(57)【要約】【課題】発電設備の性能や群を考慮に入れて発電計画を策定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。【解決手段】一の実施形態によれば、発電計画策定装置は、発電設備の性能または群についての情報を処理する発電情報処理部であって、自然環境についてのデータに基づいて前記発電設備の性能を予測する、または、前記発電設備の群の定義として、前記群に属する前記発電設備についてのデータと、前記群に対する制約についてのデータとを登録する、発電情報処理部を備える。前記装置はさらに、前記発電情報処理部により予測された前記発電設備の性能、または前記発電情報処理部により登録された前記群の定義に基づいて、前記発電設備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。【選択図】図１
2018060416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電設備の性能または群についての情報を処理する発電情報処理部であって、自然環境についてのデータに基づいて前記発電設備の性能を予測する、または、前記発電設備の群の定義として、前記群に属する前記発電設備についてのデータと、前記群に対する制約についてのデータとを登録する、発電情報処理部と、
前記発電情報処理部により予測された前記発電設備の性能、または前記発電情報処理部により登録された前記群の定義に基づいて、前記発電設備についての発電計画を作成する発電計画作成部と、
を備える発電計画策定装置。
【請求項２】
前記発電情報処理部は、
前記発電設備についてのデータと、前記自然環境についてのデータとに基づいて、前記発電設備の性能を予測する発電設備性能予測部を備え、
前記発電計画作成部は、前記発電設備性能予測部により予測された前記発電設備の性能に基づいて、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。
【請求項３】
前記発電情報処理部は、
前記群の定義を入力して格納部に登録する入力部と、
前記格納部に登録された前記群の定義に含まれる前記群の制約を変更する変更データを入力する群制約変更部と、
前記変更データに基づいて、前記格納部に登録された前記群の定義を変更する群定義変更部とを備え、
前記発電計画作成部は、前記格納部に登録された前記群の定義に基づいて、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。
【請求項４】
前記発電情報処理部は、
前記発電設備についてのデータと、前記自然環境についてのデータとに基づいて、前記発電設備の性能を予測する発電設備性能予測部と、
前記群の定義に基づいて、前記群の性能を予測する群性能予測部とを備え、
前記発電計画作成部は、前記発電設備性能予測部により予測された前記発電設備の性能と、前記群性能予測部により予測された前記群の性能とに基づいて、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。
【請求項５】
前記発電情報処理部はさらに、
前記群の定義を入力して格納部に登録する入力部と、
前記格納部に登録された前記群の定義に含まれる前記群の制約を変更する変更データを入力する群制約変更部と、
前記変更データに基づいて、前記格納部に登録された前記群の定義を変更する群定義変更部と、
を備える請求項４に記載の発電計画策定装置。
【請求項６】
さらに、前記発電情報処理部により登録された前記群の定義に基づいて、前記群に属する前記発電設備の負荷配分を決定する負荷配分決定部を備え、
前記発電計画作成部は、前記負荷配分決定部により決定された前記発電設備の負荷配分に基づいて、前記発電計画を作成する、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】
前記自然環境についてのデータは、気温または海水温である、請求項１から６のいずれか１項に記載の発電計画策定装置。
【請求項８】
前記群は、１つの発電設備が複数の群に重複して属することが許容されるよう定義される、請求項１から７のいずれか１項に記載の発電計画策定装置。
【請求項９】
発電設備の性能または群についての情報を処理する発電情報処理部が、自然環境についてのデータに基づいて前記発電設備の性能を予測し、または、前記発電設備の群の定義として、前記群に属する前記発電設備についてのデータと、前記群に対する制約についてのデータとを登録し、
発電計画作成部が、前記発電情報処理部により予測された前記発電設備の性能、または前記発電情報処理部により登録された前記群の定義に基づいて、前記発電設備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。
【請求項１０】
発電設備の性能または群についての情報を処理する発電情報処理部が、自然環境についてのデータに基づいて前記発電設備の性能を予測し、または、前記発電設備の群の定義として、前記群に属する前記発電設備についてのデータと、前記群に対する制約についてのデータとを登録し、
発電計画作成部が、前記発電情報処理部により予測された前記発電設備の性能、または前記発電情報処理部により登録された前記群の定義に基づいて、前記発電設備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。
【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】
発電機は、天候等の自然環境によって性能が変化する。
【０００３】
最大出力について、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせたコンバインドサイクル発電の発電機では、その最大出力が気温により変化する。具体的には、気温が上昇すると大気の密度が下がり、ガスタービン用の燃焼器への酸素の取り込み量が減少するため、それに見合う燃焼器への燃料の投入量が減少し、ガスタービン用の発電機の最大出力が減少する。一般に、気温が５℃から４０℃に上昇すると、ガスタービン用の発電機の最大出力が２０〜３０％程度小さくなる。汽力発電や原子力発電の発電機の最大出力は、コンバインドサイクル発電と比べて自然環境の影響は相対的に小さい。
【０００４】
熱効率について、蒸気タービンは、蒸気を水に戻すための復水器を備えているが、蒸気の冷却用の海水の温度が低いほど復水器の効率が向上し、ボイラーは気温が高いほど入熱量が大きいので効率が向上する。
【０００５】
また、複数の発電機を集めて１群の発電機として負荷制御する方法がある。
【０００６】
この方法を系列負荷制御（ＧＬＣ：Group Load Control）と呼ぶ。この場合、この１群を単位として発電指令を行う。  
発電所で使用するＬＮＧ（燃料）は、基地で貯蔵され、基地で液体から気化され導管を通じて発電所に送られる。しかし、導管のサイズにより流せる流量が制限される。発電所内や発電所を跨いだ発電機の群には、上述の理由により燃料ガス導管の流量制限等で合計出力が制限される場合がある。そこで、この発電機を燃料制限発電機群として取り扱う。
【０００７】
また、１軸式コンバインドサイクル機において、複数台の発電機をグルーピングして１つの負荷指令を複数台の発電機に配分する方式をとる場合があった。グループ内の発電機を起動・停止させ、あたかも１つの発電機として負荷変化させていた。
【０００８】
一方、現在では１軸あたりの出力が大きくなり、１つの発電機として個別に負荷指令、運転モードの指令を行い、きめ細かな指令により運用性の向上が図られている。発電機の容量アップを機に、直接負荷指令を出すケースも出てきている。そのため、群のメンバーが変更になることがあり得る。
【０００９】
以上のように、発電機に関しては、自然環境により最大出力が低下したり熱効率が変化する事象や、群に関する事象がある。
【００１０】
発電事業者は、その計画した発電量を発電することが求められ、これは計画値同時同量と呼ばれている。発電事業者は、発電量がコミットした発電量に満たない場合や多すぎる場合には、インバランスによる差分に基づいてペナルティを支払わなければならない。
【００１１】
発電事業者にとっては、自己の発電機の発電量が自然環境の変化でどう変化するかを把握して、これを発電計画に反映することが、計画値同時同量を実現する上で必要となる。
【００１２】
発電計画では、ある時間を単位として、ある期間（例えば１日間、１週間、１ケ月）を亘る発電量が計画される。例えば、需要やコミットした発電量を満たすために、複数の発電形式の複数の発電機の各々について、起動タイミングや発電量が計画される。その際には、発電コストが少ない経済的な組合せを考慮した計画を策定することも求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−２２１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
発電計画の策定に関しては、様々な方法が知られている。例えば、複数の発電機を連動させて発電機出力を配分する方法が知られている。また、複数の発電機をグループ（群）に分けて、ある需要局面において一方のグループの出力を上げ他方のグループの出力を下げることで、融通性のある動的負荷配分を行う方法が知られている。
【００１５】
しかしながら、個々の発電機の自然環境により変化する性能をこれらの配分に反映させる方法は考えられていない。このように、従来の方法では、個々の発電機の性能、例えば自然環境により変化する性能を反映した負荷配分を行うことができない。さらには、発電機をグルーピングして負荷配分を行う際に、個々の発電機の性能やグルーピングを反映した負荷配分を行うことができない。
【００１６】
上述のインバランスを最小にするためには、個々の発電機の性能を発電計画に精緻に反映させることが必要となる。また、複数の発電機を群として制御している場合には、群のメンバー構成や群の各メンバーの性能がある時点から変化することに対応可能な発電計画の策定が求められる。
【００１７】
そこで、本発明の実施形態は、発電設備の性能や群を考慮に入れて発電計画を策定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】
【００１８】
一の実施形態によれば、発電計画策定装置は、発電設備の性能または群についての情報を処理する発電情報処理部であって、自然環境についてのデータに基づいて前記発電設備の性能を予測する、または、前記発電設備の群の定義として、前記群に属する前記発電設備についてのデータと、前記群に対する制約についてのデータとを登録する、発電情報処理部を備える。前記装置はさらに、前記発電情報処理部により予測された前記発電設備の性能、または前記発電情報処理部により登録された前記群の定義に基づいて、前記発電設備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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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実施形態の性能マトリックスマップの例を示した図である。
【図３】第２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４】第２実施形態の群定義データの例を示した図である。
【図５】第２実施形態の群構成の例を示した模式図である。
【図６】第２実施形態の群構成の例を示した模式図である。
【図７】第３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８】第４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９】第４実施形態の負荷配分の例を示したグラフである。
【図１０】第５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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、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１の発電計画策定装置は、需要やコミットした発電量に対して、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。発電機は、発電設備の例である。
【００２２】
図１の発電計画策定装置は、予測需要データ入力部１と、発電設備データ入力部２と、予測天候データ入力部３と、発電設備性能予測部４と、発電計画作成部５と、予測需要データ格納部１１と、発電設備データ格納部１２と、予測天候データ格納部１３と、発電設備性能データ格納部１４と、発電計画データ格納部１５とを備えている。本実施形態の発電設備性能予測部４は、発電情報処理部の例である。
【００２３】
予測需要データ入力部１は、電力需要の予測に関する時系列データである予測需要データを、発電計画策定装置に入力する。この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。予測需要データ格納部１１は、予測需要データ入力部１から入力された予測需要データを時系列順にテーブルに格納している。
【００２４】
発電設備データ入力部２は、発電機（発電設備）の特性や運転についてのデータである発電設備データを、発電計画策定装置に入力する。発電設備データの例は、発電機のコード名、発電機の定格ＭＷや最低ＭＷなどの基本条件、発電機に課される制約に関する情報（制約条件の種類や制約期間）などである。発電設備データ格納部１２は、発電設備データ入力部２から入力された発電設備データをテーブルに格納している。発電設備データ格納部１２はさらに、発電計画作成部５が発電計画を作成する際に必要な計算範囲を格納している。
【００２５】
予測天候データ入力部３は、発電予定日時の発電機の近傍での天候の予測に関する時系列データである予測天候データを、発電計画策定装置に入力する。予測天候データは、自然環境についてのデータの例である。本実施形態の予測天候データは、発電機の近傍での気温（大気温度）や海水温（海水温度）の予測データである。予測天候データ格納部１３は、予測天候データ入力部３から入力された予測天候データをテーブルに格納している。予測天候データは、単位時間ごとにテーブルに格納される。
【００２６】
発電設備性能予測部４は、予測天候データ格納部１３から取得した予測天候データと、発電設備データ格納部１２から取得した発電設備データとに基づいて、発電機の性能を予測する。具体的には、発電設備性能予測部４は、天候により変化する発電機の性能の予測データを単位時間ごとに算出する。このような性能の例は、気温により変化する発電機の最大出力、気温および海水温度により変化する熱効率である。発電設備性能予測部４による性能の予測結果は、発電設備性能データとして、発電設備性能データ格納部１４の性能マトリックスマップに格納される。
【００２７】
例えば、発電設備性能予測部４は、発電設備データとして、基準熱効率η［％］、海水温による修正係数α［％］、気温による修正係数β［％］、コンバインドサイクル発電の火力最大出力の気温補正係数ｋ１［ＭＷ／℃３］、ｋ２［ＭＷ／℃２］、ｋ３［ＭＷ／℃］、ｋ４［ＭＷ］、発熱量単価Ｆｖ［円／ＭＪ］、発電出力Ｐ［ＭＷ］、燃料費Ｙ［円／ｈ］などを発電設備データ格納部１２から取り出す。また、発電設備性能予測部４は、予測天候データとして、気温Ｔａ［℃］と海水温Ｔｗ［℃］を発電設備データ格納部１２から取り出す。そして、発電設備性能予測部４は、発電設備データと予測天候データを式（１）〜（８）に代入する。
【数１】
2018060416.tif 000003
【数２】
2018060416.tif 000004
【数３】
2018060416.tif 000005
【数４】
2018060416.tif 000006
【数５】
2018060416.tif 000007
【数６】
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【数７】
2018060416.tif 000009
【数８】
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【００２８】
式（１）は、コンバインドサイクル発電の気温補正後の最大出力Ｐｘ［ＭＷ］を表す。式（２）は、コンバインドサイクル発電の気温補正後の熱効率η’［％］を表す。式（３）は、汽力発電の気温補正後の熱効率η’［％］を表す。
【００２９】
また、式（４）は、海水温Ｔｗ［℃］と真空度Ｖ［ｈＰａ］との関係を表す（ａ１〜ａ４は海水温の補正係数）。式（５）は、真空度Ｖ［ｈＰａ］と修正係数α［％］との関係を表す（ｂ１〜ｂ４は真空度の補正係数）。式（６）は、気温Ｔａ［℃］と修正係数β［％］との関係を表す（ｃ１〜ｃ４は気温の補正係数）。
【００３０】
また、式（７）は、発電出力Ｐ［ＭＷ］と燃料費Ｙ［円／ｈ］との関係を表す（式中のＫｆ［Ｊ／Ｗｈ］は発熱量換算係数）。式（８）は、発電出力Ｐ［ＭＷ］と燃料費Ｙ［円／ｈ］との関係の最小二乗法による近似式を表す。
【００３１】
なお、符号ｉは、発電機同士を区別するために使用される。例えば、Ｐ(１)＝５００ＭＷ、Ｐ(２)＝３７５ＭＷ、Ｐ(３)＝２５０ＭＷ、Ｐ(４)＝１２５ＭＷである。また、式（８）の符号ａ、ｂ、ｃをそれぞれ、燃料費関数の２次係数、１次係数、および定数項と呼ぶ。ａ、ｂ、ｃの値を使用し、求める計算結果のＹが小さいほど、発電機は安価な燃料費で動作することができ、経済的な性能が高いといえる。
【００３２】
コンバインドサイクル発電の発電機を取り扱う場合、発電設備性能予測部４は、式（１）から最大出力Ｐｘを算出し、式（２）、（４）〜（７）の熱効率補正した計算結果を式（８）に代入することで燃料費関数の２次係数ａ、１次係数ｂ、および定数項ｃを算出する（図２を参照）。
【００３３】
図２は、第１実施形態の性能マトリックスマップの例を示した図である。
【００３４】
図２は、単位時間ごとに与えられた気温Ｔａと海水温Ｔｗを示している。発電設備性能予測部４は、これらの気温Ｔａと海水温Ｔｗに基づいて、各発電機の最大出力Ｐｘ、２次係数ａ、１次係数ｂ、および定数項ｃを算出し、性能マトリックスマップに単位時間ごとに格納する。図２は、発電機１、２、・・・、ｎのＰｘ、ａ、ｂ、ｃの時系列データの例を示している。
【００３５】
図２は、ある晴れた日の００：００〜１４：００の気温Ｔａと海水温Ｔｗの変化を示している。図２から理解されるように、晴れの日には夜中から昼にかけて気温Ｔａが上がっていく。一方、コンバインドサイクル発電の発電機の最大出力Ｐｘは、気温Ｔａが上がるにつれて下がっていく（図２の発電機１〜ｎの最大出力Ｐｘを参照）。そのため、コンバインドサイクル発電の発電機は、夜中から昼にかけて気温Ｔａが上がると、定格まで出力を上げられなくなる場合がある。
【００３６】
そこで、本実施形態で発電計画を作成する際には、例えば、性能マトリックスマップの最大出力Ｐｘを考慮に入れて発電計画を作成する。これにより、発電計画の発電量と実際の発電量とのずれの小さい発電を実現することができる。
【００３７】
また、コンバインドサイクル発電や汽力発電では、気温Ｔａと海水温Ｔｗの影響により発電機の発電効率が変化する。そのため、燃料費がより安くなるように複数の発電機の出力配分を行いたい場合には、これらの発電機の合計出力と気温Ｔａおよび海水温Ｔｗとの関係を算出し、この算出結果に基づいて出力配分を決定することで、燃料費を低減することができる。
【００３８】
そこで、本実施形態の発電設備性能予測部４は、発電出力Ｐと燃料費Ｙとの関係の近似式（燃料費関数）の２次係数ａ、１次係数ｂ、定数項ｃを算出し、これらの算出結果を性能マトリックスマップに格納する。これにより、発電計画作成部５は、各発電機の発電出力Ｐと燃料費Ｙとの関係を把握することが可能となり、複数の発電機の合計燃料費が安くなるように出力配分を行って発電計画を作成することが可能となる。
【００３９】
以下、再び図１を参照して、本実施形態の発電計画策定装置の構成および動作について説明する。
【００４０】
発電計画作成部５は、発電機の性能に関するデータ（発電設備性能データ）を、発電設備性能データ格納部１４内の性能マトリックスマップから取得し、予測需要データを予測需要データ格納部１１から取得する。そして、発電計画作成部５は、取得した発電設備性能データと予測需要データに基づいて、上記発電機についての発電計画を作成する。これにより、電力需要の予測と好適な出力配分とを考慮に入れた発電計画を作成することが可能となる。発電計画作成部５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内に単位時間ごとに格納される。
【００４１】
例えば、発電計画作成部５は、複数の発電機の最大出力Ｐｘを性能マトリックスマップから取得し、発電計画の発電量と実際の発電量とのずれが小さくなるようにこれらの発電機の出力配分を行って発電計画を作成する。これにより、需要やコミットした発電量を満たす発電計画を作成することが可能となる。
【００４２】
また、発電計画作成部５は、複数の発電機の燃料費関数の２次係数ａ、１次係数ｂ、および定数項ｃを性能マトリックスマップから取得し、これらの発電機の合計燃料費が安くなるように出力配分を行って発電計画を作成する。これにより、発電コストが少ない経済的な発電計画を作成することが可能となる。
【００４３】
以上のように、本実施形態の発電計画策定装置は、気温や海水温など、自然環境についてのデータに基づいて発電機の性能を予測し、予測した性能に基づいて発電計画を作成する。よって、本実施形態によれば、自然環境による発電機の性能の変化を考慮した好適な発電計画を策定することが可能となり、発電量の予測性や発電の経済性に優れた発電計画を策定することが可能となる。
【００４４】
（第２実施形態）
図３は、第２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。
【００４５】
図３の発電計画策定装置は、図１の予測天候データ入力部３、発電設備性能予測部４、予測天候データ格納部１３、および発電設備性能データ格納部１４の代わりに、群定義データ入力部６と、群制約変更部７と、群定義変更部８と、群定義データ格納部１６と、群制約データ格納部１７とを備えている。本実施形態の群定義データ入力部６、群制約変更部７、および群定義変更部８は、発電情報処理部の例である。また、本実施形態の群定義データ入力部６と群定義データ格納部１６はそれぞれ、入力部と格納部の例である。
【００４６】
群定義データ入力部６は、発電機の群の定義に関するデータである群定義データを、発電計画策定装置に入力して登録する。群定義データは、群に属する発電機についてのデータや、群に対する制約についてのデータにより構成されている。前者のデータは、どの群にどの発電機が属しているかを示している。後者のデータは、どの群にどんな制約が課されるかを示している。群定義データ格納部１６は、群定義データ入力部６から入力された群定義データをテーブルに格納（登録）している。
【００４７】
なお、群定義データ格納部１６内の群定義データの一部は、発電設備データ格納部１２内の発電設備データを使用して作成される。このような群定義データの例は、群に属する発電機のコード名、基本条件、制約情報などである。なお、群に対する制約は、群定義データ入力部６の代わりに発電設備データ入力部２から入力できるようにしてもよいし、群定義データ入力部６と発電設備データ入力部２の両方から入力できるようにしてもよい。この場合、発電設備データ入力部２は、発電情報処理部や入力部の例である。
【００４８】
図４は、第２実施形態の群定義データの例を示した図である。
【００４９】
図４は、同一中操群である群Ａ〜Ｃと、除停止利用率群である群Ｄ、Ｅと、出力制限群である群Ｆ、Ｇと、ＧＬＣ群である群Ｈ〜Ｊとを示している。例えば、群Ａには発電機１、２が属しており、群Ｂには発電機３、４が属している。
【００５０】
同一中操群は、同じ発電所中操に属する発電機の群である。除停止利用率群は、群に属する発電機の除停止利用率を制限するための群である。出力制限群は、群に属する発電機の出力を制限するための群である。ＧＬＣ群は、１つの負荷指令を群に属する発電機に配分するための群である。他の例としては、群に属する発電機の同時起動を制限する同時起動制限群や、同じ発電所に属する発電機からなる発電所群などが挙げられる。出力制限群の例としては、系統制約群やガス導管流量制約群が挙げられる。
【００５１】
また、同時起動制限群には、同時に起動可能な発電機の台数を例えば１台とする制限（制約）が課されている。この場合、この群が有効になっている期間内においては、この群に属する２台以上の発電機を同時に起動状態にすることはできない。
【００５２】
このように、群に対する制約には、出力制限や、同時起動制限のような条件に関する制約や、群の有効期間や無効期間のような期間に関する制約がある。群定義データ格納部１６は、群定義データとして、このような条件や期間に関する制約についてのデータを格納している。
【００５３】
なお、本実施形態の群に対する制約には、２種類のものがある。１つは、先に群に対する制約を決定し、その後にその群のメンバーとなる発電機を決定した場合である。この場合、ある発電機をある群のメンバーに決定すると、その発電機に課される制約が自動的に決定される。もう１つは、先に群のメンバーを決定し、その後にその群に対する制約を決定した場合である。この場合、ある群に属する発電機に課される制約は、その発電機がその群のメンバーになった後に決定される。
【００５４】
図５は、第２実施形態の群構成の例を示した模式図である。
【００５５】
図５は、発電機１〜３がある出力制限群に属し、発電機２〜４がある同一中操群に属し、発電機３〜６がある同時起動制限群に属し、発電機５、６がある系統制約群に属していることを示している。
【００５６】
ここで、発電機２は、出力制限群と同一中操群とに属し、発電機５は、同時起動制限群と漁業協定Ａ対象群とに属している。このように、本実施形態の群は、１つの発電機が複数の群に重複して属することが許容されるように定義される。
【００５７】
図６は、第２実施形態の群構成の例を示した模式図である。図６は、図５を抽象化した図に相当する。
【００５８】
図６は、発電機Ｕ１〜Ｕ４が群Ｇ１に属し、発電機Ｕ４、Ｕ５が群Ｇ２に属し、発電機Ｕ５〜Ｕ９が群Ｇ３に属し、発電機Ｕ８、Ｕ９が群Ｇ４に属していることを示している。群Ｇ１〜Ｇ４は、１つの発電機が複数の群に重複して属することが許容されるように定義されている。
【００５９】
この場合、各発電機は複数の群に属することができるため、発電機に課される制約を様々な形で変更し、自由な負荷配分を行うことが可能となる。一方、発電機に課される制約の種類が多いと、制約同士が競合するなどして、発電機を柔軟に運用することが難しくなる可能性がある。
【００６０】
そこで、本実施形態の発電計画策定装置では、様々な群に関するデータを発電計画作成部５に提供し、発電計画作成部５がこれらの群の制約をできる限り両立させるように発電計画を作成する。すなわち、発電計画作成部５は、複数の制約が課された情報処理の解を求める形で発電計画を作成する。これにより、様々な群を取り扱いつつも好適な発電計画を策定することが可能となる。
【００６１】
以下、再び図３を参照して、本実施形態の発電計画策定装置の構成および動作について説明する。
【００６２】
群制約変更部７および群定義変更部８は、群定義データ格納部１６内の群定義データを変更（更新）するためのブロックである。本実施形態では、群定義データ入力部６が、群定義データを継続的に変更することができ、群定義変更部８が、群定義データを一時的に変更することができる。発電計画策定装置のユーザは、群定義データを継続的または一時的に変更する操作を発電計画策定装置のＵＩ（User Interface）上で行うことで、群定義データを変更することができる。
【００６３】
群制約変更部７は、群定義データに含まれる群の制約を一時的に変更するための群制約データを発電計画策定装置に入力する。群定義変更部７から入力された群制約データは、群制約データ格納部１７に格納される。この群制約データは、変更データの例である。
【００６４】
群定義変更部８は、群制約データ格納部１７内の群制約データに基づいて、群定義データ格納部１６内の群定義データを一時的に変更する。例えば、ある群の群制約データが群制約データ格納部１７から読み出された場合、その群の定義（制約）が変更されるように群定義データ格納部１６内の群定義データを書き換える。
【００６５】
群制約データは例えば、群に課される制約の変更期間や変更内容に関するデータを含んでいる。群定義変更部８は、群定義データ格納部１６内の群定義データをこの変更期間の間、この変更内容に沿って変更する。この変更期間が経過した後には、群定義データ格納部１６内の群定義データが元の内容に戻る。
【００６６】
発電計画作成部５は、発電機の群の定義に関するデータ（群定義データ）を群定義データ格納部１６から取得し、予測需要データを予測需要データ格納部１１から取得する。そして、発電計画作成部５は、取得した群定義データと予測需要データに基づいて、上記発電機についての発電計画を作成する。これにより、電力需要の予測と個々の群の制約とを考慮に入れた発電計画を作成することが可能となり、個々の群の制約を満たしつつ電力需要に応じた発電を行うことが可能となる。発電計画作成部５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内に単位時間ごとに格納される。
【００６７】
なお、群定義データ格納部１６内の群定義データが群定義変更部８により一時的に変更された場合には、発電計画作成部５は、変更された群定義データに基づいて発電計画を作成する。一方、群定義データ格納部１６内の群定義データが群定義変更部８により変更されていない場合には、発電計画作成部５は、群定義データ入力部６（または発電設備データ入力部２）により入力された群定義データに基づいて発電計画を作成する。
【００６８】
以上のように、本実施形態の発電計画策定装置は、群のメンバーや制約など、群の定義に関するデータを群定義データ登録部１６内に登録し、登録した定義に基づいて発電計画を作成する。よって、本実施形態によれば、個々の群のメンバーや制約を考慮した好適な発電計画を策定することが可能となり、発電の経済性や運用の柔軟性に優れた発電計画を策定することが可能となる。
【００６９】
なお、群制約変更部７は、群の制約を一時的に変更するための変更データ（群制約データ）を入力するが、これを、群の定義を一時的に変更するための変更データを入力する変更部に置き換えてもよい。すなわち、変更データによる変更対象は、群の制約のみに限定せずに、群のメンバーにまで拡大してもよい。この場合、群定義変更部８は、群定義データに含まれる群の制約だけでなく、群定義データに含まれる群のメンバーも一時的に変更することが可能となる。例えば、ある群に属する発電機の台数が、群定義データの変更により、一時的に増加または減少することになる。
【００７０】
（第３実施形態）
図７は、第３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。
【００７１】
図７の発電計画策定装置は、図１や図３の発電計画策定装置と同様に、予測需要データ入力部１と、発電設備データ入力部２と、予測天候データ入力部３と、発電設備性能予測部４と、発電計画作成部５と、群定義データ入力部６と、群制約変更部７と、群定義変更部８と、予測需要データ格納部１１と、発電設備データ格納部１２と、予測天候データ格納部１３と、発電設備性能データ格納部１４と、発電計画データ格納部１５と、群定義データ格納部１６と、群制約データ格納部１７とを備えている。
【００７２】
さらに、図７の発電計画策定装置は、群性能予測部９と、群性能データ格納部１８とを備えている。本実施形態の発電設備性能予測部４、群定義データ入力部６、群制約変更部７、群定義変更部８、および群性能予測部９は、発電情報処理部の例である。また、本実施形態の群定義データ入力部６と群定義データ格納部１６はそれぞれ、入力部と格納部の例である。
【００７３】
上述のように、発電設備性能予測部４は、予測天候データ格納部１３から取得した予測天候データと、発電設備データ格納部１２から取得した発電設備データとに基づいて、発電機の性能を予測する。具体的には、発電設備性能予測部４は、天候により変化する発電機の性能の予測データを単位時間ごとに算出する。このような性能の例は、気温により変化する発電機の最大出力である。発電設備性能予測部４による性能の予測結果は、発電設備性能データとして、発電設備性能データ格納部１４の性能マトリックスマップに格納される。
【００７４】
一方、群性能予測部９は、群定義データ格納部１６から取得した群定義データと、発電設備データ格納部１２から取得した発電設備データとに基づいて、発電機の群の性能を予測する。このような性能の例は、各群の合計出力である。例えば、ある群の合計出力が１０００ＭＷ以下に制限されている場合、その群が有効になっている期間内におけるその群の合計出力は１０００ＭＷ以下であると予測される。また、この群にコンバインドサイクル発電の発電機が属している場合には、この群の個々の発電機の最大出力は天候により変化すると予測される（具体的な変化の内容は、発電設備性能予測部４により予測される）。群性能予測部９による性能の予測結果は、群性能データとして、群性能データ格納部１８に格納される。
【００７５】
発電計画作成部５は、発電機の性能に関するデータ（発電設備性能データ）を発電設備性能データ格納部１４から取得し、発電機の群の性能に関するデータ（群性能データ）を群性能データ格納部１８から取得し、予測需要データを予測需要データ格納部１１から取得する。そして、発電計画作成部５は、取得した発電設備性能データ、群性能データ、および予測需要データに基づいて、上記発電機についての発電計画を作成する。これにより、電力需要の予測と、個々の群の制約と、好適な出力配分とを考慮に入れた発電計画を作成することが可能となる。発電計画作成部５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内に単位時間ごとに格納される。
【００７６】
例えば、コンバインドサイクル発電の発電機を複数有するコンバインド１群の合計出力が５００ＭＷ以下に制限されている場合、この１軸群の合計出力は有効期間内において５００ＭＷ以下であると予測される。この場合、発電計画作成部５は、１群の各発電機の出力を最大出力以下に設定し、かつ、１群の発電機の合計出力の上限を５００ＭＷに設定するように出力配分を決定し、この出力配分に沿った発電計画を作成する。この出力配分では、１群に属する一部の発電機の起動停止を規定してもよい。
【００７７】
以上のように、本実施形態の発電計画策定装置は、自然環境についてのデータに基づいて発電機の性能を予測し、群の定義についてのデータに基づいて発電機の群の性能を予測し、これらの性能に基づいて発電計画を作成する。よって、本実施形態によれば、自然環境による発電機の性能の変化や、群に課された制約を考慮した好適な発電計画を策定することが可能となり、発電量の予測性や発電の経済性や運用の柔軟性に優れた発電計画を策定することが可能となる。
【００７８】
（第４実施形態）
図８は、第４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。
【００７９】
図８の発電計画策定装置は、図３に示す構成要素に加え、負荷配分決定部１０を備えている。
【００８０】
負荷配分決定部１０は、ＧＬＣ群に関して負荷配分を決定するブロックである。ＧＬＣ群は、１つの負荷指令を群に属する発電機に配分するための群である。負荷配分決定部１０は、群定義データ格納部１６から取得した群定義データに基づいて、ＧＬＣ群に属する発電機の負荷配分を決定する。
【００８１】
発電計画作成部５は、ＧＬＣ群に属する発電機の負荷配分の決定結果（負荷配分データ）を負荷配分決定部１０から取得し、予測需要データを予測需要データ格納部１１から取得する。そして、発電計画作成部５は、取得した負荷配分データと予測需要データに基づいて、上記発電機についての発電計画を作成する。これにより、電力需要の予測とＧＬＣ群の負荷配分とを考慮に入れた発電計画を作成することが可能となり、負荷指令を達成しつつ電力需要に応じた発電を行うことが可能となる。発電計画作成部５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内に単位時間ごとに格納される。
【００８２】
次に、本実施形態の負荷配分の詳細を説明する。
【００８３】
ＧＬＣ群が発電単価の異なる複数の発電機を含む場合、負荷配分決定部１０は例えば、発電単価が安い発電機がなるべく稼働するように並列発電機を選択する。具体的には、電力需要が少ない場合には、負荷配分決定部１０は、ＧＬＣ群のうちの発電単価が高い発電機を解列するように負荷配分を決定する。一方、電力需要が多い場合には、負荷配分決定部１０は、ＧＬＣ群のうちの解列している発電機のうち発電単価が安い発電機から順に発電機を並列するように負荷配分を決定する。
【００８４】
さらに、電力需要の変化量が発電機の解列や並列を必要としない程度の範囲内であれば、負荷配分決定部１０は、その後の電力需要の増減に対応できるように、ＧＬＣ群の複数の発電機の出力が互いに同じ値にそろうように負荷配分を決定する。この場合、いずれかの発電機が最大出力に達した場合には、負荷配分決定部１０は、この発電機の出力は最大出力に維持し、残りの発電機の出力は互いに同じ値にそろうように負荷配分を決定する。また、次の発電機が最大出力に達した場合には、負荷配分決定部１０は、これら２台の発電機の出力は最大出力に維持し、残りの発電機の出力は互いに同じ値にそろうように負荷配分を決定する。負荷配分決定部１０は、このような処理をＧＬＣ群のすべての発電機の出力が最大出力に達するまで繰り返す。
【００８５】
逆に、ＧＬＣ群のすべての発電機の出力が最大出力のときに電力需要が低下する場合には、最大出力が１番大きい発電機の出力を徐々に下げる。次に、この発電機の出力が２番目に最大出力が大きい発電機の出力まで下がったら、これら２台の発電機の出力を同じ値にそろえて徐々に下げるか、一方の発電機を停止して他方の発電機を含めて負荷配分する。この際、負荷配分決定部１０は、これら２台の発電機の負荷配分を前者のように規定するか後者のように規定するかの経済性判定を行い、経済性の高い方の負荷配分を採用することに決定する。負荷配分決定部１０は、このような処理をＧＬＣ群のすべての発電機について繰り返す。
【００８６】
本実施形態では、複数のＧＬＣ群を群定義データ格納部１６に登録可能である。これらのＧＬＣ群に関しては、メンバーや有効期間が都度変更することができる。このように、本実施形態では、複数のＧＬＣ群を柔軟に運用することが可能である。
【００８７】
発電計画作成部５は、電力需要と負荷配分との関係を規定した負荷配分データを負荷配分決定部１０から取得し、予測需要データを予測需要データ格納部１１から取得する。そして、発電計画作成部５は、電力需要と負荷配分との関係にこの予測需要データを適用することで負荷配分の時系列データを作成し、この時系列データに基づいて発電計画を作成する。
【００８８】
図９は、第４実施形態の負荷配分の例を示したグラフである。
【００８９】
図９は、あるＧＬＣ群に属するコンバインドサイクル発電の１軸発電機、２軸発電機、および３軸発電機の出力の時間変化と、電力需要の時間変化とを示している。図９はさらに、ある気温における１軸発電機、２軸発電機、および３軸発電機の最大出力を示している。コンバインドサイクル発電の発電機の最大出力は、上述の式（１）で与えられる。
【００９０】
符号Ｋ１および符号Ｋ５は、発電単価が高い３軸発電機が起動・停止する場合を示している。一方、符号Ｋ２および符号Ｋ４は、３台の発電機の出力を同じ値にそろえた場合を示している。さらに、符号Ｋ３は、３台の発電機の出力が最大出力に達した場合を示している。このように、本実施形態の負荷配分決定部１０は、電力需要の変化に応じて負荷配分を様々な形に変化させることができる。
【００９１】
以上のように、本実施形態の発電計画策定装置は、ＧＬＣ群の定義についてのデータに基づいてＧＬＣ群に属する発電機の負荷配分を決定し、この負荷配分に基づいて発電計画を作成する。よって、本実施形態によれば、群のメンバーや制約を考慮した負荷配分に基づいて好適な発電計画を策定することが可能となり、発電の経済性や運用の柔軟性に優れた発電計画を策定することが可能となる。
【００９２】
（第５実施形態）
図１０は、第５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。
【００９３】
図１０の発電計画策定装置２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置２３と、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の補助記憶装置２４と、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード等のネットワークインタフェース２５と、メモリスロットやメモリポート等のデバイスインタフェース２６と、これらの機器を互いに接続するバス２７とを備えている。発電計画策定装置２１は例えば、ＰＣ（Personal Computer）等のコンピュータであり、キーボードやマウス等の入力装置や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタ等の表示装置を備えている。
【００９４】
本実施形態においては、第１〜第４実施形態のいずれかの発電計画策定装置の情報処理をコンピュータに実行させるための発電計画策定プログラムが、補助記憶装置２４にインストールされている。発電計画策定装置２１は、このプログラムを主記憶装置２３に展開して、プロセッサ２２により実行する。これにより、図１、図３、図７、または図８に示す各ブロックの機能を発電計画策定装置２１内で実現し、第１〜第４実施形態で説明した発電計画を作成することが可能となる。なお、この情報処理により生成されたデータは、主記憶装置２３に一時的に保持されるか、補助記憶装置２４内に格納され保存される。
【００９５】
発電計画策定プログラムは例えば、このプログラムを記録した外部装置２８をデバイスインタフェース２６に装着し、このプログラムを外部装置２８から補助記憶装置２４に格納することでインストール可能である。外部装置２８の例は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や、このような記録媒体を内蔵する記録装置である。記録媒体の例はＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭであり、記録装置の例はＨＤＤである。また、発電計画策定プログラムは例えば、このプログラムをネットワークインタフェース２５を介してダウンロードすることでインストール可能である。
【００９６】
本実施形態によれば、第１〜第４実施形態のいずれかの発電計画策定装置の機能をソフトウェアにより実現することが可能となる。
【００９７】
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】
【００９８】
１：予測需要データ入力部          ２：発電設備データ入力部
３：予測天候データ入力部          ４：発電設備性能予測部
５：発電計画作成部                ６：群定義データ入力部
７：群制約変更部                  ８：群定義変更部
９：群性能予測部                  １０：負荷配分決定部
１１：予測需要データ格納部        １２：発電設備データ格納部
１３：予測天候データ格納部        １４：発電設備性能データ格納部
１５：発電計画データ格納部        １６：群定義データ格納部
１７：群制約データ格納部          １８：群性能データ格納部
２１：発電計画策定装置            ２２：プロセッサ
２３：主記憶装置                  ２４：補助記憶装置
２５：ネットワークインタフェース  ２６：デバイスインタフェース
２７：バス                        ２８：外部装置
【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】
2018060416.tif 000015
【図６】
2018060416.tif 000016
【図７】
2018060416.tif 000017
【図８】
2018060416.tif 000018
【図９】
2018060416.tif 000019
【図１０】
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