JP2005102364A - Distributed energy community control system, central controller, decentralized controller, and their control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分散電源装置および/またはエネルギー貯蓄装置を有し、電力系統に接続された多数の需要家からなるエネルギーコミュニティーの制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for an energy community having a distributed power supply device and / or an energy saving device and comprising a large number of consumers connected to an electric power system.
複数の発電装置を有するコミュニティーの低コストな運用制御を行なう方法として、特許文献1に記載されている電力需要供給制御システムのように、単独あるいは1セットの制御システムにおいて、コミュニティー全体のエネルギーバランスを考慮して制御する方法がある。 As a method of performing low-cost operation control of a community having a plurality of power generation devices, the energy balance of the entire community can be adjusted in a single or a set of control systems, such as the power demand supply control system described in Patent Document 1. There is a method to control in consideration.
また、発電計画を作成する方法としては、従来から用いられてきた数理計画法の他に、特許文献2に記載されている発電機の運転計画方法に用いられているような、タブーサーチや遺伝的アルゴリズム等のメタヒューリスティック手法がある。近年では、分散電源の普及等に伴い非線形や不連続な特性および制約条件を考慮する必要性が高まり、メタヒューリスティック手法は関数形に依らず比較的高速に大域的最適解の高精度な近似解を求めることができるため、発電計画等に用いられるようになってきた。
上述した従来の電力需要供給制御システムの制御方法は、分散電源の数が増加するに従い低コストな最適運用計画の算出に要する計算量が増大し、また蓄電池等のエネルギー蓄積装置が有する制約条件等が複雑になるに従い最適運用計画の探索が困難になるため、得られる運用計画の最適解としての精度が悪くなるといった問題があった。 The control method of the above-described conventional power supply and demand control system increases the amount of calculation required to calculate a low-cost optimal operation plan as the number of distributed power sources increases, and also includes the constraint conditions of energy storage devices such as storage batteries. Since the search for the optimal operation plan becomes difficult as the complexity of the system becomes complicated, there is a problem that the accuracy as the optimal solution of the obtained operation plan is deteriorated.
また、多数の制御可能な分散電源を有するコミュニティーを対象とし、リアルタイムで最適運用計画を作成しながら制御を行なう場合においては、得られた時間内では局所的な探索で終わってしまう場合がある等の問題が生じるため、大域的最適解を常時安定に得るための工夫が必要であった。 In addition, when targeting a community with many controllable distributed power sources and performing control while creating an optimal operation plan in real time, local search may end within the obtained time, etc. Because of this problem, it was necessary to devise in order to always obtain a global optimum solution stably.
本発明の目的は、分散電源の台数が増加しても最適な運用計画を少ない計算量で効率的に算出することができる制御システムおよび方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control system and method capable of efficiently calculating an optimum operation plan with a small amount of calculation even when the number of distributed power supplies increases.
上記の目的を達成するため、本発明による分散型エネルギーコミュニティー制御システムは、需要家が複数の需要家グループにグループ分けされ、これら各需要家グループに含まれる分散電源装置やエネルギー貯蔵装置の最適な運用計画を作成する手段を有する分散制御装置を需要家グループ毎に一台以上備え、さらにこれら各分散制御装置に各需要家グループにおける供給電力を調整することができる制御量を含む制御情報を送信し、コミュニティー全体のエネルギー供給量の余剰あるいは不足を補完制御する中央制御装置を有する。 In order to achieve the above object, the distributed energy community control system according to the present invention is configured such that consumers are grouped into a plurality of consumer groups, and the optimal distributed power supply devices and energy storage devices included in each of these consumer groups. One or more distributed control devices having means for creating an operation plan are provided for each customer group, and control information including a control amount capable of adjusting power supplied to each customer group is transmitted to each of these distributed control devices. And a central control device that complementarily controls the surplus or shortage of the energy supply amount of the entire community.
ここで、「制御量」とは、「コミュニティー内における(仮想)時系列の電力価格パターン」のことである。例えば30分毎に変動する24時間後までの(予定)電力価格である。また、需要家グループ毎の「受送電量により増減する」関数でもあり、簡単な例としては、受電(買電)と送電(売電)により異なる単価である(受送電ロスを考慮する例としては、受送電量の自乗に比例するロス分を受電では加え、送電では減じた電力に、単価を乗じて受送電コストを得る、など)。この電力価格パターンに対して各分散制御装置が作成する最適運用計画の解を用いながら、中央制御装置が一定時間毎(予測データが更新される毎)に決定(更新)していく。 Here, the “control amount” is “a (virtual) time series power price pattern in the community”. For example, it is a (planned) power price up to 24 hours after changing every 30 minutes. It is also a function for “increase / decrease depending on the amount of power received / received” for each customer group. As a simple example, the unit price differs depending on the power received (buying power) and the power transmitted (power sold) For example, the power loss is proportional to the square of the amount of power received and received, and the reduced power is multiplied by the unit price to obtain the cost of receiving and transmitting power). The central controller determines (updates) every predetermined time (every time the prediction data is updated) while using the solution of the optimum operation plan created by each distributed controller for this power price pattern.
中央制御装置の具体的な制御方法としては、全ての時間帯において、コミュニティー内の電力需給がバランスするように、電力価格パターンを調整していく方法と、メタヒューリスティックス等の最適化手法を用いてエネルギーコスト最小となる電力価格パターンを探索する方法がある。前者の方法は、外部電力に頼らず、コミュニティー内でエネルギー自給を目指す場合あるいは、それがエネルギーコスト最小化となるような場合に有効である。後者の方法は、電力自由化市場下の電力取引等によりさらなるエネルギーコストの最小化を目指す場合等に有効である。 As a specific control method of the central control unit, a method of adjusting the power price pattern so that the power supply and demand in the community is balanced in all time zones, and an optimization method such as metaheuristics are used. There is a method for searching for a power price pattern that minimizes the energy cost. The former method is effective when energy self-sufficiency is aimed at within the community without relying on external power, or when it will minimize energy costs. The latter method is effective when aiming at further minimization of energy costs by power trading under the electricity liberalization market.
以上説明したように本発明によれば、制御装置を需要家グループ毎に分散したことにより、制御対象とする分散電源装置の増加に依らず、それらの最適運用計画を効率よく算出することができる。また、中央制御装置がダウンしたり通信が途絶えたりしても、最適に近い運用計画により制御を行なうことができる。 As described above, according to the present invention, by distributing the control devices for each customer group, it is possible to efficiently calculate their optimum operation plans regardless of an increase in the number of distributed power supply devices to be controlled. . Even if the central control device goes down or communication is interrupted, control can be performed according to an operation plan that is close to optimum.
中央制御装置から各分散電源装置へ送信する制御量を受送電量により増減するコミュニティー内電力価格パターンとすることにより、簡易的に送電ロスを考慮しエネルギー需給がバランスされた運用制御を行なうことができる。 By making the control amount transmitted from the central control device to each distributed power supply device into an in-community electricity price pattern that increases or decreases depending on the amount of received and transmitted power, it is possible to easily perform operation control that balances energy supply and demand in consideration of transmission loss. it can.
中央制御装置においてコミュニティー内電力価格パターンを最適化すれば、コミュニティー全体のエネルギーコストを最小化する最適運用計画を作成することができる。 By optimizing the in-community electricity price pattern at the central controller, it is possible to create an optimal operation plan that minimizes the energy cost of the entire community.
中央制御装置が各分散制御装置の最適探索過程を監視しマネジメントすることにより、常に安定に高精度な最適運用計画を算出することができる。 By monitoring and managing the optimum search process of each distributed control device by the central control device, it is possible to always calculate a stable and highly accurate optimum operation plan.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態による分散型エネルギーコミュニティー制御システムの構成を示している。 FIG. 1 shows a configuration of a distributed energy community control system according to an embodiment of the present invention.
この分散型エネルギーコミュニティー制御システムは需要家グループ11の各需要家11 1,112,・・・の分散電源装置やエネルギー貯蔵装置を制御する分散制御装置110と、需要家グループ12の各需要家121,122,・・・の分散電源装置やエネルギー貯蔵装置を制御する分散制御装置120と、需要家グループ1nの各需要家1n1,1n2,・・・の分散電源装置やエネルギー貯蔵装置を制御する分散制御装置1n0と、センタ2に設置された中央制御装置21で構成されている。
The distributed energy community control system customer groups 1 each consumer 1 1 1 1, 1 12, and distributed control system 1 10 for controlling the distributed power supply and energy storage devices.., Customer groups 1 2 each customer 1 21, 1 22, the distributed control system 1 20 for controlling the distributed power supply and energy storage devices.., customer groups 1 each consumer 1 n n1, 1 n2, ... of The distributed control device 1 n0 that controls the distributed power supply device and the energy storage device, and the
分散制御装置110,111,・・・,11nは中央制御装置21との通信手段を有し、当該需要家グループの各需要家の分散電源装置やエネルギー貯蔵装置の最適な運用を行なう。中央制御装置21はエネルギーコミュニティー内のエネルギー需給状態を監視し、各分散制御装置110,120,・・・,1n0に対して、商用電源3からの各需要家グループ11,12,・・・,1nへの供給電力を制御する。
The distributed control devices 1 10 , 1 11 ,..., 1 1n have communication means with the
なお、センタ2内には、中央制御装置21により制御される、発電装置としての燃料電池22、エネルギー貯蔵装置としての蓄電池23とが設置されている。また、分散制御装置は各需要家グループに1台ずつ設置されているが、複数台あるいは需要家毎に設置してもよい。
In the
需要家は、グループ内における配電ロス等が少なくなるようにグループ分けされている。また、電力負荷需要の規模が大きくなる程その予測精度は向上するので、需要家グループの規模は需要予測の精度を考慮して決定される。例えば、一つの変圧トランスに収容されている需要家を1グループとする。また、集合住宅は一つの需要家グループとするか、あるいは各階毎を需要家グループとしてもよい。 Consumers are grouped so as to reduce power distribution loss and the like within the group. Moreover, since the prediction accuracy improves as the power load demand increases, the size of the consumer group is determined in consideration of the accuracy of the demand prediction. For example, a group of customers accommodated in one transformer is considered as one group. In addition, the apartment house may be one consumer group, or each floor may be a consumer group.
図2は本実施形態における中央制御装置21と分散制御装置110〜1n0で行なわれる第1の処理例の概略のフロー、図3はその詳細なフローを示している。
FIG. 2 shows a schematic flow of a first processing example performed by the
中央制御装置21は、まず気象情報やイベント情報等を用いて、各需要家の電力および/または熱負荷需要を予測し、太陽光や風力のような自然エネルギーによる発電装置を有する需要家に対しては発電予測を行ない、これらの予測結果を各分散制御装置110〜1n0へ送信する(ステップ111,112)。あるいは、予測に必要な情報を送信し、各分散制御装置110〜1n0において予測を行なってもよい。ここで、熱負荷とは例えば貯湯槽からの給湯の使用熱量を指す。
The
次に、中央制御装置21は、各分散電源装置110〜1n0へコミュニティー内電力価格に相当する制御信号パターンを送信する(ステップ113)。この電力価格は、時間帯により変動する時系列の関数である。また、送電ロスを詳細に考慮するためには、受電の場合にはその電力に応じて送電ロス分を加算した電力量に対する電力価格とし、送電の場合にはその電力に応じて送電ロス分を減算した電力量に対する電力価格とする。送電ロスを簡単に考慮する場合には、この電力価格は需要家グループからの送電量増加に応じて安価となり需要家グループの受電量増加に応じて高価となるような関数としてもよい。あるいは、より簡易的に買電価格と売電価格に差を設けるだけでもよい。以上のように設定することで、送電ロスも簡易的に考慮したコミュニティー内エネルギーの需給制御が可能となる。
Next, the
各需要家グループに設置された分散制御装置110〜1n0は、中央制御装置21から送信された一日の電力/熱負荷需要予測および発電予測と、コミュニティー内電力価格の予定値を受信し(ステップ211,212)、これらから自グループ内における制御可能な分散電源である燃料電池の発電、蓄電池の充放電の運用計画を作成する(ステップ213〜216)。ステップ215の終了条件とはタイマー時間や繰り返し回数等である。この運用計画は例えば一日単位あるいは現時刻から24時間先まで作成され、需要予測や予定価格の修正により随時更新される。得られた、評価値が最良の運用計画はメモリに保存しておく。
The distributed control devices 1 10 to 1 n0 installed in each consumer group receive the daily power / heat load demand forecast and the power generation forecast and the planned value of the in-community power price transmitted from the
運用計画作成においては、例えば一日のエネルギーコストすなわち燃料コストにコミュニティー内で受送電する電力コストを加減算したコストを目的関数として、この目的関数が最小となるような運用計画パターンを探索する。燃料コストは、燃料電池の効率特性、起動特性や応答特性等をモデル化し、発電電力目標パターンにおける発電電力に対する燃料流量から算出する。また、この運用計画パターンにより燃料電池および蓄電池から供給される電力から電力負荷の予測データを差し引いた電力が受送電する電力パターンとなり、この電力パターンを電力価値パターンの関数に代入して、電力コストを算出する。蓄電池や貯湯槽は充放電ロスや放熱ロス等を考慮してモデル化し、その残容量を算出しておく。運用計画パターンで運転したときの燃料電池モデルによる排熱量パターンから熱負荷(給湯量)の予測データを差し引いた熱量を貯湯槽モデルに積算していく。蓄電池や貯湯槽の一日におけるバランスをとるために、充電量や貯湯量の一日における差分をペナルティー関数として目的関数に加算する。また、蓄電池の過充電や過放電等は、制約条件として扱うか、同様にペナルティー関数として加算してもよい。前述したように需要グループ内での配電ロスが少ない場合としてその計算を省略しているが、配電ロスを考慮した目的関数とすることもできる。 In creating an operation plan, for example, an operation plan pattern that minimizes the objective function is searched for by using, as an objective function, a cost obtained by adding / subtracting a power cost for receiving and transmitting power within the community to a daily energy cost, ie, fuel cost. The fuel cost is calculated from the fuel flow rate with respect to the generated power in the generated power target pattern by modeling the efficiency characteristics, start-up characteristics, response characteristics, etc. of the fuel cell. Also, the power pattern obtained by subtracting the predicted data of the power load from the power supplied from the fuel cell and storage battery by this operation plan pattern becomes the power pattern to be received and transmitted, and this power pattern is substituted into the function of the power value pattern to calculate the power cost. Is calculated. The storage battery and hot water tank are modeled in consideration of charge / discharge loss, heat dissipation loss, and the like, and the remaining capacity is calculated. The amount of heat obtained by subtracting the prediction data of the thermal load (hot water supply amount) from the exhaust heat amount pattern by the fuel cell model when operating with the operation plan pattern is integrated into the hot water tank model. In order to balance the storage battery and hot water tank in one day, the difference in charge amount and hot water amount in one day is added to the objective function as a penalty function. Further, overcharge or overdischarge of the storage battery may be handled as a constraint condition or may be added as a penalty function. As described above, the calculation is omitted as the case where the distribution loss in the demand group is small, but an objective function considering the distribution loss can be used.
探索方法としては、様々な最適アルゴリズムを適用することができるが、タブーサーチや遺伝的アルゴリズム等のメタヒューリスティック手法を用いることにより現実的な時間内に大域的最適解の高精度な近似解を得ることができる。 Various optimal algorithms can be applied as search methods. By using metaheuristic techniques such as tabu search and genetic algorithm, a highly accurate approximate solution of the global optimal solution can be obtained within a realistic time. be able to.
各分散制御装置110〜1n0は、最適な運用計画の探索結果を中央制御装置21へ送信する(ステップ220)。中央制御装置21は、各分散制御装置110〜1n0から最適な運用計画を受信し(ステップ121)、これらの運用計画で各分散電源を運転した場合の、各時間のコミュニティー内のエネルギー需給バランスを計算する(ステップ122)。そして各時間帯における、エネルギーの余剰あるいは不足が許容範囲内かどうかを判定する(ステップ123)。許容範囲内になければ、次回の最適探索開始時までに、その時間帯のコミュニティー内電力価格に相当する制御量の調整を行なったパターンを送信する(ステップ113)。許容範囲内にあれば発電予測を修正する。(ステップ112)。ただし、外部の電力の売買によりコミュニティー全体のエネルギーコストが高くならない場合、あるいはセンタ2に燃料電池22や蓄電池23を有しておりこれらの制御で対応できる場合には調整の必要はない。また、コミュニティー内電力価格を外部の買電電力価格よりも高くした時間帯においてもコミュニティー内全体の電力供給が不足する場合には、外部電力を購入した方がエネルギーコストを削減できるということを、中央制御装置21において簡易に判断することができる。すなわち、コミュニティー内電力価格を外部電力の買電価格よりも安く、売電価格よりも高い範囲内で設定することにより、外部電力を有効に利用した低コストなエネルギーマネジメントが行なえる。このように、安価な深夜電力や電力自由化下における電力取引を有効に利用しつつ、外部への逆潮流を防ぐ等のコミュニティー内のエネルギーバランスを維持するエネルギーマネジメントが容易に可能となる。
Each of the distributed control devices 1 10 to 1 n0 transmits the search result of the optimum operation plan to the central control device 21 (step 220). The
以上のような処理を一定時間間隔で繰り返すことで、各分散制御装置110〜1n0は最新の最適な運用計画により分散電源等を制御する。仮に中央制御装置21がダウンしたり通信が途絶えたりしても、各分散制御装置110〜1n0は過去の予測データを用いて最適計算を行なうことによって、できるだけ最適に近い運用計画により分散電源等を制御することができる。
By repeating the above processing at regular time intervals, each of the distributed control devices 1 10 to 1 n0 controls the distributed power source and the like according to the latest optimum operation plan. Even if the
図4は本実施形態における中央制御装置21と各分散制御装置110〜1n0で行なわれる第2の処理例の概略のフロー、図5はその詳細なフローを示している。
FIG. 4 shows a schematic flow of a second processing example performed by the
中央制御装置21は、気象情報やイベント情報等を用いて、各需要家の電力/熱負荷需要および発電予測を行ない、これらの予測結果を各分散制御装置110〜1n0へ送信する(ステップ131,132)。
The
中央制御装置21は次に、コミュニティー内電力価格を設定し、これに相当する制御信号パターンを各分散制御装置110〜1n0へ送信する(ステップ133)。ここでは複数の電力価格パターンの候補を挙げ、それらを同時に送信するか、あるいは時間差を設けて送信する。また、需要家グループ内に複数の分散制御装置がある場合には、それぞれに対し別の電力価格パターンを送信してもよい。
Next, the
各需要家グループに設置された各分散制御装置110〜1n0においては、中央制御装置21から送信された一日の電力/熱負荷需要予測および発電予測と、コミュニティー内電力価格の予定値を受信し(ステップ211,212)、これらから自グループ内における制御可能な分散電源である燃料電池の発電、蓄電池の充放電の運用計画を一日単位等で作成する(ステップ213〜216)。
In each of the distributed control devices 1 10 to 1 n0 installed in each consumer group, the daily power / heat load demand forecast and the power generation forecast transmitted from the
運用計画作成においては、例えば一日のエネルギーコストすなわち燃料コストにコミュニティー内で受送電した電力コストを加減算したコストを目的関数として、メタヒューリスティック手法を用いてこの目的関数が最小となるような運転計画を探索する(ステップ214〜216)。
In creating an operation plan, for example, an operation plan that minimizes this objective function using a meta-heuristic method with the cost obtained by adding / subtracting the energy cost of the day as the fuel cost and the power cost received and transmitted within the community as the objective function. Is searched (
各分散制御装置110〜1n0は、最適な運用計画の探索結果を中央制御装置21へ送信する(ステップ220)。 Each of the distributed control devices 1 10 to 1 n0 transmits the search result of the optimum operation plan to the central control device 21 (step 220).
中央制御装置21は、最適な運用計画を受信し(ステップ141)、各分散制御装置110〜1n0からの最適な運用計画で各分散電源を運転した場合の総エネルギーコストを算出し、評価する(ステップ142)。ここでの総エネルギーコストは、各需要家グループにおける燃料コストの積算に、コミュニティー外との電力売買コストを加減算して算出する。送信した電力価格パターンは前述したように複数であるため、それぞれの電力価格パターンにする総エネルギーコストを比較し、これが最小となる電力価格パターンを決定し、各分散電源に送信する(ステップ150)。各分散制御装置110〜1n0は受信した電力価格パターンに対する最適な運用計画に決定する(ステップ230)。各分散制御装置110〜1n0における計算能力や通信量に余裕があれば、メタヒューリスティック手法を用いて、売買電力の上限等の制約条件を満たしながら総エネルギーコストが最小となる電力価格パターンの最適探索を行なうこともできる(ステップ144)。このとき、センタ2に燃料電池22や蓄電池23を有している場合には、これらにおける制約条件を満たしながら運用計画も併せて最適化する必要がある。
The
以上のように、各分散制御装置110〜1n0において分散電源等の最適運用計画を繰り返しあるいはパラレルに作成させながら、その最適探索における制御情報であるコミュニティー内における電力価格パターンを中央制御装置21において決定する。この決定段階においてメタヒューリスティック手法等の最適化手法を用いることによって、電力自由化下における電力取引等も有効に利用し、様々な制約条件を満たしながらコミュニティー内の総エネルギーコストを最小とする最適エネルギーマネジメントを可能とする。
As described above, the
図6は各分散制御装置で行なわれる、最適な運用計画の作成方法の他の例を示している。 FIG. 6 shows another example of a method for creating an optimum operation plan performed in each distributed control apparatus.
各分散制御装置110〜1n0はまず、最適探索を行なう初期の運用パターンを設定する(ステップ241)。この初期パターンは、用いる最適アルゴリズムによって複数である場合もあり、前回算出した最適探索結果を用いて作成するとよい。次に、前述したエネルギーコスト等の目的評価関数を算出する(ステップ242)。中央制御装置26から割り込み信号が有るかどうか判定する(ステップ243)。あれば、ステップ241に戻る。なければ、算出された評価値により、最適アルゴリズムを用いて次に評価する運用パターンを決定し、メモリに保存する(ステップ244、245)。最適アルゴリズムとしては、タブーサーチやシミュレーティッドアニーリング、遺伝的アルゴリズムやPSO(Particle Swarm Optimization)等を用いることができる。以上のような最適探索をタイマーや繰り返し回数等の終了条件を満たすまで繰り返す(ステップ244)。
First, each of the distributed control devices 1 10 to 1 n0 sets an initial operation pattern for performing an optimal search (step 241). There may be a plurality of initial patterns depending on the optimum algorithm to be used, and it is preferable to create them using the optimum search result calculated last time. Next, the objective evaluation function such as the energy cost described above is calculated (step 242). It is determined whether there is an interrupt signal from the central controller 26 (step 243). If there is, return to
前述したように分散制御装置は、各グループに1台以上設置する。同じグループ内に複数台の分散制御装置が設置されている場合、初期パターンや探索パラメータを変えて最適探索を行なうことにより、効率的な最適解の算出が可能となる。 As described above, one or more distributed control devices are installed in each group. When a plurality of distributed control devices are installed in the same group, an optimal solution can be calculated efficiently by performing an optimal search by changing the initial pattern and search parameters.
中央制御装置21は、各分散制御装置110〜1n0における探索過程を監視しており(ステップ151)、例えば一定時間以上最良解が更新されない等、効率的な探索が行なわれていないと判断される分散制御装置には、そのグループ内におけるそれまでの最良解を通知(割り込み)し(ステップ152,153)、その最良解を運用計画の初期パターンとして用いて最適探索をリスタートさせる。最良解以外にも最良解が得られた制御パラメータ等を通知してもよい。逆に、各分散制御装置110〜1n0が自らの最適探索において一定時間以上最良解が更新されない場合に、中央制御装置26へ最良解の候補や制御パラメータをリクエストできるようにし、送信されてきた最適解等を用いて最適探索をリスタートしてもよい。あるいは、分散制御装置間で最良解の情報を送受信するようにしてもよい。ここで、制御パラメータとは、例えば最適アルゴリズムにタブーサーチを用いた場合には、タブーリストの長さ等がある。タブーリストとは、過去の最適探索の方向等を示す属性を記憶するメモリであり、局所解から脱出するための機能を付加する。需要家グループにおける全ての分散制御装置110〜1n0における最適探索が終了すると、中央制御装置21は各分散制御装置110〜1n0へ評価値の最も良い解による運用パターンを通知し(ステップ153)、それに従って各分散電源は制御される。
The
以上のように、中央制御装置21が各分散制御装置110〜1n0における運用計画の最適探索を監視し、グループ内での最良解を共有させることにより、効率的に最適探索を行なうことができる。グループ内に一つの分散制御装置しかない場合においても、分散制御装置において隣接するグループの最適運用を併せて探索しておけば、同様に効率的な最適探索マネジメントを行なうことができる。
As described above, the
11〜1n 需要家グループ
2 センタ
3 商用電源
110〜1n0 分散制御装置
111,112,…,121,122,…,1n1,1n2 需要家
21 中央制御装置
22 燃料電池
23 蓄電池
110〜113,120〜123,130〜133,140〜144,151〜153 ステップ
210〜215,220,230,241〜246 ステップ
1 1 to 1 n
Claims (18)
前記需要家が複数の需要家グループにグループ分けされ、
各需要家グループに一台以上設けられ、当該需要家グループに含まれる分散電源装置および/またはエネルギー貯蔵装置の最適な運用計画を制御量に基づいて作成する分散制御装置と、
各需要家グループにおける供給電力を調整することができる前記制御量を含む制御情報を各分散制御装置に送信する中央制御装置を有する分散型エネルギーコミュニティー制御システム。 In an energy community consisting of a large number of consumers with distributed power supplies and / or energy storage devices connected to the power grid,
The consumers are grouped into a plurality of consumer groups;
One or more units in each customer group, and a distributed control device that creates an optimal operation plan of the distributed power supply device and / or energy storage device included in the customer group based on the control amount;
A distributed energy community control system including a central control device that transmits control information including the control amount capable of adjusting power supplied to each consumer group to each distributed control device.
前記中央制御装置は、各分散制御装置において一定時間以上最良解が更新されない場合、前記情報として初期運用計画のパターンおよび/または制御パラメータを各分散制御装置に通知する、請求項4に記載のシステム。 Each of the distributed control devices includes means for creating an initial operation plan for searching for an optimal solution, means for changing the operation plan and determining an operation plan as a next evaluation candidate, and the evaluation obtained so far Means to store the operation plan with the best value,
5. The system according to claim 4, wherein the central control unit notifies each distributed control unit of an initial operation plan pattern and / or a control parameter as the information when the best solution is not updated for a predetermined time or longer in each distributed control unit. .
前記中央制御装置が、電力および/または熱負荷の需要を予測し、予測データを前記各分散制御装置へ送信するステップと、
前記各分散制御装置が前記予測データを受信するステップと、
前記中央制御装置がコミュニティー内電力価格を設定し、電力価格パターンとして前記各分散制御装置へ送信するステップと、
前記各分散制御装置が前記電力価格パターンを受信するステップと、
前記各分散制御装置が前記予測データと前記電力価格パターンを基に、評価する初期運用計画を設定するステップと、
前記各分散制御装置が前記運用計画を基づき当該需要家グループ内のエネルギーコストを計算、評価するステップと、
前記各分散制御装置が、所定の終了条件が満たされたかどうか判定するステップと、
終了条件が満たされなかった場合、前記各分散制御装置が最適アルゴリズムにより運用計画を変更し、エネルギーコストを計算、評価するステップに戻るステップと、
終了条件が満たされた場合、前記各分散制御装置が、評価した運用計画の中から最適な運用計画を選定し、前記中央制御装置に送信するステップと、
前記中央制御装置が前記各分散制御装置から最適な運用計画を受信するステップと、
前記中央制御装置が、受信した最適な運用計画を基に各時間におけるコミュニティー内エネルギー需給バランスを計算するステップと、
前記中央制御装置が、前記コミュニティー内エネルギー需給バランスから、各時間帯におけるエネルギーの余剰/不足が許容範囲内かどうか判定し、許容範囲内であれば電力、熱負荷の需要を予測するステップに戻り、許容範囲内でなければコミュニティー内電力価格を設定するステップに戻るステップを有する分散型エネルギーコミュニティー制御方法。 One or more units are provided in each consumer group of the distributed energy community, which has a distributed power supply device and / or energy storage device, and a large number of customers connected to the power system are grouped into a plurality of customer groups, A distributed control device that creates an optimal operation plan of the distributed power supply device and / or energy storage device included in the customer group based on the control amount, and the control amount that can adjust the power supplied to each customer group A distributed energy community control method performed by a central controller that transmits control information including
The central controller predicts demand for power and / or heat load and transmits predicted data to each of the distributed controllers;
Each of the distributed control devices receiving the prediction data;
The central controller sets an in-community power price and transmits it as a power price pattern to each of the distributed controllers;
Each of the distributed control devices receiving the power price pattern;
A step of setting an initial operation plan to be evaluated based on the prediction data and the power price pattern by each of the distributed control devices;
Each distributed control device calculates and evaluates the energy cost in the customer group based on the operation plan;
Each of the distributed control devices determines whether a predetermined termination condition is satisfied; and
When the termination condition is not satisfied, each distributed control device changes the operation plan by an optimal algorithm, and returns to the step of calculating and evaluating the energy cost; and
When the termination condition is satisfied, each of the distributed control devices selects an optimal operation plan from the evaluated operation plans, and transmits the selected operation plan to the central control device;
The central control unit receiving an optimal operation plan from each of the distributed control units;
The central control unit calculating a community energy supply-demand balance at each time based on the received optimal operation plan;
The central control unit determines whether the surplus / shortage of energy in each time zone is within an allowable range from the energy supply / demand balance in the community, and returns to the step of predicting the demand for electric power and heat load if within the allowable range. A distributed energy community control method comprising the step of returning to the step of setting an in-community power price if not within an allowable range.
前記中央制御装置が電力および/または熱負荷の需要を予測し、予測データを各分散制御装置へ送信するステップと、
前記各分散制御装置が前記中央制御装置から予測データを受信するステップと、
前記中央制御装置が評価する初期コミュニティー内電力価格パターンを設定し、前記各分散制御装置に送信するステップと、
前記各分散制御装置が、前記予測データと前記初期コミュニティー内電力パターンを基に、評価する初期運用計画を設定するステップと、
前記各分散制御装置が前記運用計画に基づき当該需要家グループ内のエネルギーコストを計算するステップと、
前記各分散制御装置が、所定の終了条件が満たされたかどうか判定するステップと、
終了条件が満たされなかった場合、前記各分散制御装置が最適アルゴリズムにより運用計画を変更し、エネルギーコストを計算するステップに戻るステップと、
終了条件が満たされた場合、前記各分散制御装置が、評価した運用計画の中から最適な運用計画を選定し、前記中央制御装置に送信するステップと、
前記中央制御装置が各分散制御装置から最適な運用計画を受信するステップと、
前記中央制御装置が前記の最適な運用計画に基づき前記コミュニティー内の総エネルギーコストを計算し、評価するステップと、
前記中央制御装置が、所定の終了条件が満たされたかどうか判定するステップと、
前記終了条件が満たされなかった場合、前記中央制御装置が最適アルゴリズムにより電力価格パターンを変更し、前記の最適な運用計画を受信するステップに戻るステップと、
前記終了条件が満たされた場合、前記中央制御装置が、評価した電力価格パターンの中から最適な電力価格パターンを決定し、各分散制御装置へ送信するステップと、
前記各分散制御装置が前記の最適な電力価格パターンを受信し、受信電力価格パターンに対する最適運用計画に決定するステップを有する分散型エネルギーコミュニティー制御方法。 One or more units are provided in each consumer group of the distributed energy community, which has a distributed power supply device and / or energy storage device, and a large number of customers connected to the power system are grouped into a plurality of customer groups, A distributed control device that creates an optimal operation plan of the distributed power supply device and / or energy storage device included in the consumer group based on the control amount, and the control that can adjust the power supplied to each consumer group A distributed energy community control method performed by a central controller that transmits control information including a quantity to each distributed controller,
The central controller predicts demand for power and / or heat load, and transmits predicted data to each distributed controller;
Each of the distributed control devices receiving prediction data from the central control device;
Setting an initial in-community electricity price pattern to be evaluated by the central controller and transmitting to each of the distributed controllers;
Each distributed control device sets an initial operation plan to be evaluated based on the prediction data and the power pattern in the initial community; and
Each distributed control device calculating an energy cost in the customer group based on the operation plan; and
Each of the distributed control devices determines whether a predetermined termination condition is satisfied; and
If the termination condition is not satisfied, each distributed control device changes the operation plan by an optimal algorithm and returns to the step of calculating the energy cost; and
When the termination condition is satisfied, each of the distributed control devices selects an optimal operation plan from the evaluated operation plans, and transmits the selected operation plan to the central control device;
The central control unit receiving an optimal operation plan from each distributed control unit; and
The central controller calculating and evaluating a total energy cost in the community based on the optimal operational plan;
The central controller determining whether a predetermined termination condition is satisfied;
If the termination condition is not met, the central controller changes the power price pattern with an optimal algorithm and returns to receiving the optimal operation plan; and
When the termination condition is satisfied, the central controller determines an optimal power price pattern from the evaluated power price patterns, and transmits to each distributed control device;
A distributed energy community control method comprising the steps of: each of the distributed control devices receiving the optimal power price pattern and determining an optimal operation plan for the received power price pattern.
前記中央制御装置が電力および/または熱負荷の需要を予測した予測データを受信するステップと、
前記中央制御装置が設定したコミュニティー内電力価格の電力価格パターンを受信するステップと、
前記予測データと電力価格パターンを基に、評価する初期運用計画を設定するステップと、
当該需要家グループ内のエネルギーコストを計算、評価するステップと、
所定の終了条件が満たされたかどうか判定するステップと、
終了条件が満たされなかった場合、最適アルゴリズムにより運用計画を変更し、エネルギーコストを計算、評価するステップに戻るステップと、
終了条件が満たされた場合、評価した運用計画の中から最適な運用計画を選定し、前記中央制御装置に送信するステップを有する分散型エネルギーコミュニティー制御方法。 One or more units are installed in each consumer group of the distributed energy community, which has a distributed power supply device and / or energy storage device, and a large number of customers connected to the power system are grouped into a plurality of customer groups. A distributed energy community control method in which a distributed control device creates an optimum operation plan of a distributed power supply device and / or an energy storage device included in the customer group based on control from a central control device,
Receiving forecast data in which the central controller predicts demand for power and / or heat load;
Receiving an electricity price pattern of an in-community electricity price set by the central controller;
Setting an initial operation plan to be evaluated based on the forecast data and the power price pattern;
Calculating and evaluating energy costs within the customer group;
Determining whether a predetermined termination condition is satisfied;
If the termination condition is not satisfied, the operation plan is changed by the optimal algorithm, and the step returns to the step of calculating and evaluating the energy cost,
A distributed energy community control method comprising a step of selecting an optimum operation plan from the evaluated operation plans and transmitting the selected operation plan to the central control device when an end condition is satisfied.
電力および/または熱負荷の需要を予測し、予測データを前記各分散制御装置へ送信するステップと、
コミュニティー内電力価格を設定し、電力価格パターンとして前記各分散制御装置へ送信するステップと、
前記各分散制御装置から最適な運用計画を受信するステップと、
受信した最適な運用計画を基に各時間におけるコミュニティー内エネルギー需給バランスを計算するステップと、
前記コミュニティー内エネルギー需給バランスから、各時間帯におけるエネルギーの余剰/不足が許容範囲内かどうか判定し、許容範囲内であれば電力、熱負荷の需要を予測するステップに戻り、許容範囲内でなければコミュニティー内電力価格を設定するステップに戻るステップを有する分散型エネルギーコミュニティー制御方法。 One or more units are provided in each consumer group of the distributed energy community, which has a distributed power supply device and / or energy storage device, and a large number of customers connected to the power system are grouped into a plurality of customer groups, A distributed energy community control method in which a central control device controls a distributed control device that creates an optimum operation plan of distributed power supply devices and / or energy storage devices included in the customer group,
Predicting demand for power and / or heat load and transmitting forecast data to each of the distributed control devices;
Setting a power price in the community and transmitting it to each of the distributed control devices as a power price pattern;
Receiving an optimal operation plan from each of the distributed control devices;
Calculating the community energy supply-demand balance at each hour based on the optimal operation plan received;
From the energy supply / demand balance in the community, it is determined whether the surplus / shortage of energy in each time zone is within an allowable range, and if it is within the allowable range, the process returns to the step of predicting the demand for electric power and heat load. A decentralized energy community control method comprising the step of returning to the step of setting an intra-community electricity price.
前記中央制御装置が電力および/または熱負荷の需要を予測した予測データを受信するステップと、
前記中央制御装置が設定した初期コミュニティー内電力価格パターンを受信するステップと、
前記予測データと前記初期コミュニティー内電力パターンを基に、評価する初期運用計画を設定するステップと、
前記運用計画に基づき当該需要家グループ内のエネルギーコストを計算するステップと、
所定の終了条件が満たされたかどうか判定するステップと、
終了条件が満たされなかった場合、最適アルゴリズムにより運用計画を変更し、エネルギーコストを計算するステップに戻るステップと、
終了条件が満たされた場合、評価した運用計画の中から最適な運用計画を選定し、前記中央制御装置に送信するステップと、
前記各分散制御装置が前記中央制御装置から最適な電力価格パターンを受信し、受信した電力価格パターンに対する最適運用計画に決定するステップを有する分散型エネルギーコミュニティー制御方法。 One or more units are installed in each consumer group of the distributed energy community, which has a distributed power supply device and / or energy storage device, and a large number of customers connected to the power system are grouped into a plurality of customer groups. A distributed energy community control method in which a distributed control device creates an optimum operation plan of a distributed power supply device and / or an energy storage device included in the consumer group under the control of a central control device,
Receiving forecast data in which the central controller predicts demand for power and / or heat load;
Receiving an initial in-community electricity price pattern set by the central controller;
Setting an initial operation plan to be evaluated based on the prediction data and the power pattern in the initial community;
Calculating energy costs within the customer group based on the operational plan;
Determining whether a predetermined termination condition is satisfied;
If the termination condition is not satisfied, the operation plan is changed by the optimal algorithm, and the step of returning to the step of calculating the energy cost,
When the termination condition is satisfied, selecting an optimum operation plan from the evaluated operation plans, and transmitting to the central control unit;
A distributed energy community control method comprising the steps of: each distributed control device receiving an optimal power price pattern from the central control device and determining an optimal operation plan for the received power price pattern.
電力および/または熱負荷の需要を予測し、予測データを各分散制御装置へ送信するステップと、
評価する初期コミュニティー内電力価格パターンを設定し、前記各分散制御装置に送信するステップと、
各分散制御装置から最適な運用計画を受信するステップと、
前記の最適な運用計画に基づき前記コミュニティー内の総エネルギーコストを計算し、評価するステップと、
所定の終了条件が満たされたかどうか判定するステップと、
前記終了条件が満たされなかった場合、最適アルゴリズムにより電力価格パターンを変更し、前記の最適な運用計画を受信するステップに戻るステップと、
前記終了条件が満たされた場合、評価した電力価格パターンの中から最適な電力価格パターンを決定し、各分散制御装置へ送信するステップを有する分散型エネルギーコミュニティー制御方法。 One or more units are provided in each consumer group of the distributed energy community, which has a distributed power supply device and / or energy storage device, and a large number of customers connected to the power system are grouped into a plurality of customer groups, A distributed energy community control method in which a central control device controls a distributed control device that creates an optimum operation plan of distributed power supply devices and / or energy storage devices included in the customer group,
Predicting demand for power and / or heat load and transmitting the forecast data to each distributed controller;
Setting an initial community power price pattern to be evaluated and transmitting to each of the distributed control devices;
Receiving an optimal operation plan from each distributed control device; and
Calculating and evaluating a total energy cost in the community based on the optimal operational plan;
Determining whether a predetermined termination condition is satisfied;
If the termination condition is not satisfied, changing the power price pattern by an optimal algorithm and returning to the step of receiving the optimal operation plan; and
A distributed energy community control method comprising a step of determining an optimal power price pattern from the evaluated power price patterns and transmitting the determined power price pattern to each distributed control device when the termination condition is satisfied.
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