DE112011105049T5

DE112011105049T5 - Betriebsplanvorbereitungsverfahren, Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung und Betriebsplanvorbereitungsprogramm

Info

Publication number: DE112011105049T5
Application number: DE112011105049T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Taniguchi; Yoshio Nakao
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2013-12-19
Also published as: JP5672371B2; CN103430412B; JPWO2012127585A1; US20140012428A1; CN103430412A; WO2012127585A1; US9425636B2

Abstract

Eine Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt eine Mehrzahl von Szenarien, die die Möglichkeit des Übergangs des Angebots- und Nachfragestromwerts, der unter einer gegebenen Bedingung auftreten könnte, repräsentiert. eine Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 berechnet für jedes von mehreren Szenarien einen Betriebsplan, in welchem ein erster Evaluierungswert als der beste Evaluierungswert im Betrieb einer Speicherbatterie berechnet wird. Eine Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 berechnet für jeden aus den mehreren Betriebsplankandidaten einen zweiten Evaluierungswert, der im Betrieb der Speicherbatterie ermittelt wird, gemäß diesem Plan relativ zu jedem Szenario. Eine Flexibilitätsberechnungseinheit 125 berechnet für jeden Betriebsplankandidaten die Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert in jedem Szenario. Eine Optimalplanauswahleinheit 126 wählt den Betriebsplan für die Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplankandidaten aus, basierend auf der Differenz.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Operationsplanvorbereitungsverfahren, eine Operationsplanvorbereitungsvorrichtung und ein Operationsplanvorbereitungsprogramm.
Hintergrund
Unter den aktuellen Gegebenheiten sind Gegenmaßnahmen gegen globale Umweltprobleme als globales Thema erkannt worden. Die Verwendung natürlicher Energie, wie etwa der Energie aus photovoltaischer Stromerzeugung, hat als eine der Gegenmaßnahmen gegen diese Probleme Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Da jedoch die Photovoltaik-Stromerzeugung leicht durch das Wetter beeinflusst wird und daher ihre Abgabe instabil ist, sind verschiedene Maßnahmen zur effektiven Verwendung der Photovoltaik-Stromerzeugung ergriffen worden.
Um mit der Instabilität der Photovoltaik-Stromerzeugung klarzukommen, wird ein Verfahren angegeben, in welchem eine andere Art von Abgabestromquelle, wie etwa eine Speicherbatterie oder eine Brennstoffzelle, anhand eines Betriebsplans betrieben wird. Dieser Betriebsplan entspricht beispielsweise einem Steuerparameter, der angemessene Steuerung über die Entladung aus einer Speicherbatterie ermöglicht, deren Kapazität beschränkt ist. Wenn beispielsweise ein Spitzen-abschneidendes System des Entladens der Speicherbatterie bei Überschuss von Stromnachfrage über einem vorgegebenen Stromwert als das Steuersystem für die Speicherbatterie verwendet wird, entspricht dieser Stromwert dem Betriebsplan. Im Betrieb einer Kombination zwischen der Photovoltaik-Stromerzeugung und der Speicherbatterie wird im Allgemeinen ein Betriebsplan zum Betreiben der Speicherbatterie über einen Tag vorbereitet, so dass ein Evaluierungswert am besten ist, falls Stromangebot und -nachfrage wie vorhergesagt übergehen, basierend auf dem Übergang von Stromnachfrage für den nachfolgenden Tag und der Vorhersage der Wetteränderung, die am vorherigen Tag gemacht wird.
Beispielsweise gibt es ein Verfahren zum Verwalten einer Speicherbatterie, die den Betriebsplan an die tatsächliche Wetterbedingung anpasst. Im Allgemeinen ist die nach Wissensstand der tatsächlichen Wetterbedingung vom Tag gemachte Wettervorhersage genauer als die am vorherigen Tag gemachte Vorhersage. Daher, könnte der Betriebsnutzen verbessert werden, indem der Betriebsplan, der in Operation ist, basierend auf der tatsächlichen Wetterbedingung des Tages korrigiert wird, falls die am vorherigen Tag gemachte Wettervorhersage abwich.
Als ein anderes Beispiel gibt es ein Verfahren des Vorbereitens eines Betriebsplans für eine Speicherbatterie durch Durchführen eines Simulation, so dass der Betriebsplan effektiv korrigiert werden könnte, wenn die Vorhersage abwich.
Bei diesem Verfahren werden die Vorhersageabweichungsmuster mit Auftretens-Wahrscheinlichkeiten vorab, basierend auf zurückliegenden Daten, die vergangenen Fällen entsprechen, in welchen der Vorhersagewert von Stromangebot und Nachfrage um einen vorgegebenen Wert oder mehr abweicht, konstruiert. Dann wird der Evaluierungswert eines Betriebsplans für jedes Vorhersageabweichungsmuster durch Simulation der Anpassung dieses Betriebsplans an die Abweichung der Vorhersage berechnet. Der für jedes Vorhersageabweichungsmuster ermittelte Evaluierungswert wird in Übereinstimmung mit einer Wahrscheinlichkeit gewichtet und zum Evaluierungswert addiert, wenn die Vorhersage nicht abweicht, wodurch der Gesamt-Evaluierungswert berechnet wird. Basierend auf dem Gesamt-Evaluierungswert wird ein Betriebsplan, der gegenüber der Abweichung der Vorhersage robust ist, vorbereitet.
Zitateliste
Patentzitate

Patentliteratur 1: JP 4245583

Nicht-Patent Zitate:

Nicht-Patentliteratur 1: KUDO, Akira TAKEUCHI, Yousuke NOZAKI, Hisahito ENDO, und Jiro SUMITA, "Forecasting Electric Power Generation of Photovoltaic Power System for Energy Network", The Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan B, Bd. 127 (2007), Nr. 7, Seiten 847–853.
Nicht-Patentliteratur 2: Satoshi TAKAYAMA, Yuji IWASAKA, Ryoichi HARR, Hiroyuki KITA, Takamitsu ITO, Yoshinobu UEDA, Shuya MIWA, Naoya MATSUNO, Katsuyuki TAKITANI, und Koji YAMAGUCHI, "A Study an the Scheduling of Large-Scaled PV Power Station Output based an Solar Radiation Forecast", The Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan. B, Bd. 129 (2009), Nr. 12, Seiten 1514–1521.

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch hat es konventioneller Weise keine Technik gegeben, die in der Lage ist, einen Betriebsplan vorzubereiten, der mit beliebiger Wetteränderung klarkommt.
Beispielsweise kann in einem allgemeinen Betriebsplanvorbereitungsverfahren des Vorbereitens des Betriebsplans, so dass der Evaluierungswert der beste wird, falls sich das Wetter wie vorhergesagt ändert, selbst falls der Betriebsplan während des Betriebs der Speicherbatterie korrigiert wird, der Plan in einigen Fällen nicht die Wetteränderung berücksichtigen. Falls beispielsweise die Vorhersage der Wetteränderung falsch ist, kann die Menge an durch die Photovoltaik-Stromerzeugung erzeugten Stroms kleiner als erwartet sein. In einem solchen Fall wird die Menge an Entladung aus der Speicherbatterie mehr erhöht als vorhergesagt; somit kann die Speicherbatterie sich während des Betriebs leeren. Selbst falls der Betriebsplan unter einem solchen Umstand korrigiert wird, ist es für die Speicherbatterie nachfolgend schwierig, genug Strom zu liefern; somit kann der Betriebsnutzen der Speicherbatterie nicht verbessert werden.
Selbst beim oben erwähnten Verfahren des Vorbereitens eines Betriebsplans, der robust gegenüber der Abweichung der Vorhersage ist, ist es schwierig, sicher zu sein, dass die Speicherbatterie die Wetteränderung bewältigen kann. Bei diesem Verfahren wird nur der Fall, bei dem der Vorhersagewert von Stromangebot und -nachfrage um einen gewissen Wert oder mehr abweicht, als Vorhersageabweichungsmuster berücksichtigt; daher ist es nicht immer möglich, den Fall zu bewältigen, bei dem, obwohl der Abweichungsgrad der Wettervorhersage klein ist, die Knappheit des in der Speicherbatterie verbleibenden Stroms zu einem großen Verlust führt. Beispielsweise muss die Abweichung, dass der Strombedarf den Vorhersagewert nur zeitweilig übersteigt, nicht als Vorhersageabweichungsmuster berücksichtigt werden. Falls die Menge an verbleibendem Strom in der Speicherbatterie reduziert wird, weniger als der vorhergesagte Betrag zu sein, aufgrund einer solchen Abweichung, mag die Speicherbatterie unfähig sein, mit der Wetteränderung klar zu kommen. Bei diesem Verfahren wird der Gesamt-Abweichungswert, der durch Gewichten und Addieren des Evaluierungswerts des Vorhersageabweichungsmusters zum Evaluierungswert, wenn die Vorhersage richtig ist, in Übereinstimmung mit der Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, verwendet; daher, falls beispielsweise der gesamte Evaluierungswert um den Evaluierungswert erhöht wird, wenn die Vorhersage richtig ist, wird der Evaluierungswert des Vorhersageabweichungsmusters relativ weniger berücksichtigt. Als Ergebnis kann es sein, dass ein Operationsplan ausgewählt wird, mit dem es schwierig ist, mit dem Vorhersageabweichungsmuster klar zu kommen.
Es ist eine zu offenbarende Technik im Hinblick auf das Obige gemacht worden und es ist eine Aufgabe, ein Betriebsplanvorbereitungsverfahren, eine Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung und ein Betriebsplanvorbereitungsprogramm bereitzustellen, die einen Betriebsplan vorbereiten können, der in der Lage ist, mit jeglicher Wetteränderung zurecht zu kommen.
Problemlösung
Gemäß einem Betriebsplanvorbereitungsverfahren, das in der vorliegenden Erfindung offenbart ist, führt in einem Aspekt ein Computer einen Prozess des Erzeugens einer Mehrzahl von Szenarien aus, welche einen Übergang eines Angebots- und eines Nachfragestromwerts repräsentieren, der unter einer gegebenen Bedingung auftreten könnte. Gemäß dem Betriebsplanvorbereitungsverfahren führt der Computer einen Prozess des Berechnens, für jedes der mehreren Szenarien, eines Betriebsplans aus, in welchem ein erster Evaluierungswert als ein bester Evaluierungswert im Betrieb einer Speicherbatterie ermittelt wird. Gemäß dem Betriebsplanvorbereitungsverfahren führt der Computer einen Prozess des Berechnens, für alle der mehreren Betriebsplankandidaten, eines zweiten Evaluierungswerts aus, der im Betrieb der Speicherbatterie ermittelt wird, gemäß dem Betriebsplankandidaten relativ zu jedem Szenario. Gemäß dem Betriebsplanvorbereitungsverfahren führt der Computer einen Prozess des Berechnens, für alle der mehreren Betriebsplankandidaten, einer Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert an jedem Szenario aus. Gemäß dem Betriebsplanvorbereitungsverfahren führt der Computer einen Prozess des Auswählens des Betriebsplans für die Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplänen aus, basierend auf der Differenz.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der in der vorliegenden Anmeldung zu offenbarenden Technik wird ein vorteilhafter Effekt dahingehend bereitgestellt, dass ein Betriebsplan, der in der Lage ist, mit irgendeiner Wetteränderung zurecht zu kommen, vorbereitet werden kann.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine Funktionsstruktur einer Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Nachfrage-Fluktuationsszenarios darstellt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle darstellt.
4 ist ein Diagramm zum Beschreiben des spitzenabschneidenden Effekts.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer optimalen Betriebsevaluierungstabelle darstellt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anfangsbetriebsplantabelle darstellt.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer korrigierten Betriebsevaluierungstabelle darstellt.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Flexibilitäts-Evaluierungstabelle darstellt.
9 ist ein Diagramm, das ein Wetteränderungsmodell darstellt.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenarios darstellt.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Angebots- und Nachfrageszenarios darstellt.
12 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Suchbereichs eines Steuerparameters.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Verteilung von Regressions-Werten.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Verteilung von Regressions-Werten darstellt.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Verteilung von Regressions-Werten darstellt.
16 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozessprozedur einer Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung darstellt.
17 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozessprozedur des Erzeugens eines Angebots- und Nachfrageszenario darstellt.
18 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozessprozedur eines Auswahlprozesses eines Anfangsbetriebsplans darstellt.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Optimalbetriebsevaluierungstabelle darstellt, wenn ein Umgebungslast-Reduktionseffekt verwendet wird.
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Korrekturbetriebsevaluierungstabelle darstellt, wenn ein Umgebungslast-Reduktionseffekt verwendet wird.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Flexibilitätsevaluierungstabelle darstellt.
22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Optimal-Betriebsevaluierungstabelle darstellt, wenn ein Kostenreduktionseffekt verwendet wird.
23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Korrektur-Betriebsevaluierungstabelle darstellt, wenn der Kostenreduktionseffekt verwendet wird.
24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Flexibilitäts-Evaluierungstabelle darstellt.
25 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Computers darstellt, der ein Betriebsplanvorbereitungsprogramm ausführt.
26 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebsmodus einer Kommunikationsbasisstation.
27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Betriebsplans einer Kommunikationsbasisstation darstellt.
28 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Übergangs einer Kommunikationsanforderung darstellt.
29 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Menge an Energie, die zum Behandeln der Kommunikationsanforderung angefragt wird.
30 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Modusumschaltkosten darstellt.
31 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Suchbereichs des Betriebsmodus darstellt.
32 ist ein Diagramm, das ein Beispiel (6:00–10:00) der Kommunikationsnachfragefluktuations-Wahrscheinlichkeitstabelle darstellt.
33 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des optimalen Betriebsplans bezüglich des Kommunikationsnachfrageszenarios darstellt.
34 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Evaluierung des Betriebsplans darstellt.
Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen eines Betriebsplanvorbereitungsverfahrens, einer Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung und eines Betriebsplanvorbereitungsprogramms, die in der vorliegenden Anmeldung zu offenbaren sind, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen spezifisch beschrieben. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht durch diese Ausführungsformen beschränkt wird. Jegliche dieser Ausführungsformen kann mit einer anderen in angemessener Weise innerhalb des Bereichs, der nicht im Widerspruch zu dem gelangt, was im Prozess durchgeführt wird, kombiniert werden.
Ausführungsform 1
Eine Konfiguration einer Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird beschrieben. Diese Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung bereitet, beim Antizipieren, dass der Betriebsplan zum Betreiben einer Speicherbatterie für einen Tag korrigiert wird, einen Anfangsbetriebsplan vor, der den Betriebsplan ab einem Betriebsstartzeitpunkt bis zu einer Korrekturzeit repräsentiert, um so irgendeine Wetteränderung nach der Korrekturzeit zu berücksichtigen. Die Betriebsstartzeit ist beispielsweise 0:00 und die Korrekturzeit ist beispielsweise 13:00. Obwohl Ausführungsform 1 den Fall beschreibt, bei dem die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung den Anfangsbetriebsplan vorbereitet, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise wenn antizipiert wird, dass der den Betriebsplan nach der Korrekturzeit repräsentierende korrigierte Betriebsplan weiter korrigiert wird, kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung den korrigierten Betriebsplan wie bei der Vorbereitung des Anfangsbetriebsplans vorbereiten. Die Betriebsstartzeit und die Korrekturzeit sind nicht auf jene obigen beschränkt und eine Person, die die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung verwendet, kann beliebige Werte als diese Zeiten einstellen.
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Funktionsstruktur der Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet eine Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 eine Speichereinheit 110 und eine Steuereinheit 120. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 ist mit einer Eingabevorrichtung 101 und einer Ausgabevorrichtung 102 verbunden.
Die Eingabevorrichtung 101 empfängt die Eingabe verschiedener Arten von Informationen. Beispielsweise empfängt die Eingabevorrichtung 101 Nachfragedaten 111a und die Solarstrahlungsmengendaten 112. Die Eingabevorrichtung 101 empfängt weiterhin beispielsweise eine Betriebsstartzeit, eine Betriebsendzeit und eine Betriebsplankorrekturzeit einer Speicherbatterie als die Bedingung des Spezifizierens eines vorzubereitenden Betriebsplans. Weiterhin empfängt die Eingabevorrichtung 101 eine Startzeit t0, eine Endzeit t_e, Anfangssonnenscheinstunden h0 und einen Zeitinkrementbereich Δt als Bedingung des Spezifizierens des Fluktuationsbereichs der Solarstrahlungsmenge, von der angenommen wird, dass sie bei der Vorbereitung des Betriebsplans zu berücksichtigen ist. Beispielsweise entspricht die Eingabevorrichtung 101 einer Tastatur, einer Maus, einem Mediumsleser oder dergleichen. Die durch die Eingabevorrichtung 101 empfangene Information wird später spezifisch beschrieben.
Die Ausgabevorrichtung 102 gibt verschiedene Arten von Informationen aus. Beispielsweise empfängt die Ausgabevorrichtung 102 verschiedene Arten von Informationen aus einer Ausgabeeinheit 127, die später beschrieben wird, und gibt empfangene Informationen aus. Beispielsweise entspricht die Ausgabevorrichtung 102 einer Anzeige oder einem Monitor.
Die Speichereinheit 110 speichert die Nachfragedaten 111a, ein Nachfragefluktuationsszenario 111b, die Solarstrahlungsmengendaten 112, eine Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113, Ausgabefluktuationsdaten 114 und Angebots- und Nachfragedaten 115. Die Speichereinheit 110 speichert weiter eine Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116, eine Anfangsbetriebsplantabelle 117, eine Korrektur-Betriebsevaluierungstabelle 118 und eine Flexibilitätsevaluierungstabelle 119. Die Speichereinheit 110 entspricht beispielsweise einer Speichervorrichtung, wie einer optischen Magnetdisk, einer optischen Disk, einer magnetischen Disk, oder einem Halbleiterspeicherelement, das durch RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), Flash-Memory (Flash-Memory) oder dergleichen typifiziert ist.
Die Nachfragedaten 111a sind Zeitreihendaten, die aus Nachfragestromwerten bestehen. Beispielsweise werden die Nachfragedaten 111a durch Assoziieren jedes Zeitraums und des Nachfragestromwerts in einem Tag miteinander ermittelt. Dieser Nachfragestromwert wird beispielsweise aus statistischen Daten des vergangenen Stromverbrauchs berechnet.
Das Nachfragefluktuationsszenario 111b repräsentiert die Möglichkeit des Übergangs der Nachfrage an einem Tag als ein Ziel, für welches ein Betriebsplan gemacht werden sollte. Beispielsweise repräsentiert das Nachfragefluktuationsszenario 111b den Übergang des Nachfragestromwerts für jeden Zeitraum in einem Tag und wird basierend auf den Nachfragedaten 111a erzeugt. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Nachfragefluktuationsszenarios darstellt. 2 repräsentiert Zeit längs der horizontalen Achse und die elektrische Energie [kWh] längs der vertikalen Achse. 2 exemplifiziert das Nachfragefluktuationsszenario 111b eines Tags in einer gewissen Fabrik. In 2 gibt es ein Muster für das Nachfragefluktuationsszenario 111b; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise unterscheidet sich das Nachfragefluktuationsszenario 111b abhängig davon, welcher Tag der Woche oder welche Jahreszeit ist, und es kann eine Anzahl M von Mustern für das Nachfragefluktuationsszenario 111b geben, falls eine Mehrzahl von Übergängen vorhergesagt wird. Man beachte, dass M eine natürliche Zahl ist.
Die Solarstrahlungsmengendaten 112 sind die Aufzeichnungen vergangener Solarstrahlungsmengen für jeden vorgegebenen Zeitraum. Die Solarstrahlungsmenge beinhaltet beispielsweise Werte, die in der Einheit von Sonnenscheinstunden gemessen werden. Hier sind Sonnenscheinstunden der Wert, der als die Zeit definiert ist, für welche die Erde mit direktem Sonnenlicht bei einem vorbestimmten Intensitätswert (0,12 kW/m²) oder mehr bestrahlt wird, ohne durch Wolken oder dergleichen blockiert zu sein. Beispielsweise werden die Solarstrahlungsmengendaten 112 durch Aufzeichnen, für jede Stunde, der akkumulierten Solarstrahlungsmenge pro Einheitsfläche und der Sonnenscheinstunden vor einem Monat im Juli 2010 ermittelt. Die Solarstrahlungsmengendaten 112 können durch eine Datenbank des Japanischen Wetteramtes ermittelt werden.
Die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 ist eine Tabelle, welche die Bedingungswahrscheinlichkeit P(H_after|H_before) repräsentiert, wobei H_before und H_after die Werte vor bzw. nach dem Übergang bezeichnen.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle darstellt. Die Horizontalrichtung von 3 repräsentiert die Sonnenscheinstunden vor dem Übergang, H_before die in vier Objekte sektioniert sind, ”0,0”, ”0,1–0,5”, ”p,6–0,9” und ”1,0”. Die Vertikalrichtung von 3 repräsentiert die Sonnenscheinstunden nach dem Übergang, H_after, die in 11 Objekte von ”0,0” bis ”0,1” in einem Intervall von 0,1 Stunden sektioniert sind. Die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113, die in 3 dargestellt ist, speichert die Bedingungswahrscheinlichkeit P (H_after|H_before) entsprechend einem Übergang in einer Stunde. Die Bedingungswahrscheinlichkeit P ist ein durch eine Zahl von 0 bis 1 repräsentierter Wert.
Wie in 3 dargestellt, speichert die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113, dass beispielsweise die Bedingungswahrscheinlichkeit P, wo die Sonnenscheinstunden von H_before ”0,0” zu den Sonnenscheinstunden H_after ”0,0” nach einer Stunde fluktuieren, ”0,86” ist. Darüber hinaus speichert die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113, dass die Bedingungswahrscheinlichkeit P, wo die Sonnenscheinstunden von H_before ”0,1–0,5” zu den Sonnenscheinstunden H_after ”0,3” nach einer Stunde fluktuieren, ”0,07” beträgt. Die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 speichert ähnlich die anderen Bedingungswahrscheinlichkeit P. Man beachte, dass die Datenkonfiguration der in 3 dargestellten Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 ein Beispiel ist und die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise können die Sonnenscheinstunden von H_before vor der Fluktuation in elf Objekte von ”0,0” bis ”1,0” in einem Intervall von ”0,1” sektioniert sein.
Die Ausgabefluktuationsdaten 114 sind die Zeitreihendaten, die aus der Strommenge bestehen, welche durch die Photovoltaik-Stromerzeugung erzeugt wird. Beispielsweise werden die Ausgabefluktuationsdaten 114 durch miteinander Assoziieren der Stromerzeugungsmenge und jedes Zeitraums in einem Tag erhalten. Die Ausgabefluktuationsdaten 114 werden durch eine Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122, die später beschrieben wird, erzeugt und in der Speichereinheit 110 gespeichert. Beispielsweise beinhalten die Ausgabefluktuationsdaten 114 das Ausgabefluktuationsszenario, das den Übergang der Stromerzeugungsmenge der Photovoltaik-Stromerzeugung für jeden Zeitraum eines Tages repräsentiert. Dieses Ausgabefluktuationsszenario wird später im Detail beschrieben.
Die Angebots- und Nachfragedaten 115 sind Zeitreihendaten, die aus der Differenz zwischen der Stromnachfrage in einem Stromnetzwerk, in welchem die Speicherbatterie betrieben wird, und der Ausgabe durch die Photovoltaik-Stromerzeugung bestehen. Beispielsweise sind die Angebots- und Nachfragedaten 115 ein Satz der Angebots- und Nachfrageszenarien, die alle den Übergang der Menge von Angebot- und Nachfrage-Elektroenergie repräsentieren, die nachfolgend relativ zum gegebenen Anfangszustand auftreten könnte. Die Angebots- und Nachfragedaten 115 werden durch die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122, die später beschrieben wird, erzeugt und in der Speichereinheit 110 gespeichert. Das Angebots- und Nachfrageszenario wird später beschrieben.
Die optimale Betriebswerttabelle 116 speichert für jede von mehreren Szenarien den Betriebsplan, durch welchen der beste Evaluierungswert für ein Szenario (nachfolgend als ”optimaler Betriebsplan” bezeichnet) beim Betrieb der Speicherbatterie erhalten wird. Beispielsweise speichert die optimale Betriebswerttabelle 116 einen Datensatz, der das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan und den optimalen Steuerparameter umfasst. Von diesen kann das ”Angebots- und Nachfrageszenario” ein Identifizierer des Angebots- und Nachfrageszenarios sein. Der Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan repräsentiert den besten Evaluierungswert aus den Evaluierungswerten, die aus den Simulationsergebnissen für den Fall des Betreibens der Speicherbatterie bei verschiedenen Steuerparametern im Angebots- und Nachfrageszenario ermittelt werden. Beispielsweise wird der Spitzenabschnittseffekt für den Evaluierungswert verwendet, falls die Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren betrieben wird, in welchem die Entladung durchgeführt wird, wenn die Stromnachfrage einen vorgegebenen Stromwert überschritten hat. Dieser vorgegebene Stromwert wird auch als ein Entladungsreferenzwert bezeichnet. Der optimale Steuerparameter repräsentiert den Steuerparameter der Speicherbatterie, bei der der Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan ermittelt wird. Beispielsweise wird als der Steuerparameter der Entladungsreferenzwert verwendet, falls die Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren betrieben wird. Der Evaluierungswert ist nicht auf den Spitzenabschneideeffekt beschränkt; beispielsweise kann ein Umweltbelastungsminderungseffekt, ein Kostenreduktionseffekt oder eine Kombination von Werten derselben als der Evaluierungswert verwendet werden. Der Steuerparameter ist nicht auf den Entladungsreferenzwert beschränkt. Falls beispielsweise die Speicherbatterie bei einem Konstantentladungsverfahren betrieben wird, dient die Kombination der Entladungsmenge und des Zeitraums, in welchem die Entladung zu leiten ist, als der Steuerparameter. Als anderes Beispiel, falls die Speicherbatterie durch ein Überschussstromabsorptionsverfahren betrieben wird, dient der Anfangszustand der Ladung der Speicherbatterie als der Steuerparameter. Die nachfolgende Beschreibung wird von dem Fall gegeben, bei welchem die Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren betrieben wird und der Spitzenabschneideeffekt als der Evaluierungswert verwendet wird.
Hier wird der Spitzenabschneideeffekt beschrieben. Der Spitzenabschneideeffekt wird durch den Evaluierungswert ausgedrückt, der den Effekt repräsentiert, wenn die Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren betrieben wird und ist auch der Wert, der evaluiert wird anhand dem, wie viel die Spitzennachfrage reduziert werden kann. Beispielsweise wird der Spitzenabschneideeffekt durch die nachfolgende Formel (1) ausgedrückt. (Spitzenabschneideeffekt) = (Spitzennachfrage ohne Spitzenabschneiden) – (Spitzennachfrage mit Spitzenabschneiden) (1)
Man beachte, dass die typische Definition der Spitzennachfrage in Japan der durchschnittliche Stromverbrauch [kW] für jeweils 30 Minuten ist und beispielsweise der durch die Simulation berechnete Wert als die Spitzennachfrage verwendet wird.
Beispielsweise wird die Spitzennachfrage durch die nachfolgende Formel (2) ausgedrückt. (Spitzennachfrage [kW]) = (Stromverbrauch [kWh] in 30 Minuten) × 2 (2)
4 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Spitzenabschneideeffekts. Die Horizontalachse von 4 repräsentiert Zeit, während ihre Vertikalachse die elektrische Entladungserzeugungseinheit 4 [kWh] repräsentiert. Unter Bezugnahme auf 4 wird der Fall des Berechnens des Spitzenabschneideeffekts durch Simulation beschrieben.
Wie in 4 dargestellt, repräsentiert ein Angebot- und Nachfragestatus 4a den Angebot- und Nachfragestatus, der durch Simulation ermittelt wird, bei der die Spitzenabschneidegegenmaßnahme nicht ausgeführt wird. Da der maximale Stromverbrauch für 30 Minuten im Angebot- und Nachfragestatus 4a 157 kWh beträgt, ist eine Spitzennachfrage 4b 157 × 2 = 314 kW. Falls die Spitzennachfrage 4b erfolgreich auf eine Spitzennachfrage 4c durch Betreiben der Speicherbatterie unter einer Spitzenabschneidesteuerung reduziert werden kann, kann der Angebot- und Nachfragestatus 4a auf einen Angebot- und Nachfragestatus 4d verbessert werden. Da die Spitzennachfrage 4c 118 × 2 = 236 kW beträgt, ist ein Spitzenabschneideeffekt 4e 314 – 236 = 78 kW. Man beachte, dass der Angebot- und Nachfragestatus durch die nachfolgende Formel (3) ausgedrückt wird. (Angebot- und Nachfragestatus [kWh]) = (Nachfrage elektrischer Energie [kWh]) + (Menge an Photovoltaik-Stromerzeugung [kWh]) – (Menge an Entladung aus Speicherbatterie) [kWh] (oder geladene Menge der Speicherbatterie)) (3)
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der optimalen Betriebsevaluierungstabelle darstellt. Beispielsweise speichert die optimale Betriebsevaluierungstabelle 116 ein Angebots- und Nachfrageszenario ”1”, einen Evaluierungswert ”36” durch den optimalen Betriebsplan und einen optimalen Steuerparameter ”278”, während diese miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten zeigt die optimale Betriebsevaluierungstabelle 116 an, dass der beste Entladungsreferenzwert relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 278 kW beträgt und der Spitzenabschneideeffekt im Falle des Betreibens der Speicherbatterie bei diesem Entladungsreferenzwert 36 kW beträgt. Bezüglich der anderen Angebots- und Nachfrageszenarien speichert die optimale Betriebsevaluierungstabelle 116 das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan und den optimalen Steuerparameter, während diese miteinander assoziiert werden. Der Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan ist ein Beispiel des ersten Evaluierungswerts. Im Fall der Verwendung der geladenen Menge der Speicherbatterie in der Formel (3) ist das entsprechende Element der Formel ein positives Element.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Anfangsbetriebsplantabelle darstellt. Die Anfangsbetriebsplantabelle 117 speichert den Anfangsbetriebsplan und den Steuerparameter, während diese miteinander assoziiert werden. Von diesen repräsentiert ”der Anfangsbetriebsplan” der Anfangsbetriebsplantabelle 117 die Identifikationsinformation zum Identifizieren des Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan. ”Der Steuerparameter” repräsentiert den Steuerparameter des Anfangsbetriebsplans. Beispielsweise entspricht der Steuerparameter dem Entladungreferenzwert, falls die Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren betrieben wird.
Beispielsweise speichert die Anfangsbetriebsplantabelle 117 den Anfangsbetriebsplan ”1” und einen Steuerparameter 30, während diese miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten zeigt die Anfangsbetriebsplantabelle 117 an, dass der Entladungsreferenzwert des Anfangsbetriebsplans ”1” 50 kW beträgt. Bezüglich der anderen Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan speichert ähnlicherweise die Anfangsbetriebsplantabelle 117 den Anfangsbetriebsplan und den Steuerparameter, während diese miteinander assoziiert werden.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer korrigierten Betriebsevaluierungstabelle darstellt. Die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 speichert den Anfangsbetriebsplan, dass Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert werden. Von diesen repräsentiert der ”Anfangsbetriebsplan” der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 die Identifikationsinformation zum Identifizieren des Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan. Darüber hinaus repräsentiert das ”Angebots- und Nachfrageszenario” die Identifikationsinformation um Identifizieren des Angebots- und Nachfrageszenarios. Der „Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P” repräsentiert den Evaluierungswert für jedes Angebots- und Nachfrageszenario in dem Fall, bei dem die Speicherbatterie anhand des optimalen korrigierten Betriebsplans betrieben wird, der den optimalen Betriebsplan nach der Korrekturzeit relativ zum entsprechenden Anfangsbetriebsplan repräsentiert.
Beispielsweise speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 den Anfangsbetriebsplan ”1”, das Angebots- und Nachfrageszenario ”1”, und den Evaluierungswert ”34” des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert sind. Mit anderen Worten zeigt die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 an, dass der Evaluierungswert im Fall, bei dem die Speicherbatterie anhand des Anfangsbetriebsplans ”1” relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” betrieben wird und dann anhand des optimalen korrigierten Betriebsplans betrieben wird, 34 ist. Darüber hinaus speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 andere Angebots- und Nachfrageszenarien für den Anfangsbetriebsplan ”1” und andere Evaluierungswerte des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zu anderen Anfangsbetriebsplänen, während diese miteinander assoziiert sind. Somit speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 eine Mehrzahl von Angebots- und Nachfrageszenarien und die Evaluierungswerte der optimalen korrigierten Betriebspläne relativ zu einer Mehrzahl von Anfangsbetriebsplänen P in Bezug auf einen Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert sind. Bezüglich der anderen Anfangsbetriebspläne speichert in ähnlicher Weise die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert werden. Man beachte, dass der Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan ein Beispiel eines zweiten Evaluierungswerts ist.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Flexibilitätsevaluierungstabelle darstellt. Die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 speichert den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und die Flexibilitätsevaluierung relativ zum Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert sind. Von diesen repräsentiert ”der Anfangsbetriebsplan” der Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 die Identifikationsinformation zum Identifizieren des Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan. ”Das Angebots- und Nachfrageszenario” repräsentiert die Identifikationsinformation zum Identifizieren des Angebots- und Nachfrageszenarios. ”Die Flexibilitätsevaluierung relativ zum Anfangsbetriebsplan” repräsentiert den Regressions-Wert, der für jedes Angebots- und Nachfrageszenario auf dem entsprechenden Anfangsbetriebsplan berechnet wird. Dieser Regressions-Wert ist der Wert, der vom Standpunkt aus evaluiert wird, wie viel näher der Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zu jedem Angebots- und Nachfrageszenario an den Evaluierungswert des optimalen Betriebsplans relativ zu jedem Szenario kommen kann, und wenn der Regressions-Wert kleiner ist, ist die Flexibilität höher.
Beispielsweise speichert die Flexibilität der Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 den Anfangsbetriebsplan ”1”, das Angebots- und Nachfrageszenario ”1” und die Flexibilitätsevaluierung ”2” relativ zum Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten zeigt die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 an, dass der Evaluierungswert der Flexibilität im dem Fall ”2” ist, bei dem die Speicherbatterie gemäß dem Anfangsbetriebsplan ”1” relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” betrieben wird. Die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 speichert andere Angebots- und Nachfrageszenarien und die Flexibilitätsevaluierungen relativ zu den anderen Angebots- und Nachfrageszenarien in Bezug auf den Anfangsbetriebsplan ”1”, während diese miteinander assoziiert werden. Auf diese Weise speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 eine Mehrzahl von Angebots- und Nachfrageszenarien und eine Mehrzahl von Flexibilitätsevaluierungen relativ zu einem Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert werden. Bezüglich anderer Anfangsbetriebspläne speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 ähnlicherweise den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und die Flexibilitätsevaluierung relativ zum Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert werden.
Nunmehr, zurück zur Beschreibung von 1, beinhaltet die Steuereinheit 120 eine Empfangseinheit 121, die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122, eine Optimalevaluierungswert-Berechnungseinheit 123, eine Korrekturevaluierungswert-Berechnungseinheit 124, eine Flexibilitätsberechnungseinheit 125, eine optimale Planauswahleinheit 126 und die Ausgabeeinheit 127.
Die Empfangseinheit 121 empfängt verschiedene Arten von Informationen aus der Eingabevorrichtung 101. Beispielsweise empfängt die Empfangseinheit 121 die Nachfragedaten 111a und die Solarstrahlungsmengendaten 112 aus der Eingabevorrichtung 101 und speichert die Nachfragedaten 111a und Solarstrahlungsmengendaten 112 in der Speichereinheit 110.
Darüber hinaus empfängt beispielsweise die Empfangseinheit 121 die Startzeit t0, die Endzeit t_e, die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 und den Zeitinkrementbereich Δt aus der Eingabevorrichtung 101 als die Bedingung des Spezifizierens des Fluktuationsbereichs der Solarstrahlungsquantität, die bei der Vorbereitung des Betriebsplans zu berücksichtigen ist. Hier entsprechen die Startzeit t0 und die Endzeit t_e der Startzeit bzw. der Endzeit in einem Zeitraum, in welchem die Stromerzeugungsausgabe um einen Grad oder mehr fluktuieren kann, bei dem Berücksichtigung verlangt wird, das heißt einem Zeitraum, in welchem ausreichende Stromerzeugungsausgabe erwartet würde, falls das Wetter sonnig wäre. Beispielsweise ist die Startzeit t0 ist 9:00 und ist die Endzeit t_e 15:00.
Die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 werden basierend auf der Solarstrahlungsmenge zur Startzeit t0 eines Tages als ein Ziel berechnet, auf welchem basierend der Anfangsbetriebsplan vorbereitet wird, und beispielsweise auf dem Wetter basierend zur Startzeit t0, die durch Wettervorhersage des vorherigen Tages vorhergesagt ist. Falls beispielsweise das Wetter bei der Startzeit t0 als ”sonnig” vorhergesagt wird, sind die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 gleich ”1”. Obwohl die Empfangseinheit 121 hier die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 empfängt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Empfangseinheit 121 die Anfangs-Solarstrahlungsmenge empfangen. Durch Umwandeln der Solarstrahlungsmenge in die Sonnenscheinstunden werden die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 berechnet. Diese Umwandlung wird basierend auf der Korrelation zwischen der Solarstrahlungsmenge und den Sonnenscheinstunden für jeden Monat durchgeführt. Spezifisch werden die Solarstrahlungsmenge und die Sonnenscheinstunden einer Regressionsanalyse unterworfen, und basierend auf der ermittelten Formel der ermittelten Regressionslinie werden die Sonnenscheinstunden berechnet. Der Zeitinkrementbereich Δt entspricht dem Zeitintervall der Sonnenscheinstunden, die in den Solarstrahlungsmengendaten 112 aufgezeichnet sind. Beispielsweise beträgt der Zeitinkrementbereich Δt eine Stunde. Die Empfangseinheit 121 gibt die empfangene Startzeit t0, Endzeit t_e, Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 und Zeitinkrementbereich Δt an die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 aus.
Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt eine Mehrzahl von Szenarien, welche die Möglichkeit des Übergangs des Angebots- und Nachfragestromwerts repräsentieren. Beispielsweise konstruiert die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 ein Wetteränderungsmodell, in welchem die Wetteränderung pro Zeiteinheit als der Markov-Prozess modelliert wird, basierend auf den Solarstrahlungsmengendaten 112. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 führt eine Monte Carlo-Simulation basierend auf dem konstruierten Wetteränderungsmodell durch, wodurch eine Mehrzahl von Ausgabefluktuationsszenarien O erzeugt wird. Dann erzeugt durch die Verwendung der Differenz zwischen der Mehrzahl von Ausgabefluktuationsszenarien O und dem durch die Nachfragedaten 111a repräsentierten Nachfragefluktuationsszenario die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Mehrzahl von Angebots- und Nachfrageszenarien. Hier entspricht das Angebots- und Nachfrageszenario den Zeitreihendaten, die als eine Elementdifferenz zwischen der Stromnachfrage im Stromnetzwerk, in welchem die Speicherbatterie betrieben wird, und der Ausgabe durch die Photovoltaik-Stromerzeugung enthält. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 ist ein Beispiel der Erzeugungseinheit. Der Angebots- und Nachfrage-Stromwert entspricht der Differenz zwischen der Stromnachfrage im Stromnetzwerk, in welchem die Speicherbatterie betrieben wird, und der Ausgabe durch die Photovoltaik-Stromerzeugung und wird auch als eine Angebots- und Nachfragedifferenz oder eine Angebots- und Nachfragebalance bezeichnet. Das Angebots- und Nachfrageszenario ist ein Beispiel des Szenarios.
Der durch die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 ausgeführte Prozess wird nachfolgend spezifisch beschrieben. Beispielsweise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113, basierend auf den Solarstrahlungsmengendaten 112. Spezifisch, unter der Annahme, dass die Sonnenscheinstunden zu einer gewissen Zeit durch die Sonnenscheinstunden zur vorherigen Zeit beeinflusst sind, modelliert die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Fluktuation der Sonnenscheinstunden pro Zeiteinheit als den Markov-Prozess. Hier kann die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Fluktuation der Sonnenscheinstunden als den Markov-Prozess modellieren, weil angenommen wird, dass die Sonnenscheinstunden durch Wolken beeinflusst wird und sich der Zustand, wie etwa die Menge an Wolken und die Dichte von Wolken, kontinuierlich über die Zeit ändert. Mit anderen Worten werden die zu Zeitintervallen eines solchen Grads, das die kontinuierliche Änderung von Wolken erfasst werden kann, gemäß den Sonnenscheinstunden als durch das Wetter zur vorherigen Zeit beeinflusst angenommen.
9 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Wetteränderungsmodells. Wie beispielsweise in 9 dargestellt, klassifiziert die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das Wetter in Sonnig, Wolkig und Regnerisch. Dann berechnet die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Wahrscheinlichkeit einer Wetteränderung vom aktuellen Wetter zum Wetter in einer Stunde (sonnig, wolkig und regnerisch) basierend auf den vergangenen Wetterdaten, wodurch das Wetteränderungsmodell erzeugt wird. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 gibt die Mehrzahl von Szenarien, welche die Möglichkeit von Wetteränderung eines Tages repräsentieren, durch wiederholtes Anwenden des Wetteränderungsmodells jede Stunde aus. Man beachte, dass das in 9 illustrierte Wetteränderungsmodell ein Beispiel ist. Spezifischer klassifiziert die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das Wetter anhand der Sonnenscheinstunden, und modelliert die Änderung der Sonnenscheinstunden nach den entsprechenden Sonnenscheinstunden.
Beispielsweise berechnet die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Bedingungswahrscheinlichkeit P (H_after|H_before), wobei sich die Sonnenscheinstunden von den Sonnenscheinstunden H_before zu den Sonnenscheinstunden H_after nach einer Einheitszeit unter Verwendung der folgenden Formel (4) ändern. P(H_after|H_before) = (Anzahl von Datenstücken von H_after, die nach H_before erscheinen)/(Anzahl von Datenstücken von H_before) (4)
Durch Berechnen der Bedingungswahrscheinlichkeit P(H_after|H_before), basierend auf den vergangenen Solarstrahlungsmengendaten 112 unter Verwendung der obigen Formel erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 von 3.
Beispielsweise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 eine Mehrzahl von Ausgabefluktuationsszenarien, basierend auf der Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113. Spezifisch empfängt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Startzeit t0, die Endzeit t_e, die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 und den Zeitinkrementbereich Δt aus der Empfangseinheit 121. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt probabilistisch N Muster von Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenarien durch Monte Carlo-Simulation durch Anwenden der Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 für die Zeiteinheit relativ der Startzeit t0 zur Endzeit t_e mit den Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 als dem Standardwert. Man beachte dass N eine ausreichend große natürliche Zahl, wie etwa 10000, ist.
Beispielsweise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 gleichförmige Zufallszahlen r und das Minimum x, bei welchen der integrierte Wert der Bedingungswahrscheinlichkeit P(x|H(t)) oder kleiner gleich zu × größer als r ist, ist H(t + Δt). Falls beispielsweise die Sonnenscheinstunden H(t) ”0,1” sind, bezieht sich die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 auf die Spalte, in der die Sonnenscheinstunden vor der Fluktuation der in 3 illustrierten Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 ”0,1–0,5” sind. Falls die erzeugte Zufallszahl ”r < 0,45” ist, erfasst die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 ”H(t + Δt) = 0,0”; falls die Zufallszahl ”0,45 ≤ r < 0,6” ist, wird ”H(t + Δt) = 0,1” ermittelt. Auf diese Weise ermittelt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 zwischen der Startzeit t0 und der Endzeit t_e die Sonnenscheinstunden H(t + Δt), die in jedem Zeitinkrementbereich Δt variieren. Dann, basierend auf der Korrelation zwischen den obigen Sonnenscheinstunden und der Solarstrahlungsmenge wandelt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die ermittelten Sonnenscheinstunden H(t + Δt) in Solarstrahlungsmenge I(t + Δt) um. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt ein Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I aus der Fluktuation der Solarstrahlungsmenge I(t) ab der Startzeit t0 bis zur Endzeit t_e. Durch Wiederholen des ähnlichen Prozesses erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die N Muster von Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenarien I. Man beachte, dass N eine ausreichend große natürliche Zahl, wie etwa 10000 ist.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenarios ist. Die horizontale Achse von 10 repräsentiert Zeit, während deren vertikale Achse die Solarstrahlungsmenge [MJ/m²] repräsentiert. Der Zeitraum von 9:00 bis 16:00 im Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I repräsentiert die Solarstrahlungsmengenfluktuation von 9:00 bis 16:00 und es gibt N Muster von Szenarien. Im Zeitraum von 0:00 bis 9:00 und im Zeitraum von 16:00 bis 24:00, werden die Daten basierend auf den vergangenen Solarstrahlungsmengendaten 112 erzeugt und es gibt ein Muster an Szenarios.
Beispielsweise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das Ausgabefluktuationsszenario O für die Photovoltaik-Stromerzeugung, basierend auf dem erzeugten Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I. Beispielsweise wandelt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Solarstrahlungsmenge I(t) [MJ/m²], die im Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I beinhaltet ist, in die Menge an Stromerzeugung O(t) [kWh] durch die Photovoltaik-Stromerzeugung um. Diese Umwandlung wird beispielsweise durch Abschätzen der Menge an Stromerzeugung bei Assoziierung der Solarstrahlungsmenge mit der Umwandlungseffizienz, die sich abhängig von dem Maßstab oder der Art eines Paneels ändern würde, der Umgebungstemperatur und dergleichen durchgeführt. Auf diese Weise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das Szenario ab der Startzeit t0 bis zur Endzeit t_e durch Berechnen der Menge an Stromerzeugung O(t) basierend auf der in dem Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I enthaltenen Solarstrahlungsmenge I(t). Darüber hinaus erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Menge an Stromerzeugung von 0:00 bis zur Startzeit t0 und das Szenario von der Endzeit t_e bis 24:00 durch Berechnen des Durchschnittswerts der Menge an Stromerzeugung in jenem Zeitraum mit Referenz auf die vergangenen Daten zu der Menge an Stromerzeugung durch die Photovoltaik-Stromerzeugung. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt das Ausgabefluktuationsszenario O eines Tages durch Kombinieren eines Szenarios ab der Startzeit t0 bis zur Endzeit t_e und der Menge an Stromerzeugung ab 0:00 bis zur Startzeit t0 und das Szenario ab der Endzeit t_e bis 24:00. Darüber hinaus speichert die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das erzeugte Ausgabefluktuationsszenario O als die Ausgabefluktuationsdaten 114 in der Speichereinheit 110. Hier ist der Fall der Verwendung der Umwandlungseffizienz beschrieben worden; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann alternativ die Solarstrahlungsmenge I(t) und der Menge an Stromerzeugung O(t) verwendet werden. Spezifisch werden die Solarstrahlungsmenge I(t) und die Menge an Stromerzeugung O(t) einer Regressions-Analyse unterworfen und durch Substituieren der Solarstrahlungsmenge I(t) in der Formel der ermittelten Regressionsgeraden, wird die Menge an Stromerzeugung O(t) berechnet.
Beispielsweise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Mehrzahl von Angebots- und Nachfrageszenarien unter Verwendung der Differenz zwischen der Mehrzahl von Ausgabefluktuationsszenarien O und dem in 2 dargestellten Angebots- und Nachfragefluktuationsszenario. Beispielsweise erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das Angebots- und Nachfrageszenario durch Subtrahieren, vom Nachfragestromwert jeder Zeitperiode in dem Angebots- und Nachfragefluktuationsszenario, der Menge an Stromerzeugung des entsprechenden Zeitraums im Ausgabefluktuationsszenario O. Mit anderen Worten dient dieses Angebots- und Nachfrageszenario als der Index der Nachfrage-Elektroenergie relativ zur Speicherbatterie.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Angebots- und Nachfrageszenarios darstellt. Die horizontale Achse von 11 repräsentiert Zeit, während deren vertikale Achse die elektrische Energie [kWh] repräsentiert. Wenn diese elektrische Energie größer ist, ist die Nachfrage größer. Wie in 11 dargestellt, repräsentiert das Angebots- und Nachfrageszenario den Übergang der Nachfrage-Elektroenergie für jeden Zeitraum eines Tages. Falls beispielsweise M Muster von Nachfragefluktuationsszenario und N Muster von Ausgabefluktuationsszenarien verwendet werden, erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 M × N Muster von Angebots- und Nachfrageszenarien. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 speichert die erzeugten Angebots- und Nachfrageszenarien in der Speichereinheit 110 als die Angebots- und Nachfragedaten 115.
Zurück zur Beschreibung von 1, berechnet die Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 den Betriebsplan, in welchem der Evaluierungswert im Betrieb der Speicherbatterie zum besten Evaluierungswert für jedes von mehreren Szenarien wird, und zeichnet den besten Evaluierungswert als den ersten Evaluierungswert relativ zu jedem Szenario auf. Beispielsweise bereitet die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 den optimalen Betriebsplan als den Betriebsplan vor, in welchem der Evaluierungswert durch die Simulation am besten relativ zu jedem der durch die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt Angebots- und Nachfrageszenarien wird. Dann speichert die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan, und den, den besten Evaluierungswert repräsentierenden optimalen Steuerparameter in der in 5 dargestellten optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116, während diese miteinander assoziiert werden. Man beachte, dass die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 ein Beispiel einer ersten Berechnungseinheit ist.
Der durch die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 durchgeführte optimale Betriebsplanvorbereitungsprozess wird nachfolgend spezifisch beschrieben. Hier wird der Fall des Betreibens der Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren beschrieben. Beispielsweise wählt die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 die durch die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugten Angebots- und Nachfrageszenarien eines nach dem anderen aus und führt den nachfolgenden Prozess durch. Die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 berechnet den Evaluierungswert durch Durchführen der Simulation, während verschiedene Entladungsreferenzwerte auf das ausgewählte Angebots- und Nachfrageszenario angewendet werden. Als Entladungsreferenzwerte werden beispielsweise die in dem Suchbereich des Steuerparameters beinhalteten Entladungsreferenzwerte in der Reihenfolge durch ein vorgegebenes Inkrement angewendet. Dann wird der Entladungsreferenzwert, bei dem der Evaluierungswert am besten wird, als der optimale Betriebsplan ausgewählt. Hier wird der Suchbereich des Steuerparameters beschrieben.
12 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Suchbereichs des Steuerparameters. Die horizontale Achse 12 von 12 repräsentiert die Zeit, während deren Vertikalachse die elektrische Energie [kWh] repräsentiert. 12 illustriert den Suchbereich des Steuerparameters relativ zum in 11 dargestellten Angebots- und Nachfrageszenario. Im Falle des Betreibens der Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren ist der Entladungsreferenzwert der Positivwert, der die maximale Spitzennachfrage des Angebots- und Nachfrageszenarios nicht übersteigt. Daher verwendet im in 12 illustrierten Beispiel die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 den Bereich von der maximalen Spitzennachfrage 12a zum Stromwert 0 kW als den Suchbereich 12b. Mit anderen Worten wählt die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 irgendeinen Stromwert als den Entladungsreferenzwert aus dem Suchbereich 12b aus und verwendet den ausgewählten Entladungsreferenzwert für die Simulation. Beispielsweise ist ein Entladungsreferenzwert 12c 125 kW, ist ein Entladungsreferenzwert 12d 100 kW und ist ein Entladungsreferenzwert 12e 75 kW.
Beispielsweise wählt die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 den höchsten Entladungsreferenzwert 157 kW aus den im Suchbereich 12b enthaltenen Entladungsreferenzwerten aus und führt die Simulation für den Fall durch, bei dem die Speicherbatterie bei dem ausgewählten Entladungsreferenzwert 157 kW betrieben wird. Die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 wählt einen um 1 kW kleineren Wert als den nächsten Entladungsreferenzwert aus und führt die ähnliche Simulation durch; dieser Prozess wird wiederholt bis zum Boden des Suchbereichs 12b. Die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 selektiert den Entladungsreferenzwert, der den besten Spitzenabschneideeffekt repräsentiert, aus den in der Simulation erhaltenen Entladungsreferenzwerten als den optimalen Betriebsplan. Dann speichert die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 das Angebots- und Nachfrageszenario, den besten Spitzenabschneideeffekt und den, den besten Spitzenabschneideeffekt repräsentierenden Entladungsreferenzwert in der optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116, während diese miteinander assoziiert werden. Der beste Spitzenabschneideeffekt entspricht dem Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan und der den besten Spitzenabschneideeffekt repräsentierende Entladungsreferenzwert entspricht dem optimalen Steuerparameter. Die Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 führt einen ähnlichen Prozess an den anderen Angebots- und Nachfrageszenarien durch, wodurch die optimale Betriebsevaluierungstabelle 116 erzeugt wird. Man beachte, dass der Suchprozess für den optimalen Betriebsplan, der durch die optimale Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 ausgeführt wird, nicht auf das obige Verfahren beschränkt ist.
Beispielsweise kann der Entladungsreferenzwert in 1 kW Intervallen in der Reihenfolge ab dem niedrigsten Entladungsreferenzwert 0 kW aus den im Suchbereich 12b enthaltenen Entladungsreferenzwerten ausgewählt werden. Alternativ kann beispielsweise der Entladungsreferenzwert in 5 kW Intervallen ausgewählt werden. Weiterhin kann alternativ der optimale Plan unter Verwendung einer Partikelschwarmoptimierung oder eines Optimierungs-Algorithmus wie etwa eines genetischen Algorithmus gesucht werden.
Die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 bereitet eine Mehrzahl von Betriebsplankandidaten vor und berechnet einen zweiten Evaluierungswert, der erhalten wird, wenn die Speicherbatterie betrieben wird, bis die Plankorrekturzeit gemäß dem Betriebsplankandidaten relativ zu jedem Szenario betrieben wird. Beispielsweise bereitet die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 eine Mehrzahl von Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan vor. Dann berechnet die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 für jedes Angebots- und Nachfrageszenario den Evaluierungswert im Falle des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem vorbereiteten Anfangsbetriebsplan bis zur Korrekturzeit, und dann Betreibens der Speicherbatterie anhand des optimalen korrigierten Betriebsplans, der den optimalen Betriebsplan nach der Korrekturzeit repräsentiert, in Übereinstimmung mit der nachfolgenden Bedingung (die Menge an in der Speicherbatterie verbleibenden Stroms). Man beachte, dass die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 ein Beispiel einer zweiten Berechnungseinheit ist.
Der durch die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 ausgeführte Prozess wird nachfolgend spezifisch beschrieben. Zuerst bereitet die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 die Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan vor. Beispielsweise bereitet die korrigierte Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 die Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan im Bereich von den Minimum- zu dem Maximumwerten der optimalen Steuerparameter der optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116, illustriert in 5, vor. Das liegt daran, dass, falls die Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren betrieben wird, der Spitzenabschneideeffekt relativ zu jedem Angebots- und Nachfrageszenario mit Abweichung des Entladungsreferenzwerts vom optimalen Entladungsreferenzwert relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario reduziert wird, und der Spitzenabschneideeffekt Null wird, wenn der Entladungsreferenzwert davon um ein gewisses Pegel oder mehr abweicht. Beispielsweise bereitet die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 berechnet den Entladungsreferenzwert von 50 kW bis 150 kW bei 10 kW Intervallen als den Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan vor. Dann speichert die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 den Anfangsbetriebsplan und den Steuerparameter in der in 6 illustrierten Anfangsbetriebsplantabelle 117, während sie diese miteinander assoziiert. Man beachte, dass die Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan dem Anfangsbetriebsplan entsprechen und der Entladungsreferenzwert dem Steuerparameter entspricht. Ein Verfahren des Vorbereitens der Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan ist nicht auf das obige Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 den Kandidaten beliebig im Suchbereich 12b, der in 12 illustriert ist, vorbereiten.
Als Nächstes bereitet die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 den optimalen korrigierten Betriebsplan an jedem der Kandidaten im Anfangsbetriebsplan vor. Beispielsweise führt die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 die Simulation am Fall des Betreibens der Speicherbatterie anhand des Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan relativ zu jedem Angebots- und Nachfrageszenario durch. Die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 berechnet die Menge an in der Speicherbatterie übrig gelassenem Strom im Falle des Betreibens der Speicherbatterie bis zur Korrekturzeit, basierend auf dem Simulationsergebnis. Dann, die berechnete Menge an in der Speicherbatterie verbleibendem Strom als den Standardrestbetrag annehmend, wird der optimale Betriebsplan, in welchem der Evaluierungswert am besten im Falle des Betreibens der Batterie ab der Korrekturzeit bis zur Betriebsendzeit wird, vorbereitet; dann wird der Betriebsplan als der optimal korrigierte Betriebsplan relativ zur Kombination des Anfangsbetriebsplan-Kandidaten und des Szenarios aufgezeichnet. Dieser optimale korrigierte Betriebsplanvorbereitungsprozess wird anhand der Prozedur ähnlich zu derjenigen des durch die Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 durchgeführten optimalen Betriebsplanvorbereitungsprozesses durchgeführt.
Als Nächstes berechnet die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 den Evaluierungswert im Falle des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem Anfangsbetriebsplan-Kandidaten bis zur Korrekturzeit, und dann gemäß dem optimalen korrigierten Betriebsplan nach der Korrekturzeit und speichert die ermittelten Evaluierungswert in der in 7 illustrierten korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 als den zweiten Evaluierungswert relativ zur Kombination des Anfangsbetriebsplan-Kandidaten und jedes Szenarios. Die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 führt den Prozess ähnlich an den anderen Anfangsbetriebsplänen durch. Alternativ kann der optimale Plan unter Verwendung von Partikelschwarmoptimierung oder Optimierungs-Algorithmen wie etwa genetischer Algorithmen gesucht werden.
Die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 berechnet die Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert in jedem Szenario für jeden der mehreren Betriebsplan-Kandidaten. Beispielsweise berechnet die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 die Flexibilität durch Berechnen der Differenz zwischen dem Evaluierungswert durch den in der optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116 von 5 illustrierten optimalen Betriebsplan und dem Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplan relativ zum in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 von 7 illustrierten Anfangsbetriebsplan P. Mit anderen Worten evaluiert die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 die Flexibilität von dem Standpunkt aus, wie näher der Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zu jedem Angebots- und Nachfrageszenario an den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan relativ zu jedem Szenario gelangen kann. Man beachte, dass die Flexibilitätsberechnungseinheit ein Beispiel einer dritten Berechnungseinheit ist.
Beispielsweise berechnet die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 den Regressions-Wert unter Verwendung der nachfolgenden Formel (5). Beispielsweise evaluiert die Flexibilitätsberechnungseinheit 125, dass die Flexibilität höher ist, wenn der Regressions-Wert kleiner ist. (Regressions-Wert) = (Evaluierungswert durch optimalen Betriebsplan) – (Evaluierungswert durch optimalen korrigierten Betriebsplan relativ zum Anfangsbetriebsplan) (5)
Beispielsweise speichert die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und die Flexibilitätsevaluierung relativ zum Anfangsbetriebsplan in der in 8 illustrierten Flexibilitätsevaluierungstabelle 119, während diese miteinander assoziiert werden. Man beachte, dass der Regressions-Wert der Flexibilitätsevaluierung relativ zum Anfangsbetriebsplan entspricht. Die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 führt einen ähnlichen Prozess an den anderen Anfangsbetriebsplänen durch.
Die Optimalplanauswahleinheit 126 wählt den Betriebsplan der Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplänen aus, basierend auf der Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert. Beispielsweise akkumuliert die Optimalplanauswahleinheit 126 die Verteilung der Regressions-Werte für jeden Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan und wählt den Anfangsbetriebsplan, basierend auf der akkumulierten Verteilung der Regressions-Werte aus. Man beachte, dass die Optimalplanauswahleinheit 126 ein Beispiel einer Auswahleinheit ist.
Die 13 bis 15 sind Diagramme, die alle ein Beispiel der Verteilung der Regressions-Werte darstellen. In jeder der 13 bis 15 repräsentiert die horizontale Achse den Regressions-Wert, während die vertikale Achse den Anteil des Angebots- und Nachfrageszenarios entsprechend dem Regressions-Wert repräsentiert. 13 illustriert das Beispiel der Verteilung der Regressions-Werte im Anfangsbetriebsplan A. Wie in 13 illustriert, ist im Anfangsbetriebsplan A der beste Regressions-Wert 21 und ist der schlechteste Regressions-Wert 42. 14 illustriert das Beispiel der Verteilung der Regressions-Werte in dem Anfangsbetriebsplan B. Wie in 14 illustriert, ist im Anfangsbetriebsplan B der beste Regressions-Wert 0 und ist der schlechteste Regressions-Wert 7. 15 illustriert das Beispiel der Verteilung der Regressions-Werte in dem Anfangsbetriebsplan C. Wie in 15 illustriert, ist im Anfangsbetriebsplan C der beste Regressions-Wert 0 und ist der schlechteste Regressions-Wert 19.
Hier wird eine Beschreibung des Falls des Vergleichs des in 13 illustrierten Anfangsbetriebsplans A und des in 14 illustrierten Anfangsbetriebsplans B, basierend auf dem Wald-Entscheidungskriterium gegeben. Das Wald-Entscheidungskriterium ist ein Kriterium zum Auswählen des Betriebsplans, in welchem der Evaluierungswert (schlechtester Evaluierungswert) der beste im schlechtesten Szenario für jeden Betriebsplan ist. Im Anfangsbetriebsplan A ist der beste Regressions-Wert 21; derweil ist im Anfangsbetriebsplan B der Regressions-Wert im schlechtesten Fall 7. Daher ist der Anfangsbetriebsplan B der Betriebsplan mit hoher Flexibilität, in welchem der Effekt nahe am optimalen Effekt im Vergleich mit dem Anfangsbetriebsplan A unter jeglichem Angebots- und Nachfrageszenario erwartet werden kann. Daher, basierend auf dem Wald-Entscheidungskriterium, wählt die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan B aus. Im Falle der Auswahl des Regressions-Werts, basierend auf dem Wald-Entscheidungskriterium wie oben, wird das Kriterium als das Rettungskriterium oder Minimalverlust-Kriterium bezeichnet.
Weiter wird eine Beschreibung des Falls des Vergleichens des in 14 illustrierten Anfangsbetriebsplans B und des in 15 illustrierten Anfangsbetriebsplans C, basierend auf dem Wald-Entscheidungskriterium, gegeben. Obwohl der Durchschnitts-Regressions-Wert des Anfangsbetriebsplans C niedriger als der Durchschnitts-Regressions-Wert des Anfangsbetriebsplans B ist, enthält der Anfangsbetriebsplan C eine kleine Anzahl von Angebots- und Nachfrageszenarien, die einen höheren Regressions-Wert aufweisen. Mit anderen Worten kann ein Effekt nahe am Effekt des optimalen Betriebsplans im Angebots- und Nachfrageszenario mit hoher Wahrscheinlichkeit im Anfangsbetriebsplan C im Vergleich zum Anfangsbetriebsplan B erwartet werden; jedoch kann gesagt werden, dass der Anfangsbetriebsplan C der Betriebsplan ist, der großen Verlust selten verursachen würde. Daher ist unter jeglichem Angebots- und Nachfrageszenario, der Anfangsbetriebsplan B der Betriebsplan mit hoher Flexibilität, in welchem ein Effekt nahe am optimalen Effekt im Vergleich zum Anfangsbetriebsplan C erwartet werden kann. Daher wählt die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan B aus, falls der Vergleich basierend auf dem Wald-Entscheidungskriterium getroffen wird. Man beachte, dass das Kriterium, auf dem basierend die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan auswählt, nicht auf das Wald-Entscheidungskriterium beschränkt ist. Beispielsweise mag die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan basierend auf dem Kriterium auswählen, dass der Plan mit dem besten Durchschnitts-Regressions-Wert ausgewählt wird. In diesem Fall wählt die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan C mit einem niedrigeren Durchschnitts-Regressions-Wert als dem Anfangsbetriebsplan B aus. Beispielsweise kann die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan basierend auf dem Kriterium auswählen, dass der Plan mit der minimalen Dispersion der Regressions-Werte ausgewählt wird. In diesem Fall berechnet die Optimalplanauswahleinheit 126 die Dispersion der Regressions-Werte der Anfangsbetriebsplänen B und C und vergleicht die Dispersion der berechneten Regressions-Werte. Hier, falls die Dispersion der Regressions-Werte des Anfangsbetriebsplans B minimal ist, wählt die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan B aus. Darüber hinaus kann beispielsweise die Optimalplanauswahleinheit 126 die vorstehend genannten Auswahlkriterien in Kombination verwenden. Beispielsweise mag die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan auswählen, in welchem der schlechteste Regressions-Wert kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und der Durchschnitts-Regressions-Wert größer als ein vorgegebener Wert ist.
Die Ausgabeeinheit 127 gibt verschiedene Arten von Informationen an die Ausgabevorrichtung 102 aus. Beispielsweise gibt die Ausgabeeinheit 127 den durch die Optimalplanauswahleinheit 126 ausgewählten besten Anfangsbetriebsplan an die Ausgabevorrichtung 102 aus. Man beachte, dass die aus der Ausgabeeinheit 127 ausgegebene Information nicht auf nur den besten Anfangsbetriebsplan beschränkt ist. Beispielsweise gibt die Ausgabeeinheit 127 das Angebots- und Nachfrageszenario zusätzlich zum durch die Optimalplanauswahleinheit 126 ausgewählten Anfangsbetriebsplan aus.
Als Nächstes wird die Prozessprozedur der Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. 16 ist ein Flussdiagramm der Prozessprozedur der Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung. Der in 16 illustrierte Prozess wird durch den Empfang der Startzeit t0, der Endzeit t_e, der Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 und dem Zeitinkrementbereich Δt in beispielsweise der Empfangseinheit 121 ausgelöst.
Wie in 16 illustriert, erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die mehreren Angebots- und Nachfrageszenarien (Schritt S102).
Hier wird unter Bezugnahme auf 17 die in Schritt S102 von 16 illustrierte Prozessprozedur zum Erzeugen der Angebots- und Nachfrageszenarios beschrieben. 17 ist ein Flussdiagramm der Prozessprozedur des Angebots- und Nachfrageszenarien-Erzeugungsprozesses.
Wie in 17 illustriert, erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle 113 aus den Solarstrahlungsmengendaten 112 (Schritt S201). Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 initialisiert die Zeit t und die Solarstrahlungsmenge I (Schritt S202). Mit anderen Worten stellt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 die Zeit t = t0 und die Solarstrahlungsmenge I von t = h0 ein.
Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 bestimmt die Solarstrahlungsmenge I(t + Δt) zu der Zeit nach dem Zeitinkrementbereich Δt (Schritt S203). Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 ermittelt die Sonnenscheinstunden H(t + Δt) zu der Zeit nach dem Zeitinkrementbereich Δt, während die Anfangs-Sonnenscheinstunden h0 als Standardwert eingestellt werden. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 wandelt die ermittelten Sonnenscheinstunden H(t + Δt) in I(t + Δt) unter Verwendung der vorstehend genannten Korrelation zwischen den Sonnenscheinstunden und der Solarstrahlungsmenge um.
Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 addiert den Zeitinkrementbereich Δt zur aktuellen Zeit t (Schritt S204). Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 vergleicht die Zeit t und die Endzeit t_e und bestimmt, ob t < t_e oder nicht (Schritt S205). Falls t < t_e (JA in Schritt S205), kehrt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 zum Prozess des Schritt S302 zurück. Die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 wiederholt den Prozess ab Schritt S203 bis Schritt S205, bis das Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I erzeugt ist.
Derweil, falls t < t_e nicht erfüllt ist (NEIN in Schritt S205), erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 das Ausgabefluktuationsszenario O, basierend auf dem Solarstrahlungsmengen-Fluktuationsszenario I (Schritt S206). Man beachte, dass die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 den Prozess ab Schritt S202 bis Schritt S206 wiederholt, bis die N Muster von Ausgabefluktuationsszenarien O erzeugt sind. Dann erzeugt die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 M × N Muster der Angebots- und Nachfrageszenarien unter Verwendung der Differenz zwischen den N Mustern von Ausgabefluktuationsszenarien O und M Mustern von Nachfragefluktuationsszenarien (Schritt S207).
Zurück zur Beschreibung von 16, bereitet die Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 den optimalen Betriebsplan vor, in welchem der Evaluierungswert durch die Simulation der beste relativ zu jedem der Angebots- und Nachfrageszenarien ist, welche durch die Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122 erzeugt werden (Schritt S103). Dann speichert die Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan und den optimalen Steuerparameter, der den besten Evaluierungswert in der optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116 repräsentiert, während diese miteinander assoziiert werden.
Die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 bereitet die Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan vor (Schritt S104). Die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 bereitet den optimalen korrigierten Betriebsplan, der den optimalen Betriebsplan repräsentiert, nach der Korrekturzeit für die vorbereiteten Kandidaten des Anfangsbetriebsplans vor (Schritt S105). Dann berechnet für jedes Angebots- und Nachfrageszenario die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 den Evaluierungswert im Falle des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem optimalen korrigierten Betriebsplan.
Die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 kehrt zum Prozess von Schritt S104 zurück, falls die Beendigungsbedingung nicht erfüllt ist (NEIN in Schritt S106). Beispielsweise kehrt die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 zum Prozess von Schritt S104 zurück, falls der Prozess nicht an all den vorbereiteten Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan beendet ist. Beispielsweise kehrt die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124 zum Prozess von Schritt S104 zurück, falls ein starker Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan, der als Nächstes zu evaluieren ist, basierend auf der Kombination zwischen dem Angebot- und Nachfrageszenario und dem Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan, dessen Evaluierungswert berechnet wird, abgeschätzt wird.
Derweil, falls die Beendigungsbedingung erfüllt ist (JA in Schritt S106), wählt die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan aus (Schritt S107).
Hier wird unter Bezugnahme auf 18 die Prozessprozedur für den Auswahlprozess des in Schritt S107 von 16 illustrierten Anfangsbetriebsplans beschrieben. 18 ist ein Flussdiagramm der Prozessprozedur des Auswahlprozesses des Anfangsbetriebsplans.
Wie in 18 dargestellt, berechnet die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 die Flexibilität des Anfangsbetriebsplans relativ zu jedem Angebots- und Nachfrageszenario (Schritt S301). Mit anderen Worten evaluiert die Flexibilitätsberechnungseinheit 125 die Flexibilität durch Berechnen der Differenz zwischen dem Evaluierungswert durch den in der Betriebsevaluierungstabelle 116 aufgezeichneten Optimalbetriebsplan und dem Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P, der in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 aufgezeichnet ist.
Die Optimalplanauswahleinheit 126 akkumuliert die Verteilung der Flexibilität für jeden Kandidaten für den Anfangsbetriebsplan (Schritt S302). Dann wählt basierend auf der akkumulierten Verteilung der Flexibilität, die Optimalplanauswahleinheit 126 den Anfangsbetriebsplan aus (Schritt S303).
Als Nächstes wird die Wirkung der Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 bereitet eine Mehrzahl von Szenarien, welche die Wahrscheinlichkeit des Übergangs des Angebots- und Nachfragestromwerts repräsentieren, vor. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 berechnet für jedes Szenario den Betriebsplan, in welchem der erste Evaluierungswert als der beste Evaluierungswert beim Betrieb der Speicherbatterie ermittelt wird. Für jeden der mehreren Kandidaten des Betriebsplans berechnet die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den im Betrieb der Speicherbatterie ermittelten zweiten Evaluierungswert anhand dieses Plans relativ zu jedem Szenario. Für jeden der mehreren Kandidaten des Betriebsplans berechnet die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 die Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert in jedem Szenario. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 wählt den Betriebsplan der Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplänen, basierend auf der Differenz aus. Aus diesem Grund kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Betriebsplan vorbereiten, der flexibel jegliche Wetteränderung bearbeiten kann. Mit anderen Worten werden die, die Möglichkeit des Übergangs des Angebots- und Nachfragestromwerts repräsentierenden mehreren Szenarien, die aufgrund der Wetteränderung auftreten könnten, verwendet, und werden die Anfangsbetriebsplankandidaten basierend auf dem ersten Evaluierungswert als der beste Evaluierungswert relativ zu jedem Szenario evaluiert. Daher, indem der Betriebsplan wie angemessen nach dem Betrieb gemäß dem Anfangsbetriebsplan bis zur Korrekturzeit korrigiert wird, kann der Anfangsbetriebsplan, der flexibel genug ist, die Wirkung nahe an der Wirkung des Betriebs gemäß dem optimalen Betriebsplan relativ zu diesem Szenario bereitzustellen, ab dem Anfang erhalten werden, egal, welches Szenario realisiert wird.
Darüber hinaus erzeugt die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 das Angebots- und Nachfrageszenario durch Modellieren, unter Einschluss des Stromausgabefluktuationsszenarios gemäß der Fluktuations-Wahrscheinlichkeit in den vergangenen Wetterdaten selbst unter Umständen, in welchen die Ausgabe der Photovoltaik-Stromerzeugung groß fluktuiert. Daher kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Betriebsplan unter Berücksichtigung der Möglichkeit einer plötzlichen Änderung der Ausgabe der Photovoltaik-Stromerzeugung evaluieren und den Betriebsplan mit hoher Evaluierung auswählen.
Mit anderen Worten ist es beispielsweise im Falle des Betreibens der Speicherbatterie durch das Spitzenabschneideverfahren, falls die Menge an in der Speicherbatterie übrigem Strom klein ist, konventioneller Weise unmöglich gewesen, die Abnahme bei der Ausgabe, die ein relativ kleiner Betrag und für eine kurze Zeit ist, zu berücksichtigen, und es kann ein großer Verlust erzeugt werden. Im Gegensatz dazu kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Betriebsplan unter Berücksichtigung des Effekts des Abnehmens bei der Ausgabe, der so ein kleiner Maßstab ist, evaluieren; daher kann der Betriebsplan mit hoher Flexibilität, der weniger durch die Ausgabefluktuation der Photovoltaik-Stromerzeugung beeinträchtigt ist, ausgewählt werden.
Beispielsweise gibt die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 das Angebots- und Nachfrageszenario zusammen mit dem ausgewählten Anfangsbetriebsplan aus. Spezifisch extrahiert die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 das im vorgegebenen Verhältnis enthaltene Angebots- und Nachfrageszenario aus dem höheren Regressions-Wert aus dem ausgewählten Anfangsbetriebsplan heraus und gibt das extrahierte Angebots- und Nachfrageszenario aus. Daher kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 die spezifische Untersuchung der Möglichkeit des Vermeidens von Verlust unterstützen, beispielsweise die Verbesserung des Steuerverfahrens für die Speicherbatterie und die Einführung einer vorläufigen Stromerzeugungseinrichtung zum Liefern der Verknappung des in der Speicherbatterie verbleibenden Stroms.
Beispielsweise extrahiert darüber hinaus die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 das in der vorgegebenen Proportion enthaltene Angebots- und Nachfrageszenario aus dem höheren Regressions-Wert aus dem ausgewählten Anfangsbetriebsplan heraus und gibt das extrahierte Angebots- und Nachfrageszenario aus. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 berechnet die erwartete Menge an in der Batterie verbleibendem Strom, welche die in der Batterie in dem Fall des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem ausgewählten Anfangsbetriebsplan bis zur Korrekturzeit im extrahierten Angebots- und Nachfrageszenario verbleibende Menge an Strom repräsentiert. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 berechnet die ideale Menge an in der Batterie verbleibendem Strom, welches die Menge an in der Batterie verbleibendem Strom in dem Fall des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem besten Betriebsplan, bis zur Korrekturzeit, im extrahierten Angebots- und Nachfrageszenario repräsentiert. Hier entspricht die Differenz zwischen der erwarteten Menge von in der Batterie verbleibendem Strom und der idealen Menge an in der Batterie verbleibendem Strom der Gesamtmenge an zu lieferndem Strom, um Verlust zu vermeiden. Daher kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Maßstab der vorläufigen Stromerzeugungseinrichtung, für welche der Einführungseffekt erwartet werden kann, abschätzen.
Ausführungsform 2
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind soweit beschrieben worden; darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung basierend auf anderen Ausführungsformen als der obigen Ausführungsform implementiert werden. Nun werden nachfolgend die anderen Ausführungsformen beschrieben.
Beispielsweise hat die obige Ausführungsform den Fall des Evaluierens des Betriebsplans unter Verwendung des Spitzenabschneideeffekts beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Betriebsplan unter Verwendung des Umweltbelastungsminderungseffekts oder des Kostenreduktionseffekts evaluiert werden. Hier wird der Umweltbelastungsminderungseffekt beschrieben. Der Umweltbelastungsminderungseffekt dient zum Evaluieren, wie viel CO₂ durch die Verwendung von Photovoltaik-Stromerzeugung oder einer Speicherbatterie reduziert werden kann. Beispielsweise wird der Umweltbelastungsminderungseffekt durch die nachfolgende Formel (6) ausgedrückt. (Umweltbelastungsminderungseffekt) = (CO₂-Umwandlungskoeffizienz relativ zur Tagzeitstromerzeugung) × (Reduktionsmenge von Tagzeit-Stromverbrauch) – (CO₂-Umwandlungskoeffizient relativ zu Nachtzeitstromerzeugung) × (Nachzeitstromverbrauch) (6)
Der CO₂-Umwandlungskoeffizienz relativ zur Tagzeitstromerzeugung? ist beispielsweise 0,462 [kg – CO₂/kWh] und der CO₂-Umwandlungskoeffizienz relativ zur Nachtzeit-Stromerzeugung ist beispielsweise 0,435 [kg – CO₂/kWh]. Dies basiert auf Referenzliteratur ”Introduction of seasonally averaged emission coefficient" (27. März des Jahres Heisei 21) des Sekretariats des Review Komittees für Berechnungsverfahren etc. des Emissionskoeffizienten für jede Geschäfts-Entität, basierend auf dem Globalen Erwärmungsverhütungsgesetz.” Der hierin beschriebene Umwandlungskoeffizient ist lediglich ein Beispiel und jeglicher Wert kann alternativ verwendet werden. In der Beschreibung unten werden die Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116, die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 und die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 im Fall der Verwendung des Umweltbelastungsminderungseffekts verwendet.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Optimal-Betriebsevaluierungstabelle im Falle der Verwendung des Umweltbelastungsminderungseffekts darstellt. Beispielsweise speichert die Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 das Angebots- und Nachfrageszenario ”1”, den Evaluierungswert ”17” durch den optimalen Betriebsplan und den optimalen Steuerparameter ”278”, während diese miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten ist in der Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 der beste Entladungsreferenzwert relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 278 kW und ist der Umweltbelastungsreduktionseffekt im Falle des Betreibens der Speicherbatterie unter dem Entladungsreferenzwert 17 kg – CO₂. Darüber hinaus speichert bezüglich der anderen Angebots- und Nachfrageszenarien die Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 auch das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan und den optimalen Steuerparameter, während diese miteinander assoziiert werden.
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Korrekturbetriebsevaluierungstabelle im Falle der Verwendung des Umweltbelastungsminderungseffekts darstellt. Beispielsweise speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 den Anfangsbetriebsplan ”1”, das Angebots- und Nachfrageszenario ”1” und den Evaluierungswert ”16” des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten ist in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 der Umweltbelastungsminderungseffekt im Falle des Betreibens der Speicherbatterie anhand des optimalen korrigierten Betriebsplans nach Betreiben der Speicherbatterie gemäß der Anfangsbetriebsplan ”1” relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 16 kg – CO₂. Darüber hinaus speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 das andere Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum anderen Anfangsbetriebsplan P zum Anfangsbetriebsplan ”1”, während diese miteinander assoziiert sind. Somit speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 die mehreren Angebots- und Nachfrageszenarien und die Evaluierungswerte der optimalen korrigierten Betriebspläne relativ zu den mehreren Anfangsbetriebsplanen P an einem Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert sind. Bezüglich der anderen Betriebspläne speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 ähnlich den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Flexibilitätsevaluierungstabelle darstellt. Beispielsweise speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 den Anfangsbetriebsplan ”1”, das Angebots- und Nachfrageszenario ”1” und die Flexibilitätsevaluierung ”1” relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während sie miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten ist in der Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 die Abweichung vom Idealwert des Umweltbelastungsminderungseffekts im Falle des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem Anfangsbetriebsplan ”1” relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 1 kg – CO₂. Darüber hinaus speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 das andere Angebots- und Nachfrageszenario und die Flexibilitätsevaluierung relativ zum anderen Anfangsbetriebsplan P am Anfangsbetriebsplan ”1”, während diese miteinander assoziiert werden. Auf diese Weise speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 die mehreren Angebots- und Nachfrageszenarien und die Flexibilitätsevaluierung relativ zu den mehreren Anfangsbetriebsplanen P in Bezug auf einen Anfangsbetriebsplan. Dann, bezüglich der anderen Anfangsbetriebspläne, speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 ähnlich den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und die Flexibilitätsevaluierung relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden.
Auf diese Weise, selbst wenn der Umweltbelastungsreduktionseffekt verwendet wird, speichert die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 auch das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan, und den, den besten Evaluierungswert in der in 19 illustrierten Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 repräsentierenden optimalen Steuerparameter, während diese miteinander assoziiert werden. Darüber hinaus speichert die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P in der in 20 illustrierten korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118, während diese miteinander assoziiert werden. Darüber hinaus evaluiert die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 die Flexibilität durch Berechnen der Differenz zwischen dem Evaluierungswert durch den in der optimalen Operationsevaluierungstabelle 116 von 19 illustrierten optimalen Betriebsplan und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 von 20 illustrierten Anfangsbetriebsplan P. Daher kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Betriebsplan, in welchem der Effekt nahe an dem besten Umweltbelastungsminderungseffekt erhalten werden kann, unter jeglicher Wetteränderung, vorbereiten.
Darüber hinaus wird der Kostenreduktionseffekt beschrieben. Der Kostenreduktionseffekt dient zum Evaluieren durch Umwandeln, wie viel die Kosten reduziert werden können, durch die Verwendung der Photovoltaik-Stromerzeugung oder der Speicherbatterie, in Geldwert. Zum Beispiel wird der Kostenreduktionseffekt durch die nachfolgende Formel (7) ausgedrückt. (Kostenreduktionseffekt) = (elektrische Ladung pro 1 (kWh) × {(Stromverbrauch vor Gegenmaßnahme) – (Stromverbrauch nach Gegenmaßnahme)} + {(Grundladung vor Gegenmaßnahme) – (Grundladung nach Gegenmaßnahme)} (7)
Man beachte, dass die Grundladung die durch die Maximalspitzennachfrage berechnete Ladung ist und beispielsweise die durch jede Stromfirma eingestellte Ladung ist. Die optimale Betriebsevaluierungstabelle 116, die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 und die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 im Falle der Verwendung des Kostenreduktionseffektes werden unten exemplifiziert.
22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der optimalen Betriebsevaluierungstabelle in dem Fall der Verwendung des Kostenreduktionseffekts darstellt. Beispielsweise werden in der Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 das Angebots- und Nachfrageszenario ”1”, der Evaluierungswert ”36” durch den optimalen Betriebsplan und der optimale Steuerparameter ”278” gespeichert, während sie miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten ist in der Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 der beste Entladungsreferenzwert relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 278 kW und ist der Kostenreduktionseffekt im Falle des Betreibens der Speicherbatterie unter diesem Entladungsreferenzwert 36.000.000 Yen. Darüber hinaus, bezüglich der anderen Angebots- und Nachfrageszenarien, speichert die Optimal-Betriebsevaluierungstabelle 116 ähnlich das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan und den optimalen Steuerparameter, während diese miteinander assoziiert werden.
23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle im Falle der Verwendung des Kostenreduktionseffekts darstellt. Beispielsweise werden in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 der Anfangsbetriebsplan ”1”, das Angebots- und Nachfrageszenario ”1” und der Evaluierungswert ”34” des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P gespeichert, während sie miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten ist in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 der Kostenreduktionseffekt im Falle des Betreibens der Speicherbatterie anhand des optimalen korrigierten Betriebsplans nach Betreiben der Speicherbatterie gemäß dem Anfangsbetriebsplan ”1” relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 34.000.000 Yen. Darüber hinaus, bezüglich dem Anfangsbetriebsplan ”1”, speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 das andere Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum anderen Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden. Auf diese Weise speichert die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 die mehreren Angebots- und Nachfrageszenarien und die Evaluierungswerte der optimalen korrigierten Betriebspläne relativ zu den mehreren Anfangsbetriebsplanen P für einen Anfangsbetriebsplan, während diese miteinander assoziiert werden. Dann speichert bezüglich der anderen Anfangsbetriebspläne, die korrigierte Betriebsevaluierungstabelle 118 ähnlich den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden.
24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Flexibilitäts-Evaluierungstabelle darstellt. Beispielsweise speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 den Anfangsbetriebsplan ”1”, das Angebots- und Nachfrageszenario ”1” und die Flexibilitätsevaluierung ”2” relativ zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden. Mit anderen Worten ist in der Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 die Abweichung vom Idealwert des Kostenminderungseffekts im Falle des Betreibens der Speicherbatterie gemäß dem anfänglichen Betriebsplan ”1” relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario ”1” 2.000.000 Yen. Die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 speichert die anderen Angebots- und Nachfrageszenarien und die Flexibilitätsevaluierung relativ zu den anderen Anfangsbetriebsplänen P zum Anfangsbetriebsplan ”1”, während diese miteinander assoziiert werden. Somit speichert die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 die mehreren Angebots- und Nachfrageszenarien und Flexibilitätsevaluierungen relativ zu den mehreren Anfangsbetriebsplänen P in Bezug auf einen Anfangsbetriebsplan. Dann speichert ähnlicherweise bezüglich der anderen Anfangsbetriebspläne die Flexibilitätsevaluierungstabelle 119 den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und die Flexibilitätsevaluierung zum Anfangsbetriebsplan P, während diese miteinander assoziiert werden.
Somit, selbst wenn der Kostenreduktionseffekt eingesetzt wird, speichert die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 das Angebots- und Nachfrageszenario, den Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan, und den optimalen Steuerparameter, der den besten Evaluierungswert in der in 22 illustrierten optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116 repräsentiert, während diese miteinander assoziiert werden. Darüber hinaus speichert die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Anfangsbetriebsplan, das Angebots- und Nachfrageszenario und den Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum Anfangsbetriebsplan P in der in 23 illustrierten korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118, während sie miteinander assoziiert werden. Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 evaluiert Flexibilität durch Berechnen der Differenz zwischen dem Evaluierungswert durch den in der optimalen Betriebsevaluierungstabelle 116 von 22 illustrierten optimalen Betriebsplan und dem Evaluierungswert des optimalen korrigierten Betriebsplans relativ zum in der korrigierten Betriebsevaluierungstabelle 118 von 23 illustrierten Anfangsbetriebsplan P. Somit kann die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 den Betriebsplan vorbereiten, in welchem der Effekt nahe an dem besten Kostenreduktionseffekt bei jeglicher Wetteränderung ermittelt wird.
In jedem in der Ausführungsform 1 beschriebenen Prozess können alle oder ein Teil des als automatisch ausgeführt werdend beschriebenen Prozesses manuell durchgeführt werden; alternativ kann der gesamte oder ein Teil des als manuell durchgeführt werdend beschriebenen Prozesses automatisch durch ein bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise ist in 1 der Fall des automatischen Durchführens des Prozesses der Optimalplanauswahleinheit 126 beschrieben worden; jedoch kann dieser Prozess manuell durchgeführt werden. Spezifisch kann die Optimalplanauswahleinheit 126 einem Anwender gestatten, den besten Betriebsplan manuell auszuwählen, indem das die Verteilung der Flexibilität für jeden Anfangsbetriebsplan-Kandidaten repräsentierende Diagramm auf der Ausgabevorrichtung 102 ausgegeben wird. Darüber hinaus können die, verschiedene Daten und Parameter wie etwa die Prozessprozedur, der Steuerprozedur und der in dem obigen Text oder Zeichnungen repräsentierte spezifische Name enthaltende Informationen beliebig geändert werden, wenn nicht anders ausgesagt. Beispielsweise muss die in 5 illustrierte, optimale Betriebsevaluierungstabelle nicht immer die optimalen Speicherparameter speichern.
Darüber hinaus sind die Bestandteilselemente der in 1 illustrierten Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 die schematisch illustrierten Komponenten und die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 muss nicht immer physikalisch so wie in den Zeichnungen illustriert konfiguriert sein. Mit anderen Worten ist der spezifische Modus der Verteilung und Integration der Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 nicht auf den in den Zeichnungen dargestellten Modus beschränkt, und die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 kann durch physisches oder funktionelles Verteilen oder Integrieren aller oder eines Teils der Bestandteilselemente in beliebiger Einheit anhand verschiedenen Belastungen oder Verwendungsumständen etc. konfiguriert werden. Beispielsweise können die Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123 und die Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124, die in 1 illustriert sind, in der Konfiguration integriert sein.
Die Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 kann durch Montieren jeder Funktion der Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung 100 in einer bekannten Informationsverarbeitungsvorrichtung erzielt werden. Die bekannte Informationsverarbeitungsvorrichtung entspricht beispielsweise einem persönlichen Computer, einer Workstation, einem Mobiltelefon, einem PHS (Personal Handy-phone System)-Endgerät, einem Mobilkommunikationsendgerät, einem PDA (Persönlicher Digitaler Assistent) oder anderen Vorrichtungen.
25 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Computers zum Ausführen des Betriebsplanvorbereitungsprogramms darstellt. Wie in 25 dargestellt, beinhaltet ein Computer 300 eine CPU 301 zum Ausführen jedes Berechnungsprozesses, eine Eingabevorrichtung 302 zum Empfangen der Eingabe von Daten aus einem Anwender und einem Monitor 303. Der Computer 300 beinhaltet eine Medienauslesevorrichtung 304 zum Auslesen eines Programms etc. aus einem Speichermedium, und eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung 305 zum Austauschen von Daten mit anderen Vorrichtungen. Der Computer 300 beinhaltet RAM (Random Access Memory, wahlfreier Zugriffspeicher) 306 zum zeitweiligen Speichern verschiedener Arten von Informationen und eine Festplattenvorrichtung 307. Jede der Vorrichtungen 301 bis 307 ist mit einem Bus 308 verbunden.
Die Festplattenvorrichtung 307 speichert ein Betriebsplan-Vorbereitungsprogramm mit zu den Verarbeitungseinheiten der Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122, der Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123, der Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124, der Flexibilitätsberechnungseinheit 125 und der Optimal-Planauswahleinheit 126, die in 1 illustriert sind, ähnlichen Funktionen. Die Festplattenvorrichtung 307 speichert verschiedene Arten von Daten zum Erzielen des Betriebsplanvorbereitungsprogramms. Die verschiedenen Arten von Daten beinhalten beispielsweise die Nachfragedaten 111a und die Solarstrahlungsmengendaten 112.
Die CPU 301 gestattet dem Betriebsplanvorbereitungsprogramm, als ein Betriebsplanvorbereitungsprozess zu fungieren, durch Auslesen des Betriebsplanvorbereitungsprogramms aus der Festplattenvorrichtung 307, Entwickeln des Betriebsplanvorbereitungsprogramms in das RAM 306 und Ausführen des Betriebsplanvorbereitungsprogramms. Mit anderen Worten fungiert das Betriebsplanvorbereitungsprogramm als ein zu den Verarbeitungseinheiten der Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit 122, der Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 123, der Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit 124, der Flexibilitätsberechnungseinheit 125 und der Optimalplanauswahleinheit 126, illustriert in 1, ähnlicher Prozess.
Das Betriebsplanvorbereitungsprogramm muss nicht immer auf der Festplattenvorrichtung 307 gespeichert werden. Beispielsweise kann das in einem computerlesbaren Speichermedium gespeicherte Programm ausgelesen und durch den Computer 300 ausgeführt werden. Das computerlesbare Speichermedium entspricht beispielsweise einem tragbaren Speichermedium wie etwa einer CD-ROM, einer DVD-Disk oder einem USB-Speicher, einem Halbleiterspeicher, wie etwa einem Flash-Speicher, einem Festplattenlaufwerk oder dergleichen. Alternativ kann dieses Programm in einer mit einem öffentlichen Netzwerk, dem Internet, einem LAN (Lokalbereichsnetzwerk), einem WAN (Weitbereichsnetzwerk) oder dergleichen verbundenen Vorrichtung gespeichert sein und das Programm kann durch den Computer 300 aus der Vorrichtung über irgendeines dieser Netzwerke ausgelesen und ausgeführt werden.
Ausführungsform 3
Die Ausführungsform des Speicherbatterie-Betriebsplans gemäß der vorliegenden Erfindung ist soweit beschrieben worden; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und die vorliegende Erfindung kann auf den Fall der Vorbereitung des Betriebsplans für eine Einrichtung angewendet werden, deren Justierung des Betriebsstatus gemäß dem Übergang der Nachfrage wirksam ist. Im Hinblick darauf wird nachfolgend eine Beschreibung der Ausführungsform des Optimierens des Betriebsplans zum Justieren der Anzahl von Betriebskommunikationsbasisstationen vom Standpunkt der Reduktion von Energie, die für den Betrieb der Kommunikationsbasisstation des Betriebsplans angefragt werden, anhand dem Übergang der Kommunikationsnachfrage gegeben.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf die 26 bis 30 die Vorbereitung des in dieser Ausführungsform angenommenen Betriebsplans beschrieben.
26 ist ein schematisches Diagramm der Justierung der Anzahl von arbeitenden Kommunikationsbasisstationen, die in diesem Beispiel angenommen werden. In der Zeichnung ist eine aus sieben Hexagonen komponierte Region eine Region, die durch eine Kommunikationsbasisstation abzudecken ist. In einem Modus 1 auf der linkesten Seite ist die gesamte Zielregion durch eine Basisstation abgedeckt; ähnlich ist in einem Modus 4 auf der rechten Seite von Modus 1 die Region durch vier Basisstationen abgedeckt und ist in einem Modus 7 die Region durch sieben Basisstationen abgedeckt. In diesem Beispiel wird ein Plan zum Bezeichnen, welcher der drei obigen Modi für jeden voreingestellten Zeitraum eingesetzt wird, wie in 27 illustriert, als ein Betriebsplan bezeichnet. Eine Aufgabe ist es, den Betriebsplan bereitzustellen, der den Betrieb mit Energie nahe an der Minimalenergie gestattet, die in dem Fall erzielt werden kann, bei dem der Übergang vorhergesagt wird, selbst falls einer der Übergänge der Kommunikationsnachfrage, die in einem Tag erwartet wird, realisiert wird.
28 repräsentiert typische Daten des Übergangs der Kommunikationsnachfrage eines Tags, der in diesem Beispiel angenommen wird. Basierend auf diesem Übergang wird in diesem Beispiel der Betrieb in irgendeinem der in 26 illustrierten Modi durchgeführt, während einer der fünf in 27 illustrierten Zeiträume ausgewählt wird. Bezüglich der Zeiträume ist 0:00 bis 6:00 der Zeitraum mit kleiner Kommunikationsnachfrage, ist 6:00 bis 10:00 der Zeitraum, in welchem die Kommunikationsnachfrage steigend ist, ist 10:00 bis 14:00 der Zeitraum, in welchem die Kommunikationsnachfrage auf relativ hohem Niveau stabil ist, ist 14.00 bis 18:00 der Zeitraum, in welchem die Kommunikationsnachfrage zur Spitze ansteigt und ist 18:00 bis 24:00 der Zeitraum, in welchem die Kommunikationsnachfrage von der Spitze aus abnimmt.
29 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Kommunikationsnachfrage und der Menge an Energie repräsentiert, die zum Bearbeiten der Kommunikationsnachfrage (Stromverbrauch pro Einheitszeit) für jeden der Operationsmodi angefordert wird. Die horizontale Achse repräsentiert die Menge an Kommunikationsnachfrage. Als Index der Kommunikationsnachfrage sind verschiedene Indizes, wie etwa die Anzahl von Anrufen, die von Anwendern (Mobilendgeräte) pro Einheitszeit (beispielsweise mehrere Minuten) gemacht wird oder Kommunikationsverkehrsvolumen oder Kombinationen solcher Indizes gegeben; zur Vereinfachung der Beschreibung wird in diesem Beispiel die Anzahl von pro Einheitszeit gemachten Anrufen verwendet. Die vertikale Achse repräsentiert die Energiemenge, die zum Bearbeiten der Kommunikationsnachfrage angefordert wird, in Einheiten elektrischer Energie, die durch die Basisstation pro Stunde verbraucht wird. Falls beispielsweise der Zustand, bei dem ungefähr 20 Anrufe pro Einheitszeit gemacht werden, sich eine Stunde lang fortsetzt, wird elektrische Energie von ungefähr 1,5 kWh im Modus 1 verbraucht und wird im Modus 4 elektrische Energie von ungefähr 3. kWh, mehr als im Modus 1, verbraucht. Falls ungefähr 35 Anrufe oder mehr gemacht werden, verbraucht Modus 4 weniger elektrische Energie als Modus 1. In der Betriebsplanvorbereitung dieses Beispiels ist die angemessene Auswahl des Operationsmodus, in welchem die Beziehung zwischen der Energieeffizienz sich abhängig von der Kommunikationsnachfrage unter Berücksichtigung des Übergangs der Kommunikationsnachfrage, die in jedem Zeitraum erwartet wird, unterscheidet, einer der wichtigen Punkte.
30 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels der Kosten, die zum Umschalten des Betriebsplans angefordert werden, was eine andere Energiemenge ist, die in der Vorbereitung des Betriebsplans in dem Beispiel zu berücksichtigen ist. Beispielsweise repräsentiert die erste Zeile die Kosten zum Umschalten des Modus der Einrichtung von Modus 1 zu Modus 4 und entspricht dem C (1, 4) von 26. In diesem Beispiel wird vorausgesetzt, dass diese Kostendaten verfügbar sind, basierend auf vergangenen Ergebnisdaten oder Simulation etc..
Als Nächstes werden die Ergebnisse des Anwendens der vorliegenden Erfindung zum Vorbereiten des Betriebsplans der oben beschriebenen Kommunikationsbasisstation erläutert.
Der Kandidatenbereich für den in diesem Beispiel angenommenen Betriebsplan ist wie in 27 illustriert. Dies deckt den in 31 illustrierten Suchbereich ab. Der Suchbereich von 31 wird durch Auswählen des Betriebsmodus, der berücksichtigt werden sollte, gemäß jedem Zeitraum, basierend auf dem Übergang der in 28 illustrierten Kommunikationsnachfrage ermittelt. Man beachte, dass die Kombinationen zwischen allen Modi eingesetzt werden können, als die Kandidaten für den Betriebsplan, ohne den Suchbereich von 28 zu berücksichtigen.
Die Prozessprozedur wird unter Verwendung des Beispiels des Bestimmens des Betriebsmodus von 6:00 bis 10:00 eben vor dem Zeitraum von 6:00 bis 10:00 beschrieben.
Zuerst wird das Szenario des Übergangs der Kommunikationsnachfrage, die auftreten könnte, anhand der zu dem Photovoltaik-Stromerzeugungs-Ausgabefluktuationsszenario ähnlichen Prozedur erzeugt. 32 stellt ein Beispiel der Fluktuationswahrscheinlichkeitstabelle zum Erzeugen des Kommunikationsnachfrageszenarios dar. In 32 repräsentieren ”0–20”, ”20–40”, ”40–60”, ”60–80” und ”80–” in horizontaler Richtung die Anzahl von Anrufen, die pro Einheitszeit gemacht wird. N(μ, σ) drückt aus, dass die zufällig erzeugten Werte gemäß der Gauss'schen Verteilung des Mittelwerts μ und der Standardabweichung σ als die Werte nach der Fluktuation verwendet werden. Der Wahrscheinlichkeitswert und die Werte σ1 bis σ5 in dieser Graphik können basierend auf der statistischen Analyse von vergangenen Kommunikationsnachfragedaten berechnet werden. Obwohl eine Fluktuations-Wahrscheinlichkeitstabelle bei der Erzeugung des Photovoltaik-Stromerzeugungsausgabe-Fluktuationsszenarios verwendet wird, wird die Fluktuations-Wahrscheinlichkeitstabelle, wie in 32 illustriert, basierend auf den vergangenen Daten, vorbereitet und für jeden der fünf Zeiträume in diesem Beispiel verwendet. In diesem Beispiel wird der Betriebsmodus für 6:00 bis 10:00 (Betriebsplan von 6:00 bis 6:00 am nächsten Tag) vorbereitet; daher wird der Wert der Kommunikationsnachfrage gerade vor 6:00 als der Standardwert für die Erzeugung der Kommunikationsnachfrage verwendet.
Als Nächstes wird bezüglich jedes der vorbereiteten Kommunikationsnachfrageszenarien der optimale Betriebsplan (Plan zum Umschalten des Betriebsmodus der Kommunikationsvorrichtung) anhand der zur Vorbereitung des optimalen Betriebsplans ähnlichen Prozedur für die Speicherbatterie relativ zum Angebots- und Nachfrageszenario vorbereitet. Bei der Evaluierung des Betriebsplans, der für die Vorbereitung des optimalen Betriebsplans nachgefragt wird, wird der auf der nachfolgenden Formel basierend berechnete Evaluierungswert verwendet. ( Stromverbrauch) = Σi(ΣtE(D_t, Mode_i)) + ΣiC(Mode_i, Mode_(i + 1)) (8)
In Formel (8) repräsentiert i den Index relativ zu jedem der vorgenannten Zeiträume und repräsentiert t den Index entsprechend der Zeit in Intervallen von Einheitszeit (beispielsweise 10 Minuten) in jedem Zeitraum. In diesem Beispiel wird 6:00 bis 10:00 als der erste Zeitraum angenommen und wird 0:00 bis 6:00 am nächsten Tag als der letzte Zeitraum behandelt. D_t ist die Kommunikationsspitzennachfrage zur t entsprechenden Zeit und dies ist der durch das Kommunikationsszenario bestimmte Wert als ein Ziel der Evaluierung. Mode_i ist der Betriebsmodus, der gemäß dem Zeitraum I im Betriebsplan als das Ziel der Evaluierung spezifiziert ist. E(D_t, Mode_i) ist die im Betriebsmodus Mode_i verbrauchte elektrische Energie, wenn die Kommunikationsspitzennachfrage von d_t sich für eine Einheitszeit fortsetzt und ihr Wert wird basierend auf den Daten von 29 berechnet. C() repräsentiert die Kosten zum Umschalten des Betriebsmodus und sein Wert wird basierend auf den 30 Daten (0 falls der Betriebsmodus nicht umgeschaltet wird) berechnet. Der hier berechnete Stromverbrauch entspricht dem Evaluierungswert. Mit anderen Worten ist dieser Evaluierungswert vorzugsweise kleiner.
33 stellt ein Beispiel des vorbereiteten optimalen Betriebsplans dar. In der Zeichnung entspricht die erste Nummer in der Spalte ”optimaler Betriebsplan” der Betriebsplan-ID. In der Klammer wird die zur Erläuterung hinzugefügte Information repräsentiert; spezifisch wird repräsentiert, wie der Betriebsmodus vom 6:00–10:00-Zeitraum als erster Nummer zum 0:00 bis 6:00 Zeitraum am nächsten Tag umzuschalten ist. Beispielsweise zeigt der durch ID14 bezeichnete Betriebsplan an, dass der Betrieb durch Modus 4 von 6:00 bis 10:00, Modus 4 für 10:00 bis 14:00, Modus 7 für 14:00 bis 18:00, Modus 4 für 18:00 bis 24:00 und Modus 1 für 0:00 bis 6:00 am nächsten Tag durchgeführt wird.
Schließlich wird der Evaluierungswert im Falle des Realisierens jedes Kommunikationsnachfrageszenarios an den zwei Kandidatenmodi 1 und 4 des Betriebsmodus für den 6:00 bis 10:00 Zeitraum über eine zur Evaluierung des Anfangsbetriebsplans der Speicherbatterie ähnliche Prozedur berechnet. Die Formel zum Berechnen des in der Evaluierung verwendeten Evaluierungswerts ist dieselbe wie die obige Formel (8). Beispielsweise ist der Evaluierungswert, falls das Kommunikationsnachfrageszenario ”1” am Kandidatenmodus 1 realisiert wird, 204. Hier entspricht die Differenz zwischen dem hier berechneten Evaluierungswert und dem Evaluierungswert durch den optimalen Betriebsplan dem Regressions-Wert.
Beispielsweise ist der Regressions-Wert, falls das Kommunikationsnachfrageszenario ”1” im Kandidatenmodus 1 realisiert wird, 204 – 160 = 44. In diesem Beispiel, falls der Betriebsmodus für den 6:00–10:00 Zeitraum des optimalen Betriebsplans relativ zu jedem Szenario mit dem Betriebsmodus als das Ziel der Evaluierung koinzidiert, ist der Regressions-Wert 0; somit kann diese Modulation weggelassen werden.
34 stellt das Ergebnis der Evaluierung dar. Der beste Betriebsplan (Betriebsmodus für 6:00–10:00) des schlechtesten Evaluierungswerts relativ zum Kommunikationsnachfrageszenario wird basierend auf diesem Evaluierungsergebnis beispielsweise ausgewählt. Somit, selbst wenn irgendein Kommunikationsnachfrageszenario realisiert wird, wird sichergestellt, dass der Betrieb bei einer so kleinen Energie wie der Minimalenergie durchgeführt werden kann, die erzielt werden könnte, falls der Übergang vorhergesagt war, durch Korrigieren des Betriebsplans bei 10:00.
Bezugszeichenliste

100: Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung
101: Eingabevorrichtung
102: Ausgabevorrichtung
110: Speichereinheit
111: Nachfragedaten
112: Solarstrahlungsmengendaten
113: Sonnenscheinstunden-Übergangswahrscheinlichkeitstabelle
114: Ausgabefluktuationsdaten
115: Angebots- und Nachfragedaten
116: Optimalbetriebsevaluierungstabelle
117: Anfangsbetriebsplantabelle
118: Korrigierte Betriebsevaluierungstabelle
119: Flexibilitätsevaluierungstabelle
120: Steuereinheit
121: Empfangseinheit
122: Angebots- und Nachfrageszenario-Erzeugungseinheit
123: Optimal-Evaluierungswert-Berechnungseinheit
124: Korrektur-Evaluierungswert-Berechnungseinheit
125: Flexibilitätsberechnungseinheit
126: Optimalplanauswahleinheit
127: Ausgabeeinheit
300: Computer
301: CPU
302: Eingabevorrichtung
303: Monitor
304: Mediumauslesevorrichtung
305: Netzwerkschnittstellenvorrichtung
306: RAM
307: Festplattenvorrichtung
308: Bus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4245583 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

KUDO, Akira TAKEUCHI, Yousuke NOZAKI, Hisahito ENDO, und Jiro SUMITA, ”Forecasting Electric Power Generation of Photovoltaic Power System for Energy Network”, The Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan B, Bd. 127 (2007), Nr. 7, Seiten 847–853 [0008]
Satoshi TAKAYAMA, Yuji IWASAKA, Ryoichi HARR, Hiroyuki KITA, Takamitsu ITO, Yoshinobu UEDA, Shuya MIWA, Naoya MATSUNO, Katsuyuki TAKITANI, und Koji YAMAGUCHI, ”A Study an the Scheduling of Large-Scaled PV Power Station Output based an Solar Radiation Forecast”, The Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan. B, Bd. 129 (2009), Nr. 12, Seiten 1514–1521 [0008]
Introduction of seasonally averaged emission coefficient” (27. März des Jahres Heisei 21) des Sekretariats des Review Komittees für Berechnungsverfahren etc. des Emissionskoeffizienten für jede Geschäfts-Entität, basierend auf dem Globalen Erwärmungsverhütungsgesetz. [0129]

Claims

Betriebsplanvorbereitungsverfahren, das durch einen Computer auszuführen ist, wobei das Betriebsplanvorbereitungsverfahren umfasst: Erzeugen einer Mehrzahl von Szenarien, welche einen Übergang eines Angebots- und eines Nachfragestromwerts repräsentieren, der unter einer gegebenen Bedingung auftreten könnte; Berechnen, für jedes der mehreren Szenarien, eines Betriebsplans, in welchem ein erster Evaluierungswert als ein bester Evaluierungswert im Betrieb einer Speicherbatterie ermittelt wird; Berechnen, für alle der mehreren Betriebsplankandidaten, eines zweiten Evaluierungswerts, der im Betrieb der Speicherbatterie ermittelt wird, gemäß dem Betriebsplankandidaten relativ zu jedem Szenario; Berechnen, für alle der mehreren Betriebsplankandidaten, einer Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert an jedem Szenario; und Auswählen des Betriebsplans für die Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplankandidaten, basierend auf der Differenz.
Betriebsplanvorbereitungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Erzeugen der Mehrzahl von Szenarien das Erzeugen von den Szenarien beinhaltet, basierend auf einem Wetteränderungsmodell, in welchem eine Wetteränderung pro Einheitszeit modelliert ist.
Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Berechnen des zweiten Evaluierungswerts beinhaltet: Vorbereiten, für jeden aus mehreren Betriebsplankandidaten, eines optimalen korrigierten Betriebsplans, der einen optimalen Betriebsplan repräsentiert, nach einer Korrekturzeit, basierend auf einer Strommenge, die in der Speicherbatterie während des Betriebs der Speicherbatterie verbleibt, bis zur Korrekturzeit, anhand dem Betriebsplankandidaten; und Berechnen eines Evaluierungswerts zum vorbereiteten optimalen korrigierten Betriebsplan als den zweiten Evaluierungswert.
Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung, umfassend: eine Erzeugungseinheit, die eine Mehrzahl von Szenarien erzeugt, welche den Übergang eines Angebots- und Nachfragestromwertes repräsentiert, der unter einer gegebenen Bedingung auftreten könnte; eine erste Berechnungseinheit, die für jedes der mehreren Szenarien einen Betriebsplan berechnet, bei dem ein erster Evaluierungswert als ein bester Evaluierungswert im Betrieb einer Speicherbatterie ermittelt wird; eine zweite Berechnungseinheit, die für jeden Betriebsplankandidaten einen zweiten Evaluierungswert berechnet, der im Betrieb der Speicherbatterie anhand des Betriebsplankandidaten relativ zu jedem Szenario ermittelt wird; eine dritte Berechnungseinheit, welche für jeden Betriebsplankandidaten eine Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert relativ zu jedem Szenario berechnet; und eine Auswahleinheit, die den Betriebsplan der Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplankandidaten auswählt, basierend auf der Differenz.
Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Erzeugungseinheit die Szenarien basierend auf einem Wetteränderungsmodell erzeugt, in welchem die Änderung von Wetter pro Zeiteinheit modelliert ist.
Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die zweite Berechnungseinheit für jeden der Mehrzahl von Betriebsplankandidaten einen optimalen korrigierten Betriebsplan vorbereitet, der einen optimalen Betriebsplan nach einer Korrekturzeit repräsentiert, basierend auf einer Strommenge, die in der Speicherbatterie beim Betrieb der Speicherbatterie bis zur Korrekturzeit verbleibt, gemäß dem Betriebsplankandidaten, und einen Evaluierungswert zum vorbereiteten optimalen korrigierten Betriebsplan als den zweiten Evaluierungswert berechnet.
Betriebsplanvorbereitungsprogramm, um einen Computer zu veranlassen, die folgenden Prozesse auszuführen: Erzeugen einer Mehrzahl von Szenarien, welche einen Übergang eines Angebots- und eines Nachfragestromwerts repräsentieren, der unter einer gegebenen Bedingung auftreten könnte; Berechnen, für jedes der mehreren Szenarien, eines Betriebsplans, in welchem ein erster Evaluierungswert als ein bester Evaluierungswert im Betrieb einer Speicherbatterie ermittelt wird; Berechnen, für alle der mehreren Betriebsplankandidaten, eines zweiten Evaluierungswerts, der im Betrieb der Speicherbatterie ermittelt wird, gemäß dem Betriebsplankandidaten relativ zu jedem Szenario; Berechnen, für alle der mehreren Betriebsplankandidaten, einer Differenz zwischen dem ersten Evaluierungswert und dem zweiten Evaluierungswert an jedem Szenario; und Auswählen des Betriebsplans für die Speicherbatterie aus den mehreren Betriebsplankandidaten, basierend auf der Differenz.
Betriebsplanvorbereitungsprogramm gemäß Anspruch 7, wobei das Erzeugen der Mehrzahl von Szenarien das Erzeugen von den Szenarien beinhaltet, basierend auf einem Wetteränderungsmodell, in welchem eine Wetteränderung pro Einheitszeit modelliert ist.
Betriebsplanvorbereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Berechnen des zweiten Evaluierungswerts beinhaltet: Vorbereiten, für jeden aus mehreren Betriebsplankandidaten, eines optimalen korrigierten Betriebsplans, der einen optimalen Betriebsplan repräsentiert, nach einer Korrekturzeit, basierend auf einer Strommenge, die in der Speicherbatterie während des Betriebs der Speicherbatterie verbleibt, bis zur Korrekturzeit, anhand dem Betriebsplankandidaten; und Berechnen eines Evaluierungswerts zum vorbereiteten optimalen korrigierten Betriebsplan als den zweiten Evaluierungswert.