JP4726724B2

JP4726724B2 - 発電機出力量決定装置、方法、及びプログラム

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Publication number: JP4726724B2
Application number: JP2006185884A
Authority: JP
Inventors: 啓吾井上
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-07-05
Also published as: JP2008017614A

Description

この発明は、発電機の単位時間毎の出力量を決定する発電機出力量決定装置、方法、及びプログラムに関する。

電気事業者においては、ガス火力発電所、石油火力発電所、石炭火力発電所、原子力発電所、水力発電所等における様々な種類の発電機における燃料費が全体として安くなるように発電機を運用する必要がある。また、電気事業者においては、電気事業法改正により電力自由化が進む中で、燃料費を削減することにより価格競争力を高めることが以前にも増して重要となってきている。

発電機の効率的な運用方法として、特許文献１には、全発電機の起動停止時刻が既に決定している段階で、各時刻の所要電力需要をまかない、全発電機の燃料費が全体として最小となるように各発電機の単位時間毎の出力量を決定する方法が開示されている。
特開２００１−３７０８７号報特開２００６−３４００４号報

ところで、ガス火力発電機の燃料である天然ガス等のように長期購入契約等により受入量が予め定められている燃料については、その受入量に応じた消費予定量に基づいて消費計画が立てられている。一方、石油や石炭等の燃料は、スポット市場で購入することが可能であるので受入量を予め定めておく必要がなく、需要量に応じてその都度調達している。そこで、このように燃料の調達及び消費の態様が一様でないことを考慮した上で、全ての発電機燃料費が全体として最小となるように各発電機の運転計画を立てる必要がある。

こうした課題への取り組みとして、特許文献２には、石油や石炭等の燃料を用いた場合の増分燃料費が所定の価格以上である時間帯において、消費予定量に天然ガスを用いて発電するように電力需給計画を立てることで、燃料費が全体として最小とする発電機出力量決定装置が開示されている。

一方、本発明は、このような課題に対して、天然ガス等受入量が定められている燃料の価格を実価格とは別の仮想価格を設定した上で、燃料費の安い発電機から順に用いるように電力需給計画を作成することにより、予め定められた燃料受入量の範囲内で燃料費を全体として最小とする発電機出力量決定装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の発明は、受入時期及び各受入時期での受入量が予め定められている第一の燃料を用いて発電する第一の発電機の出力量と受入量が予め定められていない第二の燃料を用いて発電する第二の発電機の出力量とを決定する発電機出力量決定装置であって、
ＣＰＵ及びメモリと、
前記メモリに設けられた記憶領域である燃料残存量記憶部、必要発電量記憶部及び燃料費記憶部と、
前記ＣＰＵが、前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される燃料制約判定部及び発電機出力量決定部と、
を備え、
前記燃料残存量記憶部は、前記第一の燃料の残存量の上限値と下限値とを記憶し、
前記必要発電量記憶部は、各受入時期からその次の受入時期までの単位時間毎の必要発電量を記憶し、
前記燃料費記憶部は、それぞれ複数ある第一及び第二の各発電機の単位出力当りの燃料費を各発電機と関係付けて記憶し、
前記発電機出力量決定部は、前記燃料費記憶部に記憶された各発電機の燃料費に基づき燃料費の合計が最小となるように前記必要発電量記憶部に記憶されている前記単位時間毎の必要発電量を満たす前記第一及び第二の各発電機の前記単位時間毎の出力量を決定し、
前記燃料制約判定部は、前記発電機出力量決定部で決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値を上回っているかどうかを判定し、
前記燃料制約判定部による判定の結果、前記残存量に前記受入量を加えた量が前記上限値を上回る場合には、前記燃料費記憶部は、記憶している第一の燃料の燃料費を所定の価格分引下げた価格を記憶し、
一方、前記残存量が前記下限値を下回る場合には、前記燃料費記憶部は、記憶している第一の燃料の燃料費を所定の価格分引上げた価格を記憶し、
前記発電機出力量決定部は、前記新たに記憶した燃料費価格に基づいて各発電機の出力量を再度決定し、
前記燃料制約判定部は、前記発電機出力量決定部が再度決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値を上回っているかどうかを再度判定し、
前記発電機出力量決定部は、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値以上となり、かつ、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値以下となるまで、前記燃料費価格の変更と前記各発電機出力量の決定と前記判定とを繰り返して各発電機の出力量を決定すること、
を特徴とする発電機出力量決定装置である。

第２の発明は、第１の発明に記載の発電機出力量決定装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域である運用制約記憶部を備え、
前記運用制約記憶部は、前記第一の発電機及び前記第二の発電機における出力量の上下限や点検作業による停止期間等の運用制約を記憶し、
前記発電機出力量決定部は、複数の前記第一及び第二の発電機の夫々における前記単位時間毎の出力量を、前記運用制約記憶部に記憶されている前記第一及び第二の発電機における前記運用制約に基づいて決定し、
前記発電機出力量決定部は、前記第一及び第二の発電機の前記単位時間毎の出力量を、前記運用制約記憶部に記憶されている前記第一及び第二の発電機における前記運用制約に基づいて決定すること、
を特徴とする発電機出力量決定装置である。

第３の発明は、第１または第２の発明に記載の発電機出力量決定装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域である需要量記憶部及びベース発電量記憶部と、
前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される必要発電量決定部と、
を備え、
前記需要量記憶部は、過去の実績に基づく前記単位時間毎の電力需要量を記憶し、
前記ベース発電量記憶部は、前記単位時間毎の所定の発電量であるベース発電量を記憶し、
前記必要発電量決定部は、前記需要量記憶部に記憶されている前記単位時間毎の電力需要量から前記ベース発電量記憶部に記憶されている前記単位時間毎のベース発電量を差引いた電力量を前記単位時間毎の必要発電量として前記必要発電量記憶部に記録すること、
を特徴とする発電機出力量決定装置である。

本発明によれば、天然ガス等受入量が定められている燃料の価格を実価格とは別の仮想価格を設定した上で、燃料費の安い発電機から順に用いるように電力需給計画を作成ことで、予め定められた燃料受入量の範囲内で燃料費が全体として最小とする発電機出力量決定装置、方法及びプログラムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態である発電機出力量決定装置１を含んで構成される発電機の出力量を決定する情報処理システムの全体構成を示す図である。発電機出力量決定装置１は、ＰＣサーバ、ワークステーション、又はメインフレーム等のコンピュータである。

ガス火力発電所には、ＬＮＧ（液化天然ガス）を燃料とする発電機２,３（本発明における「第一の発電機」に該当）が設定されている。発電機２,３は、例えば、ガスタービン及び蒸気タービンを備えるガス複合火力発電システムにおける発電機であるが、ガスタービン発電（オープン・サイクル）や汽力発電のいずれでもよい。

この他に、石油火力発電所、石炭火力発電所等の火力発電所には、発電機４〜７(本発明)における「第二の発電機」に該当）が設置されている。また、水力発電所、原子力発電所、揚水式水力発電所等に発電機８〜１３が設置されている。そして、各発電機２〜１３の出力量は、発電機出力量決定装置１の決定に基づいて制御されている。

図２は、発電機出力量決定装置１のハードウェア構成を示す図である。発電機出力量決定装置１は、ＣＰＵ２０、メモリ２１、記憶装置２２、記録媒体読取装置２３、通信インターフェース２４、入力装置２５、及び出力装置２６等を備えている。

記憶装置２２に記憶されているプログラムがメモリ２１に順次格納され、ＣＰＵ２０はメモリ２１に格納されたプログラムを実行する。ここで、記憶装置２２とは例えばハードディスクドライブ等である。また、記録媒体読取装置２３は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体２７に記録されたプログラムを読み取り、記憶装置２２に格納することもできる。

通信インターフェース２４は、ネットワークを介して他のコンピュータとデータの送受信を行うためのインターフェースである。他のコンピュータとは、例えば、各発電所に設置された発電機２〜１３を制御するためのコンピュータ（不図示）等である。入力装置２５とは、キーボードやマウス等である。また、出力装置２６とは、ディスプレイやプリンタ等である。

＝＝＝機能構成＝＝＝
図３は、発電機出力量決定装置１が備える機能の構成を示す図である。発電機出力量決定装置１は、需要量算出部３０、必要発電量決定部３１、発電機出力量決定部３２、燃料制約判定部３３、実績データ記憶部３５、需要量記憶部３６、ベース発電量記憶部３７、必要発電量記憶部３８、燃料費記憶部３９、燃料残存量記憶部４０、及び運用制約記憶部４１を備えている。なお、各機能部３０〜３３は、ＣＰＵ２０がメモリ２１に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。また、各記憶部３５〜４１は、メモリ２１または記憶装置２２を用いて実現される。

需要量算出部３０は、過去の電力需要量等に基づいて、単位時間（例えば１時間）毎の電力需要量を算出する。そして、需要量算出部３０によって算出された単位時間毎の需要量は需要量記憶部３６に記憶される。なお、過去の実績に基づく単位時間毎の電力需要量は実績データ記憶部３５に記憶されている。

必要発電量決定部３１は、単位時間毎の必要発電量を決定する。そして、必要発電量決定部３１によって決定された単位時間毎の必要発電量は必要発電量記憶部３８に記憶される。なお、必要発電量とは、単位時間毎の電力需要量から単位時間毎のベース発電量を差引いた電力量である。ベース発電量は、水力発電や原子力発電によって得られる電力量や他社の発電所から受電する電力量等による単位時間毎の所定の発電量であり、ベース発電量記憶部３７に記憶されている。ここで、水力発電によるベース発電量は、例えば、実績データ記憶部３５に記憶されている過去の水力発電の発電量の実績に基づいて求めることもできる。また、ベース発電量には、ＬＮＧを貯蔵しているタンク内で外熱により蒸発して発生するボイルオフガス（以下、「ＢＯＧ」と言う）による発電量も含まれている。

発電機出力量決定部３２は、火力発電所の発電機２〜７を用いて必要発電量記憶部３８に記憶された必要発電量を補う場合の、各発電機２〜７の単位時間毎の出力量を決定する。ここで、各発電機２〜７の出力量は、等増分燃料費法を用いる等して、燃料費の安い発電機から順に出力量を割り当てる。等増分燃料費法とは、各発電機の出力量を変化させたときの燃料費の変化量（増分燃料費）が全発電機において等しくなるように各発電機の出力量を配分する方法である。なお、各発電機２〜７の燃料費は、過去の発電運転の実績及び石油・石炭・天然ガス等のエネルギー購入価格に基づいて予め算出されて、燃料費記憶部３９に記憶されている。

また、特許文献１に開示されているように、出力量の上下限、点検操作による停止期間、潮流制約等の運用制約を考慮して各発電機２〜７の出力量を決定するように発電機出力量決定部３２を構成することも可能である。なお、各種の運用制約は、運用制約記憶部４１に記憶されている。

燃料制約判定部３３は、発電機出力量決定部３２がガス火力発電所の発電機２〜３に割り当てた出力量（以下、「ガス発電割当出力量」という）を発電するのに必要な天然ガスの量が、燃料残存量記憶部４０に記憶されている天然ガスの燃料残存量の上限値と下限値との間に収まっているか、上回っているか、又は下回っているか、を判定する。

図４は、ＬＮＧのタンクレベルの推移を示す図である。通常、ＬＮＧは長期購入契約等により年間の受入量が定められている。ＬＮＧを貯蔵するタンクには上限４３と下限４４が定められている。また、ＬＮＧ受入量４６が長期購入契約等により事前に決まっている場合は、ＬＮＧ受入直前はタンク下限４４を下回らず、かつＬＮＧ受入時はタンク上限４３を上回らないようにしなければならない。よって、例えば折れ線４５に示すように上限４３及び４４の範囲においてＬＮＧの受入及び消費を行う必要がある。

より具体的には、次回のＬＮＧ受入時のＬＮＧタンクレベルは、タンク下限４４以上でなければならないので、前回ＬＮＧ受入から次回ＬＮＧ受入までの間に最大限消費できるＬＮＧ量は、タンクレベル４７からタンクレベル４８の差分に相当するＬＮＧ量である。一方、次回のＬＮＧ受入時のＬＮＧタンクレベルは、ＬＮＧ受入量４６ｂを受入れてもタンク上限４３以下に収まらなければならないので、前回ＬＮＧ受入から次回ＬＮＧ受入までの間に最小限消費しなければならないＬＮＧ量は、タンクレベル４７からタンクレベル４９の差分に相当するＬＮＧ量である。したがって、上述の燃料残存量記憶部４０に記憶されている天然ガスの燃料残存量の上限値とはタンクレベル４９に相当する残存量であり、下限値とはタンクレベル４８に相当する残存量である。

図５は、発電所における発電機の補修計画を示す図である。この補修計画においては、自社の発電所の発電機における補修期間４８や他社の発電所の発電機における補修期間４９が定められている。補修期間中にある発電機は使用することができないため、発電機出力量決定装置１は、補修期間を考慮した上で各発電機２〜１３の出力量を決定する必要がある。この補修期間に関するデータは、運用制約記憶部４１に記憶されている。なお、運用制約記憶部４１には、発電機の補修期間以外に、発電機の出力量の上下限や潮流制約等も記憶されている。

＝＝＝電力需給計画の流れ＝＝＝
次に火力発電所２〜７の出力量を決定する電力需給計画の流れについて説明する。図６は、発電機出力量決定装置１が各発電機２〜７のＬＮＧのある受入時点から次の受入時点までの期間の出力予定量を決定する流れを示すフローチャートである。まず、需要量算出部３０が、実績データ記憶部３５に記憶されている過去の需要量の実績に基づき、当該期間の毎日について単位時間（例えば、１時間）毎に予測される需要量を算出し（Ｓ６０１）、算出した需要量を当該期間分について需要量記憶部３６に記録する（Ｓ６０２）。需要量は、例えば、月別に想定した最大電力及び電力量と過去数年間の同日（土休日については近傍の該当日）の需要量の平均値等とを用いて、時間毎の需要量に展開して算出する。図７は、このようにして予測されたある１日の単位時間毎の需要量５５を示す図である。さらに、需要量算出部３０は、実績データ記憶部３５に記憶されている過去の水力発電による電力量の実績に基づき、水力発電による単位時間毎の予測される電力量を当該期間分について算出する（Ｓ６０３）。この水力発電の電力量の算出にあたっても、例えば、過去３年間の同日（土休日については近傍の該当日）の電力量の平均値等を用いることができる。図８は、このようにして予測された水力発電による単位時間毎の電力量５６を示している。水力発電による電力量５６には、自社の水力発電８,９の出力量５７と他社の水力発電から供給される出力量５８とが含まれている。そして、需要量算出部３０は、当該期間分について算出した水力発電による電力量５６をベース発電量記憶部３７に記憶されているベース発電量に加算する（Ｓ６０４）。

図９は、ベース発電量記憶部３７に記憶されている単位時間毎のベース発電量５９を示す図である。ベース発電量５９には、需要量算出部３０が算出した水力発電による電力量５７,５８の他に、原子力発電による発電量６０やＬＮＧのＢＯＧを用いたガス火力発電による発電量６１等が含まれている。そして、必要発電量決定部３１は、需要量５５からベース発電量５９を差引いて単位時間毎の不足量６２を発電機２〜７による必要発電量（以下、「必要発電量」という）として算出し（Ｓ６０５）、必要発電量として必要発電量記憶部３８に記録する（Ｓ６０６）。

次に、発電機出力量決定部３２は、当該期間分について必要発電量を満たすように火力発電所の発電機２〜７の単位時間毎の出力量を決定し、これらを集計して当該期間における発電機２〜７の出力量を決定する（Ｓ６０７）。図１０は、必要発電量を満たすように決定された発電機２〜７の出力量を示す図である。この出力量には、最低出力量６３と増分出力量６４とが含まれている。最低出力量６３は、発電機２〜７を使用する際の出力量の下限であり、運用制約記憶部４１に記憶されている。また、増分出力６４は、必要発電量から最低出力量６３を差引いた電力量であり、等増分燃料費法等により各発電機２〜７に配分される。なお、発電機出力量決定部３２は、出力量の下限に限らず、運用制約記憶部４１に記憶されている他の運用制約を考慮した上で、各発電機２〜７の出力量を決定することとしてもよい。

燃料制約判定部３３は、ＢＯＧ消費分を含む発電機２，３によってＬＮＧが消費されることによっても、ＬＮＧタンクレベルがＬＮＧタンクレベルの下限４４以上となっているかを判定する（Ｓ６０８）。また、ＬＮＧ受入直前のＬＮＧタンクレベルにＬＮＧ受入量を加えた量がタンク上限４３以下となっているか、すなわち、ＬＮＧを受入れてもタンク上限４３以下となっているか、を判定する（Ｓ６１０）。

もし、ガス発電割当出力量でのＬＮＧの消費により、ＬＮＧタンクレベルがタンク下限４４を下回っていると判定された場合（Ｓ６０８：ＮＯ）は、ガス発電割当出力量を減少させる必要がある。よって、既に燃料費記憶部３９に記憶されている天然ガスの燃料価格より所定の価格分（例えば、１銭／ＭＭＢＴＵ）高い仮想的な価格を入力し、燃料費記憶部３９に記憶されている天然ガスの燃料価格を更新する（Ｓ６０９）。

一方、もし、ガス発電割当出力量でのＬＮＧの消費により、ＬＮＧ受入直前のＬＮＧタンクレベルにＬＮＧ受入量を加えた量がタンク上限４３を上回っていると判定された場合（Ｓ６１０：ＮＯ）は、ガス発電割当出力量を増加させる必要がある。よって、既に燃料費記憶部３９に記憶されている天然ガスの燃料価格よりも所定の価格分（例えば、１銭／ＭＭＢＴＵ）安い仮想的な価格を入力し、燃料費記憶部３９に記憶されている天然ガスの燃料価格を更新する（Ｓ６１１）。

なお、ここでのガス燃料価格更新の操作は、操作者が手入力で行ってもよいし、燃料制約判定部３３での判定結果を踏まえて発電機出力量決定部３２が行うこととしてもよい。

これらの改めて入力された天然ガスの仮想価格に基づいて、再度、前回のＬＮＧ受入時に遡って発電機出力量決定部３２で改めて各発電機の出力量を決定する（Ｓ６０７）。そして、ガス発電割当出力量でのＬＮＧの消費によりＬＮＧタンクレベルがタンク下限４４以上となっているか（Ｓ６０８）、またＬＮＧ受入直前のＬＮＧタンクレベルにＬＮＧ受入量を加えた量がタンク上限４３以下となっているか（Ｓ６１０）、を再度、判定する。もし、収まっていなければ、再度、Ｓ６０７〜Ｓ６１１の手順を繰り返す。

ところで、もし、ガス発電割当出力量でのＬＮＧの消費により、ＬＮＧタンクレベルがタンク下限４４以上となっており（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、かつＬＮＧ受入直前のＬＮＧタンクレベルにＬＮＧ受入量を加えた量がタンク上限４３以下となっている（Ｓ６１０：ＹＥＳ）と判定された場合は、ガス発電割当出力量は適切であると判定でき、この発電機２〜７の単位時間毎の出力量で最終決定となる。

このように、Ｓ６０１〜Ｓ６１１の処理によって定められた所定の期間の電力需給計画に基づいて、各発電機２〜７の出力量が制御される。図１１は、発電機出力量決定部３２により決定された発電機２〜７の出力量を示す図である。なお、ＬＮＧ出力量６５は、図４に示されたＬＮＧタンク下限を下回らない範囲において発電可能な出力量である。

自然災害や発電所トラブル等の不測の事態等により電力需給計画を見直す必要がある場合は、直前のＬＮＧ受入時まで遡及して再計算すれば、電力需給計画を補正することができる。

＝＝＝揚水式水力発電等での実施＝＝＝
ところで、発電機出力量決定装置１は、ＬＮＧの運用範囲のみならず、揚水式水力発電機の運用範囲を考慮して実施することも可能である。図１２は、揚水式水力発電を用いた場合の各発電機の出力量を示している。まず、電力需要が少なく増分燃料費の安い時間帯に火力発電等による電力７５を用いて揚水を行う。そして、増分燃料費の高い時間帯に水力による発電によって得られる電力７６を割り当てる。ここで、揚水式水力発電で得られる出力量は、上部貯水池に貯えられた水量に応じて発電可能な出力量に限られるので、揚水式水力発電をタイミングよく稼動させる必要がある。そこで、発電機出力量決定装置１を用いれば、揚水式水力発電による発電を最適の時間帯で行う電力需給計画を作成することができる。

上述したように、等増分燃料費法等を用いて燃料費の安い各発電機へ優先的に出力量を割り当てることで電力需給計画を作成する場合、天然ガス等受入量が予め定められている燃料について運用範囲に収まらなければ、たとえその電力需給計画が計算上、各発電機の燃料費が全体として最小となっていても、実施不可能である。しかし、天然ガス等受入量が定められている燃料の価格を実価格とは別の仮想価格を設定して電力需給計画を作成する発電機出力量決定装置１を用いれば、天然ガス等受入量が予め定められている燃料について運用範囲に収めつつ、各発電機の燃料費が全体として最小となる電力供給計画を作成することができる。

また、発電機出力量決定部３２及び燃料制約判定部３３は、運用制約記憶部４１に記憶された運用制約に基づいて各発電機２〜７の単位時間毎の出力量を決定する。これにより、出力量の上下限や点検作業による停止期間等の運用制約を考慮した上で、ＬＮＧの消費予定量を満たし、全体として燃料費を最小とする電力需給計画を作成できる。

さらに、発電機出力量決定装置１は、需要量記憶部３６に記憶された電力需要量からベース発電量記憶部３７に記憶されたベース発電量を差し引いた電力量である不足量６２を必要発電量として必要発電量記憶部３８に記録する必要発電量決定部３１を備えている。したがって、過去の実績に基づいて単位時間毎の電力需要量を求めるだけで、電力需要量から原子力発電や水力発電、石炭による火力発電等によるベース発電量を差引いた必要発電量を求めることができる。つまり、電力需要量およびＬＮＧの消費予定量を満たし、全体として燃料費を最小とする電力需給計画を立てることができる。

なお、発電機出力量決定装置１は、新たに製造してもよいが、既存の発電機出力量決定装置に仮想価格等を追加することで製造することも可能である。すなわち、既存の装置を活用できることも本発明の特長である。

発電機出力量決定装置１は、燃料費を最小化する発電機の出力量の割振り以外にも、さまざまな計画立案の際のシミュレーションにも用いることができる。例えば、天然ガスの購入は、天然ガスのスポット市場が未発達である現状においては長期購入契約で購入するのが一般的であるが、長期固定の契約であるためにエネルギー市況変化に係るリスクがあり、慎重な判断が求められる。そこで、発電機出力量決定装置１によるシミュレーションで、現在電気事業者が保有する発電設備においての火力発電の燃料源である石炭・石油・天然ガスの価格競争力分析や、石炭・石油の市況価格の変化による天然ガスの必要量の変化に係る感度分析を行うことができ、天然ガス購入契約をすればエネルギー市況変化に係るリスクを減らすことできる。

また、例えば、発電機出力量決定装置１は、発電所における発電機の補修計画作成にも用いることができる。すなわち、各発電機の補修時期について幾つかのパターンを作成した上で、発電機出力量決定装置１を用いたシミュレーションを行う。そして、それぞれのパターンについてのシミュレーション結果を比較することで、全体として燃料費を最小とすることができる発電機の補修時期に係るパターンを選定することができる。

さらには、発電機出力量決定装置１は、電源開発計画の作成において、最適な天然ガス発電や揚水式水力発電の出力量等最適な電源構成を検討することができる。すなわち、将来の電力需要シナリオに対応する電力供給における電源構成について、幾つかのパターンを作成した上で、感度分析等を含め、発電機出力量決定装置１を用いてシミュレーションを行う。そして、それぞれのパターンについてのシミュレーション結果を比較することで、エネルギー価格変動に対するリスクを最小化しつつ、全体として燃料費を最小とすることができる将来の電源構成を検討することができる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の一実施形態である発電機出力量決定装置１を含んで構成される発電機の出力量を決定する情報処理システムの全体構成を示す図である。発電機出力量決定装置１のハードウェア構成を示す図である。発電機出力量決定装置１が備える機能の構成を示す図である。ＬＮＧのタンクレベルの推移を示す図である。発電所における発電機の補修計画を示す図である。発電機出力量決定装置１が各発電機の所定の期間の出力予定量を決定する流れを示すフロー図である。ある１日の単位時間毎の電力需要量を示す図である。水力発電による単位時間毎の電力量を示す図である。単位時間毎のベース発電量を示す図である。

ＬＮＧを用いる発電機の出力量を示す図である。
電力需要量とベース発電量との差分を満たすように決定された発電機の出力量を示す図である。発電機出力量決定部３２により決定された発電機の出力量を示す図である。発電機出力量決定部３２により決定された発電機の出力量であって、揚水式水力発電を用いる場合を示す図である。

符号の説明

１発電機出力量決定装置
２〜１３発電機２０ＣＰＵ
２１メモリ２２記憶装置
２３記憶媒体読取装置２４通信インターフェース
２５入力装置２６出力装置
２７記録媒体３０需要量算出部
３１必要発電量決定部３２発電機出力量決定部
３３燃料制約判定部３５実績データ記憶部
３６需要量記憶部３７ベース発電量記憶部
３８必要発電量記憶部３９燃料費記憶部
４０燃料残存量記憶部４１運用制約記憶部

Claims

受入時期及び各受入時期での受入量が予め定められている第一の燃料を用いて発電する第一の発電機の出力量と受入量が予め定められていない第二の燃料を用いて発電する第二の発電機の出力量とを決定する発電機出力量決定装置であって、
ＣＰＵ及びメモリと、
前記メモリに設けられた記憶領域である燃料残存量記憶部、必要発電量記憶部及び燃料費記憶部と、
前記ＣＰＵが、前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される燃料制約判定部及び発電機出力量決定部と、
を備え、
前記燃料残存量記憶部は、前記第一の燃料の残存量の上限値と下限値とを記憶し、
前記必要発電量記憶部は、各受入時期からその次の受入時期までの単位時間毎の必要発電量を記憶し、
前記燃料費記憶部は、それぞれ複数ある第一及び第二の各発電機の単位出力当りの燃料費を各発電機と関係付けて記憶し、
前記発電機出力量決定部は、前記燃料費記憶部に記憶された各発電機の燃料費に基づき燃料費の合計が最小となるように前記必要発電量記憶部に記憶されている前記単位時間毎の必要発電量を満たす前記第一及び第二の各発電機の前記単位時間毎の出力量を決定し、
前記燃料制約判定部は、前記発電機出力量決定部で決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値を上回っているかどうかを判定し、
前記燃料制約判定部による判定の結果、前記残存量に前記受入量を加えた量が前記上限値を上回る場合には、前記燃料費記憶部は、記憶している第一の燃料の燃料費を所定の価格分引下げた価格を記憶し、
一方、前記残存量が前記下限値を下回る場合には、前記燃料費記憶部は、記憶している第一の燃料の燃料費を所定の価格分引上げた価格を記憶し、
前記発電機出力量決定部は、前記新たに記憶した燃料費価格に基づいて各発電機の出力量を再度決定し、
前記燃料制約判定部は、前記発電機出力量決定部が再度決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値を上回っているかどうかを再度判定し、
前記発電機出力量決定部は、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値以上となり、かつ、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値以下となるまで、前記燃料費価格の変更と前記各発電機出力量の決定と前記判定とを繰り返して各発電機の出力量を決定すること、
を特徴とする発電機出力量決定装置。
請求項１に記載の発電機出力量決定装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域である運用制約記憶部を備え、
前記運用制約記憶部は、前記第一の発電機及び前記第二の発電機における出力量の上下限や点検作業による停止期間等の運用制約を記憶し、
前記発電機出力量決定部は、複数の前記第一及び第二の発電機の夫々における前記単位時間毎の出力量を、前記運用制約記憶部に記憶されている前記第一及び第二の発電機における前記運用制約に基づいて決定し、
前記発電機出力量決定部は、前記第一及び第二の発電機の前記単位時間毎の出力量を、前記運用制約記憶部に記憶されている前記第一及び第二の発電機における前記運用制約に基づいて決定すること、
を特徴とする発電機出力量決定装置。
請求項１または２に記載の発電機出力量決定装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域である需要量記憶部及びベース発電量記憶部と、
前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される必要発電量決定部と、
を備え、
前記需要量記憶部は、過去の実績に基づく前記単位時間毎の電力需要量を記憶し、
前記ベース発電量記憶部は、前記単位時間毎の所定の発電量であるベース発電量を記憶し、
前記必要発電量決定部は、前記需要量記憶部に記憶されている前記単位時間毎の電力需要量から前記ベース発電量記憶部に記憶されている前記単位時間毎のベース発電量を差引いた電力量を前記単位時間毎の必要発電量として前記必要発電量記憶部に記録すること、
を特徴とする発電機出力量決定装置。
受入時期及び各受入時期での受入量が予め定められている第一の燃料を用いて発電する第一の発電機の出力量と受入量が予め定められていない第二の燃料を用いて発電する第二の発電機の出力量とを、前記第一の燃料の燃料残存量の上限値及び下限値と各受入時期からその次の受入時期までの単位時間毎の必要発電量とが記憶され、かつ各発電機の単位出力当りの燃料費が各発電機と関連付けて記憶されているメモリを備える発電機出力量決定装置を用いて決定する方法であって、
前記発電機出力量決定装置が、
前記メモリに記憶された各発電機の燃料費に基づき燃料費の合計が最小となるように前記メモリに記憶されている前記単位時間毎の必要発電量を満たす前記第一及び第二の各発電機の前記単位時間毎の出力量を決定し、
前記決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記メモリに記憶されている前記燃料残存量の下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記メモリに記憶されている前記残存燃料量の上限値を上回っているかどうかを判定し、
前記判定の結果、前記残存量に前記受入量を加えた量が前記上限値を上回る場合には前記メモリに記憶されている第一の燃料の燃料費を所定の価格分引下げた価格を再入力して前記メモリに記憶させ、
一方、前記残存量が前記下限値を下回る場合には前記メモリに記憶されている第一の燃料の燃料費を所定の価格分引上げた価格を再入力して前記メモリに記憶させ、
前記新たに記憶した燃料費価格に基づいて各発電機の出力量を再度決定し、
前記再度決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記メモリに記憶されている前記燃料残存量の下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記メモリに記憶されている前記残存燃料量の上限値を上回っているかどうかを再度判定し、
前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値以上となり、かつ、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値以下となるまで、前記燃料費価格の変更と前記各発電機出力量の決定と前記判定とを繰り返して各発電機の出力量を決定すること、
を特徴とする発電機出力量決定方法。
受入時期及び各受入時期での受入量が予め定められている第一の燃料を用いて発電する第一の発電機の出力量と受入量が予め定められていない第二の燃料を用いて発電する第二の発電機の出力量とを、前記第一の燃料の燃料残存量の上限値及び下限値と各受入時期からその次の受入時期までの単位時間毎の必要発電量とが記憶され、かつ各発電機の単位出力当りの燃料費が各発電機と関連付けて記憶されているメモリを備える発電機出力量決定装置に実行させるプログラムであって、
前記発電機出力量決定装置に、
前記メモリに記憶された各発電機の燃料費に基づき燃料費の合計が最小となるように前記メモリに記憶されている前記単位時間毎の必要発電量を満たす前記第一及び第二の各発電機の前記単位時間毎の出力量を決定するステップと、
前記決定した前記第一の各発電機の出力量を発電することによる燃料の残存量が前記メモリに記憶されている前記燃料残存量の上限値と下限値との間に収まっているかどうかを判定するステップと、
前記決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記メモリに記憶されている前記燃料残存量の下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記メモリに記憶されている前記残存燃料量の上限値を上回っているかどうかを判定するステップと、
前記判定の結果、前記残存量に前記受入量を加えた量が前記上限値を上回る場合には前記メモリに記憶されている第一の燃料の燃料費を所定の価格分引下げた価格を再入力して前記メモリに記憶させるステップと、
一方、前記残存量が前記下限値を下回る場合には前記メモリに記憶されている第一の燃料の燃料費を所定の価格分引上げた価格を再入力して前記メモリに記憶させるステップと、
前記新たに記憶した燃料費価格に基づいて各発電機の出力量を再度決定するステップと、
前記再度決定した前記第一の各発電機の出力量を発電するのに必要な前記第一の燃料の消費量に基づいて、前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記メモリに記憶されている前記燃料残存量の下限値を下回っているかどうか、及び、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記メモリに記憶されている前記残存燃料量の上限値を上回っているかどうかを再度判定するステップと、
前記受入時期における燃料の受入直前の前記第一の燃料の残存量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている下限値以上となり、かつ、当該残存量に前記受入量を加えた量が前記燃料残存量記憶部に記憶されている上限値以下となるまで、前記燃料費価格の変更と前記各発電機出力量の決定と前記判定とを繰り返して各発電機の出力量を決定するステップと、
を実行させることを特徴とする発電機出力量決定に係るプログラム。