(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網を介して電力供給者と電力需要者間で情報通信を行い、以後の電力供給量および電力需要量の予測情報に基づいて、電力の需給バランスを調整する電力需給調整システムにおいて、
過去における需要者の電力の需要量に関するデータから、以後の電力の需要量を予測した電力需要曲線予測情報と、以後の電力の発電量を予測した発電量予測情報とに基づいて、各需要者に対して、電力の使用契約を作成する各需要家使用契約提案部と、
各需要者の使用電力量および以後の使用電力量に関する動向を監視する各需要家動向監視部と、
前記電力需要曲線予測情報、前記発電量予測情報、および前記各需要家動向監視部より出力される使用電力の監視情報から、電力の需給バランスを監視した需要供給バランス監視情報に基づき、電力供給を調整する少なくとも一つの開閉器を用いて、需要者への電力供給を低減または遮断する制御指令を行う強制制御実施部とを備え、
前記各需要家使用契約提案部は、前記制御指令によって変化する需要者の使用電力量に係る電力料金に基づいた使用契約を再作成する
ことを特徴とする電力需給調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力需給システムにおいて、
電力供給量に対して、電力需要量が上回ると予測されるとき、前記各需要家使用契約提案部は、使用することが可能な電力量の低減および使用電力量に係る電力料金の減免を行った使用契約を再作成することを特徴とする電力需給調整システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力需給システムにおいて、
前記開閉器を複数個備え、
前記各需要家使用契約提案部は、前記制御指令を行う前記複数の開閉器を選択できる使用契約を作成することを特徴とする電力需給調整システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の電力需給システムにおいて、
前記各需要家使用契約提案部は、電力需要者が前記使用契約における使用することが可能な電力量を超過する使用を行ったことを、前記各需要家動向監視部の監視情報から通知されたとき、前記使用契約に係る電力料金を増額した使用契約を再作成することを特徴とする電力需給調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力事業者による電力供給量と、需要者による電力需要量のバランスを調整するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
将来的に、供給電力エネルギーのうち再生可能エネルギーの占める割合が増加すると考えられるが、再生可能エネルギーの発電量は天候などに左右され安定的でないことが問題となる。そのため、電力事業者は電力供給量低下時の余剰電力を確保するために、再生可能エネルギー分の電力供給力を担保可能な発電設備を別途保持しなければならない。しかし、利用される機会の少ない前記発電設備を電力事業者が保持しておくことは経済的に不利である。
【０００３】
そこで、特許文献１には、需要者の利用電力を監視して、種々の集計等の処理を行い、その処理結果を需要者に提供して、利用電力の節約等を促すことを可能にするシステムが記載されている。また、前記特許文献１に記載のシステムでは、需要者がシステムから供給電力に関する情報を提供されても、利用電力を節約できず、システム内の監視サーバが将来の需要電力量の予測を行い、供給電力量が需要電力量を下回ると判断した場合は、需要者側に制御情報を送信し、予め設定された優先順位で、電力設備への供給電力を停止させることが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、電力供給システムから需要者に対し、前記システムの負荷状況に関連する情報を提示して交渉することにより、電力消費の負荷平準化を図り、電力需要の最適化を行うことで、供給者および需要者のコストの削減を実現するシステムおよび方法が記載されている。この特許文献２には、電力供給システム内の電力の給電量を管理制御するシステムから、需要者の端末に対して、事前に電力供給の制御量についての交渉を行い、前記交渉の合意のもとで、需要者側の電力消費機器の制御を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０２７９１７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１に記載のシステムでは、供給電力量が需要電力量を下回ってしまったときに、強制的に電力供給を停止又は、緊急で電力消費の削減要請を実施した場合の需要者側のインセンティブについて言及されておらず、需要者が節電対応を行わなくても前記システムが自動で制御停止するということや、需要者は単に供給停止制御されて使用できなかった分の電力料金を支払わなくてよいということしかメリットがない。また、前記特許文献２に記載のシステムでは、インセンティブを用いた交渉を行うとの記載はあるが、本発明のように複数の開閉器を用いて、電力供給を制限する構成となっておらず、前記制限を行うことで、需要者の生活の質を落としてしまう可能性がある。
【０００７】
よって、本発明は、前記のように需要側の需要電力量が供給側の供給電力量を上回り、供給不足電力が発生すると予測した時に、需要側へ適切なインセンティブを与えた使用契約を提案することで協力を促し、複数の開閉器を用いて、電力供給の強制的な停止制御を行い、供給電力量および需要電力量の不均衡を抑止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決する手段として、通信網を介して電力供給者と電力需要者間で情報通信を行い、以後の電力供給量および電力需要量の予測情報に基づいて、電力の需給バランスを調整する電力需給調整システムにおいて、過去における需要者の電力の需要量に関するデータから、以後の電力の需要量を予測した電力需要曲線予測情報と、以後の電力の発電量を予測した発電量予測情報とに基づいて、各需要者に対して、電力の使用契約を作成する各需要家使用契約提案部と、各需要者の使用電力量および以後の使用電力量に関する動向を監視する各需要家動向監視部と、前記電力需要曲線予測情報、前記発電量予測情報、および前記各需要家動向監視部より出力される使用電力の監視情報から、電力の需給バランスを監視した需要供給バランス監視情報に基づき、電力供給を調整する少なくとも一つの開閉器を用いて、需要者への電力供給を低減または遮断する制御指令を行う強制制御実施部とを備え、前記強制制御実施部の前記制御指令に応じて、前記開閉部が電力供給の調整を行い、前記各需要家使用契約提案部は、使用電力量に係る電力料金を減免した使用契約を作成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、需要側の需要電力量が供給側の供給電力量を上回り、供給不足電力が発生すると予測した時でも、需要者に適切なインセンティブを与えた使用契約を提案することで協力を促し、複数の開閉器を用いた電力供給の強制的な制御を行うことで、電力供給電力量および需要電力量の不均衡を抑止し、電力の需給バランスをより高精度に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】システム構成。
【図２】使用可能電力量プロファイルの作成フローと料金設定の例。
【図３】使用可能電力プロファイルの例。
【図４】需要家による使用可能電力プロファイルのカスタマイズの例。
【図５】使用可能電力量プロファイルの再提案および緊急要請フロー。
【図６】遵守率向上策およびペナルティー課金の方法。
【図７】強制制御に関する契約および電力供給低減・遮断装置。
【図８】需要家との通信形態。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を示す。
【００１２】
図１にシステムの概要を示す。
【００１３】
使用電力量データベース１０１は過去の各日、各時間帯の電力需要量（以下、電力需要曲線）が格納されている。電力需要曲線予測部１００は使用電力量データベース１０１のデータおよび天候などの情報を用い明日の電力需要曲線を予測する。
【００１４】
発電機器データベース１０３は電力事業者の発電機器および需要家の太陽電池等の発電機器についての最大発電量に関する情報が格納されている。発電量予測部１０２は発電機器データベース１０３のデータおよび天候などの情報を用い明日の各時間帯における発電可能電力量（以下、発電可能曲線）を予測する。
【００１５】
不足電力予測部１０４は電力需要曲線予測部１００での明日の電力需要曲線予測結果と発電量予測部１０２での明日の発電可能曲線の予測結果より明日の各時間帯の不足電力（最小余剰電力含む）の推移（以下、不足電力予測曲線）を予測する。
【００１６】
各需要家データベース１０５は各需要家の過去の各日、各時間帯の使用電力量の実績、各日に選択した使用可能電力量プロファイルとその遵守率および偏差が格納されている。
なお、使用可能電力量とは、所定の時間帯および日において、使用することが可能な電力量を表すものである。各需要家使用電力予測部１０６は各需要家データベースのデータを用い明日の各需要家の各時間帯の使用電力の推移（以下、予測使用電力曲線）を予測する。各需要家使用契約提案部１０７は不足電力予測部１０４で予測した不足電力曲線と各需要家使用電力予測部１０６で予測した予測使用電力曲線を用い電力需要曲線のピーク時電力を減少させ不足電力を解消する為、複数の各時間帯の使用可能な最大電力量のパターン（以下、使用可能電力量プロファイル）と当該プロファイルで使用した場合の予定料金を合わせて需要家に契約用表示端末１１４を通じて提示する。需要家は、提示された使用可能電力量プロファイルから、履行可能な使用可能電力量プロファイルを選択する。また、需要家は、契約用表示端末１１４を用いて、使用可能電力量プロファイルのカスタマイズをすることができる。また、契約用表示端末１１４にはそのカスタマイズした使用可能電力量プロファイルに合わせ予定電力料金がリアルタイムで表示され、需要家の判断を支援する。使用可能電力量プロファイルのカスタマイズのフローについては後述する。電力料金は、最大電力使用量のピークに合わせ高く設定することで需要家に対し、最大電力のピーク時間帯の電力使用を差し控えるようなインセンティブを与えるように設定にする。使用可能電力量プロファイルの作成フローと料金設定については後述する。各需要家が契約用表示端末１１４にて選択した使用可能電力プロファイルは各需要家データベース１０５に格納する。電力需要曲線算出部１０９では各需要家が選択した使用可能電力量プロファイルに前出した各需要家データベース１０５に格納されている偏差を加えて各需要家の最大使用予測電力量を推定し、各需要家の最大使用予測電力量を積算することにより需要家契約後電力需要曲線を推定する。不足電力予測部１０４では電力需要曲線算出部１０９が算出した需要家契約後電力需要曲線と前述した発電可能電力曲線から需要家契約後不足電力予測曲線を予測する。需要家契約後不足電力予測曲線で不足電力が発生する場合は不足電力分確保のために各需要家に対し各需要家使用契約提案部１０７より使用可能電力量プロファイルの再提案を行う。使用可能電力量プロファイルの再提案方法については後述する。また、各需要家動向監視部１０８では各需要家が使用可能電力曲線内で電力を使用し契約を履行しているか監視する。その結果使用可能プロファイルを超えることが予想される場合、または超えた場合に、契約用表示端末１１４に、電力消費量低減を促すメッセージを表示する。また、使用可能電力量プロファイルを超えての使用が継続する場合、ペナルティー課金により予定電気料金が増加することがわかるよう表示する。遵守率向上策およびペナルティー課金の方法については、後述する。需要供給バランス監視部１１０では各需要家動向監視部１０８の各需要家の使用電力の推移、電力需要曲線予測部１００で予測している電力需要曲線、発電量予測部１０２で予測している発電可能曲線から需要と供給のバランスがとれているか監視する。強制制御実施部１１１では需要家が使用可能電力量を超過した場合および需要が供給を超えるような場合、各需要家データベース１０５を参照し、契約で合意された強制制御可能な需要家について、電力供給低減・遮断装置１１３により電力供給を強制低減、または遮断し、需要を抑止し、使用電力量を減少させる。
強制制御に関する契約および電力供給低減、遮断装置については後述する。緊急要請実施部１１２では強制制御実施部１１１での強制切断可能な需要家の電源供給を停止しても、需要が供給を超えそうな場合、緊急要請を行いこの問題を解決する。緊急要請のフローについては、後述する。
【００１７】
図２に使用可能電力量プロファイルの作成フローと料金設定の例を示す。料金形態は不足電力予測部１０４で予測した不足電力予測曲線２００において不足電力量の高い部分および使用電力量が多い方が電力料金も高いこととし、需要が大きい時に各需要家に節電を促すように設定する。また各需要家使用契約提案部１０７は各需要家使用電力予測部１０６より予測した予測使用電力曲線を基本プロファイルとし、不足電力予測部１０４により予測した不足電力予測曲線２００を基にピーク時電力需要を削減し不足電力を低減するような使用可能電力量を制限するようなプロファイルを生成するとともに、不足電力予測部１０４で予測した不足電力予測曲線２００より設定した料金体系２０１を基に予定電力料金を算出する。
【００１８】
図３に使用可能電力プロファイルの例を示す。需要家の使用電力量の推移を基本消費プロファイル３００とし、これを選択時は、料金割引なしのプロファイルを適応する。また、全体的に使用電力を抑えるデマンドカット型３０２では需要家が節減することで料金割引を享受できるプロファイルとなっている。電力ピーク時刻を移行するピークシフト型Ａ３０１では、需要家が負担少なく料金割引を享受できることとし、また大きくピークを移行したピークシフト型Ｂ３０３のように電力使用のピークが需要家平均とずれるほど料金割引を大きくするプロファイルなども選択できる。また、ほとんど電力を使用しない不在／休業型３０４のプロファイルも考えられる。これらのプロファイルによって、使用料金およびピーク時電力量削減効果や不足電力補填効果が異なり、需要家の判断によって、選択が可能となる。
【００１９】
図４に需要家による使用可能電力プロファイルのカスタマイズの例を示す。契約用表示端末に提示された使用可能電力プロファイルでもっとも需要家の希望に近いプロファイルを選択し（４００）、それを需要家によりプロファイルの修正ができるようにすることで各需要家のニーズに合わせて使用可能電力プロファイルを独自に作成できる。具体例として、需要家の予定として朝に来客があり、１１時〜１７時は外出する予定だったのでその前後に電気自動車の充電を行いたい場合に（４０１）、来客の時間と電気自動車充電分の使用可能電力を増加させ、外出時間の使用可能電力量を減少させた使用可能電力プロファイルに変更する（４０２）。それを受けて、契約用表示端末１１４では使用可能電力プロファイルを表示し、カスタマイズした使用可能電力プロファイルと不足電力予測部１０４で予測した不足電力予測曲線２００を基に設定した料金（２０１）より予定料金を再計算し、使用可能電力プロファイルをカスタマイズする（４０３）。それを需要家が選択することにより各需要家の生活にあった形でのピーク電力の削減が可能となる。
【００２０】
図５に使用可能電力量プロファイルの再提案および緊急要請フローを示す。各需要家が使用可能電力プロファイルを選択後、に推定した需要家契約後電力需要曲線と発電可能曲線を用い不足電力予測部１０４より不足電力が発生すると予測された場合、および強制制御実施部１１１での強制切断可能な需要家の電力供給を停止しても、需要が供給を超えそうな場合、緊急要請実施部１１２より緊急要請を行う。緊急要請は競売方式で実施される。具体例として、１３時〜１４時の不足電力が１００ｋＷｈの使用可能電力量プロファイルの再提案の場合、各需要家が選択した使用可能電力プロファイルから１３時〜１４時も使用可能電力量を１ｋＷｈ減少させた使用可能電力プロファイルを生成し（５００）、特典として、その日の総電力料金の１０％割引を実施するとして（５０１）、１００人の需要家に提案する（５０２）。１００人の需要家の協力を得られたら不足電力分を確保可能なので、先着１００人と契約を締結することにより（５０３）、この問題を回避する。このように再提案時には特典を付与し競売方式で行うことで需要家の購買意欲を刺激し、電力事業者、需要家双方に得のある方法で解決が可能となる。
【００２１】
図６に遵守率向上策およびペナルティー課金の方法を示す。契約した使用可能電力量を超過しそうな場合、または超過した場合に需要家に前述の内容を通知する。契約需要家宅６００内、契約用表示端末６０６では使用電力のモニタリングとともに使用可能電力プロファイルを表示し（６０７）、契約電力量を超過すると予測されること、または超過したことを明確に表示し、併せて各需要家データベース１０５から過去の最も類似した日を基に使用電力の予定料金６０８および超過時予定料金６０９を算出し、同図に示すように契約用表示端末６０６で表示したり、宅内のスピーカ６０５、テレビ６０４などの電気機器から通知することで需要家に使用電力量の削減を促す。また、需要家は宅内にいるとは限らないので、最も保持している可能性の高い携帯端末６０３（携帯用の契約用表示端末もしくは携帯電話）に通知することで需要家への確実な通知が可能となる。またそれでも、使用可能電力量を超過した場合は、超過分の使用電力料金は割増料金（料金体系２０１の該当箇所の２倍の料金）とする。これにより需要家の遵守率の向上を図れる。
【００２２】
図７に強制制御に関する契約および電力供給低減・遮断装置７００を示す。各需要家使用契約提案部１０７で提案する契約形態は、使用可能電力プロファイルのみではなく、契約した使用可能電力プロファイルを超過した場合、および全体としての需要が供給を超えそうな場合に強制的に電力事業者が需要家に供給する電力をカットする契約形態も導入する。また、前述した契約した使用可能電力プロファイルを超過した場合の契約（７０１）と全体としての需要が供給を超えそうな場合に強制的に電力事業者が需要家に供給する電力をカットする契約（７０２）は別々に締結することとし、後者の方がピーク時電力使用量低減の効果が高いことから割引が大きいものとする。また使用可能電力量により多段的にカット可能としカット可能な電力量が大きいほど割引が大きいこととする。需要家が５０Ａ使用可能な場合、電力供給低減・遮断装置７００において開閉器を４つ設置し、どの開閉器まで強制切断可能かを契約することとする。さらに、需要家が各開閉器に接続する機器を選択することができるので、需要家の優先度に合わせて契約可能となる。具体例とし、需要家が開閉器３まで強制切断可能とした場合、開閉器４にライフライン機器を接続することで必要なものはいつでも使用可能とし、電気自動車や洗濯など実施時間を変更可能なものを切断されやすい開閉器に接続し、クオリティオブライフを損なわない契約・料金形態を選択することが可能で、強制的に切断可能な電力が大きい契約ほど電力料金割引を大きくすることで電力事業者と需要家双方に利となるシステムとすることが可能となる。この構成により、従来技術と比較して、複数の開閉器を用いて、需要家の生活の質を落とさずに、細かく供給電力の制御が可能となるため、より高精度に需給バランスの調整することができる。
【００２３】
図８に需要家との通信形態を示す。ＡＭＩメータ６０２による各需要家と電力会社サーバ６０１との通信が可能となっている。これを用い各需要家の各時間の使用電力量、電流値、電圧値が収集可能である。ＡＭＩメータ６０２による収集したデータを各需要家データベース１０５に格納することにより、より正確な各需要家の各時間の使用電力量の予測が可能となる。また、ＡＭＩメータ６０２により各需要家が契約を履行しているかの監視も可能となる。契約した使用可能電力量を超過した場合の各需要家への通知および電力カットのための電力強制制御の為の開閉器の制御もこのＡＭＩメータ６０２により実現可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１００  電力需要曲線予測部
１０１  使用電力量データベース
１０２  発電量予測部
１０３  発電機器データデース
１０４  不足電力予測部
１０５  各需要家データベース
１０６  各需要家使用電力予測部
１０７  各需要家使用契約提案部
１０８  各需要家動向監視部
１０９  電力需要曲線算出部
１１０  需要供給バランス監視部
１１１  強制制御実施部
１１２  緊急要請実施部
１１３  電力供給低減・遮断装置
１１４  契約用表示端末
２００  不足電力予測曲線
２０１  料金体系
３００  基本消費プロファイル
３０１  ピークシフト型Ａ
３０２  デマンドカット型
３０３  ピークシフト型Ｂ
３０４  不在／休業型
６００  契約需要家宅
６０１  電力会社サーバ
６０２  ＡＭＩメータ
６０３  携帯端末
６０４  テレビ
６０５  スピーカ
６０６  契約用表示端末
６０７  電波塔
６０８  予定料金
６０９  超過時予定料金
７００  電力供給低減・遮断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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