JP2020086595A - Numerical analysis device and method - Google Patents

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Abstract

To propose a numerical analysis device and a method capable of estimating analytical errors in numerical analysis and/or numerical prediction and performing effective reanalysis.SOLUTION: There are provided a numerical analysis device for performing numerical prediction and a numerical analysis method executed in the numerical analysis device. Data of an initial condition of numerical analysis and/or data of an analysis result of the numerical analysis are classified into a plurality of patterns. A relationship between each pattern and inferiority of a prediction result is detected. The inferiority of the prediction result of a numerical prediction target is estimated based on the relationship with the inferiority of the prediction result detected for the pattern in which the numerical prediction target is classified.SELECTED DRAWING: Figure 21

Description

本発明は数値解析装置及び方法に関し、数値解析値と解析誤差の推定値とを出力する数値解析システムであり、例えば、電力の需要及び又は供給を予測する数値解析での予測解析値と予測解析誤差の推定を行うシステムや、気象の気象数値予測とその予測値の誤差の推定を行うシステムに適用して好適なものである。 The present invention relates to a numerical analysis device and method, and is a numerical analysis system that outputs a numerical analysis value and an estimated value of an analysis error. For example, a prediction analysis value and a prediction analysis in a numerical analysis that predicts demand and/or supply of electric power. It is suitable to be applied to a system that estimates an error and a system that estimates a weather numerical value of weather and an error of the predicted value.

現象を解析して、将来の現象を予測することが行われている。例えば、気象では、大気の運動の支配方程式を解析し、解析により得た支配方程式に気象の観測データを用いた初期値を与え時間発展の解析値(予測値)を得ることで、数時間から数日先までの大気の状態の予測を行う気象数値予測が行われている。また、電力を供給する発電に関わり、日時変動する電力需要を解析し、1時間先、2時間先、3時間先、翌日、1週間先、1ヶ月先又は1年先など、さまざまな指定時間(時間断面)の需要を予測し、予測結果によって発電の計画及び制御する運用が行われている。また電力の送電系統に関しては、送電線に接続される発電ユニット及び負荷ユニットと、送電ユニットとの特性を解析し、いくつかの発電ユニットの出力割合を変えたときの電力系統の状態を事前推定することが行われている。ガスの精製でも同様にガス需要の予測とガス工場の運用計画が行われている。さらに空気調和(空調)については、室内の空気の運動の支配方程式を解析し、室内の空気の状態の予測を行うことで、外部との熱交換と大気の取り入れのための冷房機、換気扇、開閉窓の制御が行われている。 The phenomenon is analyzed and the future phenomenon is predicted. For example, in the case of meteorology, by analyzing the governing equation of atmospheric motion and giving an initial value using the observed data of meteorology to the governing equation obtained by the analysis to obtain an analysis value (predicted value) of time evolution, Numerical meteorological forecasts are being conducted to predict atmospheric conditions up to several days ahead. In addition, regarding the power generation that supplies power, the power demand that fluctuates with time is analyzed and various specified times such as 1 hour ahead, 2 hours ahead, 3 hours ahead, the next day, 1 week ahead, 1 month ahead or 1 year ahead The demand for (time section) is predicted, and the operation of planning and controlling power generation is performed according to the prediction result. Regarding the power transmission system, the characteristics of the power generation unit and load unit connected to the transmission line and the power transmission unit are analyzed, and the state of the power system when the output ratio of some power generation units is changed is estimated in advance. Is being done. Similarly, in gas refining, gas demand forecasts and gas plant operation plans are being made. Furthermore, regarding air conditioning (air conditioning), by analyzing the governing equation of the motion of the air in the room and predicting the state of the air in the room, a cooler, a ventilation fan for heat exchange with the outside and intake of the atmosphere, The windows are being controlled.

気象現象や、大気の現象、電力やガスのエネルギーの現象の解析及び/又は予測では誤差が発生し得る。そのため、解析の限界を想定し、誤差を許容した運用をしたり、誤差に関係するコンディションに応じて解析及び/又は予測の誤差を縮小する運用が必要となっている。 Errors may occur in the analysis and/or prediction of meteorological phenomena, atmospheric phenomena, power and gas energy phenomena. Therefore, it is necessary to perform an operation that allows an error while assuming the limit of analysis, or reduce an error in analysis and/or prediction according to a condition related to the error.

特許文献1には、電力の気象の変動で需給予測が外れた場合に備えて確保しておくべき発電の量である要求調整量を、気象予測の誤差の実績の統計値から決定することが開示されている。これにより季節で大別した日ごとに、大よその気象予測(気象解析)の誤差に応じた発電機の運転の計画を行うことができる。 In Patent Document 1, the required adjustment amount, which is the amount of power generation that should be secured in case the supply and demand forecast is missed due to changes in the weather of electric power, can be determined from the statistical value of the actual results of the weather forecast error. It is disclosed. As a result, it is possible to plan the operation of the generator according to the error of the weather forecast (meteorological analysis) for each day roughly classified by season.

また、特許文献2には、気象解析の誤差が判明した場合に、解析計算のスタート時の初期条件を修正して再解析することが開示されている。これにより、当初の解析値よりも誤差が少ない再解析値を得ることができる場合がある。 Further, Patent Document 2 discloses that when an error in the meteorological analysis is found, the initial condition at the start of the analytical calculation is corrected and re-analyzed. As a result, it is possible to obtain a re-analysis value having a smaller error than the original analysis value.

特開2016−93106号公報JP, 2016-93106, A 特開2018−31683号公報JP, 2008-31683, A

ところが、特許文献1では、大気中の空気塊の配置の気象場の物理的特徴(時間発展の数値解析の初期条件として用いられることがある)や、気象予測の数値流体解析の特徴(例えば、解析終了時の格子データの値の並びに現れる)が考慮されていない。このため統計的に平均的な誤差を推定することはできるが、数値解析の誤差が拡大もしくは縮小する特異な現象が起きるときの誤差を正確に推定することが行い難いという問題がある。 However, in Patent Document 1, physical characteristics of a meteorological field of the arrangement of air masses in the atmosphere (may be used as an initial condition for numerical analysis of time evolution) and characteristics of numerical fluid analysis of weather prediction (for example, The appearance of the grid data values at the end of the analysis) is not considered. Therefore, it is possible to estimate the statistically average error, but there is a problem that it is difficult to accurately estimate the error when a peculiar phenomenon that the error of the numerical analysis expands or contracts occurs.

また特許文献2では、観測値が連続的に得られ、継続的に解析と再解析を繰り返すときに、観測値に基づく初期条件の変更が可能となるが、観測データが入手できている観測時間帯と、解析値が欲しい解析時間帯とに隔たりがあるときには、解析誤差の検知が行い得ず、十分な解析精度の改善が行い難いという問題がある。 Further, in Patent Document 2, when the observation values are continuously obtained and the analysis and reanalysis are continuously repeated, it is possible to change the initial condition based on the observation values, but the observation time when the observation data is available When there is a gap between the band and the analysis time period when the analysis value is desired, there is a problem that the analysis error cannot be detected and it is difficult to sufficiently improve the analysis accuracy.

従って、特許文献1及び特許文献2に開示された従来技術によっては、発生する解析誤差を予測したり、予測された解析誤差を縮小するような再解析を行ったりすることが十分にできないという問題がある。また、この問題から派生して、解析の限界を想定し、解析誤差を許容したエネルギーの運用の最適化を充分には行い難いという問題もある。 Therefore, according to the conventional techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is not possible to sufficiently predict the analysis error that occurs or perform re-analysis to reduce the predicted analysis error. There is. There is also a problem derived from this problem that it is difficult to sufficiently optimize the operation of energy by allowing an analysis error, assuming an analysis limit.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、数値解析及び/又は数値予測の解析誤差の推定と、効果的な再解析を行い得る数値解析装置及び方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is intended to propose a numerical analysis apparatus and method capable of estimating an analytical error in numerical analysis and/or numerical prediction and performing effective reanalysis. ..

かかる課題を解決するため本発明においては、数値予測を行う数値解析装置において、数値解析の初期条件のデータ、及び/又は、前記数値解析の解析結果のデータを複数のパターンに分類するパターン分類部と、各前記パターンと予測結果の劣度との関係を検出する検出部と、前記数値予測の対象が分類される前記パターンに対する前記検出部の検出結果に基づいて、前記数値予測の対象の予測結果の劣度を推定する予測劣度推定部とを設けるようにした。 In order to solve such a problem, in the present invention, in a numerical analysis device that performs numerical prediction, a pattern classification unit that classifies data of initial conditions of numerical analysis and/or data of analysis results of the numerical analysis into a plurality of patterns. A detection unit that detects the relationship between each pattern and the degree of inferiority of the prediction result, and the prediction of the target of the numerical prediction based on the detection result of the detection unit for the pattern into which the target of the numerical prediction is classified. A prediction inferiority estimation unit for estimating the inferiority of the result is provided.

また本発明においては、数値予測を行う数値解析装置において実行される数値解析方法であって、数値解析の初期条件のデータ、及び/又は、前記数値解析の解析結果のデータを複数のパターンに分類する第1のステップと、各前記パターンと予測結果の劣度との関係を検出する第2のステップと、前記数値予測の対象が分類される前記パターンについて検出した前記予測結果の劣度との関係に基づいて、前記数値予測の対象の予測結果の劣度を推定する第3のステップとを設けるようにした。 Further, in the present invention, there is provided a numerical analysis method executed in a numerical analysis device for performing numerical prediction, wherein data of initial conditions of numerical analysis and/or data of analysis results of the numerical analysis are classified into a plurality of patterns. Of the first step, a second step of detecting the relationship between each pattern and the inferiority of the prediction result, and the inferiority of the prediction result detected for the pattern into which the target of the numerical prediction is classified. The third step of estimating the inferiority of the prediction result of the numerical prediction target based on the relationship.

本発明によれば、数値解析及び/又は数値予測の解析誤差の推定と、効果的な再解析を行い得る数値解析装置及び方法を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a numerical analysis apparatus and method capable of estimating an analysis error in numerical analysis and/or numerical prediction and performing effective reanalysis.

エネルギー自由化前の分散型エネルギー運用システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the distributed energy operation system before energy deregulation. エネルギー自由化後の分散型エネルギー運用システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the distributed energy operation system after energy deregulation. 将来の分散型エネルギー運用システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a future distributed energy operation system. 将来の分散型エネルギー運用システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a future distributed energy operation system. 第1の実施の形態によるエネルギー運用装置のハードウェア構成の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the hardware constitutions of the energy management apparatus by 1st Embodiment. 第1の実施の形態によるエネルギー運用装置の論理構成の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a logical structure of the energy management apparatus by 1st Embodiment. 第1のテーブルの構成例を示す図表である。It is a chart which shows the structural example of a 1st table. 第2のテーブルの構成例を示す図表である。It is a chart showing an example of composition of a 2nd table. 第3のテーブルの構成例を示す図表である。It is a chart showing an example of composition of a 3rd table. 第4のテーブルの構成例を示す図表である。It is a chart showing an example of composition of a 4th table. エネルギー需給に関連してエネルギー運用装置において実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a flow of a series of processings performed in an energy management device in relation to energy supply and demand. 第1予測処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a processing procedure of the 1st prediction processing. 第2予測処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a processing procedure of the 2nd prediction processing. コンディション評価処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a processing procedure of condition evaluation processing. コンフィグレーション入力処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a processing procedure of configuration input processing. 解品質コントロール処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a processing procedure of solution quality control processing. 第3予測処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the processing procedure of the 3rd prediction processing. 計画処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process procedure of a planning process. 第2の実施の形態によるエネルギー運用装置の論理構成の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the logical structure of the energy management apparatus by 2nd Embodiment. 第3の実施の形態によるエネルギー運用装置の論理構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the logical structure of the energy management apparatus by 3rd Embodiment. 第3の実施の形態によるコンディション評価部の処理内容の説明に供するフローチャートである。9 is a flowchart for explaining the processing content of a condition evaluation unit according to the third embodiment. 第3の実施の形態によるコンディション評価部の処理内容の説明に供するフローチャートである。9 is a flowchart for explaining the processing content of a condition evaluation unit according to the third embodiment. (A)〜(G)は、大気の柱状モデルのパターンの分類例を示す図である。(A)-(G) is a figure which shows the classification example of the pattern of the columnar model of air|atmosphere. 大気の成層状態のパターンの分類例を示す図である。It is a figure which shows the example of classification of the pattern of the stratified state of atmospheric air. (A)は、誤差回帰モデルの説明に供するグラフであり、(B)は、パターンごとの標本分布を表すグラフである。(A) is a graph used for explaining the error regression model, and (B) is a graph showing a sample distribution for each pattern. エネルギー需給に関連して第3の実施の形態によるエネルギー運用装置において実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a series of processes performed in the energy operating device by 3rd Embodiment regarding energy supply and demand. 誤差回帰モデルの説明に供する離散図である。It is a discrete diagram for explaining an error regression model.

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)第1の実施の形態
(1−1)エネルギー運用システムの構成
図1は、エネルギー運用システム1(1A)の構成を示す。このエネルギー運用システム1は、複数のエネルギー運用装置2(2AA,2AB,2AD)が連携してエネルギー供給の制御やそのための計画を行う分散システムである。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Energy Operation System FIG. 1 shows a configuration of an energy operation system 1 (1A). The energy management system 1 is a distributed system in which a plurality of energy management apparatuses 2 (2AA, 2AB, 2AD) cooperate with each other to control energy supply and plan for it.

図1において、「EM1」は、複数の電力会社3間における電力融通を制御するための処理を実行するエネルギー運用装置(EM:Energy Manager)2(2AA)を示し、「EM2」は、各電力会社3の中央給電指令所に設けられたエネルギー運用装置2(2AB)、「EM4」は、複数の需要家4の電力需要を束ねたエネルギーマネージメントサービスを提供するアグリゲータ8のエネルギー運用装置2(2AD)や、各需要家4又は発電所5に設置されたエネルギー運用装置2(2AD)をそれぞれ示す。 In FIG. 1, “EM1” indicates an energy management apparatus (EM: Energy Manager) 2 (2AA) that executes a process for controlling power interchange between a plurality of electric power companies 3, and “EM2” indicates each electric power. The energy management device 2 (2AB), “EM4”, provided at the central power supply command center of the company 3, is the energy management device 2 (2AD) of the aggregator 8 that provides the energy management service that bundles the power demands of the multiple consumers 4. ) And the energy management system 2 (2AD) installed in each customer 4 or power plant 5, respectively.

各エネルギー運用装置2(2AB)は、連携するエネルギー運用装置2(2AD)と2(2AA)の状態(ここでの「状態」とは、発電の余力及び電力会社3間の電力融通を行う連系線の残存容量を指す)と、現在の電力需要状況及び気象状況や将来の電力需要予測及び気象予測とを利用し、予め自エネルギー運用装置2(2AB)において立案した発電計画に基づいて、下位のエネルギー運用装置2ADに対して発電指令や、ネガワット又はポジワットの生成指令を送信する。 Each energy management apparatus 2 (2AB) is in a state of the energy management apparatus 2 (2AD) and 2 (2AA) which cooperate with each other (the “state” here is the power generation surplus and the power interchange between the power companies 3). Based on the power generation plan planned in advance by the own energy management system 2 (2AB) by using the remaining capacity of the system line), the current power demand status and the weather status, and the future power demand prediction and the weather prediction. A power generation command and a negative watt or positive watt generation command are transmitted to the lower energy operation device 2AD.

そして最下層のエネルギー運用装置2AD(各需要家4や発電所5のエネルギー運用装置2AD)は、上位のエネルギー運用装置2AA,2ABから与えられた発電指令や、ネガワット又はポジワットの生成指令に応じて発電機6を駆動したり、負荷7の稼動を制御する。 Then, the lowest-level energy management device 2AD (the energy management device 2AD of each customer 4 and the power plant 5) responds to the power generation command given from the higher-level energy management device 2AA, 2AB or the generation command of negative watt or positive watt. It drives the generator 6 and controls the operation of the load 7.

例えば、発電所5に設置されたエネルギー運用装置2ADは、上位のエネルギー運用装置2ABから与えられた発電指令に応じて施設内の発電機6を駆動することにより、要求された電力量の発電を行わせる。 For example, the energy management system 2AD installed in the power station 5 drives the generator 6 in the facility according to the power generation command given from the higher-level energy management system 2AB to generate the required amount of power. Let it be done.

また発電施設を有する大規模需要家4のエネルギー運用装置2ADは、上位のエネルギー運用装置2ABから与えられた発電指示に応じて、当該大規模需要家4の発電機6を駆動して要求された電力量の発電を行わせたり、上位のエネルギー運用装置2ABから与えられたネガワット又はポジワットの生成指令に応じて施設内の負荷7の稼動を制御することによりネガワット又はポジワットを生成させる。 Further, the energy management system 2AD of the large-scale customer 4 having the power generation facility is requested by driving the generator 6 of the large-scale customer 4 according to the power generation instruction given from the higher-level energy management system 2AB. Negative watts or positive watts are generated by causing the power generation to be performed or by controlling the operation of the load 7 in the facility in accordance with the negative watt or positive watt generation command given from the higher-level energy management apparatus 2AB.

さらにアグリゲータ8のエネルギー運用装置2ADは、上位のエネルギー運用装置2ABから与えられたネガワット又はポジワットの生成指令に応じて、契約した小規模需要家4に設置されたエネルギー運用装置2ADを介してその小規模需要家4が所有する負荷7を制御することにより、ネガワット又はポジワットを生成させる。 Further, the energy management system 2AD of the aggregator 8 receives the command via the energy management system 2AD installed in the contracted small-scale customer 4 in accordance with the negative or positive watt generation command given from the higher-level energy management system 2AB. By controlling the load 7 owned by the large-scale customer 4, a negative watt or a positive watt is generated.

一方、図1との対応部分に同一符号を付した図2は、発電及び小売を行う発電小売会社と、送電を行う地域送電会社が異なる発送電分離のエネルギー自由化の制度のもとでのエネルギー運用システム1(1B)の構成例を示す。 On the other hand, in Fig. 2 in which the same parts as those in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals, a power generation retail company that performs power generation and retailing and a regional power transmission company that performs power transmission differ under the energy liberalization system of separation of power distribution. The structural example of the energy management system 1 (1B) is shown.

エネルギー自由化によって電力の売買が自由化され、これに伴って供給力としての電力を取引する取引市場(以下、これを電力取引市場と呼ぶ)2BAが開設した。また各電力会社3(図1)が地域送電会社と発電小売会社とに分割され、それまで電力会社3が所有していた中央給電指令所のエネルギー運用装置2AB(図1)が地域送電用のエネルギー運用装置2BBAとして地域送電会社に引き継がれ、大規模需要家4の発電機6により発電された電力や、小規模需要4で生成されたポジワット及びネガワットを電力取引市場2BAで取引すべく、発電小売会社により新たにエネルギー運用装置2BBBが設置され、当該エネルギー運用装置2BBBが大規模需要家4や小規模需要家4のエネルギー運用装置2ADと接続された。 Due to the liberalization of energy, the trading of electric power has been liberalized, and along with this, a trading market (hereinafter referred to as the power trading market) 2BA for trading power as a power supply has been opened. In addition, each electric power company 3 (Fig. 1) is divided into a regional power transmission company and a power generation retail company, and the energy operation device 2AB (Fig. 1) of the central power supply command station that was previously owned by the electric power company 3 is for regional power transmission. Generated power to be transferred to the regional power transmission company as the energy management device 2BBA, and to generate the power generated by the generator 6 of the large-scale customer 4 and the positive watts and the negative watts generated by the small-scale demand 4 in the electric power market 2BA. The energy management device 2BBB is newly installed by the retail company, and the energy management device 2BBB is connected to the energy management device 2AD of the large-scale customer 4 or the small-scale customer 4.

一方、近年では、複数の各電力会社3の管理範囲を跨いだ需給調整を行うことが提案されており、図2との対応部分に同一符号を付した図3に示すように、そのような需給調整を行うためのエネルギー運用装置2ACを設置すること形態をとることがある。さらに、図3との対応部分に同一符号を付した図4に示すように、調整力としての電力を取引する調整力取引市場2BCを設置する形態を取ることもある。 On the other hand, in recent years, it has been proposed to adjust the supply and demand across the management range of each of the plurality of electric power companies 3, and as shown in FIG. 3 in which parts corresponding to those in FIG. There may be a form of installing the energy operation device 2AC for adjusting the supply and demand. Further, as shown in FIG. 4 in which parts corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, an adjustment power trading market 2BC for trading power as adjustment power may be installed.

ところで、図1〜図4について上述したようなエネルギー運用装置2AA〜2AD,2BA,2BBA,2BBB(以下、これらをまとめてエネルギー運用装置2と呼ぶ)が階層化されたエネルギー運用システム1(1A〜1D)では、上位のエネルギー運用装置2は下位のエネルギー運用装置2を制御する役割を有し、最下位のエネルギー運用装置2は発電機6や負荷7を制御する役割を有する。 By the way, the energy management system 1 (1A-) in which the energy management systems 2AA to 2AD, 2BA, 2BBA, 2BBB (hereinafter collectively referred to as the energy management system 2) as described above with reference to FIGS. In 1D), the upper energy operating device 2 has a role of controlling the lower energy operating device 2, and the lowest energy operating device 2 has a role of controlling the generator 6 and the load 7.

このような階層的な分散システムでは、基本的には、下位に行くほどエネルギー運用装置2がより高い精確さでエネルギー供給計画の立案を行う必要がある。ただし、各エネルギー運用装置2が立案するエネルギー供給計画の精確さは、他のエネルギー運用装置2との連携の有無によっても異なる。 In such a hierarchical distributed system, basically, it is necessary for the energy management system 2 to make an energy supply plan with higher accuracy as it goes down. However, the accuracy of the energy supply plan created by each energy management apparatus 2 also differs depending on the presence or absence of cooperation with another energy management apparatus 2.

ここで、かかる「精確さ(accuracy)」とは正確さ(trueness)と精密さ(precision)を含めた意味での、計算出力値との真の値との一致の度合いである。「正確さ」とは、計算出力値の期待値と真の値との差の小ささの程度である。「精密さ」とは、独立した計算出力値のばらつきの小ささである。予測の計算においては計算出力値(予測値)が正確であることと、計算出力値(予測値)が精密であることとは、かならずしも同時に達成されるとは限らない。 Here, the “accuracy” is the degree of agreement between the calculated output value and the true value, in the sense of including accuracy (trueness) and precision (precision). The “accuracy” is the degree of the difference between the expected value and the true value of the calculated output value. "Precision" is the small variation in the independent calculation output values. In the calculation of the prediction, the fact that the calculated output value (predicted value) is accurate and the calculated output value (predicted value) is precise are not always achieved at the same time.

そのため、下位にいくほどエネルギー運用装置2が精密さを高くし、上位に行くほど正確さを高くすることが望ましい。また逆に、下位に行くほどエネルギー運用装置が正確さを高くし、上位に行くほど精密さを高くすることが望ましい。そして正確さと、精密さ(厳密さ、厳密性と記載することもある)の異なる目的をもったエネルギー運用装置2間が連携することで、結果として、精確さ(総合精度、単に精度と記載することもある)に優れたエネルギーに関する予測とその供給計画が可能となる。 For this reason, it is desirable that the energy management system 2 be made more precise toward the lower rank and higher precision toward the higher rank. On the other hand, it is desirable that the energy management system has higher accuracy as it goes to the lower order, and higher accuracy as it goes to the higher order. The energy operation devices 2 having different purposes of accuracy and precision (sometimes referred to as strictness and strictness) cooperate with each other, resulting in precision (total accuracy, simply described as accuracy). In some cases), it is possible to make excellent energy forecasts and supply plans.

一方で、各エネルギー運用装置2の管理エリア内のエネルギー需要量は、当該管理エリア内の気象状況と、エネルギー需要密度(単位面積当たりの交通量や単位面積当たりの通信発生量、あるいは全産業就労者数などに相関する単位面積当たりのエネルギーの需要量)、及び、発電密度(単位面積当たりの太陽光発電装置の設置数やそれぞれの発電容量、コージェネレーション(電熱供給装置)の設置数やそれぞれの発電容量、及び、発電機の設置数やそれぞれの発電容量に相関する発電密度)などのエネルギー需給状況とに依存し、これらを考慮したエネルギー供給の計画立案が必要となる。 On the other hand, the energy demand in the management area of each energy management device 2 is determined by the weather condition in the management area and the energy demand density (traffic volume per unit area, communication generation amount per unit area, or working in all industries). Energy demand per unit area that correlates with the number of people, etc., and power generation density (the number of installed solar power generators per unit area and their respective power generation capacity, the number of installed cogeneration (electric heat supply devices) and each It depends on the power generation capacity and the energy supply and demand situation such as the number of installed generators and the power generation density that correlates with each power generation capacity), and it is necessary to plan the energy supply considering these.

そこで本実施の形態のエネルギー運用装置2は、エネルギー運用システム1における自己の役割と、自己の管理エリアにおける気象状況及びエネルギーの需給状況とに基づいて自エネルギー運用装置2の管理エリアにおけるエネルギー供給計画を立案する点を特徴とする。以下、このような本実施の形態のエネルギー運用装置2について説明する。 Therefore, the energy management system 2 according to the present embodiment plans the energy supply in the management area of the own energy management system 2 based on its own role in the energy management system 1 and the meteorological situation and the energy supply/demand status in its management area. It is characterized by planning. Hereinafter, the energy management system 2 of this embodiment will be described.

(1−2)本実施の形態のエネルギー運用装置の構成
図5は、図4においてエネルギー運用装置2として適用される本実施の形態によるエネルギー運用装置10の構成を示す。このエネルギー運用装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、メインメモリ12、外部記憶装置13、入出力インタフェース14及び複数の通信装置15を備えて構成される。
(1-2) Configuration of Energy Operation Device of Present Embodiment FIG. 5 shows a configuration of the energy operation device 10 according to the present embodiment applied as the energy operation device 2 in FIG. The energy management apparatus 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a main memory 12, an external storage device 13, an input/output interface 14, and a plurality of communication devices 15.

CPU11は、本エネルギー運用装置10全体の動作制御を司るプロセッサである。またメインメモリ12は、例えば揮発性の半導体メモリから構成され、CPU11のワークメモリとして利用される。 The CPU 11 is a processor that controls the operation of the entire energy management apparatus 10. The main memory 12 is composed of, for example, a volatile semiconductor memory and is used as a work memory of the CPU 11.

外部記憶装置13は、ハードディスク装置やSSD(Solid-State Drive)などの大容量の不揮発性の記憶装置から構成され、各種プログラムやデータを長期間保存するために利用される。図5について後述する参照データ蓄積部30、第1〜第3予測部31〜33、コンディション評価部34、コンフィグレーション入力部35、解品質コントロール部36及び計画部37をそれぞれ構成する各プログラムもこの外部記憶装置13に格納されて保持される。 The external storage device 13 is composed of a large-capacity nonvolatile storage device such as a hard disk device or an SSD (Solid-State Drive), and is used to store various programs and data for a long period of time. Each program that configures a reference data storage unit 30, first to third prediction units 31 to 33, a condition evaluation unit 34, a configuration input unit 35, a solution quality control unit 36, and a planning unit 37, which will be described later with reference to FIG. It is stored and held in the external storage device 13.

外部記憶装置13に格納されたプログラムがエネルギー運用装置10の起動時や必要時にメインメモリ12にロードされ、ロードされたプログラムをCPU11が実行することにより、後述のようなエネルギー運用装置10全体としての各種処理が行われる。 The program stored in the external storage device 13 is loaded into the main memory 12 when the energy management apparatus 10 is started or when necessary, and the CPU 11 executes the loaded program, whereby the energy management apparatus 10 as a whole is described below. Various processes are performed.

入出力インタフェース14は、外部通信端子20、入力装置21及び表示装置22を備えて構成される。外部通信端子20は、例えばUSB(Universal Serial Bus)端子から構成される。また入力装置21は、キーボード、マウス及び又はタッチパネルなどから構成され、ユーザが必要な情報を入力するために利用する。表示装置22は、例えば液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネルなどから構成され、必要な画面や情報を表示するために利用される。 The input/output interface 14 includes an external communication terminal 20, an input device 21, and a display device 22. The external communication terminal 20 is composed of, for example, a USB (Universal Serial Bus) terminal. The input device 21 is composed of a keyboard, a mouse, and/or a touch panel, and is used by the user to input necessary information. The display device 22 is composed of, for example, a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and is used to display necessary screens and information.

通信装置15は、本エネルギー運用装置10が他のエネルギー運用装置10や、気象情報や交通情報などのエネルギー・インフォメーション・サービスを提供する官庁、企業及び団体のサーバ装置、負荷設備及び又は発電設備などと通信を行う際のプロトコル制御を行う。 The communication device 15 is a server device, load facility, and/or power generation facility of a government agency, a company or an organization, in which the energy management system 10 provides another energy management system 10, energy information services such as weather information and traffic information. Controls the protocol when communicating with.

図6は、かかる本エネルギー運用装置10の論理構成を示す。この図6に示すように、エネルギー運用装置10は、参照データ蓄積部30、第1予測部31、第2予測部32、第3予測部33、コンディション評価部34、コンフィグレーション入力部35、解品質コントロール部36及び計画部37を備えて構成される。 FIG. 6 shows a logical configuration of the present energy management apparatus 10. As shown in FIG. 6, the energy management apparatus 10 includes a reference data storage unit 30, a first prediction unit 31, a second prediction unit 32, a third prediction unit 33, a condition evaluation unit 34, a configuration input unit 35, and a solution. It comprises a quality control unit 36 and a planning unit 37.

参照データ蓄積部30は、メインメモリ12や外部記憶装置13の一部の記憶領域から構成され、需要データ蓄積部40、気象データ蓄積部41、需要要因データ蓄積部42及び市場データ蓄積部43を備える。 The reference data storage unit 30 is configured by a partial storage area of the main memory 12 or the external storage device 13, and includes a demand data storage unit 40, a weather data storage unit 41, a demand factor data storage unit 42, and a market data storage unit 43. Prepare

需要データ蓄積部40は、自エネルギー運用装置10の管理エリア内の過去のエネルギー需要を蓄積するデータベースである。需要データ蓄積部40には、当該管理エリア内の各需要家の電力メータシステム44からそれぞれ定期的に取得したこれら需要家の電力消費量がそれぞれ需要データとして順次格納される。 The demand data storage unit 40 is a database that stores past energy demand in the management area of the self-energy operating apparatus 10. The demand data storage unit 40 sequentially stores, as demand data, the power consumption amounts of these consumers, which are periodically acquired from the power meter systems 44 of the consumers in the management area.

また気象データ蓄積部41は、気温、日射、湿度、風速、風向及び気圧などの各気象要素の過去の観測データ(気象データ)を蓄積するデータベースである。気象データ蓄積部41には、気象庁や民間の気象予報会社の気象観測システム45から定期的に取得した気象グリッドごとの各気象要素の観測データと、気象庁や民間の気象予報会社の気象予測システム46から定期的に取得した気象グリッドごとの各気象要素の予測データ(気象予測データ)とが順次格納される。なお「気象グリッド」とは、地表面上及び地表面から所定高さの上空までの空間内に緯度方向、経度方向及び鉛直方向にそれぞれ一定間隔で設定されたポイントを指す。 The meteorological data storage unit 41 is a database that stores past observation data (weather data) of each meteorological element such as temperature, solar radiation, humidity, wind speed, wind direction, and atmospheric pressure. In the meteorological data storage unit 41, the observation data of each meteorological element for each meteorological grid, which is periodically acquired from the meteorological observation system 45 of the Meteorological Agency or a private weather forecasting company, and the weather forecasting system 46 of the meteorological agency or a private weather forecasting company. The forecast data (meteorological forecast data) of each weather element for each weather grid, which is periodically obtained from, is sequentially stored. Note that the “weather grid” refers to points that are set at regular intervals in the latitude direction, the longitude direction, and the vertical direction on the ground surface and in the space from the ground surface to the sky above a predetermined height.

需要要因データ蓄積部42は、エネルギー運用装置10の管理エリア内における道路交通量や、通信発生量、産業就業者数及び鉄道乗客数などの電力需要の各要因(以下、これらを需要要因と呼ぶ)に関する観測値を蓄積するデータベースである。需要要因データ蓄積部42には、例えば道路交通公社の交通データ配信サーバ47などから定期的に取得した自エネルギー運用装置10の管理エリア内の道路交通量に関する観測値や、各大口需要家のデータ配信サーバ48からそれぞれ定期的に取得したその大口需要家の通信発生量の観測値などの各需要要因に関する観測値が順次格納される。 The demand factor data storage unit 42 includes various factors of electric power demand such as road traffic volume, communication generation amount, number of industrial workers, and number of railway passengers in the management area of the energy management apparatus 10 (hereinafter, these are referred to as demand factors). ) Is a database that stores observed values. In the demand factor data storage unit 42, for example, an observation value regarding the road traffic volume in the management area of the self-energy operation apparatus 10 which is periodically acquired from the traffic data distribution server 47 of the road traffic public corporation, and data of each large consumer. Observed values related to each demand factor such as observed values of the communication generation amount of the large-scale consumer, which are periodically acquired from the distribution server 48, are sequentially stored.

市場データ蓄積部43は、電力取引市場における取引の情報を蓄積するデータベースである。市場データ蓄積部43には、電力取引市場での電力の入札情報や単価などの情報が市場データとして格納される。 The market data storage unit 43 is a database that stores information on transactions in the electricity trading market. The market data storage unit 43 stores, as market data, information such as power bidding information and unit price in the power trading market.

一方、第1予測部31は、後述のように解品質コントロール部36から指定される品質で自エネルギー運用装置10の管理エリア内の気象予測を行う機能を有する機能部である。第1予測部31は、参照ポイント調整処理部50及びデータ同化処理部51から構成される第1データ同化部52と、機動的観測用参照ポイント調整処理部53、逐次データ同化処理部54及び物理シミュレーション部55とを備えて構成される。 On the other hand, the first prediction unit 31 is a functional unit having a function of predicting the weather in the management area of the self-energy management apparatus 10 with the quality specified by the solution quality control unit 36 as described later. The first prediction unit 31 includes a first data assimilation unit 52 including a reference point adjustment processing unit 50 and a data assimilation processing unit 51, a mobile observation reference point adjustment processing unit 53, a sequential data assimilation processing unit 54, and a physical unit. And a simulation unit 55.

第1データ同化部52の参照ポイント調整処理部50は、外部記憶装置13(図5)に格納された対応する参照ポイント調整処理プログラム50P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。参照ポイント調整処理部50は、解品質コントロール部36から指定された品質で管理エリア内の気象予測を行うために、後述のようにデータ同化処理部51が実行するデータ同化処理において重視すべき気象グリッドを参照ポイントとして決定する。 The reference point adjustment processing unit 50 of the first data assimilation unit 52 is embodied by the CPU 11 executing the corresponding reference point adjustment processing program 50P (FIG. 5) stored in the external storage device 13 (FIG. 5). It is a functional part. In order to predict the weather in the management area with the quality designated by the solution quality control unit 36, the reference point adjustment processing unit 50 should emphasize the weather in the data assimilation process executed by the data assimilation processing unit 51 as described later. Determine the grid as a reference point.

実際上、第1予測部31には、かかる品質として、後述のようにそのエネルギー運用装置10が目標とすべき予測結果の安定性を表す1〜5の数値(以下、これを予測解目標安定指数と呼ぶ)が解品質コントロール部36から通知される。また第1予測部31は、図7に示すように、予測解目標安定指数の各値に対してそれぞれどの高度の気象グリッドを参照ポイントとして決定すべきかを予めユーザが規定した第1のテーブル56を保持している。 As a matter of fact, the first predicting unit 31 uses a numerical value of 1 to 5 as the quality, which will be described later, indicating the stability of the prediction result that the energy management apparatus 10 should target (hereinafter, this is the predicted solution target stability). A solution quality control unit 36 notifies the solution. In addition, as shown in FIG. 7, the first predicting unit 31 predefines a first table 56 in which the user determines in advance which weather grid should be determined as a reference point for each value of the predicted solution target stability index. Holding

かくして、参照ポイント調整処理部50は、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に対して第1のテーブル56において規定された気象グリッド(図7では上層の各気象グリッドである「上層気象グリッド」又は地表面の各気象グリッドである「地表面気象グリッド」)であって、自エネルギー運用装置10の管理エリア内の気象グリッドをかかる参照ポイントとして決定し、これをデータ同化処理部51に通知する。 Thus, the reference point adjustment processing unit 50 sets the weather grid defined in the first table 56 for the value of the predicted solution target stability index given by the solution quality control unit 36 (in FIG. A certain "upper weather grid" or "surface weather grid" that is each weather grid on the ground surface), and determines the weather grid in the management area of the self-energy operating apparatus 10 as the reference point, and assimilates the data. Notify the processing unit 51.

なお、通常、地表面付近で取得した気象データを用いて気象予測を行う場合、地表面上で直接計測された気象データを用いて予測を行うために高い精度の予測結果が得られるものの、地表面付近は日射、気圧、風向及び風量などが不安定であるために予測結果も不安定に(当たり外れが大きく)なる。これに対して、上空で取得した気象データを用いて気象予測を行う場合、上空は気温、気圧、風向及び風量などが安定しているために安定した予測結果(外れが少ない予測結果)が得られるものの、低い精度の予測結果しか得られない。このため第1のテーブル56では、予測解目標安定指数の値が大きいほど(安定性の品質が高いほど)気象状態が安定した上層の気象グリッドが対応付けられ、予測解目標安定指数の値が小さいほど(解の安定性の品質が低いかわりに、精密さが高いほど)高い精度の予測結果が得られる地表面付近の気象グリッドが対応付けられている。 In general, when weather forecasts are performed using meteorological data obtained near the ground surface, high-precision forecasting results are obtained because the weather data directly measured on the ground surface are used for forecasting. Since the solar radiation, atmospheric pressure, wind direction, air volume, etc. are unstable near the surface, the prediction result is also unstable (the hitting is large). On the other hand, when performing meteorological forecasts using the meteorological data acquired in the sky, stable forecast results (prediction results with few deviations) are obtained because the temperature, pressure, wind direction, and air volume are stable in the sky. However, only the prediction result with low accuracy is obtained. Therefore, in the first table 56, the higher the value of the predicted solution target stability index (the higher the quality of stability) is associated with the upper layer weather grid in which the weather condition is stable, and the value of the predicted solution target stability index is The smaller the value (the higher the precision, in spite of the lower quality of the stability of the solution, the higher the accuracy) is associated with the meteorological grid near the ground surface, which gives a highly accurate prediction result.

また第1データ同化部52のデータ同化処理部51は、外部記憶装置13に格納された対応するデータ同化処理プログラム51P(図5)をCPU11(図5)が実行することにより具現化される機能部である。データ同化処理部51は、参照ポイント調整処理部50により決定された参照ポイントを重視した観測データ(気象データ)と、後述のように物理シミュレーション部55により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果のデータとをデータ同化させる処理を実行する。 Further, the data assimilation processing unit 51 of the first data assimilation unit 52 is a function implemented by the CPU 11 (FIG. 5) executing the corresponding data assimilation processing program 51P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. It is a department. The data assimilation processing unit 51 stores observation data (weather data) that emphasizes the reference points determined by the reference point adjustment processing unit 50, and simulation result data of the physical simulation executed by the physical simulation unit 55 as described later. Execute the process of assimilating data.

実際上、データ同化処理部51は、気象データ蓄積部41から上述の各参照ポイントの気象データを読み出し、これらの気象データと、物理シミュレーション部55のシミュレーション結果とを、参照ポイント調整処理部50により決定された参照ポイントを重視しながらデータ同化させるデータ同化処理を実行する。これにより、かかる気象データから過去を再現し将来の時間断面での値を推定(予測)することができる。 In practice, the data assimilation processing unit 51 reads out the meteorological data of each of the above-mentioned reference points from the meteorological data storage unit 41, and uses the meteorological data and the simulation result of the physical simulation unit 55 by the reference point adjustment processing unit 50. A data assimilation process is performed in which data assimilation is performed while emphasizing the determined reference points. As a result, the past can be reproduced from such meteorological data to estimate (predict) the value in the future time section.

機動的観測用参照ポイント調整処理部53は、外部記憶装置13(図5)に格納された対応する機動的観測用参照ポイント調整処理プログラム53P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。機動的観測用参照ポイント調整処理部53は、気象バルーンや観測用レーダなどを用いた機動的な観測により得られた現在の気象データに基づいて後述のように物理シミュレーション部55が生成したシミュレーションモデルを補正するための参照ポイントを決定する。具体的に、機動的観測用参照ポイント調整処理部53は、参照ポイント調整処理部50と同様にして、解品質コントロール部36から指定された品質で管理エリア内の気象予測を行うために、逐次データ同化処理部54が実行するデータ同化処理で重視すべき参照ポイントを、現在の気象データが得られた気象グリッドの中から決定する。 The mobile observation reference point adjustment processing unit 53 is implemented by the CPU 11 executing a corresponding mobile observation reference point adjustment processing program 53P (FIG. 5) stored in the external storage device 13 (FIG. 5). It is a functional unit. The mobile observation reference point adjustment processing unit 53 is a simulation model generated by the physical simulation unit 55 as described later based on the current weather data obtained by mobile observation using a weather balloon or an observation radar. Determine a reference point to correct for. Specifically, the mobile observation reference point adjustment processing unit 53, in the same manner as the reference point adjustment processing unit 50, sequentially performs the weather forecast in the management area with the quality specified by the solution quality control unit 36. Reference points to be emphasized in the data assimilation process executed by the data assimilation processing unit 54 are determined from the weather grid in which the current weather data is obtained.

逐次データ同化処理部54は、外部記憶装置13に格納された逐次データ同化処理プログラム54P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。逐次データ同化処理部54は、機動的観測用参照ポイント調整処理部53により参照ポイントとして決定された各気象グリッドの気象データと、物理シミュレーション部55の物理シミュレーションにより得られたデータとを、機動的観測用参照ポイント調整処理部53により決定された参照ポイントを重視しながらデータ同化させるデータ同化処理を実行する。 The sequential data assimilation processing unit 54 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the sequential data assimilation processing program 54P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The sequential data assimilation processing unit 54 dynamically adjusts the meteorological data of each meteorological grid determined as the reference points by the mobile observation reference point adjustment processing unit 53 and the data obtained by the physical simulation of the physical simulation unit 55. A data assimilation process is performed for assimilating data while emphasizing the reference points determined by the observation reference point adjustment processing unit 53.

物理シミュレーション部55は、外部記憶装置13に格納された物理シミュレーションプログラム55P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。物理シミュレーション部55は、第1データ同化部52のデータ同化処理部51から与えられる各参照ポイントの気象データと、逐次データ同化処理部54から与えられる各参照ポイントの現在の気象データとに基づいて、これら各参照ポイントにおける各気象要素の物理シミュレーション(数値シミュレーション)を実行する。 The physical simulation unit 55 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the physical simulation program 55P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The physical simulation unit 55 is based on the weather data of each reference point given from the data assimilation processing unit 51 of the first data assimilation unit 52 and the current weather data of each reference point given from the sequential data assimilation processing unit 54. , Perform a physical simulation (numerical simulation) of each meteorological element at each of these reference points.

具体的に、物理シミュレーション部55は、気体と水蒸気からなる大気の熱力学方程式、大気の質量保存及びエネルギー保存の運動方程式に従う、微少時間ごとの大気気温、水蒸気量の変化とそれに伴う地表面日射等の各気象要素の値とを、太陽からの放射エネルギーを入力にした気象システムのシミュレーションにより推定する。そして物理シミュレーション部55は、かかる物理シミュレーションのシミュレーション結果をコンディション評価部34に出力する。 Specifically, the physics simulation unit 55 follows the thermodynamic equation of the atmosphere consisting of gas and water vapor, and the equations of motion of the mass and energy conservation of the atmosphere, and changes in the atmospheric temperature and the amount of water vapor at every minute time and the associated surface solar radiation. The value of each meteorological element such as is estimated by the simulation of the meteorological system in which the radiant energy from the sun is input. Then, the physical simulation unit 55 outputs the simulation result of the physical simulation to the condition evaluation unit 34.

なお、かかる構成を有する第1予測部31において、例えば、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数が「4」であった場合、上述のように参照ポイント調整処理部50により参照ポイントとして「上層気象グリッド」が決定されて、航空機観測、レーダ観測又はバルーン観測等で取得されたこれら「上層気象グリッド」の気象データに基づいて気象予測が行われるが、「上層気象グリッド」のうちの気象データが欠落している気象グリッドについては、周囲の気象グリッドの地上で観測した気象データで代替するものとする。 In the first prediction unit 31 having such a configuration, for example, when the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36 is “4”, the reference point adjustment processing unit 50 refers to it as described above. The "upper weather grid" is decided as a point, and weather forecast is performed based on the meteorological data of these "upper weather grid" acquired by aircraft observation, radar observation, balloon observation, etc. For the meteorological grid of which one is missing, the meteorological data observed on the ground of the surrounding meteorological grid shall be substituted.

代替は、地上で観測した気象データから上層気象グリッドの値を推定するカルマンフィルタでのオブザーバを用いる、又は、局所気象グリッドの物理シミュレーションで推定した値を用いることで達成される。このようにすることで、気象物理的に安定している上層での物理シミュレーションによる安定的な予測が行え、気象物理現象が不安定な場合にも比較的正確な近似による予測値を得られる。これは大きな時間粒度で、大きな空間領域の気象の物理シミュレーションを行うときには、上層気象グリッドの気象データを利用することで、良好な精度の物理シミュレーションが行い得るためである。 The substitution is achieved by using an observer in the Kalman filter that estimates the value of the upper weather grid from the meteorological data observed on the ground, or by using the value estimated by the physical simulation of the local weather grid. By doing so, stable prediction can be performed by a physical simulation in an upper layer that is physically stable, and a relatively accurate approximation can be obtained even when the meteorological phenomenon is unstable. This is because, when performing a physical simulation of weather in a large spatial area with a large time granularity, the physical simulation with good accuracy can be performed by using the meteorological data of the upper meteorological grid.

また第1予測部31において、例えば、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数が「1」であった場合には、「地表面気象グリッド」の気象データを利用することになるが、これにより30分に満たないような短い時間間隔(時間粒度が細かい)、かつ自エネルギー運用装置10の管理エリアの詳細(空間粒度が細かい)を観測及び物理シミュレーションにより厳密性の高い予測が行え、気象物理現象が安定しているときにより正確な予測値を得られる。 Further, in the first prediction unit 31, for example, when the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36 is "1", the meteorological data of the "surface weather grid" will be used. However, due to this, a short time interval of less than 30 minutes (fine time granularity), and detailed observation of the management area of the self-energy operating apparatus 10 (fine spatial granularity) and highly precise prediction can be made by physical simulation. It is possible to obtain a more accurate forecast value when the meteorological phenomenon is stable.

第2予測部32は、後述のように解品質コントロール部36から指定された品質(後述のように解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた予測の安定性)で自エネルギー運用装置10の管理エリア内のデータ需要密度の予測を行う機能を有する機能部であり、参照ポイント調整処理部60及びデータ同化処理部61から構成される第2データ同化部62と、物理シミュレーション部63とを備えて構成される。 The second prediction unit 32 specifies the quality specified by the solution quality control unit 36 as described later (prediction stability according to the value of the predicted solution target stability index given by the solution quality control unit 36 as described below). And a second data assimilation unit 62 including a reference point adjustment processing unit 60 and a data assimilation processing unit 61, which is a functional unit having a function of predicting the data demand density in the management area of the self-energy operation device 10. And a physical simulation section 63.

第2データ同化部62の参照ポイント調整処理部60は、外部記憶装置13に格納された対応する参照ポイント調整処理プログラム60P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。参照ポイント調整処理部60は、解品質コントロール部36から通知された予測解目標安定指数の値に応じた品質(予測の安定性)で管理エリア内のエネルギー需要密度を予測するために、後述のようにデータ同化処理部61が実行するデータ同化処理で重視すべき参照ポイントを決定する。 The reference point adjustment processing unit 60 of the second data assimilation unit 62 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the corresponding reference point adjustment processing program 60P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. .. The reference point adjustment processing unit 60 is described later in order to predict the energy demand density in the management area with the quality (stability of prediction) according to the value of the predicted solution target stability index notified from the solution quality control unit 36. As described above, the reference points to be emphasized in the data assimilation processing executed by the data assimilation processing unit 61 are determined.

具体的に、参照ポイント調整処理部60は、解品質コントロール部36から通知された予測解目標安定指数の値が大きいほど時間的粒度及び空間的粒度が大きく、予測解目標安定指数の値が小さいほど時間的粒度及び空間的粒度が小さくなるよう自エネルギー運用装置10の管理エリア内の地表面上の幾つかの地点を参照ポイントとして決定する。そして参照ポイント調整処理部60は、参照ポイントとして決定した地点をデータ同化処理部61に通知する。 Specifically, the reference point adjustment processing unit 60 has a larger temporal granularity and spatial granularity as the value of the predicted solution target stability index notified from the solution quality control unit 36 is larger, and has a smaller value of the predicted solution target stability index. Several points on the ground surface within the management area of the self-energy operating apparatus 10 are determined as reference points so that the temporal granularity and the spatial granularity become smaller. Then, the reference point adjustment processing unit 60 notifies the data assimilation processing unit 61 of the point determined as the reference point.

データ同化処理部61は、外部記憶装置13に格納された対応するデータ同化処理プログラム61P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。データ同化処理部61は、第1予測部31のデータ同化処理部51と同様にして、需要要因データ蓄積部42に蓄積された対応する需要要因の観測データに基づくエネルギー需要密度のデータと、後述のように物理シミュレーション部63により実行される物理シミュレーションのシミュレーション結果のデータとを、参照ポイント調整処理部60により決定された参照ポイントを重視しながらデータ同化させるデータ同化処理を実行する。 The data assimilation processing unit 61 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the corresponding data assimilation processing program 61P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The data assimilation processing unit 61, similar to the data assimilation processing unit 51 of the first prediction unit 31, the energy demand density data based on the observation data of the corresponding demand factors accumulated in the demand factor data accumulation unit 42, and As described above, the data assimilation process for assimilating the simulation result data of the physical simulation executed by the physical simulation unit 63 with the reference points determined by the reference point adjustment processing unit 60 is emphasized.

実際上、データ同化処理部61は、参照ポイント調整処理部60により決定された上述の各地点における各需要要因の観測値を需要要因データ蓄積部42から読み出し、これら各需要要因の観測値と、物理シミュレーション部63において実行される需要要因ごとの物理シミュレーションのシミュレーション結果とを利用して、かかる各需要要因の観測値から過去を再現し将来の時間断面での値を推定(予測)するためのデータ同化処理を実行する。 In practice, the data assimilation processing unit 61 reads out the observed values of each demand factor at each of the above-mentioned points determined by the reference point adjustment processing unit 60 from the demand factor data storage unit 42, and the observed values of each of these demand factors, Using the simulation result of the physical simulation for each demand factor executed in the physical simulation unit 63, the past is reproduced from the observed value of each demand factor to estimate (predict) the value in the future time section. Perform data assimilation processing.

物理シミュレーション部63は、外部記憶装置13に格納された物理シミュレーションプログラム63P(図1)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。物理シミュレーション部63は、データ同化処理部61から与えられる各参照ポイントにおける各需要要因のデータ同化処理された観測値に基づいて、需要要因ごとに、これら各参照ポイントにおけるエネルギー需要密度の数値シミュレーション(マルチエージェントシミュレーション又は需要要因を流体として模擬したシミュレーション)をそれぞれ実行する。そして物理シミュレーション部63は、かかる数値シミュレーションのシミュレーション結果を第3予測部33及びコンディション評価部34に出力する。 The physical simulation unit 63 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the physical simulation program 63P (FIG. 1) stored in the external storage device 13. The physics simulation unit 63, based on the data assimilation-processed observation value of each demand factor at each reference point provided from the data assimilation processing unit 61, performs a numerical simulation of the energy demand density at each of these reference points for each demand factor ( A multi-agent simulation or a simulation simulating a demand factor as a fluid is executed. Then, the physical simulation unit 63 outputs the simulation result of the numerical simulation to the third prediction unit 33 and the condition evaluation unit 34.

第3予測部33は、需要データ蓄積部40に蓄積された需要データ、気象データ蓄積部41に蓄積された気象データ、需要要因データ蓄積部42に蓄積された各需要要因の観測データ、及び、市場データ蓄積部43に蓄積された市場データのうちの必要なデータと、第2予測部32により予測された管理エリア内のエネルギー需要密度とに基づいて、後述のように解品質コントロール部36から指定された品質(後述のように解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた予測の安定性)で自エネルギー運用装置10の管理エリア内のエネルギー需要量を予測する機能を有する機能部であり、参照ポイント調整処理部70、回帰モデル生成部71及び回帰予測処理部72を備えて構成される。 The third predicting unit 33, the demand data accumulated in the demand data accumulating unit 40, the meteorological data accumulated in the meteorological data accumulating unit 41, the observation data of each demand factor accumulated in the demand factor data accumulating unit 42, and Based on the necessary data of the market data accumulated in the market data accumulation unit 43 and the energy demand density in the management area predicted by the second prediction unit 32, the solution quality control unit 36 Predict the energy demand in the management area of the self-energy management apparatus 10 with the designated quality (stability of prediction according to the value of the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36 as described later). It is a functional unit having a function and includes a reference point adjustment processing unit 70, a regression model generation unit 71, and a regression prediction processing unit 72.

参照ポイント調整処理部70は、外部記憶装置13に格納された対応する参照ポイント調整処理プログラム70P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。参照ポイント調整処理部70は、そのとき解品質コントロール部36から指定された予測解目標安定指数の値に応じた品質で自エネルギー運用装置10の管理エリア内のエネルギー需要の予測を行うために、回帰モデル生成部71が生成すべき回帰モデルの種類及びその回帰モデルの条件を選択する。 The reference point adjustment processing unit 70 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the corresponding reference point adjustment processing program 70P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The reference point adjustment processing unit 70 predicts the energy demand in the management area of the self-energy management apparatus 10 with the quality according to the value of the predicted solution target stability index designated by the solution quality control unit 36 at that time. The regression model generation unit 71 selects the type of regression model to be generated and the conditions of the regression model.

実際上、参照ポイント調整処理部70は、解品質コントロール部36から指定される予測解目標安定指数の値に対して、回帰モデル生成部71が生成すべき回帰モデルの種類及びその回帰モデルに用いる説明変数(各気象要素、各需要要因及び又はデータ需要密度)の条件を規定した図8に示すような第2のテーブル73を予め保持している。この第2のテーブル73は、予めユーザにより作成されたものである。この場合、かかる「回帰モデルに用いる説明変数の条件」として説明変数の重要度Pの閾値(図8の「閾値」の欄)が設定される。 In practice, the reference point adjustment processing unit 70 uses the predicted solution target stability index specified by the solution quality control unit 36 for the type of regression model to be generated by the regression model generation unit 71 and its regression model. A second table 73 as shown in FIG. 8 which defines conditions of explanatory variables (each weather element, each demand factor, and/or data demand density) is held in advance. The second table 73 is created in advance by the user. In this case, a threshold value of the importance level P of the explanatory variable (“threshold” column in FIG. 8) is set as the “condition of the explanatory variable used in the regression model”.

かくして、参照ポイント調整処理部70は、解品質コントロール部36から指定された予測解目標安定指数の値に対して第2のテーブル73において規定された回帰モデルと、当該回帰モデルに用いる説明変数の条件(説明変数の重要度の閾値)とをそれぞれ選択し、これを回帰モデル生成部71に出力する。 Thus, the reference point adjustment processing unit 70 sets the regression model defined in the second table 73 for the value of the predicted solution target stability index specified by the solution quality control unit 36 and the explanatory variables used for the regression model. The conditions (threshold value of the importance of the explanatory variable) are selected and output to the regression model generation unit 71.

回帰モデル生成部71は、参照ポイント調整処理部70から与えられた回帰モデルの種類と、当該回帰モデルに用いる説明変数の条件とに基づいて、自エネルギー運用装置10の管理エリアにおけるエネルギー需要と説明変数との間の回帰モデルを生成し、生成した回帰モデルを回帰予測処理部72に出力する。 The regression model generation unit 71, based on the type of the regression model given from the reference point adjustment processing unit 70 and the conditions of the explanatory variables used for the regression model, describes the energy demand and the description in the management area of the self-energy management apparatus 10. A regression model with the variables is generated, and the generated regression model is output to the regression prediction processing unit 72.

具体的に、回帰モデル生成部71は、説明変数となり得る各気象要素、各需要要因及び各データ需要密度について、それぞれその重要度Pの指数を一般に知られたランダムフォレストのアルゴリズムにより算出すると共にその指数を0〜1に正規化し、正規化した重要度Pの値が参照ポイント調整処理部70から通知された「回帰モデルに用いる説明変数の条件」を満たす各気象要素、各需要要因及び各データ需要密度をそれぞれ説明変数として、参照ポイント調整処理部70から通知された回帰モデルを生成する。 Specifically, the regression model generation unit 71 calculates an index of the degree of importance P for each weather element, each demand factor, and each data demand density that can be an explanatory variable by using a generally known random forest algorithm, and Each meteorological element, each demand factor, and each data that normalizes the index to 0 to 1 and the value of the normalized importance P that satisfies the “condition of the explanatory variable used for the regression model” notified from the reference point adjustment processing unit 70 The regression model notified from the reference point adjustment processing unit 70 is generated using the demand density as an explanatory variable.

また、説明変数が、気象観測所(例えば、東京、前橋、横浜)の地点や、需要を管理する単位面(例えば気象グリッドごとに設ける)ごとにある場合、説明変数を減らす処理として、複数の地点(あるいは単位面)のデータを、重み付き平均とった1つのデータに集約することをしてもよい。また加重平均を取るときに、第2予測部で算出した需要密度や発電密度を重み係数とする。このようにデータを集約することで、予測結果はより平均的なものとなる。 In addition, if there are explanatory variables for each point of a weather station (for example, Tokyo, Maebashi, Yokohama) or for each unit plane that manages demand (for example, for each weather grid), multiple explanatory variables can be reduced. Data of points (or unit planes) may be aggregated into one data which is a weighted average. When the weighted average is calculated, the demand density and the power generation density calculated by the second prediction unit are used as the weighting coefficient. By aggregating the data in this way, the prediction results will be more average.

従って、例えば、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値が「5」であった場合には、正規化した重要度Pが「0.9」以上の気象要素、需要要因及び又はデータ需要密度を説明変数とする「Lasso回帰モデル」が生成されることになる。このように回帰モデルの説明変数を限定することにより、生成される回帰モデルを適切に簡単化することができる。そして簡単化した説明変数が少ない回帰モデルを利用することにより、安定したエネルギー需要の予測を行うことができる。 Therefore, for example, when the value of the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36 is “5”, the weather factor, the demand factor, and/or the normalized importance P of “0.9” or more. A "Lasso regression model" with the data demand density as an explanatory variable will be generated. By limiting the explanatory variables of the regression model in this way, it is possible to appropriately simplify the generated regression model. By using a simplified regression model with few explanatory variables, stable energy demand can be predicted.

また解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値が「1」であった場合には、正規化した重要度Pが「0.2」以上の気象要素、需要要因及びデータ需要密度を説明変数とした、説明変数が多い厳密な「Ridge回帰モデル」が生成される。これにより、精密なエネルギー需要の予測を行うことができ、特に気象や需要要因が通常の範囲内にあり、回帰モデルによる予測が行い易い場合に精度の良い予測値を得ることができる。 Further, when the value of the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36 is “1”, the meteorological element, the demand factor, and the data demand density with the normalized importance P of “0.2” or more are calculated. A strict “Ridge regression model” with many explanatory variables is generated as an explanatory variable. As a result, it is possible to accurately predict the energy demand, and it is possible to obtain a highly accurate predicted value particularly when the weather and demand factors are within the normal range and the prediction by the regression model is easy.

このように第2のテーブル73では、予測解目標安定指数の値が大きいほど(品質が高いほど)回帰モデルとしてより簡単な回帰モデルが指定されると共に、説明変数の重要度Pの閾値の値が大きく設定され、予測解目標安定指数の値が小さいほど(品質が低いほど)回帰モデルとしてより複雑な回帰モデルが設定されると共に、説明変数の重要度Pの閾値の値が小さく設定される。 As described above, in the second table 73, the larger the value of the predicted solution target stability index (the higher the quality), the simpler the regression model is designated as the regression model, and the threshold value of the importance P of the explanatory variable. Is set to a larger value, and the smaller the value of the predicted solution stability index is (the lower the quality is), the more complicated the regression model is set as the regression model, and the smaller the threshold value of the importance P of the explanatory variable is set. .

回帰予測処理部72は、外部記憶装置13に格納された対応する回帰予測処理プログラム72P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。回帰予測処理部72は、必要な説明変数の値を気象データ蓄積部41、需要要因データ蓄積部42及び第2予測部32の物理シミュレーション部63から与えられるシミュレーション結果から取得し、取得した値を回帰モデル生成部71から与えられた回帰モデルに当てはめるようにして自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける時間断面(指定時刻)のエネルギー需要量の予測値を算出する。そして回帰予測処理部72は、算出したエネルギー需要の予測値を後述する計画部37の計画処理部101に出力する。 The regression prediction processing unit 72 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the corresponding regression prediction processing program 72P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The regression prediction processing unit 72 acquires the value of the necessary explanatory variable from the simulation result provided from the meteorological data storage unit 41, the demand factor data storage unit 42, and the physical simulation unit 63 of the second prediction unit 32, and the acquired value is acquired. The predicted value of the energy demand amount of the time section (designated time) in the management area of the self-energy operating apparatus 10 is calculated by applying the regression model given from the regression model generation unit 71. Then, the regression prediction processing unit 72 outputs the calculated predicted value of energy demand to the planning processing unit 101 of the planning unit 37 described later.

なお本実施形態の回帰予測処理部72により実行される回帰予測処理に代えて、時系列予測、類似する暦日と気象の条件の過去の需要実績を利用した類似日予測や、類似日候補の一日/一週間とうの所定期間の需要の推移のパターンを用いた需要パターン予測を行なっても良い。例えば、時系列予測では、安定した予測を行うときには、サンプリング間隔を広げた予測を行い微細な需要の変動(フリンジ)を無視するようにできる。類似日予測では、暦日での祭日や気象条件の場合わけの数を増減し、安定した予測を行うときには場合わけの数を減らすことで、過去実績の寄り平均的な値を予測値とすることができる。 Note that instead of the regression prediction processing executed by the regression prediction processing unit 72 of the present embodiment, time series prediction, similar day prediction using past demand records of similar calendar days and meteorological conditions, and similar day candidates. Demand pattern prediction may be performed using a pattern of demand changes during a predetermined period such as one day/one week. For example, in time series prediction, when stable prediction is performed, it is possible to perform prediction with a wide sampling interval and ignore minute fluctuations (fringes) in demand. For similar day prediction, increase or decrease the number of occasions for holidays and weather conditions on calendar days, and reduce the number of occasions for stable forecasting, and use the average value of past results as the forecast value. be able to.

一方、コンディション評価部34は、第1及び第2予測部31,32の各物理シミュレーション部55,63によりそれぞれ実行された物理シミュレーションの各シミュレーション結果に対する時間断面及び空間断面ごとのデータの分布形状をそれぞれ評価する機能を有する機能部であり、時間的データ分布形状評価部80、空間的データ分布形状評価部81及びタグデータ書出し部82を備えて構成される。 On the other hand, the condition evaluation unit 34 determines the distribution shape of data for each time section and space section for each simulation result of the physical simulation executed by each physical simulation section 55, 63 of the first and second prediction sections 31, 32. The functional unit has a function of evaluating each, and includes a temporal data distribution shape evaluation unit 80, a spatial data distribution shape evaluation unit 81, and a tag data writing unit 82.

時間的データ分布形状評価部80は、外部記憶装置13に格納された時間的データ分布形状評価プログラム80P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。時間的データ分布形状評価部80は、第1の予測部31の物理シミュレーション部55により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果として得られた各参照ポイントの気象データの予測結果の時間的な変化の大きさを、例えば、これら予測値の分散状態(分散値)により評価し加重平均する。 The temporal data distribution shape evaluation unit 80 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the temporal data distribution shape evaluation program 80P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The temporal data distribution shape evaluation unit 80 determines the magnitude of the temporal change in the prediction result of the meteorological data of each reference point obtained as the simulation result of the physical simulation executed by the physical simulation unit 55 of the first prediction unit 31. For example, the weighted average is evaluated by the dispersion state (dispersion value) of these predicted values.

また空間的データ分布形状評価部81は、外部記憶装置13に格納された空間的データ分布形状評価プログラム81P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。空間的データ分布形状評価部81は、第1及び第2予測部31,32の各物理シミュレーション部55,63により実行された物理シミュレーションで得られた各参照ポイントの予測結果に基づいて、水平方向と平行な同一平面上の各参照ポイント間や、鉛直方向と平行な同一平面上の各参照ポイント間の予測値の変化を、同一時間断面での予測値の分散状態(分散値)により評価する。 The spatial data distribution shape evaluation unit 81 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the spatial data distribution shape evaluation program 81P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The spatial data distribution shape evaluation unit 81 calculates the horizontal direction based on the prediction result of each reference point obtained by the physical simulation executed by each physical simulation unit 55, 63 of the first and second prediction units 31, 32. Evaluate the change in the predicted value between each reference point on the same plane parallel to and the reference point on the same plane parallel to the vertical direction by the variance of the predicted values (variance value) in the same time section ..

タグデータ書出し部82は、外部記憶装置13に格納されたタグデータ書出しプログラム82P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。タグデータ書出し部82は、時間的データ分布形状評価部80の評価結果(分散値)と、空間的データ分布形状評価部81の評価結果(分散値)とに基づいて、第1予測部31の物理シミュレーション部55により実行された物理シミュレーションで得られた将来的な気象状況(以下、これを気象コンディションと呼ぶ)と、第2予測部32の物理シミュレーション部63により実行されたシミュレーションで得られた将来的なエネルギー需要密度の状況(以下、これをエネルギー需要密度コンディションと呼ぶ)との安定性を判定する。 The tag data writing unit 82 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the tag data writing program 82P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The tag data write-out unit 82 of the first prediction unit 31 is based on the evaluation result (dispersion value) of the temporal data distribution shape evaluation unit 80 and the evaluation result (dispersion value) of the spatial data distribution shape evaluation unit 81. Future weather conditions (hereinafter, referred to as weather conditions) obtained by the physical simulation executed by the physical simulation unit 55 and the simulation executed by the physical simulation unit 63 of the second prediction unit 32. Stability with the future energy demand density situation (hereinafter referred to as energy demand density condition) is determined.

実際上、タグデータ書出し部82は、時間的データ分布形状評価部80の評価結果(分散値)と、空間的データ分布形状評価部81の評価結果(分散値)とをそれぞれ予め設定された閾値と比較することにより、将来的な気象コンディションやエネルギー需要密度コンディションが安定(分散が小さい)及び不安定(分散が大きい)のいずれかであるかを判定し、判定結果を例えば外部記憶装置13内の所定の記憶領域に書き出す。 Practically, the tag data writing unit 82 sets the evaluation result (dispersion value) of the temporal data distribution shape evaluation unit 80 and the evaluation result (dispersion value) of the spatial data distribution shape evaluation unit 81 to preset threshold values. It is determined whether the future weather condition or energy demand density condition is stable (small dispersion) or unstable (large dispersion) by comparing with the above, and the determination result is stored in, for example, the external storage device 13. In a predetermined storage area of.

なお本実施の形態の場合、気象コンディションの安定性を表すタグ値としては、安定を表す「擾乱小」と、不安定を表す「擾乱大」とがあり、エネルギー需要密度コンディションの安定性を表すタグ値としては、安定を表す「穏健」と、不安定を表す「シビア」と、安定及び不安定の中間状態を表す「通常」とがある。 Note that in the case of the present embodiment, the tag value indicating the stability of the weather condition includes “small disturbance” indicating stability and “large disturbance” indicating instability, which indicates stability of the energy demand density condition. The tag value includes “moderate” indicating stability, “severe” indicating instability, and “normal” indicating an intermediate state between stable and unstable.

コンフィグレーション入力部35は、外部記憶装置13に格納されたコンフィグレーション入力プログラム35P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。コンフィグレーション入力部35は、連携する上位のエネルギー運用装置10から通知され又は入出力インタフェース14(図5)の入力装置21(図5)を用いてユーザにより設定された後述の下位EM向け目標安定指数を取り込み、取り込んだ下位EM向け目標安定指数を解品質コントロール部36に出力する。 The configuration input unit 35 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the configuration input program 35P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The configuration input unit 35 is a target stabilization for a lower EM, which will be described later, which is notified from the higher-level energy management apparatus 10 in cooperation or set by the user using the input device 21 (FIG. 5) of the input/output interface 14 (FIG. 5). The index is fetched and the fetched target stability index for lower EM is output to the solution quality control unit 36.

解品質コントロール部36は、第1〜第3予測部31〜33におけるシミュレーション(物理シミュレーション又は回帰モデルによる予測値のシミュレーション)や、後述する計画部37において実行されるシミュレーション(内点方などの計画問題の近似解のシミュレーションや制御計算のシミュレーション)の解の品質をコントロールする機能を有する機能部である。 The solution quality control unit 36 is a simulation (physical simulation or simulation of a predicted value by a regression model) in the first to third prediction units 31 to 33, and a simulation executed in a planning unit 37 described later (plans such as interior points). This is a functional unit having a function of controlling the quality of the solution of the approximate solution of the problem and the simulation of the control calculation.

解品質コントロール部36は、コンディション評価部34のタグデータ書出し部82が外部記憶装置13内の所定領域に書き出した気象コンディションのタグ値及びデータ需要密度コンディションのタグ値と、コンフィグレーション入力部35から与えられる下位EM向け目標安定指数と、図9に示す第3のテーブル90とに基づいて、後述する緩和解目標安定指数と、上述した第1〜第3予測部31〜33に対する予測解目標安定指数と、下位のエネルギー運用装置10に与える上述の下位EM向け目標安定指数とをそれぞれ取得し、取得したこれらの目標安定指数を計画部37や第1〜第3予測部31〜33及び下位のエネルギー運用装置10に出力する。 The solution quality control unit 36 receives from the configuration input unit 35 the tag value of the weather condition and the tag value of the data demand density condition which the tag data writing unit 82 of the condition evaluation unit 34 has written in a predetermined area in the external storage device 13. Based on the given target stability index for lower EM and the third table 90 shown in FIG. 9, the relaxation solution target stability index described later and the predicted solution target stability for the above-described first to third prediction units 31 to 33. The index and the above-mentioned target stability index for lower-order EM to be given to the lower-level energy management apparatus 10 are respectively acquired, and these acquired target stability indexes are set in the planning unit 37, the first to third prediction units 31 to 33, and the lower level. Output to the energy management device 10.

ここで第3のテーブル90について説明する。この第3のテーブル90は、気象コンディションのタグ値及びエネルギー需要密度コンディションのタグ値の組合せパターン(以下、これらをコンディションタグ値組合せパターンと呼ぶ)に対してそれぞれ予め設定された上述の緩和解目標安定指数、第1〜第3予測部31〜33への各予測解目標安定指数及び下位EM向け目標安定指数を管理するために利用されるテーブルであり、予めユーザによりエネルギー運用装置10ごとに専用のものが作成される。 Here, the third table 90 will be described. The third table 90 is provided with the above-described mitigation solution target that is preset for each combination pattern of the tag value of the weather condition and the tag value of the energy demand density condition (hereinafter, these are referred to as condition tag value combination pattern). It is a table used to manage the stability index, each predicted solution target stability index to the first to third prediction units 31 to 33, and the target stability index for the lower EM, and is dedicated by the user in advance for each energy management device 10. Is created.

この第3のテーブル90は、図9に示すように、役割タグ欄90A、気象コンディション評価タグ値欄90B、エネルギー需要密度コンディション評価タグ値欄90C、第1予測解目標安定指数欄90D、第2予測解目標安定指数欄90E、第3予測解目標安定指数欄90F、緩和解目標安定指数欄90G及び下位EM向け目標安定指数欄90Hを備えて構成される。第3のテーブル90では、1つの行が1つのコンディションタグ値組合せパターンに対応しており、すべてのコンディションタグ値組合せパターンの数と同じ数の行が設けられる。 As shown in FIG. 9, the third table 90 includes a role tag column 90A, a weather condition evaluation tag value column 90B, an energy demand density condition evaluation tag value column 90C, a first predicted solution target stability index column 90D, and a second table. The prediction solution target stability index column 90E, the third prediction solution target stability index column 90F, the relaxation solution target stability index column 90G, and the target stability index column 90H for lower EM are configured. In the third table 90, one row corresponds to one condition tag value combination pattern, and the same number of rows as the number of all condition tag value combination patterns are provided.

そして役割タグ欄90Aには、エネルギー運用システム1全体におけるそのエネルギー運用装置10の役割が格納される。また気象コンディション評価タグ値欄90B及びエネルギー需要密度コンディション評価タグ値欄90Cには、対応するコンディションタグ値組合せパターンにおける気象コンディションのタグ値や、エネルギー需要密度コンディションのタグ値がそれぞれ格納される。 The role of the energy management apparatus 10 in the entire energy management system 1 is stored in the role tag column 90A. In the weather condition evaluation tag value column 90B and the energy demand density condition evaluation tag value column 90C, the tag value of the weather condition and the tag value of the energy demand density condition in the corresponding condition tag value combination pattern are stored.

また第1予測解目標安定指数欄90D、第2予測解目標安定指数欄90E及び第3予測解目標安定指数欄90Fには、対応するコンディションタグ値組合せパターンに対して予め設定された、第1〜第3予測部31〜33に対する予測解目標安定指数がそれぞれ格納される。さらに緩和解目標安定指数欄90Gには、対応するコンディションタグ値組合せパターンに対して予め設定された緩和解目標安定指数が格納され、下位EM向け目標安定指数欄90Hには、対応するコンディションタグ値組合せパターンに対して予め設定された下位EM向け目標安定指数が格納される。 Further, in the first predicted solution target stability index column 90D, the second predicted solution target stability index column 90E, and the third predicted solution target stability index column 90F, the first preset values for the corresponding condition tag value combination patterns are set. ~ The predicted solution target stability indices for the third prediction units 31 to 33 are stored. Furthermore, the relaxation solution target stability index column 90G stores the relaxation solution target stability index preset for the corresponding condition tag value combination pattern, and the target stability index column 90H for lower EMs stores the corresponding condition tag value. A target stability index for the lower EM preset for the combination pattern is stored.

従って、図9の例の場合、例えば、気象コンディションのタグ値が「擾乱大」、エネルギー需要密度コンディションのタグ値が「通常」であるコンディションタグ値組合せパターンについては、第1〜第3予測部31〜33に対する予測解目標安定指数がそれぞれ「4」、「3」、「4」に設定され、緩和解目標安定指数が「5」に設定され、下位EM向け目標安定指数が「4」に設定されていることが示されている。 Therefore, in the case of the example of FIG. 9, for example, regarding the condition tag value combination pattern in which the tag value of the weather condition is “disturbance large” and the tag value of the energy demand density condition is “normal”, the first to third prediction units The predicted solution target stability indices for 31 to 33 are set to “4”, “3”, and “4”, respectively, the relaxation solution target stability index is set to “5”, and the target stability index for lower EM is set to “4”. It has been set.

なお第3のテーブル90では、より安定したコンディションタグ値組合せパターンについては、安定したエネルギー需要の予測ができるように、緩和解目標安定指数、各予測解目標安定指数及び下位EM向け目標安定指数の値も全体的に大きい値に設定され、より不安定なコンディションタグ値組合せパターンについては、より精密なエネルギー需要の予測ができるように、緩和解目標安定指数、各予測解目標安定指数及び下位EM向け目標安定指数の値も全体的に小さい値に設定される。 Note that in the third table 90, for a more stable condition tag value combination pattern, the relaxation solution target stability index, each predicted solution target stability index, and the target stability index for lower EMs are set so that stable energy demand can be predicted. The value is also set to a large value overall, and for more unstable condition tag value combination patterns, the relaxation solution target stability index, each predicted solution target stability index, and the lower EM so that more accurate energy demand prediction can be performed. The target stability index is also set to a small value overall.

また図5のエネルギー運用システム1において下位のエネルギー運用装置10や他のエネルギー運用装置10と連携していない(つまりバックアップしてくれるエネルギー運用装置10が存在しない)エネルギー運用装置10の第3のテーブル90は、上位のエネルギー運用装置10や、他のエネルギー運用装置10の第3のテーブル90と比べて、より正確な予測を行い得るように、全体的に緩和解目標安定指数、各予測解目標安定指数及び下位EM向け目標安定指数の値が大きく設定される。 In addition, in the energy management system 1 of FIG. 5, the third table of the energy management system 10 that is not linked to the lower-level energy management system 10 and other energy management systems 10 (that is, there is no energy management system 10 that backs up). 90 is an overall relaxation solution target stability index and each predicted solution target so that more accurate prediction can be made as compared with the third table 90 of the higher-level energy management apparatus 10 and other energy management apparatus 10. The values of the stability index and the target stability index for lower EM are set to be large.

本実施の形態のように目標安定指数が連携するエネルギー運用装置10から通知される構成に加え、自エネルギー運用装置が計画や制御での余裕分となる電源や調整力の残存量を連携するエネルギー運用装置10に通知するようにしても良い。通知を受けたエネルギー運用装置10は、バックアップとなる他のエネルギー運用装置での余裕分が少ない場合には、緩和解目標安定指数、各予測解目標安定指数及び下位EM向け目標安定指数の値を大きくなるよう第3のテーブル90を自動的に更新し、又は、当該エネルギー運用装置10の第3のテーブル90をユーザが上述のように適宜更新する。このようにしてバックアップがない状況では、エネルギー運用装置10は、自らの役割の最終責任を担うものとして規定し、多少の需要と気象の条件の変動があってもエネルギーの供給に影響が生じないように余裕分をとった安定性の品質の高い(正確さが高く、精密さは低い)予測と計画とを行うことができる。 In addition to the configuration in which the target stability index is notified from the energy management apparatus 10 that is linked as in the present embodiment, the energy that the self-energy management apparatus links to the remaining amount of power and adjustment power that is a margin in planning and control. The operation device 10 may be notified. The energy management apparatus 10 that has received the notification sets the values of the relaxation solution target stability index, each predicted solution target stability index, and the target stability index for the lower EMs when the other energy management apparatus serving as a backup has a small margin. The third table 90 is automatically updated so as to be large, or the user appropriately updates the third table 90 of the energy management apparatus 10 as described above. In this way, in the situation where there is no backup, the energy management apparatus 10 is defined as having the ultimate responsibility of its own role, and even if there is some fluctuation in demand and weather conditions, the energy supply is not affected. Thus, high-quality (high accuracy, low precision) prediction and planning of stability with margin can be performed.

一方、解品質コントロール部36は、緩和解目標安定指数算出部91、予測解目標安定指数算出部92及び下位EM向け目標安定指数算出部93を備えて構成されている。 On the other hand, the solution quality control unit 36 includes a relaxation solution target stability index calculation unit 91, a predicted solution target stability index calculation unit 92, and a target EM target stability index calculation unit 93 for lower EMs.

緩和解目標安定指数算出部91は、外部記憶装置13に格納された緩和解目標安定指数算出プログラム91P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。緩和解目標安定指数算出部91は、コンディション評価部34のタグデータ書出し部82が外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出した気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値に基づいて、第3のテーブル90におけるこれらタグ値の組合せパターン(コンディションタグ値組合せパターン)に対応する行の緩和解目標安定指数欄90Gに格納されている数値を読み出し、これを緩和解目標安定指数として計画部37に出力する。 The relaxation solution target stability index calculation unit 91 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the relaxation solution target stability index calculation program 91P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The relaxation solution target stability index calculation unit 91 calculates the third value based on each tag value of the weather condition and the energy demand density condition written by the tag data writing unit 82 of the condition evaluation unit 34 in a predetermined storage area of the external storage device 13. The numerical value stored in the relaxation solution target stability index column 90G of the row corresponding to the combination pattern of these tag values (condition tag value combination pattern) in the table 90 is read out to the planning unit 37 as the relaxation solution target stability index. Output.

また予測解目標安定指数算出部92は、外部記憶装置13に格納された予測解目標安定指数算出プログラム92P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。予測解目標安定指数算出部92は、かかる気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値に基づいて、第3のテーブル90におけるこれらタグ値の組合せパターン(コンディションタグ値組合せパターン)に対応する行の第1予測解目標安定指数欄90D、第2予測解目標安定指数欄90E及び第3予測解目標安定指数欄90Fにそれぞれ格納されている数値を読み出す。また予測解目標安定指数算出部92は、これら読み出した数値のうち、第1予測解目標安定指数欄90Dに格納されていた数値を第1の予測部31、第2予測解目標安定指数欄90Eに格納されていた数値を第2の予測部32、第3予測解目標安定指数欄90Fに格納されていた数値を第3の予測部33にそれぞれ予測解目標安定指数として出力する。 The predicted solution target stability index calculation unit 92 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the predicted solution target stability index calculation program 92P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The predictive solution target stability index calculation unit 92, based on the tag values of the weather condition and the energy demand density condition, calculates the row of the row corresponding to the combination pattern of these tag values (condition tag value combination pattern) in the third table 90. The numerical values stored in the first predicted solution target stability index column 90D, the second predicted solution target stability index column 90E, and the third predicted solution target stability index column 90F are read out. Further, the predicted solution target stability index calculation unit 92 uses the numerical values stored in the first predicted solution target stability index column 90D among these read values as the first prediction unit 31 and the second predicted solution target stability index column 90E. The numerical value stored in the second prediction unit 32 and the numerical value stored in the third predicted solution target stability index column 90F are output to the third prediction unit 33 as the predicted solution target stability index, respectively.

さらに下位EM向け目標安定指数算出部93は、外部記憶装置13に格納された下位EM向け目標安定指数算出プログラム93P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。下位EM向け目標安定指数算出部93は、かかる気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値に基づいて、第3のテーブル90におけるこれらタグ値の組合せパターン(コンディションタグ値組合せパターン)に対応する行の下位EM向け目標安定指数欄90Hに格納されている数値を読み出し、これを下位EM向け目標安定指数として対応する通信装置15(図5)を介して下位のエネルギー運用装置10に送信する。 Further, the target stability index calculation unit 93 for the lower EM is a functional unit realized by the CPU 11 executing the target stability index calculation program 93P (FIG. 5) for the lower EM stored in the external storage device 13. The target stability index calculation unit 93 for lower EMs, based on each tag value of the weather condition and the energy demand density condition, a row corresponding to a combination pattern of these tag values (condition tag value combination pattern) in the third table 90. The numerical value stored in the target stability index column 90H for the lower EM is read and transmitted as the target stability index for the lower EM to the lower energy operation device 10 via the corresponding communication device 15 (FIG. 5).

なお緩和解目標安定指数算出部91や、予測解目標安定指数算出部92及び下位EM向け目標安定指数算出部93が、コンフィグレーション入力部35から与えられる下位EM向け目標安定指数に基づいて、緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数を補正するようにしてもよい。この場合には、緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数をA、上位のエネルギー運用装置から通知された下位EM向け目標安定指数をB(例えば、「0.2」)、定数をa(例えば、「3」)、補正後の緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数をA´として、緩和解目標安定指数算出部91や、予測解目標安定指数算出部92及び下位EM向け目標安定指数算出部93が次式
により補正後の緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数を算出するようにすればよい。
The relaxation solution target stability index calculation unit 91, the predicted solution target stability index calculation unit 92, and the lower EM target stability index calculation unit 93 relax based on the lower EM target stability index given from the configuration input unit 35. The solution target stability index, the predicted solution target stability index, or the target stability index for the lower EM may be corrected. In this case, the relaxation solution target stability index, the predicted solution target stability index, or the target stability index for the lower EM is A, and the target stability index for the lower EM notified from the upper energy management device is B (for example, “0.2”). , The constant is a (eg, “3”), the corrected relaxation solution target stability index, the predicted solution target stability index or the target stability index for lower EM is A′, and the relaxation solution target stability index calculation unit 91 and the predicted solution. The target stability index calculation unit 92 and the target stability index calculation unit 93 for the lower EM are
The corrected relaxation target stability index, predicted solution target stability index, or target EM-target stability index after correction may be calculated by.

ただし、このように補正した場合、補正後の緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数及び又は下位EM向け目標安定指数が小数点以下の値を持つようになる場合がある。この場合には、緩和解目標安定指数算出部91や、予測解目標安定指数算出部92及び下位EM向け目標安定指数算出部93が、算出した緩和解目標安定指数や、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数をそのまま計画部37や、第1〜第3予測部31〜33又は下位のエネルギー運用装置10に出力し、その緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数を受領した計画部37、第1〜第3予測部31〜33又は下位のエネルギー運用装置10において、その緩和解目標安定指数、予測解目標安定指数又は下位EM向け目標安定指数の整数部分の値に基づいて上述と同様の処理を実行するようにエネルギー運用装置10を構築すればよい。 However, when corrected in this way, the relaxed solution target stability index, the predicted solution target stability index, and/or the target EM target stability index after correction may have values below the decimal point. In this case, the relaxed solution target stability index calculation unit 91, the predicted solution target stability index calculation unit 92, and the target stability index calculation unit 93 for the lower EM calculate the relaxed solution target stability index or the predicted solution target stability index or The target stability index for the lower EM is output as it is to the planning unit 37, the first to third prediction units 31 to 33 or the lower energy operation device 10, and the relaxation solution target stability index, the predicted solution target stability index, or the lower EM is output. In the planning unit 37, the first to third prediction units 31 to 33, or the lower-level energy management device 10 that has received the target stability index, the relaxation solution target stability index, the predicted solution target stability index, or the integer of the target stability index for the lower EM. The energy management apparatus 10 may be constructed so as to execute the same processing as described above based on the value of the part.

他方、計画部37は、第3予測部33の回帰予測処理部72から与えられたエネルギー需要の予測値と、解品質コントロール部36の緩和解目標安定指数算出部91から与えられた緩和解目標安定指数とに基づいて自エネルギー運用装置10の役割に応じた計画を立案する機能を有する機能部であり、制約緩和処理部100及び計画処理部101から構成される。 On the other hand, the planning unit 37 predicts the energy demand given from the regression prediction processing unit 72 of the third prediction unit 33, and the relaxation solution target given from the relaxation solution target stability index calculation unit 91 of the solution quality control unit 36. It is a functional unit having a function of making a plan according to the role of the self-energy operating apparatus 10 based on the stability index, and includes a constraint relaxation processing unit 100 and a planning processing unit 101.

制約緩和処理部100は、外部記憶装置13に格納された制約緩和処理プログラム100P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。制約緩和処理部100は、解品質コントロール部36の緩和解目標安定指数算出部91から与えられる緩和解目標安定指数の値に基づいて、後述のように計画処理部101が立案する計画に対する厳密解からの許容ギャップ率を当該計画処理部101に設定する。 The constraint relaxation processing unit 100 is a functional unit implemented by the CPU 11 executing the constraint relaxation processing program 100P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The constraint relaxation processing unit 100, based on the value of the relaxation solution target stability index given by the relaxation solution target stability index calculation unit 91 of the solution quality control unit 36, is an exact solution to the plan created by the plan processing unit 101 as described later. The permissible gap ratio is set in the plan processing unit 101.

実際上、制約緩和処理部100は、図10に示すように、緩和解目標安定指数の各値に対して予め設定された厳密解からの許容ギャップ率が規定された第4のテーブル102を保持している。この第4のテーブル102は、予めユーザにより作成されたものである。なお、第4のテーブル102では、予測解目標安定指数の値が大きいほど(品質が高いほど)、より安定的かつ迅速に予測結果を得られるように許容ギャップ率が大きく、予測解目標安定指数の値が小さいほど(品質が低いほど)、より精密な予測結果が得られるように許容ギャップ率が小さく設定される。 In practice, the constraint relaxation processing unit 100 holds a fourth table 102 in which the allowable gap ratio from the exact solution set in advance for each value of the relaxation solution target stability index is defined, as shown in FIG. is doing. The fourth table 102 is created in advance by the user. In the fourth table 102, the larger the value of the predicted solution target stability index (the higher the quality), the larger the allowable gap ratio so that the prediction result can be obtained more stably and quickly. The smaller the value of (the lower the quality), the smaller the allowable gap ratio is set so that a more accurate prediction result can be obtained.

そして制約緩和処理部100は、解品質コントロール部36の緩和解目標安定指数算出部91から緩和解目標安定指数が与えられると、その緩和解目標安定指数の値について設定された許容ギャップ率を第4のテーブル102から読み出し、読み出した許容ギャップ率を計画処理部101に設定する。 Then, when the relaxation solution target stability index calculation unit 91 of the solution quality control unit 36 provides the relaxation solution target stability index, the constraint relaxation processing unit 100 determines the allowable gap ratio set for the value of the relaxation solution target stability index. 4 is read from the table 102, and the read allowable gap ratio is set in the plan processing unit 101.

計画処理部101は、外部記憶装置13に格納された計画処理プログラム101P(図5)をCPU11が実行することにより具現化される機能部である。計画処理部101は、第3予測部33の回帰予測処理部72から与えられたエネルギー需要の予測値に基づき、制約緩和処理部100により設定された許容ギャップ率の範囲内で自エネルギー運用装置10の役割に応じたエネルギー供給に関する計画を立案し、立案した計画に従って対応する外部装置を制御する。 The plan processing unit 101 is a functional unit realized by the CPU 11 executing the plan processing program 101P (FIG. 5) stored in the external storage device 13. The plan processing unit 101, based on the predicted value of the energy demand given from the regression prediction processing unit 72 of the third prediction unit 33, within the range of the allowable gap ratio set by the constraint relaxation processing unit 100, the own energy operation device 10 It plans the energy supply according to the role of, and controls the corresponding external equipment according to the plan.

例えば、図4に示すエネルギー運用システム1において、各需要家4のエネルギー運用装置2ADや発電所5のエネルギー運用装置2ADは、自エネルギー運用装置2ADに接続された発電機6や負荷7を制御する計画を立案し、立案した計画に従ってこれら発電機6や負荷7を制御する。またアグリゲータ8のエネルギー運用装置2ADは、自エネルギー運用装置2ADに接続された下位のエネルギー運用装置2ADを制御する計画を立案し、立案した計画に従って、これら下位のエネルギー運用装置2ADを制御する。 For example, in the energy management system 1 shown in FIG. 4, the energy management system 2AD of each customer 4 and the energy management system 2AD of the power plant 5 control the generator 6 and the load 7 connected to the own energy management system 2AD. A plan is prepared, and the generator 6 and the load 7 are controlled according to the prepared plan. In addition, the energy management system 2AD of the aggregator 8 makes a plan for controlling the lower energy management system 2AD connected to the own energy management system 2AD, and controls these lower energy management systems 2AD according to the planned plan.

さらに発電小売会社のエネルギー運用会社のエネルギー運用装置2BBBは、電力取引所に電力を受発注する計画や管理エリア内の発電機6や負荷6を制御する計画を立案し、立案した計画に従って、電力取引所に電力を受発注したり、下位のエネルギー運用装置2ADにエネルギー供給に関する指示を与える。通常、電力取引所2BAは30分単位(あるいは15分や1時間単位)での電力取引を行うため、エネルギー運用装置2BBBも30分単位での予測や計画を行う。 Further, the energy management device 2BBB of the energy management company of the power generation retailer makes a plan for receiving and ordering power from the power exchange and a plan for controlling the generator 6 and the load 6 in the management area, and according to the plan, It receives and orders electric power from the exchange and gives an instruction regarding energy supply to the lower energy operation device 2AD. Normally, the power exchange 2BA conducts power transactions in units of 30 minutes (or in units of 15 minutes or 1 hour), so the energy management system 2BBB also makes predictions and plans in units of 30 minutes.

さらに地域送電会社のエネルギー運用装置2BBAは、30分に満たない時間間隔を含めた、瞬時瞬時の電力の発生(ポジワット、ネガワットの発生)を瞬時瞬時の電力の消費に一致させる計画と制御を行う。瞬時瞬時に電力を実際の需要の変動に合わせて発生させることを調整力と呼び、エネルギー運用装置2BBAは、必要となる調整力の量を将来の時間断面に対して予測し、調整力取引所2BCに対して調整力を発注する計画を行い、受注した調整力の供出元である発電所のエネルギー運用装置2ADと、アグリゲータ8のエネルギー運用装置2ADに対して制御の指示を行う。調整力の制御の指示に対しては、発電所のエネルギー運用装置2ADと、アグリゲータ8のエネルギー運用装置2ADは、他に優先してこれに従う。 Further, the energy management system 2BBA of the regional power transmission company plans and controls the generation of instantaneous electric power (generation of positive watt and negative watt) including the time interval of less than 30 minutes to coincide with the instantaneous electric power consumption. .. Instantaneous generation of electric power instantaneously according to fluctuations in actual demand is called adjustment power, and the energy management system 2BBA predicts the amount of adjustment power required for future time sections and adjusts the exchange power. A plan for ordering the adjustment power to the 2BC is made, and a control instruction is given to the energy operation device 2AD of the power plant that is the supplier of the ordered adjustment power and the energy operation device 2AD of the aggregator 8. The energy management system 2AD of the power plant and the energy management system 2AD of the aggregator 8 follow the command of the adjustment power control with priority over the others.

(1−3)処理の流れ
(1−3−1)エネルギー運用装置における処理の流れ
図11は、本エネルギー運用装置10において実行されるエネルギー供給の計画及び制御に関する一連の処理の流れ(以下、これをエネルギー供給計画及び制御処理と呼ぶ)を示す。このエネルギー供給計画及び制御処理は、定期的に実行される。
(1-3) Process Flow (1-3-1) Process Flow in Energy Operation Device FIG. 11 shows a series of process flows related to energy supply planning and control executed in the energy operation device 10 (hereinafter, This is called an energy supply plan and control process). This energy supply plan and control process are executed regularly.

本エネルギー運用装置10では、まず、解品質コントロール部36(図6)において、前回のエネルギー供給計画及び制御処理においてコンディション評価部34(図6)のタグデータ書出し部82(図6)により外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出された気象コンディションのタグ値及びエネルギー需要密度コンディションのタグ値と、前回のエネルギー供給計画及び制御処理においてコンフィグレーション入力部35(図6)から与えられた下位EM向け目標安定指数とに基づいて、緩和解目標安定指数と、第1〜第3予測部31〜33(図6)に与える予測解目標安定指数と、下位のエネルギー運用装置10に与える下位EM向け目標安定指数とをそれぞれ算出する(S1)。 In the energy management system 10, first, in the solution quality control unit 36 (FIG. 6), the tag data writing unit 82 (FIG. 6) of the condition evaluation unit 34 (FIG. 6) is used for external storage in the previous energy supply plan and control process. The tag value of the weather condition and the tag value of the energy demand density condition written in a predetermined storage area of the device 13 and the lower order given from the configuration input unit 35 (FIG. 6) in the previous energy supply plan and control process. Based on the EM target stability index, the relaxation solution target stability index, the predicted solution target stability index given to the first to third prediction units 31 to 33 (FIG. 6), and the lower EM given to the lower energy operation device 10. And a target stability index for each of them are calculated (S1).

続いて、第1予測部31が、気象データ蓄積部41(図6)に蓄積された過去の気象データと、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数とに基づいて、自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける将来の気象を予測し、予測結果をコンディション評価部34に出力する(S2)。 Subsequently, the first prediction unit 31 calculates the self-energy based on the past weather data accumulated in the weather data accumulation unit 41 (FIG. 6) and the predicted solution target stability index given by the solution quality control unit 36. The future weather in the management area of the operation device 10 is predicted, and the prediction result is output to the condition evaluation unit 34 (S2).

次いで、第2の予測部32が、需要要因データ蓄積部42に蓄積された各需要要因の観測値と、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数とに基づいて、自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける将来のエネルギー需要密度を予測し、予測結果を第3予測部33及びコンディション評価部34にそれぞれ出力する(S3)。 Then, the second predicting unit 32 operates its own energy based on the observed value of each demand factor accumulated in the demand factor data accumulating unit 42 and the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36. The future energy demand density in the management area of the device 10 is predicted, and the prediction results are output to the third prediction unit 33 and the condition evaluation unit 34 (S3).

この後、コンディション評価部34が、第1予測部31から与えられた自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける気象の予測結果と、第2の予測部32から与えられた自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける将来のエネルギー需要密度の予測結果とに基づいて、気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの時間的及び空間的な分散状態を評価し、気象コンディションの将来の状況を表すタグ値と、エネルギー需要密度コンディションの将来の状況を表すタグ値とをそれぞれ外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出す(S4)。 Then, the condition evaluation unit 34 manages the weather forecast result of the weather in the management area of the self-energy management device 10 provided by the first prediction unit 31 and the self-energy management device 10 provided by the second prediction unit 32. Based on the forecast result of the future energy demand density in the area, the temporal and spatial distribution of the weather condition and the energy demand density condition is evaluated, and the tag value indicating the future condition of the weather condition and the energy demand density The tag value indicating the future condition of the condition and the tag value are written to the predetermined storage areas of the external storage device 13 (S4).

続いて、コンフィグレーション入力部35(図6)が、上位のエネルギー運用装置10から与えられ又は入出力インタフェース14(図5)の入力装置21(図5)を用いてユーザにより指定された下位EM向け目標安定指数を取り込み、これを解品質コントロール部36に出力する(S5)。 Subsequently, the configuration input unit 35 (FIG. 6) is given from the upper energy operation apparatus 10 or the lower EM specified by the user using the input device 21 (FIG. 5) of the input/output interface 14 (FIG. 5). The target target stability index is fetched and output to the solution quality control unit 36 (S5).

次いで、解品質コントロール部36が、そのときコンディション評価部34が外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出した気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値と、そのときコンフィグレーション入力部35から与えられた下位EM向け目標安定指数とに基づいて、緩和解目標安定指数と、第1〜第3予測部31〜33に対する予測解目標安定指数と、下位のエネルギー運用装置10に対する下位EM向け目標安定指数とをそれぞれ取得する。また解品質コントロール部36は、取得した緩和解目標安定指数を計画部37(図6)に出力し、取得した第1〜第3予測部31〜33に対する予測解目標安定指数をそれぞれ対応する第1〜第3予測部31〜33に出力し、下位EM向け目標安定指数を通信装置15(図5)を介して下位のエネルギー運用装置10に出力する(S6)。 Next, the solution quality control unit 36 gives the tag values of the weather condition and the energy demand density condition which the condition evaluation unit 34 has written to the predetermined storage area of the external storage device 13 at that time, and the configuration input unit 35 at this time. Based on the obtained target stability index for lower EM, a relaxation solution target stability index, a predicted solution target stability index for the first to third prediction units 31 to 33, and a target stability for lower EM for the lower energy operation device 10. Get index and respectively. In addition, the solution quality control unit 36 outputs the acquired relaxed solution target stability index to the planning unit 37 (FIG. 6) and corresponds to the acquired predicted solution target stability index for the first to third prediction units 31 to 33, respectively. It outputs to the 1st-3rd prediction part 31-33, and outputs the target stability index for low-order EM to the low-order energy management apparatus 10 via the communication apparatus 15 (FIG. 5) (S6).

また第3予測部33が、参照データ蓄積部30(図6)の需要データ蓄積部40(図6)に蓄積された需要データ、気象データ蓄積部41(図6)に蓄積された気象データ、需要要因データ蓄積部42(図6)に蓄積された各需要要因に関する計測値、及び、市場データ蓄積部43(図6)に蓄積された市場データのうちの必要なデータと、第2予測部32から与えられた自エネルギー運用装置の管理エリアにおける将来のエネルギー需要密度の予測結果とに基づいて、当該管理エリアにおける将来のエネルギー需要を予測し、予測結果を計画部37に出力する(S7)。 Further, the third predicting unit 33, the demand data accumulated in the demand data accumulating unit 40 (FIG. 6) of the reference data accumulating unit 30 (FIG. 6), the meteorological data accumulated in the meteorological data accumulating unit 41 (FIG. 6), Measured values related to each demand factor accumulated in the demand factor data accumulating unit 42 (FIG. 6), necessary data of the market data accumulated in the market data accumulating unit 43 (FIG. 6), and the second predicting unit. Based on the prediction result of the future energy demand density in the management area of the self-energy operation device given from 32, the future energy demand in the management area is predicted, and the prediction result is output to the planning unit 37 (S7). ..

さらに計画部37が、第3予測部33から与えられた自エネルギー運用装置の管理エリアにおける将来のエネルギー需要密度の予測結果と、解品質コントロール部36から与えられた緩和解目標安定指数とに基づいて、当該管理エリアにおける将来のエネルギー供給の計画を立案し、立案した計画に従って対応する外部機器を制御する(S8)。 Further, the planning unit 37 is based on the prediction result of the future energy demand density in the management area of the own energy operation device given from the third prediction unit 33, and the mitigation solution target stability index given from the solution quality control unit 36. Then, a plan for future energy supply in the management area is drafted, and the corresponding external device is controlled according to the drafted plan (S8).

以上により、一連のエネルギー供給計画及び制御処理が終了する。なお、ステップS2及びステップS3の処理や、ステップS4及びステップS5の処理を並列的に実行するようにしてもよく、さらにステップS7の処理をステップS4〜ステップS6の処理と並列的に実行するようにしてもよい。 With the above, a series of energy supply planning and control processing is completed. The processes of steps S2 and S3 and the processes of steps S4 and S5 may be executed in parallel, and the process of step S7 may be executed in parallel with the processes of steps S4 to S6. You can

(1−3−2)第1予測処理
図12は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS2において、第1予測部31により実行される第1予測処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-2) First Prediction Process FIG. 12 is a specific process content of the first prediction process executed by the first prediction unit 31 in step S2 of the energy supply planning and control process described above with reference to FIG. 11. Indicates.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS1に進むと、第1予測部31においてこの図12に示す第1予測処理が開始され、まず、参照ポイント調整処理部50(図6)が、そのとき解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた品質で自エネルギー運用装置10の管理エリアの将来の気象を予測するための参照ポイントを決定する(S10)。この決定は、第1のテーブル56(図7)において規定された、解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた気象グリッドを参照ポイントとして決定することにより行われる。 When the energy supply planning and control process proceeds to step S1, the first predicting unit 31 starts the first predicting process shown in FIG. 12, and first, the reference point adjustment processing unit 50 (FIG. 6) then determines the solution quality. A reference point for predicting future weather in the management area of the self-energy operating apparatus 10 is determined with quality according to the value of the predicted solution target stability index given from the control unit 36 (S10). This determination is performed by determining, as a reference point, a weather grid according to the value of the predicted solution target stability index given by the solution quality control unit 36, which is defined in the first table 56 (FIG. 7).

続いて第1データ同化部52(図6)のデータ同化処理部51(図6)が、参照ポイント調整処理部50により決定された参照ポイントを重視した、気象データと、物理シミュレーション部により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果のデータとをデータ同化させるデータ同化処理を実行する(S11)。 Subsequently, the data assimilation processing unit 51 (FIG. 6) of the first data assimilation unit 52 (FIG. 6) is executed by the meteorological data and the physical simulation unit that emphasize the reference points determined by the reference point adjustment processing unit 50. A data assimilation process is performed to assimilate the simulation result data of the physical simulation (S11).

次いで、物理シミュレーション部55(図6)が、データ同化処理部51から与えられた各参照ポイントの気象データに基づいて、これら各参照ポイントにおける気象の物理シミュレーションを実行する(S12)。また物理シミュレーション部55は、かかる物理シミュレーションのシミュレーション結果が予め設定された閾値以内に収束したか否かを判定する(S13)。 Next, the physics simulation unit 55 (FIG. 6) executes the physics simulation of the weather at each reference point based on the weather data of each reference point given from the data assimilation processing unit 51 (S12). Further, the physical simulation unit 55 determines whether the simulation result of the physical simulation converges within a preset threshold value (S13).

そしてステップS13の判定で否定結果が得られた場合、この後、かかる物理シミュレーションのシミュレーション結果が予め設定された閾値以内に収束するまでステップS11〜ステップS13の処理が繰り返される。 Then, if a negative result is obtained in the determination in step S13, thereafter, the processes in steps S11 to S13 are repeated until the simulation result of the physical simulation converges within a preset threshold value.

またステップS13の判定で肯定結果が得られた場合、機動的観測用参照ポイント調整処理部53(図6)が、機動的な観測によりそのとき気象データが得られた気象グリッドの中から、そのとき解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた品質で自エネルギー運用装置10の管理エリアの将来の気象を予測するための参照ポイントを決定する(S14)。 If a positive result is obtained in the determination in step S13, the mobile observation reference point adjustment processing unit 53 (FIG. 6) selects one of the weather grids from which the weather data was obtained by mobile observation. At this time, a reference point for predicting future weather in the management area of the self-energy management apparatus 10 is determined with quality according to the value of the predicted solution target stability index given by the solution quality control unit 36 (S14).

続いて逐次データ同化処理部54(図6)が、機動的観測用参照ポイント調整処理部53により決定された参照ポイントを重視した気象データと、物理シミュレーション部55により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果のデータとをデータ同化させるデータ同化処理を実行する(S15)。 Next, the sequential data assimilation processing unit 54 (FIG. 6) shows the weather data that emphasizes the reference points determined by the mobile observation reference point adjustment processing unit 53, and the simulation results of the physical simulation executed by the physical simulation unit 55. A data assimilation process for assimilating the data with the above data is executed (S15).

次いで、物理シミュレーション部55が、逐次データ同化処理部54から与えられた各参照ポイントの気象データと、ステップS12の物理シミュレーションで生成したシミュレーションモデルとに基づいて、これら各参照ポイントにおける気象の物理シミュレーションを実行する(S16)。これによりステップS12で生成されたシミュレーションモデルが機動的観測により得られた現在の気象データに基づいて補正される。また物理シミュレーション部55は、この物理シミュレーションのシミュレーション結果が予め設定された閾値以内に収束したか否かを判定する(S17)。 Then, the physics simulation unit 55 performs a physical simulation of the weather at each of the reference points based on the meteorological data of each of the reference points provided by the sequential data assimilation processing unit 54 and the simulation model generated in the physical simulation of step S12. Is executed (S16). As a result, the simulation model generated in step S12 is corrected based on the current meteorological data obtained by the mobile observation. Further, the physical simulation unit 55 determines whether or not the simulation result of this physical simulation converges within a preset threshold value (S17).

そしてステップS17の判定で否定結果が得られた場合、この後、かかる物理シミュレーションのシミュレーション結果が予め設定された閾値以内に収束するまでステップS15〜ステップS17の処理が繰り返される。また、この後、ステップS17の判定で肯定結果が得られた場合、物理シミュレーション部55がかかる物理シミュレーションのシミュレーション結果をコンディション評価部34に出力した後にこの第1予測処理が終了する。 Then, when a negative result is obtained in the determination of step S17, thereafter, the processes of steps S15 to S17 are repeated until the simulation result of the physical simulation converges within a preset threshold value. After that, if a positive result is obtained in the determination in step S17, the physical simulation unit 55 outputs the simulation result of the physical simulation to the condition evaluation unit 34, and then the first prediction process ends.

(1−3−3)第2予測処理
図13は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS3において、第2予測部32により実行される第2予測処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-3) Second Prediction Process FIG. 13 is a specific process content of the second prediction process executed by the second prediction unit 32 in step S3 of the energy supply planning and control process described above with reference to FIG. 11. Indicates.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS3に進むと、第2予測部32においてこの図13に示す第2予測処理が開始され、まず、第2データ同化部62の参照ポイント調整処理部60(図6)が、そのとき解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた品質で自エネルギー運用装置10の管理エリアの将来のエネルギー需要密度を予測するための参照ポイントを決定する(S20)。 When the energy supply plan and control process proceeds to step S3, the second prediction unit 32 starts the second prediction process shown in FIG. 13, and first, the reference point adjustment processing unit 60 (see FIG. 6) of the second data assimilation unit 62. ) Determines the reference point for predicting the future energy demand density of the management area of the self-energy management apparatus 10 with the quality according to the value of the predicted solution target stability index given from the solution quality control part 36 at that time. (S20).

続いて第2データ同化部62のデータ同化処理部61が、参照ポイント調整処理部60により決定された参照ポイントを重視した、各需要要因の観測データと、物理シミュレーション部63により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果のデータとをデータ同化させるデータ同化処理を実行する(S21)。 Subsequently, the data assimilation processing unit 61 of the second data assimilation unit 62 attaches importance to the reference points determined by the reference point adjustment processing unit 60, the observation data of each demand factor, and the physical simulation executed by the physical simulation unit 63. A data assimilation process is performed to assimilate the data of the simulation result of (S21).

次いで、物理シミュレーション部63が、データ同化処理部61から与えられた各参照ポイントにおける需要要因の観測データに基づいて、これら各参照ポイントにおけるエネルギー需要密度の物理シミュレーションを実行する(S22)。また物理シミュレーション部63は、かかる物理シミュレーションのシミュレーション結果が予め設定された閾値以内に収束したか否かを判定する(S23)。 Next, the physics simulation unit 63 executes a physics simulation of the energy demand density at each reference point based on the observation data of the demand factor at each reference point given from the data assimilation processing unit 61 (S22). Further, the physical simulation unit 63 determines whether or not the simulation result of the physical simulation converges within a preset threshold value (S23).

そしてステップS23の判定で否定結果が得られた場合、この後、かかる物理シミュレーションのシミュレーション結果が予め設定された閾値以内に収束するまでステップS21〜ステップS23の処理が繰り返される。そして、この後、ステップS23の判定で肯定結果が得られると、物理シミュレーション部63が物理シミュレーション結果を第3予測部33の回帰予測処理部72(図6)と、コンディション評価部34(図6)とに出力した後にこの第2予測処理が終了する。 Then, if a negative result is obtained in the determination of step S23, the processes of steps S21 to S23 are repeated until the simulation result of the physical simulation converges within a preset threshold value. Then, after this, when a positive result is obtained in the determination of step S23, the physical simulation unit 63 outputs the physical simulation result to the regression prediction processing unit 72 (FIG. 6) of the third prediction unit 33 and the condition evaluation unit 34 (FIG. 6). ) And then the second prediction process ends.

(1−3−4)コンディション評価処理
図14は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS4において、コンディション評価部34により実行されるコンディション評価処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-4) Condition Evaluation Processing FIG. 14 shows specific processing contents of the condition evaluation processing executed by the condition evaluation unit 34 in step S4 of the energy supply planning and control processing described above with reference to FIG.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS4に進むと、コンディション評価部34においてこの図14に示すコンディション評価処理が開始され、まず、時間的データ分布形状評価部80(図6)が、第1の予測部31の物理シミュレーション部55により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果として得られた各参照ポイントの気象データの予測値の時間的な変化の大きさを、例えば、これら予測値の分散状態(分散値)により評価し加重平均する(S30)。 When the energy supply planning and control process proceeds to step S4, the condition evaluation unit 34 starts the condition evaluation process shown in FIG. 14, and first, the temporal data distribution shape evaluation unit 80 (FIG. 6) performs the first prediction. The magnitude of the temporal change in the predicted value of the meteorological data of each reference point obtained as the simulation result of the physical simulation executed by the physical simulation unit 55 of the unit 31 is, for example, ) And weighted average (S30).

続いて、空間的データ分布形状評価部81(図6)が、第1及び第2予測部31,32の各物理シミュレーション部55,63において実行された物理シミュレーションで得られた各参照ポイントの予測値に基づいて、水平方向と平行な同一平面上の各参照ポイント間や、鉛直方向と平行な同一平面上の各参照ポイント間の予測値の変化を、同一時間断面での予測値の分散状態(分散値)により評価する(S31)。 Subsequently, the spatial data distribution shape evaluation unit 81 (FIG. 6) predicts each reference point obtained by the physical simulation executed in each physical simulation unit 55, 63 of the first and second prediction units 31, 32. Based on the value, change in the predicted value between reference points on the same plane parallel to the horizontal direction or between reference points on the same plane parallel to the vertical direction, the variance of the predicted values at the same time section Evaluation is performed by (dispersion value) (S31).

予測値の分散状況(分散値)に変わり、予測値の分布の形状の多峰性の程度によりコンディション評価を行なうようにしてもよい。空間的データからのオブジェクト抽出数(例えば気象の同一気圧平面の分割数)から決定してもよく、また、所定時間(例えば1時間)毎に設けた時間断面の予測時の時系列のスペクトル解析でのパワースペクトル密度(変動の強さ)で評価しても良い。これらの分布形状評価では、計算処理時間が増えるが、より適切な評価が行えることがある。 The condition evaluation may be performed according to the degree of multimodality of the distribution of the predicted values instead of the distribution of the predicted values (dispersed value). It may be determined from the number of objects extracted from the spatial data (for example, the number of divisions of the same atmospheric pressure plane of the weather), or a time-series spectrum analysis at the time of prediction of a time section provided every predetermined time (for example, 1 hour). You may evaluate by the power spectrum density (fluctuation intensity) in. In these distribution shape evaluations, calculation processing time increases, but more appropriate evaluation may be performed.

次いで、タグデータ書出し部82(図6)が、時間的データ分布形状評価部80の評価結果(分散値)と、空間的データ分布形状評価部81の評価結果(分散値)とに基づいて、第1予測部31の物理シミュレーション部55により実行されたシミュレーションで得られた将来的な気象コンディションと、第2予測部32の物理シミュレーション部63により実行されたシミュレーションで得られた将来的なエネルギー需要密度コンディションとの安定性を判定し、判定結果に応じたこれら気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値を外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出す(S32)。以上により、このコンディション評価処理が終了する。 Next, the tag data writing unit 82 (FIG. 6), based on the evaluation result (dispersion value) of the temporal data distribution shape evaluation unit 80 and the evaluation result (dispersion value) of the spatial data distribution shape evaluation unit 81, Future weather conditions obtained by the simulation executed by the physical simulation unit 55 of the first prediction unit 31 and future energy demands obtained by the simulation executed by the physical simulation unit 63 of the second prediction unit 32. The stability with the density condition is determined, and each tag value of the weather condition and the energy demand density condition according to the determination result is written in a predetermined storage area of the external storage device 13 (S32). This completes the condition evaluation process.

空間的データ分布形状評価では、将来時間断面のデータ分布よりも、直近時刻のデータの分布や、参照データ蓄積部に蓄積された観測データのそのものの分布(標本分布)に対しての評価を行うことが含まれる。また、空間的データ分布形状評価は、各時間断面に対して行われ、タグデータは各々の評価に対して付与されるようにしてもよい。本実施の形態では、主たる予測対象の時間断面(例えば翌日14時)の評価結果に対してタグデータを付与している。 In the spatial data distribution shape evaluation, the distribution of the data at the latest time and the distribution of the observation data stored in the reference data storage unit (sample distribution) are evaluated rather than the data distribution of the future time section. Is included. Further, the spatial data distribution shape evaluation may be performed for each time section, and the tag data may be added to each evaluation. In the present embodiment, tag data is added to the evaluation result of the main prediction target time section (for example, 14:00 on the next day).

(1−3−5)コンフィグレーション入力処理
図15は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS5において、コンフィグレーション入力部35(図6)により実行されるコンフィグレーション入力処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-5) Configuration Input Process FIG. 15 shows a specific example of the configuration input process executed by the configuration input unit 35 (FIG. 6) in step S5 of the energy supply planning and control process described above with reference to FIG. The specific processing contents are shown.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS5に進むと、コンフィグレーション入力部35においてこの図15に示すコンフィグレーション入力処理が開始され、まず、連携する上位のエネルギー運用装置10又は入出力インタフェース14を介してユーザにより設定された下位EM向け目標安定指数を取り込む(S40)。そしてコンフィグレーション入力部35は、この後、このコンフィグレーション入力処理を終了する。 When the energy supply plan and control processing proceeds to step S5, the configuration input processing shown in FIG. 15 is started in the configuration input unit 35, and first, via the higher-level energy management apparatus 10 or the input/output interface 14 to be linked. The target stability index for the lower EM set by the user is fetched (S40). Then, the configuration input unit 35 thereafter ends this configuration input process.

(1−3−6)解品質コントロール処理
図16は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS6において、解品質コントロール部36により実行される解品質コントロール処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-6) Solution Quality Control Processing FIG. 16 shows specific processing content of the solution quality control processing executed by the solution quality control unit 36 in step S6 of the energy supply planning and control processing described above with reference to FIG. Indicates.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS6に進むと、解品質コントロール部36においてこの図16に示す解品質コントロール処理が開始され、まず、緩和解目標安定指数算出部91(図6)が、コンディション評価処理(図14)のステップS32でタグデータ書出し部82が外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出した気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値を読み出す。また緩和解目標安定指数算出部91は、読み出したこれらのタグ値に基づいて、対応する緩和解目標安定指数を第4のテーブル90(図9)から読み出し、読み出した緩和解目標安定指数を計画部37(図6)の制約緩和処理部100(図6)に出力する(S50)。 When the energy supply plan and control process proceeds to step S6, the solution quality control unit 36 starts the solution quality control process shown in FIG. 16, and first, the relaxation solution target stability index calculation unit 91 (FIG. 6) causes the condition evaluation. In step S32 of the process (FIG. 14), the tag data writing unit 82 reads each tag value of the weather condition and the energy demand density condition written in a predetermined storage area of the external storage device 13. Further, the relaxation solution target stability index calculation unit 91 reads a corresponding relaxation solution target stability index from the fourth table 90 (FIG. 9) based on the read tag values, and plans the read relaxation solution target stability index. The data is output to the constraint relaxation processing unit 100 (FIG. 6) of the unit 37 (FIG. 6) (S50).

続いて、予測解目標安定指数算出部92(図6)が、緩和解目標安定指数算出部91と同様にして気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値を読み出し、読み出したこれらのタグ値に基づいて、対応する第1〜第3予測部31〜33ごとの予測解目標安定指数を第4のテーブル90からそれぞれ読み出し、読み出したこれらの予測解目標安定指数をそれぞれ対応する第1〜第3予測部31〜33に出力する(S51)。 Subsequently, the predicted solution target stability index calculation unit 92 (FIG. 6) reads each tag value of the weather condition and the energy demand density condition in the same manner as the relaxation solution target stability index calculation unit 91, and uses these read tag values as the read tag values. Based on this, the predicted solution target stability indices for the corresponding first to third prediction units 31 to 33 are read from the fourth table 90, and the read predicted solution target stability indices are respectively corresponding to the first to third. The data is output to the prediction units 31 to 33 (S51).

次いで、下位EM向け目標安定指数算出部93が、緩和解目標安定指数算出部91と同様にして気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションの各タグ値を読み出し、読み出したこれらのタグ値に基づいて、対応する下位EM向け目標安定指数を第4のテーブル90から読み出し、読み出した下位EM向け目標安定指数を連携する下位のエネルギー運用装置10に送信する(S52)。以上により、この解品質コントロール処理が終了する。 Next, the target stability index calculation unit 93 for the lower EM reads each tag value of the weather condition and the energy demand density condition in the same manner as the relaxation solution target stability index calculation unit 91, and responds based on these read tag values. The target stability index for lower EM is read from the fourth table 90, and the read target stability index for lower EM is transmitted to the associated lower energy management apparatus 10 (S52). This completes the solution quality control process.

(1−3−7)第3予測処理
図17は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS7において、第3予測部33により実行される第3予測処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-7) Third Prediction Process FIG. 17 is a specific process content of the third prediction process executed by the third prediction unit 33 in step S7 of the energy supply planning and control process described above with reference to FIG. 11. Indicates.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS7に進むと、第3予測部33においてこの図17に示す第3予測処理が開始され、まず、参照ポイント調整処理部70が、そのとき解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた品質で自エネルギー運用装置10の管理エリア内の将来のエネルギー需要(電力需要)の予測を行うために、回帰モデル生成部71(図6)が生成すべき回帰モデルの種類及びその回帰モデルの条件を第2のテーブル73(図8)から読み出し、読み出した回帰モデルの種類及びその回帰モデルの条件を回帰モデル生成部71に出力する(S60)。 When the energy supply planning and control process proceeds to step S7, the third predicting unit 33 starts the third predicting process shown in FIG. 17, and first, the reference point adjustment processing unit 70 causes the solution quality control unit 36 to operate. In order to predict future energy demand (electric power demand) in the management area of the self-energy management apparatus 10 with the quality according to the value of the given predicted solution target stability index, the regression model generation unit 71 (FIG. 6) The type of regression model to be generated and the conditions of the regression model are read from the second table 73 (FIG. 8), and the type of the regression model and the conditions of the regression model that are read are output to the regression model generation unit 71 (S60). ..

続いて、回帰モデル生成部71が、参照ポイント調整処理部70から与えられた回帰モデルの種類及びその回帰モデルの条件に合致した、自エネルギー運用装置10の管理エリアにおけるエネルギー需要と説明変数との間の回帰モデルを生成し(S61)、生成した回帰モデルを回帰予測処理部72(図6)に出力する。 Subsequently, the regression model generation unit 71 matches the energy demand and the explanatory variable in the management area of the self-energy management apparatus 10 that match the type of the regression model given from the reference point adjustment processing unit 70 and the conditions of the regression model. A regression model between them is generated (S61), and the generated regression model is output to the regression prediction processing unit 72 (FIG. 6).

次いで、回帰予測処理部72が、必要な説明変数の値を参照データ蓄積部30及び第2予測部32の物理シミュレーション部63から与えられるシミュレーション結果から取得し、取得した値を回帰モデル生成部71から与えられた回帰モデルに当てはめることにより自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける時間断面(指定時刻)のエネルギー需要の予測値を算出する。そして回帰予測処理部72は、算出したエネルギー需要の予測値を計画部37(図6)の計画処理部101(図6)に出力する(S62)。以上により、この第3予測処理が終了する。 Next, the regression prediction processing unit 72 acquires the value of the necessary explanatory variable from the simulation result given from the reference data storage unit 30 and the physical simulation unit 63 of the second prediction unit 32, and the acquired value is used by the regression model generation unit 71. The predicted value of the energy demand in the time section (designated time) in the management area of the own energy operation device 10 is calculated by applying the regression model given by Then, the regression prediction processing unit 72 outputs the calculated predicted value of energy demand to the planning processing unit 101 (FIG. 6) of the planning unit 37 (FIG. 6) (S62). With the above, the third prediction process ends.

(1−3−8)計画処理
図18は、図11について上述したエネルギー供給計画及び制御処理のステップS8において、計画部37において実行される計画処理の具体的な処理内容を示す。
(1-3-8) Planning Process FIG. 18 shows specific processing contents of the planning process executed by the planning unit 37 in step S8 of the energy supply planning and control process described above with reference to FIG.

エネルギー供給計画及び制御処理がステップS8に進むと、計画部37においてこの図18に示す計画処理が開始され、まず、制約緩和処理部100(図6)が、解品質コントロール部36の緩和解目標安定指数算出部91から与えられた緩和解目標安定指数の値に基づいて、計画処理部101が立案する計画に対する厳密解からの許容ギャップ率を当該計画処理部101に設定する(S70)。 When the energy supply planning and control processing proceeds to step S8, the planning processing shown in FIG. 18 is started in the planning unit 37, and first, the constraint relaxation processing unit 100 (FIG. 6) causes the relaxation solution target of the solution quality control unit 36. Based on the value of the relaxation solution target stability index given by the stability index calculation unit 91, the allowable gap ratio from the exact solution for the plan drafted by the plan processing unit 101 is set in the plan processing unit 101 (S70).

続いて、計画処理部101が、第3予測部33の回帰予測処理部72から与えられたエネルギー需要の予測値に基づき、制約緩和処理部100により設定された許容ギャップ率の範囲内で自エネルギー運用装置10の役割に応じたエネルギー供給の計画を立案し、立案した計画に従って外部装置を制御する(S71)。以上により、この計画処理が終了する。 Subsequently, the plan processing unit 101, based on the predicted value of the energy demand given from the regression prediction processing unit 72 of the third prediction unit 33, within the range of the allowable gap ratio set by the constraint relaxation processing unit 100, the own energy. An energy supply plan is prepared according to the role of the operation device 10, and the external device is controlled according to the prepared plan (S71). This completes the planning process.

計画処理部101の処理は、発電(市場からの買電とネガワットを含む)をいつ起動し稼働させるかという起動停止問題の制約条件付き最適化問題の解法として知られている分岐限定法や、内点法の処理を行う。分岐限定法又は内点法の計算の打ち切り条件であるギャップ(上界と下界の差)の上界/下界からの率を許容ギャップ率として用いている。 The processing of the plan processing unit 101 is a branch and bound method known as a solution of a constrained optimization problem of a start-stop problem such as when to start and operate power generation (including purchase from the market and negative power), Performs interior point method processing. The ratio from the upper bound/lower bound of the gap (difference between the upper bound and the lower bound), which is the censoring condition for the branch-and-bound method or the interior point method, is used as the allowable gap rate.

本実施の形態のほかに、需要や気象の条件を場合分けし、条件のもとでどのような発電の稼働により供給を得るかのデータを分類した発電パターンをもとに、条件に該当する発電パターンを計画結果とする発電パターン式計画処理を行なうようにしても良い。需要と気象の場合分け数又は類似する発電パターンの生成数を増加減するようにしてもよい。 In addition to the present embodiment, the conditions are met based on the power generation pattern in which the conditions of demand and weather are classified and the data of what kind of power generation operates to obtain supply under the conditions is classified. You may make it perform the power generation pattern type planning process which makes a power generation pattern a plan result. The number of cases of demand and weather or the number of generation of similar power generation patterns may be increased or decreased.

この場合、解品質コントロール部から目標安定指数が小さい(解の安定性の品質が低いかわりに、精密な計画が意図される)ときには、制約緩和処理部は、需要と気象の場合分けの数又は発電パターンの生成の数を増やし、目標安定指数が大きい(解の安定性の品質が高く、多少の需要と気象の条件の算定誤差があっても計画の解が大きく変わらない)ときには、制約緩和処理部は、需要と気象の場合分けの数又は発電パターンの生成の数を減らすようするにする。 In this case, when the target stability index from the solution quality control unit is small (a precise plan is intended even though the quality of stability of the solution is low), the constraint relaxation processing unit determines whether the number of cases of demand and weather or Increase the number of generation patterns and increase the target stability index (the stability of the solution is high in quality and the solution of the plan does not change significantly even if there is some calculation error in the demand and weather conditions) The processing unit reduces the number of cases of demand and weather or the number of generation of power generation patterns.

場合分けの数や発電パターンの数が多いと、最適化問題の厳密解により近い発電パターンが計画結果として得られるが、需要や気象の条件の誤りによっては発電の運用が困難になる。一方で、場合分けの数や発電パターンの数が少ないと、余裕のある平均的な発電パターンが計画結果として出力され、最適化問題の厳密解との一致度は低いが、需要や気象の条件に微細な変動(フリンジ)があっても発電の運用を行うことができる。 If the number of cases and the number of power generation patterns are large, a power generation pattern closer to the exact solution of the optimization problem can be obtained as the planning result, but the operation of power generation becomes difficult depending on the error of the demand and weather conditions. On the other hand, if the number of cases and the number of power generation patterns are small, an average power generation pattern with a margin is output as the planning result, and the degree of agreement with the exact solution of the optimization problem is low, but demand and weather conditions Power generation can be operated even if there is a slight fluctuation (fringe).

(1−4)本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態のエネルギー運用システム1では、エネルギー運用装置10がその管理エリア内における気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションと、上位のエネルギー運用装置10から与えられた目標安定指数(下位EM向け目標安定指数)の値とに基づいて当該管理エリア内のエネルギー需要やエネルギー供給の計画の精度をコントロールする。
(1-4) Effects of this Embodiment As described above, in the energy management system 1 of this embodiment, the energy management apparatus 10 has the weather condition and the energy demand density condition in the management area, and the higher-level energy management apparatus. Based on the value of the target stability index (target stability index for lower EM) given from 10, the accuracy of energy demand and energy supply planning within the management area is controlled.

この場合において、エネルギー運用システム1の形態によっては、将来のエネルギー需要の予測で利用できる情報が電力系統の発電所や1次変電所で計測されるデータに限られる場合がある。このように需要家の活動地域での空調利用や交通利用や産業の物理モデルを十分に利用できない限定的な物理モデルに基づく予測では、系統誤差バイアスが発生し、エネルギー需要の予測精度が低下する。この点について、本実施の形態のエネルギー運用装置10では、管理エリアの道路交通量や、通信発生量などの各種需要要因の観測値(観測データ)をも利用してエネルギー需要を予測するため、エネルギー需要の予測精度が低下するのを未然に防止することができる。 In this case, depending on the form of the energy management system 1, the information that can be used in the prediction of future energy demand may be limited to the data measured at the power station of the power system or the primary substation. In this way, forecasting based on a limited physical model that cannot fully utilize physical models of air-conditioning use, traffic use, and industry in the customer's activity area causes a systematic error bias and reduces the prediction accuracy of energy demand. .. In this regard, in the energy management apparatus 10 of the present embodiment, the energy demand is predicted by using the observed values (observation data) of various demand factors such as the road traffic volume in the management area and the communication generation amount. It is possible to prevent the accuracy of forecasting energy demand from decreasing.

またエネルギー需要の予測で利用できる情報がデータベースに記録された観測値(観測データ)に限られている場合には、十分な再現性のある回帰モデルの生成を行えず、回帰モデルが不安定化する問題がある。このような不安定な回帰モデルを利用した予測では、例えば、10年来の最高気温日の感想データといった希少な数値の観測データの数個の追加により回帰モデルが変化するおそれがあり、確率的な誤差バリアンスが発生し、エネルギーの需要予測の精度が低下する。この点について、本実施の形態のエネルギー運用装置10では、第1予測部31において、現在の気象データをも利用するため、このような問題が発生することを抑制することができる。 If the information that can be used to predict energy demand is limited to the observed values (observed data) recorded in the database, it is not possible to generate a regression model with sufficient reproducibility, and the regression model becomes unstable. I have a problem to do. In forecasting using such an unstable regression model, for example, the regression model may change due to the addition of a few rare observation data such as the impression data on the day of the highest temperature for 10 years. Error variances occur and the accuracy of energy demand forecasting decreases. With respect to this point, in the energy management system 10 of the present embodiment, the first prediction unit 31 also uses the current weather data, so that it is possible to suppress the occurrence of such a problem.

そして本実施の形態のエネルギー運用装置10では、以上のような処理を行うことにより、高バイアス・低バリアンスな予測や、低バイアス・高バリアンスな予測といった、各種気象及びエネルギー需要密度のコンディションに適した予測を行うといった予測処理の切り替えが可能となる。あるいは、予測モデル(回帰モデル)を用いた将来状態の探求した解である予測値に関わり、安定性の高い解を得るか、又は、厳密性の高い解を得るか予測処理の切り替えが可能となる。 The energy management apparatus 10 of the present embodiment is suitable for various weather and energy demand density conditions such as high bias/low variance prediction and low bias/high variance prediction by performing the above-described processing. It is possible to switch the prediction process such as performing the prediction. Alternatively, it is possible to switch the prediction process to obtain a highly stable solution or a highly rigorous solution, depending on the prediction value that is the solution that the future state is sought using the prediction model (regression model). Become.

ここで、「厳密性の高い解」とは、精密なモデル(再現性(reproducibility)の良好なモデル)から得られた解を指す。例えば、多数の説明変数を用いた誤りのない精緻な回帰モデルが生成されているという理想的な環境下での予測処理では、誤差が少ない高精度な予測値(すなわち厳密性の高い予測値)となる。しかしながら、誤りを含まない精緻なモデルを生成できるとは限らない。例えば、回帰モデルは、サンプルデータの集合の境界付近のサンプル(例えば、気温が10年来の最高気温であった場合の気温を含む複雑な気象データと需要データとの関係のサンプルデータ)が複数追加された場合にサンプルの追加に比例して大きく変化してしまう。 Here, the “solution with high strictness” refers to a solution obtained from an accurate model (a model with good reproducibility). For example, in a prediction process under an ideal environment in which an accurate error-free regression model using a large number of explanatory variables is generated, a highly accurate predicted value with a small error (that is, a highly accurate predicted value) Becomes However, it is not always possible to generate a precise model that does not include errors. For example, the regression model adds multiple samples near the boundary of a set of sample data (for example, sample data of the relationship between complicated meteorological data including temperature when the temperature is the highest temperature for 10 years and demand data). If it is done, it will change greatly in proportion to the addition of the sample.

また「安定性の高い解」とは、例えば、サンプルデータの追加など数学的な条件変化に対して、大きな変化がない正確さの高い回帰モデルによる解を指す。「安全性の高い解」は、多少の誤差を含むが、都度サンプルの追加を行いながら、予測処理を繰り返した場合にも平均として大きな誤差を生じさせず、また解の各々の間の偏差は小さい(つまり安定している)。例えば、過去10年間の需要データの加重平均モデルの解を予測値とする予測処理では、数日のデータが追加されても解の変化は微小となり、解と解との偏差は小さい。 Further, the “solution with high stability” refers to a solution with a highly accurate regression model that does not significantly change with respect to a mathematical condition change such as addition of sample data. The “safe solution” includes some errors, but does not cause a large error as an average when the prediction process is repeated while adding samples each time, and the deviation between each solution is Small (that is, stable). For example, in a prediction process in which a solution of a weighted average model of demand data for the past 10 years is used as a prediction value, even if data for several days is added, the change in the solution becomes small, and the deviation between the solutions is small.

このように、本実施の形態のエネルギー運用システム1では、各エネルギー運用装置10がその管理エリア内における気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションに基づいて当該管理エリア内のエネルギー需要やエネルギー供給の計画の精度をコントロールするため、管理エリア内の気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションに対して適切な解の品質であるところの解の安定性及び厳密性(解の正確性や解の時間粒度の細かさ)を満たす解を得ることができ、このような解に基づくエネルギーの運用を行うことができるため、エネルギーの安定した供給や調整制御を行うことができる。 As described above, in the energy management system 1 of the present embodiment, each energy management apparatus 10 determines the accuracy of the energy demand and energy supply plan in the management area based on the weather condition and the energy demand density condition in the management area. In order to control the stability and rigor of the solution (accuracy of the solution and fineness of the time granularity of the solution), which is the quality of the solution that is appropriate for the weather condition and the energy demand density condition in the management area. It is possible to obtain a satisfying solution and to operate energy based on such a solution, so that stable energy supply and adjustment control can be performed.

(2)第2の実施の形態
図6との対応部分に同一符号を付して示す図19は、第1の実施の形態のエネルギー運用装置10に変えて図4に示すエネルギー運用システム1に適用される第2の実施の形態によるエネルギー運用装置110を示す。このエネルギー運用装置110は、第2予測部111が、自エネルギー運用装置110の管理エリア内の将来のエネルギー需要密度に代えて、当該管理エリア内の将来の発電密度を予測する点が第1の実施の形態のエネルギー運用装置10と大きく相違し、これ以外は第1の実施の形態のエネルギー運用装置10とほぼ同様である。
(2) Second Embodiment FIG. 19 in which parts corresponding to those in FIG. 6 are assigned the same reference numerals is replaced with the energy operation device 10 of the first embodiment, and the energy operation system 1 shown in FIG. The energy management system 110 by 2nd Embodiment applied is shown. The first point of the energy management apparatus 110 is that the second prediction unit 111 predicts the future power generation density in the management area of the self-energy management apparatus 110 instead of the future energy demand density in the management area. The energy management system 10 is largely different from the energy management system 10 of the embodiment, and is otherwise substantially the same as the energy management system 10 of the first embodiment.

実際上、本エネルギー運用装置110では、参照データ蓄積部112に、市場データ蓄積部43(図6)に代えて、エネルギー運用システム1内の太陽光発電装置、風力発電装置、火力発電装置などの発電を行う各発電デバイス113(発電機6)をそれぞれ管理するエネルギー運用装置114から収集したこれら発電デバイス113の発電状態を表すデータ(以下、これを発電状態データと呼ぶ)を蓄積する発電状態データ蓄積部115が設けられている。 In practice, in the energy management apparatus 110, the reference data storage unit 112 is replaced by the market data storage unit 43 (FIG. 6), such as a solar power generation device, a wind power generation device, or a thermal power generation device in the energy operation system 1. Power generation state data for accumulating data (hereinafter, referred to as power generation state data) representing the power generation state of these power generation devices 113 collected from the energy management device 114 that manages each power generation device 113 (generator 6) that generates power. A storage unit 115 is provided.

そして第2予測部111の物理シミュレーション部116は、自エネルギー運用装置110の管理エリア内の発電デバイス113の将来の発電密度(単位面積当たりの発電量)の物理シミュレーションを実行し、データ同化処理部61は、かかる発電状態データ蓄積部115に蓄積された発電状態データと、物理シミュレーション部116により実行された物理シミュレーションのシミュレーション結果のデータ(つまり参照ポイント調整処理部60により決定された各参照ポイントにおける発電密度の予測結果)とをデータ同化させるデータ同化処理を実行する。 Then, the physical simulation unit 116 of the second prediction unit 111 executes a physical simulation of the future power generation density (power generation amount per unit area) of the power generation devices 113 in the management area of the self-energy operation device 110, and the data assimilation processing unit. Reference numeral 61 denotes the power generation state data stored in the power generation state data storage unit 115 and the simulation result data of the physical simulation executed by the physical simulation unit 116 (that is, at each reference point determined by the reference point adjustment processing unit 60). Data assimilation processing is performed to assimilate data with the power generation density prediction result).

かかる発電密度の予測は、例えば、例えば、気象シミュレーションの気象グリッドで区切られた例えば20〔km〕×20〔km〕のメッシュの面(以下、これをメッシュ面と呼ぶ)内に設置されている発電デバイス113の発電ポテンシャルを表す発電密度(kw/メッシュ面)を各時刻において推定することにより行われる。ただし、第2予測部111において、発電密度に代えて、自エネルギー運用装置110の管理エリア内の将来の発電量を予測するようにしてもよい。 The prediction of the power generation density is set, for example, in a plane of a mesh of 20 [km]×20 [km] (hereinafter referred to as a mesh plane), which is divided by a weather grid of a weather simulation, for example. This is performed by estimating the power generation density (kw/mesh surface) representing the power generation potential of the power generation device 113 at each time. However, instead of the power generation density, the second prediction unit 111 may predict the future power generation amount within the management area of the self-energy operating apparatus 110.

かかる第2予測部111の物理シミュレーション部116による物理シミュレーションのシミュレーション結果は第3予測部117に出力される。 The simulation result of the physical simulation by the physical simulation unit 116 of the second prediction unit 111 is output to the third prediction unit 117.

第3予測部117は、需要データ蓄積部40に蓄積された需要データ、気象データ蓄積部41に蓄積された気象データ、需要要因データ蓄積部42に蓄積された各需要要因の観測データ、及び、発電状態データ蓄積部115に蓄積された発電状態データのうちの必要なデータと、第2予測部111により予測された管理エリア内の発電密度とに基づいて、解品質コントロール部36から指定された品質(解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた予測の安定性)で自エネルギー運用装置10の管理エリア内の発電量を予測する機能を有する機能部であり、参照ポイント調整処理部118、回帰モデル生成部119及び回帰予測処理部120を備えて構成される。これら参照ポイント調整処理部118、回帰モデル生成部119及び回帰予測処理部120は、外部記憶装置13(図5)に格納された対応するプログラム(図示せず)をCPU11(図5)が実行することにより具現化される機能部である。 The third predicting unit 117, the demand data accumulated in the demand data accumulating unit 40, the meteorological data accumulated in the meteorological data accumulating unit 41, the observation data of each demand factor accumulated in the demand factor data accumulating unit 42, and Based on the required data among the power generation state data accumulated in the power generation state data storage unit 115 and the power generation density in the management area predicted by the second prediction unit 111, the solution quality control unit 36 specifies It is a functional unit having a function of predicting the amount of power generation in the management area of the self-energy management apparatus 10 by quality (stability of prediction according to the value of the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36), The reference point adjustment processing unit 118, the regression model generation unit 119, and the regression prediction processing unit 120 are provided. In the reference point adjustment processing unit 118, the regression model generation unit 119, and the regression prediction processing unit 120, the CPU 11 (FIG. 5) executes the corresponding program (not shown) stored in the external storage device 13 (FIG. 5). It is a functional unit that is embodied by the above.

そして参照ポイント調整処理部118は、第1の実施の形態における第3予測部33(図6)の参照ポイント調整処理部70(図6)と同様にして、参照ポイントを決定し、決定結果を回帰モデル生成部119に出力する。 Then, the reference point adjustment processing unit 118 determines a reference point in the same manner as the reference point adjustment processing unit 70 (FIG. 6) of the third prediction unit 33 (FIG. 6) in the first embodiment, and determines the determination result. Output to the regression model generation unit 119.

また回帰モデル生成部119は、第3テーブル73(図8)と同様のテーブルを保持しており、第1の実施の形態における回帰モデル生成部71(図6)と同様にして、自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける発電と説明変数との間の回帰モデルを生成し、生成した回帰モデルを回帰予測処理部120に出力する。 Further, the regression model generation unit 119 holds the same table as the third table 73 (FIG. 8), and in the same way as the regression model generation unit 71 (FIG. 6) in the first embodiment, the self-energy operation is performed. A regression model between power generation and an explanatory variable in the management area of the device 10 is generated, and the generated regression model is output to the regression prediction processing unit 120.

さらに回帰モデル生成部71は、必要な説明変数の値を気象データ蓄積部41、需要要因データ蓄積部42及び第2予測部11の物理シミュレーション部116から与えられるシミュレーション結果から取得し、取得した値を回帰モデル生成部119から与えられた回帰モデルに当てはめるようにして自エネルギー運用装置110の管理エリアにおける時間断面(指定時刻)の発電量の予測値を算出する。そして回帰予測処理部120は、算出した発電量の予測値を計画部121に出力する。 Further, the regression model generation unit 71 acquires the value of the necessary explanatory variable from the simulation result provided from the meteorological data storage unit 41, the demand factor data storage unit 42, and the physical simulation unit 116 of the second prediction unit 11, and the acquired value. Is applied to the regression model given by the regression model generation unit 119 to calculate the predicted value of the power generation amount at the time section (designated time) in the management area of the self-energy operating apparatus 110. Then, the regression prediction processing unit 120 outputs the calculated predicted value of the power generation amount to the planning unit 121.

計画部121には、計画処理部101(図6)に代えて制御部122が設けられている。この制御部122は、発電デバイス113からのフィードバック制御又はフィードフォワード制御を行う。具体的に、制御部122は、発電デバイス113から発電の値のフィードバック入力を受信し、望ましい量の発電が行われるように、発電デバイス113が太陽光発電装置の場合にはパワーコンディショナの設定値や、パワーコンディショナに接続される太陽光パネルの枚数を変更(例えば、発電が過剰であるときには太陽光パネルとの接続を切断)する。また制御部122は、発電デバイス113が火力発電装置の場合には、蒸気ガバナや燃料ガバナの開度を調整する。 The planning unit 121 is provided with a control unit 122 instead of the planning processing unit 101 (FIG. 6). The control unit 122 performs feedback control or feedforward control from the power generation device 113. Specifically, the control unit 122 receives a feedback input of the power generation value from the power generation device 113, and sets the power conditioner when the power generation device 113 is a solar power generation device so that a desired amount of power generation is performed. Change the value or the number of solar panels connected to the power conditioner (for example, disconnect the solar panels when the power generation is excessive). Further, when the power generation device 113 is a thermal power generation device, the control unit 122 adjusts the opening degrees of the steam governor and the fuel governor.

制御部122による発電デバイス113の制御の制御ロジックは、最適制御、PID(Proportional-Integral-Differential)制御、モデル規範制御、ファジイ制御、又は、ニューラルネットとして知られているアルゴリズムによる制御を利用することができる。 The control logic of the control of the power generation device 113 by the control unit 122 uses optimum control, PID (Proportional-Integral-Differential) control, model reference control, fuzzy control, or control by an algorithm known as a neural network. You can

制約緩和の処理として、制御誤差(すなわち目標とする発電量と実際の発電量の偏差の時系列)の許容量を与える処理を行う。最適制御のロジックでは、偏差の上限を満たす許容最適制御が行われるようにパラメータ調整を行う。PID制御では、厳密解での計画に基づいた制御(偏差を極めて小さくすることを目的とした制御)が要求されたときには、PID制御のD係数のパラメータを増加させる処理を行う。これにより制御は偏差を常に解消するべく、発電をすばやく変化させるものとなる。安定性を要求された解での計画に基づいた制御が要求されたときには、D係数のパラメータを減少させ、I係数のパラメータを増加させる制御を行う、これにより制御結果は、偏差を含むものの、発電の変化が穏やかなもとなり、制御の安定性が向上する。 As a process of relaxing the constraint, a process of giving an allowable amount of a control error (that is, a time series of a deviation between a target power generation amount and an actual power generation amount) is performed. In the optimum control logic, parameter adjustment is performed so that allowable optimum control that satisfies the upper limit of the deviation is performed. In the PID control, when the control based on the plan based on the exact solution (the control aiming to make the deviation extremely small) is requested, the process of increasing the parameter of the D coefficient of the PID control is performed. As a result, the control quickly changes the power generation so as to eliminate the deviation at all times. When control based on a plan with a solution for which stability is required is required, control is performed to decrease the parameter of the D coefficient and increase the parameter of the I coefficient, whereby the control result includes a deviation, The change in power generation becomes gentle, and the control stability is improved.

以上のような本実施の形態のエネルギー運用装置110によれば、第1の実施の形態のエネルギー運用装置10(図6)により得られる効果と同様の効果を得ることができる。 According to the energy management apparatus 110 of the present embodiment as described above, the same effects as those obtained by the energy management apparatus 10 (FIG. 6) of the first embodiment can be obtained.

(3)第3の実施の形態
(3−1)本実施の形態のエネルギー運用装置の構成
図6との対応部分に同一符号を付して示す図20は、第1の実施の形態のエネルギー運用装置10に変えて図4に示すエネルギー運用システム1に適用される第3の実施の形態によるエネルギー運用装置130の論理構成を示す。なお、本エネルギー運用装置130のハードウェア構成は、一部のプログラム構成を除いて図5について上述した第1の実施の形態のエネルギー運用装置10と同様であるため、ここでの説明は省略する。
(3) Third Embodiment (3-1) Configuration of Energy Operation Device of Present Embodiment FIG. 20 in which parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals is the energy of the first embodiment. The logical structure of the energy management apparatus 130 by 3rd Embodiment applied to the energy management system 1 shown in FIG. 4 instead of the management apparatus 10 is shown. The hardware configuration of the energy management apparatus 130 is the same as that of the energy management apparatus 10 according to the first embodiment described above with reference to FIG. 5 except for a part of the program configuration, and thus the description thereof is omitted here. ..

本エネルギー運用装置130は、コンディション評価部131の処理内容が第1の実施の形態のコンディション評価部34(図6)の処理内容と大きく相違する。実際上、本実施の形態によるコンディション評価部131は、空間的データ分布形状評価部132及びタグデータ書出し部133を備えて構成される。 In the energy management system 130, the processing content of the condition evaluation unit 131 is significantly different from the processing content of the condition evaluation unit 34 (FIG. 6) of the first embodiment. Actually, the condition evaluation unit 131 according to the present embodiment is configured to include the spatial data distribution shape evaluation unit 132 and the tag data writing unit 133.

そして本実施の形態の空間的データ分布形状評価部132は、気象場(指定された時間断面での大気の状態の初期値)及び又は予測した気象場(ある時刻についての予測した大気の状態)を幾つかのパターンに分類し、分類した気象場及び又は予測した気象場のパターンごとに、そのパターンの予測誤差を算出するための回帰モデル(以下、これを誤差回帰モデルと呼ぶ)をそれぞれ生成する機能を備える。また空間的データ分布形状評価部132は、現在の気象場及び又は予測した気象場が上述のパターンのうちのどのパターンに分類されるかを判定し、判定結果に基づいて対応する誤差回帰モデルを用いて誤差を回帰推定する。そしてタグデータ書出し部133は、このようにして得られた誤差や、現在の気象場及び又は予測した気象場のパターンの識別子(以下、これをパターンIDと呼ぶ)をタグ値として外部記憶装置13内の所定の記憶領域に書き出す。 Then, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 of the present embodiment uses the meteorological field (the initial value of the atmospheric state at the designated time section) and/or the predicted meteorological field (the predicted atmospheric state at a certain time). Is classified into several patterns, and a regression model (hereinafter referred to as an error regression model) for calculating the prediction error of the classified weather field and/or predicted weather field pattern is generated for each pattern. It has a function to do. In addition, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 determines which of the above-described patterns the current weather field and/or the predicted weather field is classified into, and based on the determination result, the corresponding error regression model is calculated. Regression estimates the error using. Then, the tag data writing unit 133 uses the error thus obtained and the identifier of the pattern of the current weather field and/or the predicted weather field (hereinafter, referred to as a pattern ID) as a tag value, and the external storage device 13 Write to a specified storage area in.

また本エネルギー運用装置130では、このようなコンディション評価部131の構成の変更に伴って、解品質コントロール部134、第1予測部135及び第3予測部136の処理内容も第1の実施の形態の解品質コントロール部36(図6)、第1予測部31(図6)及び第3予測部33(図6)の処理内容と相違する。 Further, in the energy management system 130, the processing contents of the solution quality control unit 134, the first prediction unit 135, and the third prediction unit 136 are also changed according to the configuration of the condition evaluation unit 131 as described in the first embodiment. Of the solution quality control unit 36 (FIG. 6), the first prediction unit 31 (FIG. 6), and the third prediction unit 33 (FIG. 6).

以下、このような本実施の形態のエネルギー運用装置130について説明する。以下においては、まず、本実施の形態のコンディション評価部の具体的な処理内容について説明する。 Hereinafter, the energy management apparatus 130 of this embodiment will be described. In the following, first, specific processing contents of the condition evaluation unit of the present embodiment will be described.

(3−2)本実施の形態によるコンディション評価部の処理内容
図21は、上述した本実施の形態によるコンディション評価部131において実行される一連の処理の具体的な処理内容を示す。本実施の形態において、気象予測システムから取得する各気象要素の予測データは、大気の数値流体解析(CFD)、大気と地表及び宇宙の間の熱交換の熱力学解析、大気と地表の間の摩擦の力学解析、太陽放射及び地球放射の熱解析に基づく熱流体解析、並びに、気象観測データの解析値のデータ同化からなる気象数値予測により算出される。
(3-2) Processing Contents of Condition Evaluating Unit According to this Embodiment FIG. 21 shows specific processing contents of a series of processes executed by the condition evaluating unit 131 according to this embodiment described above. In the present embodiment, the prediction data of each meteorological element acquired from the meteorological prediction system includes a numerical fluid analysis (CFD) of the atmosphere, a thermodynamic analysis of heat exchange between the atmosphere and the surface and space, and between the atmosphere and the surface of the earth. It is calculated by friction mechanics analysis, thermo-fluid analysis based on thermal analysis of solar radiation and earth radiation, and meteorological numerical prediction that includes data assimilation of analysis values of meteorological observation data.

具体的には、観測値と、前回の予測のサイクルで行われた気象数値予測の解析値(第1推定値)との誤差を減少させるように解析値を修正するデータ同化を行い、予測計算の開始時刻に関する気象データについての解析値(解析インクリメントした第2推定値)である大気の状態の初期値を算出し、大気の状態の初期値に対して、前述の数値流体解析及び熱力学解析の微積分式を利用した時間積分(時間発展)を行い、任意の時刻の状態値をシミュレーションすることにより算出している。 Specifically, data assimilation is performed to correct the analysis value so as to reduce the error between the observed value and the analysis value (first estimated value) of the meteorological numerical prediction performed in the previous prediction cycle, and the prediction calculation is performed. The initial value of the atmospheric state, which is the analysis value (second estimated value obtained by the analysis increment) of the meteorological data related to the start time of, is calculated, and the numerical fluid analysis and the thermodynamic analysis are performed with respect to the initial value of the atmospheric state. It is calculated by performing time integration (time evolution) using the calculus formula of (1) and simulating the state value at an arbitrary time.

各ステップにおけるコンディション評価部131の具体的な処理内容を説明する。まず、コンディション評価部131の空間的データ分布形状評価部132が、気象データ蓄積部41に蓄積された気象データ(気象数値予測の初期値及び/又は予測値)を、過去に渡って取得する(S80)。 Specific processing contents of the condition evaluation unit 131 in each step will be described. First, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 of the condition evaluation unit 131 acquires the meteorological data (initial value and/or predicted value of meteorological numerical value prediction) accumulated in the meteorological data accumulation unit 41 over the past ( S80).

続いて、空間的データ分布形状評価部132が、取得した気象データに基づいて、気象数値予測の初期値の気象場のパターン及び予測された気象場のパターンのそれぞれを幾つかのパターンにそれぞれ分類する(S81,S82)。ただし、コンディション評価処理を気象場のみに基づいて行う場合にはステップS82を省略することができ、またコンディション評価処理を予測した気象場のみに基づいて行う場合にはステップS81を省略することができる。なお、空間的データ分布形状評価部が評価うする予測時刻と、最終的に行いたい予測時刻とが同一時刻に限定する必要はなく、別の時刻であってもよい。 Then, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 classifies each of the weather field pattern of the initial value of the weather numerical prediction and the predicted weather field pattern into some patterns based on the acquired weather data. (S81, S82). However, step S82 can be omitted when the condition evaluation process is performed only on the weather field, and step S81 can be omitted when the condition evaluation process is performed only on the predicted weather field. .. The predicted time evaluated by the spatial data distribution shape evaluation unit and the predicted time finally desired to be evaluated need not be limited to the same time, and may be different times.

次いで、空間的データ分布形状評価部132が、気象数値予測の初期値の気象場のパターン及び/又は予測された気象場のパターンと、過去に発生した気象数値予測の誤差(気温の誤差、日射フラックスの誤差、湿度の誤差、風向風量の誤差といった気象数値予測に含まれる要素の値の誤差)の大きさとの関係を、回帰モデル(以下、これを誤差回帰モデルと呼ぶ)を生成して検出する。なお、気象場のパターンと気象数値予測の誤差の大きさとの関係は、回帰モデルにも、ニューラルネットのモデル、SVM(サポートベクターマシン)のモデル、CART等の決定木モデルにより生成して検出するようにしてもよい。 Next, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 causes the weather field pattern of the initial value of the weather numerical value prediction and/or the predicted weather field pattern and the error of the weather numerical value prediction that has occurred in the past (error of temperature, insolation). Generates a regression model (hereinafter referred to as error regression model) to detect the relationship with the magnitude of the value of the elements included in the numerical weather forecast such as the error of flux, the error of humidity, and the error of wind direction To do. The relationship between the pattern of the meteorological field and the magnitude of the error of the numerical weather prediction is generated and detected by the regression model, the neural network model, the SVM (support vector machine) model, and the decision tree model such as CART. You may do it.

具体的には、例えば図27に示すように、パターンごとの予測誤差量をそれぞれ集計し、集計したパターンごとの予測誤差量を、予測誤差量が小さいパターンから並べた図25(A)に示すような標本分散グラフを誤差回帰モデルとして生成する。1つのパターンに対して、過去に発生した誤差の大きさが複数ある場合は、そのパターンについては最大の誤差や誤差の平均値を利用して予測誤差量との関係を検出する(S83)。なお後述するステップS97の調整処理により、パターンごとに発生する誤差の大きさが均一になる調整処理が十分に収束するときには、平均誤差との誤差回帰モデルを作成することで良好な誤差予測を行うようにしてもよい。 Specifically, for example, as shown in FIG. 27, the prediction error amount for each pattern is aggregated, and the aggregated prediction error amount for each pattern is shown in FIG. Such a sample variance graph is generated as an error regression model. When there are a plurality of error magnitudes that have occurred in the past for one pattern, the maximum error and the average value of the error are used to detect the relationship with the prediction error amount (S83). If the adjustment process of step S97 described later allows the adjustment process in which the magnitude of the error generated for each pattern is uniform to sufficiently converge, an error regression model with the average error is created to perform good error prediction. You may do it.

この後、空間的データ分布形状評価部132が、配信されている現在の気象データとのパターンマッチング行い、現在の気象データ(初期値及び/又は予測値)が分類される気象場や予測した気象場のパターンのパターンIDを取得する。具体的には、後述する自己組織化マップの潜在空間(以下、これをSOM潜在空間と呼ぶ)に現在の気象データをマッピングし、SOM潜在空間でグルーピングされたパターンのパターンIDを取得する処理を行う(S84)。 After that, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 performs pattern matching with the current meteorological data being distributed, and the meteorological field in which the current meteorological data (initial value and/or predicted value) is classified or the predicted weather. Acquire the pattern ID of the field pattern. Specifically, a process of mapping the current meteorological data to a latent space of a self-organizing map (hereinafter, referred to as SOM latent space) described below and acquiring a pattern ID of a pattern grouped in the SOM latent space is performed. Perform (S84).

続いて、空間的データ分布形状評価部132が、ステップS84で取得したパターンIDに対応する誤差回帰モデルを用いて、気象数値予測の誤差を推定する(S85)。 Subsequently, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 estimates the error in the weather numerical value prediction using the error regression model corresponding to the pattern ID acquired in step S84 (S85).

この後、コンディション評価部131のタグデータ書出し部133が、ステップS85の処理により得られた推定誤差のデータと、現在の気象データの分類先のパターンのパターンIDとのうちの少なくとも一方を判定結果として、例えば外部記憶装置13内の所定の記憶領域に書き出す。あるいは推定誤差が平均の値より大きいとき(あるいは誤差量平均の値に誤差量の分散σの値を加算した値より大きいとき)には解析の劣度タグの値として劣度大と書き出すようにする(S86)。 After that, the tag data writing unit 133 of the condition evaluation unit 131 determines at least one of the data of the estimation error obtained by the process of step S85 and the pattern ID of the pattern of the classification destination of the current weather data. For example, the data is written to a predetermined storage area in the external storage device 13. Alternatively, if the estimation error is larger than the average value (or if it is larger than the value obtained by adding the value of the variance σ of the error amount to the average value of the error amount), write the degree of inferiority as the value of the inferiority tag of the analysis. Yes (S86).

なお、ステップS82では、気象数値予測の誤差に代えて、最終的に知りたい第3予測部(需要)の予測誤差との関係を示す誤差回帰モデルを生成するようにし、ステップS85では第3予測部が出力する需要予測値の最悪誤差の推定をするように構成することも可能である。 In step S82, an error regression model showing a relationship with the prediction error of the third prediction unit (demand) to be finally known is generated instead of the error in the weather numerical prediction, and in step S85, the third prediction is performed. It is also possible to configure so as to estimate the worst error of the demand forecast value output by the section.

図22に、ステップS81やステップS82における空間的データ分布形状評価部132のより具体的な処理(以下、これをパターン分類処理と呼ぶ)の処理内容を示す。ここでは温位(potential temperature)の観点から気象場のパターン分類を主として行うものとして説明する。 FIG. 22 shows the processing content of more specific processing (hereinafter, referred to as pattern classification processing) of the spatial data distribution shape evaluation unit 132 in steps S81 and S82. Here, it is assumed that the pattern classification of the weather field is mainly performed from the viewpoint of the potential temperature.

なお「温位」とは、異なる高度にある空気該の実質的な暖かさを示す尺度である。熱力学の理論によれば、上層にある空気塊は周辺の大気圧が低いため、断熱的に下層(気圧が1000hPa付近)に移動させると大気圧の影響を受け温度が上昇する。従って、上層及び下層の双方に同じ温度の空気塊がある場合には、実質的には上層により暖かい空気塊があると見なす必要がある。また、空気が水蒸気を成分としているとき湿度が高い(水(化学式H2O)には、液体と気体との相があり、気体化した水を水蒸気と呼ぶ)。水蒸気が、液体へと相を変えるときに、熱を放出する、逆に液体の水が気体になるには外部からの熱エネルギーを必要とする。従って、水蒸気を含む空気塊と、水蒸気を含まない空気塊(ただし、液化した水が水滴として浮遊していることがある)とが、同じ温度である場合には、水蒸気を含む空気塊の方が実質的にはより暖かいと見なす必要がある。気象学では、このような温位の尺度として、乾燥空気に対する温位(しばしば単に温位と呼ぶことがある)や、湿潤空気に対する相当温位の理論式が用いられる。 The "warm level" is a scale indicating the substantial warmth of the air at different altitudes. According to the theory of thermodynamics, the air mass in the upper layer has a low atmospheric pressure in the surroundings, so when it is adiabatically moved to the lower layer (atmospheric pressure is around 1000 hPa), the temperature rises under the influence of atmospheric pressure. Thus, if there is an air mass of the same temperature in both the upper layer and the lower layer, it should be considered that there is substantially a warm air mass in the upper layer. In addition, the humidity is high when air contains water vapor as a component (water (chemical formula H2O) has a phase of liquid and gas, and vaporized water is called water vapor). When the water vapor changes its phase to a liquid, it gives off heat, and conversely liquid water becomes a gas and requires external heat energy. Therefore, if the air mass containing water vapor and the air mass not containing water vapor (however, liquefied water may float as water droplets) have the same temperature, the air mass containing water vapor is the better. Should be considered substantially warmer. In meteorology, as a measure of such a temperature level, a theoretical level of a temperature level for dry air (often called simply a temperature level) or a theoretical temperature level for wet air is used.

本実施の形態では、温位に係るデータとして、各高度の空気塊の温度及び湿度のデータを用いている。なお、本実施の形態に限定されず、乾燥気体の温位や、相当温位の理論値を用いても良い。また鉛直配置方向データとして、温位に限らず、風向風量の値、上昇下降の気流の値、ジオポテンシャル高度の値、などの気象データの項目について作成するようにしてもよい。 In the present embodiment, the temperature and humidity data of the air mass at each altitude are used as the data related to the temperature level. Note that the present invention is not limited to this embodiment, and the theoretical value of the temperature of the dry gas or the equivalent temperature may be used. Further, as the vertical arrangement direction data, not only the temperature level but also the items of meteorological data such as the value of the wind direction, the value of the ascending and descending airflow, the value of the geopotential altitude, and the like may be created.

各ステップの具体的な処理内容を説明する。空間的データ分布形状評価部132は、図21のステップS81やステップS82に進むと、このパターン分類処理を開始し、まず、所定期間(例えば、四季別、年間、ある期間の昼間、ある期間の夜間、所定時間帯(例えば、全球気象予測が更新される時刻帯、朝6時の気象データ配信時刻帯))において蓄積した各時間断面の気象データから、水平格子の1つ1つについて、地点データに含めれる高度別のデータ項目から、後述の温位に係るデータを抽出して、気象データの鉛直配置データセットを生成する(S90)。 Specific processing contents of each step will be described. When the spatial data distribution shape evaluation unit 132 proceeds to step S81 or step S82 of FIG. 21, this pattern classification processing is started, and first, for a predetermined period (for example, for each of the four seasons, for a year, for a certain period of daytime, for a certain period of time). From the meteorological data of each time section accumulated at night in a predetermined time zone (for example, the time zone when the global weather forecast is updated, the meteorological data distribution time zone at 6:00 am), the point for each of the horizontal grids From the data items for each altitude included in the data, the temperature-related data described below is extracted to generate a vertical arrangement data set of meteorological data (S90).

続いて、空間的データ分布形状評価部132は、生成した、地点ごとの気象データの鉛直配置データのセットを、いくつかのパターンに分類する(S91〜S97)。 Subsequently, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 classifies the generated set of vertical arrangement data of weather data for each point into some patterns (S91 to S97).

具体的に、空間的データ分布形状評価部132は、まず、自己組織化マップとして知られている処理(以下、これを自己組織化マップ処理と呼ぶ)により、SOM潜在空間のノードへデータセットの各データをマッピングする(S91)。 Specifically, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 first performs processing of a data set to a node of the SOM latent space by a process known as a self-organizing map (hereinafter referred to as a self-organizing map process). Each data is mapped (S91).

次いで、コンディション評価部は、自己組織化マップ処理により、所定の閾値を用いてSOM潜在空間のノードを連結し、適当な分離閾値を設定して、SOM潜在空間上でパターン分類を行い、その後、SOM潜在空間からデータを逆マッピングすることによりS90で用意した気象データの鉛直配置データセットの各々のデータをパターン分類する。また空間的データ分布形状評価部132は、分類した空気塊の鉛直配置データのパターンごとにそれぞれタグ(以下、これを安定度IDと呼ぶ)を付与する(S92)。 Then, the condition evaluation unit connects the nodes of the SOM latent space by using a predetermined threshold by self-organizing map processing, sets an appropriate separation threshold, and performs pattern classification on the SOM latent space, and then, By reverse mapping the data from the SOM latent space, each data of the vertical arrangement data set of the meteorological data prepared in S90 is pattern classified. Further, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 gives a tag (hereinafter, referred to as stability ID) to each pattern of the classified vertical arrangement data of the air mass (S92).

さらに、空間的データ分布形状評価部132は、各時間面の水平方向の地点の各格子に対してそれぞれ該当する安定度IDを対応付けた(表示した)大気の成層状態を表すマップのデータ(以下、これを成層状態データと呼ぶ)を、配信され蓄積した気象の時間断面データの各々に対応して生成する(S93)。 Further, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 maps the map data representing the stratified state of the atmosphere in which (corresponding to) the corresponding stability IDs are associated (displayed) with the respective grids at the horizontal points on the respective time planes ( Hereinafter, this will be referred to as stratified state data) is generated corresponding to each of the time section data of the distributed and accumulated weather (S93).

本実施の形態では、安定度IDはパターンに対する大気の安定度の値に従って付与する。「パターンに対する大気の安定度」とは、同一のパターンとされた空気塊の鉛直配置データの各々の大気の鉛直安定度指数(例えば、気象学のショワルター安定度指数)の平均値(もしくは最大値)である。他の安定度IDの付与の仕方として、SOM潜在空間のノードから分類するデータのデータ空間(観測空間ともいう)への参照ベクトル(パターンの仮想的な代表値を指し示す)に相当する空気塊の鉛直配置についての大気の鉛直安定度を用いても良い。 In the present embodiment, the stability ID is given according to the value of the atmospheric stability with respect to the pattern. "Atmospheric stability against a pattern" means the average value (or maximum value) of the vertical stability index of each atmosphere (for example, the Schwarter stability index of meteorology) of the vertical arrangement data of air masses with the same pattern. Value). As another method of assigning the stability ID, an air mass corresponding to a reference vector (indicating a virtual representative value of a pattern) from a node of the SOM latent space to a data space (also referred to as an observation space) of data to be classified The atmospheric vertical stability for vertical placement may be used.

このように鉛直方向の空気塊の配置の形状を抽出したパターンに安定度IDとなる序数を付与することで、形状が似ている配置パターンの安定度IDが近い値となる。このため、水平面での大気の成層状態を、水平面の各格子位置の大気を鉛直方向の空気塊の配置の形状でデータ化したときに、微細な計上の違いが、大きな安定度IDの変化になることがなくなり、良好な水平面のデータ化ができる実施上の効果がある。 By adding an ordinal number as the stability ID to the pattern obtained by extracting the shape of the arrangement of air lumps in the vertical direction in this manner, the stability IDs of the arrangement patterns having similar shapes have close values. For this reason, when the stratified state of the atmosphere on the horizontal plane is converted into data in the shape of the arrangement of air masses in the vertical direction for the atmosphere at each lattice position on the horizontal plane, a minute difference in the accounting results in a large change in stability ID. There is no practical problem, and there is the practical effect that good horizontal data can be created.

続いて、空間的データ分布形状評価部132は、ステップS93で生成した成層状態データを、S92の処理と同様に自己組織化マップ処理で、第2のSOM潜在空間にマッピングし(S94)、第2のSOM潜在空間で大気の成層状態データをパターン分類する(S95)。 Subsequently, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 maps the stratified state data generated in step S93 to the second SOM latent space by the self-organizing map process similarly to the process of S92 (S94), The stratified state data of the atmosphere is pattern-classified in the SOM latent space of 2 (S95).

次いで、空間的データ分布形状評価部132は、各パターンが十分な解像度であるか否かを判定し(S96)、否定結果を得た場合には、各パターンが十分な解像度となるようにパターンの分類数を増減するようステップS92で用いる上述の分離閾値の値を調整する(S97)。 Then, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 determines whether or not each pattern has sufficient resolution (S96), and when a negative result is obtained, the pattern is set so that each pattern has sufficient resolution. The value of the above-mentioned separation threshold used in step S92 is adjusted so as to increase or decrease the number of classifications (S97).

そして、空間的データ分布形状評価部132は、ステップS92に戻り、この後、ステップS96で肯定結果を得るまでステップS92〜ステップS97の処理を繰り返す。そして、空間的データ分布形状評価部132は、やがて気象場や予測した気象場を十分な解像度の幾つかのパターンにパターン分類し終えることによりステップS96で肯定結果を得ると、このパターン分類処理を終了して図21の処理に戻る。 Then, the spatial data distribution shape evaluation unit 132 returns to step S92, and then repeats the processing of steps S92 to S97 until a positive result is obtained in step S96. Then, when the spatial data distribution shape evaluation unit 132 eventually obtains a positive result in step S96 by finishing the pattern classification of the weather field or the predicted weather field into some patterns with sufficient resolution, this pattern classification process is performed. When it is finished, the process returns to the process of FIG.

なお、S96、及び/又は、S92のパターン分類の処理において、データから生成したパターンに識別子(パターンID)を付与する。識別子は、識別子の序数の数値が近いものが、類似するパターンとなるように識別子を付与するようにする。 In the pattern classification process of S96 and/or S92, an identifier (pattern ID) is given to the pattern generated from the data. The identifiers are assigned such that the ordinal numbers of the identifiers that are close to each other have similar patterns.

具体的には、SOM潜在空間の隣接するノード間の異なる度合い(マップ色彩法のアルゴリズムの一つでは、SOM潜在空間のノードが指し示す観測空間の観測データと、隣接するSOM潜在空間のノードが指し示す観測データとの距離で、隣接ノードの異なる度合いを与えることができる)と分離閾値Rとを比較してノードの連結を試行する。Rを最大の隣接ノードの異なる度合い値であるRMAXから、0までの間で変化させ(例えば5段階に変化させる)、段々と連結されるノードの個数が小さいグループに分類するまで試行し、各段階での分類にもとづく半順序木によりSOM潜在空間の各ノードに半順序の関係を与える。半順序の関係に従い、パターンIDを与えるようにする。このようにパターンIDを付与することで、半順序の木構造により根本で大きく分類されたノードは性質が大きく異なり、末端の枝で分類されたノードは性質が似ているようになる。 Specifically, the degree of difference between adjacent nodes of the SOM latent space (in one of the map color method algorithms, the observation data of the observation space indicated by the node of the SOM latent space and the observation data of the adjacent node of the SOM latent space indicate The distance from the observation data can give different degrees of adjacent nodes) and the separation threshold R are compared to try to connect the nodes. R is changed from RMAX, which is a different degree value of the maximum adjacent node, to 0 (for example, changed in 5 steps), and trials are performed until the number of nodes that are gradually connected is classified into a small group. A semi-ordered tree is given to each node in the SOM latent space by a semi-ordered tree based on the classification in stages. The pattern ID is given according to the partial order relationship. By assigning the pattern ID in this way, the nodes that are largely classified by the root due to the partial-order tree structure have significantly different properties, and the nodes that are classified by the terminal branches have similar properties.

この実施の形態によれば、性質が類似するパターン(例えば、いわゆる冬型/夏型の気象配置に相当する気象場のパターン)同士が、近いパターンIDを持つことで、後処理での予測処理、及び/又は、誤差回帰モデルが品質よく生成できる。これはそれぞれのパターンに分類されるデータの数が不均質(データ数に疎密がある、スパースである)であるときにも、ガウスプロセス回帰、及び/又は、ヒストグラム法などのスパースモデリングの処理により良好な分析モデルを生成できることによる。 According to this embodiment, since patterns having similar properties (for example, a weather pattern corresponding to a so-called winter/summer weather arrangement) have close pattern IDs, the prediction processing in the post-processing, And/or the error regression model can be generated with good quality. This is because even if the number of data classified into each pattern is heterogeneous (the number of data is sparse and dense, it is sparse), it can be processed by Gaussian process regression and/or sparse modeling such as histogram method. This is because it is possible to generate a good analytical model.

なお、本実施の形態の処理に代えて、大気の鉛直安定度の値を地点の安定度IDタグとしてもよい。気象学では、温位の鉛直配置データの評価として、しばしば、上層の温位についてのデータと、下層の温位(相当温位や乾燥気体の温位)についてのデータとの値の算術差を安定度として評価値に用いる。安定度が高いと、熱力学の法則により、下層からの上昇気流がおき難い。 Note that, instead of the processing of the present embodiment, the value of the vertical stability of the atmosphere may be used as the stability ID tag of the point. In meteorology, as an evaluation of the vertical arrangement data of the temperature level, the arithmetic difference of the values between the data of the upper level temperature and the data of the lower level temperature (equivalent temperature or dry gas temperature) is often used. It is used as an evaluation value as stability. If the stability is high, it is difficult for updrafts from the lower layers to occur due to the laws of thermodynamics.

本実施の形態に加え、空間的データ分布評価部122による、各時間断面の気象場の評価結果を総合した時間的データ分布形状評価を行うようにすることともできる。時間の経過とともに、劣度が大きくなる、発達中の特異現象があるとの時間的データ形状評価が行える。 In addition to the present embodiment, the spatial data distribution evaluation unit 122 may perform temporal data distribution shape evaluation that integrates the evaluation results of the meteorological field at each time section. It is possible to perform temporal data shape evaluation that there is a peculiar phenomenon during development that the degree of inferiority increases with the passage of time.

図23(A)から(G)に、温位に関するデータでの、空気塊の鉛直方向の配置のパターン分類の結果の例を示す。縦軸は気圧高度、横軸は算出した相当温度への換算値である。また図24に、成層状態データをパターン分類した結果の例を示す。さらに図25(A)に上述の誤差回帰モデルの例を示し、図25(B)に各パターンの標本数を表すグラフ成層状態データのパターンと、予測誤差の標本分散の関係を例示する。本グラフを用いて、誤差回帰モデルが生成される。パターンごとの標本数を利用して各パターンの予測誤差量を正規化した上で、パターンと誤差との関係を検出するようにしてもよい。 23A to 23G show examples of the result of pattern classification of the vertical arrangement of the air mass in the data regarding the temperature level. The vertical axis represents the atmospheric pressure altitude, and the horizontal axis represents the calculated equivalent temperature conversion value. Further, FIG. 24 shows an example of the result of pattern classification of the stratified state data. Further, FIG. 25(A) shows an example of the error regression model described above, and FIG. 25(B) exemplifies the relationship between the pattern of the graph stratified state data representing the number of samples of each pattern and the sample variance of the prediction error. An error regression model is generated using this graph. The relationship between the pattern and the error may be detected after normalizing the prediction error amount of each pattern by using the number of samples for each pattern.

(3−3)本実施の形態のエネルギー運用装置における処理の流れ
図26は、本実施の形態のエネルギー運用装置130において実行されるエネルギー供給の計画及び制御に関する一連の処理の流れ(エネルギー供給計画及び制御処理)を示す。このエネルギー供給計画及び制御処理は、定期的に実行される。
(3-3) Flow of Processes in Energy Operation Device of Present Embodiment FIG. 26 is a flow of a series of processes regarding energy supply planning and control executed in the energy operation device 130 of the present embodiment (energy supply plan). And control processing). This energy supply plan and control process are executed regularly.

本実施の形態によるエネルギー運用装置130では、まず、図21〜図25及び図27について上述した処理がコンディション評価部131において実行され、コンディション評価部131のタグデータ書出し部133により、処理結果である気象コンディションのタグ値(気象数値予測の誤差の推定量)と、現在の気象場及び/又は予測した気象場のパターンIDとの少なくとも一方が外部記憶装置13の所定の記憶領域に書き出される(S100)。 In the energy management system 130 according to the present embodiment, first, the processing described above with reference to FIGS. 21 to 25 and 27 is executed in the condition evaluation unit 131, and the tag data writing unit 133 of the condition evaluation unit 131 outputs the processing result. At least one of the tag value of the weather condition (estimated amount of error in weather numerical value prediction) and the pattern ID of the current weather field and/or the predicted weather field is written in a predetermined storage area of the external storage device 13 (S100). ).

続いて、解品質コントロール部134の数値解析パラメータ更新部137が、外部記憶装置13に書き出された気象コンディションのタグ値や、現在の気象場及び/又は予測した気象場のパターンIDから、第1予測部135で行う気象現象の再解析の処理に用いるパラメータを修正する(S101)。 Then, the numerical analysis parameter updating unit 137 of the solution quality control unit 134 determines the first from the tag value of the weather condition written in the external storage device 13 and the pattern ID of the current weather field and/or the predicted weather field. The parameters used for the reanalysis processing of the meteorological phenomenon performed by the 1 prediction unit 135 are corrected (S101).

本実施の形態の場合、数値解析パラメータ更新部137は、データ同化のパラメータである観測誤差と背景誤差の大きさを示す示すパラメータα1、α2、及び/又は、α1及びα2の比率であるαについて、気象場に応じて変更する。従来、αは固定的な標準値に設定されている。気象場に応じてαを変更する。具体的には、予測したい時間(例えば24時間後、需要や発電などの気象数値予測データを利用した予測を行う時刻tの前後6時間の30分刻みの時間断面)についての「予測した気象場のパターンIDから推定された数値解析誤差」の大きさに応じて、αの値を大きくする(例えば、標準のαに、数値解析誤差の値に所定値βを乗じた値を加算する)処理を施す。さらに/もしくは、気象解析の初期値の気象場のパターンIDから推定された数値解析誤差の大きさに応じてαの値を大きくする処理を施す。 In the case of the present embodiment, the numerical analysis parameter updating unit 137 determines the parameters α1, α2 and/or the ratio α1 and α2 indicating the magnitude of the observation error and the background error, which are parameters of data assimilation. , Change according to the weather field. Conventionally, α is set to a fixed standard value. Change α according to the weather field. Specifically, for the time you want to predict (for example, 24 hours later, a time section in 30-minute increments 6 hours before and after the time t at which prediction is performed using meteorological numerical prediction data such as demand and power generation) Process of increasing the value of α according to the size of the “numerical analysis error estimated from the pattern ID” (for example, adding a value obtained by multiplying the value of the numerical analysis error by a predetermined value β to standard α). Apply. Further/or, a process of increasing the value of α is performed according to the magnitude of the numerical analysis error estimated from the pattern ID of the weather field, which is the initial value of the weather analysis.

なお数値解析パラメータ更新部137は、大気の状態の時間発展の物理シミュレーション部55のパラメータ(これらのパラメータは、物理シミュレータPGの定数テーブルとして保持されている)を更新することもできる。 The numerical analysis parameter updating unit 137 can also update the parameters (these parameters are held as a constant table of the physical simulator PG) of the physical simulation unit 55 for time evolution of atmospheric conditions.

風速のデータの予測値(予測対象のエリアの予測値の平均値、及び/又は、需要などの最終的な予測を行いたい地点の予測値)が、過大な値となる気象コンディションと判定された場合には、地表面と大気の間の摩擦係数を示すパラメータKの値を微増させる(例えば0.01%増)。予測値が、過小な値となる気象コンディションと判定された場合には、地表面と大気の間の摩擦を示すパラメータKの値を微減する(例えば0.01%減)。 The predicted value of the wind speed data (the average value of the predicted values in the area to be predicted, and/or the predicted value of the point where you want to make a final prediction such as demand) was determined to be an excessive weather condition. In this case, the value of the parameter K indicating the coefficient of friction between the ground surface and the atmosphere is slightly increased (for example, increased by 0.01%). When it is determined that the predicted value is an excessively small weather condition, the value of the parameter K indicating the friction between the ground surface and the atmosphere is slightly reduced (for example, 0.01% reduction).

地表面と大気の間の摩擦係数が誤って小さくとられると、長時間の時間発展のシミュレーションを行ったときに風速が発散したり、非現実的な値に収束したりすることが知られている。動的に物理シミュレーションのパラメータを変更することで、特異な気象条件の下でも気象の数値解析の再解析により誤差を抑制できる。 It is known that if the friction coefficient between the ground surface and the atmosphere is mistakenly made small, the wind speed will diverge or converge to an unrealistic value when simulating a long time evolution. There is. By dynamically changing the parameters of the physical simulation, the error can be suppressed by reanalyzing the numerical analysis of the meteorology even under unique meteorological conditions.

同様に、地表面温度の予測値、及び/又は、大気の気温の予測値が、過大な値となる気象コンディションと判定された場合には、地球放射(地球が太陽から受けた放射エネルギーを、地表や大気から赤外線として宇宙空間に放出する総エネルギー)のパラメータM。を微増する(例えば0.01%増)、及び/又は、太陽放射(太陽から放射される電磁波の総エネルギー)のパラメータを微減する。逆に、地表面温度の予測値、及び/又は、大気の気温の予測値が、過小な値となる気象コンディションと判定された場合には、地球放射(地球が太陽から受けた放射エネルギーを、地表や大気から赤外線として宇宙空間に放出する総エネルギー)のパラメータMを微減する(例えば0.01%増)、及び/又は、太陽放射(太陽から放射される電磁波の総エネルギー)のパラメータを微増する。 Similarly, when the predicted value of the ground surface temperature and/or the predicted value of the atmospheric temperature is determined to be an excessively large meteorological condition, terrestrial radiation (radiant energy received from the sun by the earth, Parameter M of the total energy emitted from the surface of the earth and the atmosphere to the outer space as infrared rays. Is slightly increased (for example, increased by 0.01%) and/or the parameter of solar radiation (total energy of electromagnetic waves emitted from the sun) is slightly reduced. On the contrary, when the predicted value of the ground surface temperature and/or the predicted value of the atmospheric temperature is determined to be an excessively small meteorological condition, the earth radiation (radiated energy that the earth receives from the sun, The parameter M of the total energy emitted from the surface of the earth or the atmosphere to the outer space as infrared rays) is slightly decreased (for example, increased by 0.01%), and/or the parameter of the solar radiation (the total energy of electromagnetic waves emitted from the sun) is slightly increased.

太陽放射の大きさに対して地球放射のパラメータが誤って大きくとられると、長時間の時間発展のシミュレーションを行ったときに地表面や大気の温度が発散したり、非現実的な値に収束したりすることが知られている。また地球放射のパラメータが誤って小さく取られると、長時間の時間発展のシミュレーションをすると地表面や大気の温度が極低温な、非現実的な値に収束したり、地球自転等の周期的変化のみを反映した情報量のない周期的な予測値に振動したりすることが知られている。動的に物理シミュレーションのパラメータを変更することで、特異な気象条件の下でも気象の数値解析の再解析により誤差を抑制できる。 If the parameters of the Earth's radiation are mistakenly set to be large relative to the magnitude of the solar radiation, the temperature of the ground surface and the atmosphere will diverge or converge to unrealistic values during the simulation of long-term time evolution. It is known to do. If the parameters of the earth's radiation are mistakenly made small, simulations of long-term time evolution will cause the temperatures of the ground surface and the atmosphere to converge to extremely low temperatures, unrealistic values, and periodic changes such as the rotation of the earth. It is known that it vibrates to a periodic predicted value with no information amount that reflects only this. By dynamically changing the parameters of the physical simulation, the error can be suppressed by reanalyzing the numerical analysis of the meteorology even under unique meteorological conditions.

続いて、第1予測部135の第1データ同化部138のデータ同化処理部139が、大気の物理的現状の支配方程式を用いて大気の状態の時間発展のシミュレーションを行う物理シミュレーションの初期条件(格子データの初期データ)の生成を行う(S102)。 Then, the data assimilation processing unit 139 of the first data assimilation unit 138 of the first prediction unit 135 uses the governing equation of the physical current state of the atmosphere to simulate the time evolution of the state of the atmosphere. Initial data of grid data is generated (S102).

具体的には、取得した気象数値解予測による初期データ(及び/又は、気象再解析により得た初期値データ、及び/又は、前回の気象解析サイクルでの解析結果である予測値)を第1推定値とし、取得した観測データ(観測値)との間に、初期値の解析値を求め第1推定値を更新する(この処理は一般に解析インクリメントと呼ぶ。条件インクリメントと記す場合もある)。 Specifically, the initial data obtained by the weather numerical solution prediction (and/or the initial value data obtained by the weather reanalysis and/or the predicted value which is the analysis result in the previous weather analysis cycle) is first As an estimated value, an analysis value of an initial value is calculated between the acquired observation data (observation value) and the first estimation value is updated (this process is generally called an analysis increment, which may be referred to as a conditional increment).

第1推定値の更新は、以前の解析値である第1推定値と観測データとを入力として、変分法として知られる処理により、大気の状態に係る支配方程式の随伴方程式と、データ同化を行う際に与えられる「観測誤差」と「背景誤差」(第1推定値の誤差)の設定に係る割合α値により決定する。このとき観測誤差が背景誤差より小さく設定されれば、データ同化による解析インクリメントの結果はより観測データ側に寄り、逆に観測誤差が大きく設定されれば、解析インクリメントの結果は第1推定値側に寄る。 The update of the first estimated value is performed by inputting the first estimated value which is a previous analysis value and the observation data and performing data assimilation with the adjoint equation of the governing equation relating to the atmospheric state by a process known as a variational method. It is determined by the ratio α value related to the setting of “observation error” and “background error” (error of the first estimated value) given when performing. At this time, if the observation error is set smaller than the background error, the analysis increment result due to data assimilation will be closer to the observation data side. Conversely, if the observation error is set larger, the analysis increment result will be the first estimated value side. Stop by.

このようにして得た初期値を元に、気象現象の再解析(再解析では、外部サーバによる気象解析よりも、解析の格子間隔を細分化してもよい)する時間発展のシミュレーションにより将来の大気の状態の推定値を得る。 Based on the initial values obtained in this way, re-analyzing the meteorological phenomenon (the re-analyzing may subdivide the grid spacing of the analysis rather than the meteorological analysis by an external server) through a simulation of time evolution Get an estimate of the state of.

続いて、コンディション評価部131の空間的データ分析形状評価部122が、気象に係る大気の状態の時間発展の予測結果に対して、ステップS100と同様の予測した気象場のコンディションの評価を行い(S104)、この後、空間的データ分析形状評価部122が、再解析結果の誤差量と再解析前の誤差量とを比較して、誤差の減少量が規定値より少ないかの収束判定を行う(S105)。この収束判定で、再解析結果が未だ十分には収束していないという判定結果が得られた場合には、再解析結果が閾値未満に収束するまで、あるいは規定の回数の繰返しが完了するまで、解品質コントロール処理(S101)からコンディション評価処理(S104)までの処理を繰返す。 Subsequently, the spatial data analysis shape evaluation unit 122 of the condition evaluation unit 131 evaluates the predicted condition of the meteorological field similar to step S100 with respect to the prediction result of the time evolution of the atmospheric state related to the weather ( S104), and thereafter, the spatial data analysis shape evaluation unit 122 compares the error amount of the reanalysis result with the error amount before the reanalysis, and performs a convergence determination as to whether or not the error reduction amount is less than a specified value. (S105). In this convergence judgment, if the judgment result that the re-analysis result has not converged sufficiently is obtained, until the re-analysis result converges below the threshold value, or until the specified number of iterations are completed, The process from the solution quality control process (S101) to the condition evaluation process (S104) is repeated.

以上のステップS101及びステップS102の処理によって、特異な気象現象により、大気の状態の時間発展の予測処理を行う物理シミュレーションで用いている微分式(支配方程式)と、実際の物理現象とが完全には一致していない場合(すなわち背景誤差が大きくなっている場合)にも、特異な気象現象による背景誤差の増大に適応してデータ同化(初期値の生成の処理)の結果を改善し、気象再解析の精度が向上する効果がある。 Through the processing of steps S101 and S102 described above, the differential equation (dominant equation) used in the physical simulation for predicting the time evolution of the atmospheric state due to the peculiar meteorological phenomenon and the actual physical phenomenon are completely Even when the values do not match (that is, when the background error is large), the results of data assimilation (processing of initial value generation) are improved by adapting to the increase in the background error due to a peculiar meteorological phenomenon. This has the effect of improving the accuracy of reanalysis.

さらに、気象の観測データの欠落や、観測データの配信の遅延、あるいは、観測データの鮮度(観測後の時間経過)のデータ品質のタグ情報を利用して、αの値を減ずる処理を施す(例えば、標準のαの値に、0.9を乗じた値をα値として用いるようにする)。これにより、観測誤差が増大している例外的な状況においては、初期値の生成する解析インクリメントの結果は、通常の場合と比べて、観測データよりも前予測サイクルでの数値予測結果(第一推定値)に近い値を出力する解析インクリメントが行われる。その結果として、観測データの欠落や遅延や鮮度の低下により劣化した観測データによって、データ同化の結果が極端に悪くなることが回避され、一定の品質のデータ同化の結果(解析インクリメントの結果)を得ることできる効果がある。 Furthermore, the processing of reducing the value of α is performed by using the tag information of the data quality such as the lack of meteorological observation data, the delay of the observation data delivery, or the freshness of the observation data (elapsed time after the observation) ( For example, the standard α value multiplied by 0.9 is used as the α value). As a result, in exceptional circumstances where the observation error is increasing, the result of the analysis increment generated by the initial value is larger than that in the normal case when the numerical prediction result (first An analysis increment is performed to output a value close to (estimated value). As a result, it is possible to avoid the result of data assimilation being extremely deteriorated by the observation data deteriorated due to missing observation data, delay, or deterioration of freshness, and to obtain the data assimilation result of constant quality (analysis increment result). There is an effect that can be obtained.

なお、気象機関からの配信される気象数値予測データは、地球全体の大気の状態を解析する全球モデルの解析を例えば24時間毎に行い、日本領域などの特定領域の大気の状態を解析する領域モデルの解析を、全球モデルの解析結果と最新の観測データ(但し、観測項目によっては、1時間後との観測であったり6時間後との観測であったりする)を入力として、例えば3時間ごとに行うなど、予測サイクルの中で利用されるデータの鮮度が異なっている。これにより配信時刻(気象予報の発表時間)によっても気象データに含まれる誤差の特性(例えば、観測誤差と背景誤差の大きさ)が異なっている。本発明では、再解析におけるα1、α2の標準値は各々の配信時刻ごとに設けようにしてもよい。これにより、良好な再解析を行い得る。 In addition, the meteorological numerical prediction data distributed from the meteorological organization is an area for analyzing the atmospheric condition of a specific area such as the Japan area by performing a global model analysis for analyzing the atmospheric condition of the entire earth, for example, every 24 hours. For the model analysis, input the analysis result of the global model and the latest observation data (however, depending on the observation item, it may be observation after 1 hour or observation after 6 hours), for example, 3 hours The freshness of the data used in the prediction cycle is different, such as every time. As a result, the characteristics of the error included in the meteorological data (for example, the magnitude of the observation error and the background error) also differ depending on the distribution time (the announcement time of the weather forecast). In the present invention, the standard values of α1 and α2 in the reanalysis may be set for each distribution time. This allows good reanalysis.

また第2予測処理(S103)の数値解析においても、同様に、観測誤差と背景誤差の大きさのパラメータを用いたデータ同化を行なうようにしてもよく、観測データの欠落による観測誤差が増大したときにも適切にエネルギー需要密度を推定することができる。 Also in the numerical analysis of the second prediction process (S103), similarly, data assimilation using parameters of the magnitude of the observation error and the background error may be performed, and the observation error due to the lack of the observation data increases. Sometimes it is possible to properly estimate the energy demand density.

続いて、図11のステップS5について上述したコンフィグレーション入力処理がコンフィグレーション入力部により実行される(S106)。また、この後、解品質コントロール部134の予測解目標安定指数算出部92(図6)が、気象コンディションであるところの気象の推知解析誤差の推定値のタグ値を読み出し、第3予測部に予測解目標安定指数を出力する(S107)。予測解目標安定指数は、気象解析誤差の推定値の実数の値としてもよく、また、1〜5といた正数の値に変換するようにしてもよい。 Subsequently, the configuration input processing described above with respect to step S5 of FIG. 11 is executed by the configuration input unit (S106). In addition, thereafter, the predicted solution target stability index calculation unit 92 (FIG. 6) of the solution quality control unit 134 reads the tag value of the estimated value of the weather prediction analysis error in the weather condition, and the third prediction unit The predicted solution target stability index is output (S107). The predicted solution target stability index may be a real number value of the estimated value of the meteorological analysis error, or may be converted into a positive number value of 1 to 5.

次いで、第3予測部136が、図17について上述した第3予測処理を実行する(S108)。なお、本実施の形態の第3予測処理では、電力需要の予測を、気象依存項F(W)と、非気象依存項G(t)の和であるF(W)+G(t)として予測する。F(W)は前述のLasso回帰モデル、Ridge回帰モデルの式であり、G(t)は時刻tごとに統計的に設定された固定値である。 Next, the third prediction unit 136 executes the third prediction process described above with reference to FIG. 17 (S108). In addition, in the third prediction process of the present embodiment, the prediction of the power demand is predicted as F(W)+G(t), which is the sum of the weather-dependent term F(W) and the non-climate-dependent term G(t). To do. F(W) is a formula of the above-mentioned Lasso regression model and Ridge regression model, and G(t) is a fixed value set statistically at each time t.

これらは、参照ポイント調整処理部70が、そのとき解品質コントロール部36から与えられた予測解目標安定指数の値に応じた品質で自エネルギー運用装置10の管理エリア内の将来のエネルギー需要(電力需要)の予測を行うために、図6の回帰モデル生成部71が生成すべき回帰モデルの種類及びその回帰モデルの条件を図8の第2のテーブル73から読み出し、読み出した回帰モデルの種類及びその回帰モデルの条件を回帰モデル生成部71に出力している(図17のS60)。特に回帰モデル生成にあたって、気象コンディションの劣度のタグ値が大であるときには、回帰モデルの説明変数に利用する気象要素を気温に限定し、気象コンディションの劣度が大でないときには、回帰モデルの説明変数に利用する気象要素に制限を加えず、湿度、日射、大気浮遊物量、赤外線強度、紫外線強度、雲量、天気(晴れ、曇り、雨、雪)の項目を利用したり、各時間断面における気象数値予測の劣度タグ値から、劣度タグ値大きい時間断面の気象データの気象項目を限定するようにしてもよい。 The reference point adjustment processing unit 70 determines the future energy demand (electric power) in the management area of the own energy management apparatus 10 with the quality according to the value of the predicted solution target stability index given from the solution quality control unit 36 at that time. In order to predict the (demand), the type of regression model to be generated by the regression model generation unit 71 of FIG. 6 and the conditions of the regression model are read from the second table 73 of FIG. The conditions of the regression model are output to the regression model generation unit 71 (S60 in FIG. 17). Especially when generating a regression model, when the tag value of the weather condition inferiority is large, the weather element used as the explanatory variable of the regression model is limited to the temperature, and when the weather condition is not inferior, the regression model is explained. Without limiting the meteorological elements used for variables, you can use items such as humidity, solar radiation, atmospheric suspended matter amount, infrared intensity, ultraviolet intensity, cloud amount, weather (clear, cloudy, rain, snow), and weather at each time section. Meteorological items of the meteorological data of a time section having a large inferiority tag value may be limited from the inferiority tag value of the numerical prediction.

本実施の形態のほかに、気象依存モデルF(W)と非気象依存モデルG(t)で、各々需要をモデル化し、アンサンブル合成(a×F(W)+(1−a)×G(t))の値(第一推定値)で需要を予測する形態を用いることがある。気象コンディションの劣度のタグ値に基づいて、aの値を標準値から修正するようにしてもよい。例えば、標準のaが0.7であるとき、気象コンディションの劣度が大であるならば、aを減じて、0.5とする。あるいは、気象数値解析の誤差推定値に比例して、aを減じるようにする。アンサンブル合成は、線形結合に限定されず、非線形な合成であってもよく、非線形な合成に用いる関数Z(F,G)を変分法により推定するようにしてもよい。また回帰モデル生成部71がガウスプロセス回帰を行って確率的な気候及び需要の間の回帰モデルを作成するようにしてもよい。 In addition to the present embodiment, the demand is modeled by the weather-dependent model F(W) and the non-climate-dependent model G(t), and the ensemble synthesis (a×F(W)+(1-a)×G( There may be a case where the demand is predicted by the value of (t)) (first estimated value). The value of a may be corrected from the standard value based on the tag value of the degree of inferiority of the weather condition. For example, when the standard a is 0.7 and the degree of inferiority of the weather condition is large, a is reduced to 0.5. Alternatively, a is reduced in proportion to the estimated error value of the numerical weather analysis. The ensemble combination is not limited to linear combination, and may be non-linear combination, or the function Z(F, G) used for non-linear combination may be estimated by the variational method. The regression model generation unit 71 may perform Gaussian process regression to create a stochastic regression model between climate and demand.

このように利用する気象データを制限することで、気象数値予測データの誤差が大きい場合に、そのデータを利用した予測の精度が大きく悪化することを回避できる。 By limiting the meteorological data to be used in this way, it is possible to prevent the accuracy of the prediction using the data from being greatly deteriorated when the error of the meteorological numerical prediction data is large.

この後、図17について上述の通り、回帰予測処理部72が、必要な説明変数の値を参照データ蓄積部30及び第2予測部32の物理シミュレーション部63から与えられるシミュレーション結果から取得し、取得した値を回帰モデル生成部71から与えられた回帰モデルに当てはめることにより自エネルギー運用装置10の管理エリアにおける時間断面(指定時刻)のエネルギー需要の予測値を算出する。そして回帰予測処理部72は、算出したエネルギー需要の予測値を計画部37(図6)の計画処理部101(図6)に出力する(S62)。以上により、この第3予測処理が終了する。 After that, as described above with reference to FIG. 17, the regression prediction processing unit 72 acquires the values of the necessary explanatory variables from the simulation results provided from the reference data storage unit 30 and the physical simulation unit 63 of the second prediction unit 32, and acquires the values. The predicted value of the energy demand in the time section (designated time) in the management area of the own energy management apparatus 10 is calculated by applying the calculated value to the regression model given by the regression model generation unit 71. Then, the regression prediction processing unit 72 outputs the calculated predicted value of energy demand to the planning processing unit 101 (FIG. 6) of the planning unit 37 (FIG. 6) (S62). With the above, the third prediction process ends.

このようにすることで、気象の数値解析に係る誤差を推定する数値解析コンディション推定に基づいて、基づいて数値解析データを利用した処理(例えば、電力需要や気象に依存する自然エネルギーや外気を用いる火力発電の発電量の予測)の結果を修正する出力インクリメントの処理が達成される。 By doing so, processing using numerical analysis data based on numerical analysis condition estimation that estimates errors related to numerical analysis of weather (for example, using natural energy or outside air that depends on power demand or weather) Output increment processing that corrects the result of (the prediction of the power generation amount of thermal power generation) is achieved.

(3−4)本実施の形態の効果
以上のような本実施の形態のエネルギー運用装置130によれば、大気中の空気塊の配置の気象場の物理的特徴や、気象予測の数値流体解析の特徴を考慮しながら解析誤差を予測したり、予測された解析誤差を縮小するような再解析を行うことができる。従って、本実施の形態のエネルギー運用装置130によれば、第1の実施の形態により得られる効果に加えて、数値解析及び/又は数値予測の解析誤差の推定と、効果的な再解析を行い得るという効果を得ることができる。
(3-4) Effects of this Embodiment According to the energy management system 130 of this embodiment as described above, the physical characteristics of the meteorological field of the arrangement of air masses in the atmosphere and the numerical fluid analysis of the weather prediction. It is possible to predict the analysis error while taking into account the characteristics of (1) and perform re-analysis to reduce the predicted analysis error. Therefore, according to the energy management system 130 of the present embodiment, in addition to the effects obtained by the first embodiment, the analysis error of the numerical analysis and/or numerical prediction is estimated, and effective reanalysis is performed. The effect of obtaining can be obtained.

(4)第4の実施の形態
(4−1)発電予備力
図1の「EM1」(2AA)、「EM2」(2AB)において、ポジワット、ネガワットの生成指令を行うために、事前に要求されるポジワット、ネガワットを予測する処理を行うようにする。このポジワット、ネガワットは、需要の想定に対して計画された電力供給の不足に備えるもので下げ調整力、上げ調整力、あるいは単に、調整力、あるいは発電予備力と呼ばれる。この発電予備力は、当初の計画の時点では、予期していない需要の増減、太陽光発電や風力発電等の気象に依存した発電の予期しない変化により生じる。従って、当初の計画の時点で予期しない需要や発電の量は、当初計画の時点での気象数値予測、及び/又は、需要密度等の変化により生じる。気象、需要、発電等の各種の数値解析の誤差の推定量との関係のモデル(例えば、回帰モデル)を作成できる。作成した数値解析誤差と発電予備力の関係モデルと、上述の数値解析誤差の推定量(図21のステップS85の出力)とを利用して、必要な発電予備力を推定/予測することができる。
(4) Fourth Embodiment (4-1) Power Generation Reserve In “EM1” (2AA) and “EM2” (2AB) of FIG. 1, it is required in advance to issue a generation command for positive watts and negative watts. Posiwatts and Negawatts are predicted. These positive watts and negative watts are prepared for a shortage of planned power supply against expected demand, and are called down adjustment power, up adjustment power, or simply adjustment power or power reserve. This reserve capacity is caused by an unexpected increase/decrease in demand at the time of initial planning and an unexpected change in weather-dependent power generation such as solar power generation and wind power generation. Therefore, the unexpected demand and the amount of power generation at the time of the initial plan are caused by the meteorological numerical forecast and/or the change of the demand density at the time of the initial plan. It is possible to create a model (for example, a regression model) of the relationship with the estimated amount of error in various numerical analyzes such as weather, demand, and power generation. Using the created relational model between the numerical analysis error and the power reserve, and the above-described estimated amount of the numerical analysis error (output of step S85 in FIG. 21), the required power reserve can be estimated/predicted. .

(4−2)発電予備力の価格単価の予測
調整力取引所2BCでの取引により、発注者と受注者の間での市場価格が決定される。約定価格は、気象現象等に伴う需要と発電の物理量との因果関係を持つため、その価格は、気象等の数値解析の誤差に依存する。調整力取引所での、調整力の単価(kW当たりの単価、あるいは調整を継続時間を含めた単価)と、各種の数値解析(気象、需要、発電に関る)の誤差の推定量との関係のモデル(例えば、回帰モデル)を作成できる。作成した数値解析誤差と取引価格の関係モデルと、上述の数値解析誤差の推定量(図21のステップS85の出力)とを利用して、取引価格を推定/予測することができる。
(4-2) Prediction of price unit price of reserve power generation The market price between the orderer and the contractor is determined by trading on the adjustment power exchange 2BC. Since the contract price has a causal relationship between the demand associated with a meteorological phenomenon and the physical quantity of power generation, the price depends on the error of numerical analysis such as the weather. Adjustable power Exchange rate unit price (unit price per kW or unit price including adjustment duration) and estimated amount of error in various numerical analyzes (related to weather, demand, power generation) A model of the relationship (eg, regression model) can be created. The transaction price can be estimated/predicted by using the created relational model of the numerical analysis error and the transaction price and the above-described estimated amount of the numerical analysis error (output of step S85 in FIG. 21).

(5)他の実施の形態
なお上述の第1及び第2及び第3の実施の形態においては、各エネルギー運用装置10,110が利用する気象要素のデータ(気象データ)や生活活動のデータ(各需要要因の観測データ)の区別を行わないようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばエネルギー運用システム1において上位のエネルギー運用装置10,110と、下位のエネルギー運用装置10,110とが異なる高度の気象グリッドの気象データや、異なる各地点の需要要因の観測データを利用してエネルギー需要を予測するようにしてもよい。このようにすることによって、各エネルギー運用装置10,110が同時に予測を誤ることを回避でき、エネルギー運用システム1全体として安定したエネルギー運用を行うことができる。
(5) Other Embodiments In the above-described first, second and third embodiments, the data of meteorological elements (meteorological data) and the data of living activities (used by each energy management device 10, 110) ( The case where the observation data of each demand factor) is not distinguished has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, in the energy management system 1, the upper energy management devices 10 and 110 and the lower energy management devices. The energy demand may be predicted by using the meteorological data of the weather grid of altitudes different from 10, 110 and the observation data of the demand factors at different points. By doing so, it is possible to avoid erroneous predictions of the energy operation devices 10 and 110 at the same time, and it is possible to perform stable energy operation as the entire energy operation system 1.

また上述の第1及び第2の実施の形態においては、エネルギー運用システム1において、地域送電会社が管理する、エネルギーの需要と供給の偏差の解消を行う役割を有するエネルギー運用装置10,110と、小売発電事業者が管理する、供給力の調整を行うエネルギー運用装置10,110とが利用する気象データを区別しないようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、前者のエネルギー運用装置10,110は上層よりの気象グリッドの気象データを利用し、後者のエネルギー運用装置10,110は地表面よりの気象データを利用してエネルギー需要を予測するようにエネルギー運用システムを構築するようにしてもよい。このようにすることにより、前者のエネルギー運用装置10,110は、地域全体の気象状態を安定的に予測でき、後者のエネルギー運用装置10,110は、大口の需要家の需要の増減などを正確に捉え、経済的な発電機運用を行うことができる。 Further, in the above-described first and second embodiments, in the energy operation system 1, the energy operation devices 10 and 110 managed by the regional power transmission company and having the role of eliminating the deviation between the demand and supply of energy, The case has been described in which the weather data used by the energy management devices 10 and 110 that are managed by the retail power generation company and that adjust the supply capacity are not distinguished, but the present invention is not limited to this, and the former energy management is used. The devices 10 and 110 use the weather data of the weather grid from the upper layers, and the latter energy operation devices 10 and 110 use the weather data from the ground surface to construct an energy operation system to predict energy demand. You can By doing so, the former energy management device 10, 110 can stably predict the weather condition of the entire region, and the latter energy management device 10, 110 can accurately detect the increase or decrease in the demand of large-scale customers. Therefore, it is possible to operate the generator economically.

さらに上述の第1の実施の形態においては、第1予測部31の第1データ同化部52のデータ同化処理部51が参照ポイント調整処理部50により決定された参照ポイントを重視したデータ同化処理を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、データ同化処理部51が、第2予測部32の予測結果に基づいて、管理エリア内のエネルギー需要密度が高い地点を判定し、これら地点について上述したようなデータ同化処理を実行するようにしてもよい。このようにすることにより、エネルギー需要が多い地域において、気温、日射、湿度、風速、風向、気圧などの気象要素の値の予測・推定の精度が改善され、気象要素に依存するエネルギー需要の予測精度を改善させることができる。 Further, in the above-described first embodiment, the data assimilation processing unit 51 of the first data assimilation unit 52 of the first prediction unit 31 performs the data assimilation processing that emphasizes the reference points determined by the reference point adjustment processing unit 50. Although the case has been described above, the present invention is not limited to this, and, for example, the data assimilation processing unit 51 determines, based on the prediction result of the second prediction unit 32, a point where the energy demand density in the management area is high. You may make it determine and may perform the above-mentioned data assimilation process about these points. By doing so, the accuracy of forecasting and estimating the values of meteorological elements such as temperature, insolation, humidity, wind speed, wind direction, and atmospheric pressure is improved in areas where energy demand is high, and the forecast of energy demand that depends on meteorological elements is improved. The accuracy can be improved.

同様に、上述の第2の実施の形態において、例えば、第1予測部31のデータ同化処理部51が、第2予測部32の予測結果に基づいて、管理エリア内の発電密度が高い地点を判定し、これら地点について上述したようなデータ同化処理を実行するようにしてもよい。このようにすることによりエネルギー発生密度が多い地域の気象要素の値の予測・推定の精度が改善され、気象要素に依存するエネルギー発生の予測精度を改善させることができる。 Similarly, in the above-described second embodiment, for example, the data assimilation processing unit 51 of the first prediction unit 31 selects a point with high power generation density in the management area based on the prediction result of the second prediction unit 32. You may make it determine and may perform the above-mentioned data assimilation process about these points. By doing so, the accuracy of prediction/estimation of the value of the meteorological element in the area where the energy generation density is high can be improved, and the prediction accuracy of energy generation depending on the meteorological element can be improved.

さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、解品質コントロール部36が予測解の品質を1つの数値(予測解目標安定指数)のみで第1〜第3予測部31〜33に指定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、予測解の品質を安定性、厳密性、正確性、救解速度、解の時間粒度及び解の空間粒度などの複数の項目に分け、解品質コントロール部36がこれらの項目ごとの品質を第1〜第3予測部31〜33にそれぞれ指定し、第1〜第3予測部31〜33が、これらの項目ごとの品質の指定に応じた予測解を得られるように予測解を算出等するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described first and second embodiments, the solution quality control unit 36 specifies the quality of the predicted solution to the first to third prediction units 31 to 33 with only one numerical value (predicted solution target stability index). However, the present invention is not limited to this, and, for example, the quality of the predicted solution can be set to a plurality of values such as stability, rigor, accuracy, remedy speed, solution time granularity, and solution spatial granularity. The solution quality control unit 36 specifies the quality of each of these items to the first to third prediction units 31 to 33, and the first to third prediction units 31 to 33 specify the quality of each of these items. The predicted solution may be calculated so as to obtain the predicted solution according to the designated quality.

さらに上述の第1の実施の形態においては、エネルギー運用装置10の管理エリア内の気象コンディション及びエネルギー需要密度コンディションに基づいて第1〜第3予測部31〜33の予測解の解品質をコントロールし、第2の実施の形態においては、エネルギー運用装置110の管理エリア内の気象コンディション及び発電密度コンディションに基づいて第1〜第3予測部31,111,117の予測解の解品質をコントロールするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第1及び第2の実施の形態の構成を組合せ、エネルギー運用装置の管理エリア内の気象コンディション、エネルギー需要密度コンディション及び発電密度コンディションの3つの条件に基づいて第1〜第3予測部における予測解の解品質をコントロールするようにしてもよい。 Further, in the above-described first embodiment, the solution quality of the predicted solutions of the first to third prediction units 31 to 33 is controlled based on the weather condition and the energy demand density condition within the management area of the energy management system 10. In the second embodiment, the solution quality of the predicted solutions of the first to third prediction units 31, 111, 117 is controlled based on the weather condition and the power generation density condition in the management area of the energy management system 110. However, the present invention is not limited to this, and the configurations of the first and second embodiments are combined to create a weather condition, an energy demand density condition, and a power generation density condition in the management area of the energy management system. You may make it control the solution quality of the prediction solution in the 1st-3rd prediction part based on three conditions.

また上述の第1〜第3の実施の形態においては、各エネルギー運用装置が利用する形態での、数値解析値及び数値解析誤差を出力する予測システムについて述べたが、本発明はこれに限らず、数値解析値及び/又は数値解析誤差を予測するその他のシステムにおいても利用可能である。 Moreover, in the above-mentioned 1st-3rd embodiment, although the prediction system which outputs a numerical-analysis value and a numerical-analysis error in the form which each energy management device utilizes was described, this invention is not restricted to this. , Other systems that predict numerical analysis values and/or numerical analysis errors.

例えば、換気窓の夜間開閉制御による室内空気調和の制御を行うシステムに用いることもできる。換気窓を夜間に開放し、日中に溜まった室内熱を放出するナイトパージは、外気温度が高かったり、湿度を高く含んでいるときには逆効果になる恐れがある。そのため、外部の気象を再解析し、室内の熱流体分布を解析し、室内外の空気交換の効果を予測して制御を行わしめる。特に予測誤差が大きい場合には、換気制御の実行時間を予測誤差の少ない時間帯へと変更する処理を行う。 For example, it can also be used in a system for controlling indoor air conditioning by controlling the opening and closing of ventilation windows at night. The night purge, which opens the ventilation window at night and releases the indoor heat accumulated during the day, may have an adverse effect when the outside air temperature is high or the humidity is high. Therefore, the weather of the outside is re-analyzed, the distribution of the heat fluid inside the room is analyzed, and the effect of the air exchange inside and outside the room is predicted to perform the control. Especially when the prediction error is large, a process of changing the ventilation control execution time to a time period in which the prediction error is small is performed.

さらに上述の第1〜第3の実施の形態においては、数値解析の対象が気象である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、力学式による計算を行う、構造解析、電磁波解析、電力系統の電気回路の解析などに広く適用することができる。 Further, in the above-described first to third embodiments, the case where the numerical analysis target is the weather is described, but the present invention is not limited to this, and the calculation by the mechanical formula, the structural analysis, the electromagnetic wave analysis, It can be widely applied to analysis of electric circuits of electric power systems.

従来の数値解析による予測のためのシミュレーションでは、理論式から演繹的に導出したシミュレーションに用いられる力学式の特性への考慮が十分ではなく、シミュレーションでの時間発展を進めたときの、シミュレーションした状態の値の収束・発散・振動等がいつ発生するか、どのように発生するかを、解析結果又は/もしくは初期値についてのデータ事態から分類する方法が提供されてきていない。本発明は、解析の初期値、及び/又は、解析の出力結果のデータ自体の空間的な分布のパターンを分類、及び/又は、時間的な分布のパターンを分類する。ヒストリカルデータとして蓄積した発生していた解析誤差や最終的に知りたい予測値の誤差との関係の式化方法を提供している。これにより、初期値又は/もしくは解析出力値が、過去に誤差は発生させているパターンに類似しているか否を判別し、シミュレーションが発生する誤差を推定することができる。 In the conventional simulation for prediction by numerical analysis, the characteristics of the dynamic formula used in the simulation that is derived a priori from the theoretical formula are not sufficiently taken into consideration, and the simulated state when the time evolution in the simulation is advanced No method has been provided for classifying when and how convergence, divergence, vibrations, etc. of the value of ω occur from the analysis result and/or the data situation regarding the initial value. The present invention classifies patterns of spatial distribution of initial values of analysis and/or data of output results of analysis and/or patterns of temporal distribution. It provides a method of formulating the relationship between the analysis error that has accumulated as historical data and the error of the predicted value that you want to finally know. Thereby, it is possible to determine whether the initial value and/or the analysis output value is similar to the pattern in which the error has been generated in the past, and to estimate the error generated by the simulation.

本発明は、それぞれ管理エリア内のエネルギーの需要及び又は供給を予測し、予測結果に基づいて当該管理エリア内の前記エネルギーの運用を行う複数のエネルギー運用装置から構成される種々のエネルギー運用システムに広く適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides various energy management systems each composed of a plurality of energy management devices that predict demand and/or supply of energy in a management area, and operate the energy in the management area based on the prediction result. Can be widely applied.

1,1A〜1D……エネルギー運用システム、2,10,110,130……エネルギー運用装置、4……需要家、5……発電所、6……発電機、11……CPU、31,135……第1予測部、32,111……第2予測部、33,136……第3予測部、34,131……コンディション評価部、35……コンフィグレーション入力部、36,134……解品質コントロール部、37,117……計画部、56……第1のテーブル、73……第2のテーブル、81,132……空間的データ分布形状評価部、82,133……タグデータ書出し部、90……第3のテーブル、102……第4のテーブル、113……発電デバイス、137……数値解析パラメータ更新部。 1, 1A to 1D... Energy operation system, 2, 10, 110, 130... Energy operation device, 4... Consumer, 5... Power plant, 6... Generator, 11... CPU, 31,135 ......First prediction unit, 32,111 ......Second prediction unit, 33,136 ......Third prediction unit, 34,131 ......Condition evaluation unit, 35 ......Configuration input unit, 36,134 ......Solution Quality control unit, 37, 117... Planning unit, 56... First table, 73... Second table, 81, 132... Spatial data distribution shape evaluation unit, 82, 133... Tag data writing unit , 90... Third table, 102... Fourth table, 113... Power generation device, 137... Numerical analysis parameter updating unit.

特開2016−93016号公報JP, 2016-93016, A 特開2018−31683号公報JP, 2008-31683, A

Claims (12)

数値予測を行う数値解析装置において、
数値解析の初期条件のデータ、及び/又は、前記数値解析の解析結果のデータを複数のパターンに分類するパターン分類部と、
各前記パターンと予測結果の劣度との関係を検出する検出部と、
前記数値予測の対象が分類される前記パターンに対する前記検出部の検出結果に基づいて、前記数値予測の対象の予測結果の劣度を推定する予測劣度推定部と
を備えることを特徴とする数値解析装置。
In a numerical analysis device that performs numerical prediction,
Data of initial conditions of numerical analysis, and/or a pattern classification unit that classifies the analysis result data of the numerical analysis into a plurality of patterns,
A detection unit that detects the relationship between each pattern and the inferiority of the prediction result,
And a prediction inferiority estimation unit that estimates the inferiority of the prediction result of the numerical prediction target based on the detection result of the detection unit for the pattern into which the numerical prediction target is classified. Analyzer.
請求項1の数値解析装置であって、
前記数値予測の対象とする系の状態に関する第1の予測の結果の劣度のデータと、前記数値予測の対象とする系の状態に関する予測の結果に基づいた第2の予測の結果の劣度のデータとの少なくとも一方を表示する予測劣度表示部を備える
ことを特徴とする数値解析装置。
The numerical analysis device according to claim 1, wherein
Inferiority data of the result of the first prediction regarding the state of the system targeted for the numerical prediction, and inferiority of the result of the second prediction based on the result of the prediction regarding the state of the system targeted for the numerical prediction. A numerical analysis device, comprising: a predictive inferiority display unit that displays at least one of the above data.
請求項2の数値解析装置であって、
前記初期条件のデータの各前記パターンのデータ、前記解析結果の各前記パターンのデータ、及び、前記パターンごとの前記予測結果の劣度のデータのうちの少なくとも1つのデータに基づいて前記第2の予測を行い、並びに/又は、前記初期条件のデータの各前記パターンのデータ、前記解析結果の各前記パターンのデータ、前記パターンごとの前記予測結果の劣度のデータ、及び、前記第2の予測に含まれる前記劣度のデータのうちの少なくとも1つに基づいて、予測が外れた場合に備えて確保しておくべき準備量を推定する情報処理部を備える
ことを特徴とする数値解析装置。
The numerical analysis device according to claim 2, wherein
The second data based on at least one of the data of each of the patterns of the initial condition data, the data of each pattern of the analysis result, and the inferiority data of the prediction result of each pattern. Prediction is performed and/or data of each of the patterns of the data of the initial condition, data of each of the patterns of the analysis result, data of inferiority of the prediction result of each of the patterns, and the second prediction A numerical analysis device, comprising: an information processing unit that estimates a reserve amount to be secured in case of a prediction failure, based on at least one of the inferiority data included in.
請求項1の数値解析装置であって、
前記予測対象は、気象現象であり、
前記気象現象に対する前記数値解析の前記初期条件のデータと、前記解析結果のデータとの少なくとも一方を取得する気象データ取得部を備え、
前記パターン分類部は、
前記気象データ取得部により取得された前記気象現象に対する前記数値解析の前記初期条件のデータ及び/又は前記解析結果のデータを複数の前記パターンに分類する
ことを特徴とする数値解析装置。
The numerical analysis device according to claim 1, wherein
The prediction target is a meteorological phenomenon,
Data of the initial condition of the numerical analysis for the meteorological phenomenon, and a meteorological data acquisition unit for acquiring at least one of the analysis result data,
The pattern classification unit,
A numerical analysis device, wherein the data of the initial condition and/or the data of the analysis result of the numerical analysis for the meteorological phenomenon acquired by the meteorological data acquisition unit is classified into a plurality of the patterns.
請求項4の数値解析装置であって、
前記予測結果の劣度は、気象数値解析の時間発展である気象数値予測の誤差であり、
前記気象現象の前記数値解析の前記初期条件のデータの各前記パターンのデータ、及び/又は、前記気象現象の前記解析結果のデータの各前記パターンのデータから、前記予測結果の劣度を推定する気象解析劣度推定部と、
推定した前記予測結果の劣度と、気象数値データとに基づいて、電力需要を予測する電力需要予測部と
を備えることを特徴とする数値解析装置。
The numerical analysis device according to claim 4, wherein
The inferiority of the prediction result is an error in the numerical weather prediction, which is the time evolution of the numerical weather analysis,
The degree of inferiority of the prediction result is estimated from the data of each pattern of the data of the initial condition of the numerical analysis of the meteorological phenomenon and/or the data of each pattern of the data of the analysis result of the meteorological phenomenon. Meteorological analysis inferiority estimation section,
A numerical analysis device, comprising: a power demand prediction unit that predicts a power demand based on the estimated degree of inferiority of the prediction result and numerical weather data.
請求項4の数値解析装置であって、
前記気象現象の前記数値解析の前記初期条件のデータ、及び/又は、前記気象現象の数値解析結果のデータの各前記パターンのデータから、気象数値解析の時間発展である気象数値予測の誤差である劣度を推定する気象解析劣度推定部と、
前記気象解析の劣度に基づいて、前記初期条件のデータを修正する初期条件インクリメント処理部と、
修正した前記初期条件に基づいて前記気象現象を再解析する気象再解析処理部と
を備えることを特徴とする数値解析装置。
The numerical analysis device according to claim 4, wherein
From the data of the initial condition of the numerical analysis of the meteorological phenomenon and/or the data of each of the patterns of the numerical analysis result data of the meteorological phenomenon, there is an error in the meteorological numerical prediction that is the time evolution of the meteorological numerical analysis. Meteorological analysis inferiority estimation unit that estimates inferiority,
An initial condition increment processing unit that corrects the data of the initial condition based on the degree of inferiority of the weather analysis,
And a weather reanalysis processing unit that reanalyzes the meteorological phenomenon based on the corrected initial condition.
数値予測を行う数値解析装置において実行される数値解析方法であって、
数値解析の初期条件のデータ、及び/又は、前記数値解析の解析結果のデータを複数のパターンに分類する第1のステップと、
各前記パターンと予測結果の劣度との関係を検出する第2のステップと、
前記数値予測の対象が分類される前記パターンについて検出した前記予測結果の劣度との関係に基づいて、前記数値予測の対象の予測結果の劣度を推定する第3のステップと
を備えることを特徴とする数値解析方法。
A numerical analysis method executed in a numerical analysis device for performing numerical prediction,
A first step of classifying the data of the initial condition of the numerical analysis and/or the data of the analysis result of the numerical analysis into a plurality of patterns;
A second step of detecting the relationship between each of the patterns and the inferiority of the prediction result;
A third step of estimating the inferiority of the prediction result of the numerical prediction target based on the relationship with the inferiority of the prediction result detected for the pattern into which the numerical prediction target is classified. Characteristic numerical analysis method.
請求項7の数値解析方法であって、
前記数値予測の対象とする系の状態に関する第1の予測の結果の劣度のデータと、前記数値予測の対象とする系の状態に関する予測の結果に基づいた第2の予測の結果の劣度のデータとの少なくとも一方を表示する第3のステップを備える
ことを特徴とする数値解析方法。
The numerical analysis method according to claim 7, wherein
Inferiority data of the result of the first prediction regarding the state of the system targeted for the numerical prediction, and inferiority of the result of the second prediction based on the result of the prediction regarding the state of the system targeted for the numerical prediction. And a third step of displaying at least one of the data and the numerical analysis method.
請求項8の数値解析方法であって、
前記第2のステップでは、
前記初期条件のデータの各前記パターンのデータ、前記解析結果の各前記パターンのデータ、及び、前記パターンごとの前記予測結果の劣度のデータのうちの少なくとも1つのデータに基づいて前記第2の予測を行い、並びに/又は、前記初期条件のデータの各前記パターンのデータ、前記解析結果の各前記パターンのデータ、前記パターンごとの前記予測結果の劣度のデータ、及び、前記第2の予測に含まれる前記劣度のデータのうちの少なくとも1つに基づいて、予測が外れた場合に備えて確保しておくべき準備量を推定する
ことを特徴とする数値解析方法。
The numerical analysis method according to claim 8, wherein
In the second step,
The second data based on at least one of the data of each of the patterns of the initial condition data, the data of each pattern of the analysis result, and the inferiority data of the prediction result of each pattern. Prediction is performed and/or data of each of the patterns of the data of the initial condition, data of each of the patterns of the analysis result, data of inferiority of the prediction result of each of the patterns, and the second prediction A numerical analysis method, wherein the amount of preparation to be secured in case of a prediction failure is estimated based on at least one of the inferiority data included in.
請求項7の数値解析方法であって、
前記予測対象は、気象現象であり、
前記第1のステップでは、
前記気象現象に対する前記数値解析の前記初期条件のデータと、前記解析結果のデータとの少なくとも一方を取得し、
前記パターン分類部は、
取得した前記気象現象に対する前記数値解析の前記初期条件のデータ及び/又は前記解析結果のデータを複数の前記パターンに分類する
ことを特徴とする数値解析方法。
The numerical analysis method according to claim 7, wherein
The prediction target is a meteorological phenomenon,
In the first step,
Obtaining at least one of the data of the initial condition of the numerical analysis for the meteorological phenomenon and the data of the analysis result,
The pattern classification unit,
The numerical analysis method, wherein the acquired data of the initial condition of the numerical analysis for the meteorological phenomenon and/or the data of the analysis result is classified into a plurality of the patterns.
請求項10の数値解析方法であって、
前記予測結果の劣度は、気象数値解析の時間発展である気象数値予測の誤差であり、
前記第2のステップでは、
前記気象現象の前記数値解析の前記初期条件のデータの各前記パターンのデータ、及び/又は、前記気象現象の前記解析結果のデータの各前記パターンのデータから、前記予測結果の劣度を推定し、
推定した前記予測結果の劣度と、気象数値データとに基づいて、電力需要を予測する
ことを特徴とする数値解析装置。
The numerical analysis method according to claim 10, wherein
The inferiority of the prediction result is an error in the numerical weather prediction, which is the time evolution of the numerical weather analysis,
In the second step,
Estimating the inferiority of the prediction result from the data of each pattern of the data of the initial condition of the numerical analysis of the meteorological phenomenon and/or the data of each pattern of the data of the analysis result of the meteorological phenomenon. ,
A numerical analysis device, which predicts the power demand based on the estimated inferiority of the prediction result and numerical weather data.
請求項10の数値解析方法であって、
前記第2のステップでは、
前記気象現象の前記数値解析の前記初期条件のデータ、及び/又は、前記気象現象の数値解析結果のデータの各前記パターンのデータから、気象数値解析の時間発展である気象数値予測の誤差である劣度を推定し、
前記気象解析の劣度に基づいて、前記初期条件のデータを修正し、
修正した前記初期条件に基づいて前記気象現象を再解析する
ことを特徴とする数値解析方法。
The numerical analysis method according to claim 10, wherein
In the second step,
From the data of the initial condition of the numerical analysis of the meteorological phenomenon and/or the data of each of the patterns of the numerical analysis result data of the meteorological phenomenon, there is an error in the meteorological numerical prediction that is the time evolution of the meteorological numerical analysis. Estimate the inferiority,
Based on the poorness of the meteorological analysis, amend the data of the initial conditions,
A numerical analysis method comprising reanalyzing the meteorological phenomenon based on the corrected initial condition.
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