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将来の電力系統における新しい運用・制御を考慮した電源開発計画と電力市場制度設計

研究課題

研究課題/領域番号 20K04428
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関名城大学

研究代表者

益田 泰輔  名城大学, 理工学部, 教授 (40635794)

研究分担者 山口 順之  東京理科大学, 工学部電気工学科, 准教授 (50371224)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード電源開発計画 / 電力系統 / 太陽光発電 / 発電機起動停止計画 / 電力市場 / 再生可能エネルギー / 電力システム改革
研究開始時の研究の概要

将来の電力系統は、競争環境の進展と再生可能エネルギーの大量導入という二つの大きな変化に直面する。よって、個々の事業者の利益確保と社会全体の効用最大化を同時に実現するような電源開発計画の策定と、計画策定のための電力市場制度の設計が重要となる。本研究では、将来の電力系統における新しい制御・運用を考慮し、多数の発電事業者の電源開発計画の策定・評価手法の開発と、電源開発計画策定のための市場制度を設計する。

研究成果の概要

本研究では,スポット市場と需給調整市場を考慮した長期の需給計画シミュレーションを行って,電力系統全体としての電源開発計画を評価する手法を提案した。複数の電源開発計画シナリオを想定したケーススタディを行って,提案手法によって電力市場の持続可能性を検証することができることを明らかにした。また,調整力のある電源のΔkW価値とkWh価値を同時に考慮した電力市場価格を,発電機起動停止計画シミュレーションによって推定する方法を提案・評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電源開発計画シミュレーションでは,一般には経済的に有利とされる石炭機を建設するシナリオよりも,環境性が高いLNG機を建設するシナリオのほうが有利であるという結果が得られた。これは,市場制度の巧拙によって運用費の高い電源の開発も経済的に成立する可能性があることを示している。また,調整力のある電源の電力市場価格の推定では,これまで金額として表すことが難しかったΔkW価値を価格として算出することが可能となっており,今後の市場制度設計における価格設定の方針を決める際に有益な情報となる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Daily Generation Schedule Estimation for the Entire Power System Considering Japanese Electricity Markets2022

    • 著者名/発表者名
      Nagae Tsubasa、Masuta Taisuke、Manabe Yusuke、Yamaguchi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Proc. of 2022 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies - Asia (ISGT Asia)

      巻: 1 ページ: 250-254

    • DOI

      10.1109/isgtasia54193.2022.10003559

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Fast Method of Electricity Prices in Scenarios of High Penetration of Renewable Energy Resources2022

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Ryo、Yamaguchi Nobuyuki、Masuta Taisuke、Manabe Yusuke
    • 雑誌名

      Proc. of 2022 IEEE International Conference on Power Systems Technology (POWERCON)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/powercon53406.2022.9929685

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 複数の電力市場を考慮した発電事業者の電源開発計画の評価2023

    • 著者名/発表者名
      長江翼、岡田剛、田邊裕隆、真鍋勇介、益田泰輔、山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術・半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 発電事業者の電源構成がスポット市場で成立する 発電計画の最適性に与える影響分析2023

    • 著者名/発表者名
      岡田剛、長江翼、益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術・半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 需給調整市場・スポット市場に基づき成立する需給計画の推定に関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      田邊裕隆、服部光輝、益田泰輔、河辺賢一
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術・半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スポット市場で成立する 発電計画の最適性に関する考察2023

    • 著者名/発表者名
      岡田剛、長江翼、益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会 全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 発電事業者のスポット市場での入札価格設定と損益の関係分析2022

    • 著者名/発表者名
      長江翼、益田泰輔、真鍋勇介、山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 発電機起動停止計画におけるMILP と LP 緩和の発電機運転状態と経済性の比較2022

    • 著者名/発表者名
      山下諒、山口順之、益田泰輔、真鍋勇介
    • 学会等名
      電気学会 電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 発電事業者のスポット市場の損益の分析2022

    • 著者名/発表者名
      長江翼、益田泰輔、真鍋勇介、山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 発電機起動停止計画問題における ΔkW 市場を考慮した発電電力量の推計2022

    • 著者名/発表者名
      山下諒、山口順之、益田泰輔、真鍋勇介
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 発電機起動停止計画問題におけるLP緩和を用いたスポット市場価格の推計2022

    • 著者名/発表者名
      山下諒,山口順之,益田泰輔,真鍋勇介
    • 学会等名
      電気学会 電力系統技術研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 発電計画の最適性を維持したスポット市場価格の計算手法2022

    • 著者名/発表者名
      長江翼,益田泰輔,真鍋勇介,山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術・半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MILP と LP 緩和を用いた電力スポット市場価格の推計結果の比較2021

    • 著者名/発表者名
      山下諒,山口順之,益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会 電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 需給調整市場における予約電源逸失利益の計算方法に関する考察2021

    • 著者名/発表者名
      長江翼,益田泰輔,真鍋勇介,山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽光発電を考慮した発電事業者の電源開発計画に関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      長江翼,松井飛樹,益田泰輔,真鍋勇介,山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術・半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ΔkW価値を考慮した発電事業者の電源開発計画の基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      松井飛樹,長江翼,益田泰輔,真鍋勇介,山口順之
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術・半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 電源起動停止計画問題における LP 緩和法を用いた燃料費の推計2021

    • 著者名/発表者名
      山下諒,戸塚奈保子,山口順之,真鍋勇介,益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 電源計画における従来電源と太陽光発電の建設優位性に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      長江翼,松井飛樹,真鍋勇介,益田泰輔,山口順之
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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