JP6398439B2 - Operation plan generation device, operation plan generation method and program - Google Patents
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Description
本発明は、運転計画生成装置、運転計画生成方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an operation plan generation device, an operation plan generation method, and a program.
電力需要は、季節や時間帯、曜日等の様々な要因によって時々刻々と変化するが、電力の需要と供給のバランスが崩れると電力系統の周波数や電圧の変化、停電などが発生し、安定的な電力の供給に支障が生じる。 Electricity demand changes from moment to moment depending on various factors such as the season, time of day, day of the week, etc., but if the balance between electricity demand and supply is disrupted, power system frequency and voltage changes, power outages, etc. occur and are stable. Troubles in the supply of power.
そのため電力需要の予測を正確に行い、需要と供給のバランスを維持するように、電力系統を制御することが大切である。 Therefore, it is important to control the power system so that power demand is accurately predicted and the balance between supply and demand is maintained.
電力系統の構成要素に対する操作量(発電機の出力やノードの電圧、調相設備の操作量等)を決定するに際しては、経済性と信頼性を考慮するための技術として最適潮流計算が用いられている。最適潮流計算とは、電力系統の運用制約を維持しつつ、発電機の発電コストや送電ロスなどが最小となるように、各構成要素の操作量を計算する手法である。 When determining the amount of operation for power system components (generator output, node voltage, phase-control facility operation amount, etc.), optimal tidal current calculation is used as a technique for considering economy and reliability. ing. The optimum power flow calculation is a method of calculating the operation amount of each component so that the power generation cost and power transmission loss of the generator are minimized while maintaining the operation restrictions of the power system.
発電コストや送電ロスといった運用状態を目的関数として与え、電力系統の運用制約を制約条件として与え、操作対象装置に対する操作量を状態変数として与えたとき、最適潮流計算は制約条件付き最適化問題となる(例えば特許文献1、非特許文献1を参照)。
When operating conditions such as power generation cost and transmission loss are given as objective functions, operating constraints of the power system are given as constraints, and the amount of operation for the operation target device is given as a state variable, the optimal power flow calculation is an optimization problem with constraints. (For example, refer to
また近年、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを用いた分散型電源の普及に伴い、蓄電池を電力系統の制御に用いることが検討されている(例えば特許文献2を参照)。特許文献2では、発電機と蓄電池を含む電力系統に対して、蓄電池によるいわゆるピークシフトを行うことが記載されている。 In recent years, with the spread of distributed power sources using renewable energy such as sunlight and wind power, the use of storage batteries for power system control has been studied (see, for example, Patent Document 2). Patent Document 2 describes performing a so-called peak shift by a storage battery on an electric power system including a generator and a storage battery.
しかしながら、蓄電池を構成要素として含む電力系統の運転計画を生成する場合には、特許文献2にも記載されているように、運転計画の開始時刻と最終時刻における蓄電池の充電率(以下、SOC: State of Chargeとも記す)を50%に一致させるという蓄電池SOC制約を設定するようにしており、運転計画を生成する際の柔軟性を低下させる一因となっていた。 However, when generating an operation plan for an electric power system including a storage battery as a constituent element, as described in Patent Document 2, the charging rate of the storage battery (hereinafter referred to as SOC: The storage battery SOC constraint that the state of charge (which is also referred to as “State of Charge”) is set to 50% is set, which is one of the causes for reducing the flexibility in generating the operation plan.
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、発電設備、負荷設備及び蓄電設備を備えて構成される電力系統における発電設備及び蓄電設備の運転計画を生成するに際し、より適切な発電設備及び蓄電設備の運転計画の生成を可能とすることが可能な運転計画生成装置、運転計画生成方法およびプログラムを提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and more appropriate power generation is possible when generating an operation plan for a power generation facility and a power storage facility in a power system configured to include the power generation facility, a load facility, and a power storage facility. An object is to provide an operation plan generation device, an operation plan generation method, and a program capable of generating operation plans for facilities and power storage facilities.
上記課題を解決するための手段の一つは、発電設備、負荷設備及び蓄電設備を備えて構成される電力系統における前記発電設備及び前記蓄電設備の運転計画を生成する運転計画生成装置であって、前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数、及び前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を取得する取得部と、前記運転計画の対象期間中における前記負荷設備の電力消費量の予測値に基づいて、前記制約条件を満たしつつ前記目的関数の値を最小にするような、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転計画を算出する運転計画算出部と、を備え、前記制約条件には、前記対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件が含まれ、前記特定期間は、日を単位とする平日のみあるいは休祝日のみからなる1日以上の期間であり、前記充電率制約条件には、前記特定期間が平日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間が休祝日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる。
One of means for solving the above problem is an operation plan generation device that generates an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in an electric power system configured to include a power generation facility, a load facility, and a power storage facility. , An objective function for calculating the power generation cost of the power generation facility, and an acquisition unit for acquiring a constraint condition regarding operation of the power generation facility and the power storage facility, and power consumption of the load facility during the target period of the operation plan An operation plan calculation unit that calculates an operation plan of the power generation facility and the power storage facility so as to minimize the value of the objective function while satisfying the constraint condition based on the predicted value of Is a first charging rate that is a charging rate of the power storage equipment at the start of the specific period in the target period, and a charging rate of the power storage equipment at the end of the specific period And second charging rate, differently, the included power storage charging rate constraints defining a charging rate of the equipment, the specific time period,
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。 In addition, the problems disclosed by the present application and the solutions thereof will be clarified by the description in the column of the embodiment for carrying out the invention and the description of the drawings.
本発明によれば、より適切な電力系統の運転計画を生成することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to generate a more appropriate power system operation plan.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
=運転計画生成装置の構成=
本実施形態に係る運転計画生成装置100は、図4に示すように、発電機1(G1)(発電設備1(G1)とも記す)、発電機2(G2)(発電設備2(G2)とも記す)、負荷L(負荷設備Lとも記す)、太陽光発電機PV、蓄電池B(蓄電設備Bとも記す)が、送電線路Tを介して接続されて構成される電力系統1000における発電機1(G1)、発電機2(G2)及び蓄電池Bの運転計画を生成する装置である。
= Configuration of the operation plan generator =
As shown in FIG. 4, the operation
図4には、発電機1(G1)及び発電機2(G2)が記載されているが、両者を区別して説明する必要がない場合には、まとめて発電機G(発電設備G)と記す。 In FIG. 4, the generator 1 (G1) and the generator 2 (G2) are described. However, when it is not necessary to distinguish between them, they are collectively referred to as a generator G (power generation equipment G). .
発電設備Gは、火力発電所や水力発電所、原子力発電所における発電機、あるいはディーゼル発電機などのように、電力に変換されるエネルギーの使用量を制御することにより発電量を制御可能な電力生成装置である。 The power generation facility G is a power that can control the amount of power generation by controlling the amount of energy converted into electric power, such as a generator at a thermal power plant, a hydroelectric power plant, a nuclear power plant, or a diesel generator. It is a generation device.
また太陽光発電機PVは、電力に変換される太陽光エネルギーの使用量が気象条件に大きく依存し、発電量を制御することが困難な電力生成装置である。 Moreover, the solar power generator PV is a power generation device in which the amount of solar energy used to be converted into electric power greatly depends on weather conditions and it is difficult to control the power generation amount.
また蓄電設備Bは、発電設備Gや太陽光発電機PVにより生成された電力を内部に充電し、内部に充電した電力を放電することが可能な装置である。 The power storage facility B is a device that can internally charge power generated by the power generation facility G and the solar power generator PV and discharge the power charged inside.
負荷設備Lは、発電設備G、太陽光発電機PV及び蓄電設備Bから送電線路Tを介して供給される電力を消費する装置である。 The load facility L is a device that consumes electric power supplied from the power generation facility G, the solar power generator PV, and the power storage facility B via the power transmission line T.
また図4には示されていないが、電力系統1000には、上記構成要素以外にも、調相設備Sや変圧器、風力発電機などが含まれていてもよい。
Although not shown in FIG. 4, the
また本実施形態に係る運転計画生成装置100は、最適潮流計算を行って、発電設備G及び蓄電設備Bの1週間分の運転計画を生成する場合を一例として説明する。もちろん運転計画の生成対象期間は1週間に限られず、1日、2日、1か月など、適宜設定することができる。詳細は後述する。
Moreover, the operation plan production |
本実施形態に係る運転計画生成装置100の全体構成を図1及び図2に示す。図1は、運転計画生成装置100のハードウェア構成を説明するための図であり、図2は、運転計画生成装置100の機能構成を説明するための図である。
The whole structure of the operation plan production |
図1に示すように、本実施形態に係る運転計画生成装置100は、CPU(Central Processing Unit)110、メモリ120、通信装置130、記憶装置140、入力装置150、出力装置160及び記録媒体読取装置170を有して構成されるコンピュータである。
As shown in FIG. 1, an operation
CPU110は運転計画生成装置100の全体の制御を司るもので、記憶装置140に記憶される本実施形態に係る各種の動作を行うためのコードから構成される制御プログラム600をメモリ120に読み出して実行することにより、運転計画生成装置100としての各種機能を実現する。
The
例えば、詳細は後述するが、CPU110により制御プログラム600が実行され、メモリ120や通信装置130、記憶装置140等のハードウェア機器と協働することにより、取得部101、運転計画算出部102などが実現される。
For example, although the details will be described later, the
メモリ120は例えば半導体記憶装置により構成することができる。
The
通信装置130は、ネットワークカードなどのネットワークインタフェースである。通信装置130は、インターネットやLAN(Local Area Network)などのネットワークを介して他のコンピュータからデータを受信し、受信したデータを記憶装置140やメモリ120に記憶する。また通信装置130は、記憶装置140やメモリ120に記憶されているデータを、ネットワークを介して他のコンピュータへ送信する。
The
入力装置150は、キーボードやマウス、マイク等の装置であり、運転計画生成装置100の操作者による情報の入力を受け付けるための装置である。出力装置160は、LCD(Liquid Crystal Display)やプリンタ、スピーカ等の装置であり、情報を出力するための装置である。
The
記憶装置140は、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等により構成することができる。記憶装置140は、各種プログラムやデータ、テーブル等を記憶するための物理的な記憶領域を提供する装置である。図3には、記憶装置140に制御プログラム600及びデータ記憶部700が記憶されている様子を示す。
The
なお、制御プログラム600は、記録媒体読取装置170を用いて、記録媒体(各種の光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリ等)800から記憶装置140に読み出すことで、運転計画生成装置100に格納されるようにすることもできるし、通信装置130を介して通信可能に接続される他のコンピュータから取得することで、運転計画生成装置100に格納されるようにすることもできる。
The
またデータ記憶部700には、後述する運転計画算出部102によって参照される目的関数や制約条件、負荷設備Lの電力消費量の所定時間毎の予測値、太陽光発電機PVの発電量の所定時間毎の予測値、系統データなどが記憶されている。
The
また電力系統1000に風力発電機が含まれる場合には、データ記憶部700には、風力発電機の発電量の所定時間毎の予測値も記憶されている。
When the wind power generator is included in the
系統データは、例えば送電線路Tの線路インピーダンス、負荷Lの有効電力及び無効電力、発電機Gの燃料費係数(円/kWh等の指標)、発電機Gの有効電力及び無効電力、蓄電池Bの有効電力及び無効電力、調相設備Sの容量、ノード電圧に対する上下限値等を含む。 The system data includes, for example, the line impedance of the transmission line T, the active power and reactive power of the load L, the fuel cost coefficient of the generator G (index such as yen / kWh), the active power and reactive power of the generator G, the storage battery B Including active power and reactive power, capacity of phase adjusting equipment S, upper and lower limit values for node voltage, and the like.
次に、図2に示すように、本実施形態に係る運転計画生成装置100は、取得部101、運転計画算出部102の各機能ブロックを備えて構成されている。
Next, as illustrated in FIG. 2, the operation
取得部101は、運転計画生成装置100が最適潮流計算を行う際に用いる、発電設備Gの発電コストを算出するための目的関数や、発電設備G及び蓄電設備Bの運転に関する制約条件を、入力装置150、あるいは通信装置130から取得して、データ記憶部700に記憶する。
The
また運転計画生成装置100は、運転計画の対象期間中(本実施形態では一例として1週間)の負荷設備Lの電力消費量の所定時間毎(例えば1時間毎)の予測値、太陽光発電機PVの発電量の所定時間毎の予測値、及び系統データを、入力装置150あるいは通信装置130から取得して、データ記憶部700に記憶する。
In addition, the operation
電力系統1000に風力発電機が含まれる場合には、運転計画生成装置100は、風力発電機の発電量の所定時間毎の予測値も取得してデータ記憶部700に記憶する。
When the wind power generator is included in the
運転計画算出部102は、運転計画の対象期間中の負荷設備Lの電力消費量の所定時間毎の予測値、太陽光発電機PVの発電量の所定時間毎の予測値、系統データ、及び電力系統1000に風力発電機が含まれる場合には風力発電機の発電量の所定時間毎の予測値に基づいて、制約条件を満たしつつ目的関数の値を最小にするような、発電設備G及び蓄電設備Bの運転計画を算出する。
The operation
つまり運転計画算出部102は、目的関数と制約条件とを用いて、電力系統1000の運用状態がより最適な状態になるような、操作量、電圧解、その他従属変数を計算する。運転計画算出部102は、数理計画法などの最適化手法を用いて最適潮流計算を行うことで、最適解を計算する。
That is, the operation
なお、以下の説明において、電力系統1000に風力発電機が含まれる場合については特に記載しないが、本実施形態に係る運転計画生成装置100は、電力系統1000に風力発電機が含まれる場合には、風力発電機の発電量の所定時間毎の予測値を用いて、発電設備G及び蓄電設備Bの運転計画を算出する。
In the following description, the case where the wind power generator is included in the
続いて、本実施形態に係る運転計画生成装置100が行う最適潮流計算について説明する。運転計画生成装置100は、式(1)〜(4)のように非線形最適化問題として与えられる最適化問題を解くことにより、最適潮流計算を行う。
Then, the optimal power flow calculation which the operation plan production |
Minimize f ( x, u, z ) (1)
Subject to g1(x, u, z) = 0 (2)
g2(x, u, z) = 0 (3)
h(x, u, z) ≦0 (4)
ここで、xは電圧解、uは操作量、zは操作量により従属的に決まる変数(発電機Gの無効電力や変圧器タップ値など)である。
Minimize f (x, u, z) (1)
Subject to g 1 (x, u, z) = 0 (2)
g 2 (x, u, z) = 0 (3)
h (x, u, z) ≦ 0 (4)
Here, x is a voltage solution, u is an operation amount, and z is a variable (such as a reactive power of the generator G or a transformer tap value) that is dependent on the operation amount.
式(1)は目的関数、式(2)は潮流方程式であらわされる等式制約、式(3)は潮流方程式以外の等式制約(変圧器等の特性、SVC(Static Var Compensator)などの制御ロジック)、式(4)は不等式制約(電圧の指定値、送電線路Tの潮流値等)である。 Equation (1) is an objective function, Equation (2) is an equational constraint expressed by a tidal equation, Equation (3) is an equation constraint other than the tidal equation (transformer characteristics, SVC (Static Var Compensator), etc. (Logic) and equation (4) are inequality constraints (specified value of voltage, power flow value of transmission line T, etc.).
本実施形態に係る運転計画生成装置100は、数理計画法などの手法によって、式(1)〜式(4)のように与えられた非線形最適化問題に対して、最適潮流計算を行う。
The operation
なお、式(2)において潮流方程式が与えられるが、潮流方程式は電力系統1000内の各ノードで指定された有効電力と無効電力の供給あるいは消費が各ノードの電圧や線路インピーダンスからなる回路方程式により得られた有効電力と無効電力と一致していることを意味する。
Note that the power flow equation is given in Equation (2). The power flow equation is based on a circuit equation in which the supply or consumption of active power and reactive power specified at each node in the
<目的関数>
発電機Gの有効電力出力の発電コストを算出するための目的関数は、例えば以下の式(5)のように定式化される。
<Objective function>
The objective function for calculating the power generation cost of the active power output of the generator G is formulated as, for example, the following formula (5).
<制約条件>
次に制約条件について説明する。上述した様に、制約条件には等式制約と不等式制約とが含まれる。本実施形態では、等式制約の例として潮流方程式を含み、不等式制約の例として、電圧の上下限制約や送電線路Tの潮流制約、設備容量制約等を含む。
<Restrictions>
Next, the constraint conditions will be described. As described above, the constraint conditions include equality constraints and inequality constraints. In this embodiment, a tidal equation is included as an example of equality constraints, and examples of inequality constraints include upper and lower limit constraints on voltage, power flow constraints on the transmission line T, facility capacity constraints, and the like.
潮流方程式は、例えば式(6)、(7)により表される。式(6)は有効電力成分に関する潮流方程式であり、式(7)は無効電力成分に関する潮流方程式である。 The tidal current equation is expressed by, for example, Expressions (6) and (7). Equation (6) is a power flow equation relating to the active power component, and Equation (7) is a power flow equation relating to the reactive power component.
Vi(t)、Vj(t)は、それぞれ時刻tにおけるノードi、jの電圧振幅の値である。Gij(t)、Bij(t)はそれぞれ時刻tにおける電力系統のアドミタンス行列のi行j列の実部と虚部である。 Vi (t) and Vj (t) are voltage amplitude values of nodes i and j at time t, respectively. Gij (t) and Bij (t) are the real part and the imaginary part of i rows and j columns of the admittance matrix of the power system at time t, respectively.
なお、変圧器タップや調相設備容量を考慮する場合は、アドミタンス行列は変圧器タップや調相設備容量を変数とする関数となる。 In addition, when considering a transformer tap and a phase-adjustment installation capacity, an admittance matrix becomes a function which uses a transformer tap and a phase-adjustment installation capacity as a variable.
送電線路Tの潮流制約は、例えば式(8)のように表される。 The power flow restriction of the power transmission line T is expressed as, for example, Expression (8).
また電圧の振幅Vi(t)の上下限制約は、例えば式(9)のように表現される。電圧の振幅Vi(t)の上下限制約は、各ノードの電圧の振幅を所定範囲内に維持するための制約である。 Further, the upper and lower limit constraints of the voltage amplitude V i (t) are expressed as, for example, Expression (9). The upper and lower limit constraints on the voltage amplitude V i (t) are constraints for maintaining the voltage amplitude of each node within a predetermined range.
その他、設備容量の上下限や変化率などの各種制約については、これらを設備容量制約として与えることができる。設備容量制約には、例えば、以下の(a)〜(j)のような制約が含まれる。 In addition, regarding various constraints such as upper and lower limits of equipment capacity and rate of change, these can be given as equipment capacity restrictions. The equipment capacity constraints include, for example, the following constraints (a) to (j).
(a)発電機Gの有効電力出力値上下限制約
(b)発電機Gの無効電力出力値上下限制約
(c)発電機Gの有効電力出力変化率上下限制約
(d)蓄電池Bの有効電力出力値上下限制約
(e)蓄電池Bの無効電力出力値上下限制約
(f)蓄電池BのSOC上下限制約
(g)調相設備容量上下限制約
(h)変圧器タップ変動幅上下限制約
(i)変圧器移相角上下限制約
(j)運転計画生成対象期間中の蓄電池BのSOC(充電率制約条件とも記す)。
(A) Active power output value upper / lower limit constraint of generator G (b) Reactive power output value upper / lower limit constraint of generator G (c) Effective power output change rate upper / lower limit constraint of generator G (d) Effectiveness of storage battery B Power output value upper and lower limit constraints (e) Reactive power output value upper and lower limit constraints for storage battery B (f) SOC upper and lower limit constraints for storage battery B (g) Phased equipment capacity upper and lower limit constraints (h) Transformer tap fluctuation range upper and lower limit constraints (I) Transformer phase shift angle upper and lower limit constraints (j) SOC of storage battery B during operation plan generation target period (also referred to as charge rate constraint condition).
上記(j)に示す充電率制約条件は、運転計画の生成対象期間中(本実施形態では例えば1週間)の特定期間(例えば1日)の開始時点及び終了時点における蓄電池Bの充電率SOCを定めた制約である。 The charge rate constraint condition shown in (j) above is the charge rate SOC of the storage battery B at the start and end points of a specific period (for example, 1 day) during the operation plan generation target period (for example, 1 week in the present embodiment). It is a defined constraint.
具体的には、充電率制約条件は、運転計画の対象期間中の特定期間の開始時点(例えば所定時刻)における蓄電池Bの充電率である第1充電率と、特定期間の終了時点(例えば翌日の同時刻)における蓄電池Bの充電率である第2充電率と、を定めた制約である。 Specifically, the charging rate constraint condition includes the first charging rate that is the charging rate of the storage battery B at the start time (for example, a predetermined time) of the specific period in the target period of the operation plan, and the end time (for example, the next day). And the second charging rate, which is the charging rate of the storage battery B at the same time).
以下に、具体的な例を参照しながら、本実施形態に係る充電率制約条件について説明する。 Hereinafter, the charging rate constraint condition according to the present embodiment will be described with reference to a specific example.
図5は、運転計画の対象期間を、1週間(月曜日〜日曜日)に設定すると共に、この1週間の各日にそれぞれ対応するように7つの特定期間を設定した場合において、それぞれの特定期間の開始時点及び終了時点における蓄電池Bの充電率を設定した充電率制約条件の例を示す。 FIG. 5 shows that when the target period of the operation plan is set to one week (Monday to Sunday) and seven specific periods are set so as to correspond to each day of the week, The example of the charge rate constraint condition which set the charge rate of the storage battery B in the start time and the end time is shown.
この充電率制約条件は、月曜日の開始時点(月曜日の0時)における蓄電池Bの充電率(第1充電率)を50%とし、月曜日の終了時点(月曜日の24時)における蓄電池Bの充電率(第2充電率)を45%とすることを規定している。 The charging rate constraint condition is that the charging rate (first charging rate) of the storage battery B at the start of Monday (0 o'clock on Monday) is 50%, and the charging rate of the storage battery B at the end of Monday (24:00 on Monday) The (second charging rate) is specified to be 45%.
同様に、この充電率制約条件は、火曜日の開始時点(=月曜日の終了時点)における蓄電池Bの充電率(第1充電率)を45%とし、火曜日の終了時点における蓄電池Bの充電率(第2充電率)を40%とすることを規定している。 Similarly, the charging rate constraint condition is that the charging rate (first charging rate) of the storage battery B at the start time of Tuesday (= the end time of Monday) is 45%, and the charging rate (the first charging rate of the storage battery B at the end time of Tuesday) 2 charge rate) is 40%.
さらに同様に、この充電率制約条件は、日曜日の開始時点における蓄電池Bの充電率(第1充電率)を35%とし、日曜日の終了時点における蓄電池Bの充電率(第2充電率)を50%にすることを規定している。 Further, similarly, the charging rate constraint condition is that the charging rate (first charging rate) of the storage battery B at the start of Sunday is 35%, and the charging rate (second charging rate) of the storage battery B at the end of Sunday is 50. % Is stipulated.
なお、本実施形態では、図5中に記載されているように、月曜日から金曜日の各日を平日とし、土曜日及び日曜日を休日とした場合を例示しているが、曜日と平日及び休祝日との対応関係は、特定の関係に限定されるものではない。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, each day from Monday to Friday is illustrated as a weekday, and Saturday and Sunday as a holiday, but the day of the week, the weekday, and the holiday The correspondence relationship is not limited to a specific relationship.
例えば、月曜日から金曜日のいずれかの日が国民の祝日である場合には、その日は平日ではなく休祝日としてよい。 For example, if any day from Monday to Friday is a national holiday, that day may be a holiday, not a weekday.
さらに、例えば本実施形態に係る電力系統1000が、ある企業内で運用される電力系統1000であるような場合には、曜日とは関係なく、その企業の操業日を平日とし、非操業日を休祝日とすればよい。
Further, for example, when the
つまり、本実施形態においては、運転計画の対象期間(例えば1週間)のうち、相対的に電力使用量の多い日と少ない日とを区別できれば良く、そのための一例として、電力使用量が多い日として平日を想定し、少ない日として休祝日を想定しているに過ぎない。 In other words, in the present embodiment, it is only necessary to distinguish between a day with a relatively large amount of power usage and a day with a small amount of power usage within a target period (for example, one week) of the operation plan. Assuming that weekdays are assumed, holidays are only assumed as few days.
次に、本実施形態に係る充電率制約条件における蓄電池Bの充電率の設定方法ついて説明する。 Next, a method for setting the charging rate of the storage battery B under the charging rate constraint condition according to the present embodiment will be described.
<第1の方法>
第1の方法では、運転計画生成装置100は、毎日の日電力量(電力消費量の予測値の1日の合計値)の比から充電率制約条件のSOCを定める。つまり、運転計画生成装置100は、1週間の負荷データ(電力消費量の予測値)から各曜日間の日電力量の比率を算出し、これらの比から充電率制約条件のSOCを定める。なお各曜日の日電力量の比率を算出する際には、運転計画生成装置100は、平日と休祝日とに分けて算出する。
<First method>
In the first method, the operation
具体的には、運転計画生成装置100は、平日の各曜日間の日電力量の比率を計算する。平日の各曜日間の日電力量の比率は、平日の全電力量が1となるように正規化した係数である。
Specifically, the operation
また運転計画生成装置100は、休日の各曜日間の日電力量の比率を計算する。休日の各曜日間の日電力量の比率は、休日の全電力量が1となるように正規化した係数である。
In addition, the operation
そして運転計画生成装置100は、SOCの下限値を金曜日の計画終端時のSOC目標値に設定する。
Then, the operation
そして運転計画生成装置100は、平日の各日の日電力量の比率、及び休祝日の各日の日電力量の比率に基づき、毎日のSOC目標値を算出する。
Then, the operation
上記処理を数式で説明する。 The above process will be described using mathematical formulas.
PL1、PL2、…PL7を1週間の各日の日電力量とする。また、週間計画開始時(月曜日の開始時点)のSOCをSOC0、週間計画終端時(日曜日の終了時点)のSOCをSOC7とし、SOCの上下限値をSOCmax 、SOCminとする。なお、これらの値はあらかじめ与えられているものとする。 Let P L1 , P L2 ,... P L7 be the daily electric energy for each day of the week. Also, the SOC at the start of the weekly plan (at the start of Monday) is SOC 0 , the SOC at the end of the weekly plan (at the end of Sunday) is SOC 7, and the upper and lower limits of the SOC are SOC max and SOC min . These values are assumed to be given in advance.
平日の日電力量の各曜日間の比率をK1、K2、…K5とすると、K1、K2、…K5は、式(10)〜(14)で計算される。
The ratio between each day of weekday days power amount K 1, K 2, ... When K 5, K 1, K 2 , ...
K1= PL1/( PL1+ PL2+…+ PL5) (10)
K2= PL2/( PL1+ PL2+…+ PL5) (11)
K3= PL3/( PL1+ PL2+…+ PL5) (12)
K4= PL4/( PL1+ PL2+…+ PL5) (13)
K5= PL5/( PL1+ PL2+…+ PL5) (14)
ただし、K1+K2+K3+K4+K5=1となる。
K 1 = P L1 / (P L1 + P L2 +… + P L5 ) (10)
K 2 = P L2 / (P L1 + P L2 +… + P L5 ) (11)
K 3 = P L3 / (P L1 + P L2 +… + P L5 ) (12)
K 4 = P L4 / (P L1 + P L2 +… + P L5 ) (13)
K 5 = P L5 / (P L1 + P L2 +… + P L5 ) (14)
However, K 1 + K 2 + K 3 + K 4 + K 5 = 1.
また休日の日電力量の各曜日間の比率をK6、K7とすると、K6、K7は、式(15)(16)で計算される。 Further, assuming that the ratio of daily power consumption on holidays is between K 6 and K 7 , K 6 and K 7 are calculated by the equations (15) and (16).
K6= PL6/( PL6+ PL7) (15)
K7= PL7/( PL6+ PL7) (16)
ただし、 K6+K7 =1となる。
K 6 = P L6 / (P L6 + P L7 ) (15)
K 7 = P L7 / (P L6 + P L7 ) (16)
However, K 6 + K 7 = 1.
また金曜日の計画終端時のSOC目標値は、式(17)となる。 Also, the SOC target value at the end of the plan on Friday is given by equation (17).
SOC5= SOCmin (17)
そして、毎日の計画終端時(月曜日から日曜日の各日の終了時点)のSOC目標値(SOC1 からSOC7)は、各曜日間の日電力量の比率K1…K7を用いて、式(18)〜(24)により算出することができる。
SOC 5 = SOC min (17)
And, (SOC 7 from SOC 1) SOC target value at the time of every day of the plan termination (at the end of each day from Monday Sunday), using the ratio K 1 ... K 7 days the amount of power between each day of the week, the formula ( 18) to (24).
そして運転計画生成装置100は、式(18)〜(24)により算出した各日のSOC目標値を充電率制約条件として、データ記憶部700に記憶する。
And the driving | operation plan production |
SOC1= SOC0−K1(SOC0−SOCmin) (18)
SOC2= SOC1−K2(SOC0−SOCmin) (19)
SOC3= SOC2−K3(SOC0−SOCmin) (20)
SOC4= SOC3−K4(SOC0−SOCmin) (21)
SOC5= SOC4−K5(SOC0−SOCmin) (22)
SOC6= SOC5+K6(SOC7−SOCmin) (23)
SOC7= SOC6+K7(SOC7−SOCmin) (24)
ただし、上述した様に、K1+K2+K3+K4+K5=1、K6+K7 =1となる。
SOC 1 = SOC 0 −K 1 (SOC 0 −SOC min ) (18)
SOC 2 = SOC 1 −K 2 (SOC 0 −SOC min ) (19)
SOC 3 = SOC 2 −K 3 (SOC 0 −SOC min ) (20)
SOC 4 = SOC 3 −K 4 (SOC 0 −SOC min ) (21)
SOC 5 = SOC 4 −K 5 (SOC 0 −SOC min ) (22)
SOC 6 = SOC 5 + K 6 (SOC 7 −SOC min ) (23)
SOC 7 = SOC 6 + K 7 (SOC 7 −SOC min ) (24)
However, as described above, K 1 + K 2 + K 3 + K 4 + K 5 = 1 and K 6 + K 7 = 1.
なお式(22)と式(24)は、理解容易化のために記載しているが、金曜日の計画終端時のSOC目標値は、予め式(17)により与えられており、同様に、日曜日の計画終端時のSOC目標値SOC7も予め与えられている。式(22)及び式(24)を用いて計算した値は、予め与えられた値と同じになるため、計算を行わなくてもよい。 Note that Equation (22) and Equation (24) are shown for ease of understanding, but the SOC target value at the end of the plan on Friday is given in advance by Equation (17). The SOC target value SOC 7 at the end of the plan is also given in advance. Since the values calculated using the equations (22) and (24) are the same as the values given in advance, the calculation need not be performed.
上記の様に計算することにより、運転計画生成装置100は、運転計画生成対象期間内の特定期間が平日である場合には、当該特定期間の開始時点における充電率である第1充電率と、終了時点における充電率である第2充電率との差分が、対象期間内の全平日の電力消費量の合計値と、当該特定期間における電力消費量の合計値と、の比率に応じた値になるように第1充電率及び第2充電率の値を定める。
By calculating as described above, the operation
また特定期間が休祝日である場合には、運転計画生成装置100は、当該特定期間の第1充電率と第2充電率との差分が、対象期間内の全休祝日の電力消費量の合計値と、当該特定期間における電力消費量の合計値と、の比率に応じた値になるように第1充電率及び第2充電率の値を定める。
In addition, when the specific period is a holiday, the operation
<第2の方法>
第2の方法では、運転計画生成装置100は、発電機Gの発電コストを求めるための目的関数を、制約条件を満たしつつ最小化するように最適化計算を行うことにより、運転計画生成対象期間内の各日のSOC目標値を計算する。
<Second method>
In the second method, the operation
この場合、運転計画生成装置100は、一日を1時点と考え、1週間一括で最適化計算を行い、SOC目標値を計算する。
In this case, the operation
運転計画生成装置100は、式(25)〜(28)を用いて最適化計算を行う。
The operation
発電機Gの有効電力出力の発電コストを表す目的関数は、例えば式(25)のように表される。 The objective function representing the power generation cost of the active power output of the generator G is expressed as shown in Equation (25), for example.
次に制約条件について説明する。制約条件のうち、等式制約は需給バランス制約であり、不等式制約は設備容量制約等である。 Next, the constraint conditions will be described. Of the constraint conditions, the equality constraint is a supply-demand balance constraint, and the inequality constraint is a facility capacity constraint.
需給バランス制約は、例えば式(26)のように表わされる。 The supply and demand balance constraint is expressed as, for example, Expression (26).
また設備容量制約は、例えば、式(27)(28)により表される。 The facility capacity restriction is expressed by, for example, the equations (27) and (28).
また、週間計画開始時(例えば月曜日の開始時点)および週間計画終了時(例えば日曜日の終了時点)の蓄電池BのSOCの値は、あらかじめ設定で決めるものとして制約として組み込む。 Further, the SOC value of the storage battery B at the start of the weekly plan (for example, at the start of Monday) and at the end of the weekly plan (for example, at the end of Sunday) is incorporated as a constraint that is determined in advance.
運転計画生成装置100は、上記の目的関数と制約条件を作成し最適化計算を行うことにより、運転計画生成対象期間内の各日のSOC目標値を計算することができる。
The operation
そして運転計画生成装置100は、各日のSOC目標値を充電率制約条件として、データ記憶部700に記憶する。
And the driving | operation plan production |
=処理の流れ=
次に、本実施形態に係る運転計画生成装置100が、図5に示した充電率制約条件を含む様々な制約条件を満たしつつ、発電コストFcostに関する目的関数を最小化するように最適潮流計算を行う場合の処理の流れを示すフローチャートを図6に示す。
= Flow of processing =
Next, the operation
まず運転計画生成装置100は、データ記憶部700から、負荷設備Lの電力消費量の1時間毎の予測値、太陽光発電機PVからの1時間毎の発電量の予測値、及び系統データを取得する(S1000)。これらの予測値は、各種の気象予報や過去の実績データなどを用いて予め計算されている。
First, the operation
次に運転計画生成装置100は、発電設備Gの発電コストFcostを求めるための目的関数、及び発電設備G及び蓄電設備Bの運転に関する制約条件を、データ記憶部700から取得する(S1010)。
Next, the operation
そして運転計画生成装置100は最適潮流計算を行い、制約条件を満たしつつ、目的関数を最小化するような、1週間分の発電設備G及び蓄電設備Bの運転計画を生成する(S1020)。
Then, the operation
そして運転計画生成装置100は、生成した運転計画を出力装置160あるいは通信装置130に出力する(S1030)。
Then, the operation
=運転計画=
このようにして本実施形態に係る運転計画生成装置100が、図5に示した充電率制約条件を含む制約条件を満たしつつ、発電コストFcostに関する目的関数を最小化するように生成した1週間分の運転計画を、図7及び図8に示す。
= Operation plan =
In this way, the operation
図7に記載されている「負荷有効電力」は、負荷設備Lの電力消費量の所定時間毎の予測値を表す。 “Load effective power” illustrated in FIG. 7 represents a predicted value of the power consumption of the load facility L every predetermined time.
また同様に、図7に記載されている「太陽光発電機」は、各種の気象予報や過去の発電実績などを用いて予め計算された太陽光発電機PVからの所定時間毎の発電量の予測値である。 Similarly, the “solar power generator” described in FIG. 7 is a power generation amount per predetermined time from the solar power generator PV calculated in advance using various weather forecasts and past power generation results. It is a predicted value.
図7に示すように、運転計画生成装置100は、発電機G1及び発電機G2の発電コストFcostを最小化するように最適潮流計算を行った結果、平日の月曜日から金曜日の各日においては、1日のうちで「負荷有効電力」が相対的に低くなる時間帯(深夜)に、発電機G1に対して「負荷有効電力」を上回る電力を発電させて、余剰電力を蓄電池Bに充電しておくようにし、蓄電池Bに充電しておいた電力を、1日のうちで「負荷有効電力」が相対的に高くなる時間帯(昼間)に放電して、発電機G1及び発電機G2の発電量を抑制する、という運転計画を生成している。そのため、発電機G1の運転が平準化されると共に、発電機G1、発電機G2の発電量を全体として抑制することができ、発電機G1及び発電機G2を効率的に運用することが可能となる。
As shown in FIG. 7, the operation
また、図8に示すように、運転計画生成装置100は、図5に示した充電率制約条件を満たすように、各日の蓄電池Bの運転計画を生成している。
Moreover, as shown in FIG. 8, the operation plan production |
具体的には、運転計画生成装置100は、平日の月曜日から金曜日の各日においては、各日の開始時点における蓄電池Bの充電率である第1充電率よりも、終了時点における第2充電率の方が小さくなるように蓄電池Bの運転計画を生成している。
Specifically, the operation
また運転計画生成装置100は、休祝日の土曜日及び日曜日においては、各日の開始時点における蓄電池Bの充電率である第1充電率よりも、終了時点における第2充電率の方が大きくなるように蓄電池Bの運転計画を生成している。
In addition, the operation
このように、本実施形態に係る運転計画生成装置100は、1週間の負荷有効電力の変動特性を考慮し、負荷有効電力が休祝日に比べて大きい平日では、1日の最終時刻における蓄電池BのSOCが、1日の開始時刻における蓄電池BのSOCよりも少なくなるように、蓄電池BのSOCを設定する。一方で、負荷有効電力が平日に比べて小さい休祝日では、1日の最終時刻における蓄電池BのSOCが、1日の開始時刻における蓄電池BのSOCよりも多くなるように、蓄電池BのSOCを設定する。
As described above, the operation
このように設定することにより、負荷有効電力が休祝日に比べて大きな平日においては、蓄電池Bの充電率を日々下げていくことにより生み出される電力によって発電機G1からの発電量を減少させることができる。 By setting in this way, the amount of power generated from the generator G1 can be reduced by the power generated by lowering the charging rate of the storage battery B every day on weekdays when the load effective power is larger than the holiday. it can.
逆に負荷有効電力が平日に比べて少ない休祝日においては、蓄電池Bの充電率を日々上げていくために必要となる充電電力を発電機G1に生成させることで、発電機G1の発電量を増加させることができる。 On the other hand, on holidays when the load active power is low compared to weekdays, the generator G1 generates the charging power necessary to increase the charging rate of the storage battery B every day, thereby reducing the power generation amount of the generator G1. Can be increased.
このようにして、本実施形態に係る運転計画生成装置100によれば、電力系統1000内の発電機G1の発電量をより平準化させるように運転計画が生成されるため、より効率的に電力系統1000を運用することが可能となる。
Thus, according to the operation
なお、本実施形態に係る運転計画生成装置100は、上記の様にして求めた運転計画を出力装置160に出力するか、あるいは通信装置130を介して他のコンピュータに送信することで処理を終了するが、図9に示すように、電力系統1000内の各構成機器を制御するようにすることもできる。
Note that the operation
図9に示す例では、運転計画生成装置100が、2つの発電機G、蓄電池B、及び調相設備Sに対する制御を行う様子が示されている。
In the example illustrated in FIG. 9, the operation
このような態様によれば、より効率的かつ柔軟な電力系統1000の運用を行うことが可能となる。
According to such an aspect, it becomes possible to operate the
次に、本実施形態に係る運転計画生成装置100によって生成された運転計画を、本実施形態とは異なる装置により生成された運転計画と比較しながら、本実施形態に係る運転計画生成装置100によって生成された運転計画について説明する。
Next, the operation plan generated by the operation
具体的には、以下に比較例として示す運転計画は、運転計画生成対象期間中(1週間)の各日の開始時点及び終了時点の蓄電池BのSOCを毎日50%に戻すように充電率制約条件を定めて、電力系統1000に対する最適潮流計算を行った場合に得られた発電機G及び蓄電池Bの運転計画である。なお、充電率制約条件以外の条件は本実施形態と同じである。
Specifically, the operation plan shown as a comparative example below is a charge rate constraint so that the SOC of the storage battery B at the start and end of each day during the operation plan generation target period (one week) is returned to 50% every day. It is the operation plan of the generator G and the storage battery B obtained when the conditions are determined and the optimum power flow calculation is performed for the
図10は、比較例の充電率制約条件を用いて電力系統1000に対する最適潮流計算を行った場合に得られた蓄電池Bの運転計画を示す。
FIG. 10 shows an operation plan of the storage battery B obtained when the optimum power flow calculation for the
また図11は、比較例の充電率制約条件を用いて電力系統1000に対する最適潮流計算を行った場合に得られた、電力系統1000内の発電機G1、発電機G2、太陽光発電機PV、負荷L、蓄電池Bのそれぞれの電力需給状況を表す。
Moreover, FIG. 11 shows a generator G1, a generator G2, a solar power generator PV in the
そして図12は、月曜日から日曜日の各日の発電機Gの日発電量の計画値を、本実施形態に係る充電率制約条件を用いて算出した場合と、比較例に係る充電率制約条件を用いて算出した場合と、を比較した図である。 And FIG. 12 shows the case where the planned value of the daily power generation amount of the generator G for each day from Monday to Sunday is calculated using the charging rate constraint condition according to this embodiment, and the charging rate constraint condition according to the comparative example. It is the figure which compared the case where it calculated using.
図12に示されているように、本実施形態に係る充電率制約条件を用いて生成した運転計画では、比較例と比べて、平日では、蓄電池Bの充電率を日々低下させることにより生じる放電電力により、発電機Gによる発電量が減少し、休日では、蓄電池Bの充電率を日々上昇させることにより必要となる充電電力により、発電機Gによる発電量は増加する結果となり、1週間全体を通してみると、発電機Gの運転がより平準化されている。 As shown in FIG. 12, in the operation plan generated using the charge rate constraint condition according to the present embodiment, compared to the comparative example, the discharge generated by reducing the charge rate of the storage battery B every day on weekdays. Due to the power, the amount of power generated by the generator G decreases, and on holidays, the amount of power generated by the generator G increases due to the required charging power by increasing the charging rate of the storage battery B every day. When it sees, the operation | movement of the generator G is leveled more.
このように、蓄電池Bの1日の最終時刻のSOCを平休日などの曜日情報により異なる値に設定することにより、比較例のように1日単位での負荷平準化ではなく、1週間単位での負荷平準化が行われ、発電機Gをより効率的に運用することが可能となる。 Thus, by setting the SOC of storage battery B at the last day of the day to a different value depending on the day of the week information such as weekdays, instead of load leveling on a daily basis as in the comparative example, on a weekly basis Load leveling is performed, and the generator G can be operated more efficiently.
=様々な実施形態=
上記実施形態では、運転計画の対象期間が月曜日から日曜日までの1週間であり、充電率制約条件の中で、各日の7日分の開始時点及び終了時点における蓄電池Bの充電率を定め、しかも、平日の場合は、開始時点の充電率である第1充電率よりも終了時点の充電率である第2充電率の方が小さくなるように蓄電池Bの充電率を定め、休祝日の場合は、第1充電率よりも第2充電率の方が大きくなるように蓄電池Bの充電率を定める場合について説明したが、充電率制約条件において充電率を定めるタイミングや充電率の値は、適宜変更することができる。
= Various embodiments =
In the above embodiment, the target period of the operation plan is one week from Monday to Sunday, and the charge rate of the storage battery B at the start time and end time for 7 days of each day is determined in the charge rate constraint condition, Moreover, in the case of weekdays, the charging rate of the storage battery B is determined so that the second charging rate, which is the charging rate at the end time, is smaller than the first charging rate, which is the charging rate at the starting time, and in the case of holidays Explained the case where the charging rate of the storage battery B is determined so that the second charging rate is larger than the first charging rate, but the timing for determining the charging rate under the charging rate constraint condition and the value of the charging rate are appropriately determined. Can be changed.
例えば、運転計画の対象期間を1週間とし、そのうちの例えば月曜日についてのみ、開始時点における第1充電率よりも終了時点における第2充電率の方が小さくなるように充電率制約条件を定めてもよい。このような態様によっても、少なくとも月曜日の開始時点における蓄電池Bの充電率と、終了時点における蓄電池Bの充電率と、の差分に応じて生じる電力が、電力需要の高まる月曜日の昼間に消費されることにより、発電機Gの発電量を抑制することができるので、電力系統の効果的な運用を実現することができる。 For example, even if the target period of the operation plan is one week and only for, for example, Monday, the charge rate constraint condition is set so that the second charge rate at the end time is smaller than the first charge rate at the start time Good. Even in such an aspect, at least the power generated according to the difference between the charging rate of the storage battery B at the start time of Monday and the charging rate of the storage battery B at the end time is consumed during the daytime on Monday when the power demand increases. Thereby, since the electric power generation amount of the generator G can be suppressed, the effective operation | use of an electric power grid | system is realizable.
あるいは、例えば、運転計画の対象期間を1週間とし、そのうちの例えば月曜日及び火曜日の2日間を1つの特定期間として、月曜日の開始時点における第1充電率よりも火曜日の終了時点における第2充電率の方が大きくなるように充電率制約条件を定めてもよい。 Alternatively, for example, the target period of the operation plan is one week, and for example, two days of Monday and Tuesday are one specific period, and the second charging rate at the end of Tuesday is higher than the first charging rate at the start of Monday. The charging rate constraint condition may be determined so that becomes larger.
このような態様によれば、例えば、気象予報によって水曜日の1日の電力需要の合計値が月曜日の電力需要の合計値及び火曜日の電力需要の合計値に比べて大幅に増加するという予測が得られているような場合に、電力需要が比較的小さい月曜日及び火曜日のうちに蓄電池Bに電力を充電しておき、水曜日に蓄電池Bに充電しておいた電力を使用する、という運転計画を生成することで、より効率的で適切な電力系統1000の運用を行うことを可能にできる。
According to such an aspect, for example, it is predicted that the total value of the power demand on Wednesday is greatly increased by the weather forecast as compared with the total value of power demand on Monday and the total value of power demand on Tuesday. In such a case, an operation plan is generated in which the storage battery B is charged on Monday and Tuesday when the power demand is relatively small, and the power stored in the storage battery B is used on Wednesday. By doing so, it is possible to operate the
このことからわかるように、充電率制約条件において定められる蓄電池Bの充電率は、平日、休祝日に分けて定める必要はなく、例えば、運転計画の対象期間中の特定期間の開始時点における蓄電池Bの充電率である第1充電率と、特定期間の終了時点における蓄電池Bの充電率である第2充電率とが、互いに異なるように、蓄電池Bの充電率を定めるようにすればよい。 As can be seen from this, the charging rate of the storage battery B determined in the charging rate constraint condition does not have to be determined separately on weekdays and holidays, for example, the storage battery B at the start of a specific period in the target period of the operation plan. The charging rate of the storage battery B may be determined so that the first charging rate that is the charging rate of the storage battery B differs from the second charging rate that is the charging rate of the storage battery B at the end of the specific period.
このような態様によって、発電機G、負荷L及び蓄電池Bを備えて構成される電力系統1000における発電機G及び蓄電池Bの運転計画を生成するに際し、より適切な発電機G及び蓄電池Bの運転計画を生成することが可能となる。
By generating an operation plan for the generator G and the storage battery B in the
また、運転計画の対象期間中の特定期間における電力消費量の予測値の合計値が所定値よりも大きい場合には、第1充電率よりも第2充電率の方が小さくなるように蓄電池Bの充電率を定め、特定期間における電力消費量の予測値の合計値が所定値以下の場合には、第1充電率よりも第2充電率の方が大きくなるように蓄電池Bの充電率を定めるようにすることもできる。 Moreover, when the total value of the predicted value of the power consumption in the specific period in the target period of the operation plan is larger than the predetermined value, the storage battery B so that the second charging rate is smaller than the first charging rate. The charging rate of the storage battery B is set so that the second charging rate is larger than the first charging rate when the total value of the predicted values of power consumption in a specific period is equal to or less than a predetermined value. It can also be determined.
このような態様によれば、運転計画の対象期間中において電力消費量が相対的に小さな特定期間中に蓄電池Bに電力を充電しておき、電力消費量が相対的に大きな特定期間中に、蓄電池Bに充電しておいた電力を使用する、という運転計画を生成することができるので、より効率的で適切な電力系統1000の運用を行うことが可能になる。
According to such an aspect, the storage battery B is charged with power during a specific period in which the power consumption is relatively small during the target period of the operation plan, and during a specific period in which the power consumption is relatively large, Since the operation plan of using the electric power charged in the storage battery B can be generated, it becomes possible to operate the
なお、上記所定値の値は、過去の実績や気象予報などの情報を用いて適宜設定すればよい。 The predetermined value may be set as appropriate using information such as past results and weather forecasts.
また、運転計画の対象期間中の開始時点及び終了時点の蓄電池Bの充電率が等しくなるように、運転計画の対象期間中の各特定期間における充電率の変化量を定めるようにしても良い。 Moreover, you may make it determine the variation | change_quantity of the charging rate in each specific period in the object period of an operation plan so that the charging rate of the storage battery B in the object period of an operation plan may become equal.
例えば、図5に示したように、運転計画の対象期間を月曜日から日曜日までの1週間とした場合に、月曜日の開始時点の蓄電池Bの充電率と、日曜日の終了時点の蓄電池Bの充電率と、が等しくなるように、各曜日における蓄電池Bの充電率の変化量を定めるとよい。 For example, as shown in FIG. 5, when the target period of the operation plan is one week from Monday to Sunday, the charging rate of the storage battery B at the start of Monday and the charging rate of the storage battery B at the end of Sunday And the amount of change in the charging rate of the storage battery B on each day of the week may be determined so that they are equal.
このような態様によれば、毎週、1週間単位で運転計画を継続的に生成することが容易にできる。 According to such an aspect, it is possible to easily generate an operation plan continuously every week for one week.
なお、運転計画の対象期間を、連続する7暦日の各日に対応する7つの特定期間を含むようにした場合には、運転計画の対象期間の中に、電力消費量が相対的に多い平日(一般的には月曜日から金曜日)と、電力消費量が相対的に少ない休祝日(一般的には土曜日及び日曜日)と、を含むようにでき、発電機Gの発電量の平準化を図る際に蓄電池Bをより活用することができるようになるため、より効率的で好ましい運転計画を生成することが可能となる。 In addition, when the target period of the operation plan includes seven specific periods corresponding to each day of seven consecutive calendar days, the power consumption is relatively large in the target period of the operation plan. Weekdays (generally Monday to Friday) and holidays with relatively low power consumption (generally Saturday and Sunday) can be included, and the power generation amount of the generator G can be leveled In this case, since the storage battery B can be used more effectively, a more efficient and preferable operation plan can be generated.
また、式(18)〜(24)に示したように、運転計画生成対象期間内の特定期間が平日である場合には、当該特定期間の開始時点における充電率である第1充電率と、終了時点における充電率である第2充電率との差分が、対象期間内の全平日の電力消費量の合計値と、当該特定期間における電力消費量の合計値と、の比率に応じた値になるように第1充電率及び第2充電率の値を定め、また、特定期間が休祝日である場合には、当該特定期間の第1充電率と第2充電率との差分が、対象期間内の全休祝日の電力消費量の合計値と、当該特定期間における電力消費量の合計値と、の比率に応じた値になるように第1充電率及び第2充電率の値を定めるようにすることも効果的である。 Moreover, as shown to Formula (18)-(24), when the specific period in an operation plan production | generation object period is a weekday, the 1st charge rate which is a charge rate in the start time of the said specific period, The difference from the second charging rate, which is the charging rate at the end point, is a value corresponding to the ratio between the total value of power consumption for all weekdays in the target period and the total value of power consumption for the specific period. If the values of the first charging rate and the second charging rate are determined so that the specific period is a holiday, the difference between the first charging rate and the second charging rate in the specific period is the target period. The values of the first charging rate and the second charging rate are determined so as to be a value according to a ratio between the total value of the power consumption of all holidays within the period and the total value of the power consumption during the specific period. It is also effective to do.
このような態様によれば、運転計画生成対象期間内のそれぞれの特例期間における電力需要の差に応じて、蓄電池Bへの充電量及び放電量が制御されるので、より一層合理的に電力系統1000内の発電機Gの発電量を平準化することが可能となる。 According to such an aspect, the charge amount and the discharge amount to the storage battery B are controlled according to the difference in power demand in each special period within the operation plan generation target period. It is possible to level the power generation amount of the generator G within 1000.
以上、本実施形態に係る運転計画生成装置100について説明したが、本実施形態に係る運転計画生成装置100によれば、発電機G、負荷L及び蓄電池Bを備えて構成される電力系統1000における発電機G及び蓄電池Bの運転計画を生成するに際し、より適切な発電機G及び蓄電池Bの運転計画を生成することが可能となる。
Although the operation
なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 The embodiments described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and equivalents thereof are also included in the present invention.
100 運転計画生成装置
101 取得部
102 運転計画算出部
110 CPU
120 メモリ
130 通信装置
140 記憶装置
150 入力装置
160 出力装置
170 記録媒体読取装置
600 制御プログラム
700 データ記憶部
800 記録媒体
1000 電力系統
B 蓄電池
G 発電機
L 負荷
PV 太陽光発電機
S 調相設備
T 送電線路
100 Operation
120
Claims (9)
前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数、及び前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を取得する取得部と、
前記運転計画の対象期間中における前記負荷設備の電力消費量の予測値に基づいて、前記制約条件を満たしつつ前記目的関数の値を最小にするような、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転計画を算出する運転計画算出部と、
を備え、
前記制約条件には、前記対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件が含まれ、
前記特定期間は、日を単位とする平日のみあるいは休祝日のみからなる1日以上の期間であり、
前記充電率制約条件には、前記特定期間が平日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間が休祝日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる
ことを特徴とする運転計画生成装置。 An operation plan generation device that generates an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in a power system configured to include a power generation facility, a load facility, and a power storage facility,
An objective function for calculating a power generation cost of the power generation facility, and an acquisition unit for acquiring a constraint condition regarding operation of the power generation facility and the power storage facility;
Based on the predicted value of the power consumption of the load facility during the target period of the operation plan, the operation plan of the power generation facility and the storage facility that minimizes the value of the objective function while satisfying the constraint condition An operation plan calculation unit for calculating
With
The constraint condition includes a first charging rate that is a charging rate of the power storage facility at a start time of the specific period in the target period, and a second charging rate that is a charging rate of the power storage facility at the end point of the specific period. And a charging rate constraint condition that determines the charging rate of the power storage equipment is included ,
The specific period is a period of one day or more consisting only of weekdays or holidays only in units of days,
In the charge rate constraint condition, when the specific period consists only of weekdays, the charge rate of the power storage equipment is determined such that the second charge rate is smaller than the first charge rate, If a particular time period consists of only rest holidays, the operation plan generating apparatus according to claim Rukoto charging rate of the power storage equipment is defined as towards the second charging rate than the first charging rate is increased .
前記運転計画の対象期間は1週間であり、
前記特定期間は1日であり、
前記運転計画の対象期間には、前記1週間の各日に対応する7つの前記特定期間が含まれる
ことを特徴とする運転計画生成装置。 The operation plan generation device according to claim 1 ,
The target period of the operation plan is one week,
The specific period is one day,
The operation plan generation apparatus characterized in that the target period of the operation plan includes the seven specific periods corresponding to the days of the week.
前記特定期間が平日である場合には、当該特定期間の前記第1充電率と前記第2充電率との差分は、前記対象期間内の全平日の前記電力消費量の合計値と、当該特定期間における前記電力消費量の合計値と、の比率に基づいて定められ、
前記特定期間が休祝日である場合には、当該特定期間の前記第1充電率と前記第2充電率との差分は、前記対象期間内の全休祝日の前記電力消費量の合計値と、当該特定期間における前記電力消費量の合計値と、の比率に基づいて定められる
ことを特徴とする運転計画生成装置。 The operation plan generation device according to claim 2 ,
When the specific period is a weekday, the difference between the first charging rate and the second charging rate in the specific period is the total value of the power consumption of all weekdays in the target period, and the specific Determined based on the ratio of the total power consumption during the period,
When the specific period is a holiday, the difference between the first charge rate and the second charge rate in the specific period is the total value of the power consumption on all holidays in the target period, An operation plan generation device characterized in that the operation plan generation device is determined based on a ratio of a total value of the power consumption during a specific period.
前記対象期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率と、前記対象期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率と、が等しくなるように、前記対象期間内の前記各特定期間における充電率の変化量が定められる
ことを特徴とする運転計画生成装置。 The operation plan generating device according to claim 2 or 3 ,
Change in charging rate in each specific period within the target period so that the charging rate of the power storage equipment at the start time of the target period is equal to the charging rate of the power storage equipment at the end time of the target period An operation plan generation device characterized in that the amount is determined.
前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数、及び前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を取得する取得部と、
前記運転計画の対象期間中における前記負荷設備の電力消費量の予測値に基づいて、前記制約条件を満たしつつ前記目的関数の値を最小にするような、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転計画を算出する運転計画算出部と、
を備え、
前記制約条件には、前記対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件が含まれ、
前記充電率制約条件には、前記特定期間における前記電力消費量の予測値の合計値が所定値よりも大きい場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間における前記電力消費量の予測値の合計値が前記所定値以下の場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる
ことを特徴とする運転計画生成装置。 An operation plan generation device that generates an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in a power system configured to include a power generation facility, a load facility, and a power storage facility,
An objective function for calculating a power generation cost of the power generation facility, and an acquisition unit for acquiring a constraint condition regarding operation of the power generation facility and the power storage facility;
Based on the predicted value of the power consumption of the load facility during the target period of the operation plan, the operation plan of the power generation facility and the storage facility that minimizes the value of the objective function while satisfying the constraint condition An operation plan calculation unit for calculating
With
The constraint condition includes a first charging rate that is a charging rate of the power storage facility at a start time of the specific period in the target period, and a second charging rate that is a charging rate of the power storage facility at the end point of the specific period. And a charging rate constraint condition that determines the charging rate of the power storage equipment is included,
The charging rate constraint condition is that the second charging rate is smaller than the first charging rate when the total value of the predicted values of the power consumption during the specific period is larger than a predetermined value. And when the total value of the predicted values of the power consumption during the specific period is less than or equal to the predetermined value, the second charging rate is more than the first charging rate. The operation plan generation device, wherein a charging rate of the power storage facility is determined to be large.
前記運転計画生成装置は、前記運転計画の対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、互いに異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件を含む、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を満たしつつ、前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数を最小にするように前記運転計画を生成し、
前記特定期間は、日を単位とする平日のみあるいは休祝日のみからなる1日以上の期間であり、
前記充電率制約条件には、前記特定期間が平日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間が休祝日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる
ことを特徴とする運転計画生成方法。 A control method of an operation plan generation device that generates an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in a power system configured to include a power generation facility, a load facility, and a power storage facility,
The operation plan generation device is a first charge rate that is a charge rate of the power storage equipment at a start time of a specific period in a target period of the operation plan, and a charge rate of the power storage equipment at the end time of the specific period. The power generation cost of the power generation facility while satisfying the constraint condition regarding the operation of the power generation facility and the power storage facility, including the charge rate constraint condition that determines the charge rate of the power storage facility so that the second charge rate is different from each other wherein generating the operation plan of the objective function for calculating so as to minimize
The specific period is a period of one day or more consisting only of weekdays or holidays only in units of days,
In the charge rate constraint condition, when the specific period consists only of weekdays, the charge rate of the power storage equipment is determined such that the second charge rate is smaller than the first charge rate, When the specific period consists only of holidays, the charging rate of the power storage facility is determined so that the second charging rate is larger than the first charging rate. Plan generation method.
前記運転計画生成装置は、前記運転計画の対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、互いに異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件を含む、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を満たしつつ、前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数を最小にするように前記運転計画を生成し、
前記充電率制約条件には、前記特定期間における前記負荷設備の電力消費量の予測値の合計値が所定値よりも大きい場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間における前記電力消費量の予測値の合計値が前記所定値以下の場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる
ことを特徴とする運転計画生成方法。 A control method of an operation plan generation device that generates an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in a power system configured to include a power generation facility, a load facility, and a power storage facility,
The operation plan generation device is a first charge rate that is a charge rate of the power storage equipment at a start time of a specific period in a target period of the operation plan, and a charge rate of the power storage equipment at the end time of the specific period. The power generation cost of the power generation facility while satisfying the constraint condition regarding the operation of the power generation facility and the power storage facility, including the charge rate constraint condition that determines the charge rate of the power storage facility so that the second charge rate is different from each other Generating the operation plan so as to minimize the objective function for calculating
In the charging rate constraint condition, when the total value of the predicted power consumption of the load facility in the specific period is larger than a predetermined value, the second charging rate is more than the first charging rate. When the charging rate of the power storage facility is determined to be small, and the total value of the predicted values of the power consumption in the specific period is equal to or less than the predetermined value, the second charging rate is higher than the first charging rate. The operation plan generation method is characterized in that the charging rate of the power storage facility is determined so that the value of the power storage facility becomes larger.
前記運転計画の対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、互いに異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件を含む、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を満たしつつ、前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数を最小にするように前記運転計画を生成する手段
を実現するためのプログラムであり、
前記特定期間は、日を単位とする平日のみあるいは休祝日のみからなる1日以上の期間であり、
前記充電率制約条件には、前記特定期間が平日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間が休祝日のみからなる場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる
ことを特徴とするプログラム。 In an operation plan generation device for generating an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in a power system configured to include a power generation facility, a load facility and a power storage facility,
The first charging rate that is the charging rate of the power storage facility at the start of the specific period in the target period of the operation plan, and the second charging rate that is the charging rate of the power storage facility at the end of the specific period are: An objective function for calculating a power generation cost of the power generation facility while satisfying a constraint condition regarding the operation of the power generation facility and the power storage facility, including a charge rate constraint condition that defines a charge rate of the power storage facility so as to be different from each other the is a program for realizing the means for generating the operation plan to minimize,
The specific period is a period of one day or more consisting only of weekdays or holidays only in units of days,
In the charge rate constraint condition, when the specific period consists only of weekdays, the charge rate of the power storage equipment is determined such that the second charge rate is smaller than the first charge rate, When the specific period includes only holidays, the charging rate of the power storage facility is determined so that the second charging rate is greater than the first charging rate.
A program characterized by that.
前記運転計画の対象期間中の特定期間の開始時点における前記蓄電設備の充電率である第1充電率と、前記特定期間の終了時点における前記蓄電設備の充電率である第2充電率とが、互いに異なるように、前記蓄電設備の充電率を定めた充電率制約条件を含む、前記発電設備及び前記蓄電設備の運転に関する制約条件を満たしつつ、前記発電設備の発電コストを算出するための目的関数を最小にするように前記運転計画を生成する手段
を実現するためのプログラムであり、
前記充電率制約条件には、前記特定期間における前記負荷設備の電力消費量の予測値の合計値が所定値よりも大きい場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が小さくなるように前記蓄電設備の充電率が定められ、前記特定期間における前記電力消費量の予測値の合計値が前記所定値以下の場合には、前記第1充電率よりも前記第2充電率の方が大きくなるように前記蓄電設備の充電率が定められる
ことを特徴とするプログラム。 In an operation plan generation device for generating an operation plan of the power generation facility and the power storage facility in a power system configured to include a power generation facility, a load facility and a power storage facility,
The first charging rate that is the charging rate of the power storage facility at the start of the specific period in the target period of the operation plan, and the second charging rate that is the charging rate of the power storage facility at the end of the specific period are: An objective function for calculating a power generation cost of the power generation facility while satisfying a constraint condition regarding the operation of the power generation facility and the power storage facility, including a charge rate constraint condition that defines a charge rate of the power storage facility so as to be different from each other A program for realizing means for generating the operation plan so as to minimize
In the charging rate constraint condition, when the total value of the predicted power consumption of the load facility in the specific period is larger than a predetermined value, the second charging rate is more than the first charging rate. When the charging rate of the power storage facility is determined to be small, and the total value of the predicted values of the power consumption in the specific period is equal to or less than the predetermined value, the second charging rate is higher than the first charging rate. The program is characterized in that the charging rate of the power storage facility is determined so that the value becomes larger.
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