(57)【要約】【課題】発電機の起動・停止制御により発電コストを削減可能な発電計画策定装置を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、発電計画策定装置は、第１から第Ｍ（Ｍは２以上の整数）時刻における第１から第Ｘ（Ｘは２以上の整数）発電機の発電量を、時刻の早い順である前記第１から第Ｍ時刻の順に計算し、第Ｎ（Ｎは２からＭの整数）時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量を、第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて計算する発電量計算部を備える。前記装置はさらに、これらの計算結果に基づいて前記第１から第Ｘ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。前記発電量計算部は、前記第Ｎ−１時刻に停止中（または動作中）の発電機を前記第Ｎ時刻に起動（または停止）するか否かを、発電コストの安い順である前記第１から第Ｘ発電機の順（または高い順である前記第Ｘから第１発電機の順）に判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１から第Ｍ（Ｍは２以上の整数）時刻における第１から第Ｘ（Ｘは２以上の整数）発電機の発電量を、時刻の早い順である前記第１から第Ｍ時刻の順に計算し、第Ｎ（Ｎは２からＭの整数）時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量を、第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて計算する発電量計算部と、
前記第１から第Ｍ時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて、前記第１から第Ｘ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、
前記発電量計算部は、
前記第Ｎ−１時刻に停止中の発電機を前記第Ｎ時刻に起動するか否かを、発電コストの安い順である前記第１から第Ｘ発電機の順に判断し、
前記第Ｎ−１時刻に起動中の発電機を前記第Ｎ時刻に停止するか否かを、発電コストの高い順である前記第Ｘから第１発電機の順に判断する、
発電計画策定装置。
【請求項２】
前記発電量計算部は、
前記第Ｎ時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量合計が、前記第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量合計から増加する場合、前記第Ｎ−１時刻に停止中の発電機を前記第Ｎ時刻に起動するか否かを、前記第１から第Ｘ発電機の順に判断し、
前記第Ｎ時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量合計が、前記第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量合計から減少する場合、前記第Ｎ−１時刻に起動中の発電機を前記第Ｎ時刻に停止するか否かを、前記第Ｘから第１発電機の順に判断する、
請求項１に記載の発電計画策定装置。
【請求項３】
前記第Ｎ時刻の前記発電量合計が、前記第Ｎ−１時刻の前記発電量合計から第１値だけ減少する場合において、前記第１値が第Ｙ（Ｙは２からＸの整数）発電機の最小発電量よりも小さいときに、前記第１値と第２値との合計が前記第Ｙ発電機の前記最小発電量に達するように、前記第Ｎ−１時刻の第Ｙ−１発電機の発電量を前記第２値だけ増加させることが可能か否かを判定する増加判定部を備え、
前記発電量計算部は、前記第Ｎ−１時刻の前記第Ｙ−１発電機の発電量を前記第２値だけ増加させることが可能と判定された場合に、前記第Ｎ時刻に前記第Ｙ発電機を停止し、前記第Ｎ時刻の前記第Ｙ−１発電機の発電量を、前記第Ｎ−１時刻の前記第Ｙ−１発電機の発電量から前記第２値だけ増加させる、
請求項２に記載の発電計画策定装置。
【請求項４】
前記第Ｙ発電機の最低停止時間と電力需要の変化とに基づいて、前記第Ｎ時刻に前記第Ｙ発電機が停止可能か否かを判定する停止可非判定部を備え、
前記発電量計算部は、前記第Ｎ時刻に前記第Ｙ発電機が停止可能と判定され、かつ、前記第Ｎ−１時刻の前記第Ｙ−１発電機の発電量を前記第２値だけ増加させることが可能と判定された場合に、前記第Ｎ時刻に前記第Ｙ発電機を停止し、前記第Ｎ時刻の前記第Ｙ−１発電機の発電量を、前記第Ｎ−１時刻の前記第Ｙ−１発電機の発電量から前記第２値だけ増加させる、
請求項３に記載の発電計画策定装置。
【請求項５】
前記発電量計算部は、前記発電計画が所定の条件を満足しない場合に、前記所定の条件を満足する前記発電計画が作成されるように、前記第１から第Ｘ発電機に関するパラメータの値を変更して前記第１から第Ｘ発電機の発電量を再計算する、請求項１から４のいずれか１項に記載の発電計画策定装置。
【請求項６】
前記発電量計算部は、前記第Ｎ時刻に第Ｙ（Ｙは２からＸの整数）発電機に関する変数が所定の制約を満足すると判定された後に、前記第Ｎ時刻における前記第Ｙ発電機の発電量を計算する、請求項１から５のいずれか１項に記載の発電計画策定装置。
【請求項７】
前記制約は、前記第１から第Ｘ発電機間に設けられた燃料搬送用の導管に関する制約である、請求項６に記載の発電計画策定装置。
【請求項８】
発電量計算部が、第１から第Ｍ（Ｍは２以上の整数）時刻における第１から第Ｘ（Ｘは２以上の整数）発電機の発電量を、時刻の早い順である前記第１から第Ｍ時刻の順に計算し、第Ｎ（Ｎは２からＭの整数）時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量を、第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて計算し、
発電計画作成部が、前記第１から第Ｍ時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて、前記第１から第Ｘ発電機についての発電計画を作成する、
ことを備え、
前記発電量計算部は、
前記第Ｎ−１時刻に停止中の発電機を前記第Ｎ時刻に起動するか否かを、発電コストの安い順である前記第１から第Ｘ発電機の順に判断し、
前記第Ｎ−１時刻に起動中の発電機を前記第Ｎ時刻に停止するか否かを、発電コストの高い順である前記第Ｘから第１発電機の順に判断する、
発電計画策定方法。
【請求項９】
発電量計算部が、第１から第Ｍ（Ｍは２以上の整数）時刻における第１から第Ｘ（Ｘは２以上の整数）発電機の発電量を、時刻の早い順である前記第１から第Ｍ時刻の順に計算し、第Ｎ（Ｎは２からＭの整数）時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量を、第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて計算し、
発電計画作成部が、前記第１から第Ｍ時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて、前記第１から第Ｘ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、
前記発電量計算部は、
前記第Ｎ−１時刻に停止中の発電機を前記第Ｎ時刻に起動するか否かを、発電コストの安い順である前記第１から第Ｘ発電機の順に判断し、
前記第Ｎ−１時刻に起動中の発電機を前記第Ｎ時刻に停止するか否かを、発電コストの高い順である前記第Ｘから第１発電機の順に判断する、
発電計画策定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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発電計画を立てることは、重要な業務の１つである。
【０００３】
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。
【０００４】
また、電力需要を満たす電力を複数の発電機により供給する場合には、電力需要の減少時にいくつかの発電機を停止することで、発電コストを低減することが望ましい。しかしながら、発電機を一旦停止すると再起動に長い時間がかかるため、発電機を停止できない場合がある。また、電力需要がゆるやかに減少する場合には、電力需要の減少量が停止対象の発電機の最小発電量よりも少ないと、発電機を停止できない場合がある。よって、発電コストを削減するための発電機の起動・停止制御を十分に実施できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４５２７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の実施形態は、発電機の起動・停止制御により発電コストを削減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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一の実施形態によれば、発電計画策定装置は、第１から第Ｍ（Ｍは２以上の整数）時刻における第１から第Ｘ（Ｘは２以上の整数）発電機の発電量を、時刻の早い順である前記第１から第Ｍ時刻の順に計算し、第Ｎ（Ｎは２からＭの整数）時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量を、第Ｎ−１時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて計算する発電量計算部を備える。前記装置はさらに、前記第１から第Ｍ時刻における前記第１から第Ｘ発電機の発電量に基づいて、前記第１から第Ｘ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。前記発電量計算部は、前記第Ｎ−１時刻に停止中の発電機を前記第Ｎ時刻に起動するか否かを、発電コストの安い順である前記第１から第Ｘ発電機の順に判断する。前記発電量計算部はさらに、前記第Ｎ−１時刻に起動中の発電機を前記第Ｎ時刻に停止するか否かを、発電コストの高い順である前記第Ｘから第１発電機の順に判断する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の発電計画策定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の停止可非判定処理について説明するためのグラフである。
【図３】第１実施形態の発電機の発電量について説明するための図である。
【図４】第１実施形態の発電機の発電量について説明するためのグラフである。
【図５】第１実施形態の比較例の停止優先度算出処理について説明するためのグラフである。
【図６】第１実施形態の停止優先度算出処理について説明するためのグラフである。
【図７】第１実施形態とその比較例の停止優先度算出処理を比較するための図である。
【図８】第１実施形態の発電計画策定方法を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態のステップＳ３の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の比較例におけるステップＳ１７の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】第１実施形態の比較例におけるステップＳ２４の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】第１実施形態のステップＳ１７の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】第１実施形態のステップＳ４５の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】第１実施形態のステップＳ４３の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】第１実施形態のステップＳ４６の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】第２実施形態のステップＳ４３の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】第２実施形態の発電計画策定方法を示すフローチャートである。
【図１８】第３実施形態のステップＳ１５の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】第４実施形態の導管ネットワークの構成例を説明するための図である。
【図２０】第４実施形態の発電計画策定方法の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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２０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。
【００１０】
（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（運転計画）を策定する。なお、発電機には、燃料や発電手法が異なる種々の発電機があり得る。
【００１１】
発電計画策定装置１は、需要予測システム２、発電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。発電計画策定装置１は、需要データ格納部１１と、基本特性データ格納部１２と、停止可非判定部１３と、停止優先度算出部１４と、逐時処理部１５と、発電計画作成部１６と、発電計画作成条件格納部１７と、発電計画データ格納部１８とを備えている。停止優先度算出部１４は、増加判定部の例である。逐時処理部１５は、発電量計算部の例である。
【００１２】
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。需要データから予測される需要電力は、発電計画の策定対象である発電機が満たすべき供給電力でもある。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。
【００１３】
発電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ＭＷおよび最低ＭＷの値や、各発電機に課される制約に関する情報などである。発電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、基本特性データ格納部１２内に格納される。
【００１４】
基本特性データ格納部１２には、発電計画の作成にあたり、発電計画が満たすべき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。
【００１５】
制約条件の例としては、第一に、各時刻の電力の供給量は、電力需要予測以上としなければならないという制約（需給バランス制約）がある。第二に、起動中の発電機の出力の最大値および最小値に関する制約（最大最小制約）がある。第三に、ある発電機のある時刻の出力を予め決められた値に固定する制約（出力指定制約）がある。第四に、ある発電機または発電機のある組合せに対して、ｋ台以上の発電機を停止または起動しなければならない制約（マストラン制約）がある。第五に、一度停止した発電機が次に起動されるまでは、一定時間以上停止しなければならない制約（停止時間制約）がある。第六に、ある発電機が起動または停止する場合には、所定の停止カーブ制約または起動カーブ制約に従わなければなくない制約（カーブ制約）がある。第七に、直前の時刻から次の時刻への変動量の制約（変動率制約）がある。第八に、ある発電機の組合わせに関して、ある時間幅の間をおかずに、起動または停止できない制約（起動停止制限制約）がある。第九に、通るガス導管の流量に関する上下限制約（導管制約）がある。第十に、ある組合せの発電機に対する、発電量の合計に関する上下限制約（群出力制約）がある。
【００１６】
また、発電コストとは、単純には、燃料費の違いや発電効率の違いなどにともなう、１ｋＷｈ発電に必要な費用のことである。ただし、発電コストは、１）発電機そのものの固定費や、２）起動判定や停止判定を実施する場合の起動処理や停止処理に関する費用（例えば、起動・停止に関連する熱損失に関する費用も含む）などを加味したものであっても構わない。また、これらの費用は、発電機ごと、時刻ごと、または発電機の直前の出力ごとに、異なる値を取るものであっても構わない。
【００１７】
発電計画は、以上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小さくする計画であることが望ましい。
【００１８】
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。ユーザ入出力Ｉ／Ｆ４から入力された発電計画作成条件は、発電計画作成条件格納部１７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１８から読み出され、ユーザ入出力Ｉ／Ｆ４に出力される。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、発電機のスイング／停止比率などである。
【００１９】
停止可非判定部１３は、所定時刻における発電機の発電量を計算する場合に、その時刻にその発電機が停止可能か否かを判定する。停止優先度算出部１４は、所定時刻における発電機の発電量を計算する場合に、その発電機を停止させるために別の発電機の発電量を増加させることが可能か否かを判定する。停止可非判定部１３と停止優先度算出部１４の詳細については、後述する。
【００２０】
逐時処理部１５は、複数の時刻における複数の発電機の発電量を時刻の早い順に計算し、ある時刻の発電量の計算結果を利用して次の時刻の発電量を計算する。また、逐時処理部１５は、ある時刻にこれらの発電機を起動するか否かを発電機の発電コストの安い順に判定し、ある時刻にこれらの発電機を停止するか否かを発電機の発電コストの高い順に判定する。これにより、発電コストを安価に抑えた発電計画を単純な逐時処理のロジックで短時間に策定することが可能となる。逐時処理部１５の詳細については、後述する。
【００２１】
発電計画作成部１６は、需要データ格納部１１から需要データを取得し、発電計画作成条件格納部１７から発電計画作成条件を取得し、逐時処理部１５から各時刻の計画の計算結果を取得する。そして、発電計画作成部１６は、取得された需要データ、発電計画作成条件、および計画に基づいて、上記複数の時刻における上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１６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１８内に時間メッシュごとに格納される。
【００２２】
停止可非判定部１３、停止優先度算出部１４、逐時処理部１５、および発電計画作成部１６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。
【００２３】
図２は、第１実施形態の停止可非判定処理について説明するためのグラフである。
【００２４】
図２の曲線α、α’、α”は、需要データから予測される電力需要の時間変化の例を示している。これらは、電力需要がゆるやかに減少した後にゆるやかに増加する例を示している。ただし、曲線α’の電力需要は、曲線αの電力需要よりもゆるやかに変化しており、曲線α”の電力需要は、曲線αの電力需要よりも急峻に変化している。
【００２５】
曲線α、α’、α”の電力需要は、時刻ｔ１において同じ値となっている。そして、曲線αでは、時刻ｔ１から電力需要が減少し、時刻ｔ１から時間Ｔだけ経過した時刻ｔ４に電力需要が時刻ｔ１の値に戻っている。また、曲線α’では、時刻ｔ１から時間Ｔ’（＞Ｔ）だけ経過した時刻に電力需要が時刻ｔ１の値に戻っており、曲線α”では、時刻ｔ１から時間Ｔ”（＜Ｔ）だけ経過した時刻に電力需要が時刻ｔ１の値に戻っている。
【００２６】
図２の曲線βは、ある発電機の起動・停止制御を示している。曲線βでは、時刻ｔ１に発電機の停止処理が開始され、時刻ｔ２に発電機の停止処理が完了し、時刻ｔ３に発電機の再起動処理が開始され、時刻ｔ４に発電機の再起動処理が完了している。
【００２７】
図２は、電力需要が曲線αのように変化することが予測される場合に、発電機の起動・停止を曲線βのように制御する例を示している。具体的には、時刻ｔ１から電力需要が減少し、時刻ｔ４に電力需要が時刻ｔ１の値に戻るため、時刻ｔ１から時刻４まで発電機を停止することを計画している。
【００２８】
この場合、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間（以下「停止時間」と呼ぶ）と、発電機の最低停止時間Ｓとの関係が問題となる。最低停止時間Ｓとは、発電機の停止完了から再起動完了までに要する最低時間であり、最低停止時間Ｓよりも短時間に発電機を再起動することはできない。なお、最低停止時刻Ｓは、発電機ごとに異なる値でもよいし、いくつかの発電機に共通の値でもよい。
【００２９】
曲線αのように電力需要が変化する場合には、停止時間は最低停止時間Ｓと同じになるため、時刻ｔ１から時刻ｔ４（＝ｔ１＋Ｔ）まで発電機を停止することができる。すなわち、時刻ｔ１に発電機の停止処理を開始した場合には、電力需要が復活する時刻ｔ４（＝ｔ１＋Ｔ）に発電機の再起動処理を完了することができる。
【００３０】
同様に、曲線α’のように電力需要が変化する場合には、停止時間は最低停止時間Ｓより長くなるため、時刻ｔ１から時刻ｔ１＋Ｔ’まで発電機を停止することができる。すなわち、時刻ｔ１に発電機の停止処理を開始した場合には、電力需要が復活する時刻ｔ１＋Ｔ’に発電機の再起動処理を完了することができる。
【００３１】
一方、曲線α”のように電力需要が変化する場合には、停止時間は最低停止時間Ｓより短くなるため、時刻ｔ１から時刻ｔ１＋Ｔ”まで発電機を停止することができない。すなわち、時刻ｔ１に発電機の停止処理を開始した場合には、電力需要が復活する時刻ｔ１＋Ｔ”に発電機の再起動処理を完了することができない。
【００３２】
停止可非判定部１３（図１）は、ある発電機の停止処理を時刻ｔ１に開始するか否かを判定する場合に、その発電機の最低停止時間Ｓと電力需要の変化とに基づいて、その発電機が時刻ｔ１に停止可能か否かを判定する。具体的には、曲線αや曲線α’のように、電力需要が復活する時刻が時刻ｔ２＋Ｓ以降であれば、その発電機は停止可能であると判定する。一方、曲線α”のように、電力需要が復活する時刻が時刻ｔ２＋Ｓよりも早ければ、その発電機は停止不能であると判定する。
【００３３】
停止可非判定部１３の判定結果は、逐時処理部１５に出力される。逐時処理部１５は、ある発電機の停止処理を時刻ｔ１に開始するか否かを決定する前に、停止可非判定部１３の判定結果を参照する。そして、その発電機が時刻ｔ１に停止可能と判定されている場合には、必要に応じてその発電機を時刻ｔ１に停止する（すなわち、時刻ｔ１に停止処理が開始される）。一方、その発電機が時刻ｔ１に停止不能と判定されている場合には、その発電機を時刻ｔ１に停止しない。
【００３４】
図３は、第１実施形態の発電機の発電量について説明するための図である。
【００３５】
図３(ａ)〜図３(ｄ)は、１台の発電機の発電量を示している。図３(ａ)では、起動中の発電機の発電量が最大発電量（ｍａｘ）となっている。図３(ｃ)では、起動中の発電機の発電量が最小発電量（ｍｉｎ）となっている。図３(ｂ)では、起動中の発電機の発電量が最大発電量と最小発電量との間の値となっている。図３(ｄ)では、停止中の発電機の発電量がゼロとなっている。
【００３６】
このように、起動中の発電機の発電量は、最大発電量から最小発電量までの値をとることができるが、最小発電量よりも小さい値をとることができない。よって、起動中の発電機の発電量を最小発電量よりも低下させたい場合には、この発電機を停止して、この発電機の発電量をゼロにするしかない。
【００３７】
図４は、第１実施形態の発電機の発電量について説明するためのグラフである。
【００３８】
図４(ａ)は、電力需要の時間変化と、この電力需要を満たすために動作する複数の発電機の発電量合計の時間変化を示している。発電計画策定装置１は、各時刻の発電量合計が電力需要以上になるように発電計画を策定する。例えば、時刻ＴＮの発電量合計は時刻ＴＮの電力需要以上に設定される。ただし、無駄な発電を避けるために、発電量合計はなるべく電力需要に近いことが望ましい。図４(ａ)は、各時刻の発電量合計が電力需要とほぼ一致している例を示している。
【００３９】
なお、図４(ａ)では、発電量合計が時間メッシュごとに設定されている。本実施形態の１メッシュの幅は、例えば３０分である。この場合、各時刻の発電量合計は、３０分間の発電量合計（ｍＷｈ）として与えられ、各時刻の電力需要は、３０分間の電力需要量（ｍＷｈ）として与えられる。
【００４０】
発電計画策定装置１は、複数の時刻における複数の発電機の発電量を計算し、これらの計算結果に基づいて発電計画を作成する。これらの時刻は、第１から第Ｍ（Ｍは２以上の整数）時刻の例である。これらの発電機は、第１から第Ｘ（Ｘは２以上の整数）発電機の例である。
【００４１】
具体的には、発電計画策定装置１は、複数の時刻における複数の発電機の発電量を時刻の早い順に計算し、ある時刻の発電量の計算結果を利用して次の時刻の発電量を計算する。例えば、図４(ａ)では、時刻ＴＮにおけるこれらの発電機の発電量が、時刻ＴＮ−１におけるこれらの発電機の発電量から計算される。時刻ＴＮと時刻ＴＮ−１はそれぞれ、第Ｎ時刻と第Ｎ−１時刻の例である（Ｎは２からＭの整数）。なお、これらの発電機の具体例は、後述する第１から第３発電機（Ｕ１〜Ｕ３）である。
【００４２】
図４(ｂ)は、時刻ＴＮ−１における発電量合計と、時刻ＴＮ−１における第１から第３発電機（Ｕ１〜Ｕ３）の発電量とをハッチングで示している。時刻ＴＮ−１において、第１発電機の発電量は、最大発電量であり、第２発電機の発電量は、最大発電量と最小発電量との間の値であり、第３発電機の発電量は、最小発電量である。第１、第２、第３発電機の発電コストはそれぞれ、５０円、６０円、７０円である。
【００４３】
本実施形態では、なるべく発電コストの安い発電機を起動し、なるべく発電コストの安い発電機の発電量を多くするように、発電計画を策定する。よって、時刻ＴＮ−１の第１発電機の発電量は、最大発電量に設定されている。しかしながら、第２発電機の発電量は、最大発電量に設定されていない。理由は、第２発電機の発電量を最大発電量に設定すると、第３発電機の発電量を最小発電量未満に設定する必要が生じるが、これは図３を参照して説明したように不可能だからである。
【００４４】
図４(ｃ)は、時刻ＴＮにおける発電量合計と、時刻ＴＮにおける第１から第３発電機の発電量とをハッチングで示している。さらには、時刻ＴＮ−１における第１から第３発電機の発電量も、比較のために示している。
【００４５】
図４(ｃ)では、時刻ＴＮの電力需要が、時刻ＴＮ−１の電力需要からΔ１だけ減少することから、時刻ＴＮの発電量合計も、時刻ＴＮ−１の発電量合計からΔ１だけ減少している。そのため、第１から第３発電機のいずれかの発電量を減少させるか、第１から第３発電機のいずれかを停止する必要がある。
【００４６】
ここで、発電計画策定装置１は、時刻ＴＮの発電量合計が時刻ＴＮ−１の発電量合計から増加する場合には、時刻ＴＮ−１に停止中の発電機を時刻ＴＮに起動するか否かを、発電コストの安い順（すなわち第１から第３発電機の順）に判断する。
【００４７】
一方、発電計画策定装置１は、時刻ＴＮの発電量合計が時刻ＴＮ−１の発電量合計から減少する場合には、時刻ＴＮ−１に起動中の発電機を時刻ＴＮに停止するか否かを、発電コストの高い順（すなわち第３から第１発電機の順）に判断する。
【００４８】
よって、図４(ｃ)では、第３発電機を停止するか否かを判断する。このとき、発電量合計の減少量Δ１が、第３発電機の最小発電量Δよりも小さいことが問題となる（Δ１＜Δ）。理由は、第３発電機を停止すると、時刻ＴＮの発電量合計が時刻ＴＮの電力需要よりも小さくなってしまうからである。
【００４９】
そこで、発電計画策定装置１は、時刻ＴＮの第２発電機の発電量を、時刻ＴＮ−１の第２発電機の発電量からΔ２（＝Δ−Δ１）だけ増加させることを検討する。理由は、第２発電機の発電量をΔ２だけ増加させることができれば、第３発電機の発電量をΔ１＋Δ２（すなわちΔ）だけ減少させることが可能になるからである。この場合、時刻ＴＮの発電量合計を時刻ＴＮの電力需要と同じ値に設定しつつ、第３発電機を停止することができる。Δ１とΔ２はそれぞれ、第１値と第２値の例である。また、第２および第３発電機はそれぞれ、第Ｙ−１および第Ｙ発電機の例である（Ｙは２からＸの整数）。
【００５０】
このように、発電計画策定装置１は、Δ１とΔ２との合計が第３発電機の最小発電量Δに達するように、時刻ＴＮ−１の第２発電機の発電量をΔ２だけ増加させることが可能か否かを判定する。図４(ｃ)では、時刻ＴＮ−１の第２発電機の発電量をΔ２だけ増加させても、第２発電機の発電量は最大発電量を超えないため、上記発電量の増加は「可能」と判定される。
【００５１】
この場合、発電計画策定装置１は、時刻ＴＮに第３発電機を停止し、かつ時刻ＴＮの第２発電機の発電量を、時刻ＴＮ−１の第２発電機の発電量からΔ２だけ増加させるよう、時刻ＴＮの計画を作成する。なお、上記発電量の増加が可能か否かは停止優先度算出部１４（図１）により判定され、その判定結果が逐時処理部１５に出力される。逐時処理部１５は、この判定結果が「可能」である場合に、第３発電機を停止し、第２発電機の発電量を増加させる計画を作成する。一方、この判定結果が「不能」である場合には、第３発電機を停止せず、第２発電機の発電量をΔ１だけ減少させる計画が作成される。
【００５２】
なお、逐時処理部１５は、この際に停止優先度算出部１４の判定結果に加えて停止可非判定部１３の判定結果も参照する。具体的には、時刻ＴＮに第３発電機を停止可能であるか否かの判定結果を参照する。そして、逐時処理部１５は、停止可非判定部１３と停止優先度算出部１４の判定結果が共に「可能」である場合には、第３発電機を停止し、第２発電機の発電量を増加させる計画を作成する。一方、いずれかの判定結果が「不能」である場合には、第３発電機を停止せず、第２発電機の発電量をΔ１だけ減少させる計画が作成される。
【００５３】
ただし、本実施形態では、逐時処理部１５が停止優先度算出部１４の判定結果のみを参照する構成を採用してもよい。例えば、電力需要の変化が十分にゆるやかな状況に本実施形態を適用する場合には、逐時処理部１５は、停止可非判定部１３の判定結果を参照せずに、停止優先度算出部１４の判定結果のみを参照して、各時刻の計画を作成してもよい。
【００５４】
次に、第１実施形態とその比較例の停止優先度算出処理を比較する。
【００５５】
図５は、第１実施形態の比較例の停止優先度算出処理について説明するためのグラフである。
【００５６】
図５(ａ)は、時刻ＴＮの発電量合計が、時刻ＴＮ−１の発電量合計からΔ１だけ減少することを示している。図５(ｂ)は、このΔ１が、第３発電機の最小発電量Δよりも小さいことを示している（Δ１＜Δ）。
【００５７】
この場合、上述のように、第３発電機の発電量をΔ１だけ減少させることはできない。そのため、本比較例では、時刻ＴＮの第２発電機の発電量を、時刻ＴＮ−１の第２発電機の発電量からΔ１だけ減少させ、第３発電機の発電量は最小発電量Δに維持する（図５(ｃ)）。その結果、発電コストの安い第２発電機を十分に活用できず、発電コストの高い第３発電機が無駄に動作していることになる。
【００５８】
図６は、第１実施形態の停止優先度算出処理について説明するためのグラフである。
【００５９】
図６(ａ)は、時刻ＴＮの発電量合計が、時刻ＴＮ−１の発電量合計からΔ１だけ減少することを示している。図６(ｂ)は、このΔ１が、第３発電機の最小発電量Δよりも小さいことを示している（Δ１＜Δ）。ただし、図６(ｂ)に示すように、第２発電機の発電量はΔ２（＝Δ−Δ１）だけ増加させることが可能である。
【００６０】
この場合、本実施形態では、時刻ＴＮに第３発電機を停止し、かつ時刻ＴＮの第２発電機の発電量を、時刻ＴＮ−１の第２発電機の発電量からΔ２だけ増加させる（図６(ｃ)）。これにより、発電コストの高い第３発電機を停止すると共に、発電コストの安い第２発電機を十分に活用することが可能となる。
【００６１】
なお、図６(ｃ)の処理に先立ち、本実施形態の逐時処理部１５は、停止可非判定部１３と停止優先度算出部１４の判定結果を参照する。すなわち、時刻ＴＮに第３発電機を停止可能であるか否かの判定結果と、時刻ＴＮに第２発電機の発電量をΔ２だけ増加可能か否かの判定結果を参照する。そして、いずれかの判定結果が「不能」である場合には、図６(ｃ)の処理の代わりに図５(ｃ)の処理が実行される。
【００６２】
図７は、第１実施形態とその比較例の停止優先度算出処理を比較するための図である。
【００６３】
図７(ａ)は、比較例に関し、時刻ＴＮにおける第１から第３発電機の発電量を示している。電力需要がゆるやかに減少する状況で本比較例を適用すると、図７(ａ)に示すように、発電コストの高い発電機の発電量が最小発電量に維持され、発電コストを上昇させる原因となる。図７(ａ)では、第２発電機の発電量が最大発電量に達していない一方で、第３発電機が最小発電量で動作している。
【００６４】
一方、図７(ｂ)は、第１実施形態に関し、時刻ＴＮにおける第１から第３発電機の発電量を示している。電力需要がゆるやかに減少する状況で本実施形態を適用すると、図７(ｂ)に示すように、発電コストの高い発電機を停止することができ、発電コストを削減することができる。図７(ｂ)では、第２発電機が最大発電量で動作しており、第３発電機が停止している。
【００６５】
図８は、第１実施形態の発電計画策定方法を示すフローチャートである。この発電計画策定方法は、図１の発電計画策定装置１により実行される。
【００６６】
まず、発電計画策定方法を実行するための入力ファイルを読み込み（ステップＳ１）、必要な需要データ、基本特性データ、発電計画作成条件などを取得する。次に、発電計画を作成する前の前処理を実行する（ステップＳ２）。前処理の例は、発電機間に設けられた導管（パイプライン）に関する計算処理や、発電機の起動・停止カーブに関する計算処理である。
【００６７】
次に、逐時法による計画処理を実行する（ステップＳ３）。具体的には、上述の停止可非判定部１３、停止優先度算出部１４、逐時処理部１５、および発電計画作成部１６による処理が実行される。ステップＳ３の詳細については、後述する。
【００６８】
次に、発電計画を作成した後の後処理を実行する（ステップＳ４）。後処理の例は、発電機の起動・停止カーブの追加処理である。次に、作成した発電計画を出力ファイルに書き出し（ステップＳ５）、発電計画データとして保存する。
【００６９】
図９は、第１実施形態のステップＳ３の詳細を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、時刻Ｔ１の計画を作成し（ステップＳ１１）、続いて、時刻Ｔ２〜ＴＭの計画をループ処理により作成する（ステップＳ１２〜Ｓ１９）。時刻Ｔ１〜ＴＭは、上述の第１から第Ｍ時刻の例に相当する。
【００７１】
以下、時刻ＴＮの計画を作成する処理について説明する。
【００７２】
まず、時刻ＴＮ−１に起動中の発電機に関する処理を行う（ステップＳ１３）。具体的には、時刻ＴＮ−１に起動中のある発電機の発電量を維持可能な場合には、その発電機の発電量を時刻ＴＮにも維持する。ここで、出力固定制約、マストラン制約、ガス管下限制約、群出力下限制約などにより、この発電機を時刻ＴＮに起動したままでいられない場合は、停止させる。
【００７３】
次に、時刻ＴＮ−１に停止中の発電機に関する処理を行う（ステップＳ１４）。具体的には、時刻ＴＮ−１に停止中のある発電機を時刻ＴＮに起動する必要があるか否かを判定し、必要であればその発電機を時刻ＴＮに起動する。ここで、出力固定制約、マストラン制約、ガス管下限制約、群出力下限制約などにより、この発電機を時刻ＴＮに起動しなければならない場合は、起動させる。
【００７４】
次に、各発電機に上下限制約を充足させる処理を適用する（ステップＳ１５）。上下限制約の例は、発電機の出力、発電機群の出力、導管関連の物理量、出力変動率等の上下限に関する制約である。上下限制約の詳細については、後述する。次に、需給バランス制約以外の制約条件が制約が充足されるか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００７５】
ステップＳ１６で需給バランス制約以外の制約が充足されると判定された場合には、各発電機の起動、停止、出力変動処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、発電機を起動または停止したり、発電機の出力（発電量）を変動させたりする。これらの処理の詳細についても、後述する。次に、時刻ＴＮの計画作成が成功したか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【００７６】
ステップＳ１８で成功と判定された場合には、時刻ＴＮの処理を終了し、時刻ＴＮ＋１の処理を開始する。こうして、時刻Ｔ１〜ＴＭの計画が作成され、これらの計画を統合して発電計画が作成される。本実施形態では、ステップＳ１２〜Ｓ１９の処理を後戻りなく繰り返すことで発電計画を作成することができる。その意味で、この処理を逐時間処理と呼ぶ。
【００７７】
なお、ステップＳ１６で制約が充足されないと判定された場合には、時刻ＴＮの計画作成が失敗したと判定される。この場合、発電計画の作成処理を中止してもよいし、この結果を無視して以降の処理を継続してもよい。後者の場合、発電計画の完成後に、制約を充足するための処理を自動またはマニュアルで行うことが考えられる。これは、ステップＳ１８で失敗と判定された場合においても同様である。
【００７８】
以下、ステップＳ１７の起動、停止、出力変動処理に関して、第１実施形態のステップＳ１７と、その比較例のステップＳ１７について説明する。
【００７９】
図１０は、第１実施形態の比較例におけるステップＳ１７の詳細を示すフローチャートである。
【００８０】
本比較例ではまず、需要データに基づいて、時刻ＴＮの需要予測値（電力需要）を計算する（ステップＳ２１）。次に、時刻ＴＮの需要予測値が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００８１】
時刻ＴＮの需要予測値が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以上の場合には、需要の増加に対応するため、時刻ＴＮの発電量合計を時刻ＴＮの需要予測値まで増加させる必要がある。そこで、起動中の発電機の発電量を上げたり、停止中の発電機を起動したりする上げ／起動処理を行う（ステップＳ２３）。
【００８２】
一方、時刻ＴＮの需要予測値が、時刻ＴＮ−１の発電量合計未満の場合には、需要の減少に対応するため、時刻ＴＮの発電量合計を時刻ＴＮの需要予測値まで減少させる必要がある。そこで、起動中の発電機の発電量を下げたり、起動中の発電機を停止したりする下げ／停止処理を行う（ステップＳ２４）。これは、図５(ａ)〜図５(ｃ)に示す処理に相当する。
【００８３】
図１１は、第１実施形態の比較例におけるステップＳ２４の詳細を示すフローチャートである。
【００８４】
ステップＳ２４ではまず、発電機ｕ１〜ｕＭＡＸについての停止処理をループ処理により行う（ステップＳ３１〜Ｓ３４）。本ループ処理は、発電コストの高い順である発電機ｕＭＡＸ〜ｕ１の順に行われる。次に、発電機ｕ１〜ｕＭＡＸについての下げ処理をループ処理により行う（ステップＳ３５〜Ｓ３８）。本ループ処理は、発電コストの高い順である発電機ｕＭＡＸ〜ｕ１の順に行われる。発電機ｕ１〜ｕＭＡＸは、上述の第１から第Ｘ発電機の例に相当する。
【００８５】
以下、発電機ｕＫについての停止処理と下げ処理について説明する。
【００８６】
停止処理ではまず、時刻ＴＮの需要予測値と、時刻ＴＮ−１の発電機ｕＫの発電量との和が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。判定結果がＹＥＳの場合には、ｕＫを停止して発電量合計がｕＫの発電量の分だけ減少しても需要を満足できるため、時刻ＴＮに発電機ｕＫを停止する（ステップＳ３３）。一方、判定結果がＮＯの場合には、ｕＫを停止して発電量合計がｕＫの発電量の分だけ減少すると需要を満足できなくなるため、時刻ＴＮに発電機ｕＫを停止しない。
【００８７】
なお、ステップＳ３３の際には、停止可非判定処理により発電機ｕＫが停止可能と判定された場合に限り、発電機ｕＫを停止する。また、ステップＳ３３である発電機を停止する場合には、それ以降の処理では、上記の「発電量合計」を『発電量合計−その発電機の発電量』に置き換える。すなわち、発電量合計をデクリメントする。デクリメントされた発電量合計は、ステップＳ３５〜Ｓ３８のループ処理にも引き継がれる。
【００８８】
次に、下げ処理では、発電機ｕＫの発電量を減少可能であれば減少させる（ステップＳ３６）。具体的には、発電機ｕＫの発電量をある量だけ減少させ、その減少量だけ上記の発電量合計を減少させた場合に、時刻ＴＮの需要予測値がこの発電量合計以下であるか否かを判定する（ステップＳ３７）。判定結果がＮＯの場合には、発電量を減少すると需要を満足できなくなるため、この減少処理は行わない。一方、判定結果がＹＥＳの場合には、発電量を減少しても需要を満足できるため、この減少処理を行って下げ処理を終了する。なお、最終的な発電量合計が、時刻ＴＮの発電量合計となる。
【００８９】
下げ処理のステップＳ３７において、時刻ＴＮの需要予測値が最後まで発電量合計以下にならなかった場合には、下げ／停止処理は失敗となる。
【００９０】
本比較例の下げ／停止処理では、図５(ａ)〜図５(ｃ)で説明した問題が生じる。具体的には、発電機ｕＫが停止可能であっても、発電機ｕＫを停止すると需要を満足できなくなる場合には、発電機ｕＫを停止できない。この場合、発電機ｕＫ−１の発電量を増加させることができれば、発電機ｕＫをできる場合があるが、このような処理を行うステップが本比較例には用意されていない。これに対し、本実施形態ではこのような処理を行うステップが用意されている。
【００９１】
図１２は、第１実施形態のステップＳ１７の詳細を示すフローチャートである。
【００９２】
本実施形態ではまず、需要データに基づいて、時刻ＴＮの需要予測値（電力需要）を計算する（ステップＳ４１）。次に、時刻ＴＮの需要予測値が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以上であるか否かを判断する（ステップＳ４２）。
【００９３】
時刻ＴＮの需要予測値が、時刻ＴＮ−１の発電量合計未満の場合には、需要の減少に対応するため、時刻ＴＮの発電量合計を減少させる必要がある。そこで、起動中の発電機を停止する停止処理を行う（ステップＳ４３）。これは、図６(ａ)〜図６(ｃ)に示す処理に相当する。
【００９４】
なお、ステップＳ４３である発電機を停止する場合には、それ以降の処理では、上記の「発電量合計」を『発電量合計−その発電機の発電量』に置き換える。すなわち、発電量合計をデクリメントする。デクリメントされた発電量合計は、ステップＳ４４〜Ｓ４６の処理にも引き継がれる。
【００９５】
ステップＳ４３の停止処理の実行後には、ステップＳ４４に移行する。また、ステップＳ４２において、時刻ＴＮの需要予測値が時刻ＴＮ−１の発電量合計以上の場合にも、ステップＳ４４に移行する。
【００９６】
ステップＳ４４では、時刻ＴＮの需要予測値が、上記の発電量合計以上であるか否かを判断する。ここで、ステップＳ４２の結果がＹＥＳの場合には、上記の発電量合計とは、時刻ＴＮ−１の発電量合計である。一方、ステップＳ４２の結果がＮＯの場合には、上記の発電量合計とは、時刻ＴＮ−１の発電量合計か、ステップＳ４３でデクリメントされた発電量合計である。
【００９７】
時刻ＴＮの需要予測値が、上記の発電量合計以上の場合には、需要の増加に対応するため、時刻ＴＮの発電量合計を増加させる必要がある。そこで、起動中の発電機の発電量を上げたり、停止中の発電機を起動したりする上げ／起動処理を行う（ステップＳ４５）。
【００９８】
一方、時刻ＴＮの需要予測値が、上記の発電量合計未満の場合には、需要の減少に対応するため、時刻ＴＮの発電量合計を減少させる必要がある。そこで、起動中の発電機の発電量を下げる下げ処理を行う（ステップＳ４６）。
【００９９】
このように、本実施形態では、ステップＳ４３の停止処理と、ステップＳ４６の下げ処理とが分離されている。これらのステップの詳細については、後述する。
【０１００】
図１３は、第１実施形態のステップＳ４５の詳細を示すフローチャートである。
【０１０１】
ステップＳ４５では、発電機ｕ１〜ｕＭＡＸについての上げ／起動処理をループ処理により行う（ステップＳ５１〜Ｓ５５）。本ループ処理は、発電コストの安い順である発電機ｕ１〜ｕＭＡＸの順に行われる。
【０１０２】
以下、発電機ｕＫについての上げ／起動処理について説明する。
【０１０３】
上げ／起動処理では、発電機ｕＫの発電量を増加可能であれば増加させ（ステップＳ５２）、発電機ｕＫを起動可能であれば起動させる（ステップＳ５３）。具体的には、発電機ｕＫの発電量を起動または発電量増加によりある量だけ増加させ、その増加量だけ上記の発電量合計を増加させ、この発電量合計が時刻ＴＮの需要予測値に達するか超えるまでループ処理を繰り返す（ステップＳ５４）。ステップＳ５４の判定結果がＹＥＳになったら、上げ／起動処理を終了する。なお、最終的な発電量合計が、時刻ＴＮの発電量合計となる。
【０１０４】
なお、上げ／起動処理の結果として、発電量合計が需要予測値を大きく超えてしまう場合（例えば、最後に起動する発電機の出力が非常に大きい場合）には、より発電コストの高い発電機と起動順を入れ替えることにより、発電量合計を需要予測値に近づけるような改良を行っても良い。
【０１０５】
上げ／起動処理のステップＳ５４において、時刻ＴＮの需要予測値が最後まで発電量合計以下にならなかった場合には、上げ／起動処理は失敗となる。
【０１０６】
図１４は、第１実施形態のステップＳ４３の詳細を示すフローチャートである。
【０１０７】
ステップＳ４３ではまず、発電機ｕ１〜ｕＭＡＸについての停止処理をループ処理により行う（ステップＳ６１〜Ｓ６４）。本ループ処理は、発電コストの高い順である発電機ｕＭＡＸ〜ｕ１の順に行われる。
【０１０８】
以下、発電機ｕＫについての停止処理について説明する。
【０１０９】
停止処理ではまず、時刻ＴＮの需要予測値と、時刻ＴＮ−１の発電機ｕＫの発電量との和が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以下であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。判定結果がＹＥＳの場合には、ｕＫを停止して発電量合計がｕＫの発電量の分だけ減少しても需要を満足できるため、時刻ＴＮに発電機ｕＫを停止する（ステップＳ６３）。一方、判定結果がＮＯの場合には、ｕＫを停止して発電量合計がｕＫの発電量の分だけ減少すると需要を満足できなくなるため、時刻ＴＮに発電機ｕＫを停止しない。
【０１１０】
なお、ステップＳ６３の際には、停止可非判定処理により発電機ｕＫが停止可能と判定された場合に限り、発電機ｕＫを停止する。また、ステップＳ６３である発電機を停止する場合には、それ以降の処理では、上記の「発電量合計」を『発電量合計−その発電機の発電量』に置き換える（デクリメント）。デクリメントされた発電量合計は、ステップＳ６５〜Ｓ６８の処理にも引き継がれる。
【０１１１】
次に、発電コストの高い順にみて、次に停止可能な発電機ｕＡを抽出する（ステップＳ６５）。例えば、発電機ｕＭＡＸ〜ｕＡ＋１が停止中、発電機ｕＡ〜ｕ１が起動中で、発電機ｕＡが停止可否判定を満足する場合には、発電機ｕＡが抽出される。
【０１１２】
次に、発電機ｕＡより発電コストの安い発電機ｕＢにより達成可能な発電増加量を計算する（ステップＳ６６）発電機ｕＢの典型例は発電機ｕＡ−１であり、発電機ｕＡ、ｕＡ−１は上述の第３、第２発電機Ｕ２、Ｕ１に対応している。発電機ｕＢの発電量が最大発電量よりも値Ｐだけ小さい場合には、発電機ｕＢにより達成可能な発電増加量は最大で値Ｐである。
【０１１３】
次に、時刻ＴＮの需要予測値に対し、時刻ＴＮ−１の発電機ｕＡの発電量を加算し、時刻ＴＮ−１の発電機ｕＢの発電増加量を減算した値が、上記の発電量合計以下であるか否かを判定する（ステップＳ６７）。判定結果がＹＥＳの場合には、発電量合計がｕＡの発電量の分だけ減少しｕＢの発電増加量の分だけ増加すれば需要を満足できるため、時刻ＴＮに発電機ｕＡを停止する（ステップＳ６８）。一方、判定結果がＮＯの場合には、発電量合計がｕＫの発電量の分だけ減少しｕＢの発電増加量の分だけ増加した際に需要を満足できなくなるため、時刻ＴＮに発電機ｕＡを停止しない。なお、発電量合計はステップＳ６８でもデクリメントされ、最終的な発電量合計はステップＳ４４に引き継がれる。
【０１１４】
ステップＳ６５〜Ｓ６８の処理は、図６(ａ)〜図６(ｃ)に示す処理に対応している。具体的には、発電機ｕＢの発電量を増加させ、発電機ｕＡを停止する処理が、第２発電機Ｕ２の発電量を増加させ、第３発電機Ｕ３を停止する処理に対応している。ただし、ステップＳ６５〜Ｓ６８では発電機ｕＢの発電量の増加を決定するのみで、発電機ｕＢの発電量を増加させる処理は上げ／起動処理で行われる。このような処理が実現できるのは、下げ処理と停止処理とを分離して、停止処理の後に上げ／起動処理を行うフローを採用したからである。発電機ｕＢについての上げ／起動処理に必要な情報は、停止処理から上げ／起動処理に提供される。
【０１１５】
図１５は、第１実施形態のステップＳ４６の詳細を示すフローチャートである。
【０１１６】
ステップＳ４６では、発電機ｕ１〜ｕＭＡＸについての下げ処理をループ処理により行う（ステップＳ７１〜Ｓ７４）。本ループ処理は、発電コストの高い順である発電機ｕＭＡＸ〜ｕ１の順に行われる。
【０１１７】
以下、発電機ｕＫについての下げ処理について説明する。
【０１１８】
下げ処理では、発電機ｕＫの発電量を減少可能であれば減少させる（ステップＳ７２）。具体的には、発電機ｕＫの発電量をある量だけ減少させ、その減少量だけ上記の発電量合計を減少させることで、時刻ＴＮの需要予測値がこの発電量合計に一致し得るか否かを判定する（ステップＳ７３）。判定結果がＮＯの場合には、需要に一致するように発電量合計を減少することができないため、この減少処理は行わない。一方、判定結果がＹＥＳの場合には、需要に一致するように発電量合計を減少することができるため、この減少処理を行って下げ処理を終了する。なお、最終的な発電量合計が、時刻ＴＮの発電量合計となる。
【０１１９】
下げ処理のステップＳ７３において、時刻ＴＮの需要予測値が最後まで発電量合計に一致しなかった場合には、下げ処理は失敗となる。
【０１２０】
以上のように、本実施形態の発電計画策定装置１は、複数の時刻における複数の発電機の発電量を時刻の早い順に計算し、ある時刻の発電量の計算結果を利用して次の時刻の発電量を計算する。また、本実施形態の発電計画策定装置１は、ある時刻にこれらの発電機を起動するか否かを発電機の発電コストの安い順に判定し、ある時刻にこれらの発電機を停止するか否かを発電機の発電コストの高い順に判定する。
【０１２１】
よって、本実施形態によれば、これらの発電機の起動・停止制御により発電コストを簡単かつ適切に削減することが可能となる。例えば、本実施形態によれば、発電コストを安価に抑えた発電計画を、単純な逐時処理のロジックで短時間に策定することが可能となる。
【０１２２】
（第２実施形態）
図１６は、第２実施形態のステップＳ４３の詳細を示すフローチャートである。
【０１２３】
本実施形態では、第１実施形態における図１４の停止処理が、図１６の停止処理に置き換えられている。図１６の停止処理では、ステップＳ６２、Ｓ６７がそれぞれステップＳ６２’、Ｓ６７’に置き換えられると共に、ステップＳ６０が追加されている。
【０１２４】
ステップＳ６０では、停止処理による目標値を、目標値＝需要予測値＋（発電量合計−需要予測値）×レートの式により設定する。
【０１２５】
ステップＳ６２’では、目標値と発電機ｕＫの発電量との和が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以下であるか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、ｕＫが停止可能であるかを判定し、ｕＫを停止可能であれば停止する。一方、判定結果がＮＯの場合には、発電量合計がｕＫの発電量の分だけ減少した場合に目標値に到達できなくなるため、ｕＫを停止しない。
【０１２６】
ステップＳ６５、Ｓ６６の処理は、図１４と同じである。ステップＳ６７’では、目標値と発電機ｕＡの発電量との和から発電機ｕＢの発電量を減じた値が、時刻ＴＮ−１の発電量合計以下であるか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合は、ｕＡを停止する。一方、判定結果がＮＯの場合には、ｕＡを停止しない。
【０１２７】
レートは、任意に設定可能なパラメータである。レートを０（０％）に設定すると、図１６の処理は図１４の処理と一致する。
【０１２８】
レートの値を０より大きい値に設定した場合には、各時刻の発電量合計を、需要予測値より大きな「目標値」に設定してステップＳ６１〜Ｓ６４の処理を実行することができる。レートの値は例えば、作成された発電計画がいくつかの条件を満足しない場合に変更され、変更されたレートのもとでステップＳ６１〜Ｓ６４等が再度実行されて発電計画が再度作成される。このような処理を繰り返すことで、なるべく多くの条件を満足する発電計画を作成することができる。例えば、発電機を停止した後の時刻において、需要予測値が急激に大きくなった場合に、停止した発電機を起動できずに、需給バランス制約を満たせないようなケースで効果的である。
【０１２９】
図１７は、第２実施形態の発電計画策定方法を示すフローチャートである。図１７は、レートの設定や変更を行うフローを示している。本フローは、図１の逐時処理部１５により実行される。
【０１３０】
まず、レートをデフォルト値に設定する（ステップＳ８１）。デフォルト値の例は０％である。次に、ステップＳ８２〜Ｓ８６の処理を最大４回まで繰り返す。本処理の詳細は、以下の通りである。
【０１３１】
ステップＳ８３では、設定されたレートを用いて、上述のように時刻Ｔ１〜ＴＭの計画を作成する。次に、計画がある時刻ＴＲＥＳで失敗した場合には（ステップＳ８４）、時刻ＴＲＥＳ−ΔＴＢＥＦＯＲＥ〜ＴＲＥＳ＋ΔＴＡＦＴＥＲについて、レートを現在のレートからＺ％（例えば２５％）だけ増加させる（ステップＳ８５）。そして、ステップＳ８３〜Ｓ８５の処理を再度実行する。これにより、失敗を無くしたまたは減らした計画を作成することが可能となる。
【０１３２】
本実施形態によれば、レートを変更して発電計画を作り直すことで、所定の条件を満足する発電計画を作成することが可能となる。なお、本実施形態では、レートと異なるパラメータを採用して、図１７のフローを実行してもよい。
【０１３３】
（第３実施形態）
図１８は、第３実施形態のステップＳ１５の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１５については、図９を参照されたい。
【０１３４】
ステップＳ１５ではまず、起動中の発電機についてステップＳ９１〜Ｓ９８の処理を実行し、続いて、出力指定のない起動中の発電機についてステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を実行する。前者の処理では、各発電機の出力、またはいくつかの発電機の出力の線形和に上限制約が適用される（以下「上限制約充足処理」と呼ぶ）。一方、後者の処理では、各発電機の出力、またはいくつかの発電機の出力の線形和に下限制約が適用される（以下「下限制約充足処理」と呼ぶ）。上下限制約の例としては、変動率制約、導管制約、群出力制約などが挙げられる。
【０１３５】
上限制約充足処理ではまず、発電機ｕＫの上限制約違反量（Ｄｅｌｔａ１）を計算し（ステップＳ９２）、違反量が０であればｕＫについての上限制約充足処理を終了する（ステップＳ９３）。一方、違反量が０より大きい場合には、発電機ｕＫを停止可能か否かを判定する（ステップＳ９４）。その結果、発電機ｕＫを停止可能であれば、ｕＫを停止してｕＫについての上限制約充足処理を終了する（ステップＳ９５）。一方、発電機ｕＫを停止不能であれば、ｕＫの発電量を減少可能な最大量を計算し、ｕＫの発電量を最大量だけ減少させる（ステップＳ９６、Ｓ９７）。こうして、発電機ｕＫについての上限制約充足処理を終了する。
【０１３６】
続いて、下限制約充足処理では、発電機ｕＫの下限制約違反量（Ｄｅｌｔａ２）を計算し（ステップＳ１０２）、違反量が０であればｕＫについての下限制約充足処理を終了する（ステップＳ１０３）。一方、違反量が０より大きい場合には、発電機ｕＫの発電量を増加可能な最大量を計算し、発電機ｕＫの発電量を最大量だけ増加させる（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。こうして、発電機ｕＫについての下限制約充足処理を終了する。
【０１３７】
上述のように、図９のステップＳ１２〜Ｓ１９は、時刻Ｔ２〜ＴＭのループ処理により実行される。その結果、本実施形態では、ステップＳ１７で時刻ＴＮの発電機ｕＫの発電量を計算するのに先立って、ステップＳ１６で時刻ＴＮに発電機ｕＫが上下限制約を満足するか否かが判定される。よって、本実施形態によれば、時刻ＴＮに発電機ｕＫが所定の上下限制約を満足する場合に限り、時刻ＴＮの発電機ｕＫを逐時処理の実行対象とすることが可能となる。これにより、上下限制約を満足する発電計画を策定することが可能となる。
【０１３８】
（第４実施形態）
図１９は、第４実施形態の導管ネットワークの構成例を説明するための図である。
【０１３９】
本実施形態の発電機は、ＬＮＧを燃料として使用する火力発電機であり、ＬＮＧを搬送するための導管（パイプライン）により互いに接続されている。これらの発電機はさらに、ＬＮＧの供給元である燃料基地にも導管で接続されている。
【０１４０】
図１９は、これら発電機、燃料基地、および導管の関係をトポロジカルに示している。具体的には、ノードｎ１〜ｎ４は発電機を示し、ノードｎ５、ｎ６は燃料基地を示している。ノードｎ３、ｎ４は分岐・合流を示している。また、ノードｎ１〜ｎ６間の矢印は導管を示し、矢印の向きはＬＮＧが流れる方向を示している。
【０１４１】
ノードｎ１〜ｎ６は、いくつかの種類に分類される。ノードｎ１、ｎ２は、導管の末端に位置する末端ノードであり、ノードｎ３、ｎ４は、導管の末端以外の箇所に位置する中間ノードである。中間ノードには、導管の合流点に位置する合流ノード（例：ｎ４）や、導管の分岐点に位置する分岐ノード（例：ｎ３）がある。また、ノードｎ４は、親ノードであるノードｎ５、ｎ６と、子ノードであるノードｎ３とに接続されている。ノード同士の親子関係は、ＬＮＧの流れの上流側と下流側をもって規定されている。
【０１４２】
図１９は、各導管に設けられたＬＮＧ流量の上下限制約を示している。例えば、ノードｎ４、ｎ５間の導管におけるＬＮＧ流量の上限値（導管上限）と下限値（導管下限）はそれぞれ、１００ｔ／ｈおよび１０ｔ／ｈである。その結果、本実施形態の各発電機には、単位時間あたりの燃料使用量に関する上下限制約が課されることになる。
【０１４３】
この上下限制約は、ノードｎ１〜ｎ６のトポロジカルな配置に依存するものとなる。例えば、ノードｎ１に位置する発電機の燃料使用量の上下限制約は、ノードｎ１、ｎ３間の導管のＬＮＧ流量の上下限制約や、ノードｎ３に位置する発電機の燃料消費量の上下限制約に依存する。このように、末端ノードであるノードｎ１では、親ノード（ノードｎ３）との関係が考慮される。一方、中間ノードであるノードｎ４では、親ノード（ノードｎ５、ｎ６）だけでなく子ノード（ノードｎ３）との関係も考慮される。
【０１４４】
図２０は、第４実施形態の発電計画策定方法の詳細を示すフローチャートである。このフローは、各発電機の燃料使用量の上下限制約を設定するための処理であり、この処理の後にステップＳ１５の処理が実行される（図９や図１８を参照）。
【０１４５】
まず、図１９のノードｎ１〜ｎ６をトポロジカルソートの逆順にソートする（ステップＳ１１１）。すなわち、ノードｎ１〜ｎ６を末端側から順にソートする。次に、ステップＳ１１２〜Ｓ１２３の上下限設定処理をループ処理としてソート順に実行する。
【０１４６】
以下、ノードｎＡについての上下限設定処理について説明する。
【０１４７】
上下限設定処理ではまず、ノードｎＡが末端ノードの場合には（ステップＳ１１３）、ノードｎＡに対応する発電機ｕの発電量が最大発電量のときの燃料使用量ｆ(ｕ)を計算する（ステップＳ１１４）。次に、ノードｎＡへの導管上限がｆ(ｕ)未満の場合には、上限制約式を追加する（ステップＳ１１５）。また、ノードｎＡへの導管下限が０よりも大きい場合には、下限制約式を追加する（ステップＳ１１６）。次に、ノードｎＡの継続フラグを立て、ノードｎＡの情報を親ノードｎＢに足しこむ（ステップＳ１１７）。例えば、親ノードｎＢの上限ＭＡＸＢをＭＡＸＢ＋ｆ(Ｂ)に置き換える。ノードｎＡが末端ノードの場合には、こうしてノードｎＡの上下限設定処理が終了する。
【０１４８】
一方、ノードｎＡが末端ノードではない場合には（ステップＳ１１３）、ノードｎＡのすべての子ノードｎＣに継続フラグが立っており、かつノードｎＡの親ノードｎＢが１個だけかを判断する（ステップＳ１１８）。Ｓ１１８の判断結果がＮＯの場合には、ノードｎＡの上下限設定処理が終了する。一方、Ｓ１１８の判断結果がＹＥＳの場合には、ノードｎＡの情報として書き込まれた情報を参照する（ステップＳ１１９）。次に、ノードｎＡへの導管上限が上限ＭＡＸＡ未満であれば、上限制約式を追加する（ステップＳ１２０）。また、ノードｎＡへの導管下限が０よりも大きい場合には、下限制約式を追加する（ステップＳ１２１）。次に、ノードｎＡの継続フラグを立て、ノードｎＡの情報を親ノードｎＢに足しこむ（ステップＳ１２２）。例えば、親ノードｎＢの上限ＭＡＸＢをＭＡＸＢ＋ＭＡＸＡに置き換える。ノードｎＡが末端ノードではない場合には、こうしてノードｎＡの上下限設定処理が終了する。
【０１４９】
その後、本実施形態では、第３実施形態と同様の処理が実行される。すなわち、図９のステップＳ１２〜Ｓ１９が、時刻Ｔ２〜ＴＭのループ処理により実行される。よって、ステップＳ１５の上下限制約を充足させる処理において、燃料消費量の上下限制約を満足するか否かが判定される。よって、本実施形態によれば、時刻ＴＮに発電機ｕＫが燃焼消費量の上下限制約を満足する場合に限り、時刻ＴＮの発電機ｕＫを逐時処理の実行対象とすることが可能となる。これにより、燃料消費量の上下限制約を満足する発電計画を策定することが可能となる。
【０１５０】
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。
【符号の説明】
【０１５１】
１：発電計画策定装置、２：需要予測システム、
３：発電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：基本特性データ格納部、
１３：停止可非判定部、１４：停止優先度算出部、
１５：逐時処理部、１６：発電計画作成部、
１７：発電計画作成条件格納部、１８：発電計画データ格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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