JP7034632B2 - Operation planning device, operation planning system and operation planning method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、運転計画装置、運転計画システム及び運転計画方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to an operation planning device, an operation planning system, and an operation planning method.

電力小売自由化に伴い、新電力又はＰＰＳ（Power Producer and Supplier）と呼ばれる小売電気事業者（電力供給者）が増加している。新電力は、電力卸売取引市場で電力を調達し、需要家に供給する。新電力が電力をより安く調達するには、電力の市場価格が安い時間帯に需要家の消費電力が多く、電力の市場価格が高い時間帯に需要家の消費電力が少ないことが望ましい。 With the liberalization of electricity retailing, the number of retail electric power companies (electric power suppliers) called new electric power or PPS (Power Producer and Supplier) is increasing. New electricity will procure electricity in the wholesale electricity market and supply it to consumers. In order for new electric power to procure electric power cheaper, it is desirable that the consumer's power consumption is high during the time when the market price of electric power is low, and the consumer's power consumption is low during the time when the market price of electric power is high.

近年、新しい電力取引の種類として、デマンドレスポンス及びネガワット取引がある。新電力は、小売電気事業者の立場でネガワット取引を行う場合がある。新電力は、利益を得るために消費電力量及び消費時間帯等の電力需要を調整できる需要家を有することが望ましい。浄水場は、電力需要を調整できる需要家となる可能性を有する。配水池の水位と送水ポンプの運転台数とを調整することで、消費電力量を調整できる場合があるためである。 In recent years, new types of electricity trading include demand response and negawatt trading. New Electric Power may trade negawatts from the standpoint of a retail electric power company. It is desirable for new power to have consumers who can adjust power demand such as power consumption and time of consumption in order to make a profit. Waterworks have the potential to become consumers who can regulate electricity demand. This is because the power consumption may be adjusted by adjusting the water level of the distribution reservoir and the number of operating water pumps.

浄水場は、新電力にとって望ましい送水ポンプ運転計画を立てることができれば、より安い電気料金で電力供給を受ける契約を結べる可能性がある。しかし、従来は電力供給者の電力調達コストが十分に考慮されずに送水ポンプ運転計画が作成されていた。したがって、送水ポンプ運転計画によっては、電力調達コストが安価にならない可能性があった。このような問題は、特定の設備に対して電力を供給する電力供給者にとって共通の問題である。 Waterworks may be able to sign a contract to receive electricity at a lower electricity rate if they can make a desirable water pump operation plan for the new electricity. However, in the past, the water pump operation plan was created without fully considering the power procurement cost of the power supplier. Therefore, depending on the water pump operation plan, there is a possibility that the power procurement cost will not be reduced. Such problems are common to power suppliers who supply power to specific equipment.

特開２０１６－１３９２４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-139243 特開２０１２－２４６６８４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-2466884 特開２０１４－６９１０５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-69105 特開２０１６－１１９７７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-119771 特開２０１４－０６７４０５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-06745 特開２０１４－１７８８１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-178816

本発明が解決しようとする課題は、電力供給者がより安価に電力を調達することができる運転計画装置、運転計画システム及び運転計画方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide an operation planning device, an operation planning system, and an operation planning method capable of procuring electric power at a lower cost by an electric power supplier.

実施形態の運転計画装置は、電力予測部と、単価予測部と、第１運転計画部とを持つ。電力予測部は、プラント内で消費される電力のうち、前記プラント内の特定設備によって消費される電力を除く電力の予測値を算出する。単価予測部は、前記電力の単価の予測値を算出する。第１運転計画部は、前記特定設備のうち、稼働する前記特定設備の集合を示す第１候補集合と前記電力の予測値と前記単価の予測値とに基づいて電力供給者による前記電力の第１調達コストを算出し、前記第１候補集合が前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記第１調達コストが最小となる場合、前記第１候補集合を、稼働させる前記特定設備の集合を示す第１運転集合として決定する。 The operation planning device of the embodiment has a power prediction unit, a unit price prediction unit, and a first operation planning unit. The power prediction unit calculates the predicted value of the power consumed in the plant, excluding the power consumed by the specific equipment in the plant. The unit price prediction unit calculates the predicted value of the unit price of the electric power. The first operation planning unit is the first candidate set indicating the set of the specific equipment to be operated, the predicted value of the power, and the predicted value of the unit price among the specified equipment, and the first of the power by the power supplier. 1 When the procurement cost is calculated and the first candidate set satisfies the conditions for operating the plant and the first procurement cost is the minimum, the set of the specific equipment for operating the first candidate set is shown. Determined as the first operating set.

実施形態のポンプ運転計画システム１のシステム構成図。The system configuration diagram of the pump operation planning system 1 of an embodiment. 実施形態の浄水池から配水管路網までの送水の流れを表す図。The figure which shows the flow of the water flow from the water purification pond of embodiment to the distribution pipeline network. 実施形態の各時刻及び時間長を表す変数の時間関係の一具体例を示す図。The figure which shows a specific example of the time relation of the variable which represents each time and time length of an embodiment. 第１の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of 1st Embodiment. 第１の実施形態のポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process of calculating the pump operation number of 1st Embodiment. 第２の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of the 2nd Embodiment. 第２の実施形態のポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process of calculating the pump operation number of 2nd Embodiment. 第２の実施形態のＤＲ対応運転計画部１１９がポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which the DR correspondence operation planning part 119 of the 2nd Embodiment calculates the pump operation number. 第３の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of 3rd Embodiment. 第３の実施形態のポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process of calculating the pump operation number of 3rd Embodiment. 第３の実施形態の運転計画部１１８がポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which the operation planning part 118 of the 3rd Embodiment calculates the pump operation number. 第３の実施形態のＤＲ対応運転計画部１１９がポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which the DR correspondence operation planning part 119 of the 3rd Embodiment calculates the pump operation number. 第４の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of 4th Embodiment. 第５の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of 5th Embodiment. 第６の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of the 6th Embodiment. 第７の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of 7th Embodiment. 第８の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of 8th Embodiment. 第９の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of the 9th Embodiment. 第１０の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図。The functional block diagram of the pump operation planning apparatus 100 of the tenth embodiment. 実施形態の当日ＤＲ要請が行われた場合の一具体例を示す図。The figure which shows a specific example in the case where the DR request is made on the day of the embodiment.

以下、実施形態の運転計画装置、運転計画システム及び運転計画方法を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the operation planning device, the operation planning system, and the operation planning method of the embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、実施形態のポンプ運転計画システム１のシステム構成図である。ポンプ運転計画システム１は、ポンプ運転計画装置１００、第１入出力装置２００及び第２入出力装置３００を備える。ポンプ運転計画装置１００、第１入出力装置２００及び第２入出力装置３００は、ネットワーク４００によって相互に通信可能に接続される。ポンプ運転計画システム１は、運転計画システムの一態様である。運転計画システムは、電力供給者が安価に電力を調達する運転計画を生成するシステムである。 FIG. 1 is a system configuration diagram of the pump operation planning system 1 of the embodiment. The pump operation planning system 1 includes a pump operation planning device 100, a first input / output device 200, and a second input / output device 300. The pump operation planning device 100, the first input / output device 200, and the second input / output device 300 are connected to each other by a network 400 so as to be communicable with each other. The pump operation planning system 1 is an aspect of the operation planning system. The operation planning system is a system that generates an operation plan in which an electric power supplier procures electric power at a low cost.

ポンプ運転計画装置１００は、浄水場のポンプ運転計画を生成する。第１入出力装置２００は、ポンプ運転計画装置１００に対して節電時間帯等のデマンドレスポンス情報を送信する。第２入出力装置３００は、ポンプ運転計画装置１００からポンプ運転計画を受信する。第２入出力装置３００は、ポンプ運転計画を出力部３０３に表示させる。ネットワーク４００は、どのようなネットワークで構築されてもよい。例えば、ネットワーク４００は、インターネットで構成されてもよい。浄水場はプラントの一態様である。プラントは、電力供給者にとって需要家となりうる者である。ポンプ運転計画装置１００は、運転計画装置の一態様である。運転計画装置は、電力供給者が安価に電力を調達する運転計画を生成する装置である。 The pump operation planning device 100 generates a pump operation plan for a water purification plant. The first input / output device 200 transmits demand response information such as a power saving time zone to the pump operation planning device 100. The second input / output device 300 receives the pump operation plan from the pump operation planning device 100. The second input / output device 300 causes the output unit 303 to display the pump operation plan. The network 400 may be constructed by any network. For example, the network 400 may be configured with the Internet. A water purification plant is an aspect of a plant. A plant is a potential consumer for a power supplier. The pump operation planning device 100 is an aspect of the operation planning device. The operation planning device is a device that generates an operation plan in which a power supplier procures electric power at a low cost.

ポンプ運転計画装置１００は、ポンプ運転計画を生成する。ポンプ運転計画は、指定された期間における、浄水池から配水池まで水を移動させる送水ポンプ台数の運転計画である。指定された期間は、例えば、計画の生成を指示された当日の残り時間であってもよいし、翌日２４時間であってもよいし、翌日以降の期間であってもよい。ポンプ運転計画装置１００は、通信部１０１、データ記憶部１０２及び制御部１１４を備える。配水池は第１貯水池の一態様である。浄水池は第２貯水池の一態様である。送水ポンプは特定設備の一態様である。特定設備は、運転計画に応じて、稼働させる台数が決定される設備である。 The pump operation planning device 100 generates a pump operation plan. The pump operation plan is an operation plan of the number of water pumps that move water from the water purification pond to the distribution reservoir in a designated period. The designated period may be, for example, the remaining time of the day instructed to generate the plan, 24 hours of the next day, or the period after the next day. The pump operation planning device 100 includes a communication unit 101, a data storage unit 102, and a control unit 114. The reservoir is one aspect of the first reservoir. The purified water reservoir is one aspect of the second reservoir. The water pump is an aspect of specific equipment. The specific equipment is equipment whose number of units to be operated is determined according to the operation plan.

通信部１０１は、ネットワークインタフェースである。通信部１０１はネットワーク４００を介して、第１入出力装置２００及び第２入出力装置３００と通信する。通信部１０１は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。 The communication unit 101 is a network interface. The communication unit 101 communicates with the first input / output device 200 and the second input / output device 300 via the network 400. The communication unit 101 may communicate by a communication method such as a wireless LAN (Local Area Network), a wired LAN, Bluetooth (registered trademark) or LTE (Long Term Evolution) (registered trademark).

データ記憶部１０２は、ポンプ運転計画を生成するために用いられる各種のデータを記憶する。データ記憶部１０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。データ記憶部１０２は、水需要実績データ１０３、気象データ１０４、浄水場仕様データ１０５、浄水場電力需要実績データ１０６、浄水場ポンプ運転実績データ１０７、電気料金契約情報１０８、契約電力情報１０９、運転計画パラメータ設定１１０、ＤＲ情報１１１、オンサイト発電情報１１２及びスポット市場単価実績データ１１３を記憶する。 The data storage unit 102 stores various data used to generate a pump operation plan. The data storage unit 102 is configured by using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device. The data storage unit 102 includes water demand record data 103, meteorological data 104, water purification plant specification data 105, water purification plant power demand record data 106, water purification plant pump operation record data 107, electricity charge contract information 108, contract power information 109, and operation. The planning parameter setting 110, the DR information 111, the on-site power generation information 112, and the spot market unit price actual data 113 are stored.

制御部１１４は、ポンプ運転計画装置１００の各部の動作を制御する。制御部１１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１１４は、ポンプ運転計画プログラムを実行することによって、水需要予測部１１５、浄水場電力需要予測部１１６、浄水場電気料金計算部１１７、運転計画部１１８、ＤＲ（Demand Response）対応運転計画部１１９、ネガワット単価計算部１２０及びスポット市場単価予測部１２１として機能する。 The control unit 114 controls the operation of each unit of the pump operation planning device 100. The control unit 114 is executed by a device including, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a RAM (Random Access Memory). By executing the pump operation planning program, the control unit 114 has a water demand forecasting unit 115, a water purification plant power demand forecasting unit 116, a water purification plant electricity rate calculation unit 117, an operation planning unit 118, and a DR (Demand Response) compatible operation plan. It functions as a unit 119, a negawatt unit price calculation unit 120, and a spot market unit price forecast unit 121.

水需要実績データ１０３は、配水管路網を経由して配水された過去の水の需要量である。気象データ１０４は、気温、天候及び湿度等の気象に関する情報である。 The water demand actual data 103 is the past demand amount of water distributed via the distribution pipeline network. The meteorological data 104 is information on meteorology such as temperature, weather, and humidity.

浄水場仕様データ１０５は、ポンプ運転計画を生成するための制約に関する情報である。具体的には、浄水場仕様データ１０５は、送水ポンプ１台あたりの消費電力[ｋＷ]であるＷpump、配水池の上限水位Ｌmax［ｍ］、送水ポンプの最大運転台数Ｎmax、送水ポンプの最小運転台数Ｎmin、配水池の面積Ａdist[ｍ２]、浄水池の上限水位Ｋmax［ｍ］、浄水池の下限水位Ｋmin［ｍ］及び浄水池の面積Ａtreat［ｍ２］の値である。 The water purification plant specification data 105 is information regarding constraints for generating a pump operation plan. Specifically, the water purification plant specification data 105 includes W pump , which is the power consumption [kW] per water pump, the upper limit water level L max [m] of the distribution reservoir, the maximum number of water pumps operating N max , and the water pump. Minimum operating number N min , distribution reservoir area A dist [m 2 ], upper limit water level K max [m], lower limit water level K min [m] and water purification reservoir area A treat [m 2 ] Is the value of.

浄水場電力需要実績データ１０６は、過去に浄水場に消費された電力量である。浄水場ポンプ運転実績データ１０７は、過去の単位時間毎の送水ポンプの運転台数である。 The water purification plant electric power demand actual data 106 is the amount of electric power consumed in the water purification plant in the past. The water purification plant pump operation record data 107 is the number of water pumps operated in the past unit time.

電気料金契約情報１０８は、浄水場と電力供給者とが締結している電気料金契約に関する情報である。具体的には、電気料金契約情報１０８は、浄水場が電力供給者に支払う電気料金の基本料金[円]Ｂbasic、時刻ｔ－１からｔの期間の消費電力量に対して、浄水場が電力供給者に支払う電気料金の電力量単価[円／ｋＷｈ]Ｂtの値である。電力供給者は、浄水場に対して、電力を提供する事業者である。 The electricity rate contract information 108 is information regarding the electricity rate contract concluded between the water purification plant and the electric power supplier. Specifically, the electricity rate contract information 108 is based on the electricity rate basic charge [yen] B basic , which the water purification plant pays to the power supplier, with respect to the power consumption during the period from time t-1 to t. It is the value of the electric energy unit price [yen / kWh] B t of the electricity charge paid to the electric power supplier. The electric power supplier is a business that provides electric power to the water purification plant.

契約電力情報１０９は、浄水場が契約している電力量に関する情報である。契約電力情報１０９は、浄水場と電力供給者間との契約電力（部分供給）[ｋＷ]であるＷpps、浄水場と他の電力供給者間との契約電力（ベース供給）[ｋＷ]であるＷbaseの値である。 The contract power information 109 is information regarding the amount of power contracted by the water purification plant. The contract power information 109 is W pps , which is the contract power (partial supply) [kW] between the water purification plant and the power supplier, and the contract power (base supply) [kW] between the water purification plant and another power supplier. It is a value of a certain W base .

運転計画パラメータ設定１１０は、ポンプ運転計画を生成するために利用される情報である。具体的には、運転計画パラメータ設定１１０は、計画対象となる期間の長さ[ｈ]Ｈlen、配水池の下限水位を計算するための期間[ｈ]Ｈstock、計画対象の基準時刻[ｈ]Ｔ0、単位時間の係数τ、水需要予測の誤差計数γ、浄水場の電力需要予測の誤差計数εの値である。単位時間の係数τは、１時間を１とする係数である。単位時間の係数τは、例えば、３０分なら０．５で示される。誤差計数γによって、水需要量は多めに見積もられる。誤差計数εによって、消費電力は多めに見積もられる。 The operation plan parameter setting 110 is information used to generate a pump operation plan. Specifically, the operation plan parameter setting 110 includes the length of the period to be planned [h] H len , the period for calculating the lower limit water level of the distribution reservoir [h] H stock , and the reference time [h] to be planned. ] T 0 , unit time coefficient τ, water demand forecast error count γ, and water purification plant power demand forecast error count ε. The coefficient τ of the unit time is a coefficient with 1 hour as 1. The coefficient τ of the unit time is shown by, for example, 0.5 for 30 minutes. Water demand is overestimated by the error count γ. The power consumption is overestimated by the error count ε.

ＤＲ情報１１１は、デマンドレスポンス（以下、「ＤＲ」という。）に応じる運転計画を生成するために使用される情報である。具体的には、ＤＲ情報１１１は、電力供給者がＤＲに応じない場合の罰金額[円]Ｇ、電力供給者がネガワットを売る場合のネガワット単価[円／ｋＷｈ]Ｐnega、ＤＲの開始時刻ｔs、ＤＲの終了時刻ｔeの値である。ネガワットは、浄水場がＤＲに応じて余剰する電力である。 The DR information 111 is information used to generate an operation plan according to a demand response (hereinafter, referred to as “DR”). Specifically, the DR information 111 includes a fine amount [yen] G when the electric power supplier does not comply with the DR, a negawatt unit price [yen / kWh] P nega when the electric power supplier sells the negawatt, and the start time of the DR. It is a value of t s and the end time t e of DR. Negawatt is the electricity that the waterworks surplus according to the DR.

オンサイト発電情報１１２は、電力供給者のオンサイト発電による電力量に関する情報である。オンサイト発電は、浄水場に対して、浄水場が消費する一部の電力を供給する。具体的には、オンサイト発電情報１１２は、時刻ｔ－１からｔまでの期間における電力供給者のオンサイト発電による供給電力量[円／ｋＷｈ]Ｆtの値である。スポット市場単価実績データ１１３は、過去にスポット市場が定めた電力単価の実績値である。 The on-site power generation information 112 is information on the amount of electric power generated by the on-site power generation of the electric power supplier. On-site power generation supplies the waterworks with some of the electricity consumed by the waterworks. Specifically, the on-site power generation information 112 is a value of the electric energy supply amount [yen / kWh] F t by the on-site power generation of the power supplier in the period from time t-1 to t. The spot market unit price actual data 113 is an actual value of the electric power unit price determined by the spot market in the past.

水需要予測部１１５は、水需要実績データ１０３と気象データ１０４とに基づいて、時刻ｔ－１からｔまでの期間の水需要量[ｍ３]の予測値Ｄtを算出する。ｔは、１以上、（Ｈlen＋Ｈstock）/τ以下の整数である。すなわち、水需要予測部１１５は、ポンプ運転計画の基準時刻Ｔ0から所定の時間後までの水需要量の予測値を算出する。所定の時間とは、Ｔlen＋Ｔstock単位時間である。Ｔlenとは、送水ポンプ運転計画の計画対象となる期間の長さＨlenを、単位時間計数τで割ることで求められるタイムステップ数である。Ｔstockは、配水池に貯水される水の最低水位を計算するための時間Ｈstockを、τで割ることで求められるタイムステップ数である。 The water demand forecasting unit 115 calculates the predicted value D t of the water demand amount [m 3 ] in the period from time t-1 to t based on the water demand actual data 103 and the meteorological data 104. t is an integer of 1 or more and (H len + H stock ) / τ or less. That is, the water demand forecasting unit 115 calculates the predicted value of the water demand amount from the reference time T 0 of the pump operation plan to a predetermined time later. The predetermined time is T len + T stock unit time. T len is the number of time steps obtained by dividing the length H len of the period to be planned in the water pump operation plan by the unit time count τ. T stock is the number of time steps obtained by dividing the time H stock for calculating the minimum water level of the water stored in the distribution reservoir by τ.

浄水場電力需要予測部１１６は、気象データ１０４と浄水場仕様データ１０５と浄水場電力需要実績データ１０６と浄水場ポンプ運転実績データ１０７とに基づいて、時刻ｔ－１からｔの期間の送水ポンプ以外の浄水場の消費電力[ｋＷ]の予測値Ｗｔを算出する。ｔは、１以上、Ｈlen/τ以下の整数である。すなわち、浄水場電力需要予測部１１６は、時刻Ｔ0からＴlen単位時間後までの送水ポンプ以外の浄水場の消費電力の予測値を算出する。浄水場電力需要予測部１１６は、電力量予測部の一態様である。 The waterworks power demand forecasting unit 116 is based on the meteorological data 104, the waterworks specification data 105, the waterworks power demand actual data 106, and the waterworks pump operation actual data 107, and the water supply pump during the period from time t-1 to t. Calculate the predicted value Wt of the power consumption [kW] of the waterworks other than. t is an integer of 1 or more and H len / τ or less. That is, the water purification plant power demand forecasting unit 116 calculates the predicted value of the power consumption of the water purification plant other than the water pump from the time T 0 to Tlen unit time later. The water purification plant electric power demand forecasting unit 116 is one aspect of the electric energy forecasting unit.

浄水場電気料金計算部１１７は、電気料金契約情報１０８と送水ポンプ運転台数Ｎとに応じて浄水場が電力供給者に支払う電気料金を算出する。送水ポンプ運転台数Ｎは、運転計画部１１８又はＤＲ対応運転計画部１１９によって決定される。 The water purification plant electricity rate calculation unit 117 calculates the electricity rate paid by the water purification plant to the power supplier according to the electricity rate contract information 108 and the number of water pumps operating N. The number of water pumps to be operated N is determined by the operation planning unit 118 or the DR-compatible operation planning unit 119.

運転計画部１１８は、時刻Ｔ0からＴlen単位時間後までのＤＲ未対応時のポンプ運転計画を生成する。運転計画部１１８は、所定の目的関数に基づいて、電力供給者が送水ポンプのために供給すべき電力を調達するコストが最小化されるように送水ポンプ台数Ｎを算出する。送水ポンプ運転台数Ｎは、式（Ｄ－１）で表される。Ｎｔは、時刻ｔ－１から時刻ｔまでの期間の送水ポンプ運転台数を表す。所定の目的関数は、実施形態ごとに異なってもよい。運転計画部１１８は、第１運転計画部の一態様である。 The operation planning unit 118 generates a pump operation plan when DR is not supported from time T0 to Tlen unit time later. Based on a predetermined objective function, the operation planning unit 118 calculates the number N of water pumps so that the cost of procuring the power to be supplied for the water pumps by the power supplier is minimized. The number N of water pumps in operation is represented by the formula (D-1). Nt represents the number of water pumps in operation during the period from time t-1 to time t. The predetermined objective function may be different for each embodiment. The operation planning unit 118 is an aspect of the first operation planning unit.

Figure 0007034632000001
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ＤＲ対応運転計画部１１９は、時刻Ｔ0からＴlen単位時間後までのＤＲ対応時のポンプ運転計画を生成する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、所定の目的関数に基づいて、電力供給者が送水ポンプのために供給すべき電力量を調達するコストが最小化されるように送水ポンプ台数Ｎを算出する。所定の目的関数は、実施形態ごとに異なってもよい。ＤＲ対応運転計画部１１９は、第２運転計画部の一態様である。 The DR-compatible operation planning unit 119 generates a pump operation plan for DR support from time T 0 to T len unit time later. The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the number of water pumps N so that the cost of procuring the amount of power to be supplied for the water pump by the power supplier is minimized based on a predetermined objective function. The predetermined objective function may be different for each embodiment. The DR-compatible operation planning unit 119 is an aspect of the second operation planning unit.

ネガワット単価計算部１２０は、ＤＲ情報１１１に基づいて、ネガワット単価Ｐnega及び罰金Ｇを算出する。ネガワット単価計算部１２０は、ポンプ運転計画に応じてＤＲ情報１１１に含まれるＰnega及びＧが変動する場合に、Ｐnega及びＧを算出する。 The negawatt unit price calculation unit 120 calculates the negawatt unit price P nega and the fine G based on the DR information 111. The negawatt unit price calculation unit 120 calculates P nega and G when P nega and G included in the DR information 111 fluctuate according to the pump operation plan.

スポット市場単価予測部１２１は、スポット市場単価実績データ１１３に基づいて、スポット市場単価[円／ｋＷｈ]の予測値Ｐtの値を算出する。ｔは、１以上、Ｈlen/τ以下の整数である。スポット市場単価予測部１２１は、単価予測部の一態様である。 The spot market unit price prediction unit 121 calculates the value of the predicted value P t of the spot market unit price [yen / kWh] based on the spot market unit price actual data 113. t is an integer of 1 or more and H len / τ or less. The spot market unit price prediction unit 121 is one aspect of the unit price prediction unit.

第１入出力装置２００は、電力供給者側のユーザからの指示（例えば、節電等を要請するデマンドレスポンス情報）を受け付ける。第１入出力装置２００は、受け付けた指示をポンプ運転計画装置１００へ送信する。第１入出力装置２００は、パーソナルコンピュータ又はサーバ等の情報処理装置である。第１入出力装置２００は、通信部２０１、入力部２０２及び出力部２０３を備える。 The first input / output device 200 receives an instruction from a user on the power supply side (for example, demand response information requesting power saving or the like). The first input / output device 200 transmits the received instruction to the pump operation planning device 100. The first input / output device 200 is an information processing device such as a personal computer or a server. The first input / output device 200 includes a communication unit 201, an input unit 202, and an output unit 203.

通信部２０１は、ネットワークインタフェースである。通信部２０１はネットワーク４００を介して、ポンプ運転計画装置１００及び第２入出力装置３００と通信する。通信部２０１は、例えば無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＬＴＥ等の通信方式で通信してもよい。 The communication unit 201 is a network interface. The communication unit 201 communicates with the pump operation planning device 100 and the second input / output device 300 via the network 400. The communication unit 201 may communicate by a communication method such as wireless LAN, wired LAN, Bluetooth or LTE.

入力部２０２は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部２０２は、入力装置を第１入出力装置２００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部２０２は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、第１入出力装置２００に対する指示を示す指示情報）を生成し、第１入出力装置２００に入力する。 The input unit 202 is configured by using an input device such as a touch panel, a mouse, and a keyboard. The input unit 202 may be an interface for connecting the input device to the first input / output device 200. In this case, the input unit 202 generates input data (for example, instruction information indicating an instruction to the first input / output device 200) from the input signal input in the input device, and inputs the input data to the first input / output device 200.

出力部２０３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の出力装置である。出力部２０３は、出力装置を第１入出力装置２００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、出力部２０３は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。 The output unit 203 is an output device such as a CRT (Cathode Ray Tube) display, a liquid crystal display, and an organic EL (Electro Luminescence) display. The output unit 203 may be an interface for connecting the output device to the first input / output device 200. In this case, the output unit 203 generates a video signal from the video data and outputs the video signal to the video output device connected to itself.

第２入出力装置３００は、浄水場側のユーザからの指示（例えば、ポンプ運転計画の生成）を受け付ける。第２入出力装置３００は、受け付けた指示をポンプ運転計画装置１００へ送信する。第２入出力装置３００は、パーソナルコンピュータ又はサーバ等の情報処理装置である。第２入出力装置３００は、通信部３０１、入力部３０２及び出力部３０３を備える。 The second input / output device 300 receives an instruction (for example, generation of a pump operation plan) from a user on the water purification plant side. The second input / output device 300 transmits the received instruction to the pump operation planning device 100. The second input / output device 300 is an information processing device such as a personal computer or a server. The second input / output device 300 includes a communication unit 301, an input unit 302, and an output unit 303.

通信部３０１は、ネットワークインタフェースである。通信部３０１はネットワーク４００を介して、ポンプ運転計画装置１００及び第１入出力装置２００と通信する。通信部３０１は、例えば無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＬＴＥ等の通信方式で通信してもよい。 The communication unit 301 is a network interface. The communication unit 301 communicates with the pump operation planning device 100 and the first input / output device 200 via the network 400. The communication unit 301 may communicate by a communication method such as wireless LAN, wired LAN, Bluetooth or LTE.

入力部３０２は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部３０２は、入力装置を第２入出力装置３００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部３０２は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、第２入出力装置３００に対する指示を示す指示情報）を生成し、第２入出力装置３００に入力する。 The input unit 302 is configured by using an input device such as a touch panel, a mouse, and a keyboard. The input unit 302 may be an interface for connecting the input device to the second input / output device 300. In this case, the input unit 302 generates input data (for example, instruction information indicating an instruction to the second input / output device 300) from the input signal input in the input device, and inputs the input data to the second input / output device 300.

出力部３０３は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の出力装置である。出力部３０３は、出力装置を第２入出力装置３００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、出力部３０３は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。 The output unit 303 is an output device such as a CRT display, a liquid crystal display, and an organic EL display. The output unit 303 may be an interface for connecting the output device to the second input / output device 300. In this case, the output unit 303 generates a video signal from the video data and outputs the video signal to the video output device connected to itself.

図２は、実施形態の浄水池から配水管路網までの送水の流れを表す図である。本実施形態では、浄水池１つ、配水池１つの送水プロセスを対象として説明する。領域５０１は配水池である。領域５０２は浄水池である。領域５０３は送水ポンプである。送水ポンプは浄水池の水を配水池に移動させる。領域５０４は、配水管路網（水需要）である。配水管路網（水需要）は、配水池に貯水される水を需要家に移動させる経路である。配水管路網（水需要）は、例えばパイプで構成される。なお、配水池は複数配置されてもよい。本実施形態は、配水池の水位、浄水池の水位、送水ポンプ運転台数及び消費電力について制約を有する。各制約は、運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９が、目的関数を計算するための制約条件として用いられる。以下、各制約について詳述する。 FIG. 2 is a diagram showing a flow of water supply from the water purification reservoir of the embodiment to the distribution pipeline network. In this embodiment, a water supply process of one water purification pond and one distribution pond will be described. Region 501 is a distribution reservoir. Area 502 is a water purification pond. Region 503 is a water pump. The water pump moves the water from the water purification pond to the distribution reservoir. Area 504 is a water distribution pipeline network (water demand). The distribution pipeline network (water demand) is a route for moving the water stored in the distribution reservoir to consumers. The distribution pipeline network (water demand) is composed of pipes, for example. A plurality of distribution reservoirs may be arranged. This embodiment has restrictions on the water level of the distribution reservoir, the water level of the purification reservoir, the number of water pumps in operation, and the power consumption. Each constraint is used as a constraint condition for the operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119 to calculate the objective function. Hereinafter, each constraint will be described in detail.

配水池の各時刻ｔにおける水位Ｌtは、下限水位Ｌmin［ｍ]以上、上限水位Ｌmax［ｍ]以下であるという制約を有する。式（Ｌ－１）は、配水池の水位Ｌtとして許容される範囲を表す。 The water level L t at each time t of the distribution reservoir is restricted to be equal to or higher than the lower limit water level L min [m] and equal to or lower than the upper limit water level L max [m]. Equation (L-1) represents a range allowed as the water level L t of the distribution reservoir.

Figure 0007034632000002
Figure 0007034632000002

各時刻ｔにおける配水池の水位Ｌtは、式（Ｌ－２）によって算出される。 The water level L t of the distribution reservoir at each time t is calculated by the equation (L-2).

Figure 0007034632000003
Figure 0007034632000003

Ｑtは、時刻ｔにおける、送水ポンプ運転台数Ｎｔに基づいて送水ポンプの送水量を求める関数である。Ｑtは、式（Ｌ－３）によって算出される。 Q t is a function for obtaining the amount of water pumped by the water pump based on the number of water pumps operated Nt at time t . Q t is calculated by the equation (L-3).

Figure 0007034632000004
Figure 0007034632000004

Ｖｔは、需要家の水需要量の予測値である。Ｖｔは、式（Ｌ－４）によって算出される。 Vt is a predicted value of the water demand of the consumer. V t is calculated by the formula (L-4).

Figure 0007034632000005
Figure 0007034632000005

下限水位Ｌminは、時刻毎に、式（Ｌ－５）によって算出される。 The lower limit water level L min is calculated by the equation (L-5) for each time.

Figure 0007034632000006
Figure 0007034632000006

Ｔstockは、式（Ｌ－６）によって算出される。 T stock is calculated by the formula (L-6).

Figure 0007034632000007
Figure 0007034632000007

浄水池の各時刻ｔにおける水位Ｋtは、下限水位Ｋmin［ｍ]以上、上限水位Ｋmax［ｍ]以下であるという制約を有する。式（Ｋ－１）は、浄水池の水位Ｋtとして許容される範囲を表す。 The water level K t at each time t of the water purification pond is restricted to be equal to or higher than the lower limit water level K min [m] and equal to or lower than the upper limit water level K max [m]. Equation (K-1) represents a range allowed as the water level K t of the water purification pond.

Figure 0007034632000008
Figure 0007034632000008

各時刻ｔにおける浄水池の水位Ｋtは以下の式（Ｋ－２）によって算出される。 The water level K t of the water purification pond at each time t is calculated by the following equation (K-2).

Figure 0007034632000009
Figure 0007034632000009

各時刻ｔにおける送水ポンプ運転台数Ｎｔは、最小運転台数Ｎmin以上、最大運転台数Ｎmax以下であるという制約を有する。式（Ｎ－１）は、許容される送水ポンプ運転台数の範囲を表す。 The number of water pumps operating Nt at each time t is limited to the minimum operating number N min or more and the maximum operating number N max or less. Equation (N-1) represents the range of allowable number of water pumps in operation.

Figure 0007034632000010
Figure 0007034632000010

消費電力は、電力供給者との契約電力を超えないという制約を有する。式（Ｗ－１）は、許容される消費電力の範囲を表す。 The power consumption is restricted to not exceed the contracted power with the power supplier. Equation (W-1) represents a range of allowable power consumption.

Figure 0007034632000011
Figure 0007034632000011

図３は、実施形態の各時刻及び時間長を表す変数の時間関係の一具体例を示す図である。ポンプ運転計画の対象期間は、運転計画部１１８又はＤＲ対応運転計画部１１９によって生成されるポンプ運転計画の計画期間である。図３に示される場合、ポンプ運転計画の対象期間は、２４時（０時）から２４時までの２４時間である。ポンプ運転計画は、スポット市場計画締切時刻及びネガワット取引市場計画締切時刻より前の時間に生成される。 FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the time relationship of variables representing each time and time length of the embodiment. The target period of the pump operation plan is the planning period of the pump operation plan generated by the operation planning unit 118 or the DR-compatible operation planning unit 119. In the case shown in FIG. 3, the target period of the pump operation plan is 24 hours from 24:00 (0:00) to 24:00. The pump operation plan is generated before the spot market planning deadline and the negawatt trading market planning deadline.

ＤＲ対象期間は、ポンプ運転計画の対象期間に含まれる。ポンプ運転計画の対象期間の終期からＨstockの間は配水池水位保証期間である。配水池水位保証期間は、配水池が浄水池からの送水を受けられない場合でも、需要家への配水が維持される時間である。図３の場合、Ｈstockは１２時間である。各時刻の下限水位は、Ｈstock時間の配水が維持されるように計算される。 The DR target period is included in the target period of the pump operation plan. The period from the end of the target period of the pump operation plan to H stock is the distribution reservoir water level guarantee period. The distribution reservoir water level guarantee period is the time during which distribution to consumers is maintained even if the distribution reservoir cannot receive water from the purification reservoir. In the case of FIG. 3, the H stock is 12 hours. The lower limit water level at each time is calculated so that the water distribution for the H stock time is maintained.

（第１の実施形態）
図４は、第１の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図である。第１の実施形態のポンプ運転計画装置１００は、電力供給者による電力調達コストを最小化するポンプ運転計画を生成する。第１の実施形態のポンプ運転計画装置１００は、水需要予測部１１５、浄水場電力需要予測部１１６、運転計画部１１８、ＤＲ対応運転計画部１１９及びスポット市場単価予測部１２１を備える。 (First Embodiment)
FIG. 4 is a functional block diagram of the pump operation planning device 100 of the first embodiment. The pump operation planning device 100 of the first embodiment generates a pump operation plan that minimizes the power procurement cost by the power supplier. The pump operation planning device 100 of the first embodiment includes a water demand forecasting unit 115, a water purification plant power demand forecasting unit 116, an operation planning unit 118, a DR-compatible operation planning unit 119, and a spot market unit price forecasting unit 121.

水需要予測部１１５は、算出した水需要量の予測値Ｄtを、運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９に送信する。浄水場電力需要予測部１１６は、算出した送水ポンプを除いた浄水場の消費電力の予測値Ｗtを、運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９に送信する。スポット市場単価予測部１２１は、算出したスポット市場単価の予測値Ｐtを、運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９に送信する。 The water demand forecasting unit 115 transmits the calculated predicted value D t of the water demand amount to the operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119. The waterworks power demand forecasting unit 116 transmits the calculated power consumption forecast value Wt of the waterworks excluding the water pump to the operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119. The spot market unit price prediction unit 121 transmits the calculated predicted value P t of the spot market unit price to the operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119.

運転計画部１１８は、所定の目的関数に基づいてポンプ運転計画を生成する。運転計画部１１８の目的関数は式（Ｏ－１）で表される。式（Ｏ－１）は、電力供給者による電力調達コストを最小化する式である。運転計画部１１８は、式（Ｌ－１）、式（Ｋ－１）、式（Ｎ－１）及び式（Ｗ－１）で表される制約条件を満たすように、送水ポンプ運転台数Ｎを決定する。運転計画部１１８は、運転計画パラメータ設定１１０及び契約電力情報１０９から各制約条件を示す値を取得する。運転計画部１１８は、送水ポンプ運転台数Ｎを決定するために、候補となるポンプ台数を複数決定してもよい。 The operation planning unit 118 generates a pump operation plan based on a predetermined objective function. The objective function of the operation planning unit 118 is expressed by the equation (O-1). Equation (O-1) is an equation that minimizes the power procurement cost by the power supplier. The operation planning unit 118 sets the number of water pumps to be operated N so as to satisfy the constraint conditions represented by the equation (L-1), the equation (K-1), the equation (N-1) and the equation (W-1). decide. The operation planning unit 118 acquires a value indicating each constraint condition from the operation plan parameter setting 110 and the contract power information 109. The operation planning unit 118 may determine a plurality of candidate pumps in order to determine the number N of water pumps to be operated.

Figure 0007034632000012
Figure 0007034632000012

式（Ｏ－１）に含まれるＣ（Ｎ）は、式（Ｏ－２）で算出される。式（Ｏ－２）は、浄水場の消費電力量の予測値Ｅt(Ｎt)にスポット市場単価Ｐtを乗じることで、電力供給者が電力を調達するためのコストを算出する式である。運転計画部１１８は、オンサイト発電情報１１２からオンサイト発電による供給電力量Ｆtを取得する。 C (N) included in the formula (O-1) is calculated by the formula (O-2). Equation (O-2) is an equation for calculating the cost for a power supplier to procure power by multiplying the predicted value E t (N t ) of the power consumption of the water purification plant by the spot market unit price P t . be. The operation planning unit 118 acquires the electric energy supply amount F t by the on-site power generation from the on-site power generation information 112.

Figure 0007034632000013
Figure 0007034632000013

式（Ｏ－２）に含まれるＥt(Ｎt)は、式（Ｏ－３）で算出される。式（Ｏ－３）は、浄水場の消費電力量の予測値である。運転計画部１１８は、浄水場仕様データ１０５から取得送水ポンプ１台当たりの消費電力Ｗpumpを取得する。運転計画部１１８は、時刻ｔにおけるポンプ運転台数ＮtとＷpumpとを乗算する。運転計画部１１８は、乗算結果とその他の消費電力Ｗtとを加算し、単位時間係数τを乗ずることで、浄水場の消費電力量を算出する。 Et (N t ) included in the equation (O-2) is calculated by the equation (O-3). Equation (O-3) is a predicted value of the power consumption of the water purification plant. The operation planning unit 118 acquires the power consumption W pump per water pump acquired from the water purification plant specification data 105. The operation planning unit 118 multiplies the number of pumps operated N t at time t by W pump . The operation planning unit 118 calculates the power consumption of the water purification plant by adding the multiplication result and other power consumption W t and multiplying by the unit time coefficient τ.

Figure 0007034632000014
Figure 0007034632000014

ＤＲ対応運転計画部１１９は、所定の目的関数に基づいてＤＲ対応したポンプ運転計画を生成する。ＤＲ対応運転計画部１１９の目的関数は式（Ｒ－１）で表される。式（Ｒ－１）は、電力供給者による電力調達コスト及び節電電力量に応じて得られるネガワット取引の収支に基づいて電力供給者が電力を調達するためのコストを最小化させる式である。ＤＲ対応運転計画部１１９は、式（Ｌ－１）、式（Ｋ－１）、式（Ｎ－１）及び式（Ｗ－１）で表される制約条件を満たすように、送水ポンプ運転台数Ｎを決定する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、運転計画パラメータ設定１１０及び契約電力情報１０９から各制約条件を示す値を取得する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、送水ポンプ運転台数Ｎを決定するために、候補となるポンプ台数を複数決定してもよい。 The DR-compatible operation planning unit 119 generates a DR-compatible pump operation plan based on a predetermined objective function. The objective function of the DR-compatible operation planning unit 119 is represented by the equation (R-1). Equation (R-1) is an equation that minimizes the cost for the electric power supplier to procure electric power based on the power procurement cost by the electric power supplier and the balance of the negawatt transaction obtained according to the amount of electric power saving. The DR-compatible operation planning unit 119 operates the number of water pumps so as to satisfy the constraint conditions represented by the equations (L-1), (K-1), (N-1) and (W-1). Determine N. The DR-compatible operation planning unit 119 acquires a value indicating each constraint condition from the operation plan parameter setting 110 and the contract power information 109. The DR-compatible operation planning unit 119 may determine a plurality of candidate pumps in order to determine the number N of water pumps to be operated.

Figure 0007034632000015
Figure 0007034632000015

式（Ｒ－１）に含まれるＲ（Ｎ）は、式（Ｒ－２）で算出される。式（Ｒ－２）は、浄水場の総節電量Ｓ（Ｎ）に、ネガワット単価Ｐnegaを乗じて算出したネガワット収入と罰金Ｇを考慮して、ネガワット取引の収支を求める式である。 R (N) included in the formula (R-1) is calculated by the formula (R-2). The formula (R-2) is a formula for obtaining the balance of negawatt transactions in consideration of the negawatt income calculated by multiplying the total power saving amount S (N) of the water purification plant by the negawatt unit price P nega and the fine G.

Figure 0007034632000016
Figure 0007034632000016

ＤＲ対応運転計画部１１９は、ＤＲ情報１１１から、ネガワット単価Ｐnegaと罰金Ｇとを取得する。罰金Ｇは、式（Ｒ－３）で算出される。 The DR-compatible operation planning unit 119 acquires the negawatt unit price P nega and the fine G from the DR information 111. The fine G is calculated by the formula (R-3).

Figure 0007034632000017
Figure 0007034632000017

浄水場の総節電量Ｓ（Ｎ）は、式（Ｒ－４）で算出される。ＤＲ対応運転計画部１１９は、ＤＲ対応しない場合の消費電力量の予測値Ｅt（Ｍt）とＤＲ対応した場合の消費電力量の予測値Ｅt（Ｎt）との差分電力量に基づいて算出される。Ｍtは、運転計画部１１８によって算出された時刻ｔ－１から時刻ｔまでの期間におけるポンプ運転台数である。 The total power saving amount S (N) of the water purification plant is calculated by the formula (R-4). The DR-compatible operation planning unit 119 is based on the difference power amount between the predicted value E t (M t ) of the power consumption when the DR is not supported and the predicted value E t (N t ) of the power consumption when the DR is supported. Is calculated. M t is the number of pumps operated in the period from time t-1 to time t calculated by the operation planning unit 118.

Figure 0007034632000018
Figure 0007034632000018

式（Ｒ－２）及び（Ｒ－３）は、ネガワット取引の収支の算定方法に応じて、変更されてもよい。 Equations (R-2) and (R-3) may be modified depending on the method of calculating the balance of negawatt transactions.

図５は、第１の実施形態のポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャートである。水需要予測部１１５は、水需要実績データ１０３及び気象データ１０４に基づいて、時刻Ｔ0からＴlen＋Ｔstockまでの単位時間毎の水需要量の予測値Ｄtを算出する（ステップＳ１０１）。浄水場電力需要予測部１１６は、気象データ１０４、浄水場仕様データ１０５、浄水場電力需要実績データ１０６及び浄水場ポンプ運転実績データ１０７に基づいて、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎の送水ポンプ分を除いた消費電力の予測値Ｗtを算出する（ステップＳ１０２）。スポット市場単価予測部１２１がスポット市場単価実績データ１１３に基づいて、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎のスポット市場単価の予測値Ｐtを算出する（ステップＳ１０３）。 FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for calculating the number of pumps in operation according to the first embodiment. The water demand forecasting unit 115 calculates the predicted value D t of the water demand amount for each unit time from the time T 0 to T len + T stock based on the water demand actual data 103 and the meteorological data 104 (step S101). The waterworks power demand forecasting unit 116 is based on the weather data 104, the waterworks specification data 105, the waterworks power demand actual data 106, and the waterworks pump operation actual data 107, for each unit time from time T 0 to T len . The predicted value W t of the power consumption excluding the water pump is calculated (step S102). The spot market unit price prediction unit 121 calculates the predicted value P t of the spot market unit price for each unit time from the time T 0 to T len based on the spot market unit price actual data 113 (step S103).

運転計画部１１８は、時刻Ｔ0 からＴlenまでの単位時間毎のＤＲに対応しない場合の送水ポンプ運転台数を算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、運転計画部１１８は、ＤtとＷtとＰtと式（Ｏ－１）で表される目的関数とに基づいて、電力供給者による電力調達コストを最小化するポンプ運転計画を生成する。 The operation planning unit 118 calculates the number of water pumps to be operated when the DR does not correspond to the DR for each unit time from the time T 0 to T len (step S104). Specifically, the operation planning unit 118 operates a pump that minimizes the power procurement cost by the power supplier based on D t , W t , P t , and the objective function expressed by the equation (O-1). Generate a plan.

ＤＲ対応運転計画部１１９は、時刻Ｔ0 からＴlenまでの単位時間毎のＤＲに対応する場合の送水ポンプ運転台数を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＤＲ対応運転計画部１１９は、ＤtとＷtとＰtとＤＲ情報１１１と式（Ｒ－１）で表される目的関数とに基づいて、ネガワット取引の収支を含む電力供給者による電力調達コストを最小化するポンプ運転計画を生成する。 The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the number of water pumps to be operated in the case of corresponding to DR for each unit time from time T 0 to T len (step S105). Specifically, the DR-compatible operation planning unit 119 uses D t , W t , P t , DR information 111, and an objective function represented by the equation (R-1) to generate electric power including the balance of negawatt transactions. Generate a pump operation plan that minimizes the cost of electricity procurement by the supplier.

このように構成されたポンプ運転計画装置１００の運転計画部１１８は、水需要量、消費電力及びスポット市場単価の予測値に基づいて、電力供給者による電力調達コストを最小化するポンプ運転計画を生成する。さらに、ＤＲ対応運転計画部１１９は、水需要量、消費電力及びスポット市場単価の予測値とＤＲ情報１１１とに基づいて、ネガワット取引の収支を考慮した電力供給者による電力調達コストを最小化するポンプ運転計画を生成する。また、浄水場側のユーザは、ポンプ運転計画に基づいてＤＲに対応できるか否かを電力供給者に示すことができる。電力供給者側のユーザは、ポンプ運転計画に基づいて浄水場を活用したネガワットが生成されるか否かを検討できる。したがって、運転計画部１１８又はＤＲ対応運転計画部１１９に基づいて生成されたポンプ運転計画に従って浄水場を運転することで、電力供給者はより安価に電力を調達できる。 The operation planning unit 118 of the pump operation planning device 100 configured in this way implements a pump operation plan that minimizes the power procurement cost by the power supplier based on the predicted values of water demand, power consumption, and spot market unit price. Generate. Furthermore, the DR-compatible operation planning unit 119 minimizes the power procurement cost by the power supplier considering the balance of negawatt transactions based on the predicted values of water demand, power consumption and spot market unit price and the DR information 111. Generate a pump operation plan. Further, the user on the water purification plant side can indicate to the electric power supplier whether or not the DR can be supported based on the pump operation plan. The user on the power supply side can consider whether or not the negawatt utilizing the water purification plant is generated based on the pump operation plan. Therefore, by operating the water purification plant according to the pump operation plan generated based on the operation planning unit 118 or the DR-compatible operation planning unit 119, the electric power supplier can procure the electric power at a lower cost.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態におけるポンプ運転計画装置１００について説明する。図６は、第２の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図である。第２の実施形態のポンプ運転計画装置１００は、ＤＲに対応する場合ネガワット単価Ｐnegaを考慮したポンプ運転計画を生成する。第２の実施形態におけるポンプ運転計画装置１００は、ネガワット単価計算部１２０をさらに備える点で第１の実施形態とは異なるが、それ以外の構成は同じである。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。 (Second embodiment)
Next, the pump operation planning device 100 according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a functional block diagram of the pump operation planning device 100 of the second embodiment. The pump operation planning apparatus 100 of the second embodiment generates a pump operation plan in consideration of the negawatt unit price P nega when corresponding to DR. The pump operation planning device 100 in the second embodiment is different from the first embodiment in that it further includes a negawatt unit price calculation unit 120, but the other configurations are the same. Hereinafter, the points different from the first embodiment will be described.

ネガワット単価計算部１２０は、ネガワット単価Ｐnega及び罰金Ｇを算出する。Ｐnegaは式（Ｐ－１）に基づいて算出される。Ｐnegaの値は、浄水場の総節電量Ｓ（Ｎ）に応じて算出される。Ｐnegaの値は、式（Ｒ－２）で使用される。 The negawatt unit price calculation unit 120 calculates the negawatt unit price P nega and the fine G. P nega is calculated based on the equation (P-1). The value of P nega is calculated according to the total power saving amount S (N) of the water purification plant. The value of P nega is used in equation (R-2).

Figure 0007034632000019
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図７は、第２の実施形態のポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャートである。水需要予測部１１５は、水需要実績データ１０３及び気象データ１０４に基づいて、時刻Ｔ0からＴlen＋Ｔstockまでの単位時間毎の水需要量の予測値Ｄtを算出する（ステップＳ２０１）。浄水場電力需要予測部１１６は、気象データ１０４、浄水場仕様データ１０５、浄水場電力需要実績データ１０６及び浄水場ポンプ運転実績データ１０７に基づいて、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎の送水ポンプ分を除いた消費電力の予測値Ｗtを算出する（ステップＳ２０２）。スポット市場単価予測部１２１がスポット市場単価実績データ１１３に基づいて、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎のスポット市場単価の予測値Ｐtを算出する（ステップＳ２０３）。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing for calculating the number of pumps in operation according to the second embodiment. The water demand forecasting unit 115 calculates the predicted value D t of the water demand amount for each unit time from the time T 0 to T len + T stock based on the water demand actual data 103 and the meteorological data 104 (step S201). The waterworks power demand forecasting unit 116 is based on the weather data 104, the waterworks specification data 105, the waterworks power demand actual data 106, and the waterworks pump operation actual data 107, for each unit time from time T 0 to T len . The predicted value W t of the power consumption excluding the water pump is calculated (step S202). The spot market unit price prediction unit 121 calculates the predicted value P t of the spot market unit price for each unit time from the time T 0 to T len based on the spot market unit price actual data 113 (step S203).

運転計画部１１８は、時刻Ｔ0 からＴlenまでの単位時間毎のＤＲに対応しない場合の送水ポンプ運転台数を算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、運転計画部１１８は、ＤtとＷtとＰtと式（Ｏ－１）で表される目的関数とに基づいて、電力供給者による電力調達コストを最小化するポンプ運転計画を生成する。 The operation planning unit 118 calculates the number of water pumps to be operated when the DR does not correspond to the DR for each unit time from the time T 0 to T len (step S204). Specifically, the operation planning unit 118 operates a pump that minimizes the power procurement cost by the power supplier based on D t , W t , P t , and the objective function expressed by the equation (O-1). Generate a plan.

ＤＲ対応運転計画部１１９は、時刻Ｔ0 からＴlenまでの単位時間毎のＤＲに対応する場合の送水ポンプ運転台数を算出する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５の具体的な処理は、図８にて説明する。 The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the number of water pumps to be operated in the case of corresponding to DR for each unit time from time T 0 to T len (step S205). The specific process of step S205 will be described with reference to FIG.

図８は、第２の実施形態のＤＲ対応運転計画部１１９がポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャートである。ＤＲ対応運転計画部１１９は、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎の送水ポンプ運転台数の候補台数を決定する（ステップＳ３０１）。ＤＲ対応運転計画部１１９は、候補台数及び式（Ｒ－４）に基づいて節電量Ｓ（Ｎ）を算出する（ステップＳ３０２）。ネガワット単価計算部１２０は、算出されたＳ（Ｎ）と式（Ｐ－１）とに基づいてネガワット単価Ｐnegaを算出する（ステップＳ３０３）。ＤＲ対応運転計画部１１９は、式（Ｒ－２）に基づいて、Ｒ（Ｎ）を算出する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、Ｒ（Ｎ）と式（Ｒ－１）に基づいて、電力調達コストとネガワット取引との収支Ｙを算出する（ステップＳ３０４）。ＤＲ対応運転計画部１１９は、送水ポンプ運転台数Ｎの最適解が決定したか否か判定する（ステップＳ３０５）。具体的には、ＤＲ対応運転計画部１１９は、式（Ｒ－１）が制約条件を満たしているか否かを判定する。さらにＤＲ対応運転計画部１１９は、電力供給者による電力調達コストＹが最小化されているか否かを判定する。最適解が決定した場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、ＤＲ対応運転計画部１１９は、候補台数を送水ポンプ運転台数Ｎと決定する。最適解が決定していない場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、ステップＳ３０１に遷移する。 FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing in which the DR-compatible operation planning unit 119 of the second embodiment calculates the number of pumps in operation. The DR-compatible operation planning unit 119 determines a candidate number of water pumps to be operated for each unit time from time T 0 to T len (step S301). The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the power saving amount S (N) based on the number of candidates and the formula (R-4) (step S302). The negawatt unit price calculation unit 120 calculates the negawatt unit price P nega based on the calculated S (N) and the equation (P-1) (step S303). The DR-compatible operation planning unit 119 calculates R (N) based on the equation (R-2). The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the balance Y between the power procurement cost and the negawatt transaction based on R (N) and the formula (R-1) (step S304). The DR-compatible operation planning unit 119 determines whether or not the optimum solution for the number of water pumps in operation N has been determined (step S305). Specifically, the DR-compatible operation planning unit 119 determines whether or not the equation (R-1) satisfies the constraint condition. Further, the DR-compatible operation planning unit 119 determines whether or not the power procurement cost Y by the power supplier is minimized. When the optimum solution is determined (step S305: YES), the DR-compatible operation planning unit 119 determines that the number of candidate units is the number of water pumps in operation N. If the optimum solution has not been determined (step S305: NO), the process proceeds to step S301.

このように構成された第２の実施形態のポンプ運転計画装置１００では、ネガワット単価計算部１２０が、ネガワット単価の予測値Ｐnegaを算出する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、ＤＲ情報１１１とＰnegaとに基づいて、ポンプ運転計画を生成する。これにより、ＤＲ対応運転計画部１１９は、第１の実施形態よりも望ましいポンプ運転計画を生成できる。したがって、運転計画部１１８又はＤＲ対応運転計画部１１９に基づいて生成されたポンプ運転計画に従って浄水場を運転することで、電力供給者はより安価に電力を調達できる。 In the pump operation planning apparatus 100 of the second embodiment configured in this way, the negawatt unit price calculation unit 120 calculates the predicted value P nega of the negawatt unit price. The DR-compatible operation planning unit 119 generates a pump operation plan based on the DR information 111 and P nega . As a result, the DR-compatible operation planning unit 119 can generate a pump operation plan that is more desirable than that of the first embodiment. Therefore, by operating the water purification plant according to the pump operation plan generated based on the operation planning unit 118 or the DR-compatible operation planning unit 119, the electric power supplier can procure the electric power at a lower cost.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態におけるポンプ運転計画装置１００について説明する。図９は、第３の実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図である。第３の実施形態におけるポンプ運転計画装置１００は、浄水場電気料金計算部１１７をさらに備える点で第１の実施形態とは異なるが、それ以外の構成は同じである。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。 (Third embodiment)
Next, the pump operation planning device 100 according to the third embodiment will be described. FIG. 9 is a functional block diagram of the pump operation planning device 100 according to the third embodiment. The pump operation planning device 100 in the third embodiment is different from the first embodiment in that it further includes a water purification plant electricity rate calculation unit 117, but has the same configuration other than that. Hereinafter, the points different from the first embodiment will be described.

浄水場電気料金計算部１１７は、運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９からポンプ運転台数の候補台数を受け付ける。浄水場電気料金計算部１１７は、電気料金契約情報１０８に含まれるＢbasic及びＢtを取得する。浄水場電気料金計算部１１７は、式（Ｍ－２）に基づいて浄水場の電気料金を算出する。具体的には、浄水場電気料金計算部１１７は、浄水場の消費電力量の予測値Ｅt(Ｎt)とＢtとをｔ毎に乗算し、乗算した結果の和を算出する。ｔは１以上Ｔlen以下の整数である。次に浄水場電気料金計算部１１７は、算出した結果とＢbasicとを加算することで浄水場の電気料金を算出する。浄水場電気料金計算部１１７は、電気料金を運転計画部１１８又はＤＲ対応運転計画部１１９に送信する。 The water purification plant electricity rate calculation unit 117 receives candidates for the number of pump operations from the operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119. The water purification plant electricity rate calculation unit 117 acquires B basic and B t included in the electricity rate contract information 108. The water purification plant electricity charge calculation unit 117 calculates the electricity charge of the water purification plant based on the formula (M-2). Specifically, the water purification plant electricity rate calculation unit 117 multiplies the predicted value E t (N t ) and B t of the power consumption of the water purification plant for each t, and calculates the sum of the results of the multiplication. t is an integer of 1 or more and T len or less. Next, the water purification plant electricity charge calculation unit 117 calculates the electricity charge of the water purification plant by adding the calculated result and B basic . The water purification plant electricity rate calculation unit 117 transmits the electricity rate to the operation planning unit 118 or the DR-compatible operation planning unit 119.

運転計画部１１８は、所定の目的関数に基づいてＤＲに対応しない場合のポンプ運転計画を生成する。運転計画部１１８の目的関数は式（Ｍ－１）及び式（Ｍ－２）で表される。式（Ｍ－１）は、電力供給者による電力調達コストＹを最小化する式である。すなわち式（Ｍ－１）は、式（Ｏ－１）に相当する。式（Ｍ－２）は、浄水場が支払う電気料金Ｘを最小化する式である。運転計画部１１８は、式（Ｌ－１）、式（Ｋ－１）、式（Ｎ－１）及び式（Ｗ－１）で表される制約条件を満たすように、送水ポンプ運転台数Ｎを決定する。運転計画部１１８は、運転計画パラメータ設定１１０及び契約電力情報１０９から各制約条件を取得する。 The operation planning unit 118 generates a pump operation plan in the case of not corresponding to DR based on a predetermined objective function. The objective function of the operation planning unit 118 is represented by the equations (M-1) and (M-2). The formula (M-1) is a formula that minimizes the power procurement cost Y by the power supplier. That is, the equation (M-1) corresponds to the equation (O-1). Equation (M-2) is an equation that minimizes the electricity charge X paid by the water purification plant. The operation planning unit 118 sets the number of water pumps to be operated N so as to satisfy the constraint conditions represented by the equation (L-1), the equation (K-1), the equation (N-1) and the equation (W-1). decide. The operation planning unit 118 acquires each constraint condition from the operation plan parameter setting 110 and the contract power information 109.

Figure 0007034632000020
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ＤＲ対応運転計画部１１９は、所定の目的関数に基づいてＤＲに対応しない場合のポンプ運転計画を生成する。ＤＲ対応運転計画部１１９の目的関数は式（Ｍ－１）及び式（Ｍ－２）で表される。式（Ｍ－１）は、式（Ｒ－１）に相当する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、運転計画部１１８が生成したポンプ運転計画に基づいてＤＲに対応しない場合のポンプ運転計画を生成する。 The DR-compatible operation planning unit 119 generates a pump operation plan when the DR is not supported based on a predetermined objective function. The objective function of the DR-compatible operation planning unit 119 is represented by the equations (M-1) and (M-2). The formula (M-1) corresponds to the formula (R-1). The DR-compatible operation planning unit 119 generates a pump operation plan when the DR is not supported based on the pump operation plan generated by the operation planning unit 118.

図１０は、第３の実施形態のポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャートである。水需要予測部１１５は、水需要実績データ１０３及び気象データ１０４に基づいて、時刻Ｔ0からＴlen＋Ｔstockまでの単位時間毎の水需要量の予測値Ｄtを算出する（ステップＳ４０１）。浄水場電力需要予測部１１６は、気象データ１０４、浄水場仕様データ１０５、浄水場電力需要実績データ１０６及び浄水場ポンプ運転実績データ１０７に基づいて、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎の送水ポンプ分を除いた消費電力の予測値Ｗtを算出する（ステップＳ４０２）。スポット市場単価予測部１２１がスポット市場単価実績データ１１３に基づいて、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎のスポット市場単価の予測値Ｐtを算出する（ステップＳ４０３）。 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing for calculating the number of pumps in operation according to the third embodiment. The water demand forecasting unit 115 calculates the predicted value D t of the water demand amount for each unit time from the time T 0 to T len + T stock based on the water demand actual data 103 and the meteorological data 104 (step S401). The waterworks power demand forecasting unit 116 is based on the weather data 104, the waterworks specification data 105, the waterworks power demand actual data 106, and the waterworks pump operation actual data 107, for each unit time from time T 0 to T len . The predicted value W t of the power consumption excluding the water pump is calculated (step S402). The spot market unit price prediction unit 121 calculates the predicted value P t of the spot market unit price for each unit time from time T 0 to T len based on the spot market unit price actual data 113 (step S403).

運転計画部１１８は、時刻Ｔ0 からＴlenまでの単位時間毎のＤＲに対応しない場合の送水ポンプ運転台数を算出する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４の具体的な処理は、図１１にて説明する。ＤＲ対応運転計画部１１９は、時刻Ｔ0 からＴlenまでの単位時間毎のＤＲ未対応時の送水ポンプ運転台数を算出する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５の具体的な処理は、図１２にて説明する。 The operation planning unit 118 calculates the number of water pumps to be operated when the DR does not correspond to the DR for each unit time from the time T 0 to T len (step S404). The specific process of step S404 will be described with reference to FIG. The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the number of water pumps in operation when DR is not supported for each unit time from time T 0 to T len (step S405). The specific process of step S405 will be described with reference to FIG.

図１１は、第３の実施形態の運転計画部１１８がポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャートである。運転計画部１１８は、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎の送水ポンプ運転台数の候補台数を決定する（ステップＳ５０１）。浄水場電気料金計算部１１７は、候補台数に基づいて浄水場の電気料金Ｘを算出する（ステップＳ５０２）。運転計画部１１８は、収支Ｙを算出する（ステップＳ５０３）。運転計画部１１８は、送水ポンプ運転台数Ｎの最適解が決定したか否か判定する（ステップＳ５０４）。具体的には、運転計画部１１８は、式（Ｍ－１）及び式（Ｍ－２）によって算出されたＸ及びＹが制約条件を満たしつつ、最小化されているか否かを判定する。最適解が決定した場合（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、運転計画部１１８は、候補台数を送水ポンプ運転台数Ｎと決定する。最適解が決定していない場合（ステップＳ５０４：ＮＯ）、ステップＳ５０１に遷移する。 FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing in which the operation planning unit 118 of the third embodiment calculates the number of pumps in operation. The operation planning unit 118 determines a candidate number of water pumps to be operated for each unit time from time T 0 to T len (step S501). The water purification plant electricity charge calculation unit 117 calculates the electricity charge X of the water purification plant based on the number of candidates (step S502). The operation planning unit 118 calculates the balance Y (step S503). The operation planning unit 118 determines whether or not the optimum solution of the number of operating water pumps N has been determined (step S504). Specifically, the operation planning unit 118 determines whether or not X and Y calculated by the equations (M-1) and (M-2) are minimized while satisfying the constraint conditions. When the optimum solution is determined (step S504: YES), the operation planning unit 118 determines that the number of candidate units is the number of water pumps in operation N. If the optimum solution has not been determined (step S504: NO), the process proceeds to step S501.

図１２は、第３の実施形態のＤＲ対応運転計画部１１９がポンプ運転台数を算出する処理の流れを示すフローチャートである。ＤＲ対応運転計画部１１９は、時刻Ｔ0からＴlenまでの単位時間毎の送水ポンプ運転台数の候補台数を決定する（ステップＳ６０１）。浄水場電気料金計算部１１７は、候補台数に基づいて浄水場の電気料金Ｘを算出する（ステップＳ６０２）。ＤＲ対応運転計画部１１９は、ＤＲ情報１１１を取得する（ステップＳ６０３）。ＤＲ対応運転計画部１１９は、収支Ｙを算出する（ステップＳ６０４）。ＤＲ対応運転計画部１１９は、送水ポンプ運転台数Ｎの最適解が決定したか否か判定する（ステップＳ６０５）。具体的には、ＤＲ対応運転計画部１１９は、式（Ｍ－１）及び式（Ｍ－２）によって算出されたＸ及びＹが制約条件を満たしつつ、最小化されているか否かを判定する。最適解が決定した場合（ステップＳ６０５：ＹＥＳ）、ＤＲ対応運転計画部１１９は、候補台数を送水ポンプ運転台数Ｎと決定する。最適解が決定していない場合（ステップＳ６０５：ＮＯ）、ステップＳ６０１に遷移する。 FIG. 12 is a flowchart showing a flow of processing in which the DR-compatible operation planning unit 119 of the third embodiment calculates the number of pumps in operation. The DR-compatible operation planning unit 119 determines a candidate number of water pumps to be operated for each unit time from time T 0 to T len (step S601). The water purification plant electricity charge calculation unit 117 calculates the electricity charge X of the water purification plant based on the number of candidates (step S602). The DR-compatible operation planning unit 119 acquires the DR information 111 (step S603). The DR-compatible operation planning unit 119 calculates the balance Y (step S604). The DR-compatible operation planning unit 119 determines whether or not the optimum solution for the number of water pumps in operation N has been determined (step S605). Specifically, the DR-compatible operation planning unit 119 determines whether or not X and Y calculated by the equations (M-1) and (M-2) are minimized while satisfying the constraint conditions. .. When the optimum solution is determined (step S605: YES), the DR-compatible operation planning unit 119 determines that the number of candidate units is the number of water pumps in operation N. If the optimum solution has not been determined (step S605: NO), the process proceeds to step S601.

このように構成された第３の実施形態のポンプ運転計画装置１００では、浄水場電気料金計算部１１７が、浄水場の電気料金を算出する。運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９は、電気料金と式（Ｍ－１）と式（Ｍ－２）とに基づいて、電力供給者による電力調達コストと浄水場の電気料金とが最小化されるように、ポンプ運転計画を生成できる。したがって、運転計画部１１８又はＤＲ対応運転計画部１１９に基づいて生成されたポンプ運転計画に従って浄水場を運転することで、電力供給者はより安価に電力を調達できる。また、浄水場はより安価な料金で電力供給を受けることができる。 In the pump operation planning device 100 of the third embodiment configured in this way, the water purification plant electricity rate calculation unit 117 calculates the electricity rate of the water purification plant. The operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119 have the minimum electricity procurement cost by the power supplier and the electricity charge of the water purification plant based on the electricity charge and the formulas (M-1) and formula (M-2). A pump operation plan can be generated so that it can be used. Therefore, by operating the water purification plant according to the pump operation plan generated based on the operation planning unit 118 or the DR-compatible operation planning unit 119, the electric power supplier can procure the electric power at a lower cost. In addition, waterworks can be supplied with electricity at a lower rate.

図１３から図１９は、第４から第１０までの実施形態のポンプ運転計画装置１００の機能ブロック図である。各実施形態のポンプ運転計画装置１００では、互いに異なる情報に基づいて、ポンプ運転計画が生成される。 13 to 19 are functional block diagrams of the pump operation planning apparatus 100 of the fourth to tenth embodiments. In the pump operation planning apparatus 100 of each embodiment, a pump operation plan is generated based on information different from each other.

ネガワット単価Ｐnegaの計算方法は、他の計算式で計算されてもよい。例えば、Ｐnegaの値は、単位時間ごとに設定されてもよい。このように構成されることで、ＤＲ対応運転計画部１１９は、Ｐnegaが単位時間ごとに異なる場合でも、ポンプ運転台数を算出できる。 The calculation method of the negawatt unit price P nega may be calculated by another calculation formula. For example, the value of P nega may be set for each unit time. With this configuration, the DR-compatible operation planning unit 119 can calculate the number of pumps to be operated even if P nega is different for each unit time.

ポンプ運転計画の対象期間は、複数のＤＲ対象期間を有してもよい。この場合、運転計画部１１８は、式（Ｒ－４）において、複数のＤＲ対象期間の差分電力量を加算する。 The target period of the pump operation plan may have a plurality of DR target periods. In this case, the operation planning unit 118 adds the differential electric energy of the plurality of DR target periods in the equation (R-4).

実施形態における候補台数の最適解は、総当たりで決定されてもよいし、予め定められた期間内で算出された電力調達コストの中で、最小の電力調達コストが算出された場合の候補台数としてもよいし、予め定められた回数内で算出された電力調達コストの中で、最小の電力調達コストが算出された場合の候補台数としてもよい。 The optimum solution for the number of candidate units in the embodiment may be determined by round-robin, or the number of candidate units when the minimum power procurement cost is calculated among the power procurement costs calculated within a predetermined period. Alternatively, it may be a candidate number when the minimum power procurement cost is calculated among the power procurement costs calculated within a predetermined number of times.

実施形態のポンプ運転計画装置１００は、単位時間を異なる値に換算する機能をさらに備えてもよい。このように構成されることで、ポンプ運転計画装置１００は、ポンプ運転計画及び電力料金の単位時間が異なる場合であっても、ポンプ運転計画を生成できる。 The pump operation planning device 100 of the embodiment may further include a function of converting a unit time into a different value. With this configuration, the pump operation planning device 100 can generate a pump operation plan even when the unit times of the pump operation plan and the electric power charge are different.

本実施形態における送水ポンプの消費電力及びポンプ吐出量は、送水ポンプ毎に異なっていてもよい。具体的には、浄水場仕様データ１０５は、送水ポンプ一台毎の消費電力及びポンプ吐出量を記憶する。運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９は、浄水場仕様データ１０５から送水ポンプの消費電力及びポンプ吐出量を取得する。運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９は、取得した送水ポンプの消費電力とポンプ吐出量とに基づいて、どの送水ポンプを稼働させるかを示すポンプ運転集合を各単位時間毎に決定することで運転計画を生成する。 The power consumption and the pump discharge amount of the water pump in the present embodiment may be different for each water pump. Specifically, the water purification plant specification data 105 stores the power consumption and the pump discharge amount for each water pump. The operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119 acquire the power consumption and the pump discharge amount of the water pump from the water purification plant specification data 105. The operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119 determine a pump operation set indicating which water pump is to be operated for each unit time based on the acquired power consumption of the water pump and the pump discharge amount. Generate an operation plan with.

ポンプ運転計画の対象期間は２４時間以外の時間であってもよい。このように構成されることで、ＤＲ対応運転計画部１１９は、当日のＤＲ要請に対応できる。図２０は、実施形態の当日ＤＲ要請が行われた場合の一具体例を示す図である。スポット市場調達計画締切は、平時の場合、前日１０時である。図２０によると、ポンプ運転計画システム１は、当日１４：５０に電力供給者側のユーザからＤＲ要請を受け付ける。ＤＲ対象期間は、１５時から１７時までである。この場合、ＤＲ対応運転計画部１１９は、ポンプ運転計画の対象期間を、ＤＲ開始時刻に設定することで、ポンプ運転台数を再計算する。なお、水位保証期間は、水道施設設計指針によると１２時間と指定される。 The target period of the pump operation plan may be a time other than 24 hours. With this configuration, the DR-compatible operation planning unit 119 can respond to the DR request on the day. FIG. 20 is a diagram showing a specific example when a DR request is made on the day of the embodiment. The deadline for the spot market procurement plan is 10:00 the day before in normal times. According to FIG. 20, the pump operation planning system 1 receives a DR request from a user on the power supply side at 14:50 on the day. The DR target period is from 15:00 to 17:00. In this case, the DR-compatible operation planning unit 119 recalculates the number of pump operations by setting the target period of the pump operation plan at the DR start time. The water level guarantee period is specified as 12 hours according to the water supply facility design guideline.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、運転計画部１１８及びＤＲ対応運転計画部１１９を持つことにより、浄水場はより安価に電力供給を受けることができる。 According to at least one embodiment described above, the water purification plant can be supplied with electric power at a lower cost by having the operation planning unit 118 and the DR-compatible operation planning unit 119.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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同様に、特許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ものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

１…ポンプ運転計画システム、１００…ポンプ運転計画装置、１０１…通信部、１０２…データ記憶部、１０３…水需要実績データ、１０４…気象データ、１０５…浄水場仕様データ、１０６…浄水場電力需要実績データ、１０７…浄水場ポンプ運転実績データ、１０８…電気料金契約情報、１０９…契約電力情報、１１０…運転計画パラメータ設定、１１１…ＤＲ情報、１１２…オンサイト発電情報、１１３…スポット市場単価実績データ、１１４…制御部、１１５…水需要予測部、１１６…浄水場電力需要予測部、１１７…浄水場電気料金計算部、１１８…運転計画部、１１９…ＤＲ対応運転計画部、１２０…ネガワット単価計算部、１２１…スポット市場単価予測部、２００…第１入出力装置、２０１…通信部、２０２…入力部、２０３…出力部、３００…第２入出力装置、３０１…通信部、３０２…入力部、３０３…出力部、４００…ネットワーク 1 ... Pump operation planning system, 100 ... Pump operation planning device, 101 ... Communication unit, 102 ... Data storage unit, 103 ... Water demand actual data, 104 ... Meteorological data, 105 ... Water purification plant specification data, 106 ... Water purification plant power demand Actual data, 107 ... Water purification plant pump operation actual data, 108 ... Electricity charge contract information, 109 ... Contract power information, 110 ... Operation plan parameter setting, 111 ... DR information, 112 ... On-site power generation information, 113 ... Spot market unit price actual Data, 114 ... Control unit, 115 ... Water demand forecasting unit, 116 ... Water purification plant power demand forecasting unit, 117 ... Water purification plant electricity charge calculation unit, 118 ... Operation planning department, 119 ... DR compatible operation planning department, 120 ... Negawatt unit price Calculation unit, 121 ... Spot market unit price prediction unit, 200 ... First input / output device, 201 ... Communication unit, 202 ... Input unit, 203 ... Output unit, 300 ... Second input / output device, 301 ... Communication unit, 302 ... Input Unit, 303 ... Output unit, 400 ... Network

Claims (10)

プラント内で消費される電力のうち、前記プラント内の特定設備によって消費される電力を除く電力の予測値を算出する電力予測部と、
電力供給者が電力を調達する際のコストに係る前記電力の単価の予測値を算出する単価予測部と、
前記特定設備のうち、稼働する前記特定設備の集合を示す第１候補集合と前記電力の予測値と前記単価の予測値とに基づいて前記電力供給者による前記電力の第１調達コストを算出し、前記第１候補集合が前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記第１調達コストが最小となる場合、前記第１候補集合を、稼働させる前記特定設備の集合を示す第１運転集合として決定する第１運転計画部と、
を備える運転計画装置。 A power prediction unit that calculates the predicted value of the power consumed in the plant, excluding the power consumed by the specific equipment in the plant.
A unit price prediction unit that calculates the predicted value of the unit price of the electric power related to the cost when the electric power supplier procures the electric power, and
Among the specific equipment, the first procurement cost of the electric power by the electric power supplier is calculated based on the first candidate set indicating the set of the specific equipment to be operated, the predicted value of the electric power, and the predicted value of the unit price. When the first candidate set satisfies the conditions for operating the plant and the first procurement cost is minimized, the first candidate set is determined as the first operation set indicating the set of the specific equipment to be operated. 1st operation planning department and
Operation planning device equipped with. 前記プラントが電力供給者による電力消費の抑制要請に応じて、前記特定設備のうち、稼働する前記特定設備の集合を示す第２候補集合と前記電力の予測値と前記単価の予測値とに基づいて電力供給者による前記電力の第２調達コストを算出し、
前記抑制要請に応じることで得られた節電量と前記抑制要請により発生したネガワットの単価を表すネガワット単価とを乗算した結果を示すネガワット収支を算出し、前記第２調達コストから前記ネガワット収支を減じた結果が、前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ最小となる場合、前記第２候補集合を、稼働させる前記特定設備の集合を示す第２運転集合として決定する第２運転計画部を、
さらに備える請求項１に記載の運転計画装置。 Based on the second candidate set indicating the set of the specific equipment in operation, the predicted value of the power, and the predicted value of the unit price among the specified equipment in response to the request from the power supplier to suppress the power consumption of the plant. Calculate the second procurement cost of the electric power by the electric power supplier.
The negawatt balance showing the result of multiplying the power saving amount obtained by responding to the suppression request and the negawatt unit price representing the unit price of the negawatt generated by the suppression request is calculated, and the negawatt balance is subtracted from the second procurement cost. When the result satisfies the condition that the plant can be operated and becomes the minimum, the second operation planning unit that determines the second candidate set as the second operation set indicating the set of the specific equipment to be operated.
The operation planning device according to claim 1. 前記第１候補集合毎に前記第１候補集合と前記電力供給者による電力の提供条件とに基づいて前記電力供給者に支払われる電気料金を算出する電気料金計算部を、
さらに備え、
前記第１運転計画部は、前記第１候補集合が前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記電気料金と前記第１調達コストとが最小となる場合、前記第１候補集合を前記第１運転集合として決定する請求項１に記載の運転計画装置。 An electricity rate calculation unit that calculates the electricity rate paid to the power supplier based on the first candidate set and the power supply conditions by the power supplier for each first candidate set.
Further prepare
When the first candidate set satisfies the condition that the plant can be operated and the electricity charge and the first procurement cost are minimized, the first operation planning unit performs the first operation of the first candidate set. The operation planning device according to claim 1, which is determined as a set. 前記第１候補集合毎に前記第１候補集合と前記電力供給者による電力の提供条件とに基づいて前記電力供給者に支払われる電気料金と、前記第２候補集合毎に前記第２候補集合と前記電力供給者による電力の提供条件とに基づいて前記電力供給者に支払われる電気料金と、を算出する電気料金計算部を、
さらに備え、
前記第１運転計画部は、前記第１候補集合が前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記電気料金と前記第１調達コストとが最小となる場合、前記第１候補集合を前記第１運転集合として決定し、
前記第２運転計画部は、前記第１運転集合に基づいて前記第２運転集合の候補集合を決定し、さらに前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記第１運転集合及び前記第２運転集合の候補集合の差分に基づいて、前記ネガワット収支を算出し、前記第２調達コストと前記ネガワット収支とから算出される前記電気料金が最小となる場合、前記第２運転集合の候補集合を前記第２運転集合として決定する請求項２に記載の運転計画装置。 The electricity charges paid to the power supplier based on the first candidate set and the power supply conditions by the power supplier for each first candidate set, and the second candidate set for each second candidate set. An electricity charge calculation unit that calculates the electricity charge paid to the electric power supplier based on the electric power provision conditions by the electric power supplier.
Further prepare
When the first candidate set satisfies the condition that the plant can be operated and the electricity charge and the first procurement cost are minimized, the first operation planning unit performs the first operation of the first candidate set. Determined as a set,
The second operation planning unit determines a candidate set of the second operation set based on the first operation set, further satisfies the conditions for operating the plant, and the first operation set and the second operation set. The negative watt balance is calculated based on the difference between the candidate sets of the above, and when the electric charge calculated from the second procurement cost and the negative watt balance is the minimum, the candidate set of the second operating set is the first. 2. The operation planning device according to claim 2, which is determined as an operation set. 前記節電量に基づいて前記ネガワット単価を算出するネガワット単価計算部をさらに備える請求項２または４に記載の運転計画装置。 The operation planning apparatus according to claim 2 or 4, further comprising a negawatt unit price calculation unit that calculates the negawatt unit price based on the power saving amount. 前記プラントを運用できる条件は、前記プラント内の第１貯水池の水位と、前記プラント内の第２貯水池の水位と、前記プラント内の消費電力と、前記特定設備の運転台数と、のうち少なくとも１つの条件を満たす場合である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の運転計画装置。 The conditions under which the plant can be operated are at least one of the water level of the first reservoir in the plant, the water level of the second reservoir in the plant, the power consumption in the plant, and the number of operating units of the specific equipment. If one condition is met,
The operation planning apparatus according to any one of claims 1 to 5. ネットワークに接続された入出力装置と運転計画装置とを備える運転計画システムであって、
前記入出力装置は、
電力消費の抑制要請の入力を受け付ける入力部と、
前記電力消費の抑制要請を前記運転計画装置に送信する通信部と、
を備え、
前記運転計画装置は、
請求項１から６のいずれか一項に記載の運転計画装置である、
運転計画システム。 An operation planning system equipped with an input / output device and an operation planning device connected to a network.
The input / output device is
An input unit that accepts input for power consumption suppression requests,
A communication unit that transmits the power consumption suppression request to the operation planning device, and
Equipped with
The operation planning device is
The operation planning apparatus according to any one of claims 1 to 6.
Operation planning system. 運転計画装置が、プラント内で消費される電力のうち、前記プラント内の特定設備によって消費される電力を除く電力の予測値を算出する電力予測ステップと、
運転計画装置が、電力供給者が電力を調達する際のコストに係る前記電力の単価の予測値を算出する単価予測ステップと、
運転計画装置が、前記特定設備のうち、稼働する前記特定設備の集合を示す第１候補集合と前記電力の予測値と前記単価の予測値とに基づいて前記電力供給者による前記電力の第１調達コストを算出し、前記第１候補集合が前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記第１調達コストが最小となる場合、前記第１候補集合を、稼働させる前記特定設備の集合を示す第１運転集合として決定する第１運転計画ステップと、
を有する、運転計画方法。 The power prediction step in which the operation planning device calculates the predicted value of the power consumed in the plant excluding the power consumed by the specific equipment in the plant.
A unit price prediction step in which the operation planning device calculates a predicted value of the unit price of the electric power related to the cost when the electric power supplier procures the electric power.
The operation planning device is the first of the electric powers by the electric power supplier based on the first candidate set indicating the set of the specific equipments to be operated, the predicted value of the electric power, and the predicted value of the unit price among the specific equipments. When the procurement cost is calculated and the first candidate set satisfies the conditions for operating the plant and the first procurement cost is the minimum, the first candidate set indicates a set of the specific equipment for operating the first candidate set. The first operation planning step determined as one operation set and
Has an operation planning method. 運転計画装置が、前記プラントが電力供給者による電力消費の抑制要請に応じて、前記特定設備のうち、稼働する前記特定設備の集合を示す第２候補集合と前記電力の予測値と前記単価の予測値とに基づいて電力供給者による前記電力の第２調達コストを算出し、 前記抑制要請に応じることで得られた節電量と前記抑制要請により発生したネガワットの単価を表すネガワット単価とを乗算した結果を示すネガワット収支を算出し、前記第２調達コストから前記ネガワット収支を減じた結果が、前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ最小となる場合、前記第２候補集合を、稼働させる前記特定設備の集合を示す第２運転集合として決定する第２運転計画ステップを、
をさらに有する請求項８に記載の運転計画方法。 The operation planning device sets the second candidate set indicating the set of the specific equipment in operation among the specific equipment, the predicted value of the power, and the unit price of the specific equipment in response to the request from the power supplier to suppress the power consumption of the plant. The second procurement cost of the electric power by the electric power supplier is calculated based on the predicted value, and the power saving amount obtained by responding to the suppression request is multiplied by the negawatt unit price representing the unit price of the negawatt generated by the suppression request. When the negawatt balance showing the result is calculated and the result of subtracting the negawatt balance from the second procurement cost satisfies the conditions for operating the plant and becomes the minimum, the second candidate set is operated. The second operation planning step, which is determined as the second operation set indicating the set of specific equipment,
The operation planning method according to claim 8, further comprising. 運転計画装置が、前記第１候補集合毎に前記第１候補集合と前記電力供給者による電力の提供条件とに基づいて前記電力供給者に支払われる電気料金を算出する電気料金計算ステップを、
さらに有し、
前記第１運転計画ステップは、前記第１候補集合が前記プラントを運用できる条件を満たし、かつ前記電気料金と前記第１調達コストとが最小となる場合、前記第１候補集合を前記第１運転集合として決定する請求項８に記載の運転計画方法。 An electricity rate calculation step in which the operation planning device calculates the electricity rate paid to the power supplier based on the first candidate set and the power supply conditions by the power supplier for each first candidate set.
Have more
In the first operation planning step, when the condition that the first candidate set can operate the plant is satisfied and the electricity charge and the first procurement cost are minimized, the first candidate set is operated in the first operation. The operation planning method according to claim 8, which is determined as a set.
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