JP4050686B2

JP4050686B2 - 補給電力購入計画システム及び補給電力購入計画方法

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Publication number: JP4050686B2
Application number: JP2003365562A
Authority: JP
Inventors: 孝朗関合; 陽大澤; 幸徳片桐; 尚之永渕; 昭彦山田
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Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: JP2005130658A

Description

本発明は、補給電力購入計画システム及び補給電力購入計画方法に関する。

従来の電力小売事業においては、発電設備が発電する電力を電気事業者が購入し、その電力を前記電気事業者とは異なる他社の送電網を利用して前記発電事業者もしくは電気事業者から電力使用者へ供給するようにしている。ここで、発電業者から電力を購入し、電力需要家に電力を売る電気事業者（特定規模電気事業者など）は、電力需要家が必要とする電力を確実に確保する必要がある。そのため、電気事業者は、非常用電源設備を保有するか、非常用電源設備を保有する別の発電業者と契約を結ぶか、電力系統を管理する電力会社と契約を結び、発電ユニットの予定外停止などによる電力の供給不足に備えている。

従来の電力制御・管理システムとしては、例えば、特開２００３−３２８９９号公報に記載されているように、電力需要家が必要とする電力を確実に確保して、電力需要家に電力を安定供給するものが知られている。

特開２００３−３２８９９号公報

ここで、電気事業者が電力の供給不足に備える電力量（事故時補給電力量）は、基本的に発電ユニットの最大発電能力と等しいとされており、この電力量は、発電ユニットの機器の劣化度合い、整備の良し悪しに関わらないものである。複数の発電ユニットを保有している発電所から電気を購入する場合、発電ユニットの機器の劣化が進んでいない状態では、複数の発電ユニットが同時に故障する確率はほとんどないので、最大発電能力を賄うだけの事故時補給電力が必要になることはほとんどありえないものである。

言い換えれば、事故時補給電力の準備量は、少なくとも発電ユニットの機器の状態に応じて決定されるべきであるが、例えば、特開２００３−３２８９９号公報記載の方法では、事故時補給電力量と機器の状態とを関連づけるものではなかった。

本発明の目的は、適正な事故時補給電力の準備量を演算する補給電力購入計画システム及び補給電力購入計画方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画方法において、少なくとも前記発電設備の運転データに基づき発電設備の故障確率を演算する工程と、演算された該故障確率と前記発電設備の設計情報に基づき該発電設備の電力供給不足発生確率を演算する工程と、演算された電力供給不足発生確率に基づき電力取引必要量を算出する工程と、算出された電力取引必要量に基づき前記電気事業者が準備する電力量を算出する工程とを含み、前記電力を発電する発電設備の運転データに基づいて、前記電気事業者が準備する電力量を算出する。

或いは、上記目的を達成するために、電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画方法において、前記電力を発電する発電設備の運転データに基づき発電設備の故障確率を演算する工程と、前記電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、前記電気事業者が準備する電力量を算出する工程とを備える。
または、電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画方法において、前記電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、該発電設備の電力供給不足発生確率を演算する工程と、演算された電力供給不足発生確率に基づき、前記電気事業者が準備する電力量を算出する工程とを備える。

本発明によれば、適正な事故時補給電力の準備量を演算する補給電力購入計画システム及び補給電力購入計画方法を提供することができる。

以下、図１〜図９を用いて、本発明の一実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法及びそのシステムについて説明する。特に、電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画システム及び方法につき説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法を実行するネットワークのシステム構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法を実行するネットワークのシステム構成図である。

Ａ発電所３と、Ｂ発電所７と、電力会社１３と、電力需要家１２は、電力ネットワーク１０で接続されている。２つの発電ユニット４（第１発電ユニット４ａ，第２発電ユニット４ｂ）を保有するＡ発電所３と電気事業者１１とは電力売買に関する契約を結んでおり、電気事業者１１は購入した電力を電力需要家１２へ販売している。

送電網などの電力ネットワーク１０は、電気事業者１１とは異なる他社、例えば電力会社１３が所有する設備である。電力ネットワーク１０を所有する電力会社１３に電気事業者１１が送電を委託することにより、電気事業者１１がＡ発電所３から購入した電力が、電力ネットワーク１０を介してＡ発電所３から電力需要家１２に直接的に供給される。

Ａ発電所３の保有する発電ユニット４が故障したり、落雷など自然災害による送電網が切断された場合、Ａ発電所３が電力ネットワーク１０に電力を供給できなくなることがある。電力需要家１２への電力の供給不足に備えて、電気事業者１１と電力会社１３との間には、電力会社１３からの電力補充を受けることについて契約が締結されている。この電力補充には、電力会社１３がもともと自身の事業用として電力ネットワーク１０に供給している電力の一部を急な電力供給不足の解消のために事故時補給電力として緊急避難的に要請なしで使用する場合と、電気事業者１１が電力会社１３に要請を出して必要量の電力を受ける場合の２通りがある。

また、電気事業者１１は、電力の供給不足に備えた非常用電源設備８を持つＢ発電所７から、電力の供給を受けることもできる。この場合、電気事業者１１は、電力の供給不足の情報を通信ネットワーク２を介して入手し、Ｂ発電所７へ非常用電源設備８の起動を指示することができる。なお、本実施形態では、電気事業者１１と電力売買に関する契約を結んでいる発電所をひとつ、電力需要家をひとつ、非常用電源発電設備を保有する発電所をひとつとしているが、実際には複数ある。

ところで、電力会社１３から受ける事故時補給電力の電力料金は、電力会杜１３の通常の電力料金や、Ｂ諸電所の電力料金に比べて高額であるため、電力電気事業者１１はなるべく電力会社１３の事故時補給電力は購入したくないものである。

従って、電力の供給不足に備えて、電気事業者１１は予め電力会社１３やＢ発電所７と電力取引の契約を結ぶことを考える。この電力取引量の上限は、契約料金で変化する。すなわち、Ｂ発電所の第１非常用電源設備８ａを電力の供給不足に備えて準備する場合と、第２非常用電源設備８ｂを準備する場合と、２つの非常用電源設備を準備する場合とでは、電力取引量の上限値も変り、それに応じて電気事業者１１とＢ発電所７との契約料金も異なる。電力会社１３との契約でも、電力取引量に応じて、契約料金が異なる。

電気事業者１１は、電力の供給不足の際に電気会社１３から受ける事故時補給電力を「０」とするために、電力会社１３とＢ発電所７との電力取引量を、電力需要家へ販売している電力量と一致させる必要がある。しかし、発電ユニット４ａ，４ｂが同時に故障する確率はほとんどないため、発電ユニット４ａ，４ｂの合計の電力発電量を、電力会社１３とＢ発電所７との電力取引量と一致させる必要は必ずしもない。従って、発電ユニット電気事業者１１は、電力の供給不足に備えた電力取引量を出来るだけ減らし、電力会社１３とＢ発電所７との契約料金を下げることを望んでいる。

図１に示したサービス会社１が保有している電力取引必要量算出システム２０は、この電気事業者１１の要求に答えるものである。すなわち、電力取引必要量算出システム２０は、電力の供給不足が起こる確率を推定し、推定した電力の供給不足が起こる確率に見合った電力量を、電気事業者１１と電力会社１３，Ｂ発電所７との電力取引量とするシステムである。

サービス会社１の電力取引必要量算出システム２０と、Ａ発電所３のデータ送信手段６と、Ｂ発電所７のデータ受信手段９と、電気事業者１１とは、通信ネットワーク２で接続されている。

以下、電力取引必要量算出システム２０の概要を詳細に説明する。
サービス会社１の電力取引必要量算出システム２０は、データ受信手段１００を用いて、Ａ発電所３の発電ユニット４の運転データを取得する。この運転データは、Ａ発電所３の運転データ記憶手段５に保存され、データ送信手段６により通信ネットワーク２へ送信された情報である。発電ユニット４ａ，４ｂの運転状態を示す温度，圧力，流量，発電機出力などのプロセス量は、各種センサーで測定される。測定したプロセス量値は発電ユニット４の制御装置に取り込まれて、制御信号の演算に使用される。また、発電ユニット４の機器は整備員の手によって補修・交換されており、この補修・交換は機器の使用年数等に応じて実施されている。これら発電ユニット４のプロセス値，制御信号，機器の使用年数の情報が、運転データ記憶手段５に保存されている。この運転データをデータ受信手段１００を通して取得し、運転データ記憶手段２００に保存する。

データ入力手段４００には、発電ユニット４ａ，４ｂを構成する機器や、その機器モデル，発電ユニット４の定格出力の情報と、非常用電源設備８の定格出力，契約料金の情報と、電力会社１３の電力料金の情報を入力する。発電ユニット４に関する情報は発電ユニット情報記憶手段５００に保存され、非常用電源設備８と電力会社１３に関する情報は非常用電源設備情報記憶手段６００に保存される。

電力供給不足発生確率算出手段３００は、運転データ記憶手段２００に保存されている発電ユニット４の運転データと、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの情報から電力の供給不足が起こる確率Ｄ１を算出する。なお、電力供給不足発生確率算出手段３００の構成については、図２を用いて後述する。

事故時補給電力必要量算出手段７００は、電力の供給不足が起こる確率Ｄ１と、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの情報から電力取引必要量Ｄ２を算出する。事故時補給電力必要量算出手段７００の構成については、図７を用いて後述する。

このように、本実施形態では、事故時補給電力必要量を定量化する上で、発電設備の運転データや故障確率等に着目している。そして、運転データ記憶手段２００に保存され、電力を発電する発電設備の運転データに基づき、電気事業者が準備する電力量である事故時補給電力必要量を算出するので、適切で精度の良い事故時補給電力必要量を求めることができる。また、電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、事故時補給電力必要量を算出するので、適切で精度の良い事故時補給電力必要量を求めることができる。従って、適正な事故時補給電力の準備量を演算する補給電力購入計画システム及び補給電力購入計画方法を提供することができる。

非常用電源設備決定手段８００は、算出された電力取引必要量Ｄ２と、非常用電源設備情報記憶手段６００に保存されている情報から、電力取引必要量Ｄ２を賄う電力を確保できるように非常用電源設備の選択や電力会社との電力取引量Ｄ３を決定する。画面表示手段９００には、電力取引必要量Ｄ２と、非常用電源設備決定手段８００で決定された非常用電源設備と電力会社との電力取引量Ｄ３が表示される。

次に、図２を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力供給不足発生確率算出手段３００の構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力供給不足発生確率算出手段の構成を示すブロック図である。

電力供給不足確率算出手段３００の発電ユニット故障確率算出部３１０（第１発電ユニット故障確率算出部３１０ａ，第２発電ユニット故障確率算出部３１０ｂ）は、運転データ記憶手段２００に保存された発電ユニットの運転データと、設計情報記憶手段５００に保存された発電ユニットの設計情報から、発電ユニット毎の故障確率Ｄ４ａ，Ｄ４ｂを算出し、発電ユニット故障確率記憶手段３３０に保存する。なお、第１発電ユニット故障確率算出部３１０ａの構成については、図３を用いて後述する。

電力供給不足確率予測手段３４０は、発電ユニット故障確率Ｄ４と、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットが建設されている気象情報（落雷の確率）から、電力の供給不足が発生する確率Ｄ１を算出する。算出された電力の供給不足が発生する確率Ｄ１は、電力供給不足発生確率記憶手段３６０に保存される。

次に、図３〜図６を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部３１０ａの構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部の構成を示すブロック図である。図４は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部で用いるワイブル累積分布関数の説明図である。図５は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部で用いる発電出力の経時変化の説明図である。

図３に示すように、第１発電ユニット故障確率算出部３１０ａは、機器故障確率算出部３１１と、第１発電ユニット故障確率算出部３１３とを備えている。ここで、第１発電ユニット４ａが、ガスタービン等の３つの機器で構成される発電ユニットとすると、機器故障確率算出部３１１は、第１の機器の故障確率を算出する第１機器故障確率算出部３１１ａと、第２機器故障確率算出部３１１ｂと、第３機器故障確率算出部３１１ｃとからなる。それぞれの機器故障確率算出部３１１は、運転データ記憶手段２００に保存されている第１発電ユニットの運転データと、設計情報記憶手段に保存されている第１発電ユニットの情報からそれぞれの機器の故障確率Ｄ４ａａ，Ｄ４ａｂ，Ｄ４ａｃを算出する。

機器の故障確率Ｄ４ａａ，Ｄ４ａｂ，Ｄ４ａｃは、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている機器の設計情報と、運転データ記憶手段２００に保存されている機器の使用年数を用いて、ワイブル累積分布関数で算出される。

ここで、図４にワイブル累積分布関数の一例を示す。図４は、機器を使用する年数が長くなるにつれて機器の故障確率が増加していき、８年経過後には機器がほぼ故障することを示している。ここで、機器の形状母数をｍ、尺度母数をβ、時間をｔすると、ワイブル累積分布関数Ｆ（ｔ；ｍ，β）は、以下の式（１）で与えられる。

ここで、機器毎の形状母数ｍ，尺度母数βは、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されており、また時間ｔは、運転データ保存手段２００に保存されている。

機器故障確率算出部３１１は、ワイブル累積分布関数で算出された故障確率に、機器の劣化状態に応じた補正を加える。すなわち、機器が使われている環境により、機器が故障する確率も変わる。例えば、ガスタービンは圧縮機，燃焼器，タービンによって構成され、それらの間を空気，燃焼ガスまたは燃料が流通する。ガスタービンを、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている圧縮機，燃焼器，タービンの機器モデルの組み合わせによって構成し、燃料，軸回転数，吸込空気に関する流量，温度等の実測データを運転データ記憶手段２００から呼び出し、そのデータを機器モデルの入力に設定すると、その入力条件の基で本来出力されるべき発電出力を推定することができる。

ここで、図５に、発電出力の実測値と推定値の経時変化を示す。機器モデルによる推定値とプラントデータから取得した実測値との間に偏差値が生じた場合、ガスタービンが正常状態を逸脱しているものと判断できる。この偏差値から、ガスタービンの劣化状態がわかる。機器故障確率算出部３１１は、この劣化状態に応じた補正を、ワイブル累積分布関数で算出された故障確率に加える。このような補正により、算出精度の向上が図れる。

電力取引量は、Ｂ発電所７あるいは電力会社３との契約で決められた一定期間（契約期間）、変更することができない。電力取引必要量を機器の故障確率に基づいて決定するため、機器の故障確率Ｄ４ａは、契約期間の最大値である必要がある。機器故障確率算出部３１１では、このことも考慮にいれて、契約期間内の機器の故障確率を推定し、その最大値を機器の故障確率Ｄ４ａとする。例えば、契約期間が１年間である場合、機器の１年後の故障確率を推定し、その推定結果を故障確率Ｄ４ａとする。

次に、図６を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部３１３の構成について説明する。図６は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部の構成を示すブロック図である。

第１発電ユニット故障確率算出部３１３は、機器の故障確率Ｄ４ａａ，Ｄ４ａｂ，Ｄ４ａｃからＦＴＡ（fault tree analysis）を用いて第１発電ユニットの故障確率Ｄ４ａを算出するものであり、ＯＲゲート３１４と、ＡＮＤゲート３１６とを備えている。機器の故障確率Ｄ４ａａをｐ１、故障確率Ｄ４ａｂをｐ２、故障確率Ｄ４ａｃをｐ３とすると、発電ユニットの故障確率Ｄ４ａは、以下の式（２）から、

となる。

図２において、第２発電ユニット故障確率算出部３１０ｂも、第１発電ユニット故障確率算出部３１０ａと同様の機能を持っており、第２発電ユニット４ｂの故障確率Ｄ４ｂを算出することができ、算出された故障確率は発電ユニット故障確率記憶手段３３０に保存される。

電力供給不足発生確率予測手段３４０は、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの建設されている地域の気象条件から求まる落雷などの自然災害により送電網が断裂する確率と、運転データ記憶手段に保存されている発電ユニットを動かす燃料の備蓄状況から求まる発電ユニットの燃料不足による予定外停止確率と、発電ユニットの故障確率とを足し合わせて、発電ユニット毎の電力供給不足の発生確率Ｄ１を算出する。算出された発電ユニット毎電力供給不足の発生確率Ｄ１は、電力供給不足発生確率記憶手段３６０に保存される。

次に、図７を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力取引必要量算出手段７００の構成について説明する。図７は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力取引必要量算出手段の構成を示すブロック図である。

電力取引必要量算出手段７１０は、電力供給不足発生確率記憶手段３６０に保存されている発電ユニットの電力供給不足の発生確率Ｄ１と設計情報記憶手段に保存されている発電ユニットの定格出力から、発電ユニット毎に電力供給不足の発生確率と定格出力を掛け合わせて、発電ユニット毎に電力取引必要量の期待値Ｄ２ａ，Ｄ２ｂを算出する。Ａ発電所に関する電力取引必要量算出手段７３０では発電ユニット毎の電力取引量の期待値Ｄ２ａ，Ｄ２ｂを全て足し合わせた値と、発電ユニット毎の定格出力値のうち最大値を選択し、Ａ発電所に関する電力取引必要量Ｄ２を算出する。これは、電力の供給不足が起きる要因として発電ユニットの予定外停止を考えた場合、電力取引必要量Ｄ２は少なくとも発電ユニット４の最大定格出力を賄うだけの電力量が必要であることから、このようにして電力取引必要量Ｄ２を決める。

図１の非常用電源設備決定手段８００は、算出した電力取引必要量Ｄ２をまかなうため、Ｂ発電会社７の保有する非常用電源設備８を選択し、電力会杜１３の間で契約する電力取引量を決定する。

ここで、図８を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力取引必要量と、実際に契約する電力取引量との関係について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力取引必要量と、実際に契約する電力取引量との関係の説明図である。Ｂ発電所７の保有する第１非常用電電源設備８ａの定格出力は、第２非常用電源設備８ｂの定格出力よりも大きく、契約料金単価も高い。また、電力会社の契約料金は、Ｂ発電所７との契約料金よりも高額であるとする。この条件の場合、電力必要量Ｄ２が「Ａ」の範囲である場合は第１非常用電源設備８ａを、「Ｂ」の範囲である場合は第２非常用電源設備８ｂを、「Ｃ」の範囲である場合は第１，第２非常用電源設備８ａ，８ｂを、「Ｄ」の範囲である場合は第１、第２非常用電源設備８ａ，８ｂと電力会社１３とを選択する。すなわち、電力取引必要量Ｄ２以上の電力取引量を確保し、かつ契約料金が少なくなるよう設定する。契約料金は最小となるように設定することが望ましい。

次に、図９を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる図面表示部９００の表示例について説明する。図９は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる図面表示部の表示例の説明図である。

図面表示部９００には、電力取引必要量Ｄ２と、非常用電源設備決定手段８００で決定された非常用電源設備と電力会社１３との電力取引量の情報Ｄ３と、電力事業者１１とＢ発電所７，電力会社１３との間の契約料金の総和Ｄ５とが表示される。

以上のようにして、本実施形態では、発電ユニット毎に機器の状態に応じた故障確率を算出し、また、この発電ユニットの故障確率を用いて発電ユニット毎の電力の供給不足が発生する確率を算出し、さらに、算出した発電ユニット毎の電力の供給不足が発生する確率を用いて発電ユニット毎に電力の供給不足に備えた電力の必要量の期待値を算出する。したがって、この期待値の合計の電力量を電力不足に備えて準備すればよいものである。このようにして、本実施形態によれば、発電ユニットの機器の状態に基づいて、適正な事故時補給電力の準備量を演算することができる。
従って、発電ユニット電気事業者１１は、発電設備に関する専門的知識が無くても、補給電力量の定量的な目安が分かる。また、発電設備の故障に関するリスクを回避できる。更に、電力の供給不足に備えた電力取引量を出来るだけ減らし、電力会社１３とＢ発電所７との契約料金を下げることが可能となる。

なお、サービス会社１は、電力取引量Ｄ２と、非常用電源設備決定手段８００で決定された非常用電源設備と電力会社１３との電力取引量の情報Ｄ３を、電気事業者１１へ教えるサービスを提供できる。サービス会社１が、電力会社１３との補給電力量を決定し、事故発生時には電気事業者１１に電力を供給するビジネスにおいては、適切なサービス提供が可能である。

また、本実施形態では、電気事業者１１を１つ（電気事業者１１）、電気事業者に電力を販売する発電所を１つ（Ａ発電所３）、非常用電源設備を保有する発電所を１つ（Ｂ発電所）、電力会社を１つ（電力会社１３）としたが、それぞれ複数であってもよいものである。また、Ａ発電所３の所有する発電ユニット数と、Ｂ発電所７の所有する非常用電源設備の数は、いくつであってもよいものである。

さらに、本実施形態では非常用電源設備８としてはディーゼル発電機等を考えており、発電ユニット４が停止した場合のみ起動し、電力を供給する構成とした。しかし、電力の供給元としては、例えば電力会社１３のみから電力供給を受ける場合や、通常運転している発電所がその出力を増加させ、電力を供給する場合もある。その場合でも、本実施例と同様の方法で電力取引必要量を計算することができる。

非常用電源設備決定手段８００は、Ｂ発電所７が保有する非常用電源設備８が多数あり、さらに電力会社１３からの電力供給を受けない条件の場合には、例えば次のようにして非常用電源設備を選択する。この場合、非常用電源情報記憶手段６００には、ｍ個（１≦ｍ）の非常用電源設備のｊ個（１≦ｊ≦ｍ）の定格出力Ｑ（ｊ）および契約料金Ｒ（ｊ）が保存されている。また、電力取引必要量Ｄ２をＹと定義する。Ａ発電所３に対する非常用電源設備として、非常用電源設備ｊが選択されたときｆ（ｊ）＝１、選択されない場合はｆ（ｊ）＝０となる配列ｆ（ｊ）を定義する。そして、以下の式（３）を満足する配列ｆ（ｊ）、すなわち電力取引必要量Ｄ２以上の電力を発電できる非常用電源設備の組み合わせに対して、以下の式（４）を計算する。

ここで、式（４）の計算結果は、非常用電源設備の契約料金の総和に相当する金額であり、この値が最小となるような配列ｆ（ｊ）を選択する。

また、Ｂ発電所７の保有する非常用電源設備８が多数あり、さらに電力会社１３からも電力供給を受ける場合には非常用電源設備決定手段８００は次のようにして非常用電源設備を決定する。電力会社１３との電力取引量をＥ、単位電力あたりの契約料金をＣとする。そして、以下の式（５）を満足する配列ｆ（ｊ）、事故時補給電力量Ｅの組み合わせに対して、以下の式（６）を計算する。

そして、この値が最小となるように配列ｆ（ｊ）、電力会杜の事故時補給電力量Ｅを決定する。

本実施形態ではサービス会社１が発電ユニット４の運転データから電気事業者１１が電力取引必要量算出システム２０を保有しているが、電力取引必要量算出システム２０を電気事業者１１，Ａ発電会社３，Ｂ発電会社７が保有するようにしてもよいものである。例えば、電気事業者１１が電力敢引必要量算出システム２０を持てば、電力の供給不足に備えた電力取引必要量を自ら算出し、Ｂ発電所７や電力会社１３と電力敢引契約を結ぶことができる。また、例えばＢ発電所７が電力取引必要量算出システム２０を持てば、電気事業者１１に契約を結んでもらいやすい非常用電源設備を建設することができる、
以上説明したように、本実施形態によれば、発電ユニットの機器の状態に基づいて、適正な事故時補給電力の準備量を演算することができる。

次に、図１０〜図１５を用いて、本発明の他の実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法について説明する。
最初に、図１０を用いて、本実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法を実行するネットワークのシステム構成について説明する。
図１０は、本発明の他の実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法を実行するネットワークのシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態では、メンテナンス会社１４が、発電ユニット４の保守を実施するとともに、電力取引必要量算出システム２０を拡張した保守計画評価システム３０をメンテナンス会社が保有している。

電力供給不足の発生確率Ｄ１は、発電ユニットの故障確率Ｄ４を用いて算出される。発電ユニットの故障確率Ｄ４は、発電ユニットの保守を高品質とすることで下げることができ、この場合電力取引必要量Ｄ２は少なくなり、電力供給不足に備えた電力の契約料金を下げることができる。また、発電ユニットの保守料金が高額となる場合には、電力取引必要量Ｄ２を多くすることで、電力の供給不足に備えることもできる。

また、発電ユニット４の機器を交換するような保守の効果は長時間持続され、将来の発電ユニットの故障確率も機器を交換しなかった場合に比べて低下するはずである。従って、このような保守により、将来の電力供給不足に備えた電力の契約料金も下げることができる。

そこで、Ａ発電所３から発電ユニットの保守・管理業務を請け負うメンテナンス会社が、発電ユニット４の保守を行うとともに、発電ユニットの様々な保守計画に対して、保守計画を実施するために必要な料金と、保守計画を実施したときの将来の電力供給不足に備えた電力の契約料金を予測し、この合計料金が少なくなるよう、望ましくは最小となるような保守を実施することが有効である。

図１０の保守計画評価システム３０は、発電ユニットの様々な保守計画に対して、保守計画を実施するために必要な料金と、保守計画を実施したときの将来の電力供給不足に備えた電力の契約料金を予測する機能がある。以下、図１０に示した保守計画評価システム３０を詳細に説明する。

メンテナンス会社１４は、データ受信手段１００を通して通信ネットワーク２から発電ユニット４の運転データを受信し、運転データ記憶手段２００に保存する。データ入力手段４１０は、Ａ発電所の保守計画，発電ユニットの情報，非常用電源設備の情報を入力し、入力した情報はそれぞれ保守計画記憶手段１０００，発電ユニット情報記憶手段５００，非常用電源情報記憶手段６００に保存される。

電力供給不足発生確率推定手段１１００は、運転データ記憶手段２００に保存されている発電ユニットの運転データと、保守計画記憶手段１０００に保存されている発電ユニットの保守計画と、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの情報とから将来の電力供給不足が発生する確率Ｄ１０を推定する。なお、電力供給不足発生確率推定手段１１００の詳細構成については、図１１を用いて後述する。

電力取引必要量算出手段７００は、将来の電力供給不足が発生する確率Ｄ１０と、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの情報とから、将来の電力取引必要量Ｄ１１を推定する。非常用電源設備決定手段８００は、将来の電力取引必要量Ｄ１１と、非常用電源情報記憶手段６００に保存されている非常用電源設備情報とから、非常用電源設備８と電力会社との電力取引量を決定し、非常用電源記憶手段１２００に保存する。

保守計画評価手段１３００は、非常用電源設備記憶手段１０００に保存されている保守計画及びその保守費用と非常用電源記憶手段１２００に保存されている電力取引必要量Ｄ１１を調達するために必要な契約料金とから、その保守計画を評価する。評価結果は、図面表示手段９５０に表示される。

データ入力手段４１０には、発電ユニットに対する複数の保守計画と、その保守計画を実施するために必要となる費用を入力する。それぞれの保守計画を特定するＩＤが割り振られ、そのＩＤと共に保守計画と費用が保守計画記憶手段１０００に保存される。

次に、図１１を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力供給不足発生確率推定手段１１００の構成について説明する。図１１は、本発明の他の実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力供給不足発生確率推定手段の構成を示すブロック図である。

発電ユニット毎に将来の故障確率を推定する発電ユニット故障確率推定部１１１０（第１発電ユニット故障確率推定部１１１０ａ，第２発電ユニット故障確率推定部１１１０ｂ）が設けられている。推定した発電ユニットの故障確率Ｄ１０ａ，Ｄ１０ｂは、発電ユニット故障確率記憶手段１１３０に保存される。第１発電ユニット故障確率推定部１１１０ａの詳細構成については、図１２を用いて後述する。

電力供給不足発生確率予測手段１１４０は、発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの建設されている地域の気象条件から求まる落雷などの自然災害により送電網が断裂する確率と、運転データ記憶手段２００に保存されている発電ユニットを動かす燃料の備蓄状況から求まる発電ユニットの燃料不足による予定外停止確率と、推定した発電ユニットの故障確率とを足し合わせて、将来の発電ユニット毎の電力供給不足の発生確率Ｄ１０を算出する。算出された将来の発電ユニット毎の電力供給不足の発生確率Ｄ１０は、電力供給不足発生確率記憶手段１１６０に保存される。

次に、図１２〜図１４を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部１１１０ａの構成について説明する。
図１２は、本発明の他の実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部の構成を示すブロック図である。図１３は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部で用いるワイブル累積分布関数の説明図である。図１４は、本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部における保存データの説明図である。

第１機器故障確率推定部１１１１ａは、運転データ記憶手段２００に保存されている機器の使用年数と、保守計画記憶手段１０００に保存されている機器の保守計画と、設計情報記憶手段５００に保存されている機器の設計情報とから、第ｉ機器の故障確率Ｄ１０ａａを推定し、第１機器故障確率記憶手段１１１３ａに保存する。

第１機器故障確率推定部１１１１ａは、図１３に示したワイブル累積分布関数に従って、機器の故障確率を推定する。保守計画記憶手段１０００に保存されている保守計画が、第１機器の交換は実施されない保守計画である場合、機器の故障確率は実線Ｙ１のように推移する。第１機器が４年目に交換される保守計画である場合には、故障確率は破線Ｙ２のように推移する。

第１機器故障確率記憶手段１１１３ａには、図１４に示すように、発電所の名称，機器の名称，保守計画のＩＤ，機器の故障確率の推移が保存される。

図１０の電力取引必要量算出手段７００は、将来の電力供給不足発生確率１１７０と発電ユニット情報記憶手段５００に保存されている発電ユニットの情報から、将来の電力取引必要量Ｄ１１を算出する。非常用電源設備決定手段８００は、将来の発電ユニットの電力取引必要量Ｄ１１と、非常用電源情報記憶手段６００に保存されている非常用電源設備情報とから、将来の非常用電源設備を決定し、その結果を非常用電源設備記憶手段１２００に保存する。

予防保全計画評価手段１３００は、全ての保守計画について、保守計画を実施するためにかかる費用と、１０年間の非常用電源基本料金との合計金額を求め、その合計金額が小さい順番に並べる。非常用電源の基本料金を積算する期間は、任意に設定することができる。

ここで、図１５を用いて、本実施形態による補給電力購入計画方法に用いる図面表示手段への表示例について説明する。
図１５は、本発明の他の実施形態による補給電力購入計画方法に用いる図面表示手段への表示例の説明図である。

図面表示手段９５０には、予防保全計画評価手段１３００によって求められた全ての保守計画と、保守計画を実施するためにかかる費用（保守金額）と、１０年間の非常用電源基本料金との合計金額が表示される。

なお、図１０に示した構成では、メンテナンス会社１４が保守計画評価システム３０を保有しているが、電気事業者１１，Ａ発電所３，Ｂ発電所７が保守計画評価システム３０を保有するようにしてもよいものである。

本実施形態によれば、適正な事故時補給電力量を確保するための契約料金と、発電設備の保守料金から、発電設備の保守計画を評価することができる。

本発明の一実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法を実行するネットワークのシステム構成図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力供給不足発生確率算出手段の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部で用いるワイブル累積分布関数の説明図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部で用いる発電出力の経時変化の説明図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率算出部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力取引必要量算出手段の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力取引必要量と、実際に契約する電力取引量との関係の説明図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる図面表示部の表示例の説明図である。本発明の他の実施形態による電力小売り事業における補給電力購入計画方法を実行するネットワークのシステム構成図である。本発明の他の実施形態による補給電力購入計画方法に用いる電力供給不足発生確率推定手段の構成を示すブロック図である。本発明の他の実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部で用いるワイブル累積分布関数の説明図である。本発明の一実施形態による補給電力購入計画方法に用いる第１発電ユニット故障確率推定部における保存データの説明図である。本発明の他の実施形態による補給電力購入計画方法に用いる図面表示手段への表示例の説明図である。

符号の説明

１…サービス会社
２…通信ネットワーク
３…Ａ発電所
４…発電ユニット
５…運転データ記憶手段
６…データ送信手段
７…Ｂ発電所
８…非常用電源設備
９…データ受信手段
１０…電力ネットワーク
１１…電気事業者
１２…電力需要家
１３…電力会社
１４…メンテナンス会社
２０…電力取引必要量算出システム
３０…保守計画評価システム
１００…データ受信手段
２００…運転データ記憶手段
３００…電力供給不足発生確率算出手段
４００…データ入力手段
５００…発電ユニット情報記憶手段
６００…非常用電源設備情報記憶手段
７００…電力取引必要量算出手段
８００…非常用電源設備決定手段
９００…画面表示手段
９５０…画面表示手段
１０００…保守計画記憶手段
１１００…電力供給不足発生確率推定手段
１２００…非常用電源設備記憶手段
１３００…保守計画評価手段

Claims

電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画方法において、
少なくとも前記発電設備の運転データに基づき発電設備の故障確率を演算する工程と、
演算された該故障確率と前記発電設備の設計情報に基づき該発電設備の電力供給不足発生確率を演算する工程と、
演算された電力供給不足発生確率に基づき電力取引必要量を算出する工程と、
算出された電力取引必要量に基づき前記電気事業者が準備する電力量を算出する工程とを含み、
前記電力を発電する発電設備の運転データに基づいて、前記電気事業者が準備する電力量を算出することを特徴とする補給電力購入計画方法。
電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画システムにおいて、
少なくとも前記発電設備の運転データに基づき発電設備の故障確率を演算する手段と、
該故障確率を演算する手段により演算された該故障確率と前記発電設備の設計情報に基づき該発電設備の電力供給不足発生確率を演算する手段と、
該電力供給不足発生確率を演算する手段により演算された電力供給不足発生確率に基づき電力取引必要量を算出する手段と、
該電力取引必要量を算出する手段により算出された電力取引必要量に基づき前記電気事業者が準備する電力量を算出する手段とを備え、
前記電力を発電する発電設備の運転データに基づいて、前記電気事業者が準備する電力量を算出することを特徴とする補給電力購入計画システム。
電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画方法において、
前記電力を発電する発電設備の運転データに基づき発電設備の故障確率を演算する工程と、
前記電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、前記電気事業者が準備する電力量を算出する工程とを備えることを特徴とする補給電力購入計画方法。
電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画システムにおいて、
前記電力を発電する発電設備の運転データに基づき発電設備の故障確率を演算する手段と、
前記電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、前記電気事業者が準備する電力量を算出する手段とを備えることを特徴とする補給電力購入計画システム。
電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画方法において、
前記電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、該発電設備の電力供給不足発生確率を演算する工程と、
演算された電力供給不足発生確率に基づき、前記電気事業者が準備する電力量を算出する工程とを備えることを特徴とする補給電力購入計画方法。
電気事業者から送電網を介して電力使用者へ供給する電力が不足した場合に前記電気事業者が準備する電力量を算出する補給電力購入計画システムにおいて、
前記電力を発電する発電設備の故障確率に基づき、該発電設備の電力供給不足発生確率を演算する手段と、
演算された電力供給不足発生確率に基づき、前記電気事業者が準備する電力量を算出する手段とを備えることを特徴とする補給電力購入計画方法。