WO2023238377A1 - 情報処理装置、発電システム、及び情報処理方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an information processing device, a power generation system, and an information processing method.
- Patent Document 1 discloses a power operation system including a plurality of solar power generation devices connected to the power grid via the same power receiving end.
- Each of the plurality of solar power generation devices includes a solar cell for receiving sunlight and outputting power, a storage battery for storing power, a communication interface for communicating with other solar power generation devices, and a power source. and a battery control unit for controlling storage of power and output of power to the power grid.
- a battery control unit of a first solar power generation device among the plurality of solar power generation devices causes the first solar power generation device to output power to the power grid rather than accumulating power during a first period.
- Patent Document 1 it is possible to reduce fluctuations in the amount of electricity sold to the power grid by a plurality of solar power generation devices.
- Patent Document 2 discloses a power storage system that stores DC power and inputs the DC power to a PCS (Power Conditioning Subsystem) that converts the DC power into AC power and supplies it to the power grid.
- the power storage system has a voltage range that matches the input voltage range of the PCS, and includes a storage battery that stores DC power, a power converter that converts the DC power into predetermined DC power and charges the storage battery, and a power converter that stores the DC power stored in the storage battery.
- a discharge switch that discharges power, a sensor that detects the input power of the PCS and outputs a detection signal, and a sensor that controls the converted power of the power converter based on the detection signal, and a switch when the solar power generation device is not generating power.
- Patent Document 2 by charging only the surplus power of a solar power generation device into a storage battery and discharging the storage battery during times when the solar power generation device cannot generate electricity, such as at night, more sunlight can be generated. It is possible to supply derived energy and improve PCS operation.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and one of its objects is to simultaneously realize time shift while avoiding imbalance in power generation equipment using renewable energy.
- One of the present inventions for achieving the above object is an information processing device having a processor and a storage device, the information processing device including: As the predicted power generation amount at the installation location of the power generation equipment, from among the ensemble members calculated based on the ensemble method, a first predicted power generation amount by control run and a plurality of second predicted power generation amounts smaller than the first predicted power generation amount are selected.
- a planned charge amount for a storage battery that charges at least a portion of the power generation amount of the power generation equipment on the target day is calculated, and a planned discharge amount for the storage battery on the target day is calculated based on the predicted electricity price and the planned charge amount. is calculated, and when the first condition that the planned charging amount is less than or equal to the capacity of the storage battery and the planned discharging amount is less than or equal to the planned charging amount is satisfied, a spot bidding amount on the target day is determined.
- the information processing device of the present invention under the FIP (Feed In Premium) system, it is possible to avoid imbalance and simultaneously achieve time shifting using power generation equipment that uses renewable energy. . In other words, the revenue gained from time shifting can cover the penalty payable when an imbalance occurs.
- FIP eed In Premium
- Another aspect of the present invention for achieving the above object is an information processing device, which selects the second predicted power generation amount in descending order to calculate the planned charging amount and the planned discharging amount.
- the predetermined second predicted power generation amount is determined by repeating the process until the first condition is satisfied.
- the second predicted power generation amount is selected in ascending order until the first condition is satisfied, an optimal predicted value can be obtained as the predetermined second predicted power generation amount, and the storage battery It becomes possible to perform highly accurate control of the same amount at the same time only by charging and discharging.
- Another aspect of the present invention for achieving the above object is an information processing device that calculates a standard deviation among the ensemble members, and wherein the standard deviation is greater than a predetermined reference value. When the small second condition is not satisfied, the planned charging amount and the planned discharging amount are calculated.
- the planned charging amount and the planned discharging amount that satisfy the first condition are calculated, and It becomes possible to control the same amount at the same time only by charging and discharging.
- Another aspect of the present invention for achieving the above object is an information processing device that, when the second condition is satisfied, based on the first predicted power generation amount and the predicted electricity price, The planned charging amount is calculated, the planned discharging amount is calculated based on the predicted power price and the planned charging amount, and the spot bidding amount is determined.
- the planned charging amount when the dispersion of the ensemble members is small and the reliability of the first predicted value is high, the planned charging amount and the It becomes possible to calculate the planned amount of discharge and control the same amount at the same time just by charging and discharging the storage battery.
- Another aspect of the present invention for achieving the above object is an information processing device, in which the spot Determine the bid amount.
- the information processing device of the present invention it is possible to easily control the charging and discharging of the storage battery on the target day, and to ensure simultaneous control of the same amount.
- FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power generation system 1 according to the present embodiment.
- a photovoltaic power generation facility (hereinafter referred to as "PV power generation facility 20" (PV: Photo Voltaic)) is used as a power generation facility using renewable energy.
- the PV power generation equipment 20, the storage battery 30, the storage battery control device 40, the weather information providing device 60, the monitoring control device 100, and the measuring device 70 are connected to each other via the communication network 5 so that they can communicate bidirectionally.
- the communication network 5 is, for example, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), a dedicated line, a power line communication network, or various public communication networks.
- the PV power generation equipment 20, the storage battery 30, and the measuring device 70 are connected to the communication network 5 as well as the power system 3 operated by a general electric utility company or the like.
- the weather information providing device 60 is connected to the Internet 6 as well as the communication network 5 .
- the storage battery control device 40 performs charging control or discharging control (hereinafter referred to as “charging and discharging control”) of the storage battery 30 based on control instructions received from the monitoring and control device 100 via the communication network 5. For example, the storage battery control device 40 performs charging and discharging control of the storage battery 30 so that the amount of charge and the amount of discharge of the storage battery 30 on the target day are equal. Note that the storage battery 30 may also have the functions of the storage battery control device 40.
- the supervisory control device 100 controls the storage battery so that when the amount of power supplied from the PV power generation equipment 20 to the power system 3 exceeds a preset amount of power (planned amount), the storage battery 30 is charged with the surplus power.
- a control instruction (charging instruction) for the storage battery 30 is transmitted to the device 40.
- the supervisory control device 100 causes the storage battery 30 to discharge the insufficient power toward the power grid 3 when the amount of power supplied from the PV power generation equipment 20 to the power grid 3 is less than the above-mentioned planned value.
- a control instruction (discharge instruction) for the storage battery 30 is transmitted to the storage battery control device 40.
- FIG. 2 is a block diagram showing the main functions of the supervisory control device 100 included in the power generation system 1 according to the present embodiment.
- the monitoring and control device 100 includes a storage unit 110, a solar radiation predicted value acquisition unit 120, an actual value management unit 125, a predicted power generation amount calculation unit 130, a predicted electricity price calculation unit 135, a planned charging amount calculation unit 140, and a planned discharge amount calculation unit 145, a power generation output fluctuation suppressing section 150, and a charging/discharging planned amount comparing section 155.
- the storage unit 110 stores, as main information (data), a predicted solar radiation amount 111, an actual value 112, a predicted power generation amount 113, a predicted power price 114, a planned charging amount 115, and a planned discharge amount 116. do.
- the predicted power price 114 is the power price on the target day calculated based on the predicted solar radiation value 111, the actual value 112, and the past performance of the power price. It is a predicted value.
- the predicted power price calculation unit 135 uses a power price prediction model to calculate the power price on the target day by the day before the target date, based on the predicted solar radiation value 111, the actual value 112, and the past performance of the power price.
- a predicted value (hereinafter referred to as "predicted power price 114") is calculated in units of a certain period of time (for example, 30 minutes).
- the storage unit 110 stores the predicted power price 114 calculated by the predicted power price calculation unit 135.
- the output device 15 is an interface that outputs various information such as processing progress and processing results.
- the output device 15 is, for example, a display device that visualizes the various information mentioned above (LCD (Liquid Crystal Display), graphic card, etc.), a device that converts the various information mentioned above into audio (audio output device (speaker, etc.)), It is a device (printing device, etc.) that converts various information into characters.
- the information processing device 10 may be configured to input and output information to and from other devices via the communication device 16.
- the input device 14 and the output device 15 constitute a user interface that receives information from and presents information to the user.
- the information processing device 10 may have, for example, an operating system, a file system, a DBMS (Data Base Management System) (relational database, NoSQL, etc.), a KVS (Key-Value Store), etc. installed therein.
- DBMS Data Base Management System
- NoSQL NoSQL
- KVS Key-Value Store
- FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the process of the monitoring and control device 100 when determining the spot bid amount on a target day by the day before the target date.
- the supervisory control device 100 starts a series of processes when the administrator of the power generation system 1 or the like performs a predetermined start operation on the user interface of the supervisory control device 100.
- the solar radiation predicted value acquisition unit 120 acquires the solar radiation predicted value 111 for the target day from the weather information providing device 60, and the storage unit 110 stores the solar radiation It is assumed that the predicted value 111 is stored.
- the performance value management unit 125 manages past performance values 112 such as the past measured solar radiation value 1123 and the past power generation performance value 1124, and the storage unit 110 stores the past measured solar radiation value 1123 and the past power generation performance value. It is assumed that the actual value 112 such as 1124 is stored. It is also assumed that the monitoring and control device 100 is in a state where a reference value to be compared with the standard deviation described below has been calculated.
- time t1 to t2 is a time period immediately after sunrise in which sufficient power generation by the PV power generation equipment 20 is not expected
- the supervisory control device 100 does not issue a charging instruction to the storage battery control device 40, and the storage battery 30 does not perform charging operation. We will not do this. Then, the supervisory control device 100 determines the spot bid amount within a range that does not exceed the predicted power generation amount 113A between times t1 and t2.
- the supervisory control device 100 selects the smallest predicted power generation amount 113B from among the plurality of predicted power generation amounts 113B (S507).
- the supervisory control device 100 calculates the planned charging amount 115 for the storage battery 30 based on the difference value (113A-113B) between the predicted power generation amounts 113A and 113B (S508).
- the supervisory control device 100 determines whether the first condition that the planned charging amount 115 is less than or equal to the capacity of the storage battery 30 and the planned discharging amount 116 is less than or equal to the planned charging amount 115 is satisfied (S510).
- the monitoring and control device 100 determines that the planned charging amount 115 is less than or equal to the capacity of the storage battery 30 and the planned discharging amount 116 does not satisfy the first condition that is less than or equal to the planned charging amount 115 (S510: NO), multiple predictions are performed. From among the power generation amounts 113B, the next smallest predicted power generation amount 113B after the smallest predicted power generation amount 113B is selected (S511), and the above steps S508 to S510 are executed again. The supervisory control device 100 performs steps S508 to S511 described above until it determines that the first condition that the planned charging amount 115 is less than or equal to the capacity of the storage battery 30 and the planned discharging amount 116 is less than or equal to the planned charging amount 115 is satisfied. Repeat the process. In this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that the processing of steps S508 to S511 is executed twice.
- FIG. 6C is a graph showing an example of trends in predicted power generation amounts 113A, 113B and spot bid amount, where the horizontal axis shows the time (hours and minutes) from 0:00 to 24:00 on the target day, and the vertical axis shows the predicted The power generation amounts 113A and 113B (thin solid lines) and the spot bid amount (thick solid line) (KWh) are shown.
- the power generation amounts 113A and 113B thin solid lines
- the spot bid amount thick solid line
- the supervisory control device 100 does not instruct the storage battery control device 40 to charge.
- the storage battery 30 does not perform a charging operation. Then, the supervisory control device 100 determines the spot bid amount between times t0 and t1 to be zero.
- the supervisory control device 100 selects the smallest predicted power generation amount 113B from the plurality of predicted power generation amounts 113B, and selects the difference value between the predicted power generation amounts 113A and 113B (the predicted power generation amount 113B between the predicted power generation amounts 113A and 113B).
- a planned charge amount 115 (solid diagonal line) for the storage battery 30 is calculated based on the amount of power that is surplus (exceeding the amount of electricity), and a planned discharge amount 116 (dashed diagonal line) is also calculated.
- the supervisory control device 100 performs a process of calculating the planned charging amount 115 and the planned discharge amount 116 by selecting the predicted power generation amount 113B in ascending order from the smallest predicted power generation amount 113B until the planned charging amount 115 and the planned discharge amount 116 become equal. repeat. Then, the supervisory control device 100 determines the spot bid amount from time t1 to t4 using the predicted power generation amount 113B when the planned charging amount 115 and the planned discharging amount 116 become equal. In this embodiment, when calculating the difference value between the predicted power generation amounts 113A and 113B, the minimum predicted power generation amount 113B is selected from the plurality of predicted power generation amounts 113B.
- time t4 is based on the condition that the discharge amount of the storage battery 30 per fixed time is equal to or less than the capacity of the power conditioner, and the planned charge amount 115 (solid diagonal line) and discharge plan amount 116 (broken diagonal line) of the storage battery 30 on the target day. This is a time set between time t3 and time t5 so as to satisfy the condition that the values are equal.
- the first condition is that the planned discharge amount 116 is equal to or less than the planned charge amount 115, so in this embodiment, the initial SOC of the storage battery 30 at the time when the PV power generation equipment 20 starts generating electricity on the target day is 0%. It is assumed that the planned charging amount 115 and the planned discharging amount 116 are equal.
- the time period t4 to t5 is a time period immediately before sunset in which sufficient power generation by the PV power generation equipment 20 is not expected. Furthermore, the period from t5 to t6 is a time period after sunset when the PV power generation equipment 20 is not expected to generate power. Therefore, the supervisory control device 100 instructs the storage battery control device 40 to discharge in the time period after time t4, and the storage battery 30 discharges the already charged power to the power system 3. Then, the supervisory control device 100 determines the spot bid amount from time t4 to t6 so that the discharge amount of the storage battery 30 per fixed time is equal to or less than the capacity of the power conditioner.
- step S506 since the reliability of the predicted power generation amount 113A is low, based on the information of the predicted power generation amounts 113A, 113B and the predicted power price 114, spot bidding is performed when the planned charging amount 115 and the planned discharging amount 116 become equal.
- the charge and discharge of the storage battery 30 can be controlled so that the amount of power supplied from the PV power generation equipment 20 to the power grid 3 is appropriate.
- the information processing device 10 used to realize the supervisory control device 100 has a processor 11 and a storage device (main storage device 12, auxiliary storage device 13), and is capable of predicting the amount of power generated by the PV power generation equipment 20.
- a storage device main storage device 12, auxiliary storage device 13
- the predicted power generation amount at the installation location of the PV power generation equipment 20 on the target date which is the day of A plurality of small predicted power generation amounts 113B are extracted, and based on the predicted power price 114 on the target day and the difference value between the predicted power generation amount 113A and the minimum predicted power generation amount 113B, the PV power generation equipment 20 on the target day is extracted.
- a planned charging amount 115 (solid diagonal line in FIG.
- the information processing device 10 using the PV power generation equipment 20, it is possible to simultaneously realize a time shift while avoiding imbalance.
- the information processing device 10 calculates the predicted power generation amount 113B by repeating the process of selecting the predicted power generation amount 113B in descending order and calculating the planned charging amount 115 and the planned discharge amount 116 until the first condition is satisfied.
- the optimum predicted value can be obtained as the predicted power generation amount 113B, and the accuracy can be improved only by charging and discharging the storage battery 30. This makes it possible to control the same amount at the same time with a high degree of control.
- the information processing device 10 calculates a standard deviation indicating the dispersion among the ensemble members, and when the standard deviation does not satisfy a second condition smaller than a predetermined reference value, the information processing device 10 calculates the above-mentioned planned charge amount 115 and discharge amount. A planned amount 116 is calculated.
- the information processing device 10 calculates a planned charging amount 115 (solid diagonal line in FIG. 6B) based on the predicted power generation amount 113A and the predicted power price 114, and calculates the planned charging amount 115 (solid diagonal line in FIG. 6B), Based on the amount 115, a planned discharge amount 116 (dashed line in FIG. 6B) is calculated to determine the spot bid amount.
- the planned charging amount 115 and discharging amount are By calculating the planned amount 116, it becomes possible to control the same amount at the same time only by charging and discharging the storage battery 30.
- the information processing device 10 determines the spot bid amount so that the initial SOC of the storage battery 30 is 0% when the PV power generation equipment 20 starts generating power on the target day.
- the information processing device 10 it is possible to easily control the charging and discharging of the storage battery 30 on the target day, and to ensure simultaneous control of the same amount.
- the renewable energy-based power generation facility of the present invention may be a wind power generation facility.
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Abstract
情報処理装置であって、プロセッサ及び記憶装置を有し、再生可能エネルギー利用型の発電設備の発電量を予測しようとする対象日における発電設備の設置場所における予測発電量として、アンサンブル法に基づいて算出されるアンサンブルメンバーの中から、コントロールランによる第１予測発電量と、第１予測発電量よりも小さい複数の第２予測発電量と、を抽出し、対象日における予測電力価格と、第１予測発電量と第２予測発電量のうち所定の第２予測発電量との差分値と、に基づき、対象日における発電設備の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池に対する充電計画量を算出し、予測電力価格と、充電計画量と、に基づき、対象日における蓄電池に対する放電計画量を算出し、充電計画量が蓄電池の容量以下であるとともに、放電計画量が充電計画量以下である第１条件を満足するとき、対象日におけるスポット入札量を決定する。
Description
本発明は、情報処理装置、発電システム、及び情報処理方法に関する。
特許文献１には、同一の受電端を介して電力系統に接続される複数の太陽光発電装置を備える電力運用システムが開示されている。複数の太陽光発電装置の各々は、太陽光を受けて電力を出力するための太陽電池と、電力を蓄積するための蓄電池と、他の太陽光発電装置と通信するための通信インタフェースと、電力の蓄積と電力の電力系統への出力とを制御するための電池制御部とを含む。複数の太陽光発電装置のうちの第１の太陽光発電装置の電池制御部は、第１の太陽光発電装置に、第１の期間の間、電力の蓄積よりも電力の電力系統への出力を優先させ、通信インタフェースを介して、複数の太陽光発電装置のうちの第２の太陽光発電装置に、第１の期間よりも所定時間遅れた第２の期間の間、電力の蓄積よりも電力の電力系統への出力を優先させる。特許文献１によれば、複数の太陽光発電装置による電力系統への売電量の変動を低減させることができる。
特許文献２には、直流電力を蓄積し、直流電力を交流電力に変換して電力系統へ供給するＰＣＳ（Power Conditioning Subsystem）へ、直流電力を入力する蓄電システムが開示されている。蓄電システムは、ＰＣＳの入力電圧範囲に合致した電圧範囲を持ち、直流電力を貯める蓄電池と、直流電力を所定の直流電力に変換して蓄電池を充電する電力変換器と、蓄電池に貯められた直流電力を放電する放電用スイッチと、ＰＣＳの入力電力を検出して検出信号を出力するセンサと、検出信号に基づいて電力変換器の変換電力を制御すると共に、太陽光発電装置の非発電時にスイッチをオン状態にして蓄電池の放電を制御する制御部と、を有する。特許文献２によれば、太陽光発電装置が持つ余剰電力のみを蓄電池に充電しておき、夜間等の太陽光発電装置が発電できない時間帯に、蓄電池放電を行うことで、より多くの太陽光由来エネルギーの供給と、ＰＣＳの稼働向上を実現することができる。
しかし、特許文献１，２に開示された発明では、日中等において太陽光発電装置の発電電力のうち余剰電力を蓄電池に充電し、夜間等において蓄電池に充電された電力を電力系統に放電する、所謂タイムシフトが行われるが、当日の太陽光発電装置の実績が前日までに約定した太陽光発電装置の計画と異なった場合におけるインバランスを回避することは考慮されていないため、インバランスに基づく料金の支払いが発生する虞があった。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、再生可能エネルギー利用型の発電設備において、インバランスを回避しつつタイムシフトも同時に実現することを１つの目的とする。
上記の目的を達成するための本発明のうちの１つは、プロセッサ及び記憶装置を有する情報処理装置であって、再生可能エネルギー利用型の発電設備の発電量を予測しようとする対象日における前記発電設備の設置場所における予測発電量として、アンサンブル法に基づいて算出されるアンサンブルメンバーの中から、コントロールランによる第１予測発電量と、前記第１予測発電量よりも小さい複数の第２予測発電量と、を抽出し、前記対象日における予測電力価格と、前記第１予測発電量と前記複数の第２予測発電量のうち所定の第２予測発電量との差分値と、に基づき、前記対象日における前記発電設備の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池に対する充電計画量を算出し、前記予測電力価格と、前記充電計画量と、に基づき、前記対象日における前記蓄電池に対する放電計画量を算出し、前記充電計画量が前記蓄電池の容量以下であるとともに、前記放電計画量が前記充電計画量以下である第１条件を満足するとき、前記対象日におけるスポット入札量を決定する。
本発明の情報処理装置によれば、ＦＩＰ（Feed In Premium）制度の下で、再生可能エネルギー利用型の発電設備を用いて、インバランスを回避しつつタイムシフトも同時に実現することが可能となる。つまり、タイムシフトを行うことで得られる収益で、インバランスが発生した際に支払うペナルティを賄うことができる。
上記の目的を達成するための本発明のうちの他の１つは、情報処理装置であって、前記第２予測発電量を小さい順に選択して前記充電計画量及び前記放電計画量を算出する処理を前記第１条件を満足するまで繰り返すことにより、前記所定の第２予測発電量を求める。
本発明の情報処理装置によれば、第１条件を満足するまで第２予測発電量を小さい順に選択することから、所定の第２予測発電量として最適な予測値を求めることができ、蓄電池の充放電のみで精度の高い同時同量の制御を行うことが可能となる。
上記の目的を達成するための本発明のうちの他の１つは、情報処理装置であって、前記アンサンブルメンバーの間の標準偏差を算出し、前記標準偏差が予め定められた基準値よりも小さい第２条件を満足しないとき、前記充電計画量及び前記放電計画量を算出する。
本発明の情報処理装置によれば、アンサンブルメンバーのばらつきが大きく、第１予測値の信頼度が低い場合であっても、第１条件を満足する充電計画量及び放電計画量を算出し、蓄電池の充放電のみで同時同量の制御を行うことが可能となる。
上記の目的を達成するための本発明のうちの他の１つは、情報処理装置であって、前記第２条件を満足したとき、前記第１予測発電量と前記予測電力価格とに基づき、前記充電計画量を算出し、前記予測電力価格と前記充電計画量とに基づき、前記放電計画量を算出し、前記スポット入札量を決定する。
本発明の情報処理装置によれば、アンサンブルメンバーのばらつきが小さく、第１予測値の信頼度が高い場合には、第１条件を満足するか否かの判断を考慮せずに充電計画量及び放電計画量を算出し、蓄電池の充放電のみで同時同量の制御を行うことが可能となる。
上記の目的を達成するための本発明のうちの他の１つは、情報処理装置であって、前記対象日における前記蓄電池の初期ＳＯＣ（State Of Charge）が０％となるように、前記スポット入札量を決定する。
本発明の情報処理装置によれば、対象日における蓄電池の充放電の制御を簡単とし、同時同量の制御を確実とすることが可能となる。
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
本発明によれば、再生可能エネルギー利用型の発電設備を用いて、インバランスを回避しつつタイムシフトも同時に実現することが可能となる。
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。以下、本発明をその一実施形態に即して添付図面を参照しつつ説明する。尚、本実施形態において、同一の又は類似する構成については共通の符号を付してその説明を省略することがある。また、本実施形態において、「情報」、「データ」、「テーブル」等の表現にて各種情報を説明することがあるが、各種情報は、これら以外のデータ構造で表現されていてもよい。また、本実施形態において、符号の前に付している「Ｓ」の文字は処理ステップを意味する。
図１は、本実施形態に係る発電システム１の概略的な構成を示すブロック図である。尚、本実施形態では、再生可能エネルギー利用型の発電設備として、例えば太陽光発電設備（以下、「ＰＶ発電設備２０」（PV：Photo Voltaic）と称する。）を用いることとする。
発電システム１は、ＰＶ発電設備２０と、ＰＶ発電設備２０の監視や制御を行うための各種の設備や装置を含む。具体的には、発電システム１は、ＰＶ発電設備２０の他、蓄電池３０、蓄電池制御装置４０、気象情報提供装置６０、監視制御装置１００、計測装置７０を含む。
ＰＶ発電設備２０、蓄電池３０、蓄電池制御装置４０、気象情報提供装置６０、監視制御装置１００、計測装置７０は、通信ネットワーク５を介して互いに双方向通信が可能な状態で接続されている。尚、通信ネットワーク５は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、専用線、電力線通信網、各種公衆通信網等である。また、ＰＶ発電設備２０、蓄電池３０、計測装置７０は、通信ネットワーク５の他、一般電気事業者等によって運用される電力系統３にも接続されている。また、気象情報提供装置６０は、通信ネットワーク５の他、インターネット６にも接続されている。
ＰＶ発電設備２０は、例えば、多結晶シリコン型発電素子、単結晶シリコン型発電素子、薄膜型発電素子等を用いて構成される太陽光発電パネルを備える。また、ＰＶ発電設備２０は、太陽光発電パネルによって発電された直流を交流に変換して電力系統３に供給する、インバータまたはパワーコンディショナ（PCS：Power Conditioning Subsystem）を備える。また、ＰＶ発電設備２０は、電力系統３の周波数、過電圧／電圧不足、停電有無等を検出して電力系統３との接続を切り離す系統連系保護装置を備える。
蓄電池３０は、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池、ニッケル水素電池、レドックスフロー電池、燃料電池、キャパシタ電池等である。蓄電池３０は、電力系統３との間で充放電を行うためのインバータまたはパワーコンディショナを備える。蓄電池３０は、ＰＶ発電設備２０の発電量の計画値に対する余剰分の電力の充電又は不足分の電力の放電を行う役割を果たす。
蓄電池制御装置４０は、監視制御装置１００から通信ネットワーク５を介して受信する制御指示に基づき、蓄電池３０の充電制御又は放電制御（以下、「充放電制御」と称する。）を行う。蓄電池制御装置４０は、例えば、対象日における蓄電池３０の充電量及び放電量が等しくなるように、蓄電池３０の充放電制御を行う。尚、蓄電池３０が蓄電池制御装置４０の機能を兼ね備えることとしてもよい。
監視制御装置１００は、ＰＶ発電設備２０から電力系統３への電力の供給量が予め設定された電力量（計画量）を上回る場合、蓄電池３０が余剰分の電力を充電するように、蓄電池制御装置４０に蓄電池３０のための制御指示（充電指示）を送信する。また、監視制御装置１００は、ＰＶ発電設備２０から電力系統３への電力の供給量が上記の計画値を下回る場合、蓄電池３０が不足分の電力を電力系統３に向けて放電するように、蓄電池制御装置４０に蓄電池３０のための制御指示（放電指示）を送信する。
気象情報提供装置６０は、ＰＶ発電設備２０の設置場所の周辺地域に存在する気象観測所やインターネット６上の気象情報提供サーバ７等から提供される気象情報に基づき、未来の所定期間（例えば翌日の日中）における、ＰＶ発電設備２０の設置場所における日射量を予測し、予測した日射量（以下、「日射量予測値」と称する。）を監視制御装置１００に随時提供する。また、気象情報提供装置６０は、気象観測所や気象情報提供サーバ７から提供される、過去の所定期間（例えば、過去数年間）における、ＰＶ発電設備２０の設置場所における日射量（以下、「日射量実測値」と称する。）を蓄積管理し、日射量実測値を監視制御装置１００に随時提供する。
計測装置７０は、電力系統３の状態に関する情報（周波数、過電圧／電圧不足、停電有無等）を計測し、計測値を通信ネットワーク５を介して監視制御装置１００に送信する。
図２は、本実施形態に係る発電システム１が備える監視制御装置１００の主な機能を示すブロック図である。監視制御装置１００は、記憶部１１０、日射量予測値取得部１２０、実績値管理部１２５、予測発電量算出部１３０、予測電力価格算出部１３５、充電計画量算出部１４０、放電計画量算出部１４５、発電出力変動抑制部１５０、充放電計画量比較部１５５を備える。
上記の機能のうち、記憶部１１０は、主な情報（データ）として、日射量予測値１１１、実績値１１２、予測発電量１１３、予測電力価格１１４、充電計画量１１５、放電計画量１１６を記憶する。
図３Ａは、日射量予測値１１１の一例を示す図である。日射量予測値１１１は、日時１１１１及び日射量予測値１１１２の各項目を有する複数のレコードからなるテーブル構造を有する。日射量予測値１１１の１つのレコードは、予測日の予測時間帯（日時１１１１）における日射量予測値１１１２に対応する。日射量予測値１１１によれば、未来の所定期間（例えば翌日）の日射量予測値を得ることができる。
図２に戻り、記憶部１１０が記憶する上記の情報のうち、実績値１１２は、過去の所定期間における、ＰＶ発電設備２０の設置場所における天気、当該設置場所における日射量の実測値と、ＰＶ発電設備２０の発電量の実績値（以下、「発電量実績値」と称する。）と、を対応づけた情報を含む。
図３Ｂは、実績値１１２の一例を示す図である。実績値１１２は、年月日１１２１、天気１１２２、日射量実測値１１２３、発電量実績値１１２４の各項目を有する複数のレコードからなるテーブル構造を有する。実績値１１２の１つのレコードは、過去のある日（年月日１１２１）における実測値（日射量実測値１１２３、発電量実績値１１２４等）に対応する。実績値１１２によれば、過去のある日における、天気、日射量実測値、発電量実績値を得ることができる。
図２に戻り、記憶部１１０が記憶する上記の情報のうち、予測発電量１１３は、アンサンブル法を用いて日射量予測値１１１に基づき算出される、対象日におけるＰＶ発電設備２０の発電量の予測値である。
図３Ｃは、予測発電量１１３の一例を示す図である。予測発電量１１３は、日時１１３１及び予測発電量１１３２の各項目を有する複数のレコードからなるテーブル構造を有する。予測発電量１１３の１つのレコードは、予測日の予測時間帯（日時１１３１）における予測発電量１１３２に対応する。予測発電量１１３によれば、未来の所定期間（例えば翌日）の予測発電量を得ることができる。
尚、アンサンブル法は、ある物理量の予測値を算出する際に、初期値やその後の過程で生じ得る様々なばらつき（摂動）を加えることで複数の予測値（アンサンブルメンバー）を算出する手法である。またばらつき（摂動）を加えずに算出した予測値をコントロールランという。これら複数の予測値の標準偏差が相対的に小さな値となる場合は、実際の値がコントロールランの値通りになる可能性が高いことがと見込まれ、標準偏差が相対的に大きな値になる場合は、実際の値はコントロールランの値と乖離する可能性が高いことが見込まれる。
図２に戻り、記憶部１１０が記憶する上記の情報のうち、予測電力価格１１４は、日射量予測値１１１、実績値１１２、電力価格の過去実績に基づき算出される、対象日における電力価格の予測値である。
記憶部１１０が記憶する上記の情報のうち、充電計画量１１５は、予測発電量１１３及び予測電力価格１１４に基づき算出される、ＰＶ発電設備２０から電力系統３への電力の供給量を適正（計画値同時同量）とする、対象日における蓄電池３０に対する充電量の計画値である。
記憶部１１０が記憶する上記の情報のうち、放電計画量１１６は、予測電力価格１１４及び充電計画量１１５に基づき算出される、対象日における蓄電池３０に対する放電量の計画値である。本実施形態において、放電計画量１１６は、充電計画量１１５以下となるように算出される。
図２に示す機能のうち、日射量予測値取得部１２０は、気象情報提供装置６０から、対照日における日射量予測値１１１を取得する。記憶部１１０は、日射量予測値取得部１２０が取得した日射量予測値１１１を記憶する。
実績値管理部１２５は、日射量実測値１１２３及び発電量実績値１１２４等の実績値１１２を管理する。実績値管理部１２５は、例えば、監視制御装置１００が自ら生成した発電量実績値１１２４を管理する。また、実績値管理部１２５は、例えば、気象情報提供装置６０から取得した日射量実測値１１２３を管理する。記憶部１１０は、実績値管理部１２５が管理する日射量実測値１１２３及び発電量実績値１１２４等の実績値１１２を記憶する。
予測発電量算出部１３０は、日射量予測値１１１及び実績値１１２に基づき、対象日におけるＰＶ発電設備２０の予測発電量１１３をアンサンブル法によって算出する。予測発電量算出部１３０は、例えば、ＰＶ発電設備２０の仕様や過去実績に基づき、予測発電量１１３を算出する。また、予測発電量算出部１３０は、例えば、日射量予測値１１１と過去実績との関係を学習したモデル（機械学習モデル、ルールベース）に基づき、予測発電量１１３を算出するようにしてもよい。本実施形態では、予測発電量算出部１３０は、例えば、アンサンブル法に基づき日射量予測値１１１から複数の予測発電量１１３を算出する。これら複数の予測発電量１１３をアンサンブルメンバーとも記す。記憶部１１０は、予測発電量算出部１３０が算出した予測発電量１１３を記憶する。監視制御装置１００は、予測発電量１１３に対して、人工的な誤差を与えないコントロールランによる予測発電量１１３Ａ（第１予測発電量）と、人工的な誤差を与えた予測発電量１１３Ｂのうち、予測発電量１１３Ａよりも小さな予測発電量１１３Ｂ（第２予測発電量（＜第１予測発電量））と、を抽出する。
予測電力価格算出部１３５は、例えば、対象日の前日までに、日射量予測値１１１、実績値１１２、電力価格の過去実績に基づき、電力価格の予測モデルを用いて、対象日における電力価格の予測値（以下、「予測電力価格１１４」と称する）を一定時間（例えば３０分）単位で算出する。記憶部１１０は、予測電力価格算出部１３５が算出した予測電力価格１１４を記憶する。
充電計画量算出部１４０は、予測発電量１１３及び予測電力価格１１４に基づき、対象日において蓄電池３０がＰＶ発電設備２０の余剰電力を充電する際の充電計画量１１５を算出する。記憶部１１０は、充電計画量算出部１４０が算出した充電計画量１１５を記憶する。
放電計画量算出部１４５は、予測発電量１１３及び予測電力価格１１４に基づき、対象日において蓄電池３０がＰＶ発電設備２０から充電済みの電力を放電する際の放電計画量１１６を算出する。記憶部１１０は、放電計画量算出部１４５が算出した放電計画量１１６を記憶する。
充放電計画量比較部１５５は、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下であるかどうかを監視制御装置１００が判断することができるように、充電計画量１１５及び放電計画量１１６を比較する。
発電出力変動抑制部１５０は、ＰＶ発電設備２０の発電量や計測装置７０から送信される電力系統３の情報（周波数、過電圧／電圧不足、停電有無等）を監視し、蓄電池３０がＰＶ発電設備２０の予測発電量１１３に対する余剰分の電力の充電又は不足分の電力の放電を行うことにより、ＰＶ発電設備２０の出力変動を補い、ＰＶ発電設備２０から電力系統３への電力の供給量が適正になるように、蓄電池３０の充放電を制御する。発電出力変動抑制部１５０は、上記の制御のための充電指示または放電指示を蓄電池制御装置４０に随時送信する。
図４は、監視制御装置１００の実現に用いる情報処理装置１０のハードウェアの一例を示すブロック図である。情報処理装置１０は、プロセッサ１１、主記憶装置１２、補助記憶装置１３、入力装置１４、出力装置１５、通信装置１６を備える。情報処理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ、オフィスコンピュータ、各種サーバ装置、汎用機等である。情報処理装置１０は、その全部又は一部が、例えば、クラウドシステムによって提供される仮想サーバのように、仮想化技術を用いて提供される仮想的な情報処理資源を用いて実現されるものであってもよい。監視制御装置１００は、通信可能に接続された複数の情報処理装置１０を用いて実現されるものであってもよい。
プロセッサ１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＩ（Artificial Intelligence）チップ等を用いて構成される。
主記憶装置１２は、プログラムやデータを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM））等である。
補助記憶装置１３は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ハードディスクドライブ、光学式記憶装置（ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等）、ストレージシステム、ＩＣカード、ＳＤカード、光学式記録媒体等の記録媒体の読取／書込装置、クラウドサーバの記憶領域等である。補助記憶装置１３には、記録媒体の読取装置や通信装置１６を介してプログラムやデータを読み込むことができる。補助記憶装置１３に記憶されているプログラムやデータは主記憶装置１２に随時読み込まれる。
入力装置１４は、外部からの入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、カードリーダ、ペン入力方式のタブレット、音声入力装置等である。
出力装置１５は、処理経過や処理結果等の各種情報を出力するインタフェースである。出力装置１５は、例えば、上記の各種情報を可視化する表示装置（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、グラフィックカード等）、上記の各種情報を音声化する装置（音声出力装置（スピーカ等））、上記の各種情報を文字化する装置（印字装置等）である。尚、情報処理装置１０は、通信装置１６を介して他の装置との間で情報の入力や出力を行う構成としてもよい。
入力装置１４および出力装置１５は、ユーザとの間で情報の受け付けや情報の提示を行うユーザインタフェースを構成する。
通信装置１６は、通信ネットワーク５等の通信基盤を介した他の装置との間での通信（有線通信又は無線通信）を実現する装置であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、無線通信モジュール、ＵＳＢモジュール等を用いて構成される。
尚、情報処理装置１０には、例えば、オペレーティングシステム、ファイルシステム、ＤＢＭＳ（Data Base Management System）（リレーショナルデータベース、ＮｏＳＱＬ等）、ＫＶＳ（Key-Value Store）等が導入されていてもよい。
監視制御装置１００が備える機能は、情報処理装置１０のプロセッサ１１が、主記憶装置１２に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、又は、監視制御装置１００を構成するハードウェア（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＡＩチップ等）自体の機能によって実現される。監視制御装置１００は、前述した各種の情報（データ）を、例えば、データベースのテーブルやファイルシステムが管理するファイルとして記憶する。
図５は、対象日におけるスポット入札量を当該対象日の前日までに決定する際の、監視制御装置１００の処理の一例を示すフローチャートである。尚、監視制御装置１００は、発電システム１の管理者等が監視制御装置１００のユーザインタフェースに対して所定の開始操作を行ったことを契機として一連の処理を開始する。ここで、一連の処理が開始されたとき、監視制御装置１００では、日射量予測値取得部１２０が気象情報提供装置６０から対象日における日射量予測値１１１を取得し、記憶部１１０が日射量予測値１１１を記憶した状態であることとする。また、監視制御装置１００では、実績値管理部１２５が過去における日射量実測値１１２３及び発電量実績値１１２４等の実績値１１２を管理し、記憶部１１０が日射量実測値１１２３及び発電量実績値１１２４等の実績値１１２を記憶した状態であることとする。また、監視制御装置１００では、下記の標準偏差と比較する基準値を算出した状態であることとする。
先ず、発電システム１の管理者等が監視制御装置１００のユーザインタフェースに対して所定の開始操作を行ったことを契機として、監視制御装置１００は、対象日の日射量予測値１１１を得る。監視制御装置１００では、予測発電量算出部１３０がアンサンブル法に基づき、対象日におけるＰＶ発電設備２０の予測発電量１１３を算出し、記憶部１１０が予測発電量１１３を記憶する。そして、監視制御装置１００は、人工的な誤差を与えないで算出されたコントロールランによる予測発電量１１３Ａを抽出する（Ｓ５０１）。
次に、監視制御装置１００では、予測電力価格算出部１３５が対象日における予測電力価格１１４を算出し、記憶部１１０が予測電力価格１１４を記憶する（Ｓ５０２）。
次に、監視制御装置１００は、アンサンブルメンバーの間のばらつきの度合いを示す標準偏差を算出する（Ｓ５０３）。
次に、監視制御装置１００は、標準偏差が上記の基準値よりも小さい第２条件を満足するかどうかを判断する（Ｓ５０４）。尚、標準偏差と比較される基準値は、予測発電量１１３の信頼度が高いかどうかを判断するときの指標となる値である。例えば、標準偏差が基準値よりも小さいとき、アンサンブルメンバーの間のばらつきが小さく、予測発電量１１３の信頼度は高いこととなる。つまり、実際の発電量がコントロールランに近い値になる可能性が高い。一方、標準偏差が基準値よりも大きいとき、アンサンブルメンバーの間のばらつきが大きく、予測発電量１１３の信頼度は低いこととなる。つまり、実際の発電量がコントロールランと乖離した値になる可能性が高い。監視制御装置１００は、例えば、過去における日射量実測値１１２３、発電量実績値１１２４、アンサンブルメンバーのばらつきの度合い等に基づき、基準値を設定する。基準値の設定に関して、監視制御装置１００の代わりに人工知能であるＡＩを有するコンピュータ等を用いてもよい。
監視制御装置１００は、標準偏差が基準値よりも小さい第２条件を満足したと判断すると（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、予測発電量１１３の信頼度が高く、コントロールランによる予測発電量１１３Ａの信頼度も高いことから、予測発電量１１３Ａ及び予測電力価格１１４の情報に基づき、以下のようなタイムシフトに特化してスポット入札量を決定する（Ｓ５０５）。
図６Ａは、予測電力価格１１４の推移の一例を示すグラフであり、横軸は対象日の０時から２４時までの時間（何時何分）を示し、縦軸は予測電力価格１１４（円）を示す。説明の便宜上、対象日の開始時刻（０時）を時刻ｔ０、日の出の時刻を時刻ｔ１、ＰＶ発電設備２０が十分な発電を開始する時刻を時刻ｔ２、ＰＶ発電設備２０が十分な発電を終了する時刻を時刻ｔ３、日の入りの時刻を時刻ｔ５、対象日の終了時刻（２４時）を時刻ｔ６とする。図６Ａから明らかなように、日中はＰＶ発電設備２０による発電が見込まれることから、予測電力価格１１４は安くなり、夜間はＰＶ発電設備２０による発電が見込まれないことから、予測電力価格１１４は高くなる傾向にある。つまり、発電システム１の管理者等にとって、予測電力価格１１４が安くなる日中の時間帯に、ＰＶ発電設備２０の余剰電力を蓄電池３０に充電し、予測電力価格１１４が高くなる夜間の時間帯に、蓄電池３０に既に充電されている電力を電力系統３に放電するタイムシフトを実施することが望ましい。
図６Ｂは、予測発電量１１３Ａ及びスポット入札量の推移の一例を示すグラフであり、横軸は対象日の０時から２４時までの時間（何時何分）を示し、縦軸は予測発電量１１３Ａ（細実線）及びスポット入札量（太実線）（ＫＷｈ）を示す。図６Ａ及び図６Ｂの横軸の時間間隔は同一であることとする。時刻ｔ０における蓄電池３０の初期ＳＯＣ（State Of Charge）は０％であることとする。
以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら、ステップＳ５０５の処理を具体的に説明する。
時刻ｔ０～ｔ１は、日の出前のＰＶ発電設備２０による発電が見込めない時間帯（予測発電量１１３Ａ＝０（ＫＷｈ））であるため、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に充電指示を行わず、蓄電池３０は充電動作を行わないこととする。そして、監視制御装置１００は、時刻ｔ０～ｔ１におけるスポット入札量をゼロに決定する。
時刻ｔ１～ｔ２は、日の出直後のＰＶ発電設備２０による十分な発電が見込めない時間帯であるため、引き続き、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に充電指示を行わず、蓄電池３０は充電動作を行わないこととする。そして、監視制御装置１００は、時刻ｔ１～ｔ２における予測発電量１１３Ａを超えない範囲でスポット入札量を決定する。
時刻ｔ２～ｔ３は、日中のＰＶ発電設備２０による十分な発電が見込める時間帯であり、更に、予測電力価格１１４が安い時間帯でもあるため、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に充電指示を行い、蓄電池３０はＰＶ発電設備２０による発電電力のうち予測発電量１１３Ａの分を余剰電力として充電することとする。そして、監視制御装置１００は、時刻ｔ２～ｔ３におけるスポット入札量をゼロに決定する。
時刻ｔ３～ｔ４は、日の入り前のＰＶ発電設備２０による十分な発電が見込めない時間帯であるため、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に充電指示を行わず、蓄電池３０は充電動作を行わないこととする。そして、監視制御装置１００は、時刻ｔ３～ｔ４における予測発電量１１３Ａを超えない範囲でスポット入札量を決定する。尚、時刻ｔ４は、蓄電池３０の一定時間あたりの放電量がパワーコンディショナの容量以下となる条件と、対象日における蓄電池３０の充電計画量１１５（実斜線）及び放電計画量１１６（破斜線）が等しくなる条件と、を満足するように、時刻ｔ３と時刻ｔ５との間に設定される時刻である。
時刻ｔ４～ｔ５は、日の入り直前のＰＶ発電設備２０による十分な発電が見込めない時間帯であるが、時刻ｔ４に達しているため、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に放電指示を行い、蓄電池３０は既に充電されている電力を電力系統３に放電することとする。そして、監視制御装置１００は、蓄電池３０の一定時間あたりの放電量がパワーコンディショナの容量以下となるように、時刻ｔ４～ｔ５におけるスポット入札量を決定する。
時刻ｔ５～ｔ６は、日の入り後のＰＶ発電設備２０による発電が見込めない時間帯であるため、引き続き、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に放電指示を行い、蓄電池３０は既に充電されている電力を電力系統３に放電することとする。そして、監視制御装置１００は、蓄電池３０の一定時間あたりの放電量がパワーコンディショナの容量以下となるように、時刻ｔ５～ｔ６におけるスポット入札量を決定する。
ステップＳ５０５の処理では、予測発電量１１３Ａの信頼度が高いことから、予測発電量１１３Ａ及び予測電力価格１１４の情報に基づき、タイムシフトのみに特化してスポット入札量を決定し、ＰＶ発電設備２０から電力系統３への電力の供給量が適正になるように、蓄電池３０の充放電を制御することができる。
一方、監視制御装置１００は、標準偏差が基準値よりも小さい第２条件を満足しないと判断すると（Ｓ５０４：ＮＯ）、予測発電量１１３の信頼度が低く、コントロールランによる予測発電量１１３Ａの信頼度も低いことから、予測発電量算出部１３０が算出した予測発電量１１３に対して人工的な誤差を与えた複数の予測発電量１１３Ｂのうち、予測発電量１１３Ａよりも小さい予測発電量１１３Ｂを抽出する（Ｓ５０６）。
次に、監視制御装置１００は、複数の予測発電量１１３Ｂの中から最小の予測発電量１１３Ｂを選択する（Ｓ５０７）。
次に、監視制御装置１００は、予測発電量１１３Ａ、１１３Ｂの差分値（１１３Ａ－１１３Ｂ）に基づき、蓄電池３０に対する充電計画量１１５を算出する（Ｓ５０８）。
次に、監視制御装置１００は、蓄電池３０に対する放電計画量１１６（≦充電計画量）を算出する（Ｓ５０９）。
次に、監視制御装置１００は、充電計画量１１５が蓄電池３０の容量以下であるとともに、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下である第１条件を満足するかどうかを判断する（Ｓ５１０）。
監視制御装置１００は、充電計画量１１５が蓄電池３０の容量以下であるとともに、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下である第１条件を満足しないと判断すると（Ｓ５１０：ＮＯ）、複数の予測発電量１１３Ｂの中から、最小の予測発電量１１３Ｂの次に小さい予測発電量１１３Ｂを選択し（Ｓ５１１）、上記のステップＳ５０８～Ｓ５１０の処理を再度実行する。監視制御装置１００は、充電計画量１１５が蓄電池３０の容量以下であるとともに、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下である第１条件を満足したと判断するまで、上記のステップＳ５０８～Ｓ５１１の処理を繰り返し実行する。尚、本実施形態では、説明の便宜上、上記のステップＳ５０８～Ｓ５１１の処理は２度実行されることとする。
一方、監視制御装置１００は、充電計画量１１５が蓄電池３０の容量以下であるとともに、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下である第１条件を満足したと判断すると（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、予測発電量１１３Ａ，１１３Ｂ、予測電力価格１１４の情報に基づき、スポット入札量を決定する（Ｓ５１２）。
図６Ｃは、予測発電量１１３Ａ、１１３Ｂ、スポット入札量の推移の一例を示すグラフであり、横軸は対象日の０時から２４時までの時間（何時何分）を示し、縦軸は予測発電量１１３Ａ、１１３Ｂ（細実線）、スポット入札量（太実線）（ＫＷｈ）を示す。尚、説明の便宜上、図６Ｃの横軸の時間間隔は、図６Ａ及び図６Ｂの横軸の時間間隔と同一であることとする。
以下、図６Ｃを参照しながら、ステップＳ５０６～Ｓ５１２の一連の処理を具体的に説明する。
時刻ｔ０～ｔ１は、日の出前のＰＶ発電設備２０による発電が見込めない時間帯（予測発電量１１３Ａ＝０（ＫＷｈ））であるため、監視制御装置１００は蓄電池制御装置４０に充電指示を行わず、蓄電池３０は充電動作を行わないこととする。そして、監視制御装置１００は、時刻ｔ０～ｔ１におけるスポット入札量をゼロに決定する。
時刻ｔ１～ｔ４は、予測発電量１１３Ａに基づき、ＰＶ発電設備２０による発電が見込める時間帯ではあるが、予測発電量１１３Ａの信頼度が低い。つまり、時刻ｔ１～ｔ４は、ＰＶ発電設備２０が予測発電量１１３Ａ未満の発電量しか発電しない虞があるため、予測発電量１１３Ａのみの電力量の情報に基づき、時刻ｔ１～ｔ４におけるスポット入札量を決定することは望ましくない。そこで、監視制御装置１００は、複数の予測発電量１１３Ｂの中から最小の予測発電量１１３Ｂを選択し、予測発電量１１３Ａ，１１３Ｂの差分値（予測発電量１１３Ａ，１１３Ｂの間の予測発電量１１３Ｂを上回る余剰となる電力量）に基づき、蓄電池３０に対する充電計画量１１５（実斜線）を算出するとともに、放電計画量１１６（破斜線）も算出する。監視制御装置１００は、充電計画量１１５及び放電計画量１１６が等しくなるまで、最小の予測発電量１１３Ｂから小さい順に予測発電量１１３Ｂを選択して充電計画量１１５及び放電計画量１１６を算出する処理を繰り返す。そして、監視制御装置１００は、充電計画量１１５及び放電計画量１１６が等しくなったときの予測発電量１１３Ｂで、時刻ｔ１～ｔ４におけるスポット入札量を決定する。本実施形態では、予測発電量１１３Ａ，１１３Ｂの差分値を算出する際、複数の予測発電量１１３Ｂの中から最小の予測発電量１１３Ｂを選択しているが、予測発電量１１３Ａと最小の予測発電量１１３Ｂとの間の任意の予測発電量１１３Ｂを最小の予測発電量１１３Ｂの代わりに選択するようにしてもよい。尚、時刻ｔ４は、蓄電池３０の一定時間あたりの放電量がパワーコンディショナの容量以下となる条件と、対象日における蓄電池３０の充電計画量１１５（実斜線）及び放電計画量１１６（破斜線）が等しくなる条件と、を満足するように、時刻ｔ３と時刻ｔ５との間で設定される時刻である。第１条件では、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下であることが条件であるため、本実施形態では、対象日においてＰＶ発電設備２０の発電開始時における蓄電池３０の初期ＳＯＣが０％となるように、充電計画量１１５及び放電計画量１１６は等しいこととする。
時刻ｔ４～ｔ５は、日の入り直前のＰＶ発電設備２０による十分な発電が見込めない時間帯である。また、時刻ｔ５～ｔ６は、日の入り後のＰＶ発電設備２０による発電が見込めない時間帯である。そこで、監視制御装置１００は、時刻ｔ４以降の時間帯では蓄電池制御装置４０に放電指示を行い、蓄電池３０は既に充電されている電力を電力系統３に放電することとする。そして、監視制御装置１００は、蓄電池３０の一定時間あたりの放電量がパワーコンディショナの容量以下となるように、時刻ｔ４～ｔ６におけるスポット入札量を決定する。
ステップＳ５０６以降の処理では、予測発電量１１３Ａの信頼度が低いことから、予測発電量１１３Ａ，１１３Ｂ、予測電力価格１１４の情報に基づき、充電計画量１１５及び放電計画量１１６が等しくなるところでスポット入札量を決定し、ＰＶ発電設備２０から電力系統３への電力の供給量が適正になるように、蓄電池３０の充放電を制御することができる。
以上説明したように、監視制御装置１００の実現に用いる情報処理装置１０は、プロセッサ１１及び記憶装置（主記憶装置１２、補助記憶装置１３）を有し、ＰＶ発電設備２０の発電量を予測しようとする日である対象日におけるＰＶ発電設備２０の設置場所における予測発電量として、アンサンブル法に基づいて算出されるアンサンブルメンバーの中から、コントロールランによる予測発電量１１３Ａと、予測発電量１１３Ａよりも小さい複数の予測発電量１１３Ｂと、を抽出し、対象日における予測電力価格１１４と、予測発電量１１３Ａと最小の予測発電量１１３Ｂとの差分値と、に基づき、対象日におけるＰＶ発電設備２０の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池３０に対する充電計画量１１５（図６Ｃの実斜線）を算出し、予測電力価格１１４及び充電計画量１１５に基づき、対象日における蓄電池３０に対する放電計画量１１６（図６Ｃの破斜線）を算出し、充電計画量１１５が蓄電池３０の容量以下であるとともに、放電計画量１１６が充電計画量１１５以下である第１条件を満足するとき、対象日におけるスポット入札量を決定する。
情報処理装置１０によれば、ＰＶ発電設備２０を用いて、インバランスを回避しつつタイムシフトも同時に実現することが可能となる。
また、情報処理装置１０は、予測発電量１１３Ｂを小さい順に選択して充電計画量１１５及び放電計画量１１６を算出する処理を第１条件を満足するまで繰り返すことにより、予測発電量１１３Ｂを求める。
情報処理装置１０によれば、第１条件を満足するまで予測発電量１１３Ｂを小さい順に選択することから、予測発電量１１３Ｂとして最適な予測値を求めることができ、蓄電池３０の充放電のみで精度の高い同時同量の制御を行うことが可能となる。
また、情報処理装置１０は、アンサンブルメンバーの間のばらつきを示す標準偏差を算出し、標準偏差が予め定められた基準値よりも小さい第２条件を満足しないとき、上記の充電計画量１１５及び放電計画量１１６を算出する。
情報処理装置１０によれば、アンサンブルメンバーのばらつきが大きく、予測発電量１１３Ｂの信頼度が低い場合であっても、第１条件を満足する充電計画量１１５及び放電計画量１１６を算出し、蓄電池３０の充放電のみで同時同量の制御を行うことが可能となる。
また、情報処理装置１０は、第２条件を満足したとき、予測発電量１１３Ａ及び予測電力価格１１４に基づき、充電計画量１１５（図６Ｂの実斜線）を算出し、予測電力価格１１４及び充電計画量１１５に基づき、放電計画量１１６（図６Ｂの破斜線）を算出し、スポット入札量を決定する。
情報処理装置１０によれば、アンサンブルメンバーのばらつきが小さく、予測発電量１１３Ａの信頼度が高い場合には、第１条件を満足するか否かの判断を考慮せずに充電計画量１１５及び放電計画量１１６を算出し、蓄電池３０の充放電のみで同時同量の制御を行うことが可能となる。
また、情報処理装置１０は、ＰＶ発電設備２０の対象日の発電開始時における蓄電池３０の初期ＳＯＣが０％となるように、スポット入札量を決定する。
情報処理装置１０によれば、対象日における蓄電池３０の充放電の制御を簡単とし、同時同量の制御を確実とすることが可能となる。
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
尚、本実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、本発明の再生可能エネルギー利用型の発電設備は、ＰＶ発電設備２０の他、風力発電設備であってもよい。
１ 発電システム
３ 電力系統
５ 通信ネットワーク
７ 気象情報提供サーバ
１０ 情報処理装置
１１ プロセッサ
１２ 主記憶装置
１３ 補助記憶装置
１４ 入力装置
１５ 出力装置
１６ 通信装置
２０ ＰＶ発電設備
３０ 蓄電池
４０ 蓄電池制御装置
６０ 気象情報提供装置
７０ 計測装置
１００ 監視制御装置
１１０ 記憶部
１２０ 日射量予測値取得部
１２５ 実績値管理部
１３０ 予測発電量算出部
１３５ 予測電力価格算出部
１４０ 充電計画量算出部
１４５ 放電計画量算出部
１５０ 発電出力変動抑制部
１５５ 充放電計画量比較部
３ 電力系統
５ 通信ネットワーク
７ 気象情報提供サーバ
１０ 情報処理装置
１１ プロセッサ
１２ 主記憶装置
１３ 補助記憶装置
１４ 入力装置
１５ 出力装置
１６ 通信装置
２０ ＰＶ発電設備
３０ 蓄電池
４０ 蓄電池制御装置
６０ 気象情報提供装置
７０ 計測装置
１００ 監視制御装置
１１０ 記憶部
１２０ 日射量予測値取得部
１２５ 実績値管理部
１３０ 予測発電量算出部
１３５ 予測電力価格算出部
１４０ 充電計画量算出部
１４５ 放電計画量算出部
１５０ 発電出力変動抑制部
１５５ 充放電計画量比較部
Claims (10)
- プロセッサ及び記憶装置を有し、
再生可能エネルギー利用型の発電設備の発電量を予測しようとする対象日における前記発電設備の設置場所における予測発電量として、アンサンブル法に基づいて算出されるアンサンブルメンバーの中から、コントロールランによる第１予測発電量と、前記第１予測発電量よりも小さい複数の第２予測発電量と、を抽出し、
前記対象日における予測電力価格と、前記第１予測発電量と前記複数の第２予測発電量のうち所定の第２予測発電量との差分値と、に基づき、前記対象日における前記発電設備の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池に対する充電計画量を算出し、
前記予測電力価格と、前記充電計画量と、に基づき、前記対象日における前記蓄電池に対する放電計画量を算出し、
前記充電計画量が前記蓄電池の容量以下であるとともに、前記放電計画量が前記充電計画量以下である第１条件を満足するとき、前記対象日におけるスポット入札量を決定する、
情報処理装置。 - 請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記第２予測発電量を小さい順に選択して前記充電計画量及び前記放電計画量を算出する処理を前記第１条件を満足するまで繰り返すことにより、前記所定の第２予測発電量を求める、
情報処理装置。 - 請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記アンサンブルメンバーの間の標準偏差を算出し、
前記標準偏差が予め定められた基準値よりも小さい第２条件を満足しないとき、前記充電計画量及び前記放電計画量を算出する、
情報処理装置。 - 請求項３に記載の情報処理装置であって、
前記第２条件を満足したとき、前記第１予測発電量と前記予測電力価格とに基づき、前記充電計画量を算出し、前記予測電力価格と前記充電計画量とに基づき、前記放電計画量を算出し、前記スポット入札量を決定する、
情報処理装置。 - 請求項１～４の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
前記発電設備の当日の発電開始時における前記蓄電池の初期ＳＯＣ（State Of Charge）が０％となるように、前記スポット入札量を決定する、
情報処理装置。 - 再生可能エネルギー利用型の発電設備と、
前記発電設備の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池と、
プロセッサ及び記憶装置を有し、前記発電設備の発電量を予測しようとする対象日における前記発電設備の設置場所における予測発電量として、アンサンブル法に基づいて算出されるアンサンブルメンバーの中から、コントロールランによる第１予測発電量と、前記第１予測発電量よりも小さい複数の第２予測発電量と、を抽出し、前記対象日における予測電力価格と、前記第１予測発電量と前記複数の第２予測発電量のうち所定の第２予測発電量との差分値と、に基づき、前記対象日における前記発電設備の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池に対する充電計画量を算出し、前記予測電力価格と前記充電計画量とに基づき、前記対象日における前記蓄電池に対する放電計画量を算出し、前記充電計画量が前記蓄電池の容量以下であるとともに、前記放電計画量が前記充電計画量以下である第１条件を満足するとき、前記対象日におけるスポット入札量を決定する、情報処理装置と、
を備える発電システム。 - プロセッサ及び記憶装置を有する情報処理装置が、
再生可能エネルギー利用型の発電設備の発電量を予測しようとする対象日における前記発電設備の設置場所における予測発電量として、アンサンブル法に基づいて算出されるアンサンブルメンバーの中から、コントロールランによる第１予測発電量と、前記第１予測発電量よりも小さい複数の第２予測発電量と、を抽出し、
前記対象日における予測電力価格と、前記第１予測発電量と前記複数の第２予測発電量のうち所定の第２予測発電量との差分値と、に基づき、前記対象日における前記発電設備の発電量の少なくとも一部を充電する蓄電池に対する充電計画量を算出し、
前記予測電力価格と、前記充電計画量と、に基づき、前記対象日における前記蓄電池に対する放電計画量を算出し、
前記充電計画量が前記蓄電池の容量以下であるとともに、前記放電計画量が前記充電計画量以下である第１条件を満足するとき、前記対象日におけるスポット入札量を決定する、
情報処理方法。 - 請求項７に記載の情報処理方法であって、
前記第２予測発電量を小さい順に選択して前記充電計画量及び前記放電計画量を算出する処理を前記第１条件を満足するまで繰り返すことにより、前記所定の第２予測発電量を求める、
情報処理方法。 - 請求項７に記載の情報処理方法であって、
前記アンサンブルメンバーの間の標準偏差を算出し、
前記標準偏差が予め定められた基準値よりも小さい第２条件を満足しないとき、前記充電計画量及び前記放電計画量を算出する、
情報処理方法。 - 請求項９に記載の情報処理装置であって、
前記第２条件を満足したとき、前記第１予測発電量と前記予測電力価格とに基づき、前記充電計画量を算出し、前記予測電力価格と前記充電計画量とに基づき、前記放電計画量を算出し、前記スポット入札量を決定する、
情報処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022554246A JP7215648B1 (ja) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 情報処理装置、発電システム、及び情報処理方法 |
| PCT/JP2022/023443 WO2023238377A1 (ja) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 情報処理装置、発電システム、及び情報処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/023443 WO2023238377A1 (ja) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 情報処理装置、発電システム、及び情報処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=85111658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/023443 WO2023238377A1 (ja) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 情報処理装置、発電システム、及び情報処理方法 |
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|---|---|
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| WO (1) | WO2023238377A1 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141918A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽光発電システム評価装置、方法、およびプログラム |
| JP2012175792A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Denso Corp | 電力供給システム |
-
2022
- 2022-06-10 JP JP2022554246A patent/JP7215648B1/ja active Active
- 2022-06-10 WO PCT/JP2022/023443 patent/WO2023238377A1/ja unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141918A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽光発電システム評価装置、方法、およびプログラム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2023238377A1 (ja) | 2023-12-14 |
| JP7215648B1 (ja) | 2023-01-31 |
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