JP2020182299A - Server device and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーバ装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a server device and a control method.
VPP(Virtual Power Plant)において、リソースアグリゲータ(RA:Resource Aggregator)は、アグリゲーションコーディネータ(RC:Resource Aggregation Coordinator)に対して、DR(Demand Response)可能量を報告する必要がある。 In VPP (Virtual Power Plant), the resource aggregator (RA: Resource Aggregator) needs to report the DR (Demand Response) possible amount to the aggregation coordinator (RC: Resource Aggregation Coordinator).
アグリゲーションコーディネータは、報告されたDR可能量に従ってDR要請量を決定する。 The aggregation coordinator determines the DR request amount according to the reported DR possible amount.
リソースアグリゲータは、需要家のデマンド電力(すなわち、需要家において必要な電力)を予測して、かかるDR可能量を求めるが、かかる予測が外れて、DR要請量を達成できなかった場合に、ペナルティが発生する可能性があるため、需要家において必要な電力の予測精度が高い場合には、実現可能な最大のDR可能量を報告するが、かかる予測精度が低い場合には、上述の予測が外れるリスクを考量した少なめのDR要請量を報告する。 The resource aggregator predicts the demand power of the consumer (that is, the power required by the consumer) and obtains such a DR possible amount, but if the prediction is not met and the DR request amount cannot be achieved, a penalty is imposed. If the forecast accuracy of the required power is high for the consumer, the maximum feasible DR possible amount is reported, but if the forecast accuracy is low, the above forecast is made. Report a small amount of DR request considering the risk of deviation.
しかしながら、一般的には、かかる予測精度は、過去データが多いほど高くなる傾向にあるため、新しい需要家の参加及び既存の需要家における機器構成の変更等の所定イベントが発生した場合等、過去データが少ない場合、かかる予測精度を確保できず、どれぐらい予測が外れるのかについてのリスク計算をすることができないという問題点があった。 However, in general, such prediction accuracy tends to increase as the amount of past data increases. Therefore, in the past, such as when a predetermined event such as participation of a new customer or a change in the equipment configuration of an existing customer occurs. When there is little data, there is a problem that such prediction accuracy cannot be ensured and it is not possible to calculate the risk of how much the prediction is wrong.
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、需要家における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度の低減を回避し、アグリゲーションコーディネータに対して適切なDR可能量を報告することを可能とするサーバ装置及び制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is necessary to avoid a decrease in the prediction accuracy of power flow power and reverse power flow power in the consumer and report an appropriate DR possible amount to the aggregation coordinator. It is an object of the present invention to provide a server device and a control method that enable the above.
本発明の実施形態の第1の特徴は、サーバ装置であって、所定イベントの発生が検出された場合に、時間帯別の需要家における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度に基づいて、前記所定イベントの発生が検出された需要家である対象需要家における潮流電力及び逆潮流電力の少なくとも一方の変動を抑える制御を行う制御部を有することを要旨とする。 The first feature of the embodiment of the present invention is the server device, which is described above based on the prediction accuracy of power flow power and reverse power flow power in consumers for each time zone when the occurrence of a predetermined event is detected. The gist is to have a control unit that controls fluctuations in at least one of the power flow power and the reverse power flow power in the target customer who is the customer in which the occurrence of a predetermined event is detected.
本発明の実施形態の第2の特徴は、制御方法であって、所定イベントの発生が検出された場合に、時間帯別の需要家における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度に基づいて、前記所定イベントの発生が検出された需要家である対象需要家における潮流電力及び逆潮流電力の少なくとも一方の変動を抑える制御を行う方法を有することを要旨とする。 The second feature of the embodiment of the present invention is a control method, which is based on the prediction accuracy of power flow power and reverse power flow power in consumers for each time zone when the occurrence of a predetermined event is detected. The gist is to have a method of controlling the fluctuation of at least one of the power flow power and the reverse power flow power in the target customer who is the customer in which the occurrence of the predetermined event is detected.
本発明の実施形態によれば、需要家における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度の低減を回避し、アグリゲーションコーディネータに対して適切なDR可能量を報告することを可能とするサーバ装置及び制御方法を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, a server device and a control method capable of avoiding a decrease in prediction accuracy of power flow power and reverse power flow power in a consumer and reporting an appropriate DR possible amount to an aggregation coordinator. Can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る制御システムについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Hereinafter, the control system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals.
(第1実施形態)
以下、図1〜図8を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る電力システム1の構成の一例を示す図である。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the power system 1 according to the present embodiment.
図1に示すように、電力システム1は、サーバ装置100と、アグリゲーションコーディネータ200と、需要家300A/300Bとを有する。
As shown in FIG. 1, the electric power system 1 includes a
サーバ装置100は、1つのサーバ装置によって構成されていてもよいし、複数のサーバ装置によって構成されていてもよい。なお、サーバ装置100は、リソースアグリゲータによって管理されていてもよい。
The
例えば、リソースアグリゲータは、VPPにおいて発電事業者、送配電事業者及び小売事業者等に逆潮流の電力を提供する電力事業者であり、アグリゲーションコーディネータ200は、電力系統等のインフラストラクチャーを提供するエンティティであり、例えば、発電事業者又は送配電事業者等の電力事業者である。
For example, a resource aggregator is an electric power company that provides reverse power flow to a power generation company, a power transmission and distribution company, a retail company, etc. in VPP, and an
図1では、需要家300として、2つの需要家300A/300Bが例示されているが、通常、かかる電力システム1には、3以上の需要家300が設けられている。各需要家は、電力系統(図示せず)接続される施設に対応する。 In FIG. 1, two consumers 300A / 300B are illustrated as the consumers 300, but usually, such a power system 1 is provided with three or more consumers 300. Each consumer corresponds to a facility connected to the power grid (not shown).
以下において、電力系統から需要家300への電力の流れを潮流と称し、需要家300から電力系統への電力の流れを逆潮流と称する。電力系統から需要家300への電力は、需要電力と称されることもある。 In the following, the flow of electric power from the electric power system to the consumer 300 will be referred to as power flow, and the flow of electric power from the consumer 300 to the electric power system will be referred to as reverse power flow. The power from the power system to the consumer 300 is sometimes referred to as demand power.
需要家300Aは、蓄電装置301と、負荷機器303と、EMS(Energy Management System)304とを有しており、需要家300Bは、蓄電装置301と、分散電源302と、負荷機器303と、EMS(Energy Management System)304とを有している。
The consumer 300A has a
蓄電装置301は、EMS304の制御下で、電力の充電及び放電を行う装置である。例えば、蓄電装置301は、リチウムイオン蓄電装置、鉛蓄電装置又はニッケル・水素蓄電装置等である。
The
なお、蓄電装置301が放電する電力は、需要家300内の負荷機器303に供給されてもよいし、電力系統に供給されてもよい。また、本実施形態において、発電装置によって発電された電力を売電し、需要家300内の負荷機器303を蓄電装置301の放電により賄う「押し上げモード」にて運用されてもよい。蓄電装置301は、例えば、電力系統によって供給される電力或いは発電装置の余剰電力を充電することができる。
The electric power discharged by the
分散電源302は、燃料を用いて発電を行う燃料電池装置であってもよい。燃料電池装置は、燃料を用いて発電を行う装置である。例えば、燃料電池装置は、固体酸化物型燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)であってもよく、固体高分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)であってもよく、リン酸型燃料電池(PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell)であってもよく、溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)であってもよい。また、分散電源302は、太陽光、風力、水力、地熱等の自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置であってもよい。
The
分散電源302は、燃料を用いて発電を行う燃料電池装置であってもよい。燃料電池装置は、燃料を用いて発電を行う装置である。例えば、燃料電池装置は、固体酸化物型燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)であってもよく、固体高分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)であってもよく、リン酸型燃料電池(PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell)であってもよく、溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)であってもよい。また、分散電源302は、太陽光、風力、水力、地熱等の自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置であってもよい。
The
負荷機器303は、電力を消費する機器である。例えば、負荷機器303は、空調機器、照明機器、AV(Audio Visual)機器等である。
The
EMS304は、需要家300の電力を管理する電力管理装置である。EMS304は、分散電源302及び負荷機器303の動作状態を制御してもよい。EMS304は、VEN(Virtual End Node)の一例である。
The EMS 304 is a power management device that manages the power of the consumer 300. The EMS 304 may control the operating states of the
図2に示すように、サーバ装置100は、検出部101と、記憶部102と、算出部103と、制御部104とを有している。
As shown in FIG. 2, the
検出部101は、複数の需要家において、所定イベントの発生を検出するように構成されている。具体的には、検出部101は、所定イベントの発生として、新しい需要家300の参加或いは既存の需要家300における機器構成の変更等を検出するように構成されていてもよい。ここで、機器構成の変更とは、需要家300内における蓄電装置301や分散電源302や負荷機器303の増設や新設や撤去や機種変更等を意味する。
The
記憶部102は、不揮発性メモリ又は/及びHDD等の記憶媒体によって構成されており、各需要家300における過去の潮流電力及び逆潮流電力等の需要家300における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度(以下、需要家300の予測精度)を算出するために必要なデータを記憶するように構成されている。
The
ここで、需要家300における潮流電力及び逆潮流電力は、それぞれ需要家300における売電電力及び買電電力と同義である。また、需要家300における潮流電力は、需要家300のデマンド電力と呼ばれてもよい。 Here, the tidal current electric power and the reverse tidal current electric power in the consumer 300 are synonymous with the electric power for sale and the electric power for purchase in the consumer 300, respectively. Further, the tidal current power of the consumer 300 may be referred to as the demand power of the consumer 300.
例えば、記憶部102は、上述のデータとして、蓄電装置301における充放電電力量や残量(SOC)や運転モードを記憶するように構成されていてもよいし、太陽光発電装置における発電量を記憶するように構成されていてもよいし、スマートメータによって取得された売買電力量を記憶するように構成されていてもよいし、CTセンサによって検知された各機器又は分電盤分岐の消費電力量を記憶するように構成されていてもよい。
For example, the
算出部103は、記憶部102に記憶されているデータ等を参照して、所定情報を算出するように構成されている。
The
例えば、図3に示すように、算出部103は、時間帯別の需要家全体における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度(以下、需要家全体の予測精度)を算出するように構成されている。
For example, as shown in FIG. 3, the
また、算出部103は、時間帯別の対象需要家における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度(以下、対象需要家の予測精度)を算出するように構成されている。ここで、対象需要家は、所定イベントの発生が検出された需要家300である。
Further, the
なお、算出部103は、時間帯別の対象需要家以外の需要家全体における潮流電力及び逆潮流電力の予測精度(以下、対象需要家以外の需要家全体の予測精度)を算出するように構成されていてもよい。
In addition, the
ここで、時間帯の単位は、任意の単位であってもよい。例えば、図3に示すように、かかる時間帯の単位は、各需要家300の蓄電装置301の容量から推定した負荷追従可能な時間(図3の例では、3時間)であってもよい。
Here, the unit of the time zone may be any unit. For example, as shown in FIG. 3, the unit of the time zone may be a load-followable time (3 hours in the example of FIG. 3) estimated from the capacity of the
制御部104は、検出部101によって所定イベントの発生が検出された場合に、時間帯別の需要家300の予測精度に基づいて、対象需要家における潮流電力及び逆潮流電力の少なくとも一方の変動を抑える制御を行うように構成されている。
When the
例えば、図3に示すように、制御部104は、時間帯別の需要家全体の予測精度が低い9:00〜12:00の時間帯において、対象需要家における潮流電力及び逆潮流電力の少なくとも一方の変動を抑える制御を行うように構成されている。
For example, as shown in FIG. 3, the
また、制御部104は、対象時間帯において、蓄電装置301を有しており分散電源302を有していない対象需要家(例えば、需要家300A)に対して、負荷追従制御を行うように指示するように構成されている。
Further, the
ここで、対象時間帯は、需要家全体の予測精度が低い時間帯(或いは、対象需要家以外の需要家全体の予測精度)が低い時間帯等、上述の制御を行う時間帯を示す。 Here, the target time zone indicates a time zone in which the above-mentioned control is performed, such as a time zone in which the prediction accuracy of the entire consumer is low (or a time zone in which the prediction accuracy of the entire consumer other than the target customer) is low.
例えば、図4に示すように、制御部104は、対象時間帯において、対象需要家である需要家300Aに対して、負荷追従制御のような蓄電装置301やEMS304が自動的に需要家300のデマンド電力を一定に保つような制御を行うように指示する。
For example, as shown in FIG. 4, in the target time zone, the
図4の例では、9:00〜12:00の時間帯において、需要家300の生活パターンの変化に関わらず、需要家300における売買電力(潮流電力及び逆潮流電力)が0になり、過去の需要家300における売買電力のデータを用いた予測が不要になる。 In the example of FIG. 4, in the time zone from 9:00 to 12:00, the trading power (tide power and reverse power) of the customer 300 becomes 0 regardless of the change in the life pattern of the customer 300, and the past It is not necessary to make a prediction using the data of the trading power of the consumer 300.
また、制御部104は、対象時間帯において、蓄電装置301及び分散電源302を有している対象需要家(例えば、需要家300B)に対して、分散電源302により発電された電力を全て売電するように指示するように構成されている。
Further, the
例えば、図5に示すように、制御部104は、対象時間帯において、対象需要家である需要家300Bに対して、需要家300Bの消費電力を蓄電装置301による放電で賄わせ、分散電源302により発電された電力を全て売電するように指示する。
For example, as shown in FIG. 5, the
かかる構成によれば、分散電源302のうちの太陽光発電装置による発電量(PV発電量)は、パネルのスペック及びパネルが設置されている地域の日照量に依存するため、対象需要家300Bにおける過去の潮流電力及び逆潮流電力のデータが少なくとも、対象需要家300Bの予測精度を向上させることができる。
According to this configuration, the amount of power generated by the photovoltaic power generation device (PV power generation amount) of the distributed
また、制御部104は、対象時間帯において、対象需要家に対して、買電する電力量が一定になるように指示するように構成されていてもよい。
Further, the
さらに、制御部104は、対象需要家の予測精度が所定閾値以上になった場合、上述の制御を行わないように構成されていてもよい。
Further, the
例えば、図6に示すように、制御部104は、対象需要家の予測精度が所定閾値(例えば、90%)以上になった時間帯(例えば、12:00〜15:00)において、上述の制御を行わないように構成されている。
For example, as shown in FIG. 6, the
一般的に、需要家300の居住者が外出中や就寝中の時間帯は、消費電力の変動が小さいため、対象需要家300Bにおける過去の潮流電力及び逆潮流電力の予測に必要な過去のデータは少ない。したがって、制御部104は、対象需要家の予測精度が所定閾値以上になった時間帯を対象時間帯から外し、他の時間帯を対象時間帯とするように構成されている。そして、制御部104は、全ての時間帯において対象需要家の予測精度が所定閾値以上になった場合には、かかる需要家300を対象需要家から外すように構成されている。
In general, the fluctuation of power consumption is small during the time when the resident of the consumer 300 is out or sleeping, so the past data necessary for predicting the past power flow power and the reverse power flow power of the target consumer 300B. Is few. Therefore, the
また、例えば、制御部104は、図7に示すように、対象需要家に対して、深夜時間帯(0:00〜8:00)において蓄電装置301を充電させ、9:00〜12:00の時間帯において負荷追従制御を行うように指示してもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 7, the
以下、図8を参照して、一実施形態に係るサーバ装置100の動作の一例について説明する。
Hereinafter, an example of the operation of the
図8に示すように、ステップS101において、サーバ装置100は、所定イベントの発生として、新しい需要家300の参加或いは既存の需要家300における機器構成の変更等を検出する。ここで、所定イベントの発生が検出された需要家300を「対象需要家A」とする。
As shown in FIG. 8, in step S101, the
ステップS102において、サーバ装置100は、時間帯別の対象需要家A以外の需要家全体の予測精度を算出する。ここで、かかる予測精度が算出された各時間帯を「時間帯T」とする。
In step S102, the
以下、サーバ装置100は、全ての対象需要家Aに対して、ステップS103〜S108の処理を施す。
Hereinafter, the
ステップS103において、サーバ装置100は、時間帯別の対象需要家Aの予測精度を算出する。
In step S103, the
ステップS104において、サーバ装置100は、対象需要家Aの蓄電装置301の持続時間を算出する。
In step S104, the
以下、サーバ装置100は、対象需要家Aの予測精度の悪い順に時間帯Tを並べて、全ての時間帯Tに対して、ステップS105〜S108の処理を施す。
Hereinafter, the
ステップS105において、サーバ装置100は、対象需要家Aの蓄電装置301の予定残量があるか否かについて判定する。Yesの場合、本動作は、ステップS106に進み、Noの場合、本動作は、現在の対象需要家Aに対する処理を終了し、次の対象需要家Aに対する処理を開始する。
In step S105, the
ステップS106において、サーバ装置100は、対象需要家Aの予測精度が所定閾値以上であるか否かについて判定する。Noの場合、本動作は、ステップS107に進み、Yesの場合、本動作は、現在の時間帯Tに対する処理を終了し、次の時間帯Tに対する処理を開始する。
In step S106, the
ステップS107において、サーバ装置100は、時間帯Tにおける対象需要家Aの制御計画として、時間帯Tにおける対象需要家Aの充放電計画を作成する。例えば、サーバ装置100は、デマンド時限毎の消費電力の予測量及び太陽光発電の予測量に対して、蓄電装置301の残量及び定格出力の制限を満たしながら、電気料金はDR可能量が最適になるように対象需要家Aの充放電計画を作成してもよい。ここで、充放電計画の時間粒度は、デマンド時限よりも多くても少なくてもよい。
In step S107, the
ステップS108において、サーバ装置100は、対象需要家Aの蓄電装置301の予定残量を更新する。ここで、サーバ装置100は、時間帯Tにおいて、分散電源302を有していない対象需要家Aに対しては、負荷追従制御を行うように指示し、分散電源302を有している対象需要家Aに対しては、分散電源302によって発電された電力を全て売電するように指示する(すなわち、全売電制御を行うように指示する)。
In step S108, the
ここで、サーバ装置100は、上述の負荷追従制御及び全売電制御による蓄電装置301の残量の変化を反映させるように、対象需要家Aの蓄電装置301の予定残量を更新する。
Here, the
本実施形態に係る電力システム1によれば、サーバ装置100が、需要家300の予測精度の低減を回避し、アグリゲーションコーディネータ200に対して適切なDR可能量を報告することができる。
According to the power system 1 according to the present embodiment, the
さらに、本実施形態に係る電力システム1によれば、計算コストが高い複雑なアルゴリズムや多種多様な学習データを準備することなく、需要家300の予測精度を向上させることができる。 Further, according to the electric power system 1 according to the present embodiment, the prediction accuracy of the consumer 300 can be improved without preparing a complicated algorithm having a high calculation cost and a wide variety of learning data.
1…電力システム
10…通信ネットワーク
100…サーバ装置
101…検出部
102…記憶部
103…算出部
104…制御部
200…アグリゲーションコーディネータ
300、300A、300B…需要家
301…蓄電装置
302…分散電源
303…負荷機器
304…EMS
1 ...
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