JP2001211548A - 発電計画作成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、発電費用を最小化できる発電
計画を簡単に求めることが可能な発電計画作成方法およ
び装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の特徴とするところは，複数台の発
電機に対し予め起動と停止の優先順位を定めておき、計
画期間の電力需要予測値と予め定めた優先順位によって
基準運転計画を作成した後に、複数台の発電機に対し予
め定めた起動停止の優先順位を変更して運転計画を作成
するようにしたことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，計画期間における
電力需要予測値に基づき複数台の発電機を起動停止させ
る発電計画を立案する発電計画作成方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】電力系統の運用を円滑に行うには需要電力
量によって発電機の運転停止を制御することが必要とな
る。発電機の運転停止を効率良く行うためには発電計画
を立案し、発電費用を最小化となるようにしている。電
力系統の規模が大きくなると、発電機の台数は５０〜１
００台になる。このため、起動停止する発電機の組合せ
は指数関数的に増大する。また、燃料制約等の複数の制
約条件を考慮する必要もあり、発電機の組合せの最適解
を求めるのは極めて困難なことである。

【０００３】発電機の起動停止は各発電機に起動順位と
停止順位の優先順位を予め定めておき、電力需要予測値
に基づいて優先順位の高い発電機から起動あるいは停止
するようにしている。通常、発電機の優先順位は、発電
機の最大出力（定格出力）における燃料費単価によって
決定している。

【０００４】複数台の発電機を起動停止させる発電計画
を立案することは、平成７年度電気学会電力・エネルギ
ー部門大会で発表された講演番号２４２「火力・揚水週
間発電計画立案手法」に記載されている。この従来文献
は、火力発電機と揚水発電機の起動停止計画を立案する
もので、優先順位に基づき立案した初期解の起動停止計
画に対してある１台の発電機の運転時間を１時間長く又
は短く、停止発電機を最短時間運転、運転中の発電機を
最短時間停止することにより、起動停止計画を変更して
より良い発電計画を作成するようにしている。また、こ
の従来文献には、動的計画法、遺伝的アルゴリズム、ラ
グランジュ緩和法等の色々な手法で火力発電機の起動停
止計画を作成することが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は，複数台の
発電機に対して予め定めた優先順位によって起動停止を
決定している。発電機は最大出力（定格出力）の時に効
率が最大となるように設計されており、定格出力におけ
る燃料費単価が最も小さくなる。なお、発電機の燃料費
単価は定格出力から最低出力になるに従って増大する。

【０００６】発電機の優先順位は、発電機の最大出力
（定格出力）における燃料費単価によって決定して、こ
の優先順位に基づいて起動停止計画を作成している。し
かし、発電機の定格出力から最低出力までの燃料費単価
の変化特性は発電機毎に異なっている。

【０００７】発電機は計画期間における電力需要予測値
に基づき負荷配分され部分負荷運転されることがあり、
定格出力運転だけであるとは限らず定格出力での優先順
位が最適であるとは限らない。また、発電費用は燃料費
だけでなく、起動費によっても大きく変化する。したが
って、予め定めた優先順位によって起動停止を決定した
だけでは発電費用を最小化する最適な組合せでない可能
性があるという問題点を有する。

【０００８】本発明は上記点に対処して成されたもの
で、その目的とするところは発電費用を最小化できる発
電計画を簡単に求めることが可能な発電計画作成方法お
よび装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは，複数台の発電機に対し予め起動と停止の優先順位
を定めておき、計画期間の電力需要予測値と予め定めた
優先順位によって基準運転計画を作成した後に、複数台
の発電機に対し予め定めた起動停止の優先順位を変更し
て運転計画を作成するようにしたことにある。

【００１０】本発明は複数台の発電機に対し予め定めた
起動停止の優先順位を変更して運転計画を作成するよう
にしているので、予め定めた優先順位に基づき立案した
基準運転計画よりも燃料費が安い、つまり発電費用の安
い発電計画を求めることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。

【００１２】図２に本発明の一実施例の概略構成図を示
す。

【００１３】図２において、運転計画作成装置１は、中
央演算処理装置(ＣＰＵ)２、主記憶装置３、入出力装置
４および外部記憶装置５とから構成される。

【００１４】入出力装置４は、後述する図１に示すキー
ボードやマウスを備えた入力装置１９と、出力装置とし
ての表示装置２０を有する。なお、入出力装置４として
は、これらの代わりに、あるいは、これらと併用して、
ポインティングデバイス，タッチセンサ等の入力装置
や、液晶表示装置，プリンタ，スピーカ等の出力装置を
設けることもできる。

【００１５】外部記憶装置５としては、ハードディスク
装置，フロッピィディスク装置，ＣＤ−ＲＯＭ(compact
disc−read only memory）装置，ＤＡＴ（digital vid
eotape）装置，ＲＡＭ(randam access memory)装置，Ｄ
ＶＤ(digital video disc)装置，不揮発性メモリ等を用
いることができる。外部記憶装置５は、図１に示すデー
タベース２１を保持するための大容量記憶装置と、処理
プログラムなどを保持する記憶媒体と、該記憶媒体に保
持された情報を読み取るための図１に示す読取装置２２
とを用いているが、一つの外部記憶装置にデータベース
と処理プログラムとが両方保持されているようにするこ
ともできる。また、記憶媒体としては、フロッピィディ
スク，ＣＤ−ＲＯＭ，磁気テープ，光ディスク，光磁気
ディスク，ＤＡＴ，ＲＡＭ，ＤＶＤ，不揮発性メモリ等
を用いることができる。

【００１６】図１に本発明における運転計画作成装置１
の詳細な機能構成図を示す。

【００１７】図１において、運転計画作成装置１は、上
述の入力装置１９，表示装置２０，データベース２１お
よび読取装置２２と、データ処理部８とを備える。な
お、データ処理部８は、予め外部記憶装置５の記憶媒体
に保持され、読取装置２２を介して主記憶装置３に読み
込まれたプログラムを、ＣＰＵ２が実行することにより
実現されるが、本発明はこのようなプログラムされた汎
用プロセッサによるものに限られるわけではない。例え
ば、本発明の各処理を実行するワイヤードロジックを含
む特定のハードウェア装置との組合せによってデータ処
理部８を構成することもできる。

【００１８】入力装置１９は表示装置２０に表示された
選択肢の選択、データの入力などを受付け、データ処理
部８に伝送する。表示装置２０は、入力装置１９から送
られたデータを表示する。データ処理部８は、入力装置
１９から伝送されるデータと、データベース２１から読
み込んだデータと、読取装置２２から読み込んだ処理プ
ログラムと、電力システム６から伝送されるデータとに
基づいて発電機の起動停止の運転計画を作成する。電力
システム６は図示しないデータベースを備えている。

【００１９】データ処理部８の処理結果は、表示装置２
０に送られて表示されると共にデータベース２１に格納
される。また、電力システム６の運用・計画システム，
制御システムが設定した条件での運転計画作成が要求さ
れた場合には、データ処理部８の作成した計画および評
価結果は電力システム６へも通知される。この通知を受
けた電力システム６は、通知された計画をもとに電力系
統７に発電機出力の制御信号を出して発電機を制御する
とともに、電力系統７から発電機出力データを取込み、
その取り込んだデータと図示しない計画システムにおい
て作成したデータとを内部データベース（図示せず）に
格納する。

【００２０】データ処理部８は、コントロール部９，デ
ータ設定部１０，データ読込部１１，優先順位候補作成
部１２、起動停止計画候補作成部１３、負荷配分計算部
１４、目的関数計算部１５、運転計画格納部１７および
表示データ作成部１８を備える。また、データ処理部８
は、送信線２４を介して外部の電力システム６に接続さ
れており、電力システム６は、実際の送発変電設備であ
る電力系統７に接続されている。電力システム６は電力
系統７の計画・運用及び制御のためのシステム、電力系
統７およ電力系統７の状態などを示す情報を保持するた
めの図示しないデータベースを備えている。電力系統７
の状態はリレーやセンサなどにより検出され、送信線２
５を介して電力システム６に通知され、電力システム６
のデータベース（図示せず）に格納される。

【００２１】コントロール部９は、電力システム６、お
よび、各処理部１０〜１８の間のデータや処理プログラ
ムなどの授受を円滑に行うためのデータの加工・処理を
行い、その授受をコントロールして、全体の処理を正常
に動作させる。

【００２２】データ設定部１０はコントロール部９を介
してデータベース２１および／または読取装置２２の記
憶媒体に保持されている、発電機出力を決定するのに使
用する電力系統のデータ，発電機特性，送変電設備特
性，目的関数等の条件や、処理プログラムなどを読込み
する。また、データ設定部１０は読込んだ条件を変更し
て新規の条件を作成しコントロール部９を介してデータ
ベース２１に格納する。

【００２３】データ読込部１１は、コントロール部９を
介してデータベース２１に保持されているデータを読込
み、これらのデータをコントロール部９を介して各処理
部１２〜１７に伝送する。なお、本実施例では、特に説
明しない限り、データベース２１からのデータの読込み
はデータ読込部１１を介して行われる。

【００２４】優先順位候補作成部１２は、コントロール
部９を介してデータ設定部１０から入力された発電機の
起動、停止の優先順位や運転計画格納部１７に格納され
ている優先順位を元にして制約条件を満たすように、ま
たは目的関数を改善するように優先順位を変更する。

【００２５】起動停止計画作成部１３は、コントロール
部９を介して優先順位候補作成部１２で作成した発電機
の起動順位および停止順位により起動停止計画を作成す
る。負荷配分計算部１４は、コントロール部９を介して
起動停止計画候補作成部１３で作成した起動停止計画と
データ設定部１０で設定した計画作成条件を元に各発電
機の出力を計算する。

【００２６】目的関数計算部１５は、コントロール部９
を介して起動停止計画作成部１３で作成した起動停止計
画の制約条件違反、負荷配分計算部１４で計算した発電
機出力及びデータ設定部１０で設定した計画作成条件を
元に作成した運転計画の目的関数を計算する。運転計画
格納部１７は、コントロール部９を介して目的関数計算
部１５で計算した目的関数が小さい（目的関数を最小化
するものとする）運転計画（発電計画）かどうか判定し
て、目的関数が小さいならばその計画を格納する。

【００２７】表示データ作成部１８は、各処理部１２〜
１７で計算した計画条件、計画や目的関数の推移，制約
充足度，入力装置１９からのデータ入力の支援のための
情報等を、表示装置２０表示する。なお、本実施例で
は、特に説明しない限り表示装置２０への出力は表示デ
ータ作成部１８を介して行われる。

【００２８】図３にデータベース２１のデータ構造の一
例構成を示す。

【００２９】図３において、データベース２１は、計画
対象期間（計画期間）の記憶領域１００と、目的関数の
記憶領域１０１と、制約条件の記憶領域１０２と、作成
条件の記憶領域１０３と、計算結果の記憶領域１０４と
を備える。

【００３０】計画対象期間記憶領域１００は、発電計画
を立案する年月日と開始時刻および終了時刻を保持する
ための記憶領域である。目的関数記憶領域１０１は目的
関数の情報を保持するための記憶領域であり、発電機等
の設備特性から発電機出力に応じて増減するコスト関数
の係数、停止時間に応じた起動費等を保持するための発
電機等設備特性記憶領域１０１１と、制約違反が生じた
ときに制約条件とその違反量に応じてペナルティコスト
を加算するときの重み係数を保持するためのペナルティ
重み係数記憶領域１０１２とを備える。

【００３１】制約条件記憶領域１０２は、起動停止、発
電機出力を決定するときに考慮する制約条件を保持する
ための記憶領域であり、計画期間における電力需要予測
値を保持するための需要記憶領域１０２１，発電機出力
の上下限、最小連続停止時間、最小連続停止時間、同一
中央制御装置の同時起動禁止の発電機の組合せ、発電機
出力変化速度の上下限、発電機の作業停止、発電か負荷
かを番号で示す供給力特性，発電機の種類を番号で示す
設備特性等の発電機の運用制約を保持するための発電機
運用特性記憶領域１０２２と、運転予備力等の系統シス
テムの制約条件を保持するための系統システム運用制約
記憶領域１０２３と、計画対象期間全体の燃料消費量、
揚水池の出発、最終水位を保持する供給力積分制約記憶
領域１０２４と、潮流計算で使用するために送電線と変
圧器をブランチで表現し、母線をノードで表現した系統
構成でノード間を接続するブランチの使用／未使用（停
止）状態を数字で表した値と、各発電機等の供給力が接
続するノード番号と各ノードにかかる負荷の大きさを保
持するための系統接続状態記憶領域１０２５と、ブラン
チ毎の潮流制約の上下限値を保持するための系統設備運
用特性記憶領域１０２６とを備える。

【００３２】作成条件記憶領域１０３はタブサーチ、ロ
ーカルサーチ、遺伝的アルゴリズム、シミュレーティッ
ドアニーリング等の組合せ最適化手法のなかから採用す
る手法を記憶する採用手法記憶領域１０３１と、採用し
た手法に応じてパラメータを記憶する手法のパラメータ
記憶領域１０３２と、探索回数等の処理の終了条件を記
憶する終了条件記憶領域１０３３とを備える。手法のパ
ラメータ記憶領域１０３２は採用する手法により記憶す
る項目が変化し、例えば、タブサーチの場合は隣接状態
の定義、タブリストの長さ、タブリストに格納する特性
（アトリビュート）、探索の途中で格納されたタブリス
トの項目を記憶し、また、ローカルサーチの場合はタブ
サーチと同様に隣接状態の定義を記憶する。遺伝的アル
ゴリズムの場合は、個体数、交叉率及び突然変異率とな
る。シミュレーティッドアニーリングの場合は、初期温
度と温度低減率である。計算結果記憶領域１０４は、探
索の途中ででてきた計算結果である変数の値と最終結果
である変数の値とを保持するための記憶領域である。

【００３３】次に、動作を図４、図５に示すフロー図を
参照して説明する。なお、図４、図５において丸で囲ん
だ英字Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは同じ英字が接続されている
ことを示すている。

【００３４】図４の処理フローの概要は、まず、処理４
０で計画作成条件を設定し、設定した計画作成条件に基
づき処理５０〜６９により最適な発電機運転計画を作成
した後に処理６９において最適な運転計画及び計画作成
結果を表示するようになっている。このような処理を行
うために運転計画作成装置１は、電力系統の発電機出力
の起動停止計画を作成するために各種データを設定・編
集する機能と、設定・編集されたデータを用いて電力系
統の発電機出力を計算する機能とを備えている。

【００３５】運転計画作成装置１は、まず表示装置２０
に処理選択メニューを表示し、入力装置１９から入力さ
れる選択およびデータの設定を受付ける。表示装置２０
に表示される処理選択メニューは、計画作成条件設定，
運転計画作成および結果表示からなる。また、計画作成
条件は、（ａ）計画対象期間の設定，（ｂ）発電機のコ
スト関数係数、制約違反の重み係数を考慮する目的関数
と考慮する制約条件の選択，（ｃ）電力需要データの設
定，（ｄ）発電機運用特性の設定，（ｅ）系統システム
運用制約の設定、（ｆ）供給力積分特性の設定，（ｇ）
系統接続状態の設定，（ｈ）系統設備の運用特性の設
定，（ｉ）採用手法の設定、（ｊ）採用した手法のパラ
メータ設定および（ｋ）終了条件の設定からなる。入力
装置１９は、タッチ入力，ポインティングデバイス，マ
ウスなどによる項目毎の選択領域の選択入力，キーボー
ドによる項目番号または記号入力等による、表示された
項目のいずれかの選択を受け付け、選択された項目の処
理を実行する。

【００３６】以下、各項目の処理について具体的に説明
する。

【００３７】（１）計画作成条件の設定 処理４０の計画作成条件の設定をするために、入力装置
１９により表示装置２０に表示される処理選択メニュー
から処理内容を選択することにより、該当する処理を実
行する。

【００３８】（ａ）計画対象期間の設定 処理選択メニューにおいて、計画対象期間の設定が入力
装置１９を介して選択されると、データ設定部１０は処
理対象のデータベース２１の計画対象期間記憶領域１０
０から年，月，日，開始時刻および終了時刻を読取る。
計画対象期間記憶領域１００にデータが格納されている
ときはその値を、格納されていないときはデフォルト値
である「０」が入力された設定画面が表示装置２０に表
示される。なお、表示された年，月，日，開始時刻およ
び終了時刻と異なる値を設定するには、入力装置１９を
介して年，月，日，開始時刻および終了時刻を入力す
る。計画期間の値を確定すると、これらの値は計画対象
期間領域１００に格納され、計画対象期間の設定を終了
する。表示装置２０の表示画面は処理選択メニュー画面
に戻る。

【００３９】（ｂ）目的関数と考慮する制約条件の設定 処理選択メニューにおいて、目的関数と考慮する制約条
件の設定を入力装置１９を介して選択すると、データ設
定部１０は処理対象のデータベース２１の目的関数記憶
領域１０１からコスト計算係数，起動費、考慮する制約
項目，制約条件の違反に対する重み係数の値を読取る。
目的関数記憶領域１０１にデータが格納されているとき
は、格納されている値を、格納されていないときはデフ
ォルト値である「０」が入力された設定画面が表示され
る。目的関数の項目としては、燃料費，起動費および制
約違反が生じたとき各制約とその違反量に応じたペナル
ティ等がある。使用する目的関数は、各項目に重み係数
を掛けた総和である。制約条件としては、電力需給バラ
ンス，発電機の出力上下限，出力変化速度，最小連続運
転時間、最小連続停止時間、潮流制約，計画対象期間で
発電する電力量（燃料消費制約），揚水池水位制約等が
ある。

【００４０】発電機出力を計算するときに、制約条件を
満たすことができないときは、制約値の範囲広げること
により制約値を緩和したときの発電機出力を計算する。
制約違反のペナルティ加算方法としては、違反量の２次
式とすることもできる。重み係数が大きいほどペナルテ
ィコストが大きくなるので、目的関数を最小化するとき
は、その制約を満たすように出力を決定することにな
り、制約の重要度を表す指標となる。

【００４１】目的関数Ｃは次式のように表すことができ
る。

【００４２】

【数１】

【００４３】目的関数Ｃを表す式１の第１項は燃料費
で、ｕitは時刻ｔにおける発電機（ユニットとも称す
る）ｉの運転状態を示し、運転しているときは「１」、
停止しているときは「０」である。Ｐitは時刻ｔにおけ
るユニットｉの出力である。また、ａi、ｂi、ｃiはユ
ニットｉの燃料費関数の係数で、また、Ｔは計画期間、
Ｎ1は発電機数である。

【００４４】第２項は起動費を示し、ＳＵiはユニット
ｉの起動コストの関数である。この関数は停止時間の長
さによりコストが変化する。

【００４５】第３項は停止費を示し、ＳＰiはユニット
ｉの停止コストの関数である。

【００４６】第４項は各時間毎の制約条件に対する違反
が生じたときのペナルティである。対象となる制約条件
は、発電機の出力上下限、潮流制約、水位上下限制約等
である。Ｎ2は対象とする制約条件数、ｗ2itは違反が生
じたときの重み係数である。対象としない制約条件の重
み係数はゼロとなる。関数Ｆ2itは出力Ｐitに依存し、
時刻ｔ、制約ｉに関する制約の違反に対するペナルティ
関数である。ペナルティ関数は違反量の増加に伴って増
大する関数で、例えば違反量の絶対値、違反量を二乗し
た値を用いる。ペナルティ関数は制約違反を生じないと
きゼロとなる。

【００４７】第５項は計画期間全体で満たす制約条件に
対する違反が生じたときのペナルティである。対象とな
る制約条件は、燃料消費制約、最終水位制約等である。
Ｎ3は対象とする制約条件数、ｗ3itは違反が生じたとき
の重み係数である。対象としない制約条件の重み係数は
ゼロとなる。関数Ｆ3itは出力Ｐitに依存し、制約ｉに
関する制約の違反に対するペナルティ関数である。ペナ
ルティ関数は違反量の増加に伴って増大する関数で、例
えば違反量の絶対値、違反量を二乗した値を用いる。ペ
ナルティ関数は制約違反が生じないときはゼロとなる。

【００４８】第６項はユニット毎の起動停止に関する制
約に対する違反が生じたときのペナルティである。対象
となる制約は、同一中央制御装置で制御する発電機の同
時起動禁止、起動時間間隔、停止時間間隔、また各発電
機の最小連続運転時間、最小連続停止時間等である。Ｎ
4は対象とする制約条件数、ｗ4ijは違反が生じたときの
重み係数である。対象としない制約条件の重み係数はゼ
ロとなる。関数Ｆ4ijは起動停止状態ｕitに依存し、発
電機ｉに関する制約の違反に対するペナルティ関数であ
る。ペナルティ関数は違反量の増加に伴って増大する関
数で、例えば違反量の絶対値、違反量を二乗した値を用
いる。ペナルティ関数は制約違反が生じないときはゼロ
となる。

【００４９】第７項は時間断面のユニット全体に対する
違反が生じたときのペナルティである。対象となる制約
条件は、需給バランス、運転予備力等である。ｗ5jは違
反が生じたときの重み係数である。対象としない制約条
件の重み係数はゼロとなる。関数Ｆ5tは起動停止状態ｕ
itと発電機出力Ｐitに依存し、発電機全体に関する制約
の違反に対するペナルティ関数である。ペナルティ関数
は違反量の増加に伴って増大する関数で、例えば違反量
の絶対値、違反量を二乗した値を用いる。ペナルティ関
数は制約違反が生じないときはゼロとなる。

【００５０】式１における重み係数と対象とする制約条
件を変更するには、入力装置１９を介して設定を変更す
る。設定変更された重み係数と対象とする制約条件の値
は目的関数領域１０１のペナルティ重み係数記憶領域１
０１２に格納され、目的関数と考慮する制約条件の設定
を終了する。表示装置２０の表示画面は処理選択メニュ
ー画面に戻る。

【００５１】（ｃ）電力需要データの設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニューにおい
て、電力需要データの設定が入力装置１９を介して選択
されると、データ設定部１０は処理対象のデータベース
２１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象年月日
と、制約条件記憶領域１０２の需要記憶領域１０２１か
ら電力需要の値（予測値）を読取る。需要記憶領域１０
２１にデータが格納されているときは格納されている電
力需要予測値が設定画面に表示され、格納されていない
ときはデフォルト値である「０」が入力された設定画面
が表示される。また、表示されている需要データを修正
するためには入力装置１９を介して需要データを修正す
る。確定した電力需要予測値は制約条件記憶領域１０２
の需要記憶領域１０２１に格納され、電力需要データの
設定を終了する。表示装置２０の表示画面は処理選択メ
ニュー画面に戻る。

【００５２】（ｄ）発電機運用特性の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニューにおい
て、発電機運用特性の設定が入力装置１９を介して選択
されると、データ設定部１０は処理対象のデータベース
２１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象年月日
と、制約条件記憶領域１０２の発電機運用特性記憶領域
１０２２から発電機の運用制約を読取る。運用制約条件
には、発電機毎の出力上下限、最小連続運転時間、最小
連続停止時間、出力変化速度の上下限、同一中央の同時
起動禁止発電機の組合せ、同一中央の発電機の起動時刻
間隔、作業による停止日程、試験等による必ず運転する
日程等がある。これらの値が発電機運用特性記憶領域１
０２２に格納されているときは格納されている値を設定
画面に表示し、格納されていないときはデフォルト値で
ある「０」が入力された設定画面が表示される。また、
表示されている発電機運用特性を修正するためには入力
装置１９を介して発電機運用特性を修正する。発電機運
用特性の値を確定した後、これらの値は制約条件記憶領
域１０２の発電機運用特性記憶領域１０２２に格納さ
れ、発電機運用特性の設定を終了する。表示装置２０の
表示画面は処理選択メニュー画面に戻る。

【００５３】（ｅ）系統システム運用制約の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニューにおい
て、系統システム運用制約の設定が入力装置１９を介し
て選択されると、データ設定部１０は処理対象のデータ
ベース２１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象年
月日と、制約条件記憶領域１０２の系統システム運用制
約記憶領域１０２３から系統システムの制約を読取る。
系統システムの制約には、各時刻で必要な運転予備力等
がある。これらの値が系統システム運用制約記憶領域１
０２３データに格納されているときは、格納されている
値を設定画面に表示し、格納されていないときはデフォ
ルト値である「０」が入力された設定画面が表示され
る。また、表示されている系統システム運用制約を修正
するためには入力装置１９を介して系統システム運用制
約を修正する。値を確定した後、これらの値は制約条件
記憶領域１０２の系統システム運用制約記憶領域１０２
３に格納され、系統システム運用制約の設定を終了す
る。表示装置２０の表示画面は処理選択メニュー画面に
戻る。

【００５４】（ｆ）供給力積分特性の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニューにおい
て、供給力積分特性の設定が入力装置１９を介して選択
されると、データ設定部１０は処理対象のデータベース
２１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象年月日
と、制約条件記憶領域１０２の供給力積分制約記憶領域
１０２４の値を読取る。積分制約には、燃料消費量制約
があるユニットのグループとそのグループが対象期間で
消費すべき燃料消費量の上下限値、揚水池の初期水位と
最終水位がある。供給力積分制約記憶領域１０２４にデ
ータが格納されているときは、格納されている値を、格
納されていないときはデフォルト値である１が入力され
た設定画面が表示される。また、表示されている供給力
積分特性を修正するためには入力装置１９を介して供給
力積分特性を修正する。値を確定した後、これらの値は
制約条件記憶領域１０２の供給力積分特性記憶領域１０
２４に格納され、供給力積分特性の設定を終了する。表
示装置２０の表示画面は処理選択メニュー画面に戻る。

【００５５】（ｇ）系統接続状態の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニュー画面に
おいて、系統接続状態の設定が入力装置１９を介して選
択されると、データ設定部１０は処理対象のデータベー
ス２１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象年月日
と、制約条件記憶領域１０２の系統接続状態記憶領域１
０２５の値を読取る。系統接続状態には、母線、負荷、
発電機等のノード間にあるブランチが入切の接続状態を
示すものである。系統接続状態記憶領域１０２５にデー
タが格納されているときは、格納されている値を設定画
面に表示し、格納されていないときはデフォルト値であ
る「１」（入）が入力された設定画面に表示される。ま
た、表示されている系統接続状態を修正するためには入
力装置１９を介して系統接続状態を修正する。値を確定
した後、これらの値は制約条件記憶領域１０２の系統接
続状態記憶領域１０２５に格納され、系統接続状態の設
定を終了する。表示装置２０の表示画面は処理選択メニ
ュー画面に戻る。

【００５６】（ｈ）系統設備の運用特性の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニュー画面に
おいて、系統設備の運用特性の設定が入力装置１９を介
して選択されると、データ設定部１０は処理対象のデー
タベース２１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象
年月日と、制約条件記憶領域１０２の系統設備運用特性
記憶領域１０２６の値を読取る。系統設備運用特性に
は、ブランチのインピーダンス特性およびブランチの潮
流制約値がある。系統設備運用特性記憶領域１０２６に
データが格納されているときは、格納されている値を設
定画面に表示し、格納されていないときはデフォルト値
である「０」が入力された設定画面が表示される。ま
た、表示されている系統設備の運用特性を修正するため
には入力装置１９を介して系統設備の運用特性を修正す
る。値を確定した後、これらの値は制約条件記憶領域１
０２の系統設備運用特性記憶領域１０２５に格納され、
系統設備の運用特性の設定を終了する。表示装置２０の
表示画面は処理選択メニュー画面に戻る。

【００５７】（ｉ）採用手法の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニュー画面に
おいて、採用手法の設定が入力装置１９を介して選択さ
れると、データ設定部１０は処理対象のデータベース２
１の計画対象期間記憶領域１００の計画対象年月日と、
作成条件記憶領域１０３の採用手法記憶領域１０３１の
値を読取る。採用手法には、タブサーチ、ローカルサー
チ、シミュレーティッドアニーリング、遺伝的アルゴリ
ズム等の組合せ最適化手法がある。採用手法記憶領域１
０３１にデータが格納されているときは、格納されてい
る値を、格納されていないときはデフォルト値である１
（タブサーチ）が入力された設定画面が表示される。ま
た、表示されている採用手法を修正するためには入力装
置１９を介して採用手法を修正する。値を確定した後、
これらの値は作成条件記憶領域１０３の採用手法記憶領
域１０３１に格納され、採用手法の設定を終了する。表
示装置２０の表示画面は処理選択メニュー画面に戻る。

【００５８】（ｊ）採用した手法のパラメータ設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニュー画面に
おいて、採用した手法のパラメータ設定が入力装置１９
を介して選択されると、データ設定部１０はデータベー
ス２１の作成条件記憶領域１０３の採用手法記憶領域１
０３１および手法のパラメータ記憶領域１０３２の値を
読取る。また、採用手法記憶領域１０３１の値（手法）
に応じて、対応する手法のパラメータ記憶領域１０３２
からデータを読み込む。

【００５９】手法がタブサーチの場合は隣接状態の定
義、タブリストの長さ、タブリストに格納する特性（ア
トリビュート）、探索の途中で格納されたタブリストの
項目を記憶し、ローカルサーチの場合はタブサーチと同
様に隣接状態の定義を記憶する。遺伝的アルゴリズムの
場合は、個体数、交叉率及び突然変異率となる。シミュ
レーティッドアニーリングの場合は、初期温度と温度低
減率である。

【００６０】採用手法記憶領域１０３１にデータが格納
されているときは、格納されている値を、格納されてい
ないときはデフォルト値である「１」（タブサーチ）が
入力された設定画面が表示される。また、表示されてい
るパラメータを修正するためには入力装置１９を介して
パラメータを修正する。値を確定した後、これらの値は
作成条件記憶領域１０３の手法のパラメータ記憶領域１
０３２に格納され、採用した手法のパラメータ設定を終
了する。表示装置２０の表示画面は処理選択メニュー画
面に戻る。

【００６１】（ｋ）終了条件の設定 表示装置２０に表示されている処理選択メニュー画面に
おいて、終了条件の設定が入力装置１９を介して選択さ
れると、データ設定部１０は処理対象のデータベース２
１の作成条件記憶領域１０３の終了条件記憶領域１０３
３の値を読取る。終了条件には、探索を繰り返す回数が
ある。終了条件記憶領域１０３３にデータが格納されて
いるときは、格納されている値を、格納されていないと
きはデフォルト値である「１」が入力された設定画面が
表示される。また、表示されている終了条件を修正する
ためには入力装置１９を介して終了条件を修正する。値
を確定した後、これらの値は作成条件記憶領域１０３の
終了条件記憶領域１０３３に格納され、終了条件の設定
を終了する。表示装置２０の表示画面は処理選択メニュ
ー画面に戻る。

【００６２】このように処理４０において計画作成条件
を全て設定した後に発電計画の作成は次のようにして行
われる。

【００６３】表示装置２０に表示されている処理選択メ
ニュー画面において、発電計画の作成を入力装置１９を
介して選択すると、データ処理部８はコントロール部
９、処理部１０〜１７およびデータベース２１と連携を
取りながら発電計画を作成する。データベース２１には
最適な発電計画を立案作成する途中の起動停止計画、発
電機出力、目的関数、制約条件違反の有無及び違反して
いる理由等も格納される。

【００６４】まず、処理５０において計画期間における
電力需要予測値と予め定めた優先順位によって複数台の
発電機の起動停止の基準運転計画を作成した後に処理５
１に移行する。

【００６５】処理５１において、データ読込部１１は処
理４０で設定した計画作成条件をコントロール部９を介
してデータベース２１から読込み、コントロール部９を
介して負荷配分計算部１４に与える。負荷配分計算部１
４は次の条件で発電機出力の負荷配分を計算する。全て
の発電機を全ての時間で運転とする。作業停止、試験等
で出力が固定されている発電機はその出力で固定とす
る。必ず運転する必要がある時刻がある発電機の出力下
限はそのままの出力下限を使用する。それ以外の発電
機、時刻については出力下限をゼロとする。

【００６６】負荷配分計算部１４はこれらの制約条件Ａ
と最小連続運転時間、最小連続停止時間、同一中央の同
時起動禁止制約等の起動停止のみにより制約条件を満た
すかどうか判定できる制約以外で処理４０で設定された
対象とする制約条件Ｂを考慮して、線形計画法または二
次計画法により目的関数が最小となるように負荷配分す
る。制約条件Ｂは需給バランス、出力変化速度制約、燃
料消費制約、揚水池水位制約、潮流制約等で処理４０で
考慮すると設定したものである。この処理５１では、制
約条件を緩和した制約条件Ａ、制約条件Ｂで負荷配分を
しているため、この制約条件を満たす発電機出力が存在
しない場合は、元の問題においては可能解が存在しない
ことが判明する。

【００６７】可能解が存在しないことが判定したら、電
力需給バランスを満たすように等λ法により負荷配分
し、この配分結果に対してここで考慮する制約条件Ａ、
制約条件Ｂの制約違反量を計算する。次に、違反した制
約条件Ｃに対して制約違反量に相当する量だけ、制約条
件を緩和し、この緩和した制約条件に対してはもとの制
約条件からの偏差を目的関数として、これを最小化する
ように負荷配分する。制約条件Ｃを更に緩和したので、
この条件では制約条件を満たすことが出来る。

【００６８】緩和前の制約条件Ａ、Ｂに対して、再度制
約条件を満たしているかどうかをチェックする。可能解
が存在しない場合は、処理６９の結果の表示に移る。こ
のとき、処理６９では、違反している制約条件、制約値
および違反量を表示装置２０に表示する。これらの表示
結果を元に制約条件を満たす解が存在するように再度、
処理４０で計画作成条件を変更する。

【００６９】処理５２で可能解の有無を判定して、可能
解が存在しうる時は処理５３に可能解が存在することを
送り、処理５３の起動停止計画候補の作成に移る。可能
解が存在しないときは処理６９の結果の表示へ処理が移
る。

【００７０】処理５３の起動順位と停止順位の候補の作
成では、データ読込部１１は処理４０で設定した計画作
成条件、処理５２の解が存在する情報、処理６７の発電
機の分類をコントロール部９を介してデータベース２１
から読込み、コントロール部９を介して優先順位候補作
成部１２に与える。

【００７１】優先順位候補作成部１２は処理５２の判定
から処理５３に移るとき、発電機の起動順位と停止順位
の初期値を次のようにして決定する。

【００７２】採用手法記憶領域１０３１に採用手法がタ
ブサーチとしているとき、発電機運用特性記憶領域１０
２２に格納してある起動順位と停止順位を用いる。また
は、出力上限における燃料費の単価が小さい順を起動順
位とし、単価が大きい順を停止順位とすることもでき
る。採用手法がローカルサーチ、シミュレーティッドア
ニーリングも同じ方法で初期値を設定する。

【００７３】採用手法が遺伝的アルゴリズムのときは、
発電機運用特性記憶領域１０２２に格納してある起動順
位と停止順位の優先順位をランダムに変更した優先順位
を合わせた数がパラメータ記憶領域１０３２の個体数と
なるまで、優先順位候補を作成する。処理６７の発電機
の分類から処理５３の優先順位候補の作成に移るとき
は、処理６７で決定した発電機の分類に基づいて、起動
停止計画候補を作成する。

【００７４】採用手法記憶領域１０３１に採用手法がタ
ブサーチとしているとき、計算結果記憶領域１０４に格
納してある最新の運転計画の優先順位を元にして優先順
位を入替えて、新たな優先順位の候補を作成する。

【００７５】優先順位の候補の作成について説明する。

【００７６】図６に５台の発電機Ｇ１〜Ｇ５の最新の優
先順位を示す。図６に示す優先順位から発電機Ｇ２とＧ
４の起動の優先順位を入替え操作を（Ｇ２，Ｇ４）と表
現し、この入替え操作を実施すると、図７に示す新たな
優先順位を作成することが出来る。任意の２台の発電機
に対してこのような入替え操作を繰返すことにより、全
ての優先順位を作成することができ、最適な優先順位を
見つけることが可能となる。また、発電機Ｇ２の起動順
位を４番目に挿入することを（Ｇ２、４）と表現し、こ
の挿入操作により、図８に示す優先順位を作成すること
ができる。この方法によっても、全ての優先順位を作成
可能であり、最適な優先順位を見つけることが可能であ
る。同様に停止順位を変更することにより、優先順位候
補を作成することができる。

【００７７】処理６７の発電機の分類で、起動順位の入
替えグループの組が発電機の集合｛Ｇ１、Ｇ２｝と｛Ｇ
４、Ｇ５｝とすると、入れ替えの組合わせは（Ｇ１，Ｇ
４）、（Ｇ１、Ｇ５）、（Ｇ２、Ｇ４）、（Ｇ２、Ｇ
５）の４つで、優先順位の候補も４つ作成することがで
きる。また、起動順位の挿入が｛Ｇ１、（２、
３））｝、｛Ｇ４、（１、２）｝とすると、挿入操作
（Ｇ１、２）、（Ｇ１、３）、（Ｇ４、１）、（Ｇ４、
２）により、優先順位の候補を４つ作成することができ
る。

【００７８】タブサーチでは、タブリストに格納された
操作、状態を禁止するので、上述のように作成した優先
順位の候補のうちで、タブリストに格納させ操作、状態
であるものは候補から除くものとする。

【００７９】手法のパラメータ記憶領域１０３２にある
タブリストに格納するものがタブリストには格納され
る。タブリストに格納されるものは、次の５つのうちの
パラメータ記憶領域１０３２で指定された一つである。
タブリストに、入替えの禁止ユニット名称を格納してお
り、発電機Ｇ１が格納されていると、入れ替え操作（Ｇ
１，Ｇ４）、（Ｇ１、Ｇ５）が候補から除かれる。

【００８０】また、タブリストに、挿入操作の禁止ユニ
ット名称を格納しており、発電機Ｇ１が格納されている
と、挿入操作では（Ｇ１、２）、（Ｇ１、３）が候補か
ら除かれ、タブリストに発電機の全ての優先順位そのも
のを格納しているときは、タブリストにある優先順位と
同一となるものは候補から除かれる。

【００８１】さらに、タブリストとして現在の起動停止
計画で、発電機を連続運転、停止から運転、運転から停
止、停止から運転し更に停止、および連続停止のグルー
プに分け、ユニットと起動停止状態のグループがあり、
ここに、発電機Ｇ５、グループに連続運転が格納されて
いるとき、入替えの相手である発電機Ｇ１が連続運転で
あることから、発電機Ｇ５の入替え操作（Ｇ１、Ｇ５）
により、発電機Ｇ５が連続運転となる可能性が高いこと
から、この入替え操作により作成される優先順位の候補
は削除される。

【００８２】タブリストとして、発電機名称と優先順位
の変化方向が格納されており、発電機Ｇ１の優先順位の
下げが格納されている場合、入替え操作（Ｇ１、Ｇ
４）、（Ｇ１、Ｇ５）が削除され、挿入操作（Ｇ１、
２）、（Ｇ１、３）が削除される。タブリストとして、
発電機名称と優先順位が格納されており、発電機Ｇ１と
優先順位４が格納されているとき、入替え操作（Ｇ１、
Ｇ４）が削除され、上記の例では禁止される挿入操作は
ない。タブリストに、優先順位の順序関係が格納されて
おり、発電機Ｇ１より発電機Ｇ２の優先順位が上となっ
ていると、入れ替え操作（Ｇ１、Ｇ４）、（Ｇ１、Ｇ
５）は削除される。挿入操作では（Ｇ１、２）、（Ｇ
１、３）が削除される。

【００８３】ローカルサーチでは、同様の方法で候補を
作成するが、タブリストはないので、削除する候補はな
い。シミュレーティッドアニーリングの場合は、処理６
７で作成する発電機の分類でグループにあるのは、１台
の発電機であり、候補は１台となる。遺伝的アルゴリズ
ムの場合は、現在の世代の個体を元に交叉、突然変異に
より、新たな優先順位を作成する。

【００８４】このようにして作成された発電機の起動順
位と停止順位の優先順位の候補は、計算結果記憶領域１
０４に格納される。

【００８５】処理５４の起動停止計画の作成では、デー
タ読込部１１は処理４０で設定した計画作成条件、処理
５３で作成した優先順位の候補をコントロール部９を介
してデータベース２１から読込み、コントロール部９を
介して起動停止計画作成部１３に与える。起動停止計画
作成部１３は、各優先順位候補の発電機に対して起動停
止計画を作成する。

【００８６】このことの具体的な例を図９〜図１２を用
いて説明する。

【００８７】図９は計画期間が６時間の各時刻の電力需
要予測値を示す。図１０は処理５３で作成した優先順位
の候補の１つである。Ｇ１〜Ｇ５は火力発電機を、Ｐ６
は揚水発電機を示す。ここは、運転予備力をゼロとし
て、運転する発電機の出力上限の和となる可能供給力が
電力需要以上となるまで、起動順位によって発電機を起
動し、運転している発電機を停止していくものとする。

【００８８】時刻１における電力需要は１０００である
ため、起動順位の高い発電機Ｇ１を運転しても可能供給
力が６００であるため、供給が不足する。次に発電機Ｇ
２も運転すると、可能供給力は１１００となり需要以上
の可能供給力となる。よって、時刻１は発電機Ｇ１とＧ
２を運転する。

【００８９】同様に電力需要が最大の時刻４まで起動順
位を用いることにより、時刻４では発電機Ｇ１、Ｇ２お
よびＧ３を運転する計画となる。時刻５から需要が減少
するため、停止順位を用いて停止する発電機を決める。
但し、停止する発電機は前の時刻で運転している発電機
とする。

【００９０】時刻５では停止順位が最も高い発電機３を
停止しても、可能供給力は１４００で需要以上ある。次
に停止順位の高い発電機Ｇ４を停止すると、可能供給力
は１０００となり、需要より小さくなるため発電機Ｇ４
を停止することは出来ない。よって、時刻５では発電機
Ｇ３を停止、すなわち、発電機Ｇ１、Ｇ２およびＧ４を
運転する計画となる。同様にして、時刻６では新たに停
止する発電機はない。

【００９１】このようにして立案作成された起動停止計
画は図１１のようになり、各時刻の可能供給力は図１２
のようになる。なお、図１１では運転を「１」、停止を
「０」で示している。運転予備力を考慮して起動停止計
画を作成するときは、需要と運転予備力が図９の需要に
相当する値となる。また、前回の起動停止計画で揚水発
電機Ｐ６が起動されているときは、揚水発電機Ｐ６の電
力量を需要予測値から引いておくようにする。

【００９２】なお、上述の説明では、時間軸方向の時刻
１から時刻６に向かって計画を作成したが、時間軸方向
と反対の時刻６から時刻１に向かって計画を作成するこ
ともできる。この場合は、時刻６から電力需要予測値の
ピークである時刻４までを停止順位の逆から起動するこ
とにより、時刻３から時刻１は起動順位の逆から停止す
ることにより起動停止計画を作成する。この結果、図１
３に示すような起動停止計画が作成され、その可能供給
力は図１４のようになる。図１１と図１３の起動停止計
画では、発電機Ｇ４の時刻５、６と発電機Ｇ５の時刻４
〜６の起動停止状態が異なっている。どちらが選ばれる
かは、処理５０の計画作成条件で設定し、格納した手法
のパラメータ記憶領域１０３２の値により決定される。

【００９３】火力発電機Ｇ１〜Ｇ５の起動停止計画に対
して、揚水発電機Ｐ６の投入の増減により、需要のピー
クで運転する発電機をｋ台追加または需要のピークで停
止する発電機をｋ台追加することにより、揚水発電機Ｐ
６も考慮した別の起動停止計画を作成する。停止する発
電機、運転する発電機の決定方法、変数ｋは処理４０で
設定した手法のパラメータ記憶領域１０３２の値、条件
により決定される。

【００９４】ここでは、ｋ＝１の例で説明する。作成し
た図１１の起動停止計画に対して、停止する発電機を次
のように決める。起動順位の最も低くかつ運転している
発電機、運転時間が最も短い発電機、あるいは連続運転
している期間の発電単価が最も高い発電機を停止する。
図１１の計画で、運転時間が短い発電機を停止する場合
は、発電機Ｇ３の時刻２から時刻４までを停止に変更す
ることになる。

【００９５】作成した図１１の起動停止計画に対して、
運転する発電機を次のように決める。連続停止している
発電機で起動順位の最も高い発電機を揚水発電機Ｐ６が
投入されている開始、終了時間の間、または連続して揚
水発電機Ｐ６が投入されている時間が長い時刻の間、運
転する。揚水発電機Ｐ６が投入されていないときは、需
要と運転予備力の和が大きい時刻から順に、起動する発
電機の最小連続運転時間だけ運転する。図１１の計画で
は、揚水発電機Ｐ６は投入されていないので、発電機Ｇ
２を運転し、この発電機の最小連続運転時間が２時刻と
すると、需要と運転予備力の大きい、時刻３、４で運転
する計画を作成することになる。

【００９６】以上のようにして、１つの発電計画から新
たに２ｋの発電計画を作成し、最初にｈの起動停止計画
候補があると、ｋｈ個の起動停止計画候補が作成される
ことになる。新たに作成した起動停止計画と作成した計
画の数は、計算結果記憶領域１０４に格納される。

【００９７】処理５５では、処理５４で作成したｋｈ個
の起動停止計画のｉ番目の起動停止計画を計算結果記憶
領域１０４から取込みを実行する。

【００９８】処理５６において、ｉ番目の起動停止計画
に対して、起動停止計画のみによりチェックできる制約
条件を満たしているか判定する。この制約条件には、同
一中央制御装置で制御する発電機の同時起動禁止、起動
時間間隔、停止時間間隔、各発電機の最小連続運転時
間、最小連続停止時間、運転予備力等がある。同一中央
制御装置で制御する発電機の同時起動禁止は同一の日に
起動できない発電機の組合せであり、同一中央制御装置
で制御する発電機を起動、停止するときは起動時間間
隔、停止時間間隔をあける必要があるものである。最小
連続運転時間、最小連続停止時間は各発電機が連続して
運転、停止する必要がある時間である。運転予備力は運
転している発電機の出力上限の総和と需要の差である。
よって、これらの制約条件は起動停止計画が決まれば、
制約条件を満たしているかどうか判定することができ
る。

【００９９】ここで、起動停止に関連する制約違反の有
無および違反理由を計算結果記憶領域１０４の起動停止
計画ｉの情報として格納する。処理５６において制約違
反がないと判断したときは処理５９に移り、制約違反が
あることが判明しないときは処理５７に移行する。

【０１００】処理５７では、処理４０で設定した計画作
成条件で制約違反があるときは起動停止計画を修正する
かどうかの設定条件を読込んで、起動停止計画を修正す
るときは処理５８に移行し、修正しないときは処理６３
に移行する。

【０１０１】処理５８では、計算結果記憶領域１０４の
起動停止計画ｉの起動停止計画に関する制約違反の有無
および理由を読込んで、その理由に応じて起動停止計画
を修正する。制約違反の理由が、同一中央制御装置で制
御する発電機の同時起動禁止の制約条件の違反であると
きは、優先順位の低い発電機を停止にするか、または、
優先順位の高い発電機を深夜も運転して起動しないよう
にする。

【０１０２】制約違反の理由が起動時間間隔が短いとき
は、優先順位の低い方の発電機の起動時間を遅くする
か、または、優先順位の高い方の発電機の起動時刻を早
める。停止時間間隔が短いときは、優先順位の低い方の
発電機の停止時間を早めるか、または、優先順位の高い
方の発電機の起動時刻を遅くする。運転予備力が不足す
るときは、不足する時間に優先順位の高い発電機を新た
に運転する。以上の対策を順にまたは組合せて実施して
することにより、起動停止計画のみから判定できる制約
違反を解消することが出来る。

【０１０３】以上のようにして起動停止計画を修正した
結果を計算結果記憶領域１０４に起動停止計画ｉの起動
停止計画として格納し、制約違反の有無を無しとして違
反理由を削除した上で次の処理５９に移行する。

【０１０４】処理５９では、処理４０で設定した計画作
成条件における配分計算方法を読取る。配分計算方法
が、簡易配分計算または簡易負荷配分計算と詳細負荷配
分計算の併用であるときは処理６０に移行し、詳細負荷
配分計算となっているときは処理６２に移行する。

【０１０５】処理６０の簡易負荷配分計算では、データ
読込部１１は処理４０で設定した計画作成条件、処理５
４または処理５８で作成した起動停止計画を格納してい
る計算結果記憶領域１０４の起動停止計画ｉをコントロ
ール部９を介してデータベース２１から読込み、コント
ロール部９を介して負荷配分計算部１４に伝送する。

【０１０６】負荷配分計算部１４は、起動停止計画ｉに
対して、発電機出力上下限制約、需給バランスを満たす
条件で、等λ法（ラグランジェの未定乗数法）により発
電機出力を決定する。運転している全ての火力発電機の
出力を上限としても供給力不足が生じるときは需給バラ
ンスのために予め揚水発電機を入れておき、また、運転
している全ての火力発電機の出力を下限としても余剰電
力が生じるときは需給バランスのために予め揚水発電所
の揚水ポンプを入れるようにする。

【０１０７】次に負荷配分計算部１４は、揚水ポンプが
上限まで達していない時刻の増分燃料費の最小値と揚水
発電が上限まで達していない時刻の増分燃料費（単位発
電量増加するのに必要な燃料費）の最大値との比率が揚
水発電効率（一般に６０〜７０％程度）より小さいなら
ば、揚水池の水位上下限制約を満たし、揚水池の水位が
最終水位となるように増分燃料費が小さい時刻で揚水ポ
ンプを増加させ、増分燃料費が高い時刻で揚水発電を増
加させる。以上の処理により、揚水発電機の出力および
揚水ポンプの出力を決定する。

【０１０８】また、燃料消費制約を考慮する必要がある
ならば、燃料消費制約がある発電機グループとそれ以外
の発電機グループに分け、燃料消費量が不足するとき
は、もとの全時刻の増分燃料費に１より大きいファクタ
を掛けて、燃料消費制約のある発電機グループの出力を
増加させて、できるだけ燃料消費量制約の値と一致させ
る。燃料消費量が過剰の時は、１より小さいファクタを
掛けて、燃料消費制約のある発電機グループの出力を増
加させて、できるだけ燃料消費量制約の値と一致させ
る。燃料消費制約のある発電機グループとそれ以外のグ
ループの供給力を固定する。

【０１０９】さらに、潮流制約を考慮する必要があり、
前述の発電機出力では放射状系統部で潮流制約違反が生
じるときは、流入側の系統に属する発電機の出力を増加
させ、流出側の系統に属する発電機の出力を減少させ
る。このとき、燃料消費制約のある発電機グループの出
力合計とそれ以外の発電機グループの出力合計は変更さ
せないで、同一グループ内での出力調整にて需給バラン
スを取りながら、潮流制約違反量をできるだけ低減する
ように等λ法にて火力発電機の出力を決定する。

【０１１０】以上により負荷配分した発電機出力を、計
算結果記憶領域１０４に起動停止計画ｉの発電機出力と
して格納する。また、考慮する必要のある制約条件で満
足することが出来なかったときは、負荷配分に関する制
約違反があることと、その原因も合わせて格納して処理
６１に移行する。

【０１１１】処理６１では、処理４０で設定した計画作
成条件の配分計算方法と計算結果記憶領域１０４の起動
停止計画ｉの負荷配分に関する制約違反がの有無を読取
る。制約違反がありかつ配分計算方法が簡易負荷配分計
算と詳細負荷配分計算の併用であるときは処理６２に移
行し、そうでないときは処理６３に移行する。

【０１１２】処理６２の詳細負荷配分計算では、データ
読込部１１は処理４０で設定した計画作成条件、計算結
果記憶領域１０４の起動停止計画ｉの起動停止計画、発
電機出力および起動停止計画に関する制約違反の有無と
違反理由をコントロール部９を介してデータベース２１
から読込み、コントロール部９を介して負荷配分計算部
１４に伝送する。

【０１１３】負荷配分計算部１４は、需給バランス、出
力上下限、揚水池水位上下限、燃料消費制約、潮流制約
を考慮して、式１の燃料費が最小となるように、燃料費
関数が二次式の時は二次計画法、線形式の時は線形計画
法により負荷配分する。ここで、制約違反を満たす発電
機出力を計算できず、かつ負荷配分方法が詳細計算であ
るときは、処理６０の簡易負荷配分計算と同じ方法で、
発電機出力を計算する。負荷配分方法が簡易負荷配分ま
たは簡易負荷配分と詳細負荷配分計算の併用であるとき
は、計算結果記憶領域１０４の起動停止計画ｉの発電機
出力を使用する。これらの負荷配分では、必ず需給バラ
ンスと出力上下限制約を満たしている。

【０１１４】この発電機出力で制約違反があるものにつ
いては制約値を緩和する。例えば、あるブランチの潮流
制約値上限が１００で、潮流値が１５０のとき、制約値
を１５０として緩和する。このように、違反している全
ての制約値を緩和することにより、簡易負荷配分で得ら
れた解は少なくとも緩和した後の制約条件を全て満たす
ことができる。よって、式１の起動停止の変数ｕitが含
まれていない第１項の燃料費と、制約違反量に応じたペ
ナルティである第４項、第５項を目的関数として、線形
計画法または二次計画法により目的関数が最小となる発
電機出力を計算する。

【０１１５】以上のようにして負荷配分した発電機出力
を、計算結果記憶領域１０４の起動停止計画ｉの発電機
出力として上書きして格納する。また、考慮する必要の
ある制約条件で満足することが出来なかったときは、負
荷配分に関する制約違反があることと、その原因も合わ
せて上書きして格納して処理６３に移行する。

【０１１６】処理６３の目的関数計算では、データ読込
部１１は処理４０で設定した計画作成条件、処理５７、
処理６０と処理６２で格納して最終的に格納されている
計算結果記憶領域１０４の起動停止計画ｉの起動停止計
画、発電機出力、起動停止に関する制約違反の有無と違
反理由、負荷配分に関する制約違反の有無と違反理由を
コントロール部９を介してデータベース２１から読込
み、コントロール部９を介して目的関数計算部１５に伝
送する。

【０１１７】目的関数計算部１５は、発電機出力が格納
されているときは、起動停止計画、発電機出力、起動停
止に関する制約違反の有無と違反理由、負荷配分に関す
る制約違反の有無と違反理由を元に式１の目的関数を計
算する。また、処理５７から処理６３に移行したときは
発電機出力は計算されていないので、式１の第６項に十
分大きなペナルティ（定数）を加算した値を目的関数と
する。目的関数計算部１５で計算した目的関数値を計算
結果記憶領域１０４の起動停止計画ｉの目的関数値とし
て格納して次の処理６４へ移行する。

【０１１８】処理６４では、データ読込部１１は処理６
３で格納した計算結果記憶領域１０４の起動停止計画ｉ
の起動停止計画、発電機出力、起動停止に関する制約違
反の有無と違反理由、負荷配分に関する制約違反の有無
と違反理由および目的関数値をコントロール部９を介し
てデータベース２１から読取り、コントロール部９を介
して運転計画格納部１７に伝送する。

【０１１９】運転計画格納部１７は、現在の探索で得ら
れている最小の目的関数と起動停止計画ｉの目的関数を
比較して、起動停止計画ｉの目的関数が小さければ現在
の探索で得られている最小の目的関数を起動停止計画ｉ
の値に更新する。同時に、現在の探索で得られている最
適な起動停止計画として、その起動停止計画、発電機出
力、起動停止に関する制約違反の有無と違反理由、負荷
配分に関する制約違反の有無と違反理由および目的関数
値を計算結果記憶領域の探索回数ｊの最適な運転計画と
して格納する。

【０１２０】また、運転計画格納部１７は、起動停止計
画ｉをもとにして起動順位および停止順位を修正する。
すなわち、処理５９で起動停止に関する制約違反が生じ
たとき、これらの制約を満たすように起動停止計画を修
正しているため、起動停止計画ｉの起動時刻が早い順と
起動順位で相違があるときは起動停止計画ｉに合わせて
修正する。同様に、停止順位も修正する。この修正し
た、優先順位を計算結果記憶領域１０４の探索回数ｊの
最適な運転計画の優先順位として格納しする。手法とし
てタブサーチが選択されているときは、指定した履歴情
報も格納し処理６５に移行する。

【０１２１】処理６５では、現在の探索で作成した全て
の起動停止計画を評価したかどうかを判定する。全て評
価しているならば次の探索とするために処理６６へ移
り、そうでなければ、次の番号の起動停止計画（ｉ＋
１）を選択するために処理５５へ移行する。

【０１２２】処理６６では、探索回数ｉで得られた最小
の目的関数が現在までの探索で得られた最小の目的関数
より小さいか判定して、小さければ、探索回数ｉで得ら
れた最適な運転計画の起動停止計画、発電機出力、起動
停止に関する制約違反の有無と違反理由、負荷配分に関
する制約違反の有無と違反理由、目的関数値および優先
順位を計算結果記憶領域１０４の最適な運転計画として
格納する。次に処理６７に移る。

【０１２３】処理６７の発電機の分類では、データ読込
部１１は処理６３で格納した計算結果記憶領域１０４の
起動停止計画ｉの起動停止計画、発電機出力、起動停止
に関する制約違反の有無と違反理由、負荷配分に関する
制約違反の有無と違反理由および目的関数値をコントロ
ール部９を介してデータベース２１から読込み、コント
ロール部９を介して優先順位候補作成部１２に伝送す
る。

【０１２４】優先順位候補作成部１２は、起動停止計画
ｉの起動停止計画、発電機出力、起動停止に関する制約
違反の有無と違反理由、負荷配分に関する制約違反の有
無と違反理由をもとに、優先順位を変更する条件を限定
するために発電機を分類する。起動停止計画を元に各発
電機の運転状態を、連続運転、停止から起動、運転から
停止、停止から運転、更に停止および連続停止のグルー
プに分類する。

【０１２５】次に起動停止に関する制約違反または負荷
配分に関する制約違反があるときは、違反理由を元にこ
れらの制約違反を解消できるように、優先順位を変更で
きるようにする。例えば、同一中央の同時起動禁止違反
が発電機Ｇ１とＧ２で生じているときは、これらの発電
機は停止から運転のグループに含まれていることにな
る、よって、違反を解消するためには、発電機Ｇ１又は
Ｇ２を連続運転のグループまたは連続停止のグループの
発電機と起動の優先順位を入れ替える、発電機Ｇ１又は
Ｇ２を連続運転のグループまたは連続停止のグループの
発電機の起動の優先順位に挿入する、ことによりこの制
約違反を解消することが可能となる。

【０１２６】連続運転のグループに発電機Ｇ３、Ｇ４が
あるとき、入替えグループの組を｛Ｇ１、Ｇ３｝、｛Ｇ
１、Ｇ４｝とする。また、連続運転のグループに発電機
Ｇ３、Ｇ４があり、その優先順位がそれぞれ３、４であ
るとき、発電機Ｇ１の起動順位の挿入｛Ｇ１、３｝、
｛Ｇ１、４｝とする。

【０１２７】起動時間間隔が短いために制約を満たせな
いときは、起動の優先順位が高い方の優先順位を現在よ
りも高く、または起動の優先順位の低い方の優先順位を
低くすることにより、起動時間間隔を広げることが可能
となる。発電機Ｇ１が最低連続運転時間の制約を満たさ
ないときは、起動の優先順位を現在よりも高くして、起
動時刻を早める、または、停止順位を下げて停止時刻を
遅くする。

【０１２８】潮流制約違反があるときは、潮流の流入側
の系統に属する発電機の起動の優先順位を上げるまたは
停止の優先順位を下げる、流出側の系統に属する発電機
の起動の優先順位を下げるまたは停止の優先順位を上げ
る。連続停止のグループで流入側の発電機を停止から起
動しているグループで流出側の発電機と起動の優先順位
を入替える。燃料消費量が少ないときは、連続停止のグ
ループで燃料消費制約がある発電機と停止から起動のグ
ループで燃料消費制約のない発電機の優先順位を入替え
る。

【０１２９】制約違反が無いときは、発電コストを削減
するための優先順位の変更を行う。連続運転している間
の単位出力当たりのコストが高い発電機の起動の優先順
位を下げる。最小連続運転時間の短い発電機の起動の優
先順位を上げる。グループ間の発電機の入替え、但し、
全ての入替えを考えると組合せが多くなるので、連続停
止のグループとの入替えは停止から起動のグループまた
は運転から停止のグループとし、連続運転のグループと
の入替えは停止から起動のグループまたは運転から停止
のグループとし、停止から起動しさらに停止するグルー
プとの入替えは停止から起動のグループまたは運転から
停止のグループとする。

【０１３０】制約違反の有無に応じて、発電機を分類す
る。この結果を計算結果記憶領域１０４の探索回数（ｉ
＋１）の発電機の分類として格納する。また、選択され
ている手法がタブサーチの場合、探索回数ｉで目的関数
が最小となった計画の履歴情報をタブリストに格納す
る。手法のパラメータ記憶領域１０３２に格納されてい
るタブリスト長より、格納されているタブリストが多く
なったら、最も古いタブリストの内容は削除される。次
に、処理６８に移る。

【０１３１】処理６８は探索回数が処理４０の計画作成
条件で設定した回数より多いか判定して、多い場合に処
理６９に移行する。ローカルサーチの場合、処理６６で
探索回数ｉで得られた最小の目的関数がそれまでの探索
で得られた最小の目的関数より大きいときも終了条件を
満足する。終了条件を満足しないときは処理５３に移行
する。

【０１３２】以上のようにして、発電計画が作成され運
転作成処理が終了する。運転計画の作成が終了した後、
表示装置２０の処理選択メニュー画面において結果の表
示が入力装置１９を介して選択されると、データ設定部
１０は処理対象のデータベース２１の計算結果記憶領域
１０４の全てのデータを読取る。そして、これらのデー
タを表示データ作成部１８に転送する。表示データ作成
部１８は計画立案された発電計画を表示装置２０に出力
して表示する。

【０１３３】処理６９の結果の表示では、データ読込部
１１は探索回数１から探索した回数までの各探索におけ
る目的関数が最小となったときの起動停止計画、発電機
出力、起動停止に関する制約違反の有無と違反理由、負
荷配分に関する制約違反の有無と違反理由および目的関
数値と全ての探索の中で目的関数が最小であった起動停
止計画およびそのときの発電機出力、起動停止に関する
制約違反の有無と違反理由、負荷配分に関する制約違反
の有無と違反理由および目的関数値をコントロール部９
を介してデータベース２１から読込み、コントロール部
９を介して表示データ作成部１８に伝送する。

【０１３４】表示データ作成部１８は、表示装置２０に
最適な起動停止計画、各発電機の各時刻の出力、制約違
反があるときはその理由を表示する。また、探索回数１
からの目的関数の変化を表示する。表示装置２０に表示
される画面例を図１５、図１６に示す。図１５は目的関
数の変化のグラフと最適値、最適値となったときの探索
回数および得られた最適解の制約条件違反の有無を表示
している。図１６は最適な起動停止計画とそのときの発
電機出力を示している。図１７は最適な優先順位を示し
ている。

【０１３５】以上のようにして発電機の起動停止計画を
決定して発電計画を立案するのであるが、複数台の発電
機に対し予め起動と停止の優先順位を定めておき、計画
期間の電力需要予測値と予め定めた優先順位によって基
準運転計画を作成した後に、複数台の発電機に対し予め
定めた起動停止の優先順位を変更して運転計画を作成す
るようにしているので、予め定めた優先順位に基づき立
案した基準運転計画よりも燃料費が安い、つまり発電費
用の安い発電計画を簡単に求めることが可能となる。

【０１３６】なお、上述の実施例では処理５８で起動停
止に関する制約条件を考慮するために処理５４で作成し
た起動停止計画を修正しているが、処理５４から処理５
８を１つの処理にして、処理５４では起動停止に関する
制約条件を満たすように起動停止計画を作成するように
することもできる。例えば、起動の優先順位をそのまま
用いると処理５４では発電機Ｇ１とＧ２同時に起動し、
同一中央の同時起動禁止制約違反が生じる。しかし、起
動停止に関する制約条件を満たすように起動停止計画を
作成すると、起動の優先順位の高い発電機Ｇ１が起動す
ると、発電機Ｇ２を起動しないで、次に優先順位の高い
他の発電機を起動する計画を作成することが出来る。

【０１３７】また、１日の運転計画を作成する例で説明
したが、１週間の運転計画を作成するときは、起動の優
先順位と停止の優先順位を１日単位で持つことにより、
同様の方法で週間運用計画を作成することが出来る。月
間計画、年間計画計のように長期の計画を作成するとき
は、１週間、１ヶ月等で優先順位が同じとして高速化を
図る。

【０１３８】さらに、上述の実施例では、発電機の起動
同順と停止順位の位優先順位を変更して、運転計画を作
成することにより起動の優先順位と停止の優先順位を最
適化することができ、目的関数が最小となる起動停止計
画および発電機出力を高速に計算することが出来る。

【０１３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は複数台の発
電機に対し予め定めた起動停止の優先順位を変更して運
転計画を作成するようにしているので、予め定めた優先
順位に基づき立案した基準運転計画よりも燃料費が安
い、つまり発電費用の安い発電計画を簡単に求めること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明のデータベースの一例を示す構成図であ
る。

【図４】本発明の動作を説明するためのフロー図であ
る。

【図５】本発明の動作を説明するためのフロー図であ
る。

【図６】優先順位の例を示す図である。

【図７】優先順位の入れ替えによりできる優先順位の例
を示す図である。

【図８】発電機の優先順位を挿入することによりできる
優先順位の例を示す図である。

【図９】需要の値を示す図である。

【図１０】発電機の出力上限と優先順位の例を示す図で
ある。

【図１１】発電機の起動停止計画の例を示す図である。

【図１２】起動停止計画が決まったときの可能供給力を
示す図である。

【図１３】発電機の起動停止計画の例を示す図である。

【図１４】起動停止計画が決まったときの可能供給力を
示す図である。

【図１５】目的関数の変化を表示した画面を示す図であ
る。

【図１６】最適な起動停止計画とそのときの発電機出力
を表示した画面を示す図である。

【図１７】最適な優先順位を表示した画面を示す図であ
る。

【符号の説明】 １…運転計画作成装置、２…ＣＰＵ、３…主記憶装置、
４…入出力装置、５…外部記憶装置、８…データ処理
部、９…コントロール部、１０…データ設定部、１１…
データ読込部、１２…優先順位候補作作成部、１３…起
動停止計画作成部、１４…負荷配分計算部、１５…目的
関数計算部、１７…運転計画格納部、１８表示データ作
成部…、１９…入力装置、２０…表示装置、２１…デー
タベース、２２…、読取装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野本 正明 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 Ｆターム(参考） 5G066 AA02 AA03 AA05 AA07 AE05 AE07 AE09 HB01 5H004 GB06 HA14 HB14 JA03 JA17 KA13 KA16 KC10 KC12 KC23 KD67 LA16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止させる発電計画を立案するも
   のであって、前記複数台の発電機に対し予め起動と停止
   の優先順位を定めておき、前記電力需要予測値と前記予
   め定めた優先順位によって前記複数台の発電機の起動停
   止の基準運転計画を作成した後に、前記複数台の発電機
   に対し予め定めた起動停止の優先順位を変更して運転計
   画を作成するようにしたことを特徴とする発電計画作成
   方法。
2. 【請求項２】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止させる発電計画を立案するも
   のであって、前記複数台の発電機に対し定格出力におけ
   る燃料費によって予め起動と停止の優先順位を定めてお
   き、前記電力需要予測値と前記予め定めた優先順位によ
   って前記複数台の発電機の起動停止の基準運転計画を作
   成した後に、前記複数台の発電機に対し予め定めた起動
   停止の優先順位を変更して運転計画を作成するようにし
   たことを特徴とする発電計画作成方法。
3. 【請求項３】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止と部分負荷運転させる発電計
   画を立案するものであって、前記複数台の発電機に対し
   予め起動順位と停止順位を定めておき、前記電力需要予
   測値と前記予め定めた起動順位と停止順位によって前記
   複数台の発電機の起動停止の基準運転計画を作成した後
   に、前記複数台の発電機に対し予め定めた起動順位と停
   止順位を変更して運転計画を作成し発電費用の小さな運
   転計画を求めるようにしたことを特徴とする発電計画作
   成方法。
4. 【請求項４】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止と前記電力需要予測値によっ
   て部分負荷運転させる発電計画を立案するものであっ
   て、前記複数台の発電機に対し定格出力における燃料費
   によって予め起動順位と停止順位を定めておき、前記電
   力需要予測値と前記予め定めた起動順位と停止順位によ
   って前記複数台の発電機の起動停止の基準運転計画を作
   成した後に、前記複数台の発電機に対し予め定めた起動
   順位と停止順位を変更して運転計画を作成し発電費用の
   小さな運転計画を求めるようにしたことを特徴とする発
   電計画作成方法。
5. 【請求項５】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止させる発電計画を立案する発
   電計画作成装置において、前記複数台の発電機に対し予
   め定められた起動と停止の優先順位と前記電力需要予測
   値によって前記複数台の発電機の起動停止の基準運転計
   画を作成した後に、前記複数台の発電機に対し予め定め
   た起動停止の優先順位を変更して運転計画を作成する運
   転計画作成手段を設けたことを特徴とする発電計画作成
   装置。
6. 【請求項６】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止させる発電計画を立案する発
   電計画作成装置において、前記複数台の発電機に対し定
   格出力における燃料費によって予め起動と停止の優先順
   位を定めておき、前記電力需要予測値と前記予め定めた
   優先順位によって前記複数台の発電機の起動停止の基準
   運転計画を作成した後に、前記複数台の発電機に対し予
   め定めた起動停止の優先順位を変更して運転計画を作成
   する運転計画作成手段を設けたことを特徴とする発電計
   画作成装置。
7. 【請求項７】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止と部分負荷運転させる発電計
   画を立案する発電計画作成装置において、計画作成条件
   を設定する入出力装置と、前記発電計画を立案するのに
   必要なデータを格納するデータベースと、前記複数台の
   発電機に対し予め定められた起動順位と停止順位および
   前記電力需要予測値によって前記複数台の発電機の起動
   停止の基準運転計画を作成した後に、前記複数台の発電
   機に対し予め定めた起動順位と停止順位を変更して運転
   計画を作成し発電費用の小さな運転計画を求めるデータ
   処理手段とを設けたことを特徴とする発電計画作成装
   置。
8. 【請求項８】計画期間における電力需要予測値に基づき
   複数台の発電機を起動停止と前記電力需要予測値によっ
   て部分負荷運転させる発電計画を立案する発電計画作成
   装置において、計画作成条件を設定する入出力装置と、
   前記発電計画を立案するのに必要なデータを格納するデ
   ータベースと、前記電力需要予測値と前記複数台の発電
   機に対し定格出力における燃料費によって予め定められ
   た起動順位と停止順位によって前記複数台の発電機の起
   動停止の基準運転計画を作成した後に、前記複数台の発
   電機に対し予め定めた起動順位と停止順位を変更して運
   転計画を作成し発電費用の小さな運転計画を求めるデー
   タ処理手段とを設けたことを特徴とする発電計画作成装
   置。