JP6725406B2 - Power generation planning device, power generation planning method, and power generation planning program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、発電計画策定装置、発電計画策定方法、および発電計画策定プログラムに関する。 The embodiment of the present invention relates to a power generation plan formulation device, a power generation plan formulation method, and a power generation plan formulation program.
電力会社の発電部門において、将来の電力需要を予測し、予測される電力需要を満たすように発電機の運転計画（発電計画）を立てることは、重要な業務の１つである。 In the power generation department of an electric power company, it is one of important tasks to predict future power demand and to make a generator operation plan (power generation plan) so as to satisfy the predicted power demand.
例えば、発電機の燃料としてＬＮＧ（液化天然ガス）を使用する場合、ＬＮＧは特殊なタンクに備蓄されることから、ＬＮＧの備蓄は、石油や石炭などの備蓄に比べて制約が大きい。そのため、電力需要に応じてＬＮＧを適切に消費、補充するための正確な発電計画が必要とされる。 For example, when LNG (liquefied natural gas) is used as fuel for a power generator, LNG is stored in a special tank, so the LNG storage is more limited than the storage of oil, coal, and the like. Therefore, an accurate power generation plan for appropriately consuming and supplementing LNG according to the power demand is required.
しかしながら、発電計画の最適解を計算しようとすると、発電機の運転状態の組合せが膨大となり、計算時間が長くかかってしまう。そこで、厳密な最適解の代わりに近似解を計算することで計算時間を短縮することが考えられるが、近似方法が悪いと発電計画の最適性が大きく損なわれてしまう。 However, when trying to calculate the optimum solution of the power generation plan, the number of combinations of the operating states of the generator becomes huge and the calculation time becomes long. Therefore, it is possible to shorten the calculation time by calculating an approximate solution instead of the exact optimum solution, but if the approximation method is bad, the optimality of the power generation plan will be greatly impaired.
そこで、本発明の実施形態は、正確性の高い発電計画を短時間で策定することが可能な発電計画策定装置、発電計画策定方法、および発電計画策定プログラムを提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of an embodiment of the present invention to provide a power generation plan formulation device, a power generation plan formulation method, and a power generation plan formulation program capable of formulating a highly accurate power generation plan in a short time.
一の実施形態によれば、発電計画策定装置は、複数の発電機のうちの各発電機が所定期間内に取り得る運転状態の種別を１つ以上特定し、各発電機の運転状態が前記特定された種別を取る場合に各発電機が前記所定期間内に取り得る運転状態を１つ以上列挙する運転状態列挙部を備える。さらに、前記装置は、前記特定された種別と前記列挙された運転状態とに基づいて、前記複数の発電機についての発電計画を作成する発電計画作成部を備える。 According to one embodiment, the power generation plan formulation device specifies one or more types of operating states that each generator of the plurality of generators can take within a predetermined period, and the operating state of each generator is the above-mentioned. An operation state enumeration unit is provided that enumerates one or more operation states that each generator can take within the predetermined period when the specified type is adopted. Further, the device includes a power generation plan creation unit that creates a power generation plan for the plurality of power generators based on the specified type and the listed operating states.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１〜図１０では、同一または類似の構成に同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 10, the same reference numerals are given to the same or similar configurations, and overlapping description will be omitted.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の発電計画策定装置１の構成を示すブロック図である。発電計画策定装置１は、発電機をいつ起動してどれくらいの発電出力で動作させるかという発電計画を策定する。本実施形態の発電機は例えば、油火力発電やＬＮＧ火力発電などの種々の発電形式の発電機である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the power generation
発電計画策定装置１は、需要予測システム２、運転データ取得システム３、およびユーザ入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）４との間でデータの授受を行う。また、発電計画策定装置１は、需要データ格納部１１と、運転実績データ格納部１２と、ユーザ入力条件格納部１３と、ユーザ設定条件格納部１４と、発電計画データ格納部１５と、ピーク・ボトム抽出部１６と、運転状態列挙部１７と、運転状態絞り込み部１８と、発電計画作成部１９と、運転状態調整部２０とを備えている。
The power generation
以下、図１に示す構成の詳細について説明する。この説明の中で、図２〜図９についても適宜参照する。 The details of the configuration shown in FIG. 1 will be described below. In this description, reference will also be made to FIGS. 2 to 9 as appropriate.
需要予測システム２は、電力需要の予測に関する時系列データである需要データを発電計画策定装置１に供給する。需要予測システム２から供給された需要データは、需要データ格納部１１内に格納される。需要データ格納部１１の電力需要量は、発電計画の策定対象の発電機が満たすべき発電量でもある。
The demand forecasting system 2 supplies demand data, which is time-series data relating to forecasting of power demand, to the power generation
運転データ取得システム３は、発電機の基本特性に関するデータである基本特性データを発電計画策定装置１に供給する。基本特性データの例は、各発電機の定格出力および最低出力の値や、各発電機に課される制約に関する情報や、各発電機の発電コストに関する情報である。運転データ取得システム３から供給された基本特性データは、運転実績データ格納部１２内に格納される。
The operation
運転実績データ格納部１２には例えば、発電計画に要求される制約条件や、発電コストに関する様々な条件が格納される。制約条件の例としては、各時刻の電力供給量を電力需要量以上とする需給バランス制約や、発電機の停止から起動までに所定時間以上の時間を要するという停止時間制約や、発電に関する変数の上下限を規定する上下限制約などが挙げられる。発電計画は、これらの制約条件をできるだけ満たしつつ、発電コストの総和をできるだけ少なくするものであることが望ましい。
The operation record
ユーザ入出力Ｉ／Ｆ４は、ユーザが情報の入出力用に使用するユーザインタフェースである。ユーザ入出力Ｉ／Ｆ４は例えば、発電計画策定装置１の画面上で発電計画作成条件を入力するためや、発電計画策定装置１の画面上に発電計画データの内容を出力するために使用される。発電計画作成条件の例は、発電計画を作成する際の処理の繰り返し回数、変数や条件の余裕度、発電機の停止比率、発電機の保守計画、種々の制約条件や調整条件などである。ユーザ入出力Ｉ／Ｆ４から入力された条件は、ユーザ入力条件やユーザ設定条件として、ユーザ入力条件格納部１３内やユーザ設定条件格納部１４内に格納される。一方、発電計画データは、発電計画データ格納部１５から読み出され、ユーザ入出力Ｉ／Ｆ４に出力される。
The user input/output I/F 4 is a user interface used by the user for inputting/outputting information. The user input/output I/F 4 is used, for example, to input power generation plan creation conditions on the screen of the power generation
ピーク・ボトム抽出部１６は、電力需要の予測に関する時系列データ（需要データ）のピークＰおよびボトムＢを抽出する（図２）。図２は、第１実施形態のピーク・ボトム抽出部１６の動作を説明するためのグラフである。図２の曲線は、予測される電力需要の時間変化を示す時系列曲線であり、需要データをグラフ化したものである。横軸の時間は、計算メッシュごとに区切られている。ピーク・ボトム抽出部１６は、需要データ格納部１１から需要データを取得し、ピークＰおよびボトムＢを抽出する。
The peak/
そして、ピーク・ボトム抽出部１６は、互いに隣接するピークＰ間の区間を、発電計画作成用の計算区間として設定する。図２は、一例として、Ｎ１メッシュ分の計算区間と、Ｎ２メッシュ分の計算区間とを示している。本実施形態の発電計画は、各計算区間を計算の単位区間として作成される。計算区間は、所定期間の例である。
Then, the peak/
なお、ピーク・ボトム抽出部１６は、互いに隣接するピークＰ間の区間を計算区間として設定してもよいし、代わりに、互いに隣接するボトムＢ間の区間を計算区間として設定してもよい。ピーク・ボトム抽出部１６は、前者の場合にはピークＰのみを抽出してもよいし、後者の場合にはボトムＢのみを抽出してもよい。以下の説明では、ピーク・ボトム抽出部１６が、図２に示すように、互いに隣接するピークＰ間の区間を計算区間として設定する場合について説明する。
The peak/
運転状態列挙部１７は、個々の計算区間に関し、各発電機が取り得る運転状態の種別を１つ以上特定する。図３と図４は、第１実施形態における発電機の運転状態の種別について説明するためのグラフである。 The operating state enumeration unit 17 identifies one or more types of operating states that can be taken by each generator for each calculation section. 3 and 4 are graphs for explaining the types of operating states of the generator according to the first embodiment.
図３(ａ)の種別１は、発電機が１計算区間内に停止し続けることを示している。図３(ｂ)の種別２は、発電機が１計算区間内に起動し続けることを示している。図３(ｃ)の種別３は、発電機が１計算区間内に起動状態から停止状態に変化することを示している。図３(ｃ)のＴ１、Ｔ２はそれぞれ、停止開始時刻、停止完了時刻を示している。
The
図４(ａ)の種別４は、発電機が１計算区間内に起動状態から停止状態を介して再び起動状態に変化することを示している。図４(ａ)のＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はそれぞれ、停止開始時刻、停止完了時刻、起動開始時刻、起動完了時刻を示している。図４(ｂ)の種別５は、発電機が１計算区間内に停止状態から起動状態に変化することを示している。図４(ｂ)のＴ１、Ｔ２はそれぞれ、起動開始時刻、起動完了時刻を示している。図４(ｃ)の種別６は、発電機が１計算区間内に停止状態から起動状態を介して再び停止状態に変化することを示している。図４(ｃ)のＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はそれぞれ、起動開始時刻、起動完了時刻、停止開始時刻、停止完了時刻を示している。 The type 4 in FIG. 4A indicates that the generator changes from the activated state to the activated state again through the stopped state within one calculation section. T1, T2, T3, and T4 in FIG. 4A indicate a stop start time, a stop completion time, a start start time, and a start completion time, respectively. Type 5 in FIG. 4B indicates that the generator changes from the stopped state to the activated state within one calculation section. T1 and T2 in FIG. 4B indicate the start start time and the start completion time, respectively. Type 6 in FIG. 4(c) indicates that the generator changes from the stopped state to the stopped state again via the activated state within one calculation section. In FIG. 4C, T1, T2, T3, and T4 indicate the start start time, the start completion time, the stop start time, and the stop completion time, respectively.
なお、種別１、２、３をそれぞれ「ZERO」「NON-ZERO」「STOP_ZERO」と呼び、種別４、５、６をそれぞれ「STOP_START」「ZERO_START」「START_STOP」と呼ぶ。
The
本実施形態では、各発電機が１計算区間内に取り得る運転状態を、種別１から種別５までの５つの種別に分類する（種別６は除く）。そして、各発電機は１計算区間内にその他の種別の運転状態を取り得ないとの近似の下、発電計画を策定する。これにより、発電計画を策定するための計算時間を短縮することが可能となる。
In this embodiment, the operating states that each generator can take within one calculation section are classified into five types from
このような近似を採用する理由は、計算区間が互いに隣接するピークＰ間の区間であることに関連している。この場合、１計算区間内の電力需要の変化は、ピークＰからボトムＢまで減少し、その後、ボトムＢから次のピークＰまで増加するという、おおむね２次関数的な変化となる。そのため、１計算区間内の各発電機の運転状態の変化は、おおむね０次、１次、２次関数的な変化に限定され、３次以上の高次関数的な変化となる可能性は低いと推論される。よって、本実施形態では、各発電機が１計算区間内に取り得る運転状態を、種別１（０次）、種別２（０次）、種別３（１次）、種別４（２次）、種別５（１次）に限定している。 The reason for adopting such an approximation is related to the fact that the calculation section is a section between the peaks P adjacent to each other. In this case, the change in the power demand in one calculation section decreases from the peak P to the bottom B, and then increases from the bottom B to the next peak P, which is a quadratic function change. Therefore, the change in the operating state of each generator within one calculation section is generally limited to 0th-order, 1st-order, and 2nd-order function-like changes, and is unlikely to be a 3rd-order or higher-order function-like change. Be inferred. Therefore, in the present embodiment, the operating states that each generator can take within one calculation section are classified into type 1 (0th order), type 2 (0th order), type 3 (first order), type 4 (secondary), It is limited to type 5 (primary).
なお、種別６は、種別４と同様に２次関数的な変化を示している。しかしながら、１計算区間内の電力需要は、ピークＰ、ボトムＢ、ピークＰの順に変化し、下に凸の２次関数的な変化を示しているのに対し、種別６は、上に凸の２次関数的な変化を示している。そのため、１計算区間内の各発電機の運転状態の変化が、種別６のような変化となる可能性は低いと推論される。よって、本実施形態では、種別１〜５のみを分類に使用し、種別６を除外している。なお、互いに隣接するボトムＢ間の区間を計算区間として設定する場合には、種別１〜３、５、および６のみを分類に使用し、種別４を除外してもよい。
It should be noted that the type 6 shows a quadratic function-like change like the type 4. However, the power demand in one calculation section changes in the order of peak P, bottom B, and peak P, and shows a quadratic function change that is convex downward, whereas type 6 is convex upward. A quadratic function change is shown. Therefore, it is inferred that the change in the operating state of each generator within one calculation section is unlikely to be the change of type 6. Therefore, in this embodiment, only types 1 to 5 are used for classification, and type 6 is excluded. In addition, when the section between the bottoms B adjacent to each other is set as the calculation section, only the
また、種別１〜５において、起動完了後の各発電機の出力は変化してもよいことに留意されたい（図５）。図５は、第１実施形態における発電機の運転状態の詳細について説明するためのグラフである。例えば、図５(ａ)の運転状態は種別１に分類され、図５(ｂ)の運転状態は種別４に分類され、図５(ｃ)の運転状態は種別５に分類される。
It should also be noted that in
ここで、再び図３(ａ)〜図４(ｃ)を参照し、１計算区間内における各発電機の初期状態について説明する。図３(ａ)〜図４(ｃ)は、各発電機の初期状態（時刻０における運転状態）を黒丸で示している。種別１〜６は、初期出力値が０である種別１、５、６と、初期出力値が０より大きい種別２、３、４とに分類される。
Here, referring again to FIGS. 3A to 4C, the initial state of each generator within one calculation section will be described. 3A to 4C, the initial state (operating state at time 0) of each generator is indicated by a black circle.
運転状態列挙部１７は、各発電機がある計算区間内に取り得る運転状態の種別を、その計算区間内における各発電機の初期状態に基づいて特定する。例えば、ある発電機のある計算区間における初期出力値が０より大きい場合には、その発電機がその計算区間に取り得る運転状態の種別は「種別２、３、および４」であると特定される。一方、ある発電機のある計算区間における初期出力値が０の場合には、その発電機がその計算区間に取り得る運転状態の種別は「種別１および５」であると特定される（種別６は需要の変化と逆行するため除外する）。なお、各発電機の各計算区間における初期出力値は、後述するように、上記の需要データに基づいて計算される。
The operation state enumeration unit 17 identifies the types of operation states that each generator can take within a certain calculation section based on the initial state of each generator in the calculation section. For example, if the initial output value of a certain generator in a certain calculation section is greater than 0, the types of operating states that the generator can take in the calculation section are identified as "
運転状態列挙部１７と運転状態絞り込み部１８は、種別の特定結果に基づいて運転状態の列挙と絞り込みを行う（図６）。図６は、第１実施形態の運転状態列挙部１７と運転状態絞り込み部１８の動作を説明するためのグラフである。
The operating state listing unit 17 and the operating
運転状態列挙部１７は、各発電機がある計算区間内に取り得る運転状態の種別を特定した後、各発電機の運転状態がこの特定された種別を取る場合に各発電機がこの計算区間内に取り得る運転状態を１つ以上列挙する。例えば、ある発電機がある計算区間内に取り得る運転状態の種別が「種別１および５」と特定された場合には、この発電機がこの計算区間内に取り得る運転状態として「種別１および５」に対応する運転状態が列挙される。
The operating state enumeration unit 17 identifies the types of operating states that the respective generators can take within a certain calculation section, and then, when the operating states of the respective generators take this identified type, One or more possible operating states are listed. For example, when the types of operating states that a certain generator can take within a certain calculation section are specified as "
種別１および５に対応する運転状態を列挙する場合、種別１に対応する運転状態は１つしか存在しないが、種別５に対応する運転状態は多数列挙可能である。理由は、種別５に対応する運転状態は、時刻Ｔ１、Ｔ２を変化させることで様々な運転状態に変化するからである（図６(ａ)）。
When enumerating the operating states corresponding to
図６(ａ)は、ある発電機がある計算区間内に取り得る運転状態として、種別５に対応する様々な運転状態を示している。符号Ｃは、これらの運転状態を表す様々な曲線を示している。曲線Ｃ同士は、時刻Ｔ１、Ｔ２を一定時間（一定メッシュ）の整数倍だけスライドさせた関係にある。この一定時間・一定メッシュの例は、３０分・１メッシュである。なお、任意の２つの曲線Ｃ同士において、時刻Ｔ１のスライド量と時刻Ｔ２のスライド量は同じである。 FIG. 6A shows various operating states corresponding to type 5 as the operating states that a certain generator can take within a certain calculation section. The symbol C indicates various curves representing these operating states. The curves C have a relationship in which the times T1 and T2 are slid by an integral multiple of a fixed time (fixed mesh). An example of this fixed time/fixed mesh is 30 minutes/1 mesh. The amount of slide at time T1 and the amount of slide at time T2 are the same between any two arbitrary curves C.
運転状態列挙部１７は、曲線Ｃに対応する運転状態をすべて列挙してもよいが、本実施形態では、曲線ＣＡに対応する運転状態のみを列挙し、曲線ＣＢに対応する運転状態は列挙しない。曲線ＣＡに対応する運転状態は、発電計画に要求される所定の制約条件を満足する運転状態であり、曲線ＣＢに対応する運転状態は、発電計画に要求される所定の制約条件を満足しない運転状態である。 The operating state listing unit 17 may list all operating states corresponding to the curve C, but in the present embodiment, only the operating states corresponding to the curve C A are listed, and the operating states corresponding to the curve C B are listed. Do not list. The operating state corresponding to the curve C A is an operating state that satisfies the predetermined constraint condition required for the power generation plan, and the operating state corresponding to the curve C B satisfies the predetermined constraint condition required for the power generation plan. Not in operation.
このような制約条件の例は、発電機の停止から起動までに所定時間以上の時間を要するという停止時間制約である。曲線ＣＢは、発電機の起動開始時刻が早いことから、停止時間制約を満足していない。よって、運転状態列挙部１７は、曲線ＣＢに対応する運転状態を列挙しない。なお、運転状態列挙部１７が考慮する制約条件の数はいくつでもよいし、運転状態列挙部１７は制約条件を運転実績データ格納部１２から取得してもユーザ入力条件格納部１３から取得してもよい。
An example of such a constraint condition is a stop time constraint that a predetermined time or more is required from the stop of the generator to the start. The curve C B does not satisfy the stop time constraint because the start time of starting the generator is early. Therefore, the driving state listing unit 17 does not list the driving states corresponding to the curve C B. It should be noted that any number of constraint conditions may be considered by the operation state enumeration unit 17, and the operation state enumeration unit 17 may obtain the constraint condition from the operation record
制約条件を満足するか否かは、種別５に対応する複数の運転状態だけでなく、種別１に対応する１つの運転状態についても判断される。種別１に対応する運転状態が制約条件を満足しない場合には、種別５に対応する運転状態のみが列挙される。一方、種別１に対応する運転状態が制約条件を満足する場合には、種別１に対応する運転状態と種別５に対応する運転状態とが列挙される。特定された種別と列挙された運転状態の情報は、運転状態列挙部１７から運転状態絞り込み部１８に提供される。
Whether or not the constraint condition is satisfied is determined not only for a plurality of operating states corresponding to type 5, but also for one operating state corresponding to type 1. If the operating state corresponding to type 1 does not satisfy the constraint condition, only the operating states corresponding to type 5 are listed. On the other hand, when the operating state corresponding to the
運転状態絞り込み部１８は、各発電機について特定された種別と列挙された運転状態のうち、発電計画の作成に使用する１つ以上の種別と１つ以上の運転状態とを絞り込む。例えば、ある発電機について、種別１および５が特定され、種別１および５に対応する運転状態が列挙された場合には、これらの種別および運転状態の中から、発電計画の作成に使用する種別および運転状態が絞り込まれる。
The operation
図６(ｂ)は、図６(ａ)の処理により列挙された運転状態を示している。よって、曲線ＣＡは、種別５に対応し、所定の制約条件を満足する運転状態を示している。曲線ＣＡ１は、絞り込みにより採用される運転状態を示し、曲線ＣＡ２は、絞り込みにより排除される運転状態を示している。以下、この絞り込み方法について説明する。 FIG. 6(b) shows the operating states listed by the processing of FIG. 6(a). Therefore, the curve C A shows the operating state corresponding to the type 5 and satisfying the predetermined constraint condition. A curve C A1 shows an operating state adopted by narrowing down, and a curve C A2 shows an operating state excluded by narrowing down. Hereinafter, this narrowing down method will be described.
図６(ｂ)において太線で示す曲線ＣＡ１は、別途作成された事前処理から推奨される推奨運転状態を示す。本実施形態では、事前処理から上記の需要データが予測され、需要データに基づいて推奨運転状態が導出される（これは、上記の初期出力値についても同様である）。推奨運転状態は、運転状態絞り込み部１８の事前処理で１メッシュずつ解いた結果を繋ぎ合わせた計画としては好適な運転状態であるが、短期発電計画にとっては好適な運転状態とは限らない。しかしながら、推奨運転状態は、短期発電計画にとって好適な運転状態に近いと予測されるため、本実施形態では推奨運転状態を短期発電計画の作成に利用する。推奨運転状態は、基準の運転状態の例である。
A curve C A1 indicated by a thick line in FIG. 6B shows a recommended operation state recommended from the separately prepared pretreatment. In the present embodiment, the above demand data is predicted from the preliminary processing, and the recommended operating state is derived based on the demand data (this is the same for the above initial output value). The recommended operating state is a preferable operating state as a plan in which the results obtained by solving each mesh in the preprocessing of the operating
具体的には、運転状態絞り込み部１８は、各運転状態を発電計画の作成に使用するか否かを、各運転状態と推奨運転状態との差異に基づいて決定する。図６(ｂ)では、推奨運転状態からのスライド量がそれぞれ２メッシュ以内で、推奨運転状態との差異が小さい運転状態（曲線ＣＡ１）が絞り込みにより採用され、その他の運転状態（曲線ＣＡ２）が絞り込みにより排除されている。
Specifically, the operating
なお、運転状態絞り込み部１８は、ある発電機がある計算区間内に取り得る運転状態を絞り込む際に、種別１〜５のいずれかに対応する１つの推奨運転状態を使用する。そのため、種別１および５に対応する運転状態の絞り込みに、例えば種別５に対応する推奨運転状態を使用する場合には、種別５に対応する運転状態のみが絞り込みにより採用されることとなる。図６(ｂ)の例では、発電計画の作成に使用する種別が、種別５のみに絞り込まれ、発電計画の作成に使用する運転状態が、曲線ＣＡ１に対応する５つの運転状態のみに絞り込まれる。絞り込まれた種別および運転状態の情報は、運転状態絞り込み部１８から発電計画作成部１９に提供される。
The operation
発電計画作成部１９は、各発電機について絞り込まれた種別および運転状態に基づいて発電計画を作成する。具体的には、発電計画作成部１９は、複数の発電機について各計算区間にて絞り込まれた種別および運転状態の情報を取得し、これらの種別および運転状態の最適な組合せを計算区間ごとに繰り返し計算する。すなわち、発電計画作成部１９は、これらの種別および運転状態の組合せの最適解を計算する。発電計画作成部１９の例は、このような最適解を計算するソルバーである。発電計画作成部１９は、これらの種別および運転状態の組合せの中から、発電コストの総和が最小となる組合せを選択し、選択した組合せを最適解に決定する。
The power generation
こうして、発電計画作成部１９は、最適解に沿った発電計画を作成する。発電計画作成部１９により作成された発電計画は、発電計画データとして発電計画データ格納部１５内に格納される。発電計画データの例を、図７を参照して説明する。図７は、第１実施形態の発電計画作成部１９の動作を説明するためのグラフである。
In this way, the power generation
図７(ａ)〜図７(ｄ)はそれぞれ、上記の最適解において、発電機１〜４がある計算区間内に取る運転状態を示している。図７(ａ)において、発電機１は種別５の運転状態を取り、発電機２は種別４の運転状態を取り、発電機３は種別１の運転状態を取り、発電機４は種別５の運転状態を取っている。なお、発電機１、４の運転状態は、共に種別５に該当しているが、発電機１における時刻Ｔ１、Ｔ２の値と、発電機４における時刻Ｔ１、Ｔ２の値が互いに異なることに留意されたい。すなわち、発電機１、４の運転状態は、同じ種別に属する異なる運転状態である。
FIGS. 7(a) to 7(d) respectively show the operating states taken by the
一般に、複数の発電機が取り得る複数の運転状態の組合せの最適解を計算する場合、長い時間がかかる。しかしながら、本実施形態では、これらの運転状態を種別により分類し種別ごとに列挙するため、計算時間を短縮することができる。また、本実施形態では、互いに隣接するピークＰ間の区間を計算区間として設定し、各発電機が１計算区間内に取り得る運転状態を種別１〜５に分類することで、解の最適性が近似により損なわれることを抑制しつつ計算時間を短縮することができる。さらに、本実施形態では、運転状態を列挙する際に制限条件を考慮することや、列挙された運転状態を事前処理から得られる推奨運転状態に基づいて絞り込むことにより、計算時間をさらに短縮することができる。
Generally, it takes a long time to calculate an optimal solution of a combination of a plurality of operating states that a plurality of generators can take. However, in the present embodiment, these operating states are classified by type and listed for each type, so that the calculation time can be shortened. Further, in the present embodiment, the interval between the peaks P adjacent to each other is set as a calculation interval, and the operating states that each generator can take within one calculation interval are classified into
発電計画策定装置１のユーザは、発電計画策定装置１の画面上で発電計画データの内容を確認することができる。この際、電力需要の多い計算区間内に発電コストの安い発電機が停止している場合や、電力需要の少ない計算区間内に発電コストの高い発電機が起動している場合など、発電計画に好適でない箇所が確認される場合がある。この場合、ユーザは、発電計画の作成をやり直すための操作を画面上で行うことができる。このような操作が行われると、運転状態絞り込み部１８による前回の絞り込みが運転状態調整部２０により調整され、発電計画の作成がやり直される。以下、運転状態調整部２０の動作について説明する。
The user of the power generation
図８と図９は、第１実施形態の運転状態調整部２０の動作を説明するための図である。
8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the operating
図８(ａ)は、前回の絞り込みを調整するための調整画面を示す。調整画面は、運転状態調整部２０によりユーザ入出力Ｉ／Ｆ４を介して発電計画策定装置１のディスプレイ上に表示される。
FIG. 8A shows an adjustment screen for adjusting the previous refinement. The adjustment screen is displayed on the display of the power generation
図８(ａ)の調整画面は、ある発電計画のある計算区間における電力需要の変化と各発電機の運転状態とを表示している。図８(ａ)では、発電機１が種別５の運転状態を取り、発電機２が種別１の運転状態を取り、発電機３が種別４の運転状態を取っている。
The adjustment screen of FIG. 8A displays the change in the power demand and the operating state of each generator in a certain calculation section of a certain power generation plan. In FIG. 8A, the
本実施形態の運転状態絞り込み部１８は、各発電機の各計算区間における運転状態の種別を１つの種別に絞り込み、この場合の運転状態を、この種別に対応する５つの運転状態に絞り込む（図６(ｂ)を参照）。そして、発電計画作成部１９は、これら５つの運転状態を使用して最適化計算を行い、これら５つの運転状態のうちの１つを最適解に適用し、最適解に沿った発電計画を作成する。図８(ａ)は、各発電機に関し、最適解に適用された運転状態を示している。
The operating
図８(ａ)の調整画面は、各発電機に関し、種別ボタン２１と推奨ボタン２２とを含んでいる。発電機１の種別ボタン２１をクリックすると、図８(ｂ)の種別変更ダイアログボックスが表示される。
The adjustment screen of FIG. 8A includes a
図８(ｂ)の種別変更ダイアログボックスでは、発電機１の運転状態の種別を変更することができる。現時点では、発電機１の運転状態の種別は「ZERO_START（種別５）」であるが、例えば種別を「ZERO_START（種別５）」から「STOP_ZERO（種別３）」に変更することができる。
In the type change dialog box of FIG. 8B, the type of operating state of the
また、図８(ａ)にて発電機１の推奨ボタン２２をクリックすると、図９(ａ)の推奨変更ダイアログボックスが表示される。ここでは、時間調整用アイコン２３にマウスポインタを合わせて矢印Ａ１の方向にドラッグすることで、推奨運転状態の時刻Ｔ１を変更することができる。この際、時間調整用アイコン２４もこれに追従して矢印Ａ２の方向に自動的に移動し、推奨運転状態の時刻Ｔ２も変更される。
When the recommended
また、図８(ａ)にて発電機３の推奨ボタン２２をクリックすると、図９(ｂ)の推奨変更ダイアログボックスが表示される。ここでは、時間調整用アイコン２６にマウスポインタを合わせてドラッグすることで、推奨運転状態の時刻Ｔ２を変更することができる。この際、時間調整用アイコン２５もこれに追従して自動的に移動し、推奨運転状態の時刻Ｔ１も変更される。同様に、時間調整用アイコン２７にマウスポインタを合わせてドラッグすることで、推奨運転状態の時刻Ｔ３を変更することができる。この際、時間調整用アイコン２８もこれに追従して自動的に移動し、推奨運転状態の時刻Ｔ４も変更される。
When the
なお、ある発電機の種別を種別変更ダイアログボックスで変更した場合には、その発電機が種別変更後に推奨運転状態を有していないことになる。この場合、この発電機の推奨運転状態を、推奨変更ダイアログボックスで新たに設定する必要がある。 If the type of a certain generator is changed in the type change dialog box, the generator does not have the recommended operating state after the type change. In this case, it is necessary to newly set the recommended operating state of this generator in the recommended change dialog box.
図８(ａ)の調整画面で、種別や推奨運転状態の変更後に、発電計画の作成をやり直す旨の操作が行われると、運転状態調整部２０から運転状態絞り込み部１８に絞り込みのやり直しが要求される。
In the adjustment screen of FIG. 8(a), when the operation for recreating the power generation plan is performed after the type and the recommended operation state are changed, the operation
例えば、発電機１のある計算区間における運転状態の種別が調整画面上で種別３に変更された場合には、運転状態絞り込み部１８は、発電機１のこの計算区間における運転状態の種別を種別３に絞り込み、この場合の運転状態を、種別３に対応する５つの運転状態に絞り込む。この際、絞り込み用の推奨運転状態として、推奨変更ダイアログボックスで設定された推奨運転状態が使用される。
For example, when the type of the operating state of the
なお、種別３に対応する運転状態を絞り込む際には、種別５に対応する運転状態を絞り込む場合（図６(ｂ)）と同様に、推奨運転状態を２メッシュ以内でスライドさせる。すなわち、時刻Ｔ１をある量だけスライドさせ、時刻Ｔ２はこれと同じ量だけ自動的にスライドされる。一方、種別４に対応する運転状態を絞り込む際には、時刻Ｔ２、Ｔ３を同じ量だけスライドさせてもよいし、時刻Ｔ２と時刻Ｔ３とを別々の量だけスライドさせてもよい。いずれの場合も、時刻Ｔ１は時刻Ｔ２と同じ量だけ自動的にスライドされ、時刻Ｔ４は時刻Ｔ３と同じ量だけ自動的にスライドされる。 When narrowing down the operating state corresponding to type 3, the recommended operating state is slid within 2 meshes as in the case of narrowing down the operating state corresponding to type 5 (FIG. 6B). That is, the time T1 is slid by a certain amount, and the time T2 is automatically slid by the same amount. On the other hand, when narrowing down the operating states corresponding to type 4, the times T2 and T3 may be slid by the same amount, or the times T2 and T3 may be slid by different amounts. In either case, time T1 is automatically slid by the same amount as time T2, and time T4 is automatically slid by the same amount as time T3.
絞り込みのやり直し結果は、運転状態絞り込み部１８から発電計画作成部１９に提供される。そして、発電計画作成部１９は、この結果に基づいて発電計画の作成をやり直し、やり直しにより得られた発電計画を発電計画データとして発電計画データ格納部１５内に格納する。
The operation result narrowing-down
図１０は、第１実施形態の発電計画策定装置１の動作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the power generation
まず、電力需要の予測に関する時系列データ（需要データ）のピークＰおよびボトムＢを抽出し、互いに隣接するピークＰ間の区間を利用して計算区間を作成する（ステップＳ１）。次に、複数の計算区間についてステップＳ２〜Ｓ７のループ処理を行う。 First, a peak P and a bottom B of time series data (demand data) relating to prediction of power demand are extracted, and a calculation section is created using a section between the peaks P adjacent to each other (step S1). Next, the loop processing of steps S2 to S7 is performed on the plurality of calculation sections.
ループ処理ではまず、各発電機が各計算区間内に取り得る運転状態の種別を１つ以上特定した後、各発電機の運転状態がこの特定された種別を取る場合に各発電機が各計算区間内に取り得る運転状態を１つ以上列挙する（ステップＳ３）。この際、本実施形態の運転状態列挙部１７は、所定の制約条件を満足する運転状態のみを列挙する。 In the loop process, first, after identifying one or more types of operating states that each generator can take within each calculation section, each operating generator calculates each type when the operating state of each generator takes this identified type. One or more operating states that can be taken in the section are listed (step S3). At this time, the operation state listing unit 17 of the present embodiment lists only the operation states that satisfy the predetermined constraint condition.
次に、各発電機について特定された種別と列挙された運転状態のうち、発電計画の作成に使用する１つ以上の種別と１つ以上の運転状態とを絞り込む（ステップＳ４）。この際、本実施形態の運転状態絞り込み部１８は、推奨運転状態に基づいて種別および運転状態の絞り込みを行う。
Next, among the operating states listed as the types identified for each generator, one or more types and one or more operating states used to create a power generation plan are narrowed down (step S4). At this time, the operating
次に、各発電機について絞り込まれた種別および運転状態に基づいて、発電計画を作成する（ステップＳ５）。本実施形態の発電計画作成部１９は、これらの種別および運転状態の最適な組合せを計算することで発電計画を作成する。
Next, a power generation plan is created based on the narrowed down type and operating state of each generator (step S5). The power generation
この発電計画の内容は、調整画面上に表示される。そして、ユーザがこの解（この発電計画）を許容しない場合には（ステップＳ６）、調整画面上で種別や推奨運転状態の変更を行い、発電計画の作成をやり直す旨の操作を行う。その結果、ステップＳ４〜Ｓ６の処理が再度実行される。 The contents of this power generation plan are displayed on the adjustment screen. Then, when the user does not allow this solution (this power generation plan) (step S6), the type and the recommended operation state are changed on the adjustment screen, and the operation of recreating the power generation plan is performed. As a result, the processes of steps S4 to S6 are executed again.
一方、ユーザが発電計画を許容する場合には、この発電計画が発電計画データとして発電計画データ格納部１５内に保存される（ステップＳ８）。なお、発電計画データは、このフローチャートのようにユーザが許容したものだけが発電計画データ格納部１５内に保存されてもよいし、作成されたすべての発電計画データが発電計画データ格納部１５内に保存されてもよい。
On the other hand, when the user permits the power generation plan, this power generation plan is stored in the power generation plan
以上のように、発電計画策定装置１は、各発電機が各計算区間内に取り得る運転状態の種別を１つ以上特定し、各発電機の運転状態がこの特定された種別を取る場合に各発電機が各計算区間内に取り得る運転状態を１つ以上列挙する。発電計画策定装置１はさらに、特定された種別と列挙された運転状態とに基づいて、複数の発電機についての発電計画を作成する。よって、本実施形態によれば、正確性の高い発電計画を短時間で策定することが可能となる。
As described above, the power generation
なお、ピーク・ボトム抽出部１６、運転状態列挙部１７、運転状態絞り込み部１８、発電計画作成部１９、および運転状態調整部２０の処理は例えば、発電計画策定装置１のＨＤＤ（Hard Disc Drive）内に格納された発電計画策定プログラムを、発電計画策定装置１のＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行することで実現可能である。本実施形態では、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を発電計画策定装置１のメモリインタフェースに挿入し、記録媒体からＨＤＤ内にこのプログラムをインストールしてもよい。
The processes of the peak/
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法、およびプログラムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法、およびプログラムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。 Although some embodiments have been described above, these embodiments are presented only as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel device, method, and program described in this specification can be implemented in various other forms. Various omissions, substitutions, and changes can be made to the forms of the apparatus, method, and program described in the present specification without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents are intended to cover such forms and modifications as fall within the scope and spirit of the invention.
１：発電計画策定装置、２：需要予測システム、
３：運転データ取得システム、４：ユーザ入出力Ｉ／Ｆ、
１１：需要データ格納部、１２：運転実績データ格納部、
１３：ユーザ入力条件格納部、１４：ユーザ設定条件格納部、
１５：発電計画データ格納部、１６：ピーク・ボトム抽出部、
１７：運転状態列挙部、１８：運転状態絞り込み部、
１９：発電計画作成部、２０：運転状態調整部、
２１：種別ボタン、２２：推奨ボタン、
２３、２４、２５、２６、２７、２８：時間調整用アイコン
1: Power generation planning device, 2: Demand forecasting system,
3: Operation data acquisition system, 4: User input/output I/F,
11: demand data storage unit, 12: operation record data storage unit,
13: user input condition storage unit, 14: user setting condition storage unit,
15: power generation plan data storage unit, 16: peak/bottom extraction unit,
17: operating state listing unit, 18: operating state narrowing unit,
19: power generation plan creation unit, 20: operating condition adjustment unit,
21: type button, 22: recommendation button,
23, 24, 25, 26, 27, 28: Time adjustment icons
Claims (8)
電力需要の予測に関する時系列データの複数のピークと複数のボトムの少なくともいずれかを抽出し、前記ピーク間の区間または前記ボトム間の区間を前記所定期間として設定するピーク・ボトム抽出部と、
前記特定された種別と前記列挙された運転状態とに基づいて、前記複数の発電機についての発電計画を作成する発電計画作成部と、
を備え、
前記運転状態列挙部は、発電機が停止し続ける第１種別と、発電機が起動し続ける第２種別と、発電機が起動状態から停止状態に変化する第３種別と、発電機が起動状態から停止状態を介して再び起動状態に変化する第４種別または発電機が停止状態から起動状態を介して再び停止状態に変化する第６種別と、発電機が停止状態から起動状態に変化する第５種別の中から、前記複数の発電機のうちの各発電機が前記所定期間内に取り得る運転状態の種別を１つ以上特定する、発電計画策定装置。 Each generator of the plurality of generators specifies one or more types of operating states that can be taken within a predetermined period, and when each operating state of each generator takes the specified type, each generator has the predetermined An operating state listing unit that lists one or more operating states that can be taken within a period;
A peak/bottom extraction unit that extracts at least one of a plurality of peaks and a plurality of bottoms of time-series data regarding prediction of power demand, and sets a section between the peaks or a section between the bottoms as the predetermined period,
A power generation plan creation unit that creates a power generation plan for the plurality of generators based on the identified type and the listed operating states;
Equipped with
The operating state enumeration unit includes a first type in which the generator continues to stop, a second type in which the generator continues to start, a third type in which the generator changes from a starting state to a stopped state, and a starting state. From the 4th type that changes from the stopped state to the activated state again or from the 6th type that the generator changes from the stopped state to the stopped state again via the activated state and the 6th type that the generator changes from the stopped state to the activated state A power generation plan formulation device that identifies one or more types of operating states that each generator of the plurality of generators can take within the predetermined period from the five types .
前記発電計画作成部は、前記絞り込まれた種別および運転状態に基づいて、前記発電計画を作成する、請求項１に記載の発電計画策定装置。 An operating state narrowing unit that narrows down one or more types and one or more operating states used to create the power generation plan from the identified types and the listed operating states,
The power generation plan formulation device according to claim 1 , wherein the power generation plan creation unit creates the power generation plan based on the narrowed-down type and operation state.
前記運転状態絞り込み部は、前記発電計画の作成に使用する種別を、前記調整画面で変更された種別に絞り込み、前記発電計画に使用する運転状態を、前記変更された種別に対応する運転状態に絞り込む、請求項２または３に記載の発電計画策定装置。 An operating state adjusting unit is provided for displaying an adjustment screen for changing the narrowed-down type and adjusting the narrowing down of the operating state.
The operation state narrowing unit narrows down the type used for creating the power generation plan to the type changed on the adjustment screen, and changes the operation state used for the power generation plan to the operation state corresponding to the changed type. The power generation plan formulation device according to claim 2 or 3, which is narrowed down.
ピーク・ボトム抽出部が、電力需要の予測に関する時系列データの複数のピークと複数のボトムの少なくともいずれかを抽出し、前記ピーク間の区間または前記ボトム間の区間を前記所定期間として設定し、
発電計画作成部が、前記特定された種別と前記列挙された運転状態とに基づいて、前記複数の発電機についての発電計画を作成する、
ことを備え、
前記運転状態列挙部は、発電機が停止し続ける第１種別と、発電機が起動し続ける第２種別と、発電機が起動状態から停止状態に変化する第３種別と、発電機が起動状態から停止状態を介して再び起動状態に変化する第４種別または発電機が停止状態から起動状態を介して再び停止状態に変化する第６種別と、発電機が停止状態から起動状態に変化する第５種別の中から、前記複数の発電機のうちの各発電機が前記所定期間内に取り得る運転状態の種別を１つ以上特定する、発電計画策定方法。 When the operating state enumeration unit identifies one or more types of operating states that each generator of the plurality of generators can take within a predetermined period, and the operating state of each generator takes the identified type. Enumerate one or more operating states that each generator can take within the predetermined period,
The peak/bottom extraction unit extracts at least one of a plurality of peaks and a plurality of bottoms of time-series data related to prediction of power demand, and sets a section between the peaks or a section between the bottoms as the predetermined period,
A power generation plan creation unit creates a power generation plan for the plurality of generators based on the specified type and the listed operating states,
Provided that,
The operating state enumeration unit includes a first type in which the generator continues to stop, a second type in which the generator continues to start, a third type in which the generator changes from a starting state to a stopped state, and a starting state. From the 4th type that changes from the stopped state to the activated state again or from the 6th type that the generator changes from the stopped state to the stopped state again via the activated state and the 6th type that the generator changes from the stopped state to the activated state A power generation plan formulation method , wherein one or more types of operating states that can be taken by each generator of the plurality of generators within the predetermined period are specified from among five types .
ピーク・ボトム抽出部が、電力需要の予測に関する時系列データの複数のピークと複数のボトムの少なくともいずれかを抽出し、前記ピーク間の区間または前記ボトム間の区間を前記所定期間として設定し、
発電計画作成部が、前記特定された種別と前記列挙された運転状態とに基づいて、前記複数の発電機についての発電計画を作成する、
ことを備える発電計画策定方法をコンピュータに実行させる発電計画策定プログラムであって、
前記運転状態列挙部は、発電機が停止し続ける第１種別と、発電機が起動し続ける第２種別と、発電機が起動状態から停止状態に変化する第３種別と、発電機が起動状態から停止状態を介して再び起動状態に変化する第４種別または発電機が停止状態から起動状態を介して再び停止状態に変化する第６種別と、発電機が停止状態から起動状態に変化する第５種別の中から、前記複数の発電機のうちの各発電機が前記所定期間内に取り得る運転状態の種別を１つ以上特定する、発電計画策定プログラム。 When the operating state enumeration unit identifies one or more types of operating states that each generator of the plurality of generators can take within a predetermined period, and the operating state of each generator takes the identified type. Enumerate one or more operating states that each generator can take within the predetermined period,
The peak/bottom extraction unit extracts at least one of a plurality of peaks and a plurality of bottoms of time-series data related to prediction of power demand, and sets a section between the peaks or a section between the bottoms as the predetermined period,
A power generation plan creation unit creates a power generation plan for the plurality of generators based on the specified type and the listed operating states,
A power generation planning program that causes a computer to execute a power generation planning method including
The operating state enumeration unit includes a first type in which the generator continues to stop, a second type in which the generator continues to start, a third type in which the generator changes from a starting state to a stopped state, and a starting state. From the 4th type that changes from the stopped state to the activated state again or from the 6th type that the generator changes from the stopped state to the stopped state again via the activated state and the 6th type that the generator changes from the stopped state to the activated state A power generation plan formulation program that identifies one or more types of operating states that each generator of the plurality of generators can take within the predetermined period from the five types .
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