JP7835198B2 - Adjustment force setting device, adjustment force setting method, and adjustment force setting program - Google Patents
Adjustment force setting device, adjustment force setting method, and adjustment force setting programInfo
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Description
本開示は、調整力設定装置、調整力設定方法、及び調整力設定プログラムに関する。 This disclosure relates to an adjustment force setting device, an adjustment force setting method, and an adjustment force setting program.
特許文献1には、内燃力発電装置、再生可能エネルギー発電装置、電力貯蔵装置、及び負荷が接続された系統における電力の需給を制御する需給制御装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an internal combustion power generation device, a renewable energy power generation device, a power storage device, and a power supply and demand control device that controls the supply and demand of power in a grid to which a load is connected.
特許文献2には、所定期間における供給計画を立案する需給バランス制御装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a supply-demand balance control device for formulating a supply plan for a predetermined period.
小売電気事業者又は登録特定送配電事業者は、地域の電力需給を乱さないように、計画値同時同量制度に従わなくてはならない。計画値同時同量制度では、OCCTOへの、又はバランシンググループに加入する場合は代表契約者への、管轄エリア内の設備運用計画の提出が求められている。「OCCTO」は、Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators(電力広域的運営推進機関)の略称である。設備運用計画は、(i)電力需要及び太陽光発電量を予測し、(ii)(i)で不足する電力量を賄え、かつコストが最小となる設備運用計画を作成する、という手順で作成される。 Retail electricity providers or registered specified transmission and distribution operators must comply with the planned simultaneous supply and demand system to avoid disrupting the regional power supply and demand. Under the planned simultaneous supply and demand system, they are required to submit an equipment operation plan for their service area to the OCCTO, or to the representative contractor if they are part of a balancing group. "OCCTO" is an abbreviation for Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators. The equipment operation plan is created by (i) forecasting electricity demand and solar power generation, and (ii) creating an equipment operation plan that can cover the power shortfall in (i) while minimizing costs.
設備運用計画では、(i)で生じた予測誤差を吸収できる調整力の確保が求められる。 In equipment operation planning, it is necessary to ensure adjustment capacity that can absorb the prediction errors that occur in (i).
本開示の目的は、計画期間における予測誤差吸収のための必要調整力を設定することである。 The purpose of this disclosure is to define the necessary adjustment capacity for absorbing forecast errors during the planning period.
本開示に係る調整力設定装置は、
複数の時間帯における電力需要の予測に用いられる第1予測モデルについて、時間帯別の電力需要予測値の標準偏差を第1標準偏差として取得し、前記複数の時間帯における発電量の予測に用いられる第2予測モデルについて、時間帯別の発電量予測値の標準偏差を第2標準偏差として取得し、前記複数の時間帯のうち、発電がある時間帯について、前記第1標準偏差及び前記第2標準偏差を用いて調整力を設定し、前記複数の時間帯のうち、発電がない時間帯について、前記第1標準偏差を用いて調整力を設定し、時間帯別の調整力の設定値を出力する制御部を備える。
The adjustment force setting device relating to this disclosure is
The control unit includes a first forecasting model used to forecast electricity demand over multiple time periods, which obtains the standard deviation of the forecasted electricity demand for each time period as the first standard deviation; a second forecasting model used to forecast the amount of electricity generated over multiple time periods, which obtains the standard deviation of the forecasted amount of electricity generated for each time period as the second standard deviation; a control unit that sets the adjustment capacity using the first and second standard deviations for time periods in which electricity is generated, and a control unit that sets the adjustment capacity using the first standard deviation for time periods in which electricity is not generated, and outputs the set value of the adjustment capacity for each time period.
本開示に係る調整力設定方法は、
複数の時間帯における電力需要の予測に用いられる第1予測モデルについて、時間帯別の電力需要予測値の標準偏差を第1標準偏差として制御部により取得することと、
前記複数の時間帯における発電量の予測に用いられる第2予測モデルについて、時間帯別の発電量予測値の標準偏差を第2標準偏差として前記制御部により取得することと、
前記複数の時間帯のうち、発電がある時間帯について、前記第1標準偏差及び前記第2標準偏差を用いて調整力を前記制御部により設定することと、
前記複数の時間帯のうち、発電がない時間帯について、前記第1標準偏差を用いて調整力を前記制御部により設定することと、
時間帯別の調整力の設定値を前記制御部により出力することと
を含む。
The method for setting the adjustment power related to this disclosure is as follows:
For the first forecasting model used to predict electricity demand across multiple time periods, the control unit acquires the standard deviation of the predicted electricity demand values for each time period as the first standard deviation.
Regarding the second prediction model used to predict the amount of power generation in the aforementioned multiple time periods, the control unit acquires the standard deviation of the predicted power generation values for each time period as the second standard deviation.
Of the aforementioned multiple time periods, for the time periods during which power generation occurs, the control unit sets the adjustment force using the first standard deviation and the second standard deviation.
Of the aforementioned multiple time periods, for the time periods when no power is generated, the control unit sets the adjustment force using the first standard deviation.
This includes outputting setting values for adjustment force for each time period using the control unit.
本開示に係る調整力設定プログラムは、
複数の時間帯における電力需要の予測に用いられる第1予測モデルについて、時間帯別の電力需要予測値の標準偏差を第1標準偏差として取得することと、
前記複数の時間帯における発電量の予測に用いられる第2予測モデルについて、時間帯別の発電量予測値の標準偏差を第2標準偏差として取得することと、
前記複数の時間帯のうち、発電がある時間帯について、前記第1標準偏差及び前記第2標準偏差を用いて調整力を設定することと、
前記複数の時間帯のうち、発電がない時間帯について、前記第1標準偏差を用いて調整力を設定することと、
時間帯別の調整力の設定値を出力することと
を含む動作をコンピュータに実行させる。
The adjustment force setting program related to this disclosure is
For the first forecasting model used to predict electricity demand across multiple time zones, the standard deviation of the predicted electricity demand values for each time zone is obtained as the first standard deviation,
Regarding the second prediction model used to predict power generation amounts for the aforementioned multiple time periods, the standard deviation of the predicted power generation amounts for each time period is obtained as the second standard deviation,
Among the aforementioned multiple time periods, the adjustment capacity is set using the first standard deviation and the second standard deviation for the time period during which power generation occurs.
Among the aforementioned multiple time periods, the adjustment capacity is set using the first standard deviation for the time periods when no power is generated,
The computer is instructed to perform an operation that includes outputting the set values for adjustment power for each time period.
本開示によれば、計画期間における予測誤差吸収のための必要調整力を設定することができる。 According to this disclosure, it is possible to set the necessary adjustment force for absorbing prediction errors during the planning period.
以下、本開示の一実施形態について、図を参照して説明する。 An embodiment of this disclosure will be described below with reference to the figures.
各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。 In each figure, identical or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In the description of this embodiment, the description of identical or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate.
図1及び図2を参照して、本実施形態の概要を説明する。 The outline of this embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2.
調整力設定装置10は、小売電気事業者若しくは登録特定送配電事業者などの電気事業者が利用若しくは運用する、PCなどの汎用コンピュータ、クラウドサーバなどのサーバコンピュータ、又は専用コンピュータである。「PC」は、personal computerの略語である。 The adjustment power setting device 10 is a general-purpose computer such as a PC, a server computer such as a cloud server, or a dedicated computer used or operated by an electricity business operator such as a retail electricity business operator or a registered specified transmission and distribution business operator. "PC" is an abbreviation for personal computer.
調整力設定装置10は、複数の時間帯Pにおける電力需要の予測に用いられる第1予測モデルについて、時間帯別の電力需要予測値の標準偏差を第1標準偏差として取得する。調整力設定装置10は、複数の時間帯Pにおける発電量の予測に用いられる第2予測モデルについて、時間帯別の発電量予測値の標準偏差を第2標準偏差として取得する。複数の時間帯Pは、計画期間に相当する。計画期間の長さは、例えば、24時間又は72時間である。複数の時間帯Pに含まれる各時間帯Tiは、計画期間の各コマに相当する。1コマの長さは、例えば、30分である。 The adjustment power setting device 10 acquires the standard deviation of the predicted electricity demand values for each time period as the first standard deviation for the first prediction model used to predict electricity demand in multiple time periods P. The adjustment power setting device 10 also acquires the standard deviation of the predicted power generation values for each time period as the second standard deviation for the second prediction model used to predict power generation in multiple time periods P. The multiple time periods P correspond to the planning period. The length of the planning period is, for example, 24 hours or 72 hours. Each time period Ti included in the multiple time periods P corresponds to each segment of the planning period. The length of one segment is, for example, 30 minutes.
調整力設定装置10は、複数の時間帯Pのうち、発電がある時間帯Txについて、第1標準偏差及び第2標準偏差を用いて調整力Axを設定する。「調整力」とは、供給区域における周波数制御、需給バランス調整その他の系統安定化業務に必要となる発電設備(揚水発電設備を含む)、電力貯蔵装置、DRその他の電力需給を制御するシステムその他これに準ずるもの(ただし、流通設備は除く)の能力をいう。「DR」は、demand responseの略語である。調整力設定装置10は、複数の時間帯Pのうち、発電がない時間帯Tyについて、第1標準偏差を用いて調整力Ayを設定する。調整力設定装置10は、時間帯別の調整力Aiの設定値を出力する。時間帯別の調整力Aiの設定値は、複数の時間帯Pのうち、発電がある時間帯Txについて、調整力Axの設定値を含み、複数の時間帯Pのうち、発電がない時間帯Tyについて、調整力Ayの設定値を含む。 The adjustment capacity setting device 10 sets the adjustment capacity Ax using the first and second standard deviations for the time period Tx in which power generation occurs, among the multiple time periods P. "Adjustment capacity" refers to the capacity of power generation facilities (including pumped-storage hydroelectric facilities), power storage devices, DRs, and other systems that control power supply and demand, and other similar equipment (excluding distribution facilities), necessary for frequency control, supply and demand balance adjustment, and other grid stabilization operations in the supply area. "DR" is an abbreviation for demand response. The adjustment capacity setting device 10 sets the adjustment capacity Ay using the first standard deviation for the time period Ty in which power generation does not occur, among the multiple time periods P. The adjustment capacity setting device 10 outputs the set value of the adjustment capacity Ai for each time period. The set value of the adjustment capacity Ai for each time period includes the set value of adjustment capacity Ax for the time period Tx in which power generation occurs, and includes the set value of adjustment capacity Ay for the time period Ty in which power generation does not occur.
本実施形態によれば、図2に示すような、計画期間における予測誤差吸収のための必要調整力20を設定することができる。計画期間における予測誤差吸収のための必要調整力20は、需要予測誤差を吸収するための必要調整力21と、発電量予測誤差を吸収するための必要調整力22とを含む。単位はkWである。 According to this embodiment, the necessary adjustment force 20 for absorbing forecast errors during the planning period can be set, as shown in Figure 2. The necessary adjustment force 20 for absorbing forecast errors during the planning period includes the necessary adjustment force 21 for absorbing demand forecast errors and the necessary adjustment force 22 for absorbing power generation forecast errors. The unit is kW.
本実施形態では、第2予測モデルは、太陽光パネルの発電量の予測に用いられる統計モデルである。すなわち、第2予測モデルは、複数の時間帯Pにおける太陽光発電量の予測に用いられる。そのため、日照時間帯が、発電がある時間帯Txに相当し、非日照時間帯が、発電がない時間帯Tyに相当する。すなわち、調整力設定装置10は、複数の時間帯Pのうち、日照時間帯について、第1標準偏差及び第2標準偏差を用いて調整力Axを設定し、複数の時間帯Pのうち、非日照時間帯について、第1標準偏差を用いて調整力Ayを設定する。 In this embodiment, the second prediction model is a statistical model used to predict the amount of electricity generated by solar panels. Specifically, the second prediction model is used to predict the amount of solar power generated in multiple time periods P. Therefore, the sunshine period corresponds to the time period Tx where power is generated, and the non-sunshine period corresponds to the time period Ty where power is not generated. That is, the adjustment force setting device 10 sets the adjustment force Ax for the sunshine period among the multiple time periods P using the first and second standard deviations, and sets the adjustment force Ay for the non-sunshine period among the multiple time periods P using the first standard deviation.
図2に示した例では、計画期間が0時から24時までの24時間である。そのため、日出から日没までの時間範囲R1に含まれる各コマが、発電がある時間帯Txに相当し、0時から日出まで、及び日没から24時までの時間範囲R2に含まれる各コマが、発電がない時間帯Tyに相当する。調整力設定装置10は、発電量が発生しない時間範囲R2について、発電量予測誤差=0とし、統計モデルによる予測から算出した標準偏差を用いて調整力を算出する。 In the example shown in Figure 2, the planning period is 24 hours, from 0:00 to 24:00. Therefore, each time frame within the time range R1 (from sunrise to sunset) corresponds to the time period Tx when power generation occurs, while each time frame within the time range R2 (from 0:00 to sunrise and from sunset to 24:00) corresponds to the time period Ty when no power generation occurs. The adjustment force setting device 10 assumes a power generation prediction error of 0 for the time range R2 where no power generation occurs, and calculates the adjustment force using the standard deviation calculated from the prediction by the statistical model.
本実施形態の一変形例として、第2予測モデルは、太陽光パネルと同様に発電の有無が時間帯に依存する他の種類の発電設備の発電量の予測に用いられる統計モデルであってもよい。 As a variation of this embodiment, the second prediction model may be a statistical model used to predict the amount of power generated by other types of power generation equipment, similar to solar panels, where the presence or absence of power generation depends on the time of day.
図1を参照して、本実施形態に係る調整力設定装置10の構成を説明する。 Referring to Figure 1, the configuration of the adjustment force setting device 10 according to this embodiment will be described.
調整力設定装置10は、制御部11と、記憶部12と、通信部13と、入力部14と、出力部15とを備える。 The adjustment force setting device 10 comprises a control unit 11, a storage unit 12, a communication unit 13, an input unit 14, and an output unit 15.
制御部11は、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つのプログラマブル回路、少なくとも1つの専用回路、又はこれらの任意の組合せを含む。プロセッサは、CPU若しくはGPUなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。「CPU」は、central processing unitの略語である。「GPU」は、graphics processing unitの略語である。プログラマブル回路は、例えば、FPGAである。「FPGA」は、field-programmable gate arrayの略語である。専用回路は、例えば、ASICである。「ASIC」は、application specific integrated circuitの略語である。制御部11は、調整力設定装置10の各部を制御しながら、調整力設定装置10の動作に関わる処理を実行する。 The control unit 11 includes at least one processor, at least one programmable circuit, at least one dedicated circuit, or any combination thereof. The processor is a general-purpose processor such as a CPU or GPU, or a dedicated processor specialized for specific processing. "CPU" is an abbreviation for central processing unit. "GPU" is an abbreviation for graphics processing unit. The programmable circuit is, for example, an FPGA. "FPGA" is an abbreviation for field-programmable gate array. The dedicated circuit is, for example, an ASIC. "ASIC" is an abbreviation for application specific integrated circuit. The control unit 11 controls each part of the adjustment force setting device 10 and executes processing related to the operation of the adjustment force setting device 10.
記憶部12は、少なくとも1つの半導体メモリ、少なくとも1つの磁気メモリ、少なくとも1つの光メモリ、又はこれらの任意の組合せを含む。半導体メモリは、例えば、RAM、ROM、又はフラッシュメモリである。「RAM」は、random access memoryの略語である。「ROM」は、read only memoryの略語である。RAMは、例えば、SRAM又はDRAMである。「SRAM」は、static random access memoryの略語である。「DRAM」は、dynamic random access memoryの略語である。ROMは、例えば、EEPROMである。「EEPROM」は、electrically erasable programmable read only memoryの略語である。フラッシュメモリは、例えば、SSDである。「SSD」は、solid-state driveの略語である。磁気メモリは、例えば、HDDである。「HDD」は、hard disk driveの略語である。記憶部12は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部12には、調整力設定装置10の動作に用いられる情報と、調整力設定装置10の動作によって得られた情報とが記憶される。 The storage unit 12 includes at least one semiconductor memory, at least one magnetic memory, at least one optical memory, or any combination thereof. The semiconductor memory is, for example, RAM, ROM, or flash memory. "RAM" is an abbreviation for random access memory. "ROM" is an abbreviation for read-only memory. RAM is, for example, SRAM or DRAM. "SRAM" is an abbreviation for static random access memory. "DRAM" is an abbreviation for dynamic random access memory. ROM is, for example, EEPROM. "EEPROM" is an abbreviation for electrically erasable programmable read-only memory. Flash memory is, for example, SSD. "SSD" is an abbreviation for solid-state drive. Magnetic memory is, for example, HDD. "HDD" is an abbreviation for hard disk drive. The storage unit 12 functions, for example, as main memory, auxiliary memory, or cache memory. The memory unit 12 stores information used for the operation of the adjustment force setting device 10, and information obtained through the operation of the adjustment force setting device 10.
通信部13は、少なくとも1つの通信モジュールを含む。通信モジュールは、例えば、Ethernet(登録商標)などの有線LAN通信規格、又はIEEE802.11などの無線LAN通信規格に対応したモジュールである。「LAN」は、local area networkの略語である。「IEEE」は、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略称である。通信部13は、調整力設定装置10の動作に用いられる情報を受信し、また調整力設定装置10の動作によって得られる情報を送信する。 The communication unit 13 includes at least one communication module. The communication module is, for example, a module compatible with a wired LAN communication standard such as Ethernet®, or a wireless LAN communication standard such as IEEE 802.11. "LAN" is an abbreviation for local area network. "IEEE" is an abbreviation for Institute of Electrical and Electronics Engineers. The communication unit 13 receives information used in the operation of the adjustment force setting device 10 and transmits information obtained through the operation of the adjustment force setting device 10.
入力部14は、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、カメラ、又はマイクロフォンである。入力部14は、調整力設定装置10の動作に用いられる情報を入力する操作を受け付ける。入力部14は、調整力設定装置10に備えられる代わりに、外部の入力機器として調整力設定装置10に接続されてもよい。接続用インタフェースとしては、USB、HDMI(登録商標)、又はBluetooth(登録商標)などの規格に対応したインタフェースを用いることができる。「USB」は、Universal Serial Busの略語である。「HDMI(登録商標)」は、High-Definition Multimedia Interfaceの略語である。 The input unit 14 is, for example, a physical key, a capacitive key, a pointing device, a touchscreen integrated with a display, a camera, or a microphone. The input unit 14 accepts operations to input information used for the operation of the adjustment force setting device 10. Instead of being integrated into the adjustment force setting device 10, the input unit 14 may be connected to the adjustment force setting device 10 as an external input device. As a connection interface, an interface compatible with standards such as USB, HDMI®, or Bluetooth® can be used. "USB" is an abbreviation for Universal Serial Bus. "HDMI®" is an abbreviation for High-Definition Multimedia Interface.
出力部15は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、又はプリンタである。ディスプレイは、例えば、LCD又は有機ELディスプレイである。「LCD」は、liquid crystal displayの略語である。「EL」は、electro luminescentの略語である。出力部15は、調整力設定装置10の動作によって得られる情報を出力する。出力部15は、調整力設定装置10に備えられる代わりに、外部の出力機器として調整力設定装置10に接続されてもよい。接続用インタフェースとしては、USB、HDMI(登録商標)、又はBluetooth(登録商標)などの規格に対応したインタフェースを用いることができる。 The output unit 15 is, for example, a display, speaker, or printer. The display is, for example, an LCD or an organic EL display. "LCD" is an abbreviation for liquid crystal display. "EL" is an abbreviation for electroluminescent. The output unit 15 outputs information obtained by the operation of the adjustment force setting device 10. Instead of being provided in the adjustment force setting device 10, the output unit 15 may be connected to the adjustment force setting device 10 as an external output device. As a connection interface, an interface compatible with standards such as USB, HDMI (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark) can be used.
調整力設定装置10の機能は、本実施形態に係る調整力設定プログラムを、制御部11としてのプロセッサで実行することにより実現される。すなわち、調整力設定装置10の機能は、ソフトウェアにより実現される。調整力設定プログラムは、調整力設定装置10の動作をコンピュータに実行させることで、コンピュータを調整力設定装置10として機能させる。すなわち、コンピュータは、調整力設定プログラムに従って調整力設定装置10の動作を実行することにより調整力設定装置10として機能する。 The function of the adjustment force setting device 10 is realized by executing the adjustment force setting program according to this embodiment on the processor acting as the control unit 11. In other words, the function of the adjustment force setting device 10 is realized by software. The adjustment force setting program causes the computer to perform the operations of the adjustment force setting device 10, thereby causing the computer to function as the adjustment force setting device 10. That is, the computer functions as the adjustment force setting device 10 by performing the operations of the adjustment force setting device 10 according to the adjustment force setting program.
プログラムは、非一時的なコンピュータ読取り可能な媒体に記憶しておくことができる。非一時的なコンピュータ読取り可能な媒体は、例えば、フラッシュメモリ、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、又はROMである。プログラムの流通は、例えば、プログラムを記憶したSDカード、DVD、又はCD-ROMなどの可搬型媒体を販売、譲渡、又は貸与することによって行う。「SD」は、Secure Digitalの略語である。「DVD」は、digital versatile discの略語である。「CD-ROM」は、compact disc read only memoryの略語である。プログラムをサーバのストレージに格納しておき、サーバから他のコンピュータにプログラムを転送することにより、プログラムを流通させてもよい。プログラムをプログラムプロダクトとして提供してもよい。 The program can be stored on a non-temporary computer-readable medium. Examples of non-temporary computer-readable mediums include flash memory, magnetic recording devices, optical discs, magneto-optical recording media, or ROM. The program can be distributed, for example, by selling, transferring, or lending portable media such as SD cards, DVDs, or CD-ROMs containing the program. "SD" is an abbreviation for Secure Digital. "DVD" is an abbreviation for digital versatile disc. "CD-ROM" is an abbreviation for compact disc read-only memory. The program may also be distributed by storing it in server storage and transferring it from the server to other computers. The program may also be provided as a program product.
コンピュータは、例えば、可搬型媒体に記憶されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、主記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、主記憶装置に格納されたプログラムをプロセッサで読み取り、読み取ったプログラムに従った処理をプロセッサで実行する。コンピュータは、可搬型媒体から直接プログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行してもよい。コンピュータは、コンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行してもよい。サーバからコンピュータへのプログラムの転送は行わず、実行指示及び結果取得のみによって機能を実現する、いわゆるASP型のサービスによって処理を実行してもよい。「ASP」は、application service providerの略語である。プログラムは、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるものを含む。例えば、コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータは、「プログラムに準ずるもの」に該当する。 A computer, for example, stores programs stored on portable media or transferred from a server in its main memory. Then, the computer reads the program stored in main memory using its processor and executes the processing according to the program. Alternatively, the computer may directly read the program from the portable media and execute the processing according to the program. The computer may also execute the processing according to the program received sequentially each time a program is transferred from a server. Furthermore, processing may be performed using a so-called ASP-type service, which does not transfer programs from the server to the computer, but only provides execution instructions and retrieves results. "ASP" is an abbreviation for application service provider. A program includes information used for processing by an electronic computer that is equivalent to a program. For example, data that is not a direct instruction to the computer but has the nature of defining the computer's processing falls under the category of "equivalent to a program."
調整力設定装置10の一部又は全ての機能が、制御部11としてのプログラマブル回路又は専用回路により実現されてもよい。すなわち、調整力設定装置10の一部又は全ての機能が、ハードウェアにより実現されてもよい。 Some or all of the functions of the adjustment force setting device 10 may be implemented by a programmable circuit or dedicated circuit as the control unit 11. In other words, some or all of the functions of the adjustment force setting device 10 may be implemented by hardware.
図3を参照して、本実施形態に係る調整力設定装置10の動作を説明する。図3に示した動作は、本実施形態に係る調整力設定方法に相当する。 Referring to Figure 3, the operation of the adjustment force setting device 10 according to this embodiment will be explained. The operation shown in Figure 3 corresponds to the adjustment force setting method according to this embodiment.
ステップS1からステップS5の処理は、計画期間の各コマ、すなわち、複数の時間帯Pに含まれる各時間帯Tiについて実行される。 The processes from Step S1 to Step S5 are executed for each time slot within the planning period, i.e., for each time slot Ti included in the multiple time slots P.
ステップS1において、制御部11は、第1予測モデルについて、時間帯Tiの電力需要予測値の標準偏差を第1標準偏差として取得する。例えば、制御部11は、第1標準偏差に関する情報を、通信部13を介して管理者の端末装置又は外部のサーバ装置から受信する。あるいは、制御部11は、第1標準偏差に関する情報の入力を、入力部14を介して管理者から直接受け付けてもよい。 In step S1, the control unit 11 acquires the standard deviation of the predicted power demand value for time period Ti as the first standard deviation for the first prediction model. For example, the control unit 11 receives information regarding the first standard deviation from the administrator's terminal device or an external server device via the communication unit 13. Alternatively, the control unit 11 may directly receive information regarding the first standard deviation from the administrator via the input unit 14.
第1予測モデルは、例えば、オペレータ入力値、カレンダーデータ、気象予報データ、実測データ、人流データ、又はこれらの任意の組合せを入力とし、電力需要の予測値を出力とする機械学習モデルである。カレンダーデータは、曜日、祝日を考慮するための稼働日フラグ、又はこれらの任意の組合せを含む。気象予報データは、空調需要を予測するための気温の予測、好天か雨天かを考慮するための湿度の予測、空調需要を予測するための日射量の予測、又はこれらの任意の組合せを含む。実測データは、需要の実績、空調需要を予測するための気温の実績、好天か雨天かを考慮するための湿度の実績、空調需要を予測するための日射量の実績、又はこれらの任意の組合せを含む。人流データは、街内人口分布の予測、個々人の行動の予測、又はこれらの任意の組合せを含む。体感温度を考慮するか、若しくは空調需要を予測するための風速、風向き、又はこれらの任意の組合せが更に入力されてもよい。人流又は物流のイベントを考慮するための日付が更に入力されてもよい。例えば、長期連休における旅行者増による需要小、クリスマスにおける物流増による需要大、又は時期に応じた工場稼働モード変更による需要変化を予測できるように第1予測モデルが構築されてもよい。 The first prediction model is a machine learning model that takes operator input values, calendar data, weather forecast data, measured data, pedestrian flow data, or any combination thereof as input and outputs a predicted value of electricity demand. Calendar data includes days of the week, working day flags to consider holidays, or any combination thereof. Weather forecast data includes temperature forecasts to predict air conditioning demand, humidity forecasts to consider whether it is sunny or rainy, solar radiation forecasts to predict air conditioning demand, or any combination thereof. Measured data includes actual demand, actual temperature to predict air conditioning demand, actual humidity to consider whether it is sunny or rainy, actual solar radiation to predict air conditioning demand, or any combination thereof. Pedestrian flow data includes predictions of urban population distribution, predictions of individual behavior, or any combination thereof. Wind speed, wind direction, or any combination thereof may be further input to consider perceived temperature or to predict air conditioning demand. Dates may be further input to consider pedestrian flow or logistics events. For example, the first forecasting model may be constructed to predict changes in demand due to increased tourism during long holidays, increased logistics during Christmas, or changes in factory operating modes depending on the season.
ステップS2において、制御部11は、時間帯Tiに発電があるかどうかを判定する。図2に示した例では、制御部11は、時間帯Tiに相当するコマが時間範囲R1と時間範囲R2とのいずれに含まれるかを判定する。 In step S2, the control unit 11 determines whether power generation occurs during time zone Ti. In the example shown in Figure 2, the control unit 11 determines whether the time frame corresponding to time zone Ti falls within time range R1 or time range R2.
時間帯Tiに相当するコマが時間範囲R1に含まれる場合、すなわち、時間帯Tiに発電がある場合は、ステップS3の処理が実行される。時間帯Tiに相当するコマが時間範囲R2に含まれる場合、すなわち、時間帯Tiに発電がない場合は、ステップS5の処理が実行される。 If the time frame corresponding to time zone Ti is included in time range R1, i.e., if there is power generation during time zone Ti, the process in step S3 is executed. If the time frame corresponding to time zone Ti is included in time range R2, i.e., if there is no power generation during time zone Ti, the process in step S5 is executed.
ステップS3において、制御部11は、第2予測モデルについて、時間帯Tiの発電量予測値の標準偏差を第2標準偏差として取得する。例えば、制御部11は、第2標準偏差に関する情報を、通信部13を介して管理者の端末装置又は外部のサーバ装置から受信する。あるいは、制御部11は、第2標準偏差に関する情報の入力を、入力部14を介して管理者から直接受け付けてもよい。ステップS3の後、ステップS4の処理が実行される。 In step S3, the control unit 11 obtains the standard deviation of the predicted power generation value for time period Ti as the second standard deviation for the second prediction model. For example, the control unit 11 receives information regarding the second standard deviation from the administrator's terminal device or an external server device via the communication unit 13. Alternatively, the control unit 11 may directly receive information regarding the second standard deviation from the administrator via the input unit 14. After step S3, the processing in step S4 is executed.
第2予測モデルは、例えば、オペレータ入力値、気象予報データ、実測データ、又はこれらの任意の組合せを入力とし、PV発電量の予測値を出力とする機械学習モデルである。「PV」は、photovoltaicの略語である。気象予報データは、雲若しくは大気による低下率を考慮するための日射量の予測、太陽光の透過率を考慮するためのエアロゾル量の予測、太陽光の遮蔽率を考慮するための雲量の予測、又はこれらの任意の組合せを含む。実測データは、雲量の予測の精度を向上させるための雲量の実績、エアロゾル若しくは雲量の予測の精度を向上させるためのPV発電量の実績、パネル変換効率、経年劣化による効率低下率を考慮するための設置後の経過日数、表面温度による効率低下率を考慮するためのパネル表面温度、パワーコンディショナー変換効率、又はこれらの任意の組合せを含む。天体位置関係若しくはPVパネル設置角を考慮するための幾何学的日射量、建築物の影による低下率、パネル設置向き及び角度による低下率、又はこれらの任意の組合せが更に入力されてもよい。 The second prediction model is a machine learning model that takes operator input values, weather forecast data, measured data, or any combination thereof as input and outputs a predicted value of PV power generation. "PV" is an abbreviation for photovoltaic. Weather forecast data includes predictions of solar radiation to consider reduction rates due to clouds or atmosphere, predictions of aerosol amounts to consider solar transmittance, predictions of cloud cover to consider solar shading rates, or any combination thereof. Measured data includes actual cloud cover to improve the accuracy of cloud cover predictions, actual PV power generation to improve the accuracy of aerosol or cloud cover predictions, panel conversion efficiency, days elapsed since installation to consider efficiency degradation due to aging, panel surface temperature to consider efficiency degradation due to surface temperature, power conditioner conversion efficiency, or any combination thereof. Geometric solar radiation to consider celestial positional relationships or PV panel installation angles, reduction rates due to building shadows, reduction rates due to panel installation orientation and angle, or any combination thereof may be further input.
ステップS4において、制御部11は、ステップS1で取得した第1標準偏差と、ステップS3で取得した第2標準偏差とを用いて、時間帯Tiの調整力Aiを設定する。例えば、σdemandを第1標準偏差、σPVを第2標準偏差、α及びβを係数としたとき、制御部11は、α×σdemand+β×σPVを必要調整力として算出する。σdemand及びσPVの単位はkWである。α及びβは適宜調整される。 In step S4, the control unit 11 sets the adjustment force Ai for time zone Ti using the first standard deviation obtained in step S1 and the second standard deviation obtained in step S3. For example, when σdemand is the first standard deviation, σPV is the second standard deviation, and α and β are coefficients, the control unit 11 calculates the required adjustment force as α × σdemand + β × σPV. The units of σdemand and σPV are kW. α and β are adjusted as appropriate.
ステップS5において、制御部11は、ステップS1で取得した第1標準偏差のみを用いて、時間帯Tiの調整力Aiを設定する。例えば、制御部11は、α×σdemandを必要調整力として算出する。σdemand並びにα及びβについてはステップS4と同じである。σPV=0と考えてもよい。 In step S5, the control unit 11 sets the adjustment force Ai for time zone Ti using only the first standard deviation obtained in step S1. For example, the control unit 11 calculates the required adjustment force as α × σdemand. σdemand, α, and β are the same as in step S4. σPV can also be considered as 0.
ステップS1からステップS5の処理が複数の時間帯Pについて実行されると、ステップS6において、制御部11は、時間帯別の調整力Aiの設定値を出力する。例えば、制御部11は、時間帯別の調整力Aiの設定値を、通信部13を介して管理者の端末装置又は外部のサーバ装置に送信する。あるいは、制御部11は、時間帯別の調整力Aiの設定値を、出力部15を介して管理者に向けて直接出力してもよい。ステップS6の後、図3に示した動作が終了する。 When steps S1 to S5 are executed for multiple time zones P, in step S6, the control unit 11 outputs the set values of the adjustment force Ai for each time zone. For example, the control unit 11 transmits the set values of the adjustment force Ai for each time zone to the administrator's terminal device or an external server device via the communication unit 13. Alternatively, the control unit 11 may directly output the set values of the adjustment force Ai for each time zone to the administrator via the output unit 15. After step S6, the operation shown in Figure 3 is completed.
本実施形態では、PV発電量が発生しない時間帯は、PV発電量予測値=0であるため、PV発電量の予測誤差=0とし、また統計モデルによる予測を行うことから、標準偏差が算出できるため、自信のある区間は調整力を小さくできるように配慮することで、計画期間における予測誤差吸収のための必要調整力20を可能な限り精緻に算出することができる。 In this embodiment, during periods when no PV power generation occurs, the predicted PV power generation value is 0, thus the prediction error for PV power generation is set to 0. Furthermore, since prediction is performed using a statistical model, the standard deviation can be calculated. Therefore, by considering reducing the adjustment force in confident intervals, the necessary adjustment force 20 for absorbing prediction errors during the planning period can be calculated as precisely as possible.
本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック図に記載の2つ以上のブロックを統合してもよいし、又は1つのブロックを分割してもよい。フローチャートに記載の2つ以上のステップを記述に従って時系列に実行する代わりに、各ステップを実行する装置の処理能力に応じて、又は必要に応じて、並列的に又は異なる順序で実行してもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。 This disclosure is not limited to the embodiments described above. For example, two or more blocks shown in the block diagram may be combined, or one block may be divided. Instead of executing two or more steps shown in the flowchart in chronological order as described, they may be executed in parallel or in a different order, depending on the processing capacity of the device performing each step, or as necessary. Other modifications are possible without departing from the spirit of this disclosure.
10 調整力設定装置
11 制御部
12 記憶部
13 通信部
14 入力部
15 出力部
20,21,22 必要調整力
10 Adjustment force setting device 11 Control unit 12 Storage unit 13 Communication unit 14 Input unit 15 Output unit 20, 21, 22 Required adjustment force
Claims (3)
少なくとも日射量、エアロゾル量、又は雲量を予測するためのデータを入力とし、前記複数の時間帯における太陽光発電量の予測値を出力とする機械学習モデルである第2予測モデルの、時間帯別の太陽光発電量の予測誤差のばらつきを示す標準偏差を第2標準偏差σPVとして取得し、
α及びβを0でない係数として、前記複数の時間帯のうち、日出から日没までの時間範囲に含まれる各時間帯について、α×σdemand+β×σPVを調整力の設定値として算出し、
前記複数の時間帯のうち、0時から日出まで、及び日没から24時までの時間範囲に含まれる各時間帯について、α×σdemandを調整力の設定値として算出し、
時間帯別の調整力の設定値を出力する
制御部を備える調整力設定装置。 The first prediction model is a machine learning model that takes data for predicting air conditioning demand as input and outputs predicted values of electricity demand for multiple time periods. The standard deviation of the prediction error for electricity demand by time period is obtained as the first standard deviation σdemand .
The second prediction model, which is a machine learning model that takes data for predicting at least solar radiation, aerosol amount, or cloud cover as input and outputs predicted values of solar power generation for the aforementioned multiple time periods, has its standard deviation, which indicates the variability of the prediction error of solar power generation for each time period, obtained as the second standard deviation σPV .
With α and β as non-zero coefficients, for each time period included in the time range from sunrise to sunset among the multiple time periods, α × σdemand + β × σPV is calculated as the set value for the adjustment force.
For each of the aforementioned time periods, within the time ranges from 0:00 to sunrise and from sunset to 24:00 , α × σdemand is calculated as the set value for the adjustment force.
An adjustment force setting device equipped with a control unit that outputs set values for adjustment force for different time periods.
少なくとも日射量、エアロゾル量、又は雲量を予測するためのデータを入力とし、前記複数の時間帯における太陽光発電量の予測値を出力とする機械学習モデルである第2予測モデルの、時間帯別の太陽光発電量の予測誤差のばらつきを示す標準偏差を第2標準偏差σPVとして前記制御部により取得することと、
α及びβを0でない係数として、前記複数の時間帯のうち、日出から日没までの時間範囲に含まれる各時間帯について、α×σdemand+β×σPVを調整力の設定値として前記制御部により算出することと、
前記複数の時間帯のうち、0時から日出まで、及び日没から24時までの時間範囲に含まれる各時間帯について、α×σdemandを調整力の設定値として前記制御部により算出することと、
時間帯別の調整力の設定値を前記制御部により出力することと
を含む調整力設定方法。 The control unit acquires the standard deviation, which represents the variability of the prediction error of electricity demand by time of day, as the first standard deviation σdemand, from the first prediction model, which is a machine learning model that takes data for predicting air conditioning demand as input and outputs predicted values of electricity demand for multiple time periods.
The control unit acquires the second standard deviation σPV, which represents the variability of the prediction error of solar power generation for each time period, from the second prediction model, which is a machine learning model that takes data for predicting at least solar radiation, aerosol amount, or cloud cover as input and outputs predicted values of solar power generation for the multiple time periods,
With α and β as non-zero coefficients, the control unit calculates α × σdemand + β × σPV as the set value for the adjustment force for each time period included in the time range from sunrise to sunset among the multiple time periods,
Of the aforementioned multiple time periods, for each time period included in the time range from 0:00 to sunrise and from sunset to 24:00 , the control unit calculates α × σdemand as the set value for the adjustment force.
A method for setting adjustment force, which includes outputting setting values for adjustment force for different time periods using the control unit.
少なくとも日射量、エアロゾル量、又は雲量を予測するためのデータを入力とし、前記複数の時間帯における太陽光発電量の予測値を出力とする機械学習モデルである第2予測モデルの、時間帯別の太陽光発電量の予測誤差のばらつきを示す標準偏差を第2標準偏差σPVとして取得することと、
α及びβを0でない係数として、前記複数の時間帯のうち、日出から日没までの時間範囲に含まれる各時間帯について、α×σdemand+β×σPVを調整力の設定値として算出することと、
前記複数の時間帯のうち、0時から日出まで、及び日没から24時までの時間範囲に含まれる各時間帯について、α×σdemandを調整力の設定値として算出することと、
時間帯別の調整力の設定値を出力することと
を含む動作をコンピュータに実行させる調整力設定プログラム。 The first prediction model is a machine learning model that takes data for predicting air conditioning demand as input and outputs predicted values of electricity demand for multiple time periods. The first standard deviation, σdemand , represents the standard deviation showing the variability of the prediction error of electricity demand for each time period.
The second prediction model is a machine learning model that takes data for predicting at least solar radiation, aerosol amount, or cloud cover as input and outputs predicted values of solar power generation for the aforementioned multiple time periods. The standard deviation of the second prediction model, which shows the variability of the prediction error of solar power generation for each time period, is obtained as the second standard deviation σPV .
With α and β as non-zero coefficients, for each time period included in the time range from sunrise to sunset among the aforementioned multiple time periods, α × σdemand + β × σPV is calculated as the set value for the adjustment force,
Of the aforementioned multiple time periods, for each time period included in the time range from 0:00 to sunrise and from sunset to 24:00 , α × σdemand is calculated as the set value for the adjustment force.
A control force setting program that causes a computer to perform actions including outputting the set values for the control force for different time periods.
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