JP6610059B2 - 電力需要誘導装置 - Google Patents

Description

本発明は，デマンドレスポンスを管理して安定的な電力の需給バランスを実現する装置に関する。

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誘導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、非特許文献３など参照）

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 石橋直人・飯坂達也・樺澤明裕・勝野徹・斉藤俊哉・大野健：「デマンドレスポンスを考慮した需要予測へのJITモデリングの適用」，電気学会論文誌B，Vol。134，No．1 pp．89 (2014)

デマンドレスポンスで需要を誘導させるためには，電力価格型デマンドレスポンスでは電力価格単価を変化させ，インセンティブ型ではインセンティブ支払い金を変化させるが、予め事前に需要家にデマンドレスポンスの実施を通知しておく必要がある。一般的には，前日にユーザ端末等に電力価格単価を表示してデマンドレスポンスの実施を通知する。これより、各需要家が、この表示を見て、当日に例えば何等かの省エネ行動（照明ＯＦＦ、エアコンの設定温度変更など）を採ることが期待できる。

尚、当日とは、デマンドレスポンスを実施する日である。例えば、毎日、翌日にデマンドレスポンス（ＤＲ）を実施するか否かを判定する処理を行い、ＤＲ実施すると判定した場合にはその旨を各需要家に通知する。よって、上記のように、ＤＲ実施日（当日）の前日に通知することになる。また、デマンドレスポンスを実施する日の一日中が、対象となるのではなく、所定の時間帯（例えば、１０時〜１７時など）を、対象期間とする場合が多い。

上記従来の方法では、ユーザが当日に実際に省エネ行動を採るか否かは、各需要家（各ユーザ）の自由であり、省エネ行動を強制することはできない。このように、ＤＲ実施する場合において、当日の電力需要の抑制が、期待通りに行われる保証はないという問題がある。

また、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーが導入された地域の需給制御システムでは、天候などの理由で発電予測に基づく発電計画が時々刻々と変化する。これらのシステムでは、最新の気象予報等を反映した発電計画を考慮して需給制御を行う方がよく、デマンドレスポンスの実施を決定するタイミングは実際に需給制御を行う直前である方が望ましい。また、デマンドレスポンスを実施している最中も、発電量が変化するため逐次需要を制御することが必要である。

本発明の課題は、複数の需要家からなる需要家グループの総電力需要に関して、デマンドレスポンスによって前記総電力需要を目標値に誘導するための装置に関して、電力需要変化量を精度よく制御可能なデマンドレスポンスの実施を可能とする電力需要誘導装置等を提供することである。

本発明の電力需要誘導装置は、複数の需要家からなる需要家グループの総電力需要に関して、デマンドレスポンスによって前記総電力需要を目標値に誘導するための電力需要誘導装置であって、下記の構成を有する。

・所定の対象期間に関してデマンドレスポンスを実施するか否かを決定するＤＲ実施判定手段；
・デマンドレスポンスを実施すると判定した場合、前記複数の需要家のなかでエネルギーマネジメント機能を有しない需要家に対して、デマンドレスポンス実施を通知する第１通知手段；
・デマンドレスポンスを実施すると判定した場合、前記複数の需要家のなかで前記エネルギーマネジメント機能を有する需要家のみに対して、デマンドレスポンス実施を通知することで、各エネルギーマネジメント機能にその需要家における電力需要を制御させる第２通知手段；
そして、前記第１通知手段は、前記対象期間より前に事前に、前記通知を行い、前記第２通知手段は、前記対象期間中または前記対象期間の直前に、前記通知を行うことを特徴とする。

本発明の電力需要誘導装置等によれば、複数の需要家からなる需要家グループの総電力需要に関して、デマンドレスポンスによって前記総電力需要を目標値に誘導するための装置に関して、電力需要変化量を精度よく制御可能なデマンドレスポンスの実施を可能とする。

本例の電力需要誘導装置を含む電力管理システムの全体構成図である。 エネルギーマネジメントシステムのハードウェア構成の一例を示す図である。 エネルギーマネジメントシステムの機能ブロック図である。 エネルギーマネジメントシステムの記憶装置の記憶内容の一例である。 ユーザ端末のハードウェア構成例を示す図である。 ユーザ端末の記憶装置の記憶内容の一例である。 スマートメータのハードウェア構成例を示す図である。 需要家グループ管理データベースのデータ構成例である。 電力使用実績データベースのデータ構成例である。 エネルギーマネジメントシステムの処理フローチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
尚、本説明では、一例として、主に電力価格型デマンドレスポンスを例にして説明するが、勿論、上記インセンティブ型デマンドレスポンスを用いても構わない。また、デマンドレスポンスを、ＤＲと記す場合もあるものとする。

本手法では、まず、任意の需要家グループに属する複数の需要家を、エネルギーマネジメント機能（ＥＭＳ）の有無や、分散電源の有無によって分類する。
そして、任意の対象期間（例えば翌日や、翌日における所定の時間帯など）について、ＤＲを実施すると判定した場合、ＤＲ実施を各需要家に通知するが、本手法では、ＥＭＳ無しの需要家に対する通知タイミングと、ＥＭＳ有りの需要家に対する通知タイミングとが、異なる。例えば一例としては、ＥＭＳ無しの需要家に対しては事前に（例えば前日に）ＤＲ実施を通知して、当日（対象期間）における電力需要抑制を促す。通知の際に、対象時間帯の電気料金単価（通常より高額）も通知するようにしてもよい。

これより、対象期間において電力需要が抑制されることが、ある程度は期待できるが、その一方で、実際に電力需要を抑制する行動を採るか否かは各需要家のユーザの自由である。このように、ＥＭＳ無しの需要家に対しては、ある程度の電力需要抑制を期待することができるが、総電力需要が目標値近辺になる保証はない。尚、総電力需要は、上記需要家グループに属する複数の需要家の電力需要の合計である。

一方で、上記ＥＭＳ有りの需要家に対しては、例えば、上記対象期間中または対象期間の直前などに、ＤＲ実施を通知する。この通知を受信した各需要家のＥＭＳ機能により、自動的に、その需要家の負荷設備に係わる電力需要を抑制する制御を行う。ＥＭＳ有りの需要家の場合には、この様に自動制御で電力需要を抑制できるので、ＤＲ実施通知タイミングが、事前ではなく直前であっても問題なく、且つ、確実に電力需要を抑制することができ、更に、電力需要変化量を精度よく制御可能となる。尚、直前に限らず対象期間中であっても、この様な自動的な電力需要抑制制御を、行うことができる。

上述した自動制御も行われることで、上記総電力需要が目標値近辺となるようにすることが可能となる。
また、上記対象期間の直前に、その時点までの各需要家の負荷実績値（消費電力測定値）を、スマートメータ２１から収集して、全体の総負荷実績値を求めることで、当該対象期間の直前までの負荷実績値等に基づいて、上記自動的な電力需要抑制制御を、行うようにしてもよい。例えば、上記対象期間の直前までの負荷実績値が、常に負荷予測値よりも大きければ、対象期間においても同様の傾向が続くことが予想される。これより、上記自動的な電力需要抑制制御において、電力需要変化量がより大きくなるように（負荷がより小さくなるように）制御すること等が考えられる。

あるいは、上記対象期間の直前までの負荷実績値が、負荷予測値よりも非常に小さい場合には、上記ＥＭＳ有りの需要家に対するＤＲ実施の通知を、行わないようにしてもよい。このような場合には、ＥＭＳ無しの需要家による電力需要抑制だけで、十分であると考えられるからである。

尚、ここでは、太陽光発電等は除外して考え、火力発電等の発電量を制御可能な発電装置のみで構成するものとし、発電量は予定通りとなるものとするが、この例に限らない。
この場合には、上記対象期間の直前までの負荷実績値と、負荷予測値との差分（予測とのズレ量）に基づいて、上記自動的な電力需要抑制制御を、行わせるようにしてもよい。例えば、上記ズレ量を反映させる形で、ＥＭＳ有りの需要家に対してＤＲ実施（通知）するようにしてもよい。反映させる方法としては、例えば通知する電気料金単価に、反映させるようにしてもよい（実際の需要が予測より多いのであれば、電気料金単価を予定よりも高額にする等）。

上記のようにすることで、精度よく電力需要をコントロールできるようにすることができる。
但し、ＥＭＳ有りの需要家に対するＤＲ実施を行っても、なお、電力需要が目標値よりも高い場合も起こり得る。一例としては、目標値＝最大発電量の場合が考えられる。つまり、発電量を最大にしても、なお、電力需要の方が大きい（供給能力不足）となることが起こり得る。本手法では、この場合、更に、分散電源（ガスエンジン、燃料電池等）を有する需要家に発電を行わせる。これは、ネットワークを介して所定のコマンドを送信することで、自動的に発電制御が実現される（既存技術がある）。このように、電力需要を抑制するだけでは電力需要が目標値近辺にならない場合でも、分散電源（ガスエンジン、燃料電池等）を有する需要家を利用することで、電力需要が目標値近辺になるようにすることができる。

また、事前に（前日などに）需要予測しても、当日の実際の需要は予測値からズレてくるのが普通である。ズレ量は、当日の電力需要値の計測結果に基づいて推測できる。例えば、現在が当日の１１時である場合、当日の１１時までの電力需要計測値（予測値とのズレ量）に基づいて、直後の時間帯（１１時１分〜１２時）における電力需要値（予測値とのズレ量）を推測することは、既存技術により実現できる。電力需要計測値（例えば１時間単位）は、各需要家のスマートメータから取得できる。尚、ここでは発電量は計画通りとなるものとするが、この例に限らない。例えば、太陽光発電等も含まれる場合には、当然、発電量が計画通りにならない場合があり得る。

エネルギーマネジメント機能（ＥＭＳ）は、例えばＨＥＭＳ（ヘムス；Home Energy Management System（ホーム エネルギー マネジメント システム）等の既存技術（製品）がある。よく知られているように、ＨＥＭＳ（ヘムス）は、家庭で使うエネルギーを節約するための管理システムであり、家電や電気設備と接続して、電気やガスなどの使用量をモニター画面に表示したり、家電機器を「自動制御」する機能を有する。この「自動制御」は、例えば、電気料金(単価)が安い時間帯に、洗濯機、食器洗い機等を自動運転する。また、電気料金が高い時間帯にも使用しなければならないエアコンなどは、設定温度を自動制御する。つまり、電気料金(単価)が高い時間帯には、例えば、洗濯機、食器洗い機等は運転しないようにし、エアコンの設定温度は高くすることが考えられる。

例えば後述するステップＳ１４の処理によって、後述するエネルギーマネジメントシステム１０から後述するユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４に対して、ネットワークを介してＤＲ実施が通知され、これに伴って対象期間の電気料金単価（通常より高額）が通知されてきた場合には、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４は上記ＥＭＳ機能による制御を行うことになり、自動的に電力需要を低減することになる。

また、ＨＥＭＳ（ヘムス）の機能としては、更に、太陽光発電装置の発電量の監視と発電効率化の為の制御、燃料電池の発電量の監視と発電効率化の為の制御、家庭用蓄電器（分散蓄電）の蓄電量の監視と充放電の制御等を行う機能も知られている。後述する分散電源２５の制御の際には、この様なＨＥＭＳ（ヘムス）の機能を利用するようにしてもよい。エネルギーマネジメントシステム１０がユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４に要求して、後述する分散電源２５の制御を行わせることができる。

但し、この例に限らない。上記分散電源２５の制御を含むＥＭＳ機能実現の為には、例えばＢＥＭＳ（ベムズ；ビル内のエネルギー監理システム）等の既存技術（製品）を利用するようにしてもよい。あるいは、フェムス（FEMS；Factory Energy Management System）を利用するようにしてもよい。

図１は、本例の電力需要誘導装置を含む電力管理システム１の全体構成図である。
尚、図示のエネルギーマネジメントシステム１０が、電力需要誘導装置の一例である。
図示の例の電力管理システム１は、エネルギーマネジメントシステム１０と、各スマートメータ２１Ａ、２１Ｂと、各ユーザ端末２３、２４と、がネットワーク２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２には、気象情報提供装置３が通信可能に接続されている。

また、図示の例では、任意の需要家グループに属する複数の需要家として、需要家Ａ，Ｂを示すが、これは複数の需要家の一部のみを示してあり、他の需要家は省略していると見做しても構わない。

図示の一例では、各需要家Ａ、Ｂ（オフィス、工場、一般家庭等）は、両方とも、スマートメータ２１、電力消費装置２２（負荷設備；例えば各種家電製品など）を有する。そして、需要家Ａはユーザ端末２３を有し、需要家Ｂはユーザ端末２４を有する。ユーザ端末２３とユーザ端末２４との違いは、ユーザ端末２３はＥＭＳ機能を備えていないが、ユーザ端末２４はＥＭＳ機能を備えている点である。これより、明確に区別して記載する為に、以下の説明では、ユーザ端末２４は、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４と記すものとする。尚、ＥＭＳ機能は、エネルギーマネジメント機能の略である。

また、図示の一例では、需要家Ｂは、更に分散電源２５を備えている。分散電源２５は、例えば小型の発電機等であり、一例としては一般家庭向けのガスエンジン発電や燃料電池であるが、この例に限らない。

ここで、本例では、各需要家は、以下の３つのパターンの何れかの構成を有するものとする。
・パターンＡ；ユーザ端末２３を備える。
・パターンＢ；ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を備え、分散電源２５は備えない。
・パターンＣ；ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を備え、分散電源２５も備える。

よって、図１には、パターンＡとパターンＣの需要家を示すが、パターンＢの需要家は示されていないことになるが、勿論、パターンＢの需要家も更に存在していてよい。また、この例に限らず、例えば、ユーザ端末２３を備え、分散電源２５を備えるパターンもあってもよい。

尚、需要家Ａが備えるスマートメータ２１をスマートメータ２１Ａ、需要家Ｂが備えるスマートメータ２１をスマートメータ２１Ｂと記すものとする。他の構成についても同様である。尚、勿論、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。

スマートメータ２１Ａ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２２Ａ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、計測結果をエネルギーマネジメントシステム１０やユーザ端末２３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２３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。尚、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４は、この様なユーザ端末２３の機能に加えて、更にＥＭＳ機能を備えるものと見做しても構わない。

スマートメータ２１Ｂ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２２Ｂの電力消費量を定期的に計測し、計測結果をエネルギーマネジメントシステム１０やユーザ端末２４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（ＥＭＳ機能付き）２４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って、エネルギーマネジメント機能も有している。尚、ユーザ端末２３とユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４との違いは、上記の通り、エネルギーマネジメント機能を有しているか否かの違いである。

分散電源２５は、需要家Ｂが所有する電源であり、需要家Ｂの所内電力の一部を供給する。分散電源には、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池、蓄電池、ガスエンジン、ディーゼル発電機などがある。エネルギーマネジメントシステム１０は、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を介して分散電源２５を制御することで、需要家Ｂの実質的な電力需要を制御することが可能である。尚、一例としては「実質的な電力需要＝電力需要−分散電源２５による供給電力」と見做しても構わない。分散電源２５を運転することで、実質的な電力需要を下げることができる。

また、分散電源２５による供給電力量は、エネルギーマネジメントシステム１０が決定してユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４に通知することで、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４がこの供給電力量の分だけ、分散電源２５による発電等を行わせるようにしてもよい。分散電源２５による供給電力量の決定方法は、様々であってよく、ここでは特に説明しない。

尚、上記の例に限らず、例えば、ユーザ端末２４を介することなく、エネルギーマネジメントシステム１０がネットワーク２を介して直接的に分散電源２５を制御する構成であっても構わない。

また、尚、エネルギーマネジメントシステム１０は、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を介して、需要家Ｂの電力消費装置２２Ｂを制御することもできる。
エネルギーマネジメントシステム１０は、詳細は後述するが、需要家Ａや需要家Ｂなどの複数の電力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。例えば、複数の需要家から成る需要家グループ全体の電力消費量（総電力需要）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。

尚、ここでは、需要家の電力消費量を所定の電力目標値に誘導する為に何等かのことを行うことを、デマンドレスポンス（ＤＲ）を実施すると言うものとする。
デマンドレスポンスを行うか否かは、対象期間の各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、気象予測などから判定される。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ものと判定される。

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（総電力需要など）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３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１０は、気象情報提供装置３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２は、インターネットや専用回線等の通信網である。

ここで、上記デマンドレスポンスを行うか否かの判定処理自体は、従来と略同様であってよい。本手法では、デマンドレスポンスを行うと決めた場合の上記総電力需要を所定の電力目標値に誘導する方法が、従来とは異なる。すなわち、本手法では、基本的には例えば需要家ＡのようにＥＭＳ機能付きの端末を備えていない需要家に対しては、事前に（前日等に）ＤＲ実施を需要家に通知することで需要家による省エネ行動を期待し、例えば需要家ＢのようにＥＭＳ機能付きの端末を備える需要家に対しては、当日にエネルギーマネジメントシステム１０がユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を介して需要家Ｂの電力消費装置を制御する。更に、場合によっては、分散電源２５を制御して、発電量を増加させることで、不足分を補うようにしてもよい。

尚、上記ＤＲ実施を通知する際に、通知には、例えば上記ＤＲ実施する時間帯における電気料金単価を、通常よりも高くする旨のメッセージ等が含まれていてもよい。あるいは、上記ＤＲ実施する時間帯における電気料金単価（通常より高い）を、一緒に通知するようにしてもよい。これによって、通知を受けた需要家が、上記時間帯における電力需要を抑える行動を採ることが期待できる。この様なこと自体は、従来と同じであると見做して構わない。

上記のように、各時間帯に、電力需要の予測値や発電可能量（最大発電量）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。例えば、電力目標値≒発電可能量（最大発電量など）とするが、この例に限らない。

例えば、需要家を複数のグループに分けて、各グループ毎に、電力目標値の設定や、ＤＲの実施／不実施の決定等を行うようにしてもよい。この例の場合、各グループ毎に、そのグループの総電力需要が、そのグループの電力目標値近辺となるように、上記処理を行うことになる。また、この例の場合、各グループ毎の電力目標値は、例えば単純な例では、グループ数がＮである場合には、全グループで“電力目標値＝発電可能量÷Ｎ”等としてもよいが、勿論、この例に限らない。

上記本手法に関しては、後に更に詳細に説明するものとし、以下、ハードウェア構成等、システムの構成について、説明するものとする。
図２に、エネルギーマネジメントシステム１０のハードウェア構成の一例を示す。

エネルギーマネジメントシステム１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、メモリ１２、通信装置１３、記憶装置１４、入力装置１５、出力装置１６、記録媒体読取装置１７等を有して構成されるコンピュータである。

ＣＰＵ１１は、エネルギーマネジメントシステム１０の全体の制御を司る演算プロセッサ等である。記憶装置１４には、例えば図４に示すように、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４１が、予め記憶されている。ＣＰＵ１１が、この制御プログラム４１をメモリ１２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１０としての各種機能が実現される。

例えば、詳細は後述するが、ＣＰＵ１１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４１が実行され、メモリ１２や通信装置１３、記憶装置１４等のハードウェア機器と協働することにより、図３に示す需要反応データ記憶部３１、需要家選択部３２、通信部３３などの各種機能が実現される。尚、図３は、エネルギーマネジメントシステム１０の機能ブロック図である。

尚、需要反応データ記憶部３１は、例えば図４に示す需要家グループ管理データベース４２、電力使用実績データベース４３等を記憶するものである。また、通信部３３は、ネットワーク２を介して外部のコンピュータ等（例えば各スマートメータ２１やユーザ端末２４等）との通信を行う機能部である。需要家選択部３２は、例えば後述する図１０の処理によって、ＤＲ実施を行う機能部である。

ここで、需要家選択部３２は、一例としては、不図示の下記のＤＲ実施判定部、第１通知部、第２通知部を有するものと見做しても構わない。エネルギーマネジメントシステム１０は、例えば、所定の対象期間に係わる複数の需要家からなる需要家グループの総電力需要に関して、デマンドレスポンスによって前記総電力需要を目標値に誘導するための電力需要誘導装置である。

ＤＲ実施判定部は、上記所定の対象期間に関してデマンドレスポンスを実施するか否かを判定する。
第１通知部は、上記ＤＲ実施判定部によってデマンドレスポンスを実施すると判定した場合、上記複数の需要家のなかでエネルギーマネジメント機能（ＥＭＳ）を有しない需要家に対して、デマンドレスポンス実施を通知する。例えば、図１の需要家Ａに対して、デマンドレスポンス実施を通知することになる。

第２通知部は、上記ＤＲ実施判定部によってデマンドレスポンスを実施すると判定した場合、上記複数の需要家のなかで上記エネルギーマネジメント機能（ＥＭＳ）を有する需要家に対して、デマンドレスポンス実施を通知することで、各エネルギーマネジメント機能にその需要家における電力需要を制御させる。

そして、上記第１通知部が上記通知を行うタイミングと、上記第２通知部が上記通知を行うタイミングとが、異なることを、本手法の基本的な特徴とする。
これは、例えば、第１通知部は、上記対象期間より前に事前に、上記通知を行う。例えば、対象期間（任意の日）の前日に、通知を行う。

一方、上記第２通知部は、上記対象期間中または対象期間の直前に、通知を行う。通知先の需要家のＥＭＳが、この通知に応じて、当該需要家の負荷設備（電力消費装置２２）の制御を、自動的に行う。これは、例えば、負荷設備の消費電力を抑制する為の自動制御を行うものである。

また、需要家選択部３２は、更に、不図示の分散電源制御部も有するものであってもよい。分散電源制御部は、上記複数の需要家のなかに分散電源を備える需要家が存在する場合、ネットワークを介して該分散電源による電力供給を行わせる制御を行うことで、総電力需要を減少させる。分散電源による電力供給によってこの需要家の実質的な電力需要が減少することで、実質的な総電力需要（発電装置によって賄うべき電力需要）を減少させることができる。

ＤＲ実施判定部は、上記需要家グループの全需要家が上記デマンドレスポンス不実施とした場合の電力需要予測値の合計が、上記目標値を超えた場合に、デマンドレスポンスを実施すると判定する。但し、これは電力需要抑制の為のデマンドレスポンスを想定したものであり、この例に限らない。例えば深夜などに電力需要を増加させる為のデマンドレスポンスがあっても構わない。

図２において、メモリ１２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１３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１３は、ネットワーク２を介して不図示の他のコンピュータから送信されたデータを受信し、受信したデータを記憶装置１４やメモリ１２に記憶する。また通信装置１３は、記憶装置１４やメモリ１２に記憶されているデータを、ネットワーク２を介して他のコンピュータへ送信する。

入力装置１５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１０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１６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１４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１４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１４には、例えば図４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４１、需要家グループ管理データベース４２、電力使用実績データベース４３等のプログラム／データ等が記憶されている。詳細は後述する。

記憶装置１４は、エネルギーマネジメントシステム１０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４１、需要家データ管理データベース４２、電力使用実績データベース４３は、記録媒体読取装置１７を用いて、可搬型の記録媒体１８（各種の光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリ等）から記憶装置１４に読み出すことで、エネルギーマネジメントシステム１０に格納されるようにすることもできる。あるいは、エネルギーマネジメントシステム制御プログラム４１、需要家データ管理データベース４２、電力使用実績データベース４３は、通信装置１３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１０に格納されるようにすることもできる。

上記通信装置１３を用いる場合には、エネルギーマネジメントシステム１０は、記憶装置１４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１０としての機能を実現する形態も可能である。

図５は、ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４のハードウェア構成例を示す図である。
尚、ユーザ端末２３とユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４とは、ハードウェア的には同様の構成であってよく、また上記エネルギーマネジメントシステム１０と略同様のハードウェア構成であってもよい。

ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、通信装置５３、記憶装置５４、入力装置５５、出力装置５６、記録媒体読取装置５７等を有して構成されるコンピュータである。

ＣＰＵ５１は、ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４の全体の制御を司る演算プロセッサである。
記憶装置５４には、例えば図６に示すように、本実施形態に係るユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４の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６１が、予め記憶されている。ＣＰＵ５１が、この制御プログラム６１をメモリ５２に読み出して実行することにより、ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４としての各種機能が実現される。

メモリ５２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５３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５３は、ネットワーク２を介して不図示の他のコンピュータから送信されたデータを受信し、受信したデータを記憶装置５４やメモリ５２に記憶する。また通信装置５３は、記憶装置５４やメモリ５２に記憶されているデータを、ネットワーク２を介して他のコンピュータへ送信する。

入力装置５５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２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４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５６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５４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５４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５４には、ユーザ端末制御プログラム６１が記憶されている。
記憶装置５４は、ユーザ端末２３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６１は、記録媒体読取装置５７を用いて、可搬型の記録媒体５８から記憶装置５４に読み出すことで、ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４に格納されるようにすることもできる。あるいは、ユーザ端末制御プログラム６１は、通信装置５３を介して通信可能に接続される不図示の他のコンピュータから取得することで、ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４に格納されるようにすることもできる。また、通信装置５３を用いる場合、ユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４は、記憶装置５４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２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４としての機能を実現する形態も可能である。

図７に、スマートメータ２１のハードウェア構成例を示す。
図７に示すように、スマートメータ２１は、メータ部２１ａ、制御部２１ｂ等を備えて構成される計測器である。本実施形態に係るスマートメータ２１は、制御部２１ｂに、不図示の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２１としての機能を実現するコンピュータである。

メータ部２１ａは、需要家が有する電力消費装置２２の電力消費量を定期的に計測する。また、制御部２１ｂは、メータ部２１ａが計測した電力消費量を、ネットワーク２を介して所定時間毎にエネルギーマネジメントシステム１０に送信する
次に、以下、上記図４に示した各種データベースのデータ構成例について、図８、図９を参照して説明する。

図８は、上記需要家グループ管理データベース４２のデータ構成例である。
図８に示すように、需要家グループ管理データベース４２は、需要家グループを規定し、グループに属する各需要家の情報を記録したデータベースである。

需要家グループ管理データベース４２は、グループ名７１、“グループに属する需要家ＩＤ”７２、ＥＭＳの有無７３、分散電源の有無７４等の各データ項目を有する。
ここでは一例として、管理対象となる多数の需要家を、複数のグループに分類して、各グループには任意のグループ名が予め付与されているものとする。グループ名７１には、任意のグループのグループ名が格納される。“グループに属する需要家ＩＤ”７２には、グループ名７１のグループに属する任意の需要家の識別情報（ＩＤ）が格納される。

そして、“グループに属する需要家ＩＤ”７２の各需要家毎に、その需要家が上記ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を備えているか否かを示す情報がＥＭＳの有無７３に格納され、その需要家が上記分散電源２５を備えているか否かを示す情報が分散電源の有無７４に格納される。

ＥＭＳの有無７３が“なし”で、分散電源の有無７４も“なし”の需要家が、上記パターンＡの需要家であり、一例が図１に示す需要家Ａである。
ＥＭＳの有無７３が“あり”で、分散電源の有無７４も“あり”の需要家が、上記パターンＣの需要家であり、一例が図１に示す需要家Ｂである。

ＥＭＳの有無７３が“あり”で、分散電源の有無７４が“なし”の需要家が、上記パターンＢの需要家であり、これに応じた具体例は図１には示されていない。
図９は、電力使用実績データベース４３のデータ構成例である。

電力使用実績データベース４３は、各需要家のスマートメータ２１からエネルギーマネジメントシステム１０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９には、一例として需要家a1について記録した電力使用実績データベース４３（テーブル）を示す。尚、当該各需要家毎に設けられる各テーブルには、対応する需要家の需要家ＩＤが、予め割付けられている。

図９に示す電力使用実績データベース４３は、日時８１、ベースライン負荷８２、消費電力８３、変化量８４、変化率８５、ＤＲ８６、電力価格単価８７、インセンティブ係数８８の各データ項目を有する。

日時８１の欄には、スマートメータ２１が需要家ａ１の電力消費量を計測した日時等が記録される。消費電力８３の欄には、この日時８１における上記電力消費量の計測値が格納される。図示の各データ項目のうち、少なくとも日時８１と消費電力８３のデータは、スマートメータ２１から送られてきたものである。

ベースライン負荷８２の欄には、デマンドレスポンスを行わない場合の需要家ａ１の電力消費量であるベースライン負荷が格納される。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ａ１の電力消費量の平均値が記録される。具体例としては、エネルギーマネジメントシステム１０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４３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４３の消費電力８３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否かは、電力使用実績データベース４３のＤＲ８６から取得できる。

尚、ベースライン負荷の算出方法は、上記平均値の例に限らず、例えば最大値や最小値、中央値など様々な方法を用いることができる。また、図９に示すベースライン負荷８２には、消費電力が示されているが、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用いてもよい。

消費電力８３の欄には、スマートメータ２１によって計測された需要家ａ１の電力消費量が格納される。また、図９に示す消費電力８３には、消費電力が示されているが、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用いてもよい。

尚、基本的には、日時８１と消費電力８３が、スマートメータ２１から送信されてくる計測データに相当する。他のデータ項目は、基本的には、エネルギーマネジメントシステム１０側で算出したものが格納されるものとするが、この例に限らない。例えば、ベースライン負荷８２は上記のように算出され、変化量８４、変化率８５は下記のように算出される。

変化量８４の欄には、ベースライン負荷８２（デマンドレスポンスを行わない場合の需要家ａ１の電力消費量など）と、消費電力８３に格納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、算出されて格納される。図示の例では、変化量８４＝消費電力８３−ベースライン負荷８２であるが、この例に限らない。

デマンドレスポンスを実施した場合には、変化量８４の欄には、デマンドレスポンスを行ったことによる需要家ａ１の電力消費量の変化量が記録されることになる。
変化率８５の欄には、ベースライン負荷８２（デマンドレスポンスを行わない場合の需要家ａ１）の電力消費量に対する、変化量８４（電力消費量の変化量）の割合が、算出されて格納される。図示の例では、変化率８５＝（変化量８４÷ベースライン負荷８２）×１００であるが、この例に限らない。

ＤＲ８６の欄には、日時８１の欄に格納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、格納される。
電力価格単価８７の欄には、日時８１の欄に格納された日時に需要家ａ１に適用されていた電気料金の単価が、格納される。

インセンティブ係数８８の欄には、日時８１の欄に格納された日時に需要家ａ１に適用されていたインセンティブの単価が記録される。
尚、電力価格単価８７とインセンティブ係数８８の何れか一方にのみデータが格納されていてもよい。つまり、上述した電力価格型デマンドレスポンスでは電力価格単価を変化させるので電力価格単価８７にデータが格納され、上述したインセンティブ型デマンドレスポンスではインセンティブ支払い金を変化させるのでインセンティブ係数８８にデータが格納される。

図１０は、エネルギーマネジメントシステム１０の処理フローチャート図である。
これは、デマンドレスポンス実施に係わる処理の流れを示すものである。
エネルギーマネジメントシステム１０は、例えば定期的にデマンドレスポンス実施内容を決定する為に図１０の処理を実行する。尚、図１０の処理は、例えば主に上記需要家選択部３２が実行するものと見做しても良いが、この例に限らない。また、図１０におけるステップＳ１３、Ｓ１４の処理の際には、通信部３３によってネットワーク２を介して、ＤＲ実施対象の需要家のユーザ端末２３またはユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４へ、ＤＲ実施を通知する。あるいは、ステップＳ１５やステップＳ１６の制御処理も、通信部３３によってネットワーク２を介して行うことになる。

図１０の処理例では、処理開始すると、まず、任意の需要家グループの需要家グループ管理データベース４２を読み込み、この需要家グループに属する各需要家の上記情報を取得する（ステップＳ１１）。尚、この取得データに基づいて、各需要家を上記パターンＡ，Ｂ，Ｃの何れかに分類することができる。

次に、対象期間すなわち未来の所定期間に関して、デマンドレスポンスを実施するか否かを決定する（ステップＳ１２）。デマンドレスポンスを実施する場合にはステップＳ１３以降の処理を実行するが、ＤＲ実施しない場合にはステップＳ１３以降の処理は実施しなくても構わない。

上記ステップＳ１２の処理は、既存技術によって実現してよい。
以下、上記ステップＳ１２の処理について簡単に説明する。
ステップＳ１２の処理では、エネルギーマネジメントシステム１０は、まず、上記対象期間すなわち未来の所定期間（例えば翌日の１３時から１７時の時間帯）において、デマンドレスポンスを実施した場合、およびデマンドレスポンスを実施しなかった場合の両ケースについて、各需要家の電力消費量（電力需要）の予測値を算出する。エネルギーマネジメントシステム１０は、気象情報提供装置３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、非特許文献３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需要予測モデルを構築することにより、ＤＲを実施した場合とＤＲを実施しなかった場合の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１０は、上記対象期間の電力消費量の目標値を算出する。電力消費量の目標値は、上記対象期間の電力消費量の予測値や発電可能量などを考慮して、各需要家グループに対して設定される。目標値の算出方法については、例えば、「目標値＝発電可能量÷グループ数」等としてもよいが、この例に限らない。

尚、発電可能量は、例えば電力会社の不図示の発電設備による最大発電量であり、既存の一般的な方法で得られるので、ここでは特に説明しない。
そして、上記対象期間に関して、電力需要に関する予測値が目標値を上回る場合には、電力需要を抑制し、電力需要が目標値以下となるように誘導する必要があることになり、デマンドレスポンスを実施すると判定することになる。

以上、ステップＳ１２の処理の一例について説明したが、この例に限らない。
そして、上述したように、デマンドレスポンスを実施すると判定した場合には、ステップＳ１３以降の処理を実施する。

すなわち、まず、上記パターンＡの需要家全てに対して、ＤＲの実施を通知する（ステップＳ１３）。これは、事前に通知するものである。例えば、上記対象期間の前日の任意のときに通知するものであり、例えばステップＳ１２の処理後、直ちに通知するものであっても構わない。勿論、この例に限らない。

また、ステップＳ１３の通知の際に、上記対象期間における電気料金単価あるいはインセンティブ係数などを通知するようにしてもよい。上記パターンＡの需要家が、この様な通知を受けることで、このような電気料金単価の変化やインセンティブ係数の変化に応じて、対象期間において、電力需要を低減するように何等かの省エネ行動をとったり、その逆に需要を増加させるように電気機器を稼働したりして、電力需要を変化させることが、期待できる。つまり、人間が電力消費行動を変化させることが期待できる。しかし、実際にどの様な行動を採るのかは、各需要家のユーザの自由であり、期待通りにならないかもしれない。

これに対して、図１の需要家Ｂのようなユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を有する需要家に対しては、当該ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を利用することで、リアルタイムで電力消費装置２２の稼働状態を制御し、以ってリアルタイムで電力需要をコントロールすることが可能となる。尚、リアルタイムとは、例えば対象期間中であることを意味するが、この例に限らない。

エネルギーマネジメントシステム１０は、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４を有する需要家（需要家Ｂ等）に対しても、ＤＲの実施を通知するが（ステップＳ１４）、これは上記対象期間の直前であっても構わないし、対象期間中であっても構わない。

そして、この通知によって、ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４に電力消費装置２２の稼働状態を制御させ、以って自動的に上記対象期間中における例えば需要家Ｂの電力需要を変化させる（ステップＳ１５）。

上記のようにして、需給バランスを精度よく保つように需要を誘導することが可能となる。
しかし、エネルギーマネジメントシステム１０が管理している不図示の発電装置として、例えば太陽光発電などの再生可能エネルギー発電装置がある場合には、天候等により発電量が時々刻々と変化するので、デマンドレスポンス実施中も電力需要の調整が必要になる。しかしながら、上記ユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４によるリアルタイムの電力需要調整だけでは、対応できない状況となる場合もあり得る。例えば、上記発電装置による発電量が、電力需要未満となる場合（電力供給不足となる）場合があり得る。

そこで、次に、エネルギーマネジメントシステム１０は、分散電源２５を備える需要家に対して、そのユーザ端末（ＥＭＳ機能付き）２４へネットワーク２を介して所定のコマンドを送信する等して、分散電源２５を制御する（ステップＳ１６）。例えば、分散電源２５の運転を開始させ、発電開始させる。分散電源２５による発電量の分だけ、実質的な負荷（電力需要）を低減させることができる。これにより、需給バランスを精度よく保つように需要を誘導することが可能となる。

このような処理を行うことで，需要家グループの需要変化量を精度よく制御可能なデマンドレスポンスの実施が可能となる。
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１０によれば、需要変化量を精度よく制御可能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も可能となる。

尚、ユーザ端末２３のユーザ端末制御プログラム６１による処理は、例えば、上記エネルギーマネジメントシステム制御プログラム４１の処理と、略同様であってもよい。つまり、ユーザ端末２３が、エネルギーマネジメントシステム１０と略同様の機能を有するものであっても構わない。尚、これを実現するために必要な各種データは、ユーザ端末２３が記憶していてもよいし、エネルギーマネジメントシステム１０から取得してもよい。

尚、本説明における“／”は、ＯＲ条件（“または”や“あるいは”）を意味するものとする。

１ 電力管理システム
２ ネットワーク
３ 気象情報提供装置
１０ エネルギーマネジメントシステム
１１ ＣＰＵ
１２ メモリ
１３ 通信装置
１４ 記憶装置
１５ 入力装置
１６ 出力装置
１７ 記録媒体読取装置
１８ 可搬型記録媒体
２１（２１Ａ、２１Ｂ） スマートメータ
２１ａ メータ部
２１ｂ 制御部
２２（２２Ａ、２２Ｂ） 電力消費装置
２３（２３Ａ、２３Ｂ） ユーザ端末
３１ 需要反応データ記憶部
３２ 需要家選択部
３３ 通信部
４１ エネルギーマネジメントシステム制御プログラム
４２ 需要家データ管理データベース
４３ 電力使用実績データベース
５１ ＣＰＵ
５２ メモリ
５３ 通信装置
５４ 記憶装置
５５ 入力装置
５６ 出力装置
５７ 記録媒体読取装置
５８ 可搬型の記録媒体
６１ ユーザ端末制御プログラム
７１ グループ名
７２ “グループに属する需要家ＩＤ”
７３ ＥＭＳの有無
７４ 分散電源の有無
８１ 日時
８２ ベースライン負荷
８３ 消費電力
８４ 変化量
８５ 変化率
８６ ＤＲ
８７ 電力価格単価
８８ インセンティブ係数

Claims (3)

1. 複数の需要家からなる需要家グループの総電力需要に関して、デマンドレスポンスによって前記総電力需要を目標値に誘導するための電力需要誘導装置であって、
   所定の対象期間に関してデマンドレスポンスを実施するか否かを決定するＤＲ実施判定手段と、
   デマンドレスポンスを実施すると判定した場合、前記複数の需要家のなかでエネルギーマネジメント機能を有しない需要家のみに対して、デマンドレスポンス実施を通知する第１通知手段と、
   デマンドレスポンスを実施すると判定した場合、前記複数の需要家のなかで前記エネルギーマネジメント機能を有する需要家に対して、デマンドレスポンス実施を通知することで、各エネルギーマネジメント機能にその需要家における電力需要を制御させる第２通知手段とを有し、
   前記第１通知手段は、前記対象期間より前に事前に、前記通知を行い、
   前記第２通知手段は、前記対象期間中または前記対象期間の直前に、前記通知を行う ことを特徴とする電力需要誘導装置。
2. 前記複数の需要家のなかに分散電源を備える需要家が存在する場合、ネットワークを介して該分散電源による電力供給を行わせる制御を行うことで、前記総電力需要を減少させる分散電源制御手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の電力需要誘導装置。
3. 前記ＤＲ実施判定手段は、前記需要家グループの全需要家が前記デマンドレスポンス不実施とした場合の電力需要予測値の合計が、前記目標値を超えた場合に、デマンドレスポンスを実施すると判定することを特徴とする請求項１記載の電力需要誘導装置。

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