WO2014050735A1

WO2014050735A1 - 情報処理装置、電力需要体、情報処理方法、及びプログラム

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Publication number: WO2014050735A1
Application number: PCT/JP2013/075459
Authority: WO
Inventors: 龍橋本; 仁之矢野; 寿人佐久間; 耕治工藤; 永典實吉; 悠真岩崎; 貴裕戸泉
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2014-04-03
Also published as: US9946286B2; JPWO2014050735A1; EP2903115A4; EP2903115A1; JP6350284B2; US20150220098A1

Abstract

　時刻範囲設定部（１１０）は、複数の電力需要体（２０）それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定する。必要動作時間設定部（１２０）は、複数の電力需要体（２０）それぞれについて、必要動作時間を設定する形状情報取得部（１３０）は、計画管理装置（４０）から、形状情報を取得する。形状情報は、対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示している。需要推移設定部（１４０）は、必要動作時間が得られ、かつ複数の電力需要体（２０）が動作することによって発生する需要電力量の推移が想定形状に沿うように、対象期間における需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める。

Description

情報処理装置、電力需要体、情報処理方法、及びプログラム

　本発明は、電力の需要スケジュールの設定を支援する情報処理装置、電力需要体、情報処理方法、及びプログラムに関する。

　電力を効率よく使用するためには、電力の需要と供給を一致させることが好ましい。一般的には、電力の需要予測に合わせて電力の供給量を定めている。

　これに対して特許文献１には、電力需要家の製造設備などに管理装置を設置し、この管理装置に電力使用量の目標値を送信することが記載されている。

　また特許文献２には、電気自動車のバッテリを分散型の電力資源と想定し、これら複数の電力資源を、予め定められたスケジュールに従って制御することが記載されている。

　一方、近年は、太陽電池発電や風力発電など、再生可能エネルギーを用いて発電を行うことが増えてきている。これらの発電方法は、発電量を制御することが難しい。この場合、一般的な方法では、電力の需給バランスを取ることは難しい。

　これに対して非特許文献１には、電気自動車を用いて太陽電池発電の出力変動を抑制することが記載されている。また非特許文献２には、以下の技術が記載されている。まず、事前に予測される余剰電力を加味した発電・需要計画に対して、電気自動車の充電時間帯と総充電電力目標を設定する。そして当日の運用では、複数の電気自動車に対して充電必要度の優先順位付けを行った上で、総充電電力目標を達成するために必要な台数の電気自動車を選択する。

特開２００９－１２４８８５号公報特表２０１０－５１２７２７号公報

二宮他、"電気自動車を用いた太陽光発電の出力変動抑制の一考察", 平成23年電気学会電力・エネルギー部門大会　講演論文集, 2011年8 月30-９月1日, 講演番号P40, pp. 83 - 84. H. Yano et al, ISGT, p156-162, 2012, "A Novel Charging-Time Control Method for Numerous EVs based on a Period Weighted Prescheduling for Power Supply and DemandBalancing"

　本発明者は、対象期間内における需要目標を任意に設定すると、需要目標を実現することが実質不可能となることがあると考えた。例えば、需要目標としてあまりに大きな値を設定した場合には、その期間に充電する電気自動車の台数が少なすぎて充電電力量を確保できなくなることがある。そのため、対象期間の開始時に需要目標を達成しようとすると、対象期間の後半では需要を維持することができなくなることがある。逆に需要目標を確実に達成するために目標値を低く設定した場合には、本来の目的である需給バランス安定化を行う能力が小さくなる。

　本発明の目的は、適切な需要スケジュールを設定することを支援する情報処理装置、電力需要体、情報処理方法、及びプログラムを提供することにある。

　本発明によれば、電力の需要を発生させる複数の電力需要体それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定する時刻範囲設定手段と、
　前記複数の電力需要体それぞれについて、動作をすべき時間の長さであり、前記動作開始可能時刻から前記動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有する必要動作時間を設定する必要動作時間設定手段と、
　対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報を取得する形状情報取得手段と、
　前記必要動作時間が得られ、かつ前記複数の電力需要体が動作することによって発生する需要電力量の推移が前記想定形状に沿うように、前記対象期間における前記需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める需要推移設定手段と、
を備える情報処理装置が提供される。

　本発明によれば、上記した情報処理装置から動作スケジュールを受信し、当該動作スケジュールに従って動作する電力需要体が提供される。

　本発明によれば、電力の需要を発生させる複数の電力需要体それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定し、
　前記複数の電力需要体それぞれについて、動作をすべき時間の長さであり、前記動作開始可能時刻から前記動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有する必要動作時間を設定し、
　コンピュータが、対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報を取得し、
　前記コンピュータが、前記必要動作時間が得られ、かつ前記複数の電力需要体が動作することによって発生する需要電力量の推移が前記想定形状に沿うように、前記対象期間における前記需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める情報処理方法が提供される。

　本発明によれば、コンピュータに、
　電力の需要を発生させる複数の電力需要体それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定する機能と、
　前記複数の電力需要体それぞれについて、動作をすべき時間の長さであり、前記動作開始可能時刻から前記動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有する必要動作時間を設定する機能と、
　対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報を取得する機能と、
　前記必要動作時間が得られ、かつ前記複数の電力需要体が動作することによって発生する需要電力量の推移が前記想定形状に沿うように、前記対象期間における前記需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める機能と、
を実現させるプログラムが提供される。

　本発明によれば、適切な需要スケジュールを設定することを支援することができる。

　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

第１の実施形態に係る情報処理装置の使用環境を説明するための図である。情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る情報処理装置の使用環境を説明するための図である。第２の実施形態に係る情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。第２の実施形態における情報処理装置の動作を示すフローチャートである。動作開始可能時刻、動作終了目標時刻、必要動作時間、及び対象期間の関係の一例を示す図である。最大需要電力量の算出処理（図５のステップＳ２０）を説明するための図である。最小需要電力量の算出処理（図５のステップＳ３０）を説明するための図である。図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第１例を説明するための図である。図９に示した処理の結果を示す図である。図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第２例を説明するための図である。図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第２例を説明するための図である。図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第２例を説明するための図である。図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第２例を説明するための図である。図１１～図１４に示した処理の結果を示す図である。図１２に示した処理の変形例を示す図である。第３の実施形態に係る情報処理装置の使用環境を示す図である。第３の実施形態に係る情報処理装置の動作を説明するための図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

　なお、以下に示す説明において、各装置の各構成要素は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。各装置の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る情報処理装置１０の使用環境を説明するための図である。情報処理装置１０は、通信網３０を介して、複数の電力需要体２０、及び計画管理装置４０と通信を行う。

　電力需要体２０は、電力の需要を発生させるものであり、例えば電気機器や充電器である。より具体的には、電力需要体２０は、電気自動車の充電ステーション、電気エネルギーを熱エネルギーに変えて蓄えるヒートポンプ、携帯通信端末、充電値を有するコンピュータ、電動アシスト自転車、及び充電値を有するロボットの少なくとも一つである。ヒートポンプは、屋内で空調として使用される場合も含まれる。

　計画管理装置４０は、電力網へ供給される電力量の時間推移の計画を立てる際に用いられる装置である。この電力網には、電力需要体２０が接続している。そして情報処理装置１０は、電力需要体２０の動作スケジュールを立てる際に用いられる装置である。具体的には、情報処理装置１０は、計画管理装置４０から、形状情報を取得する。形状情報は、対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示している。そして情報処理装置１０は、この想定形状に沿うように、電力需要体２０の動作スケジュールを立てる。

　図２は、情報処理装置１０の機能構成を示すブロック図である。情報処理装置１０は、時刻範囲設定部１１０、必要動作時間設定部１２０、形状情報取得部１３０、及び需要推移設定部１４０を備えている。時刻範囲設定部１１０は、複数の電力需要体２０それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定する。必要動作時間設定部１２０は、複数の電力需要体２０それぞれについて、必要動作時間を設定する。必要動作時間は、電力需要体２０が動作をすべき時間の長さであり、動作開始可能時刻から動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有している。形状情報取得部１３０は、計画管理装置４０から、上記した形状情報を取得する。そして需要推移設定部１４０は、必要動作時間が得られ、かつ複数の電力需要体２０が動作することによって発生する需要電力量の推移が想定形状に沿うように、対象期間における需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める。対象期間は、例えば一日の一部の時間帯である。この一部の時間帯としては、例えば電力需要が集中する時間帯であり、かつ再生可能エネルギーによる発電が効率よく行われる時間帯である。

　この情報処理装置１０は、電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報に沿うように、需要電力推移情報を定める。従って、需給バランスが安定化するような需要電力推移情報を、容易に定めることができる。

（第２の実施形態）
　図３は、第２の実施形態に係る情報処理装置１０の使用環境を説明するための図である。本実施形態に係る情報処理装置１０は、通信網３０を介して、複数の充電ステーション２２、及び計画管理装置４０に接続している。複数の充電ステーション２２は、充電器を有しており、例えば電気自動車の充電ステーションである。充電ステーション２２は、第１の実施形態における電力需要体２０の一例である。充電ステーション２２は、電力網４４に接続している。電力網４４へ供給される電力は、変電所４２によって制御されている。変電所４２は、指示装置４６から送信される指示に従って、電力網４４に供給される電力を制御する。指示装置４６の動作計画は、計画管理装置４０が記憶している。情報処理装置１０に送信される形状情報は、指示装置４６の動作計画に基づいて定められている。

　なお、本図に示す例において、情報処理装置１０と計画管理装置４０は通信網３０を介して接続されているが、情報処理装置１０と計画管理装置４０は専用線を介して接続されていても良い。また、情報処理装置１０と計画管理装置４０は一つのコンピュータであっても良い。

　図４は、本実施形態に係る情報処理装置１０の機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置１０は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る情報処理装置１０と同様の構成である。

　まず、情報処理装置１０は、上下限算出部１５０を備えている。上下限算出部１５０は、必要動作時間、動作開始可能時刻、及び動作終了目標時刻を用いて、最大需要電力量及び最小需要電力量を算出する。最大需要電力量は、複数の充電ステーション２２別に当該充電ステーション２２が動作している時間帯のうち対象期間に含まれる時間帯を最も長くした場合における、対象期間内の需要電力量である。一方、最小需要電力量は、複数の充電ステーション２２別に当該充電ステーション２２が動作している時間帯のうち対象期間に含まれる時間帯を最も短くした場合における、対象期間内の需要電力量である。言い換えると、最大需要電力量は、全ての充電ステーション２２において、充電ステーション２２の動作時間（すなわち電気自動車の充電タイミング）を、なるべく対象期間に含めるようにした場合の需要電力量である。また最小需要電力量は、全ての充電ステーション２２において、充電ステーション２２の動作時間（すなわち電気自動車の充電タイミング）を、なるべく対象期間に含めないようにした場合の需要電力量である。

　そして需要推移設定部１４０は、最大需要電力量が対象期間内で得られるように第１の需要電力推移情報を定め、かつ、最小需要電力量が対象期間内で得られるように第２の需要電力推移情報を定める。算出した第１の需要電力推移情報及び第２の需要電力推移情報は、計画管理装置４０に送信される。

　第１の需要電力推移情報は、対象期間内で複数の充電ステーション２２が蓄電できる電力量の最大値に基づいており、第２の需要電力推移情報は、対象期間内で複数の充電ステーション２２が蓄電しなければならない電力量に基づいている。このため、電力網４４への電力供給計画は、第１の需要電力推移情報と第２の電力推移情報の間の領域に含まれる限り、現実的な計画となる。

　また情報処理装置１０は、第１の需要電力推移情報及び第２の需要電力推移情報を算出するときに、複数の充電ステーション２２の動作スケジュールを算出している。情報処理装置１０の需要推移設定部１４０は、この動作スケジュールを複数の充電ステーション２２に送信する。

　そして充電ステーション２２は、受信した動作スケジュールに従って動作する。

　図５は、本実施形態における情報処理装置１０の動作を示すフローチャートである。まず、情報処理装置１０の時刻範囲設定部１１０は、複数の充電ステーション２２それぞれの動作開始可能時刻及び動作終了目標時刻を設定する。また必要動作時間設定部１２０は、複数の充電ステーション２２の必要動作時間を設定する。さらに形状情報取得部１３０は、計画管理装置４０から形状情報を取得する（ステップＳ１０）。

　具体的には、動作開始可能時刻、動作終了目標時刻、及び必要動作時間は、例えば充電ステーション２２別の動作履歴に基づいて算出される。この動作履歴は、少なくとも充電器に充電池が接続された時刻（プラグイン時刻）、充電器から充電池が切り離された時刻（プラグアウト時刻）、及び充電開始時における満充電までの空き容量を含んでいる。動作開始可能時刻は、例えばプラグイン時刻の平均時刻であり、動作終了目標時刻は、例えばプラグアウト時刻の平均時刻である。そして必要動作時間は、空き容量に基づいて定められる。なお、動作開始可能時刻、動作終了目標時刻、及び必要動作時間の算出処理は、充電ステーション２２で行っても良いし、情報処理装置１０で行っても良い。後者の場合、充電ステーション２２は、動作履歴を示すデータを、情報処理装置１０に送信する。情報処理装置１０は、受信したデータを記憶しておく。

　次いで上下限算出部１５０は、最大需要電力量を算出し（ステップＳ２０）、かつ、最小需要電力量を算出する（ステップＳ３０）。そして需要推移設定部１４０は、最大需要電力量が対象期間内で得られるように第１の需要電力推移情報を定める。これに伴い、需要推移設定部１４０は、複数の充電ステーション２２のそれぞれの第１の充電スケジュールを算出する（ステップＳ４０）。また需要推移設定部１４０は、最小需要電力量が対象期間内で得られるように第２の需要電力推移情報を定める。これに伴い、需要推移設定部１４０は、複数の充電ステーション２２のそれぞれの第２の充電スケジュールを算出する（ステップＳ５０）。ステップＳ２０～Ｓ５０間での処理の詳細は、後述する。

　そして需要推移設定部１４０は、第１の需要電力推移情報及び第２の需要電力推移情報を計画管理装置４０に送信する（ステップＳ６０）。また、需要推移設定部１４０は、複数の充電ステーション２２のそれぞれに、その充電ステーション２２の第１の充電スケジュール及び第２の充電スケジュールを送信する（ステップＳ７０）。

　図６は、動作開始可能時刻、動作終了目標時刻、必要動作時間、及び対象期間の関係の一例を示している。情報処理装置１０は、これらの情報を、図５のステップＳ１０において得る。

　一般的に、必要動作時間は、動作開始可能時刻から動作終了目標時刻までの時間よりも長い。このため、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯は、動作開始可能時刻と動作終了目標時刻の間である程度自由に動かすことができる。また、この時間帯を複数に分割し、その一部を充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯とすることもできる。

　図７は、最大需要電力量の算出処理（図５のステップＳ２０）を説明するための図である。上記したように、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯は、動作開始可能時刻と動作終了目標時刻の間である程度自由に動かすことができる。また、この時間帯を複数に分割し、その一部を充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯とすることもできる。需要推移設定部１４０は、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯がなるべく対象期間に含まれるように、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯を設定する。この設定には、特定の時間帯を複数に分割し、その一部を充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯とすることも含まれる。

　例えば、動作開始可能時刻が対象期間の中にあり、動作終了目標時刻が対象期間の外にあり、かつ動作開始可能時刻から対象期間の終了時刻までの時間が必要充電時間より短い場合、需要推移設定部１４０は、充電ステーション２２の充電器の動作を開始する時刻を動作開始可能時刻に設定する（図７の例Ａ）。この場合、充電ステーション２２の充電器の動作終了時刻は、対象期間よりも後になる。また、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有さず、一意に定まる（変更不可需要体）。

　また、動作開始可能時刻が対象期間の外にあり、動作終了目標時刻が対象期間の中にあり、かつ対象期間の開始時刻から動作終了目標時刻までの時間が必要充電時間より短い場合、需要推移設定部１４０は、充電ステーション２２の充電器の動作を終了させる時刻を動作終了目標時刻に設定する（図７の例Ｂ）。この場合、充電ステーション２２の充電器の動作終了時刻は、対象期間よりも後になる。また、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有さず、一意に定まる（変更不可需要体）。

　また、動作開始可能時刻が対象期間の中にあり、動作終了目標時刻が対象期間の外にあり、かつ動作開始可能時刻から対象期間の終了時刻までの時間が必要充電時間より長い場合、需要推移設定部１４０による充電時間帯の設定は自由度を有する（図７の例Ｃ）。すなわち、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有している（変更可能需要体）。この自由度は、充電ステーション２２の充電器の動作の開始時刻が動作開始可能時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も左側に寄せる場合）から、充電ステーション２２の充電器の動作の終了時刻が対象期間の終了時刻になる場合の間である。

　また、動作開始可能時刻が対象期間の外にあり、動作終了目標時刻が対象期間の中にあり、かつ対象期間の開始時刻から動作終了目標時刻までの時間が必要充電時間より長い場合、需要推移設定部１４０による充電時間帯の設定は自由度を有する（図７の例Ｄ）。すなわち、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有している（変更可能需要体）。この自由度は、充電ステーション２２の充電器の動作の開始時刻が対象期間の開始時刻になる場合から、充電ステーション２２の充電器の動作の終了時刻が動作終了目標時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も右側に寄せる場合）の間である。

　また、動作開始可能時刻及び動作終了目標時刻の双方が対象期間の中にあり、かつ必要動作時間が動作開始可能時刻から動作終了目標時刻までの時間よりも短い場合、需要推移設定部１４０による充電時間帯の設定は自由度を有する（図７の例Ｅ）。すなわち、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有している（変更可能需要体）。この自由度は、充電ステーション２２の充電器の動作の開始時刻が動作開始可能時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も左側に寄せる場合）から、充電ステーション２２の充電器の動作の終了時刻が動作終了目標時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も右側に寄せる場合）の間である。

　また、動作開始可能時刻及び動作終了目標時刻の双方が対象期間の外にあり、かつ必要動作時間が対象期間よりも短い場合、需要推移設定部１４０による充電時間帯の設定は自由度を有する（図７の例Ｆ）。すなわち、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有している（変更可能需要体）。この自由度は、充電ステーション２２の充電器の動作の開始時刻が対象期間の開始時刻になる場合から、充電ステーション２２の充電器の動作の終了時刻が対象期間の終了時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も右側に寄せる場合）の間である。

　そして需要推移設定部１４０は、上記した第１の需要電力推移情報の算出処理（ステップＳ４０）では、変更可能需要体となっている充電ステーション２２の動作スケジュールを調節する。この際、需要推移設定部１４０は、対象期間を一定の時間単位に分割する（離散化）。この時間単位は、充電ステーション２２の充電器のオン・オフの切替に必要な時間に対して十分に小さい。ステップＳ４０については後述する。

　図８は、最小需要電力量の算出処理（図５のステップＳ３０）を説明するための図である。上記したように、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯は、動作開始可能時刻と動作終了目標時刻の間である程度自由に動かすことができる。需要推移設定部１４０は、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯がなるべく対象期間に含まれないように、充電ステーション２２の充電器を動作させる時間帯を設定する。

　例えば、動作開始可能時刻が対象期間の外にある場合、需要推移設定部１４０は、充電ステーション２２の充電器の動作を開始する時刻を動作開始可能時刻に設定する（図７の例Ｂ，Ｄ，Ｆ）。この場合、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有さず、一意に定まる（変更不可需要体）。

　また、動作終了目標時刻が対象期間の外にある場合、需要推移設定部１４０は、充電ステーション２２の充電器の動作を終了させる時刻を動作終了目標時刻に設定する（図７の例Ａ，Ｃ）。この場合も、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有さず、一意に定まる（変更不可需要体）。

　そして、動作開始可能時刻及び動作終了目標時刻の双方が対象期間の中にあり、かつ必要動作時間が動作開始可能時刻から動作終了目標時刻までの時間よりも短い場合、需要推移設定部１４０による充電時間帯の設定は自由度を有する（図７の例Ｅ）。すなわち、充電ステーション２２の動作スケジュールは自由度を有している（変更可能需要体）。この自由度は、充電ステーション２２の充電器の動作の開始時刻が動作開始可能時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も左側に寄せる場合）から、充電ステーション２２の充電器の動作の終了時刻が動作終了目標時刻になる場合（すなわち充電時間を図中最も右側に寄せる場合）の間である。

　そして需要推移設定部１４０は、上記した第２の需要電力推移情報の算出処理（ステップＳ５０）では、変更可能需要体となっている充電ステーション２２の動作スケジュールを調節する。この際、需要推移設定部１４０は、対象期間を一定の時間単位に分割する（離散化）。ステップＳ５０については後述する。この時間単位は、充電ステーション２２の充電器のオン・オフの切替に必要な時間に対して十分に小さい。

　図９は、図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第１例を説明するための図である。本図に示す例は、推移線が直線である場合（すなわち電力の供給量が時間軸上で一定である場合）である。上記したように、需要推移設定部１４０は、対象期間を一定の時間単位Δｔに分割する。そして需要推移設定部１４０は、変更可能需要体の充電時間帯を動かす。これにより、図９（ｂ）に示すように、変更可能需要体による電力需要が時間軸上でシフトする。需要推移設定部１４０は、これを繰り返し、電力需要が目標値に近くなるようにする。そしてこの処理の結果、全ての充電ステーション２２は、動作スケジュールが設定される。

　図９を用いた処理は、最大需要電力量及び最小需要電力量それぞれに対して行われる。その結果、第１の需要電力推移情報及び第２の需要電力推移情報が算出される。

　図１０は、図９に示した処理の結果を示す図である。電力網４４における電力需要計画は、第１の需要電力推移情報と第２の電力推移情報の間の領域に含まれるように、設定される。

　図１１～図１４は、図５のステップＳ４０，Ｓ５０の詳細の第２例を説明するための図である。本図に示す例は、図１１（ａ）に示すように想定形状（推移線）が曲線であり、かつ関数（第１関数）で示されている場合である。まず図１１（ｂ）に示すように、需要推移設定部１４０は、第１関数を用いて想定形状を、上記した時間単位Δｔで分割し、離散化する。

　次いで図１２に示すように、需要推移設定部１４０は、離散化した第１関数に、負の第１定数を加える。このとき、需要推移設定部１４０は、対象期間の全てで第１関数が０未満となるように、第１定数を定める。具体的には、第１定数は、対象期間における第１関数の最大値に－１を乗じた値か、それよりも負の方向に大きくなった値である。

　次いで図１３及び図１４に示すように、需要推移設定部１４０は、第１関数と需要電力推移情報の差分の二乗値の和が最小となるように、需要電力推移情報を定める。具体的には、需要推移設定部１４０は、離散化した各区間において、想定形状を示す第１関数と、需要電力推移情報との差分Ｌ_ｔを算出する。そしてこの差分Ｌ_ｔの二乗の和が最小値となるように、需要電力推移情報を定める。この処理を式に表すと、以下のようになる。

　ｍｉｎ：Σ（Ｗ（ｔ）－ｆ´（ｔ））^２
　なお、Ｗ（ｔ）は電力需要推移情報を示す、離散化された関数（第２関数）であり、ｆ´（ｔ）は、第１定数を加えた後の第１関数である。そして（Ｗ（ｔ）－ｆ´（ｔ））がＬ_ｔとなる。

　図１５は、図１１～図１４に示した処理の結果を示す図である。この図においても、電力網４４への電力供給計画は、第１の需要電力推移情報と第２の電力推移情報の間の領域に含まれるように、設定される。

　以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１の需要電力推移情報は、対象期間内で複数の充電ステーション２２が蓄電できる電力量の最大値に基づいており、第２の需要電力推移情報は、対象期間内で複数の充電ステーション２２が蓄電しなければならない電力量に基づいている。このため、電力網４４への電力供給計画は、第１の需要電力推移情報と第２の電力推移情報の間の領域に含まれる限り、現実的な計画となる。

　また、需要推移設定部１４０は、対象期間の全てで第１関数が０未満となるように、第１定数を定めている。このため、図１３，１４に示した処理において、ある値のＬ_ｔを有する電力需要量は一つのみになる。従って、図１３，１４に示した処理の計算量は少なくなる。

　なお、図１２に示した第１定数は、第１関数の全てが負となるような値でなくても良い。例えば図１６に示すように、第１定数は、第１関数がいずれかの区間で負となる値であっても良い。この場合においても、図１３，１４に示した処理の計算量は少なくなる。

　また動作開始可能時刻、動作終了目標時刻、及び必要動作時間は、充電ステーション２２別の動作履歴に加えて、曜日情報、月情報、湿度、電池温度、充電池の種類情報（例えば車種情報）を用いて算出されても良い。

（第３の実施形態）
　図１７は、第３の実施形態に係る情報処理装置１０の使用環境を示す図である。本実施形態は、以下の点を除いて、第２の実施形態に係る情報処理装置１０の使用環境と同様である。

　まず、一つの計画管理装置４０に対して複数の情報処理装置１０が設けられている。これら複数の情報処理装置１０は、互いに異なる管理者によって管理されている。そして複数の情報処理装置１０は、互いに異なる充電ステーション２２を管理している。これら充電ステーション２２は、いずれも同一の電力網４４に接続している。

　そして、一つの電力網４４に送電される電力量を、複数の情報処理装置１０が管理している複数の充電ステーション２２の重要電力量の総和にマッチングさせる必要がある。

　図１８は、本実施形態に係る情報処理装置１０の動作を説明するための図である。本実施形態に係る情報処理装置１０は、需要推移設定部１４０が以下の処理を行う点で、第２の実施形態に係る情報処理装置１０と同様の処理を行う。

　まず、需要推移設定部１４０は、形状情報である第１関数に第２定数を乗じた関数に、需要電力量の推移が沿うように、第１の需要電力推移情報と第２の電力推移情報を算出する。このとき、需要推移設定部１４０は、第２定数を乗じた後の第１関数に、係数が負である一次関数を加えた上で、第１関数と需要電力推移情報の差分の絶対値の和が最小となるように、需要電力推移情報を定める。第２定数は、１未満の定数である。

　具体的には、以下のように処理する。まず、計画管理装置４０から取得した状態の第１関数をｆ（ｔ）第２定数をｂ、及び上記した一次関数をａｔとすると、補正後の第１関数ｆ´（ｔ、ｂ）は以下のようにして定義される。

　ｆ´（ｔ、ｂ）＝ｂｆ（ｔ）－ａｔ
　ただしｆ（ｔ）≧０

　そして、以下の値が最小になるように、ｂ及びＷ_ｔを設定する。

　ｍｉｎ：Σ（Ｗ_ｔ－ｆ´（ｔ、ｂ））^２
　なお、Ｗ_ｔは電力需要推移情報を示す、離散化された関数（第２関数）である。そして（Ｗ_ｔ－ｆ´（ｔ、ｂ））が、図１３に示したＬ_ｔに対応している。

　すなわち本実施形態では、第２定数ｂによって、複数の情報処理装置１０それぞれが算出する電力推移情報は、いずれも想定形状に即した形になる。このため、複数の情報処理装置１０それぞれの電力推移情報を加算すると、第１関数すなわち想定形状に添った形になる。

　本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ある情報処理装置１０が管理している需要電力量に予想とは異なる変動があっても、全体の需要電力量に与える影響は小さくなる。

　詳細には、一つの電力網４４に接続されている複数の充電ステーション２２が複数の管理者によって管理されている場合、各管理者に互いに異なる時間帯を割り当てることも考えられる。この場合、ある情報処理装置１０が管理している需要電力量に予想とは異なる変動があった場合、その情報処理装置１０が割り当てられた時間帯における需要と供給のバランスは乱れる。これに対して本実施形態では、電力推移情報は、想定形状を示す第１関数に、１未満の第２定数ｂを乗じた関数に沿うように設定されている。このため、需要電力量に予想とは異なる変動があっても、この変動量が全体に与える影響は、第２定数ｂによって小さくなる。

　以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

　この出願は、２０１２年９月２７日に出願された日本出願特願２０１２－２１３７４５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

　電力の需要を発生させる複数の電力需要体それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定する時刻範囲設定手段と、
　前記複数の電力需要体それぞれについて、動作をすべき時間の長さであり、前記動作開始可能時刻から前記動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有する必要動作時間を設定する必要動作時間設定手段と、
　対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報を取得する形状情報取得手段と、
　前記必要動作時間が得られ、かつ前記複数の電力需要体が動作することによって発生する需要電力量の推移が前記想定形状に沿うように、前記対象期間における前記需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める需要推移設定手段と、
を備える情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置において、
　前記必要動作時間、前記動作開始可能時刻、及び前記動作終了目標時刻を用いて、前記複数の電力需要体別に当該電力需要体が動作している時間帯のうち前記対象期間に含まれる時間帯を最も長くした場合における、前記対象期間内の前記需要電力量を最大需要電力量として算出し、かつ、前記複数の電力需要体別に当該電力需要体が動作している時間帯のうち前記対象期間に含まれる時間帯を最も短くした場合における、前記対象期間内の前記需要電力量を最小需要電力量として算出する上下限算出手段を備え、
　前記需要推移設定手段は、前記最大需要電力量が前記対象期間内で得られるように第１の前記需要電力推移情報を定め、かつ、前記最小需要電力量が前記対象期間内で得られるように第２の前記需要電力推移情報を定める情報処理装置。
　請求項１又は２に記載の情報処理装置において、
　前記形状情報は前記推移線を示す第１関数であり、
　前記需要推移設定手段は、前記第１関数に負の第１定数を加えた上で、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の二乗値の和が最小となるように、前記需要電力推移情報を定める情報処理装置。
　請求項３に記載の情報処理装置において、
　前記需要推移設定手段は、前記第１関数が前記対象期間の全てで０未満となるように前記第１定数を定める情報処理装置。
　請求項１又は２に記載の情報処理装置において、
　前記形状情報は前記推移線を示す第１関数であり、
　前記需要推移設定手段は、前記第１関数に第２定数を乗じた関数に前記需要電力量の推移が沿うように、前記需要電力推移情報を定める情報処理装置。
　請求項５に記載の情報処理装置において、
　前記需要推移設定手段は、前記第１関数に係数が負である一次関数を加えた上で、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の絶対値の和が最小となるように、前記需要電力推移情報を定める情報処理装置。
　請求項６に記載の情報処理装置において、
　前記需要推移設定手段は、前記第２定数を変えつつ、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の二乗値の和を算出し、当該和が最小となるように前記第２定数を定める情報処理装置。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
　前記電力需要体は充電池であり、前記動作は前記充電池の充電動作である情報処理装置。
　請求項８に記載の情報処理装置において、
　前記充電池は電気自動車に搭載されており、
　前記時刻範囲設定手段は、複数の前記電気自動車それぞれの走行履歴を用いて前記複数の電気自動車それぞれの前記動作開始可能時刻及び前記動作終了目標時刻を設定し、
　前記必要動作時間設定手段は、前記複数の前記電気自動車それぞれの充電履歴を用いて前記複数の電気自動車それぞれの前記必要動作時間を設定する情報処理装置。
　請求項１～９のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
　前記需要推移設定手段は、前記需要電力推移情報を定めるときに、前記複数の電力需要体それぞれの動作スケジュールを設定し、前記複数の電力需要体それぞれに前記動作スケジュールを送信する情報処理装置。
　請求項１０に記載の情報処理装置から前記動作スケジュールを受信し、当該動作スケジュールに従って動作する電力需要体。
　電力の需要を発生させる複数の電力需要体それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定し、
　前記複数の電力需要体それぞれについて、動作をすべき時間の長さであり、前記動作開始可能時刻から前記動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有する必要動作時間を設定し、
　コンピュータが、対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報を取得し、
　前記コンピュータが、前記必要動作時間が得られ、かつ前記複数の電力需要体が動作することによって発生する需要電力量の推移が前記想定形状に沿うように、前記対象期間における前記需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める情報処理方法。
　請求項１２に記載の情報処理方法において、
　前記コンピュータは、
　　前記必要動作時間、前記動作開始可能時刻、及び前記動作終了目標時刻を用いて、前記複数の電力需要体別に当該電力需要体が動作している時間帯のうち前記対象期間に含まれる時間帯を最も長くした場合における、前記対象期間内の前記需要電力量を最大需要電力量として算出し、かつ、前記複数の電力需要体別に当該電力需要体が動作している時間帯のうち前記対象期間に含まれる時間帯を最も短くした場合における、前記対象期間内の前記需要電力量を最小需要電力量として算出し、
　　前記最大需要電力量が前記対象期間内で得られるように第１の前記需要電力推移情報を定め、かつ、前記最小需要電力量が前記対象期間内で得られるように第２の前記需要電力推移情報を定める情報処理方法。
　請求項１２又は１３に記載の情報処理方法において、
　前記形状情報は前記推移線を示す第１関数であり、
　前記コンピュータは、前記第１関数に負の第１定数を加えた上で、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の二乗値の和が最小となるように、前記需要電力推移情報を定める情報処理方法。
　請求項１４に記載の情報処理方法において、
　前記コンピュータは、前記第１関数が前記対象期間の全てで０未満となるように前記第１定数を定める情報処理方法。
　請求項１２又は１３に記載の情報処理方法において、
　前記形状情報は前記推移線を示す第１関数であり、
　前記コンピュータは、前記第１関数に第２定数を乗じた関数に前記需要電力量の推移が沿うように、前記需要電力推移情報を定める情報処理方法。
　請求項１６に記載の情報処理方法において、
　前記コンピュータは、前記第１関数に係数が負である一次関数を加えた上で、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の絶対値の和が最小となるように、前記需要電力推移情報を定める情報処理方法。
　請求項１７に記載の情報処理方法において、
　前記コンピュータは、前記第２定数を変えつつ、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の二乗値の和を算出し、当該和が最小となるように前記第２定数を定める情報処理方法。
　請求項１２～１８のいずれか一項に記載の情報処理方法において、
　前記電力需要体は充電池であり、前記動作は前記充電池の充電動作である情報処理方法。
　請求項１９に記載の情報処理方法において、
　前記充電池は電気自動車に搭載されており、
　前記コンピュータは、
　　複数の前記電気自動車それぞれの走行履歴を用いて前記複数の電気自動車それぞれの前記動作開始可能時刻及び前記動作終了目標時刻を設定し、
　　前記複数の前記電気自動車それぞれの充電履歴を用いて前記複数の電気自動車それぞれの前記必要動作時間を設定する情報処理方法。
　請求項１２～２０のいずれか一項に記載の情報処理方法において、
　前記コンピュータは、前記需要電力推移情報を定めるときに、前記複数の電力需要体それぞれの動作スケジュールを設定し、前記複数の電力需要体それぞれに前記動作スケジュールを送信する情報処理方法。
　コンピュータに、
　電力の需要を発生させる複数の電力需要体それぞれについて、動作を開始することができる動作開始可能時刻と、動作が終了すべき時刻のうち最も遅い時刻である動作終了目標時刻とを設定する機能と、
　前記複数の電力需要体それぞれについて、動作をすべき時間の長さであり、前記動作開始可能時刻から前記動作終了目標時刻までの時間以下の長さを有する必要動作時間を設定する機能と、
　対象期間における電力供給量の推移を示す推移線の想定形状を示す形状情報を取得する機能と、
　前記必要動作時間が得られ、かつ前記複数の電力需要体が動作することによって発生する需要電力量の推移が前記想定形状に沿うように、前記対象期間における前記需要電力量の推移を示す需要電力推移情報を定める機能と、
を実現させるプログラム。
　請求項２２に記載のプログラムにおいて、
　前記コンピュータに、
　　前記必要動作時間、前記動作開始可能時刻、及び前記動作終了目標時刻を用いて、前記複数の電力需要体別に当該電力需要体が動作している時間帯のうち前記対象期間に含まれる時間帯を最も長くした場合における、前記対象期間内の前記需要電力量を最大需要電力量として算出し、かつ、前記複数の電力需要体別に当該電力需要体が動作している時間帯のうち前記対象期間に含まれる時間帯を最も短くした場合における、前記対象期間内の前記需要電力量を最小需要電力量として算出させる機能と、
　　前記最大需要電力量が前記対象期間内で得られるように第１の前記需要電力推移情報を定め、かつ、前記最小需要電力量が前記対象期間内で得られるように第２の前記需要電力推移情報を定める機能と、
を実現させるプログラム。
　請求項２２又は２３に記載のプログラムにおいて、
　前記形状情報は前記推移線を示す第１関数であり、
　前記コンピュータに、前記第１関数に負の第１定数を加えた上で、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の二乗値の和が最小となるように、前記需要電力推移情報を定めさせるプログラム。
　請求項２４に記載のプログラムにおいて、
　前記コンピュータに、前記第１関数が前記対象期間の全てで０未満となるように前記第１定数を定めさせるプログラム。
　請求項２２又は２３に記載のプログラムにおいて、
　前記形状情報は前記推移線を示す第１関数であり、
　前記コンピュータに、前記第１関数に第２定数を乗じた関数に前記需要電力量の推移が沿うように、前記需要電力推移情報を定めさせるプログラム。
　請求項２６に記載のプログラムにおいて、
　前記コンピュータに、前記第１関数に係数が負である一次関数を加えた上で、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の絶対値の和が最小となるように、前記需要電力推移情報を定めさせるプログラム。
　請求項２７に記載のプログラムにおいて、
　前記コンピュータに、前記第２定数を変えつつ、前記第１関数と前記需要電力推移情報の差分の二乗値の和を算出し、当該和が最小となるように前記第２定数を定めさせるプログラム。
　請求項２２～２８のいずれか一項に記載のプログラムにおいて、
　前記電力需要体は電気自動車に搭載されており、
　前記コンピュータに、
　　複数の前記電気自動車それぞれの走行履歴を用いて前記複数の電気自動車それぞれの前記動作開始可能時刻及び前記動作終了目標時刻を設定する機能と、
　　前記複数の前記電気自動車それぞれの充電履歴を用いて前記複数の電気自動車それぞれの前記必要動作時間を設定する機能と、
を実現させるプログラム。