JP7765736B2

JP7765736B2 - 電力制御システム、電力制御方法および電力制御プログラム

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Publication number: JP7765736B2
Application number: JP2022009449A
Authority: JP
Inventors: 秀和三好
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2025-11-07
Anticipated expiration: 2042-01-25
Also published as: JP2023108365A

Description

本発明は、電力制御システム、電力制御方法および電力制御プログラムに関する。

従来、電力需給が逼迫している場合等に一般家庭およびオフィス等の電力需要施設における電力需給が調整されるように、電力需要施設における電力需給を管理するシステムが開発されている。

たとえば、特許文献１（特開２０１２－２０５３５８号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、電力管理システムは、予め登録された複数の参加者を含むコミュニティに関する参加者リストを保持する保持部と、電力削減制御の実行の要否を判定する判定部と、電力削減制御の実行が必要であると判定部が判定した場合に、参加者リストに含まれている複数の参加者の中から、電力削減制御の対象となる一以上の対象者を選定する選定部と、選定部によって選定された対象者に関して、電力削減制御を実行する制御部と、電力削減制御が実行された対象者に対して、削減電力に基づく特典を付与する付与部とを備える。

また、節電を目的として、家庭またはビル等の電力需要施設へのエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳ：ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）の導入が行われている。

ＥＭＳとは、電力需要施設における消費電力量を監視し、電力需要施設における機器または設備等の運転状態を管理することによって、電力需要施設における電力需給の調整を図るためのシステムである。ＥＭＳは、家庭向けである場合、ＨＥＭＳ（ＨｏｍｅＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）となり、ビル向けである場合、ＢＥＭＳ（ＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）となる。

ＥＭＳは、たとえばＶＰＰ（ＶｉｒｔｕａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ）事業者すなわちアグリゲータと呼ばれる事業者と連携することによって電力需給の調整を実現する。アグリゲータは、ＥＭＳを導入した電力需要施設に対してエネルギー管理支援サービスを提供する。

特開２０１２－２０５３５８号公報

ＥＭＳ等に電力に関する制御指令を与える場合、たとえば組み合わせ最適化問題を解くことにより電力需要施設等における運用計画を作成し、作成した運用計画に従って制御指令が作成される。

組合せ最適化問題を解くには、膨大な計算量および計算資源が必要であり、効率化を図るためソルバを利用することがある。ソルバは、ＯＳＳ（ＯｐｅｎＳｏｕｒｃｅＳｏｆｔｗａｒｅ）からビジネス用途まで多種多様のソフトウェアが存在し、問題の質によっては計算時間に差が生じる場合がある。

たとえば需給調整市場では、分単位での制御指令が必要であり、最適化問題を解くための計算時間が重要になる。たとえば、各需要家が消費電力を調整するための需要応答（ＤＲ：ＤｅｍａｎｄＲｅｓｐｏｎｓｅ）指令を電力系統側から受けて、当該ＤＲ指令に対するリソースの制御指令値を計算する際に、ソルバによる計算時間に数分間等の長時間を要した場合、当該ＤＲ指令に対するリソースへの制御指令の送信が遅延することになり、当該ＤＲの制御結果は失敗となる。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、受電点の配下における電力の需給を制御するシステムにおいて、ソルバを用いた安定した制御を実現することが可能な電力制御システム、電力制御方法および電力制御プログラムを提供することである。

本開示の電力制御システムは、受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部とを備える。

本開示の電力制御方法は、電力制御システムにおける電力制御方法であって、受電点の配下における計画問題を作成するステップと、複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、作成した前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるステップとを含む。

本開示の電力制御プログラムは、電力制御システムにおいて用いられる電力制御プログラムであって、コンピュータを、受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部、として機能させるためのプログラムである。

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える電力制御システムとして実現され得るだけでなく、電力制御システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。

本開示によれば、受電点の配下における電力の需給を制御するシステムにおいて、ソルバを用いた安定した制御を実現することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムの構成を示す図である。図２は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおける電力制御装置の構成を示す図である。図３は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおける電力制御装置の動作手順の一例を定めたフローチャートである。図４は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおけるソルバ選択部の動作手順の一例を定めたフローチャートである。図５は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムの変形例６の構成を示す図である。

最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本開示の実施の形態に係る電力制御システムは、受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部とを備える。

このような構成により、たとえば需給調整市場のようなタイムクリティカルな制御システムにおいて、複数のソルバの中からソルバを選択し、計画問題の解を得るための最大遅延時間を保証することが可能となる。したがって、受電点の配下における電力の需給を制御するシステムにおいて、ソルバを用いた安定した制御を実現することができる。

（２）前記電力制御システムは、前記計画部によって作成された前記計画問題を含むソルバ要求を出力するソルバ要求部をさらに備え、かつ前記ソルバ要求部、前記取得部、前記予測部および前記計画部の組を複数備え、前記ソルバ選択部は、複数の前記ソルバ要求部から前記ソルバ要求を受けて、それぞれ、前記ソルバを選択し、受けた前記ソルバ要求の示す前記計画問題を、選択した対応の前記ソルバに与えてもよい。

このように、複数のソルバ要求部からの要求を受け付ける構成により、ソルバの計算資源を複数の要求元で共有することが可能となり、ソルバの利用効率を高めることができる。

（３）前記ソルバ選択部は、前記計画問題を与えるべき前記ソルバが他の前記ソルバ要求の処理中である場合、前記計画問題を保持し、前記他のソルバ要求の処理が終了した場合、保持している前記計画問題を前記ソルバに与えてもよい。

このような構成により、たとえばソルバ要求部が所定時間経過後にソルバ要求を再送信する構成と比べて、ソルバの利用効率を高めることができる。

（４）前記ソルバ選択部は、前記複数のソルバの中から優先度に応じて前記ソルバを選択し、前記複数のソルバにおいて、通常ソルバより高性能である高性能ソルバの前記優先度は、前記通常ソルバの前記優先度より低くてもよい。

このような構成により、たとえば、ＯＳＳのソルバをメインにしつつ、高価なビジネス用途のソルバをバックアップとして用いることができるため、ＯＳＳのソルバの利用によりコストを低減し、かつＯＳＳのソルバ使用時のタイムアップへの対策をビジネス用途のソルバでとり、安定した制御を行うことが可能なシステムを構築することができる。

（５）前記ソルバ選択部は、前記計画問題を前記ソルバに与えてから所定時間以上経過しても前記ソルバから解が出力されない場合、前記ソルバに前記計画問題の処理のキャンセルを指示してもよい。

このような構成により、ソルバが最適化問題を解けない場合、または解が得られても間に合わない場合において、ソルバの計算資源が無駄に使用されることを防ぐことができる。

（６）前記ソルバ選択部は、複数の前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された同じ前記計画問題を、選択した前記各ソルバに与えてもよい。

このような構成により、たとえば、あるソルバで所定時間以内に解が得られない場合に、当該ソルバでの処理時間を含むタイムアウト時間、および他のソルバでの処理時間の合計時間を要し、処理に長時間を要することを防ぐことができる。

（７）本開示の実施の形態に係る電力制御方法は、電力制御システムにおける電力制御方法であって、受電点の配下における計画問題を作成するステップと、複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、作成した前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるステップとを含む。

（８）本開示の実施の形態に係る電力制御プログラムは、電力制御システムにおいて用いられる電力制御プログラムであって、コンピュータを、受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部、として機能させるためのプログラムである。

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［構成および動作］
図１は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムの構成を示す図である。

図１を参照して、電力管理システム３０１は、１または複数の電力制御装置１０１と、ソルバ選択部９と、制約条件の下で目的関数を最適化する問題を解く処理プログラムである複数のソルバを含むソルバ群と、１または複数の施設側装置２０２とを備える。なお、図１では、複数の電力制御装置１０１を示しているが、１つの電力制御装置１０１が設けられてもよい。また、施設側装置２０２に対応して３つの機器２５２を代表的に示しているが、さらに多数または少数の機器２５２が施設側装置２０２に対応して設けられてもよい。

施設側装置２０２は、たとえばＥＭＳ（ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）であり、電力会社から電力の供給を受けるビル、工場、オフィスまたは一般家庭等の電力需要施設において用いられる。施設側装置２０２は、電力需要施設ごとに１つ設けられてもよいし、電力需要施設ごとに複数設けられてもよい。電力会社は、たとえば発電事業者または電力小売り事業者である。

電力管理システム３０１では、電力需要施設において、ピークカットおよび最適制御等の電力需給の調整が行われる。

より詳細には、電力制御装置１０１は、たとえばアグリゲータによって運用され、１または複数の施設側装置２０２と通信を行うことにより、１または複数の電力需要施設における電力の需給調整を行う。電力制御装置１０１は、たとえば、施設側装置２０２が設けられる電力需要施設から遠隔の場所に設置されることが多い。

施設側装置２０２は、電力需要施設における１または複数の機器２５２を制御可能である。機器２５２は、太陽光発電装置もしくは風力発電装置などの発電機、蓄電池、または、空調機等の負荷である。電力メータ２５１は、電力需要施設の受電点ＲＥ１における受電電力すなわち系統側から受電する電力を計測する。

施設側装置２０２は、電力メータ２５１の計測結果等、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する計測結果をたとえば定期的に取得し、計測結果を示す計測情報を電力制御装置１０１へ送信する。

電力制御装置１０１は、電力需要施設の受電点ＲＥ１の配下における電力の需給を制御する。より詳細には、電力制御装置１０１は、施設側装置２０２から受信した計測情報を蓄積し、蓄積した各計測結果に基づいて、当該施設側装置２０２の受電点ＲＥ１における将来の受電電力等、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する予測値を算出する。そして、電力制御装置１０１は、算出した予測値に基づいて、受電点ＲＥ１の配下における計画問題を作成し、作成した計画問題を含むソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。計画問題は、たとえば目的関数および制約条件の式にて表現される。

ソルバ選択部９は、ソルバ要求を受けて、ソルバ群における複数のソルバの中からソルバを選択し、当該ソルバ要求の示す計画問題を、選択したソルバに与える。より詳細には、ソルバ選択部９は、複数の電力制御装置１０１からソルバ要求を受けて、それぞれ、ソルバを選択し、選択したソルバに対応の計画問題を与える。

ソルバは、ソルバ選択部９から与えられた計画問題を最適化問題の入力として、組み合わせ最適化問題を解き、ソルバ選択部９へ解を出力する。ソルバ選択部９は、ソルバから受けた解を対応の電力制御装置１０１へ出力する。

より詳細には、ソルバ群は、一例として、通常の処理性能を持つ通常ソルバ、および通常よりも処理性能が高い高性能ソルバから構成される。ソルバ群は、１または複数の通常ソルバと、１または複数の高性能ソルバとを含む。高性能ソルバの数は、コストの観点から、通常ソルバよりも少ない構成が好ましい。なお、ソルバ群は、３種類以上のソルバを含んでもよい。

たとえば、高性能ソルバは、通常ソルバよりも高速に処理が可能であり、計算時間が短い。なお、高性能ソルバおよび通常ソルバは、処理速度以外の性能指標の相違から区別されてもよい。また、与えられる最適化問題の内容によってソルバによる計算時間は異なる。

ソルバが出力する解は、３０分または１０分といった一定時間ごとの、受電電力量、発電電力量および充放電量等のターゲットとなる制御指令値である。なお、解は、受電電力の制御指令値と、発電機および蓄電池等のリソースの制御指令値との両方であってもよいし、いずれか一方であってもよい。

電力制御装置１０１は、ソルバ選択部９から受けた解に基づく制御指令値を施設側装置２０２へ送信する。電力制御装置１０１は、計画問題の作成および制御指令値の送信を、たとえば定期的に行う。制御指令値は、たとえば電力量の単位で表される。

施設側装置２０２は、電力制御装置１０１から受信した制御指令値に応じてリソースである機器２５２を制御することにより、電力需要施設における電力の需給調整を行う。

なお、電力管理システム３０１では、たとえば、電力の需給が逼迫する場合もしくは逼迫のおそれがある場合、または余剰電力が発生する場合もしくは電力余剰のおそれがある場合において、各需要家が消費電力を調整するための需要応答（ＤＲ：ＤｅｍａｎｄＲｅｓｐｏｎｓｅ）、すなわち各需要家における電力消費を抑制または促進するためのＤＲが発行され、ＤＲをトリガにして制御指令値が算出される構成であってもよい。この場合、電力制御装置１０１における計画問題の作成および制御指令値の送信は、不定期に行われる。

図２は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおける電力制御装置の構成を示す図である。

図２を参照して、電力制御装置１０１は、取得部１と、予測部２と、計画部３と、ソルバ要求部４と、送信部５と、記憶部６とを備える。取得部１、予測部２、計画部３、ソルバ要求部４および送信部５は、たとえば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）およびＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサにより実現される。記憶部６は、たとえば不揮発性メモリである。

取得部１は、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する計測結果を取得する。より詳細には、取得部１は、たとえば受電点ＲＥ１における受電電力の計測結果を取得する。取得部１は、施設側装置２０２から１分間隔または３０分間隔等の定期的に送信される計測情報を受信し、記憶部６に保存する。なお、計測情報は、受電電力に加えて、あるいは受電電力の代わりに、発電機の発電量、および蓄電池の充放電量等の他の計測結果を示してもよい。

予測部２は、取得部１によって取得された計測結果に基づいて、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給、たとえば受電点ＲＥ１における受電電力の予測値を算出する。

より詳細には、予測部２は、記憶部６に保存された各計測情報の示す受電電力値に対して所定の演算を行うことにより、将来の受電電力を予測し、予測値を記憶部６に保存する。たとえば、予測部２は、所定の演算として、過去４日分の同じ時間帯における受電電力の平均値を算出する。将来とは、たとえば、１時間～２時間先から４０時間先までの期間に含まれる。予測の粒度は、たとえば３０分単位または１０分単位である。予測部２は、たとえば１回の処理で２４時間分の予測値を算出する。

電力管理システム３０１は、受電電力の予測値等、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する予測結果に基づいて、所定の目的関数を最適化することにより制御指令値を算出する。

より詳細には、計画部３は、予測部２の予測結果に基づいて、受電点ＲＥ１の配下における計画問題を作成する。計画部３は、予測部２によって算出された予測値に基づいて、電力需要施設における計画問題を作成し、ソルバ要求部４へ出力する。具体的には、計画部３は、記憶部６に保存された将来の予測値を取得する。将来とは、たとえば、２４時間先または４０時間先等である。計画部３は、取得した予測値に基づいて、たとえば３０分単位のコマ毎の計画問題を作成する。

計画問題は、たとえば、電気代コストを最小にするための、電力需要施設におけるリソースすなわち機器２５２の計画問題である。なお、計画問題は、たとえば、二酸化炭素の排出を最小にするための計画問題、またはピーク電力を最小にするための計画問題であってもよい。

電気代コストは、たとえば、受電電力のピーク電力、買電電力量、および発電機の燃料代から構成される。計画問題の解である運用計画は、発電機の発動制御および停止制御、蓄電池の充電および放電の制御、ならびに負荷抑制の制御に関する、３０分または１０分といった時間単位であるコマ単位の制御計画である。計画問題は、最小化または最大化させる目的関数、および目的関数の制約となる条件式にて表現される。条件式は、たとえば一次式の形式である。

たとえば、ソルバ要求部４は、計画問題を与えるべきソルバを示すソルバ指定情報をさらに含むソルバ要求を出力し、当該ソルバを示すソルバ要求を出力してから所定時間以上経過しても当該ソルバから解が出力されない場合、当該計画問題、および他のソルバを示すソルバ指定情報を含むソルバ要求を出力する。

また、たとえば、ソルバ選択部９は、ソルバ群における複数のソルバの中から優先度に応じてソルバを選択する。当該複数のソルバにおいて、通常ソルバより高性能である高性能ソルバの優先度は、通常ソルバの優先度より低い。

より詳細には、ソルバ要求部４は、計画部３から受けた計画問題、およびソルバ指定情報を含むソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。ソルバ指定情報は、たとえば、通常ソルバまたは高性能ソルバのいずれを選択すべきかを示す。

ソルバ要求部４は、通常ソルバを示すソルバ指定情報をソルバ選択部９へ出力してから所定時間経過してもソルバ選択部９から解が返ってこない場合、前回と同じ計画問題、および高性能ソルバを示すソルバ指定情報をソルバ選択部９へ出力するタイムアウト処理を行う。

上記所定時間は、制御指令の更新頻度が３０分単位である場合、たとえば１０分である。これにより、他のソルバで最適化問題を解く時間を十分に確保することができる。

ソルバ選択部９は、ソルバ要求部４からソルバ要求を受けて、ソルバ群の中から当該ソルバ要求が示す種類のソルバを選択し、当該ソルバ要求の示す計画問題を、選択したソルバに与える。たとえば、ソルバ選択部９は、複数の通常ソルバの中から、処理の空いている通常ソルバを選択する。

ソルバは、制約条件の下で、目的関数を最適化、すなわち最小化または最大化することが可能な当該目的関数における各変数の値を、解として算出する。電気代コストの目的関数である場合、制約条件は、たとえば、電力需要施設における発電機の出力上限値等の制約、または蓄電池の充放電上限値等の制約である。制御指令値は、受電電力の目標値、発電機の出力値、および蓄電池の充放電値等である。

なお、受電電力の目標値は、受電電力基準値からの差分値で表されてもよい。受電電力基準値は、受電電力の過去の実績値から所定の計算式に従って算出した値である。所定の計算式は、たとえば、過去４日分の同じ時間帯の平均値を求める式である。

ソルバ要求部４は、ソルバ選択部９から受けた解を制御指令値として記憶部６に保存する。なお、ソルバ要求部４は、ソルバ選択部９から受けた解の補正および単位変換等、所定の演算処理を行った値を制御指令値として記憶部６に保存する構成であってもよい。

送信部５は、ソルバ要求部４によって記憶部６に保存された制御指令値を対応の施設側装置２０２へ送信する。なお、送信部５は、制御指令値が記憶部６に保存され次第、施設側装置２０２へ送信する構成であってもよいし、制御指令を実行すべき時刻の所定時間前に送信する構成であってもよいし、施設側装置２０２からの要求に応じて制御指令値を送信する構成であってもよい。

施設側装置２０２は、送信部５から受信した制御指令値に応じて機器２５２を制御することにより、電力需要施設における電力の需給調整を行う。制御周期は、たとえば１０秒である。これにより、たとえば更新頻度が３０分単位の制御指令値に対して時間的に細かい制御を行うことで予測部２による予測のずれを補償し、受電点ＲＥ１における受電電力等の電力需給に関する値を、制御指令値に従う一定値に制御することができる。

［変形例１］
予測部２は、受電電力の予測に加えて、たとえば太陽光発電装置が設置される地点の日射量情報に基づいて、将来の日射量を予測し、太陽光発電による発電量を予測する。なお、予測部２は、太陽光発電装置が設置される電力需要施設の日射量計から日射量情報を得る構成であってもよい。この場合、予測部２は、過去の日射量データから将来の日射量を予測する。また、予測部２は、気象庁またはその他サービス事業者が提供する日射量予測データを用いる構成であってもよい。

計画部３は、予測部２によって算出された、受電電力の予測値および太陽光発電による発電量に基づいて、受電点ＲＥ１の配下における計画問題を作成する。

［変形例２］
ソルバ選択部９は、計画問題を与えるべきソルバが他のソルバ要求等の処理中である場合、当該計画問題を保持し、当該他のソルバ要求の処理が終了した場合、保持している計画問題を当該ソルバに与える。

より詳細には、ソルバ要求部４から指定された通常ソルバまたは高性能ソルバがすべて計算処理中の場合、計画問題の処理を「待ち状態」とする。「待ち状態」の計画問題は、指定された種類のいずれかのソルバが空き次第、ソルバ要求部４によって当該ソルバへ入力され、処理される。

［変形例３］
ソルバ選択部９は、計画問題をソルバに与えてから所定時間以上経過しても当該ソルバから解が出力されない場合、当該ソルバに当該計画問題の処理のキャンセルを指示する。

なお、ソルバ選択部９は、キャンセルを指示した後、同じ計画問題を他のソルバに与える構成であってもよい。

また、ソルバ選択部９は、ソルバ要求部４がタイムアウト処理としてソルバの種類を変更したソルバ指定情報を受信した場合、計算処理中のソルバにキャンセルを指示する構成であってもよい。

［変形例４］
ソルバ選択部９は、複数のソルバを選択し、計画部３によって作成された同じ計画問題を、選択した各ソルバに与える。

より詳細には、ソルバ要求部４は、同じ計画問題を示す複数のソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。

ソルバ群が複数種類の通常ソルバを含む場合、ソルバごとに性能の差、および解法等の特性の差があり、複数のソルバで同じ計画問題を解かせれば、あるソルバでは解くのに長時間を要するが、別のソルバではすぐに解ける可能性がある。

この場合、ソルバ選択部９は、複数種類のソルバに対して、一斉に計画問題を与え、並列で処理させる。なお、ソルバ選択部９は、ソルバ群におけるすべてのソルバを選択する構成であってもよいし、ソルバ群における一部の複数のソルバを選択する構成であってもよい。

たとえば、ソルバ要求部４は、同じ計画問題を含み、かつ通常ソルバを示すソルバ指定情報を含むソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。

この場合、同じ計画問題について複数の通常ソルバで並行して計算処理が行われ、順次解がソルバ選択部９経由でソルバ要求部４に返される。ソルバ要求部４は、たとえば、最も早く返された解を採用する。また、ソルバ要求部４は、複数のソルバ要求をソルバ選択部９へ出力してから所定時間経過してもいずれのソルバからの解も返ってこない場合、同じ計画問題、および高性能ソルバを示すソルバ指定情報をソルバ選択部９へ出力するタイムアウト処理を行う。

［変形例５］
ソルバ要求部４は、まず通常ソルバを指定し、タイムアウト処理として高性能ソルバを指定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ソルバ要求部４は、計画問題の内容等に応じて、最初から高性能ソルバを示すソルバ指定情報をソルバ選択部９へ出力する構成であってもよい。

このような構成により、通常ソルバで所定時間以内に解が得られない場合に、通常ソルバでの処理時間を含むタイムアウト時間、および高性能ソルバでの処理時間の合計時間を要し、処理に長時間を要することを防ぐことができる。また、通常ソルバの計算資源を、解が得られないにも関わらず消費してしまうことを防ぐことができる。

［動作の流れ］
本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおける各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図の各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図３は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおける電力制御装置の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図３を参照して、まず、電力制御装置１０１は、施設側装置２０２の受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する計測結果を取得する（ステップＳ１）。

次に、電力制御装置１０１は、取得した計測結果に基づいて、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する予測値を算出する（ステップＳ２）。

次に、電力制御装置１０１は、算出した予測値に基づいて、受電点ＲＥ１の配下における計画問題を作成する（ステップＳ３）。

次に、電力制御装置１０１は、計画問題およびソルバ指定情報を含むソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。なお、電力制御装置１０１は、上述のように同じ計画問題を示す複数のソルバ要求を送信してもよい（ステップＳ４）。

次に、電力制御装置１０１は、ソルバ選択部９から解を受けるまで、ソルバ要求を送信してからの経過時間を計測し（ステップＳ５でＮＯおよびステップＳ６でＮＯ）、所定時間経過する前に解を受信した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、受信した解または当該解に基づく値を制御指令値として記憶部６に保存する。なお、電力制御装置１０１は、上述のように電力制御装置１０１が複数のソルバ要求を送信した場合、ソルバ選択部９から最も早く返された解または当該解に基づく値を記憶部６に保存する（ステップＳ７）。

次に、電力制御装置１０１は、保存した制御指令値を対応の施設側装置２０２へ送信する（ステップＳ８）。

一方、電力制御装置１０１は、ソルバ選択部９から解を受けるまでに、ソルバ要求を送信してから所定時間が経過した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、同じ計画問題、および前回とは異なるソルバを示すソルバ指定情報をソルバ選択部９へ出力するタイムアウト処理を行う（ステップＳ９）。

そして、電力制御装置１０１は、ソルバ選択部９から受けた解または当該解に基づく値を制御指令値として記憶部６に保存し（ステップＳ１０）、保存した制御指令値を対応の施設側装置２０２へ送信する（ステップＳ８）。

図４は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムにおけるソルバ選択部の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図４を参照して、まず、ソルバ選択部９は、ソルバ要求部４から計画問題およびソルバ指定情報を含むソルバ要求を受けた場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ソルバ指定情報に従って１または複数のソルバを選択する（ステップＳ１２）。

次に、ソルバ選択部９は、選択したソルバが他のソルバ要求の計算処理中である場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、計画問題の処理を「待ち状態」とし、当該計画問題を保持する（ステップＳ１４）。

ソルバ選択部９は、選択したソルバが他のソルバ要求の計算処理中でない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、受けたソルバ要求の示す計画問題を、選択したソルバに与える（ステップＳ１５）。

次に、ソルバ選択部９は、ソルバから解が出力されるまで、当該ソルバへ計画問題を入力してからの経過時間を計測し（ステップＳ１６でＮＯおよびステップＳ１８でＮＯ）、所定時間経過する前に解が出力された場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、出力された解をソルバ要求部４へ出力する（ステップＳ１７）。

一方、ソルバ選択部９は、選択したソルバへ計画問題を入力してから所定時間が経過した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、選択したソルバに計算処理のキャンセルを指示する（ステップＳ１９）。

［変形例６］
図５は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムの変形例６の構成を示す図である。

変形例６において、制御指令値の直接的な対象となる受電点は、複数の電力需要施設の各々の物理的な受電点ＲＥ１に基づく仮想的な受電点ＲＥ２２である。

具体的には、図５を参照して、電力管理システム３０２は、図１に示す電力管理システム３０１と比べて、さらに、中間装置２１２を備える。図５では、１つの電力制御装置１０１に対応する構成を詳細に示している。

電力管理システム３０２では、電力制御装置１０１は、電力需要施設におけるリソースを直接制御する装置とは別の装置である中間装置２１２を介して制御指令を施設側装置２０２に与える。

より詳細には、中間装置２１２は、電力制御装置１０１に対応して設けられ、電力制御装置１０１と各施設側装置２０２との間に設けられる。中間装置２１２の受電点ＲＥ２２は、中間装置２１２の配下の各施設側装置２０２の物理的な受電点ＲＥ１を合わせた仮想的な受電点である。

各施設側装置２０２は、電力メータ２５１の計測結果等、受電点ＲＥ１の配下における電力の需給に関する計測結果をたとえば定期的に取得し、計測結果を示す計測情報を中間装置２１２へ送信する。

中間装置２１２は、各施設側装置２０２から受信した計測情報を電力制御装置１０１へ送信する。

電力制御装置１０１は、たとえば中間装置２１２から受信した各計測情報の示す受電電力等の合計値を受電点ＲＥ２２の配下における電力需給に関する計測結果として蓄積し、蓄積した計測結果に基づいて、中間装置２１２の受電点ＲＥ２２の配下における電力の需給に関する予測値を算出する。そして、電力制御装置１０１は、算出した予測値に基づいて、受電点ＲＥ２２の配下における計画問題を作成し、作成した計画問題を含むソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。

電力制御装置１０１は、ソルバ選択部９から受けた解に基づく制御指令値を中間装置２１２へ送信する。

中間装置２１２は、電力制御装置１０１から受信した制御指令値に基づいて、たとえば当該制御指令値を按分することにより施設側装置２０２ごとの制御指令値を算出し、各施設側装置２０２へ送信する。

各施設側装置２０２は、中間装置２１２から受信した制御指令値に応じて機器２５２を制御することにより、対応の電力需要施設における電力の需給調整を行う。

すなわち、電力制御装置１０１において、取得部１は、複数の電力需要施設の各々の受電点ＲＥ１における計測結果を取得する。

予測部２は、取得部１によって取得された各計測結果に基づいて、仮想的な受電点ＲＥ２２の配下における電力の需給に関する予測値を算出する。たとえば、予測部２は、各受電点ＲＥ１における受電電力の計測結果の合計値に基づいて、受電点ＲＥ２２における受電電力の予測値を算出する。

計画部３は、予測部２の予測結果に基づいて、受電点ＲＥ２２の配下における計画問題を作成する。計画部３は、予測部２によって算出された予測値に基づいて、電力需要施設における計画問題を作成し、ソルバ要求部４へ出力する。

ソルバ要求部４は、計画部３から受けた計画問題、およびソルバ指定情報を含むソルバ要求をソルバ選択部９へ出力する。

なお、電力管理システム３０２は、電力制御装置１０１に対する１つの階層において設けられた複数の中間装置２１２を備える構成であってもよいし、電力制御装置１０１に対して複数階層を構成する複数の中間装置２１２を備える構成であってもよい。

また、本開示の実施の形態に係る電力制御装置では、計画部３は、予測部２によって算出された予測値に基づいて、受電点の配下における計画問題を作成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。計画部３は、受電点における受電電力の予測値に限らず、外部からの指令値等、他の何らかの条件に従って計画問題を作成する構成であってもよい。この場合、電力制御装置１０１は、取得部１および予測部２を備えない構成であってもよい。

また、電力管理システム３０１および３０２において、電力制御装置１０１は、ソルバ選択部９を備える構成であってもよい。この場合、電力制御装置１０１は、ソルバ要求部４を備えない構成であってもよい。このような構成において、ソルバ選択部９は、計画部３から出力された計画問題を、選択したソルバに与え、当該ソルバから受けた解または当該解に基づく値を制御指令値として記憶部６に保存する。

また、ソルバ要求部４は、ソルバ指定情報を送信しない構成であってもよい。この場合、ソルバ選択部９は、ソルバの優先度に応じて、たとえば、最初に通常ソルバを選択し、タイムアウトした場合に高性能ソルバを選択する。

また、本開示の実施の形態に係る電力制御装置の機能の一部または全部が、クラウドコンピューティングによって提供されてもよい。すなわち、本開示の実施の形態に係る電力制御装置が、複数のクラウドサーバ等によって構成されてもよい。

また、本開示の実施の形態に係るソルバ選択部の機能の一部または全部が、クラウドコンピューティングによって提供されてもよい。すなわち、本開示の実施の形態に係るソルバ選択部が、複数のクラウドサーバ等によって構成されてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
受電点の配下における電力の需給に関する計測結果を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記計測結果に基づいて、前記受電点の配下における電力の需給を予測する予測部と、
前記予測部の予測結果に基づいて、前記受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部とを備え、
前記ソルバから出力された解または前記解に基づく値を制御指令値として、前記受電点の配下における機器を制御する制御機器へ送信する送信部を備え、
前記ソルバ要求部は、前記計画問題を与えるべき前記ソルバを示すソルバ指定情報をさらに含む前記ソルバ要求を出力し、前記ソルバを示す前記ソルバ要求を出力してから所定時間以上経過しても前記ソルバから解が出力されない場合、前記計画問題、および前記ソルバとは異なる他の前記ソルバを示すソルバ指定情報を含む前記ソルバ要求を出力する、電力制御システム。

１取得部
２予測部
３計画部
４ソルバ要求部
５送信部
６記憶部
９ソルバ選択部
１０１電力制御装置
２０２施設側装置
２１２中間装置
２５１電力メータ
２５２機器
３０１，３０２電力管理システム
ＲＥ１，ＲＥ２２受電点

Claims

受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部とを備え、
前記複数のソルバは、前記ソルバである通常ソルバと、前記通常ソルバよりも高性能の前記ソルバである高性能ソルバとを含み、
前記ソルバ選択部は、前記通常ソルバおよび前記高性能ソルバのうちのいずれか一方の前記ソルバを選択し、選択した前記ソルバに前記計画問題を与える、電力制御システム。
電力制御システムであって、
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部と、
前記計画部によって作成された前記計画問題を含むソルバ要求を出力するソルバ要求部とを備え、かつ前記ソルバ要求部および前記計画部の組を複数備え、
前記ソルバ選択部は、複数の前記ソルバ要求部から前記ソルバ要求を受けて、それぞれ、前記ソルバを選択し、受けた前記ソルバ要求の示す前記計画問題を、選択した対応の前記ソルバに与える、電力制御システム。
前記ソルバ選択部は、前記計画問題を与えるべき前記ソルバが他の前記ソルバ要求の処理中である場合、前記計画問題を保持し、前記他のソルバ要求の処理が終了した場合、保持している前記計画問題を前記ソルバに与える、請求項２に記載の電力制御システム。
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部とを備え、
前記ソルバ選択部は、前記複数のソルバの中から優先度に応じて前記ソルバを選択し、
前記複数のソルバにおいて、通常ソルバより高性能である高性能ソルバの前記優先度は、前記通常ソルバの前記優先度より低い、電力制御システム。
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部とを備え、
前記ソルバ選択部は、前記計画問題を前記ソルバに与えてから所定時間以上経過しても前記ソルバから解が出力されない場合、前記ソルバに前記計画問題の処理のキャンセルを指示する、電力制御システム。
前記ソルバ選択部は、複数の前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された同じ前記計画問題を、選択した前記各ソルバに与える、請求項１または請求項２に記載の電力制御システム。
電力制御システムにおける電力制御方法であって、
受電点の配下における計画問題を作成するステップと、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、作成した前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるステップとを含み、
前記複数のソルバは、前記ソルバである通常ソルバと、前記通常ソルバよりも高性能の前記ソルバである高性能ソルバとを含み、
前記計画問題を前記ソルバに与えるステップにおいては、前記通常ソルバおよび前記高性能ソルバのうちのいずれか一方の前記ソルバを選択し、選択した前記ソルバに前記計画問題を与える、電力制御方法。
電力制御システムにおける電力制御方法であって、
受電点の配下における計画問題を作成するステップと、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、作成した前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるステップと、
作成した前記計画問題を含むソルバ要求を出力するステップとを含み、
前記計画問題を作成するステップにおいては、複数の前記計画問題を作成し、
前記ソルバ要求を出力するステップにおいては、作成した複数の前記計画問題をそれぞれ含む複数の前記ソルバ要求を出力し、
前記計画問題を前記ソルバに与えるステップにおいては、複数の前記ソルバ要求を受けて、それぞれ、前記ソルバを選択し、受けた前記ソルバ要求の示す前記計画問題を、選択した対応の前記ソルバに与える、電力制御方法。
電力制御システムにおける電力制御方法であって、
受電点の配下における計画問題を作成するステップと、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、作成した前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるステップとを含み、
前記計画問題を前記ソルバに与えるステップにおいては、前記複数のソルバの中から優先度に応じて前記ソルバを選択し、
前記複数のソルバにおいて、通常ソルバより高性能である高性能ソルバの前記優先度は、前記通常ソルバの前記優先度より低い、電力制御方法。
電力制御システムにおける電力制御方法であって、
受電点の配下における計画問題を作成するステップと、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、作成した前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるステップと、
前記計画問題を前記ソルバに与えてから所定時間以上経過しても前記ソルバから解が出力されない場合、前記ソルバに前記計画問題の処理のキャンセルを指示するステップとを含む、電力制御方法。
電力制御システムにおいて用いられる電力制御プログラムであって、
コンピュータを、
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記複数のソルバは、前記ソルバである通常ソルバと、前記通常ソルバよりも高性能の前記ソルバである高性能ソルバとを含み、
前記ソルバ選択部は、前記通常ソルバおよび前記高性能ソルバのうちのいずれか一方の前記ソルバを選択し、選択した前記ソルバに前記計画問題を与える、電力制御プログラム。
電力制御システムにおいて用いられる電力制御プログラムであって、
コンピュータを、
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部と、
前記計画部によって作成された前記計画問題を含むソルバ要求を出力するソルバ要求部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記電力制御プログラムは、
前記コンピュータを、
前記ソルバ要求部および前記計画部の複数の組、
として機能させるためのプログラムであり、
前記ソルバ選択部は、複数の前記ソルバ要求部から前記ソルバ要求を受けて、それぞれ、前記ソルバを選択し、受けた前記ソルバ要求の示す前記計画問題を、選択した対応の前記ソルバに与える、電力制御プログラム。
電力制御システムにおいて用いられる電力制御プログラムであって、
コンピュータを、
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記ソルバ選択部は、前記複数のソルバの中から優先度に応じて前記ソルバを選択し、
前記複数のソルバにおいて、通常ソルバより高性能である高性能ソルバの前記優先度は、前記通常ソルバの前記優先度より低い、電力制御プログラム。
電力制御システムにおいて用いられる電力制御プログラムであって、
コンピュータを、
受電点の配下における計画問題を作成する計画部と、
複数のソルバの中から前記ソルバを選択し、前記計画部によって作成された前記計画問題を、選択した前記ソルバに与えるソルバ選択部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記ソルバ選択部は、前記計画問題を前記ソルバに与えてから所定時間以上経過しても前記ソルバから解が出力されない場合、前記ソルバに前記計画問題の処理のキャンセルを指示する、電力制御プログラム。