JP2018169860A - 電力供給システム及び電力料金算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電池を用いた電力事業を現実社会で実現可能にする電力供給システム及び電力料金算出装置を提供する。【解決手段】 電力供給システム１は、電気事業者が購入した電力を充電するとともに放電して需要家に電力を供給する蓄電池１０と、必要な電力量を測定する測定部１２と、データを記録するデータベース１３と、データベース１３に記録されているデータに基づいて電力料金を算出する演算部１４とを備える。演算部１４は、対象期間に電気事業者Ｓが充電電力を購入した費用である第１費用と、初期費用の対象期間相当分である第２費用とを合算して対象期間における原価を算出し、対象期間における原価及び販売電力の電力量のそれぞれが大きいほど、対象期間における電力料金を高く算出する。【選択図】 図２

Description

本発明は、需要家に電力を供給して販売する電気事業者に使用される電力供給システムと、当該電気事業者が行う電力事業において需要家に請求する電力料金を算出する電力料金算出装置に関する。

近年、太陽光発電装置や燃料電池などが発電する電力の余剰分を蓄えたり、電力を消費する時間帯をずらしたりするなどの目的で、蓄電池を設置する需要家が少しずつ増えてきている。

蓄電池が多くの需要家に普及すれば、余剰電力の有効利用や電力消費の平準化などが促進されるため、電力需給の逼迫や環境問題などの諸問題の改善が期待される。しかし、蓄電池の価格が高いことなどが原因で、まだ多くの需要家には普及していない。

そこで、蓄電池の普及を促すための蓄電池のリースシステムが、特許文献１において提案されている。このリースシステムは、リース会社が、自らの初期投資によって購入した蓄電池を需要家にリースして、需要家が蓄電池を使用して得た利益の一部を回収するものである。

このリースシステムにおいて、蓄電池は、電力会社が需要家に供給する電力の単価が安い夜間に充電して、電力会社が需要家に供給する電力の単価が高い昼間に放電するように制御される。これにより、昼間に需要家が消費する電力量の全てが、蓄電池が放電する電力量で賄われるようになり、需要家が電力会社に支払う電力料金が削減される。そして、リース会社は、需要家が蓄電池を使用したことで削減された電力料金の差額（需要家の利益）の一部を、蓄電池のリースの対価として需要家から徴収する。

なお、特許文献１に記載のリースシステムでは、分電盤を介して需要家が消費した電力量が測定され、当該電力量を用いた下記式の演算によって、需要家が蓄電池を使用したことで削減された電力料金の差額を算出する。
昼間の電力単価×昼間の消費電力量＝蓄電池を使用しない場合の電力料金（１）
夜間の電力単価×昼間の消費電力量＝蓄電池を使用した場合の電力料金（２）
（１）−（２）＝需要家が蓄電池を使用したことで生じた電力料金の差額

特開２０１４−１９７３９２号公報

特許文献１で提案されているリースシステムは、昼間に需要家が消費する電力量の全てを蓄電池が放電する電力量で賄わなければ成立しないため、容量が大きい高額な蓄電池が必要不可欠である。さらに、リース会社が需要家から徴収可能な金額は、需要家が蓄電池を使用したことで削減された電力料金の差額の一部に限定される。そのため、特許文献１で提案されているリースシステムでは、リース会社が、多額の初期投資が必要になる反面、長期にわたって需要家から対価を徴収し続けない限り初期投資すら回収できない。したがって、このリースシステムでは、リース会社になるべき企業等の積極的な参入が期待できない。

一方、特許文献１で提案されているリースシステムにおいて、仮にリース会社が容量の小さい低額な蓄電池をリースしたとすると、昼間に需要家が消費する電力量の全てを蓄電池が放電する電力量のみで賄うことが不可能な場合が生じ得る。この場合、需要家は、蓄電池の蓄電量が０になり放電できなくなった後、電力会社から供給される単価が高い昼間の電力を消費せざるを得なくなるため、電力会社に支払う電力料金がそれほど削減されなくなる。しかし、上記式の通り、需要家が蓄電池を使用した場合の電力料金（２）は、夜間の電力単価×昼間の消費電力量として実際の昼間の電力料金よりも安く算出されるため、需要家が蓄電池の使用によって削減した電力料金が実際よりも高く算出されて、リース会社が需要家から徴収する金額が実際よりも高くなる。したがって、特許文献１で提案されているリースシステムでは、需要家の負担が不当に大きくなり得るため、需要家が当該リースシステムを積極的に利用することは期待できない。

このように、特許文献１で提案されているリースシステムでは、昼間に需要家が消費する電力量の全てを蓄電池が放電する電力量で賄うという『仮定』の実現を徹底しようとすればリース会社に負担が偏り、この『仮定』の実現を徹底しなければ需要家に負担が偏ってしまう。したがって、このリースシステムでは、どのように運営したとしても、当事者の一方に負担が偏ってしまい当該当事者の参加が期待できないため、現実社会での実現が困難であるという問題がある。

なお、この問題が生じる原因として、特許文献１で提案されているリースシステムではどうしても『仮定』を導入せざるを得ないということが挙げられる。具体的に、特許文献１で提案されているリースシステムでは、リース会社が、需要家から徴収する料金を、リース会社が把握し得ない電力会社と需要家における電力の取引状況を考慮して計算しなければならないことから、『仮定』（昼間に需要家が消費する電力量の全てを蓄電池が放電する電力量で賄う、即ち、昼間に需要家が電力会社から電力の供給を受けていない）を導入せざるを得ない。

そこで、本発明は、蓄電池を用いた電力事業を現実社会で実現可能にする電力供給システム及び電力料金算出装置を提供する。

上記目的を達成するため、本発明は、需要家に電力を供給して販売する電気事業者に使用される電力供給システムであって、前記電気事業者が商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から購入した電力を充電し、放電して前記需要家に電力を供給する蓄電池と、前記蓄電池に充電された電力である充電電力の電力量と、前記電気事業者が前記需要家に供給した電力である販売電力の電力量と、のそれぞれを算出するために必要な電力量を測定する測定部と、前記測定部の測定によって得られたデータと、前記電気事業者が購入する充電電力の単価のデータと、前記蓄電池の設置に要した費用である初期費用のデータとを記録するデータベースと、前記データベースに記録されているデータに基づいて、単位期間に前記電気事業者が前記需要家に供給した前記販売電力の対価である電力料金を算出する演算部と、を備え、前記演算部は、前記単位期間の１つである対象期間に前記電気事業者が前記商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から前記充電電力を購入した費用である第１費用と、少なくとも１つの前記単位期間に分配された前記初期費用の前記対象期間相当分である第２費用と、を合算して前記対象期間における原価を算出し、前記対象期間における前記原価及び前記販売電力の電力量のそれぞれが大きいほど、前記対象期間における前記電力料金を高く算出することを特徴とする電力供給システムを提供する。

この電力供給システムによれば、実績値である販売電力の電力量及び原価に基づいて電力料金が算出される。これにより、特許文献１で提案されているリースシステムのような『仮定』を導入することなく、実際に電気事業者が需要家に供給した販売電力の量及び価値を反映した電力料金を算出することができる。そのため、電気事業者及び需要家の双方において妥当と感じられる電力料金を算出することが可能になる。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて、前記蓄電池が、前記需要家が発電して当該需要家に消費されなかった電力である余剰電力を充電し、放電して前記需要家に電力を供給することで、前記商用電力系統の電力の前記需要家によって消費される電力量を削減してもよい。

この電力供給システムによれば、需要家において、電気事業者に販売することで対価が得られる余剰電力を優先的に消費して、対価を支払うだけである商用電力系統の電力の消費を抑制することができる。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて前記蓄電池が、ある時間帯における前記商用電力系統の電力である割安電力を充電し、放電して前記需要家に電力を供給することで、当該ある時間帯とは異なる時間帯における前記商用電力系統の電力であって前記割安電力よりも単価が高い割高電力の前記需要家によって消費される電力量を削減してもよい。

この電力供給システムによれば、需要家において、単価が安い割安電力を優先的に消費して、単価が高い割高電力の消費を抑制することができる。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて、前記演算部が、前記対象期間に前記蓄電池の充電及び放電に伴い損失した電力量に相当する費用を算出し、当該費用が大きいほど、前記対象期間における前記電力料金を高く算出してもよい。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて、前記データベースに、前記蓄電池の維持に必要な費用である維持費用のデータが記録されており、前記演算部が、前記第１費用及び前記第２費用の合計に、さらに前記維持費用の前記対象期間相当分を加算して、前記原価を算出してもよい。

これらの電力供給システムによれば、実際に電気事業者が需要家に供給した販売電力の量及び価値を厳密に算出することが可能になる。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて、前記データベースは、前記商用電力系統の電力の消費を抑制する要請に応えたことで前記電気事業者が取得した報酬の金額を記録し、前記演算部は、前記対象期間に前記電気事業者が取得した報酬の金額に応じて、前記電力料金を減額して算出してもよい。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて、前記蓄電池が、前記需要家が前記商用電力系統から購入する電力の単位時間毎の電力量が所定の上限値を超えないように放電を行うピークカット制御を行うものであり、前記データベースは、前記ピークカット制御に対する対価のデータを記録しており、前記演算部は、前記対象期間に行った前記ピークカット制御に対する対価を含めた前記電力料金を算出してもよい。

これらの電力供給システムによれば、電気事業者及び需要家のそれぞれが享受した利益が、電気事業者及び需要家の間で分配される。そのため、電気事業者及び需要家の双方において妥当と感じられる電力料金を算出することが可能になる。

また、上記特徴の電力供給システムにおいて、前記電気事業者が、前記商用電力系統から購入した電力を前記需要家に供給して販売する場合であって、前記データベースが、前記商用電力系統から前記電気事業者に供給された電力であって前記蓄電池に充電されずに前記需要家に供給された電力である中継電力の電力量を算出するために必要な電力量を記録しており、前記演算部が、前記第１費用及び前記第２費用の合計に、さらに前記対象期間に前記電気事業者が前記中継電力を購入した費用である第３費用を加算して、前記原価を算出してもよい。

この電力供給システムによれば、需要家が電力の供給を受ける相手を電気事業者に統一されるとともに、中継電力も含めた電気事業者が需要家に供給する電力の全ての購入費用が原価に算入される。そのため、電力料金を統一して算出することが可能になる。

また、本発明は、需要家に電力を供給して販売する電気事業者に使用される電力料金算出装置であって、データベースと、前記データベースに記録されているデータに基づいて、単位期間に前記電気事業者が前記需要家に供給した電力の対価である電力料金を算出する演算部と、を備え、前記電気事業者は、当該電気事業者が商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から購入した電力を充電するとともに放電して前記需要家に電力を供給する蓄電池を有しており、前記データベースは、前記蓄電池に充電された電力である充電電力の電力量と、前記電気事業者が前記需要家に供給した電力である販売電力の電力量と、のそれぞれを算出するために必要な電力量のデータと、前記電気事業者が購入する充電電力の単価のデータと、前記蓄電池の設置に要した費用である初期費用のデータと、を記録しており、前記演算部は、前記単位期間の１つである対象期間に前記電気事業者が前記商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から前記充電電力を購入した費用である第１費用と、少なくとも１つの前記単位期間に分配された前記初期費用の前記対象期間相当分である第２費用と、を合算して前記対象期間における原価を算出し、前記対象期間における前記原価及び前記販売電力のそれぞれが大きいほど、前記対象期間における前記電力料金を高く算出することを特徴とする電力料金算出装置を提供する。

上記特徴の電力供給システム及び電気料金算出装置によれば、特許文献１で提案されているリースシステムのような『仮定』を導入することなく、実際に電気事業者が需要家に供給した販売電力の量及び価値を反映した電力料金を算出することができるため、電気事業者及び需要家の双方において妥当と感じられる電力料金を算出することが可能になる。したがって、この電力供給システム及び電気料金算出装置を用いて行われる電力事業は、電気事業者及び需要家の参加が十分に期待されるため、現実社会で実現可能である。

本発明の実施形態に係る電力供給システムが利用され得る電力事業について示した概念図。 本発明の実施形態に係る電力供給システムの全体構成の一例について示したブロック図。 図２に示した演算部による電力料金の算出例を模式的に示した図。 本発明の実施形態に係る電力供給システムが利用され得る別の形態の電力事業について示した概念図。

＜＜電力事業＞＞
本発明の実施形態に係る電力供給システムについて説明する前に、当該電力供給システムが利用され得る電力事業について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電力供給システムが利用され得る電力事業について示した概念図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る電力供給システムが利用され得る電力事業では、当該電力事業を実施する電気事業者Ｓと、需要家Ｄと、商用電力系統Ｇ（例えば、旧一般電気事業者などの他の電気事業者）が関係する。なお、需要家Ｄは、電力の消費者であり、工場や事業所等の大量の電力を消費する施設であってもよいし、一般家庭等の小量の電力を消費する施設であってもよい。また、商用電力系統Ｇは、例えば一般送配電事業者によって管理される送配電網である。需要家Ｄは、商用電力系統Ｄの電力（以下、「系統電力」とする）を購入し、自ら消費するか、電気事業者Ｓに供給する。

電気事業者Ｓは、蓄電池を有しており、需要家Ｄから供給される電力を購入して蓄電池に充電し、放電した電力を需要家Ｄに供給して販売する。このとき、電気事業者Ｓは、商用電力系統Ｇを介さずに（託送せずに）、需要家Ｄに対して直接的に電力を供給する。即ち、仮想的には、電気事業者Ｓが需要家Ｄの戸口で電力事業を営むようなものである。

電気事業者Ｓは、需要家Ｄから系統電力を購入して蓄電池１０に充電する場合、需要家Ｄが系統電力の対価として支払う単価と同じ単価で、需要家Ｄから系統電力を購入する。また、電気事業者Ｓは、需要家Ｄが発電装置を有している場合であって、需要家Ｄが発電して消費しなかった電力（以下、「余剰電力」とする）を需要家Ｄから購入して蓄電池１０に充電する場合、所定の単価で需要家Ｄから余剰電力を購入する。例えば、この単価は、電気事業者Ｓと需要家Ｄとの契約で定めた固定の単価であってもよいし、時間帯によって変動する単価（例えば、卸電力取引所で売却した場合の単価や、時間帯によって変動する系統電力の単価を基準にして決定される単価など）であってもよい。

この電力事業では、電気事業者Ｓは、需要家Ｄに対して商用電力系統Ｇを介さずに電力を供給するため、商用電力系統Ｇを管理する事業者（例えば、一般送配電事業者）に対して託送料金を支払う必要がない。そのため、電気事業者Ｓは、託送によって減殺されることなく利益を享受することが可能であり、この利益の一部を需要家Ｄに還元して顧客を誘引することも可能である。したがって、この電気事業は、電気事業者Ｓ及び需要家Ｄの双方が利益を享受し得るものであるから普及が期待されるものであり、当該電気事業の普及によって電力需給逼迫の解消や電力の有効利用などの社会的貢献が期待される。

なお、図１に示すように、この電力事業では、需要家Ｄが販売した電力を電気事業者Ｓが購入する第１売買と、電気事業者Ｓが販売した電力を需要家Ｄが購入する第２売買とがある。このとき、電気事業者Ｓ及び需要家Ｄの間で、第１売買の料金及び第２売買の料金を個別に決済してもよいし、電気事業者Ｓが相殺してから残りを需要家Ｄに請求（第２売買の料金から第１売買の料金を減算した残りの料金を電気事業者Ｓが需要家Ｄに請求）してもよい。

＜＜電力供給システム＞＞
＜全体構成＞
本発明の実施形態に係る電力供給システムの全体構成の一例について、図面を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る電力供給システムの全体構成の一例について示すブロック図である。図２では、図１と同様に、電気事業者Ｓと、需要家Ｄと、商用電力系統Ｇを示している。

また、図２では、需要家Ｄが、太陽光発電装置５０を備えて発電を行う場合を例示している。需要家Ｄは、太陽光発電装置５０の他に、電力を消費する各種機器である負荷５１と、太陽光発電装置５０が発電した直流電力を負荷５１に供給するために交流電力へと変換する太陽光発電装置用インバータ５２とを備えている。負荷５１は、系統電力を消費するとともに、太陽光発電装置５０が発電する電力も消費する。また、太陽光発電装置５０が発電して負荷５１で消費されなかった余剰電力は、需要家Ｄから電気事業者Ｓに供給される。また、需要家Ｄが購入した系統電力の電力量は、系統測定部２０で測定される。系統測定部２０は、例えばスマートメータなどの単位時間毎（例えば、３０分毎）の電力量を測定可能な機器であり、商用電力系統Ｇを管理する一般送配電事業者などによって設置されている。なお、図２では、系統測定部２０が電力供給システム１に含まれないように図示しているが、電力供給システム１に含まれると解釈してもよい。

図２に示すように、電力供給システム１は、蓄電池１０と、蓄電池用インバータ１１と、充放電測定部１２（「測定部」に相当）と、データベース１３と、演算部１４とを備える。

蓄電池１０は、例えば、リチウムイオン電池などの直流電力を充電及び放電する少なくとも１つのバッテリセル（単電池）を接続して構成される。また、蓄電池１０には、蓄電池１０の各種特性（例えば、個別のバッテリセルまたは全体の電圧値、電流値、内部抵抗値、温度、蓄電量または充電率（ＳＯＣ：State of charge）など）を測定するとともに、その測定結果と演算部１４から与えられる指示とに従って蓄電池１０の充電及び放電を実行するＢＭＳ（Battery Management System）１０１が設けられている。

蓄電池１０は、系統電力や余剰電力を充電する。また、蓄電池１０が放電した電力は、電気事業者Ｓから需要家Ｄに供給される。

充放電測定部１２は、例えばスマートメータなどの単位時間毎（例えば、３０分毎）の電力量を測定可能な機器である。充放電測定部１２は、蓄電池１０が充電する電力（以下、「充電電力」とする）の電力量及び放電する電力（以下、「放電電力」とする）の電力量を測定する。

データベース１３は、例えば、ハードディスクなどの大容量のデータを記録可能な記録装置で構成される。データベース１３は、充放電測定部１２及び系統測定部２０が測定した電力量のデータや、充電電力の単価のデータ、蓄電池１０の設置に要した費用である初期費用のデータなど、演算部１４の演算に必要なデータも記録している。

演算部１４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置及び半導体メモリなどの記憶装置で構成される。演算部１４は、データベース１３に記録されているデータに基づいて、単位期間（例えば、１ヶ月）に電気事業者Ｓが需要家Ｄに供給した電力の対価である電力料金を算出する。

また、演算部１４は、データベース１３に記録されているデータに基づいて、蓄電池１０の充電及び放電のタイミングを決定し、その指示を蓄電池１０に対して与える。

例えば、演算部１４は、余剰電力が発生するタイミングで蓄電池１０を充電し、需要家Ｄが消費する系統電力の電力量が削減されるタイミングで蓄電池１０を放電する。これにより、需要家Ｄは、電気事業者Ｓに販売することで対価が得られる余剰電力を優先的に消費して、対価を支払うだけである系統電力の消費を抑制することができる。

また例えば、演算部１４は、夜間等の単価が安い時間帯における系統電力である割安電力が充電されるタイミングで蓄電値１０を充電し、昼間等の単価が高い時間帯における系統電力である割高電力を需要家が消費するタイミングで蓄電池１０を放電する。これにより、需要家Ｄは、単価が安い割安電力を優先的に消費して、単価が高い割高電力の消費を抑制することができる。

また、演算部１４は、データベース１３に記録されている充放電測定部１２及び系統測定部２０が測定したデータに基づいて、将来の特定の日（予測対象日）における単位時間毎（例えば、３０分毎）に商用電力系統Ｇ及び電気事業者Ｓから需要家Ｄに供給される電力（以下、「不足電力」とする）及び余剰電力のそれぞれの電力量を予測する。なお、過去のある単位時間における不足電力の電力量は、当該単位時間に系統測定部２０が測定した系統電力の電力量に対して、当該単位時間に充放電測定部１２が測定した放電電力の電力量を加算するとともに充電電力の電力量を減算した電力量である。また、過去のある単位時間の余剰電力は、当該単位時間に充放電測定部１２が測定した充電電力の電力量である。

例えば、演算部１４は、予測対象日と条件（例えば、季節や天気、日付、曜日など）が近似している複数の過去の日に需要家Ｄが購入した電力及び余剰電力のそれぞれの電力量を、時間帯毎に平均化する等の方法により、予測対象日における不足電力及び余剰電力のそれぞれの電力量を予測する。なお、図２に示すように、需要家Ｄが太陽光発電装置５０を備えている場合、天気（特に日照量の多寡）に応じて発電量が大きく変動するため、上記の条件に天気が含まれていると、好ましい。この場合、データベース１３が、例えばインターネット等のネットワークを介して取得される過去の日における天気のデータと予測対象日における天気予報のデータとを記録していると、好ましい。

そして、演算部１４は、予測対象日に予測した通りの不足電力及び余剰電力の電力量が発生するとした場合において、需要家Ｄの経済的負担が最小になるように、予測対象日における蓄電池１０の充電及び放電の計画を策定する。例えば、予測対象日において、需要家Ｄが購入する系統電力の料金が最も安くなるように、蓄電池１０の充電及び放電の計画を策定する。また例えば、予測対象日において、需要家Ｄが購入する系統電力の料金に、需要家Ｄが電気事業者Ｓから購入する電力の料金を加算して、需要家Ｄが電気事業者Ｓに販売する電力の料金を減算した合計額（即ち、予測対象日における需要家Ｄの収支）が最も安くなるように、蓄電池１０の充電及び放電の計画を策定する。

このとき、演算部１４は、例えば、余剰電力が供給される時間帯に蓄電池１０が満充電であるため充電できなくなる事態や、割高電力が供給される時間帯になる前に蓄電池１０の蓄電量が０になってしまい放電できなくなる事態が可能な限り避けられるように、蓄電池１０の容量及び蓄電量を考慮した計画を策定する。

具体的に例えば、演算部１４は、ある時間帯に余剰電力が大量に発生すると予測される場合、当該時間帯よりも前に、割高電力が供給される時間帯において蓄電池１０を放電させるだけでなく、必要に応じて割安電力が供給される時間帯においても蓄電池１０を放電させるように、蓄電池１０の放電の計画を策定する。また例えば、演算部１４は、割高電力が供給される時間帯において電気事業者Ｓから需要家Ｄに対して大量に電力を供給する必要があると予測される場合、当該時間帯よりも前に、余剰電力が供給される時間帯において蓄電池１０を充電させるだけでなく、必要に応じて割安電力が供給される時間帯においても蓄電池１０を充電させるように、蓄電池１０の充電の計画を策定する。

また、需要家Ｄと商用電力系統Ｇを介して電力を供給する他の電気事業者との契約内容によっては、需要家Ｄに供給される系統電力の所定の単位時間毎（例えば、３０分毎）における電力量の最大値であるデマンド値が大きくなるほど、系統電力の価格が高騰して需要家Ｄの経済的負担が大きくなる。そこで、演算部１４が、例えば需要家Ｄに供給される単位時間毎の電力量が所定の上限値を超えないように、蓄電池１０の充電及び放電を制御する（即ち、ピークカット制御を行う）ようにしてもよい。さらに、演算部１４が、このピークカット制御に対する対価を含めた電力料金を算出してもよい。この場合、データベース１３がピークカット制御に対する対価のデータを記録しておき、演算部１４が当該データを参照して電力料金を算出すればよい。

なお、図示及び説明の都合上、図２では、データベース１３及び演算部１４（「電力料金算出装置」に相当）が需要家Ｄの付近に設置されているかのように図示しているが、これらは需要家Ｄから離れた場所（例えば、電気事業者Ｓの事業所）に設置されていてもよい。さらに、図２では、需要家Ｄ及び蓄電池１０に対してデータベース１３及び演算部１４が１対１で対応しているかのように図示しているが、複数組の需要家Ｄ及び蓄電池１０に対して１組のデータベース１３及び演算部１４が対応するように構成してもよい。ただし、この場合、充放電測定部１２及び系統測定部２０は測定によって得たデータをデータベース１３に対して送信し、データベース１３は当該データを受信して記録することになる。また、演算部１４は充電及び放電の指示を蓄電池１０に対して送信し、蓄電池１０は当該指示を受信して充電及び放電を行うことになる。

また、図２では、充放電測定部１２及び系統測定部２０の測定によって得られたデータがデータベース１３に対して直接入力されているかのように図示しているが、これらのデータが最終的にデータベース１３に入力されて記録されるのであれば、データの経路はどのようなものであってもよい。例えば、系統測定部２０が一般送配電事業者によって管理されている等の関係で、系統測定部２０の測定によって得られたデータが一般送配電事業者のデータベースに送信されて記録されることになっている場合、その後に当該データが自動的に（または、電気事業者Ｓの送信要求に応じて）データベース１３に対して送信されて記録されるように構成してもよい。

また、図２では、需要家Ｄが太陽光発電装置５０を備える場合について例示しているが、需要家Ｄが、太陽光発電装置５０ではなく他の種類の発電装置（例えば、燃料電池）を備えていてもよいし、複数の種類の発電装置を備えていてもよい。また、需要家Ｄが自己の蓄電池を有していてもよい。また、上述の説明では、系統電力が、時間帯によって単価が異なる２種類（割高電力、割安電力）である場合について例示したが、３種類以上であってもよい。

＜電力料金の算出方法＞
次に、演算部１４による電力料金の算出方法について図面を参照して説明する。図３は、図２に示した演算部による電力料金の算出例を模式的に示した図である。なお、図３では、（ａ）及び（ｂ）のそれぞれにおいて２つずつ、合計で４つの算出例を示している。また、図３において、販売電力とは電気事業者Ｓが需要家Ｄに供給した電力であり、原価とは電気事業者Ｓが需要家Ｄに電力を供給するために負担した費用である。

図３に示すように、演算部１４は、電力料金を算出する対象の単位期間である対象期間における販売電力の電力量と、対象期間における原価とに基づいて電力料金を算出する。具体的に、演算部１４は、販売電力の電力量及び原価のそれぞれが大きいほど、対象期間における電力料金を高く算出する。

例えば、演算部１４は、原価が大きいほど高くなるように販売電力の単価を設定し、当該単価に販売電力の電力量を乗算することで電力料金を算出する。また例えば、演算部１４は、対象期間における販売電力の電力量が大きいほど高くなる従量制の演算式を用いて暫定的な電力料金を算出し、対象期間における原価の大きさ（絶対的な大きさに限られず、暫定的な電力料金などに対する割合などの相対的な大きさでもよい）に応じてこの暫定的な電力料金を増額または減額する調整を行うことで、最終的な電力料金を算出する。

図３（ａ）は、販売電力の電力量が同じであり原価が異なる２つのケースを対比して示したものであり、第１ケースの方が第２ケースよりも原価が安くなっている。例えば、第１ケースは、第２ケースと比較して、電気事業者Ｓが需要家Ｄから購入した電力の合計金額が安いため、販売電力の電力量が同じでありながら原価が安くなっている。この場合、演算部１４は、第１ケースの方が第２ケースよりも安くなるように電力料金を算出する。

また、図３（ｂ）は、原価が同じであり販売電力が異なる２つのケースを対比して示したものであり、第３ケースの方が第４ケースよりも販売電力の電力量が小さくなっている。例えば、第３ケースは、第４ケースと比較して、電気事業者Ｓが需要家Ｄから購入した電力の平均単価が安いため、同じ原価でありながら販売電力が大きくなっている。この場合、演算部１４は、第３ケースの方が第４ケースよりも高くなるように電力料金を算出する。

上述の原価には、対象期間における充電電力の購入費用である第１費用と、初期費用の対象期間相当分である第２費用が含まれ得る。初期費用とは、蓄電池１０の設置に要した費用であり、蓄電池１０の本体の費用だけでなく、蓄電池１０を設置する工事の費用も含まれ得る。そして、初期費用の対象期間相当分とは、例えば減価償却と同様の方法で少なくとも１つの単位期間に初期費用を分配した場合における、対象期間の相当分である。

演算部１４は、第１費用及び第２費用を合算することで、対象期間における原価を算出する。このとき、演算部１４は、データベース１３に記録されている充放電測定部１２及び系統測定部２０の測定結果のデータと、データベース１３に記録されている電気事業者Ｓが購入する充電電力の単価のデータとに基づいて、第１費用を算出する。

例えば、演算部１４は、対象期間に含まれる複数の時間帯（例えば、３０分毎）のそれぞれについて、充電電力の電力量に単価を乗算し、さらに乗算結果を合算することで、第１費用を算出する。このとき、演算部１４は、蓄電値１０に充電した系統電力の電力量（例えば、系統測定部２０で測定される系統電力の電力量が０より大きい場合における充放電測定部１２で測定される充電電力の電力量）に対しては系統電力の単価を乗算し、蓄電値１０に充電した余剰電力の電力量（例えば、系統測定部２０で測定される系統電力の電力量が０である場合における充放電測定部１２で測定される充電電力の電力量）に対しては余剰電力の単価を乗算する。

余剰電力の単価は、例えば、電気事業者Ｓと需要家Ｄとの契約で定めた固定価格であってもよいし、時間帯によって変動する系統電力の単価を基準とした変動価格（例えば、当該単価と同一の価格や、当該単価に所定の割合を乗算して算出される価格）であってもよいし、卸電力取引所で売却した場合の単価を基準とした変動価格（例えば、当該単価と同一の価格や、当該単価に所定の割合を乗算して算出される価格）であってもよい。ただし、卸電力取引所で売却した場合の単価を基準にする場合など、演算部１４が余剰電力の単価を取得または算出するために必要な単価のデータが随時更新されるものである場合は、当該データが例えばインターネット等のネットワークを介して随時収集されてデータベース１３に記録されるものとする。

以上のように、この電力供給システム１では、実績値である販売電力の電力量及び原価に基づいて電力料金が算出される。これにより、上述した特許文献１で提案されているリースシステムのような『仮定』を導入することなく、実際に電気事業者Ｓが需要家Ｄに供給した販売電力の量及び価値を反映した電力料金を算出することができる。そのため、電気事業者Ｓ及び需要家Ｄの双方において妥当と感じられる電力料金を算出することが可能になる。そして、この電力供給システム１（電力料金算出装置１３，１４）を用いて行われる上述の電力事業は、電気事業者Ｓ及び需要家Ｄの参加が十分に期待されるため、現実社会で実現可能である。

なお、演算部１４が算出する原価に、少なくとも第１費用及び第２費用の合計が含まれていれば妥当な電力料金を算出可能であるが、さらに厳密に原価を算出してもよい。

例えば、蓄電池１０の点検や修理等の作業に要する費用など、蓄電池１０の維持に必要な費用である維持費用の対象期間相当分が、原価に含まれていてもよい。この維持費用の対象期間相当分は、需要家Ｄのために設置してある蓄電池１０に対して実際に必要になった費用（実費）であってもよいし、電気事業者Ｓと契約している需要家全体で実際に必要になった費用を平均化した費用であってもよいし、需要家Ｄまたは需要家全体の過去の履歴等に基づいて決定された固定費であってもよい。

また例えば、蓄電池１０は充電電力の電力量よりも放電電力の電力量が少なくなる（電力量の損失がある）ため、演算部１４が、この損失した電力量に相当する費用算出し、当該費用が大きいほど、対象期間における電力料金を高く算出してもよい。例えば、演算部１４が、上述のように対象期間の充電電力に基づいて算出した第１費用に対して、１よりも小さい損失割合を乗算することで、蓄電値１０の充電及び放電に伴って損失した電力量に相当する費用を算出してもよい。

＜＜変形等＞＞
［１］ 電気事業者Ｓが、デマンドレスポンスの要請（商用電力系統Ｇの需給逼迫時において消費する系統電力の電力量を低減する要請）に応えたことで報酬を受け取る場合、演算部１４が、当該報酬の金額に応じて減額した電力料金を算出してもよい。これにより、需要家Ｄとの関係以外で電気事業者Ｓが取得した報酬であるデマンドレスポンスの報酬も含めて、電気事業者Ｓ及び需要家Ｄの間で利益を分配することができる。

例えばこの場合、演算部１４は、デマンドレスポンスの要請があったことを検出すると、デマンドレスポンスの対象となる時間帯において蓄電池１０を放電させることで、需要家Ｄが消費する系統電力の電力量を低減する。また、データベース１３は、デマンドレスポンスの要請に応じたことで電気事業者Ｓが受け取る報酬の金額のデータを記録する。このデータは、外部から入力されるものであってもよいし、データベース１３に記録されているデータに基づいて演算部１４が算出して生成するものであってもよい。

また例えば、電気事業者Ｓだけでなく需要家Ｄにもデマンドレスポンスが通知されるようにして、需要家Ｄの節電行動によって系統電力の電力量が低減され得るようにしてもよい。この場合、需要家Ｄの節電行動を促すことができるため、商用電力系統Ｇの需給逼迫を効果的に解消することが可能になる。

また、上述の実施形態では、電気事業者Ｓから商用電力系統Ｇに対する電力の供給（逆潮流）による販売が行われない場合について例示しているが、逆潮流が行われ得るように構成してもよい。この場合、電気事業者Ｓが、上記のデマンドレスポンスの報酬と同様に、電気事業者Ｓが逆潮流によって得た報酬の金額に応じて減額した電力料金を算出すると、好ましい。

［２］ 上述の実施形態では、需要家Ｄが発電装置（太陽光発電装置５０）を有する場合について例示したが、需要家Ｄが発電装置を有していなくてもよい。ただし、この場合であっても、系統電力の単価が時間帯に応じて異なる（上述の割高電力と割安電力が商用電力系統Ｇから需要家Ｄに供給される契約である）のであれば、上述の実施形態と同様に蓄電池１０の充電及び放電を行うことができる。また、これとは逆に、系統電力の単価が一定であったとしても、需要家Ｄが発電装置を有していれば、上述の実施形態と同様に蓄電池１０の充電及び放電を行うことができる。

また、上述の実施形態では、電気事業者Ｓが需要家Ｄから供給される電力のみを充電する場合について例示したが、電気事業者Ｓが発電装置（例えば、太陽光発電装置や燃料電池）を有しており当該発電装置が発電する電力を蓄電池１０に充電してもよいし、電気事業者Ｓが需要家Ｄを介さずに系統電力を購入して蓄電池１０に充電してもよい。

［３］ 上述の実施形態では、演算部１４から与えられる指示に基づいて蓄電池１０が充電及び放電を行う場合について例示したが、演算部１４から蓄電池１０に対して指示が与えられなくてもよい。この場合、例えば、蓄電池１０（またはＢＭＳ１０１）が、所定の充放電方針がプログラムされた簡単な制御機器を備えており、当該制御機器の制御に従って蓄電値１０が自律的に充電及び放電を行ってもよい。

具体的に例えば、需要家Ｄの余剰電力が電気事業者Ｓに供給されている場合、当該余剰電力を可能な限り充電するように、蓄電池１０を構成してもよい。また、深夜等の所定の時間帯（系統電力の単価が安い時間帯や、需要家Ｄから申告された不足電力の電力量が小さい時間帯など）において、所定の大きさの電力で可能な限り充電するように、蓄電池１０を構成してもよい。また、日中等の所定の時間帯（例えば、系統電力の単価が高い時間帯や、需要家Ｄから申告された不足電力の電力量が大きい時間帯など）において、所定の大きさの電力で可能な限り放電するように、蓄電池１０を構成してもよい。

［４］ 図２では、電力供給システム１が充放電測定部１２及び系統測定部２０を備えている場合を例示しているが、少なくとも演算部１４が電力料金を算出するために必要な電力（充電電力及び販売電力）の電力量を算出可能であれば、商用電力系統Ｇ、需要家Ｄ及び電気事業者Ｓにおけるどの位置の電力量を測定してもよい。

［５］ 図２では、蓄電池１０と需要家Ｄが１対１で対応する場合について例示しているが、１つの蓄電池１０に対して複数の需要家Ｄが対応するように構成してもよい。即ち、１つの蓄電池１０が複数の需要家Ｄから供給される電力を充電するとともに、１つの蓄電池１０が放電した電力が複数の需要家Ｄに供給されるように構成してもよい。この場合、需要家Ｄのそれぞれに対して１つずつ充放電測定部１２を設けるとともに、当該充放電測定部１２が需要家Ｄのそれぞれの余剰電力及び販売電力の電力量を測定するように構成すると、好ましい。また、この場合、初期費用及び第２費用には、複数の需要家Ｄと電力をやり取りするために必要になる配線やキュービクルなどの設置に要する費用も含まれ得る。

［６］ 上述の実施形態では、需要家Ｄが商用電力系統Ｇ（例えば、旧一般電気事業者など）から系統電力を購入する形態の電力事業において、電力供給システム１を使用する場合について例示したが、この電力供給システム１は別の形態の電力事業に対しても使用可能である。ここで、電力供給システム１が使用可能な別の電力事業の一例について図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施形態に係る電力供給システムが利用され得る別の形態の電力事業について示した概念図である。

図４に示す電気事業は、商用電力系統Ｇから供給される系統電力を電気事業者Ｓが一旦購入してから、需要家Ｄに販売するものである。この電力事業では、需要家Ｄが電力の供給を受ける相手を、電気事業者Ｓに統一することができる。

この電力事業を行う場合、演算部１４は、商用電力系統Ｇから電気事業者Ｓに供給される電力であって蓄電池１０に充電されずに需要家Ｄに供給される電力（以下、「中継電力」とする）の電力量に対して、系統電力の単価を乗算することで、電気事業者Ｓが中継電力を購入した費用（以下、「第３費用」とする）を算出する。ここで、中継電力の電力量は、系統測定部２０によって測定される電力量から、充放電測定部１２で測定される充電電力の電力量を減算した電力量になる。また、演算部１４が、算出した第３費用を、上記の実施形態における電力料金とは別に算出して需要家Ｄに請求してもよいが、第３費用を上記の実施形態における原価に合算するとともに中継電力の電力量も販売電力の電力量に含めた上で電力料金を算出すると、電力料金を統一して算出することが可能になる。

本発明は、需要家に電力を供給して販売する電気事業者に使用される電力供給システムと、当該電気事業者が行う電力事業において需要家に請求する電力料金を算出する電力料金算出装置に利用可能である。

１ ： 電力供給システム
１０ ： 蓄電池
１０１ ： ＢＭＳ
１１ ： 蓄電池用インバータ
１２ ： 充放電測定部
１３ ： データベース
１４ ： 演算部
２０ ： 系統測定部
５０ ： 太陽光発電装置
５１ ： 太陽光発電装置用インバータ
５２ ： 負荷
Ｓ ： 電気事業者
Ｄ ： 需要家
Ｇ ： 商用電力系統

Claims (9)

1. 需要家に電力を供給して販売する電気事業者に使用される電力供給システムであって、
   前記電気事業者が商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から購入した電力を充電するとともに放電して前記需要家に電力を供給する蓄電池と、
   前記蓄電池に充電された電力である充電電力の電力量と、前記電気事業者が前記需要家に供給した電力である販売電力の電力量と、のそれぞれを算出するために必要な電力量を測定する測定部と、
   前記測定部の測定によって得られたデータと、前記電気事業者が購入する充電電力の単価のデータと、前記蓄電池の設置に要した費用である初期費用のデータとを記録するデータベースと、
   前記データベースに記録されているデータに基づいて、単位期間に前記電気事業者が前記需要家に供給した前記販売電力の対価である電力料金を算出する演算部と、を備え、
   前記演算部は、前記単位期間の１つである対象期間に前記電気事業者が前記商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から前記充電電力を購入した費用である第１費用と、少なくとも１つの前記単位期間に分配された前記初期費用の前記対象期間相当分である第２費用と、を合算して前記対象期間における原価を算出し、前記対象期間における前記原価及び前記販売電力の電力量のそれぞれが大きいほど、前記対象期間における前記電力料金を高く算出することを特徴とする電力供給システム。
2. 前記蓄電池が、前記需要家が発電して当該需要家に消費されなかった電力である余剰電力を充電し、放電して前記需要家に電力を供給することで、前記商用電力系統の電力の前記需要家によって消費される電力量を削減することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記蓄電池が、ある時間帯における前記商用電力系統の電力である割安電力を充電し、放電して前記需要家に電力を供給することで、当該ある時間帯とは異なる時間帯における前記商用電力系統の電力であって前記割安電力よりも単価が高い割高電力の前記需要家によって消費される電力量を削減することを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給システム。
4. 前記演算部が、前記対象期間に前記蓄電池の充電及び放電に伴い損失した電力量に相当する費用を算出し、当該費用が大きいほど、前記対象期間における前記電力料金を高く算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
5. 前記データベースに、前記蓄電池の維持に必要な費用である維持費用のデータが記録されており、
   前記演算部が、前記第１費用及び前記第２費用の合計に、さらに前記維持費用の前記対象期間相当分を加算して、前記原価を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
6. 前記データベースは、前記商用電力系統の電力の消費を抑制する要請に応えたことで前記電気事業者が取得した報酬の金額を記録し、
   前記演算部は、前記対象期間に前記電気事業者が取得した報酬の金額に応じて、前記電力料金を減額して算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力供給システム。
7. 前記蓄電池が、前記需要家が前記商用電力系統から購入する電力の単位時間毎の電力量が所定の上限値を超えないように放電を行うピークカット制御を行うものであり、
   前記データベースは、前記ピークカット制御に対する対価のデータを記録しており、
   前記演算部は、前記対象期間に行った前記ピークカット制御に対する対価を含めた前記電力料金を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力供給システム。
8. 前記電気事業者が、前記商用電力系統から購入した電力を前記需要家に供給して販売する場合であって、
   前記データベースが、前記商用電力系統から前記電気事業者に供給された電力であって前記蓄電池に充電されずに前記需要家に供給された電力である中継電力の電力量を算出するために必要な電力量を記録しており、
   前記演算部が、前記第１費用及び前記第２費用の合計に、さらに前記対象期間に前記電気事業者が前記中継電力を購入した費用である第３費用を加算して、前記原価を算出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力供給システム。
9. 需要家に電力を供給して販売する電気事業者に使用される電力料金算出装置であって、
   データベースと、
   前記データベースに記録されているデータに基づいて、単位期間に前記電気事業者が前記需要家に供給した電力の対価である電力料金を算出する演算部と、を備え、
   前記電気事業者は、当該電気事業者が商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から購入した電力を充電するとともに放電して前記需要家に電力を供給する蓄電池を有しており、
   前記データベースは、前記蓄電池に充電された電力である充電電力の電力量と、前記電気事業者が前記需要家に供給した電力である販売電力の電力量と、のそれぞれを算出するために必要な電力量のデータと、前記電気事業者が購入する充電電力の単価のデータと、前記蓄電池の設置に要した費用である初期費用のデータと、を記録しており、
   前記演算部は、前記単位期間の１つである対象期間に前記電気事業者が前記商用電力系統及び前記需要家の少なくとも一方から前記充電電力を購入した費用である第１費用と、少なくとも１つの前記単位期間に分配された前記初期費用の前記対象期間相当分である第２費用と、を合算して前記対象期間における原価を算出し、前記対象期間における前記原価及び前記販売電力のそれぞれが大きいほど、前記対象期間における前記電力料金を高く算出することを特徴とする電力料金算出装置。
   

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