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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Constructions of demand-prediction based strategy and real-time experimental system to accelerate electricity market

Research Project

Project/Area Number 16H01833
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

山田 雄二  筑波大学, ビジネスサイエンス系, 教授 (50344859)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 後藤 順哉  中央大学, 理工学部, 教授 (40334031)
倉橋 節也  筑波大学, ビジネスサイエンス系, 教授 (40431663)
山口 順之  東京理科大学, 工学部電気工学科, 准教授 (50371224)
高嶋 隆太  東京理科大学, 理工学部経営工学科, 准教授 (50401138)
牧本 直樹  筑波大学, ビジネスサイエンス系, 教授 (90242263)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsファイナンス / 電力市場 / 市場取引実験 / 市場シミュレーション / 統合リスク管理
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,まとめと新たな研究テーマの模索を念頭に,1. 価格・ボリュームリスク同時ヘッジのためのデリバティブポートフォリオ戦略,2. バランシング市場における裁定取引と効率的制度設計,3. 需給バランス制御実験システムの検証,4. 人工市場シミュレーションによる市場安定効果分析,5. 容量市場メカニズムの分析, および 6. 関連する最適化手法に関して検討を行った.また,国際ワークショップを開催し,結果の普及と新たな研究テーマについて議論するとともに,新規研究課題の申請を行った.
1-2については,まず,価格・ボリュームリスク同時ヘッジのためのデリバティブポートフォリオ戦略を構築し,日本卸電力取引所(JEPX)にて取引を行う太陽光発電事業者の収益変動リスクや,米国PJM市場における小売電気事業者の調達コストの変動リスクといった,多国市場の分析を実施した.また,裁定取引がもたらすインバランス縮小効果が与える精算制度の有効性を検証した.3については,発電機周波数制御の実機試験を実施し,発電機運転計画から得られた運転条件にて,新たに開発した周波数制御の機械学習手法が有効である事例を示した.4については,電力先物の導入がスポットや時間前市場の約定量に与える影響を分析し,モデル構築のための実数値GAを用いた変数選択法アルゴリズム開発を行った.5については,市場均衡モデルにおける容量メカニズム導入により,火力発電量が増加し電力価格が低下する一方で容量価格が上昇すること,再生可能エネルギー電源の考慮がさらなる価格上昇をもたらすことを確認した.6については,外れ値や変数選択を取り入れた線形モデル回帰推定の方法論を分析し,電力需要の推定における外れ値の影響を減じつつ有効な変数選択を行う手法構築可能性を検討した.また,多変量のスプライン回帰における変数選択のためのアルゴリズム開発に着手した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (27 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results) Remarks (4 results)

  • [Int'l Joint Research] California State University Fullerton/MIT(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      California State University Fullerton/MIT
  • [Int'l Joint Research] National University of Singapore(シンガポール)

    • Country Name
      SINGAPORE
    • Counterpart Institution
      National University of Singapore
  • [Int'l Joint Research] University of British Columbia(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      University of British Columbia
  • [Journal Article] 再生可能エネルギー電力取引のための気象予測誤差デリバティブ2020

    • Author(s)
      山田 雄二, 松本 拓史
    • Journal Title

      オペレーションズ・リサーチ

      Volume: 65-1 Pages: 12-19

    • Open Access
  • [Journal Article] Experiments of Power-Frequency Constant Estimation of Load-Frequency Control Using Reinforcement Learning2020

    • Author(s)
      Shota Nishimura, Nobuyuki Yamaguchi
    • Journal Title

      Proceeding of the 2020 Clemson University Power Systems Conference

      Volume: ― Pages: 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Financial Contagion through Asset Price and Interbank Networks2020

    • Author(s)
      Jun Sakazaki, Naoki Makimoto
    • Journal Title

      Advanced Studies of Financial Technologies and Cryptocurrency Markets, Lukas Pichl et al. (eds.), Springer

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

  • [Journal Article] Time Series Prediction with LSTM Networks and Its Application to Equity Investment2020

    • Author(s)
      Ken Matsumoto, Naoki Makimoto
    • Journal Title

      Advanced Studies of Financial Technologies and Cryptocurrency Markets, Lukas Pichl et al. (eds.), Springer

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

  • [Journal Article] CALIBRATION OF DISTRIBUTIONALLY ROBUST EMPIRICAL OPTIMIZATION MODELS2020

    • Author(s)
      Jun-ya GOTOH, Michael J. KIM, Andrew E.B. LIM
    • Journal Title

      Operations Research

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hedging strategies for solar power businesses in electricity market using weather derivatives2019

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Yuji Yamada
    • Journal Title

      Proceedings of the 2019 IEEE 2nd International Conference on Renewable Energy and Power Engineering

      Volume: ― Pages: 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 傾向スコア・マッチング法を用いた買収による生産性改善効果の検証2019

    • Author(s)
      村上 暢子、山田 雄二
    • Journal Title

      ジャフィー・ジャーナル

      Volume: 17 Pages: 67-75

    • DOI

      https://doi.org/10.32212/jafee.17.0_67

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Research of Variable Selection Method within A Framework of Real-coded Genetic Algorithm2019

    • Author(s)
      Takahiro Obata, Setsuya Kurahashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 2019 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)

      Volume: ― Pages: 3388-3395

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Creating prediction error insurance market for renewable energy trading2020

    • Author(s)
      Yuji Yamada
    • Organizer
      The 1st MIT-Tsukuba Joint-Workshop on Data Systems Science towards Social and Business Innovations
  • [Presentation] Model-based Policy Making: Urban Dynamics, Health Policy, Electricity Market and Family Strategy2020

    • Author(s)
      Setsuya Kurahashi
    • Organizer
      The 1st MIT-Tsukuba Joint-Workshop on Data Systems Science towards Social and Business Innovations
    • Invited
  • [Presentation] Experiments of Power-Frequency Constant Estimation of Load-Frequency Control Using Reinforcement Learning2020

    • Author(s)
      Shota Nishimura, Nobuyuki Yamaguchi
    • Organizer
      2020 Clemson University Power Systems Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ノンパラメトリック回帰を用いた卸電力市場ヘッジモデル2019

    • Author(s)
      山田 雄二
    • Organizer
      日本オペレーションズリサーチ学会・研究部会「エネルギーミックスの諸問題とOR」第14回研究会
    • Invited
  • [Presentation] Hedging strategies for solar power businesses in electricity market using weather derivatives2019

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Yuji Yamada
    • Organizer
      2019 IEEE 2nd International Conference on Renewable Energy and Power Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シミュレーション&ゲーミング手法によるエネルギー転換と電力先物市場の影響予測2019

    • Author(s)
      倉橋 節也
    • Organizer
      日本オペレーションズリサーチ学会・研究部会「エネルギーミックスの諸問題とOR」第15回研究会
    • Invited
  • [Presentation] A Research of Variable Selection Method within A Framework of Real-coded Genetic Algorithm2019

    • Author(s)
      Takahiro Obata, Setsuya Kurahashi
    • Organizer
      2019 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Economic Analysis of Capacity Market: Competitive Equilibrium and Market Power2019

    • Author(s)
      Sota Terao, Mari Ito, Ryuta Takashima, Naoki Makimoto
    • Organizer
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
  • [Presentation] 容量市場の経済分析2019

    • Author(s)
      寺尾蒼大,伊藤真理,高嶋隆太,牧本直樹
    • Organizer
      ファイナンスの数理解析とその応用
  • [Presentation] Sparse Robust Regression with Continuous Exact k-Sparse Penalties2019

    • Author(s)
      Jun-ya GOTOH, Shummin NAKAYAMA
    • Organizer
      NFORMS Annual Meeting 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Calibration of distributionally robust empirical optimization models2019

    • Author(s)
      Jun-ya GOTOH, Michael J. KIM, Andrew E.B. Lim
    • Organizer
      NACA-ICOTA 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Continuous Exact k-Sparse Penalties for Sparse Optimization2019

    • Author(s)
      Jun-ya GOTOH, Shummin NAKAYAMA
    • Organizer
      International Conference on Continuous Optimization (ICCOPT) 2019 Berlin
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] Yuji Yamada's Homepage

    • URL

      http://www.u.tsukuba.ac.jp/~yamada.yuji.gn/

  • [Remarks] Jun-ya Gotoh's Homepage

    • URL

      http://www.indsys.chuo-u.ac.jp/~jgoto/

  • [Remarks] Setsuya Kurahashi's Homepage

    • URL

      http://www.u.tsukuba.ac.jp/~kurahashi.setsuya.gf/

  • [Remarks] Nobuyuki Yamaguchi's Homepage

    • URL

      https://www.yamaguchilab.info/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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