(57)【要約】  本発明は、再生可能エネルギーを節約可能な環境コストに変換し、現在のリアタイムの電気代を組み合わせて新しい電気代モデルを取得し、最適化された目標負荷モデルを得、さらに新しい変位可能な負荷モデルを構築するとともに、線形対話式汎用オプティマイザ、つまりＬＩＮＧＯソルバーを使用して変位可能な負荷モデルを解くことによって、高速かつ効率的に大規模の線形制約付き整数二次計画法モデルを処理することができ、解く速度および効率が従来のアクティブセット法、内点法、粒子群アルゴリズムなどの最適化アルゴリズムよりも高い環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法を提供する。該モデルをマイクログリッドの多重目標最適化スケジューリングに組み込むことにより、ピーク負荷時のグリッド電源圧力をより効果的に低下させ、電気機器が使用するピーク電力を削減し、再生可能エネルギーの利用率を改善して、最終的にシステム全体の運用信頼性および経済性を改善することができる。【選択図】図１
2020524325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデリングの準備データを入力するステップと、
再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立するステップと、
新しい電気代モデルを確立するステップと、
新しい目標負荷モデルを提供するステップと、
変位可能な負荷モデルを確立して解くステップと、
を含むことを特徴とする環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法。
【請求項２】
前記モデリングの準備データは、具体的に、
時間経過に従う変位可能な負荷の分布タイプ、数およびその電力要求パワー、負荷予測データ、再生可能エネルギー発電パワー予測データ、リアタイムの電気代、および火力発電汚染物排出データを含み、
前記火力発電汚染物排出データは、具体的に、
異なるタイプの汚染物の排出量、環境価値基準、政府課金基準および汚染相当量を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立するステップは、具体的に、
【数１】
2020524325.tif 000024
を含み、ただし、前記Ｃｔは環境汚染損失コストであり、ｐｉはｉ番目の汚染物の環境価値基準であり、ｑｉはｉ番目の汚染物の政府課金基準であり、Ｅｉ，ｔは火力発電時ｔ期間のｉ番目の汚染物の排出量であり、ＷＰｔはｔ期間の再生可能エネルギー発電の予測パワーであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記新しい電気代モデルを確立するステップは、具体的に、
【数２】
2020524325.tif 000025
を含み、ただし、前記ＰＲＮ，ｔは現在のリアタイムの電気代であり、ＰＲｗｐ，ｔは環境コストから換算された再生可能エネルギー発電が節約可能な電気代であり、前記ＰＲｗｐ，ｔのモデルは、
【数３】
2020524325.tif 000026
であり、前記Ｐｆ，ｔはｔ期間の負荷変位前の初期予測負荷であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記新しい目標負荷モデルは、
【数４】
2020524325.tif 000027
であり、前記Ｐｏｂｊ，ｔはｔ期間の最適化後の目標負荷であり、前記Ｔはスケジューリング周期であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記変位可能な負荷モデルは、具体的に、
【数５】
2020524325.tif 000028
を含み、前記ｌｏａｄｔは変位可能な負荷が移行した後の負荷であり、
変位可能な負荷モデルは、線形対話式汎用オプティマイザ、つまりＬＩＮＧＯソフトウエアを使用して解かれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位可能な負荷モデルに関連する技術分野に関し、特に環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護とエネルギー枯渇という二重の圧力により、クリーンな再生可能エネルギーの開発が余儀なくされている。効率的な分散型エネルギーシステムの開発の可能性と利益の空間は巨大である。マイクログリッドは、分散型電力と再生可能エネルギーの大規模応用を促進し、複数の方式で負荷にエネルギーを高い信頼性で供給することを実現し、アクティブな配電ネットワークを達成し、従来のグリッドをスマートグリッドに移行する有効な方法である。安全で信頼性が高く、経済的で、清潔で、効率的でインタラクティブなマイクログリッドの目標を達成するには、システムの動作を最適化する必要がある。現在、マイクログリッドのターゲット最適化は、主に発電側の制御に集中し、つまり、システム内の制御可能ユニットの出力を合理的に配置してカスタマイズされたターゲットを最適化し、負荷側の要求応答がほとんど考慮されなかった。経済の急速な発展と負荷の増加に伴い、人々の電力供給に対する要求も益々高まっている。都市負荷のピークと谷間の差がますます高まり、ユーザの電源の安全性と信頼性などの要件を満たすために、多くの発電所、変電所、送電線を毎年追加して予備容量を増やす必要がある。ただし、ピーク負荷期間は毎年比較的短く、数日間のピークの信頼できる電力供給を確保するために、新しい施設の予備容量を増やすことは明らかに不経済である。エネルギー貯蔵システムの設置は解決策の一種であるが、そのコストは高すぎ、現在の技術も十分に成熟していない一方、要求側を直接管理し、ピーク間の差を減らす方が経済的で効果的である。要求側の応答とは、リアタイムの電気代またはその他のインセンティブを通じて、ユーザ側の負荷に対するユーザの肯定的な応答を指示することである。システム全体の安全で信頼できる安定した動作と最も効果的な省エネと排出削減を維持するために、ユーザはスケジューリング指令または電気代信号に従って電力使用量を積極的に調整することを強調する。変位可能な負荷は、ユーザの電力快適性に影響を与えることなく、電力供給時間を適切に調整でき、制御性が高く、要求側の応答要件を満たす負荷の一種である。
【０００３】
現在、マイクログリッドのグリッド接続状態では、変位可能な負荷モデルの目標負荷は、リアタイムの電気代との反比例関係のみを考慮して負荷要求の分布を調整し、再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを考慮していないので、より合理的な目標負荷を取得できず、ひいては変位可能な負荷モデルの有効性に悪影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに基づいて、ピーク負荷時のグリッドの電源圧力をより効果的に低下させ、グリッド運用の信頼性と再生可能エネルギーの利用率を向上させるために、現在の変位可能な負荷モデルのリアタイムの電気代を考慮するだけで目標負荷を決定する課題に対して、環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、モデリングの準備データを入力するステップと、
再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立するステップと、
新しい電気代モデルを確立するステップと、
新しい目標負荷モデルを提供するステップと、
変位可能な負荷モデルを確立して解くステップと、
を含むことを特徴とする環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法を提供する。
【０００６】
さらに、前記モデリングの準備データは、具体的に、
時間経過に従う変位可能な負荷の分布タイプ、数およびその電力要求パワー、負荷予測データ、再生可能エネルギー発電パワー予測データ、リアタイムの電気代、および火力発電汚染物排出データを含み、
前記火力発電汚染物排出データは、具体的に、
異なるタイプの汚染物の排出量、環境価値基準、政府課金基準および汚染相当量を含む。
【０００７】
さらに、前記再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立するステップは、具体的に、
【数１】
2020524325.tif 000003
を含み、ただし、前記Ｃｔは環境汚染損失コストであり、ｐｉはｉ番目の汚染物の環境価値基準であり、ｑｉはｉ番目の汚染物の政府課金基準であり、Ｅｉ，ｔは火力発電時ｔ期間のｉ番目の汚染物の排出量であり、ＷＰｔはｔ期間の再生可能エネルギー発電の予測パワーである。
【０００８】
さらに、前記新しい電気代モデルを確立するステップは、具体的に、
【数２】
2020524325.tif 000004
を含み、ただし、前記ＰＲＮ，ｔは現在のリアタイムの電気代であり、ＰＲｗｐ，ｔは環境コストから換算された再生可能エネルギー発電によって節約可能な電気代であり、前記ＰＲｗｐ，ｔのモデルは、
【数３】
2020524325.tif 000005
であり、前記Ｐｆ，ｔはｔ期間の負荷変位前の初期予測負荷である。
【０００９】
さらに、前記新しい目標負荷モデルは、
【数４】
2020524325.tif 000006
であり、前記Ｐｏｂｊ，ｔはｔ期間の最適化後の目標負荷であり、前記Ｔはスケジューリング周期である。
【００１０】
さらに、前記変位可能な負荷モデルは、具体的に、
【数５】
2020524325.tif 000007
を含み、前記ｌｏａｄｔは変位可能な負荷が移行した後の負荷であり、
変位可能な負荷モデルは、線形対話式汎用オプティマイザ、つまりＬＩＮＧＯソフトウエアを使用して解かれる。
【発明の効果】
【００１１】
従来技術と比較して、本発明の有益な効果は次のとおりである。
【００１２】
グリッド接続された操作メカニズムの下では、変位可能な負荷モデリングはリアルタイムの電気代のみを考慮する従来技術を基に、再生可能エネルギー出力に関連する環境コストの節約も考慮し、さらにリアタイムの電気代を統合してより効果的な目標負荷を取得し、さらにより経済的な変位可能な負荷モデル結果を得ることができるとともに、線形対話式汎用オプティマイザ、つまりＬＩＮＧＯソルバーを使用して変位可能な負荷モデルを解き、高速で効率的に大規模の線形制約付き整数二次計画法モデルを処理することができ、解く速度および効率が従来のアクティブセット法、内点法、粒子群アルゴリズムなどの最適化アルゴリズムよりも高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法の作業フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を、添付の図面および特定の実施形態と併せて以下でさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１は変位可能な負荷モデルの最適化方法の作業フローチャートであり、この方法は、以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０６を含む。
【００１６】
ステップＳ１０１では、モデリングの準備データを入力する。具体的には、時間経過に従う変位可能な負荷の分布タイプ、数およびその電力要求パワー、負荷予測データ、再生可能エネルギー発電パワー予測データ、リアタイムの電気代、および火力発電汚染物排出データを含む準備データを入力する。
【００１７】
ステップＳ１０２では、再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立する。具体的に、
【数６】
2020524325.tif 000008
を含み、ただし、前記Ｃｌ，ｔは環境汚染損失コストであり、ｐｉはｉ番目の汚染物の環境価値基準（元／ｋｇ）であり、ｑｉはｉ番目の汚染物の政府課金基準（１２元／月）であり、Ｅｉ，ｔは火力発電時ｉ番目の汚染物の排出量（ｇ／（ｋｗ・ｈ））であり、ＷＰｔはｔ期間の再生可能エネルギー発電の予測パワー（ｋｗ・ｈ）である。
【００１８】
ステップＳ１０３では、新しい電気代モデルを確立する。具体的に、
【数７】
2020524325.tif 000009
を含み、ただし、前記ＰＲＮ，ｔは現在のリアタイムの電気代であり、ＰＲｗｐ，ｔは環境コストから換算された再生可能エネルギー発電によって節約可能な電気代であり、前記ＰＲｗｐ，ｔのモデルは、
【数８】
2020524325.tif 000010
であり、前記Ｐｆ，ｔはｔ期間の負荷変位前の初期予測負荷である。
【００１９】
ステップＳ１０４では、最適化の目標負荷モデルは、
【数９】
2020524325.tif 000011
であり、前記Ｐｏｂｊ，ｔはｔ期間の最適化後の目標負荷であり、前記Ｔはスケジューリング周期である。
【００２０】
ステップＳ１０５では、変位可能な負荷目標関数および制約条件を含む変位可能な負荷モデルを確立する。
【００２１】
前記目標関数は、具体的に、
【数１０】
2020524325.tif 000012
【数１１】
2020524325.tif 000013
【数１２】
2020524325.tif 000014
【数１３】
2020524325.tif 000015
を含み、この式で、ｌｏａｄｔはｔ期間の変位後の負荷値であり、ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄｔはｔ期間の負荷予測値であり、ｓｈｆｉｔｉｎｔ、ｓｈｆｉｔｏｕｔｔはｔ期間中移行した変位可能な負荷値であり、Ｔはスケジューリング周期であり、ｋは変位可能な負荷タイプであり、Ｋ１は変位可能な負荷タイプの総数であり、ｘｋ，ｔ１，ｔはｔ１期間からｔ期間に移行したｋ番目の変位可能な負荷の単位数であり、Ｐｋ，１は最初の作業期間中のｋ番目の変位可能な負荷の負荷値であり、Ｋ２は１つのスケジューリング期間中に継続する負荷タイプの総数であり、ｘｋ，ｔ１，（ｔ−ｌ）はｔ１期間からｔ−ｌ期間に移行したｋ番目の変位可能な負荷の単位数であり、Ｌｍａｘはすべての変位可能な負荷ユニットの最大電力消費期間であり、Ｐｋ，（ｌ＋１）はｌ＋１期間中のｋ番目の変位負荷の負荷値であり、ｘｋ，ｔ，ｔ１はｔ期間からｔ１期間に移行したｋ番目の変位可能な負荷の単位数であり、ｘｋ，（ｔ−ｌ），ｔ１はｔ−ｌ期間からｔ１期間に移行したｋ番目の変位可能な負荷の単位数である。
【００２２】
前記制約条件は、具体的に、
【数１４】
2020524325.tif 000016
【数１５】
2020524325.tif 000017
【数１６】
2020524325.tif 000018
を含み、この式で、ｘｋ，ｔ１は負荷の変位前にスケジューリング期間ｔ１中のｋタイプの負荷の単位数であり、ｘ′ｋ，ｔ１は負荷の変位後スケジューリング期間ｔ１中のｋタイプの負荷の単位数であり、それぞれの負荷単位数は該スケジューリング期間中最初の電力消費期間での当該タイプの負荷の単位数であり、変位の前後に負荷のタイプが変更せず、つまりＫ１＝Ｋ１′になり、ｓｋ，ｔは可能な限り早い移行期間であり、ｄｋ，ｔはｋタイプの変位可能な負荷の変位マージンである。
【００２３】
ステップＳ１０６では、ｌｉｎｇｏソフトウエアによって、分枝限定法を使用して変位可能な負荷モデルを解き、変位結果を出力する。
【００２４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および修正が当業者によってなされ得ることに留意すべきである。これらの変形や修正も本発明の保護範囲に含まれる。したがって、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって決定されるべきである。
【００２５】
（付記）
（付記１）
モデリングの準備データを入力するステップと、
再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立するステップと、
新しい電気代モデルを確立するステップと、
新しい目標負荷モデルを提供するステップと、
変位可能な負荷モデルを確立して解くステップと、
を含むことを特徴とする環境コストおよびリアタイムの電気代の両方を考慮した変位可能な負荷モデルの構築方法。
【００２６】
（付記２）
前記モデリングの準備データは、具体的に、
時間経過に従う変位可能な負荷の分布タイプ、数およびその電力要求パワー、負荷予測データ、再生可能エネルギー発電パワー予測データ、リアタイムの電気代、および火力発電汚染物排出データを含み、
前記火力発電汚染物排出データは、具体的に、
異なるタイプの汚染物の排出量、環境価値基準、政府課金基準および汚染相当量を含むことを特徴とする付記１に記載の方法。
【００２７】
（付記３）
前記再生可能エネルギー発電によって節約された環境コストを確立するステップは、具体的に、
【数１７】
2020524325.tif 000019
を含み、ただし、前記Ｃｔは環境汚染損失コストであり、ｐｉはｉ番目の汚染物の環境価値基準であり、ｑｉはｉ番目の汚染物の政府課金基準であり、Ｅｉ，ｔは火力発電時ｔ期間のｉ番目の汚染物の排出量であり、ＷＰｔはｔ期間の再生可能エネルギー発電の予測パワーであることを特徴とする付記１または２に記載の方法。
【００２８】
（付記４）
前記新しい電気代モデルを確立するステップは、具体的に、
【数１８】
2020524325.tif 000020
を含み、ただし、前記ＰＲＮ，ｔは現在のリアタイムの電気代であり、ＰＲｗｐ，ｔは環境コストから換算された再生可能エネルギー発電が節約可能な電気代であり、前記ＰＲｗｐ，ｔのモデルは、
【数１９】
2020524325.tif 000021
であり、前記Ｐｆ，ｔはｔ期間の負荷変位前の初期予測負荷であることを特徴とする付記３に記載の方法。
【００２９】
（付記５）
前記新しい目標負荷モデルは、
【数２０】
2020524325.tif 000022
であり、前記Ｐｏｂｊ，ｔはｔ期間の最適化後の目標負荷であり、前記Ｔはスケジューリング周期であることを特徴とする付記４に記載の方法。
【００３０】
（付記６）
前記変位可能な負荷モデルは、具体的に、
【数２１】
2020524325.tif 000023
を含み、前記ｌｏａｄｔは変位可能な負荷が移行した後の負荷であり、
変位可能な負荷モデルは、線形対話式汎用オプティマイザ、つまりＬＩＮＧＯソフトウエアを使用して解かれることを特徴とする付記５に記載の方法。
【図１】
2020524325.tif 000029
【国際調査報告】
2020524325.tif 000030
2020524325.tif 000031
2020524325.tif 000032
2020524325.tif 000033