JP6232275B2 - 需給調整方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数事業主体間の資源融通のための需給調整方法に関する。

背景技術として、特許文献１がある。特許文献１では、需要家内の電力需給設備を需給調整イベントと関連付けて記憶することで、需給調整イベントが発令された際に、目標とする節電量の達成率を高める技術が開示されている。

特開２０１１−６２０７５

特許文献１では、２種類以上の需給調整イベントが存在する場合を想定していない。すなわち、一方の需給調整イベントが需要家の需給調整リソースに与える影響が考慮されておらず、需要家が２種類以上の需給調整イベントに同時に参加可能か否かを判定することができない。

本発明に係る需給調整サーバは、複数の需給調整イベントについて、需給調整イベントの情報および複数の電力需給設備の運用計画に基づいて、需給調整イベントに対応可能な複数の電力需給設備および当該電力需給設備の需給調整能力を集約する調整能力集約部と、需給調整イベント毎の設備の需給調整能力に基づいて、併せて実施可能な需給調整イベントの組み合わせ可否を判定する判定部と、を備える。

本発明によれば、２種類以上の需給調整イベントが存在する場合に、需要家が２種類以上の需給調整イベントに同時に参加可能か否かを判定することができる。

第１の実施例の需給調整の概念図である。 第１の実施例のハードウェア構成図である。 第１の実施例のソフトウェア構成図である。 工場内の需給調整サーバにおける処理フローである。 コンビナートの需給調整サーバにおける処理フローである。 電力需給設備間の代替関係を判定する処理フローである。 需給調整イベント間の排他関係を判定する処理フローである。 需給調整イベントのリストおよび電力需給設備の需給調整能力を示すテーブルである。 需給調整イベント毎に集計された、各電力需給設備の需給調整能力を示すテーブルである。 電力需給設備間の代替関係を示すテーブルである。 需給調整イベント間の排他関係を示すテーブルである。 需給調整イベント毎の需給調整量と、電力需給設備の需給調整能力を示すテーブルである。 組み合わせて実施可能な需給調整イベントを示すテーブルである。 第２の実施例の需給調整の概念図である。 第２の実施例における需給調整サーバの処理フローである。 第２の実施例におけるサービスを示すシーケンス図である。 第２の実施例における、各需要家の節電目標値おおび電力融通実施後の節電量を示すテーブルである。 第３の実施例の需給調整の概念図である。 第３の実施例における需給調整サーバの処理フローである。

第１の実施形態について説明する。

本実施形態においては、自家発電機、太陽光発電機、蓄電池などの電力供給設備と、生産設備、オフィス機器などの電力需要設備を持つ複数の工場において、電力利用量がある基準値、例えば、事前に事業者間(コンビナート)内で同意された最大電力使用量、に近づいた場合、コンビナート内の設備管理者や需給調整システムが、工場の需給調整システムに対して、電力供給設備や電力消費設備の制御により余剰電力を生むことでコンビナート内の電力需給を調整する。なお、電力供給設備と電力需要設備をまとめて、電力需給設備と呼ぶ。

図１は、第一の実施形態を示す概念図であり、コンビナートの需給調整システム117と工場の需給調整システム102、116、119による、コンビナート101の需給調整を示している。中低圧の配電線や自営網などの電力供給インフラ130を共有する複数の工場の需給調整システム102、116、119が操業するコンビナート101において、コンビナート101の電力需給を調整する需給調整システム117が一定期間、例えば、現在から24時間後までの電力需要を予測し、需給調整が必要と判断した場合、工場102、116、119が保有する需給調整システムに対して需給調整を要請する。需給調整は、各工場が保有する冷暖房や生産設備などの電力需要設備、又は、蓄電池や自家発電機などの電力供給設備の制御を変更することで実施される。

需給調整システム117が需給調整を依頼する際には、工場102、116、119においてどの程度の需給調整が可能であるかを適宜把握しておくことで、需給調整を実施可能な工場に対して依頼を送信することが可能となる。

工場の需給調整システム102、116、119における需給調整は、どの電力需給設備の制御を変更するかによって、需給調整可能量や時間的な制約が異なる。例えば、電力需給設備が、燃焼や化学変化などを用いる生産設備の場合は、生産設備の稼働、生産開始後は設備を止めることが生産品の品質低下や廃棄につながり、工場にとって負担となる。すなわち、生産設備は、直前での計画変更、需給調整が困難である。一方、蓄電池等の電力供給設備からの給電の場合であれば、直前の需給調整依頼であっても蓄電池の残容量の限りにおいて対応可能である。

そのため、複数の電力需給設備の制御を変更することによって生成される、需給調整に利用可能な電力量を、電力需給設備の制御における時間的な制約の種別毎に、需給調整可能量として集計し、電力管理システム117が依頼する可能性のある需給調整の時間的な特性と、需給調整イベントの情報に応じて対応可能な需給調整可能量を集計することで、需給調整の実施可能性を高めることができる。

また、電力需要設備の制御を変更して工場が需要量を削減した場合に、別時刻に電力供給設備を稼働して削減した電力需要を補償する場合、電力需要設備の節電による需給調整可能量と電力供給設備からの給電による需給調整可能量の代替関係（詳細は図１０で後述する）を明示しておくことで、需給調整イベント実施後の需給調整能力を見積もることが可能となる。

ある需給調整イベントとは別の需給調整イベントを同一の需要家へ依頼する際、電力需給設備の代替関係から、需給調整イベント間の排他関係（詳細は図１１で後述）を算出する。例えば、需給調整イベントAによって生じる別時刻の需要増（リバウンド）が、別の需給調整イベントBで利用される予定の電力供給設備を利用することによって補償されるとすると、需給調整イベントAを実施した後は、需給調整イベントBは発令できない、または、発令しても需給調整が実施される可能性が低いことが予想される。

以下、図を用いて本発明の実施形態の例を説明する。

図２は、本実施形態のハードウェア構成を示す図である。

工場Aが保有する需給調整システム202と工場Bが保有する需給調整システム216と、工場Aと工場Bが属するコンビナート管理組合が保有する需給調整システム217から構成され、これらが通信網200で接続される。また、需給調整システム202と需給調整システム216はコンビナート内の自営配電網230を利用して電力供給を受ける。ここで、コンビナートには工場Aと工場Bの２工場が含まれる構成としたが、更に多数の工場を含んでも良い。

工場Aが保有する需給調整システム202は、需給調整サーバ203と設備制御サーバ209、215と電力機器213、214から構成される。需給調整サーバ203は、工場Aの電力需給を監視し、設備制御サーバ209、215の制御計画を立案する。

需給調整サーバ203は、コンビナート管理組合217内の需給調整サーバ218へ需給調整能力を集約して送信する計算機であり、CPU206、２次記憶装置204、主記憶装置207、入出力装置205、通信装置208から構成される。主記憶装置207、及び、２次記憶装置204は、需給調整能力の集約方法のためのプログラムを記憶してあり、CPU206は当該プログラムを実行する。入出力装置205はオペレータが需給調整サーバの操作、実行結果の確認、プログラムの更新を実施するための装置であり、キーボード、マウス、タッチパネルなどのユーザインターフェース装置でも良いし、シーディードライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブなどのデータ入出力装置でも良い。また、需給調整サーバ203は、通信装置208により、通信網200を介してコンビナート管理組合217の需給調整サーバ218と連携する。

設備制御サーバ209、215は電力需給設備213、214を制御するサーバである。設備制御サーバ209、215は、CPU211、主記憶装置210、通信装置212から構成され、主記憶装置210に記憶された制御プログラムをCPU211にて実行する。また、通信装置212はLAN等の通信回線を介して需給調整サーバ203と連携する。

電力需給設備213、214は、自家発電機、太陽光発電機、蓄電池などの電力供給設備でも良いし、変電装置、変圧器、開閉器などの送配電設備でも良いし、生産設備、空調機器、家電などの電力需要設備でも良い。

ここでは複数の設備制御サ−バを含む構成としたが、単一の設備制御サーバのみの構成でも良いし、設備制御サーバを設置せずに需給調整サーバ203が電力需給設備213、214を直接制御する構成としても良い。

図３は、本実施形態のソフトウェア構成を示す図である。

コンビナート管理組合の需給調整システム317は、需給調整サーバ318から構成される。需給調整サーバ318は、コンビナート内の電力需給状況を管理し、各工場から送信される需給調整能力の情報を受信し、必要に応じて各工場へ需給調整を依頼する。

工場Aが保有する需給調整システム311において、需給調整サーバ311上ではソフトウェアとして需給調整交渉管理301、調整能力報告302、イベント情報取得303、調整能力影響算出304、調整能力集約305、需給調整能力取得306、需給調整計画307が実行される。

設備制御サーバ312では、調整能力報告302と同様の調整能力報告308と、運用計画309、設備制御310を実行することが可能である。

コンビナート管理組合の需給調整サーバ318では、需給調整サーバ311と同様に、需要調整交渉管理301、調整能力報告302、イベント情報取得303、調整能力影響算出304、調整能力集約305、需給調整能力取得306、需給調整計画307を実行することが可能である。

需給調整交渉管理301は、需給調整サーバ311と需給調整サーバ318間で需給調整依頼の送受信、需給調整依頼に対する応答の送受信、等を行う。また、需給調整交渉管理301は、工場システム間で電力融通の交渉等を行ってもよい。

調整能力報告302は、需給調整交渉管理301での需給調整依頼のために、事前に各システムでの一定期間経過後までの電力需給調整能力を他システムへ報告する。すなわち、調整能力影響算出304、調整能力集約305において集約した電力需給設備おける需給調整可能量を、他の需給調整サーバと共有する。

イベント情報取得303は、需給調整交渉管理301において依頼される可能性のある需給調整イベントの情報を取得する。すなわち、コンビナート管理組合と工場間の事前の契約や通知により決められている需給調整イベントの特性を、外部より取得する。

調整能力集約305は、電力需給設備における需給調整能力を設備制御サーバ312から取得し、需給調整イベントの特性に応じて集約する。

調整能力影響算出304は、調整能力集約305で算出された需給調整イベントに応じた電力需給設備間の代替関係を算出する。すなわち、ある需給調整イベントを実施したことによる需給調整能力の減少によって実施することが不可能となる別の需給調整イベントを抽出する。詳細は図１１で後述する。

需給調整能力取得306は、設備制御サーバ312や下位の需給調整サーバから需給調整能力と電力需給設備間の代替関係を取得し、蓄積する。また、需給調整計画307は、設備制御サーバ312や他の需給調整サーバから報告された情報に基づき、電力需給設備の運用計画の変更を行う。

設備制御サーバ上の運用計画309は、需給調整サーバからの指示に基づいて、管理対象とする電力需給設備の制御、運用計画の立案を行う。設備制御310は、運用計画309にて立案された計画に基づいて、管理対象とする電力需給設備を制御する。

なお、図１および図２では、コンビナートの需給調整システムと工場Ａの需給調整システムの2階層で需給調整サーバが連携する構成としたが、コンビナートの需給調整システムの更に上位に複数のコンビナートの電力を管理する需給調整システムが設置する構成としても良いし、工場Ａの需給調整システムの下位に、フロアや工程などの電力を管理する下位の需給調整システムを設置する等、さらに多階層の構成としても良い。

図４は、コンビナート管理組合から需給調整依頼を受けて需給調整を実施する工場の需給調整サーバにおける、需給調整サーバの処理フローを示す図である。

まず、ステップ401では、需給調整イベントリスト（詳細は図８（a）で後述する）を取得する。すなわち、需給調整イベントの実施を依頼する側から、需給調整イベントの一覧を受信する。需給調整イベントの一覧は、需給調整イベントの種別とその特性情報を含む。需給調整イベントの特性としては、調整する電力量、又は、調整する電力量の最小量、最大量などの調整量情報と、調整を継続する時間幅や発令からの調整実施までの余裕時刻などの時間情報を含む（詳細は図８（ｂ）で後述する）。また、調整実施時に支払われる金額や調整失敗時の罰則などの報酬情報を含んでもよい。

ステップ402では、工場Ａ内の電力需給計画を取得する。すなわち、設備制御サーバから一定期間（例えば現在時刻から24時間）の、電力需要設備による電力消費量の予測情報、電力需要設備の制御計画情報、等と、電力供給設備による電力供給量の予測情報、等の情報を取得し、工場Ａ内の電力需給計画を集計する。

ステップ403では、需給調整イベント毎の需給調整能力を集計する。すなわち、ステップ402で取得した電力需給計画の中で、変更が可能な時間帯、電力量を抽出する。また、設備制御サーバから、対象とする電力需給設備の制御、運用方法についての制約情報を取得する。制約情報は、需給調整が可能な最小の時間幅や、需給調整の指示から需給調整が開始されるまでの時間幅を示す余裕時刻などの時間制約や、需給調整の最大量や、需給調整の最小単位などの需給調整量の制約を含む。そして、需給調整の制約情報と、ステップ401で取得した需給調整イベントの特性情報を比較し、各需給調整イベントにおいて調整可能な電力量を集計する（集計結果の詳細は、図９で後述する）。

なお、同一の電力需給設備が複数の需給調整イベントにおいて利用可能な場合は、制約情報から最も実施が容易と予測される1つの需給調整イベントに対して調整可能量を割り当てても良いし、利用可能な全ての需給調整イベントに重複して調整可能量を割り当てても良い。

ステップ404では、工場内の電力需給設備間の代替関係を推定する。電力需給設備間の代替関係の推定については、調整依頼に応じた際に生じる別時刻での需要増などの需給の変動(リバウンド)を推定し、リバウンドを別の電力需給設備によって補償可能であるかを判定し、補償可能であれば、電力需給設備間には代替関係があると判定する。例えば、ある生産設備の稼働計画を前倒しすることによって需給調整を実施する場合に、前倒した時刻での需要増を蓄電池からの給電や、当該時刻の契約電力量と電力需要との差分である電力余剰によって補償する場合、生産設備の稼働計画前倒しによる調整能力の変動は蓄電池又は別時刻の電力余剰による調整能力によって代替可能であると判定する。本処理の詳細は図６で、本処理の判定結果は図１０で、それぞれ後述する。

ステップ405では、ステップ404で推定した電力需給設備間の代替関係から、需給調整イベント間の排他関係を推定する。すなわち、特定の需給調整イベントに利用される電力需給設備として集計されている電力需給設備と代替関係がある他の電力需給設備を抽出し、その電力需給設備を利用する予定の需給調整イベントを特定し、当該2つの需給調整イベント間には排他関係があると推定する。ここで、排他関係とは、一方の需給調整イベントが発令され需給調整が実施されると、他の需給調整イベントはステップ304で抽出した電力需給設備間の代替関係によって、当初見込まれていた需給調整能力を消費してしまい、当該他の需給調整イベントによる需給調整を実施出来ない関係を言う。本処理の詳細は図７にて後述する。

次に、ステップ406において、需給調整依イベントの実施を依頼する側に対して需給調整能力を報告する。報告する需給調整能力には、ステップ403で集計した電力需給設備の需給調整能力と、ステップ404で推定した電力需給設備間の代替関係と、ステップ405で推定した需給調整イベント間の排他関係の情報が含まれる。

需給調整能力を報告後、需給調整イベントの実施を依頼する側から需給調整依頼を受信した場合には(ステップ410)、ステップ411にて需給調整可否を判定する。需給調整依頼には、需給調整が求められる時刻と需給調整の電力量が含まれる。需給調整可否の判定は、依頼された需給調整の時刻において電力需要量を削減する手段（例えば自家発電の稼動や生産計画の変更）が存在するかを判定する。

次に、ステップ412において、需給調整によって生じる損益を算出する。すなわち、需給調整によって生じる損失、例えば、工場の生産設備の停止による生産量減少や空調の動作変更による快適指標の減少、を算出する。また、ステップ404で推定した電力需給設備間の代替関係によって、別の電力需給設備を利用して需要削減および損失を補償可能である場合はその損失を推定し、需給調整依頼に需給調整成功時の金銭報酬などのインセンティブがある場合には推定された損失と報酬を比較し、事前に規定した損益基準に基づいて需給調整を受諾可能か否か判断する。需給調整を受諾する場合には、電力需給計画を修正し（ステップ413）し、その計画を設備制御サーバへ指示する。設備制御サーバは指示された内容に基づいて管理対象の電力需給設備を制御する。

最後に、ステップ415にて需給調整可否をコンビナートの需給調整システムへ報告する。

図５は、コンビナートの需給調整サーバによる、需給調整イベント依頼発令の処理フローである。

まず、ステップ501では、需給調整の依頼先である工場に対して発令が可能な需給調整イベントの一覧を通知する。需給調整イベントの一覧には、発令から調整実施までの余裕時間幅や調整する時間幅、および、調整する電力量の最大値、又は、最小単位など各需給調整イベントの時間、調整量に関する特徴が含まれる。ここでは、事前にコンビナートと工場間の取り決めや契約によって明示されている需給調整イベントのみを各工場個別に通知する。また、参考情報として、契約が取り交わされていない他の需給調整イベントの情報を付加して通知しても良い。

次にステップ502において、各工場の需給調整能力を取得する。ここでは、図４の処理フローで集約した需給調整能力を取得し、蓄積する。

次に、コンビナート全体で電力不足が生じた場合、電力価格が上昇した場合、電力供給事業者からの節電要請により電力需給調整が必要な場合（ステップ510）、等に、ステップ511で、過去一定期間の需給調整イベントの発令履歴を取得する。

次に、ステップ512にて、実施可能な需給調整イベントの組み合わせを、工場ごとに、推定する。すなわち、ステップ502にて取得した需給調整能力とステップ511にて取得した発令履歴から、過去に発令した需給調整イベントと排他関係にある需給調整イベントを抽出し、排他関係にある需給調整イベントに対応する需給調整イベントは実施不可能であると判断し、その需給調整イベントを除外する。

ステップ514では、ステップ512にて算出した実施可能な需給調整能力を基に、需給調整イベント発令先の工場を選定する。この際、電力需給設備の需給調整能力が多い工場へ需給調整を依頼しても良いし、事前の契約に基づいて報酬が少ない工場へ需給調整を依頼しても良いし、最近で需給調整依頼を受けた日時が最も遠い工場へ需給調整を依頼しても良い。すなわち、需給調整が可能であると思われる工場へ一定の基準で依頼する方法であれば、いずれの方法でも良い。

最後に、ステップ515にて、選定した需給調整イベント依頼先の工場へ需給調整イベントを発令する。

また、本フローでは依頼先の工場を任意の基準で選ぶこととしたが、需給調整依頼は対象となる工場に一律、同一内容を配布し、需給調整能力に基づいてその成功率を予測するものとしても良い。

図６は、需給調整イベント毎に、電力需給設備間の代替関係を判定するフローであり、ステップ404の詳細を示す図である。

まず、ステップ601で、需給調整イベントが発令され、電力需給設備が利用された場合の電力需給計画を立案する。ここで、需給調整イベント発令時の需給計画は、各工場の生産や業務において最も損失、コストが小さくなるポリシーに基づいて立案する。例えば、当該期間の生産量減少が最も少ない計画を立案しても良いし、調整実施前の計画から変更コストが少ない計画を立案しても良い。すなわち、一定の基準において損失、コストが最小または許容可能となる計画であれば、いずれの計画方法であっても良い。

次に、ステップ602で、立案した電力需給計画において、変更前の計画と比較して電力需要増が見込まれる時刻があるかを判定する。

電力需要増が見込まれる時刻がある場合、ステップ603で、需要増が見込まれる時刻において別の電力需給設備を利用することで需要増を補償する計画を立案する。例えば、需給調整イベントに対応するために蓄電池から放電を行った場合、別時刻において、充電のため電力需要が増加する可能性がある。この場合、充電のための電力需要増を、契約受電量、又は、コンビナートと取り決めた電力配分量と電力需要との差分である電力余剰、又は、生産設備や冷暖房設備の節電による需要抑制により補償する計画を立案する。

次に、ステップ604にて、ステップ603で立案した計画で電力需要増の補償が可能かを判定する。

電力需要増の補償が可能である場合、ステップ605にて、需給調整イベントによって利用される電力需給設備は、ステップ603で立案した計画で利用する電力需給設備と代替関係ありと記録し、不可能である場合、ステップ606にて、代替関係なしと記録する（ステップ605および606の結果の詳細は、図１０で後述する）。

次に、ステップ607にて、全ての需給調整イベントについてステップ601-606の処理が完了しているかを判定し、完了していない場合は、ステップ601に戻る。全ての需給調整イベントについてステップ601-606の処理が完了している場合は、図４のステップ405に進む。

図７は、需給調整イベント間の排他関係を判定するフローであり、ステップ405の詳細を示す図である。

まず、ステップ701で、コンビナートの需給調整サーバから受信した需給調整イベントの一覧に含まれる１つの需給調整イベントについて、需給調整に利用する電力需給設備の情報を取得し、さらに、ステップ404で推定した電力需給設備間の代替関係の情報を取得する。

次に、ステップ702にて、当該需給調整イベントに利用される電力需給設備と代替関係がある電力需給設備を利用する他の需給調整イベントを抽出する。

次に、ステップ703にて、抽出された需給調整イベントは、排他関係ありと記録する。これにより、当該需給調整イベントが発令された際に、排他関係がある需給調整イベントが実施不可能であることが明示される（ステップ703の結果の詳細は、図１１で後述する）。

次に、ステップ704にて、全ての需給調整イベントについてステップ701-703の処理が完了しているかを判定し、完了していない場合は、ステップ701に戻る。全ての需給調整イベントについてステップ701-703の処理が完了している場合は、ステップ406に進む。

図８(a)は、需給調整イベントリストを示すテーブルである。
列811「需給調整イベント」は、コンビナートの需給調整サーバより提示されている需給調整イベントの名称であり、列812「最大電力調整量」、列813「最小電力調整量」は各需給調整イベントにおいて依頼される電力需給調整量の特性を示す。列812「最大電力調整量」は当該需給調整リストによって依頼される最大の調整量であり、列813「最小電力調整量」は当該需給調整イベントによって依頼される調整量の最小単位である。列814「最大調整時間」、列815「最小余裕時間」は各需給調整イベントにおける依頼の時間特性を示す。列814「最大調整時間」は、当該需給調整イベントが依頼する需給調整の最大継続時間であり、列815「最小余裕時間」は依頼が発行される時刻と需給調整実施時刻の時間差の最小時間（締切時間）である。

例えば図８の例においては、短期需給調整やアンシラリサービスは列815「最小余裕時間」が短く、需給調整依頼が発令された直後に需給調整が実施されるのに対して、長期需給調整は需給調整実施の720分前までには調整依頼が発令される。

図８(b)は、工場内における、各電力需給設備の特性を示すテーブルである。

列801「対象設備名称」は、需給調整を実施する電力需給設備の名称であり、列802「最大電力使用量」、列803「最大電力供給量」は各電力需給設備の電力需給の最大値である。列804「最大調整可能量」は各電力需給設備における需給調整能力であり、需給調整イベントによって使用され得る電力量である。また、列805「最小調整可能量」、列806「最小調整時間幅」は需給調整における電力量および時間の最小単位である。列807「最小余裕時間」は、需給調整を依頼される時刻と調整実施時刻の時間差の最小時間である。

例えば、蓄電池はコントローラ（PCS）の制御のみで需給調整が可能であり、短い余裕時間かつ細かな単位で需給調整が可能である。一方で、試験設備は工場での生産計画や現場作業員の配置等と連動するため240分という長い余裕時間が必要である。なお、図８(b)各電力需給設備の需給調整の特性は、工場の管理者が入力してもよいし、過去のモニタリングデータから推定してもよい。

図９は、工場内における、需給調整イベント毎に集計された各電力需給設備の需給調整能力を示すテーブルである。

列911「需給調整イベント」は、対象の需給調整イベントを示し、列912「最大調整能力」は需給調整イベント毎に利用可能な需給調整能力の合計である。

また、列913「対象設備」は前記列912「最大調整能力」に集計されている需給調整が可能な電力需給設備であり、列914「調整可能量」は電力需給設備毎の調整可能量である。図９の例では、図８で示した各需給調整イベントと電力需給設備の特性毎に、各需給調整イベントで利用可能な電力需給設備を集計している。例えば「蓄電池_no1」はすべての需給調整イベントで利用可能であるため、すべての需給調整イベントで重複計上されている。

図１０は、工場内における、電力需給設備間の代替関係を示すテーブルである。

各行の電力需給設備を用いて需給調整を実施した際に、列1001から1005の電力需給設備によって補償が可能か否かを示している。例えば「空調_F1」を特定時刻の需給調整において停止する場合、より早い時刻に空調を稼動させるPre-Heating、Pre-Coolingによって同等の快適性や温度を得ることが可能となるが、稼動を早めたことによる別時刻での需要増が生じる。当該別時刻での需要増は列1001、1002の蓄電池の需給調整能力100kWを活用することで補償が可能である。また、その他「照明_F1_no1」は、照明の調整による需給調整は別時刻での補償が不可能なため別時刻の電力需給設備による調整ができないことを示している。

図１１は、需給調整イベント間の排他関係を示すテーブルである。

行1111から1115で示す需給調整イベントを実施した際に列1101から列1105で示す需給調整イベントが影響を受けるか否かを示している。例えば行1113の長期需給調整イベントを実施すると、図１０で示した蓄電池の代替関係により、列1101のアンシラリおよび列1102の短期需給調整は、同時または連続して実施出来ないことを示している。

なお、本実施形態においては、各工場内の需給調整サーバが、自身が併せて実施し得る需給調整イベントの組み合わせを判定してコンビナートの需給調整サーバに報告する構成としたが、コンビナートの需給調整サーバが各工場の設備制御サーバから需給調整能力を直接収集し、各工場が併せて実施し得る需給調整イベントの組み合わせを判定する構成としてもよい。

また、電力需給計画は、需給調整イベントの依頼があった際に各工場の需給調整サーバで作成するものとして記載したが、コンビナートの需給調整サーバが、各工場から報告される需給調整能力に基づいて作成し、各工場に送信する形態であってもよい。

更に、図８（a）、（b）および図９に記載のテーブルは、それぞれ図１２（a）、（b）、および（c）のように、単純化されたテーブルであってもよい。すなわち、需給調整イベント間の代替関係は、それぞれの需給調整イベントで利用される電力需給設備の需給調整能力たる電力容量に基づいて判定するものとしてもよい。この場合、併せて実施できる需給調整イベントの組み合わせを示すテーブルは図１３（a）のようになり、その意味するところは図１３（b）に示される。すなわち、工場Ａは、需給調整イベントＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、ＣとＤ、ＤとＥを、それぞれ併せて実施可能であることが示されている。

なお、本実施例では、２種類の需給調整イベントの組み合わせ可否を判定することとしたが、同様の手法により３種類以上の需給調整イベントの組み合わせ可否を判定することとしてもよい。

第２の実施形態について説明する。

図１４は、需給調整サーバを用いて、需要家間で電力を融通させ、節電を達成することを想定した、電力アグリゲータが提供するサービスの概念図である。

本サービスでは、電力アグリゲータが、電力会社と、電力卸売契約およびアグリゲータ契約を結んでいる。すなわち、電力アグリゲータは、電力会社から節電の依頼があった場合に、自身がとりまとめる需要家の電力需給を調整し、電力会社と事前に契約した量の節電を達成することで、電力会社から対価を得る。なお、需要家は、工場に限られず、ビルやマンション等であってもよい。

電力アグリゲータは、自身がとりまとめる需要家が使用する電力を電力会社から調達する。そして、電力会社から電力を直接購入するよりも単価を低減した上で、調達した電力を各需要家に提供する。なお、単価の低減は、電力アグリゲータが電力会社から得た対価の一部を、各需要家に配分することで達成可能である。

ここで、電力アグリゲータは、電力会社とのアグリゲータ契約を順守するために、それぞれの需要家の電力需給を調整し、全体として1000ｋＷを節電しなければならないと仮定する。この場合、各需要家の電力料金の低減は、電力アグリゲータが電力会社から対価を得た場合、すなわち電力アグリゲータが電力会社とのアグリゲータ契約を順守した場合にのみ達成可能となる。故に、各需要家には、全体としての節電目標値を達成する動機が存在する。

ここで、電力アグリゲータの需給調整サーバ1401は、各需要家の保持する需給調整サーバ1402-1404から得た電力需給設備の状況を示す情報に基づき、各需要家が個別に順守すべき節電目標値を設定する。ここでは、需要家Ａが500kW、需要家Bが300kW、需要家Cが200kWと仮定する。この場合、節電量が大きい需要家ほど、電力アグリゲータから電力を安価で購入できる等のインセンティブを与えることで、各需要家に、自身の節電目標値を達成する動機を与えることができる。

そして、各需要家の需給調整サーバ1402-1404は、設定された節電の目標値を、需給調整によって達成可能か否かを判定し、他の需要家との間で電力融通を実施し、全体の節電目標を達成する。

図１５は、実施例２における需要家の需給調整サーバの処理フローである。ステップ1501〜1505は、図４のステップ401〜405と同様の処理のため、説明を省略する。

ステップ1506では、ステップ1505で判定された、併せて実施し得る需給調整イベントの組み合わせにより、需要家が個別に順守すべき節電目標を達成できるか否かを判定する。

節電目標が達成不可能と判定された場合、ステップ1507で、他の需要家に電力融通を依頼する。

節電目標が達成可能と判定された場合、ステップ1508で、他の需要家から依頼された電力融通を承諾する。

なお、ステップ1507および1508は、電力アグリゲータを介して他の需要家に送信する構成としてもよいし、直接他の需要家に送信する構成としてもよい。

また、電力融通については、他の需要家に対して融通を依頼し、他の需要家からの融通依頼を承諾する形態として記載したが、需要家間で需給調整能力の情報を事前に交換し、他の需要家の状況を考慮して自身の電力需給調整計画を作成する構成としても構わない。電力融通の具体的な手段は、電力線を通じて電力を直接融通する構成としてもよいし、情報交換の後に電力需給計画を修正する構成としてもよい。

情報交換は、他の需要家に対するブロードキャストする手法でもよいし、電力アグリゲータのサーバ等を用いてデータを共有する手法でもよい。

図１６は、実施例２で電力アグリゲータが実施するサービスのシーケンス図である。

契約フェーズは、電力会社と電力アグリゲータが、電力卸売契約およびアグリゲータ契約を結び、アグリゲータと各需要家が、電力小売契約を結ぶフェーズである。

依頼フェーズは、電力会社サーバ1601から電力アグリゲータの需給調整サーバ1602に対して、需要家に節電させることを依頼し、電力アグリゲータの需給調整サーバ1602が需要家の需給調整サーバ1603に対して、節電を依頼するフェーズである。

イベント組み合わせ可否判定フェーズは、需要家の需給調整サーバ1603が、図７の処理により、需給調整イベント間の排他関係を判定するフェーズである。

融通フェーズは、需要家の需給調整サーバ1603が、図１５の処理により、電力融通を実施するフェーズである。

報告フェーズＡは、需要家の需給調整サーバ1603が、電力アグリゲータの需給調整サーバ1602に対して、自身の需給調整能力を報告するフェーズである。

割引フェーズは、電力アグリゲータの需給調整サーバ1603が、各需要家の需給調整能力に応じて、各需要家に提供する電力料金の割引率を算定し、需要家の需給調整サーバ1603に電力料金の割引を通知するフェーズである。すなわち、より多くの節電を達成できる需要家に対して電力料金の割引を実施することで、需要家における節電の動機付けを行う。

そして、報告フェーズＢは、電力アグリゲータの需給調整サーバ1602が、電力会社から依頼された節電量を、需要家に節電を実施させたことにより達成できたか否かを判定し、電力会社サーバ1601に対して、判定結果を報告するフェーズである。

図１７は、電力アグリゲータおよび需要家の目標節電量と、融通後の節電量の例を示すテーブルである。

需要家Ｂの需給調整サーバが、ステップ1506により、自身の実施可能な需給調整イベントの組み合わせにより、自身の節電目標(300kW)を達成し得るかを判定した結果、達成には50kW不足するという結果となった場合を想定する。この場合、需要家Ｂの需給調整サーバは、ステップ1507で、他の需要家に対して、50kWの電力融通を依頼する。

一方、需要家Ａの需給調整サーバは、ステップ1506により、自身の実施可能な需給調整イベントの組み合わせにより、自身の節電目標(500kW)を上回る550kWの節電が可能という結果となった場合を想定する。この場合、需要家Ａの需給調整サーバは、ステップ1508で、需要家Ｂから受信した50kWの電力融通依頼を承認する。

ここで、需要家Ａによる50kWの電力融通は、蓄電池等の電力供給設備を利用して、電力アグリゲータから購入する電力を削減するものとしてもよいし、生産設備等の電力需要設備の稼働を停止させる等の節電でもよい。

以上の構成により、個々の需要家が独立して節電を実施した場合に全体の節電目標達成が難しくても、各需要家が他の需要家と電力を融通することで、全体としての節電目標を達成する可能性を高めることができる。

以上より、第２の実施形態では、電力アグリゲータは、電力会社に対して、電力会社から節電の要請があった際に、需要家に節電を実施させることで、電力会社管内の電力需要を削減するサービスを提供することが可能となる。

また、アグリゲータは、需要家に対して、料金を割引して電力を提供するサービスを提供することが可能となる。

第３の実施形態について説明する。

図１８は、需給調整イベントを依頼する主体が複数存在する場合を想定した需給調整の概念図である。図１４との差異は、需給調整イベントの依頼を発令する主体として、電力アグリゲータ1802に加え、アンシラリサービス事業者1803が存在する点である。

アンシラリサービス事業者1803は、電力会社1801と系統安定化契約を結んでいる。すなわち、アンシラリサービス事業者1803は、自身がとりまとめる需要家の電力需給を調整し、電力会社1801と事前に契約した系統安定化を達成することで、電力会社1801から対価を得る。

実施例３では、各需要家が、電力アグリゲータの需給調整サーバ1804およびアンシラリサービス事業者の需給調整サーバ1805のそれぞれから需給調整イベントの実施を依頼される場合を想定する。すなわち、各需要家は、異なる主体から需給調整イベントの実施を依頼された際に、それぞれの需給調整イベントを併せて実施可能か否かを判断する必要がある。

図１９は、実施例３における需給調整サーバの処理フローである。ステップ1901〜1915とステップ401〜415との差異は、ステップ1901でそれぞれの需給調整イベント発令主体から需給調整イベントの情報を取得する点と、ステップ1906で、それぞれの需給調整イベント発令主体に対して需給調整能力を報告する点である。

以上の構成により、需要家が複数の需給調整イベント発令者から需給調整イベントを依頼された場合であっても、需要家自身が依頼された複数の需給調整イベントを併せて実施できるか否かを判定することが可能となり、需給調整イベントの実施率を高めることが可能となる。

Claims (5)

1. 第１のサーバと、第２のサーバと、を備える需給調整システムにおいて、
   前記第１のサーバは、前記第２のサーバから複数の需給調整イベントの情報を取得する
   イベント情報取得部と、
   複数の電力需給設備の運用計画である第１の運用計画を取得する設備運用計画取得部と、
   前記複数の需給調整イベントのそれぞれについて、前記需給調整イベントの情報および
   前記第１の運用計画に基づいて、前記需給調整イベントに対応可能な複数の電力需給設備
   および当該電力需給設備の需給調整能力を集約する調整能力集約部と、
   前記需給調整イベント毎の前記複数の電力需給設備の需給調整能力に基づいて、併せて
   実施可能な需給調整イベントの組み合わせを判定する判定部と、
   前記判定された需給調整イベントの組み合わせを前記第２のサーバに送信する送信部と
   、を備え、
   前記第２のサーバは、前記需給調整イベントの組み合わせに基づいて、需給調整に用い
   る電力需給設備の運用計画である需給調整計画を作成する需給調整計画部と、
   前記需給調整計画を前記第１のサーバに送信する送信部と、を備え、
   前記判定部は、需給調整イベント毎に、当該需給調整イベントを実施する場合における
   電力需給設備の運用計画である第２の運用計画を作成し、当該第２の運用計画と前記第１
   の運用計画を比較し、当該比較の結果、前記第２の運用計画において、前記第１の運用計
   画よりも電力需要が大きい時間帯が存在する場合、当該時間帯の電力需要を、他の電力需
   給設備の利用により補償可能か否かを判定し、補償可能と判定された場合に、前記第２の
   運用計画に利用される電力需給設備と前記他の電力需給設備との間に代替関係があると判
   定し、当該需給調整イベントと、前記第２の運用計画に利用される電力需給設備と代替関
   係があると判定された前記他の電力需給設備を利用する他の需給調整イベントとが、併せ
   て実施できないことを判定することを特徴とする需給調整システム。
2. 複数の需給調整イベントの情報を記憶する記憶部と、
   複数の電力需給設備の運用計画である第１の運用計画を取得する設備運用計画取得部と
   、
   前記複数の需給調整イベントのそれぞれについて、複数の需給調整イベントの情報およ
   び前記第１の運用計画に基づいて、前記需給調整イベントに対応可能な複数の電力需給設
   備および前記電力需給設備の需給調整能力を集約する調整能力集約部と、
   前記需給調整イベント毎の前記電力需給設備の需給調整能力に基づいて、併せて実施可
   能な需給調整イベントの組み合わせを判定する判定部と、
   前記需給調整イベントの組み合わせに基づいて、需給調整に用いる電力需給設備の運用
   計画である需給調整計画を作成する需給調整計画部と、
   前記作成された需給調整計画による消費電力削減予測値が、所定の消費電力削減目標値
   より小さい場合は、電力融通依頼情報を作成して他の需給調整サーバへ送信し、前記電力融通依頼情報に基づいて他の需給調整サーバからの応答された電力融通量と前記需給調整計画による消費電力削減予測値との合算値が前記所定の消費電力削減目標値よりも大きくなった段階で、前記作成された需給調整計画に基づいて需給調整を実施し、
   前記作成された需給調整計画による消費電力削減予測値が、予め設定された消費電力削減目標値より大きい場合は、他の需給調整サーバから送信される電力融通依頼情報に基づいて、前記消費電力削減目標値を減算した新たな消費電力削減目標値により前記作成された需給調整計画を変更し、他の需給調整サーバへ調整可否を応答する、ことを特徴とする需給調整サーバ。
3. 請求項２において、
   前記判定部は、需給調整イベント毎に、当該需給調整イベントを実施する場合における
   電力需給設備の運用計画である第２の運用計画を作成し、当該第２の運用計画と前記第１
   の運用計画を比較し、当該比較の結果、前記第２の運用計画において、前記第１の運用計
   画よりも電力需要が大きい時間帯が存在する場合、当該時間帯の電力需要を、他の電力需
   給設備の利用により補償可能か否かを判定し、補償可能と判定された場合に、前記第２の
   運用計画に利用される電力需給設備と前記他の電力需給設備との間に代替関係があると判
   定し、当該需給調整イベントと、前記第２の運用計画に利用される電力需給設備と代替関
   係があると判定された前記他の電力需給設備を利用する他の需給調整イベントとが、併せ
   て実施できないことを判定することを特徴とする需給調整サーバ。
4. 第１のサーバと、第２のサーバと、を用いた需給調整方法であって、
   前記第２のサーバが、節電すべき電力量の目標値を含む節電依頼情報を電力会社サーバ
   から受信した場合に、前記第１のサーバに前記節電すべき電力量の目標値を含む節電依頼情報に基づく需給調整イベントの情報を送信するステップと、
   前記第１のサーバが、複数の電力需給設備の運用計画である第１の運用計画を取得する
   ステップと、
   前記第１のサーバが、前記送信された前記節電すべき電力量の目標値を含む節電依頼情報に基づく需給調整イベントのそれぞれについて、前記需給調整イベントの情報および前記第１の運用計画に基づいて、前記需給調整イベントに対応可能な複数の電力需給設備および当該電力需給設備の需給調整能力を集約するステップと、
   前記第１のサーバが、前記需給調整イベント毎の前記電力需給設備の需給調整能力に基
   づいて、併せて実施可能な需給調整イベントの組み合わせを判定するステップと、
   前記第１のサーバが、前記判定された需給調整イベントの組み合わせを前記第２のサー
   バに送信するステップと、
   前記第２のサーバが、前記需給調整イベントの組み合わせに基づいて、需給調整に用い
   る複数の電力需給設備の運用計画である需給調整計画を作成するステップと、
   前記第２のサーバが、前記作成された需給調整計画を前記第１のサーバに送信するステ
   ップと、
   前記第２のサーバが、前記節電依頼情報と前記作成された需給調整計画とを比較し、前
   記目標値に対する節電の達成率を算出し、当該達成率を前記電力会社サーバへ送信するス
   テップと、を備えることを特徴とする需給調整方法。
5. 第１のサーバと、第２のサーバと、を用いた需給調整方法であって、
   前記第１のサーバが、前記第２のサーバから、複数の需給調整イベントの情報を受信するステップと、
   前記第１のサーバが、複数の電力需給設備の運用計画である第１の運用計画を取得するステップと、
   前記第１のサーバが、前記取得した複数の需給調整イベントのそれぞれについて、前記
   需給調整イベントの情報および前記第１の運用計画に基づいて、前記需給調整イベントに
   対応可能な複数の電力需給設備および当該電力需給設備の需給調整能力を集約するステッ
   プと、
   前記第１のサーバが、前記需給調整イベント毎の前記電力需給設備の需給調整能力に基
   づいて、併せて実施可能な需給調整イベントの組み合わせを判定するステップと、
   前記第１のサーバが、前記需給調整イベントの組み合わせに基づいて、需給調整に用い
   る複数の電力需給設備の運用計画である需給調整計画を作成するステップと、
   前記第１のサーバが、前記作成された需給調整計画による消費電力削減予測値が、所定
   の消費電力削減目標値より小さい場合は、電力融通依頼情報を作成して他の需給調整サー
   バへ送信し、前記電力融通依頼情報に基づいて他の需給調整サーバからの応答された電力融通量と前記需給調整計画による消費電力削減予測値との合算値が前記所定の消費電力削減目標値よりも大きくなった段階で、前記作成された需給調整計画に基づいて需給調整を実施し、
   前記作成された需給調整計画による消費電力削減予測値が、所定の消費電力削減目標値より大きい場合は、他の需給調整サーバから送信される電力融通依頼情報に基づいて、
   前記消費電力削減目標値を減算した新たな消費電力削減目標値により前記作成された需給調整計画を変更し、他の需給調整サーバへ調整可否を応答する、ステップと、
   前記第１のサーバが、前記需給調整計画を前記第２のサーバに送信するステップと、
   前記第２のサーバが、受信した需給調整計画に基づいて、電力料金の割引率を算出する
   ステップと、を備えることを特徴とする需給調整方法。

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