JP2013198360A - エネルギー管理装置とその管理方法及びエネルギー管理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽光発電装置の発電予測値を生成し、家電機器群の負荷情報の履歴を蓄積して時系列の負荷の変化を分類して複数の負荷パターンを抽出し、現時刻の負荷情報の履歴を前記複数の負荷パターンと比較し、その比較結果に基づいて各負荷パターンそれぞれを重み付けして負荷パターン別の複数の重み付き負荷予測情報を生成し、現時刻の家電機器群の負荷情報及び蓄電池の充電レベル情報と発電予測値と給電装置の料金コスト情報と家電機器群それぞれのスペック情報と重み付き負荷予測情報とを、運転計画アルゴリズムに当て嵌めてシミュレーションを行い、その評価値が最小となる現時刻の蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画を生成し、それぞれの運転計画とに基づいて蓄電池及び給電装置の運転を制御する。
【選択図】 図1
Description
Wi: 系列Li[t]の重み
PV[t]: 今後24時間のPV発電予測値(t=1〜24)
Cp[t]: 今後24時間の電力価格(売電時と買電時で異なってよい)(t=1〜24)
Cg: ガス料金
SOC[0]: 現在時刻のSOC
アルゴリズムは、以下の変数を出力する。
SOC[1]: 1時間後のSOC指令値
eFC[1]: 今後1時間のFC発電電力指令値
出力の計算方法を以下に示す。まず、SOC[1] (取り得る値は0,…,SOCmax)とeFC[1] (取り得る値は0,…,eFCmax)を組み合わせた値(SOC[1],eFC[1])を生成する。SOC[1]とeFC1[1]が取り得る値の刻み幅は例えば10とする。例えば(SOC[1],eFC[1])は、(25,700)という組み合わせをとる。
(30,700)(35,700)(40,700)…(30,0)(30,0)
である。これは、先頭より(SOC[2],eFC[2])、(SOC[3],eFC[3])、(SOC[4],eFC[4])、…、(SOC[23],eFC[23])、(SOC[24],eFC[24])の実現値を組み合わせたものである。
Price[t]=Power[t]*Cp[t]*h+fFC[t]*Cg
ここで、eBAT[t]=(SOC[t]-SOC[t-1])*α、αはSOCの変化を電力に換算するパラメータとする。例えば、4kWhの蓄電池の場合、αは40になり、SOCが20%から30%に変化したとき、(30-20)*40=400Whの電力量が充電され、平均充電電力であるeBAT[t]は400Wとなる。また、hは電力を電力量に換算する係数であり、1時間刻みでPowerを計算する場合は1となる。fFC[t]はeFC[t]の電力を発電する際に必要なガス量であり、Cgを乗じてガス代を算出している。
Power[t]=Li[t]-PV[t]-eBat[t]-eFC[t]
Price[t]=Power[t]*Cp[t]*h+Cg*fFC[t]
続いて、t>24を判断し(ステップS45)、tが24に達していなければtにt+1をセットして(ステップS46)ステップS44を実行させる。ステップS45でt>24が成立した場合には、Price[t]を24時間分合計し、Priceallとする(ステップS47)。
ところで、一般的に、未来の行動は直近の行動に左右されると考えられる。
Claims (12)
- 自然エネルギーによる発電装置、燃料エネルギーによる給電装置及び蓄電池の運転を電気機器群の需要予測に合わせて制御するエネルギー管理装置において、
前記発電装置の発電実績値と自然環境情報から発電予測値を生成する発電予測手段と、
前記電気機器群の負荷情報を定期的に取得してその履歴を蓄積する負荷履歴蓄積手段と、
前記負荷情報の履歴から時系列の負荷の変化を分類して複数の負荷パターンを抽出し、現時刻の負荷情報の履歴を前記複数の負荷パターンと比較し、その比較結果に基づいて各負荷パターンそれぞれを重み付けして負荷パターン別の複数の重み付き負荷予測情報を生成する負荷予測手段と、
現時刻の前記電気機器群の負荷情報及び前記蓄電池の充電レベル情報と、前記発電予測値と、前記給電装置の料金コスト情報と、前記電気機器群それぞれのスペック情報と、前記パターン別の重み付き負荷予測情報とを、運転計画アルゴリズムに当て嵌めてシミュレーションを行い、そのシミュレーションの評価値が最小となるときの現時刻の蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画を生成する運転計画生成手段と、
前記蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画とに基づいて前記蓄電池及び給電装置の運転を制御する運転制御手段と
を具備することを特徴とするエネルギー管理装置。 - 前記負荷予測手段の負荷パターンの抽出は、
前記履歴情報から前記現時刻に対して過去の日の同時刻の前後の負荷情報を抽出し、
当日の現時刻までの負荷情報と過去の日の同時刻の前後の負荷情報の集合から、重みを計算して負荷情報の集合に割り付け、重み付き負荷予測情報として出力することを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。 - 前記負荷予測手段の前記負荷パターンの抽出は、前記過去の日の同時刻の前後の負荷群を抽出し、前記同時刻に近い負荷情報は細かく、遠い負荷情報は荒く集計することを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。
- 前記運転計画生成手段は、前記複数の重み付き負荷予測情報それぞれについて一定期間の料金コストを計算し重みを用いて加重平均したものを前記シミュレーションの評価値とし、その中から最小の料金コストとなる運転計画を生成することを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。
- 自然エネルギーによる発電装置、燃料エネルギーによる給電装置及び蓄電池の運転を電気機器群の需要予測に合わせて制御するエネルギー管理方法において、
前記発電装置の発電実績値と自然環境情報から発電予測値を生成し、
前記電気機器群の負荷情報を定期的に取得してその履歴を蓄積し、
前記負荷情報の履歴から時系列の負荷の変化を分類して複数の負荷パターンを抽出し、現時刻の負荷情報の履歴を前記複数の負荷パターンと比較し、その比較結果に基づいて各負荷パターンそれぞれを重み付けして負荷パターン別の複数の重み付き負荷予測情報を生成し、
現時刻の前記電気機器群の負荷情報及び前記蓄電池の充電レベル情報と、前記発電予測値と、前記給電装置の料金コスト情報と、前記電気機器群それぞれのスペック情報と、前記パターン別の重み付き負荷予測情報とを、運転計画アルゴリズムに当て嵌めてシミュレーションを行い、そのシミュレーションの評価値が最小となるときの現時刻の蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画を生成し、
前記蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画とに基づいて前記蓄電池及び給電装置の運転を制御することを特徴とするエネルギー管理方法。 - 前記負荷予測における負荷パターンの抽出は、前記履歴情報から前記現時刻に対して過去の日の同時刻の前後の負荷情報を抽出し、当日の現時刻までの負荷情報と過去の日の同時刻の前後の負荷情報の集合から、重みを計算して負荷情報の集合に割り付け、重み付き負荷予測情報として出力することを特徴とする請求項5記載のエネルギー管理方法。
- 前記負荷予測における負荷パターンの抽出は、前記過去の日の同時刻の前後の負荷群を抽出し、前記同時刻に近い負荷情報は細かく、遠い負荷情報は荒く集計することを特徴とする請求項5記載のエネルギー管理方法。
- 前記運転計画の生成は、前記複数の重み付き負荷予測情報それぞれについて一定期間の料金コストを計算し重みを用いて加重平均したものを前記シミュレーションの評価値とし、その中から最小の料金コストとなる運転計画を生成することを特徴とする請求項5記載のエネルギー管理方法。
- 自然エネルギーによる発電装置、燃料エネルギーによる給電装置及び蓄電池の運転を電気機器群の需要予測に合わせて制御する処理をコンピュータに実行させるためのエネルギー管理プログラムにおいて、
前記発電装置の発電実績値と自然環境情報から発電予測値を生成する発電予測ステップと、
前記電気機器群の負荷情報を定期的に取得してその履歴を蓄積する負荷履歴蓄積ステップと、
前記負荷情報の履歴から時系列の負荷の変化を分類して複数の負荷パターンを抽出し、現時刻の負荷情報の履歴を前記複数の負荷パターンと比較し、その比較結果に基づいて各負荷パターンそれぞれを重み付けして負荷パターン別の複数の重み付き負荷予測情報を生成する負荷予測ステップと、
現時刻の前記電気機器群の負荷情報及び前記蓄電池の充電レベル情報と、前記発電予測値と、前記給電装置の料金コスト情報と、前記電気機器群それぞれのスペック情報と、前記パターン別の重み付き負荷予測情報とを、運転計画アルゴリズムに当て嵌めてシミュレーションを行い、そのシミュレーションの評価値が最小となる現時刻の蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画を生成する運転計画生成ステップと、
前記蓄電池の運転計画と給電装置の運転計画とに基づいて前記蓄電池及び給電装置の運転を制御する運転制御ステップと
を具備することを特徴とするエネルギー管理プログラム。 - 前記負荷予測ステップの負荷パターンの抽出は、
前記履歴情報から前記現時刻に対して過去の日の同時刻の前後の負荷情報を抽出し、
当日の現時刻までの負荷情報と過去の日の同時刻の前後の負荷情報の集合から、重みを計算して負荷情報の集合に割り付け、重み付き負荷予測情報として出力することを特徴とする請求項9記載のエネルギー管理プログラム。 - 前記負荷予測ステップの前記負荷パターンの抽出は、前記過去の日の同時刻の前後の負荷群を抽出し、前記同時刻に近い負荷情報は細かく、遠い負荷情報は荒く集計することを特徴とする請求項9記載のエネルギー管理プログラム。
- 前記運転計画生成ステップは、前記複数の重み付き負荷予測情報それぞれについて一定期間の料金コストを計算し重みを用いて加重平均したものを前記シミュレーションの評価値とし、その中から最小の料金コストとなる運転計画を生成することを特徴とする請求項9記載のエネルギー管理プログラム。
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