(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統のエネルギー需給計画を計算するエネルギー需給計画装置であって、
前記電力系統で消費されるエネルギー需要量と、前記電力系統が有する複数の設備が供給するエネルギー供給量とをそれぞれ予測する予測部と、
前記エネルギー需要量と、前記設備のエネルギー供給量と、前記設備を起動させる優先順位とに基づいて、前記複数の設備を固定出力で起動、可変出力で起動又は停止のいずれかに計画する需給計画低減部と、
前記エネルギー需要量と、前記固定出力で起動した設備のエネルギー供給量とを用いて前記可変出力で起動する設備のエネルギー供給量を計算する最適需給計画部と
を備えるエネルギー需給計画装置。
【請求項２】
前記需給計画低減部は、エネルギーを供給する優先順位が高い設備から順に起動して固定する計画を生成する請求項１に記載のエネルギー需給計画装置。
【請求項３】
前記需給計画低減部は、エネルギーを供給する優先順位が低い設備から順に停止して固定する計画を生成する請求項１又は２に記載のエネルギー需給計画装置。
【請求項４】
前記優先順位は、設備が供給するエネルギー供給量の単位当たりの燃料費が安価となるような順序であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエネルギー需給計画装置。
【請求項５】
前記需給計画低減部は、確率分布に基づいて計算される上限値によって定まる誤差幅に基づいて前記停止の計画を生成する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエネルギー需給計画装置。
【請求項６】
前記需給計画低減部は、確率分布に基づいて計算される下限値によって定まる誤差幅に基づいて前記固定出力の計画を生成する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエネルギー需給計画装置。
【請求項７】
電力系統のエネルギー需給計画を計算するエネルギー需給計画装置に実行させるためのプログラムであって、
前記エネルギー需給計画装置が、前記電力系統で消費されるエネルギー需要量と、前記電力系統が有する複数の設備が供給するエネルギー供給量とをそれぞれ予測する予測手順と、
前記エネルギー需給計画装置が、前記エネルギー需要量と、前記設備のエネルギー供給量と、前記設備を起動させる優先順位とに基づいて、前記複数の設備を固定出力で起動、可変出力で起動又は停止のいずれかに計画する需給計画低減手順と、
前記エネルギー需給計画装置が、前記エネルギー需要量と、前記固定出力で起動した設備のエネルギー供給量とを用いて前記可変出力で起動する設備のエネルギー供給量を計算する最適需給計画手順と
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー需給計画装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクログリッド（ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ）等のように、分散型電源設備等を利用して、近接する地域にエネルギーを供給するネットワークを構築する方法が知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献１では、マイクログリッドにおいて、系統周波数及び連系線潮流を用いる制御を加味して、安定な系統周波数を維持する電力需給制御を行うことで、マイクログリッドの周波数を安定化させる方法が開示されている。
【０００４】
他にも、例えば、非特許文献１では、工業団地でスマートグリッドを構成するため、ディーゼルエンジン発電機を低出力で運用する場合には、運転優先順位を出力に応じて変更する等を行い、年間の総燃料費を削減する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１４９００号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】世古口雅宏、山田哲夫、神永正教、山野修平、渥美寿一郎、福井千尋「自立分散電源協調型ＥＬＤ制御の評価」、電気学会論文誌Ｂ、２０１３年、Ｖｏｌ．１３３、Ｎｏ．６、５２３−５３０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の方法では、エネルギー需給計画の計算において、所定の時間ごとに分けられて、計算が行われないため、計算時間が長くなる場合がある。
【０００８】
本発明の１つの側面は、このような問題に鑑みてなされたものであり、エネルギー需給計画の計算において、計算時間を短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一実施形態における、電力系統のエネルギー需給計画を計算するエネルギー需給計画装置は、前記電力系統で消費されるエネルギー需要量と、前記電力系統が有する複数の設備が供給するエネルギー供給量とをそれぞれ予測する予測部と、前記エネルギー需要量と、前記設備のエネルギー供給量と、前記設備を起動させる優先順位とに基づいて、前記複数の設備を固定出力で起動、可変出力で起動又は停止のいずれかに計画する需給計画低減部と、前記エネルギー需要量と、前記固定出力で起動した設備のエネルギー供給量とを用いて前記可変出力で起動する設備のエネルギー供給量を計算する最適需給計画部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エネルギー需給計画の計算において、計算時間を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置の使用例を示す概要図。
【図２】本発明の一実施形態における需要家の一例を示す概要図。
【図３】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置のシステム構成の一例を示すブロック図。
【図５】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による最適化問題を算出する計算時間と最適化問題の規模との関係の一例を示す図。
【図６】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置を有するシステムによる全体処理の一例を示すフローチャート。
【図７】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される電力エネルギー供給量の一例を示す図。
【図８】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される熱エネルギー供給量の一例を示す図。
【図９】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測されるエネルギー需要量の一例を示す図。
【図１０】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される再生可能エネルギーを利用する発電設備が供給するエネルギー供給量の一例を示す図。
【図１１】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される可制御の発電設備が供給するエネルギー供給量の一例を示す図。
【図１２】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による設備の計画の固定の一例を示す図。
【図１３】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による設備の計画の固定の別の一例を示す図。
【図１４】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による最適需給計画問題を所定の時間ごとに分けて生成する一例を示す図。
【図１５】本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による最適需給計画の計算時間の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
１．エネルギー需給計画装置の使用例
２．エネルギー需給計画装置のハードウェア構成例
３．エネルギー需給計画装置のシステム構成例
４．エネルギー需給計画装置を有するシステムによる全体処理例
≪  １．  エネルギー需給計画装置の使用例  ≫
図１は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置の使用例を示す概要図である。図１は、エネルギー需給計画装置の例としてＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１０が用いられる一例を示す。具体的には、図１は、監視制御システム１がＰＣ１０と、需要予測装置１１と、需給制御装置１２と、データベースサーバ１３とを有する例を示す。また、監視制御システム１は、通信ネットワークＣＮを介して、電力系統ＰＳに接続される。さらに、監視制御システム１は、通信ネットワークＣＮを介して、電力系統ＰＳから計測データＤ１等を受信する。さらにまた、監視制御システム１は、通信ネットワークＣＮを介して、電力系統ＰＳに制御信号を送信し、電力系統ＰＳが有する設備を制御する。
【００１４】
電力系統ＰＳには、大型需要家、中型需要家又は小型需要家等の需要家ＣＳがあり、各需要家ＣＳは、電力ケーブル等を介して接続される。また、電力系統ＰＳは、スイッチ等を有し、事故等の際には、各需要家を切り離すことができる。さらに、電力系統ＰＳには、トランス等が含まれ、トランスは、各需要家に入力される電力を調整する。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態における需要家の一例を示す概要図である。図示するように、需要家ＣＳは、例えば、熱エネルギーを扱う熱源設備ＣＰ及び電力エネルギーを扱う発電設備ＥＰを有する。熱源設備ＣＰは、排熱を利用する機器等である。具体的には、熱源設備ＣＰは、冷房負荷を担うため、ジェネリンク及びガス吸収式冷凍機等を有する。また、熱源設備ＣＰは、暖房負荷を担うため、暖房用熱交換器及び暖房ボイラ等を有する。さらに、熱源設備ＣＰは、給湯負荷を担うため、給湯用熱交換器及び給湯ボイラ等を有する。さらにまた、電力系統には、図示するように、冷却塔等があってもよい。
【００１６】
また、需要家ＣＳは、発電設備ＥＰとして、例えば、発電機等を有する。発電機は、火力発電機等の可制御の発電機、風力発電機又は太陽光発電機等の再生可能エネルギーを利用する可制御でない発電機又はこれらの組み合わせ等である。
【００１７】
なお、需要家ＣＳは、図示する構成に限られず、例えば、コジェネレーションを行う設備、燃料電池、蓄電池又はバイナリ発電設備等を有してもよい。また、各需要家は、発電設備、負荷設備又は蓄電設備等を有してもよい。さらに、各需要家は、各設備を複数有してもよい。
【００１８】
なお、需要家ＣＳは、各負荷に対してそれぞれの需要家の需要を超えるエネルギーを他の需要家等に供給してもよい。即ち、需要家ＣＳの間では、電力等のエネルギーが融通されてもよい。
【００１９】
図１に戻り、監視制御システム１は、電力系統ＰＳが有する各設備に設置されるセンサ等によって計測される計測データＤ１等を通信ネットワークＣＮを介して受信し、データベースサーバ１３に記憶する。また、計測データＤ１は、例えば、工場で使われる電力の電力量等を示す。なお、計測データＤ１は、実績データでも、センサ等によって計測されるリアルタイムのデータでもよい。なお、データベースサーバ１３は、他の種類のデータを更に記憶してもよい。
【００２０】
さらに、需要予測装置１１は、計測データＤ１及び設備データＤ４等に基づいて電力系統ＰＳで消費されるエネルギー需要量等を予測し、予測データＤ３として記憶する。また、電力系統ＰＳが再生可能エネルギーを利用する設備を有する場合には、需要予測装置１１は、気象データＤ２及び設備データＤ４等を用いて、設備が供給するエネルギー供給量等を予測する。予測は、例えば、特開２０１２−１７５８４７号公報に開示されている方法等によって実現される。
【００２１】
需要予測装置１１によって予測されるエネルギー需要量に対して、ＰＣ１０は、電力系統ＰＳが有する設備を起動又は停止させる最適需給計画を計算する。また、ＰＣ１０は、電力系統ＰＳが有する設備を起動させる最適需給計画問題では、各設備の出力量等も更に計画する。例えば、最適需給計画問題は、３０分又は１時間ごとに生成される。なお、計画問題最適需給計画問題が生成される間隔は、任意に設定できる。
【００２２】
需給制御装置１２は、計算される最適需給計画に基づいて、各設備をそれぞれ制御する制御信号を送信する。
【００２３】
なお、監視制御システム１は、図１に示す構成に限られない。例えば、監視制御システム１は、図１に示す以外の装置又は電力系統を有してもよい。また、需要家は、図２に示す構成に限られない。例えば、需要家は、図２に示す以外の装置を有してもよい。
【００２４】
≪  ２．  エネルギー需給計画装置のハードウェア構成例  ≫
図３は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。具体的には、ＰＣ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１と、記憶装置１０２と、ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１０３と、入力Ｉ／Ｆ１０４と、出力Ｉ／Ｆ１０５とを有する。つまり、エネルギー需給計画装置は、ＰＣ、サーバ又はワークステーション等の情報処理装置、即ち、コンピュータである。
【００２５】
ＣＰＵ１０１は、ＰＣ１０が行う各種処理及び各種制御を実現するための演算と各種データの加工とを行う演算装置である。さらに、ＣＰＵ１０１は、ＰＣ１０が有するハードウェアを制御する制御装置である。
【００２６】
記憶装置１０２は、ＰＣ１０が使うデータ、プログラム及び設定値等を記憶する。また、記憶装置１０２は、いわゆるメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）等である。なお、記憶装置１０２は、ハードディスク（ｈａｒｄｄｉｓｋ）等の補助記憶装置等を有してもよい。
【００２７】
ネットワークＩ／Ｆ１０３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して接続される装置と各種データ等を送受信する。例えば、ネットワークＩ／Ｆ１０３は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）及びＬＡＮケーブルを接続させるコネクタ等である。なお、ネットワークＩ／Ｆ１０３は、ネットワークを利用するＩ／Ｆに限られず、ケーブル、無線又はコネクタ等によって外部装置と送受信するＩ／Ｆであってもよい。
【００２８】
入力Ｉ／Ｆ１０４は、ＰＣ１０を使うシステム管理者等とのインタフェースである。具体的には、入力Ｉ／Ｆ１０４は、システム管理者等が行う各種操作を入力する。例えば、入力Ｉ／Ｆ１０４は、キーボード等の入力装置及び入力装置をＰＣ１０に接続させるコネクタ等によって構成される。
【００２９】
出力Ｉ／Ｆ１０５は、ＰＣ１０を使うシステム管理者等とのインタフェースである。具体的には、出力Ｉ／Ｆ１０５は、ＰＣ１０が行う各種処理の処理結果等をシステム管理者等に出力する。例えば、出力Ｉ／Ｆ１０５は、ディスプレイ等の出力装置及び出力装置をＰＣ１０に接続させるコネクタ等である。
【００３０】
なお、ＰＣ１０は、各ハードウェア資源による処理等を補助する補助装置を更に有する構成でもよい。また、ＰＣ１０は、各種処理を並列、冗長又は分散して処理するため、装置を内部又は外部に更に有してもよい。さらに、ＰＣ１０は、複数の情報処理装置で構成されてもよい。
【００３１】
≪  ３．  エネルギー需給計画装置のシステム構成例  ≫
図４は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。例えば、ＰＣ１０は、優先順位決定部ＦＮ１と、需給計画低減部ＦＮ２と、最適需給計画算出部ＦＮ３と、最適需給計画出力部ＦＮ４とを有する構成とする。
【００３２】
優先順位決定部ＦＮ１は、最適需給計画の算出において、電力系統ＰＳ（図１参照）が有する各設備を起動させる優先順位を決定する。優先順位の決定方法は、例えば、“世古口雅宏、山田哲夫、神永正教、山野修平、渥美寿一郎、福井千尋「自立分散電源協調型ＥＬＤ制御の評価」、電気学会論文誌Ｂ、２０１３年、Ｖｏｌ．１３３、Ｎｏ．６、５２３−５３０頁”に示す方法等である。また、優先順位は、設備１台単位又は複数の設備を含むグループ単位で異なる順位がそれぞれ設定できる。
【００３３】
需給計画低減部ＦＮ２は、最適需給計画の算出に係る計算処理を速くするため、最適需給計画の規模を低減させる。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による最適化問題を算出する計算時間と最適化問題の規模との関係の一例を示す図である。図示するように、最適化問題を算出するための計算時間は、変数及び数式の数等の最適化問題の規模に対して指数関数的に増大する。したがって、ＰＣは、最適化問題の規模を縮小、即ち、最適需給計画の規模を低減させることによって、最適化問題を算出するための計算時間を短くする。
【００３５】
最適化問題の規模を縮小させるため、最適需給計画の算出の前に、需給計画低減部ＦＮ２（図４参照）等によって、需給計画期間が短期間に細分化されると、計算時間が短くなる。なお、ＰＣは、需要量の予測値、設備データ及び優先順位等に基づいて、計画の固定等を行ってもよい。需給計画低減部ＦＮ２による処理の詳細は、後述する。
【００３６】
図４に戻り、最適需給計画算出部ＦＮ３は、エネルギー需要量の予測値と、設備データ等で定まる電力系統が有する各設備に係る制約条件等とに基づいて、各設備を起動又は停止させる計画をそれぞれ計算する。
【００３７】
最適需給計画出力部ＦＮ４は、通信ネットワークＣＮ（図１参照）を介して、最適需給計画算出部ＦＮ３によって計算される計画の計算結果を各設備及び需給制御装置１２（図１参照）にそれぞれ送信する。次に、需給制御装置１２は、送信される計算結果に基づいて、各設備を制御する。
【００３８】
≪  ４．  エネルギー需給計画装置を有するシステムによる全体処理例  ≫
図６は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置を有するシステムによる全体処理の一例を示すフローチャートである。例えば、図６は、監視制御システム１（図１参照）等によって行われる全体処理の例である。
【００３９】
≪  優先順位の決定例（ステップＳ１０１）  ≫
ステップＳ１０１では、監視制御システムは、優先順位を決定する。優先順位は、電力系統が有する設備を起動させる順序を示す。例えば、優先順位決定部ＦＮ１（図４参照）によって、設備が供給するエネルギー供給量の単位当たりの燃料費が安価となるような順序に、優先順位が決定する。
【００４０】
≪  各エネルギー量の算出例（ステップＳ１０２）  ≫
ステップＳ１０２では、ＰＣは、各エネルギー量を算出する。例えば、ＰＣは、電力系統が火力発電等の可制御の発電設備を有する場合には、発電設備によって供給される電力エネルギー供給量を算出する。
【００４１】
図７は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される電力エネルギー供給量の一例を示す図である。具体的には、第１グラフＧＲ１が示すように、電力系統が有する発電設備による電力エネルギー供給量は、時間ごとに、それぞれ算出される。なお、エネルギーの種類は、電力に限られない。
【００４２】
図８は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される熱エネルギー供給量の一例を示す図である。例えば、第２グラフＧＲ２が示すように、熱エネルギーが予測されてもよい。以下、電力エネルギーの例で説明する。
【００４３】
可制御の発電設備で供給されるエネルギー供給量は、各需要家ＣＳ（図１参照）によるエネルギー需要量の予測値と、再生可能エネルギーを利用する発電設備が供給するエネルギー供給量の予測値とに基づいて算出される。即ち、電力系統が再生可能エネルギーを利用する発電設備を有する場合には、予測されるエネルギー需要量から、予測される再生可能エネルギーによるエネルギー供給量を差し引いて、残りのエネルギー量を可制御の発電設備で供給するようにエネルギー量が計算される。
【００４４】
なお、エネルギー需要量及びエネルギー供給量は、確率分布に基づいて計算される上限値と、下限値とによって定まる誤差幅（信頼区間）（以下「誤差幅」という。）があり、予測値と、誤差幅による予測の幅とがそれぞれ算出されてもよい。
【００４５】
図９は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測されるエネルギー需要量の一例を示す図である。例えば、図９に示す需要予測値、需要予測上限値及び需要予測下限値のそれぞれの値は、「湯川哲也、沼一之、斉藤俊哉、高山信一、飯坂達也、松井哲郎「ニューラルネットワークを適用した電力需要予測システムの開発」、平成２０年電気学会電力・エネルギー部門大会、２００８年、０１_１−２」に示す方法等によって算出される。なお、図９は、予測範囲を１日とし、予測される時間間隔を３０分とした例である。この例では、図９に示す需要予測値がエネルギー需要量の予測値となり、図９に示す需要予測上限値及び需要予測下限値によって誤差幅が求まる。
【００４６】
図１０は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される再生可能エネルギーを利用する発電設備が供給するエネルギー供給量の一例を示す図である。例えば、図１０に示す発電予測値、発電予測上限値及び発電予測下限値のそれぞれの値は、「石橋直人・飯坂達也・大平涼子・中西要祐、「部分的最小二乗法を用いた日射量予測とその信頼区間の推定方法」、電気学会論文誌Ｂ、２０１２年、Ｖｏｌ．１３３、Ｎｏ．１、６４−７１頁」に示す方法等によって算出される。なお、図１０は、予測範囲を１日とし、予測される時間間隔を３０分とした例である。この例では、図１０に示す発電予測値を、エネルギー供給量を計算するため、エネルギー供給量の一部とすると、図１０に示す発電予測上限値及び発電予測下限値によって誤差幅が求まる。
【００４７】
図１１は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置によって予測される可制御の発電設備が供給するエネルギー供給量の一例を示す図である。なお、図１１は、予測範囲を１日とし、予測される時間間隔を３０分とした例である。例えば、図１１に示すように、ＰＣは、可制御の発電設備が供給すべきエネルギー供給量を予測する。この例では、図１１に示す供給電力量予測値がエネルギー供給量となる。
【００４８】
なお、各エネルギー量は、需要予測装置１１（図１参照）等の他の装置で算出され、データの一部又は全部は、ＰＣに入力されてもよい。
【００４９】
≪  設備の計画の固定例（ステップＳ１０３）  ≫
図６に戻り、ステップＳ１０３では、ＰＣは、設備の計画を固定して、設備を起動又は停止させる計画とする。
【００５０】
図１２は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による設備の計画の固定の一例を示す図である。図１２では、エネルギー供給量が第３グラフＧＲ３のように予測された例で説明する。また、図１２では、電力系統は、第１発電設備Ｇ１、第２発電設備Ｇ２及び第３発電設備Ｇ３の複数の設備を有するとする。さらに、ステップＳ１０１で決定される優先順位によって、図１２では、第１発電設備Ｇ１が最も優先順位が高く、次に第２発電設備Ｇ２の優先順位が高く、第３発電設備Ｇ３の優先順位が最も低いとする。即ち、優先順位の高い第１発電設備Ｇ１は、最も起動する順序が早く、優先順位の低い第３発電設備Ｇ３は、第１発電設備Ｇ１等と比較して起動する場合が少なく、停止する計画となる場合が多い例である。
【００５１】
また、図１２では、第１発電設備Ｇ１は、第１定格出力量Ｇ１ＯＵＴ、第２発電設備Ｇ２は、第２定格出力量Ｇ２ＯＵＴ、第３発電設備Ｇ３は、第３定格出力量Ｇ３ＯＵＴをそれぞれ供給できるとする。この場合には、例えば、第１時刻Ｔ１において、第３グラフＧＲ３が示すエネルギー供給量を供給するため、設備を起動又は停止させる計画は、優先順位に基づいて、第１発電設備Ｇ１と、第２発電設備Ｇ２とをそれぞれ起動させる計画となる。
【００５２】
なお、計画は、設備を起動させる場合には、「起動」とする計画以外に、起動によって設備が供給するエネルギー供給量、即ち、各設備の出力値が併せて計画される。第１時刻Ｔ１の例では、第１発電設備Ｇ１の計画は、「起動」とし、かつ、第１発電設備Ｇ１によるエネルギー供給量を第１発電設備Ｇ１が出力できる最大値である第１定格出力量Ｇ１ＯＵＴとされる。また、第１時刻Ｔ１の例では、第２発電設備Ｇ２の計画は、「起動」とし、かつ、第２発電設備Ｇ２によるエネルギー供給量を計算対象とする。さらに、第３発電設備Ｇ３の計画は、「停止」とし、かつ、第３発電設備Ｇ３によるエネルギー供給量は、「０」とされる。
【００５３】
ＰＣは、各計画のうち、「起動」かつ「最大値で出力」となる計画と、「停止」となる計画をそれぞれ固定する。具体的には、図１２（Ａ）に示す計画のうち、固定させる計画は、例えば、図１２（Ｂ）に示す計画等である。
【００５４】
各計画のうち、第１発電設備Ｇ１に係る計画は、「起動」かつ「最大値で出力」であるため、固定される計画は、第１固定Ｈ１である。図示するように、第１固定Ｈ１は、「起動」かつ「最大値で出力」で所定の時間同一となる計画等である。
【００５５】
また、各計画のうち、第３発電設備Ｇ３に係る計画の一部は、「停止」であるため、固定される計画は、第２固定Ｈ２である。図示するように、第２固定Ｈ２は、「停止」で所定の時間同一となる計画等である。
【００５６】
固定される計画は、各計画のうち、最適需給計画の計算が行われなくとも、計画が容易に判断できる計画である。したがって、ＰＣは、第１固定Ｈ１及び第２固定Ｈ２のように、設備及び時間ごとに、計画を固定する。計画が固定されると、固定された計画は、例えば、図１２（Ｂ）に示す第１固定Ｈ１では、計画は、「起動」かつ「最大値で出力」と所定の時間同一に固定される。同様に、第２固定Ｈ２では、計画は、「停止」と所定の時間同一に固定される。即ち、固定される計画は、所定の時間、設備が供給するエネルギーを同一とする処理である。また、後段の最適需給計画の計算対象となるのは、固定されない計画が対象となる。
【００５７】
このように、計画を固定すると、固定が行われない場合と比較して、ＰＣは、固定される計画分について、最適需給計画の計算対象を少なくできる。したがって、ＰＣは、エネルギー需給計画の計算において、最適需給計画に係る計算時間を短くできる。
【００５８】
なお、図９等に示すように、誤差幅がある場合には、誤差幅に基づいて計画が固定されてもよい。
【００５９】
図１３は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による設備の計画の固定の別の一例を示す図である。例えば、図１３（Ａ）では、図１２と同様に、エネルギー供給量が第５グラフＧＲ５のように予測され、更に上限値が第４グラフＧＲ４、下限値が第６グラフＧＲ６のようにそれぞれ予測される例で説明する。この例では、第４グラフＧＲ４が示す上限値及び第６グラフＧＲ６が示す下限値に基づいて、誤差幅Ｗが求まる。
【００６０】
固定は、図１３（Ｂ）に図示するように、誤差幅Ｗに基づいて行われてもよい。具体的には、第３固定Ｈ３となる計画は、誤差幅Ｗが示す最小値、即ち、第６グラフＧＲ６に基づいて求まる。一方、第４固定Ｈ４となる計画は、誤差幅Ｗが示す最大値、即ち、第４グラフＧＲ４に基づいて求まる。即ち、図１３（Ｂ）では、第３固定Ｈ３となる計画によって、第１発電設備Ｇ１の計画が「起動」かつ「最大値で出力」と固定される。また、図１３（Ｂ）では、第４固定Ｈ４となる計画によって、第３発電設備Ｇ３の計画が「停止」と固定される。
【００６１】
このように、誤差幅に基づいて、計画を固定すると、固定が行われない場合と比較して、ＰＣは、固定される計画分について、最適需給計画の計算対象を少なくできる。したがって、ＰＣは、エネルギー需給計画の計算において、最適需給計画に係る計算時間を短くできる。
【００６２】
≪  最適需給計画問題を所定の時間ごとに分けて生成する例（ステップＳ１０４）  ≫
図６に戻り、ステップＳ１０４では、ＰＣは、最適需給計画問題を所定の時間ごとに分けて生成する。例えば、ＰＣは、２４時間分の最適需給計画問題を１時間又は３０分ごとに分けて生成する。
【００６３】
図１４は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による最適需給計画問題を所定の時間ごとに分けて生成する一例を示す図である。図１４は、Ｎ個の設備に係る最適需給計画問題を２４時間分生成する例である。計画は、２４時間分のうち、各「時点」についてそれぞれ計算される。例えば、１時間ごとに最適需給計画が計算される場合には、時点ｔは、「２４」となる。また、３０分ごとに最適需給計画が計算される場合には、時点ｔは、「４８」となる。なお、「ｔ」の値は、あらかじめ入力される値である。この場合には、図１４（Ａ）のように、１つの計画として最適需給計画問題が生成されると、計算回数は、Ｎ×ｔの変数を計算する１回となる。
【００６４】
これに対して、ステップＳ１０４では、ＰＣは、図１４（Ｂ）に図示するように、所定の時間ごとに分けて、それぞれ個別に計算するように、最適需給計画問題を生成する。即ち、図１４（Ａ）に図示する１つの計画を分割して最適需給計画問題を生成する。例えば、図１４（Ｂ）に図示するように、ＰＣは、ｔ個に分けて最適需給計画問題を生成する。図１４（Ｂ）のように、最適需給計画問題が分けて生成されると、計算回数は、Ｎ個の変数をそれぞれ計算するｔ回となる。なお、分割幅となるｔは、任意の値があらかじめ設定されてもよい。また、設備の台数及び設備に係るデータは、設備データによって入力される。
【００６５】
このように、ＰＣは、最適需給計画の計画期間を短い期間にして細分化し、最適需給計画問題を生成する。後段の最適需給計画の計算では、細分化された最適需給計画ごとに、計算が行われる。
【００６６】
最適需給計画問題の計算対象となる変数の総計は、細分化されても変化しない。しかし、最適需給計画の計算時間、即ち、最適化問題に対する計算時間は、最適化問題の規模に対して指数関数的に増える。そのため、最適需給計画の計画期間が短い、即ち、細分化された方が、計画の規模が縮小され、最適需給計画の計算時間は、短くできる。したがって、最適需給計画問題が細分化されて生成されると、エネルギー需給計画の計算において、最適需給計画の計算時間は、短くできる。
【００６７】
≪  最適需給計画の計算例（ステップＳ１０５）  ≫
図６に戻り、ステップＳ１０５では、監視制御システムは、最適需給計画を計算する。具体的には、ＰＣは、設備データ等を用いて、最適需給計画を計算する。最適需給計画の計算には、設備データに基づいて、制約条件が設定されてもよい。なお、制約条件は、例えば、各設備がそれぞれ供給できるエネルギー量の上限値並びに下限値、各設備が単位時間当たりに供給できるエネルギー量の増加量並びに減少量、各設備を連続して停止できる最小の時間を示す最小連続停止時間、各設備を連続して起動できる最小の時間を示す最小連続運転時間又はこれらの組み合わせ等である。さらに、電力系統が蓄電設備を有する場合には、制約条件は、蓄電設備の蓄電量の下限値並びに上限値、蓄電設備の充電量の下限値並びに上限値、蓄電設備の放電量の下限値並びに上限値又はこれらの組み合わせ等でもよい。さらにまた、電力系統が電力流通設備を有する場合には、制約条件は、電力流通設備の潮流量の下限値、上限値又はこれらの組み合わせでもよい。
【００６８】
最適需給計画は、所定の問題を定式化した目的関数等である。例えば、最適需給計画が計算されると、発電コスト又は排出する二酸化炭素量等が最小となるように、各設備を「起動」又は「停止」とする状態及び「起動」とする場合には、設備の出力値等がそれぞれ算出される。
【００６９】
≪  最適需給計画の出力例（ステップＳ１０６）  ≫
ステップＳ１０６では、監視制御システムは、最適需給計画を出力する。具体的には、ＰＣは、通信ネットワークＣＮ（図１参照）を介して、各需要家ＣＳ（図１参照）等に最適需給計画を出力して、各設備を制御する。また、需給制御装置１２（図１参照）は、出力される最適需給計画に基づいて、各設備を制御する。
【００７０】
≪  比較結果例  ≫
図１５は、本発明の一実施形態におけるエネルギー需給計画装置による最適需給計画の計算時間の一例を示す図である。図１５では、第１計算時間ＣＴ１は、ステップＳ１０４（図６参照）等が行われない場合の計算時間である。一方、第２計算時間ＣＴ２は、ステップＳ１０４等が行われた場合の計算時間である。図示するように、第２計算時間ＣＴ２は、第１計算時間ＣＴ１と比較して、計算時間が短くできた例である。
【００７１】
図示するように、ステップＳ１０４等が行われると、エネルギー需給計画の計算において、計算時間が短くでき、計算の高速化を図ることができる。
【００７２】
なお、本発明の一実施形態に係る各処理の全部又は一部は、機械語、アセンブラ等の低水準言語、Ｃ言語、Ｊａｖａ（登録商標）若しくはオブジェクト指向プログラミング言語等の高水準言語又はこれらを組み合わせて記述されるコンピュータに実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。即ち、プログラムは、情報処理装置等のコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。
【００７３】
また、プログラムは、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して頒布することができる。さらに、記録媒体は、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ若しくはブルーレイディスク等の光ディスク、ＳＤ（登録商標）カード又はＭＯ等でもよい。さらにまた、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。
【００７４】
さらに、本発明の一実施形態に係る各処理の全部又は一部は、１以上の情報処理装置を含むエネルギー需給計画システムによって、処理の全部又は一部が並行、分散、冗長又はこれらの組み合わせで処理されてもよい。
【００７５】
また、本発明の一実施形態に係る各処理は、図示した順序に限られない。例えば、各処理の一部又は全部は、異なる順序、並行、分散又は省略されて処理されてもよい。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  監視制御システム
１０  ＰＣ
１１  需要予測装置
１２  需給制御装置
ＣＳ  需要家
ＰＳ  電力系統
ＥＰ  発電設備
ＣＰ  熱源設備
【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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