2021 Fiscal Year Research-status Report
Generation planning and electricity market design considering novel operation and control for future grids
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20K04428
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
益田 泰輔 名城大学, 理工学部, 教授 (40635794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 順之 東京理科大学, 工学部電気工学科, 准教授 (50371224)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電源開発計画 / 電力系統 / 太陽光発電 / 発電機起動停止計画 / 電力市場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最新の学術論文や報告書について調査するとともに，さらに2021年度に始まった我が国の需給調整市場の動向を注視し，電源開発計画および市場モデルについて以下の通り研究を進めた。
電源開発計画については，従来電源を所有する発電事業者が需給調整市場とスポット市場の両市場に参加する状況を想定し，需給調整市場に参加することでスポット市場において逸失する可能性のある利益（逸失利益）の計算方法について検討した。また，需給調整市場とスポット市場を通して決定される電力系統全体の需給計画の推定手法を提案し，需給調整市場における調整力ΔkW市場で調達された調整力を考慮し、かつとスポット市場のシングルプライスオークションで決まる落札電力量に応じて発電機出力配分を決定する方法を考案した。また、両市場における入札価格を設定して発電機ごとの損益を計算できることを確認した。
市場モデルについては，混合線形計画問題（MILP, Mixed Integer Linear Programming）によって定式化される系統全体の需給計画を線形計画問題（LP, Linear Programming）に緩和することで計算時間短縮を図る手法を開発し，緩和前後での需給バランスや運用コストを比較して手法の妥当性を検証した。ここで，電源開発計画の検討にて前述した方法を用いることで，LP緩和で求めた需給計画における出力配分から需給調整市場とスポット市場における約定結果を推定することが可能であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では，「研究に関する調査」を2020年度中，「電源開発計画の策定・評価」を2020～2021年度，「市場制度の設計」を2020～2021年度、「総合評価」を2021～2022年度で実施するとしていた。
「研究に関する調査」は2020年度までに終了し，2021年度は前述した電源開発計画のための市場を通した事業者損益の計算および市場モデルのための計算高速化の検討は，それぞれ「電源開発計画の策定・評価」と「市場制度の設計」に対応している。また，両者をあわせた「総合評価」にも着手しており，計画と比べておおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
電源開発の計画方法については，需給調整市場とスポット市場で決まる発電機の運用（運転時間および運転出力）を推定する手法は確立されため，両市場における価格設定が明らかになれば，発電機ごとの損益を計算し，電源開発計画を策定することが可能となる。価格設定と事業者損益および系統全体の効用の関係を分析し，設計する市場制度に反映する。
市場モデルについては，LP緩和によって高速なシミュレーション評価が可能となったため，再生可能エネルギーの導入規模等をパラメータとしてさまざまなシナリオで需給計画・運用シミュレーションを実施して，事業者の利益と電力系統全体の経済性・信頼性を両立することができる市場制度の設計を図る。
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| Causes of Carryover |
国際会議・国内学会の一部がオンライン開催に決定したため、旅費に充当する程度の次年度使用額が生じた。
次年度に開催される学会の旅費・参加費の一部として使用する予定である。
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