JP2000184592A - Power system demand scheme generating apparatus and storage medium for recording processing program thereof - Google Patents

Power system demand scheme generating apparatus and storage medium for recording processing program thereof

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JP2000184592A
JP2000184592A JP10355521A JP35552198A JP2000184592A JP 2000184592 A JP2000184592 A JP 2000184592A JP 10355521 A JP10355521 A JP 10355521A JP 35552198 A JP35552198 A JP 35552198A JP 2000184592 A JP2000184592 A JP 2000184592A
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JP
Japan
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generator
demand
characteristic
partial problem
plan
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Application number
JP10355521A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuta Hirato
康太 平戸
Kazue Shimada
和恵 島田
Masahiko Kunugi
正彦 功刀
Junichi Nagata
淳一 永田
Masaichi Kato
政一 加藤
Mari Aoyanagi
真理 青柳
Ryoichi Ichikawa
量一 市川
Katsutoshi Hiromasa
勝利 廣政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate the optimum operation scheme considering the restriction on the power generators. SOLUTION: A partial problem generating means 12 generates a partial subject of each power generator as a partial problem using the Lagrange's alleviating method based on the demand and supply balance of the electrical power. A partial problem combining means 13 combines respective partial problems of power generator group on which the restriction on the power generators is applied. A restriction data memory means 14 stores the restriction data of operation. A restriction condition reflecting means 15 reflects the restriction data on the partial problem and combined partial problems. A means 16 for solving the partial problem and combined partial problem calculates the operation scheme in the minimum cost while satisfying the restriction condition to be considered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の経済運
用面から電力系統の運用計画を作成する電力系統の需給
計画作成装置及びその装置の処理プログラムを記録する
記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power system supply / demand plan creating apparatus for creating an electric power system operation plan from the viewpoint of economical operation of an electric power system, and a recording medium for recording a processing program of the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統の運用計画の一つとして、発電
機の起動停止計画問題がある。この発電機の起動停止計
画問題は、様々な制約を考慮しながら運用コストが最小
となるように各発電機の運用計画を決定する問題であっ
て、電力系統の経済運用面から非常に重要な問題であ
る。
2. Description of the Related Art As one of operation plans of an electric power system, there is a problem of starting and stopping a generator. The generator start / stop planning problem is a problem of deciding the operation plan of each generator so that the operation cost is minimized while taking various constraints into consideration, and is very important from the viewpoint of economic operation of the power system. It is a problem.

【0003】従来、かかる発電機起動停止の運用計画
は、コンピュータを用いて、定式化された多変数をもっ
た目的関数を、各変数の制約条件を満足させながら最小
化することにより、電力系統の運用コストを最小化する
数理計画法が用いられている。
Conventionally, such an operation plan for starting and stopping a generator has been realized by minimizing a formulated objective function having multiple variables while satisfying the constraints of each variable by using a computer. Mathematical programming is used to minimize the operating costs of

【0004】現在までに提案されている手法は、ヒュー
リスティックスを用いた方法、動的計画法による方法、
ラグランジュ緩和法による方法、分枝限定法など様々で
あるが、これらの手法の内で、現状、実用規模の問題に
対しては、ラグランジュ緩和法が最も効果的な方法であ
ると考えられている。
[0004] Methods proposed so far include a method using heuristics, a method using dynamic programming,
There are various methods such as the Lagrangian relaxation method and the branch and bound method. Of these methods, the Lagrangian relaxation method is considered to be the most effective method for the problem of practical scale at present. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ラグランジュ緩和法による方法は、ラグランジュ乗数の
導入により、発電機毎の部分問題に緩和してから解くも
のであるが、電力系統には系統運用上種々の制約条件が
ある。ところが、ラグランジュ緩和法による場合、目的
関数として定式化できる制約条件は、発電機自体に関係
する制約条件だけであって、電力系統の運用上考慮すべ
き全ての制約、例えば、発電機間にまたがる制約条件等
を満足させることが困難であるという問題があった。
However, the conventional method using the Lagrange mitigation method solves a partial problem for each generator by introducing a Lagrange multiplier, and then solves the problem. There are various constraints. However, in the case of the Lagrange mitigation method, the only constraints that can be formulated as the objective function are the constraints related to the generator itself, and all constraints to be considered in the operation of the power system, for example, span between generators. There is a problem that it is difficult to satisfy the constraint conditions and the like.

【0006】このため、従来、ラグランジュ緩和法を用
いて作成された運用計画に対して、知識・経験の豊富な
技術者が各発電所を含む電力系統全体を判断しながら各
発電機に関する起動停止タイミング等の修正を行ってい
るが、この修正等の作業は、非常に手間と時間を要し、
各技術者個人の判断に委ねざるを得ず、常に最適な運用
スケジュールを迅速に作成することができないという問
題があった。
[0006] For this reason, conventionally, with respect to an operation plan created using the Lagrangian mitigation method, a technician with rich knowledge and experience judges the start and stop of each generator while judging the entire power system including each power plant. The timing is corrected, but the work of this correction and the like requires a lot of trouble and time,
There is a problem that it is not possible to always quickly create an optimal operation schedule without resorting to the judgment of each engineer.

【0007】また、ラグランジュ緩和法では、発電機毎
の部分問題に分割するため、同じ特性を持った発電機群
は全く同じ挙動をしてしまうことになる。従って、ある
時刻においてそれらのユニット群は全台数運転か、全台
数停止かのどちらかとなってしまう。従って、例えば、
これらのユニット群に計画期間内における燃料消費量の
制約があった場合に、燃料消費量の調整が困難となると
いう問題があった。
In the Lagrange mitigation method, a group of generators having the same characteristics behaves exactly the same because the problem is divided into partial problems for each generator. Therefore, at a certain time, the unit group is either in operation of all units or in stop of all units. So, for example,
If the fuel consumption of these units is restricted during the planning period, it is difficult to adjust the fuel consumption.

【0008】また、火力発電機および揚水発電機による
運用計画作成では、一般に、火力発電機と揚水発電機の
計算を分け、火力発電機のみでの計算後、揚水発電機の
出力を決定する手段が多く取られている。しかし、この
場合、揚水発電機の持つ予備力(通常、揚水発電所貯水
池の貯水残量に比例した値である)を火力発電機の計算
時にどれだけ見込むかが不明であり、経済的な運用計画
を求めようとした場合には、知識・経験の豊富な技術者
が揚水発電所の貯水池の初期水位等に修正を加えて、試
行錯誤を繰り返し計画を求めている。その結果、多くの
労力と時間を要するという問題があった。
[0008] In preparing an operation plan using a thermal power generator and a pumped generator, in general, the calculation of the thermal power generator and that of the pumped generator are divided, and after calculating only with the thermal power generator, means for determining the output of the pumped generator is used. Has been taken a lot. However, in this case, it is unclear how much reserve power the pumped generator has (usually a value proportional to the remaining amount of water in the pumped storage reservoir) when calculating the thermal power generator. When a plan is requested, a technician with rich knowledge and experience modifies the initial water level of the reservoir of the PSPP, and repeats trial and error to request the plan. As a result, there is a problem that much labor and time are required.

【0009】そこで、本発明は、上記実情に鑑みてなさ
れたもので、運用上考慮すべき全ての制約を満足し、か
つ、運用コストの安価となる運用計画を迅速に作成する
電力系統の需給計画作成装置及びその装置の処理プログ
ラムを記録する記録媒体を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been developed in consideration of the above situation. It is an object to provide a plan creation device and a recording medium for recording a processing program of the device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、予測
された総電力需要情報と発電機設備データと運用上の制
約情報などの運用計画情報とから発電機の起動停止の運
用計画を作成する電力系統の需給計画作成装置におい
て、発電機間にまたがらない制約条件を考慮して需給計
画問題である発電機の起動停止の運用計画を定式化した
後に、ラグランジュ緩和法によって制約条件を緩和して
発電機毎の部分問題に分割する部分問題作成手段と、発
電機間にまたがる制約条件を考慮して部分問題作成手段
によって分割された部分問題を合成した合成部分問題を
作成する部分問題合成手段と、部分問題作成手段及び部
分問題合成手段によって得られる部分問題及び合成部分
問題に基づいてダイナミックプログラミングによる状態
遷移図で、運用制約条件を満足し運用コストが最小とな
る運用計画を作成する問題求解手段とを設けるようにし
たものである。この手段によれば、発電機間にまたがる
制約が課された発電機群に関して、ラグランジュ緩和法
により緩和された発電機毎の部分問題が、各発電機の各
時間帯における全ての取り得る状態を表現する状態遷移
図によって表わされ、これらの遷移図が組み合わされ合
成され、単独の部分問題と共に求解される。このような
手段が講じられて、従来考慮が困難であった発電機間に
またがった制約を考慮して最適な運用計画を作成するこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, an operation plan for starting / stopping a generator is determined from predicted total power demand information, generator facility data, and operation plan information such as operational constraint information. In the power supply and demand plan creation device to be created, after formulating the operation plan of starting and stopping the generator, which is the supply and demand planning problem, taking into account the constraints that do not extend between generators, the constraint conditions are defined by the Lagrangian relaxation method. A subproblem creating means for relaxing and dividing into subproblems for each generator, and a subproblem for creating a combined subproblem obtained by combining the subproblems divided by the subproblem creating means in consideration of the constraints spanning between the generators A state transition diagram based on dynamic programming based on a synthesizing means and a partial problem and a synthesized partial problem obtained by the partial problem creating means and the partial problem synthesizing means. Operating costs and satisfy the matter is one that has to be provided and the problem solving means to create a management plan to be a minimum. According to this means, with respect to the generator group in which the restriction over the generators is imposed, the partial problem for each generator, which is alleviated by the Lagrangian mitigation method, is reduced to all possible states in each time zone of each generator. It is represented by a state transition diagram to be represented, these transition diagrams are combined, combined, and solved together with a single subproblem. By taking such measures, it is possible to create an optimal operation plan in consideration of the restrictions straddling between generators, which have been difficult to consider in the past.

【0011】請求項2の発明は、請求項1記載の電力系
統の需給計画作成装置において、部分問題作成手段によ
り得られる各部分問題及び部分問題合成手段によって得
られる合成された部分問題の状態遷移図において、起動
停止に関する制約条件を加味し限定された状態遷移図を
作成して求解するようにしたものである。この手段によ
れば、各部分問題および合成された部分問題の状態遷移
図に加えて起動停止に関する制約条件が反映され、発電
機間にまたがった起動停止に関する制約、例えば、同一
発電所内の発電機に関する起動停止時間差制約といった
運用制約を考慮することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply / demand plan creator according to the first aspect, a state transition of each partial problem obtained by the partial problem creating means and a combined partial problem obtained by the partial problem combining means. In the figure, a limited state transition diagram is created by taking into account the constraint conditions related to starting and stopping, and a solution is obtained. According to this means, in addition to the state transition diagram of each subproblem and the combined subproblem, the constraint condition regarding the start and stop is reflected, and the restriction regarding the start and stop over the generators, for example, the generators in the same power plant Operational restrictions such as the start / stop time difference restriction can be considered.

【0012】請求項3の発明は、請求項1記載の電力系
統の需給計画作成装置において、部分問題作成手段によ
り得られる各部分問題、部分問題合成手段により得られ
る合成された部分問題の状態遷移図において、発電機か
ら得られる出力の取り得る範囲を加味し限定された状態
遷移図を作成して求解するようにしたものである。この
手段によれば、各部分問題および合成された部分問題の
状態遷移図において、取り得る出力の範囲が限定され、
発電機間にまたがった発電機出力に関する制約条件、例
えば、ある発電所の合計出力の上下限値に関する制約等
の運用制約を考慮することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the power supply / demand plan creator according to the first aspect, the state transition of each partial problem obtained by the partial problem creating unit and the combined partial problem obtained by the partial problem combining unit. In the figure, a limited state transition diagram is created by taking into account the range of output that can be obtained from the generator and solved. According to this means, in the state transition diagram of each partial problem and the synthesized partial problem, the range of possible output is limited,
It is possible to take into account operational constraints, such as constraints on generator output that straddles between generators, for example, on upper and lower limits of the total output of a certain power plant.

【0013】請求項4の発明は、請求項1記載の電力系
統の需給計画作成装置において、熱消費特性である燃料
特性が同じ発電機群をまとめて等価な一台の発電機の燃
料特性として表現して燃料費特性を算出する手段と、こ
の手段によって算出される燃料費特性に基づいてラグラ
ンジュ緩和法によって部分問題に分割して求解する手段
と、この手段によって一台の等価な発電機として求解さ
れる結果に基づいて再び発電機群の各発電機へ出力を分
配して燃料特性が同じ発電機群の運転台数を決定する手
段とを設けるようにしたものである。この手段によれ
ば、燃料特性の同じ発電機群をそれらの発電機群と等価
な一台の発電機に表現した上で、燃料特性の同じでない
単独の発電機群と一緒に、発電機毎の部分問題を解くの
で、計算時間の短縮ができる。また、例えば、同じ特性
の発電機が6台あればそのうち2台が運転で残りは停止
させるような、従来手段より細やかな起動停止に関する
計画を得ることができ、燃料消費量制約等の運用制約を
充足させることが容易にできる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power supply / demand planning system according to the first aspect, wherein a group of generators having the same fuel consumption characteristic as heat consumption characteristics are collectively set as fuel characteristics of one equivalent generator. A means for expressing and calculating the fuel cost characteristic, a means for dividing and solving a partial problem by the Lagrangian relaxation method based on the fuel cost characteristic calculated by this means, and a means equivalent to one generator by this means A means is provided for determining the number of generators operating with the same fuel characteristics by distributing the output to the generators of the generator group again based on the results obtained. According to this means, the generator groups having the same fuel characteristics are represented as one generator equivalent to the generator groups, and then together with the single generator group having the same fuel characteristics, Since the partial problem of is solved, the calculation time can be reduced. Further, for example, if there are six generators having the same characteristics, it is possible to obtain a more detailed plan for starting and stopping than conventional means, such that two of them are operated and the rest are stopped, and operation constraints such as fuel consumption constraints are obtained. Can easily be satisfied.

【0014】請求項5の発明は、請求項4記載の電力系
統の需給計画作成装置において、熱消費特性である燃料
特性が同じ発電機群をまとめて等価な一台の発電機の燃
料特性として表現して、合成された燃料費特性を算出
し、この燃料費特性に基づいて燃料費特性の特性境界を
算出する手段と、この手段により算出された特性境界に
応じて各発電単価を算出する手段と、発電機群の運転台
数、合成された燃料特性、特性境界、発電単価のデータ
を提示し、適宜修正可能とする手段を設けるようにした
ものである。この手段によれば、まとめた燃料特性およ
び燃料特性の境界となる出力およびその特性境界に応じ
た発電単価を算出し、算出した値を運用者に提示し、必
要により修正可能とするので、運用者にまとめた燃料特
性が妥当なものであることを確認することができ、ま
た、必要があれば修正することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the power supply / demand planning system according to the fourth aspect, wherein a group of generators having the same fuel characteristics as heat consumption characteristics are collectively set as fuel characteristics of one equivalent generator. Expressing and calculating a combined fuel cost characteristic, calculating a characteristic boundary of the fuel cost characteristic based on the fuel cost characteristic, and calculating each power generation unit price according to the characteristic boundary calculated by the means. Means and means for presenting data on the number of operating generator groups, synthesized fuel characteristics, characteristic boundaries, and power generation unit prices, and enabling appropriate correction are provided. According to this means, the combined fuel characteristics and the output that is the boundary between the fuel characteristics and the power generation unit price according to the characteristic boundary are calculated, and the calculated value is presented to the operator, and can be corrected if necessary. It is possible to confirm that the fuel characteristics compiled by the user are appropriate, and to correct them if necessary.

【0015】請求項6の発明は、請求項4記載の電力系
統の需給計画作成装置において、熱消費特性である燃料
特性が同じ発電機群をまとめて等価な一台の発電機の燃
料特性として表現して燃料費特性を算出する手段と、燃
料特性の同じ発電機群における出力の合計の制約条件を
加味して発電機群の最大及び最小の各出力を変更する手
段と、この変更する手段により変更された最大及び最小
の各出力を充足しつつ、算出された燃料費特性を加味す
るように状態遷移図によって限定する手段とを設けるよ
うにしたものである。この手段によれば、燃料特性の同
じ発電機群について、発電機間にまたがる制約がある場
合は、それと等価な一台にまとめた発電機の取り得る出
力の範囲を限定するので、まとめた燃料特性を使用した
ままで、各種の制約を充足させることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the power supply / demand planning system according to the fourth aspect, wherein a group of generators having the same fuel characteristic as a heat consumption characteristic are collectively equivalent to one equivalent generator fuel characteristic. Means for expressing and calculating the fuel cost characteristic, means for changing the maximum and minimum outputs of the generator group in consideration of the constraint on the total output of the generator groups having the same fuel characteristic, and means for changing this And means for limiting by a state transition diagram so as to satisfy the calculated fuel cost characteristics while satisfying the maximum and minimum outputs changed by the above. According to this means, for a group of generators having the same fuel characteristics, if there is a restriction between generators, the range of output that can be taken by a single integrated generator is limited. Various constraints can be satisfied while using the characteristics.

【0016】請求項7の発明は、予測された総電力需要
情報と発電機設備データと運用上の制約情報などの運用
計画情報とから発電機の起動停止の運用計画を作成する
電力系統の需給計画作成装置において、火力発電機と揚
水発電機に対する時刻毎の分担予備率を探索する予備率
配分探索手段と、この手段によって得られる時刻毎の分
担予備率と、時刻毎の総需要電力に対する電力需要とに
基づき、数理計画手法を用いて火力発電機の運用計画を
作成する火力機運用計画作成手段と、この手段によって
作成される火力発電機の運用計画から決まる余剰及び不
足電力を補うように数理計画法を用いて揚水発電機の運
用計画を作成する揚水機運用計画作成手段とを設けるよ
うにしたものである。この手段によれば、人間の知識や
経験を必要としないで、最適な予備力の配分を自動的に
求めることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a power supply and demand system for generating an operation plan for starting and stopping a generator based on predicted total power demand information, generator equipment data, and operation plan information such as operation constraint information. In the plan making device, a reserve ratio allocation search means for searching for a reserve reserve ratio for each time for the thermal power generator and the pumping generator, a reserve reserve ratio for each time obtained by this means, and an electric power for the total demand power for each time. Based on the demand, a thermal power plant operation plan creating means that creates a thermal power plant operation plan using a mathematical programming method, and the surplus and insufficient power determined by the thermal power plant operation plan created by this means. A pump operation plan creating means for preparing an operation plan of the pumped generator using mathematical programming is provided. According to this means, it is possible to automatically determine the optimal reserve power distribution without requiring human knowledge and experience.

【0017】請求項8の発明は、請求項7記載の電力系
統の需給計画作成装置において、予備率配分探索手段
は、遺伝的アルゴリズム、あるいは、シミュレーテッド
アニーリング、若しくは、遺伝的アルゴリズム及びシミ
ュレーテッドアニーリングの双方を用いて探索するよう
にしたものである。この手段によれば、探索方法として
遺伝的アルゴリズム、あるいは、シミュレーテッドアニ
ーリングを用いて、最適な分担予備力が知識や経験を要
することなく求められる。一般に、シミュレーテッドア
ニーリングは、局所的な探索能力が遺伝的アルゴリズム
より優れていることが知られているため、例えば、遺伝
的アルゴリズムの処理において世代が進み、集団の平均
適合度が集団の最大適合度に十分近づいてきた場合に遺
伝的アルゴリズムからシミュレーテッドアニーリングに
移行するような手段を用いることで遺伝的アルゴリズム
単独を用いるより最適な予備力の配分を人間の知識や経
験を必要としないで求めることができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the power supply / demand planning system according to the seventh aspect, the reserve ratio allocation searching means includes a genetic algorithm, a simulated annealing, or a genetic algorithm and a simulated annealing. The search is performed using both of the above. According to this means, an optimal shared reserve is obtained without requiring knowledge or experience, using a genetic algorithm or simulated annealing as a search method. In general, simulated annealing is known to have a better local search capability than a genetic algorithm.For example, generations are advanced in the processing of a genetic algorithm, and the average fitness of the population is the maximum fitness of the population. Calculate optimal reserve allocation without using human knowledge and experience by using a means that shifts from genetic algorithm to simulated annealing when approaching sufficiently. be able to.

【0018】請求項9の発明は、予測された総電力需要
情報と発電機設備データと運用上の制約情報などの運用
計画情報とから発電機の起動停止の運用計画を作成する
電力系統の需給計画作成装置の処理プログラムを記録す
る記録媒体において、発電機間にまたがらない制約条件
を考慮して需給計画問題である発電機の起動停止の運用
計画を定式化した後に、ラグランジュ緩和法によって制
約条件を緩和して発電機毎の部分問題に分割する部分問
題作成手段と、発電機間にまたがる制約条件を考慮して
部分問題作成手段によって分割された部分問題を合成し
た合成部分問題を作成する部分問題合成手段と、部分問
題作成手段及び部分問題合成手段によって得られる部分
問題及び合成部分問題に基づいてダイナミックプログラ
ミングによる状態遷移図で、運用制約条件を満足し運用
コストが最小となる運用計画を作成する問題求解手段と
の処理プログラムを記録する記録媒体とするものであ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a power supply and demand system for generating an operation plan for starting and stopping a generator based on predicted total power demand information, generator facility data, and operation plan information such as operational constraint information. On the recording medium that records the processing program of the plan creation device, after formulating the operation plan of starting and stopping the generator, which is a supply and demand planning problem, taking into account the constraints that do not span between generators, A combined partial problem is created by combining the partial problem created by the partial problem creating unit that divides the condition into sub-problems for each generator by relaxing the conditions and the partial problem creating unit in consideration of the constraints spanning between the generators. A partial problem synthesizing unit, and a state by dynamic programming based on the partial problem and the synthesized partial problem obtained by the partial problem creating unit and the partial problem synthesizing unit In shifting diagram in which a recording medium for recording the program in question solving means for creating a management plan that operational costs satisfy the operational constraints is minimized.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の第1実施の形態乃至第3実
施の形態に適用する電力系統の需給計画作成装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an electric power system supply / demand plan creating apparatus applied to the first to third embodiments of the present invention.

【0021】この電力系統の需給計画作成装置は、各時
間帯毎の総電力需要その他運用計画の作成上必要な情報
を予測する需要予測システム1と、この需要予測システ
ム1により予測される総電力需要等の情報を伝送ライン
2に送信するシステム側の情報伝送装置3と、この情報
伝送装置3から伝送ライン2を介して送られてくる総電
力需要等の情報を受信する本体側の情報伝送装置4と、
この情報伝送装置4によって受信された予測総電力需要
等の情報と発電機設備データと運用上の制約条件のデー
タとに基づいて運用コストが安価となる運用計画を作成
する需給計画作成装置本体5と、オペレータによる必要
な指示情報を入力し、処理結果を表示するマンマシンイ
ンターフェース装置6とによって構成されている。
The power supply / demand plan creator for a power system includes a demand forecasting system 1 for predicting the total power demand and other information necessary for creating an operation plan for each time zone, and a total power demand forecast by the demand forecasting system 1. An information transmission device 3 on the system side that transmits information such as demand to the transmission line 2, and an information transmission device on the main body side that receives information such as the total power demand transmitted from the information transmission device 3 via the transmission line 2 Device 4,
A demand and supply plan creation device main body 5 that creates an operation plan with a low operation cost based on the information such as the estimated total power demand received by the information transmission device 4, the generator facility data, and the data on the operational constraints. And a man-machine interface device 6 for inputting necessary instruction information by an operator and displaying a processing result.

【0022】次に、需給計画作成装置本体5は、各発電
機の最大出力・最小出力、各発電機の最小停止時間、最
小運転時間その他必要なデータを記憶する設備データ記
憶手段11と、電力需給バランスを元に、ラグランジュ
緩和法を用いて発電機毎の部分的な問題を部分問題とし
て作成する部分問題作成手段12と、発電機間にまたが
る制約が課された発電機群に関しては、これらの各部分
問題を合成する部分問題合成手段13と、運用上の制
約、例えば、同一発電所内の起動・停止時の時間差、合
計出力の上下限値等の制約データを記憶する制約データ
記憶手段14と、これらの制約データを部分問題および
合成された部分問題に反映させる制約条件反映手段15
と、考慮すべき制約条件を満足させつつ最小コストの運
用計画を算出する部分問題及び合成された部分問題の求
解手段16と、前記需要予測システム1側から伝送され
てくる総電力需要データ、処理結果のデータを記憶する
処理データ記憶手段17とを設けて構成している。
Next, the main body 5 of the demand and supply plan creator includes equipment data storage means 11 for storing the maximum output / minimum output of each generator, the minimum stop time of each generator, the minimum operation time, and other necessary data; Based on the supply and demand balance, a partial problem creating means 12 for creating a partial problem for each generator as a partial problem using the Lagrangian mitigation method, and a generator group in which constraints across generators are imposed. And sub-problem synthesizing means 13 for synthesizing the respective sub-problems, and constraint data storage means 14 for storing constraint data such as operational constraints, for example, time difference between start and stop in the same power plant, upper and lower limit values of total output, and the like. And a constraint reflecting means 15 for reflecting these constraint data in the partial problem and the synthesized partial problem.
Solving means 16 for calculating the minimum cost operation plan while satisfying the constraint conditions to be considered and the combined partial problem; total power demand data transmitted from the demand forecasting system 1; And a processing data storage unit 17 for storing result data.

【0023】以上のように構成する需給計画作成装置本
体5では、予測された総電力需要および発電機に関係す
るデータ、運用上の制約データをもとに、数理計画法を
用いて運用計画を算出する一連の処理を自動的に実行す
る。
In the demand and supply plan creator 5 constructed as described above, the operation plan is formulated by using a mathematical programming method based on the predicted total power demand, the data relating to the generator, and the operational constraint data. A series of processes to be calculated are automatically executed.

【0024】次に、本発明の要部である部分問題作成手
段12について詳細に説明する。
Next, the partial problem creating means 12 which is a main part of the present invention will be described in detail.

【0025】まず、部分問題作成手段12では、図1に
示すように、発電機間にまたがらない制約を考慮して需
給計画問題である発電機の起動停止計画を定式化した
後、ラグランジュ緩和法により制約を緩和し、発電機毎
の部分問題に分割する。
First, as shown in FIG. 1, the subproblem creator 12 formulates a generator start / stop plan, which is a supply / demand plan problem, in consideration of constraints that do not extend between generators. The constraints are relaxed by the method and divided into partial problems for each generator.

【0026】このラグランジュ緩和法は、発電機間にま
たがらない、例えば、電力需給バランス、発電機の最大
・最小出力、発電機の最小運転時間、最小停止時間、起
動停止パターン等の制約を満足させつつ運用コストを最
小とする最適解を求めることにある。
The Lagrange mitigation method satisfies restrictions such as power supply and demand balance, maximum / minimum output of the generator, minimum operation time of the generator, minimum stop time, start / stop pattern, etc., which do not span between generators. The goal is to find the optimal solution that minimizes the operating cost while doing this.

【0027】具体的には、(1)電力需給バランス、
(2)発電機の最大・最小出力、(3)発電機の最小停
止時間、(4)発電機の最小運転時間、(5)発電機の
起動パターン、(6)発電機の停止パターン等の制約条
件を考慮して発電機の起動停止計画を定式化する。この
時目的関数は運用コストの面から考えると、次の(1)
式に示すように、燃料費および起動コストが変数とな
る。なお、(2)式は制約条件である。
Specifically, (1) power supply and demand balance,
(2) generator maximum / minimum output, (3) generator minimum stop time, (4) generator minimum operation time, (5) generator start pattern, (6) generator stop pattern, etc. Formulate a generator start / stop plan in consideration of constraints. At this time, considering the objective function from the viewpoint of operation cost, the following (1)
As shown in the equation, the fuel cost and the starting cost are variables. Expression (2) is a constraint.

【0028】[0028]

【数1】 (Equation 1)

【0029】ただし、上式において、T:計画期間、
N:発電機の総数、D(t):時刻tにおける総電力需
要、P(t):発電機の時刻tにおける出力、P
jmin:発電機の最小出力、Pjmax:発電機j
の最大出力、f,S:発電機 の燃料費関数、起動
コスト関数、u(t):発電機の時刻tにおける運
転状態(1:運転 0:停止)である。
Here, in the above equation, T: planning period,
N: total number of generators, D (t): total power demand at time t
Required, Pj(T): generatorjAt time t, P
jmin:GeneratorjMinimum output of Pjmax: Generator j
Maximum output of fj, Sj:Generator jFuel cost function, start
Cost function, uj(T): generatorjLuck at time t
It is in a rolling state (1: operation 0: stop).

【0030】上記の目的関数(1)式と(2)式とを用
い、ラグランジュ乗数λ(t)を導入して、下記の
(3)式に示すラグランジュ関数が作成される。
Using the objective functions (1) and (2) and introducing a Lagrange multiplier λ (t), a Lagrange function shown in the following equation (3) is created.

【0031】[0031]

【数2】 (Equation 2)

【0032】この(3)式において、ラグランジュ乗数
λ(t)を固定すると、(4)式のような発電機毎の部
分問題に分けられる。
In this equation (3), when the Lagrange multiplier λ (t) is fixed, the problem can be divided into sub-problems for each generator as shown in equation (4).

【0033】[0033]

【数3】 (Equation 3)

【0034】次に、図2に示す部分問題の求解手段16
による処理S16aが実行される。
Next, the sub-problem solving means 16 shown in FIG.
Is performed in step S16a.

【0035】この部分問題の求解手段16の処理で、部
分問題作成手段12で得られる部分問題について、ダイ
ナミックプログラミングの手法による制約を緩和した場
合の運用コストを最小とするように運用計画が求められ
る。
In the processing of the subproblem solving means 16, an operation plan for the subproblem obtained by the subproblem creation means 12 is determined so as to minimize the operation cost when the restrictions imposed by the dynamic programming technique are relaxed. .

【0036】ここで、前記部分問題に分けられた(4)
式をダイナミックプログラミングの手法によって解くた
めに、図3に示す状態遷移図を考える。
Here, the sub-problem was divided into (4)
To solve the equation by a dynamic programming technique, consider a state transition diagram shown in FIG.

【0037】図3において、図示する○印は発電機の運
転状態を表し、→は遷移可能なパスを表している。
In FIG. 3, the circles shown in the figure represent the operating state of the generator, and → represents the transitionable path.

【0038】今、例えば、図3の下段の時刻1の停止パ
ターンJ1cにある状態A(停止時間≧3)の発電機か
ら時刻2に遷移可能なルートとしては、起動パターンの
C(出力=50MW)状態へ移る場合と、停止パターン
J1cとして停止し続ける状態Bである。続いて、C状
態は、起動パターンの途上なので時刻3に起動パターン
のD(出力=100MW)にしか遷移できない。次に、
時刻4にD状態からへ遷移できるのはE状態(運転時間
=1時間)で、E状態から遷移できるのは最小運転時間
2時間の制約からF状態のみである。
Now, for example, as a route that can transition from the generator in state A (stop time ≧ 3) in the stop pattern J1c at time 1 in the lower part of FIG. 3 to time 2, the start pattern C (output = 50 MW) ) State, and a state B in which the stop is continued as a stop pattern J1c. Subsequently, since the C state is in the middle of the activation pattern, at time 3, it can only transition to D (output = 100 MW) of the activation pattern. next,
At time 4, the transition from the D state can be made to the E state (operating time = 1 hour), and the transition from the E state can be made only to the F state due to the restriction of the minimum operation time of 2 hours.

【0039】また、F状態(運転時間≧2)からのは停
止パターンに遷移する場合に、停止パターンのH状態
(出力=60MW)へ遷移するか、あるいは、運転し続
けるG状態とのどちらかへ遷移することができる。
When transitioning from the F state (operating time ≧ 2) to the stop pattern, either the transition to the H state (output = 60 MW) of the stop pattern or the G state to continue the operation is performed. Can transition to

【0040】一方、時刻1に起動パターンI状態(運転
時間≧2)の場合、停止しようとした場合には必ずK→
L→Mといった停止パターンを経過する必要がある。停
止パターンのM(停止時間=1)から遷移可能なのは、
最小停止時間3時間の制約からN状態のみである。
On the other hand, in the case of the start pattern I state at time 1 (operating time ≧ 2), if an attempt is made to stop, K →
It is necessary to pass a stop pattern such as L → M. The transition from the stop pattern M (stop time = 1) is possible
There are only N states due to the constraint of a minimum stop time of 3 hours.

【0041】このように、運用コストを計算するため
に、発電している時刻tの○にはノードコストを与え
る。また、停止部分から起動部分に遷移するパス→に
は、起動コストSを与える。そして、最小運転時間・
最小停止時間、起動・停止パターンを考慮しながら運用
コスト最小とするような時刻1〜時刻Tまでのルートを
見つける。これにより、ラグランジュ乗数を固定したと
きの次の(5)式による部分問題の最適解、すなわち、
運用コストが最小となる運用計画を求める。
As described above, in order to calculate the operation cost, the node cost is given to the circle at the time t when the power is generated. In addition, a start cost Sj is given to the path → which transitions from the stop portion to the start portion. And the minimum operation time
A route from time 1 to time T that minimizes the operation cost is found in consideration of the minimum stop time and the start / stop pattern. Accordingly, when the Lagrange multiplier is fixed, the optimal solution of the partial problem by the following equation (5), that is,
Find an operation plan that minimizes operation costs.

【0042】[0042]

【数4】 (Equation 4)

【0043】一般に、ラグランジュ乗数は、適当な仮の
値を設定しているので、図2に示す定数修正の処理S1
8が行われる。
In general, since the Lagrange multiplier is set to an appropriate temporary value, the constant correction processing S1 shown in FIG.
8 is performed.

【0044】すなわち、等式制約(電力需給バランスを
満足していないので)、次の(6)式でラグランジュ乗
数を修正する。
That is, the Lagrange multiplier is corrected by the following equation (6) because of the equation constraint (since the power supply and demand balance is not satisfied).

【0045】[0045]

【数5】 (Equation 5)

【0046】上式において、kは繰り返し回数、a,b
は定数である。
In the above equation, k is the number of repetitions, a and b
Is a constant.

【0047】この式(6)において、部分問題求解の処
理S16aの結果が保存され、カッコ[]の部分の値が
十分小さくなった場合に、図2に示す処理S18によっ
て定数修正が終了される。
In the equation (6), the result of the process S16a for solving a partial problem is stored, and when the value of the portion in parentheses [] becomes sufficiently small, the constant correction is ended by the process S18 shown in FIG. .

【0048】図2に示す処理によれば、運用制約を満足
し、かつ、運用コストが最小となる運用計画が得られ
る。
According to the processing shown in FIG. 2, an operation plan that satisfies the operation constraint and minimizes the operation cost is obtained.

【0049】次に、部分問題合成手段13について説明
する。
Next, the partial problem synthesizing means 13 will be described.

【0050】発電機間にまたがる制約、例えば、起動・
停止時の時間差、合計出力の上下限値、最小並列台数等
が課されている発電機群に関しては、設備データ記憶手
段11に記憶された部分問題を合成して、さらに、状態
遷移図のパスを限定するようにして、これらの発電機群
に関して発電機間にまたがる制約を満足し、かつ、運用
コストが最小となる計画を作成する。
Restrictions that span generators, for example,
For the generator group to which the time difference at the time of stoppage, the upper and lower limit values of the total output, the minimum number of parallel units, and the like are imposed, the partial problems stored in the facility data storage unit 11 are combined, and the path of the state transition diagram is further added. , A plan is created that satisfies the constraints across generators for these generator groups and minimizes operating costs.

【0051】図4は、上記する処理を示し、まず、処理
S13aで部分問題の状態遷移図の積集合を計算する。
次に、処理S13bで各状態に遷移する遷移パスを作成
する。
FIG. 4 shows the above processing. First, in step S13a, the intersection of the partial transition state transition diagrams is calculated.
Next, in step S13b, a transition path that transits to each state is created.

【0052】一例として、図5及び図6に示すような状
態遷移図から図7に示す合成された状態遷移図を作成す
る。
As an example, a combined state transition diagram shown in FIG. 7 is created from the state transition diagrams shown in FIG. 5 and FIG.

【0053】図5は発電機aの起動停止パターンの遷移
状態を示すものである。図において、横軸に時刻、縦軸
に時刻に対応する起動パターンと停止パターンを各示し
ており、○印が状態、→印が遷移可能な場合を示してい
る。この図5は、図3とほぼ対応するものである。
FIG. 5 shows a transition state of the start / stop pattern of the generator a. In the figure, the horizontal axis shows the time, and the vertical axis shows the start pattern and the stop pattern corresponding to the time. The circle indicates the state and the mark → indicates the possible transition. FIG. 5 substantially corresponds to FIG.

【0054】図6は発電機bの起動停止パターン遷移状
態を示すものである。図において、図6と同様に、横軸
に時刻、縦軸に時刻に対応する起動パターンと停止パタ
ーン遷移を各示しており、○印が状態、→印が遷移可能
な場合を示している。この図6は、図3及び図5に対応
するものである。
FIG. 6 shows a start / stop pattern transition state of the generator b. In the figure, similarly to FIG. 6, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates a start pattern and a stop pattern transition corresponding to the time. A circle indicates a state, and a → indicates a transition possible. FIG. 6 corresponds to FIGS. 3 and 5.

【0055】図7は、図5の状態遷移図J2と図6の状
態遷移図J3とを合成したもので、図5及び図6の紙に
対して垂直な面を表した時刻を基準とする断面、つま
り、時刻毎に作成される断面の表示の一例を示してい
る。
FIG. 7 is a composite of the state transition diagram J2 of FIG. 5 and the state transition diagram J3 of FIG. 6, based on the time representing a plane perpendicular to the paper of FIGS. An example of the display of a cross section, that is, a cross section created at each time is shown.

【0056】そして、図7において、図示鎖線によって
分割される4ブロックの内で、J4aは、図5の発電機
aの停止移行を示し、J4bは、図6の発電機bの起動
移行を示している。また、J4cは、図6の発電機bの
停止移行を示し、J4dは、図5の発電機aの停止移行
を示している。また、J4eは、図5の発電機aの起動
移行を示し、J4fは、図6の発電機bの起動移行を示
している。さらに、J4gは、図6の発電機bの停止移
行を示し、J4hは、図5の発電機aの起動移行を示し
ている。
In FIG. 7, out of the four blocks divided by the dashed lines, J4a indicates the transition of the generator a in FIG. 5 to stop, and J4b indicates the transition of the start of the generator b in FIG. ing. In addition, J4c indicates the stop transition of the generator b in FIG. 6, and J4d indicates the stop transition of the generator a in FIG. J4e indicates the start transition of the generator a in FIG. 5, and J4f indicates the start transition of the generator b in FIG. Further, J4g indicates a stop transition of the generator b in FIG. 6, and J4h indicates a start transition of the generator a in FIG.

【0057】このように第1実施の形態によれば、例え
ば、発電機間にまたがる制約が課されているユニット群
に関して、ラグランジュ緩和法により緩和された発電機
毎の部分問題を、発電機の各時間帯における全ての取り
得る状態を表現する状態遷移図を組み合わせて合成し、
その他の単独の部分問題と共に求解する。この手段によ
り、従来考慮が困難であった発電機間にまたがった制約
を考慮することができる。
As described above, according to the first embodiment, for example, with respect to a unit group in which a restriction is imposed between generators, a partial problem for each generator, which is alleviated by the Lagrangian relaxation method, is described. Combine and combine state transition diagrams that represent all possible states in each time slot,
Solve with other single subproblems. By this means, it is possible to take into account restrictions straddling between generators, which were difficult to consider in the past.

【0058】次に、本発明の第2実施の形態について図
8を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0059】第2実施の形態は、第1実施の形態に加え
て、図8に示す遷移状態限定の処理S31を行う遷移状
態限定手段31を設けるものである。
In the second embodiment, in addition to the first embodiment, a transition state limitation means 31 for performing a transition state limitation process S31 shown in FIG. 8 is provided.

【0060】例えば、同時起動停止時間差に関する制約
が発電機aおよび発電機bに課されている場合、合成し
た状態遷移図のパスを限定し、制約を考慮する。
For example, when a restriction on the simultaneous start / stop time difference is imposed on the generator a and the generator b, the paths of the synthesized state transition diagram are limited, and the restriction is considered.

【0061】図9は、発電機aと発電機bの起動・停止
時間差1Hの場合の合成された状態遷移図J5であっ
て、これは、図7で説明した合成された状態遷移図J4
と同様のもので、状態遷移図J5の中に発電機aと発電
機bの起動・停止時間差1Hとなる状態の場合に、図示
黒塗りの丸のように十分に大きなコストが予め与えられ
ている。このような状態遷移図によって、図8に示す処
理S31が遷移状態限定手段31によって実行される。
FIG. 9 is a synthesized state transition diagram J5 in the case of a start / stop time difference 1H between the generator a and the generator b, which is the synthesized state transition diagram J4 described in FIG.
In the state transition diagram J5, when the start / stop time difference between the generator a and the generator b is 1H in the state transition diagram J5, a sufficiently large cost is given in advance as shown by a black circle in the drawing. I have. According to such a state transition diagram, the process S31 shown in FIG.

【0062】また、図10は、図9と同様の発電機aと
発電機bの起動・停止時間差2Hの場合の合成された状
態遷移図J6であって、状態遷移図J6の中に発電機a
と発電機bの起動・停止時間差2Hとなる状態の場合
に、図示黒塗りの丸のように十分に大きなコストが予め
与えられている。このような状態遷移図J6によって、
図8に示す処理S31が遷移状態限定手段31によって
実行される。
FIG. 10 is a synthesized state transition diagram J6 in the case of a start / stop time difference 2H between the generator a and the generator b similar to that of FIG. a
In the case where the difference between the start and stop time of the generator b is 2H, a sufficiently large cost is given in advance as shown by a black circle in the figure. According to such a state transition diagram J6,
The process S31 shown in FIG.

【0063】これにより、合成された状態遷移図の中で
ダイナミックプログラミングの手法によって遷移可能と
してルートを作成し、各ルートのコストが求められる。
そして、各ルートのコストが最小となる解が求められ、
得られるルートに対応する運用計画が求められる。
As a result, routes can be created in the synthesized state transition diagram by means of the dynamic programming technique so that transition is possible, and the cost of each route is obtained.
Then, a solution that minimizes the cost of each route is obtained,
An operation plan corresponding to the obtained route is required.

【0064】このように第2実施の形態によれば、各部
分問題および合成した部分問題の状態遷移図に起動停止
に関する制約条件である発電機間にまたがった起動停止
に関する制約、例えば、同一発電所内の発電機に関する
起動停止時間差制約等の運用制約を加味することができ
る。
As described above, according to the second embodiment, in the state transition diagram of each sub-problem and the combined sub-problem, the restriction on the start / stop over the generators, which is the restriction on the start / stop, for example, the same power generation Operational constraints such as a start / stop time difference constraint on the in-house generator can be added.

【0065】次に、本発明の第3実施の形態について図
11を参照して説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0066】第3実施の形態は、最大出力・最小出力変
更の処理S41を行う最大出力・最小出力変更手段41
を設けるものである。
In the third embodiment, a maximum output / minimum output changing means 41 for performing a maximum output / minimum output changing process S41 is described.
Is provided.

【0067】すなわち、例えば、合計出力に関する制約
が発電機aおよび発電機bに課されている場合には、合
成した状態遷移図のパスを限定すること及び各状態にお
いて取り得る出力の上下限値を変更すること及び合成さ
れた状態遷移図の中で、同時に停止しているような部分
に十分大きなコストを予め与えるようにする。このよう
にして、最小コストの解としてはこれらの状態を通り得
なくなるようにする。
That is, for example, when restrictions on the total output are imposed on the generator a and the generator b, the paths of the synthesized state transition diagram are limited, and the upper and lower limits of the output that can be taken in each state. And a sufficiently large cost is given in advance to a portion that is stopped at the same time in the synthesized state transition diagram. In this way, a solution with the minimum cost cannot pass through these states.

【0068】図12は、発電機a,発電機bの起動停止
パターンおよび合計出力に関する制約が与えられた合成
された状態遷移図J7を示すものである。
FIG. 12 shows a synthesized state transition diagram J7 in which restrictions on the start / stop patterns of the generators a and b and the total output are given.

【0069】図12の状態遷移図J7では、J7aが発
電機aの停止移行を示し、J7bが発電機bの起動移行
を示し、J7cが発電機bの停止移行を示し、J7dが
発電機aの停止移行を示している。さらに、J7eが発
電機aの起動移行を示し、J7fが発電機bの起動移行
を示し、J7gが発電機bの停止移行を示し、J7hが
発電機aの起動移行を示している。そして、状態遷移図
J7の中の図示黒塗り丸印の部分に制約条件を満足させ
るに十分なコストが与えられている。また、Free出力の
状態においては合計出力の上限値600MWを満足させ
るため、等λ法に基づく方程式による(7)式で示され
る処理がされる。
In the state transition diagram J7 of FIG. 12, J7a indicates the transition of the generator a to stop, J7b indicates the transition of the start of the generator b, J7c indicates the transition of the stop of the generator b, and J7d indicates the transition of the generator a. Shows the stop transition of. Further, J7e indicates a start transition of the generator a, J7f indicates a start transition of the generator b, J7g indicates a stop transition of the generator b, and J7h indicates a start transition of the generator a. Then, a cost sufficient to satisfy the constraint condition is given to a black circle shown in the state transition diagram J7. In addition, in the state of the free output, in order to satisfy the upper limit value 600 MW of the total output, the processing represented by the equation (7) based on the equation based on the equal λ method is performed.

【0070】[0070]

【数6】 (Equation 6)

【0071】上記(7)式を解いてa,bの最大出力を
求め、これを新たな発電機aおよびbの最大出力として
合計出力の制約の上限値を満足させることができる。
By solving the above equation (7), the maximum outputs of a and b are obtained, and the maximum outputs of the new generators a and b can be satisfied to satisfy the upper limit of the constraint on the total output.

【0072】このように第3実施の形態によれば、各部
分問題および合成した部分問題の状態遷移図において取
り得る出力の範囲を限定し、発電機間にまたがった発電
機出力に関する制約条件、例えば、ある発電所の合計出
力の上下限値に関する制約である運用制約を加味するこ
とができる。
As described above, according to the third embodiment, the range of output that can be taken in the state transition diagram of each subproblem and the synthesized subproblem is limited, and the constraints on the generator output over the generators, For example, an operation constraint, which is a constraint on the upper and lower limits of the total output of a certain power plant, can be added.

【0073】次に、本発明の第4実施の形態について図
13を参照して説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0074】需給計画作成装置は、図13に示すよう
に、同じ特性を持つ複数の火力発電機の燃料費特性を一
つにまとめる特性合成の処理S51する特性合成算出手
段51と、部分問題作成の処理S13をする部分問題作
成手段12と、部分問題の求解の処理S16aを行う部
分問題の求解手段16aと、制約を緩和するために固定
した乗数を修正する定数修正の処理S18とする定数修
正手段18と、特性をまとめた発電機をその出力から判
断して、同じ特性の発電機が何台運転するかを決定する
運転台数算出の処理S52をする運転台数算出手段55
とからなっている。
As shown in FIG. 13, the demand and supply plan creator includes a characteristic combination calculator 51 for performing a characteristic combination process S51 for combining fuel cost characteristics of a plurality of thermal power generators having the same characteristic into one, and a partial problem creator. , A partial problem solving means 16a for performing a partial problem solving process S16a, and a constant correction process S18 for correcting a fixed multiplier to relax constraints. Means 18 and a number-of-operating-units calculating means 55 which performs a process S52 of calculating the number of operating units which determines the number of generators having the same characteristics by judging the generators having the same characteristics from their outputs.
It consists of

【0075】次に、特性合成算出手段51についてその
作用を説明する。
Next, the operation of the characteristic combination calculating means 51 will be described.

【0076】例えば、熱消費特性が以下の(8)式で表
される発電機があったとする。
For example, suppose that there is a generator whose heat consumption characteristics are represented by the following equation (8).

【0077】[0077]

【数7】 (Equation 7)

【0078】この発電機がn台同時に運転した場合の熱
消費特性は、次の(9)式で示される。
The heat consumption characteristic when n generators are operated at the same time is expressed by the following equation (9).

【0079】[0079]

【数8】 (Equation 8)

【0080】また、n台運転とn+1台運転の熱消費特
性の特性境界は、(10)式で示される。
The characteristic boundary between the heat consumption characteristics of the n-unit operation and the (n + 1) -unit operation is expressed by the following equation (10).

【0081】[0081]

【数9】 (Equation 9)

【0082】これを解くと次の(11)式となる。By solving this, the following equation (11) is obtained.

【0083】[0083]

【数10】 (Equation 10)

【0084】従って、以上より同じ特性のユニットをま
とめた特性は、1機あたり最小出力および最大出力をそ
れぞれPmin,Pmaxとしたときに、次の(12)
式の2次関数により、最小2乗法等で近似したもので表
される。
Accordingly, the characteristics obtained by combining the units having the same characteristics as described above are as follows when the minimum output and the maximum output per unit are P min and P max , respectively.
It is represented by a value approximated by a least square method or the like by a quadratic function of the equation.

【0085】[0085]

【数11】 [Equation 11]

【0086】また、特性をまとめた発電機に関する部分
問題求解の方法は、一台の場合と同様である。一台に特
性をまとめた発電機に関する部分問題求解後、再び元の
発電機に振り分ける手段は、以下の(13)式のように
実施する。ただし、以下でpは部分問題求解の結果で得
られた出力である。
The method of solving a partial problem with respect to a generator whose characteristics are summarized is the same as that of a single generator. After solving a partial problem related to a generator whose characteristics are combined into one unit, means for re-allocating to the original generator is implemented as in the following equation (13). Here, in the following, p is an output obtained as a result of solving a partial problem.

【0087】[0087]

【数12】 (Equation 12)

【0088】このように第4実施の形態によれば、特性
の同じ発電機群について、これらと等価な一台の発電機
に表現した上で、特性の同じでない発電機群と一緒に、
発電機ごとの部分問題として解く構成とするので、計算
時間の短縮できる。また、例えば、同じ特性の発電機が
6台あればそのうち2台が運転し、残りが停止するよう
に、従来方法より詳細な起動停止に関する計画を得るこ
とができ、計画側間の燃料消費量制約等の運用制約を満
足させることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, a group of generators having the same characteristics is expressed as a single generator equivalent to these groups, and together with a group of generators having the same characteristics,
Since it is configured to be solved as a partial problem for each generator, the calculation time can be reduced. Further, for example, if there are six generators having the same characteristics, two of the generators can be operated and the rest stopped, so that a more detailed plan for starting and stopping can be obtained than in the conventional method. Operational constraints such as constraints can be satisfied.

【0089】次に、本発明の第5実施の形態について図
14を参照して説明する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0090】図14は、本発明の第5実施の形態を示す
電力系統の需給計画作成装置の構成図であって、第1実
施の形態を示す図1と同一符号は同一部分または相当部
分を示している。
FIG. 14 is a block diagram of an electric power system supply / demand plan creating apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 showing the first embodiment denote the same or corresponding parts. Is shown.

【0091】第5実施の形態は第4実施の形態に加え
て、特性合成算出手段51aおよび合成特性提示手段5
1bとを設ける。特性合成算出手段51aは合成された
特性および特性境界を算出し得られる結果を処理データ
記憶手段17に保存し、合成特性提示手段51bに通知
する。通知された合成特性提示手段51bは、処理デー
タ記憶手段17に保存してある特性および特性境界また
は特性境界における発電単価を取り出しマンマシンイン
ターフェース装置6に提示する。
The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that the characteristic combination calculating means 51a and the composite characteristic presenting means 5
1b. The characteristic combination calculating unit 51a stores the combined characteristic and the result obtained by calculating the characteristic boundary in the processing data storage unit 17, and notifies the combined characteristic presentation unit 51b. The notified combined characteristic presenting means 51b takes out the characteristic stored in the processing data storage means 17 and the characteristic boundary or the power generation unit price at the characteristic boundary and presents it to the man-machine interface device 6.

【0092】図15は、上記する特性境界から算出され
る発電単価表J8及びJ9を示している。
FIG. 15 shows power generation unit price tables J8 and J9 calculated from the characteristic boundaries described above.

【0093】図における画面例である発電単位表J8の
J81とJ82とJ83は前述した第4実施の形態の熱
消費特性を得るための(8)式の定数a,b,cに対応
し、図示「5.00E−8」「2.0E+00」「3.
3E+2」は、発電機Aが1台当たりの場合の定数a,
b,cの数値である。さらに、その下の欄の斜体の数値
は、発電機4台をまとめた場合の定数a,b,cの値で
ある。その下の境界1〜境界5に対する横の欄は、(1
0)式により得られる出力を表して、その横の欄は、各
発電単価を表している。
J81, J82, and J83 of the power generation unit table J8, which are examples of the screen in the figure, correspond to the constants a, b, and c of the equation (8) for obtaining the heat consumption characteristics of the fourth embodiment. Illustrated "5.00E-8""2.0E + 00""3.
3E + 2 ”is a constant a, in the case of one generator A,
These are the numerical values of b and c. Furthermore, the values in italics in the lower column are values of constants a, b, and c when four generators are put together. The horizontal columns for the lower boundary 1 to the lower boundary 5 are (1
The output obtained by the equation (0) is shown, and a column next to the output shows each power generation unit price.

【0094】このような画面上で、まず、定数a,b,
c等の数値を入力すると斜体文字の部分の4台の定数が
計算され、さらに、境界が得られ境界1〜境界4に対応
する出力値と発電単価が得られ、必要に応じて定数a,
b,cを変更できる。なお、下段のJ9は、発電機が3
台の場合の画面例である。
On such a screen, first, constants a, b,
When a numerical value such as c is input, four constants in the italic character portion are calculated, and further, a boundary is obtained, and output values and power generation unit prices corresponding to boundaries 1 to 4 are obtained.
b and c can be changed. Note that the lower J9 has three generators.
It is a screen example in the case of a stand.

【0095】このように第5実施の形態によれば、まと
めた特性および特性の境界となる出力およびその特性に
基づいて発電単価を算出し、算出した値を運用者に提示
し、必要があれば修正するので、運用者にまとめた特性
が妥当なものであることを確認することができ、また、
必要があれば修正することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the power generation unit price is calculated based on the collected characteristics and the output that is the boundary between the characteristics and the characteristics, and the calculated value is presented to the operator. To make sure that the characteristics summarized by the operator are reasonable,
They can be modified if necessary.

【0096】次に、本発明の第6実施の形態について図
16を参照して説明する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0097】第6実施の形態は、図16に示す処理を実
行するものであり、特性の同じ発電機群の特性を合成す
る処理S51を行う特性合成算出手段51と、特性の同
じ発電機群に対する出力の合計制約を考慮して、特性の
合成された発電機の最大出力・最小出力を変更する処理
S41を行う最大出力・最小出力変更手段41と、合成
された発電機の部分問題の状態遷移図の状態を限定する
処理S31を行う遷移状態限定手段31と、部分問題求
解の処理段S16aを行う部分問題求解手段16aと、
定数修正の処理S18を行う定数修正手段18とから構
成されている。
In the sixth embodiment, the processing shown in FIG. 16 is executed. The characteristic combination calculating means 51 performs processing S51 for synthesizing the characteristics of the generator groups having the same characteristics, and the generator group having the same characteristics. Maximum output / minimum output changing means 41 for performing processing S41 of changing the maximum output / minimum output of the generator with the combined characteristics in consideration of the total constraint of the output with respect to A transition state limiting unit 31 for performing a process S31 for limiting the state of the transition diagram; a partial problem solving unit 16a for performing a processing stage S16a for solving a partial problem;
And a constant correcting means 18 for performing a constant correcting process S18.

【0098】まず、図16の処理では、最大出力・最小
出力変更手段41の処理S41により、発電機の最大出
力を合計出力の上限値として、最小出力を合計出力の下
限値とし、遷移状態限定手段31の処理S31により、
本発電機の状態遷移図の停止部分に予め大きなコストを
与える。次に、部分問題を求解する処理S16aによっ
て停止状態を取り得ず、合計出力の上下限値をFree運転
において取り得ない求解がされる。従って、合計出力に
関する制約を満足させることができる。
First, in the process of FIG. 16, the maximum output of the generator is set as the upper limit of the total output, the minimum output is set as the lower limit of the total output, and the transition state is limited by the process S41 of the maximum output / minimum output changing means 41. By the processing S31 of the means 31,
A large cost is given in advance to the stop portion of the state transition diagram of the generator. Next, in the process S16a for solving a partial problem, a solution is obtained in which the stopped state cannot be obtained and the upper and lower limits of the total output cannot be obtained in the free operation. Therefore, the constraint on the total output can be satisfied.

【0099】このように第6実施の形態によれば、特性
の同じ発電機群に発電機間にまたがる制約がある場合
は、それと等価な一台にまとめた発電機の取り得る出力
の範囲を限定するので、まとめた特性を使用した状態
で、各種の制約を充足させることができる。
As described above, according to the sixth embodiment, when a generator group having the same characteristics has a limitation that extends between generators, the range of the output that can be taken by a single generator equivalent to the restriction is set. Since the limitation is made, various restrictions can be satisfied in a state where the collected characteristics are used.

【0100】次に、本発明の第7実施の形態及び第8実
施の形態について図17を参照して説明する。
Next, a seventh embodiment and an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0101】図示する需給計画作成装置本体5は、各発
電機の最大出力・最小出力、火力発電機の最小停止時
間、最小運転時間その他必要なデータを記憶する設備デ
ータ記憶手段11と、各時刻における火力発電機と揚水
発電機に対する分担予備力の最適な配分割合を遺伝的ア
ルゴリズム(GA)を用いて探索する予備率配分探索手
段22と、総需要電力による電力需給バランスをもと
に、数理計画的手法を用いて火力発電機の運用計画を作
成する火力機運用計画作成手段23と、火力発電機の運
用計画から決まる余剰および不足電力に対して、数理計
画的手法を用いて揚水発電機の運用計画を作成する揚水
機運用計画作成手段24と、需要予測システム1側から
伝送される総電力需要データ、処理結果のデータを記憶
する処理データ記憶手段17とを設けている。
The illustrated demand / supply plan creation device main body 5 includes equipment data storage means 11 for storing the maximum output / minimum output of each generator, the minimum stop time of the thermal power generator, the minimum operation time and other necessary data, Means for searching for the optimal allocation ratio of the reserve reserve to the thermal power generator and the pumping generator in the country using a genetic algorithm (GA), and mathematically based on the power supply / demand balance based on the total power demand. A thermal power plant operation plan creating means 23 for creating an operation plan of the thermal power generator using a planned method, and a pumping generator using a mathematical planning method for surplus and insufficient power determined from the operation plan of the thermal power generator. Pump operation plan creating means 24 for creating the operation plan of the power plant, and a processing data storage unit for storing total power demand data and processing result data transmitted from the demand forecasting system 1 side. It is provided and 17.

【0102】ここで、予備率配分探索手段22は、図1
8に示す処理を行い、各時刻における、火力機分および
揚水機分それぞれの分担予備力の割合を、例えば、2進
数を用いた遺伝子で表現する処理S71を遺伝子作成手
段71によって行う。次に、遺伝子作成手段71による
処理S71をもとに作成された各遺伝子の適合度を計算
する処理S72を適合度算出手段72によって行う。さ
らに、適合度算出後に遺伝子について組み替えを行って
次の世代の遺伝子を操作する処理S73を遺伝子操作手
段73の処理S73によって行う。さらに、操作された
遺伝子が予め定められた最大世代まで進んだか否かを判
定する処理S74を収束判定手段74によって行う。こ
の判定で、最大世代まで進んでいるときは収束と判定す
る。続いて、収束判定手段74の処理S74により収束
と判定されたとき最大世代で残った遺伝子の中から最も
適合度の高い遺伝子に対応する火力機および揚水機の運
用計画を選択する処理S75が最適計画選定手段75に
よって行われる。
Here, the reserve ratio allocation search means 22 is provided with
The process shown in FIG. 8 is performed, and the gene creating means 71 performs a process S71 of expressing the ratio of the reserve reserve of each of the thermal power unit and the pumping unit at each time by, for example, a gene using a binary number. Next, a process S72 of calculating the fitness of each gene created based on the process S71 by the gene creating means 71 is performed by the fitness calculating means 72. Further, after the calculation of the degree of matching, a process S73 of rearranging the genes and manipulating the genes of the next generation is performed by the process S73 of the gene manipulating means 73. Further, the convergence determining means 74 performs a process S74 of determining whether the manipulated gene has advanced to a predetermined maximum generation. In this determination, when the process has progressed to the maximum generation, it is determined that convergence has occurred. Subsequently, the processing S75 of selecting the operation plan of the thermal power plant and the water pump corresponding to the gene having the highest degree of matching from the genes remaining in the largest generation when the convergence is determined by the processing S74 of the convergence determining means 74 is optimal. This is performed by the plan selection means 75.

【0103】火力機運用計画作成手段23による実施の
形態としては、前述したラグランジュ緩和法のような数
理計画手法による手段があげられる。例えば、ラグラン
ジュ緩和法では予備力制約のような不等式で表現される
制約は考慮が困難なため、運用計画作成の際には予備力
が不足している時刻において並列していない発電機のう
ちで、発電単価の最も低い発電機を並列する手段を用い
る。
As an embodiment of the thermal power plant operation plan creating means 23, there is a means based on a mathematical programming method such as the Lagrangian relaxation method described above. For example, in the Lagrange mitigation method, it is difficult to consider constraints expressed by inequalities such as reserve constraints, so when creating an operation plan, among generators that are not in parallel at the time when reserve reserve is insufficient. And means for arranging the generators with the lowest power generation unit price in parallel.

【0104】揚水機運用計画作成手段24は、図19に
示す処理を行い、余剰電力に対して、例えば、効率の良
い発電機から揚水を割り付けて行く処理S81を行う揚
水割付手段81にて行う。次に、揚水実施によってくみ
上げられた水の量を算出する処理S82を使用水量算出
手段82によって行う。そして、例えば、使用水量特性
を使用して等ラムダ法により揚水を発電機へ割り付ける
処理S83を揚発割付手段83によって行う。その後、
貯水機量等により予備力を計算する処理S84を行う予
備力算出手段84によって行う。この場合に、目標予備
力に達していない場合に、貯水残量を増加する目的で揚
水を行う処理S85を予備力増加処理手段85にて行
う。
The pump operation plan creating means 24 performs the processing shown in FIG. 19, and performs the processing shown in FIG. 19 on the surplus electric power, for example, by the pumping allocating means 81 which performs processing S81 of allocating pump water from an efficient generator. . Next, a process S82 of calculating the amount of water pumped by the pumping operation is performed by the used water amount calculating means 82. Then, for example, the processing S83 of allocating the pumped water to the generator by the equal lambda method using the used water amount characteristic is performed by the pumping allocating means 83. afterwards,
This is performed by the reserve power calculating means 84 which performs the processing S84 of calculating the reserve power based on the amount of the water storage device or the like. In this case, when the target reserve capacity has not been reached, the reserve capacity increase processing means 85 performs a process S85 of pumping water for the purpose of increasing the remaining water level.

【0105】次に、図18に示す予備率配分探索手段2
2の作用を具体的に説明する。
Next, the spare ratio distribution search means 2 shown in FIG.
The operation of No. 2 will be specifically described.

【0106】まず、遺伝子作成手段71では、予価率が
設定された各時刻毎に火力機分及び揚水機分それぞれの
分担の割合を指定するための遺伝子を作成する。例え
ば、ある時刻の遺伝子が「0011001111」であ
った場合には、この内で1の数の合計分を火力分の割合
とする。すなわち、予備力のうち火力分を6/10とし、揚
水分を残りの数4/10とする。このような遺伝子を各時刻
毎に作成する。
First, the gene creating means 71 creates a gene for designating the share ratio of each of the thermal power unit and the water pump unit at each time when the pre-price rate is set. For example, when the gene at a certain time is “0011001111”, the sum of the number 1 is set as the ratio of the heating power. That is, the thermal power of the reserve is set to 6/10, and the pumped water is set to the remaining several 4/10. Such a gene is created for each time.

【0107】この場合に、最適計画からはずれた遺伝子
を少なくするために、遺伝子の初期集団は、計算された
予備力の比率を基準にして、まず、基準となる個体を作
成し、その個体に対して乱数を用いて、予め設定された
数だけビット反転を数箇所起こしたものを順次作成し、
作成された個体数が予め設定された個体数に達した時に
初期集団の作成を完了する。
In this case, in order to reduce the number of genes deviated from the optimal plan, an initial population of genes is first prepared based on the calculated reserve ratio, and a reference individual is created. On the other hand, using random numbers, sequentially create bit inversions of several places by the preset number,
The creation of the initial population is completed when the created number of individuals reaches a preset number of individuals.

【0108】図20は、図18に示す処理S71の遺伝
子の作成のための予備力計算についての処理の流れ図で
ある。
FIG. 20 is a flowchart of the process for calculating the reserve for gene creation in step S71 shown in FIG.

【0109】まず、需要予測システム等から得た総需要
電力に対して、火力機運用計画作成手段91による処理
S91がされ、火力機のみの運用計画を作成する。この
火力機運用計画の作成の結果、余剰・不足算出手段92
による処理S92により供給力余剰および供給力不足を
計算する。この供給力余剰および供給力不足に対して揚
水機の運用計画について揚水機運用計画作成手段93に
よる処理S93を用いて作成する。
First, processing S91 is performed on the total demand power obtained from the demand forecasting system or the like by the thermal power equipment operation plan creating means 91, and an operation plan for only the thermal power equipment is created. As a result of the preparation of the thermal power plant operation plan, surplus / deficiency calculating means 92
The surplus supply power and the shortage of supply power are calculated by the process S92 according to. A pump operation plan is prepared for the surplus supply power and the shortage of the supply power by using the process S93 by the pump operation plan creating means 93.

【0110】次に、揚水機の負荷配分が決定された後
に、総需要から揚水分を引いた火力分担負荷計算手段9
4によって処理S94で計算する。これに対して、火力
機のみの運用計画を火力機運用計画作成手段91による
処理S91aにより再度計算をする。この結果、処理8
5aによって火力機および揚水機それぞれの予備力が算
出される。これに基づき前述した遺伝子の定義に基づき
基準遺伝子の作成を行う。
Next, after the load distribution of the pump is determined, the thermal power sharing load calculating means 9 is obtained by subtracting the pumped water from the total demand.
4, and is calculated in step S94. On the other hand, the operation plan of only the thermal power unit is calculated again by the process S91a by the thermal power unit operation plan creation unit 91. As a result, processing 8
The reserve power of each of the thermal power unit and the water pump is calculated by 5a. Based on this, a reference gene is created based on the definition of the gene described above.

【0111】次に、図18に示す適合度算出手段72で
は、各遺伝子で表される火力機分、揚水機分それぞれの
予備力を目標値として各運用計画を作成した結果に基づ
き、各遺伝子の適合度を算出する。この適合度は一例と
して(14)式を用いて算出する。なお、遺伝的アルゴ
リズム(GA)では最大化を行うために適合度を逆数で
表現している。
Next, the adaptability calculating means 72 shown in FIG. 18 prepares each gene based on the result of creating each operation plan using the reserve capacity of each of the thermal power unit and the water pump unit represented by each gene as a target value. Is calculated. This degree of conformity is calculated using, for example, equation (14). In the genetic algorithm (GA), the degree of conformity is expressed by a reciprocal in order to perform maximization.

【0112】[0112]

【数13】 (Equation 13)

【0113】次に、図18に示す処理S73を行う遺伝
子操作手段73では、遺伝子の組み替えを行って次の世
代の遺伝子を作る。遺伝子操作には増殖、交差、突然変
異があげられる。図21に示す組み換え例J9のよう
に、増殖は親と同じ子を作る(図示上段)。その際に適
合度の高い個体ほどよく増えるようにする。交差は2つ
の親の一部を入れ替えて2つの子を作る(図示中段)。
突然変異は親の一部を変えて子を作ることをいう(図示
下段)。
Next, the gene manipulation means 73 for performing the process S73 shown in FIG. 18 rearranges the genes to create the next generation of genes. Genetic manipulation includes growth, crossover, and mutation. As in the recombination example J9 shown in FIG. 21, the propagation produces the same child as the parent (upper row in the figure). At that time, the number of individuals having a higher degree of fitness should be increased. Intersection replaces part of the two parents to create two children (middle shown).
Mutation refers to changing a part of the parent to create a child (lower row in the figure).

【0114】次に、図18に示す処理S74を行う収束
判定手段74では、世代が予め設定した最大世代まで進
んだかどうかを判定し、最大世代に達していない場合に
は図18に示す適合度算出手段72の処理S72へ戻
る。最大世代まで進んだ場合には、図18に示す最適計
画選定手段79による処理S79が行われる。最適計画
選定手段79では、最大世代で残った遺伝子の中で一番
適合度の高い遺伝子に対応する運用計画を最適運用計画
とする。
Next, the convergence determining means 74 for performing the processing S74 shown in FIG. 18 determines whether or not the generation has advanced to a preset maximum generation. If the generation has not reached the maximum generation, the convergence degree shown in FIG. The process returns to the processing S72 of the calculating means 72. If the process has proceeded to the maximum generation, a process S79 is performed by the optimal plan selecting means 79 shown in FIG. The optimal plan selecting means 79 sets the operation plan corresponding to the gene having the highest degree of matching among the genes remaining in the largest generation as the optimal operation plan.

【0115】このように第8実施の形態によれば, 遺伝
的アルゴリズムを適用することで、予備力の最適な配分
探索でき、結果として運用上考慮すべき制約を全て満足
し、かつ、運用コストの安い運用計画が、人手による試
行錯誤を介在することなく自動的に作成できる。
As described above, according to the eighth embodiment, by applying the genetic algorithm, it is possible to search for the optimal allocation of the reserve, and as a result, all the constraints to be considered in operation are satisfied and the operation cost is reduced. A low-cost operation plan can be created automatically without manual trial and error.

【0116】次に、本発明の第8実施の形態に示す電力
系統の需給計画作成装置について図17及び図22を参
照して説明する。
Next, an electric power system supply / demand plan creating apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 17 and FIG.

【0117】第8実施の形態を示す電力系統の需給計画
作成装置は、図17の需給計画作成装置本体による各時
刻における火力および揚水の最適な予備力の配分の探索
において、探索手段としてシミュレーテッドアニーリン
グの手法を適用するものである。
The power system supply and demand plan creation apparatus according to the eighth embodiment is simulated as a search means in the search for the optimal reserve of thermal power and pumping water at each time by the body of the supply and demand plan creation apparatus in FIG. The method of annealing is applied.

【0118】ここで、シミュレーテッドアニーリング
(Simulated Annealing:以下「S
A」という)、組み合わせ最適化問題に適用可能な最適
化手法の一つであり、「焼きなまし」を計算機上で摸擬
する手法である。
Here, Simulated Annealing (hereinafter referred to as “S”)
A), which is one of the optimization methods applicable to the combinatorial optimization problem, and is a method of simulating “annealing” on a computer.

【0119】一般に、物質の規則正しい結晶は、高温で
融解状態にしてから十分ゆっくりと冷却することによっ
て得られる。この現象は物理的なエネルギーの最小の状
態が規則正しい結晶状態に対応し、また、エネルギーが
極小となる場合には規則正しい結晶状態にならない。焼
きなましとは、温度というゆらぎを系に与えることによ
り、エネルギーの極小値に捕らわれることなく、大域的
な最小値として規則正しい結晶状態をえるための物理的
な手段である。SAは、この物理的な「焼きなまし」か
らの類推により、組み合わせ最適化問題などの最適化問
題の解法として、提案されているものである。つまり、
SAは多数の極小値を持った非線型関数の大域的な最小
値を求めるための確率的な最適化手法である。
In general, ordered crystals of a substance are obtained by melting them at an elevated temperature and then cooling it down slowly enough. In this phenomenon, the state with the minimum physical energy corresponds to the regular crystalline state, and when the energy is minimal, the crystalline state does not become regular. Annealing is a physical means for obtaining a regular crystalline state as a global minimum without being trapped by a minimum value of energy by giving a fluctuation of temperature to a system. SA has been proposed as a solution to an optimization problem such as a combination optimization problem by analogy with this physical “annealing”. That is,
SA is a stochastic optimization method for finding a global minimum of a nonlinear function having many local minima.

【0120】この予備率配分探索手段22は、具体的に
は、図22に示す処理を行うもので、各時刻における火
力発電機および揚水発電機の分担する予備力の割合を、
例えば、2進数を用いた文字列で表す分配案作成手段1
01によって処理S101を行う。この分配案作成手段
101で作成された分配案に基づき作成された運用計画
の評価値を算出する処理S102を評価値算出手段10
2によって行う。次に、新しい分配案へ分配案を変更す
る処理S102を分配案変更手段103によって行う。
次に、処理S104で変更後の評価値が算出される。
The reserve ratio allocation search means 22 specifically performs the processing shown in FIG. 22, and calculates the ratio of the reserve power shared by the thermal power generator and the pumped generator at each time.
For example, distribution plan creating means 1 represented by a character string using a binary number
01, the process S101 is performed. The processing S102 of calculating the evaluation value of the operation plan created based on the distribution plan created by the distribution plan creating unit 101 is performed by the evaluation value calculating unit 10
2 Next, processing S102 of changing the distribution plan to a new distribution plan is performed by the distribution plan changing means 103.
Next, in step S104, the evaluation value after the change is calculated.

【0121】さらに、作成した新しい分配案を採用する
か否かを判定する分配案判定手段104によって処理S
104が行われる。さらに、分配案の変更を制御し、予
め定められた条件まで繰り返す収束判定手段105によ
って処理S105が行われる。この収束判定手段105
によって収束と判定された場合に、それまでの分配案の
履歴の中から最も評価値の良い分配案に対応する運用計
画を選択する処理S107を最適計画選定手段107に
よって行う。
Further, the distribution plan judging means 104 for judging whether or not to adopt the created new distribution plan is subjected to processing S
104 is performed. Further, the processing S105 is performed by the convergence determining means 105 which controls the change of the distribution plan and repeats the processing up to a predetermined condition. This convergence determination means 105
When it is determined that the distribution plan has converged, the optimal plan selection unit 107 performs a process S107 of selecting an operation plan corresponding to the distribution plan with the best evaluation value from the distribution plan history up to that time.

【0122】まず、予備率配分探索手段22の分配案作
成手段101は、各時刻における火力機および揚水機の
分担予備力の割合の分配案を作成する。今、分配案の作
成に関し、例えば、10けたの0と1からなる文字列の
うち1の数を火力機の分担する予備力の割合を示すもの
とする。具体的には、例えば、ある時刻における必要な
予備力が1000MWで文字列が「001110101
1」であったとすると、文字10個中6個が1なので、
必要な予備力のうち火力機がその6割を負担する。すな
わち、火力機の予備力合計は600MWであるというこ
とを表す。これは処理データ記憶手段17に記憶され
る。
First, the distribution plan creation means 101 of the reserve ratio distribution search means 22 creates a distribution plan of the ratio of the reserve reserve of the thermal power plant and the water pump at each time. Now, regarding the creation of the distribution plan, for example, the number of 1s in a character string consisting of 10 digits of 0 and 1 indicates the ratio of the reserve power shared by the thermal power unit. Specifically, for example, the necessary reserve power at a certain time is 1000 MW, and the character string is “001110101”.
If "1", 6 out of 10 characters are 1, so
The thermal power plant will bear 60% of the necessary reserve power. That is, the total reserve power of the thermal power unit is 600 MW. This is stored in the processing data storage means 17.

【0123】次に、評価値算出手段102は、予備力分
配案に基づき作成された運用計画に評価値を与える。こ
の評価値は、例えば、(15)式を用いて算出する。
Next, the evaluation value calculation means 102 gives an evaluation value to the operation plan created based on the reserve capacity distribution plan. This evaluation value is calculated using, for example, equation (15).

【0124】 評価値f=運用コスト*10E−6+ペナルティ・・・(15) ただし、運用コスト=燃料費+起動コスト ペナルティ=運用制約に違反している制約の数Evaluation value f = operation cost * 10E-6 + penalty (15) where operation cost = fuel cost + startup cost penalty = number of constraints violating the operation constraints

【0125】分配案変更手段103は、この評価値算出
手段102による評価値の算出後に、例えば、文字列の
1箇所をランダムに選択して0,1を反転させるといっ
た手続きで新しい分配案を作成する。
After calculating the evaluation value by the evaluation value calculating means 102, the distribution plan changing means 103 creates a new distribution plan by, for example, randomly selecting one portion of the character string and inverting 0 and 1. I do.

【0126】分配案判定手段104は、例えば、分配案
変更手段103によって変更される前後の評価値の差Δ
fを計算し、例えば、評価値の差Δfとして次の(1
6)式を用いる場合には、Δf<0すなわち、改善なら
ば新しい案を採用する。Δf>0すなわち、改悪の場合
には、確率r(17)式で表される新しい修正案を採用
する。つまり、確率(1−r)で変更前の案のままとす
る。
The distribution plan judging means 104 calculates the difference Δ between the evaluation values before and after being changed by the distribution plan changing means 103, for example.
f is calculated and, for example, the following (1) is calculated as the difference Δf between the evaluation values.
In the case of using equation (6), Δf <0, that is, a new plan is adopted for improvement. In the case of Δf> 0, that is, in the case of deterioration, a new correction plan represented by the probability r (17) is adopted. That is, the plan before the change is maintained with the probability (1-r).

【0127】[0127]

【数14】 [Equation 14]

【0128】Tは温度パラメータと呼ぶ値であり、この
パラメータは例えば予め決められた初期温度TSに初期
化されている。
T is a value called a temperature parameter, and this parameter is initialized to, for example, a predetermined initial temperature TS.

【0129】収束判定手段105は、例えば、予め決め
られた最低温度TEまで温度パラメータが達したかどう
かを判定し、最低温度TEまで達したと判断したときに
は最適計画選定手段107に移行する。収束判定手段1
05は、また、例えば一定の温度での修正案の変更は1
0回と予め決められている場合、最大の10回まで修正
案を変更したかどうかを判定し、最大の回数まで修正案
を変更した場合は温度を例えば、次の(18)式に従っ
て下げる。
The convergence determining means 105 determines, for example, whether or not the temperature parameter has reached a predetermined minimum temperature TE. When it is determined that the temperature parameter has reached the minimum temperature TE, the procedure shifts to the optimal plan selecting means 107. Convergence determination means 1
05 indicates that, for example, a change in the revision plan at a constant temperature is 1
If it is determined in advance to be 0 times, it is determined whether or not the correction plan has been changed up to a maximum of 10 times. If the correction plan has been changed up to the maximum number of times, the temperature is lowered according to, for example, the following equation (18).

【0130】 T(N+1)=0.9*T(N)・・・・・・(18) ただし、TE≦T(N)≦TST (N + 1) = 0.9 * T (N) (18) where TE ≦ T (N) ≦ TS

【0131】最適計画選定手段107は、最低温度で規
定回数変更されるまでの分配案の変更履歴のなかで最も
評価値の良い分配案(評価値が(15)式の場合は最小
のもの)に対応する運用計画を最適運用計画として選択
する。
The optimum plan selection means 107 is a distribution plan having the best evaluation value in the change history of the distribution plan until the specified number of times is changed at the lowest temperature (the smallest one when the evaluation value is the expression (15)). Is selected as the optimal operation plan.

【0132】なお、シミュレーテッドアニーリングは、
局所的な探索能力が遺伝的アルゴリズムより優れている
ことが知られている。例えば、遺伝的アルゴリズムの処
理において世代が進み、集団の平均適合度が集団の最大
適合度に十分近づいてきた場合に遺伝的アルゴリズムか
らシミュレーテッドアニーリングに移行するような手段
を用いることで遺伝的アルゴリズム単独を用いるより最
適な予備力の配分を人間の知識や経験を必要としないで
求めることができる。
The simulated annealing is as follows.
It is known that local search ability is superior to genetic algorithm. For example, in the processing of a genetic algorithm, when the generation progresses and the average fitness of the population approaches the maximum fitness of the population sufficiently, the genetic algorithm can be switched from the genetic algorithm to simulated annealing. A more optimal reserve allocation than using alone can be determined without the need for human knowledge or experience.

【0133】次に、本発明の第9実施の形態について図
23を参照して説明する。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0134】図23に示す実施の形態においては、CP
U132と主メモリ133と伝送バス134とを備えた
計算機131と計算機に汎用のSCSI等のケーブル1
37等で接続された記録媒体書き込み装置135および
記録媒体136とから構成されている。
In the embodiment shown in FIG.
U132, a main memory 133, and a transmission bus 134, a computer 131, and a general-purpose SCSI cable 1
It comprises a recording medium writing device 135 and a recording medium 136 connected by 37 or the like.

【0135】かかる構成において、計算機131内の主
メモリ133上、前述した第1実施の形態乃至第8実施
の形態に記載の発明による処理プログラムが存在してい
る。このようなプログラムを記録媒体書き込み装置13
5により任意に記録媒体136に記録する。そして、別
の計算機は記録媒体136、あるいは、記録媒体136
から書き込まれた別の記録媒体を用いて処理プログラム
を実行させることができる。
In such a configuration, the main memory 133 in the computer 131 has the processing program according to the invention described in the first to eighth embodiments. Such a program is stored in the recording medium writing device 13.
5 is arbitrarily recorded on the recording medium 136. Another computer is the recording medium 136 or the recording medium 136
The processing program can be executed by using another recording medium written from the computer.

【0136】以上説明したように本発明の実施の形態に
よれば、ラグランジュ緩和法により緩和された部分問題
及びそれらを任意に合成した問題を解くことで、需給バ
ランスおよび発電機間にまたがらない制約のみならず、
発電機間にまたがる制約を考慮可能とすることができ
る。
As described above, according to the embodiment of the present invention, by solving the partial problem alleviated by the Lagrangian relaxation method and the problem obtained by arbitrarily combining them, the supply-demand balance and the generator are not crossed. Not only restrictions,
Constraints that span generators can be considered.

【0137】また、同じ特性を持つ発電機群の特性を合
成することで、同じ特性の発電機群の詳細な運用計画の
作成することができる。
Also, by combining the characteristics of the generator groups having the same characteristics, a detailed operation plan of the generator groups having the same characteristics can be created.

【0138】また、遺伝的アルゴリズムやSAにより火
力機および揚水機それぞれが分担する最適な予備力を探
索するようにしたので、運用上考慮すべき制約を全て満
足し、かつ、運用コストの安価な実用的な運用計画を自
動的に迅速に作成できる。
[0138] Further, since the optimal reserve power to be shared by each of the thermal power unit and the water pump is searched by a genetic algorithm or SA, all the constraints to be considered in operation are satisfied and the operation cost is low. A practical operation plan can be created automatically and quickly.

【0139】[0139]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、発電機間にまたがる制約が課された発電機群に関
して、ラグランジュ緩和法により緩和された発電機毎の
部分問題を状態遷移図によって現し、これらの状態遷移
図を合成して、単独の部分問題と共に求解するので、従
来考慮が困難であった発電機間にまたがった制約を考慮
して最適な運転計画を作成することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, with respect to a group of generators that are restricted over the generators, the state transition of the partial problem for each generator, alleviated by the Lagrangian relaxation method, is performed. This is represented by a diagram, and these state transition diagrams are combined and solved together with a single subproblem, so that it is possible to create an optimal operation plan taking into account constraints that straddle generators, which were difficult to consider in the past. it can.

【0140】また、請求項2の発明によれば、各部分問
題および合成された部分問題の状態遷移図に加えて起動
停止に関する制約条件を反映し、発電機間にまたがった
起動停止に関する制約、例えば、同一発電所内の発電機
に関する起動停止時間差制約の運用制約を考慮すること
ができる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the state transition diagram of each partial problem and the synthesized partial problem, the restriction condition regarding the start and stop is reflected, and the restriction regarding the start and stop over the generators, For example, it is possible to consider the operation restriction of the start / stop time difference restriction regarding the generators in the same power plant.

【0141】また、請求項3の発明によれば、各部分問
題および合成された部分問題の状態遷移図において、取
り得る出力の範囲を限定し、発電機間にまたがった発電
機出力に関する制約条件、例えば、ある発電所の合計出
力の上下限値に関する制約等の運用制約を考慮すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, in the state transition diagram of each partial problem and the combined partial problem, the range of possible outputs is limited, and the constraint on the generator output extending between generators is defined. For example, operational restrictions such as restrictions on the upper and lower limits of the total output of a certain power plant can be considered.

【0142】また、請求項4の発明によれば、燃料特性
の同じ発電機群をそれらの発電機群と等価な一台の発電
機に表現した上で、燃料特性の同じでない発電機群と一
緒に、発電機ごとの部分問題を解くので、計算時間の短
縮ができ、また、同じ燃料特性の発電機の運転台数を設
定するので、従来手段より細やかな起動停止に関する計
画を得ることができ、燃料消費量制約等の運用制約を充
足させることが容易にできる。
According to the fourth aspect of the present invention, a generator group having the same fuel characteristics is expressed as a single generator equivalent to those generator groups, and then a generator group having the same fuel characteristics is obtained. Simultaneously, the partial problem for each generator is solved, so that the calculation time can be shortened.Moreover, since the number of generators operating with the same fuel characteristics is set, it is possible to obtain a more detailed plan for starting and stopping than conventional means. Therefore, it is easy to satisfy operational constraints such as fuel consumption constraints.

【0143】また、請求項5の発明によれば、まとめた
燃料特性および燃料特性の境界となる出力およびその特
性境界による発電単価を算出し、算出した値を運用者に
提示し、必要により修正可能とするので、運用者にまと
めた燃料特性が妥当なものであることを確認することが
でき、また、必要があれば修正することができる。
Further, according to the invention of claim 5, the combined fuel characteristics, the output at the boundary between the fuel characteristics, and the power generation unit price based on the characteristic boundary are calculated, the calculated value is presented to the operator, and corrected if necessary. Since it is possible, it is possible to confirm that the fuel characteristics compiled by the operator are appropriate, and to correct them if necessary.

【0144】また、請求項6の発明によれば、燃料特性
の同じ発電機群に発電機間にまたがる制約がある場合
は、それと等価な一台にまとめた発電機の取り得る出力
の範囲を限定するので、まとめた燃料特性を使用したま
まで、各種の制約を充足させることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, when a generator group having the same fuel characteristics has a limitation that extends between generators, the range of output that can be taken by a single generator equivalent to the restriction is set. Because of the limitation, various restrictions can be satisfied while using the collected fuel characteristics.

【0145】また、請求項7の発明によれば、最適な予
備力の配分を人間の知識や経験を必要としないで、自動
的に求めることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the optimal reserve power distribution can be automatically obtained without requiring human knowledge and experience.

【0146】また、請求項8の発明によれば、探索方法
として遺伝的アルゴリズム、あるいは、シミュレーテッ
ドアニーリングを用いて、最適な分担予備力が知識や経
験を要することなく求められる。さらに、遺伝的アルゴ
リズム単独を用いるより最適な予備力の配分を人間の知
識や経験を必要としないで求めることができる。
According to the invention of claim 8, an optimal sharing reserve is obtained without requiring knowledge and experience by using a genetic algorithm or a simulated annealing as a search method. Furthermore, a more optimal reserve allocation using the genetic algorithm alone can be obtained without requiring human knowledge and experience.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施の形態を示す電力系統の需給
計画作成装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a power system supply and demand plan creation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の電力系統の需給計画作成装置に備える部
分問題及び合成された部分問題の求解手段の処理を示す
流れ図である。
FIG. 2 is a flowchart showing processing of a partial problem and a combined partial problem solving means provided in the power supply / demand plan creation device of FIG. 1;

【図3】第1実施の形態の部分問題求解手段の作用を示
す状態遷移図である。
FIG. 3 is a state transition diagram showing the operation of the partial problem solving means of the first embodiment.

【図4】図1の電力系統の需給計画作成装置に備える部
分問題合成手段の処理を示す流れ図である。
4 is a flowchart showing a process of a partial problem synthesizing means provided in the power supply and demand plan creating device of FIG.

【図5】合成前の発電機の状態遷移図の第1の例を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a first example of a state transition diagram of a generator before synthesis.

【図6】合成前の発電機の状態遷移図の第2の例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a second example of a state transition diagram of the generator before synthesis.

【図7】合成された状態遷移図を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a synthesized state transition diagram.

【図8】本発明の第2実施の形態を示す遷移状態限定手
段の処理を示す流れ図である。
FIG. 8 is a flowchart showing processing of a transition state limiting unit according to the second embodiment of the present invention.

【図9】合成された状態遷移図上で停止時間1時間差の
場合の限定手段を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a limiting means in the case of a one-hour stop time difference on the synthesized state transition diagram.

【図10】合成された状態遷移図上で停止時間2時間差
の場合の限定手段を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a limiting means in the case of a two-hour stop time difference on the synthesized state transition diagram.

【図11】本発明の第3実施の形態を示す最大出力・最
小出力変更手段の処理を示す流れ図である。
FIG. 11 is a flowchart showing processing of maximum output / minimum output changing means according to the third embodiment of the present invention.

【図12】合計出力に制約がある場合に合成された状態
遷移図上で限定手段を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a limiting unit on a state transition diagram synthesized when there is a restriction on total output.

【図13】本発明の第4実施の形態を示す電力系統の需
給計画作成装置の処理を示す流れ図である。
FIG. 13 is a flowchart showing a process performed by the power supply and demand plan creation device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5実施の形態を示す電力系統の需
給計画作成装置の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a power supply and demand plan creation device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】特性境界から算出される発電単価表を示す図
である。
FIG. 15 is a diagram showing a power generation unit price table calculated from characteristic boundaries.

【図16】本発明の第6実施の形態を示す電力系統の需
給計画作成装置の処理を示す流れ図である。
FIG. 16 is a flowchart showing the processing of the power supply and demand plan creation device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第7及び第8実施の形態を示す電力
系統の需給計画作成装置の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of an electric power system supply / demand plan creation device according to seventh and eighth embodiments of the present invention.

【図18】図17の電力系統の需給計画作成装置に備え
る予備力配分探索手段の処理を示す流れ図である。
18 is a flowchart showing a process of a reserve power distribution search means provided in the power supply / demand plan creation device of FIG.

【図19】図17の電力系統の需給計画作成装置に備え
る揚水機運用計画作成手段の処理を示す流れ図である。
19 is a flowchart showing a process of a pump operation plan creating means provided in the power supply and demand plan creating device of FIG. 17;

【図20】予備力計算の処理を示す流れ図である。FIG. 20 is a flowchart showing a reserve force calculation process.

【図21】遺伝的アルゴリズムによる遺伝子操作による
組み替え例を示す説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of rearrangement by genetic manipulation by a genetic algorithm.

【図22】本発明の第8実施の形態の予備力配分探索手
段の処理を示す流れ図である。
FIG. 22 is a flowchart showing the processing of reserve power distribution search means according to the eighth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第9実施の形態を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 需要予測システム 2 伝送ライン 3,4 情報伝送装置 5 需給計画作成装置本体 6 マンマシンインターフェース装置 7,24,93 揚水機運用計画作成手段 11 設備データ記憶手段 12,52 部分問題作成手段 13,53 部分問題合成手段 13b 遷移バス作成手段 14 制約データ記憶手段 15 制約条件反映手段 16,64 部分問題の求解手段 17 処理データ記憶手段 18 定数修正手段 20 運用計画作成手段 21 設備データ記憶手段 22 予備率配分探索手段 23,91 火力機運用計画作成手段 31 遷移状態限定手段 41 最大出力・最小出力変更手段 51a 特性合成算出手段 51b 合成特性提示手段 54,65 定数修正手段 55 運転台数算出手段 62 最大出力・最小出力修正手段 63 状態限定手段 71 遺伝子作成手段 72 適合度算出手段 73 遺伝子操作手段 74,105 収束判定手段 75,79 最適計画選定手段 81 揚水割付手段 82 使用水量算出手段 83 揚発割付手段 84 予備力算出手段 85 予備力対応処理手段 92 余剰・不足算出手段 94 火力分担負荷計算手段 101 分配案作成手段 102 評価値算出手段 103 分配案変更手段 104 分配案判定手段 107 最適計画選定手段 131 計算機 132 CPU 133 主メモリ 134 伝送バス 135 記録媒体書き込み装置 136 記録媒体 137 ケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Demand forecasting system 2 Transmission line 3, 4 Information transmission device 5 Demand-supply plan creation device main body 6 Man-machine interface device 7, 24, 93 Pumping machine operation plan creation means 11 Equipment data storage means 12, 52 Partial problem creation means 13, 53 Partial problem synthesizing means 13b Transition bus creating means 14 Constraint data storing means 15 Constraint condition reflecting means 16, 64 Partial problem solving means 17 Processing data storing means 18 Constant correction means 20 Operation plan creating means 21 Equipment data storing means 22 Reserve ratio allocation Searching means 23, 91 Thermal power plant operation plan creating means 31 Transition state limiting means 41 Maximum output / minimum output changing means 51a Characteristic synthesis calculating means 51b Synthetic characteristic presenting means 54, 65 Constant correction means 55 Operating number calculation means 62 Maximum output / minimum Output modifying means 63 State limiting means 71 Gene Creation means 72 Fitness calculation means 73 Gene manipulation means 74, 105 Convergence determination means 75, 79 Optimal plan selection means 81 Pumping allocating means 82 Water usage calculating means 83 Pumping allocating means 84 Reserve power calculating means 85 Reserve power handling processing means 92 Surplus / deficiency calculation means 94 Thermal power sharing load calculation means 101 Distribution plan creation means 102 Evaluation value calculation means 103 Distribution plan change means 104 Distribution plan determination means 107 Optimal plan selection means 131 Computer 132 CPU 133 Main memory 134 Transmission bus 135 Recording medium writing Device 136 Recording medium 137 Cable

フロントページの続き (72)発明者 功刀 正彦 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 永田 淳一 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 加藤 政一 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 青柳 真理 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 市川 量一 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 廣政 勝利 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 5B056 BB91 HH00 5G066 AA03 AA05 AE01 AE03 AE05 AE07 AE09 5H004 GB04 GB06 HA14 KA03 KA16 KC06 KC10 KC12 KC23 KD67 LA16 Continuing from the front page (72) Inventor Masahiko Isuzu 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu Plant, Inc. Person Seiichi Kato 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo (72) Inside the Toshiba Fuchu Plant Co., Ltd. No. 1, Toshiba-cho, Toshiba-shi, Fuchu Plant, Toshiba Corporation (72) Inventor, Masaru Hiromasa No. 1, Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo GB06 HA14 KA03 KA16 KC06 KC10 KC12 KC23 KD67 LA16

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予測された総電力需要情報と発電機設備
データと運用上の制約情報などの運用計画情報とから発
電機の起動停止の運用計画を作成する電力系統の需給計
画作成装置において、 発電機間にまたがらない制約条件を考慮して需給計画問
題である発電機の起動停止の運用計画を定式化した後
に、ラグランジュ緩和法によって前記制約条件を緩和し
て発電機毎の部分問題に分割する部分問題作成手段と、 発電機間にまたがる制約条件を考慮して前記部分問題作
成手段によって分割された部分問題を合成した合成部分
問題を作成する部分問題合成手段と、 前記部分問題作成手段及び前記部分問題合成手段によっ
て得られる部分問題及び合成部分問題に基づいてダイナ
ミックプログラミングによる状態遷移図で、運用制約条
件を満足し運用コストが最小となる運用計画を作成する
問題求解手段とを備えることを特徴とする電力系統の需
給計画作成装置。
1. A power supply and demand plan creation device for creating an operation plan for starting and stopping a generator from predicted total power demand information, generator equipment data, and operation plan information such as operation constraint information, After formulating the operation plan of starting and stopping the generator, which is a supply and demand planning problem in consideration of the constraints that do not span between generators, the constraints are relaxed by the Lagrangian relaxation method to reduce the partial problem for each generator. A partial problem creating means for dividing, a partial problem synthesizing means for creating a combined partial problem by combining the partial problems divided by the partial problem creating means in consideration of the constraints spanning between the generators, and the partial problem creating means And a state transition diagram obtained by dynamic programming based on the partial problem obtained by the partial problem synthesizing means and the synthesized partial problem. And a problem solving means for creating an operation plan with a minimum cost.
【請求項2】 前記部分問題作成手段により得られる各
部分問題及び前記部分問題合成手段によって得られる合
成された部分問題の状態遷移図において、起動停止に関
する制約条件を加味し限定された状態遷移図を作成して
求解することを特徴とする請求項1記載の電力系統の需
給計画作成装置。
2. In the state transition diagram of each partial problem obtained by the partial problem creation means and the partial problem synthesized by the partial problem synthesis means, a state transition diagram limited by taking into account a constraint condition regarding starting and stopping. The power supply and demand plan creation device according to claim 1, wherein the solution is created and solved.
【請求項3】 前記部分問題作成手段により得られる各
部分問題、前記部分問題合成手段により得られる合成さ
れた部分問題の状態遷移図において、発電機から得られ
る出力の取り得る範囲を加味し限定された状態遷移図を
作成して求解することを特徴とする請求項1記載の電力
系統の需給計画作成装置。
3. In the state transition diagram of each partial problem obtained by the partial problem creating means and the partial problem synthesized by the partial problem synthesizing means, the range in which the output obtained from the generator can be taken is limited. 2. The power supply and demand plan creation device according to claim 1, wherein the created state transition diagram is created and solved.
【請求項4】 熱消費特性である燃料特性が同じ発電機
群をまとめて等価な一台の発電機の燃料特性として表現
して燃料費特性を算出する手段と、 この手段によって算出される燃料費特性に基づいてラグ
ランジュ緩和法によって部分問題に分割して求解する手
段と、 この手段によって一台の等価な発電機として求解される
結果に基づいて再び前記発電機群の各発電機へ出力を分
配して燃料特性が同じ発電機群の運転台数を決定する手
段とを設けることを特徴とする請求項1記載の電力系統
の需給計画作成装置。
4. A means for calculating a fuel cost characteristic by collectively expressing a group of generators having the same fuel characteristic as heat consumption characteristic as an equivalent fuel characteristic of one generator, and calculating a fuel cost characteristic by the means. Means for dividing and solving into partial problems by the Lagrangian relaxation method based on the cost characteristics, and based on the result solved as one equivalent generator by this means, the output is again output to each generator of the generator group. 2. A power supply and demand plan creating device according to claim 1, further comprising means for determining the number of generators operating with the same fuel characteristic by distributing the same.
【請求項5】 熱消費特性である燃料特性が同じ発電機
群をまとめて等価な一台の発電機の燃料特性として表現
して、合成された燃料費特性を算出し、この燃料費特性
に基づいて燃料費特性の特性境界を算出する手段と、 この手段により算出された特性境界に応じて各発電単価
を算出する手段と、 前記発電機群の運転台数、前記合成された燃料特性、前
記特性境界、前記発電単価のデータを提示し、適宜修正
可能とする手段を設けることを特徴とする請求項4記載
の電力系統の需給計画作成装置。
5. A group of generators having the same fuel characteristic as heat consumption characteristics are collectively expressed as fuel characteristics of one equivalent generator, and a combined fuel cost characteristic is calculated. Means for calculating a characteristic boundary of the fuel cost characteristic based on the characteristic boundary; means for calculating each power generation unit price according to the characteristic boundary calculated by this means; the number of operating generator groups, the combined fuel characteristic, 5. The power supply and demand plan creation device according to claim 4, further comprising means for presenting the data of the characteristic boundary and the unit price of power generation and enabling the data to be appropriately modified.
【請求項6】 熱消費特性である燃料特性が同じ発電機
群をまとめて等価な一台の発電機の燃料特性として表現
して燃料費特性を算出する手段と、 前記燃料特性の同じ発電機群における出力の合計の制約
条件を加味して前記発電機群の最大及び最小の各出力を
変更する手段と、 この変更する手段により変更された最大及び最小の各出
力を充足しつつ、前記算出された燃料費特性を加味する
ように状態遷移図によって限定する手段とを備えること
を特徴とする請求項4記載の電力系統の需給計画作成装
置。
6. A means for calculating a fuel cost characteristic by expressing a group of generators having the same fuel characteristic as heat consumption characteristics as a fuel characteristic of an equivalent single generator, and a generator having the same fuel characteristic. Means for changing the maximum and minimum outputs of the generator group in consideration of the total output constraints in the group; and the calculation while satisfying the maximum and minimum outputs changed by the change means. 5. The power supply and demand plan creation device according to claim 4, further comprising means for limiting the power consumption characteristic by a state transition diagram so as to take into account the calculated fuel cost characteristic.
【請求項7】 予測された総電力需要情報と発電機設備
データと運用上の制約情報などの運用計画情報とから発
電機の起動停止の運用計画を作成する電力系統の需給計
画作成装置において、 火力発電機と揚水発電機に対する時刻毎の分担予備率を
探索する予備率配分探索手段と、 この手段によって得られる時刻毎の分担予備率と、時刻
毎の総需要電力に対する電力需要とに基づき、数理計画
手法を用いて火力発電機の運用計画を作成する火力機運
用計画作成手段と、 この手段によって作成される火力発電機の運用計画から
決まる余剰及び不足電力を補うように数理計画法を用い
て揚水発電機の運用計画を作成する揚水機運用計画作成
手段とを備えることを特徴とする電力系統の需給計画作
成装置。
7. A power system supply and demand plan creating apparatus for creating an operation plan for starting and stopping a generator based on predicted total power demand information, generator equipment data, and operation plan information such as operational constraint information, A reserve ratio allocation search means for searching for a reserve ratio for each time for the thermal power generator and the pumping generator, based on the share reserve ratio for each time obtained by this means, and the power demand for the total demand power for each time, A thermal power plant operation plan creating means for preparing an operation plan of a thermal power generator using a mathematical programming method, and a mathematical programming method is used to compensate for surplus and insufficient power determined by the operation plan of the thermal power generator created by this means. And a pump operation plan creating means for creating an operation plan of the pumped generator.
【請求項8】 前記予備率配分探索手段は、遺伝的アル
ゴリズム、あるいは、シミュレーテッドアニーリング、
若しくは、遺伝的アルゴリズム及びシミュレーテッドア
ニーリングの双方を用いて探索することを特徴とする請
求項7記載の電力系統の需給計画作成装置。
8. The reserve ratio allocation search means includes a genetic algorithm, a simulated annealing,
The power supply and demand plan creation device according to claim 7, wherein the search is performed using both a genetic algorithm and simulated annealing.
【請求項9】 予測された総電力需要情報と発電機設備
データと運用上の制約情報などの運用計画情報とから発
電機の起動停止の運用計画を作成する電力系統の需給計
画作成装置の処理プログラムを記録する記録媒体におい
て、 発電機間にまたがらない制約条件を考慮して需給計画問
題である発電機の起動停止の運用計画を定式化した後
に、ラグランジュ緩和法によって前記制約条件を緩和し
て発電機毎の部分問題に分割する部分問題作成手段と、 発電機間にまたがる制約条件を考慮して前記部分問題作
成手段によって分割された部分問題を合成した合成部分
問題を作成する部分問題合成手段と、 前記部分問題作成手段及び前記部分問題合成手段によっ
て得られる部分問題及び合成部分問題に基づいてダイナ
ミックプログラミングによる状態遷移図で、運用制約条
件を満足し運用コストが最小となる運用計画を作成する
問題求解手段との処理プログラムを記録する記録媒体。
9. A process of a power system supply / demand plan creation device for creating an operation plan for starting and stopping a generator based on predicted total power demand information, generator facility data, and operation plan information such as operational constraint information. In a recording medium for recording a program, after formulating an operation plan for starting and stopping a generator, which is a supply and demand planning problem, in consideration of constraints that do not span generators, the constraints are relaxed by a Lagrangian relaxation method. Means for dividing into sub-problems for each of the generators, and a sub-problem synthesizing means for generating a synthesized sub-problem by synthesizing the sub-problems divided by the sub-problem creating means in consideration of the constraints spanning between generators Means, and a state by dynamic programming based on the partial problem and the composite partial problem obtained by the partial problem creating means and the partial problem synthesizing means. A recording medium for recording a processing program with a problem solving means for creating an operation plan that satisfies operation constraint conditions and minimizes operation cost in a transition diagram.
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