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公開番号2024129383
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038556
出願日2023-03-13
発明の名称運転計画作成装置、運転計画作成方法および運転計画作成プログラム
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20240919BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】再生可能エネルギーを有効に活用できる運転計画を作成する。
【解決手段】運転計画作成装置10は、再生可能エネルギーに基づく電力を用いて成果物を得るプロセス装置3のための運転計画を作成する。運転計画作成装置10は、プロセス装置3に提供される電力量の予測値を得る予測部11と、所定の時刻であるときのプロセス装置3における成果物の製造量を示す項と、所定の時刻であるときのプロセス装置3が消費する消費電力量及び予測値が示す予測電力量を含んで定義される余剰電力量を示す項と、を含む混合整数計画問題(PG)を生成する目的関数・制約条件生成部12と、混合整数計画問題(PG)を解くことによって運転計画を得る最適化部13と、を備える。最適化部13は、運転計画として所定の時刻であるときのプロセス装置3が消費する消費電力(p_ely[k])と所定の時刻における余剰電力量(p_sur[k])とを決定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
再生可能エネルギーに基づく電力を用いて成果物を得る装置のための運転計画作成装置であって、
前記装置に提供される電力量の予測値を得る予測部と、
所定の時刻であるときの前記装置における前記成果物の製造量を示す項と、前記所定の時刻であるときの前記装置が消費する消費電力量及び前記予測値が示す予測電力量を含んで定義される余剰電力量を示す項と、を含む計画問題を生成する生成部と、
前記計画問題を解くことによって前記運転計画を得る演算部と、を備え、
前記演算部は、前記運転計画として前記所定の時刻であるときの前記装置が消費する前記消費電力量と前記所定の時刻における前記余剰電力量とを決定する、運転計画作成装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記生成部は、前記余剰電力量を示す項を含む目的関数を生成し、
前記余剰電力量に乗算される係数は、時刻の経過と共に減少する、請求項１に記載の運転計画作成装置。
【請求項３】
前記生成部は、前記計画問題を解くための制約条件として、第１の時刻における第１の余剰電力量が前記第１の時刻より過去の第２の時刻における第２の余剰電力量以上であるという条件を設定する、請求項１に記載の運転計画作成装置。
【請求項４】
前記装置に提供される電力量の前記予測値は、前記再生可能エネルギーに基づいて発電される電力量の予測値及び電力需要家によって消費される電力量の予測値を含んで定義される、請求項１に記載の運転計画作成装置。
【請求項５】
再生可能エネルギーに基づく電力を用いて成果物を得る装置のための運転計画作成装置であって、
前記装置に提供される電力量の予測値が示す予測電力量から所定の時刻であるときの前記装置が消費する消費電力量を減じた差分である余剰電力量を得る取得部と、
前記余剰電力量が正である場合に、余剰電力を受け入れる動作が実行可能か否かを判定する判定部と、を備える、運転計画作成装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記余剰電力を受け入れる動作として、前記装置の消費電力を増やす動作が可能であるか否かを判定する、請求項５に記載の運転計画作成装置。
【請求項７】
前記装置を含むシステムは、前記再生可能エネルギーに基づく電力を蓄えることが可能であり、蓄えた前記電力を前記装置に提供可能な蓄電池をさらに含み、
前記判定部は、前記余剰電力を受け入れる動作として、前記蓄電池に前記余剰電力を蓄える動作が実行可能であるか否かを判定する、請求項５に記載の運転計画作成装置。
【請求項８】
再生可能エネルギーに基づく電力を用いて成果物を得る装置のための運転計画を作成する運転計画作成方法であって、
前記装置に提供される電力量の予測値が示す予測電力量から所定の時刻であるときの前記装置が消費する消費電力量を減じた差分である余剰電力量を得ることと、
前記余剰電力量が正である場合に、余剰電力を受け入れる動作が実行可能か否かを判定することと、を有する、運転計画作成方法。
【請求項９】
再生可能エネルギーに基づく電力を用いて成果物を得る装置を含むシステムの運転計画をコンピューターに作成させる運転計画作成プログラムであって、
前記装置に提供される電力量の予測値が示す予測電力量から所定の時刻であるときの前記装置が消費する消費電力量を減じた差分である余剰電力量を得ることと、
前記余剰電力量が正である場合に、余剰電力を受け入れる動作が実行可能か否かを判定することと、を前記コンピューターに実行させる、運転計画作成プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、運転計画作成装置、運転計画作成方法および運転計画作成プログラムに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
エネルギー利用における温室効果ガスの排出量削減は、持続型社会を実現するための喫緊の課題である。製造業においても脱二酸化炭素の取り組みは加速しており、特に、太陽光発電や風力発電の電力を用いて製造されるグリーン水素や、二酸化炭素と水素を反応させて合成メタンを製造する技術（メタネーション）は大きな注目を集めている。
【０００３】
特許文献１～４は、プロセス装置の運転技術を開示する。
【０００４】
特許文献１には、再生可能エネルギーによる発電装置と水素製造装置と燃料電池と蓄電池とを備え、再生可能エネルギーの発電予測値と電力需要の予測値をもとに、日中に蓄電池の充電量と水素製造装置の消費電力を決定するとともに、夜間に蓄電池の放電量と燃料電池の発電量を決定するシステムが記載されている。特許文献１の技術は、日中に電力を消費及び／又は充電し、夜間に電力を発電及び／又は放電する。
【０００５】
特許文献２には、太陽光発電電力量の予測値と消費電力量の予測値に基づいて余剰電力量を予測し、余剰電力量があらかじめ設定した空調設備の消費電力の設定値を超える時間を求め、その超過時間が設定された連続運転設定時間を超える場合に、その超過時間を余剰電力による空調設備の運転時間として設定する電力管理システムが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、再生可能エネルギーの余剰電力を用いて水素の製造・貯蔵を行うシステムが記載されている。特許文献３の図２には、再生可能エネルギーの発電と電力需要家の負荷をそれぞれ予測し、それらから余剰電力を推定して、水素製造・貯蔵計画を作成したのち、水素貯蔵装置（水素吸蔵合金）の予冷・予熱温度を開始する時刻を設定する内容が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６１８９４４８号
特開２０２２－２５３９８号公報
特許第７００８２９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プロセス装置を含むシステムの運転計画を作成するとき、余剰電力の扱いについてもプロセス装置の計画とともに予測され、その扱いが計画される。例えば、再生可能エネルギーの電力が余剰になった場合には、その余剰電力を蓄電池で充電させる及び／又は水電解装置のようなプロセス装置で消費することが考案されている。
【０００９】
しかし、再生可能エネルギーの不安定さに起因して、余剰電力が必ずしも予測したタイミングで発生するとは限らない。余剰電力が発生するタイミングの予測が外れた場合には、不必要な余剰電力を発生させる可能性がある。その結果、再生可能エネルギーを最大限に有効活用できない運転計画が作成されてしまう。
【００１０】
本開示は、再生可能エネルギーを有効に活用できる運転計画を作成可能な運転計画作成装置、運転計画作成方法および運転計画作成プログラムを説明する。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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