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公開番号2024062165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022169997
出願日2022-10-24
発明の名称計画装置、シミュレーション装置
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20240430BHJP(計算;計数)
要約【課題】システムにおける不確定要素に起因する誤差などを抑えることのできる計画装置を提供する。
【解決手段】エネルギー管理システムにおいて、電力の供給を受けて燃料物質を製造する水素製造装置及び燃料物質を貯蔵する貯蔵装置と接続された計画装置10は、、製造装置が受ける電力供給に関する電力情報を取得する電力情報取得部と、水素製造装置の製造量及び貯蔵装置の貯蔵量に関する燃料情報を取得する水素情報取得部と、電力情報及び燃料情報に基づいて、電力供給及びその調達、製造装置及び貯蔵装置の設備及び運用並びに燃料物質の需要及び価格のいずれか1以上に起因する貯蔵装置における貯蔵量の誤差を吸収可能な、貯蔵装置が維持すべき燃料物質の貯蔵量を示す貯蔵目標を満足する電力供給及び水素製造量の少なくとも一方の計画を作成する計画演算部と、を具備する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
電力の供給を受けて燃料物質を製造する製造装置及び前記燃料物質を貯蔵する貯蔵装置と接続された計画装置であって、
前記製造装置が受ける電力供給に関する電力情報を取得する電力情報取得部と、
前記製造装置の製造量及び前記貯蔵装置の貯蔵量に関する燃料情報を取得する燃料情報取得部と、
前記電力情報及び前記燃料情報に基づいて、前記電力供給及びその調達、前記製造装置及び前記貯蔵装置の設備及び運用、並びに前記燃料物質の需要及び価格のいずれか1以上に起因する前記貯蔵装置における貯蔵量の誤差を吸収可能な前記貯蔵装置が維持すべき燃料物質の貯蔵量を示す貯蔵目標を満足する前記電力供給及び前記製造量の少なくとも一方の計画を作成する計画演算部と
を具備する計画装置。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記誤差は、前記電力供給を行う再生エネルギー発電に起因する再生エネルギー予測誤差、前記電力供給の調達状況に起因する購入電力誤差、前記電力供給を再生エネルギーアグリゲーターを介して調達する場合にその調達状況に起因する再生エネルギー供給誤差、前記水素製造装置の装置異常に起因する装置異常誤差、前記電力供給をデマンドレスポンスの枠組みにより調達する場合にその調達状況に起因するデマンドレスポンス誤差、前記燃料物質の需要予測に起因する需要予測誤差のうちいずれか一以上を含む請求項1記載の計画装置。
【請求項3】
前記計画装置は、さらに前記貯蔵装置に貯蔵された燃料物質を圧縮する圧縮装置、燃料物質を需要先まで輸送する輸送装置、及び前記圧縮装置に貯蔵された燃料物質を前記輸送装置に供給する供給装置と接続可能に構成され、
前記誤差は、さらに、前記圧縮装置及び前記供給装置の少なくともいずれかの運用に起因する運用誤差、及び前記輸送装置の運用に起因する輸送誤差を含むこと
を特徴とする請求項2記載の計画装置。
【請求項4】
前記計画装置は、前記誤差が確率分布により表される場合に、前記確率分布を予測することを特徴とする請求項2記載の計画装置。
【請求項5】
請求項1記載の計画装置を具備し、前記計画装置が作成した計画に基づき燃料物質プラントを設計可能なシミュレーション装置。
【請求項6】
前記計画作成を外部から制御可能なユーザインタフェースを備えたことを特徴とする請求項1記載の計画装置。
【請求項7】
前記圧縮装置及び前記供給装置の動作を学習することで該動作を予測する学習演算部をさらに備え、
前記計画演算部は、前記学習演算部の学習結果を用いて前記計画を作成すること
を特徴とする請求項3に記載の計画装置。
【請求項8】
前記燃料物質の需要の変化を学習して前記燃料物質の需要を予測する学習演算部をさらに備え、
前記計画演算部は、前記学習演算部の学習結果を用いて前記計画を作成すること
を特徴とする請求項1に記載の計画装置。
【請求項9】
前記貯蔵目標は、上限値及び下限値を含むことを特徴とする請求項1記載の計画装置。
【請求項10】
前記計画演算部は、前記誤差のうち、前記製造装置に起因する上流工程の誤差よりも、前記圧縮装置、前記供給装置、前記輸送装置に起因する下流工程の誤差に重み付けを付して前記計画を作成することを特徴とする請求項3記載の計画装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、例えば水素などの燃料物質の供給計画を生成するエネルギー管理システムに関する。
続きを表示(約 3,300 文字)【背景技術】
【0002】
新たなクリーンエネルギーとして、水素エネルギーが注目されつつある。水素エネルギーをなす水素は、様々な経路を経て需要者に届けられる。まず、水素は電力と水を用いて水素製造装置によって生成される。生成された水素は、水素貯蔵装置に一旦貯蔵される。圧縮水素の例では、水素は圧縮装置で圧縮され、供給装置により水素輸送装置に充填される。水素輸送装置に充填された水素は需要地に輸送され、需要地において水素供給装置により需要装置に供給される。需要装置は、例えば水素発電装置であり、電力と熱が生成される。
【0003】
このような水素エネルギーの製造から供給までの過程を管理する仕組みとして、エネルギー管理システムが知られている。エネルギー管理システムは、様々なパラメータを用いて水素などの製造、貯蔵、供給などの過程を計画することができる。
【0004】
一方、水素エネルギーのように製造から供給までの過程に多くの要素が含まれる場合、様々な不確定要素が発生し得る。例えば、水素製造のためには電力が必要であり、電力は、電力系統(以下「系統」と称する)や再生エネルギー発電装置(以下「再エネ発電装置」と称する)、蓄電池装置などを通じて取得することができる。電力を取得する過程においても多くの要素が考えられ、不確定要素が生ずる可能性がある。こうした不確定要素の存在は、エネルギー管理システムでの計画立案において最適化を困難にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
国際公開第2021/172224号
特開2017-9069号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このように、従来のエネルギー管理システムに用いる計画装置では、不確定要素に起因する誤差などに対応することができないという問題がある。実施形態のエネルギー管理システムは、かかる課題を解決するためになされたもので、システムにおける不確定要素に起因する誤差などを抑えることのできる計画装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態の計画装置は、電力の供給を受けて燃料物質を製造する製造装置及び燃料物質を貯蔵する貯蔵装置と接続された計画装置であって、製造装置が受ける電力供給に関する電力情報を取得する電力情報取得部と、製造装置の製造量及び貯蔵装置の貯蔵量に関する燃料情報を取得する燃料情報取得部と、電力情報及び燃料情報に基づいて、電力供給及びその調達、製造装置及び貯蔵装置の設備及び運用、並びに燃料物質の需要及び価格のいずれか1以上に起因する貯蔵装置における貯蔵量の誤差を吸収可能な貯蔵装置が維持すべき燃料物質の貯蔵量を示す貯蔵目標を満足する電力供給及び製造量の少なくとも一方の計画を作成する計画演算部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
実施形態のエネルギー管理システム全体の構成を示す図である。
エネルギー管理システムにおける不確定要素の例を示す図である。
実施形態のエネルギー管理システムにおける計画装置の機能構成を示すブロック図である。
実施形態の計画装置が計画立案に用いる要素(変数)の例を示す図である。
実施形態の計画立案における時刻変化に対する確率分布の変化の例を示す図である。
実施形態のエネルギー管理システムの基本動作を示すフローチャートである。
実施形態のエネルギー管理システムの他の動作例を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置の基本動作を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置における不確定要素を用いた動作を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置における機械学習を用いた動作を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置が発する指令信号の例を示す図である。
実施形態の計画装置が発する指令信号の例を示す図である。
実施形態の計画装置が複数の輸送装置及び需要装置を含めた計画立案する場合の変数例を示す図である。
実施形態の計画装置が計画立案に用いる変数の関係を示す図である。
実施形態の計画装置が計画立案に用いる変数と輸送装置の状態を示す図である。
需要装置が水素を一括購入する場合に実施形態の計画装置が導入する変数例を示す図である。
緊急用貯蔵装置を備える場合に実施形態の計画装置が導入する変数例を示す図である。
補充用輸送装置を備える場合に実施形態の計画装置が導入する変数例を示す図である。
液体貯蔵装置を備える場合に実施形態の計画装置が導入する変数例を示す図である。
実施形態の計画装置の計画立案にユーザが関与可能な動作例を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置が信頼区間を利用して計画立案する場合の信頼度を説明する図である。
貯蔵装置の安全在庫を分散配置した場合の実施形態の構成を示すブロック図である。
貯蔵装置の安全在庫を分散配置した場合に実施形態の計画装置が導入する変数例を示す図である。
貯蔵装置に安全在庫として貯蔵量に目標値を設定する場合に実施形態の計画装置が導入する変数例を示す図である。
デマンドレスポンス誤差を低減する実施形態の計画装置の動作例を示すフローチャートである。
操作員に対する指令の例を示す図である。
デマンドレスポンス誤差を低減する実施形態の計画装置の動作例を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置による確率分布や信頼度を含めた計画立案動作例を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置が再エネアグリゲーターと情報を授受する場合の計画立案動作の例を示すフローチャートである。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
実施形態の計画装置が作成した計画の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
再生エネルギー由来の電力(以下「再エネ電力」と称する)を調達することを考えると、水素プラントと同じサイトに設置されたオンサイト再エネ発電装置から取得する場合と、系統に接続されたオフサイト再エネ発電装置から相対契約により取得する場合と、再エネアグリゲーターから取得する場合と、再エネ価値取引市場から購入する場合などが考えられる。これらは、再エネ発電装置由来の電力予測(再エネ発電予測)などが不確定要素の一つとなる。
【0010】
また、卸電力市場から電力購入して電力を調達する例では、約定成立や調達コストなどが不確定要素の一つとなる。さらに、電力の需給調整を利用する例では、電力需要のデマンドレスポンス(DR)の約定確率、DRの当日の指令確率、DRの失敗確率などが不確定要素の一つとなる。
(【0011】以降は省略されています)

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