JP2015208084A - Power management system, power management method, and power management program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力管理システム、電力管理方法、及び電力管理プログラムに関する。 The present invention relates to a power management system, a power management method, and a power management program.
上水道システムは、ライフラインとして重要性の高い社会インフラである。このような上水道システムでは、需要者の水需要に対して適切に水道施設を運用し、需要者に安定して水を送り届けるため、水運用計画が立案される。水運用計画は、過去の水需要量のデータ、気象情報等を利用して、数日先までの水需要を予測し、その予測結果に基づいて送配水ポンプの運転スケジュールを策定するものである。 The water supply system is a highly important social infrastructure as a lifeline. In such a water supply system, a water operation plan is drawn up in order to operate a water supply facility appropriately for the water demand of the consumer and to deliver water stably to the consumer. The water operation plan predicts the water demand up to several days ahead using the past water demand data, weather information, etc., and formulates the operation schedule of the transmission and distribution pump based on the prediction result .
特許文献1では、広域の水道設備の運用計画を策定するため、運用計画問題の目的関数に、ポンプの電力消費量、ポンプによる送水量変動の項を設けてこれを最小化するような運用計画を立案することが提案されている。これにより、送水量の変動を抑制したうえで、例えば1日の消費電力量を最小化しようとしている。また、電力消費のピーク時間帯に運転可能なポンプの台数に制約を設けて計画問題を解き、運用計画を立案することで、電力ピークカットへ対応している。また、運用計画問題を、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm、以下「GA」)を用いて解いている。計画すべき送水量は離散値をとり、か
つ、その値は時間の経過とともに変化する。特許文献1では、流量変化時刻Tとその時刻の流量Qとの組み合わせ(T,Q)のセットで、送水量の時系列変化を表現している。この時刻と流量の組み合わせを1つの遺伝子としてGAを適用している。
In
しかしながら、特許文献1では、一つの水道事業体における広域設備の運用計画問題解法を実時間で実施できるものの、電力のピークシフトなどで複数の水道事業体の設備全体を対象とする運用計画策定を行う場合は、探索空間が飛躍的に拡大するので実時間の解法は困難となるという問題があった。
However, in
本発明は、上記の及び他の課題を解決するためになされたもので、その一つの目的は、複数の大規模電力消費システムに関して、電力消費量の節減計画等の電力管理を効率的に行うことを可能とする電力管理システム、電力管理方法、及び電力管理プログラムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above and other problems, and one object of the present invention is to efficiently perform power management such as a power consumption saving plan for a plurality of large-scale power consumption systems. The present invention provides a power management system, a power management method, and a power management program that enable the above.
上記の目的及び他の目的を達成するための本発明の一態様は、複数の電力消費システムにおける電力消費量を管理するための電力管理システムであって、各前記電力消費システムに存在する電力消費設備の設備情報と前記電力消費設備の運用情報に基づいて各前記電力消費システムにおける電力消費量の調整余力を計算するための調整余力計算部と、前記調整余力計算部による前記調整余力の計算結果に基づいて、各前記電力消費システムに存在する前記電力消費設備が消費する電力消費量についての目標電力削減量を計算するための目標電力削減量計算部と、前記目標電力削減量に基いて各前記電力消費システムにおいて当該目標電力削減量を実現するための運用計画問題を設定するための運用計画問題設定部と、各前記電力消費システムについての前記運用計画問題を解くための運用計画問題解
探索部と、各前記電力消費システムについて前記運用計画問題解探索部が導出した解決結果が、前記目標電力削減量を満たしているか判定するための解決結果判定部と、前記解決結果判定部から各前記電力消費システムについての解を受領して、当該解に基づいて実現可能な電力削減量を算出する電力削減量算出部とを備え、前記解決結果判定部が前記目標電力削減量を満たしていないと判定した場合、その旨の情報を前記運用計画問題設定部に通知して前記運用計画問題を再設定して前記運用計画問題解探索部にて解が得られるまで反復して解く処理を実行し、前記電力削減量算出部は前記解決結果判定部からの前記解に基いて各前記電力消費システムでの電力削減量を算出することを特徴とする電力管理システムである。
An aspect of the present invention for achieving the above object and other objects is a power management system for managing power consumption in a plurality of power consumption systems, the power consumption existing in each of the power consumption systems Adjustment capacity calculation unit for calculating the adjustment capacity of power consumption in each of the power consumption systems based on the facility information of the facility and the operation information of the power consumption facility, and the calculation result of the adjustment capacity by the adjustment capacity calculation unit Based on the target power reduction amount calculating unit for calculating the target power reduction amount for the power consumption consumed by the power consuming equipment existing in each power consumption system, and each based on the target power reduction amount An operation plan problem setting unit for setting an operation plan problem for realizing the target power reduction amount in the power consumption system, and each of the power consumption systems An operation plan problem solution search unit for solving the operation plan problem and a solution result derived by the operation plan problem solution search unit for each of the power consumption systems to determine whether or not the target power reduction amount is satisfied. And a power reduction amount calculation unit that receives a solution for each of the power consumption systems from the solution result determination unit and calculates a power reduction amount that can be realized based on the solution. When the solution result determination unit determines that the target power reduction amount is not satisfied, the operation plan problem solution search unit is configured to notify the operation plan problem setting unit of information to that effect and reset the operation plan problem. The power reduction amount calculation unit calculates the power reduction amount in each power consumption system based on the solution from the solution result determination unit. A power management system according to claim.
上記した本発明の一態様によれば、複数の大規模電力消費システムに関して、電力消費量の節減計画等の電力管理を効率的に行うことを可能とする電力管理システム、電力管理方法、及び電力管理プログラムが提供される。 According to one aspect of the present invention described above, a power management system, a power management method, and power that can efficiently perform power management such as a power consumption saving plan for a plurality of large-scale power consumption systems. A management program is provided.
以下、本発明について、添付図面を参照してその実施形態に即して説明する。まず、本発明の一実施形態に係る電力管理システム1について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電力管理システム1の全体構成例を示す図である。本実施形態の電力管理システム1は、電力管理装置としてのエネルギー管理システム(以下「EMS」)100、管
理対象の電力消費システムである水運用計画システム200A、200B、200C、及び、それらを通信可能に接続して各種情報の伝送路となる通信路300A,300B,300Cを備えている。水運用計画システム200A、200B、200Cは、地方自治体などの組織が運営している送配水システムにおいて、需要の変動等に応じた送配水の計画管理を行うためのシステムである。図1では、水運用計画システム200A〜200Cの3つを図示しているが、本実施形態の電力管理システム1には、任意の数の水運用計画システムを組み入れることが可能である。このことを明確にするため、図1では、水運用計画システム200A〜200Cを、それぞれ水運用計画システム1、水運用計画システム2、水運用計画システムnとして、n個の水運用計画システムが含まれるものとしている。EMS100は、各水運用計画システム200A〜200Cが管理する水道設備(特に送配水設備)のトータル消費電力のピークカットを実現するため、各水運用計画システムと情報を授受しながら、それらを協調管理する機能を有する。通信路300A〜300Cは、所要のセキュリティ要件を満たす専用線等の通信回線であり、適宜の通信プロトコルによる通信を実現することができるように構成される。
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a
ここで、水運用計画システム200A〜200Cにより運用される水道設備の構成について説明する。図2は、水運用計画システム1(200A)により運用される水道設備の一例を示す。図2において、符号401はダム、符号402は河川であり、本水道設備の取水元である。この取水元は、湖、貯留池などの他の水源でも良い。符号411は浄水場であり、ダム401から送水された水のろ過処理、消毒処理等を行う。ダム401から浄水場411への送水は、重力による自然流下で行われ、その送水量は、バルブ452により制御されるようになっている。符号412も浄水場であり、河川402から送水された水のろ過処理、消毒処理等を行う。河川402から浄水場412への送水は送水ポンプ431により行われる。送水ポンプ431としては通常固定速のものが活用され、その運転台数を増減させることによって送水量を変更することができる。
Here, the configuration of the water supply facility operated by the water
浄水場411、412で浄化(ろ過、消毒)された浄水は、それぞれ配水池421、422に貯留される。配水池421の浄水は送水ポンプ433によって配水池423へ、また、自然流下によって配水池424へ送られる。送水ポンプ433には通常固定速ポンプを用いる。配水池423への送水量は、送水ポンプ433の運転台数により制御する。配水池423、424の浄水は、重力を利用した自然流下により、それぞれ、配水区441、442に供給される。配水池422の浄水は、配水ポンプ432により配水区443に供給される。配水ポンプ432には可変速ポンプを用いる。配水区441、442の配水圧を制御するためバルブ454、455が設けられている。また、配水区442から配水区443への水の融通が可能であり、融通量は、流量調整バルブ451により制御される。なお、図2は一例であり、水源、浄水場、配水地、送水ポンプ、配水区の数や種類は多彩である。
The purified water purified (filtered and disinfected) at the
上記の送水ポンプ431〜433、バルブ452〜455により調整される流量は、浄水場411、412での浄水処理が安定的に行われ、かつ、送水ポンプ431〜433による消費エネルギー、運用コストが最小となるよう計画する必要がある。また、電力会社等からの電力ピークカット要請にも対応できることが望ましい。水運用計画システム200A〜200Cは、このような水道設備の運用計画を策定するためのシステムであり、配水池421、422の貯留量などの情報を活用して各管路を流れる流量の計画値を算出し、それを運用計画者に提示する機能を備えている。
The flow rate adjusted by the water pumps 431 to 433 and the
次に、上記の水運用計画システム200Aに注目して、その構成例と機能を説明する。図3に、水運用計画システム200Aに注目して本実施形態の電力管理システム1の全体システム構成例を示す。電力管理システム1は、EMS100、水運用計画システム1、2、…、n(200A〜200C)、ルータ310、及び通信ネットワーク300を備え
る。EMS100は、水運用計画システム1、2、…、n(200A〜200C)と、経路制御を行うルータ310、及び通信ネットワーク300を介して通信可能に接続されている。通信ネットワーク300は、ここではインターネットプロトコルによるIPネットワークを想定するが、特にこれに限定されることはない。通信ネットワーク300を介して、EMS100と水運用計画システム1、2、…、n(200A〜200C)との間で、水運用計画システム1、2、…、nで実行すべき電力ピークカットに必要な各種情報がやり取りされるようになっている。この情報には、例えば、各水運用計画システム1〜nが担当する水道設備の設備情報、運用情報、EMS100が算出する水道設備消費電力の目標電力ピークカット量などが含まれる。図3では、水運用計画システム1(200A)のみの詳細構成を示しているが、他の水運用計画システム2〜nも同様の構成をとる。
Next, paying attention to the water
次に、図3を参照して、水運用計画システム1(200A)の構成、及び実行される処理の詳細を説明する。水運用計画システム200Aは、ハードウェアとしては通信機能を備えた一般的なコンピュータとして構成されており、CPU(Central Processing Unit
)等であるプロセッサ210、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶デバイスであるメモリ220、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを含むデータ入力部230、表示モニタ、プリンタ等の出力デバイスを含む表示部240、及びネットワークインタフェースカード(NIC)等の通信モジュールを含む通信部250を備える。
Next, with reference to FIG. 3, the structure of the water operation planning system 1 (200A) and the detail of the process performed are demonstrated. The water
) Etc.,
プロセッサ210は、後述するメモリ220に格納されているデータ及びプログラムを用いて水運用計画システム200Aの機能を実現する。メモリ220には、演算処理に利用されるデータを格納している需要量データベース225、気象情報データベース226、及び設備情報条件データベース227と、プロセッサ210によって実行されるプログラムである需要予測部221、運用計画問題設定部222、運用計画問題解探索部24、及び解探索結果判定部224が備えられている。なお、メモリ220の他に、ハードディスクドライブ(HDD)、半導体ドライブ(SSD)等の補助記憶装置を備え、上記のデータベース(以下「DB」)、プログラムを常時格納しておき、プロセッサ210がデータ処理実行時にメモリ220に読み出すようにしてもよい。
The
データ入力部230を利用して、水運用計画システム200Aの運用計画者は、需要予測に必要な予測期間(例えば、翌日の0時から24時までの間の24時間)と予測周期(例えば1時間周期)、運用計画のきざみ(0時から24時までの1時間きざみで運用計画値を立案するなど)などを入力する。データ入力部230は、例えば、前記したキーボードやマウスなどのマンマシンインターフェースのほか、外部のネットワークからデータを取り込むネットワークインターフェースを備えても良い。
Using the
需要量DB225は、図2の配水区441、442、443の過去の水需要量を示す履歴データを記憶しているデータベースである。また、気象情報DB226は、過去の気象データを示す履歴データ(例えば、ある日時の天気、最高気温、最低気温、平均気温、湿度など)を記憶しているデータベースである。設備情報DB227は、図3に例示したような送配水システムの管路流量の上下限情報、配水池貯留量の上下限情報、ポンプの消費電力特性情報(1m3の水を送るのに必要な消費電力(kWh))などを含む、送配水システムの設備に関する情報を記憶しているデータベースである。
The
需要予測部221は、データ入力部230からの入力情報、需要量DB225、気象情報DB226に格納されている情報を用いて、指定期間における各配水区の水需要量を予測する処理を行う。この水需要量予測には、パターンマッチング法、重回帰法、ニューラルネットワーク法等の既知の予測手法を用いることができる。
The
運用計画問題設定部222は、需要予測部221が計算した予測需要量時系列、設備情報DB227に格納されている管路流量の上下限情報、配水池貯留量の上下限情報、ポンプの消費電力特性情報、及び、通信ネットワーク220、ルータ211、通信部250を経てEMS100から送られてくる電力ピークカット情報(どの時刻の消費電力をどれだけカットするかを示す情報)に基づいて、運用計画問題を設定する。水運用計画システム200Aでの運用計画問題は、一般的に、以下のように定式化することができる。
ル消費電力(送配水ポンプの消費電力の総和)(kWh)、f(Xt):時刻tの消費電力、g,h:流量上下限制約、配水池貯留量制約などの各種制約を集約したベクトル関数、e(t):時刻tにおける従来運用時の消費電力、k(t):時刻tにおけるピークカットのレベルを表す定数(1未満の定数。例えば、k(t)=0.95の場合、時刻tにおいて5%の消費電力のピークカットを計画することになる)、t1,t2:電力ピークカットを行うべき時刻(例えば、t1=11時、t2=12時など。より多くの時間帯でピークカットを行う場合は変数の数が増える。)である。
The operation plan problem setting unit 222 includes the predicted demand time series calculated by the
ここで、(1)式は一日のトータル消費電力を最小化するための評価関数であり、(2),(3)式がその制約条件になる。(2)式は、各管路の流量上下限制約、配水池貯留量制約などの設備制約、(3)式は、目標の電力ピークカット量を実現するための制約条件になる。運用計画問題設定部222で設定された(1)〜(3)式の情報が、運用計画問題解探索部223に送られる。
Here, the expression (1) is an evaluation function for minimizing the total power consumption per day, and the expressions (2) and (3) are the constraint conditions. The equation (2) is a facility constraint such as a flow rate upper and lower limit constraint of each pipeline, a reservoir storage amount constraint, and the equation (3) is a constraint condition for realizing the target power peak cut amount. Information of formulas (1) to (3) set by the operation plan problem setting unit 222 is sent to the operation plan problem
運用計画解探索部223では、GA(遺伝的アルゴリズム)、混合整数計画法などのソルバーを利用して、(1)式の評価関数が(2),(3)式の制約のもとで最小になるように、1日(0時から23時まで1時間おき)の各管路の流量xt(tは0から23までの整数)を決定する。kが非常に小さく大きなピークカットを実現しようとする場合など、定数kの値によってはソルバーで解が得られない場合がある。
The operation plan
運用計画解探索部223での解探索結果は、解探索結果判定部224に送られる。解探索結果判定部224が解が得られたと判定した場合、解探索結果判定部224は、その解についてのk(t1)、k(t2)の情報を、通信ネットワークを介してEMS100に送る。解が得られなかったと判定した場合、解探索結果判定部224はその旨を運用計画問題設定部222に通知する。運用計画問題設定部222は、この通知を受けた場合、(3)式の制約条件を緩める、すなわち、kの値を若干大きくして(例えば、α=1.02倍して)、再度運用計画問題を設定し運用計画問題解探索部223に送る。運用計画問題解探索部223は再設定された運用計画問題を解く処理を実行する。水運用計画システム200Aは、以上の処理を解が得られるまで繰り返し、最終的なピークカット量の情報(k(t1)、k(t2))をEMS100に送信する。このような処理は、他の水運用計
画システム200B、200C等でも同様に行われる。なお、運用計画問題解探索部223で得られた解は、グラフ等の形式で、表示部240に表示されるようにする。
The solution search result in the operation plan
次に、EMS100の構成について説明する。図4に、EMS100の構成例を示している。EMS100は、水運用計画システム200A等と同様に、通信機能を有する一般的なコンピュータとして構成され、プロセッサ110、メモリ120、通信部130を備えている。プロセッサ110は、後述するメモリ120に格納されているデータ及びプログラムを実行することによりEMS100の機能を実現する。メモリ120には、プロセッサ110によって実行されるプログラムである目標電力ピークカット量計算部121(目標電力削減量計算部)、運用計画問題解探索結果判定部122、及び実現ピークカット量計算部123が備えられている。なお、メモリ120の他に、HDD、SSD等の補助記憶装置を備え、上記のプログラムを常時格納しておき、プロセッサ110がデータ処理実行時にメモリ120に読み出すようにしてもよい。
Next, the configuration of the
目標電力ピークカット量計算部121は、各水運用計画システム1〜n(符号200A〜200C等)が担当する水道送配水設備の目標電力ピークカット量を計算するためのプログラムである。図5を参照して、目標電力ピークカット量計算部121の処理の内容を説明する。図5の例では、水運用計画を行う3つの事業体、事業体1〜3を想定しており、例えば事業体1は水運用計画システム1により運用計画を策定するものとする。図5で、符号51、52、53はそれぞれ、通常の運用を行った場合の事業体1、2、3の消費電力の1日の推移を示すグラフである。符号54は、それらの消費電力量の総和をとったトータル電力消費量の推移を示すグラフである。符号55で示す破線がピークカットレベルであり、図5の場合、時刻t1、t2での消費電力を、符号55で示す水準以下に抑えることを考える。すなわち、事業体1〜3の水道設備全体で、時刻t1、t2において、kb(t1)%、kb(t2)%のレベルまで消費電力を抑制したいとする。ここで、例えば、10%電力消費を抑制する場合、kb=0.9である。この時、各事業体1〜3が実現すべきピークカット量k1、k2、k3に関して以下の式が成立する。k1、k2、k3は1以下の負でない値であり、例えば0.9であれば10%の電力消費抑制を意図するものである。
The target power peak cut
k1(t1)・E1(t1)+k2(t1)・E2(t1)+k3(t1)・E3(t1)=kb(t1)・Et(t1) (4)k1(t2)・E1(t2)+k2(t2)・E2(t2)+k3(t2)・E3(t2)=kb(t2)・Et(t2) (5)
ここに、Ei(t)(i=1,2,3):事業体iの時刻tでの消費電力、Et(t):
時刻tでのトータル消費電力、kb(t):時刻tでの全事業体のトータル消費電力を対象にする目標電力ピークカット量である。
k1 (t1) ・ E1 (t1) + k2 (t1) ・ E2 (t1) + k3 (t1) ・ E3 (t1) = kb (t1) ・ Et (t1) (4) k1 (t2) ・ E1 (t2 ) + k2 (t2) ・ E2 (t2) + k3 (t2) ・ E3 (t2) = kb (t2) ・ Et (t2) (5)
Here, Ei (t) (i = 1, 2, 3): power consumption at time t of the entity i, Et (t):
Total power consumption at time t, kb (t): A target power peak cut amount targeting the total power consumption of all entities at time t.
いま、時刻tでの全事業体のトータル消費電力を対象にする目標電力ピークカット量を求めるために、(4),(5)式を満足する、k1(t1),k1(t2),k3(t3),k1(t2),k2(t2),k(t3)を求める必要があるが、これらは複数存在する。そこで、各水道事業体1〜3の電力調整余力を計算し、それを加味してこれらの定数値を決定することを考える。ここで、各事業体の電力調整余力を計算する方法について説明する。図6は、各事業体が有する配水池の利用余力から電力調整余力を計算する考え方を説明している。送水ポンプ61により配水池600に浄水が送水され一時的に貯留される。貯留水は、送水ポンプ62で配水区60に配水される。ここで、送水ポンプ62ではなく後述する自然流下による配水形態を取るものでも良い。符号63、64は、送配水管である。配水池600の水位の実変動601に対して、運用で許容される変動が602であるとする。配水池600は水の生産と需要とのギャップを埋めるために設けられているもので、貯留余力がある場合は、すなわち、許容変動量−実変動量が正の場合、それを利用して送水ポンプ61の運転タイミングを変更することができる。すなわち、送水ポンプ61の運転を電力消費ピーク時間帯から他の時間帯にシフトすることで、電力ピークカットに寄与できる可能性がある。
Now, k1 (t1), k1 (t2), k3 satisfying the equations (4) and (5) in order to obtain the target power peak cut amount for the total power consumption of all entities at time t Although it is necessary to obtain (t3), k1 (t2), k2 (t2), and k (t3), there are a plurality of these. Therefore, it is considered that the power adjustment surplus capacity of each
図6の2つのグラフに、現行運用とピークカット運用を実施したときの水位とポンプ運転台数の時系列グラフを示す。ピークカット運用では、電力ピーク時間帯(t1,t2)のポンプ運転台数を現行の1台から0台に変更している。また、ピークカット運用直後の時間帯で運転台数を1台から2台に増加させている。ピークカット運用時の水位606は、このような送水ポンプ61の運転台数変更により、時刻t1、t2で一時的に低下するが、水位606は運用下限604を割ることなく回復している。このような送水ポンプ61の運転を電力消費ピーク時間帯から他の時間帯へシフトする運用を実施したときに、配水池600の水位606が許容変動範囲602の下限値を割らなければ、送水ポンプ61の運転時間帯シフトにより電力消費ピーク時間帯の電力ピークカット/シフトを実現する
ことができる。図6で記述した配水池600の水位シミュレーションは、配水区60の将来の水需要時系列WD(t)と送水ポンプ61運転時の水供給量の情報WS(t)を用いて、次の式を用いて計算することができる。
WL(t+1)=WL(t)+WS(t)−WD(t) (6)
WS(t)=N(t)×WS0 (7)
ここに、t:時刻、N(t):ポンプ運転台数、WS0:ポンプ1台運転時の水供給流量、WL:水位である。なお、配水区60の将来の水需要時系列WD(t)は、水運用計画システム200Aの需要予測部221によって算出することができる。
The two graphs in FIG. 6 show time series graphs of the water level and the number of pumps operated when the current operation and the peak cut operation are performed. In the peak cut operation, the number of pumps operating in the power peak time period (t1, t2) is changed from the current one to zero. In addition, the number of operating units is increased from one to two in the time zone immediately after peak cut operation. The water level 606 during peak cut operation temporarily decreases at times t1 and t2 due to such a change in the number of operating water pumps 61, but the water level 606 is recovered without breaking the operation lower limit 604. When the operation of shifting the operation of the water pump 61 from the power consumption peak time zone to another time zone is performed, if the water level 606 of the
WL (t + 1) = WL (t) + WS (t) −WD (t) (6)
WS (t) = N (t) × WS0 (7)
Here, t: time, N (t): number of pumps operated, WS0: water supply flow rate during operation of one pump, WL: water level. Note that the future water demand time series WD (t) of the
配水池600による電力消費ピークカット余力は、下式により計算することができる。各配水池600に対してピークカット余力を計算して、それらの総和をとることで、対象水系の最終的なピークカット余力を計算することができる。なお、配水池600の許容変動602の下限を割る結果になれば当該配水池600についてピークカットは実行することができないため、その配水池600に対するピークカット余力は0である。
ピークカット余力=送水ポンプ1台の消費電力×削減可能な送水ポンプ運転台数(8)
なお、図6の例では、時刻t1、t2にポンプ運転台数を1台から0台にできるので、削減可能台数は1台になる。
The power consumption peak cut margin by the
Peak cut capacity = Power consumption of one water pump x Number of water pumps that can be reduced (8)
In the example of FIG. 6, the number of pumps can be reduced from 1 to 0 at times t1 and t2, so the number that can be reduced is 1.
次に、自然流下による送配水を利用した電力調整余力の計算方法を説明する。図7に、配水区70へ送水ポンプ71による配水と自然流下73(重力エネルギー)による配水の2つの経路がある場合を模式的に示している。自然流下73による配水に余力がある場合、その比率を一時的に高めて送水ポンプ71による配水量を抑制することができる。これにより、配水ポンプ71の電力消費を抑制することができる。図7の場合では、次式によりピークカット余力を計算することができる。
Next, the calculation method of the power adjustment surplus capacity using the water distribution by natural flow will be described. FIG. 7 schematically shows a case where there are two routes of water distribution by the
ピークカット余力=補正係数C×
(運用上限自然流下量−現行運用時のピークカット時間帯の自然流下量)(9)
なお、補正係数Cは、配水ポンプ71の単位配水量当たりの消費電力量(kWh)として設定することができる。
Peak cut margin = Correction factor C x
(Operating upper limit natural flow-natural flow during peak operation during current operation) (9)
The correction coefficient C can be set as the power consumption (kWh) per unit water distribution amount of the
(9),(10)式を利用して(計算値の加算などにより)、各事業体1〜3の時刻t1、t2での電力調整余力を計算することができる。時刻t1、t2において、電力調整余力が大きい事業体が1,2,3の順であれば、変数k1、k2、k3に関して以下の制約を追加する。
k1(t1)=α×k2(t1) (10)
k2(t1)=β×k3(t1) (11)
ここに、 α、β11未満の正の定数(例えば0.95など)である。
Using the formulas (9) and (10) (by adding the calculated values, etc.), it is possible to calculate the power adjustment margins at the times t1 and t2 of the
k1 (t1) = α × k2 (t1) (10)
k2 (t1) = β × k3 (t1) (11)
Here, α is a positive constant less than β11 (for example, 0.95).
この場合、(10),(11)式の制約によれば、変数はk1、k2、k3の順に小さ
くなり(k1<k2<k3)、電力調整余力がより大きい事業体ほど大きなピークカットが課せられることになる。時刻t2の場合も同様に計算することができる。図4の目標電力ピークカット量計算部121では、上記方法で、各事業体の時刻t1、t2の目標電力ピークカット量を計算し、各事業体の水運用計画システムに通知する。
In this case, according to the constraints of equations (10) and (11), the variables become smaller in the order of k1, k2, and k3 (k1 <k2 <k3), and the larger the power adjustment margin, the larger the peak cut is imposed. Will be. A similar calculation can be made at time t2. The target power peak cut
EMS100の運用計画問題解探索結果判定部122では、各水運用計画システムが通知した目標電力ピークカット量を実現できたか判定し、実現できないと判定した場合、どのレベルまで時刻t1、t2における電力消費抑制が可能かの情報を各水運用計画システムから受け取る。運用計画問題解探索結果判定部122は、受け取った情報に基づいて、場合によっては、再度目標電力ピークカット量を計算し、それを各水運用計画システムに通知し、各水運用計画システムでは運用計画問題を解法する処理を行う。これらの電力管理システム1全体としての協調処理により、トータル消費電力の目標電力ピークカット量を実現する、あるいは、目標を極力実現する運用計画を策定する。以下、これらの協調処理の内容を、図8〜図14の処理フローにより具体的に説明する。図8〜図12は、本実施形態の電力管理システム1でEMS100及び水運用計画システム1〜3が実行するデータ処理フロー例である。なお、本実施形態では、EMS100が3つの事業体の水運用計画システムを管理しているものとして説明するが、4つ以上の場合にも同様の考え方を適用することが可能である。
The operation plan problem solution search
まず、図8のステップ801(以下ステップを符号Sで表す。)では、EMS100の目標電力ピークカット量計算部121は、各水運用計画システム1〜3に電力調整余力計算のベースとなる配水池利用余力、自然流下利用余力などの情報を送るよう求める。S802からS804では、このEMS100からの要求を受けて各水運用計画システム1〜3は、上記運用情報をEMS100に送る。S805では、EMS100の目標電力ピークカット量計算部121は、得られた運用情報、及び、式(4)から式(12)を用いて、各水運用計画システム1〜3が担当する水道設備消費電力の目標電力ピークカットレベルk1、k2、k3を計算し、それを、各水運用計画システム1〜3に送信する。水運用計画システム1では、運用計画問題設定部222が、S806で、前述の方法、すなわち、式(1)から(3)に従って、ピークカット対応の運用計画問題を設定する。S807で、運用計画問題解探索部223が、その問題を前述の通りソルバーを利用して解法する。S808では、解探索結果判定部224が解が得られたかどうかを判定して、解が得られなかったと判定した場合(S808,No)、運用計画問題設定部222が式(3)の制約条件を緩めて再設定した問題を問題を解きなおす。解が得られるまでS806〜S808の処理を行い、S809で最終的な実現ピークカット量の情報(前述した通り計画問題におけるk1(t1)、k1(t2)の最終値)を、解探索結果判定部224がEMS100に通知する。
First, in step 801 in FIG. 8 (hereinafter, the step is represented by a symbol S), the target power peak cut
水運用計画システム2、3においても、S810〜S817で同様の処理を行う。S818で、EMS100の運用計画問題解探索結果判定部122は、各水運用計画システム1〜3から入手した計画問題解探索結果を判定する。判定結果はA,B,Cの3つに分類され、それぞれに対応して処理が以下実施される。
(判定A):全ての水運用計画システムで初期の目標電力ピークカット量を実現する運用計画が策定できた、あるいは、全ての水運用計画システムで初期の目標電力ピークカット量を実現する運用計画が策定できなかった。
(判定B):1つの水運用計画システムで初期の目標電力ピークカット量を実現する運用計画が策定でき、かつ、残りの2つの水運用計画システムで初期の目標電力ピークカット量を実現する運用計画が策定できなかった。
(判定C):2つの水運用計画システムで初期の目標電力ピークカット量を実現する運用計画が策定でき、かつ、残りの1つの水運用計画システムで初期の目標電力ピークカット量を実現する運用計画が策定できなかった。
In the water
(Decision A): An operation plan that realizes an initial target power peak cut amount in all water operation planning systems has been established, or an operation plan that realizes an initial target power peak cut amount in all water operation planning systems Could not be formulated.
(Decision B): An operation plan that can realize an initial target power peak cut amount with one water operation planning system, and an operation that realizes an initial target power peak cut amount with the remaining two water operation planning systems. The plan could not be formulated.
(Decision C): An operation plan that can achieve an initial target power peak cut amount with two water operation plan systems and an operation that realizes an initial target power peak cut amount with the remaining one water operation plan system The plan could not be formulated.
図9に基づいてを参照して、判定Aの場合の処理を説明する。このケースでは、[1]総消費電力に対する目標のピークカット量が実現された、[2]目標が達成されずこれ以上の改善は望めない、の2ケースであるので、S901で、各事業体の水運用計画システム1〜3が実現したピークカット量に基づき、EMS100の実現ピークカット量計算部123が、時刻t1、時刻t2における総電力のピークカット量を算出し、処理を終了する。
With reference to FIG. 9, the process in the case of determination A will be described. In this case, [1] the target peak cut amount with respect to the total power consumption is realized, and [2] the target is not achieved and no further improvement can be expected. Based on the peak cut amount realized by the water
次に、図10を参照して、判定Bの場合の処理について説明する。図10では、水運用計画システム1(事業体1)で目標電力ピークカット量が実現され、それ以外では実現できなかったケースを示している。この場合、S1001では、EMS100の目標電力ピークカット量計算部121は、事業体2,3でのピークカットの不足分を事業体1(水運用計画システム1)の目標電力ピークカット量に上乗せして、水運用計画システム1に対する新たな目標電力ピークカット量を定める。具体的には、前述の式(4),(5)において、k2(t1)、k2(t2)、k3(t1)、k3(t2)として、水運用計画システム2,3で実現できたピークカットレベルを用い、k1(t1)、k1(t2)と求める。これが、新たな目標電力ピークカット量になる。EMS100の目標電力ピークカット量計算部121は、これを、電力調整余力がある水運用計画システム1に通知する。水運用計画システム1では、運用計画問題設定部222、運用計画問題解探索部223、及び解探索結果判定部224が、S1002〜S1004で、解が得られるまで計画問題の解法を繰り返し実行する。S1005で、解探索結果判定部224が、最終的なピークカット量(式(3)のk(t1)、k(t2)の情報)をEMS100に通知する。S1006では、実現ピークカット量計算部123が、各事業体が実現したピークカット量に基づき、時刻t1、時刻t2における総電力のピークカット量を算出し、処理を終了する。
Next, with reference to FIG. 10, the process in the case of determination B will be described. FIG. 10 shows a case where the target power peak cut amount is realized in the water operation planning system 1 (business entity 1) and cannot be realized otherwise. In this case, in S1001, the target power peak cut
次に、図11、図12を参照して、判定Cの場合の処理について説明する。ここでは、水運用計画システム1,2で当初の目標電力ピークカット量が実現されたと想定している。S1101では、水運用計画システム3が実現できなったピークカット不足分を、水運用計画システム1,2の当初の目標電力ピークカット量に上乗せして、新たな目標を計算する。具体的には、前述の式(4),(5)において、k3(t1)、k3(t2)の値として、水運用計画システム3で実現できたピークカットレベルを用い、k1(t1),k1(t2),k2(t1),k2(t2)を求める。このままではk1(t1),k1(t2),k2(t1),k2(t2)は一意に定まらないが、水運用計画システム1,2の最新の運用計画値に対する電力調整余力を改めて求めて、それを参考に配分することができる。
Next, processing in the case of determination C will be described with reference to FIGS. 11 and 12. Here, it is assumed that the initial target power peak cut amount has been realized in the water
水運用計画システム1、2におけるS1102〜S1105の処理、S1106〜S1109の処理は、図10のS1002〜S1005の処理と同様であるので説明を省略する。S1110では、EMS100の運用計画問題解探索結果判定部122が、その運用計画問題解探索結果(目標電力ピークカット量が実現できたかどうかの情報)に基づいて、以降の処理を判断する。水運用計画システム1,2の両方が目標電力ピークカット量を実現、あるいは、ともに実現できないと判定した場合は、S1111に移り、実現ピークカット量計算部123が実現ピークカット量を計算して処理を終了する。この処理の内容は、図10のS1006と同様であるので説明は省略する。水運用計画システム1,2の一方のみで目標が実現された場合は、判定Dに進む。
The processing of S1102 to S1105 and the processing of S1106 to S1109 in the water
図12に判定Dの処理の内容を示している。このケースは、水運用計画システム1が目標電力ピークカット量を実現できた場合である。S1201では、EMS100の目標電力ピークカット量計算部121は、水運用計画システム2によるピークカット不足分を、
本来の水運用計画システム1の目標電力ピークカット量に上乗せして、目標値の修正値を算出する。具体的には、式(4),(5)において、k2(t1)、k2(t2)、k3(t1)、k3(t2)を、水運用計画システム2,3が達成可能なピークカットレベルとし、水運用計画システム1のピークカットレベルk1(t1)、k1(t2)を算出し、水運用計画システム1に通知する。水運用計画システム3のピークカットレベルk3(t1)、k3(t2)は、図8のS814〜S816の処理で算出されるものであり、水運用計画システム2のピークカットレベルk2(t1)、k2(t2)は図11のS1106〜S1108の処理で算出されるものである。S1202〜S1204では、水運用計画システム1の運用計画問題設定部222、運用計画問題解探索部223が、通知されたピークカットレベルに対し、式(1)〜式(3)で表される計画問題を解く。運用計画問題設定部222は、解が見つかるまでピークカットレベルの修正を行う。S1205では、解探索結果判定部224は、最終的な(実現可能で最小の)ピークカットレベルをEMS100に通知する。S1206で、EMS100の実現ピークカット量計算部123は、水道設備トータルでの実現可能なピークカット量を計算して処理を終了する。以上説明した本実施形態の電力管理システム1では、EMS100が設定したピークカット目標について、各水運用計画システム1〜3がその目標を実現すべくピークカットレベルの設定を行うことができる。
FIG. 12 shows the contents of the determination D process. This case is a case where the water
A correction value of the target value is calculated by adding to the target power peak cut amount of the original water
次に、本発明の他の実施形態について、図13〜図15を参照して説明する。図15は、本発明の他の実施形態に係るEMS100の全体構成図である。先の第1実施形態のEMS100(図4)と異なるのは、第1実施形態では水運用計画システム1〜3に設けられていた運用計画問題設定部222、運用計画問題解探索部223、及び解探索結果判定部224を有する点である。本実施形態のEMS100では、運用計画問題設定部222、運用計画問題解探索部223、及び解探索結果判定部224で、各水運用計画システムが扱えない、2つ以上の複数の事業体から構成される大規模計画問題の解探索を行う。このような処理の例を、図13と図14とを用いて説明する。図13は、第1実施形態でのケースCと判定された以降の処理を表している。ケースCは、水運用計画システム1,2で目標電力ピークカット量が実現され、水運用計画システム3の目標電力ピークカット量が実現されなかった場合である。第1実施形態では、水運用計画システム3による電力ピークカット量の不足分を、水運用計画システム1,2の目標電力ピークカット量に上乗せして問題の解を求めた。本実施形態では、水運用計画システム1が担当する事業体1と水運用計画システム3が担当する事業体3の複合事業体を電力ピークカットの対象と考え、これらを結合した以下の計画問題を設定し、解くものである。この処理は、EMS100で実施される。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is an overall configuration diagram of an
.95だと5%の消費電力のピークカットをもくろむことになる)、t1、t2:電力ピークカットを行うべき時刻(例えば、t1=11時、t2=12時になる。より多くの時間帯でピークカットを行う場合は変数の数が増える)である。
. 95 is intended to cut the peak of 5% power consumption), t1, t2: Time when power peak cut should be performed (for example, t1 = 11: 00, t2 = 12: 00. Peak in more time zone) When cutting, the number of variables increases).
式(12)の定数k(t1)、k(t2)は次式により決定する。
k(t1)=k1(t1)+k3(t1) (15)
k(t2)=k1(t2)+k3(t2) (16)
ここに、k1,k3は、図8のS805で計算した、各事業体の目標電力ピークカットレベ
ルである。図13のS1301では、式(13),(14)を用いて、事業体1,3の複合計画問題の目標電力ピークカットレベル(目標電力ピークカット量相当値)を計算する。S1302では、運用計画問題設定部222が、このピークカットレベルを用いて、式(10)〜式(12)により運用計画問題を設定する。S1303では、運用計画問題解探索部223が、ソルバーを利用して問題を解く。解が得られない場合は、k(t1)、k(t2)の値を少し大きくして問題を再設定して解きなおす。解が得られるまでS1302〜S1304の処理を行う。
Constants k (t1) and k (t2) in equation (12) are determined by the following equations.
k (t1) = k1 (t1) + k3 (t1) (15)
k (t2) = k1 (t2) + k3 (t2) (16)
Here, k1 and k3 are the target electric power peak cut levels calculated in S805 of FIG. In S1301 of FIG. 13, the target power peak cut level (target power peak cut amount equivalent value) of the combined planning problem of the
このように複合問題を扱うことで、計算処理は煩雑になり解を得るための時間が長くなるが、解の探索空間が広がりより高い確率での目標電力ピークカットの実現が可能になる。本実施形態では、初期の計算で目標電力ピークカットが実現された事業体1と実現されなかった事業体3の問題を組み合わせたが、目標を実現した事業体2と事業体3を組み合わせることもできる。どちらを組み合わせるかは、目標ピークカットレベルを実現した時点の事業体1,2の電力調整余力により判定することになる。電力調整余力が大きい方の事業体を事業体3と組み合わせる。電力調整余力が等価の場合は、事業体3と電力消費特性が異なる事業体を選択する方法を取ることもできる。事業体1,2と事業体3の24時間の消費電力時系列の相関係数を計算して、係数値が小さい事業体を組み合わせることが望ましい。特性が異なる事業体を組み合わせた方が、電力調整余地が広がると考えられるからである。
By handling the complex problem in this way, the calculation process becomes complicated and the time for obtaining the solution becomes long, but the search space for the solution is widened, and the target power peak cut can be realized with a higher probability. In this embodiment, the problem of the
S1305では、EMS100の解探索結果判定部224が、得られた解の判定を行う。当初の目標電力ピークカットレベルが達成されたと判定した場合、S1306に移り実現ピークカット量計算部123が実現可能なピークカット量を計算して処理を終了する。このピークカット量の情報は、電力会社などに通知されるものである。目標電力ピークカットレベルが実現されないと判定された場合は、ケースEに移る。図14は、ケースEの処理フロー例を説明する図である。S1401では、EMS100の目標電力ピークカット量計算部121が、事業体1と事業体3の複合問題で電力抑制の不足分を事業体2の目標電力ピークカットレベルに上乗せすることで、事業体2の目標電力ピークカットレベルを算出する。具体的には、次式を利用して算出する。
In step S1305, the solution search result determination unit 224 of the
k(t1)・(E1(t1)+E3(t1))+k2(t1)・E2(t1)=kb(t1)・Et(t1) (17)
k(t2)・(E1(t2)+E3(t2))+k2(t2)・E2(t2)=kb(t2)・Et(t2) (18)
ここに、Ei(t)(i=1,2,3):事業体iの時刻tでの消費電力、Et(t):時刻tでの全事業体のトータル消費電力、kb(t):時刻tでの全事業体のトータル消費電力を対象に
する目標電力ピークカットレベル、k(t1)、k(t2):S1302〜S1304の処理で得られた実現ピークカットレベルである。
k (t1) ・ (E1 (t1) + E3 (t1)) + k2 (t1) ・ E2 (t1) = kb (t1) ・ Et (t1) (17)
k (t2) ・ (E1 (t2) + E3 (t2)) + k2 (t2) ・ E2 (t2) = kb (t2) ・ Et (t2) (18)
Here, Ei (t) (i = 1, 2, 3): power consumption at time t of entity i, Et (t): total power consumption of all entities at time t, kb (t): Target power peak cut level for total power consumption of all entities at time t, k (t1), k (t2): Realized peak cut level obtained by the processing of S1302 to S1304.
式(15),(16)をk2(t1)、k2(t2)について解くことで、事業体2の目標電力ピークカットレベルを算出することができる。S1402〜S1405は、第1実施形態における図8のS810〜S813の処理と同様である。最後に、S1406では、EMS100の実現ピークカット量計算部123が、前の処理で算出された実現ピークカットレベルk、k2を用いて実現可能なピークカット量を計算し、処理を終了する。以上説明した第2実施形態の電力管理システム1によれば、目標電力ピークカット量を実現するためのピークカットレベルについて、より広範囲での探索を実行することができ、その結果、所望のピークカットレベルが見いだされる確率が高まる。
The target power peak cut level of the
なお、以上説明した実施形態とは別の実施形態として、各水運用計画システムで実施した運用計画問題設定、運用計画問題解探索、及び解探索結果判定の処理を、全てEMS100で実行させることもできる。これによりEMS100の処理負荷は増すが、各水運用計画システムに電力ピークカット対応の新たな処理を追加する必要がなくなる。
In addition, as an embodiment different from the embodiment described above, the operation plan problem setting, the operation plan problem solution search, and the solution search result determination process performed in each water operation plan system may be all executed by the
なお、以上説明した実施形態では、全事業体の消費電力量の目標電力ピークカット量を実現できない場合がある。この場合は、配水ポンプ(図3の符号332)の吐出圧を本来の値から下げることで消費電力を削減し、目標のピークカット量の実現に近づけることもできる。図16にその処理の内容を示す。この処理は、例えば水運用計画システムのプログラムとして実装することができる。まず、S1601で、電力ピークカット不足分を計算する。S1602で、その不足分を補うための配水ポンプの目標吐出圧削減分を計算する。S1603では、計算された吐出圧削減量をポンプ場に通知する。ポンプ場では、配水ポンプのオペレータにより配水ポンプ吐出圧の調整が行われることになる。 In the embodiment described above, the target power peak cut amount of the power consumption amount of all the entities may not be realized. In this case, the power consumption can be reduced by lowering the discharge pressure of the water distribution pump (reference numeral 332 in FIG. 3) from its original value, and the target peak cut amount can be achieved. FIG. 16 shows the contents of the processing. This process can be implemented, for example, as a water operation planning system program. First, in S1601, the power peak cut shortage is calculated. In S1602, a target discharge pressure reduction amount of the water distribution pump for compensating the shortage is calculated. In S1603, the calculated discharge pressure reduction amount is notified to the pump station. At the pumping station, the distribution pump discharge pressure is adjusted by the distribution pump operator.
本発明の実施形態によれば、電力管理システムが各水道設備の電力調整余力を逐次計算し、それに基づいて各水運用計画システムが実現できそうな目標電力ピークカット量を計算して各水運用計画システムに通知し、各水運用計画システムでは通知された目標電力ピークカットを実現する運用計画問題を分散処理で解くので、対象の水道設備全体をカバーする大規模計画問題を解く必要はなく、高速に電力ピークカットを実現する運用計画が策定される。また、大規模問題を解くための新たな演算手段を設ける必要はなく従来資源を利用して問題を解く点で効率的である。 According to the embodiment of the present invention, the power management system sequentially calculates the power adjustment surplus capacity of each water facility, and based on that, calculates the target power peak cut amount that can be realized by each water operation planning system to calculate each water operation Notify the planning system, and each water operation planning system solves the operation planning problem that realizes the notified target power peak cut by distributed processing, so there is no need to solve the large-scale planning problem covering the entire target water supply facility, An operation plan is established to achieve peak power cut at high speed. In addition, it is not necessary to provide a new calculation means for solving a large-scale problem, and it is efficient in that the problem is solved using conventional resources.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば,上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of the embodiment can be replaced with another configuration, and another configuration can be added to the configuration of a certain embodiment.
1…電力管理システム
100…エネルギー管理システム
121…目標電力ピークカット量計算部
122…運用計画問題解探索結果判定部
123…実現ピークカット量計算部
200A,200B,200C…水運用計画システム
221…需要予測部
222…運用計画問題設定部
223…運用計画問題解探索部
224…探索結果判定部
225…需要量DB
226…気象情報DB
227…設備情報条件DB
DESCRIPTION OF
226 ... Weather information DB
227 ... Facility information condition DB
Claims (11)
各前記電力消費システムに存在する電力消費設備の設備情報と前記電力消費設備の運用情報に基づいて各前記電力消費システムにおける電力消費量の調整余力を計算するための調整余力計算部と、
前記調整余力計算部による前記調整余力の計算結果に基づいて、各前記電力消費システムに存在する前記電力消費設備が消費する電力消費量についての目標電力削減量を計算するための目標電力削減量計算部と、
前記目標電力削減量に基いて各前記電力消費システムにおいて当該目標電力削減量を実現するための運用計画問題を設定するための運用計画問題設定部と、
各前記電力消費システムについての前記運用計画問題を解くための運用計画問題解探索部と、
各前記電力消費システムについて前記運用計画問題解探索部が導出した解決結果が、前記目標電力削減量を満たしているか判定するための解決結果判定部と、
前記解決結果判定部から各前記電力消費システムについての解を受領して、当該解に基づいて実現可能な電力削減量を算出する電力削減量算出部と、
を備え、
前記解決結果判定部が前記目標電力削減量を満たしていないと判定した場合、その旨の情報を前記運用計画問題設定部に通知して前記運用計画問題を再設定して前記運用計画問題解探索部にて解が得られるまで反復して解く処理を実行し、
前記電力削減量算出部は前記解決結果判定部からの前記解に基いて各前記電力消費システムでの電力削減量を算出する
ことを特徴とする電力管理システム。 A power management system for managing power consumption in a plurality of power consumption systems,
An adjustment capacity calculation unit for calculating the adjustment capacity of the power consumption in each power consumption system based on the facility information of the power consumption equipment existing in each of the power consumption systems and the operation information of the power consumption facilities;
Target power reduction amount calculation for calculating a target power reduction amount for the power consumption consumed by the power consuming equipment existing in each power consumption system based on the calculation result of the adjustment margin power by the adjustment margin calculation unit And
An operation plan problem setting unit for setting an operation plan problem for realizing the target power reduction amount in each of the power consumption systems based on the target power reduction amount;
An operation plan problem solution search unit for solving the operation plan problem for each of the power consumption systems;
A solution result determination unit for determining whether a solution result derived by the operation plan problem solution search unit for each power consumption system satisfies the target power reduction amount; and
A power reduction amount calculation unit that receives a solution for each of the power consumption systems from the solution result determination unit and calculates a power reduction amount that can be realized based on the solution;
With
When the solution result determination unit determines that the target power reduction amount is not satisfied, the operation plan problem solution search is performed by notifying the operation plan problem setting unit of information to that effect and resetting the operation plan problem. Until the solution is obtained in the part,
The power management system, wherein the power reduction amount calculation unit calculates a power reduction amount in each of the power consumption systems based on the solution from the solution result determination unit.
前記電力消費システムのいずれかについて、前記解決結果判定部が、前記運用計画問題についての解が得られないと判定した場合、その旨を前記目標電力削減量計算部に通知し、前記目標電力削減量計算部は、前記解が得られなかった前記電力消費システムについての目標電力削減量を他のいずれかの前記電力消費システムに割り当てることにより新たな前記目標電力削減量を計算する、
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 1,
For any one of the power consumption systems, when the solution result determination unit determines that a solution for the operation planning problem cannot be obtained, notifies the target power reduction amount calculation unit to that effect, and reduces the target power reduction The amount calculation unit calculates a new target power reduction amount by assigning a target power reduction amount for the power consumption system for which the solution has not been obtained to any one of the other power consumption systems.
A power management system characterized by that.
各前記電力消費システムに、前記運用計画問題設定部、前記運用計画問題解探索部、及び前記解決結果判定部が設けられている
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 1,
Each power consumption system is provided with the operation plan problem setting unit, the operation plan problem solution searching unit, and the solution result determining unit.
ことを特徴とする電力管理システム。 2. The power management system according to claim 1, comprising a power management apparatus including the target power reduction amount calculation unit, the operation plan problem setting unit, the operation plan problem solution search unit, and the solution result determination unit. The power management system is configured to execute a process of setting an operation plan for each of the power consuming systems adapted to the target power reduction amount and obtaining a solution.
前記運用計画問題設定部は、複数の前記電力消費システムのうち、2以上の前記電力消費システムについてまとめて前記運用計画問題を設定して前記運用計画問題解探索部で解く処理を実行する
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 1,
The operation plan problem setting unit sets the operation plan problem for two or more power consumption systems among a plurality of the power consumption systems, and executes processing to be solved by the operation plan problem solution search unit. A featured power management system.
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 5, wherein two or more power consumption systems that collectively set the operation planning problem are correlated with respect to power consumption characteristics of the power consumption facilities included in the power consumption system. A power management system characterized by selecting one with a low value.
いずれかの前記電力消費システムについて前記目標電力削減量が達成できないと判定された場合、当該電力消費システムに含まれるいずれかの前記電力消費設備の性能を低下させて前記目標電力削減量の不足分を補填する処理を実行する
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 1,
When it is determined that the target power reduction amount cannot be achieved for any of the power consumption systems, the performance of any of the power consumption facilities included in the power consumption system is reduced to reduce the shortage of the target power reduction amount. A power management system characterized by executing processing for compensating for the above.
前記電力消費システムは、複数の送配水ポンプを含む送配水システムである
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 1,
The power management system is a power transmission and distribution system including a plurality of transmission and distribution pumps.
前記電力消費システムは、複数の送配水ポンプを含む送配水システムであり、いずれかの前記送配水システムについて前記目標電力削減量が達成できないと判定された場合、当該送配水システムに含まれるいずれかの前記送配水ポンプの吐出量を低下させて前記目標電力削減量の不足分を補填する処理を実行する
ことを特徴とする電力管理システム。 The power management system according to claim 7,
The power consumption system is a water / distribution system including a plurality of water / distribution pumps, and when it is determined that the target power reduction amount cannot be achieved for any of the water / distribution systems, any of the power / distribution systems is included. A power management system that performs a process of reducing the discharge amount of the water / distribution pump to compensate for the shortage of the target power reduction amount.
演算処理を実行するためのプロセッサと当該プロセッサが使用するデータ及びプログラムを記憶しているメモリとを有するコンピュータが、
各前記電力消費システムに存在する電力消費設備の設備情報と前記電力消費設備の運用情報に基づいて各前記電力消費システムにおける電力消費量の調整余力を計算し、
前記調整余力計算部による前記調整余力の計算結果に基づいて、各前記電力消費システムに存在する前記電力消費設備が消費する電力消費量についての目標電力削減量を計算し、
前記目標電力削減量に基いて各前記電力消費システムにおいて当該目標電力削減量を実現するための運用計画問題を設定し、
各前記電力消費システムについての前記運用計画問題を解き、
各前記電力消費システムについて導出された解決結果が、前記目標電力削減量を満たしているか判定し、
各前記電力消費システムについての解を受領して、当該解に基づいて実現可能な電力削減量を算出し、
前記目標電力削減量を満たしていないと判定した場合、その旨の情報に基づいて前記運用計画問題を再設定して解が得られるまで反復して解く処理を実行し、
前記解に基いて各前記電力消費システムでの電力削減量を算出する
ことを特徴とする電力管理方法。 A power management method for managing power consumption in a plurality of power consumption systems,
A computer having a processor for executing arithmetic processing and a memory storing data and programs used by the processor,
Based on the facility information of the power consuming equipment existing in each of the power consuming systems and the operation information of the power consuming facilities, calculating the adjustment capacity of the power consumption in each of the power consuming systems,
Based on the calculation result of the adjustment margin by the adjustment margin calculation unit, calculate a target power reduction amount for the power consumption consumed by the power consumption facility existing in each power consumption system,
Set an operation planning problem for realizing the target power reduction amount in each power consumption system based on the target power reduction amount,
Solving the operational planning problem for each of the power consumption systems;
Determining whether the solution result derived for each power consumption system satisfies the target power reduction amount;
Receive a solution for each of the power consumption systems, calculate the amount of power reduction that can be achieved based on the solution,
If it is determined that the target power reduction amount is not satisfied, the operation planning problem is reset based on the information to that effect, and the process is repeated until a solution is obtained,
A power management method for calculating a power reduction amount in each of the power consumption systems based on the solution.
演算処理を実行するためのプロセッサと当該プロセッサが使用するデータ及びプログラムを記憶しているメモリとを有するコンピュータに、
各前記電力消費システムに存在する電力消費設備の設備情報と前記電力消費設備の運用情報に基づいて各前記電力消費システムにおける電力消費量の調整余力を計算し、
前記調整余力計算部による前記調整余力の計算結果に基づいて、各前記電力消費システ
ムに存在する前記電力消費設備が消費する電力消費量についての目標電力削減量を計算し、
前記目標電力削減量に基いて各前記電力消費システムにおいて当該目標電力削減量を実現するための運用計画問題を設定し、
各前記電力消費システムについての前記運用計画問題を解き、
各前記電力消費システムについて導出された解決結果が、前記目標電力削減量を満たしているか判定し、
各前記電力消費システムについての解を受領して、当該解に基づいて実現可能な電力削減量を算出し、
前記目標電力削減量を満たしていないと判定した場合、その旨の情報に基づいて前記運用計画問題を再設定して解が得られるまで反復して解く処理を実行し、
前記解に基いて各前記電力消費システムでの電力削減量を算出する
処理を実行させることを特徴とする電力管理プログラム。 A power management program for managing power consumption in a plurality of power consumption systems,
In a computer having a processor for executing arithmetic processing and a memory storing data and programs used by the processor,
Based on the facility information of the power consuming equipment existing in each of the power consuming systems and the operation information of the power consuming facilities, calculating the adjustment capacity of the power consumption in each of the power consuming systems,
Based on the calculation result of the adjustment margin by the adjustment margin calculation unit, calculate a target power reduction amount for the power consumption consumed by the power consumption facility existing in each power consumption system,
Set an operation planning problem for realizing the target power reduction amount in each power consumption system based on the target power reduction amount,
Solving the operational planning problem for each of the power consumption systems;
Determining whether the solution result derived for each power consumption system satisfies the target power reduction amount;
Receive a solution for each of the power consumption systems, calculate the amount of power reduction that can be achieved based on the solution,
If it is determined that the target power reduction amount is not satisfied, the operation planning problem is reset based on the information to that effect, and the process is repeated until a solution is obtained,
A power management program for executing a process of calculating a power reduction amount in each power consumption system based on the solution.
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