Constraction and Verification of P2P Power Trading System Based on Bidding Behavior by Reinforcement Learning
| Project/Area Number |
20K04420
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022)
Osaka Prefecture University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
高山 聡志 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (50613551)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | P2P電力取引 / 太陽光発電 / 電圧制御 / 入札モデル / マルチエージェント / 強化学習 / 数理計画法 / ブロックチェーン / 電力市場 |
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| Outline of Research at the Start |
本申請課題では，ブロックチェーンを活用したP2P電力取引がビジネスモデルとして成立するための適切な市場状態・条件あるいは取引価格，入札行動を明らかにすることが目的である。
上記の達成のために①P2P電力取引が配電系統運用に与える影響の評価とそれを考慮したスマートコントラクトの開発，②強化学習によるP2P電力取引参加者の入札行動のモデル化，③プライベートブロックチェーンシステムとリアルタイムシミュレータを活用したP2P電力取引リアルタイムシミュレータの開発および評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、再生可能エネルギーの固定価格買取制度対象外となった需要家を対象としたP2P電力取引システムについて、配電系統の物理的制約を統合したP2P電力取引システムの開発と、市場参加者の入札戦略について強化学習を用いた入札価格決定手法の開発が目的である。本研究では、P2P電力取引の実配電系統上での運用可能性を評価するとともに、強化学習を用いた入札行動モデルにより実際の入札状況に近いシミュレーション環境を構築することで，電力システム運用・制御と電力市場を介した経済性について統合的に評価可能なシステムを構築し、より現実に即した取引システムの設計理論を展開する。
2022年度は、(3)開発モデルを用いたP2P電力取引が成立する条件などについてシミュレーションを通じて評価を行った。特に、今年度は最適化モデルベースの入札価格決定モデルを用いた評価を行い、この評価結果から、適切なプロシューマ、コンシューマの件数比や、参加者の利益が公平になるような託送料金などについて考察を深めた。託送料金については従来コンシューマ側で負担されている部分を発電側にも負担させることで、参加者全体の利益の公平化が図れることが確認できた。
加えて、P2P参加者に対する蓄電池導入評価を行った。この結果、参加者条件によってはプロシューマが蓄電池を導入することでP2Pに参加せず自家消費に利用することが良いことが確認できた。
これらの成果として令和4年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会で1件、令和4年電気関係学会関西連合大会で1件研究発表を行い、高い評価を受けた。また、現在、得られた成果について論文を執筆中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度は(3)開発モデルを用いたP2P電力取引が成立する条件などについてシミュレーションを通じて評価することを予定していた。適切なプロシューマ、コンシューマの件数比や、参加者の利益が公平になるような託送料金などについて考察を行い、必要最低限の条件については評価を行うことができた。ただし、強化学習を用いた入札戦略モデルの開発が一部遅れており、2024年度も継続的に検討していく予定である。以上から，やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度では、当初の計画通り(4)開発モデルのデジタルシミュレータを用いた実証設備構築と評価である。すでにブロックチェーン構築のためのプログラム開発を進めており、これと並行してデジタルシミュレータによる配電系統モデルの構築を進める。その後、配電系統モデルと開発ブロックチェーンシステムを統合し、系統制約を考慮したP2P電力システムの実時間シミュレーションを実施する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
