JP6401553B2 - 運用計画策定装置、運用計画策定方法および運用計画策定プログラム - Google Patents
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Description
まず、通常のUC手法を説明する。通常のUC手法では、最適化問題を解くことで、発電機の起動停止計画を得る。この最適化問題をUC問題と呼ぶ。以下にUC問題の定式化の一例を示す。
次に、複数シナリオを用いたUC手法を説明する。複数シナリオを用いたUC手法では、不確実性によって起こり得る需要の時系列として、いくつかの代表例をシナリオとして最適化問題へ組み込む。複数のシナリオを用いたUC問題では、各シナリオにおける発電機の起動停止のタイミングは共通とする。これは火力発電機では、起動停止を計画的に行う必要があるためである。その一方で、各発電機出力はシナリオ毎に最適化する。これは不確実性にあわせて発電機の出力を制約の範囲内で臨機応変に制御できるためである。すなわち、運用計画策定では、複数シナリオを用いてどのタイミングでどの発電機を起動停止するかのタイミングを求める。そして、求めた運用計画のタイミングで発電機を起動または停止し、起動中の発電機の出力を制御する。
次に、本提案手法である周辺化シナリオについて説明する。本発明者は、複数シナリオを用いたUC問題について、シナリオの時間的な連続性を無視することができることを見出した。つまり、ある時間帯tにおいて、ある二つのシナリオの需要を入れ替えた問題は、元の問題と数学的に等しい。これは式(1)から(8)で定義したUC問題では、時間帯tの発電機出力が時間帯tでの需要のみで決まり、その他の時間帯の需要の影響を受けないためである。本提案手法では、このようにシナリオの時間的な連続性を無視するため、時間的な連続性のある制約条件を考慮した場合は成り立たない。このため、本提案手法では、ランプ制約や燃料消費量制約などの時間的な連続性のある制約条件を除外する。ランプ制約とは、前の時間帯から変動可能な出力幅を示す制約である。燃料消費量制約とは、ある期間の間で発電機で使用可能な燃料から生じる制約である。制約条件は、影響が十分に小さければ、無視することができる。本実施例では、ランプ制約や燃料消費量制約は、影響が十分に小さいものとして、無視する。
次に、本願の提案手法を適用した運用計画策定装置10の構成について説明する。図2は、運用計画策定装置の機能的な構成の一例を示す図である。図2に示すように、運用計画策定装置10は、表示部20と、入力部21と、記憶部22と、制御部23とを有する。運用計画策定装置10は、図2に示した機能部以外にも既知の各種の機能部を有してもよい。例えば、運用計画策定装置10は、他の端末と通信を行う通信インタフェース部などを有してもよい。
本実施例に係る運用計画策定装置10が発電機の運用計画を策定する運用計画策定処理の流れについて説明する。図4は、運用計画策定処理の手順の一例を示すフローチャートである。この運用計画策定処理は、所定のタイミング、例えば、運用計画の策定が指示されたタイミングで実行される。
次に、複数シナリオと周辺化シナリオそれぞれを用いて得られる起動停止計画の発電費を、具体例を用いて比較する。需要の不確実性を考える場合、計画時にシナリオとして想定する需要と、運用時に生じる需要は異なる。このため、運用時の発電費で計画を評価する必要がある。そこで、複数シナリオと周辺化シナリオでそれぞれ運用計画を求めて、運用時の発電費で計画を評価する。運用時の発電費は、多数のシナリオを用いたモンテカルロ法により推定する。本実施例では、1000本のシナリオを用いてモンテカルロ法により求めた発電費を運用時の発電費と推定する。
上述してきたように、本実施例に係る運用計画策定装置10は、運用計画を算出する対象期間の時間帯毎に、当該時間帯の電力需要の上限および下限の間の電力需要の確率分布から、当該上限および下限の間に設定された1以上の代表点の電力需要に対する重みを算出する。そして、運用計画策定装置10は、対象期間の時間帯毎に、代表点の電力需要を複数の発電機により発電する発電費を、算出された当該代表点の電力需要の重みで重み付けし、対象期間の重み付けされた代表点の発電費を合計した総発電費を目的関数とする最適化問題を解くことで複数の発電機の運用計画を算出する。これにより、運用計画策定装置10は、短い計算時間で不確実性をより正確に考慮した運用計画を求めることができる。
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。図12は、運用計画策定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
22 記憶部
23 制御部
30 目的関数データ
31 制約条件データ
32 パラメータデータ
33 運用計画データ
40 受付部
41 配置部
42 重み算出部
43 運用計画算出部
44 出力制御部
Claims (4)
- 運用計画を算出する対象期間の時間帯毎に、当該時間帯の電力需要の上限および下限の間の電力需要の確率分布から、当該上限および下限の間に設定された複数の代表点の電力需要に対する重みを算出する重み算出部と、
前記対象期間の時間帯毎に、代表点の電力需要を複数の発電機により発電する発電費を、前記重み算出部により算出された当該代表点の電力需要の重みで重み付けし、前記対象期間の重み付けされた代表点の発電費を合計した総発電費を目的関数とし、最小起動時間、最小停止時間を発電機に関する制約条件とする最適化問題をラグランジュ緩和法または分枝切除法で解くことで前記複数の発電機の運用計画を算出する運用計画算出部と、
を有することを特徴とする運用計画策定装置。 - 前記運用計画算出部は、発電機毎に、発電量の上限、発電量の下限、最小起動時間、最小停止時間を発電機に関する制約条件として、最適化問題を解くことで前記対象期間の時間帯毎の前記複数の発電機の起動および停止の運用計画を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の運用計画策定装置。 - 運用計画を算出する対象期間の時間帯毎に、当該時間帯の電力需要の上限および下限の間の電力需要の確率分布から、当該上限および下限の間に設定された複数の代表点の電力需要に対する重みを算出し、
前記対象期間の時間帯毎に、代表点の電力需要を複数の発電機により発電する発電費を、算出された当該代表点の電力需要の重みで重み付けし、前記対象期間の重み付けされた代表点の発電費を合計した総発電費を目的関数とし、最小起動時間、最小停止時間を発電機に関する制約条件とする最適化問題をラグランジュ緩和法または分枝切除法で解くことで前記複数の発電機の運用計画を算出する
処理をコンピュータが実行する運用計画策定方法。 - 運用計画を算出する対象期間の時間帯毎に、当該時間帯の電力需要の上限および下限の間の電力需要の確率分布から、当該上限および下限の間に設定された複数の代表点の電力需要に対する重みを算出し、
前記対象期間の時間帯毎に、代表点の電力需要を複数の発電機により発電する発電費を、算出された当該代表点の電力需要の重みで重み付けし、前記対象期間の重み付けされた代表点の発電費を合計した総発電費を目的関数とし、最小起動時間、最小停止時間を発電機に関する制約条件とする最適化問題をラグランジュ緩和法または分枝切除法で解くことで前記複数の発電機の運用計画を算出する
処理をコンピュータに実行させる運用計画策定プログラム。
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