Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6950776B2 - Information processing equipment, information processing methods, and programs - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6950776B2 - Information processing equipment, information processing methods, and programs - Google Patents

Information processing equipment, information processing methods, and programs Download PDF

Info

Publication number
JP6950776B2
JP6950776B2 JP2020060049A JP2020060049A JP6950776B2 JP 6950776 B2 JP6950776 B2 JP 6950776B2 JP 2020060049 A JP2020060049 A JP 2020060049A JP 2020060049 A JP2020060049 A JP 2020060049A JP 6950776 B2 JP6950776 B2 JP 6950776B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
amount
procurement
demand
procured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020060049A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021157724A (en
Inventor
克哉 東野
克哉 東野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2020060049A priority Critical patent/JP6950776B2/en
Publication of JP2021157724A publication Critical patent/JP2021157724A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6950776B2 publication Critical patent/JP6950776B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

本発明は、電力の調達計画を作成する手法に関する。 The present invention relates to a method for creating a power procurement plan.

最適化手法を用いて、電力需要に基づく発電計画を生成する手法が提案されている。例えば、特許文献1は、時間帯毎に電力需要で重み付けした発電費を合計した総発電費を目的関数とする最適化問題を解くことで、複数の発電機の運用計画を算出する運用計画策定装置を記載している。また、特許文献2は、電気事業者の損益のリスクに影響する不確定要因に関する複数の予測シナリオを生成し、それらの予測シナリオと損益の関係を用いて作成した損益モデルを用いて損益のリスクを算出する損益分析システムを記載している。 A method of generating a power generation plan based on power demand by using an optimization method has been proposed. For example, Patent Document 1 formulates an operation plan for calculating an operation plan for a plurality of generators by solving an optimization problem in which the total power generation cost, which is the sum of the power generation costs weighted by the power demand for each time zone, is the objective function. The device is described. Further, Patent Document 2 generates a plurality of forecast scenarios relating to uncertain factors affecting the profit / loss risk of an electric power company, and uses a profit / loss model created by using the relationship between the forecast scenarios and the profit / loss to obtain a profit / loss risk. The profit and loss analysis system that calculates

特開2016−63609号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-63609 特開2019−79537号公報JP-A-2019-79537

特許文献1の手法は、電力需要に対する運用計画を算出するものであるが、時間的な連続性を有する制約を考慮して最適な運用計画を決定するものではない。また、特許文献2の手法は、再計画を考慮しておらず、ランダムに選ばれたシナリオに対する安全性しか考慮していないので、全ての需要シナリオに対する安全性が保障されているとは言えない。 The method of Patent Document 1 calculates an operation plan for electric power demand, but does not determine an optimum operation plan in consideration of constraints having time continuity. Further, since the method of Patent Document 2 does not consider replanning and only considers the safety for randomly selected scenarios, it cannot be said that the safety for all demand scenarios is guaranteed. ..

本発明は、再計画を前提とし、どのような需要シナリオに対しても適応可能な電力調達計画を作成することを主な課題とする。 The main subject of the present invention is to prepare a power procurement plan that can be adapted to any demand scenario on the premise of replanning.

本発明の1つの観点では、情報処理装置は、
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成するモデル生成手段と、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する決定手段と、
を備え
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられる
In one aspect of the present invention, the information processing device
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. A model generation means for generating an optimized model having a constraint on the amount of power that can be procured from the power procurement means, and a model generation means.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a determination means for determining an electric power procurement plan indicating the amount of electric power to be procured from each of the plurality of electric power procurement means, and a determination means.
Equipped with a,
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The objective function is given as the sum of the total cost and the regularization term for imbalance adjustment .

本発明の他の観点では、情報処理方法は、
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定し
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられる
In another aspect of the present invention, the information processing method
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. An optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a power procurement plan indicating the amount of power to be procured from each of the plurality of power procurement means is determined .
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The objective function is given as the sum of the total cost and the regularization term for imbalance adjustment .

本発明のさらに他の観点では、プログラムは、
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する処理をコンピュータに実行させ
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられる
In yet another aspect of the invention, the program
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. An optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a computer is made to execute a process of determining a power procurement plan indicating the amount of power to be procured from each of the plurality of power procurement means .
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The objective function is given as the sum of the total cost and the regularization term for imbalance adjustment .

本発明によれば、再計画を前提とすることにより、どのような需要シナリオに対しても適応可能な電力調達計画を作成することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to create a power procurement plan that can be adapted to any demand scenario by assuming replanning.

実施形態に係る電力調達計画作成装置のハードウェア構成を示す。The hardware configuration of the power procurement plan creation device according to the embodiment is shown. 電力調達計画作成装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the power procurement plan making apparatus. 電力調達計画作成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the power procurement plan creation process. 調達最適化部の構成例を示す。An example of the configuration of the procurement optimization unit is shown. 最適解の算出における需要シナリオの離散化の前の状態を示す。The state before the discretization of the demand scenario in the calculation of the optimum solution is shown. 最適解の算出における需要シナリオの離散化の後の状態を示す。The state after discretization of the demand scenario in the calculation of the optimum solution is shown. 最適な発電計画を決定するための変数y及び変数zに与える制約を示す。The constraints given to the variables y and z for determining the optimum power generation plan are shown. 電力調達計画の表示例を示す。A display example of the power procurement plan is shown.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
[ハードウェア構成]
図1は、本発明の実施形態に係る電力調達計画作成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図示のように、電力調達計画作成装置10は、インタフェース(I/F)12と、プロセッサ13と、メモリ14と、記録媒体15と、データベース(DB)16と、入力部17と、表示部18と、を備える。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Hardware configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a power procurement plan creating device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the power procurement plan creation device 10 includes an interface (I / F) 12, a processor 13, a memory 14, a recording medium 15, a database (DB) 16, an input unit 17, and a display unit 18. And.

インタフェース12は、電力調達計画の生成に必要な情報を取得する。プロセッサ13は、CPU(Central Processing Unit)などのコンピュータであり、予め用意されたプログラムを実行することにより、電力調達計画作成装置10を制御する。具体的に、プロセッサ13は後述する電力調達計画作成処理を実行する。 The interface 12 acquires the information necessary for generating the power procurement plan. The processor 13 is a computer such as a CPU (Central Processing Unit), and controls the power procurement plan creation device 10 by executing a program prepared in advance. Specifically, the processor 13 executes the power procurement plan creation process described later.

メモリ14は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などにより構成される。メモリ14は、電力調達計画作成装置10が使用する最適化モデルを記憶する。また、メモリ14は、プロセッサ13による各種の処理の実行中に作業メモリとしても使用される。 The memory 14 is composed of a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The memory 14 stores the optimization model used by the power procurement planning device 10. The memory 14 is also used as a working memory during execution of various processes by the processor 13.

記録媒体15は、ディスク状記録媒体、半導体メモリなどの不揮発性で非一時的な記録媒体であり、電力調達計画作成装置10に対して着脱可能に構成される。記録媒体15は、プロセッサ13が実行する各種のプログラムを記録している。電力調達計画作成装置10が各種の処理を実行する際には、記録媒体15に記録されているプログラムがメモリ14にロードされ、プロセッサ13により実行される。データベース16は、インタフェース12を介して入力されたデータを記憶する。 The recording medium 15 is a non-volatile, non-temporary recording medium such as a disk-shaped recording medium or a semiconductor memory, and is configured to be detachable from the power procurement plan creation device 10. The recording medium 15 records various programs executed by the processor 13. When the power procurement plan creation device 10 executes various processes, the program recorded on the recording medium 15 is loaded into the memory 14 and executed by the processor 13. The database 16 stores data input via the interface 12.

入力部17は、キーボード、マウスなどにより構成され、ユーザが指示や所定のデータ入力を行う際に使用される。表示部18は、例えば液晶ディスプレイなどであり、電力調達計画作成装置10が生成した電力調達計画をグラフなどにより表示する。 The input unit 17 is composed of a keyboard, a mouse, and the like, and is used when a user gives an instruction or inputs a predetermined data. The display unit 18 is, for example, a liquid crystal display or the like, and displays the power procurement plan generated by the power procurement plan creation device 10 by a graph or the like.

[機能構成]
図2は、電力調達計画作成装置10の機能構成を示すブロック図である。電力調達計画作成装置10は、需要実績、変動要因情報、電力価格、調達条件などの情報を用いて所定の対象期間ごとの電力調達計画を生成する。「需要実績」とは、過去の需要履歴、過去の調達履歴などを含む。「変動要因情報」は、例えば気象条件など、電力需要の変動要因となる情報を示す。「電力価格」は、過去の電力調達価格を示す。「調達条件」は、利用可能な電力調達手段や、その電力調達手段により調達可能な電力量の範囲(上下限)、電力の出力変化速度などの情報を含む。なお、相対電源の契約に基づく電力調達量の上下限など、一部の情報は、入力部17を介してユーザにより入力される。
[Functional configuration]
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the power procurement plan creation device 10. The electric power procurement plan creating device 10 generates an electric power procurement plan for each predetermined target period by using information such as demand record, variable factor information, electric power price, and procurement conditions. The “demand record” includes past demand history, past procurement history, and the like. "Fluctuating factor information" indicates information that becomes a fluctuation factor of electric power demand, such as weather conditions. "Electricity price" indicates the past electricity procurement price. The “procurement condition” includes information such as available power procurement means, the range of the amount of power that can be procured by the power procurement means (upper and lower limits), and the rate of change in power output. Some information, such as the upper and lower limits of the amount of power procured based on the relative power supply contract, is input by the user via the input unit 17.

電力調達計画作成装置10は、対象期間毎に電力需要を予測し、予測される電力需要(以下、「予測需要」と呼ぶ。)を満たす電力を複数の電力調達手段により調達する電力調達計画を生成する。対象期間とは、電力調達計画を生成する単位となる期間であり、通常は30分の期間となる。電力調達計画は、対象期間において各電力調達手段により調達する電力量を示す計画である。 The electric power procurement plan creating device 10 predicts the electric power demand for each target period, and procures an electric power procurement plan for procuring electric power satisfying the predicted electric power demand (hereinafter, referred to as “predicted demand”) by a plurality of electric power procurement means. Generate. The target period is a period that is a unit for generating a power procurement plan, and is usually a period of 30 minutes. The electric power procurement plan is a plan showing the amount of electric power procured by each electric power procurement means during the target period.

電力調達手段は、相対電源と、スポット市場と、常時バックアップ電源と、時間前市場と、インバランス調整とを含む。「相対電源」とは、大型の発電所との相対契約などにより電力を調達する手段であり、ベースとなる電力を確保するための手段である。「スポット市場」とは、日本電力卸取引所(JPEX)により運営される電力取引市場であり、前日10:00まで電力調達が可能である。「常時バックアップ電源(JBU)」とは、自社の電源や少量の外部調達先から電力を調達する手段であり、調整用の相対電源である。「時間前市場」とは、日本電力卸取引所により運営される電力取引市場であるが、24時間開いており1時間前まで電力を調達可能である。「インバランス調整」とは、気象条件の変化やトラブルの発生などにより需要予測や発電予測が変化した場合に、一般送配電事業者により行われる需給調整であり、需要予測の変動により電力量が不足した場合には一般送配電業者から電力を調達することになる。電力調達計画は、上記の各電力調達手段により調達する電力量を示す。 Power procurement means include relative power sources, spot markets, constant backup power sources, pre-hour markets, and imbalance adjustments. The "relative power source" is a means for procuring electric power through a bilateral contract with a large-scale power plant, and is a means for securing a base electric power. The "spot market" is an electric power trading market operated by the Japan Electric Power Exchange (JPEX), and electric power can be procured until 10:00 the day before. The "always-on backup power source (JBU)" is a means for procuring electric power from the company's own power source or a small amount of external suppliers, and is a relative power source for adjustment. The "pre-hour market" is the electricity trading market operated by the Japan Electric Power Exchange, which is open 24 hours a day and can procure electricity up to one hour before. "Imbalance adjustment" is a supply and demand adjustment performed by a general power transmission and distribution business operator when the demand forecast or power generation forecast changes due to changes in weather conditions or troubles, and the amount of power increases due to fluctuations in the demand forecast. If there is a shortage, power will be procured from a general power transmission and distribution company. The power procurement plan indicates the amount of power procured by each of the above power procurement means.

図2に示すように、電力調達計画作成装置10は、機能的には、需要予測部21と、電力価格予測部22と、調達最適化部23とを備える。需要予測部21は、過去の需要実績や変動要因情報に基づき、予め決められたアルゴリズムや予測モデルなどを用いて対象期間の電力需要を予測し、予測需要を算出する。需要予測部21は、算出した予測需要を調達最適化部23に入力する。 As shown in FIG. 2, the electric power procurement plan creating device 10 functionally includes a demand forecasting unit 21, an electric power price forecasting unit 22, and a procurement optimizing unit 23. The demand forecasting unit 21 predicts the power demand in the target period by using a predetermined algorithm, a forecasting model, or the like based on the past demand record and fluctuation factor information, and calculates the forecasted demand. The demand forecasting unit 21 inputs the calculated forecast demand to the procurement optimization unit 23.

電力価格予測部22は、過去の電力価格に基づいて、対象期間における電力価格を予測する。過去の電力価格は、例えば過去のJPEXにおける取引価格を用いることができる。また、相対電源に関しては、電力価格予測部22は、その相対契約により定められた価格を用いる。電力価格予測部22は、予め決められたアルゴリズムや予測モデルなどを用いて対象期間の電力価格を予測し、調達最適化部23に入力する。 The electric power price prediction unit 22 predicts the electric power price in the target period based on the past electric power price. For the past electric power price, for example, the transaction price in the past JPEX can be used. Further, regarding the relative power source, the electric power price prediction unit 22 uses the price determined by the relative contract. The electric power price prediction unit 22 predicts the electric power price for the target period using a predetermined algorithm, a prediction model, or the like, and inputs the electric power price to the procurement optimization unit 23.

調達最適化部23は、需要実績と、需要予測部21から取得した予測需要と、電力価格予測部22から取得した電力価格と、調達条件とに基づき、以下に述べる最適化モデルを用いて対象期間の電力調達計画を作成する。なお、調達最適化部23は、本発明のモデル生成手段及び決定手段の一例である。 The procurement optimization unit 23 is targeted by using the optimization model described below based on the actual demand, the forecast demand acquired from the demand forecast unit 21, the electricity price acquired from the electricity price forecast unit 22, and the procurement conditions. Create a power procurement plan for the period. The procurement optimization unit 23 is an example of the model generation means and the determination means of the present invention.

[最適化モデル]
次に、調達最適化部23が使用する最適化モデルについて説明する。調達最適化部23は、対象期間、例えば30分毎の再計画を前提に、最適化モデルを用いて繰り返し電力調達計画を生成する。いま、調達電力xを操作変数とし、需要dを不確実変数とすると、電力調達計画は以下の最適化モデルにより示すことができる。
[Optimized model]
Next, the optimization model used by the procurement optimization unit 23 will be described. The procurement optimization unit 23 repeatedly generates a power procurement plan using the optimization model on the premise of replanning for the target period, for example, every 30 minutes. Now, assuming that the procured power x is an instrumental variable and the demand d is an uncertain variable, the power procurement plan can be shown by the following optimization model.

Figure 0006950776
Figure 0006950776

ここで、式(1)は最適化モデルにより最小化したい目的関数を示す。「t」は対象期間に対応する時刻を示し、「c」は電力調達にかかるコストを示し、「x(t)」は時刻tにおいて調達すべき電力量を示す。即ち、式(1)は、時刻t=1〜Tにおいて調達すべき電力量のコストを最小にするという最適化問題を与える。 Here, Eq. (1) shows the objective function to be minimized by the optimization model. “T” indicates the time corresponding to the target period, “c” indicates the cost for procuring electric power, and “x (t)” indicates the amount of electric power to be procured at time t. That is, the equation (1) gives an optimization problem of minimizing the cost of the amount of electric power to be procured at time t = 1 to T.

式(2)、(3)は制約条件を示す。式(2)において、「n」は電力調達手段を示す番号である。式(2)はN個の電力調達手段があるものとしており、「x (t)」は、時刻tにおいてn番目の電力調達手段により調達する電力量を示す。「d(t)」は、時刻tにおける電力の予測需要を示す。よって、式(2)は、1つ目の制約条件として、各時刻tにおいて、電力の需要と供給(調達量)が一致することを示す。 Equations (2) and (3) indicate constraints. In the formula (2), "n" is a number indicating the power procurement means. Equation (2) assumes that there are N electric power procurement means, and "x n (t) " indicates the amount of electric power to be procured by the nth electric power procurement means at time t. “D (t) ” indicates the predicted demand for electric power at time t. Therefore, the equation (2) shows that, as the first constraint condition, the supply and demand (procurement amount) of electric power match at each time t.

式(3)は、2つ目の制約条件として、主として発電機などの電源による電力調達に関する制約条件を示す。式(3)において、「l(x(t))」は時刻tにおける電力調達量の下限値を示し、「u(x(t))」は時刻tにおける電力調達量の上限値を示す。即ち、式(3)は、電源による電力調達量は、1つ前の時刻における電力調達量の上限値と下限値の範囲内に限られること、言い換えると、電源による電力調達量は急には変えられないという制約条件を示している。式(3)は、全ての電力調達手段についての式であり、個々の電力調達手段nについては以下の式(4)で示される。 Equation (3) shows, as the second constraint condition, a constraint condition mainly related to power procurement by a power source such as a generator. In the formula (3), "l (x (t) )" indicates the lower limit of the power procurement amount at time t, and "u (x (t) )" indicates the upper limit value of the power procurement amount at time t. That is, in equation (3), the amount of power procured by the power source is limited to the range of the upper limit and the lower limit of the amount of power procured at the previous time, in other words, the amount of power procured by the power source suddenly increases. It shows the constraint that it cannot be changed. Equation (3) is an equation for all electric power procurement means, and each electric power procurement means n is represented by the following equation (4).

Figure 0006950776
なお、式(4)は、電力調達手段が電源である場合の制約条件であり、電力調達手段がスポット市場、時間前市場、インバランス調整である場合の制約条件としては、各時刻における電力調達量の上限値及び下限値はいずれも予め決められた固定値となる。
Figure 0006950776
Equation (4) is a constraint condition when the power procurement means is a power source, and a constraint condition when the power procurement means is a spot market, a pre-hour market, or an imbalance adjustment is power procurement at each time. Both the upper limit value and the lower limit value of the amount are predetermined fixed values.

本実施形態では、前述のように、電力調達手段として、常時バックアップ電源を含む相対電源と、スポット市場と、時間前市場と、インバランス調整とを想定している。これらの電力調達手段を用いた場合の電力調達量x(t)及びコストc(x(t))は以下の式(5)、(6)で与えられる。 In the present embodiment, as described above, as the power procurement means, a relative power source including a constant backup power source, a spot market, a pre-hour market, and an imbalance adjustment are assumed. The power procurement amount x (t) and the cost c (x (t) ) when these power procurement means are used are given by the following equations (5) and (6).

Figure 0006950776
Figure 0006950776

ここで、添え字「g1〜gN」は相対電源を示し、添え字「S」はスポット市場を示し、添え字「I1〜IT」は時間前市場の時間枠を示し、添え字「Im」はインバランス調整を示す。よって、式(5)は、電力調達量x(t)がN個の電源の電力調達量xg1 〜xgN と、スポット市場の電力調達量x と、各時間枠における時間前市場の電力調達量xI1 〜xIT と、インバランス調整による電力調達量xIm のベクトルとして与えられることを示している。 Here, the subscripts "g1 to gN" indicate the relative power supply, the subscript "S" indicates the spot market, the subscripts "I1 to IT" indicate the time frame of the pre-hour market, and the subscript "Im" indicates the time frame. Indicates imbalance adjustment. Thus, equation (5) is a power sourcing amount x (t) power procurement of the N power x g1 t ~x gN t, and the spot market power procurement x S t, the time before at each time frame It is shown that it is given as a vector of the amount of electricity procured in the market x I1 t to x IT t and the amount of electricity procured by imbalance adjustment x Im t.

式(6)は、電力調達のためのコストc(x(t))がN個の相対電源のコストcg1 〜cgN と、スポット市場のコストc と、各時間枠における時間前市場のコストcI1 〜cIT と、インバランス調整によるコストcIm のベクトルとして与えられることを示している。なお、式(6)の右辺第2項はインバランス調整に関する正則化項であり、インバランス量の2乗に非負の定数γをかけたものをコストとみなして加算している。基本的には、電力調達のためのコストc(x(t))は複数の電力調達手段による総コストと考えてよいため、式(6)の右辺第1項のみを目的関数としてもよい。但し、式(6)の右辺第1項のみを目的関数として最適化を行うと、コストを抑えるために敢えてインバランスをたくさん発生させるような調達計画が生成される可能性がある。電力小売事業者が発生させたインバランスに対しては送配電事業者による需給調整が働くが、これは好きなだけインバランス出してもよいということでなく、各電力小売事業者はなるべくインバランスを発生させないように電力調達を行うのが基本である。この点、上記の正則化項を設けることにより、最適化問題の解としては、電力調達コストを抑えつつ、インバランスの発生も抑えたものが生成されるようになる。また、定数「γ」の値はユーザが固定値として入力するものであり、これにより電力調達コストとインバランス量のトレードオフを調整することができる。よって、式(6)には上記の正則化項を含めることが好ましい。 Equation (6), the cost c (x (t)) and the cost c g1 t ~c gN t of N relative power, and cost c S t of the spot market, the time in each time frame for power sourcing It is shown that it is given as a vector of the costs c I 1 t to c IT t of the previous market and the cost c Im t due to the imbalance adjustment. The second term on the right side of the equation (6) is a regularization term for imbalance adjustment, and the square of the imbalance amount multiplied by the non-negative constant γ is regarded as a cost and added. Basically, since the cost c (x (t) ) for power procurement can be considered as the total cost by a plurality of power procurement means, only the first term on the right side of the equation (6) may be used as the objective function. However, if optimization is performed using only the first term on the right side of Eq. (6) as the objective function, there is a possibility that a procurement plan that intentionally generates a lot of imbalances in order to reduce costs may be generated. Supply and demand adjustment by the power transmission and distribution business operator works for the imbalance generated by the electric power retailer, but this does not mean that you can put out as much imbalance as you like, and each electric power retailer is imbalanced as much as possible. It is basic to procure electricity so as not to generate electricity. In this regard, by providing the above regularization term, as a solution to the optimization problem, a solution that suppresses the occurrence of imbalance while suppressing the power procurement cost can be generated. Further, the value of the constant "γ" is input by the user as a fixed value, whereby the trade-off between the power procurement cost and the imbalance amount can be adjusted. Therefore, it is preferable to include the above regularization term in the equation (6).

調達最適化部23は、式(5)、(6)を用いて、式(2)、(3)の制約条件下で式(1)の目的関数を最小化する最適化問題を解くことにより、各時刻t、即ち各対象期間における電力調達計画を生成する。上記の最適化モデルを用いて対象時間毎に繰り返し電力調達計画を生成することにより、あらゆる電力需要シナリオに対して不確実性を考慮した最適化を行うことができる。 The procurement optimization unit 23 uses equations (5) and (6) to solve an optimization problem that minimizes the objective function of equation (1) under the constraints of equations (2) and (3). , Each time t, that is, a power procurement plan for each target period is generated. By repeatedly generating a power procurement plan for each target time using the above optimization model, it is possible to perform optimization considering uncertainty for all power demand scenarios.

[電力調達計画作成処理]
図3は、電力調達計画作成装置10による電力調達計画作成処理のフローチャートである。この処理は、図1に示すプロセッサ13が、予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。まず、電力調達計画作成装置10に需要実績、電力価格などの各種の情報が入力される(ステップS11)。電力調達計画作成装置10の需要予測部21は、入力された需要実績や変動要因情報などに基づいて需要d(t)を予測する(ステップS12)。また、電力価格予測部22は、過去の電力価格に基づいて、電力価格を予測する(ステップS13)。これにより、上記のコストc(x(t))が得られる。そして、調達最適化部23は、上記の最適化モデルを数理最適化手法で解くことにより、対象期間における調達計画を生成する(ステップS14)。
[Power procurement plan creation process]
FIG. 3 is a flowchart of the power procurement plan creation process by the power procurement plan creation device 10. This process is realized by the processor 13 shown in FIG. 1 executing a program prepared in advance. First, various information such as the actual demand and the electric power price are input to the electric power procurement plan creating device 10 (step S11). The demand forecasting unit 21 of the power procurement plan creating device 10 predicts the demand d (t) based on the input actual demand, information on variable factors, and the like (step S12). Further, the electric power price prediction unit 22 predicts the electric power price based on the past electric power price (step S13). As a result, the above cost c (x (t) ) can be obtained. Then, the procurement optimization unit 23 generates a procurement plan in the target period by solving the above optimization model by a mathematical optimization method (step S14).

[最適化の例]
次に、調達最適化部23が上記の最適化モデルを用いて電力調達量を求める例を説明する。なお、以下の説明では、便宜上、電力調達手段が全て発電機であるものとする。調達最適化部23は、図4に示すように、離散化部24と、最適化部25とを備える。
[Optimization example]
Next, an example in which the procurement optimization unit 23 obtains the power procurement amount using the above optimization model will be described. In the following description, for convenience, it is assumed that all the power procurement means are generators. As shown in FIG. 4, the procurement optimization unit 23 includes a discretization unit 24 and an optimization unit 25.

(最適化モデル)
最適な電力調達計画は、各時刻の電力需要を満たし、コストが最小となる発電計画である。また、各発電機の発電量は、1時刻前の発電量に依存し、1時刻前の発電量から大幅に変更することができないことから、各発電機の発電量には制約が設けられる。これを踏まえて、電力需要と、発電計画との関係、及び各発電機の発電量に関する制約を表すと、前述の式(1)〜式(3)のように表すことができる。
(Optimized model)
The optimal power procurement plan is a power generation plan that meets the power demand at each time and minimizes the cost. Further, since the power generation amount of each generator depends on the power generation amount one hour ago and cannot be significantly changed from the power generation amount one hour ago, the power generation amount of each generator is restricted. Based on this, the relationship between the power demand and the power generation plan, and the restrictions on the amount of power generated by each generator can be expressed as the above equations (1) to (3).

ここで、電力需要が一意に決まる場合、上記式(1)〜式(3)に基づいて、発電計画を算出することができる。しかし、将来の電力需要は、複数の要因により決まることから一意には決められない。具体的には、電力需要は、例えば、気温、天気、予測誤差等の複数の要因により決定される。そのため、電力需要は、複数の要因により決まる不確実なデータ範囲(不確実性の範囲)が設定される。 Here, when the power demand is uniquely determined, the power generation plan can be calculated based on the above equations (1) to (3). However, future power demand cannot be uniquely determined because it is determined by multiple factors. Specifically, the power demand is determined by a plurality of factors such as temperature, weather, and prediction error. Therefore, the power demand is set with an uncertain data range (uncertainty range) determined by a plurality of factors.

ところで、電力需要の不確実性は、現在よりも先の時刻であればあるほど大きくなる。例えば、1日後の気温及び天気等は、現在の状況からある程度予測することができる。そのため、1日後の電力需要の不確実性は小さくすることができる。これに対して、例えば、1週間後の気温及び天気等は、現在の状況から予測することは難しいので、電力需要を決めることも難しくなる。そのため、1週間後の電力需要の不確実性は大きくなる。このように、電力需要の不確実性は、現在よりも先の時刻であればあるほど大きくなる。したがって、電力需要の不確実性を小さくするために、あるタイミングにおいて、発電計画を再計画する意思決定が必要となる。 By the way, the uncertainty of power demand increases as the time precedes the present. For example, the temperature and weather one day later can be predicted to some extent from the current situation. Therefore, the uncertainty of the power demand after one day can be reduced. On the other hand, for example, it is difficult to predict the temperature and weather after one week from the current situation, so it is also difficult to determine the power demand. Therefore, the uncertainty of power demand after one week becomes large. Thus, the uncertainty of power demand increases as the time precedes the present. Therefore, in order to reduce the uncertainty of power demand, it is necessary to make a decision to replan the power generation plan at a certain timing.

一方で、例えば、発電機が火力発電機であると仮定すると、火力発電機は、起動までに12時間程度必要となる。そのため、火力発電機の起動時間を考慮した発電計画を決定する必要がある。つまり、発電計画を再計画する意思決定を早期に行うことも必要となる。したがって、再計画をどのタイミングで行うかを見定めた意思決定を行うことは重要である。 On the other hand, for example, assuming that the generator is a thermal power generator, the thermal power generator requires about 12 hours to start. Therefore, it is necessary to determine a power generation plan that takes into account the start-up time of the thermal power generator. In other words, it is also necessary to make an early decision to replan the power generation plan. Therefore, it is important to make decisions that determine when to replan.

そこで、本実施形態において、電力需要に不確実な制約が与えられた場合であっても、再計画を前提としたロバスト最適化問題を定式化し、定式化したロバスト最適化問題の最適解を求め、入力された電力需要に対して最適な発電計画を決定することを検討する。 Therefore, in the present embodiment, even when an uncertain constraint is given to the power demand, the robust optimization problem premised on replanning is formulated, and the optimum solution of the formulated robust optimization problem is obtained. Consider determining the optimal power generation plan for the input power demand.

まず、各時刻において、電力需要に不確実な制約が与えられた(不確実性の範囲が設定された)場合に、再計画をもとにして、その時刻の計画を策定することを定式化する。この際、電力需要に不確実性の範囲が設定されているため、この内容も含めて定式化する。この内容を定式化すると、以下の式(7)〜式(10)のように表現することができる。 First, at each time, when an uncertain constraint is given to the power demand (a range of uncertainty is set), it is formulated to formulate a plan for that time based on the replanning. do. At this time, since the range of uncertainty is set for the power demand, the formulation will include this content as well. When this content is formulated, it can be expressed as the following equations (7) to (10).

Figure 0006950776
Figure 0006950776

上記の式(7)は、再計画をもとにした最適化された発電計画を決定する最適化問題を示した式であり、最適化モデルを示した式である。最適化モデルは、所定時刻(時刻T)までの需要量に対する最適な発電計画を決定する最適化問題を、上記式(7)〜式(10)により定式化したモデルである。 The above equation (7) is an equation showing an optimization problem for determining an optimized power generation plan based on replanning, and is an equation showing an optimization model. The optimization model is a model in which the optimization problem for determining the optimum power generation plan for the demand amount up to a predetermined time (time T) is formulated by the above equations (7) to (10).

式(7)の変数は、式(1)の変数に対応する。式(7)は、時刻1における発電計画に基づいて、時刻2の電力需要を決定し、時刻2の電力需要に基づいて、時刻2の発電計画を決定し、...、時刻Tの電力需要に基づいて、時刻Tにおける発電計画を決定することを定式化した式である。 The variable of equation (7) corresponds to the variable of equation (1). Equation (7) determines the power demand at time 2 based on the power generation plan at time 1, determines the power generation plan at time 2 based on the power demand at time 2, ..., Power at time T. It is a formula that formulates the determination of the power generation plan at time T based on the demand.

式(8)及び式(9)は、式(2)及び式(3)に対応しており、式(8)及び式(9)の変数は式(2)及び式(3)の変数に対応する。 Equations (8) and (9) correspond to equations (2) and (3), and the variables of equations (8) and (9) are the variables of equations (2) and (3). handle.

次に、式(10)は、時刻t+1の電力需要と時刻1から時刻tまでの電力需要の関係を示しており、U(d(1),...,d(t))は、電力需要の不確実性の範囲を決定する関数である。つまり、式(10)は、時刻1から時刻tまでの電力需要を変数として、時刻t+1の電力需要の不確実性の範囲が決定されることを示している。 Next, equation (10) shows the relationship between the power demand at time t + 1 and the power demand from time 1 to time t, and U (d (1) , ..., d (t) ) is the power. A function that determines the extent of demand uncertainty. That is, the equation (10) shows that the range of uncertainty of the power demand at time t + 1 is determined by using the power demand from time 1 to time t as a variable.

式(10)の関数Uは、電力需要を決定する、既存の予測モデルに応じて決定された関数であり、予測器とも称される。つまり、関数(予測器)Uは、予測モデルに応じて決定された既知の関数である。 The function U of the equation (10) is a function determined according to an existing prediction model that determines the power demand, and is also called a predictor. That is, the function (predictor) U is a known function determined according to the prediction model.

ここで、関数Uについて説明する。例えば、各時刻の電力需要(d(1),d(2),...,d(t))に対して、U(d(1),d(2),...,d(t))の領域を計算したいとする。電力需要の予測モデルが正規ノイズに対する自己回帰モデルであるとすると、式(11)の様に表すことができる。 Here, the function U will be described. For example, for the power demand (d (1) , d (2) , ..., d (t) ) at each time, U (d (1) , d (2) , ..., d (t)). ) ) Suppose you want to calculate the area. Assuming that the power demand forecast model is an autoregressive model for normal noise, it can be expressed as in Eq. (11).

Figure 0006950776
Figure 0006950776

このとき、U(d(1),d(2),...,d(t))を、例えば、3σ(99.8%)の信頼領域として設計でき、その場合、関数Uは式(12)の様に定義することができる。 At this time, U (d (1) , d (2) , ..., d (t) ) can be designed as a trust region of, for example, 3σ (99.8%), in which case the function U can be designed by the equation (1). It can be defined as 12).

Figure 0006950776
Figure 0006950776

このように、式(10)の関数(予測器)Uは、式(12)に示した様に、電力需要を決定する予測モデルに応じて決定することができる。なお、上記は一例であり、関数Uは、使用する予測モデル及び設定する信頼性に基づいて設定することが可能である。 As described above, the function (predictor) U of the equation (10) can be determined according to the prediction model for determining the power demand, as shown in the equation (12). The above is an example, and the function U can be set based on the prediction model to be used and the reliability to be set.

(最適化モデルの最適解の算出処理)
次に、式(7)〜式(10)で定式化した最適化問題(最適化モデル)の最適解を算出する処理について説明する。電力需要(需要量)に対する最適な発電計画を決定するためには、式(7)〜式(10)で定式化した最適化モデル(最適化問題)の最適解を求める必要がある。そこで、最適化モデルの最適解を求めることを考える。
(Calculation processing of the optimum solution of the optimization model)
Next, the process of calculating the optimum solution of the optimization problem (optimization model) formulated by the equations (7) to (10) will be described. In order to determine the optimum power generation plan for the electric power demand (demand amount), it is necessary to find the optimum solution of the optimization model (optimization problem) formulated by the equations (7) to (10). Therefore, consider finding the optimum solution of the optimization model.

式(10)に示したように、時刻t+1における電力需要は不確実性の範囲を有していることから、時刻tと時刻t+1との電力需要の推移パターンは無限個存在する。なお、以降の説明において、電力需要の推移パターンを「需要シナリオ」と称して説明する。 As shown in the equation (10), since the power demand at time t + 1 has a range of uncertainty, there are an infinite number of transition patterns of power demand between time t and time t + 1. In the following description, the transition pattern of electric power demand will be referred to as a “demand scenario”.

具体的には、時刻tにおける電力需要は、不確実性の範囲が設定されることから、取り得る電力需要の値は有限個ではない。同様に、時刻t+1における電力需要も不確実性の範囲が設定されることから、取り得る電力需要の値は有限個ではない。そのため、時刻tと時刻t+1における需要シナリオは、連続であり無限個存在することになる。したがって、式(7)で定式化された最適化問題の最適解を求めることは、一般的には極めて難しく、そのままでは最適化問題を解くことができない。なお、この最適化問題を解くことができれば、再計画を想定したロバストな計画を算出することができる。つまり、全ての時刻の電力需要を保証した最適な発電計画を決定することが可能となる。 Specifically, since the range of uncertainty is set for the power demand at time t, the value of the power demand that can be taken is not finite. Similarly, since the range of uncertainty is set for the power demand at time t + 1, the possible power demand values are not finite. Therefore, the demand scenarios at time t and time t + 1 are continuous and exist infinitely. Therefore, it is generally extremely difficult to find the optimum solution of the optimization problem formulated by the equation (7), and the optimization problem cannot be solved as it is. If this optimization problem can be solved, a robust plan assuming replanning can be calculated. In other words, it is possible to determine the optimum power generation plan that guarantees the power demand at all times.

そこで、式(7)で定式化された最適化問題を解くために、グラフに基づいて、需要シナリオを離散化する。なお、需要シナリオの離散化は離散化部24が実施する。 Therefore, in order to solve the optimization problem formulated by the equation (7), the demand scenario is discretized based on the graph. The discretization unit 24 implements the discretization of the demand scenario.

ここで、図5及び図6を用いて、グラフに基づく需要シナリオの離散化を説明する。図5及び図6は、需要シナリオの離散化を説明する図である。具体的に、図5は、需要シナリオの離散化の前の状態を示す図である。図6は、需要シナリオの離散化の後の状態を示す図である。 Here, the discretization of the demand scenario based on the graph will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 are diagrams illustrating the discretization of demand scenarios. Specifically, FIG. 5 is a diagram showing a state before the discretization of the demand scenario. FIG. 6 is a diagram showing a state after discretization of the demand scenario.

まず、図5について説明する。横軸は時刻に関する軸であり、縦軸は需要に関する軸である。時刻1〜時刻3の電力需要のそれぞれをd、d、dとする。時刻2の電力需要の最大値はβであり、最小値はαであり、時刻3の電力需要の最大値はβであり、最小値はαであるとする。 First, FIG. 5 will be described. The horizontal axis is the axis related to time, and the vertical axis is the axis related to demand. Let d 1 , d 2 , and d 3 be the power demands of time 1 to time 3, respectively. It is assumed that the maximum value of the power demand at time 2 is β v , the minimum value is α v , the maximum value of the power demand at time 3 is β u , and the minimum value is α u .

離散化部24は、各時刻の電力需要の関係が分かるように電力需要の値又は電力需要のデータ範囲をそれぞれノードとみなして、ノード間の関係情報を生成する。具体的には、離散化部24は、時刻1の電力需要値dをノードrとみなし、時刻2の電力需要dをノードvとみなし、時刻3の電力需要dをノードuとみなす。そして、離散化部24は、ノード間の関係情報を、例えば、r−v−uのように生成する。 The discretization unit 24 regards the value of the power demand or the data range of the power demand as each node so that the relationship of the power demand at each time can be understood, and generates the relationship information between the nodes. Specifically, the discretization unit 24 regards the power demand value d 1 at time 1 as the node r, the power demand d 2 at time 2 as the node v, and the power demand d 3 at time 3 as the node u. .. Then, the discretization unit 24 generates the relationship information between the nodes, for example, rv-u.

図5に示すように、時刻2における電力需要dは、時刻1における電力需要dと比較してデータ範囲が広くなっている。これは、電力需要の不確実性によるものであり、電力需要dに設定された幅は不確実性の範囲を示すデータ範囲である。次に、時刻3の電力需要dは、時刻2における電力需要dと比較してデータ範囲が広くなっている。このように、データ範囲は、時刻と共に大きくなる。 As shown in FIG. 5, the power demand d 2 at time 2 has a wider data range than the power demand d 1 at time 1. This is due to the uncertainty of the power demand, and the width set in the power demand d 2 is a data range indicating the range of uncertainty. Next, the power demand d 3 at time 3 has a wider data range than the power demand d 2 at time 2. In this way, the data range grows with time.

図5は、式(10)の電力需要の様子を示しているが、上述した様に、このままでは式(7)の最適化問題を解くことはできない。そこで、式(7)の最適化問題を解くために、図6に示すように、需要シナリオを離散化することを行う。 FIG. 5 shows the state of the power demand of the equation (10), but as described above, the optimization problem of the equation (7) cannot be solved as it is. Therefore, in order to solve the optimization problem of the equation (7), the demand scenario is discretized as shown in FIG.

図6は、需要シナリオの離散化の後の状態を示す図である。図5と同様に、横軸は時刻に関する軸であり、縦軸は需要に関する軸である。図5に示すように、電力需要の不確実性は、時刻と共に伝播していくことから、時刻と共にデータ範囲が広がっていく。そのため、離散化部24は、電力需要の不確実性の範囲を示すデータ範囲を狭くするために、発電計画(最適解)を求めたい時刻(時刻3)の1時刻前の時刻(時刻2)におけるデータ範囲を所定数に分割する。本実施の形態では、時刻2におけるデータ範囲を2つに分割すると仮定して説明する。 FIG. 6 is a diagram showing a state after discretization of the demand scenario. Similar to FIG. 5, the horizontal axis is the axis related to time, and the vertical axis is the axis related to demand. As shown in FIG. 5, since the uncertainty of power demand propagates with time, the data range expands with time. Therefore, in order to narrow the data range indicating the range of uncertainty of power demand, the dispersal unit 24 sets the time (time 2) one time before the time (time 3) at which the power generation plan (optimal solution) is desired to be obtained. The data range in is divided into a predetermined number. In the present embodiment, it is assumed that the data range at time 2 is divided into two.

なお、本実施形態では、時刻2におけるデータ範囲を2つに分割すると仮定して説明するが、データ範囲の分割する数を増やせば増やすほど、目の細かい需要シナリオの場合分けが可能となる。つまり、仮に、データ範囲を無限に細かくすることができるとすると、式(7)の最適化問題を解くことと等価となる。ただし、分割する数を増やすことにより、最適解を算出するまでの計算時間がかかることから、計算時間と算出する解の質とのトレードオフとなる。そのため、分割する数は、ユーザが適宜決定することが可能であり、適宜変更ができるようにしてもよい。 In the present embodiment, it is assumed that the data range at time 2 is divided into two, but as the number of divisions of the data range is increased, it becomes possible to divide the data range into fine-grained demand scenarios. That is, if the data range can be made infinitely fine, it is equivalent to solving the optimization problem of the equation (7). However, by increasing the number of divisions, it takes a long time to calculate the optimum solution, which is a trade-off between the calculation time and the quality of the calculated solution. Therefore, the number of divisions can be appropriately determined by the user, and may be appropriately changed.

離散化部24が時刻2のデータ範囲を分割すると、図6の時刻2に示すように、2つの分割されたデータ範囲が生成される。離散化部24は、時刻2のデータ範囲のうち、電力需要が相対的に小さい値である方から順にノードv及びノードuとして設定する。つまり、離散化部24は、グラフの下から順に各データ範囲に対してv及びuを設定する。以降の説明において、ノードvが設定されたデータ範囲をデータ範囲vとし、ノードuが設定されたデータ範囲をデータ範囲uとする。 When the discretizing unit 24 divides the data range at time 2, two divided data ranges are generated as shown at time 2 in FIG. The discretization unit 24 sets the node v and the node u in order from the data range at time 2 in which the power demand is relatively small. That is, the discretization unit 24 sets v and u for each data range in order from the bottom of the graph. In the following description, the data range in which the node v is set is referred to as the data range v, and the data range in which the node u is set is referred to as the data range u.

また、離散化部24は、時刻2におけるデータ範囲の各々に対して、グラフの下から順にインデックスを設定する。つまり、データ範囲vに対してインデックス1を設定し、データ範囲uに対してインデックス2を設定する。 Further, the discretization unit 24 sets indexes for each of the data ranges at time 2 in order from the bottom of the graph. That is, the index 1 is set for the data range v, and the index 2 is set for the data range u.

次に、離散化部24は、データ範囲v及びデータ範囲uのそれぞれに対して、関数Uを用いて、時刻3におけるデータ範囲を決定(設定)し、それぞれのデータ範囲に対してノードを設定する。時刻3におけるデータ範囲のうち、データ範囲vから決定されたデータ範囲にノードwを設定し、当該データ範囲をデータ範囲wとする。時刻3におけるデータ範囲のうち、データ範囲uから決定されたデータ範囲にノードqを設定し、当該データ範囲をデータ範囲qとする。そして、離散化部24は、ノード間の関係情報を生成する。ノード間の関係情報は、図6のグラフ中の下図に示している。 Next, the discretization unit 24 determines (sets) the data range at time 3 using the function U for each of the data range v and the data range u, and sets a node for each data range. do. Of the data range at time 3, the node w is set in the data range determined from the data range v, and the data range is set as the data range w. Of the data range at time 3, the node q is set in the data range determined from the data range u, and the data range is set as the data range q. Then, the discretization unit 24 generates the relationship information between the nodes. The relationship information between the nodes is shown in the lower figure in the graph of FIG.

離散化部24は、需要シナリオを図6の様に分岐させることにより、分岐させたシナリオに対してのみ、電力需要の需要シナリオを考えればよくなる。そのため、離散化部24は、上記のように需要シナリオを分岐させる。 By branching the demand scenario as shown in FIG. 6, the discretization unit 24 needs to consider the demand scenario of the electric power demand only for the branched scenario. Therefore, the discretization unit 24 branches the demand scenario as described above.

図6では時刻1〜3のみを示しているが、当然ながら、時刻4以降があり得る。例えば、時刻tの発電計画(最適解)を求めたい場合、時刻t−1における各データ範囲に対して需要シナリオの離散化を行えばよい。つまり、離散化部24は、時刻t−1の各データ範囲を、所定数に分割し、分割されたデータ範囲の各々に対して、関数Uを用いて、時刻tの不確実性の範囲を示すデータ範囲を設定する。そして、離散化部24は、時刻t−1のデータ範囲と時刻tのデータ範囲とに対してノードを設定し、ノード間の関係情報を生成する。この処理を離散化処理と称して記載すると、離散化部24は、離散化処理を所定の時刻(時刻T)まで繰り返す。 Although FIG. 6 shows only times 1 to 3, it goes without saying that there may be times 4 or later. For example, when it is desired to obtain a power generation plan (optimal solution) at time t, the demand scenario may be discretized for each data range at time t-1. That is, the discretization unit 24 divides each data range at time t-1 into a predetermined number, and uses the function U for each of the divided data ranges to set the range of uncertainty at time t. Set the data range to be shown. Then, the discretization unit 24 sets nodes for the data range at time t-1 and the data range at time t, and generates relationship information between the nodes. When this process is referred to as a discretization process, the discretization unit 24 repeats the discretization process until a predetermined time (time T).

時刻Tにおいて、上記内容を一般化して数式として表現すると、以下の式(13)〜式(15)のように表すことができる。式(13)は、ノードv(データ範囲v)に分岐される需要シナリオについて記載している式である。ch(r)は、ノードvは、ノードrの子ノードであることを示している。なお、ここでは記載をしていないが、以降の説明において、P(v)はノードvの親ノードを示していることとする。 When the above contents are generalized and expressed as a mathematical formula at time T, they can be expressed as the following equations (13) to (15). Equation (13) is an equation describing a demand scenario branched to a node v (data range v). ch (r) indicates that the node v is a child node of the node r. Although not described here, in the following description, P (v) indicates the parent node of the node v.

Figure 0006950776
Figure 0006950776

以上において、離散化部24は、データ範囲を分割させ、需要シナリオを分岐させることを行った。これにより、時刻2及び時刻3におけるデータ範囲を、図5の状態から狭くすることができ、式(7)を式(13)に変形することができる。しかし、式(13)の構成は、式(7)と同様に、最大化問題と最小化問題とが混在する構成をしていることから、現時点では、最適化問題に対する最適解を求めることはできない。 In the above, the discretization unit 24 divides the data range and branches the demand scenario. As a result, the data range at time 2 and time 3 can be narrowed from the state shown in FIG. 5, and the equation (7) can be transformed into the equation (13). However, since the configuration of the equation (13) is a configuration in which the maximization problem and the minimization problem are mixed as in the equation (7), it is not possible to find the optimum solution for the optimization problem at present. Can not.

そこで、離散化部24は、分割したデータ範囲に対して、取り得る電力需要の値を、所定数の需要値に離散化させる。そうすることにより、当初の式(7)で表された最適化問題を解くことが可能となる。具体的には、離散化部24は、分割したデータ範囲の各々から関数Uを用いて設定したデータ範囲において、取り得る電力需要の値を、端点(上限値及び下限値)に離散化する。 Therefore, the discretization unit 24 discretizes the possible power demand values into a predetermined number of demand values for the divided data range. By doing so, it becomes possible to solve the optimization problem represented by the original equation (7). Specifically, the discretizing unit 24 discretizes the value of the power demand that can be taken in the data range set by using the function U from each of the divided data ranges to the end points (upper limit value and lower limit value).

次に、最適化部25は、式(13)の最適化問題に対する最適解を算出する。具体的には、最適化部25は、各データ範囲において、離散化部24が取り得る電力需要の値を離散化した端点(上限値及び下限値)に対して、式(13)の最適化問題に対する最適解を算出する。 Next, the optimization unit 25 calculates the optimum solution for the optimization problem of the equation (13). Specifically, the optimization unit 25 optimizes the equation (13) with respect to the end points (upper limit value and lower limit value) that discretize the power demand values that the discretization unit 24 can take in each data range. Calculate the optimal solution to the problem.

ここで、各データ範囲における下の端点(下限値)をαとし、上の端点(上限値)をβとする。例えば、データ範囲v(ノードv)であれば、下の端点(下限値)はαであり、上の端点(上限値)はβである。また、データ範囲u(ノードu)であれば、下の端点(下限値)はαであり、上の端点(上限値)はβである。なお、図6に示す様に、データ範囲vとデータ範囲uとは連続するデータ範囲であり、データ範囲vの上の端点と、データ範囲uの下の端点とは同一値であるため、β=αの関係が成り立つ。 Here, the lower end point (lower limit value) in each data range is α, and the upper end point (upper limit value) is β. For example, in the case of the data range v (node v), the lower end point (lower limit value) is α v , and the upper end point (upper limit value) is β v . In the data range u (node u), the lower end point (lower limit value) is α u , and the upper end point (upper limit value) is β u . As shown in FIG. 6, the data range v and the data range u are continuous data ranges, and the end points above the data range v and the end points below the data range u have the same value, so β The relationship of v = α u holds.

次に、下の端点(下限値)に対応する変数を変数yとし、上の端点(上限値)に対応する変数を変数zとして定義する。変数yは、下の端点に対応する発電計画を決定するための変数である。変数zは、上の端点に対応する発電計画を決定するための変数である。変数y及び変数zに対する発電計画は、次のように表すことができる。yv,nは、データ範囲v(ノードv)の電力需要の下の端点に対応する発電機nの発電量を示している。zv,nは、データ範囲v(ノードv)の電力需要の上の端点に対応する発電機nの発電量を示している。 Next, the variable corresponding to the lower end point (lower limit value) is defined as the variable y, and the variable corresponding to the upper end point (upper limit value) is defined as the variable z. The variable y is a variable for determining the power generation plan corresponding to the lower end point. The variable z is a variable for determining the power generation plan corresponding to the upper endpoint. The power generation plan for the variables y and z can be expressed as follows. y v and n indicate the amount of power generated by the generator n corresponding to the lower end point of the power demand of the data range v (node v). z v and n indicate the amount of power generated by the generator n corresponding to the upper end point of the power demand of the data range v (node v).

Figure 0006950776
Figure 0006950776

離散化部24が、電力需要のデータ範囲を分割し、各分割されたデータ範囲の各々に対して関数Uを用いて設定したデータ範囲の取り得る値を、当該データ範囲の上下の端点に離散化した。そのため、上記式(16)のように、式(13)(式(7))は最小化問題に置き換えることができ、最適化部25は、最適解(発電計画)を決定することができる。 The discretizing unit 24 divides the data range of the power demand, and discretizes the possible values of the data range set by using the function U for each of the divided data ranges at the upper and lower end points of the data range. It became. Therefore, as in the above equation (16), the equations (13) and (7) can be replaced with the minimization problem, and the optimization unit 25 can determine the optimum solution (power generation plan).

しかし、上記の式(16)〜式(19)だけでは、時刻3において、全ての需要シナリオに対して制約を満たす発電計画とはならない可能性がある。そのため、時刻2において、全ての需要シナリオに対して制約を満たす発電計画を算出する必要がある。そこで、時刻2のデータ範囲vの上の端点(上限値)及び下の端点(下限値)における発電計画から、発電計画を最も変更する場合を考えて、最適な発電計画を決定するための変数y及び変数zに制約を与える。 However, the above equations (16) to (19) alone may not be a power generation plan that satisfies the constraints for all demand scenarios at time 3. Therefore, at time 2, it is necessary to calculate a power generation plan that satisfies the constraints for all demand scenarios. Therefore, a variable for determining the optimum power generation plan in consideration of the case where the power generation plan is most changed from the power generation plans at the upper end point (upper limit value) and the lower end point (lower limit value) of the data range v at time 2. Constraints are given to y and the variable z.

ここで、図7を用いて、設定する変数y及び変数zに与える制約について説明する。図7は、変数y及び変数zに与える制約を説明する図である。また、図7は、時刻2における発電出力と、時刻3における発電出力との間の制約を説明する図である。図7の横軸は時刻を表す軸であり、縦軸は発電機nの発電量を示す図である。 Here, with reference to FIG. 7, the constraints given to the variable y and the variable z to be set will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining the constraints given to the variables y and z. Further, FIG. 7 is a diagram illustrating a constraint between the power generation output at time 2 and the power generation output at time 3. The horizontal axis of FIG. 7 is an axis representing the time, and the vertical axis is a diagram showing the amount of power generated by the generator n.

説明を簡略化するために、便宜的に、時刻2における発電量の上限値がyp(v),nであり、時刻2における発電量の下限値がzp(v),nであるとする。なお、実際は、発電機nの発電量の最大値を与える変数がyp(v),nとなる場合もあるし、zp(v),nとなる場合もある。例えば、発電機nの発電量が最低であり、他の発電機の発電量が最大となる場合も考えられる。また、その逆で、発電機nの発電量が最高であり、他の発電機の発電量が最低となる場合も考えられる。つまり、時刻2における発電量の下限値及び上限値がyp(v),n及びzp(v),nのいずれであるかは分からない。 For the sake of simplicity, it is assumed that the upper limit of the amount of power generation at time 2 is y p (v), n and the lower limit of the amount of power generation at time 2 is z p (v), n. do. In reality, the variables that give the maximum value of the amount of power generated by the generator n may be y p (v), n , or z p (v), n . For example, it is conceivable that the amount of power generated by the generator n is the lowest and the amount of power generated by the other generators is the highest. On the contrary, it is also possible that the amount of power generated by the generator n is the highest and the amount of power generated by the other generators is the lowest. That is, it is unknown whether the lower and upper limits of the amount of power generation at time 2 are y p (v), n and z p (v), or n.

説明を続けると、時刻3における発電量に対する制約を、時刻2における、いずれの発電量に対しても上下限制約を満たし、かつ、時刻2の発電量に依存しないように設定することを考える。これを達成するには、時刻3における発電量の上限として、時刻2における発電量の下限値から最も発電量を上げた場合の値を設定し、時刻3における発電量の下限として、時刻2における発電量の上限値から最も発電量を下げた場合の値を設定すればよい。 Continuing the explanation, it is considered that the constraint on the amount of power generation at time 3 is set so as to satisfy the upper and lower limit constraints for any amount of power generation at time 2 and not to depend on the amount of power generation at time 2. To achieve this, the upper limit of the amount of power generated at time 3 is set to the value when the amount of power generated is the highest from the lower limit of the amount of power generated at time 2, and the lower limit of the amount of power generated at time 3 is set at time 2. The value when the amount of power generation is the lowest from the upper limit of the amount of power generation may be set.

図7の実線は、時刻2における発電量の下限値に対して、時刻3において、式(9)及び式(15)において示した発電量の制約を満たす、取り得る発電量を示している。図7の二点鎖線は、時刻2における発電量の上限値に対して、時刻3において、式(9)及び式(15)において示した発電量制約を満たす、取り得る発電量を示している。 The solid line in FIG. 7 shows the possible amount of power generation that satisfies the restrictions on the amount of power generation shown in the equations (9) and (15) at time 3 with respect to the lower limit of the amount of power generation at time 2. The alternate long and short dash line in FIG. 7 shows the possible amount of power generation that satisfies the power generation amount constraints shown in the equations (9) and (15) at time 3 with respect to the upper limit value of the power generation amount at time 2. ..

ここで、図7には、時刻2における発電量の上限値及び下限値に対して、時刻3において、式(9)及び式(15)で示した発電量の制約を満たす、取り得る発電量が重複する範囲が存在する。時刻3の発電量が、この重複する範囲に含まれる場合、時刻2における発電量の上限値である場合に対する制約を満たし、かつ時刻2における発電量の下限値である場合に対する制約を満たすことになる。したがって、時刻3における発電量が、この重複する範囲に含まれるような条件(制約)を満たす発電機の発電量を決定する。 Here, in FIG. 7, with respect to the upper limit value and the lower limit value of the power generation amount at the time 2, the possible power generation amount satisfying the restrictions of the power generation amount shown by the equations (9) and (15) at the time 3. There is a range where When the power generation amount at time 3 is included in this overlapping range, the constraint for the case where the power generation amount at time 2 is the upper limit value and the constraint for the case where the power generation amount at time 2 is the lower limit value are satisfied. Become. Therefore, the amount of power generated by the generator that satisfies the condition (constraint) that the amount of power generated at time 3 is included in this overlapping range is determined.

また、これとは別に、図6において示した様に、時刻3の分割されたデータ範囲は、同一の親ノードから分割されたデータ範囲であり、隣り合う(連続する)分割されたデータ範囲と一端を共有するようになっている。共有する一端については、同一の発電計画とする必要がある。したがって、時刻3において、同一の親ノードから分割された、連続する分割されたデータ範囲のうち、第1のデータ範囲の上限値に対する最適解と、第2のデータ範囲の下限値に対する最適解と、が一致することも条件(制約)として設定する。なお、第1のデータ範囲は、下限値が第2のデータ範囲の下限値よりも低いデータ範囲である。 Separately from this, as shown in FIG. 6, the divided data range at time 3 is a data range divided from the same parent node, and is an adjacent (continuous) divided data range. It is designed to share one end. For one end to be shared, it is necessary to have the same power generation plan. Therefore, at time 3, among the continuous divided data ranges divided from the same parent node, the optimum solution for the upper limit value of the first data range and the optimum solution for the lower limit value of the second data range. It is also set as a condition (constraint) that, and match. The first data range is a data range in which the lower limit value is lower than the lower limit value of the second data range.

上記の条件(制約)を数式として表すと、以下の式(20)〜式(22)のようになる。なお、上述した様に、発電機nの上限値がyp(v),nの場合もあるし、zp(v),nの場合も考えられるので、一般化して記載する。また、以下の式は、上記した式(16)〜式(19)を求めるために設定する条件(制約)であるため、式(16)〜式(19)も併せて記載する。 When the above conditions (constraints) are expressed as mathematical expressions, the following equations (20) to (22) are obtained. As described above, the upper limit of the generator n may be y p (v), n , or z p (v), n , so it is generalized and described. Further, since the following equations are conditions (constraints) set for obtaining the above equations (16) to (19), the equations (16) to (19) are also described.

Figure 0006950776
Figure 0006950776

式(20)及び式(21)は、時刻tの発電量が、時刻t−1における発電量の上限値から最も発電量を下げた場合の発電量と、時刻t−1における発電量の下限値から最も発電量を上げた場合の発電量との間に含まれるという制約を表した式である。つまり、式(20)及び式(21)は、時刻tの発電量が、時刻t−1における発電量の上限値に対する発電量の制約の範囲内の最小値と、時刻t−1における発電量の下限値に対する発電量の制約の範囲内の最大値と、の間に含まれることを表した式である。換言すると、時刻tまでの連続する時刻において、式(20)及び式(21)を全て満たす、時刻tの発電量を決定する必要がある。 In equations (20) and (21), the amount of power generation when the amount of power generation at time t is the lowest from the upper limit of the amount of power generation at time t-1, and the lower limit of the amount of power generation at time t-1. It is an expression that expresses the constraint that it is included between the value and the amount of power generation when the amount of power generation is raised the most. That is, in the equations (20) and (21), the power generation amount at time t is the minimum value within the range of the power generation amount constraint with respect to the upper limit value of the power generation amount at time t-1, and the power generation amount at time t-1. It is an expression showing that it is included between the maximum value within the range of the constraint of the amount of power generation with respect to the lower limit value of. In other words, it is necessary to determine the amount of power generated at time t, which satisfies all of equations (20) and (21) at consecutive times up to time t.

また、式(22)は、時刻tにおいて、同一の親ノードから分割された連続する分割されたデータ範囲のうち、インデックス番号が小さい第1のデータ範囲の上限値に対する発電量と、第2のデータ範囲の下限値に対する発電量と、が一致することを示す式である。なお、式(22)のkは分割されたデータ範囲のインデックスを示す。 Further, the equation (22) shows the amount of power generated with respect to the upper limit of the first data range having the smaller index number among the continuous divided data ranges divided from the same parent node at time t, and the second. It is an equation showing that the amount of power generation with respect to the lower limit of the data range matches. Note that k in equation (22) indicates the index of the divided data range.

このように、式(7)〜式(10)は、電力需要の需要シナリオ及び値を離散化することにより、式(16)〜式(22)とすることができる。式(16)は、ωを最小化する最小化問題となるので、つまり、最大化問題と最小化問題とが混在しなくなったので、解くことができる問題となる。最適化部25は、上記式(16)〜式(22)を解くことにより、各時刻の各分割されたデータ範囲の上限値及び下限値に対する最適解を算出する。 As described above, the equations (7) to (10) can be changed to the equations (16) to (22) by discretizing the demand scenario and the value of the electric power demand. Equation (16) is a minimization problem that minimizes ω, that is, it is a problem that can be solved because the maximization problem and the minimization problem are no longer mixed. By solving the above equations (16) to (22), the optimization unit 25 calculates the optimum solution for the upper limit value and the lower limit value of each divided data range at each time.

上記のように、各分割されたデータ範囲の上限値及び下限値に対する最適解は算出することができるが、各分割されたデータ範囲の上限値と下限値との間の電力需要に対する最適解についても算出する必要がある。そのため、最適化部25は、最適解を求めたい電力需要と、各分割されたデータ範囲の上限値との距離、及び最適解を求めたい電力需要と、下限値との距離の割合を算出する。そして、最適化部25は、各分割されたデータ範囲の上限値及び下限値に対する最適解と、算出した割合と、を用いることにより、最適解を求めたい電力需要に対する最適解を算出する。これにより、最適化部25は、式(7)〜式(10)により定式化された最適化モデルの最適解を算出することができる。 As described above, the optimum solution for the upper and lower limits of each divided data range can be calculated, but for the optimal solution for the power demand between the upper and lower limits of each divided data range. Also need to be calculated. Therefore, the optimization unit 25 calculates the ratio of the distance between the power demand for which the optimum solution is to be obtained and the upper limit value of each divided data range, and the distance between the power demand for which the optimum solution is to be obtained and the lower limit value. .. Then, the optimization unit 25 calculates the optimum solution for the power demand for which the optimum solution is to be obtained by using the optimum solution for the upper limit value and the lower limit value of each divided data range and the calculated ratio. As a result, the optimization unit 25 can calculate the optimum solution of the optimization model formulated by the equations (7) to (10).

例えば、最適解を求めたい電力需要から、各分割されたデータ範囲の上限値までの距離と、最適解を求めたい電力需要から下限値までの距離と、の割合が、1−γ:γであるとする。また、各分割されたデータ範囲の上限値に対する最適解がzv,nであり、上限値に対する最適解がyv,nであるとする。そうすると、最適解を求めたい電力需要に対する解は、(1−γ)yv,n+γzv,nにより算出される。 For example, the ratio of the distance from the power demand for which the optimum solution is to be obtained to the upper limit of each divided data range and the distance from the power demand for which the optimum solution is to be obtained to the lower limit is 1-γ: γ. Suppose there is. Further, it is assumed that the optimum solution for the upper limit value of each divided data range is z v, n , and the optimum solution for the upper limit value is y v, n. Then, the solution to power demand to be determined an optimal solution is calculated (1-γ) y v, n + γz v, by n.

[電力調達計画の表示例]
図8は、電力調達計画作成装置10により生成された電力調達計画の表示例を示す。この表示例は、例えば電力調達計画作成装置10の表示部18に表示される。また、電力調達計画作成装置10は、表示されたグラフを示すデータを出力してもよい。図示のように、電力調達計画は、各時刻において複数の電力調達手段による電量の調達量を示す。なお、予測される電力需要の変化を示す需要シナリオを同時に表示してもよい。
[Display example of power procurement plan]
FIG. 8 shows a display example of the power procurement plan generated by the power procurement plan creation device 10. This display example is displayed, for example, on the display unit 18 of the power procurement plan creation device 10. Further, the power procurement plan creation device 10 may output data indicating the displayed graph. As shown in the figure, the electric power procurement plan shows the amount of electric charge procured by a plurality of electric power procuring means at each time. A demand scenario showing a predicted change in power demand may be displayed at the same time.

[変形例]
上記の実施形態ににおいては、電力調達手段として、相対電源、スポット市場、時間前市場、常時バックアップ電源、インバランス調整などを挙げているが、時間前市場及び常時バックアップ電源はオプションであり、常に使用されるとは限らない。よって、最少の組み合わせとしては、電力調達計画作成装置10は、相対電源、スポット市場及びインバランス調整による電力調達計画を生成すればよい。
[Modification example]
In the above embodiment, relative power supply, spot market, pre-hour market, constant backup power supply, imbalance adjustment, etc. are mentioned as power procurement means, but pre-hour market and constant backup power supply are optional and always. Not always used. Therefore, as a minimum combination, the power procurement plan creation device 10 may generate a power procurement plan by relative power supply, spot market, and imbalance adjustment.

その他、上記の各実施形態(変形例を含む、以下同じ)の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが以下には限られない。 In addition, a part or all of each of the above embodiments (including modifications, the same shall apply hereinafter) may be described as in the following appendix, but is not limited to the following.

(付記1)
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成するモデル生成手段と、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する決定手段と、
を備える情報処理装置。
(Appendix 1)
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. A model generation means for generating an optimized model having a constraint on the amount of power that can be procured from the power procurement means, and a model generation means.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a determination means for determining an electric power procurement plan indicating the amount of electric power to be procured from each of the plurality of electric power procurement means, and a determination means.
Information processing device equipped with.

(付記2)
前記決定手段は、時間的に連続する対象期間毎に、前記電力調達計画を生成する付記1に記載の情報処理装置。
(Appendix 2)
The information processing device according to Appendix 1, wherein the determination means generates the power procurement plan for each time-continuous target period.

(付記3)
前記最適化モデルは、前記対象期間において、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量の合計が前記予測需要と一致するという需給に関する制約条件をさらに有する付記2に記載の情報処理装置。
(Appendix 3)
The information processing apparatus according to Appendix 2, wherein the optimization model further has a constraint condition regarding supply and demand that the total amount of electric power procured from each of the plurality of electric power procurement means matches the predicted demand in the target period.

(付記4)
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられる付記1乃至3のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(Appendix 4)
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The information processing apparatus according to any one of Supplementary note 1 to 3, which is given as the sum of the total cost and the regularization term for imbalance adjustment.

(付記5)
前記複数の電力調達手段は、相対電源、スポット市場及びインバランス調整を含む付記1乃至4のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(Appendix 5)
The information processing apparatus according to any one of Supplementary note 1 to 4, wherein the plurality of electric power procurement means includes a relative power source, a spot market, and imbalance adjustment.

(付記6)
前記相対電源については、前記調達可能な電力量に関する制約条件は、ある対象期間において調達可能な電力量は、直前の対象期間において調達可能な電力量の範囲内であるという条件を含む付記5に記載の情報処理装置。
(Appendix 6)
Regarding the relative power source, the constraint condition regarding the amount of power that can be procured includes the condition that the amount of power that can be procured in a certain target period is within the range of the amount of power that can be procured in the immediately preceding target period. The information processing device described.

(付記7)
前記スポット市場及び前記インバランス調整については、前記調達可能な電力量に関する制約条件は、ある対象期間において調達可能な電力量は、対象期間毎に決められた電力量の範囲内であるという条件を含む付記5又は6に記載の情報処理装置。
(Appendix 7)
Regarding the spot market and the imbalance adjustment, the constraint condition regarding the amount of power that can be procured is that the amount of power that can be procured in a certain target period is within the range of the amount of power determined for each target period. The information processing apparatus according to Appendix 5 or 6, which includes.

(付記8)
前記複数の電力調達手段は、さらに時間前市場及び常時バックアップ電源を含む付記5乃至7のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(Appendix 8)
The information processing apparatus according to any one of Supplementary note 5 to 7, wherein the plurality of power procurement means further include a time-before market and a constant backup power source.

(付記9)
過去の電力需要の履歴に基づいて前記予測需要を求める需要予測部手段と、
過去の電力価格の履歴に基づいて電力価格を予測する電力価格予測手段と、
を備える付記1乃至8のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(Appendix 9)
Demand forecasting unit means for obtaining the forecasted demand based on the history of past power demand, and
Electric power price prediction means that predicts electric power prices based on the history of past electric power prices,
The information processing apparatus according to any one of Appendix 1 to 8.

(付記10)
複数の対象期間に対して決定された調達計画を時系列に表示する表示手段を備える付記1乃至9のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(Appendix 10)
The information processing apparatus according to any one of Supplementary note 1 to 9, further comprising a display means for displaying procurement plans determined for a plurality of target periods in chronological order.

(付記11)
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する情報処理方法。
(Appendix 11)
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. An optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated.
An information processing method for determining a power procurement plan indicating the amount of power procured from each of the plurality of power procurement means by solving the optimization model by a mathematical optimization method.

(付記12)
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する処理をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
(Appendix 12)
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. An optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated.
A recording medium recording a program that causes a computer to execute a process of determining a power procurement plan indicating the amount of power procured from each of the plurality of power procurement means by solving the optimization model by a mathematical optimization method.

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。すなわち、本願発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。 Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiment, the invention of the present application is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the structure and details of the present invention. That is, it goes without saying that the invention of the present application includes all disclosure including claims, and various modifications and modifications that can be made by those skilled in the art in accordance with the technical idea. In addition, each disclosure of the above-mentioned patent documents cited shall be incorporated into this document by citation.

10 電力調達計画作成装置
21 需要予測部
22 電力価格予測部
23 調達最適化部
24 離散化部
25 最適化部
10 Electric power procurement planning device 21 Demand forecasting department 22 Electric power price forecasting department 23 Procurement optimization department 24 Discretization department 25 Optimization department

Claims (11)

複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成するモデル生成手段と、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する決定手段と、
を備え
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられる情報処理装置。
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. A model generation means for generating an optimized model having a constraint on the amount of power that can be procured from the power procurement means, and a model generation means.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a determination means for determining an electric power procurement plan indicating the amount of electric power to be procured from each of the plurality of electric power procurement means, and a determination means.
Equipped with a,
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The objective function is an information processing device given as the sum of the total cost and a regularization term related to imbalance adjustment.
前記決定手段は、時間的に連続する対象期間毎に、前記電力調達計画を生成する請求項1に記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 1, wherein the determination means generates the power procurement plan for each time-continuous target period. 前記最適化モデルは、前記対象期間において、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量の合計が前記予測需要と一致するという需給に関する制約条件をさらに有する請求項2に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 2, wherein the optimization model further has a constraint condition regarding supply and demand that the total amount of electric power procured from each of the plurality of electric power procurement means matches the predicted demand in the target period. .. 前記複数の電力調達手段は、相対電源、及び、スポット市場を含む請求項1乃至のいずれか一項に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plurality of electric power procurement means include a relative power source and a spot market. 前記相対電源については、前記調達可能な電力量に関する制約条件は、ある対象期間において調達可能な電力量は、直前の対象期間において調達可能な電力量の範囲内であるという条件を含む請求項に記載の情報処理装置。 For the relative power, constraints on the procurable amount of power, according to claim 4 is procurable electric energy in the target period, including the condition that it is within the scope of procurable electric energy in the immediately preceding period The information processing device described in. 前記スポット市場及び前記インバランス調整については、前記調達可能な電力量に関する制約条件は、ある対象期間において調達可能な電力量は、対象期間毎に決められた電力量の範囲内であるという条件を含む請求項又はに記載の情報処理装置。 Regarding the spot market and the imbalance adjustment, the constraint condition regarding the amount of power that can be procured is that the amount of power that can be procured in a certain target period is within the range of the amount of power determined for each target period. The information processing apparatus according to claim 4 or 5, which includes. 前記複数の電力調達手段は、さらに時間前市場及び常時バックアップ電源を含む請求項乃至のいずれか一項に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to any one of claims 4 to 6 , wherein the plurality of electric power procurement means further include an hour-ahead market and a constant backup power source. 過去の電力需要の履歴に基づいて前記予測需要を求める需要予測部手段と、
過去の電力価格の履歴に基づいて電力価格を予測する電力価格予測手段と、
を備える請求項1乃至のいずれか一項に記載の情報処理装置。
Demand forecasting unit means for obtaining the forecasted demand based on the history of past power demand, and
Electric power price prediction means that predicts electric power prices based on the history of past electric power prices,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
複数の対象期間に対して決定された調達計画を時系列に表示する表示手段を備える請求項1乃至のいずれか一項に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a display means for displaying procurement plans determined for a plurality of target periods in chronological order. 複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定し
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられる情報処理方法。
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. An optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a power procurement plan indicating the amount of power to be procured from each of the plurality of power procurement means is determined .
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The objective function is an information processing method given as the sum of the total cost and a regularization term related to imbalance adjustment.
複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を操作変数とし、前記複数の電力調達手段を用いて予測需要に対応する電力量を調達するために必要な総コストを含む値を目的関数とし、前記電力調達手段から調達可能な電力量に関する制約条件を有する最適化モデルを生成し、
前記最適化モデルを数理最適化手法により解くことで、前記複数の電力調達手段の各々から調達する電力量を示す電力調達計画を決定する処理をコンピュータに実行させ
前記複数の電力調達手段はインバランス調整を含み、
前記目的関数は、前記総コストと、インバランス調整に関する正則化項との和として与えられるプログラム。
The amount of power procured from each of the plurality of power procurement means is used as an operating variable, and the value including the total cost required to procure the amount of power corresponding to the predicted demand using the plurality of power procurement means is used as the objective function. An optimization model having constraints on the amount of power that can be procured from the power procurement means is generated.
By solving the optimization model by a mathematical optimization method, a computer is made to execute a process of determining a power procurement plan indicating the amount of power to be procured from each of the plurality of power procurement means .
The plurality of power procurement means include imbalance adjustment.
The objective function is a program given as the sum of the total cost and the regularization term for imbalance adjustment.
JP2020060049A 2020-03-30 2020-03-30 Information processing equipment, information processing methods, and programs Active JP6950776B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020060049A JP6950776B2 (en) 2020-03-30 2020-03-30 Information processing equipment, information processing methods, and programs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020060049A JP6950776B2 (en) 2020-03-30 2020-03-30 Information processing equipment, information processing methods, and programs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021157724A JP2021157724A (en) 2021-10-07
JP6950776B2 true JP6950776B2 (en) 2021-10-13

Family

ID=77918671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020060049A Active JP6950776B2 (en) 2020-03-30 2020-03-30 Information processing equipment, information processing methods, and programs

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6950776B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7843444B2 (en) * 2021-11-17 2026-04-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power adjustment plan creation device and power adjustment plan creation method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005287252A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Tm T & D Kk Method, device, and program for preparing optimum procurement plan for system operator
JP6862656B2 (en) * 2016-01-13 2021-04-21 富士電機株式会社 Electric power transaction support device, electric power transaction support method and program
JP6464129B2 (en) * 2016-11-07 2019-02-06 株式会社オプティマイザー Power demand procurement support system, information processing apparatus, information processing method, and information processing program
JP2019082935A (en) * 2017-10-31 2019-05-30 株式会社日立製作所 Management device and management method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021157724A (en) 2021-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ulusoy et al. An equitable approach to the payment scheduling problem in project management
Morales et al. Scenario reduction for futures market trading in electricity markets
JP7154244B2 (en) Power supply and demand plan creation device and power supply and demand plan creation method
US20070129981A1 (en) Business solution management
Shafieezadeh et al. A system dynamics simulation model to evaluate project planning policies
Zhang et al. Time/resource trade-off in the robust optimization of resource-constraint project scheduling problem under uncertainty
Gerhards The multi-mode resource investment problem: a benchmark library and a computational study of lower and upper bounds: P. Gerhards
JP2022014050A (en) Demand response control system and method
JP6950776B2 (en) Information processing equipment, information processing methods, and programs
KR20240025574A (en) System and method for managing bid based on intelligent demand response
Subulan et al. Constraint programming-based transformation approach for a mixed fuzzy-stochastic resource investment project scheduling problem
Christodoulou A bid‐unbalancing method for lowering a contractor's financial risk
JP2005122438A (en) Prediction method, prediction device, prediction program, and recording medium
JP2020190965A (en) Power planning support equipment, power planning support methods, and power planning support programs
JP2022090134A (en) Management device and management method
Ulusoy et al. Progress and Cost Control
US20090299806A1 (en) Method and apparatus for demand and/or skill hedging
Zareei et al. A multi-objective resource-constrained optimization of time-cost trade-off problems in scheduling project
JP7069655B2 (en) Aggregation device, power demand control method, and power demand control program
Von Wald et al. Analyzing California’s framework for estimating greenhouse gas emissions associated with retail electricity sales
US8533026B2 (en) Method and system for maximizing revenue generated from service level agreements
Mumpuni et al. Design and implementation of inventory forecasting system using double exponential smoothing method
JP4980303B2 (en) Power generation cost evaluation method, power generation cost evaluation apparatus, power generation cost evaluation program, power generation plan creation system, and power generation facility start / stop control system
JP2020145910A (en) Power supply and demand prediction automation system and power supply and demand prediction automation method
Rodera et al. Mixed-integer multiobjective process planning under uncertainty

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210811

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210906

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6950776

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150