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2017 年度 実施状況報告書

両面性電力市場におけるプラットフォーム戦略に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K00029
研究機関筑波大学

研究代表者

徐 ふぁ  筑波大学, ビジネスサイエンス系, 教授 (40253025)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電力市場 / 動的ゲーム / インセンティブ戦略 / シュタッケルベルグゲーム
研究実績の概要

本研究は、送配電事業者、電力供給事業者と電力需要家が参加する電力市場を両面性電力市場として捉え、送配電事業者のインセンティブメカニズムデザインや電力供給事業者のインセンティブメカニズムデザインなどを研究するものである。
日本の送電網は九つの小さなネットワークに分かれている。各ネットワークにおいて、資源提供者として、一つの主な電力供給事業者が多数の小売電気事業者に対して電力を提供する。平成29年度に、まず、一つのネットワークにおいて、電力供給事業者が小売電気事業者に対してインセンティブメカニズムデザインのための理論的研究を行った。この中に、再生可能エネルギーによる逆潮流の影響を送電網への外乱とみなして、外乱や不確定要素が含まれる大規模電力システムにおけるインセンティブシュタッケルベルグ(Stackelberg)戦略を構築した。実システムに応用するための計算アルゴリズムを提案した。次に、九つのネットワークをまとめて、各々のネットワークの電力供給事業者をリーダー(Leader)として、小売電気事業者をフォロワー(Follower)とする複数のリーダーと複数のフォロワーを持つ確率システムのインセンティブシュタッケルベルグ戦略を研究した。リーダーのナッシュ(Nash)均衡とフォロワーの協力(Pareto)均衡または非協力(Nash)均衡を可能にするリーダーのインセンティブシュタッケルベルグ(Stackelberg)戦略を構築した。実システムに応用するための計算アルゴリズムを提案した。
上記以外の研究として,動的ゲーム領域におけるいくつかの未解決の問題も研究した。その中、外乱の影響に対する制約を持つ弱結合大規模線形確率システムのための動的ゲームに関する研究が九つのネットワークから構成する全国の送電網の研究に関連するものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績の概要に示されたように、多数の研究結果が得られた。

今後の研究の推進方策

平成30年度に、送配電事業者の送電網拡大のために電力供給事業者が収益を配分することの妥当性について分析する。その結果によって、送電網への投資インセンティブ戦略につながる。具体的には、動的ゲーム理論を用いて、電力供給事業者の収益の送配電事業者と電力供給事業者間での動的最適収益配分問題を研究する。送配電事業者が託送電力増に応じた投資を行いつつ、電力供給事業者の収益を最大化する送配電事業者と電力供給事業者間の利益配分、及び投資水準を決定する確率最適制御問題として定式化する。利益配分条件は送配電事業者と電力供給事業者間で締結される契約によって定められる。電力供給事業者の最適利益配分戦略と投資インセンティブ戦略が確率最適制御問題としての解として求められることを示し、その解の存在に関する十分条件を与える。数値シミュレーションによって実際に解が得られることを示すとともに、電力供給事業者の収益配分のないケースとの比較により、収益配分に妥当性のあることを示す。

次年度使用額が生じた理由

(理由)平成29年度、概ね使用計画のとおり研究費を使用した。しかし、平成29年度、香港理工大学への研究出張に、先方から旅費が支給された。したがって、平成28年度に生じた未使用額が平成30年度に繰越された。

(使用計画)平成30年度に、従来の使用計画より多くの研究出張、国際会議への参加を計画し、共同研究や研究成果の発表を行う。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Differential Games for Weakly Coupled Large-Scale Linear Stochastic Systems with an H∞-Constraint2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani and Hua Xu
    • 雑誌名

      International Game Theory Review

      巻: 20 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1142/S0219198917500256

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Stochastic Multiple-Leader-Follower Incentive Stackelberg Strategy for Markov Jump Linear Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani, Hua Xu, Tadashi Shima and Vasile Dragan
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 1 ページ: 250-255

    • DOI

      10.1109/LCSYS.2017.2713879

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Open-loop Stackelberg Games for Stochastic Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani and Hua Xu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100-A ページ: 989-995

    • 査読あり
  • [学会発表] A Stochastic Multiple-Leader-Follower Incentive Stackelberg Strategy for Markov Jump Linear Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani, Hua Xu, Tadashi Shima and Vasile Dragan
    • 学会等名
      56th IEEE Conference of Decision and Control
    • 国際学会
  • [学会発表] Gain-Scheduled Nash Games with H∞ Constraint for Stochastic LPV Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani, Masaru Unno, Hua Xu and Vasile Dragan
    • 学会等名
      20th IFAC World Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Team-optimal Incentive Stackelberg Strategies for Markov Jump Linear Stochastic Systems with H∞ Constraint2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani, Tadashi Shima, Masaru Unno, Hua Xu and Vasile Dragan
    • 学会等名
      20th IFAC World Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] H∞ Constraint Incentive Stackelberg Game for Discrete-Time Stochastic Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mukaidani, Mostak Ahmed, Tadashi Shima and Hua Xu
    • 学会等名
      2017 American Control Conference
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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