(57)【要約】  競合する消費者（３）のグループ内でローカル発電設備（１）、好ましくはＲＥＳ（再生可能エネルギー源）設備の電力を配電するシステムは、前記ローカル発電設備から電力利用可能情報を受信する第１のインタフェースと、実行されるべきジョブを消費者（３）が提出することを可能にする第２のインタフェースであって、各ジョブは特定の電力プロファイルを有する機器に関係し、各ジョブには該ジョブが終了すべき期限が割り当てられた、第２のインタフェースと、提出されて実行されるのを待機しているジョブをバッファリングするキュー（４）と、所定のルールに従ってそれぞれの機器の電力プロファイルおよびジョブ期限を電力利用可能性と突き合わせることにより、待機中のジョブのオンラインスケジューリングを実行するように構成されたスケジューラであって、相異なる消費者（３）のジョブ間の差別化が該消費者（３）のエネルギー利用パターンに依存して導入される、スケジューラとを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
競合する消費者（３）のグループ内でローカル発電設備（１）、好ましくはＲＥＳ（再生可能エネルギー源）設備の電力を配電するシステムにおいて、
前記ローカル発電設備から電力利用可能情報を受信する第１のインタフェースと、
実行されるべきジョブを消費者（３）が提出することを可能にする第２のインタフェースであって、各ジョブは特定の電力プロファイルを有する機器に関係し、各ジョブには該ジョブが終了すべき期限が割り当てられた、第２のインタフェースと、
提出されて実行されるのを待機しているジョブをバッファリングするキュー（４）と、
所定のルールに従ってそれぞれの機器の電力プロファイルおよびジョブ期限を電力利用可能性と突き合わせることにより、待機中のジョブのオンラインスケジューリングを実行するように構成されたスケジューラであって、相異なる消費者（３）のジョブ間の差別化が該消費者（３）のエネルギー利用パターンに依存して導入される、スケジューラと
を備えたことを特徴とする、電力を配電するシステム。
【請求項２】
機器の電力プロファイルが、持続時間および消費電力で指定されたサブタスクの順序配列として与えられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記スケジューラが、ジョブもしくはジョブのサブタスクの実行の終了時、または、前記ローカル発電設備により発電されたエネルギーの増大時に呼び出されることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記差別化が、待機中のジョブに優先度を割り当てるように構成された優先順位付け機能によって実現されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記優先順位付け機能が、所定の過去の期間にわたって蓄積された前記消費者（３）のエネルギー消費および／または該所定の過去の期間内の消費者（３）のジョブ期限のフレキシビリティを考慮することにより、前記消費者（３）の過去のエネルギー利用パターンを分析するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ローカル発電設備が、好ましくは住居用建物内の消費者（３）のグループまたは商業パークテナントのグループに関連づけられた、光起電システム（２）または風力発電プラントであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
競合する消費者（３）のグループ内でローカル発電設備、好ましくはＲＥＳ（再生可能エネルギー源）設備の電力を配電する方法であって、特に請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシステムによって実行される方法において、
前記ローカル発電設備から電力利用可能情報を取得するステップと、
実行されるべきジョブを消費者（３）から収集するステップであって、各ジョブは特定の電力プロファイルを有する機器に関係し、各ジョブには該ジョブが終了すべき期限が割り当てられた、収集するステップと、
収集されて実行されるのを待機しているジョブをキュー（４）にバッファリングするステップと、
スケジューラが、所定のルールに従ってそれぞれの機器の電力プロファイルおよびジョブ期限を電力利用可能性と突き合わせることにより、待機中のジョブのオンラインスケジューリングを実行するステップであって、相異なる消費者（３）のジョブ間の差別化が該消費者（３）のエネルギー利用パターンに依存して導入される、実行するステップと
を備えたことを特徴とする、電力を配電する方法。
【請求項８】
機器の電力プロファイルが、持続時間および消費電力で指定されたサブタスクの順序配列として与えられることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スケジューラが、ジョブもしくはジョブのサブタスクの実行の終了時、または、前記ローカル発電設備により発電されたエネルギーの増大時に呼び出されることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スケジューラが各ジョブに優先度を割り当てることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記スケジューラが前記キュー（４）内のジョブをそれらの優先度の降順にソートすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スケジューラが、開始されるべき次のサブタスクの消費電力が利用可能電力以下であるようなジョブを識別することを前記キュー（４）内で降順に反復することを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
負荷分散が、各ジョブの期限までに残された時間に該ジョブの未実行のサブタスクの持続時間の総和を関係づけることにより各ジョブの優先度を計算するスケジューリング機能によって実現されることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記差別化が、前記消費者（３）の過去のエネルギー利用パターンに依存して待機中のジョブに優先度を割り当てる優先順位付け機能によって実現されることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記優先順位付け機能が、所定の過去の期間にわたって蓄積された前記消費者（３）のエネルギー消費および／または該所定の過去の期間内の消費者（３）のジョブ期限のフレキシビリティを考慮することにより、優先度計算を実行することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ジョブのサブタスクが起動された場合、前記キュー（４）内の他のジョブに対する利用可能電力を、前記起動されたサブタスクの消費電力だけ減少させることを特徴とする請求項７ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
ジョブのサブタスクが起動されたら直ちに、該ジョブが前記キュー（４）から削除されることを特徴とする請求項７ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
ジョブの期限を守ることを保証するジョブの開始時刻が、該ジョブのサブタスクが起動されたら直ちに更新されることを特徴とする請求項７ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
遊休時間がなくなるようにジョブ期限を設定することによって、非制御可能負荷を有するジョブが前記ローカル発電により稼働することを特徴とする請求項７ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
十分なローカル発電がなく、ジョブに対して指定された期限を満たさなければならない場合に、電力網からのエネルギーがアクティブなジョブに割り当てられることを特徴とする請求項７ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、競合する消費者のグループ内でローカル発電設備、好ましくはＲＥＳ（Renewable Energy Sources, 再生可能エネルギー源）設備の電力を配電するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力システムは、１０年以上にわたり大幅に変化してきた結果、分散型発電（ＤＧ, distributed generation）や分散型エネルギー資源（ＤＥＲ, distributed energy resources）のような概念が広く用いられるようになっている。特に、分散型再生可能発電（ＤＲＧ, distributed renewable generation）が広まっている。これは、化石燃料の量が限られていることに動機づけられた再生可能エネルギー浸透率を向上させる要求と、温室効果ガス排出を削減する必要性とによるものである。行政は、ローカル再生可能発電を推進し再生可能エネルギー源（ＲＥＳ）を増大させるために、ｋＷｈ当たり固定料金による固定価格買取制度で投資収益率を保証するなど、さまざまなインセンティブを用いてきた。
【０００３】
しかし、一般にＤＧの浸透率を高めるには多くの技術的、商業的、および規制上の課題がある。ＤＲＧは、日照や風力等のＲＥＳの断続性および入手予測不可能性により、さらに懸念が生じる。それらの電力出力は、気象条件に依存して大幅に変動するからである。ＲＥＳの導入に関するこれらの問題を回避するため、制御可能な負荷の時間シフトに基づくさまざまな負荷分散方式や、エネルギー貯蔵システムが検討されている。
【０００４】
固定価格買取制度は太陽エネルギーの利用を促進するための非常に成功した方策であるが、最近では、固定価格による電力網への統合よりも、ローカルに発電したエネルギーの現地消費が有利になるように、インセンティブが変化している。すると、再生可能エネルギーがローカルに消費されることになるので、エネルギー貯蔵手段を設けるという高価な解決法を回避し、断続的な資源のローカルなシェアリング（共用）という問題を解決する新たな負荷分散方式が必要となる。このための再生可能資源を共用する消費ルールは明らかでない。一方で発電源の高度利用が望まれるが、供給のゆらぎと需要の変動とは一致しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、頭書のような電力を配電するシステムおよび方法において、負荷分散という主要な目標を達成しながら再生可能エネルギーを公平に共用することにより、再生可能エネルギーの効率的利用を保証するような改良およびさらなる展開を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えたシステムによって達成される。この請求項に記載の通り、本システムは、前記ローカル発電設備から電力利用可能情報を受信する第１のインタフェースと、実行されるべきジョブを消費者が提出することを可能にする第２のインタフェースであって、各ジョブは特定の電力プロファイルを有する機器に関係し、各ジョブには該ジョブが終了すべき期限が割り当てられた、第２のインタフェースと、提出されて実行されるのを待機しているジョブをバッファリングするキューと、所定のルールに従ってそれぞれの機器の電力プロファイルおよびジョブ期限を電力利用可能性と突き合わせることにより、待機中のジョブのオンラインスケジューリングを実行するように構成されたスケジューラであって、相異なる消費者のジョブ間の差別化が該消費者のエネルギー利用パターンに依存して導入される、スケジューラとを備える。
【０００７】
また、上記の目的は、請求項７の構成を備えたローカル発電設備の電力を配電する方法によって達成される。この請求項に記載の通り、本方法は、
前記ローカル発電設備から電力利用可能情報を取得するステップと、
実行されるべきジョブを消費者から収集するステップであって、各ジョブは特定の電力プロファイルを有する機器に関係し、各ジョブには該ジョブが終了すべき期限が割り当てられた、収集するステップと、
収集されて実行されるのを待機しているジョブをキューにバッファリングするステップと、
スケジューラが、所定のルールに従ってそれぞれの機器の電力プロファイルおよびジョブ期限を電力利用可能性と突き合わせることにより、待機中のジョブのオンラインスケジューリングを実行するステップであって、相異なる消費者のジョブ間の差別化が該消費者のエネルギー利用パターンに依存して導入される、実行するステップと
を備える。
【０００８】
本発明によって認識されたこととして、消費者のエネルギー利用パターンに依存して相異なる消費者間の差別化を導入することにより、再生可能エネルギーの効率的利用を保証する負荷分散は、再生可能エネルギーのフェアシェアリングと組み合わせることができる。従来、負荷分散が考察されてきたが、通常は、制御可能な負荷の最適化に基づくスケジューリングを提案するものである。このアプローチは、負荷および発電の後に、与えられた制約の下で、負荷の時間シフトによって再生可能エネルギーの利用を最大化するように最適化を行う。このアプローチは大規模なシステムに対しては効率的となる可能性があるが、ローカルな再生可能エネルギー生成（例えば住居用建物の規模で）を、高度に変動する供給環境と統合するには適していない。正確で精細な発電量予測が必要となるだけでなく、有限な範囲での最適化のためには負荷が事前に既知でなければならない。電力網規模での負荷分散で行われるような、より大きいコミュニティにわたって平均化された負荷を正確に予測することは困難ではないが、住居用建物規模での負荷予測ははるかに困難である。
【０００９】
本発明の実施形態は、高度なＲＥＳ利用のための負荷分散メカニズムに関する。これは、消費者の集約された利用パターンに対するローカルな発電の変動を考慮して、確率的・離散的で制御可能な住居負荷に対し、フェアネス主導でオンラインスケジューリングを行う。特に、本発明の実施形態は、専用の電力網範囲を有する消費者グループを対象とする。このグループは、例えば、発電段階に消費者が関与する住居／商業ビル（ローカルシステム接続を有する屋上の太陽電池パネル）、テナント参加型の風力発電を備えた商業ビジネスパーク、消費者参加型のコミュニティ電力網などである。ユーザ間の競合は、可変供給プロファイルに対し、すべてのアクティブユーザ間で協調的なオンラインスケジューリングを行うアプローチにより解決される。本発明の利点は、ローカルなＲＥＳ効率が向上し、与えられたシステムに対する再生可能エネルギーの浸透率が向上する一方で、高い負荷稼働率が可能となることである。
【００１０】
好ましい実施形態によれば、機器の電力プロファイルが、持続時間および消費電力で指定されたサブタスクの順序配列として与えられる。サブタスクは、ジョブ全体よりも高度のフレキシビリティをもって選択することができるので、負荷分散が改善され、ローカルに発電されるエネルギーの利用がより効率的になる。なお、本発明の実施形態によるオンラインスケジューリングのアプローチは、現在の発電を考慮し、現在アクティブなサブタスクの実行中に瞬断が起こらないことを仮定している。サブタスクが十分な精細度で与えられれば、発電量の大幅な減少があっても、誤予測の悪影響は重大でない。
【００１１】
実施形態によれば、前記スケジューラが、ジョブもしくはジョブのサブタスクの実行の終了時、または、前記ローカル発電設備により発電されたエネルギーの増大時に呼び出されてもよい。いずれの場合も、キュー内で待機中のジョブまたはジョブのサブタスクを開始するのに十分な可能性のある新たに利用可能な資源が存在する。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、キュー内で待機中の実行されるべきジョブのスケジューリングは、スケジューラが各ジョブに優先度を割り当てることによって実現されてもよい。その場合、スケジューラは、前記キュー内のジョブをそれらの優先度の降順にソートし、開始されるべき次のサブタスクの消費電力が利用可能電力以下であるようなジョブを識別することをキュー内で降順に反復してもよい。
【００１３】
一般に、純粋な負荷分散は、各ジョブの期限までに残された時間に該ジョブの未実行のサブタスクの持続時間の総和を関係づけることにより各ジョブの優先度を計算するスケジューリング機能によって実現されてもよい。
【００１４】
他方、消費者間の差別化は、前記消費者の過去のエネルギー利用パターンに依存して待機中のジョブに優先度を割り当てる優先順位付け機能によって実現されてもよい。好ましい実施形態によれば、優先順位付け機能は、所定の過去の期間にわたって蓄積された前記消費者のエネルギー消費および／または該所定の過去の期間内の消費者のジョブ期限のフレキシビリティを考慮することにより優先度計算を実行してもよい。上記の消費者挙動履歴の分析の別法として、またはこれに加えて、消費者の現在のエネルギー利用パターンを考慮することも可能である。相異なる優先度から、相異なるジョブ待機時間が得られる。スケジューラは、待機時間の可変性を通じてフェアネスの概念を導入し、再生可能エネルギーの消費の大きい消費者ほど、より大きい待機時間（結果として、より低い優先度）を適用してもよい。
【００１５】
ジョブのサブタスクが起動された場合、キュー内の他のジョブに対する利用可能電力を、起動されたサブタスクの消費電力だけ減少させるようにしてもよい。また、単一のジョブのサブタスクどうしを並列に実行することはできないので、そのジョブを待機キューから削除してもよい。また、ジョブの期限を守ることを保証するジョブの開始時刻は、そのジョブのサブタスクが起動されたら直ちに更新される。
【００１６】
ローカル発電設備のサイズに依存して、遊休時間がなくなるように期限を設定することによって、非制御可能負荷の一部がローカル発電により稼働するようにしてもよい。十分な再生可能発電の下に非制御可能負荷をこのように統合することで、例えば、強く要請されているゼロエネルギービルディングの概念が可能となる。
【００１７】
シームレスな運用を保証するため、十分なローカル発電がなく、ジョブに対して指定された期限を満たさなければならない場合に、電力網からのエネルギーがアクティブなジョブに割り当てられるようにしてもよい。
【００１８】
本発明の実施形態は、さまざまな状況において実施可能である。例えば、住居用建物の借家人は、屋上に載置した光起電（ＰＶ, photovoltaic）システムに投資し、その発電をローカルに利用して、洗濯機、回転式乾燥機、食器洗い機のような制御可能な重負荷を稼働させることが可能である。本発明の実施形態によるＲＥＳシェアリングの他の応用として、商業パークのテナントのグループが風力発電プラントのサービスを受ける場合や、電気自動車の充電を、夜間にもエネルギーを供給可能なローカルな風力発電でまかなう場合が挙げられる。当業者には認識されるように、さらに他の応用場面も本発明の効果から利益を受け、応用例は上記の例に限定されない。
【００１９】
本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１および７に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】住居ＰＶシステムにおける本発明の応用場面を例示する模式図である。
【図２】本発明の実施形態による電力共用システムにおいて、負荷分散の目的で実行されるスケジューリングの基本概念を例示する流れ図である。
【図３】本発明の実施形態による電力共用システムにおいて実行される優先制御スケジューリングの諸側面を例示する流れ図である。
【図４】負荷スケジューリングを適用していない発電量およびベースライン負荷に対するシミュレーション結果を例示する図である。
【図５】負荷分散を適用した発電量およびベースライン負荷に対するシミュレーション結果を例示する図である。
【図６】負荷分散およびフェアネス主導スケジューリングを適用した発電量およびベースライン負荷に対するシミュレーション結果を例示する図である。
【図７】ローカル対電力網のエネルギー消費のシミュレーション結果を例示する図である。
【図８】シミュレーションによって得られる平均ジョブ待機時間を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施形態の好ましい応用場面を模式的に例示している。例示した応用場面は、屋上に載置されたＰＶシステム２として実現されたローカル発電設備１に関する。ＰＶシステム２は、住居用建物の規模での太陽電池パネルからなる。この住居用建物には、全部で６人の借家人（ユーザ１〜ユーザ６）がシステムに参加し、検討されると仮定する。したがって、これらの借家人は、競合する消費者３としてＰＶシステム２に電力負荷を提出することが許可される。以下、消費者３は、戸別に考える。すなわち、消費者という用語は、１人（すなわちユーザ１やユーザ６のような個人）、２人（例えばユーザ２やユーザ５のようなカップル）、あるいは３人以上（例えばユーザ３やユーザ４のような家族）のいずれを指すこともあり得る。
【００２２】
以下の説明では、コンピューティングシステムからスケジューリングの用語法を採用する。機器の１回の使用に対応する電力負荷をジョブという。ジョブを提出するとき、消費者３は、機器と、そのジョブが終了しなければならない最終期限とを指定する。また、アクティブ機器とは、ジョブ実行を意味する。各機器は相異なる電力プロファイルを有するので、実現される電力共用システムは、機器およびそのプログラムが選択されるジョブ提出時に、ジョブに電力データを割り当てる。ジョブ電力シグネチャが、持続時間および消費電力で指定されたサブタスクの順序配列として与えられると仮定する。各サブタスクは、水加熱や遠心脱水のような機器使用の相異なる段階に対応する。各サブタスクは、ジョブ実行の非プリエンプティブな（すなわち、中断されない）単位とみなされる。これに対して、２つのサブタスクの間の休止は許容される。
【００２３】
各ジョブは、それが属する消費者３に関する情報も含むので、スケジューラは、スケジューリング決定を行う際に、消費者固有のデータを考慮することができる。例えば、以下で詳細に説明するように、本発明の実施形態によれば、特定の期間（例えば現在または過去の課金期間）にわたる消費者３ごとの再生可能エネルギー消費が、ジョブ実行順序に影響を及ぼす。また、設置されたＰＶシステム２における消費者３の持分や、過去に示された消費者３の期限のフレキシビリティに基づいて、消費者３を優先順位付けすることが可能である。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態による電力共用システムにおいて、負荷分散の目的で実行されるスケジューリングの基本概念を例示する流れ図である。ジョブは、専用のインタフェース経由で消費者によってシステムに提出されることが可能である。ジョブ到着２０１の後、システムは、２０２で、ユーザがそのジョブに対して指定した期限を設定し、その期限を守ることを確実にする保証開始時刻を計算する。次に、２０３に示すように、システムは、ジョブの最初のサブタスクを開始するために、ローカルに発電された再生可能エネルギーが十分にあるかどうかを評価する。ローカルに発電された再生可能エネルギーが十分にない場合、２０４に示すように、ジョブは待機キュー４に追加される。そうでない場合、２０５に示すように、ジョブの最初のサブタスクが開始され、期限および期限の遵守を保証する開始時刻がそれに応じて調整される。
【００２５】
サブタスクが終了した場合、または発電量が増大した場合、２０６に示すように、実行されるべき新たなサブタスクの選択のためにスケジューラが呼び出される。これについて、図３を参照してさらに詳細に説明する。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態による電力共用システムにおいて実行される優先制御スケジューリングの諸側面を例示する流れ図である。より詳細には、図３は、キュー４内に待機中のジョブを開始するのに十分な可能性のある利用可能資源の増大時に、次に実行されるべきジョブのサブタスクを選択するプロセスのために設けられる例示的なスケジューリングポリシーを示している。
【００２７】
例示した実施形態において、スケジューラが呼び出されると、スケジューラは、以下のアルゴリズムを用いて、どのジョブを起動するかを選択する。待機キュー４からジョブを選択するとき、それまでに実行されていない最初のサブタスクのみが起動のために考慮される。
【００２８】
入力：待機キューＷＱからのジョブ、発電電力、消費電力、再生可能エネルギー使用に関する消費者ごとの履歴データ
begin
ComputeJobPriorities(WQ)
SortWQByPriorities(WQ)
ComputeAvailablePower(generation,consumption)
for all job J from sorted WQ do
if PowerRequested(J) ≦ AvailablePower then
StartNextSubtask(J)
ReduceAvailablePower(PowerRequested(J))
RemoveJobFromWQ(J)
UpdateDeadlineGuaranteeStartTime(J)
end if
end for
end
【００２９】
図３に例示したスケジューリング方式の実施形態は、入力として、現在のローカル発電電力およびアクティブ機器の消費電力（３０１）と、待機中のジョブ（３０２）と、過去の再生可能エネルギー使用に関する消費者ごとのデータ（３０３）を取得する。そして、３０４に示すように、ジョブに優先度が割り当てられ、優先度の降順でソートされる。優先度計算のプロセスについては以下で詳細に説明する。
【００３０】
３０５に示すように、スケジューラは、キュー内の各ジョブを開始することを試みる。ジョブの開始は、開始されるべきジョブにおける次のサブタスクの消費電力が利用可能電力以下である場合に可能である。利用可能電力は、現在の発電電力と消費電力の差と仮定される。ジョブが起動されると、まず、キュー内の他のジョブに対する利用可能電力を、いま開始されたサブタスクの消費電力だけ減少させる。次に、単一のジョブのサブタスクどうしを並列に実行することはできないので、そのジョブを待機キューから削除する。最後に、３０６に示すように、ジョブの期限を守ることを保証するジョブの開始時刻を更新する。スケジューラは、すべての期限を守るように、これらの時刻を追跡する。ジョブが、この時刻の前に終了するのに十分な資源が得られない場合、エネルギーが電力網から消費されることになるとしても、この時点において起動される。
【００３１】
最初のステップで、負荷分散の問題のみを考慮すると、ジョブ優先度の計算のための以下のスケジューリング機能（関数）を使用することが可能である。これは、ジョブ期限のみに依存する。
Pdeadline(J) = ExecutionRemainingTime(J)/DeadlineRemainingTime(J) （１）
ただし、ExecutionRemainingTime(J)は、未実行のジョブＪのサブタスク持続時間の総和であり、DeadlineRemainingTime(J)は、ジョブＪの期限までに残された時間である。一般に、より高い負荷分散能力を可能にするために、消費者はフレキシブルな期限を与えることを奨励されるべきである。
【００３２】
これまで説明したスケジューリング方式は、相異なる消費者を区別しない。機器の電力プロファイル以外には、ジョブ期限のみがスケジューリング順序に影響を及ぼす。フェアネス（公平性）を実現するため、本発明によれば、相異なる消費者のジョブ間の差別化が、消費者のエネルギー利用パターンに依存して導入される。具体的には、スケジューリングは、過去または現在の課金期間にわたる消費者ごとの再生可能エネルギー消費量、および／または、過去に示されたユーザ期限のフレキシビリティのような他の消費者固有のパラメータによって影響される可能性がある。
【００３３】
簡単のため、例示した実施形態においては、すべての参加消費者が、それぞれローカルエネルギー生成システムにおいて等しい持分を有すると仮定する。また、例示した実施形態において、ユーザ優先度は、現在の課金期間にわたる再生可能エネルギーの過去の消費量に依存して計算される。課金期間は、１年、１か月あるいは１週間に設定することが可能である。各課金期間後、次の課金期間の最初に、再生可能エネルギーのカウンタがゼロに設定される。フェアネス主導のスケジューリング方式は、以下のジョブ優先度を計算することが可能である。
Priority(J) = Pdeadline(J) × Pfair(J)       （２）
ただし、Pdeadline(J)は上記の単純分散方式で使用された優先度関数（式（１）を参照）であり、Pfair(J)は次のように定義される。
Pfair(J) = 1/[1 + UserRenewableConsumption(J)]             （３）
ただし、UserRenewableConsumption(J)は、ジョブＪを提出した消費者の再生可能エネルギー消費量を表す。こうして、現在の課金期間にわたって消費したエネルギーの多い消費者ほど、優先度は低くなる。このように、本発明の実施形態におけるフェアネスは、ユーザの快適性において重要な役割を有する。ローカルに発電されるエネルギーに対してほどほどの分け前を要求する消費者が、より高負荷の消費者によって不利にされるべきではない。このことは、より多くの負荷を提出するユーザほど待機時間が大きいことに反映される。また、このようにして、ユーザはスケジューリングにおいてフェアネスが考慮されることを知っているので、緩い期限によって協力するように動機づけられる。
【００３４】
図４〜図７は、負荷タスク、量および時間における相異なる負荷要求を有する５人の消費者という設定に対する本発明の実施形態によるスケジューリング方式のシミュレーション結果に関する。この例では、生成される太陽エネルギー（例えば、当事者Ｎ人の住居用建物上の共同太陽電池パネル）ができるだけすべてのユーザ間で等分配されるようなビジネスモデルを仮定する。絶対的な共用ルール以外に、マイクログリッドに対する典型的な電力網における負荷スケジューリングの目標は、負荷の損失を避けることである。電力網に接続される場合、非ＲＥＳエネルギーの流入およびローカル生成ＲＥＳエネルギーの電力網への流出の削減が主要な目的である。
【００３５】
シミュレーションの設定は以下の通りである。
・ユーザ数：５
・ジョブあたりのタスク数：１
・ジョブ持続時間：５〜１５分
・ジョブ消費電力：１００〜６００Ｗ
・平均遊休時間（期限までの時間とジョブ持続時間の差）：１００分
・シミュレーション時間：１０時間
【００３６】
図４は、スケジューリングメカニズムを適用していない場合、すなわち、負荷シフトを導入していない場合の、ベースライン負荷（破線）と比較した太陽光発電量（実線）を例示している。容易にわかるように、太陽エネルギー利用効率はかなり低い。これは、２本の曲線の間のずれが大きいことによって表されている。例えば、早い時間（特に０〜１５０分）において、太陽光発電は実際の負荷よりも非常に遅れている。この超過需要を満たすため、エネルギーは電力網から取得されなければならない。
【００３７】
図５および図６は、上記のフェアネス主導構成を設けた場合（図６）あるいは設けない場合（図５）に、負荷分散を適用したときのベースライン負荷（破線）と比較した太陽光発電量（実線）を例示している。いずれの場合も、図４と比較して、２本の曲線ははるかに良好な一致を示している。これは、ローカルエネルギー利用率が大幅に改善されたことを表している。図７からわかるように、いずれの場合も、太陽光／電力網のエネルギー比は、全体でもユーザごとでも非常に類似している。
【００３８】
フェアネス主導のスケジューリングポリシーを適用した場合、図７から得られるユーザの相異なる利用パターンは、相異なるユーザのスケジューリングされた負荷の相異なる待機時間に自動的に反映される。図８からわかるように、高負荷の需要者（例えばユーザ１）は、低負荷の需要者に対して、待機時間のフレキシビリティが高くなることによって不利になるが、依然として、要求されるエネルギーは必要に応じて確実に配分される。
【００３９】
上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016515373.tif 000005
【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2016515373.tif 000012
2016515373.tif 000013