JP2018074836A - Operation plan creation device, operation plan creation method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、運転計画作成装置、運転計画作成方法およびプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an operation plan creation device, an operation plan creation method, and a program.
一般電気事業者の発電部門等にとって、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。運転計画は、所定期間において予測された電力需要に応じた電力量を発電機に出力させるように作成される。 Making a generator operation plan is one of the important tasks for a power generation department of a general electric utility. The operation plan is created so that the generator outputs the amount of power corresponding to the power demand predicted in the predetermined period.
しかし、発電機の出力電力を変化させる場合、出力変化率と負荷保持時間とが制約となる。出力変化率は、発電機の出力電力の変化の度合である。負荷保持時間は、発電機の出力電力値が所定の値となった場合に、発電機に対する負荷が保持されて、当該出力電力値が継続される時間である。ゆえに、負荷保持時間を経過するまで、発電機の出力電力を変化させることができない。したがって、これら２つの制約を考慮しなければ、精確な運転計画を作成することができないという問題がある。 However, when changing the output power of the generator, the output change rate and the load holding time are constraints. The output change rate is the degree of change in the output power of the generator. The load holding time is a time during which the load on the generator is held and the output power value is continued when the output power value of the generator reaches a predetermined value. Therefore, the output power of the generator cannot be changed until the load holding time elapses. Therefore, there is a problem that an accurate operation plan cannot be created unless these two constraints are taken into consideration.
本発明の一実施形態は、出力変化率と負荷保持時間とを考慮した発電機の運転計画を作成する。 One embodiment of the present invention creates a generator operation plan that takes into account the output change rate and the load holding time.
本発明の一実施形態の運転計画作成装置は、仮想出力限界算出部と、発電量限界値算出部と、発電量算出部と、を備え、発電機の発電量に関する前記発電機の運転計画を作成する。前記仮想出力限界算出部は、少なくとも発電機の出力変化率および負荷保持時間に基づき、前記発電機の仮想出力限界を算出する。前記発電量限界値算出部は、前記仮想出力限界と、時間枠における前記発電機の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、前記時間枠における前記発電機の負荷保持残時間の初期値と、に基づき、前記時間枠における前記発電機の発電量限界値を算出する。前記発電量算出部は、少なくとも前記発電量限界値に関する制約条件を有する最適化問題を解くことにより、前記時間枠における前記発電機の発電量を算出する。 An operation plan creation device according to an embodiment of the present invention includes a virtual output limit calculation unit, a power generation amount limit value calculation unit, and a power generation amount calculation unit, and generates an operation plan for the generator related to the power generation amount of the generator. create. The virtual output limit calculation unit calculates a virtual output limit of the generator based on at least an output change rate of the generator and a load holding time. The power generation amount limit value calculation unit includes the virtual output limit, an initial value of the magnitude of output power of the generator in a time frame, an initial value in an increase / decrease direction, and a load holding remaining time of the generator in the time frame. Based on the initial value, the power generation amount limit value of the generator in the time frame is calculated. The power generation amount calculation unit calculates the power generation amount of the generator in the time frame by solving an optimization problem having at least a constraint condition regarding the power generation amount limit value.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（本発明の一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る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。図１に示された運転計画作成装置１は、記憶部（取得部）１１と、仮想出力限界算出部１２と、発電量限界値算出部１３と、発電量算出部１４と、次時間枠初期値算出部１５と、運転計画作成部１６と、を備える。
(One embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an operation plan creation device according to an embodiment of the present invention. 1 includes a storage unit (acquisition unit) 11, a virtual output limit calculation unit 12, a power generation amount limit value calculation unit 13, a power generation amount calculation unit 14, and a next time frame initial stage. A value calculation unit 15 and an operation plan creation unit 16 are provided.
運転計画作成装置１は、予測される電力需要などの制約条件（制約式）と、所定の目的を表す目的関数とに基づき、発電機の運転計画を作成する。作成される運転計画は、所定の時間枠において発電機が出力する発電量に関するものである。そして、算出された発電量は、発電機の出力変化率と負荷保持時間の２つの制約が少なくとも考慮されたものとする。 The operation plan creation device 1 creates a generator operation plan based on a constraint condition (constraint expression) such as a predicted power demand and an objective function representing a predetermined purpose. The created operation plan relates to the amount of power generated by the generator in a predetermined time frame. It is assumed that the calculated power generation amount takes into consideration at least two constraints of the output change rate of the generator and the load holding time.
時間枠は、運転計画が作成される期間の一部である。時間枠は、発電機が出力する発電量と、予想される電力需要とが一致することが要求される期間に基づいて定められてもよい。例えば、３０分同時同量を考慮する場合は、時間枠を３０分と定めてもよい。なお、発電量は、１台の発電機の発電量でもよいし、複数の発電機の各発電量の総和でもよい。作成される運転計画の全体の期間は、連続した複数の時間枠により構成される。つまり、作成される運転計画は、各時間枠における発電量の集合となる。時間枠および作成される運転計画の全体の期間の長さは、特に限られるものではない。 The time frame is a part of the period during which the operation plan is created. The time frame may be determined based on a period in which the amount of power output from the generator and the expected power demand are required to match. For example, when considering the same amount for 30 minutes, the time frame may be set to 30 minutes. The power generation amount may be the power generation amount of one generator, or the sum of the power generation amounts of a plurality of generators. The entire period of the created operation plan is composed of a plurality of continuous time frames. That is, the created operation plan is a set of power generation amounts in each time frame. The length of the entire period of the time frame and the operation plan to be created is not particularly limited.
なお、発電機の種類は、前述の出力変化率および負荷保持時間を有するものであれば、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、各発電機の種類は、同じでも異なっていてもよい。 The type of generator is not particularly limited as long as it has the above-described output change rate and load holding time. Thermal, hydro and nuclear power generators may be used. A generator using natural energy such as wind, solar, geothermal, or biomass may be used. A generator such as hydrogen power generation may be used. Moreover, the type of each generator may be the same or different.
運転計画作成装置１の構成要素について説明する。
記憶部（取得部）１１は、運転計画の作成に用いられる情報をデータとして取得して記憶する。運転計画の作成に用いられる情報には、目的関数に関する情報と、制約条件に関する情報とがある。例えば、発電機の運転にかかる費用を示す運転コストを小さくすることを目的とする場合は、発電機の単位電力量当たりの運転コストが記憶部１１に記憶される。また、例えば、運転コストを各発電機が使用する燃料等の物品の費用から算出する場合は、当該物品の費用に関する情報も記憶部１１に記憶されてもよい。
The components of the operation plan creation device 1 will be described.
The storage unit (acquisition unit) 11 acquires and stores information used for creating an operation plan as data. Information used for creating an operation plan includes information on an objective function and information on constraints. For example, when the purpose is to reduce the operating cost indicating the cost of operating the generator, the operating cost per unit power amount of the generator is stored in the storage unit 11. For example, when the operating cost is calculated from the cost of an article such as fuel used by each generator, information related to the cost of the article may also be stored in the storage unit 11.
また、制約条件に関する情報として、作成される運転計画の期間において予測される電力需要が記憶部１１に記憶される。電力需要は複数の発電機が賄う電力であるため、各発電機が出力可能な電力の情報も必要となる。ゆえに、発電機の運転に関する情報も記憶部１１に記憶される。記憶部１１に記憶された発電機の運転に関する情報を示すデータを発電機運転データと記載する。発電機の出力変化率と負荷保持時間も、発電機運転データに含まれる。 In addition, the power demand predicted during the period of the created operation plan is stored in the storage unit 11 as information on the constraint conditions. Since electric power demand is electric power covered by a plurality of generators, information on the electric power that can be output by each generator is also required. Therefore, information related to the operation of the generator is also stored in the storage unit 11. Data indicating information related to the operation of the generator stored in the storage unit 11 is referred to as generator operation data. The output change rate of the generator and the load holding time are also included in the generator operation data.
なお、運転計画作成装置１は複数の記憶部を有していてもよい。つまり、複数の記憶部により記憶部１１が構成されていてもよい。例えば、運転計画作成装置１に複数の記憶部が存在し、各記憶部に記憶される情報の種類が異なるようにしてもよい。 The operation plan creation device 1 may have a plurality of storage units. That is, the storage unit 11 may be configured by a plurality of storage units. For example, the operation plan creation apparatus 1 may have a plurality of storage units, and the types of information stored in the respective storage units may be different.
記憶部１１に記憶される情報は、ユーザにより予め記憶部１１に記憶されていてもよいし、運転計画作成装置１が外部の装置またはシステムから取得することにより記憶されてもよい。図１の例のように、運転計画作成装置１は、電力需要予測システム２から電力需要を取得し、発電機運転データ取得システム３から発電機運転データを取得し、入出力インタフェース４よりユーザから入力された発電機の運転条件に関する情報を取得してもよい。記憶部１１に記憶された発電機の運転条件に関する情報を示すデータを運転条件データと記載する。運転条件データが示す情報は、例えば、発電機の保守期間、燃料の費用など、運転計画が作成される期間内において値が変動するような情報が想定される。 Information stored in the storage unit 11 may be stored in advance in the storage unit 11 by the user, or may be stored by the operation plan creation device 1 being acquired from an external device or system. As shown in the example of FIG. 1, the operation plan creation device 1 acquires power demand from the power demand prediction system 2, acquires generator operation data from the generator operation data acquisition system 3, and receives input from the user via the input / output interface 4. You may acquire the information regarding the operating condition of the input generator. Data indicating information regarding the operating conditions of the generator stored in the storage unit 11 is referred to as operating condition data. The information indicated by the operation condition data is assumed to be information whose value fluctuates within a period in which the operation plan is created, such as a generator maintenance period and fuel costs.
なお、図１の例のように、外部の装置またはシステムから情報を取得する場合は、運転計画作成装置１は、外部の装置またはシステムと、通信インタフェースまたはデバイスインタフェースなどにより直接または間接的に接続されて、データの送受が可能とする。ＩＰアドレス等のデータの送受に必要な情報は、記憶部１１に予め記憶されていればよい。 In addition, when acquiring information from an external device or system as in the example of FIG. 1, the operation plan creation device 1 is directly or indirectly connected to an external device or system by a communication interface or a device interface. Thus, data can be transmitted and received. Information necessary for transmission / reception of data such as an IP address may be stored in the storage unit 11 in advance.
また、記憶部１１は、運転計画作成装置１の各構成要素の処理による結果を取得し記憶してもよい。例えば、記憶部１１は作成された運転計画などを記憶してもよい。また、記憶部１１に記憶された情報は入出力インタフェース４に出力されてもよいし、外部の装置またはシステムに送られてもよい。 Moreover, the memory | storage part 11 may acquire and memorize | store the result by the process of each component of the driving plan creation apparatus 1. FIG. For example, the storage unit 11 may store a created operation plan. The information stored in the storage unit 11 may be output to the input / output interface 4 or may be sent to an external device or system.
仮想出力限界算出部１２は、発電機運転データに基づき、発電機の仮想出力限界を算出する。当該発電機運転データには、少なくとも発電機の出力変化率および負荷保持時間に関するデータが含まれる。仮想出力限界には、仮想出力上限と仮想出力下限とが含まれる。仮想出力上限は、発電機が出力電力を上昇させていくと仮想した場合における出力電力の上限値の時系列推移を示す。仮想出力下限は、発電機が出力電力を下降させていくと仮想した場合における出力電力の下限値の時系列推移を示す。なお、仮想出力上限および仮想出力下限のいずれか一方を考慮しない場合は、考慮しない方が仮想出力限界に含まれていなくともよい。 The virtual output limit calculation unit 12 calculates the virtual output limit of the generator based on the generator operation data. The generator operation data includes at least data on the output change rate of the generator and the load holding time. The virtual output limit includes a virtual output upper limit and a virtual output lower limit. The virtual output upper limit indicates a time-series transition of the upper limit value of the output power when the generator is assumed to increase the output power. The virtual output lower limit indicates a time-series transition of the lower limit value of the output power when it is assumed that the generator decreases the output power. In the case where either one of the virtual output upper limit and the virtual output lower limit is not considered, the one not considered may not be included in the virtual output limit.
図２は、発電機運転データを説明する図である。図２（Ａ）は、発電機運転データに含まれる出力変化率に関するデータの一例を示す図である。図２（Ａ）に示す表には、ユニットＩＤと、方向と、出力下限と、出力上限と、出力変化率とが示されている。ユニットＩＤは発電機の識別番号を示す。方向は、出力電力の増減の方向を示す。「上げ」は出力電力が増加していくことを示す。「下げ」は出力電力が減少していくことを示す。出力下限および出力上限はそれぞれ、出力電力の範囲の下限値および上限値を示す。出力変化率は、出力下限および出力上限に挟まれた範囲における、発電機の出力電力の変化の度合を示す。例えば、図２（Ａ）の上から２行目は、ユニットＩＤが１である発電機の出力電力が１００ＭＷ（メガワット）から２００ＭＷまでの範囲において上昇するときは、当該出力電力の出力変化率は５ＭＷ／分（メガワット分）であることを示す。 FIG. 2 is a diagram for explaining generator operation data. FIG. 2A is a diagram illustrating an example of data relating to the output change rate included in the generator operation data. The table shown in FIG. 2A shows the unit ID, direction, output lower limit, output upper limit, and output change rate. The unit ID indicates a generator identification number. The direction indicates the direction of increase / decrease in output power. “Increase” indicates that the output power increases. “Lower” indicates that the output power decreases. The output lower limit and the output upper limit indicate the lower limit value and the upper limit value of the output power range, respectively. The output change rate indicates the degree of change in the output power of the generator in the range between the output lower limit and the output upper limit. For example, in the second line from the top of FIG. 2A, when the output power of the generator with unit ID 1 increases in the range from 100 MW (megawatts) to 200 MW, the output change rate of the output power is It indicates 5 MW / min (megawatt min).
図２（Ｂ）は、発電機運転データの１つである負荷保持時間に関するデータの一例を示す図である。図２（Ｂ）に示す表には、ユニットＩＤと、方向と、出力と、負荷保持時間とが示されている。出力は、負荷保持時間に対応する出力電力値（出力電力の大きさ）を示す。負荷保持時間は、発電機の出力電力が増加して出力に示された値となってさらに増加しようとする場合、または出力電力が減少して出力に示された値となってさらに減少しようとする場合に、出力電力値が継続される（一定に保たれ続ける）時間を示す。例えば、図２（Ｂ）の上から２行目は、ユニットＩＤが１である発電機の出力電力が上昇して２００ＭＷに到達したときの負荷保持時間が３０分であることを示す。つまり、ユニットＩＤが１の発電機は、出力電力が上昇して２００ＭＷに到達し、さらに上昇しようとするときは、３０分間出力電力が２００ＭＷに保たれることを意味する。 FIG. 2B is a diagram illustrating an example of data relating to the load holding time which is one of the generator operation data. The table shown in FIG. 2B shows the unit ID, direction, output, and load holding time. The output indicates an output power value (a magnitude of output power) corresponding to the load holding time. The load holding time increases when the generator output power increases and reaches the value indicated in the output, or when the output power decreases and decreases to the value indicated in the output. In this case, the time during which the output power value is continued (maintained constant) is shown. For example, the second line from the top of FIG. 2B shows that the load holding time when the output power of the generator with unit ID 1 increases and reaches 200 MW is 30 minutes. That is, the generator with unit ID 1 means that when the output power increases and reaches 200 MW, and further increases, the output power is maintained at 200 MW for 30 minutes.
図３は、仮想出力限界を説明する図である。図３（Ａ）は、仮想出力上限を示す図である。図３（Ｂ）は、仮想出力下限を示す図である。図３（Ａ）および（Ｂ）の横軸は経過時間を示し、縦軸は出力電力を示す。 FIG. 3 is a diagram illustrating the virtual output limit. FIG. 3A illustrates the virtual output upper limit. FIG. 3B is a diagram illustrating the virtual output lower limit. 3A and 3B, the horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents output power.
図３に示すように、仮想出力限界のグラフは、図２で示された出力変化率および負荷保持時間を満たす。例えば、図３（Ａ）の仮想出力上限のグラフにおいて、出力下限が１００ＭＷで出力上限が２００ＭＷの範囲では、図２（Ａ）の上から２行目に示す通り、出力変化率を示すグラフの傾きが５である。ゆえに、２０分かけて出力電力が１００ＭＷから２００ＭＷに増加する。そして、図２（Ｂ）の上から２行目に示す通り、出力電力が上昇して２００ＭＷになったときの負荷保持時間が３０分であるため、図３（Ａ）の仮想出力上限のグラフが２０分から５０分の間、出力電力が２００ＭＷで一定となる。なお、負荷保持時間により出力電力が一定である時間帯を負荷保持帯と記載する。なお、図３（Ａ）では、最大の出力電力が５００ＭＷと想定するため、出力電力が５００ＭＷになった後は、出力電力は上昇しない。 As shown in FIG. 3, the virtual output limit graph satisfies the output change rate and the load holding time shown in FIG. For example, in the graph of the virtual output upper limit in FIG. 3A, in the range where the output lower limit is 100 MW and the output upper limit is 200 MW, as shown in the second line from the top of FIG. The slope is 5. Therefore, the output power increases from 100 MW to 200 MW over 20 minutes. Then, as shown in the second line from the top in FIG. 2B, the load holding time when the output power increases to 200 MW is 30 minutes, so the graph of the virtual output upper limit in FIG. For 20 to 50 minutes, the output power is constant at 200 MW. A time zone in which the output power is constant depending on the load holding time is referred to as a load holding zone. In FIG. 3A, since the maximum output power is assumed to be 500 MW, the output power does not increase after the output power reaches 500 MW.
仮想出力下限のグラフも、仮想出力上限のグラフ同様、発電機運転データの出力変化率および負荷保持時間を満たす。例えば、図３（Ｂ）の仮想出力下限のグラフにおいて出力下限が２００ＭＷで出力上限が５００ＭＷの範囲では、図２（Ａ）の上から５行目に示す通り、出力変化率を示すグラフの傾きが１０である。ゆえに、３０分かけて出力電力が５００ＭＷから２００ＭＷに減少する。そして、図２（Ｂ）の上から４行目に示す通り、出力電力が下降して２００ＭＷになったときの負荷保持時間が５０分であるため、図３（Ａ）の仮想出力下限のグラフが３０分から８０分の間、出力電力が２００ＭＷで一定となる。なお、図３（Ｂ）では、最小の出力電力が１００ＭＷと想定するため、出力電力が１００ＭＷになった後は、出力電力は下降しない。 Similarly to the virtual output upper limit graph, the virtual output lower limit graph satisfies the output change rate and load holding time of the generator operation data. For example, in the graph of the virtual output lower limit in FIG. 3B, in the range where the output lower limit is 200 MW and the output upper limit is 500 MW, as shown in the fifth line from the top of FIG. Is 10. Therefore, the output power is reduced from 500 MW to 200 MW over 30 minutes. Then, as shown in the fourth line from the top of FIG. 2B, the load holding time when the output power decreases to 200 MW is 50 minutes, so the virtual output lower limit graph of FIG. For 30 to 80 minutes, the output power is constant at 200 MW. In FIG. 3B, since the minimum output power is assumed to be 100 MW, the output power does not decrease after the output power reaches 100 MW.
発電量限界値算出部１３は、仮想出力限界と、時間枠における発電機の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、時間枠における発電機の負荷保持残時間の初期値と、に基づき、時間枠における発電機の発電量限界値を算出する。仮想出力限界には、少なくとも仮想出力上限または仮想出力下限が含まれるため、算出される発電量限界値には、発電量の少なくとも上限値または下限値が含まれる。 The power generation amount limit value calculation unit 13 includes a virtual output limit, an initial value of the magnitude of the output power of the generator in the time frame, an initial value in the increase / decrease direction, and an initial value of the remaining load retention time of the generator in the time frame. Based on, the power generation amount limit value of the generator in the time frame is calculated. Since the virtual output limit includes at least the virtual output upper limit or the virtual output lower limit, the calculated power generation amount limit value includes at least the upper limit value or the lower limit value of the power generation amount.
負荷保持残時間は、出力電力値が継続される残り時間であり、出力電力が変化するまでの時間を意味する。負荷保持残時間は、出力電力値に対応する負荷保持時間から、当該出力電力値が継続された時間（継続時間）を引くことにより算出される。時間枠の負荷保持残時間の初期値は、時間枠の開始時点における負荷保持残時間を意味する。例えば、１番目の時間枠の終了時点において出力電力値が継続されていた場合、２番目の時間枠では、負荷保持時間から前の時間枠における出力電力値の継続時間を引いた残りの時間が、２番目の時間枠において出力電力値が継続される時間となる。ゆえに、当該残りの時間が、２番目の時間枠の負荷保持残時間の初期値となる。 The remaining load holding time is the remaining time during which the output power value continues, and means the time until the output power changes. The remaining load holding time is calculated by subtracting the time during which the output power value is continued (duration) from the load holding time corresponding to the output power value. The initial value of the load retention remaining time in the time frame means the load retention remaining time at the start of the time frame. For example, if the output power value has been continued at the end of the first time frame, the remaining time obtained by subtracting the duration of the output power value in the previous time frame from the load holding time in the second time frame. This is the time during which the output power value is continued in the second time frame. Therefore, the remaining time becomes the initial value of the load holding remaining time in the second time frame.
図４は、発電量限界値の算出の一例を示す図である。図４での説明では、時間枠の出力電力の大きさの初期値が３００ＭＷ、増減方向の初期値が「上げ」（増加）、時間枠の負荷保持残時間の初期値が０と指定されたと想定する。図４（Ａ）は、仮想出力上限を用いて発電量上限値を算出する一例を示す図である。負荷保持残時間の初期値が０と指定された場合、すぐに出力電力を変化させることができるため、出力電力が指定された値となる時点から時間枠の期間の満了時まで、横軸と仮想出力上限のグラフとに挟まれる面積が、当該時間枠における発電量上限値となる。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of calculation of the power generation amount limit value. In the description of FIG. 4, it is assumed that the initial value of the magnitude of output power in the time frame is 300 MW, the initial value in the increase / decrease direction is “increase” (increase), and the initial value of the load retention remaining time in the time frame is specified as 0. Suppose. FIG. 4A is a diagram illustrating an example of calculating the power generation amount upper limit value using the virtual output upper limit. When the initial value of the load retention remaining time is specified as 0, the output power can be changed immediately. Therefore, from the time when the output power becomes the specified value until the expiration of the period of the time frame, The area sandwiched between the virtual output upper limit graph is the power generation amount upper limit value in the time frame.
例えば、図４（Ａ）では、出力電力が３００ＭＷとなるのは、時間が６０分のときである。ゆえに、時間枠の長さが３０分の場合、６０分から９０分までの間における横軸と仮想出力上限のグラフとに挟まれる面積が、求める発電量上限値となる。したがって、算出される発電量上限値は１９２ＭＷｈ（メガワット時）となる。 For example, in FIG. 4A, the output power becomes 300 MW when the time is 60 minutes. Therefore, when the length of the time frame is 30 minutes, the area between the horizontal axis and the virtual output upper limit graph from 60 minutes to 90 minutes is the power generation amount upper limit value to be obtained. Therefore, the calculated power generation amount upper limit value is 192 MWh (megawatt hour).
図４（Ｂ）は、仮想出力下限を用いて発電量下限値を算出する一例を示す図である。図４（Ｂ）では、出力電力が３００ＭＷとなるのは、時間が２０分のときである。ゆえに、時間枠の長さが３０分の場合、２０分から５０分までの間における横軸と仮想出力下限のグラフとに挟まれる面積が、求める発電量下限値となる。したがって、算出される発電量下限値は１０８ＭＷｈとなる。 FIG. 4B is a diagram illustrating an example of calculating the power generation amount lower limit value using the virtual output lower limit. In FIG. 4B, the output power becomes 300 MW when the time is 20 minutes. Therefore, when the length of the time frame is 30 minutes, the area sandwiched between the horizontal axis and the virtual output lower limit graph from 20 minutes to 50 minutes is the power generation amount lower limit value to be obtained. Therefore, the calculated power generation lower limit is 108 MWh.
図５は、発電量限界値の算出の他の一例を示す図である。図４では、出力電力が指定された値となる時点は１つであるが、図５では、指定された出力電力が負荷保持帯に係る出力電力である場合、つまり、出力電力が指定された値となる時点が一定期間にまたがる場合を説明する。図５での説明では、出力電力の大きさの初期値が２００ＭＷ、増減方向の初期値が「上げ」、負荷保持残時間の初期値が２０分と指定されたと想定する。 FIG. 5 is a diagram illustrating another example of calculation of the power generation amount limit value. In FIG. 4, there is only one point in time when the output power reaches the specified value, but in FIG. 5, when the specified output power is the output power related to the load holding band, that is, the output power is specified. A case will be described in which the point of time spans a certain period. In the description of FIG. 5, it is assumed that the initial value of the output power is 200 MW, the initial value in the increase / decrease direction is “raised”, and the initial value of the load holding remaining time is specified as 20 minutes.
出力電力が指定された値となる時点が一定期間にまたがる場合、出力電力が指定された初期値から変化する時点までの時間が負荷保持残時間の初期値と一致する時点が発電量限界値の算出を開始する時点となる。なぜなら負荷保持残時間と同じ時間が経過すれば、発電機が出力電力を変化させることができるからである。例えば、図５（Ａ）では、出力電力が２００ＭＷであるのは時間が２０分から５０分までである。しかし、負荷保持残時間が２０分と指定されているため、出力電力が２００ＭＷから変化する時点である５０分までの時間が、指定された負荷保持残時間２０分と一致する時点である３０分が、発電量限界値の算出を行う開始時点となる。ゆえに、時間枠の長さが３０分の場合、時間枠の開始時点３０分から終了時６０分までの間における横軸と仮想出力上限のグラフとに挟まれる面積が、求める発電量上限値となる。したがって、算出される発電量上限値は１０８ＭＷｈとなる。 When the time when the output power reaches the specified value spans a certain period, the time when the time from when the output power changes to the time when the output power changes to the initial value of the load retention remaining time is the power generation limit value. It is the time to start the calculation. This is because the generator can change the output power if the same time as the load retention remaining time elapses. For example, in FIG. 5A, the output power is 200 MW from 20 minutes to 50 minutes. However, since the remaining load holding time is specified as 20 minutes, the time until 50 minutes when the output power changes from 200 MW is 30 minutes when the specified load holding remaining time is 20 minutes. Is the starting point for calculating the power generation limit value. Therefore, when the length of the time frame is 30 minutes, the area between the horizontal axis and the virtual output upper limit graph from the start time 30 minutes to the end time 60 minutes is the upper limit value of power generation to be obtained. . Therefore, the calculated power generation amount upper limit value is 108 MWh.
図５（Ｂ）では、出力電力が２００ＭＷであるのは時間が３０分から８０分までの間である。しかし、増減方向の初期値が「下げ」（減少）でないため、負荷保持残時間が２０分と指定されていても、出力電力が２００ＭＷから変化する時点である８０分が、発電量限界値の算出を行う開始時点となる。ゆえに、時間枠の長さが３０分の場合、時間枠の開始時点８０分から終了時１１０分までの間における横軸と仮想出力下限のグラフとに挟まれる面積が、求める発電量下限値となる。したがって、算出される発電量下限値は約６７ＭＷｈとなる。 In FIG. 5B, the output power is 200 MW for a period from 30 minutes to 80 minutes. However, since the initial value in the increase / decrease direction is not “decrease” (decrease), even if the load retention remaining time is specified as 20 minutes, 80 minutes, which is the time when the output power changes from 200 MW, is the power generation limit value. This is the starting point for calculation. Therefore, when the length of the time frame is 30 minutes, the area sandwiched between the horizontal axis and the virtual output lower limit graph between the start time 80 minutes and the end time 110 minutes is the required power generation amount lower limit value. . Therefore, the calculated power generation amount lower limit value is about 67 MWh.
このように、発電量限界値算出部１３は、時間枠の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、時間枠の負荷保持残時間の初期値と、に基づき、仮想出力上限を用いて発電量上限値を、仮想出力下限を用いて発電量下限値を算出する。なお、発電量限界値算出部１３が処理する最初の時間枠における出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値ならびに負荷保持残時間の初期値は、予め記憶部１１に記憶されているとする。また、最初の時間枠以降の時間枠における出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値ならびに負荷保持残時間の初期値は、次時間枠初期値算出部１５により算出される。詳細は後述する。 As described above, the power generation amount limit value calculation unit 13 calculates the virtual output upper limit based on the initial value of the magnitude of the output power in the time frame, the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the load retention remaining time in the time frame. Is used to calculate the power generation amount upper limit value, and the virtual output lower limit is used to calculate the power generation amount lower limit value. In addition, the initial value of the magnitude of the output power, the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the remaining load holding time in the first time frame processed by the power generation amount limit value calculation unit 13 are stored in the storage unit 11 in advance. And Further, the initial value of the magnitude of the output power, the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the remaining load holding time in the time frames after the first time frame are calculated by the next time frame initial value calculation unit 15. Details will be described later.
発電量算出部１４は、与えられた目的関数および制約条件による最適化問題を解くことにより、適切とされる発電量を算出する。発電量は時間枠ごとに算出される。求解される最適化問題の制約条件には、少なくとも発電量限界値に関する制約条件が含まれる。次式は、ある時間枠における目的関数と制約条件の一例を示す式である。
数１の式（１）は、目的関数を示す。当該目的関数は、複数の発電機の運転コストの総和を小さくすることを目的とすることを意味する。ｉは１以上ｌ（ｌは正の整数）以下の整数であって、発電機の識別番号（ユニットＩＤ）を示す。ｌは、運転計画を作成する対象の発電機の総数を示す。ｘｉは連続変数であって、発電機ｉの発電量を示す。ｕｉは離散変数であって、発電機ｉの運転状態を示す。式（５）に、ｕｉの取り得る値を示す制約条件が示されている。式（５）では、ｕｉは０または１値を取る。ゆえに、発電機ｉの運転状態は２種類である。例えば、運転状態を運転と停止の２種類とし、発電機ｉの運転状態が運転の場合はｕｉが１であり、運転状態が停止である場合はｕｉが０であるとしてもよい。ＣＯＳＴｉ（ｘｉ，ｕｉ）は、発電機ｉの発電量がｘｉであって、発電機ｉの状態がｕｉであるときの運転コストを表す関数を示す。 Equation (1) in Equation 1 represents an objective function. The objective function means that the objective function is intended to reduce the sum of operation costs of a plurality of generators. i is an integer of 1 or more and 1 or less (l is a positive integer) and represents an identification number (unit ID) of the generator. l indicates the total number of generators for which an operation plan is to be created. x i is a continuous variable and indicates the amount of power generated by the generator i. u i is a discrete variable indicating the operating state of the generator i. In equation (5), a constraint condition indicating a possible value of u i is shown. In equation (5), u i takes a value of 0 or 1. Therefore, there are two types of operating states of the generator i. For example, the operation state may be two types of operation and stop, and u i may be 1 when the operation state of the generator i is operation, and u i may be 0 when the operation state is stop. COST i (x i , u i ) represents a function representing the operating cost when the power generation amount of the generator i is x i and the state of the generator i is u i .
式（２）から式（５）は、制約条件を示す。式（２）は、発電機の発電量限界値に関する制約条件であり、発電量ｘｉが取り得る範囲を示す。ＬＯＷＥＲｉは、発電量限界値算出部１３が算出した発電機ｉの発電量下限値を示す。ＵＰＰＥＲｉは、発電量限界値算出部１３が算出した発電機ｉの発電量上限値を示す。式（２）のように、最適化問題は、少なくとも発電量限界値に関する制約条件を有する。 Expressions (2) to (5) indicate constraint conditions. Equation (2) is a constraint on the power generation amount limit value of the generator, showing the area to power generation amount x i can take. LOWER i indicates the power generation amount lower limit value of the generator i calculated by the power generation amount limit value calculation unit 13. UPPER i indicates the power generation amount upper limit value of the power generator i calculated by the power generation amount limit value calculation unit 13. As in equation (2), the optimization problem has at least a constraint on the power generation limit value.
式（３）のＧは、他の制約条件により構成される実行可能領域を示す。例えば、電力需要、保守などの運転条件は、Ｇを算出するための制約条件として用いられる。ゆえに、式（３）は発電量ｘｉと運転状態ｕｉの取り得る組み合わせを示す制約条件である。式（４）のＲ＋は負でない実数の集合を示す。ゆえに、式（４）は発電量ｘｉが負でない実数であるという制約条件を示す。 G in Expression (3) indicates an executable area configured by other constraint conditions. For example, operating conditions such as power demand and maintenance are used as constraints for calculating G. Therefore, Expression (3) is a constraint condition indicating a possible combination of the power generation amount x i and the operating state u i . R + in equation (4) represents a set of non-negative real numbers. Therefore, Formula (4) shows the constraint condition that the power generation amount x i is a non-negative real number.
なお、上記のような最適化問題は、ソルバ等により処理することができる。ゆえに、発電量算出部１４は、ソルバを用いて実現することができる。例えば、目的関数および制約式が１次または２次式といった比較的低次元の式で表される場合は、汎用ソルバを用いてもよい。また、ソルバは新たに作成されてもよい。 The optimization problem as described above can be processed by a solver or the like. Therefore, the power generation amount calculation unit 14 can be realized using a solver. For example, when the objective function and the constraint expression are expressed by a relatively low-dimensional expression such as a linear or quadratic expression, a general-purpose solver may be used. Also, a new solver may be created.
なお、運転コストは、発電機の運転にかかる費用であればよく、発電機の運転に必要な物品、人、またはサービスに係る費用が含まれてもよい。発電機の運転に必要な物品は、燃料等の発電気の動力源でもよいし、動力源以外の冷却水、触媒などでもよい。動力源も特に限られるものではない。例えば、化石燃料、木質燃料、核燃料でもよい。ダム等に蓄えられた揚水でもよい。水素発電で用いられるメチルシクロヘキサンなどの化学物質でもよい。また、発電機を運転させたことにより発生する費用を含めてもよい。例えば、発電により生じる排気ガスに含まれる化学物質を除去するために用いられる石灰石、液体アンモニアに係る費用を含めてもよい。なお、発電機が停止している場合も、上記の費用により、運転コストがかかるとしてもよい。 Note that the operating cost may be an expense related to the operation of the generator, and may include an expense related to goods, people, or services necessary for the operation of the generator. The article necessary for the operation of the generator may be a power source for generating electricity such as fuel, or may be cooling water or a catalyst other than the power source. The power source is not particularly limited. For example, fossil fuel, wood fuel, or nuclear fuel may be used. Pumped water stored in dams may be used. Chemical substances such as methylcyclohexane used in hydrogen power generation may be used. Moreover, you may include the expense which generate | occur | produces by operating a generator. For example, you may include the expense which concerns on the limestone used in order to remove the chemical substance contained in the exhaust gas produced by electric power generation, and liquid ammonia. Even when the generator is stopped, the operation cost may be increased due to the above-mentioned expenses.
なお、上記の目的関数は、各発電機の運転コストの総和としたが、一部の特定の発電機の運転コストの総和としてもよい。例えば、特定のグループに所属する発電機を考慮し、所属していない発電機の運転コストを考慮しなくてもよい。また、各発電機の運転コストを単に足し合わせるのではなく、例えば、各発電機の運転コストに対し重み係数を乗じてから足し合わせることにより、各発電機の間で軽重を設けてもよい。 Note that the above objective function is the sum of the operating costs of each generator, but may be the sum of the operating costs of some specific generators. For example, considering the generators belonging to a specific group, it is not necessary to consider the operating costs of the generators that do not belong. Further, instead of simply adding the operation costs of the generators, for example, a weight may be provided between the generators by adding the operation costs of the generators after multiplying them by a weighting factor.
上記では、運転コストを小さくすることを目的とした目的関数を示したが、その他のコストに基づく目的関数を作成してもよいし、複数のコストに基づく目的関数を作成してもよい。 In the above description, the objective function for the purpose of reducing the operating cost is shown. However, an objective function based on other costs may be created, or an objective function based on a plurality of costs may be created.
次時間枠初期値算出部１５は、発電機の発電量と、仮想出力限界とに基づき、当該発電量が算出された時間枠の終了時点の発電機の出力電力値および当該出力電力値の継続時間を算出する。そして、次時間枠初期値算出部１５は、当該出力電力値と、当該継続時間と、に基づき、発電量が算出された時間枠の次の時間枠における発電機の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値ならびに負荷保持残時間の初期値を算出する。 The next time frame initial value calculation unit 15 continuates the output power value of the generator and the output power value at the end of the time frame in which the power generation amount is calculated based on the power generation amount of the generator and the virtual output limit. Calculate time. Then, the next time frame initial value calculation unit 15 initializes the magnitude of the output power of the generator in the time frame next to the time frame in which the power generation amount is calculated based on the output power value and the duration. Value, initial value in the increase / decrease direction, and initial value of the load retention remaining time are calculated.
図６は、次時間枠初期値算出部１５の処理を説明する図である。図６の点線は、次時間枠初期値算出部１５により算出された仮想出力線を示す。仮想出力線は、仮想出力の時系列のデータを示す。仮想出力は、時間枠における発電機の発電量が発電量算出部１４により算出された発電量と一致するように、次時間枠初期値算出部１５により算出された発電機の仮想の出力電力を示す。時間枠において横軸と仮想出力線とに挟まれる面積が、当該時間枠における発電機の発電量となる。 FIG. 6 is a diagram illustrating the processing of the next time frame initial value calculation unit 15. A dotted line in FIG. 6 indicates a virtual output line calculated by the next time frame initial value calculation unit 15. The virtual output line indicates time-series data of virtual output. The virtual output is the virtual output power of the generator calculated by the next time frame initial value calculation unit 15 so that the power generation amount of the generator in the time frame matches the power generation amount calculated by the power generation amount calculation unit 14. Show. The area sandwiched between the horizontal axis and the virtual output line in the time frame is the power generation amount of the generator in the time frame.
仮想出力線は、発電機の発電量と、仮想出力限界とに基づき、算出される。まず、次時間枠初期値算出部１５は、時間枠の開始時点における出力電力値が時間枠終了時点まで継続されたと仮定された場合における発電量と、発電量算出部１４により算出された発電量とを比較する。当該仮定された場合における発電量が、発電量算出部１４により算出された発電量よりも小さい場合は出力電力を上げる必要があるため仮想出力上限を用いて仮想出力線を算出する。大きい場合は、出力電力を下げる必要があるため仮想出力下限を用いて仮想出力線を算出する。 The virtual output line is calculated based on the power generation amount of the generator and the virtual output limit. First, the next time frame initial value calculation unit 15 generates the power generation amount when the output power value at the start of the time frame is assumed to continue until the end of the time frame, and the power generation amount calculated by the power generation amount calculation unit 14. And compare. When the assumed power generation amount is smaller than the power generation amount calculated by the power generation amount calculation unit 14, it is necessary to increase the output power, so the virtual output line is calculated using the virtual output upper limit. If it is larger, it is necessary to lower the output power, so the virtual output line is calculated using the virtual output lower limit.
例えば、時間枠における発電量が１７２ＭＷｈと算出されたとすると、次時間枠初期値算出部１５は、時間枠の開始時点における出力電力値を確認する。図６に示すように開始時点における出力電力値が３００ＭＷとすると、出力電力値が継続された場合に３０分の時間枠における発電量は１５０ＭＷｈとなり、発電量１７２ＭＷｈよりも小さい。ゆえに、出力電力を上げる必要があるため、次時間枠初期値算出部１５は仮想出力上限を用いて仮想出力線を算出する For example, if the power generation amount in the time frame is calculated as 172 MWh, the next time frame initial value calculation unit 15 checks the output power value at the start time of the time frame. As shown in FIG. 6, when the output power value at the start time is 300 MW, the power generation amount in the 30-minute time frame when the output power value is continued is 150 MWh, which is smaller than the power generation amount 172 MWh. Therefore, since it is necessary to increase the output power, the next time frame initial value calculation unit 15 calculates the virtual output line using the virtual output upper limit.
仮想出力線は、出力変化率と、仮想出力限界とを満たすように、算出されればよい。つまり、仮想出力線の傾きは出力変化率と一致し、仮想出力線は仮想出力上限および仮想出力下限の範囲内に含まれるようにする。例えば、仮想出力上限または仮想出力下限を時間軸正方向に平行移動させるという方法により、仮想出力線が算出されてもよい。当該方法であれば、仮想出力上限および仮想出力下限のグラフは出力変化率に基づき算出されているため、仮想出力線の傾きも出力変化率と一致する。また、平行移動させるため、仮想出力線は仮想出力上限および仮想出力下限の範囲内に含まれる。 The virtual output line may be calculated so as to satisfy the output change rate and the virtual output limit. That is, the inclination of the virtual output line matches the output change rate, and the virtual output line is included within the range of the virtual output upper limit and the virtual output lower limit. For example, the virtual output line may be calculated by a method of translating the virtual output upper limit or the virtual output lower limit in the time axis positive direction. With this method, since the graph of the virtual output upper limit and the virtual output lower limit is calculated based on the output change rate, the slope of the virtual output line also matches the output change rate. In addition, the virtual output line is included in the range of the virtual output upper limit and the virtual output lower limit for translation.
次時間枠初期値算出部１５は、算出された仮想出力線に基づき、次の時間枠における出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値ならびに負荷保持時間の初期値を算出する。例えば、図６に示したように第１の時間枠における仮想出力線が算出されたとすると、第１の時間枠の終了時点の仮想出力線の値が４００ＭＷであるため、次時間枠初期値算出部１５は、次の時間枠である第２の時間枠における出力電力の初期値を４００ＭＷと算出する。また、第１の時間枠において２２分の時点で出力電力値が４００ＭＷとなったとすると、次の時間枠までの８分間は出力電力の値が４００ＭＷで継続される。図２（Ｂ）に示す通り、増減方向が上げの場合で出力電力が４００ＭＷとなったときの負荷保持時間は３０分であるから、負荷保持残時間は２２分となる。したがって、次時間枠初期値算出部１５は、次の時間枠における負荷保持残時間の初期値を２２分と算出する。 The next time frame initial value calculation unit 15 calculates the initial value of the magnitude of the output power, the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the load holding time in the next time frame based on the calculated virtual output line. For example, if the virtual output line in the first time frame is calculated as shown in FIG. 6, the value of the virtual output line at the end of the first time frame is 400 MW, so the next time frame initial value calculation The unit 15 calculates the initial value of the output power in the second time frame that is the next time frame as 400 MW. Also, assuming that the output power value becomes 400 MW at 22 minutes in the first time frame, the output power value is continued at 400 MW for 8 minutes until the next time frame. As shown in FIG. 2B, since the load holding time when the increase / decrease direction is increased and the output power is 400 MW is 30 minutes, the load holding remaining time is 22 minutes. Therefore, the next time frame initial value calculation unit 15 calculates the initial value of the load retention remaining time in the next time frame as 22 minutes.
次時間枠初期値算出部１５により算出された次の時間枠におけるパラメータの初期値は、発電量限界値算出部１３が次の時間枠における発電量限界値を算出するために用いられる。そして、次の時間枠に対して、再度、発電量算出部１４と次時間枠初期値算出部１５との処理が行われる。このように、ある時間枠における発電量が算出されることにより、次の時間枠における初期値が定まり、次の時間枠における発電量を算出することができる。 The initial value of the parameter in the next time frame calculated by the next time frame initial value calculation unit 15 is used by the power generation amount limit value calculation unit 13 to calculate the power generation amount limit value in the next time frame. Then, the processes of the power generation amount calculation unit 14 and the next time frame initial value calculation unit 15 are performed again for the next time frame. Thus, by calculating the power generation amount in a certain time frame, the initial value in the next time frame is determined, and the power generation amount in the next time frame can be calculated.
運転計画作成部１６は、発電量算出部１４が算出した各時間枠における発電量をまとめて運転計画を作成する。図７は、運転計画の一例を示す図である。図７に示す表には、開始日時と、時間枠ＩＤと、ユニットＩＤと、発電量とが示されている。時間枠ＩＤは、時間枠の識別番号を示す。開始日時は、時間枠ＩＤに示された時間枠の開始時点の日時を示す。発電量は、ユニットＩＤに示された発電機の時間枠ＩＤに示された時間枠における発電量を示す。このように、運転計画作成部１６により作成された運転計画は、時間枠における発電機の発電量に関する運転計画となる。なお、作成される運転計画には、発電量の他、発電量上限値などのその他の処理結果が含まれていてもよい。 The operation plan creation unit 16 creates an operation plan by collecting the power generation amounts in the respective time frames calculated by the power generation amount calculation unit 14. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation plan. The table shown in FIG. 7 shows the start date and time, the time frame ID, the unit ID, and the power generation amount. The time frame ID indicates a time frame identification number. The start date / time indicates the date / time at the start time of the time frame indicated by the time frame ID. The power generation amount indicates the power generation amount in the time frame indicated in the time frame ID of the generator indicated in the unit ID. Thus, the operation plan created by the operation plan creation unit 16 is an operation plan related to the power generation amount of the generator in the time frame. In addition, the generated operation plan may include other processing results such as the power generation amount upper limit value in addition to the power generation amount.
次に、各構成要素による処理の流れについて説明する。
図８は、本実施形態に係る運転計画作成装置１の全体処理の概略フローチャートの一例を示す図である。記憶部１１が運転計画の作成に必要な情報を取得し記憶する（Ｓ１０１）。必要な情報が記憶された後、仮想出力限界算出部１２が記憶部１１に記憶された出力変化率および負荷保持時間に関する情報に基づき、仮想出力限界を算出する（Ｓ１０２）。
Next, the flow of processing by each component will be described.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a schematic flowchart of overall processing of the operation plan creation device 1 according to the present embodiment. The storage unit 11 acquires and stores information necessary for creating an operation plan (S101). After the necessary information is stored, the virtual output limit calculation unit 12 calculates the virtual output limit based on the information regarding the output change rate and the load holding time stored in the storage unit 11 (S102).
発電量限界値算出部１３が、仮想出力限界と、時間枠の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、当該時間枠の負荷保持時間の初期値と、に基づき、発電量限界値を算出する（Ｓ１０３）。発電量算出部１４は、算出された発電量限界値を制約条件の１つとする最適化問題を解くことにより、当該時間枠の発電量を算出する（Ｓ１０４）。そして、次時間枠初期値算出部１５が、算出された発電量を満たすような仮想出力線を算出することにより、次の時間枠の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値、ならびに負荷保持時間の初期値を算出する（Ｓ１０５）。算出された各初期値は、発電量限界値算出部１３の次の時間枠の発電量限界値の算出の処理に用いられる。Ｓ１０３からＳ１０５の処理が繰り返され、全時間枠に対してそれぞれの発電量が算出される。 Based on the virtual output limit, the initial value of the magnitude of the output power in the time frame, the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the load holding time in the time frame, the power generation amount limit value calculation unit 13 A limit value is calculated (S103). The power generation amount calculation unit 14 calculates the power generation amount of the time frame by solving an optimization problem in which the calculated power generation amount limit value is one of the constraint conditions (S104). Then, the next time frame initial value calculation unit 15 calculates a virtual output line that satisfies the calculated power generation amount, whereby the initial value of the magnitude of the output power and the initial value in the increase / decrease direction of the next time frame, In addition, the initial value of the load holding time is calculated (S105). Each of the calculated initial values is used for the process of calculating the power generation amount limit value in the next time frame of the power generation amount limit value calculation unit 13. The processes from S103 to S105 are repeated, and the respective power generation amounts are calculated for all time frames.
運転計画作成部１６は、算出された各時間枠の発電量をまとめて運転計画を作成する（Ｓ１０６）。作成された運転計画は記憶部１１に送られ、記憶部１１が取得した運転計画を記憶し（Ｓ１０７）、処理が終了する。 The operation plan creation unit 16 creates an operation plan by collecting the calculated power generation amounts in the respective time frames (S106). The created operation plan is sent to the storage unit 11, the operation plan acquired by the storage unit 11 is stored (S107), and the process ends.
なお、このフローチャートは一例であり、必要とされる処理結果を得ることができれば処理の順序等は限られるものではない。例えば、Ｓ１０６の処理は、全時間枠において発電量が算出された後に行われるとしたが、Ｓ１０５の処理と並列に行われ、運転計画作成部１６はＳ１０６の処理の都度、運転計画を示す表に新たな時間枠の発電量を追加して、運転計画を更新してもよい。また、各処理の処理結果は逐次記憶部１１に記憶され、各構成要素は記憶部１１を参照して処理結果を取得してもよい。 Note that this flowchart is an example, and the order of processing is not limited as long as a required processing result can be obtained. For example, although the process of S106 is performed after the power generation amount is calculated in all time frames, the process is performed in parallel with the process of S105, and the operation plan creation unit 16 is a table indicating the operation plan for each process of S106. The power generation amount in a new time frame may be added to the operation plan to be updated. In addition, the processing result of each process may be sequentially stored in the storage unit 11, and each component may acquire the processing result with reference to the storage unit 11.
以上のように、本実施形態によれば、出力変化率と負荷保持時間に基づく仮想出力限界を用いて、各時間枠における発電量限界値を算出する。当該発電量限界値に基づき、運転計画に係る発電量が算出されるため、出力変化率と負荷保持時間を考慮した発電機の運転計画を作成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the power generation amount limit value in each time frame is calculated using the virtual output limit based on the output change rate and the load holding time. Since the power generation amount related to the operation plan is calculated based on the power generation amount limit value, it is possible to create a generator operation plan that takes into account the output change rate and the load holding time.
なお、上記の実施形態は一例であり、上記実施形態の構成要素の一部が外部の装置にあってもよいし、運転計画作成装置１が通信または電気信号によりデータの受け渡しを行うことができる複数の装置から構成されてもよい。言い換えると、計画作成装置１が複数の装置により構成されたシステムであってもよい。例えば、上記の実施形態は仮想出力限界算出部１２を有していたが、仮想出力限界算出部１２が外部の装置にあってもよい。その場合、記憶部１１が、仮想出力限界を外部の装置から取得し、発電量限界値算出部１３に渡してもよい。 In addition, said embodiment is an example and a part of component of the said embodiment may exist in an external apparatus, and the operation plan preparation apparatus 1 can deliver data by communication or an electrical signal. You may be comprised from several apparatus. In other words, the plan creation device 1 may be a system including a plurality of devices. For example, although the above embodiment has the virtual output limit calculation unit 12, the virtual output limit calculation unit 12 may be in an external device. In that case, the storage unit 11 may acquire a virtual output limit from an external device and pass it to the power generation amount limit value calculation unit 13.
また、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）により実現することが可能である。ゆえに、上記に説明した実施形態は、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中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の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。 In addition, each process in the embodiment described above can be realized by software (program). Therefore, the embodiment described above uses, for example, a general-purpose computer device as basic hardware, and causes a processor such as a central processing unit (CPU) installed in the computer device to execute a program. It is possible to realize.
図９は、本実施形態に係る運転計画作成装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。運転計画作成装置１は、プロセッサ５１と、主記憶装置５２と、補助記憶装置５３と、ネットワークインタフェース５４と、デバイスインタフェース５５とを備え、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。また、運転計画作成装置１は、入出力インタフェース４の実現のため、汎用の入力装置および出力装置を備えていてもよい。 FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the operation plan creation device 1 according to the present embodiment. The operation plan creation device 1 includes a processor 51, a main storage device 52, an auxiliary storage device 53, a network interface 54, and a device interface 55, which are realized as a computer device 5 connected via a bus 56. it can. Further, the operation plan creation device 1 may include a general-purpose input device and output device for realizing the input / output interface 4.
本実施形態における運転計画作成装置１は、各装置で実行されるプログラムをコンピュータ装置５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５に適宜インストールすることで実現してもよい。 The operation plan creation device 1 according to the present embodiment may be realized by previously installing a program to be executed by each device in the computer device 5, or may store the program in a storage medium such as a CD-ROM, or You may implement | achieve by distributing via a network and installing in the computer apparatus 5 suitably.
プロセッサ５１は、コンピュータの制御装置および演算装置を含む電子回路である。プロセッサ５１は、コンピュータ装置５の内部構成の各装置などから入力されたデータやプログラムに基づいて演算処理を行い、演算結果や制御信号を各装置等に出力する。具体的には、プロセッサ５１は、コンピュータ装置５のＯＳ（オペレーティングシステム）や、アプリケーションなどを実行し、コンピュータ装置５を構成する各装置を制御する。 The processor 51 is an electronic circuit including a computer control device and an arithmetic device. The processor 51 performs arithmetic processing based on data or a program input from each device having an internal configuration of the computer device 5, and outputs a calculation result and a control signal to each device. Specifically, the processor 51 executes an OS (operating system), an application, and the like of the computer device 5 and controls each device constituting the computer device 5.
プロセッサ５１は、上記の処理を行うことができれば特に限られるものではない。プロセッサ５１は、例えば、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどでもよい。また、プロセッサ５１は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）などでもよい。また、プロセッサ５１は、複数の処理装置から構成されていてもよい。例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせでもよいし、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサでもよい。 The processor 51 is not particularly limited as long as the above processing can be performed. The processor 51 may be, for example, a general purpose processor, a central processing unit (CPU), a microprocessor, a digital signal processor (DSP), a controller, a microcontroller, a state machine, or the like. The processor 51 may be an application specific integrated circuit, a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic circuit (PLD), or the like. Further, the processor 51 may be composed of a plurality of processing devices. For example, it may be a combination of a DSP and a microprocessor, or one or more microprocessors that cooperate with the DSP core.
主記憶装置５２は、プロセッサ５１が実行する命令および各種データ等を記憶する記憶装置であり、主記憶装置５２に記憶された情報がプロセッサ５１により直接読み出される。補助記憶装置５３は、主記憶装置５２以外の記憶装置である。なお、記憶装置は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を意味するものとする。主記憶装置５２として、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の一時的な情報の保存に用いられる揮発性メモリが主に用いられるが、本発明の実施形態において、主記憶装置５２がこれらの揮発性メモリに限られるわけではない。主記憶装置５２および補助記憶装置５３として用いられる記憶装置は、揮発性メモリでもよいし、不揮発性メモリでもよい。不揮発性メモリは、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ等がある。また、補助記憶装置５３として磁気または光学のデータストレージが用いられてもよい。データストレージとしては、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＵＳＢ等のフラッシュメモリ、および磁気テープなどが用いられてもよい。 The main storage device 52 is a storage device that stores instructions executed by the processor 51, various data, and the like, and information stored in the main storage device 52 is directly read out by the processor 51. The auxiliary storage device 53 is a storage device other than the main storage device 52. Note that the storage device means any electronic component capable of storing electronic information. As the main storage device 52, a volatile memory used for temporary information storage such as RAM, DRAM, SRAM, etc. is mainly used. In the embodiment of the present invention, the main storage device 52 is used as the volatile memory. It is not limited. A storage device used as the main storage device 52 and the auxiliary storage device 53 may be a volatile memory or a nonvolatile memory. Non-volatile memory includes programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), non-volatile random access memory (NVRAM), flash memory, MRAM, etc. . A magnetic or optical data storage may be used as the auxiliary storage device 53. As data storage, a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a DVD, a flash memory such as a USB, a magnetic tape, or the like may be used.
なお、プロセッサ５１が主記憶装置５２または補助記憶装置５３に対して、直接または間接的に、情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、記憶装置はプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。なお、主記憶装置５２は、プロセッサに統合されていてもよい。この場合も、主記憶装置５２は、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。 Note that if the processor 51 reads or writes information to or from the main storage device 52 or the auxiliary storage device 53 directly or indirectly, the storage device is in electrical communication with the processor. Can do. The main storage device 52 may be integrated with the processor. Again, it can be said that the main memory 52 is in electrical communication with the processor.
ネットワークインタフェース５４は、無線または有線により、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。ネットワークインタフェース５４は、既存の通信規格に適合したものを用いればよい。ここではネットワークインタフェース５４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５４が搭載されていてもよい。ネットワークインタフェース５４により、通信ネットワーク６を介して通信接続された外部装置７に出力結果などが送信されてもよい。外部装置７は、外部記憶媒体でもよいし、表示装置でもよいし、データベースなどのストレージでもよい。 The network interface 54 is an interface for connecting to a communication network by wireless or wired. The network interface 54 may be one that conforms to existing communication standards. Although only one network interface 54 is shown here, a plurality of network interfaces 54 may be installed. An output result or the like may be transmitted by the network interface 54 to the external device 7 that is communicatively connected via the communication network 6. The external device 7 may be an external storage medium, a display device, or a storage such as a database.
デバイスインタフェース５５は、出力結果などを記録する外部記憶媒体と接続するＵＳＢなどのインタフェースである。外部記憶媒体は、ＨＤＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等の任意の記録媒体でよい。デバイスインタフェース５５を介して、ストレージなどと接続されていてもよい。 The device interface 55 is an interface such as a USB connected to an external storage medium that records output results and the like. The external storage medium may be an arbitrary recording medium such as an HDD, a CD-R, a CD-RW, a DVD-RAM, a DVD-R, or a SAN (Storage area network). It may be connected to a storage or the like via the device interface 55.
また、コンピュータ装置５の一部または全部、つまり運転計画作成装置１の一部または全部は、プロセッサ５１などを実装している半導体集積回路などの専用の電子回路（すなわちハードウェア）にて構成されてもよい。専用のハードウェアは、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置との組み合わせで構成されてもよい。 In addition, a part or all of the computer device 5, that is, a part or all of the operation plan creation device 1 is configured by a dedicated electronic circuit (that is, hardware) such as a semiconductor integrated circuit on which the processor 51 is mounted. May be. The dedicated hardware may be configured in combination with a storage device such as a RAM or a ROM.
なお、図９では、１台のコンピュータ装置が示されているが、ソフトウェアが複数のコンピュータ装置にインストールされてもよい。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、処理結果を算出してもよい。 Although FIG. 9 shows one computer device, software may be installed in a plurality of computer devices. The processing results may be calculated by each of the plurality of computer devices executing a part of processing different in software.
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。 Although one embodiment of the present invention has been described above, these embodiment are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１ 運転計画作成装置
１１ 記憶部（取得部）
１２ 仮想出力限界算出部
１３ 発電量限界値算出部
１４ 発電量算出部
１５ 次時間枠初期値算出部
１６ 運転計画作成部
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 入出力インタフェース
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
５６ バス
６ 通信ネットワーク
７ 外部装置
1 operation plan creation device 11 storage part (acquisition part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Virtual output limit calculation part 13 Power generation amount limit value calculation part 14 Power generation amount calculation part 15 Next time frame initial value calculation part 16 Operation plan preparation part 2 Electric power demand prediction system 3 Generator operation data acquisition system 4 Input / output interface 5 Computer apparatus 51 Processor 52 Main Storage Device 53 Auxiliary Storage Device 54 Network Interface 55 Device Interface 56 Bus 6 Communication Network 7 External Device
Claims (6)
少なくとも発電機の出力変化率および負荷保持時間に基づき、前記発電機の仮想出力限界を算出する仮想出力限界算出部と、
前記仮想出力限界と、時間枠における前記発電機の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、前記時間枠における前記発電機の負荷保持残時間の初期値と、に基づき、前記時間枠における前記発電機の発電量限界値を算出する発電量限界値算出部と、
少なくとも前記発電量限界値に関する制約条件を有する最適化問題を解くことにより、前記時間枠における前記発電機の発電量を算出する発電量算出部と、
を備える運転計画作成装置。 An operation plan creation device for creating an operation plan of the generator related to the power generation amount of the generator,
A virtual output limit calculation unit that calculates a virtual output limit of the generator based on at least an output change rate of the generator and a load holding time;
Based on the virtual output limit, the initial value of the magnitude of the output power of the generator in the time frame and the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the load retention remaining time of the generator in the time frame, A power generation amount limit value calculating unit for calculating a power generation amount limit value of the generator in a time frame;
A power generation amount calculation unit that calculates a power generation amount of the generator in the time frame by solving an optimization problem having at least a constraint on the power generation amount limit value;
An operation plan creation device comprising:
をさらに備える請求項１に記載の運転計画作成装置。 Based on the power generation amount of the generator in the first time frame and the virtual output limit, the output power of the generator in the second time frame that is the next time frame of the first time frame A first initial value that is an initial value of the current, a second initial value that is an initial value in the increase / decrease direction, and a third initial value that is an initial value of the load retention remaining time of the generator in the second time frame The operation plan creation device according to claim 1, further comprising: a next time frame initial value calculation unit that calculates a value.
前記第１の時間枠の終了時点の前記発電機の出力電力値および出力電力の増減方向をそれぞれ、前記第１の初期値および前記第２の初期値とし、
前記出力電力値に対応する負荷保持時間から前記出力電力値の継続時間を引いた残りの時間を、前記第３の初期値とする
請求項２に記載の運転計画作成装置。 The next time frame initial value calculation unit,
The output power value of the generator and the increase / decrease direction of the output power at the end of the first time frame are the first initial value and the second initial value, respectively.
The operation plan creation device according to claim 2, wherein a remaining time obtained by subtracting a duration time of the output power value from a load holding time corresponding to the output power value is set as the third initial value.
請求項３に記載の運転計画作成装置。 The next time frame initial value calculation unit, based on the virtual output line created based on the power generation amount of the generator and the virtual output limit in the time frame, the output power value, the duration, The operation plan creation device according to claim 3.
少なくとも発電機の出力変化率および負荷保持時間に基づき、前記発電機の仮想出力限界を算出する仮想出力限界算出ステップと、
前記仮想出力限界と、時間枠における前記発電機の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、前記時間枠における前記発電機の負荷保持残時間の初期値と、に基づき、前記時間枠における前記発電機の発電量限界値を算出する発電量限界値算出ステップと、
少なくとも前記発電量限界値に関する制約条件を有する最適化問題を解くことにより、前記時間枠における前記発電機の発電量を算出する発電量算出ステップと、
を備える運転計画作成方法。 An operation plan creation method for creating an operation plan for the generator related to the power generation amount of the generator,
A virtual output limit calculating step for calculating a virtual output limit of the generator based on at least the output change rate of the generator and the load holding time;
Based on the virtual output limit, the initial value of the magnitude of the output power of the generator in the time frame and the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the load retention remaining time of the generator in the time frame, A power generation amount limit value calculating step for calculating a power generation amount limit value of the generator in a time frame;
A power generation amount calculating step for calculating a power generation amount of the generator in the time frame by solving an optimization problem having at least a constraint condition regarding the power generation amount limit value;
An operation plan creation method comprising:
少なくとも発電機の出力変化率および負荷保持時間に基づき、前記発電機の仮想出力限界を算出する仮想出力限界算出ステップと、
前記仮想出力限界と、時間枠における前記発電機の出力電力の大きさの初期値および増減方向の初期値と、前記時間枠における前記発電機の負荷保持残時間の初期値と、に基づき、前記時間枠における前記発電機の発電量限界値を算出する発電量限界値算出ステップと、
少なくとも前記発電量限界値に関する制約条件を有する最適化問題を解くことにより、前記時間枠における前記発電機の発電量を算出する発電量算出ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。 A program for creating an operation plan for the generator related to the amount of power generated by the generator,
A virtual output limit calculating step for calculating a virtual output limit of the generator based on at least the output change rate of the generator and the load holding time;
Based on the virtual output limit, the initial value of the magnitude of the output power of the generator in the time frame and the initial value in the increase / decrease direction, and the initial value of the load retention remaining time of the generator in the time frame, A power generation amount limit value calculating step for calculating a power generation amount limit value of the generator in a time frame;
A power generation amount calculating step for calculating a power generation amount of the generator in the time frame by solving an optimization problem having at least a constraint condition regarding the power generation amount limit value;
A program that causes a computer to execute.
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