JP7107110B2

JP7107110B2 - 電力取引量最適化装置

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Publication number: JP7107110B2
Application number: JP2018167222A
Authority: JP
Inventors: 良介片岡
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2038-09-06
Also published as: JP2020043634A

Description

本発明は、所定地域に点在する電気自動車と需要家を含むグループを対象とした電力取引量最適化装置に関する。

近年、電気自動車、太陽光発電装置、需要家、電力系統との間で行われる電力取引を管理する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、需要家が所有する電気自動車と電力系統との電力取引に着目した電気自動車の充放電量の管理方法について開示されている。

また、例えば、特許文献２には、所定地域で運用される電気自動車に充電する電力を可能な限り所定地域に設置される太陽光発電装置から調達することで、太陽光発電装置の利用度を高める方法が開示されている。

特開２０１１－５０２４０号公報特開２０１６－１３４１６０号公報

ところで、所定地域に点在する電気自動車及び需要家を含むグループを対象とした電力取引量の計画値を立案する上で、グループ全体の電力取引による収益を考慮することは重要である。

そこで、本発明では、所定地域に点在する電気自動車及び需要家を含むグループ全体の電力取引による収益を最大化する電力取引量を算出することが可能な電力取引量最適化装置を提供することを目的とする。

本実施形態は、所定地域に点在する電気自動車と需要家を含むグループを対象とした電力取引量最適化装置であって、前記電気自動車が関わる電力取引において前記電気自動車の電力需要を満たす制約条件、前記需要家が関わる電力取引において前記需要家の電力需要を満たす制約条件、前記電気自動車及び前記需要家が前記所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件に基づいて、前記グループ全体の電力取引による収益の最大化を目的関数とする最適化計算を行い、前記グループ内の前記電気自動車及び前記需要家が、前記電力取引相手と取引する電力取引量を算出する。

また、前記電力取引量最適化装置において、記憶装置に記憶された、電気自動車の駐車予定時刻及び駐車位置の情報、並びに需要家の位置情報に基づいて、前記グループ内の電力取引可能な電気自動車、需要家を選定し、前記選定した電気自動車及び需要家を対象に、前記電力取引量を算出することが好ましい。

また、前記電力取引量最適化装置において、前記グループは、前記電気自動車、前記需要家に電力を分配する太陽光発電装置を含み、前記３つの制約条件と、前記太陽光発電装置が関わる電力取引において前記太陽光発電装置の発電量に関する制約条件とに基づいて、前記最適化計算を行うことが好ましい。

また、前記電力取引量最適化装置において、記憶装置に記憶された、送配電網の許容電力量情報に基づいて、前記電力取引可能量の制約条件を設定することが好ましい。

また、前記電力取引量最適化装置において、前記最適化計算は、線形計画法を用いることが好ましい。

本発明によれば、所定地域に点在する電気自動車及び需要家を含むグループ全体の電力取引による収益を最大化する電力取引量を算出することが可能となる。

本実施形態に係る電力取引量最適化装置の構成の一例を示すブロック図である。電力取引モデル作成部の処理内容を説明するフロー図である。（ａ）～（ｃ）は、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝、需要家｛ｄ_ｉ｝、ＰＶ｛ｐｖ_ｉ｝を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。取引制約モデル作成部の処理内容を説明するフロー図である。ＥＶ｛ｖ_１｝と電力取引との間で使用する送配電網を例示する図である。ＥＶ｛ｖ_１｝と電力取引との間で使用する送配電網を例示する図である。ＥＶ｛ｖ_１｝と電力取引との間で使用する送配電網を例示する図である。ＥＶ｛ｖ_１｝と電力取引との間で使用する送配電網を例示する図である。

図１は、本実施形態に係る電力取引量最適化装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電力取引量最適化装置１は、ＣＰＵ等を含む処理部２、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む記憶部３を備える。処理部２は、記憶部３に格納される最適化プログラムを実行することによって実現される機能ブロックとして、条件設定部１０、電力取引モデル作成部１２、取引制約モデル作成部１４、最適化計算部１６を備えている。図１に示す電力取引量最適化装置１には、入力装置２０、表示装置２２が接続されている。入力装置２０は、ユーザーからの入力操作を受け付けるためのユーザインターフェースであり、例えば、マウスやキーボード等である。表示装置２２は、電力取引量最適化装置１が出力する情報や計算結果等を表示するためのユーザインターフェースであり、例えば、ディスプレイなどである。

記憶部３は、処理部２とアクセス可能に接続され、最適化プログラム、電気自動車データベース（以下、ＥＶデータベース２４）、需要家データベース２６、太陽光発電装置データベース（以下、ＰＶデータベース２８）、系統データベース３０を記憶する。なお、各種データベースは、例えば、外部サーバの記憶装置に記憶されていてもよい。この場合、電力取引量最適化装置１は、インターネット等の通信部によって当該外部サーバに接続されており、処理部２は、当該外部サーバの記憶装置にアクセスすることができるように構成されている。

ＥＶデータベース２４は、ＥＶの駐車予定時刻及び駐車予定位置の情報、ＥＶ走行開始時の必要電池残量の情報、ＥＶの電池の電池容量の情報、ＥＶの電池の充放電効率の情報等を含む。

需要家データベース２６は、需要家の位置情報、需要家が所有する充放電器の位置情報、需要家の電力需要量の情報等を含む。

ＰＶデータベース２８は、ＰＶの位置情報、ＰＶの発電量の情報等を含む。

系統データベース３０は、配電網における逆潮電力許容量の情報、送電網における逆潮電力許容量の情報、配電網間の許容託送量の情報、配電網間の許容託送量の情報、電力系統の電力買取単価の情報、電力系統のＰＶ電力買取単価の情報、電力系統の電力販売単価の情報、配電網間の託送料金単価の情報を含む。

ＥＶデータベース２４、需要家データベース２６及びＰＶデータベース２８に含まれるそれぞれの情報は、所定地域に点在するＥＶ、需要家及びＰＶを含むグループ内のＥＶの所有者、需要家、ＰＶの所有者から事前に取得する情報であり、系統データベース３０に含まれる情報は、ＥＶ、需要家、ＰＶの電力取引の際に使用する送配電網の系統運営者から受け取る情報である。

以下、処理部２の各機能部について説明する。

条件設定部１０は、最適化計算を行う期間と地域のデータ入力を受け付ける。

図２は、電力取引モデル作成部の処理内容を説明するフロー図である。電力取引モデル作成部１２は、ＥＶデータベース２４、需要家データベース２６、ＰＶデータベース２８、系統データベース３０を参照して、需要家の位置情報、ＰＶの位置情報、ＥＶの駐車予定時刻及び駐車位置の情報から、条件設定部に入力された期間及び地域（所定地域）に含まれるＥＶ、需要家、ＰＶを選定し、電力系統の管轄エリア情報から、ＥＶ、需要家、ＰＶの電力取引に関わる電力系統を選定する（ステップＳ１０）。

電力取引モデル作成部１２は、需要家データベース２６を参照して、選定した需要家が所有する充放電器の位置情報と、選定したＥＶにおける駐車予定時刻及び駐車位置の情報とを照合して、各時刻で、ＥＶが接続可能な充放電器を選定する（ステップＳ１２）。例えば、充放電器の位置とＥＶの駐車位置との距離に基づいて、ＥＶが接続可能な充放電器を選定する。

電力取引モデル作成部１２は、最適化計算で求める変数（以下、電力取引変数）を作成する（ステップＳ１４）。電力取引変数は、ステップＳ１０で選定したＥＶ、需要家、ＰＶ及び電力系統の間で交わされる電力取引量を指す。電力取引変数は、選定したＥＶ、選定した需要家、選定したＰＶを中心として、それぞれと電力取引可能な電力取引相手を列挙することで得られる。例えば、選定した電力系統が｛ｇ_１・・・ｇ_ｏ｝、選定した需要家が｛ｄ_１・・・ｄ_ｐ｝、選定したＥＶが｛ｖ_１・・・ｖ_ｑ｝、選定したＰＶが｛ｐｖ_１・・・ｐｖ_ｒ｝の場合、以下の電力取引変数が作成される。

＜ＥＶ｛ｖ_ｉ｝を中心として作成する電力取引変数＞
図３（ａ）は、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。図３（ａ）に示すＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電力取引相手は、電力系統｛ｇ_ｍ｝、ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝、需要家｛ｄ_ｋ｝、ＥＶ｛ｖ_ｊ｝である。この場合、時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝から購入する電力量：Ｘｇ_ｍｖ_ｉ（ｔ）（ｉ＝１・・・ｑ、ｍ＝１・・・ｏ）、時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝へ売電する電力量：Ｘｖ_ｉｇ_ｍ（ｔ）（ｉ＝１・・・ｑ、ｍ＝１・・・ｏ）、時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から購入する電力量：Ｘｐｖ_ｌｖ_ｉ（ｔ）（ｉ＝１・・・ｑ、ｌ＝１・・・ｒ）、時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝が需要家｛ｄ_ｋ｝へ売電する電力量：Ｘｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ）（ｉ＝１・・・ｑ、ｋ＝１・・・ｐ）、時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｊ｝から購入する電力量：Ｘｖ_ｊｖ_ｉ（ｔ）（ｉ＝１・・・ｑ、ｊ＝１・・・ｑ、ｉ≠ｊ）、時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｊ｝へ売電する電力量：Ｘｖ_ｉｖ_ｊ（ｔ）（ｉ＝１・・・ｑ、ｊ＝１・・・ｑ、ｉ≠ｊ）が電力取引変数となる。
但し、時刻ｔにてＥＶが走行中、又はＥＶが駐車中であっても、その駐車位置に接続可能な充放電器が無い場合、ＥＶと電力取引相手との電力取引は不可能である。したがって、ステップＳ１２において、ＥＶが接続可能な充放電器を選定した時の時刻以外の時刻では、電力取引変数は０となる。

＜需要家｛ｄ_ｋ｝を中心として作成する電力取引変数＞
図３（ｂ）は、需要家｛ｄ_ｋ｝を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。図３（ｂ）に示す需要家｛ｄ_ｋ｝の電力取引相手は、電力系統｛ｇ_ｍ｝、ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝である。この場合、時刻ｔに需要家｛ｄ_ｋ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝から購入する電力量：Ｘｇ_ｍｄ_ｋ（ｔ）（ｋ＝１・・・ｐ、ｍ＝１・・・ｏ）、時刻ｔに需要家｛ｄ_ｋ｝がＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から購入する電力量：Ｘｐｖ_ｌｄ_ｋ（ｔ）（ｋ＝１・・・ｐ、ｌ＝１・・・ｒ）、時刻ｔに需要家｛ｄ_ｋ｝がＥＶ｛ｖ_ｉ｝から購入する電力量：Ｘｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ）（ｋ＝１・・・ｐ、ｉ＝１・・・ｑ）が電力取引変数となる。
但し、前述したように、ステップＳ１２において、ＥＶが接続可能な充放電器を選定した時の時刻以外の時刻では、Ｘｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ）の電力取引変数は０となる。

＜ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝を中心として作成する電力取引変数＞
図３（ｃ）は、ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝を中心として電力取引可能な電力取引相手を示す図である。図３（ｃ）に示すＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝の電力取引相手は、電力系統｛ｇ_ｍ｝、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝、需要家｛ｄ_ｋ｝である。この場合、時刻ｔにＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から電力系統｛ｇ_ｍ｝へ売電する電力量：Ｘｐｖ_ｌｇ_ｍ（ｔ）（ｌ＝１・・・ｒ、ｍ＝１・・・ｏ）、時刻ｔにＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝からＥＶ｛ｖ_ｉ｝へ売電する電力量：Ｘｐｖ_ｌｖ_ｉ（ｔ）（ｌ＝１・・・ｒ、ｉ＝１・・・ｑ）、時刻ｔにＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から需要家｛ｄ_ｋ｝へ売電する電力量：Ｘｐｖ_ｌｄ_ｋ（ｔ）（ｌ＝１・・・ｒ、ｋ＝１・・・ｐ）が電力取引変数となる。
但し、前述したように、ステップＳ１２において、ＥＶが接続可能な充放電器を選定した時の時刻以外の時刻では、Ｘｐｖ_ｌｖ_ｉ（ｔ）の電力取引変数は０となる。

図４は、取引制約モデル作成部の処理内容を説明するフロー図である。取引制約モデル作成部１４は、ＥＶが関わる電力取引（図３（ａ））においてＥＶの電力需要を満たす制約条件を作成し（ステップＳ２０）、需要家が関わる電力取引（図３（ｂ））において需要家の電力需要を満たす制約条件を作成し（ステップＳ２２）、ＰＶが関わる電力取引（図３（ｃ））においてＰＶの発電量に関する制約条件を作成し（ステップＳ２４）、ＥＶ、需要家、ＰＶが所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件を作成する（ステップＳ２６）。以下、各ステップについて説明する。

＜ステップＳ２０＞
取引制約モデル作成部１４は、ＥＶデータベース２４から、ＥＶ走行開始時の必要電池残量の情報（Ｌ_ｖｉ（ｔ））、ＥＶの電池容量の情報（ΔＳ^{ｉｎｍａｘ} _ｖｉ、ΔＳ^{ｏｕｔｍａｘ} _ｖｉ、Ｓ^ｍａｘ _ｖｉ、Ｓ^ｍｉｎ _ｖｉ）、ＥＶの電池の充放電効率の情報（η^ｉｎ _ｖｉ、η^ｏｕｔ _ｖｉ）を取得し、図３（ａ）のＥＶ｛ｖ_ｉ｝が関わる電力取引においてＥＶの電力需要を満たす制約条件を作成する。具体的には、下式（１）～（５）で表される。

式（１）～（５）において、Ｓ_ｖｉ（ｔ）：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の時刻ｔにおける電池の充電量、η^ｉｎ _ｖｉ：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電池の充電効率、η^ｏｕｔ _ｖｉ：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電池の放電効率、ΔＳ^{ｉｎｍａｘ} _ｖｉ：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電池の単位時間当たりの充電可能量、ΔＳ^{ｏｕｔｍａｘ} _ｖｉ：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電池の単位時間当たりの放電可能量、Ｓ^ｍａｘ _ｖｉ：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電池の充電量の最大値、Ｓ^ｍｉｎ _ｖｉ：ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電池の充電量の最小値、Ｌ_ｖｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電力需要量（走行負荷）を意味する。

式（１）～（５）において、式（１）は電池の充電量Ｓ_ｖｉ（ｔ）に基づく制約を表し、式（２）は、電池の単位時間当たりの充電可能量ΔＳ^{ｉｎｍａｘ} _ｖｉに基づく制約を表し、式（３）は、電池の単位時間当たりの放電可能量ΔＳ^{ｏｕｔｍａｘ} _ｖｉに基づく制約を表し、式（４）は、電池の充電量Ｓ_ｖｉ（ｔ）の上下限に基づく制約を表し、式（５）は、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝の電力需要量（走行負荷）に基づく制約を表す。

＜ステップＳ２２＞
取引制約モデル作成部１４は、需要家データベース２６から、需要家の電力需要量の情報を取得し、図３（ｂ）の需要家｛ｄ_ｋ｝が関わる電力取引において需要家の電力需要を満たす制約条件を作成する。具体的には、下式（６）で表される。下式（６）において、Ｌ_ｄｋ（ｔ）：需要家｛ｄ_ｋ｝の時刻ｔにおける電力需要量を意味する。

＜ステップＳ２４＞
取引制約モデル作成部１４は、ＰＶデータベース２８から、選定したＰＶの発電量の情報を取得し、図３（ｃ）のＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝が関わる電力取引においてＰＶの発電量に関する制約条件を作成する。具体的には、下式（７）で表される。下式（７）において、Ｐ_ｐｖｌ（ｔ）：ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝の時刻ｔにおける発電量を意味する。

＜ステップＳ２６＞
取引制約モデル作成部１４は、系統データベース３０から、所定地域の配電網における逆潮電力許容量の情報（ＤＳ_ｎ ^ｏｕｔ（ｔ））、所定地域の送電網における逆潮電力許容量の情報（ＴＳ_ｇｍ ^ｏｕｔ（ｔ））、配電網間の許容託送量の情報（ＤＳ_ｎ ^ｉｎ（ｔ））、送電網間の許容託送量の情報（ＴＳ_ｇｍ ^ｉｎ（ｔ））を取得して、ＥＶ、需要家、ＰＶが所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件を作成する。具体的には、式（８）～（１１）で表される。

下式（８）～（１１）において、｛ＴＳ_ｇｍ（ｇｍ＝１・・・ｕ）｝：所定地域に含まれる送電網、｛ＤＳ_ｎ（ｎ＝１・・・ｓ）｝：所定地域に含まれる配電網、ＩＤ_ｄｌ｛ＴＳ_ｄｋ、ＤＳ_ｄｋ｝：需要家｛ｄ_ｋ｝が電力取引時に使用する送配電網、ＩＤ_ｐｖｌ｛ＴＳ_ｐｖｌ、ＤＳ_ｐｖｌ｝：ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝が電力取引時に使用する送配電網、ＩＤ_ｖｊ（ｔ）｛ＴＳ_ｖｊ（ｔ）、ＤＳ_ｖｊ（ｔ）｝：ＥＶ｛ｖ_ｊ｝が時刻ｔで充放電できる位置で電力取引時に使用する送配電網、ＴＳ_ｇｍ ^ｏｕｔ（ｔ）：送電網ＴＳ_ｇｍから流出する許容電力量、ＴＳ_ｇｍ ^ｉｎ（ｔ）：送電網ＴＳ_ｇｍへ流入する許容電力量、ＤＳ_ｎ ^ｏｕｔ（ｔ）：配電網ＤＳ_ｎから流出する許容電力量、ＤＳ_ｎ ^ｉｎ（ｔ）：配電網ＤＳ_ｎへ流入する許容電力量を意味する。

式（８）～（１１）において、式（８）は、送電網ＴＳ_ｇｍから流出する許容電力量に基づく制約を表し、式（９）は、送電網ＴＳ_ｇｍへ流入する許容電力量に基づく制約を表し、式（１０）は、配電網ＤＳ_ｎから流出する許容電力量に基づく制約を表し、式（１１）は、配電網ＤＳ_ｎへ流入する許容電力量に基づく制約を表す。

図５～８は、ＥＶ｛ｖ_１｝と電力取引との間で使用する送配電網を例示する図である。例えば、図５に示すように、ＥＶ｛ｖ_１｝が送配電網を使用せず、需要家｛ｄ_１｝やＥＶ｛ｖ_２｝と電力のやり取りを行う場合には、式（８）～（１１）の制約は作用しない。また、例えば、図６に示すように、ＥＶ｛ｖ_１｝が配電網ＤＳ_１、送電網ＴＳ_１、配電網ＤＳ_２を使用して、需要家｛ｄ_２｝と電力取引する場合には、ＤＳ_１ ^ｏｕｔ（ｔ）、ＤＳ_２ ^ｉｎ（ｔ）を考慮する必要があるため、式（１０）及び式（１１）の制約が作用する。また、図７に示すように、ＥＶ｛ｖ_１｝が、配電網ＤＳ_１、送電網ＴＳ_１を使用して、電力系統ｇ_１と電力取引する場合、ＤＳ_１ ^ｏｕｔ（ｔ）、ＴＳ_１ ^ｏｕｔ（ｔ）を考慮する必要があるため、式（８）及び式（１０）の制約が作用する。また、図８に示すように、ＥＶ｛ｖ_１｝が、配電網ＤＳ_１、送電網ＴＳ_１，ＴＳ_２、及び配電網ＤＳ_３を使用して、需要家｛ｄ_３｝と電力取引する場合には、ＤＳ_１ ^ｏｕｔ（ｔ）、ＴＳ_１ ^ｏｕｔ（ｔ）、ＴＳ_２ ^ｉｎ（ｔ）、ＤＳ_３ ^ｉｎ（ｔ）を考慮する必要があるため、式（８）～式（１１）の制約が作用する。上記は一例であって、例えば、ＥＶ｛ｖ_１｝をＰＶに置き換えれば、需要家やＥＶとＰＶとの間での電力取引となるし、需要家｛ｄ_２｝をＥＶに置き換えれば、送電網を使用した場合のＥＶとＥＶとの間での電力取引となる。

このように、ＥＶ、需要家、ＰＶと電力取引相手との間で使用する送配電網によって、作用する制約式の組み合わせが異なる場合がある。したがって、取引制約モデル作成部１４は、系統データベース３０を参照し、管轄エリア情報から、ＥＶ、需要家、ＰＶと電力取引相手との間で使用する送配電網を選定し、選定した送配電網に基づいて、作用させる制約式の組み合わせを設定する。

最適化計算部１６は、上記作成された制約条件（式（１）～（１１））に基づいて、ＥＶ、需要家、ＰＶを含むグループ全体の電力取引における収益の最大化を目的関数とする最適化計算を行う。最適化計算には、例えば、線形計画法、混合整数計画法、又は非線形計画法等が用いられるが、計算精度等の点で、線形計画法が好ましい。

最適化計算における目的関数は、式（１２）で示されるグループ全体の電力取引における収益（ＰＬ）の最大化とする。グループ全体の電力取引における収益（ＰＬ）は、売電収入（Ｉｎｃｏｍｅ、式（１３））から、系統電力の購入費用（ＣｏｓｔＰ、式（１４））、グループ内での電力取引における託送費用（ＣｏｓｔＴ、式（１５））、契約者に支払うインセンティブ（ＣｏｓｔＩ、式（１６））を引いた値である。なお、インセンティブとは、グループ内の契約者が特定の時刻に電力取引を行った場合に、当該契約者に支払われる報酬である。

式（１３）～（１５）において、ＰＢ_ｇｍ（ｔ）：電力系統｛ｇ_ｍ｝の電力買取単価、ＰＢＰＶ_ｇｍ（ｔ）：電力系統｛ｇ_ｍ｝のＰＶ電力買取単価、ＰＳ_ｇｍ（ｔ）：電力系統｛ｇ_ｍ｝の電力販売単価、Ｔ_{ｐｖｌｖｉ}（ｔ）：ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝とＥＶ｛ｖ_ｊ｝の間でかかる託送料金単価、Ｔ_{ｐｖｌｄｋ}（ｔ）：ＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝と需要家｛ｄ_k｝の間でかかる託送料金単価、Ｔ_ｖｉｄｋ（ｔ）：ＥＶ｛ｖ_ｊ｝と需要家｛ｄ_k｝の間でかかる託送料金単価を意味する。式（１３）～（１５）で使用するこれらの単価は、系統データベース３０に含まれる情報であり、最適化計算部１６が、最適化計算を行う際に、系統データベース３０から取得する。

式（１６）において、ＩＳｖ_ｉｇ_ｍ：時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝へ売電する際のインセンティブ係数、ＩＢｐｖ_ｌｖ_ｉ（ｔ）：時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から購入する際のインセンティブ係数、ＩＳｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ）：時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝が需要家｛ｄ_ｋ｝へ売電する際のインセンティブ係数、ＩＢｖ_ｊｖ_ｉ（ｔ）：時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｊ｝から購入する際のインセンティブ係数、ＩＢｖ_ｉｖ_ｊ（ｔ）：時刻ｔにＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｊ｝へ売電する際のインセンティブ係数、ＩＢｐｖ_ｌｄ_ｋ（ｔ）：時刻ｔに需要家｛ｄ_ｋ｝がＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から購入する際のインセンティブ係数、ＩＢｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ）：時刻ｔに需要家｛ｄ_ｋ｝がＥＶ｛ｖ_ｉ｝から購入する際のインセンティブ係数、ＩＳｐｖ_ｌｇ_ｍ（ｔ）：時刻ｔにＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から系統｛ｇ_ｍ｝へ売電する際のインセンティブ係数、ＩＳｐｖ_ｌｖ_ｉ（ｔ）：時刻ｔにＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝からＥＶ｛ｖ_ｉ｝へ売電する際のインセンティブ係数、ＩＳｐｖ_ｌｄ_ｋ（ｔ）：時刻ｔにＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から需要家｛ｄ_ｋ｝へ売電する際のインセンティブ係数を意味する。

各インセンティブ係数は予め設定された数値である。

最適化計算部１６による最適化計算によって、グループ全体の電力取引による収益を最大化する電力取引量（上記設定した電力取引変数）が算出される。本実施形態では、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝から購入する電力量（Ｘｇ_ｍｖ_ｉ（ｔ））、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝へ売電する電力量（Ｘｖ_ｉｇ_ｍ（ｔ））、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から購入する電力量（Ｘｐｖ_ｌｖ_ｉ（ｔ））、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝が需要家｛ｄ_ｋ｝へ売電する電力量（Ｘｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ））、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｊ｝から購入する電力量（Ｘｖ_ｊｖ_ｉ（ｔ））、ＥＶ｛ｖ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｊ｝へ売電する電力量（Ｘｖ_ｉｖ_ｊ（ｔ））、需要家｛ｄ_ｉ｝が電力系統｛ｇ_ｍ｝から購入する電力量（Ｘｇ_ｍｄ_ｉ（ｔ））、需要家｛ｄ_ｉ｝がＰＶ｛ｐｖ_ｌ｝から購入する電力量（Ｘｐｖ_ｌｄ_ｉ（ｔ））、需要家｛ｄ_ｉ｝がＥＶ｛ｖ_ｉ｝から購入する電力量（Ｘｖ_ｊｄ_ｉ（ｔ））、ＰＶ｛ｐｖ_ｉ｝から電力系統｛ｇ_ｍ｝へ売電する電力量（Ｘｐｖ_ｉｇ_ｍ（ｔ））、ＰＶ｛ｐｖ_ｉ｝からＥＶ｛ｖ_ｊ｝へ売電する電力量（Ｘｐｖ_ｉｖ_ｊ（ｔ））、ＰＶ｛ｐｖ_ｉ｝から需要家｛ｄ_ｋ｝へ売電する電力量（Ｘｐｖ_ｉｄ_ｋ（ｔ））が算出される。

また、本実施形態では、時刻毎の電力取引量が算出されるため、時刻毎の電力取引量を用いて電力取引計画を策定することも可能である。

最適化計算部により算出された電力取引量、当該電力取引を用いた電力取引計画、式（１２）～（１６）を用いて算出された収益等は、表示装置２２に出力される。

本実施形態では、ＥＶ、需要家、ＰＶを含むグループを対象に電力取引量を算出しているが、ＰＶを対象から外してもよい。この場合には、各式におけるＰＶに関する項を省けばよい。

また、本実施形態では、ＥＶ、需要家、ＰＶが電力取引する電力取引相手の１つとして例示した電力系統は、電力市場の一例である。

１電力取引量最適化装置、２処理部、３記憶部、１０条件設定部、１２電力取引モデル作成部、１４取引制約モデル作成部、１６最適化計算部、２０入力装置、２２表示装置、２４ＥＶデータベース、２６需要家データベース、２８ＰＶデータベース、３０系統データベース。

Claims

所定地域に点在する電気自動車と需要家を含むグループを対象とした電力取引量最適化装置であって、
前記電気自動車が関わる電力取引において前記電気自動車の電力需要を満たす制約条件、前記需要家が関わる電力取引において前記需要家の電力需要を満たす制約条件、前記電気自動車及び前記需要家が前記所定地域の送配電網を使って電力取引相手と電力取引する場合に生じる電力取引可能量の制約条件に基づいて、前記グループ全体の電力取引による収益の最大化を目的関数とする最適化計算を行い、前記グループ内の前記電気自動車及び前記需要家が、前記電力取引相手と取引する電力取引量を算出することを特徴とする電力取引量最適化装置。
記憶装置に記憶された、電気自動車の駐車予定時刻及び駐車位置の情報、並びに需要家の位置情報に基づいて、前記グループ内の電力取引可能な電気自動車、需要家を選定し、前記選定した電気自動車及び需要家を対象に、前記電力取引量を算出することを特徴とする請求項１に記載の電力取引量最適化装置。
前記グループは、前記電気自動車、前記需要家に電力を分配する太陽光発電装置を含み、
前記３つの制約条件と、前記太陽光発電装置が関わる電力取引において前記太陽光発電装置の発電量に関する制約条件とに基づいて、前記最適化計算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力取引量最適化装置。
記憶装置に記憶された、送配電網の許容電力量情報に基づいて、前記電力取引可能量の制約条件を設定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電力取引量最適化装置。
前記最適化計算は、線形計画法を用いることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電力取引量最適化装置。