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2022 Fiscal Year Research-status Report

Risk management method and optimal system design of electricity market in the era of large scale deployment of distributed generation

Research Project

Project/Area Number 21K14374
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

松本 拓史  金沢大学, 融合科学系, 准教授 (60883163)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords電力市場 / エネルギー / ファイナンス / 予測 / 実証分析 / デリバティブ / 効率的フロンティア / スパース回帰
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,当該テーマに関する研究について,主に以下の成果を得た.
①風力発電事業リスクの低減のために,単項式をペイオフ関数にもつ標準型天候デリバティブを導入し,その取引スキームを開発した.特に,LASSO回帰に基づく取引戦略により,取引商品の種類や量を削減できることを実証し,高次の標準型デリバティブの取引が,ヘッジ効果の改善だけでなく取引関連コストの抑制にも有効であることを明らかにした.
②風力発電事業における価格と量リスクの同時ヘッジ問題に対し,ノンパラメトリック回帰に基づくデリバティブポートフォリオを構築した.特に,複数の原資産やペイオフの非線形性を考慮することで,ヘッジ効果を改善できることなどを示した.
③主成分誘導型スパース回帰(pcLasso)の手法を用いて,電力スポット価格の予測モデルを構築した.日本卸電力取引所(JPEX)のスポット価格に対して複数の気象変数が同時に及ぼす効果を可視化するとともに,pcLassoが従来型のスパース回帰よりも,パラメータ推定の信頼性や予測精度向上などの点で優れていることを明らかにした.
なお,今年度中に,①については,国内外の会議で発表するとともに,査読付き国際学術誌に論文を投稿して採択された.また,②と③については,海外及び国内の会議で発表し,投稿した論文が議事録に掲載された.
その他,上記の研究に加えて,昨年度に実施した太陽光発電の予測手法やJEPX価格の週次予測の研究について,複数の国際会議で発表を行うなどした.口頭発表としては,国内外の会議やワークショップにおけるにおける一般・招待講演を,合計で7件実施した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

モデル構築やデータ分析が滞りなく進み,研究成果を論文や国内外の会議の場で発表するなどしており,おおむね順調に進展しているといえる.

Strategy for Future Research Activity

分散型電源のためのヘッジ手法の構築や,市場設計における示唆の獲得については,順調に研究成果を得ることができ,順調に進展しているといえる.今後も,手法や実証分析をさらに拡充させつつ,国内外の発表を積極的に行うなどして,研究内容をさらに拡充させていく予定である.

Causes of Carryover

必要となるデータを厳選して物品費を節約するなどしたため若干の次年度使用額が生じたが,引き続き,更なる研究の拡充に向けて有効に利用していく予定である.

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] London Business School(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      London Business School
  • [Int'l Joint Research] University of Duisburg-Essen(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      University of Duisburg-Essen
  • [Journal Article] Improving the Efficiency of Hedge Trading Using Higher-Order Standardized Weather Derivatives for Wind Power2023

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

      Energies

      Volume: 16 Pages: 1~22

    • DOI

      10.3390/en16073112

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Continuous Hedging Strategy for Power Market Using Financial Instruments on Electricity Price and Weather2022

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

      Extended Abstracts of the 25th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems MTNS

      Volume: - Pages: 171~174

    • DOI

      10.15495/EPub_UBT_00006809

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 主成分誘導型スパース回帰を用いた電力スポット価格予測2022

    • Author(s)
      松本拓史
    • Journal Title

      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年秋季研究発表会アブストラクト集

      Volume: - Pages: 1~2

    • Open Access
  • [Journal Article] Standardized Multivariate Weather Derivatives for Hedging Risk in Wind Power Generation Businesses2022

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

      日本金融・証券計量・工学学会 2022年度夏季大会予稿集

      Volume: - Pages: 1~12

  • [Presentation] Product and market design of weather derivatives for efficient wind power risk hedge trading2023

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto
    • Organizer
      早稲田ワークショップ「不確実性の経済学とその関連分野」
  • [Presentation] Construction of interpretable GAM-based PV forecasts that outperform the prediction accuracy of machine learning methods2022

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Yuji Yamada
    • Organizer
      The 7th International Conference on New Energy and Future Energy Systems (NEFES 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Comprehensive And Comparative Analysis Of GAM-based Solar Power Forecasting Models Versus Four Machine Learning Methods2022

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Yuji Yamada
    • Organizer
      2022 INFORMS Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Information Value of Weekly Weather Forecasts: An Empirical Analysis of Electricity Price Forecasting and Forward Arbitrage2022

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Misao Endo
    • Organizer
      11th International Ruhr Energy Conference (INREC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Continuous Hedging Strategy for Power Market Using Financial Instruments on Electricity Price and Weather2022

    • Author(s)
      Yuji Yamada, Takuji Matsumoto
    • Organizer
      the 25th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems MTNS
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multivariate Weather Derivatives for Wind Power Risk Management: Standardization Scheme and Trading Strategy2022

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Yuji Yamada
    • Organizer
      The 9th International Conference on Energy and Environment Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 主成分誘導型スパース回帰を用いた電力スポット価格予測2022

    • Author(s)
      松本拓史
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年秋季研究発表会
  • [Presentation] Standardized Multivariate Weather Derivatives for Hedging Risk in Wind Power Generation Businesses2022

    • Author(s)
      Takuji Matsumoto, Yuji Yamada
    • Organizer
      日本金融・証券計量・工学学会 2022年度夏季大会

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Published: 2023-12-25  

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