JP6735165B2 - 需要家選定方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＲ（Demand Response：デマンドレスポンス）アグリゲータが、ＤＲ発動対象とする需要家を選定するための需要家選定技術に関する。

近年、日本国内全国的な電力不足を契機に、電力供給サイドの取り組みだけでなく、需要サイドでのエネルギー削減の取り組みの重要度が増している。特に、これまで精力的に進められてきた省エネルギーの取り組みに加え、需給逼迫等により調整が必要となった時のみエネルギー抑制を実施するＤＲの仕組みが注目されている。

ＤＲを実施するに当たり、個々の需要家と電力供給サイドとの間に入り、複数の需要家を取りまとめて効率的にＤＲサービスを提供するサービスプロバイダーの役割が重要になる。一般に、このサービスプロバイダーはＤＲアグリゲータと呼ばれる。また、契約に基づいてＤＲアグリゲータと需要家との間で行われる電力需要削減量に関する取引をネガワット取引という。

従来、このようなＤＲアグリゲータで実施される需要家選定技術として、電力供給サイドから需要抑制シグナルや電力料金情報を受けると、需要抑制契約を締結した同じＤＲグループに属する需要家の中から、今回のＤＲ発動対象とする需要家を選定する技術が提案されている。（例えば、特許文献１−２など参照）。

特開２０１１−１９３６３９号公報 特開２０１４−２３３１０３号公報

「ネガワット取引に関するガイドライン」、資源エネルギー庁、平成27年3月30日

しかしながら、このような従来技術では、ＤＲアグリゲータにおいて、節電効果や環境悪化等を踏まえた需要家間の公平性に着目して需要家が選定されるため、ＤＲ実施に失敗する可能性が高い需要家を選定してしまう場合があるという問題点があった。ここで、ＤＲ実施に失敗するとは、予め約束した需要削減量の、定められた閾範囲（例えば９０％以上１１０％以下）を満足する削減量を実際には達成できない場合をいう。ＤＲ実施に失敗すると、当該需要家に対してはインセンティブが支払われないなどのペナルティが科せられる場合がある。

すなわち、需要家の中には、ＤＲとは関係なく常に、省コストを目的として、最大デマンドが契約電力を超えないよう、電力デマンドコントローラなどを使用して、個別にデマンド制御運転を実施している場合がある。このようなデマンド制御運転は、その目的がピーク需要削減を効果的に実現するというＤＲの目的と同様であるため、必然的にＤＲと同じ制御方策が選択される場合が多く、同程度の削減効果を発揮すると想定される。

そのため、ＤＲ発動対象として選定した需要家における、ＤＲ発動当日のベースラインが、既に需要家独自のデマンド制御運転の影響を受けている場合、ＤＲによる新たな需要削減余地が残されていない。したがって、このような需要家をＤＲ発動対象として選定した場合、当該需要家はＤＲ実施に失敗する可能性が高くなる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ＤＲ実施に成功する可能性が高い需要家をＤＲ発動対象として優先的に選定できる需要家選定技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる需要家選定方法は、ＤＲ（デマンドレスポンス）アグリゲータからＤＲを発動する際に、ＤＲ発動対象として優先的に選定すべき優先需要家を、ＤＲ発動候補として登録されている複数の需要家のうちから予め選定するための需要家選定方法であって、ＤＲ発動候補となる前記需要家のそれぞれに関する実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データを需要家ＤＢで蓄積するステップと、前記需要家ＤＢに蓄積されている前記需要家の実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データのうちから、前記需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを、ベースライン推計用データとして前記需要家ごとに選定するベースライン推計用データ選定ステップと、前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データから、デマンド制御運転の発動状況を前記需要家ごとに抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、前記需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を、前記需要家ごとに判定するデマンド制御運転影響判定ステップと、前記需要家のうちから、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を、前記優先需要家として選定する優先需要家選定ステップとを備えている。

また、本発明にかかる上記需要家選定方法の一構成例は、前記デマンド制御運転影響判定ステップが、前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データに基づいて、前記推計期間に含まれる各日のうちからデマンド制御運転が発動された日を計数し、得られた発動日数と基準発動日数との大小関係に応じて、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を判定するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記需要家選定方法の一構成例は、前記デマンド制御運転影響判が、前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データに基づいて、前記推計期間に含まれる各時刻のうちからデマンド制御運転が発動された時刻を計数し、得られた発動時刻数と基準発動時刻数との大小関係に応じて、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を判定するようにしたものである。

また、本発明にかかる需要家選定装置は、ＤＲ（デマンドレスポンス）アグリゲータからＤＲを発動する際に、ＤＲ発動対象として優先的に選定すべき優先需要家を、ＤＲ発動候補として登録されている複数の需要家のうちから予め選定する需要家選定装置であって、ＤＲ発動候補となる前記需要家のそれぞれに関する実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データを蓄積する需要家ＤＢと、前記需要家ＤＢに蓄積されている前記需要家の実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データのうちから、前記需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを、ベースライン推計用データとして前記需要家ごとに選定するベースライン推計用データ選定部と、前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データから、デマンド制御運転の発動状況を前記需要家ごとに抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、前記需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を、前記需要家ごとに判定するデマンド制御運転影響判定部と、前記需要家のうちから、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を、前記優先需要家として選定する優先需要家選定部とを備えている。

本発明によれば、ＤＲアグリゲータからＤＲを発動する際、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家が優先的に選定されてＤＲが発動されることになる。したがって、通常運転時に期待されるベースラインが維持されて、新たな需要削減余地が確保されている需要家に対して、優先的にＤＲが発動されるため、ＤＲ実施に成功する可能性を高くすることが可能となり、結果として、ＤＲアグリゲータにおいて、より効率的で安定したＤＲを実現することが可能となる。

需要家選定装置の構成を示すブロック図である。 需要家選定処理を示すフローチャートである。 デマンド制御運転影響判定（反応時間・持続時間が比較的長いＤＲの場合）の説明図である。 デマンド制御運転影響判定（反応時間・持続時間が比較的短いＤＲの場合）の説明図である。

［発明の原理］
まず、本発明の原理について説明する。
ネガワット取引で取引される需要削減量は、ＤＲの要請がなかった場合に想定される電力消費量（以下、ベースラインという）と、実際の電力消費量との差分に相当する。したがって、ベースラインが需要家独自のデマンド制御運転の影響を受けていると、通常運転時に期待されるベースラインよりもピーク需要が低くなるので、ＤＲを発動しても新たな需要削減余地が少なくなり、ＤＲ実施に失敗する可能性が高くなる。

また、ベースラインが需要家独自のデマンド制御運転の影響を受けていない場合、通常運転時に期待されるベースラインが維持されて、新たな需要削減余地が確保されているため、ＤＲ実施に成功する可能性が高くなる。
本発明は、このようなベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無と、ＤＲ実施の成否との関連性に着目し、ＤＲアグリゲータがＤＲ発動対象とする需要家を選定する際に、選定候補となる需要家のうちから、当日のベースラインに対してデマンド制御運転の影響を既に受けていない需要家を、ＤＲ発動を優先して発動すべき優先需要家として選定することにより、ＤＲ実施に失敗するリスクを低減し、ＤＲ実施に成功する可能性を高めるようにしたものである。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［需要家選定装置］
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかる需要家選定装置１０について説明する。図１は、需要家選定装置の構成を示すブロック図である。

需要家選定装置１０は、全体としてサーバ装置などの情報処理装置からなり、ＤＲアグリゲータ３０からＤＲを発動する際に、ＤＲ発動対象として優先的に選定すべき優先需要家を、ＤＲ発動候補として登録されている複数の需要家のうちから予め選定する機能を有している。

ＤＲアグリゲータ３０は、全体としてサーバ装置などの情報処理装置からなり、ＤＲ発動候補として予め登録されている複数の需要家のうちから、ＤＲの発動対象となる需要家を選定し、ＤＲ発動対象として選定した需要家に対してＤＲを発動する機能と、ＤＲ発動により得られた需要削減量を電気事業者と取引する機能と、ＤＲ発動対象を選定する際、需要家選定装置１０から通知された優先需要家に対して優先的にＤＲを発動する機能とを有している。なお、本発明にかかる需要家選定装置１０の優先需要家選定機能については、ＤＲアグリゲータ３０に搭載してもよい。

図１に示すように、この需要家選定装置１０には、主な機能部として、需要家データ取得部１１、需要家ＤＢ１２、ベースライン推計用データ選択部１３、デマンド制御運転影響判定部１４、および優先需要家選定部１５が設けられている。

需要家データ取得部１１は、ＤＲ発動候補として予め設定されている複数の需要家から、通信ネットワークＮＷを介して、実績需要電力量データ２１とデマンド制御運転データ２２を取得して、需要家ＤＢ１２に格納する機能を有している。
実績需要電力量データ２１やデマンド制御運転データ２２については、各需要家の管理装置（図示せず）から取得してもよいが、各需要家のデマンド制御運転を遠隔制御しているサービス提供装置から取得してもよい。

実績需要電力量データ２１は、例えば３０分間隔の時刻ごとに需要家で計測された実績需要電力量を示す時系列データである。
デマンド制御運転データ２２は、例えば３０分間隔の各時刻におけるデマンド制御運転の実施有無を示すデータであり、日毎の一定時間帯におけるデマンド制御運転の実施有無を示すデータであってもよい。なお、デマンド制御運転の実施有無が判断できれば、デマンド制御運転データ２２として、デマンド制御対象となる需要家装置の発停情報や設定情報を用いることも可能である。すなわち、当該装置が停止されたり、電力削減方向に設定値が緩和されたりしていた場合に、デマンド制御運転の実施有と判断する。

需要家ＤＢ１２は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、需要家から取得した実績需要電力量データ２１とデマンド制御運転データ２２を、需要家ごとに蓄積するデータベースである。

ベースライン推計用データ選定部１３は、需要家ＤＢ１２に蓄積されている各需要家の実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２のうちから、それぞれの需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを、ベースライン推計用データとして需要家ごとに選定する機能を有している。

デマンド制御運転影響判定部１４は、ベースライン推計用データとして選定されたデマンド制御運転データ２２から、デマンド制御運転の発動状況を需要家ごとに抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を、需要家ごとに判定する機能を有している。

優先需要家選定部１５は、デマンド制御運転影響判定部１４での判定結果に基づいて、ＤＲ発動候補である各需要家のうちから、それぞれの需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を優先需要家として選定する機能と、これら優先需要家をリストアップした優先需要家リストを出力する機能とを有している。

［本実施の形態の動作］
次に、図２を参照して、本実施の形態にかかる需要家選定装置１０の動作について説明する。図２は、需要家選定処理を示すフローチャートである。
需要家選定装置１０は、実績需要電力量データ２１の取得やオペレータ操作などの処理タイミングに応じて、図２の需要家選定処理を実行する。なお、需要家選定処理の実行に当たり、需要家ＤＢ１２には、各需要家から取得した実績需要電力量データ２１とデマンド制御運転データ２２が、ベースライン推計用データとして予め格納されているものとする。

まず、ベースライン推計用データ選定部１３は、需要家ごとに、需要家ＤＢ１２から実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２を選択し、当該需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを選定する（ステップ１００）。
ネガワット取引では、ベースラインの推計方法は予め合意の上で規定されており（例えば、非特許文献１など参照）、ベースラインの種別ごとに、ベースラインの推計に用いる推計期間が規定されている。

本発明では、上記規定に沿って、反応時間・持続時間が比較的長いＤＲの場合、ＤＲ発動日より前の一定日数分の推計期間における実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２を、ベースライン推計用データとして選定し、反応時間・持続時間が比較的短いＤＲの場合、ＤＲ発動時刻より前の一定時間帯分の推計期間における実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２を、ベースライン推計用データとして選定する。

上記規定において、反応時間は、需要家に対するＤＲ事前通告時点から需要家が需要削減を約束した時間帯の開始時点までの時間に相当すると規定されており、持続時間は、需要家が需要削減を約束した時間帯の開始時点から需要家が需要削減を約束した時間帯の終了時点までの時間に相当すると規定されている。

また、ＤＲに関する反応時間・持続時間の長短については、上記規定に沿って、ＤＲの目的や性質等を考慮してＤＲごとに予め決定されているものとする。例えば、反応時間・持続時間が比較的長いＤＲとしては、小売事業者とＤＲアグリゲータ等の間での電力量の取引が想定されており、反応時間・持続時間が比較的短いＤＲとしては、送配電事業者によるリアルタイム市場等での予備力・調整力の取引が想定されている。

次に、デマンド制御運転影響判定部１４は、需要家ごとに、ベースライン推計用データ選定部１３で選定されたベースライン推計用データからデマンド制御運転の発動状況を抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、当該需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を判定する（ステップ１０１）。

ＤＲ発動当日のベースラインは、通常、ベースライン推計用として選定されたｋ（ｋは正整数）個の実績需要電力量データ２１を平均化することにより推計される。したがって、これら実績需要電力量データ２１のうち、デマンド制御運転の影響を受けているデータの数が多ければ多いほど、平均化により算出されるベースラインのピーク需要は低くなる。本発明では、デマンド制御運転の発動数もしくは発動率を発動状況として評価することで、ベースラインへのデマンド制御運転の影響有無を判定することができる。

発動状況として発動数Ｐを用いる場合、予め設定されている基準発動数Ｐｓ（Ｐｓは、１〜ｋの整数）と比較し、Ｐ＜Ｐｓの場合には影響なしと判定し、Ｐ≧Ｐｓの場合には影響ありと判定すればよい。一方、発動状況として発動率Ｒを用いる場合、予め設定されている基準発動率Ｒｓ（Ｒｓは、０〜１の実数）と比較し、Ｒ＜Ｒｓの場合には影響なしと判定し、Ｒ≧Ｒｓの場合には影響ありと判定すればよい。

図３は、デマンド制御運転影響判定（反応時間・持続時間が比較的長いＤＲの場合）の説明図である。反応時間・持続時間が比較的長いＤＲの場合、ＤＲ発動日より前のｎ（ｎは正整数）日分の推計期間における実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２が、ベースライン推計用データとして選定される。ここで、推計期間のうち、デマンド制御運転が発動された発動日数Ｘが多いほど、平均化により推計されるベースラインのピーク需要は低く抑えられる。

このため、選定されたデマンド制御運転データ２２に基づいて、推計期間に含まれるｎ日分のうちから、デマンド制御運転が発動された日の数を計数し、得られた発動日数Ｘを予め設定されている基準発動日数Ｘｓと比較する。ここで、例えばＸｓ＝２日と設定されている場合には、Ｘ＜Ｘｓの場合すなわち発動日数Ｘが１日の場合のみ影響なしと判定され、Ｘ≧Ｘｓの場合すなわち発動日数Ｘが２日以上の場合には影響ありと判定される。

図４は、デマンド制御運転影響判定（反応時間・持続時間が比較的短いＤＲの場合）の説明図である。反応時間・持続時間が比較的短いＤＲの場合、発動日数ではなく発動時刻数が用いられる。すなわち、ＤＲ発動時刻より前のｍ（ｍは正整数）時刻分の推計期間における実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２が、ベースライン推計用データとして選定される。ここで、推計期間のうち、デマンド制御運転が発動された発動時刻数Ｙが多いほど、平均化により推計されるベースラインのピーク需要は低く抑えられる。

このため、選定されたデマンド制御運転データ２２に基づいて、推計期間に含まれるｍ時刻分のうちから、デマンド制御運転が発動された時刻（時間帯）の数を計数し、得られた発動時刻数Ｙを予め設定されている基準発動時刻数Ｙｓと比較する。ここで、例えばＹｓ＝２時刻と設定されている場合には、Ｙ＜Ｙｓの場合すなわち発動時刻数Ｙが１時刻の場合のみ影響なしと判定され、Ｙ≧Ｙｓの場合すなわち発動時刻数Ｙが２時刻以上の場合には影響ありと判定される。

この後、優先需要家選定部１５は、デマンド制御運転影響判定部１４での判定結果に基づいて、ＤＲ発動候補である各需要家のうちから、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を優先需要家として選定し（ステップ１０２）、選定した優先需要家をリストアップした優先需要家リストを、画面表示部（図示せず）または通信ネットワークＮＷを介してＤＲアグリゲータ３０へ出力し（ステップ１０３）、一連の優先需要家選定処理を終了する。

これにより、ＤＲアグリゲータ３０では、ＤＲ発動時、ＤＲ発動候補である各需要家のうちから優先需要家リストにリストアップされている優先需要家、すなわちベースラインに対するデマンド制御運転の影響がない需要家が、優先的に選択されてＤＲ発動が実施される。このため、ＤＲ実施に失敗するリスクが低減され、ＤＲ実施に成功する可能性が高められる。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、ベースライン推計用データ選定部１３が、需要家ＤＢ１２に蓄積されている各需要家の実績需要電力量データ２１およびデマンド制御運転データ２２のうちから、それぞれの需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを、ベースライン推計用データとして需要家ごとに選定し、デマンド制御運転影響判定部１４は、ベースライン推計用データとして選定されたデマンド制御運転データ２２から、デマンド制御運転の発動状況を需要家ごとに抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響有無を、需要家ごとに判定し、優先需要家選定部１５は、デマンド制御運転影響判定部１４での判定結果に基づいて、ＤＲ発動候補である各需要家のうちから、それぞれの需要家のベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を優先需要家として選定するようにしたものである。

これにより、ＤＲアグリゲータ３０からＤＲを発動する際、ベースラインに対するデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家が優先的に選定されてＤＲが発動されることになる。したがって、通常運転時に期待されるベースラインが維持されて、新たな需要削減余地が確保されている需要家に対して、優先的にＤＲが発動されるため、ＤＲ実施に成功する可能性を高くすることが可能となり、結果として、ＤＲアグリゲータ３０において、より効率的で安定したＤＲを実現することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…要家選定装置、１１…需要家データ取得部、１２…需要家ＤＢ、１３…ベースライン推計用データ選択部、１４…デマンド制御運転影響判定部、１５…優先需要家選定部、２１…実績需要電力量データ、２２…デマンド制御運転データ、ＮＷ…通信ネットワーク。

Claims (4)

1. ＤＲ（デマンドレスポンス）アグリゲータからＤＲを発動する際に、ＤＲ発動対象として優先的に選定すべき優先需要家を、ＤＲ発動候補として登録されている複数の需要家のうちから予め選定する需要家選定装置における需要家選定方法であって、
   前記需要家選定装置の需要家ＤＢで、
   ＤＲ発動候補となる前記需要家のそれぞれに関する実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データを蓄積するステップと、
   前記需要家選定装置のベースライン推計用データ選定部が、
   前記需要家ＤＢに蓄積されている前記需要家の実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データのうちから、前記需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを、ベースライン推計用データとして前記需要家ごとに選定するステップと、
   前記需要家選定装置のデマンド制御運転影響判定部が、
   前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データから、前記需要家の独自のデマンド制御運転の発動状況を前記需要家ごとに抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、前記需要家のベースラインに対する前記需要家の独自のデマンド制御運転の影響有無を、前記需要家ごとに判定するステップと、
   前記需要家選定装置の優先需要家選定部が、
   前記需要家のうちから、ベースラインに対する前記需要家の独自のデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を、前記優先需要家として選定するステップと
   を備えることを特徴とする需要家選定方法。
2. 請求項１に記載の需要家選定方法において、
   前記デマンド制御運転影響判定部は、前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データに基づいて、前記推計期間に含まれる各日のうちから前記需要家の独自のデマンド制御運転が発動された日を計数し、得られた発動日数と基準発動日数との大小関係に応じて、ベースラインに対する前記需要家の独自のデマンド制御運転の影響有無を判定することを特徴とする需要家選定方法。
3. 請求項１に記載の需要家選定方法において、
   前記デマンド制御運転影響判定部は、前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データに基づいて、前記推計期間に含まれる各時刻のうちから前記需要家の独自のデマンド制御運転が発動された時刻を計数し、得られた発動時刻数と基準発動時刻数との大小関係に応じて、ベースラインに対する前記需要家の独自のデマンド制御運転の影響有無を判定することを特徴とする需要家選定方法。
4. ＤＲ（デマンドレスポンス）アグリゲータからＤＲを発動する際に、ＤＲ発動対象として優先的に選定すべき優先需要家を、ＤＲ発動候補として登録されている複数の需要家のうちから予め選定する需要家選定装置であって、
   ＤＲ発動候補となる前記需要家のそれぞれに関する実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データを蓄積する需要家ＤＢと、
   前記需要家ＤＢに蓄積されている前記需要家の実績需要電力量データおよびデマンド制御運転データのうちから、前記需要家のベースラインの推計に用いる推計期間におけるデータを、ベースライン推計用データとして前記需要家ごとに選定するベースライン推計用データ選定部と、
   前記ベースライン推計用データとして選定された前記デマンド制御運転データから、前記需要家の独自のデマンド制御運転の発動状況を前記需要家ごとに抽出し、得られた発動状況と予め設定されている基準値との比較結果に応じて、前記需要家のベースラインに対する前記需要家の独自のデマンド制御運転の影響有無を、前記需要家ごとに判定するデマンド制御運転影響判定部と、
   前記需要家のうちから、ベースラインに対する前記需要家の独自のデマンド制御運転の影響がないと判定された需要家を、前記優先需要家として選定する優先需要家選定部と
   を備えることを特徴とする需要家選定装置。

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