JP5159686B2 - 電力使用平準化促進システムおよび促進方法 - Google Patents

Description

この発明は、電力使用（電力負荷）のピークを下げ平準化を図るための電力使用平準化促進システムおよび促進方法に関する。

電力使用のピークが高くなると、このピーク値に合わせて電力設備の容量を大きくする必要があるが、ピーク時以外には電力設備の容量を満たす電力使用がないため、設備が過剰な状態となり非経済的である。このため、非ピーク時である夜間の電力料金を、ピーク時である昼間の電力料金よりも低く設定することで、非ピーク時の電力使用を促進し、ピーク時の電力使用を下げる施策が採られている。また、電力需要に基づく削減すべき電力削減量とインセンティブとを需要家に提示し、電力使用量について需要家と交渉することで電力消費を適正化する、というシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１３５９７６号公報

ところで、特許文献１に記載のシステムでは、電力使用量について個々の需要家と交渉するため、需要家に負担がかかるとともに、交渉ができない場合や交渉が成立しない場合には、電力使用量を削減できないことになる。さらに、電力を多く使用する時間帯は、需要家の生活リズム、パターンや使用電気機器などによって異なり、電力需要に基づく削減すべき電力削減量を需要家に提示しても、需要家によってはその削減を実行できない場合もある。このように、特許文献１に記載のシステムでは、電力使用の平準化を促進することが困難である。

そこでこの発明は、電力使用の平準化をより促進することが可能な電力使用平準化促進システムおよび促進方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、１日を複数の時間帯に分割し、各時間帯における基準単位電力料金に対する加減料金を、予め記憶した発電設備や送電・配電設備などに最も適合した最適使用量に近似する電力需要の時間帯を基準時間とし、前記基準時間の電力需要と前記最適使用量との差および、前記各時間帯の電力需要の変動に基づいて設定する第１の料金設定手段と、複数の時間帯における対象需要家の全電力使用量に対する、電力需要が少ない時間帯における前記対象需要家の電力使用量の割合を示す非ピーク時使用率を算出する使用率算出手段と、前記非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、電力需要が多い時間帯の単位電力料金を低く、または、電力需要が少ない時間帯の単位電力料金を低く設定するように非ピーク時使用率に応じた追加加減料金を設定し、前記第１の料金設定手段で設定された各時間帯の加減料金と、前記使用率算出手段で算出された非ピーク時使用率と、前記追加加減料金とに基づいて前記対象需要家の各時間帯における単位電力料金を設定する第２の料金設定手段と、を備えることを特徴とする電力使用平準化促進システムである。

この発明によれば、第１の料金設定手段によって、予め記憶した発電設備や送電・配電設備などに最も適合した最適使用量に近似する電力需要の時間帯を基準時間とし、基準時間の電力需要と最適使用量との差および、各時間帯の電力需要の変動に基づいて１日の各時間帯における基準単位電力料金に対する加減料金が設定され、使用率算出手段によって対象需要家の非ピーク時の電力使用率が算出される。そして、非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、電力需要が多い時間帯の単位電力料金を低く、または、電力需要が少ない時間帯の単位電力料金を低く設定するように非ピーク時使用率に応じた追加加減料金を設定し、各時間帯の加減料金と非ピーク時使用率と追加加減料金とに基づいて第２の料金設定手段によって、対象需要家の各時間帯における単位電力料金が設定される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力使用平準化促進システムにおいて、前記第１の料金設定手段は、１日を１時間ごとの時間帯に分割し、各時間帯における前記加減料金を設定する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電力使用平準化促進システムにおいて、前記第１の料金設定手段は、１日を連続した時間からなる時間グループに分割し、さらに各時間グループを複数の時間帯に分割して、各時間帯における前記加減料金を設定する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、１日を複数の時間帯に分割し、各時間帯における基準単位電力料金に対する加減料金を、予め記憶した発電設備や送電・配電設備などに最も適合した最適使用量に近似する電力需要の時間帯を基準時間とし、前記基準時間の電力需要と前記最適使用量との差および、前記各時間帯の電力需要の変動に基づいて設定する第１のステップと、複数の時間帯における対象需要家の全電力使用量に対する、電力需要が少ない時間帯における前記対象需要家の電力使用量の割合を示す非ピーク時使用率を算出する第２のステップと、前記非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、電力需要が多い時間帯の単位電力料金を低く、または、電力需要が少ない時間帯の単位電力料金を低く設定するように非ピーク時使用率に応じた追加加減料金を設定し、前記第１のステップで設定された各時間帯の加減料金と、前記第２のステップで算出された非ピーク時使用率と、前記追加加減料金とに基づいて前記対象需要家の各時間帯における単位電力料金を設定する第３のステップと、を備えることを特徴とする電力使用平準化促進方法である。

請求項１および４に記載の発明によれば、第１の料金設定手段（第１のステップ）による加減料金と第２の料金設定手段（第３のステップ）による単位電力料金の調整、設定により、電力使用の平準化を柔軟にかつ強く促進することが可能となる。例えば、第１の料金設定手段によって非ピーク時の料金を減額設定し、さらに、第２の料金設定手段によって非ピーク時使用率が高い需要家に対して料金を低く設定する。このように料金面で二重のメリットを設定することで、需要家に非ピーク時の電力使用を喚起し、電力使用の平準化を促進することが可能となる。

また、非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、ピーク時の単位電力料金を低く設定することで、非ピーク時の電力使用をより促進することが可能となる。さらに、非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、非ピーク時の単位電力料金を低く設定することで、非ピーク時の電力使用をより促進することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、１日における１時間ごとの加減料金を設定するため、電力需要に適合した柔軟かつ緻密な料金設定が可能となり、この結果、電力需要に適合した電力使用の平準化を促進することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、昼間や夜間などの時間グループ内における時間帯で加減料金を設定するため、時間グループ内での電力需要に適合した料金設定が可能となり、この結果、電力需要に適合した電力使用の平準化を促進することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る電力使用平準化促進システムを示す概略構成図である。 図１のシステムの第１のタスクのフローチャートである。 図２の第１のタスクで設定される各時間の加減料金および、第３のタスクで設定される夜間使用率が５０％以上の場合の加減料金の例を示す図である。 図２の第１のタスクで設定される各時間の加減料金および、第３のタスクで設定される夜間使用率が５０％以上の場合の追加割引の例を示す図である。 図１のシステムによる促進方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る電力使用平準化促進システムにおける加減料金の対象時間の一例を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る電力使用平準化促進システムにおける加減料金の対象時間の他例を示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態に係る電力使用平準化促進システム１を示す概略構成図である。このシステム１は、電力使用（電力負荷）のピークを下げ平準化を図るためのシステムであり、主として、各需要家宅Ｃ１〜Ｃｎに設置された電力量計２１〜２ｎと、データ集計装置３と、料金設定コンピュータ４とを備えている。また、各電力量計２１〜２ｎとデータ集計装置３とは、通信網ＮＷを介して通信可能に接続され、データ集計装置３と料金設定コンピュータ４も通信可能に接続されている。

電力量計２１〜２ｎは、需要家宅Ｃ１〜Ｃｎにおける単位時間（例えば、３０分）ごとの電力使用量を測定する計器であり、測定結果をリアルタイムまたは定期的に、通信網ＮＷを介してデータ集計装置３に送信するようになっている。データ集計装置３は、各電力量計２１〜２ｎから受信した測定結果を集計、記憶する装置である。具体的には、各需要家宅Ｃ１〜Ｃｎの１日の各時間における月間平均電力使用量や、発電設備あるいは送電・配電設備単位などでの1日の各時間における月間平均総電力使用量（全需要家による電力使用量）などを集計、記憶する。そして、このような集計データは、料金設定コンピュータ４から読取可能となっている。

料金設定コンピュータ４は、記憶部４１と、出力部４２と、第１のタスク（第１の料金設定手段）４３と、第２のタスク（使用率算出手段）４４と、第３のタスク（第２の料金設定手段）４５と、これらを制御などする中央処理部４６とを備えている。

記憶部４１は、データ集計装置３から取得した集計データや、第１のタスク４３による設定結果、第２のタスクによる算出結果などを記憶するメモリである。出力部４２は、第３のタスク４５での設定結果などを表示、印刷あるいは外部に送信などする装置である。

第１のタスク４３は、１日を複数の時間帯に分割し、各時間帯における基準単位電力料金に対する加減料金を、各時間帯の電力需要に基づいて設定するプログラムである。すなわち、１日を１時間ごとの時間帯に２４分割し、電力需要が多い時間帯（ピーク時）の単位電力料金（例えば、１０ｋｗｈあたりの料金）を基準単位電力料金よりも高くし、電力需要が少ない時間帯（非ピーク時）の単位電力料金を基準単位電力料金よりも低く（割り引いて）設定する。ここで、一般に、昼間がピーク時、夜間が非ピーク時に該当する。

具体的には、図２のフローチャートに示すように、まず、対象月（例えば、前月あるいは前年同月）の１日の各時間における平均総電力使用量、つまり電力需要（電力負荷）をデータ集計装置３から取得する（ステップＳ１）。次に、図３または図４に示すように、電力使用量が多い順にデータ（時間とその平均総電力使用量）を順位付けする（ステップＳ２）。続いて、各時間帯の電力需要に基づいて、基準時間と基準単位電力料金とを決定する（ステップＳ３）。すなわち、発電設備や送電・配電設備などに最も適合した最適使用量と、その最適単位電力料金とが予め記憶され、この最適使用量に近似する平均総電力使用量の時間帯を基準時間とする。また、この基準時間の平均総電力使用量と最適使用量との差および、各時間の平均総電力使用量の変動に基づいて、最適単位電力料金を調整して基準単位電力料金を算出、決定する。その結果、図３または図４に示すように、例えば、順位８番の時間が基準時間とされる。

次に、各時間における基準単位電力料金に対する加算額または割引額を算出、設定する（ステップＳ４）。すなわち、ステップＳ３で決定した基準時間の平均総電力使用量と他の各時間における平均総電力使用量との差、およびステップＳ３で決定した基準単位電力料金とに基づき、電力需要が多いほどより高く、電力需要が少ないほどより低くなり、かつシステムの運用が可能なように設定する。具体的には、例えば図３に示すように、基準時間から上位の順位の時間に対して、順次０．５円または１円ずつ加算額が増し、基準時間から下位の順位の時間に対して、順次０．５円ずつ割引額が増すように設定する。あるいは図４に示すように、基準時間から上位の順位の時間に対して、順次略０．５円ずつ加算額が増し、基準時間から下位の順位の時間に対して、順次略０．２５円ずつ割引額が増すように設定する。換言すると、このような加算額または割引額としても、料金的にシステム運用が成り立つように、基準時間と基準単位電力料金とが決定される。そして、設定した加算額または割引額などを記憶部４１に記憶する（ステップＳ５）ものである。このような第１のタスク４３では、起動のたびに、対象月（前月、前年同月など）の電力需要などによって各時間の加減料金が変動するようになっている。

第２のタスク４４は、複数の時間帯における対象需要家の全電力使用量に対する、非ピーク時における対象需要家の電力使用量の割合を示す非ピーク時使用率を算出するプログラムである。具体的には、まず、算出対象の需要家の対象月（例えば前月）の１日の各時間における平均電力使用量をデータ集計装置３から取得するとともに、第１のタスク４３のステップＳ２で順位付けされた時間を記憶部４１から取得する。そして、次の式に基づいて、非ピーク時使用率（夜間使用率）を算出する。
非ピーク時使用率＝順位１７番〜２４番時の電力使用量÷
順位１番〜８番時＋順位１７番〜２４番時の電力使用量）×１００
ここで、式中の順位は、記憶部４１に記憶された順位であり、例えば、「順位１番時の電力使用量」とは、平均総電力使用量が1番多い（電力需要が1番の）時間における対象需要家の電力使用量を意味し、同様に、「順位２４番時の電力使用量」とは、平均総電力使用量が１番少ない（電力需要が２４番の）時間における対象需要家の電力使用量を意味する。

このように、ピーク時を順位１番〜８番時、非ピーク時を順位１７番〜２４番時とし、ピーク時と非ピーク時の総電力使用量に対する非ピーク時の電力使用量の割合を非ピーク時使用率としているが、その他の式に基づく割合を非ピーク時使用率としてもよい。例えば、1日の総電力使用量に対する非ピーク時の電力使用量の割合を非ピーク時使用率とし、次の式によって非ピーク時使用率を算出してもよい。
非ピーク時使用率＝順位１７番〜２４番時までの電力使用量÷
順位１番〜２４番時までの電力使用量×１００
第３のタスク４５は、第１のタスク４３で設定された各時間の加減料金と、第２のタスク４４で算出された非ピーク時使用率とに基づいて対象需要家の各時間帯における単位電力料金を設定するプログラムである。この実施の形態では、非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、ピーク時の単位電力料金などを低く設定する。具体的には、まず、非ピーク時使用率（夜間使用率）が５０％以上の場合に、図３に示すように、ピーク時つまり順位１番〜８番の時間における加減料金をゼロとし、ピーク時以外の時間での加減料金は、第１のタスク４３で設定された額とする。つまり、第１のタスク４３で設定されたピーク時の加算額のみを割り引くものである。これを第１の割引方法とする。

この他、非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、ピーク時および非ピーク時の単位電力料金を低く設定してもよい。具体的には、図４に示すように、非ピーク時使用率（夜間使用率）が５０％以上の場合には、第１のタスク４３で設定された加減料金を非ピーク時使用率に応じて割り引く。例えば、非ピーク時使用率が８０％以上９０％未満の場合、順位５番以降の時間では、第１のタスク４３で設定された加減料金から図中の割引額（例えば、順位５番の時間では「−０．２５」）を割り引く。これを第２の割引方法とする。ここで、具体的な割引額や割引基準の非ピーク時使用率は、システム全体における電力使用量や電力料金などに基づいて、システムの運用な可能なように設定される。

次に、この加算額または割引額に基づいて、各時間における単位電力料金を設定する。すなわち、対象需要家の非ピーク時使用率が所定率未満の場合には、基準単位電力料金に第１のタスク４３で設定された加減料金を加減して、単位電力料金を算出、設定する。また、対象需要家の非ピーク時使用率が所定率以上の場合、第１の割引方法では、上記のような加減料金（図３中の「夜間使用率が５０％以上の場合の単価加算・割引額」）を基準単位電力料金に加減して、単位電力料金を算出、設定する。さらに、第２の割引方法では、第１のタスク４３で設定された加減料金（図４中の「単価加算・割引額」）から上記の割引額（図４中の「追加割引」）を割り引いた額を最終加減料金とし、この最終加減料金を基準単位電力料金に加減して、単位電力料金を算出、設定するものである。このような第３のタスク４５では、起動のたびに、電力需要や対象需要家の非ピーク時使用率などによって、対象需要家の各時間の単位電力料金が変動するようになっている。

次に、このような構成の電力使用平準化促進システム１の作用および、このシステム１による電力使用平準化促進方法について、図５のフローチャートに基づいて説明する。

まず、各需要家宅Ｃ１〜Ｃｎの電力量計２１〜２ｎからデータ集計装置３に、順次測定結果が送信されると、データ集計装置３において測定結果が、上記のようにして集計、記憶される（ステップＳ１１）。次に、電力料金を設定する時期(例えば、月末)になると（ステップＳ１２で「Ｙ」の場合）、第１のタスク４３が起動され（ステップＳ１３）、第１のステップとして上記のようにして、１日の各時間における基準単位電力料金に対する加減料金が設定される。続いて、第２のタスク４４が起動され（ステップＳ１４）、第２のステップとして上記のようにして、対象需要家の非ピーク時使用率が算出される。さらに、第３のタスク４５が起動され（ステップＳ１５）、第３のステップとして上記のようにして、対象需要家の各時間における単位電力料金が設定される。

ここで、ステップＳ１４とステップＳ１５とは、対象となるすべての需要家に対して行われる。そして、設定された単位電力料金や非ピーク時使用率などが、電子メールなどによってすべての対象需要家に通知され（ステップＳ１６）、さらに、ステップＳ１３で設定された各時間の加減料金など(図３、４)が、インターネットなどを介して開示される（ステップＳ１７）。これにより、対象需要家は、設定された単位電力料金などを知り、他の需要家などは、電力を使用する時刻による加算額や割引額などを知ることができる。このような処理が、システム１が継続中（ステップＳ１８で「Ｙ」の間中）繰り返して行われるものである。

以上のように、この電力使用平準化促進システム１および促進方法によれば、第１のタスク４３によってピーク時の単位電力料金が高く、かつ非ピーク時の単位電力料金が低く設定され、さらに、非ピーク時使用率が高い場合には、第３のタスク４５によってピーク時などの単位電力料金がさらに低く設定される。すなわち、第１の促進手段として、非ピーク時の料金が低く設定され、第２の促進手段として、非ピーク時の電力使用率を高めることでさらに料金が低くなる、という二重のメリットが設定されている。この結果、需要家に非ピーク時での電力使用を強く喚起し、電力使用の平準化を促進することが可能となる。しかも、第１のタスク４３において、１時間ごとの加減料金が設定されるため、電力需要の変動に適合した柔軟かつ緻密な料金設定が可能となり、この結果、電力需要に適合した電力使用の平準化を促進することが可能となる。

（実施の形態２）
この実施の形態では、１日を連続した時間からなる複数の時間グループに分割し、さらに各時間グループを複数の時間帯に分割して、各時間帯における加減料金を設定する点で、実施の形態１と構成が異なる。

具体的には、第１のタスク４３において、１日を４つの時間グループに分割する。すなわち、図６に示すように、８時〜１０時のファミリータイムＡと、１０時〜１７時のデイタイムと、１７時〜２３時のファミリータイムＢと、２３時〜翌８時のナイトタイムとに分割する。また、各時間グループにおける基準単位電力料金が予め設定され、第１のタスク４３によって、基準単位電力料金よりも加算または減算されるべき時間帯とその金額とが設定される。すなわち、同一時間グループ内において、電力需要が多い時間帯（ブラックタイム）では料金が割増され、電力需要が少ない時間帯（ゴールデンタイム）では料金が割り引かれる。

例えば、ファミリータイムＢでは、１９時〜２０時がブラックタイムとされ、ファミリータイムＢの基準単位電力料金よりも１円加算され、２２時〜２３時がゴールデンタイムとされ、基準単位電力料金よりも２円減算される。また、ブラックタイムとゴールデンタイム以外の時間では、加減料金をゼロとする。ここで、具体的な加算額および減算額は、実施の形態１と同様に、基準単位電力料金などに基づいて料金的にシステム運用が成り立つように、設定される。また、電力需要の変動によっては、時間グループごとにブラックタイムとゴールデンタイムとを設ける必要はない。つまり、ピークカットしたい（負荷を減らしたい）時間帯のみをブラックタイムとし、ピークシフトをさせたい（負荷を増やしたい）時間帯のみをゴールデンタイムとすればよい。例えば、図７に示すように、ブラックタイムをデイタイム中のみに設け、ゴールデンタイムをナイトタイ中のみに設けてもよい。

このような実施の形態２によれば、時間グループごとに基準単位電力料金が異なり、さらに時間グループ内における時間帯で加減料金を設定するため、電力料金をより柔軟かつ多様に設定することができる。この結果、電力需要の変動などにより適合した電力料金を設定し、電力使用の平準化をより促進することが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、各電力量計２１〜２ｎからデータ集計装置３に、通信網ＮＷを介して測定結果を送信しているが、検針員がハンディターミナルによって電力量計２１〜２ｎから測定結果を読み取り、ハンディターミナルからデータ集計装置３に測定結果を送信、アップロードするようにしてもよい。また、季節や特別の社会事情などによって、ある時間帯の電力使用率を上げたり下げたりしたい場合には、データ集計装置３においてその時間帯の電力需要（平均総電力使用量）を調整することで、本システム１を適用することができる。

１ 電力使用平準化促進システム
２１〜２ｎ 電力量計
３ データ集計装置
４ 料金設定コンピュータ
４３ 第１のタスク（第１の料金設定手段）
４４ 第２のタスク（使用率算出手段）
４５ 第３のタスク（第２の料金設定手段）
Ｃ１〜Ｃｎ 需要家宅
ＮＷ 通信網

Claims (4)

1. １日を複数の時間帯に分割し、各時間帯における基準単位電力料金に対する加減料金を、予め記憶した発電設備や送電・配電設備などに最も適合した最適使用量に近似する電力需要の時間帯を基準時間とし、前記基準時間の電力需要と前記最適使用量との差および、前記各時間帯の電力需要の変動に基づいて設定する第１の料金設定手段と、
   複数の時間帯における対象需要家の全電力使用量に対する、電力需要が少ない時間帯における前記対象需要家の電力使用量の割合を示す非ピーク時使用率を算出する使用率算出手段と、
   前記非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、電力需要が多い時間帯の単位電力料金を低く、または、電力需要が少ない時間帯の単位電力料金を低く設定するように非ピーク時使用率に応じた追加加減料金を設定し、前記第１の料金設定手段で設定された各時間帯の加減料金と、前記使用率算出手段で算出された非ピーク時使用率と、前記追加加減料金とに基づいて前記対象需要家の各時間帯における単位電力料金を設定する第２の料金設定手段と、
   を備えることを特徴とする電力使用平準化促進システム。
2. 前記第１の料金設定手段は、１日を１時間ごとの時間帯に分割し、各時間帯における前記加減料金を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の電力使用平準化促進システム。
3. 前記第１の料金設定手段は、１日を連続した時間からなる時間グループに分割し、さらに各時間グループを複数の時間帯に分割して、各時間帯における前記加減料金を設定する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の電力使用平準化促進システム。
4. １日を複数の時間帯に分割し、各時間帯における基準単位電力料金に対する加減料金を、予め記憶した発電設備や送電・配電設備などに最も適合した最適使用量に近似する電力需要の時間帯を基準時間とし、前記基準時間の電力需要と前記最適使用量との差および、前記各時間帯の電力需要の変動に基づいて設定する第１のステップと、
   複数の時間帯における対象需要家の全電力使用量に対する、電力需要が少ない時間帯における前記対象需要家の電力使用量の割合を示す非ピーク時使用率を算出する第２のステップと、
   前記非ピーク時使用率が所定率以上の場合に、電力需要が多い時間帯の単位電力料金を低く、または、電力需要が少ない時間帯の単位電力料金を低く設定するように非ピーク時使用率に応じた追加加減料金を設定し、前記第１のステップで設定された各時間帯の加減料金と、前記第２のステップで算出された非ピーク時使用率と、前記追加加減料金とに基づいて前記対象需要家の各時間帯における単位電力料金を設定する第３のステップと、
   を備えることを特徴とする電力使用平準化促進方法。

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