JP6342131B2 - 受給エネルギー削減情報算出装置、受給エネルギー削減情報算出方法およびプログラム - Google Patents
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Description
このデマンドレスポンスは、エネルギー需給のひっ迫時などにおいて、ビルや家庭等におけるエネルギー受給量の削減を促すことで、地域全体で最適なエネルギー利用を実現する仕組みである。特に電気エネルギーについてデマンドレスポンスの適用が検討されており、デマンドレスポンスに関連した電力消費機器の制御技術が幾つか提案されている(例えば、特許文献1参照)。
電気エネルギーについてのデマンドレスポンスに関する受電量削減の方法として、購入電力単価を引き上げる方法や、受電量の削減分に応じてインセンティブを付与する方法がある。ここでいうインセンティブとは、受電量などエネルギー受給量の削減を促すために、エネルギー受給量の削減に対して支払われる対価(いわば報奨金)である。
しかし、これまでのデマンドレスポンスは、エネルギー供給側から提示されるインセンティブ単価は固定で、かつ対応するエネルギー削減量も固定、もしくは不定(特に定まっていない)であった。そのため、上記の応札型のデマンドレスポンス方式が導入された場合に、エネルギー需要者は、インセンティブの単価との関係で、適切な受給エネルギーの削減量を把握する手段が無く、長期に渡る経験などから、およその受給エネルギーの削減量等を決めざるを得なかった。そのため、エネルギー需要者が損する可能性もあり、従来よりこのような課題を解決する装置等が求められていた。
以下、実施形態において、デマンドレスポンスの対象が電力(電気エネルギー)である場合を例に説明する。但し、他のエネルギーがデマンドレスポンスの対象である場合を実施形態から排除するものではない。
監視制御システム1は、制御対象機器を監視し制御するシステムである。
制御対象機器2は、デマンドレスポンスにおいて受電電力を削減するための制御対象となる機器である。制御対象機器2には、エネルギー供給機器と、エネルギー消費機器とがある。
一方、エネルギー供給機器には、エネルギー生成機器と、エネルギー貯蔵機器とがある。
エネルギー生成機器は、あるエネルギーを他のエネルギーに変換することにより、当該他のエネルギーを生成し、生成したエネルギーを他の機器に供給するものである。エネルギー生成機器の例として、太陽光を電気に変換する太陽光発電装置(Photo Voltaic;PV)や、太陽熱を温熱に変換する太陽熱温水器や、ガスを焚いて電気および排熱を生成するコージェネレーションシステム(Co-Generation System;CGS)がある。
エネルギー貯蔵機器は、貯蔵しているエネルギーを他の機器に供給するものであり、例えば、蓄電池や、蓄熱槽がある。
制御対象機器2は、エネルギー消費機器、エネルギー生成機器、エネルギー貯蔵機器としての複数の機能をを兼ねた機器であってもよい。
なお、制御装置3は、制御対象機器2毎に設けられていてもよいし、1つの制御装置3が複数の制御対象機器2をまとめて制御する構成でもよい。
なお、図1に示される、受電電力削減情報算出装置100が管理対象の建物内に設置される形態は一例であり、例えば、受電電力削減情報算出装置100がクラウド上に設けられ、遠隔で各制御対象機器を制御するようにしてもよい。
また、受電電力削減情報算出装置100が扱うデマンドレスポンスは、入札式のデマンドレスポンスに限らない。例えば、電力供給者と電力需要者とが1対1でやり取りしてインセンティブの金額を決定するなど、インセンティブの金額の決定のために電力供給者と電力需要者とがやり取りする方式のデマンドレスポンスであればよい。
太陽光発電装置22は、太陽光パネルを備え、太陽光を受光して電力に変換する発電設備である。太陽光発電装置22の電力供給量は、天候等の気象条件により変化する。
コージェネレーションシステム23は、ガスをエネルギー源として発電および排熱を行う。ただし、コージェネレーションシステム23が用いるエネルギーは、ガスに限らない。例えば、コージェネレーションシステム23が、燃料電池を用いて発電および排熱を行うようにしてもよい。
吸収式冷温水機25は、熱源を用いて動作する冷熱設備である。吸収式冷温水機25は、吸収液に冷媒を吸収させて発生する低圧状態で冷媒を気化させて低温を得る。そして、吸収式冷温水機25は、冷媒を吸収した吸収液を加熱して冷媒を気化させる。また、吸収式冷温水機25は、加熱プロセスにて温熱を供給することもできる。
蓄熱槽26は、貯留した熱媒により蓄熱を行う槽である。
電気式冷凍機24や、吸収式冷温水機25や、蓄熱槽26は、空調機27のための温水や冷水を供給することができる。
外部(例えば商用電力系統)から得られる電力は、蓄電池21が貯蔵するか、または、エネルギー消費機器が供給を受ける。また、太陽光発電装置22やコージェネレーションシステム23が発電する電力も、蓄電池21が貯蔵するか、または、エネルギー消費機器が供給を受ける。
例えば、電気式冷凍機24が、エネルギー消費機器として電力の供給を受ける。電気式冷凍機24は、供給を受けた電力を消費して冷熱を生成する。
吸収式冷温水機25は、ガス供給系統からのガスを燃焼させて冷熱または温熱を生成する。なお、吸収式冷温水機25は、コージェネレーションシステム23が発生した排熱(温熱)によっても、冷熱を生成し得る。さらに、吸収式冷温水機25は、ガス投入によっても、冷熱の生成量を増加できる。なお、吸収式冷温水機25は、ガス投入のみでも温熱を生成し得る。
受電電力削減情報算出装置100は、送受信部110と、記憶部120と、処理部130と、出力部140とを有する。記憶部120は、処理データ記憶部121と、最適化データ記憶部122とを有する。処理部130は、情報取得部131と、開始指示部132と、エネルギー予測部133と、インセンティブ単価設定部134と、削減情報算出部135とを有する。
また、送受信部110は、通信線を介して制御装置3(図1)と通信を行うことができ、削減情報算出部135が最適化演算にて算出する制御対象機器2の運転スケジュールを制御装置3へ送信することができる。一方、制御装置3は、これにより当該運転スケジュールに従って制御対象機器2を制御することができることとなる。
また、制御装置3への運転スケジュールの送信や、デマンドレスポンス発行側の上位システムへの入札情報など、受電電力削減情報算出装置100からの情報の送信は、必須ではない。例えば、受電電力削減情報算出装置100のユーザが、受電電力削減情報算出装置100の表示する情報を参照して、インターネット上の入札画面から入札条件を入力するようにしてもよい。
処理データ記憶部121は、処理部130の行う処理に必要な情報を記憶する。特に、処理データ記憶部121は、削減情報算出部135が行う受電電力量削除条件の算出に必要な設定パラメータや、プロセスデータや、デマンドレスポンス対象時刻の情報や、ベースラインの情報を記憶する。
ここでいうインセンティブ単価は、インセンティブの金額を算出するための単位である。インセンティブ単価と、受給エネルギーの削除量とを乗算して、インセンティブの金額が算出される。例えば、電力のデマンドレスポンスにおけるインセンティブ単価は、[円/キロワット時(kwh)]または[円/キロワット(kw)]といった単位で表される。
重み係数は、エネルギー予測部133が制御対象機器2の消費エネルギーや供給エネルギーを予測するために行う類似度演算に用いられる。
機器特性は、各制御対象機器2の定格や、下限出力や、COP(Coefficient of performance)など、それぞれの機器の特性に応じて定まる各種のパラメータを含む。なお、COPとは、ヒートポンプ等の熱源機器の成績係数である。COPとして、冷却又は加熱能力を消費電力で割った値を用いることができる。
運用データは、例えば、過去の各制御対象機器2の制御設定値や、運転スケジュールの実行時における各制御対象機器2の状態量や故障状態などを含む。運転スケジュールの実行時における各制御対象機器2の状態量は、各制御対象機器2の消費エネルギー、生産エネルギーを含む。例えば、状態量は、エネルギー供給機器としてのコージェネレーションシステム23や電気式冷凍機24や吸収式冷温水機25の、出力や負荷率などの情報を含む。さらに例えば、運転スケジュールの実行時における各制御対象機器2の状態量は、エネルギー貯蔵機器である蓄電池21の放電量や蓄熱量や、蓄熱装置の放熱量や蓄熱量などの情報を含む。
ベースラインは、インセンティブを与えるか否かの基準となる使用電力量のしきい値である。ベースラインは、電力需要者の過去の一定期間の使用電力量に基づいて設定することができる。例えば、過去の何日間又は何週間かの建物等における使用電力の実績値に基づいて、ベースラインが算定される。
本実施形態では、ベースラインの一例として、一日単位で設定され、一日の中では一定のベースラインを用いる。但し、本実施形態で用いるベースラインはこれに限らず、受電電力削減量の算出基準となるものであればよい。
情報取得部131は、各種情報の取得および管理を行う。例えば、情報取得部131は、送受信部110を介して通信ネットワーク9(図1)に接続し、プロセスデータや、デマンドレスポンス対象時刻やベースラインなどの各種情報を取得する。また、情報取得部131は、受電電力削減情報算出装置100のユーザが入力デバイスを用いて入力するパラメータ値などの情報を取得する。情報取得部131は、取得した情報を処理データ記憶部121に記憶させる。また、情報取得部131は、処理部130における記憶部120とのインタフェースとして機能し、記憶部120から各種情報を読み出す。
例えば、受電電力削減情報算出装置100が、制御対象機器2の翌日の運転スケジュールを最適化する運用の場合、開始指示部132は、毎日、所定時刻に、処理開始を促すトリガ情報をエネルギー予測部133へ出力する。所定時刻を何時にするかは、自由に設定可能である。また、受電電力削減情報算出装置100が、数日おきに制御対象機器2の運転スケジュールを最適化する運用としてもよい。
一方、受電電力削減情報算出装置100が当日の運転スケジュールを最適化する運用の場合、開始指示部132は、一定時間間隔で、処理開始を促すトリガ情報をエネルギー予測部133へ出力する。
インセンティブ単価設定部134は、デマンドレスポンスにおけるインセンティブの単価を複数設定する。特に、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブの単価の変更幅と、インセンティブの単価の上限値とを取得し、得られた変更幅および上限値に基づいて、後述する予め定められた手順に従って、インセンティブの単価を複数設定する。
特に、削減情報算出部135は、インセンティブ単価設定部134が複数設定するインセンティブの単価の各々について、受電電力の削減量を算出する。
具体的には、出力部140は表示画面を有し、削減情報算出部135が算出した受電電力の削減量を、インセンティブの単価と受電電力の削減量との関係を示すグラフによって表示する。さらに、出力部140は、インセンティブの単価の過去の約定金額をグラフに表示する。
但し、出力部140が、削減情報算出部135の取得した受電電力の削減量を出力する方法は、グラフ表示等の画面表示に限らない。例えば、出力部140が、削減情報算出部135の取得した受電電力の削減量を音声または電子メール送信にて出力するようにしてもよい。
出力部140として、表示装置やプリンタ等、現在又は将来において利用可能な各種出力装置を用いることができる。処理データ記憶部121や最適化データ記憶部122が記憶したデータを、出力部が表示等することにより、受電電力削減情報算出装置100のユーザが当該データを参照できる。
図4は、対象建物の受電電力の例を示すグラフである。同図の横軸は、一日分の時刻を示す。縦軸は、対象建物の受電電力を示す。また、同図の例では、13時から16時までの時間T11がデマンドレスポンスによる電力抑制の対象時間となっている。
領域A11は、デマンドレスポンスによる電力抑制の対象時間における電力削減量を示す。デマンドレスポンスによる電力抑制の対象時間(図4の例では、13時〜16時)において、設定されたベースラインに対して受電電力量が下回った分が、インセンティブ支払い対象の電力削減量とみなされる。
一方、時間T13は、デマンドレスポンスによる電力抑制の対象時間に含まれている。このため、時間T13における受電電力削減量は、インセンティブ支払い対象となる。入札式のデマンドレスポンスでは、電力抑制の対象時間における受電電力削減量の目標値を予め入札し、実際に受電電力削減量が目標値を上回った場合のみ、電力需要者にインセンティブが支払われる。
図5は、受電電力削減情報算出装置100がデマンドレスポンスにおける入札条件を算出する処理手順を示すフローチャートである。
以下では、受電電力削減情報算出装置100が、対象建物における制御対象機器2の翌日の運転スケジュールを、前日の夜に最適化する場合を例に説明する。なお、受電電力削減情報算出装置100が最適化する運転スケジュールは、将来の所定の期間であればよく、翌日であるか、翌日より後のいずれかの一日であるかは限定されない。
開始指示部132からの指示に基づいて、処理部130が、入札条件取得処理の実行を開始する。図5のフローチャートは、開始指示部132の指示に基づいて処理部130において入札条件取得処理の実行を開始した後の処理フローを示す。
例えば、処理データ記憶部121にて、気象データ及び運用データとして、過去の曜日、天候および温湿度を予め記憶させておく。そして、エネルギー予測部133は、過去の曜日、天候および温湿度に基づいて、気象データ及び運用データの示す状況と、予測対象時における状況との類似度を演算する。類似度の演算式の一例を式(1)に示す。
a、b、cは、各因子の重み係数である。a、b、cの値は、予め定められている。
このように、エネルギー予測部133は、式(1)に基づいて過去の日のデータの類似度を演算により求める。
ステップS1の後、インセンティブ単価設定部134が、インセンティブ単価の初期設定を行う(ステップS2)。インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価を、予め定められている最小値(例えば0)に初期設定する。
X1は、受電電力量を示し、X1tは、時刻tにおける受電電力量を示す。
GASは、ガス使用量を示し、GAStは、時刻tにおけるガス使用量を示す。
GASCはガス係数を示す。ここでいうガス係数は、単位量当たりのガス料金である。
式(3)は、電力の受給関係を示す。
X6は、コージェネレーションシステムの負荷率を示し、X6tは、時刻tにおけるコージェネレーションシステムの負荷率を示す。
EPVは、PV(Photo Voltaic、太陽光発電)の予測発電量を示す。EPV tは、時刻tにおけるPV(Photo Voltaic、太陽光発電)の予測発電量を示す。
X8は、蓄電池のSOC(State Of Charge)を示す。X8tは、時刻tにおける蓄電池のSOC(State Of Charge)を示す。従って、X8t−X8t+1は、時刻tから時刻t+1までの時間における蓄電池の充放電量を示す。
COPRは、電気式冷凍機のCOP(Coefficient Of Power、成績係数)を示す。COPR tは、時刻tにおける電気式冷凍機のCOP(Coefficient Of Power、成績係数)を示す。
X5tは、電気式冷凍機の負荷率を示す。
EDEMANDは、電力消費機器の予測電力消費量を示す。EDEMAND tは、時刻tにおける電力消費機器の予測電力消費量を示す。
式(4)は、ガスの受給関係を示す。
GASABR−CGは、冷水生成時における吸収式冷温水機の定格ガス使用量を示す。
X3は、ガスを使用して冷水を生成する場合の吸収式冷温水機の負荷率を示す。X3tは、時刻tにおける、ガスを使用して冷水を生成する場合の吸収式冷温水機の負荷率を示す。
GASABR−HGは、温水生成時における吸収式冷温水機の定格ガス使用量を示す。
X4は、ガスを使用して温水を生成する場合の吸収式冷温水機の負荷率を示す。X4tは、時刻tにおける、ガスを使用して温水を生成する場合の吸収式冷温水機の負荷率を示す。
式(5)は、冷熱の受給関係を示す。
X2は、コージェネレーションシステムからの排熱を使用して冷水を生成する場合の、吸収式冷温水機の負荷率を示す。X2tは、時刻tにおいて、コージェネレーションシステムからの排熱を使用して冷水を生成する場合の、吸収式冷温水機の負荷率を示す。
HABR−CGは、ガスを使用して冷水を生成する場合の、吸収式冷温水機の定格冷却量を示す。
X7は、蓄熱槽の蓄熱残量を示す。X7tは、時刻tにおける蓄熱槽の蓄熱残量を示す。従って、X7t−X7t+1は、時刻tから時刻t+1までの時間における蓄熱槽の蓄放熱量を示す。
HCDEMANDは、冷熱消費機器の予測冷熱消費量を示す。HCDEMAND tは、時刻tにおける冷熱消費機器の予測冷熱消費量を示す。
式(6)は、温熱の受給関係を示す。
HABR−HGは、ガスを使用して温水を生成する場合の、吸収式冷温水機の定格加熱量を示す。
HABR−INは、吸収式冷温水機がコージェネレーションシステムからの排熱を使用して温水を生成する場合の、コージェネレーションシステムからの定格排熱投入量を示す。
HHDEMANDは、温熱消費機器の予測温熱消費量を示す。HHDEMAND tは、時刻tにおける温熱消費機器の予測温熱消費量を示す。
式(6)に不等号が用いられているのは、通常、コージェネレーションシステムは必要電力に基づいて発電を行い、余剰となった排熱は廃棄されるからである。
式(7)は、蓄熱槽の蓄熱量の単位時間当たりの変化の上限を示す。
式(8)は、蓄電池の蓄電量の単位時間当たりの変化の上限を示す。
式(9)は、本実施形態における電力係数の定義を示す。
式(3)〜式(6)は、図2のエネルギーフローを表現したものである。また、式(7)および式(8)は、制御対象機器2の容量の制約式である。
表1に示す上下限値は、式(2)〜式(9)と共に、最適化における制約条件となる。
なお、式(2)〜式(9)および表1に示す定式化は一例であり、削減情報算出部135が最適化に用いる式は、これらに限らない。
目的関数である式(2)を最小化する運転スケジュールが求まると、削減情報算出部135は、式(10)に基づいて、ベースラインからの受電電力量の削減量を算出する。
情報取得部131は、削減情報算出部135が求めた運転スケジュールを、受電電力量の削減量およびインセンティブ単価と対応付けて最適化データ記憶部122に記憶させる。
インセンティブ単価上限値以下であると判定した場合(ステップS5:YES)、ステップS3へ戻る。この場合、削減情報算出部135は、変更後のインセンティブ単価について運転計画の最適化を行う。
まず、等間隔でインセンティブ単価を変更する方法について説明する。
図6は、インセンティブ単価設定部134が等間隔でインセンティブ単価を変更する場合の、インセンティブ単価の推移の例を示すグラフである。同図の横軸は、最適化演算の回数を示す。縦軸は、インセンティブ単価を示す。例えば、横軸の「2」の位置にある点P11は、削減情報算出部135が2回目の最適化演算を行う際のインセンティブ単価を示す。
インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価の現在の設定値に、所定の変更幅ΔINCを加算するという簡単な計算にてインセンティブ単価の変更を行うことができる。
図7は、インセンティブ単価設定部134がインセンティブ単価の切り替えを行う場合の、インセンティブ単価の推移の例を示すグラフである。同図の横軸は、インセンティブ単価の変更幅ΔINCでの最適化演算の回数を示す。縦軸は、インセンティブ単価を示す。
一方、図7の例において、電力削減量が変化した区間について、変更幅ΔINCよりも小さく予め設定されている変更幅Δincに切り替えてインセンティブ単価の設定をし直す。
以後、電力削減量が変化する毎に、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価を変更幅ΔINCずつ増加させる処理を中断し、該当区間について変更幅Δincでインセンティブ単価の設定をし直す。
図8は、インセンティブ単価設定部134がインセンティブ単価の切り替えを行う場合の処理手順を示すフローチャートである。インセンティブ単価設定部134は、図5のステップS4において図8の処理を行う。
図8の処理において、インセンティブ単価設定部134は、まず、削減情報算出部135が行った直近の最適化演算が初回の最適化演算か否かを判定する(ステップS101)。
その後、図8の処理を終了する。
一方、ステップS101において、初回の最適化演算でないと判定した場合(ステップS101:NO)、インセンティブ単価設定部134は、前回の図5のステップS4の処理でのインセンティブ単価の変更幅がΔINC以上か否かを判定する(ステップS102)。
受電電力削減量が変化していると判定した場合、(ステップS103:YES)、インセンティブ単価設定部134は、前回の図5のステップS4の処理で設定したインセンティブ単価を切替基準値として設定する(ステップS121)。
ステップS122の後、図8の処理を終了する。
一方、ステップS103において、受電電力削減量が変化していないと判定した場合、(ステップS103:NO)、ステップS111へ進む。
そして、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価が切替基準値以上か否かを判定する(ステップS132)。ここでの切替基準値は、ステップS121で記憶した値である。
ステップS133の後、図8の処理を終了する。
一方、ステップS132において、インセンティブ単価が切替基準値未満であると判定した場合(ステップS132:NO)、図8の処理を終了する。
これにより、電力削減量に変化が見られない領域において、受電電力削減情報算出装置100は、削減情報算出部135の計算量を低減させることができる。一方、電力削減量に変化が見られる領域において、受電電力削減情報算出装置100は、インセンティブ単価と受電電力削減量との関係をより詳細に得ることができる。この点において、受電電力削減情報算出装置100は、ある電力削減量が期待できる場合の、電力需要者に損が生じにくい最小のインセンティブ単価を効率よく抽出できる。
図9は、インセンティブ単価設定部134がインセンティブ単価の変更幅を段階的に変化させる場合の、インセンティブ単価の推移の第1の例を示すグラフである。同図の横軸は、電力削減量を示す。縦軸は、インセンティブ単価を示す。また、各点に添えられている数字は、最適化演算の回数を示す。
例えば、数字「1」が添えられている点P31は、削減情報算出部135が1回目の最適化演算を行う際のインセンティブ単価、および、得られる電力削減量を示している。
インセンティブ単価設定部134は、削減情報算出部135の最適化にて得られる受電電力削減量が変化するまで、あるいは、図5のステップS5においてインセンティブ単価が上限値より大きくなるまで、これを繰り返す。
このように、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価の増減を繰り返し、削減情報算出部135は、インセンティブ単価設定部134が設定する各インセンティブ単価について、最適化演算を行う。
受電電力削減量がαからβへ変化したので、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価から変更幅a/2を減算する。そして、削減情報算出部135は、4回目の最適化演算を行う。点P34が示すように、4回目の最適化演算にて得られた受電電力削減量は、3回目と同じくβとなっている。
そこで、インセンティブ単価設定部134は、点P33が示す3回目の最適化演算の際のインセンティブ単価(減少させる前のインセンティブ単価)から、変更幅a増加させる。そして、削減情報算出部135は、点P36が示す6回目の最適化演算を行う。
このように、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価の増減を繰り返し、削減情報算出部135は、インセンティブ単価設定部134が設定する各インセンティブ単価について、最適化演算を行う。
図10の例において点P41〜P43が示す1回目の最適化演算〜3回目の最適化演算は、図9の例において点P31〜P33が示す1回目の最適化演算〜3回目の最適化演算の場合と同様である。
得られた受電電力削減量がα(変化前の値)と同じなので、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価に変更幅a/4(前回(3回目)の最適化演算後の減少幅の半分)を加算する。
そこで、インセンティブ単価設定部134は、点P43が示す3回目の最適化演算の際のインセンティブ単価(減少させる前のインセンティブ単価)から、変更幅a増加させる。そして、削減情報算出部135は、点P46が示す6回目の最適化演算を行う。
図11および図12は、インセンティブ単価設定部134がインセンティブ単価の変更幅を段階的に変化させる場合の処理手順を示すフローチャートである。インセンティブ単価設定部134は、図5のステップS4において図11および図12の処理を行う。
図11の処理において、インセンティブ単価設定部134は、まず、削減情報算出部135が行った直近の最適化演算が初回の最適化演算か否かを判定する(ステップS201)。
その後、図11および図12の処理を終了する。
一方、ステップS201において、初回の最適化演算でないと判定した場合(ステップS201:NO)、インセンティブ単価設定部134は、前回の図5のステップS4の処理でインセンティブ単価を増加させたか否かを判定する(ステップS202)。
インセンティブ単価を増加させたと判定した場合(ステップS202:YES)、インセンティブ単価設定部134は、前回の図5のステップS4の処理でのインセンティブ単価の増加幅がaであったか否かを判定する(ステップS203)。
受電電力削減量が変化していると判定した場合、(ステップS204:YES)、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価を変更幅a/2だけ減少させる(ステップS221)。その後、図11および図12の処理を終了する。
一方、ステップS204において、受電電力削減量が変化していないと判定した場合、(ステップS204:NO)、ステップS211へ進む。
ステップS251の後、図11および図12の処理を終了する。
一方、差がΔINC以上であると判定した場合(ステップS232:NO)、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価を、前回の図5のステップS4での増加幅の半分だけ増加させる(ステップS241)。その後、図11および図12の処理を終了する。
差がΔINCより小さいと判定した場合(ステップS321:YES)、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価の変化を、減少させる前のインセンティブ単価から変更幅aだけ増加させる(ステップS331)。
一方、ステップS321において、差がΔINC以上であると判定した場合(ステップS321:NO)、インセンティブ単価設定部134は、インセンティブ単価を、前回の図5のステップS4でのインセンティブ単価の減少幅の半分だけ減少させる(ステップS341)。
その後、図11および図12の処理を終了する。
これにより、電力削減量に変化が見られない領域において、受電電力削減情報算出装置100は、削減情報算出部135の計算量を低減させることができる。一方、電力削減量に変化が見られる領域において、受電電力削減情報算出装置100は、インセンティブ単価と受電電力削減量との関係をより詳細に得ることができる。この点において、受電電力削減情報算出装置100は、ある電力削減量が期待できる場合の、電力需要者に損が生じにくい最小のインセンティブ単価を効率よく抽出できる。
線L51は、削減情報算出部135の最適化演算で得られた運転スケジュールにおけるインセンティブ単価および電力削減量を示す。なお、図13のABRは、吸収式冷温水機を示す。
例えば、バッテリの運転コストは他の機器の運用コストよりも安い。このため、バッテリのみを用いて受電電力を削減する運用では、インセンティブ単価が安くても電力需要者が損をせずに済むことが見込まれる。
なお、電力の削減を図るために活用される機器は、運転スケジュールとしての変数X1〜X8により示される。
これにより、受電電力削減情報算出装置100のユーザは、当該グラフを算出して、適切な入札条件を容易に把握し得る。
これにより、これにより、受電電力削減情報算出装置100のユーザは、過去の約定金額を把握して、約定金額を反映させた金額(例えば、約定金額をやや上回るインセンティブ単価)で入札することができる。受電電力削減情報算出装置100のユーザが、約定金額を反映させた金額で入札することで、応札される可能性が高まることが期待される。
図14は、受電電力削減情報算出装置200の機能構成を示す概略構成図である。同図において、受電電力削減情報算出装置100は、送受信部110と、記憶部220と、処理部230と、出力部240とを有する。記憶部220は、処理データ記憶部221と、最適化データ記憶部122とを有する。処理部230は、情報取得部131と、開始指示部132と、エネルギー予測部133と、インセンティブ単価設定部234と、削減情報算出部135とを有する。
図14において、図3の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号(110、122、131〜133、135)を付して説明を省略する。また、本実施形態における監視制御システムの構成や制御対象機器は、第1の実施形態で説明したのと同様である。
同図のステップS401は、図5のステップS1と同様である。
ステップS402において、インセンティブ単価設定部234は、式(11)に基づいて電力単価を設定する。
また、ここでいう補正額は、インセンティブ単価の前回の約定金額から今回の入札で想定するインセンティブ単価を算出するための差額である。例えば、電力需要者が、前回の約定金額よりもインセンティブ単価を少し下げるように補正額を設定することで、応札され易くなることが期待される。
インセンティブ単価の前回の約定金額と補正額との和が、今回の入札におけるインセンティブ単価として想定される。インセンティブ単価設定部234は、式(12)に基づいて、今回の入札におけるインセンティブ単価の想定額を電力単価に加味する。
ステップS404において、出力部240は、ステップS403における最適化演算の結果得られた入札条件を通知する。例えば、出力部240は、今回の入札におけるインセンティブ単価の想定額と、当該想定額に基づいて削減情報算出部135が算出した受電電力削減量とを画面表示する。
さらに、図16の表示画面には、表示された受電電力削減量を達成するための運転スケジュールの画面表示を要求するタッチ領域A61と、表示されている条件での入札を要求するタッチ領域A62とが表示されている。
また、出力部240は、削減情報算出部135が最適化演算を行って得られた受電電力削減量を提示する。これにより、出力部240は、入札式のデマンドレスポンスに対応して、電力需要者の利益確保が見込まれる入札条件を提示することができる。
図17は、受電電力削減情報算出装置300の機能構成を示す概略構成図である。同図において、受電電力削減情報算出装置300は、送受信部110と、記憶部320と、処理部330と、出力部240とを有する。記憶部320は、処理データ記憶部321と、最適化データ記憶部122とを有する。処理部330は、情報取得部131と、開始指示部132と、エネルギー予測部133と、インセンティブ単価設定部334と、削減情報算出部135とを有する。
図17において、図14の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号(110、122、131〜133、135、240)を付して説明を省略する。また、本実施形態における監視制御システムの構成や制御対象機器は、第1の実施形態で説明したのと同様である。
本実施形態では、図15のステップS402におけるインセンティブ単価の算出方法が、第2の実施形態の場合と異なる。図15の他のステップにおける処理は、第2の実施形態の場合と同様である。
インセンティブ単価設定部334は、式(12)に基づいて電気料金単価を設定する。
式(12)では、過去の約定金額の平均値から、今回のインセンティブ単価を想定している。インセンティブ単価設定部334は、式(12)に基づいて、過去の約定金額の平均値に基づくインセンティブ単価の想定値を、電気料金単価に加味する。
あるいは、インセンティブ単価設定部334が、式(13)に基づいて電気料金単価を設定するようにしてもよい。
式(13)では、参照対象となっている過去の約定金額の最大値より、今回のインセンティブ単価を想定している。インセンティブ単価設定部334は、式(13)に基づいて、参照対象となっている過去の約定金額の最大値に基づくインセンティブ単価の想定値を、電気料金単価に加味する。
あるいは、インセンティブ単価設定部334が、式(14)に基づいて電気料金単価を設定するようにしてもよい。
式(14)では、参照対象となっている過去の約定金額の最小値より、今回のインセンティブ単価を想定している。インセンティブ単価設定部334は、式(14)に基づいて、参照対象となっている過去の約定金額の最小値に基づくインセンティブ単価の想定値を、電気料金単価に加味する。
インセンティブ単価設定部334は、式(12)〜式(14)のうち、処理データ記憶部321が記憶するインセンティブ単価設定方法のパラメータの示す式を用いて、電気料金単価を設定する。当該パラメータは、受電電力削減情報算出装置300のユーザが設定する。
これにより、出力部240は、過去の実績に基づく点で応札される見込みの高い入札条件を提示することができる。
これにより、出力部240は、ユーザ(例えば電力需要者)の入札戦略に沿った入札条件を提示することができる。また、出力部240は、削減情報算出部135が最適化演算を行って得られた受電電力削減量を提示する点で、入札式のデマンドレスポンスに対応して、電力需要者の利益確保が見込まれる入札条件を提示することができる。
一方、インセンティブ単価設定部334が、参照対象となっている過去の約定金額の最小値に基づいてインセンティブ単価を設定する場合、出力部240が提示するインセンティブ単価が比較的安くなる。この点において、出力部240は、応札される可能性の高い入札条件を提示することができる。
これにより、受電電力削減情報算出装置は、インセンティブの予想金額に適した入札条件を提示することができ、もって、デマンドレスポンスのインセンティブの金額の決定のためにエネルギー供給者とエネルギー需要者とがやり取りする際に、エネルギー需要者に損が生じにくいように支援できる。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、コンパクトディスク等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
110…送受信部
120、220、320…記憶部
121、221、321…処理データ記憶部
122…最適化データ記憶部
130、230、330…処理部
131…情報取得部
132…開始指示部
133…エネルギー予測部
134、234、334…インセンティブ単価設定部
135…削減情報算出部
140、240…出力部
Claims (10)
- エネルギー供給機器又はエネルギー消費機器である制御対象機器の少なくともいずれか一つについて、将来の所定期間におけるエネルギーの供給又は消費に係る予測量を求めるエネルギー予測部と、
デマンドレスポンスにおけるインセンティブの単価を複数設定するインセンティブ単価設定部と、
前記インセンティブ単価設定部が複数設定したインセンティブの単価の各々について、前記インセンティブの単価を反映させたエネルギー料金、及び、前記エネルギー予測部が求めた前記予測量に基づいて、前記デマンドレスポンスにおける前記制御対象機器の運転スケジュールを求め、得られた運転スケジュールに応じた前記受給エネルギーの削減量を算出する削減情報算出部と、
を有し、
前記インセンティブ単価設定部は、前記インセンティブの単価の設定変更によって前記削減情報算出部が算出する受給エネルギーの削減量が変化する前記インセンティブの単価の区間を検出し、検出した区間では、それ以外の区間よりも細かい幅で前記インセンティブの単価を設定する、
受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記インセンティブ単価設定部は、前記インセンティブの単価の変更幅と、前記インセンティブの単価の上限値とを取得し、得られた変更幅および上限値に基づいて、前記インセンティブの単価を複数設定する、
請求項1に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記削減情報算出部が算出した前記受給エネルギーの削減量を、インセンティブの単価と受給エネルギーの削減量との関係を示すグラフによって表示する出力部を備える、
請求項1または請求項2に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記出力部は、前記インセンティブの単価の過去の約定金額を前記グラフに表示する、
請求項3に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記インセンティブの単価の過去の約定金額を取得し、当該約定金額に基づいて、インセンティブの単価の想定金額を設定するインセンティブ単価設定部を有し、
前記削減情報算出部は、前記インセンティブ単価設定部が設定するインセンティブの単価の想定値について、前記受給エネルギーの削減量を算出する、
請求項1に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記インセンティブ単価設定部は、過去の複数回のデマンドレスポンスにおける、前記インセンティブの単価の約定金額の平均値に基づいて、前記想定金額を設定する、
請求項5に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記インセンティブ単価設定部は、過去の複数回のデマンドレスポンスにおける、前記インセンティブの単価の約定金額の最小値に基づいて、前記想定金額を設定する、
請求項5に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 前記インセンティブ単価設定部は、過去の複数回のデマンドレスポンスにおける、前記インセンティブの単価の約定金額の最大値に基づいて、前記想定金額を設定する、
請求項5に記載の受給エネルギー削減情報算出装置。 - 受給エネルギー削減情報算出装置の受給エネルギー削減情報算出方法であって、
エネルギー供給機器又はエネルギー消費機器である制御対象機器の少なくともいずれか一つについて、将来の所定期間におけるエネルギーの供給又は消費に係る予測量を求めるエネルギー予測ステップと、
デマンドレスポンスにおけるインセンティブの単価を複数設定するステップと、
前記複数設定したインセンティブの単価の各々について、前記インセンティブの単価を反映させたエネルギー料金、及び、前記エネルギー予測部が求めた前記予測量に基づいて、前記デマンドレスポンスにおける前記制御対象機器の運転スケジュールを求め、得られた運転スケジュールに応じた前記受給エネルギーの削減量を算出する削減情報算出ステップと、
を有し、
前記インセンティブの単価を複数設定するステップでは、前記インセンティブの単価の設定変更によって前記削減情報算出ステップで算出する受給エネルギーの削減量が変化する前記インセンティブの単価の区間を検出し、検出した区間では、それ以外の区間よりも細かい幅で前記インセンティブの単価を設定する、
受給エネルギー削減情報算出方法。 - 受給エネルギー削減情報算出装置の有するコンピュータに、
エネルギー供給機器又はエネルギー消費機器である制御対象機器の少なくともいずれか一つについて、将来の所定期間におけるエネルギーの供給又は消費に係る予測量を求めるエネルギー予測ステップと、
デマンドレスポンスにおけるインセンティブの単価を複数設定するステップと、
前記複数設定したインセンティブの単価の各々について、前記インセンティブの単価を反映させたエネルギー料金、及び、前記エネルギー予測部が求めた前記予測量に基づいて、前記デマンドレスポンスにおける前記制御対象機器の運転スケジュールを求め、得られた運転スケジュールに応じた前記受給エネルギーの削減量を求める削減情報算出ステップと、
を実行させ、
前記インセンティブの単価を複数設定するステップでは、前記インセンティブの単価の設定変更によって前記削減情報算出ステップで算出する受給エネルギーの削減量が変化する前記インセンティブの単価の区間を検出させ、検出した区間では、それ以外の区間よりも細かい幅で前記インセンティブの単価を設定させる
ためのプログラム。
Priority Applications (6)
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