JP2004013468A

JP2004013468A - Electricity generating and receiving plan creating system in connecting drainage system and recording medium whcih records processing program thereof

Info

Publication number: JP2004013468A
Application number: JP2002165201A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saito; 齋藤　裕; Takashi Kusano; 草野　崇; Takayoshi Sakurai; 櫻井　貴義; Naoyuki Moriya; 守谷　直之; Katsutoshi Hiromasa; 廣政　勝利; Masaichi Kato; 加藤　政一; Junichi Nagata; 永田　淳一; Yasuta Hirato; 平戸　康太
Original assignee: Toshiba Corp; Hokkaido Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Hokkaido Electric Power Co Inc
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP3982805B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a fuel cost of a thermal generator by efficient use of water in a connecting drainage system. <P>SOLUTION: An electricity generating and receiving plan creating system in a connecting drainage system with a plurality of dams and generators comprises an initial schedule creating means which creates a plan of start-stop operation of generators based on a demand forecast, installation data of generators or the like, and an operation schedule revising means which revises the plan of operation for minimizing an extent of deterioration in economical efficiency from the initial schedule in order to meet operational restrictions of the generators and dams based on the initial schedule created by the initial schedule creating means. The initial schedule creating means has an arithmetic means to equalize an amount of water used for generators up the dam and down it. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力会社の中央給電指令所の運用者に対して、発電機の運用計画を支援するための連接水系の発受電計画作成装置及びその装置の処理プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
翌日や週間などの発受電計画の作成をする場合、通常、運用コストが最小となるようにＬＰ法やＤＰ法などの最適化手法により運転スケジュールが決定されている。しかし、その作成計画内に複数のダムや発電機を有する連接水系などが含まれる場合では、ダムへの流入量，ダム水位等の様々な運用制約があり、連接水系内の発電機の運転スケジュール作成は困難なものとなっている。そのため、現在のシステムでは人間系による判断での運転スケジュールの決定が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、発受電計画作成に際しては、専門的な知識を持った熟練運用者を要することとなる。又、連接水系の運用に関しては、水を動力源とした発電機の運用であるため、燃料費は必要としないが、系統全体から見れば、水力機の効率的な運転により火力機の燃料費を削減することが可能となり、経済性を考えた場合には重要な運用となる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、かつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成するための連接水系の発受電計画作成装置及びその装置の処理プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の［請求項１］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置において、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段とを備え、前記初期スケジュール作成手段は、当該ダムの上下流発電機の使用水量を同じとする演算手段を備えた。従って、このような手段を講じたことにより、基本的には上記対象となるダムは、初期水位一定となり、ダム水位が渇水／溢水することがなくなり、ダム水位制約を満足することができる。
【０００６】
本発明の［請求項２］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、初期スケジュール作成手段により、ダム調整容量が小さく、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとすることが不可能となった場合に、上下流側発電機の起動停止状態を調整するようにした。従って、このような手段を講じたことにより、上記対象となるダムは、ダム水位制約を満足し、かつ、下流側の発電機の使用水量制約を満足することができる。
【０００７】
本発明の［請求項３］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、複数の通水路が合流する地点について、通水量の設定を変更しない割振りを行なうようにした。従って、このような手段を講じたことにより、運用者が通水量の変更を頻繁に行わないこととなり、運用者に対する負担の軽減となる。
【０００８】
本発明の［請求項４］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止状態を調整するようにした。従って、のような手段を講じたことにより、経済性の悪化量が最小となるよこうに、ダム水位制約を満足する範囲で運転スケジュール修正することができる。
【０００９】
本発明の［請求項５］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、短い時間の起動停止状態をなくすために、連続運転（連続停止）、又は起動（停止）状態の時間帯を前後にずらすようにした。従って、このような手段を講じたことにより、運用者が発電機の起動停止を頻繁に行なわないこととなり、運用者に対する負担の軽減、なおかつ、発電機に対する頻繁な起動停止を抑制することでプラントを保護することができる。
【００１０】
本発明の［請求項６］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、発電機の指令値が離散値データしか扱えない場合、指令値を丸め込むことにより、使用水量制約に誤差が生じた場合、系統全体の増分単価（ラムダ）に応じて出力を１ステップずつ調整しながら使用水量の調整を行なうようにした。従って、このような手段を講じたことにより、離散値データしか扱えない発電機の指令値を決定することができ、なおかつ、使用水量制約も満足することができる。
【００１１】
本発明の［請求項７］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、発電機の運転回数制約に抵触した場合、ダム水位制約に違反している時間帯の運転をまとめて、違反していない時間帯に移動し、最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定するようにした。従って、このような手段を講じたことにより、考察期間内で発電機の運転回数が規定回数（もしくは、運用者が最適と思われる運転回数）内におさまることとなり、又、運用者に対する負荷の軽減となる。
【００１２】
本発明の［請求項８］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、初期スケジュール作成手段は、発電機からダムへ、又はダムから発電機へ着水遅れが発生する場合、着水遅れによる通水量を考慮した使用水量を基に初期スケジュールを作成するようにした。従って、このような手段を講じたことにより、発受電計画を作成する考察期間内での正確なダム水位ならびに発電機の運転スケジュールを求めることができる。
【００１３】
本発明の［請求項９］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、複数のダム及び発電機を有する連接水素の発受電計画作成装置において、予測需要、並びに発電機の設備デ−タなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュ−ル作成手段と、前期初期スケジュ−ル作成手段にて作成された初期スケジュ−ルを基に、発電機、並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュ−ルからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュ−ル修正手段を備え、前期初期スケジュ−ル作成手段は下記▲１▼，▲２▼のいずれか、又、運転スケジュ−ル作成手段は下記▲３▼ないし▲８▼の内のいずれかを選択するようにした。
記
▲１▼　初期スケジュール作成手段は、ダム調整容量が小さい場合、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとする。
▲２▼　初期スケジュール作成手段は、発電機からダムへ、又はダムから発電機へ着水遅れが発生する場合、着水遅れによる通水量を考慮した使用水量を基に初期スケジュ−ルを作成する。
▲３▼　運転スケジュール修正手段は、初期スケジュ−ル作成手段により、ダム調整容量が小さい場合、そのダムの上下流発電機の水量を同じとすることが不可能となった場合に、上下流側発電機の起動停止状態を調整する。
▲４▼　運転スケジュール修正手段は、通水量が合流する地点における通水量について、通水量を変更しない割振りを行なう。
▲５▼　運転スケジュール修正手段は、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止状態を調整する。
▲６▼　運転スケジュール修正手段は、短い時間の起動停止状態をなくすために、連続運転（連続停止）、又は起動（停止）状態の時間帯を前後にずらす。
▲７▼　運転スケジュール修正手段は、発電機の指令値が離散値デ−タしか扱えない場合、指令値を丸め込むことにより、使用水量制約に誤差が生じた場合、系統全体の増分単価（ラムダ）に応じて出力を１ステップずつ調整しながら使用水量の調整を行なう。
▲８▼　運転スケジュール修正手段は、発電機の運転回数制約に抵触した場合、ダム水位制約に違反している時間帯の運転をまとめて、違反していない時間帯に移動し、最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定する。
【００１４】
従って、このような手段を講じたことにより、本発明では、電子計算機上に自動的に作成する連接水系の発受電計画を作成するシミュレーションプログラムを実装することができ、又、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、なおかつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成することができる。
【００１５】
本発明の［請求項１０］に係る記録媒体は、複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置の処理プログラムを記録する記録媒体であって、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段を実行する機能と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段を実行する機能との処理プログラムを記録する記録媒体である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の全体に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明するブロック構成図である。この発受電計画作成装置は、例えば、各時間帯ごとの総電力需要その他初期スケジュールの作成上必要な情報を予測する需要予測システム１と、各時間帯ごとの連接水系内の発電機以外の大規模な発電機（例えば、火力・揚水発電機等）の起動停止パターンを作成する需給計画作成装置２と、この予測システム１で予測される総電力需要等の情報と、需給計画作成装置２で作成される発電機の起動停止パターン等の情報を伝送ライン３に送信するシステム側情報装置４と、この情報伝送装置４から伝送ライン３を介して送られてくる総電力需要，発電機の起動停止パターン等の情報を受信する作成装置本体側情報伝送装置５と、この情報伝送装置５で受信された予測総電力需要，発電機の起動停止パターン等の情報と、発電機設備データとを用いて運用コストの安価な運用計画を作成する連接水系の発受電計画作成装置本体６と、オペレータによる必要な指示情報を入力したり、処理途中及び処理結果を表示するマンマシン・インターフェース装置７とから構成されている。
【００１７】
この発受電計画作成装置本体６は、各発電機の最大出力・最小出力，燃料費特性，使用水量特性その他必要なデータを記憶する設備データ記憶手段６１と、この設備データ記憶手段６１に記録される各発電機の設備データ及び前記需要予測システム１の総電力需要による電力需要バランスと、前記需給計画作成装置２の発電機起動停止パターンを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて、連接水系内の発電機の起動停止パターン（水系ユニットコミットメント）並びに全ての発電機に対する初期スケジュールを算出する初期スケジュール作成手段６２と、この初期スケジュール作成手段６２によって算出される初期スケジュールに対して、連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために、初期スケジュールを修正する運転スケジュール修正手段６３と、前記需要予測システム１と需給計画作成装置２から送られてくる総電力需要データと発電機の起動停止パターン，初期途中及び処理結果のデータを記録する処理データ記録手段６４が設けられている。
【００１８】
図２は発受電計画作成装置の処理内容を示すフローチャートである。先ずステップＳ２１では予測された総電力需要，連接水系内の発電機以外の発電機起動停止パターン及び発電機に関する設備データを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて初期スケジュールを算出する。ステップＳ２３ではこのラグランジュ緩和法で何ら考慮されていない、例えばダム水位制条件も満足するように、初期スケジュールを修正する。ステップＳ２４では修正した運転スケジュールを固定した上で、再度、ラグランジュ緩和法を用いて水系シミュレーションを行なう。前記シミュレーションの結果、連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足しなければ、ステップＳ２２にて満足するまで運転スケジュールの修正を繰り返す一連の処理を自動的に実行するものである。
【００１９】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る連接水系の発受電計画作成装置の第１の実施の形態を説明する。図３は第１の実施の形態における初期スケジュール作成手段６２の処理内容を示すフローチャートである。初期スケジュール作成手段６２は、前記需給計画作成装置２の発電機起動停止パターンを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて、連接水系内の発電機の起動停止パターン並びに全ての発電機に対する初期スケジュールを算出するものであり、その際、連接水系のダム調整容量が小さいダムがある場合、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとする。
【００２０】
図４は初期スケジュール作成手段を説明する水系図である。例として、図４のようなＧ３，Ｇ４発電機の間にＤ５ダムがあり、Ｄ５ダムへＱ５［ｍ^３／ｓ］の側流からの通水量があり、Ｄ５ダムからＧ４発電機までに１時間の着水遅れがあるとすると、図５に示す時間と流量との関係図に示されるのようにＧ４発電機の使用水量はＧ３発電機の使用水量（Ｗ１［ｍ^３／ｓ］）とＤ５ダムの通水量（Ｑ５［ｍ^３／ｓ］）を足し合わせ、１時間の着水遅れのため１時間ずれたものとなる。ここで、Ｇ３，Ｇ４発電機の使用水量特性（Ｐ−Ｑ特性）を３次式で表すとすると、上記内容を定式化すれば、以下のようになる。
【００２１】
【数１】

【００２２】
本実施の形態によれば、Ｄ５ダムの水位は基本的には初期水位一定となり、ダム水位が渇水／溢水することがなくなり、ダム水位制約を満足することができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図６は第２の実施の形態における運転スケジュール修正手段６３の処理内容を示すフローチャートである。運転スケジュール修正手段６３は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものである。
【００２４】
図７は運転スケジュール修正手段の修正条件を説明するための図であり、そのための条件はＧ３，Ｇ４発電機が考察期間内全て起動状態でなければＧ４発電機の起動停止状態を調整することにより、Ｄ５ダム水位制約を満足し、かつ、Ｇ４発電機の使用水量制約を満足させるようにするものである。そして図６が具体的な処理内容を説明するフローチャートであり、図６に示すように、先ず、ステップＳ６１でＧ３，Ｇ４発電機が考察期間内で全て起動状態であるか否かをチェックし、ＯＫであれば終了し、ＮＧであれば、ステップＳ６２に移ってＤ５ダム水位制約をチェックし、ＯＫであれば終了する。
【００２５】
又、ここでＮＧであれば、ステップＳ６３に移ってＧ４発電機が停止している時間帯にＤ５ダムへ流れ込む通水量（Ｗ［ｍ^３／ｓ］）を算出し、その通水量を使用水量制約量として、Ｇ４発電機が停止している時間帯内が全ての時間帯で起動しているという条件下で水火協調方程式によりＧ４発電機の最適な出力を決定する。その後、再度、ステップＳ６２へ戻ってＤ５ダム水位制約のチェックへと戻る。
【００２６】
基本的にはこの手段によりＤ５ダムの水位は初期水位に戻るはずであるが、水火協調方程式による出力配分が低出力帯となる可能性もある。その場合はＧ４発電機が停止している時間帯のみに対して初期スケジュール作成手段（ステップＳ２１）を行なう。又、上記処理を行なうことによって、再度ダム水位制約を違反し、渇水，溢水した場合は、後述する手段により発電機の起動停止パターンを調整する。
【００２７】
なお、図７が運転スケジュール修正手段を説明する図である。即ち、図の一番左側（ａ）にＧ３発電機の出力とＧ４発電機の出力との間に流入する流量の着水遅れが１時間あった場合、Ｄ５ダムの水位に影響を与え、その結果、Ｇ４発電機の出力が遅れて変化することを示している。
【００２８】
更に、これを時間的な変化として示したものが（ｂ），（ｃ），（ｄ）であり、（ｂ）は初期スケジュールで流量の変化（斜線部）に対する各発電機の運転状態を遅れ時間との関係として示す。
【００２９】
又、（ｃ）は水火協調方程式による修正が示され、上記同様にダム水位が小刻みに上下に変化する状態と起動停止調整を遅れ時間内で順次している状態が示されている。
【００３０】
更に、（ｄ）ではＧ４発電機の起動停止計画が示され、この場合は流量の変化（水位）が大きく波打っていることが、遅れ時間との関係ではっきり示されている。以上が修正手段の処理内容を模式的に見た図の説明である。
【００３１】
本実施の形態によれば、Ｄ５ダム水位制約を満足し、かつ、Ｇ４発電機の使用水量制約を満足させることができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図８は第３の実施の形態における運転スケジュール修正手段の処理内容を示すフローチャートである。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、通水量が合流する地点における通水量について、極力通水量を変更しない割振りを行なうようにしたものである。
【００３３】
具体的には、図９に示すような連接水系がある場合、以下の手順により通水量を決定する。
▲１▼　先ず、Ｄ３、Ｄ４ダムの使用水量制約量をＧ３発電機の運転時間で按分した量をＧ３発電機の運転時間に対して配分する（ステップＳ８１）。
▲２▼　各時間断面のＧ３発電機の使用水量と▲１▼で算出した通水量の差分を算出し（ステップＳ８２）、その差分を以下の３通りのうち何れかの方法で反映する（ステップＳ８３）。
・Ｄ３ダム通水量に反映。
・Ｄ４ダム通水量に反映。
・Ｄ３，Ｄ４ダム通水量に差分の半分ずつを反映する。
【００３４】
▲３▼　▲２▼で行なった３通りの方法の夫々に対して、もし、通水量制約があれば使用水量制約のチェックとＤ３、Ｄ４ダムのダム水位制約のチェックを行なう。
▲４▼　▲３▼のチェックを行なった結果、通水量制約が違反した場合、通水量制約違反をしなかった方のダム側にてしわを取る。
【００３５】
▲５▼　▲３▼のチェックを行なった結果、ダム水位制約が違反した場合、通水量制約が満足する範囲でで通水量を調整する。しかし、通水量を調整してもダム水位制約違反が解消されない場合、後述（第４の実施の形態）する手段によりＧ３発電機の起動停止パターンを調整する。
【００３６】
本実施の形態によれば、運用者が通水量の変更を頻繁に行なわないこととなり、運用者に対する負担の軽減となる。
【００３７】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止パターンを調整するようにしたものである。
【００３８】
実際には、水力機の調整により増分単価（ラムダ）の値は変わるが、系統全体から見ればこの値は小さいため、増分単価（ラムダ）を考慮した発電機の起動停止パターンの調整を行なう。具体的には、以下の手段により発電機の起動停止パターンを調整する。
【００３９】
ダム水位制約に抵触する場合、当該ダムにつながる上流側・下流側発電機の起動停止パターンを修正する。この時は、ダム水位制約等に抵触している時間帯に使用する水を他の時間帯で使用すればよい。このため、その時間帯での運転状態を運転スケジュールの単位時間毎に他の時間帯に移動する。どの時間帯へ移動するかは、以下の基準に基づく。
【００４０】
・ダム水位制約に抵触していない時間帯。
・当該発電機（２台の発電機で模擬している場合は、台数を考慮）が停止している以下の（６）式で示す時間帯の大きい時間帯。
としている。これにより、上流側，下流側いずれの運転を調整すればよいかも決定できる。なお、これに関しては、個々の運転移動の評価ではなく、移動後の悪化量の最小化を考慮すべきである。即ち、（７）式の最大化を考えるべきである。
【００４１】
【数２】
（λ_ｉ−λ_ｏ）×Ｐ_ｊ　　　　　　　…………………（６）
Σ（λ_ｉ−λ_ｏ）×Ｐ_ｊ　　　　　　…………………（７）
ここで、
λ_ｏはもとの運転時間帯の増分単価（ラムダ）。
λ_ｉは移動する時間帯の増分単価（ラムダ）。
Ｐ_ｊは当該ダムの水位に関係する発電ユニット出力。
【００４２】
本実施の形態によれば、評価関数値の悪化量は最小となり、最初に得られた運転スケジュールからの最適性が維持できる。
【００４３】
（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、短時間の起動停止状態の発電機運転がある場合、連続運転（停止）又は起動停止状態の時間帯を前後にずらすようにしたものである。
【００４４】
図１０は運転スケジュール修正手段を説明する図であり、縦軸に出力を、又、横軸に時間を示す。具体的には、図１０に示すようなある発電機の運転状態の場合、Ａ箇所の短時間の起動状態をなくすために、以下の方法を考える。
▲１▼　連続停止とする。
▲２▼　運転時間を前にずらす。
▲３▼　運転時間を後にずらす。
【００４５】
▲１▼〜▲３▼において、どの手段を行なうかについては、極力、最初に得られた初期スケジュールからの悪化量が最小となることが望ましいため、運転状態移動後の悪化量の最小化を考える。具体的な方法は、前記した第４の実施の形態にて説明した手段と同様である。
【００４６】
又、逆に図１１に示すようなある発電機の運転状態の場合、Ｂ箇所の短時間の停止状態をなくすために、以下の方法を考える。
▲１▼　連続運転とする。
▲２▼　運転時間を前にずらす。
▲３▼　運転時間を後にずらす。
▲１▼〜▲３▼において、どの手段を行なうかについては、前記した手段と同様である。
【００４７】
本実施の形態によれば、運用者が発電機の起動停止を頻繁に行なわないこととなり、運用者に対する負担の軽減、なおかつ、発電機に対する頻繁な起動停止を抑制することでプラントを保護することができる。
【００４８】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、離散値データしか扱えない発電機があれば以下の手順により運転スケジュールを修正するようにしたものである。
【００４９】
▲１▼　出力値を丸め単位の半分（１／２）をしきい値として、何れかの値に丸める。
▲２▼　丸めたことにより、使用水量に誤差が生じるが、ダム水位制約違反が発生した場合のみ、系統全体の増分単価（ラムダ）の低い時間帯の出力を１ステップ順次下げながら、水量調整を行なう。
【００５０】
▲３▼　一連の運転時間内でステップ値に丸めた後の出力変化回数が多い場合、その一連の運転時間帯で出力を平均化し、その後、ステップ値に丸める。この際、最大出力での運転時間では出力を平均化しない。即ち、除外する。
▲４▼　出力の丸めで、ダム水位制約が発生する場合、系統全体の増分単価（ラムダ）の低い時間帯の出力を調整する。これらの調整でも対応できない場合は、増分単価（ラムダ）の大きい時間帯の出力を調整する。
【００５１】
図１２は運転スケジュール修正手段を説明する図であり、図１２において、丸める前の出力をＰ０、当該時間帯での使用水量をＱ０とする。又、丸めた後の出力をＰ１、当該時間帯をこの出力で運転した場合の使用水量をＱ１とする。
Ｐ１の１ステップ上の出力をＰ２、当該時間帯をこの出力で運転した場合の使用水量をＱ２とする。
【００５２】
この時、当該時間帯をＰ１の出力で運転した場合、ダム水位制約違反が発生すると（下流側ダムへの放流量が連続値のケースと比べて少なくなるため）、使用水量を調整するために、（８）式で示す時間帯だけ、Ｐ２で運転し、残りの時間帯をＰ１で運転する。
【数３】

【００５３】
本実施の形態によれば、離散値データしか扱えない発電機の指令値を決定することができ、なおかつ、使用水量制約も満足することができる。
【００５４】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、考察期間内で発電機の運転回数が規定回数（もしくは、運用者が最適と思われる運転回数）以上の場合、以下の方法により運転スケジュールを修正するようにしたものである。
【００５５】
▲１▼　間欠運転
初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールでは、最適性は維持できるが、発電機の運転回数が多くなり、実際的な運転とはいえない。そこで、一旦、ダム水位制約に違反している時間帯の運転を「まとめて」、違反していない時間帯に移動し（この時も増分単価を考慮する）、更に、それらを細分化することで最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定する。
【００５６】
▲２▼　出力調整（１）
間欠運転でダム水位制約を満足することができても、最大運転回数内の起動停止ではダム水位制約を満足することができない場合がある。この場合は、運転が最大運転回数内に収まるように連続して運転するようにする。その際、使用水量が変化しないように出力を調整する。
【００５７】
又、運転回数が多い場合、どの時間帯で連続運転をするかの場合分けは多くなるが、この時も出力調整後の運転に対して、
【数４】
Σλ_ｉ×Ｐ_ｉ　　　　　　　　………………………（９）
ｉはスケジュール期間の要素を意味する。
が、最大となるパターンを選択する。
【００５８】
▲３▼　出力調整（２）
出水状況や水位によっては、運転回数制約のため、間欠運転ではダム水位を制約内に維持できないケースもある。この場合は、発電ユニットの効率を度外視して水を連続的に使用する。即ち、発電機の出力を調整して運用制約を満足するように行なう。この際には、調整すべき時間帯で使用する水の総量を、当該時間帯の増分単価（ラムダ）に見合うように配分する。
【００５９】
本実施の形態によれば、考察期間内で発電機の運転回数が規定回数（もしくは、運用者が最適と思われる運転回数）内におさまることとなり、又、運用者に対する負荷の軽減となる。
【００６０】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。通常、発受電計画を考える場合、例えば１日分の運転スケジュールを算出するとすれば、午前０時をスタートとして１日２４時間分の運転スケジュールを考えるが、連接水系のダムがある場合、水が下流側に到達するまでの着水遅れが発生するため、正確にはその着水遅れを考慮した通水量を用いて水量の計算を行なわなければならない。
【００６１】
図１３は本実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図である。図１３の連接水系があったとすると、水系図から、ダムから発電機、又、発電機からダムに、最大で１時間の着水遅れがあるために、本来は、ある１日の発受電計画を考える場合、前日の２３時からの通水量を考えて運転スケジュールを作成しなければならないので、ここでは、以下の対応策を考える。
【００６２】
▲１▼　初期スケジュール作成手段６２にて初期スケジュールを作成し、その日の２３時から１時間の通水量を前日からの着水遅れによる通水量と見なし、再シミュレーションを行なう。
▲２▼　発受電計画を行なう前に、人間系にて２３時から１時間分の通水量を手動で設定し、通常のシミュレーションを行なう。
【００６３】
本実施の形態によれば、発受電計画を作成する考察期間内での正確なダム水位並びに発電機の運転スケジュールを求めることができる。
【００６４】
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。図１４は本実施の形態に係る初期スケジュール作成手段６２、運転スケジュール修正手段６３の処理内容を示すフローチャートである。初期スケジュール作成手段６２は、前記需給計画作成装置２の発電機起動停止パターンを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて、連接水系内の発電機の起動停止パターン並びに全ての発電機に対する初期スケジュールを算出するものである。
【００６５】
又、運転スケジュール修正手段６３は前記初期スケジュール作成手段６２にて算出した初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、先に説明した第１〜第８の各実施の形態の内容を全て加味したものである。具体的には、以下の手順により運転スケジュールを算出する。
【００６６】
（１）先ず、連接水系内の発電機の起動停止パターン並びに全ての発電機に対する単位時間毎の運転スケジュールを作成する。なお、その際、前記第１〜第８の各実施の形態内容を考慮する。
（２）連接水系内のダムや発電機の運用制約（運転回数制約以外注）のチェックを行なう。但し、初回時は制約違反がなくてもスルーとする。ＯＫであればｉ、ＮＧであれば（３）へ。
【００６７】
（３）第２の実施の形態で使用水量制約違反がないかチェックを行なう。ＯＫであれば（５）、ＮＧであれば（４）へ。
（４）第２の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。（１１）へ。
（５）第３の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。（１１）へ。
（６）連接水系内のダム水位制約違反がないかチェックを行なう。ＯＫであれば（８）、ＮＧであれば（７）へ。
【００６８】
（７）第４の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。（１１）へ。
（８）第５，第６の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。
（９）連接水系内の発電機の運転回数制約違反がないかチェックを行なう。ＯＫであれば終了、ＮＧであれば（７）へ。
【００６９】
（１０）第７の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。
（１１）水系シミュレーションを行ない、（２）へ戻る。
注）運転回数制約については、シミュレーションプログラムの運転回数の入力値内におさまるように自動的に計算されることも可能であるが、運用者による判断項目として、ＭＭＩによる外部形式による入力も可能である。
【００７０】
本実施の形態によれば、電子計算機上に自動的に作成する連接水系の発受電計画を作成するシミュレーションプログラムを実装することができる、又、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、なおかつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成することができる。
【００７１】
図１５は第１０の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。図１５に示す実施の形態においては、ＣＰＵ（Ｓ１５２）と主メモリ（Ｓ１５３）とを備えた計算機（Ｓ１５１）と、計算機に汎用のＳＩＣＩ等のケーブル（Ｓ１５７）等で接続された記録媒体書込み装置（Ｓ１５５）及び記録媒体（Ｓ１５６）とから構成されている。
【００７２】
計算機（Ｓ１５１）内の主メモリ（Ｓ１５４）上、前述した第１の実施の形態から第９の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込み装置（Ｓ１５５）により任意に記録媒体（Ｓ１５６）に記録する。そして、別の計算機からは記録媒体（Ｓ１５６）、あるいは、記録媒体（Ｓ１５６）から書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れることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば電子計算機上に自動的に作成する連接水系の発受電計画を作成するシミュレーションプログラムを実装することができる、又、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、なおかつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連接水系の発受電計画作成装置の構成図。
【図２】連接水系の発受電計画作成装置の処理内容を示すフローチャート。
【図３】第１の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図４】第１の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段を説明する水系図。
【図５】第１の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段を説明する図。
【図６】第２の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図７】第２の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図８】第３の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図９】第３の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する水系図。
【図１０】第５の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図１１】第５の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図１２】第６の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図１３】第８の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する水系図。
【図１４】第９の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段、運転スケジュール修正手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図１５】第１０の実施の形態を示す図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power generation plan creation device for a connected water system for supporting an operation plan of a generator for an operator of a central power distribution center of a power company, and a recording medium recording a processing program of the device.
[0002]
[Prior art]
When a power generation plan such as the next day or a week is created, an operation schedule is usually determined by an optimization method such as the LP method or the DP method so that the operation cost is minimized. However, in the case where the prepared plan includes a connected water system with multiple dams and generators, there are various operational restrictions such as the amount of water flowing into the dam and the water level of the dam, and the operation schedule of the generators in the connected water system Creation is difficult. Therefore, in the current system, the operation schedule is determined based on the judgment of the human system.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional technology, a skilled operator having specialized knowledge is required to create a power transmission / reception plan. In addition, fuel costs are not required for the operation of the connected water system because the generator is operated using water as the power source. This is an important operation when considering economics.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and satisfies all restrictions to be considered in operation of a connected water system having a plurality of dams and generators, and quickly creates an operation schedule with low operation cost. It is an object of the present invention to provide an apparatus for creating a power generation plan of a connected water system and a recording medium storing a processing program of the apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A power generation plan creation device for a connected water system according to [Claim 1] of the present invention is a power generation plan creation device for a connected water system having a plurality of dams and generators, which uses information such as predicted demand and equipment data of generators. An initial schedule creation means for creating a generator start / stop operation plan; and, based on the initial schedule created by the initial schedule creation means, to satisfy the operation constraints of the generator and the dam, to reduce the economy from the initial schedule. Operating schedule correction means for correcting the operation plan so as to reduce the amount of deterioration of the performance, and the initial schedule creating means includes arithmetic means for making the same amount of water used by the upstream and downstream generators of the dam. Accordingly, by taking such a measure, the dam to be targeted basically has a constant initial water level, and the water level of the dam is not drought / flooding, thereby satisfying the restriction of the water level of the dam.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the power generation plan creation system for a concatenated water system according to the first aspect, wherein the operation schedule correction means has a small dam adjustment capacity by the initial schedule creation means, and the upstream and downstream of the dam. When it becomes impossible to use the same amount of water for the generators, the start and stop states of the upstream and downstream generators are adjusted. Therefore, by taking such a measure, the target dam can satisfy the restriction on the water level of the dam and the restriction on the amount of water used by the generator on the downstream side.
[0007]
According to the third aspect of the present invention, in the power generation plan creation device for a connected water system, in the first aspect, the operation schedule correction unit does not change the setting of the flow rate at a point where the plurality of water paths merge. Allocation was made. Therefore, by taking such a measure, the operator does not frequently change the flow rate, and the burden on the operator is reduced.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power generation plan creation system for a concatenated water system according to the first aspect, wherein the operation schedule correction unit matches an incremental unit price (lambda) of the entire system when the water level restriction is violated. To adjust the start / stop state of the generator. Therefore, by taking such measures, the operation schedule can be corrected within a range that satisfies the dam water level restriction so that the amount of economic deterioration is minimized.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the power generation plan creation system for a connected water system according to the first aspect, wherein the operation schedule correcting means includes a continuous operation (continuous stop) in order to eliminate a short-time start-stop state. Or, the time zone of the start (stop) state is shifted back and forth. Therefore, by taking such a measure, the operator does not frequently start and stop the generator, thereby reducing the burden on the operator and suppressing the frequent start and stop of the generator. Can be protected.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the power generation plan creation apparatus for a concatenated water system according to the first aspect, the operation schedule correction unit is configured to output the command value when the command value of the generator can handle only discrete value data. If an error occurs in the restriction on the amount of used water due to rounding, the amount of used water is adjusted while adjusting the output one step at a time in accordance with the incremental unit price (lambda) of the entire system. Therefore, by taking such means, it is possible to determine the command value of the generator that can handle only the discrete value data, and also to satisfy the restriction on the amount of water used.
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the power generation plan creation apparatus for a connected water system according to the first aspect, wherein the operation schedule correcting means violates the dam water level restriction when the operation schedule restriction means violates the operation frequency restriction. Driving during a certain time period is put together, and the vehicle is moved to a time period in which the violation is not violated, and the optimal intermittent operation is determined within a range not violating the maximum number of driving times. Therefore, by taking such measures, the number of times of operation of the generator will be within the specified number of times (or the number of times that the operator considers optimal) within the study period, and the load on the operator will be reduced. It will be reduced.
[0012]
In the power generation plan creation apparatus for a concatenated water system according to [claim 8] of the present invention, in the [claim 1], the initial schedule creation means generates a landing delay from the generator to the dam or from the dam to the generator. In such a case, an initial schedule was created based on the amount of water used, taking into account the amount of water flow due to delay in landing. Therefore, by taking such means, it is possible to obtain an accurate dam water level and an operation schedule of the generator during the study period for preparing the power generation plan.
[0013]
A power generation plan creation apparatus for a connected water system according to claim 9 of the present invention is a power generation plan creation apparatus for a connected hydrogen having a plurality of dams and generators, which is used for predicting demand and equipment data of generators. Based on the initial schedule created by the initial schedule created by the initial schedule created by the initial schedule created by the initial schedule created by the first schedule. In order to satisfy the requirements, there is provided an operation schedule modifying means for modifying the operation plan so as to reduce the economic deterioration from the initial schedule. In any one of the methods (1) and (4), the operation schedule creation means selects one of the following (3) to (8).
Record
{Circle around (1)} When the dam adjustment capacity is small, the initial schedule creation means makes the amount of water used by the upstream and downstream generators of the dam the same.
{Circle around (2)} The initial schedule creation means creates an initial schedule based on the amount of water used in consideration of the amount of water flow due to the delay in landing when the landing from the generator to the dam or from the dam to the generator occurs. .
{Circle around (3)} The operation schedule correction means is provided by means of the initial schedule creation means, when the dam adjustment capacity is small, and when it becomes impossible to make the water amount of the upstream and downstream generators of the dam the same, the upstream and downstream sides. Adjust the start / stop state of the generator.
{Circle around (4)} The operation schedule correcting means allocates the flow rate at the point where the flow rate merges without changing the flow rate.
{Circle around (5)} The operation schedule correction means adjusts the start / stop state of the generator according to the incremental unit price (lambda) of the entire system when the water level restriction is violated.
{Circle around (6)} The operation schedule correcting means shifts the time zone of the continuous operation (continuous stop) or the start (stop) state back and forth in order to eliminate the short-time start / stop state.
{Circle around (7)} The operation schedule correcting means increases the unit price of the entire system (lambda) when the command value of the generator can handle only discrete value data and the command value is rounded to cause an error in the restriction on the amount of water used. The amount of water used is adjusted while the output is adjusted one step at a time according to.
(8) The operation schedule correction means, when the generator operation frequency constraint is violated, collects the operation during the time period that violates the dam water level restriction, moves to the time period that does not violate the dam water level restriction, and increases the maximum operation number. Determine the optimal intermittent operation within a range that does not violate.
[0014]
Therefore, by taking such measures, in the present invention, it is possible to implement a simulation program for creating a power generation plan for a connected water system that is automatically created on an electronic computer, It is possible to quickly create an operation schedule that satisfies all the restrictions to be considered in the operation of a connected water system having a plant and that has low operation costs.
[0015]
The recording medium according to claim 10 of the present invention is a recording medium for recording a processing program of a power generation plan creation apparatus for a connected water system having a plurality of dams and a generator, and includes a predicted demand and equipment data of the generator. And the like, based on the function of executing the initial schedule creating means for creating the generator start / stop operation plan from the information and the initial schedule created by the initial schedule creating means, to satisfy the operation constraints of the generator and the dam. Therefore, the present invention is a recording medium for recording a processing program having a function of executing an operation schedule correction unit for correcting an operation plan so as to reduce the amount of economic deterioration from the initial schedule.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram illustrating a power generation plan creation device for a connected water system according to the present invention. The power generation and reception plan creation device includes, for example, a demand forecasting system 1 that forecasts total power demand for each time zone and other information necessary for creating an initial schedule, and a large-scale power generation system other than a generator in a connected water system for each time zone. A demand and supply plan creation device 2 that creates a start / stop pattern for a large-scale generator (for example, a thermal power / pumping generator, etc.), information such as the total power demand predicted by the prediction system 1, and a supply and demand plan creation device 2 A system-side information device 4 for transmitting information such as a generator start / stop pattern to the transmission line 3 to be generated, a total power demand transmitted from the information transmission device 4 via the transmission line 3, and a start-up of the generator. The information generating device main body side information transmission device 5 for receiving information such as the stop pattern, the information such as the predicted total power demand and the generator start / stop pattern received by the information transmission device 5 and the generator facility data From the main body 6 of the power generation and reception plan creation system of the connected water system, which creates an operation plan with low operation cost, and the man-machine interface device 7 for inputting necessary instruction information by the operator and displaying the processing and the processing results. It is configured.
[0017]
The power generation plan creation device main body 6 includes equipment data storage means 61 for storing the maximum output / minimum output of each generator, fuel cost characteristics, water consumption characteristics and other necessary data, and the equipment data storage means 61 Based on the power demand balance based on the equipment data of each generator and the total power demand of the demand forecasting system 1 and the generator start / stop pattern of the demand and supply plan creation device 2, for example, using the Lagrange mitigation method, The generator start / stop pattern (water system unit commitment) and the initial schedule creation means 62 for calculating the initial schedules for all the generators, and the initial schedule calculated by the initial schedule creation means 62, Operation schedule to modify the initial schedule to satisfy the operation constraints of dams and generators Processing data recording means 64 for recording total power demand data and generator start / stop patterns, initial halfway and processing result data sent from the demand forecasting system 1 and the demand / supply planning device 2. Is provided.
[0018]
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the power generation / planning apparatus. First, in step S21, an initial schedule is calculated using, for example, the Lagrange mitigation method based on the predicted total power demand, generator start / stop patterns other than the generators in the connected water system, and equipment data regarding the generators. In step S23, the initial schedule is modified so that the Lagrange mitigation method is not considered at all, for example, so as to satisfy the dam water level control condition. In step S24, after fixing the corrected operation schedule, the water system simulation is performed again using the Lagrangian relaxation method. As a result of the simulation, if the operation constraints of the dam and the generator in the connected water system are not satisfied, a series of processes for repeating the correction of the operation schedule until the satisfaction is satisfied in step S22 is automatically executed.
[0019]
(First Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a power generation plan creation apparatus for a connected water system according to the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the initial schedule creating means 62 according to the first embodiment. The initial schedule creation means 62 uses the Lagrange mitigation method, for example, based on the generator start / stop pattern of the demand-and-supply plan creation device 2 to create a start / stop pattern of generators in the connected water system and an initial schedule for all generators. In this case, if there is a dam with a small dam adjustment capacity in the connected water system, the amount of water used by the upstream and downstream generators of the dam is assumed to be the same.
[0020]
FIG. 4 is a water system diagram illustrating the initial schedule creating means. As an example, there is a D5 dam between the G3 and G4 generators as shown in FIG.³/ S], there is a one-hour landing delay from the D5 dam to the G4 generator, as shown in the time-flow relationship diagram in FIG. The amount of water used by the generator is the amount of water used by the G3 generator (W1 [m³/ S]) and the flow rate of the D5 dam (Q5 [m³/ S]), and there is a one hour delay due to the one hour landing delay. Here, assuming that the water usage characteristics (PQ characteristics) of the G3 and G4 generators are represented by a cubic expression, the above contents are formulated as follows.
[0021]
(Equation 1)

[0022]
According to the present embodiment, the water level of the D5 dam is basically the same as the initial water level, so that the water level of the dam is not drought / flooded, and the restriction on the water level of the dam can be satisfied.
[0023]
(Second embodiment)
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the operation schedule correction means 63 in the second embodiment. The operation schedule correction means 63 corrects the initial schedule created by the initial schedule creation means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system.
[0024]
FIG. 7 is a diagram for explaining the correction condition of the operation schedule correction means. The condition for that is to adjust the start / stop state of the G4 generator unless the G3 and G4 generators are all activated during the study period. , D5 dam water level restriction and the water usage restriction of the G4 generator. FIG. 6 is a flowchart for explaining the specific processing contents. As shown in FIG. 6, first, in step S61, it is checked whether or not the G3 and G4 generators are all in the activated state during the study period. If OK, the process ends. If NG, the process proceeds to step S62 to check the D5 dam water level restriction. If OK, the process ends.
[0025]
If NG here, the process proceeds to step S63, and the amount of water flowing into the D5 dam (W [m³/ S] is calculated, and the flow rate is used as the restricted amount of used water, and the G4 generator is calculated by the water-fire coordination equation under the condition that the time zone in which the G4 generator is stopped is activated in all time zones. Determine the optimal output of. Thereafter, the flow returns to step S62 again to check the D5 dam water level restriction.
[0026]
Basically, the water level of the D5 dam should return to the initial water level by this means, but there is a possibility that the power distribution by the water-fire coordination equation will be in a low power zone. In that case, the initial schedule creation means (step S21) is performed only in the time period when the G4 generator is stopped. In addition, when the dam water level restriction is violated again by performing the above-mentioned processing, and the water is drought or overflows, the start / stop pattern of the generator is adjusted by means described later.
[0027]
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation schedule correction means. That is, if there is a one-hour delay in landing of the flow rate flowing between the output of the G3 generator and the output of the G4 generator on the left side (a) of the drawing, the water level of the D5 dam is affected, and The result shows that the output of the G4 generator changes with a delay.
[0028]
(B), (c), and (d) show this as a temporal change. In (b), the operation schedule of each generator with respect to the change in the flow rate (shaded area) is delayed in the initial schedule. Shown as a relationship with time.
[0029]
Also, (c) shows the correction by the water-fire coordination equation, and shows the state in which the dam water level changes up and down little by little and the state in which the start / stop adjustment is sequentially performed within the delay time as described above.
[0030]
Further, (d) shows a start / stop plan of the G4 generator. In this case, a large change in the flow rate (water level) is waving, which is clearly shown in relation to the delay time. The above is the description of the diagram schematically showing the processing contents of the correcting means.
[0031]
According to the present embodiment, it is possible to satisfy the D5 dam water level restriction and the G4 generator water consumption restriction.
[0032]
(Third embodiment)
FIG. 8 is a flowchart showing the processing content of the operation schedule correcting means in the third embodiment. The operation schedule correction means in the present embodiment corrects the initial schedule created by the initial schedule creation means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system, As for the water flow at the point where the water flow merges, the water flow is allocated without changing the water flow as much as possible.
[0033]
Specifically, when there is a connected water system as shown in FIG. 9, the flow rate is determined by the following procedure.
{Circle around (1)} First, an amount obtained by apportioning the water usage restriction amount of the D3 and D4 dams with the operation time of the G3 generator is distributed to the operation time of the G3 generator (step S81).
(2) Calculate the difference between the amount of water used by the G3 generator at each time section and the amount of water flow calculated in (1) (step S82), and reflect the difference in one of the following three methods (step S82) S83).
・ Reflected on D3 dam water flow.
・ Reflected on D4 dam water flow.
・ Reflect half of the difference to D3 and D4 dam water flow.
[0034]
For each of the three methods performed in (3) and (2), if there is a restriction on the flow rate, check the restriction on the amount of water used and the restriction on the dam water level of the D3 and D4 dams.
If the water flow restriction is violated as a result of checking (4) and (3), wrinkles are removed on the dam that did not violate the water flow restriction.
[0035]
If the dam level restriction is violated as a result of checking (5) and (3), adjust the water flow within the range where the water flow restriction is satisfied. However, if the violation of the dam water level restriction is not resolved even after adjusting the water flow rate, the start / stop pattern of the G3 generator is adjusted by means described later (the fourth embodiment).
[0036]
According to the present embodiment, the operator does not frequently change the water flow, and the burden on the operator is reduced.
[0037]
(Fourth embodiment)
The operation schedule correcting means in the fourth embodiment is for correcting the initial schedule created by the initial schedule creating means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system, and In this case, when the dam water level restriction is violated, the start / stop pattern of the generator is adjusted according to the incremental unit price (lambda) of the entire system.
[0038]
Actually, the value of the incremental unit price (lambda) changes due to the adjustment of the hydraulic power unit, but since this value is small from the viewpoint of the entire system, the start / stop pattern of the generator is adjusted in consideration of the incremental unit price (lambda). Specifically, the start / stop pattern of the generator is adjusted by the following means.
[0039]
When the water level restriction of the dam is violated, the start / stop pattern of the upstream and downstream generators connected to the dam is modified. At this time, the water used in the time zone that is in conflict with the dam water level restriction or the like may be used in another time zone. Therefore, the operation state in that time zone is moved to another time zone every unit time of the operation schedule. The time zone to move to is based on the following criteria.
[0040]
・ A time when the water level of the dam is not violated.
-A large time zone indicated by the following equation (6) in which the generator (if two generators are simulated, consider the number) is stopped.
And With this, it is possible to determine whether the operation on the upstream side or the downstream side should be adjusted. In this connection, it is necessary to consider the minimization of the amount of deterioration after the movement, not the evaluation of the individual driving movements. That is, the maximization of equation (7) should be considered.
[0041]
(Equation 2)
(Λ_i−λ_o) × P_j …………… (6)
Σ (λ_i−λ_o) × P_j …………… (7)
here,
λ_oIs the incremental unit price (lambda) for the original driving hours.
λ_iIs the incremental unit price (lambda) of the traveling time zone.
P_jIs the power generation unit output related to the water level of the dam.
[0042]
According to the present embodiment, the deterioration amount of the evaluation function value is minimized, and optimality from the initially obtained operation schedule can be maintained.
[0043]
(Fifth embodiment)
Next, a power generation and reception plan creation device for a connected water system according to a fifth embodiment will be described. The operation schedule correction means in the present embodiment corrects the initial schedule created by the initial schedule creation means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system, When there is a short-time generator operation in the start-stop state, the time zone of the continuous operation (stop) or the start-stop state is shifted back and forth.
[0044]
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation schedule correction means, in which the vertical axis indicates the output and the horizontal axis indicates the time. Specifically, in the case of an operating state of a certain generator as shown in FIG. 10, the following method is considered in order to eliminate the short-time starting state at the point A.
(1) Continuous stop.
(2) Shift the operation time forward.
(3) Shift the operation time later.
[0045]
In steps (1) to (3), it is desirable to minimize the amount of deterioration from the initially obtained initial schedule. Think. The specific method is the same as the means described in the fourth embodiment.
[0046]
Conversely, in the case of an operating state of a certain generator as shown in FIG. 11, the following method is considered in order to eliminate the short-time stop state at the point B.
(1) Continuous operation.
(2) Shift the operation time forward.
(3) Shift the operation time later.
In (1) to (3), which means is performed is the same as the above means.
[0047]
According to the present embodiment, the operator does not frequently start and stop the generator, thereby reducing the burden on the operator and protecting the plant by suppressing the frequent start and stop of the generator. Can be.
[0048]
(Sixth embodiment)
A power generation plan creation device for a connected water system according to a sixth embodiment will be described. The operation schedule correction means in the present embodiment corrects the initial schedule created by the initial schedule creation means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system, If there is a generator that can handle only discrete value data, the operation schedule is modified by the following procedure.
[0049]
{Circle around (1)} The output value is rounded to any value with half (１／) of the rounding unit as a threshold value.
▲ 2 ▼ Warning may cause an error in the amount of water used. However, only when a dam water level constraint violation occurs, the water volume adjustment is performed by sequentially decreasing the output of the entire system during the period of low incremental unit price (lambda) by one step. Do.
[0050]
{Circle around (3)} If the number of output changes after rounding to a step value during a series of operation times is large, the output is averaged over the series of operation time periods and then rounded to a step value. At this time, the output is not averaged during the operation time at the maximum output. That is, it is excluded.
(4) If the water level is restricted due to the rounding of the output, adjust the output during the period when the incremental unit price (lambda) of the entire system is low. If these adjustments are not sufficient, the output is adjusted in a time zone with a large incremental unit price (lambda).
[0051]
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation schedule correction means. In FIG. 12, the output before rounding is P0, and the amount of water used in the time zone is Q0. Further, the output after rounding is P1, and the amount of water used when the power supply is operated in this time zone at this output is Q1.
The output one step above P1 is P2, and the amount of water used when the output is operated during this time period is Q2.
[0052]
At this time, when the water zone is operated with the output of P1 during the time period, when a dam water level constraint violation occurs (because the discharge rate to the downstream dam is smaller than in the case of a continuous value), the amount of water used is adjusted. , (8), the operation is performed at P2, and the remaining time is operated at P1.
(Equation 3)

[0053]
According to the present embodiment, it is possible to determine the command value of the generator that can handle only the discrete value data, and also to satisfy the restriction on the amount of water used.
[0054]
(Seventh embodiment)
A power generation and reception plan creation device for a connected water system according to a seventh embodiment will be described. The operation schedule correction means in the present embodiment corrects the initial schedule created by the initial schedule creation means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system, In the case where the number of times of operation of the generator is equal to or more than the specified number of times (or the number of times of operation considered to be optimal by the operator) within the consideration period, the operation schedule is modified by the following method.
[0055]
▲ 1 ▼ Intermittent operation
In the initial schedule created by the initial schedule creating means 62, the optimality can be maintained, but the number of times of operation of the generator increases, and it cannot be said that it is a practical operation. Therefore, once the operation during the time period that violates the dam water level restriction is "collectively", it is moved to the time period where it does not violate (this time also considers the incremental unit price), and further subdivided them The optimal intermittent operation is determined within the range that does not violate the maximum number of operations.
[0056]
▲ 2 ▼ Output adjustment (1)
Even if the dam water level restriction can be satisfied by intermittent operation, the dam water level restriction may not be satisfied by starting and stopping within the maximum number of operations. In this case, the operation is continuously performed so that the operation is within the maximum number of times of operation. At that time, adjust the output so that the amount of water used does not change.
[0057]
In addition, when the number of operations is large, there are many cases where the continuous operation is performed in which time zone.
(Equation 4)
Σλ_i× P_i …………………… (9)
i means an element of the schedule period.
Selects the pattern that is the largest.
[0058]
▲ 3 ▼ Output adjustment (2)
Depending on the flood condition and water level, there are cases where the dam water level cannot be maintained within the constraints due to intermittent operation due to the number of operations. In this case, water is used continuously without regard to the efficiency of the power generation unit. That is, the output of the generator is adjusted to satisfy the operation constraint. In this case, the total amount of water used in the time zone to be adjusted is distributed so as to match the incremental unit price (lambda) in the time zone.
[0059]
According to the present embodiment, the number of times of operation of the generator falls within the specified number of times (or the number of times of operation considered to be optimal by the operator) within the consideration period, and the load on the operator is reduced.
[0060]
(Eighth embodiment)
The power generation plan creation device for a connected water system according to the eighth embodiment will be described. Normally, when considering a power generation plan, for example, if an operation schedule for one day is calculated, an operation schedule for 24 hours a day starting at midnight is considered. Since there is a delay in landing until reaching the downstream side, it is necessary to accurately calculate the flow rate using the flow rate in consideration of the delay in landing.
[0061]
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation schedule correction unit according to the present embodiment. Assuming that there is a connecting water system shown in FIG. 13, there is a delay of up to one hour from the dam to the generator and from the generator to the dam from the water system diagram. In consideration of the above, since the operation schedule must be created in consideration of the water flow from 23:00 on the previous day, the following countermeasures are considered here.
[0062]
{Circle around (1)} An initial schedule is created by the initial schedule creation means 62, and the amount of water flow for one hour from 23:00 on that day is regarded as the amount of water flow due to a delay in landing from the previous day, and resimulation is performed.
{Circle around (2)} Before performing the power generation and reception plan, manually set the water flow for one hour from 23:00 on a human system, and perform a normal simulation.
[0063]
According to the present embodiment, it is possible to obtain an accurate dam water level and a generator operation schedule within a consideration period for creating a power transmission / reception plan.
[0064]
(Ninth embodiment)
A description will be given of a power generation plan creation device for a connected water system according to a ninth embodiment. FIG. 14 is a flowchart showing the processing contents of the initial schedule creation means 62 and the operation schedule correction means 63 according to the present embodiment. The initial schedule creation means 62 uses the Lagrange mitigation method, for example, based on the generator start / stop pattern of the demand-and-supply plan creation device 2 to create a start / stop pattern of generators in the connected water system and an initial schedule for all generators. It is to be calculated.
[0065]
The operation schedule correction means 63 corrects the initial schedule calculated by the initial schedule creation means 62 in order to satisfy the operation constraints of dams and generators in the connected water system, The contents of the eighth embodiment are all taken into account. Specifically, the operation schedule is calculated according to the following procedure.
[0066]
(1) First, a start / stop pattern of the generators in the connected water system and an operation schedule per unit time for all the generators are created. At this time, the contents of the first to eighth embodiments are considered.
(2) Check the operational constraints of dams and generators in the connected water system (notes other than operational frequency constraints). However, at the first time, it will be through even if there is no constraint violation. If OK, go to i. If NG, go to (3).
[0067]
(3) In the second embodiment, a check is made to see if there is any violation of the water usage restriction. If OK, go to (5), if NG, go to (4).
(4) The operation schedule is corrected in the second embodiment. Go to (11).
(5) The operation schedule is corrected in the third embodiment. Go to (11).
(6) Check if there is any violation of dam water level restrictions in the connected water system. If OK, go to (8), if NG, go to (7).
[0068]
(7) The operation schedule is corrected in the fourth embodiment. Go to (11).
(8) The operation schedule is corrected in the fifth and sixth embodiments.
(9) Check if there is any violation of the number of times of operation of the generator in the connected water system. If OK, end; otherwise, go to (7).
[0069]
(10) The operation schedule is corrected in the seventh embodiment.
(11) Perform water system simulation and return to (2).
Note) The number of driving times can be automatically calculated to be within the input value of the number of driving times in the simulation program. is there.
[0070]
According to the present embodiment, it is possible to implement a simulation program that creates a power generation plan for a connected water system that is automatically created on an electronic computer. An operation schedule that satisfies all the constraints to be considered and that has low operation costs can be quickly created.
[0071]
FIG. 15 illustrates a power generation plan creation device for a connected water system according to the tenth embodiment. In the embodiment shown in FIG. 15, a computer (S151) including a CPU (S152) and a main memory (S153), and a recording medium writing device connected to the computer via a general-purpose SICI or other cable (S157) or the like. (S155) and a recording medium (S156).
[0072]
The main memory (S154) in the computer (S151) has the processing program according to the invention described in the first to ninth embodiments described above. Such a program is arbitrarily recorded on a recording medium (S156) by a recording medium writing device (S155). Then, the processing program can be executed from another computer using the recording medium (S156) or another recording medium written from the recording medium (S156).
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to implement a simulation program for creating a power generation plan for a connected water system that is automatically created on a computer. Therefore, it is possible to quickly create an operation schedule that satisfies all the constraints to be considered in operation and has low operation cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a power generation plan creation device for a connected water system.
FIG. 2 is a flowchart showing processing contents of a power generation plan creation / reception apparatus for a connected water system.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing performed by an initial schedule creating unit according to the first embodiment;
FIG. 4 is a water system diagram illustrating an initial schedule creation unit according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining an initial schedule creation unit according to the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing content of an operation schedule correction unit according to the second embodiment.
FIG. 7 is a view for explaining an operation schedule correcting means according to the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the processing content of an operation schedule correction unit according to the third embodiment.
FIG. 9 is a water system diagram illustrating an operation schedule correction unit according to a third embodiment.
FIG. 10 is a view for explaining an operation schedule correcting means according to a fifth embodiment.
FIG. 11 is a view for explaining an operation schedule correcting means according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is a view for explaining an operation schedule correcting means according to a sixth embodiment.
FIG. 13 is a water diagram illustrating an operation schedule correcting means according to an eighth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart illustrating processing contents of an initial schedule creation unit and an operation schedule correction unit according to a ninth embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing a tenth embodiment.

Claims

In a power generation plan creation apparatus for a connected water system having a plurality of dams and generators, an initial schedule creation means for creating a generator start / stop operation plan from information such as predicted demand and equipment data of the generator, and the initial schedule creation Operation schedule correction means for correcting an operation plan based on the initial schedule created by the means so as to reduce the economical deterioration from the initial schedule in order to satisfy the operation constraints of the generator and the dam. The power generation plan creation device for a concatenated water system, wherein the initial schedule creation means includes arithmetic means for making the amount of water used by the upstream and downstream generators of the dam the same.

In the apparatus for preparing a power generation plan of connected hydrogen according to claim 1, the operation schedule correcting means is configured such that the adjustment capacity of the dam is small and the amount of water used by the upstream and downstream generators of the dam is the same by the initial schedule preparing means. An apparatus for generating a power transmission and reception plan for a connected water system, wherein the start / stop state of the upstream / downstream generator is adjusted when it becomes possible.

2. The connecting water receiving system according to claim 1, wherein the operation schedule correcting means performs the allocation without changing the setting of the water flow rate at a point where the plurality of water paths merge. Power receiving plan creation device.

2. The apparatus according to claim 1, wherein the operation schedule correction means adjusts the start / stop state of the generator according to the incremental unit price (lambda) of the entire system when the restriction on the dam water level is violated. Characteristic power generating and receiving plan creation device for connected water system.

2. The apparatus according to claim 1, wherein the operation schedule correction unit is configured to execute a continuous operation (continuous stop) or a start (stop) state in order to eliminate a short-time start / stop state. A power generation plan creation device for a connected water system, characterized in that it is shifted to

In the apparatus according to claim 1, the operation schedule correction means rounds the command value when the command value of the generator can handle only discrete value data, thereby causing an error in the restriction on the amount of used water. In this case, a power generation plan for a connected water system is characterized in that the amount of water used is adjusted while adjusting the output one step at a time in accordance with the incremental unit price (lambda) of the entire system.

In the apparatus for creating a power receiving and receiving plan for a connected hydrogen according to claim 1, when the operation schedule correction means violates the restriction on the number of times of operation of the generator, the operation during the time period violating the dam water level restriction is collectively performed. An intermittent power generation and power generation plan creation device characterized by determining an optimal intermittent operation within a range that does not violate the maximum number of operations during a time period when the operation is not performed.

In the connected hydrogen receiving and generating plan creating apparatus according to claim 1, the initial schedule creating means considers the amount of water flow due to the landing delay when a landing delay occurs from the generator to the dam or from the dam to the generator. A power generation plan creation system for a connected water system, wherein an initial schedule is created based on the amount of water used.

An initial schedule creation means for creating a generator start / stop operation plan from information such as predicted demand and equipment data of a generator, in a connected hydrogen generation / reception plan creation apparatus having a plurality of dams and generators; On the basis of the initial schedule created by the initial schedule creating means, the amount of economical deterioration from the initial schedule is reduced to satisfy the operation constraints of the generator and the dam based on the initial schedule. Operation schedule correction means for correcting the operation plan, the initial schedule creation means in any of the following items (1) and (2), and the operation schedule creation means in the following (3) to ▲ An apparatus for creating a power receiving and receiving plan for a connected hydrogen, wherein any one of 8) is selected.
Note: (1) When the dam adjustment capacity is small, the initial schedule creation means uses the same amount of water for the upstream and downstream generators of the dam.
{Circle around (2)} The initial schedule creation means creates an initial schedule based on the amount of water used in consideration of the water flow due to the landing delay when a landing delay occurs from the generator to the dam or from the dam to the generator. .
{Circle around (3)} The operation schedule correction means is provided by the initial schedule creation means, when the dam adjustment capacity is small, and when it becomes impossible to make the water amount of the upstream and downstream generators of the dam equal, the upstream and downstream sides. Adjust the start / stop state of the generator.
{Circle around (4)} The operation schedule correction means performs allocation without changing the flow rate at the point where the flow rate merges.
(5) The operation schedule correction means adjusts the start / stop state of the generator in accordance with the incremental unit price (lambda) of the entire system when the water level restriction is violated.
{Circle around (6)} The operation schedule correction means shifts the time zone of the continuous operation (continuous stop) or the start (stop) state back and forth in order to eliminate the short-time start / stop state.
{Circle around (7)} When the command value of the generator can handle only discrete value data, the operation schedule correction means rounds the command value, and when an error occurs in the restriction on the amount of water used, the unit price of the entire system (lambda) The amount of water used is adjusted while the output is adjusted one step at a time according to.
{Circle around (8)} When the operation schedule modification means violates the restriction on the number of times of operation of the generator, the operation schedule correction means collects the operation in the time period in which the dam water level restriction is violated, moves to the time period in which the violation does not occur, and increases the maximum operation number. Determine the optimal intermittent operation within a range that does not violate.

A recording medium that records a processing program of a power generation and reception plan creation device for a connected water system having a plurality of dams and generators, and creates a generator start / stop operation plan from information such as predicted demand and generator equipment data. Based on the function of executing the initial schedule creation means and the initial schedule created by the initial schedule creation means, in order to satisfy the operation constraints of the generator and the dam, the amount of economic deterioration from the initial schedule is small. A recording medium for recording a processing program having a function of executing operation schedule correction means for correcting an operation plan so that the operation plan is corrected.