(57)【要約】電力供給業者が割引き等の手段による需要調整を実施する場合に、適切な需要調整量やそのコストの見積りができないという問題があった。そこで、電力の需要調整を考慮した発電機の運転計画や電力の購入計画を立案するのを支援することが可能となるような、電力供給計画立案支援方法を提供することを目的とする。需要調整のための予測コストを式で表現することによって、電力供給計画のための情報を提示するための計算式の中に需要調整の概念を容易に反映させることができ、適切な需要調整量と必要なコストを提示できる。
2003032463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、この式を用いて電力供給計画のための情報を提示するための計算を行うことを特徴とする電力供給計画立案支援方法。
【請求項２】
電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求めるステップと、発電機に関するデータと上記各ステップで得られた電力需要予測および需要調整のためのコストを予測する式とを用いて発電機運転計画案と需要調整案とを立案するステップと、得られた発電機運転計画案と需要調整案とを表示するステップとを備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電力供給計画立案支援方法。
【請求項３】
電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、上記ステップで得られた電力需要予測と発電機に関するデータとから仮の発電機運転計画案を立案し、運転コストの高い発電機およびその発電機による発電量を検出するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、上記検出された運転コストの高い発電機による発電量を需要調整するのに要するコストをシミュレーションにより求めるステップと、上記仮の発電機運転計画案、上記運転コストの高い発電機、およびその発電機による発電量を需要調整するのに要するコストを表示するステップとを備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電力供給計画立案支援方法。
【請求項４】
電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求めるステップと、発電機に関するデータおよび電力購入に関するデータと上記各ステップで得られた電力需要予測および需要調整のためのコストを予測する式とを用いて発電機運転計画案と電力購入計画案と需要調整案とを立案するステップと、得られた発電機運転計画案と電力購入計画案と需要調整案とを表示するステップとを備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電力供給計画立案支援方法。
【請求項５】
電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、上記ステップで得られた電力需要予測と発電機に関するデータと電力購入に関するデータとから仮の発電機運転計画案と仮の電力購入計画案とを立案し、運転コストの高い発電機およびその発電機による発電量または単価の高い電力およびその電力の購入量を検出するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、上記検出された運転コストの高い発電機による発電量または単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストをシミュレーションにより求めるステップと、上記仮の発電機運転計画案、仮の電力購入計画案、運転コストの高い発電機または単価の高い電力、および上記運転コストの高い発電機による発電量または単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストを表示するステップとを備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電力供給計画立案支援方法。
【請求項６】
電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求めるステップと、電力の購入に関するデータと上記各ステップで得られた電力需要予測および需要調整のためのコストを予測する式とを用いて電力購入計画案と需要調整案とを立案するステップと、得られた電力購入計画案と需要調整案とを表示するステップとを備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電力供給計画立案支援方法。
【請求項７】
電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、上記ステップで得られた電力需要予測と電力の購入に関するデータとから仮の電力購入計画案を立案し、単価の高い電力およびその購入量を検出するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、上記検出された単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストをシミュレーションにより求めるステップと、上記仮の電力購入計画案、上記単価の高い電力、およびその電力の購入量を需要調整するのに要するコストを表示するステップとを備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電力供給計画立案支援方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、例えば電力会社のような複数の発電設備を有する事業者や電力仲介業者などの電力供給業者が、電力の需要調整を考慮した発電機の運転計画や電力の購入計画を立案する場合に用いる電力供給計画立案支援方法に関するものである。
背景技術
従来の発電機の運転計画は、計画期間の各時刻の需要予測値に基づいて、各発電機の様々な制約を満足して電力需要に合わせた発電機の運転・停止状態を決定するものである。このような発電機起動停止計画方法については、例えば特開２０００−３０００００号公報に示されている。
このような発電機起動停止計画にあっては、発電機固有のコスト（燃料コストや起動コストなど）を考慮した最適な計画が立案されている。しかしながら、例えば需要ピーク時に割引き等の手段によって需要を抑制するような調整を実施することによって、発電機コストを削減する効果については考慮されていない。したがって、電力会社は割引き等の手段による需要調整を実施する場合に、適切な需要調整量やそのコストの見積りができないという問題があった。また、電力仲介業者が電力の購入計画を立案する場合においても、同様に、適切な需要調整量やそのコストの見積りができないという問題があった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電力供給業者が、電力の需要調整を考慮した発電機の運転計画や電力の購入計画を立案するのを支援することが可能となるような、電力供給計画立案支援方法を提供することを目的とするものである。
発明の開示
本発明に係る電力供給計画立案支援方法は、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、この式を用いて電力供給計画のための情報を提示するための計算を行うことを特徴とするものである。
これによれば、需要調整のための予測コストを式で表現することによって、電力供給計画のための情報を提示するための計算式の中に需要調整の概念を容易に反映させることができ、適切な需要調整量と必要なコストを提示することができるので、電力供給業者が電力の需要調整を考慮した電力供給計画を立案するのを支援することができるという効果が得られる。
また、電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求めるステップと、発電機に関するデータと上記各ステップで得られた電力需要予測および需要調整のためのコストを予測する式とを用いて発電機運転計画案と需要調整案とを立案するステップと、得られた発電機運転計画案と需要調整案とを表示するステップとを備えるものである。
これによれば、電力需要調整を考慮した発電機運転計画案を提示することができ、電力供給業者は、需要調整案として提示された適切な電力需要調整量とその調整コストを考慮して実際の発電機運転計画を立案することができるという効果が得られる。
また、電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、上記ステップで得られた電力需要予測と発電機に関するデータとから仮の発電機運転計画案を立案し、運転コストの高い発電機およびその発電機による発電量を検出するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、上記検出された運転コストの高い発電機による発電量を需要調整するのに要するコストをシミュレーション手法により求めるステップと、上記仮の発電機運転計画案、上記運転コストの高い発電機、およびその発電機による発電量を需要調整するのに要するコストを表示するステップとを備えるものである。
これによれば、仮の発電機運転計画案、運転コストの高い発電機、およびその発電機による発電量を需要調整するのに要するコストを提示することができ、電力供給業者は、提示されたこれらの内容を考慮して実際の発電機運転計画を立案することができるという効果が得られる。
また、電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求めるステップと、発電機に関するデータおよび電力購入に関するデータと上記各ステップで得られた電力需要予測および需要調整のためのコストを予測する式とを用いて発電機運転計画案と電力購入計画案と需要調整案とを立案するステップと、得られた発電機運転計画案と電力購入計画案と需要調整案とを表示するステップとを備えるものである。
これによれば、電力需要調整を考慮した発電機運転計画案および電力購入計画案を提示することができ、電力供給業者は、需要調整案として提示された適切な電力需要調整量とその調整コストを考慮して実際の発電機運転計画および電力購入計画を立案することができるという効果が得られる。
また、電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、上記ステップで得られた電力需要予測と発電機に関するデータと電力購入に関するデータとから仮の発電機運転計画案と仮の電力購入計画案とを立案し、運転コストの高い発電機およびその発電機による発電量または単価の高い電力およびその電力の購入量を検出するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、上記検出された運転コストの高い発電機による発電量または単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストをシミュレーション手法により求めるステップと、上記仮の発電機運転計画案、仮の電力購入計画案、運転コストの高い発電機または単価の高い電力、および上記運転コストの高い発電機による発電量または単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストを表示するステップとを備えるものである。
これによれば、仮の発電機運転計画案、仮の電力購入計画案、運転コストの高い発電機または単価の高い電力、および運転コストの高い発電機による発電量または単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストを提示することができ、電力供給業者は、提示されたこれらの内容を考慮して実際の発電機運転計画および電力購入計画を立案することができるという効果が得られる。
また、電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求めるステップと、電力の購入に関するデータと上記各ステップで得られた電力需要予測および需要調整のためのコストを予測する式とを用いて電力購入計画案と需要調整案とを立案するステップと、得られた電力購入計画案と需要調整案とを表示するステップとを備えるものである。
これによれば、電力需要調整を考慮した電力購入計画案を提示することができ、電力供給業者は、需要調整案として提示された適切な電力需要調整量とその調整コストを考慮して実際の電力購入計画を立案することができるという効果が得られる。
また、電力需要予測値データから供給計画期間に関わる将来の電力需要を抽出し設定するステップと、上記ステップで得られた電力需要予測と電力の購入に関するデータとから仮の電力購入計画案を立案し、単価の高い電力およびその購入量を検出するステップと、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データから需要調整のためのコストを予測する式を求め、上記検出された単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストをシミュレーション手法により求めるステップと、上記仮の電力購入計画案、上記単価の高い電力、およびその電力の購入量を需要調整するのに要するコストを表示するステップとを備えるものである。
これによれば、仮の電力購入計画案、単価の高い電力およびその購入量を需要調整するのに要するコストを提示することができ、電力供給業者は、提示されたこれらの内容を考慮して実際の電力購入計画を立案することができるという効果が得られる。
発明を実施するための最良の形態
実施例１．
以下、本発明の実施例１による電力供給計画立案支援方法について、電力供給業者として例えば電力会社のような複数の発電設備を有する事業者が、需要調整を考慮した発電機の運転計画を立案する場合を例に説明する。当該事業者は、需要調整を実施する場合は、需要家（実際に電力を消費する需要家の他に、電力仲介業者も含む）に対して調整のインセンティブとなる割引金、あるいは報奨金などを提供するために、当該事業者にとっては調整コストとなる。
第１図および第２図は、本発明の実施例１による電力供給計画立案支援方法を説明するための図であり、より具体的には、第１図は電力供給計画立案支援方法を実施するためのシステムの構成図であり、第２図はフローチャートである。
第１図において、１０１、１０２、１０３はそれぞれ将来の各時刻断面における電力需要予測値データを記憶する電力需要予測値データ記憶部、発電機の運転計画時に制約となる条件を与える発電機データを記憶する発電機データ記憶部、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データを記憶する電力需要調整量・調整コスト記憶部である。具体的には、電力需要予測値データ記憶部１０１には、例えば将来における日時と予想需要の各項目からなり、９月１日の時刻１３：００〜１４：００の１時間の予想需要が３，０００万ｋＷｈであったとすると、データとしては（９、１、１３、３０，０００，０００）と記載されたデータが記憶されている。なお、このような電力需要予測値データは、公知の、例えば気象要因を説明変数とした回帰分析による手法や需要の時系列分析手法などの統計処理技術を用いた手法、エキスパートシステムやファジーを用いた手法などの人工知能（ＡＩ）技術を用いた手法、階層型ニューラルネットワーク手法などのパターン認識技術を用いた手法などにより、例えば前日に翌日の１時間毎について求められる。発電機データ記憶部１０２には、例えば各発電機に対する起動コスト、増分燃料費、予備力、出力上下限値、最小停止時間、最小運転時間などといった各項目からなるデータが記憶されている。電力需要調整量・調整コストデータ記憶部１０３に記憶されているデータは、例えば、需要家の識別番号（各需要家毎に個別に識別番号１、２．．．を付けてもよいし、複数の需要家を例えば地域ごとにまとめて地域Ａ、Ｂ．．．などとしてもよいし、全需要家をまとめて１つの需要家と見做してもよい。）、時刻、需要調整量（ｋＷｈ）、調整コスト（円）の各項目からなり、例えば、需要家１の１３：００〜１４：００の１時間の需要調整量が６０万ｋＷｈであり、それに対する電力供給業者からのｋＷｈあたりの電気料金割引金が３．０円／ｋＷｈであったとすると、調整コストは１，８００，０００円となり、履歴データとしては（１、１３、６００，０００、１，８００，０００）と記載される。このような履歴データが各時刻毎に例えば需要家サイド（顧客）のビル管理システムなどの負荷計測器で計測され、インターネットなどのネットワークを介して電力供給業者側に設置された電力供給計画立案支援システムに集められ、時系列データとして蓄積保存される。
１０４、１０５、１０６はそれぞれ電力需要予測値設定機能部、発電機データ設定機能部、電力需要調整量・調整コスト関係式設定機能部である。需要調整量・調整コスト関係式設定機能部１０６は、電力需要調整量とその調整コストの関係式を設定する、すなわち需要調整のためのコストを予測する式を求める機能部である。各データ記憶部１０１、１０２、１０３のデータはそれぞれ各設定機能部１０４、１０５、１０６により発電機の運転計画問題に関する定数や制約として設定される。具体的には、電力需要予測値設定機能部１０４は、例えば電力需要予測値データ記憶部１０１にある将来の需要予測データから供給計画期間に関わる翌日の０時〜２３時までの各時間帯（１時間毎）の予測需要を抽出し、発電機運転計画立案機能部１０７への入力データとして設定する。発電機データ設定機能部１０５は、後に詳細に説明するが、例えば翌日に運転可能な発電機に関するデータを発電機データ記憶部１０２から抽出し、起動コスト、増分燃料費、予備力制約、潮流制約、出力上下限制約、最小停止時間制約、最小運転時間制約などの発電機計画問題を解く場合に必要な値を設定する。電力需要調整量・調整コスト関係式設定機能部１０６は、後に詳細に説明するが、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データ記憶部１０３に蓄積保存されている時系列データを需要調整量に相当する仮想発電機の出力に対する燃料費特性と見做して二次関数でモデル化する。
１０７は発電機運転計画立案機能部であり、発電機運転計画問題を最適化問題として解く。この解法については、例えば刊行物（コロナ社発行の大学講義シリーズ「電力系統工学」）、刊行物丸善株式会社発行のセメスター大学講義「電力システム工学」などにも記載されているように公知であるので詳細な説明は省略する。
なお、各設定機能部１０４、１０５、１０６、および発電機運転計画立案機能部１０７は、例えば計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより実現される。
１０８は計算結果を表示するための表示機能部であり、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）モニタや液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。
次に、第２図に示すフローチャートに従って、実施例１による電力供給計画立案支援方法を更に詳細に説明する。前日に翌日の一時間毎の各時刻断面における発電機の運転計画を立てる場合を例にとる。
ステップＳＴ２０１で手順の実行を開始し、まず、ステップＳＴ２０２において、電力需要予測値データ記憶部１０１にある将来の需要予測データから供給計画期間に関わる翌日の０時〜２３時までの各時間帯（１時間毎）の予測需要を抽出し、発電機運転計画立案機能部１０７への入力データとして設定する。
ステップＳＴ２０３において、需要調整量・調整コストデータ記憶部１０３に記憶されている需要調整を実施したときの需要調整量と調整コストに関する実績データを用い、電力需要調整量・調整コスト関係式設定機能部１０６により、以下のように需要調整量と調整コストの関係を推定する。
需要調整量をＤ、調整コストをＷとして、その関係を次のような二次式で表す。
2003032463.tif 000003
する。推定方法としては、例えば最小二乗法を用いることができる。また、実績データを季節、気温や曜日等により分類し、需要予測日がそれらの条件に該当する実績データを使用することも有効である。
ステップＳＴ２０４においては、発電機データ設定機能部１０５により、下記の発電機計画問題を解く場合に必要な値を設定する。
ステップＳＴ２０５において、発電機運転計画立案機能部１０７により、以下の最小化問題を解くことになる。
2003032463.tif 000004
ここで、Ｆは評価関数、ｆｉ（ｇｉ）は発電機ｉの発電量ｇのときのコスト（燃料コストと起動コスト）、ｇｉ（ｔ）は発電機ｉの時刻ｔにおける出力である。
考慮すべき制約としては、出力上下限、最小運転時間、最小停止時間、予備力，潮流制約などがあるが、時刻ｔにおける電力需要予測値をＧ（ｔ）とすると、需給バランス制約式の一つは以下の式で与えられる。
2003032463.tif 000005
ここで、ステップＳＴ２０３において求めたＷとＤの関係式を、需要調整のための仮想発電機ｄのコストであると見做して評価関数Ｆと制約式に代入する。つまり、需要調整量を表す仮想の発電機を設定し、その発電量Ｄの場合のコストＷを二次式で表したものとして考え、以下の式のように仮想発電機ｄのコストと発電量を与える。
2003032463.tif 000006
評価関数Ｆを発電機の運転計画問題として、例えば動的計画法と制約付き連続系最適化手法により解くことができる。
ステップＳＴ２０６においては、ステップＳＴ２０５で求めた発電機運転計画案を表示機能部１０８により提示する。表示機能部１０８に表示された運転計画案において、仮想発電機に割当てられた発電量の計画値が需要調整量に相当し、そのコストが調整コストに相当する。例えば、需要予測により電力ピークが発生すると予測される場合、ピーク時に運転コストの高い発電機を稼働する必要が発生することがある。このような場合に、運転コストの高い発電機による発電よりも仮想発電機のコストが小さいならば，運転コストの高い発電機を稼働する代わりにその発電量が仮想発電機の発電量として計画値が割当てられることになる。また、当該事業者が有する最大可能発電総量を超過する電力需要が予測される場合がある。このような場合に、超過した電力が仮想発電機の発電量として計画値が割当てられることになる。
ステップＳＴ２０７で一連の手順を終了する。
なお、手順は、図２のフローチャートで示した手順に限るものではなく、例えば、ステップＳＴ２０２、ＳＴ２０３、およびＳＴ２０４については何れが先であってもよい。
このように、需要調整のための予測コストを式で表現することにより、従来と同様の手法で需要調整を考慮した発電機の運転計画案を立案することができ、その結果、適切な、需要調整を実施するスケジュール（時刻）、需要調整量とそのために必要な調整コストを提示することができるので、電力供給業者が電力の需要調整を考慮した発電機運転計画を立案するのを支援することができる。
電力供給業者が電力ピークカットに利用することにより、需要調整量と調整に必要なコストを把握して、効果的な需要調整のための交渉や契約を実行することができる。また、供給電力不足における場合においても、需要調整量と調整コストを算出することができ、需要家と効果的な需要調整のための交渉や契約を実行することができる。
次に、複数の発電設備を所有する事業者（電力供給業者）が、表示機能部１０６によって提示された発電機運転計画案を基に、実際に、電力の需要調整を考慮した発電機運転計画を立案する方法について説明する。
事業者は、提示された需要調整量と調整コスト、および需要調整スケジュール（仮想発電機の運転期間）に従って、需要調整を実施することを事前に決定し、需要家に需要調整量と調整のためのインセンティブ（電力料金割引金や報奨金等）を提示して交渉を実施する。あるいは、需要調整を加味した、ある期間における料金メニューを作成して提示し交渉・契約を実施する。このときインセンティブの総量は、表示機能部１０６によって提示された調整コストを見込む。
なお、電力供給業者は、電力を他の業者あるいは電力市場から購入できる場合には、需要調整量に相当する電力量を他業者あるいは電力市場から購入してもよい。このとき、需要調整量と調整に必要なコストを把握できているので、調整に必要なコストを他業者あるいは電力市場から購入する場合の購入コストと比較することにより、購入コストの方が安い場合は他業者あるいは電力市場から電力を購入し、調整コストの方が安い場合は需要調整を実施するという意思決定を行うこともできる。
このようにコスト比較が明確にできるようになり、電力を他の業者から購入するという選択肢を評価できるので、電力供給業者は正確な意思決定をすることができる。
実施例２．
以下、本発明の実施例２による電力供給計画立案支援方法について、実施例１と同様に、電力供給業者として例えば電力会社のような複数の発電設備を有する事業者が、需要調整を考慮した発電機の運転計画を立案する場合を例に説明する。
第３図および第４図は、本発明の実施例２による電力供給計画立案支援方法を説明するための図であり、より具体的には、第３図は発電機運転計画立案支援方法を実施するためのシステムの構成図であり、第４図はフローチャートである。
第３図において、３０１、３０２、３０３はそれぞれ将来の各時刻断面における電力需要予測値データを記憶する電力需要予測値データ記憶部、発電機の運転計画時に制約となる条件を与える発電機データを記憶する発電機データ記憶部、電力需要調整量とその調整コストに関する実績データを記憶する需要調整量・調整コストデータ記憶部であり、それぞれ実施例１で説明した各データ記憶部１０１、１０２、１０３と同様のデータが記憶されている。
３０４、３０５、３０６はそれぞれ電力需要予測値設定機能部、発電機データ設定機能部、需要調整モデル設定機能部すなわち需要調整のためのコストを予測する式を求める機能部である。実施例１の場合と同様に、各データ記憶部３０１、３０２のデータはそれぞれ各設定機能部３０４、３０５により発電機の運転計画問題に関する定数や制約として設定される。需要調整モデル設定機能部３０６は、需要調整量・調整コストデータ記憶部３０３からのデータを用いて各需要家または複数の需要家群または需要家全体の需要調整実績をモデル化する。
３０７は発電機運転計画立案機能部であり、発電機運転計画問題を最適化問題として解く。
３０８は需要調整模擬機能部であり、需要調整モデル設定機能部３０６で設定した各需要家の需要調整実績のモデルを用いて需要調整量と調整コストに関するシミュレーションを実施する。
なお、各設定機能部３０４、３０５、３０６、発電機運転計画立案機能部３０７、および需要調整模擬機能部３０８は、例えば計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより実現される。
３０９は計算結果を表示するための表示機能部であり、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）モニタや液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。
次に、第４図に示すフローチャートに従って、実施例２による電力購入計画立案支援方法を更に詳細に説明する。前日に翌日の一時間毎の各時刻断面における発電機の運転計画を立てる場合を例にとる。
ステップＳＴ４０１で手順の実行を開始し、ステップＳＴ４０２において、電力需要予測値データ記憶部３０１にある将来の需要予測データから供給計画期間に関わる翌日の０時〜２３時までの各時間帯（１時間毎）の予測需要を抽出し、発電機運転計画立案機能部３０７への入力データとして設定する。
また、ステップＳＴ４０３において、発電機データ設定機能部３０５により、発電機計画問題を解く場合に必要な値を設定する。
次に、ステップＳＴ４０４において、発電機運転計画立案機能部３０７により、例えば実施例１において仮想発電機が無い、通常行なわれている発電機の運転計画を実施し、仮の発電機運転計画案を得る。
ステップＳＴ４０５では、ステップＳＴ４０４で得られた仮の発電機運転計画案において、運転される予定の発電機の中から運転コストの最も高い発電機、あるいは運転コストの高い複数の発電機を需要調整の対象となる発電機として抽出し、抽出された需要調整対象発電機の発電量を需要調整量Ｄとする（運転コストの高い発電機およびその発電機による発電量を検出する）。
また、ステップＳＴ４０６において、需要調整モデル設定機能部３０６により、需要調整量・調整コストデータ記憶部３０３からのデータを用いて各需要家または複数の需要家群または需要家全体の需要調整実績をモデル化する（需要調整量と調整コストの関係を表した需要家モデルを推定する）。推定の方法としては、例えば高次の多項式により需要家ｉの需要調整量ｄと調整コストｗの関係を記述することができる。
2003032463.tif 000007
また、例えばニューラルネットワークの学習により関係を近似することもできる。
ステップＳＴ４０７において、需要調整模擬機能部３０８により、需要家モデルから構成された需要調整模擬のためのシミュレータに、上記ステップＳＴ４０５で求めた調整量Ｄ（時刻を含む）を入力し、調整コストＷを修正しながらシミュレーションを繰返して最小のＷを求める。シミュレータは、需要調整実施者と需要家の交渉を模擬することや、外的な要因（気温、曜日、季節、イベント等）による影響を分析しておいて考慮しておけば精度の高い模擬が可能である。
ステップＳＴ４０８においては、ステップＳＴ４０４で求めた仮の発電機運転計画案、ステップＳＴ４０５で検出した運転コストの高い発電機およびその発電量、並びにステップＳＴ４０７で求めた調整コストを、表示機能部３０９により表示する。
ステップＳＴ４０９で一連の手順を終了する。
なお、手順は、図４のフローチャートで示した手順に限るものではなく、例えば、ステップＳＴ４０２とＳＴ４０３については何れが先であってもよい。
このように需要調整を模擬する機能を備えることにより、従来からの発電機の運転計画により得られた結果から運転コストの高い発電機を対象にした調整コストを提示することができる。したがって、電力供給業者は、適切な需要調整を実施するスケジュール、需要調整量とそのために必要な調整コストを知ることができる。その結果、電力供給業者が電力の需要調整を考慮した発電機運転計画を立案するのを支援することができる。
なお、電力供給業者が、表示機能部３０９に表示された仮の発電機運転計画案、運転コストの高い発電機およびその発電量、並びにその発電機による発電量を需要調整するのに要する調整コストを基に、実際に、電力の需要調整を考慮した発電機運転計画を立案する方法については、実施例１で説明したのと同様である。
なお、電力供給業者は、電力を他の業者または電力市場から購入できる場合には、需要調整量に相当する電力量を他業者または電力市場から購入してもよいのは、実施例１の場合と同様であり、需要調整量と調整に必要なコストを把握できているので、調整に必要なコストと他業者または電力市場から購入する場合の購入コストとの比較が明確にできるようになり、電力を他の業者または電力市場から購入するという選択肢を評価できるので、電力供給業者は正確な意思決定をすることができる。
実施例３．
上記実施例１では、需要調整量に相当する電力量を他業者から購入する場合のコスト比較を電力供給業者自身が行う場合について説明したが、本実施例では、需要調整と電力購入の両方を考慮した発電機運転計画案を提示する場合について、実施例１と異なる点を中心として説明する。
電力供給業者が電力を他者から購入する場合、一般的には個別の発電会社などとの相対契約により契約価格で電力を購入する方法と、電力市場（プール型）における市場価格で取引を行ない購入する方法とがあるが、ここでは、市場価格で取引を行ない購入する場合について説明する。
第５図および第６図は、本発明の実施例３による電力供給計画立案支援方法を説明するための図であり、より具体的には、第５図は電力供給計画立案支援方法を実施するためのシステムの構成図であり、第６図はフローチャートである。
第５図において、１１１は電力購入量と購入価格に関する実績データを記憶する電力購入データ記憶部であり、例えば、各電力市場の識別番号、時刻、電力購入量（ｋＷｈ）、購入価格（円）の各項目からなり、例えば、ある電力市場１からの１３：００〜１４：００の１時間の購入量が１００，０００ｋＷｈであり、購入価格が４００，０００円であったとすると、履歴データとしては（１、１３、１００，０００、４００，０００）と記載される。このような履歴データが各時刻毎に、例えば電力供給業者のオフィスなどに設置された電力供給計画立案支援システムに時系列データとして蓄積保存される。
１１２は電力購入量・購入価格関係式設定機能部であり、電力購入量とその購入価格の関係式を設定する、すなわち電力購入のためのコストを予測する式を求める機能部である。過去の市場データ（取引電力量とその価格）から各電力市場をモデル化する。このようにすれば、実施例１で説明した、需要調整のための仮想発電機と同様に発電機運転計画の中に組み込んで扱うことができる
１１３は発電機運転計画立案機能部であり、発電機運転計画問題を最適化問題として解く。
なお、各設定機能部１０４、１０５、１０６、１１２および発電機運転計画立案機能部１１３は、例えば計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより実現される。
１１４は計算結果を表示するための表示機能部であり、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）モニタや液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。
次に、第６図に示すフローチャートに従って、実施例３による電力供給計画立案支援方法を、実施例１との相違点を中心に更に詳細に説明する。前日に翌日の一時間毎の各時刻断面における発電機の運転計画を立てる場合を例にとる。
ステップＳＴ２０１〜２０３は実施例１と同様である。
ステップＳＴ２１１において、電力購入データ記憶部１１１に記憶されている電力購入量と購入価格（購入コスト）に関する実績データを用い、電力購入量・購入価格関係式設定機能部１１２により、以下のように電力購入量と購入価格の関係を推定する。
電力購入量をＥ、購入コストをＶとして、その関係を次のような二次式で表す。
2003032463.tif 000008
する。推定方法としては、例えば最小二乗法を用いることができる。一般には、前日の電力市場では翌日の１時間毎の価格を提示しており、またその電力価格は購入する時間帯に依存する。よって、１日を複数の時間帯に分割し、各時間帯の電力購入量と購入価格に関する実績データから各時間帯の関係式を推定するのが良い。すなわち、Ｍ個の時間帯に分割したとすると、各関係式は以下のようになる．
2003032463.tif 000009
また、実績データを季節、気温や曜日等により分類し、需要予測日がそれらの条件に該当する実績データを使用することも有効である。
ステップＳＴ２０４は実施例１と同様である。
ステップＳＴ２１２において、発電機運転計画立案機能部１１３により、以下の最小化問題を解くことになる。
2003032463.tif 000010
ここで、実施例１では、需要調整量を表す仮想の発電機を設定し、その発電量Ｄの場合のコストＷを二次式で表したものとして考え、以下の式のように仮想発電機ｄのコストと発電量を与えたが、
2003032463.tif 000011
本実施例ではさらに、電力購入量を表す仮想の発電機ｅを設定し、その発電量Ｅの場合のコストＶを二次式で表したものとして考え、以下の式のように仮想発電機ｅのコストと発電量を与える。
2003032463.tif 000012
上記で述べたように複数の時間帯に分割した場合は、以下の式のように複数の仮想発電機の中の１番目の発電機ｅ１のコストと発電量を与える。これらの仮想発電機には、分割された時間帯においてのみ出力可能であり、他の時間帯においては常に出力は０とする制約を与える。
2003032463.tif 000013
評価関数Ｆを発電機の運転計画問題として、例えば動的計画法と制約付き連続系最適化手法により解くことができる。
ステップＳＴ２１３においては、ステップＳＴ２１２で求めた発電機運転計画案を表示機能部１１４により提示する。表示機能部１１４に表示された運転計画案において、仮想発電機ｄに割当てられた発電量の計画値が需要調整量に相当し、そのコストが調整コストに相当する。また、仮想発電機ｅに割当てられた発電量の計画値が電力購入量に相当し、そのコストが購入コストに相当する。
なお、手順は、図６のフローチャートで示した手順に限るものではなく、例えば、ステップＳＴ２０２、ＳＴ２０３、ＳＴ２０４、およびＳＴ２１１については何れが先であってもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、電力需要調整を考慮した発電機運転計画案および電力購入計画案を表示することができ、電力供給業者は、需要調整案として表示された適切な電力需要調整量とその調整コストおよび電力購入量とそのコストを考慮して実際の発電機運転計画および電力購入計画を立案することができる。
なお、上記では、購入電力の全てを市場価格で取引を行ない購入する場合について説明したが、一部の電力を個別の発電会社などとの相対契約により契約価格で購入することになっている場合には、その分を予め電力需要予測値から差し引いておけばよい。
実施例４．
上記実施例２では、需要調整量に相当する電力量を他業者から購入する場合のコスト比較を電力供給業者自身が行う場合について説明したが、本実施例では、需要調整と電力購入の両方を考慮した発電機運転計画案を提示する場合について、実施例２と異なる点を中心として説明する。
実施例３でも述べたように、電力仲介業者が電力を他者から購入する場合、一般的には個別の発電会社などとの相対契約により契約価格で電力を購入する方法と、電力市場（プール型）における市場価格で取引を行ない購入する方法とがあるが、ここでは、購入電力の全てを市場価格で取引を行ない購入する場合について説明する。一部の電力を個別の発電会社などとの相対契約により契約価格で購入することになっている場合には、その分を予め電力需要予測値から差し引いておけばよい。
第７図および第８図は、本発明の実施例４による電力供給計画立案支援方法を説明するための図であり、より具体的には、第７図は電力供給計画立案支援方法を実施するためのシステムの構成図であり、第８図はフローチャートである。
第７図において、３１１は電力購入量と購入価格に関する実績データを記憶する電力購入データ記憶部であり、実施例３で説明した電力購入データ記憶部１１１と同様のデータが記憶されている。
３１２は電力購入量・購入価格関係式設定機能部であり、実施例３で説明した電力購入量・購入価格関係式設定機能部１１２と同様の機能を有する。
３１３は発電機運転計画立案機能部であり、発電機運転計画問題を最適化問題として解く。
３１４は需要調整模擬機能部であり、需要調整モデル設定機能部３０６で設定した各需要家の需要調整実績のモデルを用いて需要調整量と調整コストに関するシミュレーションを実施する。
なお、各設定機能部３０４、３０５、３０６、３１２、発電機運転計画立案機能部３１３、および需要調整模擬機能部３１４は、例えば計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより実現される。
３１５は計算結果を表示するための表示機能部であり、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）モニタや液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。
次に、第８図に示すフローチャートに従って、実施例４による電力供給計画立案支援方法を、実施例２との相違点を中心に更に詳細に説明する。前日に翌日の一時間毎の各時刻断面における発電機の運転計画を立てる場合を例にとる。
ステップＳＴ４０１〜ＳＴ４０３は実施例２と同様である。
ステップＳＴ４１１において、電力購入データ記憶部３１１に記憶されている電力購入量と購入価格（購入コスト）に関する実績データを用い、電力購入量・購入価格関係式設定機能部３１２により、実施例３と同様に電力購入量と購入価格の関係を推定する。
次に、ステップＳＴ４１２において、発電機運転計画立案機能部３１３により、実施例３において仮想発電機ｄが無い場合の発電機の運転計画を実施し、仮の発電機運転計画案を得る。なお、得られた仮の発電機運転計画案のうちで、仮想発電機ｅに割当てられた発電量の計画値が電力購入量に相当し、そのコストが購入コストに相当するので、仮の電力購入計画案も得られることになる。
ステップＳＴ４１３では、ステップＳＴ４１２で得られた仮の運転計画案において、運転コストまたは購入価格（単価）の最も高い発電機または電力、あるいは運転コストまたは購入価格（単価）の高い複数の発電機または電力を需要調整の対象となる発電機または電力として抽出し、抽出された需要調整対象発電機の発電量または需要調整対象電力の購入量を需要調整量Ｄとする（運転コストの高い発電機または単価の高い電力およびその発電機による発電量またはその電力の購入量を検出する）。具体的には、例えば運転コストの最も高い発電機ｉ１の運転コストが７円であり、購入価格（単価）の最も高い電力ｅ１の単価が６円である場合に、運転コストまたは単価の最も高い発電機または電力として、発電機ｉ１が抽出される。なお、運転コストまたは購入価格（単価）の高い複数の発電機または電力を抽出する場合には、例えば、上位から順に予め決められている数だけ抽出したり、予め決められている運転コストまたは購入価格（単価）を上回る発電機または電力を抽出する。
ステップＳＴ４０６において、需要調整モデル設定機能部３０６により、データ記憶部３０３からのデータを用いて各需要家または複数の需要家群または需要家全体の需要調整実績をモデル化する（需要調整量と調整コストの関係を表した需要家モデルを推定する）のは実施例２と同様である。
ステップＳＴ４１４において、需要家モデルから構成された需要調整模擬のためのシミュレータに、上記ステップＳＴ４１３で求めた調整量Ｄ（時刻を含む）を入力し、調整コストＷを修正しながらシミュレーションを繰返して最小のＷを求める。シミュレータは、需要調整実施者と需要家の交渉を模擬することや、外的な要因（気温、曜日、季節、イベント等）による影響を分析しておいて考慮しておけば精度の高い模擬が可能である。
ステップＳＴ４１５においては、ステップＳＴ４１２で求めた仮の発電機運転計画案（仮の電力購入計画案を含む）、ステップＳＴ４１３で検出した運転コストの高い発電機およびその発電量または単価の高い電力およびその購入量、並びにステップＳＴ４１４で求めた調整コストを表示する。
ステップＳＴ４０９で一連の手順を終了する。
なお、手順は、図８のフローチャートで示した手順に限るものではなく、例えば、ステップＳＴ４０２、ＳＴ４０３、およびＳＴ４１１については何れが先であってもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、仮の発電機運転計画案、仮の電力購入計画案、運転コストの高い発電機およびその発電機による発電量または単価の高い電力およびその電力の購入量、並びに上記運転コストの高い発電機による発電量または単価の高い電力の購入量を需要調整するのに要するコストを表示することができ、電力供給業者は、表示されたこれらの内容を考慮して実際の発電機運転計画および電力購入計画を立案することができる。
実施例５．
上記各実施例では、電力供給業者が発電機を所有しており、電力需要の少なくとも一部を発電によって賄う場合の電力供給計画立案支援方法について説明したが、本実施例５および後で説明する実施例６では、電力供給業者が発電機を所有しておらず、電力需要の全てを他業者から購入するいわゆる電力仲介業者である場合の電力供給計画立案支援方法について、上記各実施例と異なる点を中心として説明する。
第９図および第１０図は、本発明の実施例５による電力供給計画立案支援方法を説明するための図であり、より具体的には、第９図は電力供給計画立案支援方法を実施するためのシステムの構成図であり、第１０図はフローチャートである。
第９図において、１２１は電力購入計画立案機能部であり、電力購入計画問題を最適化問題として解く。具体的には、上記各実施例で説明した発電機運転計画問題において、運転コストを電力購入価格データで、発電量を購入電力で置き換えれば、同様の最適化計算が可能である。特に、実施例３における最適化演算で発電機に関する項が無い場合に相当する。
なお、各設定機能部１０４、１０６、１１２および電力購入計画立案機能部１２１は、例えば計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより実現される。
１２２は計算結果を表示するための表示機能部であり、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）モニタや液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。
次に、第１０図に示すフローチャートに従って、実施例５による電力供給計画立案支援方法を、実施例１または実施例３との相違点を中心に更に詳細に説明する。前日に翌日の一時間毎の各時刻断面における発電機の運転計画を立てる場合を例にとる。
ステップＳＴ２０１〜２０３およびステップＳＴ２１１は実施例３と同様である。
次に、ステップＳＴ２２１において、電力購入計画問題を最適化問題として解く。電力購入量を表す複数の仮想発電機ｅと需要調整量を表す発電機ｄに対する以下のコストの式，
2003032463.tif 000014
から構成される以下の最小化問題を解くことになる．
2003032463.tif 000015
ただし、ｎ＝Ｍ＋１である。また、市場運営ルールに依るが本質は電力市場からの購入であるため、発電機ｅに対しては予備力、最小停止時間制約や最小運転時間制約は無くなるが、潮流制約（購入時に予想される送電線空き容量などに依存）や出力上下限制約（最小売買電力量や最大購入量の制限）は存在する場合が考えられる。その場合、発電機運転計画問題と同様に制約付きの最小化問題を解く必要がある。
ステップＳＴ２２２においては、ステップＳＴ２１２で求めた電力購入計画案を表示機能部１２２により提示する。
なお、手順は、図１０のフローチャートで示した手順に限るものではなく、例えば、ステップＳＴ２０２、ＳＴ２０３、およびＳＴ２１１については何れが先であってもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、電力需要調整を考慮した電力購入計画案を表示することができ、電力供給業者は、需要調整案として表示された適切な電力需要調整量とその調整コストを考慮して実際の電力購入計画を立案することができる。
実施例６．
第１１図および第１２図は、本発明の実施例６による電力供給計画立案支援方法を説明するための図であり、より具体的には、第１１図は電力供給計画立案支援方法を実施するためのシステムの構成図であり、第１２図はフローチャートである。
図１１において、３２１は電力購入計画立案機能部であり、電力購入計画問題を最適化問題として解く。
３２２は需要調整模擬機能部であり、需要調整モデル設定機能部３０６で設定した各需要家の需要調整実績のモデルを用いて需要調整量と調整コストに関するシミュレーションを実施する。
なお、各設定機能部３０４、３０６、３１２、電力購入計画立案機能部３２１、および需要調整模擬機能部３２２は、例えば計算機に実装されるソフトウェアプログラムにより実現される。
３２３は計算結果を表示するための表示機能部であり、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）モニタや液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。
次に、第１２図に示すフローチャートに従って、実施例６による電力供給計画立案支援方法を、実施例２または実施例４との相違点を中心に更に詳細に説明する。前日に翌日の一時間毎の各時刻断面における発電機の運転計画を立てる場合を例にとる。
ステップＳＴ４０１、ＳＴ４０２およびＳＴ４１１は実施例４と同様である。
次に、ステップＳＴ４２１において、電力購入計画立案機能部３２１により、実施例５において需要調整が無い場合の電力の運転計画を実施し、仮の電力購入計画案を得る。
ステップＳＴ４２２では、ステップＳＴ４２１で得られた仮の電力購入計画案において、購入価格（単価）の最も高い電力あるいは購入価格（単価）の高い複数の電力を需要調整の対象となる電力として抽出し、抽出された需要調整対象電力の購入量を需要調整量Ｄとする（単価の高い電力およびその電力の購入量を検出する）。
ステップＳＴ４０６において、需要調整モデル設定機能部３０６により、需要調整量・調整コストデータ記憶部３０３からのデータを用いて各需要家または複数の需要家群または需要家全体の需要調整実績をモデル化する（需要調整量と調整コストの関係を表した需要家モデルを推定する）のは実施例２および実施例４と同様である。
ステップＳＴ４２３において、需要家モデルから構成された需要調整模擬のためのシミュレータに、上記ステップＳＴ４２２で求めた調整量Ｄ（時刻を含む）を入力し、調整コストＷを修正しながらシミュレーションを繰返して最小のＷを求める。シミュレータは、需要調整実施者と需要家の交渉を模擬することや、外的な要因（気温、曜日、季節、イベント等）による影響を分析しておいて考慮しておけば精度の高い模擬が可能である。
ステップＳＴ４２４においては、ステップＳＴ４２１で求めた仮の電力購入計画案、ステップＳＴ４２２で単価の高い電力およびその購入量、並びにステップＳＴ４２３で求めた調整コストを表示する。
なお、手順は、図１２のフローチャートで示した手順に限るものではなく、例えば、ステップＳＴ４０２とＳＴ４１１については何れが先であってもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、仮の電力購入計画案、単価の高い電力およびその購入量を需要調整するのに要するコストを提示することができ、電力供給業者は、提示されたこれらの内容を考慮して実際の電力購入計画を立案することができる。
なお、上記各実施例では、表示機能部が表示装置によって実現されている場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば印刷装置によって実現されていてもよい。
産業上の利用可能性
本発明による電力供給計画立案支援方法は、例えば複数の発電設備を有する事業者や電力仲介業者などの電力供給業者が、電力の需要調整を考慮した発電機の運転計画や電力の購入計画を立案する場合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例１による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第２図は本発明の実施例１による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第３図は本発明の実施例２による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第４図は本発明の実施例２による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第５図は本発明の実施例３による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第６図は本発明の実施例３による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第７図は本発明の実施例４による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第８図は本発明の実施例４による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第９図は本発明の実施例５による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第１０図は本発明の実施例５による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第１１図は本発明の実施例６による発電機運転計画立案支援方法を説明する図、第１２図は本発明の実施例６による発電機運転計画立案支援方法を説明する図である。
【図１】
2003032463.tif 000016
【図２】
2003032463.tif 000017
【図３】
2003032463.tif 000018
【図４】
2003032463.tif 000019
【図５】
2003032463.tif 000020
【図６】
2003032463.tif 000021
【図７】
2003032463.tif 000022
【図８】
2003032463.tif 000023
【図９】
2003032463.tif 000024
【図１０】
2003032463.tif 000025
【図１１】
2003032463.tif 000026
【図１２】
2003032463.tif 000027
【国際調査報告】
2003032463.tif 000028
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