JP5819991B2 - 電力需要調整システム及び電力需要調整方法 - Google Patents

電力需要調整システム及び電力需要調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、電力需要調整システム及び電力需要調整方法に関する。
電力のピーク需要を抑制するために、時間帯に応じた電気料金プランやデマンドレスポンス(DR)等の需要調整方法が知られている。需要調整方法の具体的な方法として、電気会社(電気事業者)が電力消費の抑制を需要家に依頼し、電力抑制量に対するインセンティブ(報奨金、或いはリベートとも呼ばれる)を需要家に支払う技術や、電力の総需要量と総供給量との差を解消するように分散型電源を制御して電力の需給を調整する技術が知られている(例えば、特許文献1,2)。
デマンドレスポンスにおいて、電気会社は、電力逼迫の発生前に需要家と節電の契約を行う。この契約において、電気会社は、需要家へ、要請する節電量と、要請に応じた場合の料金の割引額とを提示する。また、電気会社は、電力逼迫の発生後に需要家の使用量を計測することにより、需要家が契約通りに節電を実施したか否かを確認する。
特開2002-252924号公報 特開2002-010500号公報
電力会社が需要家との電気使用の契約を行い、更に、デマンドレスポンスが行われる場合、電力会社が需要家との間で節電の契約を行う。この節電の契約に関して、電気会社が、需要家の代理人(アグリゲータとも呼ばれる)と節電の契約を行い、更に代理人が複数の需要家と節電の契約を行う場合がある。
この場合、電気会社は、節電後に各需要家の節電量を計測することはできるが、代理人の節電量を計測することができない。これにより、電気会社は、代理人が契約通りに節電を実施したか否かを確認することができない。そのため、代理人が、実施できる節電量と異なる節電量を契約することにより、不正にインセンティブを得ることが発生し得る。
本発明は、代理人に属する需要家の電力使用の調整に対し、代理人に属する調整量(代理人の行為によって達成された節電量)の実績を算出する技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決すべく、本発明の一態様は、代理人を介して電力使用の契約を結んでいる需要家の電力需要を調整するための電力需要調整システムであって、電力使用のための前記需要家の設備を示す設備情報と、前記需要家の電力使用の実績を示す実績情報とを取得する取得部と、前記取得された設備情報と前記取得された実績情報とに基づいて、前記調整についての前記代理人に属する調整量の実績である実績調整量を算出する算出部とを備える。
図1は、電力需給システムの情報処理設備の構成を示す。 図2は、電力需給システムの電力設備の構成を示す。 図3は、需要家システムの情報処理設備の構成を示す。 図4は、アグリゲータ処理装置の構成を示す。 図5は、節電準備処理を示す。 図6は、Saのためのインセンティブ情報を示す。 図7は、Sbのためのインセンティブ情報を示す。 図8は、節電処理におけるアグリゲータ処理装置の動作を示す。 図9は、節電予約処理を示す。 図10は、承認処理を示す。 図11は、節電検証処理を示す。
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
ここでは、本発明の電力需要調整システムが適用された電力需給システムについて説明する。
まず、この電力需給システムの構成について説明する。
図1は、電力需給システムの情報処理設備の構成を示す。本発明の技術的範囲は、図1及び図1以下の各図面に示される構成に限定されない。本発明の思想に合致するあらゆる応用例が、本発明の技術的範囲に含まれる。図1に示す構成要素のうち、幾つかの構成要素を取り除いた構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。図1に示す構成に、他の構成要素を加えた構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。
電力需給システムの情報処理設備は、電力会社システム100と、アグリゲータシステム200と、複数のサブアグリゲータシステム300と、複数の需要家システム400とを有する。電力会社システム100は、電力会社により管理される。アグリゲータシステム200は、アグリゲータにより管理される。この実施例における二つのサブアグリゲータシステム300は、二つのサブアグリゲータにより夫々管理される。これらの二つのサブアグリゲータを示すサブアグリゲータ識別子を、Sa,Sbとする。この実施例における三つの需要家システム400は、三つの需要家により夫々管理される。これら三つの需要家を示す需要家識別子を、Ca,Cb,Ccとする。アグリゲータシステム200に接続されているサブアグリゲータシステム300の数と、一つのサブアグリゲータシステム300に接続されている需要家システム400の数は、この実施例に限定されない。また、この実施例では、アグリゲータ及びサブアグリゲータで形成されている2層の代理人が存在するとしたが、3層以上の代理人が存在しても良い。
需要家は、電力会社と電力供給の契約と、節電の契約とを結んでいる。これにより需要家は節電量に応じたインセンティブを電力会社から受け取る。インセンティブは電気料金の割引として受け取ることも、節電へのリベートの支払いとして受け取ることもある。同時に需要家は幾つかのサブアグリゲータと節電サービスの契約を結んでいる。これにより、需要家は、節電量に応じた節電サービス料金をサブアグリゲータへ支払う。また、一つの需要家の契約先のサブアグリゲータは、一つであっても良い。また、一つのサブアグリゲータの契約先の需要家は、一つであっても良い。
サブアグリゲータは、アグリゲータと節電管理の契約を結んでいる。これにより、サブアグリゲータは、管理している需要家の節電量に応じたインセンティブをアグリゲータから受け取る。
アグリゲータは、電力会社と節電管理の契約を結んでいる。これにより、アグリゲータは、管理している需要家の節電量に応じたインセンティブを電力会社から受け取る。
なお節電に関するインセンティブは、節電管理へのインセンティブを含め、全額が電力会社から需要家に支払われるようにしてもよい。このとき需要家とサブアグリゲータとは、電力消費量の制御に関わるサービスの契約を結び、需要家はサブアグリゲータに節電サービス料金を支払うようにしてもよい。サブアグリゲータは、電力消費量の制御に関わる節電サービスの料金をアグリゲータに支払うようにしてもよい。
また節電に関するインセンティブは、アグリゲータに支払われるようにしてもよい。このときアグリゲータから管理している節電量に応じてサブアグリゲータにインセンティブが支払われ、サブアグリゲータから需要家に節電量に応じてインセンティブが支払われる。
また節電に関するインセンティブは、サブアグリゲータに支払われるようにしてもよい。このときサブアグリゲータから、アグリゲータに節電管理に関するサービス料金がアグリゲータに支払われ、サブアグリゲータから、需要家に節電量に応じたインセンティブが支払われる。
この実施例における需要家の節電量は、過去の所定時点における需要家の電気機器の電力使用量から、節電時間帯の所定時点における需要家の電気機器の電力使用量を減算した量を示す。ここで電力使用量は、消費電力であっても良いし、消費電力量であっても良いし、所定の時間長の消費電力量であっても良い。所定の時間長は例えば、30分である。
需要家システム400は、通信ネットワークを介して契約先のサブアグリゲータシステム300との通信を行う。サブアグリゲータシステム300は、通信ネットワークを介してアグリゲータシステム200との通信を行う。アグリゲータシステム200は、通信ネットワークを介して電力会社システム100との通信を行う。
電力会社システム100は、電力会社処理装置110と、需要データベース160と、供給データベース170とを有する。以下、データベースをDBと呼ぶ。電力会社処理装置110は、需要家システム400からの検針データを取得し、検針データから得られる情報を需要DB160へ格納する。また、電力会社処理装置110は、需要DB160に基づいて、アグリゲータのリベートやインセンティブを計算する。また、電力会社処理装置110は、発電設備510の稼働状況を示す情報を取得し、供給DB170へ格納する。また、電力会社処理装置110は、需要DB160及び供給DB170に基づいて、電力逼迫を予測し、電力逼迫を示す電力逼迫情報をアグリゲータシステム200へ送る。
なお、需要DB160と供給DB170とは、電力会社処理装置110内に設けられていても良い。
アグリゲータシステム200は、アグリゲータ処理装置210と、検針DB260と、サブアグリゲータDB270と、電力DB280とを有する。アグリゲータ処理装置210は、電力会社処理装置110から需要DB160内の情報を取得し、検針DB260を作成する。また、アグリゲータ処理装置210は、各サブアグリゲータとの契約の情報を、サブアグリゲータDB270へ格納する。また、アグリゲータ処理装置210は、電力会社処理装置110からの節電に関する情報を取得し、電力DB280へ格納する。また、アグリゲータ処理装置210は、電力会社処理装置110から電力供給に関する情報を取得し、電力DB280へ格納する。
なお、検針DB260とサブアグリゲータDB270と電力DB280とは、アグリゲータ処理装置210内に設けられていても良い。
また、電力会社処理装置110が、アグリゲータ処理装置210の機能を有していても良い。
サブアグリゲータシステム300は、サブアグリゲータ処理装置310と、需要家DB360とを有する。サブアグリゲータ処理装置310は、各需要家との契約の情報を、需要家DB360へ格納する。サブアグリゲータ処理装置310は、接続されているBC(Building Controller)の制御を行う。
なお、需要家DB360は、サブアグリゲータ処理装置310内に設けられていても良い。
図2は、電力需給システムの電力設備の構成を示す。電力需給システムの電力設備は、電力会社処理装置110と、発電設備510と、送電網520と、需要家システム400とを有する。発電設備510は、電力会社処理装置110により制御され、発電を行う。需要家システム400は、発電設備510から送電網520を介して電力を供給される。需要家システム400は、メータ450と、電気機器430aと、電気機器430b、電気機器430cとを有する。電気機器430a,430b,430cは、発電設備510から送電網520及びメータ450を介して電力を供給されて動作する負荷である。
次に、需要家システム400の情報処理設備の詳細について説明する。
図3は、需要家システム400の情報処理設備の構成を示す。需要家システム400は需要家設備内に設けられている。この実施例における需要家設備は、ビルである。需要家システム400は、メータ450と、BC(Building Controller)410aと、BC410bと、需要家端末装置420と、電気機器430aと、電気機器430bと、電気機器430cと、稼働DB440aと、稼働DB440bと、稼働DB440cとを有する。
BC410aは、通信ネットワークを介してSaのサブアグリゲータ処理装置310からのコマンドを受けることにより制御される。BC410bは、通信ネットワークを介してSbのサブアグリゲータ処理装置310からのコマンドを受けることにより制御される。言い換えれば、BC410a,410bは、夫々Sa,Sbに対応している。
電気機器430aは、Saとの契約に含まれており、Saのサブアグリゲータ処理装置310によりBC410aを介して遠隔制御される。電気機器430bは、Sbとの契約に含まれており、Sbのサブアグリゲータ処理装置310によりBC410bを介して遠隔制御される。言い換えれば、電気機器430a,430bは、夫々BC410a,410bに対応している。電気機器430cは、Saとの契約に含まれており、手動で制御される。ここで需要家は、サブアグリゲータ処理装置310から需要家端末装置420へ通知される情報に基づいて、電気機器430cを制御することにより節電を行う。
また、BC410aとBC410bは、一つの装置であっても良いし、より多くの装置であっても良い。
電気機器430a,430bは例えば、BCにより制御不可能なエアコン(Air Conditioner)等の空調機器である。また、電気機器430cは例えば、その他のBCにより制御不可能な照明機器である。なお、電気機器430a,430b,430cの夫々は、エレベータ等、他の電気機器であっても良く、それはBCにより制御可能であっても、制御不可能であっても良い。また、各需要家システム400における電気機器430a,430b,430cの種類と数や、電気機器430a,430b,430cとサブアグリゲータとの所属関係は、この実施例に限定されない。
BC410aは、制御対象である電気機器430aの稼働状況を示す稼働ログを、稼働DB440aへ記録する。同様にBC410bは、制御対象である電気機器430bの稼働状況を示す稼働ログを、稼働DB440bへ記録する。需要家端末装置420は、需要家により入力される電気機器430cの稼働状況を示す稼働ログを、稼働DB440cへ記録する。稼働状況は例えば、電気機器の稼動期間、設定温度等、消費電力量を示す情報であっても良いし、消費電力であってもよいし、所定の時間長の消費電力量であっても良い。所定の時間長は例えば、30分である。
メータ450は、所定の計測時間間隔で需要家システム400の電力使用量を計測することにより検針データを取得する、検針用の通信ネットワークを介して検針データを電力会社処理装置110へ送る。計測時間間隔は例えば、30分である。これにより、検針データは、需要家毎、計測時刻毎に、需要DB160へ蓄積される。なお、検針データは、計測時間間隔の間の電力使用量であっても良いし、計測時間間隔の間の最大の電力使用量であっても良い。
図4は、アグリゲータ処理装置210の構成を示す。アグリゲータ処理装置210は、通信部211と、予約部212と、検証部213とを有する。予約部212及び検証部213は、通信部211を介して、電力会社処理装置110、サブアグリゲータ処理装置310との通信を行う。また、予約部212及び検証部213は、通信部211を介して、検針DB260、サブアグリゲータDB270、電力DB280との通信を行うことにより、情報の取得や格納を行う。予約部212は、サブアグリゲータ処理装置310との間で節電の予約に関する処理を行う。検証部213は、サブアグリゲータ処理装置310との間で節電の検証に関する処理を行う。
次に、電力需給システムによる節電の準備である節電準備処理について説明する。
図5は、節電準備処理を示す。この図は、電力会社処理装置110とアグリゲータ処理装置210とサブアグリゲータ処理装置310と需要家端末装置420との動作を示すシーケンス図である。サブアグリゲータと需要家との契約時、需要家端末装置420は、需要家設備を示す情報である需要家設備情報をサブアグリゲータ処理装置310へ送信する(S110)。これにより、サブアグリゲータ処理装置310は、需要家設備情報を取得し、需要家DB360へ登録する。この需要家設備情報は、対象の需要家の需要家設備の延床面積と、その需要家設備の最大需要電力に基づいて決定されている契約電力とを含む。なお、需要家設備情報は、延床面積の代わりに、需要家設備の室内空間の容積を含んでも良い。また、需要家設備情報は、需要家設備内の電気機器の種類及び数を含んでも良い。また、需要家設備情報は、電気機器の種類の代わりに、電気機器の性能や効率を含んでも良い。なお、サブアグリゲータ処理装置310は、サブアグリゲータにより入力される需要家設備情報を取得し、需要家DB360へ登録しても良い。
アグリゲータとサブアグリゲータと需要家との契約時、サブアグリゲータ処理装置310は、需要家DB360から、そのサブアグリゲータと契約している全ての需要家の需要家設備情報を取得し、サブアグリゲータ設備情報としてアグリゲータ処理装置210へ送る(S120)。これにより、アグリゲータ処理装置210は、サブアグリゲータ設備情報と取得し、サブアグリゲータDB270へ登録する(S120)。
次に電力会社処理装置110は、アグリゲータ処理装置210へ、節電時間帯と節電量及びインセンティブの関係を示す節電情報とを通知する(S140)。
ここで電力会社処理装置110は、需要DB160及び供給DB170に基づいて、過去のデータから電力の総供給量と総需要量を予測し、総供給量と総需要量の差が所定の閾値以下になる電力逼迫を予測する。ここで、電力会社処理装置110は例えば、同様の条件で過去に発生した電力逼迫のデータに基づいて予測する。同様の条件は例えば、前年の同じ季節の同時刻である。また、電力会社処理装置110は、電力逼迫が発生する時間帯を節電時間帯とし、総供給量と総需要量の差が最も小さくなる時刻を電力逼迫時刻とし、電力逼迫時刻において削減することが必要な電力使用量を節電量とする。
アグリゲータ処理装置210は、サブアグリゲータ処理装置310へ、節電時間帯と節電に対するインセンティブを示すインセンティブ情報とを送る(S150)。これを受けたサブアグリゲータ処理装置310は、インセンティブ情報を表示する。サブアグリゲータ処理装置310は、需要家端末装置420へ、節電時間帯とインセンティブ情報とを送る(S160)。これを受けた需要家端末装置420は、インセンティブ情報を表示する。
ここで、アグリゲータ処理装置210は、インセンティブ情報を生成し、サブアグリゲータDB270へ格納する。インセンティブ情報は例えば、電気機器の種類を示す節電種類と、その電気機器による節電に対する単位時間当たりのインセンティブを示す節電単価とを含む。単位時間は例えば、1時間である。
図6は、Saのためのインセンティブ情報を示す。この例において、Saに属する電気機器のうち、Saにより制御可能な空調機器である電気機器430aの節電単価は、1kWあたり10円/時であり、Saにより制御不可能な照明機器である電気機器430cの節電単価は、1kWあたり3円/時である。図7は、Sbのためのインセンティブ情報を示す。この例において、Sbに属する電気機器であってSbにより制御可能な空調機器である電気機器430bの節電単価は、1kWあたり10円/時である。この場合、アグリゲータ処理装置210は、各節電種類の節電単価を決定する。なお、節電種類は、対応する電気機器の性能や効率を示す情報に予め関連付けられている。節電単価の決定には、対応する電気機器の物理シミュレーションを用いても良いし、電気機器の性能や効率を示す情報を用いても良いし、気象条件を用いても良い。
また、節電単価は1kWあたり10円/時などの固定値ではなく、Fc(i,W)という関数で表すことができる。ここでiは電気機器の番号、Wは節電量[kW]であり、Fc(i,W)は、一時間あたりに、W[kW]の節電をすることに与えられるインセンティブの額である。Fc(i,W)を簡単のためにFc(i)と表記することもある。また関数の合成から、サブアグリゲータが制御する機器での節電の総インセンティブ額を表す関数Fc(s)が与えられる。sはサブアグリゲータをあらわす変数である。
需要家端末装置420は、節電時間帯とインセンティブ情報に対し、節電時間帯において需要家により実施可能な節電の内容を示す需要家申請情報をサブアグリゲータへ送ることにより、節電の予約を申請する(S180)。この需要家申請情報は、需要家識別子と、節電時間帯においてその需要家により実施可能な節電量である需要家申請節電量と、その節電のために制御される電気機器の種類を示す節電種類とを示す。サブアグリゲータ処理装置310は、需要家端末装置420からの需要家申請情報を需要家DB360へ格納する。
サブアグリゲータ処理装置310は、節電時間帯とインセンティブ情報に対し、需要家DB360内の需要家申請情報に基づいてサブアグリゲータ申請情報を生成し、このサブアグリゲータ申請情報をアグリゲータ処理装置210へ送ることにより、節電の予約を申請する(S190)。このサブアグリゲータ申請情報は、サブアグリゲータ識別子と、そのサブアグリゲータに属する需要家の需要家申請情報のうち、その需要家に属する電気機器による節電の内容とを含む。アグリゲータ処理装置210は、サブアグリゲータ処理装置310からのサブアグリゲータ申請情報をサブアグリゲータDB270へ格納する。
以上が節電準備処理のフローである。
この実施例における需要家の節電量は、過去の所定時点における需要家の電気機器の電力使用量から、節電時間帯の所定時点における需要家の電気機器の電力使用量を減算した量を示す。また、サブアグリゲータの節電量は、そのサブアグリゲータに属する全ての電気機器の節電量の合計を示す。この実施例での形態のほかに、契約している所定の電力量(契約電力[kW]や契約アンペア)から電力使用量を減算した値を節電量とするような形態をとることがある。
次に、電力需給システムによる節電時間帯前後の処理である節電処理について説明する。
電力会社処理装置110は、予測される電力逼迫に対し、アグリゲータに節電を要請するためのアグリゲータ節電要請をアグリゲータ処理装置210へ送る。ここで、電力会社処理装置110は、需要DB160及び供給DB170に基づいて、節電を要請する時間帯である節電時間帯と、節電時間帯内で最も電力需給が逼迫する時刻である電力逼迫時刻と、アグリゲータに要請する節電量であるアグリゲータ要請節電量とを決定する。アグリゲータ節電要請は、節電時間帯と電力逼迫時刻とアグリゲータ要請節電量とを含む。電力逼迫時刻は、総供給量と総需要量の差が最も小さくなると予測される時刻である。節電時間帯は、電力逼迫時刻を含み、電力逼迫が発生する時間帯である。
図8は、節電処理におけるアグリゲータ処理装置210の動作を示す。まずアグリゲータ処理装置210は、電力会社処理装置110からアグリゲータ節電要請を受ける(S210)。次にアグリゲータ処理装置210は、アグリゲータ節電要請に基づいて、各サブアグリゲータの実施可能な節電量を考慮し、各サブアグリゲータの予約節電量を決定し、サブアグリゲータ処理装置310へ指示する節電予約処理を行う(S220)。
次に節電時間帯の後、アグリゲータ処理装置210は、各サブアグリゲータの節電の実績を検証する節電検証処理を行い(S230)、このフローを終了する。
以上が節電処理のフローである。
次に、S220に示されている節電予約処理について説明する。
図9は、節電予約処理を示す。まず予約部212は、全てのサブアグリゲータについて節電の申請の承認が完了したか否かを判定する(S310)。
全てのサブアグリゲータについて節電の申請の承認が完了したと判定された場合(S310,Y)、予約部212は、処理をS520へ移行させる。
全てのサブアグリゲータについて節電の申請の承認が完了していないと判定された場合(S310,N)、予約部212は、節電の申請の承認が完了していないサブアグリゲータの中から対象サブアグリゲータを選択する。次に予約部212は、対象サブアグリゲータからのサブアグリゲータ申請情報を承認する承認処理を行い(S330)、処理をS310へ移行させる。
S310において、全てのサブアグリゲータについて節電の申請の承認が完了したと判定された場合、予約部212は、電力DB280から要請節電量を取得する。次に予約部212は、要請節電量と全てのサブアグリゲータのサブアグリゲータ申請情報とに基づいて、各サブアグリゲータへ予約する節電量を決定し、サブアグリゲータ予約節電量としてサブアグリゲータDB270へ格納する(S520)。次に予約部212は、サブアグリゲータ予約節電量と予約インセンティブとを含むサブアグリゲータ予約情報を、各サブアグリゲータのサブアグリゲータ処理装置310へ送る(S530)。ここで予約部212は、サブアグリゲータ予約節電量に応じた予約インセンティブを算出し、予約インセンティブの支払い処理を行う。
次に予約部212は、全てのサブアグリゲータ予約節電量の合計を目標節電量とし、目標節電量を電力会社処理装置110へ通知し、目標節電量を電力DB280へ格納し(S540)、このフローを終了する。これにより、電力会社は、節電時間帯にアグリゲータより実施される予定の節電量を把握することができる。
以上が節電予約処理のフローである。
この実施形態のほかに、節電予約処理S220は、サブアグリゲータごとに節電を予約するようにしてもよい。即ち、サブアグリゲータに関する総インセンティブ関数Fc(s)(sはサブアグリゲータを表す)と、上記の等λ法を用いて、サブアグリゲータごとに行うべき節電量を算出し予約するようにしてもよい。
次に、節電予約処理のS330に示されている承認処理について説明する。
図10は、承認処理を示す。まず予約部212は、サブアグリゲータDB270から対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ設備情報及びサブアグリゲータ申請情報を取得し、そのサブアグリゲータ設備情報から対象サブアグリゲータに属する全ての需要家の需要家設備情報を取得する。次に予約部212は、取得された需要家設備情報に基づいて、対象サブアグリゲータが実施可能な節電量を推定することにより、対象アグリゲータの節電のポテンシャルを示す能力節電量を算出する(S410)。
ここで予約部212は、需要家設備情報内の延床面積及び契約電力に基づいて、対象サブアグリゲータにより実施可能な最大節電量を算出する。次に予約部212は、その最大節電量に予め設定された係数Kを乗ずることにより、能力節電量を算出する。予約部212は、電気機器の性能を示す情報、節電時間帯に対応する過去の気象情報や気象予報、等を用いて、最大節電量を算出しても良い。
ここで、予約部212は例えば、サブアグリゲータ申請情報から、サブアグリゲータに属する需要家の電気機器のうち、そのサブアグリゲータの契約に属する全ての電気機器の節電種類とその数を取得し、そのサブアグリゲータの契約に属する電力使用量を算出する。これにより、検証部213は、その需要家の電力使用量のうち、そのサブアグリゲータの契約に属する電力使用量の割合である能力依存率を算出する。これにより、予約部212は、この能力依存率に従って、需要家の電力使用量を各サブアグリゲータへ分配し、各サブアグリゲータへ分配された電力使用量を合計することにより、各サブアグリゲータの電力使用量を算出する。また、予約部212は例えば、需要家の最大節電量を算出し、能力依存率に従って、各サブアグリゲータへ分配された最大節電量を合計することにより、各サブアグリゲータの最大節電量を算出しても良い。
次に予約部212は、取得されたサブアグリゲータ申請情報の中に重複する需要家申請情報があるか否かを判定する(S420)。ここで予約部212は例えば、或るサブアグリゲータ申請情報と別のサブアグリゲータ申請情報の両方に、同一の需要家識別子と節電種類とを有する需要家申請情報がある場合、重複する需要家申請情報があると判定する。
重複する需要家申請情報があると判定された場合(S420,Y)、予約部212は、重複する需要家申請情報の中から一つ以外を除去することにより、対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ申請情報を修正する(S430)。ここで予約部212は例えば、重複する需要家申請情報の中から最も需要家申請節電量が大きい需要家申請情報を残し、その他の需要家申請情報を削除しても良い。或いは、予約部212は例えば、需要家申請節電量と節電種類と節電単価とに基づいて、重複する需要家申請情報の中から最もインセンティブが小さくなる需要家申請情報を残し、その他の需要家申請情報を削除しても良い。
S430の後、又はS420において重複する需要家申請情報がないと判定された場合(S420,N)、予約部212は、サブアグリゲータ申請情報内の全ての需要家申請節電量を合計し、サブアグリゲータ申請節電量とする(S440)。次に予約部212は、サブアグリゲータ申請節電量が能力節電量以下であるか否かを判定する(S450)
サブアグリゲータ申請節電量が能力節電量以下であると判定された場合(S450,Y)、予約部212は、サブアグリゲータ申請情報を承認し、その承認をサブアグリゲータDB270へ格納し(S460)、処理をS310へ移行させる。
一方、サブアグリゲータ申請節電量が能力節電量以下でないと判定された場合(S450,N)、予約部212は、サブアグリゲータ申請情報の修正を要求するための修正要求を対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ処理装置310へ送り(S470)、処理をS310へ移行させる。
なお、サブアグリゲータ申請節電量が能力節電量以下でないと判定された場合(S450,N)、予約部212は、対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ申請情報を拒否し、サブアグリゲータDB270における対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ申請節電量を削除しても良い。この場合、予約部212は、サブアグリゲータ申請節電量のないサブアグリゲータ申請情報が承認されたとして処理をS310へ移行させる。
以上が承認処理のフローである。
節電予約処理によれば、サブアグリゲータ又は需要家が実施可能な節電の能力を超えて節電量の申請をした場合、アグリゲータは、この申請を拒否することができるか、或いは申請を修正させることができる。これにより、サブアグリゲータ又は需要家が不正に予約インセンティブを得ることを防止することができる。
次に、節電予約処理のS520に示されているサブアグリゲータ予約節電量の決定の処理の詳細について説明する。
予約部212は、全てのサブアグリゲータのサブアグリゲータ申請情報に基づいて、要請節電量を各サブアグリゲータのサブアグリゲータ予約節電量に分配する。この分配は例えば、等増分燃料費法(等λ法)を用いることができる。
まず予約部212は、サブアグリゲータに属する電気機器について、予約する節電量である電気機器予約節電量を算出する。電気機器の番号をiとし、その電気機器の節電単価をFc(i)とし、その電気機器の電気機器予約節電量をW(i)とすると、λ_iは次式で表される。
λ_i = dFc(i)/dW(i) … (Ea)
更に、節電を予約する電気機器の番号の集合をIとすると、Iに含まれる任意のi,jについてλ_i及びλ_jは次式を満たす。
λ_i = λ_j … (Eb)
更に、要請節電量をPとすると、Iに含まれる全てのiについてのW(i)の総和ΣW(i)は、次式を満たす。
P = ΣW(i) … (Ec)
このように、等増分燃料費法を用いることにより、サブアグリゲータに属する電気機器に予約する節電量を、経済的に分配することができる。
次に予約部212は、サブアグリゲータ毎に、一つのサブアグリゲータに属する全ての電気機器の電気機器予約節電量を合計し、そのサブアグリゲータのサブアグリゲータ予約節電量とする。ここで予約部212は、サブアグリゲータ予約節電量が、そのサブアグリゲータのサブアグリゲータ申請節電量以下になるように、そのサブアグリゲータに属する電気機器予約節電量を制限しても良い。
なお、予約部212は、サブアグリゲータの節電の実施の確度を用いて、能力節電量を算出しても良い。この確度は、アグリゲータとサブアグリゲータの間の契約により決定され、そのサブアグリゲータによる節電の実施の確からしさを示す。この場合、確度が小さくなるほど、能力節電量が小さくなる。確度を用いるか否かは、契約時に決定されても良い。
また、S520において、予約部212は、承認されたサブアグリゲータ申請節電量を、サブアグリゲータ予約節電量としても良い。
次に、節電時間帯におけるサブアグリゲータ処理装置310の動作について説明する。
節電時間帯前において、サブアグリゲータ処理装置310は、アグリゲータ処理装置210からのサブアグリゲータ予約情報に基づいて、契約先の需要家のBC410a,410bへの指示を示すBC指示情報を生成し、BC410a,410bへ送る。BC指示情報は、電気機器430a,430bを制御する情報である。BC指示情報は例えば、或る時刻におけるON/OFFを制御するコマンド、空調機器の設定温度を制御するコマンド、照明機器の明るさを制御するコマンド等、電気機器430a,430bの消費電力を制御する情報である。
節電時間帯後において、サブアグリゲータ処理装置310は、契約先の需要家の稼働DB440a,440b,440c内の稼動ログを取得し、アグリゲータ処理装置210へ送る。検証部213は、サブアグリゲータ処理装置310からの稼動ログをサブアグリゲータDB270へ格納する。
次に、S230に示されている節電検証処理について説明する。
図11は、節電検証処理を示す。まず検証部213は、電力会社処理装置110から検針データを取得し、検針DB260へ格納する(S710)。
次に検証部213は、サブアグリゲータDB270から、全てのサブアグリゲータのサブアグリゲータ設備情報及びサブアグリゲータ予約情報を取得する。次に検証部213は、サブアグリゲータ設備情報及びサブアグリゲータ予約情報に基づいて、基準時刻における各サブアグリゲータの電力使用量を算出し、サブアグリゲータ基準使用量とする(S730)。
S730において、検証部213は、サブアグリゲータ設備情報及びサブアグリゲータ予約情報に基づいて、そのサブアグリゲータに属する電気機器の物理シミュレーションを行うことにより、各電気機器の電力使用量を算出し、これらの電力使用量からサブアグリゲータ基準使用量を算出しても良い。また、検証部213は、サブアグリゲータ設備情報から、そのサブアグリゲータに属する全ての需要家の契約電力を取得し、これらの契約電力からサブアグリゲータ基準使用量を算出しても良い。また、検証部213は、或るサブアグリゲータに属する全ての需要家について、検針DB260から基準時刻を含む所定期間のピーク電力使用量を取得し、これらのピーク電力使用量からサブアグリゲータ基準使用量を算出しても良い。また、検証部213は、或るサブアグリゲータに属する全ての需要家について、検針DB260から基準時刻を含む所定期間の平均電力使用量を取得し、これらの平均電力使用量からサブアグリゲータ基準使用量を算出しても良い。
また、検証部213は、サブアグリゲータ設備情報及びサブアグリゲータ予約情報の少なくとも何れかに基づいて、需要家の電力使用量のうち、或るサブアグリゲータとの契約に属する電力使用量の割合を算出する。ここで例えば、検証部213は、サブアグリゲータに属する需要家の電気機器のうち、そのサブアグリゲータの契約に属する全ての電気機器の節電種類とその数を取得し、そのサブアグリゲータの契約に属する電力使用量を算出する。これにより、検証部213は、その需要家の電力使用量のうち、そのサブアグリゲータの契約に属する電力使用量の割合である基準依存率を算出する。
次に検証部213は、この基準依存率に従って、基準時刻における需要家の電力使用量を各サブアグリゲータへ分配し、各サブアグリゲータへ分配された電力使用量を合計することにより、各サブアグリゲータのサブアグリゲータ基準使用量を算出する。
また、基準時刻は例えば、電力逼迫時刻と同様の条件で過去に電力逼迫が発生した時刻である。また、基準時刻と電力逼迫時刻において、例えば季節、平日又は休日を示す種類が同一である前年の同時期の時刻であっても良い。また、基準時刻は、前年の電力使用量のピーク時刻であっても良い。
次に検証部213は、サブアグリゲータDB270から稼動ログを取得し、検針DB260から検証時刻における全てのサブアグリゲータに属する全ての需要家の検針データを取得する。次に検証部213は、検針データと稼動ログとに基づいて検証時刻における各サブアグリゲータの電力使用量を算出し、サブアグリゲータ実績使用量とする(S750)。
ここで、検証時刻は例えば、電力逼迫時刻である。また、検証部213は、電力会社処理装置110から節電時間帯において実際に総供給量(ここでは稼働状態にある発電機による総供給可能量を指す)と総需要量の差が最も小さくなった時刻を取得し、この時刻を検証時刻としても良い。また、検証部213は、節電時間帯のサブアグリゲータの電力使用量の時間変化を算出し、この時間変化の中で最も電力使用量が高くなった時刻を検出し、この時刻を検証時刻としても良い。
S750において、検証部213は、サブアグリゲータ予約情報と稼働ログに基づき、各需要家について、検針データの電力使用量のうち、或るサブアグリゲータとの契約に属する電力使用量の割合を算出する。ここで例えば、検証部213は、サブアグリゲータに属する需要家の電気機器のうち、そのサブアグリゲータの契約に属する全ての電気機器の節電種類とその数とその稼働ログとを取得し、そのサブアグリゲータの契約に属する電力使用量を算出する。これにより、検証部213は、その需要家の電力使用量のうち、そのサブアグリゲータの契約に属する電力使用量の割合である実績依存率を算出する。これにより、検証部213は、この実績依存率に従って、需要家の電力使用量を各サブアグリゲータへ分配し、各サブアグリゲータへ分配された電力使用量を合計することにより、各サブアグリゲータのサブアグリゲータ実績使用量を算出する。
次に検証部213は、サブアグリゲータ基準使用量からサブアグリゲータ実績使用量を減算することにより、サブアグリゲータ実績節電量を算出する(S760)。
次に検証部213は、全てのサブアグリゲータについて節電の検証が完了したか否かを判定する(S810)。
全てのサブアグリゲータについて節電の検証が完了したと判定された場合(S810,Y)、検証部213は、このフローを終了する。
全てのサブアグリゲータについて節電の検証が完了していないと判定された場合(S810,N)、検証部213は、節電の検証が完了していないサブアグリゲータの中から対象サブアグリゲータを選択する。次に検証部213は、対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ予約節電量と、対象サブアグリゲータのサブアグリゲータ実績節電量とを比較することにより、サブアグリゲータ実績節電量がサブアグリゲータ予約節電量以上であるか否かを判定する(S820)。
サブアグリゲータ実績節電量がサブアグリゲータ予約節電量以上であると判定された場合(S820,Y)、検証部213は、このサブアグリゲータ実績節電量を承認し、この承認をサブアグリゲータDB270へ格納し(S830)、処理をS810へ移行させる。
一方、サブアグリゲータ実績節電量がサブアグリゲータ予約節電量以上でないと判定された場合(S820,N)、検証部213は、対象サブアグリゲータが予約を実行していないと認定し、サブアグリゲータ実績節電量とサブアグリゲータ予約節電量の差に基づいて、予約インセンティブの返納額を算出し、対象サブアグリゲータにその返納額の請求を示す情報を送り(S840)、処理をS810へ移行させる。
以上が節電検証処理のフローである。
この節電検証処理によれば、各サブアグリゲータに属する節電の実績を算出することができる。これにより、各サブアグリゲータへの予約インセンティブの妥当性を検証することができる。従って、サブアグリゲータが不正な予約インセンティブを得ることを防ぐことができる。
また、需要家システム400が複数のサブアグリゲータに夫々属する複数の電気機器を有する場合、或るサブアグリゲータに属する電気機器の電力使用量が減少しても、他のサブアグリゲータに属する電気機器の電力使用量が増加する場合がある。例えば、或るサブアグリゲータに属する空調機器の電力使用量を減少させ、室温が上昇することにより、同じ室内で他のサブアグリゲータに属する空調機器の電力使用量が増加する場合がある。このような場合であっても、その需要家の電力使用量を複数のサブアグリゲータに分配し、各サブアグリゲータの節電量の実績を算出することができる。
なお、アグリゲータ処理装置210は、節電予約処理により算出されたサブアグリゲータ予約節電量に基づいて予約インセンティブを算出し、サブアグリゲータへの支払い処理を行う代わりに、節電検証処理により算出されたサブアグリゲータ実績節電量に基づいて実績インセンティブを算出し、サブアグリゲータへの支払い処理を行っても良い。この場合、アグリゲータ処理装置210は例えば、各サブアグリゲータの節電の実績を活動(Activity)とし、ABC(Activity-based Costing)を用いて、実績インセンティブをSa,Sbへ分配(案分)しても良い。
また、各需要家の検針データだけを用いて、各サブアグリゲータの実施可能な節電量や、各サブアグリゲータの実績の節電量を算出することは困難である。この場合、節電に対する各サブアグリゲータのインセンティブを適切に決定することは困難である。一方、本実施例によれば、各サブアグリゲータの実施可能な節電量や、各サブアグリゲータの実績の節電量を算出することができる。
また、需要家システム400は、発電機や二次電池等の電力供給装置を有していても良い。この場合、アグリゲータ処理装置210及びサブアグリゲータ処理装置310からの指示に従って、電力供給装置を制御することにより電力需要を調整することができる。この場合の節電量は、電力需要の調整量であり、節電による電力需要の減少量と、電力供給装置による電力供給の増加量との合計である。
また、アグリゲータ処理装置210は、節電時間帯の当日の朝等、節電時間帯の直前に、節電予約処理を行っても良い。また、アグリゲータ処理装置210は、節電時間帯中に、電力会社処理装置110から緊急の節電要請を受けた場合に節電予約処理を行っても良い。また、アグリゲータ処理装置210は、節電時間帯の直後に節電検証処理を行っても良いし、節電時間帯の月末に節電検証処理を行っても良い。これらのタイミングやインセンティブの支払い条件は、契約により定められても良い。
また、需要家システム400は、家庭であっても良い。また、BC410a,410b、需要家端末装置420は、ビルエネルギー管理装置やHEMS(Home Energy Management system)等のEMS(Energy Management system)であっても良いし、PCS(Power Conditioning System)であっても良い。また、メータ450は、AMI(Advanced Metering Infrastructure)等のスマートメータであっても良い。
また、メータ450は、検針用の通信ネットワークを介して検針データをMDMS(Meter Data Management System)へ送っても良い。この場合、アグリゲータ処理装置210は、このMDMSから検針データを取得する。
本発明の構成の少なくとも一部は、コンピュータプログラム又はハードウェア回路として実現できる。コンピュータプログラムは、例えば、インターネットのような通信媒体、ハードディスク又はフラッシュメモリデバイスのような記録媒体を介して、配布することができる。例えば、電力会社処理装置110と、アグリゲータ処理装置210と、サブアグリゲータ処理装置310と、BC410aと、BC410bとの夫々は、マイクロプロセッサとメモリと通信インターフェイスとを有するコンピュータであっても良い。この場合、マイクロプロセッサは、メモリに格納されたプログラムに従って各装置の機能を実現する。
本発明の一態様は、例えば、以下のように、コンピュータプログラムとして表現することもできる。
「電力需要調整装置により、代理人を介して電力使用の契約を結んでいる需要家の電力需要を調整するためのコンピュータプログラムであって、
電力使用のための前記需要家の設備を示す設備情報と、前記需要家の電力使用の実績を示す実績情報とを取得し、
前記取得された設備情報と前記取得された実績情報とに基づいて、前記調整について前記代理人に属する調整量の実績である実績調整量を算出する、
ことをコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。」
本発明における電力需要調整システム及び電力需要調整装置は例えば、アグリゲータ処理装置210に対応する。本発明における代理人は例えば、サブアグリゲータに対応する。取得部は例えば、実施例における通信部211に対応する。本発明における算出部は例えば、検証部213に対応する。本発明における決定部は例えば、予約部212に対応する。
本発明における設備情報は例えば、需要家設備情報に対応する。本発明における実績情報は例えば、検針データに対応する。本発明における実績調整量は例えば、サブアグリゲータ実績節電量に対応する。本発明における予定調整量は例えば、サブアグリゲータ予約節電量に対応する。本発明における申請調整量は例えば、サブアグリゲータ申請節電量に対応する。本発明における調整量の上限は例えば、能力節電量に対応する。本発明における需要家による電力需要の大きさを示す情報は例えば、契約電力に対応する。本発明における需要家の設備の大きさを示す情報は例えば、延床面積に対応する。本発明における種類情報は例えば、節電種類に対応する。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
100:電力会社システム
110:電力会社処理装置
200:アグリゲータシステム
210:アグリゲータ処理装置
211:通信部
212:予約部
213:検証部
260:検針DB(Database)
270:サブアグリゲータDB
280:電力DB
300:サブアグリゲータシステム
310:サブアグリゲータ処理装置
360:需要家DB
400:需要家システム
410:BC(Building Controller)
420:需要家端末装置
430a,430b,430c:電気機器
440a,440b,440c:稼働DB
450:メータ

Claims (14)

  1. アグリゲータシステムと、前記アグリゲータシステムおよび需要家システムに接続されるサブアグリゲータシステムと、を備える電力需要調整システムであって、
    前記アグリゲータシステムは、前記サブアグリゲータシステムに節電の指示を送信し、
    前記アグリゲータシステムから前記指示を受けた前記サブアグリゲータシステムは、前記需要家システムが有する少なくとも1つの機器の節電を指示する情報を前記需要家システムへ送信し、
    前記サブアグリゲータシステムは、前記需要家システムから、前記少なくとも1つの機器の稼働状況を取得し、
    前記アグリゲータシステムは、前記サブアグリゲータシステムから、前記稼働状況を取得し、
    前記アグリゲータシステムは、前記需要家システムに接続された検針ネットワークを介して、前記需要家システムの電力使用の実績である実績情報取得
    前記アグリゲータシステムは、前記稼働状況と前記実績情報とに基づいて、前記サブアグリゲータシステムによる電力需要の調整量の実績である実績調整量を算出する力需要調整システム。
  2. 前記アグリゲータシステムは、前記サブアグリゲータシステムの調整量の予定量である予定調整量を取得し、
    前記アグリゲータシステムは、前記予定調整量と前記実績調整量とを比較することにより、前記実績調整量を評価する、
    請求項1に記載の電力需要調整システム。
  3. 前記アグリゲータシステムは、前記サブアグリゲータシステムの調整量の申請量である申請調整量を取得し、
    前記アグリゲータシステムは、前記申請調整量と前記少なくとも1つの機器を示す設備情報に基づいて前記予定調整量を決定する
    請求項2に記載の電力需要調整システム。
  4. 前記アグリゲータシステムは、前記設備情報に基づいて前記サブアグリゲータシステムの調整量の上限を算出し、前記申請調整量が前記上限以下である場合、前記申請調整量に基づいて前記予定調整量を決定する、
    請求項3に記載の電力需要調整システム。
  5. 前記アグリゲータシステムは、必要な調整量である必要調整量を取得し、
    前記アグリゲータシステムは、複数のサブアグリゲータシステムの夫々の実績調整量を算出し、
    前記アグリゲータシステムは、前記設備情報に基づいて前記必要調整量を前記複数のサブアグリゲータシステムへ分配することにより、前記複数のサブアグリゲータシステムの夫々の予定調整量を決定する、
    請求項4に記載の電力需要調整システム。
  6. 前記需要家システムは、前記複数のサブアグリゲータシステムに接続され
    前記アグリゲータシステムは、前記稼働状況に基づいて前記実績情報を前記複数のサブアグリゲータシステムへ分配することにより、前記複数のサブアグリゲータシステムの夫々の実績調整量を算出する、
    請求項5に記載の電力需要調整システム。
  7. 前記アグリゲータシステムは、前記需要家システムによる調整の種類を示す種類情報を取得し、
    前記アグリゲータシステムは、前記設備情報及び前記種類情報に基づいて、前記複数のサブアグリゲータシステムの夫々の予定調整量を決定する、
    請求項6に記載の電力需要調整システム。
  8. 前記アグリゲータシステムは、前記稼働状況及び前記種類情報に基づいて、前記複数のサブアグリゲータシステムの夫々の実績調整量を算出する、
    請求項7に記載の電力需要調整システム。
  9. 前記アグリゲータシステムは、前記調整の種類毎のインセンティブを示すインセンティブ情報を前記サブアグリゲータシステムへ送る、
    請求項8に記載の電力需要調整システム。
  10. 前記アグリゲータシステムは、前記設備情報及び前記インセンティブ情報に基づいて、前記複数のサブアグリゲータシステムの夫々の予定調整量を決定する、
    請求項9に記載の電力需要調整システム。
  11. 前記設備情報は、前記需要家システムによる電力需要の大きさを示す情報を含む、
    請求項3乃至10の何れか一項に記載の電力需要調整システム。
  12. 前記設備情報は、前記需要家システムの設備の大きさを示す情報を含む、
    請求項3乃至11の何れか一項に記載の電力需要調整システム。
  13. 前記実績情報は、前記需要家システム内で計測された電力使用の実績を含む、
    請求項1乃至12の何れか一項に記載の電力需要調整システム。
  14. アグリゲータシステムが、前記アグリゲータシステムおよび需要家システムに接続されるサブアグリゲータシステムに節電の指示を送信し、
    前記アグリゲータシステムから前記指示を受けた前記サブアグリゲータシステムが、前記需要家システムが有する少なくとも1つの機器の節電を指示する情報を前記需要家システムへ送信し、
    前記サブアグリゲータシステムが、前記需要家システムから、前記少なくとも1つの機器の稼働状況を取得し、
    前記アグリゲータシステムが、前記サブアグリゲータシステムから、前記稼働状況を取得し、
    前記アグリゲータシステムが、前記需要家システムに接続された検針ネットワークを介して、前記需要家システムの電力使用の実績である実績情報取得し、
    前記アグリゲータシステムが、前記稼働状況と前記実績情報とに基づいて、前記サブアグリゲータシステムによる電力需要の調整量の実績である実績調整量を算出する、
    ことを備える電力需要調整方法。
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