特許 7634497 エネルギー運用計画作成システムおよびエネルギー運用計画作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-13

(45)【発行日】2025-02-21

(54)【発明の名称】エネルギー運用計画作成システムおよびエネルギー運用計画作成方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20240101AFI20250214BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022042412

(22)【出願日】2022-03-17

(65)【公開番号】P2023136631

(43)【公開日】2023-09-29

【審査請求日】2023-11-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】平野 秀明

(72)【発明者】

【氏名】北村 聖一

【審査官】原 忠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０２９３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０１９０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３８６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異なる種類のエネルギーを供給する複数の対象機器の将来の計画対象期間における供給計画値の時系列データである運用計画データを作成するエネルギー運用計画作成システムであって、
過去の複数の運用実績期間における各前記エネルギーの需要実績値および各前記対象機器による供給実績値の時系列データである複数の運用実績データと、前記計画対象期間における各前記エネルギーの需要予測値の時系列データである需要予測データとに基づき、各前記運用実績データにおける前記需要実績値と前記需要予測値との類似度である需要類似度を計算する需要類似度計算処理部と、
前記需要類似度に基づき選択した１つの前記運用実績データにおける前記供給実績値の時系列データを基準計画データとし、前記基準計画データが前記需要予測値を満たせない場合、その過不足分を調整するために必要なコストを評価値として計算する基準計画選択処理部と、
前記需要類似度に基づき選択した、前記基準計画データを含まない少なくとも１つの前記運用実績データにおける前記供給実績値の時系列データを少なくとも１つの近傍候補データとする近傍抽出処理部と、
前記近傍候補データが前記需要予測値を満たせない場合、その過不足分を調整するために必要なコストを評価値として計算する近傍評価処理部と、
前記基準計画データと前記近傍候補データのうち評価値が最大のデータを前記運用計画データとしてユーザに提供するため前記エネルギー運用計画作成システムの外部に出力する結果情報出力部と、を備える、
エネルギー運用計画作成システム。

【請求項2】

前記基準計画データに対して、前記対象機器の運転時間の伸縮および前記対象機器の出力の増減の少なくともいずれか一方を行うことにより、類似計画案データを作成する類似計画案作成処理部をさらに備え、
前記近傍抽出処理部は、前記類似計画案データも前記近傍候補データとして選択する、
請求項１に記載のエネルギー運用計画作成システム。

【請求項3】

前記対象機器の作業期間の情報および前記作業期間における前記対象機器の出力条件に関する情報を含む機器作業データに基づき、前記計画対象期間と前記運用実績期間との間で前記対象機器の作業の類似度である作業類似度を算出する作業類似度計算処理部をさらに備え、
前記基準計画選択処理部は、前記需要類似度および前記作業類似度に基づき選択した１つの前記運用実績データにおける前記供給実績値の時系列データを前記基準計画データとし、
前記近傍抽出処理部は、前記需要類似度および前記作業類似度に基づき選択した、前記基準計画データを含まない少なくとも１つの前記運用実績データにおける前記供給実績値の時系列データを少なくとも１つの前記近傍候補データとする、
請求項１または請求項２に記載のエネルギー運用計画作成システム。

【請求項4】

前記需要予測値と前記基準計画データにおける前記対象機器の供給量の合計値との差が小さくなるように、前記基準計画データにおける前記対象機器の前記供給計画値を更新する供給量再配分処理部をさらに備え、
前記近傍抽出処理部は、前記近傍候補データにおける前記対象機器の供給量の合計値との差が小さくなるように、前記近傍候補データにおける前記対象機器の前記供給計画値を更新する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエネルギー運用計画作成システム。

【請求項5】

異なる種類のエネルギーを供給する複数の対象機器の将来の計画対象期間における供給計画値の時系列データである運用計画データを作成するエネルギー運用計画作成システムによるエネルギー運用計画作成方法であって、
前記エネルギー運用計画作成システムは、需要類似度計算処理部、基準計画選択処理部、近傍抽出処理部、近傍評価処理部、および結果情報出力部を備え、
前記需要類似度計算処理部が、過去の複数の運用実績期間における各前記エネルギーの需要実績値および各前記対象機器による供給実績値の時系列データである複数の運用実績データと、前記計画対象期間における各前記エネルギーの需要予測値の時系列データである需要予測データとに基づき、各前記運用実績データにおける前記需要実績値と前記需要予測値との類似度である需要類似度を計算し、
前記基準計画選択処理部が、前記需要類似度に基づき選択した１つの前記運用実績データにおける前記供給実績値の時系列データを基準計画データとし、
前記基準計画選択処理部が、前記基準計画データが前記需要予測値を満たせない場合、その過不足分を調整するために必要なコストを評価値として計算し、
前記近傍抽出処理部が、前記需要類似度に基づき選択した、前記基準計画データを含まない少なくとも１つの前記運用実績データにおける前記供給実績値の時系列データを少なくとも１つの近傍候補データとし、
前記近傍評価処理部が、前記近傍候補データが前記需要予測値を満たせない場合、その過不足分を調整するために必要なコストを評価値として計算し、
前記結果情報出力部が、前記基準計画データと前記近傍候補データのうち評価値が最大のデータを前記運用計画データとしてユーザに提供する、
エネルギー運用計画作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エネルギー運用計画の作成に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、経済性の向上または温室効果ガスの排出量低減を目的として、効率的なエネルギー運用が求められている。その観点から、異なるエネルギー供給機器の組み合わせ、複数地域間でのエネルギー取引、またはデマンドレスポンス等の技術を活用する仕組みが構築されている。複数エネルギーの運用には、各エネルギー需要の予測値に対して供給機器を組み合わせてコスト最小となる計画を作成する技術が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１６９９３０号公報

【文献】特開２０１１－１３０５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に係る技術は、過去エネルギー需要実績、およびその変動要因実績を学習し、需要予測モデルを作成し、類似日を抽出し、将来の需要予測を行う。この技術は、過去実績を学習するが、需要予測に特化しており、運用計画に用いることはできない。

【0005】

特許文献２に係る技術は、再エネ発電の予測誤差を考慮した発電計画を作成する。

【0006】

しかし、何れの技術においても、エネルギー運用の過去実績が利用されていないため、エネルギー運用計画を高速に作成することが出来ない。

【0007】

本開示は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、エネルギー運用の過去実績を利用してエネルギー運用計画を高速に作成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示のエネルギー運用計画作成システムは、異なる種類のエネルギーを供給する複数の対象機器の将来の計画対象期間における供給計画値の時系列データである運用計画データを作成する。本開示のエネルギー運用計画作成システムは、需要類似度計算処理部、基準計画選択処理部、近傍抽出処理部、近傍評価処理部、および結果情報出力部を備える。需要類似度計算処理部は、過去の複数の運用実績期間における各エネルギーの需要実績値および各対象機器による供給実績値の時系列データである複数の運用実績データと、計画対象期間における各エネルギーの需要予測値の時系列データである需要予測データとに基づき、各運用実績データにおける需要実績値と需要予測値との類似度である需要類似度を計算する。基準計画選択処理部は、需要類似度に基づき選択した１つの運用実績データにおける供給実績値の時系列データを基準計画データとし、基準計画データが需要予測値を満たせない場合、その過不足分を調整するために必要なコストを評価値として計算する。近傍抽出処理部は、需要類似度に基づき選択した、基準計画データを含まない少なくとも１つの運用実績データにおける供給実績値の時系列データを少なくとも１つの近傍候補データとする。近傍評価処理部は、近傍候補データが需要予測値を満たせない場合、その過不足分を調整するために必要なコストを評価値として計算する。結果情報出力部は、基準計画データと近傍候補データのうち評価値が最大のデータを運用計画データとしてユーザに提供するためエネルギー運用計画作成システムの外部に出力する。

【発明の効果】

【0009】

本開示のエネルギー運用計画作成システムによれば、過去の運用実績データにおける供給実績値の時系列データを用いて基準計画データおよび近傍候補データを作成し、これらのデータのうち評価値が最大のデータを運用計画データとするため、運用計画データを高速に作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成装置のブロック図である。

【図2】実施の形態１に係る運用計画作成処理のフローチャートである。

【図3】機器情報データの例を示す図である。

【図4】運用実績データの例を示す図である。

【図5】需要予測データの例を示す図である。

【図6】運用計画データの例を示す図である。

【図7】実施の形態２に係るエネルギー運用計画作成装置のブロック図である。

【図8】実施の形態２に係る運用計画作成処理のフローチャートである。

【図9】基準計画の例を示す図である。

【図10】類似計画案の例を示す図である。

【図11】実施の形態３に係るエネルギー運用計画作成装置のブロック図である。

【図12】実施の形態３に係る運用計画作成処理のフローチャートである。

【図13】機器作業データの例を示す図である。

【図14】作業類似度の算出イメージの例を示す図である。

【図15】実施の形態４に係るエネルギー運用計画作成装置のブロック図である。

【図16】実施の形態４に係る運用計画作成処理のフローチャートである。

【図17】実施の形態５に係るエネルギー運用計画作成装置のブロック図である。

【図18】実施の形態５に係る運用計画作成処理のフローチャートである。

【図19】エネルギー運用計画作成装置のハードウェア構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ－１．構成＞
図１は実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成システム１００１を表すブロック図である。エネルギー運用計画作成システム１００１は、エネルギー運用計画作成装置１０１およびデータ格納部１９を備えて構成される。エネルギー運用計画作成装置１０１は、入力情報取得部１、需要類似度計算処理部２、基準計画選択処理部３、近傍抽出処理部４、近傍評価処理部５、および結果情報出力部６を備える。

【0012】

データ格納部１９は、エネルギー運用計画作成装置１０１がエネルギー運用計画を作成するために必要な設定データ１４を格納する。以下、エネルギー運用計画を端に「運用計画」とも称する。設定データ１４は、機器情報データ１１、運用実績データ１２および需要予測データ１３を少なくとも含む。

【0013】

入力情報取得部１は、データ格納部１９から設定データ１４を読み込む。

【0014】

需要類似度計算処理部２は、入力情報取得部１が読み込んだ設定データ１４に基づき、運用実績データ１２に含まれる需要実績データと需要予測データ１３との需要類似度データ１５を計算する。

【0015】

基準計画選択処理部３は、需要類似度データ１５に基づき、最も需要類似度の高い運用実績データ１２を選択し、基準計画データ１６を作成する。

【0016】

近傍抽出処理部４は、需要類似度データ１５に基づき、基準計画を除いて需要類似度の高い運用実績データを抽出し、近傍候補データ１７を作成する。

【0017】

近傍評価処理部５は、基準計画データ１６と近傍候補データ１７とに基づき、近傍候補データが基準計画データを改善するか否かを評価する。

【0018】

結果情報出力部６は、最も評価の良い基準計画データ１６、または近傍候補データ１７を、運用計画データ１８として出力する。運用計画データ１８はデータ格納部１９に格納される。

【0019】

＜Ａ－２．動作＞
図２は、エネルギー運用計画作成装置１０１によるエネルギー運用計画作成処理のフローチャートである。以下、図２に沿って、エネルギー運用計画作成装置１０１によるエネルギー運用計画作成処理を説明する。

【0020】

まず、ステップＳ１０１において、入力情報取得部１が入力情報取得処理を実行する。本処理において、入力情報取得部１は入力情報として設定データ１４を読み込む。ここで入力情報取得部１が読み込む設定データ１４は、入力装置２１から入力された設定データ１４であってもよいし、補助記憶装置２５上に保存されている設定データ１４（例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイル）の中から入力装置２１によって指定されたものであってもよいし、外部記憶装置２７に保存されている設定データ１４（例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイル）の中から入力装置２１によって指定されたものであってもよい。入力情報取得部１は、外部記憶装置２７に保存されている設定データ１４をネットワーク２６経由で読み込むことが可能である。入力情報取得部１が読み込んだ設定データ１４は、主記憶装置２４上に展開される。

【0021】

入力情報取得部１が入力情報取得処理で取得する設定データ１４は機器情報データ１１を含む。機器情報データ１１は、エネルギー運用計画作成装置１０１が運用計画を作成する対象の機器の情報である。図３は機器情報データ１１の一例を示している。機器情報データ１１は、機器の名称、機器が供給するエネルギー（以下、「供給エネルギー」と称する）の種別、機器が消費するエネルギー（以下、「消費エネルギー」と称する）の種別、機器がエネルギーを供給するために消費するエネルギー量を表す特性（以下、「消費特性」と称する）等の情報を含む。その他、図３の機器情報データ１１は、機器のエネルギー供給量の最大値および最小値を含んでいる。

【0022】

消費特性は、固定値で表されても良いし、多項式で表されてもよい。例えば、消費特性は、以下の式（１）のような供給エネルギーと消費エネルギーの関係式で表される。式（１）は、供給エネルギーを消費エネルギーの一次式で表したものである。

【0023】

【数1】

【0024】

なお、式（１）において、ｉは機器の個別番号、ｔは時間、ｘとｙはエネルギーの識別番号、ＥｎｅＯｕｔは供給エネルギー、ＥｎｅＩｎは消費エネルギー、ａは計算に用いる係数をそれぞれ表している。ｘは供給エネルギーが複数の場合にその種別を識別するために用いられ、ｙは消費するエネルギーが複数の場合にその種別を識別するために用いられる。式（１）では、消費特性が一次式で表されたが、消費特性は二次式で表されてもよいし、多項式で表されてもよいし、複数の消費エネルギーが含まれてもよい。消費エネルギーは燃料でもよく、他の機器が生成する供給エネルギーでもよく、その熱量、品質、状態または温度によって係数が異なってもよい。

【0025】

入力情報取得部１が入力情報取得処理で取得する設定データ１４は運用実績データ１２を含む。運用実績データ１２は、過去のエネルギー需要の値と機器の運転情報とを含む。図４に、運用実績データ１２の一例を示す。図４において、運用実績データ１２は、電力需要実績値、熱需要実績値、蒸気需要実績値、ガスタービン電力供給実績値、電力購入実績値、およびボイラ蒸気供給実績値を含む。電力需要実績値、熱需要実績値および蒸気需要実績値は、エネルギー種別毎かつ単位時間毎に記録された過去のエネルギー需要の実績値である。ガスタービン電力供給実績およびボイラ蒸気供給実績値は、機器毎かつ単位時間毎に記録された機器の運転情報であり、運転停止状態または運転時のエネルギー供給量の実績値である。機器の運転情報は、運転時のエネルギー消費量の値を含んでもよいし、運転時のＣＯ２排出量の値を含んでいてもよい。

【0026】

入力情報取得部１が入力情報取得処理で取得する設定データ１４は需要予測データ１３を含む。需要予測データ１３は将来のエネルギー需要の値を含む。図５に、需要予測データ１３の一例を示す。図５において、需要予測データ１３は、電力需要予測値、熱需要予測値、および蒸気需要予測値を含む。これらは、エネルギー種別毎、かつ単位時間毎のエネルギー需要の予測値である。

【0027】

次に、図２のステップＳ１０２において、需要類似度計算処理部２が需要類似度計算処理を実行する。需要類似度計算処理部２は、ステップＳ１０１により取得された運用実績データ１２および需要予測データ１３に基づき、運用実績値の需要予測値に対する類似度である需要類似度を計算することにより需要類似度データ１５を作成する。需要類似度は、例えば以下の式（２）により求められる。式（２）は、需要類似度を、運用実績データ１２に含まれる需要実績値の時系列データと需要予測データ１３に含まれる需要予測値の時系列データとの、各時間における差の二乗和の平均の平方根によって表している。

【0028】

【数2】

【0029】

なお、式（２）では、例として１日を対象とする。ｄａｙ１は需要実績データ対象日、ｄａｙ２は需要予測対象日、ＤｅｍＳｉｍは需要類似度、ＤｅｍＲｅｃは需要実績値、ＤｅｍＦｏｒｅは需要予測値、ＣＮＴ＿Ｔ＿ＤＡＹは１日に含まれる需要の点数を表す。但し、需要類似度の表現は式（２）に限定しない。例えば、式（２）において右辺の分母は各時間における需要実績値の絶対値と需要予測値の絶対値の和でもよい。また、式（２）の右辺において平方根を求めず、単に各時間における差の二乗和の平均としてもよい。また、需要類似度の最大値が１．０となるように正規化した値を用いて需要類似度を計算してもよい。

【0030】

また、需要の点数は１日を対象としたときの１時間単位の２４点の他、３０分単位の４８点でもよいし、２日を対象としたときの１時間単位の４８点または３０単位の９６点でもよいし、１週間を対象としたときの１週間単位の１６８点または３０分単位の３３６点でもよい。また、時系列データの時間間隔が１時間と４時間など、異なる時間単位を組み合わせた可変である場合は、１時間など最小の時間単位にあわせて時系列データを修正して需要類似度の計算に用いても良い。

【0031】

以下の説明では簡単化のため、運用実績データ１２および需要予測データ１３は１日２４点のデータであるものとする。

【0032】

運用実績データ１２が過去３６５日分のデータである場合、翌日１日の需要予測データ１３に対して３６５個の需要類似度が計算される。なお、例えばユーザが気候の近い直近３０日分の運用実績データ１２を用いたい場合は、３０個の需要類似度が計算されてもよい。また、計画対象の機器が１００日前に更新された場合は、直近１００日分の運用実績データ１２を用いて１００個の需要類似度が計算されてもよい。

【0033】

次に、図２のステップＳ１０３において、基準計画選択処理部３が基準計画選択処理を実行する。本処理において基準計画選択処理部３は、需要類似度データ１５を参照し、最も需要類似度が大きい運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを、基準計画データ１６として選択する。また、基準計画選択処理部３は、機器を運転するため、または需要を満たすために、外部から購入する燃料または電力等のエネルギー購入額を計算する。また、基準計画選択処理部３は、基準計画データ１６に示された基準計画の内容で予測需要を満たせない場合、その過不足分について別途調整するために要するコストを計算する。これらの要素を用いて、基準計画選択処理部３は、以下の式（３）によって基準計画の評価値を計算する。

【0034】

【数3】

【0035】

式（３）において、ＥｖａｌＶａｌは評価値、ＥｎｅＢｕｙは外部からのエネルギー購入量、ＥｎｅＴａｎｋａは外部からエネルギー購入時の単価、ＥｎｅＡｄｊは需要に対する過不足量、ＥｎｅＡｄｊＴａｎｋａは過不足量を調整するために必要なエネルギーの単価を表す。基準計画によるエネルギー供給が需要に対して不足する場合、ＥｎｅＡｄｊは正の値をとり、過剰である場合、ＥｎｅＡｄｊは負の値をとる。エネルギー供給が過剰の場合、対処するために追加のコストを要する場合もあるが、エネルギーを販売して収入を得る場合もあるため、ＥｎｅＡｄｊＴａｎｋａは正負双方の値を取り得る。エネルギー購入時の単価ＥｎｅＴａｎｋａは運用実績時の単価ではなく、需要予測が対象とする期間の単価である。

【0036】

次に、図２のステップＳ１０４において、近傍抽出処理部４が近傍抽出処理を実行する。本処理において近傍抽出処理部４は、需要類似度データ１５を参照し、基準計画データ１６と需要類似度が近い運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを、近傍候補データ１７として選択する。例えば、近傍抽出処理部４は運用実績データ１２を需要類似度の降順にソートし、基準計画データ１６を含まない運用実績データ１２を順に選択することによって、需要類似度の大きい順に運用実績データ１２を選択し、近傍候補データ１７を作成することができる。近傍候補データ１７の数は１つでもよいし、ユーザが指定する個数でもよいし、ユーザが指定する比率を運用実績数に掛けた個数でもよい。

【0037】

次に、図２のステップＳ１０５において、近傍評価処理部５が近傍評価処理を実行する。本処理において、近傍評価処理部５は近傍候補データ１７により示される近傍候補の評価値ＥｖａｌＶａｌを計算し、近傍候補の評価値が基準計画の評価値より高い場合、すなわち近傍候補が基準計画を改善する場合には、近傍候補データ１７を、計画対象期間における各対象機器の供給計画値を示す運用計画データ１８とする。一方、近傍候補の評価値が基準計画の評価値以下である場合、近傍評価処理部５は基準計画データを運用計画データ１８とする。なお、近傍候補が複数ある場合には、近傍評価処理部５はそれぞれの近傍候補に対して評価値を計算し、評価値が最も高い近傍候補を基準計画との比較対象とする。

【0038】

次に、図２のステップＳ１０６において、結果情報出力部６が結果情報出力処理を実行する。本処理において、結果情報出力部６は運用計画データ１８を出力し、データ格納部１９に格納する。また、結果情報出力部６は、基準計画を出力装置２８に表示し、ユーザが基準計画を確認できるようにしてもよい。

【0039】

図６は、運用計画データ１８の一例を示している。図６の運用計画データ１８は、電力需要予測値、熱需要予測値、蒸気需要予測値、ガスタービン電力供給量、電力購入量、ボイラ蒸気供給量、電力過不足量、熱過不足量、および蒸気過不足量を含む。

【0040】

＜Ａ－３．効果＞
実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成システム１００１は、複数の運用実績データ１２と需要予測データ１３とに基づき各運用実績データ１２における需要実績値と需要予測値との類似度である需要類似度を計算する需要類似度計算処理部２と、需要類似度に基づき選択した１つの運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを基準計画データ１６とし、基準計画データ１６が需要予測値を満たすために必要なコストを評価値として計算する基準計画選択処理部３と、需要類似度に基づき選択した、基準計画データ１６を含まない少なくとも１つの運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを少なくとも１つの近傍候補データ１７とする近傍抽出処理部４と、近傍候補データ１７が需要予測値を満たすために必要なコストを評価値として計算する近傍評価処理部５と、基準計画データ１６と近傍候補データ１７のうち評価値が最大のデータを運用計画データ１８としてユーザに提供するためエネルギー運用計画作成システムの外部に出力する結果情報出力部６と、を備える。これにより、計画対象となる機器の複雑な特性に影響されず、エネルギー運用計画を高速に求めることが可能である。

【0041】

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ－１．構成＞
図７は実施の形態２に係るエネルギー運用計画作成システム１００２を表すブロック図である。エネルギー運用計画作成システム１００２は、エネルギー運用計画作成装置１０２およびデータ格納部１９を備えて構成される。エネルギー運用計画作成装置１０２は、実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成装置１０２の構成に加えて類似計画案作成処理部４１を備えている。エネルギー運用計画作成装置１０２の大半はエネルギー運用計画作成装置１０１と同様であるため、以下では実施の形態１と重複する部分の説明は省略する。

【0042】

類似計画案作成処理部４１は基準計画データ１６を読み込み、基準計画データ１６に対して、計画対象機器の運転時間の伸縮および出力の増減の少なくともいずれか一方を行うことによって、類似計画案データ４２を作成する。類似計画案データ４２は、少なくとも図４に示す運用実績データ１２と同様の項目を含む。

【0043】

＜Ｂ－２．動作＞
図８は、エネルギー運用計画作成装置１０２によるエネルギー運用計画作成方法のフローチャートである。図８のフローチャートは、図２のフローチャートに対し、ステップＳ１０３の基準計画選択処理とステップＳ１０４の近傍抽出処理との間に、ステップＳ２０１の類似計画案作成処理を加えたものである。

【0044】

ステップＳ２０１において、類似計画案作成処理部４１が類似計画案作成処理を実行する。類似計画案作成処理部４１は、基準計画データ１６を参照し、基準計画データ１６に含まれる機器の運転停止状態の変更、およびエネルギー供給量の変更の少なくともいずれかを行うことにより類似計画案データ４２を作成する。

【0045】

図９は基準計画データ１６を例示し、図１０は図９の基準計画データ１６を修正して作成された類似計画案データ４２を例示している。類似計画案では、例えば機器が停止状態から運転状態になる時間を前倒しまたは後ろ倒しにすることで、機器の起動時間が変更され、運転状態から停止状態になる時間を後ろ倒しまたは前倒しにすることで、機器の停止時間が変更される。

【0046】

例えば、起動時間を前倒しにするか否かは、需要実績値と需要予測値の差から判断してもよい。運転実績において機器が時刻ｔに起動していた場合、類似計画案作成処理部４１は、式（４）に示すように、需要予測増加量＝（需要予測値）－（需要実績値）を時刻ｔ－１および時刻ｔの夫々で算出し、時刻ｔよりも時刻ｔ－１における需要予測増加量が大きい場合、時刻ｔ－１に起動時間を前倒ししてもよい。

【0047】

【数4】

【0048】

なお、式（４）において、ＤｅｍＦｏｒｅは需要予測値を表し、ＤｅｍＲｅｃは需要実績値を表している。

【0049】

類似計画案作成処理部４１は、需要実績値より需要予測値が大きい場合に、類似計画案においてエネルギー供給量を増加させ、需要実績値より需要予測値が小さい場合に、類似計画案においてエネルギー供給量を減少させることができる。類似計画案作成処理部４１は、エネルギー供給量を増加させる場合、需要実績値と需要予測値の差分を増加量とし、当該差分だけエネルギー供給量を増加させると機器の供給上限を超過する場合には、供給上限までエネルギー供給量を増加させればよい。

【0050】

類似計画案の数は１つでも、ユーザが指定する個数でもよい。また、類似計画案作成処理部４１は、ユーザが指定する個数を類似計画案の数の上限とし、式（４）に示されるような条件を満たす場合のみ類似計画案を作成してもよい。

【0051】

次に、図８のステップＳ１０４において、近傍抽出処理部４が近傍抽出処理を実行する。本処理において、近傍抽出処理部４は、基準計画データ１６と需要類似度が近い運用実績データ１２に加えて、類似計画案データ４２も近傍候補データ１７として選択する。

【0052】

次に、図８のステップＳ１０５において、近傍評価処理部５が近傍評価処理を実行する。本処理において、近傍評価処理部５は近傍候補の評価値ＥｖａｌＶａｌを計算し、近傍候補の評価値が基準計画の評価値より高い場合、すなわち近傍候補が基準計画を改善する場合には、近傍候補データ１７を運用計画データ１８とする。類似計画案は、基準計画との間で需要実績値が同じであるが、機器の起動停止状態またはエネルギー供給量の一部が異なる。そのため、類似計画案から作成された近傍候補は、基準計画とは評価値が異なる。

【0053】

＜Ｂ－３．効果＞
実施の形態２に係るエネルギー運用計画作成システム１００２は、実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成システム１００２の構成に加えて、類似計画案作成処理部４１を備える。類似計画案作成処理部４１は、基準計画データ１６に対して、対象機器の運転時間の伸縮および対象機器の出力の増減の少なくともいずれか一方を行うことにより、類似計画案データ４２を作成する。また、実施の形態２に係るエネルギー運用計画作成システム１００２において、近傍抽出処理部４は、類似計画案データ４２も近傍候補データ１７として選択する。従って、エネルギー運用計画作成システム１００２によれば、運用実績データ１２に加えて運用実績データ１２を修正した類似計画案データ４２を含めた幅広い選択肢の中から評価の高い運用計画を選択することができる。

【0054】

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ－１．構成＞
図１１は実施の形態３に係るエネルギー運用計画作成システム１００３を表すブロック図である。エネルギー運用計画作成システム１００３は、エネルギー運用計画作成装置１０３およびデータ格納部１９を備える。エネルギー運用計画作成装置１０３は、実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成装置１０３の構成に加えて作業類似度計算処理部６２を備えている。また、実施の形態３において、設定データ１４は、機器情報データ１１、運用実績データ１２および需要予測データ１３に加えて機器作業データ６１を含む。

【0055】

エネルギー運用計画作成装置１０３の大半はエネルギー運用計画作成装置１０１と同様であるため、以下では実施の形態１と重複する部分の説明は省略する。

【0056】

＜Ｃ－２．動作＞
図１２は、エネルギー運用計画作成装置１０３によるエネルギー運用計画作成方法のフローチャートである。図１２のフローチャートは、図２のフローチャートに対し、ステップＳ１０２の需要類似度計算処理とステップＳ１０３の基準計画選択処理との間に、ステップＳ３０１の類似計画案作成処理を加えたものである。

【0057】

まず、ステップＳ１０１において、実施の形態１と同様に、入力情報取得部１が入力情報取得処理を実行する。ここで、入力情報取得部１は、実施の形態１で説明した機器情報データ１１、運用実績データ１２および需要予測データ１３に加えて、機器作業データ６１を読み込む。

【0058】

図１３は、機器作業データ６１の一例を示している。機器作業データ６１は、運用計画の対象となる機器の作業情報を含む。機器作業データ６１は、例えば、機器の名称、作業開始日時、作業終了日時、作業期間における機器の出力条件（以下、「計画条件」と称する）、作業内容、作業者などの情報を含む。

【0059】

図１２のステップＳ３０１において、作業類似度計算処理部６２が作業類似度計算処理を実行する。本処理において、作業類似度計算処理部６２は、機器作業データ６１を参照し、計画対象期間と運用実績データ１２の期間（以下、「運用実績期間」と称する）との間で機器作業の類似度（以下、「作業類似度」と称する）を算出し、作業類似度データ６３を作成する。

【0060】

図１４は、計画対象期間の作業と運用実績期間の作業との作業類似度の算出例を示している。図１４の例では作業類似度の上限を１．０とする。また、同一機器の同一時間における作業有無が同一であるか否かが判定され、同一であれば作業類似度は低下しない。

【0061】

次に、図１２のステップＳ１０３において、基準計画選択処理部３が基準計画選択処理を実行する。本処理において基準計画選択処理部３は、需要類似度データ１５に加えて作業類似度データ６３を参照し、需要類似度と作業類似度の大きい運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを基準計画データ１６として選択する。本処理は、作業類似度が基準計画の選択条件に加わる点で実施の形態１と異なる。

【0062】

具体的には、基準計画選択処理部３は、需要類似度および作業類似度から総合類似度を算出し、総合類似度が最大となる運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを基準計画データ１６として選択する。例えば、総合類似度は以下の式（５）によって表される。

【0063】

【数5】

【0064】

式（５）において、α，β，γは各項の重みづけ係数であり、０．０でもよい。あるいは、ユーザが需要類似度および作業類似度の基準値をそれぞれ指定し、基準計画選択処理部３は、需要類似度および作業類似度がそれぞれ基準値以上である運用実績データ１２に対して、式（５）による総合類似度を算出してもよい。

【0065】

基準計画選択処理部３は基準計画データ１６を選択した後、実施の形態１と同様に、基準計画の評価値を計算する。

【0066】

次に、図１２のステップＳ１０４において、近傍抽出処理部４が近傍抽出処理を実行する。本処理において近傍抽出処理部４は、需要類似度データ１５および作業類似度データ６３を参照し、基準計画データ１６と総合類似度が近い運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを近傍候補データ１７を作成する。例えば、近傍抽出処理部４は運用実績データ１２を総合類似度の降順にソートし、基準計画データ１６以外の運用実績データ１２を順に選択することによって、総合類似度の大きい順に運用実績データ１２を近傍候補として選択することができる。

【0067】

図１２のステップＳ１０５およびステップＳ１０６は、実施の形態１と同様である。

【0068】

＜Ｃ－３．効果＞
実施の形態３に係るエネルギー運用計画作成システム１００３は、実施の形態１または実施の形態２に係るエネルギー運用計画作成システム１００１，１００２の構成に加えて作業類似度計算処理部６２を備える。作業類似度計算処理部６２は、対象機器の作業期間の情報および作業期間における対象機器の出力条件に関する情報を含む機器作業データ６１に基づき、計画対象期間と運用実績期間との間で対象機器の作業の類似度である作業類似度を算出する。実施の形態３における基準計画選択処理部３は、需要類似度および作業類似度に基づき選択した１つの運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを基準計画データ１６とする。実施の形態３における近傍抽出処理部４は、需要類似度および作業類似度に基づき選択した、基準計画データ１６を含まない少なくとも１つの運用実績データ１２における供給実績値の時系列データを少なくとも１つの近傍候補データ１７とする。従って、エネルギー運用計画作成システム１００３によれば、需要類似度に加えて作業類似度を考慮することにより、評価の高い運用計画を作成することができる。

【0069】

＜Ｄ．実施の形態４＞
＜Ｄ－１．構成＞
図１５は実施の形態４に係るエネルギー運用計画作成システム１００４を表すブロック図である。エネルギー運用計画作成システム１００４は、エネルギー運用計画作成装置１０４とデータ格納部１９とを備えて構成される。エネルギー運用計画作成装置１０４は、実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成装置１０１の構成に加えて供給量再配分処理部８１を備えている。供給量再配分処理部８１以外のエネルギー運用計画作成装置１０４の構成は、基本的にエネルギー運用計画作成装置１０１と同様である。従って、以下では実施の形態１と重複する説明は省略する。

【0070】

供給量再配分処理部８１は、基準計画データ１６を参照し、予測需要にあわせて各機器の供給量を再計算する。

【0071】

＜Ｄ－２．動作＞
図１６は、実施の形態４に係るエネルギー運用計画作成装置１０４で処理されるエネルギー運用計画作成方法のフロー図を示す。図１６のフローチャートは、図２のフローチャートに対し、ステップＳ１０３の基準計画選択処理とステップＳ１０４の近傍抽出処理との間にステップＳ４０１の供給量再配分処理を加えたものである。

【0072】

ステップＳ４０１において、供給量再配分処理部８１が供給量再配分処理を実行する。本処理において、供給量再配分処理部８１は、需要予測データ１３とステップＳ１０３で作成された基準計画データ１６とを参照し、各機器の供給計画値の合計値と需要予測値との差が小さくなるように、基準計画データ１６における各機器の供給計画値を更新する。例えば、供給量再配分処理部８１は、予測需要と各機器の供給量の合計値との差異を最小化するように各機器の供給量を再計算する。ここで、再計算の目的関数は、例えば以下の式（６）のように、時刻毎に各エネルギーの予測需要と供給量の合計値との差の二乗を最小化すると表現できる。

【0073】

【数6】

【0074】

なお、δは、予測需要と供給量の合計値との差の、エネルギー毎の重みを表す。式（６）は連続変数の二次式で表されているため、例えば、二次計画法といった数理計画手法を用いて、予測需要と各機器の供給量の合計値との差異を最小化する各機器の供給量を再計算することができる。

【0075】

再配分の目的関数は、式（６）に表したような予測需要と供給量合計の差の最小化だけでなく、予測需要と供給量合計の差に過不足量ＥｎｅＡｄｊを調整するために必要なエネルギーの単価ＥｎｅＡｄｊＴａｎｋａを乗じたコストの最小化でもよい。

【0076】

次に、図１６のステップＳ１０４において、実施の形態１と同様に近傍抽出処理部４が近傍抽出処理を実行する。本処理において近傍抽出処理部４は、ステップＳ１０２で作成された需要類似度データ１５を参照し、基準計画データ１６の需要類似度に近い需要類似度を示す運用実績データ１２を選択する。そして、近傍抽出処理部４は選択した運用実績データ１２に対しても、ステップＳ４０１と同様の供給量再配分処理を実行した後、近傍候補として保存する。

【0077】

＜Ｄ－３．効果＞
実施の形態４に係るエネルギー運用計画作成システム１００４は、実施の形態１から３のいずれかに係るエネルギー運用計画作成システム１００１－１００３の構成に加えて、供給量再配分処理部８１を備える。供給量再配分処理部８１は、需要予測値と基準計画データ１６における対象機器の供給量の合計値との差が小さくなるように、基準計画データ１６における対象機器の供給計画値を更新する。また、実施の形態４において、近傍抽出処理部４は、近傍候補データ１７における対象機器の供給量の合計値との差が小さくなるように、近傍候補データ１７における対象機器の供給計画値を更新する。これにより、エネルギー運用計画作成システム１００４によれば、予測需要に対する誤差の小さいエネルギー運用計画を高速に求めることが可能である。

【0078】

＜Ｅ．実施の形態５＞
＜Ｅ－１．構成＞
図１７は実施の形態５に係るエネルギー運用計画作成システム１００５を表すブロック図である。エネルギー運用計画作成システム１００５は、エネルギー運用計画作成装置１０５とデータ格納部１９とを備えて構成される。エネルギー運用計画作成装置１０５は、実施の形態１に係るエネルギー運用計画作成装置１０１と比較すると、需要類似度計算処理部２の代わりに計画モデル作成処理部９１を備え、基準計画選択処理部３の代わりに運用計画案作成処理部９３を備え、近傍抽出処理部４および近傍評価処理部５を削除したものである。入力情報取得部１および結果情報出力部６について、エネルギー運用計画作成装置１０５の構成はエネルギー運用計画作成装置１０１と同様である。従って、以下では実施の形態１と重複する説明は省略する。

【0079】

計画モデル作成処理部９１は設定データ１４を読み込み、運用実績データ１２から各機器の運転実績を学習し、計画モデルデータ９２を作成する。計画モデルデータ９２は、各エネルギーの需要予測値に対する各対象機器の供給計画値を定めたデータである。

【0080】

運用計画案作成処理部９３は需要予測データ１３と計画モデルデータ９２とを読み込み、需要予測データ１３による需要予測値に対応するものとして計画モデルデータ９２で定められた各対象機器の供給計画値を運用計画案データ９４として作成する。

【0081】

＜Ｅ－２．動作＞
図１８は、実施の形態５に係るエネルギー運用計画作成装置１０５によるエネルギー運用計画作成方法のフローチャートである。図１８のフローチャートは、図２のフローチャートに対し、ステップＳ１０２の需要類似度計算処理の代わりにステップＳ５０１の計画モデル作成処理を設け、ステップＳ１０３の基準計画選択処理の代わりにステップＳ５０２の運用計画案作成処理を設け、ステップＳ１０４の近似抽出処理とステップＳ１０５の近傍評価処理をなくしたものである。

【0082】

ステップＳ５０１において、計画モデル作成処理部９１が計画モデル作成処理を実行する。本処理において、計画モデル作成処理部９１は、例えば、機械学習を用いて、運用実績データ１２を対象に需要実績と各機器のエネルギー供給量の関係を学習することにより、計画モデルを作成する。具体的には、計画モデル作成処理部９１は、例えば運用実績データ１２を教師データとして教師あり学習を行うことによって計画モデルを作成することができる。ここで、計画モデルを表すデータを計画モデルデータ９２と称する。言い換えれば、計画モデル作成処理部９１は、計画モデルデータ９２を作成する。

【0083】

ここでは、運用実績データ１２に含まれる需要実績とエネルギー供給量との関係を計画モデル作成処理部９１が学習する例を挙げた。しかし、これに限らず、他にも実施の形態３で説明した機器作業データ６１が設定データ１４に含まれる場合には、機器作業データ６１が学習対象に含まれてもよい。計画モデル作成処理は、運用計画作成のタイミングに実施する必要はなく、あらかじめ計画モデルを作成しておいてもよい。

【0084】

次に、ステップＳ５０２において、運用計画案作成処理部９３が運用計画案作成処理を実行する。本処理において、運用計画案作成処理部９３は、需要予測データ１３と計画モデルデータ９２とに基づき、予測需要に適した運用計画案データ９４を作成する。本ステップでは、ステップＳ５０１において既に作成された計画モデルデータ９２を用いることにより、運用計画案データ９４の作成に係る時間が軽減される。

【0085】

次に、ステップＳ１０６において、結果情報出力部６が結果情報出力処理を実行する。本処理において結果情報出力部６は、運用計画案データ９４を出力してデータ格納部１９に運用計画データ１８として格納する。

【0086】

＜Ｅ－３．効果＞
実施の形態５に係るエネルギー運用計画作成システム１００５は、異なる種類のエネルギーを供給する複数の対象機器の将来の計画対象期間における供給計画値の時系列データである運用計画データ１８を作成する。エネルギー運用計画作成システム１００５は、計画モデル作成処理部９１、運用計画案作成処理部９３、および結果情報出力部６を備える。計画モデル作成処理部９１は、過去の複数の運用実績期間における各エネルギーの需要実績値および各対象機器の供給実績値の時系列データである複数の運用実績データ１２から各対象機器の運転実績を学習することにより、各エネルギーの需要予測値に対する各対象機器の供給計画値を定めた計画モデルデータ９２を作成する。運用計画案作成処理部９３は、計画対象期間における各エネルギーの需要予測値の時系列データである需要予測データ１３と計画モデルデータ９２とに基づき、運用計画データ１８を作成する。結果情報出力部６は、運用計画データ１８をユーザに提供するためエネルギー運用計画作成システム１００５の外部に出力する。以上の構成により、エネルギー運用計画作成システム１００５は、運用実績と異なる需要予測に合わせた機器の運用計画を求めることができる。また、計画モデルデータ９２は事前に作成しておくことができるため、運用計画データ１８の作成時には運用計画案作成処理のみを実施すればよく、高速な運用計画作成が可能である。

【0087】

＜Ｆ．ハードウェア構成＞
図１９は、実施の形態１－５に係るエネルギー運用計画作成システム１００１－１００５のハードウェア構成の一例を示している。エネルギー運用計画作成システム１００１－１００５は、入力装置２１、コンピュータ２２、外部記憶装置２７、および出力装置２８によって構成される。入力装置２１は、例えばキーボードおよびマウスである。コンピュータ２２は、ＣＰＵ２３、主記憶装置２４および補助記憶装置２５から構成されている。出力装置２８は、例えば液晶ディスプレイなどの表示装置であり、コンピュータ２２からの出力結果を表示する。

【0088】

入力情報取得部１は、ユーザがデータ入力を行うためのものであり、入力装置２１により実現される。データ格納部１９は、設定データ１４および評価結果データを保管するためのものであり、例えば主記憶装置２４、補助記憶装置２５、ネットワーク２６および外部記憶装置２７のいずれか、または複数を組み合わせて実現される。

【0089】

需要類似度計算処理部２、基準計画選択処理部３、近傍抽出処理部４、近傍評価処理部５、類似計画案作成処理部４１、作業類似度計算処理部６２、供給量再配分処理部８１、計画モデル作成処理部９１、および運用計画案作成処理部９３（以下、「処理部等」と称する）は、コンピュータ２２の内部演算処理としてＣＰＵ２３および主記憶装置２４により実現される。すなわち、処理部等における各処理は、メモリである主記憶装置２４上に展開されたプログラムをプロセッサであるＣＰＵ２３が実行することによって実現される。ＣＰＵ２３は、主記憶装置２４上のデータを読み込み、各処理を行い、その結果を主記憶装置２４に格納する。

【0090】

結果情報出力部６は、例えば運用計画データ１８をユーザが確認するため、運用計画データ１８を出力装置２８に表示する機能を有する。また、結果情報出力部６は、運用計画データ１８を保管するため、運用計画データ１８を補助記憶装置２５に格納する機能を有する。また、結果情報出力部６は、ネットワーク２６を経由して運用計画データ１８を外部記憶装置２７に格納してもよい。

【0091】

なお、エネルギー運用計画作成システム１００１－１００５は、図１９のようなハードウェアで実現されていてもよいし、エネルギー運用計画作成システム１００１－１００５の各機能をコンピュータで具現化するプログラムなどのソフトウェア、もしくは当該ソフトウェアを記録した記録媒体として実現されていてもよい。記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、どのようなものでもよい。

【0092】

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0093】

１ 入力情報取得部、２ 需要類似度計算処理部、３ 基準計画選択処理部、４ 近傍抽出処理部、５ 近傍評価処理部、６ 結果情報出力部、１１ 機器情報データ、１２ 運用実績データ、１３ 需要予測データ、１４ 設定データ、１８ 運用計画データ、１９ データ格納部、２１ 入力装置、２２ コンピュータ、２３ ＣＰＵ、２４ 主記憶装置、２５ 補助記憶装置、２６ ネットワーク、２７ 外部記憶装置、２８ 出力装置、１０１－１０５ エネルギー運用計画作成装置、１００１－１００５ エネルギー運用計画作成システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】