JP2017224125A - 成功確率算出装置、成功確率算出方法および成功確率算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】契約型のデマンドレスポンスにおいて、デマンドレスポンスの成功確率を精度良く算出することのできる成功確率算出装置を提供する。
【解決手段】デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出装置であって、デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、発電電力算出部が算出した発電電力と成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、デマンドレスポンスの実施時間における電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、実績値取得部が取得した実績値と、余力発電電力算出部が算出した余力発電電力とに基づいて、成功確率を算出する成功確率算出部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、成功確率算出装置、成功確率算出方法および成功確率算出プログラムに関する。

電力需給が逼迫し、需要家による需要電力量が、電力会社からの供給電力量を上回ることが予想される場合には、電力会社は、アグリゲータを介して、デマンドレスポンス（Demand Response）を需要家に発行する。このデマンドレスポンスに応答して、需要家が電力を削減することにより、需要家は、アグリゲータを介して電力会社から金銭などの報酬を得ることができる。

特許文献１に記載の従来の需給エネルギー削減情報算出装置は、応札型のデマンドレスポンスにおいて、デマンドレスポンス期間中の需要電力の予測に基づいて報奨金の期待値を算出し、設備運用の計画を行っている。つまり、特許文献１では、将来の所定期間におけるエネルギーの供給または消費の予測量に対応する需給エネルギーの削減量に、インセンティブ単価を乗じることにより、報奨金の期待値を算出している。

国際公開第２０１５／０３７２９０号

需要家とアグリゲータとの間でデマンドレスポンス実施時の削減電力の契約を予め結ぶ契約型のデマンドレスポンスにおいては、契約削減電力を如何に決定するかが重要である。契約削減電力の決定のためには、報奨金の期待値や、デマンドレスポンスの成功確率を精度良く算出する必要がある。

特許文献１では、応札型のデマンドレスポンスを想定している。このため、特許文献１に記載の報奨金の期待値算出方法を、契約型のデマンドレスポンスにそのまま適用することができない。

また、特許文献１によると、将来の需要予測を高精度に行うことが必要不可欠であるが、このような予測は非常に困難である。このため、報奨金の期待値算出の実現が困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、契約型のデマンドレスポンスにおいて、デマンドレスポンスの成功確率を精度良く算出することのできる成功確率算出装置、成功確率算出方法および成功確率算出プログラムを提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明の一実施態様に係る成功確率算出装置は、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出装置であって、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する成功確率算出部とを備える。

（８）本発明の他の実施態様に係る成功確率算出方法は、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出方法であって、発電電力算出部が、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出するステップと、実績値取得部が、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得するステップと、前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、余力発電電力算出部が、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出するステップと、前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、成功確率算出部が、前記成功確率を算出するステップとを含む。

（９）本発明の他の実施態様に係る成功確率算出プログラムは、コンピュータに、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する成功確率算出部として機能させる。

なお、本発明は、成功確率算出装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、成功確率算出装置を含む成功確率算出システムとして実現したりすることもできる。

本発明によると、契約型のデマンドレスポンスにおいて、デマンドレスポンスの成功確率を精度良く算出することができる。

図１は、デマンドレスポンスについて説明するための図である。 図２は、ＤＲ実施時の電力推移の一例を示す図である。 図３は、成功確率算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図４は、発電電力算出部が実行する発電電力算出処理を説明するための図である。 図５は、余力発電電力算出部が実行する余力発電電力算出処理を説明するための図である。 図６は、実績値取得部が取得した実績値の度数分布の一例を示す図である。 図７は、実績値解析部が算出した実績値の標本標準偏差、標本平均、９５％信頼区間および９９％信頼区間の一例を示す図である。 図８は、成功確率算出部が実行するＤＲ成功確率算出処理を説明するための図である。 図９は、成功確率算出装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、実績値取得部が取得した実績値の度数分布の一例を示す図である。 図１１は、成功確率算出部が実行するＤＲ成功確率算出処理を説明するための図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本発明の一実施態様に係る成功確率算出装置は、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出装置であって、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する成功確率算出部とを備える。

この構成によると、電力設備の余力発電電力は、デマンドレスポンス時に成功条件を満たすように受電電力を削減したとしても、さらに電力設備が発電可能な電力を示している。なお、成功条件を満たす電力は、契約削減電力に基づいて定められ、契約削減電力と等しい場合もあるし、契約削減電力より低い場合もある。一方、受電電力とベースライン電力との差の実績値は、受電電力のベースライン電力からのずれを示している。このため、当該実績値が当該余力発電電力以下であれば、電力設備が発電することにより、受電電力のベースライン電力からのずれを吸収することができる。ベースライン電力からのずれを吸収することができれば、需要家は、ベースライン電力を基準として、成功条件を満たすように受電電力を削減することができる。よって、例えば、全実績値に対する、余力発電電力以下の値を有する実績値の割合を算出することにより、デマンドレスポンスの成功確率を算出することができる。この装置は、需要電力の予測値を用いずに成功確率を算出している。このため、契約型のデマンドレスポンスにおいて、デマンドレスポンスの成功確率を精度良く算出することができる。

（２）好ましくは、上述の成功確率算出装置は、さらに、前記成功確率算出部が算出した前記成功確率と、前記成功条件を満たした場合に得られる報酬の値とに基づいて、前記需要家が得ることのできる前記報酬の期待値を算出する期待値算出部を備える。

この構成によると、デマンドレスポンスの成功条件に対する報酬の期待値を算出することができる。このため、需要家が契約削減電力を決定する際の指標として期待値を用いることができる。

（３）さらに好ましくは、上述の成功確率算出装置は、さらに、前記期待値算出部が算出した前記報酬の期待値に基づいて、前記デマンドレスポンスの成功条件または当該成功条件に対応した契約削減電力を提示する成功条件提示部を備える。

この構成によると、報酬の期待値に基づくデマンドレスポンスの成功条件を提示することができる。例えば、報酬の期待値が最大となるデマンドレスポンスの成功条件を需要家に提示することにより、需要家に最適な契約削減電力を提案することができる。

（４）好ましくは、前記成功条件は、第１成功条件と第２成功条件とを含み、前記実績値取得部は、前記第１成功条件に係る前記実績値および前記第２成功条件に係る前記実績値のいずれかの値を所定の選択条件に従い選択し、選択した値を前記実績値として取得する。

この構成によると、第１成功条件および第２成功条件のうち一方の成功条件を満たせば他方の成功条件も満たす場合が多いなどのように、第１成功条件と第２成功条件とが独立していない場合であっても、適切に成功確率を算出することができる。

（５）好ましくは、前記実績値取得部は、前記デマンドレスポンスの実施時間と同じ時間帯の過去の前記実績値を取得する。

受電電力のベースライン電力からのずれは、時間帯によって異なる場合がある。例えば、突発的な受電電力が発生しにくい深夜の時間帯においては、当該ずれは少ないが、昼間など電力を多く消費する時間帯においては、当該ずれが大きくなる。この構成によると、デマンドレスポンスの実施時間と同じ時間帯の過去の実績値に基づいて、成功確率を算出している。このため、デマンドレスポンスの成功確率をより正確に算出することができる。

（６）好ましくは、上述の成功確率算出装置は、さらに、前記実績値取得部が取得した前記実績値の度数分布を正規分布で近似する実績値解析部を備え、前記成功確率算出部は、前記実績値解析部の近似により得られる前記正規分布と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する。

この構成によると、実績値が正規分布する場合に、デマンドレスポンスの成功確率をより正確に算出することができる。

（７）さらに好ましくは、前記成功確率算出部は、さらに、前記実績値解析部の近似により得られる前記正規分布と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記正規分布の所定の信頼区間に対応した前記成功確率を算出する。

この構成によると、正規分布の所定の信頼区間に対応した成功確率を算出することができる。このため、信頼区間を考慮したデマンドレスポンスの成功確率を算出することができる。

（８）本発明の他の実施態様に係る成功確率算出方法は、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出方法であって、発電電力算出部が、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出するステップと、実績値取得部が、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得するステップと、前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、余力発電電力算出部が、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出するステップと、前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、成功確率算出部が、前記成功確率を算出するステップとを含む。

この構成は、上述の成功確率算出装置の構成要素に対応したステップを含む。このため、上述の成功確率算出装置と同様の作用および効果を奏することができる。

（９）本発明の他の実施態様に係る成功確率算出プログラムは、コンピュータに、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する成功確率算出部として機能させる。

この構成によると、上述の成功確率算出装置としてコンピュータを機能させることができる。このため、上述の成功確率算出装置と同様の作用および効果を奏することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

［１．デマンドレスポンスについて］
図１は、デマンドレスポンスについて説明するための図である。
図１に示すように、電力需給の逼迫時には、電力会社１がアグリゲータ２に対してデマンドレスポンス（以下、「ＤＲ」という。）を発行することにより、電力の削減要請を行う。ＤＲでは、ＤＲの実施時間と、要請する削減電力とがアグリゲータ２に通知される。

アグリゲータ２は、電力会社１が発行したＤＲに応答して、アグリゲータ２が管理する需要家３（需要家ＡおよびＢなど）に対して、ＤＲを発行する。つまり、電力会社１が要請する削減電力を複数の需要家３に分配して、需要家３ごとにＤＲを発行する。なお、需要家３がＤＲに参加する際の削減電力は契約で予め定められているものとする。この契約は、需要家３とアグリゲータ２との間、または需要家３と電力会社１との間で結ばれる。以下では、契約で定められた削減電力のことを「契約削減電力」という。契約削減電力は、契約により、ＤＲ実施時間にベースライン電力を基準として削減を要請される電力のことである。

需要家３は、アグリゲータ２が発行したＤＲに応答して、ＤＲの実施時間において、エアコンなどの電力を消費する機器を停止させたり、ガス発電機により発電を行ったりすることにより、電力系統からの受電電力の削減を行う。需要家３は、削減した受電電力をネガワットとしてアグリゲータ２に通知する。

アグリゲータ２は、複数の需要家３のネガワットを集計し、ネガワットの合計値を電力会社１に通知する。

電力会社１は、アグリゲータ２からネガワットの合計値の通知を受け、通知されたネガワットの合計値と要請した削減電力とに基づいて報酬を決定し、決定した報酬をアグリゲータ２に支払う。例えば、電力会社１は、ネガワットの合計値が要請した削減電力を上回っている場合に、基本報酬と、ネガワットの合計値に比例した従量報酬とをアグリゲータ２に支払うようにしてもよい。

アグリゲータ２は、電力会社１から支払われた報酬の一部をアグリゲータ２の報酬として受け取り、残りの報酬を需要家３に分配する。アグリゲータ２が需要家３に支払う報酬は、例えば、式１に示す基本報酬と、式２に示す従量報酬との和により算出されてもよい。
基本報酬＝契約削減電力［ｋＷ］×単価Ａ［円／ｋＷ］ …（式１）
従量報酬＝ＤＲ実施時間におけるベースライン電力からの削減電力［ｋＷ］
×単価Ｂ［円／ｋＷ］ …（式２）

基本報酬は、ＤＲの成功条件を満たした場合に支払われる報酬である。例えば、ＤＲ実施時間において契約削減電力の７０％以上の受電電力を削減することをＤＲの成功条件とした場合には、ＤＲ実施時間において契約削減電力の７０％以上の受電電力を削減した需要家３に対して、基本報酬が支払われる。

重量報酬は、ＤＲ実施時間において実際に削減した受電電力に比例して支払われる報酬である。

ＤＲの成功条件を満たすことができなかった需要家３は、アグリゲータ２から基本報酬および従量報酬のいずれも支払いを受けることができないとしてもよいし、当該需要家３は、アグリゲータ２に対して金銭などのペナルティを支払うようにしてもよい。

一般に、基本報酬および従量報酬のうち、金額的には基本報酬が支配的である。契約削減電力を低めに設定することにより、ＤＲの成功確率は上がるが、基本報酬は契約削減電力に比例することより、得られる報酬の額は少なくなる。一方、契約削減電力を高めに設定することにより、ＤＲの成功確率は下がるが、得られる報酬の額は多くなる。ただし、ＤＲに失敗したときに支払うペナルティの額も多くなる。このため、如何に契約削減電力を決定するかが重要となる。

次に、ＤＲ実施時の電力の推移の一例について説明する。
図２は、ＤＲ実施時の電力推移の一例を示す図であり、横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。図２は、例えば、需要家Ａの電力推移の一例を示す。

１３時３０分にＤＲがアグリゲータ２から需要家Ａに対して発行され、その１０分後の１３時４０分にＤＲが開始される。ＤＲの実施時間は１時間であり、１４時４０分にＤＲが終了する。

需要家Ａには、ＤＲ実施時間中にベースライン電力３２を基準として契約削減電力の受電電力削減が要求される。つまり、ベースライン電力３２とＤＲ目標電力３３との差が契約削減電力となる。ここで、ベースライン電力３２は、電力削減量を計算する際の基準となる電力のことであり、アグリゲータ２と需要家３との間のＤＲ契約時に取り決められる。

需要家Ａは、ＤＲ実施時間中に契約削減電力の受電電力３４を削減するように、つまり、受電電力３４がＤＲ目標電力３３以下となるように各電力設備の入出力を制御する。なお、需要家Ａには、２台の発電機が設置されているものとする。つまり、需要家Ａは、受電電力３４がＤＲ目標電力３３以下となるように、発電機に発電させる。発電機が発電する電力の推移は、発電機発電電力３７および３８で示される。

図２の例では、ＤＲ実施時間前に比べ、発電機発電電力３７および３８が増加していることより、発電機による発電電力の増量が行われていることが分かる。これにより、ＤＲ実施時間における受電電力３４の平均値とベースライン電力３２との差が、契約削減電力の９９．７％となっており、受電電力３４の削減達成率が９９．７％であることが示されている。なお、図２では、需要家Ａの需要電力３１も合わせて示している。

［２．成功確率算出装置の構成］
次に、成功確率算出装置の構成について説明する。成功確率算出装置は、例えば、アグリゲータ２が利用する装置であり、アグリゲータ２が管理する需要家３ごとに、当該需要家３がＤＲに参加した際に、当該需要家３がＤＲの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する。なお、成功確率算出装置は、電力会社１や需要家３が利用してもよい。
図３は、成功確率算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。

成功確率算出装置２０は、発電電力算出部２１と、余力発電電力算出部２２と、実績値取得部２３と、実績値解析部２４と、成功確率算出部２５と、期待値算出部２６と、成功条件提示部２７とを備える。

以下の説明では、成功確率算出装置２０は、需要家ＡについてＤＲの成功確率を算出するものとする。なお、需要家Ｂについても、同様にＤＲの成功確率を算出することができる。

発電電力算出部２１は、ＤＲの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する。

図４は、発電電力算出部２１が実行する発電電力算出処理を説明するための図である。

需要家Ａには、ＤＲの実施時間において電力を発電することのできる電力設備として、電力設備Ａ１〜Ａｎが備えられているものとする。これらの電力設備Ａ１〜Ａｎは、例えば、ガス発電機などの発電機、燃料電池または蓄電池などを含み、ＤＲの実施時間において電力を発電することにより、受電電力の削減に寄与することができる。図２では、電力設備として発電機を含む例を示したが、燃料電池または蓄電池などを含んでいてもよい。

蓄電池は、例えば、鉛蓄電池、ナトリウム・硫黄電池、レドックスフロー電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などである。なお、蓄電池が放電することは、電力を出力するという意味では発電と同じであるため、本実施の形態では発電の一態様とする。

また、発電電力算出部２１が発電電力の算出対象とする発電機には、発電量を制御することのできない太陽光発電機や風力発電機を含めないものとする。なぜならば、太陽光発電機や風力発電機などの発電量は、天候に左右される。このため、受電電力の削減に寄与することができる発電電力を正確に算出することが困難だからである。なお、太陽光発電機や風力発電機などであっても、発電量を制御することができるのであれば、発電電力算出部２１が発電電力を算出してもよい。

発電電力算出部２１は、電力設備Ａ１について、受電電力の削減に寄与することのできる発電電力の平均値を算出する。具体的には、図４を参照して、発電電力算出部２１は、ＤＲ発令時刻から電力設備Ａ１の定格出力まで、電力設備Ａ１の特性に応じて出力を上げ、ＤＲ終了時刻まで定格出力で発電を行ったとした場合の、ＤＲ開始時刻からＤＲ終了時刻までの間の発電量を計算する。この発電量がＤＲに寄与できる発電量となる。発電電力算出部２１は、計算した発電量をＤＲ実施時間で割ることにより、ＤＲに寄与できる電力設備Ａ１の平均発電電力を算出する。

なお、図４では、ＤＲが無ければＤＲ実施時間において電力設備Ａ１は稼働しないものとして電力設備Ａ１の平均発電電力を算出している。しかし、実際には、ＤＲが発令された時点で電力設備Ａ１が稼働している場合もある。このため、ＤＲが無いとした場合の電力設備Ａ１の発電量が、電力設備Ａ１の運転計画などにより予め分かっている場合には、定格出力で発電を行った場合の発電量から、ＤＲが無いとした場合の電力設備Ａ１の発電量を減算することにより、電力設備Ａ１のＤＲに寄与できる発電量を算出してもよい。これにより、ＤＲに寄与できる電力設備Ａ１の平均発電電力を正確に算出することができる。

発電電力算出部２１は、電力設備Ａ２〜Ａｎについても、ＤＲに寄与できる平均発電電力を算出する。発電電力算出部２１は、電力設備Ａ１〜Ａｎについて算出したＤＲに寄与できる平均発電電力の合計を算出することにより、需要家Ａの電力設備Ａ１〜Ａｎが電力削減に寄与することができる発電電力を算出する。

再度図３を参照して、余力発電電力算出部２２は、発電電力算出部２１が算出した需要家Ａの発電電力と、ＤＲの成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、ＤＲ実施時間における電力設備の余力発電電力を算出する。余力発電電力とは、ＤＲの成功条件を満たすために電力設備が発電を行ったとしても、需要家Ａの電力設備Ａ１〜Ａｎがさらに発電することのできる電力のことである。

図５は、余力発電電力算出部２２が実行する余力発電電力算出処理を説明するための図である。図５の横軸は、契約削減電力を示し、縦軸は、余力発電電力を示す。以下では、発電電力算出部２１が算出したＤＲの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力は１０００ｋＷであるとする。また、ＤＲの成功条件を、契約削減電力の７０％以上の受電電力を削減することとする。つまり、契約削減電力の７０％以上の受電電力を削減することができれば、ＤＲが成功したと判断される。一方、契約削減電力の７０％未満の受電電力しか削減することができなければ、ＤＲが失敗したと判断される。

図５に示す直線５１は、以下の式３で示される直線である。ここで、ｘは契約削減電力とし、ｙは余力発電電力とする。
ｙ＝−０．７ｘ＋１０００ …（式３）

式３の傾きの絶対値０．７は、成功条件が示す７０％に対応する値であり、式３の切片の値１０００は、発電電力算出部２１が算出した発電電力１０００ｋＷである。式３で示される直線５１は、契約削減電力と余力発電電力との関係を示す直線であり、契約削減電力に従いＤＲに成功するまで受電電力を削減した際の、余力発電電力を示す。例えば、契約削減電力が７００ｋＷの場合には、式３より余力発電電力は５１０ｋＷと計算される。つまり、７００×０．７＝４９０ｋＷだけ受電電力を削減すれば、ＤＲの成功条件を満たす。この時、発電電力算出部２１が計算した発電電力は１０００ｋＷであるため、４９０ｋＷをＤＲ成功のために発電したとしても、まだ、５１０ｋＷ発電できる余力が需要家Ａの電力設備にあることを示している。

このように、余力発電電力算出部２２は、発電電力算出部２１が算出した需要家Ａの発電電力と、ＤＲの成功条件とから式３を導き出すことができる。また、余力発電電力算出部２２は、式３に契約削減電力を代入することにより、余力発電電力を算出することができる。

再度図３を参照して、実績値取得部２３は、需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する。つまり、図２に示した受電電力３４とベースライン電力３２との差の実績値を取得する。実績値は、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置に記憶されており、実績値取得部２３は、ＨＤＤから実績値を読み込んでもよい。また、実績値取得部２３は、外部のサーバなどから実績値を受信してもよい。

図６は、実績値取得部２３が取得した実績値の度数分布の一例を示す図である。横軸は、受電電力とベースライン電力との差の実績値を示し、縦軸は度数を示す。この実績値は、ＤＲの成功確率の算出対象である需要家Ａの実績値であり、各実績値は、ＤＲの実施時間長と同じ１時間の実績値を示している。

また、実績値取得部２３は、ＤＲの実施時間と同じ時間帯の過去の実績値を取得するのが望ましい。例えば、２０１６年８月から９月の１２時から１３時に予定されているＤＲの成功確率を算出するためには、例えば、１年前の２０１５年８月から９月の１２時から１３時の実績値を取得するのが望ましい。これにより、類似した条件における実績値を取得することができる。

再度図３を参照して、実績値解析部２４は、実績値取得部２３が取得した実績値が正規分布に従うと仮定して、実績値の度数分布を正規分布で近似する。例えば、図６に示したような度数分布について、正規分布を仮定すると、実績値の標本標準偏差、標本平均、９５％信頼区間および９９％信頼区間は、図７に示すように算出される。

成功確率算出部２５は、実績値取得部２３が取得した実績値と、余力発電電力算出部２２が算出した余力発電電力とに基づいて、ＤＲの成功確率を算出する。なお、実績値取得部２３が取得した実績値は、実績値解析部２４により正規分布で近似されているため、成功確率算出部２５は、実績値解析部２４の近似により得られる正規分布と、余力発電電力算出部２２が算出した余力発電電力とに基づいて、ＤＲの成功確率を算出する。

図８は、成功確率算出部２５が実行するＤＲ成功確率算出処理を説明するための図である。図８の横軸は、契約削減電力を示し、縦軸は余力発電電力またはＤＲ成功確率を示す。図８には、図５に示したのと同じ直線５１を示している。

図６および図８を用いて、成功確率算出部２５が実行するＤＲ成功確率算出処理について説明する。

以下では、一例として、契約削減電力を７００ｋＷとした時のＤＲ成功確率の算出処理について説明する。

図８を参照して、余力発電電力算出部２２により、契約削減電力が７００ｋＷの時の余力発電電力は、式３に従い、５１０ｋＷと算出されている。

図６を参照して、成功確率算出部２５は、実績値の正規分布曲線５２が形成する領域のうち、実績値が５１０ｋＷ以下の領域の面積を算出する。

成功確率算出部２５は、正規分布曲線５２が形成する領域の面積に占める、算出した実績値が５１０ｋＷ以下の領域の面積の割合を、ＤＲ成功確率として算出する。つまり、成功確率算出部２５は、算出した実績値が５１０ｋＷ以下の領域の面積を、正規分布曲線５２が形成する領域の面積で除することにより、契約削減電力が７００ｋＷの時のＤＲ成功確率を算出する。

成功確率算出部２５が、契約削減電力を変化させながら、各契約削減電力についてＤＲ成功確率を算出すると、図８に示すようなＤＲ成功確率曲線５３が得られる。このＤＲ成功確率曲線５３は、契約削減電力とＤＲ成功確率との対応関係を示している。

なお、成功確率算出部２５は、母集団からの標本のずれを考慮して、ＤＲ成功確率を算出してもよい。

例えば、ＤＲ成功確率の９５％信頼区間推定の上限値を算出する場合には、成功確率算出部２５は、標本平均の９５％信頼区間の上限値が正規分布の中央値になるように、正規分布曲線５２をシフトさせる。つまり、成功確率算出部２５は、正規分布曲線５２を、６３１．３−３６８．４（＝９５％区間の上限値−標本平均）だけ右にシフトさせる。その上で、上述と同様の方法によりＤＲ成功確率を算出する。

また、ＤＲ成功確率の９５％信頼区間推定の下限値を算出する場合には、成功確率算出部２５は、標本平均の９５％信頼区間の下限値が正規分布の中央値になるように、正規分布曲線５２をシフトさせる。つまり、成功確率算出部２５は、正規分布曲線５２を、３６８．４−１０５．６（＝標本平均−９５％信頼区間の下限値）だけ左にシフトさせる。その上で、上述と同様の方法によりＤＲ成功確率を算出する。

成功確率算出部２５が、契約削減電力を変化させながら、各契約削減電力について９５％信頼区間の上限および下限についてのＤＲ成功確率を算出すると、図８に示すようなＤＲ成功確率曲線５４および５５がそれぞれ得られる。

期待値算出部２６は、成功確率算出部２５が算出したＤＲ成功確率と、ＤＲの成功条件を満たした場合に得られる報酬の値とに基づいて、以下の式４に従い、需要家が得ることのできる報酬の期待値を算出する。
期待値＝ＤＲ成功確率×報酬 …（式４）
ここで、報酬は、式１に示した基本報酬と、式２に示した従量報酬との和である。

なお、式２に示した従量報酬の算出には、ＤＲ実施時間におけるベースライン電力からの削減電力の値が必要であるが、この値は、過去の実績値に基づいて定めてもよい。例えば、過去の実績値の平均を用いてもよい。また、受電電力が予測できるのであれば、予測した受電電力の値に基づいて、ＤＲ実施時間におけるベースライン電力からの削減電力の値を算出してもよい。また、契約削減電力を、ＤＲ実施時間におけるベースライン電力からの削減電力の値としてもよいし、ＤＲ成功条件を満たすときの電力（例えば、上述の例では、契約削減電力×０．７）を、当該削減電力の値としてもよい。また、報酬は、基本報酬のみとし、報酬に従量報酬を含めないようにしてもよい。

また、期待値算出部２６は、式５に示すようにＤＲに失敗した際のペナルティを含めて、期待値を算出してもよい。報酬およびペナルティは、金銭の単位であってもよいし、金銭的価値を有するポイント等の他の単位であってもよい。
期待値＝ＤＲ成功確率×報酬＋（１−ＤＲ成功確率）×ペナルティ …（式５）

なお、期待値算出部２６は、成功確率算出部２５が算出した信頼区間の上限および下限についてのＤＲ成功確率についても、同様に、期待値を算出してもよい。

成功条件提示部２７は、期待値算出部２６が算出した報酬の期待値に基づいて、ＤＲの成功条件または当該成功条件に対応した契約削減電力を提示する。

例えば、成功条件提示部２７は、期待値が最大となるときの契約削減電力およびＤＲの成功条件を提示してもよい。また、成功条件提示部２７は、期待値が予め定められた値以上となるときの契約削減電力およびＤＲの成功条件を提示してもよい。

このような提示は、ディスプレイ装置等の画面にこれらの情報を表示することにより行ってもよいし、メール等でユーザにこれらの情報を送信することにより行ってもよい。

なお、成功条件提示部２７は、成功確率算出部２５が算出したＤＲ成功確率とＤＲの成功条件または契約削減電力との関係を提示してもよい。例えば、図８に示したようなＤＲ成功確率と契約削減電力との関係を示したＤＲ成功確率曲線５３を提示してもよい。また、成功条件提示部２７は、図８に示したような信頼区間の上限および下限についてのＤＲ成功確率と契約削減電力との関係を示したＤＲ成功確率曲線５４および５５を提示してもよい。

［３．成功確率算出装置２０の処理フロー］
図９は、成功確率算出装置２０が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

発電電力算出部２１は、ＤＲ実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する（Ｓ１）。ＤＲ実施時間については、予め定められているものとする。例えば、２０１６年８月から９月の１２時から１３時にＤＲが予定されている場合には、発電電力算出部２１は、各日の１２時から１３時の間の電力設備の発電電力を算出する。

余力発電電力算出部２２は、ＤＲ実施時間における電力設備の余力発電電力を算出する（Ｓ２）。

実績値取得部２３は、需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する（Ｓ３）。

実績値解析部２４は、実績値が正規分布に従うと仮定して、実績値の度数分布を正規分布で近似する（Ｓ４）。

成功確率算出部２５は、実績値と余力発電電力とに基づいて、ＤＲの成功確率を算出する（Ｓ５）。

期待値算出部２６は、ＤＲ成功確率と、ＤＲの成功条件を満たした場合に得られる報酬の値とに基づいて、需要家が得ることのできる報酬の期待値を算出する（Ｓ６）。

成功条件提示部２７は、報酬の期待値に基づいて、ＤＲの成功条件または当該成功条件に対応した契約削減電力を提示する（Ｓ７）。

［４．ＤＲ成功確率算出結果の他の例］
図１０は、実績値取得部２３が取得した実績値の度数分布の他の例を示す図である。図１０は、図６と同様の度数分布を示し、横軸が、受電電力とベースライン電力との差の実績値を示し、縦軸が度数を示す。図１０に示す度数分布は、図６に示す度数分布に比べて、受電電力とベースライン電力との差の実績値の階級範囲が狭くなっている。つまり、ベースラインからの実際の受電電力の乖離が少ない需要家の度数分布を示している。実績値解析部２４は、この度数分布を正規分布で近似することにより、正規分布曲線５２が得られる。

図１１は、成功確率算出部２５が実行するＤＲ成功確率算出処理を説明するための図である。図１１は、図８と同様に、横軸が契約削減電力を示し、縦軸が余力発電電力またはＤＲ成功確率を示す。図８には、図５に示したのと同じ直線５１を示している。

成功確率算出部２５は、図８を用いて説明したのと同様に、図６に示す度数分布に基づいてＤＲ成功確率を算出すると、ＤＲ成功確率曲線５３〜５５を算出することができる。

［５．実施の形態の効果等］
以上説明したように本発明の実施の形態によると、余力発電電力算出部２２が算出した余力発電電力は、需要家がＤＲ実施時間に成功条件を満たすように受電電力３４を削減したとしても、さらに需要家の電力設備が発電可能な電力を示している。一方、実績値取得部２３が取得する受電電力３４とベースライン電力３２との差の実績値は、受電電力３４のベースライン電力３２からのずれを示している。このため、当該実績値が当該余力発電電力以下であれば、電力設備が発電することにより、受電電力３４のベースライン電力３２からのずれを吸収することができる。ベースライン電力３２からのずれを吸収することができれば、需要家は、ベースライン電力３２を基準として、成功条件を満たすように受電電力を削減することができる。よって、例えば、全実績値に対する、余力発電電力以下の値を有する実績値の割合を算出することにより、ＤＲの成功確率を算出することができる。なお、成功確率算出装置２０は、需要電力の予測値を用いずに成功確率を算出している。このため、契約型のＤＲにおいて、ＤＲの成功確率を精度良く算出することができる。

また、期待値算出部２６は、ＤＲの成功条件に対する報酬の期待値を算出することができる。つまり、期待値算出部２６は、契約削減電力ごとに報酬の期待値を算出することができる。このため、需要家が契約削減電力を決定する際の指標として期待値を用いることができる。

また、成功条件提示部２７は、報酬の期待値に基づくＤＲの成功条件を提示することができる。例えば、報酬の期待値が最大となるＤＲの成功条件を需要家に提示することにより、需要家に最適な契約削減電力を提案することができる。

また、実績値取得部２３は、ＤＲの実施時間と同じ時間帯の過去の実績値を取得することができる。受電電力３４のベースライン電力３２からのずれは、時間帯によって異なる場合がある。例えば、突発的な受電電力３４が発生しにくい深夜の時間帯においては、当該ずれは少ないが、昼間など電力を多く消費する時間帯においては、当該ずれが大きくなる。実績値取得部２３をこのように構成することにより、成功確率算出部２５は、ＤＲの実施時間と同じ時間帯の過去の実績値に基づいて、成功確率を算出することができる。このため、ＤＲの成功確率をより正確に算出することができる。

また、実績値解析部２４は、実績値の度数分布を正規分布で近似している。このため、実績値が正規分布する場合に、ＤＲの成功確率をより正確に算出することができる。

また、成功確率算出部２５は、正規分布の所定の信頼区間に対応した成功確率を算出することができる。このため、信頼区間を考慮したＤＲの成功確率をより正確に算出することができる。

（変形例）
上述の実施の形態では、ＤＲの成功条件が１つの場合について説明した。本変形例では、ＤＲの成功条件が複数の成功条件から構成されている場合について説明する。

例えば、ＤＲの成功条件が以下の第１成功条件および第２成功条件から構成され、第１成功条件および第２成功条件の両方を満たした場合に、ＤＲに成功したと判定するものとする。

第１成功条件：ＤＲ開始時刻から１０分間の間に削減した受電電力の平均が契約削減電力の７０％以上であること。

第２成功条件：ＤＲ開始時刻から１時間の間に削減した受電電力の平均が契約削減電力の７０％以上であること。

このような場合に、実績値取得部２３は、ＤＲ開始時刻から１０分間の受電電力とベースライン電力との差の実績値を取得する。また、実績値取得部２３は、ＤＲ開始時刻から１時間の受電電力とベースライン電力との差の実績値を取得する。実績値取得部２３は、同一のＤＲ開始時刻について取得した２つの実績値のうち、値の大きい実績値を用いて、図６に示したような実績値の度数分布を作成する。

以降の処理は、実績値取得部２３が作成した実績値の度数分布に基づいて、上述の実施の形態と同様の処理が実行される。

第１成功条件と第２成功条件とは同じＤＲについての条件である。このため、第１成功条件および第２成功条件のうち一方の成功条件を満たせば他方の成功条件も満たす場合が多く、一方の成功条件を満たさなければ他方の成功条件も満たさない場合が多い。本変形例によると、このように複数の成功条件が独立していない場合であっても、適切に成功確率を算出することができる。

［６．付記］
以上、本発明の実施の形態に係る成功確率算出装置２０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

上記の成功確率算出装置２０は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されてもよい。ＲＡＭまたはハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、成功確率算出装置２０は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

また、上記の成功確率算出装置２０を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩから構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよい。

さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体、例えば、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。

また、本発明は、上記コンピュータプログラムを、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。

また、上記プログラムに含まれる各ステップは、複数のコンピュータにより実行されてもよい。つまり、成功確率算出装置２０の複数の構成要素が複数のコンピュータにより実現されてもよい。
さらに、上記実施の形態および上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電力会社
２ アグリゲータ
３ 需要家
２０ 成功確率算出装置
２１ 発電電力算出部
２２ 余力発電電力算出部
２３ 実績値取得部
２４ 実績値解析部
２５ 成功確率算出部
２６ 期待値算出部
２７ 成功条件提示部

Claims (9)

1. デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出装置であって、
   前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、
   前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、
   前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、
   前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する成功確率算出部と
   を備える成功確率算出装置。
2. さらに、前記成功確率算出部が算出した前記成功確率と、前記成功条件を満たした場合に得られる報酬の値とに基づいて、前記需要家が得ることのできる前記報酬の期待値を算出する期待値算出部を備える
   請求項１に記載の成功確率算出装置。
3. さらに、前記期待値算出部が算出した前記報酬の期待値に基づいて、前記デマンドレスポンスの成功条件または当該成功条件に対応した契約削減電力を提示する成功条件提示部を備える
   請求項２に記載の成功確率算出装置。
4. 前記成功条件は、第１成功条件と第２成功条件とを含み、
   前記実績値取得部は、前記第１成功条件に係る前記実績値および前記第２成功条件に係る前記実績値のいずれかの値を所定の選択条件に従い選択し、選択した値を前記実績値として取得する
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の成功確率算出装置。
5. 前記実績値取得部は、前記デマンドレスポンスの実施時間と同じ時間帯の過去の前記実績値を取得する
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の成功確率算出装置。
6. さらに、前記実績値取得部が取得した前記実績値の度数分布を正規分布で近似する実績値解析部を備え、
   前記成功確率算出部は、前記実績値解析部の近似により得られる前記正規分布と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する
   請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の成功確率算出装置。
7. 前記成功確率算出部は、さらに、前記実績値解析部の近似により得られる前記正規分布と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記正規分布の所定の信頼区間に対応した前記成功確率を算出する
   請求項６に記載の成功確率算出装置。
8. デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出する成功確率算出方法であって、
   発電電力算出部が、前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出するステップと、
   実績値取得部が、前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得するステップと、
   前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、余力発電電力算出部が、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出するステップと、
   前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、成功確率算出部が、前記成功確率を算出するステップと
   を含む成功確率算出方法。
9. コンピュータに、デマンドレスポンスに参加する需要家が当該デマンドレスポンスの成功条件を満たす確率である成功確率を算出させるプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   前記デマンドレスポンスの実施時間における受電電力の削減に寄与することができる電力設備の発電電力を算出する発電電力算出部と、
   前記需要家の受電電力と当該受電電力のベースライン電力との差の実績値を取得する実績値取得部と、
   前記発電電力算出部が算出した前記発電電力と前記成功条件に対応した契約削減電力とに基づいて、前記デマンドレスポンスの実施時間における前記電力設備の余力発電電力を算出する余力発電電力算出部と、
   前記実績値取得部が取得した前記実績値と、前記余力発電電力算出部が算出した前記余力発電電力とに基づいて、前記成功確率を算出する成功確率算出部と
   して機能させるためのプログラム。