WO2012131869A1 - 電力需要計画調整装置、電力需要計画調整方法、及びプログラム - Google Patents

電力需要計画調整装置、電力需要計画調整方法、及びプログラム Download PDF

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    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Definitions

  • the present invention relates to a power demand plan adjusting device, a power demand plan adjusting method, and a program.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technique for planning power supply and supply so that the power generation cost for 24 hours is minimized, and Patent Document 1 discloses that the price of generated power is maximized. Techniques for planning reservoir water levels are disclosed. In addition, the next day's power price is provided to the customer, and the customer determines the amount of power demand to be used by looking at the price.
  • Patent Document 2 discloses a technique for controlling the hot water temperature of a hot water storage water heater so that the electricity charge for heating is minimized. In recent years, an experiment called smart grid, which attempts to control demand with real-time electricity prices, is also underway.
  • the present invention has been made in view of such a background, and provides a power demand plan adjustment device, a power demand plan adjustment method, and a program capable of adjusting a plurality of separately calculated plans. With the goal.
  • a main invention of the present invention for solving the above problems is an apparatus for adjusting a plan of power demand by charging a storage battery, and calculates an optimum value of power demand per unit time and
  • the supply and demand planning device for calculating the optimum value of the power price and the demand planning device for planning the power demand amount by charging the storage battery according to the power price are communicably connected to each unit time.
  • An optimal supply and demand plan acquisition unit that acquires the optimal value of the demand amount and the optimal value of the power price from the supply and demand planning device, and the demand plan so as to plan the demand amount according to the optimal value of the acquired power price
  • An optimal demand amount acquisition unit that controls a device and acquires a planned value of the demand amount from the demand planning device; a group determination unit that groups the storage batteries into a plurality of groups;
  • a demand plan totaling unit that calculates a total value obtained by summarizing the planned value of the demand amount for each group, and the planned value of the demand amount for the storage batteries belonging to the group in the descending order of the total value.
  • a price adjustment unit that controls the demand planning device to increase the power price for the unit time exceeding the optimal value of the quantity and to plan the demand amount according to the increased power price. I will do it.
  • the demand plan apparatus can recalculate the demand quantity after increasing the power price in the unit period in which the planned demand quantity exceeds the optimum demand quantity. It is preferable to charge the storage battery at a time when the power price is high, and it is preferable to shift the power demand to a time when the power price is lower. It is expected that recalculation will take place. Thereby, a plan demand amount can be made to approach an optimal demand amount. Moreover, in the demand plan adjustment apparatus of this invention, since calculation is performed per group, even when there are many storage batteries, the increase in calculation load can be suppressed.
  • the group determining unit may randomly group the storage batteries.
  • the power demand plan adjustment apparatus of this invention is further equipped with the address memory
  • the said group determination part refers to the said address storage part,
  • the storage batteries may be grouped so that the addresses are distributed among the plurality of groups.
  • the power demand plan adjustment apparatus of this invention is further equipped with the area memory
  • the said group determination part has the said group storage part.
  • the storage batteries may be grouped so that the areas are distributed to the plurality of groups.
  • Charge demand for storage batteries is often regional, as is the amount of electricity used, and it is likely that demand will be concentrated by address and area, and the charging plan has been adjusted for all storage batteries at addresses and areas where demand is concentrated. In some cases, the concentrated demand will move to other time zones, but it will be concentrated locally by grouping so that there is no bias in the address or area. The demand can be more reliably distributed.
  • the power demand plan adjustment apparatus of this invention is further equipped with the system
  • the said group determination part is the said system
  • the storage batteries may be grouped so that the power system is distributed to the plurality of groups.
  • the load on the distribution line can be distributed in addition to the demand.
  • the power demand plan adjusting apparatus of the present invention is connected to a server that relays communication between the power demand plan adjusting apparatus and the demand planning apparatus, the power demand plan adjusting apparatus and the demand planning apparatus,
  • Each storage battery further includes a server storage unit that stores information specifying the server connected to the demand planning device that plans the power demand for the storage battery, and the group determination unit refers to the server storage unit
  • the storage batteries may be grouped so that the servers are distributed to the plurality of groups.
  • the amount of communication between the power demand plan adjusting device and the server can also be distributed.
  • Another aspect of the present invention is a method for adjusting a plan for power demand by charging a storage battery, calculating an optimum value of power demand per unit time and optimizing a power price per unit time.
  • a computer connected to be communicable with each of the supply and demand planning device for calculating the value and the demand planning device for planning the power demand amount by charging the storage battery according to the power price, the computer for each unit time Obtaining an optimum value of the demand amount and an optimum value of the electric power price from the supply and demand planning device, controlling the demand planning device to plan the demand amount according to the obtained optimum value of the electric power price,
  • the plan value of the demand amount is obtained from a planning device, the storage batteries are grouped into a plurality of groups, and a total value obtained by summing the plan value of the demand amount of the storage battery for each group is calculated.
  • the power price is increased for the unit time in which the planned value of the demand amount for the storage batteries belonging to the group exceeds the optimum value of the demand amount in descending order of the aggregate value, and the increased power price
  • the demand planning device is controlled so as to plan the demand amount according to the situation.
  • the computer further stores, for each storage battery, information specifying an area where the storage battery is installed in a memory, and the computer refers to the memory.
  • the storage batteries may be grouped so that the areas are distributed to the plurality of groups.
  • the computer further stores, for each storage battery, information specifying an electric power system used for charging the storage battery in a memory, and the computer refers to the memory.
  • the storage batteries may be grouped so that the power system is distributed to the plurality of groups.
  • Another aspect of the present invention is a program for adjusting a power demand plan for charging a storage battery, and calculates an optimum value of the power demand per unit time and the power price per unit time.
  • a computer that is communicably connected to each of the supply and demand planning device for calculating the optimum value of the power supply and the demand planning device for planning the amount of power demand by charging the storage battery according to the power price.
  • the program of the present invention further causes the computer to further execute a step of storing, in each memory, information for specifying an area where the storage battery is installed for each of the storage batteries. You may make it make the said computer group the said storage battery with reference to the said memory so that the said area may be distributed to these groups.
  • the program of the present invention further causes the computer to further execute a step of storing, in the memory, information for specifying an electric power system used for charging the storage battery for each of the storage batteries.
  • the computer refers to the memory.
  • the storage batteries may be grouped so that the power system is distributed to the plurality of groups.
  • a plurality of separately calculated plans can be adjusted.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of a charging control device 22.
  • FIG. It is a figure which shows the software structure of the charging control apparatus.
  • 6 is a diagram illustrating a configuration example of a charge calculation table 231.
  • FIG. It is a figure which shows the flow of the preparation process of an optimal charge plan.
  • 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of an economic load distribution adjusting device 10.
  • FIG. 2 is a diagram showing a software configuration of an economic load distribution adjusting device 10.
  • FIG. It is a figure explaining the outline
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a constraint condition table 63.
  • FIG. It is a figure showing an example of price list 61 after rearrangement. It is a figure which shows an example of the electric power generation amount table
  • FIG. 20 It is a figure which shows the flow of the electric power price adjustment process of FIG. 20 in the case of collecting the price table 71 and the demand amount table 72 for every area. It is a figure which shows the structural example of the storage battery information storage part. It is a figure which shows the flow of the process which groups the storage battery 25 so that there may be no bias
  • the economic load distribution system of this embodiment includes an economic load distribution adjustment device 10, a plurality of water level planning devices 21, a plurality of charge control devices 22, and a supply and demand planning device 23.
  • the economic load distribution adjusting device 10 is connected to a water level planning device 21, a charging control device 22, and a supply and demand planning device 23 via a communication network 24.
  • the communication network 24 is, for example, the Internet or a LAN (Local Area Network), and is constructed by a public telephone line network, Ethernet (registered trademark), a wireless communication network, or the like.
  • the supply and demand planning device 23 plans the power generation amount and the power demand amount so as to minimize the cost for power generation in a predetermined period (24 hours in the present embodiment) (hereinafter referred to as “optimal supply and demand plan”). ).
  • the power supply and demand planning device 23 includes a power generation amount by hydroelectric power generation (hereinafter referred to as “hydropower generation amount”), a power generation amount by thermal power generation (hereinafter referred to as “thermal power generation amount”), and a power consumption amount used for charging the storage battery. (Hereinafter referred to as “charge demand amount”) and a simulation of power consumption used for loads other than the storage battery 25 are performed so that the power generation cost for 24 hours is minimized.
  • the supply and demand planning device 23 is based on a method described in, for example, “Electric market simulation—Development of basic model considering power supply start / stop plan” (March 2004, Central Research Institute of Electric Power Corporation). An optimal supply and demand plan can be calculated. In this document, the optimal supply and demand plan is calculated assuming that the amount of hydroelectric power generation and power demand is given. For example, the power supply and demand plan in the present embodiment can be changed by changing the amount of hydroelectric power generation and power demand. It is assumed that the apparatus 23 can calculate optimum values for hydroelectric power generation and power demand in addition to thermal power generation.
  • the supply and demand planning device 23 is, for example, a power price per unit power amount according to time, a cost required to start a thermal power generator (startup cost), restrictions on the storage battery 25, a storage battery 25, etc. Depending on various factors such as restrictions on loads other than those on power generation and restrictions on power generation other than thermal power generation, hourly power demand, hydroelectric power generation, Unit price ”), and calculate the power generation cost by multiplying the total power generation amount by the unit price of power generation and calculate the power generation cost by minimizing the power generation cost (hereinafter referred to as“ optimum power generation amount ”).
  • the supply and demand planning device 23 is, for example, a personal computer, a workstation, a mobile phone terminal, or a PDA. In addition, you may make it implement
  • the water level planning device 21 (corresponding to the “hydropower planning device” of the present invention) sets the water level of the reservoir so that the selling price of the power generated by the hydropower generation is maximized while satisfying various constraints.
  • Plan hereinafter referred to as “optimum water level plan”.
  • optimum water level plan For the water level planning by the water level planning device 21, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-223692 can be used.
  • As a constraint condition regarding hydroelectric power generation for example, the minimum value (hereinafter referred to as “minimum intake amount”) of the amount of water (intake amount) given to the generator and the maximum value (hereinafter referred to as “maximum intake amount”). )and so on.
  • the water level planning device 21 also calculates hourly hydroelectric power generation (hereinafter referred to as “planned power generation”) in the optimal water level planning.
  • the water level planning device 21 is given an hourly power price, and an optimal water level plan is calculated according to the given power price.
  • the power price may be obtained by adding profit to the unit price of power generation.
  • the water level planning device 21 is a computer provided for each hydroelectric power plant, such as a personal computer, a workstation, a mobile phone terminal, a PDA (Personal Digital Assistant) or the like.
  • the charging control device 22 plans charging of the storage battery 25 so as to minimize the power charge for charging while satisfying various constraint conditions (hereinafter referred to as “the demand planning device”). , Called "optimum charging plan”).
  • the constraint condition relating to the storage battery 25 include a minimum value (hereinafter referred to as “minimum energization amount”) of electric power (energization amount) that can be energized to the storage battery 25 and a maximum value (hereinafter referred to as “maximum energization amount”). Volume ”)), and the minimum capacity and maximum capacity of the storage battery 25.
  • the charge control device 22 is also given an hourly power price, and an optimum charge plan is calculated according to the given power price.
  • the charging control device 22 also calculates the hourly power demand (hereinafter referred to as “planned demand”) in the optimum charging plan.
  • the charge control device 22 is a computer provided for each storage battery 25 of the power consumer.
  • the charging control device 22 may be, for example, a charger connected to the storage battery 25, or may be a personal computer or PDA that is connected to the charger and controls the operation of the charger.
  • the economic load distribution adjusting device 10 performs adjustment so that the water level plan of the reservoir and the charging plan for the storage battery are performed so that the optimum supply and demand plan calculated by the supply and demand planning device 23 is as much as possible. If there is a time zone in which the total amount of planned power generation planned by the water level planning device 21 is larger than the optimal power generation amount in the optimal supply and demand plan, the economic load distribution adjusting device 10 lowers the power price in that time zone, Let the device 21 recalculate the water level plan. Since the water level planning device 21 plans the water level so as to maximize the sales price of electric power, it is expected that the plan will be modified to reduce the amount of power generation in the time zone when the electric power price is lowered.
  • the power generation amount can be brought close to the optimum supply and demand plan.
  • the power price in that time zone is raised and the charging control device 22 recalculates the charging plan.
  • the charging control device 22 since the charging plan is calculated so as to minimize the power consumption fee, it is expected that the charging plan is corrected so as to reduce the power consumption in the time zone when the power price is increased. Thereby, electric power demand can be brought close to an optimal supply-and-demand plan. Details will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the charging control device 22.
  • the charging control device 22 includes a CPU 201, a memory 202, a storage device 203, a communication interface 204, a charging interface 205, an input device 206, and an output device 207.
  • the storage device 203 stores various data and programs, for example, a hard disk drive or a flash memory.
  • the CPU 201 implements various functions by reading a program stored in the storage device 203 into the memory 202 and executing it.
  • the communication interface 204 is an interface for connecting to the communication network 24. For example, an adapter for connecting to the Ethernet (registered trademark), a modem for connecting to the telephone line network, and a wireless communication network are used.
  • the charging interface 205 is an interface for connecting to the storage battery 25 or a commercial power source (not shown).
  • the charging control device 22 charges the storage battery 25 from a commercial power source via the charging interface 205.
  • the input device 206 is, for example, a keyboard, a touch panel, a mouse, or a microphone that accepts data input from a user.
  • the output device 207 is, for example, a display, a printer, or a speaker that outputs data.
  • FIG. 3 is a diagram showing a software configuration of the charging control device 22.
  • the charge control device 22 includes a usage amount acquisition unit 211, an optimal plan request reception unit 212, an optimal charge plan creation unit 213, a demand amount transmission unit 214, and a charge calculation table 231.
  • the charge control device 22 includes a usage amount acquisition unit 211, an optimum plan request reception unit 212, an optimum charge plan creation unit 213, and a demand amount transmission unit 214.
  • the CPU 201 included in the charge control device 22 is stored in the storage device 203.
  • the charge calculation table 231 is realized as a part of the storage area provided by the memory 202 and the storage device 203 provided in the charge control device 22.
  • the charge calculation table 231 stores information related to charging of the storage battery 25.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the charge calculation table 231.
  • the charge calculation table 231 includes a minimum capacity 2311, a maximum capacity 2312, a charge capacity 2313, a usage amount 2314, a minimum energization amount 2315, a maximum energization amount 2316, and energization for each time zone.
  • Each column includes an amount 2317, a power price 2318, and an electricity bill 2319.
  • the minimum capacity 2311 and the maximum capacity 2312 are the minimum and maximum values of the capacity that the storage battery 25 can store.
  • the minimum energization amount 2315 and the maximum energization quantity 2316 are the minimum amounts of power that can be supplied to the storage battery 25 per hour. Value and maximum value.
  • the minimum capacity 2311, the maximum capacity 2312, the minimum energization amount 2315, and the maximum energization amount 2316 are constraint conditions related to charging of the storage battery 25.
  • the energization amount 2317 is the amount of power supplied for charging the storage battery 25, and the usage amount 2314 is the amount of power scheduled to be discharged from the storage battery 25.
  • the charge capacity 2313 is a capacity charged in the storage battery 25, and is obtained by subtracting the use amount 2314 from the charge capacity 2313 one hour ago and adding the supply amount 2317.
  • the power price 2318 is a power price per unit amount given from the economic load distribution adjusting device 10.
  • the power charge 2319 is a value obtained by multiplying the energization amount 2317 by the power price 2318.
  • 24 hours from 8 o'clock to 8 o'clock on the next day is set as the unit of the optimal charging plan, but an arbitrary start point can be set.
  • the start point (“8 o'clock” in the example of FIG. 4) is represented as “1”
  • the end point (“8 o'clock” in the example of FIG. 4) is represented as “24”.
  • the usage amount acquisition unit 211 acquires the usage schedule of power from the storage battery 25.
  • the usage amount acquiring unit 211 is an hourly electric power discharged from the storage battery 25 from a certain time zone (for example, 8:00 am) to yesterday's time zone (8 am). Is acquired as a scheduled use in the same time zone of tomorrow (each time from 8:00 am to 8:00 am on the day after tomorrow).
  • the usage amount acquisition unit 211 may receive an input of a usage schedule from a user, or may predict a future usage amount based on a past actual value and use the predicted value as a usage schedule.
  • the usage amount acquisition unit 211 sets the acquired usage schedule in the usage amount 2314 of the charge calculation table 231.
  • the optimum plan request receiving unit 212 receives a command (hereinafter referred to as “optimum plan request”) that is transmitted from the economic load distribution adjusting apparatus 10 and instructs to perform optimization calculation.
  • the optimal plan request includes the hourly power price, and the optimal plan request receiving unit 212 sets the power price included in the optimal plan request in the power price 2318 of the charge calculation table 231.
  • the optimal plan request may include a constraint condition.
  • the optimal plan request reception unit 212 sets the constraint condition included in the optimal plan request in the charge calculation table 231.
  • the constraint condition is set to any one of the minimum capacity 2311, the maximum capacity 2312, the minimum energization amount 2315, and the maximum energization amount 2316.
  • the optimal charging plan creation unit 213 determines the energization amount 2317 so that the power charge for charging is minimized while satisfying the constraint conditions, and the demand amount transmission unit 214 energizes the energization created by the optimal charging plan creation unit 213. The amount is transmitted to the economic load distribution adjusting device 10.
  • FIG. 5 is a diagram showing a flow of processing for creating an optimum charging plan.
  • the optimum charging plan creation unit 213 receives input of constraint conditions (minimum capacity 2311, maximum capacity 2312, minimum energization amount 2315, maximum energization amount 2316) in advance and sets them in the charge calculation table 231 to obtain an optimum plan request. If the optimal plan request includes a constraint condition, the reception unit 212 updates the charge calculation table 231 with the constraint condition. Note that the minimum capacity 2321 at the final time is not updated.
  • constraint conditions minimum capacity 2311, maximum capacity 2312, minimum energization amount 2315, maximum energization amount 2316
  • the optimum charging plan creation unit 213 changes the charging capacity (t) at the time t, while the following equations (1) to (3)
  • Electricity charge t Energization amount t x Electric power price t
  • Charge capacity t + 1 Charge capacity t + energization amount t
  • ⁇ ⁇ Electricity rate t ⁇ ⁇ [ ⁇ Charge capacity t + 1 ⁇ Charge capacity t + Use amount t ⁇ ⁇ Power price t ]
  • Minimum capacity t ⁇ charge capacity t ⁇ maximum capacity t (4)
  • Minimum energization amount t ⁇ energization amount t ⁇ maximum energization amount t (5) Among these, the optimization calculation is performed by determining the combination of the charge capacities t that minimizes the total value of the power charges ( ⁇ power charge t 1 ) (S251).
  • the optimal charging plan creation unit 213 sets the calculated charging capacities in the charging capacities 2313 of the charging calculation table 131 (S253), and the above formula
  • the energization amount is calculated by (2) and set to the energization amount 2317 (254), and the calculated electricity bill is set to the electricity bill 2319 (S255).
  • the optimum charging plan creation unit 213 subtracts a predetermined step value from each of the initial value 2322 and the final value 2323 of the maximum capacity 2312 (S256), and repeats the processing from step S251.
  • the optimum charge plan creation unit 213 has the same charge capacity at the start of the plan and the charge capacity at the end of the plan, and the charge capacity t at each time t during the plan is the preset minimum capacity. among combinations of t or more and the maximum capacity t or less is charge capacity t, it is possible to determine a combination such that the total charge capacity fewest and electrically charges can cheapest as an optimal charging plan. Therefore, since unnecessary charging can be prevented, for example, the life of the lithium ion storage battery 25 can be extended. In addition, it is possible to perform charging so that the electricity charge is cheapest after securing the necessary charge capacity.
  • the energization time or the output value may be determined so that the total value of the power charges is minimized.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the economic load distribution adjusting device 10.
  • the economic load distribution adjusting device 10 includes a CPU 101, a memory 102, a storage device 103, a communication interface 104, an input device 105, and an output device 106.
  • the storage device 103 stores various data and programs, for example, a hard disk drive or a flash memory.
  • the CPU 101 implements various functions by reading a program stored in the storage device 103 into the memory 102 and executing it.
  • the communication interface 104 is an interface for connecting to the communication network 24. For example, an adapter for connecting to Ethernet (registered trademark), a modem for connecting to a telephone line network, and a wireless communication network are used. Such as a wireless communication device.
  • the input device 105 is a keyboard, mouse, microphone, or the like that accepts data input from the user.
  • the output device 106 is, for example, a display, a printer, or a speaker that outputs data.
  • FIG. 7 is a diagram showing a software configuration of the economic load distribution adjusting device 10.
  • the economic load distribution adjusting device 10 includes functional units such as an optimal supply and demand plan acquisition unit 111, an optimal power generation amount acquisition unit 112, an optimal demand amount acquisition unit 113, and a power price adjustment unit 114.
  • Each functional unit is realized by the CPU 101 included in the economic load distribution adjusting device 10 reading out a program stored in the storage device 103 to the memory 102 and executing the program.
  • the optimum supply and demand plan acquisition unit 111 acquires the optimum supply and demand plan calculated by the supply and demand planning device 23.
  • the optimum supply and demand plan acquisition unit 111 transmits an optimum plan request to the demand planning device 23, the supply and demand planning device 23 calculates an optimum supply and demand plan according to the optimum plan request, and the optimum power price and the optimum demand amount.
  • the optimal power generation amount responds to the economic load distribution adjusting device 10, and the optimal supply and demand plan acquisition unit 111 receives them.
  • the optimum power generation amount obtaining unit 112 obtains the hourly planned power generation amount in the optimum water level plan calculated by each water level planning device 21.
  • the optimum power generation amount acquisition unit 112 transmits to the water level planning device 21 an optimum plan request including the hourly optimum power price acquired from the supply and demand planning device 23.
  • the water level planning device 21 calculates an optimal water level plan according to the optimal plan request, responds to the economic load distribution adjusting device 10 with the hourly planned power generation amount in the optimal water level plan, and the optimal power generation amount acquisition unit 112 receives this. .
  • the optimal demand amount acquisition unit 113 acquires hourly planned demand amounts in the optimal charging plan calculated by each charging control device 22.
  • the optimum demand amount acquisition unit 113 transmits an optimum plan request including the hourly optimum power price acquired from the supply and demand planning device 23 to the charging control device 22.
  • the charging control device 22 calculates an optimal charging plan according to the optimal plan request, responds to the economic load distribution adjustment device 10 with the hourly planned demand in the optimal charging plan, and the optimal demand acquisition unit 113 receives this. .
  • the power price adjusting unit 114 causes the water level planning device 21 to recalculate so that the hydroelectric power generation amount acquired from each water level planning device 21 is in line with the optimum supply and demand plan.
  • the power price adjustment unit 114 causes the charge control device 22 to recalculate so that the charge demand acquired from each charge control device 22 is in line with the optimal supply and demand plan.
  • the power price adjustment unit 114 uses the power of the time period for a time zone in which the total value of the planned power generation amount acquired from the water level planning device 21 exceeds the optimal power generation amount included in the optimal supply and demand plan.
  • the price is adjusted so as to be lower than the current value, and an optimal plan request including the adjusted power price is transmitted to the water level planning device 21, thereby causing the water level planning device 21 to recalculate.
  • the power price adjustment unit 114 determines that the power price in the time zone is the current value for the time zone in which the total of the planned demand amounts acquired from the charging control device 22 exceeds the optimum demand amount included in the optimum demand plan.
  • the charge control device 22 is recalculated by sending an optimal plan request including the adjusted power price to the charge control device 22.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the outline of processing in the economic load distribution system.
  • the supply and demand planning device 23 calculates the optimum supply and demand plan (S301), the water level planning device 21 calculates the hourly planned power generation amount by the optimum water level plan (S302), and the charging control device 22 calculates the hourly plan by the optimum charging plan. A demand amount is calculated (S303).
  • the economic load distribution adjusting device 10 determines the order of the water level planning device 21 (power plant) and the charging control device 22 (storage battery) to be adjusted (S304). Details of the order determination method will be described later.
  • the economic load distribution adjusting device 10 reduces the power price at that time (S306), and the water level planning device 21 recalculates the planned power generation amount by the optimum water level plan (S307). If the planned power generation amount does not exceed the optimal power generation amount at all times (S305: YES), the process proceeds to step S308.
  • the economic load distribution adjusting device 10 increases the power price at that time (S309), and the stored water temperature. The control device 22 recalculates the planned demand according to the optimum charging plan (S310).
  • FIG. 9 is a diagram for explaining how data is transmitted and received in the process of FIG. Steps S401 to S403 correspond to step S301 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 transmits an optimum plan request to the demand planning device 23 (S401).
  • the supply and demand planning device 23 performs a simulation according to the optimum plan request, calculates the optimum supply and demand plan (S402), and sets the optimum power price, the optimum demand amount, and the optimum power generation amount for each hour in the optimum supply and demand plan. (S403).
  • Steps S404 to S406 correspond to step S302 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 includes the optimum power price received from the supply and demand planning device 23 in the optimum plan request and transmits it to each water level planning device 21 (S404).
  • Each water level planning device 21 uses the power price included in the optimum plan request to create an optimum water level plan so that the sales price of power generated by hydropower generation is maximized (S405), and the planned power generation amount related to the optimum water level plan.
  • S406 To the economic load distribution adjusting device 10 (S406).
  • Steps S407-S409 correspond to step S303 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 includes the optimum power price received from the supply and demand planning device 23 in the optimum plan request and transmits it to each charging control device 22 (S407). Note that the economic load distribution adjusting device 10 may transmit the optimum plan request to the charge control device 22 before step S404 for sending the optimum plan request to the water level planning device 21.
  • the charge control device 22 creates an optimum charge plan using the optimum power price included in the optimum plan request so that the charge for charging is minimized (S408), and the planned demand amount according to time in the optimum charge plan. Is transmitted to the economic load distribution adjusting device 10 (S409).
  • Step S410 corresponds to steps S306 and S309 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 determines that the planned power generation amount exceeds the optimal power generation amount at a time after time t (k) corresponding to the number of repetitions k of the processing shown in steps S305 to S307 or steps S308 to S310 in FIG.
  • the power price is lowered during a certain time, and the power price is raised for the time when the planned demand exceeds the optimum demand (S410).
  • the economic load distribution adjusting device 10 sets a predetermined minimum value for the power price for the time when the planned power generation amount exceeds the optimum power generation amount, and the power price for the time when the planned demand amount exceeds the optimal demand amount.
  • a predetermined maximum value can be set for.
  • Steps S411-S413 correspond to steps S305 and S307 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 sets a constraint condition (hereinafter referred to as “power generation adjustment constraint condition”) that prevents the amount of generated power from changing in the adjusted time zone.
  • the economic load distribution adjusting device 10 converts the amount of generated power at the time when the price has been adjusted into a water intake amount, sets the water intake amount for both the minimum water intake amount and the maximum water intake amount, and serves as a power generation adjustment constraint.
  • the economic load distribution adjusting device 10 transmits an optimal plan request including the power price and the power generation adjustment constraint condition with the price reduced to the water level planning device 21 (S411).
  • the water level planning device 21 uses the power price and the power generation adjustment constraint conditions included in the optimum plan request so that the sales price of the power by hydropower generation is maximized while satisfying the power generation adjustment constraint conditions in addition to the normal constraint conditions.
  • the optimum water level plan is recreated (S412).
  • the water level planning device 21 transmits the hourly planned power generation amount in the optimal water level plan to the economic load distribution adjusting device 10 (S413).
  • Steps S414 to S416 correspond to steps S308 and S310 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 sets a constraint condition (hereinafter referred to as “demand adjustment constraint condition”) that prevents the demand amount from changing in the adjusted time zone.
  • the economic load distribution adjusting device 10 converts the demand amount in the time when the price has been adjusted into the energization amount, and sets the energization amount for both the minimum energization amount and the maximum energization amount as the demand adjustment constraint condition.
  • the economic load distribution adjusting device 10 transmits an optimum plan request including the increased power price and the demand adjustment constraint condition to the charging control device 22 (S414).
  • the charging control device 22 uses the power price and the demand adjustment restriction condition included in the optimum plan request, and is optimal so that the power charge for charging is minimized while satisfying the demand adjustment restriction condition in addition to the normal restriction condition.
  • a charge plan is created (S415).
  • the energization amount does not change, that is, the demand amount does not change, and other times Can be directed so that the demand is expected to be adjusted to reduce the demand during the time the price is raised.
  • the charging control device 22 transmits the hourly planned demand in the optimum charging plan to the economic load distribution adjusting device 10 (S416).
  • the economic load distribution adjusting device 10 is configured so that the planned power generation amount is less than or equal to the optimum power generation amount and the planned demand amount is less than or equal to the optimum demand amount at all times, or all the water level planning devices 21 and all the charge control devices 22. On the other hand, the processes from step S410 to step S416 are repeated until the optimum water level plan and the optimum charge plan are recreated.
  • the optimum water level plan and the optimum charging plan are adjusted in each water level planning device 21 and each charging control device 22 so as to approximate the optimum power generation amount and the optimum demand amount in the optimum supply and demand plan as much as possible.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the flow of the power price adjustment process for transmission to the water level planning device 21 in step S306 in FIG. 8 and step S410 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a price table 61 that stores the optimum power price received from the supply and demand planning device 23 in association with the hydroelectric power station (S500).
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the price list 61. In the present embodiment, the price list 61 stores prices with the hydroelectric power plant in the column direction and time in the row direction.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a power generation amount table 62 for storing the hourly planned power generation amount received from the water level planning device 21 for each hydropower station (S501).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the power generation amount table 62.
  • the power generation table 62 also stores the amount of hydroelectric power generation with the hydroelectric power plant in the column direction and the time in the row direction.
  • the economic load distribution adjusting device 10 totals the planned power generation amounts corresponding to the respective hydroelectric power stations for each time, and sets the total power generation amount 62 in the hourly total column 621.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a constraint condition table 63 for storing the constraint conditions for each time for each power plant, and sets the constraint conditions to initial values (S502).
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the constraint condition table 63. In the present embodiment, it is assumed that the constraint conditions are only the minimum water intake (Qmin) and the maximum water intake (Qmax). In addition, the initial value of the constraint condition for all hydroelectric power plants is assumed to be the same value.
  • the economic load distribution adjusting device 10 identifies the first time point at which the hourly total becomes the maximum, and rearranges the columns of the price list 61 and the power generation amount table 62 in the order of the hydroelectric power plants having the largest power generation amount at that time (S503). .
  • the hourly total at 3:00 is the maximum 750
  • the columns of the price list 61 and the power generation amount table 62 are the power plant 5 and the power plant 4 in order from the left.
  • An example of rearranging power plant 3, power plant 2, and power plant 1 is shown. In this embodiment, the data is rearranged in order from the left, but of course, the data may be rearranged in order from the right.
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 records the time t (k) in association with the order k in the order of the hourly total in the power generation amount table 62 in the power generation amount time table 64 shown in FIG. 16 (S504).
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets 1 to the variable k (S505), reads t (k) corresponding to k from the power generation sequence timetable 64, and sets it to t (S506). In the example of FIG. 16, for example, if k is 1, t (k) is “13”.
  • the time set to t is selected by a predetermined determination method, for example, an earlier time is selected.
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets PMAX as the optimum power generation amount at time t (S507), sets 0 (zero) to the variable P0 (S508), and sets 1 to the variable n (S509).
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets Pn as the hydroelectric power generation amount at time t in the nth power plant, that is, the value corresponding to time t in the nth column from the left of the power generation amount table 62 (S510). Addition is performed (S511). If P0 is less than PMAX (S512: NO), the economic load distribution adjusting device 10 increments n (S513) and repeats the processing from step S510.
  • the economic load distribution adjusting device 10 determines the power price after the nth, that is, the value corresponding to the time t after the nth from the left of the price list 61, for a predetermined value.
  • the minimum value is set (S514). In the example of FIG. 17, it is assumed that the minimum value is “0.01”. For example, if n is 5 and t is 13, the power price 611 at 13:00 is 0.01 only for the power plant 1.
  • the economic load distribution adjusting device 10 performs the following processing for the variable i from 1 to k.
  • the economic load distribution adjusting device 10 reads t (i) from the power generation sequence time table 64 for each power station before the nth, and acquires the power amount in the power generation amount table 62 corresponding to the time t (i).
  • the amount of electric power thus obtained is converted into a water amount Q (S515).
  • Q water amount
  • the generated power amount is Pn
  • the water intake amount is Q
  • the effective head is hn
  • the coefficient relating to the conversion efficiency is c
  • the gravitational acceleration is g
  • the effective head hn and the coefficient c relating to the conversion efficiency are assumed to be the same value in all the hydroelectric power stations, and therefore, the water intake amount Q can be calculated from the electric energy by the above formula.
  • the economic load distribution adjusting device 10 sets the calculated water intake Q for both the minimum water intake and the maximum water intake in the constraint condition table 63 corresponding to time t (i) for each power plant before the nth ( S516).
  • the water intake amount Q at t (i) cannot be changed for the 1st to n-th power plants. Therefore, even when the water level planning device 21 recalculates the optimum water level plan, t (i ) The amount of power generated at the time can be prevented from changing.
  • the minimum and maximum water intakes corresponding to t (i) are set to the converted water intakes.
  • the minimum water intake amount and the maximum water intake amount at 13:00 are the same for each of the power plants 2 to 5.
  • the economic load distribution adjusting device 10 reads out the hourly power price from the price list 61 and reads out the hourly constraints (minimum water intake and maximum water intake) from the constraint table 63 for each hydroelectric power station.
  • the optimum plan request including the power price and the constraint conditions is transmitted to the water level planning device 21 (S517), and the water level planning device 21 is recalculated.
  • the economic load distribution adjusting device 10 increments k (S518).
  • the economic load distribution adjusting device 10 repeats the processing from step 506 if the processing is not performed for all times, that is, if k is 24 or less (S519: NO), and if k exceeds 24 (S519: YES), the process ends.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the power price adjustment process shown in FIG. 10 described above.
  • (A1) is a graph showing the optimal power price calculated by the supply and demand planning device 23, and (a2) is calculated by each water level planning device 21 according to the line graph of the optimal power generation amount and the optimal power price. It is a stacked graph of planned power generation.
  • the total planned power generation amount exceeds the optimum power generation amount from 13:00 to 16:00.
  • the water level planning device 21 of the power plant 1 increases the power generation amount at other times in order to maximize the selling price of the power. It is expected.
  • the power generation planned at 13:00 is moving at 11:00.
  • the power price for power plants 1 and 2 is lowered (c1), and in order to maximize the selling price of power, the water level planning device 21 of the power plant 1 moves at 17:00 the power generation planned at 14:00
  • the water level planning device 21 of the power plant 2 moves the power generation planned at 14:00 to 11:00 (c2).
  • the power price for the power plant 1 is lowered at 15:00 (d1), and the power generation at the power plant 1 is moved to 10:00 (d2).
  • the power price for the power plant 1-3 was lowered (e1).
  • a power generation plan is formulated by each water level planning device 21 in a state substantially in line with the optimal power generation amount.
  • the economic load distribution adjustment device 10 sets the power price in that time zone to the lowest value.
  • the water level planning device 21 can recalculate the water level plan. Since the water level planning device 21 plans the water level so as to maximize the sales price of electric power, it is expected that the plan will be modified to reduce the amount of power generation in the time zone when the electric power price is lowered. As a result, the power generation amount can be brought close to the optimum supply and demand plan.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the flow of the adjustment process of the power price to be transmitted to the charging control device 22 in step S309 in FIG. 8 and step S410 in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a price list 71 that stores the optimum power price received from the supply and demand planning device 23 in association with the storage battery 25 (S520).
  • the price list 71 stores the price with the storage battery 25 in the column direction and the time in the row direction.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a demand table 72 for storing the planned demand received from the charging control device 22 for each storage battery 25 (S521).
  • the demand amount table 72 also stores the demand amount with the storage battery 25 in the column direction and the time in the row direction. Further, the economic load distribution adjusting device 10 totals the planned demand corresponding to each storage battery 25 for each time, and sets it in the hourly total column 651 of the demand quantity table 72. Furthermore, the economic load distribution adjusting device 10 creates a constraint condition table 73 for storing the constraint conditions for each time for each storage battery 25, and sets the constraint conditions to initial values (S522).
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the constraint condition table 73. In the present embodiment, the constraint conditions are only the minimum capacity and the maximum capacity, and the minimum energization amount and the maximum energization amount. In the present embodiment, the economic load distribution adjusting device 10 acquires the constraint condition from each charge control device 22. For example, a predetermined initial value is set for the constraint condition for all the storage batteries 25. Also good.
  • the economic load distribution adjusting device 10 identifies the first time point at which the hourly total becomes the maximum, and rearranges the columns of the price list 71 and the demand amount table 72 in the order of the storage battery 25 having the largest demand amount at that time (S523).
  • 23 and 24 are diagrams showing examples of the price table 71 and the demand amount table 72 after rearrangement, respectively. 23 and 24, the columns of the price list 71 and the demand amount table 72 are rearranged in order of the storage battery 3, the storage battery 1, and the storage battery 2 from the left.
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 records the time t (k) in association with the order k in the order of the hourly total in the demand quantity table 62 in the demand quantity order time table 74 shown in FIG. 22 (S524).
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets 1 to the variable k (S525), reads t (k) corresponding to k from the demand amount order timetable 74, and sets it to t (S526).
  • t is “5”.
  • the time set to t is selected by a predetermined determination method, for example, an earlier time is selected.
  • the economic load distribution adjusting device 10 sets the optimum demand amount at time t to LMAX (S527), sets 0 (zero) to the variable L0 (S528), and sets 1 to the variable n (S529).
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets Ln to the planned demand at time t in the nth storage battery 25, that is, the value corresponding to time t at the nth column from the left of the demand table 72 (S530), and sets Ln to L0. Addition is performed (S531). If L0 is less than LMAX (S532: NO), the economic load distribution adjusting device 10 increments n (S533) and repeats the processing from step S530.
  • the economic load distribution adjusting device 10 determines the power price after the nth, that is, the value corresponding to the time t after the nth from the left in the price list 71. Is set to the highest value (S534). In the example of FIG. 25, it is assumed that the maximum value is “99”. For example, if n is 1 and t is 5, the power price 711 at 5 o'clock is 99 for other than the storage battery 3.
  • the economic load distribution adjusting device 10 performs the following processing for the variable i from 1 to k.
  • the economic load distribution adjusting device 10 reads t (i) from the demand amount order time table 74 for each of the storage batteries 25 before the nth, and acquires the demand amount of the demand amount table 72 corresponding to t (i) (S535). ).
  • the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets the acquired demand amount for both the minimum energization amount and the maximum energization amount of the constraint condition table 73 corresponding to the time t (i) for each of the nth and previous storage batteries 25 (S536). .
  • the energization amount at t (i) cannot be changed for the 1st to nth storage batteries 25. Therefore, even when the charge control device 22 recalculates the optimum charge plan, t (i) The amount of demand at the time can be prevented from changing.
  • the acquired demand amount is set in both the minimum energization amount and the maximum energization amount corresponding to t (i).
  • the economic load distribution adjusting device 10 reads the hourly power price from the price list 71 for each storage battery 25, and the hourly restriction conditions (minimum capacity and maximum capacity, and minimum energization quantity and maximum energization quantity) from the restriction condition table 73. , And the optimal plan request including the read power price and the constraint condition is transmitted to the charge control device 22 (S537), and the charge control device 22 is recalculated.
  • the economic load distribution adjusting device 10 increments k (S538).
  • the economic load distribution adjusting device 10 repeats the processing from step 526 if the processing is not performed for all the times, that is, if k is 24 or less (S539: NO), and if k exceeds 24 (S539: YES), the process ends.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining the power price adjustment process shown in FIG. 20 described above.
  • (A1) is a graph showing the optimal power price calculated by the supply and demand planning device 23, and (a2) is calculated by each charging control device 22 according to the line graph of the optimal demand and the optimal power price. It is a stacked graph of planned demand. In the example of FIG. 26, the total planned demand amount exceeds the optimum demand amount from 5:00 to 8:00.
  • the charge control device 22 that controls the storage batteries 4 and 5 uses the electric power price to minimize the electric charge related to the power consumption. It is expected to reduce the demand for the time when the time is increased and increase the demand for the other time.
  • the charge control device 22 can recalculate the charge plan after setting the power price in that time zone to the maximum value. .
  • the charging plan is recalculated so as to minimize the power charge for charging. Therefore, the charging plan is corrected so as to reduce the power consumption in the time zone when the power price is increased. Thereby, it is possible to disperse the concentrated demand amount and bring the power demand amount closer to the optimum supply and demand plan.
  • the charging plan is created so that the storage battery 25 has as little capacity as possible if the storage battery 25 satisfies a necessary charging capacity (minimum capacity 2321 at the final time).
  • a necessary charging capacity minimum capacity 2321 at the final time.
  • a charging plan is created so that the capacity is as small as possible. Thus, the life of the storage battery 25 can be extended.
  • a plurality of water level planning devices 21 are arranged in the economic load distribution system, but only one water level planning device 21 may be installed. Similarly, only one charging control device 22 may be installed. Further, the water level planning device 21 may not be provided and only one or more charge control devices 22 may be installed. Conversely, the charge control device 22 may not be provided and only one or more water level planning devices 21 may be installed. You may make it do.
  • the economic load distribution adjusting device 10 causes the water level planning device 21 and the charge control device 22 to recalculate the optimum plan. Only one of them may be recalculated.
  • the storage battery 25 is connected to the charge control device 22.
  • the storage battery 25 is always connected to the charge control device 22, for example, when it is mounted on an electric vehicle. It does not have to be.
  • each charging control device 22 calculates an optimum charging plan.
  • one server is connected to each of the plurality of charging control devices 22, and the server calculates the optimum charging plan. May be.
  • the server includes a usage amount acquisition unit 211, an optimal plan request reception unit 212, an optimal charge plan creation unit 213, a demand amount transmission unit 214, and a charge calculation table 231. The usage amount is acquired from the control device 22, and the charge calculation table 231 can be provided for each charge control device 22.
  • constraint condition regarding hydropower generation is only the minimum water intake amount and the maximum water intake amount, but if the constraint condition does not change from the previous power generation amount even if the optimum water level plan is recalculated, Other constraint conditions may be set.
  • the initial value of the constraint condition for all the hydroelectric power stations is the same value, but the economic load distribution adjusting device 10 acquires the constraint condition from the water level planning device 21. Also good.
  • the effective head hn of all the hydropower plants is assumed to be the same value, but the economic load distribution adjusting device 10 stores hn for each hydropower plant and reads it out. You can also
  • the charging control device 22 is connected to each storage battery 25, but a plurality of storage batteries 25 may be connected to one charging control device 22.
  • the price list 71 and the demand amount table 72 for each storage battery 25 are created. However, when a large number of storage batteries 25 are installed, the storage batteries 25 are aggregated for each group. You may do it.
  • the group can be an area where the storage battery 25 is installed, for example.
  • the charging control device 22 transmits area information indicating the area where the storage battery 25 is installed to the economic load distribution adjusting device 10 together with the hourly charging demand.
  • the economic load distribution adjusting device 10 totals the hourly charging demand amounts transmitted from the charging control device 22 in the same area, and stores the hourly charging demand amount in the demand amount table 72 in association with the area information. Like that. Further, the economic load distribution adjusting device 10 stores the power price in the price list 71 for each area information.
  • the power price adjustment process shown in FIG. 20 is as shown in FIG.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a price table 71 that stores the optimum power price received from the supply and demand planning device 23 in association with the area.
  • the economic load distribution adjusting device 10 creates a demand table 72 in which the planned demand received from the charging control device 22 is tabulated for each area.
  • the demand amount table 72 also has an area as a column direction and a time as a row direction. Note that the economic load distribution adjusting device 10 can store, for example, the total value, average value, median value, and the like of the planned demand amount corresponding to the area in the demand amount table 72.
  • step S530 the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets Ln as the planned demand amount at time t in the nth area, that is, the value corresponding to time t in the nth column from the left of the demand amount table 72.
  • step S534 the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets the power price of the area after the nth, that is, the value corresponding to t at the area after the nth from the left of the price list 71, to a predetermined maximum value. To do.
  • step S535 the economic load distribution adjusting apparatus 10 reads t (i) from the demand amount order time table 74 for each area before the nth, and acquires the demand amount of the demand amount table 72 corresponding to the time t (i). To do.
  • step S536 the economic load distribution adjusting apparatus 10 sets the acquired demand amount for both the minimum energization amount and the maximum energization amount of the constraint condition table 73 corresponding to t (i) for each area before the nth. .
  • step S537 the economic load distribution adjusting device 10 reads the hourly power price from the price list 71 for each area, and the hourly restriction conditions (minimum capacity and maximum capacity, and minimum energization amount and maximum current) from the restriction condition table 73. Power supply amount) is read out, and an optimal plan request including the read power price and constraint conditions is transmitted to the charge control device 22 so that the charge control device 22 recalculates the optimal charge plan. In this way, when a large amount of the storage battery 25 is installed, it is possible to reduce the calculation load related to the power price adjustment process.
  • the economic load distribution adjusting device 10 may group the storage batteries 25 into groups.
  • the economic load distribution adjusting device 10 stores information related to the storage battery 25 (hereinafter referred to as “storage battery information”), a storage battery information storage unit 131 (the “group storage unit”, “address storage unit” of the present invention), And a group determining unit that determines a group of the storage batteries 25 based on the storage battery information.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration example of the storage battery information storage unit 131.
  • the storage battery information storage unit 131 includes an address where the storage battery 25 is installed, an area number indicating an area including the address, a system number that identifies a distribution system used for charging the storage battery 25, and charging.
  • a server number identifying the server to which the control device 22 is connected is included.
  • the server is a computer that relays communication between the economic load distribution adjusting device 10 and the charging control device 22.
  • the group determination unit can group the storage batteries 25 having the same address, area number, system number, and server number as the same group.
  • the group determination unit can also assign a random group for each storage battery 25.
  • the group determination part can also perform grouping of the storage batteries 25 so that there is no bias about any one of the address, the area, the distribution system, and the server, or a combination thereof.
  • FIG. 29 shows the flow of grouping processing by the group determination unit in this case.
  • the group determining unit sorts the storage battery information by any one of an address, an area number, a system number, a server number, or a combination thereof (S601).
  • the group determination unit sets n to 1 (S602), and reads the next storage battery information from the storage battery information storage unit 131 in order from the top of the sorted storage battery information (S603). If the next storage battery information can be read (S605: YES), the group determination unit assigns the storage battery 25 corresponding to the read storage battery information to the nth group (S605).
  • the group determination unit increments n (S606), and when n exceeds a predetermined number of groups (S607: YES), n is returned to 1 (S608), and the processing from step S603 is repeated.
  • a group determination part will complete
  • the group determination unit can group the storage batteries 25 into a predetermined number of groups so that addresses, areas, power distribution systems, and servers are distributed among the groups.
  • the charging plan is adjusted in units of groups with no bias for any one of the address, area, distribution system, and server, or a combination thereof.
  • the demand for charging the storage battery 25 is often regional, as is the amount of power used, and it is considered that the demand is concentrated for each address and area. If adjusted, the concentrated demand will move to other time zones, but by grouping so that there is no bias in the address or area, the demand concentrated in a certain area can be more reliably Can be dispersed.
  • the amount of communication between the economic load distribution adjusting device 10 and the servers can also be distributed.

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Abstract

【課題】別個に算出された複数の計画を調整することができるようにする。 【解決手段】経済負荷配分調整装置１０は、需給計画装置２３から最適水力発電量、最適需要量、及び最適電力価格を取得し、水位計画装置２１が計画した計画水力発電量を取得し、充電制御装置２２が計画した計画需要量を取得する。経済負荷配分調整装置１０は、計画水力発電量が最適発電量を超えている時間の電力価格を下げて水位計画装置２１に水力発電量を再計画させ、計画需要量が最適需要量を超えている時間の電力価格を上げて貯水温度制御装置２２に需要量を再計画させる。

Description

電力需要計画調整装置、電力需要計画調整方法、及びプログラム
　本発明は、電力需要計画調整装置、電力需要計画調整方法、及びプログラムに関する。
　様々な数理計画法を用いて、電力需要を満たしつつ、燃料費や起動費などを含む総発電コストを最小とし、あるいは発電した電力の販売価格を最大にするような経済的な負荷配分を計画することが行われている。例えば、非特許文献１には、２４時間の発電費用が最小となるように電力需要と供給を計画する技術が開示されており、特許文献１には、発電した電力価格が最大となるように貯水池の水位を計画する技術が開示されている。また、翌日の電力価格を顧客に提供し、その価格を見て顧客が電力需要の使用量を決定するということも行われている。例えば、特許文献２には、加熱にかかる電力料金が最小となるように貯湯温水器の湯温を制御する技術が開示されている。近年では、スマートグリッドとよばれる、リアルタイムの電力価格で需要をコントロールしようとする実験も進められている。
特開２００９－２２３６９２号公報 特開２００９－２５７７０３号公報
渡邉ほか、"電力市場のシミュレーション　－電源の起動停止計画を考慮した基本モデルの開発－"、[online]、平成１６年３月、財団法人電力中央研究所、［平成２２年４月２３日検索］、インターネット＜http://criepi.denken.or.jp/jp/kenkikaku/report/detail/R03016.html＞
　しかしながら、従来の技術では、例えば、火力発電についての発電計画や、水力発電についての発電計画、温水器における湯温計画など、各種の最適計画は独立して行われていたため、全体としてみると必ずしも最適な計画ではないことが起こり得る。
　本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、別個に算出された複数の計画を調整することのできる、電力需要計画調整装置、電力需要計画調整方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、蓄電池への充電による電力需要の計画を調整する装置であって、単位時間ごとの電力需要量の最適値を算出するとともに前記単位時間ごとの電力価格の最適値を算出する需給計画装置と、前記電力価格に応じて前記蓄電池への充電による電力需要量を計画する需要計画装置と、のそれぞれと通信可能に接続され、前記単位時間ごとの前記需要量の最適値及び前記電力価格の最適値を前記需給計画装置から取得する最適需給計画取得部と、前記取得した電力価格の最適値に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御し、前記需要計画装置から前記需要量の計画値を取得する最適需要量取得部と、前記蓄電池を複数のグループにグループ分けするグループ決定部と、前記蓄電池の前記需要量の計画値を前記グループごとに集計した集計値を算出する需要計画集計部と、前記集計値が大きい順に、前記グループに所属する前記蓄電池についての前記需要量の計画値が前記需要量の最適値を超えている前記単位時間について前記電力価格を増加させ、前記増加させた電力価格に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御する価格調整部と、を備えることとする。
　本発明の需要計画調整装置によれば、計画需要量が最適需要量を超えた単位期間における電力価格を増加させた上で、需要計画装置に需要量を再計算させることができる。蓄電池への充電は、電力価格の高い時間での電力需要を抑え、より電力価格の低い時間に電力需要をシフトすることが好ましいので、電力価格が上げられた時間における需要量は減少するように再計算が行われることが期待される。これにより、計画需要量が最適需要量に近づくようにすることができる。また、本発明の需要計画調整装置では、グループ単位で計算を行うため、蓄電池が大量にある場合でも計算負荷の増加を抑制することができる。
　また、本発明の電力需要計画調整装置では、前記グループ決定部は、ランダムに前記蓄電池をグループ分けするようにしてもよい。
　また、本発明の電力需要計画調整装置は、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されている住所を記憶する住所記憶部をさらに備え、前記グループ決定部は、前記住所記憶部を参照して、前記複数のグループに前記住所が分散するように、前記蓄電池をグループ分けするようにしてもよい。
　また、本発明の電力需要計画調整装置は、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されているエリアを特定する情報を記憶するエリア記憶部をさらに備え、前記グループ決定部は、前記グループ記憶部を参照して、前記複数のグループに前記エリアが分散するように、前記蓄電池をグループ分けするようにしてもよい。
　蓄電池の充電需要は電力使用量と同様に地域性があることが多く、住所やエリアごとに需要が集中することが考えられ、需要の集中した住所やエリアの蓄電池の全てについて充電計画を調整した場合には、集中した需要量が他の時間帯に移動することになるが、ランダムにグループ分けをし、あるいは住所やエリアの偏りがないようにグループ分けをすることにより、地域的に集中する需要量を、より確実に分散させることができる。
　また、本発明の電力需要計画調整装置は、前記蓄電池ごとに、前記蓄電池への充電に用いる電力系統を特定する情報を記憶する系統記憶部をさらに備え、前記グループ決定部は、前記系統記憶部を参照して、前記複数のグループに前記電力系統が分散するように、前記蓄電池をグループ分けするようにしてもよい。
　この場合、需要量に加えて、配電線の負荷も分散させることができる。
　また、本発明の電力需要計画調整装置は、前記電力需要計画調整装置及び前記需要計画装置は、前記電力需要計画調整装置と前記需要計画装置との間の通信を中継するサーバに接続され、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池についての前記電力需要を計画する需要計画装置に接続される前記サーバを特定する情報を記憶するサーバ記憶部を更に備え、前記グループ決定部は、前記サーバ記憶部を参照して、前記複数のグループに前記サーバが分散するように、前記蓄電池をグループ分けするようにしてもよい。
　この場合、電力需要計画調整装置とサーバとの間の通信量も分散させることができる。
　また、本発明の他の態様は、蓄電池への充電による電力需要の計画を調整する方法であって、単位時間ごとの電力需要量の最適値を算出するとともに前記単位時間ごとの電力価格の最適値を算出する需給計画装置と、前記電力価格に応じて前記蓄電池への充電による電力需要量を計画する需要計画装置と、のそれぞれと通信可能に接続されるコンピュータが、前記単位時間ごとの前記需要量の最適値及び前記電力価格の最適値を前記需給計画装置から取得し、前記取得した電力価格の最適値に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御し、前記需要計画装置から前記需要量の計画値を取得し、前記蓄電池を複数のグループにグループ分けし、前記蓄電池の前記需要量の計画値を前記グループごとに集計した集計値を算出し、前記集計値が大きい順に、前記グループに所属する前記蓄電池についての前記需要量の計画値が前記需要量の最適値を超えている前記単位時間について前記電力価格を増加させ、前記増加させた電力価格に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御することとする。
　また、本発明の電力需要計画調整方法では、前記コンピュータがさらに、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されているエリアを特定する情報をメモリに記憶し、前記コンピュータは、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記エリアが分散するように、前記蓄電池をグループ分けしてもよい。
　また、本発明の電力需要計画調整方法では、前記コンピュータがさらに、前記蓄電池ごとに、前記蓄電池への充電に用いる電力系統を特定する情報をメモリに記憶し、前記コンピュータは、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記電力系統が分散するように、前記蓄電池をグループ分けしてもよい。
　また、本発明の他の態様は、蓄電池への充電による電力需要の計画を調整するためのプログラムであって、単位時間ごとの電力需要量の最適値を算出するとともに前記単位時間ごとの電力価格の最適値を算出する需給計画装置と、前記電力価格に応じて前記蓄電池への充電による電力需要量を計画する需要計画装置と、のそれぞれと通信可能に接続されるコンピュータに、前記単位時間ごとの前記需要量の最適値及び前記電力価格の最適値を前記需給計画装置から取得するステップと、前記取得した電力価格の最適値に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御し、前記需要計画装置から前記需要量の計画値を取得するステップと、前記蓄電池を複数のグループにグループ分けするステップと、前記蓄電池の前記需要量の計画値を前記グループごとに集計した集計値を算出するステップと、前記集計値が大きい順に、前記グループに所属する前記蓄電池についての前記需要量の計画値が前記需要量の最適値を超えている前記単位時間について前記電力価格を増加させ、前記増加させた電力価格に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御するステップと、を実行させることとする。
　また、本発明のプログラムでは、前記コンピュータに、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されているエリアを特定する情報をメモリに記憶するステップをさらに実行させ、
　前記コンピュータに、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記エリアが分散するように、前記蓄電池をグループ分けさせるようにしてもよい。
　また、本発明のプログラムでは、前記コンピュータに、前記蓄電池ごとに、前記蓄電池への充電に用いる電力系統を特定する情報をメモリに記憶するステップをさらに実行させ、前記コンピュータに、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記電力系統が分散するように、前記蓄電池をグループ分けさせるようにしてもよい。
　その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
　本発明によれば、別個に算出された複数の計画を調整することができる。
本実施形態に係る掲載負荷配分システムの全体構成を示す図である。 充電制御装置２２のハードウェア構成を示す図である。 充電制御装置２２のソフトウェア構成を示す図である。 充電計算テーブル２３１の構成例を示す図である。 最適充電計画の作成処理の流れを示す図である。 経済負荷配分調整装置１０のハードウェア構成を示す図である。 経済負荷配分調整装置１０のソフトウェア構成を示す図である。 経済負荷配分システムにおける処理の概要を説明する図である。 図８の処理におけるデータの送受信の様子を説明するための図である。 水位計画装置２１に送信するための電力価格の調整処理の流れを説明する図である。 価格表６１の一例を示す図である。 発電量表６２の一例を示す図である。 制約条件表６３の一例を示す図である。 並べ替え後の価格表６１の一例を示す図である。 並べ替え後の発電量表６２の一例を示す図である。 発電量順時刻表６４の一例を示す図である。 電力価格が調整された後の価格表６１の一例を示す図である。 電力価格が調整された後の制約条件表６３の一例を示す図である。 図１０に示す電力価格の調整処理を説明する図である。 充電制御装置２２に送信するための電力価格の調整処理の流れを説明する図である。 制約条件表７３の一例を示す図である。 需要量順時刻表７４の一例を示す図である。 並べ替えた後の価格表７１の一例を示す図である。 並べ替えた後の需要量表７２の一例を示す図である。 電力価格が調整された後の価格表７１の一例を示す図である。 図２０に示す電力価格の調整処理を説明する図である。 エリア毎に価格表７１及び需要量表７２を集約する場合における、図２０の電力価格調整処理の流れを示す図である。 蓄電池情報記憶部１３１の構成例を示す図である。 住所、エリア、配電系統及びサーバのいずれかまたはその組み合わせについて偏りがないように蓄電池２５をグループ分けする処理の流れを示す図である。
＝＝概要＝＝
　以下、本発明の一実施形態に係る経済負荷配分調整装置１０を含む経済負荷配分システムについて説明する。図１に示すように、本実施形態の経済負荷配分システムは、経済負荷配分調整装置１０、複数の水位計画装置２１、複数の充電制御装置２２及び需給計画装置２３を含んで構成されている。経済負荷配分調整装置１０は、通信ネットワーク２４を介して水位計画装置２１、充電制御装置２２及び需給計画装置２３に接続されている。通信ネットワーク２４は、例えばインターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などであり、公衆電話回線網やイーサネット（登録商標）、無線通信網などにより構築される。
　需給計画装置２３は、所定期間（本実施形態では２４時間とする。）の発電にかかる費用が最小となるように発電量および電力の需要量を計画する（以下、「最適需給計画」という。）。需給計画装置２３は、水力発電による発電量（以下、「水力発電量」という。）、火力発電による発電量（以下、「火力発電量」という。）、蓄電池への充電に用いられる消費電力量（以下、「充電需要量」という。）、及び蓄電池２５以外の負荷に用いられる消費電力量についてのシミュレーションを行い、２４時間の発電費用が最小となるようにする。需給計画装置２３は、例えば「電力市場のシミュレーション　－電源の起動停止計画を考慮した基本モデルの開発－」（平成１６年３月、財団法人電力中央研究所）に記載された方法に基づいて、最適需給計画を算出することができる。なお、当該文献では、水力発電量や電力需要は所与のものとして最適需給計画を算出しているが、例えば、水力発電量や電力需要を変動させることなどにより、本実施形態での需給計画装置２３では火力発電量に加え、水力発電量や電力需要についても、最適値を算出することができるものとする。需給計画装置２３は、例えば、卸電力取引所における、時別の単位電力量あたりの電力価格や火力発電の発電機を起動するためにかかる費用（起動費）、蓄電池２５に係る制約、蓄電池２５以外の負荷に係る制約、火力発電以外による発電に係る制約などの諸元に応じて、時別の電力需要量、水力発電量、火力発電量を増減し、発電にかかる単価（以下、「発電単価」という。）を算出し、全発電量に発電単価を乗じて２４時間分を集計して発電費用を算出していき、発電費用が最小となる、水力発電量（以下、「最適発電量」という。）、火力発電量、水力火力以外による発電量、充電需要量（以下、「最適需要量」という。）、その他の負荷による消費電力量などを算出する。なお、本実施形態では、発電単価が電力価格であるものとするが、発電単価に利潤を加算して電力価格としてもよい。需給計画装置２３は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション、携帯電話端末、ＰＤＡなどである。なお、需給計画装置２３と、後述する経済負荷配分調整装置１０とを１台のコンピュータにより実現するようにしてもよい。
　水位計画装置２１（本発明の「水力発電計画装置」に対応する。）は、各種の制約条件を満たしつつ、水力発電により発電された電力の販売価格が最大となるように、貯水池の水位を計画する（以下、「最適水位計画」という。）。水位計画装置２１による水位計画には、例えば、特開２００９－２２３６９２号公報に開示されている手法を用いることができる。水力発電に関する制約条件としては、例えば発電機に与える水の量（取水量）の最小値（以下、「最小取水量」という。）や取水量の最大値（以下、「最大取水量」という。）などがある。水位計画装置２１は、最適水位計画における時別の水力発電量（以下、「計画発電量」という。）も算出する。本実施形態では水位計画装置２１には時別の電力価格が与えられ、与えられた電力価格に応じて最適水位計画を算出することとする。なお、上記発電単価に利潤を加算して電力価格としてもよい。水位計画装置２１は水力発電所ごとに設けられるコンピュータであり、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などである。
　充電制御装置２２（本発明の「需要計画装置」に対応する。）は、各種の制約条件を満たしつつ、充電にかかる電力料金が最小となるように、蓄電池２５への充電を計画する（以下、「最適充電計画」という。）。蓄電池２５に係る制約条件としては、例えば蓄電池２５に通電することができる電力量（通電量）の最小値（以下、「最小通電量」という。）や通電量の最大値（以下、「最大通電量」という。）、蓄電池２５の最低容量及び最大容量などがある。充電制御装置２２にも時別の電力価格が与えられて、与えられた電力価格に応じて最適充電計画を算出することとする。また、充電制御装置２２は、最適充電計画における時別の電力需要量（以下、「計画需要量」という。）も算出する。充電制御装置２２は電力需要者の蓄電池２５ごとに設けられるコンピュータである。充電制御装置２２は、例えば、蓄電池２５に接続される充電器であってもよいし、充電器に接続して充電器の動作を制御するパーソナルコンピュータやＰＤＡなどであってもよい。
　経済負荷配分調整装置１０は、需給計画装置２３により算出された最適需給計画になるべく沿うように、貯水池の水位計画や蓄電池への充電計画が行われるように調整を行う。経済負荷配分調整装置１０は、最適需給計画における最適発電量よりも、水位計画装置２１が計画した計画発電量の合計が多い時間帯があれば、その時間帯の電力価格を下げて、水位計画装置２１に水位計画を再計算させる。水位計画装置２１では電力の販売価格を最大化するように水位が計画されるため、電力価格が下げられた時間帯における発電量を下げるように計画が修正されることが期待される。これにより、発電量を最適需給計画に近づけることができる。また、最適需給計画における最適需要量よりも、充電制御装置２２が計画した計画需要量が多い時間帯があれば、その時間帯の電力価格を上げて、充電制御装置２２に充電計画を再計算させる。充電制御装置２２では、消費電力料金を最小化するように充電計画が算出されるため、電力価格が上げられた時間帯における消費電力を下げるように充電計画が修正されることが期待される。これにより、電力需要量を最適需給計画に近づけることができる。　
　以下、詳細に付いて説明する。
＝＝充電制御装置２２＝＝
　図２は、充電制御装置２２のハードウェア構成を示す図である。充電制御装置２２は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、記憶装置２０３、通信インタフェース２０４、充電インタフェース２０５、入力装置２０６、出力装置２０７を備えている。記憶装置２０３は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどである。ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０３に記憶されているプログラムをメモリ２０２に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース２０４は、通信ネットワーク２４に接続するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）に接続するためのアダプタや、電話回線網に接続するためのモデム、無線通信網に接続するための無線通信器などである。充電インタフェース２０５は、蓄電池２５や商用電源（不図示）などに接続するためのインタフェースである。充電制御装置２２は、充電インタフェース２０５を介して商用電源から蓄電池２５への充電を行う。入力装置２０６は、ユーザからデータの入力を受け付ける、例えば、キーボードやタッチパネル、マウス、マイクロフォンなどである。出力装置２０７は、データを出力する、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
　図３は、充電制御装置２２のソフトウェア構成を示す図である。充電制御装置２２は、使用量取得部２１１、最適計画要求受信部２１２、最適充電計画作成部２１３、需要量送信部２１４、充電計算テーブル２３１を備える。なお、充電制御装置２２は、使用量取得部２１１、最適計画要求受信部２１２、最適充電計画作成部２１３、需要量送信部２１４は、充電制御装置２２が備えるＣＰＵ２０１が記憶装置２０３に記憶されているプログラムをメモリ２０２に読み出して実行することにより実現され、充電計算テーブル２３１は、充電制御装置２２が備えるメモリ２０２及び記憶装置２０３が提供する記憶領域の一部として実現される。
　充電計算テーブル２３１は、蓄電池２５の充電に関する情報を記憶する。図４は充電計算テーブル２３１の構成例を示す図である。図４に示すように、本実施形態では、充電計算テーブル２３１は、各時間帯について、最低容量２３１１、最大容量２３１２、充電容量２３１３、使用量２３１４、最小通電量２３１５、最大通電量２３１６、通電量２３１７、電力価格２３１８、及び電気料金２３１９の各欄を有する。最低容量２３１１及び最大容量２３１２は、蓄電池２５が蓄電可能な容量の最低値及び最大値であり、最小通電量２３１５及び最大通電量２３１６は、蓄電池２５に１時間あたりで通電可能な電力量の最小値及び最大値である。最低容量２３１１、最大容量２３１２、最小通電量２３１５、最大通電量２３１６は、蓄電池２５の充電に係る制約条件である。通電量２３１７は、蓄電池２５の充電のために供給される電力量であり、使用量２３１４は、蓄電池２５から放電される予定の電力量である。充電容量２３１３は、蓄電池２５に充電された容量であり、１時間前の充電容量２３１３から使用量２３１４を引き、供給量２３１７を足したものになる。電力価格２３１８は、経済負荷配分調整装置１０から与えられる、単位量当たりの電力価格である。電力料金２３１９は、通電量２３１７に電力価格２３１８を乗じた値である。なお、図４の例では、８時から翌日の８時までの２４時間を最適充電計画の単位としているが、任意の開始時点を設定することができる。以下の説明では、開始時点（図４の例では「８時」）を「１」とし、終了時点（図４の例では翌日「８時」）を「２４」と表記する。
　使用量取得部２１１は、蓄電池２５からの電力の使用予定を取得する。本実施形態では、使用量取得部２１１は、昨日のある時間帯（例えば午前８時）から本日の当該時間帯（午前８時）までの間に蓄電池２５から放電された１時間ごとの電力量の実績値を、明日の同じ時間帯（午前８時から明後日の午前８時までの各時）における使用予定として取得するものとする。なお、使用量取得部２１１は、ユーザから使用予定の入力を受け付けるようにしてもよいし、過去の実績値に基づいて将来の使用量を予測し、その予測値を使用予定としてもよい。使用量取得部２１１は、取得した使用予定を充電計算テーブル２３１の使用量２３１４に設定する。
　最適計画要求受信部２１２は、経済負荷配分調整装置１０から送信される、最適化計算を行うように指示するコマンド（以下、「最適計画要求」）を受信する。最適計画要求には時別の電力価格が含まれ、最適計画要求受信部２１２は、最適計画要求に含まれている電力価格を充電計算テーブル２３１の電力価格２３１８に設定する。また、最適計画要求には制約条件が含まれることもあり、その場合、最適計画要求受信部２１２は、最適計画要求に含まれていた制約条件を充電計算テーブル２３１に設定する。なお、本実施形態では、制約条件は最低容量２３１１、最大容量２３１２、最小通電量２３１５、最大通電量２３１６のいずれかに設定されるものとする。
　最適充電計画作成部２１３は、制約条件を満たしつつ、充電に係る電力料金が最小となるように、通電量２３１７を決定し、需要量送信部２１４は、最適充電計画作成部２１３が作成した通電量を経済負荷配分調整装置１０に送信する。
　図５は、最適充電計画の作成処理の流れを示す図である。なお、最適充電計画作成部２１３は、予め制約条件（最低容量２３１１、最大容量２３１２、最小通電量２３１５、最大通電量２３１６）の入力を受け付けて充電計算テーブル２３１に設定しておき、最適計画要求受信部２１２が、最適計画要求に制約条件が含まれていた場合には、その制約条件で充電計算テーブル２３１を更新する。なお、最終時点における最低容量２３２１は更新しない。
　最適充電計画作成部２１３は、ｔ時における充電容量（ｔ）を変化させながら、以下の式（１）－（３）
　電気料金ｔ＝通電量ｔ×電力価格ｔ　…(1)
　充電容量ｔ＋１＝充電容量ｔ＋通電量ｔ　…(2)
　Σ{電気料金ｔ}＝Σ[{充電容量ｔ＋１－充電容量ｔ＋使用量ｔ}×電力価格ｔ]…(3)
を計算し、以下の制約条件（４）及び（５）
　最低容量ｔ≦充電容量ｔ≦最大容量ｔ　…(4)
　最小通電量ｔ≦通電量ｔ≦最大通電量ｔ　…(5)
が満たされるもののうち、電力料金の合計値（Σ電力料金ｔ）が最も小さくなる、充電容量ｔの組み合わせを決定することにより、最適化計算を行う（Ｓ２５１）。
　最適充電計画作成部２１３は、上記の充電容量ｔの組み合わせが計算できた場合には（Ｓ２５２：ＹＥＳ）、計算した充電容量を充電計算テーブル１３１の充電容量２３１３に設定し（Ｓ２５３）、上記式（２）により通電量を算出して通電量２３１７に設定し（２５４）、計算した電気料金を電気料金２３１９に設定する（Ｓ２５５）。
　最適充電計画作成部２１３は、最大容量２３１２の初期値２３２２及び最終値２３２３のそれぞれから所定のステップ値を減算して（Ｓ２５６）、ステップＳ２５１からの処理を繰り返す。
　以上のようにして、最適充電計画作成部２１３は、計画の開始時点の充電容量と終了時点の充電容量とが同じであり、計画中の各時点ｔにおける充電容量ｔが予め設定された最低容量ｔ以上かつ最大容量ｔ以下である充電容量ｔの組合せのうち、充電容量が最も少なくかつ電気料金の合計が最も安くなるような組み合わせを最適充電計画として決定することができる。したがって、不要な充電を行わないようにすることができるので、例えばリチウムイオンの蓄電池２５の寿命を延ばすことができる。また、必要な充電容量を確保した上で、最も電気料金が安くなるように充電を行うことができる。なお、最適充電計画作成部２１３は、例えば、通電時間又は充電制御装置２２から蓄電池２５への出力（出力値）を変化させて、次式
　Σ（電力料金ｔ）＝Σ（通電時間ｔ×出力値ｔ×電力価格ｔ）
により、電力料金の合計値が最小になるように、通電時間又は出力値を決定するようにしてもよい。
＝＝経済負荷配分調整装置１０＝＝
　図６は、経済負荷配分調整装置１０のハードウェア構成を示す図である。経済負荷配分調整装置１０はＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、通信インタフェース１０４、入力装置１０５、出力装置１０６を備えている。記憶装置１０３は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどである。ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース１０４は、通信ネットワーク２４に接続するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）に接続するためのアダプタや、電話回線網に接続するためのモデム、無線通信網に接続するための無線通信器などである。入力装置１０５は、ユーザからデータの入力を受け付ける、例えば、キーボードやマウス、マイクロフォンなどである。出力装置１０６は、データを出力する、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
　図７は、経済負荷配分調整装置１０のソフトウェア構成を示す図である。経済負荷配分調整装置１０は、最適需給計画取得部１１１、最適発電量取得部１１２、最適需要量取得部１１３、電力価格調整部１１４の各機能部を備えている。なお、上記各機能部は、経済負荷配分調整装置１０が備えるＣＰＵ１０１が記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより実現される。
　最適需給計画取得部１１１は、需給計画装置２３により算出される最適需給計画を取得する。本実施形態では、最適需給計画取得部１１１は、最適計画要求を需要計画装置２３に送信し、需給計画装置２３が最適計画要求に応じて最適需給計画を算出し、最適電力価格、最適需要量及び最適発電量を経済負荷配分調整装置１０に応答し、最適需給計画取得部１１１はこれらを受信する。
　最適発電量取得部１１２は、各水位計画装置２１により算出される最適水位計画における時別の計画発電量を取得する。本実施形態では、最適発電量取得部１１２は、需給計画装置２３から取得した時別の最適電力価格を含む最適計画要求を水位計画装置２１に送信する。水位計画装置２１が最適計画要求に応じて最適水位計画を算出し、最適水位計画における時別の計画発電量を経済負荷配分調整装置１０に応答し、最適発電量取得部１１２はこれを受信する。
　最適需要量取得部１１３は、各充電制御装置２２により算出される最適充電計画における時別の計画需要量を取得する。本実施形態では、最適需要量取得部１１３は、需給計画装置２３から取得した時別の最適電力価格を含む最適計画要求を充電制御装置２２に送信する。充電制御装置２２が最適計画要求に応じて最適充電計画を算出し、最適充電計画における時別の計画需要量を経済負荷配分調整装置１０に応答し、最適需要量取得部１１３はこれを受信する。
　電力価格調整部１１４は、各水位計画装置２１から取得した水力発電量が最適需給計画になるべく沿うように、水位計画装置２１に再計算をさせる。また、電力価格調整部１１４は、各充電制御装置２２から取得した充電需要量が最適需給計画になるべく沿うように、充電制御装置２２に再計算をさせる。本実施形態では、電力価格調整部１１４は、水位計画装置２１から取得した計画発電量の合計値が最適需給計画に含まれている最適発電量を超えている時間帯について、当該時間帯の電力価格が現在値よりも低くなるように調整し、調整後の電力価格を含む最適計画要求を水位計画装置２１に送信することにより、水位計画装置２１に再計算をさせる。また、電力価格調整部１１４は、充電制御装置２２から取得した計画需要量の合計が最適需要計画に含まれている最適需要量を超えている時間帯について、当該時間帯の電力価格が現在値よりも高くなるように調整し、調整後の電力価格を含む最適計画要求を充電制御装置２２に送信することにより、充電制御装置２２に再計算をさせる。
＝＝処理概要＝＝
　図８は、経済負荷配分システムにおける処理の概要を説明する図である。　
　需給計画装置２３が最適需給計画を算出し（Ｓ３０１）、水位計画装置２１が最適水位計画により時別の計画発電量を算出し（Ｓ３０２）、充電制御装置２２が最適充電計画により時別の計画需要量を算出する（Ｓ３０３）。経済負荷配分調整装置１０は、調整を行う対象となる水位計画装置２１（発電所）及び充電制御装置２２（蓄電池）の順番を決定する（Ｓ３０４）。なお、順番の決定方法の詳細については後述する。　
　水位計画装置２１から受信した計画発電量が最適発電量を超えている時間がある場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、経済負荷配分調整装置１０は、その時間の電力価格を下げ（Ｓ３０６）、水位計画装置２１は、最適水位計画により計画発電量を再計算する（Ｓ３０７）。　
　全ての時間において、計画発電量が最適発電量を超えていなければ（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、ステップＳ３０８に進む。充電制御装置２２から受信した計画需要量が最適需要量を超えている時間がある場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、経済負荷配分調整装置１０は、その時間の電力価格を上げて（Ｓ３０９）、貯水温度制御装置２２は、最適充電計画により計画需要量を再計算する（Ｓ３１０）。
　図９は、図８の処理におけるデータの送受信の様子を説明するための図である。　
　ステップＳ４０１－Ｓ４０３が図８のステップＳ３０１に対応する。経済負荷配分調整装置１０は、最適計画要求を需要計画装置２３に送信する（Ｓ４０１）。需給計画装置２３は最適計画要求に応じてシミュレーションを行い、最適需給計画を算出し（Ｓ４０２）、最適需給計画における時別の最適電力価格、最適需要量及び最適発電量を経済負荷配分調整装置１０に送信する（Ｓ４０３）。
　ステップＳ４０４－Ｓ４０６が図８のステップＳ３０２に対応する。経済負荷配分調整装置１０は、最適計画要求に需給計画装置２３から受信した最適電力価格を含めて各水位計画装置２１に送信する（Ｓ４０４）。各水位計画装置２１は、最適計画要求に含まれる電力価格を用いて、水力発電による電力の販売価格が最大となるように最適水位計画を作成し（Ｓ４０５）、最適水位計画に係る計画発電量を経済負荷配分調整装置１０に応答する（Ｓ４０６）。
　ステップＳ４０７－Ｓ４０９が図８のステップＳ３０３に対応する。経済負荷配分調整装置１０は、最適計画要求に需給計画装置２３から受信した最適電力価格を含めて、各充電制御装置２２に送信する（Ｓ４０７）。なお、経済負荷配分調整装置１０は、水位計画装置２１に対して最適計画要求を送信するステップＳ４０４以前に充電制御装置２２に最適計画要求を送信するようにしてもよい。充電制御装置２２は、最適計画要求に含まれる最適電力価格を用いて、充電にかかる電力料金が最小となるように最適充電計画を作成し（Ｓ４０８）、最適充電計画における時別の計画需要量を経済負荷配分調整装置１０に送信する（Ｓ４０９）。
　ステップＳ４１０は図８のステップＳ３０６、Ｓ３０９に対応する。経済負荷配分調整装置１０は、図８のステップＳ３０５－Ｓ３０７あるいはステップＳ３０８－Ｓ３１０に示す処理の繰り返し回数ｋに応じた時間ｔ（ｋ）以後の時間において、計画発電量が最適発電量を超えている時間の電力価格を下げ、計画需要量が最適需要量を超えている時間については電力価格を上げる（Ｓ４１０）。経済負荷配分調整装置１０は、例えば、計画発電量が最適発電量を超えている時間について電力価格に所定の最低値を設定し、計画需要量が最適需要量を超えている時間については電力価格に所定の最高値を設定することができる。
　ステップＳ４１１－Ｓ４１３が図８のステップＳ３０５及びＳ３０７に対応する。経済負荷配分調整装置１０は、調整済みの時間帯については、発電電力量が変化しないようにする制約条件（以下、「発電調整制約条件」という。）を設定する。例えば、経済負荷配分調整装置１０は、価格の調整済みの時間における発電電力量を取水量に変換し、最小取水量及び最大取水量の両方にその取水量を設定して発電調整制約条件とする。経済負荷配分調整装置１０は、価格を下げた電力価格と発電調整制約条件とを含む最適計画要求を水位計画装置２１に送信する（Ｓ４１１）。水位計画装置２１は、最適計画要求に含まれる電力価格と発電調整制約条件とを用いて、通常の制約条件に加えて発電調整制約条件も満たしつつ水力発電による電力の販売価格が最大となるように最適水位計画を再作成する（Ｓ４１２）。これにより、価格調整した時間については、最小取水量及び最大取水量が一致することから取水量が変化せず、すなわち、発電電力量が変化しないようにすることを可能にするとともに、その他の時間については、価格が下げられた時間の発電量を下げるように発電電力量が調整されることが期待されるように仕向けることができる。水位計画装置２１は、最適水位計画における時別の計画発電量を経済負荷配分調整装置１０に送信する（Ｓ４１３）。
　ステップＳ４１４－Ｓ４１６は図８のステップＳ３０８、Ｓ３１０に対応する。経済負荷配分調整装置１０は、調整済みの時間帯については、需要量が変化しないようにする制約条件（以下、「需要調整制約条件」という。）を設定する。例えば、経済負荷配分調整装置１０は、価格の調整済みの時間における需要量を通電量に変換し、最小通電量及び最大通電量の両方にその通電量を設定して需要調整制約条件とする。経済負荷配分調整装置１０は、価格を上げた電力価格と需要調整制約条件とを含む最適計画要求を充電制御装置２２に送信する（Ｓ４１４）。充電制御装置２２は、最適計画要求に含まれる電力価格と需要調整制約条件とを用いて、通常の制約条件に加えて需要調整制約条件も満たしつつ充電にかかる電力料金が最小となるように最適充電計画を作成する（Ｓ４１５）。これにより、価格調整した時間については、最小通電量及び最大通電量が一致することから通電量が変化せず、すなわち、需要量が変化しないようにすることを可能にするとともに、その他の時間については、価格が上げられた時間の需要量を下げるように需要量が調整されることが期待されるように仕向けることができる。充電制御装置２２は、最適充電計画における時別の計画需要量を経済負荷配分調整装置１０に送信する（Ｓ４１６）。
　経済負荷配分調整装置１０は、全ての時間において、計画発電量が最適発電量以下となり、計画需要量が最適需要量以下となるまで、あるいは、全ての水位計画装置２１及び全ての充電制御装置２２に対して、最適水位計画及び最適充電計画を再作成させるまで、ステップＳ４１０からステップＳ４１６までの処理を繰り返すことになる。
　以上のようにして、なるべく最適需給計画における最適発電量及び最適需要量に近づくように、各水位計画装置２１及び各充電制御装置２２において最適水位計画及び最適充電計画が調整される。
＝＝電力価格の調整（水力発電所）＝＝
　図１０は、図８のステップＳ３０６及び図９のステップＳ４１０における、水位計画装置２１に送信するための電力価格の調整処理の流れを説明する図である。　
　経済負荷配分調整装置１０は、需給計画装置２３から受信した最適電力価格を水力発電所に対応付けて格納する価格表６１を作成する（Ｓ５００）。図１１は価格表６１の一例を示す図である。本実施形態では、価格表６１は、水力発電所を列方向とし、時間を行方向として価格を格納する。経済負荷配分調整装置１０は、水位計画装置２１から受信した時別の計画発電量を水力発電所ごとに格納する発電量表６２を作成する（Ｓ５０１）。図１２は、発電量表６２の一例を示す図である。本実施形態では、発電力表６２も、水力発電所を列方向とし、時間を行方向として水力発電量を格納するものとする。また、経済負荷配分調整装置１０は、各時間について、各水力発電所に対応する計画発電量を合計し、電力量表６２の時別合計欄６２１に設定する。さらに、経済負荷配分調整装置１０は、発電所ごとに各時間の制約条件を格納する制約条件表６３を作成し、制約条件を初期値に設定する（Ｓ５０２）。図１３は制約条件表６３の一例を示す図である。なお、本実施形態では、制約条件は最小取水量（Ｑｍｉｎ）と最大取水量（Ｑｍａｘ）のみであるものとする。また、全ての水力発電所についての制約条件の初期値は同じ値であるものとする。
　経済負荷配分調整装置１０は、時別合計が最大となる最初の時点を特定し、その時点における発電量が大きい水力発電所順に、価格表６１及び発電量表６２の列を並べ替える（Ｓ５０３）。図１４及び図１５では、１３時において時別合計が最大の７５０となり、１３時における発電量に応じて、価格表６１及び発電量表６２の列が、左から順に発電所５、発電所４、発電所３、発電所２、発電所１と並べ替えられている例が示されている。本実施形態では左から順に並べ替えるものとするが、もちろん、右から順に並べ替えるようにしてもよい。
　経済負荷配分調整装置１０は、発電量表６２において時別合計の大きい順に、順番ｋに対応付けて時間ｔ（ｋ）を、図１６に示す発電量順時刻表６４に記録する（Ｓ５０４）。経済負荷配分調整装置１０は、変数ｋに１を設定し（Ｓ５０５）、発電量順時刻表６４からｋに対応するｔ（ｋ）を読み出してｔとする（Ｓ５０６）。図１６の例では、例えば、ｋが１であれば、ｔ（ｋ）は「１３」となる。なお、時別合計が同じ値の時間が複数ある場合には、例えば、より早い時間を選択するなど、所定の決定方法によりｔに設定する時間を選択する。経済負荷配分調整装置１０は、ｔ時における最適発電量をＰＭＡＸとし（Ｓ５０７）、変数Ｐ０に０（ゼロ）を設定し（Ｓ５０８）、変数ｎに１を設定する（Ｓ５０９）。経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目の発電所におけるｔ時の水力発電量、すなわち発電量表６２の左からｎ番目の列のｔ時に対応する値をＰｎとし（Ｓ５１０）、Ｐ０にＰｎを加算する（Ｓ５１１）。　
　Ｐ０がＰＭＡＸ未満であれば（Ｓ５１２：ＮＯ）、経済負荷配分調整装置１０は、ｎをインクリメントして（Ｓ５１３）、ステップＳ５１０からの処理を繰り返す。
　Ｐ０がＰＭＡＸ以上になれば（Ｓ５１２：ＹＥＳ）、経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目以後の電力価格、すなわち、価格表６１の左からｎ番目より後のｔ時に対応する値を、所定の最低値に設定する（Ｓ５１４）。図１７の例では、最低値が「０．０１」であるものとしている。例えば、ｎが５であり、ｔが１３であれば、１３時の電力価格６１１は、発電所１についてのみ０．０１となる。
　経済負荷配分調整装置１０は、１からｋまでの変数ｉについて以下の処理を行う。経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目以前の各発電所について、ｔ（ｉ）を発電量順時刻表６４から読み出し、ｔ（ｉ）時に対応する発電量表６２の電力量を取得し、取得した電力量を取水量Ｑに変換する（Ｓ５１５）。例えば特開２００９－２２３６９２号公報に開示されているように、発電電力量をＰｎ、取水量をＱ、有効落差をｈｎ、変換効率に係る係数をｃ、重力加速度をｇとした場合、式Ｐｎ＝Ｑ×ｈｎ×ｃ×ｇが成立する。本実施形態では、有効落差ｈｎ及び変換効率に関する係数ｃは全ての水力発電所で同じ値であるものとし、したがって上記式により電力量から取水量Ｑを算出することができるものとする。経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目より前の各発電所について、ｔ（ｉ）時に対応する制約条件表６３の最小取水量及び最大取水量の両方に、算出した取水量Ｑを設定する（Ｓ５１６）。これにより、１からｎ番目の発電所について、ｔ（ｉ）時の取水量Ｑを変化させることができなくなり、したがって、水位計画装置２１が最適水位計画を再計算する場合にも、ｔ（ｉ）時の発電量が変化しないようにすることができる。
　以上の処理を１からｋまでのｉについて繰り返し、電力価格の調整を行わない発電所については、ｔ（ｉ）時に対応する最小取水量と最大取水量が、上記変換した取水量に設定される。図１８の例では、発電所２から発電所５のそれぞれについて、１３時における最小取水量及び最大取水量が同じ値となっている。
　経済負荷配分調整装置１０は、各水力発電所について、価格表６１から時間毎の電力価格を読み出し、制約条件表６３から時間毎の制約条件（最小取水量及び最大取水量）を読み出し、読み出した電力価格及び制約条件を含む最適計画要求を水位計画装置２１に送信して（Ｓ５１７）、水位計画装置２１に最適水位計画を再計算させる。経済負荷配分調整装置１０は、ｋをインクリメントする（Ｓ５１８）。経済負荷配分調整装置１０は、全ての時間について処理を行っていなければ、すなわちｋが２４以下であれば（Ｓ５１９：ＮＯ）、ステップ５０６からの処理を繰り返し、ｋが２４を超えれば（Ｓ５１９：ＹＥＳ）、処理を終了する。
　図１９は、上述した図１０に示す電力価格の調整処理を説明する図である。（ａ１）は、需給計画装置２３により算出された最適電力価格を示すグラフであり、（ａ２）は、最適発電量の折れ線グラフと、最適電力価格に応じて各水位計画装置２１により算出された計画発電量の積み上げグラフである。図１９の例では、１３時から１６時の間、計画発電量の合計が最適発電量を超えている。１３時において最適発電量を超えた発電所１について電力価格が下げられると（ｂ１）、発電所１の水位計画装置２１は電力の販売価格を最大化するべく、他の時間の発電量を増やすことが期待される。（ｂ２）の例では、１３時に計画されていた発電が１１時に移動している。１４時には、発電所１及び２について電力価格が下げられ（ｃ１）、これにより電力の販売価格を最大化するべく、発電所１の水位計画装置２１は１４時に計画していた発電が１７時に移動し、発電所２の水位計画装置２１は１４時に計画していた発電を１１時に移動している（ｃ２）。同様に、１５時には発電所１についての電力価格が下げられて（ｄ１）、発電所１における発電は１０時に移動されている（ｄ２）。１６時には発電所１－３についての電力価格が下げられ（ｅ１）、１６時に計画されていた、発電所１における発電は１８時に、発電所２における発電は１０時に、発電所３における発電は１１時にそれぞれ移動されている（ｅ２）。このようにして、（ｅ２）では、最適発電量にほぼ沿った状態で、各水位計画装置２１によって発電計画が策定される。
　以上のように、本実施形態の経済負荷配分システムでは、経済負荷配分調整装置１０は、最適発電量よりも計画発電量が多い時間帯があれば、その時間帯の電力価格を最低値に設定した上で、水位計画装置２１に水位計画を再計算させることができる。水位計画装置２１では電力の販売価格を最大化するように水位が計画されるため、電力価格が下げられた時間帯における発電量を下げるように計画が修正されることが期待される。これにより、発電量を最適需給計画に近づけることができる。
＝＝電力価格の調整（蓄電池２５）＝＝
　図２０は、図８のステップＳ３０９及び図９のステップＳ４１０における、充電制御装置２２に送信するための電力価格の調整処理の流れを説明する図である。　
　経済負荷配分調整装置１０は、需給計画装置２３から受信した最適電力価格を蓄電池２５に対応付けて格納する価格表７１を作成する（Ｓ５２０）。本実施形態では、価格表７１は、蓄電池２５を列方向とし、時間を行方向として価格を格納する。経済負荷配分調整装置１０は、充電制御装置２２から受信した計画需要量を蓄電池２５ごとに格納する需要量表７２を作成する（Ｓ５２１）。本実施形態では、需要量表７２も、蓄電池２５を列方向とし、時間を行方向として需要量を格納するものとする。また、経済負荷配分調整装置１０は、各時間について、各蓄電池２５に対応する計画需要量を合計し、需要量表７２の時別合計欄６５１に設定する。さらに、経済負荷配分調整装置１０は、蓄電池２５ごとの各時間の制約条件を格納する制約条件表７３を作成し、制約条件を初期値に設定する（Ｓ５２２）。図２１は、制約条件表７３の一例を示す図である。なお、本実施形態では、制約条件は最低容量及び最大容量ならびに最小通電量及び最大通電量のみであるものとする。また、本実施形態では、経済負荷配分調整装置１０が制約条件を各充電制御装置２２から取得するものとするが、例えば全ての蓄電池２５についての制約条件に所定の初期値を設定するようにしてもよい。
　経済負荷配分調整装置１０は、時別合計が最大となる最初の時点を特定し、その時点における需要量が大きい蓄電池２５順に、価格表７１及び需要量表７２の列を並べ替える（Ｓ５２３）。図２３及び図２４はそれぞれ、並べ替えた後の価格表７１及び需要量表７２の一例を示す図である。図２３及び図２４の例では、価格表７１及び需要量表７２の列が左から蓄電池３、蓄電池１、蓄電池２の順に並べ替えられている。
　経済負荷配分調整装置１０は、需要量表６２において時別合計の大きい順に、順番ｋに対応付けて時間ｔ（ｋ）を、図２２に示す需要量順時刻表７４に記録する（Ｓ５２４）。経済負荷配分調整装置１０は、変数ｋに１を設定し（Ｓ５２５）、需要量順時刻表７４からｋに対応するｔ（ｋ）を読み出してｔとする（Ｓ５２６）。図２４の例では、例えば、第５時における時別合計「１５０」が最大であれば、ｔは「５」となる。なお、時別合計が同じ値の時間が複数ある場合には、例えば、より早い時間を選択するなど、所定の決定方法によりｔに設定する時間を選択する。経済負荷配分調整装置１０は、ｔ時における最適需要量をＬＭＡＸとし（Ｓ５２７）、変数Ｌ０に０（ゼロ）を設定し（Ｓ５２８）、変数ｎに１を設定する（Ｓ５２９）。経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目の蓄電池２５におけるｔ時の計画需要量、すなわち需要量表７２の左からｎ番目の列のｔ時に対応する値をＬｎとし（Ｓ５３０）、Ｌ０にＬｎを加算する（Ｓ５３１）。　
　Ｌ０がＬＭＡＸ未満であれば（Ｓ５３２：ＮＯ）、経済負荷配分調整装置１０は、ｎをインクリメントして（Ｓ５３３）、ステップＳ５３０からの処理を繰り返す。
　Ｌ０がＬＭＡＸ以上になれば（Ｓ５３２：ＹＥＳ）、経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目より後の電力価格、すなわち、価格表７１の左からｎ番目より後のｔ時に対応する値を、所定の最高値に設定する（Ｓ５３４）。図２５の例では、最高値が「９９」であるものとしている。例えば、ｎが１であり、ｔが５であれば、５時の電力価格７１１は、蓄電池３以外について９９となる。
　経済負荷配分調整装置１０は、１からｋまでの変数ｉについて以下の処理を行う。経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目以前の各蓄電池２５について、ｔ（ｉ）を需要量順時刻表７４から読み出し、ｔ（ｉ）時に対応する需要量表７２の需要量を取得する（Ｓ５３５）。経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目以前の各蓄電池２５について、ｔ（ｉ）時に対応する制約条件表７３の最小通電量及び最大通電量の両方に、取得した需要量を設定する（Ｓ５３６）。これにより、１からｎ番目の蓄電池２５について、ｔ（ｉ）時の通電量を変化させることができなくなり、したがって、充電制御装置２２が最適充電計画を再計算する場合にも、ｔ（ｉ）時の需要量が変化しないようにすることができる。
　以上の処理を１からｋまでのｉについて繰り返し、電力価格の調整を行わない蓄電池２５については、ｔ（ｉ）時に対応する最小通電量と最大通電量の両方に、取得した需要量が設定される。
　経済負荷配分調整装置１０は、各蓄電池２５について、価格表７１から時間毎の電力価格を読み出し、制約条件表７３から時間毎の制約条件（最低容量及び最大容量ならびに最小通電量及び最大通電量）を読み出し、読み出した電力価格及び制約条件を含む最適計画要求を充電制御装置２２に送信して（Ｓ５３７）、充電制御装置２２に最適充電計画を再計算させる。経済負荷配分調整装置１０は、ｋをインクリメントする（Ｓ５３８）。経済負荷配分調整装置１０は、全ての時間について処理を行っていなければ、すなわちｋが２４以下であれば（Ｓ５３９：ＮＯ）、ステップ５２６からの処理を繰り返し、ｋが２４を超えれば（Ｓ５３９：ＹＥＳ）、処理を終了する。
　図２６は、上述した図２０に示す電力価格の調整処理を説明する図である。（ａ１）は、需給計画装置２３により算出された最適電力価格を示すグラフであり、（ａ２）は、最適需要量の折れ線グラフと、最適電力価格に応じて各充電制御装置２２により算出された計画需要量の積み上げグラフである。図２６の例では、５時から８時の間、計画需要量の合計が最適需要量を超えている。最適需要量を超えた７時において蓄電池４及び５について電力価格が上げられると（ｂ１）、蓄電池４及び５を制御する充電制御装置２２は消費電力に係る電気料金を最小化するべく、電力価格が上げられた時間の需要量を減らし、他の時間の需要量を増やすことが期待される。（ｂ２）の例では、７時に計画されていた蓄電池５への充電が４時に移動している。８時においても、蓄電池４及び５について電力価格が上げられ（ｃ１）、これにより電力料金を最小化するべく、蓄電池４及び５の充電制御装置２２は、８時に計画していた充電を３時に移動している。５時においても蓄電池４及び５について電力価格が上げられて（ｄ１）、充電が２時に移動しており（ｄ２）、６時においても蓄電池４及び５について電力価格が上げられて（ｅ１）、充電が１時に移動している（ｅ２）。このようにして、（ｅ２）では、最適発電量にほぼ沿った状態で、各充電制御装置２２により充電計画が策定される。
　以上のように、最適需要量よりも計画需要量が多い時間帯があれば、その時間帯の電力価格を最高値に設定した上で、充電制御装置２２に充電計画を再計算させることができる。充電制御装置２２では、充電にかかる電力料金を最小化するように充電計画が再計算されるため、電力価格が上げられた時間帯における消費電力を下げるように充電計画が修正される。これにより、集中した需要量を分散させ、電力需要量を最適需給計画に近づけることができる。
　また、本実施形態の経済負荷配分システムによれば、蓄電池２５は、必要な充電容量（最終時点における最低容量２３２１）を満たせば、なるべく少ない容量となるように充電計画が作成される。リチウムイオン電池などでは、最大容量まで充電すると蓄電池２５の寿命が短くなることが知られているが、本実施形態の経済負荷配分システムのように、なるべく少ない容量となるように充電計画を作成することで、蓄電池２５の寿命を延ばすこともできる。
　なお、本実施形態では、経済負荷配分システムには複数の水位計画装置２１が配置されるものとしたが、１つの水位計画装置２１のみが設置されている場合でもよい。同様に、１つの充電制御装置２２のみが設置されている場合でもよい。また、水位計画装置２１を設けず、１つ以上の充電制御装置２２のみを設置するようにしてもよいし、逆に充電制御装置２２を設けず、１つ以上の水位計画装置２１のみを設置するようにしてもよい。
　また、本実施形態では、経済負荷配分調整装置１０は水位計画装置２１及び充電制御装置２２のそれぞれに対して最適計画を再計算させるものとしたが、水位計画装置２１及び充電制御装置２２のどちらか一方にのみ再計算させるようにしてもよい。
　また、本実施形態では、充電制御装置２２には蓄電池２５が接続されるものとしたが、蓄電池２５が、例えば電気自動車に搭載されている場合などのように、常に充電制御装置２２に接続されていなくてもよい。
　また、本実施形態では各充電制御装置２２において最適充電計画を計算するものとしたが、複数の充電制御装置２２ごとに１台のサーバを接続し、当該サーバにおいて最適充電計画を計算するようにしてもよい。この場合、サーバは、使用量取得部２１１、最適計画要求受信部２１２、最適充電計画作成部２１３、需要量送信部２１４、充電計算テーブル２３１を備えるようにし、使用量取得部２１１は、各充電制御装置２２から使用量を取得し、充電計算テーブル２３１は充電制御装置２２ごとに設けるようにすることができる。また、本実施形態では、水力発電に関する制約条件は最小取水量及び最大取水量のみであるものとしたが、最適水位計画を再計算しても前回の発電量から変化ない制約条件であれば、その他の制約条件を設定するようにしてもよい。
　また、本実施形態では、全ての水力発電所についての制約条件の初期値は同じ値であるものとしたが、経済負荷配分調整装置１０が、水位計画装置２１から制約条件を取得するようにしてもよい。
　また、本実施形態では、全ての水力発電所の有効落差ｈｎが同じ値であるものとしたが、経済負荷配分調整装置１０が水力発電所ごとのｈｎを記憶しておき、それを読み出すようにすることもできる。
　また、本実施形態では蓄電池２５ごとに充電制御装置２２が接続されているものとしたが、１台の充電制御装置２２に複数の蓄電池２５が接続されるようにしてもよい。
　また、本実施形態では、蓄電池２５ごとの価格表７１や需要量表７２を作成するものとしたが、蓄電池２５が大量に設置されているような場合には、蓄電池２５をグループごとに集約するようにしてもよい。グループは、例えば蓄電池２５が設置されているエリアとすることができる。この場合、例えば、充電制御装置２２は、時別の充電需要量とともに、蓄電池２５が設置されているエリアを示すエリア情報を経済負荷配分調整装置１０に送信するようにする。経済負荷配分調整装置１０は、同じエリアの充電制御装置２２から送信された時別の充電需要量を合計して、エリア情報に対応付けて時別の充電需要量を需要量表７２に格納するようにする。また、経済負荷配分調整装置１０は、エリア情報ごとに電力価格を価格表７１に格納するようにする。この場合における、上記図２０に示した電力価格の調整処理は、図２７のようになる。図２７では、ステップＳ５２０において、経済負荷配分調整装置１０は、需給計画装置２３から受信した最適電力価格をエリアに対応付けて格納する価格表７１を作成する。ステップＳ５２１において、経済負荷配分調整装置１０は、充電制御装置２２から受信した計画需要量をエリア毎に集計した需要量表７２を作成する。需要量表７２もエリアを列方向とし時間を行方向とする。なお、経済負荷配分調整装置１０は、例えば、エリアに対応する計画需要量の合計値、平均値、中央値などを需要量表７２に格納することができる。ステップＳ５３０において、経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目のエリアにおけるｔ時の計画需要量、すなわち需要量表７２の左からｎ番目の列のｔ時に対応する値をＬｎとする。ステップＳ５３４において、経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目より後のエリアの電力価格、すなわち、価格表７１の左からｎ番目より後のエリアのｔ時に対応する値を、所定の最高値に設定する。ステップＳ５３５において、経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目以前の各エリアについて、ｔ（ｉ）を需要量順時刻表７４から読み出し、ｔ（ｉ）時に対応する需要量表７２の需要量を取得する。ステップＳ５３６において、経済負荷配分調整装置１０は、ｎ番目以前の各エリアについて、ｔ（ｉ）時に対応する制約条件表７３の最小通電量及び最大通電量の両方に、取得した需要量を設定する。ステップＳ５３７において、経済負荷配分調整装置１０は、各エリ
アについて、価格表７１から時間毎の電力価格を読み出し、制約条件表７３から時間毎の制約条件（最低容量及び最大容量ならびに最小通電量及び最大通電量）を読み出し、読み出した電力価格及び制約条件を含む最適計画要求を充電制御装置２２に送信して、充電制御装置２２に最適充電計画を再計算させる。このようにして、大量の蓄電池２５が設置されている場合に、電力価格の調整処理に係る計算負荷を軽減することができる。
　また、経済負荷配分調整装置１０が蓄電池２５をグループ分けしてもよい。この場合、経済負荷配分調整装置１０は、蓄電池２５に関する情報（以下、「蓄電池情報」という。）を記憶する蓄電池情報記憶部１３１（本発明の、「グループ記憶部」、「住所記憶部」、「系統記憶部」、「サーバ記憶部」に該当する。）と、蓄電池情報に基づいて蓄電池２５のグループを決定するグループ決定部とを備えるようにする。図２８は、蓄電池情報記憶部１３１の構成例を示す図である。蓄電池情報記憶部１３１は、蓄電池２５ごとに、当該蓄電池２５が設置されている住所、当該住所が含まれるエリアを示すエリア番号、蓄電池２５への充電に用いられる配電系統を特定する系統番号、充電制御装置２２が接続されるサーバを特定するサーバ番号が含まれている。なお、サーバは、経済負荷配分調整装置１０と充電制御装置２２との間の通信を中継するコンピュータである。　
　グループ決定部は、例えば住所、エリア番号、系統番号、サーバ番号の少なくともいずれかが同じ蓄電池２５を同じグループとしてグループ分けをすることができる。また、グループ決定部は、蓄電池２５ごとにランダムなグループに割り当てることもできる。　
　また、グループ決定部は、住所、エリア、配電系統及びサーバのいずれかまたはその組み合わせについて偏りがないように蓄電池２５のグループ分けを行うこともできる。この場合のグループ決定部によるグループ分け処理の流れを図２９に示す。グループ決定部は、蓄電池情報を住所、エリア番号、系統番号及びサーバ番号のいずれか又はその組み合わせでソートする（Ｓ６０１）。グループ決定部は、ｎに１を設定し（Ｓ６０２）、ソートした蓄電池情報の先頭から順に次の蓄電池情報を蓄電池情報記憶部１３１から読み出す（Ｓ６０３）。グループ決定部は、次の蓄電池情報を読み出すことができれば（Ｓ６０５：ＹＥＳ）、読み出した蓄電池情報に対応する蓄電池２５をｎ番目のグループに割り当てる（Ｓ６０５）。グループ決定部はｎをインクリメントし（Ｓ６０６）、ｎが所定のグループ数を超えた場合（Ｓ６０７：ＹＥＳ）、ｎを１に戻し（Ｓ６０８）、ステップＳ６０３からの処理を繰り返す。グループ決定部は、次の蓄電池情報がなくなれば（Ｓ６０４：ＮＯ）、処理を終了する。このようにして、グループ決定部は、住所やエリア、配電系統、サーバがグループ間に分散するように、所定数のグループに蓄電池２５をグループ分けすることができる。これにより、住所、エリア、配電系統及びサーバのいずれかまたはその組み合わせについて偏りのないグループ単位で充電計画が調整されることになる。蓄電池２５の充電需要は電力使用量と同様に地域性があることが多く、住所やエリアごとに需要が集中することが考えられ、需要の集中した住所やエリアの蓄電池２５の全てについて充電計画を調整した場合には、集中した需要量が他の時間帯に移動することになるが、住所やエリアの偏りがないようにグループ分けをすることにより、ある地域に集中する需要量を、より確実に分散させることができる。また、配電系統に偏りのないグループ分けを行うことにより、需要量に加えて、配電線の負荷も分散させることができる。また、サーバの偏りがないようにグループ分けをすることにより、経済負荷配分調整装置１０とサーバとの間の通信量も分散させることができる。
　以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
　　　１０　経済負荷配分調整装置
　　　２１　水位計画装置
　　　２２　充電制御装置
　　　２３　需給計画装置
　　　２４　通信ネットワーク
　　１０１　ＣＰＵ
　　１０２　メモリ
　　１０３　記憶装置
　　１０４　通信インタフェース
　　１０５　入力装置
　　１０６　出力装置
　　１１１　最適需給計画取得部
　　１１２　最適発電量取得部
　　１１３　最適需要量取得部
　　１１４　電力価格調整部
　　２１１　使用量取得部
　　２１２　最適計画要求受信部
　　２１３　最適充電計画作成部
　　２１４　需要量送信部
　　２３１　充電計算テーブル

Claims (12)

  1. 　蓄電池への充電による電力需要の計画を調整する装置であって、
    　単位時間ごとの電力需要量の最適値を算出するとともに前記単位時間ごとの電力価格の最適値を算出する需給計画装置と、前記電力価格に応じて前記蓄電池への充電による電力需要量を計画する需要計画装置と、のそれぞれと通信可能に接続され、
    　前記単位時間ごとの前記需要量の最適値及び前記電力価格の最適値を前記需給計画装置から取得する最適需給計画取得部と、
    　前記取得した電力価格の最適値に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御し、前記需要計画装置から前記需要量の計画値を取得する最適需要量取得部と、
    　前記蓄電池を複数のグループにグループ分けするグループ決定部と、
    　前記蓄電池の前記需要量の計画値を前記グループごとに集計した集計値を算出する需要計画集計部と、
    　前記集計値が大きい順に、前記グループに所属する前記蓄電池についての前記需要量の計画値が前記需要量の最適値を超えている前記単位時間について前記電力価格を増加させ、前記増加させた電力価格に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御する価格調整部と、
    　を備えることを特徴とする電力需要計画調整装置。
  2. 　請求項１に記載の電力需要計画調整装置であって、
    　前記グループ決定部は、ランダムに前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整装置。
  3. 　請求項１に記載の電力需要計画調整装置であって、
    　前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されている住所を記憶する住所記憶部をさらに備え、
    　前記グループ決定部は、前記住所記憶部を参照して、前記複数のグループに前記住所が分散するように、前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整装置。
  4. 　請求項１に記載の電力需要計画調整装置であって、
    　前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されているエリアを特定する情報を記憶するエリア記憶部をさらに備え、
    　前記グループ決定部は、前記グループ記憶部を参照して、前記複数のグループに前記エリアが分散するように、前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整装置。
  5. 　請求項１に記載の電力需要計画調整装置であって、
    　前記蓄電池ごとに、前記蓄電池への充電に用いる電力系統を特定する情報を記憶する系統記憶部をさらに備え、
    　前記グループ決定部は、前記系統記憶部を参照して、前記複数のグループに前記電力系統が分散するように、前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整装置。
  6. 　請求項１に記載の電力需要計画調整装置であって、
    　前記電力需要計画調整装置及び前記需要計画装置は、前記電力需要計画調整装置と前記需要計画装置との間の通信を中継するサーバに接続され、
    　前記蓄電池ごとに、当該蓄電池についての前記電力需要を計画する需要計画装置に接続される前記サーバを特定する情報を記憶するサーバ記憶部を更に備え、
    　前記グループ決定部は、前記サーバ記憶部を参照して、前記複数のグループに前記サーバが分散するように、前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整装置。
  7. 　蓄電池への充電による電力需要の計画を調整する方法であって、
    　単位時間ごとの電力需要量の最適値を算出するとともに前記単位時間ごとの電力価格の最適値を算出する需給計画装置と、前記電力価格に応じて前記蓄電池への充電による電力需要量を計画する需要計画装置と、のそれぞれと通信可能に接続されるコンピュータが、
    　前記単位時間ごとの前記需要量の最適値及び前記電力価格の最適値を前記需給計画装置から取得し、
    　前記取得した電力価格の最適値に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御し、前記需要計画装置から前記需要量の計画値を取得し、
    　前記蓄電池を複数のグループにグループ分けし、
    　前記蓄電池の前記需要量の計画値を前記グループごとに集計した集計値を算出し、
    　前記集計値が大きい順に、前記グループに所属する前記蓄電池についての前記需要量の計画値が前記需要量の最適値を超えている前記単位時間について前記電力価格を増加させ、前記増加させた電力価格に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御すること、
    　を特徴とする電力需要計画調整方法。
  8. 　請求項７に記載の電力需要計画調整方法であって、
    　前記コンピュータがさらに、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されているエリアを特定する情報をメモリに記憶し、
    　前記コンピュータは、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記エリアが分散するように、前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整方法。
  9. 　請求項７に記載の電力需要計画調整方法であって、
    　前記コンピュータがさらに、前記蓄電池ごとに、前記蓄電池への充電に用いる電力系統を特定する情報をメモリに記憶し、
    　前記コンピュータは、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記電力系統が分散するように、前記蓄電池をグループ分けすること、
    　を特徴とする電力需要計画調整方法。
  10. 　蓄電池への充電による電力需要の計画を調整するためのプログラムであって、
    　単位時間ごとの電力需要量の最適値を算出するとともに前記単位時間ごとの電力価格の最適値を算出する需給計画装置と、前記電力価格に応じて前記蓄電池への充電による電力需要量を計画する需要計画装置と、のそれぞれと通信可能に接続されるコンピュータに、
    　前記単位時間ごとの前記需要量の最適値及び前記電力価格の最適値を前記需給計画装置から取得するステップと、
    　前記取得した電力価格の最適値に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御し、前記需要計画装置から前記需要量の計画値を取得するステップと、
    　前記蓄電池を複数のグループにグループ分けするステップと、
    　前記蓄電池の前記需要量の計画値を前記グループごとに集計した集計値を算出するステップと、
    　前記集計値が大きい順に、前記グループに所属する前記蓄電池についての前記需要量の計画値が前記需要量の最適値を超えている前記単位時間について前記電力価格を増加させ、前記増加させた電力価格に応じて前記需要量を計画するように前記需要計画装置を制御するステップと、
    　を実行させるためのプログラム。
  11. 　請求項１０に記載のプログラムであって、
    　前記コンピュータに、前記蓄電池ごとに、当該蓄電池が設置されているエリアを特定する情報をメモリに記憶するステップをさらに実行させ、
    　前記コンピュータに、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記エリアが分散するように、前記蓄電池をグループ分けさせること、
    　を特徴とするプログラム。
  12. 　請求項１０に記載のプログラムであって、
    　前記コンピュータに、前記蓄電池ごとに、前記蓄電池への充電に用いる電力系統を特定する情報をメモリに記憶するステップをさらに実行させ、
    　前記コンピュータに、前記メモリを参照して、前記複数のグループに前記電力系統が分散するように、前記蓄電池をグループ分けさせること、
    　を特徴とするプログラム。
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