CN105324790A - 供需计划装置、供需计划方法、供需计划程序及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明包括：进行电力需求的预测的电力需求预测部(11)；基于需求响应的发生概率和需求响应的返现值，计算出降低电力量的每个单位量的利润期待值的利润期待值预测部(12)；以及最佳运行计划生成部(13)，该最佳运行计划生成部(13)将买电所需的第一费用、发电机(2-1～2-n)、蓄电池(3-1～3-m)生成电力所需的第二费用、及利润期待值和在生成了满足电力需求的供给量的基础上能由发电机(2-1～2-n)、蓄电池(3-1～3-m)进一步生成的电力量即后备电力之间的相乘结果相加而得到的结果作为评价函数，决定后备电力及发电机(2-1～2-n)、蓄电池(3-1～3-m)的运行计划，使得在通过买电量和由发电机(2-1～2-n)、蓄电池(3-1～3-m)生成的电力量满足电力需求且生成了后备电力的情况下，满足发电机(2-1～2-n)、蓄电池(3-1～3-m)的限制条件且评价函数成为最小。

Description

供需计划装置、供需计划方法、供需计划程序及记录介质
技术领域
本发明涉及供需计划装置、供需计划方法、供需计划程序及记录介质。
背景技术
电力供需大致分为供给侧和需求客户侧。供给侧为电力公司等，需求客户侧为工厂/大楼/一般家庭等。各需求客户设定有合约容量(最大受电电量)，但由于成本的问题，通常供给侧不会准备所有需求客户的总合约容量的发电容量，而是预测需求客户的电力使用电量，准备预测出的使用电量以上的发电量。对于上述供需计划的生成方法，例如公开了下述专利文献1、2。
然而，随着近年来的供需紧迫，需求预测大于供给侧所准备的供给量的情况有所增加，考虑基于来自供给侧的请求而在需求客户侧进行应对(需求响应)。另一方面，也存在较多数量的具有发电设备、蓄电设备，且自身导入计划控制系统来进行节能运行的需求客户。对于这样的需求客户，不仅只是抑制负载，而且还存在着通过发电量增加、蓄电池放电等来较大地有利于削减电力需求的可能性。
对于需求响应，考虑了各种方式，例如考虑如下方式：对于预想供需紧迫的数小时中，在将受电电量下降(降低买电量，或增加卖电量)至低于通常情况的受电电量(例如，由过去一周的受电电量实际结果计算得到)的情况下，根据下降量来进行返现。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-004435号公报
专利文献2：日本专利特开2010－213477号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在以往的需求客户的供需计划的生成方法中，以使一定期间(例如次日一天、一周等)的使用成本(＝发电成本+买电费用-卖电费用)成为最小的方式来制定发电机、蓄电池等的运行计划。一般的供需计划中，首先预测电力需求，并制定与预测得到电力需求相配的发电计划，因此若电力需求的预测准确，则能制定出正确的使用成本最小的运行计划。然而，需求规模越小，电力需求的预测越困难，作为针对该情况的对策，如上述专利文献1、2所示，考虑概率性地处理预测困难的电力需求，例如将需求抑制要求作为电力需求的概率性变动来处理。
另一方面，在根据来自外部的买电抑制请求(需求响应请求)，需要将特定日·特定时间段(例如、夏季中气温特别高，预测全国的电力需求较大的日子的13：00～16：00等)的买电量下降至低于通常买电量(例如，过去一周的13：00～16：00的买电量的平均值)的情况下，若从通常情况起在该时间段使发电机以最大输出进行发电、或使蓄电池进行最大放电，则没有降低买电量的余地。虽说如此，但若为了需求响应而过度降低该时间段的通常情况的发电机输出、或对蓄电池过度进行充电使用，可能会大大增加通常情况的电力成本。
一般而言，假设需求响应请求在希望抑制电力的时间段的前一天或数小时前进行。因此，只要没有请求，则制定通常的最佳供求计划，在具有请求的情况下，重新制定将返现考虑在内的最佳供求计划以作为需求响应应对是妥当的，然而，即使如此也存留以下问题。
·对于数小时前等的紧急抑制请求，可能来不及进行发电机的启动，或来不及对蓄电池进行充电等。此外，即使来得及，突然的计划变更也会产生较大的使用成本，可能与负载抑制的返现不相配。
·在电力供需紧迫可能性较高的月份·时间段的通常使用中，认为已充分应用发电机的情况较多，该情况下，无论买电抑制请求时的返现有多高，均无法进一步进行发电。
若以整个社会的观点来看，则可将具有发电设备、蓄电设备的各需求客户所能发电或放电的电力认为是作为社会整体的后备电力。因此，作为社会整体，希望具有发电设备、蓄电设备的各需求客户在电力供需紧迫可能性较高的月份·时间段的通常使用中对需求客户的发电机及蓄电池进行使用以使得具有合适的后备电力(若想要进一步发电/放电，则能立即发电/放电的量)。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，获得一种供需计划装置、供需计划方法、供需计划程序及记录介质，生成用于对发电机及蓄电池进行使用以具有适当的后备电力的供需计划，以使得能应对需求响应请求。
解决技术问题所采用的技术手段
为了解决上述问题，达到目的，本发明包括：电力需求预测部，电力需求预测部进行电力需求的预测；利润期待值预测部，该利润期待值预测部基于需求响应的发生概率和需求响应所得到的返现值，计算出降低电力量的每个单位量的利润期待值；以及最佳运行计划生成部，该最佳运行计划生成部将买电所需的第一费用、供电设备生成电力所需的第二费用、及所述利润期待值和在生成了满足所述电力需求的供给量的基础上还能由所述供电设备进一步生成的电力量即后备电力之间的相乘结果相加而得到的结果作为评价函数，决定所述后备电力及所述供电设备的运行计划，以使得在通过买电量和由所述供电设备生成的电力量满足所述电力需求且生成了所述后备电力的情况下，满足所述供电设备的限制条件且所述评价函数成为最小。
发明效果
根据本发明，能生成用于对发电机及蓄电池进行使用以具有适当的后备电力的供需计划，以使得能应对需求响应请求。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的供需计划装置的实施方式1的功能结构例的图。
图2是表示作为本发明所涉及的供需计划装置的计算机系统的结构例的图。
图3是表示保存于存储部的数据的一个示例的图。
图4是表示每隔24小时进行的运行计划生成处理步骤的一个示例的流程图。
图5是表示后备电力的一个示例的图。
图6是用于说明实施方式的效果的图。
图7是表示每隔更新周期来实施的运行计划确定处理步骤的一个示例的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明所涉及的供需计划装置、供需计划方法、供需计划程序及记录介质的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不由本实施方式所限定。
实施方式.
图1是表示本发明所涉及的供需计划装置的实施方式1的功能结构例的图。本实施方式的供需计划装置1是需求客户侧的装置，与需求客户所具有(管理)的发电机2-1～2-n及蓄电池3-1～3-m相连接。发电机2-1～2-n及蓄电池3-1～3-m与电力系统相连，接受来自电力公司等供给侧的供电。发电机2-1～2-n及蓄电池3-1～3-m通过配电线与负载4相连接。由发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m或电力系统向负载4提供电力。另外，图1中，为了简化将负载4记为1个，但负载4也可以是多个装置。图1中记载了需求客户既有发电机又有蓄电池的示例，但也可以仅具有发电机和蓄电池中的任意一个。
如图1所示，本实施方式的供需计划装置包括供需计划部10和设备控制部20。供需计划部10包括电力需求预测部11、返现期待值预测部(利润期待值预测部)12、最佳运行计划生成部13、电力需求校正部14及确定运行计划生成部15。设备控制部20基于供需计划部10生成的运行计划，对发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m进行控制。发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m是能将电力提供给负载4的供电设备。在与电力公司等之间具有电力购买合约等情况下，发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m不仅能向负载4供电，也能向外部供电。
本实施方式中，供需计划装置1包括设备控制部20，但也可以由供需计划装置1以外的其他控制装置包括设备控制部20，控制装置根据由供需计划装置1生成的运行计划对发电机2-1～2-n及蓄电池3-1～3-m进行控制。
供需计划装置1具体而言是计算机系统(computer)。通过在该计算机系统上执行供需计划程序，从而计算机系统起到供需计划装置1的功能。图2是表示本实施方式的计算机系统的结构例的图。如图2所示，该计算机系统包括：控制部101、输入部102、存储部103、显示部104、通信部105、及输出部106，它们经由系统总线107相连接。
图2中，控制部101例如是CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)等，执行本实施方式的供需计划程序。输入部102由例如键盘、鼠标等构成，计算机系统的用户为了进行各种信息的输入而使用该输入部102。存储部103包含RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)等各种存储器及硬盘等存储设备，存储有上述控制部101要执行的程序、处理过程中获得的所需的数据等。此外，存储部103也作为程序的临时存储区域而被使用。显示部104由LCD(液晶显示面板)等构成，对计算机系统的用户显示各种画面。通信部105具有与LAN(LocalAreaNetwork：局域网)等网络进行连接的功能，将对于发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m的控制命令发送至发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m。此外，输出部106由打印机等构成，具有用于将处理结果输出至外部的功能。另外，图2为一个示例，计算机系统的结构并不限于图2的示例。例如，也可以不包括输出部106。
此处，对本发明所涉及的供需计划程序成为可执行状态前的计算机系统的动作例进行说明。采用上述结构的计算机系统例如从设置于CD(CompactDisc：压缩盘)-ROM/DVD(DigitalVersatileDisc：数字通用盘)-ROM驱动器(未图示)的CD-ROM/DVD-ROM将供需计划程序安装到存储部103。于是，在执行供需计划程序时，将从存储部103读取出的供需计划程序保存在存储部103的规定地点。该状态下，控制部101根据保存于存储部103的程序，执行本实施方式的供需计划生成处理。
另外，本实施例中，将CD-ROM/DVD-ROM作为记录介质，来提供记载有供需计划生成处理的程序(供需计划程序)，但并不限于此，可以根据计算机系统的结构、提供的程序的容量等，使用例如经由通信部105并利用互联网等传输介质提供来的程序。
图1的供需计划部10及设备控制部20包含于图2的控制部101。图3是表示保存于本实施方式的存储部103的数据的一个示例的图。存储部103中保存有本实施方式的供需计划生成处理所使用的设定数据201和本实施方式的供需计划生成处理的输出数据202。设定数据201中包含限制条件数据、单价数据、需求数据、需求响应数据。输出数据202中包含次日运行计划和确定运行计划。对于设定数据201、输出数据202的各数据，在后文阐述。
接着，对本实施方式的动作进行说明。本实施方式中，首先每隔一定期间(例如24小时)(第一周期)生成运行计划(次日运行计划)。在该运行计划的生成时刻，未确定是否实施需求响应，因此基于需求响应的发生概率将需求响应所得到的返现量加入评价函数。接着，每隔一定的更新周期(例如，一小时)(第二周期)，基于最新的信息对次日运行计划进行需求校正，生成确定运行计划。设备控制部20根据确定运行计划控制发电机2-1～2-n及蓄电池3-1～3-m。此时，基于需求响应实施/不实施的确定信息，在不实施的情况下，不将需求响应所得到的返现量加入评价函数而生成确定运行计划。下面，本实施中，对将上述一定期间设为24小时(每隔24小时生成第一运行计划)、将上述更新周期设为一小时(每隔一小时生成第二运行计划)的示例进行说明，但一定期间、更新周期并不限于上述值，例如也可以将一定期间设为一周，只要一定期间＞更新周期，则可以设为任意值。
图4是表示每隔24小时进行的运行计划生成处理步骤的一个示例的流程图。首先，电力需求预测部11对次日一天的各时间段的电力需求进行预测(步骤S1)。各时间段的长度例如与上述更新周期相同，此处，设为一小时，但并不限于一小时。也可以使用任意的方法来作为电力需求的预测方法，例如有基于过去的需求实际值、季节(或月份)、星期几、时间段、气温的预测值等参数进行计算的方法等。例如，存储部103中与季节、星期几、时间段、气温等参数相对应地预先记录有过去的需求实际值，以作为需求数据。然后，从需求数据中，提取出成为预测对象的季节、星期几、时间段的实际值，对于提取到的实际值，预先求出气温和实际值之间的相关性，使用求得的相关性和气温的预测值来求出需求的预测值。此处，为了预测需求客户自身的需求，对于负载4的一部分，也具有例如企业内的制造用设备等事先确定了工作计划的负载。对于确定了工作计划的负载，作为需求数据预先保存日期和每个时间段是否工作的信息，能将工作计划反映到需求的预测中。该情况下，需求数据中作为过去的数据也预先存储有每个装置的工作/不工作。此外，也可以分类为能通过工作计划来预测需求的情况、以及空调设备等那样需求根据气温等发生变动的情况，并进行不同的处理。对于前者，可以求出每个工作计划和每个装置的耗电预测值等，仅出于考虑，也可以基于过去的数据预先求出气温等的相关性，利用求出的相关性和气温的预测值来求出需求的预测值。
接着，返现期待值预测部12计算出在发生需求响应的情况下因返回的返现而产生的利润的单价(例如每1kWh的)的利润期待值(步骤S2)。具体而言，利润期待值例如通过以下方式进行计算。需求响应时的返现的设定方法不是确定的，例如考虑设定为买电量从通常情况每降低(或卖电量的增加)1kWh，为X日元等。也考虑X因时间段、日期的不同而改变的情况，但此处一律为40日元。存储部103的需求响应数据中保存有该每单位电力量的返现值(返现单价)。需求响应的发生概率按每个季节、时间段而不同。也存储有每个季节及时间段的发生概率，以作为存储部103的需求响应数据。例如，将7月/8月的13：00～16：00设定并保存为高概率(例如50％)，将其他设定并保存为低概率(例如0％)。供给侧可能会根据全国的电力紧迫预测来改变该每个季节及时间段的发生概率、返现单价(例如每1kWh一律40日元)。在这些值发生变化的情况下，例如需求客户的使用者对存储部103的需求响应数据进行更新。在每个时间段的返现单价不同的情况下，返现值也按每个时间段作为需求响应数据进行保存.
在使用了需求响应的运用从开始起经过了数年的情况下，需求响应的发生概率能基于每个季节、月份的各时间段中过去发生的需求响应的频度来求出。在没有储存过去的实际值(过去进行了需求响应或未进行需求响应的结果)的情况下，能使用根据气候、气温的预测等预测出的发生概率。
另外，若精细地求出通过过去的实际值求得的需求响应的发生概率，并直接利用该发生概率，则预想后述的处理将变得复杂，该情况下，可以对发生概率进行简化来使用，例如在发生概率为0～10％以下时，将发生概率设为0，在发生概率为20～30％以下时，将发生概率设为20％等。
返现期待值预测部12从存储部103的需求响应数据中按次日的每个时间段读取出对应的返现单价(降低的电力量的每个单位量(单位降低电力量)的返现值)和发生概率。然后，按次日的每个时间段将返现单价和发生概率相乘，从而求出返现期待值。例如，若返现单价一律为每1kWh40日元、将7月/8月的13：00～16：00的发生概率设为50％、其他设为0％，则在7月/8月的13：00～16：00的时间段，返现期待值为每1kWh20日元，在7月的16：00～17：00的时间段，返现期待值为每1kWh0日元。
接着，返现期待值预测部12按每个发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m的种类，从返现期待值减去用于生成(发电或放电)单位电力量(此处为1kWh)所需的燃料费等费用，从而计算出利润期待值。此处，设为发电机2-1～2-n之间生成单位电力量所需的费用相同，蓄电池3-1～3-m之间生成单位电力量所需的费用相同，分为发电机(发电机2-1～2-n)和蓄电池(蓄电池3-1～3-m)并例如通过下式(1)来计算利润期待值。
利润期待值[发电机]＝返现期待值×燃料费单价
利润期待值[蓄电池]＝返现期待值×蓄电池损耗×买电单价
…(1)
上式(1)中，燃料费单价是为了发电出单位电力量(此处设为1kWh)而使用的燃料的价格。蓄电池损耗由蓄电池中的充放电损耗与充电所使用的电量的比率(例如3成)来表示。买电单价是蓄电池充电时从电力公司等购买电力时的买电单价。燃料费单价、燃料费单价、买电单价保存于存储部103的单价数据。返现期待值预测部12从存储部103的单价数据中读取出上述值，并将其用于上述计算。
另外，在具有燃料费单价不同的发电机2-1～2-n的情况下，按每个发电机2-1～2-n计算出利润期待值[发电机]即可，在具有蓄电池损耗不同的蓄电池3-1～3-m的情况下，按每个蓄电池3-1～3-m计算出利润期待值[蓄电池]即可。
回到图4的说明，接着，最佳运行计划生成部13设定次日一整天的各时间段的发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m各自的发电/充放电分布的初始值(初始分布)(步骤S3)。此时，为了求出最佳运行计划而在之后的步骤中改变发电/充放电分布，但对于作为该发电/充放电分布的变更对象的发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m(变更对象设备)，也选择并设定一个值作为初始值。对于后备电力，也分别对发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m设定初始分布(例如在所有时间段为0)以作为后备电力的分布(后备电力分布)。此处，本实施方式的发电/充放电分布表示与电力需求相同的时间间距(例如每隔一小时)的发电/充放电量。例如，示出按时间段来规定动作的情况，使得所有的发电机2-1～2-n在10：00-16：00进行发电，在其他的时间段不发电，蓄电池3-1～3-m在深夜·凌晨(例如0：00-6：00)进行充电直至SOC达到60％，在7：00-8：00进行放电等。若是发电机，则根据发电机的起动时间、发电机的停止时间、发电量(每单位时间的发电量)等来决定发电/充放电分布。若是蓄电池，则根据充电的开始时间、充电的速度、放电的开始时间、放电的速度等决定发电/充放电分布。
此处，后备电力是指在发生需求响应的情况下、能由需求客户的设备(发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m)生成(发电机的情况下为发电，蓄电器的情况下为放电或使充电量减少)的电力量，此外，将考虑后述的需求响应的返现在内的评价函数设定为最小。图5是表示后备电力的一个示例的图。图5示出发电机的发电分布301和后备电力302的一个示例。图5的期间Tr表示需求响应的发生概率较高的时间段。
在发电/充放电分布及后备电力分布的初始分布的设定中，最佳运行计划生成部13读取出保存于存储部103的限制条件数据，并反映限制条件数据。具体而言，设定为发电/充放电分布单独满足限制条件，且将发电/充放电分布与后备电力的分布相加而得到的分布也满足限制条件。例如，图5的示例中，设定为发电分布301满足限制条件，并且加上期间Tr的后备电力302而得到的分布也满足限制条件。由此，在加上后备电力302的情况下，成为最大发电量以下，因此能在发生需求响应的情况下确保后备电力。作为限制条件例如考虑以下的项目。
(1)发电机的限制条件
·连续运行时间(例如20小时以内)
·停止时间(一旦停止后到再起动为止必须间隔的时间，例如4小时以上)
·起动停止次数(例如1次以下/1天)
·最大发电量/最小发电量(每单位时间)
(2)蓄电池的限制条件
·最大充放电功率(例如±10kW)
·SOC(StateOfCharge：充电状态)限制(例如最大70％、最小30％)
(3)买电量的限制条件
·从电力公司等供给侧购买的电量的最大值/最小值
接着，最佳运行计划生成部13基于发电/充放电分布、后备电力的分布和步骤S1中预测到的需求，将每个时间段的买电量、发电量、放电量、后备电力代入评价函数(步骤S4)。作为评价函数例如使用下式(2)。
评价函数＝∑t(买电量×买电单价+发电量×燃料费单价
+放电量×蓄电池损耗×买电单价[充电时]
-∑i后备电力×利润期待值)…(2)
买电量通过从预测到的需求所对应的电力量减去发电机2-1～2-n所产生的发电量和蓄电池3-1～3-m所产生的充放电量而得到。此处，充放电量在放电的情况下将符号设为正，在充电的情况下将符号设为负。例如在仅进行充电的时间段，将充电所需的电力量加到买电量上。上述式(2)的开头的∑t表示时间的总和，此处，设为运行计划的生成单位即1天(24小时)的总和，在每隔一小时求出电力需求等的情况下，成为24个各时间段的值的总和。在买电单价按每个时间段不同的情况下，将与蓄电池损耗相乘后的买电单价设为充电时的卖电单价。在具有发电机、蓄电池那样、利润期待值不同的组的情况下，上述式(2)的∑i为组的总和。例如，在发电机2-1～2-n能使用相同的利润期待值(发电机)，蓄电池3-1～3-m能使用相同的利润期待值(蓄电池)的情况下，∑i后备电力×利润期待值能以下式(3)来表示。
∑i后备电力×利润期待值
＝发电机2-1～2-n的后备电力总和×利润期待值[发电机]
+蓄电池3-1～3-m的后备电力总和×利润期待值[蓄电池]
…(3)
上式(2)的买电量×买电单价(第一费用)是买电所需的费用，发电量×燃料费单价+放电量×蓄电池损耗(第二费用)是需求客户的供电设备(发电机2-1～2-n、蓄电池3-1～3-m)生成电力所需的费用。
另外，本实施方式中，需求是需求客户的设备内的需求，因此需求自身的时间分布有时也可进行一定程度的变更。该情况下，也可以采用如下方式：只要能以一天为单位来提供一整天的需求量即可。该情况下，在后述的步骤S8中，在改变发电/充放电分布时，将改变了需求的时间分布的情况也包含在内来决定变更范围。然而，在可变更的工作计划的范围中具有限制、或具有无法变更的负载量等情况下，将它们也作为限制条件来考虑在内。例如，对于作为负载4的一部分的某个制造设备，是与工作计划相比到工作开始及工作结束之前或之后的一小时为止可进行变更等的限制条件。
接着，最佳运行计划生成部13判断步骤S4中代入买电量、发电量、放电量、后备电力等而得到的评价函数值是否小于Cmin(步骤S5)。作为Cmin的初始值预先设定为充分大的值(例如比上述评价函数可取的最大值要大的值)。在评价函数值小于Cmin的情况下(步骤S5为是)，设为Cmin＝评价函数值(步骤S6)。然后，最佳运行计划生成部13判断是否对于变更对象设备的发电/充放电分布及后备电力分布在可变更的所有范围内实施了处理(步骤S7)，在具有未实施处理的范围的情况下(步骤S7为否)，改变发电/充放电分布或后备电力分布(步骤S8)，并返回步骤S4。步骤S8的变更中，与初始分布的设定同样地进行变更，以使得变更后的发电/充放电分布单独满足限制条件，且变更后的发电/充放电分布加上变更后的后备电力的分布而得到的分布也满足限制条件。
另外，可变更的所有范围是指可基于上述阐述的(1)～(3)的限制条件来进行设定的范围。另外，也可以除了(1)～(3)以外还设置限制条件，减少可变更的所有范围。例如，对于发电机也可以预先设定为一天起动并停止一次，预先设定一天的运行时间，仅通过改变运行开始时刻来改变发电分布。此外，对于后备电力分布，如上所述，在将7月/8月的13：00～16：00的需求响应的发生概率设为50％，将其他的需求响应的发生概率设为0％这样的示例中，需求响应为0％的期间无需设定后备电力。因此，也可以仅在成为50％的时间段改变后备电力的值，求出使评价函数成为最佳的值。对于充放电分布、后备电力分布的变更，例如也可以首先固定发电/充放电分布并改变后备电力分布，在后备电力分布的所有范围的处理结束后，改变发电/充放电分布，也可以利用该方法以外的方法来进行变更。为了减少处理量，也可以按每个设备预先准备多个发电/充放电分布，通过从中选择发电/充放电分布，来改变发电/充放电分布。
步骤S7中，在没有未实施处理的范围的情况下(步骤S7为是)，判断是否对于所有设备的变更已结束(设定为变更对象设备)(步骤S9)，在存在变更未结束的设备的情况下(步骤S9为否)，则将变更未结束的设备中的一个设定为变更对象设备，并返回至步骤S4。在所有设备的变更已结束的情况下(步骤S9为是)，则基于Cmin所对应的发电/充放电分布生成运行计划(步骤S10)，并作为次日运行计划(第一运行计划)保存于存储部103，结束处理。在将次日运行计划(第一运行计划)保存于存储部103时，也保存后备电力分布，此外，也将步骤S1中计算得到的电力需求的预测值和该预测值的前提条件(气温的预测值等)相对应地预先保存于存储部103。另外，以上的处理步骤是一个示例，只要是求得使评价函数的值成为最小的发电/充放电分布及后备电力分布的方法即可，具体的处理并不限于上述示例。
通过以上处理，能生成可确保使评价函数成为最小的后备电力的运行计划。本实施方式的供需计划装置1能通过以上处理制定将需求响应的返现考虑在内的供需计划。图6是用于说明本实施方式的效果的图。图6的上段表示实施未确保后备电力的使用时的蓄电池的SOC，图6的中段、下段表示以能确保后备电力的方式进行使用时的蓄电池的SOC。图6的上段中，SOC从比最大值(MAX)要少的值开始放电，期间Tr(需求响应的发生概率较高的期间)中，SOC成为最小值(MIN)，即使请求需求响应，也无法进行更多的放电。与此不同的是，图6的中段中，开始放电的时刻和速度与上段的情况相同，但SOC从最大值开始放电，因此期间Tr中具有放电的剩余电力303。该剩余电力对应于后备电力。
并且，若负载4的工作计划自身、即需求的分布也能进行变更，则如图6的下段所示那样，能通过错开开始放电的时刻来增加期间Tr中放电的剩余电力303。由此，对于负载4的工作计划，也可以在上述处理中与发电/充放电分布同样地进行变更，求出使评价函数成为最小的值。
对每隔更新周期进行的处理进行说明。图7是表示每隔更新周期实施的运行计划确定处理步骤的一个示例的图。首先，电力需求校正部14从存储部103读取出电力需求的预测值，基于最新的气温等对将来一小时的电力需求进行校正(步骤S11)。具体而言，例如，在最新的气温比气温的预测值高的情况下，进行增加电力需求等处理。在发电机2-1～2-n包含太阳能电池的情况下，发电量也根据天气发生改变，因此也可以根据实际的天气来校正发电量。
接着，确定运行计划生成部15基于是否实施需求响应的实际值(已确定的信息)来设定评价函数(步骤S12)。是否实施需求响应例如可以由使用者通过操作输入部102来进行输入，也可以经由通信部105从未图示的其他信息装置等进行输入。
作为步骤S12的处理，具体而言，在实施需求响应的情况下，成为下式(4)，在不实施需求响应的情况下，成为删除了返现量的下式(5)。其中，将买电量设为反映了步骤S11的电力需求的校正的值。
(实施需求响应已确定的情况)
评价函数＝买电量×买电单价+发电量×燃料费单价
+放电量×蓄电池损耗×买电单价-∑i后备电力×返现单价
…(4)
(确定不实施需求响应的情况)
评价函数＝买电量×买电单价+发电量×燃料费单价
+放电量×蓄电池损耗×买电单价…(5)
接着，确定运行计划生成部15基于步骤S12中设定的评价函数来确定将来一小时的运行计划，并作为确定运行计划(第二运行计划)保存于存储部103(步骤S13)。此时，还考虑基于与图4的生成次日的运行计划时相同的限制条件来依次改变发电量、放电量，并求出使评价函数成为最小的运行计划，但也可以将图4的次日的运行计划作为基础，仅对电力需求发生变化的部分进行校正，从而减少处理。例如，将图4的次日的运行计划作为初始值，例如在需求增加的情况下，也可以在各重复循环的发电/充放电量及后备电力的变更中，实施向减少后备电力的方向的变更、向增加发电量或放电量的方向的变更，来求出评价函数的最小值。在确定不实施需求响应的情况下，将图4的次日的运行计划(未加上后备电力的运行计划)作为初始值，在需求增加的情况下，实施向增加发电量或放电量的方向的变更，来求出评价函数的最小值。
设备控制部20基于确定运行计划来控制设备(步骤S14)。另外，在另行对设备进行控制等无需准确的运行计划的情况下，也可以不实施图7所述的运行计划确定处理步骤。
如上所述，本实施方式中，作为表示一定期间的成本的评价函数，使用基于为了确保预测到的需求量所需的费用(买电的费用、用于发电的费用等)、将需求响应的发生概率考虑在内的需求响应的利润期待值乘上后备电力而得到的函数，求出使评价函数成为最小的后备电力。因此，能生成用于对发电机及蓄电池进行使用以具有适当的后备电力的运行计划(供需计划)，以使得能应对需求响应请求。
工业上的实用性
如上所述，本发明所涉及的供需计划装置、供需计划方法、供需计划程序及记录介质适用于具有发电机、蓄电池的需求客户的需求计划生成，特别适用于接受需求响应请求的需求客户。
标号说明
1供需计划装置、2-1～2-n发电机、3-1～3-m蓄电池、4负载、10供需计划部、11电力需求预测部、12返现期待值预测部、13最佳运行计划生成部、14电力需求校正部、15确定运行计划生成部、20设备控制部、101控制部、102输入部、103存储部、104显示部、105通信部、106输出部、107系统总线。

Claims (8)

1.一种供需计划装置，其特征在于，包括：
电力需求预测部，该电力需求预测部进行电力需求的预测；
利润期待值预测部，该利润期待值预测部基于需求响应的发生概率和需求响应所得到的返现值，计算出降低电力量的每个单位量的利润期待值；以及
最佳运行计划生成部，该最佳运行计划生成部将买电所需的第一费用、供电设备生成电力所需的第二费用、及所述利润期待值和在生成了满足所述电力需求的供给量的基础上能由所述供电设备进一步生成的电力量即后备电力之间的相乘结果相加而得到的结果作为评价函数，并决定所述后备电力及所述供电设备的运行计划，以使得在通过买电量和由所述供电设备生成的电力量满足所述电力需求且生成了所述后备电力的情况下，满足所述供电设备的限制条件且所述评价函数成为最小。
2.如权利要求1所述的供需计划装置，其特征在于，
所述电力需求预测部及所述最佳运行计划生成部每隔第一周期实施电力需求的预测及所述运行计划的决定，
还包括：电力需求校正部，该电力需求校正部在比所述第一周期要短的第二周期中对电力需求进行校正；以及
确定运行计划生成部，该确定运行计划生成部在所述第二周期中，基于校正后的电力需求和是否实施需求响应的确定结果来校正所述运行计划，以生成确定运行计划。
3.如权利要求2所述的供需计划装置，其特征在于，
还包括设备控制部，该设备控制部基于所述确定运行计划来控制所述供电设备。
4.如权利要求1、2或3所述的供需计划装置，其特征在于，
作为所述供电设备包含发电机，
作为所述第二费用，包含由所述发电机进行发电时的每个单位发电量的燃料费与所述发电机的发电量相乘的结果，
通过将需求响应所得到的降低电力量的每个单位量的返现值减去所述发电机进行发电时的每个单位发电量的燃料费后得到的值与所述发生概率相乘，来计算出所述发电机的所述利润期待值。
5.如权利要求1至4的任一项所述的供需计划装置，其特征在于，
作为所述供电设备包含蓄电池，
作为所述第二费用，包含所述蓄电池进行充电时的买电单价、所述蓄电池的充放电损耗、及所述蓄电池的发电量的相乘结果，
通过将需求响应所得到的降低电力量的每个单位量的返现值减去所述蓄电池进行充电时的买电单价和所述蓄电池的充放电损耗的相乘结果而得到的值与所述发生概率相乘，来计算出所述蓄电池的所述利润期待值。
6.一种供需计划方法，其特征在于，包括如下步骤：
电力需求预测步骤，该电力需求预测步骤中，进行电力需求的预测；
利润期待值预测步骤，该利润期待值预测步骤中，基于需求响应的发生概率和需求响应所得到的返现值，计算出降低电力量的每个单位量的利润期待值；以及
最佳运行计划生成步骤，该最佳运行计划生成步骤中，将买电所需的第一费用、供电设备生成电力所需的第二费用、及所述利润期待值和在生成了满足所述电力需求的供给量的基础上能由所述供电设备进一步生成的电力量即后备电力之间的相乘结果相加而得到的结果作为评价函数，并决定所述后备电力及所述供电设备的运行计划，以使得在通过买电量和由所述供电设备生成的电力量满足所述电力需求且生成了所述后备电力的情况下，满足所述供电设备的限制条件且所述评价函数成为最小。
7.一种供需计划程序，其特征在于，
使计算机执行权利要求6所述的供需计划方法。
8.一种记录介质，其特征在于，
存储有权利要求7所述的供需计划程序。
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