特許第6519215号(P6519215)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6519215電力取引支援システム、電力取引支援方法及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6519215
(24)【登録日】2019年5月10日
(45)【発行日】2019年5月29日
(54)【発明の名称】電力取引支援システム、電力取引支援方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
   G06Q 50/06 20120101AFI20190520BHJP
   H02J 3/00 20060101ALI20190520BHJP
【ＦＩ】
   G06Q50/06
   H02J3/00 180
   H02J3/00 170
【請求項の数】5
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2015-24604(P2015-24604)
(22)【出願日】2015年2月10日
(65)【公開番号】特開2016-148945(P2016-148945A)
(43)【公開日】2016年8月18日
【審査請求日】2018年2月7日
(73)【特許権者】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】一色国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】大江 隆二
(72)【発明者】
【氏名】石河 孝明
【審査官】 ▲高▼瀬 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】 特開２００８−００９５７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特開２００５−１３０６５８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０６Ｑ ５０／０６
Ｈ０２Ｊ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力取引を支援するシステムであって、
複数の発電手段のそれぞれの最低発電量、発電可能量及び限界費用を含む、発電手段に関するデータを記憶する第１の記憶部と、
前記電力取引による取引量に応じた取引額を算出するための取引情報を記憶する第２の記憶部と、
前記複数の発電手段の稼働優先度を、前記最低発電量が０より大きな発電手段については前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、前記最低発電量が０の発電手段についても前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、かつ、前記最低発電量が０より大きな前記発電手段の稼働優先度が前記最低発電量が０の前記発電手段の稼働優先度よりも高くなるように設定したデータを記憶する第３の記憶部と、
前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている前記稼働優先度に基づいて、必要とする発電量の発電を行うために稼働させる発電手段と発電費用とを対応させた限界費用線に関するデータを算出する発電予定算出部と、
前記限界費用線に関するデータに基づいて、予測電力需要量に相当する第１発電量の発電を行うために必要な第１発電費用と、前記第１発電量に前記電力取引における電力の販売量を加算した第２発電量の発電を行うために必要な第２発電費用と、の差である変化費用を求めると共に、前記取引情報に基づいて求めた前記電力取引による収入額から、前記変化費用を引いた利益額を算出し、前記利益額が最大となる最適販売量を算出する最適取引量算出部と、
前記複数の発電手段の中で、脱落したと仮定する発電手段である脱落発電手段の指定を受け付ける脱落発電手段指定部と、
を備え、
前記最適取引量算出部は、前記最適販売量が決定された後に、前記脱落発電手段を用いずに前記第２発電量の発電を行って前記電力取引を行う場合の前記利益額を再度算出する、
電力取引支援システム。
【請求項2】
請求項１に記載の電力取引支援システムであって、
前記発電手段に関するデータには、前記脱落発電手段が脱落した場合に稼働させる予備発電手段についての最低発電量、発電可能量及び限界費用が含まれ、
前記発電予定算出部は、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている稼働優先度に基づいて、前記脱落発電手段に代わって前記予備発電手段を稼働させる場合の前記限界費用線に関するデータを算出し、
前記最適取引量算出部は、前記最適販売量が決定された後に、前記脱落発電手段に代わって前記予備発電手段を稼働させる場合の前記利益額を算出する、
電力取引支援システム。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の電力取引支援システムであって、
前記発電手段に関するデータには、全国融通を仮想的な発電手段とした場合の最低発電量、発電可能量及び限界費用が含まれ、
前記発電予定算出部は、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている稼働優先度に基づいて、前記脱落発電手段に代わって前記仮想的な発電手段を稼働させる場合の前記限界費用線に関するデータを算出し、
前記最適取引量算出部は、前記最適販売量が決定された後に、前記脱落発電手段に代わって前記仮想的な発電手段を稼働させる場合の前記利益額を算出する、
電力取引支援システム。
【請求項4】
電力取引を支援する方法であって、
複数の発電手段のそれぞれの最低発電量、発電可能量及び限界費用を含む、発電手段に関するデータを記憶する第１の記憶部と、前記電力取引による取引量に応じた取引額を算出するための取引情報を記憶する第２の記憶部と、前記複数の発電手段の稼働優先度を、前記最低発電量が０より大きな発電手段については前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、前記最低発電量が０の発電手段についても前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、かつ、前記最低発電量が０より大きな前記発電手段の稼働優先度が前記最低発電量が０の前記発電手段の稼働優先度よりも高くなるように設定したデータを記憶する第３の記憶部と、
を備えるコンピュータが、
前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている前記稼働優先度に基づいて、必要とする発電量の発電を行うために稼働させる発電手段と発電費用とを対応させた限界費用線に関するデータを算出するステップと、
前記限界費用線に関するデータに基づいて、予測電力需要量に相当する第１発電量の発電を行うために必要な第１発電費用と、前記第１発電量に前記電力取引における電力の販売量を加算した第２発電量の発電を行うために必要な第２発電費用と、の差である変化費用を求めると共に、前記取引情報に基づいて求めた前記電力取引による収入額から、前記変化費用を引いた利益額を算出し、前記利益額が最大となる最適販売量を算出するステップと、
前記複数の発電手段の中で、脱落したと仮定する発電手段である脱落発電手段の指定を受け付けるステップと、
前記脱落発電手段を用いずに前記第２発電量の発電を行って前記電力取引を行う場合の前記利益額を再度算出するステップと、
を実行することを特徴とする電力取引支援方法。
【請求項5】
電力取引を支援するためのプログラムであって、
複数の発電手段のそれぞれの最低発電量、発電可能量及び限界費用を含む、発電手段に関するデータを記憶する第１の記憶部と、前記電力取引による取引量に応じた取引額を算出するための取引情報を記憶する第２の記憶部と、前記複数の発電手段の稼働優先度を、前記最低発電量が０より大きな発電手段については前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、前記最低発電量が０の発電手段についても前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、かつ、前記最低発電量が０より大きな前記発電手段の稼働優先度が前記最低発電量が０の前記発電手段の稼働優先度よりも高くなるように設定したデータを記憶する第３の記憶部と、
を備えるコンピュータに、
前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている前記稼働優先度に基づいて、必要とする発電量の発電を行うために稼働させる発電手段と発電費用とを対応させた限界費用線に関するデータを算出するステップと、
前記限界費用線に関するデータに基づいて、予測電力需要量に相当する第１発電量の発電を行うために必要な第１発電費用と、前記第１発電量に前記電力取引における電力の販売量を加算した第２発電量の発電を行うために必要な第２発電費用と、の差である変化費用を求めると共に、前記取引情報に基づいて求めた前記電力取引による収入額から、前記変化費用を引いた利益額を算出し、前記利益額が最大となる最適販売量を算出するステップと、
前記複数の発電手段の中で、脱落したと仮定する発電手段である脱落発電手段の指定を受け付けるステップと、
前記脱落発電手段を用いずに前記第２発電量の発電を行って前記電力取引を行う場合の前記利益額を再度算出するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力取引支援システム、電力取引支援方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電力市場においては、電力の売買が自由に行えるようになってきている。電力の売買を行う場合、将来のある期間に対して電力の取引価格を決定して、電力の売買を行う（例えば、２日前に３０分単位で売買）。
【0003】
このような背景から、電力供給者が電力取引においてリスク管理できるように、取引対象日（例えば、２日後）の電力需要量を予測する手法等が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４−２５２９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、電力供給者の発電費用を考慮しておらず、電力供給者の利益を考慮して取引量を計算することができず、また、電源が脱落した場合にどれくらいの影響がでるかを把握することもできない。
【0006】
そこで、本発明は、利益を最大化するように電力取引量を算出したうえで、電源が脱落した場合の影響を提示することのできる電力取引支援システム、電力取引支援方法及びプログラムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、電力取引を支援するシステムであって、複数の発電手段のそれぞれの最低発電量、発電可能量及び限界費用を含む、発電手段に関するデータを記憶する第１の記憶部と、前記電力取引による取引量に応じた取引額を算出するための取引情報を記憶する第２の記憶部と、前記複数の発電手段の稼働優先度を、前記最低発電量が０より大きな発電手段については前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、前記最低発電量が０の発電手段についても前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、かつ、前記最低発電量が０より大きな前記発電手段の稼働優先度が前記最低発電量が０の前記発電手段の稼働優先度よりも高くなるように設定したデータを記憶する第３の記憶部と、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている前記稼働優先度に基づいて、必要とする発電量の発電を行うために稼働させる発電手段と発電費用とを対応させた限界費用線に関するデータを算出する発電予定算出部と、前記限界費用線に関するデータに基づいて、予測電力需要量に相当する第１発電量の発電を行うために必要な第１発電費用と、前記第１発電量に前記電力取引における電力の販売量を加算した第２発電量の発電を行うために必要な第２発電費用と、の差である変化費用を求めると共に、前記取引情報に基づいて求めた前記電力取引による収入額から、前記変化費用を引いた利益額を算出し、前記利益額が最大となる最適販売量を算出する最適取引量算出部と、前記複数の発電手段の中で、脱落したと仮定する発電手段である脱落発電手段の指定を受け付ける脱落発電手段指定部と、を備え、前記最適取引量算出部は、前記最適販売量が決定された後に、前記脱落発電手段を用いずに前記第２発電量の発電を行って前記電力取引を行う場合の前記利益額を再度算出することとする。
【0010】
また、本発明の電力取引支援システムは、前記発電手段に関するデータには、前記脱落発電手段が脱落した場合に稼働させる予備発電手段についての発電可能量及び限界費用が含まれ、前記発電予定算出部は、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている優先度に基づいて、前記脱落発電手段に代わって前記予備発電手段を稼働させる場合の前記限界費用線に関するデータを算出し、前記最適取引量算出部は、前記最適販売量が決定された後に、前記脱落発電手段に代わって前記予備発電手段を稼働させる場合の前記利益額を算出するようにしてもよい。
【0011】
また、本発明の電力取引支援システムは、前記発電手段に関するデータには、全国融通を仮想的な発電手段とした場合の発電可能量及び限界費用が含まれ、前記発電予定算出部は、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている優先度に基づいて、前記脱落発電手段に代わって前記仮想的な発電手段を稼働させる場合の前記限界費用線に関するデータを算出し、前記最適取引量算出部は、前記最適販売量が決定された後に、前記脱落発電手段に代わって前記仮想的な発電手段を稼働させる場合の前記利益額を算出するようにしてもよい。
【0012】
また、本発明の他の態様は電力取引を支援する方法であって、複数の発電手段のそれぞれの発電可能量及び限界費用を含む、発電手段に関するデータを記憶する第１の記憶部と、前記電力取引による取引量に応じた取引額を算出するための取引情報を記憶する第２の記憶部と、前記複数の発電手段の稼働優先度を、前記最低発電量が０より大きな発電手段については前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、前記最低発電量が０の発電手段についても前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、かつ、前記最低発電量が０より大きな前記発電手段の稼働優先度が前記最低発電量が０の前記発電手段の稼働優先度よりも高くなるように設定したデータを記憶する第３の記憶部と、を備えるコンピュータが、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている前記稼働優先度に基づいて、必要とする発電量の発電を行うために稼働させる発電手段と発電費用とを対応させた限界費用線に関するデータを算出するステップと、前記限界費用線に関するデータに基づいて、予測電力需要量に相当する第１発電量の発電を行うために必要な第１発電費用と、前記第１発電量に前記電力取引における電力の販売量を加算した第２発電量の発電を行うために必要な第２発電費用と、の差である変化費用を求めると共に、前記取引情報に基づいて求めた前記電力取引による収入額から、前記変化費用を引いた利益額を算出し、前記利益額が最大となる最適販売量を算出するステップと、前記複数の発電手段の中で、脱落したと仮定する発電手段である脱落発電手段の指定を受け付けるステップと、前記脱落発電手段を用いずに前記第２発電量の発電を行って前記電力取引を行う場合の前記利益額を再度算出するステップと、を実行することとする。
【0013】
また、本発明の他の態様は、電力取引を支援するためのプログラムであって、複数の発電手段のそれぞれの発電可能量及び限界費用を含む、発電手段に関するデータを記憶する第１の記憶部と、前記電力取引による取引量に応じた取引額を算出するための取引情報を記憶する第２の記憶部と、前記複数の発電手段の稼働優先度を、前記最低発電量が０より大きな発電手段については前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、前記最低発電量が０の発電手段についても前記限界費用が安い発電手段ほど高くなるように設定し、かつ、前記最低発電量が０より大きな前記発電手段の稼働優先度が前記最低発電量が０の前記発電手段の稼働優先度よりも高くなるように設定したデータを記憶する第３の記憶部と、を備えるコンピュータに、前記発電手段に関するデータ及び前記複数の発電手段に設定されている前記稼働優先度に基づいて、必要とする発電量の発電を行うために稼働させる発電手段と発電費用とを対応させた限界費用線に関するデータを算出するステップと、前記限界費用線に関するデータに基づいて、予測電力需要量に相当する第１発電量の発電を行うために必要な第１発電費用と、前記第１発電量に前記電力取引における電力の販売量を加算した第２発電量の発電を行うために必要な第２発電費用と、の差である変化費用を求めると共に、前記取引情報に基づいて求めた前記電力取引による収入額から、前記変化費用を引いた利益額を算出し、前記利益額が最大となる最適販売量を算出するステップと、前記複数の発電手段の中で、脱落したと仮定する発電手段である脱落発電手段の指定を受け付けるステップと、前記脱落発電手段を用いずに前記第２発電量の発電を行って前記電力取引を行う場合の前記利益額を再度算出するステップと、を実行させることとする。
【0014】
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、利益を最大化する電力取引量を算出したうえで、電源が脱落した場合の影響を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態における予測システムを示す図である。
【図2A】本発明の第１実施形態における予測装置のハードウェア構成を示す図である。
【図2B】本発明の第１実施形態における取引情報提供装置のハードウェア構成を示す図である。
【図3A】本発明の第１実施形態における発電手段に関するデータテーブルＭ１を示す図である。
【図3B】本発明の第１実施形態における電力需要量の予測値に関するデータテーブルＭ２を示す図である。
【図3C】本発明の第１実施形態における取引情報に関するデータテーブルＭ３を示す図である。
【図4】本発明の第１実施形態における予測装置の機能構成を示す図である。
【図5】本発明の第１実施形態における予測システムの動作のフローを示す図である。
【図6】本発明の第１実施形態における稼働優先度に関するデータテーブルＭ４を示す図である。
【図7】本発明の第１実施形態における稼働率と限界費用の関係を示す図である。
【図8A】本発明の第１実施形態における限界費用線を示す図である。
【図8B】本発明の第１実施形態における限界費用線を示す図である。
【図8C】本発明の第１実施形態における限界費用線を示す図である。
【図9】本発明の第２実施形態における電力需要量の確率分布のイメージ図である。
【図10】本発明の第２実施形態における確率密度関数の変数変換のイメージ図である。
【図11】本発明の第３実施形態における需要予測部の動作のフローを示す図である。
【図12A】本発明の第３実施形態における過去の電力需要量に関するデータテーブルＭ５を示す図である。
【図12B】本発明の第３実施形態における過去の測定気温に関するデータテーブルＭ６を示す図である。
【図13】本発明の第４実施形態における脱落電源に関するデータテーブルＭ４を示す図である。
【図14】本発明の第４実施形態における予備電源に関するデータテーブルＭ５を示す図である。
【図15】本発明の第４実施形態における全国融通に関するデータテーブルＭ６を示す図である。
【図16】本発明の第４実施形態において発電手段の脱落時における収益の増減をシミュレートするフローチャートである。
【図17】本発明の第４実施形態における脱落電源を外した場合の限界費用線の一例を示す図である。
【図18】本発明の第４実施形態における脱落電源を外して予備電源を組み入れた場合の限界費用線の一例を示す図である。
【図19】本発明の第４実施形態における脱落電源を外して予備電源を組み入れるとともに全国融通も組み入れた場合の限界費用線の一例を示す図である。
【図20】本発明の第４実施形態における発電手段による発電量の上限及び下限を時間帯ごとに管理するためのデータテーブルＭ７の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【0018】
＜第１実施形態＞
＝＝＝予測システムについて＝＝＝
本第１実施形態は、各発電手段について、単位発電量あたりの発電費用等に関する特性を把握して、それらの特性と電力取引の取引情報に基づいて、電力取引における利益値を最大にする取引量を予測するものである。
【0019】
発電費用は、マストラン電源であるか否か、その発電手段の稼働率、そのときの発電に要する燃料費用等に応じて種々変動する。したがって、本第１実施形態は、電力取引において利益値を最大化するためには、それらの特性の把握は不可欠であるという理解に基づくものである。尚、以下、単位発電量（例えば１ＭＷｈ／ｈ）あたりに必要となる発電費用を「限界費用」と言う。また、電力取引における利益値を最大にする取引量を「最適取引量」と言う。
【0020】
図１に、本第１実施形態における、電力取引の際の最適取引量の予測を実現する予測システムの一例を示す。本第１実施形態に係る予測システムは、予測装置１００と取引情報提供装置２００等から構成される。両装置は、ＬＡＮ接続等による通信網３００を利用して、データの送受信を行う。
【0021】
予測装置１００は、使用者が操作を行うコンピュータである。また、取引情報提供装置２００は、予測装置１００からのリクエストに応じてデータを送信するコンピュータである。本第１実施形態に係る予測装置１００は、取引情報提供装置２００から、取引価格等に関する取引情報を取得することで、利益値を予測する構成としている。
【0022】
＝＝＝予測装置１００のハードウェア構成＝＝＝
図２Ａに、本第１実施形態の予測装置１００のハードウェア構成例を示す。
【0023】
予測装置１００は、制御手段１００Ａ、記憶手段１００Ｂ、通信手段１００Ｃ、入力手段１００Ｄ、表示手段１００Ｅを有している。
【0024】
制御手段１００Ａは、ＣＰＵ等であり、バス等を介して、記憶手段１００Ｂ、通信手段１００Ｃ、入力手段１００Ｄ、表示手段１００Ｅと接続されている。そして、制御手段１００Ａは、記憶手段１００Ｂに記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、記憶手段１００Ｂ、通信手段１００Ｃ、入力手段１００Ｄ、表示手段１００Ｅとデータ通信を行うとともに、それらの動作を制御する。
【0025】
記憶手段１００Ｂは、揮発性メモリー（ＲＡＭ）、不揮発性メモリー（フラッシュメモリー）等からなる。そして、記憶手段１００Ｂには、予測装置１００を制御するためのコンピュータプログラム、後述する発電手段に関するデータＭ１、予測電力需要量に関するデータＭ２等が記憶されている。尚、記憶手段１００Ｂは、後述する回帰モデル、各機能部で計算された中間データ、最終データ、取得した分析対象データ等を記憶する記憶部も有している（図示せず）。
【0026】
通信手段１００Ｃは、通信コントローラ等であり、有線や無線によるＬＡＮ接続による通信網３００等を利用して、取引情報提供装置２００とデータの送受信を行う。
【0027】
入力手段１００Ｄは、スイッチ、タッチパネル等であり、予測装置１００に対する使用者の操作指示を受付ける。
【0028】
表示手段１００Ｅは、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ等であり、後述する予測気温の確率分布等を表示する。
【0029】
＝＝＝取引情報提供装置２００のハードウェア構成＝＝＝
図２Ｂに、本第１実施形態の取引情報提供装置２００のハードウェア構成例を示す。
【0030】
取引情報提供装置２００は、制御手段２００Ａ、記憶手段２００Ｂ、通信手段２００Ｃを有している。
【0031】
制御手段２００Ａは、ＣＰＵ等であり、バス等を介して、記憶手段２００Ｂ、通信手段２００Ｃと接続されている。そして、制御手段２００Ａは、記憶手段２００Ｂに記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、通信手段２００Ｃ、記憶手段２００Ｂとデータ通信を行うとともに、それらの動作を制御する。
【0032】
記憶手段２００Ｂは、揮発性メモリー（ＲＡＭ）、不揮発性メモリー（フラッシュメモリー）等からなる。そして、記憶手段２００Ｂには、取引情報提供装置２００を制御するためのコンピュータプログラム、後述する取引情報に関するデータ等が記憶されている。
【0033】
通信手段２００Ｃは、通信コントローラ等であり、有線や無線によるＬＡＮ接続による通信網３００等を利用して、予測装置１００とデータの送受信を行う。
【0034】
＝＝＝データテーブルＭ１（発電手段）＝＝＝
図３Ａに、本第１実施形態の予測装置１００の記憶手段１００Ｂに記憶された発電手段に関するデータテーブルＭ１の一例を示す。
【0035】
発電手段に関するデータは、電力供給者が有する複数の発電手段についての最低発電量、発電可能量、限界費用から構成される。
【0036】
電力供給者は、水力発電、太陽光発電、原子力発電、火力発電等、複数の発電手段を有している。そして、それらの限界費用、発電可能量等は、発電手段の種類、又、発電効率等の性能により異なっている。例えば、原子力発電は、稼働の停止が困難であるため、常に稼働させる発電手段として予定されることになる。一方、火力発電は、燃料価格等に応じて、限界費用が高騰する場合もある。その他、水力発電は、他の発電手段に比して、限界費用が安価である等の特徴もある。
【0037】
図３Ａに示す、発電手段Ａ、Ｂ、Ｃ・・・は、それらの発電手段の一つを表す。また、最低発電量（例えば１ＭＷｈ／ｈ）は、マストラン電源（上記した原子力発電のように、発電費用等の観点から、運用上稼働の停止が困難であり、常に稼働させる必要のある発電手段）による発電量である。また、発電可能量（例えば１ＭＷｈ／ｈ）は、それらの各発電手段の発電能力の限界値である。また、限界費用は、その発電手段を稼働させるとき、単位発電量（例えば１ＭＷｈ）あたりに必要となる発電費用を表す。
【0038】
ここで、限界費用は、その稼働率、すなわち当該発電手段の発電能力の限界値のうち、発揮させている発電能力に応じても異なっている。具体的には、発電手段の限界費用は、稼働率が高くなるほど上昇する。したがって、利益を最大化するためには、当該データテーブルＭ１に当該稼働率の変化に応じた限界費用についても記憶しておく方がよい。図３Ａのデータテーブルで、発電手段Ａ、Ｂ、Ｃ・・の限界費用について、Ａ（ｘ１）、Ｂ（ｘ２）、Ｃ（ｘ３）・・・と記載しているのは、各発電手段の稼働率ｘ１、ｘ２、ｘ３・・・に応じた限界費用関数を表す。尚、その記憶形式は、テーブル形式等であってもよい。また、限界費用は線形に逓減するものとして、最低発電量（Ｐｍｉｎ）の場合の限界費用Ａ（Ｐｍｉｎ）と、発電可能量（Ｐｍａｘ）の場合の限界費用Ａ（Ｐｍａｘ）とを記憶するようにしてもよい。
【0039】
＝＝＝データテーブルＭ２（予測電力需要）＝＝＝
図３Ｂに、本第１実施形態の予測装置１００の記憶手段１００Ｂに記憶された予測電力需要に関するデータテーブルＭ２の一例を示す。
【0040】
予測需要に関するデータは、本予測装置１００の使用者である電力供給者が、所定の時間帯に供給する必要がある電力需要量の予測値（例えば１００ＭＷｈ）に関するデータである。当該電力需要量は、時間帯に応じて異なっている。例えば、昼は工場設備が稼働しているため、多くの電力需要が予測されるが、夜は工場設備の稼働が少ないため、電力需要が減ると予測される。このデータは、例えば、過去の同様の条件の日において、必要とされた電力需要量に基づいて算出されたデータが用いられる。過去の同様の条件とは、時刻、季節、曜日、天気等に関する条件である。
【0041】
尚、データテーブルＭ２には、１時間ごとに予測される電力需要量を記憶されている。任意の時間（例えば３０分等）ごとの電力需要量の予測値を記憶するようにしてもよい。
【0042】
＝＝＝データテーブルＭ３（取引情報）＝＝＝
図３Ｃに、本第１実施形態の取引情報提供装置２００の記憶手段２００Ｂに記憶された取引情報に関するデータテーブルＭ３の一例を示す。
【0043】
取引情報に関するデータは、取引の対象となっている所定時間帯（例えば１１時〜１２時）の単位発電量（例えば１ＭＷｈ／ｈ）あたりの取引価格に関するデータ、及び取引可能量に関するデータである。ここで、取引情報に関するデータは、確定値であっても予測値であってもよい。電力取引は、当該取引価格に基づいて行われる。具体的には、電力供給者が、所定量の電力の売りを行った場合、当該取引価格に基づいて、電力供給者は、その売り分を余分に電力供給する代わりに、その売り分を収益として得ることができる。同様に、電力供給者が、所定量の電力の買いを行った場合、当該取引価格に基づいて、電力供給者は、その買い分の電力供給を取引対象者から受ける代わりに、その買い分の金額を支払うという態様である。また、取引可能量は、電力供給者が電力取引において取引が可能な上限値を表す。
【0044】
尚、データテーブルＭ３には、１時間ごとの取引価格及び取引可能量が記憶されている。
【0045】
また、取引可能量に関するデータは、電力供給者の発電手段の運用上の都合で設定するものであってもよい。例えば、上述したとおり、マストラン電源は、常時稼働させておくことが前提となっているため、当該マストラン電源の稼働による電力分は取引不能として設定しておいてもよい。また、取引可能量に関するデータは、必ずしも設定されていなくともよい。
【0046】
＝＝＝予測装置１００の機能構成＝＝＝
図４に、本第１実施形態の予測装置１００の機能構成の一例を示す。
【0047】
予測装置１００は、記憶手段１００Ｂに記憶されたコンピュータプログラム、及び上述したハードウェア構成（１００Ａ〜１００Ｅ）により、以下に説明する取得部１０１、発電予定算出部１０２、最適取引量算出部１０３、提示部１０４の機能を実現する。
【0048】
取得部１０１は、他の装置とデータ通信を行って、データを取得する。本第１実施形態では、取引情報提供装置２００から取引情報に関するデータを取得する。
【0049】
発電予定算出部１０２は、発電手段に関するデータＭ１（発電手段の発電可能量に関するデータ、発電手段の限界費用に関するデータ）と、設定された複数の発電手段に対する稼働優先度とに基づいて、限界費用線に関するデータを算出する。限界費用線に関するデータとは、必要とする発電量（電力需要量）と対応させて、当該発電量を補うためにどのように発電手段を稼働させるかについて特定したデータであり、後述する限界費用線Ｆ（Ｗ）に対応するデータである。
【0050】
最適取引量算出部１０３は、算出した限界費用線に関するデータ、電力需要量の予測値に基づいて算出される所定量の電力取引を行った場合の発電費用の変化費用と、取引情報に関するデータに基づいて算出される所定量の電力取引を行った場合の取引収支との差が最大となるときの取引量を最適取引量として算出する。
【0051】
＝＝＝予測システムの動作について＝＝＝
次に、予測システムの動作の一例について説明する。
【0052】
図５に、本第１実施形態のフローチャートを示す。
【0053】
（Ｓ１）は、予測装置１００の使用者が、予測対象の期間（例えば、２０１３／２／１の７時〜８時等）を入力する工程である。このとき、予測装置１００の使用者は、各発電手段の状況等を考慮して、発電手段の稼働優先度を設定する。
【0054】
図６に、本第１実施形態における、マストラン電源に関する優先度、限界費用に関する優先度に関するデータテーブルＭ４を示す。発電予定算出部１０２は、当該稼働優先度の高い発電手段から順に稼働するように限界費用線に関するデータを算出する。尚、マストラン電源に関する優先度は、限界費用に関する優先度よりも高い優先度が設定されている。
【0055】
ここで、各発電手段に設定する限界費用に関する優先度は、当該発電手段の稼働率に応じて変動するように設定してもよい。これは、発電手段は稼働率に応じて発電効率が変動し、それに応じて限界費用も変動するという理解に基づくものである。図７に、各発電手段の稼働率に応じた限界費用の一例を示す。図７に示すとおり、多くの発電手段は稼働率に応じて発電効率が低下し、限界費用が上昇する。これより、各発電手段の稼働率と限界費用の関係線の交点で、優先度を変更するものとしてもよい。
【0056】
（Ｓ２）は、予測装置１００が、取引情報提供装置２００から、取得情報を取得する工程である。具体的には、予測装置１００の取得部１０１は、取引情報提供装置２００に対して、予測対象の期間に関する取得価格、及び取引可能量をリクエストする。そして、取引情報提供装置２００は、当該リクエストを受けて、取引情報に関するデータテーブルＭ３より予測対象の期間に関する取得価格及び取引可能量を、予測装置１００に送信する。尚、データテーブルＭ３を予測装置１００に設け、予め取引価格及び取引可能量を格納するようにして、（Ｓ２）を省略してもよい。
【0057】
（Ｓ３）は、発電予定算出部１０２が、発電手段に関するデータＭ１、稼働優先度に関するデータＭ４に基づいて、電力取引の対象となる期間において、複数の発電手段をどのように稼働させるか、すなわち限界費用線に関するデータを算出する工程である。限界費用線に関するデータとは、必要とする発電量（電力需要量）と対応させて、当該発電量を補うためにどのように発電手段を稼働させるについて特定したデータであり、後述する限界費用線Ｆ（Ｗ）に対応するデータである。尚、限界費用線に関するデータは、発電量と発電費用を対応付けるデータであればよく、関数式で表されるものに限らず、発電量と発電費用を対応させてテーブル形式で記憶されたデータ等であってもよい。
【0058】
以下に、（Ｓ３）で算出する限界費用線に関するデータをグラフ化した図８Ａ〜図８Ｃにより説明する。
【0059】
図８Ａは、発電手段に関するデータＭ１、及び発電手段の稼働優先度に関するデータＭ２より算出された限界費用線である。横軸は必要とする発電量（電力需要量）を表し、縦軸はそれぞれの発電手段の限界費用を表している。右方向にいくほど発電量（電力需要量）が大きいことを表し、上方向にいくほど限界費用が大きいことを表す。また、限界費用線下の区画は、稼働させる発電手段の違いを表している（図８Ｂ、図８Ｃも同様）。ここで、マストラン電源に関する優先度を限界費用に関する優先度よりも高い優先度として設定しているため、限界費用線は、マストラン電源優先領域Ａと、限界費用優先領域Ｂの２領域から構成されている。すなわち、発電手段Ａ、Ｂ、Ｃの限界費用を一番低い発電手段Ｄよりも先に稼働させることを表している。
【0060】
（Ｓ４）は、最適取引量算出部１０３が、所定量Ｃの電力取引を行った場合の発電費用の変化費用を算出する工程である。
【0061】
ここで、図８Ｂ、図８Ｃにより、所定量Ｃの電力取引を行った場合の発電費用の変化費用について説明する。図８Ｂは、電力需要量がＮ０である場合に必要となる発電費用を表している。予測される電力需要量がＮ０である場合、図８Ｂの斜線で示す領域の面積の合計値が、必要となる発電費用となる。このとき発電費用は、式（１）より表すことができる。
【0062】
【数1】
ここで、Ｆ（Ｗ）は、発電量と対応した限界費用を示す限界費用線に関するデータを表す。上述したとおり、Ｆ（Ｗ）は、各発電手段の稼働率と限界費用に関するデータＡ（ｘ１）、Ｂ（ｘ２）、Ｃ（ｘ３）・・、稼働優先度、発電可能量等に基づいて算出される（ｘ１、ｘ２・・・は、稼働率を表す）。
【0063】
図８Ｃに、電力取引の対象となる期間に取引量Ｃの取引（電力買い）を行った場合の発電費用の変化費用（減少）の一例を示す。図８Ｃより、取引量Ｃの電力買いを行った場合の発電費用の変化費用は、Ｆ（Ｗ）がＷ軸について需要予測値Ｎ０と取引後Ｎ０−Ｃで囲まれる領域である。具体的には、発電費用の変化費用は、式（２）より表すことができる。
【0064】
【数2】
（Ｓ５）は、最適取引量算出部１０３が、取引情報に関するデータＭ３に基づいて、電力取引の対象となる期間に所定量の取引を行った場合の取引収支を算出する工程である。具体的には、電力取引の対象となる期間の取引価格が一定値Ｒである場合、所定量Ｃの取引（電力買い）を行った場合の取引収支（支払額）は、式（３）より表すことができる。
【0065】
【数3】
（Ｓ６）は、最適取引量算出部１０３が、（Ｓ４）において算出した所定量の取引を行った場合の発電費用の変化費用と、（Ｓ５）において算出した所定量の取引を行った場合の取引収支の差に基づいて、最適取引量を算出する工程である。具体的には、電力買いの場合、発電費用の変化費用（減少）から取引収支（支払額）を減じた差分が大きくなるほど、電力供給者にとって最大利益となる。
【0066】
すなわち、電力供給者の利益額Ｙは、式（２）、式（３）より、電力買いの場合は式（４）と表せる。
【0067】
【数4】
ここで、Ｙが最大となるＣ’が最適取引量となる。例えば、最適取引量Ｃ’は、Ｃに係る微分方程式により算出することができる。尚、（Ｓ４）、（Ｓ５）の工程は、実質的に（Ｓ６）の工程に集約されるから省略してもよい。
【0068】
尚、最適取引量算出部１０３は、発電費用の変化費用（減少）から取引収支（支払額）を減じた差分Ｙが、電力供給者にとって、プラス額となる方向で、最大となるＣ’を最適取引量として選択する。
【0069】
また、取引情報として、取引可能量が設定されている場合、当該取引可能量を上限値として、最適取引量を算出する。
【0070】
これより、最適取引量算出部１０３は、電力取引の電力買いに関して、電力供給者が最大利益を得ることができるように、最適取引量を算出することになる。
【0071】
（Ｓ７）は、提示部１０４が、（Ｓ５）において算出された電力取引における最適取引量を予測装置１００の使用者が認識できるように所定の画像処理を施して提示する工程である。例えば、提示部１０４は、取引対象の時間帯における発電手段と稼働率、及び最適取引量をテキストデータとして出力する。
【0072】
このように、本第１実施形態によれば、発電費用を考慮して、利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0073】
尚、上記第１実施形態では、電力買いの場合について説明したが、電力売りの場合についても同様である。すなわち、電力売りの場合、取引収支（収入額）から発電費用の変化費用（増額）を減じた差分が最大となるとき、電力供給者にとって最大利益となる。このとき、利益額Ｙは、式（５）と表せる。そして、Ｙが最大となるＣ’を最適取引量として算出できる。
【0074】
【数5】
尚、本第１実施形態では、電力買い、電力売りの一方のみ可能な場合について説明したが、電力買い、電力売りのいずれも可能である場合には、電力買い、電力売りのいずれについてもＹを算出し、Ｙが最大となるときのＣ’を最適取引量とすればよい。
【0075】
また、上記第１実施形態では、各発電手段の優先度に関するデータは、予測装置１００の使用者が各々の発電手段の状況等を考慮して設定するものとしたが、これらのデータは、最適取引量を算出するときに都度、発電予定算出部１０２が設定するものであっても、予めデータテーブルＭ４に記憶されたものであってもよい。
【0076】
また、上記第１実施形態では、優先度に関するデータとして、マストラン電源に関する優先度、限界費用に関する優先度を記載したが、限界費用に関する優先度のみが設定される態様であってもよい。また、それらの優先度以外にも他の優先度に関するデータを設定してもよい。例えば、原子力発電による電力供給量を減少させる要請があった場合は、原子力発電に係る発電手段は、最も優先度を下げるように別項目として、使用控え度に関するデータを設定する。
【0077】
また、上記第１実施形態では、取引価格Ｒは、取引量Ｃによらず一定である場合について説明した。しかし、取引価格Ｒが、取引量Ｃに応じて変動するものであってもよい。その場合、式（４）のＲは、Ｃの関数Ｒ（Ｃ）として表せる。そして、最適取引量算出部１０３は、式（４）を当該関数Ｒ（Ｃ）と置き換えた態様で、Ｙが最大となる最適取引量Ｃ’を算出する。
【0078】
尚、上記第１実施形態では、予測システムは、利益額Ｙを算出するものとしたが、利益値に関するデータであれば、利益額に限らず、所定のポイント等であってもよい。
【0079】
尚、雷等の影響により、所定の発電手段が停止し、電力を供給することができなくなる場合がある。この場合、発電予定算出部１０２により算出した限界費用線が変動することになる。したがって、（Ｓ３）では、このような変動要因を考慮して、限界費用線におけるそれぞれの発電可能量を、脱落する可能性を考慮した期待値として算出してもよい。この場合、データテーブルＭ１の当該所定の発電手段に脱落に関する確率分布に関するデータを記憶しておく。そして、当該所定の発電手段の脱落に関する確率分布に関するデータと、当該発電手段の発電可能量に基づいて、当該発電手段の発電可能量の期待値を算出する。そして、発電予定算出部１０２は、当該発電手段の発電可能量の期待値に基づいて、限界費用線に関するデータを算出することによって、電力脱落のリスクを反映させることができる。また、限界費用線を変更する代わりに、仮想的に需要予測値Ｎが上昇したものとして、需要予測値Ｎに各発電手段の脱落による期待値を加算して、その後の処理を実行してもよい。
【0080】
＜第２実施形態＞
本第２実施形態では、電力需要量の予測値が確率分布として算出されている場合に、最適取引量とともに利益額の確率分布に関するデータを算出する点で、第１実施形態と異なっている。第１実施形態では、電力需要量が一定の予測値である場合について説明したが、現実には、電力需要量の予測値はある程度の幅で変動する確率分布を有する。例えば、工場施設等で使用される電力需要量は、事前に予測することができるが、気温の変動による冷暖房需要に起因する電力需要量は事前に予測することは困難である。
【0081】
したがって、本第２実施形態では、電力需要量の確率分布に関するデータに基づいて、最適取引量とともに利益額の確率分布に関するデータを算出する。
【0082】
以下、本第２実施形態の態様について説明する。尚、本第２実施形態では、最適取引量算出部１０３’の構成のみ第１実施形態と異なっているため、その他の構成については説明を省略する。
【0083】
本第２実施形態では、最適取引量算出部１０３’が、電力需要量の確率分布に基づいて、最適取引量を算出するとともに、利益額の確率分布に関するデータを算出する。
【0084】
尚、本第２実施形態における確率分布に関するデータ（以下、「確率分布データ」という）とは、実現し得る値の予測値からのばらつきを示すものであり、例えば、未来の所定時間帯（例えば、２０１３／２／１の７時）に９５％の確率で実現し得る電力需要量、利益額の幅（信頼区間）を意味する。また、確率分布は、予測値に関する確率密度関数を表すデータや、実現し得る確率と予測値の幅の対応関係を示すデータ、分散係数等であってもよい。
【0085】
最適取引量算出部１０３’は、一例として、電力需要量の確率分布に基づいて、電力需要量の期待値Ｎ１を算出する工程と、当該期待値Ｎ１を電力需要量の予測値として、最適取引量を算出する工程と、当該最適取引量に対する利益値に対して、電力需要量の確率分布を反映させる工程とによって、最適取引量を算出するとともに、利益額の確率分布データを算出する。
【0086】
具体的には、電力需要量の確率分布に基づいて、電力需要量の期待値Ｎ１を算出する工程は、電力需要量の期待値Ｎ１は、電力需要量の確率分布が、確率密度関数ｆ（Ｎ）である場合、式（６）より算出できる。
【0087】
【数6】
当該期待値Ｎ１を電力需要量の予測値として、最適取引量を算出する工程は、図５の（Ｓ４）〜（Ｓ６）に示すとおりである。すなわち、最適取引量算出部１０３’は、電力需要量の予測値を期待値Ｎ１として、限界費用線に関するデータに基づいて、所定の取引量Ｃの電力取引を行った場合の発電費用の変化費用を算出する（Ｓ４）。そして、最適取引量算出部１０３’は、取引情報に関するデータＭ３に基づいて、電力取引の対象となる期間に所定量の取引を行った場合の取引収支を算出する（Ｓ５）。そして、最適取引量算出部１０３’は、（Ｓ４）において算出した所定量の取引を行った場合の発電費用の変化費用と、（Ｓ５）において算出した所定量の取引を行った場合の取引収支の差が最大となるように、最適取引量Ｃ’を算出する（Ｓ６）。
【0088】
当該最適取引量に対する利益値に対して、電力需要量の確率分布を反映させる工程は、例えば、電力需要量の信頼区間に基づいて、利益額の信頼区間を算出する。利益額の信頼区間は、式（４）に電力需要量Ｎの信頼区間の上限値Ｎ２、下限値Ｎ３をそれぞれ代入することによって算出することができる（利益額Ｙの関数式（４）は、Ｃが一定のとき電力需要量Ｎに関して単調増加関数である）。その他、電力需要量の信頼区間に含まれるＮを５点選択して、それぞれに対応する利益額Ｙを算出することで、利益額の信頼区間の上限値、下限値と擬制する方法であってもよい。
【0089】
尚、信頼区間とは、一定確率の範囲内で現実に起こり得る数値範囲を意味する。図９は、電力需要量の確率密度関数ｆ（Ｎｆ）が、Ｎ（Ｎ１、σ）の正規分布である場合に６８．３％の範囲内となる信頼区間を表す。
【0090】
このように、本第２実施形態によって、電力需要量Ｎの確率分布を利用することによって、利益額の確率分布を算出することができ、リスクを考慮しながら、電力取引を行うことができる。
【0091】
尚、上記第２実施形態では、電力需要量Ｎの信頼区間のうち所定点をサンプリングして、利益額Ｙの信頼区間に変換したが、利益額Ｙの確率分布は、ｆ（Ｎｆ）の確率密度関数を変数変換して、利益額Ｙの確率密度関数として表してもよい。
【0092】
図１０は、確率密度関数の変数変換のイメージ図である。電力需要量Ｎの確率密度関数ｆ（Ｎ）を、利益額Ｙの確率密度関数ｇ（Ｙ）に変換する場合、Ｙの確率密度関数ｇ（Ｙ）は、式（７）を変形して式（８）のように表せる。
【0093】
【数7】
【0094】
【数8】
これによって、最適取引量算出部１０３’は、電力需要量Ｎの確率密度関数ｆ（Ｎ）を、利益額の確率密度関数ｇ（Ｙ）に変数変換することができる。
【0095】
このように、本第２実施形態によれば、電力需要量の確率分布を考慮して、利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0096】
尚、上記第２実施形態では、電力需要量の確率分布の期待値Ｎ１に基づいて、最適取引量を算出する方法を説明したが、期待値に代えて平均値に基づいて、最適取引量を算出する方法であってもよい。
【0097】
また、電力需要量Ｎの確率密度関数ｆ（Ｎ）を、利益額の確率密度関数ｇ（Ｙ）に変数変換する方法に代えて、電力需要量Ｎの分散係数を、利益額の分散係数に変数変換する方法であってもよい。
【0098】
また、上記第２実施形態は、電力需要量Ｎの確率密度関数ｆ（Ｎ）が正規分布である場合に限らず、ｔ分布、χ2分布、Ｆ分布等、任意の分布関数に適用することができる。
【0099】
尚、上記第２実施形態では、電力需要量が確率分布として算出されている場合について説明した。しかし、取引価格が確率分布として算出されている場合についても、上記と同様に変数変換することで、利益額の確率分布を算出することができる。また、電力需要量、取引価格がともに確率分布として算出されている場合、周知の二次元変数変換を行えばよい。
【0100】
＜第３実施形態＞
本第３実施形態では、予測装置１００が、更に電力需要量の確率分布を算出する、需要予測部１０５（図示せず）を有している点で、上記第３実施形態と異なっている。以下、本実施形態の態様について説明する。尚、第１実施形態と共通する構成については省略する。
【0101】
本第３実施形態では、現実の電力需要量が、電力需要量の予測値から変動する要因の一つに、気温変動に起因する冷暖房需要の変動があるという理解に基づいて、電力需要量の予測を行う。すなわち、周知の方法で算出された予測気温の確率分布より、電力需要量の確率分布を算出する。尚、本第３実施形態では、需要予測部１０５は、過去の気温の実測値と電力需要量の実測値に基づいて、気温と電力需要量の関係式を算出し、当該関係式から予測気温の確率分布を電力需要量の確率分布に反映させる。
【0102】
図１１に、本第３実施形態のフローチャートの一例を示す。
【0103】
本第３実施形態では、予測装置１００が、需要情報提供装置４００、気象情報提供装置５００、とＬＡＮ接続等による通信網３００を利用して（図１には図示せず）、気温の実測値、及びそのときの電力需要量に関する過去のデータ等の送受信を行うことで、電力需要量の予測を行う。尚、需要情報提供装置４００、気象情報提供装置５００は、予測装置１００からのリクエストに応じてデータを送信するコンピュータである。また、需要情報提供装置４００、気象情報提供装置５００は、図２Ｂに示す取引情報提供装置２００と同様のハードウェア構成となっている。
【0104】
図１２Ａに、需要情報提供装置４００の記憶手段に記憶された、過去に実測された電力需要量に関するデータテーブルＭ５の一例を示す。このデータテーブルＭ５には、所定時間帯の電力需要量（Ｗ）が日時と対応づけられて、１時間単位で記憶されている。
【0105】
図１２Ｂに、気象情報提供装置５００の記憶手段に記憶された、過去に実測された気温に関するデータテーブルＭ６の一例を示す。このデータテーブルＭ６には、所定時間帯の気温の実測値が日時と対応づけられて、１時間単位で記憶されている。
【0106】
図１１の（Ｓ４１）は、予測装置１００の取得部１０１が、需要情報提供装置４００に対して、未来の所定時間帯Ｐに関する、過去の電力需要量を要求する工程である。
【0107】
（Ｓ４２）は、需要情報提供装置４００が、当該要求を受けて、過去の電力需要量に係るデータテーブルＭ５から、電力需要量を取得し、予測装置１００に対して、当該データを送信する工程である。
【0108】
一例として、未来の所定時間帯Ｐが７時である場合、取得部１０１は、過去（昨年度の同月）の電力需要量に関するデータＭ５の７時〜８時のデータを取得する。
【0109】
（Ｓ４３）は、予測装置１００の取得部１０１が、気象情報提供装置５００に対して、（Ｓ４２）で取得した電力需要量の時刻に関する、過去の気温の実測値を要求する工程である。
【0110】
（Ｓ４４）は、気象情報提供装置５００が、当該要求を受けて、過去の測定気温に係るデータテーブルＭ６から、実測値を取得し、予測装置１００に対して、当該データを送信する工程である。
【0111】
一例として、（Ｓ４２）で取得した電力需要量の時間帯が、７時〜８時である場合、取得部１０１は、測定気温に関するデータＭ６の７時、又は８時のデータを取得する。
【0112】
（Ｓ４５）は、予測装置１００の需要予測部１０５が、取得した過去のデータに基づいて、需要予測式を算出する工程である。具体的には、予測装置１００は、（Ｓ４４）で取得した所定時間帯の気温の実測値Ｔ１、及び電力需要量Ｎ１に基づいて、電力需要量と気温の関係式を算出するための回帰分析を行う。
【0113】
回帰分析は、例えば、電力需要量Ｎを目的変数、標準気温１８℃と実測値の差、及び標準気温１８℃と実測値の差の二乗を説明変数とする、式（９）の回帰モデルについて、最小二乗法により行う。
【0114】
【数9】
（γ0、δ0は母切片、γ1、γ2、δ1、δ2は母回帰係数、Ｅiは誤差項を表す。また、各変数の末尾のｉは、各観測点ｉを表し、サンプルとして取得した過去のデータの各実測値Ｔ１、電力需要量Ｎ１を表す。）
ここで、標準気温１８℃と実測値の差を説明変数としているのは、冷暖房需要による電力需要量の変動量は、標準気温１８℃のときには、冷暖房需要は実質的に０であるとみなせるためである。また、標準気温１８℃と実測値の差の二乗を説明変数とすることによって、冷暖房の需要は、気温が標準気温１８℃から離れるにつれて、急激に増加するという一般的社会現象をより正確に反映させることができる。
【0115】
また、式（９）は、１８℃以上か１８℃以下かによって式を２分し、冷房需要と暖房需要とを別としている。なお、式（９）では省略しているが、天気情報、曜日情報等の説明変数を追加して回帰分析を行ってもよい。
【0116】
これより、当該回帰モデルのγ0、γ1、γ2、δ0、δ1、δ2を決定し、需要予測式として回帰式（１０）を算出する。
【0117】
【数10】
（Ｓ４６）は、予測装置１００の需要予測部１０５が、上記回帰式（１０）と、予測気温の確率分布データに基づいて、電力需要量の確率分布を算出する工程である。
【0118】
一例として、予測気温の確率分布データが、予測気温の期待値Ｔ２と、６８．２％の信頼区間として気温Ｔ２±Ｓで表されている場合、電力需要量の確率分布（信頼区間）は、次のようになる。
【0119】
すなわち、電力需要量の期待値は、式（１０）の気温Ｔに対して、予測気温の確率分布の期待値Ｔ２を代入することによって算出できる。そして、電力需要量の予測値の信頼区間の上限値と下限値は、式（１０）にＴ２＋Ｓ、Ｔ２−Ｓそれぞれを代入することによって算出することができる。（式（１０）は、気温Ｔについて単調増加関数とみなせる）
このように、本第３実施形態によって、予測気温の確率分布を電力需要量の確率分布に反映させることができ、電力需要量の確率分布を高い精度で算出することができる。
【0120】
尚、上記第３実施形態では、標準気温１８℃と実測値の差、及び標準気温１８℃と実測値の差の二乗を説明変数とする、回帰モデルを用いた。しかしながら、予測気温の確率分布から電力需要量の確率分布をある程度の精度で算出することができれば、回帰モデルは、上記に限る必要はない。例えば、標準気温１８℃と実測値の差の二乗については、説明変数を省略してもよいし、標準気温１８℃と実測値の差に代えて、通常の実測値を説明変数としてもよい。また、標準気温についても１８℃に代えて、１７℃や１９℃と設定してもよい。また、説明変数として予測最高気温、予測最低気温、天気情報、地域情報等を追加してもよい。また、サンプルの分散を安定化させるため、分散安定化変換を行って、回帰モデルを適応してもよい。
【0121】
また、上記第３実施形態では、予測対象の日時が設定されるに応じて、需要予測式を算出する工程を行うとしたが、需要予測式を予め生成しておき、予測対象の日時が設定されるに応じて、対応する日時の電力需要量の予測値を算出してもよい。
【0122】
また、上記第３実施形態では、現実の電力需要量が電力需要量の予測値から変動する要因として、気温変動に起因する冷暖房需要の変動が最も大きいとみなして、電力需要量のばらつきを算出する際、式（９）の誤差項に関しては、考慮しない態様とした。しかしながら、式（９）の誤差項に関しても、誤差項の標準偏差を算出し、電力需要量の確率分布を算出する際に考慮に入れる態様としてもよい。その場合、周知の誤差伝搬の法則により、標準偏差を統合すればよい。
【0123】
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第１乃至第３実施形態において作成した最適電力取引量を前提として、発電手段（電源）が事故や故障などで発電不能な状態に陥った状況（脱落という。）を想定し、発電手段の脱落時における収益の増減をシミュレートしようとするものである。本第４実施形態では、電力売りの取引のみについてシミュレーションを行う。
【0124】
具体的には、次の３つの収支計算を行う。
【0125】
（１）予測装置１００は、脱落したと仮定する発電手段（以下、脱落電源という。）の発電可能量を「０」として収支の計算を行う。すなわち、上述した最適電力取引量の予測処理時には稼働させないものとして取り扱った発電手段を稼働させて電力需要を満たすような発電計画として、その場合の発電費用の増加分を考慮した収支を計算する。
【0126】
（２）加えて、予測装置１００は、脱落電源が脱落した場合に稼働させる予備の発電手段（以下、予備電源という。）を発電手段として組み入れたうえで収支の計算を行う。これは、稼働させないものとした発電手段よりも予備電源の限界発電費用が低いような場合、及び全ての発電手段を稼働させても電力需要を満たすだけの発電能力がない場合などを想定したシミュレーションである。
【0127】
（３）さらに加えて、電力取引市場とは異なる緊急時における電力の融通（全国融通と呼ばれる。）を仮想的に発電手段として組み入れたうえで収支の計算を行う。これは、予備電源を組み入れたとしても電力需要を満たすだけの発電能力がない場合などを想定したシミュレーションである。
【0128】
第４実施形態では、予想装置１００は、以上のシミュレーションを行う収支計算部（不図示；本発明の利益額算出部に該当する。）を備えるものとする。
【0129】
＝＝＝データテーブルＭ４（脱落並列）＝＝＝
図１３に、第４実施形態の予測装置１００の記憶手段１００Ｂに記憶される脱落電源に関するデータテーブルＭ４の一例を示す。
【0130】
データテーブルＭ４は、発電手段に対応付けて、脱落フラグと、予備電源（並列ユニット）ごとの並列フラグとを記憶する。データテーブルＭ４に登録される発電手段は、図３ＡのデータテーブルＭ１に登録される発電手段と同じである。脱落フラグは、脱落電源としてシミュレーションを行うか否かを示すフラグである。予測装置１００は、データテーブルＭ４の脱落フラグの入力を受け付けることにより、脱落電源の指定を受け付けることができる（脱落発電手段指定部）。並列フラグは、予備電源ごとに脱落電源が脱落した場合に当該予備電源を稼働させるか否かを示すフラグ（予備発電手段記憶部）である。
【0131】
＝＝＝データテーブルＭ５（予備電源）＝＝＝
図１４に、第４実施形態の予測装置１００の記憶手段１００Ｂに記憶される予備電源に関するデータテーブルＭ５の一例を示す。データテーブルＭ５の構成は、図３Ａに示すデータテーブルＭ１と同様であるが、発電手段ａ，ｂ，ｃ・・・は予備電源を表す。後述するように、予備電源を発電手段として組み入れて計算を行う場合には、データテーブルＭ５のレコードをデータテーブルＭ１に組み入れればよい。
【0132】
＝＝＝データテーブルＭ６（全国融通）＝＝＝
図１５に、第４実施形態の予測装置１００の記憶手段１００Ｂに記憶される全国融通に関するデータテーブルＭ６の一例を示す。データテーブルＭ６は、時間帯（図１５の例では３０分単位の時間帯１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、・・・２４Ｂの４８時間帯のそれぞれについて、全国融通にかかる価格、全国融通の最低取引量および最大取引量を記憶する。全国融通は、調達する電力量（融通量）が所定の閾値を超えた場合に価格が変化する。図１５では、この閾値以下の融通量の場合を「１段」、閾値を超えた融通量の場合を「２段」と表している。
【0133】
＝＝＝シミュレーション＝＝＝
図１６に、第４実施形態において発電手段の脱落時における収益の増減をシミュレートするフローチャートを示す。
【0134】
（Ｓ５１）は収支計算部が、脱落電源を特定する工程である。具体的には、収支計算部は、データテーブルＭ４から脱落フラグ＝１のレコードを読み出す。
【0135】
（Ｓ５２１）〜（Ｓ５２３）は、上述のシミュレーション（１）を行う工程である。
【0136】
（Ｓ５２１）は脱落電源を発電費用の計算対象から除外する工程である。収支計算部は、データテーブルＭ１の脱落電源の発電可能量を「０」に設定する。なお、最低発電量についても「０」に設定するものとする。これにより脱落電源は発電計画に用いられないこととなる。
【0137】
（Ｓ５２２）は脱落電源を外した場合の発電費用を計算する工程である。具体的には、収支計算部は、上述した式（５）の第２項を計算する。図１７は、脱落電源を外した場合の限界費用線の一例を示す図である。図１７（ａ）に、図８Ａに示す限界費用線において需要予測値Ｎ０から電力売りの取引量Ｃだけ発電量Ｗが増えた場合の発電費用（車線部）を示す。ここで発電手段Ｂが脱落電源として指定された場合には、発電手段Ｂの発電可能量が０になるため、図１７（ｂ）に示すように限界費用線から発電手段Ｂが外されることになる。図１７（ｂ）の例では、図１７（ａ）では稼働させない予定であった発電手段Ｈが稼働されている。発電手段Ｈの限界費用は高いため、全体の発電費用も上がることになる。
【0138】
（Ｓ５２３）は脱落電源を外した場合の収益を計算する工程である。具体的には、収支計算部は、上記のように脱落電源を外した限界費用線Ｆ（Ｗ）を用いて式（５）の計算を行う。収支計算部は、指定された脱落電源に対応する収益１として計算結果を保存する。
【0139】
（Ｓ５３１）〜（Ｓ５３４）は、上述のシミュレーション（２）を行う工程である。
【0140】
（Ｓ５３１）は予備電源を計算対象とさせるように設定を行う工程である。具体的には、収支計算部は、上記レコードで並列フラグ＝１となっている予備電源を特定し、データテーブルＭ５から当該予備電源に対応する予備電源のデータレコードを読み出し、読み出した予備電源のデータレコードをデータテーブルＭ１に登録する。
【0141】
（Ｓ５３２）は予備電源の優先度を登録する工程である。収支計算部は、データテーブルＭ４に予備電源のレコードを登録する。収支計算部は、たとえば予備電源の優先度の入力を受け付けて、入力された優先度を予備電源に対応付けてデータテーブルＭ４に登録するようにしてもよいし、予備電源の限界費用（平均値、中央値）と他の発電手段の限界費用とを比較して、当該予備電源の限界費用よりも安い発電手段の優先度よりも当該予備電源の優先度を低く、当該予備電源の限界費用よりも高い発電手段の優先度よりも当該予備電源の優先度を高くするように、優先度を設定し、あるいはデータテーブルＭ４の他の発電手段の優先度を更新するようにしてもよい。
【0142】
（Ｓ５３３）は脱落電源を外して予備電源を組み入れた場合の発電費用を計算する工程である。（Ｓ５２２）と同様に、収支計算部は、上述した式（５）の第２項を計算する。図１８は、脱落電源を外して予備電源を組み入れた場合の限界費用線の一例を示す図である。図１８（ａ）は図１７（ａ）と同一である。ここで発電手段Ｂが脱落電源として指定され、予備電源として発電手段ｂが指定されていた場合には、図１８（ｂ）に示すように、発電手段Ｂの発電可能量が０になるとともに、予備電源ｂによる発電量が増えた限界費用線が作成されうる。図１８（ｂ）の例では、予備電源ｂが組み入れられることにより、図１７（ｂ）とは異なり発電手段Ｈを稼働させる必要はなくなったものの、予備電源ｂの限界費用は発電手段Ｂの限界費用よりも高く、全体としての発電費用は上がることが分かる。
【0143】
（Ｓ５３４）は脱落電源を外して予備電源を組み入れた場合の収益を計算する工程である。具体的には、収支計算部は、脱落電源を外し、予備電源を組み入れた限界費用線Ｆ（Ｗ）を用いて式（５）の計算を行う。収支計算部は、指定された脱落電源に対応する収益２として計算結果を保存する。
【0144】
（Ｓ５４１）〜（Ｓ５４３）は、上述のシミュレーション（３）を行う工程である。
【0145】
（Ｓ５４１）は全国融通による電力の調達を仮想的な発電手段とみなすように設定する工程である。具体的には、収支計算部は、データテーブルＭ６からレコードを読み出し、全国融通を示す情報を発電手段とし、１段目の最低取引量を最低発電量とし、２段目の最大取引量を発電可能量とし、１段目の最低取引量以上、１段目の最大取引量以下の発電量に対しては１段目の価格とし、２段目の最低取引量以上、２段目の最大取引量以下の発電量に対しては２段目の価格となる関数を限界費用として設定したレコードをデータテーブルＭ１に登録する。これにより、全国融通による電力調達が限界費用線に組み入れられることになる。
【0146】
（Ｓ５４２）は脱落電源を外して予備電源を組み入れるとともに全国融通も組み入れた場合の発電費用を計算する工程である。（Ｓ５２２）と同様に、収支計算部は、上述した式（５）の第２項を計算する。図１９は、脱落電源を外して予備電源を組み入れるとともに全国融通も組み入れた場合の限界費用線の一例を示す図である。図１９（ａ）は、図１７（ａ）、図１８（ａ）と同一である。ここで発電手段Ｆが脱落電源として指定され、予備電源として発電手段ｆが指定されていた場合には、図１９（ｂ）に示すように、発電手段Ｆの発電可能量が０になるとともに、予備電源ｆによる発電量が増えた限界費用線が作成されうる。さらに、全国融通による調達量と取引費用が限界費用線に組み入れられる。図１９（ｂ）の例では、発電手段Ｆに代えて予備電源ｆが組み入れられたものの、予備電源ｆの発電量が少なく、発電手段Ｈも稼働させたとしても需要予測値Ｎ０に最適取引量Ｃを加算した需要を満たすだけの発電を行うことができず、全国融通により一部の電力を調達しているところ、全国融通による調達価格が高額であることから、全体としての発電費用が上がっている様子が示されている。
【0147】
（Ｓ５４３）は、脱落電源を外して予備電源を組み入れるとともに全国融通も組み入れた場合の収益を計算する工程である。具体的には、収支計算部は、脱落電源を外し、予備電源と全国融通を組み入れた限界費用線Ｆ（Ｗ）を用いて式（５）の計算を行う。収支計算部は、指定された脱落電源に対応する収益３として計算結果を保存する。
【0148】
（Ｓ５５）は、上記のようにして再計算した収益を出力する工程である。収支計算部は、（Ｓ５２３）で算出した収益１、（Ｓ５３４）で算出した収益２、および（Ｓ５４３）で算出した収益３を、脱落電源に対応付けて例えば画面に出力する。
【0149】
以上のステップＳ５２１〜Ｓ５４３を、脱落フラグ＝１の各レコードについて行う。これにより、脱落電源として指定した発電手段が脱落したことによる収益の変化を、ユーザは容易に把握することができる。
【0150】
＜その他の変形例＞
図２０は、発電手段による発電量の上限及び下限を時間帯ごとに管理するためのデータテーブルＭ７の構成例を示す図である。データテーブルＭ１は、発電手段ごとに一定の最低発電量及び発電可能量を記憶していたところ、データテーブルＭ７では、発電手段に対応付けて、時間帯（図２０の例では３０分単位の時間帯）ごとに、発電量の上限（発電可能量）及び下限（最低発電量）を記憶する。データテーブルＭ７は、例えば発電機のメンテナンスのスケジュールなどに応じて、発電機の起動及び停止の計画を事前に作成する場合に用いることができる。
【0151】
データテーブルＭ７を用いる場合、限界費用線は時間帯ごとに作成すればよく、その際にはデータテーブルＭ１の最低発電量及び発電可能量に代えてデータテーブルＭ７の下限及び上限を参照するようにすればよい。また、図１６の（Ｓ５２１）では、脱落電源に対応するデータテーブルＭ７の上限及び下限をともに「０」に設定すればよい。
【0152】
以上、上記各実施形態によれば、発電費用を考慮して、利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0153】
尚、上記各実施形態では、予測装置１００が、発電予定算出部１０２、最適取引量算出部１０３を機能部として有する構成とした。しかし、これらの機能部、又はその一部は、他の装置に分散されていてもよい。同様に、各記憶手段に記憶されたデータの記憶領域は、任意の場所でよい。例えば、予測装置１００に集約されていてもよいし、複数のコンピュータから構成されるクラウドシステム上に分散して記憶される構成であってもよい。
【0154】
＝＝＝結言＝＝＝
以上より、上記各実施形態は、次のように記載できる。
【0155】
上記各実施形態は、電力取引における利益値（Ｙ）を最大化する最適取引量を予測する予測システムであって、複数の発電手段の発電可能量を記憶する第１の記憶部（上記実施形態では、データテーブルＭ１に対応）と、複数の発電手段の単位発電量あたりの発電費用を記憶する第２の記憶部（上記実施形態では、データテーブルＭ１に対応）と、電力取引の対象とする期間における電力需要量の予測値（Ｎ）を記憶する第３の記憶部（上記実施形態では、データテーブルＭ２に対応）と、単位発電量あたりの発電費用が低い発電手段が優先的に稼働するように設定された、複数の発電手段に対する稼働優先度を記憶する第４の記憶部（上記実施形態では、データテーブルＭ４に対応）と、電力取引の対象とする期間における単位発電量あたりの取引価格を記憶する第５の記憶部（上記実施形態では、データテーブルＭ３に対応）と、発電手段の発電可能量と、発電手段の単位発電量あたりの発電費用と、発電手段に対する稼働優先度に基づいて、電力需要量と発電費用の対応関係を示す限界費用線に関するデータを算出する発電予定算出部（１０２）と、限界費用線に関するデータ及び電力需要量の予測値とに基づいて算出される所定量の電力取引（Ｃ）により生ずる発電費用の変化費用と、取引価格に関するデータに基づいて算出される所定量の電力取引により生ずる取引収支との差が、最大となる所定量を算出する最適取引量算出部（１０３、１０３’）とを有することを特徴とする予測システムを開示するものである。
【0156】
これによって、電力供給者は、発電費用を考慮して、利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0157】
ここで、複数の発電手段の単位発電量あたりの発電費用は、複数の発電手段それぞれの稼働率と単位発電量あたりの発電費用が対応づけられて記憶されたデータであってもよい。
【0158】
これによって、発電費用を詳細に把握すること可能となり、より正確に利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0159】
ここで、電力需要量の予測値は、電力取引の対象とする期間における電力需要量の確率分布データであり、最適取引量算出部は、電力需要量の確率分布データに基づいて、電力取引における最適取引量、及び利益値の確率分布データを算出するものであってもよい。このとき、最適取引量算出部は、電力需要量の確率分布の期待値に基づいて、電力取引における最適取引量を算出するものであってもよい。
【0160】
これによって、最適取引量に加えて、電力取引における利益のぶれ幅（リスク）を算出することができる。
【0161】
ここで、予測システムは、所定の発電手段の電力脱落の確率分布データを記憶する第６の記憶部（上記実施形態では、データテーブルＭ１に対応）を更に備え、発電予定算出部は、所定の発電手段の電力脱落の確率分布データと、所定の発電手段の発電可能量に基づいて、所定の発電手段の発電可能量の期待値を算出し、所定の発電手段の発電可能量の期待値に基づいて、限界費用線に関するデータを算出するものであってもよい。
【0162】
これによって、電力脱落のリスクを踏まえた、利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0163】
ここで、取引価格は、電力取引の対象とする期間における、取引価格の確率分布データであり、最適取引量算出部は、取引価格の確率分布データに基づいて、電力取引における最適取引量、及び利益値の確率分布データを算出するものであってもよい。
【0164】
これによって、最適取引量に加えて、電力取引における利益のぶれ幅（リスク）を算出することができる。
【0165】
ここで、第４の記憶部は、更にマストラン電源に係る優先度を有し、複数の発電手段に対する稼働優先度は、単位発電量あたりの発電費用が低い発電手段よりも、マストラン電源に係る優先度が設定された発電手段が優先的に稼働するように設定されたデータであってもよい。
【0166】
これによって、発電費用を詳細に把握すること可能となり、より正確に利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0167】
また、上記各実施形態は、電力取引における利益値を最大化する取引量を予測する予測方法であって、複数の発電手段の発電可能量と、複数の発電手段の単位発電量あたりの発電費用と、複数の発電手段に対する稼働優先度に基づいて、電力需要量と発電費用の対応関係を示す限界費用線に関するデータを算出する発電予定算出工程と、限界費用線に関するデータ及び電力需要量の予測値に基づいて算出される所定量の電力取引により生ずる発電費用の変化費用と、取引価格に関するデータに基づいて算出される所定量の電力取引により生ずる取引収支との差が、最大となる所定量を算出する最適取引量算出工程と、を有することを特徴とする予測方法を開示するものである。
【0168】
これによって、電力供給者は、発電費用を考慮して、利益値を最大にする電力取引の最適取引量の算出することができる。
【0169】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【0170】
１００ 予測装置
１０１ 取得部
１０２ 発電予定算出部
１０３ 最適取引量算出部
１０４ 提示部
１０５ 需要予測部
２００ 取引情報提供装置
３００ 通信網
４００ 需要情報提供装置
５００ 気象情報提供装置
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
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