JP7669308B2 - POWER TRADING SUPPORT SYSTEM, POWER TRADING SUPPORT METHOD, AND POWER TRADING SUPPORT PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力取引支援システム、電力取引支援方法、および、電力取引支援プログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to an energy trading support system, an energy trading support method, and an energy trading support program.
電気式の熱源機器を所有する需要家(電力需要家。例えば熱供給事業者など)は、一般に、電力の調達価格の変動を考慮してなるべく低コストで電力を調達して熱源機器の運転を行うように運転計画をたてる。従来技術として、例えば、複数の熱源機器を含む熱源機器ネットワークについて、二酸化炭素排出量やガス使用量の制約の下で、電力購入コストを最小化する手法がある。 Consumers (electricity consumers, e.g., heat supply companies) who own electric heat source equipment generally plan their operations to procure electricity at the lowest possible cost, taking into account fluctuations in the electricity procurement price, and to operate the heat source equipment. As a conventional technique, for example, there is a method for minimizing the electricity purchasing cost for a heat source equipment network that includes multiple heat source equipment, subject to constraints on carbon dioxide emissions and gas usage.
また、需要家は、電力の小売事業者と契約して電力を購入する場合がある。その場合、小売事業者は、卸電力取引所などから卸売価格で電力を購入し、購入した電力を需要家に小売価格で販売する。このときも、需要家は、一般に、電力の小売価格の変動(例えば、夜は昼よりも安いなど)を考慮してなるべく低コストで電力を調達して熱源機器の運転を行うように運転計画をたてる。 Consumers may also enter into contracts with electricity retailers to purchase electricity. In such cases, the retailer purchases electricity at wholesale prices from wholesale electricity exchanges and other sources, and sells the purchased electricity to consumers at retail prices. In such cases, consumers generally take into account fluctuations in the retail price of electricity (e.g., electricity is cheaper at night than during the day) and create operating plans to procure electricity at the lowest possible cost and operate their heat source equipment.
しかしながら、電力の卸売価格が電力の供給量や需要量に応じて時々刻々と変動するのに対し、電力の小売価格は需要家と小売事業者の間の事前の契約によってあらかじめ時刻、曜日、電力使用量などに応じて決められている。したがって、卸売価格の増減と小売価格の増減は必ずしも対応関係にない。そのため、需要家が電力購入コストを最小化した場合に、小売事業者と需要家の全体の利益が最大になるとは限らず、改善の余地がある。 However, while the wholesale price of electricity fluctuates from moment to moment depending on the amount of electricity supplied and demanded, the retail price of electricity is determined in advance according to the time of day, day of the week, amount of electricity used, etc. through prior contracts between consumers and retailers. Therefore, increases and decreases in the wholesale price do not necessarily correspond to increases and decreases in the retail price. As a result, even if consumers minimize their electricity purchasing costs, it is not necessarily the case that the overall profits of retailers and consumers will be maximized, and there is room for improvement.
そこで、本発明の課題は、電力の小売事業者と需要家の全体の利益の向上を支援することができる電力取引支援システム、電力取引支援方法、および、電力取引支援プログラムを提供することである。 The objective of the present invention is to provide an electricity trading support system, an electricity trading support method, and an electricity trading support program that can help improve the overall profits of electricity retailers and consumers.
実施形態の電力取引支援システムは、電力の小売事業者が電力を調達するときの価格情報である卸売価格情報に基づいて、需要家が所有する電気式の1つ以上の熱源機器の運転計画を作成する運転計画作成部を備える。 The electricity trading support system of the embodiment includes an operation plan creation unit that creates an operation plan for one or more electric heat source devices owned by a consumer based on wholesale price information, which is price information when an electricity retailer procures electricity.
以下、本発明の電力取引支援システム、電力取引支援方法、および、電力取引支援プログラムの実施形態(第1~第3実施形態)について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the embodiments (first to third embodiments) of the energy trading support system, the energy trading support method, and the energy trading support program of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1~図11を用いて第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態の電力取引支援システムSの概要を示す全体構成図である。電力取引支援システムSは、需要家装置100と、小売事業者装置200と、を備える。
First Embodiment
First, the first embodiment will be described with reference to Fig. 1 to Fig. 11. Fig. 1 is an overall configuration diagram showing an overview of an energy trading system S according to the first embodiment. The energy trading system S includes a consumer device 100 and a retailer device 200.
需要家装置100は、需要家によって所有され、熱源機器群103を含み、小売事業者装置200から小売価格で電力を購入する処理などを行う。
The consumer device 100 is owned by a consumer, includes a group of
ここで、図2は、第1実施形態における単位電力量あたりの時刻別小売価格の例を示す図である。この例では、電力の小売価格は、昼よりも夜に安くなるように設定されている。なお、ここでは、小売価格として、昼と夜の二段階の定額制としたが、これに限定されず、ほかに、例えば、電力消費量によって変動する従量課金制であってもよい。 Here, FIG. 2 is a diagram showing an example of the time-of-day retail price per unit amount of electricity in the first embodiment. In this example, the retail price of electricity is set to be cheaper at night than during the day. Note that here, the retail price is a flat rate system with two stages for day and night, but this is not limited to this, and it may also be, for example, a pay-as-you-go system that varies depending on the amount of electricity consumed.
図1に戻って、小売事業者装置200は、小売事業者によって所有され、卸電力取引所300から卸売価格で電力を調達(購入)し、需要家装置100に小売価格で電力を販売する処理などを行う。 Returning to FIG. 1, the retail business device 200 is owned by a retail business and performs processes such as procuring (purchasing) electricity at wholesale prices from the wholesale electricity exchange 300 and selling electricity at retail prices to the consumer device 100.
ここで、図3は、第1実施形態における単位電力量あたりの時刻別卸売価格の例を示す図である。電力の卸売価格は、電力の供給量や需要量に応じて時々刻々と変動する。 Here, FIG. 3 is a diagram showing an example of the wholesale price by time per unit of power in the first embodiment. The wholesale price of electricity fluctuates from moment to moment depending on the supply and demand of electricity.
図1に戻って説明を続ける。なお、第1実施形態では需要家(需要家装置100)を1つとするが、これに限定されず、ほかに、例えば、1つの小売事業者(小売事業者装置200)が複数の需要家と電力を取引してもよい。また、小売事業者は卸電力取引所300との取引ではなく、発電事業者や需要家と直接取引をするP2P取引で電力を調達してもよい。 Returning to FIG. 1, the explanation will continue. Note that in the first embodiment, there is one consumer (consumer device 100), but this is not limited to this. For example, one retailer (retailer device 200) may trade electricity with multiple consumers. Furthermore, retailers may procure electricity through P2P trading, where they trade directly with power generation companies and consumers, rather than trading with the wholesale electricity exchange 300.
需要家装置100と小売事業者装置200は、例えば、PC(Personal Computer)を含んで構成される。PCは、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、HDD(Hard Disk Drive)と、通信インタフェース(I/F)と、ディスプレイ等の表示装置と、キーボードやマウス等の入力装置と、を備える。 The consumer device 100 and the retailer device 200 are each configured to include, for example, a PC (Personal Computer). The PC includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), memory, a HDD (Hard Disk Drive), a communication interface (I/F), a display device such as a display, and an input device such as a keyboard and a mouse.
需要家装置100は、エネルギー取引部101と、運転制御部102と、熱源機器群103と、を備える。
The consumer device 100 includes an energy trading unit 101, an operation control unit 102, and a group of
小売事業者装置200は、エネルギー取引部201と、運転計画作成部202と、需要予測部203と、卸売価格予測部204と、収支計算部205と、表示部206と、入力部207と、記憶部208と、を備える。
The retail business device 200 includes an energy trading unit 201, an operation plan creation unit 202, a demand forecasting unit 203, a wholesale
なお、図1における矢印(白抜き矢印以外)は、信号や情報の主な流れを示したもので、矢印のない部分を信号や情報が流れることもある。 Note that the arrows in Figure 1 (other than the white arrows) indicate the main flow of signals and information, and signals and information may flow through parts without arrows.
需要家装置100のエネルギー取引部101は、小売事業者装置200のエネルギー取引部201から電力を購入する処理を行う。運転制御部102は、運転計画作成部202から運転計画を受け取り、受け取った運転計画に沿って熱源機器群103を制御する。熱源機器群103は、蓄熱槽、熱製造機器(ターボ冷凍機など)などの電気式の熱源機器を少なくとも1つ以上含む。なお、熱源機器群103には蓄電池などの熱源機器以外の機器が含まれていてもよい。また、需要家装置100は、例えば、外部に熱を供給する熱供給プラントや、自身で熱を消費する大規模プラントなどである。
The energy trading unit 101 of the consumer device 100 performs a process of purchasing electricity from the energy trading unit 201 of the retail business device 200. The operation control unit 102 receives an operation plan from the operation plan creation unit 202, and controls the heat
小売事業者装置200のエネルギー取引部201は、卸電力取引所300から電力を調達(購入)し、需要家装置100のエネルギー取引部101に電力を販売する処理を行う。運転計画作成部202は、需要予測部203から受け取った需要情報や卸売価格予測部204から受け取った卸売価格情報などに基づいて、熱源機器群103の運転計画を作成する。運転計画作成部202は、作成した運転計画を運転制御部102に伝達したり、作成した運転計画に基づく電力の調達計画をエネルギー取引部201に伝達したりする。
The energy trading unit 201 of the retail business device 200 procures (purchases) electricity from the wholesale electricity exchange 300 and sells the electricity to the energy trading unit 101 of the consumer device 100. The operation plan creation unit 202 creates an operation plan for the heat
需要予測部203と卸売価格予測部204は、熱源機器群103の運転に関連する関連情報を予測する予測部の例である。関連情報とは、例えば、温熱需要、冷熱需要、卸売価格などの情報である(詳細は後述)。
The demand prediction unit 203 and the wholesale
図4は、第1実施形態の運転計画の例を示す図である。運転計画は、時刻ごと(30分ごと)の電力購入量、ヒートポンプ消費電力量、ターボ冷凍機消費電力量、温水蓄熱槽蓄熱量などの各情報によって構成される。 Figure 4 is a diagram showing an example of an operation plan for the first embodiment. The operation plan is composed of information such as the amount of electricity purchased for each hour (every 30 minutes), the amount of power consumed by the heat pump, the amount of power consumed by the turbo chiller, and the amount of heat stored in the hot water thermal storage tank.
図5は、第1実施形態の需要予測部203の構成を示す図である。需要予測部203は、需要情報記憶部203aと、気象情報記憶部203bと、需要予測計算部203cと、需要予測情報伝送部203dと、を備える。なお、需要情報記憶部203aと気象情報記憶部203bは、記憶部208(図1)と別の構成のように示しているが、記憶部208によって実現されるものであってもよい。
Figure 5 is a diagram showing the configuration of the demand forecasting unit 203 in the first embodiment. The demand forecasting unit 203 includes a demand
ここで、図6は、第1実施形態の需要情報の例を示す図である。需要情報は、時刻ごとの非熱需要、温熱需要、冷熱需要の各情報によって構成される。非熱需要とは、電力需要のうち、温熱需要と冷熱需要に対応する電力需要以外(例えば照明装置の電力需要など)を指す。温熱需要とは、電力による温熱発生の需要を指す。冷熱需要とは、電力による冷熱発生の需要を指す。需要情報記憶部203aは、収集された過去の需要情報を記憶する。
Here, FIG. 6 is a diagram showing an example of demand information in the first embodiment. The demand information is composed of information on non-thermal demand, hot heat demand, and cold heat demand for each hour of the day. Non-thermal demand refers to electricity demand other than the electricity demand corresponding to hot heat demand and cold heat demand (e.g., electricity demand for lighting devices). Hot heat demand refers to the demand for hot heat generation using electricity. Cold heat demand refers to the demand for cold heat generation using electricity. The demand
図7は、第1実施形態の気象情報の例を示す図である。気象情報は、時刻ごとの気温、相対湿度、気圧、降水量の各情報によって構成される。気象情報記憶部203bは、収集された過去の気象情報を記憶する。
Figure 7 is a diagram showing an example of weather information in the first embodiment. The weather information is composed of information on temperature, relative humidity, atmospheric pressure, and precipitation for each time. The weather
需要予測計算部203cは、熱源機器群103における温熱需要(給湯需要、蒸気需要(タービン回転や殺菌などに使用)を含む。)、冷熱需要の少なくとも一方を予測する。具体的には、例えば、需要予測計算部203cは、需要情報記憶部203aに記憶されている需要情報や気象情報記憶部203bに記憶されている気象情報などに基づいて、熱源機器群103による温熱需要と冷熱需要の量を予測する。
The demand
需要予測情報伝送部203dは、需要予測計算部203cで予測した需要情報を、運転計画作成部202に伝送する。
The demand forecast
図8は、第1実施形態の卸売価格予測部204の構成を示す図である。卸売価格予測部204は、卸売価格情報記憶部204aと、気象情報記憶部203bと同様の気象情報記憶部204bと、卸売価格予測計算部204cと、卸売価格予測情報伝送部204dと、を備える。
Figure 8 is a diagram showing the configuration of the wholesale
ここで、図9は、第1実施形態における卸売価格情報の例を示す図である。卸売価格情報は、時刻ごとの卸売価格の情報によって構成される。卸売価格情報記憶部204aは、収集された過去の卸売価格情報を記憶する。卸売価格予測計算部204cは、卸売価格情報記憶部204aに記憶されている卸売価格情報や気象情報記憶部204bに記憶されている気象情報などに基づいて、卸売価格を予測する。
Here, FIG. 9 is a diagram showing an example of wholesale price information in the first embodiment. The wholesale price information is composed of information on wholesale prices for each time period. The wholesale price
なお、気象情報記憶部203b(図5)と気象情報記憶部204b(図8)は、説明や図示の都合上、別々のものとして示しているが、例えば、単一のものとして実現し、需要予測部203と卸売価格予測部204がその単一の気象情報記憶部を共用するようにしてもよい。また、その単一の気象情報記憶部は、需要予測部203内や卸売価格予測部204内にあってもよいし、あるいは、その両者の外部にあってもよい。
Note that for convenience of explanation and illustration, the weather
卸売価格予測情報伝送部204dは、卸売価格予測計算部204cで予測した卸売価格情報を、運転計画作成部202に伝送する。
The wholesale price prediction information transmission unit 204d transmits the wholesale price information predicted by the wholesale price
図10は、第1実施形態の電力取引支援システムSで実行する処理を示すフローチャートである。 Figure 10 is a flowchart showing the processing executed by the energy trading support system S of the first embodiment.
まず、需要予測部203は、翌日の時間単位ごとの需要家の需要を予測し、運転計画作成部202に伝送する(S1)。 First, the demand forecasting unit 203 forecasts the demand of consumers for each hour of the next day and transmits it to the operation plan creation unit 202 (S1).
次に、卸売価格予測部204は、翌日の時間単位ごとの卸売価格を予測し、運転計画作成部202に伝送する(S2)。なお、S1とS2は、逆の順番でもよいし、並行して実行してもよい。
Next, the wholesale
次に、運転計画作成部202は、S1で予測した需要情報と、S2で予測した卸売価格情報に基づいて、時間単位ごとの熱源機器群103の運転計画(図4)を作成し、運転計画を運転制御部102に伝送し、運転計画に基づく電力の調達計画をエネルギー取引部201に伝送する(S3)。
Next, the operation plan creation unit 202 creates an operation plan (Figure 4) for the heat
ここで、図11は、第1実施形態の熱源機器群103の構成の例を示す図である。S3について、より詳細には、熱源機器群103が図11で示される構成であるとして、運転計画作成部202は、以下の式(2)~(19)に示される制約条件下で、式(1)の目的関数を最小化する最適化モデル(最適化問題)の最適解を算出することによって、熱源機器群103のそれぞれの機器の運転計画を時間単位ごとに算出する。式(1)~(19)の最適化問題は、線形計画問題と呼ばれる問題である。運転計画作成部202は、例えば、単体法や内点法等の手法によって式(1)の目的関数を最小化する最適解を算出する。
Here, FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the heat
ここで、変数は以下の通りである。
また、パラメータは以下の通りである。
式(1)は、小売事業者の総電力コストを表す。ここでは、時刻単位を30分とし、Tを運転計画作成処理が行われる翌日の24時間とする。すなわち、T=48とする。
式(2)は、総電力消費量と電力購入量のバランスを表す制約式である。
Equation (1) represents the total electricity cost of the retailer. Here, the time unit is 30 minutes, and T is 24 hours from the day after the operation plan creation process is performed. In other words, T=48.
Equation (2) is a constraint equation that represents the balance between the total power consumption amount and the power purchase amount.
式(3)は、ターボ冷凍機の製造冷熱量と電力消費量の関係を表す制約式である。
式(4)は、ターボ冷凍機の製造冷熱量の上下限を表す制約式である。
Equation (3) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of cold heat produced by the centrifugal chiller and the amount of power consumption.
Equation (4) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of cold energy produced by the centrifugal chiller.
式(5)は、ヒートポンプの製造熱量と電力消費量の関係を表す制約式である。
式(6)は、ヒートポンプの製造温熱量の上下限を表す制約式である。
式(7)は、ヒートポンプの製造冷熱量の上下限を表す制約式である。
Equation (5) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of heat produced by the heat pump and the amount of power consumed.
Equation (6) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of heat produced by the heat pump.
Equation (7) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of cold energy produced by the heat pump.
式(8)は、温水蓄熱槽の蓄熱量の時刻変化を表す制約式である。
式(9)は、温水蓄熱槽の蓄熱量の上下限を表す制約式である。
Equation (8) is a constraint equation that represents the change in the amount of heat stored in the hot water heat storage tank over time.
Equation (9) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of heat stored in the hot water heat storage tank.
式(10)は、冷水蓄熱槽の蓄熱量の時刻変化を表す制約式である。
式(11)は、冷水蓄熱槽の蓄熱量の上下限を表す制約式である。
Equation (10) is a constraint equation that represents the change in the amount of heat stored in the cold water heat storage tank over time.
Equation (11) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of heat stored in the cold water heat storage tank.
式(12)は、温水蓄熱槽の放熱量と電力消費量の関係を表す制約式である。
式(13)は、温水蓄熱槽の放熱量の上下限を表す制約式である。
Equation (12) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of heat dissipated from the hot water heat storage tank and the amount of power consumption.
Equation (13) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of heat dissipation from the hot water heat storage tank.
式(14)は、冷水蓄熱槽の放熱量と電力消費量の関係を表す制約式である。
式(15)は、冷水蓄熱槽の放熱量の上下限を表す制約式である。
Equation (14) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of heat dissipated from the cold water heat storage tank and the amount of power consumption.
Equation (15) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of heat radiation from the cold water heat storage tank.
式(16)は、温熱需要と供給温熱量のバランスを表す制約式である。
式(17)は、冷熱需要と供給冷熱量のバランスを表す制約式である。
Equation (16) is a constraint equation that represents the balance between heat demand and the amount of heat supply.
Equation (17) is a constraint equation that represents the balance between the demand for cold energy and the amount of cold energy supplied.
式(18)は製造温熱量とその送り先のバランスを表す制約式である。
式(19)は製造冷熱量とその送り先のバランスを表す制約式である。
Equation (18) is a constraint equation that expresses the balance between the amount of produced heat and its destination.
Equation (19) is a constraint equation that represents the balance between the amount of produced cold energy and its destination.
運転計画作成部202は、式(2)~(19)を満たした上で、式(1)の値がより小さくなる各変数の値を求める。運転計画作成部202は、作成した運転計画を運転制御部102に伝送し、運転計画に基づく電力の調達計画をエネルギー取引部201に伝送する。 The operation plan creation unit 202 finds the values of each variable that make the value of equation (1) smaller while satisfying equations (2) to (19). The operation plan creation unit 202 transmits the created operation plan to the operation control unit 102, and transmits the power procurement plan based on the operation plan to the energy trading unit 201.
エネルギー取引部201は、電力の調達計画に基づいて、卸電力取引所300から電力を調達する(S4)。運転制御部102は、運転計画に従って熱源機器群103を制御する(S4)。
The energy trading unit 201 procures electricity from the wholesale electricity exchange 300 based on the electricity procurement plan (S4). The operation control unit 102 controls the heat
また、運転計画作成部202は、小売事業者が電力を需要家に販売するときの価格情報である小売価格情報に基づいて、熱源機器の第2の運転計画を作成する(詳細は後述)。 In addition, the operation plan creation unit 202 creates a second operation plan for the heat source equipment based on retail price information, which is price information when the retailer sells electricity to the consumer (details will be described later).
最後に、収支計算部205は、運転計画と第2の運転計画に基づいて需要家と小売事業者の電力取引に関する収支計算を行う(S5)。以下、詳述する。収支計算部205は、卸売価格情報を用いる場合と用いない場合の、需要家および小売事業者の利益を計算して比較し、需要家と小売事業者の間の収支計算を行う。具体的には、卸売価格を用いる場合の運転計画を計画A、卸売価格を用いずに小売価格を用いる場合の第2の運転計画を計画Bとして、収支計算部205は、まずS3で算出した計画AにおけるPBUY(t)の値を用いて、以下の式(20)で小売価格を用いる場合の需要家の電力コストを計算する。次に、式(2)~(19)に示される制約条件下で、式(20)を最小化する最適化問題の最適解を算出することによって、計画Bの需要家の電力コストを計算する。さらに、計画BにおけるPBUY(t)の値を用いて式(1)を計算することにより、卸売価格を用いない場合の小売事業者の電力コストを計算する。
ここで、パラメータは以下の通りである。
また、変数を以下の通りとする。
そうすると、以下の式(21)~(24)が成り立つ。
さらに、変数を以下の通りとする。
そして、収支計算部205は、以下の式(25)~(27)を用いて、計画Bから計画Aへ変更することによる小売事業者と需要家のそれぞれの利益、および両者の総利益を計算する。
そして、計画Aは小売事業者の電力調達コストを最小化するため、Cr
Bp≧Cr
Apであり、式(27)からRallは常に0以上である。すなわち、計画Aで熱源機器群103を運転することにより、計画Bと比べて小売事業者と需要家の全体の総利益が減少することはない。換言すると、小売事業者と需要家を一体として考えた場合、卸電力取引所300から電力を調達するときのコストを最小化することで、小売事業者と需要家の全体の総利益は最大となる。
In addition, since plan A minimizes the electricity procurement cost of the retailer, C r Bp ≧C r Ap , and from equation (27), R all is always 0 or greater. In other words, by operating the heat
なお、小売事業者と需要家の間で、増加した利益を何らかの手段で共有する場合は、これらの利益の計算結果を用いてもよい。例えば、小売事業者が計画Bから計画Aに変更したことによる利益の増加分の所定割合を需要家に還元することで、プロフィットシェアを実現できる。 If the increased profit is to be shared between the retailer and the consumer by some means, the calculation results of these profits may be used. For example, profit sharing can be realized by the retailer returning to the consumer a certain percentage of the increase in profit resulting from the change from plan B to plan A.
また、収支計算の結果を表示部206に表示するようにしてもよい。そうすれば、ユーザは収支計算の結果を認識することができる。 The results of the income and expenditure calculation may also be displayed on the display unit 206. This allows the user to recognize the results of the income and expenditure calculation.
このように、第1実施形態の電力取引支援システムSによれば、電力の小売価格ではなく卸売価格に基づいて熱源機器群103の運転計画を作成することで、電力の小売事業者と需要家の全体の利益の向上を支援することができる。
In this way, according to the first embodiment of the electricity trading support system S, by creating an operation plan for the heat
つまり、一般的に、需要家は自身が電力を購入する小売価格を考慮して熱源機器の運転を行い、卸売価格の変動や小売事業者の利益は考慮しない。第1実施形態の手法では、卸売価格に基づいてコスト最適化を実施することにより、卸売価格を考慮しない場合と比べて小売事業者と需要家の総利益を向上させることができる。また、一般に、卸売電力の需要が大きい時間帯に卸売価格が高くなるため、卸売価格に基づくコスト最適化によって卸売価格が高い時間帯の受電を避けることで、電力使用量のピークシフトを実現できる。 In other words, consumers generally operate heat source equipment taking into account the retail price at which they purchase electricity, without considering fluctuations in wholesale prices or the profits of retail businesses. In the method of the first embodiment, cost optimization is performed based on the wholesale price, making it possible to improve the total profits of retail businesses and consumers compared to when the wholesale price is not considered. Furthermore, since the wholesale price is generally high during times when there is high demand for wholesale electricity, cost optimization based on the wholesale price can be used to avoid receiving electricity during times when the wholesale price is high, thereby realizing a peak shift in electricity usage.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図12、図13を用いて説明する。図12は、第2実施形態の電力取引支援システムSの概要を示す全体構成図である。図13は、第2実施形態の熱源機器群103の構成の例を示す図である。なお、第1実施形態と同様の構成には同様の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
Second Embodiment
Next, the second embodiment will be described with reference to Fig. 12 and Fig. 13. Fig. 12 is an overall configuration diagram showing an overview of an energy trading support system S of the second embodiment. Fig. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a heat
第1実施形態(図1)と異なるのは、図12に示すように、熱源機器群103に、コージェネレーションシステムなどのガス式の熱源機器が含まれ、エネルギー取引部101が電力だけでなくガスも調達する点である。なお、第2実施形態では需要家が外部からガスを調達するものとしたが、小売事業者を介してガスを調達していてもよい。また、図13に示すように、コージェネレーションシステムを加えるだけでなく、ヒートポンプがガス式であるものとする。
The difference from the first embodiment (Fig. 1) is that, as shown in Fig. 12, the heat
処理については、図10のフローチャートにおいて、第1実施形態と比較して、S3、S5が異なる。まず、S3では、運転計画作成部202は、第1実施形態における制約条件に式(29)~(34)を追加し、式(28)の目的関数を最小化する最適化モデル(最適化問題)の最適解を算出することによって、熱源機器群103のそれぞれの機器の運転計画を時間単位ごとに算出する。ただし、式(2)、(18)の代わりに以下の式(2′)、(18′)を制約条件として用いる。
ここで、変数、パラメータは以下の通りである。
式(28)は、ガス購入コストと、小売事業者の電力購入コストの合計を表す。
式(29)は、総ガス消費量とガス購入量のバランスを表す制約式である。
Equation (28) represents the sum of the gas purchasing cost and the retailer's electricity purchasing cost.
Equation (29) is a constraint equation that represents the balance between the total gas consumption amount and the gas purchase amount.
式(30)は、コージェネレーションシステムの発電量とガス消費量の関係を表す制約式である。
式(31)は、コージェネレーションシステムの発電量と電力消費量の関係を表す制約式である。
Equation (30) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of power generation and the amount of gas consumption of the cogeneration system.
Equation (31) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of power generated and the amount of power consumed by the cogeneration system.
式(32)は、コージェネレーションシステムの発電量と製造温熱量の関係を表す制約式である。
式(33)は、コージェネレーションシステムの製造温熱量の上下限を表す制約式である。
式(34)は、ヒートポンプの製造熱量とガス消費量の関係を表す制約式である。
Equation (32) is a constraint equation that represents the relationship between the amount of power generated by the cogeneration system and the amount of heat produced.
Equation (33) is a constraint equation that represents the upper and lower limits of the amount of heat produced by the cogeneration system.
Equation (34) is a constraint equation that expresses the relationship between the amount of heat produced by the heat pump and the amount of gas consumed.
次に、S5では、収支計算部205は、式(20)の代わりに以下の式(20′)を用いて各利益を計算する。
ここで、変数は以下の通りとする。
そうすると、式(21)、式(23)と、以下の式(35)、式(36)が成り立つ。
さらに、収支計算部205は、以下の式(37)~(39)で、計画Bから計画Aへ変更することによる小売事業者と需要家のそれぞれの利益、および両者の総利益を計算する。
ここで、式(39)からわかるように、第1実施形態と同様に、計画Aで熱源機器群103を運転することにより、計画Bと比べて小売事業者と需要家の全体の総利益が減少することはない。
Here, as can be seen from equation (39), similar to the first embodiment, operating the heat
このように、第2実施形態によれば、熱源機器群103にガス式の熱源機器が含まれる場合であっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
In this way, according to the second embodiment, even if the heat
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について、図14、図15を用いて説明する。図14は、第3実施形態の電力取引支援システムSの概要を示す全体構成図である。なお、第1実施形態、第2実施形態の少なくともいずれかと同様の構成には同様の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
Third Embodiment
Next, the third embodiment will be described with reference to Fig. 14 and Fig. 15. Fig. 14 is an overall configuration diagram showing an overview of an energy trading support system S according to the third embodiment. Note that the same components as those in at least one of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted as appropriate.
第2実施形態(図12)と比較して、運転計画作成部202は、作成した運転計画通りに卸電力取引所300から電力を調達できないと判定した場合に、図14に示すように、エネルギー取引部201から調達可能な電力量に関する情報を受け取り、その情報に基づいて運転計画を再度作成する。 Compared to the second embodiment (FIG. 12), when the operation plan creation unit 202 determines that it is not possible to procure power from the wholesale power exchange 300 according to the created operation plan, it receives information on the amount of power that can be procured from the energy trading unit 201, as shown in FIG. 14, and creates an operation plan again based on that information.
次に、処理について説明する。図15は、第3実施形態の電力取引支援システムSで実行する処理を示すフローチャートである。第1実施形態、第2実施形態と比較して、S3の後にS11が入っている点で異なる。S3では、運転計画作成部202は、翌日の運転計画を作成した後、運転計画に基づく電力の調達計画をエネルギー取引部201に伝送する。 Next, the processing will be described. FIG. 15 is a flowchart showing the processing executed by the energy trading support system S of the third embodiment. It differs from the first and second embodiments in that S11 is added after S3. In S3, the operation plan creation unit 202 creates an operation plan for the next day, and then transmits an electricity procurement plan based on the operation plan to the energy trading unit 201.
次に、S11では、運転計画作成部202は、計画した電力を当日に調達できるか否かを判定し、Yesの場合はS4に進み、Noの場合はS3に戻って調達可能な電力量に関する情報をエネルギー取引部201から受け取って運転計画を再度作成する。S4、S5は第2実施形態と同様である。 Next, in S11, the operation plan creation unit 202 determines whether the planned power can be procured on the day, and if Yes, proceeds to S4, and if No, returns to S3 to receive information on the amount of power that can be procured from the energy trading unit 201 and create an operation plan again. S4 and S5 are the same as in the second embodiment.
このように、第3実施形態によれば、運転計画を再作成する場合であっても、第1実施形態、第2実施形態と同様の効果が得られる。 In this way, according to the third embodiment, the same effects as the first and second embodiments can be obtained even when the operation plan is recreated.
本実施形態の需要家装置100や小売事業者装置200で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、当該プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、当該プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 The programs executed by the consumer device 100 and the retailer device 200 of this embodiment are provided by being recorded in an installable or executable file format on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, or a digital versatile disk (DVD). The programs may also be configured to be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. The programs may also be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet. The programs may also be configured to be provided by being pre-installed in a ROM or the like.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This new embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.
例えば、需要家は、熱供給プラントや大規模プラントなどに限定されず、蓄熱装置を有するなどして運転計画を変更可能であれば一般家庭や病院などであってもよい。 For example, consumers are not limited to heat supply plants or large-scale plants, but may be ordinary homes or hospitals if they have a heat storage device or are able to change their operating plan.
また、運転計画作成部202の配置は、小売事業者装置200に限定されず、需要家装置100や、需要家装置100と小売事業者装置200の外部のクラウドコンピューティング環境などであってもよい。 In addition, the location of the operation plan creation unit 202 is not limited to the retailer device 200, but may be the consumer device 100, or a cloud computing environment external to the consumer device 100 and the retailer device 200, etc.
100…需要家装置、101…エネルギー取引部、102…運転制御部、103…熱源機器群、200…小売事業者装置、201…エネルギー取引部、202…運転計画作成部、203…需要予測部、203a…需要情報記憶部、203b…気象情報記憶部、203c…需要予測計算部、203d…需要予測情報伝送部、204…卸売価格予測部、204a…卸売価格情報記憶部、204b…気象情報記憶部、204c…卸売価格予測計算部、204d…卸売価格予測情報伝送部、205…収支計算部、206…表示部、207…入力部、208…記憶部、300…卸電力取引所、S…電力取引支援システム 100... Consumer device, 101... Energy trading unit, 102... Operation control unit, 103... Heat source equipment group, 200... Retail business device, 201... Energy trading unit, 202... Operation plan creation unit, 203... Demand forecast unit, 203a... Demand information storage unit, 203b... Weather information storage unit, 203c... Demand forecast calculation unit, 203d... Demand forecast information transmission unit, 204... Wholesale price forecast unit, 204a... Wholesale price information storage unit, 204b... Weather information storage unit, 204c... Wholesale price forecast calculation unit, 204d... Wholesale price forecast information transmission unit, 205... Balance calculation unit, 206... Display unit, 207... Input unit, 208... Storage unit, 300... Wholesale power exchange, S... Power trading support system
Claims (7)
前記運転計画と前記第2の運転計画に基づいて前記需要家と前記小売事業者の電力取引に関する収支計算を行う収支計算部と、を備える電力取引支援システム。 an operation plan creation unit that creates an operation plan for one or more electric heat source devices owned by the consumer based on wholesale price information, which is price information when a power retailer procures power, and creates a second operation plan for the heat source devices based on retail price information, which is price information when the power retailer sells power to the consumer;
an income/expense calculation unit that performs income/expense calculation regarding the electricity trading between the consumer and the retailer based on the operation plan and the second operation plan .
前記運転計画作成部は、前記関連情報、および、前記卸売価格情報に基づいて、前記運転計画を作成する、請求項1に記載の電力取引支援システム。 A prediction unit that predicts related information related to the operation of the heat source equipment,
The energy trading support system according to claim 1 , wherein the operation plan creation unit creates the operation plan based on the related information and the wholesale price information.
前記運転計画と前記第2の運転計画に基づいて前記需要家と前記小売事業者の電力取引に関する収支計算を行う収支計算ステップと、を含む電力取引支援方法。 an operation plan creation step of creating an operation plan for one or more electric heat source devices owned by the consumer based on wholesale price information, which is price information when a power retailer procures power, and creating a second operation plan for the heat source devices based on retail price information, which is price information when the power retailer sells power to the consumer;
and a balance calculation step of performing a balance calculation regarding the electricity trading between the consumer and the retailer based on the operation plan and the second operation plan .
電力の小売事業者が電力を調達するときの価格情報である卸売価格情報に基づいて、需要家が所有する電気式の1つ以上の熱源機器の運転計画を作成するとともに、前記小売事業者が電力を前記需要家に販売するときの価格情報である小売価格情報に基づいて、前記熱源機器の第2の運転計画を作成する運転計画作成部と、
前記運転計画と前記第2の運転計画に基づいて前記需要家と前記小売事業者の電力取引に関する収支計算を行う収支計算部と、して機能させるための電力取引支援プログラム。 Computer,
an operation plan creation unit that creates an operation plan for one or more electric heat source devices owned by the consumer based on wholesale price information, which is price information when a power retailer procures power , and creates a second operation plan for the heat source devices based on retail price information, which is price information when the power retailer sells power to the consumer;
an electricity trading support program for causing the electricity trading support program to function as an income/expense calculation unit that performs income/expense calculation regarding the electricity trading between the consumer and the retailer based on the operation plan and the second operation plan .
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