JP6119558B2 - 見積発電量算出装置、プログラム、および方法 - Google Patents

見積発電量算出装置、プログラム、および方法 Download PDF

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Description

本発明は、見積発電量算出装置、プログラム、および方法に関する。
多くの住居へ蓄電池やソーラーパネルが導入されたことにより、蓄電池による放電と太陽光発電とを併用した消費電力のピークカットが注目されている。消費電力のピークカットとは、需要家における消費電力量が一定のピーク電力量を超える場合に、蓄電池放電や太陽光発電による電力供給により、需要家の外部系統から供給される通常電力量をピーク電力量以内に抑えることをいう。
具体的には、時刻ごとに所定のピーク電力量を設定しておき、電力需要がピーク電力量を超えるときに太陽光発電によるＰＶ電力と蓄電池による放電電力とで電力を補充することにより、消費電力のピークカットがなされる。消費電力のピークカットは、系統から各需要家へ供給する通常電力量が大きくなる時間帯に、供給する通常電力量を抑えることができるので、地域全体の供給電力不足の問題に役立つ。
また、単価の安い深夜時間帯の電力を蓄電池に充電しておいて日中にこの電力を使用し、さらに、日差しの強い時間帯はソーラーパネルで自家発電することにより、得られるＰＶ発電量に相当する使用電力量を削減する。これにより、需要家は電気料金を節約できる。
ところで、各時間帯におけるＰＶ発電量と放電電力量は相補する関係にある。例えば、需要家の消費電力量が大きい場合や、もしくは日差しが弱く日照量が十分でない場合がある。これらにより需要家の消費電力量からＰＶ発電量を差し引いた値がピーク電力量を超えるときは、不足分を蓄電池による放電電力量で補うことになる。そこで、需要家は、消費電力をピークカットするための蓄電池からの放電が不足するのを避ける目的で、蓄電池容量を見積る。以下、蓄電池容量の見積方法について具体例を挙げて説明する。
ある一日の各時刻における蓄電池の放電量を集計することにより、総放電量Ａが求められる。そして、総放電量Ａに基づき蓄電池容量が求められる。総放電量つまり蓄電池容量Ａは少ないに越したことはないので、各時刻における蓄電池の放電量を算出するには以下の線形計画問題、式（１）〜（３）が用いられる。式（１）〜（３）において、一日のピーク電力量をＺ、消費電力量をＤｉ、ＰＶ発電量をＭｉ、各時刻の放電量をＸｉ、蓄電池容量をＡとおくものとする。
ｍｉｎ（Ａ） ・・・（１）
Ｚ≧Ｄ１−Ｍ１−Ｘ１，...，Ｚ≧Ｄｎ−Ｍｎ−Ｘｎ・・・（２）
Ｘ1＋Ｘ2＋ ... ＋Ｘn = Ａ ・・・（３）
なお、上記式（２）に関して蓄電池容量Ａの代わりに、蓄電池における総充電量を示す蓄電池総充電量ａを用いてもよい。
蓄電池容量を適切に見積もるために、各時刻におけるＰＶ発電量を見積もる。ところが、その日の天候により日照量が大きく変化するので、通常、ＰＶ発電量は安定しない。そこで、ＰＶ発電量を見積もるために、例えば、起こりうる可能性を全て考慮するモンテカルロシミュレーションを使用していた。モンテカルロシミュレーションでは、各時刻の太陽光発電によるＰＶ発電量について、ＰＶ発電量別に確率を割り振っておき、乱数を使って各時刻のＰＶ発電量を算出し、一日のＰＶ発電量を求め、この結果から蓄電池容量を見積もる。
特開２００９−２８４５８６号公報 特開平５−２５２６７１号公報
蓄電池放電と太陽光発電とを併用した消費電力のピークカットをおこなうにあたり、太陽光発電によるＰＶ発電量を短時間で適切に求める方法が存在しないという問題がある。
例えば、モンテカルロシミュレーションを使用して蓄電池容量を見積もる場合、見積値の信頼性を上げるには十万、百万というシミュレーションをすることになる。シミュレーション数を増やした結果、計算量が膨大となり、シミュレーションに多大な時間がかかることになる。
一方、各時刻における見積ＰＶ発電量を、各時刻の最小発電量とすれば、実際の発電量がそれを下回る確率はきわめて低く、安全性が高まる。ところが、各時刻における蓄電池放電量を過剰に見積もりやすくなり、その結果、蓄電池容量を大きく見積もりすぎる。
他方、各時刻における発電量の見積もりを、各時刻の平均発電量にすれば、各時刻における蓄電池放電量を過剰に見積もることは少ない。ところが、太陽光発電によるＰＶ発電量が少ない日の場合、蓄電池容量が不足することがある。
すなわち、各時刻におけるＰＶ発電量を見積もるにあたり、ＰＶ発電量の不確定性が十分に考慮されておらず、ＰＶ発電量を過剰に見積もり蓄電池容量が不足する場合や、逆にＰＶ発電量を過少に見積もり、蓄電池容量を大きく見積もりすぎる場合がある。また、ＰＶ発電量の見積精度は高くても、計算量が膨大となる見積方法は、計算に多大な時間がかかり、現実的ではない。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、短時間で精度よくＰＶ発電量を見積れる見積発電量算出装置、プログラム、および方法を提供することを目的とする。
第１の案において、固定された一の時刻における見積日照率と、固定された一の時刻における見積日照率に基づき遷移行列を用いて算出される、他の時刻における見積日照率と、が全て平均日照率以下となる確率ｑを算出する。該確率ｑが保障確率ｐ以上となる範囲で最大の日照率に、前記一の時刻における見積日照率を固定する処理をする。さらに、前記固定された一の時刻における見積日照率に基づき遷移行列を用いて他の時刻における見積日照率を算出する処理をコンピュータに実行させる。
開示の技術の実施態様によれば、短時間で精度よくＰＶ発電量を見積れるという効果を奏する。
図１は、実施例１に係る蓄電池容量の見積装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２は、日照率の遷移行列データの一例を示した図である。 図３は、見積日照率データの一例を示した図である。 図４は、日照率・日照量換算係数データの一例を示した図である。 図５は、見積日照量データの一例を示した図である。 図６は、見積ＰＶ発電量データの一例を示した図である。 図７は、消費電力量データの一例を示した図である。 図８は、ＰＶ発電量・放電電力量データの一例を示した図である。 図９は、見積危険度データの一例を示した図である。 図１０は、日照率計算部における日照率算出の処理手順を示すフローチャート図である。 図１１は、見積日照率および平均日照率の推移に関する第１の例を示した図である。 図１２は、見積日照率および平均日照率の推移に関する第２の例を示した図である。 図１３は、ステップＳ２５に係る条件を満たす範囲で設定された、各時刻における固定点の日照率を示した図である。 図１４は、見積日照率および平均日照率の推移に関する第３の例を示した図である。 図１５は、見積蓄電池容量、および見積方法別の危険度を算出する手順を示すフローチャート図である。 図１６は、ＰＶ発電量の遷移行列データの一例を示した図である。 図１７は、放電量計算部におけるＰＶ発電量算出の処理手順を示すフローチャート図である。 図１８は、実施例３に係る蓄電池容量の見積装置の構成を示す機能ブロック図である。 図１９は、実施例３に係る見積ＰＶ発電量データの一例を示す図である。 図２０は、実施例３に係るＰＶ発電量算出の処理手順を示すフローチャート図である。 図２１は、実施例４に係る蓄電池容量の見積装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２２は、実施例４に係る見積ＰＶ発電量データの一例を示す図である。 図２３は、実施例４に係るＰＶ発電量算出の処理手順を示すフローチャート図である。 図２４は、各日で危険度Ａおよび需要ピークを算出する場合の処理手順を示すフローチャート図である。 図２５は、見積蓄電池容量算出プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
以下に、本願の開示する見積発電量算出装置、プログラム、および方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
実施例１に係る見積装置の機能構成の一例について説明する。図１は、実施例１に係る蓄電池容量の見積装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、見積装置１０は、入力部２１と、出力部２２と、制御部１００と、記憶部１１０とを有する。制御部１００は、日照率計算部１０１と、日照量計算部１０２と、放電量計算部１０３と、危険度計算部１０４とを有する。記憶部１１０は、遷移行列データ１１１と、見積日照率データ１１２と、日照率・日照量換算係数データ１１３と、見積日照量データ１１４と、見積ＰＶ発電量データ１１５とを有する。さらに、記憶部１１０は、消費電力量データ１１６と、見積ＰＶ発電量・放電電力量データ１１７と、見積危険度データ１１８とを有する。なお、実施例１において、日照率計算部１０１は、特定部および見積部の一例である。また、危険度計算部１０４は、取得部および算出部の一例である。
制御部１００の各機能は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のプログラムを実行することで実現することができる。記憶部１１０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置に対応する。
遷移行列データ１１１は、現時刻の日照率が次時刻で所定の日照率に遷移する確率を行列形式で表したものである。図２は、日照率の遷移行列データ１１１の一例を示す図である。遷移行列データ１１１は、１１１ａの列が現時刻の日照率、１１１ｂの行が次時刻の日照率を示し、１１１ｃの行列は現時刻の日照率が次時刻で所定の日照率に遷移する確率を示している。
例えば、現時刻の６時における日照率が０．１の場合、次時刻の７時の日照率が０．１減少し、０となる確率は０．２０である。現時刻の６時における日照率が０．１の場合、次時刻の７時の日照率が変化せず、０．１となる確率は０．５０である。そして、現時刻の６時における日照率が０．１の場合、次時刻の７時の日照率が０．９増加し、１．０となる確率は０．００である。日照率計算部１０１は、遷移行列データ１１１を用いて各時刻の見積日照率を求める。
見積日照率データ１１２は、遷移行列データ１１１を用いて求められた各時刻の見積日照率データを列挙したものである。図３は、見積日照率データ１１２の一例を示す図である。図３では、時刻と見積日照率とを対応させている。なお、見積日照率の算出方法の詳細に関しては後述する。
日照率・日照量換算係数データ１１３は、見積日照率を見積日照量に変換する際に用いられる変換式の各係数を、時刻毎に対応させたものである。図４は、日照率・日照量換算係数データ１１３の一例を示した図である。図４では、時刻と、係数ａおよび係数ｂとを対応させている。なお、見積日照率から見積日照量に換算する数式に関しては後述する。
見積日照量データ１１４は、見積日照率データ１１２に基づき算出した各時刻の見積日照量を列挙したものである。図５は、見積日照量データ１１４の一例を示した図である。図５では、時刻と日照量とを対応させている。なお、見積日照率を見積もり日照量に換算する算出方法の詳細に関しては後述する。
見積ＰＶ発電量データ１１５は、見積日照量データ１１４から算出した各時刻の見積ＰＶ発電量を列挙したものである。図６は、見積ＰＶ発電量データ１１５の一例を示した図である。図６では、時刻と見積ＰＶ発電量とを対応させている。
消費電力量データ１１６は、一需要家における時刻毎の平均消費電力量を列挙したものである。図７は、消費電力量データ１１６の一例を示した図である。図７では、時刻と消費電力量とを対応させている。時刻毎の平均電力量は、例えば、配電盤から時刻ごとの消費電力量が数日間にわたって計測され、その平均値を算出することにより取得される。
見積ＰＶ発電量・放電電力量データ１１７は、各時刻における見積ＰＶ発電量と放電電力量とを対応させたものである。図８は、見積ＰＶ発電量・放電電力量データ１１７の一例を示した図である。図８では、時刻と、見積ＰＶ発電量および放電電力量とを対応させている。なお、放電電力量の算出方法の詳細に関しては後述する。
見積危険度データ１１８は、見積方法毎に求められた最大不足電力量、総不足電力量を列挙したものである。図９は、見積危険度データ１１８の一例を示した図である。図９では、見積方法と、最大不足電力量および総不測電力量とを対応させている。最大不足電力量、総不足電力量は、その見積方法を採用した場合の危険度を示す指標として使われる。なお、最大不足電力量、総不足電力量の算出方法の詳細に関しては後述する。
（見積日照率計算の処理手順）
日照率計算部１０１は、図１の入力部２１から入力された平均日照率と、遷移行列データ１１１とに基づき見積日照率データ１１２を作成する。なお、平均日照率は、数日間において測定した各時刻の日照率の平均値を示す。
日照率計算部１０１は、全ての時刻で見積日照率が平均日照率以下となる確率ｑが、予め設定される保障確率ｐ以上となる範囲において最大となるように、一の時刻における日照率を設定する。日照率計算部１０１は、この一の時刻における日照率を起点として、遷移行列データ１１１を用いて、各時刻における見積日照率を求める。日照率計算部１０１は、例えば、以下の方法によって各時刻の見積日照率の組合せを複数求める。
日照率計算部１０１は、各時刻における日照率は０．０〜１．０まで０．１おきに１１段階の離散値で表す。なお、離散値の段階数はこれ以上であっても以下であってもよい。
まず、日照率計算部１０１は、全ての時刻に初期値０．０を代入する。次に、日照率計算部１０１は、時刻１の日照率を示すｋ（１）に０．１を加算し、時刻１の日照率を０．１に固定する。以降、固定した所定時刻の日照率を固定点と呼ぶことにする。
次に、日照率計算部１０１は、ｋ（１）を除くｋ（２）〜ｋ（ｎ）を、遷移行列データ１１１を使って算出する。これらｋ（２）〜ｋ（ｎ）は一意に定まらず、ｋ（１）からｋ（ｎ）に至るまでのルートは枝分かれするので、ルートは複数存在する。日照率計算部１０１は、複数のルートのうち、全ての時刻において見積日照率が平均日照率以下となるルートを全て選定する。
日照率計算部１０１は、選定された１以上のルートについて、そのルートをとる確率を、それぞれ確率ｑに加算する。日照率計算部１０１は、算出された確率ｑが保障確率ｐ以上である場合、時刻１の固定点を０．１増やして０．２とする。
日照率計算部１０１は、同様に、ｋ（１）からｋ（ｎ）に至るまでのルートを設定し、確率ｑを算出し、保障確率ｐと比較する。日照率計算部１０１は、上記の固定点を０．１増やして確率ｑを求める操作を、確率ｑが保障確率ｐよりも小さくなるまでおこなう。
一方、日照率計算部１０１は、確率ｑが保障確率ｐよりも小さくなった場合、時刻１の固定点であるｋ（１）を０．１減じる。日照率計算部１０１は、これをｋ（１）の見積日照率とする。そして、日照率計算部１０１は、ｋ（２）〜ｋ（ｎ）に係る見積日照率については、図１０に示されるステップＳ２４で算出される、当該固定点に対応するｋ（２）〜ｋ（ｎ）に係る見積日照率を設定する。固定点を除く時刻における見積日照率の算出手順の詳細については後述する。
また、日照率計算部１０１は、時刻２〜ｎにおいても上記処理により固定点を設定し、固定点を設定した時刻以外の時刻の見積日照率を算出する処理を、同様におこなう。このため、日照率計算部１０１は、時刻別の見積日照率をｎ通り算出することになる。
次に、実施例１に係る日照率計算部１０１における処理手順を具体的に説明する。図１０は、日照率計算部１０１における日照率算出の処理手順を示すフローチャート図である。日照率計算部１０１は、遷移行列データ１１１を用いて各時刻の見積日照率を求める。
日照率計算部１０１は、まず、時刻を示す変数ｔに１を挿入する（ステップＳ２１）。ここで時刻１は見積日照率を求める開始時刻を示し、時刻ｎは終了時刻を示す。例えば、時刻１を開始時刻の６時、時刻ｎを終了時刻の１８時とすると、時刻２が７時、時刻３が８時となり、時刻１３が終了時刻の１８時となる。
日照率計算部１０１は、次に、各時刻の見積日照率を示す変数ｋ（１）〜ｋ（ｎ）に初期値０．０を挿入する（ステップＳ２２）。日照率計算部１０１は、次に、ｋ（１）に０．１を加算することにより、見積日照率を１段階上げる（ステップＳ２３）。
日照率計算部１０１は、ｋ（１）を除く各時刻における見積日照率を示すｋ（２）〜ｋ（ｎ）を、遷移行列を用いて算出する（ステップＳ２４）。なお、各時刻における見積日照率の算出方法の詳細については後述する。
日照率計算部１０１は、各時刻において見積日照率と平均日照率とを比較し、全ての時刻において見積日照率が平均日照率以下となる確率ｑを算出する（ステップＳ２５）。具体的には、日照率計算部１０１は、時刻ｔにおける見積日照率をｋ（ｔ）、平均日照率をＳＲＲ（ｔ）とおき、ｑ=Prob｛SRR(1)≧k(1), SRR(2)≧k(2), ... , SRR(n)≧k(n)｝より、確率ｑを算出する。なお、確率ｑの算出方法の詳細については後述する。
日照率計算部１０１は、この確率ｑが保障確率ｐ以上で、かつｋ（ｔ）が１．０以下の場合（ステップＳ２５Yes）、ステップＳ２３に戻り、ｋ（１）に０．１を加算して０．２とし、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を繰り返す。
日照率計算部１０１は、この確率ｑが保障確率ｐより小さくなった場合、若しくはｋ（ｔ）が１．０より大きくなった場合（ステップＳ２５No）、ループを抜け、ｋ（１）から０．１を減ずる（ステップＳ２６）。
さらに、日照率計算部１０１は、時刻を示す変数ｔに１を加算し（ステップＳ２７）、変数ｔと最終時刻を示す変数ｎとを比較する（ステップＳ２８）。日照率計算部１０１は、変数ｔが変数ｎ以下である場合（ステップＳ２８No）、ステップＳ２２に戻り、同様に処理をおこなう。一方、日照率計算部１０１は、変数ｔが変数ｎよりも大きい場合（ステップＳ２８Yes）、処理を終了する。
例えば、日照率計算部１０１は、ステップＳ２６の時点でｔが１の場合、ステップＳ２７でｔに１を加算し、ｔを２とする。日照率計算部１０１は、この場合、ステップＳ２８の条件式ｔ＞ｎを満たさないので、処理をステップＳ２２に戻す。以降、日照率計算部１０１は、ｋ（２）についてもｋ（１）と同様に処理をおこない、ステップＳ２８に係る条件式を満たすまで処理を繰り返す。
なお、日照率計算部１０１は、ステップＳ２４におけるｋ（ｔ）を除くｋ（１）〜ｋ（ｎ）までの各見積日照率を、例えば、ｎ−１個の要素を持つスタックにＬＩＦＯ（Last In First Out）形式で、記憶部１１０に保持してもよい。若しくは、日照率計算部１０１は、ステップＳ２４を省略し、固定点としたｋ（ｔ）における見積日照率のみをリストに保持し、処理が終了した後、事後的にｋ（ｔ）を除くｋ（１）〜ｋ（ｎ）までの各見積日照率を算出してもよい。これにより、日照率計算部１０１は、見積日照率を記憶する一時記憶領域を節約することができる。
（確率ｑの算出手順）
次に、図１０のステップＳ２５でおこなわれる確率ｑの算出方法について具体例を挙げて説明する。
図１１は、見積日照率および平均日照率の推移に関する第１の例を示した図である。縦軸は各時刻における日照率を示し、横軸は時刻を示す。図１１では説明を簡略にするため、時刻を１〜３の３つに限定した。
図１１において、実線は見積日照率の推移を示しており、第１ルート３０２と第２ルート３０３とを例示したが、実際にはこれ以外にもルートが存在する。日照率計算部１０１は、固定点を時刻１の日照率０．１の位置に設定している。また、点線３０１は平均日照率の推移を示す。なお、固定点は図１０のステップＳ２３で設定されるｋ（ｔ）を示し、全てのルートの始点である。
日照率計算部１０１は、一つ前の時刻における日照率から現時刻における日照率に推移する確率を、遷移行列データ１１１から取得する。例えば、日照率計算部１０１は、第１のルート３０２において、時刻１の固定点から時刻２の日照率０．１に推移する確率０．５０を遷移行列データ１１１から取得し、時刻２の日照率０．１から時刻３の日照率０．２に推移する確率０．２５を同様に取得する。日照率計算部１０１は、０．５０に０．２５を乗じて第１のルート３０２の経路をとる確率０．１２５を算出する。
そして、日照率計算部１０１は、第１のルート３０２において全ての時刻で日照率が平均日照率以下となっているので、第１のルート３０２の経路をとる確率０．１２５を確率ｑに加算する。
一方、日照率計算部１０１は、第２のルート３０３において、時刻１の固定点から時刻２の日照率０．３に推移する確率０．０４を遷移行列データ１１１から取得し、時刻２の日照率０．３から時刻３の日照率０．４に推移する確率０．１を同様に取得する。日照率計算部１０１は、０．０４に０．１を乗じて第２のルート３０３の経路をとる確率０．００４を算出する。
しかし、日照率計算部１０１は、第２のルート３０３においては、時刻３で日照率が平均日照率以上となるため、第２のルート３０３の経路をとる確率０．００４を確率ｑに加算しない。
すなわち、日照率計算部１０１は、時刻１〜３の各時刻における日照率が平均日照率以下で推移する全てのルートについて、そのルートをとる確率をそれぞれ算出し、それらを確率ｑに加算する。そして、日照率計算部１０１は、算出された確率ｑが保障確率ｐ以上である場合、時刻１の固定点を１段階上げて０．２とする。日照率計算部１０１は、固定点を０．２とした場合においても同様にして確率ｑを算出する。一方、日照率計算部１０１は、確率ｑが保障確率ｐより小さい場合、時刻１における確率ｑの算出処理を終え、時刻２に固定点を設定する。
図１２は、見積日照率および平均日照率の推移に関する第２の例を示した図である。日照率計算部１０１は、第２の例では固定点を時刻２に設定している。日照率計算部１０１は、時刻２に固定点を設定した場合、時刻３への推移だけでなく、時刻２の前の時刻である時刻１からの推移もルートに含めて各ルートをとる確率を算出する。
日照率計算部１０１は、第１のルート４０２が時刻１〜３へ順に日照率がそれぞれ０．１、０．２、０．１と、いずれの時刻においても日照率が平均日照率４０１以下であるので、第１のルート４０２をとりうる確率を確率ｑに加算する。一方、日照率計算部１０１は、第２のルート４０３が時刻１〜３へ順に日照率がそれぞれ０．３、０．２、０．３と、時刻１での日照率が平均日照率４０１より大きくなっているので、第２のルート４０３をとりうる確率は確率ｑに加算しない。
すなわち、日照率計算部１０１は、時刻１〜３の全ての時刻における日照率が平均日照率４０１以下である全てのルートについて、そのルートをとる確率を算出し、それらを確率ｑに加算する。そして、日照率計算部１０１は、確率ｑが保障確率ｐ以上である場合、時刻２の固定点を１段階上げ０．３として、同様に確率ｑを算出する。一方、日照率計算部１０１は、確率ｑが保障確率ｐより小さい場合、時刻２における確率ｑの算出処理を終え、時刻３に固定点を０．２に設定する。
（時刻別の見積日照率の算出）
図１３は、ステップＳ２５に係る条件を満たす範囲で設定された、各時刻における固定点の日照率を示した図である。図１３に示すように、各時刻において確率ｑが保障確率ｐ以上となる範囲で固定点を設定した結果、各時刻における固定点が算出される。各時刻の固定点に基づき他の時刻の見積日照率を算出する。例えば、日照率計算部１０１は、時刻１に固定点０．１を設定することにより、時刻２〜ｎの見積日照率の期待値を算出し、時刻２に固定点０．２を設定することにより、時刻１および時刻３〜ｎの見積日照率の期待値を算出する。以降では、具体的に、日照率計算部１０１がステップＳ２４においておこなう固定点を設定した時刻以外の見積日照率の算出手順についてより詳細に説明する。
日照率計算部１０１は、確率ｑが保障確率ｐ以上となる範囲で、固定点における日照率を０．１ずつ増やすことにより、固定点における日照率の最大値を求める。さらに、日照率計算部１０１は、固定点以外の時刻の日照率の平均値を求める。なお、日照率計算部１０１は、固定点以外の時刻の日照率を、固定点における日照率を０．１ずつ増やす度に算出してもよいし、固定点を日照率の最大値としたときのみ算出してもよい。
ここで、図１１の例を使って、時刻１に固定点を０．１に設定した場合における、時刻２および３の日照率の平均値を算出する手順について説明する。ここでは、固定点から時刻３までにいたる経路が第１のルート３０２と、第２のルート３０３としかないものと仮定する。
まず、時刻２における日照率の平均値を算出する手順について説明する。日照率計算部１０１は、第１のルート３０２をとる確率０．１２５を算出する。また、日照率計算部１０１は、第２のルート３０３をとる確率０．００４を算出する。日照率計算部１０１は、第１のルート３０２をとる確率０．１２５に、第１のルート３０２の時刻２における日照率０．１を乗じた値０．０１２５と、第２のルート３０３をとる確率０．００４に日照率０．３を乗じた値０．００１２とを足し合わせ、時刻２における日照率の期待値０．０１３７を算出する。そして、日照率計算部１０１は、これを時刻２における見積日照率に設定する。
次に、時刻３における日照率の平均値を算出する手順について説明する。日照率計算部１０１は、第１のルート３０２をとる確率０．１２５に、第１のルート３０２の時刻３における日照率０．２を乗じた値０．０２５と、第２のルート３０３をとる確率０．００４に日照率０．４を乗じた値０．００１６とを足し合わせる。日照率計算部１０１は、これにより、時刻３における日照率の期待値０．０２６６を算出する。そして、日照率計算部１０１は、これを時刻３における見積日照率に設定する。
日照率計算部１０１は、このようにして各時刻の見積日照率を設定し、見積日照率データ１１２を作成する。
（時刻別の見積日照量の算出）
日照量計算部１０２は、見積日照率データ１１２と、日照率・日照量換算係数データ１１３に基づき見積日照量データ１１４を作成する。例えば、日照量計算部１０２は、時刻ｉにおける見積日照量Ｖiは、時間iに対応する日照率・日照量換算係数データ１１３の各係数と、時刻ｉにおける見積日照率Ｎiとを、以下の式（４）に、当てはめることにより算出する。
Ｖi=ａＮi＋ｂ ・・・（４）
例えば、日照量計算部１０２は、図４によると時刻１の見積日照量を算出する場合、係数ａ=13.3, 係数ｂ=0.14で、時刻１である６時のＮiは0.30であるから、Ｖ1=13.3×0.30 + 0.14=4.13となる。日照量計算部１０２は、このようにして各時刻の日照量を算出する。
（時刻別の見積ＰＶ発電量の算出）
放電量計算部１０３は、見積日照量データ１１４に基づき見積ＰＶ発電量データ１１５を作成する。放電量計算部１０３は、見積日照量に換算係数０．７５を乗じることにより、各時刻の見積ＰＶ発電量を算出する。
（時刻別の見積放電電力量の算出）
放電量計算部１０３は、ピーク電力と、見積ＰＶ発電量データ１１５と、消費電力量データ１１６とに基づき、見積ＰＶ発電量・放電電力量データ１１７を作成する。放電量計算部１０３は、ピーク電力量をＺ、時刻iにおける消費電力量をＤi、時刻iにおけるＰＶ発電量をＭi、時刻iにおける放電電力量をＸiとし、以下の式（５）にそれぞれ当てはめることにより、各時刻の放電電力量を算出する。
Ｘi＝Ｄi−Ｍi−Ｚ ・・・（５）
放電量計算部１０３は、各時刻の放電電力量を集計し、蓄電池容量を見積もる。放電量計算部１０３は、固定点を設定する時刻数と同じ数の蓄電池容量の見積値を算出する。
先述したように、日照率計算部１０１は、固定点を設定する時刻分だけ各時刻の見積日照率の組合せを算出する。例えば、日照率計算部１０１は、図１３のように、時刻７まで固定点を設定した場合、７通りの各時刻における見積日照率の組合せを算出する。
したがって、日照率計算部１０１、日照量計算部１０２、および放電量計算部１０３は、固定点を設定した時刻数分の見積ＰＶ発電量と見積放電電力量の組み合わせを算出することになる。ここで、時刻１に固定点を設定した場合を見積方法ａ、時刻２に固定点を設定した場合を見積方法ｂとする。そして、時刻１３に固定点を設定した場合を見積方法ｍとする。
（見積方法別の最大不足電力量、総不足電力量の算出）
危険度計算部１０４は、遷移行列データ１１１に基づき、見積方法別の最大不足電力量、総不足電力量を算出する。最大不足電力量および総不足電力量は、各見積方法を選択することによる危険度の指標である。
（最大不足電力量の算出）
危険度計算部１０４は、時刻iにおける見積ＰＶ発電量をＭi、時刻iにおける平均発電量をＹi、時刻ｔ−１における見積ＰＶ発電量Ｍt-1から、時刻ｔにおける見積ＰＶ発電量Ｍtに移行する確率をｐ（Ｍt-1，Ｍt）、保障確率をｐとおく。このとき、危険度計算部１０４は、以下の式（６）に当てはめることにより、最大不足電力量を求めることができる。
Figure 0006119558
最大不足電力量の算出手順について、より詳細に説明する。危険度計算部１０４は、最大不足電力量を算出するために、図１０のステップＳ２５で見積日照率の推移を示す各ルートのうち、ある時刻で平均日照率より大きくなるルートを選定する。危険度計算部１０４は、このルートにおける各時刻のうち、見積日照率から平均日照率を差し引いた差分値が最大となるときの差分値を算出する。
危険度計算部１０４は、この見積日照率の差分値に基づき差分値に相当するＰＶ発電量を算出することにより、最大の差分ＰＶ発電量を求める。
危険度計算部１０４は、最大の差分ＰＶ発電量が当該ルートをとる確率ｐ（Ｍ1，Ｍ2）ｐ（Ｍ2，Ｍ3）・・・ｐ（Ｍn-1，Ｍn）を算出する。危険度計算部１０４は、このルートをとる確率と、最大の差分ＰＶ発電量とを乗算する。
危険度計算部１０４は、ＰＶ発電量にそのルートをとる確率を乗算する操作を、ある時刻で見積ＰＶ発電量が平均ＰＶ発電量より大きくなる他のルートに対してもおこない、これらを足し合わせ合計値を算出する。なお、平均ＰＶ発電量は、所定日数の間、測定した各時刻におけるＰＶ発電量の平均値である。
危険度計算部１０４は、この合計値を、ある見積ＰＶ発電量が平均ＰＶ発電量より大きくなる確率１−ｐで除算する。なお、危険度計算部１０４は、見積日照率がある時刻で平均日照率より大きくなる確率１−ｐの代わりに確率１−ｑを使ってもよい。なお、ｑは、図１０のステップＳ２５で算出されるｑを示す。
次に、具体例を使って説明する。図１４は、見積日照率および平均日照率の推移に関する第３の例を示した図である。危険度計算部１０４は、点線により平均日照率の推移を示した第１のルート５０１と、実線により見積日照率の推移を示した第２のルート５０２とを比較する。危険度計算部１０４は、時刻２と時刻３において、第２のルート５０２の日照率が第１のルート５０１の日照率を超えており、このうち時刻３における差分値の方が大きいので、時刻３における差分値１．６を取得する。そして、危険度計算部１０４は、時刻３における差分値１．６を最大の差分値に設定する。
危険度計算部１０４は、最大の差分値１．６をＰＶ発電量に変換し、最大の差分ＰＶ発電量を求める。危険度計算部１０４は、この最大の差分ＰＶ発電量に第２のルート５０２をとる確率０．０２を乗算する。危険度計算部１０４は、最大の差分ＰＶ発電量にそのルートをとる確率を乗算する操作を、ある時刻で平均日照率より大きくなる他のルートにおいてもおこない、算出されたそれぞれの最大の差分値を足し合わせ、合計値を取得する。さらに、危険度計算部１０４は、この合計値を、１から保障確率０．９を差し引いた確率０．１で除算する。これにより、最大不足電力量が算出できる。
（総不足電力量の算出）
危険度計算部１０４は、時刻iにおける見積ＰＶ発電量をＭi、時刻iにおける平均発電量をＹi、時刻ｔ−１における見積ＰＶ発電量Ｍt-1から、時刻ｔにおける見積ＰＶ発電量Ｍtに移行する確率をｐ（Ｍt-1，Ｍt）、保障確率をｐとおく。このとき、危険度計算部１０４は、以下の式（７）に当てはめることにより、総不足電力量を求めることができる。
Figure 0006119558
図１４を用いて具体的に説明する。危険度計算部１０４は、見積日照率が平均日照率を超えている時刻２の差分値０．８と、時刻３の差分値１．６とを取得し、それぞれＰＶ発電量に変換する。危険度計算部１０４は、時刻２および時刻３のＰＶ発電量を足し合わせて合計値を求める。危険度計算部１０４は、この合計値を、最大不足電力量の算出の際の最大の差分ＰＶ発電量とみなして、以降同様に計算すれば、総不足電力量が算出できる。
（蓄電池容量の見積処理手順）
次に実施例１に係る蓄電池容量の見積処理の手順について説明する。図１５は、見積蓄電池容量、および見積方法別の危険度を算出する手順を示すフローチャート図である。
日照率計算部１０１において、遷移行列データ１１１を用いて見積日照率を算出する（ステップＳ１１）。算出された見積日照率は、記憶部１１０における見積日照率データ１１２の記憶領域に保存される。
日照量計算部１０２において、見積日照率データ１１２と、日照率・日照量換算係数データ１１３とに基づき、見積日照量を算出する（ステップＳ１２）。算出された見積日照量は、記憶部１１０における見積日照量データ１１４の記憶領域に保存される。
放電量計算部１０３において、見積日照量データ１１４に換算係数を乗じることにより求められた見積ＰＶ発電量データ１１５と、消費電力量データ１１６と、ピーク電力量とに基づき放電電力量を算出する（ステップＳ１３）。算出された放電電力量は、見積ＰＶ発電量とともに、記憶部１１０における見積ＰＶ発電量・放電電力量データ１１７の記憶領域に保存される。
危険度計算部１０４において、見積ＰＶ発電量・放電電力量データ１１７に基づき、見積方法別に最大不足電力量および総不足電力量を算出する（ステップＳ１４）。算出された、最大不足電力量および総不足電力量は、記憶部１１０における見積危険度データ１１８の記憶領域に保存される。
最大不足電力量および総不足電力量は、各見積方法を採用したことによる危険度を示す指標となりうる。最大不足電力量を基準に見積方法を選定するか、総不測電力量を基準に見積方法を選定するかは適宜利用者が選択する。
実施例１においては、日照率の遷移行列を使用して、各時刻の見積日照率を算出し、各時刻のＰＶ発電量に変換したが、日照率の遷移行列をＰＶ発電量の遷移行列に変換してもよい。まず、日照量計算部１０２は、遷移行列データ１１１に係る日照率の遷移行列を日照量の遷移行列に変換する。このとき、日照量計算部１０２は、図４に示したように、日照率を日照量に変換する際の係数が時刻毎に異なるため、時刻毎に遷移行列を算出する。このため、日照量計算部１０２は、時刻数ｎと同数の遷移行列を生成することになる。そして、放電量計算部１０３は、各日照量の遷移行列をＰＶ発電量の遷移行列に変換する。なお、実施例２において、放電量計算部１０３は、特定部および見積部の一例である。
日照率の遷移行列からＰＶ発電量の遷移行列に変換する手順について、具体例を用いて説明する。図１６は、ＰＶ発電量の遷移行列データの一例を示した図である。日照量計算部１０２および放電量計算部１０３は、図２の遷移前の日照率を示す１１１ａを、図１６の遷移前の時刻１のＰＶ発電量を示す２１１ａに変換する。また、日照量計算部１０２および放電量計算部１０３は、図２の遷移後の日照率を示す１１１ｂを、図１６の遷移後の時刻１のＰＶ発電量を示す２１１ｂに変換する。また、図１６におけるＰＶ発電量が遷移する確率を示す２１１ｃは、図２における１１１ｃと同じ値であってもよい。
例えば、日照量計算部１０２は、日照率０を式（２）に当てはめ、日照量０．１４を算出する。放電量計算部１０３は、日照量０．１４に換算係数０．７５を乗算することにより、ＰＶ発電量０．１０５を算出して２１１ａに設定する。また、日照量計算部１０２は、日照率０．１を式（２）に当てはめ、日照量１．４７を算出する。放電量計算部１０３は、日照量１．４７に換算係数０．７５を乗算することにより、ＰＶ発電量１．１を算出して２１１ａに設定する。このようにして、見積装置１０は、０から１．０のそれぞれの日照率に対応する、ある時刻のＰＶ発電量をそれぞれ算出して２１１ａに設定する。また、見積装置１０は、同様にして、次の時刻のＰＶ発電量をそれぞれ算出して２１１ｂに設定する。
放電量計算部１０３は、ＰＶ発電量の遷移行列に変換された遷移行列データ１１１を用いて、各時刻の見積ＰＶ発電量を求める。図１７を用いて、各時刻の見積ＰＶ発電量の算出手順を具体的に説明する。図１７は、放電量計算部１０３におけるＰＶ発電量算出の処理手順を示すフローチャート図である。
放電量計算部１０３は、まず、時刻を示す変数ｔに１を、見積ＰＶ発電量の段階を示す変数ｍに１を挿入する（ステップＳ３１）。変数ｔに１を設定したので、時刻１に固定点が設定されることになる。ここで時刻１は見積ＰＶ発電量を求める開始時刻を示し、時刻ｎは終了時刻を示す。また、変数ｍは、図１６の見積ＰＶ発電量２１１ａおよび２１１ｂの見積ＰＶ発電量に対応している。例えば、ｍが１のとき、見積ＰＶ発電量は０．１０５であり、ｍが２のとき、見積ＰＶ発電量は１．１である。
図１７に示すように、放電量計算部１０３は、次に、各時刻の見積ＰＶ発電量を示す変数ｌm（１）〜ｌm（ｎ）にｍが１のときの見積ＰＶ発電量０．１０５を挿入する（ステップＳ３２）。ここで、変数ｌm（ｔ）は、時刻ｔにおけるｍ段階目の見積ＰＶ発電量を示す。例えば、時刻１における２段階目の見積ＰＶ発電量は、ｌ2（１）で表され、見積ＰＶ発電量は２１１ａから取得でき１．１となる。
放電量計算部１０３は、次に、見積ＰＶ発電量の段階を示すｍに１を加算することにより、ｌ2（１）とし、図１７に示すように、見積ＰＶ発電量を１段階上げ、ｌ2（１）=１．１とする（ステップＳ３３）。
放電量計算部１０３は、ｌ2（１）を除く各時刻における見積ＰＶ発電量を示すｌ2（２）〜ｌ2（ｎ）を、遷移行列を用いて算出する（ステップＳ３４）。
放電量計算部１０３は、各時刻において見積ＰＶ発電量と平均ＰＶ発電量とを比較し、全ての時刻において見積ＰＶ発電量が平均ＰＶ発電量以下となる確率ｑを算出する（ステップＳ３５）。具体的には、放電量計算部１０３は、時刻ｔにおけるｍ段階目の見積ＰＶ発電量をｌm（ｔ）、平均ＰＶ発電量をＬ（ｔ）とおき、ｑ=Prob｛L(1)≧lm(1), L(2)≧lm(2), ... , L(n)≧lm(n)｝より、確率ｑを算出する。
放電量計算部１０３は、この確率ｑが保障確率ｐ以上で、かつｍが１．０以下の場合（ステップＳ３５Yes）、ステップＳ３３に戻り、ｍに１を加算してｌ3(１)とし、ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理を繰り返す。
放電量計算部１０３は、この確率ｑが保障確率ｐより小さくなった場合、若しくはｍが１．０より大きくなった場合（ステップＳ３５No）、ループを抜け、mから１を減ずる（ステップＳ３６）。
さらに、放電量計算部１０３は、時刻を示す変数ｔに１を加算し（ステップＳ３７）、変数ｔと最終時刻を示す変数ｎとを比較する（ステップＳ３８）。放電量計算部１０３は、変数ｔが変数ｎ以下である場合（ステップＳ３８No）、ステップＳ３２に戻り、同様に処理をおこなう。一方、放電量計算部１０３は、変数ｔが変数ｎよりも大きい場合（ステップＳ３８Yes）、処理を終了する。
例えば、放電量計算部１０３は、ステップＳ３６の時点でｔが１の場合、ステップＳ３７でｔに１を加算し、ｔを２とする。放電量計算部１０３は、この場合、ステップＳ３８の条件式ｔ＞ｎを満たさないので、処理をステップＳ３２に戻す。以降、放電量計算部１０３は、ｌm（２）についてもｌm（１）と同様に処理をおこない、ステップＳ３８に係る条件式を満たすまで処理を繰り返す。以上のようにして、各時刻に設定した固定点における見積ＰＶ発電量を算出する。
ある時刻に設定した固定点における見積ＰＶ発電量を基にして、固定点以外の時刻における見積ＰＶ発電量を算出し、式（４）により最大不足電力量、式（５）により総不足電力量を算出できる。
なお、遷移行列データ１１１において、日照率が遷移する確率を示す１１１ｃ若しくはＰＶ発電量が遷移する確率を示す２１１ｃを、時刻毎に変更させてもよい。例えば、１２時から１４時ごろの遷移行列は高い日照率で遷移する確率を、他の時刻よりも高く設定してもよい。これにより、日照率計算部１０１および放電量計算部１０３は、遷移行列データ１１１をより現実の日照率もしくはＰＶ発電量の遷移に即したものとすることができる。
また、最大不足電力量および総不足電力量等の危険度は、見積日照率を基準としても、見積日照量を基準としても、見積ＰＶ発電量を基準として算出してもよい。また、見積日照率を算出する開始時刻、終了時刻は任意に選択できる。
実施例３に係る見積装置の機能構成の一例について説明する。図１８は、実施例３に係る蓄電池容量の見積装置の構成を示す機能ブロック図である。図１８に示すように、見積装置２０は、入力部３１と、出力部３２と、制御部２００と、記憶部２１０とを有する。制御部２００は、日照率計算部２０１と、日照量計算部２０２と、放電量計算部２０３と、危険度計算部２０４と、比較部２０５を有する。記憶部２１０は、遷移行列データ２１１と、見積日照率データ２１２と、日照率・日照量換算係数データ２１３と、見積日照量データ２１４と、見積ＰＶ発電量データ２１５とを有する。さらに、記憶部２１０は、消費電力量データ２１６と、見積ＰＶ発電量・放電電力量データ２１７と、見積危険度データ２１８とを有する。なお、実施例１において、日照率計算部２０１は、特定部および見積部の一例である。また、危険度計算部２０４は、取得部および算出部の一例である。
次に、図１９を用いて、実施例３に係る見積ＰＶ発電量データについて説明する。図１９は、実施例３に係る見積ＰＶ発電量データの一例を示す図である。図１９に示された例によると、見積ＰＶ発電量データ２１４は、保障確率（ｐ）と、開始時刻ｔｓから終了時刻ｔｅまでの各時間の発電量とを対応付けている。見積装置２０は、後述する条件を満たす範囲で設定される各保障確率（ｐ）に関し、各保障確率に対応する各時刻の見積ＰＶ発電量を、見積ＰＶ発電量データ２１４に保持させている。例えば、図１９において、見積装置２０は、保障確率が１．０〜０．６の範囲で後述する条件を満たすので、保障確率が１．０、０．９、０．８、０．７、０．６のそれぞれに対応する各時刻の見積ＰＶ発電量を、見積ＰＶ発電量データ２１４に保持させている。
実施例３において、見積装置２０は、例えば、最大不足電力量および総不足電力量が所定の条件を満たす範囲で設定される最小の保障確率ｐに基づいて、見積ＰＶ発電量を算出してもよい。具体的には、見積装置２０は、次の手順で見積ＰＶ発電量を算出してもよい。日照率計算部２０１は、実施例１の方法で保障確率を１．０とした場合の見積日照率を算出する。日照量計算部２０２は、算出された見積日照率に基づいて見積日照量を算出する。そして、放電量計算部２０３は、算出された見積日照量に基づいて見積ＰＶ発電量を算出する。
さらに、危険度計算部２０４は、算出された見積ＰＶ発電量と平均ＰＶ発電量との差分に基づいて、最大不足電力量および総不足電力量を算出する。このとき、比較部２０５は、算出された最大不足電力量および総不足電力量のそれぞれが、予め設定されている各々の閾値以内であるか否かを判定する。
見積装置２０は、最大不足電力量および総不足電力量のいずれも閾値以下である場合、算出された見積ＰＶ発電量を見積ＰＶ発電量データ２１４に保持させる。そして、見積装置２０は、上記と同様の手順で保障確率を０．９とした場合の見積ＰＶ発電量、最大不足電力量および総不足電力量を算出する。さらに、比較部２０５は、算出された最大不足電力量および総不足電力量のそれぞれが、予め設定されている各々の閾値以内であるか否かを判定する。このように、見積装置２０は、最大不足電力量および総不足電力量のそれぞれが閾値以内である限り、保障確率を０．１ずつ減らして見積ＰＶ発電量、最大不足電力量および総不足電力量を算出する。そして、見積装置２０は、上記条件を満たす範囲で算出された見積ＰＶ発電量を見積ＰＶ発電量データ２１４に保持させる。
そして、比較部２０５は、最大不足電力量および総不足電力量のいずれかが閾値より大きい場合、最も直近に算出した見積ＰＶ発電量を選択する。すなわち、比較部２０５は、最大不足電力量および総不足電力量が閾値以内の範囲で設定される最小の保障確率ｐに対応する見積ＰＶ発電量を選択する。そして、放電量計算部２０３は、選択された見積ＰＶ発電量に基づいて蓄電池容量を算出する。これにより、見積装置２０は、許容できる最大不足電力量および総不足電力量の範囲において、最大の蓄電池容量を算出することができる。なお、見積装置２０は、実施例２の方法で見積ＰＶ発電量を算出してもよい。
（実施例３における処理の流れ）
次に、図２０を用いて、実施例３に係るＰＶ発電量算出の処理手順について具体的に説明する。図２０は、実施例３に係るＰＶ発電量算出の処理手順を示すフローチャート図である。まず、見積装置２０は、保障確率ｐに「1.0」を代入する（ステップＳ４０）。見積装置２０は、最大不足電力量を示す危険度Ａの閾値をＫＡに代入する（ステップＳ４１）。また、見積装置２０は、総不足電力量を示す危険度Ｂの閾値をＫＢに代入する（ステップＳ４２）。なお、以降において最大不足電力量を危険度Ａ、総不足電力量を危険度Ｂと呼ぶ。
見積装置２０は、実施例１と同様の手順で、保障確率ｐに対応する見積ＰＶ発電量Ｍ（ｐ）を算出する（ステップＳ４３）。危険度計算部２０４は、見積日照率と平均日照率との差分に基づいて、実施例１と同様の手順で最大不足電力量、すなわち、見積ＰＶ発電量の危険度ｋＡ（ｐ）を算出する（ステップＳ４４）。また、危険度計算部２０４は、見積日照率と平均日照率との差分に基づいて、実施例１と同様の手順で総不足電力量、すなわち、見積ＰＶ発電量の危険度ｋＢ（ｐ）を算出する（ステップＳ４５）。
比較部２０５は、危険度ｋＡ（ｐ）が閾値ＫＡ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。比較部２０５は、危険度ｋＡ（ｐ）が閾値ＫＡより大きい場合（ステップＳ４６No）、保障確率ｐに削減確率Δｐを足して（ステップＳ４９）処理を終了させる。一方、比較部２０５は、危険度ｋＡ（ｐ）が閾値ＫＡ以下である場合（ステップＳ４６Yes）、ステップＳ４７の処理に移る。
比較部２０５は、危険度ｋＢ（ｐ）が閾値ＫＢ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４７）。比較部２０５は、危険度ｋＢ（ｐ）が閾値ＫＢより大きい場合（ステップＳ４７No）、保障確率ｐに削減確率Δｐを足して（ステップＳ４９）処理を終了させる。一方、比較部２０５は、危険度ｋＢ（ｐ）が閾値ＫＢ以下である場合（ステップＳ４７Yes）、保障確率ｐに削減確率Δｐを差し引いて（ステップＳ４８）、ステップＳ４３の処理に戻る。すなわち、比較部２０５は、より低い保障確率ｐ−Δｐを設定して、見積装置２０に上記処理（ステップＳ４３〜ステップＳ４５）をおこなわせる。
なお、見積装置２０は、危険度Ａ、危険度Ｂの両方に閾値を設定したが、これに限定されない。例えば、危険度Ａ、危険度Ｂのいずれか一方に閾値を設定してもよい。
実施例４に係る見積装置の機能構成の一例について説明する。図２１は、実施例４に係る蓄電池容量の見積装置の構成を示す機能ブロック図である。図２１に示すように、見積装置３０は、入力部４１と、出力部４２と、制御部３００と、記憶部３１０とを有する。制御部３００は、日照率計算部３０１と、日照量計算部３０２と、放電量計算部３０３と、危険度計算部３０４と、更新部３０６とを有する。記憶部３１０は、遷移行列データ３１１と、見積日照率データ３１２と、日照率・日照量換算係数データ３１３と、見積日照量データ３１４と、見積ＰＶ発電量データ３１５と、見積危険度データ３１８とを有する。さらに、記憶部３１０は、需用電力データ３１９と、充放電計画データ３２０と、最適充放電計画データ３２１と、天候データ３２２とを有する。なお、実施例４において、日照率計算部３０１は、特定部および見積部の一例である。また、危険度計算部３０４は、取得部および算出部の一例である。
次に、図２２を用いて、実施例４に係る見積ＰＶ発電量データについて説明する。図２２は、実施例４に係る見積ＰＶ発電量データの一例を示す図である。図２２に示された例によると、見積ＰＶ発電量データ３１５は、保障確率（ｐ）と、開始時刻ｔｓから終了時刻ｔｅまでの各時間の発電量とを対応付けている。実施例４に係る見積ＰＶ発電量データ３１４は、保障確率を１．０〜０．１まで全範囲の保障確率を保持している点で実施例３の見積ＰＶ発電量データ２１５と相違する。
実施例４において、見積装置３０は、例えば、各保障確率に係る見積ＰＶ発電量から需要ピークと最大不足電力量とをそれぞれ算出し、算出された需要ピークと最大不足電力量とを加算し、その加算値が最小となる場合の見積ＰＶ発電量を選択してもよい。具体的には、見積装置３０は、次の手順で見積ＰＶ発電量を選択してもよい。まず、見積装置３０は、保障確率ｐを１．０、最小危険度込みピーク値Ｚminを１０10、時刻ｔに１を設定する。なお、見積装置３０は、Ｚminを１０10に設定したが、これに限定されず、Ｚminは想定されうるＺminの値より高い値であれば他の数値を用いてもよい。また、最小危険度込みピーク値とは、保障確率ごとに算出される危険度Ａと需要ピークとの合計値のうち、最小のものを示す。
見積装置３０は、実施例１の方法で、保障確率を１．０とした場合の見積ＰＶ発電量を算出する。さらに、危険度計算部２０４は、危険度Ａ、すなわち、最大不足電力量ｋＡ（ｐ）を算出する。一方、見積装置３０は、需用電力データおよび充放電計画データに基づいて保障確率ｐに対応する需要ピークＺ（ｐ）を算出する。なお、需要ピークＺ（ｐ）は、保障確率をｐとした場合において、各時刻において消費電力量をピークカットして算出したピーク電力のうち、最大値となった時刻のピーク電力を示す。また、実施例４においては、各日で算出された危険度Ａおよび需要ピークに基づいて、危険度Ａおよび需要ピークの平均値を算出するが、当該処理に関する詳細は、後述する。
更新部３０６は、算出された最大不足電力量ｋＡ（ｐ）と需要ピークＺ（ｐ）との合計値が、最小危険度込みピーク値Ｚminより小さいか否かを判定する。更新部３０６は、最大不足電力量ｋＡ（ｐ）と需要ピークＺ（ｐ）との合計値がＺminより小さい場合、Ｚminを当該合計値に更新させる。
見積装置３０は、上記と同様にして、保障確率を０．９とした場合の危険度Ａと需要ピークとの合計値を算出する。更新部３０６は、算出された合計値がＺminより小さい場合、Ｚminを当該合計値に更新させる。そして、見積装置３０は、０．８〜０．１までの全ての保障確率について、上記処理をおこなう。
すなわち、見積装置３０は、１．０〜０．１までの全ての保障確率について、それぞれ合計値を算出する。更新部３０６は、各保障確率で算出された合計値のうち、最小の合計値をＺminとする。そして、見積装置３０は、最小の合計値をとった際の保障確率ｐに対応する見積ＰＶ発電量を選択する。
見積装置３０は、最小の合計値をとった際の保障確率ｐに対応する見積ＰＶ発電量に基づいて、各時刻における放電量を設定して最適充放電計画データ３２１を作成する。そして、見積装置３０は、作成された最適充放電計画データ３２１に基づいて、蓄電池容量を見積もる。なお、見積装置３０は、再度蓄電池容量を見積もる際は、最適充放電計画データ３２１を充放電計画データ３２０にコピーして、コピーされた充放電計画データ３２０を基に再度、最適充放電計画データ３２１を作成してもよい。
（実施例４における処理の流れ）
次に、図２３を用いて、実施例４に係るＰＶ発電量算出の処理手順について具体的に説明する。図２３は、実施例４に係るＰＶ発電量算出の処理手順を示すフローチャート図である。まず、見積装置３０は、保障確率ｐを１．０、最小危険度込みピーク値Ｚminを１０10、時刻ｔを１に設定する（ステップＳ６０）。危険度計算部３０４は、保障確率ｐに対応する見積ＰＶ発電量の最大不足電力量ｋＡ（ｐ）を算出する（ステップＳ６１）。放電量計算部３０３は、保障確率ｐに対応する需要ピークＺ（ｐ）を算出する（ステップＳ６２）。なお、ステップＳ６１とステップＳ６２とを含むｓｕｂ１の詳細な処理手順に関しては、別のフローチャート図で説明する。
更新部３０６は、算出した最大不足電力量ｋＡ（ｐ）と需要ピークＺ（ｐ）との合計値がＺminより小さいか否かを判定する（ステップＳ６３）。更新部３０６は、算出した合計値がＺminより小さい場合（ステップＳ６３Yes）、Ｚminを当該合計値に更新させる（ステップＳ６４）。さらに、更新部３０６は、Ｚminを更新した際の保障確率ｐにｐminを更新させる（ステップＳ６５）。一方、更新部３０６は、算出した合計値がＺmin以上の場合（ステップＳ６３No）、ステップＳ６６の処理に移る。
更新部３０６は、保障確率ｐから削減確率Δｐを差し引く（ステップＳ６６）。さらに、更新部３０６は、保障確率ｐが０以下であるか否かを判定する（ステップＳ６７）。更新部３０６は、保障確率ｐが０より大きい場合（ステップＳ６７No）、ステップＳ６１の処理に戻る。すなわち、見積装置３０は、保障確率ｐ−Δｐについて上記処理（ステップＳ６１〜ステップＳ６５）をおこなう。一方、更新部３０６は、保障確率ｐが０以下の場合（ステップＳ６７Yes）、処理を終了させる。
次に、図２４を用いて、図２３におけるｓｕｂ１でなされる処理について説明する。図２４は、各日で危険度Ａおよび需要ピークを算出する場合の処理手順を示すフローチャート図である。実施例１においては、平均日照率と見積日照率との差分に基づいて、最大不足電力量、すなわち、危険度Ａを算出した。これに対して、実施例４においては、見積装置３０は、日ごとに最大不足電力量と需要ピークとを算出する。そして、見積装置３０は、日ごとに算出された最大不足電力量と需要ピークとに基づいて、最大不足電力量の平均値と需要ピークの平均値とを算出する。
実施例４における処理手順について説明する。まず、見積装置３０は、日数ｄに１を設定する（ステップＳ７０）。見積装置３０は、天候データ３２２から、日数ｄの開始時刻の日照率Ｒ(ts)を取得する（ステップＳ７１）。日照率計算部３０１は、取得された開始時刻の日照率Ｒ(ts)を基にして、時刻t+1から終了時刻teまでの予測日照率Ｒ(ts+1)〜Ｒ(te)を離散マルコフ過程モデルで算出する（ステップＳ７２）。日照率計算部３０１は、各時刻の見積日照率ｒ(ts)〜ｒ(te)を算出する（ステップＳ７３）。なお、日照率計算部３０１が開始時刻ｔｓの日照率Ｒ(ts)を基にして、他の時間の予測日照率を算出する旨を説明したが、これに限定されない。例えば、天候データ３２２が日数ｄの全て時刻の日照率を保持してもよい。
見積装置３０は、算出された予測日照率と見積日照率との差分に基づき、日数ｄにおける最大不足電力量ｋＡ(d)を算出する（ステップＳ７４）。具体的には、見積装置３０は、ステップＳ７４において、以下のように処理をおこなう。まず、日照率計算部３０１は、実施例１の方法で、日数ｄにおける見積日照率を算出する。日照量計算部３０２は、算出された見積日照率に基づいて、日数ｄにおける見積日照量を算出する。そして、放電量計算部３０３は、算出された見積日照量に基づいて、日数ｄにおける見積ＰＶ発電量を算出する。さらに、危険度計算部３０４は、予測日照率と見積日照率との差分に基づいて、日数ｄにおける最大不足電力量ｋＡ(d)を算出する。以上により、見積装置３０は、日数ｄにおける最大不足電力量ｋＡ(d)を算出する。
見積装置３０は、時刻ｔに１、日数ｄにおける需要ピーク最大値Ｚdmaxに０を代入する（ステップＳ７５）。放電量計算部３０３は、一日の消費電力量を時間ごとに保持している需用電力データ３１９から、日数ｄにおける各時間の消費電力量、すなわち、電力需要Ｄを取得する。また、放電量計算部３０３は、充放電計画データ３２０から各時間の予定放電量Ｘを取得する。そして、放電量計算部３０３は、時刻ｔの電力需要Ｄ(t)から、時刻ｔの見積ＰＶ発電量Ｍ(t)および予定放電量Ｘ(t)を差し引いて、時刻ｔにおける需要ピークＺ(t)を算出する（ステップＳ７６）。
更新部３０６は、算出された需要ピークＺ(t)がＺdmax以上であるか否かを判定する（ステップＳ７７）。更新部３０６は、需要ピークＺ(t)がＺdmax以上である場合（ステップＳ７７Yes）、Ｚdmaxを需要ピークＺ(t)に更新させる（ステップＳ７８）。一方、更新部３０６は、需要ピークＺ(t)がＺdmaxより小さい場合（ステップＳ７７No）、ステップＳ７９の処理に進む。
更新部３０６は、時刻ｔに１を加算する（ステップＳ７９）。そして、更新部３０６は、ｔが終了時刻ｔｅより大きいか否かを判定する（ステップＳ８０）。更新部３０６は、ｔが終了時刻ｔｅ以下の場合（ステップＳ８０No）、ステップＳ７６の処理に戻る。すなわち、更新部３０６は、時刻ｔ＋１について上記処理（ステップＳ７６〜ステップＳ７８）をおこなう。一方、更新部３０６は、ｔが終了時刻よりも大きい場合（ステップＳ８０Yes）、ステップＳ８１の処理に移る。
見積装置３０は、日数ｄに１を加算する（ステップＳ８１）。そして、見積装置３０は、ｄが総日数ｄｅより大きいか否かを判定する（ステップＳ８２）。見積装置３０は、ｄが総日数以下の場合（ステップＳ８２No）、ステップＳ７１の処理に戻る。すなわち、見積装置３０は、次の日ｄ＋１について上記処理（ステップＳ７１〜ステップＳ８１）をおこなう。一方、見積装置３０は、ｄが総日数よりも大きい場合（ステップＳ８２Yes）、ステップＳ８３の処理に移る。そして、見積装置３０は、各日の最大不足電力量の合計値ΣｋＡ(d)を、総日数ｄｅで除算することにより、最大不足電力量の平均値ｋＡを算出する（ステップＳ８３）。さらに、見積装置３０は、各日の需要ピークの合計値ΣＺdmax(d)を、総日数ｄｅで除算することにより、需要ピークの平均値ｚを算出する（ステップＳ８４）。
なお、上記処理により算出された最大不足電力量の平均値ｋＡと、需要ピークの平均値ｚとは、図２３のステップＳ６３以降で使用される。
なお、実施例３においては、危険度計算部２０４が、見積日照率と平均日照率との比較に基づいて最大不足電力量および総不足電力量を算出する旨を説明した。これに限定されず、実施例３の見積装置２０は、実施例４と同様に、日ごとに最大不足電力量および総不足電力量を算出し、それぞれ総日数ｄで除算することにより、それぞれの平均値を算出してもよい。また、実施例１に関しても同様に、日ごとに最大不足電力量および総不足電力量を算出し、それぞれの平均値を求めてもよい。
なお、実施例４の見積装置３０は、日ごとに最大不足電力量および需要ピークを算出し、それぞれ総日数ｄで除算することにより、最大不足電力量および需要ピークの平均値を算出する旨を説明した。これに限定されず、実施例４の見積装置３０は、見積日照率と平均日照率との比較に基づいて最大不足電力量を算出してもよい。また、見積装置３０は、平均日照率を用いて算出された見積ＰＶ発電量を用いて需要ピークを算出してもよい。
なお、実施例４においては、天候データ３２２は、開始時刻ｔｓの日照率を保持する旨を説明した。これに限定されず、天候データ３２２は、全ての時間の日照率を保持してもよい。
（コンピュータのハードウェア構成）
図２５は、見積蓄電池容量算出プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。図２５が示すように、コンピュータ６００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ６０１と、ユーザからのデータ入力を受け付ける入力装置６０２と、モニタ６０３とを有する。また、コンピュータ６００は、記憶媒体からプログラム等を読み取る媒体読取装置６０４と、他の装置と接続するためのインターフェース装置６０５と、他の装置と無線により接続するための無線通信装置６０６とを有する。また、コンピュータ６００は、各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）６０７と、ハードディスク装置６０８とを有する。また、各装置６０１〜６０８は、バス６０９に接続される。
ハードディスク装置６０８には、図１に示した制御部１００の日照率計算部１０１、日照量計算部１０２、放電量計算部１０３、危険度計算部１０４の各処理部と同様の機能を有する危険度算出プログラムが記憶される。また、ハードディスク装置６０８には、危険度算出プログラムを実現するための各種データが記憶される。
ＣＰＵ６０１は、ハードディスク装置６０８に記憶された各プログラムを読み出して、ＲＡＭ６０７に展開して実行することで、各種の処理を行う。また、これらのプログラムは、コンピュータ６００に図１に示した日照量計算部１０２、放電量計算部１０３、危険度計算部１０４における処理をさせることができる。
なお、上記の見積日照率算出プログラムおよび危険度算出プログラムは、必ずしもハードディスク装置６０８に記憶されていなくてもよい。例えば、コンピュータ６００が読み取り可能な記憶媒体に記憶されたプログラムを、コンピュータ６００が読み出して実行するようにしてもよい。コンピュータ６００が読み取り可能な記憶媒体は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤディスク、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が対応する。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）等に接続された装置にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ６００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）遷移前の発電量から遷移後の発電量に遷移する確率を、異なる遷移前の発電量および異なる遷移後の発電量毎にそれぞれ定義した遷移行列を基にして、各時刻の見積発電量が各時刻の所定の発電量をそれぞれ超えないで遷移する確率が、保障確率を下回らない範囲で最大値となる一の時刻の見積発電量を特定する特定部と、
前記特定された一の時刻の見積発電量を通り、発電量が各時刻で遷移するルートをとる確率を、前記遷移行列を用いてルートごとに算出し、該ルートをとる確率と、該ルートが他の時刻でとる確率とを基にして他の時刻における見積発電量を見積もる見積部
を有することを特徴とする見積発電量算出装置。
（付記２）各時刻の見積発電量が、各時刻の所定の発電量よりも大きい時刻を有する、見積発電量が遷移する各ルートの該時刻における、見積もり発電量と平均発電量との最大の差分値をそれぞれ取得する取得部と、
前記各ルートをとりうる確率と、前記各ルートに対応する最大の差分値とをそれぞれ乗算して乗算値を算出し、該乗算値をそれぞれ足し合わせることにより、最大不足電力量を算出する算出部
をさらに有することを特徴とする付記１に記載の見積発電量算出装置。
（付記３）各時刻の見積発電量が、各時刻の所定の発電量よりも大きい時刻を有する、見積発電量が遷移する各ルートの該時刻における、見積もり発電量と平均発電量との差分値をそれぞれ取得し、各差分値を足し合わせて合計値をそれぞれ取得する取得部と、
前記各ルートをとりうる確率と、前記各ルートに対応する合計値とをそれぞれ乗算して乗算値を算出し、該乗算値をそれぞれ足し合わせることにより、総不足電力量を算出する算出部
をさらに有することを特徴とする付記１に記載の見積発電量算出装置。
（付記４）前記算出部で算出された最大不足電力量、総不足電力量のいずれか一方または両方と、最大不足電力量および総不足電力量のそれぞれに設定された閾値とを比較する比較部を、さらに有し、
前記特定部は、最大不足電力量、総不足電力量のいずれか一方または両方が、前記閾値を超えない範囲で最小の保障確率に基づいて、前記一の時刻の見積発電量を特定することを特徴とする付記１に記載の見積発電量算出装置。
（付記５）消費電力量から、保障確率ごとに見積もられる見積発電量と各時刻において蓄電池から放電される放電電力量とを減算することで計算される需要ピークと、前記算出部により算出される最大不足電力量とを、保障確率ごとに加算した加算値のうち、最小の加算値を保持する更新部をさらに有し、
前記特定部は、前記最小の加算値の保障確率に基づいて、前記一の時刻の見積発電量を特定することを特徴とする付記１に記載の見積発電量算出装置。
（付記６）コンピュータが実行する見積発電量算出方法であって、
遷移前の発電量から遷移後の発電量に遷移する確率を、異なる遷移前の発電量および異なる遷移後の発電量毎にそれぞれ定義した遷移行列を基にして、各時刻の見積発電量が各時刻の所定の発電量をそれぞれ超えないで遷移する確率が、保障確率を下回らない範囲で最大値となる一の時刻の見積発電量を特定し、
前記特定された一の時刻の見積発電量を通り、発電量が各時刻で遷移するルートをとる確率を、前記遷移行列を用いてルートごとに算出し、該ルートをとる確率と、該ルートが他の時刻でとる確率とを基にして他の時刻における見積発電量を見積もる
各処理を実行することを特徴とする見積発電量算出方法。
（付記７）コンピュータに、
遷移前の発電量から遷移後の発電量に遷移する確率を、異なる遷移前の発電量および異なる遷移後の発電量毎にそれぞれ定義した遷移行列を基にして、各時刻の見積発電量が各時刻の所定の発電量をそれぞれ超えないで遷移する確率が、保障確率を下回らない範囲で最大値となる一の時刻の見積発電量を特定し、
前記特定された一の時刻の見積発電量を通り、発電量が各時刻で遷移するルートをとる確率を、前記遷移行列を用いてルートごとに算出し、該ルートをとる確率と、該ルートが他の時刻でとる確率とを基にして他の時刻における見積発電量を見積もる
各処理を実行させることを特徴とする見積発電量算出プログラム。
１０ 見積装置
２１ 入力部
２２ 出力部
１００ 制御部
１０１ 日照率計算部
１０２ 日照量計算部
１０３ 放電量計算部
１０４ 危険度計算部
１１０ 記憶部
１１１ 遷移行列データ
１１２ 見積日照率データ
１１３ 日照率・日照量換算係数データ
１１４ 見積日照量データ
１１５ 見積ＰＶ発電量データ
１１６ 消費電力量データ
１１７ 見積ＰＶ発電量・放電電力量データ
１１８ 見積危険度データ

Claims (7)

  1. 遷移前の発電量から遷移後の発電量に遷移する確率を、異なる遷移前の発電量および異なる遷移後の発電量毎にそれぞれ定義した遷移行列を基にして、各時刻の見積発電量が各時刻の所定の発電量をそれぞれ超えないで遷移する確率が、保障確率を下回らない範囲で最大値となる一の時刻の見積発電量を特定する特定部と、
    前記特定された一の時刻の見積発電量を通り、発電量が各時刻で遷移するルートをとる確率を、前記遷移行列を用いてルートごとに算出し、該ルートをとる確率と、該ルートが他の時刻でとる発電量とを基にして他の時刻における見積発電量を見積もる見積部
    を有することを特徴とする見積発電量算出装置。
  2. 各時刻の見積発電量が、各時刻の所定の発電量よりも大きい時刻を有する、見積発電量が遷移する各ルートの該時刻における、見積発電量と平均発電量との最大の差分値をそれぞれ取得する取得部と、
    前記各ルートをとりうる確率と、前記各ルートに対応する最大の差分値とをそれぞれ乗算して乗算値を算出し、該乗算値をそれぞれ足し合わせることにより、最大不足電力量を算出する算出部
    をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の見積発電量算出装置。
  3. 各時刻の見積発電量が、各時刻の所定の発電量よりも大きい時刻を有する、見積発電量が遷移する各ルートの該時刻における、見積発電量と平均発電量との差分値をそれぞれ取得し、各差分値を足し合わせて合計値をそれぞれ取得する取得部と、
    前記各ルートをとりうる確率と、前記各ルートに対応する合計値とをそれぞれ乗算して乗算値を算出し、該乗算値をそれぞれ足し合わせることにより、総不足電力量を算出する算出部
    をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の見積発電量算出装置。
  4. 前記算出部で算出された最大不足電力量、総不足電力量のいずれか一方または両方と、最大不足電力量および総不足電力量のそれぞれに設定された閾値とを比較する比較部を、さらに有し、
    前記特定部は、最大不足電力量、総不足電力量のいずれか一方または両方が、前記閾値を超えない範囲で最小の保障確率に基づいて、前記一の時刻の見積発電量を特定することを特徴とする請求項３に記載の見積発電量算出装置。
  5. 消費電力量から、保障確率ごとに見積もられる見積発電量と各時刻において蓄電池から放電される放電電力量とを減算することで計算される需要ピークと、前記算出部により算出される最大不足電力量とを、保障確率ごとに加算した加算値のうち、最小の加算値を保持する更新部をさらに有し、
    前記特定部は、前記最小の加算値の保障確率に基づいて、前記一の時刻の見積発電量を特定することを特徴とする請求項３に記載の見積発電量算出装置。
  6. コンピュータが実行する見積発電量算出方法であって、
    遷移前の発電量から遷移後の発電量に遷移する確率を、異なる遷移前の発電量および異なる遷移後の発電量毎にそれぞれ定義した遷移行列を基にして、各時刻の見積発電量が各時刻の所定の発電量をそれぞれ超えないで遷移する確率が、保障確率を下回らない範囲で最大値となる一の時刻の見積発電量を特定し、
    前記特定された一の時刻の見積発電量を通り、発電量が各時刻で遷移するルートをとる確率を、前記遷移行列を用いてルートごとに算出し、該ルートをとる確率と、該ルートが他の時刻でとる確率とを基にして他の時刻における見積発電量を見積もる
    各処理を実行することを特徴とする見積発電量算出方法。
  7. コンピュータに、
    遷移前の発電量から遷移後の発電量に遷移する確率を、異なる遷移前の発電量および異なる遷移後の発電量毎にそれぞれ定義した遷移行列を基にして、各時刻の見積発電量が各時刻の所定の発電量をそれぞれ超えないで遷移する確率が、保障確率を下回らない範囲で最大値となる一の時刻の見積発電量を特定し、
    前記特定された一の時刻の見積発電量を通り、発電量が各時刻で遷移するルートをとる確率を、前記遷移行列を用いてルートごとに算出し、該ルートをとる確率と、該ルートが他の時刻でとる確率とを基にして他の時刻における見積発電量を見積もる
    各処理を実行させることを特徴とする見積発電量算出プログラム。
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