JP4753118B2

JP4753118B2 - エネルギー需給調整システム

Info

Publication number: JP4753118B2
Application number: JP2006164089A
Authority: JP
Inventors: 浩一車谷; 倫央山下; 明男幸島
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: JP2007336655A

Description

本発明は、利用者の生活パタンに合わせた機器運転によりエネルギー需給を調整するシステムに関するものである。

電力、ガス、水道、熱（温熱水，冷熱水）などのエネルギー資源の利用において、その使用がある時間帯に集中することはエネルギー供給システムに負担をかけるため、供給システムの運用の不安定要因になり、また供給システムの設備コストを増大させる。これはエネルギーの供給者にとってはコストの増大を意味し、またエネルギー利用者（もしくはエネルギー需要者とも呼べる）にとっても利便性の低下や負担コストの増大を意味する。つまり、エネルギー利用量を時間的に平準化したり使用総量を削減したりすることが可能になれば、エネルギー供給事業者および利用者双方にとってコストの削減やシステムの安定化による利便性と安心感を享受することができる。

従前は、供給者と利用者の間でのリアルタイムでの意思疎通が困難であったため、エネルギー使用量がある時間帯に集中しても、それを事前ないしはその場で解決するための手段が乏しかったが、近年の情報ネットワークの進歩により、エネルギー供給事業者と利用者との間のリアルタイムでの意思疎通が容易になってきたことを受け、たとえば特許文献１〜３に記載の技術が既に提案されている。
特開2002-135976号公報特開2003-32887号公報特表2004-501599号公報

しかしながら、これら従来技術では、エネルギー利用量の削減を行う必要が生じた時間帯においてその場において意志決定を行わなければならない、といった問題点がある。特に利用者にとっては、そのような制約は煩雑なものであり、そのシステムを利用したいという希望をそぐものである。

そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、上記問題点を解決することのできるエネルギー需給調整システムおよびこれに用いられる運転スケジューリング方法を提供することを課題としている。

上記目的を達成するために、本発明のエネルギー需給調整システムは、第１には、利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻の入力を受け付け、入力された終了希望最遅時刻を送出する装置、および
送られてきた終了希望最遅時刻、ならびに前記タスクを行うのに必要な運転所要エネルギー量および運転所要時間に基づいて、前記利用者の他のタスクまたは他の利用者のタスクとの関係でエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないように運転スケジュールを決定し、決定された運転スケジュールの運転開始時刻および運転終了時刻のいずれか一方または両方を前記装置に通知する装置
を備えたことを特徴とする。

第２には、終了希望最遅時刻を受け取った場合に利用者に対してインセンティブを設定することを特徴とする。

また、本発明の利用者調整装置は、第３には、利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻の入力を受け付け、入力された終了希望最遅時刻を、終了希望最遅時刻、ならびに前記タスクを行うのに必要な運転所要エネルギーおよび運転所要時間に基づいて、前記利用者の他のタスクまたは他の利用者のタスクとの関係でエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないように運転スケジュールを決定する事業者調整装置へ送出することを特徴とする。

第４には、運転所要エネルギーおよび運転所要時間を予め記憶しまたは適宜算出し、終了希望最遅時刻とともに事業者調整装置へ送出することを特徴とする。

第５には、タスクを実行する機器に組み込まれている、または当該機器とは別体となっていることを特徴とする。

さらにまた、本発明の事業者調整装置は、第６には、利用者調整装置から送られてきた利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻、ならびに前記タスクを行うのに必要な運転所要エネルギー量および運転所要時間に基づいて、前記利用者の他のタスクまたは他の利用者のタスクとの関係でエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないように運転スケジュールを決定し、決定された運転スケジュールの運転開始時刻および運転終了時刻のいずれか一方または両方を利用者調整装置に通知することを特徴とする。

第７には、運転所要エネルギーおよび運転所要時間を予め記憶しまたは適宜算出することを特徴とする。

そして、本発明の運転スケジューリング方法は、第８には、利用者が予約したタスクの最遅開始時刻を、利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻から前記タスクを行うのに必要な運転所要時間を引くことにより算出し、
最遅開始時刻がもっとも早いタスクから順次、それぞれのタスクを行うのに必要な運転所要エネルギー量がエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないようにスケジュールテーブルに割り当てる
ことを特徴とする。

第９には、スケジュールテーブルへの割り当ての際に、最遅開始時刻を後ろにずらすことで各タスクの運転開始時刻を調整することを特徴とする。

上記のとおりの特徴を有する本発明によれば、エネルギー供給事業者側にて、他のタスクや他の利用者のタスクとの関係で、エネルギー供給事業者が定めているエネルギー消費量上限枠を超えない範囲で、利用者のエネルギー機器の運転時間を自動的に決定することにより、エネルギー利用量の削減を行う必要が生じた時間帯において利用者がその場にいなくともエネルギー利用量の削減に応じることが可能となり、よって利用者に負担をかけることなくエネルギー消費量の時間的な平坦化を実現して、エネルギー消費量上限枠を守ったエネルギー需給調整が可能なエネルギー需給調整システムを提供する。

電力、ガス、水道、熱（たとえば燃料電池などによって生成される温熱水）などのエネルギーを消費する洗濯機、乾燥機、食器洗い機等のエネルギー機器は、最初に運転を開始すると、後は機器が自動運転を行い利用者が希望する作業を実行する。これらの機器における運転上の制約は、「運転を開始または終了する時間を指定しなければならない」というものではなく、「ある時刻までに運転が終わっていれば良い」、つまり極端に言えば、次にその服を着る時まで、次にその食器を使うまでに作業が終了していれば良いという、緩やかな時間的制約である。

この時間的制約を利用して、多数の利用者の機器の運転時間をずらしてスケジューリングし、各機器が運転を終了すべき所定の時間までに作業を終了させることにより、利用者の利便性を全く損なうことなく、エネルギー供給事業者はエネルギー使用量の時間的な平坦化を図ることができる。

たとえば洗濯機の場合、利用者は、洗濯物を洗濯機に入れ、洗濯が終わって欲しいと希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻を設定して稼動ボタンを押すだけでよい。どの洗濯機がどの時間帯に実際に稼動するかは、エネルギー供給事業者が決定して自動的に運転の開始を指示する。

乾燥機や食器洗い機などに対しても同様であり、「対象となる機器の運転がある時刻までに終了すればよい」という条件を満たすような機器の運転であれば、様々な機器に適用できる。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態を示したものである。

＜希望時刻設定＞
まず、利用者Ｕ_１が、たとえば、洗濯乾燥機である機器Ｍ_１に対して時刻Ｔ_１までに洗濯乾燥が終わって欲しいというタスクＸ_１、食器洗い乾燥機である機器Ｍ_２に対して時刻Ｔ_２までに食器洗い乾燥が終わって欲しいというタスクＸ_２、炊飯器である機器Ｍ_３に対して時刻Ｔ_３までに炊飯が終わって欲しいというタスクＸ_３を希望しており、さらに同様に他の機器Ｍ_ｎに対して時刻Ｔ_ｎまでに終わって欲しいというタスクＸ_ｎを希望している場合において、利用者Ｕ_１は、運転が終了していて欲しいと希望する時刻を示す終了希望最遅時刻Ｔ_１，Ｔ_２，…Ｔ_ｎを、機器Ｍ_１，Ｍ_２，…Ｍ_ｎに設けられている入力部あるいは別途用意されている利用者調整装置の入力部に入力して設定する。

終了希望最遅時刻Ｔについてさらに説明すると、たとえば、現在時刻が午前８時で、終了希望最遅時刻Ｔを午後５時にセットするということは、その利用者Ｕは、午後５時までに運転が終了していて欲しい、言い換えると午後５時以前の任意の時点で運転が終了していればよい、ということを希望したことになり、その運転スケジューリングをエネルギー供給事業者Ｅに要求したことになる。したがって、実際の運転終了時刻は、午後４時になるかもしれないし、午後２時半には運転が終了しているかもしれないが、午後５時には必ず運転が終了していることになる。この運転時間調整を、後述するようにエネルギー供給事業者Ｅが、利用者Ｕ毎、機器Ｍ毎、タスクＸ毎にエネルギー消費量上限枠を超えないようにスケジューリングするのである。

なお、終了希望最遅時刻Ｔの設定は、対象機器Ｍ毎に行っても、対象機器Ｍ全てに一括して行ってもよい。たとえば、帰宅時間が午後８時の場合、それまでに全てのタスクＸが終わっていれば良いと希望するのであれば、一括して全機器Ｍの終了希望最遅時刻Ｔを午後８時にセットすることも可能である。

またもちろん、タスクＸは各機器Ｍに一つもしくは複数設定されているもので、希望するタスクＸ毎に終了希望最遅時刻Ｔを設定する。たとえば、洗濯乾燥機Ｍ_１の通常洗いＸ_１−１、すすぎ洗いＸ_１−２、スピード洗いＸ_１−３などがある場合に、希望するタスクＸを選んで終了希望最遅時刻Ｔを入力する。

＜情報提示＞
次に、各機器Ｍまたは別途用意されている利用者調整装置では、少なくとも入力された終了希望最遅時刻Ｔを含む利用予約情報を、エネルギー供給事業者Ｅ側に送る。

この利用予約情報は、機器Ｍの名称や識別番号などの識別情報とタスクＸの名称や識別番号などの識別情報を含むことができる。

また、後述するようにエネルギー供給事業者Ｅによる運転スケジューリングには、終了希望最遅時刻Ｔのほかに、機器ＭがタスクＸを実行するのに必要な運転所要エネルギー量ＥＲ_１，ＥＲ_２，…ＥＲ_ｎと運転所要時間ＴＲ_１，ＴＲ_２，…ＴＲ_ｎが必要であるので、これらのデータを各機器Ｍまたは別途の利用者調整装置がメモリやデータベース等に予め記憶している場合（図１中「運転パタンデータ有り」）、または終了希望最遅時刻Ｔの入力時もしくは適宜必要時にＣＰＵ等により算出する機能を有している場合（図１中「運転パタンデータ算出」）には、運転所要エネルギー量ＥＲと運転所要時間ＴＲをも利用予約情報に含めてエネルギー供給事業者Ｅへ送るようにしてもよい。

運転所要エネルギー量ＥＲと運転所要時間ＴＲについてさらに説明すると、機器ＭがタスクＸの運転を行うのに必要なエネルギー量と時間であり、たとえば表１に例示したような運転パタンデータとして記憶または算出される。

表１の例は、運転開始から運転開始後５分までの間は６００Ｗの電力、５分から２０分までの間は５００Ｗの電力、２０分から３０分までの間は８００Ｗの電力を必要とし、運転開始から３０分でタスクＸが終了するという運転パタンを示している。表中の「NULL」はデータの終了を示すための特殊記号である。

このように時間経過に伴ってエネルギー量が逐次変化する運転パタンを図式化すると、たとえば図２のように表現できる。

運転スケジューリングではこの各機器あるいは各タスク毎の運転パタンデータを用いることになる。スケジューリングのプログラムには配列として実装すればよい。

もちろん、簡略化を行い、必要とされる最大のエネルギー量Ｅ_ｍａｘと運転開始から終了までのトータル時間だけを用いても、運転スケジューリングは可能である。

また、運転所要エネルギー量ＥＲおよび運転所要時間ＴＲは各機器Ｍないしは利用者調整装置で算出して送信する方式のほかに、エネルギー供給事業者Ｅの調整装置において、運転する機器Ｍの名称や番号等の識別情報とタスクＸの名称や番号等の識別情報から適宜算出したり、予め用意されている運転パタンデータを用いたりしても良い。

その場合には、運転所要エネルギー量ＥＲと運転所要時間ＴＲを利用者側から送信することは省略でき（図１中「運転パタンデータ未定」）、利用者Ｕ側からは終了希望最遅時刻Ｔとともに機器ＭおよびタスクＸの識別情報を送る。エネルギー供給事業者Ｅ側では、予めユーザ毎、機器Ｍ毎、またはタスクＸ毎に既定の運転パタンデータを記憶した運転パタンデータベースＯＰＤＢから、送られてきた識別情報に対応する運転パタンデータを検索して読み出したり、適宜の算出プログラムを用いて算出したりする。算出プログラムは特に限定されず、上述した運転パタンデータを計算できるものであればよい。

なお、利用者Ｕとエネルギー供給事業者Ｅの間には、イーサネット（登録商標）、電力線ネットワーク、光ネットワーク、電話回線などの無線または有線の情報ネットワークが構築されている。

利用者Ｕ側の調整装置はプログラム形態を採ることができ、この場合は、機器Ｍに設けられたまたは別途設けられたメモリ等に記憶され必要時にＣＰＵで読み出されて、各種処理が実行される。

エネルギー供給事業者Ｅ側の調整装置もプログラム形態を採ることができ、サーバコンピュータや専用コンピュータに設けられたメモリ等に記憶され必要時にＣＰＵで読み出されて、各種処理が実行される。

また、エネルギー供給事業者Ｅについては、本システムにて次述するスケジューリング等を行う者であればよいので、必ずしもエネルギー供給事業者Ｅに限られず、別の調整者がいる場合にはその者であってもよい。

＜スケジューリング＞
上記利用予約情報を受信したエネルギー供給事業者Ｅ側の調整装置では、終了希望最遅時刻Ｔ、ならびに運転所要エネルギー量ＥＲおよび運転所要時間ＴＲに基づいて、機器Ｍの運転スケジュールを決定する。

以下にスケジューリングアルゴリズムの一例について説明する。

まず、事業者調整装置では、受け取った利用予約情報に運転パタンデータが含まれているかどうかを判別する。たとえば、利用予約情報内の運転パタンフィールドをチェックし、もし「未定」あるいは「無し」となっている場合には含まれていないことになる。

含まれていない場合には、運転パタンデータベースＯＰＤＢから、利用予約情報に含まれている機器ＭおよびタスクＸの識別情報に対応する運転パタンデータを検索する。見つかった場合には利用予約情報に書き入れ、見つからなかった場合には予約不可能として利用者にその旨を通知し、スケジューリングの対象から外す。

含まれている場合にはその運転パタンデータを用いる。

検索されたあるいは元々の運転パタンデータを含む利用予約情報は、たとえば下記データセットとして、予約情報データベースＲＩＤＢに格納される。
｛機器Ｍ，タスクＸ，終了希望最遅時刻Ｔ，運転パタン，処理ステイタス，運転終了時刻ＴＦ｝
処理ステイタスのフィールドは、「未決」ないし「既決」のいずれかの値を取る。「未決」は、運転スケジュールがまだ決定されていないことを示し、新しい利用予約情報が到着した場合には「未決」として予約情報ＲＩＤＢに登録する。「既決」は、運転スケジュールが既に決定されていることを示す。そして、「既決」の場合のみ、運転終了時刻フィールドは意味を持ち、スケジューリングの結果決定された実際の運転による終了予定の時刻ＴＦが記載される。

一方で、エネルギー供給事業者Ｅにとって全ての利用者Ｕの全ての既決の予約を実行するのに必要なエネルギーの総量を表すデータとして、「既決エネルギー総消費量」というデータセットを用意する。

これは、たとえば表２に例示したように各時間帯（たとえば５分ごと）に必要な総エネルギー量、つまり全既決予約（つまりスケジュール済みの全ての利用予約）を実行するのに必要な各時間帯の所要エネルギー量ＥＲの総和を表したものであり、図式化すると図３に例示したような横軸に時間、縦軸にエネルギー量を表したグラフになる。

表２の例は、８：００〜８：０５の間は５００ｋＷ、８：０５〜８：１０の間は８８００ｋＷ、８：１０〜８：１５の間は９５００ｋＷ、８：１５〜８：２０の間は１０５３７ｋＷの電力が、全既決予約の実行に必要となることを示している。

データの初期状態では既決エネルギー総消費量は全てゼロにセットされており、スケジューリング計算の説明で述べるように、「既決」となった予約がある場合に必要なエネルギー量を既決エネルギー総消費量に加える。

さらにまた、既決エネルギー総消費量とは別に、「エネルギー消費量上限枠」と呼ぶデータも予め用意されている。

これは、エネルギー供給事業者Ｅが各時間帯に供給可能な、あるいはエネルギー供給事業者Ｅが予め定めた各時間帯の最大利用が可能なエネルギー量であり、この最大エネルギー量を各利用予約の運転所要エネルギー量ＥＲが超えないようにスケジューリングを行う。すなわち、逐次更新される既決エネルギー総消費量がエネルギー消費量上限枠を超えないように、各利用予約の運転開始時刻ＴＳを調整する。エネルギー消費量上限枠のデータセットは、既決エネルギー総消費量のデータセットと同じ時間幅とし、図式化すると図３に例示したようなグラフになる。

いずれのデータセットも、スケジューリングのプログラムには配列として実装すればよい。

以上のとおりの予約情報、既決エネルギー総消費量、エネルギー消費量上限枠のデータセットを用いて、スケジューリングモジュールＳＭ（図１参照）により各タスクＸの運転スケジュールが決定される。運転スケジュール決定は、新しい利用予約情報が到着した際、ならびに一定間隔（たとえば３０秒）毎に、スケジューリングプログラムを起動して以下のとおりに行われる（図５参照）。

＜＜ステップＳ１＞＞
まず、初期設定として、後述するステップＳ９−５で使われる上限超過データセットと呼ばれるデータセットを用意し、初期値を空集合としておく。

＜＜ステップＳ２＞＞
新しい利用予約情報が到着すると、その情報データを予約情報データベースＲＩＤＢ（図１参照）に登録する。

＜＜ステップＳ３＞＞
予約情報データベースＲＩＤＢ内で、処理ステイタスが「未決」のデータを全て集積する。これを未決データセットと呼ぶこととする（図３参照）。

＜＜ステップＳ４＞＞
未決データセットの各データに関して、運転パタンデータから割り出される運転所要時間ＴＲを計算する。これは運転パタンデータを記述した表における最終フィールド（表２参照）の時刻である。

＜＜ステップＳ５＞＞
最遅開始時刻ＴＳ_maxを、
ＴＳ_max＝終了希望最遅時刻Ｔ−運転所要時間ＴＲ
によって算出する。

すなわち、最遅開始時刻ＴＳ_maxは、終了希望最遅時刻Ｔから運転所要時間ＴＲを引いて得られた時刻であって、それより遅い時刻に運転を開始すると終了希望最遅時刻Ｔまでに運転が終わらないことを示す時刻である。

＜＜ステップＳ６＞＞
未決データセットの各データを、上で計算した最遅開始時刻ＴＳ_maxを追加した下記のフォーマットに変換する。
｛機器Ｍ，タスクＸ，最遅開始時刻ＴＳ_max，終了希望最遅時刻Ｔ，運転パタン，処理ステイタス，運転終了時刻ＴＦ｝（図３参照）
＜＜ステップＳ７＞＞
未決データセットの各データの最遅開始時刻ＴＳ_maxをキーとして昇順に並べ替える（図３参照）。これにより未決データセットは、最遅開始時間ＴＳ_maxが早いデータから順に並ぶ。

＜＜ステップＳ８＞＞
さらに未決データセットに関して、同じ最遅開始時刻ＴＳ_maxである予約が複数存在する場合には、それらの平均所要エネルギー量Ｅ_avg、つまり予約の実行に必要なエネルギー量の平均値をキーとして降順に並べ替える。平均所要エネルギー量Ｅ_avgは、その運転パタンから計算する。

具体的には、
（Σ（（時間帯ｉの時間的長さ）×（時間帯ｉの必要エネルギー量）））／運転総時間
で与えられる。

たとえば、表１を例に取ると、
Ｅ_avg = (5×600+15×500+10×800)/30 = 616.66…
となる。

この２回の並べ替えの結果、未決データセットは、最遅開始時刻ＴＳ_maxが早いデータから順に、かつ最遅開始時刻ＴＳ_maxが同じ場合には平均所要エネルギー量Ｅ_avgが大きいデータから順に並ぶことになる。

＜＜ステップＳ９＞＞
未決データセットの先頭のデータ、つまり最遅開始時刻ＴＳ_maxがもっとも早く、かつ平均所要エネルギー量Ｅ_avgを算出した場合にはその値が最も大きいデータ、から始めて
順次未決データセットの各予約データを、エネルギー消費量上限枠を超えないようにスケジュールテーブルに割り当ててゆく。

より具体的にはたとえば以下のような手順を取る（図４および図６参照）。

＜＜ステップＳ９−１＞＞
現在の時刻（説明のため午前６時とする）から運転を開始した場合に割当可能かどうかを検証する。

具体的には、開始仮定時刻ＴＳ_ａという変数を用意し、それに現在時刻を代入する。

＜＜ステップＳ９−２＞＞
この開始仮定時刻ＴＳ_ａにおいて、最初の未決データの予約を実行開始した場合に、エネルギー消費量上限枠を超えないかどうかを確認する。すなわち、エネルギー消費量上限枠から既決エネルギー総消費量を引いた、いわばまだ利用可能な余裕のエネルギーを使って当該予約を実行可能かどうか確認する。

具体的には、エネルギー消費量上限枠および既決エネルギー総消費量のデータセットにおける各時間帯（表１の例では５分毎の時間帯）について、
（エネルギー消費量上限枠）−（既決エネルギー総消費量）
を計算し、得られた数値内に当該予約の各時間帯の運転所要エネルギー量ＥＲの値が収まるかどうかを確認する。図４の例では、午前６時から５分間毎に上記計算値と当該予約の運転所要エネルギー量ＥＲとの大小を比較し、全ての時間帯において運転所要エネルギー量ＥＲの方が上記計算値より小さいかどうかを確認する。

＜＜ステップＳ９−３＞＞
予約実行が可能であると確認された場合には、その開始仮定時刻ＴＳ_ａを運転開始時刻ＴＳとして利用者調整装置に通知する（図１参照）。このとき、運転開始時刻ＴＳに運転所要時間ＴＲを足して求められる運転終了時刻ＴＦを通知してもよい。この通知処理は後述する運転指示処理と同じである。

また、これと同時に、予約情報データベースＲＩＤＢ内部の当該予約データの処理ステイタスを「既決」へと変更し、運転終了時刻ＴＦを終了予定時刻として書き込む。さらに、既決エネルギー総消費量の各時間帯のデータを当該予約の運転所要エネルギー量ＥＲを加えて増加させる。

＜＜ステップＳ９−４＞＞
ステップＳ９−２にてエネルギー消費量上限枠を超えるため予約実行が可能でないと確認された場合には、仮定している運転開始時間ＴＳつまり開始仮定時刻ＴＳ_ａを後ろにスライドさせる（図４参照）。すなわち、エネルギー消費量上限枠および既決エネルギー総消費量を表現している単位時間（表１および図４の例では５分）後ろにずらす。

具体的には、最初の開始仮定時刻ＴＳ_ａの変数に、ずらす時間幅（表１および図４の例では５分）を加える。

＜＜ステップＳ９−５＞＞
ずらした結果、新しい開始仮定時刻ＴＳ_ａ＋運転所要時間ＴＲで求められる新しい運転終了時刻ＴＦが終了希望最遅時刻Ｔを超えてしまい、利用者Ｕの希望を満たせない場合には、当該未決予約データをステップＳ１で用意した上限超過データセットに加える。

＜＜ステップＳ９−６＞＞
新しい運転終了時刻ＴＦが終了希望最遅時刻Ｔを超えない場合には、ステップＳ９−２に戻って、ずらした時刻についてステップＳ９−２〜Ｓ９−６を再実行し、運転所要エネルギー量ＥＲがエネルギー消費量上限枠と既決エネルギー総消費量の間に収まり、且つ運転終了時刻ＴＦが終了希望最遅時刻Ｔを超えない開始仮定時刻ＴＳ_ａを得るまで繰り返す。

図４の例では、初期開始仮定時刻ＴＳ_ａの午前６時から５分ずつずらし、最終的に午前７：１５に開始すれば、エネルギー消費量上限枠を超えず且つ終了希望最遅時刻Ｔを越えない運転が可能になる。この午前７：１５が運転開始時刻ＴＳであり、これに運転所要時間ＴＲ＝２時間を加えた時刻９：１５が運転終了時刻ＴＦである。

＜＜ステップＳ９−７＞＞
以上の割当て処理を、未決データセットが空になるまで繰り返す。

＜＜ステップＳ１０＞＞
最後に、上限超過データセットが空であるかどうかを調べ、空であれば終了する。

空でない場合には、上限を超過したため割当予約が出来なかった未決データが存在することを意味する。よって、割当が出来なかった予約があったこととその予約内容をエネルギー供給事業者Ｅに出力として知らせる。

エネルギー供給事業者Ｅはこの出力を受け取ることにより、割当が受けられなかった予約があることを知ると同時に、必要ならば自分が設定したエネルギー消費量上限枠を、適当な時間帯において適切に上昇させることが可能となる。もし事業者が上限枠を上昇させれば、スケジューリングモジュールＳＭは定間隔にて起動されているため、それ以降のスケジューリングの際に当該予約が成立する可能性がある。

以上のスケジューリングアルゴリズムおよび割当アルゴリズムは一例であり、エネルギー消費量上限枠を超えないように、もちろん利用者Ｕが希望する運転終了時刻も越えないように、運転スケジュールの調整及び決定が可能であれば特に限定されない。たとえば、数理計画法、スケジューリングアルゴリズム、遺伝的アルゴリズムなどを使い、アルゴリズムのパラメータ設定を様々に変えることで、様々な割当方法を利用することも可能である。

＜運転指示＞
以上のとおりに運転スケジュールが決定されると、エネルギー供給事業者Ｅの調整装置は、運転スケジュールにおける各機器Ｍの各タスクＸに対する運転開始時刻ＴＳを含む運転指示情報を、対応する各機器Ｍまたは別途の調整装置に通知する（図１参照）
この運転指示情報の通知は、言い換えると、事業者Ｅが、利用者Ｕの各機器Ｍに対して、従来の「運転開始時刻の正確な指定」を用いた予約を実行したということになる。

すなわち、利用者Ｕは終了希望最遅時刻Ｔを設定するのであるが、機器Ｍではエネルギー供給事業者Ｅから送られてきた運転開始時刻ＴＳに従って運転を開始するので、従来の「運転開始時刻の正確な指定」と変わらない運転制御が行われることになる。

これにより、対象機器Ｍが「運転開始時刻の正確な指定」しか設定できないような従来型の機種であったとしても、その運転開始を事業者調整装置から指示する方法さえ用意すれば、従来型の機器においても本発明のシステムによる制御が可能となる。利用者Ｕの側から見ると、従来型の機器に対して本発明のシステムを利用する場合には、利用者調整装置上で終了希望最遅時刻Ｔを指定したり、またはネットワークを用いて直接に事業者調整装置に対して予約を行い、スケジューリングを事業者Ｅに任せることが可能となる。

なお、事業者Ｅは、何らかの理由でスケジューリングをやり直して機器Ｍの運転開始時刻ＴＳを変更する必要が生じても、運転開始前であれば通知をやり直すことにより、運転開始時刻ＴＳの変更を行うことも可能である。

また、運転指示情報には、運転開始時刻ＴＳの代わりに、または運転開始時刻ＴＳと一緒に、運転終了時刻ＴＦが含まれていてもよい。

＜機器運転＞
そして、上記運転開始時刻ＴＳを含む運転指示情報を受け取った利用者Ｕの機器Ｍは、運転開始時刻ＴＳの時点で運転を開始しタスクＸを実行する。また、運転終了時刻ＴＦが指示されている場合には、それから運転所要時間ＴＲを減じた時刻で運転を開始する。

以上により、たとえば図７に例示したように、従来は運転時間が調整されずにエネルギー消費がある時間帯に集中していたのに対し、各機器ＭのタスクＸの運転が分散されることでエネルギー消費も分散されて、エネルギー消費量の平坦化が図られることとなる。

＜インセンティブ＞
利用者Ｕが従来型の運転方式、つまり「いますぐに運転を開始する」「運転を開始する時刻を正確に指定して予約する」といった従来方式を選択するのではなく、本発明の終了希望最遅時刻Ｔによる利用予約を選択した場合には、エネルギー供給事業者Ｅは、利用者Ｕに対して、上記運転開始時刻ＴＳに従って実際に運転した時間帯におけるエネルギー利用料金を割引くサービスや、他の付加サービスを提供することも可能である。

これはすなわち、積極的に終了希望最遅時刻Ｔによる利用予約を選択したくなるようなインセンティブとして働き、利用予約運転制御への積極的な誘導に繋がる。

本発明はエネルギー消費のピーク値、つまり瞬間的に提供しなければないないエネルギー量の最大値を下げる効果が期待できるため、ピーク値を下げることによるコストダウンを、上に述べたインセンティブに充当することが可能なのである。

さらには、現在の時刻と終了希望最遅時刻Ｔが離れていればいるほどインセンティブを大きく設定することにより、事業者Ｅ側のスケジューリングの自由度の幅を大きくするような誘導を行うことも可能である。たとえば、終了希望最遅時刻Ｔ−現在時刻が９時間以上の場合には３％割引、６時間以上の場合には２％割引、３時間以上の場合には１％割引、３時間未満の場合には割引なし、それと同時または別途に、９時間以上の場合にはオンデマンドビデオ２本を無料で視聴可能、６時間以上の場合には１本を無料で視聴可能、６時間未満の場合には無料視聴なし、などといったインセンティブが利用可能である。

さらには、これらのインセンティブの内容は、予め定めておくことも可能であるし、事業者Ｅと利用者Ｕをつなぐネットワークを利用して動的にインセンティブの内容を変更することも可能であるのは言うまでもない。

また、事業者Ｅと利用者Ｅの間の基本契約として、エネルギー機器を運転する際には、終了希望最遅時刻Ｔによる利用予約でないと機器が動作しないような設定とし、利用者は終了希望最遅時刻Ｔによる予約のみを実行する代わりに、事業者は基本料金そのものを割り引くといったインセンティブの与え方もある。たとえば、利用者がエネルギー機器を事前に指定してその機器の運転方式を終了希望最遅時刻指定の予約のみで運転可能な設定とし、その替わりにエネルギー利用の基本料金を定額で割り引く、それと同時または別途に、オンデマンドビデオを月１０本まで１０％割引で利用可能、などといったインセンティブの与え方が可能である。

事業者調整装置上では、たとえば、利用者調整装置から終了希望最遅時刻Ｔによる予約が送られてきた場合、終了希望最遅時刻Ｔによる利用予約が選択されたと判断し、その利用者に対して割引サービスや付加サービスを決定する。たとえば、エネルギー供給事業者Ｅ側に設けられている利用者データベースに登録されている利用者別の料金設定データに、各種サービスデータを追加することで、代金請求の際に自動的に代金を減額した請求書等が作成される。

図１に例示した調整装置のインセンティブ決定モジュールはＩＭにはこれを実行するインセンティブ機能が搭載されている。

以上のように、利用者Ｕからの終了希望最遅時刻Ｔ、ならびに運転所要エネルギー量ＥＲおよび運転所要時間ＴＲに基づきエネルギー供給事業者Ｅ側にてエネルギー機器の運転時間を自動的に決定することで、エネルギー利用量の削減を行う必要が生じた時間帯において利用者はその場にいなくともエネルギー利用量の削減に応じることが可能となり、よってエネルギー消費量の平坦化を実現することができる。さらに、本発明の利用を促進させることが可能なインセンティブを導入できるエネルギー需給調整システムが実現される。

本発明の一実施形態を示したブロック図。機器ＭのタスクＸに必要な運転所要エネルギー量ＥＲと運転所要時間ＴＲの関係を示す運転パタンデータを例示した模式図。スケジューリングの一例について説明するための図。スケジューリングの一例について説明するための別の図。スケジューリングの一例について説明するためのフローチャート。スケジューリングの一例について説明するための別のフローチャート。スケジューリングによる運転状況の変化について説明するための図。

Claims

利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻の入力を受け付け、入力された終了希望最遅時刻を送出する装置、および
送られてきた終了希望最遅時刻、ならびに前記タスクを行うのに必要な運転所要エネルギー量および運転所要時間に基づいて、前記利用者の他のタスクまたは他の利用者のタスクとの関係でエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないように運転スケジュールを決定し、決定された運転スケジュールの運転開始時刻および運転終了時刻のいずれか一方または両方を前記装置に通知する装置
を備えたことを特徴とするエネルギー需給調整システム。
終了希望最遅時刻を受け取った場合に利用者に対してインセンティブを設定することを特徴とする請求項１記載のエネルギー需給調整システム。
利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻の入力を受け付け、入力された終了希望最遅時刻を、終了希望最遅時刻、ならびに前記タスクを行うのに必要な運転所要エネルギーおよび運転所要時間に基づいて、前記利用者の他のタスクまたは他の利用者のタスクとの関係でエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないように運転スケジュールを決定する事業者調整装置へ送出することを特徴とする利用者調整装置。
運転所要エネルギーおよび運転所要時間を予め記憶しまたは適宜算出し、終了希望最遅時刻とともに事業者調整装置へ送出することを特徴とする請求項３記載の利用者調整装置。
タスクを実行する機器に組み込まれている、または当該機器とは別体となっていることを特徴とする請求項３記載の利用者調整装置。
利用者調整装置から送られてきた利用者がタスクの終了を希望する最も遅い時刻である終了希望最遅時刻、ならびに前記タスクを行うのに必要な運転所要エネルギー量および運転所要時間に基づいて、前記利用者の他のタスクまたは他の利用者のタスクとの関係でエネルギー消費量上限枠を超えないように、且つ前記タスクの運転終了時刻が終了希望最遅時刻を越えないように運転スケジュールを決定し、決定された運転スケジュールの運転開始時刻および運転終了時刻のいずれか一方または両方を利用者調整装置に通知することを特徴とする事業者調整装置。
運転所要エネルギーおよび運転所要時間を予め記憶しまたは適宜算出することを特徴とする請求項６記載の事業者調整装置。