JP2020099152A - デマンドレスポンス応答可能量予測システム - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽光発電装置を含む直流電源システムにおけるＤＲ応答可能量を正確に予測する。【解決手段】 デマンドレスポンス応答可能量予測システムである制御装置１０は、直流電力の供給を受けて動作する負荷装置である通信機器２と太陽光発電を行って発電した直流電力を通信機器２に供給する太陽光発電装置３０とを含むと共に外部からの電力の供給を受ける直流電源システム１におけるＤＲの応答可能量を予測する。制御装置１０は、通信機器２の消費電力を示す消費電力情報を取得する情報取得部１２と、消費電力情報によって示される通信機器２の消費電力に応じた値を発電電力の最大値として、太陽光発電装置３０の発電電力を予測する太陽光発電予測部１３と、通信機器２の消費電力及び太陽光発電装置３０の発電電力に基づいて応答可能量を予測する応答可能量予測部１４とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、デマンドレスポンス応答可能量予測システムに関する。

近年、電力の利用における自然エネルギーの活用割合が増加しているなかで、デマンドレスポンス（ＤＲ）（ネガワット）による電力需給調整が注目されている。太陽光発電及び風力発電等の自然エネルギーによる発電量は天候（日射量、風量等）に応じて増減する。このような変動に柔軟に対応できる電力調整が必要となり、その施策の一つがＤＲである。ＤＲは、電力供給事業者（電力会社）から需要家に電力消費抑制要請を実施し、各需要家の電力の抑制量に応じて報奨金等のインセンティブを与えるというものである。

特許文献１には、ＤＲに対する需要家の貢献を推測する発明が記載されている。この発明では、分散型電源装置を備える需要家における供給可能電力量及び自家消費電力量から、余剰電力量を推定するとされている。分散型電源装置として、太陽光発電装置が示されている。

特開２０１４−１５５３８９号公報

ＤＲに対して需要家がどの程度の電力量の応答ができるか（即ち、どの程度の電力量の消費を抑制できるか）を示すＤＲ応答可能量を予測することは、ＤＲ要請に対して適切に対応するために重要となる。特許文献１に示されるように、商用電力の供給を受けると共にＤＲの対象となる電力システムに太陽光発電装置が含まれる場合、ＤＲ応答可能量を予測するためには、太陽光発電装置の発電量を予測することが必要になる。

電力システムが、直流の電流による電力である直流電力を消費する負荷装置が含まれる直流電源システムである場合、太陽光発電装置の発電量は当該負荷装置の消費電力に応じたものとなる。従って、太陽光発電装置の発電量を負荷装置の消費電力を考慮せずに予測すると正確な値とならず、正確なＤＲ応答可能量を予測することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、太陽光発電装置を含む直流電源システムにおけるＤＲ応答可能量を正確に予測することができるデマンドレスポンス応答可能量予測システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムは、直流の電流による電力である直流電力の供給を受けて動作する負荷装置と太陽光発電を行って発電した直流電力を負荷装置に供給する太陽光発電装置とを含むと共に外部からの電力の供給を受ける直流電源システムにおけるデマンドレスポンスの応答可能量を予測するデマンドレスポンス応答可能量予測システムであって、負荷装置の消費電力を示す消費電力情報を取得する情報取得部と、情報取得部によって取得された消費電力情報によって示される負荷装置の消費電力に応じた値を発電電力の最大値として、太陽光発電装置の発電電力を予測する太陽光発電予測部と、負荷装置の消費電力及び太陽光発電予測部によって予測された太陽光発電装置の発電電力に基づいて、応答可能量を予測する応答可能量予測部と、を備える。

本発明に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムでは、負荷装置の消費電力に応じた値が発電電力の最大値とされて太陽光発電装置の発電電力が予測され、予測された発電電力に基づいて応答可能量が予測される。従って、本発明に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムによれば、太陽光発電装置を含む直流電源システムにおけるＤＲ応答可能量を正確に予測することができる。

本発明では、負荷装置の消費電力に応じた値が発電電力の最大値とされて太陽光発電装置の発電電力が予測され、予測された発電電力に基づいて応答可能量が予測される。従って、本発明によれば、太陽光発電装置を含む直流電源システムにおけるＤＲ応答可能量を正確に予測することができる。

本発明の実施形態に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムである制御装置の構成を示す図である。 日射量と太陽光発電装置の発電電力との関係を示すグラフである。 時系列の太陽光発電装置の発電電力の例を示すグラフである。 時系列の商用電力消費の例を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムである制御装置で実行される処理全体を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムである制御装置で実行される太陽光発電装置の発電電力の予測の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムである制御装置のハードウェア構成を示す図である。

以下、図面と共に本発明に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係るデマンドレスポンス応答可能量予測システムである制御装置１０を示す。制御装置１０は、直流電源システム１に含まれる。直流電源システム１は、通信機器２を含むと共に通信機器２に電力を供給するシステムである。通信機器２は、例えば、移動体通信網に用いられる無線基地局である。通信機器２は、直流電源システム１から、直流の電流による電力である直流電力の供給を受けて、供給された直流電力を消費して動作する。なお、直流電源システム１から電力が供給される装置は、通信機器２である必要はなく、直流電力を消費する負荷装置であればよい。

図１に示すように直流電源システム１は、通信機器２及び制御装置１０以外に蓄電池（バッテリー）２０と、太陽光発電装置３０と、整流器４０と、スマートメータ５０と、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）６０と、電流センサ７０と、電圧センサ８０とを備えて構成される。通信機器２、蓄電池２０、太陽光発電装置３０及び整流器４０は、電力線によって互いに接続されており、互いに直流電力の送受信を行うことができる。

蓄電池２０は、充放電が可能な電池である。蓄電池２０は、充電（蓄電）した電力を放電することで通信機器２に電力を供給する。太陽光発電装置３０及び整流器４０からの電力が通信機器２に供給されない場合であっても、蓄電池２０からの電力で通信機器２は動作することができる。蓄電池２０は、太陽光発電装置３０及び整流器４０からの電力の供給を受けて充電する。蓄電池２０としては、従来のリチウムイオン電池等を用いることができる。

太陽光発電装置３０は、太陽光等の光によって発電する発電装置である。太陽光発電装置３０としては、ＰＶ（Photovoltaic）パネル等が用いられる。太陽光発電装置３０は、太陽光があたる位置に設けられる。太陽光発電装置３０は、発電を行って発電した直流電力を通信機器２に供給する。太陽光発電装置３０は、出力する電力が通信機器２で必要な電力を超えていた場合には、蓄電池２０に電力を供給する。なお、太陽光発電装置３０によって発電された電力は、通信機器２等で使用できるように所定の変換がなされてもよい。

整流器４０は、外部電源である商用電力９０に接続されており、商用電力９０から交流の電流による電力である交流電力を入力し、交流の電流を直流の電流に変換する装置である。整流器４０は、変換した直流の電流による直流電力を通信機器２に供給する。また、整流器４０は、直流電力を蓄電池２０に供給して蓄電池２０の充電を行う。整流器４０としては、従来の整流器を用いることができる。

スマートメータ５０は、商用電力９０と整流器４０との間に設けられている。スマートメータ５０は、商用電力９０から入力される交流電力をデジタルで自動検針する装置である。スマートメータ５０としては、従来のスマートメータを用いることができる。

ＨＥＭＳ６０は、通信機器２の消費電力を管理するシステムである。ＨＥＭＳ６０は、スマートメータ５０に接続されており、スマートメータ５０からの情報に基づいて管理を行う。ＨＥＭＳ６０は、商用電力９０の電力供給事業者から送信されるＤＲ要請を受信する（ＤＲ発動信号を受信する）。ＨＥＭＳ６０は、受信したＤＲ要請を制御装置１０に出力する。ＨＥＭＳ６０としては、従来のＨＥＭＳを用いることができる。

電流センサ７０は、整流器４０の電力の出力側に設けられ、整流器４０から出力される電流を検出するセンサである。電流センサ７０は、検出した電流を制御装置１０に出力する。電流センサ７０としては、従来の電流センサを用いることができる。

電圧センサ８０は、整流器４０の電力の出力側に設けられ、整流器４０の出力側の電圧を検出するセンサである。電圧センサ８０は、検出した電圧を制御装置１０に出力する。電圧センサ８０としては、従来の電圧センサを用いることができる。

直流電源システム１では、通常時には、通信機器２の動作に用いられる電力として、まず、太陽光発電装置３０によって発電される電力が用いられる。太陽光発電装置３０によって発電される電力が、通信機器２の動作に用いられる電力に足らない場合、商用電力９０が用いられる。蓄電池２０に蓄電されている電力は、通常時には用いられず、商用電力９０の供給が止まっている、即ち、停電である場合、あるいはＤＲ要請に対して応答する場合等に用いられる。

制御装置１０は、電力供給事業者からのＤＲ要請の送信、即ち、ＤＲ発動を事前に予測すると共に、ＤＲ発動が予測される場合に直流電源システム１におけるＤＲの応答可能量を予測する装置（システム）である。ＤＲの応答可能量は、ＤＲの対象となる時間帯（期間）における、ＤＲ発動がなかったとした場合の直流電源システム１での商用電力９０の通常時の予測利用量である。ＤＲ要請に対して応答することで、当該商用電力９０の通常時の予測利用量の消費が抑制されるためである。ＤＲ要請に対して応答した場合には、太陽光発電装置３０及び蓄電池２０からの電力で通信機器２を動作させるか、通信機器２の動作を止めるかの措置が必要となる。

ＤＲの応答可能量を予測することで、需要家、即ち、直流電源システム１の管理者がＤＲ要請へ応答するか否かを適切に判断することができる。例えば、算出されたＤＲの応答可能量に応じて、蓄電池２０の蓄電状態等を考慮して通信機器２の動作を止めずにＤＲ要請へ応答することができるか否かを判断することができる。また、需要家が、複数の直流電源システム１を有している場合に、需要家に対するＤＲ要請に係る要請量を満たすようにＤＲ要請へ応答する直流電源システム１の組み合わせを正確に選択することができ、これによってＤＲ要請へ正確に応答することができる。

また、制御装置１０は、蓄電池２０の充放電を制御する。ＤＲ要請がなされると商用電力９０からの電力の入力が抑制される。制御装置１０による制御は、電力の抑制が行われても、蓄電池２０に蓄電された電力で通信機器２が動作できるようにするためのものである。制御装置１０は、蓄電池２０、整流器４０、ＨＥＭＳ６０、電流センサ７０及び電圧センサ８０からそれぞれ情報を入力して、入力した情報に基づいて制御を行うこととしてもよい。また、制御装置１０は、ＤＲ要請が行われる場合以外の制御を行うこととしてもよい。なお、制御装置１０による上記の制御は、従来と同様に行われればよい。

引き続いて、本実施形態に係る制御装置１０の機能を説明する。図１に示すように制御装置１０は、ＤＲ予測部１１と、情報取得部１２と、太陽光発電予測部１３と、応答可能量予測部１４とを備えて構成される。また、制御装置１０は、それ以外の構成として、上記の制御を行う機能部を備えている。

ＤＲ予測部１１は、直流電源システム１に対するＤＲ発動の時間帯を予測する機能部である。ＤＲ予測部１１は、１日のうちの予め設定された時刻（例えば、２３時）に翌日のＤＲ発動、及びＤＲ発動がなされる際の時間帯を予測する。ＤＲ予測部１１による予測は、従来の予測方法と同様に行われればよい。例えば、ＤＲ予測部１１は、以下のように予測を行う。

ＤＲ予測部１１は、予測対象日、即ち翌日における、電力供給事業者が電力を提供する地域の電力需要に影響を及ぼす情報を取得する。当該情報は、翌日の曜日及び日付、天気予報の情報、及び電力卸価格の情報等である。例えば、制御装置１０は、インターネット等の通信網に接続されており、ＤＲ予測部１１は、当該通信網を介して上記の情報を提供するサーバ装置から情報を取得する。あるいは、ＤＲ予測部１１は、直流電源システム１の管理者による制御装置１０に対する入力操作を受け付けて上記の情報を取得してもよい。

ＤＲ予測部１１は、予め、上記の情報からＤＲ発動の有無、及びＤＲ発動の時間帯を予測する予測モデルを記憶している。予測モデルは、上記の過去の情報及び過去のＨＥＭＳ６０によるＤＲ要請の受信実績に基づいた機械学習等により生成される。ＤＲ予測部１１は、取得した翌日についての情報を予測モデルに説明変数として入力して、翌日のＤＲ発動、及びＤＲ発動がなされる際の時間帯を予測する。なお、予測は上記以外の方法で行われてもよい。ＤＲ予測部１１は、ＤＲ発動有りと予測した場合、予測したＤＲ発動の時間帯を示す情報を情報取得部１２、太陽光発電予測部１３及び応答可能量予測部１４に出力する。

情報取得部１２は、通信機器２の消費電力を示す消費電力情報を取得する機能部である。情報取得部１２は、通信機器２の消費電力を予測して消費電力情報を取得する。情報取得部１２は、ＤＲ予測部１１によって予測された時間帯に係る消費電力情報を取得する。例えば、情報取得部１２は、以下のように消費電力情報を取得する。

情報取得部１２は、ＤＲ予測部１１からＤＲ発動の時間帯を示す情報を入力すると、当該時間帯に係る通信機器２の消費電力を予測する。通信機器２の消費電力は、当該時間帯における時刻に応じても変動する。情報取得部１２は、当該時間帯における時刻ｔ毎の通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）（ｋＷ）を予測する。情報取得部１２は、予測に用いる説明変数となる情報を取得する。当該情報は、当該時間帯における気温、季節及び通信機器２が処理する通信量（トラフィック量）等である。上記の情報は、通信機器２の動作、ひいては通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）に影響を及ぼし得る要素に係る情報である。また、上記の情報は、上記の時間帯における時刻ｔ毎の情報である。

情報取得部１２は、上述したＤＲ予測部１１による情報の取得と同様に、通信網を介して上記の情報を提供するサーバ装置から情報を取得する。あるいは、情報取得部１２は、直流電源システム１の管理者による制御装置１０に対する入力操作を受け付けて上記の情報を取得してもよい。なお、通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）の予測に上記以外の情報が用いられてもよいし、通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）の予測に上記の情報が必ず用いられなくてもよい。

情報取得部１２は、予め、上記の情報から通信機器２の消費電力（目的変数）を予測する予測モデル又は計算式を記憶している。予測モデルは、上記の過去の情報及び過去の通信機器２の消費電力に基づいた機械学習等により生成される。情報取得部１２は、取得した情報を予測モデル又は計算式に説明変数として入力して、通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）を予測する。なお、予測は上記以外の方法で行われてもよい。情報取得部１２は、予測した通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）を示す消費電力情報を太陽光発電予測部１３及び応答可能量予測部１４に出力する。

太陽光発電予測部１３は、情報取得部１２によって取得された消費電力情報によって示される通信機器２の消費電力に応じた値を発電電力の最大値として、太陽光発電装置３０の発電電力を予測する機能部である。太陽光発電予測部１３は、蓄電池２０にも応じた値を発電電力の最大値として、太陽光発電装置３０の発電電力を予測する。太陽光発電予測部１３は、ＤＲ予測部１１によって予測された予測された時間帯に係る太陽光発電装置３０の発電電力を予測する。

一般に太陽光発電装置の発電電力は、太陽光発電装置への日射量に応じたものとなる。例えば、一般には図２に示すように日射量と発電電力との関係は、日射量全般にわたって比例関係Ｒ１である。図２は、横軸を日射量、縦軸を太陽光発電装置の発電電力としたものである。しかしながら、本実施形態に係る直流電源システム１のように太陽光発電装置によって発電される電力が直流電力であり直流電力のまま他の装置等に供給される場合には、太陽光発電装置は、当該他の装置が受け入れられる電力に応じた電力までしか発電することができない。例えば、太陽光発電装置によって発電された電力が直流電力として負荷装置のみに提供される場合には、図２の関係Ｒ２に示すように太陽光発電装置によって発電される電力の上限が負荷装置の消費電力となる。即ち、太陽光発電装置による発電量は、閉じた回路内の負荷装置消費電力量が上限となる。

負荷装置の消費電力が変動すると、それに応じて太陽光発電装置によって発電される電力の上限も変動する。図３に、時系列の太陽光発電装置によって発電される電力の例を示す。図３は、横軸を時刻、縦軸を太陽光発電装置の発電電力としたものである。図３において、ハッチングを付した部分が、上限がある場合の太陽光発電装置によって発電される電力である。図３において時間帯Ａ，Ｃでは、太陽光発電装置によって発電される電力は、負荷装置の消費電力に応じた上限に達していない。図３において時間帯Ｂでは、太陽光発電装置によって発電される電力は、負荷装置の消費電力に応じた上限に達している。時間帯Ｂの、発電電力を超える破線で示した部分が、上限がない場合の太陽光発電装置によって発電される電力である。

上記に基づいて、太陽光発電予測部１３は、以下のように太陽光発電装置３０の発電電力を予測する。太陽光発電予測部１３は、ＤＲ予測部１１からＤＲ発動の時間帯を示す情報を、情報取得部１２から消費電力情報をそれぞれ入力すると、当該時間帯に係る太陽光発電装置３０の発電電力を予測する。太陽光発電装置３０の発電電力は、当該時間帯における時刻に応じても変動する。太陽光発電予測部１３は、当該時間帯における時刻ｔ毎の太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）（ｋＷ）を予測する。太陽光発電予測部１３は、予測に用いる説明変数となる情報を取得する。当該情報は、当該時間帯における日射量の情報である。当該情報は、太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）に影響を及ぼし得る要素に係る情報である。また、この情報は、上記の時間帯における時刻ｔ毎の情報である。

太陽光発電予測部１３は、上述したＤＲ予測部１１による情報の取得と同様に、通信網を介してこの情報を提供するサーバ装置から情報を取得する。あるいは、太陽光発電予測部１３は、直流電源システム１の管理者による制御装置１０に対する入力操作を受け付けてこの情報を取得してもよい。なお、太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）の予測に上記以外の情報が用いられてもよい。例えば、雲量、気温等の情報が用いられてもよい。また、日射量の情報を用いずに予測を行うこととしてもよい。

太陽光発電予測部１３は、予め、上記の情報から太陽光発電装置３０の発電電力を予測する計算式を記憶している。計算式は、例えば、図２に示す上限を考慮しない場合の（即ち、比例関係Ｒ１である）日射量と発電電力との関係に応じたものである。日射量と発電電力との関係は、太陽光発電装置３０の発電性能に応じたものとなり、計算式は当該発電性能に応じて予め設定される。太陽光発電予測部１３は、取得した情報を計算式に説明変数として入力して、上限を考慮しない場合の太陽光発電装置３０の発電電力Ｅ（ｔ）（ｋＷ）を予測する。

太陽光発電予測部１３は、時刻ｔ毎に予測した太陽光発電装置３０の発電電力Ｅ（ｔ）が、上限を超えているか否かを判断する。本実施形態では、太陽光発電装置３０によって発電される電力が直流電力のまま供給される装置は、通信機器２及び蓄電池２０である。従って、上限は、通信機器２及び蓄電池２０に応じたものとなる。通信機器２に応じた値は、情報取得部１２から入力した消費電力情報によって示される通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）（ｋＷ）である。蓄電池２０に応じた値は、Ｂ（ｋＷ）である。蓄電池２０が、満充電でなければ、太陽光発電装置３０によって発電される電力は、蓄電池２０に供給され得る。その場合に蓄電池２０に供給可能な電力がＢ（ｋＷ）であり、その値は蓄電池２０の性能に応じたものとなる。太陽光発電予測部１３は、予め蓄電池２０に応じた値Ｂを記憶しておいて、上限の算出に用いる。

太陽光発電予測部１３は、時刻ｔにおいて蓄電池２０が満充電でなければ、上限をＡ（ｔ）＋Ｂとし、時刻ｔにおいて蓄電池２０が満充電であれば、上限をＡ（ｔ）とする。直流電源システム１において、蓄電池２０の充電量は１日のうちの時刻ｔに応じた量になるように制御されていてもよい。その場合、太陽光発電予測部１３は、制御される量を予め記憶しておき、その情報を参照して蓄電池２０が満充電か否かを判断することとしてもよい。また、通常、蓄電池２０の充電量が満充電にならない制御が行われる場合には、太陽光発電予測部１３は、上限を一律にＡ（ｔ）＋Ｂとすることとしてもよい。また、太陽光発電予測部１３は、蓄電池２０の充電量を予測して、予測した充電量に応じた上限を設定してもよい。蓄電池２０の充電量の予測は、従来と同様の方法で行うことができる。また、通常、蓄電池２０に供給され得る電力は、蓄電池２０の充電量に応じたものとなる。例えば、充電量が多い場合には、充電量が少ない場合と比べて、蓄電池２０に供給され得る電力は小さくなる。太陽光発電予測部１３は、蓄電池２０の充電量に応じたＢの値を記憶しておき、予測した充電量に応じたＢの値を上限の算出に用いてもよい。

太陽光発電予測部１３は、発電電力Ｅ（ｔ）が上限を超えている（例えば、Ｅ（ｔ）＞Ａ（ｔ）＋Ｂである）か否かを判断する。発電電力Ｅ（ｔ）が上限を超えていないと判断した場合には、太陽光発電予測部１３は、発電電力Ｅ（ｔ）を、太陽光発電予測部１３による予測結果である太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）とする。発電電力Ｅ（ｔ）が上限を超えていると判断した場合には、太陽光発電予測部１３は、上限（例えば、Ａ（ｔ）＋Ｂ）を発電電力Ｃ（ｔ）とする。太陽光発電予測部１３は、予測した太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）を示す情報を応答可能量予測部１４に出力する。

応答可能量予測部１４は、情報取得部１２によって取得された消費電力情報によって示される通信機器２の消費電力、及び太陽光発電予測部１３によって予測された太陽光発電装置３０の発電電力に基づいて、ＤＲの応答可能量を予測する機能部である。応答可能量予測部１４は、以下のようにＤＲの応答可能量を予測する。

応答可能量予測部１４は、太陽光発電予測部１３は、ＤＲ予測部１１からＤＲ発動の時間帯を示す情報を、情報取得部１２から通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）を示す消費電力情報を、太陽光発電予測部１３から太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）をそれぞれ入力する。応答可能量予測部１４は、それぞれの情報を入力すると、以下の式によって予測されたＤＲ発動の時間帯に係るＤＲの応答可能量（ｋＷｈ）を算出する。

この式において、Ｔ１，Ｔ２は、ＤＲ発動の時間帯の開始時刻及び終了時刻である。即ち、応答可能量予測部１４は、ＤＲの応答可能量として、Ａ（ｔ）−Ｃ（ｔ）をＤＲ発動の時間帯で積分した値を算出する。算出されるＤＲの応答可能量は、図４に示すハッチング部分に相当する。図４は、横軸を時刻、縦軸を消費される商用電力９０としたものである。なお、図４では、直流電源システム１における消費電力を一定としている。上述したように太陽光発電装置３０によって発電される電力が通信機器２の動作に用いられる電力に足らない場合、商用電力９０が用いられるため、Ａ（ｔ）−Ｃ（ｔ）は、消費される商用電力９０に相当する。なお、上記の式によって算出される値がマイナスになる場合には、応答可能量予測部１４は、ＤＲの応答可能量を０とする。応答可能量予測部１４は、予測したＤＲの応答可能量を示す情報を出力する。例えば、直流電源システム１の管理者が予測結果を参照できるように、応答可能量予測部１４は、予め設定された直流電源システム１の管理者の端末に予測結果を送信する。なお、予測結果の出力は上記以外の方法で行われてもよい。以上が、本実施形態に係る制御装置１０の機能である。

引き続いて、図５及び図６のフローチャートを用いて、本実施形態に係る制御装置１０で実行される処理（制御装置１０が行う動作方法）を説明する。図５のフローチャートに示すように、本処理は、例えば、予め設定された時刻（例えば、毎日２３時）に行われる。本処理では、まず、ＤＲ予測部１１によって、翌日のＤＲ発動、及びＤＲ発動がなされる際の時間帯が予測される（Ｓ０１）。ここで翌日のＤＲ発動がなされないと予測された場合には、ここで処理が終了する。ＤＲ発動の時間帯が予測された場合、続いて、情報取得部１２によって、当該時間帯における通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）を予測するための情報である気温及び通信量の情報が取得される（Ｓ０２）。続いて、情報取得部１２によって、取得された情報に基づいて通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）が予測される（Ｓ０３）。

続いて、太陽光発電予測部１３によって、蓄電池２０に応じた値Ｂが取得される（Ｓ０４）。続いて、太陽光発電予測部１３によって、上記の時間帯における太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）を予測するための情報である日射量の情報が取得される（Ｓ０５）。続いて、太陽光発電予測部１３によって、取得された情報に基づいて太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）が予測される（Ｓ０６）。

太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）の予測（Ｓ０６）について図６のフローチャートを用いて説明する。当該予測では、まず、上限なしでの太陽光発電装置３０の発電電力Ｅ（ｔ）が日射量に基づいて予測される（Ｓ６１）。続いて、発電電力Ｅ（ｔ）と上限とが比較される。例えば、上限がＡ（ｔ）＋Ｂである場合には、Ｅ（ｔ）＞Ａ（ｔ）＋Ｂであるか否かが判断される（Ｓ６２）。Ｅ（ｔ）＞Ａ（ｔ）＋Ｂであると判断された場合、即ち発電電力Ｅ（ｔ）が上限を超えると判断された場合（Ｓ６２のＹＥＳ）、太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）はＡ（ｔ）＋Ｂとされる（Ｓ６３）。Ｅ（ｔ）＞Ａ（ｔ）＋Ｂでないと判断された場合、即ち発電電力Ｅ（ｔ）が上限を超えないと判断された場合（Ｓ６２のＮＯ）、太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）は発電電力Ｅ（ｔ）とされる（Ｓ６４）。上記の予測は、時刻ｔ毎に行われる。以上が、太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）の予測である。

続いて、図５のフローチャートに示すように応答可能量予測部１４によって、通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）と太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）とに基づいて上述した式からＤＲの応答可能量が算出される（Ｓ０７）。続いて、応答可能量予測部１４によって、ＤＲの応答可能量の予測結果が出力される（Ｓ０８）。以上が、本実施形態に係る制御装置１０で実行される処理である。

上述したように本実施形態では、負荷装置である通信機器２の消費電力Ａ（ｔ）に応じた値が発電電力の最大値とされて太陽光発電装置３０の発電電力Ｃ（ｔ）が予測され、予測された発電電力Ｃ（ｔ）に基づいて応答可能量が予測される。従って、本実施形態によれば、太陽光発電装置３０を含む直流電源システム１におけるＤＲの応答可能量を正確に予測することができる。

また、本実施形態のように通信機器２の消費電力を予測することとしてもよい。この構成によれば、通信機器２のように外部要因によって負荷装置の消費電力が変動する場合にＤＲ応答可能量を正確に予測することができる。但し、負荷装置の消費電力の予測は、必ずしも行われなくてもよい。例えば、負荷装置の消費電力が、予め把握される場合には、制御装置１０に予めその値を記憶させておき、それを消費電力情報として読み出して取得してもよい。

また、本実施形態のように蓄電池２０を含む直流電源システム１におけるＤＲの応答可能量を予測することとしてもよい。但し、直流電源システム１に蓄電池２０が含まれている必要はない。この場合、蓄電池２０に応じた値Ｂを用いずにＤＲの応答可能量を予測すればよい。

また、本実施形態のようにＤＲ発動の時間帯を予測することとしてもよい。この構成によれば、ＤＲ発動の時間帯の予測とあわせてＤＲの応答可能量を予測することができる。但し、ＤＲ発動の時間帯の予測は、必ずしも行われなくてもよい。その場合、予め把握されている、あるいは別のシステムで予測されたＤＲ発動の時間帯を示す情報を制御装置１０に入力し、その情報に基づいてＤＲの応答可能量を予測すればよい。

なお、本実施形態では、デマンドレスポンス応答可能量予測システムは、直流電源システム１に含まれる制御装置１０であることとしたが、デマンドレスポンス応答可能量予測システムは、必ずしも直流電源システム１に含まれている装置である必要はない。また、デマンドレスポンス応答可能量予測システムは、直流電源システム１における何らかの制御を行うものでなくてもよい。デマンドレスポンス応答可能量予測システムは、ＤＲの応答可能量の予測に必要な情報を取得して、予測を行うことができる装置又はシステムであればよい。

なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した１つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的又は間接的に（例えば、有線、無線などを用いて）接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記１つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。

機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知（broadcasting）、通知（notifying）、通信（communicating）、転送（forwarding）、構成（configuring）、再構成（reconfiguring）、割り当て（allocating、mapping）、割り振り（assigning）などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック（構成部）は、送信部（transmitting unit）や送信機（transmitter）と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。

例えば、本開示の一実施の形態における制御装置１０は、本開示の方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図７は、本開示の一実施の形態に係る制御装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の制御装置１０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。制御装置１０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

制御装置１０における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることによって、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信を制御したり、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）によって構成されてもよい。例えば、上述の制御装置１０における各機能は、プロセッサ１００１によって実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ１００３及び通信装置１００４の少なくとも一方からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態において説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、制御装置１０における各機能は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１において動作する制御プログラムによって実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１によって実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つによって構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本開示の一実施の形態に係る方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つによって構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及びストレージ１００３の少なくとも一方を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信装置１００４は、有線ネットワーク及び無線ネットワークの少なくとも一方を介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。通信装置１００４は、例えば周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）及び時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）の少なくとも一方を実現するために、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、周波数シンセサイザなどを含んで構成されてもよい。例えば、上述の制御装置１０における各機能は、通信装置１００４によって実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１、メモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７によって接続される。バス１００７は、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。

また、制御装置１０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つを用いて実装されてもよい。

情報の通知は、本開示において説明した態様／実施形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。

本開示において説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：true又はfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本開示において説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術（同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ：Digital Subscriber Line）など）及び無線技術（赤外線、マイクロ波など）の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及びシンボルの少なくとも一方は信号（シグナリング）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）は、キャリア周波数、セル、周波数キャリアなどと呼ばれてもよい。

本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的な名称ではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本開示で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的な名称ではない。

本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)（例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断（決定）」は、「想定する（assuming）」、「期待する（expecting）」、「みなす（considering）」などで読み替えられてもよい。

「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及びプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。

本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

本開示において使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

本開示において、「含む（include）」、「含んでいる（including）」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。

本開示において、「ＡとＢが異なる」という用語は、「ＡとＢが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「ＡとＢがそれぞれＣと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。

１…直流電源システム、２…通信機器、１０…制御装置、１１…ＤＲ予測部、１２…情報取得部、１３…太陽光発電予測部、１４…応答可能量予測部、２０…蓄電池、３０…太陽光発電装置、４０…整流器、５０…スマートメータ、６０…ＨＥＭＳ、７０…電流センサ、８０…電圧センサ、９０…商用電力、１００１…プロセッサ、１００２…メモリ、１００３…ストレージ、１００４…通信装置、１００５…入力装置、１００６…出力装置、１００７…バス。

Claims (4)

1. 直流の電流による電力である直流電力の供給を受けて動作する負荷装置と太陽光発電を行って発電した直流電力を負荷装置に供給する太陽光発電装置とを含むと共に外部からの電力の供給を受ける直流電源システムにおけるデマンドレスポンスの応答可能量を予測するデマンドレスポンス応答可能量予測システムであって、
   前記負荷装置の消費電力を示す消費電力情報を取得する情報取得部と、
   前記情報取得部によって取得された消費電力情報によって示される前記負荷装置の消費電力に応じた値を発電電力の最大値として、前記太陽光発電装置の発電電力を予測する太陽光発電予測部と、
   前記負荷装置の消費電力及び前記太陽光発電予測部によって予測された前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて、前記応答可能量を予測する応答可能量予測部と、
   を備えるデマンドレスポンス応答可能量予測システム。
2. 前記情報取得部は、前記負荷装置の消費電力を予測して前記消費電力情報を取得する請求項１に記載のデマンドレスポンス応答可能量予測システム。
3. 前記直流電源システムは、前記太陽光発電装置から直流電力の供給を受けて充電すると共に直流電力を前記負荷装置に供給する蓄電池を備え、
   前記太陽光発電予測部は、前記蓄電池にも応じた値を発電電力の最大値として、前記太陽光発電装置の発電電力を予測する、請求項１又は２に記載のデマンドレスポンス応答可能量予測システム。
4. 前記直流電源システムに対するデマンドレスポンス発動の時間帯を予測するデマンドレスポンス予測部を更に備え、
   前記情報取得部は、前記デマンドレスポンス予測部によって予測された時間帯に係る消費電力情報を取得し、
   前記太陽光発電予測部は、前記デマンドレスポンス予測部によって予測された時間帯に係る前記太陽光発電装置の発電電力を予測する、請求項１〜３の何れか一項に記載のデマンドレスポンス応答可能量予測システム。

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