JP2014512052A - 複数の装置に配給すべきエネルギに関する制約を考慮して、予め定められた期間にわたって複数の装置のクラスタにエネルギ流を分配するための方法、そのような方法を行なうためのコンピュータプログラム、およびそのためのシステム - Google Patents
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Abstract
Description
A.クラスタにおけるそれぞれの装置のフレキシビリティ情報を収集するとともに、クラスタのそれぞれの装置の収集されたフレキシビリティ情報をクラスタについての集約フレキシビリティ情報になるよう組合せることにより、クラスタについてのフレキシビリティ情報を集約するステップを含み、それぞれの装置のフレキシビリティ情報は、それぞれの装置が既に利用可能なエネルギ、時間関数での予め定められた期間内にクラスタのそれぞれの装置によって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量および許可される時間関数での蓄積エネルギの最大量、ならびに装置によって許可される電力摂取の最小量および最大量についての情報を含み、クラスタの集約フレキシビリティ情報は、クラスタが既に利用可能なエネルギ、時間関数での予め定められた期間内にクラスタによって少なくとも1つの装置によって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量および許可される時間関数での蓄積エネルギの最大量を時間関数での予め定められた期間内に考慮した、クラスタによって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量およびクラスタによって許可される時間関数での蓄積エネルギの最大量、ならびに装置によって許可される電力摂取の最小量および最大量を考慮した、時間関数でのクラスタによって許可される電力摂取の最小量および最大量についての情報であり、前記方法はさらに、
B.クラスタについての集約フレキシビリティ情報を考慮して、予め定められた期間にわたった時間関数でのクラスタに配給すべき蓄積エネルギを決定するステップと、
C.決定された時間関数での配給すべき蓄積エネルギに基づいて、時間関数でのクラスタに供給すべき電力をエネルギの流れから得ることにより、決定された蓄積エネルギをクラスタに供給し、それぞれの装置のフレキシビリティ情報に基づいてクラスタにおける全装置について供給すべき電力の優先度を決定し、クラスタのそれぞれの装置のフレキシビリティ情報に基づく供給すべき電力の優先度に基づいて、供給電力をクラスタの装置に時間関数で分配するステップとを含む。
この方法は、複数の装置に配給すべきエネルギに関する制約を考慮して、予め定められた期間にわたって複数の装置のクラスタにエネルギ流を分配することに関する。
・第1の曲線11は、クラスタのフレキシビリティ情報を表わす;
・第2の曲線12は、エネルギの流れにまだ接続されていない装置のフレキシビリティ情報を除外した、クラスタのフレキシビリティ情報を表わす。言い換えれば、第1の曲線10は、たとえば以前の事象のデータに基づく予測に基づいた将来の情報を含み、一方、第2の曲線11は現在の情報のみを含む;
・第3の曲線13は、第1の曲線11によって例示されたクラスタについての、時間関数での決定された蓄積エネルギを表わす;
・第4の曲線14は、時間関数での制約を表わす;
・第5の曲線15は、決定された蓄積エネルギに対応する時間関数での電力を表わすが、この関数については、Y軸はもはやkWh単位で示されたエネルギではなく、代わりに電力である。第5の曲線15は単に例示的な目的のために与えられている。
PHEVオーナの(局所的な)目的は、出発前に自分の車を充電することである。したがって、PHEVオーナは、帰宅した際に自分の出発時間を提供する。PHEV運転挙動の予測は、統計的利用可能性モデル[17]に基づいている。このモデルは、毎分ベースの車の状態(自宅、運転中、仕事、その他)を表わす。また、実際のPHEVを表わすために、シボレーボルト(CHEVROLET VOLT)(ゼネラルモーターズ製)が選ばれている。この比較的新しいPHEVは、2010年末に生産に入った。
・ahは、電気の卸売価格;
・Ehは、全フリートの負荷;
・bhおよびchは、簡潔にするために0と仮定されている。
・thorizonは、最適化範囲(この発明に従った解およびオンラインQP解についてはtdepartに限定され、オフラインQP解については限定されない);
・Ehは、時間hに全フリートによって充電されるエネルギ;
・Chは、エネルギ費用モデルである。
1)垂直拡張性:エージェントベースのMPCアプローチの垂直拡張性を評価するために、10,000〜100,000台の車が144タイムスロット(たとえば、10分というタイムスロットでは1日)の範囲内でスケジュール化される。各シミュレーションは異なるPHEVで10回繰返される。その結果、この発明に従ったエージェントベースの方法の実行時間は一定であり、一方、集中型解は三次多項式としてスケーリングする;
2)水平拡張性:この発明に従ったエージェントベースのMPCアプローチの水平拡張性を評価するために、50,000台の車が10〜140タイムスロットの増加するスケジュール化範囲内でスケジュール化される。各シミュレーションは異なるPHEVで10回繰返される。その結果、エージェントベースのMPC解の実行時間は線形にスケーリングし、一方、集中型解は五次多項式としてスケーリングする。
Claims (15)
- 複数の装置に配給すべきエネルギに関する制約を考慮して、予め定められた期間にわたって前記複数の装置のクラスタにエネルギ流を分配するための方法であって、
A.前記クラスタにおけるそれぞれの装置のフレキシビリティ情報を収集するとともに(1)、前記クラスタのそれぞれの装置の収集されたフレキシビリティ情報を前記クラスタについての集約フレキシビリティ情報になるよう組合せる(2)ことにより、前記クラスタについてのフレキシビリティ情報を集約するステップを含み、
それぞれの装置のフレキシビリティ情報は、それぞれの装置が既に利用可能なエネルギ、時間関数での予め定められた期間内に前記クラスタのそれぞれの装置によって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量および許可される蓄積エネルギの最大量、ならびに前記装置によって許可される電力摂取の最小量および最大量についての情報を含み、
前記クラスタの集約フレキシビリティ情報は、前記クラスタが既に利用可能なエネルギ、時間関数での予め定められた期間内に少なくとも1つの装置によって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量および許可される時間関数での蓄積エネルギの最大量を時間関数での予め定められた期間内で考慮した、前記クラスタによって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量および許可される時間関数での蓄積エネルギの最大量、ならびに前記装置によって許可される電力摂取の最小量および最大量を考慮した、時間関数での前記クラスタによって許可される電力摂取の最小量および最大量についての情報であり、
前記方法はさらに、
B.前記クラスタについての集約フレキシビリティ情報を考慮して、前記予め定められた期間にわたった時間関数での前記クラスタに配給すべき蓄積エネルギを決定する(3)ステップと、
C.決定された時間関数での配給すべき蓄積エネルギに基づいて、時間関数でのクラスタに供給すべき電力をエネルギの流れから得る(4)ことにより、前記決定された蓄積エネルギを前記クラスタに供給し、前記クラスタにおける全装置について供給すべき電力の優先度を決定し(5)、前記クラスタのそれぞれの装置のフレキシビリティ情報に基づく供給すべき電力の優先度に基づいて、供給電力を前記クラスタの装置に時間関数で分配する(6)ステップとを含む、方法。 - 前記クラスタにおける全装置についての供給すべき電力の優先度の決定は、それぞれの装置のフレキシビリティ情報に基づいている、請求項1に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- それぞれの装置についての、それぞれの装置のフレキシビリティ情報に基づく供給すべき電力の優先度は、それぞれの装置によって許可される電力摂取の最大量に最小の優先度が対応し、それぞれの装置によって許可される電力摂取の最小量に最大の優先度が対応するように、優先度関数での電力として決定され、
電力と優先度との関係は、予め定められた期間において前記装置によって必要とされるエネルギの最小量を示しており、電力と優先度との関係は時間関数で変化する、請求項1または2に記載のエネルギ流を分配するための方法。 - それぞれの装置に供給すべき電力のそれぞれの優先度は、供給すべき電力の集約優先度になるよう組合され(7)、
得られた供給すべき電力の集約優先度を用いて、エネルギの流れから得られた電力に対応する優先度が前記クラスタについて得られ(8)、その後、得られた前記クラスタの優先度に基づいて、それぞれの装置の優先度関数での供給すべき電力のそれぞれの優先度を用いて、それぞれの装置について供給すべき電力が決定されるとともに(10)、前記クラスタの装置に分配される(6)、請求項3に記載のエネルギ流を分配するための方法。 - エネルギ流からの得られた電力を使用する優先度は、エネルギの流れから得られた優先度関数での電力から優先度関数での集約電力を減算し、さらに結果として得られた優先度関数での電力から実質的にゼロに最も近い電力を有する優先度を決定することによって決定される、請求項4に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- 複数の装置に配給すべきエネルギに関する制約を考慮して、第1の予め定められた期間(16)にわたって複数の装置のクラスタにエネルギ流を分配するための請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法であって、エネルギ流を分配するための請求項1に記載のステップA〜Cは、第2の予め定められた期間(17)毎に繰返され、前記第2の期間(17)は前記第1の予め定められた期間(16)よりも短い、エネルギ流を分配するための方法。
- それぞれの装置についての供給すべき電力の優先度は、第3の予め定められた期間(18)の後で決定されることを特徴とする、請求項6に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- 前記クラスタの装置のフレキシビリティ情報を前記クラスタについてのフレキシビリティ情報になるよう組合せることは、それぞれの装置によって必要とされる時間関数での蓄積エネルギの最小量を追加すること、それぞれの装置によって許可される時間関数での蓄積エネルギの最大量を追加すること、それぞれの装置の時間関数での電力の最小量を追加すること、およびそれぞれの装置の時間関数での電力の最大量を追加することを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- 前記ステップはコンピュータによって実行され、
フレキシビリティ情報は前記クラスタの少なくとも1つの装置に格納され、
ステップAは、フレキシビリティ情報をコンピュータに送信するステップを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のエネルギ流を分配するための方法。 - 前記クラスタの少なくとも1つの装置のフレキシビリティ情報は、少なくとも1つの装置の時間関数でのエネルギの使用を監視することによって得られる、請求項9に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- エネルギに関する前記制約は、エネルギの利用可能性を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- 前記予め定められた期間にわたった時間関数での配給すべきエネルギの決定は、線形計画法および確率的計画法、好ましくは動的計画法のうちのいずれか1つを用いて行なわれる、請求項1〜11のいずれか1項に記載のエネルギ流を分配するための方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法を行なうためのソフトウェア構成要素を含む、コンピュータ読取可能なフォーマットのコンピュータプログラム。
- 複数の装置に配給すべきエネルギに関する制約を考慮して、予め定められた期間にわたってシステムの複数の装置のクラスタにエネルギ流を分配するためのシステムであって、
システムは、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法のステップA、BおよびCを行なうために設けられたアグリゲータ(集約器)を含む、システム。 - 複数の装置に配給すべきエネルギに関する制約を考慮して、予め定められた期間にわたってシステムの複数の装置のクラスタにエネルギ流を分配するための請求項14に記載のシステムであって、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法のステップA、BおよびCを行なうために設けられたアグリゲータはコンピュータである、システム。
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