(57)【要約】【課題】経時的な変化を考慮して電力設備の運転計画を算出することができる運転計画算出装置を提供する。【解決手段】電力設備の運転計画を算出する運転計画算出装置であって、電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得部と、取得部が取得した複数の制約条件の下で、取得部が取得した目的関数を最適化することにより、電力設備の運転計画を算出する算出部とを備え、算出部は、電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、目的関数を最適化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力設備の運転計画を算出する運転計画算出装置であって、
前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記複数の制約条件の下で、前記取得部が取得した前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出部とを備え、
前記算出部は、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する
運転計画算出装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記電力設備の導入の前後において当該電力設備に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化する
請求項１に記載の運転計画算出装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記電力設備の稼働時と非稼働時とで当該電力設備に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化する
請求項１または請求項２に記載の運転計画算出装置。
【請求項４】
前記複数の制約条件は、電力契約の契約期間ごとに異なる前記電力契約に関する制約条件を含む
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転計画算出装置。
【請求項５】
前記算出部は、電力系統への逆潮流が可能な期間と不可能な期間とで前記分散型電源に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化する
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の運転計画算出装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記電力設備である分散型電源で発生した電力の売電を実施する期間と実施しない期間とで前記売電に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化する
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の運転計画算出装置。
【請求項７】
電力設備の運転計画を算出する運転計画算出方法であって、
前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された前記複数の制約条件の下で、前記取得ステップにおいて取得された前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出ステップとを含み、
前記算出ステップでは、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する
運転計画算出方法。
【請求項８】
電力設備の運転計画を算出するための運転計画算出プログラムであって、
前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記複数の制約条件の下で、前記取得部が取得した前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出部としてコンピュータを機能させ、
前記算出部は、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する
運転計画算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力設備の運転計画算出装置、運転計画算出方法および運転計画算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化や省エネルギー化の観点から太陽光発電などの再生可能エネルギーの利用が注目されている。これに伴い、電力の需給という観点から分散型電源の利用が徐々に広がりつつある。
【０００３】
工場やスマートタウンなどに分散型電源を導入するにあたっては、分散型電源の導入に伴う経済性の評価や、新規に導入する分散型電源の構成の最適化を行う必要がある。
【０００４】
このような経済性の評価や分散型電源の構成の最適化を行うための技術として、従来、分散型電源を含む電力設備の設備構成を決定する設備計画支援装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６０９２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】乙黒ひとみ、舟橋俊久、奥野義道、星靖之、「マイクログリッド電源最適化計画」、明電技法２００６年７−８月、Ｎｏ．４、通巻３０９号、Ｐ．６２−６５
【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、従来の設備計画支援装置によると、どの電力設備をいくつ導入してどのように運転すればよいかを検討することはできるものの、時間の経過とともに段階的に電力設備が導入される場合などのように、電力設備の構成が変化するような場合において、電力設備の運転計画を算出することはできない。
【０００８】
例えば、工場などにおいてはプロジェクトの進行に伴い設備投資が段階的に行われ、これに伴う電力設備の増強が計画される場合がある。また、スマートシティもしくはスマートコミュニティなどのように環境に配慮した都市もしくは地域においては、建物や居住者が増えるにつれ、屋根置き型の太陽光発電装置の設置可能面積が増大したり、電力需要が増大したりする。よって、電力設備の段階的な増強が必要とされる。このような経時的な変化を考慮して電力設備の運転計画を算出することができれば、電力設備の導入タイミングや電力設備導入の採算性などを検討することが可能となる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、経時的な変化を考慮して電力設備の運転計画を算出することができる運転計画算出装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一実施態様に係る運転計画算出装置は、電力設備の運転計画を算出する運転計画算出装置であって、前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記複数の制約条件の下で、前記取得部が取得した前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出部とを備え、前記算出部は、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する。
【００１１】
本発明の他の一実施態様に係る運転計画算出方法は、電力設備の運転計画を算出する運転計画算出方法であって、前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された前記複数の制約条件の下で、前記取得ステップにおいて取得された前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出ステップとを含み、前記算出ステップでは、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する。
【００１２】
本発明の他の一実施態様に係る運転計画算出プログラムは、電力設備の運転計画を算出するための運転計画算出プログラムであって、前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記複数の制約条件の下で、前記取得部が取得した前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出部としてコンピュータを機能させ、前記算出部は、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する。
【００１３】
なお、本発明は、運転計画算出装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、運転計画算出装置を含むシステムとして実現したりすることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、経時的な変化を考慮して電力設備の運転計画を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る運転計画算出装置による電力設備の運転計画の算出対象とされる生産エリアの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る運転計画算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る運転計画算出装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４Ａ】制約条件の変数および定数を説明するための図である。
【図４Ｂ】制約条件の変数および定数を説明するための図である。
【図４Ｃ】制約条件の変数および定数を説明するための図である。
【図５】（ａ）は、太陽光発電装置の設備情報の一例を示す図であり、（ｂ）は、ガス発電装置の設備情報の一例を示す図であり、（ｃ）は、蓄電装置の設備情報の一例を示す図である。
【図６】電力およびガスの単価の一例を示す図である。
【図７】電力設備の運用計画の一例を示す図である。
【図８】（ａ）は、各電力設備の最適な導入容量を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す導入容量の電力設備を導入した場合としなかった場合とのコストを比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本発明の一実施態様に係る運転計画算出装置は、電力設備の運転計画を算出する運転計画算出装置であって、前記電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、前記複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数とを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記複数の制約条件の下で、前記取得部が取得した前記目的関数を最適化することにより、前記電力設備の運転計画を算出する算出部とを備え、前記算出部は、前記電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、前記複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を前記電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、前記目的関数を最適化する。
【００１７】
この構成によると、制約条件を利用するか否かを電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて変化させることができる。例えば、太陽光発電装置の導入前の時刻においては、当該太陽光発電装置の発電電力は０であるとの制約条件を利用するが、太陽光発電装置の導入以後の時刻においてはこの制約条件を利用しないようにする。これにより、太陽光発電装置の導入という電力設備の経時的な変化を考慮した上で、電力設備の運転計画を算出することができる。これにより、電力設備の導入タイミングや電力設備導入の採算性などを検討することが可能となる。
【００１８】
（２）また、前記算出部は、前記電力設備の導入の前後において当該電力設備に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化してもよい。
【００１９】
この構成によると、上述したように、電力設備の導入を考慮した上で、電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、蓄電装置の導入前の時刻における運転計画を算出する際には、当該蓄電装置の放電電力および充電電力は０であるとの制約条件を利用するが、蓄電装置の導入以後の時刻における運転計画を算出する際にはこの制約条件を利用しないようにする。これにより、蓄電装置の導入という電力設備の経時的な変化を考慮した上で、電力設備の運転計画を算出することができる。
【００２０】
（３）また、前記算出部は、前記電力設備の稼働時と非稼働時とで当該電力設備に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化してもよい。
【００２１】
この構成によると、電力設備の構成が変化しない場合であっても、電力設備の稼働および非稼働を考慮して時刻ごとに電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、騒音等の問題により夜間はガス発電装置を停止する場合には、夜間に対応する時刻については、ガス発電装置の発電電力は０であるとの制約条件を利用するようにする。一方、それ以外の時刻についてはこの制約条件を利用しないようにする。これにより、電力設備の稼働および非稼働を考慮した上で、電力設備の運転計画を算出することができる。
【００２２】
（４）また、前記複数の制約条件は、電力契約の契約期間ごとに異なる前記電力契約に関する制約条件を含んでいてもよい。
【００２３】
この構成によると、契約期間ごとの電力契約を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、電力需要の増大を受けて電力契約の変更を行う場合が考えられるが、この構成によると、電力契約の変更を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。このため、電力契約の変更の採算性などを検討することが可能となる。
【００２４】
（５）また、前記算出部は、電力系統への逆潮流が可能な期間と不可能な期間とで前記分散型電源に関する制約条件を変化させた上で、前記目的関数を最適化してもよい。
【００２５】
この構成によると、電力系統への逆潮流の可否を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、昼間の時間帯において系統電力への逆潮流が禁止されており、それ以外の時間帯において逆潮流が認められているとする。逆潮流が認められていない時間帯については、逆潮流電力が０であるとの制約条件を利用するが、逆潮流が認められている時間帯については当該制約条件を利用しないようにする。これにより、電力系統への逆潮流の可否を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。
【００２６】
（６）また、前記算出部は、前記電力設備である分散型電源で発生した電力の売電を実施する期間と実施しない期間とで前記売電に関する制約条件を利用するか否かを変化させた上で、前記目的関数を最適化してもよい。
【００２７】
この構成によると、分散型電源で発生した電力の売電を実施するか否かを考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、固定価格買い取り制度（ＦＩＴ：Ｆｅｅｄ−ｉｎ  Ｔａｒｉｆｆ）を利用して、分散型電源の発電電力を売電していたが、ある時期からは売電を停止するような場合において、運転計画を算出することができる。これにより、売電停止に伴う電力設備の採算性などを検討することができる。
【００２８】
（７）本発明の他の一実施態様に係る運転計画算出方法は、上述した運転計画算出装置が備える処理部に対応するステップを含む。
このため、上述した運転計画算出装置と同様の作用および効果を奏することができる。
【００２９】
（８）本発明の他の一実施態様に係る運転計画算出プログラムは、上述した運転計画算出装置が備える処理部としてコンピュータを機能させる。
このため、上述した運転計画算出装置と同様の作用および効果を奏することができる。
【００３０】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る運転計画算出装置による電力設備の運転計画の算出対象とされる生産エリアの構成を示す図である。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、各種製品の生産エリア１には、製品を製造する工場２と、太陽光発電装置４と、ガス発電装置５と、蓄電装置６とが含まれる。電力系統３を介して電力会社から送電される電力は、工場２で消費されたり、蓄電装置６に充電されたりする。また、太陽光発電装置４およびガス発電装置５で発電された電力は、工場２で消費されたり、蓄電装置６に充電されたりする。さらに、蓄電装置６に充電された電力は、蓄電装置６から放電され、工場２で消費される。
【００３３】
つまり、工場２で消費される電力は、電力系統３から受電するのみならず、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６などの分散型電源から受電する。また、生産エリア１内の分散型電源で発電された電力のうちの余剰電力は、蓄電装置６に蓄電される。
【００３４】
例えば、工場２において製造される製品の増加などが計画されている場合には、工場２における消費電力も増大する。これに対応すべく、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６などの電力設備の構成の見直しも必要となる。例えば、図１（ｂ）に示すように、工場２の規模が２倍になった場合には、それに対応すべく、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６の台数も増加させる必要がある。ただし、これらの電力設備は一度に導入するのではなく、予算等の関係もあり段階的に導入されるのが一般的である。本実施の形態では、電力設備を段階的に生産エリア１に導入する場合の導入タイミングや電力設備導入の採算性などをユーザが検討することができるように、電力設備を段階的に導入した場合の電力設備の運転計画を算出する。
【００３５】
なお、太陽光発電装置４は、太陽光エネルギーを電力に変換する。ガス発電装置５は、ガスやディーゼル油などの燃焼エネルギーまたは燃料電池などの、化学変化によるエネルギーを電気エネルギーに変換する。なお、図１において、ガス発電装置５へのガスの供給ラインは図示を省略している。蓄電装置６は、例えば、レドックスフロー（ＲＦ）電池、リチウムイオン電池、溶融塩電池、鉛蓄電池などの二次電池を含む。蓄電装置６は、双方向のＤＣ／ＡＣ変換器を介して配電線に接続されている。なお、これらの二次電池に代えてフライホイールバッテリーや揚水発電機などが用いられてもよい。
【００３６】
［運転計画算出装置の構成］
図２は、本発明の実施の形態１に係る運転計画算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。運転計画算出装置１０は、例えば、一般的なコンピュータにより構成される。
【００３７】
運転計画算出装置１０は、電力設備の運転計画を算出するために、取得部１２と、算出部１４と、記憶装置１６と、表示制御部１８とを備える。取得部１２、算出部１４および表示制御部１８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）上でコンピュータプログラムを実行することにより実現される機能的な構成である。また、記憶装置１６は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などより構成される。
【００３８】
記憶装置１６は、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６を含む電力設備の運転状態をモデル化した複数の制約条件と、複数の制約条件の下で最適化すべき目的関数との情報を記憶している。これらの情報は、予めキーボード等の入力装置を用いてユーザにより設定され、記憶装置１６に記憶されていてもよいし、外部のコンピュータや記録媒体等からネットワークを介して取得され、記憶装置１６に記憶されていてもよい。
取得部１２は、記憶装置１６から、記憶装置１６に記憶されている目的関数および複数の制約条件の情報を取得する。
【００３９】
算出部１４は、取得部１２が取得した複数の制約条件の下で、取得部１２が取得した目的関数を最適化することにより、電力設備の運転計画を算出する。なお、算出部１４は、電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて、複数の制約条件のうちの当該経時的な変化に関連する制約条件を電力設備の運転計画の算出対象となる時刻に対して選択的に用い、目的関数を最適化する。つまり、算出部１４は、複数の制約条件のうちの少なくとも１つの制約条件を利用するか否かを運転計画の算出対象の時刻に応じて変化させて、目的関数を最適化する。例えば、算出部１４は、１時間ごとの電力設備の運転計画を算出する。ただし、電力設備の運転計画の算出対象とする時刻は１時間ごとには限られず、１時間よりも短い時間ごとの運転計画を算出してもよいし、１時間よりも長い時間ごとの運転計画を算出してもよい。
算出部１４は、算出した電力設備の運転計画の情報を記憶装置１６に書き込む。
【００４０】
表示制御部１８は、記憶装置１６に書き込まれた運転計画の情報を読み出し、運転計画を示す画像を表示装置に表示する制御を行う。
【００４１】
［運転計画算出装置の処理フロー］
図３は、運転計画算出装置１０が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
取得部１２は、記憶装置１６から目的関数および複数の制約条件の情報を取得する（Ｓ１）。
【００４３】
算出部１４は、取得部１２が取得した複数の制約条件の下で、取得部１２が取得した目的関数を最適化、つまり目的関数の値を最小化することにより、電力設備の運転計画の算出対象となる時刻ごとの電力設備の運転計画を算出する（Ｓ２）。運転計画の算出対象となる期間は予め定められており、算出部１４は、当該期間中の各時刻における電力設備の運転計画を算出する。
【００４４】
以下、電力設備の運転計画の算出方法について具体的に説明する。まず、比較例として電力設備を段階的に導入しない場合における電力設備の運転計画の算出方法を説明する。その後に、本実施の形態に係る例として電力設備を段階的に導入する場合における電力設備の運転計画の算出方法を説明する。
【００４５】
＜比較例：電力設備を段階的に導入しない場合＞
一例として、電力設備を段階的に導入しない場合においては、算出部１４は、以下の（１）〜（１２）の制約条件（式２〜式２７）の下で、式１に示す目的関数の値を最小化することにより、各変数の値を算出する。例えば、算出部１４は、混合整数線形計画法に従い、制約条件の下で目的関数の値が最小となるときの各変数の値を算出する。制約条件に含まれる各変数および各定数の意味は、図４Ａ〜図４Ｃに示すとおりである。なお、ここで言う定数は、既知の値を意味し、時刻により変化する値も含む。例えば、時刻ｔにおける需要電力を示すＰｌｏａｄ（ｔ）は、既知の値ではあるが、時刻ｔごとに変化する値である。
【００４６】
〔目的関数〕
Ｃｅｌｅｃ＋Ｃｇａｓ＋Ｃｉｎｉ＋Ｃｒｕｎ                        …（式１）
式１の目的関数は、コストの合計を示しており、目的関数の値を最小化することにより、コストが最小となるときの電力設備の運転計画を算出することができる。
【００４７】
〔制約条件〕
（１）電力需給の制約
Ｐｂｕｙ（ｔ）＋ΣｐＰｐｖ（ｐ，ｔ）＋ΣｂＰｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）
−ΣｂＰｃｈａｒ（ｂ，ｔ）＋ΣｇＰｇｅ（ｇ，ｔ）＝Ｐｌｏａｄ（ｔ）…（式２）
式２は、時刻ｔにおいて、電力の需要と供給が等しいことを示す制約条件である。
【００４８】
（２）蓄電装置６の残量の制約
ＳＯＣ（ｂ，ｔ＋１）
＝ＳＯＣ（ｂ，ｔ）＋Ｌｃｈａｒ（ｂ）×Ｐｃｈａｒ（ｂ，ｔ）
−Ｐｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）／Ｌｄｉｓｃｈａｒ（ｂ）        …（式３）
ＳＯＣｍａｘ（ｂ）＞＝ＳＯＣ（ｂ，ｔ）                          …（式４）
式３は、時刻ｔにおける蓄電装置ｂの蓄電池残量に、時刻ｔにおける蓄電装置ｂの充放電量を加算した値が、時刻（ｔ＋１）における蓄電装置ｂの蓄電池残量になることを示す制約条件である。式４は、時刻ｔにおける蓄電装置ｂの蓄電池残量が、蓄電装置ｂの最大蓄電池残量を超えないことを示す制約条件である。
【００４９】
（３）蓄電装置６の出力の制約
Ｍ×ｋ（ｂ，ｔ）−Ｐｃｈａｒ（ｂ，ｔ）＞＝０                    …（式５）
Ｍ×ｋ（ｂ，ｔ）＋Ｐｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）＝＜Ｍ              …（式６）
Ｐｍａｘ（ｂ）＞＝Ｐｃｈａｒ（ｂ，ｔ）                          …（式７）
Ｐｍａｘ（ｂ）＞＝Ｐｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）                    …（式８）
式５および式６は、放電と充電を同時刻に行わないための制約条件である。式７は、時刻ｔにおける蓄電装置ｂの充電電力の上限値を定格値に制限する制約条件であり、式８は、時刻ｔにおける蓄電装置ｂの放電電力の上限値を定格値に制限する制約条件である。
【００５０】
（４）太陽光発電装置４の発電電力の制約
Ｐｐｖ（ｐ，ｔ）＝Ｉ（ｔ）×Ｐｖｒａｔ（ｐ）×ＰＲ（ｐ）        …（式９）
式９は、時刻ｔにおける太陽光発電装置ｐの発電電力と日射の関係を示す制約条件である。
【００５１】
（５）ガス発電装置５の発電電力の制約
Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）＝Ｅｇｅ（ｇ，ｔ）×Ｇ（ｇ，ｔ）              …（式１０）
Ｍ×ｋ（ｇ，ｔ）−Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）＞＝０                      …（式１１）
Ｒｇｅｍｉｎ（ｇ）×Ｐｇｅｒａｔ（ｇ）＋Ｍ×（ｋ（ｇ，ｔ）１）
＜＝Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）                                      …（式１２）
Ｐｇｅｒａｔ（ｇ）＞＝Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）                        …（式１３）
式１０は、時刻ｔにおけるガス発電装置ｇの発電電力と燃料消費量の関係を示す制約条件である。式１１は、時刻ｔにおけるガス発電装置ｇの発電電力の上限値を制限する制約条件である。式１２は、時刻ｔにおけるガス発電装置ｇの発電電力の下限値を制限する制約条件である。式１３は、時刻ｔにおけるガス発電装置ｇの発電電力は定格値以下であることを示す制約条件である。なお、ガス発電装置ｇが稼働中の場合には、式１２は式１２ａのように式変形され、時刻ｔにおけるガス発電装置ｇの発電電力Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）が、最低発電電力（Ｒｇｅｍｉｎ（ｇ）×Ｐｇｅｒａｔ（ｇ））以上であることを示している。
Ｒｇｅｍｉｎ（ｇ）×Ｐｇｅｒａｔ（ｇ）＜＝Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）    …（式１２ａ）
一方、ガス発電装置ｇが非稼働中の場合には、式１２は式１２ｂのように変形される。
Ｒｇｅｍｉｎ（ｇ）×Ｐｇｅｒａｔ（ｇ）−Ｍ＜＝Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）…（式１２ｂ）
ここで、Ｍは十分に大きな値であるため、発電電力Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）は任意の値を取ることができる。しかし、ガス発電装置ｇが非稼働中の場合には、式１１よりＰｇｅ（ｇ，ｔ）＝０と定められる。
【００５２】
（６）蓄電装置６のコストの制約
Ｃｂａｔｉｎｉ（ｂ）
＝Ｃｂａｔｐｗｒ（ｂ）×Ｐｍａｘ（ｂ）
＋Ｃｂａｔｓｏｃ（ｂ）×ＳＯＣｍａｘ（ｂ）                …（式１４）
Ｃｂａｔｒｕｎ（ｂ）＝ｍｂａｔ（ｂ）×Ｃｂａｔｉｎｉ（ｂ）    …（式１５）
式１４は、蓄電装置ｂのイニシャルコストは、蓄電装置ｂの最大出力に比例する項と、蓄電池容量に比例する項との和であることを示す制約条件である。式１５は、蓄電装置ｂのランニングコストは蓄電装置ｂのイニシャルコストに比例することを示す制約条件である。なお、ｍｂａｔ（ｂ）は、蓄電装置ｂのイニシャルコストとランニングコストとの比例係数である。
【００５３】
（７）太陽光発電装置４のコストの制約
Ｃｐｖｉｎｉ（ｐ）＝Ｃｐｖ（ｐ）×Ｐｖｒａｔ（ｐ）            …（式１６）
Ｃｐｖｒｕｎ（ｐ）＝ｍｐｖ（ｐ）×Ｃｐｖｉｎｉ（ｐ）          …（式１７）
式１６は、太陽光発電装置ｐのイニシャルコストは太陽光発電装置ｐの定格値に比例することを示す制約条件である。式１７は、太陽光発電装置ｐのランニングコストは太陽光発電装置ｐのイニシャルコストに比例することを示す制約条件である。なお、ｍｐｖ（ｐ）は、太陽光発電装置ｐのイニシャルコストとランニングコストとの比例係数である。
【００５４】
（８）ガス発電装置５のコストの制約
Ｃｇｅｉｎｉ（ｇ）＝Ｃｇｅ（ｇ）×Ｐｇｅｒａｔ（ｇ）          …（式１８）
Ｃｇｅｒｕｎ（ｇ）＝ｍｇｅ（ｇ）×ΣｔＰｇｅ（ｇ，ｔ）        …（式１９）
式１８は、ガス発電装置ｇのイニシャルコストはガス発電装置ｇの定格値に比例することを示す制約条件である。式１９は、ガス発電装置ｇのランニングコストはガス発電装置ｇの発電電力量に比例することを示す制約条件である。なお、ｍｇｅ（ｇ）は、ガス発電装置ｇの発電電力量とランニングコストとの比例係数である。
【００５５】
（９）電力コスト
（９−１）契約電力の制約
Ｐｃｏｎｔ＞＝Ｐｂｕｙ（ｔ）                                  …（式２０）
Ｃｅｌｅｃｃｏｎｔ＝ｎ×Ｐｃｏｎｔ×ＰＲＣｅｌｅｃｃｏｎｔ    …（式２１）
式２０は、時刻ｔにおける受電電力は契約電力を超えないことを示す制約条件である。式２１は、契約電力料金Ｃｅｌｅｃｃｏｎｔは月ごとの契約電力料金（Ｐｃｏｎｔ×ＰＲＣｅｌｅｃｃｏｎｔ）に運転計画の算出の対象となる月数ｎを掛け合わせたものであることを示す制約条件である。
【００５６】
（９−２）従量電気料金の制約
Ｃｅｌｅｃｖｏｌ（ｔ）＝ＰＲＣｅｌｅｃｖｏｌ（ｔ）×Ｐｂｕｙ（ｔ）
…（式２２）
式２２は、時刻ｔにおける従量電気料金は、時刻ｔにおける受電電力に比例することを示す制約条件である。
【００５７】
（９−３）総電気料金の制約
Ｃｅｌｅｃ＝Ｃｅｌｅｃｃｏｎｔ＋ΣｔＣｅｌｅｃｖｏｌ（ｔ）      …（式２３）
式２３は、総電気料金は運転計画の算出の対象となる期間における契約電力料金と従量電気料金との合計であることを示す制約条件である。
【００５８】
（１０）ガスコストの制約
Ｃｇａｓｖｏｌ（ｔ）＝ＰＲＣｇａｓｖｏｌ（ｔ）×ΣｇＧ（ｇ，ｔ）…（式２４）
Ｃｇａｓ＝ΣｔＣｇａｓｖｏｌ（ｔ）                              …（式２５）
式２４は、時刻ｔにおける従量ガス料金は時刻ｔにおけるすべてのガス発電装置ｇの燃料消費量の合計に比例することを示す制約条件である。式２５は、総ガス料金は運転計画の算出の対象となる期間における従量ガス料金の合計であることを示す制約条件である。
【００５９】
（１１）電力設備のイニシャルコストの制約
Ｃｉｎｉ＝ΣｐＣｐｖｉｎｉ（ｐ）＋ΣｂＣｂａｔｉｎｉ（ｂ）
＋ΣｇＣｇｅｉｎｉ（ｇ）                                …（式２６）
式２６は、電力設備のイニシャルコストは、すべての太陽光発電装置ｐのイニシャルコストと、すべての蓄電装置ｂのイニシャルコストと、すべてのガス発電装置ｇのイニシャルコストとの合計であることを示す制約条件である。
【００６０】
（１２）電力設備のランニングコストの制約
Ｃｒｕｎ＝ΣｐＣｐｖｒｕｎ（ｐ）＋ΣｂＣｂａｔｒｕｎ（ｂ）
＋ΣｇＣｇｅｒｕｎ（ｇ）                                …（式２７）
式２７は、電力設備のランニングコストは、すべての太陽光発電装置ｐのランニングコストと、すべての蓄電装置ｂのランニングコストと、すべてのガス発電装置ｇのランニングコストとの合計であることを示す制約条件である。
【００６１】
＜本実施の形態に係る例：電力設備を段階的の導入する場合＞
以上、比較例として電力設備を段階的に導入しない場合における電力設備の運転計画の算出方法について説明したが、以下では、電力設備を段階的に導入する場合における電力設備の運転計画の算出方法について説明する。
【００６２】
ユーザが電力設備を段階的に導入することを検討する場合には、上述した制約条件のうち、一部の制約条件を変更または新たな制約条件を追加した後、算出部１４が、制約条件の下で目的関数（式１）の値を最小にする。これにより、各変数の値を算出する。
【００６３】
（Ａ）太陽光発電装置ｐ１を時刻ｔ１に導入する場合
例えば、太陽光発電装置ｐ１を時刻ｔ１に導入することを検討する場合には、式９に示した太陽光発電装置４の発電電力の制約条件を式２８に変更する。
Ｐｐｖ（ｐ，ｔ）＝Ｉ（ｔ）×Ｐｖｒａｔ（ｐ）×ＰＲ（ｐ，ｔ）  …（式２８）
ここで、ＰＲ（ｐ，ｔ）は、時刻ｔにおける太陽光発電装置ｐのシステム出力係数を示す定数である。また、式２９Ａおよび式２９Ｂに示す制約条件を追加する。
【００６４】
ＰＲ（ｐ１，ｔ）＝０    （ｔ＜ｔ１）                        …（式２９Ａ）
ＰＲ（ｐ１，ｔ）＝０．８    （ｔ＞＝ｔ１）                  …（式２９Ｂ）
式２９Ａの制約条件は、太陽光発電装置ｐ１の導入前（ｔ＜ｔ１）においては、太陽光発電装置ｐ１のシステム出力係数が０であることを示す。式２９Ｂの制約条件は、太陽光発電装置ｐ１の導入以後（ｔ＞＝ｔ１）においては、太陽光発電装置ｐ１のシステム出力係数が０．８であることを示す。なお、式２９Ａは、太陽光発電装置ｐ１の導入前（ｔ＜ｔ１）において利用される制約条件であり、太陽光発電装置ｐ１の導入以後（ｔ＞＝ｔ１）においては利用されない制約条件である。また、式２９Ｂは、太陽光発電装置ｐ１の導入以後（ｔ＞＝ｔ１）において利用される制約条件であり、太陽光発電装置ｐ１の導入前（ｔ＜ｔ１）においては利用されない制約条件である。
【００６５】
例えば、算出部１４は、制約条件（式２〜式８、式１０〜式２７、式２８、式２９Ａおよび式２９Ｂ）の下で、目的関数（式１）の値を最小化することにより、各変数の値を算出する。これにより、太陽光発電装置ｐ１を時刻ｔ１に導入した場合の電力設備の運転計画を算出することができる。
【００６６】
（Ｂ）蓄電装置ｂ１を時刻ｔ２に導入する場合
例えば、蓄電装置ｂ１を時刻ｔ２に導入することを検討する場合には、比較例で説明した制約条件（式２〜式２７）に、式３０および式３１に示す制約条件を追加する。
Ｐｃｈａｒ（ｂ１，ｔ）＝０    （ｔ＜ｔ２）                      …（式３０）
Ｐｄｉｓｃｈａｒ（ｂ１，ｔ）＝０    （ｔ＜ｔ２）                …（式３１）
式３０および式３１の制約条件は、蓄電装置ｂ１の導入前（ｔ＜ｔ２）においては、蓄電装置ｂ１の充電電力および放電電力は０であることを示す。なお、式３０および式３１は、蓄電装置ｂ１の導入前（ｔ＜ｔ２）において利用される制約条件であり、蓄電装置ｂ１の導入以後（ｔ＞＝ｔ２）においては利用されない制約条件である。
【００６７】
例えば、算出部１４は、制約条件（式２〜式２７、式３０および式３１）の下で、目的関数（式１）の値を最小化することにより、各変数の値を算出する。これにより、蓄電装置ｂ１を時刻ｔ２に導入した場合の電力設備の運転計画を算出することができる。
【００６８】
（Ｃ）ガス発電装置ｇ１を時刻ｔ３に導入する場合
例えば、ガス発電装置ｇ１を時刻ｔ３に導入することを検討する場合には、比較例で説明した制約条件（式２〜式２７）に、式３２に示す制約条件を追加する。
Ｐｇｅ（ｇ１，ｔ）＝０  （ｔ＜ｔ３）                            …（式３２）
式３２の制約条件は、ガス発電装置ｇ１の導入前（ｔ＜ｔ３）においては、ガス発電装置ｇ１の発電電力は０であることを示す。なお、式３２は、ガス発電装置ｇ１の導入前（ｔ＜ｔ３）において利用される制約条件であり、ガス発電装置ｇ１の導入以後（ｔ＞＝ｔ３）においては利用されない制約条件である。
【００６９】
例えば、算出部１４は、制約条件（式２〜式２７および式３２）の下で、目的関数（式１）の値を最小化することにより、各変数の値を算出する。これにより、ガス発電装置ｇ１を時刻ｔ３に導入した場合の電力設備の運転計画を算出することができる。
【００７０】
再度図３を参照して、算出部１４は、算出した電力設備の運転計画の情報を記憶装置１６に書き込む（Ｓ３）。
【００７１】
表示制御部１８は、記憶装置１６に書き込まれた運転計画の情報を読み出し、運転計画を示す画像を表示装置の画面に表示する制御を行う（Ｓ４）。
【００７２】
（具体例）
次に、運転計画算出装置１０により算出された電力設備の運用計画の具体例について説明する。
【００７３】
ここでは、１５年間の１時間ごとの各時刻について電力設備の運用計画を算出するものとする。つまり、式１は、１５年間のエネルギーコストを示す目的関数であり、１５年間のエネルギーコストが最小となるように電力設備の運用計画を算出する。
【００７４】
また、工場２の規模は、運用開始から３年後および６年後に増大することを想定している。これに伴い、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６を０年後（運用開始時）、３年後および６年後に導入することを検討するものとする。
【００７５】
また、太陽光発電装置４は、設置面積の都合から、導入容量に上限があるものとする。つまり、導入容量の上限が新たに制約条件として、上述の制約条件（式２〜式３２）に加えられ、目的関数の最適化が行われる。
【００７６】
また、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６の容量（定格値）は、連続変数として考えるものとする。
【００７７】
また、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、太陽光発電装置４、ガス発電装置５および蓄電装置６の設備情報が予め定められているものとする。例えば、図５（ａ）に示すように０年後に太陽光発電装置４を導入した場合のイニシャルコスト（万円／ｋＷ）は２０であるのに対し、３年後に太陽光発電装置４を導入した場合のイニシャルコスト（万円／ｋＷ）は１５であり、イニシャルコスト（万円／ｋＷ）が下がっていることが分かる。
【００７８】
また、図６に示すように、電力およびガスの単価が予め定められているものとする。
【００７９】
このような設定の下で目的関数の値を最小化すると、図７に示すような電力設備の運用計画が得られる。図７は、運用開始から６年後の８月のある日の運用計画を示している。横軸は、１時間ごとの時刻を示しており、縦軸は、電力を示している。つまり、線グラフで示される需要電力を満たすように、ガス発電装置５および太陽光発電装置４による発電と、蓄電装置６による放電および充電と、電力会社からの受電とが計画される。蓄電装置６については、放電電力を正とし、充電電力を負としている。つまり、０時から６時の間は需要電力が小さく、従量電力単価も安いため、電力会社から受電した電力の一部が蓄電装置６に充電されていることが分かる。表示制御部１８は、ステップＳ４の処理において、図７に示すようなグラフを運転計画の情報として表示装置の画面に表示する。
【００８０】
本実施の形態では、太陽光発電装置ｐの定格値Ｐｖｒａｔ（ｐ）、ガス発電装置ｇの定格値Ｐｇｅｒａｔ（ｇ）、蓄電装置ｂの定格値Ｐｍａｘ（ｂ）がそれぞれ変数とされているため、目的関数の値を最小化することにより各時刻における電力設備の定格値が求められ、これに伴い、各電力設備の導入台数が決定される。
【００８１】
図８（ａ）は、算出された運用開始から０年後、３年後および６年後に導入される各電力設備の容量（定格値）と、設備導入費の合計を示している。また、図８（ｂ）は、電力設備を導入せずに電力会社からの受電のみで１５年間運用した場合のコストと、図８（ａ）に示す容量の各電力設備を導入した場合のコストとを比較した図である。電力設備の導入に伴い、燃料料金、設備導入費および設備運用費は増えるものの、電力の基本料金および従量料金が減るため、１５年間で３２８［百万円］のコストを削減することができる。
【００８２】
［実施の形態１の効果等］
以上説明したように、本発明の実施の形態１によると、制約条件を利用するか否かを電力設備の利用状態の経時的な変化に応じて変化させることができる。これにより、電力設備の経時的な変化を考慮した上で、電力設備の運転計画を算出することができる。これにより、電力設備の導入タイミングや電力設備導入の採算性などを検討することが可能となる。
【００８３】
特に、電力設備の導入前の時刻における運転計画を算出する際には、当該電力設備の定格値は０であるとの制約条件を利用するが、電力設備の導入以後の時刻における運転計画を算出する際にはこの制約条件を利用しないようにする。これにより、電力設備の導入という電力設備の経時的な変化を考慮した上で、電力設備の運転計画を算出することができる。
【００８４】
（実施の形態２）
実施の形態１では、電力設備を段階的に導入する場合の制約条件を加味して、電力設備の運転計画を算出した。実施の形態２では、これら電力設備を段階的に導入する場合の制約条件に加えて、またはこれらの制約条件の代わりに、以下に示す制約条件を用いて電力設備の運転計画を算出する。
【００８５】
なお、運転計画算出装置１０の構成および処理の流れは同じであるため、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００８６】
例えば、騒音等の理由によりガス発電装置５を夜間停止する場合には、算出部１４は、式３３に示す制約条件を用いる。
【００８７】
Ｐｇｅ（ｇ，ｔ）＝０  （ｔ∈Ｔｎｉｇｈｔ）                      …（式３３）
（Ｔｎｉｇｈｔは夜間に分類される時刻ｔの集合）
【００８８】
つまり、夜間についての運転計画を算出する際には、式３３に示すガス発電装置ｇの発電電力が０であるとの制約条件を利用し、それ以外の時間についての運転計画を算出する際には、式３３の制約条件を利用しない。その上で、算出部１４は、制約条件（式２〜式２７および式３３）の下で、式１に示す目的関数の値を最小化することにより、電力設備の運用計画を算出する。
【００８９】
実施の形態２によると、電力設備の構成が変化しない場合であっても、電力設備の稼働および非稼働を考慮して時刻ごとに電力設備の運転計画を算出することができる。
【００９０】
（実施の形態３）
実施の形態１では、電力設備を段階的に導入する場合の制約条件を加味して、電力設備の運転計画を算出した。実施の形態３では、これら電力設備を段階的に導入する場合の制約条件に加えて、またはこれらの制約条件の代わりに、以下に示す制約条件を用いて電力設備の運転計画を算出する。
【００９１】
なお、運転計画算出装置１０の構成および処理の流れは同じであるため、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００９２】
例えば、電力契約を年度（ｙ）ごとに変更する場合には、算出部１４は、式３４および式３５に示す制約条件を用いる。
【００９３】
Ｐｃｏｎｔ（ｙ）＞＝Ｐｂｕｙ（ｔ）  （ｔ∈Ｙ）                  …（式３４）
（Ｙは年度ｙに対応するｔの集合）
Ｃｅｌｅｃｃｏｎｔ（ｙ）
＝１２×Ｐｃｏｎｔ（ｙ）×ＰＲＣｅｌｅｃｃｏｎｔ（ｙ）        …（式３５）
Ｃｅｌｅｃ＝ΣyＣｅｌｅｃｃｏｎｔ（ｙ）
＋ΣｔＣｅｌｅｃｖｏｌ（ｔ）                          …（式３６）
【００９４】
式３４は、時刻ｔの受電電力Ｐｂｕｙ（ｔ）はｔが属する年度ｙの契約電力Ｐｃｏｎｔ（ｙ）を超えないことを示す制約条件であり、式２０の代わりに用いられる。また、式３５は、年度ｙの契約電力料金Ｃｅｌｅｃｃｏｎｔ（ｙ）は月ごとの契約電力料金（Ｐｃｏｎｔ（ｙ）×ＰＲＣｅｌｅｃｃｏｎｔ（ｙ））に年度ｙの月数１２を掛け合わせたものであることを示す制約条件である。式３５の制約条件は、式２１の制約条件の代わりに用いられる。式３６の制約条件は、総電気料金は運転計画の算出の対象となる期間における契約電力料金と従量電気料金との合計であることを示す制約条件であり、式２３の制約条件の代わりに用いられる。
【００９５】
算出部１４は、制約条件（式２〜式１９、式２２〜式２７、式３４〜式３６）の下で、式１に示す目的関数の値を最小化することにより、電力設備の運用計画を算出する。
【００９６】
実施の形態３によると、契約期間ごとの電力契約を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、電力需要の増大を受けて電力契約の変更を行う場合が考えられるが、この構成によると、電力契約の変更を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。このため、電力契約の変更の採算性などを検討することが可能となる。
【００９７】
（実施の形態４）
実施の形態１では、電力設備を段階的に導入する場合の制約条件を加味して、電力設備の運転計画を算出した。実施の形態４では、これら電力設備を段階的に導入する場合の制約条件に加えて、またはこれらの制約条件の代わりに、以下に示す制約条件を用いて電力設備の運転計画を算出する。
【００９８】
なお、運転計画算出装置１０の構成および処理の流れは同じであるため、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００９９】
例えば、時間帯によっては電力系統３への逆潮流を認める場合には、算出部１４は、式３７〜式４０に示す制約条件を用いる。
【０１００】
Ｐｂｕｙ（ｔ）＋ΣｐＰｐｖ（ｐ，ｔ）＋ΣｂＰｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）
−ΣｂＰｃｈａｒ（ｂ，ｔ）＋ΣｇＰｇｅ（ｇ，ｔ）
＝Ｐｌｏａｄ（ｔ）＋Ｐｒｅｖ（ｔ）                            …（式３７）
Ｍ×ｋｆｌｏｗ（ｔ）−Ｐｂｕｙ（ｔ）＞＝０                      …（式３８）
Ｍ×（１−ｋｆｌｏｗ（ｔ））−Ｐｒｅｖ（ｔ）＞＝０              …（式３９）
Ｐｒｅｖ（ｔ）：時刻ｔにおける逆潮流電力
ｋｆｌｏｗ（ｔ）：時刻ｔにおける潮流（０：逆潮流  １：受電）
Ｐｒｅｖ（ｔ）＝０  （ｔ∈ＴｒｅｖＮＧ）                        …（式４０）
ＴｒｅｖＮＧ：逆潮流不可能な時刻ｔの集合
【０１０１】
式３７は、時刻ｔにおける電力の需要および供給と逆潮流との関係を示す制約条件であり、式２の代わりに用いられる。
【０１０２】
式３８および式３９は、電力系統３への逆潮流と電力系統３からの受電とは同時刻には起きないことを示す制約条件である。
【０１０３】
式４０は、逆潮流が不可能な時間ｔにおいては、逆潮流する電力が０であることを示す制約条件である。式４０の制約条件は、逆潮流が不可能な時刻に制約条件として利用され、それ以外の時刻にでは制約条件として利用されない。
【０１０４】
算出部１４は、制約条件（式３〜式２７、式３７〜式４０）の下で、式１に示す目的関数の値を最小化することにより、電力設備の運用計画を算出する。
【０１０５】
実施の形態４によると、電力系統への逆潮流の可否を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、昼間の時間帯において電力系統への逆潮流が禁止されており、それ以外の時間帯において逆潮流が認められているとする。逆潮流が認められていない時間帯については、逆潮流電力が０であるとの制約条件を利用するが、逆潮流が認められている時間帯については当該制約条件を利用しないようにする。これにより、電力系統への逆潮流の可否を考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。
【０１０６】
（実施の形態５）
実施の形態１では、電力設備を段階的に導入する場合の制約条件を加味して、電力設備の運転計画を算出した。実施の形態５では、これら電力設備を段階的に導入する場合の制約条件に加えて、またはこれらの制約条件の代わりに、以下に示す制約条件を用いて電力設備の運転計画を算出する。
【０１０７】
なお、運転計画算出装置１０の構成および処理の流れは同じであるため、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【０１０８】
例えば、固定価格買い取り制度（ＦＩＴ：Ｆｅｅｄ−ｉｎ  Ｔａｒｉｆｆ）の全量買取制度を利用して時刻ｔ４よりも前の時刻では太陽光発電装置ｐの発電電力の売電を行っていたとする。その後、時刻ｔ４以降に太陽光発電装置ｐの発電電力の売電を止めて、工場２での利用に切り替えたとする。この場合、算出部１４は、式４１〜式４３に示す制約条件を用いる。
【０１０９】
ｔ＞＝ｔ４では
Ｐｂｕｙ（ｔ）＋ΣｐＰｐｖ（ｐ，ｔ）＋ΣｂＰｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）
−ΣｂＰｃｈａｒ（ｂ，ｔ）＋ΣｇＰｇｅ（ｇ，ｔ）＝Ｐｌｏａｄ（ｔ）
…（式４１）
ｔ４＞ｔでは
Ｐｂｕｙ（ｔ）＋ΣｂＰｄｉｓｃｈａｒ（ｂ，ｔ）
−ΣｂＰｃｈａｒ（ｂ，ｔ）＋ΣｇＰｇｅ（ｇ，ｔ）＝Ｐｌｏａｄ（ｔ）
…（式４２）
ｔ４＞ｔでは
ＩＮＣＦｉＴ（ｐ，ｔ）＝ＣＦｉＴ（ｐ，ｔ）×ΣｐＰｐｖ（ｐ，ｔ）…（式４３）
ＩＮＣＦｉＴ（ｐ，ｔ）：時刻ｔにおけるＰＶ：ｐのＦＩＴによる収入
ＣＦｉＴ（ｐ，ｔ）：時刻ｔにおけるＰＶ：ｐのＦＩＴによる買い取り単価
【０１１０】
式４１は、売電を止めた後における電力の需要と供給との関係を示す制約条件であり、式４２は売電を行っている時刻における電力の需要と供給との関係を示す制約条件である。また、式４３は、ＦＩＴによる収入の計算式を示す制約条件である。式４１および式４２は、式２の代わりに用いられる。
【０１１１】
算出部１４は、制約条件（式３〜式２７、式４１〜式４３）の下で、式１のかわりに式４４に示す目的関数の値を最小化することにより、電力設備の運用計画を算出する。
Ｃｅｌｅｃ＋Ｃｇａｓ＋Ｃｉｎｉ＋Ｃｒｕｎ
−ΣtΣpＩＮＣＦｉＴ（ｐ，ｔ）                                …（式４４）
【０１１２】
実施の形態５によると、分散型電源で発生した電力の売電を実施するか否かを考慮した上で電力設備の運転計画を算出することができる。例えば、固定価格買い取り制度を利用して、分散型電源の発電電力を売電していたが、ある時期からは売電を停止するような場合において、運転計画を算出することができる。これにより、売電停止に伴う電力設備の採算性などを検討することができる。
【０１１３】
［付記］
以上、本発明の実施の形態に係る運転計画算出装置１０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１１４】
たとえば、上述の実施の形態では、コスト最小化を目的とする目的関数（式１）を用いたが、ＣＯ２排出量の最小化を目的とする目的関数を用いてもよい。また、コスト最小化を目的とする目的関数とＣＯ２排出量の最小化を目的とする目的関数とを組み合わせた目的関数を用いてもよい。これにより、コストとＣＯ２排出量の両方を減少させることができる。
【０１１５】
また、上述した制約条件は一例であり、すべての制約条件を用いる必要はない。また、他の制約条件を含んでいてもよい。例えば、年度ごとのイニシャルコストの最大値（設備導入の予算）が予め定められている場合には、そのような制約条件を加えることも可能である。
【０１１６】
また、上述の実施の形態では、工場２において電力が消費されるものとして説明を行ったが、家庭や事業所などで電力が消費される場合であっても同様に電力設備の運転計画を算出可能である。
【０１１７】
また、上記の運転計画算出装置１０はコンピュータにより構成されるものとしたが、運転計画算出装置１０を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩから構成されているとしてもよい。
【０１１８】
また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するためのコンピュータプログラムであるとしてもよいし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１１９】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体、例えば、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１２０】
また、上記プログラムに含まれる各ステップは、複数のコンピュータにより実行されてもよい。
さらに、上記実施の形態および上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１２１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
１          生産エリア
２          工場
３          電力系統
４          太陽光発電装置
５          ガス発電装置
６          蓄電装置
１０        運転計画算出装置
１２        取得部
１４        算出部
１６        記憶装置
１８        表示制御部
【図１】
2017174277.tif 000003
【図２】
2017174277.tif 000004
【図３】
2017174277.tif 000005
【図４Ａ】
2017174277.tif 000006
【図４Ｂ】
2017174277.tif 000007
【図４Ｃ】
2017174277.tif 000008
【図５】
2017174277.tif 000009
【図６】
2017174277.tif 000010
【図７】
2017174277.tif 000011
【図８】
2017174277.tif 000012