JP2015087886A - 売電計画作成方法、売電計画作成装置、売電計画作成システム及び売電計画作成プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】売電計画作成装置30において、発電システムの発電量予測値、過去の発電量実績値、及び売電料金が蓄積されるデータ蓄積部31と、データ蓄積部31内の発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、発電量予測値をコンピュータシステムによる演算周期に従い前記範囲内で逐次変化させた修正予測値とデータ蓄積部31内の発電量実績値及び売電料金を用いて、過去の一定期間における売電収入を演算し、この売電収入を最大化するような修正予測値を最良予測値として決定し、この最良予測値を売電量として売電計画を作成する計画立案部32と、を有する。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1には、図4に示す構成の統括風力発電システム300が記載されている。図4において、101は通信ネットワーク、102は電力ネットワーク、201は電力取引所、202は負荷、310,320は複数のウィンドファーム、330は蓄電装置、350は統括風力制御部、360はデータベースである。このデータベース360には、発電または売電計画の作成用に風力、発電量、売電量、単価等を予測するための種々のデータが格納されている。
これらの従来技術では、発電量予測値の範囲内において、ある確率のもとで予測が最も下側に外れた時の予測値(以下、予測値(下側)という)を採用することにより、売電量が不足する事態を回避して安全サイトでの売電を行っている。
また、予測誤差が発生した場合には、蓄電電力を用いて当初計画した売電量を確保することにより、いわゆるインバランス料金(供給量が所定の変動範囲を下回る場合に課されるペナルティ料金)が発生しないような運用が行われていた。すなわち、発電電力を電力市場に売電する場合、発電量の実現確率が最も高い予測値(中央)通りに売電しようとしても、例えば図5の例では、発電量実績値が予測値(中央)を下回ってしまう時間帯ΔT1,ΔT2ではインバランスが発生し、インバランス料金を支払うことになる。このような状況を回避するため、特許文献1,2に係る発明では蓄電装置の充放電によって対応しており、いわばインバランスの発生回避を主目的とするものであって、必ずしも売電収入の最大化を目的としたものではない。
しかしながら、仮に、ある確率のもとで計算される図5の予測値(下側)を信頼して入札すると、入札量が少な過ぎる場合がある。最適な入札量が予測値(中央)と予測値(下側)との間に存在することは感覚的には理解できるが、入札量は発電量予測値だけでなく売電単価にも影響されるので、発電量予測値だけを考慮して決定することはできない。すなわち、売電単価が高い時間帯には入札量を多めにすれば売電収入が向上し、逆に売電単価が低い時間帯には入札量を少なめにしておけばインバランス料金が発生しないからである。
つまり、売電収入を最大化させるためには、発電量予測値の確率を考慮した幅と売電料金(売電単価やインバランス料金)との両方を考慮して売電計画を作成する必要がある。
前記コンピュータシステムは、
前記発電システムの発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記範囲内で逐次変化させた修正予測値を生成し、
前記発電システムの過去の発電量実績値と前記修正予測値と前記売電料金とを用いて過去の一定期間における売電収入を演算すると共に、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定し、
前記最良予測値を売電量として売電計画を作成するものである。
前記売電料金が、売電単価及びインバランス料金を含み、
前記発電システムによる実際の発電量が前記最良予測値を超える場合は、前記最良予測値に相当する発電量を第1の売電単価により売電し、前記最良予測値を超える発電量を第2の売電単価により売電すると共に、実際の発電量が前記最良予測値に達しないときは、不足分の発電量について前記インバランス料金を支払うように計画を作成するものである。
前記コンピュータシステムが、
前記発電システムの発電量予測値、過去の発電量実績値、及び前記売電料金が蓄積されるデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部内の発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記コンピュータシステムによる演算周期に従い前記範囲内で逐次変化させた修正予測値と前記データ蓄積部内の前記発電量実績値及び前記売電料金を用いて、過去の一定期間における売電収入を演算し、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定し、前記最良予測値を売電量として売電計画を作成する計画立案部と、を有するものである。
前記コンピュータシステムが、
前記発電システムの一定期間の発電量を予測する発電量予測装置と、前記発電システムの過去の発電量実績値及び売電料金が記憶された記憶装置と、売電計画作成装置と、を備え、
前記売電計画作成装置は、
前記発電量予測装置による発電量予測値、前記記憶装置内の過去の発電量実績値及び売電料金が入力されて蓄積されるデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部内の発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記コンピュータシステムによる演算周期に従い前記範囲内で逐次変化させた修正予測値と前記データ蓄積部内の前記発電量実績値及び前記売電料金を用いて、過去の一定期間における売電収入を演算し、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定し、前記最良予測値を売電量として売電計画を作成する計画立案部と、を有するものである。
前記コンピュータシステムにより、
前記発電システムの発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記範囲内で逐次変化させた修正予測値を生成する処理と、
前記発電システムの過去の発電量実績値と前記修正予測値と前記売電料金とを用いて過去の一定期間における売電収入を演算すると共に、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定する処理と、
前記最良予測値を売電量として売電計画を作成する処理と、を実行させるものである。
図1は、この実施形態に係る売電計画作成システムの構成図であり、例えばマイクロコンピュータシステムのハードウェア及び売電計画作成プログラムにより実現されるものである。
図1において、発電量予測装置10は、予測モデルとしてニューラルネットワークや重回帰式等を用いて、例えば、発電システム(図示せず)による翌日以降の30分ごとの発電量を予測する。発電システムとしては、再生可能エネルギーを用いたものであれば種類は問わず、太陽光発電システム、風力発電システム等に適用可能である。なお、この実施形態では、いわゆるメガソーラーによる太陽光発電電力の売電計画の作成を想定している。
記憶装置20には、過去の一定期間の発電量実績値と、後述する売電料金とが記憶されており、発電量実績値は、必要に応じて発電量予測装置10による予測にも使用される。
売電単価Aはすべての時間で均一料金であり、売電単価Bは、電力需要が多い13〜16時の料金がそれ以外の時間よりも高くなっている。また、インバランス料金Bについては、季節や時間帯に応じて料金が細かく設定されている。
表1に示した売電料金はあくまで一例であり、本発明における売電料金(売電条件)はこれに何ら限定されるものではない。
図2は、計画立案部32の処理を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って動作を説明する。
次に、データ蓄積部31内の発電量予測値に従って売電したときのN日間(Nは自然数であり、数ヶ月〜数年に相当する日数)の売電収入を、数式1により求める(ステップS2)。
[数2]
修正予測値(t時,day,i)=予測値(中央)−{予測値(中央)−予測値(下側)}×0.01×ループ回数i
(ループ回数i=0〜100)
(1)修正予測値<発電量実績値の場合
この場合には、数式3により売電収入(t時,day,i)を演算する。
[数3]
売電収入(t時,day,i)=修正予測値(t時,day,i)×売電単価B(t時)+(発電量実績値(t時,day,i)−修正予測値(t時,day,i))×売電単価A
上記の数式3は、修正予測値が比較的小さい間は、単価の高い売電単価Bによる収入をベースとし、修正予測値を上回る発電量については、単価の安い売電単価Aによる収入を加算することを意味している。
この場合には、数式4により売電収入(t時,day,i)を演算する。
[数4]
売電収入(t時,day,i)=発電量実績値(t時,day,i)×売電単価B(t時)−(修正予測値(t時,day,i)−発電量実績値(t時,day,i))×インバランス料金B(t時)
上記の数式4は、修正予測値が比較的大きくなった間は、単価の高い売電単価Bによる収入を最大限とし、発電量実績値を上回る発電量はインバランスの対象となって収入を減少させる方向に働くことを意味している。
そして、ループ回数iが規定数(上記では100)に達するまで(ステップS5 No)、修正予測値を上記の最良予測値に変更しながら(ステップS6)、ステップS2〜S6の処理を繰り返す。ループ回数iが規定数に達したら(ステップS5 Yes)、終了条件を満足したものとして計算を終了する。
例えば、時間帯(0:00〜0:30)を対象としてステップS2〜S6のループ計算を100回実行したときに、50回目のループ(すなわちi=50)により求めた売電収入が最大になったとすると、そのときの修正予測値が最良予測値となる。このとき、数式2によれば、修正予測値は予測値(中央)と予測値(下側)との差の0.5倍となり、言い換えれば、予測値(中央)と予測値(下側)との平均値となる。このことは、過去の任意期間において、予測値(中央)と予測値(下側)との平均値の発電量を売電するように売電計画を立案していれば、売電収入が最大になったことを意味する。
なお、上述した処理は、0:00〜0:30という一単位の時間帯を対象としたものであるため、他の時間帯についても同様の処理を行えば、0:00〜24:00の48個の時間帯においてそれぞれ売電収入を最大化し得る最良予測値(売電量)を求めて売電計画を作成することができる。
図3において、最良予測値は、図2のフローチャートに従って売電収入を最大化するように求めたもので、予測値(中央)と予測値(下側)との間に存在し、例えば翌日の売電計画を作成するための発電量予測値となる。
すなわち、各時間帯において、最良予測値に相当する発電量(ゼロから最良予測値までの発電量)については、実際に売電できる確率が高いことから、売電単価Bにて高く売電するように計画する。また、最良予測値を超過する分、つまり約定分より余剰になる発電量については、実際に売電できる確率が低いことから、安い売電単価Aにて売電するように計画しても損失は少なくなる。
更に、発電量実績値が最良予測値よりも下回る部分については、インバランス料金Bを払うこととする。
このようにして売電単価A,B及びインバランス料金Bと組み合わせて作成した売電計画は、必要に応じて図1の出力部33により、ディスプレイ上に表示する。その場合の表示イメージとしては、図3に示すイメージを色分けなどを行って表示することが望ましい。
なお、何れのケースもメガソーラー(出力が1[MW])のみを使用し、蓄電池や発電機等の出力調整設備がない太陽光発電システムを対象としている。また、発電量実績値には、過去3か月分のデータを用いている。
また、ケース2,ケース3は、発電量の一部を売電単価が高い電力市場に売電し、余剰分を電力会社に売電するケースに当たる。
ケース2では、予測値(中央)を信頼して売電単価Bにて売電しているが、インバランス料金が発生する日が多いため、結果的に売電収入が最低になっている。ケース3は、本実施形態による売電計画に基づいて売電した場合であり、売電収入が最大になっている。
この場合の修正予測値(i)は、以下の数式6により定義されるように、j箇所の売電先ごとに修正予測値(i)を求める問題、言い換えれば、修正予測値(i)をj箇所の売電先ごとに分配する問題となる。
[数6]
修正予測値(i)>Σ修正予測値j
逆に、実際の発電量が修正予測値(i)よりも多い場合には、多くの売電先では買い取ってもらえない。そこで、前述した実施形態における売電単価Aのように、買い取ってもらえる売電先に全量を売電するという条件で計算する。勿論、売電単価Aが適用される売電先がない場合は、計算上、売電単価0円,インバランス料金0円の売電先をそれぞれ売電単価A,インバランス料金Aとして設定することで、計算が可能になる。
例えば、売電単価及びインバランス料金が高い売電先には、確実に発電できる量を売電して高い売電収入を確保し、売電単価及びインバランス料金が安い売電先には、残りの余剰分を売電すると共に、売電単価が低くインバランス料金が高い売電先には売電しない、といった売電条件による計画を、数学的に最適な比率で求めることができる。
20:記憶装置
30:売電計画作成装置
31:データ蓄積部
32:計画立案部
33:出力部
Claims (5)
- 再生可能エネルギーを利用した発電システムによる発電電力を所定の売電料金にて販売する売電計画の作成方法であって、コンピュータシステムを用いて売電量を決定する売電計画作成方法において、
前記コンピュータシステムは、
前記発電システムの発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記範囲内で逐次変化させた修正予測値を生成し、
前記発電システムの過去の発電量実績値と前記修正予測値と前記売電料金とを用いて過去の一定期間における売電収入を演算すると共に、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定し、
前記最良予測値を売電量として売電計画を作成することを特徴とする売電計画作成方法。 - 請求項1に記載した売電計画作成方法において、
前記売電料金が、売電単価及びインバランス料金を含み、
前記発電システムによる実際の発電量が前記最良予測値を超える場合は、前記最良予測値に相当する発電量を第1の売電単価により売電し、前記最良予測値を超える発電量を第2の売電単価により売電すると共に、実際の発電量が前記最良予測値に達しないときは、不足分の発電量について前記インバランス料金を支払うように計画を作成することを特徴とする売電計画作成方法。 - 再生可能エネルギーを利用した発電システムによる発電電力を所定の売電料金にて販売するために、コンピュータシステムを用いて売電量を決定する売電計画作成装置において、
前記コンピュータシステムが、
前記発電システムの発電量予測値、過去の発電量実績値、及び前記売電料金が蓄積されるデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部内の発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記コンピュータシステムによる演算周期に従い前記範囲内で逐次変化させた修正予測値と前記データ蓄積部内の前記発電量実績値及び前記売電料金を用いて、過去の一定期間における売電収入を演算し、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定し、前記最良予測値を売電量として売電計画を作成する計画立案部と、
を有することを特徴とする売電計画作成装置。 - コンピュータシステムを用いて、再生可能エネルギーを利用した発電電力を売電する計画を作成する売電計画作成システムにおいて、
前記コンピュータシステムが、
前記発電システムの一定期間の発電量を予測する発電量予測装置と、前記発電システムの過去の発電量実績値及び売電料金が記憶された記憶装置と、売電計画作成装置と、を備え、
前記売電計画作成装置は、
前記発電量予測装置による発電量予測値、前記記憶装置内の過去の発電量実績値及び売電料金が入力されて蓄積されるデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部内の発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記コンピュータシステムによる演算周期に従い前記範囲内で逐次変化させた修正予測値と前記データ蓄積部内の前記発電量実績値及び前記売電料金を用いて、過去の一定期間における売電収入を演算し、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定し、前記最良予測値を売電量として売電計画を作成する計画立案部と、
を有することを特徴とする売電計画作成システム。 - 再生可能エネルギーを利用した発電システムによる発電電力を所定の売電料金にて販売する売電計画を作成する際に、売電先への売電量をコンピュータシステムにより決定するための売電計画作成プログラムにおいて、
前記コンピュータシステムにより、
前記発電システムの発電量予測値が一定の範囲内で所定の確率にて存在するときに、前記発電量予測値を前記範囲内で逐次変化させた修正予測値を生成する処理と、
前記発電システムの過去の発電量実績値と前記修正予測値と前記売電料金とを用いて過去の一定期間における売電収入を演算すると共に、前記売電収入を最大化するような前記修正予測値を最良予測値として決定する処理と、
前記最良予測値を売電量として売電計画を作成する処理と、を実行させることを特徴とする売電計画作成プログラム。
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