2020年代の我が国を想定した統合型需給運用・制御ルールの提案

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06242
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 熊野 照久 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80371243)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 電力系統 / 電力市場 / 需給制御 / M-Gセット / 発電費用

研究実績の概要

本研究では2020年時点の我が国電力系統における需給運用・制御ルールを提案する。そのため変分法による最適化手法を開発，関連各社への聴き取り調査を反映した複数条件下で求めた最適解の間でDEA法による整合をとり，ルール化する。
H28年度の研究により，以下のとおり研究成果を得た：（１）最適化プログラムのプロトタイプを開発し，動的変数の取り扱い，境界条件の表現法，連立方程式求解高速化について検討して，本研究に適した具体的方法を確定した。（２）関連する文献調査を行って，内容をとりまとめた。（３）既設機器であるM-Gセットの消費電力特性を実測し，その数値モデルを定めた。
これらの持つ意義を説明すれば次のとおりである：（１）開発プログラムは本研究で提案するルールの妥当性を裏書きする上で必要不可欠である。本研究では立場や利害の異なる様々な市場参加者が，数多くの視座を持つことを前提として，国全体としてあるべきルールを定める必要性から，解析において設定すべき条件も多種多様で，数多くのケーススタディを必要とする。こうした条件を調整することによって，計算の精度と速度を改善できる。（２）最新の動向やデータは成書として公表されていないものが多く，学会論文等の文献調査によって，こうした情報を得ることができる。（３）本研究では複数の小形発電装置を組み合わせて実際に電力系統を構成し，その需給運用実験を行う。実験は上記プログラムで得られる発電費用の計算の正当性を裏付けるもので重要である。プログラムには各発電装置の情報を入力する必要があるため，既設機器に関する情報を先行して入手することは重要である。

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」欄に記述したとおり，当初想定した三点が，ほぼ計画どおりに実施できたため。

今後の研究の推進方策

交付申請書等に記したとおり，以下のように研究を推進する：
（１）平成２９年度　①実験装置のモデル化を完了し，仕様を決定，②プログラムの初期バージョンを完成する，③関係各社を訪問し，本研究に関係する聴き取り調査を行う，④ルール具体化を試行的に実施
（２）平成３０年度　①実験装置を導入し，調整ならびに運転試験を開始，②H29年度に開発したバージョンのプログラムを用いてルールに関する知識を獲得する
（３）平成３１年度　①実験装置の初期調整を完了して需給運用実験を行い，プログラムによる計算結果との突合せを行う。また，これに基づき必要な場合にはアルゴリズムの見直しを行う，②実験装置を継続的に運転し，想定されるあらゆる条件での需給制御を実施，③プログラム見直しに伴って，ここまでに得たルールの変更が必要なので，これについて検討，新しい系統制御・運用ルールを決定
（４）平成３２年度　前年度までに得られたルールを外部に発信し，関係者からのフィードバックを得て本研究で開発したプログラムの定量的評価を実施する。また，この研究課題に関連する検討課題を抽出，今後の課題を整理する。

次年度使用額が生じた理由

当初計画段階では，プログラム開発上必要になる国内旅費を相当額見込んでいた。また，アルバイトによる補助業務ももう少し多く想定していた。しかし実行段階では他業務による出張の際に本研究に関わる内容の情報交換をすることで旅費が削減でき，また，申請者自身の調査，コーディング作業が想定以上にはかどったのでアルバイトの必要性が低く，謝費が少なかった。
このため，次第にハードウエア実験の比重が増し，細かい出費が増えると見込まれる次年度に費用の一部を回したものである。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額については，計画どおり国内旅費やアルバイト謝費に使用するとともに，小形実機実験の計画に必要となる機器購入にも充当する計画である。特に物品費については平成29年度費用を少なく見積もったため，ここに厚く割り当てたい。