JP5951399B2 - 監視制御方法および監視制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電力系統の需給バランスを維持する監視制御方法および監視制御装置に関する。

電力系統内の需給調整においては、電力系統内の消費電力量が変化したり、自然エネルギーによる発電装置の供給電力量が変化したりすると、電力系統内の制御可能な発電供給装置による供給電力量の調整のみでは対応しきれない場合がある。

そこで、そのような対策として、需要家側の消費電力量の調整や、需要家の蓄電装置を用いた電力系統内の需給調整が行われている。

しかし、需要家所有の負荷設備や発電設備を外部の監視制御装置から直接制御するには、系統監視制御装置の運用側と需要家側との間で予め特別な契約を行ったり、交渉を行ったりする必要がある。

また、対象の需要家が多くなると確実性が損なわれる可能性もある。

特開２０１２−６５４０７号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、需要家側との特別な交渉や契約をすることなく、運用側が求める電力調整量を達成しやすい監視制御方法を提供することである。

実施形態の監視制御方法は、外部との通信を行う通信部と、演算処理を行う演算処理部とを備え、電力系統の需給バランスを維持する監視制御装置に、対象地域に対するデマンドレスポンスの合計要求量を取得する合計要求量取得処理と、前記合計要求量取得処理により前記合計要求量が取得された場合に、需要家が過去に反応した反応実績の合計値が前記合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報データベースより抽出し、前記対象地域内の各グループへの要求量を前記データから決定する要求量決定処理と、前記通信部を介して前記要求量を前記各グループに出力する要求量出力処理と、前記通信部を介して前記要求量に対する前記各グループの反応実績を取得する反応実績取得処理とを前記演算処理部に実現させる。

第１の実施形態に係る監視制御装置の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る監視制御装置の記憶部の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る監視制御装置のデマンドレスポンス情報ＤＢに格納されたテーブルの一例を示す説明図。 第１の実施形態に係る監視制御装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る監視制御装置の記憶部の構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る監視制御装置のインセンティブ情報ＤＢに格納されたテーブルの一例を示す説明図。 第２の実施形態に係る監視制御装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る監視制御装置のＤＢの変形例を示す説明図。

以下、実施形態を図面に基づき説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る監視制御装置の構成を示すブロック図である。

第１の実施形態に係る監視制御装置１は、図１に示すように通信部２、演算処理部３、記憶部４を有する。

通信部２は、電力会社や系統運用者、需要家のＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）とのデータの授受を行うインターフェース（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの通信装置、通信手段である。

演算処理部３は、記憶部４に格納された各プログラムを読み出し、演算処理を行う。具体的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサであり、機能に応じて複数備えていてもよい。

記憶部４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ及び、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）などの記憶装置、記憶手段である。ＨＤＤなどの磁気ディスク以外にも光磁気ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）などの光ディスクを利用してもよい。

記憶部４には、図２に示すように、演算処理部３での処理に利用されるデマンドレスポンス（Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）情報ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ：データベース）４０１、合計要求量取得プログラム４０２、要求量決定プログラム４０３、要求量出力プログラム４０４、反応実績取得プログラム４０５、ＤＢ更新プログラム４０６が格納される。

デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１には、例えば図３に示すように、過去に監視制御装置１から需要家に発信されたデマンドレスポンスの要求量と、その要求量に対して需要家がどのように反応したかを示す実績（以下、反応実績と呼ぶ）が、グループごとに保存、蓄積されている。ここでグループとは、対象地域内にある需要家を事前に需要特性ごとにグルーピングしたものであり、例えば、ビル、工場、飲食店、一般家庭、公共施設など需要家の特性、特徴ごとに分類したものである。また、図３における合計値は、各グループの反応実績を足し合わせたものである。

ただし、上記のデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に格納される情報は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、季節や時間帯ごとの需要家の反応実績が保存、蓄積されていてもよい。

また、グループについても同様の特性や特徴を有していればよく、上記で例示したものに限られない。

合計要求量取得プログラム４０２は、対象となる地域全体に対するデマンドレスポンスの要求量の合計値（以下、合計要求量と呼ぶ）を取得する機能を演算処理部３に実現させる合計要求量取得手段である。この合計要求量は、電力会社や系統運用者から通信部２を介して取得してもよいし、監視制御装置１内において予め算出されていてもよい。

要求量決定プログラム４０３は、需要家による過去の反応実績の合計値が合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１より抽出する機能と、抽出したデータから各グループへの要求量を決定する機能を演算処理部３に実現させる要求量決定手段である。

要求量出力プログラム４０４は、通信部２を介して、要求量決定プログラム４０３により決定されたデマンドレスポンスの要求量を各グループのＨＥＭＳやＢＥＭＳに出力する機能を演算処理部３に実現させる要求量出力手段である。

反応実績取得プログラム４０５は、通信部２を介して、要求量出力プログラム４０４により出力された各グループの要求量に対する反応実績をＨＥＭＳやＢＥＭＳから取得する機能を演算処理部３に実現させる反応実績取得手段である。

ＤＢ更新プログラム４０６は、要求量決定プログラム４０３により決定された各グループへの要求量と、反応実績取得プログラム４０５により取得された各グループの反応実績をデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に書き込む機能を演算処理部３に実現させるＤＢ更新手段である。

次に動作について図４を用いて説明する。図４は第１の実施形態に係る監視制御装置の動作を示すフローチャートである。

演算処理部３は、合計要求量取得プログラム４０２を実行し、合計要求量を取得する（ステップＳ１０１）。

演算処理部３は、合計要求量を取得した場合に、要求量決定プログラム４０３を実行する。演算処理部３は、要求量決定プログラム４０３を実行することで、需要家による過去の反応実績の合計値が合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１より抽出する。そして、抽出したデータから各グループへの要求量を決定する（ステップＳ１０２）。

具体的な一例として、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に図３に示すようなデータが格納されている場合を考える。ここで、合計要求量取得プログラム４０２により取得された合計要求量が２５ｋＷｈであった場合、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１中の２番目のデータが抽出される。２番目のデータは、過去にグループＡに対して５ｋＷｈ、グループＢに対して１０ｋＷｈ、グループＣに対して８ｋＷｈのデマンドレスポンスの要求を行った場合に、それぞれグループＡから８ｋＷｈ、グループＢから１１ｋＷｈ、グループＣから６ｋＷｈの反応実績が得られ、全体として２５ｋＷｈの反応実績が得られたことを意味している。すなわち、過去の実績を考慮し、グループＡに対して５ｋＷｈ、グループＢに対して１０ｋＷｈ、グループＣに対して８ｋＷｈのデマンドレスポンスの要求を行えば、結果として地域合計で２５ｋＷｈほどのデマンドレスポンスの達成が見込めるということになる。

同様に、合計要求量取得プログラム４０２により取得された合計ＤＲ要求量が４３ｋＷｈであった場合、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１中の３番目のデータが抽出される。３番目のデータは、過去にグループＡに対して６ｋＷｈ、グループＢに対して１５ｋＷｈ、グループＣに対して２０ｋＷｈのデマンドレスポンスの要求を行った場合に、それぞれグループＡから１０ｋＷｈ、グループＢから１３ｋＷｈ、グループＣから２２ｋＷｈの反応実績が得られ、全体として４５ｋＷｈの反応実績が得られたことを意味している。すなわち、過去の実績を考慮し、グループＡに対して６ｋＷｈ、グループＢに対して１５ｋＷｈ、グループＣに対して２０ｋＷｈのデマンドレスポンスの要求を行えば、合計要求量の４３ｋＷｈを満たす、地域合計で４５ｋＷｈほどのデマンドレスポンスの達成を見込むことができる。

演算処理部３は、要求量出力プログラム４０４を実行し、要求量決定プログラム４０３により決定された要求量を、通信部２を介して各グループのＨＥＭＳやＢＥＭＳに出力する（ステップＳ１０３）。

演算処理部３は、反応実績取得プログラム４０５を実行し、要求量出力プログラム４０４により出力された要求量に対する反応実績を、通信部２を介して各グループのＨＥＭＳやＢＥＭＳから取得する（ステップＳ１０４）。

演算処理部３は、ＤＢ更新プログラム４０６を実行し、要求量決定プログラム４０３により決定された各グループへの要求量と、反応実績取得プログラム４０５により取得された各グループの反応実績をデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に書き込む。このことにより、データが蓄積され、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１が更新される（ステップＳ１０５）。

以上説明したように、この第１の実施形態に係る監視制御装置では、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に蓄積された需要家の過去の反応実績をもとに、各グループへのデマンドレスポンスの要求量を決定するため、需要家が反応する確率の高い要求量を策定することができる。そのため、需要家側との特別な交渉や契約をすることなく、目標とする地域全体の電力調整量を達成しやすくなる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の構成について、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態の監視制御装置の各部と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。図５は第２の実施形態に係る監視制御装置の記憶部の構成を示すブロック図である。

この第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は記憶部４にある。以下に第１の実施形態と異なる点について説明する。

記憶部４には、演算処理部３での処理に利用されるデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１、合計要求量取得プログラム４０２、要求量決定プログラム４０３、反応実績取得プログラム４０５、インセンティブ情報ＤＢ４０７、インセンティブ情報決定プログラム４０８、インセンティブ情報出力プログラム４０９、ＤＢ更新プログラム４１０が格納される。

例えばインセンティブ情報ＤＢ４０７には、図６に示すように、過去のデマンドレスポンスの要求量と、その要求量に対して監視制御装置から発信されたインセンティブ情報がグループごとに保存、蓄積されている。

ここで、インセンティブ情報とは、需要家に対する単位Ｗｈもしくは単位ｋＷｈあたりの報奨（インセンティブ）を表した情報である。

ただし、上記のインセンティブ情報ＤＢ４０７に格納される情報は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、インセンティブ情報における報奨は、金額でなくポイントなどでもよい。

インセンティブ情報決定プログラム４０８は、インセンティブ情報ＤＢ４０７を参照することにより、要求量決定プログラム４０３によって決定された各グループへの要求量に対応するインセンティブ情報を決定する機能を演算処理部３に実現させるインセンティブ情報決定手段である。

インセンティブ情報出力プログラム４０９は、通信部２を介して、インセンティブ情報決定プログラム４０８により決定されたインセンティブ情報を各グループのＨＥＭＳやＢＥＭＳに出力する機能を演算処理部３に実現させるインセンティブ情報出力手段である。

ＤＢ更新プログラム４１０は、要求量決定プログラム４０３により決定された各グループへの要求量と、反応実績取得プログラム４０５により取得された各グループの反応実績をデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に書き込む機能と、前記要求量と、インセンティブ情報決定プログラム４０８により決定された各グループに対するインセンティブ情報をインセンティブ情報ＤＢ４０７に書き込む機能とを演算処理部３に実現させるＤＢ更新手段である。

次に動作について図７を用いて説明する。図７は第２の実施形態に係る監視制御装置の動作を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１）、（ステップＳ１０２）は第１の実施形態と同様であるので省略する。

演算処理部３は、インセンティブ情報決定プログラム４０８を実行し、インセンティブ情報ＤＢ４０７を参照することにより、要求量決定プログラム４０３によって決定された各グループへの要求量に対応するインセンティブ情報を決定する（ステップＳ１０６）。

具体的な一例として、インセンティブ情報ＤＢ４０７に図６に示すようなデータが格納されている場合を考える。ここで、合計要求量取得プログラム４０２により取得された合計要求量が３２ｋＷｈであり、要求量決定プログラム４０３により決定された各グループへの要求量が、グループＡに対して１３ｋＷｈ、グループＢに対して７ｋＷｈ、グループＣに対して１８ｋＷｈであったとする。

この場合、インセンティブ情報決定プログラム４０８により、インセンティブ情報ＤＢ４０７中の１番目のデータが抽出される。そしてこのデータから、各グループに与えられるインセンティブ情報は、グループＡに対して１５円／ｋＷｈ、グループＢに対して７円／ｋＷｈ、グループＣに対して１８円／ｋＷｈと決定される。

インセンティブ情報ＤＢ４０７中の１番目のデータは、過去にグループＡに対して１３ｋＷｈ、グループＢに対して７ｋＷｈ、グループＣに対して１８ｋＷｈのデマンドレスポンスの要求を行った場合に、それぞれグループＡには１５円／ｋＷｈ、グループＢには７円／ｋＷｈ、グループＣには１８円／ｋＷｈのインセンティブ情報を発信したことを示している。

すなわち、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１とインセンティブ情報ＤＢ４０７を結び付けて考えると、過去の実績として、グループＡに１５円／ｋＷｈ、グループＢに７円／ｋＷｈ、グループＣに１８円／ｋＷｈのインセンティブ情報を発信した場合に、それぞれグループＡから１０ｋＷｈ、グループＢから７ｋＷｈ、グループＣから１５ｋＷｈの反応実績が得られ、全体として３２ｋＷｈの反応実績が得られたことを意味している。

そのため、過去の実績を考慮し、グループＡに対して１５円／ｋＷｈ、グループＢに対して７円／ｋＷｈ、グループＣに対して１８円／ｋＷｈのインセンティブ情報を発信すれば、結果として地域合計で３２ｋＷｈほどのデマンドレスポンスの達成が見込めるということになる。

演算処理部３は、インセンティブ情報出力プログラム４０９を実行し、インセンティブ情報決定プログラム４０８により決定されたインセンティブ情報を、通信部２を介して各グループのＨＥＭＳやＢＥＭＳに出力する（ステップＳ１０７）。

演算処理部３は、反応実績取得プログラム４０５を実行し、インセンティブ情報出力プログラム４０９により出力されたインセンティブ情報に対する反応実績を、通信部２を介して各グループのＨＥＭＳやＢＥＭＳから取得する（ステップＳ１０８）。

演算処理部３は、ＤＢ更新プログラム４１０を実行し、要求量決定プログラム４０３により決定された各グループへの要求量と、反応実績取得プログラム４０５により取得された各グループの反応実績をデマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に書き込む。

また、演算処理部３は、ＤＢ更新プログラム４１０を実行し、前記要求量と、インセンティブ情報決定プログラム４０８により決定されたインセンティブ情報をインセンティブ情報ＤＢ４０７に書き込む。

このことにより、データが蓄積され、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１およびインセンティブ情報ＤＢ４０７が更新される（ステップＳ１０９）。

以上説明したように、この第２の実施形態に係る監視制御装置では、インセンティブ情報ＤＢ４０７に蓄積された、過去に発信したインセンティブ情報の実績をもとに、各グループへのインセンティブ情報を決定するため、需要家が反応する確率の高いインセンティブ情報を策定することができる。そのため、需要家側との特別な交渉や契約をすることなく、目標とする地域全体の電力調整量を達成しやすくなる。

なお、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１の作成方法の一例としては、要求量として複数のデフォルト値を用いて需要家の反応実績を取得し、統計的に確からしい数のサンプルをとる。そして要求量に対して反応実績が収束したときの値をＤＢとして用いる方法が挙げられる。

同様に、インセンティブ情報ＤＢ４０７の作成方法の一例としては、要求量に対するインセンティブ情報として複数のデフォルト値を用いて需要家の反応実績を取得し、統計的に確からしい数のサンプルをとる。そして反応実績が収束したときの要求量とインセンティブ情報をＤＢとして用いる方法が挙げられる。

また、記憶部４にインセンティブの種類を選択するためのＤＢが格納されており、運用者によってインセンティブの種類を選択可能な構成にしてもよい。

インセンティブの種類の一例としては、予め基準値を決めておき、電力削減量と基準値との差分に対してインセンティブを与えるといったものや、ピーク時などのある時間帯に実施した電力削減量に対してインセンティブを与えるといったものが挙げられる。

また、第１の実施形態および第２の実施形態において、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１に季節や時間帯ごとの需要家の反応実績を格納しておいてもよい。そして各グループへの要求量を決定する際に、季節や時間帯が一致する条件のもとで、反応実績の合計値が、合計要求量と最も近いデータを抽出するようにしてもよい。

さらに、第２の実施形態において、デマンドレスポンス情報ＤＢ４０１とインセンティブ情報ＤＢ４０７の２つのＤＢを用いているが、図８に示すように、要求量、インセンティブ情報、反応実績が１つのＤＢに格納されていてもよい。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、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。これらの実施形態は、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、種々の省略、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様に、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。

１…監視制御装置
２…通信部
３…演算処理部
４…記憶部
４０１…デマンドレスポンス情報ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ：データベース）
４０２…合計要求量取得プログラム
４０３…要求量決定プログラム
４０４…要求量出力プログラム
４０５…反応実績取得プログラム
４０６，４１０…ＤＢ更新プログラム
４０７…インセンティブ情報ＤＢ
４０８…インセンティブ情報決定プログラム
４０９…インセンティブ情報出力プログラム

Claims (8)

1. 外部との通信を行う通信部と、演算処理を行う演算処理部とを備え、電力系統の需給バランスを維持する監視制御装置に、
   対象地域に対するデマンドレスポンスの合計要求量を取得する合計要求量取得処理と、
   前記合計要求量取得処理により前記合計要求量が取得された場合に、需要家が過去に反応した反応実績の合計値が前記合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報データベースより抽出し、前記対象地域内の各グループへの要求量を前記データから決定する要求量決定処理と、
   前記通信部を介して前記要求量を前記各グループに出力する要求量出力処理と、
   前記通信部を介して前記要求量に対する前記各グループの反応実績を取得する反応実績取得処理と
   を前記演算処理部に実現させる監視制御方法。
2. 前記要求量決定処理により決定された前記要求量および前記反応実績取得処理により取得された前記反応実績を前記デマンドレスポンス情報データベースに書き込むデータベース更新処理をさらに前記演算処理部に実現させる請求項１に記載の監視制御方法。
3. 外部との通信を行う通信部と、演算処理を行う演算処理部とを備え、電力系統の需給バランスを維持する監視制御装置に、
   対象地域に対するデマンドレスポンスの合計要求量を取得する合計要求量取得処理と、
   前記合計要求量取得処理により前記合計要求量が取得された場合に、需要家が過去に反応した実績の合計値が前記合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報データベースより抽出し、前記対象地域内の各グループへの要求量を前記データから決定する要求量決定処理と、
   インセンティブ情報データベースを参照することにより前記要求量に対応したインセンティブ情報を決定するインセンティブ情報決定処理と、
   前記通信部を介して前記インセンティブ情報を前記各グループに出力するインセンティブ情報出力処理と、
   前記通信部を介して前記インセンティブ情報に対する前記各グループの反応実績を取得する反応実績取得処理と
   を前記演算処理部によって実現させる監視制御方法。
4. 前記要求量決定処理により決定された前記要求量および前記反応実績取得処理により取得された前記反応実績を前記デマンドレスポンス情報データベースに書き込み、前記要求量および前記インセンティブ情報を前記インセンティブ情報データベースに書き込むデータベース更新処理をさらに前記演算処理部に実現させる請求項３に記載の監視制御方法。
5. 外部との通信を行う通信部と、
   対象地域に対するデマンドレスポンスの合計要求量を取得する合計要求量取得手段と、
   前記合計要求量取得手段により前記合計要求量が取得された場合に、需要家が過去に反応した反応実績の合計値が前記合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報データベースより抽出し、前記対象地域内の各グループへの要求量を前記データから決定する要求量決定手段と、
   前記通信部を介して前記要求量を前記各グループに出力する要求量出力手段と、
   前記通信部を介して前記要求量に対する前記各グループの反応実績を取得する反応実績取得手段と
   を備える監視制御装置。
6. 前記要求量決定手段により決定された前記要求量および前記反応実績取得手段により取得された前記反応実績を前記デマンドレスポンス情報データベースに書き込むデータベース更新手段をさらに備える請求項５に記載の監視制御装置。
7. 外部との通信を行う通信部と、
   対象地域に対するデマンドレスポンスの合計要求量を取得する合計要求量取得手段と、
   前記合計要求量取得手段により前記合計要求量が取得された場合に、需要家が過去に反応した実績の合計値が前記合計要求量と最も近いデータをデマンドレスポンス情報データベースより抽出し、前記対象地域内の各グループへの要求量を前記データから決定する要求量決定手段と、
   インセンティブ情報データベースを参照することにより前記要求量に対応したインセンティブ情報を決定するインセンティブ情報決定手段と、
   前記通信部を介して前記インセンティブ情報を前記各グループに出力するインセンティブ情報出力手段と、
   前記通信部を介して前記インセンティブ情報に対する前記各グループの反応実績を取得する反応実績取得手段と
   を備える監視制御装置。
8. 前記要求量決定手段により決定された前記要求量および前記反応実績取得手段により取得された前記反応実績を前記デマンドレスポンス情報データベースに書き込み、前記要求量および前記インセンティブ情報を前記インセンティブ情報データベースに書き込むデータベース更新手段をさらに備える請求項７に記載の監視制御装置。

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