由于光伏发电等可再生能源的产量趋于波动，电力系统可被视为具有不确定性的大规模复杂系统。为了稳定电力供需平衡，我们需要一个能源管理系统来控制这一点。近年来，能源管理系统在电力自由化和可视化电力消耗的智能电表的普及背景下得到了积极的研究。北海道大学副教授Koichi Kobayashi，名古屋大学教授Shun-ichi Azuma和东京理科大学副教授Nobuyuki Yamaguchi等开发了针对时变发电成本的需求响应分析和控制技术。
需求响应是能源管理系统中的一种方法。需求响应被定义为“当供需平衡紧张时，消费者可以根据电价设定或奖励(奖励)来节约电力消耗和改变用电模式。” 在成本效益还没有得到澄清。
控制消费者能耗的“聚合器”的引入引起了很多关注。在这个框架中，集合商在电力公司和消费者之间进行贸易，而不是消费者和电力公司之间的直接贸易。聚合器管理数百名消费者并根据电力公司的要求控制其功耗。通过引入聚合器，整个电力系统的控制变得更加容易。
在一天中，需求响应的成本效益根据电力需求和供应而波动。预计这种波动会因可再生能源的扩散而变大。需求响应旨在维持供需平衡，其成本效益尚未集中。但是，在未来，重要的是评估需求响应的经济价值，重点关注发电成本和调整成本(调整功耗所需的成本)。此外，有必要制定控制策略，使需求响应的经济价值最大化。
为了使需求响应产生经济价值，发电成本的单价在白天需要大幅波动。如果最高和最低发电成本之间的差异与调整成本相比较大，则需求响应产生经济价值。在这项研究中，更具体地说，我们得出的条件是，如果最高价格和最低价格之间的差异超过调整成本的两倍，“需求响应就会产生经济价值”。因为它是一个简单的条件，它也可以用作计算消费者奖励的指南。
接下来，为了最大化经济价值，基于模型预测控制开发用于需求 响应的控制方法，其中通过数学模型的预测找到最优控制策略。在模拟中，利用日本电力交易所的数据作为发电成本和功耗的预测值，提出了该方法的有效性。