JP2005287252A - Method, device, and program for preparing optimum procurement plan for system operator - Google Patents

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JP2005287252A JP2004101183A JP2004101183A JP2005287252A JP 2005287252 A JP2005287252 A JP 2005287252A JP 2004101183 A JP2004101183 A JP 2004101183A JP 2004101183 A JP2004101183 A JP 2004101183A JP 2005287252 A JP2005287252 A JP 2005287252A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the economically optimum amount of procurement even when a procurement cost provided by a concave function is included, and an operation pattern regarding start stop for a generator is restricted. <P>SOLUTION: The procurement amount is determined so that the procurement cost may become minimum by sequentially performing a liner approximating process (S704) which approximates the procurement cost to the simply increasing concave function by a linear function based on procurement source data and demand data stored in a memory means at the preset and prescribed time or each prescribed cycle (YES for S703) when the specified relative trade of the procurement cost provided by a function including the simply increasing concave function exists, and a procurement amount calculating process (S705) which calculates the procurement amount from the respective procurement sources by using a Lagrange's relaxation method based on the procurement cost of the obtained linear function. The procurement amount is checked if the obtained procurement amount satisfies an operation restriction of a transmission line or not, and a procurement amount calculation process (S706) for each area is performed when the operation restriction is not observed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、系統運用者が性質の異なる複数の調達先から電力を調達して需要家の負荷に対して供給する場合に、各調達先からの調達量を経済的に最適となるように決定するための最適調達計画作成方法と装置に関するものである。   In the present invention, when a system operator procures electric power from a plurality of suppliers with different properties and supplies it to a customer's load, the procurement amount from each supplier is determined to be economically optimal. The present invention relates to a method and apparatus for creating an optimum procurement plan.

近年の電力市場自由化に伴い、系統運用者は、電力の調達先として、系統運用者自身の所有する発電機、発電事業者との相対取引、また、電力取引の場である市場、等の性質の異なる複数の調達先から電力を調達する場合が多くなっている。複数の調達先からの調達量を経済的に最適となるように決定するためには、各調達先から電力を調達するために必要な調達コストを、それぞれ正確に算出することが不可欠であるが、この場合、調達先に応じて、電力を調達するための調達方法や調達コストの性質は異なってくる。この点について以下に説明する。   With the recent liberalization of the electric power market, the grid operator has become a supplier of electric power, such as generators owned by the grid operator itself, relative transactions with power generators, and markets where electric power is traded. In many cases, power is procured from a plurality of suppliers having different properties. In order to determine the amount of procurement from multiple suppliers to be economically optimal, it is essential to accurately calculate the procurement costs required to procure power from each supplier. In this case, the nature of the procurement method and procurement cost for procuring electric power vary depending on the supplier. This will be described below.

まず、系統運用者自身の所有する発電機を調達先とした場合、電力の調達方法は発電であるため、電力の調達コストは燃料費等の発電コストであり、発電出力の単調増加な凸関数で与えられる。また、相対取引や市場等を調達先とした場合、電力の調達方法は購入であるため、電力の調達コストは電力購入コストである。   First, when the generator owned by the grid operator itself is the procurement source, since the power procurement method is power generation, the power procurement cost is the power generation cost such as fuel costs, and the convex function with a monotonously increasing power output Given in. Further, when the procurement source is a relative transaction or a market, the power procurement method is purchase, and therefore the power procurement cost is the power purchase cost.

ここで、市場で決定される単位価格で電力を不特定の電力小売業者に販売するスポット市場における電力購入コストは、市場に共通の単位価格により一次関数で与えられる。これに対して、相対取引における電力購入コストは、個々の相対契約内容に応じてそれぞれ個別の関数で与えられるものであり、単調増加な凸関数で与えられる場合もあるが、単調増加な凹関数で与えられる場合もあり、さらに、凸関数と凹関数の両方を含む複数の関数で与えられる場合もある。   Here, the power purchase cost in the spot market in which power is sold to an unspecified power retailer at a unit price determined in the market is given by a linear function using a unit price common to the market. On the other hand, the power purchase cost in a relative transaction is given by an individual function according to the contents of each relative contract, and may be given by a monotonically increasing convex function, but a monotonically increasing concave function. Or may be given as a plurality of functions including both convex and concave functions.

そして、このように調達コストの性質の異なる複数の調達先、すなわち、系統運用者自身の所有する発電機、発電事業者との相対取引、市場、等からの調達量を経済的に最適となるように決定するための最適化問題を考えた場合、目的関数は、各調達先からの調達量に応じた調達コストの合計となる。また、この最適化問題の制約条件は、調達量の合計と需要量とを一致させる需給バランス制約、各調達量の最大・最小制約、発電機の起動停止に関する運転パターン制約等となる。   Thus, the amount of procurement from a plurality of suppliers with different procurement costs, that is, generators owned by the grid operator itself, relative transactions with the power generation companies, markets, etc., is economically optimal. In this way, the objective function is the total procurement cost corresponding to the procurement amount from each supplier. Moreover, the constraint conditions of this optimization problem include supply-demand balance constraints that match the total procurement amount with the demand amount, maximum / minimum constraints on each procurement amount, and operation pattern constraints related to generator start / stop.

このような最適化問題を解く場合には、例えば、発電コストの最小化を目的関数とした発電機の起動停止計画問題の解法(例えば、非特許文献1参照)を適用することが考えられる。この解法は、最小化すべきコストを2次関数等の凸関数で近似し、ラグランジュ緩和法を適用するものであり、コストが凸関数で与えられる限り、発電機の起動停止に関する運転パターン制約を考慮した、最適な発電出力を算出することができる。   In order to solve such an optimization problem, for example, it is conceivable to apply a method for solving a generator start / stop planning problem with the objective function of minimizing the power generation cost (for example, see Non-Patent Document 1). This solution approximates the cost to be minimized with a convex function such as a quadratic function, and applies the Lagrangian relaxation method. As long as the cost is given by the convex function, the operation pattern restrictions related to the start and stop of the generator are considered. The optimum power generation output can be calculated.

しかし、前述したような最適化問題、すなわち、系統運用者自身の所有する発電機、発電事業者との相対取引、市場、等からの調達量を経済的に最適となるように決定するための最適化問題に関しては、前述したように、相対取引の調達コストは凹関数で与えられる場合があり、この場合に同じ解法を用いても、調達コストが最小となるような調達量を求めることはできない。   However, the optimization problem as described above, that is, to determine the amount of procurement from the generator owned by the grid operator, the relative transaction with the power generation company, the market, etc., to be economically optimal. Regarding the optimization problem, as mentioned above, the procurement cost of the relative transaction may be given as a concave function. In this case, even if the same solution is used, it is not possible to obtain a procurement amount that minimizes the procurement cost. Can not.

また、運用当日のオンライン制御等により経済的に調達量を決定する際に、最小化すべきコストが区分線形で且つ単調増加な凹関数で与えられる場合には、特許文献1に開示されているような経済負荷配分方法を適用することができる。しかし、この特許文献1の提案は、ある時刻における瞬間的なコスト最小化を目的としており、発電機の起動停止に関する運転パターン制約がある場合には不適合である。   Further, when the procurement amount is economically determined by online control on the day of operation, if the cost to be minimized is given by a piecewise linear and monotonically increasing concave function, it is disclosed in Patent Document 1 Different economic load allocation methods can be applied. However, the proposal of Patent Document 1 is aimed at instantaneous cost minimization at a certain time, and is not suitable when there is an operation pattern restriction related to starting and stopping of the generator.

特開2003−199251号公報JP 2003-199251 A 電気学会 電力・エネルギー部門電力系統技術委員会 新しい電力システム計画手法調査専門委員会、「新しい電力システム計画手法」、電気学会技術報告 第647号、1997年8月8日、p.45IEEJ Power and Energy Sector Power System Technical Committee New Power System Planning Method Research Special Committee, “New Power System Planning Method”, IEEJ Technical Report No. 647, August 8, 1997, p. 45

上記のように、系統運用者が自ら所有する発電機、発電事業者との相対取引、市場、等の性質の異なる複数の調達先から電力を調達する場合において、凹関数で与えられる調達コストを含み、かつ、発電機の起動停止に関する運転パターン制約が存在するような場合に、従来の手法では経済的に最適となる調達量を求めることができなかった。   As mentioned above, the procurement cost given by the concave function when the power is procured from a plurality of suppliers with different properties such as generators owned by the grid operator, relative transactions with the power generation company, market, etc. In addition, when there is an operation pattern restriction related to the start / stop of the generator, the conventional method cannot obtain an economically optimal procurement amount.

さらに、系統運用者の最適調達計画作成方法においては、系統運用者自身の所有する自前発電機として、火力発電機だけでなく水力(揚水)発電機を含む場合の取り扱いを考慮する必要がある。また、送電線の運用制約や連系線を介した潮流等を考慮することも必要である。   Furthermore, in the optimal procurement plan creation method of the grid operator, it is necessary to consider the handling in the case of including not only the thermal power generator but also the hydroelectric (pumped water) generator as the own generator owned by the grid operator. It is also necessary to consider operational restrictions on power transmission lines and tidal currents through interconnection lines.

本発明は、上記の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、系統運用者が性質の異なる複数の調達先から電力を調達する場合において、凹関数で与えられる調達コストを含み、かつ、発電機の起動停止に関する運転パターン制約が存在するような場合であっても、その運転パターン制約に加えて、水力発電機の取り扱い、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、等の諸条件を考慮した上で、経済的に最適となる調達量を決定することの可能な、最適調達計画作成方法と装置を提供することである。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to provide a concave function when a system operator procures power from a plurality of suppliers with different properties. In addition to the operation pattern constraints, the hydropower generator handling, transmission line operation constraints, It is an object of the present invention to provide an optimum procurement plan creation method and apparatus capable of determining an economically optimum procurement amount in consideration of various conditions such as a power flow through a connection line.

本発明は、上記のような目的を達成するために、調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数で近似して単調増加な凸関数とすると共に、調達量に対する送電線の運用制約のチェックや、連系線潮流計画値による需要データの調整を行うことにより、発電機の起動停止に関する運転パターン制約、水力発電機の取り扱い、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、等を考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出できるようにしたものである。   In order to achieve the above object, the present invention approximates a procurement cost given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount to a monotonically increasing convex function and approximates the procurement cost to the procurement amount. By checking the operation restrictions of the transmission line and adjusting the demand data based on the planned power flow of the interconnection line, the operation pattern restriction related to the start / stop of the generator, the handling of the hydroelectric generator, the operation restriction of the transmission line, the interconnection line The procurement amount that minimizes the total procurement cost can be calculated while taking into account the current and other factors.

なお、本発明において、重要な用語の定義は次の通りである。
「系統運用者」は、電力系統を運用し、需要家の負荷に対して電力の供給、販売を行う事業者を意味する用語であるが、自ら所有する発電機により発電事業を行う事業者に限らず、自らは発電事業を行わない事業者も含む広い概念である。
In the present invention, important terms are defined as follows.
“System operator” is a term that refers to an operator that operates an electric power system and supplies and sells power to a customer's load. It is a broad concept that includes not only business operators that do not themselves generate power.

「調達コスト」は、調達先から電力を調達するために必要なコストを意味する用語である。
「相対取引」は、系統運用者とその系統運用者に対して電力を供給、販売する別の事業者との間における相対取引を意味する用語である。
「市場」は、電力取引の場を意味する用語であるが、公開された単位価格で電力を不特定の電力小売事業者に販売するスポット市場等の一般的に市場と呼ばれるものに限らず、常時バックアップ契約等のように調達コストが共通の単位価格により一次関数で与えられる全ての取引を含む広い概念である。
“Procurement cost” is a term that means a cost required to procure electric power from a supplier.
“Relative transaction” is a term that means a relative transaction between a grid operator and another business that supplies and sells power to the grid operator.
“Market” is a term that means a place for power trading, but is not limited to what is commonly called a market, such as a spot market that sells power to unspecified power retailers at a publicly disclosed unit price, It is a broad concept that includes all transactions where procurement costs are given by a linear function with a common unit price, such as a regular backup contract.

請求項1の発明は、コンピュータを利用して、単数または複数の調達先からの調達量を、予め与えられた需要家の負荷に対して調達コストが最小となるように決定する系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達先が、系統運用者自身の所有する火力発電機、当該系統運用者自身の所有する水力発電機、発電事業者との相対取引、市場、を含むグループの中から選択された調達先である場合に、線形近似ステップ、調達量算出ステップ、運用制約チェックステップ、エリア別算出ステップ、を含むことを特徴としている。   The invention of claim 1 uses a computer to determine the amount of procurement from one or a plurality of suppliers so as to minimize the procurement cost for a given customer load. In the optimal procurement plan creation method, the supplier is selected from the group including the thermal power generator owned by the grid operator itself, the hydroelectric power generator owned by the grid operator itself, the relative transaction with the power generator, and the market. In the case of the selected supplier, a linear approximation step, a procurement amount calculation step, an operation constraint check step, and an area-specific calculation step are included.

ここで、線形近似ステップは、調達先の調達コストに関する調達先データに基づき、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる特定の調達先がある場合に、その単調増加な凹関数に対して調達コストを1次関数で近似するステップである。また、調達量算出ステップは、調達先データと需要家の負荷に関する需要データに基づき、特定の調達先については近似により得られた1次関数の調達コストを使用し、かつ、それ以外の調達先については各調達先に応じた関数で与えられる調達コストを使用して、単数または複数の調達先からの調達コスト合計が最小となるように各調達先からの調達量を算出するステップである。   Here, the linear approximation step is based on the supplier data related to the procurement cost of the supplier, and when there is a specific supplier whose procurement cost is given by a function including a concave function with a monotonically increasing value, the monotonically increasing concave function is obtained. On the other hand, the procurement cost is approximated by a linear function. The procurement amount calculation step uses the procurement cost of the linear function obtained by approximation for a specific supplier based on the supplier data and the demand data related to the customer's load, and other suppliers Is a step of calculating the procurement amount from each supplier so that the total procurement cost from one or a plurality of suppliers is minimized by using the procurement cost given by a function corresponding to each supplier.

一方、運用制約チェックステップは、複数の対象エリア間を接続する送電線に運用制約がある場合に、当該送電線に関して算出された調達量が当該運用制約を満足しているか否かをチェックするステップであり、エリア別算出ステップは、算出された調達量が運用制約を満足していない場合に、対象エリア毎に調達量を算出し直すステップである。また、調達量算出ステップは、連系線を介して接続された連系先から予め与えられた連系線潮流計画値がある場合に、需要データと当該連系線潮流計画値に基づいて調達量の算出に使用する有効需要値を算出するステップを含む。   On the other hand, the operation constraint check step is a step of checking whether or not the procurement amount calculated for the transmission line satisfies the operation constraint when the transmission line connecting the plurality of target areas has an operation constraint. The area-specific calculation step is a step of recalculating the procurement amount for each target area when the calculated procurement amount does not satisfy the operational constraints. In addition, the procurement amount calculation step is based on demand data and the interconnected power flow plan value when there is an interconnected power flow plan value given in advance from the interconnecting destination connected via the interconnected line. A step of calculating an effective demand value used for calculating the quantity.

請求項9の発明は、請求項1の発明を装置の観点から把握したものであり、コンピュータを利用して、単数または複数の調達先からの調達量を、予め与えられた需要家の負荷に対して調達コストが最小となるように決定する系統運用者の最適調達計画作成装置において、調達先が、系統運用者自身の所有する火力発電機、当該系統運用者自身の所有する水力発電機、発電事業者との相対取引、市場、を含むグループの中から選択された調達先である場合に、請求項1の発明における各ステップに対応する各機能を有する線形近似手段、調達量算出手段、運用制約チェック手段、を備えたことを特徴としている。   The invention of claim 9 grasps the invention of claim 1 from the viewpoint of the apparatus, and uses a computer to increase the amount of procurement from one or a plurality of suppliers to a given consumer load. On the other hand, in the system operator's optimal procurement plan creation device that determines the procurement cost to be minimized, the procurement source is a thermal power generator owned by the system operator itself, a hydroelectric power generator owned by the system operator itself, In the case of a supplier selected from a group including a relative transaction with a power generation company and a market, linear approximation means having each function corresponding to each step in the invention of claim 1, procurement amount calculation means, It is characterized by having operation constraint checking means.

請求項10の発明は、請求項1、請求項9の発明をコンピュータプログラムの観点から把握したものであり、コンピュータを利用して、単数または複数の調達先からの調達量を、予め与えられた需要家の負荷に対して調達コストが最小となるように決定する系統運用者の最適調達計画作成用プログラムにおいて、調達先が、系統運用者自身の所有する火力発電機、当該系統運用者自身の所有する水力発電機、発電事業者との相対取引、市場、を含むグループの中から選択された調達先である場合に、請求項1の発明における各ステップに対応する線形近似機能、調達量算出機能、運用制約チェック機能、をコンピュータに実現させることを特徴としている。   The invention of claim 10 grasps the inventions of claim 1 and claim 9 from the viewpoint of a computer program, and the amount of procurement from one or a plurality of suppliers is given in advance using a computer. In a program for creating an optimal procurement plan for a grid operator that determines the procurement cost to be minimal with respect to the customer's load, the procurement source is the thermal power generator owned by the grid operator itself, the grid operator's own A linear approximation function corresponding to each step in the invention of claim 1 and a procurement amount calculation when the procurement source is selected from a group including a hydropower generator, a relative transaction with a power generation company, and a market. It is characterized by having a computer realize a function and an operation constraint check function.

以上のような発明によれば、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる場合に、その単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数で近似して単調増加な凸関数とすることができるため、ラグランジュ緩和法等の既存の手法を適用して、発電機の起動停止に関する運転パターン制約を考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出することができる。   According to the invention as described above, when the procurement cost is given by a monotonically increasing concave function with respect to the procurement amount, the procurement cost given by the monotonically increasing concave function is approximated by a linear function and is monotonically increasing. Since it can be a convex function, the procurement amount that minimizes the total procurement cost is calculated by applying the existing method such as the Lagrangian relaxation method and taking into account the operation pattern restrictions related to the start / stop of the generator. can do.

また、調達先が系統運用者自身の所有する水力発電機を含む場合には、その水力発電機の起動停止に関する運転パターン制約をも考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出することができる。さらに、調達量に対する送電線の運用制約のチェックや、連系線潮流計画値による有効需要値の算出を行うことにより、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、を考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出することができる。   In addition, if the supplier includes a hydroelectric generator owned by the grid operator itself, the procurement amount that minimizes the total procurement cost, taking into account the operation pattern restrictions related to the start and stop of the hydroelectric generator. Can be calculated. In addition, by checking the operational constraints on the transmission line against the procurement amount and calculating the effective demand value based on the planned power flow of the interconnection line, while considering the operational constraints of the transmission line and the flow through the interconnection line, The procurement amount that minimizes the total procurement cost can be calculated.

したがって、凹関数で与えられる調達コストを含み、かつ、発電機の起動停止に関する運転パターン制約が存在するような場合であっても、運転パターン制約に加えて、水力発電機の取り扱い、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、等の諸条件を考慮した上で、経済的に最適となる調達量を決定することができる。   Therefore, even if there is a procurement cost given by the concave function and there is an operation pattern constraint related to the start and stop of the generator, in addition to the operation pattern constraint, the handling of the hydroelectric generator, the transmission line Considering various conditions such as operational constraints and tidal currents through interconnection lines, the optimal procurement amount can be determined.

請求項2の発明は、請求項1の系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが、次のようにして調達先からの調達量を決定するステップを含むことを特徴としている。すなわち、このステップにおいては、各調達先からの調達量を算出する際に、当該調達先からの調達コストが1次関数または近似により得られた1次関数で与えられる場合において、その調達コストの増分単価(λ)と1次係数(a)とが同じになった場合に、予め与えられた需要家の負荷の合計と単数または複数の調達先からの調達量の合計が同じになるように、当該調達先からの調達量を決定する。   The invention of claim 2 is characterized in that, in the system operator's optimum procurement plan creation method of claim 1, the procurement amount calculating step includes the step of determining the procurement amount from the supplier as follows. . That is, in this step, when the procurement amount from each supplier is calculated, if the procurement cost from the supplier is given by a linear function or a linear function obtained by approximation, When the incremental unit price (λ) and the first order coefficient (a) are the same, the total load of the customer given in advance and the total amount of procurement from one or more suppliers are the same. Determine the amount of procurement from the supplier.

この発明によれば、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる場合に、調達コストを1次関数で近似し、かつ、計算過程中においては増分単価の値に応じて当該調達先からの調達量を容易に求めることができるため、ラグランジュ緩和法においてラグランジュ定数の更新を行う際における発電機の起動停止状態の振動を減少させ、その結果、収束回数を減少させ、計算時間を短縮できる。   According to the present invention, when the procurement cost is given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount, the procurement cost is approximated by a linear function, and in the calculation process, according to the value of the incremental unit price. Since the amount of procurement from the supplier can be easily obtained, the vibration of the start / stop state of the generator when updating the Lagrangian constant in the Lagrangian relaxation method is reduced, and as a result, the number of convergence is reduced and the calculation time is reduced. Can be shortened.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2の系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが、調達コストが減少しなくなるまで逐次計算を繰り返すステップを含むことを特徴としている。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the optimum procurement plan creation method of the system operator of claim 1 or claim 2, the procurement amount calculation step includes a step of repeating sequential calculation until the procurement cost is not reduced. Yes.

この発明によれば、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる場合に、調達コストを1次関数で近似し、ラグランジュ緩和法により調達量を算出する際に、計算過程中の現在の調達量に対して調達コストが減少しなくなるまで繰り返し計算を行うことによって、調達コストの最小化をより厳密に行うことができる。   According to this invention, when the procurement cost is given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount, the procurement cost is approximated by a linear function, and the procurement amount is calculated by the Lagrange relaxation method. By repeating the calculation until the procurement cost does not decrease with respect to the current procurement amount, the procurement cost can be minimized more strictly.

請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかの系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが、運転パターン制約を考慮する必要がない場合に各調達時刻における調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップを含むことを特徴としている。ここで、「運転パターン制約を考慮する必要がない場合」は、単数または複数の調達先が系統運用者自身の所有する発電機を含む場合であって、その発電機が調達期間内の全ての時間帯で起動停止に関して同じ状態を維持する場合、および、単数または複数の調達先が系統運用者自身の所有する発電機を含まない場合、のいずれかの場合である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optimum procurement plan creation method of the grid operator according to any one of the first to third aspects, when the procurement amount calculating step does not need to consider operation pattern constraints, The method includes the step of calculating the procurement amount so that the total procurement cost is minimized. Here, “when there is no need to consider the operation pattern constraint” is a case where one or a plurality of suppliers includes generators owned by the grid operator, and the generators are all included in the procurement period. This is either the case where the same state regarding start and stop is maintained in the time zone, and the case where one or a plurality of suppliers does not include the generator owned by the grid operator itself.

この発明によれば、系統運用者自身の所有する発電機の運転パターンや所有する発電機の有無に応じて、発電機の起動停止に関する運転パターン制約を考慮する必要がない場合には経済負荷配分計算のみを行うことで調達コストの最小化を行うことができるため、計算時間を短縮できる。   According to the present invention, when it is not necessary to consider the operation pattern restrictions related to the start and stop of the generator, depending on the operation pattern of the generator owned by the grid operator itself and the presence or absence of the owned generator, economic load distribution is performed. Since only the calculation can minimize the procurement cost, the calculation time can be shortened.

請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかの系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが、単数または複数の調達先の中に、調達期間内に予め決められた調達量を調達しなければならない調達先がある場合に、その調達先から予め決められた以上の調達量を調達し、かつ、調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップ、を含むことを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optimum procurement plan creation method for the grid operator according to any one of the first to fourth aspects, the procurement amount calculating step is performed in advance within a procurement period in one or a plurality of suppliers. When there is a supplier who needs to procure a predetermined procurement amount, the procurement amount is calculated from the supplier so that the procurement amount more than a predetermined amount is obtained and the total procurement cost is minimized. Including a step.

この発明によれば、相対取引から購入する電力量に対して予め決められた電力量を購入しなければならない場合等、調達先からの調達量の制約がある場合に、調達量制約を考慮した上で最適な調達量を決定することができる。   According to this invention, when there is a restriction on the amount of procurement from the supplier, such as when it is necessary to purchase a predetermined amount of electricity with respect to the amount of electricity purchased from the relative transaction, the procurement amount restriction is considered. The optimal procurement amount can be determined above.

請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかの系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが、単数または複数の調達先からの調達量に対して、負荷追従のために出力調整余力を持たせる必要がある場合に、その出力調整余力を確保し、かつ、調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップ、を含むことを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the optimum procurement plan creation method for the grid operator according to any one of the first to fifth aspects, the procurement amount calculation step applies a load to the procurement amount from one or a plurality of suppliers. In the case where it is necessary to provide an output adjustment margin for tracking, the method includes a step of securing the output adjustment margin and calculating the procurement amount so that the total procurement cost is minimized.

この発明によれば、需要予測の誤差や急激な需要変動に対応しなければならない等、負荷追従のために出力調整余力制約がある場合に、出力調整余力を確保した最適な調達量を決定することができる。   According to the present invention, when there is an output adjustment capacity constraint for load following, such as an error in demand prediction or a sudden fluctuation in demand, an optimum procurement amount that secures an output adjustment capacity is determined. be able to.

請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれかの系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが、予め与えられた需要家の負荷の中に調整可能な負荷がある場合に、その負荷調整後の調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップ、を含むことを特徴としている。   The invention according to claim 7 is the optimum procurement plan creation method for the grid operator according to any one of claims 1 to 6, wherein the procurement amount calculating step is an adjustable load in a given consumer load. And a step of calculating a procurement amount so that the total procurement cost after the load adjustment is minimized.

以上のような発明によれば、需要家の負荷調整が可能な場合に、負荷調整によるペナルティコストを考慮した上で最適な調達量を決定することができる。   According to the invention as described above, when the load adjustment of the consumer is possible, the optimum procurement amount can be determined in consideration of the penalty cost due to the load adjustment.

請求項8の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれかの系統運用者の最適調達計画作成方法において、調達量算出ステップが売電決定ステップを含むことを特徴としている。ここで、売電決定ステップは、単数または複数の調達先が市場を含み、かつ、当該市場からの調達量が負(マイナス)となった場合に、当該市場へ売電を行うことを決定するステップである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the optimum procurement plan creation method for the grid operator according to any one of the first to seventh aspects, the procurement amount calculating step includes a power sale determining step. Here, in the power sale determination step, when one or a plurality of suppliers includes a market and the procurement amount from the market becomes negative (minus), it is determined to sell power to the market. It is a step.

以上のような発明によれば、市場からの調達量がマイナスとなった場合に、市場に得られた調達量の分だけ売電することにより、調達した電力量が余ることなく、かつ、調達コストが最小となるような最適な調達量を決定することができる。   According to the invention as described above, when the procurement amount from the market becomes negative, by selling only the amount of the procurement amount obtained in the market, the procurement amount of electricity is not excessive and is procured. It is possible to determine an optimum procurement amount that minimizes the cost.

本発明によれば、調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数で近似して単調増加な凸関数とすると共に、調達量に対する送電線の運用制約のチェックや、連系線潮流計画値による需要データの調整を行うことにより、発電機の起動停止に関する運転パターン制約、水力発電機の取り扱い、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、等を考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出できる。   According to the present invention, the procurement cost given by a monotonically increasing concave function with respect to the procurement amount is approximated by a linear function to be a monotonically increasing convex function, and the operation constraint of the transmission line against the procurement amount is checked, By adjusting demand data based on the planned power flow from the interconnected line, it is possible to take into account operational pattern restrictions related to generator start / stop, handling of hydroelectric generators, operational restrictions on transmission lines, tidal currents through the interconnected lines, etc. However, the procurement amount that minimizes the total procurement cost can be calculated.

したがって、系統運用者が性質の異なる複数の調達先から電力を調達する場合において、凹関数で与えられる調達コストを含み、かつ、発電機の起動停止に関する運転パターン制約が存在するような場合であっても、その運転パターン制約に加えて、水力発電機の取り扱い、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、等の諸条件を考慮した上で、経済的に最適となる調達量を決定することの可能な、最適調達計画作成方法と装置を提供することができる。   Therefore, when the system operator procures electric power from a plurality of suppliers with different properties, it includes the procurement cost given by the concave function, and there are operating pattern restrictions related to generator start / stop. However, in addition to the operational pattern constraints, considering the conditions such as the handling of hydroelectric generators, operational constraints on power transmission lines, tidal currents through interconnection lines, etc. It is possible to provide an optimum procurement plan creation method and apparatus that can be determined.

以下には、本発明を適用した最適調達計画作成装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, an embodiment of an optimum procurement plan creation apparatus to which the present invention is applied will be specifically described with reference to the drawings.

[1.基本的な実施形態]
[1−1.基本的な構成]
図1は、本実施形態の最適調達計画作成装置が対象とする系統運用者による電力の調達、供給を示す概念図である。本実施形態の最適調達計画作成装置は、系統運用者が各時間帯に需要家である顧客に供給・販売すべき電力に対して、系統運用者自身の所有する自前発電機(火力・水力(揚水)発電機)、発電事業者との相対取引、スポット市場、等の種々の調達先から調達コストが最小となるような調達量の組み合わせを求めるものである。
[1. Basic embodiment]
[1-1. Basic configuration]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the procurement and supply of power by the grid operator targeted by the optimum procurement plan creation apparatus of the present embodiment. The optimum procurement plan creation apparatus of this embodiment is adapted to the power generator that the grid operator owns (thermal power / hydropower ( Pumping) generators), relative transactions with power generation companies, spot markets, etc., to obtain a combination of procurement quantities that minimize procurement costs.

この場合、各調達先については、相対取引やスポット市場から各時間帯にどれだけの電力を購入すべきか、また、系統運用者自身の所有する自前発電機においては各時間帯にどれだけの電力を出力すべきか、等を決定することになる。その際、自前発電機においては、各時間帯の起動停止も考えた上での最適な調達量を決定することになる。   In this case, for each supplier, how much power should be purchased at each time zone from relative transactions and the spot market, and how much power should be purchased at each time zone for the own generator owned by the grid operator itself. Is to be output. At that time, in the own generator, the optimum procurement amount is determined in consideration of the start and stop of each time zone.

また、最適調達計画を作成する際に、電力小売事業者や市場、他の系統運用者等からの連系線潮流計画値が事前に与えられる場合には、各時間帯の連系線潮流計画値を予め各時間帯の需要から差引く必要がある。なお、図1中においては、調達量の流れを実線矢印で示すと共に、連系線潮流計画値の流れを破線矢印で示している。この図1に示すように、スポット市場は、当該系統運用者との関係において、電力の調達先であると同時に連系線を介して接続された連系先でもある。   In addition, when preparing the optimal procurement plan, if the grid flow plan value from the power retailer, the market, other grid operators, etc. is given in advance, the grid flow plan for each time zone It is necessary to subtract the value from the demand in each time zone in advance. In FIG. 1, the flow of the procurement amount is indicated by a solid line arrow, and the flow of the interconnected power flow plan value is indicated by a broken line arrow. As shown in FIG. 1, in the relationship with the grid operator, the spot market is not only a power supply source but also a connection destination connected via a connection line.

図2は、本実施形態の最適調達計画作成装置を示すブロック構成図であり、最適調達計画作成装置1は、伝送ライン2を通じて需要予測システム3と通信するようになっている。ここで、需要予測システム3は、予め与えられた1つまたは複数の需要家について、各時間帯毎の需要家の全負荷を予測するシステムであり、この需要予測システム3で予測された需要データ21が、伝送ライン2を通じて最適調達計画作成装置1に送信されるようになっている。   FIG. 2 is a block diagram showing the optimum procurement plan creation apparatus according to this embodiment. The optimum procurement plan creation apparatus 1 communicates with the demand prediction system 3 through the transmission line 2. Here, the demand prediction system 3 is a system that predicts the total load of a customer for each time period for one or a plurality of consumers given in advance, and the demand data predicted by the demand prediction system 3 21 is transmitted to the optimum procurement plan creation device 1 through the transmission line 2.

最適調達計画作成装置1は、需要予測システム3から送信された需要データ21を受信する情報伝送装置4と、オペレータにより必要な指示情報を入力したり、オペレータに対して処理途中や処理結果を表示したりするためのマンマシン・インタフェース装置(MMI)5を備えている。   The optimum procurement plan creation device 1 inputs the required information by the information transmission device 4 that receives the demand data 21 transmitted from the demand prediction system 3, and displays the processing progress and processing results to the operator. A man-machine interface device (MMI) 5 is provided.

最適調達計画作成装置1本体は、最適調達計画作成部10、自前発電機データ記憶手段11、相対取引データ記憶手段12、スポット市場データ記憶手段13、電力小売事業者データ記憶手段14、他の系統運用者データ記憶手段15、需要データ記憶手段16、出力データ記憶手段17、送電線運用制約チェック手段18、需要データ修正手段19、等から構成されている。以下には、この最適調達計画作成装置1の各部について説明する。   The optimum procurement plan creation device 1 is composed of an optimum procurement plan creation unit 10, own generator data storage means 11, relative transaction data storage means 12, spot market data storage means 13, power retailer data storage means 14, and other systems. It is composed of operator data storage means 15, demand data storage means 16, output data storage means 17, transmission line operation constraint check means 18, demand data correction means 19, and the like. Below, each part of this optimal procurement plan preparation apparatus 1 is demonstrated.

自前発電機データ記憶手段11、相対取引データ記憶手段12、スポット市場データ記憶手段13は、各調達先の調達コストに関する調達先データを保存する手段である。また、スポット市場データ記憶手段13、電力小売事業者データ記憶手段14、他の系統運用者データ記憶手段15は、連系線を介して接続された連系先に関する連系先データを保存する手段である。そして、需要データ記憶手段16は、需要予測システム3から受信した需要データ21を保存する手段である。   The own generator data storage means 11, the relative transaction data storage means 12, and the spot market data storage means 13 are means for storing supplier data relating to the procurement costs of each supplier. The spot market data storage means 13, the power retailer data storage means 14, and the other grid operator data storage means 15 are means for storing connection destination data relating to connection destinations connected via connection lines. It is. The demand data storage means 16 is means for storing the demand data 21 received from the demand prediction system 3.

このうち、自前発電機データ記憶手段11は、系統運用者が所有する自前発電機(火力・水力(揚水)発電機)の燃料費特性、起動費特性、最大出力、最小出力、運転パターン(最小運転時間、最小停止時間、起動停止パターン)、その他必要なデータを保存している。また、相対取引データ記憶手段12は、相対取引による電力取引価格特性、最大購入量、最小購入量、その他必要なデータを保存している。さらに、スポット市場データ記憶手段13は、スポット市場による予想価格特性、最大購入量、最小購入量、その他必要なデータを保存している。   Among them, the self-generator data storage means 11 includes fuel cost characteristics, start-up cost characteristics, maximum output, minimum output, and operation pattern (minimum) of the self-generator owned by the grid operator (thermal power / hydropower (pumped water) generator). Operation time, minimum stop time, start / stop pattern) and other necessary data are saved. The relative transaction data storage unit 12 stores power transaction price characteristics, maximum purchase amount, minimum purchase amount, and other necessary data by relative transaction. Furthermore, the spot market data storage means 13 stores the expected price characteristics, the maximum purchase amount, the minimum purchase amount, and other necessary data according to the spot market.

一方、電力小売事業者データ記憶手段14は、連系線を介して接続された電力小売事業者による連系線潮流計画値、その他必要なデータを保存している。また、他の系統運用者データ記憶手段15は、連系線を介して接続された他の系統運用者による連系線潮流計画値、その他必要なデータを保存する手段である。   On the other hand, the electric power retailer data storage means 14 stores an interconnected power flow plan value by the electric power retailer connected via the interconnecting line and other necessary data. Further, the other grid operator data storage means 15 is a means for storing interconnected line power flow plan values and other necessary data by other grid operators connected via the interconnected lines.

最適調達計画作成部10は、最適調達計画作成装置1のメインとなる部分であり、自前発電機データ記憶手段11、相対取引データ記憶手段12、スポット市場データ記憶手段13に保存された各調達先の調達コストに関する調達先データと、需要データ記憶手段16に保存された需要データ21とに基づき、調達コストが最小となるように調達量を決定するようになっている。この最適調達計画作成部10は、線形近似手段101と調達量算出手段102を備えている。   The optimum procurement plan creation unit 10 is a main part of the optimum procurement plan creation apparatus 1, and each supplier stored in the own generator data storage unit 11, the relative transaction data storage unit 12, and the spot market data storage unit 13. The procurement amount is determined so as to minimize the procurement cost based on the procurement source data relating to the procurement cost and the demand data 21 stored in the demand data storage means 16. The optimum procurement plan creation unit 10 includes linear approximation means 101 and procurement amount calculation means 102.

線形近似手段101は、相対取引データ記憶手段12に保存された相対取引の調達コストに関するデータに基づき、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる特定の相対取引がある場合に、その単調増加な凹関数に対して調達コストを1次関数で近似する手段である。   The linear approximation means 101 is based on the data regarding the procurement cost of the relative transaction stored in the relative transaction data storage means 12, and when there is a specific relative transaction in which the procurement cost is given by a function including a concave function whose monotonously increases, This is a means of approximating the procurement cost with a linear function for a monotonically increasing concave function.

調達量算出手段102は、自前発電機データ記憶手段11、相対取引データ記憶手段12、スポット市場データ記憶手段13に保存された各調達先の調達コストに関するデータと、線形近似手段101で近似により得られた1次関数の調達コストと、需要データ記憶手段16に保存された需要データ21とに基づき、各調達先からの調達量を算出する手段である。   The procurement amount calculation means 102 is obtained by approximation by the linear approximation means 101 with data relating to the procurement cost of each supplier stored in the own generator data storage means 11, the relative transaction data storage means 12, and the spot market data storage means 13. This is means for calculating the procurement amount from each supplier based on the procurement cost of the linear function obtained and the demand data 21 stored in the demand data storage means 16.

この場合、調達量算出手段102は、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる特定の相対取引については線形近似手段101で近似により得られた1次関数の調達コストを使用し、それ以外の調達先については、各記憶手段11〜13に保存された各調達先の調達コストに関するデータに基づき、各調達先に応じた関数で与えられる調達コストを使用する。   In this case, the procurement amount calculation unit 102 uses the procurement cost of the linear function obtained by approximation by the linear approximation unit 101 for a specific relative transaction given as a function including a concave function whose procurement cost is monotonously increased. For other suppliers, the procurement cost given by the function corresponding to each supplier is used based on the data relating to the procurement cost of each supplier stored in each storage means 11-13.

一方、出力データ記憶手段17は、最適調達計画作成部10の出力結果データ22を保存する手段であり、送電線運用制約チェック手段18は、最適調達計画作成部10の出力結果データ22が送電線の運用制約を満足しているか否かをチェックする手段である。また、需要データ修正手段19は、出力データ記憶手段17に保存されている出力結果データ22を基に、需要データ21を修正する手段である。   On the other hand, the output data storage means 17 is means for storing the output result data 22 of the optimum procurement plan creation unit 10, and the transmission line operation constraint check means 18 is that the output result data 22 of the optimum procurement plan creation unit 10 is the transmission line. This is a means for checking whether or not the operation restrictions are satisfied. The demand data correcting means 19 is means for correcting the demand data 21 based on the output result data 22 stored in the output data storage means 17.

なお、図3は、図2に示す最適調達計画作成装置1を実現するためのコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。このコンピュータシステムにおいて、301は、CPU302、主メモリ303、メモリ304、等を備えた計算機であり、この計算機301の主メモリ303上に記録された処理プログラムにより、計算機301を、図2に示すような最適調達計画作成装置1として動作させるようになっている。すなわち、処理プログラムにより、CPU302と主メモリ303を、最適調達計画作成部10、送電線運用制約チェック手段18、需要データ修正手段19として動作させると共に、メモリ304を、記憶手段11〜17として動作させる。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of a computer system for realizing the optimum procurement plan creation apparatus 1 shown in FIG. In this computer system, reference numeral 301 denotes a computer including a CPU 302, a main memory 303, a memory 304, and the like, and the computer 301 is shown in FIG. 2 by a processing program recorded on the main memory 303 of the computer 301. It is made to operate as a suitable optimum procurement plan creation device 1. That is, according to the processing program, the CPU 302 and the main memory 303 are operated as the optimum procurement plan creation unit 10, the transmission line operation constraint check unit 18, and the demand data correction unit 19, and the memory 304 is operated as the storage units 11 to 17. .

また、計算機301には、記録媒体305にプログラムを記録する記録媒体書込み装置306が、汎用のSICI等のケーブル307等で接続されており、主メモリ303に記録された処理プログラムを記録媒体書込み装置306により任意に記録媒体305に記録できるようになっている。これにより、記録媒体305あるいは記録媒体305から書込まれた別の記録媒体を用いて、別の計算機でも同じ処理プログラムを実行できるようになっている。   Further, the computer 301 is connected with a recording medium writing device 306 for recording a program in the recording medium 305 by a cable 307 such as a general-purpose SICI, and the processing program recorded in the main memory 303 is recorded in the recording medium writing device. The information can be arbitrarily recorded on the recording medium 305 by 306. Thus, the same processing program can be executed by another computer using the recording medium 305 or another recording medium written from the recording medium 305.

[1−2.最適化問題]
以上のような最適調達計画作成装置1において、その最適調達計画作成部10にて解かれる最適化問題の目的関数は、図4の(1)式に示すように、各調達先からの調達量に応じた調達コストの合計となる。
[1-2. Optimization problem]
In the optimum procurement plan creation apparatus 1 as described above, the objective function of the optimization problem solved by the optimum procurement plan creation unit 10 is the amount of procurement from each supplier as shown in the equation (1) in FIG. Total procurement cost according to

また、この最適化問題の目的関数に対する制約条件は、図5に示すように、調達量の合計と需要量とを一致させる需給バランス制約、各調達量の最大・最小制約、発電機の起動停止に関する運転パターン制約、火力発電書の燃料消費量制約、水力(揚水)発電書の使用水量制約、等となる。   In addition, as shown in FIG. 5, the constraint conditions for the objective function of this optimization problem are the supply and demand balance constraint that matches the total procurement amount with the demand amount, the maximum and minimum constraints for each procurement amount, and the start / stop of the generator Operating pattern restrictions, fuel consumption restrictions on thermal power generation, water consumption restrictions on hydroelectric (pumped) power generation, etc.

以上のように表現される最適化問題において、Pi g(t),Pii gg(t),Pj b (t),Pm (t),は決定すべき調達量である。また、この調達量を決定するために用いられる各データのうち、D(t)は、需要予測システム3から情報伝送装置4を介して受信する需要データ21と各連系先の連系線潮流計画値に基づいて算出された有効需要値である。また、他のデータは、各記憶手段11〜15に保存された各調達先の調達コストに関する調達先データおよび各連系先に関する連系先データから得られたデータである。 In the optimization problem expressed as described above, P i g (t), P ii gg (t), P j b (t), and P m (t) are procurement amounts to be determined. Of the data used to determine the procurement amount, D (t) is the demand data 21 received from the demand prediction system 3 via the information transmission device 4 and the interconnection current of each interconnection destination. It is the effective demand value calculated based on the plan value. The other data is data obtained from the procurement source data related to the procurement cost of each procurement source and the interconnection destination data related to each interconnection destination stored in each storage unit 11 to 15.

すなわち、自前発電機(火力)iの燃料費特性、起動費特性、最大・最小出力、運転パターン(最小運転時間、最小停止時間、起動停止パターン)、並びに、自前発電機(水力)iiの使用水量特性、最大・最小出力は、自前発電機データ記録手段11に、相対取引jの取引価格特性、最大・最小購入量は、相対取引データ記録手段12に、市場の予想価格特性、最大・最小購入量、連系線潮流計画値は、市場データ記録手段13に、それぞれ保存されている。また、電力小売事業者の連系線潮流計画値は、電力小売事業者データ記録手段14に、他の系統運用者の連系線潮流計画値は、他の系統運用者データ記録手段15に、それぞれ保存されている。   That is, fuel cost characteristics, start-up cost characteristics, maximum / minimum output, operation pattern (minimum operation time, minimum stop time, start-stop pattern) of self-generator (thermal power) i, and use of self-generator (hydropower) ii Water volume characteristics, maximum / minimum output are stored in own generator data recording means 11, transaction price characteristics of relative transaction j, and maximum / minimum purchase amount are calculated in relative transaction data recording means 12, market expected price characteristics, maximum / minimum. The purchase amount and the interconnected power flow plan value are stored in the market data recording means 13, respectively. In addition, the planned power line connection value of the power retailer is stored in the power retailer data recording means 14, and the planned power line connection value of the other grid operators is stored in the other grid operator data recording means 15. Each is stored.

なお、有効需要値D(t)は、図6の(9)式に示すように、需要予測システム3で予測され、情報伝送装置4を通じて送られる需要データから、市場、電力小売事業者、他の系統運用者等により予め計画された連系線潮流計画値を差し引くことで算出される。   The effective demand value D (t) is predicted by the demand prediction system 3 and is sent from the demand data sent through the information transmission device 4 as shown in the equation (9) in FIG. It is calculated by subtracting the interconnected power flow plan value planned in advance by the system operator or the like.

[1−3.全体の動作]
図7は、以上のような構成を有する本実施形態の最適調達計画作成装置1における動作の概略を示すフローチャートである。
[1-3. Overall behavior]
FIG. 7 is a flowchart showing an outline of the operation in the optimum procurement plan creation apparatus 1 of the present embodiment having the above-described configuration.

この図7に示すように、需要予測システム3から送信された需要データ21を情報伝送装置4により受信する毎(S701のYES)に、需要データ記憶手段16は、受信した需要データ21を保存する(S702)。また、最適調達計画作成部10は、最適な調達量を決定するために予め設定された所定の時刻または所定の周期毎(S703のYES)に、記憶手段11〜16に保存されたデータに基づき、線形近似手段101による線形近似処理(S704)と調達量算出手段102による調達量算出処理(S705)を順次行い、調達コストが最小となるように調達量を決定する。なお、このような最適調達計画作成部10による処理内容は、MMI5によりオペレータに対して処理途中で適宜表示される。   As shown in FIG. 7, every time the demand data 21 transmitted from the demand prediction system 3 is received by the information transmission apparatus 4 (YES in S701), the demand data storage unit 16 stores the received demand data 21. (S702). Further, the optimum procurement plan creation unit 10 is based on the data stored in the storage units 11 to 16 at a predetermined time or a predetermined cycle (YES in S703) set in advance to determine an optimal procurement amount. Then, the linear approximation processing (S704) by the linear approximation means 101 and the procurement amount calculation processing (S705) by the procurement amount calculation means 102 are sequentially performed to determine the procurement amount so that the procurement cost is minimized. Note that the processing content by the optimum procurement plan creation unit 10 is appropriately displayed to the operator by the MMI 5 during the processing.

送電線運用制約チェック手段18は、送電線運用制約チェック処理として、最適調達計画作成部10からの出力結果データ22に対して送電線の運用制約を満足しているか否かのチェックを行い、運用制約違反である場合には、最適調達計画作成部10の調達量算出手段102に運用制約違反通知23を行うことにより、エリア別の調達量算出処理を行わせる(S706)。   The transmission line operation constraint check means 18 checks whether or not the transmission line operation constraint is satisfied with respect to the output result data 22 from the optimum procurement plan creation unit 10 as a transmission line operation constraint check process. When it is a constraint violation, the procurement amount calculation unit 102 of the optimum procurement plan creation unit 10 performs the operation constraint violation notification 23 to perform the procurement amount calculation process for each area (S706).

そして、最適調達計画作成部10により各調達先からの最適な調達量が決定されると、その結果は、MMI5によりオペレータに対して表示されると共に、出力結果データ22として出力データ記憶手段17により保存される(S707)。なお、最適調達計画作成部10により、需要家の負荷調整後の調達コスト合計が最小となるようにして調達量が決定された場合等、需要データの修正が必要な場合(S708のYES)には、出力データ記憶手段17は、出力結果データ22を需要データ修正手段19に渡し、需要データ修正手段19は、需要データ記憶手段16から需要データを読み出して必要な修正を加え、再び需要データ記憶手段16に保存する(S709)。   Then, when the optimum procurement amount from each supplier is determined by the optimum procurement plan creation unit 10, the result is displayed to the operator by the MMI 5, and also as output result data 22 by the output data storage means 17. Saved (S707). In addition, when the amount of procurement is determined by the optimum procurement plan creation unit 10 so that the total procurement cost after the load adjustment of the customer is minimized, the demand data needs to be corrected (YES in S708). The output data storage means 17 passes the output result data 22 to the demand data correction means 19, and the demand data correction means 19 reads the demand data from the demand data storage means 16, makes necessary corrections, and stores the demand data again. The data is stored in the means 16 (S709).

[1−4.線形近似処理]
図8は、図7に示す動作のうち、最適調達計画作成部10の線形近似手段101による線形近似処理(S704)のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。
[1-4. Linear approximation process]
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a subroutine of the linear approximation process (S704) by the linear approximation means 101 of the optimum procurement plan creation unit 10 among the operations shown in FIG.

図8に示すように、線形近似処理において、線形近似手段101は、相対取引データ記憶手段12に保存された相対取引の調達コストに関するデータに基づき、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる相対取引があるか否かを判断する(S801)。単調増加な凹関数を含む関数で与えられる相対取引がない場合(S801のNO)には、線形近似処理を終了して図7に示す調達量算出処理(S705)に進む。また、単調増加な凹関数を含む関数で与えられる相対取引がある場合(S801のYES)には、さらに、相対取引の調達コストが全て単調増加な凹関数で与えられるか否かを判断する(S802)。   As shown in FIG. 8, in the linear approximation process, the linear approximation means 101 is a function including a concave function whose procurement cost is monotonically increased based on data on the procurement cost of the relative transaction stored in the relative transaction data storage unit 12. It is determined whether there is a given relative transaction (S801). If there is no relative transaction given by a function including a monotonically increasing concave function (NO in S801), the linear approximation process is terminated and the process proceeds to a procurement amount calculation process (S705) shown in FIG. If there is a relative transaction given by a function including a monotonically increasing concave function (YES in S801), it is further determined whether or not all procurement costs of the relative transaction are given by a monotonically increasing concave function ( S802).

相対取引の調達コストが全て単調増加な凹関数で与えられる場合(S802のYES)には、相対取引の調達コストを全て1次関数で近似する(S803)。また、相対取引の調達コストが全て単調増加な凹関数で与えられない場合、すなわち、単調増加な凸関数と単調増加な凹関数で与えられた場合(S802のNO)には、その単調増加な凹関数のみに対して調達コストを1次関数で近似する(S804)。そして、調達コストを近似した後は、線形近似処理を終了して図7に示す調達量算出処理(S705)に進む。   When all the procurement costs for the relative transaction are given by a monotonically increasing concave function (YES in S802), the procurement costs for the relative transaction are all approximated by a linear function (S803). Further, when the procurement costs of the relative transaction are not all given by a monotonically increasing concave function, that is, when they are given by a monotonically increasing convex function and a monotonically increasing concave function (NO in S802), the monotonically increasing The procurement cost is approximated by a linear function only for the concave function (S804). Then, after approximating the procurement cost, the linear approximation process is terminated and the process proceeds to the procurement amount calculation process (S705) shown in FIG.

図9は、単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数に近似するための具体的な手法を示す説明図である。この図9に示すように、特定の相対取引の調達コストが単調増加な凹関数(例えば、上に凸な2次関数)で与えられる場合には、その相対取引における最小購入量での調達コスト(Xmin,Ymin)と、最大購入量での調達コスト(Xmax,Ymax)の2点を通るように線形近似することにより、調達コストを1次関数で近似することができる。なお、図9の901は、近似前の連続的でかつ単調増加な凹関数であり、902は近似後の1次関数である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing a specific method for approximating a procurement cost given by a monotonically increasing concave function to a linear function. As shown in FIG. 9, when the procurement cost of a specific relative transaction is given by a monotonically increasing concave function (for example, an upward convex quadratic function), the procurement cost at the minimum purchase amount in the relative transaction By linearly approximating two points of (Xmin, Ymin) and procurement cost (Xmax, Ymax) at the maximum purchase amount, the procurement cost can be approximated by a linear function. Note that 901 in FIG. 9 is a continuous and monotonically increasing concave function before approximation, and 902 is a linear function after approximation.

図9においては、調達コストが連続的でかつ単調増加な凹関数で与えられる場合について示したが、調達コストが区分線形でかつ単調増加な凹関数で与えられる場合についても、同様に、最小・最大購入量での調達コストの2点を通るように線形近似することにより、調達コストを1次関数で近似することができる。   FIG. 9 shows the case where the procurement cost is given by a continuous and monotonically increasing concave function. However, the case where the procurement cost is given by a piecewise linear and monotonically increasing concave function is similarly reduced to the minimum / Procurement cost can be approximated by a linear function by linearly approximating two points of procurement cost at the maximum purchase amount.

以上のような線形近似処理により、全ての調達コストが単調増加な凸関数で表されることになるため、続く調達量算出処理では、ラグランジュ緩和法等の既存の手法を適応することで、調達コストが最小となる調達量を決定することができる。   Since all procurement costs are expressed as a monotonically increasing convex function by the linear approximation process as described above, the subsequent procurement amount calculation process can be implemented by applying existing methods such as the Lagrangian relaxation method. The procurement quantity that minimizes the cost can be determined.

[1−5.調達量算出処理]
図10は、最適調達計画作成部10の調達量算出手段102による調達量算出処理(S705)のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。この図10に示す調達量算出処理は、既存の手法として、特にラグランジュ緩和法を適用した場合の一例を示している。
[1-5. Procurement amount calculation process]
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a subroutine of the procurement amount calculation process (S705) by the procurement amount calculation unit 102 of the optimum procurement plan creation unit 10. The procurement amount calculation process shown in FIG. 10 shows an example when the Lagrangian relaxation method is applied as an existing method.

図10に示すように、調達量算出処理において、調達量算出手段102はまず、市場、電力小売事業者、他の系統運用者等による連系線潮流計画値が与えられているか否かを判定し(S1001)、予め与えられた連系船潮流計画値がある場合(S1001のYES)には、図6に示すようにして、需要データと連系線潮流計画値に基づき、有効需要値を算出する(S1002)。   As shown in FIG. 10, in the procurement amount calculation process, the procurement amount calculation means 102 first determines whether or not a grid flow plan value is given by the market, a power retailer, another system operator, or the like. (S1001) If there is a predetermined interconnected ship tidal current plan value (YES in S1001), the effective demand value is calculated based on the demand data and the interconnected tidal current plan value as shown in FIG. Calculate (S1002).

調達量算出手段102はまた、ラグランジュ定数と各調達量の初期値を設定する(S1003)。次に、動的計画(DP)法を用いて、各調達先毎に調達コストを最小にする調達状態(起動停止状態)、を求める(S1004)。この場合、自前発電機においては、最小運転時間、最小停止時間、起動停止パターン等の運転パターン制約も考慮する。次に、各調達先毎に、調達コストを最小にする調達状態の調達量を求める(S1005)。この場合、各調達先毎の最大・最小(最大・最小購入量)制約を考慮する。   The procurement amount calculation unit 102 also sets a Lagrange constant and initial values of each procurement amount (S1003). Next, using a dynamic planning (DP) method, a procurement state (start-stop state) that minimizes the procurement cost is obtained for each supplier (S1004). In this case, the own generator also considers operation pattern constraints such as minimum operation time, minimum stop time, and start / stop pattern. Next, the procurement amount in the procurement state that minimizes the procurement cost is obtained for each supplier (S1005). In this case, the maximum / minimum (maximum / minimum purchase amount) constraints for each supplier are considered.

各調達先毎に得られた調達量について、需給バランス制約のチェックを行ない(S1006)、制約を満足している場合(S1006のYES)には、調達量算出処理を終了して図7に示す送電線運用制約チェック処理(S706)に進む。また、需給バランス制約を満足していない(S1006のNO)には、各制約に応じてラグランジュ定数を更新した(S1007)後、S1004に戻る。   With respect to the procurement amount obtained for each supplier, the supply-demand balance constraint is checked (S1006). If the constraint is satisfied (YES in S1006), the procurement amount calculation process is terminated and shown in FIG. Proceed to the power transmission line operation constraint check process (S706). If the supply-demand balance constraint is not satisfied (NO in S1006), the Lagrange constant is updated in accordance with each constraint (S1007), and the process returns to S1004.

[1−6.送電線運用制約チェック処理]
図11は、送電線運用制約チェック手段18と最適調達計画作成部10の調達量算出手段102による送電線運用制約チェック処理(S706)のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。
[1-6. Transmission line operation constraint check processing]
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a subroutine of the transmission line operation constraint check process (S706) by the transmission line operation constraint check unit 18 and the procurement amount calculation unit 102 of the optimum procurement plan creation unit 10.

図11に示すように、送電線運用制約チェック処理において、送電線運用制約チェック手段18は、複数の対象エリア間を接続する送電線のうち、運用制約を考慮すべき送電線(S1101のYES)をチェック対象として特定し(S1102)、その特定した各送電線に関して、最適調達計画作成部10からの出力結果データ22中の調達量が、当該送電線の運用制約を満足しているかのチェックを行う(S1103)。   As shown in FIG. 11, in the power transmission line operation constraint check process, the power transmission line operation constraint check means 18 among the power transmission lines connecting the plurality of target areas, the power transmission line that should be considered for operation constraints (YES in S1101). Is identified as a check target (S1102), and for each of the identified transmission lines, a check is made as to whether the procurement amount in the output result data 22 from the optimum procurement plan creation unit 10 satisfies the operational constraints of the transmission line. This is performed (S1103).

そして、出力結果データ22が送電線の運用制約を満足している場合(S1104のYES)、若しくは、送電線の運用制約を考慮しなくてもよい場合(S1101のNO)は、そのまま送電線運用制約チェック処理を終了して、図7に示す結果出力・保存処理(S707)に進む。これに対して、出力結果データ22が送電線の運用制約に違反している場合(S1104のNO)には、送電線運用制約チェック手段18は、最適調達計画作成部10の調達量算出手段102に運用制約違反通知23を行うことにより、対象エリア別の調達量算出処理を行わせる(S1105)。   If the output result data 22 satisfies the transmission line operation constraint (YES in S1104), or if the transmission line operation constraint does not need to be considered (S1101 NO), the transmission line operation is performed as it is. The constraint check process is terminated, and the process proceeds to the result output / save process (S707) shown in FIG. On the other hand, when the output result data 22 violates the transmission line operation constraint (NO in S1104), the transmission line operation constraint check unit 18 includes the procurement amount calculation unit 102 of the optimum procurement plan creation unit 10. By performing the operation constraint violation notification 23, the procurement amount calculation processing for each target area is performed (S1105).

ここで、図12に示すように、時間帯t1にてエリアAからエリアBに10MWの運用制約違反が起きた場合を例として説明する。まず、第1回目の調達量算出処理(図7のS705)では、図5の(2)式〜(8)式の制約条件を満足した上で図4の(1)式を目的関数とした最小化を行っている。そのため、(2)式の需給バランス制約は、図13の(10)式を満足していることと同等である。   Here, as shown in FIG. 12, a case where a 10 MW operation constraint violation occurs from the area A to the area B in the time zone t1 will be described as an example. First, in the first procurement amount calculation process (S705 in FIG. 7), after satisfying the constraints of equations (2) to (8) in FIG. 5, equation (1) in FIG. 4 is used as the objective function. Minimizing. Therefore, the supply-demand balance constraint in equation (2) is equivalent to satisfying equation (10) in FIG.

この場合、図12の例では、双方のエリア間の送電線で10MWの運用制約違反が起きていることから、各エリアのΣ需要を図13の(11)式、(12)式にて求めることにより、エリア別の調達量算出処理を行う。ただし、制約違反が起きていない時間帯は、当該エリアのΣ需要の変更はない。なお、その際、図4の(1)式の目的関数においては、自前発電機、相対取引、市場は該当するエリアに分けて定式化することとし、それに伴い、図5の(2)式〜(8)式の制約条件式も変わることとなる。   In this case, in the example of FIG. 12, since a 10 MW operation constraint violation has occurred on the power transmission line between the two areas, the Σ demand in each area is obtained using equations (11) and (12) in FIG. Thus, the procurement amount calculation process for each area is performed. However, there is no change in Σ demand in the area during the time when no constraint violation has occurred. At that time, in the objective function of the equation (1) in FIG. 4, the in-house generator, the relative transaction, and the market are formulated by dividing into the corresponding areas, and accordingly, the equation (2) to FIG. The constraint equation of equation (8) will also change.

[1−7.基本的な作用効果]
上記のように、本実施形態によれば、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる場合に、その単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数で近似して単調増加な凸関数とすることができるため、ラグランジュ緩和法等の既存の手法を適用して、発電機の起動停止に関する運転パターン制約を考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出することができる。
[1-7. Basic effects]
As described above, according to the present embodiment, when the procurement cost is given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount, the procurement cost given by the monotonically increasing concave function is approximated by a linear function. Procurement that minimizes the total procurement cost by applying existing methods such as the Lagrangian relaxation method and taking into account operating pattern constraints related to generator start-up and shutdown because it can be a monotonically increasing convex function The amount can be calculated.

また、調達先が系統運用者自身の所有する水力発電機を含む場合には、その水力発電機の起動停止に関する運転パターン制約をも考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出することができる。さらに、調達量に対する送電線の運用制約のチェックや、連系線潮流計画値による有効需要値の算出を行うことにより、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、を考慮しながら、調達コストの合計が最小となるような調達量を算出することができる。   In addition, if the supplier includes a hydroelectric generator owned by the grid operator itself, the procurement amount that minimizes the total procurement cost, taking into account the operation pattern restrictions related to the start and stop of the hydroelectric generator. Can be calculated. In addition, by checking the operational constraints on the transmission line against the procurement amount and calculating the effective demand value based on the planned power flow of the interconnection line, while considering the operational constraints of the transmission line and the flow through the interconnection line, The procurement amount that minimizes the total procurement cost can be calculated.

したがって、凹関数で与えられる調達コストを含み、かつ、発電機の起動停止に関する運転パターン制約が存在するような場合であっても、運転パターン制約に加えて、水力発電機の取り扱い、送電線の運用制約、連系線を介した潮流、等の諸条件を考慮した上で、経済的に最適となる調達量を決定することができる。   Therefore, even if there is a procurement cost given by the concave function and there is an operation pattern constraint related to the start and stop of the generator, in addition to the operation pattern constraint, the handling of the hydroelectric generator, the transmission line Considering various conditions such as operational constraints and tidal currents through interconnection lines, the optimal procurement amount can be determined.

なお、図14は、本実施形態の最適調達計画作成装置1により得られる各調達先からの調達量の一例を示すタイムチャートである。この図14に示す例の場合、自前発電機においては、最小運転時間、最小停止時間、起動停止パターン、等の運転パターン制約、すなわち、時間的な制約があるため、その調達コストを最小にする調達量を求めるためには、ラグランジュ緩和法等を採用することになる。これに対し、相対取引やスポット市場においては、運転パターン制約のような時間的な制約がないため、その調達コストを最小にする調達量を求めるためにはラムダ反復法や増分法等を採用することができる。本実施形態は、このように、時間的な制約の異なる複数の調達先に対して、線形近似とラグランジュ緩和法を採用することにより、各調達先毎に異なる制約をそれぞれ考慮した最適な調達量を決定することができるものである。   FIG. 14 is a time chart showing an example of the procurement amount from each procurement source obtained by the optimum procurement plan creation apparatus 1 of the present embodiment. In the case of the example shown in FIG. 14, the own generator has an operation pattern restriction such as a minimum operation time, a minimum stop time, and a start / stop pattern, that is, a time restriction, so that the procurement cost is minimized. In order to obtain the procurement amount, the Lagrangian relaxation method will be adopted. On the other hand, there are no time restrictions such as operation pattern restrictions in the relative transaction and spot market, so the lambda iteration method or the incremental method is adopted to obtain the procurement amount that minimizes the procurement cost. be able to. In this embodiment, by adopting linear approximation and the Lagrangian relaxation method for a plurality of suppliers with different temporal constraints, the optimal amount of procurement considering different constraints for each supplier. Is something that can be determined.

[2.調達量算出処理の変形例]
[2−1.増分単価に応じた調達量算出処理]
前述したように、本実施形態の最適調達計画作成部10により調達量算出処理を行う際には、図10に示すように、ラグランジュ定数を更新しながら制約を満足するまで繰り返し計算を行うことになる。この場合に、調達コストを1次関数で近似したものや、調達コストが卸購入電力の単位価格(1次関数)で与えられるものをそのまま適用すると、繰り返しによる収束計算を行う際に、自前発電機の起動停止状態が振動する可能性がある。
[2. Modification of procurement amount calculation process]
[2-1. Procurement amount calculation process according to incremental unit price]
As described above, when the procurement amount calculation process is performed by the optimum procurement plan creation unit 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 10, the calculation is repeated until the constraints are satisfied while the Lagrange constant is updated. Become. In this case, if the procurement cost approximated by a linear function or the procurement cost given by the unit price (primary function) of wholesale purchased power is applied as it is, the self-generated power is generated when the convergence calculation is repeated. The machine start / stop state may vibrate.

このような起動停止状態の振動を抑制するために、調達量を算出するための計算過程においては、以下のようにして、増分単価の値によって調達量を求める。すなわち、調達コストが図15の(13)式に示すような1次関数で与えられる調達先の増分単価(λ)は、図15の(14)式に示すように定数(1次係数)となり、調達量と増分単価の関係は図16のようになる。   In order to suppress such vibration in the start / stop state, in the calculation process for calculating the procurement amount, the procurement amount is obtained by the value of the incremental unit price as follows. That is, the procurement unit incremental unit price (λ) in which the procurement cost is given by a linear function as shown in equation (13) in FIG. 15 is a constant (primary coefficient) as shown in equation (14) in FIG. The relationship between the procurement amount and the incremental unit price is as shown in FIG.

図16から、λ>aでは、調達量は最大購入量(Pmax)、λ<aでは、調達量は最小購入量(Pmin)となる。また、λ=aとなった場合は、調達量が幾らでも増分単価(λ)は一定となるので、需給バランスが取れるように需要データから他の調達量を差し引いた値を、その調達先の調達量に設定する。   From FIG. 16, when λ> a, the procurement amount is the maximum purchase amount (Pmax), and when λ <a, the procurement amount is the minimum purchase amount (Pmin). In addition, when λ = a, the incremental unit price (λ) is constant no matter how much the procurement amount is, so the value obtained by subtracting other procurement amounts from the demand data to balance the supply and demand Set to procurement amount.

この調達量算出処理によれば、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる場合に、調達コストを1次関数で近似し、かつ、計算過程中においては増分単価の値に応じて当該調達先からの調達量を容易に求めることができる。そのため、ラグランジュ緩和法においてラグランジュ定数の更新を行う際における発電機の起動停止状態の振動を減少させ、その結果、収束回数を減少させ、計算時間を短縮できる。   According to this procurement amount calculation process, when the procurement cost is given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount, the procurement cost is approximated by a linear function, and the unit price is incremented during the calculation process. Accordingly, the procurement amount from the supplier can be easily obtained. Therefore, the vibration in the start / stop state of the generator when the Lagrangian constant is updated in the Lagrangian relaxation method can be reduced. As a result, the number of convergence can be reduced and the calculation time can be shortened.

[2−2.増分単価を用いた繰り返し計算による調達量算出処理]
前述したように、本実施形態の最適調達計画作成部10により調達量算出処理を行う際に、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられた場合には、調達コストを1次関数に近似することで、ラグランジュ緩和法を適用できる。しかし、調達コストとして1次関数に近似したものを単純に使用した場合には、実際の調達コスト(近似する前の原関数)とは誤差が生じ、厳密なコスト最小化を行うことはできない。
[2-2. Procurement amount calculation process by repeated calculation using incremental unit price]
As described above, when the procurement amount calculation process is performed by the optimum procurement plan creation unit 10 of the present embodiment, if the procurement cost is given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount, the procurement cost is set to 1. A Lagrangian relaxation method can be applied by approximating a quadratic function. However, when a procurement cost approximated to a linear function is simply used, an error occurs from the actual procurement cost (original function before approximation), and strict cost minimization cannot be performed.

そこで、より厳密なコスト最小化を行うために、調達量算出処理におけるS1005(図10)で各調達先からの調達量を決定する際に、現在の調達量(計算過程中の調達量)に対して、調達量を上げる方向での増分単価(上げ増分単価)または調達量を下げる方向での増分単価(下げ増分単価)を用いて、調達コストが減少しなくなるまで繰り返し計算を行う。   Therefore, in order to perform more rigorous cost minimization, when determining the procurement amount from each supplier in S1005 (FIG. 10) in the procurement amount calculation process, the current procurement amount (the procurement amount during the calculation process) is determined. On the other hand, using the incremental unit price in the direction of increasing the procurement amount (upward increment unit price) or the incremental unit price in the direction of decreasing the procurement amount (decrease incremental unit price), the calculation is repeated until the procurement cost does not decrease.

調達量算出処理において各調達先からの調達量を決定する際(図10のS1005)に、このような増分単価を用いた繰り返し計算を行うことにより、ある時刻での瞬間的な調達コストの最小化を行うことができ、かつ、ラグランジュ定数を更新しながら、各調達先の状態決定、調達量決定、需給バランスチェックを繰り返す(図10のS1004〜S1007)ことにより、調達時間帯全てに亘って調達コストの最小化を行うことができる。   When the procurement amount from each supplier is determined in the procurement amount calculation process (S1005 in FIG. 10), it is possible to minimize the instantaneous procurement cost at a certain time by repeatedly performing such incremental unit price. By repeating the determination of the status of each supplier, the determination of the procurement amount, and the balance between supply and demand while updating the Lagrange constant (S1004 to S1007 in FIG. 10), the entire procurement time period can be obtained. Procurement costs can be minimized.

この調達量算出処理によれば、調達コストが調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる場合に、調達コストを1次関数で近似し、ラグランジュ緩和法により調達量を算出する際に、計算過程中の現在の調達量に対して調達コストが減少しなくなるまで繰り返し計算を行うことによって、調達コストの最小化をより厳密に行うことができる。   According to this procurement amount calculation process, when the procurement cost is given by a concave function that increases monotonously with respect to the procurement amount, when the procurement amount is approximated by a linear function and the procurement amount is calculated by the Lagrange relaxation method, By repeatedly calculating until the procurement cost does not decrease with respect to the current procurement amount during the calculation process, the procurement cost can be minimized more strictly.

[2−3.運転パターン制約を考慮する必要がない場合の調達量算出処理]
前述したように、本実施形態の最適調達計画作成部10により調達量算出処理を行う際には、ラグランジュ緩和法を適用することで、自前発電機の運転パターンを考慮することができるが、自前発電機の運転パターン制約を考慮する必要がない場合もありうる。
[2-3. Procurement amount calculation when there is no need to consider operation pattern restrictions]
As described above, when performing the procurement amount calculation process by the optimum procurement plan creation unit 10 of the present embodiment, the operation pattern of the own generator can be considered by applying the Lagrange relaxation method. There may be cases where it is not necessary to consider generator operating pattern constraints.

すなわち、本実施形態の最適調達計画作成装置1によれば、自前発電機、相対取引、スポット市場、という3種類の調達先がある場合に最適調達計画を求めることができるが、本実施形態は、何れか1種類または2種類の調達先がある場合、例えば、系統運用者が自前発電機を1機も所有してない場合にも同様に最適調達計画を求めることができる。   That is, according to the optimum procurement plan creation apparatus 1 of the present embodiment, the optimum procurement plan can be obtained when there are three types of suppliers, that is, a self-generator, a relative transaction, and a spot market. When there is any one or two types of suppliers, for example, even when the system operator does not own one of the own generators, the optimum procurement plan can be obtained in the same manner.

このように、系統運用者が自前発電機を1台も所有してない場合には、自前発電機の運転パターン制約を考慮する必要がない。また、系統運用者が自前発電機を所有している場合であっても、自前発電機が調達期間内の全ての時間帯において起動している場合、若しくは停止している場合には、同様に、運転パターン制約を考慮する必要がないため、各調達時刻毎に調達コストの最小化を行なえばよいということになる。このような場合には、ラグランジュ緩和法による最適化ではなく、ラムダ反復法や増分法等の既存の経済負荷配分計算を適応することで、調達コストを最小化でき、計算時間を短縮できる。   In this way, when the system operator does not own any own generator, it is not necessary to consider the operation pattern restrictions of the own generator. In addition, even if the grid operator owns its own generator, if the own generator is activated or stopped in all time zones within the procurement period, the same applies. Since it is not necessary to consider the operation pattern restrictions, the procurement cost may be minimized at each procurement time. In such a case, the procurement cost can be minimized and the calculation time can be shortened by adapting the existing economic load distribution calculation such as the lambda iteration method and the incremental method instead of the optimization by the Lagrangian relaxation method.

図17は、このような、自前発電機の運転パターン制約を考慮する必要がない場合の調達量算出処理の一例を示すフローチャートである。この図17に示すように、自前発電機が調達期間内の全ての時間帯において同じ状態を維持する場合、もしくは、自前発電機が1台もない場合(S1701のYES)には、経済負荷配分により最適な調達量を計算し(S1702)、そうでない場合(S1701のNO)は、ラグランジュ緩和法により最適な調達量を計算する(S1703)。この場合、S1703の「最適調達量計算処理」は、図10に示すS1003〜S1007の処理に相当する。   FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of a procurement amount calculation process in the case where it is not necessary to consider the operation pattern restriction of the own generator. As shown in FIG. 17, when the self-generator maintains the same state in all time zones within the procurement period, or when there is no self-generator (YES in S1701), economic load distribution is performed. (S1702), if not (NO in S1701), the optimal procurement amount is calculated by the Lagrange relaxation method (S1703). In this case, the “optimum procurement amount calculation process” of S1703 corresponds to the processes of S1003 to S1007 shown in FIG.

この調達量算出処理によれば、系統運用者自身の所有する発電機の運転パターンや所有する発電機の有無に応じて、発電機の起動停止に関する運転パターン制約を考慮する必要がない場合には経済負荷配分計算のみを行うことで調達コストの最小化を行うことができるため、計算時間を短縮できる。   According to this procurement amount calculation process, when it is not necessary to consider the operation pattern restrictions related to the start and stop of the generator depending on the operation pattern of the generator owned by the grid operator and the presence or absence of the owned generator Since the procurement cost can be minimized by performing only the economic load distribution calculation, the calculation time can be shortened.

なお、これ以降の説明において、用語「調達量算出処理」は、各調達先からの調達量を算出するための全体の処理を示すために使用し、用語「最適調達量計算処理」は、その「調達量算出処理」中に含まれる基本的な計算処理、すなわち、図10のS1003〜S1007に示すようなラグランジュ緩和法による基本的な計算処理を示すために使用する。   In the following description, the term “procurement amount calculation process” will be used to indicate the overall process for calculating the procurement amount from each supplier, and the term “optimum procurement amount calculation process” It is used to indicate a basic calculation process included in the “procurement amount calculation process”, that is, a basic calculation process by the Lagrange relaxation method as shown in S1003 to S1007 of FIG.

[2−4.調達量制約を考慮した調達量算出処理]
相対取引においては、購入する電力量に対して予め決められた電力量を調達(購入)することを契約内容に含める場合もある。図18は、このような調達量制約を考慮した場合の調達量算出処理の一例を示すフローチャートである。この図18に示すように、まず、調達量制約を設定せずに最適調達量計算処理を行った(S1801)後、得られた相対取引からの調達量(購入量)と、実際に購入しなければならない電力量(制約量)とを比較する(S1802)。
[2-4. Procurement volume calculation process considering procurement volume constraints]
In the case of a relative transaction, the content of the contract may include the procurement (purchase) of a predetermined amount of power with respect to the amount of power to be purchased. FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a procurement amount calculation process in consideration of such a procurement amount constraint. As shown in FIG. 18, first, after calculating the optimum procurement amount without setting the procurement amount constraint (S1801), the procurement amount (purchase amount) from the obtained relative transaction and the actual purchase amount are obtained. The amount of power (constraint amount) that must be compared is compared (S1802).

この場合に、得られた調達量の方が大きい場合(S1802のYES)には、調達量制約を満たしているため、調達量算出処理をそのまま終了する。また、調達量よりも制約量の方が大きい場合(S1802のNO)には、実際に購入しなければならない電力量を制約量として設定した(S1803)上で、再度、最適調達量計算処理を行う(S1804)。この場合、前述した最適化問題の目的関数に対する制約条件(図5)に図19の(15),(16)式を追加する。   In this case, if the obtained procurement amount is larger (YES in S1802), the procurement amount calculation process is terminated because the procurement amount constraint is satisfied. In addition, when the constraint amount is larger than the procurement amount (NO in S1802), the amount of power that must actually be purchased is set as the constraint amount (S1803), and the optimum procurement amount calculation process is performed again. It performs (S1804). In this case, equations (15) and (16) in FIG. 19 are added to the constraint conditions (FIG. 5) for the objective function of the optimization problem described above.

この調達量算出処理によれば、調達先からの調達量の制約がある場合に、調達量制約を考慮した上で最適な調達量を決定することができる。   According to this procurement amount calculation process, when there is a restriction on the procurement amount from the supplier, the optimum procurement amount can be determined in consideration of the restriction on the procurement amount.

[2−5.出力調整余力制約を考慮した調達量算出処理]
前述したように、本実施形態の最適調達計画作成部10においては、予測された需要データを基に、各調達先からの調達量を決定するが、当日のオンラインでは、需要データの予測誤差や、急激な需要変動が起きる可能性があることから、予備力を確保する必要がある。例えば、需要変動が大きく変わるような時間帯(朝の負荷立ち上がり)については、大きく予備力を持たせる。逆に、負荷変動が比較的小さい時間帯(深夜帯)については、小さい予備力を持たせることで、出力調整可能な調達先を確保する。
[2-5. Procurement amount calculation process considering output adjustment capacity constraints]
As described above, the optimum procurement plan creation unit 10 of the present embodiment determines the amount of procurement from each supplier based on the predicted demand data. Therefore, it is necessary to secure reserve capacity because sudden fluctuations in demand may occur. For example, a large reserve capacity is provided for a time zone in which the demand fluctuation changes greatly (morning load rise). On the contrary, in the time zone (midnight zone) where the load fluctuation is relatively small, a supplier with a small reserve capacity is secured to secure a supplier whose output can be adjusted.

具体的には、最適調達計画作成部10による調達量算出処理を行う際に、前述した最適化問題の目的関数に対する制約条件に図20の(17),(18)式を追加する。   Specifically, when performing the procurement amount calculation process by the optimum procurement plan creation unit 10, the equations (17) and (18) in FIG. 20 are added to the constraint conditions for the objective function of the optimization problem described above.

この調達量算出処理によれば、需要予測の誤差や急激な需要変動に対応しなければならない等、負荷追従のために出力調整余力制約がある場合に、出力調整余力を確保した最適な調達量を決定することができる。   According to this procurement amount calculation process, the optimal procurement amount with sufficient output adjustment capacity when there is an output adjustment capacity limitation for load following, such as a demand forecast error or a sudden fluctuation in demand. Can be determined.

[2−6.需要家の負荷調整を考慮した調達量算出処理]
前述したように、本実施形態の最適調達計画作成部10においては、需要予測システム3で予測された需要データ21、すなわち、予め与えられた1つまたは複数の需要家の全負荷を需要データとして、需給バランス制約を満足するように、各調達先からの調達量を決定する。この場合、それぞれの需要家に対して、負荷調整が可能(契約電力に対して負荷を幾らかカットし、調達対象から外すことが可能)な契約を結んでいる場合には、その負荷調整を考慮した調達量算出処理を行うことができる。
[2-6. Procurement volume calculation process considering customer load adjustment]
As described above, in the optimum procurement plan creation unit 10 of the present embodiment, the demand data 21 predicted by the demand prediction system 3, that is, the total load of one or a plurality of consumers given in advance is used as the demand data. The procurement amount from each supplier is determined so as to satisfy the supply-demand balance constraint. In this case, if each customer has a contract that can adjust the load (it is possible to cut some of the load against the contract power and remove it from the procurement target), adjust the load adjustment. It is possible to perform procurement amount calculation processing in consideration.

系統運用者は、調達対象から外す負荷を何らかの手段により設定した場合には、その対象となる負荷の需要家に対してペナルティを支払うこととなる。この場合のペナルティは、調達対象から外す負荷に対して、例えば、単位コスト[円/kW]でコスト換算できるため、そのコスト換算したものを負荷調整コストとして調達量を算出することができる。   When the system operator sets the load to be removed from the procurement target by some means, the system operator pays a penalty to the customer of the target load. Since the penalty in this case can be converted into a unit cost [yen / kW], for example, with respect to the load to be removed from the procurement target, the procurement amount can be calculated using the converted cost as the load adjustment cost.

図21は、このような負荷調整コストを考慮した場合の調達量算出処理の一例を示すフローチャートである。この図21に示すように、まず、負荷調整をせずに、最適調達量計算処理を行った(S2101)後、負荷調整可能な需要家に対して、需要データの負荷を調整する(S2102)。この場合、カットする負荷に対するコスト換算は、例えば、図22に示すように、カットする負荷によって価格が変動するような単位コストであってもよい。次に、このように負荷調整した需要データを用いて最適調達量計算処理を行い、調達コストに負荷調整コストを加算して得られた値を負荷調整後の調達コストとする(S2103)。   FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of a procurement amount calculation process in consideration of such load adjustment costs. As shown in FIG. 21, first, after performing the optimum procurement amount calculation process without adjusting the load (S2101), the load of demand data is adjusted for the load adjustable consumer (S2102). . In this case, the cost conversion for the load to be cut may be a unit cost whose price varies depending on the load to be cut as shown in FIG. Next, the optimum procurement amount calculation process is performed using the demand data adjusted in this way, and the value obtained by adding the load adjustment cost to the procurement cost is set as the procurement cost after the load adjustment (S2103).

続いて、今回の負荷調整後の調達コストを負荷調整前の前回の調達コストと比較する(S2104)。前回の調達コストの方が安い場合(S2104のYES)には、その前回の最適調達量計算処理で得られた調達量に決定して(S2105)、調達量算出処理を終了する。また、今回の負荷調整後の調整コストが前回より安い場合(S2104のNO)には、S2102に戻り、調整コストが安くなる限り、S2102〜S2105の処理を繰り返す。なお、このS2104における調整コスト比較による終了判定は、人間系による判断も可能とし、終了判定が満足されていない場合でも、処理の終了は可能とする。   Subsequently, the procurement cost after the current load adjustment is compared with the previous procurement cost before the load adjustment (S2104). If the previous procurement cost is lower (YES in S2104), the procurement amount obtained in the previous optimum procurement amount calculation process is determined (S2105), and the procurement amount calculation process is terminated. If the adjustment cost after the current load adjustment is lower than the previous one (NO in S2104), the process returns to S2102 and the processes of S2102 to S2105 are repeated as long as the adjustment cost is reduced. Note that the end determination by the adjustment cost comparison in S2104 can also be determined by a human system, and the process can be ended even when the end determination is not satisfied.

この調達量算出処理によれば、需要家の負荷調整が可能な場合に、負荷調整によるペナルティコストを考慮した上で最適な調達量を決定することができる。   According to this procurement amount calculation process, when the load adjustment of the consumer is possible, the optimum procurement amount can be determined in consideration of the penalty cost due to the load adjustment.

[2−7.市場への売電を考慮した調達量算出処理]
前述したように、本実施形態の最適調達計画作成部10においては、予測された需要データを基に、各調達先からの調達量を算出するが、市場の最大・最小制約(図5の(6)式)において、最大、最小制約をマイナスにて設定した場合には、得られる調達量がマイナスとなる可能性がある。市場からの調達量がマイナスとなることは、市場から調達するのではなく、市場に電力を売る方がコストを最小化できるということを示している。
[2-7. Procurement amount calculation process considering power sales to the market]
As described above, the optimum procurement plan creation unit 10 of the present embodiment calculates the amount of procurement from each supplier based on the predicted demand data, but the maximum / minimum constraints (( In equation (6), if the maximum and minimum constraints are set to minus, the obtained procurement amount may be minus. The fact that the amount of procurement from the market is negative indicates that it is possible to minimize costs by selling power to the market rather than from the market.

具体的には、図10のS1005において市場からの調達量を決定する際に、市場に対して算出した調達量がマイナスである場合には、市場に対してそのマイナスの調達量の分だけ売電することを決定する。   Specifically, when determining the procurement amount from the market in S1005 of FIG. 10, if the procurement amount calculated for the market is negative, the amount of the negative procurement amount is sold to the market. Decide to power.

この調達量算出処理によれば、市場からの調達量がマイナスとなった場合に、市場に得られた調達量の分だけ売電することにより、調達した電力量が余ることなく、かつ、調達コストが最小となるような最適な調達量を決定することができる。   According to this procurement amount calculation process, when the procurement amount from the market becomes negative, the electricity is sold by the amount of the procurement amount obtained in the market, and the procurement amount of electricity is not excessive. It is possible to determine an optimum procurement amount that minimizes the cost.

[3.他の実施形態]
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、前述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。
[3. Other Embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other variations can be implemented within the scope of the present invention. For example, the above-described modified examples can be appropriately combined.

また、前記実施形態においては、調達先が、自前発電機、相対取引、スポット市場、である場合について説明したが、本発明の調達先はこれに限定されるものではない。例えば、スポット市場が開設されておらず、電力会社による常時バックアップ契約が存在する場合には、図4の(1)式に示す目的関数におけるスポット市場の予想価格特性を常時バックアップ契約の契約価格特性で置き換えれば、同様に定式化可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the case where a supplier is a self-generator, a relative transaction, and a spot market was demonstrated, the supplier of this invention is not limited to this. For example, if the spot market is not established and there is a regular backup contract by an electric power company, the expected price characteristic of the spot market in the objective function shown in equation (1) of FIG. Can be formulated in the same way.

さらに、前記実施形態で示した最適調達計画作成装置の構成や処理手順は、一例にすぎず、調達量に対して単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数で近似すると共に、送電線の運用制約のチェックと連系線潮流計画値による需要データ調整を行って、調達コスト合計が最小となるように各調達先からの調達量を算出する限り、具体的な装置構成や処理手順は自由に変更可能である。   Furthermore, the configuration and processing procedure of the optimum procurement plan creation apparatus shown in the above embodiment are merely examples, and the procurement cost given by a concave function that is monotonically increasing with respect to the procurement amount is approximated by a linear function, As long as the amount of procurement from each supplier is calculated so that the total procurement cost is calculated by checking the operation restrictions of the wires and adjusting the demand data based on the planned power flow of the interconnection, the specific equipment configuration and processing procedure Can be changed freely.

本発明を適用した実施形態の最適調達計画作成装置が対象とする系統運用者による電力の調達、供給を示す概念図。The conceptual diagram which shows the procurement and supply of the electric power by the system operator which the optimal procurement plan creation apparatus of embodiment to which this invention is applied makes object. 本発明を適用した実施形態の最適調達計画作成装置を示すブロック構成図。The block block diagram which shows the optimal procurement plan creation apparatus of embodiment to which this invention is applied. 図2に示す最適調達計画作成装置を実現するためのコンピュータシステムの一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the computer system for implement | achieving the optimal procurement plan preparation apparatus shown in FIG. 図2に示す最適調達計画作成部にて解かれる最適化問題の目的関数の一例を示す図。The figure which shows an example of the objective function of the optimization problem solved by the optimal procurement plan preparation part shown in FIG. 図4に示す最適化問題の目的関数に対する制約条件の一例を示す図。The figure which shows an example of the constraint condition with respect to the objective function of the optimization problem shown in FIG. 図2に示す需要予測システムで予測された需要データと予め与えられた連系線潮流計画値に基づいて図5に示す需要値を算出する算出式と算出結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the calculation formula and calculation result which calculate the demand value shown in FIG. 5 based on the demand data predicted by the demand prediction system shown in FIG. 2 and the interconnection line power flow plan value given beforehand. 図2に示す最適調達計画作成装置における動作の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of operation | movement in the optimal procurement plan preparation apparatus shown in FIG. 図7に示す線形近似処理のサブルーチンの一例を示すフローチャート。8 is a flowchart illustrating an example of a subroutine for linear approximation processing illustrated in FIG. 7. 図8に示す線形近似処理において、単調増加な凹関数で与えられる調達コストを1次関数に近似するための具体的な手法を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a specific method for approximating a procurement cost given by a monotonically increasing concave function to a linear function in the linear approximation processing shown in FIG. 8. 図7に示す調達量算出処理のサブルーチンの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the subroutine of the procurement amount calculation process shown in FIG. 図7に示す送電線運用制約チェック処理のサブルーチンの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the subroutine of the power transmission line operation restrictions check process shown in FIG. 図11に示す送電線運用制約チェック処理により検出された具体的な運用制約違反の一例を示す図。The figure which shows an example of the concrete operation | movement constraint violation detected by the power transmission line operation | movement constraint check process shown in FIG. 図11に示す送電線運用制約チェック処理の詳細を説明するための計算式を示す図。The figure which shows the calculation formula for demonstrating the detail of the power transmission line operation | movement constraint check process shown in FIG. 図2に示す最適調達計画作成装置により得られる各調達先からの調達量の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the procurement amount from each supplier obtained by the optimal procurement plan creation apparatus shown in FIG. 調達コストが1次関数で与えられる調達先について、調達コストと増分単価の各定義式を示す図。The figure which shows each definition formula of a procurement cost and an incremental unit price about the procurement destination where a procurement cost is given by a linear function. 調達コストが1次関数で与えられる調達先の増分単価と調達量の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the increment unit price of the supplier in which procurement cost is given with a linear function, and the amount of procurement. 図10に示す調達量算出処理の変形例として、自前発電機の運転パターン制約を考慮する必要がない場合の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example when it is not necessary to consider the operation pattern restrictions of a self-generator as a modification of the procurement amount calculation process shown in FIG. 図10に示す調達量算出処理の変形例として、調達量制約を考慮した場合の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example at the time of considering procurement amount restrictions as a modification of the procurement amount calculation process shown in FIG. 図18に示す調達量算出処理において、図5に示す制約条件に追加する制約条件を示す図。The figure which shows the constraint conditions added to the constraint conditions shown in FIG. 5 in the procurement amount calculation process shown in FIG. 図10に示す調達量算出処理の変形例として、出力調整余力制約を考慮した場合において、図5に示す制約条件に追加する制約条件を示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating a constraint condition that is added to the constraint condition illustrated in FIG. 5 in a case where an output adjustment margin constraint is considered as a variation of the procurement amount calculation process illustrated in FIG. 図10に示す調達量算出処理の変形例として、負荷調整コストを考慮した場合の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example at the time of considering load adjustment cost as a modification of the procurement amount calculation process shown in FIG. 需要家の負荷調整を考慮した場合における、カットする負荷量と負荷調整コストとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the load amount to cut and load adjustment cost in the case of considering load adjustment of a consumer.

符号の説明Explanation of symbols

1…最適調達計画作成装置
2…伝送ライン
3…需要予測システム
4…情報伝送装置
5…マンマシン・インタフェース装置(MMI)
10…最適調達計画作成部
11…自前発電機データ記憶手段
12…相対取引データ記憶手段
13…スポット市場データ記憶手段
14…電力小売事業者データ記憶手段
15…他の系統運用者データ記憶手段
16…需要データ記憶手段
17…出力データ記憶手段
18…送電線運用制約チェック手段
19…需要データ修正手段
21…需要データ
22…出力結果データ
23…出力結果データ
101…線形近似手段
102…調達量算出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optimal procurement plan preparation apparatus 2 ... Transmission line 3 ... Demand prediction system 4 ... Information transmission apparatus 5 ... Man-machine interface apparatus (MMI)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optimal procurement plan preparation part 11 ... Own generator data storage means 12 ... Relative transaction data storage means 13 ... Spot market data storage means 14 ... Electric power retailer data storage means 15 ... Other system operator data storage means 16 ... Demand data storage means 17 ... output data storage means 18 ... transmission line operation constraint check means 19 ... demand data correction means 21 ... demand data 22 ... output result data 23 ... output result data 101 ... linear approximation means 102 ... procurement amount calculation means

Claims (10)

コンピュータを利用して、単数または複数の調達先からの調達量を、予め与えられた需要家の負荷に対して調達コストが最小となるように決定する系統運用者の最適調達計画作成方法において、
前記調達先が、前記系統運用者自身の所有する火力発電機、当該系統運用者自身の所有する水力発電機、発電事業者との相対取引、市場、を含むグループの中から選択された調達先である場合に、
前記調達先の調達コストに関する調達先データに基づき、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる特定の調達先がある場合に、その単調増加な凹関数に対して調達コストを1次関数で近似する線形近似ステップと、
前記調達先データと前記需要家の負荷に関する需要データに基づき、前記特定の調達先については前記近似により得られた1次関数の調達コストを使用し、かつ、それ以外の調達先については各調達先に応じた関数で与えられる調達コストを使用して、前記単数または複数の調達先からの調達コスト合計が最小となるように各調達先からの調達量を算出する調達量算出ステップと、
複数の対象エリア間を接続する送電線に運用制約がある場合に、当該送電線に関して前記算出された調達量が当該運用制約を満足しているか否かをチェックする運用制約チェックステップと、
前記算出された調達量が前記運用制約を満足していない場合に、前記対象エリア毎に前記調達量を算出し直すエリア別算出ステップを含み、
前記調達量算出ステップは、連系線を介して接続された連系先から予め与えられた連系線潮流計画値がある場合に、前記需要データと当該連系線潮流計画値に基づいて調達量の算出に使用する有効需要値を算出するステップを含む、
ことを特徴とする系統運用者の最適調達計画作成方法。
In the optimal procurement plan creation method of the grid operator that determines the procurement amount from one or more suppliers using a computer so that the procurement cost is minimized with respect to the load of the customer given in advance,
The supplier is a supplier selected from a group including a thermal power generator owned by the grid operator, a hydroelectric generator owned by the grid operator, a relative transaction with the power generator, and a market. If
Based on the supplier data relating to the procurement cost of the supplier, when there is a specific supplier whose procurement cost is given as a function including a monotonically increasing concave function, the procurement cost is firstly determined for the monotonically increasing concave function. A linear approximation step to approximate with a function;
Based on the supplier data and demand data related to the load of the customer, the procurement cost of the linear function obtained by the approximation is used for the specific supplier, and each supplier is provided for other suppliers. A procurement amount calculation step of calculating a procurement amount from each of the suppliers so that a total procurement cost from the one or more suppliers is minimized using a procurement cost given by a function according to the destination;
When there is an operation constraint on a transmission line connecting a plurality of target areas, an operation constraint check step for checking whether or not the calculated procurement amount for the transmission line satisfies the operation constraint;
When the calculated procurement amount does not satisfy the operational constraints, the calculation step for each area recalculates the procurement amount for each target area,
The procurement amount calculating step is based on the demand data and the interconnected power flow plan value when there is an interconnected power flow plan value given in advance from the interconnecting destination connected via the interconnected line. Including a step of calculating an effective demand value used for calculating the quantity,
An optimal procurement plan creation method for grid operators characterized by
前記調達量算出ステップは、
前記各調達先からの調達量を算出する際に、当該調達先からの調達コストが1次関数または前記近似により得られた1次関数で与えられる場合において、その調達コストの増分単価(λ)と1次係数(a)とが同じになった場合に、前記予め与えられた需要家の負荷の合計と前記単数または複数の調達先からの調達量の合計が同じになるように、当該調達先からの調達量を決定するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
When the procurement amount from each supplier is calculated, when the procurement cost from the supplier is given by a linear function or a linear function obtained by the approximation, the incremental unit price (λ) of the procurement cost And the first-order coefficient (a) become the same so that the total load of the given customer is the same as the total amount of procurement from the one or more suppliers Including determining the amount of procurement from the destination,
The optimal procurement plan creation method for the grid operator according to claim 1.
前記調達量算出ステップは、
調達コストが減少しなくなるまで逐次計算を繰り返すステップを含む、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
Including the step of repeating sequential calculation until the procurement cost does not decrease,
The method for creating an optimum procurement plan for a system operator according to claim 1 or claim 2, wherein:
前記調達量算出ステップは、
前記単数または複数の調達先が前記系統運用者自身の所有する発電機を含む場合であって、その発電機が調達期間内の全ての時間帯で起動停止に関して同じ状態を維持する場合、および、
前記単数または複数の調達先が前記系統運用者自身の所有する発電機を含まない場合に、
各調達時刻における前記調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
The one or more suppliers include a generator owned by the grid operator itself, and the generator maintains the same state with respect to startup and shutdown in all time zones within the procurement period; and
When the one or more suppliers do not include the generator owned by the grid operator itself,
Calculating the procurement amount so that the total procurement cost at each procurement time is minimized,
The method for creating an optimum procurement plan for a system operator according to any one of claims 1 to 3.
前記調達量算出ステップは、
前記単数または複数の調達先の中に、調達期間内に予め決められた調達量を調達しなければならない調達先がある場合に、その調達先から予め決められた以上の調達量を調達し、かつ、前記調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
When there is a supplier that must procure a predetermined procurement amount within the procurement period among the one or more suppliers, procure a procurement amount that is greater than a predetermined amount from the supplier, And calculating a procurement amount so that the total procurement cost is minimized.
The method for creating an optimum procurement plan for a system operator according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記調達量算出ステップは、
前記単数または複数の調達先からの調達量に対して、負荷追従のために出力調整余力を持たせる必要がある場合に、その出力調整余力を確保し、かつ、前記調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
When it is necessary to provide an output adjustment margin for load tracking with respect to the procurement amount from the one or a plurality of suppliers, the output adjustment margin is ensured and the total procurement cost is minimized. Including the step of calculating the procurement amount,
The method for creating an optimum procurement plan for a grid operator according to any one of claims 1 to 5.
前記調達量算出ステップは、
前記予め与えられた需要家の負荷の中に調整可能な負荷がある場合に、その負荷調整後の前記調達コスト合計が最小となるように調達量を算出するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
Including a step of calculating a procurement amount so that the total procurement cost after the load adjustment is minimized when there is an adjustable load in the load of the customer given in advance.
The method for creating an optimum procurement plan for a system operator according to any one of claims 1 to 6.
前記調達量算出ステップは、
前記単数または複数の調達先が前記市場を含み、かつ、当該市場からの調達量が負(マイナス)となった場合に、当該市場へ売電を行うことを決定する売電決定ステップを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の系統運用者の最適調達計画作成方法。
The procurement amount calculating step includes:
When the one or more suppliers include the market, and when the procurement amount from the market becomes negative (minus), including a power sale determination step of determining to sell power to the market;
The method for creating an optimum procurement plan for a system operator according to any one of claims 1 to 7.
コンピュータを利用して、単数または複数の調達先からの調達量を、予め与えられた需要家の負荷に対して調達コストが最小となるように決定する系統運用者の最適調達計画作成装置において、
前記調達先が、前記系統運用者自身の所有する火力発電機、当該系統運用者自身の所有する水力発電機、発電事業者との相対取引、市場、を含むグループの中から選択された調達先である場合に、
前記調達先の調達コストに関する調達先データに基づき、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる特定の調達先がある場合に、その単調増加な凹関数に対して調達コストを1次関数で近似する線形近似手段と、
前記調達先データと前記需要家の負荷に関する需要データに基づき、前記特定の調達先については前記近似により得られた1次関数の調達コストを使用し、かつ、それ以外の調達先については各調達先に応じた関数で与えられる調達コストを使用して、前記単数または複数の調達先からの調達コスト合計が最小となるように各調達先からの調達量を算出する調達量算出手段と、
複数の対象エリア間を接続する送電線に運用制約がある場合に、当該送電線に関して前記算出された調達量が当該運用制約を満足しているか否かをチェックする運用制約チェック手段を備え、
前記調達量算出手段は、前記算出された調達量が前記運用制約を満足していない場合に、前記対象エリア毎に前記調達量を算出し直すように構成され、かつ、連系線を介して接続された連系先から予め与えられた連系線潮流計画値がある場合に、前記需要データと当該連系線潮流計画値に基づいて調達量の算出に使用する有効需要値を算出するように構成された、
ことを特徴とする系統運用者の最適調達計画作成装置。
In the optimal procurement plan creation device of the grid operator that determines the procurement amount from one or more suppliers using a computer so that the procurement cost is minimized with respect to the load of a given customer in advance,
The supplier is a supplier selected from a group including a thermal power generator owned by the grid operator, a hydroelectric generator owned by the grid operator, a relative transaction with the power generator, and a market. If
Based on the supplier data relating to the procurement cost of the supplier, when there is a specific supplier whose procurement cost is given as a function including a monotonically increasing concave function, the procurement cost is firstly determined for the monotonically increasing concave function. Linear approximation means to approximate with a function;
Based on the supplier data and demand data related to the load of the customer, the procurement cost of the linear function obtained by the approximation is used for the specific supplier, and each supplier is provided for other suppliers. A procurement amount calculation means for calculating a procurement amount from each supplier so that a total procurement cost from the one or more suppliers is minimized by using a procurement cost given by a function according to the destination,
When there is an operation constraint on a transmission line connecting a plurality of target areas, the operation constraint check means for checking whether or not the calculated procurement amount for the transmission line satisfies the operation constraint,
The procurement amount calculation means is configured to recalculate the procurement amount for each target area when the calculated procurement amount does not satisfy the operation constraint, and via a connection line When there is an interconnected power flow plan value given in advance from the connected interconnecting destination, an effective demand value used to calculate a procurement amount is calculated based on the demand data and the interconnected power flow plan value Configured
An optimal procurement plan creation device for grid operators.
コンピュータを利用して、単数または複数の調達先からの調達量を、予め与えられた需要家の負荷に対して調達コストが最小となるように決定する系統運用者の最適調達計画作成用プログラムにおいて、
前記調達先が、前記系統運用者自身の所有する火力発電機、当該系統運用者自身の所有する水力発電機、発電事業者との相対取引、市場、を含むグループの中から選択された調達先である場合に、
前記調達先の調達コストに関する調達先データに基づき、調達コストが単調増加な凹関数を含む関数で与えられる特定の調達先がある場合に、その単調増加な凹関数に対して調達コストを1次関数で近似する線形近似機能と、
前記調達先データと前記需要家の負荷に関する需要データに基づき、前記特定の調達先については前記近似により得られた1次関数の調達コストを使用し、かつ、それ以外の調達先については各調達先に応じた関数で与えられる調達コストを使用して、前記単数または複数の調達先からの調達コスト合計が最小となるように各調達先からの調達量を算出する調達量算出機能と、
複数の対象エリア間を接続する送電線に運用制約がある場合に、当該送電線に関して前記算出された調達量が当該運用制約を満足しているか否かをチェックする運用制約チェック機能をコンピュータに実現させるように構成され、
前記調達量算出機能は、前記算出された調達量が前記運用制約を満足していない場合に、対象エリア毎に前記調達量を算出し直す機能、および、連系線を介して接続された連系先から予め与えられた連系線潮流計画値がある場合に、前記需要データと当該連系線潮流計画値に基づいて調達量の算出に使用する有効需要値を算出する機能を含む、
ことを特徴とする系統運用者の最適調達計画作成用プログラム。
In a system operator's optimal procurement plan creation program that uses a computer to determine the amount of procurement from one or more suppliers to minimize procurement costs for a given customer load. ,
The supplier is a supplier selected from a group including a thermal power generator owned by the grid operator, a hydroelectric generator owned by the grid operator, a relative transaction with the power generator, and a market. If
Based on the supplier data relating to the procurement cost of the supplier, when there is a specific supplier whose procurement cost is given as a function including a monotonically increasing concave function, the procurement cost is firstly determined for the monotonically increasing concave function. A linear approximation function that approximates with a function;
Based on the supplier data and demand data related to the load of the customer, the procurement cost of the linear function obtained by the approximation is used for the specific supplier, and each supplier is provided for other suppliers. A procurement amount calculation function for calculating a procurement amount from each supplier so that a total procurement cost from the one or a plurality of suppliers is minimized by using a procurement cost given by a function according to the destination;
When there is an operation constraint on a transmission line connecting multiple target areas, the computer implements an operation constraint check function that checks whether the calculated procurement amount for the transmission line satisfies the operation constraint. Configured to let
The procurement amount calculation function includes a function for recalculating the procurement amount for each target area when the calculated procurement amount does not satisfy the operation restrictions, and a connection connected via a connection line. Including a function of calculating an effective demand value to be used for calculating a procurement amount based on the demand data and the interconnected current flow plan value when there is an interconnected power flow plan value given in advance from the system;
A program for creating an optimal procurement plan for grid operators.
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