JP2005045887A

JP2005045887A - 需給計画作成装置、需給計画作成方法及び需給計画作成用プログラム

Info

Publication number: JP2005045887A
Application number: JP2003201424A
Authority: JP
Inventors: Yasuta Hirato; 康太平戸; Hiroaki Sato; 博昭佐藤; Hideaki Nishiiri; 秀明西入
Original assignee: TMT & D KK
Current assignee: TMT & D KK
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】融通を受ける必要がある事業者と、融通が可能な事業者がそれぞれ複数ある状況で、経済的な融通計画を作成することができる需給計画作成装置を提供する。
【解決手段】複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する手段と、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括手段と、前記総括手段によって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索手段と、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索手段と、前記第１の探索手段及び第２の探索手段による探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算手段と、前記需給融通案を各事業者に送信する手段とを備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の需給計画作成装置及び需給計画作成方法に係り、特に、複数の発電事業者間の融通を行う需給計画作成装置及び需給計画作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統の需給計画においては、ある時刻における供給電力量と消費電力量が常に同量となるような運用（同時同量制約）が必要であると共に、安定供給のために、電力供給部に関して、常にある一定の供給予備力（増加方向の供給余力）及び下げしろ（減少方向の供給余力）の確保が制約として要求される。これらの制約を満足した上で、より経済的な発電機の運用を計画するのが電力系統における需給計画である。このような電力系統の需給計画に関する技術としては、特許文献１、特許文献２等に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１４は、複数の発電事業者による需給計画を表す図である。すなわち、各発電事業者２１、２２〜２ｎは、それぞれの契約需要家ａｌ〜ａｎから電力需要情報ｂｌ〜ｂｎを入手する。各発電事業者は、各々独立に、それぞれの需給計画作成手段ｃｌ〜ｃｎを用いて、各発電事業者の電力供給量の合計とそれぞれの契約需要家の電力需要が各時刻で同量になるという需給バランスが成立するように、需給計画ｄｌ〜ｄｎを作成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０８７７１号公報
【特許文献２】
特開平１０−４２４７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４に示した従来の形態では、各発電事業者とその契約需要家間のみでの需給バランスを考慮した需給計画を作成し、各発電事業者は自社内で供給力をまかなうことを原則としているため、運用上の制約が厳しくなり、計画作成に困難が伴うという問題点があった。また、他の発電事業者間で、電力等の余剰分及び不足分を融通し合う仕組みがないため、計画の柔軟性に欠け、より経済的な運用の可能性が限定されてしまうという問題点があった。
【０００６】
さらに、複数の発電事業者間で融通しようとしても、適切な指針がなく、トータルで見た経済性が悪化する可能性があった。また、複数の発電事業者に対する需給計画において、供給予備力や下げしろといった供給の信頼性に対する考慮も必要と考えられるが、この間題に対する解決は未だなされていない。
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、融通を受ける必要がある事業者と、融通が可能な事業者がそれぞれ複数あるような状況で、経済的な融通計画を作成することができる需給計画作成装置、需給計画作成方法及び需給計画作成用プログラムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の需給計画作成装置は、複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する手段と、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括手段と、前記総括手段によって作成された需給総括情報を各事業者に送信する手段とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項７に記載の需給計画作成方法は、請求項１に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する処理と、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括処理と、前記総括処理によって作成された需給総括情報を各事業者に送信する処理とを含むことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項７に記載の発明をコンピュータプログラムという観点から捉えたものであって、コンピュータを制御することにより、需給計画を作成する需給計画作成用プログラムにおいて、そのプログラムは前記コンピュータに、複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信するステップと、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括ステップと、前記総括ステップによって作成された需給総括情報を各事業者に送信するステップとを実行させるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
上記のような構成を有する請求項１、請求項７、請求項１１の発明によれば、各発電事業者が他の発電事業者の需給アンバランス状況等を知ることが可能になるため、これをもとに発電事業者間の各種の電力融通を検討することが可能になる。
【００１２】
請求項２に記載の需給計画作成装置は、複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する手段と、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括手段と、前記総括手段によって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索手段と、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索手段と、前記第１の探索手段及び第２の探索手段による探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算手段と、前記需給融通案を各事業者に送信する手段とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項８に記載の需給計画作成方法は、請求項２に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する処理と、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括処理と、前記総括処理によって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索処理と、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索処理と、前記第１の探索処理及び第２の探索処理による探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算処理と、前記需給融通案を各事業者に送信する処理とを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の発明をコンピュータプログラムという観点から捉えたものであって、コンピュータを制御することにより、需給計画を作成する需給計画作成用プログラムにおいて、そのプログラムは前記コンピュータに、複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信するステップと、複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括ステップと、前記総括ステップによって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索ステップと、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索ステップと、前記第１の探索ステップ及び第２の探索ステップによる探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算ステップと、前記需給融通案を各事業者に送信するステップとを実行させるものであることを特徴とするものである。
【００１５】
上記のような構成を有する請求項２、請求項８、請求項１２の発明によれば、需給バランス等の不足を一事業者だけで確保することが無理な場合でも、その経済的な代替案を提示することが可能になり、経済性と柔軟性のある需給計画の作成が可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の需給計画作成装置において、前記演算手段が、線形計画問題を求解する手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の需給計画作成装置において、前記演算手段が、タブサーチ法を用いて求解する手段を有することを特徴とするものである。
【００１７】
上記のような構成を有する請求項３、請求項４の発明によれば、需給バランス等が不足している事業者と、それらの融通が可能な事業者がそれぞれ複数存在するときに、前者のどの事業者が後者のどの事業者へどれだけ融通するのがトータルで見て経済的かを計算することが可能になるため、経済性と柔軟性のある需給計画の作成が可能となる。また、コストは線形の関数に限らなくても良く、制約条件についても複雑なものを同時に扱うことが可能になる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の需給計画作成装置において、前記演算手段が、グラフ作成部と最大マッチング作成部とを有し、前記グラフ作成部において、前記第１の探索手段によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索手段によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、前記最大マッチング作成部において、前記グラフの中から最大マッチングを作成することを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項９に記載の需給計画作成方法は、請求項５に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項８に記載の需給計画作成方法において、前記演算処理が、グラフ作成処理と最大マッチング作成処理とを含み、前記グラフ作成処理において、前記第１の探索処理によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索処理によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、前記最大マッチング作成処理において、前記グラフの中から最大マッチングを作成することを特徴とするものである。
【００２０】
上記のような構成を有する請求項５、請求項９の発明によれば、２事業者間でしか融通が行えない場合に、各種の不足量を最大数の事業者に分散することが可能になる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の需給計画作成装置において、前記演算手段が、グラフ作成部とネットワーク作成部と最小費用フロー作成部とを有し、前記グラフ作成部において、前記第１の探索手段によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索手段によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、前記ネットワーク作成部において、前記グラフの各辺に容量及びコストを与え、前記最小費用フロー作成部において、前記グラフの中から最小費用フローを作成することを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項１０に記載の需給計画作成方法は、請求項６に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項８に記載の需給計画作成方法において、前記演算処理が、グラフ作成処理とネットワーク作成処理と最小費用フロー作成処理とを含み、前記グラフ作成処理において、前記第１の探索処理によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索処理によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、前記ネットワーク作成処理において、前記グラフの各辺に容量及びコストを与え、前記最小費用フロー作成処理において、前記グラフの中から最小費用フローを作成することを特徴とするものである。
【００２３】
上記のような構成を有する請求項６、請求項１０の発明によれば、２事業者間でしか融通が行えないとした場合に、最も適切な組み合わせを求めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２５】
（１）第１実施形態
図１は、本発明に係る電力系統の需給計画作成装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。すなわち、本実施形態の需給計画作成装置は、各発電事業者２１，２２〜２ｎからそれぞれの需給情報を受信する受信手段１１と、発電事業者毎の需給情報を格納する需給情報格納手段１２と、発電事業者毎の需給情報を総括した需給総括情報を作成する需給情報総括手段１３と、需給総括情報を格納する需給総括情報格納手段１４と、この需給総括情報を各発電事業者２１，２２〜２ｎに送信する送信手段１５とを備えている。
【００２６】
なお、前記発電事業者毎の需給情報としては、少なくとも、発電事業者名、時刻、需給不足量、供給予備力不足量、下げしろ不足量、融通可能電力量、融通単価（融通電力を他発電事業者に売る場合の単価）、上げ余裕電力量、上げ余裕電力単価（上げ余裕電力を他発電事業者に売る場合の単価）、下げ余裕電力量、下げ余裕電力単価（下げ余裕電力を他発電事業者に売る場合の単価）の情報を含むものとする。また、前記需給総括情報は、図２に示すように、時刻をキーとして、前記発電事業者毎の需給情報を一覧できるように表形式等にまとめたものである。
【００２７】
上記のような構成を有する第１実施形態によれば、各発電事業者が個別に作成した需給計画の需給アンバランス状況等を一覧で知ることが可能になるため、これをもとに発電事業者間の各種の電力融通を検討することが可能になる。
【００２８】
（２）第２実施形態
図３は、本発明に係る電力系統の需給計画作成装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。すなわち、本実施形態の需給計画作成装置は、上記第１実施形態と同様の受信手段１１、需給情報格納手段１２、需給情報総括手段１３、需給総括情報格納手段１４及び送信手段１５とを備えると共に、以下の構成を有する探索手段２０と、演算手段３０としてＬＰ法求解部３０１とを備えている。
【００２９】
また、前記探索手段２０は、需給計画を作成する対象項目（例えば、電力、供給予備力等）を設定する探索対象設定部２０１と、前記需給総括情報を参照して、ある時刻断面において、探索対象項目について需給不足を起こしている発電事業者及びそれらの不足量を収集する不足事業者探索部（第１の探索部）２０２と、同じ時刻断面において、探索対象項目について融通可能な発電事業者及びそれらの融通可能量、融通単価を収集する融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３とを備えている。そして、前記不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、不足情報が作成され、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、融通可能情報が作成されるように構成されている。
【００３０】
なお、不足情報は、例えば、図２に示した表で、探索対象項目の不足分を示す欄に正の値を持つ発電事業者名とその不足量を収集することにより作成される。また、融通可能情報は、例えば、図２に示した表で、探索対象項目の余裕分を示す欄に正の値を持つ発電事業者名と、その融通可能量及び融通単価を収集することにより作成される。
【００３１】
また、ＬＰ法求解部３０１では、前記不足情報と融通可能情報からＬＰ法で使用する変数に値をセットする。このＬＰ法では、例えば、以下のような定式化を行う。なお、以下に示す数式（１）は、［具体例１］に示した探索対象項目が「需給電力」の場合のものである。
【数１】

【００３２】
上記のようにして定式化したＬＰ問題を、例えばシンプレックス法により解くことができる。そして、演算手段３０であるＬＰ法求解部３０１は、その計算結果を需給融通案として需給融通案格納手段４０に格納する。なお、需給融通案は、例えば、図４に示したような形式で表示される。そして、送信手段１５によって、需給融通案が各発電事業者２１，２２〜２ｎに送信される。
【００３３】
上記のような構成を有する第２実施形態によれば、探索対象項目について不足している発電事業者と、その探索対象項目について融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するときに、前者のどの発電事業者が後者のどの発電事業者からどれだけ融通してもらうのが全体的に見て経済的かを計算することが可能になる。
【００３４】
［具体例１］
この具体例１は、上記第２実施形態に示した需給計画作成装置を用い、探索対象項目を「需給電力（需給バランス）」としたものである。
【００３５】
すなわち、需給計画作成装置の不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、需給総括情報からある時刻断面において需給バランス不足を起こしている発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＤ”と称する）及びそれらの電力不足量が収集され、電力不足情報が作成される。
【００３６】
次に、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、同一の時刻断面で融通可能な電力を所有している発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＳ”と称する）及びそれらの融通可能電力量、融通単価が収集され、融通可能電力情報が作成される。
【００３７】
そして、ＬＰ法求解部３０１によって、電力不足情報と融通可能電力情報とから、ＬＰ法で使用する変数に値がセットされる。この具体例１においては、上記の数式（１）と同様な定式化が行われる。
【数２】

【００３８】
上記で定式化したＬＰ問題を、例えばシンプレックス法により解くことができる。そして、ＬＰ法求解部３０１は、その計算結果を需給電力融通案格納手段４０に格納する。また、需給電力融通案の形式は、例えば、図４に示したようなものである。そして、送信手段１５によって、この需給電力融通案が各発電事業者２１，２２〜２ｎに送信される。
【００３９】
この具体例１によれば、需給バランスが不足している発電事業者と、電力の融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するときに、前者のどの発電事業者が後者のどの発電事業者からどれだけ電力を融通してもらうのがトータルで見て経済的かを計算することが可能になる。
【００４０】
［具体例２］
この具体例２は、上記第２実施形態に示した需給計画作成装置を用い、探索対象項目を「供給予備力」としたものである。
【００４１】
すなわち、需給計画作成装置の不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、需給総括情報３２からある時刻断面において供給予備力不足を起こしている発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＵ”と称する）及びそれらの供給予備力不足量が収集され、供給予備力不足情報が作成される。
【００４２】
次に、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、同一の時刻断面で融通可能な供給予備力を所有している発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＹ”と称する）及びそれらの融通可能供給予備力量、融通単価が収集され、融通可能供給予備力情報が作成される。
【００４３】
そして、ＬＰ法求解部３０１によって、供給予備力不足情報と融通可能供給予備力情報とから、ＬＰ法で使用する変数に値がセットされる。この具体例２においては、下記の数式（２）のような定式化が行われる。
【数３】

【００４４】
上記で定式化したＬＰ問題を、例えばシンプレックス法により解くことができる。ＬＰ法求解部３０１は、その計算結果を供給予備力融通案格納装置４０に格納する。また、供給予備力融通案の形式は、例えば、図５に示したようなものである。そして、送信手段１５によって、この供給予備力融通案が各発電事業者２１，２２〜２ｎに送信される。
【００４５】
この具体例２によれば、供給予備力が不足している発電事業者と、供給予備力の融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するときに、前者のどの発電事業者が後者のどの発電事業者からどれだけ供給予備力を融通してもらうのがトータルで見て経済的かを計算することが可能になる。
【００４６】
［具体例３］
この具体例３は、上記第２実施形態に示した需給計画作成装置を用い、探索対象項目を「下げしろ」としたものである。
【００４７】
すなわち、需給計画作成装置の不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、需給総括情報からある時刻断面において下げしろ不足を起こしている発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＬ”と称する）及びそれらの下げしろ不足量が収集され、下げしろ不足情報が作成される。
【００４８】
次に、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、同一の時刻断面で融通可能な下げしろを所有している発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＷ”と称する）及びそれらの融通可能下げしろ量、融通下げしろ単価が収集され、融通可能下げしろ情報が作成される。
【００４９】
そして、ＬＰ法求解部３０１によって、下げしろ不足情報と融通可能下げしろ情報とから、ＬＰ法で使用する変数に値がセットされる。この具体例３においては、下記の数式（３）のような定式化が行われる。
【数４】

【００５０】
上記で定式化したＬＰ問題を、例えばシンプレックス法により解くことができる。ＬＰ法求解部３０１は、その計算結果を下げしろ融通案格納手段４０に格納する。また、下げしろ融通案の形式は、例えば、図６に示したようなものである。そして、送信手段１５によって、この下げしろ融通案が各発電事業者２１，２２〜２ｎに送信される。
【００５１】
この具体例３によれば、下げしろが不足している発電事業者と、下げしろの融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するときに、前者のどの発電事業者が後者のどの発電事業者からどれだけ下げしろを融通してもらうのがトータルで見て経済的かを計算することが可能になる。
【００５２】
（３）第３実施形態
図７は、本発明に係る電力系統の需給計画作成装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。すなわち、本実施形態の需給計画作成装置は、上記第２実施形態の変形例であって、需給バランス、供給予備力及び下げしろが不足している発電事業者と、それらの融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するときに、演算手段３０として、ＬＰ法求解部３０１と共に、タブサーチ（ＴａｂｕＳｅａｒｃｈ：以下、ＴＳと称す）法求解部３０２を備え、複数の運用制約を満足し、且つ経済的な融通計画を作成することができるようにしたものである。
【００５３】
この第３実施形態に示した需給計画作成装置においては、不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、需給総括情報からある時刻断面において、運用制約違反を起こしている発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＫ”と称する）及びそれらの制約違反量が収集され、運用制約違反情報が作成される。この運用制約違反情報は、例えば、図２の表で各種不足（需給バランス不足、供給予備力不足、下げしろ不足）の欄に正の値を持つ発電事業者名と、同じ列の不足量の値を収集することにより作成される。
【００５４】
次に、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、同一の時刻断面で融通可能な各種電力量（融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量）を所有している発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＨ”と称する）及びそれらの融通可能な各種電力量、各種融通単価が収集され、各種融通可能情報が作成される。この各種融通可能情報は、例えば、図２の表で融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量の欄に正の値を持つ発電事業者名と、同じ列の融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量を収集することにより作成される。
【００５５】
また、ＴＳ法求解部３０２では、これらの情報から以下のようにして初期解、評価関数、近傍が作成され、評価関数の小さい融通案の探索が行われる。すなわち、「初期解」は、融通電力量、融通供給予備力、融通下げしろに関する問題を各々に独立に定式化した問題については、ＬＰ法求解部３０１で求めることができるので、その答えを初期解とする。
【００５６】
また、「評価関数」は、例えば以下のように定義する。
【数５】

【００５７】
そして、演算部３０によって得られた計算結果を各種融通案格納手段４０に格納する。また、各種融通案の形式は、例えば図６に示したようなものである。そして、送信手段１５によって、各種融通案が各発電事業者２１，２２〜２ｎに送信される。
【００５８】
この第３実施形態によれば、需給バランス、供給予備力及び下げしろが不足している発電事業者と、それらの融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するときに、前者のどの発電事業者が後者のどの発電事業者へどれだけ融通するのが全体的に見て経済的かを計算することが可能になる。また、コストは線形の関数に限らなくても良く、制約条件についても複雑なものを同時に扱うことが可能になる。
【００５９】
（４）第４実施形態
本実施形態は、上記第３実施形態の変形例であって、図８に示したように、演算手段３０として、グラフ作成部３０３と、最大マッチング作成部３０４を備え、この演算手段３０によって得られた解である最大マッチングを格納する最大マッチング格納手段５０を備えたものである。
【００６０】
この第４実施形態に示した需給計画作成装置においては、不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、需給総括情報からある時刻断面において、運用制約違反を起こしている発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＫ”と称する。また、グループＫに属する発電事業者を“グループＫの点”とも称し、その集合を記号でＶＫと書くことにする。）及びそれらの制約違反量が収集され、運用制約違反情報が作成される。この運用制約違反情報は、例えば、図２の表で各種不足（需給バランス不足、供給予備力不足、下げしろ不足）の欄に正の値を持つ発電事業者名と、同じ列の不足量の値を収集することにより作成される。
【００６１】
次に、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、同一の時刻断面で融通可能な各種電力量（融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量）を所有している発電事業者（これらの発電事業者の集合をこの節では以後“グループＨ”と称する。また、グループＨに属する発電事業者を“グループＨの点”とも称し、その集合を記号でＶＨと書くことにする。）及びそれらの融通可能な各種電力量、各種融通単価が収集され、各種融通可能情報が作成される。この各種融通可能情報は、例えば、図２の表で融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量の欄に正の値を持つ発電事業者名と、同じ列の融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量を収集することにより作成される。
【００６２】
グラフ作成部３０３は、グループＫの点の制約違反量をグループＨの点の融通可能量で補える（すなわち、融通可能量＞不足量）場合、これらの点を結ぶことで得られる辺の集合Ｅと、ＶＫ，ＶＨとから得られる２部グラフＧ＝（ＶＫ，ＶＨ，Ｅ）を作成する。なお、便宜上、Ｇの辺はＶＫからＶＨに向かうものと考え、Ｇを有向グラフとみなす。この２部グラフの例を図９に示す。この図では、グループＨに属する発電事業者Ｈｌ〜Ｈ４と、グループＫに属する発電事業者Ｋｌ〜Ｋ３及びそれらのマッチングを示している。
【００６３】
最大マッチング作成部３０４は、２部グラフＧのマッチングＭに対して、その補助グラフＧ（Ｍ）を以下のようにして作成する。ここで、Ｍｒは、Ｍに含まれる辺を全て逆向きにした集合を示している。
【数６】
Ｖ（Ｇ（Ｍ））＝Ｖ（Ｇ）∪｛ｓ，ｔ｝
Ｅ（Ｇ（Ｍ））＝（Ｅ−Ｍ）∪ Ｍ_ｒ ∪｛ｓ，ｔ｝
Ｇ（Ｍ）のｓからｔへの有向パスが存在するか否かを、幅優先探索により求めることができるので、これらから最大マッチングは以下のアルゴリズムにより求められ、最大マッチングが作成される。
【００６４】
ステップ１：Ｍ＝φとする。
ステップ２：Ｍに関する補助グラフＧ（Ｍ）を作る。
ステップ３：Ｇ（Ｍ）において、ｓからｔへの有向パスが存在すれば、それを見つけてＱ’とし、Ｆ_Ｍ＝｛（ｓ，ｖ）｜ｖはＶ_１のマッチされていない点｝∪｛（ｗ，ｔ）｜ｗはＶ_２のマッチされていない点｝とおき、Ｑ＝Ｑ’−Ｆ_Ｍとすると、Ｍ’＝（Ｑ−Ｍ_ｒ）∪（Ｍ−Ｑ_ｒ）はＧのマッチングであり、Ｍよりも辺が一本多くなっているので、Ｍ＝Ｍ’とおいてステップ２に戻る。一方、ｓからｔへの有向パスが存在しなければ、Ｍを最大マッチングとして終了する。
最大マッチングの例を図１０に示す。この図では、Ｈｌ−Ｋ３、Ｈ２−Ｋ２、Ｈ４−Ｋｌが太線で表され、最大マッチングとして示されている。
【００６５】
この第４実施形態によれば、需給バランス、供給予備力及び下げしろが不足している発電事業者と、それらの融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在するが、２つの発電事業者間でしか融通が行えない場合に、組み合わせ数が最大になるような融通の計画を作成することが可能になる。
【００６６】
（５）第５実施形態
本実施形態は、上記第４実施形態の変形例であって、図１１に示したように、演算手段３０として、グラフ作成部３０３と、ネットワーク作成部３０５と、最小費用フロー作成部３０６を備え、この演算手段３０によって得られた解である最適ペアを格納する最適ペア格納手段６０を備えたものである。
【００６７】
この第５実施形態に示した需給計画作成装置においては、不足事業者探索部（第１の探索部）２０２によって、需給総括情報からある時刻断面において、運用制約違反を起こしている発電事業者（これらの発電事業者の集合を、この節では以後“グループＫ”と称する。また、グループＫに属する発電事業者を“グループＫの点”とも称し、その集合を記号でＶＫと書くことにする。）及びそれらの制約違反量が収集され、運用制約違反情報が作成される。この運用制約違反情報は、例えば、図２の表で各種不足（需給バランス不足、供給予備力不足、下げしろ不足）の欄に正の値を持つ発電事業者名と、同じ列の不足量の値を収集することにより作成される。
【００６８】
次に、融通可能事業者探索部（第２の探索部）２０３によって、同一の時刻断面で融通可能な各種電力量（融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量）を所有している発電事業者（これらの発電事業者の集合をこの節では以後“グループＨ”と称する。また、グループＨに属する発電事業者を“グループＨの点”とも称し、その集合を記号でＶＨと書くことにする。）及びそれらの融通可能な各種電力量、各種融通単価が収集され、各種融通可能情報が作成される。この各種融通可能情報は、例えば、図２の表で融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量の欄に正の値を持つ発電事業者名と、同じ列の融通可能電力量、融通可能上げ余裕電力量、融通可能下げ余裕電力量を収集することにより作成される。
【００６９】
そして、グループＫの点の制約違反量をグループＨの点の融通可能量で補える（すなわち、融通可能量＞不足量）場合、グラフ作成部３０３によって、これらの点を結ぶことで得られる辺の集合Ｅと、ＶＫ，ＶＨとから得られる２部グラフＧ＝（ＶＫ，ＶＨ，Ｅ）が作成される。なお、便宜上、Ｇの辺はＶＫからＶＨに向かうものと考え、Ｇを有向グラフとみなす。また、ネットワーク作成部３０５によって、Ｇの各辺の容量及びコストが与えられ、ネットワークが作成される。
【００７０】
例えば、辺のコストは以下のようにして計算される。なお、この値が小さいほど、融通に適するペアと考えられる。図１２にネットワークの例を示す。
【数７】

【００７１】
そこで、新たに、辺のコストを
【数８】

と定義し、
【数９】

と定義すれば、最も適当な融通に関するペアの作成は、辺の容量ｃａｐ（ｅ）＝１とした上記の最小費用フロー問題と考えることができる。ｆに関する補助ネットワークＮ（ｆ）は、以下で定義できる。
【数１０】

【００７２】
このとき、最小費用フロー作成部３０６は、以下のアルゴリズムで費用最小のフロー、すなわち最適ペアを作成する。
ステップ１：ｆに関する補助ネットワークＮ（ｆ）を作る。
ステップ２：Ｎ（ｆ）に負の長さの閉路が存在しなければ、ｆが最小費用フローになるので終了する。
ステップ３：負の長さの閉路が存在するときは、そのような閉路を見つけ、Ｃ上の辺の残余容量の最小値△（Ｃ）を求め、Ｃ上の各辺の流量を△（Ｃ）だけ増加する。
【００７３】
すなわち、
【数１１】

と更新して、ステップｌに戻る。図１３に最適なペアを太線で示す。
【００７４】
この第５実施形態によれば、需給バランス、供給予備力及び下げしろが不足している発電事業者と、それらの融通が可能な発電事業者がそれぞれ複数存在していて、２つの発電事業者間でしか融通が行えない場合に、最も適合したペアを決定することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、融通を受ける必要がある事業者と、融通が可能な事業者がそれぞれ複数あるような状況で、経済的な融通計画を作成することができる需給計画作成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る需給計画作成装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】需給総括情報の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る需給計画作成装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】需給融通案の一例を示す図である。
【図５】供給予備力融通案の一例を示す図である。
【図６】下げしろ融通案の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る需給計画作成装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る需給計画作成装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】第４実施形態の需給計画作成装置によって作成された２部グラフの一例を示す図である。
【図１０】第４実施形態の需給計画作成装置によって得られた最大マッチングの一例を示す図である。
【図１１】本発明に係る需給計画作成装置の第５実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】第５実施形態の需給計画作成装置によって作成されたネットワークの一例を示す図である。
【図１３】第５実施形態の需給計画作成装置によって得られた最小費用フローの一例を示す図である。
【図１４】従来の複数発電事業者を対象とする需給計画作成装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…受信手段
１２…需給情報格納手段
１３…需給情報総括手段
１４…需給総括情報格納手段
１５…送信手段
２０…探索手段
２０１…不足事業者探索手段（第１の探索手段）
２０２…融通可能事業者探索手段（第２の探索手段）
２１〜２ｎ…発電事業者１〜発電事業者ｎ
３０…演算手段
３０１…ＬＰ法求解部
３０２…ＴＳ法求解部
３０３…グラフ作成部
３０４…最大マッチング作成部
３０５…ネットワーク作成部
３０６…最小費用フロー作成部
４０…需給融通案格納手段
５０…最大マッチング格納手段
６０…最適ペア格納手段

Claims

複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する手段と、
複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括手段と、
前記総括手段によって作成された需給総括情報を各事業者に送信する手段と、
を有することを特徴とする需給計画作成装置。
複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する手段と、
複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括手段と、
前記総括手段によって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索手段と、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索手段と、
前記第１の探索手段及び第２の探索手段による探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算手段と、
前記需給融通案を各事業者に送信する手段と、
を有することを特徴とする需給計画作成装置。
前記演算手段が、線形計画問題を求解する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の需給計画作成装置。
前記演算手段が、タブサーチ法を用いて求解する手段を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の需給計画作成装置。
前記演算手段が、グラフ作成部と最大マッチング作成部とを有し、
前記グラフ作成部において、前記第１の探索手段によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索手段によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、
前記最大マッチング作成部において、前記グラフの中から最大マッチングを作成することを特徴とする請求項２に記載の需給計画作成装置。
前記演算手段が、グラフ作成部とネットワーク作成部と最小費用フロー作成部とを有し、
前記グラフ作成部において、前記第１の探索手段によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索手段によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、
前記ネットワーク作成部において、前記グラフの各辺に容量及びコストを与え、
前記最小費用フロー作成部において、前記グラフの中から最小費用フローを作成することを特徴とする請求項２に記載の需給計画作成装置。
複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する処理と、
複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括処理と、
前記総括処理によって作成された需給総括情報を各事業者に送信する処理と、
を含むことを特徴とする需給計画作成方法。
複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信する処理と、
複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括処理と、
前記総括処理によって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索処理と、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索処理と、
前記第１の探索処理及び第２の探索処理による探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算処理と、
前記需給融通案を各事業者に送信する処理と、
を含むことを特徴とする需給計画作成方法。
前記演算処理が、グラフ作成処理と最大マッチング作成処理とを含み、
前記グラフ作成処理において、前記第１の探索処理によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索処理によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、
前記最大マッチング作成処理において、前記グラフの中から最大マッチングを作成することを特徴とする請求項８に記載の需給計画作成方法。
前記演算処理が、グラフ作成処理とネットワーク作成処理と最小費用フロー作成処理とを含み、
前記グラフ作成処理において、前記第１の探索処理によって探索された第１のグループを表す点と、前記第２の探索処理によって探索された第２のグループを表す点とを辺で結んだグラフを作成し、
前記ネットワーク作成処理において、前記グラフの各辺に容量及びコストを与え、
前記最小費用フロー作成処理において、前記グラフの中から最小費用フローを作成することを特徴とする請求項８に記載の需給計画作成方法。
コンピュータを制御することにより、需給計画を作成する需給計画作成用プログラムにおいて、
そのプログラムは前記コンピュータに、
複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信するステップと、
複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括ステップと、
前記総括ステップによって作成された需給総括情報を各事業者に送信するステップと、
を実行させるものであることを特徴とする需給計画作成用プログラム。
コンピュータを制御することにより、需給計画を作成する需給計画作成用プログラムにおいて、
そのプログラムは前記コンピュータに、
複数の事業者がそれぞれ別個に作成した需給計画情報を各事業者から受信するステップと、
複数の事業者から受信した需給計画情報を総括して、所定の形式にまとめる総括ステップと、
前記総括ステップによって作成された需給総括情報から、ある探索対象項目について、需給不足を起こしている事業者及び不足量を探索する第１の探索ステップと、その探索対象項目について、融通可能な事業者、融通可能量及び融通単価を探索する第２の探索ステップと、
前記第１の探索ステップ及び第２の探索ステップによる探索結果に基づいて、需給融通案を算出する演算ステップと、
前記需給融通案を各事業者に送信するステップと、
を実行させるものであることを特徴とする需給計画作成用プログラム。