(57)【要約】【課題】電力供給の状態に応じて電力需要を調整すること。【解決手段】電圧制御装置１３０２は、配電変電所または柱上変圧器から需要家に供給される電力の電圧値を制御する。電力管理装置１１０２は、複数の需要家における電力需要の調整が可能な需要調整可能量を算出し、需要調整計画管理装置１２０２に送信する。需要調整計画管理装置は、需要調整量の要求値と需要調整可能量に基づいて、需要調整量の要求値を満たすための需要調整計画を作成し、電力管理装置に送信する。電力管理装置は、需要調整計画に基づいて、電圧制御装置の出力電圧値を制御するための電圧制御計画を作成し、電圧制御計画に従って電圧制御装置の出力電圧値を制御させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力需要を調整するシステムであって、
複数の需要家に系統からの電力を供給する電圧制御装置と、
少なくとも一つの前記電圧制御装置の出力電圧値を制御する電力管理装置と、
少なくとも一つの前記電力管理装置に接続され、電力需要を調整するための需要調整計画を管理する需要調整計画管理装置とを備え、
前記電力管理装置は、前記複数の需要家における電力需要の調整が可能な需要調整可能量を算出して、前記需要調整計画管理装置に送信し、
前記需要調整計画管理装置は、需要調整量の要求値と前記電力管理装置から受信した前記需要調整可能量とに基づいて、前記需要調整量の要求値を満たすための需要調整計画を作成し、作成した前記需要調整計画を前記電力管理装置に送信し、
前記電力管理装置は、前記需要調整計画管理装置から受信した前記需要調整計画に基づいて、前記電圧制御装置の出力電圧値を制御するための電圧制御計画を作成し、作成した前記電圧制御計画に従って前記電圧制御装置の出力電圧値を制御させる、
電力需要調整システム。
【請求項２】
前記電力管理装置は、前記電圧制御装置から受電する機器のうち当該電圧制御装置の出力電圧値を制御することで受電量が変化する機器の比率を示す電圧相関機器比率と、過去の需要実績とを管理しており、前記電圧相関機器比率と前記需要実績とに基づいて前記需要調整可能量を算出する、
請求項１に記載の電力需要調整システム。
【請求項３】
前記電力管理装置は、前記電圧相関機器比率と前記需要実績と前記需要調整計画とに基づいて、前記電圧制御計画を作成する、
請求項２に記載の電力需要調整システム。
【請求項４】
前記電力管理装置は、前記電圧制御計画を実施した場合の需要調整の実績を示す需要調整実績を管理しており、前記電圧制御計画と前記需要調整実績とを比較することで、前記電圧相関機器比率を算出し更新する、
請求項３に記載の電力需要調整システム。
【請求項５】
前記電圧制御計画は、前記需要調整計画に示された需要調整期間に合わせて、前記電圧制御装置の出力電圧値を系統許容電圧の下限値と上限値の間に設定される目標電圧値まで低下させるものである、
請求項４に記載の電力需要調整システム。
【請求項６】
前記電圧制御計画は、前記需要調整期間の開始前の所定期間において、前記電圧制御装置の出力電圧値を標準電圧値から前記目標電圧値まで低下させる、
請求項５に記載の電力需要調整システム。
【請求項７】
前記電圧制御計画は、前記需要調整期間の終了後の所定期間において、前記電圧制御装置の出力電圧値を前記目標電圧値から前記標準電圧値まで上昇させる、
請求項６に記載の電力需要調整システム。
【請求項８】
前記電力管理装置は、前記需要調整計画を満足する電圧制御計画を作成できないと判断した場合、その旨を前記需要調整計画管理装置に通知する、
請求項７に記載の電力需要調整システム。
【請求項９】
前記電圧制御装置は、柱上変圧器の出力電圧値を制御するものである、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力需要調整システム。
【請求項１０】
前記電圧制御装置は、配電変電所の出力電圧値を制御するものである、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力需要調整システム。
【請求項１１】
電力需要を調整する方法であって、
複数の需要家に系統からの電力を供給する電圧制御装置と、少なくとも一つの前記電圧制御装置の出力電圧値を制御する電力管理装置と、少なくとも一つの前記電力管理装置に接続され、電力需要を調整するための需要調整計画を管理する需要調整計画管理装置とを備え、
前記電力管理装置は、前記複数の需要家における電力需要の調整が可能な需要調整可能量を算出して、前記需要調整計画管理装置に送信し、
前記需要調整計画管理装置は、需要調整量の要求値と前記電力管理装置から受信した前記需要調整可能量とに基づいて、前記需要調整量の要求値を満たすための需要調整計画を作成し、作成した前記需要調整計画を前記電力管理装置に送信し、
前記電力管理装置は、前記需要調整計画管理装置から受信した前記需要調整計画に基づいて、前記電圧制御装置の出力電圧値を制御するための電圧制御計画を作成し、作成した前記電圧制御計画に従って前記電圧制御装置の出力電圧値を制御させる、
電力需要調整方法。
【請求項１２】
電力需要を調整するシステムに用いる電力管理装置であって、
複数の需要家に系統からの電力を供給する電圧制御装置に接続されており、
前記複数の需要家における電力需要の調整が可能な需要調整可能量を算出し、
需要調整量の要求値と前記需要調整可能量とに基づいて作成される、前記需要調整量の要求値を満たすための需要調整計画を取得し、
前記需要調整計画に基づいて、前記電圧制御装置の出力電圧値を制御するための電圧制御計画を作成し、
作成した前記電圧制御計画に従って前記電圧制御装置の出力電圧値を制御させる、
電力管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力需要調整システム、電力需要調整方法および電力管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の安定を維持するためには、電力需要を調整する必要がある。電力供給が余剰の場合または逼迫した場合などに、需要家側に設置された負荷機器や発電機器を制御することにより電力需要を操作し、電力需給を安定化することができる。
【０００３】
電力需要の調整に関する技術として、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、電力供給が不足したときに、全域の配電線での大規模停電を避けるために、特定地域の供給電圧を１５％もしくは５５％低下させる技術が開示されている。特許文献１に記載の従来技術により、電子レンジなどの大部分の電気機器での電力消費を抑制できると共に、昇圧コンバータを有する非常用機器（非常用照明、エレベータ）は継続的に機能させることができる。さらに、特許文献１記載の従来技術によれば、民間の非常用自家発電機（ディーゼルやハイブリッド自動車など）が電圧低下を検知して起動することで、電力供給が増加することも図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６８２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の従来技術は、大規模災害発生時等の緊急事態に対応することを想定したもので、日々の電力需要の増減に対応するものではない。従って、特許文献１記載の従来技術は、電力供給の状態に応じて電力需要を調整することはできない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電力供給の状態に応じて電力需要を調整できるようにした電力需要調整システムおよび電力需要調整方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、予め算出する需要調整可能量を用いて需要調整計画を生成し、その需要調整計画を実現する電圧制御計画を生成し、電圧制御装置の出力電圧を制御することで、電力需要を簡単かつ高信頼性をもって調整する電力需要調整システム、電力需要調整方法および電力管理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明の一つの観点に従う電力需要を調整するシステムは、複数の需要家に系統からの電力を供給する電圧制御装置と、少なくとも一つの電圧制御装置の出力電圧値を制御する電力管理装置と、少なくとも一つの電力管理装置に接続され、電力需要を調整するための需要調整計画を管理する需要調整計画管理装置とを備え、電力管理装置は、複数の需要家における電力需要の調整が可能な需要調整可能量を算出して、需要調整計画管理装置に送信し、需要調整計画管理装置は、需要調整量の要求値と電力管理装置から受信した需要調整可能量とに基づいて、需要調整量の要求値を満たすための需要調整計画を作成し、作成した需要調整計画を電力管理装置に送信し、電力管理装置は、需要調整計画管理装置から受信した需要調整計画に基づいて、電圧制御装置の出力電圧値を制御するための電圧制御計画を作成し、作成した電圧制御計画に従って電圧制御装置の出力電圧値を制御させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の需要家での需要調整可能量と需要調整量の要求値とに基づいて需要調整計画を作成し、需要調整計画から電圧制御計画を作成し、電圧制御計画に従って電圧制御装置の出力電圧値を制御することができる。電圧制御装置の出力電圧値を電圧制御計画に基づいて制御することで、必要な需要調整量を複数の需要家に広く分散させて、複数の需要家での電力需要を比較的簡単に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電力需要調整システムの全体構成図。
【図２】配電変電所の電圧を制御する場合の構成図。
【図３】柱上変圧器の電圧を制御する場合の構成図。
【図４】電力需要調整システムのハードウェア構成図。
【図５】電力管理装置の記憶内容を示す説明図。
【図６】（ａ）は需要調整計画管理装置の記憶内容を、（ｂ）は電圧制御装置の記憶内容を、（ｃ）は電力実績収集装置の記憶内容を、示す説明図。
【図７】電力需要調整システムの全体処理を示すフローチャート。
【図８】需要調整可能量を算出する処理を示すフローチャート。
【図９】（ａ）は需要調整契約記憶部が保持する需要調整契約テーブルの構成図、（ｂ）は電圧制御装置記憶部が保持する電圧制御装置テーブルの構成図、（ｃ）は気象予報記憶部が保持する気象情報テーブルの構成図、を示す。
【図１０】（ａ）は気象実績記憶部が保持する気象実績テーブルの構成図、（ｂ）はカレンダ情報記憶部が保持するカレンダ情報テーブルの構成図、（ｃ）は電圧制御計画記憶部が保持する電圧制御計画テーブルの構成図、を示す。
【図１１】（ａ）は需要調整実績記憶部が保持する需要調整実績計画テーブルの構成図、（ｂ）は需要調整実績記憶部が保持する需要実績テーブルの構成図、を示す。
【図１２】（ａ）は電圧相関機器比率記憶部が保持する電圧相関機器比率テーブルの構成図、（ｂ）は電力系統情報記憶部が保持する電力系統情報テーブルの構成図、（ｃ）は需要調整可能量記憶部が保持する需要調整可能量テーブルの構成図、を示す。
【図１３】電圧相関機器比率を説明するためのグラフ。
【図１４】電圧降下を考慮した送り出し電圧と適正電圧との関係を示すグラフ。
【図１５】需要調整計画を作成する処理を示すフローチャート。
【図１６】（ａ）は電力管理装置記憶部が保持する電力管理装置テーブルの構成図、（ｂ）は需要調整タスク記憶部が保持する需要調整タスクテーブルの構成図、を示す。
【図１７】需要調整計画記憶部が保持する需要調整計画テーブルの構成図。
【図１８】需要調整計画の一例を示すグラフ。
【図１９】電圧制御計画を作成する処理を示すフローチャート。
【図２０】電圧制御計画の一例を示すグラフ。
【図２１】電圧相関機器比率を管理する処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で需要家とは、系統の電力を消費する主体または設備を意味する。需要家の電力需要を調整するとは、需要家の有する設備（電気的負荷）で消費される電力量を調整することを意味する。説明の便宜上、需要家と需要家の設備とを特に分けずに記述する場合がある。
【００１１】
本実施形態では、電圧制御計画に従って、複数の需要家に系統からの電力を供給する電圧制御装置の出力電圧値を制御する。このため、本実施形態では、一カ所の電圧制御で、複数の需要家での電力需要を一度に調整できる。
【００１２】
例えば、電圧制御装置の出力電圧値をわずかに低下させるだけでも、その電圧制御装置の担当範囲にある複数の需要家で受電量がそれぞれ低下するため、担当範囲内での電力需要の総量は低下する。これにより、需要家での設備を正常状態に稼働させたまま、電力需要の調整要求に応えることができる。以下、電力需要を需要と略記する場合がある。
【００１３】
上述の通り、本実施形態によれば、需要調整の実行手段として、「電圧制御装置配下の電圧制御」を用いる。本実施形態では、複数の需要家への供給電圧を制御することで、各需要家での需要を一度に調整する。
【００１４】
従って、本実施形態によれば、多種多様な需要家設備の一つ一つについて監視し、予測し、制御する必要がなく、簡単に需要を調整することができ、初期導入費用も比較的安価である。さらに、本実施形態によれば、配電事業者や地域アグリゲータなどの管理する電力管理装置を用いて、比較的実行信頼性の高い需要調整が可能になる。さらに、本実施形態では、微細な電圧制御を広範な需要家に対して実行できるため、需要家での快適性を低下させずに多量の需要調整可能量を確保して、需要調整を行うことができる。さらに、本実施形態では、後述のように、需要調整の開始時および／または復帰時までを考慮して電圧制御計画を生成することができるため、需要家および系統の両方に対して、高い安全性で需要を調整することができる。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施形態に係る需要調整システムの全体構成を示す説明図である。図１には、需要調整システムに関係する主要な事業主体が示されている。需要調整システムは、例えば、電力市場１５０１と、系統運用者１６０１と、小売事業者１７０１と、需要調整プロバイダ１２０１と、配電事業者またはアグリゲータ１１０１などの複数の事業主体によって運営することができる。以下、配電事業者１１０１と略記する場合がある。
【００１６】
電力市場１５０１は電力市場管理装置１５０２を、系統運用者１６０１は需給調整管理装置１６０２を、小売事業者１７０１は電力小売管理装置１７０２を、需要調整プロバイダ１２０１は需要調整計画管理装置１２０２を、配電事業者１１０１は電力管理装置１１０２を、それぞれ使用する。それらコンピュータシステム１５０２、１６０２、１７０２、１２０２、１１０２は、公衆回線または専用回線等を用いた通信ネットワーク１００１を介して、双方向通信可能に接続されている。
【００１７】
事業主体の詳細は事業環境によって相違する。一例を挙げれば、系統運用者１６０１と小売事業者１７０１と需要調整プロバイダ１２０１と配電事業者またはアグリゲータ１１０１を兼任してもよい。一つのコンピュータシステムが、上述したコンピュータシステム１５０２、１６０２、１７０２、１２０２、１１０２のうちの複数を兼ねてもよい。さらに、一つのコンピュータシステムが複数のコンピュータを連携させることで構成されてもよい。さらに、電力管理装置１１０２は、例えば、電圧制御装置１３０２と共通の筐体に設けられてもよいし、需要調整計画管理装置１２０２と同じコンピュータシステム上に設けられてもよい。
【００１８】
ここで、一つの需要調整計画管理装置１２０２は、複数の電力管理装置１１０２を管理することができる。一つの電力管理装置１１０２は、複数の電圧制御装置１３０２を管理することができる。一つの電圧制御装置１３０２による電圧制御の効果は、複数の需要家に及ぶ。
【００１９】
本実施例では、需要調整プロバイダ１２０１と配電事業者１１０１は、事前に需要調整契約を締結していることを前提とする。需給調整契約では、例えば、需要調整プロバイダ１２０１と配電事業者１１０１との間における需要調整可能量の算出時間および算出期間と、需要調整量の算出方法と、予約料金と、使用料金と、ペナルティなどについて取り決めをしている。
【００２０】
需要調整契約に基づき、各配電事業者１１０１は、電力管理装置１１０２を用いて需要調整可能量を算出し、需要調整プロバイダ１２０１に宣言する。
【００２１】
需要調整プロバイダ１２０１は、宣言された需要調整可能量に基づき、電力市場１５０１から電力需要の低減に関する商品を応札したり、または、系統運用者１６０１または小売事業者１７０１から電力需要の調整要請を受けたりする。需要調整プロバイダ１２０１は、需要調整計画管理装置１２０２を用いて、商品や調整要請に基づいて需要調整タスクを登録する。需要調整プロバイダ１２０１は、需要調整計画を作成し、需要調整計画管理装置１２０２から各配電事業者１１０１の電力管理装置１１０２に送信する。
【００２２】
配電事業者１１０１は、受信した需要調整計画に基づき、電力管理装置１１０２を用いて電圧制御計画を生成する。配電事業者１１０１の電力管理装置１１０２は、電圧制御計画に従った制御信号を電圧制御装置１３０２に送信することで、電圧制御装置１３０２の出力電圧値を制御する。さらに、電力管理装置１１０２は、電力情報収集装置１４０２を用いて系統から電力に関する各種情報を収集しながら、電圧制御装置１３０２の出力電圧値を制御することで、電力需要を調整する。電力情報収集装置１４０２は、例えば、系統の電圧値、電流値、周波数などを測定して電力管理装置１１０２に送信する。
【００２３】
図２および図３は、電圧制御装置１３０２の配置例を示す。図２の例では、電圧制御装置１３０２は配電変電所の出力電圧値を制御するように設けられている。これに対し、図３の例では、電圧制御装置１３０２は、柱上変圧器の出力電圧値を制御するように設けられている。
【００２４】
配電変電所からは複数のフィーダが引き出され、各フィーダには複数の柱上変圧器が接続されている。各柱上変圧器にはそれぞれ複数の需要家が接続されている。従って、配電変電所の出力電圧値を制御することで、いわゆる送電系統上の大元で電圧制御を行うことができ、広範囲にわたる多数の需要家での需要を一度に調整することができる。
【００２５】
これに対し、柱上変圧器の出力電圧値を制御する場合は、その柱上変圧器に接続された複数の需要家での需要を調整することになる。このため、出力電圧値の制御による需要調整が可能な範囲は配電変電所の出力電圧値を制御する場合に比べて狭く、調整可能な需要量も少ない。しかし、柱上変圧器の出力電圧値を制御することで、より細かく需要を調整することができる。
【００２６】
例えば、或る配電変電所に繋がる一方の柱上変圧器に接続されている一方の需要家群は通常の個人住宅であり、同一の配電変電所に繋がる他方の柱上変圧器に接続されている他方の需要家群は病院などの公共性の高い施設であるとする。この場合、配電変電所の出力電圧値を低下させると、個人住宅だけでなく、公共性の高い施設の受電量も低下するため、その施設が昇圧設備や蓄電設備などを備えていない場合は、その施設でのサービス提供に影響が出る可能性がある。これに対し、一方の柱上変圧器の出力電圧値と他方の柱上変圧器の出力電圧値をそれぞれ個別に制御可能な構成であれば、個人住宅群の需要を公共性の高い施設の需要よりも低下させることができる。このように、柱上変圧器に電圧制御装置１１０２を設ける場合は、需要家の特性などに応じて需要を調整できる。
【００２７】
図４は、需要調整システムのハードウェア構成を示す。先に通信構成を説明する。電力管理装置１１０２と需要調整計画管理装置１２０２とは、通信ネットワーク１００１を介して双方向通信可能に接続されている。電力管理装置１１０２と電圧制御装置１３０２とは、通信経路１００２を介して双方向通信可能に接続されている。電力管理装置１１０２と電力情報収集装置１４０２とは、通信経路１００３を介して双方向通信可能に接続されている。通信ネットワーク１００１、通信経路１００２、１００３は、それぞれ別々に構成されてもよいし、通信ネットワーク１００１を通信経路１００２、１００３と兼用してもよい。
【００２８】
電力管理装置１１０２は、需要調整契約に基づき、気象情報、カレンダ情報、需要実績などの情報を元に、電圧制御装置１３０２における需要調整可能量を算出し、需要調整計画管理装置１２０２に送信する。電力管理装置１１０２は、需要調整計画管理装置１２０２から受信した需要調整計画に基づき、各々の電圧制御装置１３０２に対して電圧制御計画を生成し、送信する。電力管理装置１１０２は、電圧制御による需要調整実績と電圧制御計画の差分から、電圧制御計画の生成に必要なパラメータを更新する。
【００２９】
電力管理装置１１０２は、例えば、マイクロプロセッサ（以下ＣＰＵ：Central Processing Unit）２１０１、入力装置２１０２、出力装置２１０３、通信装置２１０４、記憶装置２１０５を備えるコンピュータシステムとして構成される。電力管理装置１１０２は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ウェアラブルコンピュータなどの情報処理機器として構成することができる。
【００３０】
ＣＰＵ２１０１は、記憶装置２１０５に格納されている所定のコンピュータプログラムを実行することで、電力管理装置１１０２としての機能を実現する。入力装置２１０２は、サービス事業者（配電事業者）のオペレータが指示や情報を電力管理装置１１０２に入力するための装置である。入力装置２１０２としては、例えば、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、タッチパネル、音声入力装置、視線または脳波あるいは動作を検出して入力する装置などがある。出力装置２１０３は、オペレータが電力管理装置１１０２から情報を得るための装置である。出力装置２１０３としては、例えば、ディスプレイ、音声合成装置、プリンタなどがある。通信装置２１０４は、通信ネットワーク１００１、通信経路１００２、１００３を介して他のコンピュータシステム１２０２、１３０２、１４０２と通信するための装置である。無線通信、有線通信いずれでもよい。記憶装置２１０５は、コンピュータプログラムやデータなどを格納するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクドライブなどの装置を含んで構成される。
【００３１】
需要調整計画管理装置１２０２は、各々の電力管理装置１１０２から受信した需要調整可能量に基づき、電力市場の商品を応札したりして、需要調整タスクを登録する。さらに、需要調整計画管理装置１２０２は、需要調整タスクに基づき、各々の電力管理装置１１０２に対して需要調整計画を生成し送信する。
【００３２】
需要調整計画管理装置１２０２は、例えば、ＣＰＵ２２０１、入力装置２２０２、出力装置２２０３、通信装置２２０４、記憶装置２２０５を備えるコンピュータシステムとして構成される。ＣＰＵ２２０１は、記憶装置２２０５に格納されている所定のコンピュータプログラムを実行することで、需要調整計画管理装置１２０２としての機能を実現する。入力装置、出力装置、通信装置、記憶装置については電力管理装置１１０２で述べたとほぼ同様であるため、説明を割愛する。
【００３３】
電圧制御装置１３０２は、電力管理装置１１０２から受信した電圧制御計画に基づいて出力電圧値を制御する。電圧制御装置１３０２は、例えば、ＣＰＵ２３０１、入力装置２３０２、出力装置２３０３、通信装置２３０４、記憶装置２３０５を備えるコンピュータシステムとして構成される。ＣＰＵ２３０１は、記憶装置２３０５に格納されている所定のコンピュータプログラムを実行することで所定の機能を実現し、電圧制御計画に従って出力電圧値を制御する。入力装置、出力装置、通信装置、記憶装置については電力管理装置１１０２で述べたとほぼ同様であるため、説明を割愛する。
【００３４】
電力情報収集装置１４０２は、電圧制御装置１１０２配下の電力線について、電力情報を収集する。収集した電力情報は、電力情報収集装置１４０２から電力管理装置１１０２に送られる。電力情報を電力情報収集装置１４０２から電圧制御装置１３０２に送る構成としてもよい。電力情報収集装置１４０２は、例えば、ＣＰＵ２４０１、入力装置２４０２、出力装置２４０３、通信装置２４０４、記憶装置２４０５を備えるコンピュータシステムとして構成されている。ＣＰＵ２４０１が記憶装置２４０５に格納された所定のコンピュータプログラムを実行することで所定の機能が実現し、電力情報の収集及び送信が行われる。入力装置、出力装置、通信装置、記憶装置については電力管理装置１１０２で述べたとほぼ同様であるため、説明を割愛する。
【００３５】
なお、電圧制御装置１３０２および電力情報収集装置１４０２は、必ずしもコンピュータプログラムを実行可能な装置として構成する必要はなく、ハードウェア回路から構成してもよい。また、入力装置、出力装置、通信装置、記憶装置については、コンピュータシステムの目的などに応じて搭載されるもので、電力管理装置１１０２で述べた構成と異なる場合もある。
【００３６】
図５は、電力管理装置１１０２の記憶装置２１０５に格納されている内容（コンピュータプログラムとデータ）を示す説明図である。
【００３７】
電力管理装置１１０２の記憶装置２１０５には、例えば、需要調整可能量推定部２１０６、需要調整可能量管理部２１０７、需要調整計画管理部２１０８、電圧制御計画生成部２１０９、電圧制御計画管理部２１１０、電圧相関機器比率管理部２１１１を実現するためのコンピュータプログラムが格納されている。
【００３８】
需要調整可能量推定部２１０６は、需要調整契約に基づき、将来の時刻における需要調整可能量を算出する。需要調整可能量推定部２１０６は、例えば、需要調整契約、気象情報、カレンダ情報、需要実績などの情報を元に、各電圧制御装置１３０２での需要調整可能量を算出する。
【００３９】
需要調整可能量管理部２１０７は、需要調整可能量推定部２１０６で算出した需要調整可能量を需要調整可能量記憶部２１２２に登録し、さらに需要調整可能量を需要調整計画管理装置１２０２に送信する。
【００４０】
需要調整計画管理部２１０８は、需要調整計画管理装置１２０２から受信した需要調整計画を需要調整計画記憶部２１２３に登録する。
【００４１】
電圧制御計画生成部２１０９は、需要調整計画管理部２１０８で登録した需要調整計画に基づき、各々の電圧制御装置１３０２についての電圧制御計画を生成する。
【００４２】
電圧制御計画管理部２１１０は、電圧制御計画生成部２１０９で生成した電圧制御計画を、電圧制御計画記憶部２１１７に登録し、電圧制御装置１３０２に送信する。
【００４３】
電圧相関機器比率管理部２１１１は、電力情報収集装置１４０２から受信した需要調整実績と、電圧制御計画の差分から電圧相関機器比率記憶部２１２０とを、更新する。
【００４４】
電力管理装置１１０２の記憶装置２１０５は、電圧制御による需要調整を行うために、例えば、需要調整契約記憶部２１１２、電圧制御装置記憶部２１１３、気象予報記憶部２１１４、気象実績記憶部２１１５、カレンダ情報記憶部２１１６、電圧制御計画記憶部２１１７、需要調整実績記憶部２１１８、需要実績記憶部２１１９、電圧相関機器比率記憶部２１２０、電力系統情報記憶部２１２１、需要調整可能量記憶部２１２２、需要調整計画記憶部２１２３を格納している。これら各記憶部２１１２〜２１２３の記憶するテーブル構成については、後述する。
【００４５】
図６を用いて、需要調整計画管理装置１２０２、電圧制御装置１３０２、電力情報収集装置１４０２の記憶内容を説明する。
【００４６】
図６（ａ）は、需要調整計画管理装置１２０２の記憶装置２２０５に格納されている内容を示す。記憶装置２２０５には、例えば、需要調整タスク管理部２２０６、需要調整計画生成部２２０７、需要調整計画管理部２２０８を実現するためのコンピュータプログラムと、需要調整計画を作成するために使用するデータを記憶する記憶部２２０９、２２１０、２２１１とが格納されている。
【００４７】
需要調整タスク管理部２２０６は、電力市場から応札した商品に基づき、需要調整タスクを需要調整タスク記憶部２２１０に登録する。または、需要調整タスク管理部２２０６は、例えば、系統運用者の需給調整管理装置１６０２からの需要調整要請に基づいて、需要調整タスクを需要調整タスク記憶部２２１０に登録することができる。
【００４８】
需要調整計画生成部２２０７は、需要調整タスク管理部２２０６で登録された需要調整タスクに対し、各々の電力管理装置１１０２についての需要調整計画を生成する。つまり、一つの需要調整タスクを解決するために、一つまたは複数の電力管理装置１１０２を使用する。従って、一つの需要調整タスクには、一つまたは複数の需要調整計画が対応付けられる。
【００４９】
需要調整計画管理部２２０８は、需要調整計画生成部２２０７で生成した需要調整計画を、電力管理装置１１０２に送信する。
【００５０】
電力管理装置記憶部２２０９と需要調整タスク記憶部２２１０については後述する。需要調整計画記憶部２２１１は、電力管理装置１１０２の保持する需要調整計画記憶部２１２３と同様である。需要調整計画管理装置１２０２の需要調整計画記憶部２２１１は、対象とする電力管理装置１１０２毎の需要調整計画を記憶するのに対し、各電力管理装置１１０２は自装置についての需要調整計画のみ記憶する点で異なる。
【００５１】
図６（ｂ）は、電圧制御装置１３０２の記憶装置２３０５の記憶内容を示す。記憶装置２３０５は、電力管理装置１１０２から受信した電圧制御計画に基づて出力電圧値を制御する電圧制御部２３０６を実現するためのコンピュータプログラムを格納する。記憶装置２３０５には、電力管理装置１１０２から受信する電圧制御計画も格納されるが、図６（ｂ）では図示を省略する。
【００５２】
図６（ｃ）は、電力情報収集装置１４０２の記憶装置２４０５の記憶内容を示す。記憶装置２４０５は、電力実績管理部２４０６を実現するためのコンピュータプログラムと、電力需要の実績を示す情報を記憶する需要調整実績記憶部２４０７を格納する。電力情報収集装置１４０２は、系統の電力情報を収集して、需要調整実績記憶部２４０７に登録する。さらに、電力情報収集装置１４０２は、収集した電力需要の実績を電力管理装置１１０２に送信する。
【００５３】
需要調整実績記憶部２４０７は、電力管理装置１１０２の有する需要調整実績記憶部２１１８と同様である。ただし、電力管理装置１１０２は、各電圧制御装置１３０２に対応する電力情報収集装置１４０２から電力需要の実績を示す電力情報を取得して管理するため、需要調整実績記憶部２１１８は各電力情報収集装置１４０２からの需要実績を記憶する。これに対し、電力情報収集装置１４０２は、自装置で収集した需要実績のみを記憶する。
【００５４】
図７は、需要調整システムの全体動作を示すフローチャートである。以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０９のうち、ステップＳ１０１、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０９は電力管理装置１１０２が実行する。ステップＳ１０２、Ｓ１０３は、需要調整計画管理装置１２０２が実行する。ステップＳ１０７は、電圧制御装置１３０２が実行する。ステップＳ１０８は、電力情報収集装置１４０２が実行する。より詳しくは、各装置に記憶されたコンピュータプログラムがマイクロプロセッサで実行されることで実現する所定の機能が、フローチャートに示すステップを実行する。システム全体を動作の主体として述べることもできる。その場合、例えば、「需給調整システムは、需要調整可能量を推定し、その需要調整可能量に基づいて需要調整計画を作成し、その需要調整計画を実現するための電圧制御計画を作成し、その電圧制御計画に従って電圧制御装置の出力電圧値を制御する。」のように表現することができる。
【００５５】
ステップＳ１０１において、電力管理装置１１０２は、需要調整契約の内容に基づいて、需要調整可能量を算出するべき将来の時刻を抽出する。さらに、電力管理装置１１０２は、抽出した各予測対象時刻に対して、気象情報、カレンダ情報、過去の需要実績、電圧相関機器比率などの情報を元に、需要調整可能量を推定して算出する。電力管理装置１１０２は、算出した需要調整可能量を需要調整計画管理装置１２０２に送信する。
【００５６】
ステップＳ１０２において、需要調整計画管理装置１２０２は、電力管理装置１１０２から受信した需要調整可能量に基づき、電力市場から商品を応札し、需要調整タスクを登録する。さらに、登録した需要調整タスクを満たすように、各々の電力管理装置１１０２に対して需要調整計画を生成する。
【００５７】
ステップＳ１０３において、需要調整計画管理装置１２０２は、需要調整タスクを満たす需要調整計画が作成できたか判断する。需要調整計画管理装置１２０２は、需要調整タスクを満たす需要調整計画が作成できたと判断した場合、各需要調整計画をそれに対応する電力管理装置１１０２に送信する。これに対し、需要調整計画管理装置１２０２は、需要調整タスクを満たす需要調整計画を作成することができないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、本処理を終了する。
【００５８】
以下に述べるステップＳ１０５〜Ｓ１０９は、全ての電圧制御計画について実施される（Ｓ１０４）。
【００５９】
ステップＳ１０５において、電力管理装置１１０２は、需要調整計画管理装置１２０２から受信した需要調整計画に基づき、気象情報、カレンダ情報、過去の需要実績、電圧相関機器比率などの情報を元に、電圧制御計画を生成する。
【００６０】
ステップＳ１０６において、電力管理装置１１０２は、生成した電圧制御計画が許容電圧の範囲に収まる適切な計画であるかを判断する。許容電圧の上限値を越えるか、または許容電圧の下限値を下回る電圧制御計画は適切ではない判断される。電力管理装置１１０２は、適切な電圧制御計画が作成できないと判断した場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、需要調整計画管理装置１２０２に通知する。この通知を受けた需要調整計画管理装置１２０２は、需要調整計画を見直して修正することができる。修正できない場合は、需要調整タスクを満たす需要調整計画を作成できないため（Ｓ１０３：ＮＯ）、電力市場または需要調整の要請元に対して需要調整ができない旨を通知し、本処理は終了する。
【００６１】
例えば、需要調整計画管理装置１２０２は、適切な電圧制御計画を作成できない旨を通知してきた電力管理装置１１０２を除いた他の各電力管理装置１１０２について、再度、需要調整計画を生成し、それら他の電力管理装置１１０２に送信する（Ｓ１０２）。他の各電力管理装置１１０２のいずれかから、適切な電圧制御計画を作成できない旨が通知された場合、需要調整計画管理装置１２０２は、電力市場または需要調整の要請元に対して、需要調整ができない旨を送信し（Ｓ１０３：ＮＯ）、本処理を終了する。
【００６２】
許容電圧範囲内で出力電圧値が制御される適切な電圧制御計画が作成できた場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、電圧制御装置１３０２は、受信した電圧制御計画に基づき、出力電圧を制御する（Ｓ１０７）。出力電圧値を制御することを、出力電圧の制御、または電圧制御と略記する場合がある。
【００６３】
ステップＳ１０８において、電力情報収集装置１４０２は、出力電圧の制御によって変動した電力情報の実績を収集し、電力管理装置１１０２に送信する。
【００６４】
ステップＳ１０９において、電力管理装置１１０２は、電圧制御計画と需要調整実績とを用いて電圧相関機器比率を更新する。
【００６５】
全ての電圧制御計画の実行が終了したならば本処理を終了する。未処理の電圧制御計画がある場合、ステップＳ１０５に戻る。
【００６６】
図８は、需要調整可能量推定部２１０６の動作を示す。図８のフローチャートは、図７で述べたステップＳ１０１の詳細を示している。
【００６７】
需要調整可能量推定部２１０６は、将来のある時刻において、どの程度の需要調整量が確保できるのかを電圧制御装置１３０２ごとに推定処理し、需要調整計画管理装置１２０２に送信する（Ｓ２０１〜Ｓ２０６）。
【００６８】
需要調整可能量推定部２１０６は、需要調整契約記憶部２１１２に格納されている需要調整可能量算出期間と需要調整可能量算出時間に基づき、需要調整可能量を算出すべき時刻を抽出する。例えば、図９の需要調整契約テーブルにおいて、需要調整契約ＩＤの「Ｃ０１」をキーとして「Ｔ１０１」が選択され、現在時刻が「2012/08/16 15:55」である場合、「2012/08/16 16:00」から「2012/08/18 16:00」までの４８時間の間で１５分毎の１９２個分の時刻を抽出する。
【００６９】
需要調整可能量推定部２１０６は、抽出したそれぞれの時刻における需要調整可能量を算出する。例えば、電圧制御装置ID「ＶＣＭ０１」の時刻「2012/08/16 18:00」におけるＳ２０１の需要調整可能量算出を、一例として説明する。図９（ｂ）の電圧制御装置記憶部における電圧制御装置テーブルから電圧制御装置ID「ＶＣＭ０１」をキーとして、「Ｔ２０１」を選択する。
【００７０】
需要調整可能量推定部２１０６は、図９（ｃ）の気象予報記憶部２１１４における気象予報テーブルから、「Ｔ２０１」における地図メッシュＩＤ「Ｍ００１」と時刻「2012/08/16 18:00」をキーに、「Ｔ３０１」を選択する。
【００７１】
需要調整可能量推定部２１０６は、図１０（ｂ）のカレンダ情報記憶部２１１６におけるカレンダ情報テーブルから、時刻「2012/08/16 18:00」をキーに、「Ｔ５０１」を選択する。
【００７２】
需要調整可能量推定部２１０６は、図１１（ｂ）の需要実績記憶部２１１９における需要実績テーブルから、選択した気象予報「Ｔ３０１」とカレンダ情報「Ｔ５０１」に基づき、条件が最も近似している「Ｔ８０１」を選択し、需要量を算出する。近似データの選択アルゴリズムについては、線形探索やk近傍法や近似最近傍探索などを用いる。
【００７３】
ここで、以下の説明で用いる変数や計算式を下記の表１で定義する。
【００７４】
【表１】
2015076931.tif 000003
【００７５】
ところで、インバータ、自動昇圧機、ＰＣＳ（直流交流交換装置）などは、受電電圧の変動を感知して、自動的にその電圧変動を吸収するように動作する電気機器である。それらの電気機器が繋がっている可能性の高い電力線においては、単純にオームの法則（Ｐ［ｗ］＝Ｉ［Ａ］・Ｖ［Ｖ］）として表すことはできない。
【００７６】
そこで本実施例では、電圧制御装置１３０２の配下にある電力線に繋がっている電気機器のうち、インバータや自動昇圧機やＰＣＳではない、電圧制御によって受電量を変化させる電圧相関機器の占める比率を電圧相関機器比率ｋｎとして、電圧相関機器比率記憶部２１２０に格納する。
【００７７】
これにより、Ｐ＝Ｉ・Ｖ・ｋｎという関係式が成立する。電圧相関機器比率ｋｎは、電圧制御によって受電量を変化させる電圧相関機器が占める比率であることから、気象情報、カレンダー情報などの需要家の生活パターンに影響を与える項目によって、左右される比率である。
【００７８】
ここで、図１３に示すように、需要調整による調整分の電力値ΔＰは、ΔＰ＝Ｉ・ΔＶ・ｋｎという式Ｃと表される。
【００７９】
需要調整による目標電圧値は、表１中の式Ａ、式Ｂと、上記の式Ｃとから、下記の数１として求めることができる。
【００８０】
【数１】
2015076931.tif 000004
【００８１】
需要調整可能量推定部２１０６は、図１２（ａ）の電圧相関機器比率記憶部２１２０における電圧相関機器比率テーブルから、選択した気象予報「Ｔ３０１」とカレンダ情報「Ｔ５０１」に基づき、条件が最も近似している「Ｔ９０１」を選択する。近似データの選択アルゴリズムについては、線形探索やk近傍法や近似最近傍探索などを用いる。
【００８２】
さらに、電力線に電流が流れるときには電圧降下現象を考慮する必要がある。降下する電圧値Ｖｄは、以下の式で表される。
【００８３】
Ｖｄ（Ｉｎ，Ｌｎ）＝Ｋｎ・Ｉｎ・Ｌｎ・Ｚ・１０−３・・・（式Ｄ）
【００８４】
式Ｄにおいて、Ｖｄ：降下する電圧値、Ｉｎ：電流、Ｌｎ：亘長（ｍ）、Ｚ：インピーダンス（Ω／ｋｍ）、Ｋｕ：配電方式による係数である。係数Ｋｕには、「単相２線、単相３線  電圧線間」の場合に「１」、「単相３線、三相４線  電圧線―中性線間」の場合に「２」、「三相３線、三相４線  電圧線間」の場合に「３」が設定される。
【００８５】
上記の式Ｄは、図１４に示すように、配電系統において、送出し電圧から電圧は徐々に降下していき、各サブステーション（例えば柱上変圧器）で消費される電流量によって、段階的にその電圧降下係数を変化させることを示している。
【００８６】
各サブステーションにおける適正電圧の上限値および下限値は、標準電圧として予め定められている。一例として、現在の日本の電気事業法を例に挙げると、低圧需要家に対しての標準電圧は１００［Ｖ］回路では１０１±６［Ｖ］以内、標準電圧２００［Ｖ］回路では２０２±２０［Ｖ］以内、と定められている。また配電系統については、電力会社約款などによって、市街地では６６００±３００［Ｖ］、その他では６６００±６００［Ｖ］以内と定められている。これら標準電圧から算出される適正電圧の上限値および下限値を逸脱すると規約違反となるため、上記範囲内で各需要家に配電される必要がある。
【００８７】
需要調整可能量推定部２１０６は、電流値、亘長、インピーダンス、配電方式について、電力系統情報記憶部２１２１における電力系統情報テーブル（図１２（ｂ））から、電圧制御装置ＩＤ「ＶＣＭ０１」をキーに、「Ｔ１００１」を選択する。
【００８８】
次に、需要調整可能量推定部２１０６は、選択した需要実績「Ｔ８０１」と電圧相関機器比率「Ｔ９０１」および電力系統情報「Ｔ１００１」から、上記および図１４に示した標準電圧を満たすように、上記数１から、送出し電圧の上限値および下限値を算出することで、目標電圧値の上限値および下限値を算出し、下記数２から需要調整可能量ΔＰを算出する（Ｓ２０４）。需要調整可能量ΔＰがプラスの値の場合、受電量が削減可能であることを示す。需要調整可能量ΔＰがマイナスの値の場合、受電量が増加可能であることを示す。需要調整可能量推定部２１０６は、算出期間毎に需要調整可能量ΔＰを集計する（Ｓ２０５）。
【００８９】
【数２】
2015076931.tif 000005
【００９０】
例えば、「＋１００［Ｖ］」の電圧が調整可能であり、かつ、電流Ｉｎが「１０００［Ａ］」であった場合、「＋１００［ｋＷ］」の需要調整可能量が算出される。
【００９１】
需要調整可能量推定部２１０６は、算出した需要調整可能量を用いて、予約料金と使用料金を算出する。算出方法は、例えば、予約料金については需要調整量に予約料金単価を掛けた値を用い、使用料金については需要調整契約で決められたベースラインと需要調整量算出式を用いて算出した需要調整量に使用料金単価を掛けた値を用いる。
【００９２】
例えば、需要調整計画「Ｔ１０１」から、予約料金は「10,000×100＝\1,000,00」と、使用料金は最大で「20,000×100＝\2,000,000」と算出される。
【００９３】
ここで実際には、予約料金および使用料金については、需要調整契約によって様々なプランが存在すると想定され、定額制やある一定の基準量を超えると単価が高くなるように設定されていたり、需要調整可能量がプラスの値であるかマイナスの値であるかによってそれぞれ単価が設定されているなどが考えられる。
【００９４】
最後に、需要調整可能量推定部２１０６は、需要調整可能量を需要調整計画管理装置１２０２に送信する（Ｓ２０６）。
【００９５】
図９〜図１２を参照して記憶部に格納されているテーブルの構成を説明する。図９（ａ）は、需要調整契約記憶部２１１２に格納されている需要調整契約テーブルの例である。需要調整契約テーブルは、例えば、契約ＩＤ、管理装置ＩＤ、ベースライン、算出式、算出時間、算出期間、予約単価、使用単価、ペナルティを対応付けて管理する。契約ＩＤとは、需要調整契約を識別するための情報である。管理装置ＩＤとは、需要調整計画管理装置１２０２を識別するための情報である。ベースラインとは、需要調整の基準である。算出式とは、需要調整量を算出するための式である。算出時間とは、需要調整可能量を算出する時間である。算出期間とは、需要調整可能量を算出する期間である。予約単価とは、予約料金単価である。使用単価とは、使用料金単価である。ペナルティとは、契約に違反したときの内容である。
【００９６】
図９（ｂ）は、電圧制御装置記憶部２１１３に格納されている電圧制御装置テーブルの例を示す。電圧制御装置テーブルは、例えば、電圧制御装置ＩＤ、地図メッシュＩＤ、電圧制御方式を対応付けて管理する。電圧制御装置ＩＤは、電圧制御装置１３０２を識別するための情報である。地図メッシュＩＤは、電圧制御装置１３０２の設置場所を含む地図上の領域を特定する情報である。電圧制御方式とは、電圧制御装置１３０２による出力電圧の制御方法を示す。電圧制御方式としては、略連続的に変化させる方式と、離散的に変化させる方式とがある。
【００９７】
図９（ｃ）は、気象予報記憶部２１１４に格納される気象予報テーブルの例である。気象予報テーブルは、例えば、気象情報ＩＤ、地図メッシュＩＤ、天気、温度、日射量、湿度、風向、風力、日時を対応付けて管理する。気象情報ＩＤは、気象情報のレコードを識別するための情報である。地図メッシュＩＤは、気象情報を取得した地域の地図上の領域を特定する情報である。
【００９８】
図１０（ａ）は、気象実績記憶部２１１５に格納されている気象実績テーブルの例である。気象実績テーブルは、実際の気象情報を記憶しており、気象予報テーブルと同様の構成を有する。気象予報と気象実績とを考慮することで、予測対象期間の需要をより正確に推定することができる。
【００９９】
図１０（ｂ）は、カレンダ情報記憶部２１１６に格納されているカレンダ情報テーブルの例を示す。カレンダ情報テーブルは、例えば、カレンダ情報ＩＤ、日付、曜日、種別を対応付けて管理する。カレンダ情報ＩＤは、カレンダ情報のレコードを識別するための情報である。種別は、例えば平日、休日、祝日などの区別を示す。
【０１００】
図１０（ｃ）は、電圧制御計画記憶部２１１７に格納されている電圧制御計画テーブルの例を示す。電圧制御計画テーブルは、例えば、電圧制御計画ＩＤ、電圧制御装置ＩＤ、電圧目標値、制御開始時刻、目標電圧到達時刻、復帰制御開始時刻、標準電圧到達時刻を対応付けて管理する。
【０１０１】
電圧制御計画ＩＤは、電圧制御計画を識別するための情報である。電圧制御装置ＩＤは、電圧制御計画に参加する電圧制御装置１３０２を識別する情報である。電圧目標値は、電圧制御装置１３０２による出力電圧の制御が目標とする値である。制御開始時刻とは、需要調整のための制御（出力電圧制御）を開始する時刻である。目標電圧到達時刻とは、出力電圧値が目標とする電圧値に達する時刻である。復帰制御開始時刻とは、需要調整のための制御を終了する時刻である。標準電圧到達時刻とは、電力線の電圧値（電圧制御装置１３０２の出力電圧値）が需要調整前の標準電圧に復帰する時刻である。
【０１０２】
図１１（ａ）は、需要調整実績記憶部２１１８に格納されている需要調整実績テーブルの例である。需要調整実績テーブルは、例えば、需要調整実績ＩＤ、調整前需要量、調整後需要量、需要調整量、電圧実績、電圧制御計画ＩＤ、需要調整開始時刻、需要調整終了時刻を対応付けて管理する。
【０１０３】
需要調整実績ＩＤは、需要調整の実績情報を識別するための情報である。調整前需要量は、需要調整を行う前の電力需要量である。調整後需要量は、需要調整を行った後の需要量である。電圧実績は、出力電圧を制御したときの電圧値である。電圧制御計画ＩＤとは、需要調整計画に従って実施された電圧制御計画を識別する情報である。需要調整開始時刻とは、需要調整を開始した時刻である。需要調整終了時刻とは、需要調整を終了した時刻である。
【０１０４】
図１１（ｂ）は、需要実績記憶部２１１９に格納されている需要実績テーブルの例を示す。需要実績テーブルは、例えば、需要調整実績ＩＤ、電圧制御装置ＩＤ、気象情報ＩＤ、カレンダ情報ＩＤ、需要量、測定開始時刻、測定終了時刻を対応付けて管理する。需要調整実績ＩＤは、需要調整実績テーブル（図９（ａ））に登録された需要調整実績情報を特定するための情報である。電圧制御装置ＩＤは、電圧制御装置１３０２を特定するための情報である。気象情報ＩＤは、気象予報テーブル（図９（ｃ））に登録された気象予報情報、および／または、気象実績テーブル（図１０（ａ））に登録された気象実績情報を特定するための情報である。カレンダ情報ＩＤは、カレンダ情報テーブル（図１０（ｂ））に登録されたカレンダ情報を特定するための情報である。需要量は、需要調整時の需要量である。測定開始時刻は、需要調整の結果を測定し始めた時刻を示す。測定終了時刻は、その測定を終えた時刻を示す。
【０１０５】
図１２（ａ）は、電圧相関機器比率記憶部２１２０に格納された電圧相関機器比率テーブルの例を示す。電圧相関機器比率テーブルは、例えば、電圧相関機器比率ＩＤ、電圧制御装置ＩＤ、天気、祝休日、時刻、温度、電圧相関機器比率（Ｋｎ）を対応付けて管理している。
【０１０６】
電圧相関機器比率ＩＤは、電圧相関機器比率情報を識別するための情報である。電圧制御装置ＩＤは、電圧制御装置１３０２を識別するための情報である。電圧相関機器比率とは、上述の通り、電圧制御装置１３０２に繋がる各需要家の有する電気機器のうち、受電電圧の変化に応じて需要（電力消費量）が変化する機器の占める割合である。
【０１０７】
図１２（ｂ）は、電力系統情報記憶部２１２１に格納されている電力系統情報テーブルの例を示す。電力系統情報テーブルは、例えば、電圧制御装置ＩＤ、電流、亘長、インピーダンス、配電方式、系統電圧許容変動を対応付けて管理する。
【０１０８】
電圧制御装置ＩＤは、電圧制御装置１３０２を識別する情報である。電流は、電圧制御装置１３０２から出力される電流値である。亘長は、電圧制御装置１３０２から引き出されている電力線の長さである。インピーダンスは、パーセントインピーダンス（％Ｚ）である。配電方式とは、電圧制御装置１３０２から需要家に電力を供給する方式である。系統電圧許容変動とは、電力線の電圧変動の許容値である。
【０１０９】
図１２（ｃ）は、需要調整可能量記憶部２１２２に格納された需要調整可能量テーブルの例を示す。需要調整可能量テーブルは、例えば、需要調整可能量ＩＤ、電圧制御装置ＩＤ、需要調整可能量、需要調整開始時刻、需要調整終了時刻を対応付けて管理する。需要調整可能量ＩＤは、需要調整可能量テーブルのレコードを識別する情報である。電圧制御装置ＩＤは、電圧制御装置１３０２を識別する情報である。需要調整可能量は、電圧制御装置配下の各需要家の全体で調整可能な電力需要量である。需要調整開始時刻は、需要調整を開始する時刻である。需要調整終了時刻は、需要調整の終了時刻である。
【０１１０】
図１７は、需要調整計画記憶部２１２３に格納されている需要調整計画テーブルの例である。需要調整計画テーブルは、例えば、需要調整計画ＩＤ、需要調整タスクＩＤ、電力管理装置ＩＤ、需要調整要請量、需要調整開始時刻、需要調整終了時刻、プレインストラクション開始時刻、パストインストラクション終了時刻を対応付けて管理する。
【０１１１】
需要調整計画ＩＤは、需要調整テーブルのレコード（需要調整情報）を識別する情報である。需要調整タスクＩＤは、需要調整タスクを識別する情報である。電力管理装置ＩＤは、電力管理装置１１０２を識別する情報である。需要調整要請量は、電力管理装置１１０２の担当する需要家群で達成すべき需要調整量である。需要調整開始時刻は、需要調整を開始する時刻である。需要調整終了時刻は、需要調整を終了する時刻である。プレインストラクション開始時刻およびパストインストラクション終了時刻は、後述する。
【０１１２】
図１５を用いて、需要調整計画を生成する処理を説明する。図１５のフローチャートは、図７で述べたステップＳ１０２の詳細である。
【０１１３】
需要調整計画管理装置１２０２は、各電力管理装置１１０２から送信された需要調整可能量、予約料金および使用料金を受信する（Ｓ３０１）。需要調整計画管理装置１２０２は、電力管理装置１１０２から受信した情報に基づき、電力市場１５０１から商品を応札したり、または、系統運用者などの需要調整の要請元から需要調整要請を受けたりすると、需要調整タスクを需要調整タスク記憶部２２１０に登録する（Ｓ３０２）。
【０１１４】
需要調整計画管理装置１２０２は、電力管理装置ごとに（Ｓ３０３）、需要調整タスクと需要調整可能量とを用いて需要調整計画を生成する（Ｓ３０４）。
【０１１５】
具体的に説明する。需要調整計画管理装置１２０２は、需要調整契約に基づき、各電力管理装置１１０２から需要調整可能量を受信する（Ｓ３０１）。例えば、時刻「２０１２／０８／１６  １８：００」から時刻「２０１２／０８／１８  １８：００」の期間の需要調整可能量を受信する。これら需要調整可能量および予約料金、使用料金に基づき、電力市場１５０１から商品を応札するかどうか、または、需要調整要請元から需要調整要請を受けるかどうかの判断を行う。例えば、時刻「２０１２／０８／１６  １８：００」から時刻「２０１２／０８／１６  ２０：００」の期間に、「＋１００００ｋｗ」の需要調整量かつプレインストラクション開始時刻が「２０１２／０８／１６  １６：３０」かつパストインストラクション終了時刻が「２０１２／０８／１６  ２１：３０」という内容の商品に対し、「＋１００００ｋｗ」の需要調整量が確保可能であり、かつ、採算性があると判断し応札した場合、需要調整タスクとして需要調整タスク記憶部における需要調整タスクテーブルに「Ｔ１２０１」として登録を行う（Ｓ３０２）。
【０１１６】
次に、需要調整計画管理装置１２０２は、登録した需要調整タスクから、各電力管理装置１１０２に対して需要調整量を分割し、需要調整要請量を決定する。例えば、需要調整タスクにおける需要調整量を満たしかつ予約料金と使用料金を最小に抑えることを目標に、ナップザック問題を解く。これによって、サービス事業者（需要調整プロバイダ）１２０１の利益を最大化することができる需要調整計画を生成できる。
【０１１７】
ここで設定する目標には、予約料金および使用料金を最小にすること以外に、例えば二酸化炭素排出量を最小にすることや、需要調整実行の信頼性を最大化することなども含めることができる。各電力管理装置１１０２の需要調整要請量を算出する手法としては、ナップザック問題の解法以外を用いてもよい。
【０１１８】
需要調整計画管理装置１２０２は、例えば、ナップザック問題を解くことで、電力管理装置１１０２に対し、時刻「２０１２／０８／１６  １８：００」から時刻「２０１２／０８／１６  ２０：００」までの期間に、「−１０００［Ｋｗ］」の需要調整を達成するよう需要調整要請量を設定する。
【０１１９】
需要調整計画管理装置１２０２は、各電力管理装置１１０２に対する需要調整要請量から、需要調整計画を生成する（Ｓ３０４）。ここで、需要調整計画を生成する際の制約条件として、需要調整開始時刻と需要調整終了時刻の他に、プレインストラクション開始時刻とパストインストラクション終了時刻を含めることができる。
【０１２０】
プレインストラクション期間とは、需要調整が開始されてから需要調整量が需要調整要請量に達するまでの許容期間である。本実施例では、その開始時刻をプレインストラクション時刻と呼ぶ（図２０参照）。そのプレインストラクション期間内に需要調整要請量まで至らなかった場合、需要調整契約に基づきペナルティが発生する。
【０１２１】
パストインタラクション期間も同様に、需要調整期間が終了してから通常の需要量に復帰できるまでの許容期間であり、本実施例では、その終了時刻をパストインストラクション時刻と呼ぶ（図２０参照）。
【０１２２】
言い換えれば、需要調整の開始に際して標準電圧値から目標電圧値に向けて変化する期間がプレインストラクション期間であり、需要調整の終了後に目標電圧値から標準電圧値に向けて復帰する期間がパストインストラクション期間である。
【０１２３】
電力需要の調整を電力関係商品として電力市場１５０１に提供する場合には、需要調整要請量を達成することに加えて、いかに信頼性高く需要調整要請量を達成するかも必要となる。そこで、本実施例では、商品性を高める必要がある場合、プレインストラクション開始時刻とパストインストラクション終了時刻が設定され、それらを満たした需要調整計画を生成する。
【０１２４】
需要調整計画管理装置１２０２は、例えば、上記で述べたプレインストラクション開始時刻とパストインストラクション終了時刻とを含め、需要調整計画記憶部２１２３における需要調整計画テーブルに「Ｔ１４０１」として登録する（図１７参照）。
【０１２５】
図１８に、「Ｔ１４０１」で示す需要調整計画をグラフで示す。調整前の受電量（標準電圧値）Ｐｂｅｆｏｒｅは、プレインストラクション期間経過後に、目標電圧値である調整後受電量Ｐａｆｔｅｒまで低下する。
【０１２６】
図１９、図２０を用いて、電圧制御計画生成部２１０９の処理の詳細を説明する。図１９のフローチャートは、図７で述べたステップＳ１０５およびＳ１０６の詳細を示す。電力管理装置１１０２は、需要調整計画管理装置１２０２から需要調整計画を受信すると（Ｓ４０１）、需要調整計画基づいた電圧制御計画を、電圧制御装置１３０２毎に生成する（Ｓ４０２、Ｓ４０３）。
【０１２７】
先ず、電力管理装置１１０２は、受信した需要調整計画を用いて、需要調整要請量を満たすように、各電圧制御装置１３０２に需要調整要請量を配分する。
【０１２８】
電力管理装置１１０２は、数１に、最新の電圧相関機器比率、通常時の電力値、通常時の電圧値（電圧制御計画の実行前ならば通常時の電圧値、実行中ならば現在の電圧）を適用して、各電圧制御装置１３０２における電圧目標値を算出する。
【０１２９】
ここで、電圧目標値は、図８に示す需要調整可能量推定処理で述べたように、電圧降下現象を考慮した適正電圧の制限を満たし、かつ、電圧制御装置自体の適正電圧の制限を満たさなければならない。従って、例えば、下記数３として算出される。
【０１３０】
【数３】
2015076931.tif 000006
【０１３１】
電力管理装置１１０２は、電圧目標値を満たすように、各電圧制御装置１３０２に対する電圧制御計画を生成する（Ｓ４０３）。ここで、電圧制御計画は、プレインストラクション期間およびパストインストラクション期間の制限を満たすように作成することができる。さらに、電力系統の老朽化を防止し、逆潮流や停電などの発生を防止すべく、系統許容電圧変動（系統安全性を確保可能な時間単位における電圧変動の許容範囲）を満たす計画であることが好ましい。
【０１３２】
図２０は、図１０（ｃ）に「Ｔ６０１」で示す電圧制御計画をグラフ化して示す。電力管理装置１１０２は、プレインストラクション期間に需要調整要請量を実現でき、かつ、系統許容電圧変動内に収まり、かつ、適正電圧の制限を満たす、という各種制限条件を全て満足するように電圧制御計画を生成する（Ｓ４０３）。
【０１３３】
電圧制御装置１３０２の種類によっては、電圧を連続値で変更できるもの、電圧を離散値でしか変更できないものが存在する。そこで、電力管理装置１１０２は、図９（ｂ）に示す電圧制御装置テーブルから電圧制御方式を選択する。複数の電圧制御方式のいずれかを選択可能な電圧制御装置１３０２を用いてもよい。
【０１３４】
上述したいずれかの制限条件を満たせない場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、電力管理装置１１０２は、需要調整計画管理装置１２０２に需要調整を実行できない旨の信号を送信し、需要調整が可能な分の需要調整計画を生成して、図１５のステップＳ３０３（図７のステップＳ１０２）に移行する。
【０１３５】
電力管理装置１１０２は、所定の制限条件を全て満たす電圧制御計画を作成できた場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、電圧制御装置１３０２ごとに電圧制御計画を送信し（Ｓ４０５）、本処理を終了する。
【０１３６】
図２１を用いて、電圧相関機器比率を管理する処理を説明する。生成した電圧制御計画に基づき、出力電圧の制御を行った結果、ある時刻の需要調整実績と需要調整計画とが一致しなかった場合、電力管理装置１１０２は、その時刻の電圧相関機器比率テーブルにおける電圧相関比率を更新する。
【０１３７】
電力管理装置１１０２は、電力情報収集装置１４０２からの需要調整の実績情報を受信すると（Ｓ５０１）、その需要調整実績情報を需要調整実績記憶部２１１８に記憶すると共に、電圧制御計画記憶部２１１７から電圧制御計画を読込み、需要調整の実績情報と電圧制御計画とを比較する（Ｓ５０２）。
【０１３８】
電力管理装置１１０２は、実績と計画の一致率が所定値以下の場合、需要調整実績情報と電圧制御計画とから、電圧相関機器比率を算出し直して更新する（Ｓ５０２）。例えば、電圧相関機器比率を６０%として生成した電圧制御計画によって、得られた需要調整実績が需要調整要請量の９割程度ならば、使用した電圧相関機器比率を６０%×０.９＝５４%に更新する。
【０１３９】
このように構成される本実施例によれば、複数の需要家に電力を供給する電圧制御装置１３０２の出力電圧値を制御することで、それら複数の需要家での電力需要を一度に調整することができる。従って、本実施例によれば、需要家ごとに設備の状況などを個別に監視したり制御したりする必要がなく、比較的簡易な制御構成でありながら、効果的に電力需要を調整することができる。
【０１４０】
本実施例では、特定の需要家に需要調整を強いるのではなく、比較的広範囲の複数の需要家に分散させて需要を調整することができる。従って、各需要家の設備（電気機器）をほぼ通常通りに稼働させることができ、快適性を損なわずに電力需要を調整することができる。
【０１４１】
本実施例では、電圧制御装置１３０２の出力電圧値を変化させることで、受電量が変化する電圧相関機器が占める比率を考慮して、需要調整可能量を推定したり、電圧制御計画を作成したりする。従って、昇圧回路などを含む電気機器を有する需要家が存在する場合でも、比較的正確に電力需要を調整することができる。
【０１４２】
本実施例では、需要調整期間の前および需要調整期間の後において、出力電圧値を段階的に（連続的に変化させる場合も含む）変化させる。従って、出力電圧を滑らかに制御して、需要を調整することができる。
【０１４３】
なお、本発明は上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で種々の追加や変更等を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１１０２：電力管理装置、１２０２：需要調整計画管理装置、１３０２：電圧制御装置、１４０２：電力情報収集装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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