JP5842994B2 - 運転計画作成方法、運転計画作成プログラムおよび運転計画作成装置 - Google Patents
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Description
<運用形態の一例>
図1は、蓄電池の運転計画に基づく運用形態の一例を示す説明図である。図1において、電力系統101は、例えば、住宅やマンション、ビル、店舗、施設などの建造物に設置され、これらの建造物に電力を供給する。電力系統101は、発電装置111と、蓄電池112と、パワーコンデョショナ(Power Conditioning System、以下、「PCS」)113と、電力計114と、が接続されて構成される。電力系統101は、発電装置111からの電力により充電されるとともに電力需給に応じて放電する蓄電池112とを有する発電システムである。
図5は、運転計画作成システム103を構成するコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図5に示すように、コンピュータ500は、各種演算処理を実行するCPU501と、ユーザからデータの入力を受け付ける入力装置502と、モニタ503とを有する。また、コンピュータ500は、記憶媒体からプログラム等を読み取る媒体読み取り装置504と、他の装置とデータの授受を行うネットワークインターフェース装置505とを有する。また、コンピュータ500は、各種情報を一時記憶するRAM(Random Access Memory)506と、ハードディスク装置507とを有する。また、各装置501〜507は、バス508に接続される。
つぎに、作成装置の機能について説明する。作成装置は、図1に示した運転計画作成システム103に含まれる、運転計画の作成機能を実現するコンピュータである。具体的には、作成装置は、太陽光発電との併用により、需要のピークカットを狙う蓄電池112の運用に関し、早期対策を実施するための運転計画修正ルールを作成するコンピュータである。例えば、1日のはじめに、最新の気象予報に基づいて作成した蓄電池112の当初運転計画を、気象予報の更新タイミングにあわせて定期修正時刻に修正することを前提に、定期修正時刻以前の各時点の状況に応じて対策を実施するための運転計画修正ルールを作成する。定期修正時刻としては、具体的には、昼頃、例えば、13時が挙げられる。
つぎに、要対策度算出部611による要対策度算出例について説明する。上述したように、要対策度算出部611は、当初運転計画を定期修正時刻より早い時間帯に修正することが必要かどうか評価するために、同一の需給シナリオに対して異なる修正時刻による2種類のシミュレーションを実行する。このシミュレーションは、与えられた需給シナリオと修正時刻において得られる効果(例えばピークカット効果、環境負荷低減効果、コスト削減効果)を見積もるシミュレーションである。ここで、修正時刻とは、早期対策時刻または定期修正時刻である。
つぎに、要対策シナリオ分類部613による要対策シナリオ分類例について説明する。要対策シナリオには、必要とされる対策が大きく異なるシナリオが混在する場合がある。例えば、当初運転計画における放電基準値に対して放電基準値を高くするような対策の場合には放電を抑える意味があり、放電基準値を低くするような対策の場合には放電を起こりやすくする意味がある。この場合、日射量や気温、需要などを用いた識別条件によって要対策シナリオ群が識別できたとしても、上記のように放電を抑える対策と起こりやすくする対策が混在していると、対策を1つに定めることができない。
つぎに、識別条件作成部614による識別条件の作成例について説明する。識別条件作成部614は、要対策シナリオ分類部613により分類された複数の早期対策対象シナリオ群の各々の早期対策対象シナリオ群について、識別条件を作成する。具体的には、識別条件作成部614は、処理対象の早期対策対象シナリオ群に属すべきシナリオか否かを判別するための判別モデルを作成する。
つぎに、出力情報作成部602による修正運転計画の作成例について説明する。出力情報作成部602は、識別条件が明らかになった要対策シナリオ群に対する修正運転計画を作成する。出力情報作成部602は、早期対策対象シナリオ群の各々に対して作成された識別条件を順々に処理対象として選択し、下記の処理を行う。
図16は、作成装置600による処理手順の一例を示すフローチャートである。作成装置600は、早期対策対象シナリオ抽出部601により、早期対策対象シナリオ抽出処理を実行し(ステップS1601)、出力情報作成部602により出力情報作成処理を実行する(ステップS1602)。
つぎに、実施の形態2について説明する。実施の形態1では、図12に示したように、作成装置600は、要対策度が抽出された要対策シナリオの修正後の最適な運転計画が当初運転計画以上であるか否かにより分類した。これに対し、実施の形態2では、作成装置600は、回帰木を構築し、構築した回帰木により要対策シナリオを分類し、回帰木を用いて識別条件を作成する。なお、実施の形態2において、要対策シナリオ分類部613、識別条件作成部614、および出力情報作成部602が実施の形態1と異なるが、それ以外は実施の形態1と同一である。したがって、実施の形態2では、要対策シナリオ分類部613、識別条件作成部614、および出力情報作成部602について説明する。まず、実施の形態2の要対策シナリオ分類部613について説明する。
要対策シナリオ分類部613は、回帰木により、早期対策時刻に利用可能なデータの値が類似し、かつ、対策(各シナリオにとって最適な修正運転計画)の違いが所定の範囲内になるような要対策シナリオのグループを求める。具体的には、例えば、要対策シナリオ分類部613は、対策を目的属性とし、早期対策時刻において利用可能なデータを説明属性とする要対策シナリオ群の回帰木を、回帰木の葉ノードにおける対策の違いが所定のしきい値以下になるように構築する。回帰木の葉ノードにおける対策の違いとしては、例えば、平均2乗誤差の値が用いられる。そして、要対策シナリオ分類部613は、対策の違いが所定の閾値以下に収めることができた葉ノードを、早期対策対象シナリオ群として選択する。そして、選択した早期対策対象シナリオ群(葉ノード)に、それぞれの群を一意に識別する群IDを割り付け、また、各早期対策対象シナリオ群に分類される需給シナリオに対して、00の早期対策項目gciに、対応する群IDを記憶する。
次に、実施の形態2の識別条件作成部614について説明する。識別条件作成部614は、回帰木2200に基づいて識別条件を作成する。具体的には、要対策シナリオ分類部613によって構築された回帰木2200における分割テストは、識別条件の候補となる。すなわち、回帰木2200は、要対策シナリオ群に対応する根ノードN0を、早期対策対象シナリオ群に対応する葉ノードL1〜L4に分割するためのルールを表現する。
実施の形態2の出力情報作成部602は、識別条件作成部614によって作成された識別条件および対策の組み合わせのうち、対策不要シナリオチェックで「影響なし」の組み合わせを修正運転計画として設定する。図23の例では、出力情報作成部602は、識別条件作成テーブル2300の1〜3行目のレコードを修正運転計画とし、運用システム102に出力する。
つぎに、実施の形態2にかかる作成装置600による処理手順例について説明する。上述したように、実施の形態2は、要対策シナリオ分類部613、識別条件作成部614、および出力情報作成部602が実施の形態1と異なる。したがって、処理手順についても、要対策シナリオ分類部613、識別条件作成部614、および出力情報作成部602による処理のみを説明し、それ以外は、実施の形態1と同一であるため、説明を省略する。まず、要対策シナリオ分類部613による要対策シナリオ分類処理の処理手順例について説明する。
つぎに、実施の形態3について説明する。実施の形態1,2では、あらかじめ用意された需給シナリオ群を用いたが、実施の形態3では、作成装置600が、需給シナリオ群を生成する。なお、実施の形態1,2と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図28は、実施の形態3にかかる作成装置600の機能的構成例を示すブロック図である。図28において、作成装置600は、シナリオDB700、早期対策対象シナリオ抽出部601および出力情報作成部602のほか、記憶部2800と、受付部2801と、需給シナリオ生成部2802と、最適評価値算出部2803と、修正評価値算出部2804と、を有する。記憶部2800は、各種データが記憶されている。また、記憶部2800には、生成されたデータがCPU501により書き込まれる。また、記憶部2800に記憶されたデータは、CPU501により読み出し可能である。記憶部2800は、例えば、ハードディスク装置507により実現される。
図38は、実施の形態3にかかる作成装置600による出力情報作成処理手順の一例を示すフローチャートである。作成装置600は、需給シナリオ生成部2802により、需給シナリオ生成処理を実行する(ステップS3801)。需給シナリオ生成処理(ステップS3801)の詳細については、図39で説明する。
コンピュータが、
前記外部からの環境条件に応じた電力需給の推移を示し記憶部に記憶された複数の需給電力シナリオについて、前記蓄電池からの放電量に関する運転計画を所定の定期修正時刻で修正した場合に最良の放電量が得られる第1の修正運転計画と、前記定期修正時刻を変更した対策時刻で前記蓄電池の当初運転計画を修正した場合に最良の放電量が得られる第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要があるかを示す評価値を算出し、
前記複数の需給電力シナリオのうち、算出された前記評価値に基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要がある要対策シナリオを抽出し、
抽出された前記要対策シナリオから、前記要対策シナリオに対する当初運転計画と第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記要対策シナリオに対する当初運転計画を修正する変更対策シナリオを分類し、
分類された変更対策シナリオについて、前記外部からの環境条件に基づいて、分類された前記変更対策シナリオを識別する識別条件を生成し、
生成された前記識別条件に分類された前記変更対策シナリオを対応付けて出力することを特徴とする運転計画作成方法。
前記評価値がしきい値以上となる需給電力シナリオを前記要対策シナリオとして抽出することを特徴とする付記1に記載の運転計画作成方法。
前記評価値が相対的に高い需給電力シナリオ群を前記要対策シナリオとして抽出することを特徴とする付記1に記載の運転計画作成方法。
前記第2の修正運転計画が前記運転計画以上の場合、前記要対策シナリオを、前記蓄電池の放電を抑制する対策をおこなう変更対策シナリオのグループに分類することを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の運転計画作成方法。
前記第2の修正運転計画が前記運転計画よりも小さい場合、前記要対策シナリオを、前記蓄電池の放電を促進する対策をおこなう変更対策シナリオのグループに分類することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の運転計画作成方法。
各ノードが前記要対策シナリオを観測データにより分割する複数の分割規則となる回帰木を構築し、前記回帰木に基づいて、前記要対策シナリオを前記回帰木の葉ノードに対応する前記複数の変更対策シナリオに分類し、
前記識別条件を生成する処理は、
前記変更対策シナリオについて、前記回帰木において対応する葉ノードに至るまでの分割規則に基づいて識別条件を生成することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の運転計画作成方法。
前記需給電力シナリオ群のうち前記要対策シナリオを除く複数の対策不要シナリオを、前記回帰木に基づいて、前記回帰木の葉ノードに対応する複数の対策不要シナリオ群に分類し、前記対策不要シナリオ群の各対策不要シナリオについて、前記運転計画を前記対策時刻に前記変更対策シナリオの対策に従って修正した場合に得られる第1の評価値と、前記運転計画を修正しなかった場合に得られる第2の評価値と、の差が許容範囲外である場合、前記対策不要シナリオが属する葉ノードに至るまでの分割規則に基づく識別条件を除外することを特徴とする付記6に記載の運転計画作成方法。
自然エネルギー発電の出力変動の確率的生成モデルを用いて、前記シナリオ群を生成する処理を実行し、
前記評価値を算出する処理は、
生成された前記需給電力シナリオ群の各々について、前記第1の修正運転計画と、前記第2の修正運転計画と、に基づいて、前記対策時刻で前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する対策が必要かを示す評価値を算出することを特徴とする付記1〜7のいずれか一つに記載の運転計画作成方法。
コンピュータに、
前記外部からの環境条件に応じた電力需給の推移を示し記憶部に記憶された複数の需給電力シナリオについて、前記蓄電池からの放電量に関する運転計画を所定の定期修正時刻で修正した場合に最良の放電量が得られる第1の修正運転計画と、前記定期修正時刻を変更した対策時刻で前記蓄電池の当初運転計画を修正した場合に最良の放電量が得られる第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要があるかを示す評価値を算出させ、
前記複数の需給電力シナリオのうち、算出された前記評価値に基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要がある要対策シナリオを抽出させ、
抽出された前記要対策シナリオから、前記要対策シナリオに対する当初運転計画と第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記要対策シナリオに対する当初運転計画を修正する変更対策シナリオを分類させ、
分類された変更対策シナリオについて、前記外部からの環境条件に基づいて、分類された前記変更対策シナリオを識別する識別条件を生成させ、
生成された前記識別条件に分類された前記変更対策シナリオを対応付けて出力させる
ことを特徴とする運転計画作成プログラム。
前記外部からの環境条件に応じた電力需給の推移を示し記憶部に記憶された複数の需給電力シナリオについて、前記蓄電池からの放電量に関する運転計画を所定の定期修正時刻で修正した場合に最良の放電量が得られる第1の修正運転計画と、前記定期修正時刻を変更した対策時刻で前記蓄電池の当初運転計画を修正した場合に最良の放電量が得られる第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要があるかを示す評価値を算出する算出部と、
前記複数の需給電力シナリオのうち、算出された前記評価値に基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要がある要対策シナリオを抽出する抽出部と、
抽出された前記要対策シナリオから、前記要対策シナリオに対する当初運転計画と第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記要対策シナリオに対する当初運転計画を修正する変更対策シナリオを分類する分類部と、
分類された変更対策シナリオについて、前記外部からの環境条件に基づいて、分類された前記変更対策シナリオを識別する識別条件を生成する生成部と、
生成された前記識別条件に分類された前記変更対策シナリオを対応付けて出力する出力部と、
を有することを特徴とする運転計画作成装置。
601 早期対策対象シナリオ抽出部
602 出力情報作成部
611 要対策度算出部
612 要対策シナリオ抽出部
613 要対策シナリオ分類部
614 識別条件作成部
2800 記憶部
2801 受付部
2802 需給シナリオ生成部
2803 最適評価値算出部
2804 修正評価値算出部
Claims (8)
- 外部からの環境条件に応じて発電を行う発電装置と、前記発電装置からの電力により充電されるとともに電力需給に応じて放電する蓄電池とを有する発電システムの運転計画作成方法において、
コンピュータが、
前記外部からの環境条件に応じた電力需給の推移を示し記憶部に記憶された複数の需給電力シナリオについて、前記蓄電池からの放電量に関する運転計画を所定の定期修正時刻で修正した場合に最良の放電量が得られる第1の修正運転計画と、前記定期修正時刻を変更した対策時刻で前記蓄電池の当初運転計画を修正した場合に最良の放電量が得られる第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要があるかを示す評価値を算出し、
前記複数の需給電力シナリオのうち、算出された前記評価値に基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要がある要対策シナリオを抽出し、
抽出された前記要対策シナリオから、前記要対策シナリオに対する当初運転計画と第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記要対策シナリオに対する当初運転計画を修正する変更対策シナリオを分類し、
分類された変更対策シナリオについて、前記外部からの環境条件に基づいて、分類された前記変更対策シナリオを識別する識別条件を生成し、
生成された前記識別条件に分類された前記変更対策シナリオを対応付けて出力することを特徴とする運転計画作成方法。 - 前記分類する処理は、
前記第2の修正運転計画が前記運転計画以上の場合、前記要対策シナリオを、前記蓄電池の放電を抑制する対策をおこなう変更対策シナリオのグループに分類することを特徴とする請求項1に記載の運転計画作成方法。 - 前記分類する処理は、
前記第2の修正運転計画が前記運転計画よりも小さい場合、前記要対策シナリオを、前記蓄電池の放電を促進する対策をおこなう変更対策シナリオのグループに分類することを特徴とする請求項1または2に記載の運転計画作成方法。 - 前記分類する処理は、
各ノードが前記要対策シナリオを観測データにより分割する複数の分割規則となる回帰木を構築し、前記回帰木に基づいて、前記要対策シナリオを前記回帰木の葉ノードに対応する前記複数の変更対策シナリオに分類し、
前記識別条件を生成する処理は、
前記変更対策シナリオについて、前記回帰木において対応する葉ノードに至るまでの分割規則に基づいて識別条件を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の運転計画作成方法。 - 前記識別条件を生成する処理は、
前記複数の需給電力シナリオのうち前記要対策シナリオを除く複数の対策不要シナリオを、前記回帰木に基づいて、前記回帰木の葉ノードに対応する複数の対策不要シナリオ群に分類し、前記対策不要シナリオ群の各対策不要シナリオについて、前記運転計画を前記対策時刻に前記変更対策シナリオの対策に従って修正した場合に得られる第1の評価値と、前記運転計画を修正しなかった場合に得られる第2の評価値と、の差が許容範囲外である場合、前記対策不要シナリオが属する葉ノードに至るまでの分割規則に基づく識別条件を除外することを特徴とする請求項4に記載の運転計画作成方法。 - 前記コンピュータが、
自然エネルギー発電の出力変動の確率的生成モデルを用いて、前記複数の需給電力シナリオを生成する処理を実行し、
前記評価値を算出する処理は、
生成された前記複数の需給電力シナリオの各々について、前記第1の修正運転計画と、前記第2の修正運転計画と、に基づいて、前記対策時刻で前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する対策が必要かを示す評価値を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の運転計画作成方法。 - 外部からの環境条件に応じて発電を行う発電装置と、前記発電装置からの電力により充電されるとともに電力需給に応じて放電する蓄電池とを有する発電システムの運転計画を作成する運転計画作成プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記外部からの環境条件に応じた電力需給の推移を示し記憶部に記憶された複数の需給電力シナリオについて、前記蓄電池からの放電量に関する運転計画を所定の定期修正時刻で修正した場合に最良の放電量が得られる第1の修正運転計画と、前記定期修正時刻を変更した対策時刻で前記蓄電池の当初運転計画を修正した場合に最良の放電量が得られる第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要があるかを示す評価値を算出させ、
前記複数の需給電力シナリオのうち、算出された前記評価値に基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要がある要対策シナリオを抽出させ、
抽出された前記要対策シナリオから、前記要対策シナリオに対する当初運転計画と第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記要対策シナリオに対する当初運転計画を修正する変更対策シナリオを分類させ、
分類された変更対策シナリオについて、前記外部からの環境条件に基づいて、分類された前記変更対策シナリオを識別する識別条件を生成させ、
生成された前記識別条件に分類された前記変更対策シナリオを対応付けて出力させる
ことを特徴とする運転計画作成プログラム。 - 外部からの環境条件に応じて発電を行う発電装置と、前記発電装置からの電力により充電されるとともに電力需給に応じて放電する蓄電池とを有する発電システムの運転計画作成装置において、
前記外部からの環境条件に応じた電力需給の推移を示し記憶部に記憶された複数の需給電力シナリオについて、前記蓄電池からの放電量に関する運転計画を所定の定期修正時刻で修正した場合に最良の放電量が得られる第1の修正運転計画と、前記定期修正時刻を変更した対策時刻で前記蓄電池の当初運転計画を修正した場合に最良の放電量が得られる第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要があるかを示す評価値を算出する算出部と、
前記複数の需給電力シナリオのうち、算出された前記評価値に基づいて、前記対策時刻において前記第1の修正運転計画を前記第2の修正運転計画に修正する必要がある要対策シナリオを抽出する抽出部と、
抽出された前記要対策シナリオから、前記要対策シナリオに対する当初運転計画と第2の修正運転計画とに基づいて、前記対策時刻において前記要対策シナリオに対する当初運転計画を修正する変更対策シナリオを分類する分類部と、
分類された変更対策シナリオについて、前記外部からの環境条件に基づいて、分類された前記変更対策シナリオを識別する識別条件を生成する生成部と、
生成された前記識別条件に分類された前記変更対策シナリオを対応付けて出力する出力部と、
を有することを特徴とする運転計画作成装置。
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