Uma vez que a produção de energia renovável, como a geração fotovoltaica, tende a flutuar, o sistema de energia pode ser visto como um sistema complexo em grande escala com incerteza. Para estabilizar o equilíbrio entre oferta e demanda de eletricidade, precisamos de um sistema de gerenciamento de energia para controlar isso. Nos últimos anos, os sistemas de gestão de energia têm sido pesquisados ​​ativamente no contexto da liberalização da energia e da disseminação de medidores inteligentes que visualizam o consumo de energia. Koichi Kobayashi, professor associado da Universidade de Hokkaido, Shun-ichi Azuma, professor da Universidade de Nagoya, e Nobuyuki Yamaguchi, O professor associado da Universidade de Ciência de Tóquio etc. desenvolveu uma análise de resposta à demanda e tecnologias de controle com foco nos custos de geração de energia variáveis ​​no tempo.

A resposta à demanda é um dos métodos em sistemas de gerenciamento de energia. A resposta da demanda é definida como "quando o equilíbrio entre oferta e demanda está apertado, os consumidores conservam o consumo de energia e alteram o padrão de consumo de energia de acordo com a definição do preço da eletricidade ou o pagamento de incentivos (recompensas). ”A relação custo-benefício não foi esclarecida.

A introdução do “agregador” que controla o consumo de energia dos consumidores tem atraído muita atenção. Nesta estrutura, agregadores negociam entre empresas de energia elétrica e consumidores, em vez de comércio direto entre consumidores e empresas elétricas. Os agregadores gerenciam centenas de consumidores e controlam seu consumo de energia em resposta a solicitações de empresas elétricas. Com a introdução de agregadores, o controle de todo o sistema de potência torna-se mais fácil.

Durante um dia, a relação custo-benefício da resposta à demanda flutua dependendo da demanda e do fornecimento de eletricidade. Espera-se que essa oscilação seja maior com a disseminação das energias renováveis. A resposta da demanda visa manter o equilíbrio entre oferta e demanda, e sua relação custo-benefício não foi focada. Contudo, no futuro, será importante avaliar o valor econômico da resposta à demanda, com foco no custo de geração de energia e no custo de ajuste (o custo necessário para ajustar o consumo de energia) em cada momento. Além disso, é necessário desenvolver estratégias de controle que maximizem o valor econômico da resposta à demanda.

Para que a resposta da demanda produza valor econômico, o preço unitário dos custos de geração de energia precisa flutuar muito durante o dia. Se a diferença entre os custos de geração mais altos e mais baixos for grande em comparação com os custos de ajuste, então, a resposta da demanda produz o valor econômico. Nesta pesquisa, mais especificamente, derivamos a condição de que "a resposta da demanda produz o valor econômico se a diferença entre o preço mais alto e o preço mais baixo for mais do que duas vezes o custo de ajuste". Por ser uma condição simples, também pode ser usado como um guia para calcular as recompensas para os consumidores.

Próximo, a fim de maximizar o valor econômico, um método de controle para resposta à demanda é desenvolvido com base no controle preditivo do modelo no qual a estratégia de controle ideal é encontrada pela previsão por meio de um modelo matemático. Na simulação, a eficácia do método proposto é apresentada usando os dados do Japan Electric Power Exchange como um valor de previsão do custo de geração de energia e do consumo de energia.