JP6645939B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。
デマンドレスポンス(DR)と呼ばれる電力需要の調整方法が知られている。DRでは、電力会社がDR要求を需要家に伝える。DR要求は、電力の需要調整に関する情報を含む。需要家は、DR要求を確認し、可能であれば需要調整に協力する。電力会社は、需要家の電力消費量などを収集することで、需要調整に対する協力度合いを確認する。電力会社と需要家との間に、アグリゲータと呼ばれる事業者が介在する場合もある。
特開2015−203879号公報
しかしながら、従来の技術では、複数の種類のDR要求を用いて電力の需要調整をすることが難しかった。
実施形態の情報処理装置は、作成部と計測データ決定部と計測間隔決定部と通信プロトコル決定部と第1の送信部と計測部と第2の送信部とを備える。作成部は、上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成する。計測データ決定部は、前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定する。計測間隔決定部は、前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定する。通信プロトコル決定部は、前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定する。第1の送信部は、前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信する。計測部は、前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測する。第2の送信部は、前記計測データを前記上位システムに送信する。
第1実施形態の需要調整システムの装置構成の例を示す図。 第1実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置の機能構成の例を示す図。 第1実施形態のxEMSで使用される情報処理装置の機能構成の例を示す図。 第1実施形態の中央給電指令所で使用される情報処理装置の機能構成の例を示す図。 第1実施形態のDR要求の受信処理の例を示すフローチャート。 第1実施形態のNormal DR及びFast DRの処理の例を示すフローチャート。 第1実施形態のFaster DRの処理の例を示すフローチャート。 第2実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置の機能構成の例を示す図。 アクセス負荷が集中する場合の例を示す図。 第2実施形態のアクセス負荷を分散させた場合の例を示す図。 第1及び第2実施形態の情報処理装置のハードウェア構成の例を示す図。
以下に添付図面を参照して、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
はじめに第1実施形態で使用されるDR要求の種類について説明する。
[DR要求の種類]
DR要求を伝える方法、及び、電力消費量などを収集する方法には、様々な方法がある。近年は、電力会社(中央給電指令所)、アグリゲータ及び需要家が、それぞれ、電力の需給調整(電力供給装置を有さない場合は、需要調整)をするエネルギー制御システムを保有している。そして各エネルギー制御システムが、互いに通信することにより、DR要求及び計測データ(電力消費量など)を、通信先に伝える方法が一般的である。
<Normal DR>
これまで、DRは、長期的な需給調整計画に利用されてきた。例えば、電力会社が、24時間後に需要調整をするためにDR要求を送信する。そして、24時間後に、需要家が、空調及び照明などの運転量を調整する。電力会社が、このDR要求を作成する際は、需要調整の当日の天気を予測したり、需要家の電力需要を予測したりする。以降、この長期的な需給調整計画に基づくDRを、Normal DRという。Normal DRは、例えば電力会社により、需要調整の前日に発行される。Normal DRの発行後に計測される計測データは、例えば電力量(wh)である。
<Fast DR>
電力会社が、Normal DRを発行した後、当日になって、需要調整の内容を変更したい場合がありえる。例えば、Normal DRの発行時に実施した天気の予測が外れ、太陽光による発電量が想定よりも小さい場合などである。この場合、電力会社は、需要を調整したいその日に、DR要求を発行する。ただし、DR要求の発行時刻と、需要調整の対象期間の開始時刻との差(猶予期間)は、数時間である。以降、このDRを、Fast DRという。Fast DRは、例えば電力会社により、需要調整の当日に発行される。Fast DRの発行後に計測される計測データは、例えば電力量(wh)である。すなわちFast DRの発行後に計測される計測データは、Normal DRの発行後に計測される計測データと同様である。
<Faster DR>
近年は、DRに関わる各システムの高性能化に伴い、DRを、より緊急性の高い需要調整に適用できる可能性が生じている。例えば、DR要求に基づくアンシラリーサービスの実現である。DR要求の発行時刻と、需要調整の対象期間の開始時刻との差(猶予期間)は、数秒から数分である。以降、この緊急性の高い需要調整を行うDRを、Faster DRという。
Faster DRは、高い応答性が求められるため、計測データは電力量(Wh)ではなく、電力(W)になる。また、電力会社がDR要求を発行し、需要家による需要調整の状況を確認するという一連の処理を、数秒から数分単位で繰り返す可能性がある。これを実現するためには、単に各システムを高性能化するだけでなく、Normal DRやFast DRの実施時と比べて、各システムをより密に連携させる必要がある。
以降、Normal DR、Fast DR及びFaster DRを区別しない場合、単にDRという。
次に第1実施形態の需要調整システムの装置構成の例について説明する。
[需要システムの装置構成]
図1は第1実施形態の需要調整システム100の装置構成の例を示す図である。第1実施形態の需要調整システム100は、情報処理装置10a〜10f、情報処理装置20、機器30a〜30h、PV(Photovoltaic)40a〜40c、蓄電池50a〜50e、並びに、発電機60a及び60bを備える。
機器30a、機器30b、PV40a及び蓄電池50aは、情報処理装置10cの制御対象400aに含まれる。また機器30c、機器30d、PV40b及び蓄電池50bは、情報処理装置10dの制御対象400bに含まれる。また機器30e、機器30f、蓄電池50c及び発電機60aは、情報処理装置10eの制御対象400cに含まれる。また機器30a、機器30b、蓄電池50d及び発電機60bは、情報処理装置10fの制御対象400dに含まれる。またPV40c及び蓄電池50eは、情報処理装置10aの制御対象400eに含まれる。
以降、情報処理装置10a〜10fを区別しない場合、単に情報処理装置10という。同様に、機器30a〜30hを区別しない場合、単に機器30という。またPV40a〜40cを区別しない場合、単にPV40という。また蓄電池50a〜50eを区別しない場合、単に蓄電池50という。また発電機60a及び60bを区別しない場合、単に発電機60という。また制御対象400a〜400eを区別しない場合、単に制御対象400という。
情報処理装置10a及び10bは、アグリゲータで使用される。なお情報処理装置10aを使用するアグリゲータと、情報処理装置10bを使用するアグリゲータとは、同一のアグリゲータでもよいし、異なるアグリゲータでもよい。第1実施形態の説明では、情報処理装置10aを使用するアグリゲータと、情報処理装置10bを使用するアグリゲータと、が異なるアグリゲータである場合について説明する。
情報処理装置10c〜10fは、xEMSで使用される。xEMSは、需要家側に設置されたエネルギー制御システムである。xEMSは、例えばHEMS(Home Energy Management System)、及び、BEMS(Building Energy Management System)などである。なお情報処理装置10cを使用するxEMSと、情報処理装置10dを使用するxEMSと、情報処理装置10eを使用するxEMSと、情報処理装置10fを使用するxEMSとは、同一のxEMSでもよいし、異なるxEMSでもよい。第1実施形態の説明では、情報処理装置10cを使用するxEMSと、情報処理装置10dを使用するxEMSと、情報処理装置10eを使用するxEMSと、情報処理装置10fを使用するxEMSと、が異なるxEMSである場合について説明する。
情報処理装置20は、中央給電指令所で使用される。
機器30は、電力を消費する空調及び照明等である。PV40、蓄電池50及び発電機60は、電力を供給する電力供給装置の例である。PV40は、太陽光発電装置である。蓄電池50は、定置型蓄電池である。発電機60は、自家発電機である。
なお図1に示される情報処理装置10及び20、並びに、上述の制御対象400との接続関係は、Normal DRまたはFast DRを送信する場合の一例である。例えば情報処理装置10cが、情報処理装置10aを介さずに、直接、情報処理装置20と通信してもよい。また例えば、情報処理装置10bが、情報処理装置10cと通信してもよい。
<需要調整システムの概略>
以下、図1を参照して、需給調整システム100の動作の概略を説明する。電力会社のシステム、すなわち中央給電指令所の情報処理装置20(以下、中給という。)は、複数のアグリゲータ(情報処理装置10a及び10b)を収容する。中給は電力の需給調整計画を作成する。具体的には、中給は、1日前の電力需要を予測する需要計画を作成し、その電力需要に対して電力が供給できるように発電計画(電力供給計画)を作成する。
さらに、中給は、発電計画に従って発電される電力を適切にxEMS(需要家側のエネルギー制御システム)に供給するため、送電系統及び配電系統のトポロジを決定する。需要家側のエネルギー制御システムの構成の例は、例えば情報処理装置10c、機器30a、機器30b、PV40a及び蓄電池50aである。
その後、中給は、決定された発電計画、並びに、送電系統及び配電系統のトポロジの元で、予測された電力需要に対して、電圧及び周波数が予め定められた範囲に収まりながら電力供給が可能であることを需給シミュレーションによって確認する。この需給シミュレーションは、中給が電力を供給している全領域に対して行われる。
なお、中給が、上述の発電計画、送電系統及び配電系統のトポロジを決定する時に、xEMSの電力需要を削減する要求をxEMSに向けて送信してもよい。ここでは、このタイミングでxEMSに向けて送信される電力需要削減要求を、前日電力需要削減要求という。前日電力需要削減要求には、電力需要予測を低下させる意味合いがあることに注意が必要である。上述のNormal DRは、この前日電力需要削減要求によるDRであり、例えば電力量(Wh)、または、電力量をベースにした削減量(%)により削減量が示される。
中給は、その後、一日の開始時刻に、決定されたトポロジとなるように、送電系統及び配電系統のスイッチギヤを動作させる。ここで、この開始時刻とは一日の電力供給制御を開始する時刻であり、一日の中で最も電力需要の少ない時刻(例えば午前4時)が選ばれる。
電力供給が行われている当日には、中給は、電力系統全体の電力流通を監視する。中給は、例えば、当日の気温が想定より高くなったことで予測電力需要よりも実際の電力需要が大きくなった状況が発生しても、供給している電力の品質(電圧及び周波数)が予め定められた範囲に収まるように各種制御を行う。この制御のことを当日制御と呼ぶ。
ここで当日制御とは、例えば、待機状態の発電機を起動することで発電所での発電量を増やすといったことを含んでもよい。また例えば、当日制御は、xEMSに向けて電力需要削減を要求することである。このような電力需要削減要求を当日電力需要削減要求という。上述のFast DR及びFaster DRは、この当日電力需要削減要求によるDRである。両者の違いは、DR要求の表現方法、及び、発行時刻と需要調整の期間の開始時刻との差(猶予期間)である。Fast DRは、DR要求が電力量(Wh)で示され、その差が数時間であるDRである。またFaster DRは、DR要求が電力(W)で示され、その差が数分から数秒であるDRである。
当日電力需要削減要求には、電力供給当日に発電所での発電量を増やす代わりに、xEMSに対して電力需要の削減を依頼することで発電計画よりも小さくなるように総電力需要を削減し、もって電力品質を維持する意味合いがある。
Normal DRの場合は、一日前に、中給の配下のアグリゲータ及びxEMSが、中給の発電計画と送電・配電系統トポロジとに合意する。そしてxEMSが、予め中給で定められた需給調整計画に従って、電力を消費する。そのため、DR要求で指定された需要調整の期間における電力需要は、中給が想定している電力需要となることが、高い確率で期待できる。
一方、Fast DR及びFaster DRの場合は、Fast DR及びFaster DRを送信することが決定された需給調整計画が、中給、アグリゲータ及びxEMSで合意されているわけではない。そのため中給が、Fast DRまたはFaster DRを、アグリゲータまたはxEMSに送信してから、実際に中給が想定する電力需要にまで削減されるまで、ある程度の時間が必要な場合がある。
この場合、中給は、所望の量に電力需要量が削減されるまでの間、xEMSが所有する電力供給装置(例えばPV40a及び蓄電池50aなど)、または、電力系統に分散配置された据え置き型蓄電池を制御し、電力品質を維持する制御を行うことがある。なお、xEMSが中給の依頼に応じて電力需要の削減をする場合、中給(電力会社)から何らかのインセンティブがxEMSに支払われてもよい。
中給は、Normal DR、Fast DRまたはFaster DRを送信することを決定する。次に、中給は、収容しているアグリゲータそれぞれに対して要求する電力需要削減量を決定する。そして中給は、それらのアグリゲータに対して、その電力需要削減量を通知するべくNormal DR、Fast DRまたはFaster DRを送信する。
アグリゲータは、配下のxEMSの電力需要をとりまとめることで急峻な電力需要変動が起こらないようにすることにより、中給の電力供給を容易ならしめる機能を担っている事業者である。電力会社の電力供給を容易ならしめることから、アグリゲータは電力会社から安価に電力を購入することができる。アグリゲータは、電力会社から安価に購入した電力にマージンをつけて、個別の需要家(xEMS)に電力を小売りする。アグリゲータは複数のxEMSを収容する。
アグリゲータは、中給から、Normal DR、Fast DRまたはFaster DRを受信すると、自身に割り当てられた電力需要削減要求により示される削減量を分割して、配下のxEMSに対して割り当てる。その後、アグリゲータは、それぞれのxEMSに対して割り当てられた削減量を通知するために、Normal DR、Fast DRまたはFaster DRを、それぞれのxEMSに送信する。
xEMSは、アグリゲータから、Normal DRもしくはFast DRもしくはFaster DRを受信すると、自身の配下の機器を制御し、要求された電力需要削減要求に対応する。例えば情報処理装置10cを使用するxEMSの場合、配下の機器は、機器30a及び30bである。
ここで、Fast DR及びFaster DRの場合、中給からの電力需要削減要求への応答に時間がかかるのと同様に、アグリゲータからFast DRまたはFaster DRを受信した後、xEMSが反応して配下の機器を制御し、所望の削減量を実現するまでの時間がかかることがある。この場合、アグリゲータは、自身又はxEMSが所有している電力供給装置を制御することで、中給から送信されたFast DRまたはFaster DRにより要求された削減量に対応してもよい。
電力供給当日が終了すると、中給はアグリゲータに対して、アグリゲータはxEMSに対して、要求された電力需要削減を確かに実行したか否かを確認する。これは、アグリゲータの受電端、または、xEMSの受電端に配備された電力メーターに保持された単位時間ごとの電力消費量(Wh)に関する情報を取得することにより行われてもよい。
上述したように、電力需要削減要求には、前日電力需要削減要求及び当日電力需要削減要求の2種類が存在する。前日電力需要削減要求はNormal DRと対応付けられる。当日電力需要削減要求は、Fast DR及びFaster DRと対応付けられる。
Normal DRには、予測される電力需要を低減させる効果がある。予測される電力需要により発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジが決定される。Normal DRは計画ベースのDRである。
一方で、Fast DR及びFaster DRは、中給が、電力供給当日の発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジを参照し、それらを考慮した上で、電力の安定供給が可能か否かを判定する。そして中給は、電力の安定供給が可能でない場合、Fast DRまたはFaster DRを、アグリゲータに送信する。つまり、Fast DR及びFaster DRは実需ベースのDRである。
Normal DRを策定する際に行われる需給シミュレーションは、策定された電力供給計画を実施した場合の妥当性(周波数及び電圧を所定の範囲に収めながら電力を供給できること)を確認するために実施される。Normal DRを策定する際に行われる需給シミュレーションは、Fast DR及びFaster DRの場合に比べて長い時間をかけて行うことができる。中給は、万が一、妥当でない場合、発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジを修正することで、その妥当性を確保できる。
したがって、Normal DRでは、柔軟性が高いDR要求を作成できるという性質がある。一方、Faster DRの場合では、その妥当性を担保するためにシミュレーションに使用できる時間が短い。さらに、既に決定されている発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジ変更は、電力を供給しながらの変更であるために、一般的に自由度が低い。そのため、Faster DRの要求作成の自由度は、Normal DRに比べて小さい。
なおFast DRでは、電力供給当日の電力需要予測が、前日に策定された発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジから逸脱する場合に、前日に策定された発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジを制約条件とし、その制約条件を満足するように需要家の電力需要の削減を依頼する。なおFast DRを送信する際に行われる電力需要予測の期間は、Normal DRを送信する際に行われる電力需要予測の期間よりも短い。
Fast DRでは、Faster DRに比べると長い時間を電力需要調整に使えるため、電力(W)の積分値である電力需要(Wh)での制御が可能で、その実行に必要な計算量を削減できる特徴がある。一方で、Fast DRでは、必ずしも発電計画、並びに、送電及び配電系統のトポロジを変更できるとは限らないので、電力需要の前日予測からの乖離に、柔軟に対応できるとは限らない。
次に第1実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成について説明する。
[アグリゲータで使用される情報処理装置の機能構成]
図2Aは第1実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の情報処理装置10は、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108、計測データ記憶部109、集約部110、及び、第2の送信部111を備える。
<上位システム>
アグリゲータで使用される情報処理装置10a及び10bの場合、上位システム200aは、中給給電指令所で使用される情報処理装置20である。
<下位システム>
アグリゲータで使用される情報処理装置10aの場合、下位システム300aは、xEMSで使用される情報処理装置10c及び10dである。アグリゲータで使用される情報処理装置10bの場合、下位システム300aは、xEMSで使用される情報処理装置10e及び10fである。
なおアグリゲータで使用される情報処理装置10aは、制御対象400e(PV40c及び蓄電池50e)とも、直接、通信可能になっているが、必ずしも必要な構成ではないので、図2Aでは省略されている。
<各機能の説明>
DR要求記憶部101は、上位システム200aから指示されたDR要求を記憶する。DR要求は、例えば下記(1)〜(4)の情報を含む。
(1)需要調整の対象期間(DR期間)
(2)DR期間における電気料金
(3)DR期間における電力需要の削減量
(4)DR期間における電力消費量のベースライン(閾値)
DR期間は、電力需要を調整する期間の開始時間から終了時間で規定される。ここで、開始時間から終了時間の間が、複数のインターバルを含んでいてもよい。
また、電気料金及び削減量は、インターバルごとに指定される。例えば、DR期間が2時間で、インターバルが30分の場合、4つの電気料金と、4つの削減量が指定される。
また、ベースラインは、DR期間における電力消費量の上限を示す。
DR要求判定部102は、上位システム200aから受信したDR要求の種類(Normal DR、Fast DR及びFaster DR)を判定する。DR要求判定部102は、DR要求に当該DR要求の種類を、直接的に示す情報が含まれない場合、DR要求に含まれる情報から当該DR要求の種類を判定する。
<DR要求の判定例>
(1)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれるDR期間の開始が翌日以降である場合、当該DR要求をNormal DRであると判定する。
(2)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれるDR期間の開始時刻が当日の時刻で場合、当該DR要求をFast DRまたはFaster DRであると判定する。
(3)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれる電気料金及び削減量のインターバルが数秒から数十秒である場合、当該DR要求をFaster DRであると判定する。
(4)DR要求判定部102は、例えば上位システム200aからDR要求を受信した時刻と、当該DR要求に含まれるDR期間の開始時刻との差が、数秒から数分である場合、当該DR要求をFaster DRであると判定する。
(5)DR要求判定部102は、例えばDR要求に含まれるDR期間の開始時刻が当日であるが、上記(3)及び(4)の条件を満たさない場合、当該DR要求をFast DRであると判定する。
作成部103、計測データ決定部104及び計測間隔決定部105は、DR要求の種類に応じて動作する。DR要求がNormal DRまたはFast DRである場合、電力量(Wh)をベースにした需給調整が行われる。そのためDR要求がNormal DRである場合の作成部103、計測データ決定部104及び計測間隔決定部105の動作と、DR要求がFast DRである場合の作成部103、計測データ決定部104及び計測間隔決定部105の動作と、は、同様である。
一方、DR要求がFaster DRである場合、電力(W)をベースにした需給調整が行われる。そのためDR要求がFaster DRである場合の作成部103、計測データ決定部104及び計測間隔決定部105の動作は、DR要求がNormal DRまたはFast DRである場合の作成部103、計測データ決定部104及び計測間隔決定部105の動作とは異なる。
作成部103は、上位システム200aから受信したDR要求と、計測データ記憶部109に記憶されている下位システム300aの計測データとに基づいて、需給シミュレーションを行うことにより、電力の需給調整計画を作成する。なお作成部103は、予め実施しておいた需給シミュレーションの結果を参照して、電力の需給調整計画を作成してもよい。また作成部103は、そもそもDR要求に応じることができないと判定する場合もある。また作成部103は、計測データ記憶部109に記憶されている下位システム300aの計測データを使用せずに、需給調整計画を作成してもよい。
また、作成部103は、需給調整計画に基づいて、下位システム300aに対するDR要求、または、制御対象400に対する制御命令を作成する。制御命令は、例えば、機器30(例えば空調など)の電源を切る制御命令、及び、蓄電池50を放電させる制御命令である。
作成部103は、DR要求の種類がNormal DRの場合、電力需要の一日前予測を基に、指定されたDR開始時間〜終了時間の間の制御対象400の制御、及び、xEMSで使用される電力の需給調整計画を作成する。
DR要求の種類がNormal DRの場合、発電計画、送配電系統のトポロジ、及び、電力需要削減要求の妥当性検証のためのシミュレーション時に使用される物理量の収集は、比較的時間をかけて行える。作成部103は、電力需要予測に基づいた前日の需給調整計画の策定時に需給シミュレーションを行う。需給シミュレーション時に使用される物理量は、例えば翌日電力需要予測を修正するための前日電力需要実績、その前日電力需要実績における電圧及び周波数などである。
物理量の収集は、DR要求を送信するか否かに関わらず実施されるものである。物理量の収集は、通信網経由で行われなくてもよい。極端には、それぞれの配電所での実測データを磁気テープ等の着脱可能な記憶媒体に記録し、中給が当該記憶媒体から実測データを読み出してシミュレーションに反映させても構わない。
また、DR要求の種類がFast DRの場合、前日行われたシミュレーションで想定した発電計画を制約条件とし、その発電計画に電力需要を合わせる操作を行うため、詳細な需給シミュレーションに必要な情報を、中給に転送することは不要である。
これに対し、短時間で電力需要削減要求の妥当性を検証することが要求されるFaster DRの場合、作成部103は、電力消費の積分値である電力量のみならず、電圧、周波数及び電力を参照しながら需給調整計画を立案し、その需給調整計画が妥当であることを確認する需給シミュレーションを実施する必要が生じる。または、作成部103は、尤もらしい、いくつかの電力需要予測について予め需給シミュレーションしておき、その計算済み電力供給のパターンに合致しているか確認し、合致していない場合は合致するよう当日電力需要削減要求を追加する。このため、DR要求の種類がFaster DRの場合、これらの需給シミュレーションに必要な物理量は、必要な頻度で情報処理装置10からアクセスできるようにする必要がある。
計測データ決定部104は、DR要求の種類に応じて、計測データを決定する。Normal DR及びFast DRの場合の計測データと、DR要求の種類がFaster DRの場合の計測データと、は異なる。
<Normal DRの計測データの例>
・下位システム300a全体の電力消費量
下位システム300a全体の電力消費量は、当日の電力供給が終了した後に、上位システム200aから要求された電力削減を実施していることを、上位システム200aに通知するときに、第2の送信部111により送信される。また下位システム300a全体の電力消費量は、当日の電力供給中に、下位システム300aに要求した電力削減要求が実施されているかを確認するために、作成部103により使用される。
<Fast DRの計測データの例>
・下位システム300a全体の電力消費量
・下位システム300aの制御対象400(機器30など)ごとの電力消費量
・電力消費量以外の情報。例えば、PV40の発電量、蓄電池50の充放電可能電力、及び、各機器30の運転状態。
<Faster DRの計測データの例>
・電圧(V)、周波数(Hz)及び電力(W)に関する計測データ
DR要求の種類がFaster DRの場合は、より詳細な計測データを必要とする。Faster DRの場合は、需要調整を素早く高精度に達成するために、作成部103が、機器レベルの電力消費量、発電量及び運転状態などを考慮した上で、需給調整計画を素早く修正する必要があるためである。
なお、常時、Faster DRを想定して、詳細な計測データを計測する方針も考えられるが、以下の理由により実施困難である。
(1)通信量が増え、通信料金が増えるため。
(2)システムに対する負荷の総量が増え、システムへの投資コストが増えるため。
計測間隔決定部105は、DR要求の種類に応じて、計測データの計測間隔を決定する。計測間隔決定部105は、計測データの計測間隔を、上位システム200aから受信したDR要求に含まれるDR期間のインターバルと同じか、当該インターバルよりも短い間隔に決定する。計測間隔決定部105は、例えばDR要求のインターバルが30分の場合、計測間隔を15分及び30分などに決定する。これは、計測部108が、DR要求のインターバル以下の間隔でデータを計測しないと、需要調整計画の作成(修正)、及び、需要調整の効果の計算を正確に行えないためである。
通信プロトコル決定部106は、DR要求の種類に応じて、上述の物理量、及び、需要調整の指示(DR要求の送信)に使用する通信プロトコルを決定する。より具体的には、通信プロトコル決定部106は、DR要求の種類に応じて決定される計測データの計測間隔、及び、計測対象の計測データなどに応じて、通信プロトコルを決定する。
通信プロトコル決定部106は、DR要求の種類がNormal DR及びFast DRの場合、DR要求及び制御命令を送信する通信プロトコルを、例えばOpenADRに決定する。
また通信プロトコル決定部106は、DR要求の種類がFaster DRの場合、蓄電池50を制御する制御命令を送信する通信プロトコルを、例えばIEC 61850に決定する。また例えば、通信プロトコル決定部106は、DR要求の種類がFaster DRの場合、上述の物理量を受信する通信プロトコルを、IEC 61968などに決定する。
データの計測間隔により通信プロトコルを変更する理由は、通信プロトコルによっては、その仕様上、通信に時間がかかる場合があるためである。時間がかかる通信プロトコルは、Faster DRの時間制約を満たせないため、Faster DRの場合には使用できない。例えばXMLのような柔軟な構造データを直接使用するよりも、IEC 61850のように、例えば制御パラメータ名の長さの上限を決めておくといった形で、リアルタイム制御を意識して設計された通信プロトコルのほうが通信にかかる時間を短縮できる。
また、計測対象の計測データにより、通信プロトコルを変更する理由は、通信プロトコルによって、扱える(伝送可能な)データの種類が限定されるためである。通信プロトコル決定部106は、Faster DRの場合、計測データが、Normal DR及びFast DRの場合と異なるため、Normal DR及びFast DRの場合と異なる通信プロトコルに決定する。
なおDR要求の送信に使用される通信プロトコルと、下位システム300aから情報処理装置10に送信される上述の物理量の送信に使用される通信プロトコルと、は異なっていてもよい。
第1の送信部107は、作成部103により作成されたDR要求又は制御命令を、通信プロトコル決定部106により決定された通信プロトコルを使用して、DR要求又は制御命令を下位システム300aに送信する。
計測部108は、計測データ決定部104により決定された計測データと、計測間隔決定部105により決定された計測間隔と、通信プロトコル決定部106により決定された通信プロトコルとに従って、下位システム300aから情報処理装置10に送信された上述の物理量を計測することにより、計測データを取得する。
計測データ記憶部109は、計測部108により取得された計測データを記憶する。計測データは、例えば第2の送信部111により上位システム200aへと送信される。また例えば、計測データは、作成部103による需給調整計画の作成に使用される。
集約部110は、計測データを集約するか否かを判定し、計測データを集約する場合、当該計測データを集約する。ここで、計測データの集約とは、当該計測データの合計値、及び、当該計測データの平均値などの集約値を計算すること、または、計測データを圧縮することである。
DR要求の種類がNormal DRの場合、電力の需給調整計画を作成(検証)に使用されるデータは、計測データの集約値で十分な場合がある。この場合、集約部110が、情報処理装置10で計測データを集約値に集約することで、情報処理装置10と上位システム200aとの間の通信量を削減することができる。また、情報処理装置10で計測データを集約値に集約することで、上位システム200aで計測データを集約する処理を省くことができる。
なお集約部110が、計測データを集約する場合、集約値を計算する処理時間を要するため、計測データをそのまま送信する場合よりも、上位システム200aに送信するまでの時間がかかる。
一方、DR要求の種類がFaster DRの場合、集約部110は、計測データを集約しない。この理由は、以下の通りである。
(1)機器30ごとの詳細な計測データが必要となる場合がある。
(2)上位システム200aに計測データが届くまでの時間をできるだけ短くする必要がある。
(3)計測データの集約は、上位システム200aでも必要に応じて行うことができる。
また集約部110により、計測データが圧縮された場合、第2の送信部111が、圧縮された計測データを上位システム200aに送信することにより、情報処理装置10と上位システム200aとの間の通信量を減らせる場合がある。これにより情報処理装置10と上位システム200aとの間の通信料金及び通信時間を減らせる場合がある。
DR要求の種類がFaster DRの場合、情報処理装置10と上位システム200aとの間の通信時間を削減することは重要である。集約部110は、計測データを圧縮するための処理時間よりも、通信時間の短縮効果が上回れば、計測データを圧縮する。
集約部110は、DR要求が送信されてから、当該第1のDR要求により指定された期間の電力の需要調整が開始されるまでの猶予期間が閾値(第1の閾値)以上であり、かつ、計測データを集約しないよりも、当該計測データを集約したほうが、情報処理装置10から上位システム200aに当該計測データが到達するまでの時間が短い場合、当該計測データを集約する。
第2の送信部111は、計測データ、または、集約された計測データを上位システム200aに送信する。
次に第1実施形態のxEMSで使用される情報処理装置10の機能構成について説明する。
[xEMSで使用される情報処理装置の機能構成]
図2Bは第1実施形態のxEMSで使用される情報処理装置10の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の情報処理装置10は、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108、計測データ記憶部109、集約部110、及び、第2の送信部111を備える。
xEMSで使用される情報処理装置10の機能構成は、アグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成(図2A参照)と同様であるため、上述の図2Aの説明と異なる箇所について説明する。
<上位システム>
xEMSで使用される情報処理装置10c及び10dの場合、上位システム200bは、アグリゲータで使用される情報処理装置10a、及び、中央給電指令所で使用される情報処理装置20である。またxEMSで使用される情報処理装置10e及び10fの場合、上位システム200bは、アグリゲータで使用される情報処理装置10b、及び、中央給電指令所で使用される情報処理装置20である。
<制御対象>
xEMSで使用される情報処理装置10は、制御対象400と通信する。例えばxEMSで使用される情報処理装置10cは、制御対象400a(機器30a、機器30b、PV40a及び蓄電池50a)と通信する。
<制御の例>
作成部103は、DR要求の種類がNormal DRの場合、電力需要の一日前予測を基に、xEMSの電力の需給調整計画、及び、指定されたDR開始時間〜終了時間の間の制御対象400の電力を制御する制御命令を作成する。
DR要求の種類がNormal DR及びFast DRの場合、機器30の制御方法として、例えば、電力需要の変化がゆっくりであるような制御(例えば、夏場であれば空調の設定温度を上げる制御)も利用できる。
一方、DR要求の種類がFaster DRの場合、作成部103は、DR要求を送信してから、電力需要を確認するための計測データを取得するまでの期間が、数秒から数分であるよう制御を前提として電力の需給調整計画を作成する。
DR要求の種類がFaster DRの場合、機器30(例えば空調及び照明など)の制御方法として、例えば電源を落とす制御が利用できる。また例えば、蓄電池50の制御方法として、当該蓄電池50を放電させる制御が利用できる。
なお作成部103は、DR要求の種類がFast DRの場合、DR要求を送信してから、電力需要を確認するための計測データを取得するまでの期間が、Normal DR及びFast DRの場合に比べて短いので、求められる応答性能を持つ制御対象400を選択して制御命令を作成する。
<計測データの送信先>
第2の送信部111は、DR要求の種類がNormal DRまたはFast DRの場合、計測データの送信先は、アグリゲータで使用される情報処理装置10である。アグリゲータで使用される情報処理装置10は、xEMSで使用される情報処理装置10から計測データを受信すると、当該計測データを、中央給電指令所で使用される情報処理装置20に送信する。なお送信される計測データは、集約部110により集約値に集約されていてもよい。計測データを集約値とすることにより、需要調整計画の簡易化、及び、処理量の低減が期待できる。
一方、DR要求の種類がFaster DRの場合は、第2の送信部111が、計測データを数秒から数十秒で上位システム200bに伝える必要がある。さらに、xEMSで使用される情報処理装置10は、上位システム200bから、DR要求を再度、受信することにより、上位システム200bによる需要調整のフィードバックを受ける必要がある。
そのため、DR要求の種類がFaster DRの場合、第2の送信部111は、自装置の上位にある全ての上位システム200bに計測データを送信する。例えば、xEMSで使用される情報処理装置10cの場合、アグリゲータで使用される情報処理装置10a、及び、中央給電指令所で使用される情報処理装置20に、直接、計測データを送信する。これにより、計測データが、xEMSで使用される情報処理装置10から、中央給電指令所で使用される情報処理装置20に送信されるまでの時間を短縮する。
第2の送信部111は、DR要求により指定された期間の電力の需要調整が開始されるまでの猶予期間が閾値(第2の閾値)以下の場合、他の情報処理装置10を介さずに、計測データをDR要求の送信元に送信する。
上位システム200bは、情報処理装置10から受信した計測データを使用して、次の需給調整計画を作成する。
次に第1実施形態の中央給電指令所で使用される情報処理装置20の機能構成について説明する。
[中央給電指令所で使用される情報処理装置の機能構成]
図3は第1実施形態の中央給電指令所で使用される情報処理装置20の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の情報処理装置20は、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108及び計測データ記憶部109を備える。
中央給電指令所で使用される情報処理装置20の上位システムは存在しない。そのため、第1実施形態の情報処理装置20では、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、集約部110及び第2の送信部111がない点が、第1実施形態の情報処理装置10の機能構成と異なる。
<下位システム>
下位システム300bは、アグリゲータで使用される情報処理装置10a及び10b、並びに、xEMSで使用される情報処理装置10c〜10fである。
中央給電指令所で使用される情報処理装置20の機能構成の説明は、アグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成(図2A参照)と同様であるため省略する。
<需給シミュレーションの補足>
次に、情報処理装置10(20)の作成部103により実施される需給シミュレーションについて補足する。
情報処理装置10(20)は、Faster DRを数秒周期のサイクルを回すために、取り扱う計測データを変更する。Faster DRを実現するためには、情報処理装置10(20)は、電力量(Wh)が要求される上限を超えないように制御対象400を制御するだけでなく、制御対象400のその時点での発生電力、消費電力(W)、並びに、供給されている電力の電圧及び周波数の実測値を基に、消費電力(W)を細かく制御する。これにより情報処理装置10(20)は、供給される電力の電圧、周波数及び電圧などが、予め定められた範囲に収まることを保証する。
中央給電指令所で使用される情報処理装置20の作成部103は、需給シミュレーションにより電力系統の動作を予測するが、そのシミュレーションは計算量が多く、電力会社が電力供給を行っている電力系統全域(例えば関東一円)についてFast DRを実施するために必要な時間(例えば1秒)でその需給シミュレーションを実施するのは無理がある。
そのため、代わりに、アグリゲータで使用される情報処理装置10の作成部103が、電力サービスが提供される地域(例えば川崎市川崎区)に、対象範囲を限って需給シミュレーションを実施することでその計算量を小さくする。
限られた地域に対する電力サービスを提供するのではなく、アグリゲータが、地域的には分散しているが同一団に属する拠点群(例えば東京都港区、川崎市川崎区、及び、川崎市幸区など)に対する電力サービスを提供することも考えられる。この場合も同様に、アグリゲータで使用される情報処理装置10が、電力系統全域ではなく、それらの拠点群及びその周辺に対する需給シミュレーションを実施することで、計算量を小さくする。
次に第1実施形態の情報処理方法について説明する。
[情報処理方法]
以下、図4〜図6を参照して、アグリゲータで使用される情報処理装置10の場合を例にして、第1実施形態の情報処理方法について説明する。
<受信処理>
図4は第1実施形態のDR要求の受信処理の例を示すフローチャートである。はじめに、DR要求記憶部101が、上位システム200aから受信したDR要求を記憶する(ステップS1)。次に、DR要求判定部102が、DR要求の種類がFaster DRであるか否かを判定する(ステップS2)。
DR要求の種類がFaster DRでない場合(ステップS2、No)、すなわちDR要求の種類がNormal DRまたはFast DRである場合、Normal DR及びFast DRを処理する第1の処理が行われる(ステップS3)。
DR要求の種類がFaster DRである場合(ステップS2、Yes)、Faster DRを処理する第2の処理が行われる(ステップS4)。
<第1の処理>
図5は第1実施形態のNormal DR及びFast DRの処理の例を示すフローチャートである。はじめに、作成部103が、電力量(wh)ベースの需給シミュレーションに基づいて、電力の需給調整計画を作成する(ステップS11)。次に、通信プロトコル決定部106が、通信プロトコルを、例えばOpenADRに決定する(ステップS12)。
次に、第1の送信部107が、ステップS12の処理により決定された通信プロトコルを使用して、ステップS11の処理により作成された需給調整計画に基づくDR要求(Normal DRまたはFast DR)または制御命令を、下位システム300aに送信する(ステップS13)。
次に、計測データ決定部104が、計測データを下位システム300aの電力消費量に決定する(ステップS14)。次に、計測間隔決定部105が、ステップS14の処理で決定された計測データの計測間隔を、分単位(例えば10分単位)に決定する(ステップS15)。次に、計測部108が、ステップS12の処理により決定された通信プロトコル、及び、ステップS14の処理により決定された計測データ、及び、ステップS15の処理により決定された計測間隔に従って、計測処理を実施する(ステップS16)。
次に、計測データ記憶部109が、ステップS16の処理により取得された計測データを記憶する(ステップS17)。次に、集約部110が、ステップS16の処理により記憶された計測データを、例えば合計値などに集約する(ステップS18)。次に、第2の送信部111が、ステップS18の処理により集約された計測データを、上位システム200aに送信する(ステップS19)。
<第2の処理>
図6は第1実施形態のFaster DRの処理の例を示すフローチャートである。
はじめに、作成部103が、電力(w)ベースの需給シミュレーションに基づいて、電力の需給調整計画を作成する(ステップS31)。具体的には、作成部103は、上位システム200aから受信したDR要求と、計測データ記憶部109に記録されている下位システム300aの計測データとに基づいて、電力の需要調整計画を作成する。
なお作成部103は、下位システム300aの計測データを使用せずに、電力の需要調整計画を作成してもよい。下位システム300aの計測データは、例えば電力の需要調整計画に応じて作成したFaster DRによる電力需要削減要求が、妥当であるか否かを確認する場合などに使用される。
次に、通信プロトコル決定部106が、通信プロトコルを、例えばIEC系プロトコルに決定する(ステップS32)。具体的には、通信プロトコル決定部106は、例えば制御対象400をリアルタイムに制御する場合、通信プロトコルをIEC61850に決定する。また例えば、通信プロトコル決定部106は、制御対象400の詳細な状態を取得する場合、通信プロトコルをIEC61968に決定する。
次に、第1の送信部107が、ステップS32の処理により決定された通信プロトコルを使用して、ステップS31の処理により作成された需給調整計画に基づくDR要求(Faster DR)または制御命令を、下位システム300aに送信する(ステップS33)。
次に、計測データ決定部104が、計測データを、制御対象400に含まれる機器30の電力消費量、及び、制御対象400に含まれる電力供給装置(例えばPV40など)の発電量に決定する(ステップS34)。
次に、計測間隔決定部105が、ステップS34の処理で決定された計測データの計測間隔を、秒単位(例えば10秒単位)に決定する(ステップS35)。
次に、計測部108が、ステップS32の処理により決定された通信プロトコル、及び、ステップS34の処理により決定された計測データ、及び、ステップS35の処理により決定された計測間隔に従って、計測処理を実施する(ステップS36)。
次に、計測データ記憶部109が、ステップS36の処理により取得された計測データを記憶する(ステップS37)。
次に、上位システム200aが細粒度な情報を必要としていない場合(ステップS38、No)、処理を終了する。
一方、上位システム200aが細粒度な情報を必要としている場合(ステップS38、Yes)、第2の送信部111が、ステップS17の処理により記憶された計測データを、上位システム200aに送信する(ステップS39)。
ステップS38の判定処理について説明する。あるシステム(例えばアグリゲータ)の配下のみで、電力供給当日に電力需要予測に反して需給ひっ迫が発生した場合、そのシステムのみでFaster DRを処理することとしてもよい。この場合、そのシステムは、Faster DR実施の為に追加で必要になる細粒度の計測データを、上位システム200aに送信する必要がない。一方で、当該需給ひっ迫への対応があるシステムのみで実施できないと判断された場合は、上位システム200aがFaster DRを実施することになる。この場合、Faster DR実施のために追加で必要になる細粒度な計測データを上位システム200aが必要とするので、上位システム200aに細粒度な計測データを送信する。そのため、Faster DRの場合は、集約部110は計測データを集約しない。これにより、第2の送信部111は、上位システム200aに、細粒度の計測データをより早く送信することができる。
<情報処理方法の補足>
なお上述の図5のフローチャートの処理の後に、上述の図6のフローチャートの処理が行われる場合がある。すなわちNormal DR及びFast DR、並びに、Faster DRのDR期間が重複することがある。例えば、中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、DR期間の24時間まえにNormal DRを発行したが、天気や気温の予測誤りにより、目的の需要調整を達成できなさそうだと判断した場合に、Faster DRを追加で発行する場合がある。
このような場合、アグリゲータで使用される情報処理装置10は、後から受信したDR要求を優先して動作する。以下、具体的な例を説明する。
例えば中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、需要予測に太陽電池の発電予測を組み込んで、Normal DRの実施を含め系統全体の需給計画を作成した。しかし、天気予報が外れて、想定より太陽電池が発電できず、需給がひっ迫した。需給ひっ迫を解消するために、中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、Faster DRを、アグリゲータで使用される情報処理装置10に送信する。アグリゲータ及びxEMSで使用される情報処理装置10は、素早く需給調整するために、蓄電池50及び発電機60を動かしたり、機器30(例えば空調及び照明など)を即座に停止したりすることにより、電力消費量を削減する。
また例えば、中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、前日の発電計画、送電及び配電系統のトポロジによる制約を満足するべく、Fast DRの実施を含む系統全体の需給計画を作成した。そして、中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、Fast DRを、アグリゲータで使用する情報処理装置10に送信した。あるアグリゲータの配下で、需給ひっ迫が発生した。そこで、当該アグリゲータが使用される情報処理装置10が、Faster DRを、xEMSで使用される情報処理装置10に送信する。アグリゲータで使用される情報処理装置10は、自身が管理している地域に対して、需給シミュレーションを実施する。このとき、アグリゲータで使用される情報処理装置10が、物理的に分散した拠点を管理している場合は、その一部の拠点に対してのみ需給シミュレーションを実施すればよい場合がある。その場合は、アグリゲータで使用される情報処理装置10は、需給シミュレーションの範囲を限定できるため、さらに需給シミュレーションの時間を短縮でき、DR要求または制御命令をより早く送信することができる。
(第2実施形態)
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略し、第1実施形態と異なる箇所について説明する。
第2実施形態では、複数の装置が分散して配置された需給調整システム100(図1参照)上でプログラムを実行することで、DR要求を作成し、そのDR要求を需給調整システム100内に分配する場合を想定する。この場合、DR要求を使用した需給調整のためのアプリケーションプログラムは、中給で集中的に実行されるソフトウェアであってもよいが、それぞれのサイト(中給、アグリゲータ及びxEMS)で分散して実行されるソフトウェアであってもよい。それぞれのサイトにおいてソフトウェアが分散して実行される形態は、中給で集中的に実行される形態に比べて、計算能力の小さい情報処理装置10(20)を個々のサイトに配備すれば済むので、需給調整システム100全体のコストを低く抑えることができるというメリットがある。
一方で、それぞれのサイトにおけるプログラムの実行状況は必ずしも一様でないため、それぞれのサイトからのそれぞれの装置(情報処理装置10a〜10f、情報処理装置20、機器30a〜30h、PV40a〜40c、蓄電池50a〜50e、並びに、発電機60a及び60b)へのアクセスが集中し、ソフトウェアの実行が滞ってしまう可能性がある。特にDR期間が短時間のFaster DRの場合、需要ひっ迫が生じている地域が限定されていることが一般的であるが、需給ひっ迫に対して迅速に対応するため、複数サイトから当該地域に配されている装置へのアクセスが集中しやすい。
Faster DRの確実な実現のためには、このアクセス集中に対応することが必要である。第2実施形態の需給調整システム100では、分散アプリケーション実行基盤システムとして、各装置へアクセスの調停を行う場合について説明する。
具体的には、第2実施形態の需給調整システム100では、電力系統の状態を示すパラメータ(例えばPV40の発電量、及び、発電機60の充電残量)を遠隔から自動収集して、需給管理を行う分散アプリケーションを提示するものであって、それら電力系統のパラメータを収集する周期及び最新状況を収集した時刻を合わせて記憶しておき、それらのパラメータへの分散アプリケーションからのアクセス頻度に応じて、該パラメータを収集する周期を変更することを特徴とする。
第2実施形態の需要調整システム100の装置構成の例の説明は、第1実施形態の需要調整システム100の装置構成(図1参照)と同じなので省略する。アグリゲータで使用される情報処理装置10の場合を例にして、第2実施形態の需給調整システム100の機能構成について説明する。
[アグリゲータで使用される情報処理装置の機能構成]
図7は第2実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置の機能構成の例を示す図である。第2実施形態の情報処理装置10は、DR要求記憶部101、DR要求判定部102、作成部103、計測データ決定部104、計測間隔決定部105、通信プロトコル決定部106、第1の送信部107、計測部108、計測データ記憶部109、集約部110、第2の送信部111、及び、アクセス記憶部112及び負荷状態判定部113を備える。すなわち第2実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10では、アクセス記憶部112及び負荷状態判定部113が追加されている点が、第1実施形態のアグリゲータで使用される情報処理装置10の機能構成とは異なる。
第2の送信部111は、上位システム200aの計測部108からの計測データ(パラメータ)取得要求を受信すると、計測データ記憶部109に記憶されている計測データを、当該上位システム200aに送信する。
アクセス記憶部112は、第2の送信部111により上位システム200aから計測データ取得要求が受信されたときに、アクセス情報を記憶する。アクセス情報は、計測データ取得要求の送信元を特定する情報(IPアドレス等)と、要求された計測データを特定する情報と、計測データ取得要求の受信時刻とを含む。
負荷状態判定部113は、自装置の負荷状態を判定する。負荷状態判定部113は、例えば自装置のCPUの使用状況を確認することで、自装置の負荷状態を判定する。また例えば、負荷状態判定部113は、アクセス記憶部112に記憶されたアクセス情報を確認することで、自装置の負荷状態を判定する。
<アクセス情報に基づく計測>
計測間隔決定部105は、アクセス記憶部112に記憶されたアクセス情報に基づき、計測データの計測間隔を決定する。基本的には、計測間隔決定部105は、ある計測データがアクセスされる間隔がTの場合、当該計測データを計測する間隔をTとする。
例えば、中央給電指令所で使用される情報処理装置20が、アグリゲータで使用される情報処理装置10aに、PV40cの物理量(充電残量)に対する計測データ取得要求を、10分間隔で送信しているとする。この場合、情報処理装置10aの計測間隔決定部105は、PV40cの充電残量を10分間隔で計測するよう決定する。
計測部108は、下位システム300aまたは制御対象400から取得された上述の物理量を、計測間隔決定部105により決定された計測間隔に基づき計測することにより、計測データを取得する。計測データ記憶部109は、計測データを計測データ記憶部109に記憶する。
このようにすることで、第2実施形態の需給調整システム100では、下位システム300a及び制御対象400に対するアクセスの負荷を抑えつつ、計測データ取得要求のたびに新しい計測データを返すことができる。
<アクセス負荷の分散>
また、第2実施形態の需給調整システム100は、電力系統の状態を示すパラメータ(計測データ)を収集する際のアクセス負荷を分散させながら、需給管理を行う分散アプリケーションである。
複数の情報処理装置10(20)が、ある計測データを記憶する情報処理装置10に高い頻度でアクセスすると、当該情報処理装置10に負荷が集中する。また、複数の情報処理装置10(20)が、ある物理量(電圧及び周波数等)が使用される制御対象400に高い頻度でアクセスすると、当該制御対象400に負荷が集中する。
図8Aはアクセス負荷が集中する場合の例を示す図である。図8Aの例は、アグリゲータで使用される情報処理装置10a及び10b、並びに、中央給電指令所で使用される情報処理装置20から、計測データ取得要求が、xEMSで使用される情報処理装置10cに集中することにより、情報処理装置10cにアクセス負荷が集中する場合を示す。
第2実施形態の需給調整システム100では、図8Bのようにして、アクセス負荷を分散させる。
図8Bは第2実施形態のアクセス負荷を分散させた場合の例を示す図である。図8Bの例は、アグリゲータで使用される情報処理装置10aが、xEMSで使用される情報処理装置10cに記憶される計測データにアクセスする場合を示す。図8Bのように、情報処理装置10aが、情報処理装置10cから計測データを取得する。情報処理装置10bは、情報処理装置10cに記憶されていた計測データを、情報処理装置10aから取得する。そして情報処理装置20は、情報処理装置10cに記憶されていた計測データを、情報処理装置10bから取得する。これにより情報処理装置10cに対するアクセス負荷を分散させることができる。
各情報処理装置10(20)の管理者が、情報処理装置10(20)の負荷を監視し、適宜、アクセス先を変更していては手間である。したがって第2実施形態の需給調整システム100では、情報処理装置10(20)同士で協調して、図8Aの状態から図8Bの状態に、アクセス経路を変更する。
具体的には、各情報処理装置10(20)の負荷状態判定部113が、自装置の負荷が閾値(第3の閾値)以上であり、かつ、計測データ取得要求を自装置に送信している装置の数が閾値(第4の閾値)以上であるか否かを判定する。
第2の送信部111は、自装置の負荷が第3の閾値以上であり、かつ、計測データ取得要求を自装置に送信している装置の数が第4の閾値以上である場合、アクセス記憶部112に記憶されているアクセス情報から、当該計測データを既に取得している情報処理装置10(20)を特定する。そして第2の送信部111は、一部の情報処理装置10(20)に、当該計測データを既に取得している情報処理装置10(20)を特定する情報を通知する。
以下、アクセス経路が、図8Aの状態から図8Bの状態に変更される場合の処理について、中央給電指令所で使用される情報処理装置20から、アグリゲータで使用される情報処理装置10に、Faster DRが送信された場合を例にして説明する。
(1)Faster DRが送信された後、情報処理装置10a、10b及び20が、計測データ取得要求を、情報処理装置10cに送信する(図8A参照)。
(2)情報処理装置10cのアクセス記憶部112は、情報処理装置10a、10b及び20のアクセス情報を記憶する。
(3)情報処理装置10cの負荷状態判定部113は、アクセス情報から、自装置のアクセス負荷が高いことを認識する。
(4)情報処理装置10cの負荷状態判定部113は、情報処理装置10a、10b及び20のうち、情報処理装置10aを自装置にアクセス可能な装置に決定する。なおアクセス可能な装置を決定する方法は、例えば自装置との間の通信時間、自装置との間の通信量、及び、事前の契約などに基づく。
(5)情報処理装置10cの第2の送信部111は、計測データの取得先の変更を示す変更通知を、情報処理装置10b及び20に送信する。
(6)情報処理装置10bは、情報処理装置10cから変更通知を受信すると、当該変更通知に従って、計測データ取得要求の送信先を、情報処理装置10cから情報処理装置10aに変更する。
(7)情報処理装置20は、情報処理装置10cから変更通知を受信すると、当該変更通知に従って、計測データ取得要求の送信先を、情報処理装置10cから情報処理装置10bに変更する。
第2実施形態の需給調整システム100は、上述の(1)〜(7)の処理により、アクセス経路を図8Aの状態から図8Bの状態に変更する。このアクセス経路の状態は、いずれかの情報処理装置10(20)の負荷状態が変化するか、Faster DRが終了するまで継続する。
なお上述の例では、計測データ取得要求を送信する送信装置が、3台の場合(情報処理装置10a、10b及び20)について説明しているが、計測データ取得要求を送信する送信装置の数は任意(N台)でもよい。送信装置の数がN台の場合、第2の送信部111は、自装置の負荷が第3の閾値以上であり、かつ、計測データ取得要求を自装置に送信している送信装置の数Nが第4の閾値以上の場合、N台の送信装置から、自装置から計測データを取得する第1の取得装置と、第k(1≦k≦N−1)の取得装置から計測データを取得する第k+1の取得装置と、を決定する。そして第2の送信部111は、N台の送信装置のそれぞれに、決定された計測データの取得先を通知する。
以上説明したように、第2実施形態の需給調整システム100によれば、1つの装置に負荷が集中することを防ぐことができる。
最後に、第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)のハードウェア構成の例について説明する。
[情報処理装置のハードウェア構成]
図9は第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)のハードウェア構成の例を示す図である。
第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)は、制御装置501、主記憶装置502、補助記憶装置503、表示装置504、入力装置505及び通信装置506を備える。制御装置501、主記憶装置502、補助記憶装置503、表示装置504、入力装置505及び通信装置506は、バス510を介して接続されている。
制御装置501は補助記憶装置503から主記憶装置502に読み出されたプログラムを実行する。制御装置501は、例えばCPUである。主記憶装置502はROM(Read Only Memory)、及び、RAM(Random Access Memory)等のメモリである。補助記憶装置503はメモリカード、及び、HDD(Hard Disk Drive)等である。
表示装置504は情報を表示する。表示装置504は、例えば液晶ディスプレイである。入力装置505は、情報の入力を受け付ける。入力装置505は、例えばキーボード及びマウス等である。なお表示装置504及び入力装置505は、表示機能と入力機能とを兼ねる液晶タッチパネル等でもよい。通信装置506は他の装置と通信する。
第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、メモリカード、CD−R、及び、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
また第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)が実行するプログラムを、ダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。
また第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)で実行されるプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)で実行されるプログラムは、第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)の機能構成のうち、プログラムにより実現可能な機能を含むモジュール構成となっている。
プログラムにより実現される機能は、制御装置501が補助記憶装置503等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、プログラムにより実現される機能が主記憶装置502にロードされる。すなわちプログラムにより実現される機能は、主記憶装置502上に生成される。
なお第1及び第2実施形態の情報処理装置10(20)の機能の一部を、IC(Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10 情報処理装置
20 情報処理装置
30 機器
40 PV
50 蓄電池
60 発電機
100 需給調整システム
101 DR要求記憶部
102 DR要求判定部
103 作成部
104 計測データ決定部
105 計測間隔決定部
106 通信プロトコル決定部
107 第1の送信部
108 計測部
109 計測データ記憶部
110 集約部
111 第2の送信部
112 アクセス記憶部
113 負荷状態判定部
200 上位システム
300 下位システム
400 制御対象
501 制御装置
502 主記憶装置
503 補助記憶装置
504 表示装置
505 入力装置
506 通信装置
510 バス

Claims (12)

  1. 上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成する作成部と、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定する計測データ決定部と、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定する計測間隔決定部と、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定する通信プロトコル決定部と、
    前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信する第1の送信部と、
    前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測する計測部と、
    前記計測データを前記上位システムに送信する第2の送信部と、
    を備える情報処理装置。
  2. 前記第1の送信部は、前記情報処理装置の制御対象である機器に、前記需給調整計画に応じて前記機器が消費する電力の制御命令を送信する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記第1の送信部は、前記情報処理装置の制御対象である電力供給装置に、前記需給調整計画に応じて前記電力供給装置が供給する電力の制御命令を送信する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  4. 前記第1のDR要求が送信されてから、前記第1のDR要求により指定された期間の電力の需要調整が開始されるまでの猶予期間が第1の閾値以上であり、かつ、前記計測データを集約しないよりも、前記計測データを集約したほうが、前記情報処理装置から前記上位システムに前記計測データが到達するまでの時間が短い場合、前記計測データを集約する集約部を更に備え、
    記第2の送信部は、前記計測データが集約された場合、集約された前記計測データを前記上位システムに送信する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  5. 前記猶予期間が第2の閾値以下の場合、他の前記情報処理装置を介さずに、前記計測データを前記第1のDR要求の送信元に送信する、
    請求項に記載の情報処理装置。
  6. 前記作成部は、電力の需給シミュレーションを行い、前記需給シミュレーションに基づいて前記需給調整計画を作成する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  7. 前記作成部は、前記第1のDR要求の種類に応じて、前記需給シミュレーションの対象範囲と、前記需給シミュレーションに使用される前記計測データとを変更する、
    請求項6に記載の情報処理装置。
  8. 前記第1のDR要求の種類を判定するDR要求判定部、
    を更に備える請求項1に記載の情報処理装置。
  9. 前記上位システムから前記計測データの取得要求が受信されたときに、前記計測データ取得要求の送信元を特定する情報と、要求された計測データを特定する情報と、前記計測データ取得要求の受信時刻と、を含むアクセス情報を記憶するアクセス記憶部を更に備え、
    前記計測間隔決定部は、前記アクセス情報に基づき、前記計測データの計測間隔を決定する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  10. 前記第2の送信部は、自装置の負荷が第3の閾値以上であり、かつ、前記計測データ取得要求を自装置に送信している送信装置の数Nが第4の閾値以上の場合、N台の前記送信装置から、自装置から前記計測データを取得する第1の取得装置と、第k(1≦k≦N−1)の取得装置から前記計測データを取得する第k+1の取得装置と、を決定し、前記N台の送信装置のそれぞれに、決定された前記計測データの取得先を通知する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  11. 上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成するステップと、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定するステップと、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定するステップと、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定するステップと、
    前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信するステップと、
    前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測するステップと、
    前記計測データを前記上位システムに送信するステップと、
    を含む情報処理方法。
  12. コンピュータを、
    上位システムから受信した第1のDR(Demand Response)要求の種類に応じて、電力の需給調整計画を作成し、前記需給調整計画に基づく第2のDR要求を作成する作成部と、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、計測対象の計測データを決定する計測データ決定部と、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、前記計測データの計測間隔を決定する計測間隔決定部と、
    前記第2のDR要求の種類に応じて、前記第2のDR要求を送信する通信プロトコルを決定する通信プロトコル決定部と、
    前記通信プロトコルを使用して、前記第2のDR要求を下位システムに送信する第1の送信部と、
    前記計測データと前記計測間隔と前記通信プロトコルとに従って、前記計測データを計測する計測部と、
    前記計測データを前記上位システムに送信する第2の送信部、
    として機能させるためのプログラム。
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