JP6664264B2 - 蓄電池運転計画作成装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る第2の蓄電池運転計画作成装置は、将来の計画期間における蓄電池の充電量および放電量の推移を蓄電池運転計画として作成する蓄電池運転計画作成装置であって、計画期間において時間により変動する電力の売買に関する料金情報を取得する情報取得部と、蓄電池の充放電により変化する蓄電池の温度特性を取得する蓄電池温度特性取得部と、蓄電池の温度に対応して定められた、計画期間における蓄電池の充電量および放電量の出力条件を取得する出力条件取得部と、プログラムを格納する主記憶装置と、プログラムを実行するCPUと、を備え、情報取得部は、ヒートポンプで沸かし給湯タンクに貯蔵した湯から熱供給を行う自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の、計画期間における熱供給量の予測値を熱供給計画として取得し、CPUは、プログラムを実行することによって、蓄電池の充電量および放電量ならびに料金情報をパラメータに含む計画期間における電力料金の目的関数を作成する目的関数作成部と、蓄電池温度特性、出力条件、および熱供給計画を満たす熱量の湯が給湯タンクに貯蔵されることを制約条件として、電力料金の目的関数を最小化する最適化問題を解くことにより、蓄電池運転計画、および自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の計画期間における運転計画を作成する運転計画作成部と、して機能する。
本発明に係る第2の蓄電池運転計画作成装置は、将来の計画期間における蓄電池の充電量および放電量の推移を蓄電池運転計画として作成する蓄電池運転計画作成装置であって、計画期間において時間により変動する電力の売買に関する料金情報を取得する情報取得部と、蓄電池の充放電により変化する蓄電池の温度特性を取得する蓄電池温度特性取得部と、蓄電池の温度に対応して定められた、計画期間における蓄電池の充電量および放電量の出力条件を取得する出力条件取得部と、プログラムを格納する主記憶装置と、プログラムを実行するCPUと、を備え、情報取得部は、ヒートポンプで沸かし給湯タンクに貯蔵した湯から熱供給を行う自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の、計画期間における熱供給量の予測値を熱供給計画として取得し、CPUは、プログラムを実行することによって、蓄電池の充電量および放電量ならびに料金情報をパラメータに含む計画期間における電力料金の目的関数を作成する目的関数作成部と、蓄電池温度特性、出力条件、および熱供給計画を満たす熱量の湯が給湯タンクに貯蔵されることを制約条件として、電力料金の目的関数を最小化する最適化問題を解くことにより、蓄電池運転計画、および自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の計画期間における運転計画を作成する運転計画作成部と、して機能する。従って、自然冷媒ヒートポンプ給湯設備が設置されている場合に、その熱供給計画による制約を満足しつつ、電力料金が最小値となる蓄電池運転計画および給湯運転計画を作成することができる。
<A−1.構成>
図1は、実施の形態1に係る蓄電池運転計画作成装置1の構成を示すブロック図である。蓄電池運転計画作成装置1は、各種情報を取得する情報取得部と、各種情報を格納するデータベース12と、蓄電池運転計画を決定する蓄電池運転計画作成部11と、蓄電池運転計画等を出力する情報出力部とを備えている。
次に、蓄電池運転計画作成部11が実施する蓄電池運転計画最適化処理について説明する。蓄電池運転計画作成部11は、蓄電池運転計画最適化処理を実施するために、データベース12に格納された演算用設定データ105から、蓄電池温度モデル19と、蓄電池充放電出力制限モデル20とを取り出す。以下、これらのモデルについて説明する。
実施の形態1の蓄電池運転計画作成装置1によれば、計画期間において時間により変動する電力の売買に関する料金情報を取得する情報取得部と、蓄電池の充放電により変化する蓄電池の温度特性を取得する蓄電池温度特性取得部と、蓄電池の温度に対応して定められた、計画期間における蓄電池の充電量および放電量の出力条件を取得する出力条件取得部と、蓄電池の充電量および放電量ならびに料金情報をパラメータに含む計画期間における電力料金の目的関数を、蓄電池温度特性と出力条件を満たす範囲で最小化する蓄電池運転計画を作成する運転計画作成部と、を備える。従って、蓄電池の充放電による内部温度変化を考慮した蓄電池の充放電出力制限を守ったうえで電力料金を最小化する、すなわち蓄電池の性能を最大限活用する運転計画を作成することができる。
実施の形態2では、太陽光発電などの再生可能エネルギー(以降、再生可能エネルギーを「再エネ」という)の発電設備が設置されている場合に、再エネ発電出力予測値を考慮した蓄電池運転計画を作成する。
図6は、実施の形態2に係る蓄電池運転計画作成装置2の構成を示すブロック図である。蓄電池運転計画作成装置2は、蓄電池運転計画作成装置1の構成に加えて、情報取得部として再エネ発電出力予測値取得部21を備えており、蓄電池運転計画の作成において、再エネ発電出力予測値107を考慮する。蓄電池運転計画作成装置2のその他の構成は、実施の形態1に係る蓄電池運転計画作成装置1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
蓄電池運転計画作成部11は、蓄電池充放電出力制限モデルを制約条件として、計画期間における電力料金を最小化する。計画期間における電力料金は、時刻tの電力料金C(t)を計画期間で積分することによって得られる。時刻tの再エネ発電出力予測値をPpv(t)とすると、時刻tの電力料金C(t)は、実施の形態1で説明した式(7)を修正した以下の式で求められる。
実施の形態2に係る蓄電池運転計画作成装置2において、各種情報を取得する情報取得部は、再生可能エネルギー発電設備の計画期間における発電量予測値Ppvを取得し、電力料金の目的関数は、発電量予測値Ppvをパラメータとして含む。従って、実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加え、再生可能エネルギー発電設備の出力を考慮した上で、電力料金を最小にする蓄電池の運転計画を作成できる。
実施の形態3では、自然冷媒ヒートポンプ給湯設備が設置されている場合に、自然冷媒ヒートポンプ給湯設備からの熱供給を考慮した、蓄電池運転計画および自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の運転計画を作成する。自然冷媒ヒートポンプ給湯設備とは、ヒートポンプで湯を沸かし、沸かした湯を給湯タンクに貯蔵し、給湯タンクに貯蔵した湯から必要に応じて熱供給を行う設備である。
図8は、実施の形態3に係る蓄電池運転計画作成装置3の構成を示すブロック図である。蓄電池運転計画作成装置3は、実施の形態1に係る蓄電池運転計画作成装置1の構成に加えて、熱供給計画取得部22と、給湯運転計画出力部23とをさらに備える。また、蓄電池運転計画作成装置3は、実施の形態1における蓄電池運転計画作成部11に代えて、蓄電池運転計画および給湯運転計画を作成する運転計画作成部24を備えている。
運転計画作成部24は、蓄電池運転計画104および給湯運転計画110の作成にあたり、熱供給計画109を制約条件とするために、給湯特性モデル25および給湯タンク放熱特性モデル26を取得する。これらのモデルは、演算用設定データ取得部13が取得し、データベース12に格納した演算用設定データ105に含まれている。
実施の形態3に係る蓄電池運転計画作成装置3において、各種情報を取得する情報取得部は、ヒートポンプで沸かし給湯タンクに貯蔵した湯から熱供給を行う自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の、計画期間における熱供給量の予測値を熱供給計画として取得し、運転計画作成部は、熱供給計画を満たす熱量の湯が給湯タンクに貯蔵されることを制約条件として、電力料金の目的関数を最小化する蓄電池運転計画、および自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の計画期間における運転計画を作成する。従って、実施の形態1の効果に加えて、自然冷媒ヒートポンプ給湯設備が設置されている場合に、その熱供給計画による制約を満足しつつ、電力料金が最小値となる蓄電池運転計画および給湯運転計画を作成することができる。
Claims (4)
- 将来の計画期間における蓄電池の充電量および放電量の推移を蓄電池運転計画として作成する蓄電池運転計画作成装置であって、
前記計画期間において時間により変動する電力の売買に関する料金情報を取得する情報取得部と、
前記蓄電池の充放電により変化する前記蓄電池の内部温度特性を取得する蓄電池温度特性取得部と、
前記蓄電池の内部温度に対応して定められた、前記計画期間における前記蓄電池の充電量および放電量の絶対値の上限である出力条件を取得する出力条件取得部と、
プログラムを格納する主記憶装置と、
前記プログラムを実行するCPUと、を備え、
前記CPUは、前記プログラムを実行することによって、
前記蓄電池の充電量および放電量ならびに前記料金情報をパラメータに含む前記計画期間における電力料金の目的関数を作成する目的関数作成部と、
前記蓄電池の内部温度特性と前記出力条件を制約条件として、前記目的関数を最小化する最適化問題を解くことにより前記蓄電池運転計画を作成する運転計画作成部と、して機能する、
蓄電池運転計画作成装置。 - 前記情報取得部は、再生可能エネルギー発電設備の前記計画期間における発電量予測値を取得し、
前記電力料金の目的関数は、前記発電量予測値をパラメータとして含む、
請求項1に記載の蓄電池運転計画作成装置。 - 将来の計画期間における蓄電池の充電量および放電量の推移を蓄電池運転計画として作成する蓄電池運転計画作成装置であって、
前記計画期間において時間により変動する電力の売買に関する料金情報を取得する情報取得部と、
前記蓄電池の充放電により変化する前記蓄電池の温度特性を取得する蓄電池温度特性取得部と、
前記蓄電池の温度に対応して定められた、前記計画期間における前記蓄電池の充電量および放電量の出力条件を取得する出力条件取得部と、
プログラムを格納する主記憶装置と、
前記プログラムを実行するCPUと、を備え、
前記情報取得部は、ヒートポンプで沸かし給湯タンクに貯蔵した湯から熱供給を行う自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の、前記計画期間における熱供給量の予測値を熱供給計画として取得し、
前記CPUは、前記プログラムを実行することによって、
前記蓄電池の充電量および放電量ならびに前記料金情報をパラメータに含む前記計画期間における電力料金の目的関数を作成する目的関数作成部と、
前記蓄電池温度特性、前記出力条件、および前記熱供給計画を満たす熱量の湯が前記給湯タンクに貯蔵されることを制約条件として、前記電力料金の目的関数を最小化する最適化問題を解くことにより、前記蓄電池運転計画、および前記自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の前記計画期間における運転計画を作成する運転計画作成部と、して機能する、
蓄電池運転計画作成装置。 - 前記運転計画作成部は、前記自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の成績係数であるCOPと、前記給湯タンクの放熱特性とに基づき、前記蓄電池運転計画および前記自然冷媒ヒートポンプ給湯設備の前記計画期間における運転計画を作成する、
請求項3に記載の蓄電池運転計画作成装置。
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