JP6529366B2 - エネルギー需給調整装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2のエネルギー需給調整装置は、需要家にエネルギーを供給するために、コージェネレーションシステムの発電及び発熱、電熱変換設備の電熱変換、並びに蓄エネルギー装置における蓄エネルギー又は放エネルギーに関するスケジュールを含む運転スケジュールを作成するエネルギー需給調整装置であって、需要家が応答可能な少なくとも電熱のデマンドレスポンスの条件を含むデマンドレスポンス情報を取得するDR情報取得部と、需要家の電熱需要を予測する電熱需要予測部と、蓄エネルギー装置のエネルギー残量を含む蓄エネルギー情報を取得する蓄エネルギー情報取得部と、デマンドレスポンス情報、電熱需要、及び蓄エネルギー情報をパラメータに含む最適化計算により、運転スケジュールと、需要家に指令する電熱のデマンドレスポンスのスケジュールを含む指令スケジュールとを作成するスケジュール作成部と、を備え、熱市場の取引価格を予測する市場価格予測部をさらに備え、最適化計算は、取引価格をパラメータとし、スケジュール作成部は最適化計算により、運転スケジュール、指令スケジュール、並びに熱市場における売買スケジュールを作成する。
図1は、前提技術のエネルギー供給において発生する問題を説明する図である。この図では、コージェネレーションシステムが電主熱従運転、すなわち電力需要を満たすように運転する場合の、電熱需要曲線及び電熱供給曲線を示している。それぞれ点線が需要曲線、実線が供給曲線である。この場合、需要家の電力需要曲線に従ってコージェネレーションシステムが運転されるため、熱供給曲線は熱需要曲線とは無関係の形となる。熱需要曲線が熱供給曲線より上に飛び出た部分が、このシステムにおける熱エネルギーの不足である。この場合、コージェネレーションシステムの出力増加による発熱量の増加と、増加分の発電量の電熱変換により熱供給量を確保することになるが、2次エネルギーである電力を熱へ再変換するため、効率的なエネルギー供給方法ではない。
<B−1.構成>
図2は、本発明の実施の形態1におけるエネルギー需給調整装置101の構成を示すブロック図である。エネルギー需給調整装置101は、複数の需要家50に対してエネルギーの安定供給を行うために、コージェネレーションシステム(コジェネ)40及び電熱変換設備41の運転スケジュール並びに需要家50への熱のデマンドレスポンス(DR)に関する指令スケジュールを決定する装置である。
図3に、エネルギー需給調整装置101の動作のフローチャートを示す。まず、電熱需要予測部10が、最適な運転スケジュールを決定する対象時刻の需要家50における電力需要及び熱需要を予測する(ステップS101)。予測手法としては、電力熱量記録部24に保存された各需要家50の電熱需要実績を利用して、電熱需要と相関が高い気温又は天候予測などの情報を説明変数とした重回帰分析による予測方法が考えられるが、他の手法を用いても良い。また熱需要として温水需要又は冷水需要など、複数種類の需要を満たす必要がある場合は、それぞれの需要に対して需要予測を実施する。需要予測結果は、電熱需要予測部10からスケジュール作成部11へ送信される。
実施の形態1のエネルギー需給調整装置101は、需要家50にエネルギーを供給するために、コジェネ40の発電及び発熱、並びに電熱変換設備41の電熱変換に関するスケジュールを含む運転スケジュールを作成するエネルギー需給調整装置である。そして、エネルギー需給調整装置101は、需要家50が応答可能な少なくとも熱のデマンドレスポンスの条件を含むデマンドレスポンス情報を取得する熱DR情報収集部21(DR情報取得部)と、需要家50の電熱需要を予測する電熱需要予測部10と、デマンドレスポンス情報及び電熱需要をパラメータに含む最適化計算により、運転スケジュールと、需要家50に指令する熱のデマンドレスポンスのスケジュールを含む指令スケジュールとを作成するスケジュール作成部11と、を備える。
実施の形態1では、熱需要に関するDRが可能な場合の最適なエネルギー供給形態を示した。熱需要に加えて電力需要に関するDRが可能となる場合、熱供給量不足時以外にも効率的なエネルギー供給が可能である。このため本実施の形態では、電力及び熱需要の両方に関してDRが実施可能な場合の、エネルギー供給スケジュールの決定方法について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2におけるエネルギー需給調整装置102の構成を示すブロック図である。エネルギー需給調整装置102は、複数の需要家50に対してエネルギーの安定供給を行うために、コージェネレーションシステム(コジェネ)40及び電熱変換設備41の運転スケジュール及び需要家50への電熱DR指令スケジュールを決定する装置である。
エネルギー需給調整装置102の動作を、実施の形態1と同様に図3のフローを使用して説明する。まず、電熱需要予測部10が、スケジュールを決定する対象時刻の需要家50における電力需要及び熱需要を予測する(ステップS101)。予測手法としては、電力熱量記録部24に保存された各需要家50の電熱需要実績を利用して、電熱需要と相関が高い気温又は天候予測などの情報を説明変数とした重回帰分析による予測方法が考えられるが、他の手法を用いても良い。また熱需要として温水需要又は冷水需要など、複数種類の需要を満たす必要がある場合は、それぞれの需要に対して需要予測を実施する。需要予測結果は、電熱需要予測部10からスケジュール作成部11へ送信される。
実施の形態2におけるエネルギー需給調整装置102において、電熱DR情報収集部26が収集するデマンドレスポンス情報は、需要家50が応答可能な電力のデマンドレスポンス(電力DR)の条件を含み、指令スケジュールは、需要家に対する電力DRのスケジュール(電熱DR指令スケジュール)を含む。
実施の形態2では、電力DR及び熱DRを同時に考慮することで、エネルギー供給者の目的に応じた最適なエネルギー供給スケジュールの決定方法を示した。
図7は、本発明の実施の形態3におけるエネルギー需給調整装置103の構成を示すブロック図である。
図8は、エネルギー需給調整装置103の動作を示すフローチャートである。まず、電熱需要予測部10が、スケジュールを決定する対象時刻の需要家50における電熱需要(電力需要及び熱需要)を予測する(ステップS201)。予測手法は実施の形態2と同様である。
実施の形態3のエネルギー需給調整装置103は、実施の形態2のエネルギー需給調整装置102の構成に加え、電力市場44及び熱市場43の取引価格を予測する市場価格予測部13と、蓄エネ装置42(蓄エネルギー装置)のエネルギー残量及び定格容量を含む蓄エネルギー情報を取得する蓄エネ装置制御部32(蓄エネルギー情報取得部)と、を備える。そして、目的関数は、取引価格及び蓄エネルギー情報をもパラメータとし、運転スケジュールは、蓄エネ装置42における蓄エネルギー又は放エネルギーのスケジュールを含む。また、スケジュール作成部11は該最適化計算により、運転スケジュール、DRの指令スケジュール、並びに電力市場44及び熱市場43における売買スケジュールを作成する。
実施の形態2では、電力DR及び熱DRを同時に考慮することで、エネルギー供給者の目的に応じた最適なエネルギー供給スケジュールの決定方法を示した。
図9は、本発明の実施の形態4におけるエネルギー需給調整装置104の構成を示すブロック図である。エネルギー需給調整装置104は、実施の形態2におけるエネルギー需給調整装置102の構成に加えて、DR指令送受信部35を備えている。
図10は、エネルギー需給調整装置104の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS301では実施の形態2と同様に、電熱需要予測部10が最適な運転スケジュールを決定する対象時刻の需要家50における電力需要及び熱需要を予測する。
実施の形態4におけるエネルギー需給調整装置104は、実施の形態2におけるエネルギー需給調整装置102の構成に加え、外部からのデマンドレスポンス指令である外部デマンドレスポンス情報を取得するDR指令送受信部35(外部DR情報取得部)を備える。そして、スケジュール作成部11がスケジュール作成で行う最適化計算は、外部デマンドレスポンス情報をもパラメータとする。
実施の形態3では、蓄エネルギー装置又はエネルギー市場などの、エネルギー残量や価格が時々刻々と変化する場合における、エネルギー供給者の目的に応じた最適運転スケジュール決定方法を示した。
図11は、本発明の実施の形態5におけるエネルギー需給調整装置105の構成を示すブロック図である。エネルギー需給調整装置105は、複数の需要家50に対してエネルギーの安定供給を行うために、コジェネ40、電熱変換設備41及び蓄エネ装置42の運転スケジュール、並びに需要家50への熱DR指令スケジュールを決定する装置である。
図12は、エネルギー需給調整装置105の動作を示すフローチャートである。まず、電熱需要予測部10がスケジュールを決定する対象時刻の需要家50における電熱需要(電力需要及び熱需要)を予測する(ステップS401)。電熱需要の予測手法は実施の形態1と同様である。需要予測結果は、電熱需要予測部10からスケジュール作成部11へ送信される。
実施の形態5のエネルギー需給調整装置105は、実施の形態3のエネルギー需給調整装置103あるいは実施の形態4のエネルギー需給調整装置104の構成に加えて、需要家50に設置された自家発設備60の情報を取得する自家発情報収集部61(自家発情報取得部)を備える。そして、スケジュール作成部11がスケジュール作成に用いる目的関数は、自家発設備60の情報をパラメータとし、スケジュール作成部11が作成する運転スケジュールは、自家発設備60の発電量又は発熱量に関するスケジュールを含む。
Claims (4)
- 需要家にエネルギーを供給するために、コージェネレーションシステムの発電及び発熱、電熱変換設備の電熱変換、並びに蓄エネルギー装置における蓄エネルギー又は放エネルギーに関するスケジュールを含む運転スケジュールを作成するエネルギー需給調整装置であって、
前記需要家が応答可能な少なくとも電熱のデマンドレスポンスの条件を含むデマンドレスポンス情報を取得するDR情報取得部と、
前記需要家の電熱需要を予測する電熱需要予測部と、
前記蓄エネルギー装置のエネルギー残量を含む蓄エネルギー情報を取得する蓄エネルギー情報取得部と、
前記デマンドレスポンス情報、前記電熱需要、及び前記蓄エネルギー情報をパラメータに含む最適化計算により、前記運転スケジュールと、前記需要家に指令する電熱のデマンドレスポンスのスケジュールを含む指令スケジュールとを作成するスケジュール作成部と、
を備え、
電力市場の取引価格を予測する市場価格予測部をさらに備え、
前記最適化計算は、前記取引価格をパラメータとし、
前記スケジュール作成部は前記最適化計算により、前記運転スケジュール、前記指令スケジュール、並びに前記電力市場における売買スケジュールを作成する、
エネルギー需給調整装置。 - 前記市場価格予測部は、熱市場の取引価格を予測し、
前記スケジュール作成部は前記最適化計算により、前記熱市場における売買スケジュールを作成する、
請求項1に記載のエネルギー需給調整装置。 - 需要家にエネルギーを供給するために、コージェネレーションシステムの発電及び発熱、電熱変換設備の電熱変換、並びに蓄エネルギー装置における蓄エネルギー又は放エネルギーに関するスケジュールを含む運転スケジュールを作成するエネルギー需給調整装置であって、
前記需要家が応答可能な少なくとも電熱のデマンドレスポンスの条件を含むデマンドレスポンス情報を取得するDR情報取得部と、
前記需要家の電熱需要を予測する電熱需要予測部と、
前記蓄エネルギー装置のエネルギー残量を含む蓄エネルギー情報を取得する蓄エネルギー情報取得部と、
前記デマンドレスポンス情報、前記電熱需要、及び前記蓄エネルギー情報をパラメータに含む最適化計算により、前記運転スケジュールと、前記需要家に指令する電熱のデマンドレスポンスのスケジュールを含む指令スケジュールとを作成するスケジュール作成部と、
を備え、
熱市場の取引価格を予測する市場価格予測部をさらに備え、
前記最適化計算は、前記取引価格をパラメータとし、
前記スケジュール作成部は前記最適化計算により、前記運転スケジュール、前記指令スケジュール、並びに前記熱市場における売買スケジュールを作成する、
エネルギー需給調整装置。 - 外部からのデマンドレスポンス指令である外部デマンドレスポンス情報を取得する外部DR情報取得部をさらに備え、
前記最適化計算は、前記外部デマンドレスポンス情報をパラメータとする、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエネルギー需給調整装置。
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