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公開番号2025029780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023134602
出願日2023-08-22
発明の名称電力系統運用計画装置、電力系統運用計画装置用コンピュータプログラム、および電力系統運用計画方法
出願人学校法人早稲田大学,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20250228BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】明確な算出手順により、気象に応じて変動する再エネ設備の出力に対応した、再エネ設備を含む調整力の操作量を算出することができる電力系統運用計画装置を提供する。
【解決手段】電力系統運用計画装置1は、再生可能エネルギー発電設備を含む電力系統に、投入される調整力にかかる電力の電力価格に関する項を有する潮流計算問題にかかる目的関数を作成する計算問題作成部102と、計算問題作成部102により作成された目的関数に基づき、同地域の同時刻における複数の気象予測情報に対応した調整力にかかる電力の大きさを算出する計算問題実行部103と、を有し、計算問題実行部103により算出された、複数の気象予測情報に基づく調整力にかかる電力による運用計画、および調整力にかかる電力の算出の根拠となった複数の気象予測情報を出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
再生可能エネルギー発電設備を含む電力系統の、調整に用いられる電力設備からの出力である調整力にかかる電力の、電力価格に関する項を有する潮流計算問題にかかる目的関数を作成する計算問題作成部と、
前記計算問題作成部により作成された前記目的関数に基づき、同地域の同時刻における複数の気象予測情報に対応した前記調整力にかかる電力の大きさを算出する計算問題実行部と、を有し、
前記計算問題実行部により算出された、複数の気象予測情報に基づく前記調整力にかかる電力による運用計画、および前記調整力にかかる電力の算出の根拠となった複数の前記気象予測情報を出力する、
電力系統運用計画装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記計算問題作成部により作成された前記目的関数は、前記電力価格に関する項に前記調整力にかかる追加電力の電力価格に関する項を有し、
前記計算問題実行部は、前記調整力にかかる電力のうち前記追加電力の大きさを算出する、
請求項１に記載の電力系統運用計画装置。
【請求項３】
前記計算問題作成部は、複数の前記気象予測情報のうち少なくとも１つに対応した、前記調整力にかかる電力を抑制した場合における経済的損失に関する項を有する潮流計算問題にかかる前記目的関数を作成し、
前記計算問題実行部は、前記計算問題作成部により作成された前記目的関数に基づき、調整力にかかる電力の抑制量を算出する、
請求項１に記載の電力系統運用計画装置。
【請求項４】
前記計算問題作成部は、複数の前記気象予測情報に対応した潮流計算問題にかかる目的関数を作成する潮流計算問題作成部と、複数の前記気象予測情報のうち少なくとも１つに対応した、緊急的な電力制御に対応した潮流計算問題にかかる前記目的関数を作成する緊急制御計画計算問題作成部とを備え、
前記計算問題実行部は、前記潮流計算問題作成部により作成された前記目的関数に基づき、同地域の同時刻における複数の前記気象予測情報に対応した前記調整力にかかる電力の大きさを算出する複数パターン計算問題実行部と、前記緊急制御計画計算問題作成部により作成された前記目的関数に基づき、前記緊急的な電力制御に対応した前記調整力にかかる電力の大きさを算出する緊急制御計画計算問題実行部とを備える、
請求項１に記載の電力系統運用計画装置。
【請求項５】
前記計算問題実行部により算出された、複数の気象予測情報に対応した前記調整力にかかる前記電力の大きさに基づき判断された前記電力系統の系統混雑の予測、および運用実績にかかる系統混雑の実績に基づき、前記系統混雑の予測と前記系統混雑の実績の関係を示す混同行列を作成する混同行列作成部を備える、
請求項１に記載の電力系統運用計画装置。
【請求項６】
コンピュータに、
再生可能エネルギー発電設備を含む電力系統の、調整に用いられる電力設備からの出力である調整力にかかる電力の電力価格に関する項を有する潮流計算問題にかかる目的関数を作成する計算問題作成ステップと、
前記計算問題作成ステップにより作成された前記目的関数に基づき、同地域の同時刻における複数の気象予測情報に対応した前記調整力にかかる電力の大きさを算出する計算問題実行ステップと、を実行させ、
前記計算問題実行ステップにより算出された、複数の気象予測情報に基づく前記調整力にかかる電力による運用計画、および前記調整力にかかる電力の算出の根拠となった複数の前記気象予測情報を出力させる、
電力系統運用計画装置用コンピュータプログラム。
【請求項７】
再生可能エネルギー発電設備を含む電力系統の、調整に用いられる電力設備からの出力である調整力にかかる電力の電力価格に関する項を有する潮流計算問題にかかる目的関数を作成する計算問題作成手順と、
前記計算問題作成手順により作成された前記目的関数に基づき、同地域の同時刻における複数の気象予測情報に対応した前記調整力にかかる電力の大きさを算出する計算問題実行手順と、を有し、
前記計算問題実行手順により算出された、複数の気象予測情報に基づく前記調整力にかかる電力による運用計画、および前記調整力にかかる電力の算出の根拠となった複数の前記気象予測情報を出力する、
電力系統運用計画方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、電力系統に電力を供給する複数の発電機の運転計画を作成する電力系統運用計画装置、電力系統運用計画装置用コンピュータプログラムおよび電力系統運用計画方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電力系統に電力を供給する再生可能エネルギー発電設備を含む複数の発電機の操作量を算出する電力系統運用計画装置が知られている。特に、再生可能エネルギー発電設備の操作量は天候に応じて決定する必要があるため、予測値に対して算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１９４８４９号公報
特開２０２２―０７７４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今の電力自由化により、新規電気事業者が電気事業に参入し、従来に比べ複雑な電力供給および電力消費がなされるようになった。このため、電力需要量と供給量（以降「電力需給」と総称する場合がある）の調整は、きめ細かに行うことが必要とされる。電力需給の調整は、適切なコストにより行われることが好ましい。
【０００５】
近年、新規電気事業者により太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー発電設備（以降、「再エネ設備」と呼ぶ場合がある）が電力系統に大量に導入されている。電力系統に再エネ設備を接続して電力需給の調整を行うためには、電力系統の電圧や電流、有効電力潮流などの制約条件に基づき、再エネ設備を含む調整力の操作量を算出することが必要とされる。調整力とは、調整に用いられる電力設備からの出力である。
【０００６】
しかしながら、再エネ設備が偏在化することに起因し、局所的に送電線、変圧器の電流や有効電力潮流が過大となり、電力系統において系統混雑が発生するとの問題が生じている。送配電事業者は、再エネ設備の出力予測値に基づき位相変圧器の制御、系統構成の変更、再エネ設備の抑制、調整力として用いられる確保済みの電源の出力計画の変更、コネクトアンドマネージにかかる計画の立案などにより、系統混雑を解消する。
【０００７】
再エネ設備の出力は気象に応じて変動するため、出力予測値は誤差を含む。このため誤差を考慮した再エネ設備の出力予測に基づき系統運用計画を立案し、再エネ設備を含む調整力の操作量を算出することが重要である。気象に応じて変動する再エネ設備の出力に対応した再エネ設備を含む調整力の操作量を算出することが好ましい。
【０００８】
また、従来技術では、機械学習などの統計的手法に基づき、確率的に算出した気象予測情報を活用して系統運用計画を立案していた。このような従来技術による系統運用計画に基づき再エネ設備を含む調整力の操作量を算出した場合、統計的手法には必ず誤差が伴うので、系統混雑を解消するための最も経済的となる系統運用にならない。
【０００９】
このため、太陽光発電や風力発電などの再エネ設備により発電を行う電気事業者に、再エネ設備の操作量の理由説明を求められる場合もある。例えば再エネ設備の出力を抑制する場合、再エネ設備により発電を行う電気事業者に経済損失が発生するため、明確な理由が求められる。
【００１０】
機械学習などの統計的手法により再エネ設備を含む調整力の操作量を算出した場合、操作量の算出根拠は必ずしも明確ではない。再エネ設備を含む調整力の操作量は、明確な算出手順により算出されることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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