JP7285468B2 - 制御システムおよび制御方法 - Google Patents

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Description

本開示は、電力を制御する制御システムおよび制御方法に関する。
電力等のエネルギーを利用する利用者は、供給者からエネルギー供給を受ける。一般的には、利用者は特定の小売電気事業者とエネルギー売買契約を締結して供給者からエネルギー供給を受ける。しかしながら、特定の小売電気事業者以外の別の小売電気事業者がより安い価格でエネルギーを供給可能である場合、あるいは特定の小売電気事業者以外の別の小売電気事業者がより良い品質等でエネルギーを供給可能である場合、利用者は別の小売電気事業者を選択したいことがある。これに対応するため、仲介業者は、エネルギー需要要望とエネルギー供給要望とを突き合わせ、それぞれの条件がマッチングする需要者と供給者を決める(例えば、特許文献1参照)。
特開2002-133173号公報
固定価格買取制度(FIT:Feed In Tariff)によって、住宅等の施設に設置された太陽光パネルにおいて発電された電力は、一般的に小売電気事業者または送配電事業者に売電されている。FITの終了により電力の買取価格が低下するので、電力の自家消費が増加すると予想される。また、FIT終了後の余剰電力の対応オプションとして、(1)FIT切れ余剰電力として小売電気事業者に売電、(2)電気自動車、蓄電池、ヒートポンプ給湯機により昼間余剰電力を自家消費、(3)需要家間電力取引で売電が考えられている。需要家間電力取引では、売電側の施設と買電側の施設とにおいて直接取引がなされるので、スムーズな取引が求められる。
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、需要家間電力取引を円滑に実行する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本開示のある態様の制御システムは、需要家における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得する第1取得部と、第1取得部において取得した予測買電量をもとに、他の需要家から買電するための買電入札量を決定する第1決定部と、需要家が買電するための買電条件を取得する第2取得部と、第2取得部において取得した買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格以下の買電入札価格を決定する第2決定部と、第1決定部において決定した買電入札量と、第2決定部において決定した買電入札価格とが含まれた入札情報を出力する出力部と、を備える。
本開示の別の態様もまた、制御システムである。この制御システムは、需要家における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得する第1取得部と、第1取得部において取得した予測売電量をもとに、他の需要家へ売電するための売電入札量を決定する第1決定部と、需要家が売電するための売電条件を取得する第2取得部と、第2取得部において取得した売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格以上の売電入札価格を決定する第2決定部と、第1決定部において決定した売電入札量と、第2決定部において決定した売電入札価格とが含まれた入札情報を出力する出力部と、を備える。
本開示のさらに別の態様は、制御方法である。この方法は、制御システムにおいて実行される制御方法であって、需要家における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得するステップと、取得した予測買電量をもとに、他の需要家から買電するための買電入札量を決定するステップと、需要家が買電するための買電条件を取得するステップと、取得した買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格以下の買電入札価格を決定するステップと、決定した買電入札量と、決定した買電入札価格とが含まれた入札情報を出力するステップと、を備える。
本開示のさらに別の態様もまた、制御方法である。この方法は、制御システムにおいて実行される制御方法であって、需要家における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得するステップと、取得した予測売電量をもとに、他の需要家へ売電するための売電入札量を決定するステップと、需要家が売電するための売電条件を取得するステップと、取得した売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格以上の売電入札価格を決定するステップと、決定した売電入札量と、決定した売電入札価格とが含まれた入札情報を出力するステップと、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
本開示によれば、需要家間電力取引を円滑に実行できる。
実施例に係る電力取引システムの構成を示す図である。 図1の制御装置の構成を示す図である。 図2の第1取得部に保持されるテーブルのデータ構造を示す図である。 図4(a)-(c)は、図2の出力部から送信される入札情報のフォーマットを示す図である。 図1のサーバの構成を示す図である。 図1の電力取引システムによる取引手順を示すシーケンス図である。
本開示の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。実施例は、需要家間における電力の需要家間取引を実行する電力取引システムに関する。需要家は、例えば、住宅、事務所、店舗、工場、公園などを含み、電力系統から電力を順潮流することによって、電力を買電可能な施設である。また、需要家のうちの少なくとも一部は、発電家(プロシューマ)にもなりうる。発電家は、再生可能エネルギーあるいは燃料電池を用いて発電した電力を電力系統に逆潮流することによって、電力を売電可能な施設である。以下では、再生可能エネルギーあるいは燃料電池の代表として太陽電池を使用して説明するが、太陽電池に限定されない。
発電家において発電される電力は、太陽電池による発電の変動の影響を受けて変動するとともに、需要家において消費される電力は、需要家内の負荷機器の稼働状況の影響を受けて変動する。これらの電力の変動が大きくなると、電力系統における変動も大きくなり、電力系統が不安定になるおそれが生じる。そのため、電力の需要家間取引を成立させるために、発電家において発電されうる売電量と、需要家において消費されうる買電量とは必要なパラメータとなる。
また、電力の需要家間取引を成立させる際に、発電家が売電する際の条件(以下、「売電条件」という)と、需要家が買電する際の条件(以下、「買電条件」という)が合っていることが重要になる。このような売電条件と買電条件は、例えば、価格、エネルギー種別、相手、相手までの距離である。エネルギー種別は、電力がどのように生成されているかを識別するための情報であり、例えば、太陽光、ガスである。相手は、電力取引の相手を特定するための情報である。相手までの距離は、電力取引の相手までの距離を示す情報であり、これは、例えば、電力取引する需要家と発電家との距離に応じて電力系統の使用量が課せられる場合に使用される。これらの情報も、電力の需要家間取引を成立させるために必要なパラメータとなる。
本実施例における発電家は、前述のパラメータを複数含んだ入札情報を生成し、電力の需要家間取引を実行する事業者(以下、「需要家間電力取引事業者」という)のサーバに入札情報を送信する。また、需要家は、前述のパラメータを複数含んだ入札情報を生成し、入札情報を需要家間電力取引事業者のサーバに送信する。サーバは、発電家からの入札情報に含まれた複数のパラメータと、需要家からの入札情報に含まれた複数のパラメータとをもとにマッチングを実行する。サーバは、マッチングの結果を落札結果として発電家と需要家に送信する。
図1は、電力取引システム1000の構成を示す。電力取引システム1000は、電力系統10、需要家20と総称される第1需要家20a、第2需要家20b、第3需要家20c、第4需要家20d、サーバ30を含む。需要家20の数は「4」に限定されない。第1需要家20aは、制御装置100、電力メータ200、分電盤300、負荷400と総称される第1負荷400a、第2負荷400bを含み、第2需要家20bは、第1需要家20aの構成に加えてPV(Photovoltaics)500、SB(Storage Battery)600を含む。第3需要家20cの構成は第2需要家20bの構成と同一であり、第4需要家20dの構成は第1需要家20aの構成と同一である。これらにおいて負荷400の数は「2」に限定されない。
第1需要家20aと第4需要家20dは、需要家間電力取引において電力を買電可能な施設であり、前述の需要家に相当する。一方、第2需要家20bと第3需要家20cは、需要家間電力取引において電力を買電可能な施設であり、かつ需要家間電力取引において電力を買電可能な施設でもある。以下では、前述の需要家を「買電側の需要家20」と呼び、前述の発電家を「売電側の需要家20」と呼ぶ。そのため、第2需要家20bと第3需要家20cは、所定のタイミングにおいて買電側の需要家20になり、別のタイミングにおいて売電側の需要家20になる。ここでは、説明を明瞭にするために、第2需要家20bと第3需要家20cは売電側の需要家20であるとする。
買電側の需要家20である第1需要家20a、第4需要家20dは、例えば、一戸建ての住宅、マンションなどの集合住宅、コンビニエンスストアまたはスーパーマーケットなどの店舗、ビルなどの商用施設、工場である。買電側の需要家20は、電力系統10に接続され、電力会社等からの電力の供給を受ける。売電側の需要家20である第2需要家20b、第3需要家20cも、例えば、一戸建ての住宅、マンションなどの集合住宅、コンビニエンスストアまたはスーパーマーケットなどの店舗、ビルなどの商用施設、工場である。売電側の需要家20には、例えば、太陽電池システム、燃料電池システム等の再生可能エネルギー発電装置が設置される。また、売電側の需要家20は、電力系統10に接続され、電力会社等に電力を提供する。
電力系統10は、電力会社によって提供される。電力会社は、送配電事業者と小売電気事業者を含む。送配電事業者は、供給区域内で送電線、変電所などを維持および運用し、他者から受け取った電気を他者に送り届ける。例えば、送配電事業者は、売電側の需要家20において発電された電力を受け取る。小売電気事業者は、一般の需要に応じ電気を供給する。例えば、小売電気事業者は、買電側の需要家20に電力を供給する。小売電気事業者は、売電側の需要家20において発電された電力を受け取ってもよい。送配電事業者と小売電気事業者は、同一の電力会社に含まれてもよいが、別の事業者であってもよい。
サーバ30は、需要家間電力取引事業者により管理され、需要家間電力取引市場において、売電側の需要家20と買電側の需要家20との間での電力の売買を仲介する。サーバ30は、売電側の需要家20および買電側の需要家20と接続され、それらとの間で通信を実行する。サーバ30は、所定の間隔、例えば、30分間を1つのスロットとして規定しており、各スロットに対する入札情報を売電側の需要家20および買電側の需要家20から受信する。サーバ30は、売電側の需要家20および買電側の需要家20からの入札情報をマッチングさせることによって、所定のスロットにおいて売電させる売電側の需要家20と買電させる買電側の需要家20とを決定する。サーバ30は、決定した情報が含まれた落札情報を売電側の需要家20および買電側の需要家20に送信する。受信した落札情報にしたがって、売電側の需要家20は所定のスロットにおいて買電側の需要家20に電力を提供し、買電側の需要家20は所定のスロットにおいて売電側の需要家20から電力の供給を受ける。買電側の需要家20は、一部または全量落札できなかった場合には、小売電気事業者から、落札できなかった一部または全量を買電する。一方、売電側の需要家20も、一部または全量落札できなかった場合には、小売電気事業者に対し、落札できなかった一部または全量を売電する。
以下では、このような電力取引システム1000を、(1)買電側の需要家20の構成、(2)売電側の需要家20の構成、(3)入札処理、(4)落札処理、(5)電力制御処理の順に説明する。
(1)買電側の需要家20の構成
電力メータ200は、電力系統10に接続されたデジタル式の電力量計であり、例えばスマートメータである。電力メータ200は、電力系統10から入ってくる順潮流の電力量、あるいは電力系統10へ出て行く逆潮流の電力量とを計測可能である。前者が買電電力量あるいは順潮流電力量に相当し、後者が売電電力量あるいは逆潮流電力量に相当する。また、電力メータ200は、順潮流の電力あるいは逆潮流の電力を計測可能である。電力メータ200は、通信機能を有し、制御装置100と通信可能であり、計測結果を制御装置100に送信する。計測結果には、電力量と電力の少なくとも1つが含まれる。電力メータ200は、分電盤300に内蔵されてもよい。
分電盤300は、電力メータ200に接続され、電力メータ200を介して電力系統10に接続される。また、分電盤300は、負荷400を接続し、負荷400に電力を供給する。負荷400は分電盤300経由で供給される電力を消費する機器である。負荷400は、空調機器(エアコン)、テレビジョン受信装置(テレビ)、照明装置、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯機等の機器を含む。負荷400は、通信機能を有し、制御装置100と通信可能である。そのため、負荷400は、制御装置100による制御が可能な負荷であるといえる。
制御装置100は、サーバ30と通信可能であり、サーバ30との間で入札処理および落札処理を実行する。制御装置100における入札処理および落札処理については後述する。また、制御装置100は、電力管理システムの処理を実行可能であってもよく、例えば、HEMS(Home Energy Management System)コントローラとしての機能を有する。制御装置100は、売電側の需要家20内の電力メータ200、負荷400と通信可能である。例えば、制御装置100は、HAN(Home Area Network)により負荷400と通信し、また電力メータ200と通信する。制御装置100は、分電盤300と通信可能であってもよい。
(2)売電側の需要家20の構成
制御装置100、電力メータ200、分電盤300、負荷400は、買電側の需要家20での説明と同様であるので、ここでは説明を省略する。PV500は、太陽電池であり、再生可能エネルギー発電装置である。PV500は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する。太陽電池として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型(有機太陽電池)等が使用される。再生可能エネルギーである太陽光の強さは天候、高度等とともに変動するので、PV500において発電される電力も変動する。
PV500は、DC(Direct Current)-DCコンバータを有し、発電した直流電力を、所望の電圧値の直流電力に変換する。DC-DCコンバータは、例えば、昇圧チョッパで構成され、PV500の出力電力が最大になるようMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御される。また、PV500は、DC-AC(Alternating Current)インバータを有し、直流電力を交流電力に変換し、交流電力を分電盤300に出力する。DC-DCコンバータ、DC-ACインバータは、PV500の外部に設けられてもよい。
SB600は、電力を充放電可能な蓄電池であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を含む。SB600は、DC-DCコンバータを有するとともに、双方向DC/ACインバータを有する。双方向DC/ACインバータは、分電盤300からの交流電力を直流電力に変換し、DC-DCコンバータを介してSB600に出力する。また、双方向DC/ACインバータは、DC-DCコンバータを介してSB600からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤300に出力する。つまり、双方向DC/ACインバータによってSB600は充放電される。また、SB600は、通信機能を有し、制御装置100と通信可能である。DC-DCコンバータ、双方向DC/ACインバータは、SB600の外部に設けられてもよい。
(3)入札処理
前述のごとく、例えば、30分間を単位とするスロットが規定されており、スロット毎に電力の売買が売電側の需要家20と買電側の需要家20との間でなされる。入札処理は、電力の売買の前に売電側の需要家20および買電側の需要家20においてなされる処理であり、かつ所定のスロットにおける電力の売買の意志を示すための処理である。その際、売電側の需要家20における売電の条件が示された入札情報が売電側の需要家20からサーバ30に送信されるとともに、買電側の需要家20における買電の条件が示された入札情報が買電側の需要家20からサーバ30に送信される。
図2は、制御装置100の構成を示す。制御装置100は、第1取得部110、第1決定部112、第2取得部114、第2決定部116、通信部118、制御部120を含み、通信部118は、出力部140、入力部142を含む。売電側の需要家20および買電側の需要家20において制御装置100は共通の構成を有するが、売電側の需要家20あるいは買電側の需要家20において制御装置100の動作が異なる。ここでは、買電側の需要家20における制御装置100の動作を説明してから、売電側の需要家20における制御装置100の動作を説明する。
買電側の需要家20における制御装置100の第1取得部110は、需要家20における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得する。予測買電量を取得するために、第1取得部110は、図1の電力メータ200から計測結果を受信する。また、第1取得部110は、受信した計測結果をもとに、一定期間毎の買電電力量の平均値を計算する。第1取得部110は、計算した買電電力量の平均値をテーブルに記憶する。図3は、第1取得部110に保持されるテーブルのデータ構造を示す。横軸は、「1」月から「12」月までの月を示し、縦軸は、「0:00~0:30」時、「0:30~1:00」時等の一定期間を示す。一定期間は、1つのスロットの期間と同一の30分間とされるが、これに限定されない。第1取得部110は、日時の計測機能を有し、該当する月および一定期間における買電電力量の平均値を計算すると、平均値によりテーブルを更新する。図2に戻る。また、第1取得部110は、該当する月および一定期間における買電電力量の平均値を買電量の予測値としてテーブルから抽出する。第1取得部110は、該当する月および一定期間における買電電力量の平均値を抽出し、これに予め定めた定数を乗算することによって、買電量の予測値を導出してもよい。予測買電量の取得方法についてはこれに限定されるものではなく、時系列予測や機械学習等を用いてもよい。
第1決定部112は、第1取得部110において取得した予測買電量をもとに、売電側の需要家20から買電するための買電入札量を決定する。第1決定部112は、予測買電量に対するしきい値を予め定めており、予測買電量がしきい値以下であれば、予測買電量を買電入札量とする。一方、第1決定部112は、予測買電量がしきい値よりも大きければ、しきい値を買電入札量とする。第1決定部112は、予め定めた定数を予測買電量に乗算することによって買電入札量を導出してもよい。第1決定部112は、買電入札量を出力部140に出力する。
第2取得部114は、制御装置100の外部に設けられた操作装置(図示せず)に接続される。操作装置はユーザが操作可能な装置であり、操作装置におけるユーザの操作によって、第2取得部114は、買電側の需要家20が買電するための買電条件を操作装置から取得する。買電条件は、例えば、買電可能な最高価格を含む。これは、最高価格以下の価格であれば買電可能であることを示す。買電条件は、例えば、電力生成元のエネルギー種別を指定する情報を含んでもよい。これは、太陽光によって発電された電力、ガスによって発電された電力等を示す。買電条件は、買電先の需要家20を指定する情報を含んでもよい。これは、買電先の需要家20を識別するための識別情報(以下、「需要家ID」という)を示す。複数の需要家IDが示されてもよい。買電条件は、買電先の需要家20までの距離に関する情報を含んでもよい。これは、制御装置100が設置された需要家20の位置情報と、距離との組合せを示す。
以上のような複数種類の情報が組み合わされることによって、買電条件が形成されてもよい。その際、複数種類のモードが規定され、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報が買電条件に含まれてもよい。複数のモードのうちの1つは、経済性重視モードである。経済性重視モードは、最高価格以下の価格であり、かつ最も低い価格を優先するモードである。また、複数のモードのうちの1つは、環境性重視モードである。環境性重視モードは、太陽光によって発電された電力、純水素燃料電池によって発電された電力を優先するモードである。モードはこれらに限定されない。
第2決定部116は、第2取得部114において取得した買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格(以下、「小売電気事業者買電価格」という)以下の買電入札価格を決定する。例えば、第2決定部116は、買電条件に含まれた買電可能な最高価格が小売電気事業者買電価格以下であれば、最高価格を買電入札価格とし、買電条件に含まれた買電可能な最高価格が小売電気事業者買電価格より高ければ、小売電気事業者買電価格を買電入札価格とする。買電入札価格は、第2取得部114において指定されたモードをもとに調節されてもよい。例えば、第2決定部116は、経済性重視モードであれば、最高価格よりも一定値だけ低い価格を買電入札価格としてもよい。第2決定部116は、買電入札価格、買電条件を出力部140に出力する。
出力部140は、第1決定部112から買電入札量を受けつけるとともに、第2決定部116から買電入札価格を受けつける。また、出力部140は、第2決定部116から買電条件を受けつける。出力部140は、買電入札量と買電入札価格とが含まれた入札情報を生成する。その際、出力部140は、制御装置100が設置された需要家20に付与された需要家IDを入札情報に含める。さらに、エネルギー種別を指定する情報が買電条件に含まれる場合、出力部140は、エネルギー種別を指定する情報を入札情報に含めてもよい。買電先の需要家20を指定する情報が買電条件に含まれる場合、出力部140は、買電先の需要家20を指定する情報を入札情報に含めてもよい。買電先の需要家20までの距離に関する情報が買電条件に含まれる場合、出力部140は、買電先の需要家20までの距離に関する情報を入札情報に含めてもよい。出力部140は、図1のサーバ30に入札情報を送信する。
図4(a)-(c)は、出力部140から送信される入札情報のフォーマットを示す。図4(a)に示す入札情報には、需要家ID、買電入札量、買電入札価格が含まれる。図4(b)に示す入札情報には、需要家ID、買電入札量、買電入札価格、エネルギー種別、買電先、距離、モードが含まれる。図4(c)については後述し、図2に戻る。図1のサーバ30は、買電側の需要家20に設置された制御装置100からの入札情報を受信する。
売電側の需要家20における制御装置100の第1取得部110は、需要家20における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得する。予測売電量を取得するために、第1取得部110は、図1の電力メータ200から計測結果を受信する。また、第1取得部110は、受信した計測結果をもとに、一定期間毎の売電電力量の平均値を計算する。第1取得部110は、計算した売電電力量の平均値をテーブルに記憶する。テーブルは図3のように示され、テーブルはこれまでと同様に更新されるので、ここでは説明を省略する。また、第1取得部110は、該当する月および一定期間における売電電力量の平均値を売電量の予測値としてテーブルから抽出する。これまでと同様に、第1取得部110は、該当する月および一定期間における売電電力量の平均値を抽出し、これに予め定めた定数を乗算することによって、売電量の予測値を導出してもよい。予測売電量の取得方法についてはこれに限定されるものではなく、時系列予測や機械学習等を用いてもよい。
第1決定部112は、第1取得部110において取得した予測売電量をもとに、買電側の需要家20へ売電するための売電入札量を決定する。第1決定部112は、予測売電量に対するしきい値を予め定めており、予測売電量がしきい値以下であれば、予測売電量を売電入札量とする。一方、第1決定部112は、予測売電量がしきい値よりも大きければ、しきい値を売電入札量とする。第1決定部112は、予め定めた定数を予測売電量に乗算することによって売電入札量を導出してもよい。第1決定部112は、売電入札量を出力部140に出力する。
第2取得部114は、制御装置100の外部に設けられた操作装置(図示せず)に接続される。操作装置におけるユーザの操作によって、第2取得部114は、売電側の需要家20が売電するための売電条件を操作装置から取得する。売電条件は、例えば、売電可能な最低価格を含む。これは、最低価格以上の価格であれば売電可能であることを示す。売電条件は、例えば、売電するエネルギー種別を指定する情報を含んでもよい。これは、太陽光によって発電された電力、ガスによって発電された電力等を示す。売電条件は、売電先の需要家20を指定する情報を含んでもよい。これは、売電先の需要家20を識別するための識別情報(以下、これもまた「需要家ID」という)を示す。複数の需要家IDが示されてもよい。売電条件は、売電先の需要家20までの距離に関する情報を含んでもよい。これは、制御装置100が設置された需要家20の位置情報と、距離との組合せを示す。
以上のような複数種類の情報が組み合わされることによって、売電条件が形成されてもよい。その際、複数種類のモードが規定され、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報が売電条件に含まれてもよい。複数のモードのうちの1つは、経済性重視モードである。経済性重視モードは、最低価格以上の価格であり、かつ最も高い価格を優先するモードである。また、複数のモードのうちの1つは、環境性重視モードである。環境性重視モードは、太陽光によって発電された電力、燃料電池によって発電された電力を優先するモードである。モードはこれらに限定されない。
第2決定部116は、第2取得部114において取得した売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格(以下、「小売電気事業者売電価格」という)以上の売電入札価格を決定する。例えば、第2決定部116は、売電条件に含まれた売電可能な最低価格が小売電気事業者売電価格以上であれば、最低価格を売電入札価格とし、売電条件に含まれた売電可能な最低価格が小売電気事業者売電価格より低ければ、小売電気事業者売電価格を売電入札価格とする。売電入札価格は、第2取得部114において指定されたモードをもとに調節されてもよい。例えば、第2決定部116は、経済性重視モードであれば、最低価格よりも一定値だけ高い価格を売電入札価格としてもよい。第2決定部116は、売電入札価格、売電条件を出力部140に出力する。
出力部140は、第1決定部112から売電入札量を受けつけるとともに、第2決定部116から売電入札価格を受けつける。また、出力部140は、第2決定部116から売電条件を受けつける。出力部140は、売電入札量と売電入札価格とが含まれた入札情報を生成する。その際、出力部140は、制御装置100が設置された需要家20に付与された需要家IDを入札情報に含める。さらに、エネルギー種別を指定する情報が売電条件に含まれる場合、出力部140は、エネルギー種別を指定する情報を入札情報に含めてもよい。売電先の需要家20を指定する情報が売電条件に含まれる場合、出力部140は、売電先の需要家20を指定する情報を入札情報に含めてもよい。売電先の需要家20までの距離に関する情報が売電条件に含まれる場合、出力部140は、売電先の需要家20までの距離に関する情報を入札情報に含めてもよい。出力部140は、図1のサーバ30に入札情報を送信する。図4(c)に示す入札情報には、需要家ID、売電入札量、売電入札価格が含まれる。入札情報が、図4(b)と同様であってもよい。図2に戻る。図1のサーバ30は、売電側の需要家20に設置された制御装置100からの入札情報を受信する。
(4)落札処理
落札処理は、買電側の需要家20および売電側の需要家20からの入札情報を受信したサーバ30においてなされる処理であり、かつ電力を売買させるべき買電側の需要家20と売電側の需要家20とをマッチングさせる処理である。マッチングの結果は落札処理としてサーバ30から買電側の需要家20および売電側の需要家20に送信される。
図5は、サーバ30の構成を示す。サーバ30は、通信部310、処理部312、記憶部314を含む。通信部310は、ネットワークを介して売電側の需要家20の制御装置100および買電側の需要家20の制御装置100と通信する。通信部310は、売電側の需要家20の制御装置100および買電側の需要家20の制御装置100から入札情報を受信する。通信部310は、入札情報を処理部312に出力する。処理部312は、1つのスロットに対する入札情報をまとめて記憶部314に記憶させる。
記憶部314は、処理部312による制御にしたがって、1つのスロットに対する入札情報が含まれたデータベースを記憶する。例えば、各買電側の需要家20について、需要家ID、買電入札量、買電入札価格等の組合せが記憶されるとともに、各売電側の需要家20について、需要家ID、売電入札量、売電入札価格等の組合せが記憶される。
処理部312は、記憶部314に記憶したデータベースをもとに、1つのスロットに対して買電側の需要家20と売電側の需要家20とのマッチング処理を実行する。処理部312は、例えば、買電側の需要家20からの入札情報と、売電側の需要家20からの入札情報とが合っている場合に、買電側の需要家20と売電側の需要家20とのマッチングが完了したと判定する。買電入札価格と売電入札価格とが一致している場合、処理部312は、買電入札価格あるいは売電入札価格を入札価格に決定する。一方、買電入札価格と売電入札価格とが一致していなくても、買電入札価格が売電入札価格よりも高い場合、処理部312は、マッチングが完了したと判定する。その際、処理部312は、買電入札価格と売電入札価格との間の価格、例えば中間の価格を入札価格に決定する。
また、買電入札量と売電入札量とが一致せず、かつ買電入札量が売電入札量よりも大きい場合、処理部312は、1つの買電側の需要家20に対して、複数の売電側の需要家20をマッチングさせてもよい。一方、売電入札量が買電入札量よりも大きい場合、処理部312は、1つの売電側の需要家20に対して、複数の買電側の需要家20をマッチングさせてもよい。さらに、1つの買電側の需要家20に対して複数の売電側の需要家20をマッチング可能である場合、処理部312は、買電側の需要家20からの入札情報において示されたモードに応じて、売電側の需要家20を選択してもよい。例えば、経済性重視モードが設定されている場合、処理部312は、売電入札価格が最も低い売電側の需要家20を選択する。1つの売電側の需要家20に対して複数の買電側の需要家20をマッチング可能である場合も同様である。マッチング方法は上記に限定されるものではない。
処理部312は、マッチングの結果が示された落札情報を生成する。落札情報には、売買が成立したか否かの情報が含まれるとともに、売買が成立した場合に入札価格、入札量の情報が含まれる。また、売買の相手方の需要家IDが含まれてもよい。通信部310は、処理部312において生成された落札情報をネットワークを経由して買電側の需要家20の制御装置100および売電側の需要家20の制御装置100に送信する。
(5)電力制御処理
電力制御処理は、買電側の需要家20と売電側の需要家20とにおいて売買が成立した場合に、落札した買電側の需要家20が電力を順潮流させる制御と、落札した売電側の需要家20が電力を安定的に逆潮流させる制御とを含む。
図2の制御装置100(買電側の需要家20)における入力部142は、サーバ30から落札情報を受信する。入力部142は、落札情報を制御部120に出力する。制御部120は、落札情報において売買の成立が示される場合に、対象となるスロットにおいて、買電先の需要家20からの買電を実行する。買電先の需要家20からの買電を実行するとは、電力を電力系統10から順潮流しながら、電力の使用量を買電先の需要家20に支払うことを意味する。電力の使用量を買電先の需要家20に支払うための構成には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。
その際、制御部120は、図1の電力メータ200から計測結果を受信し、計測結果である買電電力量が、落札情報に含まれる入札量に近くなるように、図1の負荷400の動作を制御する。負荷400が空調装置である場合、制御部120は、買電電力量を減少させるために風量を減少させたり、買電電力量を増加させるために風量を増加させたりする。一方、制御部120は、落札情報において売買の成立が示されていない場合に、小売電気事業者からの買電を実行する。
制御装置100(売電側の需要家20)における入力部142は、サーバ30から落札情報を受信する。入力部142は、落札情報を制御部120に出力する。制御部120は、落札情報において売買の成立が示される場合に、対象となるスロットにおいて、売電先の需要家20への売電を実行する。売電先の需要家20への売電を実行するとは、電力を電力系統10に逆潮流しながら、電力の使用量を売電先の需要家20から受けつけることを意味する。電力の使用量を売電先の需要家20から受けつけるための構成には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。
その際、制御部120は、図1の電力メータ200から計測結果を受信し、計測結果である売電電力量が、落札情報に含まれる入札量に近くなるように、図1のSB600の動作を制御する。制御部120は、売電電力量を減少させるためにSB600からの放電量を減少させたり、売電電力量を増加させるためにSB600からの放電量を増加させたりする。一方、制御部120は、落札情報において売買の成立が示されていない場合に、小売電気事業者への売電を実行する。
本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路(IC)、またはLSI(Large Scale Integration)を含む1つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なROM、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。
以上の構成による電力取引システム1000の動作を説明する。図6は、電力取引システム1000による取引手順を示すシーケンス図である。第1需要家20aは、入札情報を生成し(S10)、入札情報をサーバ30に送信する(S12)。サーバ30は、入札情報を受信する(S14)。第2需要家20bは、入札情報を生成し(S16)、入札情報をサーバ30に送信する(S18)。サーバ30は、入札情報を受信する(S20)。サーバ30は、マッチング処理を実行し(S22)、落札情報を生成する(S24)。サーバ30は、第1需要家20aに落札情報を送信し(S26)、第2需要家20bに落札情報を送信する(S28)。第1需要家20aは落札情報を受信し(S30)、第2需要家20bは落札情報を受信する(S32)。
本実施例によれば、予測買電量をもとに決定した買電入札量と、買電条件をもとに決定した買電入札価格とを含む入札情報を出力するので、電力の需要家間取引を円滑に実行できる。また、買電条件は買電可能な最高価格を含むので、価格に対する条件を規定できる。また、買電条件は、電力生成元のエネルギー種別を指定する情報を含むので、エネルギー種別に対する条件を規定できる。また、買電条件は、買電先を指定する情報を含むので、買電先に対する条件を規定できる。また、買電条件は、買電先までの距離に関する情報を含むので、距離に対する条件を規定できる。また、買電条件は、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報を含むので、優先すべきモードを指定できる。また、売買が成立した場合に、買電先からの買電を実行するので、電力の需要家間取引を実行できる。また、売買が成立しなかった場合に、小売電気事業者からの買電を実行するので、電力の供給を受けることができる。
また予測売電量をもとに決定した売電入札量と、売電条件をもとに決定した売電入札価格とを含む入札情報を出力するので、電力の需要家間取引を円滑に実行できる。また、売電条件は売電可能な最低価格を含むので、価格に対する条件を規定できる。また、売電条件は、売電するエネルギー種別を指定する情報を含むので、エネルギー種別に対する条件を規定できる。また、売電条件は、売電先を指定する情報を含むので、売電先に対する条件を規定できる。また、売電条件は、売電先までの距離に関する情報を含むので、距離に対する条件を規定できる。また、売電条件は、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報を含むので、優先すべきモードを指定できる。また、売買が成立した場合に、売電先への売電を実行するので、電力の需要家間取引を実行できる。また、売買が成立しなかった場合に、小売電気事業者への売電を実行するので、電力の供給を実行できる。
本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の制御システムは、需要家(20)における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得する第1取得部(110)と、第1取得部(110)において取得した予測買電量をもとに、他の需要家(20)から買電するための買電入札量を決定する第1決定部(112)と、需要家(20)が買電するための買電条件を取得する第2取得部(114)と、第2取得部(114)において取得した買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格以下の買電入札価格を決定する第2決定部(116)と、第1決定部(112)において決定した買電入札量と、第2決定部(116)において決定した買電入札価格とが含まれた入札情報を出力する出力部(140)と、を備える。
第2取得部(114)において取得される買電条件は、買電可能な最高価格を含む。
第2取得部(114)において取得される買電条件は、電力生成元のエネルギー種別を指定する情報を含んでもよい。出力部(140)から出力される入札情報は、エネルギー種別を指定する情報も含む。
第2取得部(114)において取得される買電条件は、買電先を指定する情報を含んでもよい。出力部(140)から出力される入札情報は、買電先を指定する情報も含む。
第2取得部(114)において取得される買電条件は、買電先までの距離に関する情報を含んでもよい。出力部(140)から出力される入札情報は、買電先までの距離に関する情報も含む。
第2取得部(114)において取得される買電条件は、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報を含んでもよい。第2決定部(116)は、第2取得部(114)において指定されたモードをもとに、買電入札価格を決定する。
出力部(140)は、1日のうちの電力需要が相対的に低い時間帯に入札情報の出力をシフトする。
出力部(140)からの入札情報の出力の結果、売買が成立した場合に、買電先からの買電を実行する制御部(120)をさらに備える。
出力部(140)からの入札情報の出力の結果、売買が成立しなかった場合に、小売電気事業者からの買電を実行する制御部(120)をさらに備える。
本開示の別の態様もまた、制御システムである。この制御システムは、需要家(20)における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得する第1取得部(110)と、第1取得部(110)において取得した予測売電量をもとに、他の需要家(20)へ売電するための売電入札量を決定する第1決定部(112)と、需要家(20)が売電するための売電条件を取得する第2取得部(114)と、第2取得部(114)において取得した売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格以上の売電入札価格を決定する第2決定部(116)と、第1決定部(112)において決定した売電入札量と、第2決定部(116)において決定した売電入札価格とが含まれた入札情報を出力する出力部(140)と、を備える。
第2取得部(114)において取得される売電条件は、売電可能な最低価格を含む。
第2取得部(114)において取得される売電条件は、売電するエネルギー種別を指定する情報を含んでもよい。出力部(140)から出力される入札情報は、エネルギー種別を指定する情報も含む。
第2取得部(114)において取得される売電条件は、売電先を指定する情報を含んでもよい。出力部(140)から出力される入札情報は、売電先を指定する情報も含む。
第2取得部(114)において取得される売電条件は、売電先までの距離に関する情報を含んでもよい。出力部(140)から出力される入札情報は、売電先までの距離に関する情報も含む。
第2取得部(114)において取得される売電条件は、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報を含んでもよい。第2決定部(116)は、第2取得部(114)において指定されたモードをもとに、売電入札価格を決定する。
出力部(140)は、1日のうちの電力需要が相対的に高い時間帯に入札情報の出力をシフトする。
出力部(140)からの入札情報の出力の結果、売買が成立した場合に、売電先への売電を実行する制御部(120)をさらに備える。
出力部(140)からの入札情報の出力の結果、売買が成立しなかった場合に、小売電気事業者への売電を実行する制御部(120)をさらに備える。
本開示のさらに別の態様は、制御方法である。この方法は、需要家(20)における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得するステップと、取得した予測買電量をもとに、他の需要家(20)から買電するための買電入札量を決定するステップと、需要家(20)が買電するための買電条件を取得するステップと、取得した買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格以下の買電入札価格を決定するステップと、決定した買電入札量と、決定した買電入札価格とが含まれた入札情報を出力するステップと、を備える。
本開示のさらに別の態様もまた、制御方法である。この方法は、需要家(20)における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得するステップと、取得した予測売電量をもとに、他の需要家(20)へ売電するための売電入札量を決定するステップと、需要家(20)が売電するための売電条件を取得するステップと、取得した売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格以上の売電入札価格を決定するステップと、決定した売電入札量と、決定した売電入札価格とが含まれた入札情報を出力するステップと、を備える。
以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本実施例において、制御装置100が入札情報を生成している。しかしながらこれに限らず例えば、サーバ30が入札情報を生成してもよく、制御装置100とサーバ30との組合せが入札情報を生成してもよい。そのため、入札情報を生成する構成は制御システムとされてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
本実施例において、第1取得部110は、買電量の予測値あるいは売電量の予測値を導出する。しかしながらこれに限らず例えば、買電量の予測値あるいは売電量の予測値は、制御装置100の外部の装置で導出されてもよく、第1取得部110は、買電量の予測値あるいは売電量の予測値を外部の装置から取得してもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
本実施例において、第1取得部110は、過去の買電電力量をもとに買電量の予測値を取得し、過去の売電電力量をもとに売電量の予測値を取得している。しかしながらこれに限らず例えば、第1取得部110は、天気予報のような電力量以外の情報を反映して、買電量の予測値あるいは売電量の予測値を調節してもよい。例えば、天気予報が晴れである場合、第1取得部110は、過去の買電電力量をもとに導出した買電量の予測値を増加させる。売電量の予測値についても同様である。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
本変形例において、買電側の需要家20の制御装置100における出力部140は、1日のうちの電力需要が相対的に低い時間帯に入札情報の出力をシフトしてもよい。その際、買電側の需要家20では、SB(図示せず)あるいは自然冷媒ヒートポンプ給湯機(図示せず)により消費電力の時間帯がシフトされる。本変形例によれば、電力需要が相対的に低い時間帯に入札情報を出力するので、入札価格を低くできる。
本変形例において、売電側の需要家20の制御装置100における出力部140は、1日のうちの電力需要が相対的に高い時間帯に入札情報の出力をシフトしてもよい。その際、売電側の需要家20では、SB600により余剰売電の時間帯がシフトされる。本変形例によれば、電力需要が相対的に高い時間帯に入札情報の出力をシフトするので、入札価格を高くできる。
本開示によれば、需要家間電力取引を円滑に実行できる。
10 電力系統、 20 需要家、 30 サーバ、 100 制御装置(制御システム)、 110 第1取得部、 112 第1決定部、 114 第2取得部、 116 第2決定部、 118 通信部、 120 制御部、 140 出力部、 142 入力部、 200 電力メータ、 300 分電盤、 310 通信部、 312 処理部、 314 記憶部、 400 負荷、 500 PV、 600 SB、 1000 電力取引システム。

Claims (20)

  1. 需要家における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得する第1取得部と、
    前記第1取得部において取得した前記予測買電量をもとに、他の需要家から買電するための買電入札量を決定する第1決定部と、
    前記需要家が買電するための買電条件を取得する第2取得部と、
    前記第2取得部において取得した前記買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格以下の買電入札価格を決定する第2決定部と、
    前記第1決定部において決定した前記買電入札量と、前記第2決定部において決定した前記買電入札価格とが含まれた入札情報を出力する出力部と、
    を備える制御システム。
  2. 前記第2取得部において取得される前記買電条件は、買電可能な最高価格を含む、請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記第2取得部において取得される前記買電条件は、電力生成元のエネルギー種別を指定する情報を含み、
    前記出力部から出力される前記入札情報は、前記エネルギー種別を指定する情報も含む、請求項1または2に記載の制御システム。
  4. 前記第2取得部において取得される前記買電条件は、買電先を指定する情報を含み、
    前記出力部から出力される前記入札情報は、前記買電先を指定する情報も含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。
  5. 前記第2取得部において取得される前記買電条件は、買電先までの距離に関する情報を含み、
    前記出力部から出力される前記入札情報は、前記買電先までの距離に関する情報も含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の制御システム。
  6. 前記第2取得部において取得される前記買電条件は、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報を含み、
    前記第2決定部は、前記第2取得部において指定されたモードをもとに、前記買電入札価格を決定する、請求項2から5のいずれか1項に記載の制御システム。
  7. 前記出力部は、1日のうちの電力需要が相対的に低い時間帯に前記入札情報の出力をシフトする、請求項1から6のいずれか1項に記載の制御システム。
  8. 前記出力部からの前記入札情報の出力の結果、売買が成立した場合に、買電先からの買電を実行する制御部をさらに備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御システム。
  9. 前記出力部からの前記入札情報の出力の結果、売買が成立しなかった場合に、前記小売電気事業者からの買電を実行する制御部をさらに備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御システム。
  10. 需要家における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得する第1取得部と、
    前記第1取得部において取得した前記予測売電量をもとに、他の需要家へ売電するための売電入札量を決定する第1決定部と、
    前記需要家が売電するための売電条件を取得する第2取得部と、
    前記第2取得部において取得した前記売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格以上の売電入札価格を決定する第2決定部と、
    前記第1決定部において決定した前記売電入札量と、前記第2決定部において決定した前記売電入札価格とが含まれた入札情報を出力する出力部と、
    を備える制御システム。
  11. 前記第2取得部において取得される前記売電条件は、売電可能な最低価格を含む、請求項10に記載の制御システム。
  12. 前記第2取得部において取得される前記売電条件は、売電するエネルギー種別を指定する情報を含み、
    前記出力部から出力される前記入札情報は、前記エネルギー種別を指定する情報も含む、請求項10または11に記載の制御システム。
  13. 前記第2取得部において取得される前記売電条件は、売電先を指定する情報を含み、
    前記出力部から出力される前記入札情報は、前記売電先を指定する情報も含む、請求項10から12のいずれか1項に記載の制御システム。
  14. 前記第2取得部において取得される前記売電条件は、売電先までの距離に関する情報を含み、
    前記出力部から出力される前記入札情報は、前記売電先までの距離に関する情報も含む、請求項10から13のいずれか1項に記載の制御システム。
  15. 前記第2取得部において取得される前記売電条件は、複数のモードのうちのいずれかを指定する情報を含み、
    前記第2決定部は、前記第2取得部において指定されたモードをもとに、前記売電入札価格を決定する、請求項11から14のいずれか1項に記載の制御システム。
  16. 前記出力部は、1日のうちの電力需要が相対的に高い時間帯に前記入札情報の出力をシフトする、請求項10から15のいずれか1項に記載の制御システム。
  17. 前記出力部からの前記入札情報の出力の結果、売買が成立した場合に、売電先への売電を実行する制御部をさらに備える、請求項10から16のいずれか1項に記載の制御システム。
  18. 前記出力部からの前記入札情報の出力の結果、売買が成立しなかった場合に、前記小売電気事業者への売電を実行する制御部をさらに備える、請求項10から16のいずれか1項に記載の制御システム。
  19. 制御システムにおいて実行される制御方法であって、
    需要家における所定期間の買電量の予測値である予測買電量を取得するステップと、
    取得した前記予測買電量をもとに、他の需要家から買電するための買電入札量を決定するステップと、
    前記需要家が買電するための買電条件を取得するステップと、
    取得した前記買電条件をもとに、小売電気事業者から買電する価格以下の買電入札価格を決定するステップと、
    決定した前記買電入札量と、決定した前記買電入札価格とが含まれた入札情報を出力するステップと、
    を備える制御方法。
  20. 制御システムにおいて実行される制御方法であって、
    需要家における所定期間の売電量の予測値である予測売電量を取得するステップと、
    取得した前記予測売電量をもとに、他の需要家へ売電するための売電入札量を決定するステップと、
    前記需要家が売電するための売電条件を取得するステップと、
    取得した前記売電条件をもとに、小売電気事業者へ売電する価格以上の売電入札価格を決定するステップと、
    決定した前記売電入札量と、決定した前記売電入札価格とが含まれた入札情報を出力するステップと、
    を備える制御方法。
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