JP2021141778A - 計画作成装置、計画作成方法およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定するものではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
<電力システムの全体構成>
図1は、本開示の実施形態1に係る電力システムの全体構成を示す図である。
図2は、本開示の実施形態1に係る計画作成装置3の機能的構成を示すブロック図である。
次に、電力託送元1から電力託送先2への電力の託送計画の作成方法について詳細に説明する。
CSTelec …(式1)
式1に示す目的関数は、拠点A(電力託送元1)および拠点B(電力託送先2)における電気料金および託送料金のうち、基本料金を除く従量料金の合計を示している。
(1)電気料金の制約
M×k_A(t)−PWRbuy_A(t)>=0 …(式4)
M×k_A(t)+PWRsend_out(t)=<M …(式5)
式4および式5は、拠点Aにおいて受電(買電)と自己託送とは同時に行わないことを示す制約条件である。例えば、自己託送時(k_A(t)=0)には、式4より時刻tにおける拠点Aの買電電力PWRbuy_A(t)が0になる。また、受電時(k_A(t)=1)には、式5より時刻tにおける拠点Aから自己託送される電力PWRsend_out(t)が0になる。
PWRbuy_B(t)+PWRsend_in(t)=PWRload_B(t)
…(式6)
式6は、拠点Bにおける電力バランスを示し、左辺と右辺とが釣り合っていることを示す制約条件である。ここで、式6の左辺は、時刻tにおける拠点Bの買電電力と、時刻tにおける拠点Bに自己託送される電力との和を示す。式6の右辺は、時刻tにおける拠点Bの需要電力を示す。
PWRbuy_A(t)<=PWRmax_A …(式7)
CSTelecvol_A(t)=PRCelecvol_A(t)
×PWRbuy_A(t)×Tc …(式8)
式7および式8は、拠点Aにおける電力契約に関する制約条件を示す。具体的には、式7は、時刻tにおける拠点Aの買電電力は、拠点Aにおける最大買電可能電力以下であることを示す。式8は、時刻tにおける拠点Aの電力系統4からの買電の従量電気料金は、時刻tにおける拠点Aの買電電力の従量単価に、買電電力と買電の時間幅を掛け合わせたものであることを示す。ここで、買電の時間幅とは、時刻tから時刻t+1までの時間幅を示す。
PWRbuy_B(t)<=PWRmax_B …(式9)
CSTelecvol_B(t)=PRCelecvol_B(t)
×PWRbuy_B(t)×Tc …(式10)
式9および式10は、拠点Bにおける電力契約に関する制約条件を示す。具体的には、式9は、時刻tにおける拠点Bの買電電力は、拠点Bにおける最大買電可能電力以下であることを示す。式10は、時刻tにおける拠点Bの電力系統4からの買電の従量電気料金は、時刻tにおける拠点Bの買電電力の従量単価に、買電電力と買電の時間幅を掛け合わせたものであることを示す。買電の時間幅については上述した通りである。
PWRsend_in(t)=(1−LOSsend)
×PWRsend_out(t) …(式11)
PWRsend_out(t)<=PWRsendmax(t) …(式12)
CSTelecsend(t)=PRCelecsend(t)
×PWRsend_out(t)×Tc
…(式13)
式11から式13は、拠点Aから拠点Bへの電力の自己託送に関する制約条件を示す。具体的には、式11は、時刻tにおける拠点Bに自己託送される電力は、時刻tにおける拠点Aから自己託送される電力から送電によってロスする電力を差し引いたものであることを示す。式12は、時刻tにおける拠点Aから自己託送される電力は、最大託送可能電力以下であることを示す。式13は、時刻tにおける電力の従量託送料金は、時刻tにおける託送従量単価に、時刻tにおける拠点Aから自己託送される電力と自己託送の時間幅を掛け合わせたものであることを示す。ここで、自己託送の時間幅は、買電の時間幅と同様に時刻tから時刻t+1までの時間幅を示す。
SOC(b,t+1)=SOC(b,t)
+{1−LOSchar(b)}×PWRchar(b,t)×Tc
−PWRdischar(b,t)/{1−LOSdischar(b)}×Tc
…(式14)
SOCmax(b,t)>=SOC(b,t) …(式15)
SOC(b,t)>=SOCmin(b,t) …(式16)
式14から式16は、蓄電池13の充電残量に関する制約条件を示す。式14は、時刻t+1における蓄電池bの充電残量(充電残量)は、時刻tにおける蓄電池bの充電残量に、時刻tにおける充放電量を加算した値であることを示す。式15は、時刻tにおける蓄電池bの充電残量は、時刻tにおける蓄電池bの予め定められた充電残量上限値以下であることを示す。式16は、時刻tにおける蓄電池bの充電残量は、時刻tにおける蓄電池bの予め定められた充電残量下限値以上であることを示す。
PWRbat(b,t)=PWRdischar(b,t)
−PWRchar(b,t) …(式17)
M×k(b,t)−PWRchar(b,t)>=0 …(式18)
M×k(b,t)+PWRdischar(b,t)=<M …(式19)
PWRmaxchar(b)>=PWRchar(b,t) …(式20)
PWRmaxdischar(b)>=PWRdischar(b,t)
…(式21)
式17は、時刻tにおける蓄電池bの出力は、時刻tにおける蓄電池bの放電電力から、時刻tにおける蓄電池bの充電電力を減算したものであることを示す制約条件である。式18および式19は、時刻tにおいて蓄電池bの充電と放電とは同時に行わないことを示す制約条件である。つまり、蓄電池bの放電時(k(b,t)=0)には、式18より蓄電池bの充電電力は0になる。また、蓄電池bの充電時(k(b,t)=1)には、式19より蓄電池bの放電電力は0になる。式20は、時刻tにおける蓄電池bの充電電力は、蓄電池bの充電可能電力以下であることを示す制約条件である。式21は、時刻tにおける蓄電池bの放電電力は、蓄電池bの放電可能電力以下であることを示す制約条件である。
図5は、本開示の実施形態1に係る計画作成装置3の処理手順を示すフローチャートである。
図6は、作成部33が作成した蓄電池13の運転計画を含む拠点Aから拠点Bへの託送計画の一例を示す図である。なお、図6では、計時部33が作成した託送計画の内、1日分の託送計画を示している。
以上説明したように、実施形態1によると、拠点Aの蓄電池13の充電残量に関する制約条件を満たすように託送計画を作成することができる。これにより、蓄電池13および発電機を備える拠点Aから、拠点Bへ、蓄電池残量を管理しつつ電力の託送を実施可能な託送計画を作成することができる。
実施形態1では、計画作成装置3が託送計画を自己託送の実施日よりも前の所定時刻(例えば、実施日の前日の12時)までに所定の機関に提出し、EMS14およびEMS22がその託送計画に基づいて各電力機器の制御を行うこととした。しかしながら、拠点Aおよび拠点Bにおける需要電力予測値は、過去の実績値等から予測しているため、実際の需要電力が予測値からずれる場合がある。また、太陽光発電機12による発電電力予測値は、気象予測データに基づいて予測されるが、実際の発電電力が予測値からずれる場合がある。このため、自己託送の実施日よりも前の所定時刻までに作成した託送計画に従って、各電力機器を制御した場合には、計画通りに電力機器を制御することができず、拠点Aから拠点Bに必要な電力が託送できなかったり、蓄電池13の充電残量を一定の範囲内に収めることができなかったりする。
計画作成装置3は、複数のコンピュータにより実現されてもよい。
2 電力託送先
3 計画作成装置
4 電力系統
5 電力線
6 ネットワーク
7 通信線
11 負荷
12 太陽光発電機
13 蓄電池
14 EMS
15 電力量計
21 負荷
22 EMS
23 電力量計
31 通信部
32 取得部
33 作成部
101 需要電力
102 需要電力
103 最大買電可能電力
104 最大買電可能電力
105 発電電力
106 買電電力
107 買電電力
108 蓄電池出力
109 充電残量
110 託送電力
111 託送電力
Claims (10)
- 蓄電池および発電機を備える第1拠点から、第2拠点への電力の託送計画を作成する計画作成装置であって、
前記第1拠点における需要電力予測値を取得する取得部と、
取得された前記需要電力予測値に基づいて、前記蓄電池の充電残量に関する制約条件を満たす前記蓄電池の運転計画を含む前記託送計画を作成する作成部とを備える、
計画作成装置。 - 前記作成部は、前記需要電力予測値に基づいて、前記制約条件の下で所定の目的関数を最適化することにより前記託送計画を作成する、
請求項1に記載の計画作成装置。 - 前記取得部は、さらに、前記第2拠点における需要電力予測値を取得し、
前記作成部は、取得された前記第1拠点および前記第2拠点における前記需要電力予測値に基づいて、前記託送計画を作成する、
請求項1または請求項2に記載の計画作成装置。 - 前記作成部は、所定の基準に基づいて、前記託送計画に基づく電力の託送の実行前に前記託送計画を修正する、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の計画作成装置。 - 前記発電機は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う再生可能エネルギー発電機を含み、
前記取得部は、前記再生可能エネルギー発電機による発電電力予測値を取得し、
前記作成部は、取得された前記需要電力予測値および前記発電電力予測値に基づいて、前記制約条件を満たす前記蓄電池の運転計画を含む前記託送計画を作成する、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の計画作成装置。 - 前記作成部は、さらに、前記第2拠点において買電する電力に関する制約条件を満たすように前記託送計画を作成する、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の計画作成装置。 - 前記作成部は、さらに、前記第1拠点において買電する電力に関する制約条件を満たすように前記託送計画を作成する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の計画作成装置。 - 前記作成部は、さらに、前記第1拠点から前記第2拠点へ託送される電力に関する制約条件を満たすように前記託送計画を作成する、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の計画作成装置。 - 蓄電池および発電機を備える第1拠点から、第2拠点への電力の託送計画を作成する計画作成方法であって、
計画作成装置が、前記第1拠点における需要電力予測値を取得するステップと、
前記計画作成装置が、取得された前記需要電力予測値に基づいて、前記蓄電池の充電残量に関する制約条件を満たす前記蓄電池の運転計画を含む前記託送計画を作成するステップとを含む、
計画作成方法。 - コンピュータを、蓄電池および発電機を備える第1拠点から、第2拠点への電力の託送計画を作成する計画作成装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記第1拠点における需要電力予測値を取得する取得部と、
取得された前記需要電力予測値に基づいて、前記蓄電池の充電残量に関する制約条件を満たす前記蓄電池の運転計画を含む前記託送計画を作成する作成部として機能させるための、
コンピュータプログラム。
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JP2020039797A JP2021141778A (ja) | 2020-03-09 | 2020-03-09 | 計画作成装置、計画作成方法およびコンピュータプログラム |
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