JP6129768B2 - 需要家機器運用管理システムおよび方法 - Google Patents
需要家機器運用管理システムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6129768B2 JP6129768B2 JP2014044526A JP2014044526A JP6129768B2 JP 6129768 B2 JP6129768 B2 JP 6129768B2 JP 2014044526 A JP2014044526 A JP 2014044526A JP 2014044526 A JP2014044526 A JP 2014044526A JP 6129768 B2 JP6129768 B2 JP 6129768B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- control
- operation management
- management system
- equipment operation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 60
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 36
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 35
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/04—Billing or invoicing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
- H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
- H02J2310/58—The condition being electrical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
- Y04S50/12—Billing, invoicing, buying or selling transactions or other related activities, e.g. cost or usage evaluation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Economics (AREA)
- Finance (AREA)
- Marketing (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
本発明は、配電系統の規定電圧を逸脱しないように需要家機器の電力の需給調整を行う需要家機器運用管理システム及び方法に関する。
近年のデマンド・サイド・マネジメントの技術開発においては、管轄対象の分散エネルギー源を統合的に管理し、余剰電力の売買や負荷量の調整などを通して系統側と電力を融通し、仮想的な発電プラントとして運用するサービスが検討されている。サービスの運用は系統運用者以外の第三者が実施する事も議論されており、運用を行う事業者はアグリゲータと呼ばれる。対象となる分散エネルギー源としては、古くは非常用発電機や小型水力の統合に遡ることができ、通信手段の発達を理由に近年では対象となる機器が需要家機器まで拡大してきている。対象となる需要家機器には、電力の供給源となるものに分散型電源、負荷となるものにヒートポンプやエアコン、供給源および負荷のどちらにもなり得るものに電気自動車や蓄電池などがある。
本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１がある。該文献は分散型電源による配電線の電圧上昇を抑制するとともに、分散型電源の発電電力の売電を継続するものであり、配電線における電圧の許容範囲の上限値である許容電圧上限値を記憶する手段と、前記配電線の各地点に設置された電圧計から、当該各地点において計測された電圧値を取得する手段と、取得した前記電圧値の少なくとも１つが前記許容電圧上限値より大きい場合に、前記配電線に連系する電気給湯器に対して湯沸しを指示する手段が記載されている。
しかしながら、従来技術及び上記特許文献１では、フィーダ内の各地点の電圧値を電圧の許容範囲の上下限値以内収束させる為に必要な量以上の需要家機器の制御を行うときに、フィーダ内の各地点における電圧分布のバラつきを考慮していない為、所定の地点における該需要家機器を制御した結果、フィーダ内の何れかの地点で電圧制約値を逸脱する可能性がある。また、該電圧分布を考慮していないことから、該電圧逸脱をしない範囲で最適な需要家機器の制御ができていない。
上記課題を解決するために、本発明は、配電系統における需要家制御機器の運用計画を作成する需要家機器運用管理システムにおいて、前記配電系統における系統トポロジーとインピーダンスを含む系統情報を取得し、所定のノードごとの負荷量及び発電量を予測し、前記系統情報、前記負荷量及び前記発電量に基づいて送電する距離と電圧推移の相関を示す電圧分布形状を作成し、前記電圧分布形状の変動幅と予め規定されている規定電圧幅に基づいて評価値を求める評価部と、前記評価値に基づいて前記需要家制御機器における熱量制御又は／及び電力量制御に係る運用計画を作成する作成部と、を備える。
また、上記システム発明に対応する方法発明も含まれる。
本発明により所定の需要家機器を制御した際に発生するフィーダ内の電圧制約値の逸脱可能性を低減し、該需要家機器の制御量の最適化を図ることができる。
以下、本発明を適用して成る需要家機器制御方式および制御システムの実施例について、図面を用いて説明する。
図１は需要家機器運用管理システム１０１の構成図を含む全体システム構成例である。市場取引部１０２はアンシラリー市場、キャパシティ市場、スポット市場など各種市場と取引を行い、デマンド・レスポンス（以下、ＤＲという）の制御量（以下、ＤＲ調整量という）及びその対価（以下、ＤＲ対価という）を決定する。該ＤＲ調整量を満たす様にアグリゲータは管理する需要家機器の運用計画を作成する必要がある。該運用計画を作成する際、まず、配電事業者が負荷時タップ切り替え変圧器（以下、ＬＲＴという）、静止形無効電力補償装置（以下、ＳＶＣという）、タップ式自動電圧調整器（以下、ＳＶＲという）などの電圧制御機器を制御して配電電圧を適正範囲に収めるための難易度（以下、電圧制御機器制御難易度という）を電圧制御機器制御難易度評価部１０３が指標化する。指標化された該電圧制御機器制御難易度を維持もしくは低減するように配電制御考慮型運用計画作成部１０４が運用計画を作成する。運転実行部１０５は該運用計画に従い、機器管理部１０８に需要家機器の制御指令を出力する。機器管理部１０８は該制御指令に従い、各需要家機器１０７に設定された機器運転スケジュールを書き換え、または、各需要家機器１０７に、直接、制御命令を出力することにより、通信部１０６を介して各需要家機器１０７を制御する。系統接続部１０９は、例えばＰＣＳなどの連携用電力変換器により需要家機器１０７と電力系統を接続しており、測定した電力量などを機器管理部１０８に通信部１０６を介して送信する。機器管理部１０８は該電力量などを基に、各需要家機器１０７の制御量（以下、機器制御量という）など、ＤＲにおける制御結果を料金計算部１１０に通知する。料金計算部１１０は通知された該制御結果を基に、各需要家機器１０７の貢献度を算出し、前記ＤＲ対価の中から各需要家へ支払う実施報酬を計算する。これらに必要な情報は各種データベース（以下、ＤＢという）が保持する。取引管理ＤＢ１１１は、該実施報酬や契約期間などの需要家取引情報、および前記ＤＲ調整量や前記ＤＲ対価などの市場取引情報を保持する。系統情報ＤＢ１１２は、変電所に接続されたフィーダの電圧適正範囲、該フィーダのノードやそれらを結ぶリンクといった系統トポロジー、該リンクで使用される配電線のインピーダンスといった系統情報を保持する。機器情報ＤＢ１１３は、各需要家機器１０７が接続している前記フィーダの接続ノード、各需要家機器１０７の蓄熱量や充電率（以下、ＳＯＣという）などの機器状態、各需要家機器１０７の機器運転スケジュール、該機器運転スケジュールの変更履歴といった需要家機器情報を保持する。これらの需要家機器運用管理システム１０１の構成要素は、全てをアグリゲータが管理していても良いし、一部または全てを配電事業者などの系統運用者が管理していても良い。なお上記各部はプロセッサー等で処理する処理装置及びＤＢはメモリ又はストレージ等で格納する記憶装置がハードウェア構成として考えられる。
図２は配電考慮型運転計画作成部１０４の運用計画作成フローの例である。配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ２０１でＤＲ前日の例えば１８時などの決められた時刻に１日前計画として運用計画を作成する。ＤＲ当日は例えば３０分周期などの監視周期で、配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ１０３の該運用計画の修正を繰り返す（Ｓ２０２）。
図３は運用計画の例である。運用計画は、需要家機器リスト３０１と、各需要家機器の接続ノード３０２と、制御周期毎の各時間３０３における各需要家機器の機器運転モード３０４とから成る。機器運転モード３０４には、例えばヒートポンプなどの蓄熱を行う機器であれば、シャワー等で蓄熱を消費する蓄熱消費運転３０５、需要家の設定した機器運転スケジュールに従って蓄熱運転を行う需要家蓄熱運転３０６、ＤＲにより制御して蓄熱運転を行うＤＲ蓄熱運転３０７がある。蓄電池など電気を蓄える機器であれば、蓄熱消費を放電に、蓄熱を充電に読み換えればよい。以降についても同様である。
図４はステップＳ４０１において配電考慮型運転計画作成部１０４が一日前計画を作成するフロー例である。配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ４０１において機器情報ＤＢ１１３から機器情報を取得する。配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ４０２において、該機器情報の一部である機器運転スケジュールを用いて機器運転制約を作成する。該機器運転制約は、各機器の蓄熱時間帯と、該蓄熱時間帯で必要な蓄熱時間とである。配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ４０３において、取引管理ＤＢ１１１からＤＲ調整量を取得する。該ＤＲ調整量は、ＤＲを実施する時間と、該時間における機器制御量総計の目標値である。また、配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ４０４において、電圧制御機器制御難易度評価部１０３に配電系統の電圧評価を依頼し、評価結果として、各時間３０３について電圧制御機器制御難易度を指標化した電圧プロファイルスコアと、前記ノード毎の単位負荷変化量に対する該スコアの変化量を取ったスコア感度係数とを取得する。配電考慮型運転計画作成部１０４は、ステップＳ４０１において取得した機器情報の一部である機器の接続ノードおよび機器運転スケジュールと、ステップＳ４０２において作成した機器運転制約と、ステップＳ４０３において取得したＤＲ調整量と、ステップＳ４０４において取得した電圧プロファイルスコアおよびスコア感度係数とからステップＳ４０５において機器制御量の最適化を行い、運用計画を作成する。
図５はステップＳ４０２において配電考慮型運転計画作成部１０４が使用する機器運転スケジュールの一例である。ある需要家機器について、制御周期毎の各時間５０１と、需要家が設定した各時間における運転モード５０２と、一サイクルのスケジュール単位を示す区間５０５とがある。該運転モード５０２には前記蓄熱消費運転５０３および前記需要家蓄熱運転５０４が設定されている。区間５０５は、蓄熱消費運転５０３の終了時点から、次の蓄熱消費運転５０３が終了する時間までの時間帯を指す。需要家機器は該区間中で、蓄熱消費運転５０３が始まるまでに蓄熱運転をする必要があるため、配電考慮型運転計画作成部１０４は、ステップＳ４０２において機器運転制約として、各機器の各区間毎に蓄熱時間帯と、該蓄熱時間帯で必要な蓄熱時間とを機器運転スケジュールから作成する。図５の例では区間２（５０６）に関する機器運転制約は、該蓄熱時間帯が１０時から１７時であり、該蓄熱時間が１時間である。
図６はステップＳ４０４において電圧制御機器制御難易度評価部１０３が実施する電圧評価フローの例である。電圧制御機器制御難易度評価部１０３は、ステップＳ６０１において系統情報ＤＢ１１２から系統情報を取得する。また、ステップＳ６０２において、翌日の気温や湿度などの気象予報、休日や平日などの日種情報等を用いて負荷量を時間・ノード毎に予測する。さらに、ステップＳ６０３において、翌日の風速や日射量などの気象情報等から発電量を時間・ノード毎に予測する。電圧制御機器制御難易度評価部１０３は、ステップＳ６０１において系統情報として取得したリンクおよびノードの系統トポロジーと、リンクを構成する配電線のインピーダンスと、ステップＳ６０２において予測した時間・ノード毎の負荷量と、ステップＳ６０３において予測した時間・ノード毎の発電量とを用いて、ステップＳ６０４において電圧分布形状をフィーダ・時間毎に作成する。電圧制御機器制御難易度評価部１０３は、該フィーダ・時間毎の電圧分布形状と、ステップＳ６０１において該系統情報として取得したフィーダ毎の電圧適正範囲とを用いて、ステップＳ６０５において電圧制御機器制御難易度の指標として、電圧プロファイルスコアをフィーダ・時間毎に計算する。また、電圧制御機器制御難易度評価部１０３は、ステップＳ６０１において該系統情報として取得したリンクおよびノードの系統トポロジーと、リンクを構成する配電線のインピーダンスと、ステップＳ６０４においてフィーダ・時間毎に作成した電圧分布形状とを用いて、時間・ノード毎のスコア感度係数としてノード毎の単位負荷変化量に対する該スコアの変化量を計算する。電圧制御機器制御難易度評価部１０３は該電圧プロファイルスコアとスコア感度係数とを配電考慮型運転計画作成部１０４に出力する。
図７はステップＳ６０１において電圧制御機器制御難易度評価部１０３が取得する系統情報の一例である。系統情報は、変電所７０１に接続されたフィーダ７０２と、フィーダ７０２を構成するリンク７０３およびノード７０４の系統トポロジーと、リンク７０３を構成する配電線の線路インピーダンス７０５と、フィーダ７０２における電圧値の適正な範囲である電圧適正範囲とから成る。
図８はステップＳ６０４において電圧制御機器制御難易度評価部１０３が作成する電圧分布形状の例である。電圧分布形状８０１は、変電所７０１からの送り出し基準電圧８０２と、フィーダ上の各ノードのノード電圧値８０３とから成る。電圧分布形状８０１は、各リンクのインピーダンスと、ノード毎の負荷量及び発電量とから、ステップＳ６０１で系統情報として取得した系統トポロジーに従って電圧降下を計算または潮流計算を実施することにより電圧制御機器制御難易度評価部１０３が作成する。この構成により、電圧制御機器が制御する前の電圧分布を作成する事ができる。
図９はステップＳ６０５において電圧制御機器制御難易度評価部１０３が評価する電圧制御機器の制御難易度を説明するための図である。例えば、ＬＲＴを用いて変電所７０５における送り出し電圧８０２を制御する事により、フィーダ上のノードの電圧値を電圧適正範囲９０１に収める事を考えると、フィーダ上の少なくとも１つのノードの電圧値が電圧適正範囲の上限に達する（９０２）制御量から、フィーダ上の少なくとも１つのノードの電圧値が電圧適正範囲の下限に達する（９０３）制御量までが、全てのノードの電圧値を電圧適正範囲９０１に収める事ができる電圧制御機器の制御範囲（９０４）となる。この制御範囲９０４の幅が小さければ、電圧制御機器を適正な制御量に制御する事が難しく、逆に大きければ電圧制御機器を適正な制御量に制御する事が容易となる。
図１０は電圧制御機器制御難易度の指標となる電圧プロファイルスコアを説明するための図である。電圧プロファイルスコアは電圧適正範囲１００１に占めるフィーダ内の電圧差１００２の割合で計算する。具体的には、電圧適正範囲の上限値から下限値を減算したものを分母とし、フィーダ内のノード電圧値の最も大きい値から最も小さい値を引いたものを分子として除算して計算する。これにより、電圧プロファイルスコアが大きければ適正な電圧制御機器の制御範囲（９０４）が小さくなり、電圧制御機器の制御が難しくなる。逆に、電圧プロファイルスコアが小さければ適正な電圧制御機器の制御範囲（９０４）が大きくなり、電圧制御機器の制御が容易になる。この構成により、電圧制御機器の制御難易度を評価することが可能となる。
図１１はＳＶＣおよびＳＶＲなどのフィーダの途中で電圧制御を行う電圧制御機器に対する効果を説明するための図である。電圧制御機器が制御する前の電圧分布形状において、ノード電圧値を適正範囲に抑えるために電圧制御機器の制御量１１０１が必要だった場合を考える。この場合、電圧プロファイルスコアを小さくすると、全体の電圧差１１０２を小さくなるために、電圧差１１０３および電圧差１１０４の両方または何れかを小さくすることになる。電圧差１１０３を小さくし、電圧差１１０５とした場合を考えると、電圧制御機器の制御量は、一次側の電圧が上昇しているため、制御前と同じ電圧値まで電圧を引き上げるための電圧制御量が制御量１１０６で済む。これは制御量１１０１よりも小さいため、電圧制御機器の制御が容易になったと考えられる。同様に、電圧差１１０４を小さくし、電圧差１１０７とした場合を考えると、電圧制御機器の制御量は、二次側の電圧降下量が小さくなっているため、制御前と同じ電圧値まで電圧を引き上げなくとも良く、電圧制御量が制御量１１０８で済む。これも制御量１１０１よりも小さいため、電圧制御機器の制御が容易になったと考えられる。以上より、電圧プロファイルスコアによる電圧制御機器の制御難易度の評価は、ＬＲＴといった変電所の送り出し電圧の制御機器だけでなく、ＳＶＣおよびＳＶＲなどのフィーダの途中で電圧制御を行う電圧制御機器に対しても成り立つ。
図１２はステップＳ４０５において配電考慮型運転計画作成部１０４が機器制御量を最適化するフローの例である。配電考慮型運転計画作成部１０４は、ステップＳ４０１で機器情報として取得した機器運転スケジュールから、ステップＳ４０２で作成した機器運転制約に従って、機器制御量の総和がステップＳ４０３で取得したＤＲ調整量を満たす様に、ステップＳ４０５で需要家機器の機器制御量を探索する。探索は、図５の機器運転スケジュールの例では需要家蓄熱運転５０４の内の幾つかまたは全部をＤＲ蓄熱運転に変更して実施する。配電考慮型運転計画作成部１０４は、ステップＳ１２０１で機器情報として取得した機器の接続ノードを用いて、ステップＳ１２０２で接続ノード毎に機器制御量の変化分を合算する。次に、該ノード毎の機器制御量の変化分と、ステップＳ６０６で取得したスコア感度係数とを用いて、ステップＳ１２０３で電圧プロファイルスコアのスコア変化を計算する。具体的には該ノード毎の機器制御量の変化分と該スコア感度係数とを乗算して求める。配電考慮型運転計画作成部１０４は、探索した機器制御量を用いて、ステップＳ１２０４でＤＲの目的関数を評価し、ステップＳ１２０５でＤＲの制約条件を確認する。配電考慮型運転計画作成部１０４がステップＳ６０５で評価した電圧プロファイルスコアと、電圧プロファイルスコアの該スコア変化は、組み合わせて直接目的関数に用いても良いし、制約条件として用いても良い。例えば、１日の内で電圧制御機器の制御が最も難しくなる電圧分布形状を最大限改善したければ、目的関数として該電圧プロファイルスコアに該スコア変化を足し合わせた値の１日の中での最大値を取り、それを最小化する様にすれば良い。また、全ての時間で電圧分布形状の電圧制御難易度が基準値以下となるようにするには、該電圧プロファイルスコアに該スコア変化を足し合わせた値が常に基準値以下となる様に制約条件を設ければ良い。ここで、該電圧プロファイルスコアに該スコア変化を足し合わせた値はＤＲ制御後の電圧プロファイルスコアを意味する。目的関数や制約条件は、これら以外にも設定可能であり、少なくとも１つの目的関数あるいは制約条件に該電圧プロファイルスコア及び該スコア変化を用いることにより、需要家機器を制御後の電圧制御機器の制御難易度を考慮することができる。ステップＳ１２０５で制約条件に問題が無ければ（Ｓ１２０６）、ステップＳ１２０７で配電考慮型運転計画作成部１０４は機器制御量とステップＳ１２０４における目的関数の評価結果を一時保存する。ステップＳ１２０１における需要家機器の機器制御量の探索をさらに実施することで、ステップＳ１２０４における目的関数の評価結果がより良くなることが期待できる間は、ステップＳ１２０８において配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ１２０１からステップＳ１２０７までを繰り返し実施する。Ｓ１２０８におけるステップＳ１２０１からステップＳ１２０７までの繰り返し演算については、一般的な最適化手法を用いて良く、例えば、混合整数計画法や、粒子群最適化といったメタヒューリスティクスな手法等が考えられ、通常は、最適化に十分な繰り返し回数を指定する。配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ１２０９において、ステップＳ１２０７で一時保存された複数組の機器制御量の内、ステップＳ１２０４における目的関数の評価結果が最も良い最適な機器制御量を選択する。配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ１２１０において、該最適な機器制御量に基づき運用計画を作成する。
図１３は配電考慮型運転計画作成部１０４がステップＳ２０２において該運用計画を修正するフローの例である。配電考慮型運転計画作成部１０４は、ステップＳ１３０１において、機器情報ＤＢ１１３から機器情報を取得する。次に、配電考慮型運転計画作成部１０４は、ステップＳ１３０２において、ステップＳ４０２で作成した機器運転制約を取得する。最後に、配電考慮型運転計画作成部１０４はステップＳ１３０３において機器制御量を修正し、運用計画を更新する。より具体的には、ステップ４０１で機器情報として取得した需要家による機器運転スケジュールの変更履歴と、蓄熱量やＳＯＣなどの機器状態とを監視し、ＤＲ蓄熱運転が予定されているが実施が難しい機器について、ＤＲ蓄熱運転が予定されていないがＤＲの実施が可能な機器に、ＤＲ蓄熱運転の予定を変更する事で修正する。この際、ステップＳ４０１で機器情報として取得した機器の接続ノードを用いて、できる限り同じノードに接続されている機器にＤＲ蓄熱運転の予定を変更する。この構成により、予定した電圧制御機器の制御難易度の変更を抑えて、運用計画を修正することができる。
以上の構成を取ることにより、電圧制御機器による配電電圧の制御が容易になり、需要家機器を制御した際に発生する電圧制約違反が低減する。これにより、既存の配電設備能力で実行可能な需要家機器の制御量が増大し、取引可能な需要家機器の制御量を増大する事ができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
１０１ 需要家機器運用管理システム
１０２ 市場取引部
１０３ 電圧制御機器制御難易度評価部
１０４ 配電制御考慮型運用計画作成部
１０５ 運転実行部
１０６ 通信部
１０７ 需要家機器
１０８ 機器管理部
１０９ 系統接続部
１１０ 料金計算部
１１１ 取引管理ＤＢ
１１２ 系統情報ＤＢ
１１３ 機器情報ＤＢ
７０１ 変電所
７０２ フィーダ
７０３ リンク
７０４ ノード
１０２ 市場取引部
１０３ 電圧制御機器制御難易度評価部
１０４ 配電制御考慮型運用計画作成部
１０５ 運転実行部
１０６ 通信部
１０７ 需要家機器
１０８ 機器管理部
１０９ 系統接続部
１１０ 料金計算部
１１１ 取引管理ＤＢ
１１２ 系統情報ＤＢ
１１３ 機器情報ＤＢ
７０１ 変電所
７０２ フィーダ
７０３ リンク
７０４ ノード
Claims (10)
- 配電系統における需要家制御機器の運用計画を作成する需要家機器運用管理システムにおいて、
前記配電系統における系統トポロジーとインピーダンスを含む系統情報を取得し、所定のノードごとの負荷量及び発電量を予測し、前記系統情報、前記負荷量及び前記発電量に基づいて送電する距離と電圧推移の相関を示す電圧分布形状を作成し、前記電圧分布形状の変動幅と予め規定されている規定電圧幅に基づいて評価値を求める評価部と、
前記評価値に基づいて前記需要家制御機器における熱量制御又は／及び電力量制御に係る運用計画を作成する作成部と、
を備えることを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項１記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
前記評価部は、
前記電圧分布形状における前記ノードごとの電圧の最大値から最小値の差分から前記変動幅を求めることを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項１又は２記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
前記評価値は、前記変動幅を前記規定電圧幅で除した値となることを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項３記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
前記評価値が最も小さくなるときの前記電圧分布形状に基づいて前記運用計画を作成することを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項１乃至４何れかに記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
前記評価部は、
更に前記ノードごとの前記負荷量の単位変化量に対する前記評価値の変化量を示す評価感度を求めることを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項１乃至５何れかに記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
前記作成部は、
前記評価値に基づいて前記配電系統における電圧制御機器又は／及び前記ノードごとにおける需要家制御機器に対する制御量を変化させ、前記運用計画を作成することを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項６記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
更に電力市場と取引を行う市場取引部を備え、
前記作成部は、
前記市場取引部から得られた前記需要家制御機器ごとの電力の需給調整指令に係る調整量に基づいて、前記運用計画を作成することを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項６記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
更に前記需要家機器への制御指令を作成及び出力する運転実行部を備えることを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 請求項７記載の需要家機器運用管理システムにおいて、
更に前記需給調整指令による前記需要家制御機器の制御結果を受信する機器管理部と、
前記機器管理部から送信される前記制御結果に基づいて各需要家へ支払う報酬を計算する料金計算部とを備えることを特徴とする需要家機器運用管理システム。 - 配電系統における需要家制御機器の運用計画を作成する需要家機器運用管理方法において、
前記配電系統における系統トポロジーとインピーダンスを含む系統情報を取得し、所定のノードごとの負荷量及び発電量を予測し、前記系統情報、前記負荷量及び前記発電量に基づいて送電する距離と電圧推移の相関を示す電圧分布形状を作成し、前記電圧分布形状の変動幅と予め規定されている規定電圧幅に基づいて評価値を求め、前記評価値に基づいて前記運用計画を作成することを特徴とする需要家機器運用管理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014044526A JP6129768B2 (ja) | 2014-03-07 | 2014-03-07 | 需要家機器運用管理システムおよび方法 |
| CN201510050097.1A CN104901314B (zh) | 2014-03-07 | 2015-01-30 | 消费者设备运用管理系统及方法 |
| EP15155628.9A EP2916416B1 (en) | 2014-03-07 | 2015-02-18 | Consumer apparatus operation management system and method |
| US14/624,959 US9935461B2 (en) | 2014-03-07 | 2015-02-18 | Consumer apparatus operation management system and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014044526A JP6129768B2 (ja) | 2014-03-07 | 2014-03-07 | 需要家機器運用管理システムおよび方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015171233A JP2015171233A (ja) | 2015-09-28 |
| JP6129768B2 true JP6129768B2 (ja) | 2017-05-17 |
Family
ID=52472261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014044526A Active JP6129768B2 (ja) | 2014-03-07 | 2014-03-07 | 需要家機器運用管理システムおよび方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9935461B2 (ja) |
| EP (1) | EP2916416B1 (ja) |
| JP (1) | JP6129768B2 (ja) |
| CN (1) | CN104901314B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2546795A (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-02 | Hitachi Ltd | Demand-side management method and system |
| EP3214718B1 (de) * | 2016-03-01 | 2019-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und system zum betrieb eines autarken energieversorgungsnetzes |
| CN107316118B (zh) * | 2016-04-26 | 2022-03-18 | 中国电力科学研究院 | 一种交直流混合配电网低碳效益评价指标体系构建方法 |
| KR101976401B1 (ko) * | 2017-08-17 | 2019-05-09 | 한국전력공사 | 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템, 이의 방법, 그리고 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 |
| CN110854864B (zh) * | 2019-11-09 | 2022-01-07 | 许继集团有限公司 | 含分布式电源的配电网线路的电压控制方法与装置 |
| CN115237080B (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-09 | 国网信息通信产业集团有限公司 | 基于虚拟电厂的设备调控方法、装置、设备和可读介质 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6624532B1 (en) * | 2001-05-18 | 2003-09-23 | Power Wan, Inc. | System and method for utility network load control |
| JP3809861B2 (ja) * | 2002-01-11 | 2006-08-16 | 関西電力株式会社 | 配電系統における電圧制御機器の最適整定方法 |
| JP2004274812A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Hitachi Ltd | 配電系統における電力品質維持支援方法及びシステム |
| JP4783246B2 (ja) * | 2006-09-06 | 2011-09-28 | 関西電力株式会社 | 二次電池を用いた電力系統制御装置と方法、発電計画装置、リアルタイム制御装置、および電力系統制御システム |
| US20100235008A1 (en) * | 2007-08-28 | 2010-09-16 | Forbes Jr Joseph W | System and method for determining carbon credits utilizing two-way devices that report power usage data |
| AU2009307002A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-29 | Mischa Warren Beuthling | Single phase power factor correction system and method |
| US9256232B2 (en) * | 2009-06-12 | 2016-02-09 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Voltage regulation using multiple voltage regulator controllers |
| JP5394351B2 (ja) | 2010-10-27 | 2014-01-22 | 中国電力株式会社 | 電圧抑制処理装置及び電圧抑制処理方法 |
| EP2639922B1 (en) * | 2010-11-10 | 2017-12-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Operation planning method and operation planning device |
| WO2012065078A2 (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-18 | Rutgers, The State University Of New Jersey | System and method to measure and control power consumption in a residential or commercial building via a wall socket to ensure optimum energy usage therein |
| US8631381B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-01-14 | Cadence Design Systems, Inc. | Method and system for power delivery network analysis |
| EP2715904B1 (en) * | 2011-05-24 | 2016-06-29 | Cameron, D. Kevin | System and method for integrating and managing demand/response between alternative energy sources, grid power, and loads |
| US10541533B2 (en) * | 2011-09-16 | 2020-01-21 | Varentec, Inc. | Systems and methods for edge of network voltage control of a power grid |
| JP5788306B2 (ja) * | 2011-12-09 | 2015-09-30 | 株式会社日立製作所 | 配電系統監視制御装置、及び配電系統監視制御方法 |
| NO334364B1 (no) * | 2012-05-03 | 2014-02-17 | Kongsberg Maritime As | Prediktivt reguleringssystem. |
| US9847705B2 (en) * | 2012-08-06 | 2017-12-19 | Peter Oaklander | Regulator using smart partitioning |
| US9619848B2 (en) * | 2013-05-06 | 2017-04-11 | Sas Institute Inc. | Techniques to determine settings for an electrical distribution network |
| WO2015048737A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Do Rosario Jackseario Antonio Dionisio | Power quality of service optimization for microgrids |
| EP3680580A1 (en) * | 2014-05-07 | 2020-07-15 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Air conditioning grading system and method |
| US10245959B2 (en) * | 2014-10-07 | 2019-04-02 | Nanyang Technological University | Power converter system and method of manufacturing thereof |
| US10139846B2 (en) * | 2014-11-16 | 2018-11-27 | Marvin Motsenbocker | DC power grid and equipment |
-
2014
- 2014-03-07 JP JP2014044526A patent/JP6129768B2/ja active Active
-
2015
- 2015-01-30 CN CN201510050097.1A patent/CN104901314B/zh active Active
- 2015-02-18 EP EP15155628.9A patent/EP2916416B1/en active Active
- 2015-02-18 US US14/624,959 patent/US9935461B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104901314B (zh) | 2017-10-03 |
| US20150255982A1 (en) | 2015-09-10 |
| EP2916416A1 (en) | 2015-09-09 |
| EP2916416B1 (en) | 2018-04-18 |
| CN104901314A (zh) | 2015-09-09 |
| JP2015171233A (ja) | 2015-09-28 |
| US9935461B2 (en) | 2018-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11010846B2 (en) | Building energy storage system with multiple demand charge cost optimization | |
| EP3413421B1 (en) | Building energy optimization system with economic load demand response (eldr) optimization | |
| US11238474B2 (en) | Distributed energy control | |
| US11201491B2 (en) | Method for balancing frequency instability on an electric grid using networked distributed energy storage systems | |
| US11182714B2 (en) | Building energy optimization system with capacity market program (CMP) planning | |
| JP6129768B2 (ja) | 需要家機器運用管理システムおよび方法 | |
| Ahmadi et al. | Information-gap decision theory for robust security-constrained unit commitment of joint renewable energy and gridable vehicles | |
| WO2018200861A1 (en) | Building energy system with stochastic model predictive control | |
| US11288754B2 (en) | Cost optimization of a central energy facility with block-and-index rate structure | |
| US11663541B2 (en) | Building energy system with load-following-block resource allocation | |
| O’Neill et al. | Recent ISO software enhancements and future software and modeling plans | |
| US20160164313A1 (en) | Power supply and demand adjustment system and power supply and demand adjustment method | |
| US20200193345A1 (en) | Cost optimization of a central energy facility with load-following-block rate structure | |
| JP7190983B2 (ja) | 分散型エネルギーリソース管理装置、電力制御システム、中央給電指令所計算機システム、および電力制御方法 | |
| Zhao | Electricity-gas systems: operations and expansion planning under uncertainty | |
| Li et al. | Distributed Stochastic Scheduling of Massive Backup Batteries in Cellular Networks for Operational Reserve and Frequency Support Ancillary Services | |
| JP2015006078A (ja) | 電力供給管理システム | |
| JP6725086B1 (ja) | 制御計画補正装置及び制御計画補正方法 | |
| JP6950296B2 (ja) | 制御計画作成装置、制御計画作成方法およびコンピュータプログラム | |
| Scrocca | Techno-economic optimization of services stacking for a battery participating to electricity spot markets | |
| EP3671609A1 (en) | Cost optimization of a central energy facility with block-and-index and load-following-block rate structure | |
| Ma et al. | Energy Northwest—Advanced Grid Interactive Load Efficiency (AGILE): A Techno-economic Assessment | |
| Kumbhar et al. | Techno-economic analysis of energy storage integration combined with SCUC and STATCOM to improve power system stability | |
| Islam | Optimal coordination of energy sources for microgrid incorporating concepts of locational marginal pricing and energy storage | |
| JP2021118632A (ja) | 電力供給源管理システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160621 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170110 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170112 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170310 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170314 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170412 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6129768 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |