JP2018049352A - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
はじめに第1実施形態で使用されるDR要求の種類について説明する。
DR要求を伝える方法、及び、電力消費量などを収集する方法には、様々な方法がある。近年は、電力会社(中央給電指令所)、アグリゲータ及び需要家が、それぞれ、電力の需給調整(電力供給装置を有さない場合は、需要調整)をするエネルギー制御システムを保有している。そして各エネルギー制御システムが、互いに通信することにより、DR要求及び計測データ(電力消費量など)を、通信先に伝える方法が一般的である。
これまで、DRは、長期的な需給調整計画に利用されてきた。例えば、電力会社が、24時間後に需要調整をするためにDR要求を送信する。そして、24時間後に、需要家が、空調及び照明などの運転量を調整する。電力会社が、このDR要求を作成する際は、需要調整の当日の天気を予測したり、需要家の電力需要を予測したりする。以降、この長期的な需給調整計画に基づくDRを、Normal DRという。Normal DRは、例えば電力会社により、需要調整の前日に発行される。Normal DRの発行後に計測される計測データは、例えば電力量(wh)である。
電力会社が、Normal DRを発行した後、当日になって、需要調整の内容を変更したい場合がありえる。例えば、Normal DRの発行時に実施した天気の予測が外れ、太陽光による発電量が想定よりも小さい場合などである。この場合、電力会社は、需要を調整したいその日に、DR要求を発行する。ただし、DR要求の発行時刻と、需要調整の対象期間の開始時刻との差(猶予期間)は、数時間である。以降、このDRを、Fast DRという。Fast DRは、例えば電力会社により、需要調整の当日に発行される。Fast DRの発行後に計測される計測データは、例えば電力量(wh)である。すなわちFast DRの発行後に計測される計測データは、Normal DRの発行後に計測される計測データと同様である。
近年は、DRに関わる各システムの高性能化に伴い、DRを、より緊急性の高い需要調整に適用できる可能性が生じている。例えば、DR要求に基づくアンシラリーサービスの実現である。DR要求の発行時刻と、需要調整の対象期間の開始時刻との差(猶予期間)は、数秒から数分である。以降、この緊急性の高い需要調整を行うDRを、Faster DRという。
図1は第1実施形態の需要調整システム100の装置構成の例を示す図である。第1実施形態の需要調整システム100は、情報処理装置10a〜10f、情報処理装置20、機器30a〜30h、PV(Photovoltaic)40a〜40c、蓄電池50a〜50e、並びに、発電機60a及び60bを備える。
以下、図1を参照して、需給調整システム100の動作の概略を説明する。電力会社のシステム、すなわち中央給電指令所の情報処理装置20(以下、中給という。)は、複数のアグリゲータ(情報処理装置10a及び10b)を収容する。中給は電力の需給調整計画を作成する。具体的には、中給は、1日前の電力需要を予測する需要計画を作成し、その電力需要に対して電力が供給できるように発電計画(電力供給計画)を作成する。
図2Aは第1実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の情報処理装置10は、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108、計測データ記憶部109、集約部110、及び、第2の送信部111を備える。
アグリゲータで使用される情報処理装置10a及び10bの場合、上位システム200aは、中給給電指令所で使用される情報処理装置20である。
アグリゲータで使用される情報処理装置10aの場合、下位システム300aは、xEMSで使用される情報処理装置10c及び10dである。アグリゲータで使用される情報処理装置10bの場合、下位システム300aは、xEMSで使用される情報処理装置10e及び10fである。
DR要求記憶部101は、上位システム200aから指示されたDR要求を記憶する。DR要求は、例えば下記(1)〜(4)の情報を含む。
(2)DR期間における電気料金
(3)DR期間における電力需要の削減量
(4)DR期間における電力消費量のベースライン(閾値)
(1)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれるDR期間の開始が翌日以降である場合、当該DR要求をNormal DRであると判定する。
(2)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれるDR期間の開始時刻が当日の時刻で場合、当該DR要求をFast DRまたはFaster DRであると判定する。
(3)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれる電気料金及び削減量のインターバルが数秒から数十秒である場合、当該DR要求をFaster DRであると判定する。
(4)DR要求判定部102は、例えば上位システム200aからDR要求を受信した時刻と、当該DR要求に含まれるDR期間の開始時刻との差が、数秒から数分である場合、当該DR要求をFaster DRであると判定する。
(5)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれるDR期間の開始時刻が当日であるが、上記(3)及び(4)の条件を満たさない場合、当該DR要求をFast DRであると判定する。
・下位システム300a全体の電力消費量
・下位システム300a全体の電力消費量
・下位システム300aの制御対象400(機器30など)ごとの電力消費量
・電力消費量以外の情報。例えば、PV40の発電量、蓄電池50の充放電可能電力、及び、各機器30の運転状態。
・電圧(V)、周波数(Hz)及び電力(W)に関する計測データ
(1)通信量が増え、通信料金が増えるため。
(2)システムに対する負荷の総量が増え、システムへの投資コストが増えるため。
(1)機器30ごとの詳細な計測データが必要となる場合がある。
(2)上位システム200aに計測データが届くまでの時間をできるだけ短くする必要がある。
(3)計測データの集約は、上位システム200aでも必要に応じて行うことができる。
図2Bは第1実施形態のxEMSで使用される情報処理装置10の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の情報処理装置10は、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108、計測データ記憶部109、集約部110、及び、第2の送信部111を備える。
xEMSで使用される情報処理装置10c及び10dの場合、上位システム200bは、アグリゲータで使用される情報処理装置10a、及び、中央給電指令所で使用される情報処理装置20である。またxEMSで使用される情報処理装置10e及び10fの場合、上位システム200bは、アグリゲータで使用される情報処理装置10b、及び、中央給電指令所で使用される情報処理装置20である。
xEMSで使用される情報処理装置10は、制御対象400と通信する。例えばxEMSで使用される情報処理装置10cは、制御対象400a(機器30a、機器30b、PV40a及び蓄電池50a)と通信する。
作成部103は、DR要求の種類がNormal DRの場合、電力需要の一日前予測を基に、xEMSの電力の需給調整計画、及び、指定されたDR開始時間〜終了時間の間の制御対象400の電力を制御する制御命令を作成する。
第2の送信部111は、DR要求の種類がNormal DRまたはFast DRの場合、計測データの送信先は、アグリゲータで使用される情報処理装置10である。アグリゲータで使用される情報処理装置10は、xEMSで使用される情報処理装置10から計測データを受信すると、当該計測データを、中央給電指令所で使用される情報処理装置20に送信する。なお送信される計測データは、集約部110により集約値に集約されていてもよい。計測データを集約値とすることにより、需要調整計画の簡易化、及び、処理量の低減が期待できる。
図3は第1実施形態の中央給電指令所で使用される情報処理装置20の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の情報処理装置20は、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108及び計測データ記憶部109を備える。
下位システム300bは、アグリゲータで使用される情報処理装置10a及び10b、並びに、xEMSで使用される情報処理装置10c〜10fである。
次に、情報処理装置10(20)の作成部103により実施される需給シミュレーションについて補足する。
以下、図4〜図6を参照して、アグリゲータで使用される情報処理装置10の場合を例にして、第1実施形態の情報処理方法について説明する。
図4は第1実施形態のDR要求の受信処理の例を示すフローチャートである。はじめに、DR要求記憶部101が、上位システム200aから受信したDR要求を記憶する(ステップS1)。次に、DR要求判定部102が、DR要求の種類がFaster DRであるか否かを判定する(ステップS2)。
図5は第1実施形態のNormal DR及びFast DRの処理の例を示すフローチャートである。はじめに、作成部103が、電力量(wh)ベースの需給シミュレーションに基づいて、電力の需給調整計画を作成する(ステップS11)。次に、通信プロトコル決定部106が、通信プロトコルを、例えばOpenADRに決定する(ステップS12)。
図6は第1実施形態のFaster DRの処理の例を示すフローチャートである。
なお上述の図5のフローチャートの処理の後に、上述の図6のフローチャートの処理が行われる場合がある。すなわちNormal DR及びFast DR、並びに、Faster DRのDR期間が重複することがある。例えば、中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、DR期間の24時間まえにNormal DRを発行したが、天気や気温の予測誤りにより、目的の需要調整を達成できなさそうだと判断した場合に、Faster DRを追加で発行する場合がある。
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略し、第1実施形態と異なる箇所について説明する。
図7は第2実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置の機能構成の例を示す図である。第2実施形態の情報処理装置10は、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108、計測データ記憶部109、集約部110、第2の送信部111、及び、アクセス記憶部112及び負荷状態判定部113を備える。すなわち第2実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10では、アクセス記憶部112及び負荷状態判定部113が追加されている点が、第1実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成とは異なる。
計測間隔決定部105は、アクセス記憶部112に記憶されたアクセス情報に基づき、計測データの計測間隔を決定する。基本的には、計測間隔決定部105は、ある計測データがアクセスされる間隔がTの場合、当該計測データを計測する間隔をTとする。
また、第2実施形態の需給調整システム100は、電力系統の状態を示すパラメータ(計測データ)を収集する際のアクセス負荷を分散させながら、需給管理を行う分散アプリケーションである。
(2)情報処理装置10cのアクセス記憶部112は、情報処理装置10a、10b及び20のアクセス情報を記憶する。
(3)情報処理装置10cの負荷状態判定部113は、アクセス情報から、自装置のアクセス負荷が高いことを認識する。
(4)情報処理装置10cの負荷状態判定部113は、情報処理装置10a、10b及び20のうち、情報処理装置10aを自装置にアクセス可能な装置に決定する。なおアクセス可能な装置を決定する方法は、例えば自装置との間の通信時間、自装置との間の通信量、及び、事前の契約などに基づく。
(5)情報処理装置10cの第2の送信部111は、計測データの取得先の変更を示す変更通知を、情報処理装置10b及び20に送信する。
(6)情報処理装置10bは、情報処理装置10cから変更通知を受信すると、当該変更通知に従って、計測データ取得要求の送信先を、情報処理装置10cから情報処理装置10aに変更する。
(7)情報処理装置20は、情報処理装置10cから変更通知を受信すると、当該変更通知に従って、計測データ取得要求の送信先を、情報処理装置10cから情報処理装置10bに変更する。
図9は第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)のハードウェア構成の例を示す図である。
20 情報処理装置
30 機器
40 PV
50 蓄電池
60 発電機
100 需給調整システム
101 DR要求記憶部
102 DR要求判定部
103 作成部
104 計測データ決定部
105 計測間隔決定部
106 通信プロトコル決定部
107 第1の送信部
108 計測部
109 計測データ記憶部
110 集約部
111 第2の送信部
112 アクセス記憶部
113 負荷状態判定部
200 上位システム
300 下位システム
400 制御対象
501 制御装置
502 主記憶装置
503 補助記憶装置
504 表示装置
505 入力装置
506 通信装置
510 バス
Claims (12)
- 上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成する作成部と、
前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定する計測データ決定部と、
前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定する計測間隔決定部と、
前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定する通信プロトコル決定部と、
前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信する第1の送信部と、
前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測する計測部と、
前記計測データを前記上位システムに送信する第2の送信部と、
を備える情報処理装置。 - 前記第1の送信部は、前記情報処理装置の制御対象である機器に、前記需給調整計画に応じて前記機器が消費する電力の制御命令を送信する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第1の送信部は、前記情報処理装置の制御対象である電力供給装置に、前記需給調整計画に応じて前記電力供給装置が供給する電力の制御命令を送信する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第1のDR要求が送信されてから、前記第1のDR要求により指定された期間の電力の需要調整が開始されるまでの猶予期間が第1の閾値以上であり、かつ、前記計測データを集約しないよりも、前記計測データを集約したほうが、前記情報処理装置から前記上位システムに前記計測データが到達するまでの時間が短い場合、前記計測データを集約する集約部を更に備え、
前記計測データ第2の送信部は、前記計測データが集約された場合、集約された前記計測データを前記上位システムに送信する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記猶予期間が第2の閾値以下の場合、他の前記情報処理装置を介さずに、前記計測データを前記第1のDR要求の送信元に送信する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記作成部は、電力の需給シミュレーションを行い、前記需給シミュレーションに基づいて前記需給調整計画を作成する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記作成部は、前記第1のDR要求の種類に応じて、前記需給シミュレーションの対象範囲と、前記需給シミュレーションに使用される前記計測データとを変更する、
請求項6に記載の情報処理装置。 - 前記第1のDR要求の種類を判定するDR要求判定部、
を更に備える請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記上位システムから前記計測データの取得要求が受信されたときに、前記計測データ取得要求の送信元を特定する情報と、要求された計測データを特定する情報と、計測データ取得要求の受信時刻と、を含むアクセス情報を記憶するアクセス記憶部を更に備え、
前記計測間隔決定部は、前記アクセス情報に基づき、前記計測データの計測間隔を決定する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第2の送信部は、自装置の負荷が第3の閾値以上であり、かつ、計測データ取得要求を自装置に送信している送信装置の数Nが第4の閾値以上の場合、N台の前記送信装置から、自装置から前記計測データを取得する第1の取得装置と、第k(1≦k≦N−1)の取得装置から前記計測データを取得する第k+1の取得装置と、を決定し、前記N台の送信装置のそれぞれに、決定された前記計測データの取得先を通知する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成するステップと、
前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定するステップと、
前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定するステップと、
前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定するステップと、
前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信するステップと、
前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測するステップと、
前記計測データを前記上位システムに送信するステップと、
を含む情報処理方法。 - コンピュータを、
上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成する作成部と、
前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定する計測データ決定部と、
前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定する計測間隔決定部と、
前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定する通信プロトコル決定部と、
前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信する第1の送信部と、
前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測する計測部と、
前記計測データを前記上位システムに送信する第2の送信部、
として機能させるためのプログラム。
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