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JP7572911B2 - Power system operation plan generating device and power system operation plan generating method - Google Patents
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Description

本発明は、電力系統運用計画生成装置および電力系統運用計画生成方法に関する。 The present invention relates to a power system operation plan generating device and a power system operation plan generating method.

電力系統では,温室効果ガスを排出しない再生可能エネルギー電源の導入が進んでいる。代表的な再生可能エネルギー電源である太陽光発電や風力発電は気象条件よって出力が変動する。加えて、電気自動車の普及を背景に、急速充電ステーションの普及や大容量化が進んでおり、この電力需要が電力系統に影響を与える可能性がある。こうした再生可能エネルギー電源の出力や電気自動車の充電需要に代表される、不確実性を有するパラメータ(以下、不確実パラメータという)を考慮に入れた系統運用が求められている。 In power grids, renewable energy sources that do not emit greenhouse gases are increasingly being introduced. The output of solar and wind power, which are typical renewable energy sources, fluctuates depending on weather conditions. In addition, with the spread of electric vehicles, the number of quick charging stations is increasing and their capacity is increasing, and this demand for electricity may affect the power grid. There is a need for system operation that takes into account uncertain parameters (hereinafter referred to as uncertain parameters), such as the output of renewable energy sources and the charging demand for electric vehicles.

一方、系統運用には、前日等の事前の段階で決定すべき変数(以下、運用計画変数という)とリアルタイムに決定できる変数(以下、当日制御変数という)の2種類の変数が存在する。例えば、配電系統における運用計画変数としては、タップ調整機器(例、LRT:Load Ratio control Transfomer、SVR:Step Voltage Regulator)のタップ位置、自家用発電機や蓄電池、電気自動車などの需要家所有の分散エネルギー源(DER:Destributed Energy Resource)の調整余力の予約量などが挙げられる。また、当日制御変数としては、SVC(:Static Var Compensator)や、系統運用事業者が所有する系統用蓄電池などの分散エネルギー源DER、予約した需要家所有の分散エネルギー源DERの調整余力の発動指令量などが挙げられる。 On the other hand, there are two types of variables in system operation: variables that must be determined in advance, such as the day before (hereinafter referred to as operation planning variables), and variables that can be determined in real time (hereinafter referred to as same-day control variables). For example, operation planning variables in a power distribution system include the tap position of tap adjustment equipment (e.g., LRT: Load Ratio control Transformer, SVR: Step Voltage Regulator), and the reserved amount of adjustment margin of distributed energy resources (DER: Derived Energy Resource) owned by consumers, such as private generators, storage batteries, and electric vehicles. In addition, examples of control variables for the day include SVC (Static Var Compensator), distributed energy resources DER such as grid storage batteries owned by grid operators, and the amount of the command to activate the adjustment margin of distributed energy resources DER owned by reserved consumers.

運用計画変数の決定方法としてまず考えられるのは、不確実パラメータの予測が当たると仮定し、系統運用KPI(例:電圧許容範囲や線路容量の違反量、対応コスト)が最良となる値の組み合わせを選ぶ方法である。この方法では、予測が外れた場合は考慮されておらず、不確実パラメータの変動パターンによっては系統運用KPIの極端な悪化(例:電圧許容範囲や線路容量などの制約違反の発生、追加対応による極端なコスト増など)が発生する可能性がある。 The first method that comes to mind for determining operational planning variables is to assume that predictions of uncertain parameters will be correct and select a combination of values that will optimize system operation KPIs (e.g., violations of voltage tolerances and line capacity, and response costs). This method does not take into account cases where predictions are incorrect, and depending on the fluctuation pattern of the uncertain parameters, there is a possibility that system operation KPIs may deteriorate drastically (e.g., violations of constraints such as voltage tolerances and line capacity, and extreme costs due to additional responses, etc.).

そのため、不確実パラメータの予測が変動した場合も、系統運用KPI(例:電圧許容範囲や線路容量の違反量、対応コスト)が極端に悪化しない(以下、ロバストな、と表記する)ように運用計画変数を決定する必要がある。 Therefore, it is necessary to determine operational planning variables so that system operation KPIs (e.g., voltage tolerance range, line capacity violations, response costs) do not deteriorate excessively (hereafter referred to as "robust") even if the predictions of uncertain parameters fluctuate.

ロバストな系統運用を目的とした運用計画変数の決定技術の一つとして、特許文献1には、「運用計画策定装置、運用計画策定方法および運用計画策定プログラム」が記されている。特許文献1では、発電機の起動停止計画を解く最適化問題の中で、再生可能エネルギー電源の出力の不確実性を取り扱うために、この不確実性を複数シナリオで表現する手法が用いられている。 As one technique for determining operational planning variables aimed at robust grid operation, Patent Literature 1 describes an "operational planning device, operation planning method, and operation planning program." In Patent Literature 1, in order to handle the uncertainty of the output of renewable energy sources in an optimization problem for solving generator start-stop plans, a method is used to express this uncertainty using multiple scenarios.

特開2016-63609号公報JP 2016-63609 A

一般に、シナリオ数を増やすと最適化問題の計算時間が増加する。このため、例えば、計算時間に制限がある場合は、十分な数のシナリオを用いることができず、得られる解の信頼性が低下するという課題がある。 In general, increasing the number of scenarios increases the calculation time for the optimization problem. For this reason, for example, when there is a limit to the calculation time, it is not possible to use a sufficient number of scenarios, which can lead to a problem that the reliability of the obtained solution decreases.

上記課題解決のため、特許文献1では、少ないシナリオ数で不確実性を表現することを目的に、最適化問題を時間帯ごとに独立なものへと単純化できるという仮定を置いている。しかし、配電系統で用いられるタップ調整機器は、日当たりのタップ位置調整回数上限などの、時間帯を跨ぐ制約が存在する。そのため、時間帯ごとに独立なものへと単純化することができない。 In order to solve the above problem, Patent Document 1 assumes that the optimization problem can be simplified to one that is independent for each time period, with the aim of expressing uncertainty with a small number of scenarios. However, tap adjustment equipment used in distribution systems has constraints that span time periods, such as an upper limit on the number of tap position adjustments per day. For this reason, it is not possible to simplify the optimization problem to one that is independent for each time period.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、短い計算時間、予測外れへのロバスト性、および時間帯を跨ぐ制約の考慮の3点を満たす運用計画を求めることができる、電力系統運用計画生成装置および電力系統運用計画生成技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a power system operation plan generation device and a power system operation plan generation technology that can generate an operation plan that satisfies three requirements: short calculation time, robustness against mispredictions, and consideration of constraints across time periods.

以上のことから本発明においては、「電力系統における不確実性パラメータを考慮に入れ、事前の段階で決定すべき運用計画変数とリアルタイムに決定できる当日制御変数を定め、電力系統の運用計画を行う電力系統運用計画生成装置であって、電力系統における運用計画変数の情報と当日制御変数の情報を入手して、電力系統の過酷状態を想定した最過酷シナリオのときの目的関数値に対する運用計画案を作成する運用計画生成部と、不確実性パラメータの変動情報と運用計画案と当日制御変数の目的関数値とから最過酷シナリオとそのときの目的関数値を求める最過酷シナリオ生成部と、電力系統の系統情報と需要情報と最過酷シナリオとを用いて運用計画を決定する当日制御量生成部を備えることを特徴とする電力系統運用計画生成装置」としたものである。 In view of the above, the present invention provides a power system operation plan generating device that takes into account the uncertainty parameters in the power system, determines operation plan variables that should be determined in advance and on-day control variables that can be determined in real time, and performs operation planning for the power system, the power system operation plan generating device being characterized by comprising an operation plan generating unit that obtains information on the operation plan variables and on-day control variables in the power system, and creates a proposed operation plan for the objective function value in the most severe scenario that assumes a severe state of the power system, a most severe scenario generating unit that determines the most severe scenario and the objective function value at that time from fluctuation information on the uncertainty parameters, the proposed operation plan, and the objective function value of the on-day control variables, and a day control amount generating unit that determines the operation plan using system information, demand information, and the most severe scenario of the power system.

また本発明においては、「電力系統における不確実性パラメータを考慮に入れ、事前の段階で決定すべき運用計画変数とリアルタイムに決定できる当日制御変数を定め、電力系統の運用計画を行う電力系統運用計画生成方法であって、電力系統における運用計画変数の情報と当日制御変数の情報を入手して、電力系統の過酷状態を想定した最過酷シナリオのときの目的関数値に対する運用計画案を作成する電力系統運用計画問題について、電力系統運用計画問題を主問題である運用計画決定問題と従属問題にわけ、さらに従属問題を主問題である最過酷シナリオ決定問題と従属問題である当日制御量決定問題に分け、これにより3重構造の電力系統運用計画問題の解として電力系統の運用計画を行う電力系統運用計画生成方法」としたものである。 The present invention is also a power system operation plan generation method that takes into account uncertain parameters in a power system, determines operation plan variables that should be determined in advance and on-day control variables that can be determined in real time, and performs operation planning for the power system, in which information on the operation plan variables and on-day control variables in the power system are obtained, and a proposed operation plan is created for the objective function value in the most severe scenario that assumes a severe state of the power system. The power system operation planning problem is divided into a main problem of determining an operation plan and a subordinate problem, and the subordinate problem is further divided into a main problem of determining the most severe scenario and a subordinate problem of determining the control amount for the day, thereby performing operation planning for the power system as a solution to the three-layered power system operation planning problem.

本発明によれば、短い計算時間、予測外れへのロバスト性、および時間帯を跨ぐ制約の考慮の3点を満たす運用計画を求めることができるという効果を奏する。 The present invention has the advantage of being able to derive an operational plan that satisfies three requirements: short calculation time, robustness to mispredictions, and consideration of constraints across time periods.

電力系統運用計画生成装置の演算部における処理内容を、その代表的な処理機能部として表記した図。FIG. 2 is a diagram showing the processing contents in a calculation unit of the power system operation plan generating device as representative processing function units. 運用計画案xpが運用計画決定問題の解として求まることを示す図。13 is a diagram showing how the operation plan xp is obtained as a solution to the operation plan determination problem. 不確実パラメータ変動情報の例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of uncertain parameter variation information. 最過酷シナリオの例を示す図。A diagram showing an example of the most severe scenario. 電力系統運用計画生成方法の処理フロー。1 is a process flow of a power system operation plan generation method. 本発明と従来方式を比較した時の効果の相違を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the difference in effect when the present invention is compared with a conventional method.

以下に、本発明に係る電力系統運用計画生成装置および電力系統運用計画生成技術の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Below, an embodiment of the power system operation plan generating device and power system operation plan generating technology according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments. Moreover, each embodiment can be appropriately combined as long as the processing contents are not contradictory.

以下の説明では、実施例1において電力系統運用計画生成装置について、実施例2において電力系統運用計画生成の考え方について、実施例3において電力系統運用計画生成方法について説明する。 In the following description, the power system operation plan generating device will be described in Example 1, the concept of generating a power system operation plan will be described in Example 2, and the method of generating a power system operation plan will be described in Example 3.

本発明の実施例1では、電力系統運用計画生成装置について説明するが、この適用事例をタップ調節機器と需要家所有DERを含む配電系統を対象として、不確実パラメータの変動に対しロバストな運用計画を策定する電力系統運用計画生成装置について述べる。 In the first embodiment of the present invention, a power system operation plan generating device is described. As an application example, a power system operation plan generating device that formulates an operation plan that is robust against fluctuations in uncertain parameters is described.

まず電力系統運用計画生成装置の構成について説明する。図1は、計算機装置を用いて実現される電力系統運用計画生成装置の演算部における処理内容を、その代表的な処理機能部として表記した図である。 First, the configuration of the power system operation plan generating device will be described. Figure 1 shows the processing contents of the calculation unit of the power system operation plan generating device, which is realized using a computer device, as its representative processing function unit.

図1に示すように、ロバスト運用計画生成装置10は、運用計画生成部20と最過酷シナリオ生成部30と当日制御量生成部40を有している。ただし運用計画策定装置10は、図1に示した機能部以外にも、例えば、各種情報を表示する表示部、入力データを入力する入力部、他の端末と通信を行う通信インタフェース部などを有してもよい。 As shown in FIG. 1, the robust operation plan generating device 10 has an operation plan generating unit 20, a most severe scenario generating unit 30, and a daily control amount generating unit 40. However, in addition to the functional units shown in FIG. 1, the operation plan formulation device 10 may also have, for example, a display unit that displays various information, an input unit that inputs input data, and a communication interface unit that communicates with other terminals.

ロバスト運用計画生成装置10は、その処理遂行のために、外部からの入力として、タップ調整機器情報D1と需要家所有DER情報D2と不確実パラメータ変動情報D3と需要情報D4系統情報D5を得る。 To carry out its processing, the robust operation plan generation device 10 receives tap adjustment equipment information D1, customer-owned DER information D2, uncertain parameter fluctuation information D3, demand information D4, and system information D5 as external inputs.

ロバスト運用計画生成装置10内の運用計画生成部20では、外部からの入力データとして、タップ調整機器情報D1と需要家所有DER情報D2を入手し、また最過酷シナリオ生成部30で求めた目的関数値ηpおよび感度情報b1を入力して、これらの入力データを基に運用計画決定問題を生成し、求解した運用計画案xpを最過酷シナリオ生成部30に出力する。 The operation plan generation unit 20 in the robust operation plan generation device 10 obtains tap adjustment equipment information D1 and customer-owned DER information D2 as external input data, and also inputs the objective function value ηp and sensitivity information b1 calculated by the most severe scenario generation unit 30. Based on this input data, the operation plan decision problem is generated, and the solved operation plan proposal xp is output to the most severe scenario generation unit 30.

この場合に使用する外部入力のうちタップ調整機器情報D1は、例えば、各タップ調整機器の機器種別(例えば、LRT、SVRなど)、設置バスID、タップ段数、1段毎のタップ幅、タップ基準位置、制御指令への応答速度、日当たりのタップ調整制限回数、設備コスト、設置コストなどを含む。 The tap adjustment equipment information D1, which is one of the external inputs used in this case, includes, for example, the equipment type of each tap adjustment equipment (e.g., LRT, SVR, etc.), the installation bus ID, the number of tap stages, the tap width for each stage, the tap reference position, the response speed to control commands, the limit on the number of tap adjustments per day, the equipment cost, and the installation cost.

また同じ外部入力のうち需要家所有DER情報D2は、例えば、機器種別(例えば、自家発、電気自動車など)、設置バスID、設備容量、制御指令への応答速度などがある。また、上記需要家所有DER情報110は、個別に分散エネルギー源DER毎に入力しても、複数の分散エネルギー源DERの合算値を入力してもよい。 The consumer-owned DER information D2 from the same external input may include, for example, the type of equipment (e.g., self-generating equipment, electric vehicle, etc.), installed bus ID, facility capacity, and response speed to control commands. The consumer-owned DER information 110 may be input individually for each distributed energy source DER, or the combined value of multiple distributed energy source DERs may be input.

またここで目的関数値ηは、最過酷シナリオ生成部30において最過酷シナリオ決定問題を解いたときの目的関数、即ち後述する(14)式の値を表す。また感度情報b1は、運用計画案xpをわずかに変化させたときの目的関数値ηpの変化量である。 Here, the objective function value η represents the objective function when the most severe scenario determination problem is solved in the most severe scenario generation unit 30, that is, the value of equation (14) described below. Also, the sensitivity information b1 is the amount of change in the objective function value ηp when the proposed operation plan xp is slightly changed.

運用計画案xpは、運用計画決定問題の解として求まる。この例を、図2を用いて説明する。図2の各行は各時間ステップ221を表し、各列はタップ調節機器のID222および需要家所有DERのID223を表す。各タップ調節機器のID222については、各時間ステップ221におけるタップ位置224を格納する。また、各需要家所有DERのID223については、各時間ステップの調整余力の予約量225を格納する。調整余力の予約量225は需要増減双方の値を取り得るため、図2で示すように負の値も取り得る。 The proposed operation plan xp is found as a solution to the operation plan determination problem. An example of this will be explained using FIG. 2. Each row in FIG. 2 represents a time step 221, and each column represents a tap adjustment device ID 222 and a customer-owned DER ID 223. For each tap adjustment device ID 222, the tap position 224 at each time step 221 is stored. Furthermore, for each customer-owned DER ID 223, the adjustment margin reservation amount 225 for each time step is stored. Since the adjustment margin reservation amount 225 can take values for both an increase and decrease in demand, it can also take negative values as shown in FIG. 2.

図1に戻り、電力系統運用計画生成装置10内の最過酷シナリオ生成部30では、外部からの入力データとして不確実パラメータ変動情報D3を入力し、また運用計画生成部20で求めた運用計画案xと、当日制御量生成部40で求めた目的関数値φpKPIと感度情報b2を入力して、これら入力データを基に最過酷シナリオ決定問題を生成し、求解した最過酷シナリオupを当日制御量生成部40に出力し、目的関数値φpKPIと感度情報b2を最過酷シナリオ生成部30に出力する。 Returning to Figure 1, the most severe scenario generation unit 30 in the power system operation plan generation device 10 inputs uncertain parameter fluctuation information D3 as input data from outside, and also inputs the operation plan proposal x determined by the operation plan generation unit 20, and the objective function value φp KPI and sensitivity information b2 determined by the daily control quantity generation unit 40, generates a most severe scenario decision problem based on this input data, outputs the solved most severe scenario up to the daily control quantity generation unit 40, and outputs the objective function value φp KPI and the sensitivity information b2 to the most severe scenario generation unit 30.

この場合に使用する外部入力である不確実パラメータ変動情報D3の例を、図3のグラフに示している。グラフでは、不確実パラメータの例として太陽光発電出力を考えている。横軸は1日、24時間の時刻を、縦軸は太陽光発電出力を表す。グレーの範囲で表す部分が太陽光発電出力の変動情報121である。太陽光発電出力はこのグレーの範囲内で変動する可能性があるとする。上記変動情報121の範囲は、実績値に基づき決定しても良いし、気象予報などに基づき決定してもよい。 An example of uncertain parameter fluctuation information D3, which is an external input used in this case, is shown in the graph in Figure 3. In the graph, solar power generation output is considered as an example of an uncertain parameter. The horizontal axis represents the time of day/24 hours, and the vertical axis represents solar power generation output. The portion represented by the gray range is fluctuation information 121 of the solar power generation output. It is assumed that the solar power generation output may fluctuate within this gray range. The range of the above fluctuation information 121 may be determined based on actual values, or may be determined based on a weather forecast, etc.

目的関数値φpKPIは、最過酷シナリオ決定問題を解いたときの目的関数、即ち後述する(15)式の値を表す。感度情報b2は、最過酷シナリオuをわずかに変化させたときの目的関数値φpKPIの変化量である。 The objective function value φp KPI represents the objective function when the most severe scenario determination problem is solved, that is, the value of equation (15) described later. The sensitivity information b2 is the amount of change in the objective function value φp KPI when the most severe scenario u is slightly changed.

最過酷シナリオupの例を、図4のグラフに示す。グラフでは、不確実パラメータの例として太陽光発電出力を考えている。横軸は1日、24時間の時刻を、縦軸は太陽光発電出力を表す。グレーの範囲で表す部分が太陽光発電出力の変動情報121である。太線241が、最過酷シナリオupを表す。最過酷シナリオupは、最過酷シナリオ決定問題を解くことで決定される。また、太線241はいずれの時間ステップに置いても、グレーの範囲121に入る。 An example of the most severe scenario up is shown in the graph in Figure 4. In the graph, solar power generation output is considered as an example of an uncertain parameter. The horizontal axis represents the time of day/24 hours, and the vertical axis represents the solar power generation output. The portion represented in grey is the fluctuation information 121 of the solar power generation output. The thick line 241 represents the most severe scenario up. The most severe scenario up is determined by solving the most severe scenario determination problem. Furthermore, the thick line 241 falls within the grey range 121 at any time step.

再度図1に戻り、電力系統運用計画生成装置10内の当日制御量生成部40では、外部からの入力データとして、需要家所有DER情報D2と需要情報D4と系統情報D5を入手し、また最過酷シナリオ生成部30で求めた最過酷シナリオupを入力し、これらの入力データを基に当日制御量決定問題を生成し、求解した目的関数値φpKPIと感度情報b2を、最過酷シナリオ生成部30に出力する。 Returning to FIG. 1 again, the daily control quantity generation unit 40 in the power system operation plan generation device 10 obtains customer-owned DER information D2, demand information D4, and system information D5 as input data from outside, and also inputs the most severe scenario up determined by the most severe scenario generation unit 30. An daily control quantity determination problem is generated based on these input data, and the solved objective function value φp KPI and sensitivity information b2 are output to the most severe scenario generation unit 30.

また、運用計画生成部20と最過酷シナリオ生成部30と当日制御量生成部40の処理における繰り返し処理の結果得られた最終的な解として、運用計画案xpと目的関数値ηp(=系統運用KPIの理論最悪値)を電力系統運用計画生成装置10から出力する。 In addition, the proposed operation plan xp and the objective function value ηp (= theoretical worst value of the system operation KPI) are output from the power system operation plan generating device 10 as the final solution obtained as a result of repeated processing in the operation plan generating unit 20, the most severe scenario generating unit 30, and the daily control amount generating unit 40.

実施例2では、電力系統運用計画生成の考え方について、図1に示した装置により、ロバストな運用計画が生成できることについて、数式を用いて詳細に説明する。なお、本発明に係る運用計画手法の特徴を明確にするには、通常の運用計画手法と対比して述べるのがよいことから、まず通常の運用計画手法について説明する。 In Example 2, the concept of generating a power system operation plan is explained in detail using mathematical expressions, and how the device shown in FIG. 1 can generate a robust operation plan. Note that in order to clarify the characteristics of the operation planning method according to the present invention, it is best to compare it with a normal operation planning method, so the normal operation planning method will be explained first.

通常の運用計画手法の特徴は、不確実性を表現するシナリオ群を予め利用者が入力し、系統運用KPIの最良化を目的関数とする数理計画問題を解くことで、運用計画を求める点である。より具体的に数式事例で述べると、上記数理計画問題の例は、以下の(1)(2)式に表すものである。 A typical operational planning method is characterized in that the user inputs a set of scenarios that express uncertainty in advance, and an operational plan is obtained by solving a mathematical programming problem whose objective function is to optimize the system operation KPIs. To be more specific, using a mathematical example, an example of the mathematical programming problem is expressed in the following equations (1) and (2).

Figure 0007572911000001
Figure 0007572911000001

Figure 0007572911000002
Figure 0007572911000002

(1)(2)式において、小文字のsはシナリオ、大文字のSは入力されたシナリオ群の集合を表している。また小文字のtは時刻、大文字のTは計画期間に含まれる時刻tの集合、φKPIは系統運用KPIを表している。minの下付き文字は決定変数を表し、xは運用計画変数のベクトル(例:タップ位置制御量、需要家所有DERの調整余力予約量)、yは当日制御変数のベクトル(例:予約した調整余力の発動指令量)をそれぞれ表す。なお、これらはベクトルであり、(2)式は(1)式を求めるうえでの系統制約条件を示す制約式である。 In formulas (1) and (2), lowercase s represents a scenario, and uppercase S represents a set of input scenarios. Lowercase t represents time, uppercase T represents a set of times t included in the planning period, and φ KPI represents a system operation KPI. The subscripts of min represent decision variables, x represents a vector of operation planning variables (e.g., tap position control amount, customer-owned DER adjustment margin reservation amount), and y represents a vector of the day's control variables (e.g., reserved adjustment margin activation command amount). Note that these are vectors, and formula (2) is a constraint formula showing the system constraint conditions for determining formula (1).

ここで運用計画変数ベクトルxは、不確実パラメータが予測値から変動するリスクが残る段階で決定する必要があるため、予め利用者が入力した全てのシナリオSに対し同一の運用計画xが決定される。これに対し、当日制御変数ベクトルyは、不確実パラメータが明らかになった後(例えば、実際の太陽光発電出力の計測後)にリアルタイムで調整可能な変数であるため、シナリオs毎に異なる当日制御yが決定される。通常の運用計画手法では、上記の決定変数xおよび決定変数yを、単一の数理計画問題の中で、同時に最適化する。 Here, the operational plan variable vector x needs to be determined at a stage where there is still a risk that the uncertain parameters will vary from the predicted values, so the same operational plan x is determined for all scenarios S entered in advance by the user. In contrast, the current day control variable vector y is a variable that can be adjusted in real time after the uncertain parameters have become clear (for example, after the actual photovoltaic power generation output has been measured), so a different current day control y is determined for each scenario s. In normal operational planning methods, the above decision variables x and y are optimized simultaneously within a single mathematical programming problem.

また、(1)式に示す数理計画問題の制約式として、(2)式の系統制約を設定する。系統制約としては、各バスのエネルギーバランス式、各バスの電圧の計算式、各線路の配電ロス計算式、タップ調節機器の日当たりのタップ位置調整回数上限、需要家DERの機器の調整可能量上下限などが挙げられる。なお、(2)式のA1,A2,Cは系統制約を表す行列またはベクトルであり、(2)式の制約式は、系統制約を行列表記したものである。 In addition, the system constraint of equation (2) is set as a constraint equation for the mathematical programming problem shown in equation (1). Examples of the system constraints include the energy balance equation for each bus, the calculation equation for the voltage of each bus, the calculation equation for the distribution loss of each line, the upper limit of the number of tap position adjustments per day for tap adjustment devices, and the upper and lower limits of the adjustable amount of consumer DER devices. Note that A1, A2, and C in equation (2) are matrices or vectors that represent the system constraints, and the constraint equation in equation (2) is a matrix representation of the system constraints.

この数理計画問題は、混合整数計画(以下、MILP)、または、混合整数二次錐計画(以下、MISOCP)として、CPLEXやGurobi等の数理計画ソルバーで解くことができる。求解結果として、入力したシナリオsに対し、計画期間Tにおける系統運用KPIを最小(=最良)にする運用計画xが得られる。この運用計画xは、入力シナリオsに対しては、電圧許容範囲などの違反による系統運用KPIの極端な悪化が発生しないと期待できる。 This mathematical programming problem can be solved as mixed integer programming (MILP) or mixed integer second-order cone programming (MISOCP) using a mathematical programming solver such as CPLEX or Gurobi. As a result of the solution, an operation plan x that minimizes (=optimizes) the system operation KPI during the planning period T for the input scenario s is obtained. This operation plan x is expected to prevent extreme deterioration of the system operation KPI due to violations of voltage tolerances, etc., for the input scenario s.

しかし、入力したシナリオ群Sに系統運用KPIを最悪化させるシナリオu(以下、最過酷シナリオ)が含まれていないとき、場合によっては系統運用KPIの極端な悪化等が発生する可能性がある。そのため、いかなる変動パターンに対してもロバストな運用計画xを得るには、入力するシナリオ群Sに最過酷シナリオuを含める必要がある。しかし、最過酷シナリオuの適切な選定を事前に行うことは、以下2つの理由から難しい。 However, if the input scenario set S does not include scenario u that causes the worst deterioration of the system operation KPIs (hereinafter referred to as the most severe scenario), there is a possibility that an extreme deterioration of the system operation KPIs may occur. Therefore, in order to obtain an operation plan x that is robust against any fluctuation pattern, it is necessary to include the most severe scenario u in the input scenario set S. However, it is difficult to select an appropriate most severe scenario u in advance for the following two reasons.

第1の理由は、最過酷シナリオuの候補は膨大に存在することにある。特に、再生可能エネルギー電源や電気自動車の普及により不確実パラメータ数が増大した場合、候補数は爆発的に増加する。 The first reason is that there are a huge number of candidates for the most severe scenario u. In particular, if the number of uncertain parameters increases due to the spread of renewable energy sources and electric vehicles, the number of candidates will increase explosively.

第2の理由は、どれが最過酷シナリオuとなるかは、運用計画xにより変動するため、運用計画xを決定する前段階で、最過酷シナリオuを適切に選定することは難しいことである。 The second reason is that the most severe scenario u varies depending on the operational plan x, so it is difficult to appropriately select the most severe scenario u before deciding on the operational plan x.

然るに、その一方で、考え得る最過酷シナリオuの候補を全て入力する方法も考え得るが、入力シナリオ数が膨大になるため、計算時間が増加し、所定の制限時間内に計算が終了しない可能性がある。 On the other hand, it is possible to input all possible candidates for the most severe scenario u, but this would require a huge number of input scenarios, which would increase the calculation time and may not complete within the specified time limit.

通常の運用計画手法における上記問題点のゆえに、本発明においては、以下の運用計画手法を提案する。提案する運用計画手法(以下、提案方式)は、通常の運用計画手法に対し、以下2点で優位性がある。 Due to the above problems with conventional operational planning methods, the present invention proposes the following operational planning method. The proposed operational planning method (hereinafter, the proposed method) has the following two advantages over conventional operational planning methods:

第1点は、通常の運用計画手法では、不確実性を表現するシナリオ群を準備する必要があるのに対し、提案方式では、不確実パラメータの変動範囲を入力するだけで良く、シナリオ群の準備が不要であることである。 The first point is that, whereas conventional operational planning methods require the preparation of a set of scenarios that express uncertainty, the proposed method requires only the input of the range of variation of the uncertain parameters, and does not require the preparation of a set of scenarios.

第1点は、通常の運用計画手法では、入力したシナリオ群に対するロバスト性しか担保できないが、提案方式では、変動範囲中のいかなる変動パターンに対してもロバスト性を担保できることである。 The first point is that while conventional operational planning methods can only guarantee robustness for the set of input scenarios, the proposed method can guarantee robustness for any fluctuation pattern within the fluctuation range.

本発明に係る提案方式で解く数理計画問題(以下、ロバスト運用計画問題)を以下の(3)(4)式に示す。なお、すでに説明済みの事項については説明を割愛することがある。 The mathematical programming problem (hereinafter, the robust operation planning problem) to be solved by the proposed method according to the present invention is shown in the following equations (3) and (4). Note that some points that have already been explained may be omitted.

Figure 0007572911000003
Figure 0007572911000003

Figure 0007572911000004
Figure 0007572911000004

(3)式において、uは不確実パラメータのベクトルであり、x,yと同様に、電力系統運用計画問題の決定変数である。目的関数および制約式としては、通常の運用計画手法の時と同様に、系統運用KPIであるφKPIおよび系統制約として(4)式を設定する。 In equation (3), u is a vector of uncertain parameters, and like x and y, is a decision variable of the power system operation planning problem. As the objective function and constraint equation, φ KPI , which is the system operation KPI, and equation (4) are set as the system constraint, as in the case of a normal operation planning method.

この電力系統運用計画問題の特徴は、目的関数がminおよびmaxの3層構造となっている点である。(3)式の外側から順に、系統運用KPIを最小化(=最良化)する運用計画xを決定する部分、系統運用KPIを最大化(=最悪化)する不確実パラメータuの値(=最過酷シナリオ)を決定する部分、系統運用KPIを最小化する当日制御yを決定する部分である。 The feature of this power system operation planning problem is that the objective function has a three-layer structure of min and max. Starting from the outside of equation (3), there is a part that determines the operation plan x that minimizes (=optimizes) the system operation KPI, a part that determines the value of the uncertain parameter u (=most severe scenario) that maximizes (=worsens) the system operation KPI, and a part that determines the day's control y that minimizes the system operation KPI.

これを解くことで、変動範囲内における変動パターンの中で、最も系統運用KPIが悪化する最過酷シナリオuが決定される。同時に、最過酷シナリオuにおける系統運用KPIを最良化する運用計画xおよび当日制御yを決定される。また、この時の系統運用KPIの値が理論最悪値となり、それ以外のいかなる変動パターンが発生しても、この理論最悪値より悪化することがない。従って、本電力系統運用計画問題を解くことで、いかなる変動パターンに対してもロバストな運用計画xを得ることができる。また、最過酷シナリオuは電力系統運用計画問題を解く中で生成されるため、その候補となるシナリオsを事前に準備する必要がない。 By solving this, the most severe scenario u, which is the fluctuation pattern within the fluctuation range that will cause the system operation KPI to deteriorate the most, is determined. At the same time, an operation plan x and an on-day control y that optimize the system operation KPI in the most severe scenario u are determined. Furthermore, the value of the system operation KPI at this time becomes the theoretical worst value, and even if any other fluctuation pattern occurs, it will not deteriorate beyond this theoretical worst value. Therefore, by solving this power system operation planning problem, an operation plan x that is robust against any fluctuation pattern can be obtained. Furthermore, since the most severe scenario u is generated while solving the power system operation planning problem, there is no need to prepare a candidate scenario s in advance.

また、目的関数である系統運用KPI(φKPI)は例として、以下の(5)式で定義される。 Moreover, the system operation KPI (φ KPI ), which is an objective function, is defined, for example, by the following equation (5).

Figure 0007572911000005
Figure 0007572911000005

この(5)式において、φcost、φloss、φpenaltyはそれぞれ、運用コスト、送電ロス、および制約違反ペナルティを表す。W,W,Wは、それぞれ運用コスト、送電ロスおよび制約違反ペナルティの重み係数を表す。重み係数の比率は、一般に(6)式のように設定する。なお、これら以外の項を系統運用KPIに追加しても良い。 In this formula (5), φ cost , φ loss , and φ penalty respectively represent the operation cost, the transmission loss, and the constraint violation penalty. W c , W l , and W p respectively represent the weighting coefficients of the operation cost, the transmission loss, and the constraint violation penalty. The ratio of the weighting coefficients is generally set as in formula (6). Note that terms other than these may be added to the system operation KPI.

Figure 0007572911000006
Figure 0007572911000006

また送電ロスφlossは例として、以下の(7)式で表される。ただし、(7)式において小文字の時刻tと、計画期間に含まれる時刻tの集合である大文字の時刻Tは、t∈Tの関係にあるものとする。 Moreover, the transmission loss φ loss is expressed by the following formula (7), for example: In formula (7), the time t in lowercase and the time T in uppercase, which is a set of times t included in the planning period, are in a relationship of tεT.

Figure 0007572911000007
Figure 0007572911000007

この(7)式において、jはバス番号、NtapはSVRなどのタップ調整機器があるバス番号の集合、Nderは需要家所有DERがあるバス番号の集合を表す。C tapはタップ調整機器におけるタップ調節1回あたりのコストを表す。なお、C tapの値は、例えばタップ調整機器価格と取り付け費用の和を、機器寿命を迎えるタップ調整回数で割ることで求める。xj,t tapはタップ調整機器におけるタップ調整回数を表す。またcj,t der_r、cj,t der_cは需要家所有DERの調整余力予約のインセンティブ単価、および当日制御のインセンティブ単価を表す。xj,t der、yj,t derは、需要家所有DERの調整余力の予約量および当日の発動指令量を表す。 In this formula (7), j represents the bus number, N tap represents a set of bus numbers with tap adjustment devices such as SVRs, and N der represents a set of bus numbers with customer-owned DERs. C j tap represents the cost per tap adjustment at the tap adjustment device. The value of C j tap is calculated, for example, by dividing the sum of the tap adjustment device price and installation cost by the number of tap adjustments until the device reaches its end of life. x j,t tap represents the number of tap adjustments at the tap adjustment device. Also, c j,t der_r and c j,t der_c represent the incentive unit price for reservation of adjustment margin of customer-owned DER and the incentive unit price for day-of control. x j,t der and y j,t der represent the reservation amount of adjustment margin of customer-owned DER and the activation command amount for the day.

以上により、(7)式の右辺第1項はタップ調整機器の調整コスト、第2項は調整余力予約に対するインセンティブコスト、第3項は実際の制御指令に対するインセンティブコストに相当する。なお、xj,t tap、yj,t derは、上記運用計画変数のベクトルxに、xj,t derは当日制御変数のベクトルyに含まれる。 As a result, the first term on the right side of equation (7) corresponds to the adjustment cost of the tap adjustment device, the second term corresponds to the incentive cost for the adjustment margin reservation, and the third term corresponds to the incentive cost for the actual control command. Note that xj ,ttap and yj ,tder are included in the above-mentioned operation plan variable vector x, and xj ,tder is included in the current day control variable vector y.

また(5)式の送電ロスφlossは、例として、以下の(8)式で表される。ただし、(8)式において小文字の時刻tと、計画期間に含まれる時刻tの集合である大文字の時刻Tは、t∈Tの関係にあるものとする。 Moreover, the transmission loss φ loss in equation (5) is expressed by the following equation (8), for example: In equation (8), the time t in lowercase and the time T in uppercase, which is a set of times t included in the planning period, are in a relationship of tεT.

Figure 0007572911000008
Figure 0007572911000008

なお(8)式においてBは線路の集合を表す。rijはバス(母線)iからバスjへの線路における抵抗値、lij,s,tは、バスiからバスjへの線路における、シナリオs、時刻tでの電流量の絶対値を表す。 In equation (8), B represents a set of lines. r ij represents the resistance value of the line from bus (bus line) i to bus j, and l ij,s,t represent the absolute value of the current amount in the line from bus i to bus j at scenario s and time t.

また(5)式の制約違反ペナルティφpenaltyは例として、以下の(9)式で表される。ただし、(9)式において小文字の時刻tと、計画期間に含まれる時刻tの集合である大文字の時刻Tは、t∈Tの関係にあるものとする。 Moreover, the constraint violation penalty φ penalty in equation (5) is expressed, for example, in the following equation (9): In equation (9), the lowercase time t and the uppercase time T, which is a set of times t included in the planning period, are in a relationship of tεT.

Figure 0007572911000009
Figure 0007572911000009

なお(9)式においてζij,tはバスiからバスjに繋がる線路における線路制約の超過量を表し、ηj,tはバスjにおける電圧の許容範囲からの逸脱量を表す。Bはバスの集合を表す。 In equation (9), ζ ij,t represents the excess of the line constraint on the line connecting bus i to bus j, and η j,t represents the deviation of the voltage at bus j from the allowable range. B represents a set of buses.

図1に示す電力系統運用計画生成装置10内の運用計画生成部20では、上記した(1)式から(9)式に示される電力系統運用計画問題を解くことになる。然るに、上述のように電力系統運用計画問題は3層構造から成ため、CPLEXやGurobi等の数理計画ソルバーは多重構造の数理計画問題をサポートしておらず、そのままでは解けない。 The operation plan generation unit 20 in the power system operation plan generation device 10 shown in FIG. 1 solves the power system operation plan problem shown in the above equations (1) to (9). However, since the power system operation plan problem has a three-layer structure as described above, mathematical programming solvers such as CPLEX and Gurobi do not support multi-layered mathematical programming problems, and cannot solve the problem as is.

そこで、以下では代表的な分解手法であるベンダーズ分解を用いた解き方の例を説明する。ベンダーズ分解では,数理計画問題を主問題と従属問題の2つに分解する。まず主問題を解き、その解を制約として従属問題を解く。従属問題は、ベンダーズカットと呼ばれる制約式を主問題に渡す。主問題のこの制約式を追加し,解の探索領域を制限した上で解く。以上を繰り返すことで,全体最適解を求める。 Below, we explain an example of how to solve the problem using Benders decomposition, a typical decomposition method. In Benders decomposition, a mathematical programming problem is decomposed into two problems: a primary problem and a subordinate problem. First, the primary problem is solved, and the solution is used as a constraint to solve the subordinate problem. The subordinate problem passes a constraint equation called a Benders cut to the primary problem. This constraint equation of the primary problem is added to limit the search area for the solution, and then the problem is solved. By repeating the above process, a globally optimal solution is found.

電力系統運用計画問題は3層構造から成るため、このベンダーズ分解を2度適用する。まず、最も外側のminの部分を主問題(以下、運用計画決定問題)、それ以外の部分を従属問題に分ける。この従属問題はmaxとminの2重構造となるため、ベンダーズ分解を再度適用し、再度主問題、従属問題(以下、それぞれ最過酷シナリオ決定問題、当日制御量決定問題)に分ける。これにより3重構造の電力系統運用計画問題を、以下の3つの数理計画問題に分解することができる。 Since the power system operation planning problem has a three-layer structure, the Benders decomposition is applied twice. First, the outermost min part is separated into the main problem (hereafter, the operation plan decision problem) and the rest into dependent problems. Since this dependent problem has a dual structure of max and min, the Benders decomposition is applied again, and it is again separated into the main problem and dependent problem (hereafter, the most severe scenario decision problem and the daily control amount decision problem, respectively). In this way, the three-layered power system operation planning problem can be decomposed into the following three mathematical programming problems.

これらは、運用計画決定問題と、最過酷シナリオ決定問題と、当日制御量決定問題であり、運用計画決定問題を図1の運用計画生成部20で処理し、最過酷シナリオ決定問題を最過酷シナリオ生成部30で処理し、当日制御量決定問題を当日制御量生成部40で処理する。 These are the operation plan determination problem, the most severe scenario determination problem, and the daily control amount determination problem. The operation plan determination problem is processed by the operation plan generation unit 20 in Figure 1, the most severe scenario determination problem is processed by the most severe scenario generation unit 30, and the daily control amount determination problem is processed by the daily control amount generation unit 40.

またこの関係において、運用計画決定問題は主問題で、その従属問題は最過酷シナリオ決定問題に当たる。同時に、最過酷シナリオ決定問題は当日制御量決定問題に対する主問題であり、当日制御量決定問題はその従属問題に当たる。 In this relationship, the operation plan decision problem is the main problem, and its subordinate problem is the most severe scenario decision problem. At the same time, the most severe scenario decision problem is the main problem for the daily control amount decision problem, and its subordinate problem is the most severe scenario decision problem.

運用計画生成部20で処理する上記運用計画決定問題は、以下の(10)(11)式で表される。 The above operation plan determination problem processed by the operation plan generation unit 20 is expressed by the following equations (10) and (11).

Figure 0007572911000010
Figure 0007572911000010

Figure 0007572911000011
Figure 0007572911000011

これらの式において、運用計画決定問題の目的関数のθは、最過酷シナリオ決定問題の目的関数値ηpの推定値(=系統運用KPIの推定値)を表す。決定変数はθおよびxである。これを解くことで得られる運用計画の案xpは、系統運用KPIの推定値を最小にするように決定される。なお、記号p付きの変数は、計算結果として得られる定数値を示す。 In these equations, θ, the objective function of the operation plan decision problem, represents the estimated value of the objective function value ηp of the most severe scenario decision problem (= the estimated value of the system operation KPI). The decision variables are θ and x. The proposed operation plan xp obtained by solving this is determined so as to minimize the estimated value of the system operation KPI. Note that variables with the symbol p indicate constant values obtained as a calculation result.

(11)式の制約条件にはベンダーズカットを設定し、繰り返し計算毎に追加する。b1は、運用計画案xpをわずかに変化させたときのηpの変化量として定義される感度情報であり、shadow priceとも呼ばれる。感度情報は従属問題の双対問題の解として求められる。以上で構成されるベンダーズカットの式は、xに対するηの線形近似式と見做せる。これを順次追加することにより、θの推定精度を向上し、運用計画案xpを更新する。 A Benders cut is set as a constraint in equation (11) and is added for each iteration. b1 is sensitivity information defined as the amount of change in ηp when the proposed operation plan xp is changed slightly, and is also called the shadow price. The sensitivity information is found as a solution to the dual problem of the dependent problem. The Benders cut equation constructed above can be regarded as a linear approximation equation for η with respect to x. By sequentially adding this, the estimation accuracy of θ is improved and the proposed operation plan xp is updated.

最過酷シナリオ生成部30で処理する上記最過酷シナリオ決定問題は、以下の式(9)で表される。 The most severe scenario determination problem processed by the most severe scenario generation unit 30 is expressed by the following equation (9).

Figure 0007572911000012
Figure 0007572911000012

Figure 0007572911000013
Figure 0007572911000013

これらの式において、最過酷シナリオ決定問題の目的関数のθは、最過酷シナリオ決定問題の目的関数値φpKPI(=系統運用KPI)の推定値を表す。決定変数はθおよびxである。これを解くことで得られる運用計画の案xpは、系統運用KPIの推定値を最小にするように決定される。(13)式の制約条件にはベンダーズカットを設定し、繰り返し計算毎に追加する。b2は、シナリオupをわずかに変化させたときのφKPIの変化量として定義される感度情報である。これを順次追加することにより、の推定精度を向上し、最過酷シナリオupを更新する。 In these equations, θ of the objective function of the most severe scenario determination problem represents the estimated value of the objective function value φpKPI (=system operation KPI) of the most severe scenario determination problem. The decision variables are θ and x. The proposed operation plan xp obtained by solving this is determined so as to minimize the estimated value of the system operation KPI. A vendor's cut is set as the constraint condition in equation (13) and is added for each iterative calculation. b2 is sensitivity information defined as the amount of change in φKPI when the scenario up is slightly changed. By adding this sequentially, the estimation accuracy of is improved and the most severe scenario up is updated.

当日制御量生成部40で処理される当日制御量決定問題は、以下の(14)(15)式で表される。決定変数は当日制御yであり、これを解くことで系統運用KPIの推定値を最小にするように決定される。 The problem of determining the current day control amount processed by the current day control amount generation unit 40 is expressed by the following equations (14) and (15). The decision variable is the current day control y, and solving this is determined so as to minimize the estimated value of the system operation KPI.

Figure 0007572911000014
Figure 0007572911000014

Figure 0007572911000015
Figure 0007572911000015

これらの式において、当日制御量決定問題の目的関数のφKPIは、系統運用KPIを表す。(15)式の制約条件には系統制約を設定する。従って、当日制御量決定問題では、系統制約に基づき系統運用KPIを直接計算する。 In these equations, φ KPI of the objective function of the problem of determining the control amount of the day represents the system operation KPI. The constraint condition of equation (15) sets the system constraint. Therefore, in the problem of determining the control amount of the day, the system operation KPI is directly calculated based on the system constraint.

分解した3つの数理計画問題は、上記のように繰り返し計算により交互に解く。繰り返し計算の終了判定条件を、以下の(16)式で表す。 The three decomposed mathematical programming problems are solved alternately through iterative calculations as described above. The condition for determining when to end the iterative calculations is expressed by the following equation (16).

Figure 0007572911000016
Figure 0007572911000016

この式において、εは許容誤差率であり、例えば、0.0001などと設定する。UBおよびLBはそれぞれ目的関数値の上限および下限を表す。運用計画決定問題と最過酷シナリオ決定問題間の繰り返し計算の場合、UBおよびLBは以下の(17)式で計算される。 In this formula, ε is the allowable error rate, and is set to, for example, 0.0001. UB and LB represent the upper and lower limits of the objective function value, respectively. In the case of repeated calculations between the operation plan decision problem and the most severe scenario decision problem, UB and LB are calculated using the following formula (17).

Figure 0007572911000017
Figure 0007572911000017

この式において、θpは運用計画決定問題により決定されるθの値である。すなわち、ηの推定値であるθが、真値であるηと十分に近い値になるまで、繰り返し計算を行う、と解釈できる。また最過酷シナリオ決定問題と当日制御計画間の繰り返し計算の場合、UBおよびLBは以下の(18)式で計算される。 In this formula, θp is the value of θ determined by the operation plan determination problem. In other words, it can be interpreted as repeating the calculation until θ, the estimated value of η, becomes sufficiently close to the true value η. In addition, when repeating the calculation between the most severe scenario determination problem and the day's control plan, UB and LB are calculated using the following formula (18).

Figure 0007572911000018
Figure 0007572911000018

この式において、ηpは不確実パラメータ決定問題により決定されるηの値である。これについても、φKPIの推定値であるηが、真値であるφKPIと十分に近い値になるまで、繰り返し計算を行う、と解釈できる。 In this formula, ηp is the value of η determined by the uncertain parameter determination problem. This can also be interpreted as repeating the calculation until the estimated value of φ KPI , η, becomes sufficiently close to the true value of φ KPI .

実施例3では、電力系統運用計画生成方法について図5の処理フローを用いて説明する。 In Example 3, the method for generating a power system operation plan is explained using the process flow in Figure 5.

図5のフローにおいて、処理が開始されると処理ステップS2では、運用計画生成部20の機能として運用計画決定問題である(10)(11)式の解を求める。但し、ここでは運用計画決定問題を主問題とし、他の部分を従属問題とするために、処理ステップS1においてベンダーズカットの生成、追加を(10)(11)式により実施し、これを条件として処理ステップS2が実施される。なお、この時に使用する運用計画変数の入力(タップ調整機器入力100,需要家所有DER情報110)や最過酷シナリオの条件(目的関数値η、感度情報b1)などは、図1に示すとおりである。 In the flow of FIG. 5, when processing is started, in processing step S2, the operation plan generation unit 20 functions to find a solution to the operation plan determination problem, equations (10) and (11). However, in this case, the operation plan determination problem is treated as the main problem, and the other parts are treated as dependent problems. In order to do this, the vendor's cut is generated and added in processing step S1 using equations (10) and (11), and processing step S2 is carried out under this condition. Note that the input of the operation plan variables used at this time (tap adjustment device input 100, customer-owned DER information 110) and the conditions for the most severe scenario (objective function value η, sensitivity information b1) are as shown in FIG. 1.

次に、最過酷シナリオ生成部30の処理として、処理ステップS4では、最過酷シナリオ決定問題である(12)(13)式の解を求める。但し、ここでは最過酷シナリオ決定問題を主問題とし、当日制御量決定問題を従属問題とするために、処理ステップS3においてベンダーズカットの生成、追加を(12)(13)式により実施し、これを条件として処理ステップS4が実施される。なお、この時に使用する不確実パラメータ変動情報(再生可能エネルギー電源の出力や電気自動車の充電需要)や当日制御量の条件(目的関数値η、感度情報b2)や運用計画案xpなどは、図1に示すとおりである。 Next, in the process of the most severe scenario generation unit 30, in processing step S4, a solution to the most severe scenario determination problem, equations (12) and (13), is found. However, in this case, in order to make the most severe scenario determination problem the main problem and the daily control amount determination problem the dependent problem, in processing step S3, a vendor's cut is generated and added using equations (12) and (13), and processing step S4 is carried out under this condition. Note that the uncertain parameter fluctuation information (output of renewable energy sources and charging demand for electric vehicles), the daily control amount conditions (objective function value η, sensitivity information b2), and the proposed operation plan xp used at this time are as shown in FIG. 1.

次に、当日制御量生成部40の処理として、処理ステップS5では、当日制御量決定問題である(14)(15)式の解を求める。但し処理ステップS5の当日制御量決定処理は、処理ステップS6における最過酷シナリオ決定問題が収束することの(16)(18)式を用いた計算終了判定、および処理ステップS7における運用計画決定問題が収束することの(16)(17)式を用いた計算終了判定が成立するまで繰り返し実行される。なお、この時に使用する需要情報及び系統情報などは、図1に示すとおりである。 Next, in the process of the current day control amount generating unit 40, in process step S5, a solution to the current day control amount determination problem, equations (14) and (15), is found. However, the current day control amount determination process in process step S5 is repeatedly executed until the calculation end determination is made using equations (16) and (18) that the most severe scenario determination problem in process step S6 has converged, and the calculation end determination is made using equations (16) and (17) that the operation plan determination problem in process step S7 has converged. The demand information and system information used at this time are as shown in FIG. 1.

図6は、本発明と従来方式を比較した時の効果の相違を示す図である。図1の電力系統運用計画生成装置の最終出力はモニタ画面などに表示出力されることになるが、その場合のイメージ図として表記している。 Figure 6 is a diagram showing the difference in effect when comparing the present invention with the conventional method. The final output of the power system operation plan generation device in Figure 1 is displayed on a monitor screen or the like, and is shown as an image of what that might look like.

この表記によれば、従来の場合には、あらかじめ想定した1つのシナリオの時の系統運用KPIが点情報として求められることになるが、本発明の場合には最過酷シナリオを内部で生成し、それに対する系統運用KPI値270(理論最悪値)が計算されている。そのため、考えうるどんなシナリオが発生しても系統運用KPI値は、範囲内に収まるという形式で出力される。つまり、従来に比べると点ではなく、範囲として求められることになる。 According to this notation, in conventional cases, the system operation KPI for one pre-assumed scenario would be calculated as point information, but in the case of the present invention, the most severe scenario is generated internally and the system operation KPI value of 270 (theoretical worst value) for that is calculated. Therefore, no matter what conceivable scenario occurs, the system operation KPI value is output in a format that falls within a range. In other words, compared to conventional cases, it is calculated as a range rather than a point.

10:電力系統運用計画生成装置
20:運用計画生成部
30:最過酷シナリオ生成部
40:当日制御量生成部
10: Power system operation plan generating device 20: Operation plan generating unit 30: Most severe scenario generating unit 40: In-day control amount generating unit

Claims (4)

電力系統における不確実性パラメータを考慮に入れ、事前の段階で決定すべき運用計画変数とリアルタイムに決定できる当日制御変数を定め、電力系統の運用計画を行う電力系統運用計画生成装置であって、
電力系統における運用計画変数の情報と当日制御変数の情報を入手して、電力系統の過酷状態を想定した最過酷シナリオのときの目的関数値に対する運用計画案を作成する運用計画生成部と、不確実性パラメータの変動情報と前記運用計画案と当日制御変数の目的関数値とから前記最過酷シナリオとそのときの目的関数値を求める最過酷シナリオ生成部と、電力系統の系統情報と需要情報と前記最過酷シナリオとを用いて運用計画を決定する当日制御量生成部を備えることを特徴とする電力系統運用計画生成装置。
A power system operation plan generating device that takes into account uncertainty parameters in a power system, determines operation plan variables that should be determined in advance and on-day control variables that can be determined in real time, and performs an operation plan for the power system,
1. A power system operation plan generation device comprising: an operation plan generation unit that obtains information on operation plan variables and information on current day control variables in a power system, and creates a proposed operation plan for an objective function value in a most severe scenario that assumes a severe state of the power system; a most severe scenario generation unit that obtains the most severe scenario and its objective function value from information on fluctuations in uncertainty parameters, the proposed operation plan, and objective function values of current day control variables; and a current day control variable generation unit that determines an operation plan using system information and demand information of the power system, and the most severe scenario.
請求項1に記載の電力系統運用計画生成装置であって、
前記運用計画変数は、タップ調整機器のタップ位置、需要家所有の分散エネルギー源の調整余力の一つ以上を含むことを特徴とする電力系統運用計画生成装置。
The power system operation plan generating apparatus according to claim 1,
The power system operation plan generating device is characterized in that the operation plan variables include one or more of a tap position of a tap adjustment device and a regulation margin of a distributed energy resource owned by a consumer.
請求項1に記載の電力系統運用計画生成装置であって、
前記当日制御変数は、系統運用事業者が所有する分散エネルギー源、予約した需要家所有の分散エネルギー源の調整余力の発動指令量の一つ以上を含むことを特徴とする電力系統運用計画生成装置。
The power system operation plan generating apparatus according to claim 1,
The power system operation plan generating device is characterized in that the control variables for the day include one or more of the activation command amounts of the adjustment margin of distributed energy resources owned by a power system operator and distributed energy resources owned by a reserved consumer.
電力系統における不確実性パラメータを考慮に入れ、事前の段階で決定すべき運用計画変数とリアルタイムに決定できる当日制御変数を定め、電力系統の運用計画を行う電力系統運用計画生成方法であって、
電力系統における運用計画変数の情報と当日制御変数の情報を入手して、電力系統の過酷状態を想定した最過酷シナリオのときの目的関数値に対する運用計画案を作成する電力系統運用計画問題について、前記電力系統運用計画問題を主問題である運用計画決定問題と従属問題にわけ、さらに前記従属問題を主問題である最過酷シナリオ決定問題と従属問題である当日制御量決定問題に分け、これにより3重構造の電力系統運用計画問題の解として電力系統の運用計画を行うことを特徴とする電力系統運用計画生成方法。
A power system operation plan generation method for determining operation plan variables to be determined in advance and on-day control variables that can be determined in real time, taking into account uncertainty parameters in the power system, and performing an operation plan for the power system, comprising:
A power system operation plan generation method for a power system operation planning problem in which information on operation plan variables and information on on-day control variables in a power system are obtained, and a proposed operation plan is created for an objective function value in a most severe scenario that assumes a severe state of the power system, the power system operation planning problem is divided into a main problem of an operation plan determination problem and a subordinate problem, and the subordinate problem is further divided into a main problem of a most severe scenario determination problem and a subordinate problem of on-day control amount determination problem, thereby performing an operation plan for the power system as a solution to a three-tiered power system operation planning problem.
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