JP2024068782A - Power management system and charge/discharge plan creation method - Google Patents

Power management system and charge/discharge plan creation method Download PDF

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Abstract

【課題】予測が外れた場合でも所与の制約が満たされる可能性が高く、かつ、目的にできるだけ近づく最適な充放電計画を作成できるようにする。【解決手段】発電電力を予測するとともに、予測誤差を考慮して別の発電予測値を算出する構成1B~1Dと、需要電力を予測するとともに、予測誤差を考慮して別の需要予測値を算出する構成2B~2Dと、時間帯別の電気料金体系の情報とを用いて、上述のように予測および算出した複数の発電予測値および複数の需要予測値と蓄電池の状態とが制約条件を満たしつつ買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことによって蓄電池の充放電計画を作成する充放電計画作成部5とを備え、実際の予測値だけでなく誤差を考慮した別の予測値も含めて最適化計算を行うことにより、実際の予測が外れた場合でも制約条件が満たされる可能性が高い充放電計画を作成できるようにする。【選択図】図2[Problem] To create an optimal charge/discharge plan that is highly likely to satisfy a given constraint even if the prediction is wrong and that is as close as possible to the objective. [Solution] The system includes components 1B-1D that predict power generation and calculate another power generation prediction value taking into account prediction errors, components 2B-2D that predict power demand and calculate another demand prediction value taking into account prediction errors, and a charge/discharge plan creation unit 5 that creates a charge/discharge plan for a storage battery by performing optimization calculations using information on time-of-day electricity rate systems to reduce the electricity procurement fee for purchasing electricity while the multiple power generation prediction values and multiple demand prediction values predicted and calculated as described above and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions, and by performing optimization calculations including not only the actual prediction values but also the different prediction values taking into account errors, it is possible to create a charge/discharge plan that is highly likely to satisfy the constraint conditions even if the actual prediction is wrong. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、電力管理システムおよび充放電計画作成方法に関し、特に、電力調達料金を抑制するために最適化された蓄電池の充放電計画を作成するシステムに用いて好適なものである。 The present invention relates to a power management system and a method for creating a charge/discharge plan, and is particularly suitable for use in a system that creates a charge/discharge plan for a storage battery that is optimized to reduce power procurement costs.

近年、脱炭素社会に向けた再生可能エネルギーの導入拡大、電力需給バランスの調整などの観点から、発電と蓄電とを活用したエネルギーマネジメントシステムが開発され、広く提供されている。例えば、太陽光発電の余剰電力を蓄電池に充電し、夜間など他の時間帯に使用することで、電力調達料金の削減を図るシステムが知られている。将来的に普及する可能性のある電気自動車(EV)に搭載された蓄電池を活用することも注目を集めている。 In recent years, energy management systems that utilize power generation and storage have been developed and widely offered from the perspective of expanding the introduction of renewable energy and adjusting the balance of power supply and demand toward a carbon-free society. For example, a system is known that aims to reduce electricity procurement costs by charging surplus electricity from solar power generation into a storage battery and using it at other times, such as at night. Attention is also being paid to the use of storage batteries installed in electric vehicles (EVs), which are likely to become more widespread in the future.

これに関し、従来、発電装置による予測発電電力と、電力負荷による予測消費電力と、蓄電池を搭載したEVの使用計画または予測使用状態と、時間帯別の電気料金とに基づいて、EVのモビリティとしての利便性を損なわずに電気料金を最小化させるように電力管理を行うようにしたシステムが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。なお、以下の説明において、EVを車両といい、当該車両に搭載された蓄電池を車載蓄電池という。 In this regard, a system has been known that performs power management based on the predicted power generation by a power generation device, the predicted power consumption due to the power load, the usage plan or predicted usage state of an EV equipped with a storage battery, and electricity rates by time period to minimize electricity charges without compromising the convenience of the EV as a form of mobility (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In the following description, an EV is referred to as a vehicle, and a storage battery installed in the vehicle is referred to as an on-board storage battery.

特許文献1に記載の電力管理システムは、自然エネルギー発電装置と、電力負荷と、電力管理装置と、蓄電池(車載蓄電池)を搭載した車両とを備え、電力管理装置は、車載蓄電池の施設外での使用を開始する予定時刻、当該使用を終了する予定時刻、および当該使用に要する電力量の予測を含む施設外使用予定と、電力負荷の消費電力の予測と、自然エネルギー発電装置の発電電力の予測とに基づいて、時刻毎の車載蓄電池の蓄電量を算出する。そして、得られた時刻毎の蓄電量における最大値が所定の蓄電量最大値となるように、電力料金が比較的安価な時間帯における外部供給電力を用いて車載蓄電池の充電を計画するとともに、施設外使用終了予定時刻における車載蓄電池の蓄電量が所定の蓄電量最小値以上となるように車載蓄電池の充放電を計画する。 The power management system described in Patent Document 1 includes a natural energy power generation device, a power load, a power management device, and a vehicle equipped with a storage battery (vehicle storage battery), and the power management device calculates the amount of power stored in the vehicle storage battery for each hour based on an off-site use schedule including the scheduled time to start off-site use of the vehicle storage battery, the scheduled time to end said use, and a predicted amount of power required for said use, a predicted power consumption of the power load, and a predicted power generation of the natural energy power generation device. It then plans charging of the vehicle storage battery using externally supplied power during a time period when electricity rates are relatively cheap so that the maximum value of the obtained amount of power stored for each hour is a predetermined maximum amount of power stored, and plans charging and discharging of the vehicle storage battery so that the amount of power stored in the vehicle storage battery at the scheduled end time of off-site use is equal to or greater than a predetermined minimum amount of power stored.

特許文献2に記載の電力供給システムでは、消費量予測データと、発電量予測データと、車両の使用履歴に基づいて算出される車載蓄電池が配線に電気的に接続されている期間のデータとに基づいて、予測期間における車載蓄電池を含む蓄電手段の蓄電および放電の推移を示す充放電スケジュールを算出し、算出された充放電スケジュールに従って、予測期間における蓄電手段の充放電電力を制御する。充放電スケジュールは、蓄電手段の充放電電力を決定するために使用する評価指標(交流電力線からの供給電力量に応じた買電料金)が所定の値となるように、混合整数計画問題に定式化して算出する。 In the power supply system described in Patent Document 2, a charge/discharge schedule is calculated based on consumption prediction data, power generation prediction data, and data on the period during which the on-board storage battery is electrically connected to the wiring, calculated based on the vehicle usage history, to indicate the progress of charge and discharge of the power storage means including the on-board storage battery during the prediction period, and the charge/discharge power of the power storage means during the prediction period is controlled according to the calculated charge/discharge schedule. The charge/discharge schedule is calculated by formulating it into a mixed integer programming problem so that the evaluation index (power purchase fee according to the amount of power supplied from the AC power line) used to determine the charge/discharge power of the power storage means becomes a predetermined value.

また、電気料金の抑制および蓄電池劣化の抑制の両方の観点から蓄電池の充放電計画を最適化することを目的としたシステムも知られている(例えば、特許文献3~5参照)。特許文献3に記載の充放電制御装置では、使用に応じた電気料金が生じる電力系統および電力系統による電力で充電される蓄電池から供給される電力の需要予測に基づいて、充放電計画を計算するための制約条件を生成するとともに、電気料金と蓄電池の劣化とを最小化する目的関数を生成して最適化問題を解くことで、電気料金の節約額を増やすとともに蓄電池の劣化量を低く抑えることを可能にした蓄電池の充放電計画を生成する。 There are also known systems that aim to optimize the charge and discharge plan of a storage battery from the standpoint of both reducing electricity charges and reducing deterioration of the storage battery (see, for example, Patent Documents 3 to 5). The charge and discharge control device described in Patent Document 3 generates constraint conditions for calculating a charge and discharge plan based on a demand forecast for electricity supplied from a power system in which electricity charges are generated according to use and a storage battery that is charged with electricity from the power system, and generates an objective function that minimizes electricity charges and deterioration of the storage battery to solve an optimization problem, thereby generating a charge and discharge plan for the storage battery that increases the amount of savings in electricity charges and keeps the deterioration of the storage battery low.

特許文献4に記載の充放電計画設定では、電力需要予測等に基づいて、電気料金の削減および蓄電池の劣化量の抑制を達成する最適化問題を解くことで、電気料金および劣化量に対して最適な充放電計画を作成する。特許文献4には、蓄電池が系統に逆潮流しないこと、蓄電池が蓄電容量の限界を超えないこと、蓄電池が1時間に充放電できる限界を超えないことを制約条件とし、電気料金および蓄電池の劣化量の和を最小にする最適解を求めるための関数を目的関数として、所定時間毎の充放電計画を求める最適化問題を解くことが記載されている。 In the charge and discharge plan setting described in Patent Document 4, an optimization problem is solved to reduce electricity charges and suppress deterioration of the storage battery based on power demand forecasts, etc., to create an optimal charge and discharge plan for the electricity charges and deterioration level. Patent Document 4 describes solving an optimization problem to find a charge and discharge plan for each specified time period, with the constraints being that the storage battery does not flow reversely to the grid, that the storage battery does not exceed its storage capacity limit, and that the storage battery does not exceed its hourly charge and discharge limit, and with a function for finding an optimal solution that minimizes the sum of the electricity charges and the deterioration level of the storage battery as the objective function.

特許文献5には、電力消費のピークと蓄電池の充放電タイミングとの最適化を図ることができ、蓄電池を用いてより効率よく電力ピークカットを含む負荷平準化を行うことが可能な電力負荷平準化装置が開示されている。特許文献5に記載の電力負荷平準化装置では、予測された要求放電量(ピークカットに要する電力量)が所定値(例えばSOCで80%程度)よりも低い場合には、夜間電力を用いてリチウムイオン電池を充電する。また、予測された要求放電量が所定値よりも高い場合には、電力がピークになると予測される直前に充電が完了するようにリチウムイオン電池を充電する。これにより、リチウムイオン電池の劣化を抑制して寿命を向上させることと、電気料金が比較的安い夜間料金を用いてリチウムイオン電池の充電を行うことを両立させている。 Patent Document 5 discloses an electric power load leveling device that can optimize the timing of peak power consumption and charging and discharging of a storage battery, and can more efficiently perform load leveling, including power peak shaving, using a storage battery. In the electric power load leveling device described in Patent Document 5, when the predicted required discharge amount (power amount required for peak shaving) is lower than a predetermined value (for example, about 80% SOC), the lithium ion battery is charged using nighttime power. Also, when the predicted required discharge amount is higher than the predetermined value, the lithium ion battery is charged so that charging is completed just before the predicted power peak. This achieves both suppressing deterioration of the lithium ion battery to improve its lifespan, and charging the lithium ion battery using a nighttime rate at which electricity rates are relatively low.

上記特許文献1~5に記載のシステムでは、発電電力、需要電力、車載蓄電池の使用状態などの予測結果をもとに最適化計算を行い、所与の制約を満たすような蓄電池の充放電計画を作成している。つまり、予測結果が正しいものとして制約式に当てはめることで充放電計画を作成している。しかしながら、実際の発電状態、需要状態、車載蓄電池の使用状態は、必ずしも予測の通りになるとは限らない。そのため、不確定な予測結果をもとに作成された充放電計画に従って蓄電池の充放電制御を行った場合に、実際には制約を満たさない充放電制御となってしまうことがあるという問題があった。 In the systems described in Patent Documents 1 to 5, optimization calculations are performed based on prediction results such as power generation, power demand, and the usage state of the on-board storage battery, and a charge/discharge plan for the storage battery that satisfies given constraints is created. In other words, the charge/discharge plan is created by applying the prediction results to the constraint equations assuming that they are correct. However, the actual power generation state, demand state, and usage state of the on-board storage battery do not always turn out as predicted. Therefore, there is a problem in that when charge/discharge control of the storage battery is performed according to a charge/discharge plan created based on uncertain prediction results, the charge/discharge control may not actually satisfy the constraints.

なお、問題を定義するデータが不正確あるいは不確定な場合にも、信頼できる結果を返すことができるようにした最適化問題のモデリング技法として、ロバスト最適化が知られている。従来、このロバスト最適化を適用して電力の運転計画を作成するようにしたシステムも知られている(例えば、特許文献6,7参照)。ただし、特許文献6,7に記載の技術は、蓄電池の充放電計画を最適化するものではない。 Robust optimization is known as a modeling technique for optimization problems that can return reliable results even when the data defining the problem is inaccurate or uncertain. Conventionally, systems that apply robust optimization to create power operation plans are also known (see, for example, Patent Documents 6 and 7). However, the techniques described in Patent Documents 6 and 7 do not optimize the charging and discharging plans for storage batteries.

特許文献6に記載の運転計画作成装置では、電力の需要実績を示すデータおよび再生可能エネルギーによる発電実績を示すデータに基づいて、統計的に取り得る範囲を示す予測データを生成する。そして、当該予測データの示す範囲と、発電機の諸元および電力系統の状態に関する所定の制約とを含む制約式を満たし、少なくとも再生可能エネルギーの抑制をコストとした目的関数の値を所望の値に近づける問題を解くことで、発電機の運転計画を作成する。ここで、目的関数および制約式に入力値を当てはめることで問題データを生成するとともに、当該問題データに対して、ロバスト最適化手法に適用するための式変形を行い、式変形された式に対してロバスト最適化手法に基づいて発電機の運転計画を作成する。 The operation plan creation device described in Patent Document 6 generates forecast data indicating a statistically possible range based on data indicating actual power demand and data indicating actual power generation by renewable energy. Then, a generator operation plan is created by solving a problem that satisfies a constraint equation including the range indicated by the forecast data and predetermined constraints related to the generator specifications and the state of the power system, and brings the value of an objective function, which has at least the cost of suppressing renewable energy, closer to a desired value. Here, problem data is generated by applying input values to the objective function and constraint equation, and the problem data is transformed to apply to a robust optimization method, and a generator operation plan is created based on the robust optimization method for the transformed equation.

特許文献7に記載の情報処理装置では、複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、当該最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する。ここで、電力需要に不確実な制約が与えられた場合であっても、再計画を前提としたロバスト最適化問題を定式化し、定式化したロバスト最適化問題の最適解を求めることで、入力された電力需要に対して最適な発電計画を決定する。 In the information processing device described in Patent Document 7, the amount of power procured from each of multiple power procurement means is used as an operational variable, a value including the total cost required to procure an amount of power corresponding to the predicted demand using the multiple power procurement means is used as an objective function, an optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated, and a power procurement plan indicating the amount of power to be procured from each of the multiple power procurement means is determined by solving the optimization model using a mathematical optimization method. Here, even if an uncertain constraint is given to the power demand, a robust optimization problem assuming replanning is formulated, and an optimal solution to the formulated robust optimization problem is obtained, thereby determining an optimal power generation plan for the input power demand.

特許6053554号公報Patent No. 6053554 特許5672186号公報Patent No. 5672186 特開2016-73113号公報JP 2016-73113 A 特開2018-23188 号公報JP 2018-23188 A 特開2016-116401 号公報JP 2016-116401 A 特開2021-33625 号公報JP 2021-33625 A 特開2021-157724 号公報JP 2021-157724 A

本発明は、上述のような問題を解決するために成されたものであり、少なくとも発電予測および需要予測に基づいて蓄電池の充放電計画を作成するシステムにおいて、予測が外れた場合でも所与の制約が満たされる可能性が高く、かつ、目的にできるだけ近づくような最適な充放電計画を作成できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems described above, and aims to make it possible to create an optimal charging and discharging plan for a storage battery based at least on power generation and demand forecasts, which is likely to satisfy given constraints even if the forecasts are incorrect, and which comes as close as possible to the objective.

上記した課題を解決するために、本発明では、予測対象期間の各時刻における発電電力量の予測値を取得するとともに、当該取得した発電予測値と、過去の発電電力量の実績値をもとに算出した予測対象期間の各時刻で見込まれる発電電力量の予測誤差とを用いて、予測対象期間の各時刻における別の発電予測値を算出する。また、予測対象期間の各時刻における需要電力量の予測値を取得するとともに、当該取得した需要予測値と、過去の需要電力量の実績値をもとに算出した予測対象期間の各時刻で見込まれる需要電力量の予測誤差とを用いて、予測対象期間の各時刻における別の需要予測値を算出する。そして、予測対象期間における時間帯別の電気料金体系の情報を用いて、発電予測値、需要予測値および蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上述のように取得および算出した複数の発電予測値および複数の需要予測値と蓄電池の状態とが制約条件を満たしつつ買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、蓄電池の充放電計画を作成する。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a predicted value of the amount of power generation at each time during a prediction period is obtained, and another predicted value of power generation at each time during the prediction period is calculated using the obtained predicted value of power generation and a prediction error of the amount of power generation expected at each time during the prediction period calculated based on the actual value of the amount of power generation in the past. In addition, a predicted value of the amount of power demand at each time during the prediction period is obtained, and another predicted demand value at each time during the prediction period is calculated using the obtained predicted demand value and a prediction error of the amount of power demand expected at each time during the prediction period calculated based on the actual value of the amount of power demand in the past. Then, using information on the electricity rate system for each time period during the prediction period, an optimization calculation is performed to reduce the power procurement fee for purchasing electricity while the multiple predicted power generation values and multiple predicted demand values obtained and calculated as described above and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions set for the predicted power generation value, the predicted demand value, and the state of the storage battery, thereby creating a charging and discharging plan for the storage battery.

上記のように構成した本発明によれば、最初に取得される実際の発電予測値および需要予測値だけでなく、当該取得された実際の発電予測値および需要予測値をもとに算出される別の発電予測値および需要予測値を含めて、複数の発電予測値および複数の需要予測値を用いて最適化計算が行われる。すなわち、複数の発電予測値および複数の需要予測値と蓄電池の状態とが制約条件を満たし、かつ、買電による電力調達料金を低減させるような最適化計算が行われる。これにより、実際の発電予測および需要予測が外れた場合でも制約条件が満たされる可能性が高く、かつ、買電による電力調達料金ができるだけ低くなるような最適な充放電計画を作成することができる。 According to the present invention configured as described above, optimization calculations are performed using multiple power generation forecast values and multiple demand forecast values, including not only the actual power generation forecast values and demand forecast values acquired initially, but also other power generation forecast values and demand forecast values calculated based on the acquired actual power generation forecast values and demand forecast values. In other words, optimization calculations are performed such that the multiple power generation forecast values and multiple demand forecast values and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions and reduce the power procurement fee for purchasing power. As a result, even if the actual power generation forecast and demand forecast are incorrect, it is highly likely that the constraint conditions will be satisfied, and an optimal charging and discharging plan can be created that keeps the power procurement fee for purchasing power as low as possible.

特に、本発明では、実際の発電予測値および需要予測値と、過去の実績値をもとに算出した予測誤差とを用いて別の発電予測値および別の需要予測値を算出しているので、別の発電予測値および別の需要予測値として的外れな予測値が算出される可能性を低減することができる。このため、最適化計算の際に複数の発電予測値および複数の需要予測値の全てについて制約条件が満たされるようにするために、制約条件を不必要に緩くする必要がない。これにより、適切な制約条件のもとで、その制約条件を満たしつつ電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことができる。つまり、本発明により取得および算出される複数の発電予測値および複数の需要予測値を用いて最適化計算を行えば、現実の発電電力および需要電力が実際の予測値から外れたとしても、適切に設定された制約条件を満たす範囲で適用可能となる充放電計画を作成することが可能である。 In particular, in the present invention, since the actual power generation forecast value and demand forecast value and the forecast error calculated based on the past actual values are used to calculate another power generation forecast value and another demand forecast value, the possibility of calculating an inappropriate forecast value as the other power generation forecast value and another demand forecast value can be reduced. Therefore, in order to ensure that the constraint conditions are satisfied for all of the multiple power generation forecast values and multiple demand forecast values during the optimization calculation, it is not necessary to unnecessarily relax the constraint conditions. As a result, it is possible to perform an optimization calculation that reduces the power procurement fee while satisfying the constraint conditions under appropriate constraint conditions. In other words, if the optimization calculation is performed using the multiple power generation forecast values and multiple demand forecast values acquired and calculated by the present invention, it is possible to create a charge/discharge plan that is applicable within the range that satisfies the appropriately set constraint conditions even if the actual power generation power and demand power deviate from the actual forecast values.

本実施形態による電力管理システムの全体構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a power management system according to an embodiment of the present invention. 本実施形態による電力管理装置の機能構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a power management device according to the present embodiment. FIG. 発電実績データ記憶部に記憶される発電実績データの例を示す図である。5 is a diagram showing an example of power generation record data stored in a power generation record data storage unit; FIG. 需要実績データ記憶部に記憶される需要実績データの例を示す図である。11 is a diagram showing an example of demand result data stored in a demand result data storage unit. FIG. 車両使用実績データ記憶部に記憶される車両使用実績データの例を示す図である。10 is a diagram showing an example of vehicle usage record data stored in a vehicle usage record data storage unit; FIG. 車両状態予測部の具体的な機能構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a specific example of a functional configuration of a vehicle state prediction unit; FIG. 車両使用状態予測部が一例として使用する予測モデルの概念を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing the concept of a prediction model used as an example by a vehicle usage state prediction unit; FIG. ビームサーチによって所定単位時間ごとの車両使用状態を予測する処理の内容を説明するための模式図である。11 is a schematic diagram for explaining the process of predicting a vehicle usage state for each predetermined unit time by beam search. FIG. 消費予測値算出部の処理例を説明するための図である。11 is a diagram for explaining a processing example of a consumption prediction value calculation unit. FIG. 予測誤差の算出例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an example of calculation of a prediction error. 本実施形態による電力管理装置の動作例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of the operation of the power management device according to the present embodiment. 制約条件の段階的緩和の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of gradual relaxation of constraint conditions. 本実施形態による電力管理装置の他の機能構成例を示すブロック図である。11 is a block diagram showing another example of the functional configuration of the power management device according to the present embodiment. FIG.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態による電力管理システムの全体構成例を示す図である。本実施形態の電力管理システムは、例えばクラウド上にサーバ装置として設置される電力管理装置100と、需要家において使用される電力を管理するシステム(EMS:Energy Management System)101と、車載蓄電池113に蓄えた電力を家庭の電力として使うことを可能にするためのV2H(Vehicle to Home)システム102とを備えて構成される。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a power management system according to this embodiment. The power management system of this embodiment is configured to include a power management device 100 installed as a server device on the cloud, for example, a system (EMS: Energy Management System) 101 that manages the power used by consumers, and a V2H (Vehicle to Home) system 102 that enables the power stored in an on-board storage battery 113 to be used as home power.

需要家とは、電力の供給を受けて使用する者をいい、一例においては一般家庭である。需要家は、工場、事務所、営業所、学校もしくは病院といった事業所であってもよい。需要家の施設には、EMS101、V2Hシステム102、再生可能エネルギーの発電装置の一例である太陽光発電装置111、電力を消費する各種電力負荷112-1,112-2,・・・(以下、単に電力負荷112と記す)、車載蓄電池113、および車載ではない蓄電池114が設定される。一般家庭の場合、電力負荷112は、例えば照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコンといった各種電気製品であり、蓄電池114は、小型の住宅用蓄電池である。以下では、住宅用蓄電池114として説明する。 A consumer is a person who receives and uses the supply of electric power, and in one example, it is a general household. A consumer may be a business establishment such as a factory, an office, a sales office, a school, or a hospital. In the facility of the consumer, an EMS 101, a V2H system 102, a photovoltaic power generation device 111 which is an example of a renewable energy power generation device, various power loads 112 -1 , 112 -2 , ... (hereinafter simply referred to as power loads 112) that consume electric power, an in-vehicle storage battery 113, and a non-in-vehicle storage battery 114 are set. In the case of a general household, the power load 112 is various electrical appliances such as lighting, a television, a refrigerator, a washing machine, and an air conditioner, and the storage battery 114 is a small residential storage battery. In the following, the residential storage battery 114 is described.

EMS101には、V2Hシステム102と、太陽光発電装置111と、電力負荷112と、住宅用蓄電池114とが接続されている。EMS101を用いることで、電力負荷112での電力使用量をリアルタイムで計測し、建物全体から部屋ごと、電気製品ごと、時間ごとのエネルギー使用状況を可視化することができる。また、太陽光発電装置111で発電される電力や、車載蓄電池113および住宅用蓄電池114に蓄積される電力を最適に運用し、電力使用量の多い時間帯を回避して電力負荷112を使用することによってピークを他の時間帯にシフトして平準化する「ピークシフト」や、電力使用量が所定の目標値を超えないようにする「ピークカット」を行うことも可能である。 The EMS 101 is connected to a V2H system 102, a solar power generation device 111, a power load 112, and a residential storage battery 114. By using the EMS 101, it is possible to measure the power usage in the power load 112 in real time and visualize the energy usage status for the entire building, for each room, for each electrical appliance, and for each hour. It is also possible to perform "peak shifting" by shifting the peak to other time periods and leveling it out by using the power load 112 to avoid time periods with high power usage, and "peak cutting" by preventing power usage from exceeding a predetermined target value by optimally using the power generated by the solar power generation device 111 and the power stored in the vehicle storage battery 113 and the residential storage battery 114.

V2Hシステム102には、車両の車載蓄電池113が専用ケーブルによって着脱可能に接続される。V2Hシステム102と車載蓄電池113とを接続しているときは、太陽光発電装置111で発電された電力(以下、発電電力という)や、図示しない系統を通じて電力会社から購入した電力(以下、買電電力という)を車載蓄電池113に充電したり、車載蓄電池113に蓄積された電力(以下、蓄積電力という)を放電して電力負荷112で使用したりすることが可能である。 The vehicle's on-board storage battery 113 is detachably connected to the V2H system 102 by a dedicated cable. When the V2H system 102 and the on-board storage battery 113 are connected, it is possible to charge the on-board storage battery 113 with electricity generated by the solar power generation device 111 (hereinafter referred to as generated electricity) or electricity purchased from a power company through a grid not shown (hereinafter referred to as purchased electricity), or to discharge electricity stored in the on-board storage battery 113 (hereinafter referred to as stored electricity) for use by the power load 112.

一方、車両をモビリティ(移動手段)として使用するときは、V2Hシステム102と車載蓄電池113とを接続する専用ケーブルが外されて、車両が自由に移動できる状態となる。本実施形態において、V2Hシステム102は、車載蓄電池113が専用ケーブルによって接続されているときは車両が「在宅」であり、車載蓄電池113が専用ケーブルによって接続されていないときは車両が「外出」(モビリティとして使用中)であると判断する。 On the other hand, when the vehicle is used as mobility (a means of transportation), the dedicated cable connecting the V2H system 102 and the on-board storage battery 113 is disconnected, allowing the vehicle to move freely. In this embodiment, the V2H system 102 determines that the vehicle is "at home" when the on-board storage battery 113 is connected by a dedicated cable, and that the vehicle is "out" (being used as mobility) when the on-board storage battery 113 is not connected by a dedicated cable.

電力管理装置100は、インターネット等の通信ネットワークを介してEMS101と接続され、当該EMS101を介して各種のデータを取得する。また、電力管理装置100は、通信ネットワークを介して電気料金提供サーバ200と接続され、電気料金提供サーバ200から時間帯別の電気料金体系のデータを取得する。そして、これらの取得したデータを用いて、後述する各種の予測および充放電計画の作成などの処理を実行し、その結果に基づいてEMS101を制御する。 The power management device 100 is connected to the EMS 101 via a communication network such as the Internet, and acquires various data via the EMS 101. The power management device 100 is also connected to the electricity rate provider server 200 via the communication network, and acquires data on the electricity rate system by time period from the electricity rate provider server 200. Then, using this acquired data, it executes processes such as various predictions and the creation of charge and discharge plans, which will be described later, and controls the EMS 101 based on the results.

図2は、本実施形態による電力管理装置100の機能構成例を示すブロック図である。図2に示すように、本実施形態の電力管理装置100は、機能構成として、発電実績データ記録部1A、発電電力予測部1B、発電予測誤差算出部1C、別発電予測値算出部1D、需要実績データ記録部2A、需要電力予測部2B、需要予測誤差算出部2C、別需要予測値算出部2D、車両使用実績データ記録部3A、車両状態予測部3B、消費予測誤差算出部3C、別消費予測値算出部3D、料金データ取得部4、充放電計画作成部5および充放電制御部6を備えている。また、本実施形態の電力管理装置100は、記憶媒体として、発電実績データ記憶部11、需要実績データ記憶部12、車両使用実績データ記憶部13および料金テーブル記憶部14を備えている。 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the power management device 100 according to this embodiment. As shown in FIG. 2, the power management device 100 according to this embodiment includes, as its functional configuration, a power generation record data recording unit 1A, a power generation prediction unit 1B, a power generation prediction error calculation unit 1C, a separate power generation prediction value calculation unit 1D, a demand record data recording unit 2A, a demand power prediction unit 2B, a demand prediction error calculation unit 2C, a separate demand prediction value calculation unit 2D, a vehicle usage record data recording unit 3A, a vehicle state prediction unit 3B, a consumption prediction error calculation unit 3C, a separate consumption prediction value calculation unit 3D, a fee data acquisition unit 4, a charge/discharge plan creation unit 5, and a charge/discharge control unit 6. In addition, the power management device 100 according to this embodiment includes, as storage media, a power generation record data storage unit 11, a demand record data storage unit 12, a vehicle usage record data storage unit 13, and a fee table storage unit 14.

上記機能ブロック1A~1D,2A~2D,3A~3D,4~6は、ハードウェア、DSP(Digital Signal Processor)、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記機能ブロックは、実際にはコンピュータのCPU、RAM、ROMなどを備えて構成され、RAMやROM、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記憶媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。 The above-mentioned functional blocks 1A-1D, 2A-2D, 3A-3D, 4-6 can be configured using either hardware, a DSP (Digital Signal Processor), or software. For example, when configured using software, the above-mentioned functional blocks are actually configured with a computer's CPU, RAM, ROM, etc., and are realized by the operation of a program stored in a storage medium such as the RAM, ROM, hard disk, or semiconductor memory.

電力管理装置100は、図2に示す機能構成により、太陽光発電装置111による予測発電電力と、電力負荷112による予測需要電力と、車載蓄電池113による予測消費電力と、蓄電池113,114の充放電量と、時間帯別の電気料金体系とに基づいて、蓄電池113,114の充放電計画を作成する。本実施形態では、予測対象期間における各時刻の蓄電池113,114の充放電量を説明変数の1つとし、買電による電力調達価格を目的関数とする数理最適化モデル関数を用いて、複数の予測値をもとに最適化計算を行うことにより、所定の制約条件をすべて満たしつつ目的関数を最小化する充放電計画を作成する。 The power management device 100, with the functional configuration shown in FIG. 2, creates a charge/discharge plan for the storage batteries 113, 114 based on the predicted power generation by the photovoltaic power generation device 111, the predicted power demand by the power load 112, the predicted power consumption by the on-board storage battery 113, the charge/discharge amount of the storage batteries 113, 114, and a time-of-day electricity rate system. In this embodiment, the charge/discharge amount of the storage batteries 113, 114 at each time during the prediction target period is one of the explanatory variables, and a mathematical optimization model function with the power procurement price through power purchase as the objective function is used to perform optimization calculations based on multiple predicted values to create a charge/discharge plan that minimizes the objective function while satisfying all specified constraint conditions.

発電実績データ記録部1Aは、太陽光発電装置111での発電電力量の計測データをEMS101からリアルタイムで取得し、発電実績データ記憶部11に記憶させる。本実施形態では、発電実績データ記録部1Aは、EMS101から所定単位時間ごとに送信される発電電力量の計測データを取得して発電実績データ記憶部11に記憶させる。なお、発電実績データ記録部1Aは、EMS101で録り溜めた所定単位時間ごとの計測データをバッチ的にまとめて取得するようにしてもよい。 The power generation performance data recording unit 1A acquires measurement data of the amount of power generated by the solar power generation device 111 from the EMS 101 in real time, and stores it in the power generation performance data storage unit 11. In this embodiment, the power generation performance data recording unit 1A acquires measurement data of the amount of power generated transmitted from the EMS 101 at predetermined unit times, and stores it in the power generation performance data storage unit 11. The power generation performance data recording unit 1A may also acquire the measurement data recorded by the EMS 101 at predetermined unit times in batches.

図3は、発電実績データ記憶部11に記憶される発電実績データの例を示す図である。図3に示すように、発電実績データ記憶部11には、所定単位時間ごと(例えば、30分ごと)の時間、天候、発電電力量が時系列に記憶される。天候は、例えば、気象情報を提供するウェブサイトまたはサーバからインターネット等の通信ネットワークを介して取得する。 Figure 3 is a diagram showing an example of power generation performance data stored in the power generation performance data storage unit 11. As shown in Figure 3, the power generation performance data storage unit 11 stores the time, weather, and amount of power generation for each predetermined unit time (e.g., every 30 minutes) in chronological order. The weather information is obtained, for example, from a website or server that provides meteorological information via a communication network such as the Internet.

需要実績データ記録部2Aは、電力負荷112での需要電力量(消費電力量)の計測データをEMS101からリアルタイムで取得し、需要実績データ記憶部12に記憶させる。本実施形態では、需要実績データ記録部2Aは、EMS101から所定単位時間ごとに送信される各電力負荷112-1,112-2,・・・での総消費電力量の計測データを取得して需要実績データ記憶部12に記憶させる。なお、需要実績データ記録部2Aは、EMS101で録り溜めた所定単位時間ごとの計測データをバッチ的にまとめて取得するようにしてもよい。 The demand record data recording unit 2A acquires measurement data of the demand power amount (power consumption amount) of the power load 112 from the EMS 101 in real time, and stores it in the demand record data storage unit 12. In this embodiment, the demand record data recording unit 2A acquires measurement data of the total power consumption amount of each power load 112 -1 , 112 -2 , ... transmitted from the EMS 101 at predetermined unit time intervals, and stores it in the demand record data storage unit 12. The demand record data recording unit 2A may acquire the measurement data at predetermined unit time intervals recorded by the EMS 101 in batches.

図4は、需要実績データ記憶部12に記憶される需要実績データの例を示す図である。図4に示すように、需要実績データ記憶部12には、所定単位時間ごと(例えば、30分ごと)の時間、曜日、需要電力量が時系列に記憶される。曜日は、例えば、電力管理装置100にあらかじめ記憶されたカレンダデータから取得する。 Figure 4 is a diagram showing an example of actual demand data stored in the actual demand data storage unit 12. As shown in Figure 4, the actual demand data storage unit 12 stores the time, day of the week, and amount of demanded power for each predetermined unit time (e.g., every 30 minutes) in chronological order. The day of the week is obtained, for example, from calendar data stored in advance in the power management device 100.

車両使用実績データ記録部3Aは、車両のモビリティとしての使用状態(在宅/外出の何れかの状態)の検出データと、車載蓄電池113での消費電力量の計測データとをEMS101からリアルタイムで取得し、車両使用実績データ記憶部13に記憶させる。本実施形態では、車両使用実績データ記録部3Aは、EMS101から所定単位時間ごとに送信される車両使用状態の検出データを取得して車両使用実績データ記憶部13に記憶させる。また、車両使用実績データ記録部3Aは、車両の使用状態が外出から在宅に変化したことがEMS101により検出されたときに送信される消費電力量の計測データを取得して車両使用実績データ記憶部13に記憶させる。車載蓄電池113の消費電力量は、車両の使用状態が在宅から外出に変化したとき(出発時)に計測される車載蓄電池113の保持電力と、車両の使用状態が外出から在宅に変化したとき(帰宅時)に計測される車載蓄電池113の保持電力との差分から計算することが可能である。なお、車両使用実績データ記録部3Aは、EMS101で録り溜めた所定単位時間ごとの使用状態の検出データおよび状態変化時ごとの消費電力量の計測データをバッチ的にまとめて取得するようにしてもよい。 The vehicle usage history data recording unit 3A acquires detection data of the vehicle's usage state as a mobility (either at home or away from home) and measurement data of the power consumption of the vehicle-mounted storage battery 113 in real time from the EMS 101, and stores them in the vehicle usage history data storage unit 13. In this embodiment, the vehicle usage history data recording unit 3A acquires detection data of the vehicle usage state transmitted from the EMS 101 at predetermined unit times and stores them in the vehicle usage history data storage unit 13. The vehicle usage history data recording unit 3A also acquires measurement data of the power consumption transmitted when the EMS 101 detects that the vehicle usage state has changed from away to at home, and stores them in the vehicle usage history data storage unit 13. The power consumption of the vehicle-mounted storage battery 113 can be calculated from the difference between the stored power of the vehicle-mounted storage battery 113 measured when the vehicle usage state changes from at home to away from home (at the time of departure) and the stored power of the vehicle-mounted storage battery 113 measured when the vehicle usage state changes from away to at home (at the time of return). The vehicle usage history data recording unit 3A may also acquire the detection data of the usage state for each predetermined unit time recorded by the EMS 101 and the measurement data of the power consumption amount for each state change in a batch manner.

図5は、車両使用実績データ記憶部13に記憶される車両使用実績データの例を示す図である。図5に示すように、車両使用実績データ記憶部13には、所定単位時間ごと(例えば、30分ごと)の時間、曜日、車両使用状態が時系列に記憶されるとともに、車両が外出中のときにおける車載蓄電池113の消費電力量が記憶される。図5において、車両使用状態の〇印は在宅、×印は外出を示している。図5の例では、2019/4/1の8:30から15:30までの7時間30分において車両が外出中であったこと、およびその間の車載蓄電池113の消費電力量が記録されている。8:30より前および16:00より後は外出していないため、車載蓄電池113の消費電力量は記録されていない。所定単位時間ごと(30分ごと)の消費電力量は、例えば、図5のように記録されている消費電力量を平均化した値を用いる。 5 is a diagram showing an example of vehicle usage history data stored in the vehicle usage history data storage unit 13. As shown in FIG. 5, the vehicle usage history data storage unit 13 stores the time, day of the week, and vehicle usage status for each predetermined unit time (e.g., every 30 minutes) in chronological order, and stores the power consumption of the vehicle storage battery 113 when the vehicle is out. In FIG. 5, a circle in the vehicle usage status indicates that the vehicle is at home, and a cross indicates that the vehicle is out. In the example of FIG. 5, it is recorded that the vehicle was out for 7 hours and 30 minutes from 8:30 to 15:30 on 4/1/2019, and the power consumption of the vehicle storage battery 113 during that time. Since the vehicle was not out before 8:30 and after 16:00, the power consumption of the vehicle storage battery 113 is not recorded. For the power consumption for each predetermined unit time (every 30 minutes), for example, a value obtained by averaging the power consumption recorded as shown in FIG. 5 is used.

発電電力予測部1Bは、発電実績データ記憶部11に記憶された発電実績データを用いて、予測対象期間中における所定単位時間ごとの太陽光発電装置111での発電電力量(特許請求の範囲に記載した「予測対象期間の各時刻における発電電力量」に相当する。時刻tにおける発電電力量は、時刻tから時刻t+1までの発電電力量を意味する。これは、以下に述べる需要電力量および消費電力量についても同様である)を予測する。 The power generation prediction unit 1B uses the actual power generation data stored in the actual power generation data storage unit 11 to predict the amount of power generated by the solar power generation device 111 for each specified unit time during the prediction period (corresponding to the "amount of power generated at each time during the prediction period" described in the claims. The amount of power generated at time t means the amount of power generated from time t to time t+1. This also applies to the amount of power demand and power consumption described below).

ここで、発電電力予測部1Bは、太陽光発電装置111による発電電力量の予測をバッチ処理として所定周期ごとに繰り返し行う。例えば、発電電力予測部1Bは、毎日の決められた時刻(例えば、午前0時)に、翌日の24時間を予測対象期間として、発電電力量の予測を行う。なお、この予測を行う時刻および予測対象期間は一例であり、これに限定されるものではない。 Here, the power generation prediction unit 1B repeats the prediction of the amount of power generated by the solar power generation device 111 at a predetermined cycle as a batch process. For example, the power generation prediction unit 1B predicts the amount of power generated at a set time each day (e.g., midnight) for a prediction period of 24 hours the following day. Note that the time and prediction period for this prediction are merely examples and are not limited to these.

発電電力予測部1Bは、発電実績データ記憶部11に記憶された発電実績データを用いて、どの時間帯のどのような天候のときにどの程度の発電電力量が得られるかの傾向を分析し、その分析結果と予測対象期間中における所定単位時間ごとの予測天候情報とに基づいて、予測対象期間中における所定単位時間ごとの発電電力量を予測する。予測天候情報は、例えば、気象情報を提供するウェブサイトまたはサーバからインターネット等の通信ネットワークを介して取得する。 The power generation prediction unit 1B uses the power generation performance data stored in the power generation performance data storage unit 11 to analyze the tendency of how much power generation can be obtained in what time period and under what weather conditions, and predicts the amount of power generation for each predetermined unit time during the prediction period based on the analysis results and the predicted weather information for each predetermined unit time during the prediction period. The predicted weather information is obtained, for example, from a website or server that provides meteorological information via a communication network such as the Internet.

一例として、発電電力予測部1Bは、発電実績データ記憶部11に記憶された発電実績データを用いて、時間帯と天候を説明変数とし、発電電力量を目的変数とする関数から成る予測モデルを生成する。そして、予測対象期間中における所定単位時間ごとの予測天候情報を予測モデルに入力することにより、予測対象期間中における所定単位時間ごとの発電電力量を予測する。予測モデルの生成は、例えば、公知の機械学習を利用して行うことが可能である。例えば、予測モデルは、ランダムフォレスト等の機械学習を用いた回帰予測モデルとすることが可能である。 As an example, the power generation prediction unit 1B uses the power generation performance data stored in the power generation performance data storage unit 11 to generate a prediction model consisting of a function with the time period and weather as explanatory variables and the amount of power generation as the objective variable. Then, by inputting predicted weather information for each predetermined unit time during the prediction period into the prediction model, the amount of power generation for each predetermined unit time during the prediction period is predicted. The prediction model can be generated, for example, using known machine learning. For example, the prediction model can be a regression prediction model using machine learning such as random forest.

需要電力予測部2Bは、需要実績データ記憶部12に記憶された需要実績データを用いて、予測対象期間中における所定単位時間ごとの電力負荷112での需要電力量(予測対象期間の各時刻における需要電力量)を予測する。ここで、需要電力予測部2Bは、電力負荷112による需要電力量の予測をバッチ処理として繰り返し行う。例えば、需要電力予測部2Bは、毎日の決められた時刻(例えば、午前0時)に、翌日の24時間を予測対象期間として、需要電力量の予測を行う。なお、この予測を行う時刻および予測対象期間は一例であり、これに限定されるものではない。 The power demand prediction unit 2B predicts the amount of power demand at the power load 112 for each predetermined unit time during the prediction period (the amount of power demand at each time during the prediction period) using the actual demand data stored in the actual demand data storage unit 12. Here, the power demand prediction unit 2B repeatedly predicts the amount of power demand by the power load 112 as a batch process. For example, the power demand prediction unit 2B predicts the amount of power demand at a set time each day (for example, midnight) for the prediction period of 24 hours the following day. Note that the time at which this prediction is made and the prediction period are merely examples and are not limited to these.

需要電力予測部2Bは、需要実績データ記憶部12に記憶された需要実績データを用いて、どの曜日のどの時間帯にどの程度の需要電力量が発生するかの傾向を分析し、その分析結果と予測対象期間中における曜日情報とに基づいて、予測対象期間中における所定単位時間ごとの需要電力量を予測する。 The electricity demand forecasting unit 2B uses the actual demand data stored in the actual demand data storage unit 12 to analyze the tendency of how much electricity demand will occur during which time period on which day of the week, and forecasts the amount of electricity demand for each specified unit time during the forecast period based on the analysis results and information on the day of the week during the forecast period.

一例として、需要電力予測部2Bは、需要実績データ記憶部12に記憶された需要実績データを用いて、時間帯と曜日を説明変数とし、需要電力量を目的変数とする関数から成る予測モデルを生成する。そして、予測対象期間中における曜日情報を予測モデルに入力することにより、予測対象期間中における所定単位時間ごとの需要電力量を予測する。予測モデルの生成は、例えば、公知の機械学習を利用して行うことが可能である。例えば、予測モデルは、ランダムフォレスト等の機械学習を用いた回帰予測モデルとすることが可能である。なお、時間帯と曜日に加え、天候情報(天気、気温、湿度等)などの他の情報も説明変数として用いる予測モデルを生成するようにしてもよい。この場合、需要実績データ記憶部12に記憶する需要実績データには他の情報も含める。 As an example, the power demand prediction unit 2B uses the actual demand data stored in the actual demand data storage unit 12 to generate a prediction model consisting of a function with the time period and day of the week as explanatory variables and the amount of demanded power as the objective variable. Then, by inputting information about the day of the week during the prediction period into the prediction model, the amount of demanded power for each predetermined unit time during the prediction period is predicted. The prediction model can be generated using, for example, known machine learning. For example, the prediction model can be a regression prediction model using machine learning such as random forest. Note that a prediction model may be generated that uses other information such as weather information (weather, temperature, humidity, etc.) as explanatory variables in addition to the time period and day of the week. In this case, the demand actual data stored in the actual demand data storage unit 12 also includes other information.

車両状態予測部3Bは、車両使用実績データ記憶部13に記憶された車載蓄電池113の車両使用実績データを用いて、予測対象期間中における所定単位時間ごとの車両のモビリティとしての使用状態および車載蓄電池113の消費電力量(予測対象期間の各時刻における車両使用状態および消費電力量)を予測する。ここで、車両状態予測部3Bは、車両使用状態および車載蓄電池113の消費電力量の予測をバッチ処理として繰り返し行う。例えば、車両状態予測部3Bは、毎日の決められた時刻(例えば、午前0時)に、翌日の24時間を予測対象期間として、車両使用状態および消費電力量の予測を行う。なお、この予測を行う時刻および予測対象期間は一例であり、これに限定されるものではない。 The vehicle state prediction unit 3B predicts the usage state of the vehicle as a mobility and the power consumption of the on-board storage battery 113 (the vehicle usage state and power consumption at each time of the prediction target period) for each predetermined unit time during the prediction target period using the vehicle usage history data of the on-board storage battery 113 stored in the vehicle usage history data storage unit 13. Here, the vehicle state prediction unit 3B repeatedly predicts the vehicle usage state and the power consumption of the on-board storage battery 113 as a batch process. For example, the vehicle state prediction unit 3B predicts the vehicle usage state and the power consumption at a set time each day (for example, midnight) for the prediction target period of 24 hours the following day. Note that the time and the prediction target period at which this prediction is made are merely examples and are not limited thereto.

車両状態予測部3Bは、車両使用実績データ記憶部13に記憶された車載蓄電池113の車両使用実績データを用いて、どの曜日のどの時間帯に車両がモビリティとして使用され、どの程度の消費電力量が発生するかの傾向を分析し、その分析結果と予測対象期間中における曜日情報とに基づいて、予測対象期間中における所定単位時間ごとの車両使用状態および消費電力量を予測する。例えば、車両状態予測部3Bは、予測対象期間中における所定単位時間ごとの車両使用状態を予測する。そして、車両使用実績データ記憶部13に車両使用実績データとして記憶されている車両使用状態の過去実績の中から、予測した車両使用状態に類似する車両使用状態を抽出し、抽出した類似の車両使用状態に対応する消費電力量の実績値をもとに車載蓄電池113の消費電力量を予測する。 The vehicle state prediction unit 3B uses the vehicle usage history data of the on-board storage battery 113 stored in the vehicle usage history data storage unit 13 to analyze the tendency of which days of the week and times of the day the vehicle is used as mobility and how much power is generated, and predicts the vehicle usage state and power consumption for each predetermined unit time during the prediction target period based on the analysis result and the day of the week information during the prediction target period. For example, the vehicle state prediction unit 3B predicts the vehicle usage state for each predetermined unit time during the prediction target period. Then, from the past vehicle usage states stored as vehicle usage history data in the vehicle usage history data storage unit 13, a vehicle usage state similar to the predicted vehicle usage state is extracted, and the power consumption of the on-board storage battery 113 is predicted based on the actual power consumption value corresponding to the extracted similar vehicle usage state.

図6は、車両状態予測部3Bの具体的な機能構成例を示すブロック図である。図6に示すように、車両状態予測部3Bは、車両使用状態予測部31、パターン抽出部32および消費予測値算出部33を備えて構成される。 Figure 6 is a block diagram showing a specific example of the functional configuration of the vehicle state prediction unit 3B. As shown in Figure 6, the vehicle state prediction unit 3B is configured with a vehicle usage state prediction unit 31, a pattern extraction unit 32, and a consumption prediction value calculation unit 33.

車両使用状態予測部31は、予測対象期間の各時刻における車両のモビリティとしての使用状態を複数パターン予測するとともに、各パターンの使用状態となる可能性の高さを示す生起確率を算出する。この車両使用状態予測部31は、例えば特開2022-2449号公報に開示されている処理と同様の処理を行うことにより、予測対象期間中における所定単位時間ごとの車両使用状態を予測するとともに、その予測した車両使用状態となる生起確率を算出する。 The vehicle usage state prediction unit 31 predicts multiple patterns of vehicle usage state as a form of mobility at each time during the prediction period, and calculates the occurrence probability that indicates the likelihood of each usage state occurring. The vehicle usage state prediction unit 31 predicts the vehicle usage state for each predetermined unit time during the prediction period, and calculates the occurrence probability of the predicted vehicle usage state, for example, by performing processing similar to that disclosed in JP 2022-2449 A.

すなわち、車両使用状態予測部31は、車両使用実績データ記憶部13に記憶された車両使用実績データを用いて、時間帯と曜日を説明変数とし、車両使用状態を目的変数とする関数から成る予測モデルを生成する。そして、予測対象期間中における曜日情報を予測モデルに入力することにより、予測対象期間中における所定単位時間ごとの車両使用状態を予測する。なお、時間帯と曜日に加え、天候情報などの他の情報も説明変数として用いる予測モデルを生成するようにしてもよい。この場合、車両使用実績データ記憶部13に記憶する車両使用実績データには他の情報も含める。 That is, the vehicle usage status prediction unit 31 uses the vehicle usage history data stored in the vehicle usage history data storage unit 13 to generate a prediction model consisting of a function with the time period and day of the week as explanatory variables and the vehicle usage status as the objective variable. Then, by inputting information about the day of the week during the prediction period into the prediction model, the vehicle usage status for each specified unit time during the prediction period is predicted. Note that a prediction model may be generated that uses other information, such as weather information, as explanatory variables in addition to the time period and day of the week. In this case, the vehicle usage history data stored in the vehicle usage history data storage unit 13 also includes other information.

図7は、車両使用状態予測部31が一例として使用する予測モデルの概念を示す模式図である。図7に示す予測モデルは、所定単位時間ごとの日時情報および曜日情報をニューラルネットワークに入力し、所定単位時間ごとの車両使用状態をニューラルネットワークから出力するように構成された予測モデルである。ニューラルネットワークは、入力層と出力層との間にLSTM層(Long short-term memory)と関数層とを含んでおり、ある所定単位時間tnに関する車両使用状態を、それより1つ前の所定単位時間tn-1について予測された車両使用状態(ラベル)を引き継いで予測する。 Fig. 7 is a schematic diagram showing the concept of a prediction model used as an example by the vehicle usage state prediction unit 31. The prediction model shown in Fig. 7 is a prediction model configured to input date and time information and day of the week information for each predetermined unit time to a neural network and output the vehicle usage state for each predetermined unit time from the neural network. The neural network includes a long short-term memory (LSTM) layer and a function layer between the input layer and the output layer, and predicts the vehicle usage state for a certain predetermined unit time tn by inheriting the vehicle usage state (label) predicted for the previous predetermined unit time tn-1 .

このような予測モデルを用いることにより、車両使用状態予測部31による車両使用状態の予測結果が、車両が在宅と予測される時間帯と、車両が外出と予測される時間帯とが短い時間間隔で交互に入れ替わるような間違った予測となる可能性を低減することができる。すなわち、30分単位の短い時間間隔で在宅と外出とが交互に切り替わることは、車両のモビリティとしての使用状態としては一般的なものとは言えず、在宅の時間帯も外出の時間帯もそれぞれ比較的長い時間継続することが多い。所定単位時間ごとに、車両使用状態の予測結果を表すラベルを付与し、LSTMを用いて系列ラベリングを適用した予測モデルを生成することにより、一般的な傾向に即した車両使用状態の予測を行うことができるようになる。 By using such a prediction model, it is possible to reduce the possibility that the vehicle usage prediction result by the vehicle usage prediction unit 31 will be an erroneous prediction in which the time period when the vehicle is predicted to be at home and the time period when the vehicle is predicted to be away alternate at short time intervals. In other words, alternating between being at home and being away at short time intervals of 30 minutes is not a typical usage state for a vehicle as a form of mobility, and both the time period when the vehicle is at home and the time period when the vehicle is away often last for a relatively long period of time. By assigning a label representing the predicted result of the vehicle usage state for each specified unit of time and generating a prediction model that applies sequence labeling using LSTM, it becomes possible to predict the vehicle usage state in accordance with general trends.

車両使用状態予測部31は、図7に示す概念で説明される予測モデルに対して予測期間情報(予測対象期間の日時情報および曜日情報)を入力することにより、予測対象期間中における所定単位時間ごとの車両のモビリティとしての使用状態を、所定単位時間ごとの複数の予測結果の中から生起確率の低い一部を枝刈りしながら複数パターン予測する。車両使用状態予測部31は、この予測の際に、例えばビームサーチと呼ばれる手法を用いる。 The vehicle usage prediction unit 31 inputs prediction period information (date and time information and day of the week information for the prediction period) into a prediction model conceptually described in FIG. 7, and predicts multiple patterns of vehicle usage as mobility for each specified unit of time during the prediction period while pruning some of the prediction results with low probability of occurrence from among multiple prediction results for each specified unit of time. When making this prediction, the vehicle usage prediction unit 31 uses, for example, a technique called beam search.

図8は、ビームサーチによって所定単位時間ごとの車両使用状態を予測する処理の内容を説明するための模式図である。図8において、時刻t1は予測対象期間の最初の所定単位時間、時刻t2は予測対象期間の2番目の所定単位時間、時刻t3は予測対象期間の3番目の所定単位時間である。4番目以降の所定単位時間は図示を省略している。図8において、■印は車両が外出中であると予測することを表し、付記されている数値は生起確率を示している。□印は車両が在宅中であると予測することを表し、付記されている数値は生起確率を示している。 Figure 8 is a schematic diagram for explaining the process of predicting the vehicle usage state for each predetermined unit time by beam search. In Figure 8, time t1 is the first predetermined unit time of the prediction target period, time t2 is the second predetermined unit time of the prediction target period, and time t3 is the third predetermined unit time of the prediction target period. The fourth and subsequent predetermined unit times are not shown. In Figure 8, the ■ symbol indicates that the vehicle is predicted to be out, and the appended numerical value indicates the occurrence probability. The □ symbol indicates that the vehicle is predicted to be at home, and the appended numerical value indicates the occurrence probability.

図8の例では、使用状態予測部63は、時刻t1における車両使用状態を、外出である確率が0.8、在宅である確率が0.2と予測している。ここで、車両使用状態予測部31は、時刻t1における車両使用状態に関する2つの予測結果の中から、例えば生起確率が上位N個以外の予測結果を枝刈りする。枝刈りするとは、不採用にすることを意味する。ここでは、N=3とし、生起確率が上位3個以外の予測結果を枝刈りするものとして説明する。時刻t1では、予測されるのは2個のパターンのみであるから、枝刈りは行わない。 In the example of FIG. 8, the usage state prediction unit 63 predicts that the probability of the vehicle usage state at time t1 is 0.8 for being out and 0.2 for being at home. Here, the vehicle usage state prediction unit 31 prunes, for example, prediction results other than those with the top N occurrence probabilities from among the two prediction results for the vehicle usage state at time t1. Pruning means not adopting them. Here, N=3, and a description will be given assuming that prediction results other than those with the top three occurrence probabilities are pruned. At time t1, only two patterns are predicted, so pruning is not performed.

次に、車両使用状態予測部31は、時刻t2における車両使用状態を、時刻t1の外出状態から続けて外出状態である確率が0.5、時刻t1の外出状態から在宅状態に変わる確率が0.3、時刻t1の在宅状態から外出状態に変わる確率が0.05、時刻t1の在宅状態から続けて在宅状態である確率が0.15と予測している。この場合、車両使用状態予測部31は、4パターンの予測結果のうち、生起確率が最も低い0.05であると予測した「時刻t1:在宅→時刻t2:外出」のパターンの予測結果を枝刈りする。 Next, the vehicle usage state prediction unit 31 predicts that the probability of the vehicle usage state at time t2 remaining in the out state from the out state at time t1 is 0.5, the probability of changing from the out state at time t1 to the at-home state is 0.3, the probability of changing from the at-home state at time t1 to the out state is 0.05, and the probability of continuing in the at-home state from the at-home state at time t1 is 0.15. In this case, the vehicle usage state prediction unit 31 prunes the prediction result of the pattern "time t1: at-home → time t2: out", which is predicted to have the lowest occurrence probability of 0.05 among the four prediction results.

次に、車両使用状態予測部31は、時刻t3における車両使用状態を予測する。ここで、車両使用状態予測部31は、時刻t2において枝刈りした車両使用状態については時刻t3以降の予測は行わず、時刻t2において生き残っている3パターンの予測結果を引き継いでそれぞれ外出/在宅の確率を予測する。このため、次のように6パターンの車両使用状態を予測することとなる。
(1)時刻t1:外出→時刻t2:外出→時刻t3:外出・・・確率0.1
(2)時刻t1:外出→時刻t2:外出→時刻t3:在宅・・・確率0.4
(3)時刻t1:外出→時刻t2:在宅→時刻t3:外出・・・確率0.1
(4)時刻t1:外出→時刻t2:在宅→時刻t3:在宅・・・確率0.2
(5)時刻t1:在宅→時刻t2:在宅→時刻t2:外出・・・確率0.12
(6)時刻t1:在宅→時刻t2:在宅→時刻t2:在宅・・・確率0.03
この場合、車両使用状態予測部31は、生起確率が上位3個以外のとなるパターン(1)、(3)、(6)を刈りする。
Next, the vehicle usage state prediction unit 31 predicts the vehicle usage state at time t3. Here, the vehicle usage state prediction unit 31 does not perform predictions after time t3 for the vehicle usage states pruned at time t2, but takes over the prediction results of the three surviving patterns at time t2 and predicts the probability of being out/at home for each of them. Therefore, six patterns of vehicle usage states are predicted as follows:
(1) Time t1: Going out → Time t2: Going out → Time t3: Going out... Probability 0.1
(2) Time t1: Out → Time t2: Out → Time t3: At home... Probability 0.4
(3) Time t1: out → Time t2: at home → Time t3: out ... probability 0.1
(4) Time t1: Out → Time t2: At home → Time t3: At home... Probability 0.2
(5) Time t1: At home → Time t2: At home → Time t2: Out ... Probability 0.12
(6) Time t1: At home → Time t2: At home → Time t2: At home... Probability 0.03
In this case, the vehicle usage state prediction unit 31 prunes patterns (1), (3), and (6) that are outside the top three occurrence probabilities.

以下、車両使用状態予測部31は、図示していない時刻t4から予測対象期間(翌日の24時間)の最後の所定単位時間である時刻t48(所定単位時間を30分とした場合の最終時刻)についても同様に、生起確率が上位3個以外のとなるパターンの予測結果を枝刈りしながらそれぞれ6パターンずつの車両使用状態を予測していく。そして、時刻t48における6パターンの予測結果の中から生起確率が上位3個以外となる3つパターンを枝刈りすることにより、最終的に3パターンの予測使用状態を得る。 The vehicle usage state prediction unit 31 then similarly predicts six patterns of vehicle usage state for each period from time t4 (not shown) to time t48, which is the last specified unit time of the prediction target period (the next 24 hours) (the final time when the specified unit time is 30 minutes), pruning the predicted results of patterns other than the top three in occurrence probability. Then, by pruning three patterns other than the top three in occurrence probability from the six predicted results at time t48, three patterns of predicted usage state are finally obtained.

なお、ここに示した枝刈りの方法は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、生起確率が所定値以下(例えば、0.1以下)の予測結果を枝刈りするようにしてもよい。また、ここでは3パターンの車両使用状態を予測する例について説明したが、これより多いパターン数の車両使用状態を予測するようにしてもよい。また、ここでは詳しく説明しないが、特開2022-2449号公報に変形例1または変形例2として説明した方法によって複数パターンの車両使用状態を予測するようにしてもよい。また、パターンごとに生起確率が算出される方法であればよく、特開2022-2449号公報に記載の方法に限定されるものではない。 The pruning method shown here is an example, and is not limited to this. For example, prediction results with an occurrence probability equal to or less than a predetermined value (for example, equal to or less than 0.1) may be pruned. In addition, although an example of predicting three patterns of vehicle use states has been described here, a greater number of patterns of vehicle use states may be predicted. Although not described in detail here, multiple patterns of vehicle use states may be predicted by the method described as Modification 1 or Modification 2 in JP2022-2449A. In addition, any method may be used as long as the occurrence probability is calculated for each pattern, and the method is not limited to the method described in JP2022-2449A.

パターン抽出部32は、車両使用状態予測部31により生成された複数の使用状態予測パターンの中から、生起確率に基づいて何れか1つの使用状態予測パターンを抽出する。例えば、パターン抽出部32は、生起確率が最も大きい使用状態予測パターンを抽出する。 The pattern extraction unit 32 extracts one usage state prediction pattern based on the occurrence probability from among the multiple usage state prediction patterns generated by the vehicle usage state prediction unit 31. For example, the pattern extraction unit 32 extracts the usage state prediction pattern with the highest occurrence probability.

消費予測値算出部33は、パターン抽出部32により抽出された使用状態予測パターンおよび車両使用実績データ記憶部13に記憶されている車載蓄電池113の過去の消費電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻における車載蓄電池113の消費電力量の予測値を算出する。ここで、消費予測値算出部33は、車載蓄電池113の外出ごとの消費電力量を予測するために、出発時刻と帰宅時刻が近い実績値を利用する。 The consumption prediction value calculation unit 33 calculates a prediction value of the power consumption of the on-board storage battery 113 at each time of the prediction period based on the usage state prediction pattern extracted by the pattern extraction unit 32 and the actual values of the past power consumption of the on-board storage battery 113 stored in the vehicle usage record data storage unit 13. Here, the consumption prediction value calculation unit 33 uses the actual values close to the departure time and the return home time to predict the power consumption of the on-board storage battery 113 for each outing.

図9は、消費予測値算出部33の処理例を説明するための図である。図9(0)は、パターン抽出部32により抽出された使用状態予測パターンである。まず、消費予測値算出部33は、図9(a)に示すように、4/6の予測対象期間より前のD日分(図9(a)の例ではD=5)の使用状態実績パターンの中から、出発時刻および帰宅時刻の差が図9(0)の使用状態予測パターンとそれぞれ1時間以内である使用状態実績パターンを抽出する。 Figure 9 is a diagram for explaining an example of the processing of the consumption prediction value calculation unit 33. Figure 9 (0) is a usage state prediction pattern extracted by the pattern extraction unit 32. First, as shown in Figure 9 (a), the consumption prediction value calculation unit 33 extracts actual usage state patterns whose departure time and return home time differ from the usage state prediction pattern in Figure 9 (0) by within one hour from actual usage state patterns for D days (D=5 in the example of Figure 9 (a)) prior to the prediction target period of 4/6.

次に、消費予測値算出部33は、図9(b)に示すように、使用状態予測パターンと時刻の重なりが大きい順にK個(図9(b)の場合はK=3)の使用状態実績パターンを抽出する。最後に、消費予測値算出部33は、K個の使用状態実績パターンの外出時の消費電力量の中央値を算出し、これを車載蓄電池113の消費電力量の予測値とする。なお、最初の条件に合致する使用状態実績パターンが1つもない場合は、直近30日の使用状態実績パターンのうち、使用状態予測パターンとの時刻の重なりが一番大きい使用状態実績パターンの消費電力量を車載蓄電池113の消費電力量の予測値とする。 Next, as shown in FIG. 9(b), the consumption prediction value calculation unit 33 extracts K actual usage state patterns (K=3 in the case of FIG. 9(b)) in descending order of the overlap with the predicted usage state pattern in terms of time. Finally, the consumption prediction value calculation unit 33 calculates the median of the power consumption when going out for the K actual usage state patterns, and sets this as the predicted value of the power consumption of the in-vehicle storage battery 113. If there is no actual usage state pattern that meets the first condition, the power consumption of the actual usage state pattern that has the greatest overlap with the predicted usage state pattern in terms of time among the actual usage state patterns for the past 30 days is set as the predicted value of the power consumption of the in-vehicle storage battery 113.

発電予測誤差算出部1Cは、発電実績データ記憶部11に記憶されている太陽光発電装置111の過去の発電電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる発電電力量の予測誤差(以下、発電予測誤差という)を算出する。すなわち、発電予測誤差算出部1Cは、予測対象期間中の30分おきの各時刻t1~t48のそれぞれについて発電予測誤差を算出する。発電予測誤差算出部1Cは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の発電予測誤差を算出する。 The power generation prediction error calculation unit 1C calculates the prediction error of the amount of power generation expected at each time of the prediction period (hereinafter referred to as the power generation prediction error) based on the actual values of the amount of power generation in the past of the photovoltaic power generation device 111 stored in the power generation performance data storage unit 11. That is, the power generation prediction error calculation unit 1C calculates the power generation prediction error for each of the times t1 to t48, which are 30 minutes apart during the prediction period. The power generation prediction error calculation unit 1C calculates at least one, and preferably multiple, power generation prediction errors for each time.

例えば、発電予測誤差算出部1Cは、過去の発電電力量の実績値について標準偏差を算出し、当該標準偏差に基づき特定される所定の値範囲内でランダムな値を発生して発電予測誤差とする。一例として、発電予測誤差算出部1Cは、発電電力予測部1Bにより取得された発電予測値を平均として、標準偏差σから図10に示すように正規分布を仮定し、±2σの範囲内でランダムな値を発生して発電予測誤差とする。このように、本実施形態では、標準偏差が±2σの範囲を超える誤差、つまり確率的に発生しにくい誤差については採用しないようにしている。 For example, the power generation prediction error calculation unit 1C calculates the standard deviation of the actual values of past power generation amounts, and generates a random value within a predetermined value range specified based on the standard deviation to determine the power generation prediction error. As an example, the power generation prediction error calculation unit 1C takes the power generation prediction value acquired by the power generation prediction unit 1B as the average, assumes a normal distribution from the standard deviation σ as shown in FIG. 10, and generates a random value within the range of ±2σ to determine the power generation prediction error. In this way, in this embodiment, errors with standard deviations exceeding the range of ±2σ, that is, errors that are unlikely to occur probabilistically, are not adopted.

別発電予測値算出部1Dは、発電電力予測部1Bにより取得された発電予測値および発電予測誤差算出部1Cにより算出された発電予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の発電予測値を算出する。別発電予測値算出部1Dは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の別発電予測値を算出する。 The separate power generation forecast value calculation unit 1D calculates a separate power generation forecast value at each time of the prediction target period using the power generation forecast value acquired by the power generation power prediction unit 1B and the power generation forecast error calculated by the power generation forecast error calculation unit 1C. The separate power generation forecast value calculation unit 1D calculates at least one, and preferably multiple, separate power generation forecast values for each time.

例えば、予測対象期間中における各時刻tの発電予測値をPPVt、各時刻tで見込まれる発電予測誤差をPPEtとして、別発電予測値算出部1Dは各時刻tの別の発電予測値PPVt’を以下の(式1)により算出する。ここで、rand(σ)は、平均0、標準偏差σの正規分布に従い、±2σの範囲内から乱数を1つ生成する関数である。 For example, assuming that the power generation forecast value at each time t during the forecast period is PPV t and the power generation forecast error expected at each time t is PPE t , the separate power generation forecast value calculation unit 1D calculates the separate power generation forecast value PPV t ' at each time t using the following (Equation 1): Here, rand(σ) is a function that generates a random number within the range of ±2σ according to a normal distribution with a mean of 0 and a standard deviation of σ.

需要予測誤差算出部2Cは、需要実績データ記憶部12に記憶されている電力負荷112の過去の需要電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる需要電力量の予測誤差(以下、需要予測誤差という)を算出する。すなわち、需要予測誤差算出部2Cは、予測対象期間中の30分おきの各時刻t1~t48のそれぞれについて需要予測誤差を算出する。需要予測誤差算出部2Cは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の需要予測誤差を算出する。 The demand forecast error calculation unit 2C calculates the forecast error of the amount of power demand expected at each time of the prediction period (hereinafter, called the demand forecast error) based on the actual values of the past amount of power demand of the power load 112 stored in the demand actual data storage unit 12. That is, the demand forecast error calculation unit 2C calculates the demand forecast error for each of the times t1 to t48, which are 30 minutes apart during the prediction period. The demand forecast error calculation unit 2C calculates at least one, and preferably multiple, demand forecast errors for each time.

例えば、需要予測誤差算出部2Cは、過去の需要電力量の実績値について標準偏差を算出し、当該標準偏差に基づき特定される所定の値範囲内でランダムな値を発生して需要予測誤差とする。一例として、需要予測誤差算出部2Cも発電予測誤差算出部1Cと同様に、図10に示すように正規分布を仮定し、±2σの範囲内でランダムな値を発生して需要予測誤差とする。 For example, the demand forecast error calculation unit 2C calculates the standard deviation of the actual values of the past demand energy amounts, and generates a random value within a predetermined value range specified based on the standard deviation to determine the demand forecast error. As an example, the demand forecast error calculation unit 2C, like the power generation forecast error calculation unit 1C, also assumes a normal distribution as shown in FIG. 10, and generates a random value within a range of ±2σ to determine the demand forecast error.

別需要予測値算出部2Dは、需要電力予測部2Bにより取得された需要予測値および需要予測誤差算出部2Cにより算出された需要予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の需要予測値を算出する。別需要予測値算出部2Dは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の別需要予測値を算出する。例えば、予測対象期間中における各時刻tの需要予測値をDPVt、各時刻tで見込まれる需要予測誤差をDPEtとして、別需要予測値算出部2Dは各時刻tの別の需要予測値DPVt’を以下の(式2)により算出する。 The separate demand forecast value calculation unit 2D calculates a separate demand forecast value at each time of the forecast period using the demand forecast value acquired by the power demand forecast unit 2B and the demand forecast error calculated by the demand forecast error calculation unit 2C. The separate demand forecast value calculation unit 2D calculates at least one, and preferably multiple, separate demand forecast values for each time. For example, assuming that the demand forecast value at each time t during the forecast period is DPV t and the demand forecast error expected at each time t is DPE t , the separate demand forecast value calculation unit 2D calculates a separate demand forecast value DPV t ' for each time t using the following (Equation 2).

消費予測誤差算出部3Cは、車両使用実績データ記憶部13に記憶されている車載蓄電池113の過去の消費電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる蓄電池消費電力の予測誤差(以下、消費予測誤差という)を算出する。すなわち、消費予測誤差算出部3Cは、予測対象期間中の30分おきの各時刻t1~t48のそれぞれについて消費予測誤差を算出する。消費予測誤差算出部3Cは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の消費予測誤差を算出する。 The consumption prediction error calculation unit 3C calculates the prediction error of the battery power consumption expected at each time of the prediction period (hereinafter referred to as the consumption prediction error) based on the actual values of the past power consumption of the on-board storage battery 113 stored in the vehicle usage data storage unit 13. That is, the consumption prediction error calculation unit 3C calculates the consumption prediction error for each of the times t1 to t48, which are 30 minutes apart during the prediction period. The consumption prediction error calculation unit 3C calculates at least one, and preferably multiple, consumption prediction errors for each time.

例えば、消費予測誤差算出部3Cは、過去の蓄電池消費電力の実績値について標準偏差を算出し、当該標準偏差に基づき特定される所定の値範囲内でランダムな値を発生して消費予測誤差とする。一例として、消費予測誤差算出部3Cも発電予測誤差算出部1Cと同様に、図10に示すように正規分布を仮定し、±2σの範囲内でランダムな値を発生して消費予測誤差とする。 For example, the consumption prediction error calculation unit 3C calculates the standard deviation of the actual values of past power consumption of the storage battery, and generates a random value within a predetermined value range specified based on the standard deviation, which is used as the consumption prediction error. As an example, like the power generation prediction error calculation unit 1C, the consumption prediction error calculation unit 3C also assumes a normal distribution as shown in FIG. 10, and generates a random value within a range of ±2σ, which is used as the consumption prediction error.

別消費予測値算出部3Dは、車両状態予測部3Bにより取得された蓄電池消費予測値および消費予測誤差算出部3Cにより算出された消費予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の蓄電池消費予測値を算出する。例えば、予測対象期間中における各時刻tの消費予測値をCPVt、各時刻tで見込まれる消費予測誤差をCPEtとして、別消費予測値算出部3Dは各時刻tの別の消費予測値CPVt’を以下の(式3)により算出する。 The separate consumption prediction value calculation unit 3D calculates another battery consumption prediction value at each time of the prediction period using the battery consumption prediction value acquired by the vehicle state prediction unit 3B and the consumption prediction error calculated by the consumption prediction error calculation unit 3C. For example, assuming that the consumption prediction value at each time t during the prediction period is CPV t and the consumption prediction error expected at each time t is CPE t , the separate consumption prediction value calculation unit 3D calculates the separate consumption prediction value CPV t ' at each time t using the following (Equation 3).

料金データ取得部4は、通信ネットワークを介して電気料金提供サーバ200から予測対象期間における時間帯別の電気料金体系のデータを取得し、料金テーブル記憶部14に記憶させる。ここで取得する電気料金体系のデータは、例えば、日本卸電力取引所(JEPX)が提供している翌日の取引価格(約定価格)のデータであり、これを予測対象期間における予測値として扱うことが可能である。なお、JEPX以外の第三者による予測サービスを利用して取引価格の予測値を取得するようにしてもよいし、取引価格の予測機能を料金データ取得部4が備えるようにしてもよい。 The fee data acquisition unit 4 acquires data on the electricity fee system by time period in the prediction period from the electricity fee provider server 200 via the communication network, and stores the data in the fee table storage unit 14. The electricity fee system data acquired here is, for example, data on the next day's trading price (contract price) provided by the Japan Electric Power Exchange (JEPX), and this can be treated as a predicted value in the prediction period. Note that a prediction service provided by a third party other than JEPX may be used to acquire predicted values of the trading price, or the fee data acquisition unit 4 may be provided with a function for predicting the trading price.

充放電計画作成部5は、発電電力予測部1B、別発電予測値算出部1D、需要電力予測部2B、別需要予測値算出部2D、車両状態予測部3Bおよび別消費予測値算出部3Dにより算出される各予測値と、料金テーブル記憶部14に記憶されている予測対象期間における時間帯別の電気料金体系の情報とを用いて、所定の制約条件を満たしつつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、蓄電池113,114の充放電計画を作成する。 The charge/discharge plan creation unit 5 uses the predicted values calculated by the power generation prediction unit 1B, the separate power generation prediction value calculation unit 1D, the power demand prediction unit 2B, the separate demand prediction value calculation unit 2D, the vehicle state prediction unit 3B, and the separate consumption prediction value calculation unit 3D, as well as information on the electricity rate system by time period during the prediction target period stored in the rate table storage unit 14, to perform optimization calculations that reduce the electricity procurement fee for purchasing electricity while satisfying specified constraints and without causing a shortage of the amount of stored electricity required for use as vehicle mobility, thereby creating a charge/discharge plan for the storage batteries 113, 114.

ここで、充放電計画作成部5が使用する各予測値は、発電電力予測部1Bおよび別発電予測値算出部1Dにより得られる複数の発電予測値PPVt,PPVt’と、需要電力予測部2Bおよび別需要予測値算出部2Dにより得られる複数の需要予測値DPVt,DPVt’と、車両状態予測部3Bの消費予測値算出部33および別消費予測値算出部3Dにより得られる複数の消費予測値CPVt,CPVt’と、車両状態予測部3Bの車両使用状態予測部31により予測された車両使用状態である。 Here, the respective predicted values used by the charge/discharge plan creation unit 5 are a plurality of power generation predicted values PPV t , PPV t ' obtained by the power generation prediction unit 1B and the separate power generation predicted value calculation unit 1D, a plurality of demand predicted values DPV t , DPV t ' obtained by the power demand prediction unit 2B and the separate demand predicted value calculation unit 2D, a plurality of consumption predicted values CPV t , CPV t ' obtained by the consumption predicted value calculation unit 33 and the separate consumption predicted value calculation unit 3D of the vehicle state prediction unit 3B, and the vehicle usage state predicted by the vehicle usage state prediction unit 31 of the vehicle state prediction unit 3B.

充放電計画作成部5は、所定の制約条件のもとで、上述の各予測値と蓄電池113,114の状態とが制約条件を満たしつつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金を低減させるように、蓄電池113,114に関する予測対象期間中における所定単位時間ごとの充放電計画を作成する。 The charge/discharge plan creation unit 5 creates a charge/discharge plan for each predetermined unit time during the prediction target period for the storage batteries 113, 114 under predetermined constraint conditions so that the above-mentioned predicted values and the states of the storage batteries 113, 114 satisfy the constraint conditions, while reducing the electricity procurement fee for purchasing electricity without causing a shortage of the amount of stored electricity required for use as the vehicle's mobility.

例えば、買電による電力調達料金をPPF、予測対象期間における各時刻tの蓄電池113,114の充電量をCATt、各時刻tの蓄電池113,114の放電量をDATt、各時刻tの複数の発電予測値をPPVt,p、各時刻tの複数の需要予測値をDPVt.p、各時刻tの電気料金をEPtで表した場合、充放電計画作成部5は、次の(式4)を目的関数とし、最適化計算を行うことにより、所定の制約条件を全て満たす中で電力調達料金PPFを最小化する充放電計画を作成する。(式4)において、各時刻tの蓄電池113,114の充電量CATtおよび放電量DATtが、最適化計算により最適化する操作変数(最適化変数)である。 For example, if the power procurement fee for purchasing power is represented as PPF, the charge amount of the storage batteries 113, 114 at each time t in the prediction period as CAT t , the discharge amount of the storage batteries 113, 114 at each time t as DAT t , multiple power generation forecast values at each time t as PPV t,p , multiple demand forecast values at each time t as DPV tp , and the electricity price at each time t as EP t , the charge/discharge plan creation unit 5 uses the following (Equation 4) as an objective function and performs optimization calculations to create a charge/discharge plan that minimizes the power procurement fee PPF while satisfying all predetermined constraints. In (Equation 4), the charge amount CAT t and discharge amount DAT t of the storage batteries 113, 114 at each time t are operation variables (optimization variables) optimized by the optimization calculation.

ここで、複数の発電予測値PPVt,pおよび複数の需要予測値DPVt.pで使用している符号“p”は、予測値のパターン番号を示す。例えば、p=1の発電予測値PPVt,1は、発電電力予測部1Bにより予測された実際の発電予測値PPVtである。また、p=2,3,・・・の発電予測値PPVt,pは、別発電予測値算出部1Dにより算出された別の発電予測値PPVt’である。同様に、p=1の需要予測値DPVt,1は、需要電力予測部2Bにより予測された実際の需要予測値DPVtである。また、p=2,3,・・・の需要予測値DPVt,pは、別需要予測値算出部2Dにより算出された別の需要予測値DPVt’である。 Here, the symbol "p" used in the multiple power generation forecast values PPV t,p and multiple demand forecast values DPV tp indicates a pattern number of the forecast value. For example, the power generation forecast value PPV t,1 of p=1 is the actual power generation forecast value PPV t predicted by the power generation forecast unit 1B. Moreover, the power generation forecast value PPV t,p of p=2, 3, ... is another power generation forecast value PPV t ' calculated by the separate power generation forecast value calculation unit 1D. Similarly, the demand forecast value DPV t,1 of p=1 is the actual demand forecast value DPV t predicted by the power demand forecast unit 2B. Moreover, the demand forecast value DPV t,p of p=2, 3, ... is another demand forecast value DPV t ' calculated by the separate demand forecast value calculation unit 2D.

なお、最適化計算により電力調達料金PPFを最小化するとは、厳密に実際の最小値を求めることに限定されるものではない。例えば、演算の負荷を考慮して回帰的な演算の実行回数に制限を設け、その制限内で電力調達料金PPFを最小化するようにしてもよい。あるいは、電力調達料金PPFが所望の閾値を下回るまで回帰的に演算を実行し、電力調達料金PPFが所望の閾値を下回った時点で最小化されているものを解とするようにしてもよい。 Note that minimizing the power procurement fee PPF through optimization calculations is not limited to strictly determining the actual minimum value. For example, a limit may be set on the number of times the recursive calculations are performed in consideration of the calculation load, and the power procurement fee PPF may be minimized within that limit. Alternatively, the recursive calculations may be performed until the power procurement fee PPF falls below a desired threshold, and the solution may be the one that has been minimized at the point when the power procurement fee PPF falls below the desired threshold.

以下に、充放電計画作成部5が最適化計算において使用する所定の制約条件について説明する。本実施形態において、所定の制約条件は、発電予測値、需要予測値および蓄電池113,114の状態(充放電量および保持電力)に関して設定された複数の制約条件を含む。複数の制約条件は、買電による電力使用量のピーク値を目標ピーク値以下とするためのピーク値関連制約条件と、充放電に伴う蓄電池113,114の劣化を抑制するための電池劣化関連制約条件とを含む。 The following describes the predetermined constraint conditions used by the charge/discharge plan creation unit 5 in the optimization calculation. In this embodiment, the predetermined constraint conditions include a plurality of constraint conditions set regarding the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage batteries 113, 114 (charge/discharge amount and retained power). The plurality of constraint conditions include peak value-related constraint conditions for keeping the peak value of the power usage due to purchased power below a target peak value, and battery degradation-related constraint conditions for suppressing degradation of the storage batteries 113, 114 due to charging and discharging.

次の(式5)は、ピーク値関連制約条件の一例である。ここで、PTはピーク目標値である。
(DPVt,p+CATt)-(PPVt,p+DATt)≦PT ・・・(式5)
この(式5)において、左辺の1つ目のカッコで示される第1項は各時刻tの電力使用量を示し、第2項は各時刻tの買電以外の電力調達量を示す。よって、左辺は、買電により調達して使用した電力量を示す。一般に、電気料金は基本料金と従量料金からなり、基本料金は年間の最大電力使用ピーク値によって決定される。そのため、買電による電力使用量をピーク目標値PT以下にすることを制約条件として設定する。
The following (Equation 5) is an example of a peak-related constraint: where PT is the peak target value.
( DPVt,p + CATt )-(PPVt ,p + DATt )≦PT (Equation 5)
In this (Equation 5), the first term in the first parentheses on the left side indicates the amount of power usage at each time t, and the second term indicates the amount of power procurement other than power purchase at each time t. Therefore, the left side indicates the amount of power procured and used through power purchase. Generally, electricity charges consist of a basic charge and a metered charge, and the basic charge is determined by the maximum annual peak value of power usage. Therefore, a constraint is set to keep the amount of power usage through power purchase below the peak target value PT.

また、次の(式6)~(式11)は、電池劣化関連制約条件の一例である。ここで、(式6)のVCATtは車載蓄電池113の時刻tから時刻t+1までの充電量、(式7)のVDATtは車載蓄電池113の時刻tから時刻t+1までの放電量、(式8)のRCATtは住宅用蓄電池114の時刻tから時刻t+1までの充電量、(式9)のRDATtは住宅用蓄電池114の時刻tから時刻t+1までの放電量である。
下限値≦VCATt≦上限値 ・・・(式6)
下限値≦VDATt≦上限値 ・・・(式7)
下限値≦RCATt≦上限値 ・・・(式8)
下限値≦RDATt≦上限値 ・・・(式9)
最小値≦VBHPt,p≦最大値 ・・・(式10)
最小値≦RBHPt≦最大値 ・・・(式11)
The following (Equation 6) to (Equation 11) are examples of battery degradation-related constraint conditions. Here, VCAT t in (Equation 6) is the charge amount of the in-vehicle storage battery 113 from time t to time t+1, VDAT t in (Equation 7) is the discharge amount of the in-vehicle storage battery 113 from time t to time t+1, RCAT t in (Equation 8) is the charge amount of the residential storage battery 114 from time t to time t+1, and RDAT t in (Equation 9) is the discharge amount of the residential storage battery 114 from time t to time t+1.
Lower limit value≦ VCATt ≦upper limit value (Equation 6)
Lower limit value≦VDAT t ≦upper limit value (Equation 7)
Lower limit value≦RCAT t ≦upper limit value (Equation 8)
Lower limit value ≦ RDAT t ≦ upper limit value (Equation 9)
Minimum value≦VBHP t,p ≦Maximum value (Equation 10)
Minimum value≦RBHP t ≦Maximum value (Equation 11)

また、上記(式10)のVBHPt,pは車載蓄電池113の各時刻tの保持電力であり、次の(式12)により計算される。この(式10)において、符号“p”はパターン番号を示す。例えば、p=1の保持電力VBHPt,1は、車両状態予測部3Bにより予測された実際の消費予測値CPVtを用いて計算される保持電力である。また、p=2,3,・・・の保持電力VBHPt,pは、別消費予測値算出部3Dにより算出された別の消費予測値CPVt’を用いて計算される保持電力である。上記(式11)のRBHPtは住宅用蓄電池114の各時刻tの保持電力であり、次の(式13)により計算される。 Moreover, VBHP t,p in the above (Equation 10) is the retained power of the in-vehicle storage battery 113 at each time t, and is calculated by the following (Equation 12). In this (Equation 10), the symbol "p" indicates a pattern number. For example, the retained power VBHP t,1 for p=1 is the retained power calculated using the actual predicted consumption value CPV t predicted by the vehicle state prediction unit 3B. Furthermore, the retained power VBHP t,p for p=2, 3, ... is the retained power calculated using another predicted consumption value CPV t ' calculated by the another predicted consumption value calculation unit 3D. RBHP t in the above (Equation 11) is the retained power of the residential storage battery 114 at each time t, and is calculated by the following (Equation 13).

上記(式12)において、VBP0は、予測対象期間の最初の時刻t0における車載蓄電池113の初期保持電力である。FLGtは車両使用状態予測部31により予測された車両使用状態を示すフラグの値であり、外出の場合は“1”、在宅の場合は“0”である。また、上記(式13)において、RBP0は、予測対象期間の最初の時刻t0における住宅用蓄電池114の初期保持電力である。 In the above (Equation 12), VBP 0 is the initial held power of the in-vehicle storage battery 113 at the first time t0 of the prediction target period. FLG t is a flag value indicating the vehicle use state predicted by the vehicle use state prediction unit 31, and is "1" when the user is out and "0" when the user is at home. In addition, in the above (Equation 13), RBP 0 is the initial held power of the residential storage battery 114 at the first time t0 of the prediction target period.

充放電計画作成部5は、以上の(式5)で示したピーク値関連制約条件および(式6)~(式11)で示した電池劣化関連制約条件のほか、例えば以下に示す制約条件を適用して最適化計算を行う。
・系統からの買電電力よりも太陽光発電装置111での発電電力を電力負荷112に使用することを優先する。
・太陽光発電装置111での発電電力が電力負荷112での消費電力を上回る場合(つまり、余剰電力が発生する場合)、蓄電池113,114に対する充電は、買電電力による充電よりも余剰電力による充電を優先する。
・車両が在宅であることが予測されている時間帯では、住宅用蓄電池114よりも車載蓄電池113を優先して充放電を行う。
・車両の使用状態が在宅から外出へ切り替わることが予測されている時刻における車載蓄電池113の保持電力が、次に車両の使用状態が外出から在宅へ切り替わることが予測されている時刻までの外出中における消費電力量の予測値を下回らないようにする。
The charge/discharge plan creation unit 5 performs optimization calculations by applying the peak value-related constraint condition shown in (Equation 5) above and the battery degradation-related constraint conditions shown in (Equations 6) to (Equations 11) as well as the constraint conditions shown below, for example.
Use of the power generated by the photovoltaic power generation device 111 for the power load 112 is prioritized over power purchased from the grid.
When the power generated by the solar power generation device 111 exceeds the power consumed by the power load 112 (i.e., when surplus power is generated), charging of the storage batteries 113, 114 with the surplus power is prioritized over charging with purchased power.
During a time period when it is predicted that the vehicle will be at home, charging and discharging is performed with priority given to the in-vehicle storage battery 113 over the residential storage battery 114.
Ensure that the stored power of the onboard battery 113 at the time when the vehicle usage state is predicted to switch from at home to away is not below the predicted value of the amount of power consumed while the vehicle is away until the next time when the vehicle usage state is predicted to switch from away to at home.

また、以下の制約条件を更に適用するようにしてもよい。
・車両のモビリティとしての緊急利用などを考慮し、帰宅時(専用ケーブルにより車載蓄電池113がV2Hシステム102に接続された時)における車載蓄電池113の蓄電残量が閾値以下の場合は、車両使用状態予測部31により予測された車両使用状態に関わらず、所定量までは充電を行う。
・車両をモビリティとして使用した帰宅直後でまだ車載蓄電池113が熱い状態で充放電をすると電池劣化が激しくなることから、帰宅後から所定時間を空けてから充放電をする。
The following constraints may also be applied:
Considering emergency use of the vehicle for mobility, if the remaining charge of the on-board storage battery 113 at the time of returning home (when the on-board storage battery 113 is connected to the V2H system 102 via a dedicated cable) is below a threshold, charging will be performed up to a predetermined amount regardless of the vehicle usage state predicted by the vehicle usage state prediction unit 31.
- If the vehicle-mounted battery 113 is charged and discharged immediately after returning home after using the vehicle as a form of mobility and while the battery is still hot, battery deterioration will be rapid. Therefore, charging and discharging are performed after a predetermined time has elapsed since the vehicle has been used as a form of mobility and while the vehicle-mounted battery 113 is still hot.

充放電制御部6は、以上のような制約条件のもと充放電計画作成部5により作成された充放電計画に従って、計画対象期間中(=予測対象期間中)における蓄電池113,114の実際の充放電を制御する。 The charge/discharge control unit 6 controls the actual charging/discharging of the storage batteries 113, 114 during the planned period (= prediction period) in accordance with the charge/discharge plan created by the charge/discharge plan creation unit 5 under the above-mentioned constraints.

図11は、以上のように構成した本実施形態による電力管理装置100の動作例を示すフローチャートである。なお、発電実績データ記録部1A、需要実績データ記録部2Aおよび車両使用実績データ記録部3Aの処理は逐次実行されており、それぞれの実績データを発電実績データ記憶部11、需要実績データ記憶部12および車両使用実績データ記憶部13に記憶させる処理は、図11に示すフローチャートとは非同期で別途実施されている。 Figure 11 is a flowchart showing an example of the operation of the power management device 100 according to this embodiment configured as described above. Note that the processes of the power generation record data recording unit 1A, the demand record data recording unit 2A, and the vehicle usage record data recording unit 3A are executed sequentially, and the processes of storing the respective record data in the power generation record data storage unit 11, the demand record data storage unit 12, and the vehicle usage record data storage unit 13 are executed separately and asynchronously from the flowchart shown in Figure 11.

図11において、発電電力予測部1Bは、発電実績データ記憶部11に記憶されている発電実績データを用いて、予測対象期間の各時刻における発電電力量を予測する(ステップS1)。また、発電予測誤差算出部1Cは、発電実績データ記憶部11に記憶されている過去の発電電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる発電予測誤差を算出する(ステップS2)。そして、別発電予測値算出部1Dは、発電電力予測部1Bにより取得された発電予測値および発電予測誤差算出部1Cにより算出された発電予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の発電予測値を算出する(ステップS3)。 In FIG. 11, the power generation prediction unit 1B predicts the amount of power generation at each time during the prediction period using the power generation performance data stored in the power generation performance data storage unit 11 (step S1). The power generation prediction error calculation unit 1C calculates the power generation prediction error expected at each time during the prediction period based on the past power generation performance values stored in the power generation performance data storage unit 11 (step S2). The separate power generation prediction value calculation unit 1D calculates another power generation prediction value at each time during the prediction period using the power generation prediction value acquired by the power generation prediction unit 1B and the power generation prediction error calculated by the power generation prediction error calculation unit 1C (step S3).

次に、需要電力予測部2Bは、需要実績データ記憶部12に記憶されている需要実績データを用いて、予測対象期間の各時刻における需要電力量を予測する(ステップS4)。また、需要予測誤差算出部2Cは、需要実績データ記憶部12に記憶されている過去の需要電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる需要予測誤差を算出する(ステップS5)。そして、別需要予測値算出部2Dは、需要電力予測部2Bにより取得された需要予測値および需要予測誤差算出部2Cにより算出された需要予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の需要予測値を算出する(ステップS6)。 Next, the power demand forecasting unit 2B forecasts the amount of power demand at each time during the forecast period using the actual demand data stored in the actual demand data storage unit 12 (step S4). The demand forecast error calculation unit 2C calculates the demand forecast error expected at each time during the forecast period based on the actual values of the amount of power demand in the past stored in the actual demand data storage unit 12 (step S5). The separate demand forecast value calculation unit 2D then calculates another demand forecast value at each time during the forecast period using the demand forecast value acquired by the power demand forecasting unit 2B and the demand forecast error calculated by the demand forecast error calculation unit 2C (step S6).

さらに、車両状態予測部3Bは、車両使用実績データ記憶部13に記憶されている車載蓄電池113の車両使用実績データを用いて、予測対象期間の各時刻における車両のモビリティとしての使用状態および車載蓄電池113の消費電力量を予測する(ステップS7)。また、消費予測誤差算出部3Cは、車両使用実績データ記憶部13に記憶されている車載蓄電池113の過去の消費電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる消費予測誤差を算出する(ステップS8)。そして、別消費予測値算出部3Dは、車両状態予測部3Bにより取得された消費予測値および消費予測誤差算出部3Cにより算出された消費予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の消費予測値を算出する(ステップS9)。 Furthermore, the vehicle state prediction unit 3B predicts the usage state of the vehicle as a mobility and the power consumption of the on-board storage battery 113 at each time during the prediction target period using the vehicle usage history data of the on-board storage battery 113 stored in the vehicle usage history data storage unit 13 (step S7). Furthermore, the consumption prediction error calculation unit 3C calculates the consumption prediction error expected at each time during the prediction target period based on the past power consumption actual values of the on-board storage battery 113 stored in the vehicle usage history data storage unit 13 (step S8). Then, the separate consumption prediction value calculation unit 3D calculates another consumption prediction value at each time during the prediction target period using the consumption prediction value acquired by the vehicle state prediction unit 3B and the consumption prediction error calculated by the consumption prediction error calculation unit 3C (step S9).

また、料金データ取得部4は、電気料金提供サーバ200から予測対象期間における時間帯別の電気料金体系のデータを取得し、料金テーブル記憶部14に記憶させる(ステップS10)。なお、ステップS1~S3の処理、ステップS4~S6の処理、ステップS7~S9の処理およびステップS10の処理は、必ずしもこの順番で行うことを要するものではない。 The fee data acquisition unit 4 also acquires data on the electricity fee system by time period in the prediction target period from the electricity fee provider server 200, and stores the data in the fee table storage unit 14 (step S10). Note that the processes of steps S1 to S3, steps S4 to S6, steps S7 to S9, and step S10 do not necessarily have to be performed in this order.

次いで、充放電計画作成部5は、以上のステップS1~S10において発電電力予測部1B、別発電予測値算出部1D、需要電力予測部2B、別需要予測値算出部2D、車両状態予測部3Bおよび別消費予測値算出部3Dにより算出された各予測値と、料金テーブル記憶部14に記憶された予測対象期間における時間帯別の電気料金体系の情報とを用いて、所定の制約条件を満たしつつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、蓄電池113,114の充放電計画を作成する(ステップS11)。これにより、図11に示すフローチャートの処理が終了する。 Then, the charge/discharge plan creation unit 5 uses the predicted values calculated by the power generation prediction unit 1B, the separate power generation prediction value calculation unit 1D, the power demand prediction unit 2B, the separate demand prediction value calculation unit 2D, the vehicle state prediction unit 3B, and the separate consumption prediction value calculation unit 3D in the above steps S1 to S10, and the information on the electricity rate system by time period during the prediction target period stored in the rate table storage unit 14 to perform optimization calculations that reduce the electricity procurement fee for purchasing electricity while satisfying specified constraints and without causing a shortage of the amount of storage required for use as the mobility of the vehicle (step S11). This ends the processing of the flowchart shown in FIG. 11.

以上詳しく説明したように、本実施形態では、予測対象期間の各時刻における太陽光発電装置111の発電予測値(発電電力量の予測値)を取得するとともに、別の発電予測値を算出する。また、予測対象期間の各時刻における電力負荷112の需要予測値(需要電力量の予測値)を取得するとともに、別の需要予測値を算出する。また、予測対象期間の各時刻における蓄電池113,114の消費予測値(消費電力量の予測値)を取得するとともに、別の消費予測値を算出する。そして、予測対象期間における時間帯別の電気料金体系の情報を用いて、発電予測値、需要予測値および蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上述のように取得および算出した複数の発電予測値、複数の需要予測値および複数の消費予測値と蓄電池の状態とが全ての制約条件を満たしつつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、蓄電池113,114の充放電計画を作成するようにしている。 As described above in detail, in this embodiment, the power generation forecast value (the forecast value of the amount of power generation) of the photovoltaic power generation device 111 at each time of the prediction target period is obtained, and another power generation forecast value is calculated. In addition, the demand forecast value (the forecast value of the amount of demanded power) of the power load 112 at each time of the prediction target period is obtained, and another demand forecast value is calculated. In addition, the consumption forecast value (the forecast value of the amount of power consumption) of the storage batteries 113, 114 at each time of the prediction target period is obtained, and another consumption forecast value is calculated. Then, using information on the electricity rate system by time period in the prediction target period, under the constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery, the multiple power generation forecast values, multiple demand forecast values, and multiple consumption forecast values acquired and calculated as described above satisfy all the constraint conditions, and the state of the storage battery reduces the power procurement fee for purchasing electricity without causing a shortage of the amount of storage required for use as the mobility of the vehicle. By performing optimization calculations, a charge and discharge plan for the storage batteries 113, 114 is created.

このように構成した本実施形態によれば、最初に取得される実際の発電予測値、需要予測値および消費予測値だけでなく、当該取得された実際の発電予測値、需要予測値および消費予測値をもとに算出される別の発電予測値、需要予測値および消費予測値を含めて、複数の発電予測値、複数の需要予測値および複数の消費予測値を用いて最適化計算が行われる。すなわち、複数の発電予測値、複数の需要予測値および複数の消費予測値と蓄電池の状態との全てが制約条件を満たし、かつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金を低減させるような最適化計算が行われる。これにより、実際の発電予測、需要予測および消費予測が外れた場合でも制約条件が満たされる可能性が高く、かつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金ができるだけ低くなるような最適な充放電計画を作成することができる。 According to the present embodiment configured as described above, optimization calculations are performed using multiple power generation forecast values, multiple demand forecast values, and multiple consumption forecast values, including not only the actual power generation forecast value, demand forecast value, and consumption forecast value acquired initially, but also other power generation forecast values, demand forecast values, and consumption forecast values calculated based on the acquired actual power generation forecast value, demand forecast value, and consumption forecast value. In other words, optimization calculations are performed such that the multiple power generation forecast values, multiple demand forecast values, multiple consumption forecast values, and the state of the storage battery all satisfy the constraint conditions, and the power procurement fee for purchasing power is reduced without causing a shortage of the amount of storage required for use as the mobility of the vehicle. As a result, even if the actual power generation forecast, demand forecast, and consumption forecast are incorrect, it is highly likely that the constraint conditions will be satisfied, and it is possible to create an optimal charging and discharging plan that reduces the power procurement fee for purchasing power as much as possible without causing a shortage of the amount of storage required for use as the mobility of the vehicle.

特に、本実施形態では、実際の予測値と、過去の実績値をもとに算出した予測誤差とを用いて別の予測値を算出しているので、別の予測値として的外れな予測値が算出される可能性を低減することができる。このため、最適化計算の際に複数の予測値の全てについて制約条件が満たされるようにするために、(式5)のピーク目標値PTを大きくしたり、(式6)~(式11)の下限値または最小値を小さくしたり、(式6)~(式11)の上限値または最大値を大きくしたりするといったように、制約条件を不必要に緩くする必要がない。これにより、適切な制約条件のもとで、その制約条件を満たしつつ電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことができる。 In particular, in this embodiment, a different predicted value is calculated using the actual predicted value and a prediction error calculated based on past actual values, so that the possibility of calculating an inappropriate predicted value as the different predicted value can be reduced. Therefore, in order to ensure that the constraint conditions are satisfied for all of the multiple predicted values during the optimization calculation, it is not necessary to unnecessarily relax the constraint conditions, such as by increasing the peak target value PT in (Equation 5), decreasing the lower limit or minimum value of (Equation 6) to (Equation 11), or increasing the upper limit or maximum value of (Equation 6) to (Equation 11). This makes it possible to perform optimization calculations that reduce electricity procurement fees while satisfying appropriate constraint conditions.

しかも、本実施形態では、過去の実績値をもとに標準偏差σを算出し、正規分布の±2σの範囲内から抽出した予測誤差のみを用いて別の予測値を算出しているので、確率的に発生しにくい別の予測値が算出されるのを回避することができる。このように、本実施形態により取得および算出される複数の予測値を用いて最適化計算を行えば、現実の発電電力、需要電力および消費電力が実際の予測値から外れたとしても、適切に設定された制約条件を満たす範囲で適用可能となる充放電計画を作成することが可能である。 Moreover, in this embodiment, the standard deviation σ is calculated based on past actual values, and another predicted value is calculated using only the prediction error extracted from the range of ±2σ of the normal distribution, so that it is possible to avoid the calculation of another predicted value, which is unlikely to occur probabilistically. In this way, by performing optimization calculations using multiple predicted values acquired and calculated by this embodiment, it is possible to create a charge/discharge plan that is applicable within the range that satisfies appropriately set constraint conditions, even if the actual generated power, demanded power, and consumed power deviate from the actual predicted values.

なお、以上のように適切に設定された制約条件(不必要に緩く設定していない制約条件)のもとで最適化計算を行った場合、複数の制約条件を全て満たす解が得られない場合があり得る。この場合、充放電計画作成部5は、複数の制約条件の少なくとも1つを緩和し、緩和した制約条件のもとで電力調達料金を低減させる最適化計算を再度行うようにしてもよい。 When optimization calculations are performed under appropriately set constraint conditions (constraint conditions that are not unnecessarily loose) as described above, a solution that satisfies all of the constraint conditions may not be obtained. In this case, the charge/discharge plan creation unit 5 may relax at least one of the constraint conditions and perform optimization calculations again under the relaxed constraint conditions to reduce the power procurement fee.

この場合、例えば充放電計画作成部5は、ピーク値関連制約条件に対して電池劣化関連制約条件よりも高い優先度を付与し、制約条件を満たす解が得られるまで、複数の制約条件を優先度に従って段階的に緩和していきながら最適化計算を繰り返し行うようにしてもよい。例えば、上記(式5)~(式11)に示す複数の制約条件を全て満たす解が得られない場合に、まず電池劣化関連制約条件を緩和して最適化計算を再度行う。そして、緩和した電池劣化関連制約条件を含む複数の制約条件を全て満たす解が尚も得られない場合に、ピーク値関連制約条件を緩和して最適化計算を再度行う。ピーク値関連制約条件を緩和する際には、電池劣化関連制約条件は元に戻すのが好ましい。 In this case, for example, the charge/discharge plan creation unit 5 may assign a higher priority to the peak value-related constraint conditions than the battery degradation-related constraint conditions, and repeat the optimization calculation while gradually relaxing the multiple constraint conditions according to the priority until a solution that satisfies the constraint conditions is obtained. For example, if a solution that satisfies all of the multiple constraint conditions shown in (Equation 5) to (Equation 11) above cannot be obtained, the battery degradation-related constraint conditions are first relaxed and the optimization calculation is performed again. Then, if a solution that satisfies all of the multiple constraint conditions including the relaxed battery degradation-related constraint conditions is still not obtained, the peak value-related constraint conditions are relaxed and the optimization calculation is performed again. When relaxing the peak value-related constraint conditions, it is preferable to restore the battery degradation-related constraint conditions.

ここで、電池劣化関連制約条件を緩和するとは、上記(式6)~(式11)に示す制約条件の何れか1つまたは複数を緩和することを意味する。すなわち、(式6)~(式11)に示す下限値または最小値の何れか1つまたは複数を小さくすること、(式6)~(式11)の上限値または最大値の何れか1つまたは複数を大きくすること、またはその両方である。また、ピーク値関連制約条件を緩和するとは、(式5)に示すピーク目標値PTを大きくすることを意味する。 Here, relaxing the battery degradation-related constraint conditions means relaxing one or more of the constraint conditions shown in (Equation 6) to (Equation 11) above. That is, relaxing one or more of the lower limit values or minimum values shown in (Equation 6) to (Equation 11) means reducing one or more of the lower limit values or minimum values shown in (Equation 6) to (Equation 11), increasing one or more of the upper limit values or maximum values shown in (Equation 6) to (Equation 11), or both. In addition, relaxing the peak value-related constraint conditions means increasing the peak target value PT shown in (Equation 5).

ここでは、最初に電池劣化関連制約条件を緩和し、次にピーク値関連制約条件を緩和するという2段階の制約条件緩和の例を説明したが、3段階以上にわたって制約条件を段階的に緩和していくようにしてもよい。図12は、この場合の緩和例を示す図である。図12の例では、最初に電池劣化関連制約条件のみを直前より1段階緩和すること、電池劣化関連制約条件を直前の状態に元に戻してピーク値関連制約条件を直前より1段階緩和すること、および、電池劣化関連制約条件およびピーク値関連制約条件を1段階ずつ緩和することを1つのセットとして、このセットを順次繰り返して制約条件を段階的に緩和していく。なお、これは一例に過ぎず、これ以外の方法であってよい。 Here, an example of two-stage constraint relaxation in which battery degradation-related constraints are relaxed first and then peak value-related constraints are relaxed second has been described, but constraints may be relaxed in stages over three or more stages. Figure 12 is a diagram showing an example of relaxation in this case. In the example of Figure 12, first, only the battery degradation-related constraints are relaxed by one stage from the previous stage, the battery degradation-related constraints are restored to their previous state and the peak value-related constraints are relaxed by one stage from the previous stage, and the battery degradation-related constraints and the peak value-related constraints are relaxed by one stage each, which are considered as one set, and these sets are repeated in sequence to relax the constraints in stages. Note that this is merely one example, and other methods may be used.

また、緩和する電池劣化関連制約条件として、(式6)~(式11)に示す制約条件の他に、帰宅後から所定時間を空けてから充放電をするという条件を加えてもよい。この場合の条件緩和は、所定時間を短くすること、あるいはこの制約条件を無くすことの何れかである。 In addition to the constraints shown in (Equation 6) to (Equation 11), a condition that a certain time period must elapse after returning home before charging or discharging the battery may be added as a battery degradation-related constraint to be relaxed. In this case, the relaxation of the condition is either to shorten the certain time period or to eliminate this constraint.

なお、上記実施形態では、蓄電池として車載蓄電池113および住宅用蓄電池114の両方を備える構成を示したが、何れか一方のみを備える構成としてもよい。住宅用蓄電池114のみを備える構成の場合、車両使用実績データ記録部3A、車両状態予測部3B、消費予測誤差算出部3C、別消費予測値算出部3Dおよび車両使用実績データ記憶部13は省略される。また、(式6)、(式7)および(式10)に示す制約条件は除外される。そして、充放電計画作成部5は、(式5)、(式8)、(式9)および(式11)に示す複数の制約条件のもとで、電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことによって住宅用蓄電池114の充放電計画を作成する。 In the above embodiment, the configuration is shown to include both the vehicle storage battery 113 and the residential storage battery 114 as storage batteries, but it is also possible to include only one of them. In the case of a configuration including only the residential storage battery 114, the vehicle usage history data recording unit 3A, the vehicle state prediction unit 3B, the consumption prediction error calculation unit 3C, the separate consumption prediction value calculation unit 3D, and the vehicle usage history data storage unit 13 are omitted. In addition, the constraint conditions shown in (Equation 6), (Equation 7), and (Equation 10) are excluded. Then, the charge/discharge plan creation unit 5 creates a charge/discharge plan for the residential storage battery 114 by performing optimization calculations to reduce the power procurement fee under the multiple constraint conditions shown in (Equation 5), (Equation 8), (Equation 9), and (Equation 11).

また、上記実施形態では、車両状態予測部3Bのパターン抽出部32により生起確率が最も大きい1つの使用状態予測パターンを抽出し、その使用状態予測パターンを利用して消費予測値算出部33により1つの消費予測値を算出するとともに、消費予測誤差算出部3Cにより算出された消費予測誤差を利用して別消費予測値算出部3Dにより別の消費予測値を算出する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、以下のように構成してもよい。 In the above embodiment, an example has been described in which one usage state prediction pattern with the highest occurrence probability is extracted by the pattern extraction unit 32 of the vehicle state prediction unit 3B, one consumption prediction value is calculated by the consumption prediction value calculation unit 33 using the usage state prediction pattern, and another consumption prediction value is calculated by the other consumption prediction value calculation unit 3D using the consumption prediction error calculated by the consumption prediction error calculation unit 3C, but the present invention is not limited to this. For example, it may be configured as follows.

すなわち、パターン抽出部32は、車両使用状態予測部31により生成された複数の使用状態予測パターンの中から、生起確率に基づいて何れか複数の使用状態予測パターンを抽出する。例えば、生起確率が高い方から順に複数の使用状態予測パターンを抽出する。消費予測値算出部33は、パターン抽出部32により抽出された複数の使用状態予測パターンのそれぞれについて、当該使用状態予測パターンおよび車載蓄電池113の過去の消費電力量の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻における車載蓄電池113の消費電力量の予測値を算出する。 That is, the pattern extraction unit 32 extracts a plurality of usage state prediction patterns based on the occurrence probability from among the plurality of usage state prediction patterns generated by the vehicle usage state prediction unit 31. For example, the plurality of usage state prediction patterns are extracted in descending order of occurrence probability. The consumption prediction value calculation unit 33 calculates a prediction value of the power consumption of the on-board storage battery 113 at each time of the prediction target period for each of the plurality of usage state prediction patterns extracted by the pattern extraction unit 32, based on the usage state prediction pattern and the actual value of the past power consumption of the on-board storage battery 113.

このように構成した場合、消費予測誤差算出部3Cは複数の消費予測値のそれぞれについて1つまたは複数の消費予測誤差を算出し、別消費予測値算出部3Dは当該消費予測誤差を用いて別の消費予測値を算出する。一例として、生起確率が大きい方からm個(m≧2)の使用状態予測パターンを抽出し、抽出したm個の使用状態予測パターンからそれぞれn1個、n2個、・・・nm個(合計n1+n2+・・・+nm個)の消費予測値を算出するようにしてもよい。ここで、使用状態予測パターンの生起確率の大きさに応じてn1>n2>・・・>nmとしてもよい。 In this configuration, the consumption prediction error calculation unit 3C calculates one or more consumption prediction errors for each of the multiple consumption prediction values, and the separate consumption prediction value calculation unit 3D calculates another consumption prediction value using the consumption prediction errors. As an example, m (m≧2) usage state prediction patterns with the highest occurrence probability may be extracted, and n1 , n2 , ..., nm consumption prediction values (a total of n1 + n2 + ... + nm ) may be calculated from each of the extracted m usage state prediction patterns. Here, n1 > n2 > ... > nm may be set according to the occurrence probability of the usage state prediction pattern.

あるいは、消費予測誤差算出部3Cおよび別消費予測値算出部3Dを省略して、充放電計画作成部5を次のように構成してもよい。すなわち、充放電計画作成部5は、発電予測値、需要予測値および蓄電池113,114の状態に関して設定された制約条件のもとで、発電電力予測部1Bおよび別発電予測値算出部1Dにより得られる複数の発電予測値と、需要電力予測部2Bおよび別需要予測値算出部2Dにより得られる複数の需要予測値と、パターン抽出部32により抽出された複数の使用状態予測パターンのそれぞれから消費予測値算出部33により得られる複数の消費予測値と、蓄電池113,114の状態とが制約条件を満たしつつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことによって蓄電池113,114の充放電計画を作成する。 Alternatively, the consumption prediction error calculation unit 3C and the separate consumption prediction value calculation unit 3D may be omitted, and the charge/discharge plan creation unit 5 may be configured as follows. That is, under constraint conditions set for the power generation prediction value, the demand prediction value, and the state of the storage batteries 113, 114, the charge/discharge plan creation unit 5 creates a charge/discharge plan for the storage batteries 113, 114 by performing an optimization calculation that reduces the power procurement fee without causing a shortage of the amount of storage required for use as the mobility of the vehicle, while satisfying the constraint conditions among the multiple power generation prediction values obtained by the power generation prediction unit 1B and the separate power generation prediction value calculation unit 1D, the multiple demand prediction values obtained by the power demand prediction unit 2B and the separate demand prediction value calculation unit 2D, the multiple consumption prediction values obtained by the consumption prediction value calculation unit 33 from each of the multiple usage state prediction patterns extracted by the pattern extraction unit 32, and the state of the storage batteries 113, 114.

また、上記実施形態では、料金データ取得部4が電気料金提供サーバ200から予測対象期間における時間帯別の電気料金体系のデータを取得して料金テーブル記憶部14に記憶させ、この電気料金体系のデータを用いて最適化計算を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、発電予測値や需要予測値と同様に、電気料金の予測誤差を用いて1つまたは複数の別の電気料金を算出した上で、こうして得られる複数の電気料金を用いて最適化計算を行うようにしてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example was described in which the fee data acquisition unit 4 acquires data on the electricity fee system by time period in the prediction target period from the electricity fee provider server 200, stores it in the fee table storage unit 14, and performs optimization calculations using this electricity fee system data, but the present invention is not limited to this. For example, similar to the power generation forecast value and demand forecast value, one or more separate electricity fees may be calculated using the prediction error of the electricity fee, and then the optimization calculations may be performed using the multiple electricity fees thus obtained.

図13は、この場合における電力管理装置100’の機能構成例を示す図である。この図13において、図2に示した符号と同一の符号を付したブロックは、図2に示した機能ブロックと同一の機能を含むものであり、図示を簡略化している。図13に示す電力管理装置100’は、図2に示した料金データ取得部4、料金テーブル記憶部14および充放電計画作成部5に代えて、電気料金実績データ記録部4A、料金データ取得部4B、電気料金予測誤差算出部4C、別電気料金予測値算出部4D、電気料金実績データ記憶部14’および充放電計画作成部5’を備えている。 Figure 13 is a diagram showing an example of the functional configuration of the power management device 100' in this case. In this Figure 13, blocks with the same reference numbers as those in Figure 2 include the same functions as the functional blocks shown in Figure 2, and are shown in a simplified manner. The power management device 100' shown in Figure 13 includes an electricity rate actual data recording unit 4A, a rate data acquisition unit 4B, an electricity rate prediction error calculation unit 4C, a separate electricity rate prediction value calculation unit 4D, an electricity rate actual data storage unit 14', and a charge/discharge plan creation unit 5' instead of the rate data acquisition unit 4, rate table storage unit 14, and charge/discharge plan creation unit 5 shown in Figure 2.

電気料金実績データ記録部4Aは、通信ネットワークを介して電気料金提供サーバ200から時間帯別の電気料金体系の実績データを取得し、電気料金実績データ記憶部14’に記憶させる。ここで取得する電気料金体系の実績データは、例えば、JEPXが過去に決定した取引価格(約定価格)のデータである。 The electricity rate actual data recording unit 4A acquires actual data on the electricity rate system by time period from the electricity rate provider server 200 via the communication network, and stores the data in the electricity rate actual data storage unit 14'. The actual data on the electricity rate system acquired here is, for example, data on transaction prices (contract prices) previously determined by JEPX.

料金データ取得部4Bは、特許請求の範囲の電気料金予測部に相当するものであり、図2に示した料金データ取得部4と同様に、通信ネットワークを介して電気料金提供サーバ200から予測対象期間の各時刻における電気料金のデータを取得する。ここで取得する電気料金のデータは、上述したように、JEPXが提供している翌日の取引価格のデータであり、これを予測対象期間における予測値(以下、電気料金予測値という)として扱うことが可能である。 The fee data acquisition unit 4B corresponds to the electricity fee prediction unit in the claims, and similar to the fee data acquisition unit 4 shown in FIG. 2, acquires electricity fee data at each time of the prediction period from the electricity fee provider server 200 via a communication network. As described above, the electricity fee data acquired here is the next day's transaction price data provided by JEPX, and this can be treated as a predicted value for the prediction period (hereinafter referred to as the electricity fee prediction value).

電気料金予測誤差算出部4Cは、電気料金実績データ記憶部14’に記憶されている過去の電気料金の実績値をもとに、予測対象期間の各時刻で見込まれる電気料金の予測誤差(以下、電気料金予測誤差という)を算出する。すなわち、電気料金予測誤差算出部4Cは、予測対象期間中の30分おきの各時刻t1~t48のそれぞれについて電気料金予測誤差を算出する。電気料金予測誤差算出部4Cは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の電気料金予測誤差を算出する。 The electricity rate prediction error calculation unit 4C calculates the prediction error of the electricity rate expected at each time of the prediction period (hereinafter referred to as the electricity rate prediction error) based on the past actual electricity rate values stored in the electricity rate actual data storage unit 14'. That is, the electricity rate prediction error calculation unit 4C calculates the electricity rate prediction error for each of the times t1 to t48, which are 30 minutes apart during the prediction period. The electricity rate prediction error calculation unit 4C calculates at least one, and preferably multiple, electricity rate prediction errors for each time.

別電気料金予測値算出部4Dは、料金データ取得部4Bにより取得された電気料金予測値および電気料金予測誤差算出部4Cにより算出された電気料金予測誤差を用いて、予測対象期間の各時刻における別の電気料金予測値を算出する。別電気料金予測値算出部4Dは、各時刻についてそれぞれ少なくとも1つ、好ましくは複数の別電気料金予測値を算出する。 The separate electricity price prediction value calculation unit 4D calculates a separate electricity price prediction value at each time of the prediction target period using the electricity price prediction value acquired by the price data acquisition unit 4B and the electricity price prediction error calculated by the electricity price prediction error calculation unit 4C. The separate electricity price prediction value calculation unit 4D calculates at least one, and preferably multiple, separate electricity price prediction values for each time.

充放電計画作成部5’は、料金データ取得部4Bおよび別電気料金予測値算出部4Dにより得られる複数の電気料金予測値を用いて、発電予測値、需要予測値および蓄電池113,114の状態に関して設定された制約条件のもとで、発電電力予測部1B、別発電予測値算出部1D、需要電力予測部2B、別需要予測値算出部2D、車両状態予測部3Bおよび別消費予測値算出部3Dにより算出される各予測値と蓄電池113,114の状態とが制約条件を満たしつつ、車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、蓄電池113,114の充放電計画を作成する。 The charge/discharge plan creation unit 5' uses a plurality of electricity price prediction values obtained by the price data acquisition unit 4B and the separate electricity price prediction value calculation unit 4D to perform optimization calculations to reduce the electricity procurement fee for purchasing electricity without causing a shortage of the amount of electricity storage required for use as vehicle mobility, while satisfying the constraint conditions set for the power generation prediction value, demand prediction value, and state of the storage batteries 113, 114, and the prediction values calculated by the power generation prediction unit 1B, separate power generation prediction value calculation unit 1D, power demand prediction unit 2B, separate demand prediction value calculation unit 2D, vehicle state prediction unit 3B, and separate consumption prediction value calculation unit 3D and the state of the storage batteries 113, 114.

また、上記実施形態において、蓄電池113,114の保持電力を所定の下限値以上かつ所定の上限値以下に保つという(式10)、(式11)の電池劣化関連制約条件に関して、予測対象期間の中の所定の時間帯に設定される下限値を他の時間帯に設定される下限値に比べて大きく設定するようにしてもよい。所定の時間帯は、予測対象期間の後半の時間帯とする。このようにすると、予測対象期間の後半で放電を行って目的関数を小さくするような不自然な充放電計画が作成されることを抑制することができる。また、車両がモビリティとして使われ始める時刻の前に車載蓄電池113の保持電力を高めておくなどの安全マージン的役割を持たせることも可能となる。 In the above embodiment, regarding the battery degradation-related constraint condition of (Equation 10) and (Equation 11) that the stored power of the storage batteries 113, 114 is kept above a predetermined lower limit value and below a predetermined upper limit value, the lower limit value set for a predetermined time period in the prediction target period may be set to be larger than the lower limit values set for other time periods. The predetermined time period is set to be a time period in the latter half of the prediction target period. In this way, it is possible to prevent the creation of an unnatural charging and discharging plan that reduces the objective function by discharging in the latter half of the prediction target period. It is also possible to have the storage battery 113 serve as a safety margin by increasing the stored power before the vehicle starts to be used as a mobility vehicle.

また、上記実施形態において、充放電計画作成部5が最適化計算を行う際に、蓄電池113,114の保持電力を所定の下限値以上かつ所定の上限値以下に保つという(式10)、(式11)の電池劣化関連制約条件に関して、蓄電池113,114の保持電力が下限値未満となる場合であっても、下限値未満となる期間が所定時間以内の場合は、当該所定時間の期間においては現在の保持電力を下限値として扱うようにしてもよい。 In addition, in the above embodiment, when the charge/discharge plan creation unit 5 performs optimization calculations, with regard to the battery degradation-related constraint conditions of (Equation 10) and (Equation 11) that the retained power of the storage batteries 113, 114 is kept above a predetermined lower limit value and below a predetermined upper limit value, even if the retained power of the storage batteries 113, 114 falls below the lower limit value, if the period during which it falls below the lower limit value is within a predetermined time, the current retained power may be treated as the lower limit value during the predetermined time period.

また、上記実施形態では、予測対象期間の開始時点においてバッチ処理を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、予測対象期間の開始時点より所定時間前のタイミングでバッチ処理を実行するようにしてもよい。また、バッチ処理を行うタイミングをユーザが任意に指定できるようにしてもよい。 In the above embodiment, an example of executing batch processing at the start of the prediction period has been described, but the present invention is not limited to this. For example, batch processing may be executed a predetermined time before the start of the prediction period. In addition, the user may be allowed to specify the timing of executing the batch processing.

また、上記実施形態では、EMS101の一例としてHEMS(Home Energy Management System)を例にとり、車両が在宅中か外出中かを予測する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、BEMS(Building Energy Management System)、FEMS(Factory Energy Management System)などのxEMSに対しても同様に本発明を適用することが可能である。 In the above embodiment, a Home Energy Management System (HEMS) is used as an example of EMS 101, and an example of predicting whether a vehicle is at home or away is described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to xEMSs such as a Building Energy Management System (BEMS) and a Factory Energy Management System (FEMS).

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above embodiments are merely examples of how the present invention can be implemented, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limiting manner. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or main features.

1A 発電実績データ記録部
1B 発電電力予測部
1C 発電予測誤差算出部
1D 別発電予測値算出部
2A 需要実績データ記録部
2B 需要電力予測部
2C 需要予測誤差算出部
2D 別需要予測値算出部
3A 車両使用実績データ記録部
3B 車両状態予測部
3C 消費予測誤差算出部
3D 別消費予測値算出部
4 料金データ取得部
4A 電気料金実績データ記録部
4B 料金データ取得部
4C 電気料金予測誤差算出部
4D 別電気料金予測値算出部
5,5’ 充放電計画作成部
6 充放電制御部
31 車両使用状態予測部
32 パターン抽出部
33 消費予測値算出部
100,100’ 電力管理装置
101 EMS
102 V2Hシステム
111 太陽光発電装置
112 電力負荷
113 車載蓄電池
114 住宅用蓄電池
Description of the Reference Number 1A Power generation result data recording unit 1B Power generation prediction unit 1C Power generation prediction error calculation unit 1D Individual power generation prediction value calculation unit 2A Demand result data recording unit 2B Demand power prediction unit 2C Demand prediction error calculation unit 2D Individual demand prediction value calculation unit 3A Vehicle usage result data recording unit 3B Vehicle state prediction unit 3C Consumption prediction error calculation unit 3D Individual consumption prediction value calculation unit 4 Fee data acquisition unit 4A Electricity fee result data recording unit 4B Fee data acquisition unit 4C Electricity fee prediction error calculation unit 4D Individual electricity fee prediction value calculation unit 5, 5' Charging and discharging plan creation unit 6 Charging and discharging control unit 31 Vehicle usage state prediction unit 32 Pattern extraction unit 33 Consumption prediction value calculation unit 100, 100' Power management device 101 EMS
102 V2H system 111 Photovoltaic power generation device 112 Power load 113 Vehicle storage battery 114 Residential storage battery

Claims (13)

発電装置による予測発電電力と、電力負荷による予測需要電力と、蓄電池の充放電量と、時間帯別の電気料金体系とに基づいて、上記蓄電池の充放電計画を作成する電力管理システムであって、
予測対象期間の各時刻における発電電力量の予測値を取得する発電電力予測部と、
過去の発電電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる発電電力量の予測誤差を算出する発電予測誤差算出部と、
上記発電電力予測部により取得された発電予測値および上記発電予測誤差算出部により算出された発電予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の発電予測値を算出する別発電予測値算出部と、
上記予測対象期間の各時刻における需要電力量の予測値を取得する需要電力予測部と、
過去の需要電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる需要電力量の予測誤差を算出する需要予測誤差算出部と、
上記需要電力予測部により取得された需要予測値および上記需要予測誤差算出部により算出された需要予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の需要予測値を算出する別需要予測値算出部と、
上記予測対象期間における上記時間帯別の電気料金体系の情報を用いて、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上記発電電力予測部および上記別発電予測値算出部により得られる複数の上記発電予測値と、上記需要電力予測部および上記別需要予測値算出部により得られる複数の上記需要予測値と、上記蓄電池の状態とが上記制約条件を満たしつつ買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、上記蓄電池の充放電計画を作成する充放電計画作成部とを備えた
ことを特徴とする電力管理システム。
A power management system that creates a charge/discharge plan for a storage battery based on a predicted power generation by a power generation device, a predicted power demand by a power load, a charge/discharge amount of the storage battery, and a time-of-day electricity rate system,
a power generation prediction unit for acquiring a predicted value of a power generation amount at each time of a prediction target period;
a power generation prediction error calculation unit that calculates a prediction error of the amount of power generation expected at each time of the prediction target period based on a past actual value of the amount of power generation;
a separate power generation forecast value calculation unit that calculates a separate power generation forecast value at each time of the prediction target period by using the power generation forecast value acquired by the power generation power prediction unit and the power generation forecast error calculated by the power generation forecast error calculation unit;
an electricity demand prediction unit that obtains a predicted value of an electricity demand amount at each time of the prediction target period;
a demand forecast error calculation unit that calculates a forecast error of the amount of energy demand expected at each time of the forecast target period based on an actual value of the amount of energy demand in the past;
a separate demand forecast value calculation unit that calculates a separate demand forecast value at each time of the prediction period by using the demand forecast value acquired by the power demand forecasting unit and the demand forecast error calculated by the demand forecast error calculation unit; and
and a charge/discharge plan creation unit that creates a charge/discharge plan for the storage battery by performing an optimization calculation using information on the electricity rate system for each time period during the prediction period under constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery to reduce the power procurement fee for purchasing electricity while satisfying the constraint conditions between the multiple power generation forecast values obtained by the power generation forecast unit and the separate power generation forecast value calculation unit, the multiple demand forecast values obtained by the power demand forecast unit and the separate demand forecast value calculation unit, and the state of the storage battery.
上記発電予測誤差算出部は、上記過去の発電電力量の実績値について標準偏差を算出し、当該標準偏差に基づき特定される所定の値範囲内でランダムな値を発生して上記発電予測誤差とし、
上記需要予測誤差算出部は、上記過去の需要電力量の実績値について標準偏差を算出し、当該標準偏差に基づき特定される所定の値範囲内でランダムな値を発生して上記需要予測誤差とする
ことを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。
the power generation prediction error calculation unit calculates a standard deviation of the actual value of the past power generation amount, and generates a random value within a predetermined value range specified based on the standard deviation, as the power generation prediction error;
The power management system described in claim 1, characterized in that the demand forecast error calculation unit calculates a standard deviation of the actual values of the past demand energy, and generates a random value within a predetermined value range specified based on the standard deviation as the demand forecast error.
上記蓄電池は、車両に搭載された車載蓄電池を含み、
上記予測対象期間の各時刻における上記車両のモビリティとしての使用状態および上記車載蓄電池の消費電力量の予測値を取得する車両状態予測部と、
上記車載蓄電池の過去の消費電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる消費電力量の予測誤差を算出する消費予測誤差算出部と、
上記車両状態予測部により取得された消費予測値および上記消費予測誤差算出部により算出された消費予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の消費予測値を算出する別消費予測値算出部とを更に備え、
上記充放電計画作成部は、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上記発電電力予測部および上記別発電予測値算出部により得られる複数の上記発電予測値と、上記需要電力予測部および上記別需要予測値算出部により得られる複数の上記需要予測値と、上記車両状態予測部および上記別消費予測値算出部により得られる複数の上記消費予測値と、上記蓄電池の状態とが上記制約条件を満たしつつ、上記車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく上記電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、上記蓄電池の充放電計画を作成する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。
The storage battery includes an on-board storage battery mounted in a vehicle,
a vehicle state prediction unit that obtains a predicted value of a usage state of the vehicle as a mobility and a predicted value of a power consumption amount of the vehicle-mounted storage battery at each time of the prediction target period;
a consumption prediction error calculation unit that calculates a prediction error of the power consumption expected at each time point during the prediction target period based on a past actual value of the power consumption of the vehicle-mounted storage battery;
a separate consumption prediction value calculation unit that calculates a separate consumption prediction value at each time of the prediction target period by using the consumption prediction value acquired by the vehicle state prediction unit and the consumption prediction error calculated by the consumption prediction error calculation unit,
2. The power management system according to claim 1, wherein the charge/discharge plan creation unit creates a charge/discharge plan for the storage battery by performing an optimization calculation to reduce the power procurement fee without causing a shortage of the amount of storage required for use of the vehicle as mobility, while the multiple power generation forecast values obtained by the power generation forecast unit and the separate power generation forecast value calculation unit, the multiple demand forecast values obtained by the power demand forecast unit and the separate demand forecast value calculation unit, the multiple consumption forecast values obtained by the vehicle state prediction unit and the separate consumption forecast value calculation unit, and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions under constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery.
上記車両状態予測部は、
上記予測対象期間の各時刻における上記車両のモビリティとしての使用状態を複数パターン予測するとともに、各パターンの使用状態となる可能性の高さを示す生起確率を算出する車両使用状態予測部と、
上記車両使用状態予測部により生成された複数の使用状態予測パターンの中から、上記生起確率に基づいて何れか1つの使用状態予測パターンを抽出するパターン抽出部と、
上記パターン抽出部により抽出された使用状態予測パターンおよび上記車載蓄電池の過去の消費電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻における上記車載蓄電池の消費電力量の予測値を算出する消費予測値算出部とを備えた
ことを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。
The vehicle state prediction unit is
a vehicle usage state prediction unit that predicts a plurality of patterns of usage states of the vehicle as a form of mobility at each time of the prediction target period and calculates an occurrence probability indicating a likelihood of each usage state pattern occurring;
a pattern extraction unit that extracts one usage state prediction pattern from the plurality of usage state prediction patterns generated by the vehicle usage state prediction unit based on the occurrence probability;
and a consumption prediction value calculation unit that calculates a predicted value of the power consumption of the on-board storage battery at each time of the prediction period based on the usage state prediction pattern extracted by the pattern extraction unit and actual values of past power consumption of the on-board storage battery.
上記車両状態予測部は、
上記予測対象期間の各時刻における上記車両のモビリティとしての使用状態を複数パターン予測するとともに、各パターンの使用状態となる可能性の高さを示す生起確率を算出する車両使用状態予測部と、
上記車両使用状態予測部により生成された複数の使用状態予測パターンの中から、上記生起確率に基づいて何れか複数の使用状態予測パターンを抽出するパターン抽出部と、
上記パターン抽出部により抽出された複数の使用状態予測パターンのそれぞれについて、当該使用状態予測パターンおよび上記車載蓄電池の過去の消費電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻における上記車載蓄電池の消費電力量の予測値を算出する消費予測値算出部とを更に備えた
ことを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。
The vehicle state prediction unit is
a vehicle usage state prediction unit that predicts a plurality of patterns of usage states of the vehicle as a form of mobility at each time of the prediction target period and calculates an occurrence probability indicating the likelihood of each pattern occurring;
a pattern extraction unit that extracts a plurality of usage state prediction patterns from the plurality of usage state prediction patterns generated by the vehicle usage state prediction unit based on the occurrence probability;
4. The power management system according to claim 3, further comprising a consumption prediction value calculation unit that calculates, for each of a plurality of usage state prediction patterns extracted by the pattern extraction unit, a predicted value of the power consumption of the on-board storage battery at each time of the prediction period based on the usage state prediction pattern and actual values of past power consumption of the on-board storage battery.
上記予測対象期間の各時刻における電気料金の予測値を取得する電気料金予測部と、
過去の電気料金の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる電気料金の予測誤差を算出する電気料金予測誤差算出部と、
上記電気料金予測部により取得された電気料金予測値および上記電気料金予測誤差算出部により算出された電気料金予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の電気料金予測値を算出する別電気料金予測値算出部とを更に備え、
上記充放電計画作成部は、上記電気料金予測部および上記別電気料金予測値算出部により得られる複数の上記電気料金予測値を用いて、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上記発電電力予測部および上記別発電予測値算出部により得られる複数の上記発電予測値と、上記需要電力予測部および上記別需要予測値算出部により得られる複数の上記需要予測値と、上記蓄電池の状態とが上記制約条件を満たしつつ買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、上記蓄電池の充放電計画を作成する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。
an electricity rate prediction unit that obtains a predicted value of the electricity rate at each time of the prediction target period;
an electricity price prediction error calculation unit that calculates a prediction error of the electricity price expected at each time of the prediction target period based on actual values of past electricity prices;
Further, a separate electricity price prediction value calculation unit calculates a separate electricity price prediction value at each time of the prediction target period using the electricity price prediction value acquired by the electricity price prediction unit and the electricity price prediction error calculated by the electricity price prediction error calculation unit,
2. The power management system according to claim 1, wherein the charge/discharge plan creation unit creates a charge/discharge plan for the storage battery by performing an optimization calculation using the plurality of electricity rate forecast values obtained by the electricity rate prediction unit and the separate electricity rate forecast value calculation unit, under constraint conditions set regarding the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery, in which the plurality of power generation forecast values obtained by the power generation prediction unit and the separate power generation forecast value calculation unit, the plurality of demand forecast values obtained by the power demand prediction unit and the separate demand forecast value calculation unit, and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions while reducing the power procurement fee for purchasing power.
上記予測対象期間の各時刻における電気料金の予測値を取得する電気料金予測部と、
過去の電気料金の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる電気料金の予測誤差を算出する電気料金予測誤差算出部と、
上記電気料金予測部により取得された電気料金予測値および上記電気料金予測誤差算出部により算出された電気料金予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の電気料金予測値を算出する別電気料金予測値算出部とを更に備え、
上記充放電計画作成部は、上記電気料金予測部および上記別電気料金予測値算出部により得られる複数の上記電気料金予測値を用いて、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上記発電電力予測部および上記別発電予測値算出部により得られる複数の上記発電予測値と、上記需要電力予測部および上記別需要予測値算出部により得られる複数の上記需要予測値と、上記車両状態予測部および上記別消費予測値算出部により得られる複数の上記消費予測値と、上記蓄電池の状態とが上記制約条件を満たしつつ、上記車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく上記電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、上記蓄電池の充放電計画を作成する
ことを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。
an electricity rate prediction unit that obtains a predicted value of the electricity rate at each time of the prediction target period;
an electricity price prediction error calculation unit that calculates a prediction error of the electricity price expected at each time of the prediction target period based on actual values of past electricity prices;
Further, a separate electricity price prediction value calculation unit calculates a separate electricity price prediction value at each time of the prediction target period using the electricity price prediction value acquired by the electricity price prediction unit and the electricity price prediction error calculated by the electricity price prediction error calculation unit,
4. The power management system according to claim 3, wherein the charge/discharge plan creation unit creates a charge/discharge plan for the storage battery by performing an optimization calculation using the plurality of electricity rate forecast values obtained by the electricity rate prediction unit and the separate electricity rate forecast value calculation unit, under constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and a state of the storage battery, such that the plurality of power generation forecast values obtained by the power generation prediction unit and the separate power generation forecast value calculation unit, the plurality of demand forecast values obtained by the power demand prediction unit and the separate demand forecast value calculation unit, the plurality of consumption forecast values obtained by the vehicle state prediction unit and the separate consumption forecast value calculation unit, and a state of the storage battery satisfy the constraint conditions, while reducing the power procurement fee without causing a shortage of a storage amount required for use of the vehicle as mobility.
上記蓄電池は、車両に搭載された車載蓄電池を含み、
上記予測対象期間の各時刻における上記車両のモビリティとしての使用状態を複数パターン予測するとともに、各パターンの使用状態となる可能性の高さを示す生起確率を算出する車両使用状態予測部と、
上記車両使用状態予測部により生成された複数の使用状態予測パターンの中から、上記生起確率に基づいて何れか複数の使用状態予測パターンを抽出するパターン抽出部と、
上記パターン抽出部により抽出された複数の使用状態予測パターンのそれぞれについて、当該使用状態予測パターンおよび上記車載蓄電池の過去の消費電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻における上記車載蓄電池の消費電力量の予測値を算出する消費予測値算出部とを更に備え、
上記充放電計画作成部は、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上記発電電力予測部および上記別発電予測値算出部により得られる複数の上記発電予測値と、上記需要電力予測部および上記別需要予測値算出部により得られる複数の上記需要予測値と、上記消費予測値算出部により得られる複数の消費予測値と、上記蓄電池の状態とが上記制約条件を満たしつつ、上記車両のモビリティとしての使用に必要な蓄電量の不足を生じることなく上記電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、上記蓄電池の充放電計画を作成する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。
The storage battery includes an on-board storage battery mounted in a vehicle,
a vehicle usage state prediction unit that predicts a plurality of patterns of usage states of the vehicle as a form of mobility at each time of the prediction target period and calculates an occurrence probability indicating the likelihood of each pattern occurring;
a pattern extraction unit that extracts a plurality of usage state prediction patterns from the plurality of usage state prediction patterns generated by the vehicle usage state prediction unit based on the occurrence probability;
a consumption prediction value calculation unit that calculates a prediction value of power consumption of the on-board storage battery at each time of the prediction target period for each of a plurality of usage state prediction patterns extracted by the pattern extraction unit, based on the usage state prediction pattern and an actual value of past power consumption of the on-board storage battery;
2. The power management system according to claim 1, wherein the charge/discharge plan creation unit creates a charge/discharge plan for the storage battery by performing an optimization calculation to reduce the power procurement fee without causing a shortage of the amount of storage required for use as mobility of the vehicle, while the multiple power generation forecast values obtained by the power generation forecast unit and the separate power generation forecast value calculation unit, the multiple demand forecast values obtained by the power demand forecast unit and the separate demand forecast value calculation unit, the multiple consumption forecast values obtained by the consumption forecast value calculation unit, and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions under constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery.
上記充放電計画作成部は、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された複数の制約条件のもとで上記電力調達料金を低減させる最適化計算を行い、上記複数の制約条件を全て満たす解が得られない場合に、上記の複数の制約条件の少なくとも1つを緩和し、緩和した制約条件のもとで上記電力調達料金を低減させる最適化計算を再度行うことを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の電力管理システム。 The power management system according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the charge/discharge plan creation unit performs an optimization calculation to reduce the power procurement fee under multiple constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery, and if a solution that satisfies all of the multiple constraint conditions is not obtained, relaxes at least one of the multiple constraint conditions and performs an optimization calculation again to reduce the power procurement fee under the relaxed constraint condition. 上記複数の制約条件は、買電による電力使用量のピーク値を目標ピーク値以下とするためのピーク値関連制約条件と、充放電に伴う上記蓄電池の劣化を抑制するための電池劣化関連制約条件とを含み、
上記充放電計画作成部は、上記ピーク値関連制約条件に対して上記電池劣化関連制約条件よりも高い優先度を付与し、制約条件を満たす解が得られるまで、上記の複数の制約条件を上記優先度に従って段階的に緩和していきながら、上記最適化計算を繰り返し行う
ことを特徴とする請求項9に記載の電力管理システム。
the plurality of constraint conditions include a peak value-related constraint condition for keeping a peak value of the amount of power usage due to the purchased power equal to or less than a target peak value, and a battery deterioration-related constraint condition for suppressing deterioration of the storage battery due to charging and discharging;
The power management system of claim 9, characterized in that the charge/discharge plan creation unit assigns a higher priority to the peak value-related constraint condition than to the battery degradation-related constraint condition, and repeats the optimization calculation while gradually relaxing the multiple constraint conditions in accordance with the priority until a solution that satisfies the constraint conditions is obtained.
上記電池劣化関連制約条件は、上記蓄電池の保持電力を所定の下限値以上かつ所定の上限値以下に保つという制約条件を含み、上記予測対象期間の中の所定の時間帯に設定される上記下限値を他の時間帯に設定される上記下限値に比べて大きく設定したことを特徴とする請求項10に記載の電力管理システム。 The power management system according to claim 10, characterized in that the battery degradation-related constraint condition includes a constraint condition that the stored power of the storage battery is kept above a predetermined lower limit value and below a predetermined upper limit value, and the lower limit value set for a predetermined time period within the prediction target period is set to be larger than the lower limit value set for other time periods. 上記電池劣化関連制約条件は、上記蓄電池の保持電力を所定の下限値以上かつ所定の上限値以下に保つという制約条件を含み、上記蓄電池の保持電力が上記下限値未満となる場合であっても、上記下限値未満となる期間が所定時間以内の場合は、当該所定時間の期間においては現在の保持電力を上記下限値として扱うことを特徴とする請求項10に記載の電力管理システム。 The power management system according to claim 10, characterized in that the battery degradation-related constraint condition includes a constraint condition that the stored power of the storage battery is kept above a predetermined lower limit value and below a predetermined upper limit value, and even if the stored power of the storage battery falls below the lower limit value, if the period during which the stored power is below the lower limit value is within a predetermined time, the current stored power is treated as the lower limit value during the predetermined time period. 発電装置による予測発電電力と、電力負荷による予測需要電力と、蓄電池の充放電量と、時間帯別の電気料金体系とに基づいて、上記蓄電池の充放電計画を作成する充放電計画作成方法であって、
電力管理装置の発電電力予測部が、予測対象期間の各時刻における発電電力量の予測値を取得する工程と、
上記電力管理装置の発電予測誤差算出部が、過去の発電電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる発電電力量の予測誤差を算出する工程と、
上記電力管理装置の別発電予測値算出部が、上記発電電力予測部により取得された発電予測値および上記発電予測誤差算出部により算出された発電予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の発電予測値を算出する工程と、
上記電力管理装置の需要電力予測部が、上記予測対象期間の各時刻における需要電力量の予測値を取得する工程と、
上記電力管理装置の需要予測誤差算出部が、過去の需要電力量の実績値をもとに、上記予測対象期間の各時刻で見込まれる需要電力量の予測誤差を算出する工程と、
上記電力管理装置の別需要予測値算出部が、上記需要電力予測部により取得された需要予測値および上記需要予測誤差算出部により算出された需要予測誤差を用いて、上記予測対象期間の各時刻における別の需要予測値を算出する工程と、
上記電力管理装置の充放電計画作成部が、上記予測対象期間における上記時間帯別の電気料金体系の情報を用いて、上記発電予測値、上記需要予測値および上記蓄電池の状態に関して設定された制約条件のもとで、上記発電電力予測部および上記別発電予測値算出部により得られる複数の上記発電予測値と、上記需要電力予測部および上記別需要予測値算出部により得られる複数の上記需要予測値と、上記蓄電池の状態とが上記制約条件を満たしつつ買電による電力調達料金を低減させる最適化計算を行うことにより、上記蓄電池の充放電計画を作成する工程とを有する
ことを特徴とする充放電計画作成方法。
A charge/discharge plan creation method for creating a charge/discharge plan for a storage battery based on a predicted power generation by a power generation device, a predicted power demand by a power load, a charge/discharge amount of the storage battery, and a time-of-day electricity rate system, comprising:
A step in which a power generation prediction unit of a power management device obtains a predicted value of a power generation amount at each time of a prediction target period;
A step in which a power generation prediction error calculation unit of the power management device calculates a prediction error of the amount of power generation expected at each time of the prediction target period based on an actual value of the amount of power generation in the past;
a step of a separate power generation forecast value calculation unit of the power management device calculating a separate power generation forecast value at each time of the prediction target period using the power generation forecast value acquired by the power generation forecast unit and the power generation forecast error calculated by the power generation forecast error calculation unit;
A step in which a power demand prediction unit of the power management device obtains a predicted value of the power demand at each time of the prediction target period;
A step in which a demand prediction error calculation unit of the power management device calculates a prediction error of the amount of power demand expected at each time of the prediction target period based on an actual value of the amount of power demand in the past;
A step in which a separate demand forecast value calculation unit of the power management device calculates a separate demand forecast value at each time of the prediction target period using the demand forecast value acquired by the power demand forecasting unit and the demand forecast error calculated by the demand forecast error calculation unit;
a charge/discharge plan creation method comprising: a step of creating a charge/discharge plan for the storage battery by a charge/discharge plan creation unit of the power management device performing an optimization calculation using information on the electricity rate system for each time period during the prediction period, under constraint conditions set for the power generation forecast value, the demand forecast value, and the state of the storage battery, in which a plurality of the power generation forecast values obtained by the power generation forecast unit and the separate power generation forecast value calculation unit, a plurality of the demand forecast values obtained by the power demand forecast unit and the separate demand forecast value calculation unit, and the state of the storage battery satisfy the constraint conditions while reducing the cost of purchasing electricity.
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