JP2014217091A - Information processing system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the more highly accurate prediction scenario of a power demand even to a user who takes an uncertain action, and to optimize a power control plan, and to perform power control in accordance with the optimized plan.SOLUTION: An information processing system includes: first generation means for generating a plurality of prediction scenarios of a power demand in a target period as the target of prediction about each facility in a housing having facilities including a load device and a control target device; first calculation means for calculating the occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios; selection means for selecting the prediction scenarios one by one about each facility on the basis of the occurrence probability calculated by the first calculation means; and second generation means for generating the control plan of the facility on the basis of the combination of the prediction scenarios selected by the selection means.

Description

本発明は、住宅における電力制御に関する。   The present invention relates to power control in a house.

いわゆるHEMS(Home Energy Management System)といわれる、住宅の電力制御に関する技術が知られている(例えば、特許文献1および2並びに非特許文献1)。   There is known a technique related to electric power control of a house called so-called HEMS (Home Energy Management System) (for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1).

特開2012−100427号公報JP 2012-100197 A 特開2007−295680号公報JP 2007-295680 A

尾添俊介、外2名、「リコース付き確立混合整数計画法によるスマートハウスの運用最適化」、電気学会論文誌B、第131巻11号、pp.885−895、2011年11月Shunsuke Ozoe, two others, “Optimization of Smart House Operation by Establishing Mixed Integer Programming with Recourse”, IEEJ Transactions B, Vol. 131, No. 11, pp. 885-895, November 2011

本発明の目的の一つは、不確定な行動をとるユーザに対しても、より高い精度の、電力需給の予測シナリオを提供することである。
本発明の別の目的は、あらかじめ決まっているユーザの行動を反映した、電力需給の予測シナリオを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、二酸化炭素排出量の削減という新たな価値を有するHEMSを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ユーザの要望に応じたより柔軟な電力制御を提供することである。
One of the objects of the present invention is to provide a power supply / demand prediction scenario with higher accuracy even for a user who performs an uncertain action.
Another object of the present invention is to provide a power supply / demand prediction scenario that reflects a predetermined user's behavior.
Yet another object of the present invention is to provide a HEMS having the new value of reducing carbon dioxide emissions.
Yet another object of the present invention is to provide more flexible power control according to user demands.

本発明の第1の態様は、電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の複数の予測シナリオおよび当該複数の予測シナリオの各々の発生確率を、当該設備の各々における過去の実績値の統計的処理を用いて算出する第1算出手段と、前記設備において特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記第1算出手段により算出された発生確率を用いて算出する第2算出手段と、前記第2算出手段により算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを、統合シナリオとして出力する出力手段とを有する情報処理システムを提供する。   A first aspect of the present invention is in a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. A first calculation means for calculating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand and the occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios for each of the facilities using statistical processing of past actual values in each of the facilities; The second calculation means for calculating the probability that a combination of specific prediction scenarios will occur at the same time in the facility using the occurrence probability calculated by the first calculation means, and the occurrence probability calculated by the second calculation means Provides an information processing system having an output means for outputting a combination of prediction scenarios having the largest value as an integrated scenario.

本発明の第2の態様は、電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備のうち少なくとも1つについての使用予定を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された使用予定を反映して、前記設備の各々について電力需給の予測シナリオを生成する生成手段とを有する情報処理システムを提供する。   A second aspect of the present invention is in a house having equipment including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. An acquisition means for acquiring a use schedule for at least one of the facilities, and a generation means for generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities, reflecting the use schedule acquired by the acquisition means. An information processing system is provided.

本発明の第3の態様は、電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成する生成手段と、前記生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化をする最適化手段であって、前記最適化のアルゴリズムが、前記設備で使用される電力を生成するための二酸化炭素排出量を最小化する第1モードを含む1以上の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該1以上の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行う最適化手段と、前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する生成手段とを有する情報処理システムを提供する。   A third aspect of the present invention relates to an electric device, a power supply device, a heat supply device, and a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric vehicles. Generating means for generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities, and using the prediction scenario generated by the generating means, the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle. 1 or more optimization means for optimizing the control plan, wherein the optimization algorithm includes a first mode for minimizing carbon dioxide emission for generating electric power used in the facility. An optimization unit including a plurality of algorithms corresponding to the operation mode and performing the optimization according to one operation mode selected from the one or more operation modes; An information processing system comprising: generation means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on a control plan optimized by I will provide a.

本発明の第4の態様は、電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成する生成手段と、前記生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を、目的関数を用いた確率計画法により最適化をする最適化手段であって、前記最適化のアルゴリズムが、各々異なる目的関数を用いる複数の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該複数の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行う最適化手段と、前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する生成手段とを有する情報処理システムを提供する。   A fourth aspect of the present invention is in a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating means for generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities, and using the prediction scenario generated by the generating means, the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle. Optimization means for optimizing the control plan by a probability programming method using an objective function, wherein the optimization algorithm includes a plurality of algorithms corresponding to a plurality of operation modes each using a different objective function , An optimization means for performing the optimization according to one operation mode selected from the plurality of operation modes, and a control plan optimized by the optimization means Based on the electrical device, the power supply device, an information processing system having a generating means for generating control rules for controlling at least one of the heat supply device and the electric vehicle.

本発明の第5の態様は、負荷装置および制御対象装置を含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、予測の対象となる対象期間における電力需給の複数の予測シナリオを生成する第1生成手段と、前記複数の予測シナリオの各々について、当該予測シナリオの発生確率を算出する第1算出手段と、前記第1算出手段により算出された発生確率に基づいて、前記設備の各々について1つずつ予測シナリオを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された予測シナリオの組み合わせに基づいて、前記設備の制御計画を生成する第2生成手段とを有する情報処理システムを提供する。   A fifth aspect of the present invention is a first generation for generating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand in a target period to be predicted for each of the facilities in a house having facilities including a load device and a control target device. Means for each of the plurality of prediction scenarios, one for each of the facilities based on the occurrence probability calculated by the first calculation means, and a first calculation means for calculating the occurrence probability of the prediction scenario. There is provided an information processing system comprising selection means for selecting a prediction scenario and second generation means for generating a control plan for the facility based on a combination of prediction scenarios selected by the selection means.

第1の態様によれば、不確定な行動をとるユーザに対しても、より高い精度の、電力需給の予測シナリオを提供することができる。
第2の態様によれば、あらかじめ決まっているユーザの行動を反映した、電力需給の予測シナリオを提供することができる。
第3の態様によれば、二酸化炭素排出量の削減という新たな価値を有するHEMSを提供することができる。
第4の態様によれば、ユーザの要望に応じたより柔軟な電力制御を提供することができる。
第5の態様によれば、より高い精度の需給予測に基づいた電力制御を提供することができる。
According to the first aspect, it is possible to provide a power supply / demand prediction scenario with higher accuracy even for a user who performs an uncertain action.
According to the second aspect, it is possible to provide a power supply / demand prediction scenario that reflects a predetermined user action.
According to the third aspect, it is possible to provide a HEMS having a new value of reducing carbon dioxide emissions.
According to the 4th aspect, more flexible electric power control according to a user's request can be provided.
According to the fifth aspect, it is possible to provide power control based on the supply and demand prediction with higher accuracy.

制御アルゴリズムによる予測、制御の対象を例示する図である。It is a figure which illustrates the object of prediction and control by a control algorithm. EVおよび蓄電池の充放電制御の課題を例示する図である。It is a figure which illustrates the subject of charge and discharge control of EV and a storage battery. 一実施形態に係るHEMSの構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the composition of HEMS concerning one embodiment. 一実施形態に係るスマートハウスにおける機器構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the apparatus structure in the smart house which concerns on one Embodiment. 各機器の制御による効果を例示する図である。It is a figure which illustrates the effect by control of each apparatus. 最適化モードを例示する図である。It is a figure which illustrates optimization mode. 計画時間を例示する図である。It is a figure which illustrates plan time. 計画時間を例示する図である。It is a figure which illustrates plan time. HEMSの動作フローを例示する図である。It is a figure which illustrates the operation | movement flow of HEMS. 全体最適計画の入出力例を示す。An input / output example of the global optimum plan is shown. 全体最適計画の入出力例を示す。An input / output example of the global optimum plan is shown. 全体最適計画の入出力例を示す。An input / output example of the global optimum plan is shown. 全体最適計画の入出力例を示す。An input / output example of the global optimum plan is shown. 全体最適計画の入出力例を示す。An input / output example of the global optimum plan is shown. 全体最適計画の入出力例を示す。An input / output example of the global optimum plan is shown. 全体最適計画の日次処理を例示する図である。It is a figure which illustrates the daily process of a whole optimal plan. 接続/解除時の全体最適計画の再計算処理を例示する図である。It is a figure which illustrates the recalculation process of the whole optimal plan at the time of a connection / release. 制御ルールセットの1時間毎の処理を例示する図である。It is a figure which illustrates the process for every hour of a control rule set. 実行指示の1分毎の処理を例示する図である。It is a figure which illustrates the process for every minute of an execution instruction. 制御アルゴリズムのモジュール一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the module list of a control algorithm. 全体最適計画のモジュール構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the module structure of a global optimal plan. 各モジュールの処理のフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of processing of each module. 需要モジュールのサブモジュール一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the submodule list of a demand module. 需要モジュールのサブモジュール構成を示す。The submodule structure of a demand module is shown. 需要モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of the submodule of a demand module. 供給モジュールのサブモジュール一覧を示す。The submodule list of a supply module is shown. 供給モジュールのサブモジュール構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the submodule structure of a supply module. 供給モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of the submodule of a supply module. 蓄電モジュールのサブモジュール一覧を示す。The submodule list of an electrical storage module is shown. 蓄電モジュールのモジュール構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the module structure of an electrical storage module. 蓄電モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of the submodule of an electrical storage module. 最適需給計画モジュールのサブモジュール構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the submodule structure of the optimal supply-and-demand plan module. 最適需給計画モジュールのサブモジュール構成を示す。The submodule configuration of the optimal supply and demand planning module is shown. 最適需給計画モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of the submodule of an optimal demand-and-supply planning module. 需要基本パターンのカテゴリーを例示する図である。It is a figure which illustrates the category of a demand basic pattern. 家電電力需要シナリオ作成フローを説明する図である。It is a figure explaining the household appliance power demand scenario creation flow. 季節毎の家電電力需要の気温との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship with the temperature of the household electrical power demand for every season. 家電電力需要シナリオ作成サブモジュールサブモジュールの入出力およびモデルで使われている変数・記号の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variable and the symbol used by the input / output of a household appliance power demand scenario creation submodule submodule, and a model. 家電電力需要シナリオ作成サブモジュールの変数・記号一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the variable and the symbol list of a household appliance power demand scenario creation submodule. 夏季・冬季における家電電力需要の気温との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship with the temperature of the household electrical power demand in the summer and winter. 春季・秋季における家電電力需要の気温との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship with the temperature of the household electrical power demand in the spring and autumn. 春季・秋季における家電電力需要の気温との関係の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the relationship with the temperature of the household electrical power demand in the spring and autumn. 誤差分布から得られる代表値を例示する図である。It is a figure which illustrates the representative value obtained from error distribution. EV電力需要シナリオ作成フローを説明する図である。It is a figure explaining the EV electric power demand scenario creation flow. EV電力需要シナリオ作成サブモジュール入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates EV electric power demand scenario creation submodule input / output. 4つの振れ幅が設定された場合の例を示している。An example in which four swing widths are set is shown. 熱需要シナリオ作成フローを説明する図である。It is a figure explaining a heat demand scenario creation flow. 熱需要シナリオ作成サブモジュールの入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input / output of a heat demand scenario creation submodule. 誤差分布から得られる代表値を例示する図である。It is a figure which illustrates the representative value obtained from error distribution. PV供給量シナリオ作成フローを説明する図である。It is a figure explaining PV supply amount scenario creation flow. PV供給量シナリオ作成モジュールの入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input / output of PV supply amount scenario creation module. PV供給量シナリオ作成モジュールの変数・記号一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the variable and symbol list of PV supply amount scenario creation module. 日射量と発電効率の関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between solar radiation amount and power generation efficiency. PV発電効率と気温の関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between PV power generation efficiency and temperature. 天候による日射量を例示する図である。It is a figure which illustrates the amount of solar radiation by the weather. 誤差分布から得られる代表値のを例示する図である。It is a figure which illustrates the representative value obtained from error distribution. 系統電源サブモジュールにおける入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input / output in a system power supply submodule. 燃料電池サブモジュールにおける入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input-output in a fuel cell submodule. 蓄熱ユニット熱量サブモジュールにおける入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input-output in a thermal storage unit calorie | heat amount submodule. EV蓄電量サブモジュールにおける入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input-output in EV electric power storage amount submodule. 蓄電池蓄電量サブモジュールにおける入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input-output in a storage battery electrical storage amount submodule. 統合シナリオ作成サブモジュールのフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of an integrated scenario creation submodule. 統合シナリオ作成サブモジュールの入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input / output of an integrated scenario creation submodule. 統合シナリオ作成サブモジュールの変数・記号の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variable and the symbol of an integrated scenario creation submodule. 多次元正規密度関数を仮定したシナリオの同時生起確率の生成フローを説明する図である。It is a figure explaining the production | generation flow of the co-occurrence probability of the scenario which assumed the multidimensional normal density function. PV供給量予測モデル、家電電力需要量予測モデル、熱需要量予測モデルそれぞれのシナリオが5本であるときのイメージ図である。It is an image figure when there are five scenarios of the PV supply amount prediction model, the home appliance power demand prediction model, and the heat demand prediction model. 統合シナリオの生成を例示する図である。It is a figure which illustrates the production | generation of an integrated scenario. 統合シナリオの項目を例示する図である。It is a figure which illustrates the item of an integration scenario. パラメータ項目を例示する図である。It is a figure which illustrates a parameter item. パラメータ項目を例示する図である。It is a figure which illustrates a parameter item. パラメータ項目を例示する図である。It is a figure which illustrates a parameter item. パラメータ項目を例示する図である。It is a figure which illustrates a parameter item. 当サブモジュールの出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the output of this submodule. 最適化モデルで用いている変数の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variables used by the optimization model. 最適化モデルで用いている変数の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variables used by the optimization model. 最適化モデルで用いている変数の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variables used by the optimization model. 最適化で考慮する機器の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the apparatus considered by optimization. 目的関数を構成する一次式を例示する図である。It is a figure which illustrates the linear formula which comprises an objective function. 最適化モード毎の入力パラメータの設定方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the setting method of the input parameter for every optimization mode. 出力項目と最適化で用いる変数との対応を例示する図である。It is a figure which illustrates a response | compatibility with the output item and the variable used by optimization. 制御ルールサブモジュールの入出力を例示する図である。It is a figure which illustrates the input / output of a control rule submodule. デバイスの基本状態を例示する図である。It is a figure which illustrates the basic state of a device. 基本状態が放電時の制御の例である。The basic state is an example of control during discharge. 基本状態が充電時の制御の例である。The basic state is an example of control during charging. EV蓄電池蓄計画値と基本状態を例示する図である。It is a figure which illustrates EV storage battery storage plan value and a basic state. 図85から作成される蓄電池の制御ルールを例示する図である。It is a figure which illustrates the control rule of the storage battery created from FIG. 最適化モード毎の燃料電池の制御を例示する図である。It is a figure which illustrates control of the fuel cell for every optimization mode. 蓄電池が放電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。It is a figure which illustrates control of a fuel cell in case a storage battery is a discharge state. 蓄電池が充電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。It is a figure which illustrates control of a fuel cell in case a storage battery is a charging state. 本システムとその周辺システムの連携を例示する図である。It is a figure which illustrates cooperation of this system and its peripheral system. 制御アルゴリズムの概念的な機能区分構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the conceptual function division structure of a control algorithm. 制御アルゴリズムの機能区分を例示する図である。It is a figure which illustrates the functional division of a control algorithm. 細分化された機能区分を例示する図である。It is a figure which illustrates the functional division subdivided. システムの物理機能とその機能・役割を例示する図である。It is a figure which illustrates the physical function of a system, its function, and a role. システム構成図を例示する図である。It is a figure which illustrates a system block diagram. 制御ルール生成処理に係るシーケンス図を例示する図である。It is a figure which illustrates the sequence diagram which concerns on a control rule production | generation process. 処理契機となりうる事象を例示する図である。It is a figure which illustrates the event which may become a processing opportunity. 制御ルール生成処理起動の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of control rule generation processing starting. 受付通知状態を例示する図である。It is a figure which illustrates an acceptance notification state. 受付通知状態を例示する図である。It is a figure which illustrates an acceptance notification state. 受付通知状態を例示する図である。It is a figure which illustrates an acceptance notification state. 本システムにおけるデータフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the data flow in this system. メイン処理IO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates the main process IO related figure. 処理順フロー図を例示する図である。It is a figure which illustrates a processing order flow chart. エラーチェック一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates an error check list. 取得データ一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates an acquisition data list. 格納データ一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates a stored data list. 更新データ一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates an update data list. メイン処理のフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of the main process. 処理ステータス更新内容を例示する図である。It is a figure which illustrates processing status update contents. 処理ステータス更新内容を例示する図である。It is a figure which illustrates processing status update contents. 入力データの参照元と格納先を例示する図である。It is a figure which illustrates the reference source and storage destination of input data. 入力データの参照元と格納先を例示する図である。It is a figure which illustrates the reference source and storage destination of input data. 入力データの参照元と格納先を例示する図である。It is a figure which illustrates the reference source and storage destination of input data. 入力データの参照元と格納先を例示する図である。It is a figure which illustrates the reference source and storage destination of input data. 処理順フロー図(再掲)を例示する図である。It is a figure which illustrates a processing order flow figure (repost). 処理ステータス区分一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates a processing status classification list. 処理ステータス更新内容を例示する図である。It is a figure which illustrates processing status update contents. 家電電力需要シナリオ作成IO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates household appliance power demand scenario creation IO related figure. 家電電力需要シナリオ作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of a household appliance power demand scenario creation function. 家電電力需要シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of a household appliance power demand scenario creation function. エラーチェック仕様を例示する図である。It is a figure which illustrates error check specification. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. 家電電力需要シナリオ作成処理フローを説明する図である。It is a figure explaining the household appliance power demand scenario creation processing flow. 春季・秋季における家電電力需要と気温との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between household appliance electric power demand and temperature in spring and autumn. 春季・秋季における家電電力需要と気温との関係の別の例を示す図。The figure which shows another example of the relationship between household appliance electric power demand and temperature in spring and autumn. EV電力需要シナリオ作成機能のIO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates IO related figure of EV electric power demand scenario creation function. EV電力需要シナリオ作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of EV electric power demand scenario creation function. EV電力需要シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of EV electric power demand scenario creation function. EV電力需要シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を例示する図。The figure which illustrates the error check specification of EV electric power demand scenario creation function. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. EV電力需要シナリオ作成処理フローを説明する図である。It is a figure explaining the EV electric power demand scenario creation process flow. 熱需要シナリオ作成機能IO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates a heat demand scenario creation function IO related figure. 熱需要シナリオ作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of the heat demand scenario creation function. 熱需要シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of a heat demand scenario creation function. 熱需要シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。It is a figure which illustrates the error check specification of a heat demand scenario creation function. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. 熱需要シナリオ作成処理フローを例示する図である。It is a figure which illustrates a heat demand scenario creation processing flow. PV供給シナリオ作成機能IO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates PV supply scenario creation function IO related figure. PV供給シナリオ作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of PV supply scenario creation function. PV供給シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of a PV supply scenario creation function. PV供給シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。It is a figure which illustrates the error check specification of PV supply scenario creation function. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. PV供給シナリオ生成処理フローを説明する図である。It is a figure explaining a PV supply scenario production | generation process flow. 統合シナリオ作成機能のIO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates IO related figure of an integrated scenario creation function. 統合シナリオ作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of an integrated scenario creation function. 統合シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of an integrated scenario creation function. 統合シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を以下に示す。The error check specifications of the integrated scenario creation function are shown below. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. 統合シナリオ作成処理フローを説明する図である。It is a figure explaining an integrated scenario creation processing flow. 処理の例を示す。An example of processing is shown. 実装例を示す。An implementation example is shown. 最適化計画作成のIO関連図を例示する図である。It is a figure which illustrates the IO related figure of optimization plan preparation. 最適化計画作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of the optimization plan creation function. 最適化計画作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of an optimization plan creation function. 最適化計画作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。It is a figure which illustrates the error check specification of an optimization plan creation function. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. 処理一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates a processing list. 最適化モデルを定義するために必要な変数の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variables required in order to define an optimization model. 最適化モデルを定義するために必要な変数の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variables required in order to define an optimization model. 最適化モデルを定義するために必要な変数の一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the list of the variables required in order to define an optimization model. 実装例を示している。An implementation example is shown. 制約条件を例示する図である。It is a figure which illustrates a constraint condition. 制約条件を例示する図である。It is a figure which illustrates a constraint condition. 制約条件を例示する図である。It is a figure which illustrates a constraint condition. 実装例。Implementation example. 目的関数を構成する一次式を例示する図である。It is a figure which illustrates the linear formula which comprises an objective function. 実装例。Implementation example. 出力項目に対応するリスクパラメータと変数を例示する図である。It is a figure which illustrates the risk parameter and variable corresponding to an output item. 出力項目に対応するリスクパラメータと変数を例示する図である。It is a figure which illustrates the risk parameter and variable corresponding to an output item. 変数x[t]の取得の例を示している。An example of obtaining a variable x [t] is shown. 制御ルール作成機能のIO図を例示する図である。It is a figure which illustrates IO figure of a control rule creation function. 最適化計画作成機能の引数を例示する図である。It is a figure which illustrates the argument of the optimization plan creation function. 最適化計画作成機能の戻り値を例示する図である。It is a figure which illustrates the return value of an optimization plan creation function. 最適化計画作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。It is a figure which illustrates the error check specification of an optimization plan creation function. データベースからの値の取得を例示する図である。It is a figure which illustrates acquisition of a value from a database. データベースへの値の格納を例示する図である。It is a figure which illustrates storing of the value to a database. 制御ルール生成処理フローを説明する図である。It is a figure explaining a control rule production | generation processing flow. デバイスへの制御を例示する図である。It is a figure which illustrates control to a device. デバイスの基本状態(系統電源接続時)を例示する図である。It is a figure which illustrates the basic state (at the time of system power supply connection) of a device. デバイスの基本状態(系統電源から解列時)を例示する図である。It is a figure which illustrates the basic state (at the time of disconnection from a system power supply) of a device. EV蓄電池蓄計画値と基本状態の例を示している。The example of EV storage battery storage plan value and a basic state is shown. 図194から作成される蓄電池の制御ルールを例示する図である。It is a figure which illustrates the control rule of the storage battery created from FIG. 最適化モードと燃料電池の制御を例示する図である。It is a figure which illustrates optimization mode and control of a fuel cell. 蓄電池が放電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。It is a figure which illustrates control of a fuel cell in case a storage battery is a discharge state. 蓄電池が充電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。It is a figure which illustrates control of a fuel cell in case a storage battery is a charging state. 住宅マスタの設定項目のうち時系列最適化パラメータテーブルにコピーされる項目について示している。The items copied to the time series optimization parameter table among the setting items of the house master are shown. 住宅マスタの設定項目のうち時系列最適化パラメータテーブルにコピーされる項目について示している。The items copied to the time series optimization parameter table among the setting items of the house master are shown. 住宅マスタの設定項目のうち時系列最適化パラメータテーブルにコピーされる項目について示している。The items copied to the time series optimization parameter table among the setting items of the house master are shown. 住宅マスタの設定項目のうち最適化パラメータテーブルにコピーされる項目について示している。Of the setting items of the house master, items that are copied to the optimization parameter table are shown. 住宅テマスタの設定項目のうち最適化エンジンパラメータテーブルにコピーされる項目について示している。Of the setting items of the house telemaster, items to be copied to the optimization engine parameter table are shown. システム稼働の前提条件を例示する図である。It is a figure which illustrates the precondition of system operation. 当システムにて指定可能なパラメータを下記に示す。The parameters that can be specified in this system are shown below. 当システムにて指定可能なパラメータを下記に示す。The parameters that can be specified in this system are shown below. 当システムにて指定可能なパラメータを下記に示す。The parameters that can be specified in this system are shown below. テーブル一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates a table list. テーブル一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates a table list. テーブル一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates a table list. 各テーブルの格納レコード数の算出式と概算値を例示する図である。It is a figure which illustrates the calculation formula and approximate value of the number of records stored in each table. 各テーブルの格納レコード数の算出式と概算値を例示する図である。It is a figure which illustrates the calculation formula and approximate value of the number of records stored in each table. 概算値の算出に使用したパラメータの値を例示する図である。It is a figure which illustrates the value of the parameter used for calculation of an approximate value. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。It is a figure which illustrates the data item list of each table. 一実施形態に係る電力制御システム1の装置構成を例示する図である。1 is a diagram illustrating a device configuration of a power control system 1 according to an embodiment. 電力制御システム1の機能構成を例示する図である。1 is a diagram illustrating a functional configuration of a power control system 1. FIG.

1.はじめに
エネルギー需給について考えると、今後、二酸化炭素排出の削減や省エネルギーの推進が益々重要になる。これを実現するために、住宅への太陽光発電や電気自動車、燃料電池などの創エネルギー機器、住宅用の蓄電池などの蓄エネルギー機器の普及が進むと考えられる。こうした創エネルギー機器、蓄エネルギー機器の住宅への普及は、需要家のエネルギー調達・利用の選択肢を提供すると同時に、生活者が購入電力、太陽光発電、燃料電池、蓄電池や電気自動車からの放電を適切に管理しないと損をするという状況をもたらし、住宅内での創エネ、蓄エネルギー機器の利用を最適に制御する必要性も生じさせる。しかし、創エネルギー機器や蓄エネルギー機器は、それぞれの容量の限界や、発電、発熱の特性があり、気候や季節などにより変動する需要に合わせて最適に稼働させることは人手では不可能である。また、住宅内でのエネルギー需給の管理は、これまでの一般的な生活環境には存在しなかった業務であり、このような住宅に暮らす生活者の手を煩わせることなく、創エネ、蓄エネルギー機器を最適に制御する制御アルゴリズムの実現が不可欠である。本制御アルゴリズムは、こうした背景を踏まえ、系統電源、太陽光発電、電気自動車または住宅用蓄電池、燃料電池を持つ住宅において、住宅のエネルギー需要に合わせて創エネルギー機器、蓄エネルギー機器を無駄なく適切に制御することを目的とする。
1. 1. Introduction Considering energy supply and demand, it will become increasingly important to reduce carbon dioxide emissions and promote energy conservation. In order to realize this, it is considered that energy-generating devices such as solar power generation, electric vehicles, fuel cells, etc., and storage batteries for homes will be widely used. The spread of such energy creation devices and energy storage devices to homes provides consumers with options for procuring and using energy, and at the same time consumers are able to discharge electricity from purchased electricity, solar power generation, fuel cells, storage batteries and electric vehicles. If it is not managed properly, it will lead to a loss situation and the need to optimally control the creation of energy and the use of energy storage devices in the home. However, energy creation devices and energy storage devices have capacity limitations, power generation and heat generation characteristics, and it is impossible to operate them optimally according to demands that vary depending on the climate and seasons. In addition, the management of energy supply and demand in houses is a task that did not exist in the conventional living environment so far, and it is possible to create and store energy without bothering the people living in such houses. Implementation of a control algorithm that optimally controls energy equipment is essential. Based on this background, this control algorithm is suitable for energy generation equipment and energy storage equipment in a house with grid power supply, photovoltaic power generation, electric vehicle or residential storage battery, and fuel cell. The purpose is to control.

本実施形態においては、住宅における機器の制御計画を確率計画法によって最適化する。   In this embodiment, the control plan of the equipment in the house is optimized by the probability programming method.

2.用語の定義
(1)電源
系統電源、PV、EV、蓄電池、または燃料電池。
(2)系統電源
電力会社が保有する商用の配電線網から供給される電源。
(3)創エネルギー機器
利用可能な電力を作り出し、エネルギーを有効活用する機器。例えば太陽電池パネルや燃料電池。
(4)PV
太陽電池パネル(Photovoltaic Panel)。
(5)蓄エネルギー機器
電力を蓄えて、必要な時に電力を供給するシステム。例えば蓄電池やEVの内蔵電池。
(6)EV
電気自動車(Electric Vehicle)。例えばVehicle to Home(V2H)を含む双方向充放電が可能なもの。
(7)蓄電池
家庭用定置型蓄電池。
(8)燃料電池
電気化学反応によって電力を取り出す電池。FCと略す場合もある。
(9)HEMS
ホームエネルギー・マネジメントシステム(Home Energy Management System)。
(10)ECHONET LiteまたはEchonet Lite
Energy Conservation and Homecare Networkの略。シンプルな電文構成で信頼性の高いホームネットワークを実現する標準通信プロトコル。
(11)制御アルゴリズム
戸建スマートハウスにおいて、系統電源、PV、EV、燃料電池のフルセットの分散電源による電力供給と、家庭内機器の電力需要とのバランスを最適制御するアルゴリズム。全体最適計画、制御ルールセット、および計画補正を含む。「アルゴリズム」「最適化アルゴリズム」も同義。
(12)制御アルゴリズム要件定義
制御アルゴリズムの概要、モデル構造(図および数式)、処理フロー、変数一覧(入力および出力)、および用語一覧を定義したもの。
(13)制御アルゴリズム設計
制御アルゴリズム要件定義に基づき、制御アルゴリズムの概要、構成、開発項目、機能、方式、テスト方針、外部インターフェース、初期処理等を設計すること。サブモジュール単位の入出力に関する概要設計と、サブモジュール内部に関する基本設計に分かれる。
(14)変数
時間毎に変化する数値や文字列。例えば家電電力需要実績。
(15)パラメータ
システム管理者や利用者が設定する数値や文字列。住宅ごとに異なる場合があり、定期・不定期に手動で更新される場合がある。例えば電力料金。
(16)最適化モード
電力需給を最適化するために用いる目的関数、制約条件、パラメータの組み合わせ。複数の組み合わせから1つの組み合わせを選択可能としたもの。個別の最適化モードについては3.4.最適化モードを参照。
(17)最適化問題
実数値または整数値の関数を最大化または最小化する問題。
(18)目的関数
最適化問題において、最小化または最大化される関数。
(19)最適化計算
最適化問題を解くための計算処理。
(20)制約条件
最適化問題において、その解が満たさなければならない等式または不等式。
(21)最適化ソルバ
最適化問題の制約条件および目的関数を入力とし、最適化計算を実行する数値計算ソフトウェア。
(22)HEMSサブシステム
HEMSを物理的に構成する情報管理サーバ、スマートフォン、ホームサーバ、機器ネットワーク、センサネットワークのこと。
(23)情報管理サーバ
HEMSのクラウドプラットフォーム。
(24)スマートフォン
戸建てスマートハウスに設置される携帯通信端末。主要なユーザインターフェースとなる。
(25)ホームサーバ
情報管理サーバ、機器ネットワーク、およびスマートフォンを接続するハードウェアインターフェース。情報管理サーバから受信したルールの条件を判定し、機器ネットワークに実行指示を送信する。
(26)デバイス
電力の需要・供給・蓄電を行う各機器を指す。
(27)機器ネットワーク
ECHONET Liteで動作する電源および家電機器からなる通信ネットワーク。
(28)センサネットワーク
各種機器の動作状態、温湿度計等のセンサからなる通信ネットワーク。計測データを収集するネットワークという位置づけで、EVの外部データセンタや気象情報サーバ、EV予約入力を同レベルで扱うことがある。
(29)最適化エンジンI/F
最適化エンジンと他とモジュールとのリクエストの呼び出しを仲介する機能。
(30)構成部
HEMSを論理的に構成する全体最適計画、制御ルールセット、実行指示、実行、およびモニタリングを指す。
(31)全体最適計画
情報管理サーバ上に設置され、制御アルゴリズムを含む構成部。実績データに基づいて、予測、最適化計算、制御ルール生成を行う。
(32)分析用DB
全体最適計画のモジュールではないが、情報管理サーバ上に設置される構成部であり、全体最適計画とデータの授受を行う。実績データの保管、予測データの保管、最適化計画データの保管、制御ルールの保管、パラメータの登録、個別制御ルールの登録、制御ルールサブセットの抽出、全体最適計画の呼び出し、ホームサーバと全体最適計画とのデータ授受を行う。
(33)実行指示
ホームサーバ上に設置される制御アルゴリズムの構成部。制御ルールサブセットの条件式を判定し、条件式を満たす動作の実行指示をECHONET Liteに変換し、機器ネットワークに送信する。
(34)実行
特に断りがない場合、各種機器が動作することを指す。
(35)モニタリング
各種機器の動作状態、温湿度等の実績データの計測。計測データを収集するという位置づけで、外部サーバが収集するEVの電力需要実績や気象情報、スマートフォンに入力されるEV予約も同レベルで扱うことがある。
(36)制御ルール
時刻または条件式に対して各種機器の動作を指定するルール。例えばIF THEN文で記述される。
(37)制御ルールサブセット
制御ルールセットの中から優先度と起動時刻で抽出された部分集合。
(38)EVデータセンタ
自動車メーカが運営するEV実績値のデータセンタ。
(39)気象情報サービス
気象情報を提供するサービス。例えば外部事業者により提供される。
(40)機能区分
全体最適計画を構成するメイン機能区分、需要機能区分、供給機能区分、蓄電機能区分、最適需給計画機能区分を指す。
(41)メイン機能区分
他の機能区分の統合・外部システムとの連携を実現する機能区分。
(42)需要機能区分
全体最適計画において、家電電力需要、EV電力需要および温水需要について、実績値をもとに予測値を計算し、更に実績値と予測値から予測誤差を計算する機能区分。
(43)供給機能区分
全体最適計画において、PV供給量と蓄熱ユニット熱量について、実績値をもとに予測値を計算し、更に実績値と予測値から予測誤差を計算する機能区分。
(44)蓄電機能区分
全体最適計画において、EV蓄電量と蓄電池蓄電量について、実績値をもとに予測値を計算し、更に実績値と予測値から予測誤差を計算する機能区分。
(45)最適需給計画機能区分
全体最適計画において、他の機能区分の計算結果とパラメータに基づき、最適化モードで設定された目的関数を最大化または最小化するような機器の稼働状況の計画値を算出し、更に計画値を実現するための制御ルールを生成する機能区分。
(46)モジュール
全体最適計画を構成する需要モジュール、供給モジュール、蓄電モジュール、および最適需給計画モジュールを指す。
(47)需要モジュール
全体最適計画において、家電電力需要、EV電力需要および熱需要について、実績値をもとに予測値を計算し、さらに実績値と予測値から予測誤差を計算するモジュール。計算結果の変数を他の全体最適計画モジュールから呼び出すことができる。
(48)供給モジュール
全体最適計画において、PV供給量と蓄熱ユニット熱量について、実績値をもとに予測値を計算し、さらに実績値と予測値から予測誤差を計算するモジュール。計算結果の変数を他の全体最適計画モジュールから呼び出すことができる。
(49)蓄電モジュール
全体最適計画において、EV蓄電量と蓄電池蓄電量について、実績値をもとに予測値を計算し、さらに実績値と予測値から予測誤差を計算するモジュール。計算結果の変数を他の全体最適計画モジュールから呼び出すことができる。
(50)最適需給計画モジュール
全体最適計画において、他のモジュールの計算結果とパラメータに基づき、最適化モードで設定された目的関数を最大化または最小化するような機器の稼働状況の計画値を算出し、さらに計画値を実現するための制御ルールを生成するモジュール。計算結果の変数を他の全体最適計画モジュールから呼び出すことができる。また、生成した制御ルールを分析用DBの制御ルールセットに送信する。また、全体最適計画の主要な計算結果を保持しており、他のモジュールや外部システムからバランス式や変数を呼び出すことができる。
(51)メッシュ
全体最適計画における時間の刻み幅(単位)。
(52)スパン
全体最適計画における時間の長さ。
(53)サイクル
全体最適計画の更新頻度。
(54)蓄熱ユニット
燃料電池を構成する貯湯槽。蓄熱ユニットに蓄積される熱量を蓄熱ユニット熱量という。
(55)需要基本パターン
曜日別24時間の需要曲線。朝夕型、夜型など、いくつかの類型を初期値として用意しておき、実績値が取得できてからは実績値の中央値に置換する。
(56)パーセンタイル値
百分位数または%点。度数分布で全体を100等分した時の境界値。0パーセンタイル値が最小値、50パーセンタイル値が中央値、100パーセンタイル値が最大値。他に、5、25、75、または95パーセンタ値がよく使われる。
(57)パーセンタイル点
パーセンタイル値に位置する実際の数値。
(58)パーセンタイル区間
2つのパーセンタイル値によって指定された区間。
(59)予測誤差
予測値から実績値を引いた差。1つの実績値に対して、予測時点ごとに異なる値が存在する。また、この予測誤差を蓄積することにより、予測誤差の分布(正規分布には限らない)および%点を生成することができる。
(60)需要シナリオ
時間軸に沿って需要予測値が将来とりうる値をつなぎ合わせた曲線。1つの実績値に対して、理論上は無限個のシナリオが存在しうる。本制御アルゴリズムでは、予測誤差の分布に基づき、%点を複数抽出し、複数のシナリオを生成する。
(61)供給シナリオ
時間軸に沿って供給予測値が将来とりうる値をつなぎ合わせた曲線。需要シナリオと同様。
(62)統合シナリオ
各需要シナリオ・供給シナリオを組み合わせたもの。
(63)発生確率
需要シナリオ・供給シナリオ・統合シナリオ通りの数値が実際に発生するとみられる確率。
(64)安全蓄電量
需要の不確実性に対応し、電池切れを防ぐために余分に残しておく蓄電量。
(65)管理幅
最適化により適切と判断された蓄電量の上限・下限。
(66)グラフ生成部
情報管理サーバ上に設置されるモジュール。全体最適計画が保持する実績値、予測値、計画値、および予測誤差をグラフ表示する。
(67)リスクパラメータ
予測誤差のリスクをコスト換算するパラメータ。大きく設定するとリスク回避的な計画になり、小さく設定するとリスク愛好的な計画になる。
(68)モデル
現象や振る舞いを数式を用いて表現したもの。
(69)カテゴリー
各住宅毎に、曜日、祝日、天候別に過去の家電電力需要量を分類したもの。
(70)リコースコスト
シナリオで想定した家電電力需要量やPV供給量が実現値となった場合に発生するであろう電力不足や余剰に与えられるペナルティーコスト。
(71)LDV(limited dependent variable)モデル
制限従属変数モデル。従属変数が観測できない欠損状態のとき、限られた観測情報と欠測構造を考慮し、推定するモデルのことである。Tobitモデルとも呼ばれる。欠損の発生がランダムではない場合、欠損データの発生構造を無視して推定すると、推定量にバイアスが生じるため、このようなモデルで推定する必要が生じる。
(72)一様乱数
ある有限の区間を区切って、その区間内で全ての実数が同じ確率(濃度)で現れるような乱数。
(73)目的変数
物事の結果を表す変数。予測の対象となる変数。
(74)説明変数
物事の原因と思われる変数。予測値の算出に使用する変数。
(75)線形回帰モデル
従属変数が独立変数に関して1次関数式で表せると仮定し、独立変数の係数および切片項を推定するモデル。
(76)単回帰
線形回帰モデルの一つで説明変数が1つのものを指す。
(77)感応度
ある2変数に対して、一方の変数がもう一方の変数にどの程度反応するかを示す指標。
(78)尤度
前提条件として仮定したモデルから見て、観測したデータがどの程度起こりやすかを表す指標。
(79)対数尤度
尤度の対数をとったもの。
(80)正規分布
ガウス分布。コインの裏表のように確率が等しい二値の独立試行を無限回繰り返した時に得られる、変数の値の起こりやすさの分布。独立な多数の因子の和として表される確率変数は正規分布に従う。正規分布をグラフ化した正規分布曲線は左右対称なつりがね状の曲線であり、鐘の形に似ている事からベル・カーブ(鐘形曲線)とも呼ばれる。
(81)標準正規分布
平均0、分散1としたときの正規分布。
(82)利用者
主にHEMS住宅の住人を指し、利用に応じてHEMS住宅の設定を行う。
(83)管理者
本システムを含む情報管理サーバなどを維持・運営する人を指す。
2. Definition of terms (1) Power supply System power supply, PV, EV, storage battery, or fuel cell.
(2) System power supply Power supplied from the commercial distribution network owned by the power company.
(3) Energy creation equipment Equipment that creates usable power and effectively uses energy. For example, solar cell panels and fuel cells.
(4) PV
Photovoltaic panel.
(5) Energy storage equipment A system that stores power and supplies it when needed. For example, storage batteries and EV built-in batteries.
(6) EV
Electric vehicle. For example, one that can be charged and discharged in both directions including Vehicle to Home (V2H).
(7) Storage battery A stationary storage battery for home use.
(8) Fuel cell A battery that extracts electric power through an electrochemical reaction. It may be abbreviated as FC.
(9) HEMS
Home Energy Management System.
(10) ECHONET Lite or Echonet Lite
Abbreviation for Energy Conservation and Homecare Network. A standard communication protocol that realizes a highly reliable home network with a simple telegram structure.
(11) Control algorithm In a detached smart house, an algorithm that optimally controls the balance between power supply by a distributed power source of a full set of system power supply, PV, EV, and fuel cell and the power demand of household devices. Includes global optimal planning, control rule set, and plan correction. “Algorithm” and “optimization algorithm” are also synonymous.
(12) Definition of control algorithm requirements Definition of control algorithm outline, model structure (diagrams and mathematical expressions), processing flow, variable list (input and output), and term list.
(13) Control algorithm design Based on the control algorithm requirement definition, design control algorithm outline, configuration, development items, functions, methods, test policies, external interface, initial processing, etc. It is divided into a general design related to input / output of each submodule and a basic design related to the interior of the submodule.
(14) Variable A numerical value or character string that changes with time. For example, household electrical power demand.
(15) Parameter A numerical value or character string set by the system administrator or user. It may be different for each house, and may be updated manually at regular or irregular intervals. For example, electricity charges.
(16) Optimization mode A combination of objective function, constraint conditions, and parameters used to optimize power supply and demand. One that can be selected from a plurality of combinations. For individual optimization modes, see 3.4. See optimization mode.
(17) Optimization problem The problem of maximizing or minimizing a real or integer function.
(18) Objective function A function that is minimized or maximized in an optimization problem.
(19) Optimization calculation Calculation processing for solving an optimization problem.
(20) Restriction An equality or inequality that the solution must satisfy in an optimization problem.
(21) Optimization solver Numerical computation software that performs optimization calculations with the constraints of the optimization problem and the objective function as inputs.
(22) HEMS subsystem An information management server, smartphone, home server, device network, and sensor network that physically configure the HEMS.
(23) Information management server HEMS cloud platform.
(24) Smartphone A mobile communication terminal installed in a detached smart house. The main user interface.
(25) Home server A hardware interface for connecting an information management server, a device network, and a smartphone. The rule condition received from the information management server is determined, and an execution instruction is transmitted to the device network.
(26) Device Refers to devices that supply, supply, and store electricity.
(27) Equipment network
A communication network consisting of power supplies and home appliances that run on ECHONET Lite.
(28) Sensor network A communication network consisting of sensors such as operating states of various devices and temperature and humidity meters. Positioning as a network for collecting measurement data, EV external data centers, weather information servers, and EV reservation inputs may be handled at the same level.
(29) Optimization engine I / F
A function that mediates request calls between the optimization engine and other modules.
(30) Configuration unit Refers to the overall optimum plan, control rule set, execution instruction, execution, and monitoring that logically configure the HEMS.
(31) Overall optimum plan A component that is installed on the information management server and includes a control algorithm. Based on the result data, prediction, optimization calculation, and control rule generation are performed.
(32) DB for analysis
Although it is not a module for the global optimum plan, it is a component installed on the information management server, and exchanges data with the global optimum plan. Actual data storage, prediction data storage, optimization plan data storage, control rule storage, parameter registration, individual control rule registration, control rule subset extraction, total optimal plan call, home server and total optimal plan Exchange data with.
(33) Execution instruction A control algorithm component installed on the home server. Judge the conditional expression of the control rule subset, convert the execution instruction that satisfies the conditional expression to ECHONET Lite, and send it to the device network.
(34) Execution Unless otherwise specified, indicates that various devices operate.
(35) Monitoring Measurement of performance data such as operating status and temperature / humidity of various devices. With the positioning of collecting measurement data, EV power demand results and weather information collected by external servers, and EV reservations input to smartphones may be handled at the same level.
(36) Control rule A rule that specifies the operation of various devices with respect to time or conditional expressions. For example, it is described by an IF THEN statement.
(37) Control rule subset A subset extracted from the control rule set by priority and activation time.
(38) EV data center A data center of EV performance values operated by an automobile manufacturer.
(39) Weather information service A service that provides weather information. For example, provided by an external operator.
(40) Function category This refers to the main function category, demand function category, supply function category, power storage function category, and optimum supply and demand plan function category that constitute the overall optimum plan.
(41) Main function category Function category that realizes integration of other function categories and cooperation with external systems.
(42) Demand function category A function category that calculates a predicted value based on the actual value and calculates a prediction error from the actual value and the predicted value for household electrical power demand, EV power demand and hot water demand in the overall optimum plan.
(43) Supply function category A function category for calculating a predicted value based on the actual value and calculating a prediction error from the actual value and the predicted value for the PV supply amount and the heat storage unit heat amount in the overall optimum plan.
(44) Power storage function category A function category for calculating a prediction value based on the actual value and calculating a prediction error from the actual value and the prediction value for the EV power storage amount and the storage battery power storage amount in the overall optimum plan.
(45) Optimal supply and demand planning function category In the overall optimization plan, based on the calculation results and parameters of other function categories, the planned value of the operation status of the equipment that maximizes or minimizes the objective function set in the optimization mode A functional category that calculates control rules for generating further planned values.
(46) Module Refers to a demand module, a supply module, a power storage module, and an optimum supply and demand planning module that constitute an overall optimum plan.
(47) Demand module A module that calculates a predicted value based on the actual value and calculates a prediction error from the actual value and the predicted value for household electrical power demand, EV power demand, and heat demand in the overall optimum plan. Calculation result variables can be called from other globally optimal planning modules.
(48) Supply module A module that calculates a prediction value based on the actual value for the PV supply amount and the heat storage unit heat amount in the overall optimum plan, and further calculates a prediction error from the actual value and the predicted value. Calculation result variables can be called from other globally optimal planning modules.
(49) Power storage module A module that calculates a predicted value based on the actual value and calculates a prediction error from the actual value and the predicted value for the EV charged amount and the stored battery charged amount in the overall optimum plan. Calculation result variables can be called from other globally optimal planning modules.
(50) Optimal supply and demand planning module Based on the calculation results and parameters of the other modules in the overall optimization plan, the planned operating conditions of the equipment that maximize or minimize the objective function set in the optimization mode are calculated. And a module for generating a control rule for realizing the planned value. Calculation result variables can be called from other globally optimal planning modules. The generated control rule is transmitted to the control rule set of the analysis DB. It also holds the main calculation results of the global optimum plan and can call balance formulas and variables from other modules and external systems.
(51) Mesh The step size (unit) in the overall optimal plan.
(52) Span The length of time in the overall optimum plan.
(53) Cycle The update frequency of the overall optimum plan.
(54) Heat storage unit A hot water storage tank constituting the fuel cell. The amount of heat stored in the heat storage unit is called the heat storage unit heat amount.
(55) Basic demand pattern A demand curve for 24 hours according to the day of the week. Several types, such as morning and evening types and night types, are prepared as initial values, and after the actual values are obtained, they are replaced with the median of the actual values.
(56) Percentile value Percentile or percentage point. Boundary value when the whole is divided into 100 by frequency distribution. The 0th percentile value is the minimum value, the 50th percentile value is the median value, and the 100th percentile value is the maximum value. In addition, 5, 25, 75, or 95 percentile values are often used.
(57) Percentile point The actual numerical value located at the percentile value.
(58) Percentile section A section specified by two percentile values.
(59) Prediction error The difference obtained by subtracting the actual value from the predicted value. There is a different value for each predicted point in time for one actual value. Further, by accumulating the prediction error, it is possible to generate a prediction error distribution (not limited to a normal distribution) and a percentage point.
(60) Demand scenario A curve in which demand forecast values are connected in the future along the time axis. In theory, there can be an infinite number of scenarios for one actual value. In this control algorithm, a plurality of% points are extracted based on the distribution of prediction errors to generate a plurality of scenarios.
(61) Supply scenario A curve obtained by connecting the predicted supply values with possible values along the time axis. Same as demand scenario.
(62) Integrated scenario A combination of demand and supply scenarios.
(63) Occurrence probability The probability that the numerical value according to the demand scenario, supply scenario, and integration scenario will actually occur.
(64) Amount of safe power storage Amount of power stored in excess to cope with uncertainties in demand and to prevent battery exhaustion.
(65) Management width The upper and lower limits of the amount of stored electricity determined to be appropriate through optimization.
(66) Graph generator A module installed on the information management server. The actual value, the predicted value, the planned value, and the prediction error held by the overall optimal plan are displayed in a graph.
(67) Risk parameter A parameter for converting the risk of prediction error into cost. A large setting is a risk-avoidance plan, and a small setting is a risk-loving plan.
(68) Model A phenomenon or behavior expressed using mathematical expressions.
(69) Category For each house, past household electrical power demand is classified by day of the week, public holidays and weather.
(70) Recourse cost Penalty cost given to a power shortage or surplus that would occur when the amount of demand for home electric power and the amount of PV supply assumed in the scenario are realized.
(71) LDV (limited dependent variable) model Limited dependent variable model. It is a model that estimates in consideration of limited observation information and missing structure when the dependent variable is in an observable missing state. Also called the Tobit model. If the occurrence of a deficiency is not random, if the generation structure of the deficient data is ignored and the estimation is performed, a bias is generated in the estimator, and it is necessary to estimate with such a model.
(72) Uniform random numbers Random numbers that divide a certain finite interval and that all real numbers appear in the interval with the same probability (concentration).
(73) Objective variable A variable that represents the result of a thing. Variable to be predicted.
(74) Explanatory variable Variable that seems to be the cause of things. Variable used to calculate the predicted value.
(75) Linear regression model A model that estimates a coefficient and an intercept term of an independent variable on the assumption that the dependent variable can be expressed by a linear function expression with respect to the independent variable.
(76) Single regression A linear regression model that has one explanatory variable.
(77) Sensitivity An index indicating how much one variable reacts to the other for two variables.
(78) Likelihood An index that indicates how easily observed data is seen from the model assumed as a precondition.
(79) Log-likelihood The logarithm of likelihood.
(80) Normal distribution Gaussian distribution. Distribution of the likelihood of the value of a variable obtained when infinitely repeated binary independent trials with the same probability as in the front and back of a coin. Random variables expressed as the sum of many independent factors follow a normal distribution. A normal distribution curve obtained by graphing a normal distribution is a symmetrical curve with a symmetrical shape, and is also called a bell curve because it resembles a bell shape.
(81) Standard normal distribution Normal distribution with mean 0 and variance 1.
(82) User Mainly refers to a resident of a HEMS house, and sets a HEMS house according to usage.
(83) Administrator A person who maintains and operates an information management server including this system.

3.概要
3.1.エネルギー利用最適化の課題
3.1.1.制御アルゴリズムの基本的な考え方
制御アルゴリズムにおいては、制御目標の基本的な考え方を、下記のとおり設定する。
(1)住宅内の電力需給について、需要家が制御により経済的なメリット(制御をしない場合よりも低コストでエネルギーを利用できること)を享受できることが望ましい。
(2)太陽光発電により生みだされた電力の利用を最優先とし、住宅内の電力需要に最大限活用する。
(3)住宅内での創エネルギー機器、蓄エネルギー機器の制御は、生活者の利便性を阻害しないよう、将来の時点での住宅のエネルギー需給をあらかじめ予測して行う。
(4)制御アルゴリズムで予測する将来の住宅内での電力需給状況は、過去のデータの蓄積に応じて精度を増す。
3. Outline 3.1. Challenges in energy utilization optimization 3.1.1. Basic concept of the control algorithm In the control algorithm, the basic concept of the control target is set as follows.
(1) Regarding power supply and demand in a house, it is desirable that a consumer can enjoy an economic merit (that energy can be used at a lower cost than the case without control).
(2) Prioritize the use of electric power generated by solar power generation and make maximum use of it for the demand for electric power in the house.
(3) The control of the energy creation device and the energy storage device in the house is performed by predicting the energy supply and demand of the house in the future in advance so as not to disturb the convenience of consumers.
(4) The future power supply and demand situation in the house predicted by the control algorithm increases in accuracy according to past data accumulation.

3.1.2.エネルギー利用最適化の課題
図1は、制御アルゴリズムによる予測、制御の対象を例示する図である。本制御アルゴリズムでは、住宅内の創エネ、蓄エネルギー機器による発電、充電、熱供給を、上記の基本的な考え方に沿って、図1の(1)〜(6)について適宜必要な予測を行い、(2)〜(6)を制御する。制御アルゴリズムにより住宅内でのエネルギー自立化を基本とした最適制御を実現するための課題を、住宅内での家電電力需要と、各制御対象機器ごとに以下に記す。
3.1.2. Problem of Energy Utilization Optimization FIG. 1 is a diagram illustrating an example of prediction and control targets by a control algorithm. In this control algorithm, necessary predictions are made as needed for (1) to (6) in FIG. 1 in accordance with the basic concept described above in terms of energy generation in the house, power generation, charging, and heat supply by energy storage devices. , (2) to (6) are controlled. The issues for realizing optimal control based on energy independence in the home by the control algorithm are described below for each home appliance power demand in the home and each control target device.

(1)家電電力および熱需要
住宅内での家電電力需要および熱需要は、当日が平日であるか休日(祝日を含む)であるかによりそのパターンが異なる。このため、PVからの発電で家電電力需要を賄いきれない電力(家電電力需要とPVによる発電電力量の差分)をFCからの発電で賄うか、EVからの放電で賄うかを、その必要となる時点での経済性も考慮しながら決める必要がある。また、FCからの発電は、熱供給と密接に関係し、発電電力のみの利用ではそのエネルギー利用効率が大きく低下する。このため、住宅の家電電力需要と熱需要については、制御の当日および当日の制御に影響すると考えられる将来の時点までの推移を予測することが求められる。また予測に用いる変数は、実績データの蓄積に伴って修正され、より確度の高いものへと自動的に調整されることが求められる。
(1) Home appliance power and heat demand The pattern of home appliance power demand and heat demand in a house varies depending on whether the day is a weekday or a holiday (including holidays). For this reason, it is necessary to supply power that cannot generate electricity from PV (home appliance power demand and PV generated energy) from FC or EV discharge. It is necessary to consider the economic efficiency at a certain point. In addition, power generation from FC is closely related to heat supply, and the use of only generated power greatly reduces the energy utilization efficiency. For this reason, it is required to predict the transition of home electric appliance power demand and heat demand to the future of the day of the control, which is considered to affect the control of the day. In addition, the variables used for the prediction are required to be automatically adjusted to higher accuracy by being corrected as the result data is accumulated.

(2)PV
PVの発電電力量は制御対象ではない。しかし、住宅の家電電力需要との差分を将来に渡り予測することが求められる。PVの発電電力量は、天候(日射量)により大きく左右されるため、将来の天候および天候によるPVの発電電力量との関係を考慮し、将来の発電電力量を予測する必要がある。また、PVの発電電力量の予測についても、予測に用いる変数は、実績データの蓄積に伴って修正され、より確度の高いものへと自動的に調整されることが求められる。
(2) PV
The amount of power generated by PV is not a control target. However, it is required to predict the difference with the demand for household electric appliances in the future. Since the amount of power generated by PV greatly depends on the weather (the amount of solar radiation), it is necessary to predict the amount of power generated in the future in consideration of the future weather and the relationship with the amount of power generated by PV due to weather. In addition, regarding the prediction of the amount of generated power of PV, it is required that the variable used for the prediction is corrected as the result data is accumulated and automatically adjusted to a higher accuracy.

(3)FC
FCは、コージェネレーション(電力、熱の併給)によって、高いエネルギー利用効率を実現する機器であり、住宅のエネルギーの自給自足を実現する上で貴重な電力および熱の供給源となる。FCからの発電電力量を制御する際には、住宅で必要とされる熱需要を満たすことが望ましい。このため、FCからの発電電力量の制御にあたっては、住宅での熱の不足を招かぬよう、必要な時点での十分な熱が確保できるよう適切な運転とすることが求められる。このためには、住宅の熱需要についての予測が必要となる。FCの発電電力量の予測についても、予測に用いる変数は、実績データの蓄積に伴って修正され、より確度の高いものへと自動的に調整されることが求められる。
(3) FC
FC is a device that achieves high energy use efficiency through cogeneration (combination of electric power and heat), and is a valuable source of electric power and heat for realizing self-sufficiency of residential energy. When controlling the amount of electric power generated from FC, it is desirable to meet the heat demand required for the house. For this reason, when controlling the amount of power generated from the FC, it is required to perform an appropriate operation so that sufficient heat can be secured at a necessary time so as not to cause a shortage of heat in the house. For this purpose, it is necessary to predict the heat demand of the house. Regarding the prediction of the amount of power generated by FC, it is required that the variables used for the prediction are corrected as the result data is accumulated and automatically adjusted to a higher accuracy.

(4)EVおよび(定置型)蓄電池
EVの蓄電池は、住宅にEVがある場合には、蓄電池として、家電電力需要とPVの発電の差分を埋めるために活用することが期待される。ただし、EVが自動車として用いられ、住宅を離れる場合にはこうした活用が出来ない。また、EVからの放電を過度に行うと、走行時に必要な蓄電量を確保できず生活者の利便性を大きく阻害する。さらに、EVや蓄電池からの放電のタイミングは、購入電力の料金が高い昼間時間帯を中心に行うことが経済性の観点から必要になる。このため、住宅ごとに異なるEVの利用パターンを推計し、EVに期待できる充放電量を適切に制御することが求められる。EVについても、その利用の予測に用いる変数は、実績データの蓄積に伴って修正され、より確度の高いものへと自動的に調整されることが求められる。(定置型)蓄電池の場合も、EVと同様に、停電時の電力利用に必要な最低限の容量の確保、放電のタイミングを考慮した適切な充放電の制御を行う必要がある。
(4) EV and (stationary) storage battery The EV storage battery is expected to be used as a storage battery to fill the difference between the demand for home electric power and the PV power generation as a storage battery. However, such EVs cannot be used when EVs are used as automobiles and leave homes. In addition, if the EV is excessively discharged, the amount of power necessary for traveling cannot be secured, which greatly hinders the convenience of consumers. Furthermore, it is necessary from the viewpoint of economy that the timing of discharging from the EV or the storage battery is performed mainly in the daytime period when the charge of purchased power is high. For this reason, it is calculated | required that the usage pattern of EV which differs for every house is estimated, and the charge / discharge amount which can be anticipated for EV is controlled appropriately. Regarding EVs, the variables used for predicting their use are required to be corrected as the performance data is accumulated and automatically adjusted to higher accuracy. In the case of a (stationary) storage battery, as in the case of EV, it is necessary to secure a minimum capacity necessary for power use at the time of a power failure and to perform appropriate charge / discharge control in consideration of the discharge timing.

図2は、EVおよび蓄電池の充放電制御の課題を例示する図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a problem of EV and storage battery charge / discharge control.

3.2.全体構成
図3は、一実施形態に係るHEMSの構成を例示する図である。この例で、HEMSは、情報管理サーバ、クレードルサーバ、端末機器、制御対象機器(被制御機器)、およびセンサネットワークを有する。端末機器は、PC、タブレット、またはスマートフォンである。制御対象機器は、バッテリー、EV、または燃料電池である。センサネットワークは、電力およびガスのセンサである。端末機器、制御対象機器、およびセンサネットワークは宅内に設けられ、クレードルサーバと接続される。なお、この例では、エアコンディショナ等、負荷機器の運転制御は行われない。
3.2. Overall Configuration FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a HEMS according to an embodiment. In this example, the HEMS includes an information management server, a cradle server, a terminal device, a control target device (controlled device), and a sensor network. The terminal device is a PC, a tablet, or a smartphone. The device to be controlled is a battery, EV, or fuel cell. The sensor network is a power and gas sensor. The terminal device, the device to be controlled, and the sensor network are provided in the house and connected to the cradle server. In this example, operation control of load equipment such as an air conditioner is not performed.

図4は、一実施形態に係るスマートハウスにおける機器構成を例示する図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a device configuration in the smart house according to the embodiment.

3.3.エネルギー利用最適化の課題と制御アルゴリズム導入の効果
図5は、各機器の制御による効果を例示する図である。前述の制御アルゴリズムのコンセプトおよび課題を踏まえた各機器の制御がなされた場合、制御を行わなかった場合に比べて、図5に示す効果が生じることが期待される。制御アルゴリズムは、概ねこのレベルの効果の実現が期待できるものであることが望ましい。
3.3. FIG. 5 is a diagram exemplifying the effect of the control of each device. When each device is controlled based on the concept and problem of the control algorithm described above, it is expected that the effect shown in FIG. It is desirable that the control algorithm can be expected to achieve this level of effect.

3.4.最適化モード
本実施形態に係るスマートハウスの特徴の一つは自給自足である。しかしながら、最適化には、自給自足のほか、経済や環境等、複数の目的が存在しうる。こうした複数の目的を達成するため、本実施形態における制御アルゴリズムでは、目的別に「最適化モード」を用意し、使用するモードをシステム管理者またはユーザが設定できる。最適化モードとは、電力需給を最適化するために用いる目的関数、制約条件、パラメータの組み合わせである。複数の組み合わせから1つの組み合わせが選択可能である。それぞれの最適化モードに対して費用やペナルティのパラメータを設定することで、様々な最適制御が実現される。
3.4. Optimization mode One of the features of the smart house according to the present embodiment is self-sufficiency. However, optimization can have multiple objectives, such as self-sufficiency, economy and environment. In order to achieve such a plurality of purposes, the control algorithm in the present embodiment prepares an “optimization mode” for each purpose, and the system administrator or user can set the mode to be used. The optimization mode is a combination of an objective function, constraint conditions, and parameters used for optimizing power supply and demand. One combination can be selected from a plurality of combinations. Various optimal controls can be realized by setting cost and penalty parameters for each optimization mode.

図6は、最適化モードを例示する図である。ここでは、経済(節約)、自給自足、環境(エコ)、充電優先、静音(おやすみ)、電池長持ち、および非常(縮退)の7つのモードが例示されている。経済(節約)モードは、電力および燃料の費用を最小化するモードである。PVが費用ゼロであることから、PVを最優先する。さらに、料金プランや時間帯に応じて、系統電源と燃料電池のどちらが安いかを比較し、常に安い方の電力を用いる。以上のように、経済メリットを追求する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an optimization mode. Here, seven modes of economy (saving), self-sufficiency, environment (eco), charging priority, silent (good night), long battery life, and emergency (degeneration) are illustrated. Economic (saving) mode is a mode that minimizes power and fuel costs. Since PV has no cost, PV is given top priority. In addition, according to the price plan and time zone, the cheaper one of the system power supply and the fuel cell is compared, and the cheaper power is always used. Pursuing economic merits as described above.

自給自足モードは、最重要の最適化モードの一つである。系統電源に依存せず、住宅ごとにできる限り自立した電力需給を実現するため、系統電源からの買電量を最小化する。PVを最大限活用することはもちろん、夜間やピーク時の電力需要には燃料電池も活用することで、平常時においても自立した電力需給の実現を目指す。本実施形態では、この自給自足モードを最適化モードの初期値とする。   The self-sufficiency mode is one of the most important optimization modes. In order to realize independent power supply and demand for each house as much as possible without depending on the grid power supply, the amount of power purchased from the grid power supply is minimized. In addition to making the best use of PV, we aim to achieve independent power supply and demand even during normal times by using fuel cells for nighttime and peak power demand. In this embodiment, this self-sufficiency mode is set as the initial value of the optimization mode.

環境(エコ)モードは、二酸化炭素排出量を最小化するモードである。二酸化炭素排出量がゼロであるPVを最優先する。さらに、系統電源と燃料電池のうち二酸化炭素排出量が少ない方を優先することで、環境に優しい電力需給を目指す。   The environment (eco) mode is a mode for minimizing carbon dioxide emissions. Prioritize PV with zero carbon dioxide emissions. In addition, we will give priority to the one with lower carbon dioxide emissions among the system power supply and fuel cell, aiming for environmentally friendly power supply and demand.

充電優先モードは、電池切れの不安を極力減らすよう、電池残量を最大化するモードである。例えば、EV設置宅において、いつでもフル充電で出発できるように設定しておくことができる。また、停電の不安があるときにも有効である。ただし、日中にフル充電の状態ではPVで発電した電力を蓄電することができず、全て逆潮流してしまうため、自給率や費用の観点からはロスも大きいことに留意が必要である。   The charge priority mode is a mode in which the remaining battery level is maximized so as to reduce the fear of running out of the battery as much as possible. For example, it can be set so that it can always depart at full charge in an EV installation home. It is also effective when there are concerns about power outages. However, it should be noted that in the state of full charge during the day, the electric power generated by PV cannot be stored and all flows backward, so that there is a large loss in terms of self-sufficiency and cost.

静音(おやすみ)モードは、夜間における燃料電池やPCSの切替動作を最小化することで、夜間の音量を小さく抑えるモードである。自宅での安眠や近隣への配慮を目指す。   The quiet mode is a mode in which the nighttime volume is suppressed by minimizing the switching operation of the fuel cell and the PCS at nighttime. Aim to sleep at home and consider the neighborhood.

電池長持ちモードは、充放電の切替回数にペナルティを設定することで、電池の劣化を防ぐモードである。   The battery long-lasting mode is a mode for preventing deterioration of the battery by setting a penalty for the number of charge / discharge switching times.

非常(縮退)モードは、系統電力が解列された時に、自立運転期間を最大化するモードである。系統電源の潮流/逆潮流がゼロ、ただし燃料は供給可能という制約下で、PV、燃料電池、EV/蓄電池の3電源を組み合わせて、PVの発電量を極力無駄にせず、燃料電池を活用しながら需給の時間差をEV/蓄電池で吸収する。具体的には、通常の自給自足モードに対して、電池切れなどのペナルティ値を特別に設定する。ただし、EV不在時にはPVも発電できないなど、ハードウェア間の連携に制約がありうることに留意が必要である。   The emergency (degenerate) mode is a mode that maximizes the self-sustaining operation period when the system power is disconnected. Combined with the three power sources of PV, fuel cell, and EV / storage battery under the constraint that the power flow / reverse power flow of the system power supply is zero but fuel can be supplied, the fuel cell is utilized without wasting as much power generation as possible. However, the time difference between supply and demand is absorbed by the EV / storage battery. Specifically, a penalty value such as battery exhaustion is specially set for the normal self-sufficiency mode. However, it should be noted that there is a limitation in cooperation between hardware, such as PV cannot generate power when there is no EV.

3.5.計画時間
図7および図8は、計画時間を例示する図である。計画時間には、メッシュ、スパン、およびサイクルの3つがある。これらは混同されることが多いため、ここで説明する。メッシュは、全体最適計画における時間の刻み幅である。本実施形態における制御アルゴリズムでは、時間の刻み幅は1時間である。しかし、本実施形態においては、将来の拡張性を考え、データ構造上は10分メッシュで保持している。これは、現在の気象情報の多くが最小1時間メッシュであること、メッシュが細かすぎるとデータ量が大きくなり、通信負荷が大きくなると想定されるためである。
3.5. Planning Time FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating the planning time. There are three planned times: mesh, span, and cycle. These are often confused and will be described here. The mesh is a step size in the global optimum plan. In the control algorithm in this embodiment, the time interval is 1 hour. However, in the present embodiment, in consideration of future expandability, the data structure is held with a 10-minute mesh. This is because most of the current weather information is a mesh for a minimum of one hour, and if the mesh is too fine, it is assumed that the amount of data increases and the communication load increases.

スパンは、全体最適計画における時間の長さであり、どのくらい先の時間まで計画を作成するかを表す。本実施形態における制御アルゴリズムでは1週間である。これは、曜日別のパターンが重要であること、1日分と7日分で計算負荷がさほど変わらないと想定されること、7日以上先の気象情報は入手困難かつ低精度であることからこのように設定される。仮に全体最適計画のサーバに障害が発生した場合でも、1週間先までのルールが生成済みであるため、1週間以内に復旧すれば、制御ルールが空白となることはなく、制御ルールの精度が下がるだけで済む。   The span is the length of time in the global optimum plan, and represents how far ahead the plan will be created. In the control algorithm in this embodiment, it is one week. This is because the patterns for each day of the week are important, the calculation load is assumed not to change much between 1 day and 7 days, and weather information beyond 7 days is difficult to obtain and low accuracy. It is set in this way. Even if a failure occurs in the server of the overall optimum plan, the rules for one week ahead have already been generated. Therefore, if the rules are restored within one week, the control rules will not be blank, and the accuracy of the control rules will be improved. Just go down.

サイクルは、全体最適計画の更新頻度である。本実施形態における制御アルゴリズムでは1日である。これは、気象情報やEV走行情報等、1日単位で更新されるデータがあることと、当面の通信負荷、サーバ処理時間について安全を期するためである。さらに、本実施形態においては、EV接続時および解除時にも、全体最適計画が更新される。EVの接続/解除時に電源構成と実績値が大きく不連続に変化するため、これをトリガーとしてイベント起動による計画更新を行う。なお、ここで説明したメッシュ、スパン、およびサイクルはあくまで例であり、ここで説明した以外の期間が用いられてもよい。   The cycle is the update frequency of the overall optimum plan. In the control algorithm in this embodiment, it is one day. This is because there is data that is updated on a daily basis, such as weather information and EV traveling information, and for the sake of safety regarding the immediate communication load and server processing time. Further, in the present embodiment, the overall optimum plan is updated also at the time of EV connection and release. When the EV is connected / released, the power supply configuration and the actual value change greatly and discontinuously, and therefore, the plan update by event activation is performed using this as a trigger. Note that the meshes, spans, and cycles described here are merely examples, and periods other than those described here may be used.

3.6.制御アルゴリズムを中心としたスマートハウス構成機器の動作フロー
図9は、HEMSの動作フローを例示する図である。本節では、制御アルゴリズムを中心に、電源や家電機器等のスマートハウス構成機器(機器ネットワーク)の動作との関係を説明する。本実施形態におけるHEMSの論理構成部は、制御アルゴリズムを含む全体最適計画、実績データと制御ルールを保持する分析用DB、実行指示、実行、モニタリングを含む。物理的には、全体最適計画と分析用DBはクラウドの情報管理サーバ上に、実行指示は住宅内のホームサーバ上に実装される。電源や家電機器からなる機器ネットワークが動作を実行し、センサネットワークが動作状況をモニタリングする。
3.6. Operation Flow of Smart House Component Device Centered on Control Algorithm FIG. 9 is a diagram illustrating an operation flow of HEMS. In this section, the relationship between the operation of smart house components (device network) such as power supplies and home appliances will be described with a focus on control algorithms. The logical configuration unit of the HEMS in this embodiment includes an overall optimal plan including a control algorithm, an analysis DB that holds actual data and control rules, an execution instruction, execution, and monitoring. Physically, the overall optimum plan and the analysis DB are mounted on the information management server in the cloud, and the execution instruction is mounted on the home server in the house. A device network consisting of a power supply and home appliances performs an operation, and a sensor network monitors the operation status.

分析用DBは、全体最適計画で用いる実績データセットと最適化計算に用いる各種パラメータを保持(記憶)している。これらのデータに基づき、全体最適計画構成部は、住宅別の電力需給計画を作成する。全体最適計画構成部は、条件文(例えばIF−THEN文)で示された制御ルールの集合(制御ルールセット)を分析用DBに出力する。条件式は、例えば時刻または値の大小比較で記述される。   The analysis DB holds (stores) a performance data set used in the overall optimum plan and various parameters used for optimization calculation. Based on these data, the overall optimal plan composition unit creates a power supply and demand plan for each house. The overall optimal plan configuration unit outputs a set of control rules (control rule set) indicated by a conditional statement (for example, IF-THEN statement) to the analysis DB. The conditional expression is described, for example, by comparing time or value.

分析用DBには、全体最適計画で生成される制御ルールセットとは別に、システム管理者が個別ルールを登録することができる。これらのルールには優先度が付されてもよい。分析用DBは、優先度に応じて、実行すべきルールのサブセット(制御ルールサブセット)を抽出し、実行指示構成部に例えば1時間毎に送信する。なお、分析用DBと実行指示構成部との通信の間隔は1時間に限定されない。システムの通信負荷に応じて、これより短い間隔で、または長い間隔で通信が行われてもよい。   In the analysis DB, a system administrator can register individual rules separately from the control rule set generated in the overall optimum plan. Priorities may be assigned to these rules. The analysis DB extracts a subset of rules to be executed (control rule subset) according to the priority, and transmits it to the execution instruction component, for example, every hour. Note that the communication interval between the analysis DB and the execution instruction component is not limited to one hour. Depending on the communication load of the system, communication may be performed at shorter intervals or longer intervals.

実行指示構成部は、モニタリング構成部から送信される毎分の動作状況や環境変数に基づき、これらが制御ルールの条件式を満たしているか判定する。この判定は所定の周期(例えば毎分)で行われる。実行指示構成部は、条件式の結果がTrueとなった制御ルールを発動し、実行構成部に例えばECHONET Lite形式で実行指示を送信する。なお、条件式の判定と実行指示の頻度は1分に限定されず、モニタリング構成部の性能や、運用状況、ホームサーバや家庭内通信の負荷などを考慮して設定されてもよい。   The execution instruction configuration unit determines whether or not these satisfy the conditional expression of the control rule based on the operation status and the environment variable for each minute transmitted from the monitoring configuration unit. This determination is performed at a predetermined cycle (for example, every minute). The execution instruction configuration unit activates a control rule whose result of the conditional expression is True, and transmits the execution instruction to the execution configuration unit in, for example, the ECHONET Lite format. The frequency of the conditional expression determination and execution instruction is not limited to 1 minute, and may be set in consideration of the performance of the monitoring component, the operation status, the load of the home server or home communication, and the like.

実行構成部の動作状況は、モニタリング構成部で毎分計測される。計測結果は、実行指示構成部に送信される。   The operational status of the execution component is measured every minute by the monitoring component. The measurement result is transmitted to the execution instruction configuration unit.

図10〜15は、全体最適計画の入出力例を示す。多くの項目があるが、概ね、パラメータの設定、実績値の入力、予測値およびシナリオの出力、最適化後の計画値の出力、並びに最適化に基づく制御ルールの出力に分類される。   10 to 15 show examples of input / output of the overall optimal plan. Although there are many items, they are generally classified into parameter setting, actual value input, predicted value and scenario output, optimized plan value output, and optimization-based control rule output.

図16は、全体最適計画の日次処理を例示する図である。図16は、1日1回の全体最適計画の更新に関する処理の流れを示している。全体最適計画は実行指示部からの実績データ、外部サーバからの気象情報およびEV走行実績、スマートフォンからEV予約を受け取る。全体最適計画は、受け取った情報を用いて最適化計算を行い、制御ルールを生成する。制御ルールは分析用DBに送信される。   FIG. 16 is a diagram illustrating daily processing of the overall optimal plan. FIG. 16 shows the flow of processing related to the update of the overall optimum plan once a day. The overall optimum plan receives the actual data from the execution instruction unit, the weather information from the external server and the EV traveling result, and the EV reservation from the smartphone. In the global optimum plan, optimization calculation is performed using the received information, and a control rule is generated. The control rule is transmitted to the analysis DB.

図17は、接続/解除時の全体最適計画の再計算処理を例示する図である。図17は、EV接続/解除時のイベント起動による全体最適計画の更新に関する処理の流れを示している。実行構成部の一部であるEVが接続/解除されると、モニタリング構成部と実行指示構成部を介して分析用DBへ、EVが接続/解除されたことを示すメッセージが送信される。分析用DBは、全体最適計画構成部を呼び出し、全体最適計画構成部が最新データに基づいて計画を更新する。更新された制御ルールは分析用DBに送信される。   FIG. 17 is a diagram illustrating a recalculation process of the overall optimum plan at the time of connection / release. FIG. 17 shows the flow of processing related to the update of the overall optimum plan by event activation at the time of EV connection / release. When an EV that is a part of the execution configuration unit is connected / released, a message indicating that the EV is connected / released is transmitted to the analysis DB via the monitoring configuration unit and the execution instruction configuration unit. The analysis DB calls the overall optimal plan configuration unit, and the overall optimal plan configuration unit updates the plan based on the latest data. The updated control rule is transmitted to the analysis DB.

図18は、制御ルールセットの1時間毎の処理を例示する図である。図18は、1時間毎の制御ルールの更新に関する処理の流れを示している。1時間毎に実行指示構成部から分析用DBには実績データの送信、逆に分析用DBから実行指示構成部には制御ルールサブセットの送信が行われる。   FIG. 18 is a diagram illustrating an hourly process of the control rule set. FIG. 18 shows the flow of processing related to the update of the control rule every hour. Performance data is transmitted from the execution instruction configuration unit to the analysis DB every hour, and conversely, the control rule subset is transmitted from the analysis DB to the execution instruction configuration unit.

図19は、実行指示の1分毎の処理を例示する図である。図19は、1分毎の実行指示に関する処理の流れを示している。モニタリング構成部からの実績値送信、実行指示構成部での条件判定と実行指示、実行構成部での動作実行が、毎分のサイクルで繰り返される。   FIG. 19 is a diagram exemplifying processing for every minute of an execution instruction. FIG. 19 shows a flow of processing relating to an execution instruction for every minute. The actual value transmission from the monitoring component, the condition determination and execution instruction in the execution instruction component, and the operation execution in the execution component are repeated every minute.

週次、月次、四半期、年次または必要に応じて行われるパラメータ等の更新の処理に関しては、主としてシステム管理者が分析用DBで定期的または適宜行うが、最適化モードと安全蓄電量としての最小蓄電量は利用者がスマートフォンから設定・更新する。   The weekly, monthly, quarterly, annual, or parameter update processing that is performed as needed is performed mainly by the system administrator periodically or appropriately in the analysis DB. The minimum power storage amount is set and updated by the user from the smartphone.

4.制御アルゴリズムのモジュール構成
4.1.モジュール一覧
図20は、制御アルゴリズムのモジュール一覧を例示する図である。制御アルゴリズムは、需要モジュール、供給モジュール、蓄電モジュール、および最適需給計画モジュールを有する。これらは、HEMSの機器構成を仮想的に再現したものである。さらに、図20には、これらのモジュールに関係する構成として、分析用DBが記載されている。
4). Module configuration of control algorithm 4.1. Module List FIG. 20 is a diagram illustrating a module list of the control algorithm. The control algorithm includes a demand module, a supply module, a power storage module, and an optimum supply and demand planning module. These are virtual reproductions of the device configuration of HEMS. Further, FIG. 20 shows an analysis DB as a configuration related to these modules.

4.2.モジュール構成図
図21は、全体最適計画のモジュール構成を例示する図である。まず、分析用DBに保管された実績・予報データや各種パラメータに基づき、需要モジュールが需要予測と需要シナリオの生成を行う。需要モジュールの予測結果と需要シナリオは分析用DBと最適需給計画モジュールの双方に渡される。同様に、分析用DBに保管された実績・予報データや各種パラメータに基づき、供給モジュールが供給予測と供給シナリオの生成を行う。供給モジュールの予測結果と供給シナリオは分析用DBと最適需給計画の双方に渡される。最適需給計画モジュールは、分析用DBに保管された各種パラメータ、需要モジュールと供給モジュールの算出結果に基づき、統合シナリオの作成、最適化計画の計算、および制御ルールの生成を行う。最適計画モジュールで生成されたEV/蓄電池の充放電計画、燃料電池の稼働計画(起動、停止、および出力)、および条件文で表されたEV、蓄電池、燃料電池の制御ルールは、分析用DBに登録される。また、最適計画モジュールの算出結果のうち、系統電源、燃料電池、蓄熱ユニットのそれぞれの動作計画は供給モジュールに、EV/蓄電池の蓄電量の計画は蓄電モジュールに返される。供給モジュールと蓄電モジュールは、これらのデータを分析用DBに登録する。
4.2. Module Configuration Diagram FIG. 21 is a diagram illustrating a module configuration of the overall optimum plan. First, the demand module generates a demand forecast and a demand scenario based on the actual / forecast data and various parameters stored in the analysis DB. The prediction result and demand scenario of the demand module are passed to both the analysis DB and the optimum supply and demand planning module. Similarly, the supply module performs supply prediction and supply scenario generation based on the actual / forecast data and various parameters stored in the analysis DB. The prediction result and supply scenario of the supply module are passed to both the analysis DB and the optimum supply and demand plan. The optimum supply and demand planning module creates an integrated scenario, calculates an optimization plan, and generates a control rule based on various parameters stored in the analysis DB and the calculation results of the demand module and the supply module. The EV / storage battery charge / discharge plan generated by the optimal plan module, the fuel cell operation plan (start, stop, and output), and the EV, storage battery, and fuel cell control rules expressed in the conditional statements are analyzed DB Registered in In addition, among the calculation results of the optimum plan module, the respective operation plans of the system power source, the fuel cell, and the heat storage unit are returned to the supply module, and the plan of the storage amount of the EV / storage battery is returned to the power storage module. The supply module and the power storage module register these data in the analysis DB.

なお、本実施形態における制御アルゴリズムでは、系統電源潮流/逆潮流、燃料電池発電量、EV/蓄電池の蓄電量について、計画値の計算を最適需給計画モジュールで行っている。これは最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたためである。なお、供給モジュールや蓄電モジュールに異なる機能を実装し、分散処理が行われてもよい。   In the control algorithm according to the present embodiment, the optimum supply and demand planning module calculates the planned values for the system power flow / reverse flow, the fuel cell power generation amount, and the EV / storage battery storage amount. This is because the centralized processing is performed by the optimum supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. It should be noted that different functions may be implemented by implementing different functions in the supply module and the power storage module.

4.3.モジュールフロー
図22は、各モジュールの処理のフローを例示する図である。需要モジュールと供給モジュールは並列でそれぞれ予測とシナリオ生成を行う。それぞれの予測結果とシナリオに基づき、最適需給計画モジュールが統合シナリオ作成、最適化計算、およびルール生成を行う。その後、最適計画モジュールの算出結果のうち、系統電源、燃料電池、および蓄熱ユニットのそれぞれの動作計画は供給モジュールに、EV/蓄電池の蓄電量の計画は蓄電モジュールに返される。
4.3. Module Flow FIG. 22 is a diagram illustrating a process flow of each module. The demand module and the supply module perform prediction and scenario generation in parallel, respectively. Based on the respective prediction results and scenarios, the optimal supply and demand planning module performs integrated scenario creation, optimization calculation, and rule generation. Thereafter, among the calculation results of the optimum plan module, the respective operation plans of the system power source, the fuel cell, and the heat storage unit are returned to the supply module, and the plan of the storage amount of the EV / storage battery is returned to the power storage module.

5.制御アルゴリズムのサブモジュール構成
5.1.需要モジュール
5.1.1.サブモジュール一覧
図23は、需要モジュールのサブモジュール一覧を例示する図である。需要モジュールの処理対象となる需要は住宅内の電力需要と熱需要である。需要モジュールは、本実施形態の制御アルゴリズムで把握・予測すべき3つの需要として、家電の電力需要、EVの電力需要、蓄熱ユニットの熱需要に対応して、家電電力需要シナリオ作成、EV電力需要シナリオ作成、熱需要シナリオ作成の3つのサブモジュールを有する。
5. Submodule configuration of control algorithm 5.1. Demand module 5.1.1. Submodule List FIG. 23 is a diagram illustrating a submodule list of demand modules. The demands to be processed by the demand module are power demand and heat demand in the house. The demand module, as the three demands to be grasped and predicted by the control algorithm of this embodiment, corresponds to the power demand of home appliances, the power demand of EV, and the heat demand of the heat storage unit, creating a home appliance power demand scenario, EV power demand It has three submodules: scenario creation and heat demand scenario creation.

5.1.2.サブモジュール構成図
図24は、需要モジュールのサブモジュール構成を示す。3つのサブモジュールは並立であり、それぞれ分析用DBから実績データを取得し、需要予測と需要シナリオ生成を行い、計算結果としての需要予測と需要シナリオを分析用DBと最適需給計画モジュールに受け渡す。
5.1.2. Submodule configuration diagram FIG. 24 shows a submodule configuration of a demand module. The three sub-modules are side-by-side, each acquires actual data from the analysis DB, performs demand forecasting and demand scenario generation, and passes the demand forecast and demand scenario as the calculation results to the analysis DB and the optimal supply and demand planning module .

5.1.3.サブモジュールフロー
図25は、需要モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。3つのサブモジュールは並立であり、どの順序で処理してもよい。
5.1.3. Submodule Flow FIG. 25 is a diagram illustrating a flow of a submodule of the demand module. The three submodules are side by side and may be processed in any order.

5.2.供給モジュール
5.2.1.サブモジュール一覧
図26は、供給モジュールのサブモジュール一覧を示す。供給モジュールは、PV供給シナリオ作成、系統電力、燃料電池、および蓄熱ユニット熱量の4つのサブモジュールを有する。これらは、HEMSの機器構成を仮想的に再現したものである。
5.2. Supply module 5.2.1. Submodule List FIG. 26 shows a submodule list of supply modules. The supply module has four submodules: PV supply scenario creation, system power, fuel cell, and heat storage unit heat quantity. These are virtual reproductions of the device configuration of HEMS.

5.2.2.サブモジュール構成図
図27は、供給モジュールのサブモジュール構成を例示する図である。PV供給シナリオ作成サブモジュールは、分析用DBから実績データを取得し、供給予測により供給シナリオ生成を行い、計算結果としての予測シナリオを分析用DBと最適需給計画モジュールに受け渡す。なお、本実施形態における制御アルゴリズムでは、系統電源、燃料電池、蓄熱ユニット熱量の3つのサブモジュールは、最適需給計画モジュールの算出結果を受け取り、分析用DBに受け渡す。これは最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたためである。なお、これら3つのサブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
5.2.2. Submodule Configuration Diagram FIG. 27 is a diagram illustrating a submodule configuration of a supply module. The PV supply scenario creation submodule acquires actual data from the analysis DB, generates a supply scenario by supply prediction, and passes the prediction scenario as a calculation result to the analysis DB and the optimum supply and demand planning module. In the control algorithm in the present embodiment, the three submodules of the system power supply, the fuel cell, and the heat storage unit heat quantity receive the calculation result of the optimum supply and demand planning module and pass it to the analysis DB. This is because the centralized processing is performed by the optimal supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. Note that different functions may be mounted on these three submodules to perform distributed processing.

5.2.3.サブモジュールフロー
図28は、供給モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。PV供給シナリオ作成サブモジュールは、最初に実行される。残り3つのサブモジュールは並立であり、最適需給計画モジュールの実行後ならどの順序で処理してもよい。
5.2.3. Submodule Flow FIG. 28 is a diagram illustrating the flow of submodules in the supply module. The PV supply scenario creation submodule is executed first. The remaining three submodules are arranged side by side, and may be processed in any order after execution of the optimum supply and demand planning module.

5.3.蓄電モジュール
5.3.1.サブモジュール一覧
図29は、蓄電モジュールのサブモジュール一覧を示す。蓄電モジュールは、蓄電モジュールは、EV蓄電量および蓄電池蓄電量の2つのサブモジュールを有する。これは、HEMSの機器構成を仮想的に再現したものである。
5.3. Power storage module 5.3.1. Submodule List FIG. 29 shows a submodule list of the power storage modules. The power storage module has two submodules: an EV power storage amount and a storage battery power storage amount. This is a virtual reproduction of the device configuration of HEMS.

5.3.2.サブモジュール構成図
図30は、蓄電モジュールのモジュール構成を例示する図である。本実施形態における制御アルゴリズムでは、蓄電モジュールは、最適需給計画モジュールの算出結果を受け取り、分析用DBに受け渡す。これは最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたためである。なお、蓄電モジュールの各サブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
5.3.2. FIG. 30 is a diagram illustrating a module configuration of the power storage module. In the control algorithm in the present embodiment, the power storage module receives the calculation result of the optimum supply and demand planning module and transfers it to the analysis DB. This is because the centralized processing is performed by the optimal supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. Note that different functions may be implemented in each submodule of the power storage module to perform distributed processing.

5.3.3.サブモジュールフロー
図31は、蓄電モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。2つのサブモジュールは並立であり、どちらを先に処理してもよい。
5.3.3. Submodule Flow FIG. 31 is a diagram illustrating a flow of submodules of the power storage module. The two submodules are side by side, and either may be processed first.

5.4.最適需給計画モジュール
5.4.1.サブモジュール一覧
図32は、最適需給計画モジュールのサブモジュール構成を例示する図である。最適需給計画モジュールのサブモジュール構成は、必要な処理の順序に対応して、統合シナリオ生成、最適化計画、制御ルール生成の3つのサブモジュールを有する。
5.4. Optimal supply and demand planning module 5.4.1. Submodule List FIG. 32 is a diagram illustrating a submodule configuration of the optimum supply and demand planning module. The sub-module configuration of the optimum supply and demand planning module has three sub-modules corresponding to the necessary processing order: integrated scenario generation, optimization plan, and control rule generation.

5.4.2.サブモジュール構成図
図33は、最適需給計画モジュールのサブモジュール構成を示す。3つのサブモジュールは直列である。まず需要モジュールと供給モジュールからそれぞれ需要シナリオと供給シナリオを統合シナリオ生成サブモジュールが受け取り、これらのシナリオを統合した統合シナリオを生成する。次に統合シナリオと分析用DBから取得した各種パラメータに基づいて、最適化計画サブモジュールが最適化計算の結果として各種計画を生成し、EV/蓄電池充放電計画と燃料電池稼働計画を制御ルール生成サブモジュールと分析用DBに受け渡す。また、系統電源、燃料電池、蓄熱ユニットの各供給計画を供給モジュールに、EV/蓄電池の蓄電計画を蓄電モジュールに、それぞれ受け渡す。最後に、EV/蓄電池充放電計画と燃料電池稼働計画に基づいて、制御ルール生成サブモジュールが制御ルールを生成し、生成された制御ルールを分析用DBに登録する。
5.4.2. FIG. 33 shows a sub-module configuration of the optimum supply and demand planning module. The three submodules are in series. First, an integrated scenario generation submodule receives a demand scenario and a supply scenario from the demand module and the supply module, respectively, and generates an integrated scenario in which these scenarios are integrated. Next, based on various parameters acquired from the integrated scenario and analysis DB, the optimization plan sub-module generates various plans as a result of the optimization calculation, and generates control rules for EV / storage battery charge / discharge plans and fuel cell operation plans. Delivered to the submodule and analysis DB. Each supply plan of the system power supply, fuel cell, and heat storage unit is transferred to the supply module, and the storage plan of the EV / storage battery is transferred to the storage module. Finally, the control rule generation submodule generates a control rule based on the EV / storage battery charge / discharge plan and the fuel cell operation plan, and registers the generated control rule in the analysis DB.

5.4.3.サブモジュールフロー
図34は、最適需給計画モジュールのサブモジュールのフローを例示する図である。3つのサブモジュールは直列であり、統合シナリオ作成サブモジュール、最適化計画サブモジュール、制御ルール生成サブモジュールの順に実行される。
5.4.3. Submodule Flow FIG. 34 is a diagram illustrating a submodule flow of the optimum supply and demand planning module. The three submodules are serially executed in the order of the integrated scenario creation submodule, the optimization plan submodule, and the control rule generation submodule.

6.方式
6.1.需要モジュール
6.1.1.家電電力需要シナリオ作成サブモジュール
6.1.1.1.考え方
6.1.1.1.1.機能の概要
家電電力需要予測モデルでは、最初に、曜日・天候等(以下カテゴリー,Pで表記)によって異なる電力需要に対して、基本的なパターン(以下、「需要基本パターン」という)を定義する。需要基本パターンとは、カテゴリーによって分類された過去の電力需要量を用いて各カテゴリー内で時間帯別(1時間刻み)に代表値(平均、もしくは中央値)を算出し、カテゴリー別にまとめた代表値の集合である。この需要基本パターンは住宅毎に算出される。次に、予測対象となる住宅の過去の家電需要量と、当該家庭の基本パターンをカテゴリーによってマッチングし、家電電力需要量の実績値と需要基本パターンとの差異を計測する。そして、この差異を予測するモデルを構築する。季節要因は上記のカテゴリー分類の要素ではないが、季節要因も気温変化を通じて電力需要量に影響するため、季節別に気温を説明変数とするモデルを推定する。個々の住宅の生活スタイルの変化を考慮すると、需要基本パターン推定における期間は数年程度とすることが望ましい。より具体的には、進学や就職、転職、結婚などの生活スタイルの変化を反映する必要があることや、個人を特定できる可能性のある詳細な時間別需要データは、セキュリティ上長期、長期で保有しないことが望ましいため、データ期間は1年から2年程度であることが望ましい。
6). Method 6.1. Demand module 6.1.1. Home Appliance Electricity Demand Scenario Creation Submodule 6.1.1.1. Concept 6.1.1.1.1. Overview of Functions In the home appliance power demand forecasting model, first, a basic pattern (hereinafter referred to as “demand basic pattern”) is defined for different power demands depending on the day of the week, weather, etc. (hereinafter referred to as category, P). . The basic demand pattern is a representative value (average or median) calculated for each time zone (in one hour increments) within each category using the past power demand classified by category, and summarized by category. A set of values. This basic demand pattern is calculated for each house. Next, the past home appliance demand amount of the house to be predicted is matched with the basic pattern of the home by category, and the difference between the actual value of the home appliance power demand amount and the basic demand pattern is measured. Then, a model for predicting this difference is constructed. Although the seasonal factor is not an element of the above category classification, the seasonal factor affects the power demand through the temperature change, so a model with the temperature as an explanatory variable for each season is estimated. Considering the changes in the lifestyle of individual houses, it is desirable to set the basic demand pattern estimation period to several years. More specifically, it is necessary to reflect lifestyle changes such as advancement, employment, change of job, marriage, etc., and detailed hourly demand data that may be able to identify individuals is long-term and long-term for security. Since it is desirable not to hold it, the data period is preferably about 1 to 2 years.

図35は、需要基本パターンのカテゴリーを例示する図である。本モデルでは、需要基本パターンのカテゴリーを以下の16種類に分類する。
祝日でない場合:曜日(7種類)×降水の有無(2種類)
祝日の場合:降水の有無(2種類)
なお、本実施形態においては、季節による家電電力需要水準の違いはカテゴリーとして分類しない。12月から3月を冬季、6月から9月を夏季、それ以外を中間期とし、季節毎のモデルを推定することでその差異を予測に反映している。
FIG. 35 is a diagram illustrating categories of basic demand patterns. In this model, the basic demand pattern categories are classified into the following 16 types.
If it is not a holiday: Day of the week (7 types) x Presence of precipitation (2 types)
For public holidays: Precipitation (2 types)
In the present embodiment, the difference in the level of consumer electronics power demand depending on the season is not classified as a category. The difference is reflected in the forecast by estimating the model for each season, with December to March being the winter, June to September being the summer, and the rest being the interim.

図36は、家電電力需要シナリオ作成フローを説明する図である。予測に関しては、まず、予測対象日の季節と予測気温を用いて、上記推定モデルの関係式に適用することにより、需要基本パターンからの差分を予測する。また、予測対象となる各家庭の電力需要が、どのカテゴリーに分類されるかを曜日・天候予測等で判断し、分類されるべき需要基本パターンを特定する。すなわち、モデルによって推定された上記差分と需要基本パターンの和を計算することで、予測すべき電力需要量が求められる。この推定量が当モジュールの予測値として出力される。また、当サブモジュールでは、予測値の振れ幅を予測モデルの誤差分布のパーセンタイル値から算出し、予測値に振れ幅を加減したものを予測シナリオとして、想定される発生確率と共に出力する。   FIG. 36 is a diagram illustrating a flow of creating a home appliance power demand scenario. Regarding the prediction, first, the difference from the basic demand pattern is predicted by applying it to the relational expression of the estimation model using the season of the prediction target day and the predicted temperature. In addition, it is determined to which category the power demand of each household to be predicted is classified by day of the week / weather forecast, etc., and the basic demand pattern to be classified is specified. That is, by calculating the sum of the difference estimated by the model and the basic demand pattern, the power demand to be predicted is obtained. This estimated amount is output as a predicted value of this module. In addition, in this submodule, the fluctuation width of the predicted value is calculated from the percentile value of the error distribution of the prediction model, and the prediction value obtained by adding or subtracting the fluctuation width is output as a prediction scenario together with the expected occurrence probability.

6.1.1.1.2.理由/根拠
本サブモジュールでは、需要基本パターンを定義し、そこからの電力需要の乖離を予測するという手法を採用している。その理由としては、住宅の電力利用は家庭間で均一ではないが、個々の家庭で見た場合、曜日・降水の有無による電力需要のパターンがあると仮定しているからである。(雨天では、洗濯を中止する、特定の曜日にアルバイトで外出してしまうなど。)電力需要のパターンがあれば、そのパターンを特定することにより、観察値からノイズを除去し、安定的な推定値を得ることができる。さらに、電力需要基本パターンからの乖離を予測気温の平均気温からの乖離を用いて予測することで、予測日の気温変化というスペシフィックな家電電力需要要因を推定に取り入れ、精度の向上を図っている。
6.1.1.1.2. Reason / Evidence This sub-module adopts a method of defining a basic demand pattern and predicting the divergence of power demand from it. The reason for this is that the power usage of houses is not uniform among households, but it is assumed that there is a pattern of power demand depending on the day of the week / presence of precipitation when viewed in individual households. (In rainy weather, stop washing, go out part-time on a specific day of the week, etc.) If there is a pattern of power demand, noise is removed from the observed value by specifying that pattern, and stable estimation A value can be obtained. Furthermore, by predicting the deviation from the basic pattern of power demand using the deviation of the predicted temperature from the average temperature, we are taking into account the speci fi c consumer electronics power demand factor, ie, the temperature change on the forecast day, to improve accuracy. .

また、当モデルは季節別にモデルを推定するという方法を採用しているが、その根拠は以下の通りである。家電電力需要は、当該住宅付近の気温に影響を受け、その関係は以下のように仮定される。
夏季:住宅H付近の気温が平均気温と比較し、大きくなるほど住宅Hの電力需要は増す(需要量は気温変化に対して正の感応度)。
冬季:住宅H付近の気温が平均気温と比較し、小さくなるほど住宅Hの電力需要は増す(需要量は気温変化に対して負の感応度)。
春季および秋季:住宅H付近の気温と平均気温の差異の絶対値が一定以下の場合、気温変化に対する家電電力需要の感応度は無視できるほど小さい。一方、乖離幅が一定以上になると、その乖離の絶対値に比例して電力需要は増す。
この仮説の根拠としては、家電電力需要の主要部分がエアコンディショナによって占められているという事実によって示される。エアコンディショナは、人が快適であると思われる気温から乖離するほど、その利用が促進されるため、夏季と冬季では気温変化に対する感応度の符号が異なると想定されるからである。
In addition, this model adopts the method of estimating the model according to the season, and the grounds are as follows. Home appliance power demand is affected by the temperature around the house, and the relationship is assumed as follows.
Summer: The electric power demand of the house H increases as the temperature near the house H becomes larger than the average temperature (the demand is positively sensitive to the temperature change).
Winter: The electric power demand of the house H increases as the temperature near the house H becomes smaller than the average temperature (the demand is negatively sensitive to temperature changes).
Spring and Autumn: When the absolute value of the difference between the temperature near the house H and the average temperature is below a certain level, the sensitivity of the demand for home appliances to changes in temperature is so small that it can be ignored. On the other hand, when the deviation width exceeds a certain value, the power demand increases in proportion to the absolute value of the deviation.
The basis for this hypothesis is shown by the fact that the main part of household electricity demand is occupied by air conditioners. This is because the use of an air conditioner is promoted as it deviates from the temperature at which a person is likely to be comfortable, and therefore, the sign of sensitivity to temperature changes is assumed to differ between summer and winter.

図37は、季節毎の家電電力需要の気温との関係を例示する図である。図の縦軸の電力需要を基本需要パターンからの乖離とし、横軸を需要基本パターンの分類に応じた平均気温からの乖離に置き換えたとしても、需要基本パターンは気温を要素として分類していないため、当該乖離幅も気温に対する感応度を持つこととなる。よって、この場合も、図37同様、夏季シーズンはプラスの感応度、冬季シーズンはマイナス、中間期(春季秋季)は屈曲した直線となる。結局、夏季および冬季モデルの推定においては、説明変数を需要パターン分類毎の平均気温からの乖離とする線形回帰モデルを適用し、春秋期モデルでは、夏季・冬季モデルと同様の説明変数を用いたLDV(Limited Dependent Variable)モデルを推定する。   FIG. 37 is a diagram exemplifying a relationship between the temperature of home appliance power demand for each season. Even if the power demand on the vertical axis in the figure is the deviation from the basic demand pattern and the horizontal axis is replaced by the deviation from the average temperature according to the classification of the basic demand pattern, the basic demand pattern does not classify the temperature as an element. Therefore, the divergence width also has sensitivity to temperature. Therefore, in this case as well, as in FIG. 37, the summer season is a positive sensitivity, the winter season is a negative sensitivity, and the intermediate period (spring autumn season) is a bent straight line. After all, in the estimation of the summer and winter models, a linear regression model with the explanatory variables as the deviation from the average temperature for each demand pattern classification was applied, and in the spring and fall models, the same explanatory variables as in the summer and winter models were used. An LDV (Limited Dependent Variable) model is estimated.

6.1.1.2.入出力
図38は、家電電力需要シナリオ作成サブモジュールサブモジュールの入出力およびモデルで使われている変数・記号の一覧を例示する図である。
図39は、家電電力需要シナリオ作成サブモジュールの変数・記号一覧を例示する図である。
6.1.1.2. Input / Output FIG. 38 is a diagram illustrating a list of variables / symbols used in the input / output and model of the home appliance power demand scenario creation submodule.
FIG. 39 is a diagram illustrating a variable / symbol list of the home appliance power demand scenario creation submodule.

6.1.1.3.モデルの詳細
6.1.1.3.1.夏季・冬季モデル
図40は、夏季・冬季における家電電力需要の気温との関係を例示する図である。前述した基本需要パターン16種類毎に、平均需要量aveEH(H,P,t)を計算する。なおaveEH(H,P,t)は、次式(1)と同じ意味である。本稿では記号の上にバーを付した文字を表すことが困難であるので、数式以外の部分では記号の上にバーを付す代わりに「ave」という接頭辞を用いる。なお、数式においては式(1)のように記号の上にバーを付した文字を用いる。
このとき、平均需要量は住宅H近辺の住宅(例えば住宅Hおよび住宅Hから所定の距離内にある他の住宅)を対象とし、時間メッシュ毎に計算される。Pは、基本パターンの種類であるカテゴリを表し、tは平均需要量の算出された時間帯を表す。そして、モデルの目的変数y(H,P,S,t)は、
と表される。ここで、EH(H,P,S,t)は、シーズン別住宅HにおけるパターンPのt時における電力需要実績値であり、式のSはシーズンを表す。
6.1.1.3. Details of model 6.1.1.1.3.1. Summer / Winter Model FIG. 40 is a diagram illustrating the relationship between the temperature of home appliance power demand in summer and winter. The average demand amount aveE H (H, P, t) is calculated for each of the 16 basic demand patterns described above. Note that aveE H (H, P, t) has the same meaning as the following equation (1). In this article, it is difficult to represent a character with a bar above the symbol, so instead of adding a bar above the symbol, the prefix “ave” is used for parts other than the formula. In the mathematical formula, a character with a bar on the symbol is used as in the formula (1).
At this time, the average demand is calculated for each time mesh for a house in the vicinity of the house H (for example, the house H and other houses within a predetermined distance from the house H). P represents a category which is a type of basic pattern, and t represents a time zone in which the average demand is calculated. And the objective variable y (H, P, S, t) of the model is
It is expressed. Here, E H (H, P, S, t) is the actual power demand value at time t of the pattern P in the seasonal housing H, and S in the formula represents the season.

一方、基本需要パターンのカテゴリー毎に観測された住宅付近の気温を分類し、その平均値と観測された気温の差分をモデルの説明変数とする。つまり、説明変数X(H,P,S,t)は、基本需要パターンに応じて計算された時間メッシュ毎の平均気温avem(P,S,t)からの乖離として、以下の式によって与えられる。
On the other hand, the temperature near the house observed for each category of the basic demand pattern is classified, and the difference between the average value and the observed temperature is used as an explanatory variable of the model. In other words, the explanatory variable X (H, P, S, t) is given by the following equation as a deviation from the average temperature avem (P, S, t) for each time mesh calculated according to the basic demand pattern. .

結局、夏季・冬季モデルの推定式は、
となる。ここで、β(S)は季節で異なる気温変化に対する感応度を表す係数であり、推定式の切片項α(S)は、当該シーズンSの家電電力需要の基本パターンからの差異平均となり、季節要因による電力需要を表す変数である。
After all, the estimation formula for the summer / winter model is
It becomes. Here, β (S) is a coefficient representing the sensitivity to changes in temperature that vary with the season, and the intercept term α (S) of the estimation formula is the average of the differences from the basic pattern of consumer electronics power demand in the season S. It is a variable that represents power demand due to factors.

6.1.1.3.2.春季・秋季モデル
図41は、春季・秋季における家電電力需要の気温との関係を例示する図である。前述のようにモデルは、LDVモデルを適用するが、説明変数は夏季・冬季モデルと同様、X(H,P,S,t)を適用する。目的変数は、下記の図41のように、気温の水準によって、気温変化に対する感応度が変化すると仮定している。なお、ym(H,P,S,t)は、状態2(平均±T度以内)の電力需要y(H,P,S,t)の平均を示している。
6.1.1.1.3.2. Spring / Autumn Model FIG. 41 is a diagram illustrating the relationship between the temperature of home appliance power demand and the temperature in spring / autumn. As described above, an LDV model is applied as a model, but X (H, P, S, t) is applied as an explanatory variable as in the summer / winter model. As shown in FIG. 41 below, it is assumed that the sensitivity of the objective variable changes depending on the temperature level. Incidentally, y m (H, P, S, t) indicates the average of the state 2 power demand y of (within the average ± T degree) (H, P, S, t).

つまり、図の各状態は
と表される。これは、平均気温において、基本需要パターンからの乖離が±T℃の範囲内で、気温変化に対する感応度は殆ど無く、状態2における電力需要の平均ym(H,P,S,t)で一定と仮定していることを意味している。
In other words, each state in the figure is
It is expressed. This is in average temperature, within the range deviation of ± T ° C. from the basic demand patterns, sensitivity to temperature change is little, the average y m of power demand in the state 2 (H, P, S, t) in It means that it is assumed to be constant.

図42は、春季・秋季における家電電力需要の気温との関係の別の例を示す図である。いま、状態1と状態3における温度変化に対する感応度を等しいと仮定し、状態3の電力需要(平均からの乖離)の符号を反転させれば、図41は図42のように変形される。そして、図42の気温感応度を推定することによって、電力需要と気温の関係式が推定される。   FIG. 42 is a diagram showing another example of the relationship between the temperature of home appliance power demand in spring and autumn. Now, assuming that the sensitivities to the temperature changes in state 1 and state 3 are equal, if the sign of the power demand (deviation from the average) in state 3 is reversed, FIG. 41 is transformed as shown in FIG. And the relational expression of electric power demand and temperature is estimated by estimating the temperature sensitivity of FIG.

前述の仮定の下では、図42に示されるように、状態1と状態3の直線をそれぞれα1、α2だけシフトさせると中央の直線(図42)に一致するので、推定には以下の対数尤度lnLを最大化すればよい。
なお、
である。また、Σ記号の下の記号iは状態を表す。すなわち、式(7)は、離散的なデータに対して、3つの区間に分割して和をとるという意味である。
Under the above assumption, as shown in FIG. 42, if the straight lines in state 1 and state 3 are shifted by α1 and α2, respectively, they coincide with the central straight line (FIG. 42). The degree lnL may be maximized.
In addition,
It is. A symbol i below the symbol Σ represents a state. That is, Equation (7) means that the discrete data is divided into three sections and summed.

尤度に関して解説する。観察されるデータが状態1に属するとき、属するそれぞれのデータの生じる確率は確率密度関数であらわされる。このときの確率密度関数は、
であり、状態1のデータ全体に関しての生起確率は
となる。同様に、状態3では
となる。ここで、
である。状態2においては、温度変化に関して感応度がゼロであり、需要変化が観察されないが、もし、他の状態と同様の感応度があり、図42の中央の直線を想定するなら、状態2に属するデータの個々の生起確率は、
で表される。このケースも、状態2に属するデータ全体での「尤もらしさ」は
で表される。すべての状態における「尤もらしさ」は、全データの生じる確率を掛け合わせた以下の式で表される。
この式が当モデルの尤度関数であり、尤もらしさを表す。この尤度を最大化するように、未知パラメータ(β、α1、α2)を決定する方法が最尤法である。一般的に、尤度関数は対数変換しても大きさの順序関係に変化は無いため、便宜的に尤度関数を対数変換し、その関数値を最大化させる方法が用いられることが多い。
The likelihood is explained. When the observed data belongs to state 1, the probability of occurrence of each belonging data is expressed by a probability density function. The probability density function at this time is
And the probability of occurrence for the entire state 1 data is
It becomes. Similarly, in state 3,
It becomes. here,
It is. In state 2, the sensitivity with respect to the temperature change is zero, and no change in demand is observed, but if there is a sensitivity similar to the other states and a straight line in the center of FIG. 42 is assumed, it belongs to state 2 The individual occurrence probability of the data is
It is represented by In this case as well, the “likelihood” of the entire data belonging to state 2 is
It is represented by The “likelihood” in all states is expressed by the following formula obtained by multiplying the probabilities of occurrence of all data.
This equation is the likelihood function of this model and represents the likelihood. A method of determining unknown parameters (β, α1, α2) so as to maximize this likelihood is the maximum likelihood method. In general, the likelihood function does not change in the order of magnitude even when logarithmically transformed, and therefore, a method of logarithmically converting the likelihood function for convenience and maximizing the function value is often used.

前述の対数尤度関数は、すべての目的変数が各々どの状態(状態1、状態2、状態3)に属するのか判別できれば、各状態の生起確率が判明するため、最大化するパラメータを推定することができる。実際の推定においては、状態を区分するTが既知の場合、α1、α2はそれぞれ、
となる。実際には、Tが既知ではないため、電力需要量の基本需要パターンからの乖離(目的変数)の下位X%以下のデータが状態2に属すると仮定し、それ以外のデータに関しては、当該データの気温の平均からの乖離値が正のときは状態3、負の時は状態1に属すると仮定し、観測値からα1、α2も含めて推定する。X%は未知であるため、前述の尤度が最大となるように推定されたパラメータおよび状態を用いて事後的な尤度が最大となるように、グリッド・サーチによってX%を決定する。推定されたパラメータを用いて、気温と電力需要の関係式が求められるので、この関係を将来予測に当てはめ、将来シナリオを算出する。
The above log likelihood function estimates the parameter to be maximized because the occurrence probability of each state can be determined if it can be determined which state (state 1, state 2, state 3) each objective variable belongs to. Can do. In the actual estimation, when T for dividing the state is known, α1 and α2 are respectively
It becomes. Actually, since T is not known, it is assumed that the data below the lower X% of the deviation (objective variable) from the basic demand pattern of the power demand amount belongs to state 2, and for other data, the data When the deviation value from the average of the temperature is positive, it is assumed that it belongs to the state 3 and when it is negative, it is assumed to belong to the state 1, and α1 and α2 are estimated from the observed values. Since X% is unknown, X% is determined by grid search so that the posterior likelihood is maximized using the parameters and states estimated to maximize the likelihood. Since the estimated parameter is used to obtain a relational expression between the temperature and the power demand, this relation is applied to the future prediction, and a future scenario is calculated.

6.1.1.3.3.モデルパラメータの推定方法
6.1.1.3.2節で提示した尤度関数を推定パラメータで微分し、ゼロと置くことで、以下の関係式を得る。
ここで、
Ni:図42で示された状態iのデータ件数(i=1,2,3)
Φi:標準分布関数
Σ記号の下の添字は図42で示された状態を表す変数(i=1,2,3)
6.1.1.1.3.3. Model Parameter Estimation Method Differentiating the likelihood function presented in Section 6.1.1.1.3.2 with the estimated parameter and setting it to zero, the following relational expression is obtained.
here,
Ni: Number of data items in state i shown in FIG. 42 (i = 1, 2, 3)
.PHI.i: Standard distribution function. The subscript below the .SIGMA. Symbol is a variable representing the state shown in FIG. 42 (i = 1, 2, 3).

以上の関係を用いて、EM(Expectation Maximization)アルゴリズムの1つを用いて、対数尤度が最大値近辺で収束するようにパラメータ推定可能であり、その手順は以下のとおりである。   Using the above relationship, it is possible to estimate parameters so that the log likelihood converges around the maximum value using one of the EM (Expectation Maximization) algorithms, and the procedure is as follows.

ここで、λは更新幅である。 Here, λ is an update width.

ステップ4:k+1回目更新パラメータを用いて対数尤度lnL(k+1)を計算し、尤度が収束するまでステップ2からステップ3の処理を繰り返す。
収束条件は
lnL(k+1)−lnL(k)<閾値
として、十分に小さな閾値を設定すればよい。同様にその他の手法を用いて尤度を最大化するパラメータを推定することも可能であり、採用する手法は頑健性や計算時間などを考慮して決定する。
Step 4: The log likelihood lnL (k + 1) is calculated using the k + 1-th update parameter, and the processing from Step 2 to Step 3 is repeated until the likelihood converges.
The convergence condition may be set to a sufficiently small threshold value such that lnL (k + 1) -lnL (k) <threshold value. Similarly, it is possible to estimate the parameter that maximizes the likelihood using other methods, and the method to be adopted is determined in consideration of robustness, calculation time, and the like.

6.1.1.4.予測シナリオの作成
6.1.1.4.1.予測値の作成
将来予測値は、前節で示したモデル式を推定することで得られた気温と電力需要量の関係を気温予測に当てはめることにより、算出する。気温の予測値を1時間メッシュで取得する。さらに、予測対象が当てはまる基本需要パターンのカテゴリーとシーズンを考慮し、予測値のカテゴリーとシーズンに対応する過去の平均値avem(H,P,S,t)を算出する。そして、予測値のavem(H,P,S,t)からの乖離を計算し、6.1.1.3.節の推定モデルに代入することによって将来の予測値としてのy*(H,P,S,t)を求める。実際のシナリオとして必要となる予測値は、基本需要パターンからの乖離ではなく、需要量そのものであるため、下記の式によって需要量データに変換する。
6.1.1.4. Creation of forecast scenario 6.1.1.1.4.1. Creation of predicted values Future predicted values are calculated by applying the relationship between temperature and power demand obtained by estimating the model equation shown in the previous section to temperature prediction. Obtain the predicted temperature in 1 hour mesh. Furthermore, considering the category and season of the basic demand pattern to which the prediction target applies, the past average value avem (H, P, S, t) corresponding to the category and season of the prediction value is calculated. Then, the deviation of the predicted value from avem (H, P, S, t) is calculated, and 6.1.1.3. By substituting into the estimation model of the clause, y * (H, P, S, t) as a future predicted value is obtained. Since the predicted value required as an actual scenario is not the deviation from the basic demand pattern but the demand amount itself, it is converted into demand amount data by the following formula.

まとめると、
・予測は1週間先までを1日毎に行う。
・予測日の曜日、祭日かどうか、予想降水確率を用いて、予測に用いる基本パターンを決定する。但し、降水の有無は降水確率が50%以上のときに「降水有り」、50%未満のときに「降水無し」とする。
・予測日の季節から、適用すべき需要基本パターンからの差分を予測するモデルを推定する。
・1時間メッシュの住宅H付近の気温予測値を過去平均からの乖離に変換し、学習データから得られた差分を推定するモデルに適用して、予測値を得る。
Summary,
・ Predict every 1 day up to 1 week ahead.
-The basic pattern used for prediction is determined using the forecast day of the week, whether it is a national holiday, or the forecasted precipitation probability. However, the presence / absence of precipitation is “with precipitation” when the probability of precipitation is 50% or more, and “without precipitation” when the probability is less than 50%.
-Estimate a model that predicts the difference from the basic demand pattern to be applied from the season of the forecast date.
Convert the predicted temperature value near the house H in the 1-hour mesh into a deviation from the past average, and apply it to a model that estimates the difference obtained from the learning data to obtain the predicted value.

一方、1時間メッシュの気温予測データが将来の7日分得られない場合、以下の方法で推定値を得ることとする。
(1)予測するデータが、その予測時点から本稿で定義したシーズン(夏季、冬季、春季・秋季)のどれに相当するかを判別する。
(2)日次ベースでは、7日間先の日中最高気温および最低気温データは気象庁等より、公開されている。また、降水確率も同様である。
そこで、
(イ)予測降水確率が50%以上の場合、予測対象日の天候は“降雨あり”、予測確率が50%未満の場合、“降雨なし”と判別する。
(ロ)同じ天候、同じシーズンの過去データに関して、それぞれの日中最高気温および最低気温を取り出し、予測の最高気温および最低気温に対するそれぞれの乖離の自乗和を計算する。
(ハ)(ロ)で計算された乖離の自乗和に関して、昇順にデータを並べ替え、上位10位程度までのデータ(日次1時間刻み)を取得する。
(3)上記の手続きにより得られた最高気温・最低気温が近い過去データにおける家電電力需要の平均値を、時間帯毎(1時間メッシュ)に計算し、その平均値(1時間メッシュで計算)を予測データとする。
On the other hand, if 1 hour mesh temperature forecast data is not available for the future 7 days, an estimated value is obtained by the following method.
(1) Determine which of the seasons defined in this paper (summer, winter, spring / autumn) corresponds to the data to be predicted.
(2) On a daily basis, the daytime maximum and minimum temperature data for seven days ahead are released by the Japan Meteorological Agency and others. The same is true for the probability of precipitation.
there,
(A) When the predicted precipitation probability is 50% or more, it is determined that the weather on the prediction target day is “rainfall”, and when the prediction probability is less than 50%, “no rain”.
(B) With respect to the same weather and past data of the same season, the daytime maximum temperature and the minimum temperature are extracted, and the sum of squares of the respective deviations from the predicted maximum temperature and the minimum temperature is calculated.
(C) With respect to the sum of squares of the divergence calculated in (b), the data is rearranged in ascending order, and data up to about the top 10 (daily hourly increments) are acquired.
(3) Calculate the average value of household electricity demand in the past data with the highest and lowest temperatures obtained by the above procedure for each time zone (1 hour mesh), and the average value (calculated with 1 hour mesh) Is predicted data.

6.1.1.4.2.予測値の振れ幅の設定
計算された予測値と実績値の差を予測誤差と定義する。1週間先の将来時点まで予測するため、予測値の種類を予測日までの期間の長さ(1日単位)で捉えると、7種類の誤差が存在することになる。予測誤差は予測時点毎に過去の予測値(7種、1時間刻み)を保持し、都度、これら保持データから予測誤差を計算することとする。以上の処理によって蓄積された誤差の分布から、予測の振れ幅に関する推定量を得ることとする。
6.1.1.1.4.2. Setting the fluctuation range of the predicted value The difference between the calculated predicted value and the actual value is defined as the prediction error. In order to make a prediction up to a future time point one week ahead, there are seven types of errors when the type of prediction value is captured by the length of the period until the prediction date (in units of one day). As the prediction error, a past prediction value (seven types, increments of one hour) is held for each prediction time point, and the prediction error is calculated from the held data each time. It is assumed that an estimated amount related to the predicted fluctuation width is obtained from the error distribution accumulated by the above processing.

図43は、誤差分布から得られる代表値を例示する図である。横軸は誤差を、縦軸は確率密度を、それぞれ示している。図46は、4つの振れ幅が設定された場合の例を示している。過去の予測誤差データから、誤差の大きさを基準として97.5%タイル点および85%タイル点、15%タイル点、2.5%タイル点を抽出(もしくは線形補間により推定)し、それらを予測値の振れ幅として設定する。   FIG. 43 is a diagram illustrating a representative value obtained from the error distribution. The horizontal axis indicates the error, and the vertical axis indicates the probability density. FIG. 46 shows an example in which four shake widths are set. 97.5% tile points, 85% tile points, 15% tile points, and 2.5% tile points are extracted (or estimated by linear interpolation) from the past prediction error data based on the magnitude of the error. Set as the fluctuation width of the predicted value.

6.1.1.4.2.3.予測シナリオの設定
前述の設定された予測値の振れ幅を用いて、予測シナリオを設定する場合、“予測値”、“予測値+85%タイル点”、“予測値+15%タイル点”、“予測値+97.5%タイル点”、“予測値+2.5%タイル点”が、それぞれ発生確率が50%、20%、20%、5%、5%のシナリオとして出力される。
6.1.1.4.2.3. Setting of prediction scenario When setting a prediction scenario using the set fluctuation width of the above-mentioned prediction value, “prediction value”, “prediction value + 85% tile point”, “prediction value + 15% tile point”, “prediction” Value + 97.5% tile point ”and“ Predicted value + 2.5% tile point ”are output as scenarios with occurrence probabilities of 50%, 20%, 20%, 5%, and 5%, respectively.

6.1.2.EV電力需要シナリオ作成サブモジュール
6.1.2.1.考え方
6.1.2.1.1.機能の概要
図44は、EV電力需要シナリオ作成フローを説明する図である。本サブモジュールでは、EV利用に伴う電力需要を予想し、予測値とその誤差を考慮したEV電力需要シナリオを作成する。しかし、将来のEV利用の予測を可能とする観測変数を得ることは難しい。そのため、EV利用の予測は居住者の利用予約が、生起確率の観点から尤もらしいシナリオとし、当該シナリオを当モジュールの予測値とする。当該シナリオに関しては、利用予約時間帯とその長さによって、利用予約情報を電力換算し、出力シナリオとする。一方、このメイン(生起確率の観点から尤もらしい)シナリオ以外に出力されるシナリオは、経験分布を反映させるため、EV電力需要実績からランダムにサンプリングすることによって得る。
6.1.2. EV power demand scenario creation submodule 6.1.2.1. Concept 6.1.2.1.1. Overview of Function FIG. 44 is a diagram for explaining an EV power demand scenario creation flow. In this sub-module, the electric power demand accompanying EV use is predicted, and an EV electric power demand scenario considering the predicted value and its error is created. However, it is difficult to obtain observation variables that enable prediction of future EV usage. Therefore, the prediction of EV use is a scenario in which the resident's use reservation is plausible from the viewpoint of occurrence probability, and the scenario is set as a predicted value of this module. For this scenario, the usage reservation information is converted into electric power according to the usage reservation time zone and its length, and is set as an output scenario. On the other hand, a scenario output other than the main scenario (which is likely from the viewpoint of occurrence probability) is obtained by sampling at random from the EV power demand record in order to reflect the experience distribution.

6.1.2.1.2.理由/根拠
予測が困難ながら、実際のEV電力需要実績データからサンプリングを行い、経験分布を反映させることによって実態の利用状況を反映したシナリオ作成を実現させる。利用予約は、ユーザ本人の意思表示の結果であり、これをメインシナリオとすることは合理的である。
6.1.2.1.2. Reason / Evidence Although it is difficult to predict, sampling is performed from actual EV power demand performance data, and the scenario creation reflecting the actual usage situation is realized by reflecting the experience distribution. The use reservation is a result of the intention display of the user himself, and it is reasonable to use this as the main scenario.

6.1.2.2.入出力
図45は、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール入出力を例示する図である。
図46は、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール変数・記号一覧を例示する図である。
6.1.2.2. Input / Output FIG. 45 is a diagram illustrating EV power demand scenario creation submodule input / output.
FIG. 46 is a diagram illustrating an EV power demand scenario creation submodule variable / symbol list.

6.1.2.3.モデルの詳細
EV利用予約情報は、EVの利用時間帯情報であり、この情報を電力需要換算する必要がある。当サブモジュールでは、統計モデルは存在せず、EV利用予約を電力需要量換算するロジックのみが存在することになる。
6.1.2.3. Details of the model EV use reservation information is EV use time zone information, and this information needs to be converted into electric power demand. In this submodule, there is no statistical model, and there is only logic for converting EV usage reservations into power demand.

6.1.2.4.予測シナリオの作成
6.1.2.4.1.予測値の作成
前述のように、尤もらしい予測は、EV利用予約という、ユーザの入力情報となる。よって、このEV利用予約を電力需要量に変換したものが、当サブモジュールの予測値となる。
6.1.2.4. Creation of forecast scenario 6.1.1.2.4.1. Creation of Predicted Value As described above, a plausible prediction is user input information called EV use reservation. Therefore, the EV usage reservation converted into the power demand is the predicted value of the submodule.

6.1.2.4.2.予測値の振れ幅の設定
予測値以外のシナリオは、過去の実績値からのランダムサンプリングである。そのため、具体的な予測値の振れ幅は設定されていない。
6.1.2.4.2. Setting of fluctuation range of predicted value Scenarios other than the predicted value are random sampling from past actual values. Therefore, no specific prediction value fluctuation is set.

6.1.2.4.3.予測シナリオの設定
予測シナリオは、EV電力需要実績DBに格納された過去1年分のデータからのランダムサンプリングによって7日分(予測期間)作成される。以下に、その手順を詳述する。
6.1.4.2.3. Prediction scenario setting A prediction scenario is created for seven days (prediction period) by random sampling from data for the past year stored in the EV power demand record DB. The procedure will be described in detail below.

ステップ1:
予測日当日の曜日を計算する。(以下でx曜日であると仮定。)
ステップ2:
EV電力需要量に関する過去実績データを取得し、当該需要量を日次で合算し、その合計値が高い上位1%に含まれる日のデータを取得データから除外する。
ステップ3:
取得した過去データのx曜日のデータとそのデータ日付を抽出する。
ステップ4:
データ日付を含め、その後7日間のデータが連続して取得可能(欠損していない)であるデータ以外をステップ3の抽出データから削除する。
ステップ5:
残ったデータを日付の昇順に並べ替えると共に、残ったデータ数をカウントする。
ステップ6:
一様乱数をステップ5のカウント数分だけ発生させ、乱数をその発生順にデータの並び順で各データに付与する。
ステップ7:
n−1本(n−1はステップ5のカウント数以下である必要がある)のシナリオを取得すると仮定し、ステップ6で与えた乱数の昇順にn−1個のデータを抽出する。
ステップ8:
ステップ7で抽出されたデータのデータ日付を含め、各々のデータ日付以降7日間のデータを取得し、x曜日をスタートとして7日間連続したデータの集合を1単位のシナリオとしてまとめる。この時点でn−1本のシナリオが作成される。
ステップ9:
ステップ8でまとめられたシナリオ(n−1本)を出力する。
Step 1:
Calculate the day of the week for the forecast date. (Assumed to be day x below)
Step 2:
The past performance data relating to the EV power demand is acquired, the demands are summed daily, and the data included in the top 1% having the highest total value is excluded from the acquired data.
Step 3:
The data of x day of the acquired past data and its data date are extracted.
Step 4:
Data other than the data that can be acquired continuously (not missing) for 7 days including the data date are deleted from the extracted data in step 3.
Step 5:
The remaining data is sorted in ascending order of date, and the number of remaining data is counted.
Step 6:
Uniform random numbers are generated for the number of counts in step 5, and random numbers are assigned to each data in the order of data generation.
Step 7:
Assuming that n-1 scenarios (n-1 needs to be equal to or smaller than the count number in step 5) are acquired, n-1 data are extracted in ascending order of the random numbers given in step 6.
Step 8:
Including the data date of the data extracted in step 7, data for 7 days after each data date is acquired, and a set of data continuous for 7 days starting from day x is collected as a unit scenario. At this point, n-1 scenarios are created.
Step 9:
The scenario (n-1) summarized in step 8 is output.

次に、これらのシナリオの発生確率の設定であるが、シナリオは、それぞれ、サブシナリオがn−1本とメインシナリオが1本の計n本である。メインシナリオは、尤もらしい(生起確率が最も高いと想定される)シナリオであるため、当該シナリオに対しては高い発生確率を与えるべきである。   Next, regarding the setting of the occurrence probability of these scenarios, there are a total of n scenarios with n-1 sub-scenarios and one main scenario. Since the main scenario is a plausible scenario (it is assumed that the occurrence probability is the highest), a high occurrence probability should be given to the scenario.

そして、与えるべき具体的な発生確率は、現段階では80%から90%の発生確率を想定している。もし、当該設定を80%とした場合、残りの20%が、その他n−1本のシナリオに振り分けられることになる。一方、これらのシナリオはランダムサンプリングによって得られたシナリオであるため、それぞれの生起確率を等しく設定することが合理的である。よって、(100−80)%をこれらn−1本のシナリオに等配分したものを生起確率と設定するする。つまり、メインシナリオ以外のシナリオの生起確率は以下の式で与えられる。
The specific occurrence probability to be given assumes an occurrence probability of 80% to 90% at this stage. If the setting is 80%, the remaining 20% is allocated to the other n-1 scenarios. On the other hand, since these scenarios are obtained by random sampling, it is reasonable to set each occurrence probability equally. Therefore, the occurrence probability is set as (100-80)% that is equally distributed to these n-1 scenarios. That is, the occurrence probability of scenarios other than the main scenario is given by the following formula.

6.1.3.熱需要シナリオ作成サブモジュール
6.1.3.1.考え方
6.1.3.1.1.機能の概要
図47は、熱需要シナリオ作成フローを説明する図である。熱需要は、気温の変化や季節、曜日と強い相関があることを仮定する。また、熱利用は、季節や曜日(以下カテゴリー)毎に、各住宅で一定のパターンに従うと仮定する。そこで、当サブモジュールの予測モデルは、上記の仮説に従い、過去の熱の実績需要データを用いた予測モデルとする。具体的には、過去の日別の熱需要実績データを各カテゴリーに分類する。次に、予測対象日がどのカテゴリーに属するのかを判別する。また、予測対象日の日中最高気温および最低気温データを取得する。一方、予測日が判別されたカテゴリーに関して、同一カテゴリーの過去実績需要データのデータ日付における日中最高気温および最低気温を算出する。そして、予測日に対応するカテゴリーの過去実績データの中から、予測日の日中最高気温および最低気温予測とデータ日付の日中最高気温・最低気温が近い過去実績データを複数抽出し、その代表値を予測需要データとして適用することとする。気温が近いかどうかは、最低気温および最高気温それぞれに対して差分の2乗を計算し、それぞれの和を計算した値を基準に判断する。
6.1.3. Heat demand scenario creation submodule 6.1.3.1. Concept 6.1.3.1.1. Overview of Function FIG. 47 is a diagram for explaining a flow of creating a heat demand scenario. It is assumed that heat demand has a strong correlation with changes in temperature, season, and day of the week. In addition, it is assumed that heat use follows a certain pattern in each house for each season and day of the week (hereinafter referred to as category). Therefore, the prediction model of this submodule is a prediction model that uses past actual heat demand data according to the above hypothesis. Specifically, the past daily heat demand performance data is classified into each category. Next, it is determined which category the prediction target date belongs to. Moreover, the daytime maximum temperature and minimum temperature data of the prediction target date are acquired. On the other hand, regarding the category for which the predicted date is determined, the daytime maximum temperature and the minimum temperature on the data date of the past actual demand data of the same category are calculated. Then, from the past performance data of the category corresponding to the forecast date, multiple past performance data with the daytime maximum and minimum temperature forecasts on the forecast date and the daytime maximum and minimum temperatures on the data date are extracted, and the representative The value is applied as forecast demand data. Whether or not the temperature is close is determined by calculating the square of the difference for each of the lowest temperature and the highest temperature, and using the value obtained by calculating the sum of each difference as a reference.

6.1.3.1.2.理由/根拠
熱需要は、床暖房での利用などを通じ、気温と相関関係がある。また、入浴時のお湯の使用は、夏季と冬季では異なる。さらに、休日と平日では入浴時間が異なることが考えられる。これらに対処するため、曜日や季節、気温などの要素を予測に加味することが必要となる。そのため、本サブモジュールでは、過去の実績データを季節および曜日の組み合わせのカテゴリーに分類し、予測日に対応するカテゴリーの中から、気温を選択基準として需要量の代表値を抽出し、予測値を算出する方法を採用している。
6.1.3.1.2. Reason / Evidence Heat demand correlates with temperature, such as through floor heating. Also, the use of hot water during bathing differs between summer and winter. Furthermore, the bathing time may differ on holidays and weekdays. In order to deal with these, it is necessary to consider factors such as day of the week, season, and temperature in the prediction. Therefore, in this submodule, past performance data is classified into categories of combinations of seasons and days of the week, the representative value of demand is extracted from the categories corresponding to the forecast date using the temperature as the selection criterion, and the forecast value is calculated. The calculation method is adopted.

6.1.3.2.入出力
図48は、熱需要シナリオ作成サブモジュールの入出力を例示する図である。
6.1.3.2. Input / Output FIG. 48 is a diagram illustrating input / output of the heat demand scenario creation submodule.

6.1.3.3.モデルの詳細
当サブモジュールの予測は、下記の手順に従って行われる。
ステップ1:
過去の日別の熱需要実績データを以下の24カテゴリーに分類する
祝日ではない場合:曜日(7カテゴリー)×季節(3カテゴリー)
祝日の場合:季節(3カテゴリー)
冬季:12月から3月
夏季:6月から9月
中間期:4月、5月、10月、11月
ステップ2:
予測するデータが、その予測時点からみて、上記で定義したどのカテゴリーに相当するかを判別する。
ステップ3:
日次ベースでは、7日間先の日中最高・最低気温データは気象庁等より、公開されている。そこで、
(1)同じカテゴリーの過去データに関して、それぞれの日中最高気温を取り出し、予測の日中最高気温との差異の2乗を計算する。最低気温に対しても同様の計算を施す。
(2)(1)で計算された最低気温と最高気温の2乗和を日次で計算し差異の小さい上位複数のデータ(日次1時間刻み)を取得する。
(3)取得した上位複数のデータの熱需要の平均値(1時間刻み)を各メッシュにおける代表値として計算し、その代表値を予測データとする。
6.1.3.3. Model details The prediction of this sub-module is made according to the following procedure.
Step 1:
Classify the past heat demand performance data into the following 24 categories If it is not a holiday: Day of the week (7 categories) x Season (3 categories)
For holidays: Season (3 categories)
Winter: December to March Summer: June to September Interim: April, May, October, November Step 2:
It is determined to which category defined above the data to be predicted corresponds to the prediction time point.
Step 3:
On a daily basis, the daytime maximum and minimum temperature data for seven days ahead are published by the Japan Meteorological Agency and others. there,
(1) With respect to past data of the same category, each daytime maximum temperature is taken out, and the square of the difference from the predicted daytime maximum temperature is calculated. The same calculation is applied to the minimum temperature.
(2) The sum of the squares of the minimum temperature and the maximum temperature calculated in (1) is calculated daily, and a plurality of higher-order data (in daily hour increments) with a small difference are acquired.
(3) The average value (in one hour increments) of the heat demands of the acquired plurality of upper data is calculated as a representative value in each mesh, and the representative value is used as prediction data.

6.1.3.4.予測シナリオの作成
6.1.3.4.1.予測値の作成
当サブモジュールでは、過去の実績データからのカテゴリー別のサンプリングを実施するので、モデル詳細で得られた過去データの代表値が予測値そのものとなる。
6.1.3.4. Creation of forecast scenario 6.1.1.3.4.1. Creation of predicted values In this submodule, sampling by category is performed from past performance data, so the representative values of past data obtained in the model details are the predicted values themselves.

6.1.3.4.2.予測値の振れ幅の設定
計算された予測値と実績値の差を予測誤差と定義する。1週間先の将来時点まで予測するため、予測値の種類を予測日までの期間の長さ(1日単位)で捉えると、7種類の誤差が存在することになる。予測誤差は予測時点毎に過去の予測値(7種、1時間刻み)を保持し、都度、これら保持データから予測誤差を計算することとする。以上の処理によって蓄積された誤差の分布から、予測の振れ幅に関する推定量を得ることとする。
6.1.3.2.2. Setting the fluctuation range of the predicted value The difference between the calculated predicted value and the actual value is defined as the prediction error. In order to make a prediction up to a future time point one week ahead, there are seven types of errors when the type of prediction value is captured by the length of the period until the prediction date (in units of one day). As the prediction error, a past prediction value (seven types, increments of one hour) is held for each prediction time point, and the prediction error is calculated from the held data each time. It is assumed that an estimated amount related to the predicted fluctuation width is obtained from the error distribution accumulated by the above processing.

図49は、誤差分布から得られる代表値を例示する図である。横軸は誤差を、縦軸は確率密度を、それぞれ示している。図49は、4つの振れ幅を設定する場合の例である。過去の予測誤差データから、誤差の大きさを基準として97.5%タイル点および85%タイル点、15%タイル点、2.5%タイル点を抽出(もしくは線形補間により推定)し、それらを予測値の振れ幅として設定する。   FIG. 49 is a diagram illustrating a representative value obtained from the error distribution. The horizontal axis indicates the error, and the vertical axis indicates the probability density. FIG. 49 shows an example in which four swing widths are set. 97.5% tile points, 85% tile points, 15% tile points, and 2.5% tile points are extracted (or estimated by linear interpolation) from the past prediction error data based on the magnitude of the error. Set as the fluctuation width of the predicted value.

6.1.3.4.3.予測シナリオの設定
前述の設定された予測値の振れ幅を用いて、予測シナリオを設定する場合、“予測値”、“予測値+85%タイル点”、“予測値+15%タイル点”、“予測値+97.5%タイル点”、“予測値+2.5%タイル点”が、それぞれ発生確率が50%、20%、20%、5%、5%のシナリオとして出力される。
6.1.4.3. Setting of prediction scenario When setting a prediction scenario using the set fluctuation width of the above-mentioned prediction value, “prediction value”, “prediction value + 85% tile point”, “prediction value + 15% tile point”, “prediction” Value + 97.5% tile point ”and“ Predicted value + 2.5% tile point ”are output as scenarios with occurrence probabilities of 50%, 20%, 20%, 5%, and 5%, respectively.

6.2.供給モジュール
6.2.1.PV供給シナリオ作成サブモジュール
6.2.1.1.考え方
6.2.1.1.1.機能の概要
図50は、PV供給量シナリオ作成フローを説明する図である。本モジュールでは、過去の平年の日射量と気温を用い、太陽光発電(以下PV)との関係を表す非線形回帰モデルを推定する。設置角度係数は明示的にモデル内に組み込むことも可能であるが、デフォルトでは使用しない。そして、推定されたモデルパラメータを用いて、7日間(予測の時間刻みは1時間)の予測データ(天候および気温)と日射量(過去実績を予測値とする)に適用し、PVの将来供給量を予測する。予測モデルは、発電効率の関数および天気による日射量低下係数(晴天か否かのダミー変数の係数)をファクターとする非線形回帰モデルとしている。また、過去の予測誤差分布から、誤差のパーセンタイル値(例えば、2.5%、15%、85%、97.5%)を求め、期待値と共に予測シナリオを作成する。
6.2. Supply module 6.2.1. PV supply scenario creation submodule 6.2.1.1. Concept 6.2.1.1.1. Function Overview FIG. 50 is a diagram for explaining a PV supply amount scenario creation flow. In this module, a non-linear regression model representing the relationship with photovoltaic power generation (hereinafter referred to as PV) is estimated using the amount of solar radiation and temperature in the past normal years. The installation angle factor can be explicitly incorporated into the model, but is not used by default. Then, using the estimated model parameters, it is applied to forecast data (weather and temperature) for 7 days (predicted time increment is 1 hour) and solar radiation (previous results are used as forecast values), and future supply of PV Predict the amount. The prediction model is a non-linear regression model with factors of a power generation efficiency function and a solar radiation amount decrease coefficient due to weather (a coefficient of a dummy variable indicating whether the weather is clear). Further, a percentile value of error (for example, 2.5%, 15%, 85%, 97.5%) is obtained from the past prediction error distribution, and a prediction scenario is created together with the expected value.

6.2.1.1.2.理由/根拠
日射量は、地域や天候が同じであれば、24時間周期で同じ形の単峰形を描くことが知られている。また、発電効率と気温はほぼ線形関係にある。そこで、発電量予測は、気温を変数とする発電効率の線形関数と日射量の積でモデリングし、日射量の予測値の代替として日次の実績データを適用することが可能であると考えられる。一方、天気による日射量低下係数(晴天か否かのダミー変数の係数)を考慮すると、推定モデルは日射量低下係数を含んだ日射量関数と発電効率の積(非線形)で表現されるため、モデル式には非線形回帰式を採用している。
6.2.1.1.2. Reason / Evidence It is known that the amount of solar radiation draws the same unimodal shape in a 24-hour cycle if the region and the weather are the same. In addition, power generation efficiency and temperature are in a substantially linear relationship. Therefore, it is considered that power generation forecasting can be modeled by the product of a linear function of power generation efficiency with temperature as a variable and the amount of solar radiation, and daily performance data can be applied as an alternative to the predicted value of solar radiation. . On the other hand, considering the solar radiation loss coefficient due to weather (dummy variable coefficient for clear weather), the estimation model is expressed by the product of the solar radiation function including the solar radiation decrease coefficient and power generation efficiency (non-linear). A nonlinear regression formula is adopted as the model formula.

6.2.1.2.入出力
図51は、PV供給量シナリオ作成モジュールの入出力を例示する図である。
図52は、PV供給量シナリオ作成モジュールの変数・記号一覧を例示する図である。
6.2.1.2. Input / Output FIG. 51 is a diagram illustrating input / output of the PV supply amount scenario creation module.
FIG. 52 is a diagram illustrating a variable / symbol list of the PV supply amount scenario creation module.

6.2.1.3.モデルの詳細
図53は、日射量と発電効率の関係を例示する図である。PV供給量は、日射量とPV発電効率の積で表されると仮定する。
6.2.1.3. Details of Model FIG. 53 is a diagram illustrating the relationship between solar radiation and power generation efficiency. Assume that the PV supply is expressed as the product of solar radiation and PV power generation efficiency.

図54は、PV発電効率と気温の関係を例示する図である。PV発電効率は、気温に関する1次関数(直線)と設置角度係数の積とする。
FIG. 54 is a diagram illustrating the relationship between PV power generation efficiency and temperature. The PV power generation efficiency is a product of a linear function (straight line) related to the temperature and an installation angle coefficient.

図55は、天候による日射量を例示する図である。推定モデルでは、日射量は、予測地域に応じた日次(24時間周期)の実績データを用いる。曇天および雨天時は、晴天時と比較して、一定比率下がると仮定することが合理的であるため、日射量低下係数を導入する。よって、予測に適用する日射量は、所定の外部機関または事業者が公表する多照年の日射量とし、天候による日射量低下は、実態にあわせてモデルで低下することとする。日射量、日射量低下係数は、以下の記号で表すこととする。
そして、曇天および雨天時の日射量は
で表される。
FIG. 55 is a diagram illustrating the amount of solar radiation due to the weather. In the estimation model, the amount of solar radiation uses daily (24-hour cycle) performance data corresponding to the predicted area. Since it is reasonable to assume that the ratio is lower during cloudy weather and rainy weather than during sunny weather, a solar radiation amount reduction coefficient is introduced. Therefore, the amount of solar radiation applied to the forecast is the amount of solar radiation in a multi-year that is publicized by a predetermined external organization or business operator, and the decrease in the amount of solar radiation due to the weather is reduced in the model according to the actual situation. The solar radiation amount and the solar radiation amount reduction coefficient are represented by the following symbols.
And the amount of solar radiation in cloudy and rainy weather is
It is represented by

以上、定義された変数を用いて、推定非線形回帰モデルを以下の回帰式(40)のように設定する。
ここで、
である。モデルは、日射量l{H,t}、気温θ(t)を入力として、発電効率の気温係数γSθ(H)、発電効率の気温定数γS0(H)、日射量低下係数γlcloudyを推定する。目的変数は、PV供給量s(H,t)である。上記の回帰式は設置角度係数と発電効率パラメータが推定上、判別不能であるため、当初は設置角度係数を含まない回帰式として設定する。よって、この場合、発電効率のパラメータγSθ(H)およびγS0(H)は、設置角度係数の効果を含んだ値として推定される。
As described above, the estimated nonlinear regression model is set as the following regression equation (40) using the defined variables.
here,
It is. The model uses solar radiation l {H, t} and temperature θ (t) as inputs, temperature coefficient γ S θ (H) of power generation efficiency, temperature constant γ S0 (H) of power generation efficiency, and reduction coefficient γ lcloudy of solar radiation efficiency. Is estimated. The objective variable is the PV supply amount s (H, t). The above regression equation is initially set as a regression equation that does not include the installation angle coefficient because the installation angle coefficient and the power generation efficiency parameter cannot be determined for estimation. Therefore, in this case, the power generation efficiency parameters γ S θ (H) and γ S0 (H) are estimated as values including the effect of the installation angle coefficient.

モデル式としては、上記の非線形回帰モデルを想定しているが、日射量の予測値として、雲量を予測した上で算出される日射量が取得できる場合、上記回帰式は、
となる。この場合、モデル式はθ(t)l{H,t}およびl{H,t}に対する線形モデルとなり、この式を用いて予測することとなる。
As a model formula, the above nonlinear regression model is assumed.
It becomes. In this case, the model formula is a linear model for θ (t) l {H, t} and l {H, t}, and prediction is performed using this formula.

6.2.1.4.予測シナリオの作成
6.2.1.4.1.予測値の作成
前述のモデル式を過去データに適用し、パラメータを推定することで得られた気温と日射量、天気、PV供給量の関係を、将来の天気予報および予測気温、過去の日射量に適用し、将来の予測値を算出する。予測は、予測日を含め、将来7日間(1時間刻み)のPV供給量に対して実施する。
6.2.1.4. Creation of forecast scenario 6.2.2.1.4.1. Creation of predicted values Applying the above model formula to past data and estimating the parameters, the relationship between temperature, solar radiation, weather, and PV supply, future weather forecast, predicted temperature, and past solar radiation Applied to, and calculate the predicted value in the future. The prediction is carried out for the PV supply amount for the future 7 days (in increments of 1 hour) including the prediction date.

6.2.1.4.2.予測値の振れ幅の設定
計算された予測値と実績値の差を予測誤差と定義する。1週間先の将来時点まで予測するため、予測値の種類を予測日までの期間の長さ(1日単位)で捉えると、7種類の誤差が存在することになる。予測誤差は予測時点毎に過去の予測値(7種、1時間刻み)を保持し、都度、これら保持データから予測誤差を計算することとする。以上の処理によって蓄積された誤差の分布から、予測の振れ幅に関する推定量を得ることとする。
6.2.2.1.4.2. Setting the fluctuation range of the predicted value The difference between the calculated predicted value and the actual value is defined as the prediction error. In order to make a prediction up to a future time point one week ahead, there are seven types of errors when the type of prediction value is captured by the length of the period until the prediction date (in units of one day). As the prediction error, a past prediction value (seven types, increments of one hour) is held for each prediction time point, and the prediction error is calculated from the held data each time. It is assumed that an estimated amount related to the predicted fluctuation width is obtained from the error distribution accumulated by the above processing.

図56は、誤差分布から得られる代表値のを例示する図である。図56は、4つの振れ幅を設定する場合の例である。過去の予測誤差データから、誤差の大きさを基準として97.5%タイル点および85%タイル点、15%タイル点、2.5%タイル点を抽出(もしくは線形補間により推定)し、それらを予測値の振れ幅として設定する。   FIG. 56 is a diagram illustrating representative values obtained from the error distribution. FIG. 56 shows an example in which four runout widths are set. 97.5% tile points, 85% tile points, 15% tile points, and 2.5% tile points are extracted (or estimated by linear interpolation) from the past prediction error data based on the magnitude of the error. Set as the fluctuation width of the predicted value.

6.2.1.4.3.予測シナリオの設定
前述の設定された予測値の振れ幅を用いて、予測シナリオを設定する場合、“予測値”、“予測値+85%タイル点”、“予測値+15%タイル点”、“予測値+97.5%タイル点”、“予測値+2.5%タイル点”が、それぞれ発生確率が50%、20%、20%、5%、5%のシナリオとして出力される。
6.2.4.1.4.3. Setting of prediction scenario When setting a prediction scenario using the set fluctuation width of the above-mentioned prediction value, “prediction value”, “prediction value + 85% tile point”, “prediction value + 15% tile point”, “prediction” Value + 97.5% tile point ”and“ Predicted value + 2.5% tile point ”are output as scenarios with occurrence probabilities of 50%, 20%, 20%, 5%, and 5%, respectively.

6.2.2.系統電源サブモジュール
6.2.2.1.考え方
6.2.2.1.1.機能の概要
概念的に、HEMSの機器構成を仮想的に再現したサブモジュールであり、最適需給計画モジュールで生成された系統電源の最適な潮流/逆潮流の計画を分析用DBに保存するためのサブモジュールである。
6.2.2. System power supply submodule 6.2.2.1. Concept 6.2.2.1.1. Overview of functions Conceptually a sub-module that virtually reproduces the equipment configuration of HEMS, and stores the optimal power flow / reverse power flow plan of the grid power generated by the optimal supply and demand planning module in the analysis DB. It is a submodule.

6.2.2.1.2.理由/根拠
本実施形態における制御アルゴリズムでは、最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたため、簡素な機能となっている。なお、系統電源サブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
6.2.2.1.2. Reason / Evidence The control algorithm according to the present embodiment has a simple function because the centralized processing is performed by the optimum supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. Note that different functions may be mounted on the system power supply submodule to perform distributed processing.

6.2.2.2.入出力
図57は、系統電源サブモジュールにおける入出力を例示する図である。
6.2.2.2. Input / Output FIG. 57 is a diagram illustrating input / output in the system power supply submodule.

6.2.3.燃料電池サブモジュール
6.2.3.1.考え方
6.2.3.1.1.機能の概要
燃料電池サブモジュールは、概念的に、HEMSの機器構成を仮想的に再現したサブモジュールである。詳細には、燃料電池サブモジュールは、最適需給計画モジュールで生成された燃料電池の最適な稼働計画(起動、停止、出力)を分析用DBに保存するためのサブモジュールである。
6.2.3. Fuel cell submodule 6.2.3.1. Concept 6.2.2.3.1.1. Overview of Function The fuel cell sub-module is a sub-module that virtually reproduces the HEMS device configuration conceptually. Specifically, the fuel cell submodule is a submodule for storing an optimal operation plan (startup, stoppage, output) of the fuel cell generated by the optimal supply and demand planning module in the analysis DB.

6.2.3.1.2.理由/根拠
本実施形態における制御アルゴリズムでは、最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたため、簡素な機能となっている。なお、燃料電池サブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
6.2.2.3.1.2. Reason / Evidence The control algorithm according to the present embodiment has a simple function because the centralized processing is performed by the optimum supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. Note that different functions may be implemented in the fuel cell submodule to perform distributed processing.

6.2.3.2.入出力
図58は、燃料電池サブモジュールにおける入出力を例示する図である。
6.2.3.2. Input / Output FIG. 58 is a diagram illustrating input / output in the fuel cell submodule.

6.2.4.蓄熱ユニット熱量サブモジュール
6.2.4.1.考え方
6.2.4.1.1.機能の概要
蓄熱ユニット熱量サブモジュールは、概念的に、HEMSの機器構成を仮想的に再現したサブモジュールである。詳細には、蓄熱ユニット熱量サブモジュールは、最適需給計画モジュールで生成された蓄熱ユニットの最適な蓄熱量計画を分析用DBに保存するためのサブモジュールである。
6.2.4. Thermal storage unit calorie sub-module 6.2.4.1. Concept 6.2.4.1.1.1. Overview of Function The heat storage unit heat quantity submodule is a submodule that virtually reproduces the HEMS device configuration. Specifically, the heat storage unit heat amount submodule is a submodule for storing the optimum heat storage amount plan of the heat storage unit generated by the optimum supply and demand planning module in the analysis DB.

6.2.4.1.2.理由/根拠
本実施形態における制御アルゴリズムでは、最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたため、簡素な機能となっている。なお、蓄熱ユニット熱量サブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
6.2.4.1.2. Reason / Evidence The control algorithm according to the present embodiment has a simple function because the centralized processing is performed by the optimum supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. In addition, a different function may be mounted on the heat storage unit heat quantity submodule to perform the distributed processing.

6.2.4.2.入出力
図59は、蓄熱ユニット熱量サブモジュールにおける入出力を例示する図である。
6.2.4.2. Input / Output FIG. 59 is a diagram illustrating input / output in the heat storage unit heat quantity submodule.

6.3.蓄電モジュール
6.3.1.EV蓄電量サブモジュール
6.3.1.1.考え方
6.3.1.1.1.機能の概要
蓄電モジュールは、概念的に、HEMSの機器構成を仮想的に再現したサブモジュールである。詳細には、蓄電モジュールは、最適需給計画モジュールで生成されたEVの最適な蓄電量計画を分析用DBに保存するためのサブモジュールである。
6.3. Power storage module 6.3.1. EV storage amount submodule 6.3.1.1. Concept 6.3.1.1.1. Overview of Functions The power storage module is a sub-module that conceptually reproduces the HEMS device configuration. Specifically, the power storage module is a sub-module for storing an optimal storage amount plan of EV generated by the optimal supply and demand planning module in the analysis DB.

6.3.1.1.2.理由/根拠
本実施形態における制御アルゴリズムでは、最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたため、簡素な機能となっている。なお、EV蓄電量サブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
6.3.1.1.2. Reason / Evidence The control algorithm according to the present embodiment has a simple function because the centralized processing is performed by the optimum supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. Note that different functions may be implemented in the EV storage amount submodule to perform distributed processing.

6.3.1.2.入出力
図60は、EV蓄電量サブモジュールにおける入出力を例示する図である。
6.3.1.2. Input / Output FIG. 60 is a diagram illustrating input / output in the EV storage amount submodule.

6.3.2.蓄電池蓄電量サブモジュール
6.3.2.1.考え方
6.3.2.1.1.機能の概要
蓄電池蓄電量サブモジュールは、概念的に、HEMSの機器構成を仮想的に再現したサブモジュールである。詳細には、蓄電池蓄電量サブモジュールは、最適需給計画モジュールで生成された蓄電池の最適な蓄電量計画を分析用DBに保存するためのサブモジュールである。
6.3.2.1.2.理由/根拠
本実施形態における制御アルゴリズムでは、最適化計算の効率を考慮して、最適需給計画モジュールで集中処理を行うこととしたため、簡素な機能となっている。蓄電池蓄電量サブモジュールに異なる機能を実装し、分散処理を行ってもよい。
6.3.2. Storage battery storage amount sub-module 6.3.2.1. Concept 6.3.2.1.1. Overview of Functions The storage battery storage amount submodule is a submodule that virtually reproduces the HEMS device configuration. Specifically, the storage battery storage amount submodule is a submodule for storing the optimal storage amount plan of the storage battery generated by the optimal supply and demand planning module in the analysis DB.
6.3.2.1.2. Reason / Evidence The control algorithm according to the present embodiment has a simple function because the centralized processing is performed by the optimum supply and demand planning module in consideration of the efficiency of the optimization calculation. Different functions may be implemented in the storage battery storage amount submodule to perform distributed processing.

6.3.2.2.入出力
図61は、蓄電池蓄電量サブモジュールにおける入出力を例示する図である。
6.3.2.2. Input / Output FIG. 61 is a diagram illustrating input / output in the storage battery storage amount submodule.

6.4.最適需給計画モジュール
6.4.1.統合シナリオ生成サブモジュール
6.4.1.1.考え方
6.4.1.1.1.機能の概要
図62は、統合シナリオ作成サブモジュールのフローを説明する図である。本サブモジュールでは、需要モジュール内の家電、EV、熱需要シナリオ作成サブモジュールから作成されるシナリオと、供給モジュール内のPV供給サブモジュールから作成されるシナリオを統合し、その生起確率とともに、統合されたシナリオを最適化モジュールに引き渡す機能を保有する。ここで、統合とは、それぞれ独立に作成された上記の各サブモジュールシナリオを、相関構造を考慮して、それぞれのシナリオを組み合わせることを意味する。また、本稿の統合シナリオとは、この組み合わされたシナリオのことであり、その生起確率も当サブモジュールで推定される。
6.4. Optimal supply and demand planning module 6.4.1. Integrated scenario generation submodule 6.4.1.1. Concept 6.4.1.1.1. Function Overview FIG. 62 is a diagram for explaining the flow of the integrated scenario creation submodule. In this submodule, the scenario created from the consumer electronics, EV, and heat demand scenario creation submodule in the demand module and the scenario created from the PV supply submodule in the supply module are integrated together with their occurrence probabilities. The function to pass the scenario to the optimization module. Here, the integration means that the respective submodule scenarios created independently are combined with each other in consideration of the correlation structure. The integrated scenario in this paper is the combined scenario, and its occurrence probability is estimated in this submodule.

6.4.1.1.2.理由/根拠
最適化モジュールの確率計画法では、離散分布に従う確率変数を仮定している。そのため、値とその発生確率pの組(シナリオ)を複数生成することで、予測値の分布を表現する必要が生じる。しかしながら、予測サブモジュール(家電電力需要予測、熱需要予測、EV電力需要予測、PV供給量予測)は、各々が独立に予測を実施しているため、各予測の組み合わせに関しては、その生起確率を別途計算する必要がある。その理由としては、EV電力需要予測を除き、気温や天候を通じて各予測モデルのシナリオは独立でないからである。仮に、各シナリオが独立であると仮定してしまうと、実現可能性が低いシナリオの組み合わせが統合シナリオとして生成され、他の実現可能性が高いシナリオと同等の生起確率が与えられることとなってしまう。
6.4.1.1.2. Reason / Evidence The optimization module probability programming assumes a random variable that follows a discrete distribution. Therefore, it is necessary to express the distribution of predicted values by generating a plurality of sets (scenarios) of values and their occurrence probabilities p. However, since the prediction sub-modules (home appliance power demand prediction, heat demand prediction, EV power demand prediction, PV supply amount prediction) each perform prediction independently, the occurrence probability is calculated for each prediction combination. It is necessary to calculate separately. The reason is that the scenario of each prediction model is not independent through temperature and weather except for EV power demand prediction. If each scenario is assumed to be independent, a combination of scenarios with low feasibility is generated as an integrated scenario, giving the same probability of occurrence as other scenarios with high feasibility. End up.

6.4.1.2.入出力
図63は、統合シナリオ作成サブモジュールの入出力を例示する図である。
図64は、統合シナリオ作成サブモジュールの変数・記号の一覧を例示する図である。
6.4.1.2. Input / Output FIG. 63 is a diagram illustrating input / output of the integrated scenario creation submodule.
FIG. 64 is a diagram illustrating a list of variables and symbols of the integrated scenario creation submodule.

6.4.1.3.モデルの詳細
本サブモジュールのモデルの詳細は以下の通りである。まず、PV供給量予測および家電電力需要量予測、熱需要量予測のそれぞれに関して、誤差が格納されたデータベースより、誤差の時系列データを取得する。そして、それらを用いて誤差の相関行列を推定する。相関係数の推定は、誤差分布が非正規分布である可能性もあるため、順位相関によって与えることとする。一方、各予測モデルには、観察されない共通ファクターが存在することを仮定する。これは、実際、説明変数として温度や天候などの情報を採用していること、また、誤差には予測対象となっている住宅独自の生活様式が反映されると想定されるためである。
6.4.1.3. Details of the model Details of the model of this submodule are as follows. First, with respect to each of the PV supply amount prediction, the home appliance power demand prediction, and the heat demand prediction, time series data of errors is acquired from a database storing errors. Then, an error correlation matrix is estimated using them. The correlation coefficient is estimated by rank correlation because the error distribution may be a non-normal distribution. On the other hand, it is assumed that each prediction model has a common factor that is not observed. This is because, in fact, information such as temperature and weather is adopted as an explanatory variable, and the error is assumed to reflect the lifestyle of the house that is the object of prediction.

この共通ファクターは、直接、観測されないが、ここでは便宜的に正規分布に従っていると仮定する。実際、正規分布であるとは限らないが、これらの予測モデルの誤差分布に多次元正規分布関数を採用することで、予測値が独立であると仮定した場合に比べ、現実に近い統合シナリオの発生確率が得られる。   Although this common factor is not directly observed, it is assumed here that it follows a normal distribution for convenience. In fact, it is not necessarily a normal distribution, but by adopting a multidimensional normal distribution function for the error distribution of these prediction models, compared to the case where the predicted values are assumed to be independent, The probability of occurrence is obtained.

得られた相関行列を用いて、3次元正規密度関数(分散は1)を設定する。各予測モデルのシナリオは、各モデルの誤差のパーセンタイル値として得られているので、それらを標準正規分布関数に当てはめ、標準正規分布に従うと仮定した場合の値に変換する。具体的には、75%タイル点として得られた数値は、75%を標準正規分布関数の逆関数に与えることによって計算でき、その値は約0.6745となる。25%タイル点の場合では、‐0.6745である。   A three-dimensional normal density function (dispersion is 1) is set using the obtained correlation matrix. Since the scenario of each prediction model is obtained as the percentile value of the error of each model, they are applied to the standard normal distribution function and converted to values when it is assumed to follow the standard normal distribution. Specifically, the numerical value obtained as the 75% tile point can be calculated by giving 75% to the inverse function of the standard normal distribution function, and the value is about 0.6745. In the case of a 25% tile point, it is -0.6745.

図65は、多次元正規密度関数を仮定したシナリオの同時生起確率の生成フローを説明する図である。これらの変換された数値を上記の3次元正規密度関数に代入することで、シナリオの同時生起確率が得られる。   FIG. 65 is a diagram for explaining a flow for generating a co-occurrence probability of a scenario assuming a multidimensional normal density function. By substituting these converted numerical values into the above three-dimensional normal density function, a scenario co-occurrence probability can be obtained.

以上の処理により、PV供給量予測モデル、家電電力需要量予測モデル、熱需要量予測モデルそれぞれから得られたシナリオの同時生起確率が計算された。当モジュールでは、この数値にEV電力需要量シナリオを組み合わせた場合の統合シナリオの同時生起確率を計算する必要がある。ここで、EV電力需要量は他のモデルとは独立に決まると仮定しているため、そのシナリオの生起確率を前述の3モデル(PV供給量、家電電力需要量、熱需要量)のシナリオの同時生起確率に掛け合わせることで、EV電力需要量も考慮した4モデル(PV供給量、家電電力需要量、熱需要量、EV電力需要量)のシナリオの同時生起確率を計算することが可能となる。   Through the above processing, the scenario co-occurrence probability obtained from each of the PV supply amount prediction model, the home appliance power demand prediction model, and the heat demand prediction model was calculated. In this module, it is necessary to calculate the co-occurrence probability of the integrated scenario when the EV power demand scenario is combined with this value. Here, since it is assumed that the EV power demand is determined independently of other models, the occurrence probability of the scenario is calculated based on the scenario of the above-mentioned three models (PV supply amount, home appliance power demand amount, heat demand amount). By multiplying the co-occurrence probability, it is possible to calculate the co-occurrence probability of the scenario of 4 models (PV supply amount, home appliance power demand amount, heat demand amount, EV power demand amount) that also considers the EV power demand amount. Become.

図66は、PV供給量予測モデル、家電電力需要量予測モデル、熱需要量予測モデルそれぞれのシナリオが5本であるときのイメージ図である。3モデルのシナリオの組み合わせは125通りあるため、125本のシナリオにEV電力需要量予測モデルのシナリオが組み合わされ、統合シナリオの組み合わせとなる。その生起確率の算出方法は前述の通りである。   FIG. 66 is an image diagram when there are five scenarios of the PV supply amount prediction model, the home appliance power demand prediction model, and the heat demand prediction model. Since there are 125 combinations of the three model scenarios, the scenarios of the EV power demand prediction model are combined with the 125 scenarios to form a combination of integrated scenarios. The method for calculating the occurrence probability is as described above.

6.4.1.4.統合シナリオの生成
前節のモデル詳細で述べた手法に従う事により、家電電力需要モデルおよびPV供給量モデル、熱需要モデル、EV電力需要モデルに関する全てのシナリオの組み合わせに関して、シナリオ同時発生確率は求められる。同時発生を考慮して計算された統合シナリオには、その発生可能性が極めて低いものも含まれることと、最適化モジュールへの現実の負荷を考慮し、本サブモジュールでは、生起確率の高いシナリオを選択して最終的な統合シナリオとする。そして、統合シナリオのそれぞれの生起確率は、選択されたシナリオの生起確率のトータルが100%になるように基準化した値とする。基準化された生起確率は、以下の式によって計算される。
6.4.1.4. Generation of integrated scenario By following the method described in the model details in the previous section, the scenario co-occurrence probability is obtained for all combinations of scenarios related to the home appliance power demand model, PV supply volume model, heat demand model, and EV power demand model. In consideration of the fact that the integration scenarios calculated taking into account concurrency include those that are extremely unlikely to occur and the actual load on the optimization module, this sub-module is a scenario with a high probability of occurrence. Select the final integration scenario. Then, each occurrence probability of the integrated scenario is a value normalized so that the total occurrence probability of the selected scenario becomes 100%. The normalized occurrence probability is calculated by the following formula.

図67は、統合シナリオの生成を例示する図である。図67は、m本のシナリオを選択した場合の例を示している。   FIG. 67 is a diagram illustrating generation of an integrated scenario. FIG. 67 shows an example when m scenarios are selected.

6.4.2.最適化計画サブモジュール
6.4.2.1.考え方
6.4.2.1.1.機能の概要
当サブモジュールでは、家電電力需要予測、EV電力需要予測、熱需要予測およびPV供給量予測から生成された将来1スパン(7日間)分のメッシュ時間(1時間)単位での統合シナリオを入力として、当該期間における機器の最適な制御方法の算出を行う。最適化には、数理計画法の1つである確率的混合整数計画法を用いる。確率的混合整数計画法では、例えば、電池の充電と放電が同時に生じないなどの制御上の制約条件を加味しつつ、さらに予測値が外れる場合のリスクを考慮に入れた制御計画が算出される。最適性の指標値は、指定された最適化モードに従って入力項目を調整することで設定される。例えば、「経済モード」であれば、1スパンでの合計の系統電力と燃料(ガス)使用料金が指標値となり、より料金を少なくすることに重みを置いた制御計画が出力される。サブモジュールからの出力は、シナリオと等しい将来1スパン分のメッシュ期間単位での各機器の制御(ON・OFFあるいは運転の出力レベルや電池の蓄電量)となる。蓄電池の蓄電レベルに関しては標準的なレベルに加え、リスク回避的な制御を行った場合に相当する上限蓄電レベル、および、リスク許容度が高くより最適化モード設定に重みをおいた下限蓄電レベルを出力する。なお、本システムでは1住宅には定置型蓄電池あるいはEVいずれか1台が設置されていることを前提としているが、当サブモジュールのアルゴリズムは、理論上は複数台の定置型蓄電池とEVが設置されている場合でも、各機器が独立に制御可能であればそのまま拡張が可能である。ただし、例えば2台以上のEVを同時に放充電が行えないといった制御上の制約条件がある場合には、モデル式の追加などの検討が必要となる。
6.4.2. Optimization plan submodule 6.4.2.1. Concept 6.4.2.1.1. Overview of functions In this submodule, integration scenarios in units of mesh time (1 hour) for one future span (7 days) generated from household electrical power demand forecast, EV power demand forecast, heat demand forecast and PV supply forecast Is used as an input to calculate an optimal control method for the device during the period. For optimization, stochastic mixed integer programming, which is one of mathematical programming methods, is used. In probabilistic mixed integer programming, for example, a control plan is calculated that takes into account the risk when the predicted value deviates, while taking into account control constraints such as battery charging and discharging not occurring simultaneously. . The index value of optimality is set by adjusting the input item according to the specified optimization mode. For example, in the “economic mode”, the total grid power and fuel (gas) usage fee in one span are used as index values, and a control plan with a focus on reducing the fee is output. The output from the submodule is the control of each device (ON / OFF or the output level of operation or the amount of stored battery) in units of mesh periods for one future span equal to the scenario. In addition to the standard power storage level, the storage battery has an upper storage level that corresponds to risk-avoidance control, and a lower storage level that is more risk-tolerant and places more weight on optimization mode settings. Output. In this system, it is assumed that either one stationary storage battery or EV is installed in one house, but the algorithm of this submodule theoretically has multiple stationary storage batteries and EVs installed. Even in the case where each device is controlled, it can be expanded as long as each device can be controlled independently. However, for example, when there are control restrictions such that two or more EVs cannot be discharged and charged at the same time, it is necessary to consider adding a model formula.

6.4.2.1.2.理由/根拠
本システムのように蓄電池を含んだHEMS機器の制御では、将来の予測に基づき機器を制御するという視点が重要である。例えば、最適化計算のもとになる家電電力需要やPV発電量は、将来の予測値であり、その通りの結果が必ずしも実現するとは限らない。そこで、将来どの程度ブレが生じる可能性があるのを、複数の予測値推移のケースとその発生確率をシナリオとして表現し最適化の入力としている。シナリオで表現された予測値の推移毎にブレの大きさをリスクと考え、将来のリスクに関しても最小化を考慮した制御を算出するためには、不確実性を考慮できる最適化手法が必要となるため、確率的計画法を採用している。さらに、電池の制御には、例えば、充電と放電を同時に行わないといった2者択一的な制約条件が存在し、これを扱うためには離散的な変数を含む最適化問題の枠組みが必要となるため、確率的混合整数計画法の採用となる。
6.4.2.1.2. Reason / Evidence In the control of a HEMS device including a storage battery as in the present system, the viewpoint of controlling the device based on future prediction is important. For example, the home appliance power demand and the PV power generation amount that are the basis of the optimization calculation are predicted values in the future, and the results as such are not always realized. Therefore, how much blur is likely to occur in the future is expressed as a scenario with a plurality of predicted value transition cases and their occurrence probabilities as scenarios. In order to calculate the control considering the magnitude of blur for each transition of the predicted value expressed in the scenario as a risk and minimizing the future risk, an optimization method that can take uncertainty into consideration is necessary. Therefore, stochastic programming is adopted. Furthermore, there are two alternative constraints on battery control, such as not charging and discharging at the same time. To handle this, an optimization problem framework that includes discrete variables is required. Therefore, stochastic mixed integer programming is adopted.

6.4.2.2.入出力
当サブジュールの入出力およびその定義に用いるための記号をまとめる。
6.4.2.2.1.入力
図68は、統合シナリオの項目を例示する図である。
図69〜図72は、パラメータ項目を例示する図である。入力には統合シナリオ作成サブモジュールで生成されたシナリオおよびそれ以外に最適化処理の定数となるパラメータ項目がある。
6.4.2.2. Input / output Summarizes the input / output of this sub-module and the symbols used for its definition.
6.4.2.2.1. Input FIG. 68 is a diagram illustrating items of the integration scenario.
69 to 72 are diagrams illustrating parameter items. Input includes a scenario generated by the integrated scenario creation submodule and parameter items that are constants for optimization processing.

6.4.2.2.2.出力
図73は、当サブモジュールの出力を例示する図である。
6.4.2.2.2. Output FIG. 73 is a diagram illustrating an output of this submodule.

6.4.2.3.モデルの詳細
本サブモジュールで用いる最適モデルを構成する要素には、
1)変数
2)制約条件
3)目的関数
の3つがある。変数は、機器制御(ON/OFFや放充電量など)や電力や熱の変化量などを表す量であり、最適化処理により値を算出する対象である。
6.4.2.3. Model Details The elements that make up the optimal model used in this submodule include:
1) Variables 2) Restrictions 3) There are three objective functions. The variable is an amount that represents device control (ON / OFF, the amount of charge / discharge, etc.), the amount of change in electric power or heat, and the like, and is a target whose value is calculated by optimization processing.

これらの量の関係性を数式で表現したものが制約条件となる。制約条件は、複数本の1次の等式あるいは不等式により定められていなくてはならない。一般的にN個の変数がx1,x2,…,xNと表記されている場合、1次の等式あるいは不等式は、各変数の係数としてN個の定数a1,a2,…,aNと右辺の定数bを与えることでそれぞれ、
と定められる。目的関数は、例えば電力とガスの合計費用など最適化の際に最小化あるいは最大化を行う指標を計算する数式であり、制約条件と同様に各変数の係数を与えることで1次式となるように定められる。
The relationship between these quantities expressed by mathematical expressions is a constraint condition. The constraint must be defined by a plurality of linear equalities or inequalities. In general, when N variables are expressed as x1, x2,..., XN, a linear equality or inequality is obtained by using N constants a1, a2,. Given a constant b,
It is determined. The objective function is a mathematical formula for calculating an index for minimizing or maximizing the optimization, for example, the total cost of electric power and gas, and becomes a linear formula by giving a coefficient of each variable as in the constraint condition. It is determined as follows.

6.4.2.3.1.変数
図74〜図76は、最適化モデルで用いている変数の一覧を例示する図である。最適化の変数は、各住宅(H)別、計画メッシュに対応した期間(t=1,2,...,T)別の機器制御(ON/OFFや放充電量など)や電力や熱の変化量などに対応している。
6.4.3.2.3.1. Variables FIGS. 74 to 76 are diagrams illustrating a list of variables used in the optimization model. The optimization variables are device control (ON / OFF, discharge amount, etc.), power and heat for each house (H), for each period (t = 1, 2,..., T) corresponding to the planned mesh. It corresponds to the amount of change.

6.4.2.3.2.制約条件
6.4.2.3.2.1.電力需給と熱需給のバランスを表す制約条件
図77は、最適化で考慮する機器の構成を例示する図である。図77は、変数と最適化で考慮する機器および各変数との関連を示している。
6.4.4.2.3.2. Restriction 6.4.2.3.2.1. Constraint Condition Representing Balance between Electricity Supply / Demand and Heat Supply / Demand FIG. 77 is a diagram illustrating an example of the configuration of equipment considered in optimization. FIG. 77 shows the relationship between variables and devices considered in optimization and each variable.

系内の回路から出ていく電力と入ってくる電力がバランスしている条件から以下の制約条件が導かれる。なお、シナリオi毎に家電電力需要EHi(H,t)とPV電池供給量si(H,t)が異なるため、リコース変数 ei +(H,t)おおよびei -(H,t)を用いてその差分(電力余剰と電力不足)を表現している。なお、この差分がリスクとして最適化の目的関数に組み込まれ最小化される。
また、系統からの購入する電力量と逆潮流量に上限があり、以下の制約式を考える。
同様に、系内から出ていく熱と入ってくる熱がバランスしている条件から以下の制約条件が導かれる。
この場合も、シナリオ毎に熱需要量Qi(H,t)が異なるため、リコース変数ωi +(H,t)およびωi -(H,t)を用いてその差分(熱余剰と熱不足)を表現している。電力の場合と同様に、この差分がリスクとして最適化の目的関数に組み込まれ最小化される。
The following constraints are derived from the condition where the power coming out of the circuit in the system and the power coming in are balanced. In addition, since the electric home appliance power demand E Hi (H, t) and the PV battery supply amount s i (H, t) are different for each scenario i, the recourse variables e i + (H, t) and e i (H, The difference (power surplus and power shortage) is expressed using t). This difference is incorporated into the optimization objective function as a risk and minimized.
In addition, there is an upper limit to the amount of power purchased from the grid and the reverse power flow, and the following constraint equation is considered.
Similarly, the following constraints are derived from the condition where the heat coming out of the system and the incoming heat are balanced.
Again, since the heat demand Q i (H, t) for each scenario is different, recourse variable ω i + (H, t) and ω i - (H, t) the difference (heat surplus and heat with Deficiency). As in the case of power, this difference is incorporated into the optimization objective function as a risk and minimized.

6.4.2.3.2.2.FCの発電量に関する制約条件
FCの発電量pFC(H,t)と投入するガス燃料の量g(H,t)の関係は線形とする。比例係数をCFC p(H)、切片項をCFC p0(H)とすれば、FCの発電量と投入燃料の関係は以下の1次式で表現される。
6.4.2.3.2.2. Constraints on FC power generation amount The relationship between the FC power generation amount p FC (H, t) and the amount of gas fuel to be input g (H, t) is linear. If the proportionality coefficient is C FC p (H) and the intercept term is C FC p0 (H), the relationship between the power generation amount of FC and the input fuel is expressed by the following linear expression.

FCの単位時間当りの発電量には下限pFC min(H,t)および上限pFC max(H,t)があると仮定し、次の制約条件を導入する。
なお、メンテナンス等により将来の期間tでFCの運転中止が前もって予定されている場合などには、上限発電量pFC max(H,t)を0に設定することで、当該期間でのFCの運転中断を加味することが可能である。また、δFC(H,t)はFC蓄電池の起動と停止状態を区別する変数で、期間tで起動していれば1、停止していれば0となる0−1の離散変数として定義されている変数である。なお、1単位メッシュ時間の中では、FCの起動と停止を繰り返さないとしてモデル化を行った。これは、停止から起動する際には起動電力の消費が伴うため、メッシュ内での細かな起動停止を想定したモデル化を行っても効果は限定的と想定されるためである。
Assuming that the amount of power generation per unit time of FC has a lower limit p FC min (H, t) and an upper limit p FC max (H, t), the following constraint conditions are introduced.
If the FC operation is scheduled to be canceled in the future period t due to maintenance, etc., the upper limit power generation amount p FC max (H, t) is set to 0, so that Operation interruption can be taken into account. Further, δ FC (H, t) is a variable for distinguishing the start and stop states of the FC storage battery, and is defined as a discrete variable of 0-1 that becomes 1 if it is started during the period t and 0 if it is stopped. Variable. Note that modeling was performed assuming that FC start and stop are not repeated within one unit mesh time. This is because starting power is consumed when starting from a stop, and therefore, it is assumed that the effect is limited even if modeling is performed assuming fine starting and stopping within the mesh.

次に、FCの起動あるいは停止に関する制約条件を定義する。変数δFC ON(H,t)を期間tの開始時点でFCが停止状態から起動状態に推移する場合に1、それ以外では0となる0−1変数とすれば、起動する場合は起動停止を表す変数がδFC(H,t)=1かつδFC(H,t−1)=0なとなることから、次の制約条件を満たすことになる。
Next, a constraint condition related to FC start or stop is defined. If the variable δ FC ON (H, t) is a 0-1 variable that is 1 when the FC transitions from the stopped state to the activated state at the start of the period t, and 0 otherwise, it is activated and stopped when activated. Since δ FC (H, t) = 1 and δ FC (H, t−1) = 0, the following constraint condition is satisfied.

逆に、燃料電池が停止する場合も同様で、変数δFC OF(H,t)を期間tの開始時点でFCが起動状態から停止状態に推移する場合に1、それ以外では0となる0−1変数とすれば、次の制約条件を満たすことになる。
起動と停止に関する変数δFC ON(H,t)およびδFC OF(H,t)は、目的関数の中に組み込まれ、起動や停止の回数を考慮した最適化が行われる。
Conversely, when the fuel cell is stopped, the variable δ FC OF (H, t) is set to 1 when the FC transitions from the start state to the stop state at the start of the period t, and 0 otherwise. If the variable is −1, the following constraint condition is satisfied.
The variables δ FC ON (H, t) and δ FC OF (H, t) related to the start and stop are incorporated in the objective function, and optimization is performed in consideration of the number of start and stop.

6.4.2.3.2.3.EV蓄電池に関する制約条件
まず、期間tの初めの時点におけるEV蓄電池の蓄電量 には下限および上限があると考え、次のように制約条件を設定する。
下限値Vmin(H,t)および上限値Vmax(H,t)は、機器の仕様により定まる場合に加え、時間毎に利用者の設定値を反映させることが可能とする。充電量と放電量を表す変数をそれぞれv+(H,t)およびv-(H,t)とすれば、充電と放電は同時に行えないことを表す制約条件は、以下の通りである。
なお、メンテナンス等により将来の期間tでEVの運転中止がある場合などにはvmax(H,t)を0に設定する。また、δ+(H,t)およびδ-(H,t)は蓄電池の充電状態と放電状態を区別する0−1の離散変数として定義されている変数であり、それぞれの期間毎には同時に1とならない。そのため、δ+(H,t)とδ-(H,t)の和が1以下となる制約条件が付けられている。
6.4.2.3.2.3. Restriction condition regarding EV storage battery First, it is considered that there is a lower limit and an upper limit in the amount of electricity stored in the EV storage battery at the beginning of the period t, and the restriction condition is set as follows.
The lower limit value V min (H, t) and the upper limit value V max (H, t) can reflect the setting value of the user for each time in addition to the case where it is determined by the specifications of the device. If the variables representing the charge amount and the discharge amount are v + (H, t) and v (H, t), respectively, the constraint conditions indicating that charging and discharging cannot be performed simultaneously are as follows.
Note that v max (H, t) is set to 0 when there is an EV operation stop in the future period t due to maintenance or the like. Further, δ + (H, t) and δ (H, t) are variables defined as 0-1 discrete variables for distinguishing the charged state and the discharged state of the storage battery. Not 1. Therefore, there is a constraint that the sum of δ + (H, t) and δ (H, t) is 1 or less.

さらに、シナリオi毎に、EVが接続されていない場合には充電も放電も不可能となることを表す制約条件として、以下のものを定義する。
なお、δEVi(H,t)は、シナリオiでEVが接続され放充電が可能な状態であれば1、そうでない場合は0となる定数、またδi +(H,t)およびδi -(H,t)はシナリオi毎に導入した蓄電池の充電状態と放電状態を区別する0−1の離散変数である。
Further, for each scenario i, the following is defined as a constraint condition indicating that neither charging nor discharging is possible when the EV is not connected.
Note that δ EVi (H, t) is a constant that is 1 if EV is connected and can be discharged and discharged in scenario i, and is 0 otherwise, and δ i + (H, t) and δ i - (H, t) is a discrete variable of 0-1 that distinguishes the charged state and discharged state of the storage battery introduced for each scenario i.

すなわち、シナリオiでEVが接続している場合はδEVi(H,t)=1となることから、変数v+(H,t)およびv-(H,t)は0となり、制約条件は、
となり、これにより、充電か放電のいずれかが行われていることを表現できる。
That is, when EV is connected in scenario i, δ EVi (H, t) = 1, so variables v + (H, t) and v (H, t) are 0, and the constraint condition is ,
Thus, it can be expressed that either charging or discharging is performed.

一方で、シナリオiでEVが接続していない場合はδEVi(H,t)=0より、変数δi +(H,t)とδi -(H,t)の和が0になり、結果的に制約条件は、
となる。したがって、v+(H,t)−vi +(H,t)もv-(H,t)−vi -(H,t)も0となり、シナリオiにおいて電池には充電も放電もされないことが表現された。
On the other hand, when EV is not connected in scenario i, the sum of variables δ i + (H, t) and δ i (H, t) becomes 0 from δ EVi (H, t) = 0. As a result, the constraint condition is
It becomes. Therefore, both v + (H, t) −v i + (H, t) and v (H, t) −v i (H, t) are 0, and the battery is neither charged nor discharged in scenario i. It was expressed.

次に、EV蓄電池の蓄電量の推移を表す制約条件を定義する。期間tの初めでEV蓄電池の蓄電量V(H,t)は、充放電あるいはEV利用による電力減少分によって、次の期間t+1の初めにはV(H,t+1)に変化することを、以下の制約式で表現している。
上の制約条件の中で、ηV C(H)およびηV D(H)はそれぞれEV蓄電池の充電効率および放電効率である。また、シナリオi毎にEVの利用が異なるため、リコース変数gi +(H,t)およびgi -(H,t)を用いてその差分(電力余剰と電力不足)を表現している。なお、処理のスパン期間の開始時点でのEV蓄電池の初期蓄電容量をV0とすれば、以下の制約条件となる。
Next, a constraint condition representing the transition of the amount of electricity stored in the EV storage battery is defined. The storage amount V (H, t) of the EV storage battery at the beginning of the period t changes to V (H, t + 1) at the beginning of the next period t + 1 according to the amount of power reduction due to charging / discharging or EV use. It is expressed by the constraint equation.
Among the above constraints, η V C (H) and η V D (H) are the charging efficiency and discharging efficiency of the EV storage battery, respectively. Moreover, since the use of EV is different for each scenario i, recourse variable g i + (H, t) and g i - expresses the (H, t) the difference (power surplus and power shortage) using. If the initial storage capacity of the EV storage battery at the start of the processing span period is set to V 0 , the following constraint condition is satisfied.

次に、EV蓄電池の充電と放電が切り替わる回数を表現するための制約条件を導入する。変数δV C(H,t)を期間tでEV蓄電池が放電状態から充電状態に推移する場合に1、それ以外では0となる0−1変数、同様に、変数δV D(H,t)を期間tでEV蓄電池が充電状態から放電状態に推移する場合に1、それ以外では0となる0−1変数とする。放電電状態から充電状態に推移する場合、充電を表す変数がδ+(H,t)=1かつδ+(H,t−1)=0となることから、変数δV C(H,t)は次の制約条件を満たすことになる。
Next, a constraint condition for expressing the number of times that charging and discharging of the EV storage battery are switched is introduced. The variable δ V C (H, t) is a 0-1 variable that is 1 when the EV storage battery transitions from the discharged state to the charged state in the period t, and 0 otherwise. Similarly, the variable δ V D (H, t ) Is a 0-1 variable that is 1 when the EV storage battery transitions from the charged state to the discharged state during period t, and 0 otherwise. When the state changes from the discharging state to the charging state, the variables representing charging are δ + (H, t) = 1 and δ + (H, t−1) = 0, so the variable δ V C (H, t ) Satisfies the following constraints.

同様に、EV蓄電池が充電電状態から放電状態に推移する場合、放電を表す変数がδ-(H,t)=1かつδ-(H,t−1)=0となることから、変数δV D(H,t)は次の制約条件を満たすことになる。
起動と停止に関する変数δV C(H,t)およびδV D(H,t)は、目的関数の中に組み込まれ、起動や停止回数を考慮した最適化が行われる。
Similarly, when the EV storage battery transitions from the charged state to the discharged state, the variables representing discharge are δ (H, t) = 1 and δ (H, t−1) = 0, so that the variable δ V D (H, t) satisfies the following constraint condition.
Variables δ V C (H, t) and δ V D (H, t) relating to activation and deactivation are incorporated into the objective function, and optimization is performed in consideration of the number of activations and deactivations.

6.4.2.3.2.4.定置型蓄電池に関する制約条件
EV蓄電池と同様に、期間tの初めの時点における定置型蓄電池の蓄電量R(H,t)には下限および上限があると考え、次のように制約条件を設定する。
下限値Rmin(H,t)および上限値Rmax(H,t)は、機器の仕様により定まる場合に加え、時間毎に利用者の設定値を反映させることが可能とする。
6.4.2.3.2.3. Constraints on stationary storage battery As with EV storage batteries, the storage amount R (H, t) of the stationary storage battery at the beginning of period t is considered to have a lower limit and an upper limit, and the constraint conditions are set as follows: .
The lower limit value R min (H, t) and the upper limit value R max (H, t) can reflect the user's set value for each time in addition to the case where the lower limit value R min (H, t) is determined by the specifications of the device.

放電量と充電量を表す変数をそれぞれr+(H,t)およびr-(H,t)とすれば、充電と放電は同時に行えないことを表す制約条件は、以下の通りである。
なお、メンテナンス等により将来の期間tで蓄電池の運転中止がある場合などにはrmax(H,t)を0に設定する。また、δR +(H,t)およびδR -(H,t)は定置型蓄電池の充電状態と放電状態を区別する0−1の離散変数として定義されている変数であり、それぞれの期間毎に同時に1とならないことを和が1以下として表現している。
If the variables representing the discharge amount and the charge amount are r + (H, t) and r (H, t), respectively, the constraint conditions indicating that charging and discharging cannot be performed simultaneously are as follows.
It should be noted that r max (H, t) is set to 0 when the storage battery operation is stopped in a future period t due to maintenance or the like. Further, δ R + (H, t) and δ R (H, t) are variables defined as discrete variables of 0-1 that distinguish between the charged state and the discharged state of the stationary storage battery. The sum is not 1 at the same time, and the sum is expressed as 1 or less.

次に、定置型蓄電池の蓄電量の推移を表す制約条件を定義する。期間tの初めで定置型蓄電池の蓄電量V(H,t)は、充放電によって次の期間t+1の初めにはR(H,t+1)に変化することを、以下の制約式で表現している。
上の制約条件の中で、ηB C(H)およびηB D(H)はそれぞれ定置型蓄電池の充電効率および放電効率である。なお、処理のスパン期間の開始時点での定置型蓄電池の初期蓄電容量をR0とすれば、以下の制約条件となる。
Next, a constraint condition representing the transition of the amount of power stored in the stationary storage battery is defined. Expressing that the charged amount V (H, t) of the stationary storage battery at the beginning of the period t changes to R (H, t + 1) at the beginning of the next period t + 1 by charging / discharging by the following constraint equation: Yes.
Among the above constraints, η B C (H) and η B D (H) are the charging efficiency and discharging efficiency of the stationary storage battery, respectively. Note that if the initial storage capacity of the stationary storage battery at the start of the processing span period is R 0 , the following constraints are imposed.

次に、定置型蓄電池の充電と放電が切り替わる回数を表現するための制約条件を導入する。変数δR C(H,t)を期間tで定置型蓄電池が放電状態から充電状態に推移する場合に1、それ以外では0となる0−1変数、同様に、変数δR D(H,t)を期間tで定置型蓄電池が充電状態から放電状態に推移する場合に1、それ以外では0となる0−1変数とする。放電電状態から充電状態に推移する場合、充電を表す変数がδR +(H,t)=1かつδR +(H,t−1)=0となることから、変数δV C(H,t)は次の制約条件を満たすことになる。
Next, a constraint condition for expressing the number of times the charging and discharging of the stationary storage battery are switched is introduced. The variable δ R C (H, t) is a 0-1 variable that is 1 when the stationary storage battery transitions from the discharged state to the charged state in the period t, and 0 otherwise. Similarly, the variable δ R D (H, t) Let t) be a 0-1 variable that is 1 when the stationary storage battery transitions from the charged state to the discharged state during period t, and 0 otherwise. When transitioning from the discharged state to the charged state, the variables representing charging are δ R + (H, t) = 1 and δ R + (H, t−1) = 0, so the variable δ V C (H , T) satisfies the following constraint condition.

同様に、定置型蓄電池が充電電状態から放電状態に推移する場合、放電を表す変数がδR -(H,t)=1かつδR -(H,t−1)=0となることから、変数δV D(H,t)は次の制約条件を満たすことになる。
起動と停止に関する変数δR C(H,t)およびδR D(H,t)は、目的関数の中に組み込まれ、起動や停止回数を考慮した最適化が行われる。
Similarly, when the stationary storage battery transitions from the charged state to the discharged state, the variables representing the discharge are δ R (H, t) = 1 and δ R (H, t−1) = 0. The variable δ V D (H, t) satisfies the following constraint condition.
Variables δ R C (H, t) and δ R D (H, t) relating to activation and deactivation are incorporated into the objective function and are optimized in consideration of the number of activations and deactivations.

6.4.2.3.2.5.蓄熱ユニットに関する制約条件
FCの発熱量pFC in(H,t)と投入するガス燃料の量g(H,t)の関係は線形とする。比例係数をCFC q(H)、切片項をCFC q0(H)とすれば、FCの発熱量と投入燃料の関係は以下の1次式で表現される。
蓄熱ユニットからは自然放熱による熱の減少があり、これは蓄熱量に比例すると仮定できる。したがって、比例係数をηFC(H)とすれば自然放熱による熱の減少量は以下の1次式で表現される。
期間tの初めの時点における蓄熱ユニットの蓄熱量Q(H,t)には下限および上限があると考え、次のように制約条件を設定する。
下限値Qmin(H,t)および上限値Qmax(H,t)は、機器の仕様により定まる場合に加え、時間毎に利用者の設定値を反映させることが可能とする。
6.4.2.3.2.5. Constraints on the heat storage unit The relationship between the heat generation amount p FC in (H, t) of FC and the amount of gas fuel g (H, t) to be input is linear. If the proportionality coefficient is C FC q (H) and the intercept term is C FC q0 (H), the relationship between the calorific value of FC and the input fuel is expressed by the following linear expression.
From the heat storage unit, there is a decrease in heat due to natural heat dissipation, which can be assumed to be proportional to the amount of heat stored. Therefore, if the proportionality coefficient is η FC (H), the amount of heat reduction due to natural heat dissipation is expressed by the following linear expression.
The heat storage amount Q (H, t) of the heat storage unit at the beginning of the period t is considered to have a lower limit and an upper limit, and the constraint conditions are set as follows.
The lower limit value Q min (H, t) and the upper limit value Q max (H, t) can reflect the setting value of the user for each time in addition to the case where it is determined by the specifications of the device.

次に、蓄熱ユニットの蓄熱量の推移を表す制約条件を定義する。期間tの初めで蓄熱ユニットの蓄熱量Q(H,t)は、FCによる供給qFC in(H,t)、自然放熱μFC(H,t)、ラジエータによる放熱y+(H,t)および宅内への熱供給qFC out(H,t)によって、次の期間t+1の初めにはQ(H,t+1)に変化する。このことを以下の制約式で表現している。
また、δy(H,t)をラジエータによる放熱があれば1それ以外では0となる0−1変数、Mを十分に大きな数とすれば、変数y+(H,t)とδy(H,t)の関係は以下の不等式を満たす。
なお、最適化処理のスパン期間の開始時点で、蓄熱ユニットの初期蓄電容量をQ0とすれば、以下の制約条件となる。
Next, a constraint condition representing the transition of the heat storage amount of the heat storage unit is defined. At the beginning of the period t, the heat storage amount Q (H, t) of the heat storage unit is supplied by FC q FC in (H, t), natural heat dissipation μ FC (H, t), heat dissipation y + (H, t) by the radiator Further, due to the heat supply q FC out (H, t) to the home, it changes to Q (H, t + 1) at the beginning of the next period t + 1. This is expressed by the following constraint equation.
Further, if δ y (H, t) is a heat radiation by the radiator, 1 is 0, otherwise 0-1 variable, and if M is a sufficiently large number, variables y + (H, t) and δ y ( The relationship of H, t) satisfies the following inequality.
Note that if the initial storage capacity of the heat storage unit is Q 0 at the start of the optimization process span period, the following constraints are satisfied.

6.4.2.3.3.目的関数
図78は、目的関数を構成する一次式を例示する図である。目的関数は、コストに相当する以下の5つの一次式およびシナリオi毎に算出されるリスク量とシナリオの発生確率の積、すなわち期待値の総和として図78のように定義される。
6.4.3.2.3.3. Objective Function FIG. 78 is a diagram illustrating a linear expression constituting the objective function. The objective function is defined as shown in FIG. 78 as the product of the following five linear expressions corresponding to costs and the risk amount calculated for each scenario i and the occurrence probability of the scenario, that is, the sum of expected values.

当サブモジュールで扱う目的関数はコストとリスク確率で加重和したものとして、以下の式で与えられる。
ただし、θは正の値に設定されるリスクパラメータである。θの大小をコントロールすることで、リスク考慮の程度がコントロール可能である。例えば、θを大きく設定した場合には、リスク項の最小化が重視され、リスク回避的な機器の制御計画が算出される。例えば、電池切れリスクが強く考慮されれば、高い蓄電レベルを維持する制御になる。逆に、θを小さく設定した場合には、系統電力の購入といったコストを重視した制御計画が算出されることになる。
The objective function handled in this sub-module is given by the following equation as a weighted sum of cost and risk probability.
However, θ is a risk parameter set to a positive value. The degree of risk consideration can be controlled by controlling the magnitude of θ. For example, when θ is set to a large value, the minimization of the risk term is emphasized, and a risk-avoidance device control plan is calculated. For example, if the risk of running out of the battery is strongly considered, the control is to maintain a high power storage level. On the other hand, when θ is set to a small value, a control plan with an emphasis on costs such as purchase of grid power is calculated.

図79は、最適化モード毎の入力パラメータの設定方法を例示する図である。目的関数の各一次式の係数は、当サブモジュールの入力として与えられる。その際、利用者の指定した最適化モードに従って、以下の表に示す適切な値が利用者あるいは管理者により設定される必要がある。   FIG. 79 is a diagram illustrating an input parameter setting method for each optimization mode. The coefficients of each linear expression of the objective function are given as inputs of this submodule. At that time, according to the optimization mode designated by the user, appropriate values shown in the following table need to be set by the user or the administrator.

6.4.2.4.最適計画の作成
図80は、出力項目と最適化で用いる変数との対応を例示する図である。当サブモジュールでは、入力値として指定された3つのリスクパラメータθS(H)、θL(H)およびθU(H)それぞれを目的関数のリスクパラメータθに設定し最適化処理を実行する。異なる3つのリスクパラメータで最適化を行うことで、電池に関しては3種類の蓄電量の計画を算出する。出力項目と最適化の変数の関連を以下の表に示す。
6.4.2.4. Creation of Optimal Plan FIG. 80 is a diagram illustrating the correspondence between output items and variables used in optimization. In this submodule, the three risk parameters θ S (H), θ L (H) and θ U (H) designated as input values are set as the risk parameters θ of the objective function, and the optimization process is executed. By optimizing with three different risk parameters, three types of power storage plans are calculated for the battery. The relationship between output items and optimization variables is shown in the table below.

6.4.3.制御ルール生成サブモジュール
6.4.3.1.考え方
6.4.3.1.1.機能の概要
制御対象のデバイスはEV蓄電池、定置型蓄電池(LIB)および燃料電池である。最適化計画サブモジュールの出力にはこれらの制御計画が含まれている。これらを基にして、各デバイスを制御するルール「制御ルール」を作成する。最適化計画サブモジュールの出力から、計画メッシュ内での各デバイスの基本状態を規定し、それをもとに各制御メッシュの制御ルールを作成する。基本状態は、最適化計画に基づいた計画メッシュ内でのデバイスの制御状態であり、最適化モードが非常モード以外では計画メッシュ内で不変とする。EV蓄電池・定置型蓄電池(以下「蓄電池」はEV蓄電池・定置型蓄電池の双方を指す)の最適化計画値には蓄電量管理幅(最適計画に基づく蓄電量の上限・下限)が含まれており、可能な限りこの範囲内で実際の蓄電量が推移するようデバイスを制御する。なお、制御ルールは最適化モードにも依存して生成される。特に、蓄電池の制御は、系統電源に接続されている場合にはある一定の速度での放充電制御となるのに対して、系統から解列した際の非常モードにおいては、EV/PV連携パワーコンディショナを使用しての負荷追従制御となるため、ルールの生成の方法も大きく異なる。
6.4.3. Control rule generation submodule 6.4.3.1. Concept 6.4.3.1.1. Overview of Function Devices to be controlled are EV storage battery, stationary storage battery (LIB), and fuel cell. The output of the optimization plan submodule contains these control plans. Based on these, a rule “control rule” for controlling each device is created. Based on the output of the optimization planning submodule, the basic state of each device in the planning mesh is defined, and the control rule of each control mesh is created based on the basic state. The basic state is a control state of the device in the planning mesh based on the optimization plan, and is invariable in the planning mesh when the optimization mode is other than the emergency mode. The optimization plan value of EV storage battery / stationary storage battery (hereinafter “storage battery” refers to both EV storage battery / stationary storage battery) includes storage amount management width (upper limit / lower limit of storage amount based on optimal plan) Therefore, the device is controlled so that the actual amount of power storage changes within this range as much as possible. The control rule is generated depending on the optimization mode. In particular, the control of the storage battery is a discharge control at a certain speed when connected to the system power supply, whereas in the emergency mode when disconnected from the system, the EV / PV cooperative power is controlled. Since the load following control is performed using the conditioner, the rule generation method is also greatly different.

本システムでは1住宅には定置型蓄電池あるいはEVいずれか1台が設置されていることを前提としており、当サブモジュールで生成される制御ルールも、これを前提としている。仮に、複数の蓄電池が設置されている場合には、最適化計画サブモジュールで各蓄電池の管理幅が算出できたとしても、それに従い制御ルールを構成するためには、複数蓄電池の同時制御といったハードウェア上の制約も考慮した、ルール生成アルゴリズムの検討が必要である。   This system is based on the premise that either a stationary storage battery or EV is installed in one house, and the control rules generated by this submodule are also based on this assumption. If a plurality of storage batteries are installed, even if the management plan of each storage battery can be calculated by the optimization plan submodule, in order to configure a control rule accordingly, a hardware such as simultaneous control of multiple storage batteries is required. It is necessary to study a rule generation algorithm that also considers restrictions on wear.

6.4.3.1.2.理由/根拠
最適化計画サブモジュールによるデバイス制御計画は各モードに設定された目的関数を最小化する。よって、本モジュールではこの結果に基づいた制御ルールを作成する。本モジュールでは、最適化計画モジュールで全体最適性を考慮して算出されたデバイスの状態を維持しつつ、その時点での電力の需給バランスを最適化モードの目標に従って維持する制御ルールを構築する。
蓄電池については蓄電量の管理幅が設定されており、この範囲を超えて充電・放電を行うと最適化計画から大きく乖離した状況となる。この管理幅からなるべく外れないよう蓄電池を制御する。
6.4.3.1.2. Reason / Evidence The device control plan by the optimization plan sub-module minimizes the objective function set for each mode. Therefore, this module creates a control rule based on this result. In this module, while maintaining the device state calculated in consideration of the overall optimization by the optimization planning module, a control rule is constructed to maintain the power supply / demand balance at that time according to the optimization mode target.
For storage batteries, a management range for the amount of stored electricity is set. If charging / discharging is performed beyond this range, the situation will deviate greatly from the optimization plan. The storage battery is controlled so as not to deviate from the management width as much as possible.

蓄電池の制御にあたっては以下の制約が存在する。
1)蓄電池の充放電は仕様で定められた一定の速度で行われる。
2)充電から放電へ、放電から充電への切り替えを過度に繰り返すと充電池の劣化を早めてしまう。
これらの制約のもとで計画メッシュ内でのデバイスを操作することを考える。
The following restrictions exist in controlling a storage battery.
1) Charging / discharging of the storage battery is performed at a constant speed determined by the specification.
2) Excessive switching from charge to discharge and from discharge to charge will accelerate the deterioration of the rechargeable battery.
Consider manipulating devices in the planning mesh under these constraints.

6.4.3.2.入出力
図81は、制御ルールサブモジュールの入出力を例示する図である。当サブモジュール入力は図81に示すように、各計画メッシュにおけるEV蓄電池蓄電計画・定置型蓄電池蓄電計画・燃料電池発電計画である。これらの値は最適化計画サブモジュールの出力の一部である。これらの値を用いて、制御メッシュ毎のEV蓄電池・定置型蓄電池・燃料電池の制御ルールを作成し、出力とする。
6.4.3.2. Input / Output FIG. 81 is a diagram illustrating input / output of the control rule submodule. As shown in FIG. 81, the submodule input is an EV storage battery storage plan, a stationary storage battery storage plan, and a fuel cell power generation plan in each plan mesh. These values are part of the output of the optimization planning submodule. Using these values, control rules for EV storage batteries, stationary storage batteries, and fuel cells for each control mesh are created and used as output.

6.4.3.3.系統接続時のルールの作成
最適化計画から各計画メッシュにおけるデバイスの基本状態を求め制御ルールを作成する。
6.4.3.3.1.基本状態の作成
最適化計画により導出された各計画メッシュにおけるデバイスの状態を基本状態と呼ぶことにする。
6.4.3.3. Creation of rules for system connection The control rules are created by obtaining the basic state of devices in each planning mesh from the optimization plan.
6.4.3.1.3.1. Creation of Basic State The device state in each planned mesh derived by the optimization plan is called a basic state.

図82は、デバイスの基本状態を例示する図である。蓄電池では、計画メッシュで放電力量が正の場合に放電、充電力量が正の場合には充電、両方の値が0の場合にスタンバイ(充電も放電も行わない状態を意味する)とする。燃料電池では、燃料電池発電力量が正の場合に稼働、0の場合に停止とする。   FIG. 82 is a diagram illustrating a basic state of the device. In the storage battery, discharging is performed when the discharge power amount is positive in the planned mesh, charging is performed when the charging power amount is positive, and standby is performed when both values are 0 (meaning that neither charging nor discharging is performed). The fuel cell is activated when the fuel cell power generation amount is positive, and stopped when it is zero.

6.4.3.3.2.EV蓄電池充放電計画からの制御ルール作成
EV蓄電池充放電計画と各計画メッシュの基本状態から、計画メッシュ内の時刻tにおけるEV蓄電池の制御ルールを作成する。
6.4.3.2.3.2. Control rule creation from EV storage battery charge / discharge plan From the EV storage battery charge / discharge plan and the basic state of each planned mesh, a control rule for the EV storage battery at time t in the planned mesh is created.

まず、各計画メッシュにおける基本状態を図82の通りEV蓄電池放電量・充電力量から求める。同一計画メッシュ内では、蓄電池の過度な充放電切り替えを防ぐため、基本状態が充電の時には放電せず、逆に基本状態が放電の時には充電しない。EV蓄電池充放電計画にはEV蓄電池の蓄電量とその上限・下限を表す管理幅が含まれ、EV蓄電力量の実測値がこれを超えて推移するのは望ましくない。よって、EV蓄電池の蓄電量の実績値を可能な限りこの範囲に収めるための制御を行う。   First, the basic state in each planned mesh is obtained from the EV storage battery discharge amount and the charging power amount as shown in FIG. In the same plan mesh, in order to prevent excessive charging / discharging switching of the storage battery, it is not discharged when the basic state is charging, and conversely, it is not charged when the basic state is discharging. The EV storage battery charge / discharge plan includes the storage amount of the EV storage battery and the management range indicating the upper limit and the lower limit thereof, and it is not desirable that the measured value of the EV storage power amount exceed this range. Therefore, control is performed to keep the actual value of the amount of electricity stored in the EV storage battery within this range as much as possible.

図83は、基本状態が放電時の制御の例である。図84は、基本状態が充電時の制御の例である。計画メッシュの最初の制御ルール(12:00の制御ルール)で、EV蓄電池を放電状態にする。その後、蓄電量の実測値が管理幅の下限を下回ったときに、EV蓄電池をスタンバイ状態にする。次に、蓄電量の実測値が管理幅の上限を上回ったときに、EV蓄電池を再び放電にする。基本状態が放電の時には放電・スタンバイのみを許し、充電は行わない。同様に、基本状態が充電の時には放電・スタンバイのみを許し、放電は行わない(図84)。これを実現するために、以下の処理に基づき制御ルールを作成する。   FIG. 83 shows an example of control when the basic state is discharging. FIG. 84 is an example of control when the basic state is charging. The EV storage battery is put into a discharged state by the first control rule of the planned mesh (12:00 control rule). Thereafter, when the measured value of the charged amount falls below the lower limit of the management width, the EV storage battery is set in a standby state. Next, when the measured value of the charged amount exceeds the upper limit of the management width, the EV storage battery is discharged again. When the basic state is discharging, only discharging / standby is allowed, and charging is not performed. Similarly, when the basic state is charging, only discharging / standby is allowed and discharging is not performed (FIG. 84). In order to realize this, a control rule is created based on the following processing.

6.4.3.3.2.1.計画メッシュ内における管理幅の算出
各計画メッシュ内における管理幅の算出を行う。最適化計画により得られる管理幅の値は計画メッシュ開始時刻におけるものであり、計画メッシュ内の時刻tにおいて管理幅が規定されているわけではない。そこで、当該計画メッシュの管理幅と次の計画メッシュの管理幅を基にして時刻tでの管理幅を算出する。計画メッシュ内においては管理幅の上限は一定の割合で推移するものと仮定し、当該計画メッシュの上限値V1maxと次の計画メッシュの上限値V2maxを結んだ直線を時刻tにおける上限とする。管理幅の下限についても同様に、当該計画メッシュの下限値V1minと次の計画メッシュの下限値V2minを結んだ直線を制御メッシュにおける下限値とする。
6.4.2.3.2.1. Calculation of management width in the planning mesh The management width in each planning mesh is calculated. The value of the management width obtained by the optimization plan is that at the planning mesh start time, and the management width is not defined at time t in the planning mesh. Therefore, the management width at time t is calculated based on the management width of the planned mesh and the management width of the next planned mesh. In the planning mesh, it is assumed that the upper limit of the management width changes at a certain rate, and a straight line connecting the upper limit value V 1max of the planning mesh and the upper limit value V 2max of the next planning mesh is set as the upper limit at time t. . Similarly, the lower limit of the control range, the straight line connecting the lower limit V 2min lower limit V 1min and next plan mesh of the plan mesh and the lower limit value in the control mesh.

計画メッシュ幅を1時間とした、各計画メッシュ内の時刻分における上限値・下限値vmax(t)およびvmin(t)は次式により求めることができる。
The upper limit value / lower limit values v max (t) and v min (t) at the time within each planned mesh, where the planned mesh width is 1 hour, can be obtained by the following equations.

6.4.3.3.2.2.制御ルールの作成方法
メッシュ内の各時点においては、以下の規則に従って制御ルールを作成する。
(ア)基本状態が放電のとき
(a)EV蓄電量の実測値が管理幅内に収まっているまたは管理幅の上限を超えている場合は、EV蓄電池は放電する
(b)EV蓄電量の実測値が管理幅の下限を下回るとき、EV蓄電池はスタンバイ状態になる
(イ)基本状態が充電の時
(a)EV蓄電量の実測値が管理幅内に収まっている、または管理幅の下限を超えている場合は、EV蓄電池は充電する
(b)EV蓄電量の実測値が管理幅の上限を上回るとき、EV蓄電池はスタンバイ状態になる。
(ウ)基本状態がスタンバイの時
(a)管理幅に依らず、EV蓄電池はスタンバイ状態になる
6.4.3.3.2.2. Control rule creation method At each point in the mesh, a control rule is created according to the following rules.
(A) When the basic state is discharging (a) When the measured value of the EV storage amount is within the management range or exceeds the upper limit of the management range, the EV storage battery is discharged (b) When the measured value falls below the lower limit of the management width, the EV storage battery is in a standby state. (A) When the basic state is charging (a) The measured value of the EV storage amount is within the management width, or the lower limit of the management width (B) When the measured value of the EV storage amount exceeds the upper limit of the management range, the EV storage battery enters a standby state.
(C) When the basic state is standby (a) Regardless of the management width, the EV storage battery is in the standby state

図85は、EV蓄電池蓄計画値と基本状態を例示する図である。
図86は、図85から作成される蓄電池の制御ルールを例示する図である。
FIG. 85 is a diagram illustrating EV storage battery storage plan values and basic states.
FIG. 86 is a diagram illustrating a storage battery control rule created from FIG. 85.

6.4.3.3.2.3.定置型蓄電池の制御ルール作成
定置型蓄電池充放電計画と各計画メッシュの基本状態から、制御メッシュにおける定置型蓄電池の制御ルールを作成する。定置型蓄電池の制御ルールの作成方法は、EV蓄電池のそれに準ずる。
6.4.3.3.2.3. Creation of control rules for stationary storage batteries Create control rules for stationary storage batteries in the control mesh from the stationary storage battery charge / discharge plan and the basic state of each planned mesh. A method for creating a control rule for a stationary storage battery follows that of an EV storage battery.

6.4.3.3.2.4.燃料電池充放電計画からの制御ルール作成
図87は、最適化モード毎の燃料電池の制御を例示する図である。燃料電池の基本状態が稼働であれば、その制御は最適化モードに依存して決められる。経済モードの場合、できるだけ電力費用が安くなるよう制御する必要がある。そのため、計画メッシュ毎に系統と燃料電池の発電単価を比較し、もし燃料電池の発電単価が安いのであれば、燃料電池発電を優先して使う方がよいことから、負荷追従モードによりできるだけ系統を使わない制御を行う。逆に、系統電力単価の方が安いのであれば、燃料電池の出力は最低レベルに制限され、電力の不足分は系統より賄われるよう制御する。自給自足モードでは、できるだけ系統電力を使わない制御を行うことが求められている。したがって、燃料電を負荷追従モードにより制御し系統電力量を最小化する。環境モードでは、できるだけ二酸化炭素排出量を少なくする必要があるため、経済モードにおける発電単価を二酸化炭素排出量に変えて、燃料電池と系統電力との優先度を決定する。他のモードでは、燃料電池と系統電力の双方が利用可能な場合には、発電方法に優先度に差が決められないことから、経済モードか自給自足モードのいずれかをデフォルトモードとして登録し従う。
6.4.3.3.2.4. Creation of Control Rule from Fuel Cell Charging / Discharging Plan FIG. 87 is a diagram illustrating fuel cell control for each optimization mode. If the basic state of the fuel cell is in operation, its control is determined depending on the optimization mode. In the economic mode, it is necessary to control so that the power cost is as low as possible. Therefore, compare the power generation unit price of the grid and the fuel cell for each planned mesh, and if the power generation unit price of the fuel cell is low, it is better to use fuel cell power generation with priority. Do not use control. Conversely, if the grid power unit price is lower, the output of the fuel cell is limited to the lowest level, and control is performed so that the shortage of power is covered by the grid. In the self-sufficiency mode, it is required to perform control that uses as little grid power as possible. Therefore, the fuel power is controlled by the load following mode to minimize the system power. In the environmental mode, it is necessary to reduce the carbon dioxide emission as much as possible. Therefore, the power generation unit price in the economic mode is changed to the carbon dioxide emission, and the priority between the fuel cell and the system power is determined. In other modes, when both fuel cell and grid power are available, there is no difference in priority between power generation methods, so either economic mode or self-sufficiency mode is registered as the default mode. .

6.4.3.4.非常モードにおけるルールの作成
系統電力を解列し非常モードが選択された場合には、放充電能力の大きな蓄電池が系統に代わって宅内の電圧を一定に保つ役割を担うことになる。そのためには、一定の放充電量力を指定して蓄電池の制御を行うのではなく、宅内の電力需要に応じて負荷追従するモードにて運転が行われる。負荷追従モードにすることで、宅内電力が余剰となればその余剰分が充電され、不足となれば不足分の放電が行われる。したがって、非常モードでは制御対象となる機器は燃料電池のみとなり、その発電量をコントロールすることで最適化計画サブモジュールで算出した管理幅内に蓄電レベルを維持する必要がある。
6.4.3.4. Creation of rules in emergency mode When grid power is disconnected and emergency mode is selected, a storage battery with a large charge / discharge capacity plays a role of keeping the voltage in the house constant on behalf of the grid. For this purpose, operation is performed in a mode in which the load is followed according to the power demand in the house, instead of controlling the storage battery by designating a constant charge / discharge capacity. In the load following mode, if the in-house power becomes surplus, the surplus is charged, and if it is insufficient, the deficient discharge is performed. Therefore, in the emergency mode, the device to be controlled is only the fuel cell, and it is necessary to maintain the power storage level within the management range calculated by the optimization plan submodule by controlling the power generation amount.

6.4.3.4.1.燃料電池の制御ルールの生成
図88は、蓄電池が放電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。図89は、蓄電池が充電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。これらの図に示すように、計画メッシュ内の各時刻において、以下の規則に従って燃料電池の制御ルールを作成する。
(ア)EVあるいは定置型LIB蓄電量の実測値が管理幅の下限を下回った場合には、燃料電池の出力を増加する。
(イ)EVあるいは定置型LIB蓄電量の実測値が管理幅の上限を上回った場合には、燃料電池の出力を減少させる。ただし、最小の出力以下(すなわち停止状態)にはしない。
(ウ)EVあるいは定置型LIB蓄電量の実測値が管理幅の中に収まっている場合は、燃料電池の出力を変化させない(直前の出力を維持する)。
6.4.4.1.4.1. Generation of Fuel Cell Control Rules FIG. 88 is a diagram illustrating control of the fuel cell when the storage battery is in a discharged state. FIG. 89 is a diagram illustrating control of the fuel cell when the storage battery is in a charged state. As shown in these figures, a control rule for the fuel cell is created according to the following rules at each time in the planned mesh.
(A) When the measured value of the EV or stationary LIB charged amount is below the lower limit of the management width, the output of the fuel cell is increased.
(A) When the measured value of the EV or stationary LIB charged amount exceeds the upper limit of the management width, the output of the fuel cell is decreased. However, the output is not less than the minimum output (that is, stopped state).
(C) When the measured value of the EV or stationary LIB charged amount is within the management range, the output of the fuel cell is not changed (the previous output is maintained).

7.概要
7章以降は、6節までに説明した事項をさらに詳細に説明する。
7). Outline From Chapter 7 onwards, the items explained in Section 6 will be explained in more detail.

7.1.制御アルゴリズムの構成
7.1.1.周辺システムからみた制御アルゴリズムの位置づけ
図90は、本システムとその周辺システムの連携を例示する図である。本システムは情報管理サーバ内で動作し、外部システムからのルール更新リクエスト最適化エンジンI/Fを経由して受け取り、制御ルール生成処理を実行する。制御ルール生成処理はメイン部とアルゴリズム部により構成され、分析用DB内の過去の実績データを用いて各機器の将来の状態の予測を行い、与えられた制約のもとCO2排出量を最小化するなどの指標に基づいて最適化計算を行い、HEMS住宅内のデバイスを最適制御するルールを作成する。作成したルールは分析用DBに保存する。
7.1. Configuration of control algorithm 7.1.1. Positioning of Control Algorithm from the Perspective of Peripheral System FIG. 90 is a diagram illustrating the cooperation between this system and its peripheral system. This system operates in the information management server, receives it via a rule update request optimization engine I / F from an external system, and executes control rule generation processing. The control rule generation process consists of a main part and an algorithm part, predicts the future state of each device using past performance data in the analysis DB, and minimizes CO2 emissions under given constraints The optimization calculation is performed based on an index such as “Yes”, and a rule for optimally controlling the device in the HEMS house is created. The created rule is stored in the analysis DB.

本システムの最適化処理・ルール作成処理の契機については10節(外部シーケンス)を参照のこと。本システムの外部からのルール更新リクエストは最適化エンジン用I/Fを介して行われる。最適化エンジンと外部モジュールとのルール更新リクエストの呼び出しに関しては11節(外部IF)を参照のこと。   Refer to Section 10 (External Sequence) for the trigger of optimization processing and rule creation processing of this system. A rule update request from the outside of this system is made via the optimization engine I / F. Refer to section 11 (External IF) for calling the rule update request between the optimization engine and the external module.

最適化処理・ルール作成が終了した後、ルール作成処理が終了した旨を最適化エンジン用I/Fに通知し、最適化エンジン用I/Fはそれを受けて各HEMS住宅内のホームサーバに通知する。ホームサーバはその通知を受けて、最新のルールを取得する。本システムは外部モジュールからのルール作成処理リクエストを契機としてルール作成処理を実行し、ルール作成処理の終了イベントをリクエスト送信側が検知することで、HEMS住宅内で必要なときにルールを更新し、可能な限り最新・最適な制御ルールを用いてのデバイス制御が実現できる。制御ルール作成処理を完了するまでにある程度の時間がかかることが予想されるため、制御ルール作成処理はルール更新リクエストとは非同期に実行する。また、最適化エンジン用I/Fが最適化エンジンへのリクエストを仲介することで、開発STEP1から開発STEP2への移行時の可搬性を確保する。また、最適化エンジンサーバの増強などに備えての拡張性も確保できる。   After the optimization process / rule creation is completed, the optimization engine I / F notifies the optimization engine I / F that the rule creation process has been completed, and the optimization engine I / F receives the notification to the home server in each HEMS house. Notice. The home server receives the notification and obtains the latest rule. This system executes a rule creation process triggered by a rule creation process request from an external module, and the rule is updated when necessary in the HEMS house by detecting the end event of the rule creation process on the request sending side. Device control using the latest and optimum control rules is possible. Since it is expected that it will take some time to complete the control rule creation process, the control rule creation process is executed asynchronously with the rule update request. Further, the optimization engine I / F mediates a request to the optimization engine, thereby ensuring portability at the time of transition from development STEP1 to development STEP2. In addition, expandability can be secured in preparation for the enhancement of the optimized engine server.

7.1.2.機能区分
図91は、制御アルゴリズムの概念的な機能区分構成を例示する図である。図92は、制御アルゴリズムの機能区分を例示する図である。まず本システムを、メイン部・アルゴリズム部・分析DB部の3つに分ける。メイン部はメイン機能区分により、アルゴリズム部は需要、供給、蓄電、最適需給の4つの機能区分により、分析用DB部は分析用DB機能区分によりそれぞれ構成される。
7.1.2. Function Division FIG. 91 is a diagram illustrating a conceptual function division configuration of a control algorithm. FIG. 92 is a diagram illustrating functional division of the control algorithm. First, this system is divided into a main part, an algorithm part, and an analysis DB part. The main part is composed of main function classifications, the algorithm part is composed of four function classifications of demand, supply, power storage, and optimum supply and demand, and the analysis DB section is composed of analysis DB function classifications.

需要、供給、蓄電機能区分はHEMSの危機構成を仮想的に再現し、各機器における需要量・供給量・蓄電量それぞれと他の観測値の関係性を規定する。またこれらの機能区分は、それぞれの管理対象となる機器が動作する上での前提条件を規定する。   The demand, supply, and power storage function classifications virtually reproduce the crisis configuration of HEMS, and define the relationship between the demand amount, supply amount, and power storage amount of each device and other observed values. These functional categories define preconditions for the operation of each device to be managed.

最適需給計画機能区分は、需要・供給・蓄電器機能区分などで規定された制約の下で、最適化モードに対応する目的関数を最大化または最小化するような機器の稼働計画を作成する。また、算出した稼働計画を実現するための各機器の制御ルールを作成する。   In the optimum supply and demand plan function category, an operation plan for the equipment that maximizes or minimizes the objective function corresponding to the optimization mode is created under the restrictions defined in the demand / supply / capacitor function category. In addition, a control rule for each device for realizing the calculated operation plan is created.

メイン機能区分は、これらの機能区分の統合・外部システムとの連携を実現する。分析用DBは、各機器に関する観測値、その他最適制御に必要なデータ、処理中の中間データ、最終的な出力となる制御ルール等を保持する。分析用DBの構築は設計・実装の対象外であるが、分析用DB上で本システムが使用するテーブルの論理設計は設計・実装対象とする。   The main function division realizes integration of these function divisions and linkage with an external system. The analysis DB holds observation values related to each device, other data necessary for optimal control, intermediate data being processed, control rules serving as final outputs, and the like. Although the construction of the analysis DB is out of the scope of design / implementation, the logical design of the table used by this system on the analysis DB is targeted for design / implementation.

8.全体構成
図93は、細分化された機能区分を例示する図である。本章では、7節(概要)で示した機能区分をより細かい論理機能に分解し、各論理機能の果たす役割を明らかにする。メイン機能区分は、処理を行うメイン制御と制御に関する情報を保存する制御DBに分けることができる。需要・供給・蓄電機能区分については、機器または機器の集合単位に分解する。需要機能区分は家電電力需要、EV電力需要、熱需要に、供給機能区分はPV供給、系統電源潮流、燃料消費、温水貯水に、蓄電機能区分はEV蓄電、蓄電池蓄電の各論理機能に分解する。最適化需給計画機能区分は、最適制御を計算する最適化計画と、最適計画に基づき各機器をどの時刻にどのように制御するかを決定する制御ルール生成に分割できる。
8). Overall Configuration FIG. 93 is a diagram exemplifying subdivided function divisions. In this chapter, the functional categories shown in Section 7 (Overview) are broken down into smaller logical functions, and the roles played by each logical function are clarified. The main function classification can be divided into a main control for processing and a control DB for storing information related to the control. Demand / supply / storage function divisions are broken down into devices or sets of devices. The demand function category is divided into home appliance power demand, EV power demand, and heat demand, the supply function category is divided into PV supply, system power flow, fuel consumption, hot water storage, and the storage function category is divided into EV storage and storage battery storage logical functions. . The optimized supply and demand plan function classification can be divided into an optimization plan for calculating optimal control and a generation of control rules for determining how and at what time each device is controlled based on the optimal plan.

分析用DBでは、分析に用いるデータまたは分析処理を行う際の制御情報を格納する。分析対象となるデータは、住宅内の各機器の需要・供給実績値、走行データの実績値であり、これらをそれぞれ格納するライフログDB、走行データDBを作成する。分析対象となる実績値の変化に影響を与える要因として気象情報と暦があり、過去・将来における気象情報・暦を格納するため、気象DB・カレンダーDBを作成する。本システムの最終的な出力として各機器の制御ルールが作成される。これを格納するルールDBが必要となる。最適化設定DBは、最適化処理の入力となるパラメータを格納する。統計・最適化DBは、制御ルール作成処理過程において生成される中間データを格納する。また、メイン制御で使用する制御DBも分析DB部に含む。   The analysis DB stores data used for analysis or control information for performing analysis processing. The data to be analyzed are the supply / demand actual value of each device in the house and the actual value of the travel data, and a life log DB and a travel data DB for storing these are created. There are meteorological information and a calendar as factors affecting the change of the actual value to be analyzed, and a weather DB / calendar DB is created in order to store past / future weather information / calendar. Control rules for each device are created as the final output of this system. A rule DB for storing this is required. The optimization setting DB stores parameters serving as input for optimization processing. The statistics / optimization DB stores intermediate data generated in the process of creating a control rule. The analysis DB unit also includes a control DB used for main control.

9.方式
9.1.方式の概要
本章では、本システムの実装を前提としてシステム全体の実装方式を決定し、3.2節(全体構成)で述べた各論理機能の機能を具体化する。具体化された論理機能を物理機能と呼び、それらを実装の対象とする。論理機能は、複数の物理機能に分割されることがある。論理機能の中には、実装の必要がない、または他の物理機能に統合されるものがある。これらの論理機能については物理機能を作成しない。
9. Method 9.1. Outline of method In this chapter, the implementation method of the entire system is determined on the assumption that this system is implemented, and the functions of each logical function described in section 3.2 (overall configuration) are specified. The embodied logical functions are called physical functions, and they are the targets of implementation. A logical function may be divided into multiple physical functions. Some logical functions do not need to be implemented or are integrated into other physical functions. No physical function is created for these logical functions.

図94は、本システムの物理機能とその機能・役割を例示する図である。本章における実装方式の決定により、本システムにおける物理機能とその機能・役割が図94に示されている。   FIG. 94 is a diagram illustrating physical functions of the present system and their functions / roles. FIG. 94 shows physical functions and their functions / roles in this system based on the determination of the mounting method in this chapter.

図95は、システム構成図を例示する図である。本システムと最適化エンジン用IFとの連携については、10節(外部シーケンス)にて述べる。外部IFについては11節(外部IF)で述べる。図中の外部IFを除く物理機能(機能)の詳細を13節(機能)で、各DBの詳細に関しては、12節(データフロー)で述べる。   FIG. 95 is a diagram illustrating a system configuration diagram. The linkage between this system and the optimization engine IF will be described in Section 10 (External Sequence). The external IF is described in section 11 (External IF). Details of physical functions (functions) excluding the external IF in the figure are described in section 13 (functions), and details of each DB are described in section 12 (data flow).

9.2.メイン部の各物理機能における外部からの呼び出し・処理の実行
メイン部は、メイン処理、外部IFから構成され、制御DBを使用する。本システムは、最適化エンジン用IFからのHTTPリクエストによる制御ルール作成リクエストを受け付ける。制御ルール作成リクエストによって得られる情報・制御ルール作成処理の状態は制御DB内に保存される。メイン処理ではアルゴリズム部の各処理を呼び出し、最終的に各機器の制御ルールの生成を行う。制御ルールの処理が終了した後に、最適化エンジン用IFに対して処理が終了した旨を通知する。
9.2. Execution of external calls and processes in each physical function of the main part The main part is composed of a main process and an external IF, and uses a control DB. This system accepts a control rule creation request by an HTTP request from the optimization engine IF. The state of information / control rule creation processing obtained by the control rule creation request is stored in the control DB. In the main process, each process of the algorithm part is called, and finally a control rule for each device is generated. After the processing of the control rule is finished, the optimization engine IF is notified that the processing is finished.

9.3.アルゴリズム部の各物理機能における需要・供給予測と最適化
9.3.1.需要機能区分と供給機能区分の各物理機能における需要・供給量の予測
家庭内の電力需要量、EVの利用状況、温水(熱)の消費、PVによる電力供給量などは、天気・居住者のライフスタイル等様々な要因により変化する。このような理由により将来における家電電力量需要量を予測することは困難であるが、過去の実績値用いるなどして将来の需要量の予測精度を上げることを考える。予測値は主に統計的手法により求める。それが困難な場合は、他の方法により予測値と同等の値を算出する。統計的手法による予測値の算出に際しては、各種統計ライブラリを備えている統計ソフトを用いることで、通常のプログラミング言語による開発に比べて開発効率を上げることができる。
9.3. Demand / supply prediction and optimization in each physical function of the algorithm part 9.3.1. Demand / supply forecasts for each physical function in demand function category and supply function category Electricity demand in the home, EV usage, hot water (heat) consumption, PV power supply, etc. Changes due to various factors such as lifestyle. For this reason, it is difficult to predict the future amount of electric power consumption of home appliances, but it is considered to improve the prediction accuracy of the future amount of demand by using past actual values. Predicted values are obtained mainly by statistical methods. If this is difficult, a value equivalent to the predicted value is calculated by another method. When calculating a predicted value by a statistical method, the development efficiency can be improved by using statistical software including various statistical libraries as compared to the development using a normal programming language.

9.3.2.最適需給計画機能区分の各物理機能における最適化
9.3.2.1.最適化計画作成物理機能における確率混合計画法による最適化
最適化計画は、家電電力需要量・EV電力使用量・熱需要量・PV供給量の将来における推移(予測値)を入力とし、需要量・供給量の予測がある程度外れることを考慮した上で各機器の制御計画を作成する。これは確率混合計画法により実現可能であり、本システムに於いてはこの手法を用いる。確率混合計画法により制御計画を求める際には最適ソルバーを利用する。
9.3.2. Optimization in each physical function of the optimum supply and demand planning function division 9.3.2.1. Optimization plan creation Optimization using the stochastic mixed programming method in the physical function The optimization plan is based on the future transition (predicted value) of household appliance power demand, EV power consumption, heat demand, and PV supply, and demand. -Create a control plan for each device, taking into account that the forecast of supply volume will be somewhat out of order. This can be realized by the stochastic mixture programming method, and this method is used in this system. The optimal solver is used when the control plan is obtained by the stochastic mixed programming method.

確率混合計画法を用いることで、将来のある時点における各需要量・供給量の予測値を点として推定するのではなく、予測値がどれだけばらつくかを考慮に入れて、ばらついた時でも可能な限り運用にあたっての諸制約を満たすような機器の制御計画を作成する。このような「ばらつきを持った予測値」を、シナリオ(需要シナリオまたは供給シナリオ)とその発生確率の1つ以上の組み合わせにより表現し、これらが最適化計画の入力となる。(需要または供給)シナリオとは、時間軸に沿って予測値がどのように推移していくかを表したものである。発生確率とは、シナリオの表す予測値の推移がどの程度の確度で起こりうるかを示したものである。   By using probabilistic mixed programming, it is possible not to estimate the predicted value of each demand / supply quantity at a certain point in the future as a point, but to take into account how much the predicted value varies, even when it varies Create a control plan for equipment that satisfies various operational restrictions as much as possible. Such a “predicted value with variation” is expressed by a combination of one or more scenarios (demand scenarios or supply scenarios) and their occurrence probabilities, and these are input to the optimization plan. The (demand or supply) scenario represents how the predicted value changes along the time axis. The probability of occurrence indicates the degree of accuracy with which the predicted value represented by the scenario can change.

9.3.2.2.統合シナリオ作成物理機能の必要性
最適化計画機能が需要・供給シナリオとその発生確率を入力とするため、家電電力需要、EV電力需要、熱需要、PV供給の出力も同様に需要・供給シナリオとその発生確率となる。最適化計画機能が前提とするシナリオは同時発生性を考慮に入れたものでなければならない。しかしながら、ここ上げた機能が出力するシナリオとその発生確率はそれぞれ独立事象として発生することを前提としている。そこで、統合シナリオ作成機能を導入する。統合シナリオ作成機能では、非同時発生性を前提としたシナリオと発生確率を入力とし、統合シナリオという同時発生性を考慮したシナリオの組み合わせとその発生確率を出力とする。
9.3.2.2. Necessity of physical function to create an integrated scenario Since the optimization plan function takes the supply / demand scenario and its occurrence probability as input, the output of household electrical power demand, EV power demand, heat demand, and PV supply is also a demand / supply scenario. This is the probability of occurrence. The scenario assumed by the optimization planning function must take into account concurrency. However, it is assumed that the scenarios output by the functions described above and their occurrence probabilities occur as independent events. Therefore, an integrated scenario creation function is introduced. In the integrated scenario creation function, scenarios and occurrence probabilities on the assumption of non-simultaneous occurrence are input, and combinations of scenarios that consider simultaneous occurrence called integrated scenarios and their occurrence probabilities are output.

9.4.機能の統廃合
一部の論理機能については、諸変数の関係が数式として明に規定される。これらの関係式はそのまま最適化計画の制約条件として利用されるため、それらの実装は最適化計画物理機能に統合される。これに該当するのは、系統電源潮流・燃料消費・温水貯水・EV蓄電・蓄電池蓄電の各論理機能である。
9.4. Integration of functions For some logical functions, the relationship between variables is clearly specified as a mathematical expression. Since these relational expressions are used as they are as constraints of the optimization plan, their implementation is integrated into the optimization plan physical function. This corresponds to the logical functions of system power flow, fuel consumption, hot water storage, EV storage, and storage battery storage.

10.外部シーケンス
10.1.制御ルール生成処理の起動
10.1.1.制御ルール作成処理の起動
図96は、制御ルール生成処理に係るシーケンス図を例示する図である。最適化エンジンI/FからのHTTPによるリクエストに対し、制御ルール生成処理を起動し、処理開始の通知を処理受付レスポンスとして最適化エンジンI/Fに応答する。その後、処理が完了したタイミングで処理完了の通知を最適化エンジンI/Fに対しHTTPによるリクエストとして通知する。なお、最適化エンジンの呼び出しは1住宅に対し1日4回程度の呼び出しを想定している。
10. External sequence 10.1. Start of control rule generation process 10.1.1. Activation of Control Rule Creation Process FIG. 96 is a diagram illustrating a sequence diagram related to the control rule generation process. In response to an HTTP request from the optimization engine I / F, a control rule generation process is started, and a process start notification is returned to the optimization engine I / F as a process reception response. After that, at the timing when the process is completed, a process completion notification is sent to the optimization engine I / F as a request by HTTP. It is assumed that the optimization engine is called about four times a day for one house.

10.2.処理契機
図97は、処理契機となりうる事象を例示する図である。本システムの処理契機となりうるのは以下の様な場合である。
A) 制御ルールの定期的な更新
B) 前回のルール生成処理開始以降入力値が変更された場合
これらの事象についてその事象の影響度(制御ルール生成に際しての前提条件を大きく崩すものであるか)・発生頻度・検知可否を考慮して、処理契機とするか否かを判断する。ルールへの影響度とは、事象より制御ルールが更新された時に、そのルールがどの程度変わるかを示したものであり、影響度が大きい事象は処理契機とするのが良い。制御ルール生成処理にはある程度の処理時間がかかるため更新頻度が多いとシステムに負荷がかかる。そのため、発生頻度が大きい事象は処理契機としない。更新頻度が中の事象については処理契機とするが、頻度をコントロールできるのであればそれが低くなるようにするのがよい。検知が不可能な事象については処理契機としない。「ユーザ設定の変更が行われた場合」または「管理者設定の変更が行われた場合」に属する事象については、生活への影響度を考慮した上で処理契機とするか判断をする必要がある。「最適化モードの変更」「最適蓄電量の変更」の事象によるルールの更新は即座に反映されなくても利用者の生活を妨げる事にはならない。一方で、「EV予約の追加・変更」「満湯予約の追加・変更」については、それぞれEVを利用できない、お風呂に入れないなど生活に支障をきたす。前者については契機とせず、後者については契機とする。しかしながら「EV予約の追加・変更」については、EVの利用形態によって契機が頻発する場合が考えられるため、一定間隔内に契機が複数発生した場合は1つを除いて無視するなどの処理が必要となる。
10.2. Processing Trigger FIG. 97 is a diagram illustrating events that can be processing triggers. The processing trigger of this system can be the following cases.
A) Periodic update of control rules B) When input values have changed since the start of the last rule generation process For these events, the degree of influence of the events (whether the preconditions for generating control rules are greatly destroyed) -Considering the occurrence frequency and detectability, it is determined whether or not to be a processing trigger. The degree of influence on a rule indicates how much the rule changes when a control rule is updated from an event. An event having a large degree of influence is preferably a processing trigger. Since the control rule generation process takes a certain amount of processing time, if the update frequency is high, the system is loaded. Therefore, an event with a high occurrence frequency is not a trigger for processing. An event with a medium update frequency is used as a processing trigger, but if the frequency can be controlled, it should be low. Events that cannot be detected are not triggered. For events that belong to "when user settings are changed" or "when administrator settings are changed", it is necessary to determine whether to trigger the process after considering the impact on life. is there. Even if the update of the rule due to the event “change in optimization mode” or “change in optimum storage amount” is not immediately reflected, it does not hinder the user's life. On the other hand, “addition / change of EV reservation” and “addition / change of full hot water reservation” impede life, such as being unable to use EV or not taking a bath. The former is not an opportunity, and the latter is an opportunity. However, regarding “addition / change of EV reservation”, there is a possibility that triggers frequently occur depending on the EV usage form. Therefore, if multiple triggers occur within a certain interval, processing such as ignoring except one is necessary. It becomes.

11.外部IF
11.1.制御ルール生成処理起動の引数と戻り値
11.1.1.制御ルール生成処理起動の引数と戻り値
11.1.1.1.処理起動リクエスト
図98は、制御ルール生成処理起動の引数を例示する図である。HTTPリクエストのGETパラメータとして取得する。
11. External IF
11.1. Control rule generation process start argument and return value 11.1.1. Control rule generation process activation argument and return value 11.1.1.1. Process Activation Request FIG. 98 is a diagram exemplifying control rule generation process activation arguments. Acquired as a GET parameter of the HTTP request.

11.1.1.2.受付通知レスポンス
図99は、受付通知状態を例示する図である。HTTPレスポンスのテキストデータとして受付状態を出力する。なお、引数に不備があった際は、受付失敗として返り値を返送する。エラーチェックの詳細は13.1.3.エラーチェック仕様を参照。
11.1.1.2. Acceptance Notification Response FIG. 99 is a diagram illustrating an acceptance notification state. The acceptance status is output as text data of the HTTP response. If the argument is incomplete, the return value is returned as reception failure. Details of error check are described in 13.1.3. Refer to error check specifications.

11.1.1.3.処理完了通知リクエスト
図100は、受付通知状態を例示する図である。HTTPリクエストのGETパラメータとして処理完了状態を出力する。
11.1.1.3. Processing Completion Notification Request FIG. 100 is a diagram illustrating an acceptance notification state. The processing completion status is output as a GET parameter of the HTTP request.

11.1.1.4.処理完了通知受付レスポンス
図101は、受付通知状態を例示する図である。HTTPレスポンスのテキストデータとして受付状態を取得する。
11.1.1.4. Processing Completion Notification Acceptance Response FIG. 101 is a diagram illustrating an acceptance notification state. The reception state is acquired as text data of the HTTP response.

12.データフロー
図102は、本システムにおけるデータフローを例示する図である。各種DBについて論理テーブルに分割した上で、それらのテーブルを含めたデータと各機能との入出力関係を明らかにする。制御アルゴリズム呼び出しリクエストでは、住宅ID・開始日時が引数として指定される。メイン処理はこれらの情報を受け取り、一時的に制御DBに格納される。制御DBには住宅マスタ、制御ルール作成処理管理が存在する。メイン処理は制御ルール作成処理管理テーブルから実行に必要な情報を取得し、各機能の呼び出しに際して制御ルール作成処理ID・制御ルール作成期間開始日時・制御ルール作成期間終了日時を引数として渡す。制御ルール作成処理・住宅IDを・開始日時を指定して呼び出される。
12 Data Flow FIG. 102 is a diagram illustrating a data flow in this system. The various DBs are divided into logical tables, and the input / output relationship between the data including those tables and each function is clarified. In the control algorithm call request, the house ID / start date / time is specified as an argument. The main process receives these pieces of information and temporarily stores them in the control DB. The control DB includes a house master and control rule creation process management. The main process acquires information necessary for execution from the control rule creation process management table, and passes the control rule creation process ID, the control rule creation period start date and time, and the control rule creation period end date and time as arguments when each function is called. It is called by specifying the start date and time of the control rule creation process / house ID.

気象DBには気象情報実績、時間別気象情報予報、日別気象情報予報の各テーブルが存在する。または、ライフログDBには家電電力需要実績、熱需要実績、PV供給実績の各テーブルが存在する。走行データDV内には、EV電力需要実績と走行予約が存在する。カレンダーDB内のカレンダーテーブルが存在する。これらのテーブルが、電力需要シナリオ作成機能、熱需要シナリオ作成機能、PV供給シナリオ作成機能、EV電力需要シナリオ作成機能の入力となる。気象DB、ライフログDB、走行データDB内の擬似実績テーブルには、人工的に作成した実績値を格納しておき、各機器の実績値がないまたは充分にない状況においても、各シナリオ作成機能に於いて動作またはある程度の予測精度を保証するためのものである。これら4つのシナリオ作成機能は、シナリオマスタ・シナリオテーブルに対して出力を行う。   In the weather DB, there are tables of weather information results, hourly weather information forecasts, and daily weather information forecasts. Alternatively, the life log DB includes tables for household electrical power demand results, heat demand results, and PV supply results. In the travel data DV, there are EV power demand results and travel reservations. There is a calendar table in the calendar DB. These tables are input to the power demand scenario creation function, the heat demand scenario creation function, the PV supply scenario creation function, and the EV power demand scenario creation function. The simulated results table in the weather DB, life log DB, and travel data DB stores artificially created results, and each scenario creation function even in situations where there is no or insufficient results for each device In order to guarantee operation or a certain degree of prediction accuracy. These four scenario creation functions output to the scenario master / scenario table.

統計・最適化DBは、シナリオ作成処理、最適化処理の入出力となるシナリオ関連テーブル、最適化計画関連テーブルにより構成される。シナリオ関連テーブルには、シナリオマスタ、シナリオ、統合シナリオマスタがある。最適化計画関連テーブルには、EV蓄電池計画、定置型蓄電池計画、系統電力量計画、蓄熱ユニット熱量計画、熱計画、EV電力量計画、LIB電力量計画、FC発熱量計画テーブルがある。   The statistics / optimization DB includes a scenario creation process, a scenario relation table serving as an input / output of the optimization process, and an optimization plan relation table. The scenario relation table includes a scenario master, a scenario, and an integrated scenario master. The optimization plan related tables include an EV storage battery plan, a stationary storage battery plan, a grid power amount plan, a heat storage unit heat amount plan, a heat plan, an EV power amount plan, a LIB power amount plan, and an FC heat generation amount plan table.

統合シナリオ作成機能は、シナリオマスタ、シナリオを入力とし、統合シナリオマスタ・統合シナリオの各テーブルに対して出力を行う。最適計画作成機能は、統合シナリオマスタ、統合シナリオ、最適化設定DB内のテーブル(最適化パラメータ、時系列最適化パラメータ、最適化エンジンパラメータ)を入力とし、最適化計画関連テーブルに対して出力を行う。制御ルールDBは制御ルールテーブルにより構成される。制御ルール作成機能は、EV電力量計画、LIB電力量テーブル、FC発熱量計画の各テーブルを入力とし、制御ルールテーブルに対して出力を行う。   The integrated scenario creation function takes a scenario master and a scenario as input, and outputs to each table of the integrated scenario master and integrated scenario. The optimized plan creation function takes the integrated scenario master, integrated scenario, and tables in the optimization setting DB (optimization parameters, time series optimization parameters, optimization engine parameters) as input, and outputs to the optimization plan related tables Do. The control rule DB is composed of a control rule table. The control rule creation function receives the EV power amount plan, the LIB power amount table, and the FC heat generation amount table as inputs and outputs them to the control rule table.

本システムは、運用規模次第でテーブルによっては数千万を超えるレコードを格納する事が考えられる(各テーブルの格納レコード数の見積もりは19.4節を参照のこと)。レコード数増加によりパフォーマンスの低下を回避するため、以下の3つの対処を行う。
A)パーティショニング
テーブル毎にパーティショニングを行う。日付に準ずる列の値に応じて格納するテーブルを変えることで、1つのテーブルに格納されるレコード数を防ぐ。
B)中間データの退避
統計・最適化DBに属するテーブルは本システムの処理途中で生成される中間データを格納するためのものである。これらのデータは、当該処理が終了した後には検証目的以外に使用されることがない。これらのテーブルについてはそれぞれバックアップテーブルを用意し、処理が終了する直前に当該処理において生成したデータをバックアップテーブルに移す。中間データ退避の対象となるテーブルは19.3節に示す。
C)実績データの退避
実績データは、過去2年分を参照することを前提としており、それ以前のデータについては各処理で使用しない。そのため不要なデータを定期的にバックアップ・削除することで、実績テーブルに対する処理のパフォーマンス低下を防ぐ。実績データ退避の対象となるテーブルは17.3節に示す。
Depending on the scale of operation, the system may store more than tens of millions of records (see section 19.4 for an estimate of the number of records stored in each table). The following three measures are taken to avoid performance degradation due to an increase in the number of records.
A) Partitioning Perform partitioning for each table. The number of records stored in one table is prevented by changing the table to be stored according to the column value according to the date.
B) Saving intermediate data The table belonging to the statistics / optimization DB is for storing intermediate data generated during the processing of this system. These data are not used for purposes other than verification after the processing is completed. For each of these tables, a backup table is prepared, and the data generated in the process is transferred to the backup table immediately before the process ends. Tables for saving intermediate data are shown in Section 19.3.
C) Saving of actual data Actual data is assumed to refer to the past two years, and data before that is not used in each process. Therefore, by periodically backing up and deleting unnecessary data, the performance degradation of the performance table is prevented. Tables for saving actual data are shown in Section 17.3.

13.機能
13.1.メイン処理
13.1.1.機能概要
図103は、メイン処理IO関連図を例示する図である。メイン処理は外部からのリクエストを受け取り、リクエストに対応する制御ルール作成処理を管理、実行する。メイン処理呼び出しの契機となる外部からの呼び出しIFに関しては11節(外部IF)を参照のこと。メイン処理は、処理起動リクエスト(HTTP)に対し、制御ルール作成処理IDを発番、リクエストに対する受付通知レスポンス(HTTP)を返す。また、非同期処理にて各予測・最適化機能を実行し、処理完了の後最適化エンジン用I/Fに対し処理完了通知リクエスト(HTTP)を送信し、処理完了通知受付レスポンスを受け、制御ルール作成処理を完了する。
13. Function 13.1. Main processing 13.1.1. Functional Overview FIG. 103 is a diagram illustrating a main process IO related diagram. The main process receives an external request, and manages and executes a control rule creation process corresponding to the request. See section 11 (External IF) for external call IFs that trigger main process calls. In response to the process activation request (HTTP), the main process issues a control rule creation process ID and returns an acceptance notification response (HTTP) to the request. In addition, each prediction / optimization function is executed in asynchronous processing, and after completion of processing, a processing completion notification request (HTTP) is transmitted to the optimization engine I / F, a processing completion notification reception response is received, and a control rule Complete the creation process.

図104は、処理順フロー図を例示する図である。メイン処理が実行する制御ルール作成処理は、図104に示すとおり、需要モジュール・供給モジュール・最適需給計画モジュール内の各機能を呼び出す。   FIG. 104 is a diagram illustrating a processing order flow diagram. As shown in FIG. 104, the control rule creation process executed by the main process calls each function in the demand module / supply module / optimum supply / demand planning module.

13.1.2.引数と返り値
以下、メイン処理機能の引数(処理起動リクエストパラメータ)と返り値(受付通知レスポンスパラメータ)を説明する。また、処理完了後に最適化エンジン用I/Fに通知される処理完了通知リクエスト、および処理完了通知受付レスポンスに関しても以下で説明する。。
13.1.2. Arguments and return values The following describes the arguments (process activation request parameters) and return values (acceptance notification response parameters) of the main processing function. Further, the processing completion notification request and the processing completion notification reception response that are notified to the optimization engine I / F after the processing is completed will be described below. .

13.1.2.1.引数
11.1.1.1.処理起動リクエストを参照。
13.1.2.2.1. Argument 11.1.1.1. See process start request.

13.1.2.2.返り値
11.1.1.2.受付通知レスポンスを参照。
13.1.2.2.2. Return value 11.1.1.2. See reception notification response.

13.1.2.3.処理完了通知リクエスト
11.1.1.3.処理完了通知リクエストを参照。
13.1.2.2.3. Processing Completion Notification Request 11.1.1.3. See processing completion notification request.

13.1.2.4.処理完了通知受付レスポンス
11.1.1.4.処理完了通知受付レスポンスを参照。
13.1.2.4. Processing completion notification acceptance response 11.1.1.4. Refer to processing completion notification acceptance response.

13.1.3.エラーチェック仕様
図105は、エラーチェック一覧を例示する図である。図105は、メイン処理機能のエラーチェック仕様を示している。エラーチェックに該当した場合、リクエストされた処理を中断し受付失敗としてリクエスト元に対し受付通知レスポンスを返送する。詳細は11.1.1.2.受付通知レスポンスを参照。
13.1.3. Error Check Specification FIG. 105 is a diagram illustrating an error check list. FIG. 105 shows an error check specification of the main processing function. If it corresponds to the error check, the requested processing is interrupted and the acceptance notification response is returned to the request source as acceptance failure. The details are 11.1.1.2. See reception notification response.

13.1.4.DB編集仕様
メイン処理機能におけるデータベースからの値の取得と格納に関して下記に示す。
13.1.4.1.取得データ一覧
データベースへの値の取得に関して下記に示す。
図106は、取得データ一覧を例示する図である。
13.1.4. DB editing specification The following shows the acquisition and storage of values from the database in the main processing function.
13.1.4.1. Acquired data list The acquisition of values to the database is shown below.
FIG. 106 is a diagram illustrating a list of acquired data.

13.1.4.2.格納データ一覧
図107は、格納データ一覧を例示する図である。
13.1.4.2. Stored Data List FIG. 107 is a diagram illustrating a stored data list.

13.1.4.3.更新データ一覧
図108は、更新データ一覧を例示する図である。
13.1.4.3. Update Data List FIG. 108 is a diagram illustrating an update data list.

13.1.5.処理詳細
13.1.5.1.処理フロー
図109は、メイン処理のフローを例示する図である。メイン処理では、以下のフローにより、処理起動リクエスト(HTTP)に対して制御ルール作成処理IDを発番、リクエストへの受付通知レスポンス(HTTP)を返す。また、非同期処理にて各予測・最適化機能を実行し、処理完了の後最適化エンジン用I/Fに対し処理完了通知リクエスト(HTTP)を送信し、処理完了通知受付レスポンスを受け、制御ルール作成処理を完了する。それらをデータベースに保存する。
13.1.5. Processing details 13.1.5.1. Processing Flow FIG. 109 is a diagram illustrating a flow of main processing. In the main process, a control rule creation process ID is issued in response to a process activation request (HTTP), and an acceptance notification response (HTTP) to the request is returned according to the following flow. In addition, each prediction / optimization function is executed in asynchronous processing, and after completion of processing, a processing completion notification request (HTTP) is transmitted to the optimization engine I / F, a processing completion notification reception response is received, and a control rule Complete the creation process. Save them in the database.

13.1.5.2.処理ステータスの確認
図110は、処理ステータス更新内容を例示する図である。パラメータとして受け取った住宅ID、始点日時を取得条件として制御ルール作成処理管理テーブルを参照し、処理日時が最も新しいレコードの処理ステータスが2(実行中)の場合、同一レコードの処理ステータスを3(中断中)に更新する。レコードがない場合は何も更新しない。
13.1.5.2. Confirmation of Processing Status FIG. 110 is a diagram exemplifying processing status update contents. With reference to the control rule creation process management table using the house ID and start date / time received as parameters as acquisition conditions, if the process status of the record with the newest process date / time is 2 (executing), the process status of the same record is 3 (suspended) Update to middle). If there is no record, nothing is updated.

13.1.5.3.制御ルール作成処理データの格納
図111は、処理ステータス更新内容を例示する図である。パラメータとして受け取った住宅ID、始点日時を制御ルール作成処理管理テーブルに格納する。また、同時に処理日時にアプリケーションにて取得したシステム日時を、処理ステータスに2(処理中)を、作成日時に現在日付を格納する。なお、処理日時に格納したシステム日時は後の処理に使用するためその値を保持する。
13.1.5.3. Storage of Control Rule Creation Process Data FIG. 111 is a diagram exemplifying process status update contents. The house ID and start date / time received as parameters are stored in the control rule creation process management table. At the same time, the system date and time acquired by the application at the processing date and time, 2 (processing) in the processing status, and the current date as the creation date and time are stored. Note that the system date and time stored in the processing date and time is retained for use in later processing.

13.1.5.4.発番された制御ルール作成処理IDの取得
制御ルール作成処理IDを制御ルール作成処理管理テーブルより取得する。取得条件はパラメータとして受け取った住宅ID、始点日時、をそれぞれ制御ルール作成処理管理テーブルの住宅ID、始点日時として、また制御ルール作成処理データの格納処理にて取得したシステム日時を処理日時として実行する。
13.1.5.4. Acquisition of the assigned control rule creation process ID The control rule creation process ID is obtained from the control rule creation process management table. The acquisition conditions are the house ID and start point date and time received as parameters as the house ID and start point date and time in the control rule creation process management table, respectively, and the system date and time acquired in the storage process of the control rule creation process data as the process date and time. .

13.1.5.5.受付通知レスポンスの返信
前処理で取得した制御ルール作成処理IDを、受付通知レスポンスとして、HTTPレスポンス本文に編集し返信する。
13.1.5.5. Reply of the reception notification response The control rule creation process ID acquired in the pre-processing is edited and returned as the reception notification response in the HTTP response body.

13.1.5.6.処理実行数の確認と制御
制御ルール作成管理テーブルを参照し、処理ステータスが2(実行中)のレコード数とプロパティ情報より制御ルール作成最大同時実行数を比較し、レコード数が制御ルール作成最大同時実行数以上の場合、以降の処理実行を待機する。また、レコード数が制御ルール作成最大同時実行数未満となった際に、待機中の制御ルール作成処理をリクエスト順に順次開始するよう制御すること。
13.1.5.5.6. Check and control the number of process executions Refer to the control rule creation management table, compare the number of records with process status 2 (running) and the maximum number of simultaneous executions of control rule creation from property information, and the number of records is the maximum number of simultaneous control rule creation If the number of executions is greater than or equal to the number of executions, the subsequent process execution is waited. In addition, when the number of records becomes less than the maximum number of simultaneous execution of control rule creation, control is performed so that the waiting control rule creation processing is sequentially started in the order of requests.

13.1.5.7.プロパティ情報の取得
受付通知レスポンスの返信と非同期で当処理以降の処理を実行する。システムのプロパティファイルにて定義されているプロパティ情報を取得し、それぞれを定数として保持するオブジェクトを作成する。プロパティ情報に関しては19.1節を参照。
13.1.5.5.7. Acquisition of property information Processes after this process are executed asynchronously with the response of the reception notification response. Get the property information defined in the system property file and create an object to hold each as a constant. See section 19.1 for property information.

13.1.5.8.制御ルール作成期間始点日時と制御ルール作成期間終点日時の確定
取得した始点日時より、制御ルール作成期間始点日時と制御ルール作成期間終点日時を確定する。始点日時は家電電力需要実績、EV電力需要実績、熱需要実績、PV供給実績、気象情報実績の各テーブルについて、住宅IDを抽出条件として、それぞれ最新の対象日時を得る。そのうち、最も古い対象日時について、分以降を切り捨てた日時を制御ルール作成期間始点日時とする。また、パラメータの始点日時を基に、プロパティ情報より取得したスパン長を加えた日付の24時を制御ルール作成期間終点日時とする。
13.1.5.8. Determination of control rule creation period start point date and time and control rule creation period end point date and time From the acquired start point date and time, the control rule creation period start point date and time and the control rule creation period end point date and time are determined. As for the start date and time, the latest target date and time is obtained for each table of household electric power demand record, EV power demand record, heat demand record, PV supply record, and weather information record, using the house ID as an extraction condition. Of these, for the oldest target date and time, the date and time after rounding off the minutes is set as the control rule creation period start date and time. Further, based on the start date and time of the parameter, the control rule creation period end date and time is set to 24:00 of the date added with the span length acquired from the property information.

13.1.5.9.入力データの作成
図112〜図115は、入力データの参照元と格納先を例示する図である。制御ルール作成処理の実行に先立ち、ユーザ設定、管理者設定、燃料・系統電源価格他の値を、シナリオ作成・最適化処理に適した形式に変換する。なお、表中の※印のついた参照元については、その所在と詳細を明確にする必要がある。これらのデータは、制御ルール作成リクエストが発行される前の段階で最新であること。
13.1.5.9. Creation of Input Data FIGS. 112 to 115 are diagrams illustrating input data reference sources and storage destinations. Prior to the execution of the control rule creation process, user settings, administrator settings, fuel / system power supply price and other values are converted into a format suitable for scenario creation / optimization process. In addition, it is necessary to clarify the location and details of the reference sources marked with * in the table. These data must be up-to-date before the control rule creation request is issued.

13.1.5.10.各機能の実行
図116は、処理順フロー図(再掲)を例示する図である。制御ルール作成処理IDと制御ルール作成期間始点日時、制御ルール作成期間終点日時をパラメータとして順次各予測・最適化・制御ルール作成機能を実行する。各予測・最適化・制御ルール作成各機能の処理実行後、都度実行結果を確認し、異常終了していた場合は以降の機能を実行しない。また、処理の実行開始から予測最適化処理タイムアウト時間経過時点で処理が完了していない場合、タイムアウトとして扱う。その際、以降の予測・最適化・制御ルール作成機能を実行しない。なお、機能実行の間に制御ルール作成管理テーブルの処理ステータスを参照し、ステータスが3(処理中断中)の場合以降の予測・最適化・制御ルール作成機能を実行しない。
13.1.5.10. Execution of Each Function FIG. 116 is a diagram illustrating a processing order flowchart (repost). Each prediction / optimization / control rule creation function is sequentially executed using the control rule creation process ID, the control rule creation period start point date and time, and the control rule creation period end point date and time as parameters. After executing each prediction / optimization / control rule creation function, the execution result is checked each time, and if it ends abnormally, the subsequent functions are not executed. Also, if the process has not been completed when the prediction optimization process timeout period has elapsed since the start of process execution, it is treated as a timeout. At that time, the subsequent prediction / optimization / control rule creation function is not executed. Note that the processing status of the control rule creation management table is referred to during the function execution, and the prediction / optimization / control rule creation function after the status 3 is not executed.

13.1.5.11.データの退避
テーブル内のレコード数の肥大化が懸念されるテーブルに対してレコードの対比を行う。データ退避の対象となるテーブルに対して、当該リクエストを契機として格納された(制御ルール作成処理IDが同一)レコードを抽出・削除し、それらを対応するバックアップテーブルに格納する。データ退避の対象となるテーブルは、制御ルール作成処理IDをプライマリキーとして持つテーブルで、連続して使用した場合にレコード数が例えば1000万レコードを超える(各テーブルの見積もりテーブル数は図212参照)。外得するテーブルは、シナリオマスタ、シナリオ、統合シナリオマスタ、統合シナリオ、EV蓄電計画、定置型蓄電池蓄電計画、EV電力量計画、定置型蓄電池蓄電量計画、系統電力量計画、蓄熱ユニット熱量計画、FC発電量計画、熱計画、時系列EV走行予約、最適化エンジンパラメータ、時系列最適化パラメータ、最適化パラメータとなる。
13.1.5.11. Data evacuation Records are compared against tables that are concerned about the number of records in the table. For the table to be saved, the records stored with the request as the trigger (same control rule creation process ID) are extracted and deleted, and stored in the corresponding backup table. The table to which data is saved is a table having the control rule creation process ID as a primary key, and the number of records exceeds 10 million records when used continuously (see FIG. 212 for the estimated number of tables for each table). . The tables to be obtained are: scenario master, scenario, integrated scenario master, integrated scenario, EV storage plan, stationary storage battery storage plan, EV energy plan, stationary storage battery storage plan, system power plan, heat storage unit heat plan, FC The power generation plan, the heat plan, the time series EV travel reservation, the optimization engine parameters, the time series optimization parameters, and the optimization parameters.

13.1.5.12.処理ステータスの更新
図117は、処理ステータス区分一覧を例示する図である。図118は、処理ステータス更新内容を例示する図である。機能の実行後、制御ルール作成処理IDの処理ステータスを更新する。処理ステータスを参照し、処理完了結果に応じて更新する。
13.1.5.12. Updating Process Status FIG. 117 is a diagram illustrating a process status category list. FIG. 118 is a diagram exemplifying processing status update contents. After executing the function, the process status of the control rule creation process ID is updated. Update the process status according to the process completion result.

13.1.5.13.処理完了通知リクエストの発信
機能の実行完了後、処理完了通知リクエストを発信する。プロパティ情報より、処理完了通知リクエストURLを取得し、該当URLに対し処理結果をHTTPリクエストのGETパラメータに編集し、リクエストを送信する。処理結果のGETパラメータに関しては、14節(外部IFの処理完了通知受付レスポンス)を参照。
13.1.5.13. Send processing completion notification request Send processing completion notification request after execution of the function is completed. A processing completion notification request URL is acquired from the property information, the processing result is edited into the GET parameter of the HTTP request for the URL, and the request is transmitted. For the GET parameter of the processing result, refer to section 14 (external IF processing completion notification acceptance response).

13.1.5.14.処理完了通知受付レスポンスの受信
処理完了通知リクエストに対するレスポンスを受信する。その際、HTTPリクエストがタイムアウトした場合は3回まで処理完了通知リクエストを発信し、いずれもタイムアウトする場合はエラーとする。
13.1.5.14. Receive processing completion notification acceptance response Receives response to processing completion notification request. At that time, if the HTTP request times out, a processing completion notification request is transmitted up to three times, and if both times out, an error is assumed.

13.2.需要予測機能
13.2.1.家電電力需要シナリオ作成
13.2.1.1.機能概要
図119は、家電電力需要シナリオ作成IO関連図を例示する図である。家電電力の需要実績と気温・天候の実績、シーズン、カレンダー情報、気象情報実績、気象情報予報から、指定された住宅・期間における家電電力需要シナリオ・予測誤差・パーセンタイル値・家電電力需要シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。
13.2. Demand forecast function 13.2.1. Electric appliance demand scenario creation 13.2.1.1.1. Functional Overview FIG. 119 is a diagram illustrating a home appliance power demand scenario creation IO relation diagram. Generation of household electrical power demand scenario, forecast error, percentile value, household electrical power demand scenario in specified housing / period based on household electrical demand, temperature / weather, season, calendar information, weather information, weather information forecast Get probabilities and store them in the database.

13.2.1.2.引数と返り値
13.2.1.2.1.引数
図120は、家電電力需要シナリオ作成機能の引数を例示する図である。
13.2.1.2. Arguments and return value 13.2.1.2.1. Argument FIG. 120 is a diagram illustrating an argument of the home appliance power demand scenario creation function.

13.2.1.2.2.返り値
図121は、家電電力需要シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。
13.2.1.2.2. Return Value FIG. 121 is a diagram illustrating a return value of the home appliance power demand scenario creation function.

13.2.1.3.エラーチェック仕様
図122は、エラーチェック仕様を例示する図である。図122は、家電電力需要シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を示している。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.2.1.2.2.返り値を参照。
13.2.1.3. Error Check Specification FIG. 122 is a diagram illustrating an error check specification. FIG. 122 shows an error check specification of the home appliance power demand scenario creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. For details, see 13.2.1.2.2. See return value.

13.2.1.4.DB編集仕様
家電電力シナリオ作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.2.1.4.1.取得データ一覧
図123は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.2.1.4. DB Editing Specification Acquisition and storage of values from the database in the home appliance power scenario creation function will be described.
13.2.1.4.1. Acquired Data List FIG. 123 is a diagram illustrating acquisition of values from the database.

13.2.1.4.2.格納データ一覧
図124は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.2.1.4.2. List of Stored Data FIG. 124 is a diagram illustrating storage of values in the database.

13.2.1.4.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.2.1.4.3. Update data list This function does not update the database.

13.2.1.5.処理詳細
13.2.1.5.1.処理フロー
図125は、家電電力需要シナリオ作成処理フローを説明する図である。家電電力需要シナリオ作成処理では、以下のフローにより家電電力需要シナリオ・予測誤差・家電電力需要シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。
13.2.1.5. Processing details 13.2.1.5.1. Processing Flow FIG. 125 is a diagram for explaining a home appliance power demand scenario creation processing flow. In the home appliance power demand scenario creation process, the occurrence probability of home appliance power demand scenario / prediction error / home appliance power demand scenario is obtained by the following flow and stored in the database.

13.2.1.5.2.シーズンの定義
シーズンは、冬季、夏季、春季・秋季の3つのより構成される。冬季、夏季、春季・秋季の各期間はパラメータ情報より取得する。
13.2.1.5.3.日付カテゴリーの定義
日付カテゴリーを作成する機能を実装する。日付カテゴリーは次のように規定する。
祝日の場合(2カテゴリー):降水の有無(2カテゴリー)
祝日でない場合(14カテゴリー):降水の有無(2カテゴリー)×曜日(7カテゴリー)
13.2.1.5.2. Definition of season The season consists of three parts: winter, summer, spring and autumn. Each period of winter, summer, spring and autumn is obtained from parameter information.
13.2.1.5.3. Definition of date category Implement the function to create date category. The date category is defined as follows.
For holidays (2 categories): Presence of precipitation (2 categories)
If it is not a holiday (14 categories): Precipitation (2 categories) x Day of the week (7 categories)

降水の有無は、以下のように求める
A)対象日が実績期間に属する場合
気象情報実績テーブルから降水量を取得し、降水量が0より大きい場合は降水有り、降水量が0の場合降水無しとする。
B)対象日が予測期間に属し、時間別気象情報予報テーブルに該当日の各時間帯の降水確率がある場合
該当日の各時間帯の降水確率を取得し、降水確率が閾値以上の時間帯少なくとも1つがあれば降水有り、そうでなければ降水無しとする。なお、閾値はパラメータ情報から取得する。
C)対象日が予測期間に属し、日別気象情報予報テーブルに該当日の降水確率がある場合
降水確率が閾値以上の場合降水有り、閾値未満の場合降水無しとする。なお、閾値は上記Bで使用した値と同一である。
Presence or absence of precipitation is determined as follows: A) When the target date belongs to the actual period The precipitation is obtained from the meteorological information actual table. If the precipitation is greater than 0, there is precipitation. If the precipitation is 0, there is no precipitation. And
B) When the target day belongs to the forecast period, and the hourly weather information forecast table has precipitation probabilities for each time zone on that day, obtain the precipitation probability for each time zone on that day, and the time zone when the precipitation probability is greater than or equal to the threshold If there is at least one, it is raining, otherwise it is not raining. The threshold is acquired from the parameter information.
C) When the target date belongs to the forecast period and the daily weather information forecast table has a precipitation probability for the day. The threshold value is the same as the value used in B above.

曜日は、日月火水木金土の7カテゴリーとする。対象とする日が祝日か否かの判定は、カレンダーテーブル内に該当日に対応するレコードが存在するか否かにより判断する。   The days of the week are 7 categories of Sunday, Monday, Wednesday, Wednesday, Thursday and Friday. Whether or not the target day is a holiday is determined based on whether or not a record corresponding to the day exists in the calendar table.

13.2.1.5.4.予測期間・実績期間の決定
予測期間は、計画メッシュ毎の家電電力需要値を予測の対象とする期間を意味する。予測期間は、引数として与えられる制御ルール作成期間始点日時から制御ルール作成期間終点日時まで(開始点を含み、終了点は含まない)。実績期間は、予測モデルの学習に使用するデータを有する期間である。実績期間は、家電電力需要実績テーブル内ですべての計画メッシュにおいて家電電力需要実績を有する日の集合である(日が連続している必要はない)。ただし、2年以上過去のデータは使用しない。
13.2.1.5.4. Determination of Forecast Period / Actual Period The forecast period means a period in which the electric home appliance power demand value for each plan mesh is targeted for prediction. The prediction period is from the control rule creation period start date and time given as an argument to the control rule creation period end date and time (including the start point and not the end point). The actual period is a period having data used for learning the prediction model. The actual period is a set of days having household electric power demand actual results in all the planned meshes in the household electric power demand actual result table (the days do not have to be consecutive). However, data from past 2 years will not be used.

13.2.1.5.5.学習用の目的変数の作成
以下の処理により、学習データの目的変数である平均家電電力需要量からの乖離値を算出する。予測期間中のすべての計画メッシュに対して
A)計画メッシュが属する日を予測日とする。予測日の日付カテゴリーをPとする。
B)実績期間の日にちのうち、予測日と同じ日付カテゴリーPに属する日の家電電力需要量の実績値を取得する。家電電力需要量の実績値の取得処理は、13.2.1.5.6の処理に準じる。
C)取得した家電電力需要量の実績値について、同じ計画メッシュ時間帯値の平均値を求める。これを平均電力需要量aveEH(H,P,t)と呼ぶ。ここで、Hは住宅を表し、tは計画メッシュの時間帯を表す。
D)実績期間のうち、予測日と同じカテゴリーP・同じシーズンSに属する日にちの家電電力需要量EH(H,P,S,t)を取得する。
E)Dで求めた値について、当該計画メッシュと同じ計画メッシュの家電電力需要量とカテゴリー平均電力需要量の差分y(H,P,S,t)を求める。これを家電需要量乖離値と呼び、次式によって求められる。
上記処理により、計画メッシュ毎の家電需要量乖離値がカテゴリー実績日の数だけ得られる。
13.2.1.5.5. Creation of objective variable for learning By the following processing, a deviation value from the average electric home appliance power demand which is the objective variable of the learning data is calculated. For all planning meshes during the forecast period: A) The day to which the plan mesh belongs is assumed as the forecast date. Let P be the date category of the forecast date.
B) The actual value of the household electric power demand amount for the day belonging to the same date category P as the forecast date among the dates of the actual period is acquired. The acquisition process of the actual value of the household electric power demand is in accordance with the process of 13.2.1.5.6.
C) The average value of the same planned mesh time zone value is obtained for the actual value of the acquired household electric power demand. This is called the average power demand aveE H (H, P, t). Here, H represents a house, and t represents a time zone of the planned mesh.
D) The household electrical power demand E H (H, P, S, t) for the dates belonging to the same category P and the same season S as the forecast date in the actual period is acquired.
E) About the value calculated | required by D, the difference y (H, P, S, t) of the household appliance power demand of the same plan mesh as the said plan mesh and a category average power demand is calculated | required. This is called the home appliance demand divergence value, and is obtained by the following equation.
According to the above processing, home appliance demand amount deviation values for each plan mesh are obtained by the number of category actual days.

13.2.1.5.6.計画メッシュ幅での家電電力需要実績の取得
家電電力需要量の実績値は10分毎の集計値として蓄積されている。計画メッシュは可変であり、パラメータ情報から取得する。本機能内の処理では、計画メッシュ単位の家電電力需要量の実績値が必要となる。そのため、実績値の集計幅と計画メッシュ幅が異なる場合、家電電力需要実績値は、家電電力需要実績テーブルの家電電力需要実績値を、計画モジュールの集計幅で再集計したものを使用する。ここで、計画メッシュ幅は実績値の集計幅より長いまたは等しいことを前提とする。
13.2.1.5.6. Acquisition of Home Appliance Power Demand Results with Planned Mesh Width The actual value of home appliance power demand is accumulated as an aggregate value every 10 minutes. The planning mesh is variable and is obtained from parameter information. In the processing within this function, the actual value of the household electric power demand amount in units of planned mesh is required. Therefore, when the total width of the actual value is different from the planned mesh width, the home electric power demand actual value is obtained by recalculating the home electric power demand actual value in the home electric power demand actual table with the total width of the plan module. Here, it is assumed that the planned mesh width is longer than or equal to the total width of the actual values.

13.2.1.5.7.学習用の説明変数の作成
以下の処理により、学習データの説明変数である、気温実績とその平均からの乖離値を算出する。予測期間中の計画メッシュに対して、
A)計画メッシュが属する日を予測日とする。
B)予測日と同じカテゴリーP・同じシーズンSに属する日の気温実績m(P,S,t)を取得する。気温は気象情報実績テーブルから取得する。
C)気温実績m(P,S,t)から、当該計画メッシュの計画メッシュ平均気温avem(P,S,t)を求める。
D)以下の式により当該計画メッシュの気温実績と平均気温の差分
を求める。これを気温実績乖離値と呼ぶ。上記処理により、計画メッシュ毎の気温乖離値がiの処理で取得した実績値の数だけ得られる。
13.2.1.5.7. Creation of explanatory variables for learning By the following processing, a deviation value from the actual temperature and its average, which is an explanatory variable of the learning data, is calculated. For the planning mesh during the forecast period,
A) The day to which the planned mesh belongs is set as the predicted date.
B) Acquire the actual temperature m (P, S, t) of the day belonging to the same category P and the same season S as the predicted date. The temperature is obtained from the weather information performance table.
C) The planned mesh average temperature avem (P, S, t) of the planned mesh is obtained from the actual temperature m (P, S, t).
D) Difference between the actual temperature and the average temperature of the planned mesh according to the following formula
Ask for. This is called the temperature record divergence value. By the above process, the temperature divergence value for each plan mesh is obtained by the number of actual values acquired by the process of i.

13.2.1.5.8.予測用の説明変数作成(予報気温の乖離値の計算)
以下の処理により、予報気温とその平均値の乖離値を算出する。予測期間中のすべて計画メッシュに対して、
A)計画メッシュが属する日を予測日とする。
B)13.2.1.5.9の処理により、当該計画メッシュにおける予報気温値m’(t)を取得する。
C)以下の式により気温と平均気温の差分
を求める。これを気温予報乖離値と呼ぶ。上記処理により、計画メッシュ毎の気温予報乖離値がカテゴリー実績値の数だけ得られる。
13.2.1.5.8. Creation of explanatory variables for prediction (calculation of deviation value of predicted temperature)
The divergence value between the predicted temperature and the average value is calculated by the following processing. For all planning meshes during the forecast period,
A) The day to which the planned mesh belongs is set as the predicted date.
B) The predicted temperature value m ′ (t) in the planned mesh is acquired by the process of 13.2.1.5.9.
C) Difference between temperature and average temperature by the following formula
Ask for. This is called the temperature forecast divergence value. By the above processing, the temperature forecast divergence value for each plan mesh is obtained by the number of category actual values.

13.2.1.5.9.予報気温の推移の取得
以下の処理により、予報気温の推移を取得する。
A)時間別の気象予報情報がある場合
時間別気象情報予報テーブルより最新の1時間毎(=計画メッシュ毎)の予報気温を取得する。
B)日付別の気象予報情報しかない場合
指定の予報日について、
i.予報日の最新の予報最高気温、予報最低気温を取得する。日別気象情報予報テーブルにから当該予報日の最高気温・最低気温を取得し、予報最高気温・予報最低気温とする。
ii.実績期間から、すべての日について最高・最低気温実績を取得し、以下の値を算出する。
iii.上記の値が小さい順にN日選び、気象情報実績テーブルより該当日の気温実績を取得し、計画メッシュ毎に平均値を算出する。この値を以って該当日の予報気温の推移とする。Nの値はパラメータ情報より取得する。
13.2.1.5.9. Obtaining predicted temperature change Obtain the predicted temperature change by the following process.
A) When there is hourly weather forecast information The latest predicted temperature for every hour (= for each planned mesh) is acquired from the hourly weather information forecast table.
B) When there is only weather forecast information by date For the specified forecast date,
i. Get the latest forecast maximum temperature and forecast minimum temperature on the forecast date. From the daily weather information forecast table, the highest temperature and the lowest temperature on the forecast day are acquired and set as the predicted highest temperature and the lowest forecast temperature.
ii. From the performance period, obtain the highest and lowest temperature results for all days and calculate the following values.
iii. N days are selected in ascending order of the above values, the temperature results for that day are obtained from the weather information results table, and the average value is calculated for each planned mesh. This value is used as the predicted temperature transition for the day. The value of N is obtained from parameter information.

13.2.1.5.10.予測値の作成(夏季・冬季の場合)
予測日が夏季・冬季カテゴリーに属するときは、次のようにして各計画メッシュにおける電力需要量の予測値を求める。先に作成した需要量乖離値Yiを目的変数、気温実績乖離値Xiを説明変数として
の関係を仮定して単回帰を実行し、切片α^(S)と説明変数の係数β^(S)を推定する。これらの値を用いて、気温予報乖離値X’(t)から予測日の各計画メッシュにおける家電電力需要量乖離値の推定値y’(t)を得る。
これに平均需要量aveEH(H,P,t)を加えて、各計画メッシュにおける電力需要量の予測値とする。
13.2.1.5.10. Predicted value creation (in summer and winter)
When the forecast date belongs to the summer / winter category, the forecast value of the power demand in each plan mesh is obtained as follows. The previously created demand divergence value Y i is the objective variable, and the actual temperature divergence value X i is the explanatory variable.
Assuming this relationship, simple regression is executed to estimate the intercept α ^ (S) and the explanatory variable coefficient β ^ (S). Using these values, an estimated value y ′ (t) of the home appliance power demand amount divergence value in each plan mesh on the forecast date is obtained from the temperature forecast divergence value X ′ (t).
The average demand amount aveE H (H, P, t) is added to this to obtain a predicted value of the power demand amount in each plan mesh.

13.2.1.5.11.予測値の作成(春季・秋季の場合)
A)準備
図126は、春季・秋季における家電電力需要と気温との関係を例示する図である。目的変数は、図126のように、気温の水準によって、気温変化に対する感応度が変化すると仮定する。なお、ym(H,P,S,t)は、状態2(平均±T度以内)の電力需要y(H,P,S,t)の平均を示す。
13.2.1.5.11. Predicted value creation (for spring and autumn)
A) Preparation FIG. 126 is a diagram illustrating the relationship between the demand for home electric power and the temperature in spring and autumn. As shown in FIG. 126, it is assumed that the sensitivity of the objective variable changes depending on the temperature level. Incidentally, y m (H, P, S, t) denotes power demand y Condition 2 (within an average ± T degree) (H, P, S, t) the average.

つまり、図の各状態は、
と表される。これは、平均気温において、基本需要パターンからの乖離が±T℃の範囲内で、気温変化に対する感応度は殆ど無く、状態2における電力需要の平均ym(H,P,S,t)で一定と仮定していることを意味している。
In other words, each state in the figure is
It is expressed. This is in average temperature, within the range deviation of ± T ° C. from the basic demand patterns, sensitivity to temperature change is little, the average y m of power demand in the state 2 (H, P, S, t) in It means that it is assumed to be constant.

図127は、春季・秋季における家電電力需要と気温との関係の別の例を示す図である。いま、状態1と状態3における温度変化に対する感応度を等しいと仮定し、状態3の電力需要(平均からの乖離)の符号を反転させれば、図126は図127のように変形される。そして、図127から気温感応度を推定することによって、電力需要と気温の関係式が推定される。   FIG. 127 is a diagram illustrating another example of the relationship between the electric home appliance power demand and the temperature in spring and autumn. Now, assuming that the sensitivities to the temperature changes in state 1 and state 3 are equal, if the sign of the power demand (deviation from the average) in state 3 is reversed, FIG. 126 is transformed as shown in FIG. And the relational expression of electric power demand and temperature is estimated by estimating temperature sensitivity from FIG.

図中の中央部の直線の傾きをβとする。前述の仮定の下では、図127に示されるように、状態1の状態3の直線を、ぞれぞれα1=βT、α2=−βTだけ縦にシフトさせると中央部の直線に一致する。パラメータα1、α2、βの推定には以下の対数尤度lnLを最大化すればよい。
なお、Σ記号の下の数値i(i=1,2,3)は状態を表す。離散的なデータに対して、3つの区間に分割して和をとるという意味である。
The inclination of the straight line at the center in the figure is β. Under the above-mentioned assumption, as shown in FIG. 127, when the straight line in state 3 in state 1 is shifted vertically by α1 = βT and α2 = −βT, respectively, it coincides with the straight line in the center portion. To estimate the parameters α1, α2, and β, the following log likelihood lnL may be maximized.
A numerical value i (i = 1, 2, 3) below the Σ symbol represents a state. This means that discrete data is divided into three sections and summed.

この尤度関数を推定パラメータで微分し、ゼロと置くことで、以下の関係式を得る。
Differentiating this likelihood function with the estimated parameter and setting it to zero, the following relational expression is obtained.

B)パラメータの推定
以下の手順により、パラメータα1、α2、βを求める。
i.α1、α2、β、σに適当な初期値α1(k)、α2(k)、β(k)、σ(k)(k=1)を与える。
ii.α1(k)、α2(k)、β(k)、σ(kを尤度に代入し、対数尤度lnL(k)を計算する。
iii.以下の関係式からパラメータα^1、α^2、β^、σ2^を求める。
B) Parameter Estimation Parameters α1, α2, and β are obtained by the following procedure.
i. Appropriate initial values α1 (k) , α2 (k) , β (k) , and σ (k) (k = 1) are given to α1, α2, β, and σ.
ii. α1 (k) , α2 (k) , β (k) , σ (k is substituted into likelihood, and log likelihood lnL (k) is calculated.
iii. Parameters α ^ 1, α ^ 2, β ^, and σ2 ^ are obtained from the following relational expressions.

iv.ステップiiの推定量を用いて、以下の式でパラメータを更新する。
ここで、λは更新幅である。
iv. The parameter is updated by the following equation using the estimated amount of step ii.
Here, λ is an update width.

v.k+1回目更新パラメータを用いて対数尤度lnL(k+1)を計算し、尤度が収束するまで(ii)から(iV)の処理を繰り返す。収束条件は
lnL(k+1)−lnL(k)<閾値
として、十分に小さな閾値を設定する。収束時のα1(k)、α2(k)、β(k)を予測値の算出で使用する。
v. The log likelihood lnL (k + 1) is calculated using the (k + 1) th update parameter, and the processes from (ii) to (iV) are repeated until the likelihood converges. As the convergence condition, a sufficiently small threshold is set such that lnL (k + 1) −lnL (k) <threshold. Α1 (k) , α2 (k) , and β (k) at the time of convergence are used in calculating the predicted value.

C)予測値の算出
以下の処理により、家電電力需要量の予測値を求める。
推定されたα1、α2、βを基にし、各時間メッシュにおいてX’(t)が与えられた時の状態を判定し、下式により予測値 を算出する。
これに平均需要量aveEH(H,P,t)を加えて、各計画メッシュにおける家電電力需要量の予測値とする。
C) Calculation of predicted value The predicted value of household appliance power demand is calculated | required with the following processes.
Based on the estimated α1, α2, and β, the state when X ′ (t) is given in each time mesh is determined, and the predicted value is calculated by the following equation.
The average demand amount aveE H (H, P, t) is added to this to obtain a predicted value of the home appliance power demand amount in each plan mesh.

13.2.1.5.12.予測値の振れ幅の計算
以下の処理により、予測期間における計画メッシュ毎に、過去の実績との予測誤差を計算する。予測誤差の値は、各計画メッシュに過去の実績の数だけ存在する。予測期間のすべての計画メッシュに対して
A)計画メッシュが属する日を予測日とする。
B)実績期間から予測日と同じ日付カテゴリーの日をすべて取得する。
C)当該計画メッシュに対して、実績として取得した日の同時間帯の家電電力需要量(実績)と家電電力需要量(予測値)の差分を計算し、当該計画メッシュに於ける予測誤差とする。
13.2.1.5.12. Calculation of Prediction Value Swing Width Prediction error with past results is calculated for each planned mesh in the prediction period by the following process. There are as many prediction error values as there are past results in each planning mesh. For all plan meshes in the forecast period: A) The day to which the plan mesh belongs is the forecast date.
B) All dates in the same date category as the forecast date are acquired from the actual period.
C) For the plan mesh, the difference between the home appliance power demand (actual) and the home appliance power demand (predicted value) in the same time zone on the day acquired as the actual is calculated, and the prediction error in the plan mesh To do.

13.2.1.5.13.需要シナリオの作成・発生確率の付与
以下の処理により、需要シナリオを作成する。
A)各家電電力需要シナリオが占めるパーセンタイル区間をプロパティファイルから取得する。
区間の指定例)0.0,5.0,25.0,75.0,95.0,100.0
B)各家電電力需要シナリオが占めるパーセンタイル区間から代表パーセンタイル値を算出する。代表パーセンタイル値は区間の境界の中点である。
代表パーセンタイル値の計算例)2.5,15.0,50.0,85.0,97.5
C)パーセンタイル区間から家電電力需要シナリオの発生確率を算出する。家電電力需要シナリオの発生確率は、各パーセンタイル区間の両端のタイル値の差分の絶対値とする。
家電電力需要シナリオ発生確率の例)5.0,20.0,50.0,20.0,5.0
D)13.2.1.5.14の処理により、予測期間の各計画メッシュに対して、誤差の代表パーセンタイル点の時間推移を得る。
E)代表パーセンタイル点毎の差分値の時間推移を得る。
F)予測値に対して、各パーセンタイル点の差分値の時間推移を足し、各代表パーセンタイル値に対応するの家電電力需要シナリオとする。
G)各家電電力需要シナリオに対し、代表パーセンタイル値に対応する発生確率を付与する。
13.2.1.5.13. Demand scenario creation and probability of occurrence A demand scenario is created by the following process.
A) The percentile section occupied by each home appliance power demand scenario is acquired from the property file.
Example of section designation) 0.0, 5.0, 25.0, 75.0, 95.0, 100.0
B) The representative percentile value is calculated from the percentile section occupied by each home appliance power demand scenario. The representative percentile value is the midpoint of the boundary of the section.
Examples of representative percentile values) 2.5, 15.0, 50.0, 85.0, 97.5
C) The probability of occurrence of a home appliance power demand scenario is calculated from the percentile section. The occurrence probability of the home appliance power demand scenario is the absolute value of the difference between the tile values at both ends of each percentile section.
Example of probability of occurrence of demand for home appliance electricity scenario) 5.0, 20.0, 50.0, 20.0, 5.0
D) The time transition of the representative percentile point of the error is obtained for each planning mesh in the prediction period by the process of 13.2.1.5.14.
E) Obtain the time transition of the difference value for each representative percentile point.
F) Add the time transition of the difference value of each percentile point to the predicted value to obtain a home appliance power demand scenario corresponding to each representative percentile value.
G) The probability of occurrence corresponding to the representative percentile value is assigned to each home appliance power demand scenario.

13.2.1.5.14.誤差のパーセンタイル点の推移の取得
誤差のパーセンタイル点の推移は、以下の処理により求める。予測期間中のすべての計画メッシュに対して、
A)当該計画メッシュの属する予測日を取得する。
B)シナリオテーブルより、家電電力需要シナリオに関する過去のi日目予測日の各計画メッシュの予測誤差をすべて得る(最大過去2年まで)。
C)各計画メッシュに対して
i.予測誤差0の点を50%パーセンタイル点とする。
ii.予測誤差の実績分布からそれぞれのパーセンタイル点を求める。
上記の処理により、計画メッシュ毎の各誤差値のパーセンタイル点を得る。これを計画メッシュの時間でソートすることにより、各誤差のパーセンタイル点の時間推移を得る。
13.2.1.5.14. Obtaining the transition of error percentile points The transition of error percentile points is obtained by the following process. For all planning meshes during the forecast period,
A) The prediction date to which the plan mesh belongs is acquired.
B) From the scenario table, obtain all prediction errors of each plan mesh on the past i-th forecast date for the home appliance power demand scenario (up to the past two years).
C) For each planning mesh i. A point with a prediction error of 0 is a 50% percentile point.
ii. Each percentile point is obtained from the actual distribution of prediction errors.
By the above processing, the percentile points of each error value for each planned mesh are obtained. By sorting this by the time of the planning mesh, the time transition of the percentile point of each error is obtained.

13.2.1.5.15.DBへの保存
作成した複数の家電電力需要需要シナリオについて、それに対する予測誤差・パーセンタイル値・発生確率とシナリオ区分を1としてシナリオマスターテーブルに、シナリオID・対象日時・予測値・予測開始日時時間差・予測値・予測誤差をシナリオテーブルに格納する。
13.1.5.15. Save to DB For multiple created consumer electronics demand demand scenarios, with scenario error, percentile value, probability of occurrence and scenario classification as 1, scenario ID, target date, forecast date, forecast start date, time difference, Predicted values and prediction errors are stored in the scenario table.

13.2.2.EV電力需要シナリオ作成
13.2.2.1.機能概要
図128は、EV電力需要シナリオ作成機能のIO関連図を例示する図である。EV電力需要実績データと時系列EV走行予約データから、指定された住宅・期間におけるEV電力需要シナリオ、そののパーセンタイル値・発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。なお、本節ではEV利用宅のEV電力需要シナリオ作成機能について言及する。EVの備わっていない住宅においては、過去の履歴・その他の入力値にかかわらず、常に需要値0・発生確率0のEV電力需要シナリオを作成する。
13.2.2. EV electric power demand scenario creation 13.2.1. Functional Overview FIG. 128 is a diagram illustrating an IO related diagram of the EV power demand scenario creation function. From the EV power demand record data and the time-series EV travel reservation data, the EV power demand scenario in the designated house / period, the percentile value / probability thereof, and the like are stored in the database. This section refers to the EV power demand scenario creation function for EV homes. In a house without an EV, an EV power demand scenario with a demand value of 0 and an occurrence probability of 0 is always created regardless of past history and other input values.

13.2.2.2 引数と返り値
13.2.2.2.1 引数
図129は、EV電力需要シナリオ作成機能の引数を例示する図である。
13.2.2.2.2 Arguments and Return Value 13.2.2.2.1 Arguments FIG. 129 is a diagram illustrating arguments of the EV power demand scenario creation function.

13.2.2.2.2 返り値
図130は、EV電力需要シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。
13.2.2.2.2 Return Value FIG. 130 is a diagram illustrating a return value of the EV power demand scenario creation function.

13.2.2.3 エラーチェック仕様
図131は、EV電力需要シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.2.2.2.2返り値を参照。
13.2.2.2.3 Error Check Specification FIG. 131 is a diagram illustrating an error check specification of the EV power demand scenario creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. Refer to 13.2.2.2.2 Return value for details.

13.2.2.4.DB編集仕様
EV電力需要シナリオ作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.2.2.4.1.取得データ一覧
図132は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.2.2.4. DB Editing Specification Acquisition and storage of values from the database in the EV power demand scenario creation function will be described.
13.2.2.4.1. Acquired Data List FIG. 132 is a diagram illustrating acquisition of values from the database.

13.2.2.4.2.格納データ一覧
図133は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.2.2.4.2. List of Stored Data FIG. 133 is a diagram illustrating storage of values in the database.

13.2.2.4.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.2.2.4.3. Update data list This function does not update the database.

13.2.2.5.処理詳細
13.2.2.5.1.処理フロー
図134は、EV電力需要シナリオ作成処理フローを説明する図である。EV電力需要シナリオ作成処理では、図134のフローによりEV電力需要シナリオとその発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。本処理では、予測誤差の算出は行わない。
13.2.2.5. Processing details 13.2.2.5.1. Processing Flow FIG. 134 is a diagram for explaining an EV power demand scenario creation processing flow. In the EV power demand scenario creation process, the EV power demand scenario and its occurrence probability are obtained by the flow of FIG. 134 and stored in the database. In this process, the prediction error is not calculated.

13.2.2.5.2.シーズンの定義
シーズンは、冬季、夏季、春季・秋季3つのより構成される。冬季、夏季、春季・秋季の各期間はパラメータ情報から取得する。
13.2.2.5.2. Definition of season Season consists of three seasons: winter, summer, spring and autumn. Each period of winter, summer, spring and autumn is obtained from parameter information.

13.2.2.5.3.予測期間・実績期間の決定
予測期間は、計画メッシュ毎のEV電力需要値を予測の対象とする期間を意味する。予測期間は、引数として与えられる制御ルール作成期間始点日時から制御ルール作成期間終点日時まで(開始点を含み、終了点は含まない)。実績期間は、予測モデルの学習に使用するデータを有する期間である。実績期間は、EV電力需要実績テーブル内ですべての計画メッシュにおいてEV電力需要実績を有する日の集合である(日が連続している必要はない)。ただし、2年以上過去のデータは使用しない。
13.2.2.5.3. Determination of Forecast Period / Actual Period The forecast period means a period in which the EV power demand value for each plan mesh is subject to forecast. The prediction period is from the control rule creation period start date and time given as an argument to the control rule creation period end date and time (including the start point and not the end point). The actual period is a period having data used for learning the prediction model. The performance period is a set of days having EV power demand results in all plan meshes in the EV power demand performance table (the days do not have to be consecutive). However, data from past 2 years will not be used.

13.2.2.5.4.EV利用予約からのEV電力需要シナリオ作成
以下の処理により、ユーザの指定したEV走行予約からEV電力需要シナリオを作成する。
A)EV電力需要実績より、過去のEV利用時における電力需要量が0でないものを取得し、その値の平均値を得る。ただし、2年以上過去のデータは除外する。
B)予測期間におけるEV走行予約の利用開始時間を得る。
C)すべての予測日に対して、EV走行履歴より予測日と同じ曜日の過去の走行時間を取得し、その90%タイル点を得る。ただし、2年以上過去のデータは除外する。
D)Bにより求めた利用開始時間に対してCで求めた走行時間を加えた値を求める。これを利用終了時間とする。利用開始時間から利用終了時間までをEV走行予約時間帯と呼ぶ。
E)予測期間中の各計画メッシュに対して、EV走行予約時間帯に含まれる場合はAので求めたEV電力需要の平均値を、それ以外の場合0を付与する。
F)E)により作成した10分単位の値を、計画メッシュ単位で再集計する。
上記処理により作成された計画メッシュ単位の値を以ってEV電力需要シナリオとする。予測期間においてEV走行予約が全くない場合は、EV走行予約からはEV電力需要シナリオを作成しない。
13.2.2.5.4. EV Electric Power Demand Scenario Creation from EV Usage Reservation An EV electric power demand scenario is created from an EV travel reservation designated by the user by the following processing.
A) From the EV electric power demand record, the electric power demand when the past EV usage is not 0 is acquired, and the average value is obtained. However, data from more than 2 years is excluded.
B) The use start time of EV travel reservation in the prediction period is obtained.
C) For all the predicted days, the past travel time on the same day of the week as the predicted date is acquired from the EV travel history, and the 90% tile point is obtained. However, data from more than 2 years is excluded.
D) A value obtained by adding the travel time obtained in C to the use start time obtained in B is obtained. This is the use end time. The period from the use start time to the use end time is called an EV travel reservation time zone.
E) For each plan mesh during the prediction period, the average value of the EV power demand obtained in A is given when included in the EV travel reservation time zone, and 0 is given otherwise.
F) The values in 10-minute units created in E) are recalculated in units of planned mesh.
The EV power demand scenario is made with the value of the planned mesh unit created by the above processing. If there is no EV travel reservation in the forecast period, no EV power demand scenario is created from the EV travel reservation.

13.2.2.5.5.EV走行実績からのEV電力需要シナリオ作成
以下の処理により、過去のEV走行実績からEV電力需要シナリオを作成する。
A)予測期間最初の日の曜日を取得し、これを開始曜日とする。また予測期間がまたがる日の数を予測期間日数とする。
B)開始曜日のシーズンを求める。
C)パラメータ情報から、EV電力需要シナリオ数N,EV電力需要シナリオ異常値除外数Mを取得する。
D)過去のEV電力需要量実績がある日付のうち、開始曜日と同じ曜日、同じシーズンの日から7日間連続して0以上のEV電力需要実績がある(データ欠損のない)期間で、かつ、連続した予測期間日数の間日間に祝日が含まれない期間を最大(N−1+M)件取得する。
E)Dの処理で選んだ期間すべてについて、EV電力需要量の推移を得る。
F)予測期間において平日かつ祝日が存在する場合、その平日かつ祝日である日の曜日を特定する。
G)過去のEV電力需要量実績がある日付のうち、平日かつ祝日に該当する日をすべて取得し、取得した日のEV電力需要量を得る。
H)Eで得たEV電力需要量の推移において、Fで特定された曜日に該当するEV電力需要量をGで得られたEV電力需要量で置き換える。このときの置き換えは、Fの日次単位のデータからの復元抽出によるランダムサンプリングとする。
I)取得した期間の各日について、1日の総EV電力需要量実績を求める。このとき、取得した期間の数がN−1+M未満のときは、1日の総EV電力需要量実績を昇順で順位付けし、N位以下となる日を含む期間を除外する。
上記処理により作成された計画メッシュ単位の電力需要量の推移を以ってEV電力需要シナリオとする。
13.2.2.5.5. EV Electric Power Demand Scenario Creation from EV Travel Performance The EV power demand scenario is created from the past EV travel performance by the following processing.
A) The first day of the forecast period is acquired and this is set as the start day. Further, the number of days over which the forecast period spans is defined as the forecast period days.
B) Find the season of the starting day.
C) The number N of EV power demand scenarios and the number M of EV power demand scenario abnormal value exclusions are acquired from the parameter information.
D) Among the dates with past EV power demand results, the period of the same day as the start day of the week, the period of zero or more EV power demand results (no data loss) for seven consecutive days from the same season, and The maximum (N-1 + M) periods in which no holidays are included in the consecutive forecast period days are acquired.
E) Obtain the transition of EV power demand for all the periods selected in the process of D.
F) When there is a weekday and a holiday in the forecast period, the day of the week that is a weekday and a holiday is specified.
G) Obtain all EV power demand on the day of acquisition on all days that fall on weekdays and holidays among the dates with past EV power demand results.
H) In the transition of the EV power demand obtained in E, the EV power demand corresponding to the day of the week specified in F is replaced with the EV power demand obtained in G. The replacement at this time is assumed to be random sampling by restoration extraction from F daily unit data.
I) For each day of the acquired period, obtain the total EV power demand record for one day. At this time, when the number of acquired periods is less than N-1 + M, the total EV power demand results for one day are ranked in ascending order, and periods including days that are Nth or less are excluded.
An EV power demand scenario is assumed by the transition of the power demand amount in units of the planned mesh created by the above processing.

13.2.2.5.6.EV電力需要実績の取得
EV電力需要実績値は10分毎の集計値として蓄積されている。計画メッシュは可変であり、パラメータ情報から取得する。本モジュール内の処理では、計画メッシュ単位のEV電力需要実績値が必要となる。そのため、実績値の集計幅と計画メッシュ幅が異なる場合、EV電力需要実績値は、EV電力需要実績テーブルのEV電力需要実績値を、計画モジュールの集計幅で再集計したものを使用する。ここで、計画メッシュ幅は実績値の集計幅より長いまたは等しいことを前提とする。
13.2.2.5.6. Acquisition of EV electric power demand results EV electric power demand results are accumulated as aggregated values every 10 minutes. The planning mesh is variable and is obtained from parameter information. In the processing in this module, the actual value of EV power demand for each planned mesh is required. Therefore, when the total width of the actual value is different from the planned mesh width, the EV power demand actual value is obtained by recalculating the EV power demand actual value in the EV power demand actual table with the total width of the plan module. Here, it is assumed that the planned mesh width is longer than or equal to the total width of the actual values.

13.2.2.5.7.EV電力需要シナリオ発生確率の付与
以下の処理により、EV電力需要シナリオに対して発生確率を付与する。EV走行実績から作成したEV電力需要シナリオの数Nh=N−1とし、
A)予測期間中にEV走行予約がある場合
EV走行予約から作成したEV電力需要シナリオには発生確率Pregを付与する。
過去の実績から作成したEV電力需要シナリオには発生確率(1−Preg)/Nhを付与する。
B)予測期間中にEV走行予約がない場合
過去の実績から作成したEV電力需要シナリオには発生確率1/Nhを付与する。
13.2.2.5.7. Assignment of EV power demand scenario occurrence probability An occurrence probability is assigned to an EV power demand scenario by the following process. The number of EV power demand scenarios created from the EV driving performance is N h = N−1.
A) When there is an EV travel reservation during the prediction period The occurrence probability P reg is given to the EV power demand scenario created from the EV travel reservation.
The occurrence probability (1-P reg ) / N h is assigned to the EV power demand scenario created from the past results.
B) If you do not have the EV travel reservation during the forecast period in EV power demand scenarios created from past experience to give the probability 1 / N h.

13.2.2.5.8.DBへの保存
作成した複数のEV電力需要シナリオについて、それに対する予測誤差・パーセンタイル値・発生確率とシナリオ区分を2としてシナリオマスターテーブルに、シナリオID・対象日時・予測値・予測開始日時時間差・予測値・予測誤差をシナリオテーブルに格納する。
13.2.2.5.8. Saving to DB For multiple EV power demand scenarios created, scenario ID, target date / time, forecast value, forecast start date / time difference / prediction in scenario master table with prediction error / percentile value / occurrence probability and scenario classification as 2 Store values and prediction errors in the scenario table.

13.2.3.熱需要シナリオ作成
13.2.3.1.機能概要
図135は、熱需要シナリオ作成機能IO関連図を例示する図である。熱需要実績データと、気象情報実績・予報の気温から、指定された住宅・期間における熱需要シナリオ・予測誤差・熱需要シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。
13.2.3. Creation of heat demand scenario 13.2.1. Functional Overview FIG. 135 is a diagram illustrating a heat demand scenario creation function IO related diagram. The occurrence probability of the heat demand scenario / prediction error / heat demand scenario in the specified house / period is obtained from the heat demand record data and the temperature of the weather information record / forecast, and stored in the database.

13.2.3.2.引数と返り値
13.2.3.2.1.引数
図136は、熱需要シナリオ作成機能の引数を例示する図である。
13.3.2.2. Arguments and return value 13.2.3.2.1. Arguments FIG. 136 is a diagram illustrating arguments of the heat demand scenario creation function.

13.2.3.2.2.返り値
図137は、熱需要シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。
13.2.3.2.2. Return Value FIG. 137 is a diagram illustrating a return value of the heat demand scenario creation function.

13.2.3.3.エラーチェック仕様
図138は、熱需要シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.2.3.2.2返り値を参照。
13.2.3. Error Check Specification FIG. 138 is a diagram illustrating an error check specification of the heat demand scenario creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. For details, refer to 13.2.3.2.2 Return value.

13.2.3.4.DB編集仕様
熱需要シナリオ作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.2.3.4.1.取得データ一覧
図139は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.2.3.4. DB editing specification The acquisition and storage of values from the database in the heat demand scenario creation function will be described.
13.2.3.4.1. Acquired Data List FIG. 139 is a diagram illustrating acquisition of values from the database.

13.2.3.4.2.格納データ一覧
図140は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.2.3.4.2. List of Stored Data FIG. 140 is a diagram illustrating an example of storing values in the database.

13.2.3.4.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.2.3.4.3. Update data list This function does not update the database.

13.2.3.5.処理詳細
13.2.3.5.1.処理フロー
図141は、熱需要シナリオ作成処理フローを例示する図である。熱需要シナリオ作成処理では、以下のフローにより熱需要シナリオ・予測誤差・パーセンタイル値・熱需要シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。
13.2.3.5. Processing details 13.2.3.5.1. Processing Flow FIG. 141 is a diagram illustrating a heat demand scenario creation processing flow. In the heat demand scenario creation process, the occurrence probability of the heat demand scenario, prediction error, percentile value, and heat demand scenario is obtained by the following flow and stored in the database.

13.2.3.5.2.日付カテゴリーの定義
日付カテゴリーは次のように規定する。
祝日の場合(3カテゴリー):季節(3カテゴリー)
祝日でない場合(21カテゴリー):曜日(7カテゴリー)×季節(3カテゴリー)
季節は、冬季、夏季、秋季・秋季の3つのカテゴリーにより構成される。冬季、夏季、春季・秋季の各期間はパラメータ情報から取得する。曜日は日月火水木金土の7カテゴリーとする。対象とする日が祝日か否かの判定は、カレンダーテーブル内に該当日に対応するレコードが存在するか否かにより判断する。
(例)2012/ 5/3 →祝日/春季・秋季
2012/12/1 →祝日でない/土曜日/冬季
13.2.3.5.2. Definition of date category The date category is defined as follows.
For holidays (3 categories): Season (3 categories)
If it is not a holiday (21 categories): Day of the week (7 categories) x Season (3 categories)
Seasons consist of three categories: winter, summer, autumn and autumn. Each period of winter, summer, spring and autumn is obtained from parameter information. There are 7 categories: Sunday, Tuesday, Wednesday, Thursday and Friday. Whether or not the target day is a holiday is determined based on whether or not a record corresponding to the day exists in the calendar table.
(Example) 2012/5/3 → Holidays / Spring / Autumn
2012/12/1 → not a national holiday / Saturday / winter

13.2.3.5.3.予測期間・実績期間の決定
予測期間は、計画メッシュ毎の熱需要値を予測の対象とする期間を意味する。予測期間は、引数として与えられる制御ルール作成期間始点日時から制御ルール作成期間終点日時まで(開始点を含み、終了点は含まない)。実績期間は、予測モデルの学習に使用するデータを有する期間である。実績期間は、熱需要実績テーブル内ですべての計画メッシュにおいて熱需要実績を有する日の集合である(日が連続している必要はない)。ただし、2年以上過去のデータは使用しない。
13.2.3.5.3. Determination of Forecast Period / Actual Period The forecast period means a period in which the heat demand value for each planned mesh is targeted for prediction. The prediction period is from the control rule creation period start date and time given as an argument to the control rule creation period end date and time (including the start point and not the end point). The actual period is a period having data used for learning the prediction model. The result period is a set of days having the heat demand results in all the planning meshes in the heat demand result table (the days do not need to be consecutive). However, data from past 2 years will not be used.

13.2.3.5.4.予測値の作成
以下の処理により、予測期間における熱需要量の予測値を作成する。
A)実績期間・予測期間のすべての日付について、日付カテゴリーを付与する。
B)予測期間のすべての日付に対して
i.実績期間から、予測日と同じ日付カテゴリーに属する日をすべて取得する。これをカテゴリー実績日と呼ぶ。
ii.カテゴリー実績値の数に応じて、次の用に予測値の作成に使用する実績日を決定する。
iii.上記処理によって取得した日から、集計対象となる日を以下のように選ぶ。
ア)カテゴリー実績日の日数が1日以上でX日以内ある場合、すべてのカテゴリー実績日のすべてを集計対象とする。なお、Xの値はパラメータ情報より取得する。
イ)カテゴリー実績日の日数がX+1日以上ある場合、カテゴリー実績日のうち以下の値Cが上位X位までの日を集計対象とする。
過去データの最高気温・最低気温は気象情報実績テーブルの該当日の時間帯別気温の最大値・最小値とする。予測日の最高気温・最低気温は、気象情報予報テーブルから得る。
iv.(iii)で選んだ日を集計対象にして、各計画メッシュにおける温水温度の平均値を算出、これを熱需要の予測値とする。
C)予測期間の各計画メッシュの予測値を計画メッシュの時間の昇順にならべ、予測期間における熱需要予測値とする。
13.2.3.5.4. Creation of forecast value The forecast value of the amount of heat demand in the forecast period is created by the following process.
A) A date category is assigned to all dates in the actual period / forecast period.
B) For all dates in the forecast period i. Get all dates that belong to the same date category as the forecast date from the actual period. This is called a category performance date.
ii. Depending on the number of category actual values, determine the actual date that will be used to create the predicted value for:
iii. From the dates acquired by the above processing, the dates to be counted are selected as follows.
A) If the number of days in the category results is 1 day or more and within X days, all the category performance days are counted. Note that the value of X is obtained from the parameter information.
A) When the number of days of category performance is X + 1 days or more, the date up to the top X in the following value C among the category performance days is counted.
The maximum and minimum temperatures in the past data are the maximum and minimum values of the temperature for each time zone in the weather information performance table. The maximum and minimum temperatures on the forecast date are obtained from the weather information forecast table.
iv. The average value of the hot water temperature in each plan mesh is calculated for the day selected in (iii), and this is used as the predicted value of heat demand.
C) The prediction value of each plan mesh in the forecast period is arranged in ascending order of the time of the plan mesh, and is used as the heat demand forecast value in the forecast period.

13.2.3.5.5.熱需要実績値の取得
熱需要の実績値は10分毎の集計値として蓄積されている。計画メッシュは可変であり、パラメータ情報から取得する。本モジュール内の処理では、計画メッシュ単位の熱需要の実績値が必要となる。そのため、実績値の集計幅と計画メッシュ幅が異なる場合、熱需要実績値は、熱需要実績テーブル内の実績値を、計画モジュールの集計幅で再集計したものを使用する。ここで、計画メッシュ幅は実績値の集計幅より長いまたは等しいことを前提とする。
13.2.3.5.5. Acquisition of actual heat demand values Actual heat demand values are accumulated as aggregated values every 10 minutes. The planning mesh is variable and is obtained from parameter information. In the processing in this module, the actual value of the heat demand for each planned mesh is required. Therefore, when the total width of the actual value and the planned mesh width are different, the actual heat value is obtained by recalculating the actual value in the heat demand actual table with the total width of the planning module. Here, it is assumed that the planned mesh width is longer than or equal to the total width of the actual values.

13.2.3.5.6.予測値の振れ幅の計算
以下の処理により、予測期間における計画メッシュ毎に、過去の実績との予測誤差を計算する。予測誤差は、各計画メッシュに過去の実績の数だけ存在する。予測期間すべての日(予測日)に対して
A)実績期間から予測日と同じ日付カテゴリーの日をすべて取得する。
B)予測日内のすべての計画メッシュに対して、実績として取得した日の同時間帯の熱需要量(実績)と熱需要量(予測値)の差分を計算する(過去の日付分の差分値が得られる)。
13.2.3.5.6. Calculation of Prediction Value Swing Width Prediction error with past results is calculated for each planned mesh in the prediction period by the following process. There are as many prediction errors as the number of past results in each planning mesh. For all days in the forecast period (forecast date) A) Get all dates in the same date category as the forecast date from the actual period.
B) Calculate the difference between the heat demand (actual) and the heat demand (predicted value) in the same time zone on the date acquired as the actual for all the planned meshes within the predicted date (difference value for the past date) Is obtained).

13.2.3.5.7.熱需要シナリオの作成・発生確率の付与
以下の処理により、熱需要シナリオを作成する。
A)各熱需要シナリオが占めるパーセンタイル区間をプロパティファイルから取得する。
区間の指定例)0.0,5.0,25.0,75.0,95.0,100.0
B)各熱需要シナリオが占めるパーセンタイル区間からパーセンタイル点を算出する。パーセンタイル点は区間の境界の中点である。
パーセンタイル点の計算例)2.5,15.0,50.0,85.0,97.5
C)各熱需要シナリオが占める区間から熱需要シナリオの発生確率を算出する。熱需要シナリオの発生確率は、各パーセンタイル区間の両端のタイル値の差分の絶対値とする。
熱需要シナリオ発生確率の例)5.0,20.0,50.0,20.0,5.0
D)13.2.3.5.8の処理により、予測期間の各計画メッシュに対して、パーセンタイル点に相当する誤差値の時間推移を得る。
E)パーセンタイル点毎の差分値の時間推移を得る。
F)予測値に対して、各パーセンタイル点の差分値の時間推移を足し、各パーセンタイル点の熱需要シナリオとする。
G)各パーセンタイル点の熱需要シナリオに対し、パーセンタイル点に対応する発生確率を付与する。
13.2.3.5.7. Creation of heat demand scenario and assignment of occurrence probability Heat demand scenario is created by the following process.
A) The percentile section occupied by each heat demand scenario is acquired from the property file.
Example of section designation) 0.0, 5.0, 25.0, 75.0, 95.0, 100.0
B) The percentile point is calculated from the percentile section occupied by each heat demand scenario. The percentile point is the midpoint of the boundary of the section.
Example of calculating percentile points) 2.5, 15.0, 50.0, 85.0, 97.5
C) The occurrence probability of the heat demand scenario is calculated from the section occupied by each heat demand scenario. The occurrence probability of the heat demand scenario is the absolute value of the difference between the tile values at both ends of each percentile section.
Example of heat demand scenario occurrence probability) 5.0, 20.0, 50.0, 20.0, 5.0
D) The time transition of the error value corresponding to the percentile point is obtained for each planning mesh in the prediction period by the process of 13.2.3.5.8.
E) Obtain the time transition of the difference value for each percentile point.
F) Add the time transition of the difference value of each percentile point to the predicted value to obtain the heat demand scenario of each percentile point.
G) A probability of occurrence corresponding to the percentile point is given to the heat demand scenario of each percentile point.

13.2.3.5.8.誤差のパーセンタイル点の推移の算出
以下の処理により、熱需要シナリオを作成する。
A)各熱需要シナリオが占めるパーセンタイル区間をプロパティファイルから取得する
区間の指定例)0.0,5.0,25.0,75.0,95.0,100.0
B)各熱需要シナリオが占めるパーセンタイル区間から代表パーセンタイル値を算出する。代表パーセンタイル値は区間の境界の中点である。
代表パーセンタイル値の計算例)2.5,15.0,50.0,85.0,97.5
C)パーセンタイル区間から熱需要シナリオの発生確率を算出する。熱需要シナリオの発生確率は、各パーセンタイル区間の両端のタイル値の差分の絶対値とする。
熱需要シナリオ発生確率の例)5.0,20.0,50.0,20.0,5.0
D)13.2.1.5.14の処理により、予測期間の各計画メッシュに対して、誤差の代表パーセンタイル点の時間推移を得る。
E)代表パーセンタイル点毎の差分値の時間推移を得る。
F)予測値に対して、各パーセンタイル点の差分値の時間推移を足し、各代表パーセンタイル値に対応するの熱需要シナリオとする。
G)各熱需要シナリオに対し、代表パーセンタイル値に対応する発生確率を付与する。
13.2.3.5.8. Calculation of transition of error percentile point A heat demand scenario is created by the following process.
A) Percentile section that each heat demand scenario occupies is acquired from the property file. Example of specifying section) 0.0, 5.0, 25.0, 75.0, 95.0, 100.0
B) The representative percentile value is calculated from the percentile section occupied by each heat demand scenario. The representative percentile value is the midpoint of the boundary of the section.
Examples of representative percentile values) 2.5, 15.0, 50.0, 85.0, 97.5
C) The occurrence probability of the heat demand scenario is calculated from the percentile section. The occurrence probability of the heat demand scenario is the absolute value of the difference between the tile values at both ends of each percentile section.
Example of heat demand scenario occurrence probability) 5.0, 20.0, 50.0, 20.0, 5.0
D) The time transition of the representative percentile point of the error is obtained for each planning mesh in the prediction period by the process of 13.2.1.5.14.
E) Obtain the time transition of the difference value for each representative percentile point.
F) The time transition of the difference value of each percentile point is added to the predicted value to obtain a heat demand scenario corresponding to each representative percentile value.
G) A probability of occurrence corresponding to the representative percentile value is assigned to each heat demand scenario.

13.2.3.5.9.DBへの保存
作成した複数の熱需要シナリオについて、それに対する予測誤差・パーセンタイル値・発生確率とシナリオ区分を3としてシナリオマスターテーブルに、シナリオID・対象日時・予測値・予測開始日時時間差・予測値・予測誤差をシナリオテーブルに格納する。
13.2.3.5.9. Saving to DB For multiple created heat demand scenarios, scenario ID, target date / time, forecast value, forecast start date / time difference, forecast value in the scenario master table with forecast error, percentile value, occurrence probability and scenario classification as 3. Store the prediction error in the scenario table.

13.3.供給予測機能
13.3.1.PV供給シナリオ作成機能
13.3.1.1.機能概要
図142は、PV供給シナリオ作成機能IO関連図を例示する図である。PV供給実績データと、気象情報実績の気温、天候、日射量、また気象情報予報の気温、天候から、指定された住宅・期間におけるPV供給シナリオ・予測誤差・PV供給シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。
13.3. Supply prediction function 13.3.1. PV supply scenario creation function 13.3.1.1. Functional Overview FIG. 142 is a diagram illustrating a PV supply scenario creation function IO related diagram. Obtain the PV supply scenario / prediction error / probability of PV supply scenario in the specified house / period from the PV supply record data and the temperature / weather / insolation amount of the weather information record, and the temperature / weather of the weather information forecast. Save them in the database.

13.3.1.2.引数と返り値
13.3.1.2.1.引数
図143は、PV供給シナリオ作成機能の引数を例示する図である。
13.3.1.2. Arguments and return value 13.3.1.2.1. Arguments FIG. 143 is a diagram illustrating arguments of the PV supply scenario creation function.

13.3.1.2.2.返り値
図144は、PV供給シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。
1.3.1.2.1.2.2. Return Value FIG. 144 is a diagram illustrating a return value of the PV supply scenario creation function.

13.3.1.2.3.エラーチェック仕様
図145は、PV供給シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.3.1.2.2返り値を参照。
13.3.1.2.3. Error Check Specification FIG. 145 is a diagram illustrating an error check specification of the PV supply scenario creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. For details, refer to 13.3.1.2.2 Return value.

13.3.1.3.DB編集仕様
PV供給シナリオ作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.3.1.3.1.取得データ一覧
図146は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.3.1.3. DB Editing Specification Acquisition and storage of values from the database in the PV supply scenario creation function will be described.
13.3.3.1. Acquired Data List FIG. 146 is a diagram illustrating acquisition of values from the database.

13.3.1.3.2.格納データ一覧
図147は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.3.1.3.2. List of Stored Data FIG. 147 is a diagram illustrating storage of values in the database.

13.3.1.3.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.3.1.3. Update data list This function does not update the database.

13.3.1.4.処理詳細
13.3.1.4.1.処理フロー
図148は、PV供給シナリオ生成処理フローを説明する図である。PV供給シナリオ作成処理では、以下のフローによりPV供給シナリオ・予測誤差・パーセンタイル値・PV供給シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。
13.3.1.4. Processing details 13.3.4.1. Process Flow FIG. 148 is a diagram for explaining a PV supply scenario generation process flow. In the PV supply scenario creation process, PV supply scenario, prediction error, percentile value, and probability of occurrence of PV supply scenario are obtained by the following flow and stored in a database.

13.3.1.4.2.予測期間・実績期間の決定
予測期間は、計画メッシュ毎のPV供給値を予測の対象とする期間を意味する。予測期間は、引数として与えられる制御ルール作成期間始点日時から制御ルール作成期間終点日時まで(開始点を含み、終了点は含まない)。実績期間は、予測モデルの学習に使用するデータを有する期間である。実績期間は、PV供給実績テーブル内ですべての計画メッシュにおいて実績を有する日の集合である(日が連続している必要はない)。ただし、2年以上過去のデータは使用しない。
13.3.1.4.2. Determination of Forecast Period / Actual Period The forecast period means a period in which the PV supply value for each planned mesh is subject to prediction. The prediction period is from the control rule creation period start date and time given as an argument to the control rule creation period end date and time (including the start point and not the end point). The actual period is a period having data used for learning the prediction model. The performance period is a set of days having a performance in all the planning meshes in the PV supply performance table (the days do not have to be consecutive). However, data from past 2 years will not be used.

13.3.1.4.3.予報気温の推移の取得
以下の処理により、予報気温の推移を取得する。
A)時間別の気象予報情報がある場合
時間別気象情報予報テーブルより最新の1時間毎(=計画メッシュ毎)の予報気温を取得する。
B)日付別の気象予報情報しかない場合
指定の予報日について、
i.予報日の最新の予報最高気温、予報最低気温を取得する。
日別気象情報予報テーブルにから当該予報日の最高気温・最低気温を取得し、予報最高気温・予報最低気温とする。
ii.実績期間から、すべての日について最高・最低気温実績を取得し、以下の値を算出する。
iii.上記の値が小さい順に可能な限り多くN日選び、気象情報実績テーブルより該当日の気温実績を取得し、計画メッシュ毎に平均値を算出する。この値を以って該当日の予報気温の推移とする。
13.3.1.4.3. Obtaining predicted temperature change Obtain the predicted temperature change by the following process.
A) When there is hourly weather forecast information The latest predicted temperature for every hour (= for each planned mesh) is acquired from the hourly weather information forecast table.
B) When there is only weather forecast information by date For the specified forecast date,
i. Get the latest forecast maximum temperature and forecast minimum temperature on the forecast date.
From the daily weather information forecast table, the highest temperature and the lowest temperature on the forecast day are acquired and set as the predicted highest temperature and the lowest forecast temperature.
ii. From the performance period, obtain the highest and lowest temperature results for all days and calculate the following values.
iii. Select as many N days as possible in ascending order of the above values, obtain the temperature results for that day from the weather information results table, and calculate the average value for each planned mesh. This value is used as the predicted temperature transition for the day.

13.3.1.4.4.パラメータの推定
以下の処理により、発電効率の気温係数γsθ(H)、発電効率の気温定数γs0(H)を推定する。
A)PV供給量実績s(H,t)をPV供給用実績テーブルから取得する。
B)気温実績θ(t)、日射量実績l(H,t)を象情報実績テーブルから取得する。
C)si(H,t)、θi(t)、li(H,t)を、それぞれ個別のPV供給量実績、気温実績、日射量実績データとして、以下の値が最小となるγ^sθ、γ^s0を求める。
13.3.1.4.4. Parameter Estimation The temperature coefficient γ s θ (H) of power generation efficiency and the temperature constant γ s0 (H) of power generation efficiency are estimated by the following processing.
A) The PV supply amount record s (H, t) is acquired from the PV supply record table.
B) Acquire the temperature record θ (t) and the solar radiation record 1 (H, t) from the elephant information record table.
C) Using s i (H, t), θ i (t), and l i (H, t) as individual PV supply amount results, temperature results, and solar radiation results data, the following values are the smallest γ ^ S θ, γ ^ s0 are obtained.

13.3.1.4.5.予測値の作成
以下の処理により、PV供給量の予測値s'(H,t)を求める。
A)予測期間中の各計画メッシュの予報気温・日射量実績を取得する。
B)パラメータ推定処理によって得られたγ^sθ、γ^s0と予報気温・日射量実績を用いて、下式により各計画メッシュのPV供給量を取得する。
この値を以って、PV供給量の予測値とする。
13.3.1.4.5. Creation of predicted value The predicted value s ′ (H, t) of the PV supply amount is obtained by the following process.
A) Acquire the predicted temperature and solar radiation results for each planned mesh during the forecast period.
B) Using the following formula, obtain the PV supply amount of each planned mesh using γ ^ s θ, γ ^ s0 obtained by the parameter estimation process and the predicted temperature / insolation results.
This value is used as a predicted value of the PV supply amount.

13.3.1.4.6.予測値の振れ幅の計算
以下の処理により、予測誤差を計算する。予測期間におけるすべての日(予測日)に対して、計画メッシュ毎にPV供給予測値とPV供給実績値の差分を取る。これを以って予測誤差とする。
13.3.1.4.6. Calculation of fluctuation of prediction value Prediction error is calculated by the following process. The difference between the PV supply predicted value and the PV supply actual value is taken for each plan mesh for all days (predicted date) in the prediction period. This is used as a prediction error.

13.3.1.4.7.PV供給シナリオの作成・発生確率の付与
以下の処理により、PV供給シナリオを作成する。
A)各PV供給シナリオが占めるパーセンタイル区間をプロパティファイルから取得する。
区間の指定例)0.0,5.0,25.0,75.0,95.0,100.0
B)各PV供給シナリオが占めるパーセンタイル区間からパーセンタイル点を算出する。パーセンタイル点は区間の境界の中点である。
パーセンタイル点の計算例)2.5,15.0,50.0,85.0,97.5
C)各PV供給シナリオが占める区間からPV供給シナリオの発生確率を算出する。PV供給シナリオの発生確率は、各パーセンタイル区間の両端のタイル値の差分の絶対値とする。
PV供給シナリオ発生確率の例)5.0,20.0,50.0,20.0,5.0
D)13.3.1.4.8の処理により、予測期間の各計画メッシュに対して、パーセンタイル点に相当する誤差値の時間推移を得る。
E)パーセンタイル点毎の差分値の時間推移を得る。
F)予測値に対して、各パーセンタイル点の差分値の時間推移を足し、各パーセンタイル点のPV供給シナリオとする。
G)各パーセンタイル点のPV供給シナリオに対し、パーセンタイル点に対応する発生確率を付与する。
13.3.1.4.7. Creation of PV supply scenario and assignment of occurrence probability PV supply scenario is created by the following process.
A) The percentile section occupied by each PV supply scenario is acquired from the property file.
Example of section designation) 0.0, 5.0, 25.0, 75.0, 95.0, 100.0
B) The percentile point is calculated from the percentile section occupied by each PV supply scenario. The percentile point is the midpoint of the boundary of the section.
Example of calculating percentile points) 2.5, 15.0, 50.0, 85.0, 97.5
C) The probability of occurrence of the PV supply scenario is calculated from the section occupied by each PV supply scenario. The occurrence probability of the PV supply scenario is the absolute value of the difference between the tile values at both ends of each percentile section.
Example of PV supply scenario occurrence probability) 5.0, 20.0, 50.0, 20.0, 5.0
D) The time transition of the error value corresponding to the percentile point is obtained for each planning mesh in the prediction period by the process of 13.3.1.4.8.
E) Obtain the time transition of the difference value for each percentile point.
F) The time transition of the difference value of each percentile point is added to the predicted value to obtain a PV supply scenario of each percentile point.
G) A probability of occurrence corresponding to the percentile point is given to the PV supply scenario of each percentile point.

13.3.1.4.8.誤差のパーセンタイル点の推移の算出
以下の処理により、PV供給シナリオを作成する。
A)各PV供給シナリオが占めるパーセンタイル区間をプロパティファイルから取得する。
区間の指定例)0.0,5.0,25.0,75.0,95.0,100.0
B)各PV供給シナリオが占めるパーセンタイル区間から代表パーセンタイル値を算出する。代表パーセンタイル値は区間の境界の中点である。
代表パーセンタイル値の計算例)2.5,15.0,50.0,85.0,97.5
C)パーセンタイル区間からPV供給シナリオの発生確率を算出する。PV供給シナリオの発生確率は、各パーセンタイル区間の両端のタイル値の差分の絶対値とする。
PV供給シナリオ発生確率の例)5.0,20.0,50.0,20.0,5.0
D)13.2.1.5.14の処理により、予測期間の各計画メッシュに対して、誤差の代表パーセンタイル点の時間推移を得る。
E)代表パーセンタイル点毎の差分値の時間推移を得る。
F)予測値に対して、各パーセンタイル点の差分値の時間推移を足し、各代表パーセンタイル値に対応するのPV供給シナリオとする。
G)各PV供給シナリオに対し、代表パーセンタイル値に対応する発生確率を付与する。
13.3.1.4.8. Calculation of transition of error percentile point A PV supply scenario is created by the following process.
A) The percentile section occupied by each PV supply scenario is acquired from the property file.
Example of section designation) 0.0, 5.0, 25.0, 75.0, 95.0, 100.0
B) A representative percentile value is calculated from the percentile section occupied by each PV supply scenario. The representative percentile value is the midpoint of the boundary of the section.
Examples of representative percentile values) 2.5, 15.0, 50.0, 85.0, 97.5
C) The occurrence probability of the PV supply scenario is calculated from the percentile section. The occurrence probability of the PV supply scenario is the absolute value of the difference between the tile values at both ends of each percentile section.
Example of PV supply scenario occurrence probability) 5.0, 20.0, 50.0, 20.0, 5.0
D) The time transition of the representative percentile point of the error is obtained for each planning mesh in the prediction period by the process of 13.2.1.5.14.
E) Obtain the time transition of the difference value for each representative percentile point.
F) A PV supply scenario corresponding to each representative percentile value is obtained by adding the time transition of the difference value of each percentile point to the predicted value.
G) An occurrence probability corresponding to the representative percentile value is assigned to each PV supply scenario.

13.3.1.4.9.DBへの保存
作成した複数のPV供給シナリオについて、それに対する予測誤差・パーセンタイル値・発生確率とシナリオ区分を3としてシナリオマスターテーブルに、シナリオID・対象日時・予測値・予測開始日時時間差・予測値・予測誤差をシナリオテーブルに格納する。
13.3.1.4.9. Saving to DB For multiple PV supply scenarios that have been created, the scenario ID, target date / time, prediction value, prediction start date / time difference / prediction value in the scenario master table with prediction error / percentile value / occurrence probability and scenario classification as 3 Store the prediction error in the scenario table.

13.4.最適需給計画機能
13.4.1.統合シナリオ作成
13.4.1.1.機能概要
図149は、統合シナリオ作成機能のIO関連図を例示する図である。家電電力需要シナリオ、EV電力需要シナリオ、熱需要シナリオ、PV供給シナリオデータを統合し、統合シナリオデータを作成する。
13.4. Optimal supply and demand planning function 13.4.1. Integrated scenario creation 13.4.1.1. Functional Overview FIG. 149 is a diagram illustrating an IO related diagram of the integrated scenario creation function. The home appliance power demand scenario, EV power demand scenario, heat demand scenario, and PV supply scenario data are integrated to create integrated scenario data.

13.4.1.2.引数と返り値
13.4.1.2.1.引数
図150は、統合シナリオ作成機能の引数を例示する図である。
13.4.1.2. Argument and return value 13.4.1.2.1. Arguments FIG. 150 is a diagram illustrating arguments of the integrated scenario creation function.

13.4.1.2.2.返り値
図151は、統合シナリオ作成機能の戻り値を例示する図である。
13.4.1.2.2.2. Return Value FIG. 151 is a diagram illustrating a return value of the integrated scenario creation function.

13.4.1.3.エラーチェック仕様
図152は、統合シナリオ作成機能のエラーチェック仕様を以下に示す。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.4.1.2.2返り値を参照。
13.4.1.3. Error Check Specification FIG. 152 shows the error check specification of the integrated scenario creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. For details, refer to 13.4.1.2.2.2 Return value.

13.4.1.4.DB編集仕様
統合シナリオ作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.4.1.4.1.取得データ一覧
図153は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.4.1.4. DB Editing Specification Acquisition and storage of values from the database in the integrated scenario creation function will be described.
13.4.1.4.1. Acquired Data List FIG. 153 is a diagram illustrating acquisition of values from the database.

13.4.1.4.2.格納データ一覧
図154は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.4.1.4.2. List of Stored Data FIG. 154 is a diagram illustrating an example of storing values in the database.

13.4.1.4.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.4.1.4.3. Update data list This function does not update the database.

13.4.1.5.処理詳細
13.4.1.5.1.処理フロー
図155は、統合シナリオ作成処理フローを説明する図である。統合シナリオ作成処理では、以下のフローにより統合シナリオ・統合シナリオの発生確率を得て、それらをデータベースに保存する。統合シナリオとは、家電電力需要シナリオ群・EV電力需要シナリオ群・熱需要シナリオ群・PV供給シナリオ群から、1つずつ各シナリオを選んで合わせた4つの時系列値の総体とそれに付随する情報を指す。
13.4.1.5. Processing details 13.4.1.5.1. Processing Flow FIG. 155 is a diagram for explaining the integrated scenario creation processing flow. In the integrated scenario creation process, the probability of occurrence of an integrated scenario / integrated scenario is obtained by the following flow and stored in a database. The integrated scenario is a total of four time series values obtained by selecting each scenario from the consumer electronics power demand scenario group, EV power demand scenario group, heat demand scenario group, and PV supply scenario group, and the accompanying information. Point to.

13.4.1.5.2.シナリオの組み合わせの作成
以下の処理により、需要・供給シナリオの組み合わせを作成する。
A)制御ルール作成処理IDに対応する家電電力需要シナリオ・EV電力需要シナリオ・熱需要シナリオ・PV供給シナリオのシナリオIDを、シナリオテーブルから取得する。
B)家電電力需要シナリオ・EV電力需要シナリオ・熱需要シナリオ・PV供給シナリオのシナリオID、それぞれ1つずつシナリオを選び、4つのシナリオIDの組み合わせを作る。このシナリオIDの組み合わせをすべてのパターンについて作成する。
13.4.1.5.2. Creating a scenario combination A demand / supply scenario combination is created by the following process.
A) The scenario ID of the home appliance power demand scenario, EV power demand scenario, heat demand scenario, and PV supply scenario corresponding to the control rule creation process ID is acquired from the scenario table.
B) Select one scenario each for the household electric power demand scenario, EV power demand scenario, heat demand scenario, PV supply scenario, and create a combination of four scenario IDs. This combination of scenario IDs is created for all patterns.

13.4.1.5.3.統合シナリオの発生確率の算出
以下の処理により、すべての統合シナリオについて発生確率を算出する。
A)家電電力需要シナリオ・EV電力需要シナリオ・熱需要シナリオ・PV供給シナリオについて、統合シナリオ の各シナリオIDに対応する予測値・予測誤差・発生確率・パーセンタイル値、家電電力需要シナリオテーブル・EV電力需要シナリオテーブル・熱需要シナリオテーブル・PV供給シナリオテーブルからそれぞれ取得する。
B)家電電力需要シナリオ・熱需要シナリオ・PV供給シナリオの予測誤差の相関行列を作成する。
C)図156は処理の例を示す。このRサンプルの処理により、相関行列のクリーニングを行う。
D)すべての統合シナリオに対して、
i.以下の処理により、家電電力需要シナリオ・熱需要シナリオ・PV供給シナリオの3つのシナリオについて、各シナリオ群を構成するシナリオの組み合わせの同時発生確率を算出する。
ア)平均0,分散1の標準正規分布を仮定して、各シナリオのタイル値に相当する位値を算出する 。
イ)3次元正規密度関数により、3シナリオの同時発生確率を求める。図157は、Rによる実装例を示す。
ii.先に求めた3つのシナリオの発生確率に対して、EV電力需要シナリオの発生確率をかけて、統合シナリオSの発生確率PSとする。
13.4.1.5.3. Calculation of probability of occurrence of integrated scenario The probability of occurrence of all integrated scenarios is calculated by the following processing.
A) Predictive value, prediction error, probability of occurrence, percentile value, home appliance power demand scenario table, EV power corresponding to each scenario ID of the integrated scenario for the home appliance power demand scenario, EV power demand scenario, heat demand scenario, PV supply scenario Obtained from the demand scenario table, heat demand scenario table, and PV supply scenario table.
B) Create a correlation matrix of prediction errors of household electric power demand scenario, heat demand scenario, and PV supply scenario.
C) FIG. 156 shows an example of processing. The correlation matrix is cleaned by processing this R sample.
D) For all integration scenarios,
i. Through the following processing, the probability of simultaneous occurrence of a combination of scenarios constituting each scenario group is calculated for three scenarios, namely, a home appliance power demand scenario, a heat demand scenario, and a PV supply scenario.
A) Assuming a standard normal distribution with an average of 0 and a variance of 1, a rank corresponding to the tile value of each scenario is calculated.
B) Obtain the probability of simultaneous occurrence of three scenarios using a three-dimensional normal density function. FIG. 157 shows an implementation example using R.
ii. The occurrence probability of the EV scenario is multiplied by the occurrence probability of the three scenarios obtained previously to obtain the occurrence probability P S of the integrated scenario S.

13.4.1.5.4.統合シナリオの選択と発生の基準化
作成した統合シナリオが最大統合シナリオ数Nを上回る場合、発生確率の大きい順に上位N個を選択し、本モジュールの出力とする。選択したN個の統合シナリオについて、下式により基準化した統合シナリオSの発生確率P* Sを求め、これを最終的な発生確率とする。
なお、最大統合シナリオ数Nはパラメータ情報より取得する。
13.4.1.5.4. Selection of integration scenario and standardization of occurrence When the created integration scenario exceeds the maximum number N of integrated scenarios, the top N are selected in descending order of occurrence probability and used as the output of this module. For the selected N integration scenarios, the occurrence probability P * S of the integration scenario S standardized by the following equation is obtained, and this is set as the final occurrence probability.
The maximum integrated scenario number N is acquired from the parameter information.

13.4.1.5.5.DBへの保存
作成した最大N個の統合シナリオについて、家電電力需要予測値・EV電力需要予測値・熱需要予測値・PV供給予測値とそれに対する発生確率P* Sを、統合シナリオテーブルに格納する。
13.4.1.5.5. Saving to DB Stores the electricity demand forecast value / EV power demand forecast value / heat demand forecast value / PV supply forecast value and the occurrence probability P * S for it in the unified scenario table for up to N integrated scenarios created. To do.

13.4.2.最適化計画作成
13.4.2.1.機能概要
図158は、最適化計画作成のIO関連図を例示する図である。統合シナリオより各種最適化計画を作成する。
13.4.2. Optimization plan creation 13.4.2.1. Functional Overview FIG. 158 is a diagram illustrating an IO related diagram for creating an optimization plan. Create various optimization plans from the integrated scenario.

13.4.2.2.引数と返り値
13.4.2.2.1.引数
図159は、最適化計画作成機能の引数を例示する図である。
13.4.2.2. Arguments and return value 13.4.2.2.1. Arguments FIG. 159 is a diagram illustrating arguments of the optimization plan creation function.

13.4.2.2.2.返り値
図160は、最適化計画作成機能の戻り値を例示する図である。
13.4.2.2.2. Return Value FIG. 160 is a diagram illustrating a return value of the optimization plan creation function.

13.4.2.3.エラーチェック仕様
図161は、最適化計画作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.4.2.2.2返り値を参照。
13.4.2.3. Error Check Specification FIG. 161 is a diagram illustrating an error check specification of the optimization plan creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. Refer to 13.4.2.2.2 Return value for details.

13.4.2.4 DB編集仕様
最適化計画作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.4.2.4.1.取得データ一覧
図162〜図166は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.4.2.4 DB Editing Specification Acquisition and storage of values from the database in the optimization plan creation function will be described.
13.4.2.4.1. Acquired Data List FIGS. 162 to 166 are diagrams illustrating acquisition of values from the database.

13.4.2.4.2.格納データ一覧
図167〜図169は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.4.2.4.2. List of Stored Data FIGS. 167 to 169 are diagrams illustrating an example of storing values in the database.

13.4.2.4.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.4.2.2.3. Update data list This function does not update the database.

13.4.2.5.処理詳細
13.4.2.5.1.処理フロー
図170は、処理一覧を例示する図である。最適化計画作成処理では、以下に示すA)からF)の処理を順番に実行することで、最適化計算を実施し、EV蓄電池、定置型蓄電池およびFCの最適な運転計画を算出する。処理の最後では、計算結果をデータベースに保存する処理を実施する。
13.4.2.5. Processing details 13.4.2.1. Processing Flow FIG. 170 is a diagram illustrating a processing list. In the optimization plan creation process, the following A) to F) processes are executed in order to perform the optimization calculation and calculate the optimal operation plan for the EV storage battery, stationary battery and FC. At the end of the process, a process of saving the calculation result in the database is performed.

A)初期化処理
初期化で設定が必要な定数は、13.4.2.4.1で述べたようにデータベースより取得する。取得したシナリオIDの総数をNとし、各IDに1,2,…,Nと番号付けをする。また、処理対象の1スパン内のメッシュ総数をTとして、各メッシュは時刻の古い順に1,2,…,Tと番号付けをする。なお、EV接続の有無を表すため、統合シナリオiの期間tでEVが接続されている(利用されていない)場合1、それ以外では0となる値をδEVi(t)として設定する。最適化モードが非常モードの場合には、系統から解列した状態となるため、zmax -(t)およびzmax +(t)は0に固定され、PV電力を使用するためEVも接続状態となりEVi(t)は0に、δEVi(t)は1に設定する。
A) Initialization processing Constants that need to be set for initialization are obtained from the database as described in 13.4.2.1. The total number of acquired scenario IDs is N, and each ID is numbered 1, 2,. Further, assuming that the total number of meshes in one span to be processed is T, each mesh is numbered 1, 2,... In order to indicate the presence or absence of EV connection, a value that is 1 when EV is connected (not used) in period t of integration scenario i, and 0 otherwise is set as δ EVi (t). When the optimization mode is emergency mode, the system is disconnected from the grid, so z max (t) and z max + (t) are fixed to 0, and EV is also connected to use PV power. E Vi (t) is set to 0, and δ EVi (t) is set to 1.

B)変数作成
図171〜図173は、最適化モデルを定義するために必要な変数の一覧を例示する図である。変数を定義する際には、表中で指定するように「型」と範囲を指定する。型には「連続」と「0−1」の2種類いずれかの指定があり、範囲の指定には上限と下限を指定する。上限や下限を特に指定する必要のない場合には表中で「−」と記している。変数はそれぞれT+1個生成する。例えば、逆潮流電力電量の変数であれば、z+(1)からz+(T+1)までのT+1個を生成する。z+(t)であれば計画スパンの第t期(最初からt番目のメッシュ期間)の逆潮流量を表す変数となる。なお、一般的にT個の変数がx(1),x(2),…,x(T)と表記されている場合、Gurobiでの変数定義はModel.addVar()で行われる。図174は、Pythonで記述した例を示している。
B) Variable Creation FIGS. 171 to 173 are diagrams illustrating a list of variables necessary for defining an optimization model. When defining variables, specify the "type" and range as specified in the table. There are two types of types, “continuous” and “0-1”, and an upper limit and a lower limit are specified for the range. When there is no need to specify an upper limit or a lower limit, “−” is indicated in the table. Each T + 1 variable is generated. For example, if the variable of backward flow power coulometric, to generate a T + 1 or to z + (T + 1) from the z + (1). If z + (t), it becomes a variable representing the reverse tide flow rate in the t period (from the beginning to the t th mesh period) of the planned span. In general, when T variables are expressed as x (1), x (2),..., X (T), variable definition in Gurobi is performed by Model.addVar (). FIG. 174 shows an example described in Python.

ここで、vtypeでは型を指定する。連続であればGRB.CONTINUOUS、また0−1であればGRB.BINARYと指定する。変数の値の範囲の上下限の指定がある場合には、luで下限をubで上限を指定する。範囲の上下限の指定が無い場合は不要であるが、上下限の指定が無いことを明示的に示すために、lb = -GRB.INFINITYや ub = GRB.INFINITYと記述することも可能である。  Here, vtype specifies the type. Specify GRB.CONTINUOUS if continuous, or GRB.BINARY if 0-1. If the upper and lower limits of the variable value range are specified, specify the lower limit with lu and the upper limit with ub. This is unnecessary if the upper and lower limits of the range are not specified, but it is also possible to write lb = -GRB.INFINITY or ub = GRB.INFINITY to explicitly indicate that the upper and lower limits are not specified. .

C) 制約条件作成
図175〜図177は、制約条件を例示する図である。一般的にN個の変数がx(1),x(2),…,x(T)と表記されている場合、1次の等式あるいは不等式は、各変数の係数としてN個の定数a(1),a(2),…,a(T)と右辺の定数bを与えることでそれぞれ
と定められる。
C) Constraint Condition Creation FIGS. 175 to 177 are diagrams illustrating constraint conditions. In general, when N variables are expressed as x (1), x (2),..., X (T), a linear equality or inequality is represented by N constants a as coefficients of each variable. (1), a (2), ..., a (T) and the constant b on the right side
It is determined.

Gurobiでの制約条件の定義は、右辺と左辺の1次式をLinExpr()でそれぞれ定義し、それらをmodel.addConstr()でモデルに追加することで行われる。図178は、1次の等式を生成してモデルに追加する場合のPythonでの実装例を示す。この例では、addTerms(a[t],x[t])左辺の数式に係数a(t)と変数x(t)の組を追加し、addConstant(b)で定数bの追加を行う。モデルに制約条件を追加するにはmodel.addConst()を用いlhsに左辺、rhsに右辺の一次式を指定する。また、右辺と左辺の関係はsenseで指定する。等号の場合にはsense = "="とし、不等号であれば、その向きに応じて、sense = "<=" 、あるいはsense = ">="と指定する。なお、最適化モードが非常の場合には、充電量が固定値から可変となるため、上の表の13番目の制約条件を
と変更する必要がある。
The constraint conditions in Gurobi are defined by defining the linear expressions on the right and left sides with LinExpr () and adding them to the model with model.addConstr (). FIG. 178 shows an example implementation in Python when a linear equation is generated and added to the model. In this example, a pair of a coefficient a (t) and a variable x (t) is added to the expression on the left side of addTerms (a [t], x [t]), and a constant b is added using addConstant (b). To add constraints to the model, use model.addConst () and specify the primary expression on the left side for lhs and the right side for rhs. The relationship between the right side and the left side is specified by sense. In the case of an equal sign, sense = "=", and in the case of an inequality sign, sense = "<=" or sense = ">=" is specified depending on the direction. When the optimization mode is emergency, the charge amount becomes variable from a fixed value, so the 13th constraint condition in the above table is
It is necessary to change.

D)目的関数作成
図179は、目的関数を構成する一次式を例示する図である。目的関数は、以下の表ようにコストに相当する以下の番号1から番号5の一次式、および統合シナリオi毎に算出されるリスク量(番号6)より構成される。目的関数は、統合シナリオiの発生確率piおよびリスクパラメータθを使い以下のように設定する。
なお、Gurobiでの目的関数を設定するためには、exprに目的関数の1次式を設定し、それをmodel.setObjective()でモデルに追加することで行われる。図180は、Pythonを使った実装例を示している。この例では、GRB.MINIMIZEで最小化を実行することを指定している。
D) Objective Function Creation FIG. 179 is a diagram illustrating a linear expression constituting the objective function. As shown in the table below, the objective function is composed of the following linear expressions corresponding to costs, number 1 to number 5, and the risk amount (number 6) calculated for each integration scenario i. The objective function is set as follows using the occurrence probability p i of the integrated scenario i and the risk parameter θ.
Note that setting the objective function in Gurobi is done by setting a linear expression of the objective function in expr and adding it to the model with model.setObjective (). FIG. 180 shows an implementation example using Python. In this example, GRB.MINIMIZE is specified to perform minimization.

E)最適化計算実施
図181および図182は、出力項目に対応するリスクパラメータと変数を例示する図である。目的関数のリスクパラメータθに、最適化エンジンパラメータテーブルより取得した3つのリスクパラメータθS、θLおよびθU(設定値に関しては14.2初期パラメータを参照)それぞれを設定した目的関数を生成し、それぞれの目的関数毎に最適化処理を実行する(3回最適化処理を実行する)。図181および図182は、出力項目毎に、その値を設定するために用いる最適化の変数および最適化の目的関数を生成するために用いるリスクパラメータの設定値を例示している。
E) Implementation of Optimization Calculation FIGS. 181 and 182 are diagrams illustrating risk parameters and variables corresponding to output items. Generate an objective function that sets each of the three risk parameters θ S , θ L, and θ U (see 14.2 Initial Parameters for setting values) obtained from the optimization engine parameter table as the risk parameter θ of the objective function. Then, optimization processing is executed for each objective function (optimization processing is executed three times). FIG. 181 and FIG. 182 exemplify setting values of risk parameters used to generate an optimization variable and an optimization objective function used to set the value for each output item.

なお、Gurobiで最適化計算を実行するためには、制約式および目的関数をモテ゛ルに設定した後、model.optimize()を用いる。これにより、大域的最適解を得ることが可能なアルゴリズムにより最適な解が算出される。最適化実行後は、各変数に最適化された値が設定される。図183は、Pythonを用いた、変数x[t]の取得の例を示している。   In order to execute optimization calculation with Gurobi, model.optimize () is used after setting constraint equations and objective functions as models. Thereby, an optimal solution is calculated by an algorithm capable of obtaining a global optimal solution. After optimization, optimized values are set for each variable. FIG. 183 shows an example of obtaining the variable x [t] using Python.

F)結果格納
図181および図182に示した各項目を、13.4.2.4.2格納データ一覧に示したテーブルに格納する。
F) Result storage Each item shown in FIGS. 181 and 182 is stored in the table shown in the list of stored data in 1.4.2.4.2.

13.4.3.制御ルール生成
13.4.3.1.機能概要
図184は、制御ルール作成機能のIO図を例示する図である。最適化された各計画データより、制御ルールを作成する。
13.4.3. Control rule generation 13.4.3.1. Functional Overview FIG. 184 is a diagram illustrating an IO diagram of the control rule creation function. A control rule is created from each optimized plan data.

13.4.3.2 引数と返り値
13.4.3.2.1.引数
図185は、最適化計画作成機能の引数を例示する図である。
13.4.3.2 Arguments and return value 13.4.3.2.1. Arguments FIG. 185 is a diagram illustrating arguments of the optimization plan creation function.

13.4.3.2.2.返り値
図186は、最適化計画作成機能の戻り値を例示する図である。
13.4.3.2.2. Return Value FIG. 186 is a diagram illustrating a return value of the optimization plan creation function.

13.4.3.3.エラーチェック仕様
図187は、最適化計画作成機能のエラーチェック仕様を例示する図である。エラーチェックに該当した場合、処理を中断し処理失敗としてメイン処理に対し返り値を返送する。詳細は13.4.3.2.2返り値を参照。
13.43.3. Error Check Specification FIG. 187 is a diagram illustrating an error check specification of the optimization plan creation function. When it corresponds to the error check, the process is interrupted and a return value is returned to the main process as a process failure. For details, see 13.4.3.2.2 Return value.

13.4.3.4.DB編集仕様
最適化計画作成機能におけるデータベースからの値の取得と格納について説明する。
13.4.3.4.1.取得データ一覧
図188は、データベースからの値の取得を例示する図である。
13.4.3.4. DB Editing Specification Acquisition and storage of values from the database in the optimization plan creation function will be described.
13.4.3.4.1. Acquired Data List FIG. 188 is a diagram illustrating acquisition of values from the database.

13.4.3.4.2.格納データ一覧
図189は、データベースへの値の格納を例示する図である。
13.4.3.4.2. List of Stored Data FIG. 189 is a diagram illustrating storage of values in the database.

13.4.3.4.3.更新データ一覧
当機能にてデータベースの更新はしない。
13.4.3.4.3. Update data list This function does not update the database.

13.4.3.5.処理詳細
13.4.3.5.1.処理フロー
図190は、制御ルール生成処理フローを説明する図である。制御ルール生成処理では、以下のフローによりEV蓄電池・定置型蓄電池・燃料電池の最適化計画から、各デバイスの制御ルールを得て、それらをデータベースに保存する。
13.4.3.5. Processing details 13.4.3.5.1. Processing Flow FIG. 190 is a diagram for explaining a control rule generation processing flow. In the control rule generation process, the control rules for each device are obtained from the optimization plan of the EV storage battery / stationary storage battery / fuel cell according to the following flow and stored in the database.

13.4.3.5.2.デバイスの制御状態
図191は、デバイスへの制御を例示する図である。各デバイスへは以下の制御状態を指定する。
13.4.3.5.2. Device Control State FIG. 191 is a diagram illustrating control on a device. Specify the following control status for each device.

13.4.3.5.3.デバイスの基本状態
図192は、デバイスの基本状態(系統電源接続時)を例示する図である。図193は、デバイスの基本状態(系統電源から解列時)を例示する図である。最適化計画により導出された各計画メッシュにおけるデバイスの状態を基本状態と呼ぶ。EV蓄電池および定置型蓄電池では、計画メッシュで放電力量が正の場合に放電、充電力量が正の場合には充電、両方の値が0の場合にスタンバイ(充電も放電も行わない状態を意味する)とする。燃料電池では、燃料電池発電力量が正の場合に稼働、0の場合に停止とする。
13.4.3.5.3. Basic State of Device FIG. 192 is a diagram illustrating the basic state of the device (when the system power supply is connected). FIG. 193 is a diagram illustrating a basic state of the device (when disconnected from the system power supply). The device state in each plan mesh derived by the optimization plan is called a basic state. In the EV storage battery and the stationary storage battery, discharging is performed when the amount of discharging power is positive in the planned mesh, charging is performed when the amount of charging power is positive, and standby is performed when both values are 0 (meaning a state where neither charging nor discharging is performed). ). The fuel cell is activated when the fuel cell power generation amount is positive, and stopped when it is zero.

13.4.3.5.4.計画メッシュ内における蓄電池の管理幅の算出
各計画メッシュ内における蓄電池の管理幅の算出を行う。各住宅にはEV(蓄電池)・定置型蓄電池のいずれか1つが設置されている。ここでは、各住宅に設置されているデバイスの管理幅について言及する。計画メッシュ内においては管理幅の上限は一定の割合で推移するものと仮定し、当該計画メッシュの上限値V1maxと次の計画メッシュの上限値V2maxを結んだ直線をt分経過時における上限とする。管理幅の下限についても同様に、当該計画メッシュの下限値V1minと次の計画メッシュの下限値V2minを結んだ直線を制御メッシュにおける下限値とする。計画メッシュ幅が60分の場合、各計画メッシュ内でt分経過時における管理幅の上限値・下限値vmax(t)、vmin(t)はそれぞれ次式により求めることができる。
13.4.3.5.4. Calculation of the management width of the storage battery in the planned mesh The calculation width of the storage battery in each planned mesh is calculated. Each house is provided with either EV (storage battery) or stationary storage battery. Here, the management width of the devices installed in each house will be mentioned. It is assumed that the upper limit of the management width changes at a certain rate in the planned mesh, and the upper limit at the elapse of t minutes is a straight line connecting the upper limit value V 1max of the planned mesh and the upper limit value V 2max of the next planned mesh. And Similarly, the lower limit of the control range, the straight line connecting the lower limit V 2min lower limit V 1min and next plan mesh of the plan mesh and the lower limit value in the control mesh. When the planned mesh width is 60 minutes, the upper and lower limits v max (t) and v min (t) of the management width when t minutes elapse in each planned mesh can be obtained by the following equations, respectively.

13.4.3.5.5.ルール生成処理(系統電源接続時)
EV設置住宅の場合はAの処理を行い、定置型蓄電池設定住宅の場合はBの処理を行う。
A)EV蓄電池の制御ルール作成(EV設置住宅の場合)
以下の処理により、EV蓄電池の制御ルールを作成する。
i.EV蓄電池の充放電計画の取得
EV蓄電計画テーブルからEV蓄電計画上限値・EV蓄電計画下限値を、EV電力量計画テーブルからEV放電力量計画・EV充電力量計画を取得する。
ii.基本状態の作成
計画メッシュ毎のEV放電力量計画・EV充電力量計画から、計画メッシュ毎の基本状態を作成する。
iii.制御メッシュ幅を取得する
制御メッシュ幅をパラメータ情報から取得し、計画メッシュを制御メッシュ単位に分割する。ただし制御メッシュ幅が計画メッシュ幅を上回る場合は計画メッシュ幅と等しく設定する。
iv.制御メッシュにおける管理幅算出
13.4.3.5.4の処理により、各計画メッシュ内の管理幅を算出する。
13.4.3.5.5. Rule generation processing (when grid power is connected)
In the case of an EV installation house, the process A is performed, and in the case of a stationary storage battery setting house, the process B is performed.
A) Creation of EV storage battery control rules (for EV installation houses)
An EV storage battery control rule is created by the following process.
i. Acquisition of EV storage battery charge / discharge plan The EV storage plan upper limit value / EV storage plan lower limit value is acquired from the EV storage plan table, and the EV discharge capacity plan / EV charge capacity plan is acquired from the EV power plan table.
ii. Creation of basic state A basic state for each planned mesh is created from an EV discharge power plan and EV charge power plan for each planned mesh.
iii. Acquire the control mesh width The control mesh width is acquired from the parameter information, and the planned mesh is divided into control mesh units. However, when the control mesh width exceeds the planned mesh width, it is set equal to the planned mesh width.
iv. Management width calculation in control mesh The management width in each plan mesh is calculated by the processing of 13.4.3.5.4.

v.制御ルールの作成方法
各制御メッシュ内においては、以下の規則に従って制御ルールを作成する。
(ア)基本状態が放電のとき
(a)EV蓄電量の実測値が管理幅内に収まっているまたは管理幅の上限を超えている場合は、EV蓄電池は放電する。
(b)EV蓄電量の実測値が管理幅の下限を下回るとき、EV蓄電池はスタンバイ状態になる。
(イ)基本状態が充電の時
(a)EV蓄電量の実測値が管理幅内に収まっている、または管理幅の下限を超えている場合は、EV蓄電池は充電する。
(b)EV蓄電量の実測値が管理幅の上限を上回るとき、EV蓄電池はスタンバイ状態になる。
(ウ)基本状態がスタンバイの時
(a)管理幅に依らず、EV蓄電池はスタンバイ状態になる。
v. Control Rule Creation Method Within each control mesh, a control rule is created according to the following rules.
(A) When the basic state is discharging (a) When the measured value of the amount of stored EV is within the management width or exceeds the upper limit of the management width, the EV storage battery is discharged.
(B) When the measured value of the EV storage amount falls below the lower limit of the management width, the EV storage battery enters a standby state.
(A) When the basic state is charging (a) When the measured value of the EV storage amount is within the management range or exceeds the lower limit of the management range, the EV storage battery is charged.
(B) When the measured value of the EV storage amount exceeds the upper limit of the management width, the EV storage battery enters a standby state.
(C) When the basic state is standby (a) The EV storage battery is in a standby state regardless of the management width.

図194は、EV蓄電池蓄計画値と基本状態の例を示している。   FIG. 194 shows an example of the EV storage battery storage plan value and the basic state.

vi.制御ルールの形式
図195は、図194から作成される蓄電池の制御ルールを例示する図である。制御ルールはif−then形式で記述される。if節には時刻または大小比較式を記述し、then以降に動作対象機器とその機器の動作状態を記述する。一般式としては以下のようになる。
・時刻起動:if YYYYMMDDhhmm then action(object, state)
・大小比較起動:if variable < threshold then action(object, state)
vi. Control Rule Format FIG. 195 is a diagram illustrating a storage battery control rule created from FIG. 194. The control rule is described in an if-then format. In the if section, a time or a magnitude comparison expression is described, and the operation target device and the operation state of the device are described after then. The general formula is as follows.
・ Time activation: if YYYYMMDDhhmm then action (object, state)
・ Comparison activation: if variable <threshold then action (object, state)

B)定置型蓄電池の制御ルール作成(定置型蓄電池設置住宅の場合)
以下の処理により、制御メッシュにおける定置型蓄電池の制御ルールを作成する。
i.定置型蓄電池の充放電計画の取得
LIB蓄電計画テーブルからLIB蓄電計画上限値・LIB蓄電計画下限値を、LIB電力量計画テーブルからLIB放電力量計画・LIB充電力量計画を取得する。
ii.基本状態の作成
計画メッシュ毎のLIB放電力量計画・LIB充電力量計画から、計画メッシュ毎の基本状態を作成する。
iii.制御メッシュ幅を取得する
制御メッシュ幅をパラメータ情報から取得し、計画メッシュを制御メッシュ単位に分割する。ただし制御メッシュ幅が計画メッシュ幅を上回る場合は計画メッシュ幅と等しく設定する。
iv.制御メッシュにおける管理幅算出
13.4.3.5.4の処理により、各計画メッシュ内の管理幅を算出する。
v.制御ルールの作成方法
EV蓄電池の制御ルール作成方法に準ずる。
B) Creating control rules for stationary storage batteries (for homes with stationary storage batteries)
A control rule for the stationary storage battery in the control mesh is created by the following processing.
i. Acquisition of Charging / Discharging Plan for Stationary Storage Battery The LIB storage plan upper limit value / LIB storage plan lower limit value is acquired from the LIB storage plan table, and the LIB discharge capacity plan / LIB charging capacity plan is acquired from the LIB power plan table.
ii. Creation of a basic state A basic state for each planned mesh is created from a LIB discharge capacity plan / LIB charge capacity plan for each planned mesh.
iii. Acquire the control mesh width The control mesh width is acquired from the parameter information, and the planned mesh is divided into control mesh units. However, when the control mesh width exceeds the planned mesh width, it is set equal to the planned mesh width.
iv. Management width calculation in control mesh The management width in each plan mesh is calculated by the processing of 13.4.3.5.4.
v. Method for creating control rules Same as the method for creating control rules for EV storage batteries.

C)燃料電池の制御ルール作成
i.FC発電量計画の取得
FC発熱量計画テーブルからFC発電計画値を取得する。
ii.基本状態の作成
計画メッシュ毎のFC発電計画値から、計画メッシュ毎の基本状態を作成する。
iii.燃料電池制御メッシュ幅を取得する
制御メッシュ幅をパラメータ情報から取得し、計画メッシュを制御メッシュ単位に分割する。ただし制御メッシュ幅が計画メッシュ幅を上回る場合は計画メッシュ幅と等しく設定する。
iv.制御ルールの作成方法
各計画メッシュの基本状態は、最適化アルゴリズムによって起動時におけるエネルギーロスも考慮の上最適化されたものに従い決定されている。制御ルールもそれに従い、以下の表のようになる。
C) Preparation of fuel cell control rules i. Obtain FC power generation plan Obtain FC power generation plan value from FC calorific value plan table.
ii. Creation of basic state A basic state for each planned mesh is created from the FC power generation plan value for each planned mesh.
iii. Obtaining the fuel cell control mesh width The control mesh width is obtained from the parameter information, and the planned mesh is divided into control mesh units. However, when the control mesh width exceeds the planned mesh width, it is set equal to the planned mesh width.
iv. Control Rule Creation Method The basic state of each planned mesh is determined according to an optimization algorithm that has been optimized in consideration of energy loss at startup. The control rules are also as shown in the table below.

図196は、最適化モードと燃料電池の制御を例示する図である。   FIG. 196 is a diagram illustrating optimization mode and fuel cell control.

13.4.3.5.6.ルール生成処理(系統電源切断時:非常モード)
A)EV蓄電池の制御ルール作成(EV蓄電池設置住宅の場合)
非常モードでは、計画メッシュ内のすべての制御メッシュにおいて蓄電池をON・負荷追従モードとし、それを表すEV蓄電池の制御ルールを作成する。
B)定置型蓄電池の制御ルール生成(定置型蓄電池設置住宅の場合)
非常モードにおける定置型蓄電池の制御ルールの作成方法は、EV蓄電池のそれに準ずる。
C)燃料電池の制御ルール作成
図196は、蓄電池が放電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。図197は、蓄電池が充電状態の場合の燃料電池の制御を例示する図である。これらの図に示すように、計画メッシュ内のすべての制御メッシュにおいて、以下の規則に従って燃料電池の制御ルールを作成する。
i.蓄電量の実測値が管理幅の下限をΔkWh下回った場合には、燃料電池の出力を以下のように算出される値ΔW分増加させる。ただし、ΔTは計画メッシュ幅の時間間隔とし、また増加後の出力がFCの最大出力以上には設定しない。
ii.蓄電量の実測値が管理幅の上限をΔkWh上回った場合には、燃料電池の出力を以下のように算出される値ΔW分減少させる。ただし、ΔTは計画メッシュ幅の時間間隔とし、また減少後の出力がFCの最小出力以下には設定しない。
iii.蓄電量の実測値が管理幅の中に収まっている場合は、燃料電池の出力を変化させない(直前の出力を維持する)。
13.4.3.5.6. Rule generation processing (system power off: emergency mode)
A) Creation of EV storage battery control rules (for EV storage battery installation houses)
In the emergency mode, the storage battery is set to the ON / load following mode in all the control meshes in the planned mesh, and a control rule for the EV storage battery is created.
B) Generation of control rules for stationary storage batteries (in the case of stationary storage battery installation houses)
A method for creating a stationary storage battery control rule in the emergency mode conforms to that of the EV storage battery.
C) Fuel Cell Control Rule Creation FIG. 196 is a diagram illustrating control of the fuel cell when the storage battery is in a discharged state. FIG. 197 is a diagram illustrating control of the fuel cell when the storage battery is in a charged state. As shown in these figures, the control rules of the fuel cell are created according to the following rules in all control meshes in the planned mesh.
i. When the measured value of the charged amount falls below the lower limit of the management width by ΔkWh, the output of the fuel cell is increased by the value ΔW calculated as follows. However, ΔT is the time interval of the planned mesh width, and the increased output is not set to be greater than the maximum output of FC.
ii. When the measured value of the charged amount exceeds the upper limit of the management width by ΔkWh, the output of the fuel cell is decreased by a value ΔW calculated as follows. However, ΔT is a time interval of the planned mesh width, and the output after reduction is not set to be less than the minimum output of FC.
iii. When the measured value of the stored amount is within the management range, the output of the fuel cell is not changed (the previous output is maintained).

13.4.3.5.7.DBへの保存
作成した制御ルールを制御ルールテーブルに保存する。
13.4.3.5.7. Save to DB Save the created control rule in the control rule table.

14.初期処理
14.1.初期処理
当システムにおいて初期処理はない。また、システム再起動時にも特別な処理は必要ない。
14 Initial processing 14.1. Initial processing There is no initial processing in this system. Also, no special processing is required when the system is restarted.

14.2.初期パラメータ
図199〜図201は、住宅マスタの設定項目のうち時系列最適化パラメータテーブルにコピーされる項目について示している。本システムの利用に際しては、利用者あるいは管理者を住宅マスタの各項目に設定する必要がある。住宅マスタに設定された各項目は、制御ルール処理リクエストを受け付けた後、住宅マスタでの設定内容が、時系列最適化パラメータテーブル・最適化パラメータテーブル・最適化エンジンパラメータテーブルにコピーされ、一連の制御ルール生成処理が呼び出される。
14.2. Initial Parameters FIGS. 199 to 201 show items to be copied to the time series optimization parameter table among the setting items of the house master. When using this system, it is necessary to set the user or administrator to each item of the house master. For each item set in the house master, after accepting the control rule processing request, the settings in the house master are copied to the time series optimization parameter table, optimization parameter table, optimization engine parameter table, and a series of The control rule generation process is called.

なお、住宅に設定している機器の有無により、以下の通りパラメータ値が設定されていることが必要である。
(ア)EVを持たない住宅の場合は、以下のパラメータを0に設定する。
・EV蓄電池最小放電力量
・EV蓄電池最大放電力量
・EV蓄電池最小充電力量
・EV蓄電池最大充電力量
(イ)定置型蓄電池を持たない住宅の場合は、以下のパラメータを0に設定する。
・定置型蓄電池最小放電力量
・定置型蓄電池最大放電力量
・定置型蓄電池最小充電力量
・定置型蓄電池最大充電力量
(ウ)FCを持たない住宅の場合は、以下のパラメータを0に設定する。
・燃料電池最小発電量
・燃料電池最大発電量
It should be noted that the parameter values need to be set as follows depending on the presence or absence of equipment set in the house.
(A) In the case of a house without EV, the following parameters are set to 0.
・ Minimum discharge capacity of EV storage battery ・ Maximum discharge capacity of EV storage battery ・ Minimum charge capacity of EV storage battery ・ Maximum charge capacity of EV storage battery (A) For a house without a stationary storage battery, set the following parameters to 0.
・ Minimum discharge capacity of stationary storage battery ・ Maximum discharge capacity of stationary storage battery ・ Minimum charging capacity of stationary storage battery ・ Set the following parameters to 0 for homes without fixed storage battery maximum charging capacity (c) FC.
・ Minimum power generation of fuel cell ・ Maximum power generation of fuel cell

図202は、住宅マスタの設定項目のうち最適化パラメータテーブルにコピーされる項目について示している。   FIG. 202 shows items to be copied to the optimization parameter table among the setting items of the house master.

図203は、住宅テマスタの設定項目のうち最適化エンジンパラメータテーブルにコピーされる項目について示している。なお、表中の設定値は、処理時間の要件を満たすことや、予測精度向上のために、今後のシミュレーションの中で変更される可能性がある。   FIG. 203 shows items to be copied to the optimization engine parameter table among the setting items of the housing master. Note that the set values in the table may be changed in future simulations in order to satisfy the processing time requirement and to improve prediction accuracy.

15.障害処理、異常処理
本システムで発生しうるエラーとして以下のものがあげられる。
A)データベースへの接続・クエリ発行時のエラー
B)R,Gurobiなど使用しているライブラリのエラー
C)その他プログラムのバグに依るエラー
D)最適化エンジンIFへの接続エラー
E)HW故障によるエラー
F)予測値と実績値の乖離が一定値以上の場合
15. Fault handling and error handling The following are examples of errors that can occur in this system.
A) Database connection / query issuance error B) R, Gurobi, etc. library error C) Other program bug error D) Optimization engine IF connection error E) HW failure error F) When the difference between the predicted value and the actual value is more than a certain value

上記A〜Eのエラーが発生した場合制御ルールの更新が行えなくなる。影響範囲については、上記いずれのエラーが発生した場合も、処理ごとにデータを分けて管理しているためデータの不整合は起きない。また上記A〜Dのエラー発生時は、エラー発生の旨ログに出力する。A〜Cのエラー発生時は、先の処理に加え、制御ルール生成までの一連の処理が異常終了した旨を最適化エンジンIFに対して通知する。通知のためのプロトコル・インターフェースについては、11節にて記載する。これにより、A〜Cのエラー発生時においては、呼び出し側でエラーの発生を検知し、回避策を取ることが可能となる。また、上記Dのエラーが発生した際は最適化エンジンIFが制御ルール生成処理を起動することができないか、もしくは最適化エンジンIFに応答を返すことができない。これによりD、Eのエラー発生時においても呼び出し側での接続エラーを検知する、もしくは一定時間たっても応答がなかった場合応答を待たずに1世代前の制御ルールを取得しにいくことで、回避策をとることが可能となる。いずれの場合も1週間先までの制御ルールを保持しているため、1週間以内に障害が復旧すれば致命的な問題なく制御を行うことができる。また障害が1週間以上にわたる場合でも、前週同曜日の制御ルールを適用すれば前週と同様の制御を継続することができる。さらに何らかの原因で制御ルールが悪影響を及ぼす懸念が発覚した場合、全体最適計画による制御ルールをオフにして、STEP1の制御ルールで固定的な制御をおこなうこともできる。また上記Fについては、予測値と実績値の乖離幅、および乖離率がログに記載されるので、ログを監視しておくことで乖離幅が一定値以上の際にすぐに気付くことができる。   When the errors A to E occur, the control rule cannot be updated. As for the influence range, even if any of the above errors occurs, data inconsistency does not occur because data is managed separately for each process. When the errors A to D occur, an error occurrence message is output to the log. When the errors A to C occur, the optimization engine IF is notified that the series of processing up to the generation of the control rule has ended abnormally in addition to the previous processing. The protocol interface for notification is described in Section 11. As a result, when errors A to C occur, the caller can detect the occurrence of the error and take a workaround. When the error D occurs, the optimization engine IF cannot start the control rule generation process or cannot return a response to the optimization engine IF. By detecting connection errors on the call side even when errors D and E occur, or if there is no response after a certain period of time, without waiting for a response, we go to get the control rule of the previous generation, It is possible to take a workaround. In any case, since the control rule for one week ahead is held, control can be performed without a fatal problem if the failure is recovered within one week. Further, even when the failure is longer than one week, the same control as in the previous week can be continued by applying the control rule of the same day of the previous week. Further, when a concern that the control rule adversely affects for some reason, it is possible to turn off the control rule based on the overall optimum plan and perform fixed control with the control rule of STEP1. Regarding F, since the deviation width and the deviation rate between the predicted value and the actual value are described in the log, it is possible to immediately notice when the deviation width is a certain value or more by monitoring the log.

16.保守運用
本システムにおけるバックアップ対象のデータはデータベース内のデータである。また障害監視のための監視項目はログファイルである。ログに出力するのは(1)各処理が正常終了したことおよびその日時、もしくは(2)データベースへの接続・クエリ発行時のエラー、R, Gurobiなど使用しているライブラリのエラー、最適化エンジンIFへの接続エラー、その他プログラムのバグに依るエラーなどが発生し異常終了したことおよびその日時とスタックトレース、または(3)予測値と実績値の間の乖離である。そのためログを監視することで(1)いつどの処理でエラーが発生したか、また(2)いつどの処理で処理の遅延が発生したか、また(3)予測が実績に対して著しく乖離していることを検知することができる。ただし(1)エラーが発生した原因およびの改修方法などや、(2)処理時間が規定値よりも長くかかっていることの原因およびその改修方法など、(3)予測が実績に対して著しく乖離していることをどのように判定するか、乖離の原因およびその改修方法などは詳細設計段階で決定する。また、ログファイルの出力先およびログファイル名は詳細設計段階で決定することとする。なお具体的なバックアップの手法や具体的な監視の手法、運用業務のフローについてはオペレーション担当者の運用に任される。
16. Maintenance operation Data to be backed up in this system is data in the database. A monitoring item for failure monitoring is a log file. What is output to the log is (1) that each process ended normally and its date and time, or (2) errors when connecting to the database and issuing queries, errors in the library used by R, Gurobi, etc., optimization engine An error in connection to the IF, an error due to a bug in the program, etc. has occurred and the process ended abnormally, and the date and time and the stack trace, or (3) the difference between the predicted value and the actual value. Therefore, by monitoring the log, (1) when and which process caused the error, (2) when and which process caused the delay, and (3) the prediction was significantly different from the actual results. Can be detected. However, (1) The cause of the error and the repair method, etc., (2) The cause of the processing time taking longer than the specified value and the repair method, etc. (3) The prediction is significantly different from the actual results. How to determine what is happening, the cause of the divergence and how to repair it are determined at the detailed design stage. The log file output destination and log file name are determined at the detailed design stage. The specific backup method, specific monitoring method, and operation flow are left to the operations staff.

17.システム非機能要件
17.1.性能要件
各処理においてDBからのデータ取得が完了した時から処理が終了した時間を計測し、その値を全ての処理について積算した処理時間の要件を下記のように定める。1戸分の制御ルール生成リクエストに対して、制御ルール生成処理が30分以内に終了すること。これは、1日に最低でも16件分の制御ルール生成処理を処理する必要性から、また、過去の類似実績から同程度の処理時間がかかることがわかっているためである。また、同時に発行された16戸分の制御ルール生成リクエストに対して、制御ルール生成処理が5時間以内に終了すること。
17. System non-functional requirements 17.1. Performance Requirement Processing time is measured from the time when data acquisition from the DB is completed in each processing, and the processing time requirements obtained by accumulating the values for all the processing are defined as follows. The control rule generation process must be completed within 30 minutes for a control rule generation request for one house. This is because it is known that it takes about the same processing time from the necessity of processing the control rule generation processing for at least 16 cases per day and from past similar results. In addition, control rule generation processing must be completed within 5 hours for the control rule generation requests for 16 units issued simultaneously.

最適化エンジン用I/Fが処理起動リクエストを行ってから、処理完了通知リクエストを受け取るまでの時間に関しては、ネットワーク状況や各種DBサーバの性能、リソース状況に依存するため、ここでは性能目標値を設定しない。そのため別途実機での測定を行う必要がある。   The time from when the optimization engine I / F makes a process start request until it receives a process completion notification request depends on the network status, the performance of various DB servers, and the resource status. Not set. Therefore, it is necessary to perform measurement with an actual machine separately.

17.2.セキュリティ
外部システムからの接続が特定されておりかつ限定的であるため、セキュリティについては考慮しない。
17.2. Security Security is not considered because connections from external systems are specified and limited.

17.3.信頼性
冗長構成、負荷バランスの制御といったシステムの信頼性に関する部分についてはオペレーション担当者の運用に任される。
17.3. Reliability The parts related to system reliability such as redundant configuration and load balance control are left to the operations personnel.

17.4.保守性
運用監視、データのバックアップといった保守運用についてはオペレーション担当者の運用に任される
17.4. Maintainability Operations such as operation monitoring and data backup are left to the operations staff.

18.前提条件・制約条件
18.1.稼働制約
図204は、システム稼働の前提条件を例示する図である。この適用範囲は、種々の態様で拡張されてもよい。
18. Preconditions / Constraints 18.1. Operation Restriction FIG. 204 is a diagram illustrating a precondition for system operation. This scope of application may be extended in various ways.

18.2.最適化の前提となる条件
最適化の実行に際しては、以下の前提条件がある。
・1住宅にはEV蓄電池あるいは定置型蓄電池いずれか1台が設置されている。
・各機器は他の機器の充電、放電、停止などの状態によらず、独立に制御可能(例えばEVの放充電制御が燃料電池やPVの稼働状況に依存せず可能)である。
・各機器は制御指令を受ければ遅れることなく動作し、指定された状態に遷移する。ただしFCが停止状態から起動状態に遷移するためには、1メッシュ時間の起動時間を必要とする。
・各機器は全て住宅に接続されていて、発電した電力は全ての家電需要に使用可能である。
・各機器で発電した電力は系統に逆潮流が可能。
・燃料電池は満湯時でもラジエータを使い放熱しながら連続運転が可能。連続運転の継続時間には上限はない。
・燃料電池の発電量は消費したガス燃料と比例の関係とする。
・燃料電池の発熱量は消費したガス燃料と比例の関係とする。
・ガスボイラによる発熱量は消費したガス燃料と比例の関係とする。
18.2. Preconditions for optimization There are the following preconditions for execution of optimization.
・ Each house has either EV storage battery or stationary storage battery.
Each device can be controlled independently regardless of the state of charging, discharging, stopping, etc. of other devices (for example, EV discharging / charging control is possible without depending on the operating status of the fuel cell or PV).
・ Each device operates without delay when it receives a control command, and transitions to the specified state. However, in order for the FC to transition from the stopped state to the activated state, an activation time of 1 mesh time is required.
・ Each device is connected to a house, and the generated power can be used for all consumer electronics demand.
-The power generated by each device can be reversely flowed into the system.
-The fuel cell can be operated continuously with a radiator using a radiator even when it is full. There is no upper limit to the duration of continuous operation.
・ The amount of power generated by the fuel cell is proportional to the consumed gas fuel.
・ The calorific value of the fuel cell is proportional to the consumed gas fuel.
・ The amount of heat generated by the gas boiler is proportional to the consumed gas fuel.

19.参考資料
19.1.指定可能パラメータ一覧
図205〜図207は、当システムにて指定可能なパラメータを下記に示す。これらは、プロパティ情報としてプロパティファイルに格納される。
19. Reference material 19.1. List of Specifiable Parameters FIG. 205 to FIG. 207 show parameters that can be specified in this system as follows. These are stored in the property file as property information.

19.3.データベーステーブル一覧(論理設計)
図208〜図210は、テーブル一覧を例示する図である。「中間データ」の列に丸印のあるテーブルについては、同一の項目を有するバックアップを作成する。
19.3. Database table list (logical design)
208 to 210 are diagrams illustrating table lists. For a table with a circle in the “intermediate data” column, a backup having the same items is created.

19.4.テーブル別レコード数見積もり
図211および図212は、各テーブルの格納レコード数の算出式と概算値を例示する図である。図213は、概算値の算出に使用したパラメータの値を例示する図である。試算1の値は、システムをもいて行う実証実験(住宅数16戸)を想定した値、試算2の値は商用化(住宅数1万)を想定し、スパン長の短縮などにより処理の計量化・高速化をした値、試算3は、試算2に対して各テーブルを7日単位でパーティショニングした場合の値である。
19.4. Estimating Number of Records by Table FIGS. 211 and 212 are diagrams illustrating examples of calculation formulas and approximate values for the number of records stored in each table. FIG. 213 is a diagram illustrating parameter values used for calculating the approximate value. The value of trial calculation 1 assumes a demonstration experiment (16 houses) conducted with the system, and the value of trial calculation 2 assumes commercialization (10,000 houses) and measures processing by shortening the span length. The value obtained by increasing the speed and the trial calculation 3 are values when the tables are partitioned in units of 7 days with respect to the trial calculation 2.

19.5.データベース項目一覧(論理設計)
図214〜図250は、各テーブルのデータ項目一覧を例示する図である。なお、図214〜図250における注釈は以下のとおりである。
※1 最適化パラメータテーブルの同名項目に対応
※2 最適化エンジンパラメータテーブルの同名項目に対応
※3 時系列最適化パラメータの同名項目に対応
19.5. Database item list (logical design)
214 to 250 are diagrams illustrating examples of data items in each table. The annotations in FIGS. 214 to 250 are as follows.
* 1 Corresponds to the same name item in the optimization parameter table * 2 Corresponds to the same name item in the optimization engine parameter table * 3 Corresponds to the same name item in the time series optimization parameter

20.まとめ
本稿で説明された発明は、例えば以下の例を含んでいる。以下の説明において異なる例の事項として説明された2以上の事項が組み合わせて用いられてもよい。なお、具体的な例の説明をする前に、まずシステム構成の概要を説明する。
20. Summary The invention described in this article includes, for example: Two or more items described as items of different examples in the following description may be used in combination. Before describing specific examples, an overview of the system configuration will be described first.

図251は、一実施形態に係る電力制御システム1の装置構成を例示する図である。電力制御システム1は、サーバ装置10と、端末装置20と、設備30と、サーバ装置40と、サーバ装置50とを有する。電力制御システム1は、いわゆるHEMSに関する。この例で、サーバ装置10は複数のHEMSを制御するが、図面を簡単にするため、図251においては単一のHEMSのみ図示、すなわち単一の住宅のみ図示している。各住宅には、端末装置20、設備30、およびサーバ装置50が設けられている。   FIG. 251 is a diagram illustrating a device configuration of the power control system 1 according to an embodiment. The power control system 1 includes a server device 10, a terminal device 20, a facility 30, a server device 40, and a server device 50. The power control system 1 relates to a so-called HEMS. In this example, the server apparatus 10 controls a plurality of HEMSs. However, in order to simplify the drawing, only a single HEMS is shown in FIG. 251, that is, only a single house is shown. In each house, a terminal device 20, a facility 30, and a server device 50 are provided.

設備30は電力を消費または供給する装置である。設備30は、電気機器、電力供給装置、熱供給装置、およびEV(電気自動車)のうち少なくとも2つを含む。設備30の具体例は、各住宅において異なっていてもよい。例えばある住宅の設備30にはEVが含まれ、別の住宅の設備30にはEVが含まれなくてもよい。電機機器は、例えばいわゆる家電である。電力供給装置は、他の装置に電力を供給する装置であり、例えば、PV(太陽電池)、FC(燃料電池)、および定置型蓄電池の少なくとも1つを含む。熱供給装置は、住宅に熱(具体的には例えば温水)を供給する装置であり、例えば燃料電池を用いたコージェネレーション装置を含む。   The facility 30 is a device that consumes or supplies power. The facility 30 includes at least two of an electric device, a power supply device, a heat supply device, and an EV (electric vehicle). A specific example of the facility 30 may be different in each house. For example, the EV 30 may be included in the facility 30 of a certain house, and the EV may not be included in the facility 30 of another house. The electrical equipment is, for example, a so-called home appliance. The power supply device is a device that supplies power to another device, and includes, for example, at least one of PV (solar cell), FC (fuel cell), and stationary storage battery. The heat supply device is a device for supplying heat (specifically, for example, hot water) to a house, and includes, for example, a cogeneration device using a fuel cell.

端末装置20は、UIを提供する。すなわち、システム(例えばサーバ装置10)から提供される情報をユーザに提供し、また、ユーザからシステムに対する指示の入力を受け付ける。端末装置20は、例えば、タブレット端末、スマートフォンである。端末装置20は、上述の実施形態における端末機器である。端末装置20は、処理を実行するプロセッサ、データおよびプログラムを記憶するメモリおよびストレージ、ネットワークを介して通信する通信インターフェース、並びにUIを提供するための入出力装置を有する。   The terminal device 20 provides a UI. That is, information provided from the system (for example, the server device 10) is provided to the user, and an instruction input to the system is received from the user. The terminal device 20 is, for example, a tablet terminal or a smartphone. The terminal device 20 is a terminal device in the above-described embodiment. The terminal device 20 includes a processor for executing processing, a memory and storage for storing data and programs, a communication interface for communicating via a network, and an input / output device for providing a UI.

サーバ装置50は、設備30の制御および管理を行う。サーバ装置50は、設備30の制御の実績データや、センサネットワークが取得した環境情報(例えば温度や湿度)を収集し、サーバ装置10に提供する。また、サーバ装置50は、サーバ装置10から提供される制御ルールに従って、設備30を制御する。サーバ装置50は、上述の実施形態におけるホームサーバである。なお、単一の装置が、端末装置20およびサーバ装置50の機能を有していてもよい。   The server device 50 controls and manages the facility 30. The server device 50 collects the record data of the control of the facility 30 and the environmental information (for example, temperature and humidity) acquired by the sensor network and provides them to the server device 10. Further, the server device 50 controls the facility 30 according to the control rule provided from the server device 10. The server device 50 is a home server in the above-described embodiment. Note that a single device may have the functions of the terminal device 20 and the server device 50.

サーバ装置10は、各種のデータを解析し、設備30を制御するための制御ルール(すなわち制御情報)を、設備30に提供する。サーバ装置10が解析するデータには、例えば、設備30の制御の実績データ(EVの走行データを含む)、センサネットワークが収集した環境情報、気象データが含まれる。サーバ装置10は、上述の実施形態における情報管理サーバである。サーバ装置40は、各種のデータを提供するサーバ装置である。サーバ装置10、サーバ装置40、およびサーバ装置50は、処理を実行するプロセッサ、データおよびプログラムを記憶するメモリおよびストレージ、並びにネットワークを介して通信する通信インターフェースを有する。   The server device 10 analyzes various data and provides the facility 30 with a control rule (that is, control information) for controlling the facility 30. The data analyzed by the server device 10 includes, for example, performance data (including EV travel data) of the facility 30, environmental information collected by the sensor network, and weather data. The server device 10 is the information management server in the above-described embodiment. The server device 40 is a server device that provides various data. The server device 10, the server device 40, and the server device 50 have a processor that executes processing, a memory and storage that store data and programs, and a communication interface that communicates via a network.

図252は、電力制御システム1の機能構成を例示する図である。電力制御システム1は、データベース部51と、予測部52と、制御ルール生成部53と、機器管理部54と、UI部55とを有する。データベース部51は、予測シナリオの生成に用いられるデータを記憶する。データベース部51は、各種のデータを記憶している。データベース部51は、EV走行データ記憶部511と、気象データ記憶部512と、カレンダー記憶部513と、分析用DB514とを有する。EV走行データ記憶部511は、EVの走行に関するデータであり、例えば、いつどのEVがどれくらいの距離を走行したかを示している。気象データ記憶部512は、気象に関するデータであり、例えば、過去の気象情報および将来の予報を示している。カレンダー記憶部513は、暦に関するデータであり、例えば日付、曜日、および祝祭日を示している。分析用DB514は、予測シナリオの生成に用いられるデータを集めたデータベースである。分析用DB514は、EV走行データ記憶部511から取得したデータ、気象データ記憶部512から取得したデータ、およびUI部55から入力されたデータ、機器管理部54により収集されたデータを含んでいる。   FIG. 252 is a diagram illustrating a functional configuration of the power control system 1. The power control system 1 includes a database unit 51, a prediction unit 52, a control rule generation unit 53, a device management unit 54, and a UI unit 55. The database unit 51 stores data used for generating a prediction scenario. The database unit 51 stores various data. The database unit 51 includes an EV travel data storage unit 511, a weather data storage unit 512, a calendar storage unit 513, and an analysis DB 514. The EV travel data storage unit 511 is data relating to EV travel, and indicates, for example, which EV traveled over which distance. The meteorological data storage unit 512 is data related to the weather, and shows, for example, past weather information and future forecasts. The calendar storage unit 513 is data relating to a calendar, and indicates, for example, a date, a day of the week, and a holiday. The analysis DB 514 is a database that collects data used for generating a prediction scenario. The analysis DB 514 includes data acquired from the EV travel data storage unit 511, data acquired from the weather data storage unit 512, data input from the UI unit 55, and data collected by the device management unit 54.

予測部52は、予測シナリオを生成する。予測部52は、PV発電予測部521と、電力需要予測部522と、EV走行予測部523と、熱需要予測部524と、予測シナリオ記憶部525とを有する。PV発電予測部521はPVによる発電の予測シナリオを生成する。電力需要予測部522は電気機器による電力需要の予測シナリオを生成する。EV走行予測部523は、EV走行の予測シナリオを生成する。熱需要予測部524は、熱需要の予測シナリオを生成する。予測シナリオ記憶部525は、PV発電予測部521、電力需要予測部522、EV走行予測部523、および熱需要予測部524が生成した予測シナリオを記憶する。   The prediction unit 52 generates a prediction scenario. The prediction unit 52 includes a PV power generation prediction unit 521, a power demand prediction unit 522, an EV travel prediction unit 523, a heat demand prediction unit 524, and a prediction scenario storage unit 525. The PV power generation prediction unit 521 generates a PV power generation prediction scenario. The power demand prediction unit 522 generates a power demand prediction scenario by the electric device. The EV travel prediction unit 523 generates an EV travel prediction scenario. The heat demand prediction unit 524 generates a heat demand prediction scenario. The prediction scenario storage unit 525 stores the prediction scenarios generated by the PV power generation prediction unit 521, the power demand prediction unit 522, the EV travel prediction unit 523, and the heat demand prediction unit 524.

制御ルール生成部53は、予測部52が生成した予測シナリオを用いて制御ルールを生成する。制御ルール生成部53は、最適化計画算出部531と、最適化計画記憶部532と、制御ルール生成部533と、制御ルール記憶部534と、料金表テーブル535と、CO2排出管理表536と、目的関数定義表537とを有する。最適化計画算出部531は、予測シナリオおよび各種データ(例えば料金表テーブル535、CO2排出管理表536、および目的関数定義表537)を用いて、設備30の制御計画を最適化する。最適化された制御計画を最適化計画という。最適化計画記憶部532は、最適化計画を記憶する。制御ルール生成部533は、最適化計画に基づいて制御ルールを生成する。制御ルール記憶部534は、制御ルール生成部533により生成された制御ルールを記憶する。   The control rule generation unit 53 generates a control rule using the prediction scenario generated by the prediction unit 52. The control rule generation unit 53 includes an optimization plan calculation unit 531, an optimization plan storage unit 532, a control rule generation unit 533, a control rule storage unit 534, a charge table 535, a CO2 emission management table 536, And an objective function definition table 537. The optimization plan calculation unit 531 optimizes the control plan of the facility 30 using the prediction scenario and various data (for example, the charge table 535, the CO2 emission management table 536, and the objective function definition table 537). An optimized control plan is called an optimization plan. The optimization plan storage unit 532 stores the optimization plan. The control rule generation unit 533 generates a control rule based on the optimization plan. The control rule storage unit 534 stores the control rule generated by the control rule generation unit 533.

機器管理部54は、設備30を制御および管理する。機器管理部54は、状態収集部541と、ライフログ記憶部542と、予測/実績判定部543と、制御ルール実行管理部544と、機器制御部545とを有する。状態収集部541は、設備30の各々から、各種の状態を示す情報(例えば、家電の消費電力量、PVの発電量、室温等、すなわち実績値)を収集する。ライフログ記憶部542は、状態収集部541により収集された情報を記憶する。予測/実績判定部543は、予測シナリオおよび実績値のいずれを用いるか判断する。制御ルール実行管理部544は、制御ルール生成部53により生成された制御ルール、予測シナリオ、および実績値に応じて、制御ルールの実行を管理する。機器制御部545は、制御ルールに従って、設備30の各々を制御する。   The device management unit 54 controls and manages the facility 30. The device management unit 54 includes a state collection unit 541, a life log storage unit 542, a prediction / result determination unit 543, a control rule execution management unit 544, and a device control unit 545. The state collection unit 541 collects information indicating various states (for example, power consumption of home appliances, PV power generation, room temperature, etc., that is, actual values) from each of the facilities 30. The life log storage unit 542 stores information collected by the state collection unit 541. The prediction / result determination unit 543 determines which of the prediction scenario and the result value is used. The control rule execution management unit 544 manages the execution of the control rule according to the control rule generated by the control rule generation unit 53, the prediction scenario, and the actual value. The device control unit 545 controls each of the facilities 30 according to the control rule.

UI部55は、UIを提供する。UI部55は、制御計画表示部551と、モード選択部552と、機器予約部553とを有する。制御計画表示部551は、制御計画を表示する。制御計画は、例えば制御ルールから生成される。モード選択部552は、複数の最適化モードのうち一の最適化モードを、ユーザの指示に応じて選択する。機器予約部553は、設備30の予約(例えば、EVの使用予約、温水の使用予約、特定の電気機器の停止予約等)を行う。   The UI unit 55 provides a UI. The UI unit 55 includes a control plan display unit 551, a mode selection unit 552, and a device reservation unit 553. The control plan display unit 551 displays the control plan. The control plan is generated from a control rule, for example. The mode selection unit 552 selects one optimization mode among the plurality of optimization modes according to a user instruction. The device reservation unit 553 makes a reservation for the facility 30 (for example, reservation for use of EV, reservation for use of hot water, stop reservation for a specific electric device, etc.).

PV発電予測部521の具体例は、上述の実施形態におけるPV供給シナリオ作成サブモジュール(6.2.1節)である。電力需要予測部522の具体例は、家電電力需要シナリオ作成サブモジュール(6.1.1節)である。EV走行予測部523の具体例は、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール(6.1.2節)である。熱需要予測部524の具体例は、熱需要シナリオ作成サブモジュール(6.1.3節)である。最適化計画算出部531の具体例は、最適化計画サブモジュール(6.4.2節)である。制御ルール生成部533の具体例は、制御ルール生成サブモジュール(6.4.3節)である。   A specific example of the PV power generation prediction unit 521 is the PV supply scenario creation submodule (section 6.2.1) in the above-described embodiment. A specific example of the power demand prediction unit 522 is a home appliance power demand scenario creation submodule (Section 6.1.1). A specific example of the EV travel prediction unit 523 is an EV power demand scenario creation submodule (Section 6.1.2). A specific example of the heat demand prediction unit 524 is a heat demand scenario creation submodule (Section 6.1.3). A specific example of the optimization plan calculation unit 531 is an optimization plan submodule (section 6.4.2). A specific example of the control rule generation unit 533 is a control rule generation submodule (section 6.4.3).

一実施形態において、データベース部51は、サーバ装置40に実装される。予測部52および制御ルール生成部53は、サーバ装置10に実装される。機器管理部54およびUI部55は、端末装置20に実装される。各装置において、図252に示される機能は、プログラムにより実行される。   In one embodiment, the database unit 51 is implemented in the server device 40. The prediction unit 52 and the control rule generation unit 53 are mounted on the server device 10. The device management unit 54 and the UI unit 55 are mounted on the terminal device 20. In each device, the functions shown in FIG. 252 are executed by a program.

20.1.例1
例1は、統計的手法を用いて予測シナリオを生成する技術に関する。具体的には、例1は以下のように記載される。
20.1. Example 1
Example 1 relates to a technique for generating a prediction scenario using a statistical method. Specifically, Example 1 is described as follows.

(例1−1)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の複数の予測シナリオおよび当該複数の予測シナリオの各々の発生確率を、当該設備の各々における過去の実績値の統計的処理を用いて算出する第1算出手段と、
前記設備において特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記第1算出手段により算出された発生確率を用いて算出する第2算出手段と、
前記第2算出手段により算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを、統合シナリオとして出力する出力手段と
を有する情報処理システム。
(Example 1-1)
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. A first calculation means for calculating a plurality of prediction scenarios and a probability of occurrence of each of the plurality of prediction scenarios using statistical processing of past actual values in each of the facilities;
Second calculation means for calculating a probability that a combination of specific prediction scenarios simultaneously occurs in the facility using the occurrence probability calculated by the first calculation means;
An information processing system comprising: an output unit that outputs a combination of prediction scenarios with the maximum occurrence probability calculated by the second calculation unit as an integrated scenario.

電力負荷となる装置は、電力を消費する装置である、制御対象となる装置は、オンおよぶオフ等の駆動がこの情報処理システムにより制御される装置である。電力負荷となる装置は、例えば、家電、LIB、およびEVである。制御対象となる装置は、例えば、LIB、EV、FC、制御可能な家電(例えば、エアーコンディショナー等、EchonetLiteで制御可能な機種)である、例えばLIBは、電力負荷となる装置であり、かつ、制御対象となる装置でもある。   A device serving as a power load is a device that consumes power. A device to be controlled is a device in which driving such as on and off is controlled by the information processing system. Devices serving as power loads are, for example, home appliances, LIBs, and EVs. Devices to be controlled are, for example, LIB, EV, FC, controllable home appliances (for example, air conditioners, models that can be controlled by EchonetLite), for example, LIB is a device that becomes a power load, and It is also a device to be controlled.

第1算出手段の具体例は、5.1.1節で説明されている予測シナリオを生成するサブモジュール、詳細には、家電電力需要シナリオ作成サブモジュール、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール、および熱需要シナリオ作成サブモジュールである(すなわち図252の電力需要予測部522)。家電電力需要シナリオ作成サブモジュールについては、6.1.1節において概要が説明されており(例えば図36)、また、13.2.1節において、家電電力の需要予測機能(予測シナリオ作成)について詳細に説明されている。また、EV電力需要シナリオ作成サブモジュールについては6.1.2節および13.2.2節において説明されている。   Specific examples of the first calculating means include a submodule that generates a prediction scenario described in section 5.1.1. Specifically, a home electric power demand scenario creation submodule, an EV power demand scenario creation submodule, and heat This is a demand scenario creation submodule (ie, the power demand prediction unit 522 in FIG. 252). The outline of the home appliance power demand scenario creation submodule is described in section 6.1.1 (for example, FIG. 36), and in section 13.2.1, the demand forecast function for home appliance power (prediction scenario creation) Is described in detail. The EV power demand scenario creation submodule is described in sections 6.1.2 and 13.2.2.

第2算出手段および出力手段の具体例は、5.4.1節で説明されている統合シナリオ作成サブモジュールである。統合シナリオ作成サブモジュールについては、6.4.1節および13.4.1節において説明されている。   A specific example of the second calculation means and the output means is the integrated scenario creation submodule described in section 5.4.1. The integrated scenario creation submodule is described in sections 6.4.1 and 13.4.1.

情報処理システムの具体例は、図252のサーバ装置10(図3の情報管理サーバ)である。なお、この情報処理システムは、物理的に単一の装置により構成されてもよいし、ネットワークを介して接続された複数の装置群(例えば各住宅に設置されたサーバとネットワーク上の情報管理サーバ)により構成されてもよい。この情報処理システムは、ネットワーク上のサーバ装置を含んでいてもよい(いわゆるクラウド上のサーバ装置を含んでいてもよい)し、各住宅に設置されるサーバ装置および端末装置の少なくともいずれか一方のみにより構成されてもよい。   A specific example of the information processing system is the server apparatus 10 in FIG. 252 (information management server in FIG. 3). Note that this information processing system may be physically configured by a single device, or a plurality of device groups (for example, a server installed in each house and an information management server on the network) connected via a network. ). This information processing system may include a server device on a network (may include a server device on a so-called cloud), and only at least one of a server device and a terminal device installed in each house. It may be constituted by.

ユーザは不確定な行動をとるため、単一の予測シナリオを用いることは予測の外れを引き起こす可能性がある。しかし、この例では、各々発生確率が得られた複数の予測シナリオを用いることで、予測の精度を高めることができる。   Because users take indeterminate behavior, using a single prediction scenario can cause mispredictions. However, in this example, the accuracy of prediction can be increased by using a plurality of prediction scenarios each having an occurrence probability.

(例1−2)
前記設備の各々における過去の実績値を所定の基準により複数のカテゴリーに区分し、当該複数のカテゴリーの各々に対応する実績値から、当該複数のカテゴリーの各々について需給のパターンを取得する第1取得手段を有し、
前記第1算出手段は、前記第1取得手段により取得された需給のパターンのうち、予測の対象となる期間に対応するパターンを用いて、前記複数の予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例1−1に記載の情報処理システム。
(Example 1-2)
A first acquisition that divides past actual values in each of the facilities into a plurality of categories according to a predetermined criterion, and acquires a supply and demand pattern for each of the plurality of categories from the actual values corresponding to each of the plurality of categories Having means,
The first calculation unit generates the plurality of forecast scenarios by using a pattern corresponding to a period to be predicted among the supply and demand patterns acquired by the first acquisition unit. The information processing system according to 1-1.

過去の実績値が複数のカテゴリーに区分されること、および予測の対象となる期間に対応する需要基本パターンが用いられることについては、6.1.1.1.1節で説明されている(図35)。なお、予測の対象となる期間の単位は1日に限定されない。週、時、分など、日以外の期間を単位として予測が行われてもよい。   Section 6.1.1.1.1 explains that past performance values are divided into a plurality of categories and that a basic demand pattern corresponding to the period to be forecasted is used ( FIG. 35). Note that the unit of the period to be predicted is not limited to one day. The prediction may be performed in units other than days, such as weeks, hours, and minutes.

(例1−3)
前記予測の対象となる期間の環境の予測を取得する第2取得手段と、
前記実績値が得られたときの前記環境を示す環境情報を前記複数のカテゴリーに区分して記憶したデータベースから、前記予想の対象となる期間に対応するカテゴリーの環境情報を取得する第3取得手段と、
前記第2手段により取得された環境情報および前記第3取得手段により取得された環境情報の差を算出する第3算出手段と
を有し、
前記第1算出手段は、前記パターンおよび前記第3算出手段により算出された差を用いて、前記複数の予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例1−2に記載の情報処理システム。
(Example 1-3)
Second acquisition means for acquiring a prediction of the environment for the period to be predicted;
Third acquisition means for acquiring environmental information of a category corresponding to the period to be predicted from a database in which environmental information indicating the environment when the actual value is obtained is stored in the plurality of categories. When,
And third calculating means for calculating a difference between the environmental information acquired by the second means and the environmental information acquired by the third acquiring means,
The information processing system according to Example 1-2, wherein the first calculation unit generates the plurality of prediction scenarios by using the difference calculated by the pattern and the third calculation unit.

第2取得手段、第3取得手段、および第3算出手段の具体例は、家電電力需要シナリオ作成サブモジュールである。例えば図36には、気象情報会社より天気予報を取得し、取得した天気予報に応じて将来の基本需要パターンを設定し、これと気温差(環境情報の差の一例)を用いて、予測シナリオを生成することが記載されている。   Specific examples of the second acquisition unit, the third acquisition unit, and the third calculation unit are home appliance power demand scenario creation submodules. For example, in FIG. 36, a weather forecast is obtained from a weather information company, a future basic demand pattern is set in accordance with the obtained weather forecast, and a forecast scenario using this and a temperature difference (an example of a difference in environmental information). Is described.

(例1−4)
前記第1算出手段は、前記差について所定の確率分布を仮定し、当該確率分布において当該差を複数の区間に分割し、当該複数の区間の各々の代表値に対応する発生確率を用いて、前記複数の予測シナリオの各々の発生確率を算出する
ことを特徴とする例1−3に記載の情報処理システム。
(Example 1-4)
The first calculation means assumes a predetermined probability distribution for the difference, divides the difference into a plurality of sections in the probability distribution, and uses an occurrence probability corresponding to each representative value of the plurality of sections, The information processing system according to Example 1-3, wherein occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios is calculated.

環境情報の差について所定の確率分布(例えば正規分布)を仮定すること、この確率分布において差を複数の区間に分割すること、各区間の代表値に対応する発生確率を用いることは6.1.1.4.2節および6.1.1.4.3節(図43)に記載されている。   Assuming a predetermined probability distribution (for example, a normal distribution) for the difference in environmental information, dividing the difference into a plurality of sections in this probability distribution, and using the occurrence probability corresponding to the representative value of each section is 6.1. Sections 1.4.2 and 6.1.1.14.3 (FIG. 43).

(例1−5)
前記第1算出手段は、前記パターンに対して前記複数の区間の代表値を加減することにより、前記複数の予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例1−4に記載の情報処理システム。
(Example 1-5)
The information processing system according to Example 1-4, wherein the first calculation unit generates the plurality of prediction scenarios by adding or subtracting representative values of the plurality of sections to the pattern.

各区間の代表値を基本需要パターンに加減することは、6.1.1.4.1節に記載されている。   Adding / subtracting the representative value of each section to the basic demand pattern is described in section 6.1.1.1.4.1.

(例1−6)
前記出力手段により出力された統合シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化する最適化手段
を有する例1−1ないし5のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 1-6)
Examples 1-1 to 5 having optimization means for optimizing a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the integrated scenario output by the output means The information processing system according to any one of the above.

最適化手段の具体例は、5.4.1節で説明されている最適化計画サブモジュールである(すなわち図252の最適化計画算出部531)。   A specific example of the optimization means is the optimization plan submodule described in section 5.4.1 (that is, the optimization plan calculation unit 531 in FIG. 252).

(例1−7)
前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する生成手段
を有する例1−6に記載の情報処理システム。
(Example 1-7)
Generating means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the control plan optimized by the optimization means The information processing system according to Example 1-6.

生成手段の具体例は、5.4.1節で説明されている制御ルール生成サブモジュールである(すなわち図252の制御ルール生成部533)。   A specific example of the generation means is the control rule generation submodule described in section 5.4.1 (that is, the control rule generation unit 533 in FIG. 252).

(例1−8)
コンピュータに、
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の複数の予測シナリオおよび当該複数の予測シナリオの各々の発生確率を、当該設備の各々における過去の実績値の統計的処理を用いて算出するステップと、
前記複数のモデルにおいて特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記算出された発生確率を用いて算出するステップと、
前記算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを、統合シナリオとして出力するステップと
を実行させるためのプログラム。
(Example 1-8)
On the computer,
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Calculating the occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios and the plurality of prediction scenarios using statistical processing of past actual values in each of the facilities;
Calculating a probability that a combination of specific prediction scenarios simultaneously occurs in the plurality of models using the calculated occurrence probability; and
Outputting the combination of the predicted scenarios with the maximum occurrence probability as an integrated scenario.

(例1−9)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の複数の予測シナリオおよび当該複数の予測シナリオの各々の発生確率を、当該設備の各々における過去の実績値の統計的処理を用いて算出するステップと、
前記設備において特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記算出された発生確率を用いて算出するステップと、
前記算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを、統合シナリオとして出力するステップと
を有する電力制御方法。
(Example 1-9)
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Calculating the occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios and the plurality of prediction scenarios using statistical processing of past actual values in each of the facilities;
Calculating a probability that a combination of specific prediction scenarios will occur simultaneously in the facility using the calculated occurrence probability;
Outputting the combination of the predicted scenarios with the maximum occurrence probability as an integrated scenario.

(例1−10)
例1−1ないし7のいずれか一項に記載の情報処理システムと、
前記情報処理システムと通信する通信端末と、
前記設備と
を有する電力制御システム。
(Example 1-10)
The information processing system according to any one of Examples 1-1 to 7,
A communication terminal that communicates with the information processing system;
A power control system comprising the equipment.

20.2.例2
例2は、機器の使用予定を反映して予測シナリオを生成する技術に関する。具体的には、例2は以下のように記載される。
20.2. Example 2
Example 2 relates to a technique for generating a prediction scenario reflecting the use schedule of a device. Specifically, Example 2 is described as follows.

(例2−1)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備のうち少なくとも1つについての使用予定を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された使用予定を反映して、前記設備の各々について電力需給の予測シナリオを生成する生成手段と
を有する情報処理システム。
(Example 2-1)
Regarding at least one of the facilities in a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles Acquisition means for acquiring the use schedule of
An information processing system comprising: generation means for generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities, reflecting the use schedule acquired by the acquisition means.

取得手段の具体例は、図252の分析用DB514である。分析用DB514は、機器予約部553から入力された、機器の予約すなわち使用予定を示す情報を取得し、取得した情報を記憶している。   A specific example of the acquisition unit is the analysis DB 514 in FIG. The analysis DB 514 acquires information indicating device reservation, that is, a use schedule, input from the device reservation unit 553, and stores the acquired information.

生成手段の具体例は、EV電力需要予測シナリオ作成サブモジュールおよび熱需要予測サブモジュールである。6.1.2.3節には、EV利用予約を電力需要量換算することが記載されている。熱需要予測サブモジュールについては6.1.3節に記載されているが、熱需要予測サブモジュールにおいてEVと同様に利用予約を熱需要量換算して予測に反映してもよい。   Specific examples of the generation means are an EV power demand prediction scenario creation submodule and a heat demand prediction submodule. Section 6.1.2.3 describes converting EV usage reservations into electricity demand. The heat demand prediction submodule is described in section 6.1.3. However, in the heat demand prediction submodule, the use reservation may be converted into the heat demand amount and reflected in the prediction in the same manner as the EV.

例えばある住宅にPVおよびFCの両方が備えられている場合のように、電力供給装置が複数ある場合、日常的な利用で発電量が余ることがあるが、この例によれば、例えばFCの使用予定がユーザにより入力されていれば、これを反映して予測シナリオ(ひいては制御ルール)を生成することにより、ユーザの利便性と電力量の有効活用とを両立させることができる。   For example, when there are multiple power supply devices, such as when a house is equipped with both PV and FC, there is a surplus in power generation due to daily use. If the use schedule is input by the user, it is possible to achieve both user convenience and effective use of electric power by generating a prediction scenario (and thus a control rule) reflecting this.

(例2−2)
前記取得手段は、ユーザの操作入力に応じて前記使用予定を取得する
ことを特徴とする例2−1に記載の情報処理システム。
(Example 2-2)
The information processing system according to Example 2-1, wherein the acquisition unit acquires the use schedule according to a user operation input.

使用予定は、ユーザによる機器予約部553の操作に応じて入力されてもよい。   The use schedule may be input according to the operation of the device reservation unit 553 by the user.

(例2−3)
前記取得手段は、過去の使用実績を示すデータから抽出された周期的な使用パターンに基づいて、前記使用予定を取得する
ことを特徴とする例2−1に記載の情報処理システム。
(Example 2-3)
The information processing system according to Example 2-1, wherein the acquisition unit acquires the use schedule based on a periodic use pattern extracted from data indicating past use results.

この例で、サーバ装置10は、ライフログ記憶部542に記憶されている過去の使用実績を示すデータから、周期的な使用パターン(例えば、月曜から金曜までの日中はEVを使用しているが、土日は使用頻度が低い、等)を抽出する。サーバ装置10は、抽出した使用パターンを電力需要に換算し、予測シナリオの生成に反映する。   In this example, the server device 10 uses a periodic usage pattern (for example, EV during the day from Monday to Friday) from data indicating past usage records stored in the life log storage unit 542. However, the usage frequency is low on Saturdays and Sundays. The server device 10 converts the extracted usage pattern into power demand and reflects it in the generation of the prediction scenario.

(例2−4)
前記生成手段は、前記取得手段により使用予定が取得された期間については当該使用予定を用いて、当該使用予定が取得された期間以外の期間については、過去の実績値の統計処理を用いて前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例2−1ないし3のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 2-4)
The generation means uses the use schedule for a period when the use schedule is acquired by the acquisition means, and uses a statistical process of past actual values for periods other than the period when the use schedule is acquired. The information processing system according to any one of Examples 2-1 to 3, wherein a prediction scenario is generated.

この例で、サーバ装置10は、使用予定が取得された期間(例えば、機器予約部553から使用予定が入力された期間、またはライフログ記憶部542に記憶されている過去の使用実績から抽出された周期的な使用パターンにより使用が示された期間)についてはその使用予定を電力需要に換算し、それ以外の期間については過去の実績値の統計処理により予測シナリオを生成する。   In this example, the server device 10 is extracted from the period when the use schedule is acquired (for example, the period when the use schedule is input from the device reservation unit 553, or the past use record stored in the life log storage unit 542). For a period in which use is indicated by a periodic use pattern), the use schedule is converted into power demand, and for other periods, a prediction scenario is generated by statistical processing of past actual values.

(例2−5)
前記電力供給装置が、太陽光発電装置を含み、
前記熱供給装置が、コージェネレーション装置を含む
ことを特徴とする例2−1ないし4のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 2-5)
The power supply device includes a solar power generation device,
The information processing system according to any one of Examples 2-1 to 4, wherein the heat supply device includes a cogeneration device.

(例2−6)
前記生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化する最適化手段と、
前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する生成手段と
を有する例2−1ないし5のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 2-6)
Using the prediction scenario generated by the generating means, optimizing means for optimizing a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle;
Generating means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the control plan optimized by the optimization means; The information processing system according to any one of Examples 2-1 to 5.

最適化手段の具体例は、5.4.1節で説明されている最適化計画サブモジュールである(すなわち図252の最適化計画算出部531)。生成手段の具体例は、5.4.1節で説明されている制御ルール生成サブモジュールである(すなわち図252の制御ルール生成部533)。   A specific example of the optimization means is the optimization plan submodule described in section 5.4.1 (that is, the optimization plan calculation unit 531 in FIG. 252). A specific example of the generation means is the control rule generation submodule described in section 5.4.1 (that is, the control rule generation unit 533 in FIG. 252).

(例2−7)
コンピュータに、
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備のうち少なくとも1つについての使用予定を取得するステップと、
前記取得された使用予定を反映して、前記設備の各々について電力需給の予測シナリオを生成するステップと
を実行させるためのプログラム。
(Example 2-7)
On the computer,
Regarding at least one of the facilities in a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles To get a usage plan for
A step of generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities, reflecting the acquired use schedule.

(例2−8)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備のうち少なくとも1つについての使用予定を取得するステップと、
前記取得された使用予定を反映して、前記設備の各々について電力需給の予測シナリオを生成するステップと
を有する電力制御方法。
(Example 2-8)
Regarding at least one of the facilities in a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles To get a usage plan for
Reflecting the acquired use schedule, and generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities.

(例2−9)
例2−1ないし6のいずれか一項に記載の情報処理システムと、
前記情報処理システムと通信する通信端末と、
前記設備と
を有する電力制御システム。
(Example 2-9)
The information processing system according to any one of Examples 2-1 to 6,
A communication terminal that communicates with the information processing system;
A power control system comprising the equipment.

20.3.例3
例3は、環境モードを含む1以上の最適化モードの中から選択された最適化モードにより制御ルールを生成する技術に関する。具体的には、例3は以下のように記載される。
20.3. Example 3
Example 3 relates to a technique for generating a control rule using an optimization mode selected from one or more optimization modes including an environmental mode. Specifically, Example 3 is described as follows.

(例3−1)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成する第1生成手段と、
前記第1生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化をする最適化手段であって、前記最適化のアルゴリズムが、前記設備で使用される電力を生成するための二酸化炭素排出量を最小化する第1モードを含む1以上の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該1以上の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行う最適化手段と、
前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する第2生成手段と
を有する情報処理システム。
(Example 3-1)
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. First generation means for generating a prediction scenario of
An optimization unit that optimizes a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the prediction scenario generated by the first generation unit, the optimization A plurality of algorithms corresponding to one or more operation modes including a first mode for minimizing carbon dioxide emission for generating electric power used in the facility, wherein the one or more operation modes Optimization means for performing the optimization according to one operation mode selected from:
Second generation means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the control plan optimized by the optimization means And an information processing system.

第1生成手段の具体例は、5.1.1節で説明されている予測シナリオを生成するサブモジュール、詳細には、家電電力需要シナリオ作成サブモジュール、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール、および熱需要シナリオ作成サブモジュールである(すなわち図252の電力需要予測部522)。家電電力需要シナリオ作成サブモジュールについては、6.1.1節において概要が説明されており(例えば図36)、また、13.2.1節において、家電電力の需要予測機能(予測シナリオ作成)について詳細に説明されている。また、EV電力需要シナリオ作成サブモジュールについては6.1.2節および13.2.2節において説明されている。   Specific examples of the first generation means include a sub-module that generates a prediction scenario described in section 5.1.1. Specifically, a home electric power demand scenario creation sub-module, an EV power demand scenario creation sub-module, and heat This is a demand scenario creation submodule (ie, the power demand prediction unit 522 in FIG. 252). The outline of the home appliance power demand scenario creation submodule is described in section 6.1.1 (for example, FIG. 36), and in section 13.2.1, the demand forecast function for home appliance power (prediction scenario creation) Is described in detail. The EV power demand scenario creation submodule is described in sections 6.1.2 and 13.2.2.

最適化手段の具体例は、5.4.1節で説明されている最適化計画サブモジュールである(すなわち図252の最適化計画算出部531)。また、二酸化炭素排出量を最小化する第1モードの具体例は、環境(エコ)モードであり、3.2節および図6で説明されている。   A specific example of the optimization means is the optimization plan submodule described in section 5.4.1 (that is, the optimization plan calculation unit 531 in FIG. 252). A specific example of the first mode for minimizing the carbon dioxide emission is an environmental (eco) mode, which is described in section 3.2 and FIG.

第2生成手段の具体例は、5.4.1節で説明されている制御ルール生成サブモジュールである(すなわち図252の制御ルール生成部533)。   A specific example of the second generation means is the control rule generation submodule described in section 5.4.1 (that is, the control rule generation unit 533 in FIG. 252).

従前のHEMSは、売電を最大化することや、運転効率を高めることを目的としていたが、この例によれば、二酸化炭素排出量の削減という新たな価値を生み出している。   The previous HEMS was aimed at maximizing power sales and improving operating efficiency, but according to this example, it creates new value of reducing carbon dioxide emissions.

(例3−2)
前記設備の各々について、電力需給の複数の予測シナリオおよび当該複数の予測シナリオの各々の発生確率を、当該設備の各々における過去の実績値の統計的処理を用いて算出する第1算出手段と、
前記設備において前記生成手段により生成された予測シナリオのうち特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記第1算出手段により算出された発生確率を用いて算出する第2算出手段と、
前記第2算出手段により算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを、統合シナリオとして出力する出力手段と
を有し、
前記最適化手段は、前記出力手段により出力された統合シナリオを用いて前記最適化を行う
ことを特徴とする例3−1に記載の情報処理システム。
(Example 3-2)
For each of the facilities, a first calculation means for calculating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand and the occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios using statistical processing of past actual values in each of the facilities;
Second calculation means for calculating a probability that a combination of specific prediction scenarios among the prediction scenarios generated by the generation means in the facility is generated at the same time, using the occurrence probability calculated by the first calculation means;
Output means for outputting, as an integrated scenario, a combination of prediction scenarios with the maximum occurrence probability calculated by the second calculation means;
The information processing system according to Example 3-1, wherein the optimization unit performs the optimization using the integrated scenario output by the output unit.

第1算出手段の具体例は、5.1.1節で説明されている予測シナリオを生成するサブモジュール、詳細には、家電電力需要シナリオ作成サブモジュール、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール、および熱需要シナリオ作成サブモジュールである(すなわち図252の電力需要予測部522)。家電電力需要シナリオ作成サブモジュールについては、6.1.1節において概要が説明されており(例えば図36)、また、13.2.1節において、家電電力の需要予測機能(予測シナリオ作成)について詳細に説明されている。また、EV電力需要シナリオ作成サブモジュールについては6.1.2節および13.2.2節において説明されている。   Specific examples of the first calculating means include a submodule that generates a prediction scenario described in section 5.1.1. Specifically, a home electric power demand scenario creation submodule, an EV power demand scenario creation submodule, and heat This is a demand scenario creation submodule (ie, the power demand prediction unit 522 in FIG. 252). The outline of the home appliance power demand scenario creation submodule is described in section 6.1.1 (for example, FIG. 36), and in section 13.2.1, the demand forecast function for home appliance power (prediction scenario creation) Is described in detail. The EV power demand scenario creation submodule is described in sections 6.1.2 and 13.2.2.

第2算出手段および出力手段の具体例は、5.4.1節で説明されている統合シナリオ作成サブモジュールである。統合シナリオ作成サブモジュールについては、6.4.1節および13.4.1節において説明されている。   A specific example of the second calculation means and the output means is the integrated scenario creation submodule described in section 5.4.1. The integrated scenario creation submodule is described in sections 6.4.1 and 13.4.1.

(例3−3)
前記第1モードに対応するアルゴリズムは、前記電気機器、前記電力供給装置、および前記熱供給装置におけるガスの燃焼により発生する二酸化炭素排出量に基づいて算出される二酸化炭素排出量を最小化するアルゴリズムである
ことを特徴とする例3−1または2に記載の情報処理システム。
(Example 3-3)
The algorithm corresponding to the first mode is an algorithm for minimizing a carbon dioxide emission amount calculated based on a carbon dioxide emission amount generated by gas combustion in the electric device, the power supply device, and the heat supply device. The information processing system according to Example 3-1 or 2, wherein:

二酸化炭素排出量を最小化するアルゴリズムについては、6.4.2.3.3節および図78において説明された目的関数において、系統電力単価、および燃料単価の項目に排出二酸化炭素量に相当する数値を設定することが記載されている(図79)。   Regarding the algorithm for minimizing the carbon dioxide emission, in the objective function described in Section 6.4.2.3.3 and FIG. 78, the items of the grid power unit price and the fuel unit price correspond to the exhausted carbon dioxide amount. It describes that a numerical value is set (FIG. 79).

(例3−4)
前記電力供給装置は、
燃料を水蒸気改質して水素ガスを得る改質器と、
前記改質器により得られた水素と空気中の酸素を反応させて電力を発生させる燃料電池部と
を有し、
前記第1モードに対応するアルゴリズムは、前記改質器における二酸化炭素発生量に基づいて算出される二酸化炭素排出量を最小化するアルゴリズムである
ことを特徴とする例3−3に記載の情報処理システム。
(Example 3-4)
The power supply device
A reformer to obtain hydrogen gas by steam reforming the fuel;
A fuel cell unit that generates electric power by reacting hydrogen obtained by the reformer with oxygen in the air, and
The information processing according to Example 3-3, wherein the algorithm corresponding to the first mode is an algorithm that minimizes a carbon dioxide emission amount calculated based on a carbon dioxide generation amount in the reformer. system.

この例において、サーバ装置10は、コージェネレーション装置における改質器における二酸化炭素発生量を考慮してもよい。改質器における二酸化炭素発生量は、例えば、ガスによる給湯コストおよび排熱のコストを示す目的関数(図78)において、燃料単価の項目に排出二酸化炭素量に相当する数値を設定すればよい。   In this example, the server apparatus 10 may consider the carbon dioxide generation amount in the reformer in the cogeneration apparatus. For the carbon dioxide generation amount in the reformer, for example, in the objective function (FIG. 78) indicating the cost of hot water supply with gas and the cost of exhaust heat, a numerical value corresponding to the amount of discharged carbon dioxide may be set in the item of fuel unit price.

(例3−5)
前記第1モードに対応するアルゴリズムは、前記住宅において用いられる系統電力の電力組成に基づいて得られる二酸化炭素排出量を最小化するアルゴリズムである
ことを特徴とする例3−3または4に記載の情報処理システム。
(Example 3-5)
The algorithm corresponding to the first mode is an algorithm that minimizes the carbon dioxide emission obtained based on the power composition of the grid power used in the house. Information processing system.

この例において、サーバ装置10は、系統電力に起因する二酸化炭素発生量を考慮してもよい。系統電力に起因する二酸化炭素発生量は、電力組成に基づいて推定される。電力組成とは、発電方法別の電力の割合をいう。例えば、系統電力における、火力発電、水力発電、および原子力発電の割合がデータベース等から提供される。さらに、発電方法毎に、単位電力量あたりの二酸化炭素発生量がデータベース等から提供される。   In this example, the server apparatus 10 may consider the carbon dioxide generation amount resulting from the grid power. The amount of carbon dioxide generated due to the grid power is estimated based on the power composition. The power composition refers to the ratio of power by power generation method. For example, the ratio of thermal power generation, hydroelectric power generation, and nuclear power generation in the grid power is provided from a database or the like. Further, for each power generation method, the amount of carbon dioxide generated per unit power is provided from a database or the like.

(例3−6)
コンピュータに、
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成するステップと、
前記生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化をするステップであって、前記最適化のアルゴリズムが、前記設備で使用される電力を生成するための二酸化炭素排出量を最小化する第1モードを含む1以上の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該1以上の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行うステップと、
前記最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成するステップと
を実行させるためのプログラム。
(Example 3-6)
On the computer,
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating a forecast scenario for
A step of optimizing a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the generated prediction scenario, wherein the optimization algorithm includes the facility One operation selected from the one or more operation modes, including a plurality of algorithms corresponding to one or more operation modes including a first mode for minimizing carbon dioxide emission for generating electric power used in Performing the optimization according to a mode;
Generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the optimized control plan. .

(例3−7)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成するステップと、
前記生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化をするステップであって、前記最適化のアルゴリズムが、前記設備で使用される電力を生成するための二酸化炭素排出量を最小化する第1モードを含む1以上の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該1以上の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行うステップと、
前記最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成するステップと
を有する電力制御方法。
(Example 3-7)
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating a forecast scenario for
A step of optimizing a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the generated prediction scenario, wherein the optimization algorithm includes the facility One operation selected from the one or more operation modes, including a plurality of algorithms corresponding to one or more operation modes including a first mode for minimizing carbon dioxide emission for generating electric power used in Performing the optimization according to a mode;
Generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the optimized control plan.

(例3−8)
例3−1ないし5のいずれか一項に記載の情報処理システムと、
前記情報処理システムと通信する通信端末と、
前記設備と
を有する電力制御システム。
(Example 3-8)
The information processing system according to any one of Examples 3-1 to 5,
A communication terminal that communicates with the information processing system;
A power control system comprising the equipment.

20.4.例4
例4は、それぞれ目的関数が異なる複数の最適化モードの中から選択された最適化モードにより制御ルールを生成する技術に関する。具体的には、例4は以下のように記載される。
20.4. Example 4
Example 4 relates to a technique for generating a control rule using an optimization mode selected from a plurality of optimization modes each having a different objective function. Specifically, Example 4 is described as follows.

(例4−1)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成する第1生成手段と、
前記第1生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を、目的関数を用いた確率計画法により最適化をする最適化手段であって、前記最適化のアルゴリズムが、各々異なる目的関数を用いる複数の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該複数の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行う最適化手段と、
前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する第2生成手段と
を有する情報処理システム。
(Example 4-1)
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. First generation means for generating a prediction scenario of
Using the prediction scenario generated by the first generation unit, the control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle is optimized by a probability programming method using an objective function. The optimization algorithm includes a plurality of algorithms corresponding to a plurality of operation modes each using a different objective function, and the optimization algorithm is optimized according to one operation mode selected from the plurality of operation modes. An optimization means for performing
Second generation means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the control plan optimized by the optimization means And an information processing system.

第1生成手段の具体例は、5.1.1節で説明されている予測シナリオを生成するサブモジュール、詳細には、家電電力需要シナリオ作成サブモジュール、EV電力需要シナリオ作成サブモジュール、および熱需要シナリオ作成サブモジュールである(すなわち図252の電力需要予測部522)。家電電力需要シナリオ作成サブモジュールについては、6.1.1節において概要が説明されており(例えば図36)、また、13.2.1節において、家電電力の需要予測機能(予測シナリオ作成)について詳細に説明されている。また、EV電力需要シナリオ作成サブモジュールについては6.1.2節および13.2.2節において説明されている。   Specific examples of the first generation means include a sub-module that generates a prediction scenario described in section 5.1.1. Specifically, a home electric power demand scenario creation sub-module, an EV power demand scenario creation sub-module, and heat This is a demand scenario creation submodule (ie, the power demand prediction unit 522 in FIG. 252). The outline of the home appliance power demand scenario creation submodule is described in section 6.1.1 (for example, FIG. 36), and in section 13.2.1, the demand forecast function for home appliance power (prediction scenario creation) Is described in detail. The EV power demand scenario creation submodule is described in sections 6.1.2 and 13.2.2.

最適化手段の具体例は、5.4.1節で説明されている最適化計画サブモジュールである(すなわち図252の最適化計画算出部531)。また、複数の動作モードの具体例は、複数の最適化モードであり、3.2節および図6で説明されている。   A specific example of the optimization means is the optimization plan submodule described in section 5.4.1 (that is, the optimization plan calculation unit 531 in FIG. 252). Specific examples of the plurality of operation modes are a plurality of optimization modes, which are described in section 3.2 and FIG.

第2生成手段の具体例は、5.4.1節で説明されている制御ルール生成サブモジュールである(すなわち図252の制御ルール生成部533)。   A specific example of the second generation means is the control rule generation submodule described in section 5.4.1 (that is, the control rule generation unit 533 in FIG. 252).

この例によれば、ユーザの要望に応じたより柔軟な電力制御が提供される。   According to this example, more flexible power control according to the user's request is provided.

(例4−2)
前記複数の目的関数は、買電に関するコストを示す第1目的関数を含み、
前記複数の動作モードは、二酸化炭素排出量を最小にする第1モードを含み、
前記第1モードにおいて、前記第1目的関数における係数として二酸化炭素排出量に応じた数値が用いられる
ことを特徴とする例4−1に記載の情報処理システム。
(Example 4-2)
The plurality of objective functions includes a first objective function indicating a cost related to power purchase,
The plurality of operation modes include a first mode that minimizes carbon dioxide emissions,
In the first mode, a numerical value corresponding to carbon dioxide emission is used as a coefficient in the first objective function. The information processing system according to Example 4-1.

第1目的関数の具体例は、図78に記載されている、買電に関するコストを示す目的関数である。第1モードの具体例は、図79に記載されている環境モードである。   A specific example of the first objective function is an objective function indicating the cost related to power purchase, which is described in FIG. A specific example of the first mode is the environment mode described in FIG.

(例4−3)
前記複数の目的関数は、買電に関するコストを示す第1目的関数および燃料に関するコストを示す第2目的関数を含み、
前記複数の動作モードは、電力および燃料の費用を最小化する第2モードを含み、
前記第2モードにおいて、前記第1目的関数における係数として系統電力の費用に応じた数値が用いられ、前記第2目的関数における係数として燃料の費用に応じた数値が用いられる
ことを特徴とする例4−1に記載の情報処理システム。
(Example 4-3)
The plurality of objective functions include a first objective function indicating a cost related to power purchase and a second objective function indicating a cost related to fuel,
The plurality of operating modes includes a second mode that minimizes power and fuel costs;
In the second mode, a numerical value corresponding to the cost of system power is used as a coefficient in the first objective function, and a numerical value corresponding to the cost of fuel is used as a coefficient in the second objective function. 4-1. The information processing system according to 4-1.

第2目的関数の具体例は、図78に記載されている、燃料電池に投下される燃料コストおよび起動・停止に関係するコストを示す目的関数である。第2モードの具体例は、図79に記載されている経済モードである。   A specific example of the second objective function is an objective function shown in FIG. 78, which indicates the fuel cost dropped on the fuel cell and the cost related to start / stop. A specific example of the second mode is the economic mode described in FIG.

(例4−4)
前記複数の目的関数は、買電に関するコストを示す第1目的関数を含み、
前記複数の動作モードは、買電量を最小化する第3モードを含み、
前記第3モードにおいて、前記第1目的関数における係数として系統電力の費用に応じた数値が用いられる
ことを特徴とする例4−1に記載の情報処理システム。
(Example 4-4)
The plurality of objective functions includes a first objective function indicating a cost related to power purchase,
The plurality of operation modes include a third mode for minimizing power purchase amount,
In the third mode, a numerical value corresponding to the cost of system power is used as a coefficient in the first objective function. The information processing system according to Example 4-1.

第3モードの具体例は、図79に記載されている自給自足モードである。   A specific example of the third mode is the self-sufficient mode described in FIG.

(例4−5)
前記複数の目的関数は、前記電気自動車における蓄電池の切り換えおよび残量に関するコストを示す第3目的関数を含み、
前記複数の動作モードは、前記蓄電池における電力残量を最大化する第4モードを含み、
前記第4モードにおいて、前記第3目的関数における係数として電池残量に対するペナルティに応じた数値が用いられる
ことを特徴とする例4−1に記載の情報処理システム。
(Example 4-5)
The plurality of objective functions includes a third objective function indicating a cost related to switching and remaining amount of the storage battery in the electric vehicle,
The plurality of operation modes include a fourth mode for maximizing the remaining power in the storage battery,
In the fourth mode, a numerical value corresponding to a penalty with respect to a remaining battery level is used as a coefficient in the third objective function. The information processing system according to Example 4-1.

第3目的関数の具体例は、図78に記載されている、EV蓄電池の切り換えおよび残量に関するコストを示す目的関数である。第4モードの具体例は、図79に記載されている充電優先モードである。   A specific example of the third objective function is an objective function described in FIG. 78 that indicates the cost related to switching and remaining amount of the EV storage battery. A specific example of the fourth mode is the charge priority mode described in FIG.

(例4−6)
前記電力供給装置は、定置型の蓄電池を含み、
前記複数の目的関数は、前記蓄電池の切り換えおよび残量に関するコストを示す第4目的関数を含み、
前記複数の動作モードは、前記蓄電池における電力残量を最大化する第4モードを含み、
前記第4モードにおいて、前記第4目的関数における係数として電池残量に対するペナルティに応じた数値が用いられる
ことを特徴とする例4−1に記載の情報処理システム。
(Example 4-6)
The power supply device includes a stationary storage battery,
The plurality of objective functions includes a fourth objective function indicating a cost related to switching and remaining amount of the storage battery,
The plurality of operation modes include a fourth mode for maximizing the remaining power in the storage battery,
In the fourth mode, a numerical value corresponding to a penalty with respect to a remaining battery level is used as a coefficient in the fourth objective function. The information processing system according to Example 4-1.

第4目的関数の具体例は、図78に記載されている、定置型蓄電池の切換えおよび残量に関するコストを示す目的関数である。   A specific example of the fourth objective function is an objective function shown in FIG. 78 that indicates the cost related to switching and remaining amount of the stationary storage battery.

(例4−7)
前記複数の目的関数は、買電に関するコストを示す第1目的関数、および前記電気自動車における蓄電池の切り換えおよび残量に関するコストを示す第3目的関数または定置型蓄電池の切り換えおよび残量に関するコストを示す第4目的関数を含み、
前記複数の動作モードは、系統電力を解列し、自立運転期間を最大化する第5モードを含み、
前記第5モードにおいて、前記第1目的関数における係数として系統電源からの潮流量をゼロにする数値が用いられ、前記電気自動車における蓄電池または前記定置型蓄電池の電池残量に対するペナルティに応じた数値が用いられる
ことを特徴とする例4−1に記載の情報処理システム。
(Example 4-7)
The plurality of objective functions indicate a first objective function indicating a cost related to power purchase, and a third objective function indicating a cost related to switching and remaining capacity of a storage battery in the electric vehicle, or a cost related to switching and remaining capacity of a stationary storage battery. Including a fourth objective function,
The plurality of operation modes include a fifth mode in which the grid power is disconnected and the autonomous operation period is maximized,
In the fifth mode, a numerical value that makes the tidal flow from the system power supply zero is used as a coefficient in the first objective function, and a numerical value corresponding to a penalty for the remaining battery capacity of the storage battery or the stationary storage battery in the electric vehicle is The information processing system according to Example 4-1, wherein the information processing system is used.

第5モードの具体例は、図79に記載されている非常モードである。   A specific example of the fifth mode is the emergency mode described in FIG.

(例4−8)
コンピュータに、
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成するステップと、
前記生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を、目的関数を用いた確率計画法により最適化をするステップであって、前記最適化のアルゴリズムが、各々異なる目的関数を用いる複数の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該複数の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行うステップと、
前記最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成するステップと
を実行させるためのプログラム。
(Example 4-8)
On the computer,
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating a forecast scenario for
A step of optimizing a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the generated prediction scenario by a probability programming method using an objective function, The optimization algorithm includes a plurality of algorithms corresponding to a plurality of operation modes each using a different objective function, and performing the optimization according to one operation mode selected from the plurality of operation modes;
Generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the optimized control plan. .

(例4−9)
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成するステップと、
前記生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を、目的関数を用いた確率計画法により最適化をするステップであって、前記最適化のアルゴリズムが、各々異なる目的関数を用いる複数の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該複数の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行うステップと、
前記最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成するステップと
を有する電力制御方法。
(Example 4-9)
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating a forecast scenario for
A step of optimizing a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the generated prediction scenario by a probability programming method using an objective function, The optimization algorithm includes a plurality of algorithms corresponding to a plurality of operation modes each using a different objective function, and performing the optimization according to one operation mode selected from the plurality of operation modes;
Generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the optimized control plan.

(例4−10)
例4−1ないし7のいずれか一項に記載の情報処理システムと、
前記情報処理システムと通信する通信端末と、
前記設備と
を有する電力制御システム。
(Example 4-10)
The information processing system according to any one of Examples 4-1 to 7,
A communication terminal that communicates with the information processing system;
A power control system comprising the equipment.

20.5.例5
例5は、統計的手法を用いて予測シナリオを生成する技術に関する。具体的には、例1は以下のように記載される。
20.5. Example 5
Example 5 relates to a technique for generating a prediction scenario using a statistical method. Specifically, Example 1 is described as follows.

例5−1から例5−10までは、予測シナリオの生成に関する。具体的には、6.1.1節において概要が説明されている家電電力需要シナリオ作成サブモジュールの機能に関する。   Examples 5-1 to 5-10 relate to generation of a prediction scenario. Specifically, it relates to the function of the home appliance power demand scenario creation submodule whose outline is explained in section 6.1.1.

(例5−1)
負荷装置および制御対象装置を含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、予測の対象となる対象期間における電力需給の複数の予測シナリオを生成する第1生成手段と、
前記複数の予測シナリオの各々について、当該予測シナリオの発生確率を算出する第1算出手段と、
前記第1算出手段により算出された発生確率に基づいて、前記設備の各々について1つずつ予測シナリオを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された予測シナリオの組み合わせに基づいて、前記設備の制御計画を生成する第2生成手段と
を有する情報処理システム。
(Example 5-1)
First generation means for generating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand in a target period to be predicted for each of the facilities in a house having facilities including a load device and a control target device;
First calculation means for calculating the probability of occurrence of the prediction scenario for each of the plurality of prediction scenarios;
Selection means for selecting one prediction scenario for each of the facilities based on the occurrence probability calculated by the first calculation means;
An information processing system comprising: a second generation unit configured to generate a control plan for the facility based on a combination of prediction scenarios selected by the selection unit.

(例5−2)
前記第1生成手段は、前記設備のうち少なくとも1の装置について、当該装置における過去の電力需要の実績値の統計的処理結果を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−1に記載の情報処理システム。
(Example 5-2)
The first generation unit generates the prediction scenario for at least one device of the facilities by using a statistical processing result of a past actual power demand value in the device. 1. The information processing system according to 1.

(例5−3)
前記第1生成手段は、前記設備のうち少なくとも1の装置について、前記実績値を所定の基準で複数のパターンに分類し、当該複数のパターンのうち、前記対象期間に対応するパターンを用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−2に記載の情報処理システム。
(Example 5-3)
The first generation unit classifies the actual value into a plurality of patterns based on a predetermined reference for at least one device of the equipment, and uses a pattern corresponding to the target period among the plurality of patterns. The information processing system according to Example 5-2, wherein the prediction scenario is generated.

(例5−4)
前記基準は、カレンダーに関する事項を含む
ことを特徴とする例5−3に記載の情報処理システム。
(Example 5-4)
The information processing system according to Example 5-3, wherein the standard includes matters related to a calendar.

(例5−5)
前記基準は、気候に関する事項を含む
ことを特徴とする例5−3または4に記載の情報処理システム。
(Example 5-5)
The information processing system according to Example 5-3 or 4, wherein the standard includes a matter related to climate.

(例5−6)
前記第1生成手段は、前記設備のうち少なくとも1の装置について、当該装置における電力需要の過去の予測シナリオと当該予測シナリオに対応する実績値との差の統計的処理結果、および前記パターンの組み合わせにより、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−3ないし5に記載の情報処理システム。
(Example 5-6)
The first generation means includes, for at least one device among the facilities, a statistical processing result of a difference between a past prediction scenario of a power demand in the device and an actual value corresponding to the prediction scenario, and a combination of the patterns The information processing system according to any of Examples 5-3 to 5, wherein the prediction scenario is generated by:

(例5−7)
前記第1生成手段は、前記差についての所定の数理モデルにおけるパラメーターを、前記差の統計的処理結果を用いて決定し、当該決定されたパラメーターを用いた当該数理モデルを用いて前記パターンにおける予測値の振れ幅を算出し、当該算出された振れ幅を用いて前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−6に記載の情報処理システム。
(Example 5-7)
The first generation means determines a parameter in a predetermined mathematical model for the difference using a statistical processing result of the difference, and predicts in the pattern using the mathematical model using the determined parameter. The information processing system according to Example 5-6, wherein a fluctuation range of the value is calculated, and the prediction scenario is generated using the calculated fluctuation range.

(例5−8)
前記第1算出手段は、前記差について所定の確率分布を仮定し、当該確率分布において当該差を複数の区間に分割し、当該複数の区間の各々の代表値に対応する発生確率を用いて、前記複数の予測シナリオの各々の発生確率を算出する
ことを特徴とする例5−7に記載の情報処理システム。
(Example 5-8)
The first calculation means assumes a predetermined probability distribution for the difference, divides the difference into a plurality of sections in the probability distribution, and uses an occurrence probability corresponding to each representative value of the plurality of sections, The information processing system according to Example 5-7, wherein the occurrence probability of each of the plurality of prediction scenarios is calculated.

(例5−9)
前記第1生成手段は、前記パターンに対して前記代表値を加減することにより、前記複数の予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−8に記載の情報処理システム。
(Example 5-9)
The information processing system according to Example 5-8, wherein the first generation unit generates the plurality of prediction scenarios by adjusting the representative value with respect to the pattern.

(例5−10)
前記第1生成手段は、前記設備のうち少なくとも1の装置について、当該装置における電力需要の過去の予測シナリオに対して、当該予測シナリオと対応する実績値との差の統計的処理結果を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−2に記載の情報処理システム。
(Example 5-10)
The first generation means uses, for at least one device among the facilities, a statistical processing result of a difference between the prediction scenario and the actual value corresponding to a past prediction scenario of power demand in the device. The information processing system according to Example 5-2, wherein the prediction scenario is generated.

例5−11から例5−14までは、予測シナリオの生成に関する。具体的には、6.1.2節において概要が説明されているEV電力需要シナリオ作成サブモジュールの機能に関する。   Examples 5-11 to 5-14 relate to generation of a prediction scenario. Specifically, it relates to the function of the EV power demand scenario creation submodule outlined in section 6.1.2.

(例5−11)
前記設備は、電気自動車を含み、
前記電気自動車の使用予定を取得する取得手段を有し、
前記第1生成手段は、前記電気自動車については、前記取得手段により取得された使用予定を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−1ないし10のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-11)
The facility includes an electric vehicle,
Obtaining means for obtaining the use schedule of the electric vehicle;
The said 1st production | generation means produces | generates the said prediction scenario using the use plan acquired by the said acquisition means about the said electric vehicle. Any one of Examples 5-1 thru | or 10 characterized by the above-mentioned. Information processing system.

(例5−12)
前記取得手段は、ユーザの操作入力に応じて前記使用予定を取得する
ことを特徴とする例5−11に記載の情報処理システム。
(Example 5-12)
The information processing system according to Example 5-11, wherein the acquisition unit acquires the use schedule according to a user operation input.

(例5−13)
前記電気自動車の過去の使用実績を示すデータから、周期的な使用パターンを抽出する抽出手段を有し、
前記取得手段は、前記抽出手段により抽出された使用パターンを、前記使用予定として取得する
ことを特徴とする例5−11に記載の情報処理システム。
(Example 5-13)
From the data indicating the past use record of the electric vehicle, it has an extraction means for extracting a periodic use pattern,
The information processing system according to Example 5-11, wherein the acquisition unit acquires the use pattern extracted by the extraction unit as the use schedule.

(例5−14)
前記第1生成手段は、曜日毎に区分された前記電気自動車の過去の使用実績のうち前記対象期間に対応する曜日の使用実績の中から所定の条件を満たす使用実績を抽出し、当該抽出された使用実績に基づいて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−11ないし13のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-14)
The first generation means extracts a use record that satisfies a predetermined condition from the use record of the day corresponding to the target period from the past use record of the electric vehicle divided by day of the week. The information processing system according to any one of Examples 5-11 to 13, wherein the prediction scenario is generated based on the actual usage record.

例5−15から例5−19までは、予測シナリオの生成に関する。具体的には、6.1.2節において概要が説明されているEV電力需要シナリオ作成サブモジュールの機能を、給湯装置に適用したものである。   Examples 5-15 to 5-19 relate to generation of a prediction scenario. Specifically, the function of the EV power demand scenario creation sub-module outlined in Section 6.1.2 is applied to the hot water supply device.

(例5−15)
前記設備は、給湯装置を含み、
前記給湯装置の使用予定を取得する取得手段を有し、
前記第1生成手段は、前記給湯装置については、前記取得手段により取得された使用予定を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−1ないし10のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-15)
The facility includes a hot water supply device,
Obtaining means for obtaining a use schedule of the hot water supply device;
The said 1st production | generation means produces | generates the said prediction scenario using the use plan acquired by the said acquisition means about the said hot water supply apparatus. Any one of the examples 5-1 thru | or 10 characterized by the above-mentioned. Information processing system.

(例5−16)
前記取得手段は、ユーザの操作入力に応じて前記使用予定を取得する
ことを特徴とする例5−15に記載の情報処理システム。
(Example 5-16)
The information processing system according to Example 5-15, wherein the acquisition unit acquires the use schedule according to a user operation input.

(例5−17)
前記給湯装置の過去の使用実績を示すデータから、周期的な使用パターンを抽出する抽出手段を有し、
前記取得手段は、前記抽出手段により抽出された使用パターンを、前記使用予定として取得する
ことを特徴とする例5−15に記載の情報処理システム。
(Example 5-17)
From the data indicating the past usage record of the hot water supply device, it has an extraction means for extracting a periodic use pattern,
The information processing system according to Example 5-15, wherein the acquisition unit acquires the use pattern extracted by the extraction unit as the use schedule.

(例5−18)
前記第1生成手段は、曜日毎に区分された前記給湯装置の過去の使用実績のうち前記対象期間に対応する曜日の使用実績の中から所定の条件を満たす使用実績を抽出し、当該抽出された使用実績に基づいて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−15ないし17のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-18)
The first generation unit extracts a use record that satisfies a predetermined condition from the use record of the day corresponding to the target period from the past use record of the hot water supply apparatus divided for each day of the week, and the extracted The information processing system according to any one of Examples 5-15 to 17, wherein the prediction scenario is generated based on the actual usage record.

(例5−19)
前記第1算出手段は、前記使用予定に対応する予測シナリオに所定の発生確率を割り当て、前記使用実績に基づいて生成された予測シナリオには、残りの発生確率を均等に割り当てることにより、前記複数の予測シナリオの各々について発生確率を算出する
ことを特徴とする例5−14または18に記載の情報処理システム。
(Example 5-19)
The first calculation means assigns a predetermined occurrence probability to a prediction scenario corresponding to the use schedule, and assigns the remaining occurrence probability evenly to the prediction scenario generated based on the usage record, thereby The information processing system according to Example 5-14 or 18, wherein an occurrence probability is calculated for each of the prediction scenarios.

例5−20から例5−28までは、予測シナリオの生成に関する。具体的には、6.1.3節において概要が説明されている熱需要シナリオ作成サブモジュールの機能に関する。   Examples 5-20 to 5-28 relate to the generation of a prediction scenario. Specifically, it relates to the function of the heat demand scenario creation submodule outlined in section 6.1.3.

(例5−20)
前記設備は、熱供給装置を含み、
前記第1生成手段は、前記熱供給装置について、当該装置における過去の熱需要の実績値の統計的処理結果を用いて、前記対象期間における熱需給の複数の予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−1ないし19のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-20)
The facility includes a heat supply device,
The first generation means generates, for the heat supply device, a plurality of prediction scenarios of heat supply and demand in the target period using a statistical processing result of a past heat demand actual value in the device. The information processing system according to any one of Examples 5-1 to 19.

(例5−21)
前記第1生成手段は、前記熱供給装置について、前記実績値を所定の基準で複数のカテゴリーに分類し、当該複数のカテゴリーのうち、前記対象期間に対応するカテゴリーに属する実績値を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−20に記載の情報処理システム。
(Example 5-21)
The first generation unit classifies the actual values for the heat supply device into a plurality of categories based on a predetermined criterion, and uses the actual values belonging to the category corresponding to the target period among the plurality of categories. The information processing system according to Example 5-20, wherein the prediction scenario is generated.

(例5−22)
前記基準は、カレンダーに関する事項を含む
ことを特徴とする例5−21に記載の情報処理システム。
(Example 5-22)
The information processing system according to Example 5-21, wherein the reference includes a matter related to a calendar.

(例5−23)
前記基準は、気候に関する事項を含む
ことを特徴とする例5−21または22に記載の情報処理システム。
(Example 5-23)
The information processing system according to Example 5-21 or 22, wherein the standard includes matters related to climate.

(例5−24)
前記第1生成手段は、前記熱供給装置について、前記対象期間に対応するカテゴリーに属する実績値のうち、前記対象期間と最高気温の差が所定の条件を満たす実績値を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−21ないし23に記載の情報処理システム。
(Example 5-24)
The first generation unit uses the actual value that satisfies a predetermined condition that a difference between the target period and the maximum temperature among the actual values belonging to the category corresponding to the target period for the heat supply device, and the prediction scenario. The information processing system according to any of Examples 5-21 to 23, wherein:

(例5−25)
前記第1生成手段は、前記熱供給装置における熱需要の過去の予測シナリオに対して、当該予測シナリオと対応する実績値との差の統計的処理結果を用いて、前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−20に記載の情報処理システム。
(Example 5-25)
The first generation means generates the prediction scenario by using a statistical processing result of a difference between the prediction scenario and the actual value corresponding to the prediction scenario of the heat demand in the heat supply device. The information processing system according to Example 5-20, characterized by:

(例5−26)
前記第1生成手段は、前記差について所定の確率分布を仮定し、当該確率分布において当該差を複数の区間に分割し、当該複数の区間の各々の代表値を用いて、前記複数の予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−25に記載の情報処理システム。
(Example 5-26)
The first generation means assumes a predetermined probability distribution with respect to the difference, divides the difference into a plurality of sections in the probability distribution, and uses the representative values of the plurality of sections to use the plurality of prediction scenarios. The information processing system according to Example 5-25, wherein the information processing system is generated.

(例5−27)
前記第1算出手段は、前記統計的処理結果を用いて、前記発生確率を算出する
ことを特徴とする例5−25または26に記載の情報処理システム。
(Example 5-27)
The information processing system according to Example 5-25 or 26, wherein the first calculation means calculates the occurrence probability using the statistical processing result.

(例5−28)
前記第1算出手段は、前記確率分布において前記複数の区間の各々の代表値に対応する発生確率を用いて、前記発生確率を算出する
ことを特徴とする例5−26に記載の情報処理システム。
(Example 5-28)
The information processing system according to Example 5-26, wherein the first calculation unit calculates the occurrence probability using an occurrence probability corresponding to a representative value of each of the plurality of sections in the probability distribution. .

例5−29から例5−30までは、予測シナリオの組み合わせの選択に関する。具体的には、6.4.1節において概要が説明されている統合シナリオ作成サブモジュールの機能に関する。   Examples 5-29 to 5-30 relate to selection of combinations of prediction scenarios. Specifically, it relates to the function of the integrated scenario creation submodule whose outline is explained in section 6.4.1.

(例5−29)
前記設備において特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記第1算出手段により算出された発生確率を用いて算出する第2算出手段を有し、
前記選択手段は、前記第2算出手段により算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを選択する
ことを特徴とする例5−1ないし28のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-29)
A second calculating means for calculating a probability that a combination of specific prediction scenarios will occur at the same time in the facility using the occurrence probability calculated by the first calculating means;
The information processing system according to any one of Examples 5-1 to 28, wherein the selection unit selects a combination of prediction scenarios having the maximum occurrence probability calculated by the second calculation unit.

(例5−30)
前記設備の各々について得られた予測シナリオに対応する誤差の時系列データから、前記設備の各々の間の相関を推定する推定手段を有し、
前記第2算出手段は、前記推定手段により得られた相関および多次元正規密度関数から、前記組み合わせの発生確率を算出する
ことを特徴とする例5−29に記載の情報処理システム。
(Example 5-30)
From the time series data of the error corresponding to the prediction scenario obtained for each of the equipment, having an estimation means for estimating the correlation between each of the equipment,
The information processing system according to Example 5-29, wherein the second calculating unit calculates the occurrence probability of the combination from the correlation and the multidimensional normal density function obtained by the estimating unit.

例5−31から例5−34は、モデルによる推定を行うタイミング(各種計算のタイミングまたは頻度)に関する。なおこの点について上述の実施形態では詳細には言及されていないので以下で説明する。実施形態におけるシステムでは、予測シナリオ(予測値)が外れた場合、すなわち、例えば予測シナリオと実績値との差が所定の範囲(しきい値)を超えた場合にどのような処理を行うかが問題となる。   Example 5-31 to Example 5-34 relate to timing (timing or frequency of various calculations) for performing estimation using a model. This point will not be described in detail in the above embodiment, and will be described below. In the system in the embodiment, what kind of processing is performed when a prediction scenario (prediction value) is out of place, that is, when a difference between the prediction scenario and the actual value exceeds a predetermined range (threshold value), for example. It becomes a problem.

この問題の対処方法としては、例えば以下の3つの方法がある。第1の方法は、モデルのパラメーターを頻繁に(例えばメッシュに相当する時間間隔で)更新し、常に最新の実績値を反映した予測を行なう方法である。この方法は、より高精度の予測が行えるという利点があるが、計算の負荷が増大するという問題がある。第2の方法は、予測シナリオと実績値との差が所定の範囲内にあるうちはモデルのパラメーターを更新せず、予測シナリオと実績値との差がこの範囲内を超えた場合にモデルのパラメーターを更新する方法である。第3の方法は、第2の方法は、予測シナリオと実績値との差がこの範囲を超えた場合は制御を一時的に中断し、実績値が計画値に再び入ってきたときに制御を再開する方法である。   For example, there are the following three methods for dealing with this problem. The first method is a method in which the parameters of the model are updated frequently (for example, at a time interval corresponding to a mesh), and a prediction that always reflects the latest actual value is performed. This method has an advantage that prediction can be performed with higher accuracy, but has a problem that the calculation load increases. The second method does not update the model parameters as long as the difference between the forecast scenario and the actual value is within a predetermined range, and if the difference between the forecast scenario and the actual value exceeds this range, It is a method to update parameters. In the third method, the second method temporarily stops the control when the difference between the forecast scenario and the actual value exceeds this range, and performs the control when the actual value reenters the planned value. It is a way to resume.

(例5−31)
前記第1生成手段は、
前記設備のうち少なくとも1の装置について、当該装置における電力需要の過去の予測シナリオと当該予測シナリオに対応する実績値との差の統計的処理結果を用いて前記予測シナリオを生成し、
前記差についての所定の数理モデルにおけるパラメーターを、前記差の統計的処理結果を用いて決定し、
当該決定されたパラメーターを用いた当該数理モデルを用いて前記パターンにおける予測値の振れ幅を算出し、
当該算出された振れ幅を用いて前記予測シナリオを生成する
ことを特徴とする例5−1ないし30のいずれか一項に記載の情報処理システム。
(Example 5-31)
The first generation means includes
For at least one device of the equipment, generate the prediction scenario using a statistical processing result of a difference between a past prediction scenario of power demand in the device and a performance value corresponding to the prediction scenario,
Determining a parameter in a predetermined mathematical model for the difference using a statistical processing result of the difference;
Using the mathematical model using the determined parameter, calculate the amplitude of the predicted value in the pattern,
The information processing system according to any one of Examples 5-1 to 30, wherein the prediction scenario is generated using the calculated fluctuation width.

(例5−32)
前記第1生成手段は、前記予測シナリオの生成が指示されるたびに、前記パラメーターを決定する
ことを特徴とする例5−31に記載の情報処理システム。
(Example 5-32)
The information processing system according to Example 5-31, wherein the first generation unit determines the parameter each time generation of the prediction scenario is instructed.

(例5−33)
前記予測シナリオに対応する実績値と当該予測シナリオとの差が所定の範囲を超えていた場合、前記選択手段は、当該実績値に基づいて予測シナリオを選択し直し、
前記第1算出手段は、前記選択し直された予測シナリオの各々について、当該予測シナリオの発生確率を算出する
ことを特徴とする例5−31に記載の情報処理システム。
(Example 5-33)
When the difference between the actual value corresponding to the prediction scenario and the prediction scenario exceeds a predetermined range, the selection unit reselects the prediction scenario based on the actual value,
The information processing system according to Example 5-31, wherein the first calculation unit calculates an occurrence probability of the prediction scenario for each of the reselected prediction scenarios.

(例5−34)
前記予測シナリオに対応する実績値と当該予測シナリオとの差が所定の範囲を超えていた場合、前記第2生成手段は、前記設備の制御を一時的に中断させる制御計画を生成し、
前記予測シナリオに対応する実績値と当該予測シナリオとの差が所定の範囲に入った場合、前記第2生成手段は、前記設備の制御を一時的に中断させる制御計画を生成する
ことを特徴とする例5−31に記載の情報処理システム。
(Example 5-34)
When the difference between the actual value corresponding to the prediction scenario and the prediction scenario exceeds a predetermined range, the second generation means generates a control plan for temporarily interrupting the control of the facility,
When the difference between the actual value corresponding to the prediction scenario and the prediction scenario falls within a predetermined range, the second generation means generates a control plan for temporarily interrupting the control of the facility. The information processing system according to Example 5-31.

例5−35から例5−38は、例5−1ないし例5−34の他の態様に関する。実施形態において説明した、需要モジュールの各サブモジュールの機能は、相互に入れ換えまたは組み合わせられてもよい。例えば、家電電力需要シナリオ作成サブモジュールにおいて、EV需要シナリオ作成サブモジュールと同様に、使用予定に基づいた予測シナリオの生成が行なわれてもよい。また、EV需要シナリオ作成サブモジュールにおいて、家電電力需要シナリオ作成サブモジュールと同様に、数理モデルに基づいた予測シナリオの生成が行われてもよい。また、数理モデルのパラメーターは、過去の実績値の統計処理により決定されてもよい。   Examples 5-35 through 5-38 relate to other embodiments of Examples 5-1 through 5-34. The functions of the submodules of the demand module described in the embodiment may be interchanged or combined with each other. For example, in the home appliance power demand scenario creation submodule, a prediction scenario based on the use schedule may be generated, similarly to the EV demand scenario creation submodule. In addition, in the EV demand scenario creation submodule, a prediction scenario may be generated based on a mathematical model as in the home appliance power demand scenario creation submodule. In addition, the parameters of the mathematical model may be determined by statistical processing of past actual values.

(例5−35)
前記設備が熱供給装置および電気自動車のうち少なくとも一方を含む
ことを特徴とする例5−1に記載の情報処理システム。
(Example 5-35)
The information processing system according to Example 5-1, wherein the facility includes at least one of a heat supply device and an electric vehicle.

(例5−36)
コンピュータに、
負荷装置および制御対象装置を含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、予測の対象となる対象期間における電力需給の複数の予測シナリオを生成するステップと、
前記複数の予測シナリオの各々について、当該予測シナリオの発生確率を算出するステップと、
前記算出された発生確率に基づいて、前記設備の各々について1つずつ予測シナリオを選択するステップと、
前記選択された予測シナリオの組み合わせに基づいて、前記設備の制御計画を生成するステップと
を実行させるためのプログラム。
(Example 5-36)
On the computer,
Generating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand in a target period to be predicted for each of the facilities in a house having facilities including a load device and a control target device;
For each of the plurality of prediction scenarios, calculating an occurrence probability of the prediction scenario;
Selecting one prediction scenario for each of the facilities based on the calculated probability of occurrence;
Generating a control plan for the facility based on the combination of the selected prediction scenarios.

(例5−37)
負荷装置および制御対象装置を含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、予測の対象となる対象期間における電力需給の複数の予測シナリオを生成するステップと、
前記複数の予測シナリオの各々について、当該予測シナリオの発生確率を算出するステップと、
前記算出された発生確率に基づいて、前記設備の各々について1つずつ予測シナリオを選択するステップと、
前記選択された予測シナリオの組み合わせに基づいて、前記設備の制御計画を生成するステップと
を有する電力制御方法。
(Example 5-37)
Generating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand in a target period to be predicted for each of the facilities in a house having facilities including a load device and a control target device;
For each of the plurality of prediction scenarios, calculating an occurrence probability of the prediction scenario;
Selecting one prediction scenario for each of the facilities based on the calculated probability of occurrence;
Generating a control plan for the facility based on the combination of the selected prediction scenarios.

(例5−38)
例5−1ないし37のいずれか一項に記載の情報処理システムと、
前記情報処理システムと通信する通信端末と、
前記設備と
を有する電力制御システム。
(Example 5-38)
The information processing system according to any one of Examples 5-1 to 37;
A communication terminal that communicates with the information processing system;
A power control system comprising the equipment.

1…電力制御システム、10…サーバ装置、20…端末装置、30…機器、40…サーバ装置、51…データベース部、52…予測部、53…制御ルール生成部、54…機器管理部、55…UI部、511…EV走行データ記憶部、512…気象データ記憶部、513…カレンダー記憶部、514…分析用DB、521…PV発電予測部、522…電力需要予測部、523…EV走行予測部、524…熱需要予測部、525…予測シナリオ記憶部、531…最適化計画算出部、532…最適化計画記憶部、533…制御ルール生成部、534…制御ルール記憶部、535…料金表テーブル、536…CO2排出管理表、537…目的関数定義表、541…状態収集部、542…ライフログ記憶部、543…予測/実績判定部、544…制御ルール実行管理部、545…機器制御部、551…制御計画表示部、552…モード選択部、553…機器予約部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power control system, 10 ... Server apparatus, 20 ... Terminal apparatus, 30 ... Apparatus, 40 ... Server apparatus, 51 ... Database part, 52 ... Prediction part, 53 ... Control rule production | generation part, 54 ... Equipment management part, 55 ... UI unit, 511 ... EV travel data storage unit, 512 ... weather data storage unit, 513 ... calendar storage unit, 514 ... DB for analysis, 521 ... PV power generation prediction unit, 522 ... power demand prediction unit, 523 ... EV travel prediction unit 524 ... Thermal demand prediction unit, 525 ... Prediction scenario storage unit, 531 ... Optimization plan calculation unit, 532 ... Optimization plan storage unit, 533 ... Control rule generation unit, 534 ... Control rule storage unit, 535 ... Toll table 536: CO2 emission management table, 537 ... objective function definition table, 541 ... state collection unit, 542 ... life log storage unit, 543 ... prediction / result determination unit, 544 ... control level Le execution management unit, 545 ... device control unit, 551 ... control plan display unit, 552 ... mode selection unit, 553 ... equipment reservation unit

Claims (5)

電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の複数の予測シナリオおよび当該複数の予測シナリオの各々の発生確率を、当該設備の各々における過去の実績値の統計的処理を用いて算出する第1算出手段と、
前記設備において特定の予測シナリオの組み合わせが同時に発生する確率を、前記第1算出手段により算出された発生確率を用いて算出する第2算出手段と、
前記第2算出手段により算出された発生確率が最大の予測シナリオの組み合わせを、統合シナリオとして出力する出力手段と
を有する情報処理システム。
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. A first calculation means for calculating a plurality of prediction scenarios and a probability of occurrence of each of the plurality of prediction scenarios using statistical processing of past actual values in each of the facilities;
Second calculation means for calculating a probability that a combination of specific prediction scenarios simultaneously occurs in the facility using the occurrence probability calculated by the first calculation means;
An information processing system comprising: an output unit that outputs a combination of prediction scenarios with the maximum occurrence probability calculated by the second calculation unit as an integrated scenario.
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備のうち少なくとも1つについての使用予定を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された使用予定を反映して、前記設備の各々について電力需給の予測シナリオを生成する生成手段と
を有する情報処理システム。
Regarding at least one of the facilities in a house having a facility including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles Acquisition means for acquiring the use schedule of
An information processing system comprising: generation means for generating a power supply / demand prediction scenario for each of the facilities, reflecting the use schedule acquired by the acquisition means.
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を最適化をする最適化手段であって、前記最適化のアルゴリズムが、前記設備で使用される電力を生成するための二酸化炭素排出量を最小化する第1モードを含む1以上の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該1以上の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行う最適化手段と、
前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する生成手段と
を有する情報処理システム。
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating means for generating a prediction scenario of
An optimization unit that optimizes a control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle using the prediction scenario generated by the generation unit, The algorithm includes a plurality of algorithms corresponding to one or more operation modes including a first mode for minimizing carbon dioxide emissions for generating power used by the facility, and selected from the one or more operation modes Optimization means for performing the optimization according to the one operation mode performed;
Generating means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the control plan optimized by the optimization means; Information processing system.
電気機器、電力供給装置、熱供給装置、および電気自動車のうち電力負荷となる装置を1つ以上かつ制御対象となる装置を1つ以上含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、電力需給の予測シナリオを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された予測シナリオを用いて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車の制御計画を、目的関数を用いた確率計画法により最適化をする最適化手段であって、前記最適化のアルゴリズムが、各々異なる目的関数を用いる複数の動作モードに対応する複数のアルゴリズムを含み、当該複数の動作モードから選択された一の動作モードに従って前記最適化を行う最適化手段と、
前記最適化手段により最適化された制御計画に基づいて、前記電気機器、前記電力供給装置、前記熱供給装置、および前記電気自動車のうち少なくとも1つを制御する制御ルールを生成する生成手段と
を有する情報処理システム。
Supply and demand of electric power for each of the facilities in a house having facilities including one or more devices serving as power loads and one or more devices to be controlled among electric devices, power supply devices, heat supply devices, and electric vehicles. Generating means for generating a prediction scenario of
Optimizing the control plan of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle by using the prediction scenario generated by the generation means by a probability programming method using an objective function The optimization algorithm includes a plurality of algorithms corresponding to a plurality of operation modes each using a different objective function, and the optimization is performed according to one operation mode selected from the plurality of operation modes. Optimization means to perform,
Generating means for generating a control rule for controlling at least one of the electric device, the power supply device, the heat supply device, and the electric vehicle based on the control plan optimized by the optimization means; Information processing system.
負荷装置および制御対象装置を含む設備を有する住宅における、当該設備の各々について、予測の対象となる対象期間における電力需給の複数の予測シナリオを生成する第1生成手段と、
前記複数の予測シナリオの各々について、当該予測シナリオの発生確率を算出する第1算出手段と、
前記第1算出手段により算出された発生確率に基づいて、前記設備の各々について1つずつ予測シナリオを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された予測シナリオの組み合わせに基づいて、前記設備の制御計画を生成する第2生成手段と
を有する情報処理システム。
First generation means for generating a plurality of prediction scenarios of power supply and demand in a target period to be predicted for each of the facilities in a house having facilities including a load device and a control target device;
First calculation means for calculating the probability of occurrence of the prediction scenario for each of the plurality of prediction scenarios;
Selection means for selecting one prediction scenario for each of the facilities based on the occurrence probability calculated by the first calculation means;
An information processing system comprising: a second generation unit configured to generate a control plan for the facility based on a combination of prediction scenarios selected by the selection unit.
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