JP6581036B2 - 電力管理装置および電力管理方法 - Google Patents
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Description
計画値演算部は、電力管理領域での未来の電力需要の計画値を、予め定められた計画値基本情報に基づいて演算する。
複数の費用調整方法には、実消費量を変動許容範囲に近づけるための消費量変更方法と、実消費量が変動許容範囲から逸脱した場合に課せられるペナルティ費用を容認するペナルティ容認方法と、が少なくとも含まれている。
このような電力管理装置は、複数の費用調整方法の中から、費用が最も低いものを調整実施方法として決定することで、電力需要の管理に要する費用を低減できる。つまり、消費量変更方法の費用とペナルティ容認方法の費用との比較結果に基づいて、費用の小さい方法を調整実施方法として決定することで、調整実施方法の実行に要する費用を低減できる。
なお、「電力管理領域」は、例えば、電力供給を受けて電力を消費する主体(需要家など)が存在する領域(地域)、あるいは、そのような主体が複数集まって形成される領域(地域)を意味している。電力管理領域としては、例えば、ビルが存在する領域、工場が存在する領域、マンションが存在する領域、複数の一般家庭が集まって形成される領域などが挙げられる。「予め定められた計画値基本情報」は、例えば、電力管理領域での過去の電力消費量の実績などが挙げられる。また、指令出力部は、調整実行指令を電力関連設備に対して直接出力しても良いし、電力関連設備を制御する機器に対して調整実行指令を出力してもよい。
なくとも演算するように構成してもよい。なお、消費量減少方法は、電力関連設備の電力消費量を減少させる費用調整方法であり、消費量増加方法は、電力関連設備の電力消費量を増加させる費用調整方法である。
例えば、天気予報から得られる情報(予想気温、降水確率、予想風速、日照時間など)は、電力消費量の予測因子として利用できる。例えば、予想気温や降水確率に基づいて冷暖房設備の稼働率を予測することで、電力消費量の変動傾向を予測できる。また、予想風速に基づいて風力発電量の変動傾向を予測できる。さらに、日照時間に基づいて太陽光発電の発電量の変動傾向を予測できる。カレンダー情報を用いることで、平日か休日(祝日)かの違いや季節の違いなどに基づいて、電力消費量の変動傾向を予測できる。過去の電力消費量の実績データを用いることで、前年の同時期における電力消費量に基づいて、電力消費量の変動傾向を予測できる。需要家における電力関連設備の増設情報・減設情報を用いることで、電力関連設備の増設・減設による電力消費量の増加・低減に起因する電力消費量の変動傾向を予測できる。
計画値演算ステップは、電力管理領域での未来の電力需要の計画値を、予め定められた計画値基本情報に基づいて演算するステップである。
複数の費用調整方法には、実消費量を変動許容範囲に近づけるための消費量変更方法と、実消費量が変動許容範囲から逸脱した場合に課せられるペナルティ費用を容認するペナルティ容認方法と、が少なくとも含まれている。
このような電力管理方法は、複数の費用調整方法の中から、費用が最も低いものを調整実施方法として決定することで、電力需要の管理に要する費用を低減できる。つまり、消費量変更方法の費用とペナルティ容認方法の費用との比較結果に基づいて、費用の最も低い方法を調整実施方法として決定することで、調整実施方法の実行に要する費用を低減できる。
なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[1−1.全体構成]
図1は、第1実施形態の電力管理装置11aを備える電力管理システム1の概略構成を示した説明図である。
報や各種設備での未来の電力消費量(予測電力消費量)や、過去の実績電力消費量に関する情報などを、小売事業者11(電力管理装置11a)に対して送信することができる。
電力管理装置11aは、図示は省略するが、演算部(CPUなど)、記録部(ハードディスク装置、メモリ(RAM、ROMなど)など)、通信部,インターフェース部などを備える。電力管理装置11aは、例えば、コンピュータを用いて構成することが可能である。
具体的には、電力管理装置11aは、複数の需要家15での電力需要予測処理として、年間需要予測処理(第0次電力需要予測)、月間・週間需要予測処理(第1次電力需要予測)、翌日需要予測処理(第2次電力需要予測)を実施する。
図2は、電力管理装置11aの各機能を表した機能ブロック図であり、図3は、電力管理装置11aで実行される電力調整処理の処理内容を表すフローチャートである。図4は、電力計画値、電力消費量(実消費量)、許容範囲(許容上限値、許容下限値)のそれぞれの波形の一例を表す説明図である。
時間毎)に更新されることになり、電力管理装置11aでの各種処理(例えば、年間需要予測処理、月間・週間需要予測処理、翌日需要予測処理など)で利用できる。
次のS130では、カウンタ変数nを初期化(1を設定。n=1)する。
、肯定判定する場合(実績値が変動許容範囲内である場合)にはS230に移行し、否定判定する場合(実績値が変動許容範囲に含まれない場合)にはS190に移行する。
S190では、実績値が変動許容範囲を上回る場合には、電力需要の低減および調達電力量の増加のうち少なくとも一方を行う場合に必要となる対価の合計値を変更コストC1として演算し、実績値が変動許容範囲を下回る場合には、電力需要の増加または調達電力量の低減を行う場合に必要となる対価の合計値を変更コストC1として演算する。
実績値(実使用量)が電力計画値とは異なる値となる場合には、電力小売業者は、実績値と電力計画値との差分値に応じて定められるペナルティ費用を負担する必要がある。実績値(実使用量)が変動許容範囲から逸脱した場合には、実績値(実使用量)が電力計画値とは異なることから、実績値と電力計画値との差分値に応じて定められるペナルティ費用P1を演算する。
具体的には、複数の需要家15における各種設備の作動状態の変更によって、複数の需要家15での電力消費量を減少させる方法を決定する。なお、S180で否定判定された場合には、S190での変更コストC1の演算に用いた「電力需要(電力消費量)の変更または調達電力量の変更」についても、複数の需要家15での電力消費量を減少させる方法として採用してもよい。例えば、電力消費量を減少させる方法としては、需要設備15aでの電力消費量を低減する方法、発電設備15bでの発電量を増加する方法、蓄電設備15cの電力を放電する方法、電力市場での買電注文方法などが挙げられる。
具体的には、複数の需要家15における各種設備の作動状態の変更によって、複数の需要家15での電力消費量を増加させる方法を決定する。なお、S180で否定判定された場合には、S190での変更コストC1の演算に用いた「電力需要(電力消費量)の変更または調達電力量の変更」についても、複数の需要家15での電力消費量を増加させる方法として採用する。例えば、電力消費量を増加させる方法としては、需要設備15aでの電力消費量を増加する方法、発電設備15bでの発電量を低減する方法、蓄電設備15cに電力を充電する方法、電力市場での売電注文方法などが挙げられる。
定している。
S210が終了すると、再びS140に移行する。
以上説明したように、本実施形態の電力管理装置11aは、計画値演算処理を実行することで、電力需要予測処理により得られた需要予測結果(翌日需要予測結果(第2次電力需要予測結果)および第1次電力需要予測結果(換言すれば、調達済み電力量))を用いて未来の「電力計画値」を演算する。
このような電力管理装置11aは、複数の費用調整方法の中から、費用が最も低いものを調整実施方法として決定することで、電力需要の管理に要する費用を低減できる。つまり、消費量変更方法の費用(S190)とペナルティ容認方法の費用(S200)との比較結果(S210)に基づいて、費用の小さい方法を調整実施方法(S220,S240,S250)として決定することで、調整実施方法の実行に要する費用を低減できる。
また、電力管理装置11aにおいては、複数の費用調整方法に、消費量減少方法(S190,S240)と消費量増加方法(S190,S250)と、が少なくとも含まれている。消費量減少方法は、例えば、複数の需要家15における各種設備の作動状態を変更して、電力需要(電力消費量)を低減する方法であり、消費量増加方法は、例えば、複数の需要家15における各種設備の作動状態を変更して、電力需要(電力消費量)を増加する方法である。S190では、実消費量が変動許容範囲よりも大きい場合には、消費量減少方法を実行する際の費用を少なくとも演算し、実消費量が変動許容範囲よりも小さい場合には、消費量増加方法を実行する際の費用を少なくとも演算する。
更方法の実行に要する費用を演算できるため、費用の算出精度が向上する。これにより、電力管理装置11aは、消費量変更方法の実行に要する費用の低減を、より精度よく実現できる。
ここで、文言の対応関係について説明する。
電力管理装置11aが電力管理装置の一例に相当し、複数の需要家15が電力管理領域の一例に相当し、需要設備15a、発電設備15b、蓄電設備15cが電力関連設備の一例に相当し、需要設備15aが電力負荷設備の一例に相当し、発電設備15b発電設備の一例に相当し、蓄電設備15cが蓄電設備の一例に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
介して間接的に電力関連設備に対して調整実行指令を出力する形態であってもよい。
Claims (6)
- 電力関連設備を有する電力管理領域での電力需要および電力供給を管理する電力管理装置であって、
前記電力関連設備には、電力を消費する電力負荷設備と、発電を行う発電設備と、電力の蓄電および放電を行う蓄電設備と、のうち少なくとも1つが含まれており、
前記電力管理領域での未来の電力需要の計画値を、予め定められた計画値基本情報に基づいて演算する計画値演算部と、
前記電力関連設備の作動状態の変更によって増加可能な電力需要の最大量である増加許容量と、前記電力関連設備の作動状態の変更によって減少可能な電力需要の最大量である減少許容量と、を演算し、前記計画値を基準として前記増加許容量および前記減少許容量を用いて定められる前記電力需要の変動許容範囲を演算する許容範囲演算部と、
前記電力管理領域での実際の電力消費量である実消費量と前記変動許容範囲との比較結果に基づいて、複数の費用調整方法の中から前記変動許容範囲と前記実消費量との差によって生じる費用を低減するために実行する調整実施方法を少なくとも1つ決定する調整方法決定部と、
前記調整実施方法を実行するための調整実行指令を出力する指令出力部と、
を備えており、
前記複数の費用調整方法には、前記実消費量を前記変動許容範囲に近づけるための消費量変更方法と、前記実消費量が前記変動許容範囲から逸脱した場合に課せられるペナルティ費用を容認するペナルティ容認方法と、が少なくとも含まれており、
前記調整方法決定部は、前記複数の費用調整方法のそれぞれを実行する際の費用を演算し、前記複数の費用調整方法のうち前記費用が最も低い方法を前記調整実施方法に決定する、
電力管理装置。 - 前記複数の費用調整方法には、前記電力関連設備の電力消費量を減少させる消費量減少方法と、前記電力関連設備の電力消費量を増加させる消費量増加方法と、が少なくとも含まれており、
前記調整方法決定部は、前記実消費量が前記変動許容範囲よりも大きい場合には、前記消費量減少方法を実行する際の費用を少なくとも演算し、前記実消費量が前記変動許容範囲よりも小さい場合には、前記消費量増加方法を実行する際の費用を少なくとも演算する、
請求項1に記載の電力管理装置。 - 前記複数の費用調整方法には、電力市場への電力の売り注文を行う売電注文方法と、電力市場からの電力の買い注文を行う買電注文方法と、が少なくとも含まれており、
前記調整方法決定部は、前記実消費量が前記変動許容範囲よりも大きい場合には、前記買電注文方法を実行する際の費用を少なくとも演算し、前記実消費量が前記変動許容範囲よりも小さい場合には、前記売電注文方法を実行する際の費用を少なくとも演算する、
請求項1または請求項2に記載の電力管理装置。 - 前記蓄電設備として、充放電の運用周期が異なる複数の蓄電設備が含まれており、
前記消費量変更方法を実行する際の前記費用の演算に用いる単位電力量あたりの単価は、運用周期が異なる前記蓄電設備のそれぞれで異なる値に設定されている、
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の電力管理装置。 - 前記計画値基本情報には、天気予報、カレンダー情報、過去の電力消費量の実績データ、前記電力関連設備の増設情報・減設情報のうち少なくとも1つが含まれる、
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の電力管理装置。 - 電力関連設備を有する電力管理領域での電力需要および電力供給を管理する電力管理方法であって、
前記電力関連設備には、少なくとも、電力を消費する電力負荷設備と、発電を行う発電設備と、電力の蓄電および放電を行う蓄電設備と、が含まれており、
前記電力管理領域での未来の電力需要の計画値を、予め定められた計画値基本情報に基づいて演算する計画値演算ステップと、
前記電力関連設備の作動状態の変更によって増加可能な電力需要の最大量である増加許容量と、前記電力関連設備の作動状態の変更によって減少可能な電力需要の最大量である減少許容量と、を演算し、前記計画値を基準として前記増加許容量および前記減少許容量を用いて定められる前記電力需要の変動許容範囲を演算する許容範囲演算ステップと、
前記電力管理領域での実際の電力消費量である実消費量と前記変動許容範囲との比較結果に基づいて、複数の費用調整方法の中から前記変動許容範囲と前記実消費量との差によって生じる費用を低減するために実行する調整実施方法を少なくとも1つ決定する調整方法決定ステップと、
前記調整実施方法を実行するための調整実行指令を出力する指令出力ステップと、
を備えており、
前記複数の費用調整方法には、前記実消費量を前記変動許容範囲に近づけるための消費量変更方法と、前記実消費量が前記変動許容範囲から逸脱した場合に課せられるペナルティ費用を容認するペナルティ容認方法と、が少なくとも含まれており、
前記調整方法決定ステップでは、前記複数の費用調整方法のそれぞれを実行する際の費用を演算し、前記複数の費用調整方法のうち前記費用が最も低い方法を前記調整実施方法に決定する、
電力管理方法。
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