JP2017084347A - 計画作成装置、計画作成方法、プログラム、データ及び発電機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短期間内で変化する電力需要及び電力供給元の状況に対応可能な電力調達に係る計画を作成する。【解決手段】本発明の実施形態に係る発電機運転計画作成装置は、第１期間内の複数の第２期間に対して、複数の電力供給元から受ける電力供給の計画を作成する計画作成部を備える。前記計画作成部は、電力需要予測に対する全電力供給元の電力供給力の度合いを示す需給逼迫度が極大となるピークと、前記需給逼迫度が極小となるボトムとに基づく順番で、前記計画を作成する。前記需給逼迫度は、前記第１期間における、前記電力需要予測のデータと、前記複数の電力供給元の各電力供給力のデータと、前記各電力供給元の電力供給予定に関するデータとに基づき算出される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、計画作成装置、計画作成方法、プログラム、データ及び発電機制御装置に関する。

電力会社の発電部門にとって、短時間で変動する将来の電力需要を予測し、その予測に基づく需要計画を満たすように、発電機の運転計画を立てることは、重要な業務の１つである。しかし、発電機の運転計画には多くの運用上の制約があり、発電機の運転状態も３０分刻みの時断面ごとに変化する可能性がある。そのため、計画対象の全期間に対する最適解を一度に求めようとすると、発電機の運転状態の組み合わせが膨大となり、計算時間が非常に長くなる。従来の手法は、この問題に対処するため、計画対象の期間を複数の時断面にて分解し、時断面ごとに逐次的に最適解を求め、時断面を繋ぎ合せることにより、運転計画を求めていた。

また、単純に時系列順に運転状態を順次計算した場合、計算時間は短くなるが、一般に発電機の起動及び停止には時間がかかるため、短時間における需要変化及び保守予定に対応した計画を作成することは困難であった。そこで、従来は、需要計画のピークの時刻とボトムの時刻を抽出し、最初にピークの時刻における全発電機の運転状態を決定し、ピークの時刻からボトムの時刻までに順次停止させていく発電機を決定することにより、計算の高速化が行われてきた。

運転計画を作成する場合、個々の発電機の将来の保守等の作業計画も考慮に入れる必要がある。例えば、定期検査により稼働できない場合、又は、試運転により指定された電力量以外を出力することができない場合などを考慮に入れる必要がある。個々の発電機の作業計画を考慮せずに運転計画を作成すると、例えば定期検査による停止などにより、起動中の発電機の出力値が低下するなどの想定外の事態が生じ、作成された計画では、時断面ごとの電力需要を満たさないおそれがある。そのため、作成された計画を修正するなどの対応が必要となるおそれがある。

特開平１１−２１５７０１号公報

短期間内で変化する電力需要及び電力供給元の状況に対応可能な電力調達に係る計画を作成する。

本発明の実施形態に係る発電機運転計画作成装置は、第１期間内の複数の第２期間に対して、複数の電力供給元から受ける電力供給の計画を作成する計画作成部を備える。前記計画作成部は、電力需要予測に対する全電力供給元の電力供給力の度合いを示す需給逼迫度が極大となるピークと、前記需給逼迫度が極小となるボトムとに基づく順番で、前記計画を作成する。前記需給逼迫度は、前記第１期間における、前記電力需要予測のデータと、前記複数の電力供給元の各電力供給力のデータと、前記各電力供給元の電力供給予定に関するデータとに基づき算出される。

本発明の実施形態に係る発電機運転計画作成装置の概略構成の一例を示すブロック図。 ピーク・ボトム抽出部の処理を説明する図。 計算計画を時系列順に作成した場合の処理について説明する図。 計算計画を電力需要に基づき作成した場合の処理について説明する図。 計算計画を需給逼迫度に基づき作成した場合の処理について説明する図。 発電機運転計画作成装置の概略処理のフローチャート。 本発明の一実施形態に係るハードウェア構成の一例を示すブロック図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る発電機運転計画作成装置の概略構成の一例を示すブロック図である。発電機運転計画作成装置１は、電力需要データ格納部１１と、発電機運転データ（実績データ）格納部１２と、条件格納部１３と、需給逼迫度算出部１４と、ピーク・ボトム抽出部１５と、運転計画作成部１６と、運転計画格納部１７を備える。発電機運転計画作成装置１は、電力需要予測システム２と、発電機運転データ取得システム３と、入出力装置４と、通信インタフェース又はデバイスインタフェースなどにより、直接又は間接的に接続され、データの送受が可能とする。

電力需要データ格納部１１は、電力需要予測システム２などから、電力需要データを取得し、格納する。電力需要データは、電力需要の予測に関する時系列のデータである。予測された電力需要は、電力供給元であり、発電機運転計画作成装置１が運転計画を作成する対象である複数の発電機（発電システム）により、満たされるべき供給電力でもある。

発電機運転データ格納部１２は、発電機運転データ取得システム３などから、発電機運転データを取得し、格納する。発電機運転データは、前述の複数の発電機（発電システム）の運転に関するデータである。例えば、発電機の出力電力（供給力）など、発電機の基本特性に関するデータが含まれる。

条件格納部１３は、入出力装置４などから、条件データを取得し、格納する。条件データには、計画の作成に必要な計算式が含まれる。また、その計算式に用いられるパラメータ及びその計算式が満たすべき条件式などの制約条件が含まれる。

また、条件格納部１３は、前述の複数の発電機の保守計画、すなわち、電力供給元の電力供給予定に関するデータを格納する。ここでは、保守は２種類を想定する。１つは、定期検査であり、定期検査中の発電機は、停止せざるをえないとし、電力供給を行わない予定とする。もう１つは、試運転であり、試運転中の発電機は、当該発電機の出力上限まで出力できず、指定された一定値を出力するものとする。つまり、発電機の電力供給力の上限値未満の電力を供給する予定とする。このように、発電機には上限値まで電力供給できない期間が存在する。また、保守計画に関するデータには、保守の期間、種類及び指定値が含まれるとする。なお、ここでの想定は一例であり、その他の保守状態を想定してもよいし、指定値も一定でなくともよい。

需給逼迫度算出部１４は、電力需要データ格納部１１から電力需要データを、発電機運転データ格納部１２から複数の発電機それぞれの電力供給力のデータを、条件格納部１３から発電機の保守計画などの条件データを取得する。そして、取得したそれらのデータに基づき、需給逼迫度を算出する。ここでの需給逼迫度は、電力需要に対する全電力供給元の電力供給力の度合いを示すものとする。つまり、需給逼迫度は、発電システムが電力需要を賄うことができるかの度合いを表す。需給逼迫度の算出方法は、様々な方法が考えられるが、ここでは、次式（１）に示す通り、需給逼迫度を、所定の時刻における、発電システムの複数の発電機すべての電力供給力（供給量）に対する電力需要とする。
なお、上記では、電力需要を、電力供給元の電力供給力の総和にて除算して需給逼迫度としたが、他の方法で、需給逼迫度を表してもよい。例えば、電力需要と、各発電機の電力供給力との差分にて表すことが考えられる。

電力需要は、電力需要データに含まれる。各発電機の電力供給力は、電力供給力のデータと条件データから算出する。発電機が正常運転可能な場合、つまり通常の場合は、電力供給力は、発電機それぞれの出力電力の上限値である。これは、電力供給力のデータに含まれる。発電機が保守中の場合は、条件データに含まれる保守計画に関するデータから、電力供給力を求める。前述のとおり、ここでは、定期検査中は出力がないものとし、試運転中の場合は、指定された出力値を出力するものとする。なお、電力供給力は、上記の例に限られない。通常の場合は、発電機それぞれに対し出力値を指定してもよいし、一律に上限値の８０％などと定めてもよい。また、発電機は、起動に時間がかかるため、分割期間において起動中の発電機の電力供給力は、当該分割期間内に出力可能な出力電力としてもよいし、電力供給力はないとみなしてもよいし、一律に上限値の２０％などと定めてもよい。

ピーク・ボトム抽出部１５は、需給逼迫度算出部１４が算出した需給逼迫度の時系列データを取得し、計画対象の期間内において、需給逼迫度が極大となるピークと極小となるボトムを検出する。検出方法は、時系列データの微分値に基づく方法など、公知の技術を用いればよい。計画対象期間（第１期間）は、予め定められていてもよいし、条件データなどによりユーザから指定されてもよいし、取得した電力需要データ、保守期間のデータから導き出してもよい。

また、ピーク・ボトム抽出部１５は、計画対象の期間を複数の分割期間に分割する。分割期間の長さ、分割する基準なども、特に限られるものではない。例えば、３０分同時同量を想定して、計画対象期間の始めから３０分ごとに分割するとしてもよい。

図２は、ピーク・ボトム抽出部１５の処理を説明する図である。図に示された曲線が需給逼迫度を表す。ピーク・ボトム抽出部１５は、需給逼迫度のピークとボトムを検出する。また、計画対象の期間を、複数の分割期間に分割する。ここでは、計画対象期間の始めから３０分ごとに分割している。

ピーク・ボトム抽出部１５は、分割された期間それぞれに対し、運転計画作成部１６が発電機の運転状態を決定する処理を行う順番を決定する。この順番を計算計画と称する。図２の時間軸の下に表された数字が、計算計画を示す。

計算計画は、ピークとボトムとに基づき、定められる。具体的には、ボトムが含まれる期間の次の期間から、次のボトムが含まれている期間までを計算単位期間とする。なお、ボトムが含まれる期間から、次のボトムが含まれている期間の１つ手前の期間までを計算単位期間としてもよい。そして、計算単位期間ごとに、計算単位期間に含まれる期間の順番を決め、次の計算単位期間に移る。計算単位期間内では、ピークが含まれる期間からボトムが含まれる期間に向かう順に、順番を決定する。ピークが含まれる期間からボトムが含まれる期間に向かう方向は、ピークから先のボトムに向かう方向、つまり時系列順の方向と、ピークから１つ前のボトムに向かう方向、つまり逆時系列順の方向とがあるが、いずれを先にしてもよい。

図２における計算計画の算出処理を説明する。図２では、需要逼迫度のグラフの始まりが下降しているので、計算単位期間の途中から開始されていて、最初のボトムが含まれる期間までが最初の計算単位期間である。計算単位期間では、計算単位期間内のピークが含まれている期間を１番若い番号にする。最初の計算単位期間にはピークがないので、時系列順に、期間１と期間２の番号が振られる。そして、次の計算単位期間に移る。

２番目の計算単位期間において、ピークが含まれる期間に期間３の番号が振られている。そして、図２では、ピークから先のボトムに向かう方向である逆時系列順に、期間４と期間５の番号が振られ、最初のピークから次のボトムに向かう方向である時系列順に、期間６、７、８の番号が振られている。そして、次の計算単位期間に移り、全ての分割期間に番号が振られるまで、同様の方法を繰り返す。これにより、図２に示すように、ピークが含まれる期間と、ボトムが含まれる期間との間に存在する期間の順番は、ピークが含まれる期間に近いほど早く、ボトムが含まれる期間に近いほど遅くなる。

なお、ここでは、ピーク・ボトム抽出部１５が、計画対象期間の分割及び計算計画を作成するとしているが、運転計画作成部１６が計画対象期間の分割及び計算計画の作成を行ってもよい。

運転計画作成部１６は、ピーク・ボトム抽出部１５が算出した計算計画の順に、電力需要データと、発電機の基本特性とに基づき、分割期間における発電機の運転状態を決定する。運転状態は、稼働、停止（非稼働）、試運転などの状態が含まれることを想定するが、その他の状態を含めてもよい。制約条件がある場合は、制約条件も考慮する。この各期間における発電機の運転状態を運転計画とする。運転計画作成部１６は、制御対象の発電機の電力供給力と発電効率とに基づき、各期間における電力需要を満たすように、稼働させる発電機を決定する。発電効率は、任意に定めてよい。例えば、使用される燃料の量と、発電される電力との度合いでもよい。また、例えば、発電にかかる費用と、発電される電力との度合いでもよい。発電にかかる費用は、燃料費、人件費、運用費などの一部又は全部を考慮して算出してもよいし、特定の一費用でもよい。また、発電機の建築費など、発電機自体にかかった費用も含めてもよい。各発電機の電力供給力と発電効率は、発電機運転データの発電機の基本特性に含まれる。なお、発電機の発電効率は、各発電機の過去の運転実績のデータ、例えば、燃料消費量と発電機出力のデータから運転計画作成部１６が算出してもよい。その場合は、発電効率のデータを予め算出しておく必要がなくなる。なお、発電効率が算出される発電機は１つでもよい。

計算計画に基づき運転計画作成部１６が発電機の運転状態を決定する処理とともに、計算計画が需給逼迫度に基づき作成される理由について説明する。まずは、計算計画を時系列順に作成したときの問題点を説明する。

図３は、計算計画を時系列順に作成した場合の処理について説明する図である。前述のとおり、需給逼迫度に基づき生成された計算計画は、ピークを含む期間及びボトムを含む期間を基準としたが、ここでは、単純に時系列順に計算計画を作成するものとする。つまり、時系列順に各分割期間における発電機の運転状態が決定される。

図３では、発電機ＡからＤまでの最大出力の等しい４台の発電機があるとする。４台の発電機は、供給できる最大出力は同じであるが、発電機Ａが最も発電効率が高く、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に発電効率が下がるものとする。運転計画作成部１６は、図の上方に描かれた電力需要を満たすように、各期間において稼働させる発電機を決定する。発電機の決定方法は様々あるが、ここでは、運転計画作成部１６は、必要な発電機の台数を決定し、次に稼働効率から稼働させる発電機を決定するものとする。図３では、稼働を丸印（○）で、停止（非稼働）状態をバツ印（×）で表している。三角印（△）は、起動中また停止中を表す。また、図３の下方に、計算処理の流れを示す。図３では、計算計画の作成が期間１から開始されるため、期間１の下に開始期間と表示されている。また黒い矢印は、計算処理の流れを示す。計算処理の流れは次の通りになる。

期間１において、必要な発電機は、電力需要により、２台と判明する。そうすると、運転計画作成部１６は、高効率の順に、発電機ＡとＢを稼働とし、発電機ＣとＤを停止と定める。図３では、発電機ＡからＤの状態は（○、○、△、×）と表示されているが、この時点では、運転計画作成部１６は、（○、○、×、×）という期間１の運転計画を作成する。

次の期間２では、必要な発電機は３台のため、次に効率のよい発電機Ｃを稼働させる必要がある。しかし、発電機の起動は即座に行うことができない。ゆえに、期間２に発電機Ｃを稼働状態にするには、その前の期間１において、発電機Ｃの起動処理を開始させる必要がある。したがって、運転計画作成部１６は、（○、○、×、×）という期間１の運転計画を作成し終わり、次の期間２の運転計画を作成している間に、期間１の運転計画の作成し直しを決定し、運転期間１の計画の作成に戻り、期間１の運転計画を（○、○、△、×）に修正するという処理を行うこととなる。

また、期間４においても、必要な発電機が４台となるため、期間３についても運転計画を作成し終わり、次の期間４の運転計画を作成している間に、期間３の運転計画の作成し直しを決定し、期間３の運転計画の作成に戻ることになる。このように、時系列順に計算計画を作成すると、既に運転計画を作成した期間に対する運転計画の再作成が発生し、計算処理の負荷及びかかる時間が増加する。

次に、計算計画を電力需要に基づき作成した場合を説明する。図４は、計算計画を電力需要に基づき作成した場合の処理について説明する図である。図４（Ａ）は、発電機の保守がない場合を示す。図４（Ｂ）は、発電機の保守がある場合を示す。

図４は、発電機などの前提条件は、図３と同じであるが、図４では、運転計画作成部１６は、ピークが含まれる期間である期間４を始めに計算する。ゆえに、図４の下方に示すように、期間４の下に開始期間と表示されている。そして期間４から、１番目のボトムが含まれる期間１に向かって、期間３、２、１の順に計算を行う。また、期間４から、２番目のボトムが含まれる期間６に向かって、期間５、６の順に計算を行う。なお、前述の通り、時系列方向の計算（期間５、６）と、逆時系列方向の計算（期間３、２、１）とは、いずれを先に行ってもよい。

図４（Ａ）のピークが含まれる期間においては、全ての発電機を稼働させなければ、電力需要を満たすことができないとする。ゆえに、期間４において、運転計画作成部１６は全ての発電機を稼働させるとしている。そして、次の分割期間、期間３おいては、電力需要が減少し、発電機が３台あれば電力需要を満たすことができるため、発電効率が１番目に悪い発電機Ｄを停止させるとしている。そして、さらに電力需要が減少した期間１では、発電機が２台あれば電力需要を満たすことができるため、発電効率が２番目に悪い発電機Ｃを停止させるとしている。

先の運転計画作成部１６の処理は、停止させると記載しているが、時系列を逆に辿ったため、実際には、期間３にて発電機Ｄを、期間１にて発電機Ｃを、停止させるではなく、起動させる必要がある。しかし、図３の場合では、１度作成した運転計画を再作成する必要があったが、図４では、運転計画を再作成する必要はない。停止を起動と置き換えれば、期間１での発電機Ｃの起動により、期間２にて発電機Ｃが稼働し、期間３での発電機Ｄの起動により、期間４にて発電機Ｄが稼働する運転計画に変更はないからである。

このように、ピークを含む期間からボトムを含む期間に向かって計算を行うとすると、運転計画の再作成の処理がなくなり、計算処理の負荷及び時間が軽減する。また、運転計画作成部１６は、１つ前の分割期間において稼働させている発電機のうち停止できる発電機を、発電効率の低い順に、停止させていけばよいことがわかる。このように、次に停止させる発電機を選択するという単純な計算の繰り返しとすることにより、計算量が減少し、短時間での計算が可能になる。

しかし、発電機に対し、定期検査による停止、試運転による出力指定といった保守計画があり、少なくとも１つの発電機を稼働させることができない分割期間が１つでもある場合、運転計画を作成することができない可能性がある。図４（Ｂ）では、発電機Ａが期間１及び２で定期検査を行うため、停止しているとする。この場合、期間２においては、発電機が３台必要であるが、発電機Ｄは期間３にて停止させているために、稼働中のＢとＣだけでは、供給電力が不足する。したがって、運転計画作成部１６が発電効率の低い順に、発電機を停止させる判断を行っていた場合、期間２において、電力需要を満たす供給力がないと判断してしまう。これを防ぐには、運転計画作成部１６に稼働していない発電機を起動させるか否かの判断を行わせる必要があり、計算量の軽減と正確性を両立することができない。

次に、計算計画を需給逼迫度に基づき作成した場合を説明する。図５は、計算計画を需給逼迫度に基づき作成した場合の処理について説明する図である。図５の上方のグラフは電力需要を示し、図５の下方のグラフが需給逼迫度を示す。図５の上方のグラフは、図４で示した電力需要と同じである。図５では、ピーク・ボトム抽出部１５が算出した需給逼迫度に基づく計算計画に従い、運転計画を作成する。

図５では、運転計画作成部１６は、需給逼迫度のピークが含まれる期間２から計算を開始する。ゆえに、図５の下方に示すように、期間２の下に開始期間と表示されている。そして、期間２から、１番目のボトムが含まれる期間１に向かって、期間１の計算を行う。また、期間２から、２番目のボトムが含まれる期間６に向かって、期間３、４、５、６の順に計算を行う。逆時系列方向の計算（期間１）と、時系列方向の計算（期間３、４、５、６）とは、いずれを先に行ってもよい。

図５においても、図４（Ｂ）と同様に、発電機Ａが期間１及び２で定期検査を行うため、停止しているとする。この場合、定期検査が行われ、電力需要も高い期間である期間２に、需給逼迫度のピークが含まれる。したがって、期間２から計算が開始される。稼働させる発電機の台数は、図３及び４同様、電力需要に基づき定められるため、各期間における必要な発電機の台数は、図３及び４と同じである。期間２では、３台の発電機が必要なため、定期検査中の発電機Ａ以外の発電機Ｂ、Ｃ、Ｄを稼働させるという計画が作成される。

保守された発電機は、保守期間終了直後において、保守計画に関するデータに基づき、自動的に起動され、系統に並列されるものとする。これにより、運転計画作成部１６が保守後に発電機を起動させるか否かの判断を行わないため、運転計画作成部１６の処理の負担は増加しない。また、このようにすると、運転計画の再作成を防ぐことができる。例えば、期間３にて必要発電機数が３台であるため、運転計画作成部１６が期間３にて発電機Ａを起動させる必要がないと判断してしまうと、期間４では発電機が４台必要なため、運転計画作成部１６は期間３に戻り、発電機Ａを起動させるという計画に修正する必要が生じてしまう。

式１による需給逼迫度は、所定の時刻又は期間における発電システム全体の電力供給力に依存する。これは、発電機が稼働しなければならない割合を表している。例えば、発電機が１０台あった場合に、ある１台が停止していた場合、発電システム全体の電力供給力が下がるため、残りの発電機が稼働しなければならない割合は増加する。また、停止中の１台が発電システム全体の電力供給力の１０％を占めていた場合と、発電システム全体の電力供給力の３０％を占めていた場合では、後者の方が、残りの発電機が稼働しなければならない割合は高い。つまり、需給逼迫度が高い値の期間は、出力可能である発電機は稼働している割合は高く、需給逼迫度が下がるにつれて、停止状態の発電機が増加する。ゆえに、需給逼迫度に基づいて計算計画を作成した場合も、電力需要に基づいて計算計画を作成した場合と同様に、需給逼迫度のピークからボトムに向かう方向で計算計画を作成すれば、次に停止させる発電機を選択するという単純な計算の繰り返しとなり、計算量の軽減と正確性を両立することができる。

次に、本実施形態に係る処理の流れについて説明する。図６は、発電機運転計画作成装置１の概略処理のフローチャートである。このフローチャートは一例であって、特に限定されるものではない。例えば、予め生成することができる処理の順番は、前後してもよい。また、当該処理は、入出力装置４からの指示を受け付けた時点で開始されてもよいし、電力需要データ、発電機運転データ、条件データなどが入力又は更新された時点で開始されてもよい。また、予め定められた時刻などで定期的に実行されてもよい。

需給逼迫度算出部１４が、電力需要データ格納部１１から電力需要データを、発電機運転データ格納部１２から電力供給力のデータを、条件格納部１３から条件データを取得する。そして、取得したそれらのデータに基づき、式（１）から需給逼迫度を算出する（Ｓ１０１）。生成された需給逼迫度は、ピーク・ボトム抽出部１５に送られる。

ピーク・ボトム抽出部１５は、需給逼迫度のピークの時刻とボトムの時刻を抽出する（Ｓ１０２）。また、ピーク・ボトム抽出部１５は、計画対象期間を予め定められた単位期間ごとに分割した上で、算出したピークとボトムに基づき、計算計画を作成する（Ｓ１０３）。作成された計算計画は、運転計画作成部１６に送られる。

運転計画作成部１６は、取得した計算計画に従い、つまり分割期間それぞれに定められた順番にて、分割期間それぞれに対し、以下の処理を行う。ピーク・ボトム抽出部１５は、当該分割期間にピークが含まれているかを確認し、ピークが含まれているときは（Ｓ１０４のＹＥＳ）、ピークが含まれている期間に運転させる発電機を決定する（Ｓ１０５）。ピークが含まれていないときは（Ｓ１０４のＮＯ）、前回の分割期間に稼働中の発電機を確認し、いずれの発電機を停止させても電力需要を満たすことができなくなるという状態になるまで、発電効率の低い順に停止させる発電機を選択する（Ｓ１０６）。

運転計画作成部１６は、全ての分割期間において運転計画を作成したときは、運転計画を、運転計画格納部１７に対し、出力する（Ｓ１０７）。なお、作成された運転計画は、全ての発電機に対する運転計画ではなく、少なくとも１つの発電機に対する運転計画であってもよい。運転計画作成部１６又は運転計画格納部１７は、生成した運転計画を、入出力装置４に出力してもよい。発電機の電力供給力又は需給逼迫度に関するグラフ又はデータを、入出力装置４に出力してもよい。また、入出力装置４への出力は、画像として出力（表示）してもよいし、ファイルとして出力してもよい。出力は、運転計画格納部１７がデータベースなどにより実現される場合は、データベースのＤＢＭＳなどの管理ソフトを用いて実現することができる。以上が、発電機運転計画作成装置１の全体処理のフローである。

以上のように、本発明の実施形態によれば、電力需要ではなく需給逼迫度に基づき、計算する期間の順番を定め、発電機の運転計画を作成する。これにより、保守などによって発電システム全体の電力供給力が落ちている期間があるときでも、全体の電力供給が電力需要を上回るにも関わらずに、停止している発電機のために、算出処理がエラーとなる事態を回避し、再計算などの手間を省くことができる。また、次に停止する発電機を選択するという単純な計算を繰り返すことにより、処理を単純化する。以上のことから、短時間の需要変化及び保守予定に対応可能な計画を、効率的に作成することができる。

なお、発電機運転計画作成装置１と、電力需要予測システム２と、発電機運転データ取得システム３と、入出力装置４とは、同一ＬＡＮ上に存在していてもよいし、異なるネットワーク上に存在していてもよい。例えば、電力需要予測システム２は送配電部門又は送配電事業者に保有されるシステムであり、発電機運転計画作成装置１等は発電部門又は発電事業者等に保有され、発電事業者等は送配電事業者から電力需要データを適宜受信して、発電機の運転計画を作成することが考えられる。

また、例えば、発電機運転計画作成装置１は運転計画案を提供するサービス提供装置としてクラウド上に存在し、発電事業者等はクラウドから運転計画案、つまり運転計画に関するデータを自己のネットワーク上にあるコンピュータ装置にダウンロードしてもよい。この場合、入出力装置４がコンピュータ装置に該当する。なお、ダウンロードの方法は、特に限られるものではなく、ＦＴＰ、ＨＴＴＰ通信でもよい。また、運転計画に関するデータが添付された電子メールを受信してもよい。また、ｔｘｔ、ｃｓｖ、ｘｍｌなどといったデータの形式も特に限られるものではない。

また、各発電機を制御可能な統合制御装置が、当該運転計画に関するデータに基づき、起動、停止、試運転などの発電機の動作を制御してもよい。例えば、各発電機を一意に示すＩＤ等の識別情報と、当該ＩＤの発電機を稼働又は停止させる時刻若しくは分割期間などを示す計画情報と、が当該運転計画に関するデータに含まれているとする。そうすると、統合制御装置が当該運転計画に関するデータに基づき、識別情報に示される発電機を、計画情報を満たすように、制御することができる。これにより、運転計画の実行も自動化することができる。当該ＩＤの発電機を稼働又は停止させる時刻は、発電機の稼働に要する時間と、分割期間とに基づき、運転計画作成部１６又は統合制御装置が算出すればよい。発電機の稼働に係る時間は制約条件として、条件格納部１３に予め格納されていればよい。また、運転計画案を取得した発電事業者等が実際に当該制御を行わせることを承認したことを示す承認フラグのような情報を、当該運転計画に関するデータに追加し、承認フラグがオンの計画情報に対して、統合制御装置が制御を行うようにしてもよい。

また、発電機運転計画作成装置１は、複数の装置にて構成されてもよい。つまり、発電機運転計画作成装置１はシステムでもよい。例えば、需給逼迫度を算出するまでの処理を担当する第１発電機運転計画作成装置と、需給逼迫度のピーク及びボトムを算出し、計算計画を作成するまでの処理を担当する第２発電機運転計画作成装置と、残りの処理を担当する第３発電機運転計画作成装置と、にて運転計画作成システムが構成されてもよい。なお、発電機運転計画作成システムの構成装置の数及び担当する処理は特に限られるものではない。

なお、上記に説明した実施形態における発電機の種類は特に限られるものではない。火力、水力、原子力の発電機でもよい。風力、太陽光、地熱、バイオマス等の自然エネルギーによる発電機でもよい。水素発電などの発電機でもよい。また、異なる種類の発電機の組み合わせでもよい。

なお、上記の説明において、発電機が上限値まで電力供給できない事態として、保守を想定した。しかし、保守は発電機に対して行われる作業の一例であり、保守以外の作業により、発電機が上限値まで電力供給できない期間があれば、当該作業の計画に基づいて、運転計画を作成してもよい。つまり、「保守」は「作業」と、「保守計画」は「作業計画」と読み替えてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態は、発電事業者又は電力会社の発電部門等が保有する発電機の運転計画を作成することを想定した。しかし、第１の実施形態の説明において、「発電機」を「需要家」と、「発電効率」を「需要家から電力を購入する費用」とすれば、発電機運転計画ではなく、送配電事業者等がいずれの需要家から電力を購入するかを決定する電力調達計画とみなすことができる。そうすると、送配電事業者が需要家から電力を調達する費用を抑えることができる。電力調達計画作成装置の構造及び電力調達計画作成装置が行う処理は、第１の実施形態と同じなため、省略する。これにより、運転計画作成部１６は、第１の実施形態では、稼働している発電機から停止させる発電機を選択したが、第２の実施形態では、電力供給を受けている前記需要家から電力供給を受けなくする前記需要家を選択することになる。

また、発電機と需要家の両方を考慮してもよい。つまり、電力供給元の候補として発電機と需要家の両方を含ませて、発電機の稼働にかかる費用及び需要家から電力を購入する費用に基づいて、電力調達計画を作成してもよい。発電機の稼働にかかる費用は、電力を購入する費用と比較できるような値に予め加工しておけばよい。これにより、一概に保有する発電機を稼働させるのではなく、需要家から電力を調達する選択肢を考慮し、総合的な費用を抑えることができる。また、保有する発電機では電力需要を賄えない場合でも、需要家から電力を購入するという計画が立てられるため、余剰な発電機を保有しておく必要性が低くなる。ゆえに、例えば、保有する発電機を削減する、買い替える発電機の出力限界値を以前のものよりも低くするといったことができ得る。また、電力需要を賄えない可能性があるために、発電機の保守点検などの作業期間を無理に短くする必要性もなくなる。

なお、上記に説明した実施形態における各処理は、ソフトウェア（プログラム）によって実現することが可能である。よって、上記に説明した実施形態における発電機運転計画作成装置１は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用い、コンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することが可能である。

図７は、本発明の一実施形態に係るハードウェア構成の一例を示すブロック図である。発電機運転計画作成装置１は、プロセッサ５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、ネットワークインタフェース５４、デバイスインタフェース５５を備え、これらがバス５６を介して接続された、コンピュータ装置５として実現できる。

プロセッサ５１が、補助記憶装置５３からプログラムを読み出して、主記憶装置５２に展開して、実行することで、需給逼迫度算出部１４、ピーク・ボトム抽出部１５、運転計画作成部１６の機能を実現することができる。

本実施形態の発電機運転計画作成装置１は、当該発電機運転計画作成装置１で実行されるプログラムをコンピュータ装置に予めインストールすることで実現してもよいし、プログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して配布して、コンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。

ネットワークインタフェース５４は、通信ネットワークに接続するためのインタフェースである。電力需要予測システム２、発電機運転データ取得システム３、入出力装置４などと通信にて接続される場合は、このネットワークインタフェース５４にて実現してもよい。例えば、プログラムの実行により作成された運転計画案、つまり運転計画に関するデータは、ネットワークインタフェース５４を介して、発電機運転計画作成装置１から入出力装置４に送信される。ここではネットワークインタフェースを１つのみ示しているが、複数のネットワークインタフェースを搭載してもよい。また、ネットワークインタフェース５４と接続先のシステムとは、１対１又は１対多にて接続されていてもよい。

デバイスインタフェース５５は、外部装置６などの機器に接続するインタフェースである。外部装置６は、ＨＤＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等の任意の記憶装置又は記録媒体でもよい。電力需要データ格納部１１、発電機運転データ格納部１２、条件格納部１３、運転計画格納部１７は、データベースや、データベースのテーブルとして実現され、外部記憶装置としてデバイスインタフェース５５に接続されてもよい。

また、入出力装置４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等の表示ディスプレイと、キーボード、マウス等の入力デバイスとを備えた外部装置６として、デバイスインタフェース５５に接続されていてもよい。入出力装置４が備える入力デバイスの操作による操作信号はプロセッサ５１に出力される。

主記憶装置５２は、プロセッサ５１が実行する命令及び各種データ等を一時的に記憶するメモリ装置であり、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでも、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ等の不揮発性メモリでもよい。補助記憶装置５３は、プログラムやデータ等を永続的に記憶する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ又はＳＳＤ等がある。電力需要データ格納部１１、発電機運転データ格納部１２、条件格納部１３などから取得したデータ又は需給逼迫度算出部１４、ピーク・ボトム抽出部１５、運転計画作成部１６などが生成したデータは、主記憶装置５２、補助記憶装置５３又は外部装置６に保存される。

なお、図７では、1台のコンピュータ装置が示されているが、ソフトウェアを複数のコンピュータ装置にインストールしてもよい。当該複数のコンピュータ装置それぞれがソフトウェアの異なる一部の処理を実行することにより、処理結果を生成してもよい。

上記に、本発明の一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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１ 発電機運転計画作成装置
１１ 電力需要データ格納部
１２ 発電機運転データ格納部
１３ 条件格納部
１４ 需給逼迫度算出部
１５ ピーク・ボトム抽出部
１６ 運転計画作成部
１７ 運転計画格納部
２ 電力需要予測システム
３ 発電機運転データ取得システム
４ 入出力装置
５ コンピュータ装置
５１ プロセッサ
５２ 主記憶装置
５３ 補助記憶装置
５４ ネットワークインタフェース
５５ デバイスインタフェース
６ 外部装置

Claims (14)

1. 第１期間における、電力需要予測のデータと、複数の電力供給元の各電力供給力のデータと、前記各電力供給元の電力供給予定に関するデータとに基づき算出された、前記電力需要予測に対する全電力供給元の電力供給力の度合いを示す需給逼迫度が極大となるピークと、前記需給逼迫度が極小となるボトムとに基づく順番で、
   前記第１期間内の複数の第２期間に対して、前記複数の電力供給元から受ける電力供給の計画を作成する計画作成部
   を備える計画作成装置。
2. 前記ピークが含まれる前記第２期間と前記ボトムが含まれる前記第２期間との間に存在する前記第２期間の前記順番は、前記ピークが含まれる期間に近いほど早い
   請求項１に記載の計画作成装置。
3. 前記電力供給元は、発電機又は需要家又は両方であり、
   前記計画作成部は、
   稼働している前記発電機から停止させる前記発電機を選択する、又は、電力供給を受けている前記需要家から電力供給を受けなくする前記需要家を選択する、又は両方を行うことにより、前記第２期間における前記計画を作成する
   請求項１又は２に記載の計画作成装置。
4. 前記需給逼迫度は、
   前記電力需要予測を前記複数の電力供給元の前記電力供給力の総和にて除算した値で表される
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の計画作成装置。
5. 前記電力供給力又は前記需給逼迫度に関するグラフ又はデータを、画像として表示又はファイルとして出力する出力部
   をさらに備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載の計画作成装置。
6. 前記計画作成部は、発電効率に基づき、停止させる前記発電機を選択する
   請求項３若しくは請求項３に従属する請求項４又は５に記載の計画作成装置。
7. 前記計画作成部は、前記複数の電力供給元の少なくとも１つの前記発電機の過去の運転実績のデータに基づき、該発電機の前記発電効率を算出する
   請求項６に記載の計画作成装置。
8. 前記複数の電力供給元のうちの少なくとも１つの電力供給元は、前記第２期間の少なくとも１つにおいて、電力供給を行わない予定である
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載の計画作成装置。
9. 前記複数の電力供給元のうちの少なくとも１つの電力供給元は、前記第２期間の少なくとも１つにおいて、前記少なくとも１つの電力供給元の電力供給力の上限値未満の電力を供給する予定である
   請求項１ないし８のいずれか一項に記載の計画作成装置。
10. 前記需給逼迫度の時系列のデータを算出する需給逼迫度算出部と、
    前記需給逼迫度の時系列のデータの前記ピークと前記ボトムを抽出する抽出部と、
    をさらに備え、
    前記抽出部又は前記計画作成部は、前記ピークと前記ボトムに基づき、前記順番を決定する
    請求項１ないし９のいずれか一項に記載の計画作成装置。
11. 第１期間における、電力需要予測のデータと、複数の電力供給元の各電力供給力のデータと、前記各電力供給元の電力供給予定に関するデータとに基づき、前記電力需要予測に対する全電力供給元の電力供給力の度合いを示す需給逼迫度の時系列のデータを算出する需給逼迫度算出ステップと、
    前記時系列のデータから前記需給逼迫度が極大となるピークと、前記需給逼迫度が極小となるボトムとを抽出する抽出ステップと、
    前記ピークと前記ボトムとに基づく順番で、前記第１期間内の複数の第２期間に対して、前記複数の電力供給元から受ける電力供給の計画のデータを作成する計画作成ステップと、
    を備える計画作成方法。
12. 第１期間における、電力需要予測のデータと、複数の電力供給元の各電力供給力のデータと、前記各電力供給元の電力供給予定に関するデータとに基づき、前記電力需要予測に対する全電力供給元の電力供給力の度合いを示す需給逼迫度の時系列のデータを算出する需給逼迫度算出ステップと、
    前記時系列のデータから前記需給逼迫度が極大となるピークと、前記需給逼迫度が極小となるボトムとを抽出する抽出ステップと、
    前記ピークと前記ボトムとに基づく順番で、前記第１期間内の複数の第２期間に対して、前記複数の電力供給元から受ける電力供給の計画のデータを作成する計画作成ステップと、
    を少なくとも１つのコンピュータに実行させるためのプログラム。
13. 前記電力供給元である発電機を一意に示す識別情報と、前記発電機を稼働させる時刻又は前記第２期間を示す計画情報と、が対応付けられた
    請求項１２に記載のプログラムにより作成されたデータ。
14. 請求項１３に記載の前記データに基づき、前記計画情報を満たすように、前記識別情報に示された前記発電機を制御する
    発電機制御装置。