JP2005078170A - 電力取引オークションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 送電線の空き容量の有効利用が可能で、かつ、オークションの公平性を保証することが可能な、送電混雑を考慮した電力取引オークションシステムを得る。
【解決手段】 電力の受渡しを行う地点を示す供給エリアとこの供給エリア間を結ぶ送電線の空き容量を登録するシステム情報登録機構４と、入札を受け付ける電力入札受付機構７と、送電線混雑を考慮したオークションを行うオークション機構９と、オークションの決済機構１０と、オークション結果開示機構１１とを有し、送電混雑を考慮したオークション機構９は、送電混雑を考慮しないオークションを行った結果、潮流値が空き容量を超える送電線がある場合には、市場を分割して各市場毎に取引を成立させるようにする。
【選択図】図９

Description

この発明は、ネットワークを介して電力取引のオークションを行う電力取引オークションシステムに関するものである。

従来の電力取引のオークション方法としては、オークション前に新たな送電混雑が発生しないように各市場参加者の入札量を所定のルールに基づき変更し、この変更した入札量に基づきオークションを実行することにより送電混雑を考慮している（例えば、特許文献１参照）。
また、一般的には、送電混雑を考慮した電力オークション問題を以下に示すように定式化し、この問題を最適化手法である線形計画法で解くことにより、送電混雑を考慮している。

目的関数
Ｍａｘ （ΣＰＢｊ・ＱＢｊ−ΣＰＳｉ・ＱＳｉ）・・・社会的便益の最大化
制約条件
［Ｈ］・［Ｐ（Ｑ）］＜＝［ＡＴＣ］ ・・・送電混雑に関する制約
ΣＱｊ−ΣＱｉ＝０ ・・・需給バランスに関する制約
ただし、
ＰＢｊ ：買い入札価格
ＱＢｊ ：買い入札量
ＰＳｉ ：売り入札価格
ＱＳｉ ：売り入札量
Ｈ ：送電線伝達マトリクス
Ｐ ：エリア毎の電力量ベクトル
ＡＴＣ ：送電線の空き容量ベクトル

特開２００３−１２２９５６号公報（第４−５頁、第３図）

従来の電力取引のオークション方法においては、新たな送電混雑が発生しないように入札量を修正した後にオークションを行う場合では、オークションの過程で送電混雑を考慮していないため、送電線の空き容量の有効利用ができないという問題があった。
また、最適化計算によりオークション結果を求める場合では、オークションの過程が確認できないため、送電混雑とオークション結果の関係を明確に把握することができず、オークション結果の公平性を判断することが困難であるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、送電線の空き容量の有効利用が可能で、かつ、オークションの公平性を保証することが可能な、送電混雑を考慮した電力取引オークションシステムを得ることを目的とする。

この発明に係わる電力取引オークションシステムにおいては、インターネットを介して電力取引のオークションを行う電力取引オークションシステムにおいて、電力の受渡しを行う地点を示す供給エリア及び供給エリア間を結ぶ送電線の情報を登録するシステム情報登録手段、送電線の空き容量を登録する送電線空き容量登録手段、電力の販売側及び購入側の市場参加者からの入札情報をインターネットを介して受け付ける電力入札受付手段、及び送電線の空き容量を考慮して市場参加者からの入札情報に基づきオークションを実行する第一のオークション手段を備えたものである。

この発明は、以上説明したように、インターネットを介して電力取引のオークションを行う電力取引オークションシステムにおいて、電力の受渡しを行う地点を示す供給エリア及び供給エリア間を結ぶ送電線の情報を登録するシステム情報登録手段、送電線の空き容量を登録する送電線空き容量登録手段、電力の販売側及び購入側の市場参加者からの入札情報をインターネットを介して受け付ける電力入札受付手段、及び送電線の空き容量を考慮して市場参加者からの入札情報に基づきオークションを実行する第一のオークション手段を備えたので、送電線の空き容量を考慮したオークションを行うことができ、送電線の空き容量を有効活用することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電力取引オークションシステムを示す構成図である。
図１において、電力取引オークションシステム１は、インターネット２を介して、市場参加者３の間の電力商品のオークションを実施し、電力取引の仲介を行うシステムであり、次の４〜１１により構成される。
システム情報登録機構４（システム情報登録手段）は、電力の受渡しを行う地点を示す供給エリア、供給エリアと供給エリアを結ぶ送電線等の電力取引市場全体の情報をデータ格納機構８へ登録する。市場参加者情報登録機構５は、市場参加者の会社名、登録供給エリア等の市場参加者の情報をデータ格納機構８へ登録する。送電線空き容量登録機構６（送電線空き容量登録手段）は、送電線の空き容量をデータ格納機構８へ登録する。

電力入札受付機構７（電力入札受付手段）は、インターネット２を介して、市場参加者３からの入札データを受け付け、入札データをデータ格納機構８へ登録する。データ格納機構８は、電力取引オークションに関係するすべての入力データ、および、すべての出力データを格納する。送電混雑を考慮したオークション機構９（第一のオークション手段）は、データ格納機構８に格納されているデータから、送電線の空き容量を考慮したオークションを実施する。
決済機構１０は、送電混雑を考慮したオークション機構９からのオークション結果から各市場参加者（プレーヤー）毎の決済を実施し、データ格納機構８へオークション結果ならびに決済結果を登録する。オークション結果開示機構１１は、オークション結果および決済結果を、インターネット２を介して、市場参加者３へ開示する。
図２は、この発明の実施の形態１による電力取引オークションを示すフローチャートである。

次に、動作について図２を用いて説明する。
処理ステップＳ２−１では、システム情報登録機構４により、電力市場全体に関するシステムデータをデータ格納機構８へ登録する。処理ステップＳ２−２では、市場参加者情報登録機構５により、市場参加者３に関する情報をデータ格納機構８へ登録する。処理ステップＳ２−３では、送電線空き容量登録機構６により、送電線の空き容量をデータ格納機構８へ登録する。処理ステップＳ２−４では、電力入札受付機構７により、インターネット２を介して市場参加者３からの入札データを受け付け、データ格納機構８へ登録する。処理ステップＳ２−５では、オークション機構９により、データ格納機構８に登録されているデータを読込み、送電線の空き容量を考慮したオークションを実施する。
処理ステップＳ２−６では、決済機構１０により、オークション結果から各市場参加者毎の決済を実施し、データ格納機構８へオークション結果と決済結果を登録する。処理ステップＳ２−７では、オークション結果開示機構１１により、インターネット２を介して市場参加者３へオークション結果および決済結果を開示する。

実施の形態１によれば、送電混雑を考慮したオークションを行うので、送電線の空き容量の有効活用することができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図３に基づいて説明する。
図３は、この発明の実施の形態２による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークションを示すフローチャートである。
実施の形態２は、実施の形態１の図２の処理ステップＳ２−５でオークション機構９によって行われるオークションで、送電線の空き容量を考慮しないオークションの結果、潮流値が空き容量を超過している送電線が存在する場合に市場分割を行い、それぞれの市場毎にオークションを行うことにより、送電線の空き容量を考慮したオークションとするものである。この実施の形態２の送電混雑を考慮したオークションについて、図３を用いて説明する。
処理ステップＳ３−１では、データ格納機構８に格納されているオークションに必要なすべてのデータを読込む。処理ステップＳ３−２では、供給エリア間の送電線の空き容量を考慮しないオークションを実施する。処理ステップＳ３−３では、オークション結果から供給エリアの送電線の潮流値を算出する。処理ステップＳ３−４では、潮流値が空き容量を超過している送電線が存在しているかを判定する。潮流値が空き容量を超過している送電線が存在する場合は、処理ステップ３−５に処理を移し、存在しない場合は、処理ステップＳ３−２で求めたオークション結果を最終的なオークション結果としてオークションを終了する。
処理ステップＳ３−５では、潮流値が空き容量を超過している送電線の中から所定の条件に基づき市場分割点を求め、市場分割を実施する。処理ステップＳ３−６では、処理ステップＳ３−５での市場分割に際に、市場全体の需給バランスを守るために、分割された市場に対して仮想入札を設定する。

図４は、この発明の実施の形態２による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークションの例を示す図であり、図４（ａ）は、オークション条件を示す図、図４（ｂ）は、送電線の空き容量を考慮しないオークションを示す図、図４（ｃ）は、市場分割後のオークションを示す図である。
次に、図４に用いて、さらに詳細に実施の形態２について説明する。
図４では、図４（ａ）に示されるように、供給エリアが２つあり、２つの供給エリア間の送電線空き容量が５０ＭＷである電力取引市場におけるオークションを想定する。
供給エリア１には、１００ＭＷを１０円／ｋＷｈで購入希望の受電Ａ、１００ＭＷを９円／ｋＷｈで購入希望の受電Ｂ、１００ＭＷを６円／ｋＷｈで購入希望の受電Ｅ、１００ＭＷを５円／ｋＷｈで購入希望の受電Ｆ、１００ＭＷを８円／ｋＷｈで販売希望の送電Ｄ、および、１００ＭＷを７円／ｋＷｈで販売希望の送電Ｃの入札があり、供給エリア２には、１００ＭＷを８円／ｋＷｈで購入希望の受電Ｃ、１００ＭＷを７円／ｋＷｈで購入希望の受電Ｄ、１００ＭＷを４円／ｋＷｈで販売希望の送電Ａ、１００ＭＷを５円／ｋＷｈで販売希望の送電Ｂ、１００ＭＷを６円／ｋＷｈで販売希望の送電Ｅの入札があるものとする。

上記オークション条件において、２つの供給エリア間の送電線の空き容量を考慮しないオークションを行った結果を図４（ｂ）に示す。オークションは図４（ｂ）のグラフに示すように、販売入札に関して販売価格が安い入札から順番に電力量を積み上げ、購入入札に関しては購入価格が高い入札から順番に電力量を積み上げ、販売と購入がクロスする点で取引量と取引価格を決定する。
図４（ｂ）の送電線の空き容量を考慮しないオークション結果は、総取引量が４００ＭＷで、決済価格が７円／ｋＷｈとなる。また、各入札のオークション結果は、供給エリア１では、受電Ａは１００ＭＷ購入、受電Ｂは１００ＭＷ購入、送電Ｃは１００ＭＷとなり、供給エリア２では受電Ｃは１００ＭＷ購入、受電Ｄは１００ＭＷ購入、送電Ａは１００ＭＷ販売、送電Ｂは１００ＭＷ販売、送電Ｅは１００ＭＷ販売となっている。
また、このオークション結果に基づき、送電線の潮流値を算定すると供給エリア２から供給エリア１に向かって１００ＭＷとなり、送電線の空き容量５０ＭＷを超過しており、このオークション結果では実際に取引することが出来ない。

つぎに、供給エリア間の送電線にて市場分割を行い、分割した各市場にてオークションを実施した結果を図４（ｃ）に示す。市場分割を行うにあたり、市場全体としての需給バランスを保つように市場分割後の各市場に対して仮想入札を設定する。送電線の空き容量と潮流方向に基づき、受電側の市場である供給エリア１に対して、５０ＭＷを０円／ｋＷｈで販売の入札を設定し、送電側の市場である供給エリア２に対して、５０ＭＷを９９９円／ｋＷｈで購入の入札を設定する。これにより、送電線の空き容量５０ＭＷを必ず守った上で、各市場毎のオークションが可能となる。

図４（ｃ）の市場分割後のオークション結果は、供給エリア１では総取引量が２００ＭＷで、取引価格が８円／ｋＷｈとなり、供給エリア２では総取引量が２５０ＭＷで、取引価格が６円／ｋＷｈとなる。また、各入札のオークション結果は、供給エリア１では、受電Ａは１００ＭＷ購入、受電Ｂは１００ＭＷ購入、送電Ｃは１００ＭＷ販売となり、送電Ｄは５０ＭＷ販売となり、供給エリア２では受電Ｃは１００ＭＷ購入、受電Ｄは１００ＭＷ購入、送電Ａは１００ＭＷ販売、送電Ｂは１００ＭＷ販売、送電Ｅは５０ＭＷ販売となっている。
以上より、送電線の空き容量５０ＭＷを守るため、供給エリア１の送電Ｄの５０ＭＷの販売が増加し、供給エリア２の送電Ｅの５０ＭＷの販売が減少していることが把握できる。

実施の形態２によれば、送電線の空き容量を考慮しないオークションの結果、潮流値が空き容量を超過している送電線が存在する場合は、市場分割を行い、それぞれの市場毎に取引を成立させることにより、送電線の空き容量を考慮したオークションとするので、送電線の空き容量を有効活用することができる。
また、送電線の空き容量を考慮しないオークション実施後に、送電線混雑を考慮したオークションを実行するため、送電混雑によるオークション結果の変化を明確に把握することができ、送電混雑を考慮したオークション結果の公平性を保証することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図５に基づいて説明する。
図５は、この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの市場分割処理を示すフローチャートである。
実施の形態３は、送電線の両側の供給エリアの縮約と、その送電線の削除を伴う市場分割処理の詳細についてのものである。図５の手順により行われる。
処理ステップＳ５−１では、潮流値が空き容量を超過していないすべての送電線に対して、送電線の両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約し、当該送電線を削除する。処理ステップＳ５−２では、処理ステップＳ５−１における縮約処理後の各供給エリアの潮流バランスを算定する。処理ステップＳ５−３では、処理ステップＳ５−５から処理ステップＳ５−７の処理を行う潮流値が空き容量を超過する一つの送電線に着目する。
処理ステップＳ５−４では、潮流値が空き容量を超過するすべての送電線に着目済みであるか判定する。上記送電線すべて着目済みである場合は、処理ステップＳ５−１０に処理を移し、着目済みでない場合は、処理ステップＳ５−５へ処理を移す。処理ステップＳ５−５では、潮流値が空き容量を超過する送電線について、両端の供給エリアの潮流バランスが平衡状態であるかを判定する。両端の供給エリアの潮流バランスが平衡状態である場合は、処理ステップＳ５−８に処理を移し、片端あるいは両端の潮流バランスが平衡状態でない場合は、処理ステップＳ５−６に処理を移す。

処理ステップＳ５−６では、潮流値が空き容量を超過する送電線について、両端の供給エリアの潮流バランスが流出あるいは流入であるかを判定する。両端の供給エリアの潮流バランスが流出あるいは流入である場合は、処理ステップＳ５−８に処理を移し、両端の供給エリアの潮流バランスが異なる場合は、処理ステップＳ５−７に処理を移す。
処理ステップＳ５−７では、潮流値が空き容量を超過する送電線について、片端の供給エリアの潮流バランスが流出で片端の供給エリアの潮流バランスが流入であり、かつ、潮流バランスが流出の供給エリアから流入の供給エリアに向かって潮流が流れているかを判定する。上記条件を満たしている場合は、処理ステップＳ５−８に処理を移し、上記条件を満たしていない場合は、処理ステップＳ２−３に処理を移す。
処理ステップＳ５−８では、処理ステップＳ５−５から処理ステップＳ５−７までの判定条件を満たす潮流値が空き容量を超過する送電線について、両端の供給エリアを１つの供給エリアに縮約し、当該送電線を削除する。処理ステップＳ５−９では、処理ステップＳ５−８における縮約処理後の各供給エリアの潮流バランスを算定する。処理ステップＳ５−１０では、処理ステップＳ５−８の処理にて削除されずに残った送電線を市場分割点とし、市場分割処理を実行する。

図６は、この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの供給エリアの潮流バランス算定の例を示す図であり、図６（ａ）は、潮流バランスが流出の場合を示す図、図６（ｂ）は、潮流バランスが流入の場合を示す図、図６（ｃ）は、潮流バランスが平衡の場合を示す図である。
次に、供給エリアの潮流バランス算定機構について、図６に用いて詳細に説明する。
供給エリアの潮流バランスは、以下の式により定義され、すべての送電線の潮流値が空き容量を超過しない場合の供給エリアに接続する送電線からの潮流値も含めた供給エリアの需給バランスを意味する。

潮流バランス＝需給バランス量＋Σｓｉｇｎ（ＦＬＯＷｋ）×ｍｉｎ（｜ＦＬＯＷｋ｜，ＡＴＣｋ）
ｋ∈Ａ
ここで、
Ａ ：供給エリアに接続する送電線
ＦＬＯＷｋ ：オークション結果における送電線ｋの潮流値
Ｓｉｇｎ（ＦＬＯＷｋ）：オークション結果における送電線ｋの潮流方向
（供給エリアへの流入は正、流出は負）
ＡＴＣｋ ：送電線ｋの空き容量

図６（ａ）の例は、潮流バランスが流出の場合であり、供給エリアの需給バランス量が１１０ＭＷの供給不足、空き容量６０ＭＷの送電線から８０ＭＷの流入、空き容量９０ＭＷの送電線から７０ＭＷの流入、空き容量１０ＭＷの送電線へ４０ＭＷの流出があり、潮流バランスは１０ＭＷの流出となる。
図６（ｂ）の例は、潮流バランスが流入の場合であり、供給エリアの需給バランス量が４０ＭＷの供給不足、空き容量３０ＭＷの二つの送電線から８０ＭＷの流入、４０ＭＷの流出があり、潮流バランスは３０ＭＷの流入となる。
図６（ｃ）の例は、潮流バランスが平衡の場合であり、供給エリアの需給バランス量が３０ＭＷの供給不足、空き容量５０ＭＷの送電線から３０ＭＷの流入があり、潮流バランスは０ＭＷの平衡となる。

図７は、この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの送電混雑が発生していない送電線の削除方法の例を示す図であり、図７（ａ）は、送電混雑が発生していない送電線の削除を示す図、図７（ｂ）は、潮流バランスの算定を示す図である。
次に、潮流値が空き容量を超過していない送電線について、両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約して当該送電線を削除する基本供給エリア縮約機構について、図７を用いて詳細に説明する。

図７では、４つの供給エリア、６つの送電線がある電力市場に対する例を示す。 図７（ａ）は、送電線の空き容量を考慮しないオークション結果である。供給エリア３と供給エリア６の間の送電線は、空き容量１５０ＭＷで潮流値は１００ＭＷであり、潮流値が空き容量を超過していない。また、供給エリア４と供給エリア７の間の送電線は、空き容量１５０ＭＷで潮流値１００ＭＷであり、潮流値が空き容量を超過していない。このためこの２つの送電線は市場分割点となり得ないため、供給エリア３と供給エリア６、供給エリア４と供給エリア７を縮約し、これら供給エリア間の送電線を削除する。
図７（ｂ）は、基本供給エリア縮約機構にて縮約を行った各供給エリアに対して、潮流バランスを算定した結果を示す。供給エリア３と供給エリア６は縮約され、供給エリア３‘となり、需給バランス量は２０ＭＷの供給過剰となっている。また、供給エリア４と供給エリア７は縮約され、供給エリア４’となり、需給バランス量は８０ＭＷの供給不足となっている。

図８は、この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの送電混雑が発生している送電線の削除方法の例を示す図であり、図８（ａ）は、送電混雑が発生している送電線の削除を示す図、図８（ｂ）は、潮流バランスの算定を示す図、図８（ｃ）は、送電混雑が発生している送電線の削除を示す図、図８（ｄ）は、潮流バランスの算定を示す図である。
次に、潮流値が空き容量を超過している送電線について、両端の供給エリアを潮流バランスに基づく所定の条件により、両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約して当該送電線を削除する条件付き供給エリア縮約機構について、図８を用いて詳細に説明する。

図８では、図７で説明した基本供給エリア縮約機構による結果に対する条件付き供給エリア縮約機構の動作を示す。
図８（ａ）では、供給エリア２と供給エリア３‘の間の送電線に着目し、供給エリア２の潮流バランスが平衡状態となっているため、供給エリア２と供給エリア３’を縮約し、当該送電線を削除する。
図８（ｂ）は、供給エリア２と供給エリア３を縮約後、潮流バランスを計算した結果を示しており、供給エリア２と供給エリア３‘を縮約した供給エリア３’の需給バランスは、２００ＭＷの供給不足、潮流バランスは流入となっている。
次に、供給エリア３‘と供給エリア４’の間の送電線に着目し、供給エリア３‘の潮流バランスが流入、供給エリア４‘の潮流バランスが流出、かつ、潮流方向が供給エリア３’から供給エリア４’に向かっているため、供給エリア３‘と供給エリア４’を縮約し、当該送電線を削除する。

図８（ｃ）は、供給エリア３‘と供給エリア４’を縮約後、潮流バランスを計算した結果を示しており、供給エリア３‘と供給エリア４’を縮約した供給エリア３’の需給バランスは２８０ＭＷの供給不足、潮流バランスは流入となっている。
次に、供給エリア３‘と供給エリア５の間の送電線に着目し、供給エリア３’の潮流バランスが流入、供給エリア５の潮流バランスが流入となっているため、供給エリア３‘と供給エリア５を縮約し、当該送電線を削除する。
図８（ｄ）は、供給エリア３‘と供給エリア５を縮約後、潮流バランスを計算した結果を示しており、供給エリア３‘と供給エリア５を縮約した供給エリア３’の需給バランスは、４００ＭＷの供給不足、潮流バランスは流入となっている。
次に、供給エリア３‘と供給エリア１の間の送電線に着目し、供給エリア３’の潮流バランスが流入、供給エリア１の潮流バランスが流出、かつ、潮流方向が供給エリア１から供給エリア３‘に向かっているため、供給エリア３’と供給エリア５を縮約せず、当該送電線を市場分割点とする。

実施の形態３によれば、市場分割を行い、送電線の空き容量を考慮したオークションを行うので、送電線の空き容量の有効活用することができる。
また、送電線の空き容量を考慮しないオークション実施後に、送電線混雑によるオークションを実行するため、送電混雑により結果の変化を明確に把握することができ、送電混雑を考慮したオークション結果の公平性を保証することができる。
さらに、潮流バランスに基づく所定の条件により市場分割を行い、送電線の空き容量を考慮したオークションを行うので、オークションの最適性を保証することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図９に基づいて説明する。実施の形態４は、４つの供給エリアにより、実施の形態２及び実施の形態３を総合的に説明するものである。
図９は、この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムを示す構成図である。
図９において、電力取引オークションシステム１は、インターネット２を介して、市場参加者３の間の電力商品のオークションを実施し、電力取引の仲介を行うシステムであり、次の４〜１１により構成される。
システム情報登録機構４は、電力の受渡しを行う地点を示す供給エリア、供給エリアと供給エリアを結ぶ送電線等の電力取引市場全体の情報をデータ格納機構８へ登録する。市場参加者情報登録機構５は、市場参加者３の会社名、登録供給エリア等の市場参加者３の情報をデータ格納機構８へ登録する。送電線空き容量登録機能６は、送電線の空き容量をデータ格納機構８へ登録する。

電力入札受付機構７は、インターネット２を介して、市場参加者３からの入札データを受け付け、入札データをデータ格納機能８へ登録する。データ格納機構８は、電力取引オークションに関係するすべての入力データ、および、すべての出力データを格納する。送電混雑を考慮したオークション機構９は、データ格納機能８に格納されているデータから、送電線の空き容量を考慮したオークションを実施する。決済機構１０は、送電混雑を考慮したオークション機構９からのオークション結果から各プレーヤー毎の決済を実施し、データ格納機構８へオークション結果ならびに決済結果を登録する。オークション結果開示機構１１は、オークション結果および決済結果を、インターネット２を介して、市場参加者３へ開示する。

送電混雑を考慮したオークション機構９（第一のオークション手段）は、次の１２〜１４、１８により構成されている。
オークション機構１２（第二のオークション手段）は、送電線の空き容量を考慮しないオークションを実施する。送電線潮流値算定機構１３（送電線潮流値算定手段）は、オークション機構１２の結果に基づき、送電線の潮流値を算定する。市場分割機構１４（市場分割手段）は、送電線潮流値算定機構１３で求めた送電線の潮流状態から、市場分割点を抽出し、市場分割を実施する。仮想入札設定機構１８（仮想入札設定手段）は、市場全体の需給バランスを守るために市場分割機構１３にて分割された各市場に対して仮想入札を設定する。

市場分割機構１４は、次の１５〜１７により構成されている。
基本供給エリア縮約機構１５（基本供給エリア縮約手段）は、市場分割において、送電線の潮流値が空き容量を超過していない送電線の両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約し、当該送電線を削除する。条件付き供給エリア縮約機構１６（条件付き供給エリア縮約手段）は、市場分割において、送電線の潮流値が空き容量を超過している送電線について、当該送電線の両端の供給エリアの潮流バランスに基づく所定の条件を満たす場合、両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約し、当該送電線を削除する。潮流バランス算定機構１７（潮流バランス算定手段）は、基本供給エリア縮約機構１５の実行後及び条件付き供給エリア縮約機構１６の実行後の各供給エリアの潮流バランスを算定する。

図１０は、この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークション条件を示す図である。
図１１は、この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークション過程を示す図であり、図１１（ａ）は、送電線の空き容量を考慮しないオークションを示す図、図１１（ｂ）は、送電混雑が発生していない送電線の削除を示す図、図１１（ｃ）は、送電混雑が発生している送電線の削除を示す図、図１１（ｄ）は、市場分割と仮想入札設定を示す図である。
図１２は、この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークション結果を示す図である。

次に、図１０〜図１２を用いてさらに詳細に説明する。
図１０は供給エリアが４つあり、４つの送電線がある電力市場におけるオークションの条件を示している。
供給エリア１では４名の市場参加者（Ｐｌａｙｅｒ）が入札しており、供給エリア２では３名の市場参加者が入札しており、供給エリア３では２名の市場参加者が入札しており、供給エリア４では２名の市場参加者が入札している。
図１１、図１２は、送電混雑を考慮したオークションの過程を示している。上
上記オークション条件において、４つの送電線の空き容量を考慮しないオークションを行った結果を図１１（ａ）に示す。
送電線の空き容量を考慮しないオークション結果は、総取引量が４３０ＭＷで、取引価格が７円／ｋＷｈとなる。また、各入札のオークション結果は、図１１（ａ）の表に示すとおりとなっている。このオークション結果に基づき、送電線の潮流値を算定すると４つの送電線の内、供給エリア３と供給エリア４を結ぶ送電線を除く３つの送電線の潮流値が空き容量を超過しており、このオークション結果では実際に取引することが出来ない。

次に、潮流値が空き容量を超過していない送電線の縮約について図１１（ｂ）に示す。供給エリア３と供給エリア４の間の送電線は、空き容量が２００ＭＷで潮流値が１３０ＭＷであるので、潮流値が空き容量を超過していないため、市場分割点となり得ない。このため、供給エリア３と供給エリア４を縮約し、供給エリア３‘を作成し、当該送電線を削除する。縮約された各供給エリア３’の潮流バランスを算定すると流出となる。
次に、市場分割点を決定するための潮流値が空き容量を超過している送電線の縮約について図１１（ｃ）に示す。初めに、供給エリア１と供給エリア２の間の送電線に着目し、供給エリア１は潮流バランスが流入で、供給エリア２の潮流バランスは流入であり、縮約条件を満たすため、供給エリアを縮約し供給エリア２‘を作成し、当該送電線を削除する。図１１（ｃ）の左図は、縮約後の供給エリア２’の潮流バランスを算定した結果を示す。次に、供給エリア２‘と供給エリア３’の間の送電線に着目し、供給エリア２‘の潮流バランスは流入、供給エリア３’の潮流バランスは流出であり、かつ、潮流方向が供給エリア３‘から供給エリア２’へ向かっており、縮約条件を満たさないため、当該送電線を削除せずに、市場分割点とする。

次に、市場分割点における市場分割と仮想入札の設定について図１１（ｄ）に示す。上記で決定した供給エリア２と供給エリア３の間の送電線にて市場分割を行い、供給エリア１と供給エリア２からなる市場と、供給エリア３と供給エリア４からなる市場を作る。また、市場分割を行うにあたり、市場全体としての需給バランスを保つように市場分割後の各市場に対して仮想入札を設定する。市場分割点となる送電線の空き容量と潮流方向に基づき、受電側の市場である供給エリア２に対して、３００ＭＷを０円／ｋＷｈで販売の入札を設定し、送電側の市場である供給エリア３に対して、３００ＭＷを９９９円／ｋＷｈで購入の入札を設定する。これにより、送電線の潮流を空き容量３００ＭＷを必ず守った上で、各市場後とのオークションが可能となる。

市場分割後の各市場に対して送電線の空き容量を考慮しないオークションを行った結果を図１２に示す。供給エリア１と供給エリア２からなる市場では、総取引量が４３０ＭＷで、取引価格が７．６円／ｋＷｈとなり、供給エリア３と供給エリア４からなる市場では、総取引量が３００ＭＷで、取引価格が６．８円／ｋＷｈとなる。
以上より、最終的にこのオークションでは、供給エリア２と供給エリア３の間の送電線に混雑が残り、この送電線の空き容量３００ＭＷを守るため、各市場参加者のオークション結果が変更されていることが把握できる。

実施の形態４によれば、、市場分割を行い送電線の空き容量を考慮したオークションを行うので、送電線の空き容量の有効活用することができる。
また、送電線の空き容量を考慮しないオークション実施後に、送電線混雑によるオークションを実行するため、送電混雑により結果の変化を明確に把握することができ、送電混雑を考慮したオークション結果の公平性を保証することができる。
さらに、潮流バランスに基づく所定の条件により市場分割を行い送電線の空き容量を考慮したオークションを行うので、オークションの最適性を保証することができる。

この発明の実施の形態１による電力取引オークションシステムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による電力取引オークションを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークションを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークションの例を示す図である。 この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの市場分割処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの供給エリアの潮流バランス算定の例を示す図である。 この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの送電混雑が発生していない送電線の削除方法の例を示す図である。 この発明の実施の形態３による電力取引オークションシステムの送電混雑が発生している送電線の削除方法の例を示す図である。 この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムを示す構成図である。 この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークション条件を示す図である。 この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークション過程を示す図である。 この発明の実施の形態４による電力取引オークションシステムの送電混雑を考慮したオークション結果を示す図である。

符号の説明

１ 電力取引オークションシステム
２ インターネット
３ 市場参加者
４ システム情報登録機構
５ 市場参加者情報登録機構
６ 送電線空き容量登録機能
７ 電力入札受付機構
８ データ格納機能
９ 送電混雑を考慮したオークション機構
１０ 決済機構
１１ オークション結果開示機構
１２ オークション機構
１３ 送電線潮流値算定機構
１４ 市場分割機構
１５ 基本供給エリア縮約機構
１６ 条件付き供給エリア縮約機構
１７ 潮流バランス算定機構
１８ 仮想入札設定機構

Claims (4)

1. インターネットを介して電力取引のオークションを行う電力取引オークションシステムにおいて、電力の受渡しを行う地点を示す供給エリア及び上記供給エリア間を結ぶ送電線の情報を登録するシステム情報登録手段、上記送電線の空き容量を登録する送電線空き容量登録手段、電力の販売側及び購入側の市場参加者からの入札情報を上記インターネットを介して受け付ける電力入札受付手段、及び上記送電線の空き容量を考慮して上記市場参加者からの入札情報に基づきオークションを実行する第一のオークション手段を備えたことを特徴とする電力取引オークションシステム。
2. 上記第一のオークション手段は、上記送電線の空き容量を考慮しないオークションを実行する第二のオークション手段、この第二のオークション手段によるオークション結果から上記送電線の潮流値を算定する送電線潮流値算定手段、この送電線潮流値算定手段によって算定された送電線の潮流状態から市場分割点を求め、この市場分割点に基づき、それぞれ上記供給エリアを含むように市場を分割する市場分割手段、及びこの市場分割手段によって分割された各市場に対して、市場全体の需給バランスを守るための仮想入札を設定する仮想入札設定手段を有することを特徴とする請求項１記載の電力取引オークションシステム。
3. 上記市場分割手段は、上記送電線潮流値算定手段によって算定された潮流値が空き容量を超過していない送電線の両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約して上記送電線を削除する基本供給エリア縮約手段、上記送電線潮流値算定手段によって算定された潮流値が空き容量を超過する送電線の中で、潮流バランスに基づく所定の条件を満たす送電線の両端の供給エリアを一つの供給エリアに縮約して上記送電線を削除する条件付き供給エリア縮約手段、及び上記基本供給エリア縮約手段または上記条件付き供給エリア縮約手段の実行後の各供給エリアの潮流バランスを算定する潮流バランス算定手段を有することを特徴とする請求項２記載の電力取引オークションシステム。
4. 上記条件付き供給エリア縮約手段の所定の条件は、上記送電線潮流値算定手段によって算定された潮流値が空き容量を超過している送電線の少なくとも一端の供給エリアの潮流バランスが均衡状態である場合、上記送電線潮流値算定手段によって算定された潮流値が空き容量を超過している送電線の両端の供給エリアの潮流バランスが流出または流入の場合、及び上記送電線潮流値算定手段によって算定された潮流値が空き容量を超過している送電線の一端の供給エリアの潮流バランスが流出で上記送電線の他端の供給エリアの潮流バランスが流入で、かつ上記流入端の供給エリアから流出端の供給エリアに向かって潮流が流れている場合のいずれかの場合であることを特徴とする請求項３記載の電力取引オークションシステム。

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