JP2020065407A - Operation planning method, operation planning device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転計画方法、運転計画装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an operation planning method, an operation planning device and a program.
従来、ラグランジュ緩和法と呼ばれる反復法を用いて発電機の起動停止計画を作成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1におけるラグランジュ緩和法は、問題を対象装置ごとの部分問題に分割して解を演算する。ラグランジュ緩和法によって解を演算する場合には、処理の反復回数が増加して、演算時間が長くなる場合がある。関連する技術として、離散的な制約条件を緩和した緩和問題を求解する緩和問題最適化部と、部分問題を求解する部分問題最適化部とを備える制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
[特許文献]
[特許文献1] 特開2002−300720号公報
[特許文献2] 特開2013−64245号公報
Conventionally, there is known a technique of creating a start / stop plan of a generator using an iterative method called a Lagrangian relaxation method (for example, refer to Patent Document 1). The Lagrangian relaxation method in Patent Document 1 divides a problem into sub-problems for each target device and calculates a solution. When the solution is calculated by the Lagrangian relaxation method, the number of processing iterations may increase and the calculation time may increase. As a related technique, there is known a control device including a relaxation problem optimization unit that solves a relaxation problem in which discrete constraint conditions are relaxed, and a subproblem optimization unit that solves a subproblem (for example, Patent Document 1). 2).
[Patent Document]
[Patent Document 1] JP 2002-300720 A [Patent Document 2] JP 2013-64245 A
離散的な状態を取る対象装置について運転計画を作成する場合に、実行可能な解を演算するための時間を短縮化することが好ましい。 When creating an operation plan for a target device that takes a discrete state, it is preferable to shorten the time for calculating a feasible solution.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、コンピュータにより、複数の対象装置の運転計画を生成する運転計画方法を提供する。運転計画方法は、予め定められた目的および制約条件を満たすことができる、それぞれの対象装置の離散的な状態を示す離散状態値を含む複数の状態値を演算するための元問題を取得する問題取得段階を備えてよい。運転計画方法は、元問題においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定した緩和問題を解き、それぞれの対象装置の連続的な状態を演算する緩和問題演算段階を備えてよい。運転計画方法は、元問題を複数の部分問題に分割して、緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて部分問題を解くことで複数の状態値のうちの少なくとも一部の離散状態値を含む値を演算する部分問題演算段階とを備えてよい。運転計画方法は、複数の状態値のうちの一部について部分問題演算段階で演算した値に固定し、且つ、元問題の制約条件を用いたスラック問題を解いて、複数の状態値のうちの残りの状態値を演算するスラック問題演算段階を備えてよい。 In order to solve the above-mentioned subject, in the 1st mode of the present invention, an operation plan method which generates an operation plan of a plurality of object devices by a computer is provided. The operation planning method has a problem of obtaining an original problem for calculating a plurality of state values including discrete state values indicating discrete states of respective target devices, which can satisfy a predetermined purpose and constraint conditions. An acquisition stage may be provided. The operation planning method may include a relaxation problem calculation step of solving a relaxation problem assuming that each target device can assume a continuous state in the original problem, and calculating a continuous state of each target device. The operation planning method divides the original problem into a plurality of subproblems, and solves the subproblem by using the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the subproblem. And a sub-problem calculation step for calculating a value including a state value. The operation planning method fixes a part of a plurality of state values to a value calculated in the sub-problem calculation step, and solves the slack problem using the constraint condition of the original problem to A slack problem computation stage may be provided to compute the remaining state values.
複数の状態値は、対象装置の出力量を示す状態値を含んでよい。部分問題演算段階において、少なくとも一部の対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。スラック問題演算段階において、少なくとも一部の対象装置の出力量を固定し、且つ、残りの対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。 The plurality of state values may include a state value indicating the output amount of the target device. In the sub-problem calculation stage, the state value indicating the output amount of at least a part of the target devices may be calculated. In the slack problem calculation step, the output amount of at least a part of the target devices may be fixed, and the state value indicating the output amount of the remaining target devices may be calculated.
対象装置の出力容量、出力効率および応答性の少なくとも一つの特性に基づいて、スラック問題演算段階において状態値を演算する対象装置を選択してよい。 The target device whose state value is calculated in the slack problem calculation stage may be selected based on at least one characteristic of the output capacity, output efficiency, and responsiveness of the target device.
複数の対象装置は、1つ以上の発電装置と、1つ以上の蓄電装置とを含んでよい。部分問題演算段階で、発電装置の出力量を示す状態値を演算してよい。スラック問題演算段階で、発電装置の出力量を固定し、且つ、蓄電装置の出力量を示す状態値を演算してよい。 The plurality of target devices may include one or more power generation devices and one or more power storage devices. In the partial problem calculation stage, a state value indicating the output amount of the power generation device may be calculated. At the slack problem calculation stage, the output amount of the power generation device may be fixed and the state value indicating the output amount of the power storage device may be calculated.
複数の状態値は、対象装置の出力量を示す状態値と、対象装置の起動状態を示す状態値とを含んでよい。部分問題演算段階において、複数の対象装置の起動状態を示す状態値を演算してよい。スラック問題演算段階において、複数の対象装置の起動状態を示す状態値を固定し、且つ、複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。 The plurality of state values may include a state value indicating the output amount of the target device and a state value indicating the activation state of the target device. In the sub-problem calculation stage, the state value indicating the activation state of the plurality of target devices may be calculated. In the slack problem calculation stage, the state value indicating the activation state of the plurality of target devices may be fixed, and the state value indicating the output amount of the plurality of target devices may be calculated.
複数の状態値は、対象装置の出力量を示す状態値と、対象装置の起動状態を示す状態値とを含んでよい。第1のスラック問題演算段階において、一部の対象装置についての出力量を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、残りの対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。第1のスラック問題演算段階において、制約条件を満たす状態値が存在しない場合、第2のスラック問題演算段階において、複数の対象装置の起動状態を示す状態値を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。 The plurality of state values may include a state value indicating the output amount of the target device and a state value indicating the activation state of the target device. In the first slack problem calculation stage, the output amounts of some target devices may be fixed to the values obtained in the partial problem calculation stage, and the state value indicating the output amount of the remaining target devices may be calculated. . In the first slack problem calculation stage, when there is no state value satisfying the constraint condition, in the second slack problem calculation stage, the state value indicating the activation state of the plurality of target devices is obtained by the partial problem calculation stage. Alternatively, the state value indicating the output amount of the plurality of target devices may be fixed.
複数の状態値は、対象装置の出力量を示す状態値と、対象装置の起動状態を示す状態値とを含んでよい。第1のスラック問題演算段階において、複数の対象装置の起動状態を示す状態値を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。第1のスラック問題演算段階において、制約条件を満たす状態値が存在しない場合、第2のスラック問題演算段階において、一部の対象装置についての出力量を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、残りの対象装置の出力量を示す状態値を演算してよい。 The plurality of state values may include a state value indicating the output amount of the target device and a state value indicating the activation state of the target device. In the first slack problem calculation stage, the state values indicating the activation states of the plurality of target devices are fixed to the values obtained in the partial problem calculation stage, and the state values indicating the output amounts of the plurality of target devices are calculated. You may In the first slack problem calculation stage, if there is no state value that satisfies the constraint, in the second slack problem calculation stage, the output amounts of some target devices are fixed to the values obtained in the partial problem calculation stage. In addition, the state value indicating the output amount of the remaining target device may be calculated.
本発明の第2の態様においては、コンピュータに、第1の態様に係る運転計画方法を実行させるためのプログラムを提供する。 In a second aspect of the present invention, a program for causing a computer to execute the operation planning method according to the first aspect is provided.
本発明の第3の態様においては、複数の対象装置の運転計画を生成する運転計画装置を提供する。運転計画装置は、予め定められた目的および制約条件を満たすことができる、それぞれの対象装置の離散的な状態を示す離散状態値を含む複数の状態値を演算するための元問題を取得する問題取得部を備えてよい。運転計画装置は、元問題においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定した緩和問題を解き、それぞれの対象装置の連続的な状態を演算する緩和問題演算部を備えてよい。運転計画装置は、元問題を複数の部分問題に分割して、緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて部分問題を解くことで複数の状態値のうちの少なくとも一部の離散状態値を含む値を演算する部分問題演算部を備えてよい。運転計画装置は、複数の状態値のうちの一部について部分問題演算部で演算した値に固定し、且つ、元問題の制約条件を用いたスラック問題を解いて、複数の状態値のうちの残りの状態値の離散的な値を演算するスラック問題演算部を備えてよい。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an operation planning device that generates operation plans for a plurality of target devices. The problem is that the operation planning apparatus obtains an original problem for computing a plurality of state values including discrete state values indicating the discrete states of each target apparatus, which can satisfy predetermined objectives and constraints. An acquisition unit may be provided. The operation planning apparatus may include a relaxation problem calculation unit that solves a relaxation problem in the original problem assuming that each target device can assume a continuous state, and calculates a continuous state of each target device. The operation planning device divides the original problem into a plurality of subproblems, and solves the subproblem by using the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the subproblem, thereby discretizing at least some of the plurality of state values. A partial problem calculator that calculates a value including a state value may be provided. The operation planning apparatus fixes a part of the plurality of state values to a value calculated by the sub-problem calculation unit, and solves the slack problem using the constraint condition of the original problem, A slack problem calculator that calculates the discrete values of the remaining state values may be provided.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the invention. Further, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all of the combinations of features described in the embodiments are essential to the solving means of the invention.
図1は、本発明の一つの実施形態に係る運転計画方法の一例を示すフローチャートである。運転計画方法においては、コンピュータにより、複数の対象装置の運転計画を生成する。コンピュータは、汎用のコンピュータであってよく、運転計画を生成するための専用コンピュータであってもよい。 FIG. 1 is a flowchart showing an example of an operation planning method according to an embodiment of the present invention. In the operation planning method, a computer generates operation plans for a plurality of target devices. The computer may be a general-purpose computer or a dedicated computer for generating an operation plan.
対象装置は、離散的な状態を取る装置である。例えば対象装置は電源装置であり、離散的な状態は「起動」と「停止」である。本明細書では、状態値として装置の「起動」を離散状態値として「1」で表し、「停止」を離散状態値として「0」で表す場合がある。対象装置は、離散的な状態を示す離散状態値を含む複数の状態値を取る。状態値は、上述した起動状態を示す状態値のみならず、対象装置の出力量を含んでよい。対象装置の出力量は、例えば、出力電力の値である。なお、対象装置は電源装置に限られない。また、離散的な状態は「起動」および「停止」には限られない。また、対象装置は、3値以上の離散的な状態を取る装置であってもよい。 The target device is a device that takes a discrete state. For example, the target device is a power supply device, and the discrete states are “start” and “stop”. In this specification, “start” of the device may be represented by “1” as a discrete state value as a state value, and “0” as a discrete state value by “stop”. The target device takes a plurality of state values including a discrete state value indicating a discrete state. The state value may include not only the above-mentioned state value indicating the activation state but also the output amount of the target device. The output amount of the target device is, for example, the value of output power. The target device is not limited to the power supply device. Moreover, the discrete states are not limited to “start” and “stop”. Further, the target device may be a device that takes a discrete state of three or more values.
対象装置の運転計画とは、例えば複数の電源装置のそれぞれを「起動」または「停止」するタイミングの計画である。一例として対象装置の運転計画は、予め定められた制約条件を満たしつつ、予め定められた目的を満たすように、各時刻における複数の対象装置の状態を設定する。一例において、制約条件は、電源装置の出力電力の最大値、最小値等のように、対象装置の性能に起因する条件を含んでよく、人為的に取り決められた条件を含んでもよい。運転計画の目的は、消費電力の最小化、運転コストの最小化等のように、所定のパラメータの最小化であってよい。運転計画の目的は、所定のパラメータの最大化であってよく、所定のパラメータを基準値に近づけるものであってもよい。 The operation plan of the target device is, for example, a plan of the timing of "starting" or "stopping" each of the plurality of power supply devices. As an example, the operation plan of the target device sets the states of the plurality of target devices at each time so as to satisfy the predetermined purpose while satisfying the predetermined constraint condition. In one example, the constraint condition may include a condition caused by the performance of the target device, such as a maximum value or a minimum value of the output power of the power supply device, or may include an artificially agreed condition. The purpose of the operation plan may be the minimization of certain parameters, such as the minimization of power consumption, the minimization of operating costs, etc. The purpose of the operation plan may be the maximization of a predetermined parameter, or may bring the predetermined parameter close to the reference value.
まずコンピュータは、上述した目的および制約条件を満たすことができる、それぞれの対象装置の状態を示す複数の状態値を演算するための元問題を取得する(問題取得段階S102)。複数の状態値は、対象装置の離散的な状態を示す離散状態値を含む。元問題は、一例として下式で示すことができる。
Gaは独立制約条件と呼ばれる。Gaは、対象装置の状態xaおよびyaに応じた所定値と、基準値0との関係をノード毎に規定する関数である。本例では、所定値が基準値0以下となることを制約条件としている。独立制約条件Gaは、各ノードにおける電源の出力制約または電圧制約であってよい。Hは、対象装置の状態xaおよびyaに応じた所定値と、基準値0との関係を複数、あるいは全てのノードで規定する関数である。例えば、Hは、変数x、y全体にまたがる制約条件である。Hとしては、すべての対象装置の出力量の総和が負荷に等しいといった需給バランス制約、およびネットワーク制約等が挙げられる。なお、制約条件は、所定値が基準値以下となることを規定するものに限定されない。制約条件として、対象装置の様々な特性値を所定の条件に制約するものを用いることができる。 G a is called an independent constraint. G a is a predetermined value corresponding to the state of the target device x a and y a, a function which defines the relationship between the reference value 0 for each node. In this example, the constraint condition is that the predetermined value is equal to or less than the reference value 0. The independent constraint condition G a may be an output constraint or a voltage constraint of the power supply at each node. H is a function that defines the relationship between a predetermined value according to the states x a and y a of the target device and the reference value 0 at a plurality of or all nodes. For example, H is a constraint condition that spans all variables x and y. Examples of H include a supply and demand balance constraint in which the sum of the output amounts of all target devices is equal to the load, a network constraint, and the like. Note that the constraint condition is not limited to one that defines that the predetermined value is equal to or less than the reference value. As the constraint condition, it is possible to use one that constrains various characteristic values of the target device to predetermined conditions.
式(1.4)におけるRは、任意の実数の値を取ることを示しており、Zは、複数の離散的な値を取ることを示している。式(1.4)に示されるように、状態値xaは、サイズnの連続変数である。一例において、状態値xaは、一つの対象装置におけるn個の特性の連続的な値の状態を示してよく、n個の対象装置のそれぞれの状態を示してもよい。例えば、xaは時系列ごとの電源出力等を示す状態値である。状態値yaは、サイズmの離散変数である。一例において、状態値yaは、停止(0)および起動(1)の離散的な2値の状態を示す状態値である。状態値yaは、変圧器タップのような段階的動作を示す状態値であってもよい。状態値yaは、一つの対象装置におけるm個の特性の状態を示してよく、m個の対象装置のそれぞれの状態を示してもよい。 R in Expression (1.4) indicates that it takes an arbitrary real number value, and Z indicates that it takes a plurality of discrete values. As shown in equation (1.4), the state value x a is a continuous variable of size n. In one example, the state value x a may indicate a state of continuous values of n characteristics in one target device, or may indicate the state of each of the n target devices. For example, x a is a state value indicating power supply output or the like for each time series. Status value y a is a discrete variable size m. In one example, the state value y a is a state value indicating the state of discrete binary stop (0) and started (1). Status value y a may be a state value indicating a stepwise operation, such as the transformer taps. Status value y a may show the state of the m characteristic in one of the target device, may indicate the status of each of the m target device.
元問題を解く場合、目的関数および制約条件を満たす、各時間断面における対象装置の状態x、yを求解できる。しかし式(1.1)および式(1.2)〜(1.4)で示される元問題は、混合整数非線形計画問題である。混合整数非線形計画問題は、NP困難と呼ばれるクラスに属する問題である。混合整数非線形計画問題においては、対象装置の数等が大規模になると演算量が膨大になり、解を得ることが困難になる。 When solving the original problem, the states x and y of the target device at each time section that satisfy the objective function and constraint conditions can be obtained. However, the original problem represented by the equations (1.1) and (1.2) to (1.4) is a mixed integer nonlinear programming problem. The mixed integer nonlinear programming problem belongs to a class called NP-hard. In the mixed integer nonlinear programming problem, if the number of target devices becomes large, the amount of calculation becomes enormous, and it becomes difficult to obtain a solution.
本例の運転計画方法においては、コンピュータは、元問題を解く代わりに、元問題においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定した緩和問題を解く(緩和問題演算段階S104)。コンピュータは、S104においては、元問題における目的関数および制約条件を用いつつ、制約条件においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定して、対象装置の連続的な状態を演算する。緩和問題および元問題における目的関数および制約条件は、状態値が離散値をとるか連続値を取るかの相違を除き、同一であってよい。 In the operation planning method of this example, instead of solving the original problem, the computer solves the relaxation problem assuming that each target device can assume a continuous state in the original problem (relaxation problem calculation step S104). In S104, the computer uses the objective function and the constraint condition in the original problem, and on the assumption that each target device can assume a continuous state under the constraint condition, calculates a continuous state of the target device. The objective function and the constraint conditions in the relaxation problem and the original problem may be the same, except that the state value takes a discrete value or a continuous value.
緩和問題は、一例として下式で示すことができる。
次に、コンピュータは、緩和問題において、実行可能解(すなわち、制約条件を満たす状態x、y)が存在するか否かを判定する(第1判定段階S106)。実行可能解が存在しない場合、処理が終了する。実行可能解が存在する場合、コンピュータは、元問題を複数に分割した部分問題を解く(部分問題演算段階S108)。 Next, the computer determines whether or not there is a feasible solution (that is, states x and y satisfying the constraint condition) in the relaxation problem (first determination step S106). If no feasible solution exists, the process ends. If there is a feasible solution, the computer solves the partial problem obtained by dividing the original problem into a plurality of parts (sub-problem calculation step S108).
一例として部分問題は、元問題を複数のノード(対象装置)に対応する複数の部分に分割した問題である。それぞれの部分問題は、時間断面を一つ含んでよく、複数の時間断面を含んでもよい。それぞれの部分問題に含まれる時間断面の個数は同一であってよく、部分問題間で異なっていてもよい。 As an example, the partial problem is a problem in which the original problem is divided into a plurality of parts corresponding to a plurality of nodes (target devices). Each sub-problem may include one time section and may include multiple time sections. The number of time sections included in each sub-problem may be the same or different between sub-problems.
それぞれの部分問題を解く場合には、コンピュータは、緩和問題の緩和解(すなわち、任意の実数の値を取り得る状態yハットと、例えば、0から1の間の任意の値を取り得る状態yハット)と、部分問題の解(すなわち、状態xと、0または1の離散値であるy)との距離を用いる。部分問題演算段階S108は、解の距離を用いて部分問題を解くことで、複数の状態値のうちの少なくとも一部の離散状態値を含む値を演算する。解の距離とは、それぞれの状態パラメータ(本例ではxおよびy)空間における、それぞれの解に対応する2つの点の離れ具合を表す尺度を意味する。距離の種類としては、ユークリッド距離やチェビシェフ距離などがある。または距離のほかに類似度、近接度などの指標を用いてもよい。一例としてS108においては、緩和問題の解に対するユークリッド距離が最小となるように、部分問題の解を演算してよい。 When solving each subproblem, the computer has a relaxed solution of the relaxation problem (ie, state y hat can take any real value and state y hat can take any value between 0 and 1, for example). Hat) and the solution of the subproblem (ie, state x and y, which is a discrete value of 0 or 1). In the sub-problem calculation step S108, the sub-problem is solved using the solution distance to calculate a value including at least some of the discrete state values among the plurality of state values. The solution distance means a measure indicating the distance between two points corresponding to each solution in each state parameter (x and y in this example) space. Types of distance include Euclidean distance and Chebyshev distance. Alternatively, in addition to the distance, an index such as similarity or proximity may be used. As an example, in S108, the solution of the subproblem may be calculated so that the Euclidean distance to the solution of the relaxation problem is minimized.
部分問題は、一例として下式で示すことができる。ここで、部分問題x´a、y´a以外の変数、すなわち、x1ハット、y1ハット、・・・xa−1ハット、ya−1ハット、xa+1ハット、ya+1ハット、・・・xAハット、yAハットは、緩和解を用いて固定変数として扱う。本例では、部分問題における目的関数は、それぞれのノードにおいて、所定の目的パラメータfaを最小化する。
部分問題の目的関数および制約条件においては、元問題の目的関数および制約条件における状態yaに代えて状態y´aを用いる。状態y´aは、緩和解yaハットに対して偏差Δの差を有している。本例では、部分問題の目的関数として、式(3.1)で示されるように、関数faで規定される目的パラメータと、偏差Δに応じた距離パラメータdとの和を最小にする目的関数を用いる。なおdは偏差Δの大きさを表す尺度であり、ユーザーが任意に設定してよい。dは、yハットと、実行可能な修正解y´aの距離(近接度)を評価する近接度指数であってよい。dは、最も単純な指標として、2乗ノルム等であってよい。 In the objective function and constraints of subproblem, using state y 'a in place of the state y a in the objective function and constraints of the original problem. State y 'a have a difference of the deviation Δ with respect to alleviating the solution y a hat. Purpose In this example, as the objective function of subproblems, as shown in equation (3.1), to the objective parameters defined by the function f a, the sum of the distance parameter d corresponding to the deviation Δ minimize Use a function. Note that d is a scale indicating the magnitude of the deviation Δ, and may be arbitrarily set by the user. d may be a proximity index that evaluates the distance (proximity) between the y hat and the feasible modified solution y ′ a . d may be a square norm or the like as the simplest index.
このような部分問題を解くことで、元問題を複数の部分問題に分割して、緩和問題の緩和解と、部分問題の離散値解との距離を用いてそれぞれの部分問題を解くことができる。部分問題においては、元問題を複数に分割するので、一つの問題の規模が小さくなる。このため、離散的な状態yを含んでいても高速に演算できる。部分問題の演算は、例えば分枝限定法等を用いることで高速に実行できる。 By solving such a subproblem, the original problem can be divided into multiple subproblems, and each subproblem can be solved using the distance between the relaxation solution of the relaxation problem and the discrete value solution of the subproblem. . In the sub-problem, the original problem is divided into a plurality of problems, so that the size of one problem is reduced. Therefore, even if the discrete state y is included, the calculation can be performed at high speed. The calculation of the subproblem can be executed at high speed by using, for example, a branch and bound method.
そして、目的関数に距離パラメータ(本例ではd)を導入して部分問題を解くことで、部分問題の解が、一つの部分問題だけを考慮して最適化された部分最適となることを避けることができる。特に、緩和解yaハットと、部分問題の解y´aとの距離を最小にするように目的関数を設定することで、厳密解に近い妥当な解を、高速に得ることができる。 Then, by introducing a distance parameter (d in this example) into the objective function to solve the subproblem, the solution of the subproblem is prevented from becoming a suboptimal that is optimized considering only one subproblem. be able to. In particular, the mitigation solution y a hat, a distance between the solutions y 'a subproblem by setting the objective function to minimize, reasonable solutions near the exact solution can be obtained at high speed.
式(3.1)から(3.4)に示した例では、緩和解yaハットを用いていたが、緩和解xaハットを用いてもよい。この場合、x´a=xaハット+Δとなる。また、緩和解xaハットおよびyaハットの両方を用いてもよい。 In the example shown from equation (3.1) to (3.4), but has been used relaxation solutions y a hat, may be used relaxation solution x a hat. In this case, x ′ a = x a hat + Δ. May also be used both relaxation solution x a hat and y a hat.
一つの部分問題について解を求めた後、予め定められた数の部分問題について解を求めたか否かを判定する(第2判定段階S110)。予め定められた数の部分問題について解を求めていない場合、次の部分問題に対してS108からS110までの処理を繰り返す。但し、部分問題a=1、・・・Aは、並列に解かれてよい。予め定められた数の部分問題について解が演算された場合には、コンピュータは、スラック問題を解く(スラック問題演算段階S112)。 After the solution has been obtained for one subproblem, it is determined whether or not the solution has been obtained for a predetermined number of subproblems (second determination step S110). If the solution has not been obtained for a predetermined number of subproblems, the processing from S108 to S110 is repeated for the next subproblem. However, the partial problems a = 1, ... A may be solved in parallel. When the solution is calculated for a predetermined number of subproblems, the computer solves the slack problem (slack problem calculation step S112).
図2は、図1におけるスラック問題演算段階の内容を示すフローチャートである。コンピュータは、複数の状態値のうちの一部について部分問題演算段階S108で演算した値に固定する(S202)。そして、コンピュータは、元問題の制約条件を用いたスラック問題を解いて、複数の状態値のうちの残りの状態値を演算する(S204)。 FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the slack problem calculation stage in FIG. The computer fixes a part of the plurality of state values to the value calculated in the partial problem calculation step S108 (S202). Then, the computer solves the slack problem using the constraint condition of the original problem, and calculates the remaining state value among the plurality of state values (S204).
スラック問題は、一例として下式で示すことができる。本例では、x´s、y´sを除く、x´1、y´1、x´2、y´2、・・・,x´s−1、y´s−1、x´s+1、y´s+1、・・・x´A、y´1、x´Aが複数の状態値のうちの一部にとして固定されてよい。
スラック問題の目的関数および制約条件においては、元問題の目的関数および制約条件における状態yaに代えて状態y´sを用いる。状態y´sは、緩和解ysハットに対して偏差Δの差を有している。本例では、スラック問題の目的関数として、式(4.1)で示されるように、関数fsで規定される目的パラメータを最小にする目的関数を用いる。 In the objective function and constraints of slack problem, use state y 's in place of the state y a in the objective function and constraints of the original problem. The state y ′ s has a difference of deviation Δ with respect to the relaxation solution y s hat. In this example, an objective function that minimizes the objective parameter defined by the function f s is used as the objective function of the slack problem, as shown in equation (4.1).
スラック問題の解法は、複数の状態値のうちの一部について部分問題演算段階で演算した値に固定して、残りの状態値を演算する。なお、コンピュータは、全部の部分問題について、部分問題演算段階S108で求解した上で、スラック問題演算段階(S112)において、少なくとも一部の部分問題をスラック問題として解きなおしてよい。 In the solution method of the slack problem, a part of the plurality of state values is fixed to the value calculated in the sub-problem calculation stage, and the remaining state values are calculated. The computer may solve all subproblems in the subproblem calculation step S108, and then resolve at least some of the subproblems as slack problems in the slack problem calculation step (S112).
そして、スラック問題として解くべき状態値を除いて、コンピュータは、複数の状態値について部分問題演算段階S108で演算した値に固定した上で、元問題の制約条件を用いたスラック問題を解いて、複数の状態値のうちの残りの状態値を演算する。したがって、スラック問題演算段階を有しない場合と比べて、制約条件を満たす状態値が存在しない状態の発生が抑制される。すなわち、実行可能な解を得ることができるように、スラック問題演算段階で解を調整することが可能となる。したがって、実行可能な解を演算するための時間を短縮化することができる。 Then, except for the state value to be solved as the slack problem, the computer fixes the plurality of state values to the values calculated in the sub-problem calculation step S108, and then solves the slack problem using the constraint condition of the original problem, The remaining state value of the plurality of state values is calculated. Therefore, the occurrence of a state in which there is no state value satisfying the constraint is suppressed as compared with the case where the slack problem calculation stage is not included. That is, it is possible to adjust the solution at the slack problem calculation stage so that a feasible solution can be obtained. Therefore, the time for calculating a feasible solution can be shortened.
図3は、図1において説明した運転計画方法における部分問題の求解処理の概要を示す図である。図3における横軸は状態値y1を示し、縦軸は状態値y2を示している。状態値y1、y2において、対象装置が実際にとり得る離散値を、菱形の複数のマーク204でプロットしている。直線202は、制約条件を満たす状態値y1、y2の境界線を示している。直線202の外側において破線でハッチングされている領域が、制約条件を満たさない領域であり、ハッチングされていない領域が制約条件を満たす領域である。図3においては、ある時間断面における直線202を示している。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of solution processing of a partial problem in the operation planning method described in FIG. The horizontal axis in FIG. 3 represents the state value y 1 and the vertical axis represents the state value y 2 . For the state values y 1 and y 2 , discrete values that the target device can actually take are plotted by a plurality of diamond-shaped
また、緩和解に対応する位置を丸形のマーク206でプロットしている。緩和解は、制約条件を満たす領域内で、目的関数に最も適合する解である。これに対して、部分問題では、制約条件を満たす領域内の離散的な解(マーク204)のうち、緩和解との偏差Δが最小となる解(マーク208)を演算する。このような処理により、元問題から求まる厳密解とは必ずしも一致しないが、緩和解に対する距離が近く妥当性が高い解を、高速に求解できる。
Also, the position corresponding to the relaxation solution is plotted by a
図4は、図1におけるスラック問題演算段階の第1例を示すフローチャートである。複数の状態値は、対象装置の起動状態を示す状態値のみならず、対象装置の出力量を含んでよい。そして、図1の部分問題演算段階S108において、少なくとも一部の対象装置の起動状態を示す状態値のみならず、対象装置の出力量が演算される。 FIG. 4 is a flowchart showing a first example of the slack problem calculation stage in FIG. The plurality of state values may include not only the state value indicating the activation state of the target device but also the output amount of the target device. Then, in the sub-problem calculation step S108 of FIG. 1, not only the state value indicating the activation state of at least a part of the target devices but also the output amount of the target devices is calculated.
図4に示されるとおり、複数の対象装置のうち、一部の対象装置についての出力量を示す状態値および起動状態を示す状態値が固定される。一部の対象装置についての出力量を示す状態値および起動状態を示す状態値は、緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて部分問題を解いて得られた値に固定される(S302)。例えば、対象装置(A)、対象装置(B)、対象装置(C)、および対象装置(D)がある場合、そのうちの、対象装置(A)、対象装置(B)、および対象装置(D)について、出力量を示す状態値および起動状態を示す状態値を、解の距離を用いて部分問題を解いて得られた値に固定する。 As shown in FIG. 4, the state value indicating the output amount and the state value indicating the activation state for some of the target devices among the plurality of target devices are fixed. The state value indicating the output amount and the state value indicating the activation state for some target devices are fixed to the values obtained by solving the subproblem using the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the subproblem. (S302). For example, when there is a target device (A), a target device (B), a target device (C), and a target device (D), among them, the target device (A), the target device (B), and the target device (D). ), The state value indicating the output amount and the state value indicating the starting state are fixed to the values obtained by solving the subproblem using the solution distance.
次いで、コンピュータは、複数の対象装置のうち、残りの対象装置についての出力量を示す状態値および起動状態を示す状態値を演算する(S304)。上記の例によれば、コンピュータは、残りの対象装置(C)についての出力量を示す状態値と起動状態を示す状態値演算する。なお、スラック問題演算処理は、部分問題演算処理の後に実行し、スラック問題として解く問題以外の部分問題の各状態値を固定し、固定していない各状態値を演算する。 Next, the computer calculates a state value indicating the output amount and a state value indicating the activation state for the remaining target devices among the plurality of target devices (S304). According to the above example, the computer calculates the state value indicating the output amount and the state value indicating the activation state for the remaining target device (C). The slack problem calculation process is executed after the sub-problem calculation process to fix each state value of the sub-problems other than the problem to be solved as a slack problem and to calculate each non-fixed state value.
図5は、図1において説明した運転計画方法の概要を示す図である。まず、コンピュータは、元問題においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定した緩和問題を解き、それぞれの対象装置の連続的な状態を演算する。そして、コンピュータは、電源G1および電源G2を対象装置として、部分問題を解く。特に、コンピュータは、緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて、電源G1および電源G2についての出力量を示す状態値と起動状態を示す状態値を固定する。コンピュータは、そして電源G3を残りの対象装置として、スラック問題を解く。なお、部分問題については、全部の対象装置、すなわち、電源G1、電源G2、電源G3について解いて部分問題を解いた上で、電源3についてスラック問題を解き直してもよい。一方、スラック問題として解く対象の電源3については、部分問題演算処理を省略してもよい。 FIG. 5 is a diagram showing an outline of the operation planning method described in FIG. First, the computer solves the relaxation problem in the original problem assuming that each target device can assume a continuous state, and calculates the continuous state of each target device. Then, the computer solves the partial problem with the power supplies G1 and G2 as the target devices. In particular, the computer uses the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the subproblem to fix the state value indicating the output amount and the state value indicating the activation state for the power source G1 and the power source G2. The computer then uses the power supply G3 as the remaining target device to solve the slack problem. As for the partial problem, the slack problem may be solved again for the power source 3 after solving the partial problem by solving all the target devices, that is, the power source G1, the power source G2, and the power source G3. On the other hand, the sub-problem calculation process may be omitted for the power supply 3 to be solved as the slack problem.
図6は、図1において説明した運転計画方法における緩和問題、部分問題、およびスラック問題のそれぞれの解の一例である。それぞれ、電源G1、電源G2、および電源G3の出力量を示す状態値をx1、x2、x3が例示される。まず、緩和問題における制限状態のもとで、緩和解x1ハット、x2ハット、x3ハットが算出される。そして、緩和解と部分問題の解との距離を用いて、部分問題を解くことで、部分問題の解x´1、解x´2、解x´3が演算される。但し、図6に示されるとおり、部分問題演算段階において求められた解が制限条件等を満たさない場合があり得る。たとえば、各部分問題の解の総和が、負荷を超えてしまう場合等が生じ得る。この場合、実行可能解が得られない。したがって、複数の部分問題のうちから、一部についてスラック問題を解くことで、実行可能解を得ることができるように処理される。 FIG. 6 is an example of each solution of the relaxation problem, the partial problem, and the slack problem in the operation planning method described in FIG. The state values indicating the output amounts of the power source G1, the power source G2, and the power source G3 are x1, x2, and x3, respectively. First, the relaxation solutions x1 hat, x2 hat, and x3 hat are calculated under the restriction state in the relaxation problem. Then, the solution x ′ 1 , the solution x ′ 2 , and the solution x ′ 3 of the partial problem are calculated by solving the partial problem using the distance between the relaxation solution and the solution of the partial problem. However, as shown in FIG. 6, the solution obtained in the sub-problem calculation stage may not satisfy the limiting conditions. For example, the sum of solutions of each subproblem may exceed the load. In this case, no feasible solution is obtained. Therefore, by solving the slack problem for some of the plurality of subproblems, the feasible solution is processed.
複数の対象装置のうちから、スラック問題演算段階における演算対象となる対象装置を選択する処理について説明する。図7は、スラック問題演算段階における演算対象となる対象装置を選択する処理の一例を示すフローチャートである。運転計画装置は、複数の対象装置について特性情報を取得し、取得した特性情報をデータベースに格納する。特性情報には、対象装置の出力容量、出力効率、および応答性の少なくとも一つが含まれてよい。新たな対象装置が設けられる度に、新たな対象装置は、通信ネットワークを介して特性情報を運転計画装置に送信してよい。 A process of selecting a target device to be a calculation target in the slack problem calculation stage from a plurality of target devices will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of a process of selecting a target device as a calculation target in the slack problem calculation stage. The operation planning apparatus acquires characteristic information about a plurality of target apparatuses and stores the acquired characteristic information in the database. The characteristic information may include at least one of the output capacity, output efficiency, and responsiveness of the target device. Each time a new target device is provided, the new target device may transmit the characteristic information to the operation planning device via the communication network.
運転計画が実行される場合(S404:YES)、運転計画装置として機能するコンピュータは、データベースを参照しつつ、対象装置の出力対象装置の出力容量、出力効率および応答性の少なくとも一つの特性に基づいて、スラック問題演算段階における演算対象となる対象装置を選択する(S406)。具体的には、対象装置の出力容量が所定の値より大きい対象装置、特に出力容量が最大の対象装置が選択されてよい。出力容量が最大の対象装置を選ぶことによって、スラック問題演算段階において調整幅が広がる。 When the operation plan is executed (S404: YES), the computer functioning as the operation plan device refers to the database and outputs based on at least one characteristic of the output capacity, output efficiency, and responsiveness of the target device. Then, the target device to be the calculation target in the slack problem calculation stage is selected (S406). Specifically, a target device whose output capacity of the target device is larger than a predetermined value, particularly a target device having the maximum output capacity may be selected. By selecting the target device with the maximum output capacity, the adjustment range is expanded in the slack problem calculation stage.
また、出力効率が所定の値より低い対象装置、特に、出力効率が最低の対象装置が選択されてよい。出力効率は、消費エネルギーに対する出力効率である。スラック問題演算段階において演算対象となる対象装置は、図6に示されるように、最適解から最も遠い解となる可能性がある。したがって、出力効率が低い対象装置をスラック問題演算段階において演算対象とすることで、最適解から遠い解となる可能性があることに起因する影響を低減することができる。 Further, a target device whose output efficiency is lower than a predetermined value, particularly a target device whose output efficiency is the lowest may be selected. The output efficiency is the output efficiency with respect to the consumed energy. As shown in FIG. 6, the target device to be operated in the slack problem operation stage may be the solution farthest from the optimal solution. Therefore, by setting the target device having low output efficiency as the calculation target in the slack problem calculation stage, it is possible to reduce the influence caused by the possibility that the solution is far from the optimum solution.
また、応答性が所定の値より高い対象装置、特に、複数の対象装置のなかで応答性が最速の対象装置が、スラック問題演算段階において演算対象となる対象装置として選択されてよい。応答性は、制御指令に対する追従速度であってよい。なお、図7のS406以降は、図1と同様の処理を実行してよい。 Further, a target device having a responsiveness higher than a predetermined value, particularly a target device having the fastest responsiveness among a plurality of target devices may be selected as a target device to be a calculation target in the slack problem calculation stage. The responsiveness may be the following speed with respect to the control command. Note that the processing similar to that in FIG. 1 may be executed after S406 in FIG.
図8は、本発明の一つの実施形態に係る運転計画装置300が制御する、対象装置の一例を示す図である。本例における複数の対象装置は、複数の電源である。具体的には、複数の対象装置(304、306)は、1つ以上の発電装置304と、1つ以上の蓄電装置306とを含む。発電装置304および蓄電装置306は、外部装置302に電力を供給する。外部装置302は、サーバーであってよい。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a target device controlled by the
運転計画装置300は、部分問題演算段階S108において、複数の発電装置304の出力量を示す状態値を演算する。運転計画装置300は、スラック問題演算段階S112で、発電装置304の出力量を固定し、且つ、蓄電装置306の出力量を示す状態値を演算してよい。なお、蓄電装置306が複数ある場合には、スラック問題演算段階において演算対象となる対象装置として、一つの蓄電装置306が選択されてよい。この場合、スラック問題演算段階において演算対象となる蓄電装置306以外の蓄電装置の出力量は、スラック問題演算段階において、固定されてよい。蓄電装置306における応答性が、発電装置304における応答性より早い。
The
以上のように、図4から図8においては、複数のノード、すなわち複数の対象装置において、スラック問題演算段階における演算対象となる装置以外の対象装置の出力量および起動状態を固定した上で、スラック問題演算段階において、演算対象となる対象装置の出力量を示す状態値および起動状態を示す状態値を演算した。しかしながら、本発明は、このようにノードに応じてスラック問題演算段階における演算対象を選択する処理に限られない。 As described above, in FIGS. 4 to 8, in a plurality of nodes, that is, a plurality of target devices, after fixing the output amount and the activation state of the target device other than the device to be the calculation target in the slack problem calculation stage, At the slack problem calculation stage, the state value indicating the output amount of the target device to be calculated and the state value indicating the starting state were calculated. However, the present invention is not limited to the process of selecting the calculation target in the slack problem calculation stage according to the node as described above.
図9は、図1におけるスラック問題演算段階の第2例を示すフローチャートである。数の状態値は、対象装置の出力量を示す状態値と、対象装置の起動状態を示す状態値とを含んでいる。そして、図1の部分問題演算段階S108においては、複数の対象装置の起動状態を示す状態値yを少なくとも演算する。特に、全ての対象装置における各起動状態を示す状態値yについて少なくとも演算する。数式は、複数の対象装置についての起動状態を示す状態値yaについて部分問題演算段階において演算された値yaバーに固定した上で、各対象装置の出力量xaを演算する。 FIG. 9 is a flowchart showing a second example of the slack problem calculation stage in FIG. The state value of the number includes a state value indicating the output amount of the target device and a state value indicating the activation state of the target device. Then, in the sub-problem calculation step S108 of FIG. 1, at least the state value y indicating the activation state of the plurality of target devices is calculated. In particular, at least the state value y indicating each activation state in all target devices is calculated. The formula, fix to the calculated value y a bar in subproblems operation stages for the state value y a which indicates the activation state of the plurality of target devices, calculates the output quantity x a of each target device.
図9に示されるとおり、複数の対象装置についての起動状態を示す状態値yaバーを固定する。全ての対象装置についての各起動状態を示す状態値yaバーを固定してよい。複数の対象装置についての起動状態を示す状態値は、緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて部分問題を解いて得られた値に固定する(ステップS502)。例えば、対象装置(A)、対象装置(B)、対象装置(C)、および対象装置(D)がある場合、そのうちの全ての対象装置(A)、対象装置(B)、対象装置(C)、および対象装置(D)について、起動状態を示す状態値yaバーを、解の距離を用いて部分問題を解いて得られた値に固定する。 As shown in FIG. 9, for fixing the state value y a bar indicating the activation state of the plurality of target devices. The status value y a bar indicating the activation state for all of the target device may be fixed. The state value indicating the activation state of the plurality of target devices is fixed to a value obtained by solving the partial problem using the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the partial problem (step S502). For example, when there is a target device (A), a target device (B), a target device (C), and a target device (D), all the target devices (A), target devices (B), and target devices (C) among them. ), and the target device (D), a state value y a bar indicating the activated state, is fixed to the value obtained by solving the subproblem using the distance of the solution.
次いで、複数の状態値のうち、残りの状態値、すなわち対象装置の出力量を示す状態値を演算する(S504)。上記の例によれば、複数の対象装置(A)、対象装置(B)、対象装置(C)、および対象装置(D)の全てについて、各対象装置の出力量xaを演算する。なお、スラック問題演算処理においては、スラック問題として解く出力量を示す状態値以外の複数の状態値を固定し、スラック問題として解く出力量を示す状態値を用いて解が演算されてよい。 Next, the remaining state value among the plurality of state values, that is, the state value indicating the output amount of the target device is calculated (S504). According to the above example, the output amount x a of each target device is calculated for all of the plurality of target devices (A), target devices (B), target devices (C), and target devices (D). In the slack problem calculation process, a plurality of state values other than the state value indicating the output amount solved as the slack problem may be fixed, and the solution may be calculated using the state value indicating the output amount solved as the slack problem.
以上のとおり、図4から図8において説明したように、ノードに応じてスラック問題演算段階における演算対象を選択する処理と、図9において説明したように、複数の状態値の種別に応じてスラック問題演算段階における演算対象を選択する処理とが存在する。このような二種類の処理によって、実行可能解が得られる可能性が異なる場合がある。したがって、一方の処理を実行して、スラック問題の実施可能解が得られない場合には、他方の処理を実行してよい。 As described above, as described with reference to FIGS. 4 to 8, the process of selecting the calculation target in the slack problem calculation stage according to the node and the slack according to the types of the plurality of state values as described with reference to FIG. There is a process of selecting a calculation target in the problem calculation stage. The possibility of obtaining a feasible solution may differ depending on such two types of processing. Therefore, when one of the processes is executed and the feasible solution of the slack problem is not obtained, the other process may be executed.
図10は、図1におけるスラック問題演算段階の第3例を示すフローチャートである。数の状態値は、対象装置の出力量を示す状態値と、対象装置の起動状態を示す状態値とを含んでいる。まず、第1のスラック問題求解処理を実行し(S602)、実行可能解があったら(S604:YES)、スラック問題求解処理が完了して、処理はそのままリターンする。一方、実行可能解がない場合には、第2のスラック問題求解処理を実行する(ステップS606)。 FIG. 10 is a flowchart showing a third example of the slack problem calculation stage in FIG. The state value of the number includes a state value indicating the output amount of the target device and a state value indicating the activation state of the target device. First, the first slack problem solution process is executed (S602), and if there is a feasible solution (S604: YES), the slack problem solution process is completed, and the process directly returns. On the other hand, if there is no feasible solution, the second slack problem solution process is executed (step S606).
第1のスラック問題求解処理S602が、図4のS302およびS304の処理であり、第2のスラック問題求解処理S606が、図9のS502およびS504の処理であってよい。この場合、第1のスラック問題演算段階(S602)において、一部の対象装置についての出力量を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、残りの対象装置の出力量を示す状態値を演算する(図4のS302およびS304)。そして、第1のスラック問題演算段階において、制約条件を満たす状態値が存在しない場合(S604:NO)、第2のスラック問題演算段階(S606)において、複数の対象装置の起動状態を示す状態値を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算する(図9のS502およびS504)。 The first slack problem solving process S602 may be the processes of S302 and S304 of FIG. 4, and the second slack problem solving process S606 may be the processes of S502 and S504 of FIG. In this case, in the first slack problem calculation step (S602), the output amounts of some target devices are fixed to the values obtained in the partial problem calculation stage, and the output amounts of the remaining target devices are indicated. The value is calculated (S302 and S304 in FIG. 4). Then, in the first slack problem calculation stage, if there is no state value that satisfies the constraint condition (S604: NO), in the second slack problem calculation stage (S606), a state value indicating the activation state of the plurality of target devices. Is fixed to the value obtained in the sub-problem calculation stage, and the state value indicating the output amount of the plurality of target devices is calculated (S502 and S504 in FIG. 9).
一方、第1のスラック問題求解処理S602が、図9のS502およびS504の処理であり、第2のスラック問題求解処理S606が、図4のS302およびS304の処理であってよい。この場合、第1のスラック問題演算段階(S602)において、複数の対象装置の起動状態を示す状態値を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算する(図9のS502およびS504)。そして、第1のスラック問題演算段階において、制約条件を満たす状態値が存在しない場合(S604:NO)、第2のスラック問題演算段階(S606)において、一部の対象装置についての出力量を部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、残りの対象装置の出力量を示す状態値を演算する(図4のS302およびS304)。 On the other hand, the first slack problem solving process S602 may be the processes of S502 and S504 of FIG. 9, and the second slack problem solving process S606 may be the processes of S302 and S304 of FIG. In this case, in the first slack problem calculation step (S602), the state values indicating the activation states of the plurality of target devices are fixed to the values obtained in the partial problem calculation step, and the output amounts of the plurality of target devices are set. The state value shown is calculated (S502 and S504 of FIG. 9). Then, in the first slack problem calculation stage, when there is no state value that satisfies the constraint condition (S604: NO), in the second slack problem calculation stage (S606), the output amounts of some target devices are partially It is fixed to the value obtained in the problem calculation stage, and the state value indicating the output amount of the remaining target device is calculated (S302 and S304 in FIG. 4).
このような処理によれば、一種類のスラック問題演算によって、制約条件を満たす状態値が得られなかった場合であっても、他種類のスラック問題演算によって、制約条件を満たす状態値が得られる場合がある。したがって、実行可能な解を得やすくなる。 According to such processing, even when the state value that satisfies the constraint cannot be obtained by one type of slack problem operation, the state value that satisfies the constraint can be obtained by another type of slack problem operation. There are cases. Therefore, it becomes easy to obtain a feasible solution.
図11は、運転計画装置300の構成例を示す図である。運転計画装置300は、問題取得部1102、緩和問題演算部1104、部分問題演算部1106、およびスラック問題演算部1108を備える。緩和問題演算部1104、部分問題演算部1106、およびスラック問題演算部1108は、共通の演算部1110であってよい。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the
問題取得部1102は、図1に示した問題取得段階S102を実行する。緩和問題演算部1104は、図1に示した緩和問題演算段階S104および第1判定段階S106を実行する。部分問題演算部1106は、図1に示したS1108およびS1110までの処理を実行する。このような構成により、図1から図10において説明した運転計画方法を実行できる。
The
図12は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ2200の例を示す。コンピュータ2200にインストールされたプログラムは、コンピュータ2200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の1または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該1または複数のセクションを実行させることができ、および/またはコンピュータ2200に、本発明の実施形態に係る方法または当該方法の段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ2200に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、CPU2212によって実行されてよい。
FIG. 12 illustrates an
本実施形態によるコンピュータ2200は、CPU2212、RAM2214、グラフィックコントローラ2216、およびディスプレイデバイス2218を含み、それらはホストコントローラ2210によって相互に接続されている。コンピュータ2200はまた、通信インタフェース2222、ハードディスクドライブ2224、DVD−ROMドライブ2226、およびICカードドライブのような入/出力ユニットを含み、それらは入/出力コントローラ2220を介してホストコントローラ2210に接続されている。コンピュータはまた、ROM2230およびキーボード2242のようなレガシの入/出力ユニットを含み、それらは入/出力チップ2240を介して入/出力コントローラ2220に接続されている。
The
CPU2212は、ROM2230およびRAM2214内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ2216は、RAM2214内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にCPU2212によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス2218上に表示されるようにする。
The
通信インタフェース2222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ2224は、コンピュータ2200内のCPU2212によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。DVD−ROMドライブ2226は、プログラムまたはデータをDVD−ROM2201から読み取り、ハードディスクドライブ2224にRAM2214を介してプログラムまたはデータを提供する。ICカードドライブは、プログラムおよびデータをICカードから読み取り、および/またはプログラムおよびデータをICカードに書き込む。
The
ROM2230はその中に、アクティブ化時にコンピュータ2200によって実行されるブートプログラム等、および/またはコンピュータ2200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入/出力チップ2240はまた、様々な入/出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入/出力コントローラ2220に接続してよい。
The
プログラムが、DVD−ROM2201またはICカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ2224、RAM2214、またはROM2230にインストールされ、CPU2212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ2200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ2200の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。
The program is provided by a computer-readable medium such as a DVD-
例えば、通信がコンピュータ2200および外部デバイス間で実行される場合、CPU2212は、RAM2214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース2222に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース2222は、CPU2212の制御下、RAM2214、ハードディスクドライブ2224、DVD−ROM2201、またはICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。
For example, when communication is executed between the
また、CPU2212は、ハードディスクドライブ2224、DVD−ROMドライブ2226(DVD−ROM2201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がRAM2214に読み取られるようにし、RAM2214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU2212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。
Further, the
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU2212は、RAM2214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM2214に対しライトバックする。また、CPU2212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU2212は、第1の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
Various types of information such as various types of programs, data, tables, and databases may be stored on the recording medium and processed. The
上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ2200上またはコンピュータ2200近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ2200に提供する。
The programs or software modules described above may be stored on a computer-readable medium on or near
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such modifications or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operation, procedure, step, and step in the device, system, program, and method shown in the claims, the specification, and the drawings is, in particular, “before” or “prior to”. It should be noted that the output of the previous process can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the operation flow in the claims, the specification, and the drawings is described by using “first,” “next,” and the like for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. Not a thing.
202・・・直線、204、206、208・・・マーク、300・・・運転計画装置、302・・・外部装置、304・・・発電装置、306・・・蓄電装置、1102・・・問題取得部、1104・・・緩和問題演算部、1106・・・部分問題演算部、1108・・・スラック問題演算部、1110・・・演算部、2200・・・コンピュータ、2201・・・DVD−ROM、2210・・・ホストコントローラ、2212・・・CPU、2214・・・AM、2216・・・グラフィックコントローラ、2218・・・ディスプレイデバイス、2220・・・入/出力コントローラ、2222・・・通信インタフェース、2224・・・ハードディスクドライブ、2226・・・DVD−ROMドライブ、2230・・・ROM、2240・・・入/出力チップ、2242・・・キーボード
202 ... Straight line, 204, 206, 208 ... Mark, 300 ... Operation planning device, 302 ... External device, 304 ... Power generation device, 306 ... Power storage device, 1102 ... Problem Acquisition unit, 1104 ... Relaxation problem calculation unit, 1106 ... Partial problem calculation unit, 1108 ... Slack problem calculation unit, 1110 ... Calculation unit, 2200 ... Computer, 2201 ... DVD-
Claims (9)
予め定められた目的および制約条件を満たすことができる、それぞれの対象装置の離散的な状態を示す離散状態値を含む複数の状態値を演算するための元問題を取得する問題取得段階と、
前記元問題においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定した緩和問題を解き、それぞれの前記対象装置の連続的な状態を演算する緩和問題演算段階と、
前記元問題を複数の部分問題に分割して、前記緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて前記部分問題を解くことで前記複数の状態値のうちの少なくとも一部の離散状態値を含む値を演算する部分問題演算段階と、
前記複数の状態値のうちの一部について前記部分問題演算段階で演算した値に固定し、且つ、前記元問題の前記制約条件を用いたスラック問題を解いて、前記複数の状態値のうちの残りの状態値を演算するスラック問題演算段階と
を備える運転計画方法。 An operation planning method for generating an operation plan of a plurality of target devices by a computer,
A problem acquisition step of acquiring an original problem for calculating a plurality of state values including discrete state values indicating discrete states of respective target devices, which can satisfy a predetermined purpose and constraint conditions;
A relaxation problem calculation step of solving a relaxation problem assuming that each target device can assume a continuous state in the original problem, and calculating a continuous state of each target device,
By dividing the original problem into a plurality of subproblems and solving the subproblem by using the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the subproblem, at least a part of the plurality of state values of discrete states A sub-problem calculation stage that calculates a value including a value,
Of some of the plurality of state values, a part of the plurality of state values is fixed to a value calculated in the sub-problem calculation step, and a slack problem using the constraint condition of the original problem is solved. And a slack problem calculation step of calculating the remaining state value.
前記部分問題演算段階において、少なくとも一部の前記対象装置の出力量を示す状態値を演算し、
前記スラック問題演算段階において、少なくとも一部の前記対象装置の出力量を固定し、且つ、残りの前記対象装置の出力量を示す状態値を演算する
請求項1に記載の運転計画方法。 The plurality of state values include a state value indicating an output amount of the target device,
In the partial problem calculation step, a state value indicating the output amount of at least a part of the target device is calculated,
The operation planning method according to claim 1, wherein in the slack problem calculating step, the output amount of at least a part of the target devices is fixed, and the state value indicating the output amount of the remaining target devices is calculated.
請求項2に記載の運転計画方法。 The operation planning method according to claim 2, wherein the target device for which a state value is calculated in the slack problem calculation step is selected based on at least one characteristic of the output capacity, output efficiency, and responsiveness of the target device.
前記部分問題演算段階で、前記発電装置の出力量を示す状態値を演算し、
前記スラック問題演算段階で、前記発電装置の出力量を固定し、且つ、前記蓄電装置の出力量を示す状態値を演算する
請求項2または3に記載の運転計画方法。 The plurality of target devices include one or more power generation devices and one or more power storage devices,
In the partial problem calculation step, a state value indicating the output amount of the power generator is calculated,
The operation planning method according to claim 2, wherein, in the slack problem calculation step, the output amount of the power generation device is fixed and a state value indicating the output amount of the power storage device is calculated.
前記部分問題演算段階において、前記複数の対象装置の起動状態を示す状態値を演算し、
前記スラック問題演算段階において、前記複数の対象装置の起動状態を示す状態値を固定し、且つ、前記複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算する
請求項1に記載の運転計画方法。 The plurality of state values include a state value indicating an output amount of the target device and a state value indicating an activation state of the target device,
In the sub-problem calculation step, calculating a state value indicating the activation state of the plurality of target devices,
The operation planning method according to claim 1, wherein, in the slack problem calculating step, a state value indicating an activation state of the plurality of target devices is fixed and a state value indicating an output amount of the plurality of target devices is calculated.
第1のスラック問題演算段階において、一部の前記対象装置についての出力量を前記部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、残りの前記対象装置の出力量を示す状態値を演算し、
前記第1のスラック問題演算段階において、前記制約条件を満たす前記状態値が存在しない場合、
第2のスラック問題演算段階において、前記複数の対象装置の起動状態を示す状態値を前記部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、前記複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算する
請求項1に記載の運転計画方法。 The plurality of state values include a state value indicating an output amount of the target device and a state value indicating an activation state of the target device,
In the first slack problem calculation step, the output amount for some of the target devices is fixed to the value obtained in the partial problem calculation step, and the state value indicating the output amount of the remaining target devices is calculated. Then
In the first slack problem calculation step, if the state value that satisfies the constraint condition does not exist,
In the second slack problem calculation stage, the state value indicating the activation state of the plurality of target devices is fixed to the value obtained in the partial problem calculation stage, and the state value indicating the output amount of the plurality of target devices is fixed. The operation planning method according to claim 1.
第1のスラック問題演算段階において、前記複数の対象装置の起動状態を示す状態値を前記部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、前記複数の対象装置の出力量を示す状態値を演算し、
前記第1のスラック問題演算段階において、前記制約条件を満たす前記状態値が存在しない場合、
第2のスラック問題演算段階において、一部の前記対象装置についての出力量を前記部分問題演算段階で得られた値に固定し、且つ、残りの前記対象装置の出力量を示す状態値を演算する
請求項1に記載の運転計画方法。 The plurality of state values include a state value indicating an output amount of the target device and a state value indicating an activation state of the target device,
In the first slack problem calculation stage, the state value indicating the activation state of the plurality of target devices is fixed to the value obtained in the partial problem calculation stage, and the state value indicating the output amount of the plurality of target devices is fixed. Is calculated,
In the first slack problem calculation step, if the state value that satisfies the constraint condition does not exist,
In the second slack problem calculation step, the output amount for some of the target devices is fixed to the value obtained in the partial problem calculation step, and the state value indicating the output amount of the remaining target devices is calculated. The operation planning method according to claim 1.
予め定められた目的および制約条件を満たすことができる、それぞれの対象装置の離散的な状態を示す離散状態値を含む複数の状態値を演算するための元問題を取得する問題取得部と、
前記元問題においてそれぞれの対象装置が連続的な状態を取り得ると仮定した緩和問題を解き、それぞれの前記対象装置の連続的な状態を演算する緩和問題演算部と、
前記元問題を複数の部分問題に分割して、前記緩和問題の解と部分問題の解との距離を用いて前記部分問題を解くことで前記複数の状態値のうちの少なくとも一部の離散状態値を含む値を演算する部分問題演算部と、
前記複数の状態値のうちの一部について前記部分問題演算部で演算した値に固定し、且つ、前記元問題の前記制約条件を用いたスラック問題を解いて、前記複数の状態値のうちの残りの状態値の離散的な値を演算するスラック問題演算部と
を備える運転計画装置。 An operation planning device for generating operation plans for a plurality of target devices,
A problem acquisition unit that can satisfy a predetermined purpose and constraint conditions, and that acquires an original problem for calculating a plurality of state values including a discrete state value indicating a discrete state of each target device,
A relaxation problem calculation unit that solves a relaxation problem assuming that each target device can take a continuous state in the original problem, and calculates a continuous state of each target device,
By dividing the original problem into a plurality of subproblems and solving the subproblem by using the distance between the solution of the relaxation problem and the solution of the subproblem, at least a part of the plurality of state values of discrete states A sub-problem calculation part that calculates a value including a value,
A part of the plurality of state values is fixed to a value calculated by the sub-problem calculation unit, and a slack problem using the constraint condition of the original problem is solved to obtain one of the plurality of state values. And a slack problem calculator that calculates the discrete values of the remaining state values.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003204624A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | Solution to optimization problem including discrete values |
JP2013064245A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Hitachi Ltd | Water intake/conveyance operation controller |
JP2017010343A (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 株式会社日立製作所 | Power equipment variable calculation device and method |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003204624A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | Solution to optimization problem including discrete values |
JP2013064245A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Hitachi Ltd | Water intake/conveyance operation controller |
JP2017010343A (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 株式会社日立製作所 | Power equipment variable calculation device and method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020156191A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 富士電機株式会社 | Operation planning method and operation planning device |
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