JP6659602B2 - Power management device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力管理装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a power management device.
従来の電力システムでは、発電量を調整することで、需要に応じた電力を得ていた。例えば、需要に変化が生じる場合に、当該変化に追従して発電量を制御していた。このため、需要と供給のバランス差によるロスや、需要自体を調整できないことによるロスが発生していた。また、需要と供給との間で効率の良い制御が行えていないという問題があった。 In a conventional power system, electric power according to demand has been obtained by adjusting the amount of power generation. For example, when a change occurs in demand, the amount of power generation is controlled in accordance with the change. For this reason, a loss has occurred due to a balance difference between demand and supply and a loss due to inability to adjust demand itself. Another problem is that efficient control between demand and supply cannot be performed.
これに対して、近年、スマートグリッドという技術が提案されている。当該技術の概念では、発電設備から、末端の電力機器までを、ネットワークで接続することで、従来型の中央制御では達成するのが難しかった、需要と供給との間の効率的な制御を実現することができる。 On the other hand, in recent years, a technology called a smart grid has been proposed. The concept of this technology is to connect the power generation equipment to the terminal power equipment via a network to achieve efficient control between supply and demand, which was difficult to achieve with conventional central control. can do.
さらに、供給が需要を上回っている時間帯に生じた余剰電力を、需要が供給を上回っている時間帯に利用するために、巨大な定置型の蓄電池や、需要家毎に家庭レベルの蓄電池を設置することが提案されている。これにより、長期計画に基づいて電力を調達した場合に、調達された調達電力量と、使用される需要電力量と、の間にズレが生じた場合に、蓄電池の電力を充放電することで、需要と供給とのの不一致(インバランス)を効率的に抑止できる。 Furthermore, in order to use surplus power generated during the time when supply exceeds demand, during the time when demand exceeds supply, huge stationary storage batteries and home-level storage batteries for each customer are used. It has been proposed to do so. With this, when power is procured based on the long-term plan, when a difference occurs between the procured power amount and the used power amount, the power of the storage battery is charged and discharged. In addition, it is possible to efficiently suppress a mismatch (imbalance) between supply and demand.
しかしながら、天候などの影響によって、需要家が使用すると予想される需要電力量が、数日や数週間にわたり、長期的な予測に基づいて調達された調達電力量とずれる場合には、蓄電池の容量では、充放電することが難しい場合がある。 However, if the amount of power demanded by consumers is different from the amount of power procured based on long-term forecasts over several days or weeks due to the weather, etc., the capacity of the storage battery Then, it may be difficult to charge and discharge.
ところで、電力市場による電力の売買は様々なタイミングで行われる。このため、例えば、長期計画に基づいて電力を調達した場合に、調達された電力では不足・余剰が生じそうな場合には、短期市場で売買を行うことができる。 By the way, buying and selling of electric power in the electric power market is performed at various timings. Therefore, for example, when power is procured based on a long-term plan, if the procured power is likely to be short or surplus, it is possible to buy and sell in a short-term market.
そこで、需要家が使用すると予想される需要電力量と、長期的な予測に基づいて調達された調達電力量と、のズレが蓄電池の容量では吸収しきれない場合、蓄電池の容量等を考慮した上で、電力市場で電力を購入又は売却するために適切なタイミングを特定するのは難しい。 Therefore, when the difference between the amount of power demanded to be used by the consumer and the amount of power procured based on long-term prediction cannot be absorbed by the capacity of the storage battery, the capacity of the storage battery and the like are considered. Above, it is difficult to identify the right time to buy or sell electricity in the electricity market.
実施形態の電力管理装置は、配電系統から供給される電力を消費する総需要家群に含まれている、蓄電池が設けられた第1の需要家群の蓄電池を制御することで、電力の需要調整を行う電力管理装置において、予測算出部と、第1の取得部と、第2の取得部と、第1の算出部と、第2の算出部と、時刻特定部と、を備える。予測算出部は、総需要家群に含まれる需要家における、一日を分割した単位時間毎に予測される電力の使用量を示した需要予測電力量を算出する。第1の取得部は、総需要家群に供給するために電力市場から調達された、一日の単位時間毎に供給可能な調達電力量を取得する。第2の取得部は、一日の開始時刻における、第1の需要家群の蓄電池の充電量を取得する。第1の算出部は、需要予測電力量と、単位時間毎に供給可能な調達電力量と、に基づいて、単位時間毎に、蓄電池に対して指示を行う充放電指示値を算出する。第2の算出部は、充放電指示値と、一日の開始時刻における蓄電池の充電量と、に基づいて蓄電池の充放電制御を行った場合に、一日内で、蓄電池の蓄電量が、放電を抑止する基準として定められた第1の閾値を下回る、又は充電を抑止する基準として定められた第2の閾値を上回る、第1の時刻を算出すると共に、当該第1の閾値を下回る場合には、充放電指示値から、第1の閾値まで放電した電力量を差し引いた不足電力量を算出し、当該第2の閾値を上回る場合には、充放電指示値から、第2の閾値まで充電した電力量を差し引いた余剰電力量を算出する。時刻特定部は、第1の閾値を下回る第1の時刻が算出された場合には、第1の時刻より前の時刻であって、当該時刻に不足電力量を購入した場合に、蓄電池の蓄電量の上限として設定された第3の閾値を超えない購入予定時刻を特定し、第2の閾値を上回る第2の時刻が算出された場合には、第2の時刻より前の時刻であって、当該時刻に余剰電力量を売却した場合に、蓄電池の蓄電量の下限として設定された第4の閾値を下回らない売却予定時刻を特定する。 The power management apparatus according to the embodiment controls the storage battery of the first group of consumers provided with the storage batteries, which is included in the total group of consumers consuming power supplied from the power distribution system. A power management device that performs adjustment includes a prediction calculation unit, a first acquisition unit, a second acquisition unit, a first calculation unit, a second calculation unit, and a time identification unit. The prediction calculation unit calculates a demand prediction power amount indicating a usage amount of power predicted for each unit time obtained by dividing a day in the customers included in the total customer group. The first acquisition unit acquires the amount of procured power that can be supplied per unit time of day, which is procured from the power market to supply the total consumers. The second acquisition unit acquires the charge amount of the storage battery of the first consumer group at the start time of the day. The first calculation unit calculates a charge / discharge instruction value for instructing the storage battery for each unit time, based on the predicted power demand and the procurable power that can be supplied per unit time. The second calculation unit is configured to perform a charge / discharge control of the storage battery based on the charge / discharge instruction value and the charge amount of the storage battery at the start time of the day. When a first time is calculated that is lower than a first threshold value defined as a criterion for suppressing the power supply, or exceeds a second threshold value determined as a criterion for suppressing the charging, and is calculated below a first threshold value, Calculates the insufficient power amount by subtracting the electric power discharged to the first threshold value from the charge / discharge instruction value, and when the charge amount exceeds the second threshold value, charges from the charge / discharge instruction value to the second threshold value The surplus power amount obtained by subtracting the obtained power amount is calculated. When the first time that is less than the first threshold is calculated, the time specifying unit is configured to store the power of the storage battery when the power shortage is purchased at the time before the first time. A purchase scheduled time that does not exceed the third threshold set as the upper limit of the amount is specified, and if a second time that exceeds the second threshold is calculated, it is a time before the second time, When the surplus power amount is sold at the time, a scheduled sale time that does not fall below a fourth threshold set as the lower limit of the storage amount of the storage battery is specified.
本実施形態では電力管理装置を、電力需給管理システムの需給管理サーバに適用した例について説明するが、他のシステムや装置等に用いても良い。 In the present embodiment, an example in which the power management apparatus is applied to a supply and demand management server of a power supply and demand management system will be described. However, the power management apparatus may be used for other systems and apparatuses.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の電力需給管理システムの構成例を示した図である。図1に示される例では、電力自由化時の電力システム全体を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply and demand management system according to the first embodiment. The example shown in FIG. 1 shows the entire power system during power liberalization.
図1に示されるように、電力需給管理システムは、需給管理サーバ100と、メータ管理サーバ103と、発電システム104と、蓄電池を設けた需要家群101と、蓄電池を設けていない需要家群102と、電力市場サーバ180と、を備えている。本実施形態では、蓄電池を設けた需要家群101と、蓄電池を設けていない需要家群102と、を含めて、配電系統から供給される電力を消費する総需要家群と称する。
As shown in FIG. 1, the power supply and demand management system includes a supply and
発電事業者の発電システム104で発電された電力が、電力系統ネットワーク152を介して各需要家群101、102の各々に供給される。本実施形態の電力需給管理システムは、発電システム104を含む配電系統から供給される電力を、需要家群101の蓄電池121で充放電制御することで、電力の需要調整を行う。
The power generated by the
図1に示されるように、発電システム104から、電力系統ネットワーク152を介して需要家群101、102に電力が供給されている。本実施形態においては、スマートメータ111、112は、全ての需要家に配置される。このため、蓄電池を設けられたか否かにかかわらず、需要家の消費電力を計測できる。
As shown in FIG. 1, power is supplied from the
蓄電池を設けていない需要家群102の消費電力は、需要家102_1、102_2、…、102_m毎に設けられているスマートメータ112_1、112_2、…、112_m(以下、スマートメータ112とする。)毎に計測されている。
Power consumption of the
蓄電池を設けた需要家群101の消費電力は、需要家群101の各々に設けられているスマートメータ111_1、111_2、111_3、…、111_n(以下、スマートメータ111とする。)毎に計測されている。
The power consumption of the
スマートメータ112及びスマートメータ111で計測された電力は、30分毎にAMI網(スマートメータ網)153を介して、配電事業者のメータ管理サーバ103に通知される。
The power measured by the smart meter 112 and the smart meter 111 is notified to the
一般的な電力小売事業者は、30分毎に計測されたスマートメータ111、112のデータを、電力システム事業者間ネットワーク154を介して、配電事業者から取得できる。本実施形態では、配電事業者のメータ管理サーバ103が収集したデータが、電力システム事業者間ネットワーク154を介して電力小売事業者の需給管理サーバ100に送信される。
A general electric power retailer can acquire data of the smart meters 111 and 112 measured every 30 minutes from the electric power distributor through the
ところで、現行のルールでは、最新のデータを入手するためには30分必要とされている。スマートメータ111、112からの30分毎の通知を考慮すると、最大60分前の計測データまでの入手が可能となる。 By the way, according to the current rules, it takes 30 minutes to obtain the latest data. Considering the notification every 30 minutes from the smart meters 111 and 112, it is possible to obtain the measurement data up to 60 minutes before.
さらに、需要家群101は、第1の需要家101_1、第2の需要家101_2、第3の需要家101_3、…、第nの需要家101_n(nは自然数とする)毎に設けられている蓄電池121_1、121_2、121_3、…、121_n(以下、蓄電池121とも称する。)毎に、公衆ネットワーク(例えば、インターネット通信網)151を介して、蓄電池121の詳細な情報(例えばSoC)を、電力小売事業者の需給管理サーバ100に通知する。
Further, the
つまり、蓄電池121を所有する需要家群101では、需要家群102と同様にスマートメータ111による計測・通知が行われると同時に、公衆ネットワーク151を介して、蓄電池121の充放電状況と、需要家の消費電力情報を周期的に、小売事業者の需給管理サーバ100に通知する。本実施形態においては、例として通知する周期を5分単位とするが、5分単位に制限するものではなく、実施態様に応じて、適切な周期が設定されるものとする。
That is, in the
これに従って、電力小売事業者の需給管理サーバ100は、配電事業者のメータ管理サーバ103からの30分単位の計測データ、公衆ネットワーク151を介した需要家群101の蓄電池121に関する5分単位の詳細な計測データを受信する。
In accordance with this, the supply and
また、電力小売事業者の需給管理サーバ100は、電力システム事業者間ネットワーク154を介して、発電システム104を有している発電事業者との間で、需要家に供給する電力を調達するための通信を行う。
In addition, the power supply and
そして、本実施形態の需給管理サーバ100は、スマートメータ111、112による30分単位の計測データと、蓄電池121を備えた需要家群101からの5分単位の詳細な計測データと、に基づいた、処理を行うことができる。
Then, the supply and
処理の一例としては、電力小売事業者の需給管理サーバ100は、発電システム104から供給される電力量と、受信した計測データ及び蓄電池121に関する詳細な情報に基づいた需要家群101、102で使用される電力量の予測と、に基づいて、需要家群101の蓄電池121の充放電制御を行うことで、同時同量制御を実現する。
As an example of the processing, the supply and
図2は、第1の需要家101_1の構成を例示した図である。図2に示されるように、配電線201を介して、負荷204と、蓄電池システム200と、が接続されている。第1の需要家101_1は、例えば家庭や企業の敷地内に設けられた設備とする。図2に示す例では、第1の需要家101_1の構成について説明するが、第2の需要家101_2、…、第nの需要家101_nも同様の構成として説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the first customer 101_1. As shown in FIG. 2, the
本実施形態の第1の需要家101_1は、電力系統ネットワーク152を介して、発電システム104から電力が供給される。発電システム104から出力された電力は、配電線201を介して、蓄電池システム200や負荷204に供給される。
The first customer 101_1 of the present embodiment is supplied with power from the
スマートメータ111_1は、発電システム104から供給される電力を計測する。さらに、スマートメータ111_1は、第1の需要家101_1内で使用される電力を計測すると共に、HEMS(Home Energy Management System)等を通じて、第1の需要家101_1内における電気使用状況を把握する。そして、スマートメータ111_1は、第1の需要家101_1の電力の計測結果を計測データ(当該電力使用状況も含む)として、AMI網(スマートメータ網)153を介して、配電事業者のメータ管理サーバ103に30分毎に通知する。
The smart meter 111_1 measures power supplied from the
負荷204は、家庭や企業の敷地内に設けられた家電製品などの電力を消費する機器であれば良い。
The
電力センサ202は、蓄電池121_1と、負荷204と、の間の電力を計測する。電力センサ202は、電力の計測結果を、制御部211に出力する。
蓄電池システム200は、制御部211と、蓄電池121_1と、PCS213と、通信部212と、を備えている。
The
PCS213は、蓄電池121_1の直流電力と、配電線201を流れる交流電力と、を相互に変換する制御を行う。
The
そして、蓄電池121_1から放電された電力は、PCS213で交流電力に変換された後、負荷204等に供給される。
Then, the power discharged from the storage battery 121_1 is converted into AC power by the
通信部212は、公衆ネットワーク151を介して接続された他の通信装置との間で情報を送受信する。例えば、通信部212は、需給管理サーバ100に対して、蓄電池システム200に関する詳細な計測データを、5分ごとに送信する。詳細な計測データは、蓄電池121_1の充放電を行うために必要な情報であって、蓄電池121_1のSoCを含んだ情報の他に、電力センサ202やスマートメータ111_1により計測された、蓄電池121_1と、負荷204と、による消費電力を示した消費電力情報が含まれている。
The
制御部211は、蓄電池システム200全体を制御する。例えば、制御部211は、通信部212が需給管理サーバ100から受信した充放電制御の指示(充放電計画)に基づいて、蓄電池121_1の充放電を制御する。
The
制御部211は、通信部212を介して、需給管理サーバ100との通信が可能である。これにより、例えば、制御部211は、需給管理サーバ100の指示により動作することができる。
The
蓄電池121_1が充電を行った場合、スマートメータ111_1は、第1の需要家101_1内の負荷204が消費する電力量に、蓄電池121_1が充電する電力量を加算した電力量を、第1の需要家101_1で使用された消費電力量として計測する。そして、スマートメータ111_1は、計測結果を、メータ管理サーバ103に送信する。
When the storage battery 121_1 has been charged, the smart meter 111_1 calculates the electric energy obtained by adding the electric energy consumed by the
制御部211は、一般的な電力システムのルールである需要家からの逆潮流を抑止する制御も行っている。逆潮流とは需要家から系統側に電力が流れることであり、需要家内の負荷204の消費電力よりも、蓄電池121_1から放電される電力が大きくなった場合に発生する。逆潮流電力もスマートメータ111_1で計測されている。このため、発生した逆潮流電力量に応じた金額で電力を売却することが出来るが、蓄電池121_1からの電力による逆潮流は通常禁止されている。
The
そこで、本実施形態では、蓄電池からの電力による逆潮流を制限した例について説明する。なお、蓄電池が電力を供給する事業者の制御下に置かれることを前提とすれば、むしろ天候により常時不安定な太陽光発電電力や風力発電電力を一旦蓄電池に蓄積し、系統全体の安定に即したタイミングで放電し逆潮流させる方が安定的なシステム運用が可能であると考えられる。換言すれば、本実施形態では、逆潮流の制約がある場合について説明するが、逆潮流の制約が無い環境においても効果的な蓄電池の充放電を行うことが出来るものとする。 Therefore, in the present embodiment, an example in which the reverse power flow due to the electric power from the storage battery is limited will be described. In addition, assuming that the storage battery is under the control of the company that supplies the power, rather, the solar power and wind power, which are always unstable due to the weather, are temporarily stored in the storage battery to stabilize the entire system. It is thought that stable system operation is possible by discharging at the right timing and causing reverse power flow. In other words, the present embodiment describes a case where there is a restriction on reverse power flow, but it is assumed that effective charging and discharging of the storage battery can be performed even in an environment where there is no restriction on reverse power flow.
次に、需給管理サーバ100について説明する。図3は、本実施形態の需給管理サーバ100の構成を例示した図である。図3に示されるように、需給管理サーバ100は、需給管理部301と、メータ情報記憶部302と、需要家毎蓄電情報記憶部303と、通信I/F304と、需要予測算出部305と、需要予測用情報記憶部306と、判定データ記憶部307と、購入データ記憶部308と、を備えている。需給管理サーバ100においては、図示しないプロセッサが、図示しない記憶部(例えばHDD)に記憶されたプログラムを実行することで、需給管理部301と、需要予測算出部305と、を実現する。また、当該記憶部には、メータ情報記憶部302と、需要家毎蓄電情報記憶部303と、需要予測用情報記憶部306と、判定データ記憶部307と、購入データ記憶部308と、が設けられている。
Next, the supply and
通信I/F304は、需要家群101に設けられた蓄電池121と接続を行う公衆ネットワーク151、及び電力システム事業者間ネットワーク154と接続するための通信I/Fとする。これにより、通信I/F304は、電力の調達から需給管理までの処理に必要な通信を行うことが可能となる。
The communication I /
需要予測用情報記憶部306は、需要家が使用する電力を予測するために必要な、天気、温度や季節などの情報を記憶する。当該情報は、天気等を提供しているサーバ等から取得するが、どのように取得しても良い。
The demand prediction
メータ情報記憶部302は、需要家群101、102の需要家各々に設けられたスマートメータ111、112による計測データを記憶する。
The meter
本実施形態のメータ情報記憶部302は、スマートメータ111、112から収集した30分単位の計測データ(例えば電力測定値を含む)を記憶している。なお、記憶される計測データは、メータ管理サーバ103から電力システム事業者間ネットワーク154を介して得られるものであるが、メータ管理サーバ103がスマートメータ111、112から収集し小売事業者に配布されるまでに遅延が生じる。このため、メータ情報記憶部302は、最新のデータでも60分前のデータとなる。
The meter
需要家毎蓄電情報記憶部303は、需要家群101の各々に設けられた蓄電池システム200や消費電力に関する詳細な計測データを記憶する。計測データとしては、例えば、蓄電池121のSoC(充電容量)や、消費電力量を示す情報が含まれている。需要家毎蓄電情報記憶部303は、(後述する)受信処理部311が受信する間隔毎に更新される。本実施形態では、受信処理部311が需要家毎に1分から5分間隔で受信し、更新される例とするが、受信間隔を制限するものではない。これにより、需要家毎蓄電情報記憶部303は、最新の計測データとして、1分から5分前のデータまで記憶される。
The customer-specific power storage
電力需要データは、需要家が負荷204で消費している電力量に、蓄電池121で充放電されている電力量を加算した値が含まれている。なお、本実施形態では、蓄電池121の充電容量が定められているため、受信したSoCから、充電量を特定できる。さらには、前回の充電量との違いから充電量の増減等を特定できる。
The power demand data includes a value obtained by adding the amount of power charged and discharged by the storage battery 121 to the amount of power consumed by the
判定データ記憶部307は、電力を購入する判断基準となるデータを記憶する。例えば、判定データ記憶部307は、後述する各種閾値(上限閾値Margin-U及び下限閾値Margin-L、上限閾値Limit-U及び下限閾値Limit-L)、及び各種基準値(上限基準値Risk_U及び下限基準値Risk_L)を記憶する。さらには、判定データ記憶部307は、翌日の開始時刻における充電量を蓄電池121毎に記憶する。
The determination
さらには、判定データ記憶部307は、電力市場で電力を調達したことで調整された、蓄電池121毎の充電量の変化等も記憶する。
Further, the determination
購入データ記憶部308は、電力市場サーバ180で購入及び売却した電力量を示すデータ(調達電力量データ)を記憶する。例えば、購入データ記憶部308は、長期計画に基づいて電力市場サーバ180で調達を行った調達電力量データを記憶する。
The purchase
需要予測算出部305は、需要予測用情報記憶部306に記憶された情報、メータ情報記憶部302に記憶された計測データ、及び需要家毎蓄電情報記憶部303に記憶された計測データに基づいて、需要家群101、102の各々の需要予測電力量、及び全需要家の総需要予測電力量を算出する。本実施形態の需要予測算出部305は、総需要家群に含まれる需要家毎における、一日を分割した単位時間(以降、管理時間とも称する)毎に予測される電力の使用量を示した需要予測電力量を算出する。
The demand
需要家毎の需要予測電力量、及び全需要家の総需要予測電力量の算出は、売買可能な電力市場で電力の購入、売却をするために行われる。そこで、本実施形態では、需要家毎の需要予測電力量、及び全需要家の総需要予測電力量の算出は、随時変動する需要家の需要実績値、気温などの環境情報を考慮した上で、長期的な電力市場、前日の電力市場、及び1時間先の電力市場の各々に合わせて行われる。 The calculation of the predicted power amount for each consumer and the total predicted power amount for all customers is performed to purchase and sell power in a tradeable power market. Therefore, in the present embodiment, the calculation of the demand forecast power amount for each customer and the total demand forecast power amount of all customers are performed in consideration of environmental information such as the actual demand value of the customer that fluctuates as needed and the temperature. , The long-term power market, the previous day's power market, and one hour ahead of the power market.
需給管理部301は、受信処理部311と、購入済電力量取得部312と、充電量取得部313と、指示値算出部314と、不足・余剰電力量算出部315と、時刻特定部316と、送信処理部317と、を備えており、需給管理サーバ100全体の処理を行う。需給管理部301は、需給管理の基本的な処理を行う。
The supply and
受信処理部311は、公衆ネットワーク151や電力システム事業者間ネットワーク154を介して接続された通信装置から、様々な情報を受信する。例えば、受信処理部311は、メータ管理サーバ103から、需要家群101、102の需要家毎に設けられたスマートメータ111、112による計測データを受信する。そして、受信処理部311は、受信した計測データを、メータ情報記憶部302に記憶する。
The
他の例としては、受信処理部311は、発電システム104(電力供給システム)から供給される電力を消費する第1の需要家群101の各々から、当該需要家に設けられた蓄電池システム200や消費電力量に関する詳細な計測データを受信する。
As another example, the
購入済電力量取得部312は、購入データ記憶部308から、総需要家群に供給するために電力市場から長期計画に基づいて調達された、明日一日の調達電力量データを取得する。本実施形態の購入済電力量取得部312は、明日一日の調達電力量データとして、長期電力市場から既に購入された、発電システム104から単位時間毎に供給可能な調達電力量を取得する。本実施形態は、電力市場において30分単位で電力が売買されるため、管理時間が30分の例について説明するが、管理時間を30分に制限するものではない。
The purchased power
充電量取得部313は、明日一日の開始時刻における、第1の需要家群101の蓄電池121の予測充電量を取得する。明日一日の蓄電池121の充電量の変化に従って、溢れ状態又は不足状態に陥るか否かを判断するためには、開始時刻における蓄電池121の予測充電量が必要となる。そこで、本実施形態においては、充電量取得部313は、需要予測算出部305が算出した明日の開始時刻までの需要予測電力量の変化と、明日の開始時刻までに供給される調達電力量と、需要家毎蓄電情報記憶部303に記憶されている計測データに基づいて、明日一日の開始時刻における、第1の需要家群101の蓄電池121の予測充電量を算出し、取得する。なお、本実施形態においては、明日一日の開始時刻における、第1の需要家群101の蓄電池121の予測充電量を算出する例について説明するが、他の装置等から取得しても良い。
The charge
指示値算出部314は、需要予測電力量と、需要家群101、102に供給可能な調達電力量と、に基づいて、需要予測電力量(需要)と調達電力量(供給)とが等しくなるように、単位時間毎に、蓄電池121に対して指示を行う充放電指示値が示された充放電計画を生成する。
The instruction
指示値算出部314は、需要予測算出部305が推測した需要予測電力量に基づいて、需要家群101の各々に配置されている蓄電池121の充放電計画を生成し、送信処理部317が、通信I/F304を介して、当該充放電計画に従って蓄電池121の充放電制御の指示を送信する。
The instruction
指示値算出部314は、30分(単位時間)毎に、発電システム104から事前に調達した調達電力量と、需要予測算出部305により予測された当該単位時間で需要家群101、102が消費する総需要予測電力量と、を比較する。そして、指示値算出部314は、比較結果に応じて、調達電力量と、総需要予測電力量と、の差分電力であるインバランスを解消する、換言すれば同時同量制御となるように、第1の需要家群101に設けられた蓄電池121の単位時間毎の充放電の電力量を算出し、蓄電池121の充放電計画を生成する。そして、送信処理部317は、充放電計画に従った充放電の指示を、通信I/F304を介して各蓄電池121に送信する。
The instruction
本実施形態においては、充放電計画において、放電すべき電力量、充電すべき電力量は、総需要予測電力量と調達電力量との差分であるインバランス(差分電力量)である。 In the present embodiment, in the charge / discharge plan, the amount of power to be discharged and the amount of power to be charged are imbalances (difference power amounts) that are differences between the estimated total demand power amount and the procured power amount.
インバランスとして余剰電力が残った場合、調達された電力の無駄となる。一方、インバランスとして不足電力が生じた場合、後日調達電力量として清算が行われる。このため、いずれの場合も電力小売事業者のコスト増となる。インバランスは、電力の管理時間単位(日本国内の場合30分)で評価が行われる。このため、インバランス解消のための充放電制御を、管理時間単位で行う必要がある。 If surplus power remains as imbalance, the procured power is wasted. On the other hand, if insufficient power occurs as an imbalance, liquidation is performed later as the amount of power to be procured. Therefore, in any case, the cost of the electric power retailer increases. The imbalance is evaluated in power management time units (30 minutes in Japan). For this reason, it is necessary to perform charge / discharge control for eliminating imbalance in management time units.
つまり、総需要予測電力量が調達電力量を上回ることが予測された場合には管理時間単位で各蓄電池121からの放電を行えばよく、総需要予測電力量が調達電力量を下回ることが予測された場合には管理時間単位で、各蓄電池121への充電を行えばよい。このような充放電制御を行うように、充放電計画が生成される。 That is, when it is predicted that the total demand predicted power exceeds the procured power, the discharge from each storage battery 121 may be performed in management time units, and it is predicted that the total demand predicted power will be lower than the procured power. In this case, each storage battery 121 may be charged in units of management time. A charge / discharge plan is generated so as to perform such charge / discharge control.
そして、本実施形態の指示値算出部314が、充放電計画に従って、インバランスを、需要家群101に分散的に配置された蓄電池121に分配する。そして、送信処理部317が、分配されたインバランスを解消する指示を蓄電池121に送信し、充放電制御を行う。
Then, the instruction
図4は、発電システム104から需要家群101、102に供給される時間帯(A〜E)毎の電力量を示した図である。図4で示される例では、長期市場で購入されたことで発電事業者から調達された調達電力量501が、発電システム104から需要家群101、102に供給される電力量として示されている。調達電力量501は、需要家群101、102の需要予測算出部305による長期予測に基づいた総需要予測電力量に基づいて算出され、購入されている。
FIG. 4 is a diagram showing the amount of power for each time zone (A to E) supplied from the
本実施形態においては、一般的に日本国内では電力の管理時間(売買時間単位)は30分単位で行われる。このため、図4に示されるグラフの各値は、管理時間(30分)単位で供給される調達電力量を示している。 In the present embodiment, the power management time (trading time unit) is generally performed in units of 30 minutes in Japan. For this reason, each value in the graph shown in FIG. 4 indicates the amount of procured power supplied in units of management time (30 minutes).
しかしながら、長期予測通りに需要家群101、102が電力を使用するとは限らない。
However, the
図5は、需要予測算出部305が、需要予測用情報記憶部306及び需要家毎蓄電情報記憶部303に基づいて一日前に算出した、電力の使用量の短期予測結果を示した図である。図5に示される例では、点線が図4で示した調達された、時間帯(A〜E)毎の調達電力量501を示している。当該電力量のずれは、直近の気温等や直近の需要実績の変化等を考慮した結果、一日前の短期予測が長期予測と比べて精度が高くなるために生じる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a short-term prediction result of the power consumption calculated one day before by the demand
そして、電力量601が、短期予測の結果、調達された電力量より下回る場合に生じている余剰電力量を示している。電力量602は、短期予測の結果、調達された電力量を上回る場合に生じている不足電力量を示している。
Then, the figure shows the surplus power generated when the
これに対して、本実施形態の需給管理サーバ100は、短期予測の結果生じた余剰電力を、需要家群101に設けられた蓄電池121に充電する制御を行い、短期予測の結果生じた不足電力を、需要家群101に設けられた蓄電池121から放電する制御を行うこととした。
On the other hand, the supply and
このように、需要家群101に設けられた蓄電池121の充放電制御を行うことで、同時同量制御を達成できる。
As described above, by performing charge / discharge control of the storage batteries 121 provided in the
しかしながら、蓄電池121の充電量(SoC)によっては、同時同量制御を達成できない場合もある。この場合には、一日前に開いている電力市場(スポット市場とも称する)で余剰電力の売却、不足電力の購入を行うことで調整する。なお、具体的な調整手法については後述する。 However, depending on the charge amount (SoC) of the storage battery 121, there may be a case where simultaneous equal amount control cannot be achieved. In this case, adjustment is made by selling surplus power and purchasing insufficient power in a power market (also referred to as a spot market) opened one day ago. A specific adjustment method will be described later.
さらに、一日前に電力量を調整したとしても需要予測には誤差が生じる場合がある。換言すれば、蓄電池121の充放電計画を再生成したり、前日予測した余剰電力量、不足電力量を一日前に開いているスポット市場で調整してもインバランスは発生する。 Further, even if the electric energy is adjusted one day before, an error may occur in the demand forecast. In other words, imbalance occurs even if the charge / discharge plan of the storage battery 121 is regenerated or the surplus power amount and the shortage amount predicted the day before are adjusted in the spot market opened one day ago.
図6は、需要家群101、102が実際に使用した電力量と、発電システム104から供給される電力量と、の差分を示した図である。図6で示される例では、太線703が、実際に使用された、時間帯(A〜E)毎の電力量を示している。そして、図5で示された短期予測からさらに生じた余剰電力量701と、短期予測からさらに生じた不足電力量702と、が示されている。余剰電力量701及び不足電力量702も同様に、需給管理サーバ100による、蓄電池121の充放電制御で調整される。
FIG. 6 is a diagram showing a difference between the amount of power actually used by the
指示値算出部314は、総需要予測電力量が調達電力量を上回ることが予測された場合に、需要家群101の各蓄電池121から放電するための電力量が示された放電指令値を含む充放電計画を算出する。また、指示値算出部314は、総需要予測電力量が調達電力量を下回ることが予測された場合に、需要家群101の各蓄電池121へ充電するための電力量が示された充電指令値を含む充放電計画を算出する。
The instruction
蓄電池121を充放電制御することで、電力市場に頼らずにインバランスを解消する手法は、スポット市場で新たな電力の売買によるコストアップを発生させない点で有効である。 The method of eliminating the imbalance by controlling the charge and discharge of the storage battery 121 without relying on the power market is effective in that the cost increase due to the purchase and sale of new power in the spot market does not occur.
ところで、図6に示される例では、図5で示されるような前日予測による調整を行っても、最終的に電力の余剰、不足が発生する場合があることを示している。蓄電池121で充放電制御を行った場合でも電力の余剰、不足が生じた場合には、電力市場で電力の売却、購入を行う必要がある。 By the way, the example shown in FIG. 6 indicates that even if the adjustment based on the previous day's prediction as shown in FIG. 5 is performed, a surplus or a shortage of power may eventually occur. Even when the charge / discharge control is performed by the storage battery 121, if power surplus or shortage occurs, it is necessary to sell or purchase power in the power market.
このような状況は、需要家群101、102の需要を賄うために予め準備した調達電力量と、最新情報から再度推測した需要電力量と、の差分がどのように生じたのかに基づく。例えば、天気・気温の影響を受けやすい需要予測では、平年の気候状況との差が、電力の余剰、不足が生じる原因となり得る。より具体的な例としては、気温が数日〜数週間レベルで平年を下回ったり、あるいは上回った場合には、調達電力量と需要電力量との差が数日から数週間継続する。このため、電力の余剰や電力の不足が数日〜数週間継続することになり、蓄電池121においても、充電できない溢れ状態に陥ったり、電力を放電できない不足状態に陥る。こうした状態に陥ると、充放電制御で、インバランスを吸収する機能を利用するのが難しくなる。従って、このような状況に陥らないように、予め電力市場で電力の購入、売却を行うことが考えられる。そこで、本実施形態では、蓄電池121の充放電計画を、電力市場を考慮して生成することとした。
Such a situation is based on how the difference between the procured power amount prepared in advance to cover the demands of the
電力市場としては、前日までに翌日の電力の売買を行うスポット市場と、直近1時間前に電力の売買を行う1時間前市場と、が存在する。本実施形態においては、これら電力市場と対応した充放電計画が生成される。 As the power market, there are a spot market in which the trading of the next day is performed by the day before and a market one hour before in which the trading of the power is performed one hour before. In the present embodiment, a charge / discharge plan corresponding to these power markets is generated.
本実施形態において、蓄電池121の充放電計画は、複数段階で行われる。まずは、長期計画(数か月前〜数日前)に従って準備された調達電力量と、需要予測算出部305が前日までの状況(天気や実際の需要実績など)に基づいて算出した需要予測電力量と、の間のインバランスを解消するために行う第1の充放電計画がある。
In the present embodiment, the charging / discharging plan of the storage battery 121 is performed in a plurality of stages. First, the procured power amount prepared according to the long-term plan (several months ago to several days ago) and the predicted demand power amount calculated by the demand
次に、調達電力量と、需要予測算出部305が当日の直近1時間前までの最新状況に基づいて高精度に算出した1時間先の需要予測電力量と、の間のインバランスを解消するために行う第2の充放電計画がある。
Next, the imbalance between the procured power amount and the demand prediction power amount one hour ahead calculated by the demand
このように、第1の充放電計画は、スポット市場で、蓄電池121で充電できない余剰電力量の売却、蓄電池121から放電できない不足電力量の購入をするために生成される。そして、第2の充放電計画は、1時間前市場で、蓄電池121で充電できない余剰電力量の売却、蓄電池121から放電できない不足電力量の購入をするために生成される。 As described above, the first charge / discharge plan is generated in the spot market in order to sell surplus power that cannot be charged by the storage battery 121 and to purchase insufficient power that cannot be discharged from the storage battery 121. Then, the second charge / discharge plan is generated in the market one hour ago to sell surplus power that cannot be charged by the storage battery 121 and purchase insufficient power that cannot be discharged from the storage battery 121.
本実施形態では、充放電計画で生じた余剰電力量の売却、及び不足電力量の購入を、2種類の電力市場の売買タイミングで行うことで、蓄電池121が溢れ状態や不足状態に陥ることを抑止できる。換言すれば、蓄電池121が常に充放電出来る状態を維持できる。 In the present embodiment, by selling the surplus power amount and purchasing the insufficient power amount generated in the charging / discharging plan at the timing of buying and selling of two types of power markets, it is possible to prevent the storage battery 121 from overflowing or becoming insufficient. Can be suppressed. In other words, the state where the storage battery 121 can always be charged and discharged can be maintained.
本実施形態の需給管理部301は、生成された第1の充放電計画に基づいて、蓄電池121の一日の充電量(SoC)の変化を予測する。そして、蓄電池121で生じる溢れ・不足に基づいた売買計画を前日の10時までに生成し、前日の10時前にスポット市場に売買計画に従った電力の売買の要求を送信する。なお、売買計画は、明日一日の単位時間毎に購入又は売却する電力量を対応付けたデータとする。
The supply and
第1の充放電計画の前に算出された需要予測電力量どおりに需要家群101、102で電力が使用された場合、蓄電池121が溢れ・不足状態になることを抑止できる。しかしながら、気温や何らかの原因で、需要予測電力量どおりに需要家群101、102で電力が使用されなかった場合、蓄電池121で溢れ・不足状態になる可能性がある。このような場合には、第2の充放電計画が有効となる。
When power is used in the
本実施形態の需給管理部301は、第2の充放電計画に基づいて、蓄電池121の充電量(SoC)の変化を予測し、1時間後以降に溢れ・不足状態になる可能性があると判定した場合に、電力の調整を1時間前市場で行う。
The supply and
つまり、需要家群101のように蓄電池121が備えられている場合には、上述した処理で、蓄電池121の溢れ・不足状態に対して電力市場による電力調整を行えば良い。一方、蓄電池121が設けられていない需要家群102には、予測したインバランスそのものを電力市場で調整する。つまり、蓄電池121が設けられていない場合、予め準備した調達電力量では不足すると、不足するタイミングで電力市場からの電力を購入し、予め準備した調達電力量で余剰が生じると、余剰が生じるタイミングで電力市場に電力を売却する必要がある。
That is, in the case where the storage battery 121 is provided as in the
これに対して、需要家群101に蓄電池121を設けることで、インバランスの余剰、不足を蓄電池121の充放電制御で抑制できる。そして、蓄電池121で溢れ又は不足状態に陥る場合に限り、電力市場で調整を行うことで、電力市場による調整の頻度を抑えることができる。
On the other hand, by providing the storage battery 121 in the
図7は、本実施形態の需給管理サーバ100と、蓄電池121_1を備えた第1の需要家101_1と、の間で行われる通信を示したシーケンス図である。図7で示される例では、管理時間(30分)中に5分ごとに6回の充放電指示が行われるが、10分〜25分までに行われる処理は、他の時間帯と同様の処理が行われるものとして、説明を省略する。
FIG. 7 is a sequence diagram illustrating communication performed between the supply and
まず、需給管理サーバ100の需要予測算出部305は、管理時間内の全需要家の総需要予測電力量を算出する(S701)。
First, the demand
次に、指示値算出部314は、調達電力量と総需要予測電力量との差分であるインバランスを算出する(S702)。そして、算出されたインバランスを6回に分割して充放電制御を行う。なお、6個に分割されたインバランスの各々を、分割インバランスと称する。
Next, the instruction
指示値算出部314は、インバランスのうち1回目分の分割インバランスに基づいて、蓄電池121を備えた需要家群101の各々に対する1回目(0分〜5分まで)の充放電指示値を算出する(S703)。
The instruction
送信処理部317は、1回目(0分〜5分まで)の充放電指示値を、(第1の需要家101_1を含んだ)需要家群101の各々に送信する(S711)。
The
第1の需要家101_1は、1回目の充放電指示値に従って充放電制御を行う(S712)。そして、第1の需要家101_1は、充放電の結果である充電量情報と、負荷204等で使用された消費電力量情報と、を含んだ通知メッセージを送信する(S713)。なお、S712〜S713の処理は、需要家群101の他の需要家も行うものとする。これにより、需給管理サーバ100の指示値算出部314は、受信した充放電の結果である充電量情報と、消費電力量情報とに基づいて、充放電指示値に対応する未達分の電力量を推定できる。
The first customer 101_1 performs charge / discharge control according to the first charge / discharge instruction value (S712). Then, the first customer 101_1 transmits a notification message including charge amount information as a result of charge and discharge, and power consumption amount information used by the
そして、指示値算出部314は、2回目分の分割インバランスと、未達分と推測される電力量に基づいて、需要家群101の各々に対する2回目(5分〜10分まで)の充放電指示値を算出する(S714)。
Then, the instruction
そして、送信処理部317は、2回目(5分〜10分まで)の充放電指示値を、(第1の需要家101_1を含んだ)需要家群101の各々に送信する(S721)。
Then, the
第1の需要家101_1は、2回目の充放電指示値に従って充放電制御を行う(S722)。そして、第1の需要家101_1は、充放電の結果である充電量情報と、負荷204等で使用された消費電力量情報と、を含んだ通知メッセージを送信する(S723)。
The first customer 101_1 performs charge / discharge control according to the second charge / discharge instruction value (S722). Then, the first customer 101_1 transmits a notification message including charge amount information as a result of charge / discharge and power consumption amount information used by the
そして、指示値算出部314は、3回目分の分割インバランスと2回目の未達分の電力量に基づいて、需要家群101の各々に対する3回目(10分〜15分まで)の充放電指示値を算出する(S724)。
Then, the instruction
このような制御を、10分から25分までの間も同様に行われるものとする。 It is assumed that such control is similarly performed from 10 minutes to 25 minutes.
そして、管理時間のうち25分経過した後、送信処理部317は、6回目(25分〜30分まで)の充放電指示値を、(第1の需要家101_1を含んだ)需要家群101の各々に送信する(S761)。
Then, after 25 minutes have elapsed from the management time, the
第1の需要家101_1は、6回目の充放電指示値に従って充放電制御を行う(S762)。そして、第1の需要家101_1は、充放電の結果である充電量情報と、負荷204等で使用された消費電力量情報と、を含んだ通知メッセージを送信する(S763)。
The first customer 101_1 performs charge / discharge control according to the sixth charge / discharge instruction value (S762). Then, the first customer 101_1 transmits a notification message including charge amount information as a result of charge and discharge, and power consumption amount information used by the
上述した処理手順によって、5分単位で充放電制御を行うことで、インバランスの抑止精度を向上させることができる。これにより、調達電力の無駄や、新たな電力の清算を抑止できる。 By performing the charge / discharge control in units of 5 minutes according to the above-described processing procedure, the accuracy of suppressing imbalance can be improved. As a result, waste of procured power and liquidation of new power can be suppressed.
ところで、需給管理サーバ100が、各蓄電池121への充放電指示を行う際、例えば空き容量の少ない蓄電池121を備えた需要家に容量以上の電力の充電を指示したり、消費電力量が少ない需要家に充電を指示した場合には、充電指示した電力量に対応する、放電ができない場合がある。
By the way, when the supply and
その結果、消費電力量が多い需要家の蓄電池121に充電されなかった場合に、放電指示に対応した放電量を放電できないと、放電指示が未達となり、インバランスの解消にずれが生じる。このため、蓄電池121で生じる電力の過不足を補う手法が必要となる。 As a result, when the storage battery 121 of the consumer who consumes a large amount of power is not charged, if the discharge amount corresponding to the discharge instruction cannot be discharged, the discharge instruction is not reached, and the imbalance is eliminated. For this reason, a method for compensating for the excess or deficiency of the power generated in the storage battery 121 is required.
第1の充放電計画による第1の需要家群101の全ての蓄電池121の充放電は、長期計画(例えば数日〜数か月前)に従って調達された電力量と、前日に直前予測した短期需要の電力量と、のインバランスを解消するために行うものである。従って、インバランスで電力量が不足状態となった場合には第1の需要家群101の蓄電池121からの放電で、蓄電池121の総充電量は低下する。インバランスで電力量が余剰状態となった場合には第1の需要家群101の蓄電池121に対する充電で、蓄電池121の総充電量は上昇する。本実施形態においては、インバランスを調整するために、第1の需要家群101の全ての蓄電池121に対して充放電制御を行う例とする。本実施形態では、第1の需要家群101の充電量の合計を、総充電量と称する。
The charging / discharging of all the storage batteries 121 of the
不足・余剰電力量算出部315は、管理時間毎の充放電指示値が示された充放電計画(第1の充放電計画及び第2の充放電計画)と、一日の開始時刻における第1の需要家群101の蓄電池121のSoC(総充電量)と、に基づいて第1の需要家群101の全ての蓄電池121の充放電制御を行った場合に、当該一日内で、第1の需要家群101の蓄電池121のSoC(総充電量)が、下限閾値Margin-Lを下回る時刻(以下、不足時刻と称する)、又は充電を抑止する基準として定められた上限閾値Margin-Uを上回る時刻(以下、余剰時刻と称する)を算出する。
The shortage / surplus power
本実施形態においては、上限閾値Margin-Uは、これ以上充電するのが難しい限界値を示したものであって、充電制御を抑止する閾値を示したものである。下限閾値Margin-Lは、これ以上放電するのが難しい限界値であって、放電制御を抑止する閾値を示したものである。図8に示されるように、上限閾値Margin-U及び下限閾値Margin-Lにおいては、マージンが少し設けられている。マージンは、前日10時前に行われる予測に基づいた蓄電池121の充電状態による、誤差を吸収するためである。これにより誤差による溢れ状態や枯渇状態が発生するのを抑止できる。 In the present embodiment, the upper limit threshold value Margin-U indicates a limit value at which charging is more difficult, and indicates a threshold value at which charging control is suppressed. The lower limit threshold value Margin-L is a limit value at which it is difficult to discharge any more, and indicates a threshold value for suppressing discharge control. As shown in FIG. 8, the upper threshold Margin-U and the lower threshold Margin-L have a small margin. The margin is for absorbing an error due to the state of charge of the storage battery 121 based on the prediction made 10 o'clock before the previous day. As a result, occurrence of an overflow state or a depletion state due to an error can be suppressed.
本実施形態は、上限閾値Margin-Uに第1の需要家群101の蓄電池121の総充電量が到達した場合に溢れ状態となり、下限閾値Margin-Lに第1の需要家群101の蓄電池121の総充電量が到達した場合に枯渇状態に陥るものとみなして、処理を行う例について説明する。しかしながら、マージンを考慮して上限閾値Margin-U及び下限閾値Margin-Lを設ける手法に制限するものではなく、マージンを‘0’にしても良い。
In the present embodiment, when the total charge amount of the storage batteries 121 of the
さらに、不足・余剰電力量算出部315は、蓄電池121の総充電量が下限閾値Margin-Lを下回る場合には、放電指示値から、下限閾値Margin-Lまで放電した電力量を差し引いた、不足時刻における不足電力量を算出する。また、不足・余剰電力量算出部315は、蓄電池121の総充電量が上限閾値Margin-Uを上回る場合には、充電指示値から、上限閾値Margin-Uまで充電した電力量を差し引いた、余剰時刻における余剰電力量を算出する。
Further, when the total charge amount of the storage battery 121 is lower than the lower threshold Margin-L, the shortage / excess power
図8は、第1の需要家群101の蓄電池121の総充電量の変化と、不足電力量及び余剰電力量と、を示した図である。図8に示される例では、横軸は時刻を示しており、管理時間である30分単位で充放電制御が行われている。換言すれば、48コマで時刻0:00〜24:00までを表している。換言すれば、本実施形態においては時刻をコマ数で表せる。
FIG. 8 is a diagram showing a change in the total charge amount of the storage batteries 121 of the
図8に示される例では、グラフ810において、開始時刻0コマにおいては、充電量取得部313により取得された総充電量Bstartから、蓄電池121の充電量の変化が開始される。総充電量Bstartは、充電量取得部313により、本日一日のスポット市場がクローズする前日10時前から前日の充放電計画に従って算出された、第1の需要家群101の蓄電池121の総充電量を示している。
In the example illustrated in FIG. 8, in the
図8に示される例では、指示値算出部314で算出される充放電計画(管理時間毎の充放電指示値)に従って、蓄電池121の総充電量が変化する。図8に示される例では、インバランスの不足が続いたことで、蓄電池121の放電制御が継続して行われたため、24〜27コマ(不足時刻)において、蓄電池121の総充電量が、下限閾値Margin-Lに到達した例とする。
In the example illustrated in FIG. 8, the total charge amount of the storage battery 121 changes according to the charge / discharge plan (charge / discharge instruction value for each management time) calculated by the instruction
そこで、不足・余剰電力量算出部315は、充放電指示値から、下限閾値Margin-Lまで放電した電力量を差し引いた不足電力量811を算出する。本実施形態においては、当該不足電力の算出は、管理時間単位(例えば、24,25,26,27コマ)で行われる。
Thus, the shortage / surplus power
図8に示される例では、インバランスの余剰が続いたことで、蓄電池121の充電制御が継続して行われたため、38〜40コマ(余剰時刻)において、蓄電池121の総充電量が、上限閾値Margin-Uに到達する。 In the example illustrated in FIG. 8, since the charge control of the storage battery 121 is continuously performed due to the continued imbalance, the total charge amount of the storage battery 121 becomes the upper limit in 38 to 40 frames (surplus time). Reach threshold Margin-U.
そこで、不足・余剰電力量算出部315は、充放電指示値から、上限閾値Margin-Uまで充電した電力量を差し引いた余剰電力量812を算出する。本実施形態においては、当該余剰電力の算出は、管理時間単位(例えば、38,39,40コマ)で行われる。
Therefore, the shortage / surplus
蓄電池121の充電量が下限閾値Margin-Lに到達した場合、不足電力を、外部の電力市場から購入し、蓄電池121の充電量が上限閾値Margin-Uに到達した場合、余剰電力を外部の電力市場へ売却する調整が必要となる。当該調整を行うことで、無駄なく蓄電池121を充放電可能な状態に維持できる。 When the charge amount of the storage battery 121 reaches the lower threshold Margin-L, the insufficient power is purchased from an external power market, and when the charge amount of the storage battery 121 reaches the upper threshold Margin-U, the surplus power is converted to the external power. Adjustments to sell to the market will be required. By performing the adjustment, the storage battery 121 can be maintained in a chargeable / dischargeable state without waste.
図8に示される例では、不足電力が生じる時間帯811(24,25,26,27コマ(それぞれ不足時刻とする))の各時刻において、不足電力量3,4,3,2を電力市場から購入し、余剰電力が生じる時間帯812(38,39,40コマ(それぞれ余剰時刻とする))の各時刻において、余剰電力量2,3,3を電力市場へ売却することが考えられる。次に、具体的な余剰時刻又は不足時刻と、余剰電力量及び不足電力量の算出手法について説明する。 In the example shown in FIG. 8, in each time of the time zone 811 (24, 25, 26, and 27 frames (each of which is referred to as a shortage time)) in which the shortage occurs, the shortage amounts 3, 4, 3, and 2 are stored in the power market. It is conceivable to sell the surplus power amounts 2, 3, and 3 to the power market at each time of the time zone 812 (38, 39, 40 frames (each of which is a surplus time)) in which surplus power is generated. Next, a specific surplus time or shortage time, and a method of calculating the surplus power amount and the shortage power amount will be described.
管理時間を30分単位で、t=0〜47で表現した場合に、インバランスI(t)は、以下の式(1)で示すことができる。なお単位時間あたりの調達電力量P(t)、単位時間あたりの需要予測電力量C(t)とする。
I(t)=P(t)−C(t)…(1)
When the management time is expressed in units of 30 minutes and t = 0 to 47, the imbalance I (t) can be expressed by the following equation (1). It is assumed that the procured power amount per unit time P (t) and the predicted demand power amount per unit time C (t).
I (t) = P (t) -C (t) (1)
そして、図8に示されるグラフ801は、指示値算出部314及び不足・余剰電力量算出部315が、以下のアルゴリズムに従って導出する。なお、変数EOFは、余剰電力量又は不足電力量を示している。さらに、蓄電池121の総充電量B(t)を示している。
Then, the
B(0)=Bstart + I(0) /* Bstart:初期状態(0コマ)の充電量 */
for(t=1; t<47 ; t++) /* 47コマ分ループ */
{
B(t) = B(t-1) + I(t);
if (B(t) > Margin-U) /* Margin-Uより大きい場合 */
{
EOF(t) = B(t) - Margin-U; /* tコマの余剰電力量の算出 */
B(t) = Margin-U;
}
else if (B(t) < Margin-L) /* Margin-Lより小さい場合 */
{
EOF(t) = B(t) - Margin-L; /* tコマの不足電力量の算出 */
B(t) = Margin-L;
}
else
{
EOF(t) = 0;
}
}
B (0) = Bstart + I (0) / * Bstart: Initial state (0 frames) charge * /
for (t = 1; t <47; t ++) / * Loop for 47 frames * /
{
B (t) = B (t-1) + I (t);
if (B (t)> Margin-U) / * If greater than Margin-U * /
{
EOF (t) = B (t)-Margin-U; / * Calculation of surplus power of t frames * /
B (t) = Margin-U;
}
else if (B (t) <Margin-L) / * If smaller than Margin-L * /
{
EOF (t) = B (t)-Margin-L; / * Calculation of the energy shortage for t frames * /
B (t) = Margin-L;
}
else
{
EOF (t) = 0;
}
}
そして、不足・余剰電力量算出部315は、変数EOF(t)>0となる単位時刻tを余剰電力が生じる時刻として特定する。また、不足・余剰電力量算出部315は、EOF(t)<0となる単位時刻tを不足電力量が生じる時刻(不足時刻)として特定する。
Then, the shortage / surplus power
ところで、不足時刻や余剰時刻など、不足や余剰が発生するタイミングでの売買を行った場合、売買後の蓄電池121は、下限閾値Margin-L又は上限閾値Margin-Uに近い総充電量で運用されることになる。このため、予測の誤差によっては枯渇や溢れ状態に陥る可能性が生じる。そこで、本実施形態では、不足・余剰が発生するタイミングより以前に、電力の購入、売却を行うこととした。 By the way, when trading is performed at a timing when shortage or surplus occurs, such as shortage time or surplus time, the storage battery 121 after trading is operated with a total charge amount close to the lower threshold Margin-L or the upper threshold Margin-U. Will be. For this reason, depending on the prediction error, there is a possibility that the state may be depleted or overflow. Therefore, in the present embodiment, the power is purchased and sold before the timing when the shortage / surplus occurs.
図9は、本実施形態にかかる需給管理サーバ100の時刻特定部316が行う電力を購入する予定時刻の決定手法を例示した図である。図9に示される例では、24コマ(不足時刻)で生じる不足電力量‘3’と、25コマ(不足時刻)で生じる不足電力‘4’とを補充するための電力を購入する場合について説明する。なお、図9〜図11で示される手法は、不足電力量を調整するために電力を購入する例について説明するが、余剰電力を調整するために電力を売却する例についても同様の手法を用いれば良いため、説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram exemplifying a method of determining a scheduled time to purchase power performed by the time specifying unit 316 of the supply and
図9に示される例では、蓄電池121の総充電量の変化を示したグラフ810に対して、管理時間毎に、当該管理時間で生じた不足電力を補う電力量を、当該電力量の購入予定時刻に加算することで生成されたグラフ911、912を示している。
In the example illustrated in FIG. 9, for the
グラフ911は、グラフ902に示されるように、24コマ(不足時刻)で生じた不足電力量921(電力量‘3’)に対応する電力821を、0コマ(開始時刻)に購入した場合を示している。これにより、0コマ(開始時刻)において、総充電量Bstartから、総充電量Bstart1に変化する。総充電量Bstart1は、総充電量Bstartから電力量‘3’増加されている。これにより、24コマで放電する電力が不足することを抑止できる。さらに、11コマや17コマで生じていた総充電量の低下状態も改善できる。
As shown in a
図9に示される例では、前日の10時まで電力を売買可能なスポット市場で、電力の購入を行う場合とする。このため、0コマ〜48コマのうち任意のタイミングで電力の売買が可能であるが、24コマにおける不足電力量921を補うことができるのは、0〜24コマ(0時〜12時)に限られる。そこで、図9に示される例では、0コマに電力821を購入している。
In the example illustrated in FIG. 9, it is assumed that power is purchased in a spot market where power can be bought and sold until 10:00 of the previous day. For this reason, it is possible to buy and sell power at an arbitrary timing from 0 frames to 48 frames, but the
グラフ912は、グラフ903に示されるように、25コマで生じた不足電力量922(電力量‘4’)に対応する電力として、0コマに電力822を購入し、8コマに電力823を購入し、9コマに電力824を購入した場合を示している。これにより、0コマ(開始時刻)において、総充電量Bstart1から、総充電量Bstart2に変化する。
As shown in the
25コマにおける不足電力量922を補うことができるのは、0〜25コマに限られる。そこで、図9に示される例では、需給管理サーバ100は、0コマ(開始時刻)に電力822を購入し、8コマに電力823を購入し、9コマに電力824を購入するための制御を行った。
Only 25 to 25 frames can compensate for the
上限閾値Limit-U及び下限閾値Limit-Lは、電力の購入や売却をすることで変化する総充電量が超えないように定められた閾値である。図9に示されるように、下限閾値Margin-Lより上に下限閾値Limit-Lが設けられ、上限閾値Margin-Uより下に上限閾値Limit-Uが設けられている。 The upper threshold value Limit-U and the lower threshold value Limit-L are threshold values that are determined so that the total amount of charge that changes when power is purchased or sold does not exceed. As shown in FIG. 9, a lower threshold value Limit-L is provided above the lower threshold value Margin-L, and an upper threshold value Limit-U is provided below the upper threshold value Margin-U.
本実施形態の需給管理サーバ100は、総充電量の変化を示したグラフが、上限閾値Limit-U及び下限閾値Limit-Lで示される範囲を超えないように、電力の購入や売却を行うこととする。これにより、電力の購入や売却で、蓄電池121が溢れ状態や不足状態に陥ることを抑止できる。なお、本実施形態では、上限閾値Limit-U及び下限閾値Limit-Lを、下限閾値Margin-L又は上限閾値Margin-Uと異ならせる例について説明したが、同じにしてもよい。
The supply-and-
つまり、25コマにおける不足電力量922を補う際に、0コマで(不足電力量922に対応する)電力量‘4’全て購入すると、総充電量の変化を示したグラフが7コマで上限閾値Limit-Uを超えることになる。
In other words, when compensating for the
そこで、本実施形態の需給管理サーバ100の時刻特定部316は、電力量‘2’の購入予定時刻0コマ、電力量‘1’(電力823)の購入予定時刻8コマ、電力量‘1’(電力824)の購入予定時刻9コマを特定した。つまり、時刻特定部316は、7コマより後に、電力量‘2’を購入するよう制御することとした。これにより蓄電池121に余剰電力が生じる可能性を低減させることができる。
Therefore, the time specifying unit 316 of the supply and
このように、本実施形態においては、最適なタイミングで電力を購入することが可能となるため、不足電力の購入で溢れ状態が生じることを抑止できる。同様に、最適なタイミングで電力を売却することが可能となるため、余剰電力の売却で不足状態が生じることを抑止できる。 As described above, in the present embodiment, it is possible to purchase power at an optimal timing, and thus it is possible to prevent an overflow state from occurring due to the purchase of insufficient power. Similarly, since it is possible to sell the electric power at the optimal timing, it is possible to suppress the occurrence of the shortage state due to the sale of the surplus electric power.
つまり、時刻特定部316は、下限閾値Margin-Lを下回る不足時刻が算出された場合には、不足時刻より前の時刻であって、当該時刻に不足電力量を購入した場合に、(当該時刻から不足時刻までの間で)蓄電池121の蓄電量の上限として設定された上限閾値Limit-Uを超えない購入予定時刻を特定する。また、時刻特定部316は、上限閾値Margin-Lを上回る余剰時刻が算出された場合には、余剰時刻より前の時刻であって、当該時刻に余剰電力量を売却した場合に、(当該時刻から余剰時刻までの間で)蓄電池121の蓄電量の下限として設定された下限閾値Limit-Lを下回らない売却予定時刻を特定する。さらに、本実施形態は、下限基準値Risk_L及び上限基準値Risk_Uを考慮する。 That is, when the shortage time that is less than the lower threshold Margin-L is calculated, the time specifying unit 316 determines that the time is earlier than the shortage time and that the power shortage is purchased at that time. From the time until the shortage time), the purchase time that does not exceed the upper limit threshold Limit-U set as the upper limit of the storage amount of the storage battery 121 is specified. In addition, when a surplus time exceeding the upper threshold Margin-L is calculated, the time specifying unit 316 determines that the surplus power amount is sold at the time before the surplus time and the surplus power amount is sold at the time. From the time until the surplus time), the scheduled sale time that does not fall below the lower limit threshold Limit-L set as the lower limit of the storage amount of the storage battery 121 is specified. Further, the present embodiment considers a lower limit reference value Risk_L and an upper limit reference value Risk_U.
また、下限基準値Risk_L及び上限基準値Risk_Uは、蓄電池121の総充電量がリスクとなるか否かの判断基準として定められた値である。 Further, the lower limit reference value Risk_L and the upper limit reference value Risk_U are values determined as criteria for determining whether or not the total charge amount of the storage battery 121 is a risk.
つまり、時刻特定部316は、購入予定時刻を特定する際、購入予定時刻に不足電力量を購入した場合に、購入予定時刻から不足時刻までの間における、下限基準値Risk_Lを下回った蓄電池121の総充電量に基づいて、購入予定時刻を特定する。なお、下限基準値Risk_Lは、下限閾値Margin-Lより大きい値であって上限閾値Limit-Uより小さい値とする。 That is, when specifying the planned purchase time, the time specifying unit 316 determines whether the storage battery 121 that has fallen below the lower-limit reference value Risk_L during the period from the planned purchase time to the shortage time when the shortage of energy is purchased at the planned purchase time. The estimated purchase time is specified based on the total charge amount. Note that the lower reference value Risk_L is a value larger than the lower threshold value Margin-L and smaller than the upper threshold value Limit-U.
また、時刻特定部316は、売却予定時刻を特定する際、売却予定時刻に余剰電力量を売却した場合に売却予定時刻から余剰時刻までの間に、上限基準値Risk_Uを上回った蓄電池121の総充電量に基づいて、売却予定時刻を特定する。なお、上限基準値Risk_Uは、上限閾値Margin-Uより小さい値であって下限閾値Limit-Lより大きい値である。なお、具体的な特定手法については後述する。 In addition, when specifying the planned selling time, the time specifying unit 316 determines whether the total amount of the storage batteries 121 that exceed the upper limit reference value Risk_U during the period from the planned selling time to the surplus time when the surplus power amount is sold at the planned selling time. The estimated selling time is specified based on the charge amount. Note that the upper reference value Risk_U is a value smaller than the upper threshold value Margin-U and larger than the lower threshold value Limit-L. The specific specifying method will be described later.
そして、需給管理サーバ100の時刻特定部316は、上述した処理に基づいて、購入予定時刻を特定することで、蓄電池121の総充電量の変化はグラフ912で示されるようになる。10〜12コマ、16〜18コマにおいて、グラフ810では、蓄電池121の総充電量が下限基準値Risk_Lを下回っていたが、グラフ912では、蓄電池121の総充電量が下限基準値Risk_Lより大きくなっている。このため、蓄電池121の総充電量が不足する可能性があるというリスクを抑止できる。本実施形態の時刻特定部316は、当該リスクを考慮して、購入予定時刻や売却予定時刻を特定する。
Then, the time specifying unit 316 of the supply and
次に購入予定時刻の特定方法について説明する。図10は、購入予定時刻の設定可能な範囲を例示した図である。図10で示される例では、電力量1003は、24コマにおいて下限閾値Margin_Lで放電を抑止した場合に生じると予測される不足電力量を示している。
Next, a method of specifying the scheduled purchase time will be described. FIG. 10 is a diagram exemplifying a settable range of the estimated purchase time. In the example illustrated in FIG. 10, the
図9で示したように24コマ以前に購入することで、24コマで放電する電力量の不足を解消できる。さらには、24コマより以前において、下限閾値Margin_Lを下回らないが、下限基準値Risk_Lを下回る程度に生じていた電力不足も解消できる。 By purchasing before 24 frames as shown in FIG. 9, the shortage of the amount of electric power discharged in 24 frames can be solved. Further, the power shortage that does not fall below the lower limit threshold value Margin_L but falls below the lower limit reference value Risk_L before 24 frames can be resolved.
矢印群1002は、24コマ以前(図10で示される例では、0コマ〜24コマ)で充電可能な電力量を示している。充電可能な電力量とは、充電が行われた場合に24コマで放電可能となる電力量であって、24コマより前の時間で蓄電池121の上限閾値Limit-Uを超える要因とならない電力量とする。
The
矢印群1002の特定手法について説明する。本実施形態の時刻特定部316は、充電電力の不足が生じた24コマを基点として0コマまで遡り、上限閾値Limit-Uを超えないように、管理時間単位で充電可能な電力量を特定していく。
A method for specifying the
まず、不足が生じた時刻Te(不足時刻Teとも称する)とし、不足電力量xとする。また、管理時間毎に充電(調整)可能な電力量A(t)とする。そして、本実施形態の時刻特定部316は、不足時刻Teにおける充電可能な電力量A(t)を式(2)から算出する。 First, a time Te at which the shortage occurs (also referred to as a shortage time Te) is defined as an insufficient power amount x. Further, the amount of power A (t) that can be charged (adjusted) for each management time is set. Then, the time specifying unit 316 of the present embodiment calculates the chargeable electric energy A (t) at the shortage time Te from Expression (2).
A(Te)=上限閾値Limit-U+不足電力量x…(2) A (Te) = upper limit threshold Limit-U + insufficient power amount x (2)
その後、本実施形態の時刻特定部316は、以下に示すアルゴリズムを、t=Te〜0までtを‘1’減少させながら繰り返し行うことで、不足時刻Te以前(不足時刻Teを含む)における管理時間毎に充電(調整)可能な電力量A(t)を算出する。なお、管理時間毎に予測されている蓄電池121の総充電量B(t)とする。 After that, the time specifying unit 316 of the present embodiment repeatedly performs the following algorithm while decreasing t by “1” from t = Te to 0 to manage the data before the shortage time Te (including the shortage time Te). The power amount A (t) that can be charged (adjusted) for each time is calculated. It is assumed that the total charge amount B (t) of the storage battery 121 is predicted for each management time.
A(Te) = Limit-U + x;
for (t = Te-1; t >=0; t--) /* t=Te-1〜0まで順次計算する */
{
A(t) = Limit-U - B(t);
if ( A(t) > A(t+1) )
{
A(t) = A(t+1);
}
}
A (Te) = Limit-U + x;
for (t = Te-1; t> = 0; t--) / * Calculate sequentially from t = Te-1 to 0 * /
{
A (t) = Limit-U-B (t);
if (A (t)> A (t + 1))
{
A (t) = A (t + 1);
}
}
これにより、時刻特定部316は、線1001で示されるように、0コマ(開始時刻)に近づくに従って小さくなる、充電可能な電力量A(t)を特定できる。
As a result, the time specifying unit 316 can specify the chargeable power amount A (t) that becomes smaller as approaching 0 frames (start time), as indicated by the
図11は、時刻特定部316により特定された、充電(調整)可能な電力量A(t)と、充電可能な電力量毎に設定された時間帯w(i)(i=1〜5)を例示した図である。 FIG. 11 illustrates the chargeable (adjustable) power amount A (t) specified by the time specifying unit 316 and the time zone w (i) (i = 1 to 5) set for each chargeable power amount. FIG.
図11のグラフ1101は、図10で示した手法で算出された、管理時間毎に充電(調整)可能な電力量A(t)を示している。グラフ1101で示されるように、時刻0から時刻Te(24)に近づくに従って、充電(調整)可能な電力量A(t)は、{a1、a2、a3、a4、a5、a6}と段階的に増加していく。
A
グラフ1102は、充電(調整)可能な電力量{a1、a2、a3、a4、a5、a6}毎に対応付けられた時間帯を示している。換言すれば、電力量a1、a2、a3、a4、a5、a6は、対応付けられた時間帯{w1、w2、w3、w4、w5、Te}において充電可能となる。本実施形態においては、不足電力量xに応じて、充電可能な時間帯が定められる。
The
具体的には、不足電力量xが、電力量0〜a1であれば、時間帯w1(0コマ〜Te)で充電(購入)可能となる。電力量a2>不足電力量x>電力量a1の場合、時間帯w1で電力量a1を充電可能であり、残りの電力量x−a1を時間帯w2(8コマ〜Te)で充電(購入)可能となる。
Specifically, if the power shortage x is the
電力量a3>不足電力量x>電力量a2の場合、時間帯w1で電力量a1を充電可能であり、時間帯w2で電力量a2−a1を充電可能であり、残りの電力量x−a2を時間帯w3(9コマ〜Te)で充電(購入)可能となる。 When the power amount a3> the insufficient power amount x> the power amount a2, the power amount a1 can be charged in the time zone w1, the power amount a2-a1 can be charged in the time zone w2, and the remaining power amount x-a2. Can be charged (purchased) in the time zone w3 (9 frames to Te).
同様に、電力量a4>不足電力量x>電力量a3の場合、時間帯w1で電力量a1を充電可能であり、時間帯w2で電力量a2−a1を充電可能であり、時間帯w3で電力量a3−a2を充電可能であり、残りの電力量x−a3を時間帯w4(22コマ〜Te)で充電(購入)可能となる。 Similarly, when the electric energy a4> the insufficient electric energy x> the electric energy a3, the electric energy a1 can be charged in the time slot w1, the electric energy a2-a1 can be charged in the time slot w2, and the electric energy a2 in the time slot w3. The electric energy a3-a2 can be charged, and the remaining electric energy x-a3 can be charged (purchased) in the time zone w4 (22 frames to Te).
同様に、電力量a5>不足電力量x>電力量a4の場合、時間帯w1で電力量a1を充電可能であり、時間帯w2で電力量a2−a1を充電可能であり、時間帯w3で電力量a3−a2を充電可能であり、時間帯w4で電力量a4−a3を充電可能であり、残りの電力量x−a4を時間帯w5(23コマ〜Te)で充電(購入)可能となる。 Similarly, when the electric energy a5> the insufficient electric energy x> the electric energy a4, the electric energy a1 can be charged in the time slot w1, the electric energy a2-a1 can be charged in the time slot w2, and the electric energy a2 in the time slot w3. The electric energy a3-a2 can be charged, the electric energy a4-a3 can be charged in the time slot w4, and the remaining electric energy x-a4 can be charged (purchased) in the time slot w5 (23 frames to Te). Become.
同様に、電力量a6>不足電力量x>電力量a5の場合、時間帯w1で電力量a1を充電可能であり、時間帯w2で電力量a2−a1を充電可能であり、時間帯w3で電力量a3−a2を充電可能であり、時間帯w4で電力量a4−a3を充電可能であり、時間帯w5で電力量a5−a4を充電可能であり、残りの電力量x−a5を不足時刻Teで充電(購入)可能となる。 Similarly, when the electric energy a6> the insufficient electric energy x> the electric energy a5, the electric energy a1 can be charged in the time slot w1, the electric energy a2-a1 can be charged in the time slot w2, and the electric energy a2 in the time slot w3. The electric energy a3-a2 can be charged, the electric energy a4-a3 can be charged in the time slot w4, the electric energy a5-a4 can be charged in the time slot w5, and the remaining electric energy x-a5 is insufficient. At time Te, charging (purchasing) becomes possible.
その後、時刻特定部316は、時間帯(w(i))毎に、当該時間帯内における、購入予定時刻(調達タイミング)を特定する。 Thereafter, the time specifying unit 316 specifies, for each time period (w (i)), a planned purchase time (procurement timing) within the time period.
例えば、電力量a3>不足電力量x>電力量a2の場合、時刻特定部316は、(調達電力量P=a1を)時間帯w1内で電力量を購入するため、時間帯w1内で購入予定時刻を特定する。時刻特定部316は、(例えば、調達電力量P=a2−a1を)時間帯w2内で購入するため、時間帯w2内で購入予定時刻を特定する。時刻特定部316は、(調達電力量P=x−a2を)時間帯w3内で電力量を購入するため、時間帯w3内で購入予定時刻を特定する。なお、電力量a3>不足電力量x>電力量a2以外の場合も同様の処理を行うものとして、説明を省略する。 For example, in the case of the electric energy a3> the insufficient electric energy x> the electric energy a2, the time specifying unit 316 purchases the electric energy in the time slot w1 (the procured electric energy P = a1). Identify the scheduled time. The time specifying unit 316 specifies the planned purchase time within the time slot w2 (for example, the purchased power amount P = a2-a1) in the time slot w2. The time specifying unit 316 specifies the planned purchase time within the time slot w3 in order to purchase the electric power within the time slot w3 (the procured power amount P = x−a2). Note that the same processing is performed in cases other than the power amount a3> the insufficient power amount x> the power amount a2, and a description thereof will be omitted.
そして、不足時刻が複数存在する場合、時刻特定部316は、上述した購入予定時刻の特定手法を不足時刻の数だけ繰り返して行う。その際、時刻特定部316が、1つの不足時刻について購入予定時刻を特定した場合、購入予定時刻に不足電力量を蓄電池121に加算した上で、次の不足電力量について購入予定時刻の特定を行う。 When there are a plurality of shortage times, the time specifying unit 316 repeats the above-described method of specifying the planned purchase time by the number of the shortage times. At that time, when the time specifying unit 316 specifies the planned purchase time for one shortage time, the shortage of power is added to the storage battery 121 at the planned purchase time, and then the purchase planned time is specified for the next insufficient power amount. Do.
また、上述した例では、不足電力が生じた場合について説明したが、余剰電力が生じた場合も、上述した手法と同様の処理を行うことで、時刻特定部316は、電力量毎の売却予定時刻を特定できる。 Also, in the above-described example, the case where insufficient power has occurred has been described. However, even in the case where excess power has occurred, by performing the same processing as the above-described method, the time specifying unit 316 sets the sales schedule for each power amount. The time can be specified.
送信処理部317は、調達電力量(不足電力量)と当該調達電力量の購入予定時刻とを対応付けて当該調達電力量の購入要求を、電力市場サーバ180に対して送信する。また、調達電力量(余剰電力量)と当該余剰電力量の売却予定時刻とを対応付けて当該調達電力量の売却要求を、電力市場サーバ180に対して送信する。
The
また、送信処理部317は、電力市場サーバ180が開いている電力市場毎に、購入要求及び売却要求を送信する。例えば、送信処理部317は、電力市場サーバ180において電力の売買の対象となる日の前日のスポット市場が開いている間に、購入要求又は売却要求を送信する。その後、送信処理部317は、電力市場サーバ180において電力の売買の対象となる時間の1時間前までの1時間前市場が開いている間に、購入要求又は売却要求を送信する。
In addition, the
上述した構成から、需要予測から予測した総充電量の変化予測から、蓄電池121の溢れ状態による余剰電力、蓄電池121の枯渇状態による不足電力を予測して、適切な売買タイミングを特定することができる。 From the above-described configuration, it is possible to predict the surplus power due to the overflow state of the storage battery 121 and the shortage power due to the depletion state of the storage battery 121 from the prediction of the change in the total charge amount predicted from the demand prediction, and specify an appropriate trading timing. .
次に、本実施形態の需給管理サーバ100における全体的な処理について説明する。図12は、本実施形態の需給管理サーバ100における上述した処理の手順を示すフローチャートである。当該フローチャートでは、前日の10時まで開いているスポット市場で電力の購入、売却を行う例について説明するが、1時間前市場等にも適用できる。
Next, overall processing in the supply and
まず、需要予測算出部305は、需要家群101、102の需要家毎に一日の30分(管理時間)単位で需要予測電力量を算出する(S1201)。なお、需要予測電力量の算出手法は、需要家毎の需要予測電力量の算出手法に制限するものではなく、過去の総需要実績から算出してもよい。このように、本実施形態は、需要予測電力量の算出手法を制限するものではない。
First, the demand
需要予測電力量の算出手法はどのような手法を用いても良く、例えば、前日、前々日などの直近の需要実績と、翌日の気象予測(天気・温度)情報を用いた回帰分析手法を用いることが考えられる。需要予測電力量の算出手法は、スポット市場への登録締切時間が前日10:00である。このため、翌日の予測に使用できる需要実績として、前日9:30までの情報が用いられる。 Any method can be used to calculate the demand forecast power amount. For example, a regression analysis method using the latest demand results such as the previous day and two days before and the weather forecast (weather / temperature) information of the next day is used. It can be used. In the calculation method of the demand forecast electric energy, the registration deadline to the spot market is 10:00 the day before. Therefore, information up to 9:30 on the previous day is used as the actual demand that can be used for the prediction of the next day.
次に、購入済電力量取得部312は、購入データ記憶部308から、総需要家群に供給するために電力市場から長期計画に基づいて調達された調達電力量を、30分(管理時間)単位で取得する(S1202)。
Next, the purchased electric
指示値算出部314は、需要予測電力量と、調達電力量と、に基づいて、30分(管理時間)単位で電力のインバランスを算出する(S1203)。つまり、1日24時間について、48個のインバランスを生成する。
The instruction
指示値算出部314は、算出されたインバランスに基づいて、30分単位で蓄電池121の各々に対する充放電指示値が示された充放電計画を生成する(S1204)。
The instruction
充電量取得部313は、明日一日の開始時刻における、第1の需要家群101の蓄電池121の(予測)総充電量を取得する(S1205)。
The charge
本実施形態においては開始時刻を明日午前0時(0コマ)とする。そして、充電量取得部313は、明日午前0時における第1の需要家群101の蓄電池121の(予測)総充電量を取得する。蓄電池121の充電量は、需要予測算出部305が前日9:30の蓄電実績量に基づいて、前日午前10:00から明日0時までの需要予測を行うことで、明日午前0時における蓄電池121の(予測)総充電量を導出できる。
In the present embodiment, the start time is 0:00 am (0 frames) tomorrow. Then, the charge
不足・余剰電力量算出部315は、開始時刻における蓄電池121毎の(予測)総充電量、及び充放電計画に基づいて、単位時間毎に変化する蓄電池121の(予測)総充電量を算出する(S1206)。
The shortage / surplus power
その後、不足・余剰電力量算出部315は、単位時刻t=“0”コマを初期値として設定する(S1207)。
Thereafter, the shortage / excess power
次に、不足・余剰電力量算出部315は、単位時刻t>47(コマ数)か否かを判定する(S1208)。単位時刻t>47ではないと判定した場合(S1208:No)、不足・余剰電力量算出部315は、単位時刻tにおける総充電量が、上限閾値Margin-Uを超えた、つまり余剰電力を生じると予測されるか否かを判定する(S1209)。上限閾値Margin-Uを超えたと判定した場合(S1209:Yes)、時刻特定部316が、電力市場で売却する売却予定時刻及び売却する電力量を特定する(S1210)。
Next, the shortage / excess power
一方、単位時刻tにおける総充電量が、上限閾値Margin-Uを超えないと判定した場合(S1209:No)、不足・余剰電力量算出部315は、単位時刻tにおける総充電量が、下限閾値Margin-Lを下回る、つまり不足電力を生じると予測されるか否かを判定する(S1211)。下限閾値Margin-Lを下回ると判定した場合(S1211:Yes)、時刻特定部316が、電力市場で購入する購入予定時刻及び購入する電力量を特定する(S1212)。
On the other hand, if it is determined that the total charge amount at the unit time t does not exceed the upper threshold Margin-U (S1209: No), the shortage / surplus power
そして、下限閾値Margin-Lを下回らないと判定した場合(S1211:No)、及びS1212の処理の後に、不足・余剰電力量算出部315は、単位時刻tに“1”増加させて(S1213)、再びS1208から処理を行う。
When it is determined that the value does not fall below the lower threshold Margin-L (S1211: No), and after the process of S1212, the shortage / excess power
そして、不足・余剰電力量算出部315は、単位時刻t>47であると判定した場合(S1208:Yes)、送信処理部317が、購入又は売却する電力量と、当該電力量の購入予定時刻又は売却予定時刻と、を対応付けて、電力市場サーバ180に対して電力の売買の登録要求を送信する(S1214)。
When the shortage / excess power
次は、図12のS1212で示した電力市場で購入する購入予定時刻及び購入する電力量の特定処理について説明する。図13は、本実施形態の需給管理部301における上述した処理の手順を示すフローチャートである。図13で示される処理においては、時刻特定部316は、総充電量が下限閾値Margin-Lより低いと判定された単位時刻tを不足時刻Teとして取得すると共に、不足電力量xを取得する。
Next, the process of specifying the scheduled purchase time and the amount of power to purchase in the power market shown in S1212 of FIG. 12 will be described. FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of the above-described processing in the supply and
図13で示す処理は、電力市場で購入する購入予定時刻及び購入する電力量の特定手法であるが、電力市場で売却する売却予定時刻及び売却する電力量の特定手法も同様の手法で行うものとして、説明を省略する。 The process shown in FIG. 13 is a method for specifying the estimated purchase time and the amount of power to be purchased in the power market, and the same method is used for specifying the estimated time to sell and the amount of power to be sold in the power market in the same manner. The description is omitted.
実施形態の時刻特定部316は、一日の開始時刻から、不足時刻Teまでの30分(単位時間)あたりの調整可能な電力量A(t)を算出する(S1301)。なお、時刻t=0〜Teとする。上述したように、調整可能な電力量A(t)は、不足時刻Te前に充電を行った場合に、蓄電池121の総充電量が上限閾値Limit-Uを超えないように調整された電力量とする。 The time specifying unit 316 of the embodiment calculates the adjustable power amount A (t) per 30 minutes (unit time) from the start time of the day to the shortage time Te (S1301). It is assumed that time t = 0 to Te. As described above, the adjustable power amount A (t) is the power amount adjusted so that the total charge amount of the storage battery 121 does not exceed the upper limit Limit-U when charging is performed before the shortage time Te. And
次に、時刻特定部316は、調整可能な電力量A(t)に基づいた、充電可能な電力量(例えば、上記のa1、a2、a3、a4、a5、a6)毎に、当該電力量を充電可能な時間帯(例えば、上記のw1、w2、w3、w4、w5)の一覧を算出する(S1302)。本フローチャートでは、a1、a2、a3、a4、a5、a6に該当する変数をa(i)とし、w1、w2、w3、w4、w5、w6に該当する変数をw(i)とする。なお、w6は、不足時刻Teに該当する。また、定数nは、充電状況に応じて定められた時間帯の数であって、図11で示した例では、n=6が設定される。 Next, the time specifying unit 316 determines the chargeable electric energy (for example, a1, a2, a3, a4, a5, a6) based on the adjustable electric energy A (t). A list of time periods (for example, w1, w2, w3, w4, and w5 described above) in which can be charged is calculated (S1302). In this flowchart, variables corresponding to a1, a2, a3, a4, a5, and a6 are defined as a (i), and variables corresponding to w1, w2, w3, w4, w5, and w6 are defined as w (i). Note that w6 corresponds to the shortage time Te. Further, the constant n is the number of time zones determined according to the charging status. In the example shown in FIG. 11, n = 6.
時刻特定部316は、変数iに初期値‘1’を設定する(S1303)。次に、時刻特定部316は、変数i>nか否かを判定する(S1304)。なお、数値nは時間帯の数とする。 The time specifying unit 316 sets an initial value ‘1’ to the variable i (S1303). Next, the time specifying unit 316 determines whether or not the variable i> n (S1304). Note that the numerical value n is the number of time zones.
時刻特定部316は、変数i>nではないと判定した場合(S1304:No)、不足電力量x>a(i)か否かを判定する(S1305)。 When determining that the variable i is not i> n (S1304: No), the time specifying unit 316 determines whether or not the insufficient power amount x> a (i) (S1305).
時刻特定部316は、不足電力量x>a(i)であると判定した場合(S1305:Yes)、調達電力量P=a(i)−a(i−1)を算出する(S1306)。なお、a(0)は‘0’とする。 When determining that the insufficient power amount x> a (i) is satisfied (S1305: Yes), the time specifying unit 316 calculates the procured power amount P = a (i) -a (i-1) (S1306). Note that a (0) is ‘0’.
そして、時刻特定部316は、時間帯w(i)から、調達電力量Pの購入予定時刻を特定する(S1307)。時間帯w(i)から、調達電力量Pの購入予定時刻を特定する手法としては、どのような手法を用いても良いが、本実施形態の時刻特定部316は、上限基準値Risk_Uを超える電力量、下限基準値Risk_Lを下回った電力量が、最も小さくなるように、調達電力量Pの購入予定時刻を特定する。 Then, the time specifying unit 316 specifies the planned purchase time of the procured electric energy P from the time slot w (i) (S1307). Any method may be used as a method of specifying the scheduled purchase time of the procured electric energy P from the time zone w (i), but the time specifying unit 316 of the present embodiment exceeds the upper limit reference value Risk_U. The planned purchase time of the procured power amount P is specified so that the power amount and the power amount below the lower-limit reference value Risk_L are minimized.
そして、本実施形態の時刻特定部316は、特定された購入予定時刻における、蓄電池121の総充電量に、算出された調達電力量Pを加算して、購入予定時刻から不足時刻Teまでの総充電量の再計算を行う。 Then, the time specifying unit 316 of the present embodiment adds the calculated procured power amount P to the total charged amount of the storage battery 121 at the specified planned purchase time, and calculates the total amount from the planned purchase time to the shortage time Te. Recalculate the charge amount.
そして、時刻特定部316は、変数iを‘1’増加させて(S1308)、S1304から再び処理を行う。 Then, the time specifying unit 316 increases the variable i by “1” (S1308), and performs the processing again from S1304.
そして、時刻特定部316は、変数i>nであると判定した場合(S1304:Yes)、及び不足電力量x>a(i)ではないと判定した場合(S1305:No)、調達電力量P=x−a(i−1)を算出する(S1309)。その後、時刻特定部316は、時間帯w(i)から、調達電力量Pの購入予定時刻を特定する(S1310)。 When the time specifying unit 316 determines that the variable i> n is satisfied (S1304: Yes), and when it is determined that the power shortage is not x> a (i) (S1305: No), the procured power amount P = X-a (i-1) is calculated (S1309). After that, the time specifying unit 316 specifies a planned purchase time of the procured electric energy P from the time slot w (i) (S1310).
上述した処理手順により、時刻特定部316は、調達電力量Pの購入予定時刻を特定する。なお、本実施形態の時刻特定部316は、調達電力量Pの購入予定時刻を特定する際に、下限基準値Risk_Lを下回ったことによるリスク(以下、不足リスクReと称する)、及び上限基準値Risk_Uを超えたことによるリスク(以下、溢れリスクRfと称する)を考慮する。 According to the above-described processing procedure, the time specifying unit 316 specifies the planned purchase time of the procured electric energy P. In addition, the time specifying unit 316 of the present embodiment, when specifying the planned purchase time of the procured power amount P, has a risk (hereinafter, referred to as a shortage risk Re) due to falling below the lower limit reference value Risk_L, and an upper limit reference value. A risk due to exceeding Risk_U (hereinafter referred to as overflow risk Rf) is considered.
例えば、時刻特定部316は、以下に示す手法で、不足リスクRe、及び溢れリスクRfを算出する。 For example, the time specifying unit 316 calculates the shortage risk Re and the overflow risk Rf by the following method.
時刻特定部316は、時間帯w(i)について、30分(管理時間)毎に、当該管理時刻sを購入予定時刻として設定した場合の不足リスクRe及び溢れリスクRfを算出する。 The time specifying unit 316 calculates the shortage risk Re and the overflow risk Rf when the management time s is set as the scheduled purchase time every 30 minutes (management time) for the time period w (i).
時間帯w(i)における各管理時刻sあたりの溢れリスクRfは、当該管理時刻sで電力を購入した場合の総充電量の変化を示したグラフB’(t)と、上限基準値Risk_Uと、を用いて、以下のアルゴリズムで算出したRf(t)の合計値とする。なお、t=s〜Teまでとする。 The overflow risk Rf for each management time s in the time zone w (i) is obtained by calculating the graph B ′ (t) showing the change in the total charge amount when the power is purchased at the management time s, and the upper limit reference value Risk_U. , And the sum of Rf (t) calculated by the following algorithm. Note that t = s to Te.
Rf(t) = B’(t) − Risk-U; /*時間毎の上限基準値Risk-Uを上回った値をリスクの評価値として算出 */
if (Rf(t) < 0)
{
Rf(t) = 0;
}
Rf (t) = B '(t) − Risk-U; / * Calculate the value that exceeds the upper reference value Risk-U for each hour as the risk evaluation value * /
if (Rf (t) <0)
{
Rf (t) = 0;
}
同様に、時間帯w(i)における管理時刻sあたりの不足リスクReは、当該管理時刻sで電力を購入した場合の総充電量の変化を示したグラフB’(t)と、下限基準値Risk_Lと、を用いて以下のアルゴリズムで算出したRe(t)の合計値とする。 Similarly, the shortage risk Re per the management time s in the time zone w (i) is calculated from the graph B ′ (t) showing the change in the total charge amount when the power is purchased at the management time s, and the lower limit reference value. Let_L is the total value of Re (t) calculated by the following algorithm using Risk_L.
Re(t) = Risk-L − B’(t); /* 時間毎の下限基準値Risk-Lを下回った値をリスクの評価値として算出 */
if ( Re(t) < 0)
{
Re(t) = 0;
}
Re (t) = Risk-L-B '(t); / * Calculate the value below the lower reference value Risk-L for each hour as the risk evaluation value * /
if (Re (t) <0)
{
Re (t) = 0;
}
そして、時刻特定部316は、不足リスクRe及び溢れリスクRfの合計値が最も小さい管理時刻sを、購入予定時刻として特定する。当該処理を、時間帯w(i)毎に行うことで、蓄電池121の充電状態において、安全性が高い購入予定時刻を特定できる。 Then, the time specifying unit 316 specifies the management time s having the smallest total value of the shortage risk Re and the overflow risk Rf as the planned purchase time. By performing this process for each time slot w (i), it is possible to specify a highly-secured scheduled purchase time in the state of charge of the storage battery 121.
なお、図12のS1210で示した電力市場で売却する売却予定時刻及び売却する電力量の特定手法も、図13で示す処理手順として説明を省略する。 Note that the method of specifying the scheduled sale time and the amount of power to be sold in the power market shown in S1210 of FIG. 12 is also omitted as the processing procedure shown in FIG.
(第2の実施形態)
第1の実施形態は、時間帯から購入予定時刻及び売却予定時刻を上限基準値Risk_U及び下限基準値Risk_Lを超える電力量に応じて特定する例について説明した。しかしながら、充電状態のリスクのみで購入予定時刻及び売却予定時刻を決める手法に制限するものではない。そこで、第2の実施形態では、電力市場の市場価格も考慮して、購入予定時刻及び売却予定時刻を決める手法について説明する。
(Second embodiment)
In the first embodiment, an example has been described in which the scheduled purchase time and the scheduled sale time are specified according to the amount of power exceeding the upper reference value Risk_U and the lower reference value Risk_L from the time zone. However, the present invention is not limited to the method of determining the estimated purchase time and the estimated sale time only by the risk of the state of charge. Therefore, in the second embodiment, a method of determining the estimated purchase time and the estimated sale time in consideration of the market price of the power market will be described.
図14は、第2の実施形態の需給管理サーバ1400の構成を例示した図である。需給管理サーバ1400は、第1の実施形態の需給管理サーバ100と比べて、コストデータ記憶部1402が追加されると共に、需給管理部301と構成が異なる需給管理部1401に変更された構成となる。なお、同一の構成については、同一の符号を割り当て、説明を省略する。
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the supply and
コストデータ記憶部1402は、電力市場の売買価格のトレンドデータを記憶している。図15は、電力市場の売買価格のトレンドデータを例示した図である。図15に示される例は、横軸が時刻とし、縦軸が当該時刻における電力価格とする。図15に示されるように、時刻に応じて価格が変動している。電力市場の売買価格のトレンドデータCost(t)1501は、明日の売買価格のため、予測が必要となる。予測手法については回帰解析的手法や、温度や特定日の計算方法などいずれの方法でもよい。
The cost
電力を購入する際は、電力が安い時刻で購入する方が望ましいし、電力を売却する際には、電力が高い時刻で売却する方が望ましい。そこで、本実施形態の需給管理部1401の時刻特定部1421は、充電状態のリスクに加えて、電力市場の売買価格を考慮して、購入予定時刻を特定する例について説明する。 When purchasing power, it is desirable to purchase at a time when the power is low, and when selling power, it is desirable to sell at a time when the power is high. Thus, an example will be described in which the time specifying unit 1421 of the supply and demand management unit 1401 of the present embodiment specifies the estimated purchase time in consideration of the trading price in the power market in addition to the risk of the state of charge.
時刻特定部1421は、第1の実施形態で示した不足リスクRe及び溢れリスクRfと、電力市場の売買価格のトレンドデータCost(t)と、に基づいて、購入予測時刻tで購入した場合の効果度Effect(t)を算出する。以下に示すEffect(t)は、購入予定時刻tにおいて不足電力量を購入した場合の効果度であって、下記の式(3)から算出する。 The time specifying unit 1421 performs the purchase at the predicted purchase time t based on the shortage risk Re and the overflow risk Rf shown in the first embodiment and the trend data Cost (t) of the selling price of the power market. The effect degree Effect (t) is calculated. Effect (t) shown below is the degree of effectiveness when the power shortage is purchased at the scheduled purchase time t, and is calculated from the following equation (3).
Effect(t) = Σf(Re(j), Cost(j)) (j=t to Te)…(3) Effect (t) = Σf (Re (j), Cost (j)) (j = t to Te)… (3)
本実施形態の時刻特定部1421は、各時間帯w(i)について、当該時間帯w(i)で30分毎に、効果度Effect(t)を算出する。 For each time slot w (i), the time specifying unit 1421 of the present embodiment calculates the effect degree Effect (t) every 30 minutes in the time slot w (i).
このように、効果度Effect(t)は、購入予定時刻tの後に効果が生じるため、購入予定時刻tから、不足時刻Teまでの情報を使用する。 Thus, the effect degree Effect (t) uses information from the scheduled purchase time t to the shortage time Te because the effect occurs after the scheduled purchase time t.
例えば、時間帯w1の場合、購入予定時刻が15コマの場合の効果度Effect(15)は、Re(15),Re(16),Re(17),…,Re(24)、及び、Cost(15),Cost(16),…,Cost(24)を用いて算出される。なお、不足時刻Te=24とする。 For example, in the case of the time slot w1, the effect degree Effect (15) when the scheduled purchase time is 15 frames is Re (15), Re (16), Re (17),..., Re (24), and Cost , Cost (16),..., Cost (24). Note that the shortage time Te = 24.
本実施形態においては、リスク改善優先方式と、コスト優先方式と、について説明する。リスク改善優先方式は、リスク改善の効果が最も大きい時刻のうち、コストが最も小さくなる購入予測時刻を特定する方式とする。まず、リスク改善優先方式として、時間帯w(i)に含まれている管理時刻t’毎の効果度Effect(t’)を算出する。なお、時間帯w(i)は、時刻Twsから不足時刻Teの間とする。本実施形態では以下のアルゴリズムを用いる。なお不足リスクRe(t)の算出手法は、第1の実施形態と同様とする。 In the present embodiment, a risk improvement priority method and a cost priority method will be described. The risk improvement priority method is a method of identifying a predicted purchase time at which the cost is the smallest among the times at which the effect of the risk improvement is greatest. First, as the risk improvement priority method, the effect degree Effect (t ') for each management time t' included in the time slot w (i) is calculated. The time zone w (i) is between the time Tws and the shortage time Te. In the present embodiment, the following algorithm is used. Note that the calculation method of the shortage risk Re (t) is the same as in the first embodiment.
for (t’ = Tws; t’ <= Te ; t’++ ){
R(t’) = sum[k=t’〜Te] Re(k); /* (t’=Tws〜Te) */
/* R(t’)=Re(t’)+Re(t’+1)+…+Re(Te−1)+Re(Te)の算出 */
/* R(t’):購入予定時刻t’で購入した場合の不足時刻Teまでの不足リスク */
}
Rmin = Minimum{R(t’)}; (t’=Tws〜Te)
/* 時間帯w(i)のうち最も低いリスクの特定 */
for (t’ = Tws; t’ <= Te ; t’++ ) { /* 時間帯w(i)の間処理を繰り返す */
if (R(t’) = Rmin){ /* 不足リスクが最も小さいものの特定 */
Effect(t’) = 1/Cost(t’);
/* Cost(t’)が小さい方がEffect値が上がるように逆数とする */
}
else {
Effect(t’) = 0;
}
}
for (t '= Tws; t'<=Te; t '++) {
R (t ') = sum [k = t' ~ Te] Re (k); / * (t '= Tws ~ Te) * /
/ * R (t ') = Re (t') + Re (t '+ 1) + ... + Re (Te-1) + Re (Te) calculation * /
/ * R (t '): shortage risk up to shortage time Te when purchasing at scheduled purchase time t' * /
}
Rmin = Minimum {R (t ')};(t' = Tws〜Te)
/ * Identify lowest risk in time slot w (i) * /
for (t '= Tws; t'<=Te; t '++) {/ * Repeat processing during time slot w (i) * /
if (R (t ') = Rmin) {/ * Identify the one with the lowest risk of shortage * /
Effect (t ') = 1 / Cost (t');
/ * Reciprocal so that the smaller the Cost (t '), the higher the Effect value * /
}
else {
Effect (t ') = 0;
}
}
次に、コスト優先方式について説明する。コスト優先方式は、コストが最小となる時刻から、リスク改善の効果が最も大きくなる購入予定時刻を特定する方式とする。まず、コスト優先方式として、時間帯w(i)に含まれている管理時刻t’毎の効果度Effect(t’)を算出する。なお、時間帯w(i)は、時刻Twsから不足時刻Teの間とする。本実施形態では以下のアルゴリズムを用いる。なお不足リスクRe(t)の算出手法は、第1の実施形態と同様とする。 Next, the cost priority method will be described. The cost priority method is a method of specifying a purchase scheduled time at which the effect of risk improvement is greatest from a time at which the cost is minimized. First, as the cost priority method, the effect level Effect (t ') for each management time t' included in the time slot w (i) is calculated. The time zone w (i) is between the time Tws and the shortage time Te. In the present embodiment, the following algorithm is used. Note that the calculation method of the shortage risk Re (t) is the same as in the first embodiment.
for (t’ = Tws; t’ <= Te ; t’++ ) {
R(t’) = sum[i=t’〜Te] Re(i); /* (t’=Tws〜Te) */
/* R(t’)=Re(t’)+Re(t’+1)+…+Re(Te−1)+Re(Te)の算出 */
/* R(t’):購入予定時刻t’で購入した場合の不足時刻Teまでの不足リスク */
}
Cmin = Minimum{Cost(t’)}; (t’=Tws〜Te)
/* 時刻t’の購入コスト最小値 */
for (t’ = Tws; t’ <= Te ; t’++ ) {
if (Cost(t’) = Cmin){
Effect(t’) = R(t’);
/* 購入コスト最小の中でリスク改善効果大を選定 */
}
else {
Effect(t’) = 0;
}
}
for (t '= Tws; t'<=Te; t '++) {
R (t ') = sum [i = t' ~ Te] Re (i); / * (t '= Tws ~ Te) * /
/ * Calculation of R (t ') = Re (t') + Re (t '+ 1) + ... + Re (Te-1) + Re (Te) * /
/ * R (t '): shortage risk up to shortage time Te when purchasing at scheduled purchase time t' * /
}
Cmin = Minimum {Cost (t ')};(t' = Tws〜Te)
/ * Minimum purchase cost at time t '* /
for (t '= Tws; t'<=Te; t '++) {
if (Cost (t ') = Cmin) {
Effect (t ') = R (t');
/ * Select large risk improvement effect with minimum purchase cost * /
}
else {
Effect (t ') = 0;
}
}
本実施形態の時刻特定部1421は、上述したアルゴリズムを実行することで、管理時刻t’毎の効果度Effect(t’)を算出する。そして、時刻特定部1421は、効果度Effect(t’)が最も大きい管理時刻t’を、購入予定時刻として特定する。当該処理を時間帯w(i)毎に行うことで、当該時間帯w(i)毎に、電力量の購入予定時刻を特定できる。 The time specifying unit 1421 of the present embodiment calculates the degree of effect Effect (t ') for each management time t' by executing the above-described algorithm. Then, the time specifying unit 1421 specifies the management time t 'having the largest effect degree Effect (t') as the planned purchase time. By performing the process for each time slot w (i), the scheduled purchase time of the electric energy can be specified for each time slot w (i).
次に、本実施形態の時刻特定部1421における時間帯w(i)の購入・売却予定時刻の特定処理について説明する。図16は、本実施形態の時刻特定部1421における時間帯w(i)の上述した処理の手順を示すフローチャートである。 Next, the process of specifying the planned purchase / sale time of the time slot w (i) in the time specifying unit 1421 of the present embodiment will be described. FIG. 16 is a flowchart illustrating a procedure of the above-described processing of the time period w (i) in the time identifying unit 1421 of the present embodiment.
まず、時刻特定部1421は、管理時刻毎に、不足リスクRe又は溢れリスクRfを算出する(S1601)。次に、時刻特定部1421は、コストデータ記憶部1402から、電力市場の売買価格のトレンドデータを取得する(S1602)。 First, the time specifying unit 1421 calculates the shortage risk Re or the overflow risk Rf for each management time (S1601). Next, the time specifying unit 1421 acquires the trend data of the selling price of the power market from the cost data storage unit 1402 (S1602).
次に、時刻特定部1421は、対象となる時間帯に含まれている管理時刻毎に、不足リスクRe又は溢れリスクRf、及び売買価格のトレンドデータCost(t)に基づいて、当該管理時刻t’で電力を売却又は購入した場合の効果度Effect(t’)を算出する(S1603)。なお、効果度の算出手法は、リスク改善優先方式、及びコスト優先方式のうち、どちらの方式を用いても良い。 Next, the time specifying unit 1421 determines the management time t based on the shortage risk Re or the overflow risk Rf and the trade price trend data Cost (t) for each management time included in the target time zone. ', The degree of effect Effect (t') when the power is sold or purchased is calculated (S1603). As a method of calculating the degree of effect, either of the risk improvement priority method and the cost priority method may be used.
次に、時刻特定部1421は、算出された効果度Effect(t’)のうち、最も大きい効果度を特定する(S1604)。 Next, the time specifying unit 1421 specifies the largest effect degree among the calculated effect degrees Effect (t ') (S1604).
そして、時刻特定部1421は、最も大きい効果度Effect(t’)が算出された管理時刻を、購入予定時刻又は売却予定時刻として特定する(S1605)。 Then, the time specifying unit 1421 specifies the management time at which the highest degree of effect Effect (t ') is calculated as the planned purchase time or the planned sale time (S1605).
これにより、方式に従った最も適切な購入予定時刻又は売却予定時刻が特定される。なお、特定される購入予定時刻又は売却予定時刻は1つではなく、効果度が一致すれば、複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、t’=Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))が特定される。なお、合計数n’を特定された購入予定時刻又は売却予定時刻を合計した数とする。 Thereby, the most appropriate scheduled purchase time or scheduled sale time according to the method is specified. Note that the specified planned purchase time or sale time is not one, and if the degree of effectiveness matches, a plurality of planned purchase times or sale time (for example, t ′ = Tmax1, Tmax2, Tmax3,..., Tmax ( i),..., Tmax (n ′)) are specified. Note that the total number n ′ is the total number of the specified planned purchase time or planned sale time.
複数の購入予定時刻又は売却予定時刻から、実際に調達を行う購入予定時刻又は売却予定時刻を特定する手法としては、どのような手法を用いても良いが、本実施形態においては、3つの手法について説明する。 Any method may be used as a method of specifying the planned purchase time or the planned sale time at which actual procurement is to be performed from a plurality of planned purchase times or planned sale times, but in the present embodiment, three methods are used. Will be described.
第1の手法としては、特定された複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))に対して、均等に調達電力量Pを割り当てる手法がある。 As a first method, procurement is made evenly for a plurality of specified planned purchase times or planned sell times (for example, Tmax1, Tmax2, Tmax3, ..., Tmax (i), ..., Tmax (n ')). There is a method of allocating the electric energy P.
第1の手法を用いた場合、時刻特定部1421は、時間帯w(i)に対応する調達電力量Pを、特定された複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))の合計数n’で割って、購入予定時刻又は売却予定時刻毎の調達電力量(P/n’)を算出する。 In the case of using the first method, the time specifying unit 1421 converts the procured power amount P corresponding to the time zone w (i) into a plurality of specified planned purchase times or planned sell times (for example, Tmax1, Tmax2, Tmax3 ,..., Tmax (i),..., Tmax (n ′)) to calculate the procured power amount (P / n ′) at each scheduled purchase time or scheduled sale time.
そして、時刻特定部1421は、購入予定時刻又は売却予定時刻毎に既に(購入予定又は売却予定として)設定されている電力量Bu(Tmax(i))oldに、算出された調達電力量(P/n’)を加算して、購入予定時刻又は売却予定時刻における、購入予定又は売却予定となる電力量Bu(Tmax(i))を算出する(S1606)。 Then, the time specifying unit 1421 adds the calculated procured power amount (P) to the power amount Bu (Tmax (i)) old already set (as a planned purchase or a planned sale) at each planned purchase time or planned sale time. / n ′) is added to calculate the electric energy Bu (Tmax (i)) to be purchased or to be sold at the planned purchase time or the planned sale time (S1606).
さらに、時刻特定部1421は、購入予定時刻又は売却予定時刻毎に既に設定されている購入又は売却コストCo(Tmax(i))oldに、調達電力量に対応するコスト(P/n’*Cost(Tmax(i)))を加算して、購入予定時刻又は売却予定時刻における、購入又は売却のコスト(Co(Tmax(i)))を算出する(S1607)。 Further, the time specifying unit 1421 adds the cost (P / n ′ * Cost) corresponding to the procured power amount to the purchase or sale cost Co (Tmax (i)) old that has already been set for each planned purchase time or planned sale time. (Tmax (i))) is added to calculate the purchase or sale cost (Co (Tmax (i))) at the planned purchase time or the planned sale time (S1607).
第2の手法としては、特定された複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))のうち、最も早い購入予定時刻又は売却予定時刻に対して、調達電力量Pを割り当てる手法がある。 As a second method, the earliest purchase schedule among a plurality of specified purchase schedule times or sale schedule times (for example, Tmax1, Tmax2, Tmax3, ..., Tmax (i), ..., Tmax (n ')). There is a method of allocating the procured power amount P to a time or a scheduled sale time.
第2の手法を用いた場合、時刻特定部1421は、当該時間帯w(i)に対応する調達電力量Pを、特定された複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))のうち、最も早い購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1)に割り当てる。 When the second method is used, the time specifying unit 1421 determines the procured power amount P corresponding to the time slot w (i) by using a plurality of specified planned purchase times or planned sell times (for example, Tmax1, Tmax2, Tmax3,..., Tmax (i),..., Tmax (n ′)).
そして、時刻特定部1421は、最も早い購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1)に既に(購入予定又は売却予定として)設定されている電力量Bu(Tmax1)oldに、算出された調達電力量Pを加算して、購入予定又は売却予定となる電力量Bu(Tmax1)を算出する(S1606)。 Then, the time specifying unit 1421 calculates the calculated procured power to the power amount Bu (Tmax1) old already set (as the planned purchase or sale) at the earliest planned purchase time or planned sale time (for example, Tmax1). The power amount Bu (Tmax1) to be purchased or sold is calculated by adding the amount P (S1606).
さらに、時刻特定部1421は、最も早い購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1)に既に設定されている購入又は売却コストCo(Tmax1)oldに、調達電力量に対応するコスト(P*Cost(Tmax1))を加算して、購入又は売却のコスト(Co(Tmax1))を算出する(S1607)。 Further, the time specifying unit 1421 adds the cost (P * Cost) corresponding to the procured power amount to the purchase or sale cost Co (Tmax1) old already set at the earliest planned purchase time or planned sale time (for example, Tmax1). (Tmax1)) is added to calculate the purchase or sale cost (Co (Tmax1)) (S1607).
第3の手法としては、特定された複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))のうち、最も遅い購入予定時刻又は売却予定時刻に対して、調達電力量Pを割り当てる手法がある。 As a third method, of the plurality of specified planned purchase times or planned sell times (for example, Tmax1, Tmax2, Tmax3,..., Tmax (i),..., Tmax (n ′)), There is a method of allocating the procured power amount P to a time or a scheduled sale time.
第3の手法を用いた場合、時刻特定部1421は、当該時間帯w(i)に対応する調達電力量Pを、特定された複数の購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax1,Tmax2,Tmax3,…,Tmax(i),…,Tmax(n’))のうち、最も遅い購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax(n’))に割り当てる。 In the case of using the third method, the time specifying unit 1421 determines the procured power amount P corresponding to the time zone w (i) by using a plurality of specified planned purchase times or planned sell times (for example, Tmax1, Tmax2, Tmax3,..., Tmax (i),..., Tmax (n ′)) are assigned to the latest scheduled purchase time or scheduled sale time (eg, Tmax (n ′)).
そして、時刻特定部1421は、最も遅い購入予定時刻又は売却予定時刻(例えば、Tmax(n’))に既に(購入予定又は売却予定として)設定されている電力量Bu(Tmax(n’))oldに、算出された調達電力量Pを加算して、購入予定又は売却予定となる電力量Bu(Tmax(n’))を算出する(S1606)。 Then, the time specifying unit 1421 sets the electric energy Bu (Tmax (n ')) that has already been set (as the purchase or sale schedule) at the latest scheduled purchase or sale time (for example, Tmax (n')). The calculated procured power amount P is added to old to calculate the power amount Bu (Tmax (n ')) to be purchased or sold (S1606).
さらに、時刻特定部1421は、最も遅い購入予定時刻又は売却予定時刻に既に設定されている購入又は売却コストCo(Tmax(n’))oldに、調達電力量Pに対応するコスト(P*Cost(Tmax(n’)))を加算して、購入又は売却のコスト(Co(Tmax(n’)))を算出する(S1607)。 Further, the time specifying unit 1421 adds the cost (P * Cost) corresponding to the procured power amount P to the purchase or sale cost Co (Tmax (n ′)) old already set at the latest scheduled purchase time or scheduled sale time. (Tmax (n '))) is added to calculate the purchase or sale cost (Co (Tmax (n'))) (S1607).
本実施形態においては、これら3つの手法のうち、いずれの手法を用いても良い。また、本実施形態は、これら3つの手法に制限するものではなく、他の手法を用いても良い。 In the present embodiment, any of these three methods may be used. Further, the present embodiment is not limited to these three methods, and another method may be used.
そして、時刻特定部1421は、蓄電池121の総充電量に、算出された調達電力量(P)を加算して、総充電量の再計算を行う(S1608)。 Then, the time specifying unit 1421 adds the calculated procured power amount (P) to the total charge amount of the storage battery 121, and recalculates the total charge amount (S1608).
本実施形態においては、例えば、時間帯w1、w2、w3、…、w6の順に、S1601〜S1608の処理が繰り返される。この場合、時間帯w(i)で電力を購入して、蓄電池121の総充電量が変化した結果、次の時間帯w(i+1)の効果の算出処理が変化する可能性がある。そこで、本実施形態においてはS1608の処理を行うことで、時間帯w(i)に充放電を行った結果を反映させることとした。これにより、時間帯w(i)で購入された調達電力を考慮して、次の時間帯w(i+1)において購入予定時刻又は売却予定時刻の特定等の処理を行うことができる。 In the present embodiment, for example, the processing of S1601 to S1608 is repeated in the order of time zones w1, w2, w3,..., W6. In this case, as a result of purchasing power in the time period w (i) and changing the total charge amount of the storage battery 121, the process of calculating the effect in the next time period w (i + 1) may change. Therefore, in the present embodiment, the result of the charging / discharging performed in the time zone w (i) is reflected by performing the process of S1608. Thus, in consideration of the procured power purchased in the time slot w (i), it is possible to perform processing such as identification of the planned purchase time or the planned sale time in the next time slot w (i + 1).
図16に示す処理は、図13のS1307又はS1310に対応する処理として行われる。つまり、任意の時間帯w(i)内における購入予定時刻を特定する処理となる。 The processing illustrated in FIG. 16 is performed as processing corresponding to S1307 or S1310 in FIG. In other words, the process is to specify the scheduled purchase time in an arbitrary time zone w (i).
以上のように、上述した実施形態は、翌日の需要予測から蓄電池状態を予測し、蓄電池121の溢れ・枯渇状態に対して行う市場での電力調整を行う時刻を効果的に特定することとした。これにより、蓄電池121のマージンとなる電力量を、従来から少なくした上で、マージンとなる電力量を増やすことなく、より安定的に、蓄電池121の溢れ・枯渇のリスクを低減した上で、蓄電池121を運用できる。 As described above, in the above-described embodiment, the state of the storage battery is predicted from the demand prediction of the next day, and the time at which the power adjustment in the market for the overflow / depletion state of the storage battery 121 is performed is effectively specified. . This reduces the risk of overflow / depletion of the storage battery 121 more stably without reducing the amount of power serving as the margin of the storage battery 121 and increasing the amount of power serving as the margin. 121 can be operated.
上述した実施形態においては、下限閾値Margin-Lで枯渇状態になる不足時刻を予測し、当該不足時刻における不足電力量を抽出した後、不足電力量の購入タイミングを特定する処理では、上限閾値Limit-U、上限基準値Risk-U及び下限基準値Risk-Lを用いて購入予定時刻を特定した。これに対して、上限閾値Margin-Uで溢れ状態になる余剰時刻を予測し、当該余剰時刻における余剰電力量を抽出した後、余剰電力量の売却タイミングを特定する処理では、下限閾値Limit-L、上限基準値Risk-U及び下限基準値Risk-Lを用いて売却予定時刻を特定すればよい。 In the above-described embodiment, in the process of predicting the shortage time at which the depletion state will be caused by the lower threshold Margin-L, extracting the shortage of energy at the shortage, and specifying the purchase timing of the shortage, the upper threshold Limit The estimated purchase time was specified using -U, the upper reference value Risk-U, and the lower reference value Risk-L. On the other hand, in the process of predicting the surplus time at which the state overflows with the upper threshold Margin-U, extracting the surplus power at the surplus time, and specifying the selling timing of the surplus power, the lower threshold Limit-L The expected sale time may be specified using the upper reference value Risk-U and the lower reference value Risk-L.
上述した実施形態においては、翌日のスポット市場で翌日24時間分の電力量を購入、売却する場合について説明した。本実施形態の電力量の購入、売却する時刻としては、より早い時間帯のほうが安定性を向上させることができる。これは、早い時間帯で調整した場合、遅い時間帯で調整した場合と比べて、総充電量の変化による効果が長い時間継続するためである。 In the above-described embodiment, a case has been described in which the electric energy for the next 24 hours is purchased and sold in the spot market on the next day. As for the time to purchase and sell the electric energy according to the present embodiment, the earlier time zone can improve the stability. This is because the effect of the change in the total charge amount continues for a longer time when the adjustment is performed in the early time zone than when the adjustment is performed in the late time zone.
一方、遅い時間帯では、一日が24時で終了するため、総充電量の変化を確認できる時間が短い。そこで、明日だけでなく、翌々日の需要予測を行うことにしても良い。これにより、遅い時間帯で電力量を変化させた効果を、明後日の総充電量の変化として確認することができる。この場合、翌々日24時間分の需要予測を行うのではなく、翌々日6時間程度の需要予測を行うようにしても良い。 On the other hand, in a late time zone, since the day ends at 24:00, the time during which the change in the total charge amount can be confirmed is short. Therefore, the demand forecast may be made not only tomorrow but also the next day. Thereby, the effect of changing the electric energy in the late time zone can be confirmed as a change in the total charge amount on the day after tomorrow. In this case, instead of performing demand forecasting for 24 hours the next day, demand forecasting for about 6 hours the next day may be performed.
上述した実施形態においては、閾値Margin-U、Margin-L、閾値Limit-U、Limit-L、基準値Risk-U、Risk-Lを用いた例について説明した。これらの値は一例として示したものであって実施の態様に応じて調整可能とする。例えば、MarginとLimitを同値としたり、LimitとRiskを同値としたり、これら3つの値全てを同値してもよい。また、上限閾値Margin-U=蓄電池121の容量、下限閾値Margin-L=0として、余計なマージンをとらないようにしてもよい。 In the above-described embodiment, an example using the thresholds Margin-U, Margin-L, thresholds Limit-U, Limit-L, reference values Risk-U, and Risk-L has been described. These values are shown as an example and can be adjusted according to the embodiment. For example, Margin and Limit may have the same value, Limit and Risk may have the same value, or all three values may have the same value. Further, the upper threshold Margin-U = the capacity of the storage battery 121 and the lower threshold Margin-L = 0 may be set so that no extra margin is taken.
さらに電力の売買では一般的に購入時は高額、売却時は低額という場合が考えられる。例えば上限基準値Risk-Uと、下限基準値Risk-Lと、を充電容量の中心(例えばSoC50%)から対称に設定(例えば、上限基準値Risk-U=80%、下限基準値Risk-L=20%)する必要はない。例えば、充電容量100%に対して、上限基準値Risk-U=90%に設定し、下限基準値Risk-Lについて上限基準値Risk-Uより安全度を上げて20%に設定するなど、非対称の設定を行っても良い。 Furthermore, when buying and selling electricity, it is generally considered that the price is high when purchased and low when sold. For example, the upper-limit reference value Risk-U and the lower-limit reference value Risk-L are set symmetrically from the center of the charging capacity (for example, SoC 50%) (for example, the upper-limit reference value Risk-U = 80%, the lower-limit reference value Risk-L). = 20%). For example, for a charging capacity of 100%, the upper limit reference value Risk-U is set to 90%, and the lower limit reference value Risk-L is set to 20% with a higher degree of safety than the upper limit reference value Risk-U. May be set.
(変形例1)
上述した実施形態においては、電力の前日市場(スポット市場)において、需要予測に基づいて、蓄電池121の状態に応じた電力調整(売却、購入)を行う手法について説明した。しかしながら、電力自由化で新たに設置された1時間前市場に適用してもよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the method of performing power adjustment (sale, purchase) according to the state of the storage battery 121 based on demand forecast in the day before market (spot market) of power has been described. However, the present invention may be applied to an hourly market newly installed in the power liberalization.
上述したように、スポット市場において、電力の売買の登録は、前日の午前10時までに行う必要がある。このため、蓄電池121の状態は、14時間前に行われた需用予測に基づいて行われる。このため、当日の気温の変化等によっては、需要予測に誤差が発生する可能性がある。これに対して、1時間前市場は、前日の17:00から開始される。1時間前市場では、対象当日である翌日の午前0時〜24時まで30分単位で電力の売買が、1時間前まで可能である。従って、スポット市場が前日の10:00に終了した後、前日の17:00から再び1時間前市場において電力調整が可能になる。 As described above, in the spot market, it is necessary to register the purchase and sale of power by 10 am the day before. For this reason, the state of the storage battery 121 is determined based on the demand forecast performed 14 hours ago. For this reason, an error may occur in demand prediction depending on a change in temperature on the day or the like. In contrast, the one-hour-before market starts at 17:00 the day before. In the market one hour before, it is possible to buy and sell power in one-half hour from midnight to 24:00 on the following day, which is the target day, until one hour before. Therefore, after the spot market ends at 10:00 on the previous day, it becomes possible to adjust power in the market one hour before from 17:00 on the previous day.
この1時間前市場において電力調整を行う場合も、スポット市場と同様の手法で再調整を行うことができる。 Also in the case where the power adjustment is performed in the market one hour before, readjustment can be performed in the same manner as in the spot market.
例えば、前日市場において売買が確定した当日の電力(0コマ〜48コマ)に対して、需要予測を改めて行った結果、28コマ目(14時)に蓄電池121の枯渇が発生することを、当日午前6時(12コマ目)で予測した場合に、1時間前市場において、予見された午前7時(14コマ目)〜14時(28コマ目)の間で購入することができる。次に、1時間前市場でさらなる調整を行う場合について具体的に説明する。 For example, assuming that the demand prediction is performed again on the power (0-48 frames) of the day when the trading was confirmed in the market on the previous day, the depletion of the storage battery 121 occurs on the 28th frame (14:00). When predicted at 6:00 am (12th frame), it can be purchased between 7:00 am (14th frame) and 14:00 (28th frame) in the market one hour ago. Next, a case where further adjustment is performed in the market one hour ago will be specifically described.
次に、本変形例の需給管理サーバ100における、当日までの電力市場による調達処理について説明する。図17は、本変形例の需給管理サーバ100における上述した処理の手順を示すフローチャートである。図17に示す例は、スポット市場と、1時間前市場と、を組み合わせ、より正確な需要予測に基づいた制御を行った例を示したものである。
Next, a description will be given of a procurement process by the power market up to the day in the supply and
まず、需給管理サーバ100は、10日前から前日の10時まで前日市場(スポット市場)による電力の調整を行う(S1701)。なお、電力の調整手法については、S1701〜S1704の各々について、上述した実施形態で説明した手法を用いるものとして、説明を省略する。
First, the supply-and-
スポット市場においては、電力量の調整を前日の10時まで行う。当然ながら、当該スポット市場においては、高い精度の需要予測に基づいて、電力量の調整を行うのが好ましい。そこで、本変形例の需給管理サーバ100は、前日の10時直前に電力の調整を行うこととする。
In the spot market, the adjustment of the electric energy is performed until 10:00 of the previous day. Naturally, in the spot market, it is preferable to adjust the electric energy based on the demand forecast with high accuracy. Therefore, the supply and
前日の10時に前日市場が終了した後、前日17:00から、1時間前市場が開始される。そこで、需給管理サーバ100は、前日17:00から前日23:00まで、前日市場の後に行った需要予測のズレを解消するために1時間前市場(管理時刻t’=1〜47(コマ))で電力の調整を行う(S1702)。
After the market on the previous day ends at 10:00 on the previous day, the market one hour ago is started from 17:00 on the previous day. Therefore, the demand-
1時間前市場は、1時間前まで電力を売買可能であるので、当日24時間分に対する電力調整は23時まで行える。なお、17時〜23時まで30分単位で電力の売買は可能であるが、より需要予測の精度の高いところで処理を行うように、需給管理サーバ100が、23時直前に1回のみ売買を行うようにしても良い。
In the market one hour ago, power can be bought and sold one hour before, so power adjustment for 24 hours on the day can be made until 23:00. In addition, although it is possible to buy and sell electric power in 30-minute units from 17:00 to 23:00, the supply and
ところで、1時間前市場は1時間前に終了する。需給管理サーバ100が利用可能な1時間前市場は、23時以降について時間の経過とともに変化する。
By the way, the one hour ago market ends one hour ago. The market one hour before the demand-
そこで、需給管理サーバ100は、前日23:30において、1時間前市場(管理時刻t’=1〜47)で電力の調整を行う(S1703)。
Thus, the supply and
そして、当日になった後も時間の経過と共に、利用可能な1時間前市場は変化する。需給管理サーバ100は、当日0:00から当日22:30まで、時刻(tc)において、1時間前市場(管理時刻t’=(tc+2)〜47(コマ))で電力の調整を行う(S1704)。なお、tc=0〜45(コマ)とする。
Then, with the passage of time after the day, the market available one hour ago changes. The supply-and-
本フローチャートにおいては、30分単位で電力調整が可能であって、需要予測で枯渇・溢れが検出される毎に、電力の調整を行う。1時間前市場は、1時間前まで売買が可能であるので、需要予測の精度を優先し、1時間前市場が終了する直前に売買を行うように処理を行っても良い。 In this flowchart, the power can be adjusted in units of 30 minutes, and the power is adjusted each time exhaustion or overflow is detected in the demand forecast. Since the market one hour ago can be traded up to one hour before, it is possible to give priority to the accuracy of demand forecasting and to perform processing so that trading is performed immediately before the market one hour ago ends.
なお、S1701〜S1703においては、本日の需要予測と共に、翌日の需要予測を行いながら、効果的な蓄電池121の調整が行われる。本日の需要予測は、翌日の開始時刻における総充電量の算出に用いられる。 In S1701 to S1703, the adjustment of the storage battery 121 is effectively performed while performing the demand forecast of the next day together with the demand forecast of the current day. Today's demand forecast is used to calculate the total charge at the start time of the next day.
また、S1704においては、翌日の開始時刻における総充電量と共に、前日市場の売買の確定状態を考慮して、蓄電池121に対して総充電量の調整を行っていくものとする。 In addition, in S1704, the total charge amount of the storage battery 121 is adjusted in consideration of the state of purchase and sale in the previous day's market, together with the total charge amount at the start time of the next day.
上述したように、前日市場、1時間前市場を組み合わせて、時間に応じて電力の調整を行っていくことで、蓄電池121の溢れ・枯渇状態の回避を効率的に行うことができる。さらに、需要の変化に応じた蓄電池121の状態を維持できるので、効果的な需給管理を実現できる。 As described above, by combining the day-ahead market and the hour-ahead market and adjusting the power according to time, it is possible to efficiently avoid the overflow / depletion state of the storage battery 121. Further, since the state of the storage battery 121 according to the change in demand can be maintained, effective supply and demand management can be realized.
(変形例2)
上述した実施形態においては、インバランスを調整する際に、需要家群101に設けられた蓄電池121の充放電を行う例について説明した。しかしながら、充放電制御の対象となる蓄電池を、需要家群101に設けられた蓄電池121に制限するものではない。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, an example in which the storage battery 121 provided in the
図18は、変形例2の電力需給管理システムの構成例を示した図である。図18に示される例では、電力自由化時の電力システム全体を示している。 FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply and demand management system according to a second modification. The example illustrated in FIG. 18 illustrates the entire power system during power liberalization.
図18に示されるように、電力需給管理システムは、需要家群101に設けられた蓄電池121の代わりに、蓄電池システム1801が設けられた例とする。
As illustrated in FIG. 18, the power supply and demand management system is an example in which a
そして、蓄電池システム1801は、電力系統ネットワーク152を介して、需要家群102(102_1、102_2、102_3、…、102_k−2、102_k−1、102_k)に対して電力の供給を行うことができる。
Then, the
また、上述した実施形態と同様に、需給管理サーバ100が、公衆ネットワーク151を介して、蓄電池システム1801の充放電を制御可能とする。そして、需給管理サーバ100は、スマートメータによる30分毎の計測データに基づいて、需要の管理(需要予測によるインバランスの予測)を行い、必要に応じて蓄電池システム1801の充放電を行う。これにより、インバランスの解消を行うことができる。
Further, similarly to the above-described embodiment, the supply and
本変形例の蓄電池システム1801には通信制御機能が備えられている。そして、蓄電池システム1801は、需給管理サーバ100からの充放電指示を実行できる。
The
本変形例の蓄電池システム1801は、系統に直接接続されている。そして、充放電による需給調整は、配電事業者の認識の基に行われる。また、上述した実施形態の需要家群101内の蓄電池121のように逆潮流をしない形での放電は行わない。需給管理サーバ100は、配電事業者の認識に基づいて、余剰のインバランスと判断した場合、蓄電池システム1801に充電する。不足のインバランスと判断した場合、蓄電池システム1801から電力系統ネットワーク152への放電が行われる。
The
本変形例においても、上述した実施形態と同様に、インバランスに対する充放電のために、充放電計画を生成し、充放電計画を用いた充放電制御を行う。さらに、予測需要にずれが生じた場合に、スポット市場及び1時間前市場を用いた電力の購入、売却を行う際の処理手順は、上述した実施形態と同様として説明を省略する。このように、蓄電池の設置形態に係らず適用することができる。 Also in this modification, a charge / discharge plan is generated for charge / discharge for imbalance and charge / discharge control using the charge / discharge plan is performed, as in the above-described embodiment. Further, in the case where the forecast demand is shifted, the processing procedure for purchasing and selling power using the spot market and the market one hour before is the same as in the above-described embodiment, and the description is omitted. Thus, the present invention can be applied regardless of the installation form of the storage battery.
上述した実施形態及び変形例においては、予め調達する電力量と、需要予測電力量との間のインバランスを、蓄電池の充放電により低減できる。インバランスを低減するために用いられる充電池の充電量を、前日の予測に基づいた前日市場(スポット市場)や、直前の予測に基づいた1時間前市場による電力調整を行うことで、当該蓄電池の溢れ状態及び不足状態となることを抑止できる。 In the embodiment and the modification described above, the imbalance between the amount of power to be procured in advance and the amount of predicted power can be reduced by charging and discharging the storage battery. The charge amount of the rechargeable battery used for reducing the imbalance is adjusted based on the market on the previous day (spot market) based on the prediction on the previous day or the market one hour before based on the prediction on the previous day, so that the storage battery can be used. Overflow and shortage can be suppressed.
以上のように、電力小売事業者の需給管理サーバ100は、電力システム事業者間ネットワーク154を介し、発電事業者(発電システム104)からの電力調達を行うと共に、(図示しない)メータ管理サーバ103からの30分単位の計測データから適切な需要予測を行ったり、大規模な蓄電池システム1801を制御することによる需給制御を行うことが出来る。これにより、需要に見合った適切な電力の事前調達と、当日発生するインバランスの吸収を大規模蓄電池の充放電により行うことで、需給バランスの制御(同時同量制御)を実現することが可能である。
As described above, the power supply /
上述した実施形態及び変形例においては、管理時間を分割した分割時間毎に、各需要家から受信した計測データに基づいて、需要予測電力量を算出し、当該需要予測電力量を考慮して充放電制御を行うことで、インバランスを抑止する精度を向上させることができる。 In the above-described embodiment and modified example, the demand forecast power amount is calculated based on the measurement data received from each customer for each division time obtained by dividing the management time, and the demand forecast power amount is taken into account. By performing the discharge control, the accuracy of suppressing imbalance can be improved.
上述した実施形態及び変形例においては、発生が予測されるインバランスに対して、蓄電池を緩衝として使用することで、蓄電池が設けられていない場合と比べて、電力調整(売買)の頻度を低減できる。 In the above-described embodiment and the modified example, the frequency of power adjustment (trading) is reduced by using the storage battery as a buffer against the imbalance that is expected to occur, compared with the case where the storage battery is not provided. it can.
上述した実施形態及び変形例においては、蓄電池の溢れ状態、枯渇状態を回避するために電力市場による調整を、効率的且つ低コストで実現できる。 In the above-described embodiment and the modified example, the adjustment by the electric power market in order to avoid the overflow state and the exhaustion state of the storage battery can be realized efficiently and at low cost.
低コストということは、他の電力事業者で比較的余剰とみなされる電力を購入(利用)し、他の電力事業者で比較的不足とみなされる電力を販売(供給)していることを意味する。 Low cost means that other power companies purchase (use) power that is considered relatively surplus and sell (supply) power that is considered relatively short by other power companies. I do.
つまり、上述した実施形態及び変形例においては、蓄電池による充放電と電力市場による売買と、を組み合わせることで、他の電力事業者との間で、電力の有効利用を実現する。 That is, in the above-described embodiment and the modified example, the effective use of electric power is realized with another electric power company by combining the charging and discharging by the storage battery and the buying and selling by the electric power market.
本発明のいくつかの実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While some embodiments and modifications of the present invention have been described, these embodiments and modifications are provided as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments and modifications can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and equivalents thereof.
100、1400…需給管理サーバ、101、102…需要家群、103…メータ管理サーバ、104…発電システム、111、112…スマートメータ、121…蓄電池、151…公衆ネットワーク、152…電力系統ネットワーク、154…電力システム事業者間ネットワーク、200…蓄電池システム、201…配電線、202…電力センサ、204…負荷、211…制御部、212…通信部、301、1401…需給管理部、302…メータ情報記憶部、303…需要家毎蓄電情報記憶部、304…通信I/F、305…需要予測算出部、306…需要予測用情報記憶部、307…判定データ記憶部、308…購入データ記憶部、311…受信処理部、312…購入済電力量取得部、313…充電量取得部、314…指示値算出部、315…不足・余剰電力量算出部、316、1421…時刻特定部、317…送信処理部。 100, 1400: Supply and demand management server, 101, 102: Customer group, 103: Meter management server, 104: Power generation system, 111, 112: Smart meter, 121: Storage battery, 151: Public network, 152: Power system network, 154 ... Network between power system operators, 200... Storage battery system, 201... Distribution line, 202... Power sensor, 204... Load, 211... Control unit, 212. Unit, 303: power storage information storage unit for each consumer, 304: communication I / F, 305: demand prediction calculation unit, 306: information storage unit for demand prediction, 307: determination data storage unit, 308: purchase data storage unit, 311 ... Reception processing unit, 312 ... Purchased power amount acquisition unit, 313 ... Charge amount acquisition unit, 314 ... Instruction value calculation unit 15 ... Lack surplus power calculation means, 316,1421 ... time specifying unit, 317 ... transmission processing unit.
Claims (5)
前記総需要家群に含まれる需要家における、一日を分割した単位時間毎に予測される電力の使用量を示した需要予測電力量を算出する予測算出部と、
前記総需要家群に供給するために電力市場から調達された、前記一日の前記単位時間毎に供給可能な調達電力量を取得する第1の取得部と、
前記一日の開始時刻における、前記第1の需要家群の蓄電池の充電量を取得する第2の取得部と、
前記需要予測電力量と、前記単位時間毎に供給可能な前記調達電力量と、に基づいて、前記単位時間毎に、前記蓄電池に対して指示を行う充放電指示値を算出する第1の算出部と、
前記充放電指示値と、前記一日の開始時刻における前記蓄電池の充電量と、に基づいて前記蓄電池の充放電制御を行った場合に、前記一日内で、前記蓄電池の蓄電量が、放電を抑止する基準として定められた第1の閾値を下回る、又は充電を抑止する基準として定められた第2の閾値を上回る、第1の時刻を算出すると共に、当該第1の閾値を下回る場合には、前記充放電指示値から、前記第1の閾値まで放電した電力量を差し引いた不足電力量を算出し、当該第2の閾値を上回る場合には、前記充放電指示値から、前記第2の閾値まで充電した電力量を差し引いた余剰電力量を算出する第2の算出部と、
前記第1の閾値を下回る前記第1の時刻が算出された場合には、前記第1の時刻より前の時刻であって、当該時刻に前記不足電力量を購入した場合に、前記蓄電池の蓄電量の上限として設定された第3の閾値を超えない購入予定時刻を特定し、前記第2の閾値を上回る第2の時刻が算出された場合には、前記第2の時刻より前の時刻であって、当該時刻に前記余剰電力量を売却した場合に、前記蓄電池の蓄電量の下限として設定された第4の閾値を下回らない売却予定時刻を特定する時刻特定部と、
を備えた電力管理装置。 A power management device that adjusts power demand by controlling storage batteries of a first consumer group provided with storage batteries, which is included in a total consumer group that consumes power supplied from the power distribution system,
In the consumers included in the total customer group, a prediction calculation unit that calculates a demand prediction power amount indicating a usage amount of power predicted for each unit time obtained by dividing the day,
A first obtaining unit that obtains a procurable power amount that can be supplied per unit time of the day, procured from an electric power market to supply to the total consumer group,
A second acquisition unit that acquires a charge amount of a storage battery of the first consumer group at the start time of the day;
A first calculation for calculating a charge / discharge instruction value for instructing the storage battery for each unit time based on the predicted power amount and the procured power amount that can be supplied per unit time; Department and
In the case where the charge / discharge control of the storage battery is performed based on the charge / discharge instruction value and the charge amount of the storage battery at the start time of the day, within the day, the charge amount of the storage battery discharges. In the case where the first time is calculated to be lower than a first threshold value defined as a criterion for inhibiting or to exceed a second threshold value defined as a criterion for inhibiting charging, and to be below the first threshold value, Calculating, from the charge / discharge instruction value, the amount of power shortage obtained by subtracting the amount of power discharged to the first threshold value, and if the power amount exceeds the second threshold value, calculating the second charge amount from the charge / discharge instruction value. A second calculating unit that calculates a surplus power amount obtained by subtracting the power amount charged to the threshold,
When the first time that is less than the first threshold is calculated, the time is before the first time, and when the insufficient power amount is purchased at the time, the power storage of the storage battery is performed. A purchase scheduled time that does not exceed the third threshold set as the upper limit of the amount is specified, and if a second time that exceeds the second threshold is calculated, a time before the second time is calculated. A time specifying unit that specifies a planned sale time that does not fall below a fourth threshold set as a lower limit of the storage amount of the storage battery when the surplus power amount is sold at the time;
A power management device comprising:
前記時刻特定部は、さらに、前記価格情報に基づいて、前記不足電力量を購入する予定時刻を特定する、又は、前記余剰電力量を売却する予定時刻を特定する、
請求項1に記載の電力管理装置。 In a power market where power can be purchased and sold, a third acquisition unit that acquires price information indicating a price of power for each unit time of the day,
The time specifying unit further specifies, based on the price information, a scheduled time to purchase the insufficient power amount, or specifies a scheduled time to sell the surplus power amount,
The power management device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電力管理装置。 The time identification unit, when identifying the planned purchase time, when the insufficient power amount is purchased at the planned purchase time, the first threshold value between the planned purchase time and the first time. When specifying the planned purchase time and specifying the planned sale time based on the charge amount of the storage battery that is lower than the first reference value and that is larger than the third threshold value. In the case where the surplus power amount is sold at the scheduled sale time, a value smaller than the second threshold and larger than the fourth threshold is used between the scheduled sale time and the first time. Determining the expected selling time based on a charged amount of the storage battery exceeding a second reference value;
The power management device according to claim 1.
請求項1乃至3のいずれか1つに記載の電力管理装置。 A power market server provided as a power market where power can be purchased and sold, a purchase request for the insufficient power amount at the planned purchase time or a request to sell the surplus power amount at the planned sale time is transmitted. Further comprising:
The power management device according to claim 1.
請求項4に記載の電力管理装置。 The transmission unit further transmits the purchase request or the sale request while the power market is open on the day before the day on which power is traded in the power market server, and then transmits the power in the power market server. Transmitting the purchase request or the sale request while the power market is open up to one hour before the time to be traded,
The power management device according to claim 4.
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