JP7245080B2 - 推奨容量提示システム、推奨容量提示方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、推奨容量提示システム、推奨容量提示方法及びプログラムに関する。

電力系統から受電される電力は、電力計で計測することができる。現在、通信機能を有する電力計（いわゆるスマートメータ）で計測された電力量（以下「総需要」ともいう）を分析して需要地に存在する機器毎の電力量（以下「需要」ともいう）を推定する技術が提案されている。この技術は、電力ディスアグリゲーション技術等と呼ばれている。今日、電力ディスアグリゲーション技術は、需要地内で電力の供給を受ける機器毎の需要を視覚化する目的で使用されている。

"一般家庭向けの電力管理・効率化サービス「Bidgely」"、［online］、The SV Startups100、［平成３０年１１月２６日検索］、インターネット（URL:https://svs100．com/bidgely/）

電力系統から受電する電力のピーク値を下げるには、総需要のピーク値が現れる期間に、蓄電池から電力を供給すればよい。ところが、総需要の時間変化の予測の精度は一般に低い。このため、容量が大きい蓄電池の設置が必要とされている。ただし、容量の大きい蓄電池は高額であるため、需要家の費用負担が大きくなる。一方、容量が小さい蓄電池を設置したのでは、予測が外れた場合に、電力系統から受電する電力のピーク値を下げることができない。

本発明は、総需要だけを基準に蓄電池の容量を決定する場合に比して、需要家の需要に適した容量の蓄電池を提示できるようにすることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、需要家の総需要のディスアグリゲーションを通じ、総需要の最大値が現れる時間帯に電力を消費する機器毎の需要を推定する推定手段と、需要が推定された機器のうち、需要地の環境に応じて需要が変化する機器と需要家の活動の内容に応じて需要が変化する機器の少なくとも１つを特定する特定手段と、特定された機器の需要を用いて蓄電池に要求される容量を計算する計算手段と、計算された容量を、前記需要家について推奨する蓄電池の容量として提示する提示手段とを有する推奨容量提示システムである。
請求項２に記載の発明は、蓄電池の容量は、契約電力の低減に伴う料金の削減効果が推奨する容量の蓄電池の設置に伴うコストの増加を上回るように決定される、請求項１に記載の推奨容量提示システムである。
請求項３に記載の発明は、需要が推定された機器に稼働スケジュールの変更が可能な機器が含まれる場合、蓄電池の容量は、変更後の稼働スケジュールを適用した場合に予想される各機器の需要の関係に基づいて決定される、請求項１に記載の推奨容量提示システムである。
請求項４に記載の発明は、稼働スケジュールの変更が可能な機器は、需要地における環境又は前記需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器である、請求項３に記載の推奨容量提示システムである。
請求項５に記載の発明は、稼働スケジュールの変更には、稼働の停止、又は、需要が少ない動作モードへの変更が含まれる、請求項４に記載の推奨容量提示システムである。
請求項６に記載の発明は、コンピュータが、需要家の総需要のディスアグリゲーションを通じ、総需要の最大値が現れる時間帯に電力を消費する機器毎の需要を推定する処理と、コンピュータが、需要が推定された機器のうち、需要地の環境に応じて需要が変化する機器と需要家の活動の内容に応じて需要が変化する機器の少なくとも１つを特定する処理と、コンピュータが、特定された機器の需要を用いて蓄電池に要求される容量を計算する処理と、コンピュータが、計算された容量を、前記需要家について推奨する蓄電池の容量として提示する処理とを有する推奨容量提示方法である。
請求項７に記載の発明は、コンピュータに、需要家の総需要のディスアグリゲーションを通じ、総需要の最大値が現れる時間帯に電力を消費する機器毎の需要を推定する機能と、需要が推定された機器のうち、需要地の環境に応じて需要が変化する機器と需要家の活動の内容に応じて需要が変化する機器の少なくとも１つを特定する機能と、特定された機器の需要を用いて蓄電池に要求される容量を計算する機能と、計算された容量を、前記需要家について推奨する蓄電池の容量として提示する機能とを実現させるためのプログラムである。

請求項１記載の発明によれば、総需要だけを基準に蓄電池の容量を決定する場合に比して、需要家の需要により適した蓄電池を提示できる。
請求項２記載の発明によれば、需要家の経済性を確保できる。
請求項３記載の発明によれば、稼働スケジュールの変更を考慮せずに蓄電池の容量を決定する場合に比して、契約電力の低減効果を高めることができる。
請求項４記載の発明によれば、需要地における環境や需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器が考慮されない場合に比して、契約電力の低減効果を高めることができる。
請求項５記載の発明によれば、稼働の停止や需要が少ない動作モードへの変更が考慮されない場合に比して、契約電力の低減効果を高めることができる。
請求項６記載の発明によれば、総需要だけを基準に蓄電池の容量を決定する場合に比して、需要家の需要により適した蓄電池を提示できる。
請求項７記載の発明によれば、総需要だけを基準に蓄電池の容量を決定する場合に比して、需要家の需要により適した蓄電池を提示できる。

実施の形態１で想定するネットワークシステムの概要を説明する図である。 実施の形態１で使用する容量提示サーバの機能構成の一例を示す図である。 実施の形態１で使用する容量提示サーバによる制御例を説明するフローチャートである。 契約電力の基準になった時間帯を説明する図である。 ディスアグリゲーション処理を説明する図である。（Ａ）はディスアグリゲーション前の総需要の時間変化を示し、（Ｂ）はディスアグリゲーション後の機器別の需要の時間変化を示す。 蓄電池の容量を、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要に合わせる場合に想定される契約電力を説明する図である。（Ａ）は蓄電池を用いない場合を示し、（Ｂ）は蓄電池を用いる場合を示す。 容量提示サーバからの通知により端末に表示される画面の一例を示す図である。 実施の形態２で想定するネットワークシステムの概要を説明する図である。 実施の形態２で使用する容量提示サーバの機能構成の一例を示す図である。 実施の形態２で使用する容量提示サーバによる制御例を説明するフローチャートである。 稼働スケジュールを変更する前後における契約電力の変化を説明する図である。（Ａ）は稼働スケジュールを変更しない場合を示し、（Ｂ）は稼働スケジュールを変更した場合を示す。 蓄電池の容量を、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要に合わせる場合に想定される契約電力を説明する図である。（Ａ）は蓄電池を用いない場合を示し、（Ｂ）は蓄電池を用いる場合を示す。 容量提示サーバからの通知により端末に表示される画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

＜実施の形態１＞
＜ネットワークシステムの説明＞
図１は、実施の形態１で想定するネットワークシステム１の概要を説明する図である。
図１に示すネットワークシステム１は、電力系統１０を通じて受電する需要家システム２０と、需要家に適した蓄電池の容量を提示するサービスを提供する推奨容量提示システム３０と、通信網としてのインターネット４０とで構成されている。
本実施の形態の場合、蓄電池は、需要家システム２０に設置されていないものとする。このため、図１では、蓄電池を破線で囲んで示している。

本実施の形態における推奨容量提示システム３０は、複数の需要家に対し、各需要家に対して推奨される蓄電池の容量を提示するサービスを提供する。ここでの需要家は、該当するサービスの利用者に限らない。例えば推奨容量提示システム３０を不特定の需要家に対する営業ツールとして用いてもよい。

本実施の形態の場合、需要家システム２０は、電力系統１０から単位時間毎に受電する総需要を計測する電力計２１と、需要地内での電力の供給に使用される電力線２２と、電力を消費する機器２３と、インターネット４０との通信と需要地内における通信とを制御するルータ（ＲＴ）２４と、推奨容量提示システム３０からの通知を受信する端末２５を有している。
端末２５は、例えばメール、メッセージ、ポップアップ画面の受信等の形式で、推奨容量提示システム３０の通知を受信する。端末２５は、不図示の表示画面上に、通知を受けた蓄電池の容量に関する情報を表示する。

単位時間として例えば３０分を用いる場合、電力計２１は、３０分毎に計測される総需要をインターネット４０経由で総需要データベース３２に送信する通信機能を有している。この種の電力計２１は、スマートメータとも呼ばれる。もっとも、本実施の形態では、電力計２１で計測された総需要は、機器毎の需要の推定に用いられるため、推定の精度を上げるには計測単位が短い方が望ましい。例えば電力計２１は、１０分毎、５分毎又は１分毎に計測された総需要を総需要データベース３２に送信してもよい。

本実施の形態における機器２３は、モーター等の動力機器である。もっとも、機器２３は動力機器に限定されない。例えばルータ２４や端末２５も機器２３の一形態である。なお、図中のＮは２以上の自然数である。
端末２５は、通信機能を備えるコンピュータであり、推奨容量提示システム３０からの通知の表示に用いられる。なお、端末２５は、スマートフォン等の携帯型の情報端末でもよい。

本実施の形態における推奨容量提示システム３０は、需要家の契約電力の低減に寄与する蓄電池の容量を、需要家の使用実績に応じて提示する容量提示サーバ３１と、需要家毎の総需要の情報を蓄積する総需要データベース（総需要ＤＢ）３２と、各需要家の契約電力を蓄積する契約電力データベース（契約電力ＤＢ）３３とを有している。
このうち、総需要データベース３２には、需要家システム２０に設置された電力計２１によって計測された総需要の値が、需要家に対応付けて記録されている。蓄電池が設けられていない場合、電力計２１で計測される総需要の値と需要家システム２０内の機器２３等で消費された電力の合計とは一致する。このため、本実施の形態では、電力計２１から通知される電力値を総需要と呼ぶ。

契約電力データベース３３に蓄積されている契約電力は、需要地で計測された総需要の最大値が現在の契約電力を超過した場合、超過した値に更新される。なお、契約電力の更新は、超過月からであり、さらなる超過が発生しない限り、更新後の契約電力が１２ヶ月維持される。なお、１２ヶ月の拘束期間が経過すると、対応月から過去１２ヶ月の間で最大の総需要が新たな契約電力として用いられる。

図１に示す推奨容量提示システム３０には、容量提示サーバ３１と総需要データベース３２と契約電力データベース３３が含まれているが、総需要データベース３２と契約電力データベース３３はそれぞれ、別の事業者が運用するシステム内に存在してもよい。例えば別の事業者は電力会社及びその関連会社であり、容量提示サーバ３１の事業者とは独立でもよい。ここでの容量提示サーバ３１も、推奨容量提示システムの一例である。

図２は、実施の形態１で使用する容量提示サーバ３１の機能構成の一例を示す図である。
容量提示サーバ３１は、コンピュータとしての構成を有している。すなわち、容量提示サーバ３１は、プログラム（基本ソフトウェアを含む）の実行を通じて装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラムの実行領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の記憶装置等を有している。不揮発性の記憶装置には、例えば半導体メモリ、ハードディスク装置を使用する。

本実施の形態の場合、容量提示サーバ３１は、プログラムの実行を通じて図２に示す機能を実現する。
図２の場合、容量提示サーバ３１は、各需要家の総需要から需要家システム２０（図１参照）内に設けられた機器２３（図１参照）毎の需要に分解するディスアグリゲーション部３１１と、需要家の契約電力を取得する契約電力取得部３１２と、ディスアグリゲーションの結果を使用して需要家に適した蓄電池の容量を決定する推奨容量決定部３１３と、決定された容量を需要家に提示する推奨容量提示部３１４としての機能を実行する。

なお、ディスアグリゲーション部３１１には、既知の技術の使用が可能である。例えば需要家システム２０を構成する機器２３（図１参照）は必ずしも既知である必要はなく、全ての機器２３が未知でもよい。もっとも、既知の機器２３が多ければ推定の精度も高くなる。本実施の形態におけるディスアグリゲーション部３１１は、例えば総需要を機器毎の需要に分解する学習済みモデルを用い、機器毎の需要を推定する。本実施の形態におけるディスアグリゲーション部３１１は、推定手段の一例として機能する。

例えば需要地が工場である場合、総需要は、気温などの環境に依存する空調機器の需要、稼働が必須である（稼働のタイミングをコントロールできない）工場設備の需要、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要等に分解される。
本実施の形態では、個々の機器に分解した後に、需要の変動パターンが類似するグループ毎に分類している。ここでの分類には、例えば需要の変動パターンと機器の稼働タイミングとの関係を機械学習したモデルを使用してもよい。
なお、稼働のタイミングがコントロール可能であることは、稼働のタイミングの自由度が高いことを意味する。

契約電力取得部３１２は、契約電力データベース３３に蓄積されている需要家毎の契約電力の最新値を推奨容量の決定のために取得する。前述したように、契約電力は、需要家毎に固定されておらず、月単位で変動する可能性がある。
推奨容量決定部３１３は、契約電力の基準となった総需要が発生した時間帯における機器毎の需要の関係に着目し、各需要家に推奨する蓄電池の容量（推奨容量）を決定する。ここでの推奨容量は、蓄電池が供給可能な電力量の最大値であり、いわゆる定格容量にあたる。
蓄電池を放電するタイミングが適切であれば、蓄電池の容量が大きいほど、契約電力の低減効果も大きくなる。一方で、容量の大きい蓄電池は高額である。このため、蓄電池の容量を合理的な大きさに決定することが求められる。

前述したように、本実施の形態における推奨容量決定部３１３は、総需要の分析（ディスアグリゲーション）により明らかになった機器毎の需要のうち、契約電力の基準となった時間帯に稼働していた機器の需要に着目して、推奨される蓄電池の容量を決定する。
なお、着目する時間帯は、需要家毎に異なる。契約電力の基準として用いられた総需要が出現した時間帯は、需要家毎に異なるためである。
本実施の形態では、現在の契約電力の基準になった総需要をディスアグリゲーション処理した結果に着目する。もっとも、過去の契約電力の中での最大値に対応する総需要をディスアグリゲーション処理した結果に着目することも可能である。

また、推奨容量決定部３１３は、該当する時間帯に稼働していた機器のうち需要地における環境や需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器を特定し、該当する機器が該当する時間帯とその前後の時間帯に消費した電力量を蓄電池の推奨容量に決定する。
前後の時間帯は、総需要の波形の変化に応じて定めてもよいが、事前に定めた時間長でもよい。
本実施の形態では、環境や需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器として、気温などに依存する空調機器や稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備を想定する。稼働が必須である工場設備の需要は年間を通して変動パターンが安定しており、総需要が最大となる原因は一時的に需要が増加する機器の稼働に関係すると考えられるためである。

本実施の形態における推奨容量決定部３１３は、該当する時間帯に、条件を満たす機器が複数種類存在する場合、稼働時間が短い方の機器を特定し、特定された機器が稼働する期間中に消費される電力量（需要）を計算する。
契約電力を押し上げた機器の需要は、契約電力の基準となった時間帯の前後でも同等である可能性が高く、単純に契約電力の基準となった時間帯における該当機器の需要分を蓄電池からの給電に置き換えるだけでは契約電力の低減効果が限られるためである。

さらに、本実施の形態における推奨容量決定部３１３には、計算された電力量に相当する容量の蓄電池を使用する場合における契約電力を推定し、推奨する蓄電池が需要家の利益になるか否かを確認する機能も設けている。
推定された契約電力に切り替わることで実現される電気料金の低減効果が推奨する容量の蓄電池の設置と運用に要する費用（コスト）を下回るのでは需要家の利益にならないためである。

推奨容量決定部３１３は、需要家の利益が確かめられるまで蓄電池の容量を予め定めた値だけ小さくし、最終的に利益が確認できた容量を蓄電池の推奨容量に決定する。なお、利益は、予め定めた金額以上の利益であることが望ましい。仮に利益が確認できる容量が存在しない場合には、需要家に対して蓄電池を推奨しないものとする。
なお、推奨容量決定部３１３による容量の決定には、例えば機器毎の需要と蓄電池の容量の関係を機械学習したモデルを使用する。勿論、前述したように着目する基準が異なれば、該当する基準に応じた関係を機械学習したモデルを用いる。

推奨容量提示部３１４は、推奨容量決定部３１３で決定された容量を需要家に提示する機能部である。本実施の形態では、需要家の連絡先として登録されているメールアドレスへの電子メールの送信、電話番号へのショートメッセージの送信、端末２５（図１参照）のＩＰ（Internet Protocol）アドレスやＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを宛先とする通知画像の配信等を想定する。なお、推奨容量提示部３１４の機能として、郵送物や配布物の発送を配送事業者に出力してもよい。推奨容量提示部３１４は提示手段の一例である。

＜制御例＞
図３は、実施の形態１で使用する容量提示サーバ３１（図１参照）による制御例を説明するフローチャートである。なお、図中の記号Ｓはステップを表している。図３に示す手順は、推奨容量提示方法の一例である。
まず、容量提示サーバ３１は、現在の契約電力の基準になった時間帯を特定する（ステップ１）。

図４は、契約電力の基準になった時間帯を説明する図である。図４には、２０１６年の５月から２０１８年の４月までの各月における総需要の最大値が棒グラフとして表されている。なお、現在は２０１８年の４月である。
図４の場合、記録が開始された２０１６年５月から８月までは毎月、総需要の最大値が前月の最大値を更新している。このため、契約電力も月毎に更新されている。
２０１６年９月以降の総需要は契約電力を超えることがない。このため、２０１６年８月に設定された契約電力が維持される。

契約電力の設定から１３ヶ月目の２０１７年８月は契約電力の更改月であるところ、改定月から過去１２ヶ月の期間では、２０１７年１月の総需要が期間内の最大となる。このため、２０１７年１月から１２ヶ月の間は、２０１７年１月の総需要の最大値が契約電力として使用される。以下、繰り返しである。
現在の契約電力は、２０１８年２月に記録された総需要である。なお、２０１８年２月の総需要の最大値は、２月１４日の１１時１分～１１時３０分に記録されている。
ステップ１（図３参照）では、この２０１８年２月１４日の１１時１分から１１時３０分の時間帯が特定される。

図３の説明に戻る。
次に、容量提示サーバ３１は、特定された時間帯の総需要から機器毎の需要を推定する（ステップ２）。すなわち、ディスアグリゲーション処理が実行される。
ここで、特定された時間帯の総需要の情報は、総需要データベース３２（図１参照）から取得される。また、機器毎の需要の推定は、ディスアグリゲーション部３１１（図２参照）が実行する。
図５は、ディスアグリゲーション処理を説明する図である。（Ａ）はディスアグリゲーション前の総需要の時間変化を示し、（Ｂ）はディスアグリゲーション後の機器別の需要の時間変化を示す。ここでの横軸は時間であり、縦軸は需要である。図５の場合、横軸は１日であり、時間軸の左端が０時、右端が２４時である。従って、時間軸の中央は１２時である。

図５（Ａ）に示すディスアグリゲーション前の総需要の時間変化を示す波形からは、総需要の時間変化を把握することは可能でも、１２時付近に総需要のピークが現れる理由までは分からない。
一方、図５（Ｂ）に示すディスアグリゲーション後の波形からは、総需要の時間変化を示す波形だけでなく、需要地で用いられている機器毎の需要の時間変化も把握できる。

図５（Ｂ）の場合、総需要は、１日を通してほぼ一定の待機電力と、気温などに依存して変動する空調機器の需要と、稼働が必須である工場設備に対応するほぼ一定の需要と、稼働のタイミングをコントロール可能である工場設備に対応する需要とに分解される。図５では、待機電力を各機器の需要とは独立に表している。

図３の説明に戻る。
次に、容量提示サーバ３１は、特定された時間帯に稼働している機器のうち需要地における環境や需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器を特定する（ステップ３）。図５の例であれば、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備と、空調機器を特定する。もっとも、予め定めた規則に基づいて優先順位が高い機器だけを設定してもよい。例えば稼働時間が他の機器に比して短い機器の優先順位を高くする。

機器が特定されると、容量提示サーバ３１は、特定された機器の稼働中の需要を計算する（ステップ４）。もっとも、空調機器のように稼働時間が全日に及ぶ場合もあるので、契約電力の基準になった特定の時間帯の前後数時間というように範囲を区切って需要を計算してもよい。複数の機器が特定された場合も同様である。
次に、容量提示サーバ３１は、特定された機器に基づき蓄電池の容量を計算する（ステップ５）。具体的には、特定された機器の需要の時間変化に合わせて蓄電池を放電すると仮定した場合における総需要のピーク値を推定する。
本実施の形態の場合、ステップ３において特定される機器は、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備と空調機器である。このため、ステップ５においては、これら２種類の機器について計算される需要に基づいて、蓄電池に要求される容量が計算される。
ただし、後述する図６の説明では、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備だけが、ステップ３で特定されたものと仮定する。

図６は、蓄電池の容量を、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要に合わせる場合に想定される契約電力を説明する図である。（Ａ）は蓄電池を用いない場合を示し、（Ｂ）は蓄電池を用いる場合を示す。
図６（Ａ）に示す波形は、契約電力の基準になった日（ここでは、２０１８年２月１４日）に計測された総需要の時間変化をディスアグリゲーションした後の波形に相当する。すなわち、図６（Ａ）は図５（Ｂ）と同じである。

図６（Ｂ）に示す波形は、蓄電池の放電期間のタイミングが理想的であったと仮定した場合の波形であるが、契約電力を上昇させる原因となっていた、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要分だけ電力系統から受電する電力が少なくできている。なお、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要は、その稼働スケジュールから、放電開始の時刻を高い精度で予測することが可能である。

図３の説明に戻る。続いて、容量提示サーバ３１は、推定された契約電力を用いる場合の電気料金の低減効果が蓄電池の費用より大きいか否かを判定する（ステップ６）。
契約電力が特定されれば、基本料金が確定し、過去の需要の実績値は総需要データベース３２（図１参照）から取得可能であるので、蓄電池を用いる場合の電気料金を計算することができる。また、現在の契約電力での電気料金も計算できるので、差額としての低減効果を特定できる。

ステップ６で否定結果が得られた場合、容量提示サーバ３１は、蓄電池の容量をΔＷだけ低減し、低減後の容量での契約電力を推定する（ステップ７）。ここでのΔＷは、予め定めた容量である。
ステップ６で肯定結果が得られた場合、容量提示サーバ３１は、ステップ５で計算された容量又はその容量からΔＷだけ低減した容量を提示する（ステップ８）。なお、ΔＷだけ低減した容量とは、ステップ７で計算される容量である。
図７は、容量提示サーバ３１（図１参照）からの通知により端末２５（図１参照）に表示される画面２５０の一例を示す図である。
図７に示す画面２５０は、タイトル２５１と、説明文２５２と、提案例２５３で構成されている。

図７の場合、タイトル２５１として「お客様へのおすすめプラン」、説明文２５２として「お客様には、蓄電池の設置をおすすめします。詳細は、営業担当者までご連絡ください。」が記載されている。
また、提案例２５３には、ご参考との記述に続いて、現在の契約電力、蓄電池の推奨容量、推奨する蓄電池を使用する場合の契約電力の数値が記載されている。なお、おすすめプランを採用する場合に期待される電気料金の低減効果が記載されてもよい。

本実施の形態で推奨される蓄電池の容量は、前述したように、契約電力の基準になった時間帯における機器毎の需要を根拠として決定されている。
しかも、蓄電池の容量の決定の根拠に使用する機器が特定されるため、蓄電池の放電タイミングの予測精度も高くなる。このため、蓄電池を導入した後にも適切なタイミングでの蓄電池の放電制御が可能になる。結果的に導入後の需要家の満足度も高めることが可能になる。このような効果は、単純に総需要の波形だけを基準に蓄電池の容量を決定する場合には実現することができない。

＜実施の形態２＞
前述の実施の形態１の場合には、需要地における環境や需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器の需要に着目し、蓄電池の容量の推奨値を計算しているが、本実施の形態では、同じ容量の蓄電池を用いながらより積極的に契約電力を低減させる技術について説明する。

図８は、実施の形態２で想定するネットワークシステム１Ａの概要を説明する図である。図８には、図１との対応部分に対応する符号を付して示している。
実施の形態２におけるネットワークシステム１Ａは、電力系統１０を通じて受電する需要家システム２０Ａと、需要家に適した蓄電池の容量を提示するサービスを提供する推奨容量提示システム３０Ａと、通信網としてのインターネット４０とで構成されている。
本実施の形態における需要家システム２０Ａは、機器２３の動作を制御する機能を追加した端末２５Ａを用いる点で、実施の形態１における需要家システム２０と異なっている。
端末２５Ａは、通信機能を備えるコンピュータであり、推奨容量提示システム３０Ａからの指示に従って、管理下にある機器２３の稼働スケジュールや動作モードの切り替えを制御する。端末２５Ａと機器２３とは、ルータ２４を介して接続される。

本実施の形態における推奨容量提示システム３０Ａは、需要家が使用する機器２３の稼働スケジュールを変更する機能が追加された容量提示サーバ３１Ａを用いる点で、実施の形態１における容量提示サーバ３１と異なっている。容量提示サーバ３１Ａは、推奨容量提示システムの一例である。
図９は、実施の形態２で使用する容量提示サーバ３１Ａの機能構成の一例を示す図である。図９には、図２との対応部分に対応する符号を付して示している。
本実施の形態における容量提示サーバ３１Ａには、機器毎に推定された需要に基づいて各機器の稼働スケジュールを変更する稼働スケジュール変更部３１５が追加されている。
稼働スケジュール変更部３１５は、例えば契約電力の基準になった総需要のピークを低減させるように各機器の稼働スケジュールを変更する。

なお、稼働スケジュールの変更の指示は、稼働スケジュール変更部３１５から端末２５Ａに通知され、端末２５Ａによって対応する機器２３（図８参照）の動作が個別に変更される。
なお、稼働スケジュールの変更には、例えば対応機器の動作を停止させる制御、動作モードを低電力消費モードに切り替える制御も含まれる。なお、低電力消費モードへの変更に伴い、ピーク時間帯の需要が下がれば、該当機器が稼働する全時間帯における需要は増加してもよい。例えば空調機器の設定温度を上げることも、ピーク時間帯の需要を低下させる効果がある。

＜制御例＞
図１０は、実施の形態２で使用する容量提示サーバ３１Ａ（図８参照）による制御例を説明するフローチャートである。なお、図１０には、図３との対応部分に対応する符号を付して示している。従って、図中の記号Ｓはステップを表している。図１０に示す手順は、推奨容量提示方法の一例である。
容量提示サーバ３１Ａも、現在の契約電力の基準になった時間帯を特定し、特定された時間帯の総需要を機器毎の需要にディスアグリゲーションする（ステップ１及びステップ２）。
次に、容量提示サーバ３１Ａは、特定された時間帯に稼働している機器のうち需要地における環境や需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器を特定する（ステップ３）。

この時点で、本実施の形態における容量提示サーバ３１Ａは、特定された機器の稼働時間を分散させるように稼働スケジュールを変更すると共に、変更後の機器毎の需要と総需要を推定する（ステップ１１）。
稼働スケジュールが変更された機器は勿論、各機器の需要の総和で計算される総需要も変化するからである。
本実施の形態の場合、稼働時間を分散させる機器は、例えば予め定めた優先順位が低い順番に特定する。ここでの優先順位は、需要地での活動との関係で予め定めた規則に基づき決定される。例えば工場であれば、稼働が必須である工場設備の優先順位は、稼働のタイミングのコントロールが可能な工場設備の優先順位より高くなる。なお、室温等の室内環境の変動が生産に与える影響が低い場合には、空調機器の優先順位は低くなる。勿論、室温等の室内環境の変動が生産される製品の品質に影響する場合には、空調機器の優先順位が高くなる。

例えば容量提示サーバ３１Ａは、空調機器の稼働スケジュールを分散させ、契約電力の基準になった時間帯における空調機器の需要を低減させる。具体的には、空調機器を稼働させる時間が長くなるように稼働スケジュールを変更する。標準的な稼働スケジュールよりも早い時刻に空調機器の稼働を開始することにより室温の維持に要する需要の急増を抑制する。
また例えば容量提示サーバ３１Ａは、稼働タイミングを制御可能な機器の稼働時間を分散させるように稼働スケジュールを変更する。稼働時間を延長することで契約電力の基準になった時間帯の需要を低減しながら、必要とされる生産量を確保する。各機器の需要の推定については、実施の形態１の場合と同様である。
なお、容量提示サーバ３１Ａは、変更後の稼働スケジュールを需要家システム２０Ａの端末２５Ａに通知する。

図１１は、稼働スケジュールを変更する前後における契約電力の変化を説明する図である。（Ａ）は稼働スケジュールを変更しない場合を示し、（Ｂ）は稼働スケジュールを変更した場合を示す。
図１１（Ａ）に示す波形は、契約電力の基準になった日（ここでは、２０１８年２月１４日）に計測された総需要の時間変化をディスアグリゲーションした後の波形に相当する。すなわち、図１１（Ａ）は図５（Ｂ）と同じである。
図１１（Ｂ）に示す波形では、稼働タイミングをコントロール可能な工場設備に加え、空調機器による空調制御を早めに開始することで、空調機器の需要が平坦化されている。また、稼働のタイミングをコントロール可能な機器の稼働が分散されている。具体的には、稼働のタイミングをコントロール可能な機器の稼働は、稼働が必須である工場設備よりも早く開始し、稼働が必須である工場設備よりも遅く終了する。このため、稼働スケジュールを変更した後の波形は、稼働スケジュールを変更する前に比べ、ピークを押し潰したような形状に変化している。結果的に、総需要のピークは、実施の形態１の場合に比して低くなる。

図１０の説明に戻る。
次に、容量提示サーバ３１Ａは、推定された総需要が最大となる時間帯に動作している機器の稼働中の需要を計算する（ステップ１２）。稼働スケジュールの変更によって、総需要が最大となる時間帯が変化する場合に備えての処理である。もっとも、多くの場合、稼働スケジュールの変更の前後で総需要が最大となる時間帯は変化しない。
この後、容量提示サーバ３１は、特定された機器に基づき蓄電池の容量を計算する（ステップ５）。具体的には、特定された機器の需要の時間変化に合わせて蓄電池を放電すると仮定した場合における総需要を推定する。なお、後述する図１２の説明においても、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備だけが、ステップ３で特定されたものと仮定する。

図１２は、蓄電池の容量を、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の需要に合わせる場合に想定される契約電力を説明する図である。（Ａ）は蓄電池を用いない場合を示し、（Ｂ）は蓄電池を用いる場合を示す。
本実施の形態では、稼働のタイミングをコントロール可能な機器によって消費される電力分を蓄電池の容量とする。ここでの容量は、図１１（Ａ）に示す総需要の波形のピーク部分の面積（電力量）に相当する。
蓄電池からの放電を組み合わせることにより、稼働スケジュールの変更によって低減された総需要のピークを実施の形態１よりも一段と低減できている。

図１０の説明に戻る。
続いて、容量提示サーバ３１は、推定された契約電力を用いる場合の電気料金の低減効果が蓄電池の費用より大きいか否かを判定する（ステップ６）。
契約電力が特定されれば、基本料金が確定し、過去の需要の実績値は総需要データベース３２（図８参照）から取得可能であるので、蓄電池を用いる場合の電気料金を計算することができる。また、現在の契約電力での電気料金も計算できるので、差額としての低減効果を特定できる。

ステップ６で否定結果が得られた場合、容量提示サーバ３１は、蓄電池の容量をΔＷだけ低減し、低減後の容量での契約電力を推定する（ステップ７）。容量の低減に用いるΔＷは事前に設定されている。
ステップ６で肯定結果が得られた場合、容量提示サーバ３１は、ステップ５で計算された容量又はその容量からΔＷだけ低減した容量を提示する（ステップ８）。この場合も、ΔＷだけ低減した容量とは、ステップ７で計算される容量である。
図１３は、容量提示サーバ３１Ａ（図８参照）からの通知により端末２５Ａ（図８参照）に表示される画面２５０Ａの一例を示す図である。図１３には、図７との対応部分に対応する符号を付して示している。
図１３に示す画面２５０Ａは、タイトル２５１と、説明文２５２Ａと、提案例２５３Ａで構成されている。

図１３の場合、説明文２５２Ａの文面は、「お客様には、稼働スケジュールの変更と蓄電池の設置をおすすめします。詳細は、営業担当者までご連絡ください。」に変更されている。具体的には稼働スケジュールの変更がおすすめの内容に追加されている。
また、提案例２５３Ａには、ご参考との記述に続いて、稼働スケジュールの具体的な変更例が記載されている。具体的には、空調機器の開始時間の前倒しと終了時間の延長と、稼働のコントロールが可能な機器Ｚの稼働時間の分散化が例示されている。なお、需要家の理解を考慮して、稼働時間の分散化が需要の平坦化を意味することも記載されている。

本実施の形態では、稼働スケジュールの変更によって積極的に需要のピークを低減した上に、最大需要が出現する時間帯に合わせて蓄電池から電力を供給させるため、実施の形態１に比して電力系統から受電する電力量のピーク値を低減する効果を高めることができる。
また、推奨される蓄電池の容量は、前述したように、契約電力の基準になった時間帯における機器毎の需要を根拠として決定されている。しかも、蓄電池の容量の決定の根拠に使用する機器が特定されるため、蓄電池の放電タイミングの予測精度も高くなる。このため、蓄電池を導入した後にも適切なタイミングでの蓄電池の放電制御が可能になる。結果的に導入後の需要家の満足度も高めることが可能になる。

＜他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、前述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。前述した実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば実施の形態１及び２の場合には、容量提示サーバ３１及び３１Ａがインターネット４０上に配置されている場合について説明したが、容量提示サーバ３１及び３１Ａが需要家システム２０（図１参照）及び２０Ａ（図８参照）側に設けられていてもよい。この場合、容量提示サーバ３１及び３１Ａによる制御は、特定の需要家だけを対象とする専用の制御となる。なお、容量提示サーバ３１及び３１Ａの機能は、蓄電池の一部として実装されてもよい。

また、前述の実施の形態１及び２の場合には、需要家システム２０及び２０Ａを構成する機器２３の一例として動力機器を例示しているが、機器２３は動力機器に限らず事務機器や家庭用機器でもよい。
また、前述の実施の形態２の場合には、稼働のタイミングをコントロール可能な工場設備の稼働スケジュールを１日の範囲で再スケジュールしているが、ある日の作業を別の日に割り当てる等、複数日にわたって再スケジュールしてもよい。

前述の実施の形態１及び２においては、蓄電池を利用していない需要家への蓄電池の利用と利用時に推奨する容量を通知しているが、既に蓄電池の利用を開始している需要家も通知の対象に含めてもよい。この場合、通知される内容は、利用中の蓄電池の容量に対する変更案や稼働スケジュールの変更案となる。
前述の実施の形態１及び２においては、電力計で計測された総需要をディスアグリゲーションして推定した機器毎の需要に基づいて蓄電池の容量を決定しているが、将来の稼働スケジュールや需要地の環境に関する予測を用いて機器毎の需要を補正した需要に基づいて蓄電池の容量を決定してもよい。この種の手法も、機器毎の需要に基づく蓄電池の容量の決定手法の一例である。

前述の実施の形態１及び２においては、契約電力の基準となった総需要が出現した時間帯に稼働していた機器毎の需要の関係に基づいて需要家に推奨する蓄電池の容量を決定しているが、蓄電池の容量の決定に使用する機器の需要がピークになる時間帯は、総需要がピーク値に達する時間帯と一致していなくてもよい。
前述の実施の形態１及び２においては、図２に示す機能の全てを容量提示サーバ３１が実行し、図９に示す機能の全てを容量提示サーバ３１Ａが実行する場合について説明したが、各機能を複数の事業体が別々に実行してもよい。

前述の実施の形態においては、３０分単位で需要を計測する電力計２１を使用しているが、需要の計測単位は３０分に限らない。例えば１分単位でもよい。また、需要の予測単位も３０分に限らず、１分その他の時間長を単位としてもよい。

１、１Ａ…ネットワークシステム、１０…電力系統、２０、２０Ａ…需要家システム、２１…電力計、２２…電力線、２３…機器１～Ｎ、２４…ルータ、２５、２５Ａ…端末、３０、３０Ａ…推奨容量提示システム、３１、３１Ａ…容量提示サーバ、３２…総需要データベース、３３…契約電力データベース、４０…インターネット、３１１…ディスアグリゲーション部、３１２…契約電力取得部、３１３…推奨容量決定部、３１４…推奨容量提示部、３１５…稼働スケジュール変更部

Claims (7)

1. 需要家の総需要のディスアグリゲーションを通じ、総需要の最大値が現れる時間帯に電力を消費する機器毎の需要を推定する推定手段と、
   需要が推定された機器のうち、需要地の環境に応じて需要が変化する機器と需要家の活動の内容に応じて需要が変化する機器の少なくとも１つを特定する特定手段と、
   特定された機器の需要を用いて蓄電池に要求される容量を計算する計算手段と、
   計算された容量を、前記需要家について推奨する蓄電池の容量として提示する提示手段と
   を有する推奨容量提示システム。
2. 蓄電池の容量は、契約電力の低減に伴う料金の削減効果が推奨する容量の蓄電池の設置に伴うコストの増加を上回るように決定される、請求項１に記載の推奨容量提示システム。
3. 需要が推定された機器に稼働スケジュールの変更が可能な機器が含まれる場合、蓄電池の容量は、変更後の稼働スケジュールを適用した場合に予想される各機器の需要の関係に基づいて決定される、請求項１に記載の推奨容量提示システム。
4. 稼働スケジュールの変更が可能な機器は、需要地における環境又は前記需要家の活動の内容に応じて需要が変動する機器である、請求項３に記載の推奨容量提示システム。
5. 稼働スケジュールの変更には、稼働の停止、又は、需要が少ない動作モードへの変更が含まれる、請求項４に記載の推奨容量提示システム。
6. コンピュータが、需要家の総需要のディスアグリゲーションを通じ、総需要の最大値が現れる時間帯に電力を消費する機器毎の需要を推定する処理と、
   コンピュータが、需要が推定された機器のうち、需要地の環境に応じて需要が変化する機器と需要家の活動の内容に応じて需要が変化する機器の少なくとも１つを特定する処理と、
   コンピュータが、特定された機器の需要を用いて蓄電池に要求される容量を計算する処理と、
   コンピュータが、計算された容量を、前記需要家について推奨する蓄電池の容量として提示する処理と
   を有する推奨容量提示方法。
7. コンピュータに、
   需要家の総需要のディスアグリゲーションを通じ、総需要の最大値が現れる時間帯に電力を消費する機器毎の需要を推定する機能と、
   需要が推定された機器のうち、需要地の環境に応じて需要が変化する機器と需要家の活動の内容に応じて需要が変化する機器の少なくとも１つを特定する機能と、
   特定された機器の需要を用いて蓄電池に要求される容量を計算する機能と、
   計算された容量を、前記需要家について推奨する蓄電池の容量として提示する機能と
   を実現させるためのプログラム。

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