JP2004252967A - Power transaction risk management system and power transaction risk management method - Google Patents

Power transaction risk management system and power transaction risk management method Download PDF

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JP2004252967A JP2004023263A JP2004023263A JP2004252967A JP 2004252967 A JP2004252967 A JP 2004252967A JP 2004023263 A JP2004023263 A JP 2004023263A JP 2004023263 A JP2004023263 A JP 2004023263A JP 2004252967 A JP2004252967 A JP 2004252967A
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好樹 村上
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伸久 竹澤
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雄二 植之原
Masatoshi Kawashima
正俊 川島
Takahiro Tatsumi
高浩 立見
Yuichi Kano
雄一 加名生
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transaction risk management system which measures the market risk accompanied with power transactions and maximizes earnings while keeping the risk smaller than an allowable value. <P>SOLUTION: The power transaction management system is provided with; a means 102 which evaluates and inputs a predicted value 100B of power demand, a power price 100C in a spot market, and the cost function, fuel price, fixed expenses, etc. 100A of a generator for use; a means 104 which models a future random variation of the power price from the past variation of the power price; a means 105 which calculates earnings or the like resulting from power dealings; a means 106 which evaluates the risk resulting from the random variation of the power price; a means 109 which constructs a proper power portfolio; a means 111 which re-evaluates the value of the portfolio everyday; a means 108 which rearranges the portfolio in order to reduce the risk; and a means 114 which determines the price of a derivative for a risk hedge. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電力取引におけるリスクを管理する電力取引リスク管理システムに関する。   The present invention relates to a power trading risk management system that manages risks in power trading.

電力取引は2000年3月より大口需要家(2万V、2000 kW以上)対象に限って小売が自由化されている。この部分的自由化は3年をめどに見直されることになっており、2004年ごろから自由化が大幅に拡大される見込みである。このように電力取引が自由化されると電力価格が市場の状況で変動し、発電業者や電力取引業者、需要家においては、収益やコストが変動する可能性(リスク)が生じる。これは現在の株式市場において株価が変動する状況に類似している。金融・証券業界ではこれに対して金融工学を用いた価格変動リスクのヘッジ(低減・消去)手法が開発されてきた。電力価格のリスクヘッジにもこの金融工学的手法が有効と考えられる。   Since March 2000, retail trade has been liberalized for large customers (20,000 V, 2000 kW or more). This partial liberalization is supposed to be reviewed at the prospect of three years, is expected to liberalization is greatly expanded from around 2004. When power trading is liberalized in this way, power prices fluctuate in market conditions, and there is a possibility (risk) that profits and costs fluctuate in generators, power traders, and consumers. This is similar to the situation where stock prices fluctuate in the current stock market. In response, the financial and securities industries have developed methods for hedging (reducing or eliminating) price fluctuation risks using financial engineering. This financial engineering technique is also considered effective for hedging the risk of electricity prices.

金融工学では将来の価格は全くランダムに変動するという仮定を設けている。すなわち、利率に相当するドリフト項を除いて将来の価格は全く予測できないと仮定している。しかしながら電力価格の場合、株式等に比べて需給関係に影響を受ける度合いが大きい。また、需要は一般に深夜や週末に低下するため、電力価格には一日あるいは一週間周期の変動が観測される。さらに天候によって需要が大きく変動し、結果的に価格も天候に従って変動する傾向がある。このため1年を周期とする季節変動も観測される。このような変動はある程度まで予測されるため、株式の場合のように将来の価格が全く予測できないという仮定が必ずしも成立しなくなる。また、需給関係がひっ迫した場合には価格が極めて高騰し、スパイク状の価格変動を示すこともある。このような需要と価格の関係は従来の金融工学にはない概念である。この他にも電力という商品には、保存が困難又は高価であり、かつ商品の受け渡しには電力送電システムを用いる必要があるという特徴がある。このため、電気的な法則によって需要と供給の関係が規定される。以上の原因から電力価格の変動は株式の変動と比べて多少異なる様相を示す。   Financial engineering makes the assumption that future prices will fluctuate quite randomly. That is, it is assumed that the future price cannot be predicted at all except for the drift term corresponding to the interest rate. However, in the case of electric power prices, the degree of influence on supply and demand is greater than that of stocks and the like. In addition, since demand generally decreases at midnight or on weekends, fluctuations in the electricity price are observed on a daily or weekly cycle. In addition, demand fluctuates greatly depending on the weather, and consequently prices tend to fluctuate according to the weather. For this reason, seasonal variations with a cycle of one year are also observed. Since such fluctuations are predicted to some extent, the assumption that the future price cannot be predicted at all, as in the case of stocks, does not always hold. In addition, when the supply-demand relationship becomes tight, the price may rise sharply and show a spike-like price fluctuation. This relationship between demand and price is a concept not found in conventional financial engineering. In addition, electric power products are characterized in that they are difficult or expensive to store, and that a power transmission system must be used to deliver the products. For this reason, the relationship between supply and demand is defined by the electrical law. For the above reasons, fluctuations in electricity prices appear to be slightly different from fluctuations in stocks.

電力取引におけるリスクを管理するためにはリスク量を数値的に評価する必要があるが、そのためには将来の電力価格の変動をモデル化する必要がある。このような場合、金融工学では幾何ブラウン運動モデルを用いることが多い。ここでは株式の例を用いて従来技術を説明する。金融工学では一般に、株価の微小変化dSを、

Figure 2004252967
To manage the risks in electricity trading, it is necessary to numerically evaluate the amount of risk, but to do so, it is necessary to model future fluctuations in electricity prices. In such a case, financial engineering often uses a geometric Brownian motion model. Here, the prior art will be described using an example of stocks. In financial engineering, a small change in stock price dS
Figure 2004252967

のように記述する。ここで、Sは株価、μはドリフト率(トレンド項)、tは時間、σはボラティリティ、zはウィーナー過程に従う変数である。 Describe as follows. Here, S is a stock price, μ is a drift rate (trend term), t is time, σ is volatility, and z is a variable that follows the Wiener process.

ボラティリティとは将来の価格変動の不確実性であり、金融工学では市場価格の変動リスクの大きさを示すために用いられる。これは年率換算の標準偏差に相当し、以下の式で定義される。

Figure 2004252967
Volatility is the uncertainty of future price fluctuations, and is used in financial engineering to indicate the magnitude of market price fluctuation risk. This is equivalent to the annualized standard deviation, and is defined by the following formula.
Figure 2004252967

ここで、Siは時刻iでの株価(電力の場合は電力価格)であり、uiは時刻i−1からiまでの連続複利(あるいは収益率)である。価格が一日おきの値であれば、uiは日次収益率になる。また、τの単位を年とするとσは年率のボラティリティになり、価格変動の大きさに対する指標になる。 Here, S i is the stock price (power price in the case of electric power) at time i, and u i is the continuous compound interest (or profit rate) from time i-1 to time i. If the price is the value of every other day, u i is the daily rate of return. Further, if the unit of τ is year, σ is the volatility of the annual rate and is an index for the magnitude of price fluctuation.

一方、ウィーナー過程とはマルコフ確率過程の一つであり、物理の世界ではブラウン運動といわれる微粒子の運動を表すのに用いられる、dzは微小時間dt中のzの変移であり、

Figure 2004252967
On the other hand, the Wiener process is one of the Markov stochastic processes, and is used to represent the motion of fine particles called Brownian motion in the physics world.
Figure 2004252967

なる関係がある。ここで、εは標準正規分布(平均0、標準偏差1)からの無作為抽出である。但し、異なる微小時間dtに関してdzは独立である。 There is a relationship. Here, ε is a random sampling from a standard normal distribution (mean 0, standard deviation 1). However, dz is independent for different minute times dt.

数1式のようにドリフト項を含みdzの係数が1でないウィーナー過程(ブラウン運動)は、一般化されたウィーナー過程(伊藤過程)と呼ばれる。また、数1式は株価の対数がブラウン運動をすることを意味し、このような確率過程を幾何ブラウン運動という。すなわち、数1式は株価の対数の変動をトレンド項と正規分布するランダム変動項の和として近似するわけである。これは投資家が価格の絶対値ではなく、収益率に関心があることを反映している。株式資産のリスク評価をする場合、通常はこの幾何ブラウン運動モデルを用いて価格の変動をモデル化し、得られた価格分布に従ってリスクを評価(計量)する。   The Wiener process (Brownian motion) including a drift term and having a coefficient of dz other than 1 as in Equation 1 is called a generalized Wiener process (Ito process). Equation 1 means that the logarithm of the stock price makes Brownian motion, and such a stochastic process is called geometric Brownian motion. That is, Equation 1 approximates the change in the logarithm of the stock price as the sum of a trend term and a normally distributed random change term. This reflects investors' interest in return, not absolute value. When assessing the risk of a stock asset, usually, a price fluctuation is modeled using this geometric Brownian motion model, and the risk is evaluated (measured) according to the obtained price distribution.

一方、電力価格の場合、幾何ブラウン運動では価格分布を精度よく再現できないという問題点があった。以下では、電力価格の事例として米国カリフォルニア州の電力取引所(CalPX : California Power Exchange)及びドイツ・ライプチヒ電力取引所(LPX:Leipzig Power Exchange)の市場データを例にとって、従来技術の問題点を示す。なお、これらの電力価格データはインターネット上に公開されているものを用いた(www.ucei.berkeley.edu/ucei)。   On the other hand, in the case of electric power prices, there is a problem that the price distribution cannot be accurately reproduced by the geometric Brownian motion. In the following, the problems of the prior art will be described by taking, as examples of power prices, market data of the California Power Exchange (CalPXia Power Exchange) and the Leipzig Power Exchange (LPX) in Germany. . In addition, these electric power price data used what was published on the Internet (www.ucei.berkeley.edu/ucei).

図1A、図1Bは1999年、2000年のカリフォルニア電力取引所(CalPX)の前日市場の電力価格を一日平均の値で示したものである。また、図1Cは2001年のドイツ・ライプチヒ電力取引所(LPX)の電力価格を一日平均の値で示したものである。図1Dは参考のために示した2001年のA社株価の終値の推移である。   FIG. 1A and FIG. 1B show the power prices of the day before market of the California Electric Power Exchange (CalPX) in 1999 and 2000 as a daily average value. FIG. 1C shows the daily electricity prices of the Leipzig Electricity Exchange (LPX) in 2001. FIG. 1D shows the transition of the closing price of the company A stock price in 2001 shown for reference.

これらから、第一に分かることは、価格あるいは日次収益率の変動が株式に比べてはるかに大きいことである。ボラティリティは、A社の株価が55%であるのに対して、CalPXの場合、1999年が343%、2000年が456%、2001年のLPXの場合には588%である。従って、いずれの場合にも電力価格のボラティリティは株式に比べて1桁程度大きいことが分かる。   The first thing we can see from these is that price or daily rate of return fluctuations are much greater than for stocks. The volatility is 55% for Company A, 343% for CalPX in 1999, 456% in 2000, and 588% for LPX in 2001. Therefore, in each case, it can be seen that the volatility of the electricity price is about one digit greater than that of the stock.

多くの金融派生商品の価格はボラティリティの値に敏感であるため、従来の金融工学的手法では電力取引におけるリスクヘッジが困難になるという問題点があった。例えば、オプション価格が大きくなりすぎるという問題点が指摘されている(村上好樹、他、日本金融・証券計量工学学会、2002年夏季大会予稿集、2002年)。   Since the prices of many financial derivatives are sensitive to volatility values, there has been a problem that it is difficult to hedge risks in electric power transactions using conventional financial engineering techniques. For example, it has been pointed out that the option price becomes too large (Yoshi Murakami, et al., Japan Society for Financial and Securities Metrology, Proceedings of the 2002 Summer Conference, 2002).

第二に収益率の分布が正規分布から大きくずれるという現象が見られる。図2A、図2Bは、CalPXの1日平均の電力価格の収益率及びA社株式の日次収益率の分布を示したものである。図中の点線は正規分布を示しているが、図2AのCalPXの収益率の確率分布では、裾野の部分が正規分布より大きくなっている様子が分かる。この現象はファット・テールと呼ばれ、エネルギー関連の商品ではしばしば観測される。株式においても観測されるが、電力価格ではこの傾向が一層顕著になる傾向がある。   Second, there is a phenomenon that the distribution of the rate of return deviates greatly from the normal distribution. FIG. 2A and FIG. 2B show distributions of the daily average rate of return of the electricity price of CalPX and the daily rate of return of the shares of Company A. Although the dotted line in the figure indicates the normal distribution, it can be seen that the tail portion is larger than the normal distribution in the probability distribution of the profit rate of CalPX in FIG. 2A. This phenomenon is called fat tail and is often observed in energy-related products. This is also observed in stocks, but this trend tends to be more pronounced in electricity prices.

この正規分布からのずれは、歪度a3及び尖度a4とよばれる統計量で表現される。これらは、以下の式で定義される。

Figure 2004252967
Deviation from the normal distribution is expressed by statistic called skewness a 3 and kurtosis a 4. These are defined by the following equations.
Figure 2004252967

ここで、xバーはデータxiの平均値、Nはデータ数、σxはデータの標準偏差である。尖度は正規分布の場合には3になり、分布が尖がるほど大きくなる。歪度は左右対称の場合には0になる。 Here, x bar is an average of the data x i, N is the number of data, the sigma x is the standard deviation of the data. The kurtosis is 3 in the case of the normal distribution, and increases as the distribution becomes sharper. The skewness is 0 when symmetric.

CalPX電力価格の場合、歪度a3=0.26、尖度a4=6.2である。すなわち、分布はほぼ左右対称であるが、正規分布に比べて尖っていることが分かる。図2BのA社株価の場合、歪度a3=0.2、尖度a4=3.3であり、ほぼ正規分布に近いことが分かる。従来の金融工学モデルでは収益率の分布として、通常は正規分布を仮定している。このため従来の金融工学的手法をそのまま電力取引に用いることはできないという問題点があった。 In the case of the CalPX power price, the skewness a 3 = 0.26 and the kurtosis a 4 = 6.2. In other words, it can be seen that the distribution is almost symmetrical but sharper than the normal distribution. In the case of the stock price of Company A in FIG. 2B, the skewness a 3 = 0.2 and the kurtosis a 4 = 3.3, which indicate that the distribution is almost close to a normal distribution. Conventional financial engineering models usually assume a normal distribution as the distribution of the rate of return. For this reason, there has been a problem that the conventional financial engineering technique cannot be used for electricity trading as it is.

市場価格の変動リスクを数値的に評価する方法の一つにバリュー・アット・リスク(VaR:Value at Risk)と呼ばれる量がある。図3は電力資産の価値が平均μ、標準偏差σの正規分布に従って変動すると仮定した場合に、ある確率で資産の価値がXL1以下に低下する場合の損失額を示す図である。この損失額は、一般にVaRと呼ばれるリスク量である。ここで、電力資産とは、電力価格と電力量の積であり、多資産の場合にも同様に定義できる。また、種類の異なる資産の場合にも金額に換算することで定義できる。なお、多資産の場合には、相関のある資産であれば相関係数を用いて全資産の分布の標準偏差が計算される。図3において、例えば1%の確率で資産がXL1に低下するとすると、正規分布ではμ−XL1は2.33×σに相当する。標準偏差σは、考慮している期間(例えば一ヶ月)の将来における確率分布の標準偏差を用いる。この値は、幾何ブラウン運動を仮定する場合には時間の平方根に比例するため、

Figure 2004252967
One of the methods for numerically evaluating the market price fluctuation risk is an amount called Value at Risk (VaR). FIG. 3 is a diagram showing a loss amount when the value of the power asset falls to XL1 or less at a certain probability, assuming that the value of the power asset fluctuates according to the normal distribution of the average μ and the standard deviation σ. This loss amount is a risk amount generally called VaR. Here, the power asset is the product of the power price and the power amount, and can be similarly defined in the case of multiple assets. Also, assets of different types can be defined by converting them into monetary amounts. In the case of multiple assets, if the assets have a correlation, the standard deviation of the distribution of all the assets is calculated using the correlation coefficient. 3, for example, assets 1% chance When drops X L1, a normal distribution corresponding to the mu-X L1 is 2.33 × sigma. As the standard deviation σ, the standard deviation of the probability distribution in the future of the period under consideration (for example, one month) is used. Since this value is proportional to the square root of time when assuming geometric Brownian motion,
Figure 2004252967

で計算される。図3の場合、「99%の信頼度で、一ヶ月間のVaRは(μ−XL1)円である」と表現される。この値の大小によってリスクの大小が評価される。 Is calculated. In the case of FIG. 3, it is expressed as “VaR for one month is (μ−XL 1 ) circle with 99% reliability”. The magnitude of the risk is evaluated based on the magnitude of this value.

分布が正規分布でない場合にも同様な定義が可能である。図4は資産の価値がファット・テールを持つ確率分布に従って変動する場合の例である。この場合、累積確率(確率分布関数のXL2以下の部分の面積比)が1%に相当する点を求めてXL2とすると、XL2<XL1であるから、同じ99%の信頼度に対して損失額すなわちVaRは大きくなる。すなわち、ファット・テールを持つ分布では正規分布を仮定してVaRを評価すると過小評価することになる。このため、将来の価格の確率分布を可能な限り正確に求めることがリスクの評価のために重要である。しかしながら、従来手法ではこの確率分布を評価することが困難であるという問題点があった。 Similar definitions are possible when the distribution is not a normal distribution. FIG. 4 shows an example in which the value of an asset changes according to a probability distribution having a fat tail. In this case, when the cumulative probability (area ratio of X L2 following parts of the probability distribution function) is to X L2 seeking a point corresponding to 1%, because it is X L2 <X L1, the same 99% confidence level On the other hand, the loss amount, that is, VaR becomes large. That is, in a distribution having a fat tail, when a VaR is evaluated assuming a normal distribution, the distribution is underestimated. For this reason, it is important for risk assessment to determine the probability distribution of future prices as accurately as possible. However, there is a problem that it is difficult to evaluate this probability distribution by the conventional method.

さらに実務上は損失額に対する誤差も問題になる。図5A、図5Bは実際の収益とVaRによる評価の差異を示したものである。これはバックテストと呼ばれる。この場合、1999年のCalPX電力価格に対して計算した1日ごとの損益(当日価格と前日価格の差)と正規分布を仮定して計算したVaRの値を表示してある。図5Bは図5Aの一部分を拡大したものである。図において、棒グラフで示されている値が1MWhあたりの日次の損益である。図中に点線で示した値は、95%信頼度による1MWhあたりの1日後のVaRである。なお、ボラティリティは評価時点から過去2週間(14日)のデータにより計算した。   Further, in practice, errors in the amount of loss also become a problem. 5A and 5B show the difference between the actual profit and the evaluation based on VaR. This is called a backtest. In this case, the daily profit and loss (difference between the current day price and the previous day price) calculated for the CalPX power price in 1999 and the value of VaR calculated assuming a normal distribution are displayed. FIG. 5B is an enlarged view of a part of FIG. 5A. In the figure, the value shown by the bar graph is the daily profit and loss per MWh. The value shown by the dotted line in the figure is VaR after 1 day per 1 MWh based on 95% reliability. The volatility was calculated based on data for the past two weeks (14 days) from the time of evaluation.

これらの図から、VaRの値を超えた損失が生じる頻度は、おおよそ1/20(5%)程度である。しかしながら、損失が生じた場合の額が極めて大きくなる可能性があることが分かる。従って、従来手法では、損失の生じる頻度は正しく評価できるが、損失額は過小評価してしまうという問題点があった。   From these figures, the frequency of occurrence of loss exceeding the value of VaR is about 1/20 (5%). However, it can be seen that the amount in the event of a loss can be quite large. Therefore, in the conventional method, the frequency of occurrence of loss can be correctly evaluated, but the amount of loss is underestimated.

以上の問題点に加えて、電力価格の場合には、需要や天候との関係を考慮する必要があり、リスク管理は株式に比べて格段に複雑になるという問題点もある。   In addition to the above problems, in the case of electricity prices, it is necessary to consider the relationship between demand and the weather, and there is also a problem that risk management is much more complicated than for stocks.

さらに電力取引が自由化されると発電事業者の事業戦略は劇的に変化する。すなわち、自由化前には主な不確定要素は電力需要の変動と予定外の発電機停止であった。(燃料価格は基本的に売価に転嫁されていた)。従って、リスク管理の目的は、需要を予測し発電コストを最小にすることであった。一方、自由化後には電力価格が変動することによるリスク要因が主になる。但し、このリスクは、以下に述べるように適切に管理されれば基本的に発電事業者にとって利点となるものである。すなわち、自由化によって、発電事業者は「発電しない」という選択が可能になる。これは供給義務を放棄するということではなく、発電機を止めて市場から調達して売るという選択が可能になるということである。この場合、どれだけ発電して、どれだけ調達するかが重要になる。以下では簡単な例をあげて説明する。   Further liberalization of electricity trading will dramatically change the business strategies of power producers. That is, before liberalization, the main uncertainties were fluctuations in power demand and unscheduled generator shutdowns. (Fuel prices were basically passed on to selling prices). Therefore, the purpose of risk management was to predict demand and minimize power generation costs. On the other hand, after liberalization, risk factors due to fluctuations in electricity prices are the main factors. However, this risk is basically an advantage for power producers if properly managed as described below. That is, liberalization allows a power producer to select "no power generation". This does not mean abandoning the supply obligation, but rather the option of stopping the generator and procuring it from the market and selling it. In this case, it is important how much power is generated and how much is procured. Hereinafter, a simple example will be described.

自由化前には、単位電力あたりの発電コストをC、単位電力あたりの固定電力価格をP、需要量をLとすると、発電事業者の単位電力あたりの利益は、

Figure 2004252967
Before liberalization, assuming that the power generation cost per unit power is C, the fixed power price per unit power is P, and the demand is L, the profit per unit power of the power producer is
Figure 2004252967

となる。 Becomes

一方、自由化後の発電による利益は、理想的な場合を議論するために十分に流動的なスポット市場が存在すると仮定し、発電機の技術的な制約を無視し、最大電力QMAX以下で自由に発電が可能と仮定すると、単位電力あたりの発電コストをC、単位電力あたりの固定電力価格をP、需要量をL(L≦QMAX)、発電量をQ(Q≦QMAX)、市場からの調達量をB(負なら市場への売却量)、単位電力あたりのスポット価格をSとすると、次のようになる。
[数7]
もし、S≦Cなら、
発電量Q=0
調達量B=L
利益 G=L(P−S)≧G0
[数8]
もし、S>Cなら、
発電量Q=QMAX
調達量B=−(QMAX−L)
利益 G=L(P−C)+(QMAX−L)(S−C)>G0
である。すなわち、スポット価格が発電コストよりも安ければ発電をやめて市場から全量を調達すればよく、それ以外の場合には発電設備の容量のうち需要量以上の部分を市場で売却すれば余分の利益が得られる。いずれの場合にも、自由化前より利益が増加することが分かる。実際には技術的な制約を満足させながら利益を最大にするBを求める必要がある。また、発電しなくてもかかるコストC′が存在する場合には、市場から調達する条件が、S≦C−C′になる。
On the other hand, income from power generation after liberalization, it is assumed to be sufficiently fluid spot market is present in order to discuss the ideal case, ignoring the technical constraints of the generator, at the maximum power Q MAX below Assuming that power can be freely generated, the power generation cost per unit power is C, the fixed power price per unit power is P, the demand is L (L ≦ Q MAX ), the power generation is Q (Q ≦ Q MAX ), Assuming that the procured amount from the market is B (the amount sold to the market if negative) and the spot price per unit of power is S, the following is obtained.
[Equation 7]
If S ≦ C,
Power generation Q = 0
Procurement amount B = L
Profit G = L (PS) ≧ G 0
[Equation 8]
If S> C,
Power generation Q = Q MAX
Procurement amount B =-(Q MAX -L)
Profit G = L (P-C) + (Q MAX -L) (S-C)> G 0
It is. In other words, if the spot price is lower than the power generation cost, power generation can be stopped and the entire amount can be procured from the market. can get. In each case, it can be seen that profits increase from before liberalization. In practice, it is necessary to find B that maximizes profit while satisfying technical constraints. If there is a cost C 'even without power generation, the condition of procurement from the market is S≤CC'.

さらに、将来、CO2ガス等の排出権取引がなされた場合、火力発電所の場合には当然に排出権を持っているはずなので、発電をやめて市場から電力を調達する場合には排出権を売却することでさらに利益が増える可能性がある。 Furthermore, in the future, if emissions trading of CO 2 gas, etc. is conducted, the thermal power plant must have the emission right, so if the power generation is stopped and the power is procured from the market, the emission right will be The sale could be even more profitable.

上述のように一つの発電所とスポット市場を考えた場合にも、これらの最適な組み合わせが存在することは明らかである。多数の発電機を用いた場合には、各々の発電機の発電コストが異なるため、最適な組み合わせを決める方法はさらに複雑になる。   It is clear that there is an optimal combination of these even when considering a single power plant and spot market as described above. When a large number of generators are used, the power generation cost of each generator is different, so that the method of determining the optimum combination is further complicated.

現在の発電事業者においても、発電コストの異なる発電所を多数所有しているため、外的要因で決まる需要に対して最適な発電所の組み合わせを決めている。しかしながら、電力取引が自由化されると電力価格が時間的に変動すること、需要ごとに価格が異なることから最適な発電所と需要の組み合わせの手段は当然に変わってくる。これには、金融証券分野で用いられているポートフォリオの概念を適用することができる。これはリスク(価格の時間的変動)と収益の異なる資産を最適に組み合わせる手法である。例えば、異なる種類の資産を組み合わせることでリスクを低減させることが可能になる。単純なポートフォリオ最適化の問題では保有期間はあまり考慮されないが、電力資産の場合には送電する期間や受電する期間の概念がある。従って、時間を考慮したポートフォリオ最適化の手法が必要になる。   Even current power generation companies have many power plants with different power generation costs, so they determine the optimal combination of power plants for demand determined by external factors. However, when electricity trading is liberalized, the electric power price fluctuates with time and the price differs for each demand, so the means of optimally combining power plants and demands naturally changes. For this purpose, the concept of portfolio used in the financial securities field can be applied. This is an approach that optimally combines assets with different risks (temporal fluctuations in price) and different returns. For example, risk can be reduced by combining different types of assets. In the simple portfolio optimization problem, the holding period is not considered so much, but in the case of power assets, there is a concept of a period for transmitting power and a period for receiving power. Therefore, a method of optimizing a portfolio in consideration of time is required.

現在でも契約の条件に応じて多種類の電力価格が存在する。電力取引が自由化されると、価格設定の自由度が増すために電力事業者は、価格や保有期間が異なる多種類の電力資産を持つことになる。仮に発電コストが一定と仮定すると、これらは収益率や満期が異なる資産になる。将来的には先物やオプションといった金融派生商品も登場すると考えられる。これらを適切に管理する手段は自由化先進国の海外でも未だに確立していない。   Even today, there are many types of electricity prices depending on the terms of the contract. When power trading is liberalized, power companies will have many types of power assets with different prices and holding periods in order to increase the degree of freedom in setting prices. If power generation costs were assumed to be constant, these would be assets with different rates of return and maturities. Derivatives such as futures and options are expected to appear in the future. The means to properly manage these has not yet been established overseas in advanced liberalized countries.

保有期間を考慮したポートフォリオの管理手法の一つに、ALM(Asset and Liability Management:資産負債の総合管理)がある。金融機関においては、運用・調達それぞれにおいて短期資金と長期資金のミスマッチが生じると、金利差等によって収益力が悪化する。これを防ぐために資産と負債を総合的にコントロールする手法が多数開発されてきた。   One of the portfolio management methods considering the holding period is ALM (Asset and Liability Management: comprehensive management of assets and liabilities). In a financial institution, if there is a mismatch between short-term funds and long-term funds in investment and procurement, profitability will deteriorate due to interest rate differences and other factors. To prevent this, a number of techniques have been developed for comprehensive control of assets and liabilities.

ALMの歴史は古く1980年代前半に始まり、当初はマチュリティー・ラダー分析(金利階層別に期落ち動向の影響を把握)や満期到来のギャップ分析、感応度分析がなされていたが、やがて現在価値でのリスク管理の重要性が認識され、デュレーション分析やVaR(Value at Risk)、EaR(Earnings at Risk)などに発展してきた。最近では信用リスクの管理にも応用されてきている。通常のALMでは金利変化を主に考慮の対象とするが、この手法は電力取引のリスク管理にも適用ができる。しかしながら、これまでは上記のようなALM手法はVaR等の一部を除いて電力資産の管理には用いられてこなかった。   The history of ALM began as early as the early 1980s, and at first, a maturity ladder analysis (understanding the effects of falling interest rates by interest rate stratum), a gap analysis of maturity, and a sensitivity analysis were carried out. The importance of risk management has been recognized, and it has been developed into duration analysis, VaR (Value at Risk), EaR (Earnings at Risk), and the like. Recently, it has been applied to credit risk management. In ordinary ALM, interest rate changes are mainly considered, but this method can also be applied to risk management in power trading. However, the ALM method as described above has not been used for power asset management except for a part of VaR or the like.

そこで、発電所や市場から調達された電力を満期及び配当期間が定められた金融資産と考え、種々の契約形態の電力需要を、契約電力量、契約期間、契約条件等を考慮して満期及び配当期間が定められた金融負債とみなし、これらを満期及び配当期間を考慮したポートフォリオとして管理する手法を考慮してみる。   Therefore, we consider power procured from power plants and markets to be a financial asset with a fixed maturity and dividend period, and consider the demand for power in various contract forms by considering the amount of contract power, contract period, contract conditions, etc. Consider the method of treating financial liabilities as having a fixed dividend period and managing them as a portfolio that considers the maturity and dividend period.

電力供給を行う発電設備をそのリスクの大小により管理し、電力需要とポートフォリオを組む場合には、最適な発電機の組み合わせ方法(経済配分)も異なってくる。従来では、起動する発電機を決めるために発電コストが最小になるような組み合わせを選んでいた。(簡単のために起動停止コストは無視する)。これは与えられた需要に対して燃料費が最小になる発電機出力の組み合わせを決めることに相当する。たとえば、発電機が2台あり、必要な発電量がP0であり、最適な発電電力がP1とP2とする。各発電機の発電コストがf1(P1),f2(P2)で表されるとすると、問題は、

Figure 2004252967
In the case where power generation facilities that supply power are managed according to the magnitude of the risk and a portfolio is formed with the power demand, the optimal combination method of the generators (economic allocation) also differs. Conventionally, in order to determine the generator to be started, a combination that minimizes the power generation cost has been selected. (Ignore startup and shutdown costs for simplicity). This is equivalent to determining a generator output combination that minimizes fuel cost for a given demand. For example, the generator has two power generation amount required is P 0, optimal generated power is P 1 and P 2. If the power generation cost of each generator is represented by f 1 (P 1 ) and f 2 (P 2 ), the problem is as follows.
Figure 2004252967

の条件のもとで、

Figure 2004252967
Under the conditions of
Figure 2004252967

を最小化するP1とP2を決める問題になる。 The problem is to determine P 1 and P 2 that minimize.

この問題の最適解はラグランジュの未定乗数法を用いて求まり、

Figure 2004252967
The optimal solution to this problem is found using Lagrange's undetermined multiplier method,
Figure 2004252967

に対して、

Figure 2004252967
Against
Figure 2004252967

を連立して解けばよい。従って、最終的には、

Figure 2004252967
Can be solved simultaneously. So, ultimately,
Figure 2004252967

が得られる。このλは増分燃料費と呼ばれる。すなわち、発電機が多数あるときにも増分燃料費が等しくなるような運転を行えばよいわけである。 Is obtained. This λ is called the incremental fuel cost. That is, it is only necessary to perform the operation such that the incremental fuel costs become equal even when there are a large number of generators.

例えば、f1(P1)=a11 2,f2(P2)=a22 2とすると、数13式の解は次のようになる。

Figure 2004252967
For example, if f 1 (P 1) = a 1 P 1 2, f 2 (P 2) = a 2 P 2 2, solutions of Equation 13 Equation is as follows.
Figure 2004252967

となる。 Becomes

しかし、発電事業者にとっての最終的な目的は発電コストを最小化するのではなく、利益を最大化することである。従来のように電力価格が一定の場合には発電コストの最小化は利益の最大化に等しい。電力自由化によって電力価格が変動するようになると事情が変わってくる。電力価格が変動する場合にも個々の発電機のみを考慮している場合には同様の手法が利用可能である。現実的な起動停止等のコストを考慮すると両者は一致しないが、一般に起動停止コストは比較的に小さい。   However, the ultimate goal for generators is not to minimize generation costs, but to maximize profits. As in the conventional case, when the power price is constant, minimizing the power generation cost is equivalent to maximizing the profit. The situation changes when the price of electricity fluctuates due to the liberalization of electricity. A similar technique can be used when only individual generators are considered even when the power price fluctuates. Although the two do not match in consideration of realistic starting and stopping costs, the starting and stopping costs are generally relatively small.

しかしながら、需要ごとに価格が異なる場合には上記のように単純化はできない。また、例えばリスクの小さな需要はリスクの小さな発電機が担当すべきであると考えると、対象とする電力価格の変動が異なるため両者は一致しない。あるいは、需要の期間と量に応じて発電機を選択して発電計画を立てた場合にも両者は一致しない。従って、従来のような増分燃料費をもとにした経済運用手法は電力自由化のもとでは結果は最適ではないという問題点があった。   However, when the price is different for each demand, the simplification cannot be performed as described above. Further, for example, when it is considered that a low-risk generator should be in charge of a low-risk demand, the two do not match because the fluctuations in the target power prices are different. Alternatively, even when a generator is selected according to the period and amount of demand to make a power generation plan, the two do not match. Therefore, the conventional economic operation method based on the incremental fuel cost has a problem that the result is not optimal under the liberalization of electric power.

上述したように、電力取引が自由化された場合には、現在以上に多種多様な契約の電力商品が登場し、需要ごとに電力価格が異なり、しかもその価格が時間的に変化するために、電力供給と電力需要という資産を総合的に管理しなければならないという問題点があった。さらに、電力資産では送電期間や受電期間という時間的要素が重要であり、通常の手法ではポートフォリオの最適化が困難であるという問題点があった。さらに、これらの資産の価格分布においても正規分布からのずれが大きいため、従来のモデルでは誤差が大きくなるという問題点があった。また、発電事業者が電力自由市場のもとで電力取引を行う場合には、発電コストのみを考慮すると収益を最大化できないという問題点があった。さらにリスクを許容値以下に保ちつつ収益を最大化することが困難であり、リスクの管理においても発電所単独では最適化できないという問題点があった。
特開2001−67409号公報 特開2002−157425号公報 Y. Uenohara et. al., Proc. 5th JAFEE Int. Nat. Conf., pp.18, 1999
As described above, if electricity trading is liberalized, a variety of contracted power products will appear more than now, and the power price will differ for each demand, and the price will change over time. There was a problem that the assets of power supply and power demand had to be comprehensively managed. In addition, the time factor of the power transmission period and the power reception period is important for power assets, and there has been a problem that it is difficult to optimize a portfolio by a normal method. Furthermore, the price distribution of these assets has a large deviation from the normal distribution, so that the conventional model has a problem that the error increases. In addition, when a power producer conducts power trading in a free power market, there is a problem that profit cannot be maximized if only power generation costs are considered. Furthermore, it is difficult to maximize profits while keeping the risk below an allowable value, and there is a problem that the power plant alone cannot optimize risk management.
JP 2001-67409 A JP 2002-157425 A Y. Uenohara et. al. , Proc. 5th JAFEE Int. Nat. Conf. Pp. 18, 1999

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、多数の発電所を持つ発電事業者がスポット市場からの調達や、関連する金融商品の取引を通じて、多数の電力需要に応じる方法論を提供し、これらをポートフォリオとして扱い、そのリスク管理を可能にする電力取引のリスク管理技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a technical problem, and a power company having a large number of power plants has a methodology for responding to a large number of power demands through procurement from a spot market and trading of related financial products. The purpose of the present invention is to provide a risk management technique for electric power trading, which treats these as a portfolio and enables the risk management.

本発明はまた、スポット市場の電力をポートフォリオとして扱うことによって電力取引のリスク管理ができる電力取引リスク管理技術を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a power trading risk management technique that can manage power trading risks by treating spot market power as a portfolio.

本発明の電力取引リスク管理システムは、発電所や市場から調達された電力を満期及び配当期間が定められた金融資産とみなし、種々の契約形態の電力需要を契約電力量、契約期間、契約条件等に基づく満期及び配当期間が定められた金融負債とし、これらを満期及び配当期間を考慮した電力ポートフォリオとして総合的に管理することを特徴とする。   The power trading risk management system of the present invention regards power procured from a power plant or a market as a financial asset with a fixed maturity and a dividend period, and converts power demand in various contract forms into a contract power amount, a contract period, and a contract condition. It is characterized by financial liabilities with maturity and dividend periods based on the above, etc., which are comprehensively managed as a power portfolio that takes into account maturity and dividend periods.

請求項1の発明の電力取引リスク管理システムは、個々の電力需要を契約電力量、契約期間、契約の種類等の関連する契約条件のデータを用いて電力需要計画を作成する電力需要計画作成手段と、電力需要計画に基づき、目標となる総発電・調達カーブを作成する総発電・調達カーブ作成手段と、総発電・調達カーブに見合う自社発電電力と調達電力とを組み合わせた電力ポートフォリオを作成する電力ポートフォリオ作成手段と、電力ポートフォリオのリスク量を評価するリスク量評価手段と、電力ポートフォリオに基づく電力販売収益を算定する収益算定手段と、電力ポートフォリオを組み替え、一定期間における電力販売収益におけるリスク量を許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定する収益最大化ポートフォリオ決定手段とを備えたものである。   The power transaction risk management system according to the first aspect of the present invention is a power demand plan creating means for creating a power demand plan using individual power demand by using data of a related contract condition such as a contract power amount, a contract period, and a contract type. Based on the power demand plan, a total power generation / procurement curve creation means for preparing a target total power generation / procurement curve, and an electric power portfolio combining in-house generated power and procured power corresponding to the total power generation / procurement curve Power portfolio creation means, risk amount evaluation means for evaluating the risk amount of the power portfolio, profit calculation means for calculating the power sales revenue based on the power portfolio, and rearrangement of the power portfolio to reduce the risk amount in the power sales revenue for a certain period Determine a power portfolio that maximizes that power sales revenue while keeping it below an acceptable value It is obtained by a gain maximization portfolio determining means.

請求項2の発明は、請求項1の電力取引リスク管理システムにおいて、自社発電による利益を最大化するように運転する発電機の組み合わせを決定する発電機組み合わせ決定手段を備えたことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the power transaction risk management system according to the first aspect, there is provided a generator combination determining unit that determines a combination of generators that operate so as to maximize profits generated by the company. Things.

請求項3の発明は、請求項1の電力取引リスク管理システムにおいて、過去の一定期間の電力需要、価格データと電力需要・価格関係式と将来の需要変動の予測データとから将来の電力価格の変動を推定する電力価格変動推定手段を備え、電力ポートフォリオ作成手段は、電力ポートフォリオに、二酸化炭素の排出権価格を組み合わせ、収益最大化ポートフォリオ決定手段は、二酸化炭素の排出権価格を組み合わせた電力ポートフォリオについて、一定期間における電力販売収益におけるリスクを許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定することを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the power transaction risk management system according to the first aspect of the present invention, wherein a future power price is calculated from power demand, price data, a power demand / price relational expression, and future demand fluctuation prediction data for a certain period in the past. Power price fluctuation estimating means for estimating fluctuations, the power portfolio creating means combines the power portfolio with carbon emission credit prices, and the profit maximizing portfolio determining means comprises the power portfolio combining the carbon dioxide emission credit prices. Is characterized by determining a power portfolio that maximizes the power sales revenue while keeping the risk in the power sales revenue for a certain period of time at or below an allowable value.

請求項4の発明は、請求項1の電力取引リスク管理システムにおいて、過去の一定期間の電力需要、価格データと電力需要・価格関係式と将来の需要変動の予測データとから将来の電力価格の変動を推定する電力価格変動推定手段を備え、電力ポートフォリオ作成手段は、電力ポートフォリオに、該当する地域の天候に関連した金融商品を組み合わせ、収益最大化ポートフォリオ決定手段は、天候に関連した金融商品を組み合わせた電力ポートフォリオについて、一定期間における電力販売収益におけるリスク量を許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定することを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power transaction risk management system according to the first aspect, wherein a future power price is calculated from power demand, price data, a power demand / price relational expression, and future demand fluctuation prediction data in a certain period in the past. Power price fluctuation estimating means for estimating fluctuations, the power portfolio creating means combines the power portfolio with financial products related to the weather in the corresponding region, and the profit maximizing portfolio determining means selects the financial products related to the weather. With respect to the combined power portfolio, the power portfolio that maximizes the power sales profit while maintaining the risk amount in the power sales profit for a certain period at or below an allowable value is determined.

請求項5の発明は、請求項1の電力取引リスク管理システムにおいて、リスク評価手段は、当該システムが運営される国、地域、時間ごとに異なる電力需要・価格関係式を用いて電力ポートフォリオのポジション管理又はリスク指標を計算することを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the power transaction risk management system of the first aspect, the risk evaluation means uses a different power demand / price relational expression for each country, region, and time in which the system is operated, to determine a position of the power portfolio. It is characterized by calculating management or risk indicators.

請求項6の発明は、請求項5の電力取引リスク管理システムにおいて、リスク評価手段は、電力ポートフォリオのポジション管理又はリスク指標の計算において、ボラティリティ、リスク感応度(エクスポージャー)、デルタ等のリスク指標、収益率分布の歪度、尖度、収益率や価格分布のパーセント点あるいはバリュー・アット・リスク、又はアーニング・アット・リスクを用いることを特徴とするものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the power transaction risk management system according to the fifth aspect, the risk evaluation means includes: a risk index such as volatility, risk sensitivity (exposure), delta, etc., in position management of a power portfolio or calculation of a risk index. It is characterized by using the skewness and kurtosis of the rate of return distribution, the percentage point of the rate of return and price distribution, or value-at-risk or learning-at-risk.

請求項7の発明は、請求項1〜6の電力取引リスク管理システムにおいて、リスク評価手段は、電力ポートフォリオのリスク評価において電力取引による収益率分布として正規分布でない確率分布を用いることを特徴とするものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the power transaction risk management system according to any one of the first to sixth aspects, the risk evaluation means uses a probability distribution other than a normal distribution as a rate of return on the power transaction in the risk evaluation of the power portfolio. Things.

請求項8の発明は、請求項1〜6の電力取引リスク管理システムにおいて、リスク評価手段は、電力ポートフォリオのリスク評価において電力取引による収益率分布として正規分布でない確率分布として、金融ボルツマン・モデルにより求めた確率分布を用いることを特徴とするものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the power transaction risk management system of the first to sixth aspects, the risk evaluation means uses a financial Boltzmann model as a probability distribution that is not a normal distribution as a distribution of a rate of return by the power transaction in the risk evaluation of the power portfolio. It is characterized by using the obtained probability distribution.

請求項9の発明の電力取引リスク管理システムは、発電所の収益データと燃料価格の変動データに基づいて個々の発電所の収益の変動を模擬するとともに、燃料価格の変動から発電リスク・パラメータを評価する発電リスク・パラメータ評価手段と、電力市場から調達する電力の外部調達リスク・パラメータを評価する外部調達リスク・パラメータ評価手段と、個々の需要家の電力契約のリスク・パラメータを評価する需要電力リスク・パラメータ評価手段と、発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合、発電リスク・パラメータ、外部調達リスク・パラメータ、電力契約リスク・パラメータを含む電力ポートフォリオを作成する電力ポートフォリオ作成手段と、電力ポートフォリオのリスク量を評価するリスク量評価手段と、リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化するように発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を調整し、電力ポートフォリオを組み替える電力ポートフォリオ組替え手段と、リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化する発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を最適な組み合わせとする発電計画を出力する最適発電計画作成手段とを備えたものである。   The power transaction risk management system according to the ninth aspect of the present invention simulates the fluctuation of the profit of each power plant based on the profit data of the power plant and the fluctuation data of the fuel price, and generates the power generation risk parameter from the fluctuation of the fuel price. Power generation risk parameter evaluation means to evaluate, external procurement risk parameter evaluation means to evaluate external procurement risk parameters of power procured from the power market, and demand power to evaluate the risk parameters of individual customers' power contracts Risk parameter evaluation means and power portfolio creation to create a power portfolio including the ratio of the amount of power generated by the power plant to the amount of power procured from the power market, power generation risk parameters, external procurement risk parameters, and power contract risk parameters Means for evaluating the amount of risk in the power portfolio; Power portfolio rearrangement means to adjust the ratio of the amount of power generated by the power plant to the amount of power procured from the power market so as to maximize profits while keeping the amount of power below the allowable value and to rearrange the power portfolio, and to allow the amount of risk And an optimal power generation plan creating means for outputting a power generation plan that optimally combines the ratio between the power generation amount of the power plant and the amount of power procured from the power market to maximize profit while keeping the value below the value.

請求項10の発明は、請求項9の電力取引リスク管理システムにおいて、自社発電による利益を最大化するように運転する発電機の組み合わせを決定する手段を備えたことを特徴とするものである。   According to a tenth aspect of the present invention, in the power transaction risk management system of the ninth aspect, there is provided a means for determining a combination of generators to be operated so as to maximize profits generated by the company.

請求項11の発明は、請求項9の電力取引リスク管理システムにおいて、リスク量評価手段は、電力ポートフォリオのリスク量の評価のために、マチュリティー・ラダー分析、期間ギャップ分析、デュレーション・ギャップ分析等のALM手法を用いることを特徴とするものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the power transaction risk management system of the ninth aspect, the risk amount evaluating means evaluates a risk amount of the power portfolio, such as a maturity ladder analysis, a period gap analysis, a duration gap analysis, and the like. Is characterized by using the ALM method described above.

請求項12の発明の電力取引リスク管理方法は、個々の電力需要を契約電力量、契約期間、契約の種類等の関連する契約条件を用いて電力需要計画を作成するステップと、電力需要計画を用いて目標となる総発電・調達カーブを作成するステップと、総発電・調達カーブに見合う自社発電電力と調達電力とを組み合わせた電力ポートフォリオを作成するステップと、電力ポートフォリオのリスク量を評価するステップと、電力ポートフォリオに基づく電力販売収益を算定するステップと、電力ポートフォリオを組み替え、一定期間における電力販売収益におけるリスク量を許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定するステップとを有するものである。   A power transaction risk management method according to a twelfth aspect of the present invention provides a power transaction risk management method, comprising the steps of: creating an electric power demand plan for each electric power demand using related contract conditions such as a contract power amount, a contract period, and a contract type; Creating a target total power generation and procurement curve, creating a power portfolio that combines in-house generated power and procured power that matches the total power generation and procurement curve, and evaluating the risk amount of the power portfolio Calculating a power sales revenue based on the power portfolio; and rearranging the power portfolio, and determining a power portfolio that maximizes the power sales revenue while maintaining a risk amount in the power sales revenue for a certain period of time equal to or less than an allowable value. And

請求項13の発明の電力取引リスク管理方法は、発電所の収益データと燃料価格の変動データに基づいて個々の発電所の収益の変動を模擬し、燃料価格の変動から発電リスク・パラメータを評価するステップと、電力市場から調達する電力の外部調達リスク・パラメータを評価するステップと、個々の需要家の電力契約のリスク・パラメータを評価するステップと、発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合、発電リスク・パラメータ、外部調達リスク・パラメータ、電力契約リスク・パラメータを含む電力ポートフォリオを作成するステップと、電力ポートフォリオのリスク量を評価するステップと、リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化するように、発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を調整し、電力ポートフォリオを組み替えるステップと、リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化する発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を最適な組み合わせとし、これを発電計画として出力するステップとを有するものである。   The electric power trading risk management method according to the invention of claim 13 simulates the fluctuation of the profit of each power plant based on the profit data of the power plant and the fluctuation data of the fuel price, and evaluates the power generation risk parameter from the fluctuation of the fuel price. Assessing external procurement risk parameters for electricity procured from the electricity market, assessing the risk parameters of individual customer electricity contracts, generating electricity from power plants and procuring electricity from the electricity market. Creating a power portfolio that includes the percentage of electricity, power generation risk parameters, external procurement risk parameters, and power contract risk parameters; evaluating the amount of risk in the power portfolio; In order to maximize profits while maintaining the same, adjust the ratio of the power generated by the power plant to the amount of power procured from the power market, Power portfolio and the optimal ratio between the amount of power generated by the power plant and the amount of power procured from the power market that maximizes profit while keeping the amount of risk below the allowable value, and output this as a power generation plan And steps.

本発明によれば、多数の発電所を持つ発電事業者がスポット市場からの調達や、関連する金融商品の取引を通じて、多数の電力需要に応じる方法論を提供し、これらをポートフォリオとして扱い、そのリスク管理を可能にする電力取引のリスク管理技術を提供することができる。   According to the present invention, a power producer having a large number of power plants provides a methodology for responding to a large number of power demands through procurement from a spot market and trading of related financial products, and treats them as a portfolio. It is possible to provide a risk management technique for power trading that enables management.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図6は、本発明の第1の実施の形態の電力取引管理システムの機能構成を示している。本電力取引管理システムでは、需要データ入力部1001が対象とする需要関連データ(時間の関数としての個別の需要量及びそのリスク指標)を入力する。需要カーブ作成部1002が、需要データ入力部1001によって入力された需要関連データから一定期間の需要カーブ1010を作成する。総発電・調達カーブ作成部1003が近似的に総発電・調達カーブ1020を作成する。需要カーブ作成部1002の作成する需要カーブ1010は、総発電・調達カーブ作成部1003が近似的に作成する総発電・調達カーブ1020に等しい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 shows a functional configuration of the power transaction management system according to the first embodiment of this invention. In the power transaction management system, the demand data input unit 1001 inputs target demand data (individual demand as a function of time and its risk index). The demand curve creating unit 1002 creates a demand curve 1010 for a certain period from the demand-related data input by the demand data input unit 1001. The total power generation / procurement curve creation unit 1003 approximately generates the total power generation / procurement curve 1020. The demand curve 1010 created by the demand curve creation unit 1002 is equal to the total power generation / procurement curve 1020 approximately created by the total power generation / procurement curve creation unit 1003.

電力調達計画作成部1004は、発電(あるいは調達)の量と時間を需要の量と時間に可能な限りマッチングさせて、リスク最小になるように発電機の運転計画及び市場あるいは他電力会社から電力を調達する発電・調達計画カーブ1030に示すような計画を作成し、発電・調達のための目標データ1005として出力する。この結果を従来手法と比較して示したものが、図7である。   The power procurement plan creation unit 1004 matches the amount of power generation (or procurement) and the amount of time with the amount of demand and time as much as possible, and sets the operation plan of the generator and the power from the market or other power companies so as to minimize the risk. A power generation and procurement plan curve 1030 is prepared and output as target data 1005 for power generation and procurement. FIG. 7 shows the result in comparison with the conventional method.

図7A〜図7Cは、第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムによる最適発電計画作成原理を示したものである。電力の契約には一般に最大電力量と受け渡し期間が決められている。従ってある時刻の断面だけでは議論ができず、時間軸も考慮した議論が必要である。図7Aはこれを概念的に示したものである。この場合、需要家が5件あり、その合計が需要カーブ1010になる。横軸は時間である。この横軸は1日の変化と考えてもよいし、1年の変化と考えてもよい。それに対して、需要家は所有する発電機で発電するか市場から購入するかして電力を調達し、両者をバランスさせる。実際の契約条件は単純ではないし、使用される電力も時間的に一定ではないが、ここでは簡単のために個々の需要を矩形で表している。これに対して調達側は、従来は図7Bの総発電・調達カーブ1040ように発電コストの安価な発電機から順に動かしていき、その発電機の最大発電可能電力に達すれば、次に発電コストの安価な発電機を動かし、さらに次の発電機にという考え方であった。起動停止や出力変動が難しいという理由でベース電源が選ばれる場合もあり、単純に安い電源から動かしいているというわけではないが、価格が時間的に変動しない(リスクが存在しない)場合には、一般的には上記のような考え方が成り立つ。わざわざ高い電源をベース電源にする理由がないのである。   7A to 7C show the principle of creating an optimal power generation plan by the power trading risk management system according to the first embodiment. Power contracts generally specify a maximum amount of power and a delivery period. Therefore, discussion cannot be made only at a cross section at a certain time, and it is necessary to consider the time axis. FIG. 7A conceptually illustrates this. In this case, there are five customers, and the total is a demand curve 1010. The horizontal axis is time. This horizontal axis may be considered as a daily change or a yearly change. Consumers, on the other hand, procure power by generating power from their own generators or purchasing from the market, and balance the two. The actual contract terms are not simple and the power used is not constant over time, but here the individual demands are represented by rectangles for simplicity. On the other hand, the procurement side conventionally moves from the generator with the lowest power generation cost in the order of the total power generation / procurement curve 1040 in FIG. The idea was to move the cheaper generator to the next one. In some cases, the base power source is selected because it is difficult to start and stop or output fluctuations, and it is not simply moving from a cheap power source, but if the price does not fluctuate over time (there is no risk), Generally, the above-described concept holds. There is no reason to use a higher power supply as the base power supply.

一方、電力取引の自由化によって電力価格が時間的に変動するようになると単純に発電コストだけで動かす発電機を決めることはできなくなる。すなわち、リスクの要素を考慮する必要がある。発電機によって収益率が異なり、価格変動リスクも異なるわけであるから、いわゆるポートフォリオ的な考え方が必要になる。ポートフォリオの収益率Yは各資産の収益率yiの加重平均になる。すなわち、各資産のウエイトをwiとすると数15式のようになる。

Figure 2004252967
On the other hand, if the electricity price fluctuates with time due to the liberalization of the electricity trade, it will not be possible to simply determine the generator to be operated only by the power generation cost. That is, it is necessary to consider the risk factors. Since generators have different rates of return and different price fluctuation risks, a so-called portfolio approach is needed. The rate of return Y of the portfolio is the weighted average of the rate of return y i of each asset. That is, the weights of each asset as equation (15) When w i.
Figure 2004252967

このとき、Yの分散σY 2は数16式で表わされる。

Figure 2004252967
At this time, the variance σ Y 2 of Y is expressed by Expression 16.
Figure 2004252967

ここで、σijは資産iとjの共分散である。現在のi−1個の資産があり、ここに新たに1個の資産iを加えたときに新しいポートフォリオのリスク(分散)がどのように変化するかはポートフォリオ理論の最も重要な部分である。i番目の資産をポートフォリオに加えることによりポートフォリオ全体のリスクがいかに変化するかは、数16式をwiで偏微分すると分かる。すなわち、

Figure 2004252967
Here, σ ij is the covariance of assets i and j. There are current i-1 assets, and how the risk (variance) of the new portfolio changes when one new asset i is added is the most important part of portfolio theory. How the risk of the entire portfolio changes by adding the i-th asset to the portfolio can be found by partially differentiating Equation 16 with w i . That is,
Figure 2004252967

となる。これはi番目の資産とポートフォリオ全体の共分散に相当する。すなわち、新しいポートフォリオのリスクはi番目の資産の分散ではなく、他の資産との共分散に影響を受けることが分かる。発電事業者が新たな需要を獲得すべきかどうかは、それ以外の需要との関係で判断する必要があるわけである。 Becomes This corresponds to the covariance of the ith asset and the entire portfolio. In other words, it can be seen that the risk of the new portfolio is affected not by the variance of the i-th asset but by the covariance with other assets. Whether a power producer should capture new demand will need to be determined in relation to other demands.

ポートフォリオのリスクを評価する場合にも前述のバリュー・アット・リスク(VaR)が用いられる。例えば、現在のポートフォリオのVaRが1億円であったとする。ここに、新たに2000万円利益が見込まれる電力契約を行う必要ができたとする。この取引のVaRが例えば3000万円であるとする。この場合、リスクとリターンの比率は3:2であり、効率的な取引とはいえない。しかし、ポートフォリオとして組み込んだ場合に全体のVaRが1000万円増加して1億1000万円になるのであれば、リスクとリターンの比率が1:2になるため、効率的な取引になる。従って、個々の電力取引の収益だけでは取引の是非の判断ができないわけである。   The above-mentioned value-at-risk (VaR) is also used when evaluating the risk of the portfolio. For example, assume that the VaR of the current portfolio is 100 million yen. Here, it is assumed that it is necessary to make a new power contract which is expected to generate a profit of 20 million yen. Assume that the VaR of this transaction is, for example, 30 million yen. In this case, the ratio of risk to return is 3: 2, which is not an efficient transaction. However, if the total VaR increases by 10 million yen to 110 million yen when incorporated as a portfolio, the ratio between risk and return is 1: 2, and the transaction is efficient. Therefore, it is not possible to judge the pros and cons of the transaction only from the profits of the individual power transactions.

これは需要と供給の関係にもあてはまる。電力契約も一種の財産であるので、資産(正の財産)と負債(負の財産)に分けられる。これを金融証券分野との類似性で当てはめれば、資産が発電電力あるいは市場から調達した電力であり、負債は需要家への供給電力になる。   This also applies to the relationship between supply and demand. Electricity contracts are also a kind of property, so they are divided into assets (positive property) and liabilities (negative property). If this is applied by analogy with the financial securities field, assets are generated power or power procured from the market, and liabilities are power supplied to consumers.

通常は、
[数18]
資産=負債+資本
であるが、ここでは資本は0とする。電力取引では需要と供給のバランスが崩れれば停電につながるため、いわば資本の余裕がない状態で資産と負債がバランスしているわけである。この管理には、金融機関の行っているALM(Asset and Liability Management:総合的資産負債管理)的考え方が有効である。この場合、電力価格の変動が従来技術における金利の変動に相当すると考えることができる。資産にも負債にも不確実性が大きくリスクの大きなものや、不確実性が小さくリスクの小さなものがある。従って、短期契約と長期契約、リスクの大きな契約と小さな契約を適当に組み合わせることで、電力価格の変動に対してポートフォリオを適切に維持(リスク許容度に応じて期待収益率を最大化)することができる。図7Cの発電・調達計画カーブ1030はこの様子を概念的に表したものである。この場合、図7Bの総発電・調達カーブ1040のように安価な発電機から順に積み上げていって需要に合わせるのではなく、それぞれの需要に対応して最適な調達を行っている。この図では需要と調達を同じ矩形のブロックで表しているが、実際にはリスクと収益の観点から個々に調整する必要がある。すわわち、単純に安価な発電機から動かすのではなく、需要に合わせて最適な調達を行う必要があるわけである。
Normally,
[Equation 18]
Asset = liability + equity, but here capital is assumed to be zero. In power trading, if the balance between supply and demand is disrupted, a power outage will occur, so to say, assets and liabilities are balanced without sufficient capital. For this management, the ALM (Asset and Liability Management) concept of a financial institution is effective. In this case, it can be considered that the fluctuation of the electricity price corresponds to the fluctuation of the interest rate in the conventional technology. Some assets and liabilities have large uncertainties and large risks, while others have small uncertainties and small risks. Therefore, by appropriately combining short-term contracts and long-term contracts, high-risk contracts and small-risk contracts, appropriately maintain the portfolio against fluctuations in electricity prices (maximize the expected rate of return according to risk tolerance). Can be. The power generation / procurement planning curve 1030 in FIG. 7C conceptually illustrates this state. In this case, the optimal procurement is performed in response to each demand, instead of accumulating in order from inexpensive generators as in the total power generation / procurement curve 1040 in FIG. 7B. In this figure, demand and procurement are represented by the same rectangular block, but in practice, they need to be adjusted individually from the perspective of risk and profit. In other words, instead of simply starting from a cheap generator, it is necessary to procure the most suitable for the demand.

このための具体的な手法としては、(1)マチュリティー・ラダー分析、(2)期間ギャップ分析、(3)デュレーション・ギャップ分析等の手法を用いることができる。(1)マチュリティー・ラダー分析は、現在保有している資産・負債がいつ満期を迎えるかを集計して分析する方法である。この方法は資産のデータベースを作成するのに適している。(2)の期間ギャップ分析は、マチュリティー・ラダー分析のデータを例えば1ヶ月ごとに期間を区切って集計し、各期間における満期額のギャップを把握する方法である。これを用いて金利等が変動したときの収益の感度を計算する方法である。   As a specific technique for this, techniques such as (1) maturity ladder analysis, (2) period gap analysis, and (3) duration gap analysis can be used. (1) Maturity ladder analysis is a method of totalizing and analyzing when assets and liabilities currently held expire. This method is suitable for creating a database of assets. The period gap analysis of (2) is a method in which data of the maturity ladder analysis is tabulated for each month, for example, and the maturity gap in each period is grasped. This is a method of calculating the sensitivity of profits when interest rates fluctuate using this.

電力においても金利リスクを評価することが必要な場合もあるが、ここでは価格リスクに対する感度分析の手法を説明する。例えば、電力調達と電力需要が図8のようになっているとする。この場合に電力価格が例えば100円上昇した場合に収益がどのように変化するかは、この図8から簡単に計算される。この場合には需要と供給が同じ量と期間で構成されているため、価格の変動に対するリスクはキャンセルされている。もし、個々の需要と供給の量や期間が異なっている場合、価格の変動リスクはキャンセルされることはない。このような状況を簡便に表現する手段がデュレーションである。   In some cases, it is necessary to evaluate interest rate risk in electricity, but here we will explain the method of sensitivity analysis for price risk. For example, assume that power procurement and power demand are as shown in FIG. In this case, how the profit changes when the power price rises, for example, by 100 yen is easily calculated from FIG. In this case, the risk to price fluctuations has been canceled because demand and supply are composed of the same amount and duration. If the demand and supply volumes are different, the price volatility risk will not be cancelled. A means for easily expressing such a situation is duration.

金融分野において、一般にクーポン債の価格変動性はクーポン(キャッシュ・フロー)が同じであれば残存期間が長いほど大きい。従って債権の残存期間が価格変動性を図る尺度になる。従ってキャッシュ・フローの現在価値で重みづけをした期間がデュレーションである。これは数19式で定義される。

Figure 2004252967
In the financial field, in general, the price volatility of coupon bonds increases as the coupon (cash flow) remains the same as the remaining period becomes longer. Therefore, the remaining life of a loan is a measure of price volatility. Therefore, the duration weighted by the present value of the cash flow is the duration. This is defined by equation (19).
Figure 2004252967

ここで、rは金利(クーポン債の最終利回り)であり、Pはtiにおいてciが支払われるクーポン債の価格である。 Here, r is the interest rate (final yield of the coupon bond), and P is the price of the coupon bond at which c i is paid at t i .

電力価格においても、価格変動に対するリスクは大雑把に言って契約期間が長いほど価格が高いほど大きい。従って、デュレーションに対応する量を定義することで価格感応度を調べることができる。   In power prices as well, the risk of price fluctuations is, roughly speaking, the greater the contract period and the higher the price. Therefore, the price sensitivity can be checked by defining the amount corresponding to the duration.

発電機によって発電された電力を資産と考えた場合、その資産の優劣は収益率を用いて評価することができる。株式や証券等のリスク資産の収益率はインカム・ゲインとキャピタル・ゲインの合計である。電力の場合にはインカム・ゲインはないと考えられるので電力価格の変化によるキャピタル・ゲインのみを考えればよい。将来の価格が分からない場合は収益率は確率的な変数としてみることができ、電力資産の損益は確率分布関数として表現できる。実務的には収益率の分布は、観測値が独立で、かつ同一の分布に従うとして過去のデータから推定される。j−1時点からj時点までの1期間をj期と呼ぶと、j期における収益率は数20式で表わされる。

Figure 2004252967
When the power generated by the generator is considered as an asset, the superiority of the asset can be evaluated using the rate of return. The return on risk assets, such as stocks and securities, is the sum of income and capital gains. In the case of electric power, there is no income gain, so only the capital gain due to a change in electric power price needs to be considered. If the future price is unknown, the rate of return can be viewed as a stochastic variable, and the profit or loss of the power asset can be expressed as a probability distribution function. In practice, the distribution of the rate of return is estimated from historical data assuming that the observations are independent and follow the same distribution. If one period from time j-1 to time j is referred to as period j, the rate of return in period j is represented by equation (20).
Figure 2004252967

ここで、Sjはj時点における電力価格である。ここでは燃料価格の変動は考えない。j期における連続複利収益率を計算する場合には、数21式で計算される。

Figure 2004252967
Here, Sj is the power price at the time point j. Here we do not consider fuel price fluctuations. When calculating the continuous compound interest rate of return in the j-th period, it is calculated by Expression 21.
Figure 2004252967

1期を1日とすると、数21式の後者は対数日次収益率である。   If one period is one day, the latter of Expression 21 is a logarithmic daily rate of return.

上述のようにデュレーションはキャッシュ・フローの現在価値で重み付けしたポートフォリオの残存期間である。電力資産(負債)の場合、連続的にキャッシュ・フローc(t)があると考えられるので、デュレーションdは数22式のように定義できる。

Figure 2004252967
As described above, duration is the remaining life of a portfolio weighted by the present value of cash flows. In the case of a power asset (liability), since it is considered that there is a continuous cash flow c (t), the duration d can be defined as in Expression 22.
Figure 2004252967

ここで、rは金利で、ci(t)は現在契約中のポートフォリオのi番目の要素の時刻tにおけるキャッシュ・フローで、τiはその契約期間である。従って、この場合、デュレーションは時間の関数として刻々と変化する。キャッシュ・フローは契約内容や市場価格の変動によって変わるのでモンテカルロ・シミュレーションによってポートフォリオのデュレーションを計算することになる。場合によってはデュレーションの確率分布を求める必要がある。 Here, r is the interest rate, c i (t) is the cash flow at time t of the i-th element of the currently contracted portfolio, and τ i is the contract period. Thus, in this case, the duration changes momentarily as a function of time. Since the cash flow varies depending on the contract content and market price fluctuations, the duration of the portfolio is calculated by Monte Carlo simulation. In some cases, it is necessary to determine the probability distribution of the duration.

一般にポートフォリオのデュレーションを投資期間と一致させることでポートフォリオの市場リスクをイミュナイズ(immunize)できることが知られている(L. Fisher and R. Weil, Journal of Business, (1971) pp. 408−431)。これは金利リスクのパラレル・シフトの場合であるが、短期間のリスク評価等で近似的には電力価格の変動に対しても成立する。長期間のリスクや価格変動が激しい場合にはモンテカルロ・シミュレーションを行って最適なポートフォリオの組み合わせを決める必要がある。   It is generally known that the market risk of a portfolio can be immunized by matching the duration of the portfolio with the investment period (L. Fisher and R. Weil, Journal of Businesses, (1971) pp. 408-431). This is a case of a parallel shift of interest rate risk, but is approximately established even for fluctuations in the electricity price in a short-term risk evaluation or the like. When long-term risks and price fluctuations are severe, it is necessary to determine the optimal portfolio combination by performing Monte Carlo simulation.

先物の利用が可能であれば、現物のポジションを変更することなく、ポートフォリオのデュレーションを変更することができる。デュレーションの長い資産に投資するとポートフォリオのリスクが増加する。この場合、先物を売ることでデュレーションを短くすることができる。   If futures are available, the duration of the portfolio can be changed without changing the physical position. Investing in long-duration assets increases portfolio risk. In this case, the duration can be shortened by selling futures.

また、金融分野においては、スワップ取引による短期金利と長期金利の交換等を用いて定期的にポートフォリオの組み替えが行われる。電力ポートフォリオのリスク管理においてもこれらの技術の適用が可能である。   In the financial field, the portfolio is regularly reshuffled using the exchange of short-term interest rates and long-term interest rates by swap transactions. These technologies can also be applied to the risk management of the power portfolio.

図9は本発明の第2の実施の形態として、第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムにおける電力調達計画作成部1004の詳しい機能構成を示したものである。また図10A,図10Bはその電力調達計画作成処理のフローチャートを示している。ここでは、ある電力会社が自社の所有する発電機により発電された電力とスポット市場から調達された電力を組み合わせて電力調達計画を作成し、需要データと比較しながら、これらをポートフォリオとして総合的に管理し、一定期間における電力販売収益におけるリスクを許容値以下に保ちながら収益を最大化させる処理を行う。   FIG. 9 shows a detailed functional configuration of a power procurement plan creating unit 1004 in the power transaction risk management system according to the first embodiment as a second embodiment of the present invention. 10A and 10B show flowcharts of the power procurement plan creation processing. Here, a power company creates a power procurement plan by combining the power generated by its own generator and the power procured from the spot market. It manages and performs the process of maximizing the profit while keeping the risk in the power sales profit for a certain period of time below the allowable value.

マーケットデータベース100にはスポット電力価格、発電価格、契約期間、利子率等、本システムが必要とする経済関連データが保存されている。   The market database 100 stores economic-related data required by this system, such as spot power prices, power generation prices, contract periods, and interest rates.

発電原価は発電量の関数であるから、発電原価演算部101において発電所のコスト関数100Aと需要データ100Bと燃料価格データ100Dから発電原価を決める(ステップS101)。これには従来手法を用いることもできるが、後述する手法を用いることもできる。   Since the power generation cost is a function of the power generation amount, the power generation cost calculation unit 101 determines the power generation cost from the power plant cost function 100A, the demand data 100B, and the fuel price data 100D (step S101). For this, a conventional method can be used, but a method described later can also be used.

総需要曲線計算部101Aは、需要データ100Bから総需要曲線を作成する(ステップS101A)。   The total demand curve calculation unit 101A creates a total demand curve from the demand data 100B (step S101A).

ポートフォリオ作成部102は出発点となる電力ポートフォリオを作成する(ステップS102)。これは、総需要量を自社発電でまかなうとして、その需要に対してどれとどれの発電機をどれくらいの割合で使用するかをあらかじめ設定したものを使用することができる。あるいは、自社発電と外部電力調達とを2:1とするといった設定にすることもできる。   The portfolio creating unit 102 creates a power portfolio serving as a starting point (step S102). In this method, it is possible to use a device in which the total demand is covered by the in-house power generation and which is set in advance and which generator is to be used and in what proportion for the demand. Alternatively, it is also possible to set such that the in-house power generation and the external power supply are set at 2: 1.

発電計画策定部103は、得られた発電原価をスポット市場の電力価格100Cと比較しながら電力の需要及び供給に関する電力調達計画(発電計画)を作成(策定)する(ステップS103)。ここで作成された調達計画は量的には需要とバランスされている。しかしながら、リスクが最適化されているとは限らない。そこで、データベース104によって提供される需要量やスポット市場価格の過去のデータを用いて計算されるボラティリティ(ヒストリカル・ボラティリティ)を使用して、収益分布評価部105を用いてポートフォリオのリスク(例えばVaR)を評価する(ステップS105,S106)。   The power generation plan formulation unit 103 creates (establishes) a power procurement plan (power generation plan) related to power demand and supply while comparing the obtained power generation cost with the power price 100C in the spot market (step S103). The procurement plan created here is quantitatively balanced with demand. However, the risks are not always optimized. Therefore, using the volatility (historical volatility) calculated using the past data of the demand amount and the spot market price provided by the database 104, the risk of the portfolio (for example, VaR) is calculated by using the profit distribution evaluation unit 105. Is evaluated (steps S105 and S106).

リスク許容値判定部107は、リスク量の評価データを用いてリスク許容値判定を行う(ステップS107)。この値が許容値(例えば、自己資本であるとする。)以上であれば、ポートフォリオ組替部108に戻して現在のポートフォリオを組替えてリスクを低下させる(ステップS108)。あらゆる組み合わせにおいてリスクが許容値以下にならない場合には、供給を減らすことも考慮する。以下の説明において、許容値とは上記した自己資本であるとする。   The risk allowable value determination unit 107 performs risk allowable value determination using the evaluation data of the risk amount (step S107). If the value is equal to or larger than the allowable value (for example, it is assumed to be the capital), the process returns to the portfolio rearranging unit 108 to rearrange the current portfolio and reduce the risk (step S108). If the risk does not fall below the tolerance for any combination, consider reducing supplies. In the following description, it is assumed that the allowable value is the above-mentioned capital.

また、ポートフォリオのリスクが許容値以下であれば、収益最大化判定部107−1は収益最大化を判定し、最大ではない場合、ポートフォリオ組替部108に戻し、さらにリスクとリターンが大きな資産に投資するためのポートフォリオを作成することも考慮する(ステップS107−1)。   If the risk of the portfolio is equal to or less than the allowable value, the profit maximization judging unit 107-1 judges the maximization of the profit. Creation of a portfolio for investment is also considered (step S107-1).

こうして、リスクを許容値以下に保ちながら収益を最大化する。そして発電・調達計画実行部109は、電力供給者に対して、作成された発電・調達計画に基づいて電力調達を実行させる(ステップS109)。   This maximizes revenue while keeping risk below tolerance. Then, the power generation / procurement execution unit 109 causes the power supplier to execute power procurement based on the generated power generation / procurement plan (step S109).

ポジション見直し部111によって、ここで得られたポートフォリオのリスク指標110A、ポジション110B、現在のALMデータ110Cを毎日再評価し(ステップS111)、その結果をデータベース112に保存し(ステップS112)、また出力部113によってリスク関連指標を出力させる(ステップS113)。ここで、「ポジション」とは、需要と供給とのバランスのことを表すものである。ポジション見直し部111はさらに、必要であれば市場に対して売買を行なう等によりポートフォリオの組換えを行い、場合によっては、リスクヘッジ実施部114を用いてポートフォリオのリスクヘッジを行う(ステップS114)。リスクヘッジ実施部114の用いる手段としては、オプション、スワップ、先物等がある。   The risk index 110A, the position 110B, and the current ALM data 110C of the portfolio obtained here are re-evaluated daily by the position reviewing unit 111 (step S111), and the results are stored in the database 112 (step S112) and output. The unit 113 outputs a risk-related index (step S113). Here, the “position” indicates a balance between supply and demand. The position reviewing unit 111 further rearranges the portfolio by, for example, buying and selling the market if necessary, and in some cases, performs risk hedging of the portfolio using the risk hedging executing unit 114 (Step S114). The means used by the risk hedging unit 114 include options, swaps, futures, and the like.

次に、本発明の第3の実施の形態として、第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムにおける電力調達計画作成部1004の別の機能構成について、図11を用いて説明する。ここでは、図9に示した第2の実施の形態に対して、入力データ110A〜110Cと共に、排出権市場のデータ121及び天候デリバティブの価格データ122を追加的に用いている。なお、図11に示した第3の実施の形態において、上記の他の機能は、図9に示した第2の実施の形態と同様である。   Next, as a third embodiment of the present invention, another functional configuration of the power procurement plan creation unit 1004 in the power transaction risk management system of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, in addition to the input data 110A to 110C, the emission credit market data 121 and the weather derivative price data 122 are additionally used in the second embodiment shown in FIG. Note that, in the third embodiment shown in FIG. 11, the other functions are the same as those in the second embodiment shown in FIG.

本実施の形態の電力調達計画作成部1004の処理は図12、図10Bのフローチャートに示すものであり、ステップS102では排出権市場の価格121、天候デリバティブ122をも電力ポートフォリオを組み込むことが第2の実施の形態と異なる。その他の処理ステップは共通である。   The processing of the electric power procurement plan creating unit 1004 according to the present embodiment is shown in the flowcharts of FIGS. 12 and 10B. In step S102, it is necessary to incorporate the electric power portfolio into the emission credit market price 121 and the weather derivative 122. Is different from the embodiment of the present invention. Other processing steps are common.

所有する電力ポートフォリオに、二酸化炭素等の排出権を組み合わせることにより、電力価格の変動リスクを許容値以下に保ちながら収益を最大化させることができる。電力ポートフォリオに火力発電所等の温暖化ガスを排出する発電設備が含まれており、さらにこれらの排出権取引が市場でなされている場合には、火力発電所を停止すると同時に排出権も売却することでさらに利益を最適化できる場合がある。この場合の排出権は二酸化炭素に限らず、他のSO、NO等のガスにも適用することができる。 By combining emission rights such as carbon dioxide with the owned power portfolio, profits can be maximized while keeping the risk of fluctuations in power prices below an allowable value. If the power portfolio includes power plants that emit greenhouse gases, such as thermal power plants, and if these emissions trading is conducted in the market, the thermal power plants will be shut down and the emission credits will be sold at the same time. In some cases, profits can be further optimized. The emission rights in this case are not limited to carbon dioxide, but can be applied to other gases such as SO 2 and NO x .

天候デリバティブは通常は天候リスクのヘッジのために用いられるが、電力の需要や価格は天候と強い相関があるため、天候デリバティブをポートフォリオに適切に組み込むことによってポートフォリオのリスクを低減できる可能性がある。   Weather derivatives are usually used to hedge weather risk, but power demand and prices are strongly correlated with the weather, and the potential to reduce the risk of the portfolio by properly incorporating weather derivatives into the portfolio .

電力価格の将来のリスクを評価するにあたっては、電力需要との関係を無視することはできない。将来の電力価格は通常は1日、1週間の周期性があり、また1年周期の季節性も見られる。規則的な変動部分はリスク部分ではないので、適切に処理する必要がある。しかしながら電力価格の規則性は明瞭ではない場合が多く通常はそのまま処理することは困難である。一方、電力需要の規則性は社会的活動を反映しているために比較的に明瞭である。従って、電力価格の規則性を直接に処理するのではなく、需要の規則性と需要と価格の関係から価格の規則性を評価する方が都合がよい。しかしながら、需要と価格の関係はその地域の電源構成、需要家の種類、量、構成、電力系統の特性によって決まるため、あらかじめ普遍的な関係を決めることはできない。   In assessing the future risks of electricity prices, the relationship with electricity demand cannot be ignored. Future electricity prices usually have a periodicity of one day, one week, and seasonality of one year. The regularly changing part is not a risk part and must be dealt with appropriately. However, the regularity of the electricity price is often not clear, and it is usually difficult to directly process the electricity price. On the other hand, the regularity of electricity demand is relatively clear because it reflects social activities. Therefore, it is more convenient to evaluate the regularity of the price from the regularity of the demand and the relationship between the demand and the price, instead of directly processing the regularity of the electricity price. However, since the relationship between demand and price is determined by the power supply configuration in the region, the type, quantity, configuration of power consumers, and the characteristics of the power system, a universal relationship cannot be determined in advance.

図13A、図13BはCalPXの電力価格と需要の関係を示したものである。図13Aは1999年2月のデータ、図13Bは1999年8月のデータである。この図からも分かるように、同じ地域であっても季節によって関係が異なる。これは、需要レベルによって起動している電源設備の種類が異なるためである。また、需要と価格の関係ではいわゆる電源の予備力の量が重要になる。   FIGS. 13A and 13B show the relationship between the electricity price and demand of CalPX. FIG. 13A shows data of February 1999, and FIG. 13B shows data of August 1999. As can be seen from this figure, even in the same area, the relationship differs depending on the season. This is because the type of the activated power supply equipment differs depending on the demand level. In the relationship between demand and price, the so-called reserve capacity of the power source is important.

一方、図14A、図14Bはライプチヒ電力取引所の需要と価格の関係の例である。この場合には、カリフォルニアに比べてばらつきが多いことも分かる。このばらつきは不確実性としてリスク評価に考慮する必要がある。   On the other hand, FIGS. 14A and 14B are examples of the relationship between demand and price on the Leipzig Electricity Exchange. In this case, it can be seen that there is more variation than in California. This variation must be considered in the risk assessment as uncertainty.

以上に述べたように、国、地域、季節によって異なる電力需要と電力価格の関係はリスク評価に適切に取り入れられている必要がある。   As mentioned above, the relationship between electricity demand and electricity price, which varies by country, region, and season, needs to be properly incorporated into risk assessment.

図15は本発明の第4の実施の形態として、第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムにおける電力調達計画作成部1004のさらに別の機能構成を示している。本実施の形態は、電力需要と電力価格の関係を用いてポートフォリオを構成することを特徴としており、需要・価格相関計測部133は過去の電力需要データ131と過去の電力価格データ132から回帰分析により相関式及び相関係数を求め、求めた相関式及び相関係数を共分散行列作成部134と周期成分除去部135に出力する(ステップS133)。   FIG. 15 shows still another functional configuration of the power procurement plan creating unit 1004 in the power transaction risk management system according to the first embodiment as a fourth embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that a portfolio is constructed using the relationship between power demand and power price, and the demand / price correlation measuring unit 133 performs regression analysis from past power demand data 131 and past power price data 132. , And outputs the obtained correlation equation and correlation coefficient to the covariance matrix creation unit 134 and the periodic component removal unit 135 (step S133).

共分散行列作成部134は共分散行列を作成する(ステップS134)。また周期成分除去部135は電力価格の周期成分を除去し、周期成分を除去した価格データから価格の適切なボラティリティ等の統計データ104を作成し、評価する(ステップS135)。一方、需要と価格の相関データはポートフォリオ作成部102)による電力ポートフォリオの構成にも利用する(ステップS102)。その他の機能は図9に示した第2の実施の形態と同様である。   The covariance matrix creation unit 134 creates a covariance matrix (Step S134). Further, the periodic component removing unit 135 removes the periodic component of the electric power price, creates statistical data 104 such as appropriate volatility of the price from the price data from which the periodic component has been removed, and evaluates it (step S135). On the other hand, the correlation data between the demand and the price is also used for the composition of the power portfolio by the portfolio creating unit 102) (step S102). Other functions are the same as those of the second embodiment shown in FIG.

電力価格は需要の変動に従って、1日、1週間、あるいは1年の周期性がある。この周期性はランダムな変動とは本質的に異なり、規則的変動部分である。このため、このままデータ処理を行うと変動成分(リスク)を過大(あるいは過小)に評価してしまう可能性がある。従って、過去のデータを用いて将来のリスクを評価する際には、過去のデータから周期成分を適切に除去する必要がある。周期成分の除去方法は多数あるが、例えば、数23式のような関数形を仮定して、最小2乗法で係数(aj,bj)を決める方法がある。

Figure 2004252967
Electricity prices have a periodicity of one day, one week, or one year, depending on fluctuations in demand. This periodicity is essentially different from random fluctuations and is a regular fluctuation part. Therefore, if the data processing is performed as it is, there is a possibility that the fluctuation component (risk) is excessively (or underestimated). Therefore, when evaluating a future risk using past data, it is necessary to appropriately remove the periodic component from the past data. There are many methods of removing the periodic component. For example, there is a method of determining the coefficients (a j , b j ) by the least square method, assuming a function form as shown in Expression 23.
Figure 2004252967

ここで、iは時間(あるいは日)であり、Lは周期の長さ(一日周期では24、一週間周期では7)であり、mとしては一日のデータであれば12程度、1週間のデータであれば3程度の値で十分である。図17は、このような方法で、もとのデータから周期成分を除去した結果である。   Here, i is the time (or day), L is the length of the cycle (24 in a daily cycle, 7 in a weekly cycle), and m is about 12 for one day data, one week In the case of the above data, a value of about 3 is sufficient. FIG. 17 shows the result of removing the periodic component from the original data by such a method.

ポートフォリオのリスクを評価する場合、リスク感応度E(エクスポージャー)を考慮する必要がある。これは数24式で定義される。

Figure 2004252967
When assessing portfolio risk, it is necessary to consider the risk sensitivity E (exposure). This is defined by Equation 24.
Figure 2004252967

ここで、Δxはある市場データの変化、ΔPはそのときのポートフォリオの変化である。例えば、xが金利の場合にはEは(従来技術の)デュレーションであり、xが株式インデックスであればEはいわゆるベータ値であり、xがオプションの原資産でPがオプション価格であればEはオプションのデルタに相当する。この場合のEは1次の微係数であるが、さらに2次まで考慮して金利リスクのコンベクシティに相当する量やオプションのガンマまで考慮することも可能である。   Here, Δx is a change in certain market data, and ΔP is a change in the portfolio at that time. For example, if x is an interest rate, E is (prior art) duration, if x is a stock index, E is the so-called beta value, if x is the underlying option and P is the option price, then E Corresponds to the optional delta. In this case, E is the first derivative, but it is also possible to consider up to the second order and to consider the amount corresponding to the convexity of interest rate risk and the optional gamma.

次に、本発明の第5の実施の形態として、第1の電力取引リスク管理システムによるリスク評価手法の別例について説明する。以上に述べた第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムでは、日次収益率の分布として通常用いられている正規分布を用いることを想定していた。しかしながら、前述のように電力価格の場合には日次収益率の分布の正規分布からのずれが大きい。このこと自体が大きなリスクとなる可能性がある。このため、日次収益率の分布の正規分布からのずれは常に評価しておく必要がある。   Next, as a fifth embodiment of the present invention, another example of a risk evaluation method by the first power trading risk management system will be described. In the power transaction risk management system of the first embodiment described above, it is assumed that a normal distribution, which is generally used, is used as the distribution of the daily rate of return. However, as described above, in the case of electric power prices, the deviation of the distribution of the daily rate of return from the normal distribution is large. This in itself can be a significant risk. Therefore, it is necessary to always evaluate the deviation of the distribution of the daily rate of return from the normal distribution.

図18A、図18Bは、カリフォルニア電力取引所(CalPX)データを用いて歪度a3および尖度a4の時間変化をプロットした図である。日次収益率の分布が正規分布に近い場合にはa3〜0、a4〜3が成立する。これらの値をモニターすることで正規分布からのずれをチェックすることができる。さらに、例えば以下の数25式で定義される統計量JB(Jarque−Bera)を計算することで正規分布からのずれの程度を評価することができる。

Figure 2004252967
FIGS. 18A and 18B are diagrams plotting the change over time in the skewness a 3 and the kurtosis a 4 using the California Electric Power Exchange (CalPX) data. If daily return distribution is close to normal distribution a 3 ~0, a 4 ~3 is established. By monitoring these values, the deviation from the normal distribution can be checked. Further, the degree of deviation from the normal distribution can be evaluated by calculating a statistic JB (Jarque-Bera) defined by the following equation 25, for example.
Figure 2004252967

ここで、nはデータの数であり、統計学の理論によれば、JBは自由度2のχ2分布に従うことが分かっているから、JBが5.991以上であれば95%の信頼度で正規分布として扱えないことが示される。この第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムでは、収益分布評価部105がこれらの値を用いることでリスク評価をより厳密に行うことができる。この場合、統計データベース104に必要なデータをあらかじめ登録しておく。 Here, n is the number of data, and according to the theory of statistics, it is known that JB follows a χ 2 distribution with two degrees of freedom, so if JB is 5.991 or more, 95% reliability is obtained. Indicates that it cannot be treated as a normal distribution. In the power transaction risk management system according to the first embodiment, the profit distribution evaluation unit 105 can perform risk evaluation more strictly by using these values. In this case, necessary data is registered in the statistical database 104 in advance.

次に、本発明の第6の実施の形態として、第1の実施の形態の電力取引リスク管理システムにおけるリスク評価手法のさらに別の例ついて説明する。収益分布評価部105が実行するリスク評価においては市場から得られた分布をそのまま用いる場合もあるが、厳密にはこれは正しくない。日次収益率の分布は矛盾のない価格変動モデルに基づいて得られたものである必要がある。   Next, as a sixth embodiment of the present invention, still another example of the risk evaluation method in the power trading risk management system of the first embodiment will be described. In the risk evaluation performed by the profit distribution evaluation unit 105, the distribution obtained from the market may be used as it is, but this is not strictly correct. The distribution of the daily rate of return must be obtained based on a consistent price fluctuation model.

そこで、本実施の形態のシステムでは、この価格変動モデルとして金融ボルツマン・モデル(Y. Uenohara et. al. Proc. 5th JAFEE Int. Nat. Conf. pp.18, 1999)を用い、変動成分の評価において、金融ボルツマン・モデルに従って計算を行い、リスク中立確率分布を求めて、リスク計量を行うことを特徴とするのである。   Therefore, the system according to the present embodiment uses a financial Boltzmann model (Y. Uenohara et. Al. Proc. 5th JAFEE Int. Nat. Conf. Pp. 18, 1999) as the price fluctuation model, and evaluates the fluctuation component. In the above, the calculation is performed according to the financial Boltzmann model, the risk-neutral probability distribution is obtained, and the risk measurement is performed.

金融ボルツマン・モデルは、拡散モデルの拡張モデルであり、正規分布だけでなく広範囲な価格分布に対する派生証券価格を評価できる。ボルツマン・モデルでは連続性を損なうことなくファット・テールを組み込むことができるので複製可能性が保証され、派生証券のリスクヘッジも容易になる。金融ボルツマン方程式は数26式のように表わされる。

Figure 2004252967
The financial Boltzmann model is an extension of the diffusion model, and can evaluate derivative securities prices for a wide range of price distributions as well as normal distributions. The Boltzmann model incorporates a fat tail without loss of continuity, which guarantees reproducibility and facilitates risk hedging of derivative securities. The financial Boltzmann equation is represented by Equation 26.
Figure 2004252967

ここで、Pは原資産Sのリスク中立確率測度、tは時間、νは対数収益率、μは価格変化方向、ΛTは衝突周波数、ΛSは記憶効果を表す散乱項、S0はt=0でのSである。また、P(S,t)は数27式で表わされる。

Figure 2004252967
Here, P is a risk-neutral probability measure of the underlying asset S, t is time, ν is log return, μ is the price change direction, Λ T is the collision frequency, Λ S is the scattering term representing the memory effect, and S 0 is t = 0 at S. Further, P (S, t) is represented by Expression 27.
Figure 2004252967

散乱項ΛSは対数日次収益率分布として数28式のような関数形を仮定して計算される。

Figure 2004252967
Scattering term lambda S is calculated by assuming a functional form such as Eq. 28 as a few days following return distribution pair.
Figure 2004252967

また、T(v)は温度に相当するパラメータで数29式で表わされる。

Figure 2004252967
Further, T (v) is a parameter corresponding to temperature and is expressed by Expression 29.
Figure 2004252967

ここで、T0,c0,g0は定数である。 Here, T 0 , c 0 , and g 0 are constants.

図19A〜図19Dは金融ボルツマン・モデルによる電力価格の変動の計算例である。同図には対応する日次収益率の分布も示してある。図19Aは正規分布に近い場合の計算例であり、図19Bは日次収益率が正規分布から大きく異なる場合の結果である。金融ボルツマン・モデルでは上述のT0,c0,g0を選ぶことにより、広範囲の分布のリスク中立確率密度を求めることができる。 FIG. 19A to FIG. 19D are calculation examples of the fluctuation of the electric power price by the financial Boltzmann model. The figure also shows the distribution of the corresponding daily rate of return. FIG. 19A is a calculation example when the distribution is close to the normal distribution, and FIG. 19B is a result when the daily rate of return is significantly different from the normal distribution. In the financial Boltzmann model, by selecting T 0 , c 0 , and g 0 , the risk-neutral probability density of a wide range of distribution can be obtained.

金融ボルツマン・モデルでは、上述のように正規分布からはずれた分布も扱うことができるため、正規分布よりも実際の日次収益率を近似しやすく、電力価格の変動を記述するのに適していることが分かる。   Since the financial Boltzmann model can handle distributions that deviate from the normal distribution as described above, it is easier to approximate the actual daily rate of return than the normal distribution, and is suitable for describing fluctuations in electricity prices You can see that.

図20A、図20Bは図19の場合に金融ボルツマン・モデルにより得られた日次収益率の分布と正規分布とにおいて、累積分布関数を求めたものである。収益分布評価部105において、例えば、95%信頼度でのバリュー・アット・リスクを評価する場合には、この図において累積分布が0.05になる日次収益率を見ればよい。図20Bは図20Aの拡大図であるが、この図から累積分布が5%に相当する日次収益率の値(VaRに相当)は金融ボルツマン・モデルと正規分布で大きな違いがないが、さらに大きな損失を引き起こす確率は金融ボルツマン・モデルの方が大きくなっている。これは、図5に示したように実際の状況に対応している。   FIGS. 20A and 20B show the cumulative distribution functions obtained from the distribution of daily returns and the normal distribution obtained by the financial Boltzmann model in the case of FIG. In the case where the profit distribution evaluation unit 105 evaluates, for example, the value-at-risk with 95% reliability, it is sufficient to look at the daily profit rate at which the cumulative distribution becomes 0.05 in this figure. FIG. 20B is an enlarged view of FIG. 20A. From this figure, the value of the daily rate of return (corresponding to VaR) corresponding to a cumulative distribution of 5% is not significantly different between the financial Boltzmann model and the normal distribution. The probability of causing large losses is greater in the financial Boltzmann model. This corresponds to the actual situation as shown in FIG.

また、上記の結果はたまたま分布の違いによってVaRの値が大きく異ならない場合であったが、VaRの信頼度が99%の場合や、90%の場合には両者には大きな差がでてくる。   In addition, the above result is a case where the value of VaR does not greatly differ due to a difference in distribution. However, when the reliability of VaR is 99% or 90%, a large difference appears between the two. .

上記の結果では、金融ボルツマン・モデルの計算においてパラメータT0,c0,g0を選ぶ方法は特に特定していなかった。例えば、市場データにフィッティングするように選ぶという方法を採用することができる。 In the above results, the method of selecting the parameters T 0 , c 0 , and g 0 in the calculation of the financial Boltzmann model is not particularly specified. For example, a method of selecting to fit the market data can be adopted.

一方で、金融証券分野でなされているような方法によってT0,c0,g0を決めることもできる。図21A,図21BはCalPX電力価格およびA社株価において、対数日次収益率と需要(あるいは出来高)の関係を示したものである。これらから、明瞭ではないが収益率が大きくなるに従って需要あるいは出来高が大きくなるような類似の関係を見ることができる。少なくとも、電力価格と株価において明瞭な特徴的差異は見られない。従って、金融証券分野で用いられているような、日次収益率のメモリー効果に基づく手法(Y. Uenohara et. al. Proc. 5th JAFEE Int. Nat. Conf. pp.18, 1999)が適用可能と考えられる。 On the other hand, T 0 , c 0 , and g 0 can be determined by a method such as that used in the field of financial securities. 21A and 21B show the relationship between the logarithmic daily rate of return and the demand (or trading volume) in the CalPX power price and the company A stock price. From these, it is possible to see a similar relationship, although not clear, where the demand or volume increases as the rate of return increases. At least, there is no clear characteristic difference between electricity prices and stock prices. Therefore, a method based on the memory effect of the daily rate of return as used in the field of financial securities (Y. Uenohara et. Al. Proc. 5th JAFEE Int. Nat. Conf. Pp. 18, 1999) is applicable. it is conceivable that.

図22は、当日の日次収益率と前日の日次収益率の関係を示したものである。この図から明らかに、前日の日次収益率が大きいほど当日の日次収益率の分布の形状がフラットになっている様子が分かる。この分布形状を数28式と数29式を用いてフィッティングすることによって、T0,c0,g0を決めることができる。図23はフィッティングの結果を示している。以上のような手法によって、金融ボルツマン・モデルを電力ポートフォリオのリスク評価に用いることによって、さらに精度が高いリスク管理が可能になる。 FIG. 22 shows the relationship between the daily rate of return on the day and the daily rate of return on the previous day. This figure clearly shows that the larger the previous day's daily return rate is, the flatter the distribution of the daily return rate is on the current day. By fitting this distribution shape using Expressions 28 and 29, T 0 , c 0 , and g 0 can be determined. FIG. 23 shows the result of the fitting. By using the financial Boltzmann model for the risk evaluation of the power portfolio by the above-described method, it is possible to perform risk management with higher accuracy.

次に、本発明の第7の実施の形態の電力取引リスク管理システムについて説明する。本実施の形態は、第1の電力取引リスク管理システムにおける図9に示したポートフォリオ作成部102が実行するポートフォリオ作成時の収益最大化手法を特徴としている。したがって、システム構成は図9に示した第1の実施の形態と共通である。電力ポートフォリオ作成の処理も図10A,図10Bのフローチャートと同様である。   Next, a power trading risk management system according to a seventh embodiment of the present invention will be described. This embodiment is characterized by a profit maximization method at the time of portfolio creation performed by portfolio creating section 102 shown in FIG. 9 in the first power trading risk management system. Therefore, the system configuration is common to the first embodiment shown in FIG. The processing for creating the power portfolio is also similar to the flowcharts of FIGS. 10A and 10B.

図24は、本実施の形態におけるポートフォリオ作成部102の電力ポートフォリオ作成機能を示したものである。この場合、コストの異なる複数の発電設備(1)〜(n)の電力が価格および需要量の異なる複数の需要家(1)〜(m)に配分されている。   FIG. 24 shows a power portfolio creation function of portfolio creation section 102 in the present embodiment. In this case, the power of the plurality of power generation facilities (1) to (n) having different costs is distributed to the plurality of customers (1) to (m) having different prices and demands.

与えられた電力需要に対して個々の発電機の最適な発電機出力を決める場合、従来は前述のように数9式〜数13式に従い、増分燃料費が等しくなるように発電出力を配分していた。しかしながら、電力取引が自由化されると電力価格が時間ごと、相手ごとに異なる可能性がある。どの需要にどの発電機を割り当てるかは上述した各実施の形態に示したALM的考え方とポートフォリオ最適化の手法によって決められるが、この場合においても、どの発電機でどの程度の発電を行うかは燃料費コスト関数を用いて決める必要がある。但し、従来は燃料費が最小になるように発電パワーを割り振っていたが、本発明では利益が最大になるように割り振る。ここでは説明の簡明化のために、発電機数が2、需要家が2で、発電機1が需要1に、発電機2が需要2に電力を供給する最も簡単な場合を考える。このとき、数11式は、P1+P2=P0の条件のもとで、数30式を最大化するP1とP2を決める問題に置き換えられる。

Figure 2004252967
Conventionally, when determining the optimum generator output of each generator for a given power demand, the generator output is distributed according to Equations 9 to 13 so that the incremental fuel costs become equal, as described above. I was However, when the power trade is liberalized, the power price may be different for each time and for each partner. Which generator is allocated to which demand is determined by the ALM concept and the portfolio optimization method described in each of the above-described embodiments. In this case, too, which generator generates power and how much power is generated It must be determined using a fuel cost function. However, conventionally, the power generation is allocated so as to minimize the fuel cost, but in the present invention, the power is allocated so as to maximize the profit. Here, for simplicity of explanation, consider the simplest case in which the number of generators is 2, the number of consumers is 2, the generator 1 supplies power to demand 1, and the generator 2 supplies power to demand 2. In this case, the equation (11), under the condition of P 1 + P 2 = P 0, is replaced by the problem of determining the P 1 and P 2 to maximize the number 30 expression.
Figure 2004252967

ここで、Tは契約の期間、P1とP2は需要1および需要2の電力量であり、S1、S2は需要1および需要2の単位電力あたりの価格であり、一般的には需要家ごとに異なる需要量と時間の関数である。また、f1とf2は発電コスト関数である。 Here, T is the contract period, P 1 and P 2 are the power amounts of demand 1 and demand 2, S 1 and S 2 are the prices per unit power of demand 1 and demand 2, and generally, It is a function of the amount of demand and time, which varies from customer to customer. Further, f 1 and f 2 is the power cost function.

ここでは簡単のため、S1、S2が需要レベルによらず、さらに時間的に一定な(リスクがない)場合の例をもとに本発明の効果を示す。この場合には、数30式は時間によらないので積分をはずすことができて、数31式のようになる。

Figure 2004252967
Here, for simplicity, the effects of the present invention will be shown based on an example in which S 1 and S 2 are constant with time (no risk), regardless of the demand level. In this case, since the equation (30) does not depend on time, the integral can be removed, and the equation (31) is obtained.
Figure 2004252967

従って、収益を最大化する条件は、

Figure 2004252967
Therefore, the conditions for maximizing revenue are:
Figure 2004252967

とした場合に、数33式となる。

Figure 2004252967
In this case, Expression 33 is obtained.
Figure 2004252967

1(P1)=a11 2,f2(P2)=a22 2の場合にこれを解けば、数34式を得る。

Figure 2004252967
Solving this case f 1 (P 1) = a 1 P 1 2, f 2 (P 2) = a 2 P 2 2, get the number 34 expression.
Figure 2004252967

これらの結果は、S1=S2の場合には前述の数11式〜数13式の結果に一致する。以上の結果は、S1およびS2が時間にも需要レベルにも依存しない場合の結果であったが、S1およびS2が時間や需要レベルに依存する場合には従来手法と本手法の結果が異なり、かつ本発明の結果からより大きな収益が得られることは明らかである。 These results coincide with the results of the above-described equations (11) to (13) when S 1 = S 2 . The above results were obtained when S 1 and S 2 did not depend on time or demand level. However, when S 1 and S 2 depended on time or demand level, the conventional method and the present method did not. It is clear that the results are different and that the results of the present invention yield greater revenue.

以上はリスクのない場合の例であったが、実際にはS1やS2は時間的に変動する(すなわち、リスクが存在する)。この場合も、数30式を用いて同様に最適解を求めることができる。S1とS2のランダム変動の分散(σ2)が等しい場合には全リスクはP0とσのみによって決まるので、リスク(例えばVaR)を許容レベル以下になるようにP0を決めて、それから収益が最大になるようにP1とP2を最適化すればよい。S1とS2のリスクが異なる場合には、多数のP1とP2の組み合わせに対してリスクの値と収益を計算する必要がある。需要の数が増えた場合にも原理的には最適化が可能であるが、計算量が急激に増加する。この場合には動的計画法などを用いることで現実的な時間での計算が可能になる。また、燃料費の変動を考える場合にはf1やf2が時間の関数になるが、同様な方法が適用可能である。 Above was the example in the absence of risk, in fact, it S 1 and S 2 are time varying (i.e., the risk is present). Also in this case, the optimal solution can be similarly obtained by using Expression 30. Since overall risk in the case variance (sigma 2) is equal to the random fluctuations of S 1 and S 2 are determined only by sigma and P 0, decide P 0 to be equal to or less than the risk (eg VaR) an acceptable level, Then, P 1 and P 2 may be optimized to maximize the profit. If the risk of S 1 and S 2 are different, it is necessary to calculate the value of risk and return to the combination of a number P 1 and P 2. Although optimization is possible in principle when the number of demands increases, the amount of calculation increases rapidly. In this case, calculation in a realistic time can be performed by using a dynamic programming method or the like. Further, when considering fluctuations in fuel cost, f 1 and f 2 are functions of time, but a similar method can be applied.

図25は本発明による電力ポートフォリオのリスク管理システムの画面配置の一例を示したものである。301は対象とする期間を、302は新しい資産を、303は過去に入力した資産を、304は現在までのポジションを、305は価格と需要の関係を、306は日次収益率の分布を、307はVaRの評価部分、308はオプションの期間を、309はオプションの種類を、310は過去の需要の変化を、311は過去の価格の変化を示している。ブラック・ショールズ式を用いた演算、ボルツマン・モデルを用いた演算のいずれかを選択できる仕様である。   FIG. 25 shows an example of a screen layout of the power portfolio risk management system according to the present invention. 301 is a target period, 302 is a new asset, 303 is an asset entered in the past, 304 is a position up to the present, 305 is a relationship between price and demand, 306 is a distribution of a daily rate of return, Reference numeral 307 denotes an VaR evaluation portion, 308 denotes an option period, 309 denotes an option type, 310 denotes a change in past demand, and 311 denotes a change in past price. This is a specification in which either the operation using the Black-Scholes equation or the operation using the Boltzmann model can be selected.

なお、本発明は上述した電力取引リスク管理システムは1台のコンピュータにより、あるいは複数台のコンピュータをネットワーク接続し、さらには情報ネットワークにより各地に分散するコンピュータをネットワーク接続したネットワークシステムにより実現する。加えて、当該システムの機能を実現するために1台のコンピュータあるいはコンピュータネットワークシステムに搭載するソフトウェアプログラムをも技術的範囲とするものである。   In the present invention, the above-described power transaction risk management system is realized by a single computer or a network system in which a plurality of computers are connected to a network and computers distributed in various places are connected to each other by an information network. In addition, the technical scope includes a software program installed in one computer or a computer network system to realize the functions of the system.

1999年のカリフォルニア電力取引所(CalPX)の電力価格を一日平均の値で示したグラフである。It is the graph which showed the electric power price of the California Electric Power Exchange (CalPX) in 1999 by the average value per day. 2000年のカリフォルニア電力取引所(CalPX)の電力価格を一日平均の値で示したグラフである。It is the graph which showed the electric power price of the California Electric Power Exchange (CalPX) in 2000 by the average value per day. 2001年のドイツ・ライプチヒ電力取引所(LPX)の電力価格を一日平均の値で示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing the power prices of the German Leipzig Electricity Exchange (LPX) in 2001 as a daily average. 2001年のA社株価の終値の推移を示したグラフである。3 is a graph showing a change in the closing price of a company A stock price in 2001. カリフォルニア電力取引所(CalPX)の1日平均の電力価格の収益率の分布グラフである。FIG. 4 is a distribution graph of a daily average power rate of return of the California Electric Power Exchange (CalPX). A社株式の日次収益率の分布グラフである。It is a distribution graph of the daily rate of return of the stock of company A. 価格が平均μ、標準偏差σの正規分布に従い変動すると仮定した場合に、1%の確率で資産の価値がXL1以下に低下する場合の損失額(VaR)を示すグラフである。11 is a graph showing a loss amount (VaR) when the value of an asset falls to XL1 or less with a probability of 1%, assuming that the price fluctuates in accordance with a normal distribution having an average μ and a standard deviation σ. 価格がファット・テールを持つ確率分布に従って変動する場合に、1%の確率で価格がXL2以下に低下する場合の損失額を示すグラフである。If the price varies according to the probability distribution with fat tails, is a graph showing the loss in the case of price 1% chance drops X L2 below. カリフォルニア電力取引所(CalPX)の1日平均の電力価格の収益および95%信頼度による1日後のVaRのグラフである。Figure 4 is a graph of the California Power Exchange (CalPX) daily average power price revenue and VaR one day later with 95% confidence. 図5Aの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 5A. 本発明の第1の実施の形態の機能構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration according to the first embodiment of this invention. 電力需要のポートフォリオの説明図である。It is explanatory drawing of a portfolio of electric power demand. 従来の電力調達のポートフォリオの説明図である。It is an explanatory view of a conventional power procurement portfolio. 第1の実施の形態による電力調達のポートフォリオの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a power procurement portfolio according to the first embodiment. 電力資産・負債管理の概念を示す表である。It is a table showing the concept of power asset and liability management. 本発明の第2の実施の形態として、第1の実施の形態の電力取引リスク評価システムにおける電力調達計画作成部の詳しい内部機能構成のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a detailed internal functional configuration of a power procurement plan creation unit in the power transaction risk evaluation system according to the first embodiment as a second embodiment of the present invention. 第2の実施の形態の電力調達計画作成部の処理を示すフローチャートの前半部である。It is the first half part of the flow chart showing the processing of the electric power procurement plan creation unit of the second embodiment. 第2の実施の形態の電力調達計画作成部の処理を示すフローチャートの後半部である。It is the second half part of the flowchart which shows the process of the electric power procurement plan preparation part of 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施の形態として、第1の実施の形態の電力取引リスク評価システムにおける電力調達計画作成部の別の詳しい内部機能構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram illustrating another detailed internal functional configuration of a power procurement plan creation unit in the power transaction risk evaluation system according to the first embodiment as a third embodiment of the present invention. 第3の実施の形態の電力調達計画作成部の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the electric power procurement plan preparation part of 3rd Embodiment. 1999年2月のカリフォルニア電力取引所(CalPX)の電力需要と電力価格の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power demand and electric power price of the California Electric Power Exchange (CalPX) of February, 1999. 1999年8月のカリフォルニア電力取引所(CalPX)の電力需要と電力価格の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electricity demand of California Electricity Exchange (CalPX) of August, 1999, and an electricity price. 2001年2月のライプチヒ電力取引所(LPX)の電力需要と電力価格の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power demand of the Leipzig Electricity Exchange (LPX) and an electric power price of February, 2001. 2001年8月のライプチヒ電力取引所(LPX)の電力需要と電力価格の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power demand of the Leipzig Electricity Exchange (LPX) of August 2001, and an electric power price. 本発明の第4の実施の形態の機能構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram illustrating a functional configuration according to a fourth embodiment of the present invention. 第4の実施の形態における電力調達計画作成部の処理を示すフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a process of a power procurement plan creating unit according to a fourth embodiment. 電力価格から周期性を除去する方法を示す図である。It is a figure showing the method of removing periodicity from an electricity price. カリフォルニア電力取引所(CalPX)データを用いて歪度の時間変化をプロットした図である。It is the figure which plotted the time change of skewness using California Electric Power Exchange (CalPX) data. カリフォルニア電力取引所(CalPX)データを用いて尖度の時間変化をプロットした図である。It is the figure which plotted the time change of kurtosis using California Electric Power Exchange (CalPX) data. 本発明の第5の実施の形態により、金融ボルツマン・モデルによって計算した、正規分布に近い電力価格変動を示すグラフである。15 is a graph illustrating a power price fluctuation close to a normal distribution calculated by the financial Boltzmann model according to the fifth embodiment of the present invention. 第5の実施の形態により、金融ボルツマン・モデルによって計算した、正規分布から大きく離れた電力価格変動を示すグラフである。15 is a graph showing a power price fluctuation largely deviated from a normal distribution calculated by the financial Boltzmann model according to the fifth embodiment. 図19Aに示した電力価格変動に対応する日次収益率のグラフである。It is a graph of the daily rate of return corresponding to the electric power price fluctuation shown in FIG. 19A. 図19Bに示した電力価格変動に対応する日次収益率のグラフである。It is a graph of the daily rate of return corresponding to the electric power price fluctuation shown in FIG. 19B. 正規分布モデルおよび金融ボルツマン・モデルにおける95%信頼度のVaR値の相違を示すグラフである。It is a graph which shows the difference of VaR value of 95% reliability in a normal distribution model and a financial Boltzmann model. 図20Aの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 20A. CalPXにおける日次収益率の絶対値と需要の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of the daily rate of return in CalPX, and demand. A社株価における日次収益率と出来高の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the daily rate of return and trading volume in the stock price of company A. CalPXにおける当日の日次収益率の絶対値と前日の日次収益率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of the daily return of the day in CalPX, and the daily return of the previous day. 温度関数のフィッティング結果を示すグラフである。9 is a graph showing a fitting result of a temperature function. 本発明の第6の実施の形態による電力ポートフォーマットりぉ作成方法を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a power port format area creation method according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第1〜第6の実施の形態の諸機能を搭載した総合的な電力取引リスク管理システムの出力画面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output screen of the comprehensive electric power trading risk management system which mounts the functions of the 1st-6th embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

100:マーケットデータ
100A:発電コスト関数データ
100B:需要データ
100C:スポット市場の電力価格データ
100D:燃料価格データ
101:ポートフォリオ作成部
101A:総需要曲線計算部
102:ポートフォリオ作成部
103:発電計画策定部
104:統計データ
105:収益分布評価部
107:リスク量許容値判定部
107−1:収益最大化判定部
108:ポートフォリオ組替部
109:発電・調達計画実行部
110A:ポジション指標データ
110B:リスク指標データ
110C:ALMデータ
111:ポジション見直し部
112:現在の諸指標データ
113:出力部
114:リスクヘッジ処理部
121:排出権市場の価格データ
122:天候デリバティブの価格データ
131:過去の電力需要データ
132:過去の電力価格データ
133:需要・価格相関計測部
134:分散共分散行列作成部
135:周期成分除去部
301:対象とする期間の設定部
302:新しい資産の設定部
303:過去に入力した資産の表示部
304:現在までのポジションの表示ウィンドゥ
305:価格と需要の関係の表示部
306:日次収益率の分布の表示部
307:VaRの評価の設定部
308:オプションの期間の設定部
309:オプションの種類の設定部
310:過去の需要の変化の表示部
311:過去の価格の変化の表示部
1000:個々の需要の時間、量、リスク指標データ
1001:需要データ入力部
1002:需要カーブ作成部
1003:総発電・調達カーブ作成部
1004:電力調達計画作成部
1005:発電・調達の目標データ

100: Market data 100A: Power generation cost function data 100B: Demand data 100C: Electricity price data 100D of spot market: Fuel price data 101: Portfolio creation unit 101A: Total demand curve calculation unit 102: Portfolio creation unit 103: Power generation plan formulation unit 104: Statistical data 105: Revenue distribution evaluation unit 107: Risk amount allowable value determination unit 107-1: Revenue maximization determination unit 108: Portfolio rearrangement unit 109: Power generation / procurement plan execution unit 110A: Position index data 110B: Risk index Data 110C: ALM data 111: Position review unit 112: Current index data 113: Output unit 114: Risk hedging processing unit 121: Emissions credit market price data 122: Weather derivative price data 131: Past power demand data 132 : Excessive Power price data 133: demand / price correlation measurement unit 134: variance / covariance matrix creation unit 135: periodic component removal unit 301: target period setting unit 302: new asset setting unit 303: asset of past input Display unit 304: Display position to date Window 305: Relationship between price and demand Display unit 306: Daily return rate distribution display unit 307: VaR evaluation setting unit 308: Option period setting unit 309: Option type setting unit 310: past demand change display unit 311: past price change display unit 1000: individual demand time, quantity, risk index data 1001: demand data input unit 1002: demand curve creation Unit 1003: Total power generation / procurement curve creation unit 1004: Electricity procurement plan creation unit 1005: Power generation / procurement target data

Claims (13)

個々の電力需要を契約電力量、契約期間、契約の種類等の関連する契約条件のデータを用いて電力需要計画を作成する電力需要計画作成手段と、
前記電力需要計画に基づき、目標となる総発電・調達カーブを作成する総発電・調達カーブ作成手段と、
前記総発電・調達カーブに見合う自社発電電力と調達電力とを組み合わせた電力ポートフォリオを作成する電力ポートフォリオ作成手段と、
前記電力ポートフォリオのリスク量を評価するリスク量評価手段と、
前記電力ポートフォリオに基づく電力販売収益を算定する収益算定手段と、
前記電力ポートフォリオを組み替え、一定期間における電力販売収益におけるリスク量を許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定する収益最大化ポートフォリオ決定手段とを備えた電力取引リスク管理システム。
Power demand plan creating means for creating an electric power demand plan by using data of related contract conditions such as contract power amount, contract period, contract type, and the like,
Based on the power demand plan, a total power generation / procurement curve creating means for creating a target total power generation / procurement curve,
Power portfolio creation means for creating a power portfolio combining in-house generated power and procured power corresponding to the total power generation / procurement curve,
Risk amount evaluation means for evaluating the risk amount of the power portfolio,
A profit calculating means for calculating a power sales profit based on the power portfolio;
A power transaction risk management system comprising: a power maximizing portfolio determining unit that rearranges the power portfolio and determines a power portfolio that maximizes the power sales profit while maintaining a risk amount in the power sales profit for a certain period of time at or below an allowable value. .
自社発電による利益を最大化するように運転する発電機の組み合わせを決定する発電機組み合わせ決定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力取引リスク管理システム。   2. The power transaction risk management system according to claim 1, further comprising a generator combination determining unit that determines a combination of generators that operate so as to maximize profits generated by the in-house power generation. 過去の一定期間の電力需要、価格データと電力需要・価格関係式と将来の需要変動の予測データとから将来の電力価格の変動を推定する電力価格変動推定手段を備え、
前記電力ポートフォリオ作成手段は、前記電力ポートフォリオに、二酸化炭素の排出権価格を組み合わせ、
前記収益最大化ポートフォリオ決定手段は、前記二酸化炭素の排出権価格を組み合わせた電力ポートフォリオについて、一定期間における電力販売収益におけるリスクを許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定することを特徴とする請求項1に記載の電力取引リスク管理システム。
Power demand for a certain period in the past, price data and power demand / price relational expression and forecast data of future demand fluctuations, comprising power price fluctuation estimation means for estimating future fluctuations in power prices,
The power portfolio creating means combines the power portfolio with carbon dioxide emission credit prices,
The profit maximizing portfolio determining means determines an electric power portfolio that maximizes the electric power sales revenue while maintaining a risk in the electric power sales income for a certain period of time equal to or less than an allowable value for the electric power portfolio combining the carbon dioxide emission credit prices. The power trading risk management system according to claim 1, wherein
過去の一定期間の電力需要、価格データと電力需要・価格関係式と将来の需要変動の予測データとから将来の電力価格の変動を推定する電力価格変動推定手段を備え、
前記電力ポートフォリオ作成手段は、前記電力ポートフォリオに、該当する地域の天候に関連した金融商品を組み合わせ、
前記収益最大化ポートフォリオ決定手段は、前記天候に関連した金融商品を組み合わせた電力ポートフォリオについて、一定期間における電力販売収益におけるリスク量を許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定することを特徴とする請求項1に記載の電力取引リスク管理システム。
Power demand for a certain period in the past, price data and power demand / price relational expression and forecast data of future demand fluctuations, comprising power price fluctuation estimation means for estimating future fluctuations in power prices,
The power portfolio creation means combines the power portfolio with financial products related to the weather in the corresponding region,
The profit maximizing portfolio determination means, for the power portfolio combining the financial products related to the weather, the power portfolio maximizing the power sales revenue while maintaining the risk amount in the power sales revenue for a certain period of time at or below an allowable value. The power transaction risk management system according to claim 1, wherein the determination is made.
前記リスク評価手段は、当該システムが運営される国、地域、時間ごとに異なる電力需要・価格関係式を用いて前記電力ポートフォリオのポジション管理又はリスク指標を計算することを特徴とする請求項1に記載の電力取引リスク管理システム。   The said risk evaluation means calculates the position management or the risk index of the said power portfolio using the electric power demand / price relational expression different for every country, area | region, and time when the said system is operated, The claim 1 characterized by the above-mentioned. The described power trading risk management system. 前記リスク評価手段は、前記電力ポートフォリオのポジション管理又はリスク指標の計算において、ボラティリティ、リスク感応度(エクスポージャー)、デルタ等のリスク指標、収益率分布の歪度、尖度、収益率や価格分布のパーセント点あるいはバリュー・アット・リスク、又はアーニング・アット・リスクを用いることを特徴とする請求項5に記載の電力取引リスク管理システム。   The risk evaluation means may include, in position management of the power portfolio or calculation of a risk index, volatility, risk sensitivity (exposure), risk index such as delta, skewness of return rate distribution, kurtosis, return rate and price distribution. The power trading risk management system according to claim 5, wherein a percentage point, value at risk, or learning at risk is used. 前記リスク評価手段は、前記電力ポートフォリオのリスク評価において電力取引による収益率分布として正規分布でない確率分布を用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電力取引リスク管理システム。   The power trading risk management system according to any one of claims 1 to 6, wherein the risk evaluation unit uses a probability distribution other than a normal distribution as a profit rate distribution by the power trading in the risk evaluation of the power portfolio. 前記リスク評価手段は、前記電力ポートフォリオのリスク評価において電力取引による収益率分布として正規分布でない確率分布として、金融ボルツマン・モデルにより求めた確率分布を用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電力取引リスク管理システム。   7. The risk evaluation unit according to claim 1, wherein in the risk evaluation of the power portfolio, a probability distribution obtained by a financial Boltzmann model is used as a probability distribution that is not a normal distribution as a rate of return due to power trading. The power trading risk management system described in Crab. 発電所の収益データと燃料価格の変動データに基づいて個々の発電所の収益の変動を模擬するとともに、前記燃料価格の変動から発電リスク・パラメータを評価する発電リスク・パラメータ評価手段と、
電力市場から調達する電力の外部調達リスク・パラメータを評価する外部調達リスク・パラメータ評価手段と、
個々の需要家の電力契約のリスク・パラメータを評価する需要電力リスク・パラメータ評価手段と、
前記発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合、前記発電リスク・パラメータ、外部調達リスク・パラメータ、電力契約リスク・パラメータを含む電力ポートフォリオを作成する電力ポートフォリオ作成手段と、
前記電力ポートフォリオのリスク量を評価するリスク量評価手段と、
前記リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化するように前記発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を調整し、前記電力ポートフォリオを組み替える電力ポートフォリオ組替え手段と、
前記リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化する発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を最適な組み合わせとする発電計画を出力する最適発電計画作成手段とを備えた電力取引リスク管理システム。
A power generation risk parameter evaluation unit that simulates fluctuations in profits of individual power plants based on the power plant profit data and fuel price fluctuation data, and evaluates power generation risk parameters from the fuel price fluctuations,
An external procurement risk parameter evaluation means for evaluating external procurement risk parameters of electric power procured from the power market;
A demand power risk parameter evaluation means for evaluating risk parameters of an individual customer's power contract;
Power portfolio creation means for creating a power portfolio including the ratio of the power generation amount of the power plant and the amount of power procured from the power market, the power generation risk parameter, the external procurement risk parameter, and the power contract risk parameter;
Risk amount evaluation means for evaluating the risk amount of the power portfolio,
Power portfolio rearranging means for rearranging the power portfolio by adjusting the ratio of the amount of power generated by the power plant and the amount of power procured from the power market so as to maximize profit while keeping the risk amount below an allowable value,
Optimum power generation plan creation means for outputting a power generation plan that optimally combines the ratio of the power generation amount of the power plant and the amount of power procured from the power market to maximize profit while keeping the risk amount below an allowable value. Power trading risk management system.
自社発電による利益を最大化するように運転する発電機の組み合わせを決定する手段を備えたことを特徴とする請求項9に記載の電力取引リスク管理システム。   The power transaction risk management system according to claim 9, further comprising: means for determining a combination of generators that operate so as to maximize profits from in-house power generation. 前記リスク量評価手段は、前記電力ポートフォリオのリスク量の評価のために、マチュリティー・ラダー分析、期間ギャップ分析、デュレーション・ギャップ分析等のALM手法を用いることを特徴とする請求項9に記載の電力取引リスク管理システム。   The said risk amount evaluation means uses ALM methods, such as a maturity ladder analysis, a period gap analysis, and a duration gap analysis, for the evaluation of the risk amount of the said power portfolio, The claim 9 characterized by the above-mentioned. Power trading risk management system. 個々の電力需要を契約電力量、契約期間、契約の種類等の関連する契約条件を用いて電力需要計画を作成するステップと、
前記電力需要計画を用いて目標となる総発電・調達カーブを作成するステップと、
前記総発電・調達カーブに見合う自社発電電力と調達電力とを組み合わせた電力ポートフォリオを作成するステップと、
前記電力ポートフォリオのリスク量を評価するステップと、
前記電力ポートフォリオに基づく電力販売収益を算定するステップと、
前記電力ポートフォリオを組み替え、一定期間における電力販売収益におけるリスク量を許容値以下に保ちながら当該電力販売収益を最大化させる電力ポートフォリオを決定するステップとを有する電力取引リスク管理方法。
Creating an electric power demand plan using the relevant contract conditions such as contract electric energy, contract period, contract type, and the like,
Creating a target total power generation and procurement curve using the power demand plan,
Creating a power portfolio combining in-house generated power and procured power corresponding to the total power generation / procurement curve;
Evaluating the amount of risk in the power portfolio;
Calculating power sales revenue based on the power portfolio;
Rearranging the power portfolio and determining a power portfolio that maximizes the power sales revenue while maintaining a risk amount in the power sales profit for a certain period of time equal to or less than an allowable value.
発電所の収益データと燃料価格の変動データに基づいて個々の発電所の収益の変動を模擬するとともに、前記燃料価格の変動から発電リスク・パラメータを評価するステップと、
電力市場から調達する電力の外部調達リスク・パラメータを評価するステップと、
個々の需要家の電力契約のリスク・パラメータを評価するステップと、
発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合、前記発電リスク・パラメータ、外部調達リスク・パラメータ、電力契約リスク・パラメータを含む電力ポートフォリオを作成するステップと、
前記電力ポートフォリオのリスク量を評価するステップと、
前記リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化するように、前記発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を調整し、前記電力ポートフォリオを組み替えるステップと、
前記リスク量を許容値以下に保ちながら収益を最大化する発電所の発電量と電力市場からの調達電力量との割合を最適な組み合わせとし、これを発電計画として出力するステップとを有する電力取引リスク管理方法。


Simulating the fluctuations in the profits of the individual power plants based on the power generation data and the fuel price fluctuation data, and evaluating a power generation risk parameter from the fuel price fluctuations;
Assessing external procurement risk parameters for electricity procured from the electricity market;
Assessing the risk parameters of the individual customer's power contract;
Creating a power portfolio including the ratio of the amount of power generated by the power plant and the amount of power procured from the power market, the power generation risk parameter, the external procurement risk parameter, and the power contract risk parameter;
Evaluating the amount of risk in the power portfolio;
Adjusting the ratio between the amount of power generated by the power plant and the amount of power procured from the power market so as to maximize profit while keeping the amount of risk below an allowable value, and rearranging the power portfolio;
A step of outputting the power generation plan as a power generation plan by optimally combining the ratio between the power generation amount of the power plant and the amount of power procured from the power market to maximize the profit while keeping the risk amount below an allowable value. Risk management method.


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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006331229A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Toshiba Corp Power transaction support system, method thereof, and program thereof
JP2007004646A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Hitachi Ltd Power transaction support system and power transaction support program
JP2007058760A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Mitsubishi Electric Corp Energy transaction support system and energy transaction support program
JP2008059125A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Tohoku Electric Power Co Inc System, method, and program for analyzing profit and loss of electrical business
JP2008084095A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Chugoku Electric Power Co Inc:The Power trading risk management apparatus and power trading risk management method
JP2008225755A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Chugoku Electric Power Co Inc:The Power transaction prediction system and power transaction prediction program
JP2009089477A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Tokyo Electric Power Co Inc:The Method and device for procurement optimum processing
JP2009528634A (en) * 2006-03-01 2009-08-06 タウンセンド・アナリティクス・リミテッド Method and system for risk management
JP2010224832A (en) * 2009-03-23 2010-10-07 Tohoku Electric Power Co Inc Electric power market price prediction method
WO2011155252A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 中国電力株式会社 Power demand plan coordination device, power demand plan coordination method, and program
CN103606109A (en) * 2013-10-25 2014-02-26 南昌大学 Comprehensive power grid operation safety risk evaluation method based on evaluation objects
JP2015158750A (en) * 2014-02-21 2015-09-03 株式会社東芝 Power supply utilization planning apparatus, power supply utilization planning method, and power supply utilization planning program
WO2023134254A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Equipment model selection method for energy interconnection system
CN117114364A (en) * 2023-10-20 2023-11-24 华北电力大学 Multi-market collaborative management and control method and system for electric power transaction
US11954728B2 (en) 2020-11-16 2024-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Information processing device, information processing method, and non-transitory computer readable medium

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006331229A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Toshiba Corp Power transaction support system, method thereof, and program thereof
JP4660281B2 (en) * 2005-05-27 2011-03-30 株式会社東芝 Power trading support system and method, and program
JP2007004646A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Hitachi Ltd Power transaction support system and power transaction support program
JP2007058760A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Mitsubishi Electric Corp Energy transaction support system and energy transaction support program
JP2009528634A (en) * 2006-03-01 2009-08-06 タウンセンド・アナリティクス・リミテッド Method and system for risk management
JP4722794B2 (en) * 2006-08-30 2011-07-13 東北電力株式会社 Electricity business profit and loss analysis system
JP2008059125A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Tohoku Electric Power Co Inc System, method, and program for analyzing profit and loss of electrical business
JP2008084095A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Chugoku Electric Power Co Inc:The Power trading risk management apparatus and power trading risk management method
JP2008225755A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Chugoku Electric Power Co Inc:The Power transaction prediction system and power transaction prediction program
JP2009089477A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Tokyo Electric Power Co Inc:The Method and device for procurement optimum processing
JP2010224832A (en) * 2009-03-23 2010-10-07 Tohoku Electric Power Co Inc Electric power market price prediction method
WO2011155252A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 中国電力株式会社 Power demand plan coordination device, power demand plan coordination method, and program
JP2011257949A (en) * 2010-06-08 2011-12-22 Chugoku Electric Power Co Inc:The Device and method for adjusting electric power demand plan, and program
CN103606109A (en) * 2013-10-25 2014-02-26 南昌大学 Comprehensive power grid operation safety risk evaluation method based on evaluation objects
JP2015158750A (en) * 2014-02-21 2015-09-03 株式会社東芝 Power supply utilization planning apparatus, power supply utilization planning method, and power supply utilization planning program
US11954728B2 (en) 2020-11-16 2024-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Information processing device, information processing method, and non-transitory computer readable medium
WO2023134254A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Equipment model selection method for energy interconnection system
CN117114364A (en) * 2023-10-20 2023-11-24 华北电力大学 Multi-market collaborative management and control method and system for electric power transaction

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