JP2020043634A - Electric power transaction amount optimizing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定地域に点在する電気自動車と需要家を含むグループを対象とした電力取引量最適化装置に関する。 The present invention relates to a power transaction amount optimization device for a group including electric vehicles and consumers scattered in a predetermined area.
近年、電気自動車、太陽光発電装置、需要家、電力系統との間で行われる電力取引を管理する技術が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, a technology for managing power transactions performed between an electric vehicle, a solar power generation device, a consumer, and a power system has been known.
例えば、特許文献1には、需要家が所有する電気自動車と電力系統との電力取引に着目した電気自動車の充放電量の管理方法について開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a method of managing the charge / discharge amount of an electric vehicle that focuses on power transactions between an electric vehicle owned by a customer and an electric power system.
また、例えば、特許文献2には、所定地域で運用される電気自動車に充電する電力を可能な限り所定地域に設置される太陽光発電装置から調達することで、太陽光発電装置の利用度を高める方法が開示されている。
Further, for example,
ところで、所定地域に点在する電気自動車及び需要家を含むグループを対象とした電力取引量の計画値を立案する上で、グループ全体の電力取引による収益を考慮することは重要である。 By the way, it is important to consider the profits of the entire group from the power transaction when drafting the planned value of the power transaction amount for the group including the electric vehicles and the consumers scattered in the predetermined area.
そこで、本発明では、所定地域に点在する電気自動車及び需要家を含むグループ全体の電力取引による収益を最大化する電力取引量を算出することが可能な電力取引量最適化装置を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention provides an electric power trading amount optimizing device capable of calculating an electric power trading amount that maximizes profits from electric power trading of an entire group including electric vehicles and consumers scattered in a predetermined area. With the goal.
本実施形態は、所定地域に点在する電気自動車と需要家を含むグループを対象とした電力取引量最適化装置であって、前記電気自動車が関わる電力取引において前記電気自動車の電力需要を満たす制約条件、前記需要家が関わる電力取引において前記需要家の電力需要を満たす制約条件、前記電気自動車及び前記需要家が前記所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件に基づいて、前記グループ全体の電力取引による収益の最大化を目的関数とする最適化計算を行い、前記グループ内の前記電気自動車及び前記需要家が、前記電力取引相手と取引する電力取引量を算出する。 The present embodiment is an electric power transaction amount optimization device for a group including electric vehicles and consumers scattered in a predetermined area, and a constraint that satisfies the electric demand of the electric vehicles in electric power transactions involving the electric vehicles. A condition, a constraint condition that satisfies the power demand of the customer in the power transaction involving the customer, and an electric power generated when the electric vehicle and the customer perform power transaction with a power trading partner using the transmission and distribution network in the predetermined area. Based on the constraints of the tradable amount, perform an optimization calculation with an objective function of maximizing profits from power trading of the entire group, and the electric vehicle and the consumer in the group are able to communicate with the power trading partner. Calculate the amount of power traded.
また、前記電力取引量最適化装置において、記憶装置に記憶された、電気自動車の駐車予定時刻及び駐車位置の情報、並びに需要家の位置情報に基づいて、前記グループ内の電力取引可能な電気自動車、需要家を選定し、前記選定した電気自動車及び需要家を対象に、前記電力取引量を算出することが好ましい。 Further, in the electric power transaction amount optimizing device, the electric vehicles capable of electric power transaction within the group based on the information of the scheduled parking time and the parking position of the electric vehicle and the position information of the customer stored in the storage device. It is preferable to select a customer and calculate the power transaction amount for the selected electric vehicle and the customer.
また、前記電力取引量最適化装置において、前記グループは、前記電気自動車、前記需要家に電力を分配する太陽光発電装置を含み、前記3つの制約条件と、前記太陽光発電装置が関わる電力取引において前記太陽光発電装置の発電量に関する制約条件とに基づいて、前記最適化計算を行うことが好ましい。 In the power transaction amount optimization device, the group includes the electric vehicle and a photovoltaic power generation device that distributes power to the customer, and the three constraint conditions and a power transaction related to the photovoltaic power generation device. In the method, it is preferable that the optimization calculation is performed based on a constraint condition regarding a power generation amount of the solar power generation device.
また、前記電力取引量最適化装置において、記憶装置に記憶された、送配電網の許容電力量情報に基づいて、前記電力取引可能量の制約条件を設定することが好ましい。 Further, it is preferable that in the electric power transaction amount optimizing device, the constraint condition of the electric power transaction possible amount is set based on allowable electric energy information of a power transmission and distribution network stored in a storage device.
また、前記電力取引量最適化装置において、前記最適化計算は、線形計画法を用いることが好ましい。 Further, in the power transaction volume optimization device, it is preferable that the optimization calculation uses a linear programming method.
本発明によれば、所定地域に点在する電気自動車及び需要家を含むグループ全体の電力取引による収益を最大化する電力取引量を算出することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to calculate the electric power transaction amount which maximizes the profit by the electric power transaction of the whole group including the electric vehicle and consumer scattered in a predetermined area.
図1は、本実施形態に係る電力取引量最適化装置の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す電力取引量最適化装置1は、CPU等を含む処理部2、ROM及びRAM等を含む記憶部3を備える。処理部2は、記憶部3に格納される最適化プログラムを実行することによって実現される機能ブロックとして、条件設定部10、電力取引モデル作成部12、取引制約モデル作成部14、最適化計算部16を備えている。図1に示す電力取引量最適化装置1には、入力装置20、表示装置22が接続されている。入力装置20は、ユーザーからの入力操作を受け付けるためのユーザインターフェースであり、例えば、マウスやキーボード等である。表示装置22は、電力取引量最適化装置1が出力する情報や計算結果等を表示するためのユーザインターフェースであり、例えば、ディスプレイなどである。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the power transaction amount optimizing device according to the present embodiment. The power trading amount optimizing device 1 shown in FIG. 1 includes a
記憶部3は、処理部2とアクセス可能に接続され、最適化プログラム、電気自動車データベース(以下、EVデータベース24)、需要家データベース26、太陽光発電装置データベース(以下、PVデータベース28)、系統データベース30を記憶する。なお、各種データベースは、例えば、外部サーバの記憶装置に記憶されていてもよい。この場合、電力取引量最適化装置1は、インターネット等の通信部によって当該外部サーバに接続されており、処理部2は、当該外部サーバの記憶装置にアクセスすることができるように構成されている。
The
EVデータベース24は、EVの駐車予定時刻及び駐車予定位置の情報、EV走行開始時の必要電池残量の情報、EVの電池の電池容量の情報、EVの電池の充放電効率の情報等を含む。
The
需要家データベース26は、需要家の位置情報、需要家が所有する充放電器の位置情報、需要家の電力需要量の情報等を含む。
The
PVデータベース28は、PVの位置情報、PVの発電量の情報等を含む。
The
系統データベース30は、配電網における逆潮電力許容量の情報、送電網における逆潮電力許容量の情報、配電網間の許容託送量の情報、配電網間の許容託送量の情報、電力系統の電力買取単価の情報、電力系統のPV電力買取単価の情報、電力系統の電力販売単価の情報、配電網間の託送料金単価の情報を含む。
The
EVデータベース24、需要家データベース26及びPVデータベース28に含まれるそれぞれの情報は、所定地域に点在するEV、需要家及びPVを含むグループ内のEVの所有者、需要家、PVの所有者から事前に取得する情報であり、系統データベース30に含まれる情報は、EV、需要家、PVの電力取引の際に使用する送配電網の系統運営者から受け取る情報である。
The respective information included in the
以下、処理部2の各機能部について説明する。
Hereinafter, each functional unit of the
条件設定部10は、最適化計算を行う期間と地域のデータ入力を受け付ける。
The
図2は、電力取引モデル作成部の処理内容を説明するフロー図である。電力取引モデル作成部12は、EVデータベース24、需要家データベース26、PVデータベース28、系統データベース30を参照して、需要家の位置情報、PVの位置情報、EVの駐車予定時刻及び駐車位置の情報から、条件設定部に入力された期間及び地域(所定地域)に含まれるEV、需要家、PVを選定し、電力系統の管轄エリア情報から、EV、需要家、PVの電力取引に関わる電力系統を選定する(ステップS10)。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the processing performed by the power trading model creation unit. The power transaction
電力取引モデル作成部12は、需要家データベース26を参照して、選定した需要家が所有する充放電器の位置情報と、選定したEVにおける駐車予定時刻及び駐車位置の情報とを照合して、各時刻で、EVが接続可能な充放電器を選定する(ステップS12)。例えば、充放電器の位置とEVの駐車位置との距離に基づいて、EVが接続可能な充放電器を選定する。
The power transaction
電力取引モデル作成部12は、最適化計算で求める変数(以下、電力取引変数)を作成する(ステップS14)。電力取引変数は、ステップS10で選定したEV、需要家、PV及び電力系統の間で交わされる電力取引量を指す。電力取引変数は、選定したEV、選定した需要家、選定したPVを中心として、それぞれと電力取引可能な電力取引相手を列挙することで得られる。例えば、選定した電力系統が{g1・・・go}、選定した需要家が{d1・・・dp}、選定したEVが{v1・・・vq}、選定したPVが{pv1・・・pvr}の場合、以下の電力取引変数が作成される。
The power trading
<EV{vi}を中心として作成する電力取引変数>
図3(a)は、EV{vi}を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。図3(a)に示すEV{vi}の電力取引相手は、電力系統{gm}、PV{pvl}、需要家{dk}、EV{vj}である。この場合、時刻tにEV{vi}が電力系統{gm}から購入する電力量:Xgmvi(t)(i=1・・・q、m=1・・・o)、時刻tにEV{vi}が電力系統{gm}へ売電する電力量:Xvigm(t)(i=1・・・q、m=1・・・o)、時刻tにEV{vi}がPV{pvl}から購入する電力量:Xpvlvi(t)(i=1・・・q、l=1・・・r)、時刻tにEV{vi}が需要家{dk}へ売電する電力量:Xvidk(t)(i=1・・・q、k=1・・・p)、時刻tにEV{vi}がEV{vj}から購入する電力量:Xvjvi(t)(i=1・・・q、j=1・・・q、i≠j)、時刻tにEV{vi}がEV{vj}へ売電する電力量:Xvivj(t)(i=1・・・q、j=1・・・q、i≠j)が電力取引変数となる。
但し、時刻tにてEVが走行中、又はEVが駐車中であっても、その駐車位置に接続可能な充放電器が無い場合、EVと電力取引相手との電力取引は不可能である。したがって、ステップS12において、EVが接続可能な充放電器を選定した時の時刻以外の時刻では、電力取引変数は0となる。
<Electricity trading variables to create around the EV {v i}>
3 (a) is a diagram showing a power tradable power counterparties around the EV {v i}. Power counterparty of FIG 3 (a) EV shown in {v i} is the electric power system {g m}, PV {pv l}, customer {d k}, is EV {v j}. In this case, the amount of power at time t is EV {v i} be purchased from the electric power system {g m}: Xg m v i (t) (i = 1 ··· q, m = 1 ··· o), time watt EV {v i} to t to sell electricity to the power grid {g m}: Xv i g m (t) (i = 1 ··· q, m = 1 ··· o), EV at time t watt {v i} purchase from PV {pv l}: Xpv l v i (t) (i = 1 ··· q, l = 1 ··· r), is EV {v i} at time t electric energy to sell electricity to consumers {d k}: Xv i d k (t) (i = 1 ··· q, k = 1 ··· p), EV at time t {v i} is EV {v electric energy purchased from j}: Xv j v i ( t) (i = 1 ··· q, j = 1 ··· q, i ≠ j), EV {v i} is EV at time t {v j electric energy to sell electricity to the}: Xv i v j (t ) (i = 1 ·· q, j = 1 ··· q, i ≠ j) is the power trading variables.
However, even if the EV is running or the EV is parked at time t, if there is no connectable charger / discharger at the parking position, the electric power transaction between the EV and the electric power trading partner is impossible. Therefore, in step S12, at times other than the time when the EV selects a connectable charger / discharger, the power transaction variable becomes 0.
<需要家{dk}を中心として作成する電力取引変数>
図3(b)は、需要家{dk}を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。図3(b)に示す需要家{dk}の電力取引相手は、電力系統{gm}、PV{pvl}、EV{vi}である。この場合、時刻tに需要家{dk}が電力系統{gm}から購入する電力量:Xgmdk(t)(k=1・・・p、m=1・・・o)、時刻tに需要家{dk}がPV{pvl}から購入する電力量:Xpvldk(t)(k=1・・・p、l=1・・・r)、時刻tに需要家{dk}がEV{vi}から購入する電力量:Xvidk(t)(k=1・・・p、i=1・・・q)が電力取引変数となる。
但し、前述したように、ステップS12において、EVが接続可能な充放電器を選定した時の時刻以外の時刻では、Xvidk(t)の電力取引変数は0となる。
<Power trading variables created around the customer {d k }>
FIG. 3 (b) is a diagram illustrating power trading partners who can trade power centering on the customer {d k }. Power counterparty customers shown in FIG. 3 (b) {d k} is the electric power system {g m}, a PV {pv l}, EV { v i}. In this case, the electric energy purchased by the customer {d k } from the power system {g m } at the time t: Xg m d k (t) (k = 1... P, m = 1. Electric energy purchased by customer {d k } from PV {pv l } at time t: Xpv l d k (t) (k = 1... P, l = 1... R), demand at time t amount of power house {d k} to buy from EV {v i}: Xv i d k (t) (k = 1 ··· p, i = 1 ··· q) is the power trading variables.
However, as described above, at step S12, the time other than the time when the EV has selected discharge unit connectable, the Xv i d k power trading variable 0 (t).
<PV{pvl}を中心として作成する電力取引変数>
図3(c)は、PV{pvl}を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。図3(c)に示すPV{pvl}の電力取引相手は、電力系統{gm}、EV{vi}、需要家{dk}である。この場合、時刻tにPV{pvl}から電力系統{gm}へ売電する電力量:Xpvlgm(t)(l=1・・・r、m=1・・・o)、時刻tにPV{pvl}からEV{vi}へ売電する電力量:Xpvlvi(t)(l=1・・・r、i=1・・・q)、時刻tにPV{pvl}から需要家{dk}へ売電する電力量:Xpvldk(t)(l=1・・・r、k=1・・・p)が電力取引変数となる。
但し、前述したように、ステップS12において、EVが接続可能な充放電器を選定した時の時刻以外の時刻では、Xpvlvi(t)の電力取引変数は0となる。
<Power trading variables created around PV {pv l }>
FIG. 3 (c) is a diagram showing power trading partners capable of power trading centering on PV {pv l }. Power counterparty PV {pv l} shown in FIG. 3 (c), the power system {g m}, is EV {v i}, customer {d k}. In this case, the amount of power sold from the PV {pv l } to the power system {g m } at time t: Xpv l g m (t) (l = 1... R, m = 1... O), electric energy to sell electricity from PV {pv l} at time t to the EV {v i}: Xpv l v i (t) (l = 1 ··· r, i = 1 ··· q), PV at time t The amount of power sold from {pv l } to the customer {d k }: Xpv l d k (t) (l = 1... R, k = 1... P) is a power trading variable.
However, as described above, at step S12, the time other than the time when the EV has selected discharge unit connectable, the Xpv l v power trading variable 0 i (t).
図4は、取引制約モデル作成部の処理内容を説明するフロー図である。取引制約モデル作成部14は、EVが関わる電力取引(図3(a))においてEVの電力需要を満たす制約条件を作成し(ステップS20)、需要家が関わる電力取引(図3(b))において需要家の電力需要を満たす制約条件を作成し(ステップS22)、PVが関わる電力取引(図3(c))においてPVの発電量に関する制約条件を作成し(ステップS24)、EV、需要家、PVが所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件を作成する(ステップS26)。以下、各ステップについて説明する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the processing content of the transaction constraint model creation unit. The transaction constraint
<ステップS20>
取引制約モデル作成部14は、EVデータベース24から、EV走行開始時の必要電池残量の情報(Lvi(t))、EVの電池容量の情報(ΔSinmax vi、ΔSoutmax vi、Smax vi、Smin vi)、EVの電池の充放電効率の情報(ηin vi、ηout vi)を取得し、図3(a)のEV{vi}が関わる電力取引においてEVの電力需要を満たす制約条件を作成する。具体的には、下式(1)〜(5)で表される。
<Step S20>
Trading constraints
式(1)〜(5)において、Svi(t):EV{vi}の時刻tにおける電池の充電量、ηin vi:EV{vi}の電池の充電効率、ηout vi:EV{vi}の電池の放電効率、ΔSinmax vi:EV{vi}の電池の単位時間当たりの充電可能量、ΔSoutmax vi:EV{vi}の電池の単位時間当たりの放電可能量、Smax vi:EV{vi}の電池の充電量の最大値、Smin vi:EV{vi}の電池の充電量の最小値、Lvi(t):時刻tにおけるEV{vi}の電力需要量(走行負荷)を意味する。 In the formula (1) ~ (5), S vi (t): the amount of charge of the battery at time t of the EV {v i}, η in vi: charging efficiency of the battery of the EV {v i}, η out vi: EV {v i} battery discharge efficiency, ΔS inmax vi: chargeable amount per unit time battery EV {v i}, ΔS outmax vi: dischargeable per unit time battery EV {v i}, S max vi: EV {v i } charge amount of the maximum value of the cell, S min vi: EV {v i} charge amount minimum value of the battery, L vi (t): EV at time t {v i} Power demand (running load).
式(1)〜(5)において、式(1)は電池の充電量Svi(t)に基づく制約を表し、式(2)は、電池の単位時間当たりの充電可能量ΔSinmax viに基づく制約を表し、式(3)は、電池の単位時間当たりの放電可能量ΔSoutmax viに基づく制約を表し、式(4)は、電池の充電量Svi(t)の上下限に基づく制約を表し、式(5)は、EV{vi}の電力需要量(走行負荷)に基づく制約を表す。 In Expressions (1) to (5), Expression (1) represents a constraint based on the charge amount S vi (t) of the battery, and Expression (2) is based on the chargeable amount per unit time ΔS inmax vi of the battery. Equation (3) represents a constraint based on the dischargeable amount ΔS outmax vi of the battery per unit time, and equation (4) represents a constraint based on the upper and lower limits of the battery charge S vi (t). represents the formula (5) represents a constraint that is based on the power demand of EV {v i} (running load).
<ステップS22>
取引制約モデル作成部14は、需要家データベース26から、需要家の電力需要量の情報を取得し、図3(b)の需要家{dk}が関わる電力取引において需要家の電力需要を満たす制約条件を作成する。具体的には、下式(6)で表される。下式(6)において、Ldk(t):需要家{dk}の時刻tにおける電力需要量を意味する。
<Step S22>
The transaction constraint
<ステップS24>
取引制約モデル作成部14は、PVデータベース28から、選定したPVの発電量の情報を取得し、図3(c)のPV{pvl}が関わる電力取引においてPVの発電量に関する制約条件を作成する。具体的には、下式(7)で表される。下式(7)において、Ppvl(t):PV{pvl}の時刻tにおける発電量を意味する。
<Step S24>
The transaction constraint
<ステップS26>
取引制約モデル作成部14は、系統データベース30から、所定地域の配電網における逆潮電力許容量の情報(DSn out(t))、所定地域の送電網における逆潮電力許容量の情報(TSgm out(t))、配電網間の許容託送量の情報(DSn in(t))、送電網間の許容託送量の情報(TSgm in(t))を取得して、EV、需要家、PVが所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件を作成する。具体的には、式(8)〜(11)で表される。
<Step S26>
From the
下式(8)〜(11)において、{TSgm(gm=1・・・u)}:所定地域に含まれる送電網、{DSn(n=1・・・s)}:所定地域に含まれる配電網、IDdl{TSdk、DSdk}:需要家{dk}が電力取引時に使用する送配電網、IDpvl{TSpvl、DSpvl}:PV{pvl}が電力取引時に使用する送配電網、IDvj(t){TSvj(t)、DSvj(t)}:EV{vj}が時刻tで充放電できる位置で電力取引時に使用する送配電網、TSgm out(t):送電網TSgmから流出する許容電力量、TSgm in(t):送電網TSgmへ流入する許容電力量、DSn out(t):配電網DSnから流出する許容電力量、DSn in(t):配電網DSnへ流入する許容電力量を意味する。 In the following equations (8) to (11), {TS gm (gm = 1... U)}: a transmission network included in a predetermined area, {DS n (n = 1... S)}: a predetermined area Included power grid, ID dl {TS dk , DS dk }: Power grid used by customer {d k } during power trading, ID pvl {TS pvl , DS pvl }: PV {pv l } during power trading Transmission / distribution network used, ID vj (t) {TS vj (t), DS vj (t)}: Transmission / distribution network used at the time of EV {v j } charging / discharging at time t during power trading, TS gm out (t): the allowable amount of power flowing out from the power grid TS gm, TS gm in (t ): the allowable amount of power flowing into the power grid TS gm, DS n out (t ): allowable power that flows from the power distribution network DS n amount, DS n in (t): flowing into the distribution network DS n Means that the allowable amount of power.
式(8)〜(11)において、式(8)は、送電網TSgmから流出する許容電力量に基づく制約を表し、式(9)は、送電網TSgmへ流入する許容電力量に基づく制約を表し、式(10)は、配電網DSnから流出する許容電力量に基づく制約を表し、式(11)は、配電網DSnへ流入する許容電力量に基づく制約を表す。 In Expressions (8) to (11), Expression (8) represents a constraint based on an allowable power amount flowing out from the power transmission network TS gm , and Expression (9) is based on an allowable power amount flowing into the power transmission network TS gm . It represents a constraint, equation (10) represents a constraint that is based on the allowable amount of power flowing from the power distribution network DS n, equation (11) represents a constraint that is based on the allowable amount of power flowing into the grid DS n.
図5〜8は、EV{v1}と電力取引との間で使用する送配電網を例示する図である。例えば、図5に示すように、EV{v1}が送配電網を使用せず、需要家{d1}やEV{v2}と電力のやり取りを行う場合には、式(8)〜(11)の制約は作用しない。また、例えば、図6に示すように、EV{v1}が配電網DS1、送電網TS1、配電網DS2を使用して、需要家{d2}と電力取引する場合には、DS1 out(t)、DS2 in(t)を考慮する必要があるため、式(10)及び式(11)の制約が作用する。また、図7に示すように、EV{v1}が、配電網DS1、送電網TS1を使用して、電力系統g1と電力取引する場合、DS1 out(t)、TS1 out(t)を考慮する必要があるため、式(8)及び式(10)の制約が作用する。また、図8に示すように、EV{v1}が、配電網DS1、送電網TS1,TS2、及び配電網DS3を使用して、需要家{d3}と電力取引する場合には、DS1 out(t)、TS1 out(t)、TS2 in(t)、DS3 in(t)を考慮する必要があるため、式(8)〜式(11)の制約が作用する。上記は一例であって、例えば、EV{v1}をPVに置き換えれば、需要家やEVとPVとの間での電力取引となるし、需要家{d2}をEVに置き換えれば、送電網を使用した場合のEVとEVとの間での電力取引となる。 Figure 5-8 is a diagram illustrating the transmission and distribution network for use with the EV {v 1} and power trading. For example, as shown in FIG. 5, when EV {v 1 } does not use the power transmission and distribution network and exchanges power with customers {d 1 } and EV {v 2 }, equations (8) to (8) are used. The restriction of (11) does not work. For example, as shown in FIG. 6, when the EV {v 1 } trades power with the customer {d 2 } using the power distribution network DS 1 , the power transmission network TS 1 , and the power distribution network DS 2 , Since it is necessary to consider DS 1 out (t) and DS 2 in (t), the constraints of Expressions (10) and (11) act. Also, as shown in FIG. 7, when the EV {v 1 } uses the power distribution network DS 1 and the power transmission network TS 1 to trade power with the power system g 1 , DS 1 out (t) and TS 1 out Since it is necessary to consider (t), the restrictions of Expressions (8) and (10) act. Also, as shown in FIG. 8, when EV {v 1 } trades power with customer {d 3 } using distribution network DS 1 , transmission networks TS 1 and TS 2 , and distribution network DS 3. Needs to consider DS 1 out (t), TS 1 out (t), TS 2 in (t), and DS 3 in (t), so the constraints of Expressions (8) to (11) are not satisfied. Works. The above is an example. For example, if EV {v 1 } is replaced with PV, a power transaction is performed between the customer and the EV and PV, and if the customer {d 2 } is replaced with EV, power transmission is performed. It is an electric power transaction between EVs when a network is used.
このように、EV、需要家、PVと電力取引相手との間で使用する送配電網によって、作用する制約式の組み合わせが異なる場合がある。したがって、取引制約モデル作成部14は、系統データベース30を参照し、管轄エリア情報から、EV、需要家、PVと電力取引相手との間で使用する送配電網を選定し、選定した送配電網に基づいて、作用させる制約式の組み合わせを設定する。
As described above, the combination of the constraint equations that operate may differ depending on the transmission / distribution network used between the EV, the customer, the PV, and the power trading partner. Therefore, the transaction constraint
最適化計算部16は、上記作成された制約条件(式(1)〜(11))に基づいて、EV、需要家、PVを含むグループ全体の電力取引における収益の最大化を目的関数とする最適化計算を行う。最適化計算には、例えば、線形計画法、混合整数計画法、又は非線形計画法等が用いられるが、計算精度等の点で、線形計画法が好ましい。
The
最適化計算における目的関数は、式(12)で示されるグループ全体の電力取引における収益(PL)の最大化とする。グループ全体の電力取引における収益(PL)は、売電収入(Income、式(13))から、系統電力の購入費用(CostP、式(14))、グループ内での電力取引における託送費用(CostT、式(15))、契約者に支払うインセンティブ(CostI、式(16))を引いた値である。なお、インセンティブとは、グループ内の契約者が特定の時刻に電力取引を行った場合に、当該契約者に支払われる報酬である。 The objective function in the optimization calculation is to maximize the profit (PL) in the power trading of the entire group represented by the equation (12). The revenue (PL) in the power trading of the entire group is obtained from the power selling revenue (Income, equation (13)), the system power purchasing cost (CostP, equation (14)), and the consignment cost (CostT) in the power trading within the group. , Expression (15)) and the incentive (CostI, Expression (16)) to be paid to the contractor. The incentive is a reward paid to a contractor in a group when the contractor performs a power transaction at a specific time.
式(13)〜(15)において、PBgm(t):電力系統{gm}の電力買取単価、PBPVgm(t):電力系統{gm}のPV電力買取単価、PSgm(t):電力系統{gm}の電力販売単価、Tpvlvi(t):PV{pvl}とEV{vj}の間でかかる託送料金単価、Tpvldk(t):PV{pvl}と需要家{dk}の間でかかる託送料金単価、Tvidk(t):EV{vj}と需要家{dk}の間でかかる託送料金単価を意味する。式(13)〜(15)で使用するこれらの単価は、系統データベース30に含まれる情報であり、最適化計算部16が、最適化計算を行う際に、系統データベース30から取得する。
In equations (13) to (15), PB gm (t): unit price of power purchase of power system {g m }, PBPV gm (t): unit price of PV power purchase of power system {g m }, PS gm (t) : Unit price of electric power sales of the electric power system {g m }, T pvvivi (t): Unit price of the consignment charge between PV {pv l } and EV {v j }, T pvldk (t): PV {pv l } and demand The unit price of the consignment fee between house {d k }, T bidk (t): means the unit price of the consignment charge between EV {v j } and customer {d k }. These unit prices used in the equations (13) to (15) are information included in the
式(16)において、ISvigm:時刻tにEV{vi}が電力系統{gm}へ売電する際のインセンティブ係数、IBpvlvi(t):時刻tにEV{vi}がPV{pvl}から購入する際のインセンティブ係数、ISvidk(t):時刻tにEV{vi}が需要家{dk}へ売電する際のインセンティブ係数、IBvjvi(t):時刻tにEV{vi}がEV{vj}から購入する際のインセンティブ係数、IBvivj(t):時刻tにEV{vi}がEV{vj}へ売電する際のインセンティブ係数、IBpvldk(t):時刻tに需要家{dk}がPV{pvl}から購入する際のインセンティブ係数、IBvidk(t):時刻tに需要家{dk}がEV{vi}から購入する際のインセンティブ係数、ISpvlgm(t):時刻tにPV{pvl}から系統{gm}へ売電する際のインセンティブ係数、ISpvlvi(t):時刻tにPV{pvl}からEV{vi}へ売電する際のインセンティブ係数、ISpvldk(t):時刻tにPV{pvl}から需要家{dk}へ売電する際のインセンティブ係数を意味する。 In the formula (16), ISv i g m : time t incentive coefficient when EV {v i} is sell electricity to the power grid {g m} in, IBpv l v i (t) : the time t EV {v i incentive coefficient of when} to buy from pV {pv l}, ISv i d k (t): incentive coefficient when the time t is EV {v i} to sell electricity to consumers {d k}, IBv j v i (t): incentive coefficient when the time t EV {v i} is purchased from EV {v j}, IBv i v j (t): the time t EV {v i} is the EV {v j} Incentive coefficient when selling electricity, IBpv 1 d k (t): Incentive coefficient when customer {d k } purchases from PV {pv l } at time t, IBv i d k (t): At time t purchase consumer {d k} is from EV {v i} Incentives factor in that, ISpv l g m (t) : Incentive coefficient when sell electricity at time t from the PV {pv l} to the system {g m}, ISpv l v i (t): time t PV { incentive coefficient of time of from pv l} to sell electricity to the EV {v i}, ISpv l d k (t): at time t the incentive coefficient of time to sell electricity to the pV {consumers from pv l} {d k} means.
各インセンティブ係数は予め設定された数値である。 Each incentive coefficient is a preset numerical value.
最適化計算部16による最適化計算によって、グループ全体の電力取引による収益を最大化する電力取引量(上記設定した電力取引変数)が算出される。本実施形態では、EV{vi}が電力系統{gm}から購入する電力量(Xgmvi(t))、EV{vi}が電力系統{gm}へ売電する電力量(Xvigm(t))、EV{vi}がPV{pvl}から購入する電力量(Xpvlvi(t))、EV{vi}が需要家{dk}へ売電する電力量(Xvidk(t))、EV{vi}がEV{vj}から購入する電力量(Xvjvi(t))、EV{vi}がEV{vj}へ売電する電力量(Xvivj(t))、需要家{di}が電力系統{gm}から購入する電力量(Xgmdi(t))、需要家{di}がPV{pvl}から購入する電力量(Xpvldi(t))、需要家{di}がEV{vi}から購入する電力量(Xvjdi(t))、PV{pvi}から電力系統{gm}へ売電する電力量(Xpvigm(t))、PV{pvi}からEV{vj}へ売電する電力量(Xpvivj(t))、PV{pvi}から需要家{dk}へ売電する電力量(Xpvidk(t))が算出される。
By the optimization calculation by the
また、本実施形態では、時刻毎の電力取引量が算出されるため、時刻毎の電力取引量を用いて電力取引計画を策定することも可能である。 Further, in the present embodiment, since the amount of power trade at each time is calculated, it is possible to formulate a power trade plan using the amount of power trade at each time.
最適化計算部により算出された電力取引量、当該電力取引を用いた電力取引計画、式(12)〜(16)を用いて算出された収益等は、表示装置22に出力される。
The power transaction amount calculated by the optimization calculation unit, the power transaction plan using the power transaction, the profit calculated using the equations (12) to (16), and the like are output to the
本実施形態では、EV、需要家、PVを含むグループを対象に電力取引量を算出しているが、PVを対象から外してもよい。この場合には、各式におけるPVに関する項を省けばよい。 In the present embodiment, the power transaction amount is calculated for the group including the EV, the customer, and the PV, but the PV may be excluded from the target. In this case, the term relating to PV in each equation may be omitted.
また、本実施形態では、EV、需要家、PVが電力取引する電力取引相手の1つとして例示した電力系統は、電力市場の一例である。 In the present embodiment, the electric power system exemplified as one of the electric power trading partners with which the EV, the customer, and the PV trade electric power is an example of an electric power market.
1 電力取引量最適化装置、2 処理部、3 記憶部、10 条件設定部、12 電力取引モデル作成部、14 取引制約モデル作成部、16 最適化計算部、20 入力装置、22 表示装置、24 EVデータベース、26 需要家データベース、28 PVデータベース、30 系統データベース。
DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 1 power transaction volume optimization device, 2 processing unit, 3 storage unit, 10 condition setting unit, 12 power transaction model creation unit, 14 transaction constraint model creation unit, 16 optimization calculation unit, 20 input device, 22 display device, 24 EV database, 26 customer database, 28 PV database, 30 system database.
Claims (5)
前記電気自動車が関わる電力取引において前記電気自動車の電力需要を満たす制約条件、前記需要家が関わる電力取引において前記需要家の電力需要を満たす制約条件、前記電気自動車及び前記需要家が前記所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件に基づいて、前記グループ全体の電力取引による収益の最大化を目的関数とする最適化計算を行い、前記グループ内の前記電気自動車及び前記需要家が、前記電力取引相手と取引する電力取引量を算出することを特徴とする電力取引量最適化装置。 An electric power trading volume optimization device for a group including electric vehicles and consumers scattered in a predetermined area,
A constraint satisfying the power demand of the electric vehicle in the power transaction involving the electric vehicle, a constraint satisfying the power demand of the customer in the power transaction involving the customer, the electric vehicle and the customer being located in the predetermined area. Based on the constraints on the amount of power tradeable that occurs when power trading with a power trading partner using the power transmission and distribution network, perform an optimization calculation with the objective function to maximize profits from power trading for the entire group, An electric power trading amount optimizing device, wherein the electric vehicle and the customer in a group calculate an electric power trading amount for trading with the electric power trading partner.
前記3つの制約条件と、前記太陽光発電装置が関わる電力取引において前記太陽光発電装置の発電量に関する制約条件とに基づいて、前記最適化計算を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力取引量最適化装置。 The group includes the electric vehicle, a solar power generation device that distributes electric power to the consumers,
3. The optimization calculation according to claim 1, wherein the optimization calculation is performed based on the three constraints and a constraint on a power generation amount of the photovoltaic power generation device in a power transaction involving the photovoltaic power generation device. 4. A power transaction volume optimization device as described.
The power transaction amount optimization device according to any one of claims 1 to 4, wherein the optimization calculation uses a linear programming method.
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