JP2015056963A - 電源運転支援装置、表示装置、電源運転支援方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】負荷が必要とする電力を予測すると共に、種々の条件に依存する発電装置が発電する電力を予測し、電力貯蔵装置などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供する電源運転支援装置、表示装置、電源運転支援方法、及びプログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の電源運転支援装置は、発電電力予測部と、運転評価部とを備える。発電電力予測部は、過去に発電装置が発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において前記発電装置が発電する電力を予測する。運転評価部は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、前記発電電力予測部が予測した前記発電装置が発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、電源運転支援装置、表示装置、電源運転支援方法、及びプログラムに関する。

上下水道処理施設などでは、停電を想定して非常用発電機等が備えられ、それに加え、再生可能エネルギ発電装置や電力貯蔵装置などの自立運転システムが備えられてきている。このような自立運転システムに対して、負荷電力を予測し自立運転システムを効率的に運転する技術が考案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。

特許第４２９６１４０号公報 特開２０１１−８３０８３号公報

しかしながら、この再生可能エネルギ発電装置は、例えば、太陽光発電装置や風力発電装置であり、その発電装置が発電する発電量は晴／曇／雨などの気象条件や季節、曜日、時間帯などの日時に依存する。また、電力貯蔵装置において、運転コストを低減するためには、昼間の電力ピーク前に電力貯蔵装置の電力貯蔵量を多くし、夜間前に電力貯蔵装置の電力貯蔵量を消費して夜間の低価格の電力を利用して充電する。そのため、負荷電力を正確に予測できたとしても、発電装置が発電する電力を正確に予測できなければ、自立運転システムを効率的に運転することができない。
本発明が解決しようとする課題は、負荷が必要とする電力を予測すると共に、種々の条件に依存する発電装置が発電する電力を予測し、電力貯蔵装置などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供する電源運転支援装置、表示装置、電源運転支援方法、及びプログラムを提供することである。

実施形態の電源運転支援装置は、発電電力予測部と、運転評価部とを備える。発電電力予測部は、過去に発電装置が発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において前記発電装置が発電する電力を予測する。運転評価部は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、前記発電電力予測部が予測した前記発電装置が発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。

第一の実施形態による電源運転支援装置１０を備える上下水道電源システム１の例を示す図である。 第一の実施形態による電源運転支援装置１０の例を示す図である。 第一の実施形態による発電電力予測部１０１が計算した発電装置５０の実績発電電力の確率分布の例を示す図である。 ２つの異なる運転評価値を同一のグラフに表示した例を示す図である。 ２つの運転評価値のうちの１つを重み付けした場合のグラフの例を示す図である。 表示装置８０が表示する確率分布の例を示す図である。

以下、実施形態による電源運転支援装置１０と電源運転支援装置１０を備える上下水道電源システム１について図面を参照して説明する。

＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態による電源運転支援装置１０を備える上下水道電源システム１の例を示す図である。
上下水道電源システム１は、図１に示すように、電源運転支援装置１０と、監視制御装置２０と、連系スイッチ４０と、発電装置５０（５０ａ、５０ｂ）と、電力貯蔵装置６０と、記憶装置７０と、表示装置８０と、入力装置１００とを備えている。また、上下水道電源システム１には電力系統３０と、負荷９０とが接続されている。

電源運転支援装置１０は、発電装置５０や負荷９０などの配電系統における装置の電力の情報を収集して記憶装置７０に保存する機能部である。また、電源運転支援装置１０は、オペレータにより入力された配電系統における装置の運転パラメータなどの設定値や発電電力の実績データと、予測したい日時における気象条件とに基づいて、種々の運転パラメータに対する運転評価値とその確率を計算する機能部である。

監視制御装置２０は、配電系統における装置の電力の状態を監視し、制御する機能部である。
電力系統３０は、電力会社から受電する電力の系統である。
連系スイッチ４０は、オンした場合に、上下水道電源システム１に電力系統３０を接続する機能部である。
発電装置５０は、電力を発電する機能部である。
電力貯蔵装置６０は、電力を蓄え、また供給する機能部である。

記憶装置７０は、配電系統における装置の電力の情報など、上下水道電源システム１が動作するために必要となる種々の情報を記憶する記憶装置である。なお、ここでは、上下水道電源システム１が記憶装置７０を備えているものとしているが、それに限定するものではない。記憶装置７０は、上下水道電源システム１が動作するために必要となる種々の情報に適切にアクセスできその情報を取得できる範囲において、どこに存在してもよく、また、分散して存在していてもよい。

表示装置８０は、電源運転支援装置１０が計算した種々の運転パラメータに対する運転評価値とその確率の関係を表示する表示装置である。なお、ここでは、上下水道電源システム１が表示装置８０を備えているものとして説明するが、それに限定するものではない。表示装置８０は、オペレータが適切に表示内容を確認できる範囲において、どの装置に備えられていてもよく、また、単独で存在していてもよい。
負荷９０は、上下水道電源システム１が駆動する負荷である。負荷９０は、例えば、水を処理するために駆動するポンプである。
入力装置１００は、運転評価部１０２が運転評価値を重み付けして計算するために使用する、重み付けの度合いを変更する機能部である。また、入力装置１００は、予測条件や運転条件などを入力する機能部である。また、入力装置１００は、表示装置８０の表示の設定を変更する機能部である。

ここで、図１に示す上下水道電源システム１について説明する。
上下水道電源システム１の備える連系スイッチ４０を介して電力系統３０は、負荷９０などに接続されている。その負荷９０は、電力系統３０が正常動作しているときに電力会社から電力を受電する。

監視制御装置２０は、上下水道電源システム１の配電系統における装置の電力状態を監視し、制御する。
例えば、監視制御装置２０は、電力系統３０が正常動作しているか異常動作をしているかを監視する。ここで、監視制御装置２０は、電力系統３０が正常動作から異常動作（例えば、停電など）に変化したことを検出すると、連系スイッチ４０をオフし、電力会社からの受電を停止するよう制御する。そして、監視制御装置２０は、上下水道電源システム１が備える発電装置５０や電力貯蔵装置６０を起動し、自立運転を開始するよう制御する。また、監視制御装置２０は、電力系統３０が異常動作から正常動作に変化したことを検出すると、連系スイッチ４０をオンし、電力会社からの受電を開始するよう制御する。なお、監視制御装置２０は、電力会社から受電する電力に応じて発電装置５０や電力貯蔵装置６０を運転または停止する。

なお、発電装置５０は、常用の発電装置５０ａと、非常用の発電装置５０ｂとに区別することができる。
発電装置５０ａは、例えば、再生可能エネルギを利用した太陽光発電装置や風力発電装置などである。
また、発電装置５０ｂは、例えば、タービン発電機、ディーゼル発電機などである。

電力系統３０が正常動作しているときに負荷９０が消費する電力は、電力系統３０を介して供給される電力会社から受電する電力と、発電装置５０ａが発電し供給する電力と、電力貯蔵装置６０が放電し供給する電力の総和となる。
電力系統３０が正常動作している場合、監視制御装置２０は、消費電力のピークシフトとして、夜間に電力会社から受電する電力を電力貯蔵装置６０に蓄積し、昼間に電力貯蔵装置６０が蓄積している電力を負荷９０に供給するように電力貯蔵装置６０を制御する。また、監視制御装置２０は、電力消費のピークカットとして、負荷９０の消費電力が多い時間帯に電力貯蔵装置６０が蓄積している電力を負荷９０に供給するように電力貯蔵装置６０を制御する。

また、電力会社と逆潮流しない契約を交わしている場合、監視制御装置２０は、電力会社側の電力系統３０に電力が戻らないようにするため、電力貯蔵装置６０に電力を蓄積するまたは発電装置５０が発電する電力を制限することで、発電電力が充電電力と負荷電力との総和を超えないように制御する。

また、電力系統３０が異常動作しているときに負荷９０が消費する電力は、発電装置５０ａが発電し供給する電力と、発電装置５０ｂが発電し供給する電力と、電力貯蔵装置６０が放電し供給する電力の総和となる。
電力系統３０が異常動作している場合、監視制御装置２０は、発電装置５０ｂを起動させるように制御する。なお、監視制御装置２０は、発電装置５０ｂが起動するまでの間、電力貯蔵装置６０が蓄積している電力を放電し負荷９０に供給するように制御することで、停電することなく自立運転に移行することができる。
ただし、上下水道電源システム１が発電装置５０ｂを備えていない場合には、監視制御装置２０は、電力貯蔵装置６０が蓄積している電力を放電し、負荷９０に供給するように制御する。また、監視制御装置２０は、発電装置５０ａや負荷９０による電力変動を抑制するように制御する。

上記のように運転される上下水道電源システム１において、発電装置５０ａが発電する電力量や負荷９０が消費する電力量などは、気象や季節に依存して変動する。そのため、オペレータが上下水道電源システム１を効率的に運転するためには、オペレータは、予測したい日時における気象条件において発電装置５０ａが発電する電力量や、負荷９０が消費する電力量などを正確に予測する必要がある。
電源運転支援装置１０は、配電系統における装置の情報を収集して記憶装置７０に記憶する。また、電源運転支援装置１０は、オペレータにより入力された配電系統における装置の運転パラメータなどの設定値や発電電力の実績データと、予測したい日時における気象条件とに基づいて、種々の運転パラメータに対する運転評価値とその確率を計算する。そして、表示装置８０は、電源運転支援装置１０が計算した種々の運転パラメータに対する運転評価値とその確率を表示する。こうすることで、電源運転支援装置１０は、予測したい日時における気象条件において発電装置５０ａが発電する電力量や負荷９０が消費する電力量などを正確に予測することを支援している。

図２は、第一の実施形態による電源運転支援装置１０の例を示す図である。
次に、第一の実施形態による電源運転支援装置１０について説明する。
第一の実施形態による電源運転支援装置１０は、図２に示すように、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。
なお、図２には、電源運転支援装置１０と共に、発電電力予測部１０１に入力される情報を記憶している記憶装置７０と、運転評価部１０２が計算した結果を表示する表示装置８０が示されている。

発電電力予測部１０１は、過去の日時における気象条件と、過去の日時における気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力とに基づいて、過去の日時における気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を計算する機能部である。また、発電電力予測部１０１は、計算した確率分布に基づいて、予測したい日時における気象条件において発電装置５０ａが発電する電力を予測する機能部である。

運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値のそれぞれと運転パラメータを計算する機能部である。

まず、第一の実施形態による発電電力予測部１０１の動作について説明する。
なお、発電装置５０ａは太陽光発電装置とする。また、記憶装置７０は、過去の日時における気象条件（晴／曇／雨）と、過去の日時における気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力とを記憶しているものとする。さらに、記憶装置７０は、負荷９０が消費した実績負荷電力を日時や気象条件と共に記憶しているものとする。

発電電力予測部１０１は、記憶装置７０にアクセスし、記憶装置７０が記憶している過去の日時における気象条件と、その過去の日時における気象条件において発電装置５０ａが実際に発電した実績発電電力の情報を入力する。
発電電力予測部１０１は、入力した情報を、気象条件毎、例えば晴、曇、雨の３つに分類する。発電電力予測部１０１は、各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を計算する。そして、発電電力予測部１０１は、記憶装置７０に計算結果を記憶する。

図３は、第一の実施形態による発電電力予測部１０１が計算した発電装置５０ａの実績発電電力の確率分布の例を示す図である。
図３において、横軸は発電装置５０ａが発電した発電電力である。また、図３において、縦軸は各気象条件（晴／曇／雨）において発電装置５０ａの発電した発電電力が横軸で示す発電電力となる確率である。

例えば、発電装置５０ａの発電電力がＷ８［ワット］の場合に最も高い確率Ｐ６となる。

また、気象条件が曇の場合、発電装置５０ａは、図３で示すように、発電装置５０ａの発電電力がＷ５［ワット］の場合に最も高い確率Ｐ８となる。

同様に、気象条件が雨の場合、発電装置５０ａは、図３で示すように、発電装置５０ａの発電電力がＷ２［ワット］の場合に最も高い確率Ｐ７となる。

発電電力予測部１０１は、各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を計算すると、その計算した各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布の情報を運転評価部１０２に出力する。
なお、発電電力予測部１０１は、計算した各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布の情報を表示装置８０に出力してもよい。こうすることで、オペレータは、計算した各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を視覚的に確認することができる。

また、発電電力予測部１０１は、日時に基づく季節毎に各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を計算してもよい。こうすることで、発電電力予測部１０１は、予測したい日時により適した各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を計算することができる。そして、発電電力予測部１０１は、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する発電電力をより正確に予測することができる。

次に、発電電力予測部１０１は、計算した各気象条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布に基づいて、予測時にオペレータにより入力される予測したい日時に基づく気象条件において発電装置５０ａが発電する発電電力を予測する。

ところで、発電装置５０ａは、再生可能エネルギを利用した太陽光発電装置である。日時や気象条件が異なると日照時間や日射量が異なるため、発電装置５０ａが発電する発電電力は、日時や気象条件により変動する。
また、負荷９０が消費する電力は、利用人数と一人当たりの利用電力で変動する。例えば、利用人数は、曜日（特に平日であるか休日であるか）により変動する。また、一人当たりの利用電力は、天候や気温などの気象条件により変動する。

発電電力予測部１０１は、予測時にオペレータにより予測したい日時とその日時における気象条件が入力されると、記憶装置７０にアクセスし、入力された日時と気象条件に最も近い発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布を読み出す必要がある。また、これと同時に、発電電力予測部１０１は、入力された日時と気象条件に最も近い条件において負荷９０が消費した実績負荷電力情報を記憶装置７０から読み出す必要がある。
そこで、発電電力予測部１０１は、例えば、次のように、確定項と確率項とに分けて予測したい日時において発電装置５０ａが発電する発電電力を予測する。

発電装置５０ａが発電する発電電力は、例えば、太陽の仰角と、発電装置５０ａの発電効率と、日射量との関数として予測することができる。
太陽の仰角は、日時から計算することができる。また、発電効率は、例えば、温度の関数を用いて、気温から計算する。なお、温度の関数は、天候が快晴のときの実績発電電力と実績気温に基づく推定発電電力との関係から計算する。また、推定日射量は、発電電力の予測関数を用いて実績発電電力と太陽の仰角と発電効率とから推定することができる。日射量の確率分布は、例えば、気象条件（晴／曇／雨）が同一のときの推定日射量から計算する。また、発電電力の確率分布は、日射量の確率分布（確率項）と太陽の仰角（確定項）と予測発電効率から計算する。

また、負荷９０が消費する電力の確率分布は、例えば、曜日（平日、休日）が同一のときの実績負荷電力から予測する。負荷電力は、例えば、曜日と、気象条件または気温との関数として、以下のように予測する。
曜日の負荷電力への影響は、気象条件（晴／曇／雨）が同一のときの負荷電力から計算する。気象条件の負荷電力への影響は、曜日が同一のときの負荷電力から計算する。また負荷電力の確率分布は、曜日が同一で気象条件も同一のときの確率分布から予測する。

以上のように、発電電力予測部１０１は、入力された日時と気象条件に最も近い条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布と、入力された日時と気象条件に最も近い条件における負荷電力との実績情報を特定し、記憶装置７０から読み出す。
そして、発電電力予測部１０１は、入力された日時と気象条件に最も近い条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布と、入力された日時と気象条件に最も近い条件における負荷電力との実績情報を記憶装置７０から読み出すと、それらの実績情報を運転評価部１０２に出力する。

運転評価部１０２は、発電電力予測部１０１から、入力された日時と気象条件に最も近い条件において発電装置５０ａが発電した実績発電電力の確率分布と、入力された日時と気象条件に最も近い条件における負荷電力との実績情報を入力する。
また、運転評価部１０２は、オペレータにより、発電条件を設定するために使用する運転パラメータや、複数の運転評価値に対する目標値などの設定が入力される。
ここで、運転パラメータは、例えば、電力貯蔵装置６０の目標電力貯蔵量や、発電装置５０の運転台数などである。また、目標値は、例えば、目標運転コストや、目標自立運転可能時間などである。

運転評価部１０２は、運転パラメータと発電装置５０ａが発電する予測発電電力から複数の運転評価値に対して確率分布を計算する。
複数の運転評価値とは、例えば、系統正常時の運転評価値や、停電等の系統異常時の運転評価値である。
そして、系統異常時の運転評価値は、例えば「自立運転時間を正規化した値＝自立運転時間／目標自立運転可能時間」である。また、系統正常時の運転評価値は、例えば「運転パフォーマンスを正規化した値＝目標運転コスト／運転コスト」である。

自立運転時間は、例えば、電力貯蔵装置６０の電力貯蔵量が設定最低電力量となる時間より計算する。電力貯蔵装置６０の電力貯蔵量は、電力貯蔵装置６０の充放電電力を時間積分して計算する。系統異常時に電力貯蔵装置６０が放電する放電電力は、「負荷電力−発電電力」より計算する。また、複数の運転評価値のうちどの運転評価値を重要視するかに応じて、運転評価値に重み付けする。

図４は、２つの異なる運転評価値を同一のグラフに表示した例を示す図である。
この図で示すグラフは、２つの自立運転時間と運転パフォーマンスのそれぞれの運転評価値を正規化して同一の運転評価値で固定とし、横軸に運転パラメータとして発電装置５０の台数をとり、縦軸に確率をとったものである。
ここでは、横軸が発電装置５０であるため、Ａで示した自立運転時間は発電装置５０の台数が増加するにつれ運転時間が延び、確率が上がっている。また、横軸が発電装置５０であるため、Ｂで示した運転パフォーマンスは発電装置５０の台数が増加するにつれコストが増加し、運転パフォーマンスの確率は下がっている。

また、ここでは、同時にＡ＋Ｂで示した自立運転時間と運転パフォーマンスとを合成した確率を示している。自立運転時間と運転パフォーマンスとはトレードオフの関係にあり、自立運転時間と運転パフォーマンスとを合成した確率は、ピークを示す。このピークを示すときの運転パラメータで運転したときが、運転評価値である自立運転時間と運転パフォーマンスとをバランスよく満足していると言える。ここで示した例では、運転パラメータが発電装置５０の台数であるため、発電装置５０の台数として整数である１台を選択することとなる。

図５は、２つの運転評価値のうちの１つを重み付けした場合のグラフの例を示す図である。
この図で示すグラフは、運転パラメータを固定とし、２つの自立運転時間と運転パフォーマンスのそれぞれの運転評価値を正規化して、さらに、運転パフォーマンスを２倍の重み付けしたものである。なお、運転パフォーマンスの２倍の重み付けは、Ｄで示した運転パフォーマンスを横軸である運転評価値方向に２倍に引き伸ばし、元の１倍のところ、すなわち、正規化して考えていたところまでの確率でグラフを作り直して行っている。
なお、この重み付けを行うことで、図５で示すように、Ｃ＋Ｄで示した自立運転時間と運転パフォーマンスとを合成した確率は、Ｃ＋Ｄ’で示した確率に変化する。

これを図４で示したグラフで考えると、運転パフォーマンスに対する要求が厳しくなるため、Ａで示した自立運転時間を正規化した値に対してＢで示した運転パフォーマンスを正規化した値が低くなる、すなわち確率が相対的に低下するグラフとなる。従って、図４において、Ａ＋Ｂで示した自立運転時間と運転パフォーマンスとを合成した場合のピークは左側に移動する。

なお、運転コストは、電力系統３０を介して電力会社から受電する受電電力に掛かるコスト（電気料金）と、発電装置５０や電力貯蔵装置６０などの運転に掛かるコストから計算する。電気料金は、契約電力などで変わる基本料金と、電力量料金単価と受電電力量とで変動する電力量料金とに分けて計算する。また、電力量料金単価は、時間帯（昼間、夜間）に応じた算出方法で計算する。
また、系統正常時に電力系統３０を介して電力会社から受電する昼間の受電電力は、「負荷電力−発電電力−電力貯蔵装置からの放電電力」より計算する。また、系統正常時に電力系統３０を介して電力会社から受電する夜間の受電電力は、「負荷電力−発電電力＋電力貯蔵装置への充電電力」より計算する。

運転評価部１０２は、図４では固定として示した運転評価値を０〜１まで変動させて運転パラメータと、運転評価値と、確率を計算する。また、運転評価部１０２は、図５を用いて説明したように運転評価値を重み付けした場合に対して、運転パラメータと運転評価値と、確率を計算する。そして、運転評価部１０２は、その計算結果を表示装置８０に出力する。
なお、電源運転支援装置１０は、運転評価部１０２が運転評価値を重み付けして計算するために使用する、重み付けの度合いを変更するための入力装置１００を備えていてもよい。

表示装置８０は、運転評価部１０２が計算した計算結果を、運転パラメータと、複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値と重み付けされた別の運転評価値とを合成した運転評価値、または運転評価値と、確率とを３軸として表示する。
図６は、表示装置８０が表示する確率分布の例を示す図である。
表示装置８０は、例えば、図６に示すように、運転パラメータをｘ軸、運転評価値をｙ軸、確率をｚ軸として、立体的にコンター表示する。

なお、表示装置８０は、運転パラメータなどの設定値を変更する入力装置１００を備え、その設定値の変更に伴い表示が変更できるものであってもよい。また、表示装置８０は、表示角度など表示そのものの見え方の設定を変更する入力装置１００を備えていてもよい。ただし、ここでは表示装置８０の設定を変更する入力装置１００は、運転評価部１０２が運転評価値を重み付けして計算するために使用する、重み付けの度合いを変更するための入力装置１００と同一の装置としたが、同様の機能を満足する範囲において別の装置であってもよい。
表示装置８０は、例えば、立体表示の角度を調整できる入力装置１００を備え、角度に対応して表示を変更する。こうすることで、オペレータは、様々な角度から表示を確認することができ、運転パラメータと複数の運転評価値との関係や、運転評価値によって確率が急変する部分などを把握することができる。
また、オペレータが入力装置１００を介して表示角度を、例えば、上部からの投影に変更することで、表示装置８０は、確率を等高線として表示する。こうすることで、オペレータは、ある確率となる運転パラメータと運転評価値との組み合わせを容易に把握することができる。

以上のように、実施形態の電源運転支援装置１０は、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。発電電力予測部１０１は、過去に発電装置５０ａが発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する電力を予測する。運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
こうすることで、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態による電源運転支援装置１０は、第一の実施形態による電源運転支援装置１０と同様の構成である。ただし、第二の実施形態による電源運転支援装置１０の備える運転評価部１０２は、運転パラメータと、運転評価値と、確率分布に基づいて、運転評価値における目標値を示す目標運転評価値の上下限を満足する確率または目標確率と、運転パラメータとの関係を計算する。
そして、表示装置８０は、計算結果である確率分布に基づいて、運転パラメータと、運転評価値とを２軸とし、運転評価値における目標値を示す目標運転評価値の上下限を満足する確率または目標確率と、運転パラメータとの関係を表示する。
系統異常時の運転評価値は、例えば目標自立運転可能時間を満足する確率とする。
系統正常時の運転評価値は、例えば「目標運転コスト／目標確率」を満足する「運転コスト×重み」とする。また、系統正常時の運転評価値は、例えば「目標運転コスト／目標確率」を満足する「目標確率を５０％とした平均運転コスト×重み」としてもよい。

以上のように、実施形態の電源運転支援装置１０は、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。発電電力予測部１０１は、過去に発電装置５０ａが発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する電力を予測する。運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
こうすることで、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。また、複数の目標運転評価値の上下限を満足する確率、または目標確率を満足する運転評価値を計算して表示することにより、適切な運転支援をすることができる。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態による電源運転支援装置１０は、第一の実施形態による電源運転支援装置１０と同様の構成である。ただし、第三の実施形態による電源運転支援装置１０の備える発電電力予測部１０１は、実績発電電力の確率分布を計算する際に、実績発電電力の異常値を補正した値を用いる。

第三の実施形態による電源運転支援装置１０が備える発電電力予測部１０１が計算する発電装置５０ａが発電する実績発電電力の確率分布は、気象条件が同一のときの過去の実績発電電力から計算する。
また、電源運転支援装置１０は、推定発電電力の確率分布から、統計量（平均や分散）を計算する。
発電電力の確率分布は、気象条件が同一のときの実績発電電力で、平均±分散×異常倍数の範囲を超えた場合には異常として除外または限界値に補正して計算する。
なお、一般的なＥＭ法（期待値最大化法）を用いて異常値を補正してもよい。
ＥＭ法では、２つのステップを行う。１つ目のＥステップでは、モデルパラメータを用いて、推定データを計算する。２つ目のＭステップでは、実績データと推定データとの差を用いて、実績データを補正して、モデル誤差が小さくなるようなモデルパラメータを計算する。

以上のように、実施形態の電源運転支援装置１０は、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。発電電力予測部１０１は、過去に発電装置５０ａが発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する電力を予測する。運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
こうすることで、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。また、発電装置５０ａが発電する発電電力を予測する際に、発電電力の異常値による影響を少なくすることにより、適切な運転支援をすることができる。

＜第四の実施形態＞
第四の実施形態による電源運転支援装置１０は、第一の実施形態による電源運転支援装置１０と同様の構成である。ただし、第四の実施形態による電源運転支援装置１０の備える発電電力予測部１０１は、発電電力に影響する項目を確定項と確率項とに分け、確率分布の時間変化を含めて計算する。

第三の実施形態による電源運転支援装置１０が備える発電電力予測部１０１は、発電装置５０ａが発電する発電電力を、例えば、日照量と太陽の仰角と発電効率とに分けて予測する。
日照量は天気予報で変動する確率項、太陽の仰角は日時により決定する確定項、発電効率は温度や経年変化などで変動する確率項となる。
時間変動する項は、例えば、（時間差が長い）経時（過去）の実績になるほど影響が小さくなるような重み付けを行い計算する。
重み付けは、例えば、時間差の指数関数の逆数とする（時間差が０の時は１で、時間差が無限大の時は０）。
また、確率分布の時間変化は、例えば、統計量（平均や分散）の時間変化から計算してもよい。例えば、時間変化が線形モデルと仮定できる場合は、忘却係数付き逐次最小二乗法を用いて計算する。
そして、発電電力予測部１０１は、発電電力を確定項の予測と確率項の予測を合わせて計算する。

以上のように、実施形態の電源運転支援装置１０は、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。発電電力予測部１０１は、過去に発電装置５０ａが発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する電力を予測する。運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
こうすることで、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。また、発電電力予測部１０１が計算に用いる確率項の時間変化による影響を少なくすることにより、適切な運転支援をすることができる。

＜第五の実施形態＞
第五の実施形態による電源運転支援装置１０は、第一の実施形態による電源運転支援装置１０と同様の構成である。ただし、第五の実施形態による電源運転支援装置１０の備える発電電力予測部１０１は、発電電力に影響する特徴量の評価を行い、特徴量を選択して計算する。なお、負荷電力に影響する特徴量として、例えば、気温、湿度、降水量、気圧、日時、イベントの規模や参加人数などが考えられる。

発電電力予測部１０１は、環境変化(時間変化)によって影響する特徴量が変化した場合にも対応できるように、例えば、以下のように特徴量を選択する。
まず、発電電力予測部１０１は、現状の選択した特徴量で、予測評価量を求める。そして、発電電力予測部１０１は、現状の選択した特徴量に新たな特徴量を１つ加えて、予測評価量を求める。新たな特徴量を追加すると予測評価量が変化する場合には、発電電力予測部１０１はその特徴量を追加する。
次に、発電電力予測部１０１は、現状の選択した特徴量から１つ引いて、予測評価量を求める。新たな特徴量を削減しても予測評価量が変化しない場合には、発電電力予測部１０１はその特徴量を削減する。なお、発電電力予測部１０１は、モデル誤差を用いて予測評価量を計算してもよいし、何らかのＩＣ（情報量基準）規準に基づいて予測評価量を計算してもよい。

以上のように、実施形態の電源運転支援装置１０は、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。発電電力予測部１０１は、過去に発電装置５０ａが発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する電力を予測する。運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
こうすることで、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。また、発電電力予測部１０１が計算に用いる特徴選択による影響を少なくすることにより、適切な運転支援をすることができる。

以上のように、実施形態の電源運転支援装置１０は、発電電力予測部１０１と、運転評価部１０２とを備える。発電電力予測部１０１は、過去に発電装置５０ａが発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において発電装置５０ａが発電する電力を予測する。運転評価部１０２は、発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、発電電力予測部１０１が予測した発電装置５０ａが発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する。
こうすることで、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の電源運転支援装置１０によれば、電力貯蔵装置６０などを有効に利用して自立運転システムを効率的に運転するための情報を提供することができる。

なお実施形態について説明したが、上述の電源運転支援装置１０は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１・・・上下水道電源システム
１０・・・電源運転支援装置
２０・・・監視制御装置
３０・・・電力系統
４０・・・連系スイッチ
５０、５０ａ、５０ｂ・・・発電装置
６０・・・電力貯蔵装置
７０・・・記憶装置
８０・・・表示装置
９０・・・負荷
１００・・・入力装置
１０１・・・発電電力予測部
１０２・・・運転評価部

Claims (13)

1. 過去に発電装置が発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において前記発電装置が発電する電力を予測する発電電力予測部と、
   発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、前記発電電力予測部が予測した前記発電装置が発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する運転評価部と
   を備えることを特徴とする電源運転支援装置。
2. 前記発電電力予測部は、
   過去の日時における気象条件と、前記過去の日時における気象条件において発電装置が発電した実績発電電力とに基づいて、前記過去の日時における気象条件に対して前記発電装置が発電した実績発電電力の確率分布を計算し、計算した前記確率分布に基づいて、予測したい日時における気象条件において発電装置が発電する電力を予測する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源運転支援装置。
3. 前記運転評価部は、
   前記複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値と前記複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値に対して重み付けされた別の運転評価値とに基づいて、前記複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値と前記重み付けされた別の運転評価値とを合成した運転評価値の確率分布を計算する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源運転支援装置。
4. 前記複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値に対して重み付けされた別の運転評価値における重み付けの度合いを変更するための入力装置
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の電源運転支援装置。
5. 前記確率分布を、前記運転パラメータと、前記複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値と前記重み付けされた別の運転評価値とを合成した運転評価値、または前記運転評価値と、確率とを３軸とし表示する表示装置
   を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電源運転支援装置。
6. 前記表示装置は、
   前記確率分布に基づいて、前記運転パラメータと、前記複数の運転評価値のうちの１つの運転評価値と前記重み付けされた別の運転評価値とを合成した運転評価値、または前記運転評価値とを２軸とし、前記運転評価値における目標値を示す目標運転評価値の上下限を満足する確率または目標確率と、前記運転パラメータとの関係を表示する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電源運転支援装置。
7. 前記運転評価部は、
   自装置の負荷に対して自装置の外部から供給電力が有る場合と無い場合のそれぞれにおける運転評価値を計算する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電源運転支援装置。
8. 前記発電電力予測部は、
   前記過去に発電装置が発電した実績発電電力における異常値を統計的に値に補正し、前記補正値に基づいて予測したい日時において前記発電装置が発電する電力を予測する
   ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の電源運転支援装置。
9. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の確率分布を、運転パラメータと、運転評価値と、確率とを３軸とし表示する
   ことを特徴とする表示装置。
10. 前記確率分布に基づいて、前記運転パラメータと、前記運転評価値とを軸とし、前記運転評価値における目標値を示す目標運転評価値の上下限を満足する確率または目標確率と、前記運転パラメータとの関係を表示する
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記運転評価値における重み付けの度合いや運転パラメータなどの設定値を変更するための入力装置
    を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の表示装置。
12. 過去に発電装置が発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において前記発電装置が発電する電力を予測し、
    発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、予測した前記発電装置が発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する
    ことを特徴とする電源運転支援方法。
13. 電源運転支援装置のコンピュータを、
    過去に発電装置が発電した実績発電電力に基づいて、予測したい日時において前記発電装置が発電する電力を予測する発電電力予測手段、
    発電条件を設定するために使用する運転パラメータと、前記発電電力予測手段が予測した前記発電装置が発電する電力とに基づいて、複数の運転評価値の確率分布を計算する運転評価手段
    として機能させるためのプログラム。

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