JP2017199273A - 需給計画装置、需給計画方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
前記負荷の実績を示す実績データを少なくとも読み込むデータ読込部と、
前記実績データに基づいて予測される制御前負荷及び前記負荷を削減させる省エネ制御が行われた場合の制御後負荷の差を示す負荷制御実績値と、前記省エネ制御によって削減させる負荷を示す負荷制御計画値とに基づいて達成率を計算する達成率計算部と、
前記負荷制御計画値及び前記達成率に基づいて、前記負荷制御計画値と、前記負荷制御計画値による制御結果を示す負荷制御予測値との関係を示すモデルを生成するモデル生成部と、
前記モデルに基づいて、所定の問題を定式化した目的関数を生成し、前記目的関数に基づいて前記負荷を計算する最適需給計画計算部と
を含む。
2.需給計画装置のハードウェア構成例
3.需給計画装置の機能構成例
4.需給計画装置による全体処理例
なお、負荷は、設備等で使用される電力又は電力量等のエネルギー量である。以下の例では、負荷が電力である例で説明する。
図1は、本発明の一実施形態における需給計画装置の使用例を示す概要図である。例えば、需給計画装置10は、図示するような構成において使用される。具体的には、電力系統PSでは、電力会社等の一般送配電事業者が有する送電設備ETに対して、PPS(Power Producer and Supplier、特定規模電気事業者)等の小売事業者、一般送配電事業者又はIPP(Independent Power Producer、独立系発電事業者)を含む発電事業者等の電気事業者が有する設備が接続される。例えば、電気事業者12は、発電設備PW、負荷設備LD及び蓄電設備STを有するとする。なお、送電設備ETは、例えば、電力ケーブル等である。そして、送電設備ETを介して、建物、工場又は一般家庭等の需要家CURに電力が供給される。なお、需要家CURは、工場又は一般家庭等に限られず、電気事業者12が有する負荷設備LDを需要家としてもよい。すなわち、需要家は、電力を使用する者である。
図3は、本発明の一実施形態における需給計画装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。具体的には、需給計画装置10は、CPU(Central Processing Unit)101と、記憶装置102と、ネットワークI/F(interface)103と、入力I/F104と、出力I/F105とを有する。つまり、需給計画装置10は、PC(Personal Computer)、サーバ又はワークステーション等の情報処理装置、すなわち、コンピュータである。
図4は、本発明の一実施形態における需給計画装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、需給計画装置10は、入力部FN1と、出力部FN2と、通信部FN3と、データベースFN4と、制御部FN5と、計算部FN6とを含む。
図5は、本発明の一実施形態における需給計画装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。
ステップS101では、需給計画装置は、データを読み込む。具体的には、ステップS101では、需給計画装置は、あらかじめ需給計画装置に入力される実績データD1(図4参照)、予測データD2(図4参照)、設備データD3(図4参照)及び計画データD4(図4参照)等のデータを読み込む。このように、各データを読み込むことによって、需給計画装置は、発電設備による発電実績値、発電予測値、発電計画値、蓄電設備による充放電、充放電計画値、充電率、負荷設備による需要実績値、需要予測値、節電計画値及び節電実現率等を把握する。なお、ステップS101では、需給計画装置は、後述する最適需給計画問題の生成に用いられるデータ等を読み込む。また、需給計画装置は、読み込んだデータを加工して新たにデータを生成してもよい。さらに、読み込まれたデータは、制御部FN5(図4参照)によって、各部に送信される。
ステップS102では、需給計画装置は、負荷制御モデルを生成する。例えば、需給計画装置は、以下のようにして負荷制御モデルを生成する。
複数の需要家が需給計画の対象である場合には、需要家は、複数の需要家を1つにして、グループに分類されるのが望ましい。以下、複数の需要家がグループに分類される例で説明する。
図6に戻り、ステップS202では、需給計画装置は、達成率を計算する。なお、ステップS201によって需要家がグループに分類される場合には、達成率は、分類数分繰り返し計算される。つまり、達成率は、分類される場合には、グループごとに、それぞれ計算される。
図6に戻り、ステップS203では、需給計画装置は、モデルを生成する。例えば、モデルは、負荷制御計画値CPと、負荷制御達成率AR等の達成率とに基づいて、負荷制御計画値CPによる制御結果となる負荷制御予測値(Control、以下「CTL」と記載する。)を計算する下記(2)式のような数理モデルである。
図5に戻り、ステップS103では、需給計画装置は、最適化問題を生成する。すなわち、ステップS103では、需給計画装置は、実績データ、予測データ、計画データ及び設備データ等に基づいて、各設備にそれぞれ設定される計画値の最適な値等を示す需給計画を計算するため、最適化問題を数理モデルで生成する。具体的には、例えば、需給計画装置は、目的関数及び制約条件をそれぞれ定式化する。
図5に戻り、ステップS104では、需給計画装置は、最適需給計画を計算する。例えば、ステップS104では、需給計画装置は、ステップS103で生成される最適化問題を示す数理モデルを線形計画法又は二次計画法等の最適化計算方法によって最適解を解く。すなわち、需給計画装置は、最適な需給計画となる、各設備のそれぞれの運用計画等を計算し、計算結果を出力する。なお、運用計画には、発電設備の発電計画、蓄電設備の充放電計画、負荷設備の節電計画及び電力市場における市場取引計画等が含まれてもよい。
FN1 入力部
FN2 出力部
FN3 通信部
FN4 データベース
FN5 制御部
FN6 計算部
FN61 データ読込部
FN62 達成率計算部
FN63 モデル生成部
FN64 最適需給計画計算部
CB 制御前負荷
CA 制御後負荷
CR 負荷制御実績値
CP 負荷制御計画値
AR 負荷制御達成率
CTL 負荷制御予測値
Claims (11)
- 負荷を計画する需給計画装置であって、
前記負荷の実績を示す実績データを少なくとも読み込むデータ読込部と、
前記実績データに基づいて予測される制御前負荷及び前記負荷を削減させる省エネ制御が行われた場合の制御後負荷の差を示す負荷制御実績値と、前記省エネ制御によって削減させる負荷を示す負荷制御計画値とに基づいて達成率を計算する達成率計算部と、
前記負荷制御計画値及び前記達成率に基づいて、前記負荷制御計画値と、前記負荷制御計画値による制御結果を示す負荷制御予測値との関係を示すモデルを生成するモデル生成部と、
前記モデルに基づいて、所定の問題を定式化した目的関数を生成し、前記目的関数に基づいて前記負荷を計算する最適需給計画計算部と
を含む需給計画装置。 - 前記所定の問題は、前記負荷を調達するコスト又は前記負荷を調達するのに発生する二酸化炭素量の最小化である請求項1に記載の需給計画装置。
- 複数の需要家が有するそれぞれの負荷設備によって使用される負荷が前記最適需給計画計算部によって計算される負荷となるように制御する請求項1又は2に記載の需給計画装置。
- 前記データ読込部は、需要家ごとの前記負荷を使用する傾向を示す負荷特性及び前記需要家が前記省エネ制御を行えるか否かを示す省エネ制御の可否のうち、少なくともいずれか1つを示すデータを更に読み込み、
前記負荷特性、前記省エネ制御の可否、前記達成率又はこれらの組み合わせに基づいて、前記需要家を単数又は複数のグループに分類する分類部を更に含む請求項1乃至3のいずれか1項に記載の需給計画装置。 - 前記分類部は、前記負荷特性に基づいて、前記需要家を前記グループに分類する請求項4に記載の需給計画装置。
- 前記分類部は、前記達成率に基づいて、前記需要家を前記グループに分類し、
前記最適需給計画計算部は、前記達成率が高い前記グループから順に前記負荷を割り当てる請求項4に記載の需給計画装置。 - 前記負荷は、電力又は電力量である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の需給計画装置。
- 前記省エネ制御は、直接負荷制御又は間接負荷制御である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の需給計画装置。
- 前記省エネ制御は、前記間接負荷制御であって、前記負荷を調達するコストを変動させる制御である請求項8に記載の需給計画装置。
- 負荷を計画する需給計画装置が行う需給計画方法であって、
前記需給計画装置が、前記負荷の実績を示す実績データを少なくとも読み込むデータ読込手順と、
前記需給計画装置が、前記実績データに基づいて予測される制御前負荷及び前記負荷を削減させる省エネ制御が行われた場合の制御後負荷の差を示す負荷制御実績値と、前記省エネ制御によって削減させる負荷を示す負荷制御計画値とに基づいて達成率を計算する達成率計算手順と、
前記需給計画装置が、前記負荷制御計画値及び前記達成率に基づいて、前記負荷制御計画値と、前記負荷制御計画値による制御結果を示す負荷制御予測値との関係を示すモデルを生成するモデル生成手順と、
前記需給計画装置が、前記モデルに基づいて、所定の問題を定式化した目的関数を生成し、前記目的関数に基づいて前記負荷を計算する最適需給計画計算手順と
を含む需給計画方法。 - 負荷を計画するコンピュータに需給計画方法を実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータが、前記負荷の実績を示す実績データを少なくとも読み込むデータ読込手順と、
前記コンピュータが、前記実績データに基づいて予測される制御前負荷及び前記負荷を削減させる省エネ制御が行われた場合の制御後負荷の差を示す負荷制御実績値と、前記省エネ制御によって削減させる負荷を示す負荷制御計画値とに基づいて達成率を計算する達成率計算手順と、
前記コンピュータが、前記負荷制御計画値及び前記達成率に基づいて、前記負荷制御計画値と、前記負荷制御計画値による制御結果を示す負荷制御予測値との関係を示すモデルを生成するモデル生成手順と、
前記コンピュータが、前記モデルに基づいて、所定の問題を定式化した目的関数を生成し、前記目的関数に基づいて前記負荷を計算する最適需給計画計算手順と
を実行させるためのプログラム。
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