JP2013198329A - 計画作成装置および計画作成方法 - Google Patents
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Abstract
電力削減要請に伴う需要家の快適性や利便性への影響を低減することができる計画作成装置および計画作成方法を提供する。
【解決手段】
実施形態の計画作成装置は、需要家に対して、複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類される複数の時間帯への割り当てを算出する第1算出部と、前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第1要望を記憶する記憶部と、前記第1算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記第1要望との乖離を評価した第1評価値を算出する第2算出部とを備え、前記第1算出部は、前記第1評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する。
【選択図】図2
Description
図1は電力制御システムの概略を示す図である。ここでは、大きくは電力を使用する複数の需要家10からなるグループ20と、グループ20に属する各需要家10に対して電力を供給する電力供給業者30とに分かれており、各需要家10と電力供給業者30がインターネット網または電力網を含むネットワーク40を介して接続されている。
以下、図面を参照しながら、第一の実施形態に係る計画作成装置100について詳細に説明する。なお、ここでは例として、計画作成装置100は、計画を作成する期間(計画作成期間)として、現時点から1週間先までの計画を作成するものとする。また、DRを行う時間帯の区分(カテゴリ)としては、朝(09:00~12:00)、昼(12:00~15:00)、夕(15:00~18:00)の3種類の項目を含むものとする。
需要家情報記憶部310は、各需要家10がDRを受けて、時間帯ごとに実施する一度の節電で削減できる電力量(kwh)を示す情報(需要家情報)を格納する。図3は、需要家情報の一例を示す図である。この例では、全ての時間帯に対して同一の電力量を設定しているが、各時間帯で異なる電力量を設定するものであってもよい。
行列作成部410は、要望情報記憶部330が格納する間隔情報を用いて、各需要家10がDRを割り当てられる時間帯(または、日にち)の連続の程度と、各需要家10の連続の程度に対する第2要望との乖離を評価する指標である「連続度」を算出するために用いられる行列C=(cii’j)を作成する。連続度は、所定の日にちの所定の時間帯にDRが割り当てられたときに、間隔情報により示される節電間隔を空けずに再度DRが割り当てられる場合にペナルティが加算される値である。
ネットワーク作成部420は、図2に示すように分類部420aと、関連付け部420bとを備えている。
ネットワークを用いることで、区分集合WのノードからSinkへの使用枝数ujを例えば次式のように算出することができる。なお、μは各需要家10に割り当てられるDRの回数(Σxij)以上の整数であればよく、ここではμ=Σxijとする。
この使用枝数ujは、複数の区分に分散してDRが割り当てられる場合と比較して、1つの区分に偏ってDRが割り当てられる場合により小さな値となる。したがって、使用枝数ujは、区分の偏りの程度を表すことがわかる。
ネットワークを用いることで、各需要家10に対する割り当て全てについて、区分集合WのノードからSinkへの流量を区分ごとに積算し、その中で最大の値となる最大流量ejを次式のように算出することができる。なお、ARC(w)は、区分wに属する時間帯iを返す関数である。
この最大流量ejは、1つの区分に偏ってDRが割り当てられる場合と比較して、複数の区分に分散してDRが割り当てられる場合により小さな値となる。したがって、最大流量ejは、区分の偏りの程度を表すことがわかる。
計画作成部430は、需要家情報記憶部310が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部320が格納する時間帯情報、要望情報記憶部330が格納する偏り情報、行列作成部410が作成する行列、ネットワーク作成部420が作成するネットワークを用いて、日時に起因する各需要家10の不満度を表す評価関数を最小にする方向に各需要家10に割り当てるDR計画を作成する。なお、ここでは、不満度には前述の連続度および偏り度が含まれる。
最適化部460は、(式6)で表される評価関数を最小にする方向に、全ての需要家jおよび全ての時間帯iについての決定変数(割り当て)xijを解として求める。
(第二の実施形態)
第一の実施形態の計画作成装置100では、ネットワーク作成部420は、「朝、昼、夕」のノードを区分集合として生成することを例に説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、上述したように「休日、平日」や「日、月、火、水、木、金、土」等の日時に起因する要素を区分集合とすることができる。
上記(式18)および(式19)を用いて、各需要家10の偏り度を例えば次式のように定義する。ここで、asj、bsjは、区分の偏りに関する各需要家10の要望を示す定数であり、区分の種類sについて「偏らせる」場合には、asj=1、bsj=0となる。また、「偏らせない」場合には、asj=0、bsj=1となる。なお、このajおよびbjの値は、例えば各需要家10が予め指定し、要望情報記憶部330が格納する区分の種類sごとの偏り情報(図16)に基づいて得られる。
計画作成部430は、需要家情報記憶部310が格納する需要家情報、時間帯情報記憶部320が格納する時間帯情報、要望情報記憶部330が格納する偏り情報、行列作成部410が作成する行列、ネットワーク作成部520が作成するネットワークを用いて、例えば次式で表される最適化問題を解くことで、DR計画を作成する。
(第一の変形例)
電力の切迫状況によっては、各需要家10が状況に応じて節電レベルを切り替えることが好ましい場合がある。すなわち、例えば節電レベルが「低、中、高」の3段階であるとき、需要量が発電量(供給量)を大きく上回るような場合には、節電レベルを「高」に、供給量が発電量を大きく上回るような場合には、節電レベルを「低」に、通常時には「中」にする等の状況が考えられる。
(第二の変形例)
上記の実施形態では、計画作成部430が作成するDR計画は、DRを割り当てられた際(すなわち、xij=1)には、各需要家10は削減可能な全電力量を削減することを示している。しかしながら、節電電力量としては、上記のように2値ではなく、各需要家10が指定した削減可能な電力量の範囲内で連続値をとるものであってもよい。
以上説明した少なくとも1つの実施形態の計画作成装置によれば、電力削減要請に伴う需要家の快適性や利便性への影響を低減することができる。
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
20・・・グループ
30・・・電力供給業者
40・・・ネットワーク
50・・・通信部
100、500・・・計画作成装置
200・・・入力装置
300・・・記憶装置
310・・・需要家情報記憶部
320・・・時間帯情報記憶部
330・・・要望情報記憶部
400・・・演算処理装置
410・・・行列作成部
420、520・・・ネットワーク作成部
420a・・・分類部
420b・・・関連付け部
430・・・計画作成部
440・・・連続度算出部
450・・・偏り度算出部
460・・・最適化部
470・・・作成部
Claims (8)
- 需要家に対して、複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類される複数の時間帯への割り当てを算出する第1算出部と、
前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第1要望を記憶する記憶部と、
前記第1算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記第1要望との乖離を評価した第1評価値を算出する第2算出部と、
を備え、
前記第1算出部は、前記第1評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する、
計画作成装置。 - 前記記憶部は、前記需要家が前記割り当ての連続の程度を要望するための第2要望をさらに記憶し、
前記第1算出部が算出する前記割り当てを用いて連続の程度を算出し、算出された連続の程度と前記第2要望との乖離を評価した第2評価値を算出する第3算出部をさらに備え、
前記第1算出部は、前記第1評価値と、前記第2評価値とを含む評価関数を最適化する方向に前記割り当てを算出する請求項1に記載の計画作成装置。 - 前記第2要望は、前記需要家が、前記割り当ての間隔を指定するものであって、
前記第3算出部は、前記第1算出部が算出する前記割り当ての間隔が前記第2要望以下のときにペナルティが加算される第2評価値を算出する請求項2に記載の計画作成装置。 - 前記第1算出部が算出する前記割り当てに沿って、前記複数の需要家に対する前記要請の割り当て計画を作成する作成部を備える請求項1乃至5いずれか1項に記載の計画作成装置。
- 分類部が、日時を含む複数の時間帯をそれぞれ複数のカテゴリの少なくともいずれかに分類する第1ステップと、
第1算出部が、需要家に対して、前記時間帯への割り当てを算出する第2ステップと、
関連付け部が、前記割り当てと前記カテゴリとを関連付ける第3ステップと、
第2算出部が、前記第1算出部が算出する前記割り当てに関連付けられる前記カテゴリの偏りの程度と前記需要家が前記割り当てに関連づけられる前記カテゴリの偏りの程度を要望するための第1要望との乖離を評価した第1評価値を算出する第4ステップと、
第1算出部が、前記第1評価値を最適化する方向に前記割り当てを算出する第5ステップと、
を有する計画作成方法。 - 第3算出部が、前記第1算出部が算出する前記割り当てを用いて連続の程度を算出し、算出された連続の程度と前記第2要望との乖離を評価した第2評価値算出する第6ステップをさらに有し、
前記第2ステップは、前記連続度と、前記偏り度とを含む評価関数を最適化する方向に前記割り当てを算出する請求項7に記載の計画作成方法。
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