(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要家エネルギー管理システムを有する複数の需要家により形成されるコミュニティーの、エネルギー管理を行うコミュニティーエネルギー管理システムであって、
前記需要家エネルギー管理システムと通信する通信部と、
前記需要家が電力系統との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家において発電される発電電力に基づく第２目標値とをそれぞれ設定する、目標値設定部とを備え、
前記通信部が、前記第１、第２目標値を前記需要家エネルギー管理システムに送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システムから、前記第１、第２目標値に対する成果値を受信し、
前記需要家の前記成果値に基づいて、評価値を算出する評価部をさらに備えることを特徴とする、
コミュニティーエネルギー管理システム。
【請求項２】
前記評価部が、前記成果値の、前記第１、第２目標値との差分に基づいて、前記評価値を算出することを特徴とする、
請求項１に記載のコミュニティーエネルギー管理システム。
【請求項３】
前記評価値に応じて、前記需要家に対する報酬を設定する報酬設定部をさらに備えることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のコミュニティーエネルギー管理システム。
【請求項４】
前記電力系統と接続され、発電を行うコミュニティー発電設備と、
前記コミュニティー発電設備による発電電力、及び、前記電力系統との間で授受する授受電力とを貯蔵するコミュニティー電力貯蔵設備と、
前記コミュニティー発電設備と、前記コミュニティー電力貯蔵設備とを制御するコミュニティー設備制御部をさらに備えることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載のコミュニティーエネルギー管理システム。
【請求項５】
前記コミュニティー設備制御部が、前記第１目標値と前記成果値との差分に基づいて、前記コミュニティー発電設備及び前記コミュニティー電力貯蔵設備を制御することを特徴とする、
請求項４に記載のコミュニティーエネルギー管理システム。
【請求項６】
前記需要家は、
発電を行う発電設備と、
前記発電設備による前記発電電力、及び、前記電力系統との間で授受する前記授受電力を貯蔵する電力貯蔵設備とを備え、
前記需要家エネルギー管理システムが、前記第１、第２目標値に基づいて、前記授受電力及び前記発電電力を消費又は貯蔵させることで、エネルギー管理を行うことを特徴とする、
請求項１〜５のいずれかに記載のコミュニティーエネルギー管理システム。
【請求項７】
需要家エネルギー管理システムを有する複数の需要家により形成されるコミュニティーの、エネルギー管理を行うコミュニティーエネルギー管理システムにおいて、
（ａ）前記需要家エネルギー管理システムと通信する工程と、
（ｂ）前記需要家が電力系統との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家において発電される発電電力に基づく第２目標値とを、それぞれ設定する工程とを備え、
前記工程（ａ）が、前記第１、第２目標値を前記需要家エネルギー管理システムに送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システムから、前記第１、第２目標値に対する成果値を受信する工程であり、
（ｃ）前記需要家の前記成果値に基づいて、評価値を算出する工程をさらに備えることを特徴とする、
コミュニティーエネルギー管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、需要家の集合であるコミュニティーのエネルギー管理を行う、コミュニティーエネルギー管理システム及びコミュニティーエネルギー管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日においては、コミュニティー全体のエネルギー管理を行い、省ＣＯ2、省エネルギーを実現するシステムの需要が高まっている。
【０００３】
例えば特許文献１において、電力供給事業者の発電計画に基づき、新エネルギー、原子力、水力などに由来する電力の比率によって環境貢献比率を計算し、この環境貢献比率が高い時間帯に需要を誘導するようなインセンティブを与える電力需要誘導方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２においては、需要家グループに含まれる分散電源や電力貯蔵装置の運用計画を、時系列の電力価格パターンである制御量に基づいて作成する分散制御装置と、供給電力を調整する中央制御装置とからなる分散型エネルギーコミュニティー制御システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８８７９号公報
【特許文献２】特許第３９８０５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている電力需要誘導方法では、電力供給事業者の発電において環境に対する貢献度の高い時間帯に需要を誘導することが示されているが、需要の総エネルギー量削減に向けた誘導ができないという問題点があった。また、需要家が保有するエネルギー源、電力貯蔵装置が活用されないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている分散型エネルギーコミュニティー制御システムでは、需要家グループが複数の電力価格パターンに対して最適な運用計画を立案し、その計画を重畳した結果を比較してコミュニティー全体の最適な価格パターンを設定する。そのため、装置間の情報のやりとりが必要であり、かつ、中央制御装置の計算量も大きくなる。よって、需要家グループ内の需要の変動や、自然エネルギーの出力変動に追従して、運用計画を変更することが難しいという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、需要家の自律的なエネルギー管理を誘導することによって、省ＣＯ2を含めてコミュニティー全体の省エネルギーを実現するコミュニティーエネルギー管理システム及びコミュニティーエネルギー管理方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、需要家エネルギー管理システムを有する複数の需要家により形成されるコミュニティーの、エネルギー管理を行うコミュニティーエネルギー管理システムであって、前記需要家エネルギー管理システムと通信する通信部と、前記需要家が電力系統との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家において発電される発電電力に基づく第２目標値とをそれぞれ設定する、目標値設定部とを備え、前記通信部が、前記第１、第２目標値を前記需要家エネルギー管理システムに送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システムから、前記第１、第２目標値に対する成果値を受信し、前記需要家の前記成果値に基づいて、評価値を算出する評価部をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるコミュニティーエネルギー管理方法は、需要家エネルギー管理システムを有する複数の需要家により形成されるコミュニティーの、エネルギー管理を行うコミュニティーエネルギー管理システムにおいて、（ａ）前記需要家エネルギー管理システムと通信する工程と、（ｂ）前記需要家が電力系統との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家において発電される発電電力に基づく第２目標値とを、それぞれ設定する工程とを備え、前記工程（ａ）が、前記第１、第２目標値を前記需要家エネルギー管理システムに送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システムから、前記第１、第２目標値に対する成果値を受信する工程であり、（ｃ）前記需要家の前記成果値に基づいて、評価値を算出する工程をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、需要家エネルギー管理システムを有する複数の需要家により形成されるコミュニティーの、エネルギー管理を行うコミュニティーエネルギー管理システムであって、前記需要家エネルギー管理システムと通信する通信部と、前記需要家が電力系統との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家において発電される発電電力に基づく第２目標値とをそれぞれ設定する、目標値設定部とを備え、前記通信部が、前記第１、第２目標値を前記需要家エネルギー管理システムに送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システムから、前記第１、第２目標値に対する成果値を受信し、前記需要家の前記成果値に基づいて、評価値を算出する評価部をさらに備えることにより、需要家の自律的なエネルギー管理を誘導し、省ＣＯ2を含めてコミュニティー全体の省エネルギーを実現することが可能となる。
【００１２】
また、本発明にかかるコミュニティーエネルギー管理方法によれば、需要家エネルギー管理システムを有する複数の需要家により形成されるコミュニティーの、エネルギー管理を行うコミュニティーエネルギー管理システムにおいて、（ａ）前記需要家エネルギー管理システムと通信する工程と、（ｂ）前記需要家が電力系統との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家において発電される発電電力に基づく第２目標値とを、それぞれ設定する工程とを備え、前記工程（ａ）が、前記第１、第２目標値を前記需要家エネルギー管理システムに送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システムから、前記第１、第２目標値に対する成果値を受信する工程であり、（ｃ）前記需要家の前記成果値に基づいて、評価値を算出する工程をさらに備えることにより、需要家の自律的なエネルギー管理を誘導し、省ＣＯ2を含めてコミュニティー全体の省エネルギーを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による、コミュニティーエネルギー管理システム及び需要家側エネルギー管理システムを含むコミュニティーエネルギー管理の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１による、コミュニティーエネルギー管理システムによるコミュニティーエネルギー管理方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１による、コミュニティーエネルギー管理システムの需要家のＣＯ2排出量実績に対するＣＯ2排出量評価値を定める関数の例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１による、コミュニティーエネルギー管理システムのコミュニティーエネルギー管理方法における周期処理部分を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２による、コミュニティーエネルギー管理システム及び需要家側エネルギー管理システムを含むコミュニティーエネルギー管理の全体構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２による、コミュニティーエネルギー管理システムのコミュニティーエネルギー管理方法における周期処理部分を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図１は、本発明の実施の形態１によるコミュニティーエネルギー管理システム１０１、及び、需要家２０００、需要家２００１を含む、コミュニティーエネルギー管理の全体構成を示す図である。
【００１５】
コミュニティーエネルギー管理システム１０１は、複数の需要家２０００、需要家２００１のエネルギーを管理する。ここで需要家とは、個々の住宅を一つの単位とするものであってもよいし、集合住宅や地域内の住宅の集合体を一つの単位とするものであってもよい。あるいは、オフィスビル、工場、ホテル、駅、病院、電気自動車向け充電ステーションなどの施設等であってもよいが、これらの単位ごとにエネルギーを管理する需要家エネルギー管理システム１０２を保有しているものとする。なお、管理される需要家の数は図示するものに特に限定されるものではない。
【００１６】
これら需要家の集合をコミュニティーとする。このコミュニティーは、ある地域内の全需要家の集合であってもよいし、当該コミュニティーエネルギー管理システム１０２を運用する事業者との契約を締結した需要家の集合であってもよい。
【００１７】
また、これらのコミュニティーに所属する全ての需要家は、電気事業者の配電線や自営線等によって接続されていてもよいし、離れた地点に分散していてもよい。ただし、特定の一つの電力供給事業者と契約し、当該電力供給事業者の供給エリアに属しているものとする。
【００１８】
まず、需要家２０００、需要家２００１側に設置される需要家エネルギー管理システム１０２を説明する。需要家２０００、需要家２００１は、発電を行う発電設備１０００、電力貯蔵設備１００１、負荷１００２を有し、需要家エネルギー管理システム１０２は、それらを制御する機能の少なくとも一つを有することができる。また、需要家におけるエネルギーの発生及び消費量を計測するメータ１００３を有することができる。
【００１９】
需要家エネルギー管理システム１０２は、需要家のエネルギー発生・消費計画を作成する計画機能、需要家にエネルギー情報を提示するための表示機能、コミュニティーエネルギー管理システム１０１と通信するための通信機能を有していてもよい。
【００２０】
ここで、需要家に備えられる発電設備１０００としては、太陽電池、風力発電機、燃料電池、ディーゼル発電機のようなものがあり、いずれか、又は、複数の組合せであってもよい。
【００２１】
また、電力貯蔵設備１００１は、蓄電池や電気自動車のように一時的に電力を貯蔵し、また、需要家の需要に対して電力を供給することができる設備であり、これら設備のいずれか、又は、複数の組合せであってもよい。発電設備１０００において発電された発電電力、及び電力系統２００２との間で授受する授受電力とを貯蔵することができる。
【００２２】
需要家エネルギー管理システム１０２は、発電電力、授受電力を消費、貯蔵させることで、エネルギー管理を行う。
【００２３】
さらに、負荷１００２の制御については、例えば、給湯器や空調機器、映像音響機器、照明器具のような家電製品のスイッチのオンオフや電力消費量を変更するためのモード切替えや設定変更等を行う機能が相当する。
【００２４】
計測機能を有するメータ１００３は、需要家内の発電設備１０００で発電した発電量、電力貯蔵設備１００１への蓄電量、放電量、需要家内の負荷１００２、接続する電力系統２００２からの受電量および電力系統２００２への送電量等を計測し、データを受け取る機能である。
【００２５】
また、計画機能は、定められた期間において、想定される需要に対して、例えばコストを最小にするような発電設備１０００や電力貯蔵設備１００１の運用、負荷１００２の調整計画を作成する機能である。
【００２６】
次に、コミュニティーエネルギー管理システム１０１の構成を説明する。コミュニティーエネルギー管理システム１０１は、コミュニティーのエネルギー運用設定管理を行う運用設定管理部１１１、複数の需要家エネルギー管理システム１０１と通信を行う需要家通信部１１２、コミュニティー全体のエネルギーの状態を監視するコミュニティーエネルギー監視部１１３、需要家の制御結果を示す成果値に基づいて、評価値を算出する需要家評価部１１４、授受電力に基づく第１目標値と発電電力に基づく第２目標値とを設定する需要家ＣＯ2排出量目標値設定部１１５、需要家評価に基づき需要家への報酬を計算する需要家報酬設定部１１６、これらの各部に対してデータを設定するための入力装置１３１、データを表示するための表示装置１３２、データを蓄積するデータベース１３３を備えている。
【００２７】
＜Ａ−２．動作＞
図２は、コミュニティーエネルギー管理システム１０１によるコミュニティーエネルギー管理方法を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、運用設定管理部１１１において、当該コミュニティーエネルギー管理システム１０１の運用者が運用目標を設定し、その運用目標をデータベース１３３に保存する（ステップＳＴ１１）。
【００２９】
ここで、運用目標とは、例えば、コミュニティー全体のある一定期間のＣＯ2排出量の削減量、若しくは、ＣＯ2排出量の目標値Ｅtargetである。
【００３０】
例えば、当該コミュニティーにおける１日のＣＯ2排出量の平均値Ｅaveを、削減量の基準値Ｅbaseとする場合には、まず、平均値Ｅaveを過去の実績を蓄積したデータから計算する。そして、運用者が設定した削減量Ｅreductionを用いて、ＣＯ2排出量の目標値Ｅtarget＝平均値Ｅave−削減量Ｅreductionとすることができる。
【００３１】
あるいは、基準値Ｅbaseに対し、Ｘ％削減というような比率指定をすることによって、目標値を設定しても良い。その場合には、目標値Ｅtarget＝基準値Ｅbase×（１−Ｘ／１００）として計算できる。
【００３２】
またここでは、１日のＣＯ2排出量目標値を例として示したが、１日あるいは数日間のＣＯ2排出量目標値と特定の時間帯のＣＯ2排出量目標値などを組み合わせて設定しても良い。
【００３３】
なお、以下では、１日のＣＯ2排出量の目標値Ｅtargetが運用者によって定められたものとして説明する。
【００３４】
運用目標が設定されたら、運用設定管理部１１１において、需要家のＣＯ2排出量実績に対するＣＯ2排出量の評価関数Ｆ（ｘ）を設定する（ステップＳＴ１２）。
【００３５】
例えば図３のような評価関数の場合、このパラメータｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｙ１、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４をそれぞれ設定する。なお、この評価関数は、コミュニティーで一律としてもよいし、需要家ごと、あるいは需要家の規模に応じて設定してもよい。
【００３６】
運用設定管理部１１１で設定された、運用目標及び評価関数を用いて、コミュニティーエネルギー管理システム１０１の需要家通信部１１２は、周期的に需要家エネルギー管理システム１０２と通信する（ステップＳＴ１３）。当該動作によって、需要家のエネルギー利用の目標値を各需要家エネルギー管理システム１０２に設定し、コミュニティー全体の省エネルギー、省ＣＯ2に対する協力要請を行うことができる。
【００３７】
図４は、図２の周期処理（ステップＳＴ１３）を詳細に示したフローチャートである。以下では、当該周期処理について説明する。
【００３８】
まず、需要家通信部１１２は、各需要家エネルギー管理システム１０２と、通信線によって接続されている。なお、この通信線は有線、無線などの媒体によらない。
【００３９】
需要家通信部１１２は、それぞれの需要家エネルギー管理システム１０２から、各需要家におけるリアルタイムのエネルギー情報を一定周期で受信する（ステップＳＴ２０）。
【００４０】
具体的には、目標値の送出周期Δｔ以下の周期Δｓで、現在時刻ｓの、需要家ｉにおける電力系統と授受した電力量（これを以下では、電力系統送受電電力量と呼ぶ）の現在値Ｐtmpsys（ｉ，ｓ）を受信する。
【００４１】
受信したデータは、データベース１３３に保存することができる。それとともに、時刻ｔ−Δｔから現在時刻ｓまでの間に受信した当該現在値Ｐtmpsys（ｉ，ｓ）を加算した結果を、需要家ｉの電力系統送受電電力量の加算値Ｐsumtmpsys（ｉ）として格納できる。なお、これらの値は電力系統２００２から受電する方向を正とする。
【００４２】
さらに、需要家内の電源情報として、単位電力量を発電する際に発生するＣＯ2排出量（単位電力量あたりのＣＯ2排出量）を種別ごとに分類し、需要家ｉの時刻ｔにおける、ＣＯ2排出量の種別ｊに対する発電電力量の現在値Ｐtmpg（ｉ，ｊ，ｓ）を受信し、保存する。それとともに、時刻ｔ−Δｔから現在時刻ｓまでの間に受信した当該現在値Ｐtmpg（ｉ，ｊ，ｓ）を加算した結果を、需要家ｉの時刻ｔにおける、ＣＯ2排出量の種別ｊに対する発電電力量の加算値Ｐsumtmpg（ｉ，ｊ，ｓ）として格納する。
【００４３】
このとき、単位電力量あたりのＣＯ2排出量で分類するため、例えば太陽電池の発電量と風力発電機の発電量は合算してもよいし、別々に扱ってもよい。なお、この需要家内の発電量には、電力貯蔵設備に蓄電された電気の放電量は含まれない。
【００４４】
目標値計算タイミングの時刻ｔにおいて、時刻ｔ−Δｔから時刻ｔまでの間に受け取った現在値Ｐtmpsys（ｉ，ｓ）及び現在値Ｐtmpg（ｉ，ｊ，ｓ）の加算結果がそれぞれ加算値Ｐsumtmpsys（ｉ）、加算値Ｐsumtmpg（ｉ，ｊ，ｓ）として格納されているので、これらを現在エネルギー情報として、需要家ｉの、時刻ｔにおける、電力系統送受電電力量Ｐsys（ｉ，ｔ）、需要家ｉの、時刻ｔにおける、ＣＯ2排出量の種別ｊに対する発電電力量Ｐg（ｉ，ｊ，ｔ）として設定する（ステップＳＴ２１）。
【００４５】
さらに需要家通信部１１２は、それぞれの需要家エネルギー管理システム１０２から、時刻ｔ＋Δｔにおけるエネルギー予定値及び調整可能量を、時刻ｔまでに受信する（ステップＳＴ４１）。
【００４６】
具体的には、上述の現在エネルギー情報と同様に、単位電力量あたりのＣＯ2排出量の種別ごとに、需要家ｉの、ＣＯ2排出量（種別ｊ）に対する、発電電力予定量Ｐgplan（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）と、当該発電電力予定量Ｐgplan（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）に対して、発電量の増加方向に調整できる調整可能量Ｃgup（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）と、同様に減少方向の調整可能量Ｃgdown（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）とをそれぞれ受信する。ここで、調整可能量Ｃgup（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）は非負数、調整可能量Ｃgdown（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）は非正数である。
【００４７】
また、需要家ｉの電力系統送受電電力予定量Ｐsysplan（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、各需要家エネルギー管理システム１０２の電力貯蔵設備１００１の制御機能、負荷制御機能に基づく調整可能量として、需要増加方向の調整可能量Ｃlup（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要減少方向の調整可能量Ｃldown（ｉ，ｔ＋Δｔ）とをそれぞれ受信する。
【００４８】
ここで、需要家内の発電設備１０００の発電量を変更せず、調整可能量Ｃlup（ｉ，ｔ＋Δｔ）だけ、需要家の負荷１００２や電力貯蔵設備１００１への蓄電量が増加すると、電力系統２００２からの受電量が調整可能量Ｃlup（ｉ，ｔ＋Δｔ）だけ増えることになるため、調整可能量Ｃlup（ｉ，ｔ＋Δｔ）、調整可能量Ｃldown（ｉ，ｔ＋Δｔ）はそれぞれ、電力系統２００２からの受電量を増加させる方向及び減少させる方向の調整量と考えてよい。ここで、調整可能量Ｃlup（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）は非負数、調整可能量Ｃldown（ｉ，ｊ，ｔ＋Δｔ）は非正数である。
【００４９】
また、需要家通信部１１２は、後述する電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）とを各需要家に送信する（ステップＳＴ４６）。ここで、電力系統２００２との電力授受に基づく目標値を第１目標値、需要家内の発電に基づく目標値を第２目標値とする。
【００５０】
次に、コミュニティーエネルギー監視部１１３は、需要家通信部１１２で受信した各需要家の現在エネルギー情報を合算し、コミュニティー全体での電力系統２００２との送受電電力量Ｐcomsys（ｔ）と、単位電力量あたりのＣＯ2排出量種別ごとの発電電力量Ｐcomg（ｊ，ｔ）とをそれぞれ計算する（ステップＳＴ２２）。ここで、次の数１、数２によってこれらの値を算出する。なお、これらの計算結果はデータベース１３３に保存してもよいし、メモリ上に一時的に記憶してもよい。
【００５１】
【数１】
0005411183.tif 000002
【００５２】
【数２】
0005411183.tif 000003
【００５３】
次に、コミュニティー全体の時刻ｔのＣＯ2排出量Ｅcom（ｔ）を計算する（ステップＳＴ２３）。電力系統２００２からの送受電量については、電力供給事業者の排出係数を用いる。なお、時刻によって排出係数が異なる場合は、当該時刻の排出係数ＥＦsys（ｔ）を用いて計算する。単位電力量あたりのＣＯ2排出量（種別ｊ）の排出係数を排出係数ＥＦ（ｊ）とすると、数３のように計算できる。
【００５４】
【数３】
0005411183.tif 000004
【００５５】
ところが、コミュニティー内の発電量が負荷に比べて大きい場合、つまり、送受電電力量Ｐcomsys（ｔ）が負の場合は、この数３では、この余剰分によるＣＯ2排出量を、電力系統２００２の排出係数で計算して、電力供給事業者に転嫁することになる。
【００５６】
電力供給事業者側から見れば、その分だけ発電量が減ることになるので、電力供給事業者と需要家を合わせた全体の系を考えた場合のＣＯ2排出量は変わらず、コミュニティーの需給の不均衡を電力系統２００２によってしわとりすることができるため、コミュニティー内で発生したエネルギーをコミュニティー内で効率的に活用するための動機付けが得られない。
【００５７】
そこで、コミュニティー内で発生したエネルギーをできる限りコミュニティー内で消費させるために、コミュニティー全体の時刻ｔのＣＯ2排出量Ｅcom（ｔ）を数４のように計算する。なお、ｍａｘ（Ａ，Ｂ）はＡとＢの大きい方を意味する。
【００５８】
【数４】
0005411183.tif 000005
【００５９】
これにより、電力系統２００２に送電した分のＣＯ2排出量が差し引かれないため、コミュニティー内で余剰が出る場合にはコミュニティー内で蓄電したり、消費したりする等の方法によって、結果的にコミュニティー内で発生したエネルギーをコミュニティー内で消費するように誘導することができる。
【００６０】
次に、１日の開始時点から現在時刻ｔまでの総ＣＯ2排出量Ｅcomtotal（ｔ）を、数５を用いて計算する。
【００６１】
【数５】
0005411183.tif 000006
【００６２】
次に需要家評価部１１４は、需要家通信部１１２で受信した各需要家の現在エネルギー情報から、当該時刻の評価を決定する。
【００６３】
まず、需要家ｉの時刻ｔにおける、ＣＯ2排出量Ｅ（ｉ，ｔ）を、数６のように計算する（ステップＳＴ３１）。
【００６４】
【数６】
0005411183.tif 000007
【００６５】
また、時刻ｔ−Δｔにおいて、需要家ｉに通信した時刻ｔの電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ）を、需要家内の発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ）と比較し、数７、数８を用いて、それぞれの目標値との誤差Ｇsys（ｉ，ｔ）と、誤差Ｇg（ｉ，ｔ）とを計算し、例えば、データベース１３３のような情報保存装置に保存する（ステップＳＴ３２）。
【００６６】
【数７】
0005411183.tif 000008
【００６７】
【数８】
0005411183.tif 000009
【００６８】
なお、電力系統２００２との送受電によるＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ）、需要家内の、発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ）の計算方法については後述する。
【００６９】
さらに、運用設定管理部１１１で設定された評価関数Ｆ（ｘ）に基づき、あらかじめ定められた係数Ｋsys、係数Ｋgを用いて、需要家ｉの時刻ｔの評価値Ｈ（ｉ，ｔ）を数９のように計算し、データベース１３３のような情報保存装置に保存する。なお、評価値を算出する方法は、以下に示すものには限らない。
【００７０】
【数９】
0005411183.tif 000010
【００７１】
次に、需要家ＣＯ2排出量目標値設定部１１５は、需要家通信部１１２で受信した、各需要家の時刻ｔ＋Δｔにおけるエネルギー予定値を合算し、コミュニティー全体での時刻ｔ＋Δｔのエネルギー予定値を計算する（ステップＳＴ４２）。
【００７２】
具体的には、時刻ｔ＋Δｔにおける、コミュニティー全体の電力系統送受電電力予定量Ｐcomsysplan（ｔ＋Δｔ）と、単位電力量あたりのＣＯ2排出量種別ごとの発電電力予定量Ｐcomgplan（ｔ＋Δｔ）とを、次の数１０、数１１によってそれぞれ計算する。
【００７３】
【数１０】
0005411183.tif 000011
【００７４】
【数１１】
0005411183.tif 000012
【００７５】
さらに、コミュニティー全体の、時刻ｔ＋ΔｔのＣＯ2排出予定量Ｅcomplan（ｔ＋Δｔ）を、数４と同様に、数１２のように計算する（ステップＳＴ４３）。
【００７６】
【数１２】
0005411183.tif 000013
【００７７】
次に、運用設定管理部１１１で設定された、１日のＣＯ2排出量の目標値Ｅtargetと、コミュニティーエネルギー監視部１１３で設定された、時刻ｔにおける１日の開始時点から現在時刻ｔまでの総ＣＯ2排出量Ｅcomtotal（ｔ）とを用いて、配分値Ｅnexttarget（ｔ＋Δｔ）を設定する（ステップＳＴ４４）。
【００７８】
例えば、１日のＣＯ2排出量の目標値Ｅtargetを達成するために時刻ｔ＋Δｔ以降で発生することができる総ＣＯ2排出量は、目標値Ｅtarget−総ＣＯ2排出量Ｅcomtotal（ｔ）であるから、これを過去の履歴データを用いて以降の時間に配分し、その配分値を配分値Ｅnexttarget（ｔ＋Δｔ）として設定する。
【００７９】
これにより、コミュニティーとして、時刻ｔ＋Δｔ時点での計画に対するＣＯ2排出量の削減量Ｅcomreduction（ｔ＋Δｔ）は、ＣＯ2排出予定量Ｅcomplan（ｔ＋Δｔ）−配分値Ｅnexttarget（ｔ＋Δｔ）となる。
【００８０】
なお、ここで削減量Ｅcomreduction（ｔ＋Δｔ）は、必ずしも正値になるとは限らない。例えば、需要家が電力貯蔵設備に充電された電気を用いて需要を満たすことでＣＯ2排出量を少なく抑えた場合等、目標値Ｅtargetを上回ってＣＯ2排出量を抑えることで負値になることがある。
【００８１】
以下、各需要家の時刻ｔ＋Δｔに対する電力系統２００２との送受電によるＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備によるＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）とをそれぞれ計算する（ステップＳＴ４５）。
【００８２】
まず、各需要家の時刻ｔ＋Δｔにおける電力系統２００２との送受電によるＣＯ2排出予定値Ｅsysplan（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備１０００によるＣＯ2排出量予定値Ｅgplanmax（ｉ，ｔ＋Δｔ）とを、数１３、数１４のようにそれぞれ計算する。
【００８３】
【数１３】
0005411183.tif 000014
【００８４】
【数１４】
0005411183.tif 000015
【００８５】
まず、削減量Ｅcomreduction（ｔ＋Δｔ）が負値である場合、時刻ｔ＋ΔｔのＣＯ2排出量を予定量より増やすような制御を行う。
【００８６】
需要家ｉの時刻ｔ＋Δｔに対する電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）とを、例えば数１５、数１６に示す式によって決定する。
【００８７】
【数１５】
0005411183.tif 000016
【００８８】
【数１６】
0005411183.tif 000017
【００８９】
また、削減量Ｅcomreduction（ｔ＋Δｔ）が非負である場合、時刻ｔ＋ΔｔのＣＯ2排出量を予定量より減らすような制御を行う。
【００９０】
時刻ｔ＋Δｔにおけるコミュニティー全体の電力系統送受電電力予定量Ｐcomsysplan（ｔ＋Δｔ）が正、すなわち、コミュニティー全体を見ると電力系統２００２から受電する場合、各需要家の時刻ｔ＋Δｔに対する電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）とを、例えば数１７、数１８に示す式によって決定する。
【００９１】
【数１７】
0005411183.tif 000018
【００９２】
【数１８】
0005411183.tif 000019
【００９３】
また、時刻ｔ＋Δｔにおけるコミュニティー全体の電力系統送受電電力予定量Ｐcomsysplan（ｔ＋Δｔ）が負、すなわち、コミュニティー全体を見ると電力系統２００２に送電する場合、各需要家の時刻ｔ＋Δｔに対する電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）とを、例えば数１９、数２０に示す式によって決定する。
【００９４】
【数１９】
0005411183.tif 000020
【００９５】
【数２０】
0005411183.tif 000021
【００９６】
この電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の、第１目標値としての目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）と、需要家内の発電設備分ＣＯ2排出量の、第２目標値としての目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）とを、需要家通信部１１２が各需要家に送信する（ステップＳＴ４６）。
【００９７】
これまで述べた、需要家通信部１１２、コミュニティーエネルギー監視部１１３、需要家評価部１１４、需要家ＣＯ2排出量目標値設定部１１５の処理を、繰り返し行う。
【００９８】
上述の動作が終了した場合、次に、需要家報酬設定部１１６における需要家報酬計算動作を開始する（ステップＳＴ１４、図２参照）。
【００９９】
一定の期間、例えば１日が経過した時点で、情報保存装置に保存された需要家の評価値を集計し、各需要家に対する報酬ポイントを設定する。具体的には、需要家ｉの報酬ポイントＲ（ｉ）を、数２１に示す式で計算する。
【０１００】
【数２１】
0005411183.tif 000022
【０１０１】
コミュニティーエネルギー管理システム１０１の運用者が、この報酬ポイントＲ（ｉ）に応じて、各需要家ｉの報酬を設定する。なお、この報酬の内容及び設定の方法は、あらかじめ需要家に通知しておくことが望ましい。
【０１０２】
この設定方法は、例えば、報酬の内容がエコポイントであれば、この報酬ポイントに比例してエコポイントを与えてもよいし、報酬ポイントに応じてあらかじめ定めたエコポイント原資を比例配分してもよいし、報酬ポイントによる順位付けに応じてエコポイントを設定してもよい。
【０１０３】
また、この報酬の形態は、上の例ではエコポイントとして示したが、必ずしも金銭や金銭の等価物でなくてもよい。なお、需要家によっては、報酬ポイントＲ（ｉ）が負になる場合もあるが、次の期間に持ち越してもよいし、報酬を与えずリセットしてもよい。
【０１０４】
なお、報酬を与えることは必須ではなく、評価値に対して需要家が自律的に、コミュニティー全体の省ＣＯ2、省エネルギーを目指すような誘導が実現できればよい。
【０１０５】
上述のようなコミュニティーエネルギー管理システム１０１によって、需要家エネルギー管理システム１０２が上記送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ＋Δｔ）、需要家内発電設備分ＣＯ2排出量の目標値Ｄg（ｉ，ｔ＋Δｔ）に基づき評価値を高め、報酬が得られるように、発電設備１０００、電力貯蔵設備１００１、負荷１００２の制御を行う。
【０１０６】
これら需要家に送信される目標値は、コミュニティー全体のＣＯ2排出の目標値に近づくように設定されている。
【０１０７】
よって、各需要家エネルギー管理システム１０２がＣＯ2排出量を抑えるために、例えばＣＯ2排出量の少ない自然エネルギーを有効活用するように制御を行ったり、ＣＯ2排出量の少ない電気が供給されている時間帯に負荷１００２を誘導したり、電力貯蔵設備１００１の損失を考慮して電力貯蔵設備１００１への充電・放電制御を行ったりすることを促進することができる。
【０１０８】
さらに、需要家エネルギー管理システム１０２が、需要家のエネルギー発生・消費状況を、表示端末等を通して需要家に通知することによって、需要家の生活行動が評価値を高めるように変更されることを促し、結果的にコミュニティー全体として省エネルギー、省ＣＯ2となる効果がある。
【０１０９】
＜Ａ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態１によれば、需要家２０００、需要家２００１が電力系統２００２との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家２０００、需要家２００１において発電される発電電力に基づく第２目標値とを設定する、目標値設定部としての需要家ＣＯ2排出量目標値設定部１１５を備え、需要家２０００、２００１の成果値に基づいて、評価値を算出する評価部としての需要家評価部１１４をさらに備えることで、需要家２０００、需要家２００１が自律的にＣＯ2排出量目標値に近づくようにエネルギー管理をすることを誘導し、コミュニティー全体の省ＣＯ2、省エネルギーを実現することが可能となる。
【０１１０】
また、第１目標値及び第２目標値を評価することで、コミュニティー内で発生した電力を、コミュニティー内で消費しやすくする効果がある。
【０１１１】
また、本発明にかかる実施の形態１によれば、コミュニティーエネルギー管理システムにおいて、評価部としての需要家評価部１１４が、成果値の、第１、第２目標値との差分に基づいて、評価値を算出することで、当該評価値を高めるため、需要家２０００、需要家２００１が自律的にＣＯ2排出量目標値に近づくようにエネルギー管理をすることを誘導できる。
【０１１２】
また、本発明にかかる実施の形態１によれば、コミュニティーエネルギー管理システムにおいて、評価値に応じて、需要家２０００、需要家２００１に対する報酬を設定する報酬設定部としての需要家報酬設定部１１６をさらに備えることで、当該報酬を増やすため、需要家２０００、需要家２００１が自律的にＣＯ2排出量目標値に近づくようにエネルギー管理をすることを誘導できる。
【０１１３】
また、本発明にかかる実施の形態１によれば、コミュニティーエネルギー管理システムにおいて、需要家２０００、需要家２００１は、発電を行う発電設備１０００と、発電設備１０００による発電電力、及び、電力系統２００２との間で授受する授受電力を貯蔵する電力貯蔵設備１００１とを備え、需要家エネルギー管理システム１０２が、第１、第２目標値に基づいて、発電電力及び授受電力を消費又は貯蔵させることで、エネルギー管理を行うことで、コミュニティー内で発生した発電電力を、コミュニティー内で消費しやすくするように制御でき、コミュニティー全体の省エネルギーを実現することができる。
【０１１４】
また、本発明にかかる実施の形態１によれば、（ａ）需要家エネルギー管理システム１０２と通信する工程と、（ｂ）需要家２０００、需要家２００１が電力系統２００２との間で授受する授受電力に基づく第１目標値と、当該需要家２０００、需要家２００１において発電される発電電力に基づく第２目標値とを設定する工程とを備え、工程（ａ）が、第１、第２目標値を需要家エネルギー管理システム１０２に送信し、さらに当該需要家エネルギー管理システム１０２から、第１、第２目標値に対する成果値を受信する工程であり、（ｃ）需要家２０００、２００１の成果値に基づいて、評価値を算出する工程をさらに備えることで、需要家２０００、需要家２００１が自律的にＣＯ2排出量目標値に近づくようにエネルギー管理をすることを誘導し、コミュニティー全体の省ＣＯ2、省エネルギーを実現することが可能となる。
【０１１５】
また、コミュニティー内で発生した電力を、コミュニティー内で消費しやすくする効果がある。
【０１１６】
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
図５は、本発明の実施の形態２によるコミュニティーエネルギー管理システム１０１ａ、需要家２０００、需要家２００１を含む、コミュニティーエネルギー管理の全体構成を示す図である。図１及び図５において、同じ符号は同一又は相当部分を指すので、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
本発明におけるコミュニティーエネルギー管理システム１０１ａは、実施の形態１で述べたシステムと同様、コミュニティー内の需要家２０００、需要家２００１に対して第１、第２目標値を送信してコミュニティーのエネルギーを管理するが、当該コミュニティーエネルギー管理システム１０１ａは、電力系統２００２に接続されたコミュニティー電力貯蔵設備１４２を有することができる。
【０１１８】
また、電力系統２００２に接続されたコミュニティー発電設備１４１を有していてもよい。さらに、これらを監視制御するコミュニティー設備監視制御部１１７を備えることができる。
【０１１９】
例えば、コミュニティー発電設備１４１は太陽電池、コミュニティー電力貯蔵設備１４２は蓄電池であるが、複数台あってもよい。コミュニティー発電設備１４１及びコミュニティー電力貯蔵設備１４２をコミュニティー設備１４３と総称する。
【０１２０】
当該コミュニティーエネルギー管理システム１０１ａのコミュニティーエネルギー管理方法は実施の形態１の図２とほぼ同様であるが、周期処理（ステップＳＴ１３）の部分が一部異なるので、以下に説明する。
【０１２１】
＜Ｂ−２．動作＞
図６は、コミュニティーエネルギー管理システム１０１ａの周期処理（ステップＳＴ１３）部分を詳細に示したフローチャートである。なお、図４及び図６において、同じ符号は同一又は相当部分を指すので、詳細な説明を省略する。
【０１２２】
コミュニティー設備監視制御部１１７は、コミュニティー設備１４３と接続されており、コミュニティー設備１４３のエネルギーリアルタイム情報を一定周期で受信する（ステップＳＴ５０）。
【０１２３】
具体的には、目標値の送出周期Δｔ及び需要家リアルタイム情報の収集周期Δｓ以下の周期Δｕで、現在時刻ｕにおける、コミュニティー発電設備１４１の発電電力Ｗtmplocalg（ｕ）と、コミュニティー電力貯蔵設備１４２の充放電電力Ｗtmplocalbat（ｕ）とを受信し、保存する。
【０１２４】
それとともに、時刻ｔ−Δｔから現在時刻ｕまでの間の、発電電力Ｗtmplocalg（ｕ）及び充放電電力Ｗtmplocalbat（ｕ）により計算される電力量、発電電力Ｗtmplocalg（ｕ）×Δｕ、充放電電力Ｗtmplocalbat（ｕ）×Δｕを加算し、コミュニティー発電設備１４１の発電電力量の加算値Ｐsumtmplocalg、及び、コミュニティー電力貯蔵設備１４２の充放電電力量の加算値Ｐsumtmplocalbatを計算する。なお、コミュニティー電力貯蔵設備１４２においては、発電（放電）を正とし、充電は負値となる。
【０１２５】
次に、実施の形態１で記載したように、需要家通信部１１２が、各需要家エネルギー管理システム１０２から受信するエネルギーリアルタイム情報、具体的には、目標値送出周期Δｔ以下の周期Δｓで、現在時刻ｓにおける、需要家ｉの電力系統送受電電力量の現在値Ｐtmpsys（ｉ，ｓ）を受信し、時刻ｔ−Δｔから現在時刻ｓまでの間に受信した現在値Ｐtmpsys（ｉ，ｓ）を加算した結果を、需要家ｉの電力系統送受電電力量の加算値Ｐsumtmpsys（ｉ）として格納している。
【０１２６】
そこで、コミュニティー設備監視制御部１１７は、当該時点でのコミュニティー全体の電力系統送受電電力量の加算値Ｐsumtmpsystotalを計算する（ステップＳＴ５１）。具体的には数２２で計算できる。
【０１２７】
【数２２】
0005411183.tif 000023
【０１２８】
次に、現在時刻ｓにおいて、時刻ｔ時点で電力系統送受電電力量が第１目標値に近づくように、コミュニティー電力貯蔵設備１４２に指令を送る（ステップＳＴ５２）。
【０１２９】
具体的には、時刻ｔ−Δｔ時点でコミュニティー内の需要家に対して送信された、時刻ｔ時点の電力系統２００２との送受電分ＣＯ2排出量の目標値Ｄsys（ｉ，ｔ）の、コミュニティー全体の総和はΣ＿ｉ  Ｄsys（ｉ，ｔ）であるので、時刻ｔ−Δｔから時刻ｔにわたる電力系統送受電電力量の第１目標値はΣ＿ｉ  Ｄsys（ｉ，ｔ）／ＥＦsys（ｔ）となる。よって、時刻ｓ時点での当該第１目標値に対する残差Ｒesは、数２３のように線形近似して計算できる。
【０１３０】
【数２３】
0005411183.tif 000024
【０１３１】
また、コミュニティー発電設備１４１が、太陽電池等の自然エネルギーによるものである場合、直近に得られたコミュニティー発電設備１４１の発電電力Ｗtmplocalg（ｕ）を用いて、指令値Ｖ（ｓ）を数２４で計算し、この指令値Ｖ（ｓ）をコミュニティー電力貯蔵設備１４２に対して指令する。
【０１３２】
【数２４】
0005411183.tif 000025
【０１３３】
次に、目標値計算タイミングの時刻ｔにおいて、時刻ｔ−Δｔから時刻ｔまでの間に受信した発電電力Ｗtmplocalg（ｕ）及び充放電電力Ｗtmplocalbat（ｕ）を加算した結果が、加算値Ｐsumtmplocalg及び加算値Ｐsumtmplocalbatとして格納されているので、これらの値をコミュニティー設備の現在エネルギー情報として、時刻ｔにおけるコミュニティー発電設備の発電量Ｐlocalg（ｔ）、コミュニティー電力貯蔵設備の発電量Ｐlocalbat（ｔ）を設定する（ステップＳＴ５３）。
【０１３４】
次に、コミュニティーエネルギー監視部１１３ａにおける、コミュニティー全体での電力系統２００２との送受電電力量Ｐcomsys（ｔ）と、単位電力量あたりのＣＯ2排出量種別ごとの発電電力量Ｐcomg（ｊ，ｔ）とを計算する部分（ステップＳＴ２２）は実施の形態１で述べたものと同様である。
【０１３５】
次に、コミュニティー全体の、時刻ｔのＣＯ2排出量Ｅcom（ｔ）を計算する（ステップＳＴ５４）。電力系統２００２との送受電量は、各需要家による発電部分から、コミュニティー設備１４３で発電した分を減じたものとなるので、コミュニティー全体の時刻ｔのＣＯ2排出量Ｅcom（ｔ）は、数２５のように計算できる。ただし、簡単のためにコミュニティー発電設備１４１は、排出係数が０の電源であるものとし、以下説明する。なお、コミュニティー発電設備１４１の排出係数が、排出係数ＥＦlocalの場合は、数２６のようになる。
【０１３６】
【数２５】
0005411183.tif 000026
【０１３７】
【数２６】
0005411183.tif 000027
【０１３８】
なお、１日の開始時点から現在時刻ｔまでの総ＣＯ2排出量Ｅcomtotal（ｔ）は、実施の形態１で示した数５を用いて計算できる。
【０１３９】
【数２７】
0005411183.tif 000028
【０１４０】
上述のようなコミュニティーエネルギー管理システム１０１ａによって、需要家に与えたＣＯ2排出量の目標値に対して、電力系統２００２との授受電力の制御残差を、コミュニティーの設備によって制御し抑制することができる。よって、コミュニティー内で発生したエネルギーが、コミュニティー内で消費されやすくなる効果がある。
【０１４１】
＜Ｂ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態２によれば、コミュニティーエネルギー管理システムにおいて、電力系統２００２と接続され、発電を行うコミュニティー発電設備１４１と、コミュニティー発電設備１４１による発電電力、及び、電力系統２００２との間で授受する授受電力とを貯蔵するコミュニティー電力貯蔵設備１４２と、コミュニティー発電設備１４１と、コミュニティー電力貯蔵設備１４２とを制御するコミュニティー設備監視制御部１１７をさらに備えることで、コミュニティー内で発生した電力を電力系統２００２に送る量を少なくし、コミュニティー内で消費しやすくすることができる。
【０１４２】
また、本発明にかかる実施の形態２によれば、コミュニティーエネルギー管理システムにおいて、コミュニティー設備監視制御部１１７が、第１目標値と成果値との差分に基づいて、コミュニティー発電設備１４１及びコミュニティー電力貯蔵設備１４２を制御することで、自律的にＣＯ2排出量目標値に近づくようにエネルギー管理をすることを誘導できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０１，１０１ａ  コミュニティーエネルギー管理システム、１０２  需要家エネルギー管理システム、１１１  運用設定管理部、１１２  需要家通信部、１１３，１１３ａ  コミュニティーエネルギー監視部、１１４  需要家評価部、１１５  需要家ＣＯ2排出量目標値設定部、１１６  需要家報酬設定部、１１７  コミュニティー設備監視制御部、１３１  入力装置、１３２  表示装置、１３３  データベース、１４１  コミュニティー発電設備、１４２  コミュニティー電力貯蔵設備、１４３  コミュニティー設備、１０００  発電設備、１００１  電力貯蔵設備、１００２  負荷、１００３  メータ、２０００，２００１  需要家、２００２  電力系統。
【図１】
0005411183.tif 000029
【図２】
0005411183.tif 000030
【図３】
0005411183.tif 000031
【図４】
0005411183.tif 000032
【図５】
0005411183.tif 000033
【図６】
0005411183.tif 000034