JP2011130584A - Power generation plan making method and power generation plan making system - Google Patents

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    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make out a specific power generation plan in view of the uncertainty of generated power and the operation cost of power generation facilities other than a power generation facility utilizing recyclable energy when the power generation facility utilizing recyclable energy is linked to a power system. <P>SOLUTION: A power generation plan making method is provided. According to the method, an error between an estimation of load power (step S1) and an estimation of power generated by power generation utilizing recyclable energy (step S2) is calculated (step S3). Based on this estimated error, a supply power scenario is made (step S4), and a cost preferential power generation plan and a supply/demand balance preferential power generation plan are made (steps S5 and S6). Hence a final power generation plan is output (step S7). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電計画作成方法および発電計画作成システムに関する。   The present invention relates to a power generation plan creation method and a power generation plan creation system.

たとえば、独立した電力系統となっている離島では、発電設備を運転するための燃料輸送費が高く、発電コストが高いという課題を抱えている。このため、離島においては、従来の内燃力を利用した発電設備に加えて、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーを大量導入し、発電コストを低減しようという機運が高まっている。   For example, a remote island that is an independent power system has a problem of high fuel transportation costs for operating power generation facilities and high power generation costs. For this reason, in remote islands, in addition to conventional power generation facilities using internal combustion power, there is an increasing momentum for introducing a large amount of renewable energy such as solar power generation and wind power generation to reduce power generation costs.

しかし、これらの再生可能エネルギー利用の発電量は天候に支配されるので、出力が不安定(不確定)であるという技術的課題がある。
電力系統においては発電電力と負荷電力の需給バランスは釣り合っていなければならないが、発電出力が不安定である再生可能エネルギーを利用した発電設備を電力系統と連系すると、発電電力と負荷電力の需給バランスが崩れてしまい、電圧変動や周波数変動により、最悪の場合は電力系統が停止してしまう事態に陥る。
However, since the amount of power generation using these renewable energy is controlled by the weather, there is a technical problem that the output is unstable (uncertain).
In power grids, the balance between supply and demand for generated power and load power must be balanced, but if power generation equipment using renewable energy with unstable power generation output is connected to the power system, the supply and demand for generated power and load power will be The balance is lost, and the power system stops in the worst case due to voltage fluctuations and frequency fluctuations.

上述のような事態を避けるために、従来の再生可能エネルギーを利用した発電設備が連系されていない電力系統においては、過去の気象条件から負荷電力の予測を行い、その負荷電力予測値と発電すべき電力が等しくなるように発電設備の出力電力を各発電設備に割り振るという発電計画が行われている。   In order to avoid the above situation, in a power system where power generation equipment using conventional renewable energy is not linked, load power is predicted from past weather conditions, and the predicted load power value and power generation There is a power generation plan in which the output power of the power generation equipment is allocated to each power generation equipment so that the power to be equalized.

この時、各発電設備の発電出力は発電設備の運用コスト(燃料コスト、起動コスト)が最も小さくなるように割り振りが行われる。すなわち、電力の需給バランスを崩すことが無いように発電設備の運用計画を作成し、電力系統が停止してしまうという事態に陥らないようにしている。   At this time, the power generation output of each power generation facility is allocated so that the operation cost (fuel cost, start-up cost) of the power generation facility is minimized. In other words, an operation plan for the power generation facility is created so as not to disrupt the power supply-demand balance, so that the situation where the power system is stopped is avoided.

電力系統に再生可能エネルギーを利用した発電設備が連系されていても発電計画を作成することの必要性は変わらない。
従来の再生可能エネルギーを利用した発電設備が連系された電力系統の発電計画作成方法としては、特許文献1に開示された技術が挙げられる。この特許文献1では、気象予測誤差と、再生可能エネルギーの発電出力予測誤差を用いて、事業者の経済的損失を予測するとともに、再生可能エネルギーを利用した発電装置以外の発電装置の発電割合を変更するという方法がとられている。
The need to create a power generation plan does not change even if power generation facilities using renewable energy are connected to the power system.
As a power generation plan creation method for a power system in which power generation facilities using conventional renewable energy are interconnected, the technique disclosed in Patent Document 1 can be cited. In this patent document 1, the economic loss of a business operator is predicted using a weather prediction error and a power generation output prediction error of renewable energy, and the power generation ratio of a power generation device other than the power generation device using the renewable energy is calculated. The method of changing is taken.

特開2008−225646号公報JP 2008-225646 A

しかし従来方法では、以下のようないくつかの技術的課題がある。
すなわち、再生可能エネルギーを利用した発電装置以外の発電装置の具体的な発電計画作成方法が示されていない。また、再生可能エネルギーを利用した発電装置以外の発電装置の運用コストが考慮されていない。さらに発電電力と負荷電力の需給バランスが考慮されていない。
However, the conventional method has some technical problems as follows.
That is, there is no specific power generation plan creation method for power generation devices other than power generation devices that use renewable energy. Moreover, the operation cost of power generators other than the power generator using renewable energy is not considered. Furthermore, the balance between supply and demand for generated power and load power is not taken into consideration.

本発明の目的は、発電電力が不確定な再生可能エネルギーを利用した発電設備を電力系
統に連系した際に、発電電力の不確定性を考慮しつつ、再生可能エネルギーを利用した発電設備以外の発電設備の運用コストを考慮した発電計画を具体的に作成することにある。
The object of the present invention is to consider other power generation facilities that use renewable energy while taking into account the uncertainty of generated power when power generation facilities that use renewable energy with indefinite power generation are linked to the power system. The purpose is to create a specific power generation plan that takes into account the operating costs of the power generation facilities.

本発明の第1の観点は、内燃力発電設備および再生可能エネルギー利用発電設備と、前記内燃力発電設備および前記再生可能エネルギー利用発電設備の少なくとも一方の電力を消費する負荷設備とを含む電力系統における発電計画作成方法であって、
系統内の前記負荷設備が消費する負荷電力を予測するステップと、
前記再生可能エネルギー利用発電設備から得られる再生可能エネルギー利用発電電力を予測するステップと、
前記負荷電力および前記再生可能エネルギー利用発電電力の各々について、予測値と実績値を用いて予測誤差を算出するステップと、
前記予測誤差を用いて前記負荷設備に経時的に供給すべき電力を示す供給電力シナリオを作成するステップと、
前記供給電力シナリオを用いて前記内燃力発電設備の発電計画を作成するステップと、
作成された前記発電計画を出力するステップと、
を含む発電計画作成方法を提供する。
A first aspect of the present invention is an electric power system including an internal combustion power generation facility and a power generation facility using renewable energy, and a load facility that consumes power of at least one of the internal combustion power generation facility and the renewable energy generation power generation facility. A power generation plan creation method in
Predicting the load power consumed by the load equipment in the grid;
Predicting renewable energy-based generated power obtained from the renewable energy-based power generation facility;
For each of the load power and the renewable energy use generated power, calculating a prediction error using a predicted value and an actual value;
Creating a supply power scenario indicating power to be supplied to the load facility over time using the prediction error;
Creating a power generation plan for the internal combustion power generation facility using the supply power scenario;
Outputting the generated power generation plan;
A power generation plan creation method is provided.

本発明の第2の観点は、内燃力発電設備および再生可能エネルギー利用発電設備と、前記内燃力発電設備および前記再生可能エネルギー利用発電設備の少なくとも一方の電力を消費する負荷設備とを含む電力系統における発電計画作成システムであって、
系統内の前記負荷設備が消費する負荷電力を予測する負荷予測部と、
前記再生可能エネルギー利用発電設備から得られる再生可能エネルギー利用発電電力を予測する再生可能エネルギー利用発電電力予測部と、
前記負荷電力および前記再生可能エネルギー利用発電電力の各々について、予測値と実績値を用いて予測誤差を算出する予測誤差算出部と、
前記予測誤差を用いて前記負荷設備に経時的に供給すべき電力を示す供給電力シナリオを作成する供給電力シナリオ作成部と、
前記供給電力シナリオを用いて前記内燃力発電設備の発電計画を作成する発電計画作成部と、
作成された前記発電計画を出力する発電計画出力部と、
を含む発電計画作成システムを提供する。
A second aspect of the present invention is an electric power system including an internal combustion power generation facility and a renewable energy utilization power generation facility, and a load facility that consumes power of at least one of the internal combustion power generation facility and the renewable energy utilization power generation facility. A power generation plan creation system in
A load prediction unit that predicts load power consumed by the load equipment in the system;
Renewable energy use generated power prediction unit for predicting renewable energy use generated power obtained from the renewable energy use power generation facility;
A prediction error calculation unit that calculates a prediction error using a predicted value and an actual value for each of the load power and the generated power using renewable energy, and
A supply power scenario creation unit that creates a supply power scenario indicating the power to be supplied to the load facility over time using the prediction error;
A power generation plan creation unit that creates a power generation plan of the internal combustion power generation facility using the supply power scenario;
A power generation plan output unit for outputting the generated power generation plan;
A power generation plan creation system including

本発明によれば、発電電力が不確定な再生可能エネルギーを利用した発電設備を電力系統に連系した際に、発電電力の不確定性を考慮しつつ、再生可能エネルギーを利用した発電設備以外の発電設備の運用コストを考慮した発電計画を具体的に作成することができる。   According to the present invention, when a power generation facility using renewable energy whose generated power is uncertain is linked to a power system, the power generation facility other than the power generation facility using renewable energy is considered while taking into account the uncertainty of the generated power. It is possible to specifically create a power generation plan that takes into account the operating costs of the power generation facilities.

本発明の一実施の形態である発電計画作成方法および発電計画作成システムが適用される電力系統の構成の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of a structure of the electric power system with which the power generation plan preparation method and power generation plan preparation system which are one embodiment of this invention are applied. 本発明の一実施の形態である発電計画作成方法を実施する発電計画作成システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the power generation plan preparation system which implements the power generation plan preparation method which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成方法および発電計画作成システムの作用の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of an effect | action of the power generation plan preparation method and power generation plan preparation system which are one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムによる負荷電力の予測例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of prediction of the load electric power by the electric power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムにおける再生可能エネルギー利用発電電力の予測例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of prediction of the renewable energy utilization generated electric power in the electric power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムにおける供給電力シナリオ作成処理の詳細の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the detail of the power supply scenario creation process in the electric power generation plan creation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムによる供給電力シナリオ0の計算結果例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of a calculation result of the power supply scenario 0 by the power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムにおける予測値の誤差評価の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of the error evaluation of the predicted value in the electric power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムによる供給電力シナリオ1の計算結果例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of a calculation result of the power supply scenario 1 by the power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムによる供給電力シナリオ2の計算結果例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of a calculation result of the power supply scenario 2 by the power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムによって作成された3つの供給電力シナリオの計算結果例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of a calculation result of three supply electric power scenarios created by the electric power generation plan creation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムにおける需給バランス優先発電計画作成処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the supply-and-demand balance priority electric power generation plan preparation process in the electric power generation plan preparation system which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である発電計画作成システムにて作成される発電計画の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the power generation plan produced with the power generation plan production system which is one embodiment of this invention.

本実施の形態では、たとえば、内燃力発電設備、太陽光発電設備または風力発電設備などの再生可能エネルギー利用発電設備、負荷設備で構成される電力系統、特に特定の狭い地域にて電力の発生、消費を行うマイクログリッドにおいて、太陽光発電設備における日射量変動、風力発電設備における風速変動等による再生可能エネルギー変動、及び需要家の負荷変動に対して、内燃力発電設備によりその変動を吸収するための内燃力発電設備の発電計画作成技術を例示する。   In the present embodiment, for example, a power generation system using renewable energy, such as an internal combustion power generation facility, a solar power generation facility or a wind power generation facility, a load system, in particular, generation of power in a specific narrow area, In the microgrid that consumes, the internal combustion power generation equipment absorbs fluctuations in solar radiation in solar power generation equipment, renewable energy fluctuations due to wind speed fluctuations in wind power generation equipment, and consumer load fluctuations. The power generation plan preparation technique of the internal combustion power generation facility is illustrated.

本実施の形態の第1態様では、内燃力発電設備、太陽光発電設備または風力発電設備などの再生可能エネルギーを利用した発電設備、負荷設備で構成される電力系統において、系統内の負荷電力を予測する負荷予測部と、再生可能エネルギーを利用した発電機の発電電力を予測する再生可能エネルギー利用発電電力予測部と、負荷電力と再生可能エネルギーを利用した発電機の発電電力の予測値と実績値を用いて誤差を分析する予測誤差算出部と、予測誤差を用いて負荷に経時的に供給すべき電力を示す供給電力シナリオを作成する供給電力シナリオ作成部と、経時的に供給すべき電力を示す供給電力シナリオを用いて内燃力発電設備の発電計画を作成する発電計画作成部と、作成された発電計画を出力する発電計画出力部を備える。   In the first aspect of the present embodiment, in a power system composed of a power generation facility using a renewable energy such as an internal combustion power generation facility, a solar power generation facility or a wind power generation facility, or a load facility, the load power in the system is Predictive load forecasting unit, Renewable energy use generation power forecasting unit that predicts the generated power of the generator using renewable energy, Predicted value and results of generator power using the load power and renewable energy A prediction error calculation unit that analyzes an error using a value, a supply power scenario creation unit that creates a supply power scenario that indicates power to be supplied to a load over time using a prediction error, and power that should be supplied over time And a power generation plan output unit for outputting the generated power generation plan.

また、第2態様では、第1態様の発電計画作成部に、コスト優先発電計画作成部と、需給バランス優先発電計画作成部を備える。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
In the second mode, the power generation plan generation unit of the first mode includes a cost priority power generation plan generation unit and a supply and demand balance priority power generation plan generation unit.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態である発電計画作成方法および発電計画作成システムが適用される電力系統の構成の一例を示す概念図である。
図2は、本発明の一実施の形態である発電計画作成方法を実施する発電計画作成システムの構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an example of a configuration of a power system to which a power generation plan creation method and a power generation plan creation system according to an embodiment of the present invention are applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a power generation plan creation system that implements a power generation plan creation method according to an embodiment of the present invention.

図1に例示されるように、本実施の形態の電力系統100は、送電網140を介して、内燃力発電設備110、再生可能エネルギー利用発電設備120および負荷設備130が接続された構成となっている。   As illustrated in FIG. 1, the power system 100 of the present embodiment has a configuration in which an internal combustion power generation facility 110, a renewable energy utilization power generation facility 120, and a load facility 130 are connected via a power transmission network 140. ing.

図1において、Ga,Ga,…Gaは、出力電力を調整可能な内燃力発電設備110であり、本実施の形態における発電計画作成システム170による発電計画の作成対
象となる発電設備である。
In Figure 1, Ga 1, Ga 2, ... Ga n is an adjustable internal combustion power generation facility 110 the output power, with power generation equipment comprising a generation target power generation plan by generating planning system 170 in this embodiment is there.

Gb,Gb,…Gbは、再生可能エネルギーを利用した発電設備であり、太陽光発電設備や風力発電設備などがこれにあたる。
なお、再生可能エネルギー利用発電設備120としては、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用するものに限らず、再生可能な生物資源や廃棄物の燃焼エネルギー等を利用して発電する発電設備も含まれる。
Gb 1 , Gb 2 ,... Gb n are power generation facilities using renewable energy, such as solar power generation facilities and wind power generation facilities.
Renewable energy power generation facilities 120 are not limited to those using natural energy such as sunlight or wind power, but also include power generation facilities that generate power using renewable biological resources, waste combustion energy, etc. It is.

これらの再生可能エネルギー利用発電設備120の出力電力は天候等に支配されるので、出力が不安定(不確定)である。
また、L,L,…Lは、電力を消費する負荷設備130である。
Since the output power of the renewable energy utilization power generation facility 120 is controlled by the weather or the like, the output is unstable (uncertain).
In addition, L 1 , L 2 ,... L n are load facilities 130 that consume power.

内燃力発電設備110、再生可能エネルギー利用発電設備120、負荷設備130は電力ケーブル141(図1中の実線)を介して電力系統に連系されている。
また、これらの内燃力発電設備110、再生可能エネルギー利用発電設備120、負荷設備130は通信ケーブル151(図1中の点線)にて通信ネットワーク150に接続されている。
The internal combustion power generation facility 110, the renewable energy utilization power generation facility 120, and the load facility 130 are linked to the power system via a power cable 141 (solid line in FIG. 1).
The internal combustion power generation facility 110, the renewable energy utilization power generation facility 120, and the load facility 130 are connected to the communication network 150 by a communication cable 151 (dotted line in FIG. 1).

さらに、本実施の形態の場合、通信ネットワーク150には、気象サーバ160、発電計画作成システム170、需給制御システム180が接続されている。
本実施の形態の発電計画作成システム170は、気象サーバ160から気象予報161を取得し、再生可能エネルギー利用発電設備120で発生する発電電力と、負荷で消費する電力を予測する。また、発電計画作成システム170は、通信ネットワーク150を介して内燃力発電設備110、再生可能エネルギー利用発電設備120、負荷設備130の電力計測値(実績値)を取得する。
Further, in the case of the present embodiment, a weather server 160, a power generation plan creation system 170, and a supply and demand control system 180 are connected to the communication network 150.
The power generation plan creation system 170 according to the present embodiment acquires the weather forecast 161 from the weather server 160 and predicts the generated power generated by the renewable energy power generation facility 120 and the power consumed by the load. In addition, the power generation plan creation system 170 acquires power measurement values (actual values) of the internal combustion power generation facility 110, the renewable energy utilization power generation facility 120, and the load facility 130 via the communication network 150.

これらの予測値、実績値を用いて発電計画作成システム170は内燃力発電設備110の発電計画を作成することになる。
なお、発電計画を作成する時間間隔は通常、30分おき、或いは1時間おきとなるが、この時間間隔は任意に設定することが可能である。
The power generation plan creation system 170 creates a power generation plan for the internal combustion power generation facility 110 using these predicted values and actual values.
The time interval for creating the power generation plan is usually every 30 minutes or every hour, but this time interval can be arbitrarily set.

また、発電計画を作成する時間範囲は、通常、1日分、或いは1週間分であるが、計画を作成する時間範囲についても任意に設定することが可能である。
さらに発電計画作成システム170によって作成された内燃力発電設備110の発電計画は、通信ネットワーク150を介して需給制御システム180および各内燃力発電設備110へ送信される。
In addition, the time range for creating the power generation plan is usually one day or one week, but the time range for creating the plan can be arbitrarily set.
Furthermore, the power generation plan of the internal combustion power generation facility 110 created by the power generation plan creation system 170 is transmitted to the supply and demand control system 180 and each internal combustion power generation facility 110 via the communication network 150.

図2に例示されるように、本実施の形態の発電計画作成システム170は、負荷電力予測部171、再生可能エネルギー利用発電電力予測部172、予測誤差算出部173、供給電力シナリオ作成部174、発電計画作成部175、発電計画出力部178と、負荷DB191、気象DB192、再生可能エネルギー利用発電電力DB193、発電機DB194を備えている。   As illustrated in FIG. 2, the power generation plan creation system 170 according to the present exemplary embodiment includes a load power prediction unit 171, a renewable energy use generated power prediction unit 172, a prediction error calculation unit 173, a supply power scenario creation unit 174, A power generation plan creation unit 175, a power generation plan output unit 178, a load DB 191, a weather DB 192, a renewable energy use generated power DB 193, and a generator DB 194 are provided.

なお、発電計画作成システム170は、たとえば、コンピュータシステムで実現され、その場合、負荷電力予測部171、再生可能エネルギー利用発電電力予測部172、予測誤差算出部173、供給電力シナリオ作成部174、発電計画作成部175、発電計画出力部178の後述のような処理機能は、図示しない中央処理装置によって実行されるコンピュータプログラムとして実現される。   The power generation plan creation system 170 is realized by, for example, a computer system. In that case, a load power prediction unit 171, a renewable energy use generated power prediction unit 172, a prediction error calculation unit 173, a supplied power scenario creation unit 174, a power generation The processing functions described below of the plan creation unit 175 and the power generation plan output unit 178 are realized as a computer program executed by a central processing unit (not shown).

また、負荷DB191〜発電機DB194の各々のデータベースは、発電計画作成シス
テム170の外部に設けられたデータベースシステムで構成してもよいし、発電計画作成システム170を構成するコンピュータシステムに備えられた記憶装置で実現してもよい。
In addition, each database of the load DB 191 to the generator DB 194 may be configured by a database system provided outside the power generation plan creation system 170, or a storage provided in a computer system constituting the power generation plan creation system 170. You may implement | achieve with an apparatus.

本実施の形態の発電計画作成システム170において、負荷電力予測部171は、気象サーバ160から送信される現在の気象予報161を取得するとともに、負荷DB191に蓄積されている負荷電力の過去の実績値131および気象DB192に蓄積されている過去の気象実績162を参照して、負荷電力の予測を行う。   In the power generation plan creation system 170 of the present exemplary embodiment, the load power prediction unit 171 acquires the current weather forecast 161 transmitted from the weather server 160, and the past actual value of the load power stored in the load DB 191. 131 and the past weather record 162 stored in the weather DB 192 are used to predict the load power.

なお、負荷電力の実績値131は各負荷設備130に設置されている図示しない電力計測装置から通信ネットワーク150を介して負荷DB191に蓄積される。
また、過去の気象実績162は、気象サーバ160から通信ネットワーク150を介して気象DB192に蓄積される。
The actual load power value 131 is stored in the load DB 191 via the communication network 150 from a power measurement device (not shown) installed in each load facility 130.
In addition, past weather results 162 are accumulated in the weather DB 192 from the weather server 160 via the communication network 150.

負荷電力の予測方法としては、パターンマッチングを用いて、現在の気象予報161と類似した過去の気象実績日を抽出し、抽出された日の負荷電力の実績値131を用いる方法、気象実績162と負荷電力の実績値131の関係を、ニューラルネットワークを用いてモデル化し、そのニューラルネットワークに現在の気象予報161を入力して負荷電力を予測する方法などを用いる。負荷電力の予測値132は負荷DB191に蓄積される。   As a method for predicting the load power, a pattern weather is used to extract a past weather actual date similar to the current weather forecast 161, and a method of using the actual value 131 of the load power for the extracted day, a weather result 162, A method of modeling the relationship between the actual load power value 131 using a neural network and predicting the load power by inputting the current weather forecast 161 to the neural network is used. The predicted load power value 132 is stored in the load DB 191.

再生可能エネルギー利用発電電力予測部172は、気象サーバ160から送信される現在の気象予報161を取得するとともに、再生可能エネルギー利用発電電力DB193に蓄積されている再生可能エネルギー利用発電電力の過去の実績値121および気象DB192に蓄積されている過去の気象実績162を参照して、再生可能エネルギー利用発電電力の予測を行う。   The renewable energy-based generated power prediction unit 172 acquires the current weather forecast 161 transmitted from the weather server 160, and the past results of the renewable energy-based generated power stored in the renewable energy-based generated power DB 193. With reference to the value 121 and the past meteorological record 162 stored in the weather DB 192, the generation of electric power using renewable energy is predicted.

なお、再生可能エネルギー利用発電電力の実績値121は各再生可能エネルギー利用発電設備120に設置されている図示しない電力計測装置から通信ネットワーク150を介して再生可能エネルギー利用発電電力DB193に蓄積される。   In addition, the actual value 121 of the renewable energy use generated power is stored in the renewable energy use generated power DB 193 via the communication network 150 from a power measurement device (not shown) installed in each renewable energy use power generation facility 120.

再生可能エネルギー利用発電電力の予測方法としては、負荷電力の予測と同じく、パターンマッチングを用いる方法、ニューラルネットワークを用いる方法などを用いる。再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122は再生可能エネルギー利用発電電力DB193に蓄積される。   As a method for predicting generated power using renewable energy, a method using pattern matching, a method using a neural network, and the like are used as in the case of prediction of load power. The predicted value 122 of the renewable energy use generated power is stored in the renewable energy use generated power DB 193.

予測誤差算出部173は、負荷電力および再生可能エネルギー利用発電電力について、それぞれ、過去の予測値と実績値を用いて、負荷電力の予測誤差の統計指標133と、再生可能エネルギー利用発電電力の予測誤差の統計指標123を算出する。算出する統計指標133,123は、たとえば、平均値、標準偏差などである。   The prediction error calculation unit 173 uses the past predicted value and the actual value for the load power and the renewable energy-based generated power, respectively, and predicts the load power prediction error statistical index 133 and the renewable energy-based generated power. An error statistical index 123 is calculated. The statistical indexes 133 and 123 to be calculated are, for example, an average value and a standard deviation.

供給電力シナリオ作成部174は、負荷電力の予測値132と誤差(統計指標133)および再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122と誤差(統計指標123)を用いて、各時間断面にて供給すべき電力のシナリオを作成する。   The supplied power scenario creation unit 174 supplies the load power at each time section using the predicted value 132 and error (statistical index 133) of the load power and the predicted value 122 and error (statistical index 123) of the generated power using renewable energy. Create a power scenario.

なお、供給すべき電力とは、負荷電力から再生可能エネルギー利用発電電力を引いた値のことであり、内燃力発電設備110にて供給する電力のことを意味する。
作成される供給電力シナリオは、最低限必要となる供給電力シナリオ(供給電力シナリオ1とする)、最大限必要となる供給電力シナリオ(供給電力シナリオ2とする)の2つのシナリオである。
The power to be supplied is a value obtained by subtracting the generated power using renewable energy from the load power, and means the power supplied by the internal combustion power generation facility 110.
The supplied power scenarios are two scenarios: a minimum required power supply scenario (supplied as power supply scenario 1) and a maximum required power supply scenario (supplied as power supply scenario 2).

本実施の形態の供給電力シナリオ1の意味合いは、負荷電力の実績値131に対して予測値132が大きく上側に外れ(実績値131が予測値132に対して小さい)、かつ、再生可能エネルギー利用発電電力の実績値121に対して予測値122が大きく下側に外れた場合(実績値121が予測値122に対して大きい)である。   The meaning of the supplied power scenario 1 of the present embodiment is that the predicted value 132 is significantly larger than the actual load power value 131 (the actual value 131 is smaller than the predicted value 132), and renewable energy is used. This is a case where the predicted value 122 is significantly lower than the actual value 121 of the generated power (the actual value 121 is larger than the predicted value 122).

また、本実施の形態の供給電力シナリオ2の意味合いは、負荷電力の実績値131に対して予測値132が大きく下側に外れ(実績値131が予測値132に対して大きい)、かつ、再生可能エネルギー利用発電電力の実績値121に対して予測値122が大きく上側に外れた場合(実績値121が予測値122に対して小さい)である。   In addition, the implication of the supplied power scenario 2 of the present embodiment is that the predicted value 132 is significantly lower than the actual load power value 131 (the actual value 131 is larger than the predicted value 132), and regeneration is performed. This is a case where the predicted value 122 is significantly larger than the actual value 121 of the available energy use generated power (the actual value 121 is smaller than the predicted value 122).

供給電力シナリオ1および供給電力シナリオ2の詳細は後述する。
発電計画作成部175は、供給電力シナリオ作成部174にて作成された2つの供給電力シナリオに対して、内燃力発電設備110が発電すべき発電計画を作成する。
Details of supply power scenario 1 and supply power scenario 2 will be described later.
The power generation plan creation unit 175 creates a power generation plan to be generated by the internal combustion power generation facility 110 for the two supply power scenarios created by the supply power scenario creation unit 174.

本実施の形態の場合、一例として、発電計画作成部175はコスト優先発電計画作成部176と、需給バランス優先発電計画作成部177の2つに分けられる。
コスト優先発電計画作成部176は供給電力シナリオ1に対して供給すべき電力を、内燃力発電設備110の発電コストを優先して計画を作成する。
In the present embodiment, as an example, the power generation plan creation unit 175 is divided into a cost priority power generation plan creation unit 176 and a supply and demand balance priority power generation plan creation unit 177.
The cost-priority power generation plan creation unit 176 creates a plan for the power to be supplied to the power supply scenario 1, giving priority to the power generation cost of the internal combustion power generation facility 110.

需給バランス優先発電計画作成部177は、供給電力シナリオ1と供給電力シナリオ2の差分電力を取り、この差分電力に対して供給すべき電力を、内燃力発電設備110の追従性を優先して計画を作成する。   The supply and demand balance priority power generation plan creation unit 177 takes the difference power between the supply power scenario 1 and the supply power scenario 2 and plans the power to be supplied to the difference power with priority on the followability of the internal combustion power generation facility 110. Create

なお、発電計画作成部175は発電計画を作成する際に、発電機DB194の情報を参照する。
本実施の形態の場合、一例として、発電機DB194は、発電計画を作成するために必要となる情報、すなわち、各内燃力発電設備110の定格電力、出力上下限、出力変化率上下限、最小連続停止時間、最小連続運転時間、燃料費特性、追従性順位、等の情報が格納されている。
The power generation plan creation unit 175 refers to the information in the generator DB 194 when creating the power generation plan.
In the case of the present embodiment, as an example, the generator DB 194 includes information necessary for creating a power generation plan, that is, rated power, output upper and lower limits, output change rate upper and lower limits, and minimum of each internal combustion power generation facility 110. Information such as continuous stop time, minimum continuous operation time, fuel cost characteristics, followability ranking, and the like are stored.

発電計画出力部178は、発電計画作成部175にて算出された発電計画を、通信ネットワーク150を介して各内燃力発電設備110の制御部に送信するとともに、需給制御システム180にも送信する。   The power generation plan output unit 178 transmits the power generation plan calculated by the power generation plan creation unit 175 to the control unit of each internal combustion power generation facility 110 via the communication network 150 and also to the supply and demand control system 180.

需給制御システム180はこの発電計画をベースにして、個々の内燃力発電設備110のリアルタイム制御を行うことになる。
なお、発電計画出力部178から発電計画を可視化して表示し、この発電計画を作業者が閲覧して手動操作や半自動操作で個々の内燃力発電設備110の稼働させることもできる。
The supply and demand control system 180 performs real-time control of each internal combustion power generation facility 110 based on this power generation plan.
The power generation plan can be visualized and displayed from the power generation plan output unit 178, and an operator can view the power generation plan and operate each internal combustion power generation facility 110 by manual operation or semi-automatic operation.

以下、本実施の形態の発電計画作成方法および発電計画作成システムの作用の一例を説明する。
図3は、本実施の形態の発電計画作成方法および発電計画作成システムの作用の一例を示すフローチャートである。
Hereinafter, an example of the operation of the power generation plan creation method and the power generation plan creation system of the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the power generation plan creation method and the power generation plan creation system of the present embodiment.

まず、ステップS1では、負荷電力予測部171にて負荷電力の予測を行う。負荷電力予測部171は、気象サーバ160から送信される現在の気象予報161、負荷DB191に蓄積されている負荷電力の過去の実績値131、気象DB192に蓄積されている過去の気象実績162を参照して、負荷電力の予測を行う。   First, in step S1, the load power prediction unit 171 predicts load power. The load power prediction unit 171 refers to the current weather forecast 161 transmitted from the weather server 160, the past actual value 131 of the load power stored in the load DB 191 and the past weather record 162 stored in the weather DB 192. Then, the load power is predicted.

負荷電力の予測方法としては、パターンマッチングを用いて、現在の気象予報161と類似した過去の気象実績日を抽出し、抽出された日の負荷電力の実績値131を用いる方法、気象実績162と負荷電力の実績値131の関係を、ニューラルネットワークを用いてモデル化し、そのニューラルネットワークに現在の気象予測を入力して負荷電力を予測する方法などを用いる。   As a method for predicting the load power, a pattern weather is used to extract a past weather actual date similar to the current weather forecast 161, and a method of using the actual value 131 of the load power for the extracted day, a weather result 162, For example, a method of modeling the relationship of the actual value 131 of the load power using a neural network and inputting the current weather forecast to the neural network to predict the load power is used.

図4は、本実施の形態の発電計画作成システムによる負荷電力の予測例を示す線図である。
なお、負荷電力の予測値132は、発電計画を作成する任意の時間範囲(例えば1日)の任意の時間間隔(例えば1時間)にて予測を行う。時間範囲を1日、時間間隔を1時間とした場合の負荷電力の予測例を図4に示す。
FIG. 4 is a diagram showing a prediction example of load power by the power generation plan creation system of the present embodiment.
Note that the predicted value 132 of the load power is predicted at an arbitrary time interval (for example, 1 hour) in an arbitrary time range (for example, 1 day) in which a power generation plan is created. FIG. 4 shows a prediction example of load power when the time range is 1 day and the time interval is 1 hour.

ステップS2では、再生可能エネルギー利用発電電力予測部172にて再生可能エネルギー利用発電電力の予測を行う。
図5は、本実施の形態の発電計画作成システムにおける再生可能エネルギー利用発電電力の予測例を示す線図である。
In step S2, the renewable energy use generated power prediction unit 172 predicts the renewable energy use generated power.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of prediction of generated power using renewable energy in the power generation plan creation system of the present embodiment.

再生可能エネルギー利用発電電力予測部172は、気象サーバ160から送信される現在の気象予報161、再生可能エネルギー利用発電電力DB193に蓄積されている再生可能エネルギー利用発電電力の過去の実績値121、気象DB192に蓄積されている過去の気象実績162を参照して、再生可能エネルギー利用発電電力の予測を行う。   The renewable energy use generated power prediction unit 172 includes a current weather forecast 161 transmitted from the weather server 160, a past actual value 121 of the renewable energy use generated power stored in the renewable energy use generated power DB 193, weather With reference to the past meteorological record 162 stored in the DB 192, the generation of electric power using renewable energy is predicted.

再生可能エネルギー利用発電電力の予測方法としては、負荷電力の予測と同じく、パターンマッチングを用いる方法、ニューラルネットワークを用いる方法などを用いる。
なお、再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122は、負荷電力の予測値132と同じ時間範囲(例えば1日)、時間間隔(例えば1時間)にて予測を行う。時間範囲を1日、時間間隔を1時間とした場合の再生可能エネルギー利用発電電力の予測例を図5に示す。
As a method for predicting generated power using renewable energy, a method using pattern matching, a method using a neural network, and the like are used as in the case of prediction of load power.
In addition, the predicted value 122 of the renewable energy use generated power is predicted in the same time range (for example, one day) and time interval (for example, one hour) as the predicted value 132 of the load power. FIG. 5 shows an example of prediction of generated power using renewable energy when the time range is 1 day and the time interval is 1 hour.

ステップS3では、負荷DB191および再生可能エネルギー利用発電電力DB193に蓄積されている、負荷電力の予測値132と実績値131、および再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122と実績値121を用いて、予測誤差算出部173にて負荷電力および再生可能エネルギー利用発電電力の予測誤差の平均値および標準偏差を算出する。   In step S3, using the predicted value 132 and actual value 131 of the load power and the predicted value 122 and actual value 121 of the renewable energy using generated power stored in the load DB 191 and the renewable energy using generated power DB 193, The prediction error calculation unit 173 calculates the average value and standard deviation of the prediction error of the load power and the renewable energy-use generated power.

予測誤差の平均値および標準偏差の計算方法は、負荷電力および再生可能エネルギー利用発電電力で同じである。予測誤差の平均値および標準偏差は、負荷電力予測、再生可能エネルギー利用発電電力予測と同じ時間範囲(例えば1日)、時間間隔(例えば1時間)にて算出することになる。   The calculation method of the average value and the standard deviation of the prediction error is the same for the load power and the generated power using renewable energy. The average value and the standard deviation of the prediction error are calculated in the same time range (for example, one day) and time interval (for example, one hour) as the load power prediction and the renewable energy utilization generated power prediction.

ここで、時刻tにおける予測誤差の平均値および標準偏差を求める際の予測値と実績値の組がn個あると仮定する。まず、予測誤差を(1)式のように定義する。   Here, it is assumed that there are n pairs of predicted values and actual values for obtaining the average value and standard deviation of the prediction error at time t. First, the prediction error is defined as in equation (1).

ただし、(1)式において、
ERt,d:時刻t,データdにおける予測誤差(%)、
t,d:時刻t,データdにおける予測値(kW)、
t,d:時刻t,データdにおける実績値(kW)、
である。
However, in equation (1):
ER t, d : prediction error (%) at time t and data d,
f t, d : predicted value (kW) at time t, data d,
a t, d : Actual value (kW) at time t, data d,
It is.

この(1)式から、実績値に対して予測値が小さければ、予測誤差はマイナスの値に、実績値に対して予測値が大きければ、予測誤差はプラスの値になる。
時刻tにおける予測誤差の平均値および予測誤差の標準偏差を(2)式、(3)式を用いて求める。
From this equation (1), if the predicted value is smaller than the actual value, the prediction error is a negative value, and if the predicted value is larger than the actual value, the predicted error is a positive value.
The average value of the prediction error at time t and the standard deviation of the prediction error are obtained using equations (2) and (3).

ただし、この(2)式、(3)式において、
Ave(ER):時刻tにおける予測誤差の平均値(%)、
Std(ER):時刻tにおける予測誤差の標準偏差(%)、
である。
However, in the equations (2) and (3),
Ave (ER t ): average value (%) of prediction errors at time t,
Std (ER t ): standard deviation (%) of prediction error at time t,
It is.

この(2)式、(3)式にて予測誤差の平均値および標準偏差を計算した結果例を表1に示す。   Table 1 shows an example of the result of calculating the average value and standard deviation of the prediction error using the equations (2) and (3).

ステップS4では、ステップS1で作成された負荷電力の予測値132、ステップS2で作成された再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122、およびステップS3で作成された負荷電力および再生可能エネルギー利用発電電力の予測誤差の平均値および標準偏差を用いて、内燃力発電設備110にて供給すべき供給電力のシナリオの作成を行う。 In step S4, the predicted value 132 of the load power created in step S1, the predicted value 122 of the renewable energy use generated power created in step S2, and the load power and the renewable energy use generated power created in step S3. The scenario of the supply power to be supplied by the internal combustion power generation facility 110 is created using the average value and standard deviation of the prediction errors.

図6は、本発明の一実施の形態である発電計画作成システムにおける供給電力シナリオ作成処理の詳細の一例を示すフローチャートである。図6は、図3のステップS4の詳細の一例を示している。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of the details of the supply power scenario creation processing in the power generation plan creation system according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 shows an example of the details of step S4 in FIG.

図7は、本発明の一実施の形態である発電計画作成システムによる供給電力シナリオ0の計算結果例を示す線図である。
まず、ステップS4−1では、供給電力シナリオ0(第1供給電流シナリオ)を作成する。
FIG. 7 is a diagram showing a calculation result example of the power supply scenario 0 by the power generation plan creation system according to the embodiment of the present invention.
First, in step S4-1, a supply power scenario 0 (first supply current scenario) is created.

本実施の形態において、供給電力シナリオ0とは、負荷電力と再生可能エネルギー利用発電電力が予測値通りになったと仮定して、内燃力発電設備110が供給すべき電力、すなわち、負荷電力の予測値132から再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122を引いた電力について、時間断面ごとに求めたものである。   In the present embodiment, the power supply scenario 0 is the prediction of the power to be supplied by the internal combustion power generation facility 110, that is, the load power, assuming that the load power and the generated power using renewable energy are as predicted. The power obtained by subtracting the predicted value 122 of the generated power using renewable energy from the value 132 is obtained for each time section.

表2に時間断面ごとの負荷電力の予測値132と再生可能エネルギー利用発電電力の予
測値122、および負荷電力の予測値132から再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122を引いた供給電力シナリオ0の計算例を示す。
Supply power scenario 0 obtained by subtracting the predicted value 122 of the generated power using renewable energy from the predicted value 132 of the generated power using renewable energy and the predicted value 122 of the generated power using renewable energy and the predicted value 132 of the load power shown in Table 2 in Table 2 An example of the calculation is shown.

すなわち、表2において、時間断面ごとに、負荷電力予測値(表2のA列)から再生可能エネルギー利用発電電力予測値(表2のB列)を引いたものが供給電力シナリオ0(表2のC列)となる。図7に供給電力シナリオ0を示す。 In other words, in Table 2, for each time section, the load power predicted value (Column A in Table 2) minus the predicted value of generated power using renewable energy (Column B in Table 2) is the supply power scenario 0 (Table 2). Column C). FIG. 7 shows a supply power scenario 0.

次に、ステップS4−2では、供給電力シナリオ1(第2供給電流シナリオ)を作成する。供給電力シナリオ1とは、内燃力発電設備110にて供給すべき必要最小限の電力を時間断面ごとに求めたものである。   Next, in step S4-2, a supply power scenario 1 (second supply current scenario) is created. The supplied power scenario 1 is obtained by obtaining the minimum necessary power to be supplied by the internal combustion power generation facility 110 for each time section.

この供給電力シナリオ1は、負荷電力の実績値131に対して予測値132が大きく上側に外れ(実績値131が予測値132に対して小さい)、かつ、再生可能エネルギー利用発電電力の実績値121に対して予測値122が大きく下側に外れた場合(実績値121が予測値122に対して大きい)を仮定した供給電力シナリオである。   In this power supply scenario 1, the predicted value 132 is significantly higher than the actual load power value 131 (the actual value 131 is smaller than the predicted value 132), and the actual value 121 of the generated power using renewable energy is 121. In contrast, the power supply scenario assumes that the predicted value 122 is significantly lower than the predicted value 122 (the actual value 121 is larger than the predicted value 122).

通常、実績値に対する予測値の誤差評価としては、予測値の予測誤差の平均値をx,予測誤差の標準偏差をσとすると、x±n・σ(nは任意の正の実数)を用いる。この様子を図8に示す。   Usually, as an error evaluation of the predicted value with respect to the actual value, x ± n · σ (n is an arbitrary positive real number) is used, where x is the average value of the predicted error of the predicted value and σ is the standard deviation of the predicted error. . This is shown in FIG.

図8は、本実施の形態の発電計画作成システムにおける予測値の誤差評価の一例を示す線図である。
図8において、縦軸は度数を、横軸は予測値の誤差の大きさを表しており、予測誤差の分布が正規分布に従っているものと仮定する。またxは予測誤差の平均値を、σは予測誤差の標準偏差を示している。
FIG. 8 is a diagram showing an example of error estimation of predicted values in the power generation plan creation system of the present embodiment.
In FIG. 8, the vertical axis represents the frequency, the horizontal axis represents the magnitude of the error in the prediction value, and it is assumed that the distribution of the prediction error follows a normal distribution. Further, x represents an average value of prediction errors, and σ represents a standard deviation of prediction errors.

このような仮定の元で、予測誤差がある区間に入る確率は以下のように表されることが知られている。
予測誤差が区間(x−σ、x+σ)の間に入る確率は0.638
予測誤差が区間(x−2σ、x+2σ)の間に入る確率は0.954
予測誤差が区間(x−3σ、x+3σ)の間に入る確率は0.997
このようにして、予測値の誤差評価を行うことができる。
Based on such assumptions, it is known that the probability of entering a section with a prediction error is expressed as follows.
The probability that the prediction error falls within the interval (x−σ, x + σ) is 0.638
The probability that the prediction error falls within the interval (x-2σ, x + 2σ) is 0.954
The probability that the prediction error falls within the interval (x-3σ, x + 3σ) is 0.997
In this way, an error evaluation of the predicted value can be performed.

この考え方を供給電力シナリオ1の作成に用いる。すなわち、実績値に対して予測値が大きく上側に外れた場合には、予測値は最大で以下の誤差を持っていると仮定する(下限誤差)。   This concept is used to create the power supply scenario 1. In other words, when the predicted value greatly deviates from the actual value, it is assumed that the predicted value has the following error at the maximum (lower limit error).

下限誤差=予測値×(x−n・σ)
同様に、実績値に対して予測値が大きく下側に外れた場合には、予測値は最大で以下の誤差を持っていると仮定する(上限誤差)。
Lower limit error = predicted value × (x−n · σ)
Similarly, when the predicted value is significantly lower than the actual value, it is assumed that the predicted value has the following error at the maximum (upper limit error).

上限誤差=予測値×(x+n・σ)
ここで、nは任意の正の実数であり、上下限誤差の確からしさ(確率)を勘案して発電計画作成システム170の管理者が設定すべき値である。
Upper limit error = predicted value × (x + n · σ)
Here, n is an arbitrary positive real number, and is a value that should be set by the administrator of the power generation plan creation system 170 in consideration of the probability (probability) of the upper and lower limit errors.

最終的に、予測値に対する下限、上限は以下のようにして求められる。
予測値の下限=予測値+下限誤差
予測値の上限=予測値+上限誤差
供給電力シナリオ1では、負荷電力については予測値132の下限を、再生可能エネルギー利用発電電力については予測値122の上限を使用し、負荷電力の予測値132の下限から再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122の上限を引くことで、時間断面ごとの供給電力を求めることになる。
Finally, the lower limit and the upper limit for the predicted value are obtained as follows.
Predicted value lower limit = Predicted value + Lower limit error Predicted value upper limit = Predicted value + Upper limit error In the power supply scenario 1, the lower limit of the predicted value 132 for load power and the upper limit of the predicted value 122 for renewable energy-based generated power , And subtracting the upper limit of the predicted value 122 of the generated power using renewable energy from the lower limit of the predicted value 132 of the load power, the supplied power for each time section is obtained.

図9は、本実施の形態の発電計画作成システムによる供給電力シナリオ1の計算結果例を示す線図である。
上下限誤差の計算にて、n=2(誤差がx−2σとx+2σの間に入る確率が0.954)の場合の、負荷電力の予測値132の下限計算結果例を表3に、再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122の上限計算結果例を表4に、供給電力シナリオ1の供給電力計算結果例を表5に示す。
FIG. 9 is a diagram showing a calculation result example of the supplied power scenario 1 by the power generation plan creation system of this embodiment.
Table 3 shows an example of the lower limit calculation result of the predicted value 132 of the load power when n = 2 (the probability that the error falls between x−2σ and x + 2σ is 0.954). Table 4 shows an example of the upper limit calculation result of the predicted value 122 of the available energy use generated power, and Table 5 shows an example of the supply power calculation result of the supply power scenario 1.

さらに、図9に供給電力シナリオ1の計算結果例を図示する。   Further, FIG. 9 illustrates an example of a calculation result of the power supply scenario 1.

次に、ステップS4−3では、供給電力シナリオ2(第3供給電流シナリオ)を作成する。本実施の形態の供給電力シナリオ2とは、内燃力発電設備110にて供給すべき最大の電力を時間断面ごとに求めたものである。 Next, in step S4-3, supply power scenario 2 (third supply current scenario) is created. The supplied power scenario 2 of the present embodiment is obtained by obtaining the maximum power to be supplied by the internal combustion power generation facility 110 for each time section.

この供給電力シナリオ2は、負荷電力の実績値131に対して予測値132が大きく下側に外れ(実績値131が予測値132に対して大きい)、かつ、再生可能エネルギー利用発電電力の実績値121に対して予測値122が大きく上側に外れた場合(実績値121が予測値122に対して小さい)を仮定した供給電力シナリオである。   In this power supply scenario 2, the predicted value 132 is significantly lower than the actual load power value 131 (the actual value 131 is larger than the predicted value 132), and the actual value of the renewable energy generated power is used. This is a power supply scenario that assumes a case where the predicted value 122 is significantly larger than 121 and deviates upward (the actual value 121 is smaller than the predicted value 122).

このステップS4−3では、上述のステップS4−2と逆の操作を行う。すなわち、負荷電力については予測値132の上限を、再生可能エネルギー利用発電電力については予測値122の下限を使用し、負荷電力の予測値132の上限から再生可能エネルギー利用発電電力の予測値122の下限を引くことで、時間断面ごとの供給電力を求めることになる。   In step S4-3, the reverse operation of step S4-2 is performed. That is, the upper limit of the predicted value 132 is used for the load power, the lower limit of the predicted value 122 is used for the renewable energy-based generated power, and the predicted value 122 of the renewable energy-based generated power is calculated from the upper limit of the predicted value 132 of the load power. By subtracting the lower limit, the power supply for each time section is obtained.

図10は、本実施の形態の発電計画作成システムによる供給電力シナリオ2の計算結果例を示す線図である。
図11は、本実施の形態の発電計画作成システムによって作成された3つの供給電力シナリオの計算結果例を示す線図である。
FIG. 10 is a diagram showing a calculation result example of the supplied power scenario 2 by the power generation plan creation system of this embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing calculation result examples of three supply power scenarios created by the power generation plan creation system of the present embodiment.

上下限誤差の計算にて、n=2(誤差がx−2σとx+2σの間に入る確率が0.954)の場合の、負荷電力予測値の上限計算結果例を表6に、再生可能エネルギー利用発電電力の下限計算結果例を表7に、供給電力シナリオ2の供給電力計算結果例を表8に示す。さらに、図10に供給電力シナリオ2の計算結果例を示す。   Table 6 shows an example of the upper limit calculation result of the predicted load power when n = 2 (the probability that the error falls between x-2σ and x + 2σ is 0.954) in the calculation of the upper and lower limit errors. Table 7 shows an example of the lower limit calculation result of the used power generation, and Table 8 shows an example of the supply power calculation result of the supply power scenario 2. Further, FIG. 10 shows a calculation result example of the power supply scenario 2.

以上、ステップS4にて作成された3つの供給電力シナリオをまとめて図11に図示する。 The three supply power scenarios created in step S4 are collectively shown in FIG.

次に、図3に戻って、ステップS5では、ステップS4にて作成された供給電力シナリオ1に対して、内燃力発電設備110の発電コストを優先させて発電計画を作成する。
以下に、本実施の形態の発電計画作成システム170において、発電コストを優先させて発電計画を作成する場合の問題の定式化の一例を例示する。
(1)目的関数
次の(4)式は、目的関数の一例を示している。
Next, returning to FIG. 3, in step S5, a power generation plan is created with priority given to the power generation cost of the internal combustion power generation facility 110 over the power supply scenario 1 created in step S4.
Hereinafter, an example of formulation of a problem in the case of creating a power generation plan with priority on power generation cost in the power generation plan creation system 170 of the present exemplary embodiment will be exemplified.
(1) Objective Function The following equation (4) shows an example of the objective function.

ただし、(4)式において、
COST:供給電力シナリオ1の供給電力に対し内燃力発電設備110で電力供給した際の発電コスト、
i,t:発電機iの時刻tにおける発電出力、
,b,c:発電機iの燃料費特性の係数、
i,t:発電機iの時刻tにおける起動停止変数(0:停止、1:運転)、
Δu:発電機iの起動の有無(0:起動なし、1:起動あり)、
:発電機iの起動費、
である。
(2)制約条件
(2−1)需給バランス制約
次の(5)式は、需給バランス制約条件の一例を示している。
However, in equation (4):
COST 1 : power generation cost when power is supplied from the internal power generation facility 110 to the power supplied in the power supply scenario 1,
P i, t : power generation output of generator i at time t,
a i , b i , c i : coefficients of fuel cost characteristics of the generator i,
u i, t : start / stop variables (0: stop, 1: run) of generator i at time t,
Δu i : whether generator i is activated (0: not activated, 1: activated),
K i : Startup cost of generator i,
It is.
(2) Restriction condition (2-1) Supply / demand balance restriction The following equation (5) shows an example of the supply / demand balance restriction condition.

ただし、(5)式において、L1:時刻tにおいて供給電力シナリオ1で供給すべき電力、である。 However, in the formula (5), L1 t : power to be supplied in the power supply scenario 1 at time t.

(2−2)発電機出力上下限制約
次の(6)式は、発電機出力上下限制約条件の一例を示している。
(2-2) Generator output upper / lower limit constraint The following equation (6) shows an example of the generator output upper / lower limit constraint.

ただし、(6)式において、
min:発電機iの出力下限値、
max:発電機iの出力上限値、
である。
However, in equation (6)
p i min : output lower limit value of generator i,
p i max : the output upper limit value of the generator i,
It is.

(2−3)発電機出力変化率上下限制約
次の(7)式は、発電機出力変化率上下限制約条件の一例を示している。
(2-3) Generator Output Change Rate Upper / Lower Limit Constraint The following equation (7) shows an example of the generator output change rate upper / lower limit constraint.

ただし、(7)式において、
Δp downmax:発電機iの下降側最大変化率、
Δp upmax:発電機iの上昇側最大変化率、
である。
However, in equation (7)
Δp i downmax : Maximum rate of change of descent of generator i,
Δp i upmax : Maximum rate of change on the rising side of the generator i,
It is.

(2−4)発電機の最小連続停止時間制約
次の(8)式は、発電機の最小連続停止時間制約条件の一例を示している。
(2-4) Minimum Continuous Stop Time Constraint of Generator The following equation (8) shows an example of the minimum continuous stop time constraint condition of the generator.

ただし、(8)式において、mint:発電機iの最小連続停止時間、である。 However, in equation (8), mint i: is the minimum continuous stop time of the generator i,.

(2−5)発電機の最小連続運転時間制約
次の(9)式は、発電機の最小連続運転時間制約条件の一例を示している。
(2-5) Minimum Continuous Operation Time Constraint of Generator The following equation (9) shows an example of the minimum continuous operation time constraint condition of the generator.

ただし、(9)式において、minr:発電機iの最小連続運転時間、である。 However, in (9), minR i: is the minimum continuous operating time, the generator i.

なお、本問題の解法としては、メタヒューリスティク手法を用いることができる。具体的には、遺伝的アルゴリズム(GA)とその改良手法、シミュレーティッドアニーリング(SA)とその改良手法、タブサーチ(以下TSと記す)とその改良手法およびParticle Swarm Optimization(以下PSOと記す)とその改良手法などが用いることができる。   Note that a metaheuristic technique can be used as a solution to this problem. Specifically, genetic algorithm (GA) and its improved method, simulated annealing (SA) and its improved method, tab search (hereinafter referred to as TS) and its improved method, and Particle Swarm Optimization (hereinafter referred to as PSO) Such improved techniques can be used.

すなわち、本実施の形態では、発電計画作成部175のコスト優先発電計画作成部176は、上述の問題解決のアルゴリズムにて、コスト優先による後述の発電計画200を作成する。   In other words, in the present embodiment, the cost priority power generation plan creation unit 176 of the power generation plan creation unit 175 creates a power generation plan 200 described later with cost priority by the above-described problem solving algorithm.

次に、ステップS6では、ステップS4にて作成した供給電力シナリオ1と供給電力シナリオ2の差分電力を取り、この差分電力に対して供給すべき電力を計画する。
なお、供給電力シナリオ1と供給電力シナリオ2の差分電力の意味合いは、負荷電力の予測誤差や再生可能エネルギー利用発電電力の予測誤差から、内燃力発電設備110が発電しなければならなくなる可能性がある電力であり、このために、内燃力発電設備110の起動停止を決定することが、このステップS6の目的となる。
Next, in step S6, the difference power between the supply power scenario 1 and the supply power scenario 2 created in step S4 is taken, and the power to be supplied for this difference power is planned.
The meaning of the difference power between the supply power scenario 1 and the supply power scenario 2 is that the internal combustion power generation facility 110 may have to generate power from the prediction error of load power and the prediction error of generated power using renewable energy. For this purpose, determining the start / stop of the internal combustion power generation facility 110 is the purpose of this step S6.

このステップS6における詳細の一例を図12に示す。
図12は、本実施の形態の発電計画作成システムにおける需給バランス優先発電計画作成処理の一例を示すフローチャートである。
An example of details in step S6 is shown in FIG.
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a supply and demand balance priority power generation plan creation process in the power generation plan creation system of the present embodiment.

まず、ステップS6−1では、各時間断面にて供給電力シナリオ1と供給電力シナリオ2の差分電力を求める。
次にステップS6−2では、ステップS6−1にて求めた各時間断面の差分電力が、ステップS5にて求めた起動している発電機にて電力供給可能か否かを調べる。
First, in step S6-1, the difference power between the supply power scenario 1 and the supply power scenario 2 is obtained in each time section.
Next, in step S6-2, it is checked whether or not the difference power of each time section obtained in step S6-1 can be supplied by the activated generator obtained in step S5.

電力供給できる場合(ステップS6−2でYesの場合)は、ステップS6−5に進み、発電機起動停止計画を出力して終了となる。この場合は、ステップS5にて起動した発電機以外の発電機は全て停止という計画を出力することになる。   If power can be supplied (Yes in step S6-2), the process proceeds to step S6-5, where a generator start / stop plan is output and the process ends. In this case, all generators other than the generator activated in step S5 output a plan to stop.

一方、電力供給できない場合(ステップS6−2でNoの場合)は、ステップS6−3に進み、ステップS5にて求めた起動していない(停止している)発電機で、かつ、起動順位が最も高い一つの発電機を起動する。   On the other hand, when power cannot be supplied (in the case of No in step S6-2), the process proceeds to step S6-3, the generator is not started (stopped) obtained in step S5, and the startup order is Start the highest generator.

ここで、起動順位は、図2に示した発電計画作成システム170の構成の中で、発電機DB194に格納されている情報であり、個々の内燃力発電設備110の追従性を勘案して、システムの管理者が予め設定しておくデータである。   Here, the activation order is information stored in the generator DB 194 in the configuration of the power generation plan creation system 170 shown in FIG. 2, and considering the followability of each internal combustion power generation facility 110, This data is set in advance by the system administrator.

次に、ステップS6−4に進み、ステップS6−3にて起動設定した発電機にて、時間断面ごとの差分電力が供給できるか否かを調べる。
電力供給できる場合(ステップS6−4でYesの場合)は、ステップS6−5に進み、発電機起動停止計画を出力して終了となる。この場合は、ステップS5にて起動した発電機以外の起動順位が最も高い1つの発電機を起動するという計画を出力することになる
Next, it progresses to step S6-4 and it is investigated whether the difference electric power for every time cross section can be supplied with the generator set by starting in step S6-3.
If power can be supplied (Yes in step S6-4), the process proceeds to step S6-5, where the generator start / stop plan is output and the process ends. In this case, a plan for starting one generator having the highest starting order other than the generator started in step S5 is output.

電力供給できない場合(ステップS6−4でNoの場合)は、ステップS6−3に戻り、さらに起動する発電機を1台増やし、ステップS6−4に進んで、時間断面ごとの差分電力が供給できるか否かを調べる。   When the power cannot be supplied (in the case of No in step S6-4), the process returns to step S6-3, further increases the number of generators to be started, and proceeds to step S6-4 to supply differential power for each time section. Check whether or not.

以上の処理について、全ての時間断面について差分電力の供給を行えるまで繰返し、最終的にステップS6−5に進んで発電機起動停止計画を出力して、ステップS6での処理を終了する。   About the above process, it repeats until it can supply difference electric power about all the time cross sections, finally progresses to step S6-5, a generator starting stop plan is output, and the process in step S6 is complete | finished.

次に、図3に戻って、ステップS7では、ステップS5とステップS6にて作成した発電計画を合わせて出力し、通信ネットワーク150を介して各内燃力発電設備110の図示しない制御部に送信するとともに、需給制御システム180にも送信する。   Next, returning to FIG. 3, in step S <b> 7, the power generation plans created in step S <b> 5 and step S <b> 6 are output together and transmitted to a control unit (not shown) of each internal combustion power generation facility 110 via the communication network 150. At the same time, it is also transmitted to the supply and demand control system 180.

需給制御システム180はこの発電計画をベースにして、個々の内燃力発電設備110のリアルタイム制御を行うことになる。
図13は、本実施の形態の発電計画作成システム170におけるコスト優先発電計画作成部176および需給バランス優先発電計画作成部177の各々から出力される発電計画の一例を示す概念図である。
The supply and demand control system 180 performs real-time control of each internal combustion power generation facility 110 based on this power generation plan.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the power generation plan output from each of the cost priority power generation plan creation unit 176 and the supply and demand balance priority power generation plan creation unit 177 in the power generation plan creation system 170 of this embodiment.

この発電計画200では、横軸に時間が1時間単位で設定され、縦軸には内燃力発電設備110を構成するGa,Ga,…Gaが設定されている。
そして、個々の発電機Gaの各時間帯に設定される“◎”は、当該発電機Gaをその時間帯で起動することを示し、空白は、停止を意味している。
In the power program 200, the time on the horizontal axis is set by the hour, Ga 1, Ga 2 on the vertical axis that constitutes the internal combustion power generation facility 110, is ... Ga n are set.
Then, the are "◎" is set in each time period of each of the generator Ga n, indicates that activates the generator Ga n at that time, a blank means a stop.

そして、需給制御システム180は、この発電計画200を参照して、内燃力発電設備110を構成するGa,Ga,…Gaの各々の各時間帯における起動/停止を制御する。 The demand control system 180, with reference to the power program 200, Ga 1, Ga 2, ... to control the start / stop at each time period of each of the Ga n constituting the internal combustion power generation facility 110.

この発電計画200を作業者が閲覧して内燃力発電設備110を構成するGa,Ga,…Gaの各々の各時間帯における起動/停止を制御することも可能である。
以上説明したように、本発明の実施の形態の発電計画作成方法および発電計画作成システムを用いれば、発電電力が不確定な再生可能エネルギーを利用した再生可能エネルギー利用発電設備120を、電力系統100に連系した際に、発電電力の不確定性を考慮しつつ、再生可能エネルギーを利用した発電機以外の内燃力発電設備110等の運用コストを考慮した発電計画を具体的に作成することができる。
It is also possible to control the start / stop of the Ga 1, Ga 2, ... each time period of each of the Ga n constituting the internal combustion power generation facility 110 the power program 200 to browse the worker.
As described above, by using the power generation plan creation method and the power generation plan creation system according to the embodiment of the present invention, the renewable energy-use power generation facility 120 that uses the renewable energy whose generated power is uncertain is connected to the power system 100. It is possible to specifically create a power generation plan that takes into consideration the operational costs of the internal combustion power generation equipment 110 other than the generator using renewable energy, while taking into account the uncertainty of the generated power when linked to it can.

換言すれば、電力系統100における送電停止等の障害を発生させることなく、効率よく、再生可能エネルギー利用発電設備120と内燃力発電設備110を併用した負荷設備130への安定な電力供給を実現することができる。   In other words, stable power supply to the load facility 130 using the renewable energy power generation facility 120 and the internal combustion power generation facility 110 is realized efficiently without causing a failure such as a power transmission stop in the power system 100. be able to.

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100 電力系統
110 内燃力発電設備
120 再生可能エネルギー利用発電設備
121 実績値
122 予測値
123 統計指標
130 負荷設備
131 実績値
132 予測値
133 統計指標
140 送電網
141 電力ケーブル
150 通信ネットワーク
151 通信ケーブル
160 気象サーバ
161 気象予報
162 気象実績
170 発電計画作成システム
171 負荷電力予測部
172 再生可能エネルギー利用発電電力予測部
173 予測誤差算出部
174 供給電力シナリオ作成部
175 発電計画作成部
176 コスト優先発電計画作成部
177 需給バランス優先発電計画作成部
178 発電計画出力部
180 需給制御システム
191 負荷DB
192 気象DB
193 再生可能エネルギー利用発電電力DB
194 発電機DB
200 発電計画
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Electric power system 110 Internal power generation equipment 120 Renewable energy generation power generation equipment 121 Actual value 122 Predicted value 123 Statistical index 130 Load facility 131 Actual value 132 Predicted value 133 Statistical index 140 Transmission network 141 Power cable 150 Communication network 151 Communication cable 160 Weather Server 161 Weather forecast 162 Weather result 170 Power generation plan creation system 171 Load power prediction unit 172 Renewable energy use generated power prediction unit 173 Prediction error calculation unit 174 Supply power scenario creation unit 175 Power generation plan creation unit 176 Cost priority power generation plan creation unit 177 Supply / demand balance priority power generation plan creation unit 178 Power generation plan output unit 180 Supply / demand control system 191 Load DB
192 Weather DB
193 Renewable energy generation power DB
194 Generator DB
200 Power generation plan

Claims (6)

内燃力発電設備および再生可能エネルギー利用発電設備と、前記内燃力発電設備および前記再生可能エネルギー利用発電設備の少なくとも一方の電力を消費する負荷設備とを含む電力系統における発電計画作成方法であって、
系統内の前記負荷設備が消費する負荷電力を予測するステップと、
前記再生可能エネルギー利用発電設備から得られる再生可能エネルギー利用発電電力を予測するステップと、
前記負荷電力および前記再生可能エネルギー利用発電電力の各々について、予測値と実績値を用いて予測誤差を算出するステップと、
前記予測誤差を用いて前記負荷設備に経時的に供給すべき電力を示す供給電力シナリオを作成するステップと、
前記供給電力シナリオを用いて前記内燃力発電設備の発電計画を作成するステップと、
作成された前記発電計画を出力するステップと、
を含むことを特徴とする発電計画作成方法。
A power generation plan creation method in an electric power system including an internal combustion power generation facility and a renewable energy utilization power generation facility, and a load facility that consumes power of at least one of the internal combustion power generation facility and the renewable energy utilization power generation facility,
Predicting the load power consumed by the load equipment in the grid;
Predicting renewable energy-based generated power obtained from the renewable energy-based power generation facility;
For each of the load power and the renewable energy use generated power, calculating a prediction error using a predicted value and an actual value;
Creating a supply power scenario indicating power to be supplied to the load facility over time using the prediction error;
Creating a power generation plan for the internal combustion power generation facility using the supply power scenario;
Outputting the generated power generation plan;
A power generation plan creation method comprising:
請求項1の発電計画作成方法において、
前記発電計画を作成するステップは、コスト優先発電計画を作成するステップと、需給バランス優先発電計画を作成するステップとを含むことを特徴とする発電計画作成方法。
In the power generation plan creation method of claim 1,
The step of creating the power generation plan includes a step of creating a cost priority power generation plan and a step of creating a supply and demand balance priority power generation plan.
請求項1の発電計画作成方法において、
前記供給電力シナリオを作成するステップでは、
前記負荷電力と前記再生可能エネルギー利用発電電力が予測値通りになったと仮定して、前記内燃力発電設備が供給すべき電力について、時間断面ごとに求めた第1供給電力シナリオと、
前記負荷電力の前記実績値が前記予測値に対して小さく、かつ、前記再生可能エネルギー利用発電電力の前記が前記予測値に対して大きい場合に、前記内燃力発電設備が供給すべき電力について、時間断面ごとに求めた第2供給電力シナリオと、
前記負荷電力の前記実績値が前記予測値に対して大きく、かつ、前記再生可能エネルギー利用発電電力の前記実績値が前記予測値に対して小さい場合に、前記内燃力発電設備が供給すべき電力について、時間断面ごとに求めた第3供給電力シナリオと、
を作成することを特徴とする発電計画作成方法。
In the power generation plan creation method of claim 1,
In the step of creating the supply power scenario,
Assuming that the load power and the renewable energy-use generated power are as predicted, the first supply power scenario obtained for each time section for the power to be supplied by the internal combustion power generation facility,
When the actual value of the load power is smaller than the predicted value and the generated power using renewable energy is larger than the predicted value, the power to be supplied by the internal combustion power generation facility, A second supply power scenario determined for each time section;
Electric power to be supplied by the internal combustion power generation facility when the actual value of the load power is larger than the predicted value and the actual value of the generated power using renewable energy is smaller than the predicted value About the third power supply scenario determined for each time section,
A power generation plan creation method characterized by creating a power generation plan.
内燃力発電設備および再生可能エネルギー利用発電設備と、前記内燃力発電設備および前記再生可能エネルギー利用発電設備の少なくとも一方の電力を消費する負荷設備とを含む電力系統における発電計画作成システムであって、
系統内の前記負荷設備が消費する負荷電力を予測する負荷予測部と、
前記再生可能エネルギー利用発電設備から得られる再生可能エネルギー利用発電電力を予測する再生可能エネルギー利用発電電力予測部と、
前記負荷電力および前記再生可能エネルギー利用発電電力の各々について、予測値と実績値を用いて予測誤差を算出する予測誤差算出部と、
前記予測誤差を用いて前記負荷設備に経時的に供給すべき電力を示す供給電力シナリオを作成する供給電力シナリオ作成部と、
前記供給電力シナリオを用いて前記内燃力発電設備の発電計画を作成する発電計画作成部と、
作成された前記発電計画を出力する発電計画出力部と、
を含むことを特徴とする発電計画作成システム。
A power generation plan creation system in an electric power system including an internal combustion power generation facility and a renewable energy utilization power generation facility, and a load facility that consumes power of at least one of the internal combustion power generation facility and the renewable energy utilization power generation facility,
A load prediction unit that predicts load power consumed by the load equipment in the system;
Renewable energy use generated power prediction unit for predicting renewable energy use generated power obtained from the renewable energy use power generation facility;
A prediction error calculation unit that calculates a prediction error using a predicted value and an actual value for each of the load power and the generated power using renewable energy, and
A supply power scenario creation unit that creates a supply power scenario indicating the power to be supplied to the load facility over time using the prediction error;
A power generation plan creation unit that creates a power generation plan of the internal combustion power generation facility using the supply power scenario;
A power generation plan output unit for outputting the generated power generation plan;
Power generation plan creation system characterized by including.
請求項4の発電計画作成システムにおいて、
前記発電計画作成部は、コスト優先発電計画作成部と、需給バランス優先発電計画作成
部とを含むことを特徴とする発電計画作成システム。
In the power generation plan creation system according to claim 4,
The power generation plan creation unit includes a cost priority power generation plan creation unit and a supply and demand balance priority power generation plan creation unit.
請求項4の発電計画作成システムにおいて、
前記供給電力シナリオ作成部では、
前記負荷電力と前記再生可能エネルギー利用発電電力が予測値通りになったと仮定して、前記内燃力発電設備が供給すべき電力について、時間断面ごとに求めた第1供給電力シナリオと、
前記負荷電力の前記実績値が前記予測値に対して小さく、かつ、前記再生可能エネルギー利用発電電力の前記が前記予測値に対して大きい場合に、前記内燃力発電設備が供給すべき電力について、時間断面ごとに求めた第2供給電力シナリオと、
前記負荷電力の前記実績値が前記予測値に対して大きく、かつ、前記再生可能エネルギー利用発電電力の前記実績値が前記予測値に対して小さい場合に、前記内燃力発電設備が供給すべき電力について、時間断面ごとに求めた第3供給電力シナリオと、
を作成することを特徴とする発電計画作成システム。
In the power generation plan creation system according to claim 4,
In the power supply scenario creation unit,
Assuming that the load power and the renewable energy-use generated power are as predicted, the first supply power scenario obtained for each time section for the power to be supplied by the internal combustion power generation facility,
When the actual value of the load power is smaller than the predicted value and the generated power using renewable energy is larger than the predicted value, the power to be supplied by the internal combustion power generation facility, A second supply power scenario determined for each time section;
Electric power to be supplied by the internal combustion power generation facility when the actual value of the load power is larger than the predicted value and the actual value of the generated power using renewable energy is smaller than the predicted value About the third power supply scenario determined for each time section,
Power generation plan creation system characterized by creating.
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