多地域最適電源構成モデルによる再生可能エネルギー発電大量導入の分析

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25870176
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小宮山 涼一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60537819)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 再生可能エネルギー / 電源構成 / デマンドレスポンス

Research Abstract

平成25年度は研究目的のひとつである高時間解像度最適電源構成モデルの動学化(単時点ではなく2010年から2050年までの複数時点の同時最適化)を行い、予備的なシミュレーション分析を実施し、妥当な数値計算結果を得ることができた。また基本的検討段階ではあるが、これらの手法および基礎的数値シミュレーション結果を英文原稿としてまとめ、エネルギー分野での著名な国際会議(International Energy Workshop 2014, June 4-6, 2014, Beijing)に投稿した結果、口頭発表で受理された。
これまで報告者らは365日分10分値の電力日負荷曲線に対して、電源の各技術制約の下で、目的関数である一年間のシステム総コストを最小化する静学的な日本の最適電源構成モデルを構築した。平成25年度の本事業ではこのモデルを元に、2010年から2050年までの割引現在価値換算後の総コストを目的関数として、これを最小化する動学的最適電源構成モデルを構築した。また平成25年度の事業では、今後、わが国の電力計画の中でも重要な技術要素であるデマンドレスポンスを、需要関数を用いてその実施コストをマクロ的視点でモデル化し、最適化モデルの目的関数に組み込んだ。平成25年度の本事業のモデルは、制約条件数1,800万本、内生変数800万個の大規模線形計画問題として定式化された。なお平成25年度時点のモデルは日本全体を一地域とみなし最適化を行い，電気事業者間の地域間連系線による電力融通制約は考慮していないが、時間解像度を10分間を1時点とし1年間を52,560時点としており、長期的な間欠性電源の最適導入戦略を検討することが可能となっている。平成26年度は、サーバでの計算量も考慮に入れながら、モデルの多地域化を試みることとする。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成25年度は、研究タイトルにもあるとおり、高時間解像度最適電源構成モデルの動学化(単時点ではなく2010年から2050年までの複数時点の同時最適化)を実施することを大きな目標の一つとしており、その目標を達成することができた。また、まだモデルの多地域化を考慮しない予備的検討段階ではあるが、これらの結果を英文原稿としてまとめ、エネルギー分野での著名な国際会議(International Energy Workshop 2014, June 4-6, 2014, Beijing)に投稿した結果、口頭発表で受理された。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度に構築したモデルで既に制約条件数が1,800万本に達しており、最適解の探索に多くの時間を費やしている。平成26年度は、サーバでの物理的計算量も考慮に入れながら、モデルの多地域化を試みることとする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

とくに平成25年度は学会発表およびそれに伴う国内外の出張を実施しなかったため、次年度使用額が生じた。
国際学会での発表(2014年6月、中国)に使用し、ならびに、モデルの計算規模に対して計算機の容量が不足した場合、計算機を新たに購入する。