(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を使用する複数の需要家のそれぞれが有する電力管理装置との間でデータの送受信が可能であり、前記電力管理装置に対して電力の調整量を指示する電力需給制御装置であって、
前記需要家に対して供給される電力の総和を表す供給量と、前記需要家がそれぞれ使用する電力を表す使用量と、前記需要家がそれぞれ調整可能な電力の範囲を示す予備力と、
過去に前記需要家が第１調整量に達するまでに要した時間を含む応答実績とを記憶する記憶部と、
前記応答実績に基づいて、前記予備力ごとに少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性を推定する推定部と、
前記供給量と、前記使用量の総和で与えられる需要量との需給アンバランスを解消させる目標値を算出する第１算出部と、
新たに前記電力管理装置に対して指示する第２調整量を算出するものであって、
前記第２調整量の総和が前記目標値に近づくように、かつ前記第２調整量が前記応答特性から制約される前記予備力の範囲内であるように、当該第２調整量を算出する第２算出部と、
を備える電力需給制御装置。
【請求項２】
前記電力管理装置に対して前記第２算出部が算出する前記第２調整量を送信する送信部をさらに備える請求項１に記載の電力需給制御装置。
【請求項３】
各需要家はそれぞれ複数の機器を有するものであって、
前記記憶部は、前記需要家が前記機器の運転に伴い調整可能な電力の範囲を示す前記機器ごとの予備力を記憶し、
前記第２算出部は、前記機器に対して割り当てる前記第２調整量を算出する請求項１または２に記載の電力需給制御装置。
【請求項４】
前記第１及び第２調整量は、電力の使用量の調整量、発電量の調整量、充放電量の調整量を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力需給制御装置。
【請求項５】
前記第１調整量と、前記需要家が実際に電力を調整した量との乖離に基づいて、前記需要家に対して還元するインセンティブを算出するインセンティブ算出部をさらに備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力需給制御装置。
【請求項６】
電力を使用する複数の需要家のそれぞれが有する電力管理装置との間でデータの送受信が可能な電力需給制御装置であって、
前記需要家に対して供給される電力の総和を表す供給量と、前記需要家がそれぞれ使用する電力を表す使用量と、前記需要家がそれぞれ調整可能な電力の範囲を示す予備力と、
前記予備力ごとに少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性とを記憶する記憶部と、
前記供給量と、前記使用量の総和で与えられる需要量との需給アンバランスを解消させる目標値を算出する第１算出部と、
前記電力管理装置に対して指示する電力の調整量を算出するものであって、
前記調整量の総和が前記目標値に近づくように、かつ前記調整量が前記応答特性から制約される前記予備力の範囲内であるように、当該調整量を算出する第２算出部と、
前記電力管理装置に対して前記第２算出部が算出する前記調整量を送信する送信部と、
を備える電力需給制御装置。
【請求項７】
電力を使用する複数の需要家のそれぞれが有する電力管理装置との間でデータの送受信が可能な電力需給制御装置であって、
前記需要家に対して供給される電力の総和を表す供給量と、前記需要家がそれぞれ使用する電力を表す使用量の総和で与えられる需要量との需給アンバランスを解消させる目標値を算出する第１算出部と、
前記電力管理装置に対して指示する電力の調整量の総和が前記目標値に近づくように、かつ前記調整量が、前記需要家がそれぞれ調整可能な電力の範囲を示す予備力ごとに、少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性から制約される前記予備力の範囲内であるように、当該調整量を算出する第２算出部と、
前記電力管理装置に対して前記第２算出部が算出する前記調整量を送信する送信部と、
を備える電力需給制御装置。
【請求項８】
電力を使用する需要家が有し、電力需給制御装置との間でデータの送受信が可能で、前記電力需給制御装置から電力の第１調整量を指示される電力管理装置であって、
前記需要家が使用する電力を表す使用量を検出する検出部と、
過去に前記需要家が第２調整量に達するまでに要した時間を含む応答実績に基づいて、少なくとも前記需要家が機器の運転に伴い調整可能な電力の範囲を示す予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性を推定する推定部と、
前記機器の運転を制御し、前記第１調整量に近づける方向に電力を調整する制御部と、
前記電力需給制御装置に対して前記使用量及び前記応答特性を送信する送信部と、
を備える電力管理装置。
【請求項９】
電力を使用する需要家が有し、電力需給制御装置との間でデータの送受信が可能で、前記電力需給制御装置から電力の調整量を指示される電力管理装置であって、
電力の第１調整量と、前記需要家が機器の運転に伴い調整可能な電力の範囲を示す予備力と、過去に前記需要家が第２調整量に達するまでに要した時間を含む応答実績とを記憶する記憶部と、
前記需要家が使用する電力を表す使用量を検出する検出部と、
前記応答実績に基づいて、少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性を推定する推定部と、
前記機器の運転を制御し、前記第１調整量に近づける方向に電力を調整する制御部と、
前記電力需給制御装置に対して前記使用量及び前記応答特性を送信する送信部と、
を備える電力管理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力需給制御装置における電力需給制御方法であって、
前記推定部が、前記応答実績に基づいて、前記予備力ごとに少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性を推定するステップと、
前記第１算出部が、前記供給量と、前記使用量の総和で与えられる需要量との需給アンバランスを解消させる目標値を算出するステップと、
前記第２算出部が、前記第２調整量の総和が前記目標値に近づくように、かつ前記第２調整量が前記応答特性から制約される前記予備力の範囲内であるように、前記第２調整量を算出するステップと、
を有する電力需給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力需給制御装置、電力管理装置及び電力需給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の運用に際して、発電または配電する電力供給業者等が、電力を使用する需要家に対して電力削減等の要請を行うことで、電力系統全体としての電力需給バランスの制御を行うための技術が提案されている。
【０００３】
しかしながら、実際に需要家に対して電力削減の要請を行ってから、需要家が応答するまでには時間遅れが生じることから、電力需給量が変動する場合には対応することが難しく、ロバストな電力需給バランスの制御を行うことができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９５１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力需給量の変動等に対応した電力需給バランスの制御を行うことができる電力需給制御装置、電力管理装置及び電力制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電力需給制御装置は、電力を使用する複数の需要家のそれぞれが有する電力管理装置との間でデータの送受信が可能であり、前記電力管理装置に対して電力の調整量を指示する電力需給制御装置であって、
前記需要家に対して供給される電力の総和を表す供給量と、前記需要家がそれぞれ使用する電力を表す使用量と、前記需要家がそれぞれ調整可能な電力の範囲を示す予備力と、過去に前記需要家が第１調整量に達するまでに要した時間を含む応答実績とを記憶する記憶部と、前記応答実績に基づいて、前記予備力ごとに少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性を推定する推定部と、前記供給量と、前記使用量の総和で与えられる需要量との需給アンバランスを解消させる目標値を算出する第１算出部と、新たに前記電力管理装置に対して指示する第２調整量を算出するものであって、前記第２調整量の総和が前記目標値に近づくように、かつ前記第２調整量が前記応答特性から制約される前記予備力の範囲内であるように、当該第２調整量を算出する第２算出部とを備える。
【０００７】
実施形態の電力管理装置は、電力を使用する需要家が有し、電力需給制御装置との間でデータの送受信が可能な電力管理装置であって、
前記需要家が機器の運転に伴い調整可能な電力の範囲を示す予備力を記憶する記憶部と、前記需要家が使用する電力を表す使用量を検出する検出部と、前記電力需給制御装置に対して前記使用量及び前記予備力を送信する送信部とを備える。
【０００８】
実施形態の電力需給制御方法は、上記の電力需給制御装置における電力需給制御方法であって、
前記推定部が、前記応答実績に基づいて、前記予備力ごとに少なくとも前記予備力の最大に達するまでの応答速度を含む応答特性を推定するステップと、前記第１算出部が、前記供給量と、前記使用量の総和で与えられる需要量との需給アンバランスを解消させる目標値を算出するステップと、前記第２算出部が、前記第２調整量の総和が前記目標値に近づくように、かつ前記第２調整量が前記応答特性から制約される前記予備力の範囲内であるように、前記第２調整量を算出するステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電力制御システムの概略図。
【図２】第一の実施形態に係る電力制御システムの構成図。
【図３】需要実績の時系列データの例を示す図。
【図４】機器情報の例を示す図。
【図５】機器の予備力（需要家申告）を示す図。
【図６】機器情報データベースの例を示す図。
【図７】応答実績の例を示す図。
【図８】機器の予備力を示す図。
【図９】需給アンバランスの算出の例を示す図。
【図１０】DR計画の例を示す図。
【図１１】需給最適化部の動作を説明するフローチャート。
【図１２】第一の解法例を説明するフローチャート。
【図１３】第二の解法例を説明するフローチャート。
【図１４】第一の実施形態の第一の変形例に係る電力制御システムの構成図。
【図１５】第三の解法例を説明するフローチャート。
【図１６】実施例の効果を説明する図。
【図１７】第一の実施形態の第二の変形例に係る電力制御システムの構成図。
【図１８】インセンティブ算出部の動作を説明するフローチャート。
【図１９】インセンティブの算出の例を示す図。
【図２０】第二の実施形態に係る電力制御システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１１】
（第一の実施形態）
図１は電力制御システム１００の概略を示す図である。本実施形態では、大きくは電力を使用する複数の需要家１０からなるグループ２０と、グループ２０に属するそれぞれの需要家１０に対して電力を供給する電力供給業者３０とに分かれており、需要家１０と電力供給業者３０がインターネット網または電力網を含むネットワーク４０を介して接続されている。
【００１２】
需要家１０としては、例えば一般家庭やオフィスビル等が考えられ、ここでのグループ２０としては、一般家庭の集合やオフィスビルの集合、またはそれらが混在するものであってもよい。また、電力供給業者３０としては、電力の発電から配電までを事業とする業者であってもよいし、電力の配電のみを事業とする業者であってもよい。
【００１３】
以下では、図２乃至図１３を参照して本実施形態に係る電力制御システム１００の詳細について説明する。なお、ここでは、グループ２０が４つの需要家１０を含む場合を例にして説明を行う。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る電力制御システム１００の構成を示す図である。
【００１５】
各需要家１０は、例えばエアコンや照明、計算機等の電気機器（以下、単に機器）１１を備えており、需要家１０に所属するオペレータがこれらの機器１１を使用することにより電力を使用する。
【００１６】
全てまたは一部の需要家１０の機器１１には、独自に発電するために太陽光発電システム等の発電装置１２が含まれるものであってもよい。
【００１７】
各需要家１０は、需要家内の電力を管理する電力管理装置５０を備えている。各需要家１０が備える機器１１は、有線または無線で電力管理装置５０に接続されており、この電力管理装置５０により機器１１の使用電力等の情報を管理している。また、必要に応じて電力管理装置５０は機器１１の運転を、オペレータに代わり制御することができる。
【００１８】
電力供給業者３０は、電力制御システム１００の全体として電力需給バランスを制御する電力需給制御装置６０を備えている。この電力需給制御装置６０は、ネットワーク４０を介して各需要家１０の電力管理装置５０から送信される情報に基づいて、全体として電力需給バランスを制御するためにDR計画を作成する。このDR計画には、たとえば各需要家１０に要請する使用電力の削減量または増加量等の調整量（以下、DR量）が含まれている。
【００１９】
電力需給制御装置６０は、このDR計画に基づいて、各需要家１０の電力管理装置５０に対してデマンドレスポンス信号（DR信号）を送信する。このDR信号は、DR量を指定するものであることが好ましい。また、上記のDR信号には、発電装置１２対して指定するDR量として、発電量が含まれるものであってもよい。
【００２０】
なお、ここでは電力供給業者３０、すなわち電力を発電または配電する業者が電力需給制御装置６０を備えものとするが、電力供給業者３０と需要家１０とを仲介する事業を行う業者が備えるものであってもよい。
【００２１】
（電力管理装置の構成及び動作）
電力管理装置５０は、電力情報収集部５３、機器情報作成部５４、機器制御部５５、記憶部５６を備えている。また、必要に応じてキーボード等の入力装置５１、ディスプレイ等の出力装置５２を備えている。
【００２２】
電力情報収集部５３は、各需要家１０が備える全ての機器１１のトータルの使用電力（需要実績）を電力計等の検出部５８により定期的（例えば１０分毎）に検出する。検出して得た需要実績を、図３に示すような時系列データとして逐次記憶部５６に格納する。
【００２３】
なお、電力情報収集部５３が需要実績を検出することができない場合には、電力情報収集部５３において、補間処理や過去の履歴に基づく推定を行う構成であってもよい。また、電力情報収集部５３が需要実績を検出する周期が長く、最新の需要実績が得られていない場合には、現時刻までの値を予測する構成であってもよい。
【００２４】
機器情報作成部５４は、各需要家１０が備える全ての機器１１について機器情報を作成し、記憶部５６に格納する。図４に示すように機器情報には、機器ID（i番目の需要家が備えるk番目の機器：機器（i,k））、機器のタイプ、予備力情報、実績が含まれている。
【００２５】
予備力情報とは、電力供給業者３０からの電力削減/発電または増加の要請に対して機器１１が応答可能な能力として定義される予備力の情報であり、「DR/逆DRの区分」、「基準値」、「瞬間最大/最小電力」、「通算最大/最小電力量」、「対応可能開始時間」、「対応可能終了時間」が含まれている。
【００２６】
図５は、需要家１０が申告する機器１１の予備力の一例を説明する図である。
【００２７】
需要家１０は、備える機器１１ごとに予備力を有する。この予備力は、各需要家１０が機器１１ごとに、基準の電力（以下、基準値）からの使用電力の削減（節電）/発電または使用電力の増加に対応できる能力の程度を示している。
【００２８】
「DR/逆DRの区分」は、区分が「DR」である場合には、基準値から使用電力の削減が可能であるか、例えば発電装置１２のように電力の発電が可能な、すなわち電力制御システム１００全体として見て電力を創出する方向に対応可能な機器１１であることを表す。
【００２９】
また、区分が「DR/逆DR」である場合には、基準値から使用電力の削減及び増加の両者に対して対応可能な、すなわち電力制御システム１００全体として見て電力を創出する方向及び消費する方向に対応可能な機器１１であることを表す。
【００３０】
さらに、区分が「逆DR」である場合には、例えば通常使用しない、または常時一定の使用電力で使用する必要があって、基準値から使用電力を増加可能な機器１１であることを表す。
【００３１】
「基準値」は、上記のようにDRまたは逆DRのための基準となる電力を示している。この基準値としては、例えば各需要家１０が機器１１を使用するにあたり最低限必要となる電力や、DR信号による制約のない状態における過去の使用電力の平均値等を用いることができる。
【００３２】
「瞬間最大/最小電力」は、基準値から調整可能な電力の最大値及び最小値を表している。すなわち、この瞬間最大/最小電力としては、例えば機器１１が使用電力を減少または増加し得る物理的な限界値と基準値との差分として与えられてもよいし、オペレータが許容できる範囲内で、機器１１の運転を制約する際の限界値と基準値との差分として与えられてもよい。
【００３３】
「通算最大/最小電力量」は、DR量の時間積分で与えられる電力量の最大値及び最小値を表している。この通算最大/最小電力量としては、後述の「対応可能開始時刻」と「対応可能終了時刻」等の時間的な制約により決定されるものであってもよいし、機器１１の物理的な性能から決定されるものであってもよい。
【００３４】
「対応可能開始時刻」と「対応可能終了時刻」は、機器１１がDRまたは逆DRに対して対応可能な時間帯を示している。なお、必要に応じて、この対応可能な時間帯の範囲内でさらに、電力供給業者３０からのDRまたは逆DRの要請に対してオペレータが許容できる時間を別途定めることもできるが、この際には例えば瞬間最大/最小電力に通算時間を乗じる値を通算最大/最小電力量として指定する。
【００３５】
なお、ここでは基準値及び瞬間最大/最小電力として、一定の値を示しているが、時刻ごとに変動するものであってもよい。また、電力供給量と需要量との乖離が大きく緊急を要する場合等には、電力供給業者３０が、需要家１０が備える機器１１ごとに基準値及び瞬間最大/最小電力を指定するものであってもよい。
【００３６】
上記の「対応可能開始時刻」、「対応可能終了時刻」に関しては、機器情報作成部５４の代わりに、例えばオペレータが電力管理装置５０に備えられる入力装置５１を用いて登録することができる。この際、特に指定する必要のない項目に関しては「‐（ハイフン）」とすることができる。
【００３７】
また、「基準値」、「瞬間最大/最小電力」に関しては、オペレータが機器１１の運転条件（例えば、エアコンの場合には温度等）を登録し、機器情報作成部５４が、予め記憶部５６が記憶する運転条件とその運転条件における使用電力の対応テーブル等を参照して、機器情報を作成することができる。
【００３８】
「実績」は、それぞれの機器１１が実際に使用した、または使用している使用電力を示している。また、機器１１が発電装置１２の場合には、実際に発電した、または発電している電力を示している。機器情報作成部５４は、それぞれの機器１１の実績を検出部５８により定期的（例えば１０分毎）に検出することで、各時刻の機器１１の実績を得る。
【００３９】
なお、機器情報作成部５４が、機器１１の実績を検出することができない場合には、機器情報作成部５４において、補間処理や過去の履歴に基づく推定を行う構成であってもよい。また、機器情報作成部５４が、機器１１の実績を検出する周期が長く、最新の実績が得られていない場合には、現時刻までの実績を予測する構成であってもよい。
【００４０】
送受信部５７は、上記のように記憶部５６に格納された需要実績、機器情報を、ネットワーク４０を介して電力供給業者３０が備える電力需給制御装置６０に対して例えばリアルタイムで送信する。
【００４１】
また、送受信部５７は、後述の電力需給制御装置が送信するDR信号を受信し、このDR信号で指定されるDR量を一旦記憶部５６に格納する。
【００４２】
機器制御部５５は、記憶部５６が記憶するDR量を参照して、このDR量を達成させる方向にＯＮ/ＯＦＦの切り替えや、設定の変更等を行うことで、機器１１の運転を制御する。これにより、機器制御部５５は、機器１１の実績を調整することができる。
【００４３】
なお、オペレータが出力装置５２でDR信号を確認することで、機器１１を間接的に制御する構成であっても構わない。この際には、オペレータが機器１１を操作した時刻を、応答を開始する応答開始時刻とすることができる。
【００４４】
（電力需給制御装置の構成及び動作）
電力需給制御装置６０は、応答特性推定部（推定部）６１、計画・実績比較部（比較部）６２、第１算出部６３a及び第２算出部６３bを含む需給最適化部６３、各需要家１０が備える電力管理装置５０から送信される情報等を記憶する記憶部６４を備えている。
【００４５】
応答特性推定部６１は、記憶部６４が記憶する機器情報に「応答特性」、「DR最大値」、「DR最小値」を付与することで、図６に示す機器情報データベースを作成し、この機器情報データベースを更新する。
【００４６】
「応答特性」には、需要家１０が備える電力管理装置５０の機器制御部５５がDR信号を受けて、実際に機器１１の制御を行う時刻を基準に、DR信号で指定されているDR量に到達するまで（過渡期）の速度及び時間をそれぞれ表すためのパラメータである「応答速度」及び「応答時間」を含む。
【００４７】
応答特性推定部６１は、記憶部６４が記憶する機器情報に含まれる実績の時系列データと、同様に記憶部６４が記憶するDR計画（後述）を比較することで、各機器１１の応答実績を作成する。そして、この応答実績を用いて、応答速度及び応答時間を定期的に推定することで、機器情報データベースに含まれる応答特性を更新する。
【００４８】
図７は、DR信号に対する機器１１の応答実績の例である。
【００４９】
応答実績には、１日のうち最初のDR信号により要請された「DR量」と、DR信号を受けて実際に機器１１の制御を行う時刻、すなわち応答開始時刻を基準として、DR量に到達するまでの時間を示す「応答時間」とが対応付けられた時系列データが含まれている。ここで、DR量の数値がプラスの場合には、電力削減/発電の要請（DR）であることを表し、マイナスの場合には電力増加の要請（逆DR）であることを表す。
【００５０】
図７に示す例では、需要家1 の機器（1,1）は、4/1、4/2に、60(kW) のDR信号が、4/3 に-60(kW) のDR信号が与えられ、それぞれ30 分、25 分、35分で応答したことがわかる。この場合、応答特性推定部６１は、DR量の絶対値を用いて、例えば各日の応答速度の平均値を (60 + 60 + 60)/(30+ 25 + 35) = 2.0 (kW/分) と算出する。
【００５１】
一方、需要家1 の機器（1,2）は、4/2、4/3、4/4 の各日にそれぞれ10(kW)、20(kW)、15(kW)のDR信号が与えられ、4/2、4/3 には5 分、10 分で応答したものの、4/4 には応答しなかった（未実施）ことがわかる。この場合には、4/4 については応答時間がないため、除外して考え、例えば応答速度の平均値を (10 + 20)/(10 + 20) = 1.0 (kW/分) と算出する。
【００５２】
また、応答特性推定部６１は、例えば瞬間最大電力を上記のように算出される応答速度で除すことで、瞬間最大電力に到達するまでの時間を応答時間の代表値として算出することができる。また、応答時間をDR量の関数として記憶部６４に格納しておくことができる。
【００５３】
なお、ここでの応答速度の算出には、１日のうち最初のDR信号に応答する際の応答時間を用いているが、１日複数回のDR信号に応答した場合には、例えばその際の全ての応答時間の平均をとることで得られる値を用いることもできる。
【００５４】
また、ここでは応答速度としては、平均値を用いることとしたが、例えば速度の時間変化率（すなわち加速度）を用いることで、応答速度が時間により変化する場合も考慮することが可能である。
【００５５】
「DR最大値」及び「DR最小値」は、各需要家１０が申告する予備力の範囲内で、実際に電力供給業者３０が各需要家１０の機器１１に対して要請することのできるDR量の最大値及び最小値を示している。
【００５６】
応答特性推定部６１は、記憶部６４が記憶する機器情報データベースの基準値と、機器１１の実績の時系列データのうち最新の実績との差分を算出する。そして、瞬間最大/最小電力からこの差分を減算することで、DRの場合のDR最大値及び逆DRの場合のDR最小値を算出する。
【００５７】
図６の例では、機器（1,1）に関して基準値が220(kW) であるのに対し、最新（時刻11:00）の実績は200(kW) であることがわかる。したがって、このときの差分としては220-200=20(kW)と算出する。この場合、差分が正の値であるので、DRとして見なすと需要家1 としては自主的に20(kW)の電力削減を行っており、逆DRとして見なすと基準値から20(kW)少なく電力を使用しているものと考えることができる。
【００５８】
一方で、差分が負である場合には、DRとして見なすと需要家１０は基準値から超過して電力を使用しており、逆DRとして見なすと自主的に電力増加を行っているものと考えることができる。
【００５９】
したがって、機器（1,1）を例に説明すると、応答特性推定部６１は、60-20=40(kW) をDR最大値として算出し、-60-20=-80をDR最小値として算出する。
【００６０】
なお、DRのみに対応する機器１１の場合には、DR最小値に関してはゼロとして、DR最大値に関してのみ上記のように算出することができる。また、逆DRのみに対応する機器１１の場合には、DR最小値に関してのみ上記のように算出し、DR最大値に関してはゼロとすることができる。
【００６１】
また、機器１１が発電装置１２の場合には、実績としては発電量が与えられているので、実績から基準値を減算して差分を算出し、瞬間最大電力からこの差分を減算することでDR最大値を算出する。
【００６２】
ここで、機器（2,1）を例に説明すると、応答特性推定部６１は、80-0=80(kW) を差分として算出し、100-80=20(kW) をDR最大値として算出する。このときのDR最小値としてはゼロとすることができる。
【００６３】
したがって、以上のことから電力需給制御装置６０が用いることができる、機器１１の実際の予備力としては、図８に示すように応答特性及びDR最大値、DR最小値が反映されたものであることがわかる。
【００６４】
計画・実績比較部６２は、記憶部６４が記憶する各需要家１０の需要実績と、電力の供給計画とを用いて、図９に示す電力供給量と電力需要量の乖離を表す需給アンバランスを算出する。そして、この需給アンバランスを記憶部６４に格納する。
【００６５】
ここで、供給計画とは、グループ２０に対して電力供給業者３０から供給が予定されている電力供給量の計画ことである。ここでは、供給計画としては１０分ごとに一定の値が登録されているものとする。なお、この供給計画は、予め１日分の計画が登録されるものであってもよいし、リアルタイムで逐次更新されるものであってもよい。
【００６６】
需給アンバランスは、需要実績の総和で与えられるグループ２０全体として必要な電力（電力需要量）から、供給計画（電力供給量）を減算することで得られる値である。この値は、プラスの場合には需要過多であり、マイナスの場合には供給過多であることを表す。
【００６７】
図９を例に具体的に説明すると、計画・実績比較部６２は、例えば8:00 の場合には、（307 + 37.691 + 248.42 + 272.772）- 860 = 5.883(kW) を需給アンバランスとして算出する。
【００６８】
需給最適化部６３は、応答特性推定部６１により更新された機器情報及び需給アンバランスを用いて、各時刻に需要家１０の備える機器１１に対して要請するDR量のリストであるDR計画を作成する。そして、このDR計画を定期的に更新し、記憶部６４に格納する。
【００６９】
図１０は、各需要家１０が備える機器１１ごとに計画されたDR計画の例を示している。このDR計画には、全ての需要家１０について、各時刻にそれぞれの需要家１０が備える機器１１に対して要請するDR量が含まれている。
【００７０】
図１０の例では、DR計画は１０分ごとに更新されている。この場合、例えば11:10 から11:39 までは機器（1,1）を常時60(kW) の逆DRに、11:40 から12:09 までは機器（1,2）を常時10(kW) のDR、機器（3,1）を常時30(kW) のDRに、12:10 から12:39 までは機器（2,1）を常時10(kW) のDRにすることを示している。また、機器（4,1）に関しては、11:10 から12:39 の間には、DR及び逆DRのいずれにもしないことを示している。
【００７１】
図１１は、需給最適化部６３の動作を説明するフローチャートである。なお、以下の説明では需給最適化部６３の処理は１分ごとに行うものとする。
【００７２】
まず、第１算出部６３aは、以下のStep 1乃至Step 2により、創出または消費すべき電力の目標値を算出する。
【００７３】
Step 1 では、全需要家１０の需要実績と電力供給計画の乖離値の累積値（需給アンバランス累積値F）を、各時刻t の需給アンバランスF(t) を用いて算出する。ここでtn は現在時刻とする。また、s は需給アンバランス累積値を算出する際の基準となる期間であり、予め定められた値を用いる。
【数１】
0005779014.tif 000002
【００７４】
Step 2 では、例えば需給アンバランス累積値F 次式のように平均化することで、時刻tn-sからtn-1までの傾向が今後も続くと仮定した際に、時刻tnにおいて不足または超過すると考えられる電力を目標値N(t) として算出する。
【数２】
0005779014.tif 000003
【００７５】
なお、目標値N(t) としては、上記に限らず、例えば過去の気象条件等の傾向から予測される電力需給量の予測モデルに基づいて算出されるものであってもよい。
【００７６】
次に、第２算出部６３bは、以下のStep 3により、需要家１０が備える機器１１に対して割り当てるDR量を算出する。
【００７７】
Step 3 では、各需要家１０が備える機器１１の予備力を用いてDR量の合計を目標値N(t) に近づける方向に、電力を毎分創出または消費するためのDR計画を作成する。
【００７８】
具体的には、各需要家１０の機器１１が、時刻tにおいて取り得る予備力の最大値及び最小値（以下、予備力最大値及び最小値）の範囲内で、かつDR量の合計を各時刻の目標値N(t) に近づけ、さらに各需要家１０に対して公平なDR配分を実現する問題として、以下のような最適化問題を考えることができる。
【数３】
0005779014.tif 000004
【００７９】
式(1) の第一項は、目標値からの乖離によるコスト、第二項は、需要家ごとのDR配分量の不公平から生じるコストを表し、上記の式(2)乃至(5)の制約条件の下、コストの合計を最小化することを表している。
【００８０】
また、式(3) は、時刻t において、需要家i が備えるk 番目の機器（i,k）に対して与えることのできるDR量の範囲を示している。この制約式は、例えば機器（i,k）のDR最大値、DR最小値と、直前の時刻の応答速度等により与えることができる。
【００８１】
例えば、機器（i,k）がDR最大値M の予備力を有するDR が可能な機器である場合、DR最大/最小値から導かれるDR量xi,k(t)に関する制約式は、0≦ xi,k(t) ≦ Mとなる。また、応答速度がv(kW/分)である場合、直前の時刻のDR量と応答速度により計算されるxi,k(t)に関する制約式は、xi,k(t-1) - v≦ xi,k(t)≦ xi,k(t-1) + v により表される。よってこの2式を合わせた次式が、式(3)に相当する。
【数４】
0005779014.tif 000005
【００８２】
ここで、MAX(a，b) は、b≦aであればaを、a≦bであればbを返す演算とする。また、MIN(a，b) は、a≦bであればaを、b≦aであればbを返す演算とする。
【００８３】
次に、機器（i,k）がDR最小値M の予備力を有する逆DRが可能な機器である場合、DR最大/最小値から導かれるxi,k(t)に関する制約式は、M≦ xi,k(t)≦ 0となる。また、応答速度がv(kW/分)である場合、直前の時刻のDR量と応答速度により計算されるxi,k(t) に関する制約式は、xi,k(t-1) - v ≦ xi,k(t)≦ xi,k(t-1) + v により表される。よってこの2式を合わせた次式が式(3) に相当する。
【数５】
0005779014.tif 000006
【００８４】
また、機器（i,k）が、DR最大値M1、DR最小値M2 の予備力を有するDR 及び逆DR が可能な機器である場合、DR最大/最小値から導かれるxi,k(t)に関する制約式は、M2≦ xi,k(t)≦ M1 となる。またDRの際の応答速度がv1(kW/分)、逆DRの際の応答速度がv2(kW/分)である場合、直前の時刻のDR量と応答速度により計算されるxi,k(t) に関する制約式は、xi,k(t-1) - v2≦ xi,k(t)≦ xi,k(t-1) + v1 により表される。よってこの2式を合わせた次式が式(3) に相当する。
【数６】
0005779014.tif 000007
【００８５】
なお、上記の定式化は一例であり、機器１１の予備力と目標値とに基づいて、応答特性から決まる予備力最大値及び予備力最小値の範囲内で、かつ目標値とDR量の合計との差をゼロにする方向に最適化するような定式化であればよい。また、上記の最適化問題における式(2)乃至式(5)以外の制約を設けてもよい。
【００８６】
また、上記の最適化問題により得られる最適解（DR量）としては、厳密に最適な解でなくとも、例えば目標値とDR量の合計との差が、電力供給業者３０が定める範囲内に収まった時点で処理を終え、この時点におけるDR量の値を用いることもできる。
【００８７】
需給最適化部６３は、上記の最適化問題を解くことで算出されるDR量に基づき、DR計画を作成する。そして、送受信部６５は、DR計画に従い、需要家１０が備える電力管理装置５０に対して機器１１ごとのDR信号を送信する。
【００８８】
なお、本実施形態においては、需要家１０は備える機器１１ごとに予備力を有するものとしたが、需要家１０として１つの予備力を有するものであってもよい。この際には、送受信部６５は、機器１１ごとにではなく、需要家１０全体としてのDR量を最適化し、電力管理装置５０に対してDR信号を送信する。
【００８９】
以下、（数３）で与えられる最適化問題に対する解法の例を示す。
【００９０】
（第一の解法例）
図１２は、最適化問題の解法の例を示すフローチャートである。
【００９１】
Step 1では、各需要家のDR量の合計値Yi を0 に初期化する。なお、以下の処理は時刻t ごとに行う。
【００９２】
各時刻t の処理ループ内では、最初に時刻t の目標値N(t) が正であるか否かを判定し(分岐B1)、正である場合にはStep 2-1 に、負である場合にはStep 2-2 に進む。
【００９３】
Step 2-1 は需要が多すぎる場合に相当するため、N に目標値N(t) を代入し、また集合K にDR可能な機器（i,k）を加える。一方Step 2-2 は需要が少なすぎる場合に相当するため、N に目標値N(t) にマイナスを乗じた値を代入し、また集合K に逆DR可能な機器（i,k）を加える。この結果N には時刻t においてDRすべき合計電力、集合K には時刻t に使える予備力が格納される。
【００９４】
次に、Step 3 では、まずK に含まれる各機器（i,k）について、mi,k(t) に機器（i,k） の時刻t の予備力最小値を、Mi,k(t) に機器（i,k）の時刻t の予備力最大値を代入する。そして、各機器（i,k）について、予備力の最小値分をDR量に加える処理を行う。具体的には、機器（i,k）の時刻t のDR量xi,k (t) にmi,k(t) を代入し、需要家i の時刻t までのDR量の合計値Yi にmi,k(t) を加算する。そして、時刻t においてDRすべき合計電力N からmi,k(t) を減じる。
【００９５】
Step 3 の後、N > 0 であるかを判定し(分岐B2)、N > 0 であれば分岐B3 に進み、そうでなければ時刻t の処理を終了する。
【００９６】
分岐B3 では、K に含まれる機器（i,k）のうち、xi,k(t) +Δ≦Mi,k(t) を満たすものがあるかを判定し、あればStep 4 に進み、そうでなければ時刻t の処理を終了する。
【００９７】
Step 4 では、分岐B3 の条件を満たす機器（i,k）のうち、Yi が最小である需要家iが備える機器（i,k）について、DR量をΔ増やす処理を行う。具体的には、機器（i,k） の時刻t のDR量xi,k(t)にΔを加算し、需要家i の時刻t までのDR量の合計値Yi にΔを加算する。そして、時刻t においてDRすべき合計電力N からΔを減じる。以上をすべて行った後に再び分岐B2 に進む。
【００９８】
この分岐B2、 分岐B3、 Step 4 のループは、分岐B2 においてN < 0 となるか、分岐B3 において条件を満たす機器（i,k）がなくなるまで繰り返され、条件を満たさなくなった時点で、時刻t の処理を終了する。
【００９９】
以上の解法によれば、分岐B2 により、N が非負である限り処理を継続するため、目標値に近づけるような解を得ることができる。また、Step 4 では、最もDR量の合計値が少ない需要家が備える機器を優先的にDR対象とすることから、需要家間の不公平を少なくするような解を得ることができる。
【０１００】
また、この定式化された最適化問題に対しては、ほかにも様々な解法が考えられ、厳密最適解を求める最適化ソルバーを用いても構わないし、局所最適解を得るための手法であるシミュレーティッドアニーニング、タブーサーチ、遺伝的アルゴリズム等のヒューリスティック手法を用いても構わない。
【０１０１】
（実施例１）
ここで、図１６に示す例を基に、図１２のフローチャートの具体的な処理について説明する。なお、ここではk＝１とし、２つの需要家がそれぞれ１つの機器１１を備えているものとする。すなわち、需要家1 が機器（1,1）を、需要家2 が機器（2,1）をそれぞれ備えている。また、簡単化のために、機器１１がDRを受けてからDR量に到達するまでの過渡状態にある機器１１に関しては予備力としないものとする。
【０１０２】
図１６の例では、現在時刻tn を11:00 とし、仮に11:00〜12:00 までの60分間、常時150(kW)の電力が不足する状況が発生するものとする。また、需要家1 が備える機器（1,1）の予備力は、応答時間が1 分、予備力最大値が常時100(kW) とし、需要家2 が備える機器（2,1）の予備力は、応答時間が16 分、予備力最大値が常時200(kW) であるとする。また、処理の刻み幅をΔ= 1(kW) とする。
【０１０３】
まず、Step 1では、需要家1及び2のDR量の合計値Y1、 Y2 を0 に初期化する。そして、分岐B1 においては、11:00 から12:00 までのいずれの時刻においても、N(t) = 150 (kW) であることからStep 2-1 に進む。
【０１０４】
（11:00 の動作）
時刻t = 11 : 00には、需要家1 も需要家2 もDR 可能な予備力を有していないことからStep 2-1 において集合K は空集合となる。したがって、Step 3 や分岐B3 では該当する機器がないため、t = 11 : 00 の処理は終了する。
【０１０５】
（11:01 から11:15 の動作）
時刻t = 11 : 01 には、機器（1,1）の応答時間が1 分であることから、Step 2-1ではN = 150、 K =｛機器（1,1）｝となる。
【０１０６】
また、Step 3 では、m1,1(11 : 01) = 0、 M1,1(11 : 01) = 100 となる。なお、ここではm1,1(11 : 01) = 0 であることから、x1,1(t)、 Y1、 N の値は変わらない。
【０１０７】
次に、分岐B2 ではN > 0 であることから分岐B3 に進み、分岐B3 ではk = 機器（1,1）が条件を満たすためStep 4 に進む。
【０１０８】
Step 4 では、該当する機器は機器（1,1）しかないため、需要家1 及び機器（1,1）の各変数値にΔを加減した結果としてx1,1(11 : 01) = 1、 Y1 = 1、 N = 149 が得られる。
【０１０９】
ここで再び分岐B2 では、N = 149 であることから分岐B3 に進み、分岐B3 では、x1,1 = 1、 M1,1 = 100 であることからStep 4 に進み、Step 4 では、各変数値にΔを加減した結果として、x1,1(11 : 01) = 2、 Y1 = 2、 N = 148 が得られる。
【０１１０】
以上の処理を100 回繰り返し、x1,1(11 : 01) = 100、 Y1 = 100、 N = 50 となった時点で機器（1,1）は分岐B3 の条件を満たさなくなることにより、時刻t = 11 : 01 の処理を終了する。
【０１１１】
なお、t = 11 : 02 からt = 11 : 15 までは、同様に機器（1,1）の予備力しか使えないことから、x1,1(t) = 100 となった時点で各時刻の処理を終了する。
【０１１２】
（11:16 から11:25 の動作）
時刻t = 11 : 16 には、機器（1,1）の応答時間が1 分、機器（2,1）の応答時間が16分であることから、Step 2-1 では、N = 150、 K =｛機器（1,1）、機器（2,1）｝となる。
【０１１３】
また、Step 3 においては、m1,1(11 : 16) = 0、 M1,1(11 : 16) = 100、 m2,1(11 : 16) =0、 M2,1(11 : 16) = 200 となる。なお、ここでは、mi,k(11 : 16) = 0 であることからxi,k(t)、 Yi、 N の値は変わらない。
【０１１４】
次に、分岐B2 ではN > 0 であることから分岐B3 に進む。分岐B3 では、機器（1,1）、機器（2,1）ともに条件を満たすためStep 4 に進む。
【０１１５】
Step 4 では、該当する機器は機器（1,1）と機器（2,1）の２つあるが、需要家iのDR量の合計値Yi は、Y1 = 1500、 Y2 = 0 であるため、需要家2 及び機器（2,1）の各変数値にΔを加減した結果として、x2,1(11 : 16) = 1、 Y2 = 1、 N = 149 が得られる。
【０１１６】
ここで再び分岐B2 では、N = 149 であることから分岐B3 に進み、分岐B3 ではx2,1 = 1、 M2,1 = 200 であることからStep 4 に進み、Step 4 では該当する機器は機器（1,1）と機器（2,1）の２つあるが、需要家iのDR量の合計値Yi は、Y1 = 1500、 Y2 = 1 であるため、需要家2 及び機器（2,1）の各変数値にΔを加減した結果として、x2,1(11 : 16) = 2、 Y2 = 2、 N = 148 が得られる。
【０１１７】
以上の処理を150 回繰り返し、x2,1(11 : 16) = 150、 Y2 = 150、 N = 0 となった時点で分岐B2 の条件を満たさなくなるため、時刻t = 11 : 16 の処理を終了する。なお、t = 11 : 17 からt = 11 : 25 までは、同様に機器（2,1）の予備力しか使えないことから、x2,1(t) = 150 となった時点で各時刻の処理を終了する。
【０１１８】
（11:26 以降の動作）
時刻t = 11 : 26 には、Step 2-1 では11:25 までと同様に、N = 150、 K =｛機器（1,1）、 機器（2,1）｝となり、Step 3 では11:25 までと同様に、m1,1(11 : 26) = 0、 M1,1(11 :26) = 100、 m2,1(11 : 26) = 0、 M2,1(11 : 26) = 200となる。
【０１１９】
また、分岐B2 では、N > 0 であることから分岐B3 に進み、分岐B3 では、機器（1,1）、機器（2,1）ともに条件を満たすためStep 4 に進む。
【０１２０】
Step 4 では、該当する機器は機器（1,1）と機器（2,1）の２つあるが、需要家iのDR量の合計値Yi は、Y1 = 1500、 Y2 = 1500 と等しくなるため、ここでは番号の小さい需要家を優先し、需要家1及び機器（2,1）の各変数値にΔを加減した結果として、x1,1(11 : 26) = 1、 Y1 = 1501、 N = 149 が得られる。
【０１２１】
ここで再び分岐B2 では、N = 149 であることから分岐B3 に進み、分岐B3 では、x2,1 = 1、 M2,1 = 200 であることからStep 4 に進み、Step 4 では、該当する機器は機器（1,1）と機器（2,1）の２つあるが、需要家i のDR量の合計値Yi は、Y1 = 1501、 Y2 = 1500であるため、需要家2及び機器（2,1）の各変数値にΔを加減した結果として、x2,1(11 : 26) = 1、 Y2 = 1501、 N = 148 が得られる。
【０１２２】
以上の処理を75 回繰り返し、x1,1(11 : 26) = 75、 x2,1(11 : 26) = 75、 Y1 = 1575、 Y2 = 1575、 N = 0 となった時点で分岐B2 の条件を満たさなくなり、時刻t = 11 : 26の処理を終了する。なお、t = 11 : 27 以降の処理も同様に、x1,1(t) = 75、 x2,1(t) = 75 となった時点で各時刻の処理を終了する。
【０１２３】
以上の結果、図１６（a）のように、11:01 から11:16 分までは機器（1,1）の予備力、11:17 から11:26 までは機器（2,1）の予備力、11:27 以降は、機器（1,1）と機器（2,1）の予備力を均等に使用したDR計画が得られる。
【０１２４】
（第二の解法例）
次に、予備力に実施コストがあり、需要家ごとに異なる場合の解法の例について述べる。この場合には、図１３に示すフローチャートで解くことが可能である。
【０１２５】
本実施例では、図１２に示す実施例１のフローチャートと比較すると、Yi に需要家i のDR量の合計値ではなく、次式で与えられるコストの重み和と考える点が異なる。
【数７】
0005779014.tif 000008
【０１２６】
ここで、ci(t) は時刻t の需要家i のDR量1(kW) あたりのコストである。Step 3 とStep 4 のYi の更新において、加算量にci(t) の重み付けをする点で、図１２のフローチャートとは異なる。
【０１２７】
なお、ci(t) は本実施例のように一定値であってもよいし、例えばDR量が100(kW) までは1.0、DR量が100(kW)以上200(kW)以下の場合には2.0 というように、段階的に設定を行うこともできる。
【０１２８】
このコストは、実際にはDRを受けた際に需要家が感じる不快度等を示す指標と考えることができる。したがって、時刻によってci(t)を変化させる際には、上記のようにDR量を変数とせずに、例えば時間や環境等を変数として設定するものであってもよい。
【０１２９】
（実施例２）
ここで、図１３のフローチャートの具体的な処理について、実施例１の処理との違いを中心に説明する。なお、ここでは需要家1 の予備力の1(kW) あたりのコストは常に1.5 とし、需要家2 の予備力の1(kW) あたりのコストは常に1.0 であるとする。
【０１３０】
t = 11 : 00 からt = 11 : 25 の処理については、得られるY1 の値が1.5 倍になる点を除くと、実施例１と同じである。したがって、t = 11 : 00 には、DRは実行されず、t = 11 : 01 からt = 11 : 15 では機器（1,1）のみに100(kW) のDRが実行され、t = 11 : 16 からt = 11 : 25 までは機器（2,1）のみに150(kW) のDRが実行される。
【０１３１】
また、t = 11 : 26 の時点でも、Y1 = 100*15*1.5 = 2250、 Y2 = 150*10*1.0 =1500 とY1 の方が大きな値となるため、Y1 とY2 の値が等しくなるt = 11 : 31 までは、需要家2 が備える機器（2,1）のみに150(kW) のDRが実行される。
【０１３２】
一方、t = 11 : 32 以降の処理においては、今度は、重み和としてのY1 とY2 とを等しくする必要があるために、x1,1(t) = x2、1(t) = 75(kW) となるのではなく、x1,1(t) = 60(kW)、 x2、1(t) = 90(kW) となる。
【０１３３】
以上の結果をまとめると図１６（b）のようになる。図１６（b）に示すように、11:01 から11:16分までは機器（1,1）の予備力、11:17 から11:31 までは機器（2,1）の予備力、11:32 以降は、機器（1,1）と機器（2,1）の予備力を2:3 の比で使用したDR計画が得られる。
【０１３４】
なお、ここでは、需要家ごとにコストci(t)を有しているものとしたが、機器ごとにコストci,k(t)を有するものであってもよい。この場合には、Yi としては次式で与えられることになる。
【数８】
0005779014.tif 000009
【０１３５】
（変形例１）
図１４は、第一の実施形態に係る電力制御システム１００の第一の変形例を示す構成図である。
【０１３６】
ここでは、機器１１として、電力供給業者３０から供給される電力や発電装置１２により発電される電力を蓄電する蓄電装置１３が含まれており、全てまたは一部の需要家１０がこの蓄電装置１３を備えている。ここでの蓄電装置１３としては、例えば電気自動車のように二次電池を備える機器等も含めることができる。
【０１３７】
この際には、蓄電装置１３はDRの場合には放電を、逆DRの場合には充電を行う機器１１として考えられる。また、DR信号は、例えば０を基準とした際の各時刻における蓄電装置１３の充放電電力(kW)をDR量として指定することができる。
【０１３８】
ここで、蓄電装置１３として、DR最大値M1(kW)、DR最小値M2(kW)、容量C(kW・分)、時刻0における蓄電量W0(kW・分)であり、かつDRの際の応答速度がv1(kW/分)、逆DRの際の応答速度がv2(kW/分)の機器（i,k）を考える。
【０１３９】
このとき、DR量xi,k(t) に関する制約式としては、前述のDR 及び逆DR が可能な機器１１と同様の考え方により次式が得られる。
【数９】
0005779014.tif 000010
【０１４０】
また、時刻0における蓄電量W0と時刻tまでのDR量の合計との和、すなわち時刻tにおける蓄電量W(t)に関して０以上、容量C以下の範囲に収める必要があるため、さらに次式の制約式を得る。
【数１０】
0005779014.tif 000011
【０１４１】
したがって、上記の２式を合わせたものが、前述の最適化問題における式(3)の制約式に相当するものと考えることができる。
【０１４２】
（第三の解法例）
以下、蓄電装置１３がある場合の解法の例について述べる。この場合には、図１５に示すフローチャートで解くことが可能である。
【０１４３】
本実施例では、図１２のフローチャートと比較すると、分岐B3 のNO の後にStep 5 が追加された点が異なる。このStep 5 では、目標値N(t) のうち蓄電装置１３以外の予備力でまかないきれない部分を、蓄電装置１３の予備力により補うために、蓄電装置１３に対して要請するDR量xi,k(t) を算出する。
【０１４４】
具体的には時刻t において需要過多(N(t) > 0) の場合には、xi,k(t) =MIN( N(t),  xi,k (t-1) + v1) とし、供給過多(N(t) < 0) の場合には、xi,k(t) =MAX( N(t),  xi,k(t-1) -v2) とする。そして、蓄電量W(t)に関する制約を考慮することで、DR量xi,k(t) ←CEIL(W(t-1)-C、xi,k(t)、W(t-1)) とする処理を行う。ここで、CEIL(a、x、 b) は、x がa 以上b 以下ならばxを、x がa 以下ならばa、xがb 以上ならばb を返す演算とする。
【０１４５】
なお、分岐B2 の直前にStep 5 を挿入することで、最初に蓄電装置１３の予備力で目標値に近づくような制御を行い、残りの部分を他の機器１１の予備力でまかなう解法にすることもできる。
【０１４６】
また、蓄電装置１３が複数ある場合には、例えば実施例１におけるStep 4 のように蓄電装置１３に優先順を設ける制約を追加することができる。
【０１４７】
（実施例３）
ここで、図１５のフローチャートの具体的な処理について、実施例１の処理との違いを中心に説明する。なお、ここでは蓄電装置は1 個だけあるとし、容量は1000(kW・分) であり、11:00 の時点で1000(kW・分) 充電されているとする。また、応答速度は充分に大きいものとする。
【０１４８】
この場合の各時刻の処理は、Step 5 を除き実施例１と同様である。
【０１４９】
Step 5 では、N = 0 とならない残りの部分を蓄電装置から放電することになるため、時刻t = 11:00 では、150(kW) 放電し、11:01 から11:15 では50(kW)放電する。したがって図１６（c）の蓄電量W(t)の時間履歴に示すように、全体として、合計 1*150+15*50=900（kW・分）放電することになる。
【０１５０】
本実施例によれば、機器の予備力だけではまかないきれない不足電力を蓄電装置１３により補うことができるため、より目標値に一致するようなDR計画を得ることができる。
【０１５１】
（変形例２）
図１７は、第一の実施形態に係る電力制御システム１００の第二の変形例を示す構成図である。本変形例に係る電力制御システム１００の電力需給制御装置６０は、図２の構成に加え、インセンティブ算出部６６を備えている。なお、第一の実施形態の電力制御システムと同様の構成については、共通の符号を付すことでその詳細な説明は省略する。
【０１５２】
インセンティブ算出部６６は、電力供給量と電力需要量との乖離の大きさの指標である電力逼迫度と、需要家が要請に従った度合いを用いて、需要家に対して還元するインセンティブを算出する。
【０１５３】
図１８は、インセンティブ算出部６６の動作の一例を説明するフローチャートである。
【０１５４】
まず、Step 1 では、各時刻t の電力逼迫度w(t) を計算する。具体的には、例えば時刻t の需給アンバランスF(t) を用いて、次式のように算出する。
【数１１】
0005779014.tif 000012
【０１５５】
次に、Step 2 では、所定の期間（例えば１時間）に、需要家i が備える機器に対して与えられたDR量の合計（以下、目標値）Si(t) 及び実際の調整量の合計（以下、実績値）Ri(t)を用いて、需要家i が上記期間内に、DRに従った度合いdi(t) を算出する。具体的には、例えば次式のように算出する。
【数１２】
0005779014.tif 000013
【０１５６】
そして、Step 3 では、次式で与えられるEi の大きさに応じて、各需要家にインセンティブを配分する。なお、di(t) は最大値を1.0とし、上式の右辺の分母の値が1未満の場合には、di(t) =1.0とする。
【数１３】
0005779014.tif 000014
【０１５７】
例えば、需要家に与えるインセンティブのために電力供給業者等が予め用意している原資の総量r をEi の大きさに応じて比例配分し、各需要家i に対して次式で与えられるIi ずつインセンティブを配分する。
【数１４】
0005779014.tif 000015
【０１５８】
なお、上記のインセンティブの算出は一例であり、インセンティブ算出部６６は各需要家が要請に従った度合い、すなわち目標値と実績値との乖離に基づいてインセンティブを算出するものであればよい。また、このインセンティブ算出部６６の機能はリアルタイムに呼び出されても構わないし、一日ごと等の一定期間ごとに呼び出されても構わない。
【０１５９】
（実施例４）
ここで、図１８のフローチャートの具体的な処理について、図１９の例を用いて説明する。
【０１６０】
図１９の例では、11:00〜12:00 よりも12:00〜13:00 の方がより需要逼迫度が高く、需要家1 の目標値が11:00〜12:00 に200(kWh)、 12:00〜13:00 に150(kWh)、需要家2 の目標値が11:00〜12:00 に400(kWh)、 12:00〜13:00 に300(kWh)であるとする。
【０１６１】
一方、需要家1 の実績値が11:00〜12:00 に250(kWh)、 12:00〜13:00 に200(kWh)、需要家2 の実績値が11:00〜12:00 に500(kWh)、 12:00〜13:00 に600(kWh)であるとする。すなわち、需要家1 の方が需要家2 よりも目標値により追従できている例である。
【０１６２】
この場合、まず図１８のフローチャートに従い、需要逼迫度は11:00-12:00 が1.0、 12:00-13:00 が3.0 と算出されたとする。
【０１６３】
次に、Step 2 では、DRに従った度合いを算出する。例えば、11:00〜12:00 の需要家1の場合、1/(250-200) であるので0.02 と算出できる。同様にして、12:00〜13:00 の需要家1では0.02、11:00〜12:00 の需要家2では0.01、12:00〜13:00 の需要家2では0.0033 と算出できる。
【０１６４】
最後に、Step 3 では、Eiの値を算出する。具体的には、需要家1 では1.0*0.02+3.0* 0.02 = 0.08、 需要家2 では1.0*0.01 + 3.0*0.0033 = 0.02 と算出できる。
【０１６５】
よって、原資が10 万円であったとすると、Ei の値に従って内分し、インセンティブは需要家1 に8 万円、需要家2 に2 万円配分することになる。
【０１６６】
（第二の実施形態）
図２０は、第二の実施形態に係る電力制御システム２００の構成を示す図である。
【０１６７】
本実施形態に係る電力制御システム２００は、図２に示す電力制御システム１００の構成とは、需要家１０が備える電力管理装置７０が応答特性推定部８１を備える点で異なる。
【０１６８】
本実施形態においては、応答特性推定部８１は、機器１１の応答実績を用いて応答速度及び応答時間を定期的に算出する。そして、機器情報作成部７４が作成する機器情報に含まれる応答速度及び応答時間を更新する。
【０１６９】
この際には、例えば過去に受けたDR信号をデータベースとして記憶部５６に格納しておき、このデータベースの情報と応答実績とを比較することで応答実績を作成することができる。
【０１７０】
応答特性推定部８１は、このように更新された機器情報を、ネットワーク４０を介して電力需給業者３０が備える電力需給制御装置８０に対して送信する。
【０１７１】
なお、その他の構成については第一の実施形態に係る電力制御システム１００と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１７２】
以上説明した少なくとも１つの実施形態の電力制御システムに用いられる電力需給制御装置または電力管理装置によれば、使用することができる予備力の応答速度を考慮することで、電力需給量の変動等に対応してロバストに電力需給バランスを制御することが可能になる。
【０１７３】
なお、機器１１としては、ここで挙げたような家庭用の電気機器に限らず、エレベータやエスカレータ等の動力機器、工場等における生産ラインの設備機器、病院等の医療機器等、電力を使用する機器であればよい。
【０１７４】
また、ここでのDR量は「電力」として指定しているが、「電力量」として指定されるものであってもよい。同様に、需要実績や機器１１の実績等についても「電力量」の値を用いてもよい。
【０１７５】
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１７６】
１０・・・需要家
１１・・・機器
１２・・・発電装置
１３・・・蓄電装置
２０・・・グループ
３０・・・電力供給業者
４０・・・ネットワーク
５０、７０・・・電力管理装置
５１、７１・・・入力装置
５２、７２・・・出力装置
５３、７３・・・電力情報収集部
５４、７４・・・機器情報作成部
５５、７５・・・機器制御部
５６、７６・・・記憶部（需要家）
５７、７７・・・送受信部（需要家）
５８、７８・・・検出部
６０、８０・・・電力需給制御装置
６１、８１・・・応答特性推定部
６２、８２・・・計画・実績比較部
６３、８３・・・需給最適化部
６３a、８３a・・・第１算出部
６３b、８３b・・・第２算出部
６４、８４・・・記憶部（電力供給業者）
６５、８５・・・送受信部（電力供給業者）
６６・・・インセンティブ算出部
１００、２００・・・電力制御システム
【図１】
0005779014.tif 000016
【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】
0005779014.tif 000030
【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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