JP5004158B2 - エネルギー需給調整システム - Google Patents

Description

本発明は、エネルギー供給事業者がエネルギー利用に関する様々な提案を利用者に提示し、提示された提案を利用者が自発的に受け入れて、エネルギー機器の運転を変更すること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、エネルギー利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に記載の技術が既に提案されている。
特表2002-135976号公報

しかしながら、この従来技術では、利用者がエネルギー削減に応じた場合の利益が明確でない、といった問題点があった。

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を提供することを課題としている。
手段

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、各時間帯に設定されているエネルギー利用価格および利用者が享受できる追加サービスのいずれか一方または両方を提示し、利用者が希望する時間帯に利用予約を変更した場合に、変更後の時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスのいずれか一方または両方を利用予約変更した利用者に割り当てる調整装置、および
エネルギー利用価格および追加サービスのいずれか一方または両方を受信した場合に、利用者が希望する時間帯への利用予約の変更を受け付け、その変更情報を調整装置に送る利用者装置を備えたことを特徴とする。

第２には、温熱水および冷熱水のいずれか一方または両方の利用量は、時間帯毎に利用可能な上限値が定められていることを特徴とする。

第３には、温熱水および冷熱水のいずれか一方または両方の利用量が多い時間帯のエネルギー利用価格は高く、利用量が少ない時間帯のエネルギー利用価格は低く設定されていることを特徴とする。

第４には、追加サービスを設定し且つ価格を下げないもしくは価格下げ幅を低く設定した時間帯が設けられていることを特徴とする。

第５には、利用者からの利用予約総数がゼロであるもしくは閾値より少ない時間帯が存在する場合に、当該時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスのいずれか一方または両方の情報を利用者装置に送出することを特徴とする。

第６には、利用予約総数が既定閾値より多い時間帯のエネルギー利用価格を上げることを特徴とする。

第７には、利用予約総数が既定閾値より少ない時間帯の追加サービスを取り消すもしくは価格割引率を下げることを特徴とする。

第８には、利用予約総数が既定閾値より少ない時間帯のエネルギー利用価格を下げることを特徴とする。

第９には、利用予約総数が既定閾値より少ない時間帯の追加サービスの提供を行うもしくは価格割引率を上げることを特徴とする。

第１０には、ある時間帯の温熱水および冷熱水の貯蔵量が充分に大きい場合に当該時間帯での利用予約をした利用者に対するエネルギー利用価格を下げることを特徴とする。

また、本発明の調整装置は、第１１には、各時間帯に設定されているエネルギー利用価格および利用者が享受できる追加サービスのいずれか一方または両方を提示し、利用者が希望する時間帯に利用予約を変更した場合に、変更後の時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスのいずれか一方または両方を利用予約変更した利用者に割り当てることを特徴とする。

さらにまた、本発明の利用者装置は、第１２には、エネルギー利用価格および追加サービスのいずれか一方または両方をエネルギー供給事業者から受信した場合に、利用者が希望する時間帯へと利用予約を変更することを受け付け、その変更情報をエネルギー供給事業者に送信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、エネルギー利用量の削減に応じたことによる利用者の利益が、他の時間帯にエネルギー利用を移したことによって新しい時間帯におけるエネルギー利用価格の割引を受けられる、他の追加的なサービスが利用できる、などのインセンティブ付与に関する新たな選択肢として提供されるようになる。

たとえば、集合住宅や地域エネルギーコミュニティー（つまりEnergy Service Providerによってエネルギー供給を受ける地域コミュニティー）において、燃料電池等のエネル
ギー源を用いて、電力の供給を行うと同時に温熱水の供給を行う場合を考える。一定時間内に提供できる温熱水の上限は決まっているために、同時に多数の利用者が温熱水を使用すると、たとえば浴室給湯では「風呂のお湯の温度が下がる」といった利便性の低下が生じたり、またはガスを併用している場合には、ガスによる温熱水の提供にコストがかかるため、温熱水の提供コストひいては利用者が支払う温熱水の代金の上昇を招く。

このような例では、エネルギー需要の高い時間帯のエネルギー利用価格を高くするだけで利用者のエネルギー消費量削減を図るという方法は有効でなく、他の時間帯へのエネルギー利用のシフトを促すインセンティブを提供する必要がある。

本発明では、エネルギー利用の時間帯の変更に需要家が応じた場合には、実際に需要家がエネルギーを使用した時間帯におけるエネルギー代金の割引を行うといったインセンティブを提供することにより、需要家に対してエネルギー利用時間帯の変更を促すことが可能となる。

また、インセンティブとしては、エネルギー利用時間帯の変更を行った需要家に対して料金の割引を行う他に、他の種類の追加サービスの提供を行うことも可能である。たとえば、入浴時間を１時間あとにずらしてくれる需要家に対しては、オンデマンドビデオの視聴を無料ないしは割引料金で提供し、入浴までの１時間の映画の視聴ならびに入浴後に残りの部分の視聴を無償で提供するなどといったサービスが考えられる。

［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。

＜インセンティブ情報提示＞
まず、エネルギー供給事業者Ｅが、各利用者Ｕ_１，Ｕ_２，…Ｕ_ｎに対して、予め設定されている各時間帯Ｔ_１，Ｔ_２，…Ｔ_ｎにおけるエネルギー利用価格Ｐ_Ｔ１，Ｐ_Ｔ２，…Ｐ_Ｔｎおよび利用者が享受できる追加サービスＳ_Ｔ１，Ｓ_Ｔ２，…Ｓ_Ｔｎのいずれか一方または両方を含んだインセンティブメニューとも呼ぶべきインセンティブ情報を提示する。

エネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎについては、たとえば、まず、浴室給湯器や食器洗い機などの温熱水および冷熱水を利用するエネルギー機器を対象として、蓄積した過去のエネルギー利用量データに基づき、各時間帯Ｔ_ｎの基本価格を、エネルギー利用量が既定閾値より多い時間帯は高く、少ない時間帯は低く設定する。このとき、基本価格が高い時間帯に対しては追加サービスＳ_Ｔｎを設定せずあるいは設定してもサービスレベルの低いものを設定し、基本価格が低い時間帯に対しては追加サービスＳ_Ｔｎを設定するあるいはより高いレベルのものを設定する。

これらが、各時間帯Ｔ_ｎの初期エネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび初期追加サービスＳ_Ｔｎとなり、エネルギー供給事業者Ｅ側の調整装置から各利用者ｍの機器ｎあるいは機器ｎとは別に用意されている利用者Ｕ側の調整装置に送られる。

追加サービスとしては、エネルギー利用価格の割引、オンデマンドビデオの無料もしくは割引提供などといった様々なサービスが考えられ、これらが時間帯変更のインセンティブとして働き、後述するように利用者Ｕが追加サービスを受けられるならば時間帯変更してもよいと希望した場合にその利用者Ｕに対してのみ追加サービスを提供する。

図１に例示したエネルギー供給事業者Ｅ側の調整装置の価格／サービスデータベースＤＢは、各時間帯Ｔ_ｎのエネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎを蓄積する。

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。

エネルギー供給事業者Ｅ側の調整装置はプログラム形態も採ることができ、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。

ユーザＵ側の調整装置も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。

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。

＜利用予約変更＞
次に、利用者Ｕ側では、送られてきた時間帯Ｔ_ｎ毎のエネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎを含むインセンティブ情報を受信し、それらを画面表示や紙出力するなどして利用者Ｕに提示する。

このとき、インセンティブメニューリスト全体を単に提示するだけでなく、全利用者Ｕが消費する総エネルギー量、つまり利用者データベースＤＢに蓄積されている全利用予約のエネルギー総消費量が特に大きいないしは小さいと予測される時間帯の情報を取捨選択して表示するなど、利用者にとってのインセンティブが大きくなる時間帯の情報だけを提示することも可能である。この取捨選択処理は、たとえば、利用者Ｕの調整装置にて、エネルギー利用量が既定閾値より大きいないしは小さい時間帯を選択することで行われる。なお、エネルギー供給事業者Ｅの調整装置にて取捨選択を行い、上記時間帯のインセンティブ情報だけを利用者Ｕの調整装置へ送信するようにしてもよい。

利用者Ｕは、元々希望していた時間帯での機器Ｍの利用予約について、その時間帯および他の時間帯に設定されているエネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎを比較検討し、他の時間帯のエネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎの方が安かったり良いサービスであったりした場合において、それを受けられるならば時間帯変更してもよい、それを受けたいから時間帯変更したいなどと希望したとき、希望する新しい時間帯に利用予約を変更する。

そして、この利用予約の変更情報がエネルギー供給事業者Ｅへ提示される。

このあと、実際に予約された時間帯に達したときに、各機器Ｍの稼動状況に関する情報も送信される。稼動状況情報としては、たとえば、利用予約を行った機器Ｍの名称や番号等の予め設定されている機器識別情報、予約したタスクの名称や番号等の予め設定されているタスク識別情報、予約変更した後の運転開始時刻、予約変更した後の運転終了時刻などの情報が挙げられる。これらは、情報ネットワークを通じて送信され、利用者データベースＤＢに蓄積される。

＜インセンティブ割当て＞
エネルギー供給事業者Ｅは、提示された利用予約の変更情報に基づき、変更後の予約時間帯に設定されているエネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎを、利用予約変更した利用者Ｕに割り当てる。

一般に、予約なきエネルギー利用よりも、予約を行った場合のエネルギー利用の方の料金を安くする 、あるいは追加サービスを提供することにより、利用者Ｕが積極的に予約
を行ったエネルギー利用を行うような設定を取る。

変更前の利用予約情報は予めエネルギー供給事業者Ｅへ送られていてもよく、初期利用予約情報があれば変更情報はそれを変更する情報となり、なければ変更情報は初期利用予約情報として蓄積される。いずれの場合でも、利用予約された時間帯に設定されているエネルギー利用価格Ｐ_Ｔｎおよび追加サービスＳ_Ｔｎが、該当する利用者に割り当てられることになる。

図１に例示したエネルギー供給事業者Ｅの調整装置のインセンティブ決定モジュールＩＭはインセンティブを割り当てる機能を有しており、利用者データベースＤＢは利用者Ｕ別にまたは各利用者Ｕの機器Ｍ別に利用予約情報などを蓄積する。

利用予約については、利用者Ｕは、予約時間帯の前であれば予約の取消が可能であるとする。このときに、予約開始前の一定時間前までなら取消可能である（たとえば２０分前までなら取消可能である）としても良い。

利用予約を変更した場合において、予約した時間帯に実際に給湯等のエネルギー利用を行った場合には、インセンティブメニューに提示された割引料金の適用や追加サービスの利用が可能となる。

一方、もし予約した時間帯での利用が実際には行われなかった場合には、まだ利用していない追加サービスの利用権は取り消される。既に利用した追加サービスがある場合には、その追加サービスの正規の割引のない料金、ないしは割引率の低い料金が課金される。また追加サービスのあるなしにかかわらず、ペナルティーとしてキャンセル料を、事業者が利用者に対して請求することも可能である。

予約時間帯での利用が実際に行われたか、つまり予約時間帯にて対象となるエネルギー機器が実際に稼動したかは、稼動開始時もしくは稼動中もしくは稼動終了時にエネルギー機器の稼働状況情報を事業者Ｅへ送信することで、事業者Ｅが確認できる。

ところで、各時間帯のインセンティブ等に関しては、たとえば次のような初期設定や動的設定も考えられる。初期設定とは、利用者Ｕからの利用予約に関らず予め決められている基本設定であり、動的設定とは、利用者Ｕからの利用予約に従って、つまり時間帯毎の利用予約総数などをモニタリングしてエネルギー供給事業者Ｅが動的に変更する設定である。

＜１＞温熱水および冷熱水のいずれか一方または両方の利用量は、時間帯毎に利用可能な上限値を定めておく初期設定。

＜２＞温熱水および冷熱水のいずれか一方または両方の利用量が既定閾値より多い時間帯のエネルギー利用価格は高く、利用量が既定閾値より少ない時間帯のエネルギー利用価格は低く設定する初期設定。

＜３＞追加サービスを割り当てた時間帯のエネルギー利用価格は下げないもしくは価格下げ幅を低く設定する初期設定。

＜３＞利用者から送られてきた利用予約の総数がゼロであるもしくは閾値より少ない時間帯が存在する場合には、自動的に、当該時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスのいずれか一方または両方をインセンティブとしてユーザ側に提示して、価格上やサービス上より有利な時間帯への利用予約を促す動的設定。

＜４＞利用予約総数が既定閾値より多い時間帯のエネルギー利用価格を上げる動的設定。

＜５＞利用予約総数が既定閾値より少ない時間帯の追加サービスを取り消すもしくは価格割引率を下げる動的設定。

＜６＞利用予約総数が既定閾値より少ない時間帯のエネルギー利用価格を下げる動的設定。

＜７＞利用予約総数が既定閾値より少ない時間帯の追加サービスの提供を行うもしくは価格割引率を上げ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動的設定。

＜８＞ある時間帯の温熱水および冷熱水の貯蔵量が充分に大きい場合に当該時間帯での利用予約をした利用者に対するエネルギー利用価格を下げる動的設定。

以上のとおりの本発明のシステムによれば、利用時間帯のインセンティブメニューを提示するだけではなく、利用者がそのインセンティブメニューから希望するものを選択する、つまりエネルギー利用時間帯の変更に応じた場合にのみ、実際に利用者がエネルギーを使用した時間帯におけるエネルギー利用価格の割引や、時間を遅らせた利用者には入浴時間までのビデオ配信サービス、時間を早めた利用者には入浴後のビデオ配信サービスなどの追加サービスを提供することとし、これにより利用者に対してエネルギー利用時間帯の変更をより効果的に促すことが可能となり、よってエネルギー消費量の分散及び平坦化を図ることができるようになる。

本発明の一実施形態を示したブロック図。

Claims (5)

1. エネルギー供給事業者または調整者側の調整装置Ｅ、およびエネルギー利用者側の調整装置Ｕを介してエネルギー需給を調整するシステムであって、
   調整装置Ｅは、インセンティブ情報として、予め各時間帯に設定されているエネルギー利用価格および利用者が享受できる追加サービスを蓄積する価格／サービスデータベースと、該データベースに蓄積されたインセンティブ情報を調整装置Ｕに送るネットワークと、利用者別または各利用者の機器別に、利用者が希望する時間帯での利用予約の情報を蓄積する利用者データベースと、予約時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスを利用者に割り当てるインセンティブモジュールとを備え、
   調整装置Ｕは、受信したインセンティブ情報から利用者が希望する時間帯への利用予約の変更情報、及び利用者の機器の稼動状況情報を調整装置Ｅに送るネットワークを備え、
   調整装置Ｅのインセンティブモジュールにより、利用予約変更情報および稼動状況情報に基づき、予約変更した時間帯に実際にエネルギー利用が行われた場合に、該時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスを利用予約変更した利用者に割り当て、
   利用者データベースに蓄積されている全利用予約のエネルギー総消費量が既定閾値より大きいないし小さい時間帯のインセンティブ情報を調整装置Ｅから調整装置Ｕに送る、または調整装置Ｅから受信したインセンティブ情報からエネルギー利用量が既定閾値より大きいないし小さい時間帯のインセンティブ情報を調整装置Ｕにより選択することを特徴とするエネルギー需給調整システム。
2. 温熱水および冷熱水のいずれか一方または両方を供給する場合において、利用量が多い時間帯のエネルギー利用価格は高く、利用量が少ない時間帯のエネルギー利用価格は低く予め設定され価格／サービスデータベースに蓄積されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー需給調整システム。
3. 温熱水および冷熱水のいずれか一方または両方を供給する場合において、温熱水および冷熱水の貯蔵量が充分に大きい時間帯のエネルギー利用価格が予め低く設定され価格／サービスデータベースに蓄積されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー需給調整システム。
4. インセンティブ情報として、予め各時間帯に設定されているエネルギー利用価格およびエネルギー利用者が享受できる追加サービスを蓄積する価格／サービスデータベースと、該データベースに蓄積されたインセンティブ情報をエネルギー利用者側の調整装置Ｕに送るネットワークと、利用者別または各利用者の機器別に、利用者が希望する時間帯での利用予約の情報を蓄積する利用者データベースと、予約時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスを利用者に割り当てるインセンティブモジュールとを備え、
   インセンティブモジュールにより、エネルギー利用者側の調整装置から送られてきた利用者が希望する時間帯への利用予約の変更情報、及び利用者の機器の稼動状況情報に基づき、予約変更した時間帯に実際にエネルギー利用が行われた場合に、該時間帯に設定されているエネルギー利用価格および追加サービスを利用予約変更した利用者に割り当て、
   利用者データベースに蓄積されている全利用予約のエネルギー総消費量が既定閾値より大きいないし小さい時間帯のインセンティブ情報をエネルギー利用者側の調整装置に送ることを特徴とするエネルギー供給事業者または調整者側の調整装置。
5. エネルギー供給事業者または調整者側の調整装置の価格／サービスデータベースに予め設定され蓄積されている各時間帯におけるエネルギー利用価格およびエネルギー利用者が享受できる追加サービスを含むインセンティブ情報を該調整装置から受信し、該インセンティブ情報から利用者が希望する時間帯への利用予約の変更情報、及び利用者の機器の稼動状況情報を、エネルギー供給事業者または調整者側の調整装置に送信するネットワークを備え、
   エネルギー供給事業者または調整者側の調整装置の利用者データベースに蓄積されている全利用予約のエネルギー総消費量が既定閾値より大きいないし小さい時間帯のインセンティブ情報を該調整装置から受ける、または該調整装置から受信したインセンティブ情報からエネルギー利用量が既定閾値より大きいないし小さい時間帯のインセンティブ情報を選択することを特徴とする利用者装置。

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