JP6350033B2 - 電力消費量誘導装置、電力消費量誘導装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力消費量誘導装置、電力消費量誘導装置の制御方法及びプログラムに関する。

電力需要は、季節や時間帯、曜日等の様々な要因によって時々刻々と変化するが、電力の需要と供給のバランスが崩れると電力系統の周波数や電圧の変化、停電などが発生し、安定的な電力の供給に支障が生じる。

そのため電力会社は、日々電力需要の予測を行い、需要と供給のバランスを維持するように発電量を制御している。

一方で近年、より安定的な電力の需給バランスを実現するため、需要家の電力需要を変化させようとするデマンドレスポンス（以下、Demand Response、DRとも記す）の試行も始まっている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。

樺澤明裕、外４名、「北九州スマートコミュニテイ実証におけるデマンドレスポンス実証試験結果」、電気学会全国大会、平成25年3月、6-079（2013-3）、p.144-145 服部徹、外１名、「米国における家庭用デマンドレスポンス・プログラムの現状と展望 −パイロットプログラムの評価と本格導入における課題−」、電力中央研究所報告、電力中央研究所、2011年3月、Y10005

非特許文献１には、電力需要の増加が予想される時間帯の電力価格単価を他の時間帯よりも高く設定することにより、電力需要の増加を抑制しようとするクリティカルピークプライシング（以下、Critical Peak Pricing、CPPとも記す）に関する記載がある。

また非特許文献２には、電力需要の増加が予想される時間帯に電力使用量の削減に協力した需要家に対して電力削減量に応じたインセンティブを支払うことにより、電力需要の増加を抑制しようとするピーク時リベート（以下、Peak Time Rebate、PTRとも記す）に関する記載がある。

このようなデマンドレスポンスは、電力の需要と供給のバランス向上に大きく貢献しうるものであり、今後の普及が強く望まれている。

しかしながら一方で、クリティカルピークプライシング、及びピーク時リベートのいずれの場合であっても、電力会社及び需要家に金銭的負担変動のリスクが生じるなど、デマンドレスポンスの普及を妨げるような要因も存在する。

本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、より合理的なデマンドレスポンスの実施を可能とし、デマンドレスポンスのより一層の普及促進を図ることが可能な電力消費量誘導装置、電力消費量誘導装置の制御方法及びプログラムを提供することを一つの目的とする。

上記課題を解決するための手段の一つは、需要家の電力消費量を所定の電力目標値に誘導するための電力消費量誘導装置であって、前記需要家が前記電力消費量に応じて支払う電気料金の単価と、前記需要家が前記電力消費量を前記電力目標値に近づけるように変化させた場合に前記電力消費量の変化量に応じて前記需要家に支給されるインセンティブの単価と、前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要家に適用した場合に見込まれる前記需要家の電力消費量の変化の度合いを示す指標値と、の関係を示す需要反応データを記憶する需要反応データ記憶部と、前記需要家の電力消費量の予測値と前記電力目標値との差分、又は、前記電力消費量の予測値に対する前記差分の割合を、前記指標値の目標値である指標目標値として取得する指標目標値取得部と、前記需要家の電力消費量の変化の度合いが前記指標目標値になるような前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要反応データから求める単価算出部と、を備える。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

本発明によれば、より合理的なデマンドレスポンスの実施を可能とし、デマンドレスポンスのより一層の普及促進を図ることが可能になる。

電力管理システムの全体構成を示す図である。 エネルギーマネジメントシステム及びユーザ端末の構成を示す図である。 スマートメータの構成を示す図である。 エネルギーマネジメントシステムの機能を示す図である。 エネルギーマネジメントが有する記憶装置を示す図である。 ユーザ端末が有する記憶装置を示す図である。 電力契約管理データベースを示す図である。 電力の契約内容を示す図である。 電力の契約内容を示す図である。 電力の契約内容を示す図である。 クリティカルピークプライシングを実施した場合の電力の需要変化を示す図である。 ピーク時リベートを実施した場合の電力の需要変化を示す図である。 電力使用実績データベースを示す図である。 ＤＲマトリクスを示す図である。 デマンドレスポンスの実施内容を決定する際の処理の流れを示すフローチャートである。 電力使用実績データベースを更新する際の処理の流れを示すフローチャートである。 ＤＲマトリクスを更新する際の処理の流れを示すフローチャートである。 ユーザ端末に表示される画面例である。 ユーザ端末に表示される画面例である。 電力の契約内容を示す図である。 ＤＲマトリクスを示す図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝＝第１実施形態＝＝
本発明の実施形態に係る電力管理システム１０００の全体構成を図１に示す。

本実施形態に係る電力管理システム１０００は、エネルギーマネジメントシステム１００と、スマートメータ２００Ａ、２００Ｂと、ユーザ端末３００Ａ、３００Ｂと、がネットワーク５００を介して通信可能に接続されて構成される。またネットワーク５００には、気象情報提供装置４００が通信可能に接続されている。

スマートメータ２００Ａは、需要家Ａ（オフィス、工場、一般家庭等）が有する電力消費装置６００Ａの電力消費量（以下、電力需要あるいは電力使用量とも記す）を定期的に計測し、エネルギーマネジメントシステム１００やユーザ端末３００Ａに所定時間ごとに送信する機能を有する計測器である。

ユーザ端末３００Ａは、需要家Ａが有するコンピュータや携帯電話機、スマートフォン、宅内表示器（In-Home Display）等の情報処理装置である。

スマートメータ２００Ｂは、需要家Ｂ（オフィス、工場、一般家庭等）が有する電力消費装置６００Ｂの電力消費量を定期的に計測し、エネルギーマネジメントシステム１００やユーザ端末３００Ｂに所定時間ごとに送信する機能を有する計測器である。

ユーザ端末３００Ｂは、需要家Ｂが有するコンピュータや携帯電話機、スマートフォン、宅内表示器（In-Home Display）等の情報処理装置である。

なおもちろん、図１に示す需要家Ａや需要家Ｂの他にも需要家は存在し、需要家Ａや需要家Ｂは需要家の一例である。

エネルギーマネジメントシステム１００は、詳細は後述するが、需要家Ａや需要家Ｂなどの電力の需要家の電力消費量を事前に定められた所定の目標値である電力目標値に誘導するための電力消費量誘導装置である。なお、需要家の電力消費量を所定の電力目標値に誘導することを、以下の説明において、デマンドレスポンス（ＤＲ）を実施するとも記す。

例えばエネルギーマネジメントシステム１００は、デマンドレスポンスを実施する場合に、デマンドレスポンスを行う時間帯の電力消費量の予測値とその時間帯の電力目標値との差から、需要家の電力消費量の目標変化量を求め、その時間帯の需要家の電力消費量が目標変化量だけ変化するように、デマンドレスポンスを実施する。

デマンドレスポンスを行うか行わないかは、上記時間帯における電力消費量の予測値や各地の発電所の稼働状況、気象予測などから定められる。例えば、その時間帯に必要となる電力需要を賄えるだけの発電量が十分に確保できる場合には、デマンドレスポンスを行わないでもよい。一方、その時間帯に十分な発電量を確保することが困難な場合には、デマンドレスポンスを行うことが考慮される。

デマンドレスポンスを行う場合には、上記時間帯の電力需要の予測値や発電可能量などを考慮して、電力消費量の目標値である電力目標値が設定される。

気象情報提供装置４００は、気温や天気、湿度、日射量、風速等の各種気象情報を提供するコンピュータである。エネルギーマネジメントシステム１００は、気象情報提供装置４００からこれら様々な気象情報を取得して電力需要の予測値や、発電可能量の予測値を算出する。

ネットワーク５００は、インターネットや専用回線等の通信網である。

次に、エネルギーマネジメントシステム１００及びユーザ端末３００のハードウェア構成の一例をまとめて図２に示す。またスマートメータ２００のハードウェア構成を図３に示す。

エネルギーマネジメントシステム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、通信装置１３０、記憶装置１４０、入力装置１５０、出力装置１６０及び記録媒体読取装置１７０を有して構成されるコンピュータである。

ＣＰＵ１１０はエネルギーマネジメントシステム１００の全体の制御を司るもので、記憶装置１４０に記憶される本実施形態に係る各種の動作を行うためのコードから構成されるエネルギーマネジメントシステム制御プログラム７００をメモリ１２０に読み出して実行することにより、エネルギーマネジメントシステム１００としての各種機能を実現する。

例えば、詳細は後述するが、ＣＰＵ１１０によりエネルギーマネジメントシステム制御プログラム７００が実行され、メモリ１２０や通信装置１３０、記憶装置１４０等のハードウェア機器と協働することにより、需要反応データ記憶部１０１、指標目標値取得部１０２、単価算出部１０３、通信部１０４などが実現される。エネルギーマネジメントシステム１００が、需要反応データ記憶部１０１、指標目標値取得部１０２、単価算出部１０３、通信部１０４の各機能を有して構成されている様子を図４に示す。

図２に戻って、メモリ１２０は例えば半導体記憶装置により構成することができる。

通信装置１３０は、ネットワークカードなどのネットワークインタフェースである。通信装置１３０は、ネットワーク５００を介して他のコンピュータからデータを受信し、受信したデータを記憶装置１４０やメモリ１２０に記憶する。また通信装置１３０は、記憶装置１４０やメモリ１２０に記憶されているデータを、ネットワーク５００を介して他のコンピュータへ送信する。

入力装置１５０は、キーボードやマウス、マイク等の装置であり、エネルギーマネジメントシステム１００の操作者による情報の入力を受け付けるための装置である。出力装置１６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やプリンタ、スピーカ等の装置であり、情報を出力するための装置である。

記憶装置１４０は、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等により構成することができる。記憶装置１４０は、各種プログラムやデータ、テーブル等を記憶するための物理的な記憶領域を提供する装置である。

記憶装置１４０には、図５に示すように、エネルギーマネジメントシステム制御プログラム７００、電力契約管理データベース９００、電力使用実績データベース９１０、ＤＲマトリクス（需要反応データとも記す）９２０が記憶されている。詳細は後述する。

記憶装置１４０は、エネルギーマネジメントシステム１００に内蔵されている形態とすることもできるし、外付されている形態とすることもできる。

なお、エネルギーマネジメントシステム制御プログラム７００、電力契約管理データベース９００、電力使用実績データベース９１０、ＤＲマトリクス９２０は、記録媒体読取装置１７０を用いて、記録媒体（各種の光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリ等）８００から記憶装置１４０に読み出すことで、エネルギーマネジメントシステム１００に格納されるようにすることもできるし、通信装置１３０を介して通信可能に接続される他のコンピュータから取得することで、エネルギーマネジメントシステム１００に格納されるようにすることもできる。また後者の場合には、エネルギーマネジメントシステム１００は記憶装置１４０を備えずに、上記他のコンピュータに記憶されている上記のプログラムやテーブル等の各種データを用いてエネルギーマネジメントシステム１００としての機能を実現する形態も可能である。

ユーザ端末３００は、ＣＰＵ３１０、メモリ３２０、通信装置３３０、記憶装置３４０、入力装置３５０、出力装置３６０及び記録媒体読取装置３７０を有して構成されるコンピュータである。

ＣＰＵ３１０はユーザ端末３００の全体の制御を司るもので、記憶装置３４０に記憶される本実施形態に係る各種の動作を行うためのコードから構成されるユーザ端末制御プログラム７１０をメモリ３２０に読み出して実行することにより、ユーザ端末３００としての各種機能を実現する。

メモリ３２０は例えば半導体記憶装置により構成することができる。

通信装置３３０は、ネットワークカードなどのネットワークインタフェースである。通信装置３３０は、ネットワーク５００を介して他のコンピュータからデータを受信し、受信したデータを記憶装置３４０やメモリ３２０に記憶する。また通信装置３３０は、記憶装置３４０やメモリ３２０に記憶されているデータを、ネットワーク５００を介して他のコンピュータへ送信する。

入力装置３５０は、キーボードやマウス、マイク等の装置であり、ユーザ端末３００の操作者による情報の入力を受け付けるための装置である。出力装置３６０は、ＬＣＤやプリンタ、スピーカ等の装置であり、情報を出力するための装置である。

記憶装置３４０は、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等により構成することができる。記憶装置３４０は、各種プログラムやデータ、テーブル等を記憶するための物理的な記憶領域を提供する装置である。

本実施形態では、図６に示すように、記憶装置３４０には、ユーザ端末制御プログラム７１０が記憶されている。詳細は後述する。

記憶装置３４０は、ユーザ端末３００に内蔵されている形態とすることもできるし、外付されている形態とすることもできる。

なお、ユーザ端末制御プログラム７１０は、記録媒体読取装置３７０を用いて、記録媒体８００から記憶装置３４０に読み出すことで、ユーザ端末３００に格納されるようにすることもできるし、通信装置３３０を介して通信可能に接続される他のコンピュータから取得することで、ユーザ端末３００に格納されるようにすることもできる。また後者の場合には、ユーザ端末３００は記憶装置３４０を備えずに、上記他のコンピュータに記憶されている上記のプログラムやテーブル等の各種データを用いてユーザ端末３００としての機能を実現する形態も可能である。

スマートメータ２００は、メータ部２１０及び制御部２２０を備えて構成される計測器であるが、本実施形態に係るスマートメータ２００は、制御部２２０に、図示しないＣＰＵやメモリ、通信装置等が含まれており、メモリに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することで本実施形態におけるスマートメータ２００としての機能を実現するコンピュータでもある。

メータ部２１０は、需要家が有する電力消費装置６００の電力消費量を定期的に計測する。また制御部２２０は、メータ部２１０が計測した電力消費量をネットワーク５００を介して所定時間ごとにエネルギーマネジメントシステム１００に送信する。

次に、電力契約管理データベース９００について、図７〜図１２を参照しながら説明する。

電力契約管理データベース９００は、図７に示すように、各需要家の電力契約の内容を記録したデータベースである。本実施形態では、需要家Ａの電力契約は「タイプ１」、需要家Ｂの電力契約は「タイプ２」、需要家Ｃの電力契約は「タイプ３」である。

「タイプ１」の電力契約の内容を図８に示す。「タイプ１」の電力契約には、ＣＰＰ（クリティカルピークプライシング）契約とＰＴＲ（ピーク時リベート）契約とが含まれる。

ＣＰＰ契約は、ＣＰＰが実施される場合と実施されない場合とで、電力価格単価（電気料金の単価）が異なるような電力契約である。

ＣＰＰが実施される時間帯の電力価格単価を、ＣＰＰが実施されない場合の電力価格単価と異なるように設定することで、ＣＰＰが実施される時間帯の需要家の電力消費量を誘導することができる。

例えば、ＣＰＰが実施される時間帯の電力価格単価を、ＣＰＰが実施されない場合の電力価格単価よりも割高にした場合には、ＣＰＰの実施期間中の電力消費量を抑制することができる。

その様子を図１１に示す。図１１に示すように、１３時から１７時の間にＣＰＰを実施して、電力価格単価を割高にした場合には、その時間帯の電力消費量を、ＣＰＰを実施しない場合の電力消費量（ベースライン負荷）よりも削減することができる。

図８に戻って、ＣＰＰレベルは、需要家の電力消費量を誘導する強さを示し、図８に示す例では、ＣＰＰレベルの数字が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く抑制させることを表す。ＣＰＰレベル０は、ＣＰＰが実施されないことを示す。

図８において、ＣＰＰレベル０の場合の電力価格単価は、１キロワットアワー（kwh）あたり１５円に設定されているが、ＣＰＰレベルが高くなる程（ＣＰＰレベルを表す数値が大きくなる程）、電力価格単価が高くなるように設定されている。

このような態様により、ＣＰＰレベルの数字が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く抑制させることが可能となる。

なお、ＣＰＰを行う場合には、需要家にとって、節電などの行動をしなかった場合の電気料金が割高になるというペナルティがあるため、需要家の行動を促しやすい。そしてＣＰＰレベルを上げるほど電力価格単価が高くなるため、需要抑制量も大きくすることができる。ただし、電力料金が増加（変動）することは、需要家にとって金銭的負担の変動のリスクであると捉えることができる。

一方、ＰＴＲ契約は、ＰＴＲを実施した際に電力消費量の誘導に協力した需要家に対して、所定のインセンティブを支給する電力契約である。

需要家は、インセンティブを受け取ることで電気料金が割安になるメリットが得られるので、ＰＴＲが実施される時間帯の需要家の電力消費量を誘導することができる。

例えば、ＰＴＲが実施される時間帯の電力消費量の抑制量に応じた額のインセンティブを需要家が受け取れるようにした場合には、ＰＴＲの実施期間中の電力消費量を抑制できる。

その様子を図１２に示す。図１２に示すように、１３時から１７時の間にＰＴＲを実施して、その時間帯の電力消費の抑制量にインセンティブ係数（インセンティブの単価）を乗じた額のインセンティブが支払われるようにした場合には、その時間帯の電力消費量を、ＰＴＲを実施しない場合の電力消費量（ベースライン負荷）よりも削減することができる。

図８に戻って、ＰＴＲレベルは、需要家の電力消費量を誘導する強さを示し、図８に示す例では、ＰＴＲレベルの数字が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く抑制させることを表す。ＰＴＲレベル０は、ＰＴＲが実施されないことを示す。

図８において、ＰＴＲレベル０の場合のインセンティブの単価（インセンティブ係数）は０円であるが、ＰＴＲレベルが高くなる程（ＰＴＲレベルを表す数値が大きくなる程）、インセンティブの単価が高くなるように設定されている。

このような態様により、ＰＴＲレベルの数字が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く抑制させることが可能となる。

なお、ＰＴＲでは、需要家は、電力需要のピーク時などのデマンドレスポンス実施時間帯に電力使用量を削減することで削減量に応じた報酬が与えられるが、電力消費量を削減しなくても電気料金の負担が増加することがないため、需要家にとってリスクフリーである利点がある。ただし、デマンドレスポンスを実施する側にとっては、需要家に与える報酬の額がその時々で変動するため、金銭的負担変動のリスクがあると捉えることができる。

またＰＴＲは、需要家の電力消費量の変化量が同じであれば、インセンティブ係数が小さいほどインセンティブが少なくなり、インセンティブ係数が大きいほどインセンティブが大きくなる。したがって、インセンティブ係数をより大きな値に設定するほど、需要家に支払われるインセンティブが増加するため、需要家の電力消費量の変化を起こしやすくできる。

次に「タイプ２」の電力契約の内容を図９に示す。「タイプ２」の電力契約にもＣＰＰ契約とＰＴＲ契約とが含まれるが、「タイプ２」の電力契約は、「タイプ１」とはＣＰＰ契約の内容及びＰＴＲ契約の内容が異なる。

「タイプ２」の電力契約は、ＣＰＰを実施しない時（ＣＰＰレベル０の時）の電力価格単価、およびＰＴＲを実施しない時（ＰＴＲレベル０の時）のインセンティブの単価は「タイプ１」と同じであるが、ＣＰＰを実施する場合の電力価格単価が「タイプ１」よりもより割高である一方で、ＰＴＲを実施するときのインセンティブの単価も高い。

次に「タイプ３」の電力契約の内容を図１０に示す。「タイプ３」の電力契約は、ＤＲ（デマンドレスポンス）に参加しない需要家の電力契約であり、ＤＲを実施期間中であっても、電力価格単価はデマンドレスポンスを実施していない期間中の電力価格単価と同じであり、またデマンドレスポンス実施中にこの需要家が節電等を行ってもインセンティブが支払われない契約である。

「タイプ３」の電力契約は、ＣＰＰを実施する時間帯に電気料金の単価が割高になることはないが、電気料金の需要家間での不公平をなくすために、いわゆるレベニューニュートラルの考え方に従い、ＣＰＰを実施しない場合の電力価格単価が２０円に設定されており、「タイプ１」や「タイプ２」に比べて割高に設定されている。

このように需要家は、各自の電力の使い方に応じて、様々な電力契約を電力会社と結ぶことができる。

次に、電力使用実績データベース９１０について、図１３を参照しながら説明する。

電力使用実績データベース９１０は、各需要家のスマートメータ２００からエネルギーマネジメントシステム１００に所定時間毎に送信されてくる電力消費量に関するデータを、需要家毎に記録したデータベースである。図１３には、一例として需要家Ａについて記録した電力使用実績データベース９１０を示す。

電力使用実績データベース９１０は、「日時」欄、「ベースライン負荷」欄、「消費電力」欄、「変化量」欄、「変化率」欄、「ＤＲ」欄、「電力価格単価」欄、「インセンティブ係数」欄を有する。

「日時」欄には、スマートメータ２００が需要家の電力消費量を計測した日時に関する情報が記録される。

「ベースライン負荷」欄には、デマンドレスポンスを行わない場合の需要家の電力消費量であるベースライン負荷が記載される。例えば、デマンドレスポンスを行わなかった過去の所定期間における需要家の電力消費量の平均値が記録される。本実施形態では一例として、エネルギーマネジメントシステム１００は、同一需要家のデマンドレスポンスを行わなかった直近の過去５日分の同一時刻の電力消費量を電力使用実績データベース９１０から読み出して、これらの平均値をベースライン負荷として算出する。過去の電力消費量は、電力使用実績データベース９１０の「消費電力」欄から取得できる。また過去にデマンドレスポンスを行ったか行わなかったかは、電力使用実績データベース９１０の「ＤＲ」欄から取得できる。なおベースライン負荷には、上記平均値の他に、最大値や最小値、中央値など様々な値を採用することも可能である。また図１３に示す「ベースライン負荷」欄には、消費電力が記録されているが、所定時間当たり、例えば１時間当たりあるいは３０分当たりの消費電力量に換算された値を記録してもよい。

「消費電力」欄には、スマートメータ２００によって計測された需要家の電力消費量が記録される。図１３に示す「消費電力」欄には、消費電力が記録されているが、所定時間当たり、例えば１時間当たりあるいは３０分当たりの消費電力量に換算された値を記録してもよい。

「変化量」欄には、「ベースライン負荷」欄に記録されているデマンドレスポンスを行わない場合の需要家の電力消費量と、「消費電力」欄に記録されている電力消費量と、の差分である電力消費量の変化量が記録される。従って、デマンドレスポンスを実施した場合には、「変化量」欄には、デマンドレスポンスを行ったことによる需要家の電力消費量の変化量が記録される。

「変化率」欄には、「ベースライン負荷」欄に記録されているデマンドレスポンスを行わない場合の需要家の電力消費量に対する、「変化量」欄に記録されている電力消費量の変化量の割合が記録される。

「ＤＲ」欄には、「日時」欄に記載された日時にデマンドレスポンスが実施されていたか否かを示す情報が記録される。

「電力価格単価」欄には、「日時」欄に記載された日時に需要家に適用されていた電気料金の単価が記録される。

「インセンティブ係数」欄には、「日時」欄に記載された日時に需要家に適用されていたインセンティブの単価が記録される。

次に、ＤＲマトリクス９２０について、図１４を参照しながら説明する。

ＤＲマトリクス９２０は、需要家の電力契約により定められている複数の電力価格単価および複数のインセンティブ係数の組み合わせごとに、電力価格単価と、インセンティブ係数と、それらの電力価格単価及びインセンティブ係数を需要家に適用した場合にそれぞれ見込まれる需要家の電力消費量の変化率と、をそれぞれ対応付けて記憶するテーブルである。

図１４は、タイプ１の電力契約を締結している需要者に適用されるＤＲマトリクス９２０を例示したものである。

ＤＲマトリクス９２０に記録されている需要家の電力消費量の変化率は、電力消費量の変化の度合いを示す一つの指標値であり、電力使用実績データベース９１０の「変化率」欄に記録されている過去の電力消費量の変化率を、電力価格単価及びインセンティブ係数の組み合わせ毎に記録したものである。なお、電力使用実績データベース９１０に、電力価格単価及びインセンティブ係数の組み合わせが同一になるものが複数存在する場合には、組み合わせが同一となる電力消費量の変化率の平均値や最大値、最小値等を算出してＤＲマトリクス９２０に記録する。

図１４に示す例では、タイプ１の電力契約を結んでいる需要家に対してデマンドレスポンスを実施する際に、例えば電力価格単価を７５円、インセンティブ係数を２０円に設定すると、過去の実績から、１１％の電力消費量の削減効果が期待できることが示されている。

図１４のＤＲマトリクス９２０のように、電力価格単価とインセンティブ係数と電力消費量の変化率との関係を示す需要反応データをテーブル形式で構成することにより、電力価格単価とインセンティブ係数と電力消費量の変化率との各データの対応付けを容易化でき、エネルギーマネジメントシステム１００の処理負荷軽減を図ることが可能となる。また需要反応データをＤＲマトリクス９２０のようなテーブル形式で構成する場合は、作成が容易である上、電力価格単価とインセンティブ係数と電力消費量の変化率との関係を線形に近似しなくてもよいため、近似による誤差がないというメリットもある。

なおＤＲマトリクス９２０は、需要家毎に個別に設けてもよいし、電力契約のタイプごとに設けてもよい。電力契約のタイプごとにＤＲマトリクス９２０を設ける場合には、ＤＲマトリクス９２０には、電力契約のタイプが同一の複数の需要家の電力消費量の変化率の平均値、最大値、あるいは最小値が記載される。

なお需要反応データは、図１４に示したようなテーブルとして実現する他、例えば数式により実現することもできる。例えば、電力価格単価およびインセンティブ係数の値を入力すると電力消費量の変化率を出力するようなモデルを作成して、そのモデルを逆算することで、得たい需要変化に対応した、電力価格単価やインセンティブ係数の値を決定してもよい。その場合は、目標となる需要変化率に最も近づくように最適化をすることにより決定できる。そのモデルは、価格弾力性を表した線形モデルであっても、非線形モデルであってもよい。またその場合、レベニューニュートラルや、電力価格単価、インセンティブ係数の上下限値を最適化のモデルの制約条件とすることが考えられる。

需要反応データを数式により構成した場合には、電力価格単価とインセンティブ係数と電力消費量の変化率との各データを対応付けるために必要な記憶装置１４０のデータサイズを節約することが可能となる。

また本実施形態に示す需要反応データでは、電力消費量の変化率が、電力価格単価及びインセンティブ係数との関係を有するデータとして示されるが、電力消費量の変化率は電力消費量の変化の度合いを示す一つの指標値であり、例えば、電力消費量の変化量であってもよい。

＜処理の流れ＞
次に、図１５〜図１７に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る処理の流れについて説明する。

まず図１５を参照して、デマンドレスポンスを実施する際の処理の流れを説明する。

エネルギーマネジメントシステム１００は、デマンドレスポンス実施予定日時（例えば翌日の１３時から１７時の時間帯）にデマンドレスポンスを行わないとした場合の電力消費量（電力需要）の予測値を算出する（S1000）。

エネルギーマネジメントシステム１００は、気象情報提供装置４００から取得した各種気象データや、過去の電力消費量の実績データなどを用いて電力消費量の予測値を求める。

電力需要予測は、様々な手法を用いて行うことが可能である。例えば、“Peak Load Forecasting using Neural Networks and Fuzzy Inference”, Proceedings of the IASTEDInternational Conference 248-039に記載されているように、過去の電力消費量の実績データや、天候、気温、季節、曜日、電力価格単価等を入力データとして電力消費量の予測値を出力とするようなニューラルネットワークを用いた需要予測モデルを構築することにより、電力消費量の予測値を算出することができる。

次にエネルギーマネジメントシステム１００は、デマンドレスポンス実施予定日時の電力消費量の目標値を算出する（S1010）。電力消費量の目標値は、上記日時の電力消費量の予測値や発電可能量などを考慮して設定される。

次にエネルギーマネジメントシステム１００は、上記電力消費量の予測値と上記電力消費量の目標値との差分の、上記電力消費量の予測値に対する割合を求め、需要家の電力消費量の目標変化率（電力目標値に応じて設定される指標目標値）を算出する。例えばエネルギーマネジメントシステム１００は、需要家の電力消費量の目標変化率を「−８％」と算出する。

このように、デマンドレスポンスを行う場合の目標値を、電力消費量の予測値に対する変化率として算出すると、この目標値が、デマンドレスポンスを行う際の電力消費量の誘導の強さにも対応するため、誘導の強さを把握しやすくすることが可能となる。

次にエネルギーマネジメントシステム１００は、ＤＲマトリクス９２０を参照し、電力消費量の目標変化率である「−８％」が達成できるような電力価格単価およびインセンティブ係数を求める（S1050）。図１４に示す例では、過去の実績から、「−８％」の目標変化率を得るためには、電力価格単価を５０円、インセンティブ係数を２０円に設定すれば良いことがわかる。

なお、ＤＲマトリクス９２０に、目標変化率が同じになる電力価格単価とインセンティブ係数との組み合わせが複数記載されている場合（例えば図１４に示すＤＲマトリクス９２０において目標変化率が−５％の場合など）には、エネルギーマネジメントシステム１００は、例えば事前に別途定められた基準に従って電力価格単価とインセンティブ係数との組み合わせを一組に特定するようにする。例えば、電力価格単価がより安い方を選択する、というような基準を事前に定めておく。

あるいは、エネルギーマネジメントシステム１００は、デマンドレスポンスを実施することにより需要家に支払いが必要となるインセンティブの額と、電力価格単価の上昇により生ずる電気料金の収入の増加額と、の収支をシミュレーションし、レベニューニュートラルの観点から、電力価格単価およびインセンティブ係数の最適解を求めるようにしてもよい。

このようにして電力価格単価およびインセンティブ係数が決定されると、エネルギーマネジメントシステム１００は、デマンドレスポンスの実施予定日時と、デマンドレスポンス実施時間帯に適用される電気価格単価及びインセンティブ係数を需要家に通知するためのメッセージを作成し、ユーザ端末３００に送信する（S1060）。

ユーザ端末３００の出力装置３６０に、上記メッセージが表示されている様子を図１９に示す。

このように、デマンドレスポンスを実施する際の電力価格単価及びインセンティブ係数が需要家に具体的に通知されることにより、より一層需要家の節電等の行動を促すことが可能となる。

なお、エネルギーマネジメントシステム１００は、デマンドレスポンスを実施しない場合には、例えば図１８に示すようなデマンドレスポンスを行わないことを示すメッセージをユーザ端末３００に送信するようにしてもよい。

このように、デマンドレスポンスが行われない日も需要家にその旨を示すメッセージを送信することにより、需要家に対して、デマンドレスポンスが行われるのか行われないのかを毎日チェックさせることができるので、デマンドレスポンスを実施する場合に、より確実にデマンドレスポンスを実施することを需要家に伝達することが可能となる。

次に図１６を参照して、電力使用実績データベース９１０を更新する際の処理の流れを説明する。

エネルギーマネジメントシステム１００は、各需要家のスマートメータ２００から所定時間ごとに電力消費量を示すデータを受信する（S2000）。

そうすると、エネルギーマネジメントシステム１００は、各需要家の電力使用実績データベース９１０の「日時」欄に現在時刻を記録し、「消費電力」欄にスマートメータ２００から受信した電力消費量を記録する。なお、スマートメータ２００から送信されるデータの中に、需要家の電力消費量の計測日時を特定可能なデータが含まれている場合には、このデータから特定される電力消費量の計測日時を電力使用実績データベース９１０の「日時」欄に記録するようにしてもよい。

そしてデマンドレスポンスを実施していない場合には、エネルギーマネジメントシステム１００はＤＲを実施していない旨を電力使用実績データベース９１０の「ＤＲ」欄に記録し、S2000に戻る。

一方、デマンドレスポンスを実施中である場合には、エネルギーマネジメントシステム１００は、ベースライン負荷を算出する（S2030）。

エネルギーマネジメントシステム１００は、電力使用実績データベース９１０に記録されている同一需要家の過去のデマンドレスポンスを行わなかった所定期間（例えば直近の５日分）、あるいは所定個数（例えば直近の５個）の同一時刻の電力消費量の平均値を算出することによりベースライン負荷を求める。

そしてエネルギーマネジメントシステム１００は、電力使用実績データベース９１０の「ベースライン負荷」欄に、上記算出したベースライン負荷を記録する（S2040）。

このように、過去の複数の電力消費量から平均値を算出することでベースライン負荷を求めることにより、デマンドレスポンスを実施しない場合の各需要家のより信頼度の高い電力消費量を得ることが可能となる。

そしてエネルギーマネジメントシステム１００は、「ベースライン負荷」欄に記録されているデマンドレスポンスを行わない場合の需要家の電力消費量と、「消費電力」欄に記録されている電力消費量と、の差分から、電力消費量の変化量を求め、さらに、「ベースライン負荷」欄に記録されているデマンドレスポンスを行わない場合の需要家の電力消費量と、電力消費量の変化量と、の割合から、電力使用量の変化率を求め、電力使用実績データベース９１０に記録する（S2050）。そしてエネルギーマネジメントシステム１００は、電力価格単価とインセンティブ係数、ＤＲを実施した旨を示す情報を、電力使用実績データベース９１０に記録する。

上記のように、デマンドレスポンスを行わなかったときの過去の複数の電力消費量の平均値から算出したベースライン負荷と、デマンドレスポンスを行った時の電力消費量との差分から、電力消費量の変化量を算出することにより、デマンドレスポンスを行ったことによる電力消費量の誘導効果（電力消費量の変化の度合い）を示す電力消費量の変化量を、より正確に取得することが可能となる。

同様に、デマンドレスポンスを行わなかったときの過去の複数の電力消費量の平均値から算出したベースライン負荷に対する、デマンドレスポンスを行った時の電力消費量の変動量の割合から、電力消費量の変化率を算出することにより、デマンドレスポンスを行ったことによる電力消費量の誘導効果（電力消費量の変化の度合い）を示す電力消費量の変化率を、より正確に取得することが可能となる。

なお、図１６に示す例では、ＤＲを実施しない場合には、ベースライン負荷や電力消費量の変化量、変化率を算出していないが、エネルギーマネジメントシステム１００は、ＤＲを実施しない場合にもこれらの値を算出して電力使用実績データベース９１０に記録するようにしてもよい。

このような態様により、例えばＤＲを実施した場合の電力消費量の変化率と、ＤＲを実施しない場合の電力消費量の変化率と、を比較するというような、より詳細なＤＲの効果の検証を行うことも可能となる。

次に図１７を参照して、ＤＲマトリクス９２０を更新する際の処理の流れを説明する。

まずエネルギーマネジメントシステム１００は、契約タイプが同一の複数の需要家のそれぞれの電力使用実績データベース９１０の「ＤＲ」欄、「変化率」欄、「電力価格単価」欄、「インセンティブ係数」欄を参照し、ＤＲを実施した過去の所定期間（例えばＤＲを実施した直近の３日分）における電力消費量の変化率について、電力価格単価とインセンティブ係数の組み合わせごとに平均値を算出し、ＤＲマトリクス９２０に記録する（S3000）。

エネルギーマネジメントシステム１００は、すべての契約タイプについて各契約タイプのＤＲマトリクス９２０の更新を行ったら処理を終了する（S3010）。

このように、契約タイプが同一の需要者をひとまとめにしてＤＲマトリクス９２０を作成、更新することにより、作成すべきＤＲマトリクス９２０の数を削減でき、エネルギーマネジメントシステム１００の記憶装置１４０の節約を図ることが可能となる。また、ＤＲを実施する際に電力価格単価及びインセンティブ係数を決定する処理を、契約タイプの種類の数だけ行えば済むので、エネルギーマネジメントシステム１００の処理負担を軽減することも可能となる。

以上説明したような本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１００によれば、デマンドレスポンスを行う場合に、目標とする電力消費量の変化を達成するために有効な電力価格単価及びインセンティブ係数を、ＤＲマトリクス９２０を参照することにより決定でき、ＣＰＰとＰＴＲを共に実施することができるので、より合理的にデマンドレスポンスを実施することが可能となる。

例えば、ＰＴＲを実施することにより需要家に支払われるインセンティブの原資を、ＣＰＰを実施することにより得る電気料金の増加分から確保するような運用も可能となるので、売電事業者たる電力会社の金銭的負担変動のリスクを軽減することが可能となる。

また需要家にとっても、デマンドレスポンス実施期間中に電力消費量の削減に積極的に取り組むほど、電力価格単価の上昇により電気料金の負担が増加する分を、ＰＴＲにより得るインセンティブで補てんするような運用が可能となるので、金銭的負担変動のリスクを軽減することが可能となる。そして、このような金銭的負担変動のリスクを軽減する効果は、需要家が電力削減量を増やすほど大きくなるので、デマンドレスポンスを実施することによる電力削減効果をより大きくすることができる。

このようにして、需要家がデマンドレスポンスにより容易に参加することが可能となるので、デマンドレスポンスのより一層の普及促進を図ることも可能となる。

＝＝第２実施形態＝＝
本実施形態では、需要家は、第１実施形態において例示した「タイプ１」「タイプ２」「タイプ３」のような電力契約の他、図２０に示す「タイプ４」のような電力契約を結ぶことも可能である。

「タイプ４」の電力契約は、ＣＰＰ契約とＰＴＲ契約とが含まれる点で、「タイプ１」や「タイプ２」の電力契約と同様であるが、ＣＰＰレベル及びＰＴＲレベルが拡張されている。

具体的には、「タイプ４」の電力契約は、「タイプ１」の電力契約と比べて、ＣＰＰレベル０〜４の電力価格単価は同じであるが、ＣＰＰレベルが「−１」〜「−４」に追加されている。そしてＣＰＰレベルが小さくなるほど、電力価格単価が安くなるように設定されている。

「タイプ４」の電力契約の場合は、ＣＰＰレベルの数字の絶対値が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く変化させることを表す。ＣＰＰレベル０は、ＣＰＰが実施されないことを示す。ＣＰＰレベルが正の値の時は、ＣＰＰレベルの数字が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く抑制させるように誘導することを表す。そしてＣＰＰレベルが負の値の時は、ＣＰＰレベルの数字の絶対値が大きくなる程（ＣＰＰレベルの値が小さいほど）、需要家の電力消費量をより増加させるように誘導することを表す。

「タイプ４」の電力契約のようなＣＰＰを行うことにより、ＣＰＰレベルを上げるほど電力価格単価が高くなるため、電力消費量が抑制されるように誘導することができるとともに、ＣＰＰレベルを下げるほど電力価格単価が安くなるため、電力消費量が増加するように誘導することができる
また「タイプ４」の電力契約の場合は、ＰＴＲ契約についても、ＰＴＲレベルの数字の絶対値が大きくなる程、需要家の電力消費量をより強く変化させることを表す。ＰＴＲレベル０は、ＰＴＲが実施されないことを示す。ＰＴＲレベルが正の値の時は、ＰＴＲレベルの数字が大きくなる程、需要家が電力消費量を削減した時のインセンティブ係数が大きくなる。またＰＴＲレベルが負の値の時は、ＰＴＲレベルの数字の絶対値が大きくなる程（ＰＴＲレベルの値が小さいほど）、需要家が電力消費量を増加した時のインセンティブ係数が大きくなる。

「タイプ４」の電力契約を結んだ需要家に適用されるＤＲマトリクス９２０を図２１に示す。

図２１に示すようなＤＲマトリクス９２０を用いることにより、需要家の電力消費量を削減するように誘導したい場合のみならず、電力消費量が増加するように誘導することも可能となる。

なお、本実施形態のＤＲマトリクス９２０において、電力消費量の変化率が、電力価格単価及びインセンティブ係数との関係を有するデータとして示されるが、電力消費量の変化率は電力消費量の変化の度合いを示す一つの指標値であり、例えば、電力消費量の変化量であってもよい。

このような態様によって、例えば太陽光発電所や風力発電所のような自然エネルギーを用いた発電所の増加に伴って、天候や時間帯によって余剰電力が生じた場合であっても、より最適かつ柔軟な電力の需給バランスを実現することが可能となる。

以上、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１００によれば、より合理的にデマンドレスポンスを実施することが可能となる。またデマンドレスポンスのより一層の普及促進を図ることも可能となる。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１００ エネルギーマネジメントシステム
１０１ 需要反応データ記憶部
１０２ 指標目標値取得部
１０３ 単価算出部
１０４ 通信部
１１０ ＣＰＵ
１２０ メモリ
１３０ 通信装置
１４０ 記憶装置
１５０ 入力装置
１６０ 出力装置
１７０ 記録媒体読取装置
２００ スマートメータ
２１０ メータ部
２２０ 制御部
３００ ユーザ端末
３１０ ＣＰＵ
３２０ メモリ
３３０ 通信装置
３４０ 記憶装置
３５０ 入力装置
３６０ 出力装置
３７０ 記録媒体読取装置
４００ 気象情報提供装置
５００ ネットワーク
６００ 電力消費装置
７００ エネルギーマネジメントシステム制御プログラム
７１０ ユーザ端末制御プログラム
８００ 記録媒体
９００ 電力契約管理データベース
９１０ 電力使用実績データベース
９２０ ＤＲマトリクス
１０００ 電力管理システム

Claims (8)

1. 需要家の電力消費量を所定の電力目標値に誘導するための電力消費量誘導装置であって、
   前記需要家が前記電力消費量に応じて支払う電気料金の単価と、前記需要家が前記電力消費量を前記電力目標値に近づけるように変化させた場合に前記電力消費量の変化量に応じて前記需要家に支給されるインセンティブの単価と、前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要家に適用した場合に見込まれる前記需要家の電力消費量の変化の度合いを示す指標値と、の関係を示す需要反応データを記憶する需要反応データ記憶部と、
   前記需要家の電力消費量の予測値と前記電力目標値との差分、又は、前記電力消費量の予測値に対する前記差分の割合を、前記指標値の目標値である指標目標値として取得する指標目標値取得部と、
   前記需要家の電力消費量の変化の度合いが前記指標目標値になるような前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要反応データから求める単価算出部と、
   を備えることを特徴とする電力消費量誘導装置。
2. 請求項１に記載の電力消費量誘導装置であって、
   前記需要家が有する情報処理装置と通信可能に接続され、前記単価算出部が求めた前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価が前記需要家の電力消費量の誘導を行う際に適用される旨のメッセージを、前記情報処理装置に送信する通信部と、
   を備えることを特徴とする電力消費量誘導装置。
3. 請求項１または２に記載の電力消費量誘導装置であって、
   前記需要反応データは、前記電気料金の複数の単価および前記インセンティブの複数の単価の組み合わせごとに、前記電気料金の単価と、前記インセンティブの単価と、前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要家に適用した場合に見込まれる前記需要家の電力消費量の変化の度合いを示す指標値と、をそれぞれ対応付けて記憶したテーブルである
   ことを特徴とする電力消費量誘導装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の電力消費量誘導装置であって、
   前記電力消費量の変化量は、前記電力消費量の誘導を行わなかった場合のベースライン負荷と、前記誘導を行った際の前記需要家の電力消費量と、の差により求められる
   ことを特徴とする電力消費量誘導装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の電力消費量誘導装置であって、
   前記電力消費量の変化の度合いを示す指標値は、前記電力消費量の誘導を行わなかった場合のベースライン負荷に対する、前記誘導を行った際の前記需要家の前記電力消費量の変化量の割合により求められる
   ことを特徴とする電力消費量誘導装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の電力消費量誘導装置であって、
   前記指標目標値は、前記電力消費量の誘導の実施予定日に前記電力消費量の誘導を行わなかったとした場合の前記需要家の電力消費量の予測値に対する、前記予測値と前記電力目標値との差の割合により求められる
   ことを特徴とする電力消費量誘導装置。
7. 需要家の電力消費量を所定の電力目標値に誘導するための電力消費量誘導装置の制御方法であって、
   前記電力消費量誘導装置が、前記需要家が前記電力消費量に応じて支払う電気料金の単価と、前記需要家が前記電力消費量を所定の基準値よりも前記電力目標値に近づけるように変化させた場合に前記電力消費量の変化量に応じて前記需要家に支給されるインセンティブの単価と、前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要家に適用した場合に見込まれる前記需要家の電力消費量の変化の度合いを示す指標値と、の関係を示す需要反応データを記憶し、
   前記電力消費量誘導装置が、前記需要家の電力消費量の予測値と前記電力目標値との差分、又は、前記電力消費量の予測値に対する前記差分の割合を、前記指標値の目標値である指標目標値として取得し、
   前記電力消費量誘導装置が、前記需要家の電力消費量の変化の度合いが前記指標目標値になるような前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要反応データから求める
   ことを特徴とする電力消費量誘導装置の制御方法。
8. 需要家の電力消費量を所定の電力目標値に誘導するための電力消費量誘導装置を、
   前記需要家が前記電力消費量に応じて支払う電気料金の単価と、前記需要家が前記電力消費量を所定の基準値よりも前記電力目標値に近づけるように変化させた場合に前記電力消費量の変化量に応じて前記需要家に支給されるインセンティブの単価と、前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要家に適用した場合に見込まれる前記需要家の電力消費量の変化の度合いを示す指標値と、の関係を示す需要反応データを記憶する手段、
   前記需要家の電力消費量の予測値と前記電力目標値との差分、又は、前記電力消費量の予測値に対する前記差分の割合を、前記指標値の目標値である指標目標値として取得する手段、
   前記需要家の電力消費量の変化の度合いが前記指標目標値になるような前記電気料金の単価及び前記インセンティブの単価を前記需要反応データから求める手段、
   として機能させるためのプログラム。