JP6059328B2 - 需給制御装置、蓄電装置、充放電制御装置、需給制御システムおよび需給制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかる需給制御システムの構成例を示す図である。図1において、電圧制御機器1は、配電用変圧器としてのLRT(Load Ratio Control Transformer:負荷時タップ切替器付変圧器)である。電圧制御機器1の二次側には母線2が接続されている。母線2には例えば2本の配電線4−1,4−2が並列に接続されている。
F1=CB+CNA+CL+CDI+CCB+CCC+CFIB …(1)
CB:買電コスト
CNA:自然放電ロスコスト
CL:蓄電池寿命コスト
CDI:送電ロスコスト
CCB:充放電ロスコスト
CCC:蓄電装置の冷却電力/制御電力によるコスト
CFIB:後述のインバランスペナルティの実績を反映させたペナルティコスト
なお、CFIBについては、考慮しなくてもよい。
CB=Σt(電気料金の単価(30分単位)×買電量(30分単位))
…(2)
上記式(2)のΣtは、24時間分の和を表す。
買電量=Σ負荷−Σ発電量+Σ充電量―Σ放電量+Σ送電ロス …(3)
上記式(3)におけるΣは、対応する設備の個数分の和を示す。したがって、30分ごとの買電量を、充放電指令量(充放電量)を変更するたびに、上記式(3)に基づいて計算することができる。
SNA=NR×S0 …(4)
地域内に複数の蓄電装置がある場合、i番目の蓄電装置の自然放電率をNR(i)とし、i番目の蓄電装置の時刻tの蓄電量をS0(i,t)とすると、CNAは、以下の式(5)で表すことができる。蓄電装置ごとの自然放電率NR(i)は、設備データ223またはコストデータ222として記憶部22に格納されている。
CNA=ΣtΣi(α×NR(i)×S0(i,t)) …(5)
上記式(5)のΣiは、地域内の蓄電装置の数分の和を表し、Σtは、24時間分の和を表す。αは、自然放電ロスをコストに換算するための比例定数であり、例えば、電気料金の単価(30分単位)を用いることができるが、電気料金の単価(30分単位)をそのまま用いるのではなく、24時間の電気料金の単価(30分単位)等を用いてもよい。
(a)総充放電量に依存するコスト:
蓄電装置は充放電を繰り返すにつれ、徐々に最大充電電力が小さくなっていき(蓄電装置の劣化)、やがて交換の必要が出てくるため、大きなコストが発生する。ここでは、蓄電装置ごとに充電指令量に比例するコストCL1として以下の式(6)により求める。β(i)は、i番目の蓄電装置についての比例定数である。β(i)は、蓄電装置の価格や平均寿命等によりあらかじめ決定され、コストデータ222として記憶部22に格納されている。
CL1=ΣtΣi{β(i)×充電指令量(30分単位)} …(6)
(b)高電圧/充放電速度に依存するコスト:
満充電に近い状態では蓄電装置の蓄電池セルが高電圧となっており、ここで充放電速度が速いと、蓄電池の劣化が加速する。ここでは、蓄電装置ごとに蓄電量×充放電指令量の絶対値に比例するコストCL2して以下の式(7)より求める。γ(i)は、i番目の蓄電装置についての比例定数である。γ(i)は、蓄電装置の価格や平均寿命等によりあらかじめ決定され、コストデータ222として記憶部22に格納されている。
CL2=ΣtΣi{γ(i)×|充放電指令量(30分単位)|×蓄電量}
…(7)
CL=CL1+CL2 …(8)
CDI=α×Σt(Σk配電線によるロス+Σj変圧器ロス)
配電線によるロス=I2×R(k)
変圧器ロス=I2×R(j) …(9)
Σkは、配電線の個数分の和を表し、Σjは、変圧器の個数分の和を表す。また、αは、送電ロスをコストに換算するための比例定数であり、自然放電ロスをコストに換算する場合の比例定数と同様である。ここでは、送電ロスをコストに換算する場合の比例定数を自然放電ロスをコストに換算する場合の比例定数を同一としたが、それぞれ異なる定数値を設定してもよい。
CCB=α×ΣtΣi{ε(i)×充電指令量} …(10)
αは、充放電ロスをコストに換算するための比例定数であり、自然放電ロスをコストに換算する場合の比例定数と同様である。ここでは、充放電ロスをコストに換算する場合の比例定数を、自然放電ロスをコストに換算する場合の比例定数を同一としたが、それぞれ異なる定数値を設定してもよい。
Ccc=α×ΣtΣi{φ(i)×|充放電指令量|} …(11)
αは、充放電ロスをコストに換算するための比例定数であり、自然放電ロスをコストに換算する場合の比例定数と同様である。ここでは、Cccに換算する場合の比例定数を、自然放電ロスをコストに換算する場合の比例定数を同一としたが、それぞれ異なる定数値を設定してもよい。なお、Cccについては、冷却を行わない場合には考慮しなくてもよい。また、CCB等の他の項目に冷却電力/制御電力の影響を含めることとして、Cccを考慮しないように構成してもよい。
F2=CB´+CNA+CL+CDI+CCB+CCC+CIB …(12)
CB´:計画買電コスト
CNA:自然放電ロスコスト
CL:蓄電池寿命コスト
CDI:送電ロスコスト
CCB:充放電ロスコスト
CCC:蓄電装置の冷却電力/制御電力によるコスト
CIB:インバランスペナルティ
CB=Σt´(電気料金の単価(30分単位)×計画買電量(30分単位))
…(13)
実買電量(30分単位)≧計画買電量(30分単位)の場合:
CtIB
=(実買電量(30分単位)−計画買電量(30分単位))×UPS
実買電量(30分単位)<計画買電量(30分単位)の場合:
CtIB
=(計画買電量(30分単位)−実買電量(30分単位))×UPR
…(14)
CIB=Σt´CtIB …(15)
なお、実買電量については、買電計画の作成時と同様に、式(3)に基づいて、充放電指令等に基づいて求める。
蓄電量Scalが第1の基準蓄電量101以上である場合:
CtF=UPS×Pi(Δx)×W1
蓄電量Scalが第2の基準蓄電量102以下である場合:
CtF=UPR×Pi(Δy)×W2
上記以外の場合:
CtF=0または一定値 …(16)
CFIB=ΣtCtF …(17)
上記のCFIBを買電計画作成の作成処理の第1の評価関数の計算の際に、式(1)のCFIBとして用いる。
Claims (13)
- 系統に接続される蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置に対して当該蓄電装置の充放電の制御を指令する需給制御装置であって、
決定された買電計画を記憶する記憶部と、
前記買電計画の期間中に、前記記憶部に記憶された前記買電計画に基づいて、実際の買電量と前記買電計画における買電量との差に基づいて発生するコストであるペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部と、
前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部と、
を備える需給制御装置。 - 前記系統内の複数の設備の負荷および発電量の少なくともいずれかを予測する負荷発電量予測部を備え、
前記評価関数計算部は、前記負荷発電量予測部が予測した前記負荷および前記発電量の少なくともいずれかを用いて前記評価関数を計算する請求項1に記載の需給制御装置。 - 前記評価関数計算部は、前記蓄電装置の自然放電ロスコスト、前記蓄電装置の蓄電池寿命コスト、送電ロスコスト、前記蓄電装置の充放電ロスコストまたは冷却電力コストに基づいて前記評価関数を計算する請求項1または2に記載の需給制御装置。
- 前記蓄電装置と前記充放電制御装置は一体に構成されたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の需給制御装置。
- 系統に接続され、充放電制御装置により充放電が制御される蓄電装置であって、
前記充放電制御装置は需給制御装置からの指令により前記蓄電装置の充放電を制御し、
前記需給制御装置は、決定された買電計画を記憶する記憶部、前記買電計画の期間中に、前記記憶部に記憶された前記買電計画に基づいて、実際の買電量と前記買電計画における買電量との差に基づいて発生するコストであるペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部、および、前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ前記指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部を備え、
前記充放電制御装置からの制御により充放電を行う蓄電装置。 - 系統に接続される蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置であって、
需給制御装置からの指令により前記蓄電装置の充放電を制御し、
前記需給制御装置は、決定された買電計画を記憶する記憶部、前記買電計画の期間中に、前記記憶部に記憶された前記買電計画に基づいて、実際の買電量と前記買電計画における買電量との差に基づいて発生するコストであるペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部、および、前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ前記指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部を備える充放電制御装置。 - 系統に接続される蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置と、前記充放電制御装置に対して当該蓄電装置の充放電の制御を指令する需給制御装置を備える需給制御システムであって、
前記充放電制御装置は、需給制御装置からの指令により前記蓄電装置の充放電を制御し、
前記需給制御装置は、決定された買電計画を記憶する記憶部、前記買電計画の期間中に、前記記憶部に記憶された前記買電計画に基づいて、実際の買電量と前記買電計画における買電量との差に基づいて発生するコストであるペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部、および、前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ前記指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部を備え
前記蓄電装置は、前記充放電制御装置からの制御により充放電を行う需給制御システム。 - 系統に接続される蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置と、前記充放電制御装置に対して当該蓄電装置の充放電の制御を指令する需給制御装置を備える需給制御システムにおける需給制御方法であって、
前記需給制御装置が、決定された買電計画を記憶し、前記買電計画の期間中に、記憶した前記買電計画に基づいて、実際の買電量と前記買電計画における買電量との差に基づいて発生するコストであるペナルティコストを含む評価関数を計算し、計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ前記指令する前記充放電の量を算出する需給制御方法。 - 系統に接続される蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置に対して当該蓄電装置の充放電の制御を指令する需給制御装置であって、
過去の買電計画と実際の買電量との差を統計処理し、前記統計処理の結果と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいてペナルティコストの予測を算出する実績評価部と、
前記実績評価部が予測した前記ペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部と、
前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部と、
前記充放電指令算出部が算出した前記充放電の量に基づいて買電計画を作成する買電計画出力部と、
を備える需給制御装置。 - 系統に接続され、充放電制御装置により充放電が制御される蓄電装置であって、
前記充放電制御装置は需給制御装置からの指令により前記蓄電装置の充放電を制御し、
前記需給制御装置は、過去の買電計画と実際の買電量との差を統計処理し、前記統計処理の結果と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいてペナルティコストの予測を算出する実績評価部、前記実績評価部が予測した前記ペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部、前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部、および、前記充放電指令算出部が算出した前記充放電の量に基づいて買電計画を作成する買電計画出力部を備え、
前記充放電制御装置からの制御により充放電を行う蓄電装置。 - 系統に接続される蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置であって、
需給制御装置からの指令により前記蓄電装置の充放電を制御し、
前記需給制御装置は、過去の買電計画と実際の買電量との差を統計処理し、前記統計処理の結果と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいてペナルティコストの予測を算出する実績評価部、前記実績評価部が予測した前記ペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部、前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部、および、前記充放電指令算出部が算出した前記充放電の量に基づいて買電計画を作成する買電計画出力部を備える充放電制御装置。 - 系統に接続される蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置と、前記充放電制御装置に対して当該蓄電装置の充放電の制御を指令する需給制御装置を備える需給制御システムであって、
前記充放電制御装置は、需給制御装置からの指令により前記蓄電装置の充放電を制御し、
前記需給制御装置は、過去の買電計画と実際の買電量との差を統計処理し、前記統計処理の結果と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいてペナルティコストの予測を算出する実績評価部、前記実績評価部が予測した前記ペナルティコストを含む評価関数を計算する評価関数計算部、前記評価関数計算部が計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ指令する前記充放電の量を算出する充放電指令算出部、および、前記充放電指令算出部が算出した前記充放電の量に基づいて買電計画を作成する買電計画出力部を備え、
前記蓄電装置は、前記充放電制御装置からの制御により充放電を行う需給制御システム。 - 系統に接続される蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御装置と、前記充放電制御装置に対して当該蓄電装置の充放電の制御を指令する需給制御装置を備える需給制御システムにおける需給制御方法であって、
前記需給制御装置が、過去の買電計画と実際の買電量との差を統計処理し、前記統計処理の結果と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいてペナルティコストの予測を算出し、算出した前記ペナルティコストの予測を含む評価関数を計算し、計算した前記評価関数の値に基づいて、前記充放電制御装置へ指令する前記充放電の量を算出し、算出した前記充放電の量に基づいて買電計画を作成する需給制御方法。
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