳ３及びステップＳ４における処理が工夫されている。その他の点については、第１の実施形態と同様の構成及び動作を採用することができるので、詳細な説明は省略する。

図１２は、本実施形態におけるステップＳ３の動作（比較部１２の動作）を説明する為の概略図である。第１の実施形態と同様に、比較部１２は、予想値が目標値を超えている時間帯（期間ａ）を、充電抑制時間帯として決定する。加えて、比較部１２は、予想値が目標値よりも小さい時間帯（期間ｂ）を、充電促進時間帯として決定する。比較部１２は、充電促進時間帯についても、差分を求める。

ステップＳ４（図６参照）において、充電抑制時間帯については、第１の実施形態と同様の処理により、要請対象ユーザグループが抽出される。一方、充電促進時間帯については、充電の促進を要請するユーザグループ（促進要請対象ユーザグループ）が、抽出される。促進要請対象ユーザグループは、要請対象ユーザグループと同様に、追従率データ及び平均充電容量データに基づいて、差分が埋められるように、抽出される。

ステップＳ５において、要請部１４は、予め設定された判定表データに基づいて、ユーザ毎に、要請内容を決定する。図１３は、判定表データを示す概念図である。図１３に示される例では、「充電促進時間帯あり」であり、「充電抑制時間帯あり」である場合、ユーザに対し、タイムシフト要請を行なうことが決められている。尚、「充電促進時間帯あり」は、ユーザが促進要請対象ユーザグループとして抽出されていることを示し、「充電抑制時間帯あり」は、ユーザが要請対象ユーザグループとして抽出されていることを示す。また、図１３に示される例では、「充電抑制時間帯あり」であり、「充電促進時間帯なし」である場合、充電を抑制する旨の要請のみをすることが決められている。更に、「充電抑制時間帯なし」であり、「充電促進時間帯有り」である場合、充電の促進のみを要請することが決められている。

上述のように、本実施形態によれば、充電抑制だけでなく、充電の促進も要請される。そのため、実際の使用電力量を、より目標値に近い値になるように、制御することが可能である。

尚、実際の運用時には、様々な事情から、充電の促進を抑制することは適切ではない場合がある。そのような場合には、充電の促進要請を行なわず、タイムシフト要請又は充電抑制要請のみを行なうことが好ましい。

以上、本発明について、第１及び第２の実施形態について説明した。尚、これらの実施形態は独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることも可能である。

１ デマンドレスポンス要請装置
２ 地域エネルギーマネジメントシステム
３ 電気自動車
４ 演算装置
５ 記憶装置
６ コマンドレスポンス要請プログラム
７ 追従率データ
８ 平均充電容量データ
９ 調整値データ
１０ 予測値取得部
１１ 目標値取得部
１２ 比較部
１３ 要請対象ユーザ抽出部
１４ 要請部

Claims (4)

1. デマンドレスポンス要請装置に対して、複数のユーザによる電力使用量の予測値に反映されるプローブ情報を送信する電気自動車であって、
   前記デマンドレスポンス要請装置は、
   前記複数のユーザによる電力使用量の予測値と、電力使用量の目標値との差分を計算する、比較部と、前記予測値が前記目標値を超えていた場合に、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを要請対象ユーザグループとして抽出する、要請対象ユーザ抽出部と、前記要請対象ユーザグループに、電力の使用を控えるように要請する情報を通知する、要請部と、を具備し、
   前記要請対象ユーザ抽出部は、前記複数のユーザと追従率との関係を示す追従率データと、前記複数のユーザのそれぞれについて単位期間あたりの平均使用量を示す平均使用量
   データとに基づいて、前記各ユーザの期待値を、下記式１により計算し、
   （数式１）：「期待値」＝「平均使用量×追従率」
   前記期待値の合計が前記差分を超えるように、前記要請対象ユーザグループを抽出し、
   前記追従率は、ユーザが要請に応じる確率である、
   電気自動車。
2. 前記要請対象ユーザ抽出部は、前記差分を予め定められた調整値に基づいて増加させることにより、補正後差分値を求め、前記期待値の合計が前記補正後差分値を超えるように、前記要請対象ユーザグループを抽出する
   請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記要請対象ユーザ抽出部は、前記予測値が前記目標値よりも下回っていた場合に、前記複数のユーザの中から、少なくとも一のユーザを促進要請対象ユーザグループとして抽出し、
   前記要請部は、前記促進要請対象ユーザグループに、電力の使用を促進するように要請する情報を通知する
   請求項１又は２に記載の電気自動車。
4. 前記追従率データは、過去の履歴に基づいて生成されたデータである
   請求項１乃至３のいずれかに記載の電気自動車。

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