WO2017090519A1 - 情報処理装置、情報処理方法、及び、記録媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to management of a power generation device, and more particularly to an information processing device, an information processing method, and a recording medium for managing the operation of the power generation device.
- the power system is a system that includes a power generation device and supplies power generated by the power generation device to a consumer.
- start / stop plan a plan relating to the start and stop of the power generation device including the above-described power generation suppression
- the start / stop plan must satisfy the constraints to supply power stably, such as securing short-term adjustment power and securing the raising and lowering costs, in addition to the above constraints that match the power supply and supply. (For example, see Non-Patent Document 1).
- Adjustment power is the ability to control the supply and demand of the necessary power.
- the short-term adjustment power is an adjustment power in a relatively short time with respect to the entire start / stop plan.
- short-term adjustment power is adjustment power in units of minutes (for example, 10 minutes or 30 minutes) or time (for example, 1 hour or 2 hours).
- start / stop plan is a plan that considers power generation suppression in the power generation apparatus so as to satisfy the above-described constraints.
- the startup / shutdown plan needs to be a plan that considers the economy while satisfying the above constraints.
- RE power source a power generation apparatus (hereinafter referred to as “RE power source”) using renewable energy (RE: Renewable Energy) typified by a solar power generator and a wind power generator has been widely used.
- RE Renewable Energy
- ⁇ Suppression of power generation at the RE power source affects economics (operating costs). For example, when the combination of power generation suppression in a plurality of RE power sources (for example, a solar power generator group and a wind power generator group) is not appropriate, the necessary short-term adjustment power and the increase and decrease allowances increase. In order to compensate for the increase, for example, the number of thermal power generators operating at a higher operating cost than the RE power supply increases. That is, when the start / stop plan is not appropriate, the operation cost in the power system becomes high.
- RE power sources for example, a solar power generator group and a wind power generator group
- a start / stop plan that can appropriately suppress the power generation of the RE power supply included in the power system.
- a start / stop plan that includes a plan for executing power generation suppression in the RE power generation device (hereinafter referred to as a “power generation suppression plan”) so as to minimize the operating cost while satisfying the above-described constraints.
- an apparatus for creating a power generation suppression plan corresponding to a thermal power generation apparatus is a power generation suppression plan corresponding to a power generation apparatus that is easily affected by an external environment such as a RE power supply. Cannot be created.
- Non-Patent Document 1 is a paper on the impact on costs, and is not a technique for creating a power generation suppression plan as described above.
- Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 have a problem that a start / stop plan including a power generation suppression plan corresponding to a power system including an RE power source cannot be created.
- An object of the present invention is to provide an information processing apparatus, an information processing method, and a recording medium that solve the above problems and create a start / stop plan including a power generation suppression plan corresponding to a power sequence including an RE power source. is there.
- the information processing apparatus needs to be information including information on the first power generation apparatus and the second power generation apparatus whose power generation output is affected by the external environment as compared with the first power generation apparatus.
- Power generation suppression which is suppression of power generation output in the second power generation device, based on communication means for receiving information, plan necessary information, and operating cost in the power system including the first power generation device and the second power generation device
- a start / stop plan for the first power generation device and the second power generation device including the plan is created, the start / stop plan for the first power generation device is transmitted via the communication means, and the second power generation device is transmitted via the communication means.
- the information processing method requires planning that is information including information about the first power generation device and the second power generation device whose power generation output is affected by the external environment as compared to the first power generation device.
- Receiving information and including a power generation suppression plan that is a suppression of power generation output in the second power generation device based on the plan necessary information and the operating cost in the power system including the first power generation device and the second power generation device A start / stop plan relating to the first power generation device and the second power generation device is created, a start / stop plan relating to the first power generation device is transmitted, and a start / stop plan including a power generation suppression plan for the second power generation device is set to the second It is transmitted to a device that controls or manages the power generation device.
- the recording medium is plan necessary information that is information including information on the first power generation device and the second power generation device whose power generation output is affected by the external environment as compared with the first power generation device.
- the power generation suppression plan that is the suppression of the power generation output in the second power generation device is based on the process of receiving the power, the necessary plan information, and the operating cost in the power system including the first power generation device and the second power generation device.
- a process for creating a start / stop plan for the first power generator and the second power generator, a process for transmitting a start / stop plan for the first power generator, and a start / stop including a power generation suppression plan for the second power generator A program for causing a computer to execute a process of transmitting a plan to an apparatus that controls or manages the second power generation apparatus is recorded.
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a power supply system including the information processing apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the information generation apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the control management device according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the information processing apparatus according to the first embodiment.
- a “renewable energy (RE) power source” is a device (power generation device) that generates electricity using energy resources replenished by natural forces, such as solar power generation devices and wind power generation devices. is there.
- the RE power source is a power generator whose output power is easily affected by the external environment (such as weather).
- a thermal power generation device is a power generation device that is not easily affected by an external environment (for example, weather). Furthermore, these power generators are power generators that easily adjust the power generation output. Such a power generator is sometimes called a “non-renewable energy” or “exhaustible energy” power source.
- the power generation device that is not easily affected by the external environment is referred to as a first power generation device.
- a power generator (RE power source) that is easily affected by the external environment is referred to as a second power generator.
- the first power generation device may include a device that stores electric power, such as a storage battery.
- First power generation device (1) The power generation output is not easily affected by the external environment (for example, weather).
- Second power generator (1) The operating cost is low.
- the power generation output is easily affected by the external environment (for example, weather).
- the “start / stop plan”, which has already been described, is a plan for starting and stopping the power generation devices included in the power system.
- the embodiment of the present invention creates a start / stop plan for each predetermined time unit of the power generation device to be managed.
- the predetermined time unit is, for example, one hour.
- the predetermined time unit is not limited to one hour.
- the start / stop plan is created so that the operation cost in the power system is the lowest, that is, the lowest operation cost related to the power generation system is realized.
- the minimum operating cost need not be the theoretical minimum cost.
- the minimum operation cost may be the minimum operation cost within a range that satisfies a predetermined condition.
- the minimum operating cost may be the minimum operating cost that can be calculated based on the information that the embodiment of the present invention can acquire in the predetermined time unit.
- the start / stop plan includes the power generation suppression plan described below.
- Power generation suppression plan is a plan related to suppression of power generation device output (power generation suppression).
- the embodiment in the present invention creates a power generation suppression plan for each predetermined time unit of a power generation device to be managed.
- the predetermined time unit is the same as the predetermined time unit of the above-described start / stop plan, for example, one hour.
- the predetermined time unit is not limited to one hour.
- the embodiment of the present invention suppresses the output of the power generation device connected to the power system, for example, for power supply and demand adjustment.
- embodiment in this invention produces the electric power generation suppression plan of a 1st electric power generating apparatus and a 2nd electric power generating apparatus.
- the power generation suppression plan for the first power generation device is not particularly limited.
- the power generation suppression plan related to the first power generation apparatus may be a plan similar to a generally generated power generation suppression plan. Therefore, in the following description, the description about the power generation suppression plan regarding the first power generation device is omitted. That is, in the following description, the embodiment of the present invention will be described as creating a power generation suppression plan related to the second power generation device.
- the information processing apparatus 1 manages a power generation apparatus (hereinafter referred to as “power generation apparatus P”) connected to the own apparatus. Furthermore, in addition to the power generation device P, the information processing apparatus 1 manages other power generation devices (hereinafter referred to as “power generation device R”) included in the power system.
- power generation apparatus P a power generation apparatus
- power generation device R other power generation devices
- the power generation device P and / or the power generation device R may include at least a part of the RE power source.
- the power generation device P and / or the power generation device R is at least partially a power generation device (second power generation) whose power generation output is easily affected by the external environment (for example, weather), such as a solar power generation device. Device).
- the power generation device P and the power generation device R are not easily affected by the external environment (for example, weather), that is, the power generation device (first power generation device) that can adjust the power generation output without being related to the external environment. May be included.
- the power generation device P and the power generation device R may include a thermal power generation device, a hydroelectric power generation device, a pumped storage power generation device, a storage battery, or the like.
- the power generation device P is a power generation device (first power generation device) that is not easily affected by the external environment, such as a thermal power generation device.
- the power generation device R is a power generation device (second power generation device (RE power supply)) whose power generation output is easily affected by the external environment.
- the information processing apparatus 1 creates a start / stop plan for managing the power generation apparatus P and the power generation apparatus R described above.
- the start / stop plan includes a power generation suppression plan for the power generator R.
- the information processing apparatus 1 creates a start / stop plan so that the operating cost of the power system is the lowest.
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the information processing apparatus 1 according to the first embodiment.
- the information processing apparatus 1 includes a planning unit 11 and a communication unit 12.
- the communication unit 12 acquires (receives) information related to a power generation apparatus and demand power (hereinafter, referred to as “planning necessary information”) that is a target of the start / stop plan as information necessary for operation in the planning unit 11 described later. . More specifically, the communication unit 12 includes, as the necessary plan information, at least a predicted value of demand power in the power system that is the target of the start / stop plan, and the power generation device R (second power generation device) included in the power system. ) Is obtained.
- the communication unit 12 transmits the start / stop plan created by the planning unit 11 to the power generation device P (first power generation device).
- the communication unit 12 controls and / or manages the power generation device R (second power generation device), which includes the power generation suppression plan created by the planning unit 11 (hereinafter, “collectively”).
- the control management device includes the device that manages the power generation device R (second power generation device).
- the planning unit 11 acquires the necessary plan information via the communication unit 12.
- the planning unit 11 creates (determines) a power system start / stop plan including the power generation device P (first power generation device) and the power generation device R (second power generation device) based on the plan necessary information. However, the planning unit 11 creates (determines) a start / stop plan including a power generation suppression plan for the power generation device R (second power generation device) as the start / stop plan.
- the planning unit 11 creates (determines) the power generation suppression plan and the start / stop plan so that the operation cost in the entire power system including the power generation devices P and R is the lowest. .
- the creation of the power generation suppression plan and the start / stop plan in the planning unit 11 will be described in detail later.
- the planning unit 11 is not particularly limited with respect to the period of the start / stop plan to be created.
- the planning unit 11 may create a start / stop plan for the next day.
- the planning unit 11 may create a start / stop plan for a plurality of days from the next day.
- the planning unit 11 may create a start / stop plan for a predetermined time range (for example, 12 hours) shorter than one day.
- the planning unit 11 transmits the created start / stop plan to the power generation device P (first power generation device) via the communication unit 12. Furthermore, the planning unit 11 transmits a start / stop plan including the power generation suppression plan to a device (for example, the control management device 3) that manages the power generation device R (second power generation device) via the communication unit 12. In addition, the plan part 11 does not need to divide the information transmitted to the electric power generating apparatus P (1st electric power generating apparatus) and the apparatus which manages the electric power generating apparatus R (2nd electric power generating apparatus). The planning unit 11 may transmit a start / stop plan including the power generation suppression plan to a device that manages the power generation device P (first power generation device) and the power generation device R (second power generation device).
- the planning unit 11 transmits the same information (a start / stop plan including a power generation suppression plan) to the devices that manage the power generation device P (first power generation device) and the power generation device R (second power generation device). May be.
- each device may extract necessary information from the start / stop plan and operate.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the power supply system 9 including the information processing apparatus 1 according to the first embodiment.
- the power supply system 9 includes an information processing device 1, an information generation device 2, a control management device 3, a power generation device P, a power generation device R, and an external device E.
- each device is connected using a predetermined communication path.
- the information processing apparatus 1, the power generation apparatus P, and the power generation apparatus R have already been described. Therefore, descriptions of the information processing apparatus 1, the power generation apparatus P, and the power generation apparatus R will be omitted as appropriate, and the information generation apparatus 2 and the control management apparatus 3 will be described in detail.
- the control management device 3 manages the connected power generation device R (second power generation device). Therefore, the control management device 3 includes a management unit 31 and a communication unit 32.
- the communication unit 32 receives from the information processing device 1 a start / stop plan including a power generation suppression plan related to the power generation device R (second power generation device).
- the management unit 31 determines the amount of power allocated in the connected power generation device R (second power generation device) based on the power generation suppression plan.
- the allocation amount (suppressed power) determined by the management unit 31 is not particularly limited.
- the management unit 31 may determine the power allocation amount based on the type of each power generation device R (for example, the type of RE power supply) and the power generation output of each power generation device R.
- the management part 31 transmits the allocated amount (suppressed electric power) with respect to each determined power generator R to each power generator R via the communication part 32.
- the power generation device R (second power generation device) controls the power generation output based on the received allocated amount (suppressed power).
- the information generating device 2 transmits the plan necessary information to the information processing device 1. Therefore, the information generation device 2 includes a generation unit 21 and a communication unit 22.
- the communication unit 22 acquires information (hereinafter referred to as “generation source information”) necessary for the generation unit 21 to generate plan necessary information from an external device (hereinafter referred to as “external device E”). .
- generation source information information necessary for the generation unit 21 to generate plan necessary information from an external device (hereinafter referred to as “external device E”).
- External device E is not particularly limited.
- the external device E may be selected according to the necessary planning information required in the information processing device 1.
- the external device E is a device that provides weather data or a device that provides past demand power data.
- the external device E may be a storage device such as a database.
- the communication unit 22 may select the required external device E in response to a request from the generation unit 21 and acquire the generation source information.
- the generation source information may be determined according to the plan necessary information generated by the information generation apparatus 2.
- the generation source information may be information related to demand such as a demand power prediction value, a demand power short-term fluctuation rate, and a demand power prediction error rate.
- the generation source information may be information related to power generation of the power generation device R (second power generation device), such as a power generation prediction value, a power generation short-term fluctuation rate prediction value, a power generation prediction error rate, and a power generation suppression penalty cost. Good.
- the power generation short-term fluctuation rate prediction value is a prediction value of the ratio of the fluctuation range of the power generation output to the power generation output in a time unit shorter than the unit time in the start / stop plan.
- the power generation prediction error rate is the ratio of error in the power generation prediction value.
- the power generation suppression penalty cost is a cost associated with power generation suppression.
- the generation unit 21 generates plan necessary information that is information that can be used by the planning unit 11 of the information processing apparatus 1 based on the generation source information. Then, the generation unit 21 transmits the generated necessary plan information to the information processing device 1 via the communication unit 22.
- FIG. 2 shows the information generation device 2 and the control management device 3 as a single device.
- the configuration of the information generation device 2 and / or the control management device 3 is not limited to the configuration of a single device.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the information generation apparatus 2 according to the first embodiment.
- the parent information generation device 4 and the child information generation device 5 constitute the information generation device 2.
- the generation unit 41 and the generation unit 51 constitute the generation unit 21.
- the communication unit 41 and the communication unit 52 constitute the communication unit 22.
- the information generation device 3 includes a parent information generation device 4 and at least one child information generation device 5.
- the information generation device 2 illustrated in FIG. The configuration of the information generation device 2 shown in FIG. 3 is a hierarchical configuration.
- the child information generation device 5 includes a generation unit 51 and a communication unit 52.
- the communication unit 52 acquires the generation source information from the external device E, similarly to the communication unit 22 of the information generation device 2 in the description using FIG.
- the generation unit 51 generates at least a part of plan necessary information (child plan necessary information) based on the acquired generation source information, similarly to the generation unit 21 of the information generation device 2 in the description using FIG. Then, the generation unit 51 transmits the generated child plan necessary information to the parent information generation device 4 via the communication unit 52.
- the parent information generation device 4 includes a generation unit 41 and a communication unit 42.
- the communication unit 42 acquires the child plan necessary information from the child information generation device 5.
- the generation unit 41 generates the necessary plan information based on all or a part of the received child plan necessary information. Then, the generation unit 41 transmits the generated plan necessary information to the information processing apparatus 1 via the communication unit 42.
- parent information generation device 4 may be connected to some external devices E via the communication unit 42, obtain some generation source information, and use it for generation of necessary plan information.
- the external device E to which the child information generation device 5 is connected is not particularly limited.
- the power generation device R (second power generation device) includes a solar power generation device and a wind power generation device.
- the external device E includes an external device E that transmits information related to the solar power generation device and an external device E that transmits information related to the wind power generation device.
- the child information generation device 5 is connected to an external device E that transmits information related to each type of power generation device R (second power generation device).
- the child information generation device 5 generates (calculates) child plan necessary information related to each type of power generation device R (second power generation device).
- the parent information generation device 4 generates plan necessary information that summarizes each type of power generation device R generated by the child information generation device 5.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the control management device 3 according to the first embodiment.
- the parent control management device 6 and the child control management device 7 constitute the control management device 3.
- the management unit 61 and the management unit 71 constitute the management unit 31.
- the communication unit 62 and the communication unit 72 constitute the communication unit 32.
- the control management device 3 shown in FIG. 4 includes a parent control management device 6 and at least one child control management device 7.
- the configuration of the control management device 3 shown in FIG. 4 is a hierarchical configuration.
- the parent control management device 6 includes a management unit 61 and a communication unit 62.
- the communication unit 62 receives the start / stop plan including the power generation suppression plan from the information processing apparatus 1.
- the management unit 61 determines an allocation amount (a start / stop plan including a power generation suppression plan) to be transmitted to the child control management device 7 based on the start / stop plan (particularly, the power generation suppression plan). More specifically, the management unit 61 determines an allocation amount (amount of power suppression) for the power generation device R connected to the child control management device 7.
- the management unit 61 transmits the determined allocation amount (start / stop plan including the power generation suppression plan) to the child control management device 7 via the communication unit 62.
- the child control management device 7 includes a management unit 71 and a communication unit 72.
- the communication unit 72 receives an allocated amount (a start / stop plan including a power generation suppression plan) from the parent control management device 6.
- the management part 71 determines the allocation amount with respect to each electric power generating apparatus R based on the received allocation amount. Then, the management unit 71 transmits the allocated amount to each power generation device R via the communication unit 72.
- parent control management device 6 may be connected to some of the power generation devices R via the communication unit 72 and send the allocated amount to the connected power generation devices R.
- the power generation device R connected to the child control management device 7 is not particularly limited.
- the child control management device 7 may be connected to the power generation devices R included in the group in charge.
- the power generation device R is divided into a group of solar power generation devices and a group of wind power generation devices. Then, it is assumed that one child control management device 7 is connected to a group of solar power generation devices and another child control management device 7 is connected to a group (group) of wind power generation devices. In the case of such connection, the child control management device 7 can manage the power generation devices R divided into groups based on types and characteristics for each group.
- the planning unit 11 performs a calculation as described below in order to create (determine) a start / stop plan. More specifically, the planning unit 11 optimizes the operation cost in the entire power system including the power generation device P (first power generation device) and the power generation device R (second power generation device) as the above calculation. Calculate the problem.
- the optimization problem used here is a problem of minimizing the value of the objective function within a range that satisfies a predetermined constraint (constraint condition).
- the objective functions in the optimization problem that minimizes the operating cost used in the following explanation are the operating cost of the power generation device P (first power generation device) and the power generation suppression penalty cost of the power generation device R (second power generation device).
- the sum of the constraints are power supply and demand matching for stable power supply (matching supply and demand), ensuring short-term adjustment power, and securing up and down costs. However, these do not limit the present embodiment.
- the objective function in this case is the function shown in Equation 1.
- the optimization problem is a problem of obtaining the value of a variable that minimizes the value of the function shown in Equation 1.
- Equation 1 the variable t is a variable representing the unit time of the start / stop plan.
- T is a time (period) when a period to be an optimization problem is expressed using unit time. That is, Equation 1 is the sum of the target periods.
- the first ⁇ in the parentheses is the total operating cost of the power generation device P (first power generation device).
- the variable i in the first ⁇ is a variable that distinguishes the power generation device P (first power generation device).
- N is the number (total number) of power generation devices P.
- p t, i TH represents the power generation output of the i-th power generation device P (P i ) at time t.
- f t, i TH is a function representing the fuel cost with respect to the power generation output of the i-th power generation device P (P i ) at time t.
- cost represents the activation cost of the i-th power generator P (P i ).
- st , i TH is a variable that takes a binary value representing the start and stop of the i-th power generation device P (P i ) (for example, a variable that is either “1” or “0”).
- the function f t, i TH is specifically the following function.
- the information processing apparatus 1 uses a polynomial of an (N t, i +1) term whose degree is N t, i and n-th order coefficient is c t, i, n as the function f t, i TH. be able to. Further, in many cases, the function f t, i TH can be used as a function f t, i TH as a quadratic function that does not depend on the time t, and then the function shown as Equation 3 below.
- Equation 3 is a special case of Equation 2.
- the second ⁇ in parentheses is the sum of the power generation suppression penalty costs of the power generator R (second power generator).
- the variable i in the second ⁇ is a variable that distinguishes the power generator R.
- M represents the number (total number) of power generation devices R (second power generation devices).
- Q i RE represents the power generation suppression penalty cost unit cost (cost) of the i-th power generation device R (Q i ).
- the unit price of the power generation suppression penalty cost is a value included in the necessary plan information acquired from the information generating device 2.
- C t, i RE represents the suppressed power of the i-th power generator R (Q i ) at time t.
- T, N, s i TH, cost , M, and Q i RE are values set in the planning unit 11 in advance.
- f t, i TH is a function set in the planning unit 11 in advance.
- the planning unit 11 sets each variable (specifically, pt , i TH , s) so as to minimize the value of the objective function expressed by Equation 1 within a range that satisfies the constraints (constraint conditions) described later.
- t, i TH and C t, i RE that is, each value for optimizing the objective function is a value included in the start / stop plan.
- C t, i RE is a value included in the power generation suppression plan.
- the planning unit 11 uses the solution to the optimization problem including the suppressed power (C t, i RE ) in the power generation device R (second power generation device) to reduce the operating cost of the power system to the lowest. (Optimize). Therefore, the planning unit 11 can create a start / stop plan including a power generation suppression plan corresponding to the power system including the RE power source (second power generation device).
- the RE power supply (second power generation device) has a low operating cost. Therefore, the planning unit 11 can create a power generation suppression plan that operates as many RE power sources (second power generation devices) as possible as the above solution.
- the restriction condition for supply and demand coincides with “the power generation device R (second power generation device) from the sum of the power generation output of the power generation device P (first power generation device) and the power generation output predicted value of the power generation device R (second power generation device).
- the value obtained by subtracting the power suppression of the power generation device) and the “demanded power demand value” coincide with each other.
- the power generation output of the power generation device P is, for example, the power generation output of the power generation device (base power source) that is the base of the power system, the power generation output of the hydroelectric power generation device, or the power generation output of the thermal power generation device. And power generation output of energy storage.
- the power generation device (base power source) as a base is a power generation device that has a stable output and does not perform large output adjustment like a nuclear power generation device.
- the base power supply may include a power generation apparatus (for example, a geothermal power generation apparatus) in which the output from the RE power supply is stable and large output adjustment is not performed.
- Constraint conditions for demand matching when the example of the power generation device P (first power generation device) is used are expressed by, for example, a mathematical expression (equation) expressed by Equation 4.
- P t BA is the sum of the power generation outputs of all base power supplies at time t.
- P t HY is the sum of the power generation outputs of all the hydroelectric generators at time t.
- P t TH is the sum of the power generation outputs of all the thermal power generation devices at time t.
- P t ES is the sum of the power generation outputs of all energy storages at time t.
- P t RE is a total sum of predicted values of the power generation outputs of all the power generation devices R (second power generation devices) at time t. Note that P t RE is a value included in the necessary planning information acquired from the information generating device 2.
- C t RE is the sum of the power to be suppressed in all the power generation devices R (RE power source) at time t.
- P t DM is a predicted value of power demand at time t.
- P t DM is a value included in the necessary plan information acquired from the information generating device 2.
- the planning unit 11 creates (determines) the above-described power generation suppression plan so as to satisfy the constraint conditions for matching supply and demand. Therefore, the planning unit 11 can create a start / stop plan including a power generation suppression plan in which the demand power and the supplied power match each unit time.
- the first power generator has a large reserve capacity. Therefore, the planning unit 11 creates a start / stop plan that minimizes the operating cost within a range in which the first power generator is operated so as to ensure reserve power.
- the constraint condition for securing the short-term adjustment power is the electric power in the power generator included in the power generator P (first power generator) with respect to the short-term fluctuation of the demand power and the short-term fluctuation of the power generated by the second power generator.
- This is a constraint on the short-term adjustment capability based on a power generator that can adjust the output in the short-term.
- the thermal power generation device and the energy storage are devices with high short-term adjustment power.
- the energy storage is a device that stores energy (for example, a storage battery or a pumped storage power generation device).
- the constraint condition for securing the short-term adjustment power is “the sum of the short-term adjustment power of the thermal power generation device included in the power generation device P (first power generation device) and the short-term adjustment power of the energy storage”. It is a constraint condition that is more than “variable power fluctuation”.
- the constraint condition for securing the short-term adjustment power is, for example, a mathematical expression (inequality) shown in Equation 5.
- L t TH is the total sum of the short-term adjustment powers of the thermal power generation apparatus in operation at time t.
- L t ES is the sum of the short-term adjustment powers of all energy storages at time t.
- Delta t s is a short-term variable power at time t. Delta t s is more specifically as the dependent variable is a value defined based on the "C t, 1 RE, ..., C t, M RE " using function g t s.
- Function g t s is a function which is set in advance planning section 11. Function g t s corresponds to the short-term fluctuation prediction value in the generator device R (the second power generating device).
- Equation 5 A specific example of a function g t s is the function shown in Equation 5.
- the planning unit 11 creates (determines) a start / stop plan including the above power generation suppression plan so as to ensure short-term adjustment.
- the power generation device R (second power generation device) has a large short-term fluctuation prediction value.
- the planning unit 11 creates (determines) the start / stop plan including the power generation suppression plan so as to satisfy the constraint condition for securing the short-term adjustment power. Therefore, the planning unit 11 can create a startup / shutdown plan with the lowest operating cost while accommodating short-term fluctuations based on the power generation device R (second power generation device).
- the restriction condition for securing the raising allowance is “the sum total of the maximum outputs of the power generation device P (first power generation device) being activated”, “the sum of the net demand power prediction value, short-term fluctuation power, and prediction error power” It is a constraint condition that is greater than or equal to.
- the constraint condition for securing the increase allowance is an inequality shown in Equation 6.
- the “net demand power predicted value” is a value obtained by subtracting the power generation predicted value of the power generation device R (second surface generating device) from the demand power predicted value.
- the restriction condition for securing the lowering allowance is “the sum of the minimum outputs of the power generation device P (first power generation device) being started”, “subtract the short-term fluctuation power and the prediction error power from the net demand power prediction value.
- This is a constraint condition that is less than or equal to "
- the constraint condition for securing the lowering allowance is a mathematical expression (inequality) expressed by Equation 7.
- Inequality 6 and, and delta t l in inequality 7 is a value represented by mathematical formulas shown in Equation 8 (Eq showing the function).
- P t DM ⁇ P t BA ⁇ P t RE is the net demand power predicted value.
- P t HY max is the maximum total power output of the activated hydroelectric generator at time t.
- P t TH max is the sum of the maximum power generation outputs of the thermal power generation apparatus that is activated at time t.
- P t ES-d max is the sum of the maximum power generation outputs of the energy storage during discharge at time t.
- P t HY min is the sum of the minimum power generation outputs of the activated hydroelectric generator at time t.
- P t TH, min is the sum of the minimum power generation outputs of the activated thermal power generator at time t.
- P t ES ⁇ c, min is the sum of the maximum charging inputs of the energy storage being charged at time t.
- ⁇ t l is a variable representing the prediction error power at time t. As shown in Equation 8, ⁇ t l is defined based on a function g t l that uses “C t, 1 RE ,..., C t, M RE ” as a dependent variable. Note that the function g t l is set in the planning unit 11 in advance.
- a specific example of the function g t l is a function in which variables are appropriately changed in the function shown in Equation 5.
- the planning unit 11 creates (determines) a start / stop plan including a power generation suppression plan so as to satisfy the above constraint conditions. Therefore, the planning unit 11 can create (determine) a start / stop plan including a power generation suppression plan while ensuring adjustment power (raising allowance and lowering allowance).
- the planning unit 11 can create (determine) a start / stop plan that makes the operating cost the lowest value while reducing the prediction error based on the power generation device R, using the constraint conditions.
- or 8 is an example of a constraint condition.
- the information processing apparatus 1 may add another constraint condition to the above formula.
- the information processing apparatus 1 may use another constraint condition instead of the above constraint condition.
- the functions f t, i TH , g t S , and g t l are desirably linear functions.
- the planning unit 11 may use an approximate function (for example, a piecewise linear function) when the function f t, i TH , g t S , or g t l is a convex function.
- the planning unit 11 can solve the above optimization problem (objective function) using various methods.
- the planning unit 11 can solve the optimization problem using mathematical programming or metaheuristics.
- the planning unit 11 may use a mixed integer linear programming method when the optimization problem is a mixed integer linear programming problem.
- the planning unit 11 may use a mixed integer quadratic programming method when the optimization problem is a mixed integer quadratic programming problem.
- the planning unit 11 may use a metaheuristic such as an annealing method, a genetic algorithm, or a particle swarm optimization method.
- the planning unit 11 can create (determine) the start / stop plan including the power generation suppression plan as described above.
- the information processing apparatus 1 can produce an effect of creating a power generation suppression plan corresponding to the power system including the RE power supply (second power generation apparatus).
- the reason is that the planning unit 11 creates a start / stop plan including a power generation suppression plan by using a power generation suppression penalty cost in the RE power source (second power generation device).
- the information processing apparatus 1 can produce an effect of creating a start / stop plan including a power generation suppression plan in which the demand power and the supplied power match each unit time.
- the planning unit 11 of the information processing device 1 satisfies the constraint (constraint condition) including the predicted value of the total power generation output of the RE power supply (second power generator) based on the constraint condition of supply-demand matching.
- the planning unit 11 creates a start / stop plan in consideration of future fluctuations.
- the information processing apparatus 1 can produce an effect of creating a start / stop plan including a power generation suppression plan that ensures short-term adjustment.
- the reason is that the planning unit 11 creates a start / stop plan including a power generation suppression plan so that the short-term adjustment power included in the power system can compensate for short-term fluctuations based on the constraints for securing the short-term adjustment power. It is to do.
- the information processing apparatus 1 can produce an effect of creating a start / stop plan including a power generation suppression plan that ensures adjustment power.
- the reason is that the planning unit 11 creates a start / stop plan including a power generation suppression plan that secures the raising allowance and the lowering allowance based on the restricting conditions for securing the raising allowance and the lowering allowance.
- the first detailed example is an example where the power generation device R (second power generation device) includes a solar power generation device and a wind power generation device.
- the planning unit 11 creates (determines) a power generation suppression plan for each of the solar power generation device and the wind power generation device.
- the power generation device R (second power generation device) may include a plurality of solar power generation devices and / or a plurality of wind power generation devices. In that case, the planning unit 11 divides the power generation device R (second power supply device) into groups (groups) of the solar power generation device and the wind power generation device, and performs the following operation for each group. .
- the optimization problem used by the planning unit 11 is an optimization problem including all groups. Therefore, the planning unit 11 can simultaneously create (determine) a power generation suppression plan for the solar power generation device and a power generation suppression plan for the wind power generation device.
- the planning unit 11 uses, for example, mathematical expressions (equations indicating functions) shown in Expressions 9 and 10 as the short-term fluctuation power ⁇ t S and the prediction error power ⁇ t l. Can do.
- M represents the number (total number) of power generation devices R (second power generation devices).
- Equation 9 ⁇ t DM, sfluc is the short-term fluctuation rate of power demand at time t.
- ⁇ t, i RE sfluc is a short-term fluctuation rate of the power generation output of the i-th power generation device R (Q i ) at time t.
- P t, i RE is a predicted value of the power generation output of the i-th power generation device R (Q i ) at time t.
- Equation 10 ⁇ t DM, perr is a prediction error rate of the predicted power demand at time t. ⁇ t, i RE, perr is the prediction error rate of the power generation output prediction value of the i-th power generation device R (Q i ) at time t.
- These values are values included in the necessary plan information acquired from the information generation device 2.
- the second detailed example is an example where the power generation device R (second power generation device) includes two systems of solar power generation devices.
- the planning unit 11 creates a power generation suppression plan for the solar power generation devices of the respective systems.
- the solar power generation device of each system may include a plurality of solar power generation devices.
- the power generation device R that is a solar power generation device is divided in advance into two groups (groups) based on characteristics (for example, output characteristics) of the power generation device R (second power supply device). .
- the planning unit 11 can simultaneously create (determine) a power generation suppression plan for the two power generation devices R in the second detailed example.
- the planning unit 11 uses, for example, mathematical expressions (equations indicating functions) shown in Expression 11 and Expression 12 as the short-term fluctuation power ⁇ t S and the prediction error power ⁇ t l. it can.
- M represents the number (total number) of power generators R (second power generators).
- Equation 11 and Equation 12 are the variables described in Equation 9 and Equation 10.
- the information processing apparatus 1 described above is configured as follows.
- each component of the information processing apparatus 1 may be configured with a hardware circuit.
- each component may be configured using a plurality of devices connected via a network.
- the plurality of components may be configured by a single piece of hardware.
- the information processing apparatus 1 may be realized as a computer apparatus including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).
- the information processing apparatus 1 may be realized as a computer apparatus that further includes an input / output connection circuit (IOC: Input / Output Circuit) and a network interface circuit (NIC: Network Interface Circuit).
- IOC Input / Output Circuit
- NIC Network Interface Circuit
- FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the information processing apparatus 600 according to this hardware configuration example.
- the information processing apparatus 600 includes a CPU 610, a ROM 620, a RAM 630, an internal storage device 640, an IOC 650, a NIC 680, and a NIC 690, and constitutes a computer device.
- the CPU 610 reads a program from ROM 620.
- the CPU 610 controls the RAM 630, the internal storage device 640, the IOC 650, the NIC 680, and the NIC 690 based on the read program.
- the computer including the CPU 610 controls these configurations and realizes the functions as the planning unit 11 and the communication unit 12 illustrated in FIG.
- the CPU 610 may use the RAM 630 or the internal storage device 640 as a temporary storage medium for the program when realizing each function.
- the CPU 610 may read the program included in the non-volatile or volatile storage medium 700 storing the program so as to be readable by a computer by using a storage medium reading device (not shown).
- the CPU 610 may receive a program from an external device (not shown) via the NIC 680 or the NIC 690, store the program in the RAM 630, and operate based on the stored program.
- ROM 620 stores programs executed by CPU 610 and fixed data.
- the ROM 620 is, for example, a P-ROM (Programmable-ROM), a flash ROM, a mask ROM, or an EPROM (Erasable P-ROM).
- the RAM 630 temporarily stores programs executed by the CPU 610 and data.
- the RAM 630 is, for example, a D-RAM (Dynamic-RAM).
- the internal storage device 640 stores data and programs stored in the information processing device 600 for a long period of time. Further, the internal storage device 640 may operate as a temporary storage device for the CPU 610.
- the internal storage device 640 is, for example, a hard disk device, an optical disk device, a magneto-optical disk device, an SSD (Solid State Drive), a magnetic tape device, or a disk array device.
- the ROM 620 and the internal storage device 640 are non-transitory storage media.
- the RAM 630 is a volatile storage medium.
- the CPU 610 can operate based on a program stored in the ROM 620, the internal storage device 640, or the RAM 630. That is, the CPU 610 can operate using a nonvolatile storage medium or a volatile storage medium.
- the IOC 650 mediates data between the CPU 610, the input device 660, and the display device 670.
- the IOC 650 is, for example, an IO interface card or a USB (Universal Serial Bus) card. Further, the IOC 650 is not limited to a wired connection such as a USB, but may be wireless.
- the input device 660 is a device that receives an input instruction from an operator of the information processing apparatus 600.
- the input device 660 is, for example, a keyboard, a mouse, or a touch panel.
- the display device 670 is a device that displays information to the operator of the information processing apparatus 600.
- the display device 670 is a liquid crystal display, for example.
- the NIC 680 relays data exchange with external devices (for example, the information generation device 2 and the control management device 3) not shown in FIG. 5 via a communication path or network (not shown).
- the NIC 690 relays exchange of data with the power generation device P via a communication path or network (not shown).
- NIC 680 and NIC 690 are, for example, LAN cards. Furthermore, the NIC 680 and the NIC 690 are not limited to wired, but may be wireless.
- the information processing apparatus 600 configured in this way can obtain the same effects as the information processing apparatus 1.
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Abstract
RE電源を用いた発電装置を含む電力系統に対応した発電抑制計画を作成するため、本発明の情報処理装置は、第1の発電装置と、第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信する通信手段と、計画必要情報と、第1の発電装置及び第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む第1の発電装置及び第2の発電装置に関する起動停止計画を作成し、通信手段を介して第1の発電装置に関する起動停止計画を送信し、通信手段を介して第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する計画手段とを含む。
Description
本発明は、発電装置の管理に関し、特に、発電装置の運転を管理する情報処理装置、情報処理方法、及び、記録媒体に関する。
一般的に、電力系統において、電力の需給調整のために電力系統に接続された発電装置の出力を抑制すること(以下、「発電抑制」と呼ぶ)が、行われている(例えば、特許文献1を参照)。なお、電力系統とは、発電装置を含み、発電装置が発電した電力を需要者に供給するシステムである。
さらに、電力系統全体の運転コストを最も低くするため、上記の発電抑制を含む発電装置の起動及び停止に関する計画(以下、「起動停止計画」と呼ぶ)が、作成されている。
起動停止計画は、上記の電力の需要と供給とを一致させる制約に加え、短期調整力の確保、並びに、上げ代及び下げ代の確保など、安定的に電力を供給するための制約を満たす必要がある(例えば、非特許文献1を参照)。
調整力とは、必要な電力の需給を制御する能力である。短期調整力とは、起動停止計画全体の時間に対して相対的に短い時間における調整力である。一般的な電力需給において短期調整力は、分(例えば、10分又は30分)又は時間(例えば、1時間又は2時間)を単位とした調整力である。
このように、起動停止計画は、上記制約を満たすように、発電装置における発電抑制を考慮した計画となっていることが必要である。
さらに、起動停止計画は、上記制約を満足しながら、経済性を考慮した計画となっていることが必要である。
また、太陽光発電機及び風力発電機に代表される再生可能エネルギー(RE:Renewable Energy)を用いた発電装置(以下、「RE電源」と呼ぶ)が、広く利用されてきている。
RE電源における発電抑制は、経済性(運転コスト)に影響を与える。例えば、複数のRE電源(例えば、太陽光発電機群と風力発電機群)における発電抑制の組合せが適切でない場合、必要となる短期調整力、並びに、上げ代及び下げ代が、増加する。その増加分を補うためには、例えば、RE電源より運転コストが高い火力発電機の運転台数が、増加する。つまり、起動停止計画が、適切でない場合、電力系統における運転コストが、高くなってしてしまう。
このように、RE電源を広く利用するためには、電力系統に含まれるRE電源を適切に発電抑制させることができる起動停止計画の作成が、求められている。特に、上記の制約を満たしながら、運転コストが最も低くなるようにRE発電装置における発電抑制を実行する計画(以下、「発電抑制計画」と呼ぶ)を含む起動停止計画の作成が、求められている。
宇田川 佑介、萩本 和彦、池上 貴志、他、「太陽光発電の予測誤差が需給運用と発電コストに与える影響」、電気学会研究会資料(新エネルギー・環境 メタボリズム社会・環境システム合同研究会資料)、電気学会(IEEJ)、FTE13-60、MES-13-16(2013)、2013巻、1号、pp. 85-95、2013年11月21日
しかしながら、RE電源は、火力発電装置などに比べ、気候などの外部の環境の影響を受けやすい。そのため、火力発電装置などに対応した発電抑制計画を作成する装置(例えば、特許文献1に記載の装置)は、RE電源のように外部の環境の影響を受けやすい発電装置に対応した発電抑制計画を作成できない。
また、非特許文献1は、コストに対する影響に関する論文であり、上記のような発電抑制計画を作成する技術ではない。
つまり、特許文献1及び非特許文献1は、RE電源を含む電力系統に対応した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成することができないという問題点があった。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、RE電源を含む電力系列に対応した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成する情報処理装置、情報処理方法、及び、記録媒体を提供することにある。
本発明の一形態における情報処理装置は、第1の発電装置と、第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信する通信手段と、計画必要情報と、第1の発電装置及び第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む第1の発電装置及び第2の発電装置に関する起動停止計画を作成し、通信手段を介して第1の発電装置に関する起動停止計画を送信し、通信手段を介して第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する計画手段とを含む。
本発明の一形態における情報処理方法は、第1の発電装置と、第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信し、計画必要情報と、第1の発電装置及び第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む第1の発電装置及び第2の発電装置に関する起動停止計画を作成し、第1の発電装置に関する起動停止計画を送信し、第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する。
本発明の一形態における記録媒体は、第1の発電装置と、第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信する処理と、計画必要情報と、第1の発電装置及び第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む第1の発電装置及び第2の発電装置に関する起動停止計画を作成する処理と、第1の発電装置に関する起動停止計画を送信する処理と、第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録する。
本発明に基づけば、RE電源を含む電力系統に対応した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するとの効果を奏することができる。
次に、本発明における実施形態について図面を参照して説明する。
なお、各図面は、本発明における実施形態を説明するものである。ただし、本発明は、各図面の記載に限られるわけではない。また、各図面において、同様の構成には同じ符号を付し、その繰り返しの説明を、省略する場合がある。
また、以下の説明に用いる図面において、本発明における実施形態の説明に関係しない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合もある。
なお、一部繰り返しとなるが、本実施形態の説明における用語について整理しておく。
「再生可能エネルギー(RE:Renewable Energy)電源」とは、太陽光発電装置及び風力発電装置などのように、自然の力で補充されるエネルギー資源を用いて電気を発生させる装置(発電装置)である。ただし、RE電源は、出力電力が外部の環境(天候など)の影響を受けやすい発電装置である。
一方、火力発電装置、水力発電装置、又は、揚水発電装置などは、外部の環境(例えば、天候)の影響を受けにくい発電装置である。さらに、これらの発電装置は、発電出力の調整が容易な発電装置である。このような発電装置は、「枯渇性エネルギー(Non-renewable energy or exhaustible energy)電源」と呼ばれることもある。
以下、外部の環境の影響を受けにくい発電装置を、第1の発電装置と呼ぶ。また、外部の環境の影響を受けやすい発電装置(RE電源)を第2の発電装置と呼ぶ。なお、第1の発電装置は、蓄電池のように電力を蓄積する装置を含んでもよい。
各発電装置の相対的な特徴をまとめると、次のとおりである。
第1の発電装置
(1)発電出力が、外部環境(例えば、天候)に影響されにくい。
(1)発電出力が、外部環境(例えば、天候)に影響されにくい。
(2)発電出力の調整が、容易。
(3)予測誤差及び短期変動予測値が、小さい。
(4)運転コストが高い。
第2の発電装置
(1)運転コストが低い。
(1)運転コストが低い。
(2)発電出力が、外部環境(例えば、天候)の影響を受けやすい。
(3)予測誤差及び短期変動予測値が、大きい。
(4)発電出力の抑制に対して、コストが発生する。
「起動停止計画」とは、既に説明しているが、電力系統に含まれる発電装置の起動及び停止に関する計画である。本発明における実施形態は、管理対象となる発電装置の所定の時間単位ごとの起動停止計画を作成する。ここで、所定の時間単位は、例えば、1時間である。ただし、所定の時間単位は、1時間に限定されない。そして、本発明における実施形態は、例えば、電力系統における運転コストが最も低くなるように、つまり、発電系列に関する最低運転コストを実現するように、起動停止計画を作成する。ただし、最低運転コストは、理論的な最低コストである必要はない。本発明における実施形態の処理性能に対応し、最低運転コストは、所定の条件を満足する範囲での、最低運転コストでもよい。例えば、最低運転コストは、本発明における実施形態が、上記の所定の時間単位において取得できた情報を基に算出可能な最低運転コストでもよい。
起動停止計画は、次に説明する発電抑制計画を含む。
「発電抑制計画」とは、発電装置の出力の抑制(発電抑制)に関する計画である。本発明における実施形態は、管理対象となる発電装置の所定の時間単位ごとの発電抑制計画を作成する。ここで、所定の時間単位は、上記の起動停止計画の所定の時間単位と同じであり、例えば、1時間である。ただし、所定の時間単位は、1時間に限定されない。本発明における実施形態は、例えば、電力の需給調整のため、電力系統に接続された発電装置の出力を抑制する。なお、本発明における実施形態は、第1の発電装置及び第2の発電装置の発電抑制計画を作成する。ただし、第1の発電装置に関する発電抑制計画は、特に制限はされない。例えば、第1の発電装置に関する発電抑制計画は、一般的に作成されている発電抑制計画と同様の計画でもよい。そのため、以下の説明では、第1の発電装置に関する発電抑制計画についての説明を省略する。つまり、以下の説明において、本発明における実施形態は、第2の発電装置に関する発電抑制計画を作成するとして説明する。
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明における第1の実施形態について説明する。
以下、図面を参照して、本発明における第1の実施形態について説明する。
本発明における第1の実施形態に係る情報処理装置1は、自装置に接続されている発電装置(以下、「発電装置P」と呼ぶ)を管理する。さらに、情報処理装置1は、発電装置Pに加え、電力系統に含まれるその他の発電装置(以下、「発電装置R」と呼ぶ)を管理する。
発電装置P及び/又は発電装置Rは、少なくとも一部にRE電源を含んでもよい。つまり、発電装置P及び/又は発電装置Rは、少なくとも一部に、太陽光発電装置などのように、発電出力が外部の環境(例えば、天候)の影響を受けやすい発電装置(第2の発電装置)を含んでもよい。また、発電装置P及び発電装置Rは、外部の環境(例えば、天候)の影響を受けにくい、つまり、外部の環境に関連しないで発電出力を調整可能な発電装置(第1の発電装置)を含んでもよい。例えば、発電装置P及び発電装置Rは、火力発電装置、水力発電装置、揚水発電装置、又は、蓄電池などを含んでもよい。
ただし、以下の説明では、説明を明確にするため、発電装置Pは、火力発電装置のように、外部環境の影響を受けにくい発電装置(第1の発電装置)とする。一方、発電装置Rは、発電出力が外部環境の影響を受けやすい発電装置(第2の発電装置(RE電源))とする。
情報処理装置1は、上記の発電装置P及び発電装置Rを管理するための起動停止計画を作成する。ただし、起動停止計画は、発電装置Rに関する発電抑制計画を含む。
なお、情報処理装置1は、後ほど詳細に説明するように、電力系統の運転コストが最も低くなるように、起動停止計画を作成する。
[構成の説明]
まず、本発明における第1の実施形態に係る情報処理装置1の構成について説明する。
まず、本発明における第1の実施形態に係る情報処理装置1の構成について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る情報処理装置1の構成の一例を示すブロック図である。
図1に示されているように、第1の実施形態に係る情報処理装置1は、計画部11と通信部12とを含む。
通信部12は、後ほど説明する計画部11における動作に必要な情報として、起動停止計画の対象となる発電装置及び需要電力に関する情報(以下、「計画必要情報」と呼ぶ)を取得(受信)する。より具体的には、通信部12は、計画必要情報として、少なくとも、起動停止計画の対象となる電力系統における需要電力の予測値、及び、電力系統に含まれる発電装置R(第2の発電装置)の発電出力の予測値を取得する。
さらに、通信部12は、計画部11が作成した起動停止計画を、発電装置P(第1の発電装置)に送信する。
さらに、通信部12は、計画部11が作成した発電抑制計画を含む起動停止計画を、発電装置R(第2の発電装置)を制御及び/又は管理する(以下、まとめて「管理する」と呼ぶ)装置(以下、「制御管理装置」と呼ぶ)に送信する。なお、後ほど詳細に説明するが、本実施形態の説明において、発電装置Rは、図2に示されている制御管理装置3に管理されている。つまり、制御管理装置3が、発電装置R(第2の発電装置)を管理する装置である。
上記のとおり、計画部11は、通信部12を介して、計画必要情報を取得する。
そして、計画部11は、計画必要情報に基づいて発電装置P(第1の発電装置)及び発電装置R(第2の発電装置)を含む電力系統の起動停止計画を作成(決定)する。ただし、計画部11は、起動停止計画として、発電装置R(第2の発電装置)に関する発電抑制計画を含む起動停止計画を作成(決定)する。
計画部11は、起動停止計画の作成(決定)において、発電装置P及び発電装置Rを含む電力系統全体における運転コストが最も低くなるように、発電抑制計画及び起動停止計画を作成(決定)する。計画部11における発電抑制計画及び起動停止計画の作成については、後ほど詳細に説明する。
なお、計画部11は、作成する起動停止計画の期間について、特に制限されない。例えば、計画部11は、翌日の1日分の起動停止計画を作成してよい。あるいは、計画部11は、翌日からの複数の日数分の起動停止計画を作成してよい。あるいは、計画部11は、1日より短い所定の時間範囲(例えば、12時間)に対する起動停止計画を作成してよい。
そして、計画部11は、通信部12を介して、作成した起動停止計画を発電装置P(第1の発電装置)に送信する。さらに、計画部11は、通信部12を介して、発電抑制計画を含む起動停止計画を、発電装置R(第2の発電装置)を管理する装置(例えば、制御管理装置3)に送信する。なお、計画部11は、発電装置P(第1の発電装置)と、発電装置R(第2の発電装置)を管理する装置とに送信する情報を、分けなくてもよい。計画部11は、発電抑制計画を含む起動停止計画を、発電装置P(第1の発電装置)、及び、発電装置R(第2の発電装置)を管理する装置に送信してもよい。つまり、計画部11は、発電装置P(第1の発電装置)、及び、発電装置R(第2の発電装置)を管理する装置に、同じ情報(発電抑制計画を含む起動停止計画)を送信してもよい。この場合、各装置が、起動停止計画から必要な情報を取り出して、動作すればよい。
次に、情報処理装置1をより詳細に説明するため、情報処理装置1を含む電源システム9について、図面を参照して説明する。
図2は、第1の実施形態に係る情報処理装置1を含む電源システム9の構成の一例を示すブロック図である。
図2に示されているように、電源システム9は、情報処理装置1と、情報生成装置2と、制御管理装置3と、発電装置Pと、発電装置Rと、外部装置Eとを含む。図2において、各装置は、所定の通信経路を用いて接続されている。
情報処理装置1、発電装置P、及び、発電装置Rは、既に説明済みである。そのため、情報処理装置1、発電装置P、及び、発電装置Rについての説明は、適宜省略し、情報生成装置2及び制御管理装置3について詳細に説明する。
制御管理装置3は、接続されている発電装置R(第2の発電装置)を、管理する。そのため、制御管理装置3は、管理部31と通信部32とを含む。
通信部32は、情報処理装置1から、発電装置R(第2の発電装置)に関する発電抑制計画を含む起動停止計画を受信する。
管理部31は、発電抑制計画を基に、接続されている発電装置R(第2の発電装置)における電力の割当て量を決定する。なお、管理部31が決定する割当て量(抑制電力)は、特に制限されない。管理部31は、各発電装置Rの種類(例えば、RE電源の種類)及び各発電装置Rの発電出力を基に、電力の割当て量を決定すればよい。
そして、管理部31は、通信部32を介して、決定した各発電装置Rに対する割当て量(抑制電力)を、各発電装置Rに送信する。
発電装置R(第2の発電装置)は、受信した割当て量(抑制電力)に基づいて、発電出力を制御する。
情報生成装置2は、計画必要情報を情報処理装置1に送信する。そのため、情報生成装置2は、生成部21と、通信部22とを含む。
通信部22は、生成部21が計画必要情報を生成するために必要な情報(以下、「生成元情報」と呼ぶ)を、外部の装置(以下、「外部装置E」と呼ぶ)から取得する。
外部装置Eは、特に制限されない。外部装置Eは、情報処理装置1において必要となる計画必要情報に応じて選択されればよい。例えば、外部装置Eは、気象データを提供する装置、又は、過去の需要電力データを提供する装置である。外部装置Eは、データベースのような記憶装置でもよい。
なお、外部装置Eは、1台でもよく、複数台でもよい。通信部22は、生成部21の依頼に応じて、必要となる外部装置Eを選択して、生成元情報を取得してもよい。
また、生成元情報は、特に制限されない。生成元情報は、情報生成装置2が生成する計画必要情報に応じて、決定されればよい。生成元情報は、例えば、需要電力予測値、需要電力短期変動率、及び、需要電力予測誤差率のように、需要に関連する情報でもよい。あるいは、生成元情報は、発電予測値、発電短期変動率予測値、発電予測誤差率、及び、発電抑制ペナルティコストのように、発電装置R(第2の発電装置)の発電に関連する情報でもよい。
なお、発電短期変動率予測値とは、起動停止計画における単位時間より短い時間単位における、発電出力に対する発電出力の変動幅の割合の予測値である。発電予測誤差率とは、発電の予測値における誤差の割合である。発電抑制ペナルティコストとは、発電の抑制に伴うコストである。
生成部21は、上記生成元情報を基に、情報処理装置1の計画部11が利用可能な情報である計画必要情報を生成する。そして、生成部21は、通信部22を介して、生成した計画必要情報を、情報処理装置1に送信する。
なお、図2は、情報生成装置2及び制御管理装置3を、1台の装置として示している。ただし、情報生成装置2及び/又は制御管理装置3の構成は、1台の装置の構成に限られない。
図3は、第1の実施形態に係る情報生成装置2の構成の一例を示すブロック図である。
親情報生成装置4及び子情報生成装置5が、情報生成装置2を構成する。詳細には、生成部41及び生成部51が、生成部21を構成する。通信部41及び通信部52が、通信部22を構成する。
図3に示されている情報生成装置2は、親情報生成装置4と、少なくとも1台の子情報生成装置5とを含む。図3に示されている情報生成装置2の構成は、階層構成である。
子情報生成装置5は、生成部51と、通信部52とを含む。
通信部52は、図2を用いた説明における情報生成装置2の通信部22と同様に、外部装置Eから生成元情報を取得する。
生成部51は、図2を用いた説明における情報生成装置2の生成部21と同様に、取得した生成元情報を基に、少なくとも一部の計画必要情報(子計画必要情報)を生成する。そして、生成部51は、通信部52を介して、生成した子計画必要情報を、親情報生成装置4に送信する。
親情報生成装置4は、生成部41と、通信部42とを含む。
通信部42は、子情報生成装置5から子計画必要情報を取得する。
生成部41は、受信した子計画必要情報の全部、又は、一部を基に、計画必要情報を生成する。そして、生成部41は、通信部42を介して、生成した計画必要情報を、情報処理装置1に送信する。
なお、親情報生成装置4が、通信部42を介して一部の外部装置Eに接続され、一部の生成元情報を取得し、計画必要情報の生成に用いてもよい。
子情報生成装置5が接続される外部装置Eは、特に制限されない。
例えば、発電装置R(第2の発電装置)が、太陽光発電装置、及び、風力発電装置を含むとする。そして、外部装置Eが、太陽光発電装置に関連する情報を送信する外部装置Eと、風力発電装置に関連する情報を送信する外部装置Eとを含むとする。そして、子情報生成装置5が、それぞれの種類の発電装置R(第2の発電装置)に関連する情報を送信する外部装置Eに接続されているとする。この場合、子情報生成装置5は、各種類の発電装置R(第2の発電装置)に関連する子計画必要情報を生成(算出)する。親情報生成装置4は、子情報生成装置5が生成した各種類の発電装置Rをまとめた計画必要情報を生成する。
図4は、第1の実施形態に係る制御管理装置3の構成の一例を示すブロック図である。
親制御管理装置6及び子制御管理装置7が、制御管理装置3を構成する。詳細には、管理部61及び管理部71が、管理部31を構成する。通信部62及び通信部72が、通信部32を構成する。
図4に示されている制御管理装置3は、親制御管理装置6と、少なくとも1台の子制御管理装置7とを含む。図4に示されている制御管理装置3の構成は、階層構成である。
親制御管理装置6は、管理部61と、通信部62とを含む。
通信部62は、情報処理装置1から、発電抑制計画を含む起動停止計画を受信する。
管理部61は、起動停止計画(特に、発電抑制計画)を基に、子制御管理装置7に送信する割当て量(発電抑制計画を含む起動停止計画)を決定する。より詳細には、管理部61は、子制御管理装置7に接続されている発電装置Rに対する割当て量(電力の抑制の量)を決定する。
そして、管理部61は、通信部62を介して、決定した割当て量(発電抑制計画を含む起動停止計画)を、子制御管理装置7に送信する。
子制御管理装置7は、管理部71と、通信部72とを含む。
通信部72は、親制御管理装置6から、割当て量(発電抑制計画を含む起動停止計画)を受信する。
管理部71は、受信した割当て量を基に、各発電装置Rに対する割当て量を決定する。そして、管理部71は、通信部72を介して、各発電装置Rに割当て量を送信する。
なお、親制御管理装置6が、通信部72を介して一部の発電装置Rに接続され、接続されている発電装置Rに割当て量を送付してよい。
また、子制御管理装置7に接続されている発電装置Rは、特に制限されない。
例えば、発電装置Rが、種類及び/又は特性に基づいて、グループ化されている場合、子制御管理装置7は、担当するグループに含まれる発電装置Rと接続されてもよい。
例えば、発電装置Rが、太陽光発電装置のグループと、風力発電装置のグループとに分けられているとする。そして、一の子制御管理装置7が、太陽光発電装置のグループに接続され、他の子制御管理装置7が、風力発電装置のグループ(群)に接続されているとする。このような接続の場合、子制御管理装置7は、種類及び特性に基づいてグループに分けられた発電装置Rを、グループ毎に管理できる。
[動作の説明]
次に、第1の実施形態に係る情報処理装置1の動作について、説明する。より詳細には、計画部11が、起動停止計画の作成に用いる計算について説明する。ただし、以下で説明する計算は、計画部11における計算の一例である。本実施形態に係る計画部11の計算は、以下に限られない。
次に、第1の実施形態に係る情報処理装置1の動作について、説明する。より詳細には、計画部11が、起動停止計画の作成に用いる計算について説明する。ただし、以下で説明する計算は、計画部11における計算の一例である。本実施形態に係る計画部11の計算は、以下に限られない。
計画部11は、起動停止計画の作成(決定)のために、以下で説明するような計算を実行する。より具体的には、計画部11は、上記計算として、発電装置P(第1の発電装置)及び発電装置R(第2の発電装置)を含む電力系統全体における運転コストを最も低くする最適化問題を計算する。なお、ここで用いる最適化問題は、所定の制約(制約条件)を満たす範囲で、目的関数の値を最小化させる問題である。
以下の説明で用いる運転コストを最も低くする最適化問題における目的関数は、発電装置P(第1の発電装置)の運転コスト、及び、発電装置R(第2の発電装置)の発電抑制ペナルティコストの総和とする。また、制約(制約条件)は、電力の安定供給のために必要となる電力の供給と需要の一致(需給一致)、短期調整力確保、並びに、上げ代及び下げ代確保とする。ただし、これらは、本実施形態を限定するものではない。
この場合の目的関数は、数1に示される関数となる。つまり、最適化問題は、数1に示されている関数の値を最小化する変数の値を求める問題となる。
数1において、変数tは、起動停止計画の単位時間を表す変数である。Tは、最適化問題の対象となる期間を、単位時間を用いて表した場合の時間(期間)である。つまり、数1は、対象となる期間の総和となる。
括弧内の最初のΣは、発電装置P(第1の発電装置)の運転コストの総和である。最初のΣにおける変数iは、発電装置P(第1の発電装置)を区別する変数である。Nは、発電装置Pの台数(総数)である。pt,i
THは、時間tにおけるi番目の発電装置P(Pi)の発電出力を表す。ft,i
THは、時間tにおけるi番目の発電装置P(Pi)の発電出力に対する燃料コストを表す関数である。si
TH,costは、i番目の発電装置P(Pi)の起動コストを表す。st,i
THは、i番目の発電装置P(Pi)の起動及び停止を表す二値を取る変数(例えば、「1」又は「0」のいずれかとなる変数)である。
なお、関数ft,i
THは、具体的には次のような関数である。
括弧内の二つ目のΣは、発電装置R(第2の発電装置)の発電抑制ペナルティコストの総和である。二つ目のΣにおける変数iは、発電装置Rを区別する変数である。Mは、発電装置R(第2の発電装置)の台数(総数)を表す。Qi
REは、i番目の発電装置R(Qi)の発電抑制ペナルティコスト単価(コスト)を表す。発電抑制ペナルティコストの単価は、情報生成装置2から取得される計画必要情報に含まれる値である。Ct,i
REは、時間tにおけるi番目の発電装置R(Qi)の抑制された電力を表す。
上記において、T、N、si
TH,cost、M、及び、Qi
REは、予め、計画部11に設定されている値である。ft,i
THは、予め計画部11に設定されている関数である。計画部11は、後ほど説明する制約(制約条件)を満足する範囲において、数1に示される目的関数の値を最小とするように、各変数(具体的には、pt,i
TH、st,i
TH、及び、Ct,i
RE)を決定する。つまり、目的関数を最適化する各値が、起動停止計画に含まれる値となる。なお、Ct,i
REが、発電抑制計画に含まれる値である。
このように、計画部11は、発電装置R(第2の発電装置)における抑圧された電力(Ct,i
RE)を含む最適化問題の解を用いて、電力系統の運転コストを最も低く(最適化)する。そのため、計画部11は、RE電源(第2の発電装置)を含む電力系統に対応した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成できる。
なお、既に説明したとおり、RE電源(第2の発電装置)は、運転コストが低い。そのため、計画部11は、上記の解として、RE電源(第2の発電装置)を可能な範囲で多く動作させる発電抑制計画を作成することができる。
次に、制約条件について説明する。
需給一致の制約条件とは、「発電装置P(第1の発電装置)の発電出力、及び、発電装置R(第2の発電装置)の発電出力予測値の和から、発電装置R(第2の発電装置)の電力抑制を引いた値」と、「需要電力予測値」とが、一致することである。
ここで、発電装置P(第1の発電装置)の発電出力とは、例えば、電力系統のベースとなる発電装置(ベース電源)の発電出力、水力発電装置の発電出力、火力発電装置の発電出力、及び、エネルギーストレージの発電出力である。ここで、ベースとなる発電装置(ベース電源)とは、原子力発電装置のように出力が安定し、大きな出力調整を行わない発電装置である。なお、ベース電源は、RE電源における出力が安定し、大きな出力調整を行わない発電装置(例えば、地熱発電装置)を含んでもよい。
上記の発電装置P(第1の発電装置)の例を用いた場合の需要一致の制約条件は、例えば、数4で示される数式(等式)を用いて表される。
等式4において、Pt
BAは、時間tにおける全てのベース電源の発電出力の総和である。Pt
HYは、時間tにおける全ての水力発電装置の発電出力の総和である。Pt
THは、時間tにおける全ての火力発電装置の発電出力の総和である。Pt
ESは、時間tにおける全てのエネルギーストレージの発電出力の総和である。Pt
REは、時間tにおける全ての発電装置R(第2の発電装置)の発電出力の予測値の総和である。なお、Pt
REは、情報生成装置2から取得される計画必要情報に含まれる値である。
Ct
REは、時間tにおける全ての発電装置R(RE電源)における抑制する電力の総和である。
Pt
DMは、時間tにおける需要電力の予測値である。Pt
DMは、情報生成装置2から取得される計画必要情報に含まれる値である。
計画部11は、需給を一致させる制約条件を満足するように、上記の発電抑制計画を作成(決定)する。そのため、計画部11は、単位時間毎に需要電力と供給電力が一致する発電抑制計画を含む起動停止計画を作成できる。
なお、第1の発電装置は、予備力が大きい。そのため、計画部11は、予備力を確保できるように第1の発電装置を運転する範囲で運転コストを最も低くする起動停止計画を作成する。
短期調整力確保の制約条件とは、需要電力の短期変動及び第2の発電装置の発電電力の短期変動に対して、発電装置P(第1の発電装置)に含まれる発電装置の中で電力出力を短期的に調整可能な発電装置に基づく、短期的な調整能力に関する制約条件である。例えば、発電装置P(第1の発電装置)に含まれる装置において、火力発電装置及びエネルギーストレージは、短期調整力が高い装置である。なお、エネルギーストレージとは、エネルギーを格納する装置(例えば、蓄電池、又は、揚水発電装置)である。この場合、短期調整力確保の制約条件は、「発電装置P(第1の発電装置)に含まれる火力発電装置の短期調整力と、エネルギーストレージの短期調整力との和」を、「短期的な電力の変動」以上とする制約条件である。この場合の短期調整力確保の制約条件は、例えば、数5に示される数式(不等式)となる。
不等式5において、Lt
THは、時間tにおける起動中の火力発電装置の短期調整力の総和である。Lt
ESは、時間tにおける全てのエネルギーストレージの短期調整力の総和である。Δt
sは、時間tにおける短期変動電力である。Δt
sは、より具体的には、従属変数として「Ct,1
RE,...,Ct,M
RE」を用いる関数gt
sに基づいて定義される値である。関数gt
sは、予め計画部11に設定されている関数である。関数gt
sは、発電装置R(第2の発電装置)における短期変動予測値に対応している。
なお、関数gt
sの具体例は、数5に示されている関数である。
計画部11は、短期調整力を確保するように、上記の発電抑制計画を含む起動停止計画を作成(決定)する。
なお、発電装置R(第2の発電装置)は、短期変動予測値が大きい。しかし、計画部11は、上記の短期調整力確保の制約条件を満足するように、発電抑制計画を含む起動停止計画を作成(決定)する。そのため、計画部11は、発電装置R(第2の発電装置)に基づく短期変動に対応しながら運転コストを最も低い値とする起動停止計画を作成することができる。
上げ代確保の制約条件とは、「起動中の発電装置P(第1の発電装置)の最大出力の総和」を、「正味の需要電力予測値、短期変動電力、及び、予測誤差電力の総和」以上とする制約条件である。例えば、発電装置Pが、水力発電装置、火力発電装置、及び、エネルギーストレージを含む場合、上げ代確保の制約条件は、数6に示される不等式となる。
なお、「正味の需要電力予測値」とは、需要電力予測値から発電装置R(第2の発面装置)の発電予測値を差し引いた値である。
また、下げ代確保の制約条件とは、「起動中の発電装置P(第1の発電装置)の最小出力の総和」を、「正味の需要電力予測値から短期変動電力及び予測誤差電力を引いた値」以下とする制約条件である。例えば、発電装置Pが、水力発電装置、火力発電装置、及び、エネルギーストレージを含む場合、下げ代確保の制約条件は、数7に示される数式(不等式)となる。不等式6、及び、不等式7におけるΔt
lは、数8に示される数式(関数を示す等式)で表される値である。
不等式6及び7において、「Pt
DM-Pt
BA-Pt
RE」が、正味の需要電力予測値である。
不等式6において、Pt
HY,maxは、時間tにおける起動中の水力発電装置の最大発電出力総和である。Pt
TH,maxは、時間tにおける起動中の火力発電装置の最大発電出力の総和である。Pt
ES-d,maxは、時間tにおける放電中のエネルギーストレージの最大発電出力の総和である。
不等式7において、Pt
HY,minは、時間tにおける起動中の水力発電機の最小発電出力の総和である。Pt
TH,minは、時間tにおける起動中の火力発電機の最小発電出力の総和である。Pt
ES-c,minは、時間tにおける充電中のエネルギーストレージの最大充電入力の総和である。
等式8において、Δt
lは、時間tにおける予測誤差電力を表す変数である。等式8に示されるように、Δt
lは、従属変数として「Ct,1
RE,...,Ct,M
RE」を用いる関数gt
lに基づいて定義される。なお、関数gt
lは、予め、計画部11に設定されている。
なお、関数gt
lの具体例は、数5に示されている関数において、変数を適宜変更した関数である。
計画部11は、上記制約条件を満たすように発電抑制計画を含む起動停止計画を作成(決定)する。そのため、計画部11は、調整力(上げ代及び下げ代)を確保しながら、発電抑制計画を含む起動停止計画を作成(決定)できる。
なお、発電装置R(第2の発電装置)は、予測誤差が大きい。しかし、計画部11は、上記制約条件を用いて、発電装置Rに基づく予測誤差を削減しながら運転コストを最も低い値とする起動停止計画を作成(決定)することができる。
なお、上記の数1及び3ないし8は、制約条件の一例である。情報処理装置1は、上記の式にさらに他の制約条件を加えてもよい。あるいは、情報処理装置1は、上記の制約条件に換えて、別の制約条件を用いてもよい。
なお、関数ft,i
TH、gt
S、及び、gt
lは、線形関数であることが望ましい。また、計画部11は、関数ft,i
TH、gt
S、又は、gt
lが、凸関数の場合、近似関数(例えば、区分線形化した線形関数)を用いてよい。
計画部11は、上記の最適化問題(目的関数)を、各種の手法を用いて解くことができる。例えば、計画部11は、数理計画法、又は、メタヒューリスティクスを用いて、最適化問題を解くことができる。例えば、計画部11は、最適化問題が混合整数線形計画問題の場合、混合整数線形計画法を用いればよい。あるいは、計画部11は、最適化問題が混合整数二次計画問題の場合、混合整数二次計画法を用いればよい。あるいは、計画部11は、最適化問題が混合整数非線形計画問題の場合、焼きなまし法、遺伝的アルゴリズム、又は、粒子群最適化法などのメタヒューリスティクスを用いればよい。
その結果として、計画部11は、上記の説明のとおり、発電抑制計画を含む起動停止計画を作成(決定)できる。
[効果の説明]
次に、第1の実施形態に係る情報処理装置1の効果について説明する。
次に、第1の実施形態に係る情報処理装置1の効果について説明する。
情報処理装置1は、上記のとおり、RE電源(第2の発電装置)を含む電力系統に対応した発電抑制計画を作成するとの効果を奏することができる。
その理由は、計画部11が、RE電源(第2の発電装置)における発電抑制ペナルティコストなどを用いて、発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するためである。
さらに、情報処理装置1は、単位時間毎に需要電力と供給電力とが一致する発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するとの効果を奏することができる。
その理由は、情報処理装置1の計画部11が、需給一致の制約条件に基づいて、RE電源(第2の発電装置)の発電出力の総和の予測値も含む制約(制約条件)を満足するように、発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するためである。つまり、計画部11は、今後の変動を考慮して、起動停止計画を作成しているためである。
さらに、情報処理装置1は、短期調整力を確保した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するとの効果を奏することができる。
その理由は、計画部11が、短期調整力確保の制約条件に基づいて、電力系統に含まれる短期的な調整力が短期的な変動を補えるように、発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するためである。
さらに、情報処理装置1は、調整力を確保した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するとの効果を奏することができる。
その理由は、計画部11が、上げ代及び下げ代確保の制約条件に基づいて、上げ代及び下げ代を確保した発電抑制計画を含む起動停止計画を作成するためである。
[短期変動電力と予測誤算電力の詳細例]
次に、本実施形態の計画部11が用いる短期変動電力(Δt s)及び予測誤差電力(Δt l)の詳細例を説明する。
次に、本実施形態の計画部11が用いる短期変動電力(Δt s)及び予測誤差電力(Δt l)の詳細例を説明する。
(1)第1の詳細例
第1の詳細例は、発電装置R(第2の発電装置)が、太陽光発電装置及び風力発電装置を含む場合の例である。計画部11は、太陽光発電装置及び風力発電装置のそれぞれに対して、発電抑制計画を作成(決定)する。なお、発電装置R(第2の発電装置)は、複数の太陽光発電装置及び/又は複数の風力発電装置を含んでもよい。その場合、計画部11は、発電装置R(第2の電源装置)を、太陽光発電装置及び風力発電装置のグループ(群)に分けて、各グループを対象に以下の動作を実行すればよい。
第1の詳細例は、発電装置R(第2の発電装置)が、太陽光発電装置及び風力発電装置を含む場合の例である。計画部11は、太陽光発電装置及び風力発電装置のそれぞれに対して、発電抑制計画を作成(決定)する。なお、発電装置R(第2の発電装置)は、複数の太陽光発電装置及び/又は複数の風力発電装置を含んでもよい。その場合、計画部11は、発電装置R(第2の電源装置)を、太陽光発電装置及び風力発電装置のグループ(群)に分けて、各グループを対象に以下の動作を実行すればよい。
なお、計画部11が用いる最適化問題は、全てのグループを含む最適化問題である。そのため、計画部11は、太陽光発電装置に対する発電抑制計画、及び、風力発電装置に対する発電抑制計画を、同時に、作成(決定)できる。
第1の詳細例の場合、計画部11は、短期変動電力Δt
Sと、予測誤差電力Δt
lとして、例えば、数9及び数10に示される数式(関数を示す等式)を用いることができる。なお、等式9、及び、等式10において、Mは、発電装置R(第2の発電装置)の台数(総数)を表す。
等式9において、σt
DM,sflucは、時間tにおける需要電力の短期変動率である。σt,i
RE,sflucは、時間tにおけるi番目の発電装置R(Qi)の発電出力の短期変動率である。また、Pt,i
REは、時間tにおけるi番目の発電装置R(Qi)の発電出力の予測値である。
等式10において、σt
DM,perrは、時間tにおける需要電力予測値の予測誤差率である。σt,i
RE,perrは、時間tにおけるi番目の発電装置R(Qi)の発電出力予測値の予測誤差率である。
これらの値は、情報生成装置2から取得される計画必要情報に含まれる値である。
(2)第2詳細例
第2の詳細例は、発電装置R(第2の発電装置)が、2系統の太陽光発電装置を含む場合の例である。計画部11は、それぞれの系統の太陽光発電装置について発電抑制計画を作成する。
第2の詳細例は、発電装置R(第2の発電装置)が、2系統の太陽光発電装置を含む場合の例である。計画部11は、それぞれの系統の太陽光発電装置について発電抑制計画を作成する。
なお、各系統の太陽光発電装置は、複数の太陽光発電装置を含んでもよい。この場合、太陽光発電装置である発電装置Rは、予め、発電装置R(第2の電源装置)の特性(例えば、出力特性など)に基づいて、2のグループ(群)に分割されている。
なお、計画部11は、第1の詳細例と同様に、第2の詳細例においても、2系統の発電装置Rに対する発電抑制計画を、同時に、作成(決定)できる。
第2の詳細例の場合、計画部11は、短期変動電力Δt
Sと、予測誤差電力Δt
lとして、例えば、数11及び数12に示される数式(関数を示す等式)を用いることできる。なお、等式11及び等式12において、Mは、発電装置R(第2の発電装置)の台数(総数)を表す。
なお、等式11及び等式12における各変数は、等式9及び等式10において説明した変数である。
[ハードウェア構成例]
以上の説明した情報処理装置1は、次のように構成される。
以上の説明した情報処理装置1は、次のように構成される。
例えば、情報処理装置1の各構成部は、ハードウェア回路で構成されてもよい。
また、情報処理装置1において、各構成部は、ネットワークを介して接続された複数の装置を用いて、構成されてもよい。
また、情報処理装置1において、複数の構成部は、1つのハードウェアで構成されてもよい。
また、情報処理装置1は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)とを含むコンピュータ装置として実現されてもよい。情報処理装置1は、上記構成に加え、さらに、入出力接続回路(IOC:Input / Output Circuit)と、ネットワークインターフェース回路(NIC:Network Interface Circuit)とを含むコンピュータ装置として実現されてもよい。
図5は、本ハードウェア構成例に係る情報処理装置600の構成の一例を示すブロック図である。
情報処理装置600は、CPU610と、ROM620と、RAM630と、内部記憶装置640と、IOC650と、NIC680と、NIC690とを含み、コンピュータ装置を構成している。
CPU610は、ROM620からプログラムを読み込む。そして、CPU610は、読み込んだプログラムに基づいて、RAM630と、内部記憶装置640と、IOC650と、NIC680と、NIC690とを制御する。そして、CPU610を含むコンピュータは、これらの構成を制御し、図1に示されている計画部11と通信部12としての各機能を実現する。
CPU610は、各機能を実現する際に、RAM630又は内部記憶装置640を、プログラムの一時記憶媒体として使用してもよい。
また、CPU610は、コンピュータで読み取り可能にプログラムを記憶した非揮発性又は揮発性の記憶媒体700が含むプログラムを、図示しない記憶媒体読み取り装置を用いて読み込んでもよい。
あるいは、CPU610は、NIC680又はNIC690を介して、図示しない外部の装置からプログラムを受け取り、RAM630に保存して、保存したプログラムを基に動作してもよい。
ROM620は、CPU610が実行するプログラム及び固定的なデータを記憶する。ROM620は、例えば、P-ROM(Programmable-ROM)、フラッシュROM、マスクROM、又は、EPROM(Erasable P-ROM)である。
RAM630は、CPU610が実行するプログラム及びデータを一時的に記憶する。RAM630は、例えば、D-RAM(Dynamic-RAM)である。
内部記憶装置640は、情報処理装置600が長期的に保存するデータ及びプログラムを記憶する。また、内部記憶装置640は、CPU610の一時記憶装置として動作してもよい。内部記憶装置640は、例えば、ハードディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、SSD(Solid State Drive)、磁気テープ装置、又は、ディスクアレイ装置である。
ここで、ROM620と内部記憶装置640は、不揮発性(non-transitory)の記憶媒体である。一方、RAM630は、揮発性(transitory)の記憶媒体である。そして、CPU610は、ROM620、内部記憶装置640、又は、RAM630に記憶されているプログラムを基に動作可能である。つまり、CPU610は、不揮発性記憶媒体又は揮発性記憶媒体を用いて動作可能である。
IOC650は、CPU610と、入力機器660及び表示機器670とのデータを仲介する。IOC650は、例えば、IOインターフェースカード又はUSB(Universal Serial Bus)カードである。さらに、IOC650は、USBのような有線に限らず、無線を用いてもよい。
入力機器660は、情報処理装置600の操作者からの入力指示を受け取る機器である。入力機器660は、例えば、キーボード、マウス又はタッチパネルである。
表示機器670は、情報処理装置600の操作者に情報を表示する機器である。表示機器670は、例えば、液晶ディスプレイである。
NIC680は、図示しない通信路又はネットワークを介して、図5において図示されていない外部の装置(例えば、情報生成装置2及び制御管理装置3)とのデータのやり取りを中継する。
NIC690は、図示しない通信路又はネットワークを介して、発電装置Pとのデータのやり取りを中継する。
NIC680及びNIC690は、例えば、LANカードである。さらに、NIC680及びNIC690は、有線に限らず、無線を用いてもよい。
このように構成された情報処理装置600は、情報処理装置1と同様の効果を得ることができる。
その理由は、情報処理装置600のCPU610が、プログラムに基づいて情報処理装置1と同様の機能を実現できるためである。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2015年11月26日に出願された日本出願特願2015-230329を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 情報処理装置
2 情報生成装置
3 制御管理装置
4 親情報生成装置
5 子情報生成装置
6 親制御管理装置
7 子制御管理装置
9 電源システム
11 計画部
12 通信部
21 生成部
22 通信部
31 管理部
32 通信部
41 生成部
42 通信部
51 生成部
52 通信部
61 管理部
62 通信部
71 管理部
72 通信部
600 情報処理装置
610 CPU
620 ROM
630 RAM
640 内部記憶装置
650 IOC
660 入力機器
670 表示機器
680 NIC
690 NIC
700 記憶媒体
2 情報生成装置
3 制御管理装置
4 親情報生成装置
5 子情報生成装置
6 親制御管理装置
7 子制御管理装置
9 電源システム
11 計画部
12 通信部
21 生成部
22 通信部
31 管理部
32 通信部
41 生成部
42 通信部
51 生成部
52 通信部
61 管理部
62 通信部
71 管理部
72 通信部
600 情報処理装置
610 CPU
620 ROM
630 RAM
640 内部記憶装置
650 IOC
660 入力機器
670 表示機器
680 NIC
690 NIC
700 記憶媒体
Claims (10)
- 第1の発電装置と、前記第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信する通信手段と、
前記計画必要情報と、前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、前記第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置に関する起動停止計画を作成し、前記通信手段を介して前記第1の発電装置に関する起動停止計画を送信し、前記通信手段を介して前記第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を前記第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する計画手段と
を含む情報処理装置。 - 前記計画手段が、
前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置を含む電力系統における運転コストが最も低くなるように前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置に関する起動停止計画を作成する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記計画必要情報が、
前記電力系統における需要電力の予測値と、前記第2の発電装置に関する発電出力の予測値と、前記第2の発電装置を抑制した場合の所定の時間単位におけるコストである発電抑制ペナルティコストと
を含む請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記計画必要情報が、
前記電力系統における需要電力の予測値における予測誤差率と、前記第2の発電装置における発電出力予測値の予測誤差率と
を含む請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記計画手段が、
前記電力系統における電力の需要及び供給を一致させた前記起動停止計画を作成する
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記計画手段が、
前記電力系統における管理単位時間間隔より短い期間における調整力である短期調整力を確保する前記起動停止計画を作成する
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記計画手段が、
前記電力系統における調整力を確保する前記起動停止計画を作成する
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記第2の発電装置が、
再生可能エネルギーを用いた発電装置である
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 第1の発電装置と、前記第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信し、
前記計画必要情報と、前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、前記第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置に関する起動停止計画を作成し、
前記第1の発電装置に関する起動停止計画を送信し、
前記第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を前記第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する
情報処理方法。 - 第1の発電装置と、前記第1の発電装置に比べ発電出力が外部の環境の影響を受ける第2の発電装置とに関する情報を含む情報である計画必要情報を受信する処理と、
前記計画必要情報と、前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置を含む電力系統における運転コストとに基づいて、前記第2の発電装置における発電出力の抑制である発電抑制計画を含む前記第1の発電装置及び前記第2の発電装置に関する起動停止計画を作成する処理と、
前記第1の発電装置に関する起動停止計画を送信する処理と、
前記第2の発電装置の発電抑制計画を含む起動停止計画を前記第2の発電装置を制御又は管理する装置に送信する処理と
をコンピュータに実行させるプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録する記録媒体。
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- 2016-11-18 JP JP2017552386A patent/JP6766822B2/ja active Active
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Ref document number: 2017552386 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16868467 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |