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公開番号2025106720
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-16
出願番号2024000268
出願日2024-01-04
発明の名称設備組合せ型最適化装置、設備組合せ型最適化方法、および、設備組合せ型最適化プログラム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G06Q 10/04 20230101AFI20250709BHJP(計算;計数)
要約【課題】最適な設備構成を短時間で探索可能とし、さらにその最適な設備構成における最適な設備の運転計画を立案可能とする。
【解決手段】設備組合せ型最適化装置10は、変換型設備または蓄積型設備を組み合わせたシステムの各変換型設備に関し、入出力リソース量を決定変数とし、その関係を制約条件として生成する変換型設備条件生成部11と、各蓄積型設備に関し、入出力リソース量を決定変数とし、その差分と蓄積リソース量の和である蓄積リソース量が与えられた下限値以上、上限値以下であることを制約条件として生成する蓄積型設備条件生成部12と、ネットワークの制約条件を生成するネットワーク条件生成部13と、入出力リソース量を算出する重要業績評価指標に関する目的関数を生成する目的関数生成部14と、時間ごとの入出力リソース量を算出する最適計画立案部15とを備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
１つ以上の種類のリソースを入力とし、１つ以上の種類のリソースを出力する変換型設備、または、１つ以上の種類のリソースを入力に同種類のリソースを出力し、その差分を蓄積する蓄積型設備を組み合わせたシステムについて、各前記変換型設備に関し、少なくとも時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の関係を制約条件として生成する変換型設備条件生成部と、
各前記蓄積型設備に関し、少なくとも前記時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の差分と前記時刻の蓄積リソース量の和である蓄積リソース量が与えられた下限値以上、上限値以下であることを制約条件として生成する蓄積型設備条件生成部と、
前記変換型設備または前記蓄積型設備からの同種類の出力リソース量の和、および、他の変換型設備または他の蓄積型設備への同種類の入力リソース量の和が等しい、もしくは入力リソース量の方が大きいことをネットワークの制約条件として生成するネットワーク条件生成部と、
前記入力リソース量、もしくは前記出力リソース量の内、１つ以上の値を用いて重要業績評価指標に関する目的関数を生成する目的関数生成部と、
前記変換型設備条件生成部が生成した０個以上の前記変換型設備の決定変数と制約条件、および、前記蓄積型設備条件生成部が生成した０個以上の前記蓄積型設備の決定変数と制約条件、前記ネットワーク条件生成部が生成した１個以上の前記ネットワークの制約条件、前記目的関数生成部が生成した前記目的関数を用いて、前記変換型設備と前記蓄積型設備の時間ごとの入力リソース量と出力リソース量を算出する最適計画立案部と、
を備えることを特徴とする設備組合せ型最適化装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記変換型設備条件生成部は、前記変換型設備の入力リソース量を出力リソース量に変換する区分線形の変換マップの入力を受け付ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項３】
前記変換型設備は、１つ以上の種類のエネルギーのリソースを入力とし、１つ以上の種類のリソースを出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項４】
前記蓄積型設備は、１つ以上の種類のエネルギーのリソースを入力に同種類のリソースを出力し、その差分を蓄積する、
ことを特徴とする請求項１に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項５】
前記ネットワーク条件生成部は、前記変換型設備の入力リソース量と出力リソース量との間の単位変換機能を持つ、
ことを特徴とする請求項１に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項６】
前記変換型設備の入力リソースおよび出力リソース、並びに、前記蓄積型設備の入力リソースおよび出力リソースのうち何れかは、電力であり、
時間帯別に電力料金が異なる電力と料金との関係を算出する電力料金変換部、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項７】
変換型設備または蓄積型設備を組み合わせたシステムの設備構成を生成する設備構成生成部、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項８】
任意の変換型設備または任意の蓄積型設備を当て嵌めるためのシステムテンプレート群と、
前記システムテンプレート群の何れかに当て嵌めるための変換型設備または蓄積型設備に関する設備カタログ群と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項９】
前記設備構成生成部は、システムテンプレート群の何れかに前記設備カタログ群の変換型設備の何れか、または蓄積型設備の何れかを当て嵌めて、前記システムの設備構成を生成する、
ことを特徴とする請求項８に記載の設備組合せ型最適化装置。
【請求項１０】
前記設備構成生成部は、変換型設備または蓄積型設備に関する設備カタログ群を備え、設備カタログ群から１つ以上の設備を選択して組合わせることで、システムの設備構成を生成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の設備組合せ型最適化装置。
（【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】
本発明は、設備組合せ型最適化装置、設備組合せ型最適化方法、および、設備組合せ型最適化プログラムに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
発電機や蓄電池、電気自動車、充電器等のエネルギー機器を最適な構成で顧客に提供しすることが望まれている。このようなシステムを提供するにあたり、顧客が重視する重要業績評価指標（KPI:Key Performance Indicators）が良好に達成できていることが必要である。
【０００３】
特許文献１には、気温や水温、あるいは装置の劣化などによる装置特性の変化があっても最適な運転計画を作成することができる分散型エネルギーシステム制御装置の発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－３２５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
任意の重要業績評価指標を達成する最適な設備構成を探索し、さらに最適な運転最適計画を迅速に立案することは困難であった。
そこで、本発明は、最適な設備構成を短時間で探索し、さらにその最適な設備構成における最適な設備の運転計画を立案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するため、本発明の設備組合せ型最適化装置は、１つ以上の種類のリソースを入力とし、１つ以上の種類のリソースを出力する変換型設備、または、１つ以上の種類のリソースを入力に同種類のリソースを出力し、その差分を蓄積する蓄積型設備を組み合わせたシステムについて、各前記変換型設備に関し、少なくとも時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の関係を制約条件として生成する変換型設備条件生成部と、各前記蓄積型設備に関し、少なくとも前記時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の差分と前記時刻の蓄積リソース量の和である蓄積リソース量が与えられた下限値以上、上限値以下であることを制約条件として生成する蓄積型設備条件生成部と、前記変換型設備または前記蓄積型設備からの同種類の出力リソース量の和、および、他の変換型設備または他の蓄積型設備への同種類の入力リソース量の和が等しい、もしくは入力リソース量の方が大きいことをネットワークの制約条件として生成するネットワーク条件生成部と、前記入力リソース量、もしくは前記出力リソース量の内、１つ以上の値を用いて重要業績評価指標に関する目的関数を生成する目的関数生成部と、前記変換型設備条件生成部が生成した０個以上の前記変換型設備の決定変数と制約条件、および、前記蓄積型設備条件生成部が生成した０個以上の前記蓄積型設備の決定変数と制約条件、前記ネットワーク条件生成部が生成した１個以上の前記ネットワークの制約条件、前記目的関数生成部が生成した前記目的関数を用いて、前記変換型設備と前記蓄積型設備の時間ごとの入力リソース量と出力リソース量を算出する最適計画立案部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の設備組合せ型最適化方法は、１つ以上の種類のリソースを入力とし、１つ以上の種類のリソースを出力する変換型設備、または、１つ以上の種類のリソースを入力に同種類のリソースを出力し、その差分を蓄積する蓄積型設備を組み合わせたシステムについて、変換型設備条件生成部が、各前記変換型設備に関し、少なくとも時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の関係を制約条件として生成するステップと、蓄積型設備条件生成部が、各前記蓄積型設備に関し、少なくとも前記時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の差分と前記時刻の蓄積リソース量の和である蓄積リソース量が与えられた下限値以上、上限値以下であることを制約条件として生成するステップと、ネットワーク条件生成部が、前記変換型設備または前記蓄積型設備からの同種類の出力リソース量の和、および、他の変換型設備または他の蓄積型設備への同種類の入力リソース量の和が等しい、もしくは入力リソース量の方が大きいことをネットワークの制約条件として生成するステップと、目的関数生成部が、前記入力リソース量、もしくは前記出力リソース量の内、１つ以上の値を用いて重要業績評価指標に関する目的関数を生成するステップと、最適計画立案部が、前記変換型設備条件生成部が生成した０個以上の前記変換型設備の決定変数と制約条件、および、前記蓄積型設備条件生成部が生成した０個以上の前記蓄積型設備の決定変数と制約条件、前記ネットワーク条件生成部が生成した１個以上の前記ネットワークの制約条件、前記目的関数生成部が生成した前記目的関数を用いて、前記変換型設備と前記蓄積型設備の時間ごとの入力リソース量と出力リソース量を算出するステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の設備組合せ型最適化プログラムは、コンピュータに、１つ以上の種類のリソースを入力とし、１つ以上の種類のリソースを出力する変換型設備、または、１つ以上の種類のリソースを入力に同種類のリソースを出力し、その差分を蓄積する蓄積型設備を組み合わせたシステムについて、各前記変換型設備に関し、少なくとも時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の関係を制約条件として生成する手順、各前記蓄積型設備に関し、少なくとも前記時刻ごとの入力リソース量、出力リソース量を決定変数とし、当該入力リソース量と当該出力リソース量の差分と前記時刻の蓄積リソース量の和である蓄積リソース量が与えられた下限値以上、上限値以下であることを制約条件として生成する手順、前記変換型設備または前記蓄積型設備からの同種類の出力リソース量の和、および、他の変換型設備または他の蓄積型設備への同種類の入力リソース量の和が等しい、もしくは入力リソース量の方が大きいことをネットワークの制約条件として生成する手順、前記入力リソース量、もしくは前記出力リソース量の内、１つ以上の値を用いて重要業績評価指標に関する目的関数を生成する手順、生成した０個以上の前記変換型設備の決定変数と制約条件、および、生成した０個以上の前記蓄積型設備の決定変数と制約条件、生成した１個以上の前記ネットワークの制約条件、生成した前記目的関数を用いて、前記変換型設備と前記蓄積型設備の時間ごとの入力リソース量と出力リソース量を算出する手順、を実行させるためのものである。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、最適な設備構成を短時間で探索可能とし、さらにその最適な設備構成における最適な設備の運転計画を立案可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態に係る設備組合せ型最適化装置の論理構成図である。
設備組合せ型最適化装置のハードウェア構成図である。
設備組合せ型最適化装置の動作を示す図である。
設備を組み合わせたプラントの例を示す図である。
区分線形グラフの一例である。
区分線形グラフの一例である。
コストとＣＯ２排出量との関係を示す散布図である。
最適化した運転計画の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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