(57)【要約】【課題】連接水系の運用に際し、水の効率的な運用により火力機の燃料費も削減したい。【解決手段】複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置において、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段とを備え、前記初期スケジュール作成手段は、当該ダムの上下流発電機の使用水量を同じとする演算手段を備えた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置において、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段とを備え、前記初期スケジュール作成手段は、当該ダムの上下流発電機の使用水量を同じとする演算手段を備えたことを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項２】
請求項１記載の連接水素の発受電計画作成装置において、運転スケジュール修正手段は、初期スケジュール作成手段により、ダム調整容量が小さく、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとすることが不可能となった場合に、上下流側発電機の起動停止状態を調整することを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項３】
請求項１記載の連接水素の受発電計画作成装置において、運転スケジュール修正手段は、複数の通水路が合流する地点について、通水量の設定を変更しない割振りを行なうことを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項４】
請求項１記載の連接水素の受発電計画作成装置において、運転スケジュール修正手段は、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止状態を調整することを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項５】
請求項１記載の連接水素の受発電計画作成装置において、運転スケジュール修正手段は、短い時間の起動停止状態をなくすために、連続運転（連続停止）、又は起動（停止）状態の時間帯を前後にずらすことを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項６】
請求項１記載の連接水素の受発電計画作成装置において、運転スケジュール修正手段は、発電機の指令値が離散値データしか扱えない場合、指令値を丸め込むことにより、使用水量制約に誤差が生じた場合、系統全体の増分単価（ラムダ）に応じて出力を１ステップずつ調整しながら使用水量の調整を行なうことを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項７】
請求項１記載の連接水素の受発電計画作成装置において、運転スケジュール修正手段は、発電機の運転回数制約に抵触した場合、ダム水位制約に違反している時間帯の運転をまとめて、違反していない時間帯に移動し、最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定することを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項８】
請求項１記載の連接水素の受発電計画作成装置において、初期スケジュール作成手段は、発電機からダムへ、又はダムから発電機へ着水遅れが発生する場合、着水遅れによる通水量を考慮した使用水量を基に初期スケジュールを作成することを特徴とする連接水系の発受電計画作成装置。
【請求項９】
複数のダム及び発電機を有する連接水素の発受電計画作成装置において、予測需要、並びに発電機の設備デ−タなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュ−ル作成手段と、前期初期スケジュ−ル作成手段にて作成された初期スケジュ−ルを基に、発電機、並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュ−ルからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュ−ル修正手段を備え、前期初期スケジュ−ル作成手段は下記▲１▼，▲２▼のいずれか、又、運転スケジュ−ル作成手段は下記▲３▼ないし▲８▼の内のいずれかを選択することを特徴とする連接水素の受発電計画の作成装置。
記
▲１▼　初期スケジュール作成手段は、ダム調整容量が小さい場合、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとする。
▲２▼　初期スケジュール作成手段は、発電機からダムへ、又はダムから発電機へ着水遅れが発生する場合、着水遅れによる通水量を考慮した使用水量を基に初期スケジュ−ルを作成する。
▲３▼　運転スケジュール修正手段は、初期スケジュ−ル作成手段により、ダム調整容量が小さい場合、そのダムの上下流発電機の水量を同じとすることが不可能となった場合に、上下流側発電機の起動停止状態を調整する。
▲４▼　運転スケジュール修正手段は、通水量が合流する地点における通水量について、通水量を変更しない割振りを行なう。
▲５▼　運転スケジュール修正手段は、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止状態を調整する。
▲６▼　運転スケジュール修正手段は、短い時間の起動停止状態をなくすために、連続運転（連続停止）、又は起動（停止）状態の時間帯を前後にずらす。
▲７▼　運転スケジュール修正手段は、発電機の指令値が離散値デ−タしか扱えない場合、指令値を丸め込むことにより、使用水量制約に誤差が生じた場合、系統全体の増分単価（ラムダ）に応じて出力を１ステップずつ調整しながら使用水量の調整を行なう。
▲８▼　運転スケジュール修正手段は、発電機の運転回数制約に抵触した場合、ダム水位制約に違反している時間帯の運転をまとめて、違反していない時間帯に移動し、最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定する。
【請求項１０】
複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置の処理プログラムを記録する記録媒体であって、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段を実行する機能と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段を実行する機能との処理プログラムを記録する記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力会社の中央給電指令所の運用者に対して、発電機の運用計画を支援するための連接水系の発受電計画作成装置及びその装置の処理プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
翌日や週間などの発受電計画の作成をする場合、通常、運用コストが最小となるようにＬＰ法やＤＰ法などの最適化手法により運転スケジュールが決定されている。しかし、その作成計画内に複数のダムや発電機を有する連接水系などが含まれる場合では、ダムへの流入量，ダム水位等の様々な運用制約があり、連接水系内の発電機の運転スケジュール作成は困難なものとなっている。そのため、現在のシステムでは人間系による判断での運転スケジュールの決定が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、発受電計画作成に際しては、専門的な知識を持った熟練運用者を要することとなる。又、連接水系の運用に関しては、水を動力源とした発電機の運用であるため、燃料費は必要としないが、系統全体から見れば、水力機の効率的な運転により火力機の燃料費を削減することが可能となり、経済性を考えた場合には重要な運用となる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、かつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成するための連接水系の発受電計画作成装置及びその装置の処理プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の［請求項１］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置において、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段とを備え、前記初期スケジュール作成手段は、当該ダムの上下流発電機の使用水量を同じとする演算手段を備えた。従って、このような手段を講じたことにより、基本的には上記対象となるダムは、初期水位一定となり、ダム水位が渇水／溢水することがなくなり、ダム水位制約を満足することができる。
【０００６】
本発明の［請求項２］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、初期スケジュール作成手段により、ダム調整容量が小さく、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとすることが不可能となった場合に、上下流側発電機の起動停止状態を調整するようにした。従って、このような手段を講じたことにより、上記対象となるダムは、ダム水位制約を満足し、かつ、下流側の発電機の使用水量制約を満足することができる。
【０００７】
本発明の［請求項３］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、複数の通水路が合流する地点について、通水量の設定を変更しない割振りを行なうようにした。従って、このような手段を講じたことにより、運用者が通水量の変更を頻繁に行わないこととなり、運用者に対する負担の軽減となる。
【０００８】
本発明の［請求項４］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止状態を調整するようにした。従って、のような手段を講じたことにより、経済性の悪化量が最小となるよこうに、ダム水位制約を満足する範囲で運転スケジュール修正することができる。
【０００９】
本発明の［請求項５］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、短い時間の起動停止状態をなくすために、連続運転（連続停止）、又は起動（停止）状態の時間帯を前後にずらすようにした。従って、このような手段を講じたことにより、運用者が発電機の起動停止を頻繁に行なわないこととなり、運用者に対する負担の軽減、なおかつ、発電機に対する頻繁な起動停止を抑制することでプラントを保護することができる。
【００１０】
本発明の［請求項６］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、発電機の指令値が離散値データしか扱えない場合、指令値を丸め込むことにより、使用水量制約に誤差が生じた場合、系統全体の増分単価（ラムダ）に応じて出力を１ステップずつ調整しながら使用水量の調整を行なうようにした。従って、このような手段を講じたことにより、離散値データしか扱えない発電機の指令値を決定することができ、なおかつ、使用水量制約も満足することができる。
【００１１】
本発明の［請求項７］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、運転スケジュール修正手段は、発電機の運転回数制約に抵触した場合、ダム水位制約に違反している時間帯の運転をまとめて、違反していない時間帯に移動し、最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定するようにした。従って、このような手段を講じたことにより、考察期間内で発電機の運転回数が規定回数（もしくは、運用者が最適と思われる運転回数）内におさまることとなり、又、運用者に対する負荷の軽減となる。
【００１２】
本発明の［請求項８］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、［請求項１］において、初期スケジュール作成手段は、発電機からダムへ、又はダムから発電機へ着水遅れが発生する場合、着水遅れによる通水量を考慮した使用水量を基に初期スケジュールを作成するようにした。従って、このような手段を講じたことにより、発受電計画を作成する考察期間内での正確なダム水位ならびに発電機の運転スケジュールを求めることができる。
【００１３】
本発明の［請求項９］に係る連接水系の発受電計画作成装置は、複数のダム及び発電機を有する連接水素の発受電計画作成装置において、予測需要、並びに発電機の設備デ−タなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュ−ル作成手段と、前期初期スケジュ−ル作成手段にて作成された初期スケジュ−ルを基に、発電機、並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュ−ルからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュ−ル修正手段を備え、前期初期スケジュ−ル作成手段は下記▲１▼，▲２▼のいずれか、又、運転スケジュ−ル作成手段は下記▲３▼ないし▲８▼の内のいずれかを選択するようにした。
記
▲１▼　初期スケジュール作成手段は、ダム調整容量が小さい場合、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとする。
▲２▼　初期スケジュール作成手段は、発電機からダムへ、又はダムから発電機へ着水遅れが発生する場合、着水遅れによる通水量を考慮した使用水量を基に初期スケジュ−ルを作成する。
▲３▼　運転スケジュール修正手段は、初期スケジュ−ル作成手段により、ダム調整容量が小さい場合、そのダムの上下流発電機の水量を同じとすることが不可能となった場合に、上下流側発電機の起動停止状態を調整する。
▲４▼　運転スケジュール修正手段は、通水量が合流する地点における通水量について、通水量を変更しない割振りを行なう。
▲５▼　運転スケジュール修正手段は、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止状態を調整する。
▲６▼　運転スケジュール修正手段は、短い時間の起動停止状態をなくすために、連続運転（連続停止）、又は起動（停止）状態の時間帯を前後にずらす。
▲７▼　運転スケジュール修正手段は、発電機の指令値が離散値デ−タしか扱えない場合、指令値を丸め込むことにより、使用水量制約に誤差が生じた場合、系統全体の増分単価（ラムダ）に応じて出力を１ステップずつ調整しながら使用水量の調整を行なう。
▲８▼　運転スケジュール修正手段は、発電機の運転回数制約に抵触した場合、ダム水位制約に違反している時間帯の運転をまとめて、違反していない時間帯に移動し、最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定する。
【００１４】
従って、このような手段を講じたことにより、本発明では、電子計算機上に自動的に作成する連接水系の発受電計画を作成するシミュレーションプログラムを実装することができ、又、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、なおかつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成することができる。
【００１５】
本発明の［請求項１０］に係る記録媒体は、複数のダム及び発電機を有する連接水系の発受電計画作成装置の処理プログラムを記録する記録媒体であって、予測需要並びに発電機の設備データなどの情報から発電機の起動停止運用計画を作成する初期スケジュール作成手段を実行する機能と、前記初期スケジュール作成手段にて作成された初期スケジュールを基に、発電機並びにダムの運用制約を満足させるために、初期スケジュールからの経済性の悪化量が小さくなるように運用計画を修正する運転スケジュール修正手段を実行する機能との処理プログラムを記録する記録媒体である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の全体に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明するブロック構成図である。この発受電計画作成装置は、例えば、各時間帯ごとの総電力需要その他初期スケジュールの作成上必要な情報を予測する需要予測システム１と、各時間帯ごとの連接水系内の発電機以外の大規模な発電機（例えば、火力・揚水発電機等）の起動停止パターンを作成する需給計画作成装置２と、この予測システム１で予測される総電力需要等の情報と、需給計画作成装置２で作成される発電機の起動停止パターン等の情報を伝送ライン３に送信するシステム側情報装置４と、この情報伝送装置４から伝送ライン３を介して送られてくる総電力需要，発電機の起動停止パターン等の情報を受信する作成装置本体側情報伝送装置５と、この情報伝送装置５で受信された予測総電力需要，発電機の起動停止パターン等の情報と、発電機設備データとを用いて運用コストの安価な運用計画を作成する連接水系の発受電計画作成装置本体６と、オペレータによる必要な指示情報を入力したり、処理途中及び処理結果を表示するマンマシン・インターフェース装置７とから構成されている。
【００１７】
この発受電計画作成装置本体６は、各発電機の最大出力・最小出力，燃料費特性，使用水量特性その他必要なデータを記憶する設備データ記憶手段６１と、この設備データ記憶手段６１に記録される各発電機の設備データ及び前記需要予測システム１の総電力需要による電力需要バランスと、前記需給計画作成装置２の発電機起動停止パターンを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて、連接水系内の発電機の起動停止パターン（水系ユニットコミットメント）並びに全ての発電機に対する初期スケジュールを算出する初期スケジュール作成手段６２と、この初期スケジュール作成手段６２によって算出される初期スケジュールに対して、連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために、初期スケジュールを修正する運転スケジュール修正手段６３と、前記需要予測システム１と需給計画作成装置２から送られてくる総電力需要データと発電機の起動停止パターン，初期途中及び処理結果のデータを記録する処理データ記録手段６４が設けられている。
【００１８】
図２は発受電計画作成装置の処理内容を示すフローチャートである。先ずステップＳ２１では予測された総電力需要，連接水系内の発電機以外の発電機起動停止パターン及び発電機に関する設備データを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて初期スケジュールを算出する。ステップＳ２３ではこのラグランジュ緩和法で何ら考慮されていない、例えばダム水位制条件も満足するように、初期スケジュールを修正する。ステップＳ２４では修正した運転スケジュールを固定した上で、再度、ラグランジュ緩和法を用いて水系シミュレーションを行なう。前記シミュレーションの結果、連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足しなければ、ステップＳ２２にて満足するまで運転スケジュールの修正を繰り返す一連の処理を自動的に実行するものである。
【００１９】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る連接水系の発受電計画作成装置の第１の実施の形態を説明する。図３は第１の実施の形態における初期スケジュール作成手段６２の処理内容を示すフローチャートである。初期スケジュール作成手段６２は、前記需給計画作成装置２の発電機起動停止パターンを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて、連接水系内の発電機の起動停止パターン並びに全ての発電機に対する初期スケジュールを算出するものであり、その際、連接水系のダム調整容量が小さいダムがある場合、そのダムの上下流発電機の使用水量を同じとする。
【００２０】
図４は初期スケジュール作成手段を説明する水系図である。例として、図４のようなＧ３，Ｇ４発電機の間にＤ５ダムがあり、Ｄ５ダムへＱ５［ｍ３　／ｓ］の側流からの通水量があり、Ｄ５ダムからＧ４発電機までに１時間の着水遅れがあるとすると、図５に示す時間と流量との関係図に示されるのようにＧ４発電機の使用水量はＧ３発電機の使用水量（Ｗ１［ｍ３　／ｓ］）とＤ５ダムの通水量（Ｑ５［ｍ３　／ｓ］）を足し合わせ、１時間の着水遅れのため１時間ずれたものとなる。ここで、Ｇ３，Ｇ４発電機の使用水量特性（Ｐ−Ｑ特性）を３次式で表すとすると、上記内容を定式化すれば、以下のようになる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
本実施の形態によれば、Ｄ５ダムの水位は基本的には初期水位一定となり、ダム水位が渇水／溢水することがなくなり、ダム水位制約を満足することができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図６は第２の実施の形態における運転スケジュール修正手段６３の処理内容を示すフローチャートである。運転スケジュール修正手段６３は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものである。
【００２４】
図７は運転スケジュール修正手段の修正条件を説明するための図であり、そのための条件はＧ３，Ｇ４発電機が考察期間内全て起動状態でなければＧ４発電機の起動停止状態を調整することにより、Ｄ５ダム水位制約を満足し、かつ、Ｇ４発電機の使用水量制約を満足させるようにするものである。そして図６が具体的な処理内容を説明するフローチャートであり、図６に示すように、先ず、ステップＳ６１でＧ３，Ｇ４発電機が考察期間内で全て起動状態であるか否かをチェックし、ＯＫであれば終了し、ＮＧであれば、ステップＳ６２に移ってＤ５ダム水位制約をチェックし、ＯＫであれば終了する。
【００２５】
又、ここでＮＧであれば、ステップＳ６３に移ってＧ４発電機が停止している時間帯にＤ５ダムへ流れ込む通水量（Ｗ［ｍ３　／ｓ］）を算出し、その通水量を使用水量制約量として、Ｇ４発電機が停止している時間帯内が全ての時間帯で起動しているという条件下で水火協調方程式によりＧ４発電機の最適な出力を決定する。その後、再度、ステップＳ６２へ戻ってＤ５ダム水位制約のチェックへと戻る。
【００２６】
基本的にはこの手段によりＤ５ダムの水位は初期水位に戻るはずであるが、水火協調方程式による出力配分が低出力帯となる可能性もある。その場合はＧ４発電機が停止している時間帯のみに対して初期スケジュール作成手段（ステップＳ２１）を行なう。又、上記処理を行なうことによって、再度ダム水位制約を違反し、渇水，溢水した場合は、後述する手段により発電機の起動停止パターンを調整する。
【００２７】
なお、図７が運転スケジュール修正手段を説明する図である。即ち、図の一番左側（ａ）にＧ３発電機の出力とＧ４発電機の出力との間に流入する流量の着水遅れが１時間あった場合、Ｄ５ダムの水位に影響を与え、その結果、Ｇ４発電機の出力が遅れて変化することを示している。
【００２８】
更に、これを時間的な変化として示したものが（ｂ），（ｃ），（ｄ）であり、（ｂ）は初期スケジュールで流量の変化（斜線部）に対する各発電機の運転状態を遅れ時間との関係として示す。
【００２９】
又、（ｃ）は水火協調方程式による修正が示され、上記同様にダム水位が小刻みに上下に変化する状態と起動停止調整を遅れ時間内で順次している状態が示されている。
【００３０】
更に、（ｄ）ではＧ４発電機の起動停止計画が示され、この場合は流量の変化（水位）が大きく波打っていることが、遅れ時間との関係ではっきり示されている。以上が修正手段の処理内容を模式的に見た図の説明である。
【００３１】
本実施の形態によれば、Ｄ５ダム水位制約を満足し、かつ、Ｇ４発電機の使用水量制約を満足させることができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図８は第３の実施の形態における運転スケジュール修正手段の処理内容を示すフローチャートである。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、通水量が合流する地点における通水量について、極力通水量を変更しない割振りを行なうようにしたものである。
【００３３】
具体的には、図９に示すような連接水系がある場合、以下の手順により通水量を決定する。
▲１▼　先ず、Ｄ３、Ｄ４ダムの使用水量制約量をＧ３発電機の運転時間で按分した量をＧ３発電機の運転時間に対して配分する（ステップＳ８１）。
▲２▼　各時間断面のＧ３発電機の使用水量と▲１▼で算出した通水量の差分を算出し（ステップＳ８２）、その差分を以下の３通りのうち何れかの方法で反映する（ステップＳ８３）。
・Ｄ３ダム通水量に反映。
・Ｄ４ダム通水量に反映。
・Ｄ３，Ｄ４ダム通水量に差分の半分ずつを反映する。
【００３４】
▲３▼　▲２▼で行なった３通りの方法の夫々に対して、もし、通水量制約があれば使用水量制約のチェックとＤ３、Ｄ４ダムのダム水位制約のチェックを行なう。
▲４▼　▲３▼のチェックを行なった結果、通水量制約が違反した場合、通水量制約違反をしなかった方のダム側にてしわを取る。
【００３５】
▲５▼　▲３▼のチェックを行なった結果、ダム水位制約が違反した場合、通水量制約が満足する範囲でで通水量を調整する。しかし、通水量を調整してもダム水位制約違反が解消されない場合、後述（第４の実施の形態）する手段によりＧ３発電機の起動停止パターンを調整する。
【００３６】
本実施の形態によれば、運用者が通水量の変更を頻繁に行なわないこととなり、運用者に対する負担の軽減となる。
【００３７】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、ダム水位制約に抵触した場合、系統全体の増分単価（ラムダ）見合いで発電機の起動停止パターンを調整するようにしたものである。
【００３８】
実際には、水力機の調整により増分単価（ラムダ）の値は変わるが、系統全体から見ればこの値は小さいため、増分単価（ラムダ）を考慮した発電機の起動停止パターンの調整を行なう。具体的には、以下の手段により発電機の起動停止パターンを調整する。
【００３９】
ダム水位制約に抵触する場合、当該ダムにつながる上流側・下流側発電機の起動停止パターンを修正する。この時は、ダム水位制約等に抵触している時間帯に使用する水を他の時間帯で使用すればよい。このため、その時間帯での運転状態を運転スケジュールの単位時間毎に他の時間帯に移動する。どの時間帯へ移動するかは、以下の基準に基づく。
【００４０】
・ダム水位制約に抵触していない時間帯。
・当該発電機（２台の発電機で模擬している場合は、台数を考慮）が停止している以下の（６）式で示す時間帯の大きい時間帯。
としている。これにより、上流側，下流側いずれの運転を調整すればよいかも決定できる。なお、これに関しては、個々の運転移動の評価ではなく、移動後の悪化量の最小化を考慮すべきである。即ち、（７）式の最大化を考えるべきである。
【００４１】
【数２】
（λｉ　−λｏ　）×Ｐｊ　　　　　　　　…………………（６）
Σ（λｉ　−λｏ　）×Ｐｊ　　　　　　　…………………（７）
ここで、
λｏ　はもとの運転時間帯の増分単価（ラムダ）。
λｉ　は移動する時間帯の増分単価（ラムダ）。
Ｐｊ　は当該ダムの水位に関係する発電ユニット出力。
【００４２】
本実施の形態によれば、評価関数値の悪化量は最小となり、最初に得られた運転スケジュールからの最適性が維持できる。
【００４３】
（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、短時間の起動停止状態の発電機運転がある場合、連続運転（停止）又は起動停止状態の時間帯を前後にずらすようにしたものである。
【００４４】
図１０は運転スケジュール修正手段を説明する図であり、縦軸に出力を、又、横軸に時間を示す。具体的には、図１０に示すようなある発電機の運転状態の場合、Ａ箇所の短時間の起動状態をなくすために、以下の方法を考える。
▲１▼　連続停止とする。
▲２▼　運転時間を前にずらす。
▲３▼　運転時間を後にずらす。
【００４５】
▲１▼〜▲３▼において、どの手段を行なうかについては、極力、最初に得られた初期スケジュールからの悪化量が最小となることが望ましいため、運転状態移動後の悪化量の最小化を考える。具体的な方法は、前記した第４の実施の形態にて説明した手段と同様である。
【００４６】
又、逆に図１１に示すようなある発電機の運転状態の場合、Ｂ箇所の短時間の停止状態をなくすために、以下の方法を考える。
▲１▼　連続運転とする。
▲２▼　運転時間を前にずらす。
▲３▼　運転時間を後にずらす。
▲１▼〜▲３▼において、どの手段を行なうかについては、前記した手段と同様である。
【００４７】
本実施の形態によれば、運用者が発電機の起動停止を頻繁に行なわないこととなり、運用者に対する負担の軽減、なおかつ、発電機に対する頻繁な起動停止を抑制することでプラントを保護することができる。
【００４８】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、離散値データしか扱えない発電機があれば以下の手順により運転スケジュールを修正するようにしたものである。
【００４９】
▲１▼　出力値を丸め単位の半分（１／２）をしきい値として、何れかの値に丸める。
▲２▼　丸めたことにより、使用水量に誤差が生じるが、ダム水位制約違反が発生した場合のみ、系統全体の増分単価（ラムダ）の低い時間帯の出力を１ステップ順次下げながら、水量調整を行なう。
【００５０】
▲３▼　一連の運転時間内でステップ値に丸めた後の出力変化回数が多い場合、その一連の運転時間帯で出力を平均化し、その後、ステップ値に丸める。この際、最大出力での運転時間では出力を平均化しない。即ち、除外する。
▲４▼　出力の丸めで、ダム水位制約が発生する場合、系統全体の増分単価（ラムダ）の低い時間帯の出力を調整する。これらの調整でも対応できない場合は、増分単価（ラムダ）の大きい時間帯の出力を調整する。
【００５１】
図１２は運転スケジュール修正手段を説明する図であり、図１２において、丸める前の出力をＰ０、当該時間帯での使用水量をＱ０とする。又、丸めた後の出力をＰ１、当該時間帯をこの出力で運転した場合の使用水量をＱ１とする。
Ｐ１の１ステップ上の出力をＰ２、当該時間帯をこの出力で運転した場合の使用水量をＱ２とする。
【００５２】
この時、当該時間帯をＰ１の出力で運転した場合、ダム水位制約違反が発生すると（下流側ダムへの放流量が連続値のケースと比べて少なくなるため）、使用水量を調整するために、（８）式で示す時間帯だけ、Ｐ２で運転し、残りの時間帯をＰ１で運転する。
【数３】
2004013468.tif 000004
【００５３】
本実施の形態によれば、離散値データしか扱えない発電機の指令値を決定することができ、なおかつ、使用水量制約も満足することができる。
【００５４】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。本実施の形態における運転スケジュール修正手段は、前記初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、その際、考察期間内で発電機の運転回数が規定回数（もしくは、運用者が最適と思われる運転回数）以上の場合、以下の方法により運転スケジュールを修正するようにしたものである。
【００５５】
▲１▼　間欠運転
初期スケジュール作成手段６２にて作成された初期スケジュールでは、最適性は維持できるが、発電機の運転回数が多くなり、実際的な運転とはいえない。そこで、一旦、ダム水位制約に違反している時間帯の運転を「まとめて」、違反していない時間帯に移動し（この時も増分単価を考慮する）、更に、それらを細分化することで最大運転回数に違反しない範囲内で、最適な間欠運転を決定する。
【００５６】
▲２▼　出力調整（１）
間欠運転でダム水位制約を満足することができても、最大運転回数内の起動停止ではダム水位制約を満足することができない場合がある。この場合は、運転が最大運転回数内に収まるように連続して運転するようにする。その際、使用水量が変化しないように出力を調整する。
【００５７】
又、運転回数が多い場合、どの時間帯で連続運転をするかの場合分けは多くなるが、この時も出力調整後の運転に対して、
【数４】
Σλｉ　×Ｐｉ　　　　　　　　　………………………（９）
ｉはスケジュール期間の要素を意味する。
が、最大となるパターンを選択する。
【００５８】
▲３▼　出力調整（２）
出水状況や水位によっては、運転回数制約のため、間欠運転ではダム水位を制約内に維持できないケースもある。この場合は、発電ユニットの効率を度外視して水を連続的に使用する。即ち、発電機の出力を調整して運用制約を満足するように行なう。この際には、調整すべき時間帯で使用する水の総量を、当該時間帯の増分単価（ラムダ）に見合うように配分する。
【００５９】
本実施の形態によれば、考察期間内で発電機の運転回数が規定回数（もしくは、運用者が最適と思われる運転回数）内におさまることとなり、又、運用者に対する負荷の軽減となる。
【００６０】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。通常、発受電計画を考える場合、例えば１日分の運転スケジュールを算出するとすれば、午前０時をスタートとして１日２４時間分の運転スケジュールを考えるが、連接水系のダムがある場合、水が下流側に到達するまでの着水遅れが発生するため、正確にはその着水遅れを考慮した通水量を用いて水量の計算を行なわなければならない。
【００６１】
図１３は本実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図である。図１３の連接水系があったとすると、水系図から、ダムから発電機、又、発電機からダムに、最大で１時間の着水遅れがあるために、本来は、ある１日の発受電計画を考える場合、前日の２３時からの通水量を考えて運転スケジュールを作成しなければならないので、ここでは、以下の対応策を考える。
【００６２】
▲１▼　初期スケジュール作成手段６２にて初期スケジュールを作成し、その日の２３時から１時間の通水量を前日からの着水遅れによる通水量と見なし、再シミュレーションを行なう。
▲２▼　発受電計画を行なう前に、人間系にて２３時から１時間分の通水量を手動で設定し、通常のシミュレーションを行なう。
【００６３】
本実施の形態によれば、発受電計画を作成する考察期間内での正確なダム水位並びに発電機の運転スケジュールを求めることができる。
【００６４】
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。図１４は本実施の形態に係る初期スケジュール作成手段６２、運転スケジュール修正手段６３の処理内容を示すフローチャートである。初期スケジュール作成手段６２は、前記需給計画作成装置２の発電機起動停止パターンを基に、例えばラグランジュ緩和法を用いて、連接水系内の発電機の起動停止パターン並びに全ての発電機に対する初期スケジュールを算出するものである。
【００６５】
又、運転スケジュール修正手段６３は前記初期スケジュール作成手段６２にて算出した初期スケジュールを連接水系内のダムや発電機の運用制約を満足させるために修正するものであり、先に説明した第１〜第８の各実施の形態の内容を全て加味したものである。具体的には、以下の手順により運転スケジュールを算出する。
【００６６】
（１）先ず、連接水系内の発電機の起動停止パターン並びに全ての発電機に対する単位時間毎の運転スケジュールを作成する。なお、その際、前記第１〜第８の各実施の形態内容を考慮する。
（２）連接水系内のダムや発電機の運用制約（運転回数制約以外注）のチェックを行なう。但し、初回時は制約違反がなくてもスルーとする。ＯＫであればｉ、ＮＧであれば（３）へ。
【００６７】
（３）第２の実施の形態で使用水量制約違反がないかチェックを行なう。ＯＫであれば（５）、ＮＧであれば（４）へ。
（４）第２の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。（１１）へ。
（５）第３の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。（１１）へ。
（６）連接水系内のダム水位制約違反がないかチェックを行なう。ＯＫであれば（８）、ＮＧであれば（７）へ。
【００６８】
（７）第４の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。（１１）へ。
（８）第５，第６の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。
（９）連接水系内の発電機の運転回数制約違反がないかチェックを行なう。ＯＫであれば終了、ＮＧであれば（７）へ。
【００６９】
（１０）第７の実施の形態で運転スケジュールの修正を行なう。
（１１）水系シミュレーションを行ない、（２）へ戻る。
注）運転回数制約については、シミュレーションプログラムの運転回数の入力値内におさまるように自動的に計算されることも可能であるが、運用者による判断項目として、ＭＭＩによる外部形式による入力も可能である。
【００７０】
本実施の形態によれば、電子計算機上に自動的に作成する連接水系の発受電計画を作成するシミュレーションプログラムを実装することができる、又、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、なおかつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成することができる。
【００７１】
図１５は第１０の実施の形態に係る連接水系の発受電計画作成装置を説明する。図１５に示す実施の形態においては、ＣＰＵ（Ｓ１５２）と主メモリ（Ｓ１５３）とを備えた計算機（Ｓ１５１）と、計算機に汎用のＳＩＣＩ等のケーブル（Ｓ１５７）等で接続された記録媒体書込み装置（Ｓ１５５）及び記録媒体（Ｓ１５６）とから構成されている。
【００７２】
計算機（Ｓ１５１）内の主メモリ（Ｓ１５４）上、前述した第１の実施の形態から第９の実施の形態に記載の発明による処理プログラムが存在している。このようなプログラムを記録媒体書込み装置（Ｓ１５５）により任意に記録媒体（Ｓ１５６）に記録する。そして、別の計算機からは記録媒体（Ｓ１５６）、あるいは、記録媒体（Ｓ１５６）から書込まれた別の記録媒体を用いて処理プログラムを実行されることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば電子計算機上に自動的に作成する連接水系の発受電計画を作成するシミュレーションプログラムを実装することができる、又、複数のダム及び発電機を有する連接水系の運用上考慮すべき全ての制約を満足し、なおかつ、運用コストの安価な運転スケジュールを迅速に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連接水系の発受電計画作成装置の構成図。
【図２】連接水系の発受電計画作成装置の処理内容を示すフローチャート。
【図３】第１の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図４】第１の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段を説明する水系図。
【図５】第１の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段を説明する図。
【図６】第２の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図７】第２の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図８】第３の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図９】第３の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する水系図。
【図１０】第５の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図１１】第５の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図１２】第６の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する図。
【図１３】第８の実施の形態に係る運転スケジュール修正手段を説明する水系図。
【図１４】第９の実施の形態に係る初期スケジュール作成手段、運転スケジュール修正手段の処理内容を説明するフローチャート。
【図１５】第１０の実施の形態を示す図。
【図１】
2004013468.tif 000005
【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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