(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気事業者が複数の発電事業者から電力を購入して需要家に供給するものであって、前記電気事業者は、前記複数の発電事業者毎の買電コスト関数に基づいた料金により電力を購入するようにすると共に前記複数の発電事業者毎に発電機の燃料費を最小にする燃料コスト関数を有しており、前記電気事業者は、前記燃料コスト関数と前記需要家の需要予想電力に基づいて前記複数の発電事業者の燃料費が最小となるように前記複数の発電事業者に負荷配分し、買電コスト関数が最小となる計画としたときの前記発電事業者の燃料コストに対して、前記発電事業者の燃料費を最小化する負荷配分計画または発電機出力制御を実施したときの前記発電事業者の燃料コストの削減分を前記発電事業者および前記電気事業者に分配して収支計算することを特徴とする電力需給制御方法。
【請求項２】
請求項１において、買電コスト関数が最小となる計画としたときの前記各発電事業者の利益以上および前記電気事業者の利益以上となるように燃料コスト削減分を前記発電事業者および前記電気事業者に分配して収支計算することを特徴とする電力需給制御方法。
【請求項３】
電気事業者が複数の発電事業者から電力を購入して需要家に供給する電力需給制御装置であって、前記電気事業者は、前記複数の発電事業者毎の買電コスト関数に基づいた料金により電力を購入するようにすると共に前記複数の発電事業者毎に発電機の燃料費を最小にする燃料コスト関数を有しており、前記電気事業者は、前記燃料コスト関数と前記需要家の需要予想電力に基づいて前記複数の発電事業者の燃料費が最小となるように前記複数の発電事業者に負荷配分し、買電コスト関数が最小となる計画としたときの前記発電事業者の燃料コストに対して、前記発電事業者の燃料費を最小化する負荷配分計画または発電機出力制御を実施したときの前記発電事業者の燃料コストの削減分を前記発電事業者および前記電気事業者に分配して収支計算することを特徴とする電力需給制御装置。
【請求項４】
請求項３において、買電コスト関数が最小となる計画としたときの各発電事業者の利益以上および前記電気事業者の利益以上となるように燃料コスト削減分を前記発電事業者および前記電気事業者に分配して収支計算することを特徴とする電力需給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電力自由化の進展に伴い電力の供給を一般電気事業者だけでなく、特定規模電気事業者、特定電気事業者等も供給可能となってきており、これらの電気事業者と発電事業者との電力の売買契約にもとづく料金形態と発電事業者の発電機の燃料消費特性の差異をもとに、電気事業者および発電事業者ともに利益を向上させるための電力需給制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般電気事業者は発電設備、送変電設備および配電設備を所有しているため、一般電気事業者は予測した電力需要をもとに、系統の信頼度を維持して、発電設備で消費する燃料費を最小化するように発電機の経済負荷配分計画を作成していた。このときの一般電気事業者の目的は、系統の信頼度を維持しながら、利益を最大化できるように電力系統を運用制御することである。
【０００３】
利益を最大化するためには、与えられた需要において、得られる収入（電気料金）は一定であるので、一般電気事業者は文献「電力系統工学」（電気書院  関根泰次著）の103ページから115ページにあるように、発電に要するコストである燃料費を最小化していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電力自由化の進展に伴い、電力を供給するのは一般電気事業者だけでなく、特定規模電気事業者、特定電気事業者等も可能となっている。また、将来は一般電気事業者も発電、送変電および配電で会計分離あるいは発電事業者、送配電事業者（系統運用事業者）および配電事業者に分離される可能性がある。すなわち、電気事業者、発電事業者はそれぞれの利益を最大化するために電気料金等の契約を結ぶことになる。
【０００５】
このとき、電気事業者は需要が一定で、需要家からの収入が一定であるとすれば、複数の発電事業者と契約した料金形態の中で、もっとも安く電気を購入できるように各発電事業者から購入する電力量（発電機出力）を決定する。この結果は必ずしも発電事業者にとって支出（燃料コスト）の最小化とはならないため、発電事業者の利益最大化は考慮されないことになる。同時に、目的関数が電気事業者の支出最小化となるため、燃料消費量が増加して、環境への影響が大きくなる。
【０００６】
本発明の第一の目的は、電気事業者の利益を最大化（発電事業者への支出の最小化）する計画を電気事業者、発電事業者の利益基準として、発電事業者の燃料コストを最小化する計画、制御を実運用で実施することにより、増加した発電事業者の利益を発電事業者、電気事業者に分配することにより利益を基準利益以上に増加させる電力需給制御方法および装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の第二の目的は、電気事業者の利益を最大化するのではなく、燃料消費量を最小化する計画、制御を実際に採用することにより、発電により生じる環境影響の抑制、例えばCO2、NOx等の排出量の削減や有限な資源を効率的に利用する電力需給制御方法および装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第三の目的は、実際の負荷配分に使用する燃料コストを通関統計の輸入品の数量および価格に基づいて計算した平均燃料単価を計算することにより、発電事業者が実際に購入した燃料の調達単価が平均燃料単価より高い場合には、相対的に燃料費が少なく見積もられて基本利益が多く見積もられ、利益が増加しているように見なされる。また、逆に発電事業者が購入した燃料の調達単価が平均燃料単価より安い場合には、発電コストそのものが低減できることになるので、燃料調達に伴うリスクを軽減する電力需給制御方法装置および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は電気事業者が発電事業者への支出を最小化する計画を基準計画とし、これに対して実際の運用では電気事業者が発電事業者の燃料コストを最小化する計画と制御をそれぞれ実計画と実制御とすることにより、電気事業者と発電事業者を１つの事業体としたときの実計画、実制御の利益は基準計画と同じかそれ以上となり、基準計画での各事業者の利益に対して増加した利益を追加して分配することにより、全事業者の利益を基準計画のときよりも同等あるいはそれ以上とすることができる。
【００１０】
また、採用する実際の計画、制御には燃料コストを目的関数として、最適化計画、制御とすることにより、燃料消費量を最小化できる。
【００１１】
更に、燃料コストの関数を現状で一般電気事業者が使用している実際の燃料コストではなく、各発電機の熱効率と平均燃料単価は個々の発電事業者が購入した燃料単価では無く平均単価（発電事業者、通関）との積を用いることにより、発電機の燃料購入単価が高い発電事業者は相対的に基本計画での利益が大きくなり、また燃料を安い単価で購入したときは燃料費そのものを安くできることにより利益減少リスクを抑制することができる。
【００１２】
以上の対策により、電気事業者および発電事業者にとって利益を増加させる電力需給制御方法および装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるを電力需給制御装置および方法の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
Ａ．装置構成
（１）ハードウェア構成
本実施例の電力需給制御装置１は、図２に示すように、中央演算処理装置(ＣＰＵ)２１と、主記憶装置２３と、入出力装置２０と、外部記憶装置２２とを備える。
【００１５】
入出力装置２０は、入力装置６として、キーボードおよびマウスを備え、出力装置として、ＣＲＴ（cathode ray tubu）を備える表示装置７を備える。なお、入出力装置２０として、これらの代わりに、あるいは、これらと併用して、ポインティングディバイス，タッチセンサ等の入力手段や、液晶表示装置，プリンタ，スピーカ等の出力手段を備えてもよい。
【００１６】
外部記憶装置２２としては、ハードディスク装置，フロッピィディスク装置，ＣＤ−ＲＯＭ(compact disc−read only memory)装置，ＤＡＴ（digital videotape）装置，ＲＡＭ(randam access memory)装置，ＤＶＤ(digital video disc)装置，不揮発性メモリ等を用いることができる。なお、本実施例では、外部記憶装置２２として、データベース８などを保持するための大容量記憶装置と、処理プログラムなどを保持する記憶媒体と、該記憶媒体に保持された情報を読み取るための読取装置９とを用いるが、本発明はこれらには限られず、一つの外部記憶装置にデータベースと処理プログラムとが両方保持されているようにしてもよい。記憶媒体としては、フロッピィディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，磁気テープ，光ディスク，光磁気ディスク，ＤＡＴ，ＲＡＭ，ＤＶＤ，不揮発性メモリ等を用いることができる。
【００１７】
（２）参加プレーヤの関係
図３に電力の流れと料金情報の流れを示す。プレーヤは電気事業者１００、電気事業者と供給契約を結んでいる需要家２、発電事業者３、一般電気事業者４および一般電気事業者４が供給する需要家１０１からなる。一般電気事業者４は発電機群１０２、電力ネット１０３を所有している。今後、一般電気事業者が発電、送電、配電に経理分割または事業分割した場合はここでの一般電気事業者の役割を担うのは送電事業者に相当すると考える。電気事業者１００は需要家２の電力消費量とバランスするように発電事業者３の発電量を制御する。
【００１８】
また、一般電気事業者４は電力系統全体の電力需要と発電量をバランスさせるように発電機群１０２を制御する。電気事業者１００による需要と供給のアンバランス分は一般電気事業者４が供給または抑制することになる。需要家２への電力の供給では発電事業者３が電力ネット１０３の送電口に送られ、電力ネット１０３を通して託送されて、各需要家２の受電口に届くことになる。
【００１９】
需要家２の需要と発電事業者３の発電で電力が不足すると、一般電気事業者４の発電機群１０２が発電した電力が電力ネット１０３を経由して、需要家２に送られることになる。需要家２の需要と発電事業者３の発電で電力が過剰となると、一般電気事業者４の発電機群１０２の発電量を抑制することにより、この過剰分は一般電気事業者４の需要家１０１に電力ネット１０３を経由して送られることになる。
【００２０】
電気事業者１００は電力消費量に応じて需要家から料金を徴収し、発電事業者３に発電量に応じて料金を支払う。また、電気事業者１００と一般電気事業者４では電力の授受の量により料金の授受が行なわれる。
【００２１】
図４に各プレーヤ間の情報の流れを示す。
【００２２】
電気事業者１００は翌日、週間、月間および年間の需要予想を一般電気事業者４に送り、一般電気事業者４からは需要家用電力計１０６で計測した需要家２の需要量、発電量計測器１０７で計測した発電事業者３の発電量、両者のアンバランスによる収支の情報を受け取る。但し、需要家用電力計１０６、発電量計測器１０７を電気事業者１００が設置したときは、独自にデータを収集することになる。
【００２３】
電気事業者１００は需要家２からイベント情報（就業時間の変更、老朽設備の廃棄、新規設備の導入、設備稼動状態の変更等を含む）の提供、需要家２が予想した需要予想を受け取り、電力消費に応じた料金情報を需要家２に送る。
【００２４】
電気事業者１００は発電事業者４の発電機１０４に制御指令を出し、また起動停止計画、負荷配分計画、利益計算結果および収支情報を送り、発電事業者３からは作業計画、発電機特性、燃料種および燃料消費計測装置１０８で計測した燃料消費量を送る。
【００２５】
（３）機能構成
図１に本発明の電力需給制御装置１の機能構成とその関連事業者の全体構成を示す。
【００２６】
電力需給制御装置１は、上述の入力装置６，表示装置７，データベース８、読取装置９およびデータ処理部５を備える。なお、本実施例では、データ処理部５は、あらかじめ外部記憶装置２２の記憶媒体に保持され、読取装置９を介して主記憶装置２３に読み込まれたプログラムを、ＣＰＵ２１が実行することにより実現されるが、本発明はこのようなプログラムされた汎用プロセッサによるものに限られるわけではない。例えば、本発明の各ステップを実行するハードワイヤードロジックを含む特定のハードウェア装置との組合せによって、データ処理部５を実現しても良い。
【００２７】
電力需給制御装置１はデータ処理装置５、入力装置６、表示装置７、データベース８、読取り装置９からなり、パソコン等の計算機装置により実現される。データ処理装置５はコントロール部１０、条件設定部１１、需要予想部１２、起動停止計画作成部１３、負荷配分利益計算部１４、需給制御部１５、収支計算部１６、燃料コスト関数補正部１７および情報受配信部１８からなる。
【００２８】
電力事業のプレーヤには種々有ると考えられるが、ここでは電力需給制御装置１を利用する電気事業者１００と関係するもののみを図１に示している。
【００２９】
電気事業者１００と関係するここでのプレーヤには、電気事業者１００と電力の小売り契約を結んでいる需要家２、電気事業者１００に電力の卸契約を結んでいる発電事業者３、需要家２と発電事業者３が地域管轄内に入り、この管轄内の電力系統全体の需給のアンバランス分を供給する一般電気事業者４がある。
【００３０】
需要家２は複数の需要家となることもある。発電事業者３は複数のこともあり、また１つの発電事業者が複数の電力供給源である発電機等を所有することもある。一般電気事業者４は複数の発電設備を有するとともに、送変電設備および配電設備を所有している。電気事業者１００は一般電気事業者４の設備に対して、指令を出すことは無い。
【００３１】
図１では需要家２、発電事業者３および一般電気事業者４としているものは事業者を表すとともに、ここでは各事業者が所有する設備をも含むものとし、更にその設備の状態を監視するために設置されたセンサおよびその設備を監視、制御する計算機を含むものとする。
【００３２】
入力装置６は表示装置７に表示されたユーザＩＤ、パスワード、データ、条件選択等の入力などを受け付け、コントロール部１０を介して、条件設定部１１、需要予想部１２、起動停止計画作成部１３、負荷配分利益計算部１４、需給制御部１５、収支計算部１６、燃料コスト関数補正部１７及び情報受配信部１８に送る手段である。表示装置７は、入力装置６から送られたデータを表示する手段でもある。
【００３３】
データ処理装置５は入力装置６から通知されたデータと、データベース８から読み込んだデータと、読取装置９から読み込んだ処理プログラムと、需要家２、発電事業者３および一般電気事業者４から通知されたデータとを基に、最適な電力需給制御を実現する手段である。
【００３４】
なお、本実施例では、データ処理装置５による処理結果は、表示装置７に送られて表示されるとともに、データベース８に格納される。また、需要家２が設定した条件での該需要家の需要の予想と収支計算、発電事業者３が設定した条件での負荷配分、利益計算、収支計算および燃料コスト関数補正の計算が要求された場合には、データ処理装置５で計算した需要予想や負荷配分、利益計算、燃料コスト関数補正および収支計算の結果を見ることができる。
【００３５】
電力需給制御装置１は情報受配信部１８を通して、発電事業者３に発電機出力等の制御信号を出して、発電機を制御するとともに、発電事業者３の発電機の燃料消費量、発電機出力を計測した値を受信する。これらの送信、受信したデータはデータベース８に格納する。また、需要家２の需要の値も情報受配信部１８を通して一般電気事業者４の電力系統または需要家２から直接受信して、データベース８に格納する。
【００３６】
コントロール部１０は各処理部１１−１７の間のデータや処理プログラムなどの授受を円滑に行うためのデータの加工・処理を行い、その授受をコントロールして、全体の処理を正常に動作させるための手段である。
【００３７】
条件設定部１１は、コントロール部１０を介して、入力装置６により計画作成の開始日、期間（翌日、週間、月間、年間）あるいは計画作成の終了日を入力し、必要な計算処理の実行部に処理を移すため部の実行を既にデータベース８および／または外部記憶装置２２の記憶媒体に保持されている、発電機出力を決定し使用する電力系統のデータ，発電機特性，送変電設備特性，目的関数等の条件や、処理プログラムなどを読み込む手段である。また、条件設定部１１は、読み込んだ条件を変更し、新規の条件を作成するとともに、コントロール部１０を介して、作成した条件をデータベース８に格納する。
【００３８】
需要予想部１２、起動停止計画作成部１３、負荷配分利益計算部１４、収支計算部１６および燃料コスト関数補正部１７は、コントロール部１０を介して、データベース８に保持されているデータ、処理プログラムを読み込み、処理結果をコントロール部１０を介して、データベース８に格納し、表示装置７に表示する。
【００３９】
需要予想部１２は過去の需要実績、気象情報、需要家のイベント情報および計画対象日の気象情報、需要家のイベント情報により予想、あるいは、需要家２が予想した需要予想値をデータベース８から読込むことにより予想する。
【００４０】
起動停止計画作成部１３は発電機の運用制約を満たし、コストが最小となるように起動停止計画を作成する。負荷配分利益計算部１４は起動停止計画にもとづいて、燃料コスト最小となるように発電機の負荷配分計画を作成する。ここで、使用するコスト関数は買電コスト関数および燃料コスト関数である。買電コスト関数で最適化したときの各発電事業者３の利益に対して、燃料コスト関数で最適化したときの全発電事業者３の増分利益を発電事業者３と電気事業者１００に利益配分する。
【００４１】
収支計算部１６は使用した電力量に応じて、需要家２の料金を計算する。発電事業者３の燃料コストと利益分を計算する。更に、一般電気事業者４との発電量のアンバランス分を計算して、収支計算をする。燃料コスト関数補正部１７は発電事業者が使用する燃料の熱量単価（円／cal）を設定し、発電機出力から計算した燃料消費量と計測した燃料消費量の誤差を最小とするように燃料消費効率関数、コスト関数を変更する。
【００４２】
需給制御監視部１５は周期的に需要予想、計測した需要、計測した発電機出力から一定期間の電力量の需給バランスが一致するように発電機指令値を計算して、コントロール部１０、情報受配信部１８を介して発電事業者３に送る。
【００４３】
また、発電指令値、一般電気事業者４から送られてきた需要家２の需要、発電事業者３の発電機出力を表示装置７に表示する。情報受配信部１８は処理部１２から１７が計算した結果を需要家２、発電事業者３に送るとともに、需要家２、発電事業者３および一般電気事業者４からの情報をコントロール部１０を介して、データベース８に格納したり、需給制御監視部１５に送る。
【００４４】
同時同量の評価は現状では３０分となっているので、収支計算および収支計算で使用するデータは３０分の平均値とする。計算機では評価の単位時間は自由に変更できるものとする。また、送電ロスを考慮して発電機出力と需要をバランスさせる必要が有るが、下記の説明では送電ロスがないものとして記述している。発電機へ指令値を送る制御周期は数秒から数分の単位である。
【００４５】
（４）データベースの内容
データベース８には下記のものが格納されている。各処理部１０から１８の処理プログラム、各処理部１０から１８の計算に使用するデータおよび計算結果である。
【００４６】
データの一例をあげると、各発電事業者３の発電機の発電機特性（最大出力、最低出力、燃料消費効率関数、燃料単価、燃料種別、燃料熱量）、買電コスト特性、運転種別（パターン運転、スケジュール運転、他ＰＰＳ供給力パターン、自動運転）、作業停止計画、発電機出力指令値、実際の発電機出力、発電事業者のペナルティ係数（発電機出力指令値に対する発電機の出力の電力量誤差に応じてペナルティを追加）、各需要家２の需要家のタイプ（自分で需要予測して結果を提供、電気事業者１００に任せる）、需要関連データ（実績の気象、イベント、予想の気象、イベント）、需要予想値、需要実績値、需要家のペナルティ係数（需要家が需要予測したとき、その誤差に応じてペナルティを追加）、電気事業者ペナルティ（同時同量が達成できなかったときに一般電気事業者に支払うペナルティと契約に応じた基本料金、託送料金を含む）、計画作成期間、送電ロス、買電コスト関数、燃料コスト関数等がある。
【００４７】
Ｂ．処理の流れ
電気事業者１００が使用するときとして、電力需給制御装置１の処理を図１を用いて説明する。ここでは、ユーザが電気事業者であるとする。電気事業者はスーパーユーザであり、全ての機能を使用できるものとする。
【００４８】
初期画面では、ユーザＩＤとパスワードを入力して、電気事業者であることを確認する。ユーザＩＤに対するパスワードが異なるときには図５に示す画面には進めないものとする。
【００４９】
図５は条件設定部１１で入力する情報の画面を示したもので、表示装置７に表示された画面である。予想段階での処理を最初に説明する。ここで、入力装置６により計画日３１を入力して、計画期間３２を選択する。図５の例では計画期間は翌日が選択されていることを示している。よって、2001年3月1日の翌日計画を作成することになる。
【００５０】
次に決定ボタン３３で入力したデータを決定する。決定されると、これらの日付はコントロール部１０を介して、データベース８に格納されるとともに、この期間の需要予測結果、起動停止計画作成結果、負荷配分利益計算結果、収支計算結果、燃料コスト関数補正結果が既にデータベースに存在するときは、画面上で既に計算結果が存在することが分かるように表示される。同時に、データベース８の使用するデータ種別モードを「予想」に設定する。
【００５１】
図５の例では、需要予測３５が既に計算されている例を示しているため、この部分の表示がハッチングしてある。表示色を変えて示してもよい。また、需要予測結果が存在しなくて、起動停止計画結果あるいは負荷配分計算結果が存在するときは、自動的に対象とする計画期間の起動停止計画結果および負荷配分利益計算結果はデータベースから削除されて、起動停止計画３６、負荷配分利益計算３７がハッチングされることは無い。
【００５２】
同様に、起動停止計画が作成されていなくて、負荷配分利益計算結果が存在するときも、その計画期間の負荷配分利益計算結果はデータベース８から削除され、負荷配分利益計算３７がハッチングされることは無い。
【００５３】
クリアボタン３４を選択すると、日付３１、期間３２の表示データがクリアされ、同時に需要予測３５、起動停止計画３６、負荷配分利益計算３７、収支計算３９および燃料コスト関数補正４０にハッチングが有るときは、このハッチングは解除される。
【００５４】
次に計画期間３２で実績を選択したときについて説明する。計画期間３２で実績を選択し、決定ボタン３３を選択したときは、データベース８の使用するデータ種別モードを「実績」に設定する。需要の実績データが存在するときは、需要予想３５がハッチングされ、発電機の運用実績も存在するので起動停止計画作成３６もハッチングされることになる。既に負荷配分利益計算結果、収支計算結果が存在するときは、それぞれ負荷配分利益計算３７、収支計算３９がハッチングされる。
【００５５】
決定ボタン３３を選択した後は、運用者は次に処理したいものを需要予想３５、起動停止計画作成３６、負荷配分利益計算３７、需給制御監視３８、収支計算３９および燃料コスト関数補正４０から選択する。
【００５６】
条件設定部１１で需要予想３５が選択されると、処理はコントロール部１０を介して、需要予想部１２に移る。
【００５７】
需要予想部１２の処理フローを図６に示す。
【００５８】
最初にブロック４１でデータベース８から計画対象期間および、データ種別モードを読込む。ブロック４２でデータ種別モードを判定して、モードが「実績」のときは、ブロック４３で実績需要と過去に予測した予想需要をデータベース８から読み込み。ブロック４４で表示装置７へ実績需要、予想需要を表示する。表示は時間毎の需要実績値の「表」あるいは「グラフ」での表示の選択および需要家２の「総合需要」あるいは個別の「需要家毎」の選択ができるものとする。
【００５９】
需要家のタイプには需要家自身が需要を予測する「自己予想」と電気事業者が予測する「電気事業者予想」がある。「自己予想」と「電気事業者予想」も表示できる。次にブロック４５で需要データの「配信」を選択すると、実績需要と「自己予想」需要をコントロール部１０、情報受配信部１８を介して各需要家２へ配信する。需要家のタイプが「電気事業者予想」のときは需要実績のみを送る。ここで配信するデータは、個々の需要家の需要データのみで、他の需要家のデータを配信することはない。
【００６０】
ブロック４２でデータ種別モードが「予想」のときは、ブロック４７で需要家のタイプが「自己予想」の場合は需要家が予想した需要予想データをデータベース８から読込む。次にブロック４８ではデータベース８から個々の需要家の過去の需要実績、気象およびイベント情報を読込み。ブロック４９では回帰分析等により需要と気象の関係式を求め、この回帰式に予想気象を入力装置６より入力して各需要家の需要を予測する。
【００６１】
この後、イベントの影響を考慮して運用者が予測値を補正する。予想は30分毎に予測するあるいは、最大需要あるいは最小需要のみを最初に予測して、予想気象、イベントが類似した日を決定し、この日の需要実績の時系列パターンの最大需要あるいは最小需要が予想値と各々と一致するようにパターンを伸縮させて、時系列の予想需要を計算する。各需要家の予想需要を加算することにより、需要家全体の総需要予想を計算する。
【００６２】
ブロック５０では、個々の需要家の需要予想値および総需要予想を表示装置７に表示させる。ブロック５１では予測結果の「格納」を選択すると、電気事業者１００が予想した需要と総需要予想および需要家自身が予想した需要を需要家毎にデータベース８に格納する。
【００６３】
上記の需要実績の表示、配信あるいは需要予想の処理が終了すると、図５の画面に戻る。日付３１および期間３２はデータベース８から読込まれて、需要予想部１２の処理に移ったときと同じ状態とする。ここで、決定を選択すると需要予想３５がハッチングされ、計画期間の需要予想値あるいは需要実績がデータベース８に存在することが確認できる。
【００６４】
条件設定部１１で起動停止計画作成３６が選択されると、処理はコントロール部１０を介して、図７に示す起動停止計画作成部１３の処理フローに移る。
【００６５】
起動停止計画作成部１３では、ブロック５３でデータベース８から計画対象期間および、データ種別モードを読込む。ブロック５４でデータ種別モードが「実績」のときは、ブロック５５でデータベース８から発電機の起動停止実績を読込む。ここで、起動停止実績とは、発電事業者３の発電機１０４に起動指令を出した時刻、系統並列時刻および発電機の最低出力以上となった時刻、停止指令を出した時刻、系統解列時刻および最低出力以下となった時刻である。
【００６６】
次にブロック５６で起動停止実績を表示装置７に表示する。発電機が連続運転あるいは連続停止のために起動や停止が計画期間に無かった場合は、当該時刻を表示せずブランクの状態を表示する。ブロック５７では発電事業者３に起動停止実績を配信するかどうかを選択して、配信する場合はブロック５８で各発電事業者にそれぞれの起動停止実績を配信する。
【００６７】
ブロック５４の判定でデータ種別モードが「予想」のときは、ブロック５９に進む。ブロック５９では、データベース８から起動停止計画に必要なデータをデータベース８から読込む。読込むデータには計画対象期間の需要予測値、発電機特性、買電コスト特性、運転種別、作業停止計画、発電機の運転種別が「パターン」となっている発電機は30分毎の発電機出力等を読込む。作業停止となっている発電機の起動停止計画は停止となる。また、運転種別が「パターン」となっている発電機はそのパターン通りの発電機出力となり、出力が有るところは運転、ゼロのところは停止となる。
【００６８】
次に、ブロック６０の画面の例を図８に示す。ここでは、発電事業者３が所有する発電機の起動停止計画を作成するときに最小化するコスト関数を選択する。図８で黒い●が選択されたもので、◎が選択されていないことを示す。
【００６９】
決定ボタン４２を選択することにより、起動停止計画作成時に使用するコスト関数が買電コスト関数か燃料コスト関数かがデータベース８に格納される。終了ボタンを選択することによりコスト関数の設定が終了する。
【００７０】
コスト関数には電気事業者１００が買い取る買電コスト関数あるいは発電事業者３の発電機の燃料コスト関数がある。買電コスト関数は電気事業者１００と発電事業者３が契約で取り決めた関数である。一方、燃料コスト関数Ｆ(P)（単位：円）は、燃料消費量を発電機出力Ｐで表した効率関数ｆ(P)（単位：cal）、燃料の熱量単価Ｋ（円／kcal）を用いて、式（１）で表せる。ここでは、図５のブロック４０で計算した計画期間の熱量単価、制御用効率関数を使用する。
【００７１】
Ｆ(P)＝ｆ(P)×Ｋ        …（式１）
【００７２】
図８の例では、どちらのコスト関数を使うかという選択であったが、図９に示すように、重み付き係数を用いて、２つのコスト関数の和としても良い。電気事業者の支出を最小化する目的関数としているため、図９で買電コストの重み係数はマイナスとなっている。
【００７３】
ブロック６２ではブロック６０で設定した起動停止計画用コスト関数でコスト最小となる起動停止計画を作成する。このとき、需給バランスと発電機の運用制約を満たし、作業停止計画、パターン運転の発電機を考慮する。計画を作成する方法として、色々な手法が有るがもっとも良く使われる優先順位法を用いる。優先順位法は供給力が総需要以上となるように定格出力の時の発電単価が安い発電機から起動してくことにより起動停止計画を作成する方法である。また、制約の中には発電機の運用制約だけでなく、電気事業者１００と発電事業者３との契約により、取り決めた制約も考慮するものとする。作業停止の発電機は出力がゼロとなるので、停止の起動停止計画とする。
【００７４】
また、発電事業者３のなかには、一部の発電機出力を電気事業者１００に売り、発電機出力の内の残りの出力を一般電気事業者４あるいは一般電気事業者４の送電ネットを経由して他の電気事業者に売電することケースもあり得る。
【００７５】
この場合は、電気事業者３、一般電気事業者４あるいはその他の電気事業者に電気を売るスケジュールが組まれているときは、その発電機は売電している時刻は運転状態にする。需要予想値、予め決められている出力パターン、予め決められている運転状態を考慮して、需給バランスを満たし、発電機の運用制約を考慮して、コストが最小となる起動停止計画を作成する。
【００７６】
コストの中には電気事業者と発電事業者との契約で起動費を含めないこともある。起動停止計画を決めた後、各発電機の負荷配分計算には一般的に使われる等ラムダ法を使用する。あるいは、二次計画法を用いて負荷配分計算しても良い。
【００７７】
ブロック６３では作成した起動停止計画、負荷配分計画計画をデータベース８に格納するかどうか判定して、格納する場合はブロック６４にて格納する。また、作成した計画を発電事業者３に配信する必要が有るときは、ブロック６８の処理により、各発電事業者に配信する。
【００７８】
上記の起動停止計画作成の処理が終了すると、図５の画面に戻る。
【００７９】
条件設定部１１で負荷配分利益計算３７が選択されると、処理はコントロール部１０を介して、図１０に示す負荷配分利益計算部１４の処理フローに移る。負荷配分利益計算部１４では、ブロック６５でデータベース８から計画対象期間および、データ種別モードを読込む。
【００８０】
ブロック６５でデータ種別モードが「実績」のときは、ブロック６７でデータベース８から各需要家の需要実績、各発電機の発電機出力実績を読込む。次にブロック６８で負荷配分利益計算用データをデータベース８から読込む。読込むデータには、各発電機の利益配分用燃料コスト関数（ブロック２２７で計算）、起動停止計画用コスト関数（ブロック６０で計算）、発電機特性、利益配分係数（ブロック７６で設定）等がある。
【００８１】
ブロック７０では、各時間毎の発電機出力の実績の総和を総需要として、起動停止計画用コスト関数を用いて等ラムダ法により再度負荷配分する。但し、スケジュール運転、パターン運転の発電機については、実績出力が負荷配分値であるとする。ブロック７１では実績需要をもとに再計算した負荷配分値、発電機の実績出力および利益配分係数から電気事業者と各発電事業者の利益配分を計算する。スケジュール運転、パターン運転の発電機は新たな利益を発生するのに貢献しない。
【００８２】
起動停止計画用コスト関数と実績出力により電気事業者がこの発電機ｉに支出する金額Ｂit、すなわち発電機ｉを所有する発電事業者の収入を式（２）により計算する。ここで、ｕitは発電機ｉが時刻ｔで運転していれば１、停止していれば０となる変数、Ｃｉ（Ｐit）は発電機ｉの出力がＰitのとき、電気事業者が買い取る買電コスト関数である。
【００８３】
Ｂit＝ｕit×Ｃi（Ｐit）        …（式２）
【００８４】
電気事業者の指令により自動運転される発電機ｉの本来の利益Ｍitは式（３）で計算できる。本来の利益とは需要が固定の条件で電気事業者から発電事業者への支出、すなわち買電コストが最小となるように発電機出力をＰitと負荷配分したときに発生する利益のことである。ここで、Ｄi（Ｐit）は発電機ｉの出力がＰitのときの利益配分用燃料コスト関数である。
【００８５】
Ｍit＝ｕit×（Ｃi（Ｐit）−Ｄi（Ｐit））        …（式３）
【００８６】
次に、利益配分用燃料コスト関数を用いて経済負荷配分した出力Ｑitとすることによる発電機ｉの利益Ｎitは式（４）で計算できる。
【００８７】
Ｎit＝ｕit×（Ｃi（Ｑit）−Ｄi（Ｑit））        …（式４）
【００８８】
パターン運転、スケジュール運転の発電機の出力はＰit、Ｑitとも同じであるため、式（３）、式（４）で計算した利益ＭiとＮiは同じになる。
【００８９】
自動運転の発電機については、燃料費が最小となるように負荷配分していることから、電気事業者の支出を最小化するときよりも、発電事業者の利益の総和は増大している。利益が増大する理由は、発電事業者の燃料費より電気事業者の買電コストの方が高く無いと、発電事業者は赤字の事業体となり、事業者として成り立たず、燃料費の方が買電コストより安いためである。
【００９０】
電気事業者１００の起動停止計画用コスト関数を用いて最適化すると電気事業者から発電事業者への支出を最小化できるが、利益配分用燃料コスト関数を用いて最適化することにより電気事業者の支出はΣｕit×（Ｃi（Ｑit）−Ｃi（Ｐit））だけ増加し、利益が減少する。電気事業者と発電事業者のトータルでの支出（実際には燃料費と一致）の減少分Ｙtは発電事業者の燃料費の削減分に等しい。以下の式（５）から式（１１）での加算（Σ）は自動運転の発電機を対象としたものである。
【００９１】
0004023101.tif 000002
【００９２】
式（５）では電気事業者も起動停止計画用コストで最適な負荷配分したときに得られるであろう利益を確保するために、Σｕit×（Ｃi（Ｑit）−Ｃi（Ｐit））を引いている。以下の利益配分においても、各発電事業者は起動停止計画用コストで最適な負荷配分したときに得られるであろう利益を確保できるようにする。増大した利益Ｙtを電気事業者と自動運転の発電機としている発電事業者で配分する。配分計算に使用する係数はブロック７６で設定した値を使用する。まず、増大した利益を電気事業者と利益配分対象の発電事業者で設定した割り合いで配分する。前者をｈとすると、後者は（１−ｈ）となる。これにより電気事業者の利益配分Ｓは式（６）となる。
【００９３】
Ｓ＝Ｙt×ｈ        …（式６）
【００９４】
利益配分対象の発電事業者間では、このコスト関数を変えて出力を変更することを承認している発電事業者全体でのベース配分率V、発電機の出力が変更したことにより利益が発生したと考えて出力変更量の絶対値ΔＲit（（Ｐit−Ｑit）の絶対値）、出力変化の差分量の絶対値ΔＳit（ΔＰit−ΔＱit）の絶対値）を用いて配分する。ΔＳitのとして、差分量が大きくなったときのみ考慮する方法もある。ベース配分による利益の配分は配分方式が均等の場合は式（７）により計算する。ｎは利益配分対象の発電事業者数である。
【００９５】
ＢＰi＝Ｙt×（１−ｈ）×ｖ／ｎ        …（式７）
【００９６】
ベース配分方法には、定格出力に応じた場合、最大供給力に応じた場合があり、どの方法を使用するかはブロック７６で決定している。定格出力はその発電機の最大出力に相当し、最大供給力は作業や他の電気事業者へ供給している等により最大出力が抑制されて小さくなった場合は、この抑制された値を使う。ベース配分で配分される総量は（ΣＮit−ΣＭit）×（１−ｈ）×ｖであり、この配分割り合いが定格出力、最大供給力に比例して配分する。定格出力Ｐi,maxを用いたときの発電機ｉのベース配分の利益はは式（８）となる。
【００９７】
ＢＰi＝Ｙt×（１−ｈ）×ｖ×Ｐi,max／ΣＰi,max        …（式８）
【００９８】
出力が変化したことによる貢献量は出力変更量の絶対値ΔＲitと考えられ、出力変化の差分量により発電機の機械的、熱的ストレスが発生したと考えたΔＳitあるいはそれらの定格出力に対する比率を用いて総貢献率を計算する。係数、計算方法はブロック７６で設定した値を用いる。絶対値を用いたときは式（９）により総貢献率を計算する。α、βは係数である。
【００９９】
ｗit＝α×ΔＲit＋β×ΔＳit        …（式９）
あるいは、定格出力に対する比率で総貢献率を計算すると式（１０）となる。
ｗit＝（α×ΔＲit＋β×ΔＳit）／Ｐi,max        …（式１０）
総貢献率を用いることにより利益の配分ＣＰiは式（１１）となる。
ＣＰi＝Ｙt×（１−ｈ）×（１−ｖ）×ｗit／Σｗit        …（式１１）
【０１００】
発電機ｉの時刻ｔの出力がＱitのとき、電気事業者が支払うコスト、すなわち発電事業者の発電機ｉによる収入Ｇitは式（１２）で計算する。
【０１０１】
出力Ｑitによる燃料コストに利益Ｍitを加算したものが起動停止計画用コスト関数で負荷配分したとき得られる利益が確保でき、これにベース配分ＢＰitと貢献分ＣＰitを加算したものである。買電コスト関数Ｃiを使うと式（１３）となる。パターン運転、スケジュール運転の発電機の出力ＰitとＱitは同じで、ＮitとＭitも同じで、ＢＰitとＣＰitはゼロとなり、Ｃi（Ｐit）となる。
【０１０２】
0004023101.tif 000003
【０１０３】
ブロック７２では、実績出力や実績需要と利益配分用燃料コスト関数により負荷配分したときの発電機出力、実際の利益とデータベース８から読込んだ予想需要を用いて計算したときの予定利益、式（２）から式（１３）で計算した値等を表示装置７に表示する。
【０１０４】
発電機出力のグラフの例を図１１に示す。黒い部分が起動停止計画用コスト関数を用いたときの負荷配分結果であり、白い部分が実際の出力あるいは利益配分用燃料コスト関数での負荷配分結果である。図１１では黒い棒グラフの上に白い棒グラフを重ねているため、出力が変化したところのみが黒く見えている。
【０１０５】
表示する項目として、起動停止計画用のコスト関数を用いたときの各時刻の利益と再配分した追加利益がある。これにより、起動停止計画用のコスト関数で配分したときより、いくら利益が増加しているかがわかる。
【０１０６】
ブロック７９では上記で計算した発電機出力、増分利益等を格納するかどうか判定して、格納する場合はブロック８０にて、データベース８に格納する。さらに、発電事業者に上記で計算した発電機出力、増加利益等の情報を配信するかどうかを判定して、配信する場合はブロック８２にて、各発電事業者毎にその発電事業者のデータ項目を配信する。以上で、負荷配分利益計算の処理でデータ種別モードが「実績」のときの処理は以上で終わる。
【０１０７】
ブロック６５でデータ種別モードが「予想」のときは、ブロック７３以下の処理に移る。ブロック７３で負荷配分利益計算用データをデータベース８から読込む。読込むデータには、各発電機の制御用燃料コスト関数（ブロック２３２で計算）、起動停止計画用コスト関数（ブロック６０で計算）、発電機特性、予想需要、基本の負荷配分（ブロック６２で計算）等がある。ブロック７５では、予想総需要と制御用燃料コスト関数を用いて等ラムダ法により負荷配分する。
【０１０８】
但し、パターン運転（契約で出力が決まっており、電気事業者が制御できない発電機）とスケジュール運転（事前に作成した出力で運転する発電機。オンラインでは制御できない）の発電機については、パターン運転、スケジュール運転での出力が負荷配分値であるとする。
【０１０９】
ブロック７６では利益配分係数を設定する。図１２に利益配分係数の設定画面300の例を示す。係数301と係数302は増加した利益を電気事業者と発電事業者で配分する割り合いを示し、既に値が格納されておりこの値が存在してデータベースから読込まれているならば、その数値が表示され、まだ値が存在していないときはデフォルトの値が表示される。入力手段６を用いて数値を変更することができる。項目303は発電機の制御モードを示している。
【０１１０】
発電機１、２は自動なので電気事業者が指令した出力となるように制御でき、発電機３はパターン運転なので予め決めておいた出力となり、スケジュール運転はブロック６２で計算済みの負荷配分の出力となることを示している。パターン運転、スケジュール運転の発電機は利益を再配分する対象では無い。
【０１１１】
係数304は発電事業者に配分する再配分利益の内、利益配分対象となる発電事業者で配分される割合であり、残りは係数306で示す値で利益増加の貢献度に応じた発電事業者への割り合いとなる。項目305はベース配分するときに使用する各発電機の割り合いきめるものであり、「均等」が選ばれると発電機の定格出力に関係なく、均等に配分され、「定格」が選ばれると各発電機の定格出力に応じて配分されるため、大形の発電機程配分率が多くなり、同様に最大供給力が選ばれると、電気事業者１００に供給できる最大供給力に応じて配分される。
【０１１２】
最大供給力は作業による出力抑制や他の電気事業者へも供給しているときは電気事業者１００へ供給できる最大電力は減少するので、これを考慮したものである。係数307は出力変更による貢献度の係数で項目308では出力変更量の絶対値とするか定格出力に対する比率にするかを選択する。同様に係数309は出力変化の偏差による貢献度の係数で項目310では出力変化の偏差の絶対値とするか定格出力に対する比率にするかを選択する。
【０１１３】
ブロック７７では予想需要段階での利益を計算して、利益がどの程度期待できるかを発電事業者、電気事業者に提供する。予想需要をもとにブロック６２で計算した負荷配分値Ｐit、制御用燃料コスト関数を用いて計算したブロック７５の負荷配分値Ｑitとすると、ブロック７１で計算した考え方と同じ方法で利益および利益配分計算を行なう。スケジュール運転、パターン運転の発電機は新たな利益を発生するのに貢献しない。
【０１１４】
起動停止計画用コスト関数と予想需要から計算した負荷配分値Ｐitを用いて電気事業者がこの発電機ｉに支出する金額Ｂitを式（１４）により計算する。ここで、ｕitは発電機ｉが時刻ｔで運転していれば１、停止していれば０となる変数、Ｃｉ（Ｐit）は発電機ｉの出力がＰitのとき、電気事業者が買い取る買電コスト関数である。
【０１１５】
Ｂit＝ｕit×Ｃi（Ｐit）        …（式１４）
【０１１６】
電気事業者の指令により自動運転される発電機ｉの本来の利益Ｍitは式（１５）で計算できる。本来の利益とは需要が固定の条件で電気事業者が発電事業者への支出が最小となるように発電機出力をＰitと負荷配分したときに発生する利益のことである。ここで、Ｄi（Ｐit）は発電機ｉの出力がＰitのときの利益配分用燃料コスト関数である。
【０１１７】
Ｍit＝ｕit×（Ｃi（Ｐit）−Ｄi（Ｐit））        …（式１５）
【０１１８】
次に、制御用燃料コスト関数を用いて経済負荷配分した出力Ｑitを用いることにより発電機ｉの利益Ｎitは式（１６）で計算できる。
【０１１９】
Ｎit＝ｕit×（Ｃi（Ｑit）−Ｄi（Ｑit））        …（式１６）
【０１２０】
パターン運転、スケジュール運転の発電機の出力はＰit、Ｑitとも同じであるため、式（１５）、式（１６）で計算した利益ＭitとＮitは同じになる。自動運転の発電機については、燃料費が最小となるように負荷配分していることから、電気事業者の支出を最小化するときよりも、発電事業者の利益の総和は増大している。
【０１２１】
電気事業者１００の起動停止計画用コスト関数を用いて最適化すると電気事業者が発電事業者への支出を最小化できるが、利益配分用燃料コスト関数を用いて最適化することにより電気事業者の支出はΣｕit×（Ｃi（Ｑit）−Ｃi（Ｐit））だけ増加し、利益が減少する。電気事業者と発電事業者のトータルでの支出の減少分は発電事業者の燃料費の削減分Ｙtに等しい。以下の式（１７）から式（２４）での加算（Σ）は自動運転の発電機を対象としたものである。
【０１２２】
0004023101.tif 000004
【０１２３】
増大した利益Ｙtを電気事業者と自動運転の発電機としている発電事業者で配分する。ブロック７６で設定した利益配分係数を使用して利益を配分する。利益配分計算はブロック７１で説明した計算方法と同じである。まず、増大した利益の電気事業者と利益配分対象の発電事業者の割り合いをｈ、（１−ｈ）とすると、電気事業者の利益配分Ｓtは式（１８）となる。
【０１２４】
Ｓt＝Ｙt×ｈ        …（式１８）
【０１２５】
ベース配分率V、出力変更量の絶対値ΔＲit、出力変化の差分量の絶対値ΔＳitを用いて、利益配分方式が均等の場合は式（１９）により計算する。ｎは利益配分対象の発電事業者数である。
【０１２６】
ＢＰit＝Ｙt×（１−ｈ）×ｖ／ｎ        …（式１９）
【０１２７】
ベース配分方法には、定格出力に応じた場合、最大供給力に応じた場合があり、どの方法を使用するかはブロック７６で決定済である。発電機ｉの総貢献率ｗitは絶対値を用いたときは式（２０）、比率を用いたときは式（２１）となる。α、βは係数である。総貢献率を用いると発電機ｉの利益の配分ＣＰiは式（２２）となる。
【０１２８】
ｗit＝α×ΔＲit＋β×ΔＳit        …（式２０）
ｗit＝（α×ΔＲit＋β×ΔＳit）／Ｐi,max    …（式２１）
ＣＰit＝Ｙt×（１−ｈ）×（１−ｖ）×ｗit／Σｗit      …（式２２）
【０１２９】
発電機ｉの時刻ｔの出力がＱitのとき、電気事業者が支払う予想コスト、すなわち発電事業者の発電機ｉによる予想収入Ｇitは式（２３）で計算する。出力Ｑitによる燃料コストに利益Ｍitを加算したものが起動停止計画用コスト関数で負荷配分したとき得られる利益が確保でき、これにベース配分ＢＰitと貢献分ＣＰitを加算したものである。
【０１３０】
買電コスト関数Ｃiを使うと式（２４）となる。パターン運転、スケジュール運転の発電機の出力ＰitとＱitは同じで、ＮitとＭitも同じ、ＢＰitとＣＰitはゼロとなり、Ｃi（Ｐit）となる。
【０１３１】
0004023101.tif 000005
【０１３２】
ブロック７８では、予想需要、制御用燃料コスト関数により負荷配分たときの発電機出力Ｑit、起動停止計画用コスト関数で負荷配分したときの発電機出力Ｐit、式（１４）から式（２４）で計算した予想段階での利益と増分利益等を表示装置７に表示する。
【０１３３】
発電機出力のグラフはブロック７２と同様に図１１のように表示する。黒い部分が起動停止計画用コスト関数で負荷配分したときの発電機出力Ｐit、白い部分が制御用燃料コスト関数により負荷配分したときの発電機出力Ｑitである。他の表示する項目例として、起動停止計画用のコスト関数を用いたときの各時刻の利益と再配分した追加利益がある。これにより、起動停止計画用のコスト関数で配分したときより、いくら利益が増加しているかがわかる。
【０１３４】
ブロック７９からブロック８２では既に説明したように、条件により計算した値をデータベース８に格納、発電事業者へのデータ配信を行なう。負荷配分利益計算の処理でデータ種別モードが「予想」のときの処理は以上で終わる。
【０１３５】
上記の負荷配分利益計算の処理が終了すると、図５の画面に戻る。
【０１３６】
条件設定部１１で需給制御監視３８が選択されると、処理はコントロール部１０を介して、需給制御監視部１５のオンライン監視処理に移る。需給制御監視部１５では、需要家２、発電事業者３および一般電気事業者４から送られてきた、需要実績値、発電機出力を情報受配信部１８を経由して取り込み、また、需給制御監視部１５で常時計算している自動運転の発電機の制御指令値およびスケジュール運転、パターン運転発電機の計画値を表示装置７に表示する。
【０１３７】
監視制御をオンラインで常時監視するために、図１の表示装置を２つ以上にして、１つの表示装置には条件設定１１で需給制御監視３８が選択されるのとは関係なく、需要家２、発電事業者３および一般電気事業者４から送られてきた、需要実績値、発電機出力を情報受配信部１８を経由して取り込み、また、需給制御監視部１５で常時計算している自動運転の発電機の制御指令値およびスケジュール運転、パターン運転発電機の計画値を表示装置７に表示してもよい。
【０１３８】
需給制御監視部１５では、条件設定部１１で選択されるのとは無関係に、周期的（数秒から数分毎）に各発電機への指令値を計算して、指令値をコントロール部１０、情報受配信部１８を介して、発電機へ出力している。自動運転の発電機に対しては、事前に予想した総需要予想、計測した現在の総需要および現在の発電機出力をもとに同時同量を満たすように発電機指令値を計算している。スケジュール運転、パターン運転発電機の計画値を指令値とする。計画値の計算方法は制御用燃料コスト関数を用いて等ラムダ法により負荷配分している。
【０１３９】
条件設定部１１で収支計算３９が選択されると、処理はコントロール部１０を介して、図１３に示す収支計算部１６の処理フローに移る。収支計算部１６では、ブロック200でデータベース８から計画対象期間および、データ種別モードを読込む。ブロック201でデータ種別モードが「実績」のときは、ブロック202でデータベース８から収支計算期間の設定を行なう。負荷配分利益計算３７を選択したときの利益計算等は時間毎に計算するものであるが、収支計算３９では時間毎の他に、指定した期間全体の収支計算も行なう。
【０１４０】
ブロック203では収支計算用データをデータベース８から読込む。収支計算用データには、各需要家の需要実績、各発電機の発電機出力と出力指令値、需要家への売電コスト関数、需要家自身が実施した自己予想、指令値偏差ペナルティ係数、自己予想偏差によるペナルティ係数、一般電気事業者との同時同量偏差によるペナルティ係数、式（２）から式（１３）で計算した買電コスト、利益、増分利益等を読込む。ここで、ペナルティ係数としているが、偏差のしきい値毎にペナルティ係数があり、係数によっては需要家、発電事業者の収入の減少では無く、増加の係数も含むものとする。
【０１４１】
ブロック204では、発電事業者の収支計算をするために、電気事業者が指令した値との偏差によるペナルティＥitを計算する。ここでペナルティを設定する理由は、一般電気事業者との同時同量の偏差による費用をまかなうためである。電気事業者が予想した需要の誤差が大きければ指令値の合計と需要の誤差が大きくなり、この誤差によるペナルティは電気事業者が負担し、指令値と発電機出力との偏差が発生している場合は発電事業者にペナルティを受け持ってもらうためである。偏差は同時同量を満たす時間毎と言うことで、現状では３０分単位の偏差を用いてペナルティを計算する。
【０１４２】
発電事業者へのペナルティと偏差の関係の例を図１４に示す。この例では区分線形により偏差が大きいほどペナルティを大きくしている。区分の方法として、偏差の絶対値あるいは定格出力に対する比率を用いる。ブロック205では発電事業者の収支を計算する。これは、時刻ｔの時間毎に計算したコスト、燃料費、利益、増分利益、およびペナルティを加算することにより、時間毎の収支計算ができる。式（１２）で計算した収入ＧitにペナルティＥitを加算することにより、式（２５）に示すように電気事業者が発電事業者に支払うコストＴitが計算できる。
【０１４３】
Ｔit＝Ｇit＋Ｅit  ・・・・（式２５）
【０１４４】
発電機１の収支計算結果の表示例を図１５に示す。収入Ｔは電気事業者が発電機事業者に支払うコストＴit、買電Ｃは発電機がの出力Ｑitにより計算した買電コストＣit、利益Ｍは起動停止用コスト関数を使用したときに得られる利益Ｍit、利益Ｎは出力Ｑitのときに買電コスト関数と燃料コスト関数から得られた利益Ｎit、追加利益ＢＰ＋ＣＰは出力をＰitからＱitに変更して発電事業者全体の燃料コストを低減して増加した利益を配分した再配分利益ＢＰit＋ＣＰitおよびペナルティＥは制御指令と発電機出力の偏差によって生じたペナルティEitである。図１５の例では発電事業者の発電機１の利益は本来得られる利益Ｍより、追加利益分だけ増加して、その分収入Ｔは増加している。但し、ペナルティの分は収入が減少している。予想段階ではペナルティＥはゼロである。収入、利益は予想需要から実績需要に変わることにより変化する。コストＴitは発電事業者の発電機ｉの時刻ｔにおいて、電気事業者が支払うコストであるため、これを収支の期間の総和をとることにより、その期間の電気事業者が支払うコストが計算できる。
【０１４５】
ブロック206では需要家が自分で需要予想して、電気事業者からの料金を安く契約する一方、予測精度の良否によりペナルティを支払うものである。ペナルティ係数はブロック204と同じく、区分線形により予測誤差に応じてペナルティを計算する。精度が良ければ、ペナルティがマイナスとなることもあり得る。需要家に対するペナルティは発電事業者と違って、時間毎にペナルティ係数が変化する。理由は最大需要、最小需要、需要の急増時刻、急減時刻の予測精度は重要であるが、それ以外の時刻は重要性が低いと考えられるためである。最大需要、最小需要はそもそも、起動停止計画を作成するときに新たに発電機を起動しなくてはいけないのか、停止したままで良いのかの判定に影響し、また、需要の急増、急減は発電機の出力変化が追従できなくて、同時同量が達成できない（誤差が大きい）可能性があるためである。これらは、直接コストへの影響するため、予測精度の良否によりペナルティを加えるものである。需要家のなかには、自分で需要予測するのでは無く、電気事業者が予測することもある。この需要家の予測誤差によるペナルティはゼロとなる。以上のようにして、各需要家のペナルティＤjtを計算する。また、ブロック207では需要家ｊの需要がＬjtとし、売電コスト関数Ｕj（Ｌjt）とすると需要家ｊが支払う料金Ｚjtを式（２６）で計算する。
【０１４６】
Ｚjt＝Ｕj（Ｌjt）＋Ｄjt        …（式２６）
【０１４７】
図１６に需要家１の収支を表す画面の例を示す。図１６で料金Ｚは需要家１が電気事業者に支払う料金Ｚjt、コストＵは電気使用量に応じた電気事業者の売電コストＵjおよび需要家が自分で予想した予想需要の誤差によるペナルティＤjtである。需要家が自分で需要予測しない場合はペナルティＤjtはゼロである。予想段階ではペナルティＤがゼロとなるため、料金ＺとコストＵは同じ値になる。予想料金Ｚjtは需要家ｊが時刻ｔにおいて、電気事業者に支払うコストであるため、これを収支の期間の総和をとることにより、その期間の需要家ｊが支払うコストが計算できる。
【０１４８】
ブロック208では一般電気事業者との収支Ｒtを計算する。ここでは、電気事業者１００と一般電気事業者との契約で決めた基本料金Ａ、託送料金Ｂtおよび同時同量ペナルティＣtの和により電気事業者１００が一般電気事業者４へ支払う金額が決まる。同時同量ペナルティＣtは電気事業者１００が供給する総需要と発電事業者の総供給量の偏差に応じて計算する。偏差が大きい程、供給が不足するとペナルティは大きくなり、また供給が過剰になると安い料金で引き取られることになる。託送料金Ｂtは総需量に託送単価を掛けて計算する。よって、電気事業者１００が一般電気事業者へ支払う料金Ｒtは式（２７）となる。
【０１４９】
Ｒt＝Ａ＋Ｂt＋Ｃt        …（式２７）
【０１５０】
料金Ｒtは電気事業者が時刻ｔにおいて、一般電気事業者に支払うコストであるため、これを収支の期間の総和をとることにより、その期間の電気事業者が支払うコストが計算できる。
【０１５１】
ブロック209では電気事業者の収支を計算する。電気事業者はΣｕit×（Ｃi（Ｑit）−Ｃi（Ｐit））だけ、支出が増加するが全体の利益増分でこの減少した分を補い、更に燃料費削減効果に割合を掛けたＹt×ｈだけ発電事業者への支出を削減できる。電気事業者の収支は、一般電気事業者への支払、発電事業者への支払、需要家からの収入により計算する。
【０１５２】
図１７に電気事業者の収支を表す画面の例を示す。「収入」は電気事業者が得られる収入である。「売電収入」は需要家に電気を供給することにより得られる収入、「買電収支」は発電事業者に支払う支出でペナルティを除いたもの、「追加利益」は発電事業者との協力によって生じた利益である。補正収支の項目には「需要家」項目にある需要家の需要予測誤差によるペナルティ、「発電事業者」項目は指令値と出力の偏差により計算したペナルティ、「一般電気事業者」項目は同時同量の未達により一般電気事業者との収支であり、これら３つを加算したものが「補正収支」の値である。需要家、発電事業者の収支項目は全需要家、全発電事業者の合計値が表示されている。「収入」は「売電収入」、「追加利益」、「補正収支」を加算したものであり、電気事業者の利益は「収入」から「買電支出」を引いたものとなる。
【０１５３】
以上により計算処理が終わり、次にブロック218で計算した値をデータベース８に格納するかどうかを選択して、格納する場合はブロック219によりデータベース８に格納する。次に、ブロック220では、計算した結果を需要家毎、発電事業者毎に配信するかどうかを選択して、配信する場合はブロック221により計算結果を配信する。以上で、データ種別モードが「実績」のときの収支計算部１６の処理が終了する。
【０１５４】
収支計算部１６の処理ブロック201でデータ種別モードが「予想」のときは、ブロック210でデータベース８から収支計算期間の設定を行なう。ブロック211では収支計算用データをデータベース８から読込む。収支計算用データには、各需要家の予想需要、予想需要を使って負荷配分した各発電機の発電機出力と出力指令値、需要家への売電コスト関数、需要家自身が実施した自己予想、指令値偏差ペナルティ係数、自己予想偏差によるペナルティ係数、一般電気事業者との同時同量偏差によるペナルティ係数、式（１４）から式（２４）で計算した買電コスト、予想利益、予想増分利益等を読込む。各ペナルティ係数はブロック203と同じ値である。予想段階では需要予測誤差、発電機指令値と発電機出力の差および同時同量の誤差はゼロである。
【０１５５】
ブロック212では、電気事業者が指令した値との偏差はゼロなのでペナルティＥitはゼロである。ブロック213では発電事業者の収支を計算する。これは、時刻ｔの時間毎に計算したコスト、燃料費、利益、増分利益、およびペナルティを加算することにより、時間毎の収支計算ができる。式（２５）で示した式により電気事業者が発電機事業者に支払う予想コストＴitを計算する。コストＴitは発電事業者の発電機ｉの時刻ｔにおいて、電気事業者が支払う予想コストであるため、これを収支の期間の総和をとることにより、その期間の電気事業者が支払う予想コストが計算できる。
【０１５６】
ブロック214での需要家に対する予想ペナルティＤjtはゼロである。ブロック215では需要家ｊの需要がＬjtとし、売電コスト関数Ｕj（Ｌjt）とすると需要家ｊが支払う予想料金Ｚjtを式（２６）で計算する。料金Ｚjtは需要家ｊが時刻ｔにおいて、電気事業者に支払う予想コストであるため、これを収支の期間の総和をとることにより、その期間の需要家ｊが支払う予想コストが計算できる。
【０１５７】
ブロック216では一般電気事業者との予想収支Ｒtを計算する。ここでは、電気事業者１００と一般電気事業者との契約で決めた基本料金Ａ、託送料金Ｂtおよび同時同量ペナルティＣtの和により電気事業者１００が一般電気事業者４へ支払う予想金額が決まる。基本的には電気事業者は需要家の総需要を発電事業者の供給力で同時同量を達成するはずであるため同時同量ペナルティＣtはゼロであるが、万一、発電事業者よりも一般電気事業者のほうから安い価格で電力を購入できるときは、購入した分だけ同時同量ペナルティＣtが発生する。
【０１５８】
電気事業者１００が一般電気事業者へ支払う予想料金Ｒtは式（２７）となる。料金Ｒtは電気事業者が時刻ｔにおいて、一般電気事業者に支払う予想コストであるため、これを収支の期間の総和をとることにより、その期間の電気事業者が支払う予想コストが計算できる。
【０１５９】
ブロック217では電気事業者の収支を計算する。電気事業者の収支は、一般電気事業者への支払、発電事業者への支払、需要家からの収入により計算する。
【０１６０】
以上により計算処理が終わり、次にブロック218で計算した値をデータベース８に格納するかどうかを選択して、格納する場合はブロック219によりデータベース８に格納する。次に、ブロック220では、計算した結果を発電事業者毎に配信するかどうかを選択して、配信する場合はブロック221により計算結果を配信する。データ種別モードが「予想」のときのは、需要を自己予想した需要家に対してのみ計算結果を配信するものとする。以上で、データ種別モードが「予想」のときの収支計算部１６の処理が終了する。
【０１６１】
上記の収支計算の処理が終了すると、図５の画面に戻る。
【０１６２】
条件設定部１１で燃料コスト関数補正４０が選択されると、処理はコントロール部１０を介して、図１８に示す燃料コスト関数補正部１７の処理フローに移る。燃料コスト関数補正部１７では、ブロック223で燃料コスト関数を「補正」するかどうかを選択する。「補正」を選択したときは、ブロック224で補正期間を設定する。
【０１６３】
ブロック222では各発電事業者の燃料種別毎に熱量単価を設定する。燃料の熱量単価は燃料の種類、燃料を購入したときの価格により変化する。発電事業者３が実際に購入した燃料の熱量およびそのときの燃料単価の平均値や通関を通ったときの対象燃料の平均価格を入力する。電気事業者が自由に熱量単価を設定することもできる。
【０１６４】
ブロック225ではブロック224で設定した補正期間の発電機出力、燃料消費量の実績および制御用効率関数をデータベース８から読込む。ブロック226では読込んだ発電機出力と燃料消費量の実績から回帰分析により、燃料消費量を発電機出力を用いた関数式とする。ここで、回帰分析には最小二乗法を用いるが、分析に使用した燃料の総量と回帰分析に使用した各発電機出力を回帰式に入力して求めた総燃料消費量が一致する条件をつけるものとする。
【０１６５】
総燃料消費量が実測と計算式で一致する条件を追加して、回帰分析式をもとめることにより、収支計算するときの燃料消費量が正確になる。これにより、発電事業者の利益計算および配分もより適正な値にできる。
【０１６６】
図１９に補正期間の発電機出力、燃料消費量の実績、制御用効率関数および利益配分用効率関数を示す。制御用効率関数はこの関数を求める以前の実績データを用いた回帰分析式であり、利益配分用効率関数は補正期間の発電機出力、燃料消費量の実績を用いた回帰分析式である。使用するデータが異なるため回帰式が多少変化する。
【０１６７】
また、図２０は補正期間の燃料消費量の実績値と制御用効率関数に補正期間の発電機出力の実績値を代入して求めた燃料消費量の計算値を表示した例である。
【０１６８】
同様に比較として、利益配分用効率関数を用いて燃料消費量を計算した値との比較の図を作成することもできる。燃料消費量を計算値と実績値で一致させる他の方法として、制御用効率関数から計算した総燃料消費量と燃料消費量の実績値の誤差分をゼロとするように、制御用効率関数の定数項のみ、一次係数のみ、二次係数のみあるいは係数全体に定数を掛けて誤差をゼロとなるようにして、制御用効率関数を補正して利益配分用効率関数とする方法も有る。
【０１６９】
ブロック238では利益配分用コスト関数を計算する。利益配分用コスト関数はブロック227で計算した利益配分用効率関数とブロック222で設定した熱量単価の積で計算する。ブロック228ではブロック227で計算した利益配分用効率関数、利益配分用コスト関数に対して適用してよい期間（最初に設定した補正期間）を設定する。
【０１７０】
ブロック234では上記で計算した値を格納するかどうかを選択して、格納する場合はデータベース８に格納する。また、ブロック236では配信するかどうかを選択して、配信する場合はブロック237で発電事業者毎にその事業者の計算結果を配信する。
【０１７１】
図１７に示す燃料コスト関数補正１７の処理フローのブロック223で燃料コスト関数の「補正」を選択しないときは、ブロック229で分析期間を設定する。分析期間は任意に設定できるが、発電機の効率カーブは海水気温等の外部要因、設備の劣化等による内部要因があるので、例えば至近の１ヶ月間と前年の翌月を設定する。ブロック230では各発電事業者の燃料種毎に熱量単価を設定する。燃料の熱量単価は燃料の種類、燃料を購入したときの価格により変化する。
【０１７２】
発電事業者３が実際に購入した燃料の熱量およびそのときの燃料単価の至近時点の平均値や通関を通ったときの対象燃料の至近時点の平均価格を入力する。電気事業者が自由に熱量単価を設定することもできる。
【０１７３】
ブロック231ではブロック229で入力した期間の発電機出力と燃料消費量の実績データをデータベース８から読込む。ブロック232では回帰分析により、燃料消費量と発電機出力の制御用効率関数を求める。このときは、回帰式からもとめた燃料の総消費量と実績の燃料消費量が一致する条件をつけるかどうかも設定しておく。また、新規の発電機の場合には実績データが無いことがありうるので、回帰式は手動でも入力できる画面がある。手動で入力するときは、出荷時の特性を入力するのが良い。
【０１７４】
ブロック239では制御用燃料コスト関数を計算する。制御用燃料コスト関数はブロック232で計算した制御用効率関数とブロック230で設定した熱量単価の積で計算する。ブロック233ではブロック232で計算した制御用効率関数、ブロック239で計算した制御用燃料コスト関数を適用して良い期間を設定する。ブロック234では上記で計算した値を格納するかどうかを選択して、格納する場合はデータベース８に格納する。また、ブロック236では配信するかどうかを選択して、配信する場合はブロック237で発電事業者毎にその事業者の計算結果を配信する。
【０１７５】
以上で、燃料コスト関数補正４０で「補正」でないときの処理を終了する。上記の燃料コスト関数補正計算の処理が終了すると、図５の画面に戻る。
【０１７６】
上記では電気事業者が使用する例を用いて説明したが、需要家２あるいは発電事業者３が使用しても良い。但し、需要家２あるいは発電事業者３は電気事業者１００が事前に与えたユーザＩＤ、パスワードにより遠隔で計算機システム（電力需給制御装置）１にログインして、使用するものとする。ユーザＩＤに与えられた権限により表示されるのはユーザ自身の情報のみとする。また、ユーザＩＤで自分の需要を予測する許可を得ている需要家と判定された場合は、需要予測の結果をデータベース８に格納できる。
【０１７７】
上記では、コストとして、燃料コストを考慮しているが、将来的には環境コスト等がコスト関数に導入されても良い。
【０１７８】
Ｃ．本実施例の効果
本実施例によれば、電気事業者１００は買電コスト最小化となる負荷配分に対して、発電事業者３の燃料費最小の負荷配分を実施し、この配分結果で発電機に指令値を送ることにより燃料費を削減でき、この結果、燃料費を削減できた原資をもとに買電コスト最小化のときの利益以上の利益を提供できる。この制御方法により燃料消費量を削減でき、CO2、NOx等の排出を削減できる。また、電気事業者は需要家、発電事業者に料金、収支、収支予想、利益、増加利益等の情報サービスを提供することができる。
【０１７９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電気事業者は買電コストと燃料コストの２つのコストの差異を使うことにより、発電事業者の燃料費を抑制すると同時に電気事業者の利益を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】機能構成を示す図である。
【図２】出力決定装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】プレーヤ間の電力の流れと料金情報の流れを示す図である。
【図４】プレーヤ間の電力と需給計画情報の流れを示す図である。
【図５】全体をコントロールする画面の例を示す図である。
【図６】需要予想の処理フロー示す図である。
【図７】起動停止計画を作成する処理フローを示す図である。
【図８】コスト特性を選択する画面の例を示す図である。
【図９】コスト特性の重み係数を入力、表示する画面の例を示す図である。
【図１０】負荷配分利益計算の処理フローを示す図である。
【図１１】コスト関数の違いによる発電機の負荷配分結果の違いの例を示す図である。
【図１２】利益配分の係数を入力、表示する画面の例を示す図である。
【図１３】収支計算のフローを示す図である。
【図１４】指令値と実出力の平均偏差によるペナルティを示す図である。
【図１５】発電事業者の発電機の収支項目を表示した画面例を示す図である。
【図１６】需要家の支出項目を表示した画面例を示す図である。
【図１７】電気事業者の収支項目を表示した画面例を示す図である。
【図１８】燃料コスト関数の補正フローを示す図である。
【図１９】燃料消費と発電機出力の関係を表示した画面例を示す図である。
【図２０】総燃料消費量の時間経過の画面例を示す図である。
【符号の説明】
１…電力需給制御装置、２…需要家、３…発電事業者、４…一般電気事業者、５…データ処理部、６…入力装置、７…表示装置、８…データベース部、９…読取装置、１０…コントロール部、１１…条件設定部、１２…需要予想部、１３…起動停止計画作成部、１４…負荷配分利益計算部、１５…需給制御監視部、１６…収支計算部、１７…燃料コスト関数補正部、１８…情報受配信部、２０…入出力装置、２１…ＣＰＵ、２２…外部記憶装置、２３…主記憶装置、１００…電気事業者。
【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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