JP2005352802A - Electric power trading determining device, electric power trading method reply system, program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力取引決定装置,電力取引方法回答システム,プログラム及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to a power transaction determination device, a power transaction method answering system, a program, and a storage medium.
電気事業者は、電力取引による収益を最大化するために、収益に影響するパラメータを正確に予測する必要がある。具体的には、電力の供給を受けている複数の需要家の需要特性,発電機による発電費用あるいはバックアップ電源などの電源からの調達による電力調達費用、すなわち電力調達に影響を及ぼす燃料費等パラメータ等を正確に予測する必要がある。 Electric utilities need to accurately predict parameters that affect revenue in order to maximize revenue from power transactions. Specifically, demand characteristics of multiple consumers receiving power supply, power generation costs by generators or power procurement costs by procurement from power sources such as backup power sources, that is, parameters such as fuel costs that affect power procurement Etc. need to be predicted accurately.
これらのパラメータは、必ずしも必然的に定まるものではなく、将来時点における不確定な事象によって変動するものである。例えば、需要家として、一般家庭を対象とする場合、気温および季節によって、空調機あるいは暖房機等向けの需要量が増大すると考えられる。また、発電費用に関しては、為替相場の動向および原油供給先の政情などによる燃料価格の変動が、影響すると考えられる。しかし、電気事業者にとって、将来時点における気温あるいは燃料価格の推移を把握するのは容易ではない。 These parameters are not necessarily determined and will vary depending on uncertain events at a future time. For example, when a general household is targeted as a consumer, it is considered that the demand amount for an air conditioner or a heater increases depending on the temperature and season. Regarding power generation costs, fluctuations in fuel prices due to trends in exchange rates and the conditions of crude oil suppliers are considered to have an impact. However, it is not easy for electric utilities to grasp the changes in temperature or fuel prices at a future time.
そこで、発電事業者が電力取引によって得る収益を予測するために、過去の需要家の需要量の実績データ等を元にして、将来生じうるシナリオを想定して、シミュレーションを行う方式が、特開2003−70164号公報に開示されている。また、発電費用の変動を想定したシミュレーション方式は、特開2001−86645号公報にも開示されている。 Therefore, in order to predict the profits generated by the power generation company through power transactions, a method of performing a simulation assuming a scenario that may occur in the future based on past customer demand data, etc. It is disclosed in 2003-70164. A simulation method that assumes fluctuations in power generation costs is also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-86645.
前記従来技術のシミュレーションによる方式は、発電事業者の収益に影響する将来の不確定要因を反映している。しかし、これらの方法は、不確定要因による発電事業者の収益への影響の度合いを定量的に把握することができない。また、一般に発電事業者の収益がリスクとのトレードオフ関係にあり、なおかつ電力の調達方法が顧客の需要量によって変化する場合、収益とリスクのトレードオフ関係を定量的に把握することが課題であった。 The conventional simulation method reflects future uncertainties that affect the profits of power generation companies. However, these methods cannot quantitatively grasp the degree of the influence of the uncertain factors on the profit of the power generation company. In addition, in general, when the revenue of a power generation company is in a trade-off relationship with risk, and the power procurement method changes depending on the amount of customer demand, the issue is to quantitatively grasp the trade-off relationship between revenue and risk. there were.
このように、不確定要因によって発電事業者の収益が変動する場合においては、発電事業者の効用を最大にするために、不確定要因による発電事業者の収益への影響度について定量的に把握し、さらに収益とリスクのトレードオフ関係を定量的に把握可能な電力取引の決定方式を、構築する必要がある。 In this way, when the earnings of a power generation company fluctuate due to uncertain factors, in order to maximize the utility of the power generation company, quantitatively grasp the influence of the uncertain factors on the profits of the power generation company. In addition, it is necessary to construct a power transaction determination method that can quantitatively grasp the trade-off relationship between profit and risk.
本発明の一つの特徴は、電力取引決定装置において、需要家の電力需要特性に関する需要家データと、電気事業者の収益に関する事業者データと、電気事業者の事業収益と収益の変動幅を意味するリスクとを関連付ける効用パラメータと、電気事業者が考慮する制約に関連する制約パラメータと、電気事業者が供給すべき電力量と自社の発電可能量または他の事業体からの調達可能量との関係に応じて電力の調達方法に関する電力調達方法パラメータとを受け付ける入力装置と、前記入力装置において受け付けた各パラメータおよびデータを記憶する記憶装置と、前記記憶装置において記憶されている前記効用パラメータと前記電力調達方法パラメータとに基づいて電気事業者の効用関数を作成する効用関数作成装置と、前記記憶装置において記憶されている前記制約パラメータと前記電力調達方法パラメータとに基づいて数理計画問題の制約式を作成する制約式作成装置と、前記効用関数と前記制約式に基づいて、数理計画問題の目的関数を作成する目的関数作成装置と、前記目的関数を最適にするような需要家の集合および各需要家への配分比率を導出する最適需要家ポートフォリオ求解装置と、最適需要家ポートフォリオ求解装置において導出した最適な需要家と需要家への配分比率を出力する需要家ポートフォリオ出力装置とを有することである。 One feature of the present invention is that, in the power transaction determination device, the customer data related to the power demand characteristics of the consumer, the business data related to the profit of the electric power company, and the fluctuation range of the business profit and the profit of the electric power company Utility parameters that correlate the risks to be generated, constraint parameters related to constraints that the electric utility considers, and the amount of power that the electric utility should supply and the amount of power that can be generated by the company or the amount that can be procured from other entities An input device that receives power procurement method parameters related to a power procurement method according to the relationship, a storage device that stores each parameter and data received in the input device, the utility parameter stored in the storage device, and the A utility function creation device for creating a utility function of an electric power company based on a power procurement method parameter; A constraint formula creation device that creates a constraint formula of a mathematical programming problem based on the stored constraint parameter and the power procurement method parameter, and an objective function of the mathematical programming problem based on the utility function and the constraint formula An objective function creation device to be created, an optimal customer portfolio solving device for deriving a set of consumers and an allocation ratio to each customer that optimize the objective function, and an optimum derived by the optimal customer portfolio solving device And a customer portfolio output device that outputs a distribution ratio to the consumers.
リスクとリターンのトレードオフ関係を定量的に把握することによって、電気事業者のリスクを小さくかつ収益を大きくするように電力需要家ポートフォリオを構築することが可能になる。 By quantitatively grasping the trade-off relationship between risk and return, it becomes possible to construct a power consumer portfolio so as to reduce the risk of electric utilities and increase profits.
本発明の電力取引決定方法は、電力を需要家に供給する電気事業者が計算機を用いて、線形計画法または二次計画法などの数理計画法によって行うものである。具体的には、電気事業者の事業収益を最大化できるように、電力の供給先、あるいは、複数の電力供給先から構成される同一業種などの需要群への供給割合を決定する。以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。 The electric power transaction determination method of the present invention is performed by a mathematical programming method such as a linear programming method or a quadratic programming method by an electric power company that supplies electric power to a consumer using a computer. Specifically, the supply ratio to the power supply destination or a demand group such as the same industry composed of a plurality of power supply destinations is determined so that the business profit of the electric power supplier can be maximized. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施例においては、電気事業者が自社で発電した電力、または、他社から調達した電力の供給先である需要家を決定する電力取引決定問題を例にする。この問題は、所与の制約条件の下で、運用者が設定した効用関数を最大化できる供給先を求める問題である。ただし、電力の調達方法、すなわち、自社での発電または他社からの調達の割合の決定方法については、電気事業者にとっての収益が極大化できるように決定するものとする。効用関数は、以下のように、電気事業者のとっての収益、収益の変動の度合いを示す標準偏差などのリスク、およびリスク回避度によって表される。 In an embodiment of the present invention, an example of a power transaction determination problem in which an electric power company generates power generated in-house or a consumer who is a supply destination of power procured from another company is taken as an example. This problem is a problem of finding a supplier capable of maximizing the utility function set by the operator under given constraints. However, the method for procuring electric power, that is, the method for determining the proportion of in-house power generation or procurement from other companies shall be determined so as to maximize the profit for the electric power company. The utility function is represented by the profit of the electric power company, the risk such as the standard deviation indicating the degree of fluctuation of the profit, and the degree of risk avoidance as follows.
効用関数=収益−リスク回避度×リスク、またはリターン−λ×(リスクの2乗)
(1)
リスク回避度とは、収益とリスクのトレードオフ関係において、収益の極大化とリスクの極小化のいずれをより重視するかを示すパラメータを表す。なお、リスクは収益の変動量以外のパラメータ、すなわち、需要家の需要変動量あるいは燃料費の変動量等で定義することも考えられる。
Utility function = revenue-risk aversion x risk or return-λ x (risk squared)
(1)
The risk avoidance degree represents a parameter indicating which of the maximization of profit and the minimization of risk is more important in the trade-off relationship between profit and risk. The risk may be defined by a parameter other than the fluctuation amount of the profit, that is, the fluctuation amount of the demand of the customer or the fluctuation amount of the fuel cost.
収益は、電力を供給先に販売することによって得られる収入から、発電に要する費用または他の電源からの調達による費用を差し引くことによって、以下のように定義される。 Revenue is defined as follows by subtracting the cost required for power generation or the cost of procurement from other power sources from the revenue obtained by selling power to the supplier.
収益=ΣΣω(i)(d(i,t)*p(i,t)+fp(i,t))
−ΣΣ[a(j)×{Gn(j,t)}^2+b×{Gn(j,t)}+c]
−ΣBu(k,t)*Bexp(k,t)−d (2)
上記の式において、第一項は電力の供給による収入、第二項は発電量と発電に要する石油の燃料所要量の関係、すなわち発電量と燃料費の関係、第三項は他の電源から調達する際の調達量と費用の関係、第四項は発電の際に発生する固定費用を表す。
Revenue = ΣΣω (i) (d (i, t) * p (i, t) + fp (i, t))
−ΣΣ [a (j) × {Gn (j, t)} ^ 2 + b × {Gn (j, t)} + c]
−ΣBu (k, t) * Bexp (k, t) −d (2)
In the above formula, the first term is the income from the supply of power, the second term is the relationship between the amount of power generation and the amount of petroleum fuel required for power generation, that is, the relationship between the amount of power generation and the fuel cost, and the third term is from other power sources. The relationship between the amount of procurement and the cost for procurement, and the fourth term represents the fixed cost incurred during power generation.
第一項で用いるパラメータとして、d(i,t)は所定時tにおける需要家iの需要量を、p(i,t)は所定時tにおける需要家iに課す電力の従量料金を、fp(i,t)は所定時tにおいて需要家iに課す電力の固定料金をそれぞれ意味する。また、ω(i)は需要家iへの配分比率を示したもので、すべての需要家の総和を1になるように基準化している。実際には、需要家の契約電力は固定されているので、電気事業者は各々の需要家に電力を(需要家が必要とする分を)供給する/(全く)しないのいずれかを決定する必要があるが、この方式の実施例については後述する。 As parameters used in the first term, d (i, t) is a demand amount of the customer i at a predetermined time t, p (i, t) is a metered rate of electric power imposed on the customer i at the predetermined time t, fp (i, t) means a fixed charge of electric power imposed on the customer i at a predetermined time t. Further, ω (i) indicates the distribution ratio to the customer i, and is standardized so that the total sum of all the consumers becomes 1. Actually, the contracted power of the consumer is fixed, so the electric utility decides whether to supply power to each consumer (the amount required by the consumer) or not at all. Although necessary, an embodiment of this method will be described later.
第二項で用いるパラメータとして、Gn(j,t)は所定時tにおける発電機jの出力量、a(j)およびb(j)およびc(j)は発電機jにおける発電量と燃料費の関係を表す特性係数を意味する。なお、発電量と燃料費の関係式は二次式で近似したモデルを用いているが、一次式で近似したモデルで代替することも可能である。第三項で用いるパラメータとして、Bu(k,t)は所定時tにおける調達先kからの調達量、Bexp(k,t)は所定時tにおける調達先kから調達する際に要する調達費用単価を意味する。第四項では、燃料費以外に要する経費を表しており、時間,発電量などの要因を考慮したモデルを用いることも可能であるが、本発明の実施例では、固定された定数dを用いて表すものとする。 As parameters used in the second term, Gn (j, t) is the output amount of the generator j at a predetermined time t, a (j) and b (j) and c (j) are the power generation amount and fuel cost of the generator j. It means a characteristic coefficient that represents the relationship. In addition, although the relational expression between the power generation amount and the fuel cost uses a model approximated by a quadratic expression, it can be replaced by a model approximated by a linear expression. As parameters used in the third term, Bu (k, t) is the procurement amount from the supplier k at the predetermined time t, and Bexp (k, t) is the procurement cost unit price required for procurement from the supplier k at the predetermined time t. Means. The fourth term represents the cost required in addition to the fuel cost, and it is possible to use a model that takes into account factors such as time and power generation amount, but in the embodiment of the present invention, a fixed constant d is used. It shall be expressed as
収益のリスクとしては、上記で表した収益の分散または標準偏差などによって表すことが可能である。具体的には、供給先の候補である需要家毎の各時点における需要量の標準偏差、燃料費の将来時点における標準偏差などをパラメータとして用いて表現する。なお、需要家の需要変動は、必ずしも正規分布で表現できるとは限らないため、リスクの指標として標準偏差を用いることが適切でない場合も考えられる。その場合は、リスクの指標として、下半分散,Value-at-Risk,Conditional-Value-at-Risk(期待ショートフォール)等を採用することも可能であるが、本実施例の説明にあたっては、収益のリスクとして標準偏差を用いるものとする。 The risk of revenue can be expressed by the variance or standard deviation of revenue expressed above. Specifically, the standard deviation of the demand amount at each time point for each consumer who is a candidate for the supply destination, the standard deviation of fuel cost in the future time point, and the like are used as parameters. In addition, since the demand fluctuation of a consumer cannot always be expressed by a normal distribution, it may be considered that it is not appropriate to use a standard deviation as a risk index. In that case, it is possible to adopt lower half variance, Value-at-Risk, Conditional-Value-at-Risk (expected shortfall), etc. as an index of risk, but in explaining this embodiment, Standard deviation shall be used as a risk of revenue.
図1は、本発明による電力取引決定装置の概略の構成を示す。電力取引決定装置は、パラメータ入力装置101と、パラメータ入力装置から入力されたパラメータを記憶させるパラメータ記憶装置102と、効用関数作成装置103と、目的関数作成装置104と、制約式作成装置105と、最適需要家ポートフォリオ導出装置106と、需要家ポートフォリオ出力装置107とから構成される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power transaction determination apparatus according to the present invention. The power transaction determination device includes a
パラメータ入力装置101においては、需要家データ,事業者データ,効用パラメータ,制約パラメータ,電力調達方法パラメータのパラメータを入力する。需要家データに関しては、各需要家の所定時点における需要特性等のデータが格納されており、図2から図4を用いて例示する。図2は各需要家の将来時点における需要量の期待値を、図3は各需要家の将来時点における需要量の標準偏差を示す。また、図4は各需要家における従量料金,契約電力などの契約に関連するデータを示す。
In the
事業者データに関しては、電気事業者が所有する発電機に関するデータ、各時点毎に他社から調達可能な電力量および調達単価に関するデータ等が格納されている。図5に発電機に関するデータを、図6に他社からの電力調達に関連するデータの一例を示す。図5
(a)は発電機の特性係数の値を、図5(b)は各時点における発電機の運転台数を、それぞれ示す。図5(a)は、発電に用いた燃料量と熱量が二次式で近似されていることを示しており、有効な出力量を定格出力として示している。また、図5(b)は、発電機の運転台数は、昼/夜および季節の別に応じて調節していることを示す。なお、図4で示した各需要家の料金体系に関するデータは、事業者データのカテゴリーとして捉えることも可能である。
With respect to the company data, data relating to the generators owned by the electric company, data on the amount of power that can be procured from other companies at each time point, data on the procurement unit price, and the like are stored. FIG. 5 shows data related to the generator, and FIG. 6 shows an example of data related to power procurement from other companies. FIG.
(A) shows the value of the characteristic coefficient of the generator, and FIG. 5 (b) shows the number of operating generators at each time point. FIG. 5A shows that the amount of fuel and the amount of heat used for power generation are approximated by a quadratic equation, and the effective output amount is shown as the rated output. FIG. 5B shows that the number of operating generators is adjusted according to day / night and season. It should be noted that the data relating to the charge structure of each consumer shown in FIG. 4 can also be regarded as a category of business data.
効用パラメータに関しては、発電事業者にとって最適なリスク/リターンのトレードオフ関係を持つ電力取引方法を決定するためのリスク回避度を1個または複数個設定する。図6に複数個設定する場合のパラメータの一例を示す。一般に、リスク回避度が大きいほど低リスク低リターンのポートフォリオ,リスク回避度が小さいほど高リスク高リターンのポートフォリオがそれぞれ得られる。 Regarding utility parameters, one or a plurality of risk aversion degrees for determining an electric power trading method having an optimal risk / return trade-off relationship for a power generation company is set. FIG. 6 shows an example of parameters when a plurality of parameters are set. Generally, the higher the risk aversion, the lower the risk and the lower return portfolio, and the lower the risk aversion, the higher the risk and return portfolio.
制約パラメータに関しては、電気事業者が最適な電力取引方法を決定する際に考慮する制約条件を入力する。図7にデータの一例を示す。図7(a)は配分比率の上下限制約を、図7(b)は特定時点における供給量の制約をそれぞれ示す。 With respect to the constraint parameters, the constraint conditions to be taken into consideration when the electric power company decides the optimum power trading method are input. FIG. 7 shows an example of data. FIG. 7A shows the upper and lower limit constraints of the distribution ratio, and FIG. 7B shows the supply amount constraint at a specific time point.
電力調達方法パラメータに関しては、電気事業者が電力調達を行う際の優先順位,調達料金に関する前提条件などの情報を入力する。具体的には、
・ 昼時間帯は、自社発電を他社からの調達よりも優先して、不足分を他社から調達する
。
・ 夜時間帯は、他社からの調達を自社発電よりも優先して、不足分を自社発電によって
調達する。ただし、自社の発電機は、供給に要する量とは無関係に、最低出力分は発
電するものとする。
などの電力調達の方法に関する優先順位をはじめとして、
・ 昼時間帯は、所定量以上の電力が必要になった場合には、通常より割増された単価で
電力を購入し、夜時間帯は、所定量以下の電力が必要になった場合には、通常より割
引された単価で電力を購入する。
などの調達料金に関する前提条件などの情報が考えられる。
As for the power procurement method parameters, information such as the priority order when the electric power company performs power procurement and the preconditions regarding the procurement fee is input. In particular,
・ During the daytime, we will procure the shortage from other companies, giving priority to our own power generation from other companies.
・ During night hours, procurement from other companies will be given priority over in-house power generation, and the shortage will be procured through in-house power generation. However, our generator will generate the minimum output regardless of the amount required for supply.
Starting with priorities for power procurement methods such as
・ During the daytime hours, if more than a predetermined amount of power is required, purchase power at a unit price that is higher than usual, and during the nighttime hours, if less than a predetermined amount of power is required , Purchase electricity at a unit price discounted than usual.
Information such as preconditions regarding procurement fees such as
効用関数作成装置103においては、電力調達方法入力装置において入力された情報を元に、目的関数を、損益およびリターンおよびペナルティ項から構成する。具体的な方法は後述する。
In the utility
目的関数作成装置104においては、効用関数作成装置において作成された効用関数およびペナルティ項から構成する。具体的な方法は後述する。
The objective
制約式作成装置105においては、パラメータ記憶装置102で記憶されている制約のほか、電力調達方法パラメータの情報を元に、数理計画法によって処理可能な制約式を作成する。具体的な方法は後述する。
The constraint
最適需要家ポートフォリオ導出装置106においては、制約式作成装置105において作成された制約式の下で、目的関数作成装置104によって作成された目的関数が最大となる需要家ポートフォリオを導出する。最適化の手法としては、効用関数が二次式であれば二次計画問題の代表的な主双対内点法あるいは有効制約法等が、効用関数が一次式であれば線形計画問題の代表的な単体法あるいは主双対内点法等が用いられることが一般的である。
The optimum customer
需要家ポートフォリオ出力装置107においては、最適需要家ポートフォリオ導出装置106において計算されたポートフォリオに関する情報を表示する。図8にその一例を示す。図8(a)は、リスク回避度に応じた最適な需要家ポートフォリオを、図8(b)は、それぞれのポートフォリオにおけるリスクと収益の関係を示すフロンティア曲線をそれぞれ示す。
The customer
次に、図1の装置が実行する、最適ポートフォリオ決定における処理の手順を図9のフローチャートを用いて説明する。 Next, the procedure of the process in determining the optimum portfolio executed by the apparatus of FIG. 1 will be described using the flowchart of FIG.
ステップ901において、需要家の需要特性に関するデータを入力する。需要特性に関するデータについては、前述しており、図2から図4に示した通りである。 In step 901, data relating to demand characteristics of the customer is input. The data relating to the demand characteristic has been described above and is as shown in FIGS.
ステップ902において、電気事業者の特性に関するデータを入力する。電気事業者の特性に関するデータについては、前述しており、図5に示した通りである。 In step 902, data relating to the characteristics of the electric utility is entered. The data relating to the characteristics of the electric power company has been described above and is as shown in FIG.
ステップ903において、電気事業者が電力調達を行う際の優先順位,調達料金に関する前提条件などの情報を入力する。具体的には、
・ 昼時間帯は、自社発電を他社からの調達よりも優先して、不足分を他社から調達する
。
・ 夜時間帯は、他社からの調達を自社発電よりも優先して、不足分を自社発電によって
調達する。ただし、自社の発電機は、供給に要する量とは無関係に、最低出力分は発
電するものとする。
などの電力調達の方法に関する優先順位をはじめとして、昼時間帯は、所定量以上の電力が必要になった場合には、通常より割増された単価で電力を購入し、夜時間帯は、所定量以下の電力が必要になった場合には、通常より割引された単価で電力を購入する。
In step 903, information such as the order of priority when the electric power company performs power procurement and preconditions regarding the procurement fee is input. In particular,
・ During the daytime, we will procure the shortage from other companies, giving priority to our own power generation from other companies.
・ During night hours, procurement from other companies will be given priority over in-house power generation, and the shortage will be procured through in-house power generation. However, our generator will generate the minimum output regardless of the amount required for supply.
Starting with priorities regarding power procurement methods such as the above, during the daytime hours, when more than a predetermined amount of power is required, purchase power at a unit price that is higher than usual. When less than a certain amount of power is required, the power is purchased at a unit price discounted from the normal price.
などの調達料金に関する前提条件などの情報が考えられる。 Information such as preconditions regarding procurement fees such as
ステップ904においては、ステップ901およびステップ902で入力されたデータをもとに、電気事業者の効用パラメータを定義して、効用関数を定式化する。効用パラメータについては、電気事業者が、所望のリスクおよびリターンのトレードオフ関係となるように、リスク回避度を設定する。 In step 904, based on the data input in step 901 and step 902, utility parameters of the electric utility are defined and a utility function is formulated. For utility parameters, the electric utility sets the risk aversion degree so that a desired trade-off relationship between risk and return is obtained.
リターンについては、前述した式(2)、
収益=ΣΣω(i)(d(i,t)*p(i,t)+fp(i,t))
−ΣΣ[a(j)×{Gn(j,t)}^2+b×{Gn(j,t)}+c]
−ΣBu(k,t)*Bexp(k,t)−d (2)
のように、電気事業者が顧客から受け取る収入から、発電など電力調達に要する費用を差し引いた収益によって定義する方法が一般的であると考えられる。なお、電力調達による費用については、発電によって発生する費用のほか、他の発電事業者からの購入などによる方法も考えられる。
Regarding the return, the above-mentioned formula (2),
Revenue = ΣΣω (i) (d (i, t) * p (i, t) + fp (i, t))
−ΣΣ [a (j) × {Gn (j, t)} ^ 2 + b × {Gn (j, t)} + c]
−ΣBu (k, t) * Bexp (k, t) −d (2)
As described above, it is considered that a general method is defined by revenues obtained by subtracting costs required for power procurement such as power generation from revenues received by electric utilities from customers. Regarding the cost of power procurement, in addition to the cost generated by power generation, methods such as purchase from other power generation companies are also conceivable.
リスクについては、上記(2)で定義したリターンが、将来の顧客の需要量の変動,発電機の稼動状況,発電の際に発生する燃料費などの変動などによる不確定要因によって変動する度合いを定量化したものである。リスクは、リターンの標準偏差による定義が考えられる。しかし、リターンの分布が正規分布に従わない場合は、リスクを過小評価する恐れがある。リスクの過小評価を回避する方法としては、Value-at-Riskあるいは
Conditional Value-at-Risk等によってリスクを定義することが考えられる。
As for risk, the degree to which the return defined in (2) above fluctuates due to uncertain factors such as fluctuations in future customer demand, generator operating conditions, and fuel costs generated during power generation. It is quantified. Risk can be defined by the standard deviation of returns. However, if the return distribution does not follow the normal distribution, the risk may be underestimated. There are several ways to avoid underestimating risk: Value-at-Risk or
It is conceivable to define risk by Conditional Value-at-Risk.
電気事業者の効用を表す効用関数は、リスクおよびリターンを用いて、例えば以下のように定義される。 The utility function representing the utility of the electric utility is defined as follows using the risk and the return, for example.
効用関数=収益−リスク回避度×リスク、またはリターン−λ×(リスクの2乗)
(1)
λはリスク回避度を表し、λが大きい場合には低リスク低リターンの需要家ポートフォリオが、λが小さい場合には高リスク高リターンの需要家ポートフォリオがそれぞれ求まることがわかっている。λと最適な需要家ポートフォリオの関係は、既に図8に示した通りである。
Utility function = revenue-risk aversion x risk or return-λ x (risk squared)
(1)
λ represents the degree of risk avoidance, and it is known that a low-risk low-return customer portfolio is obtained when λ is large, and a high-risk high-return customer portfolio is obtained when λ is small. The relationship between λ and the optimal customer portfolio is as shown in FIG.
ステップ905においては、ステップ901および902で入力されたパラメータ、ステップ903で入力された電力調達方法に関する情報、ステップ904で定式化された効用関数を元に、数理計画法を適用するために目的関数および制約式を設定する。 In step 905, based on the parameters input in steps 901 and 902, information on the power procurement method input in step 903, and the utility function formulated in step 904, an objective function is applied to apply mathematical programming. And set constraint expression.
電気事業者は一般に、特定の時点において需要量に応じて自社の発電機による発電量、および他社からの調達による調達量を変化させる必要がある。ここでは、簡単のため、以下のような前提条件がステップ903で入力されたと仮定して、需要家への電力供給事業の際に、電気事業者の効用最大化を行うものとする。
(a)昼間においては、自社の発電機による発電からの調達を優先して、不足分を他社からの調達によって賄う。
(b)夜間においては、他社からの調達を優先して、不足分を自社の発電機による発電によって賄う。
In general, electric utilities need to change the amount of power generated by their own generators and the amount of procurement from other companies according to the amount of demand at a specific point in time. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the following preconditions are input in step 903, and the utility of the electric utility is maximized in the power supply business to the consumer.
(A) In the daytime, prioritize procurement from power generation by our own generators, and cover the shortfall by procurement from other companies.
(B) At night, the procurement from other companies is given priority, and the shortage is covered by power generation by our own generator.
この前提に基づく場合、考慮すべき制約条件は以下のようになる。 Based on this assumption, the constraints to consider are as follows:
Σω(i)d(i,dt)−ΣGnmax(k,dt)=x(dt,1)−x(dt,2)(3)
Σω(i)d(i,nt)−ΣBumax(l,nt)=y(nt,1)−y(nt,2)(4)
上記の式(3)において、第一項は昼間における時点dtにおけるすべての需要家への電力供給の所要量を、第二項は昼間における時点における電気事業者が所有する発電機の出力上限の和を意味する。
Σω (i) d (i, dt) −ΣGnmax (k, dt) = x (dt, 1) −x (dt, 2) (3)
Σω (i) d (i, nt) −ΣBumax (1, nt) = y (nt, 1) −y (nt, 2) (4)
In the above formula (3), the first term is the required amount of power supply to all consumers at the time dt in the daytime, and the second term is the output upper limit of the generator owned by the electric power company at the time in the daytime. It means sum.
すなわち、
(3)−(a)事業者の発電によってすべての需要家の需要を賄える場合、すなわち第一項≦第二項の場合、x(dt,1)=0かつx(dt,2)≧0となっている必要があり、
(3)−(b)事業者の発電のほかに他社(または団体)からの供給を要する場合、すなわち第一項>第二項の場合、x(dt,1)>0かつx(dt,2)=0となる必要がある。
That is,
(3)-(a) When the demand of all customers can be covered by the power generation of the operator, that is, when the first term ≦ the second term, x (dt, 1) = 0 and x (dt, 2) ≧ 0 Must be
(3)-(b) When supply from other companies (or organizations) is required in addition to the power generation of the operator, that is, when first term> second term, x (dt, 1)> 0 and x (dt, 2) = 0 needs to be satisfied.
また、式(4)において、第一項はある時点tにおけるすべての需要家への電力供給の所要量を、第二項はある時点における複数の他社(または団体)からの調達電力量の上限の和を意味する。 In equation (4), the first term is the required amount of power supply to all customers at a certain time t, and the second term is the upper limit of the amount of power procured from multiple other companies (or organizations) at a certain time Means the sum of
すなわち、
(4)−(a)電源からの調達によってすべての需要家の需要を賄える場合、すなわち第一項≦第二項の場合、y(nt,1)=0かつy(nt,2)≧0となっている必要があり、
(4)−(b)事業者の発電のほかに他社からの供給を要する場合、すなわち第一項>第二項の場合、y(nt,1)>0かつy(nt,2)=0となる必要がある。
That is,
(4)-(a) When the demand of all consumers can be covered by procurement from the power source, that is, when first term ≦ second term, y (nt, 1) = 0 and y (nt, 2) ≧ 0 Must be
(4)-(b) When supply from other companies is required in addition to the power generation of the operator, that is, when first term> second term, y (nt, 1)> 0 and y (nt, 2) = 0 It is necessary to become.
以上の検討より、x(dt,1)およびx(dt,2)のうちの少なくとも一方、および
y(nt,1)およびy(nt,2)のうちの少なくとも一方がそれぞれ0になる必要がある。
From the above examination, it is necessary that at least one of x (dt, 1) and x (dt, 2) and at least one of y (nt, 1) and y (nt, 2) should be 0, respectively. is there.
しかし、制約条件(3)および(4)のほかに、x(dt,1)*x(dt,2)=0およびy(nt,1)*y(nt,2)=0を制約とした場合、非線形の等式であるため、数理計画問題としての取り扱いが困難になる。 However, in addition to the constraints (3) and (4), x (dt, 1) * x (dt, 2) = 0 and y (nt, 1) * y (nt, 2) = 0 are constraints. In this case, since it is a nonlinear equation, it becomes difficult to handle it as a mathematical programming problem.
そこで、数理計画問題において、最大化の対象とする目的関数を
目的関数=効用関数(=収益−リスク回避度×リスク)
の代わりに、正の定数Penalty1とPenalty2を導入して、最大化すべき目的関数を以下のように構成する。
Therefore, in the mathematical programming problem, the objective function to be maximized is the objective function = utility function (= revenue−risk avoidance × risk)
Instead of, the positive constants Penalty1 and Penalty2 are introduced, and the objective function to be maximized is configured as follows.
目的関数=効用関数−Penalty1*Σ(x(dt,1)+x(dt,2))
−Penalty2*Σ(y(nt,1)+y(nt,2)) (5)
さらに制約条件として、前述の(3)および(4)のほかに、
x(dt,1),x(dt,2),y(nt,1),y(nt,2)≧0 (6)
という非負制約を考慮すれば、制約式がすべて線形となる。
Objective function = Utility function−Penalty1 * Σ (x (dt, 1) + x (dt, 2))
-Penalty2 * Σ (y (nt, 1) + y (nt, 2)) (5)
Furthermore, as a constraint condition, in addition to the above (3) and (4),
x (dt, 1), x (dt, 2), y (nt, 1), y (nt, 2) ≧ 0 (6)
If the non-negative constraint is taken into consideration, the constraint equations are all linear.
以上の取り扱いにより、目的関数を最大化すれば、x(dt,1)またはx(dt,2)のいずれか、およびy(nt,1)またはy(nt,2)のいずれかが0になるようにすることができる。 If the objective function is maximized by the above handling, either x (dt, 1) or x (dt, 2) and either y (nt, 1) or y (nt, 2) become 0. Can be.
次に、制約(6)の元で、目的関数を最大化したときに、x(dt,1)またはx(dt,2)のいずれかが0になる理由について、以下に証明する(y(nt,1)およびy(nt,2)についても同様である)。目的関数を最大化したとき、Penalty1が正の定数であるため、x(dt,1)+x(dt,2)は最小化されている。このため、制約(6)の元で、x(t,1)+x(t,2)が最小化されたときに、x(dt,1)またはx(dt,2)のいずれかが0になることを示せばよい。 Next, the reason why either x (dt, 1) or x (dt, 2) is 0 when the objective function is maximized under the constraint (6) is proved below (y ( The same applies to nt, 1) and y (nt, 2)). When the objective function is maximized, Penalty1 is a positive constant, so x (dt, 1) + x (dt, 2) is minimized. Therefore, when x (t, 1) + x (t, 2) is minimized under constraint (6), either x (dt, 1) or x (dt, 2) is set to 0. You can show that
x(dt,1)−x(dt,2)の値は、式(3)より、需要家への供給に必要な電力量
(第一項=Σω(i)d(i,dt))と事業者が発電可能な電力量(第二項=ΣGnmax(k,dt))の差で定義される。以下第一項と第二項の大小関係に応じて場合分けを行い、制約(6)の元で、x(dt,1)またはx(dt,2)のいずれかが0になることを示す。
The value of x (dt, 1) −x (dt, 2) is calculated from the equation (3) and the amount of power necessary for supply to the consumer (first term = Σω (i) d (i, dt)) It is defined by the difference in the amount of power that can be generated by the operator (second term = ΣGnmax (k, dt)). In the following, cases are classified according to the magnitude relationship between the first term and the second term, and either x (dt, 1) or x (dt, 2) is 0 under the constraint (6). .
式(3)において、第一項が第二項より大きくない場合、すなわち、
Σω(i)d(i,dt)≦ΣGnmax(k,dt)
である状況を示す図11(a)において、上式の左辺および右辺が非負の領域(制約(6)に基づく)で、しかも式を満たす半直線によって表される許容領域において、最適点によって示される部分がx(dt,1)+x(dt,2)を最小化する点であることを示す。最適点においては、x(dt,1)が0になっており、x(dt,2) がΣGnmax(k,dt)−Σω(i)d(i,dt)(≧0)となっていることがわかる。
In the formula (3), when the first term is not larger than the second term, that is,
Σω (i) d (i, dt) ≦ ΣGnmax (k, dt)
In FIG. 11 (a) showing the situation, the left side and the right side of the above equation are non-negative regions (based on the constraint (6)), and in the allowable region represented by the half line that satisfies the equation, the optimum points indicate This indicates that the portion to be minimized is a point that minimizes x (dt, 1) + x (dt, 2). At the optimum point, x (dt, 1) is 0, and x (dt, 2) is ΣGnmax (k, dt) −Σω (i) d (i, dt) (≧ 0). I understand that.
同様に、式(3)において、第一項が第二項より大きい場合、すなわち、
Σω(i)d(i,dt)>ΣGnmax(k,dt)
である状況を示す図11(b)において、上式の左辺および右辺が非負の領域(制約(6)に基づく)で、しかも式を満たす半直線によって表される許容領域において、最適点によって示される部分がx(dt,1)+x(dt,2)を最小化する点であることを示す。最適点においては、x(dt,2)が0になっており、x(dt,1)がΣω(i)d(i,dt)−ΣGnmax(k,dt)(>0)となっていることがわかる。
Similarly, in the formula (3), when the first term is larger than the second term, that is,
Σω (i) d (i, dt)> ΣGnmax (k, dt)
In FIG. 11 (b) showing the situation, the left side and the right side of the above equation are non-negative regions (based on the constraint (6)), and in the allowable region represented by the half line that satisfies the equation, the optimum points indicate This indicates that the portion to be minimized is a point that minimizes x (dt, 1) + x (dt, 2). At the optimum point, x (dt, 2) is 0, and x (dt, 1) is Σω (i) d (i, dt) −ΣGnmax (k, dt) (> 0). I understand that.
以上のように、制約(6)の元で、目的関数(5)を最大化したときには、x(dt,1)またはx(dt,2)の少なくとも一方が0になることが示された。 As described above, it has been shown that when the objective function (5) is maximized under the constraint (6), at least one of x (dt, 1) and x (dt, 2) is zero.
なお、これまで議論した前提条件が、
(a)′昼間においては、自社の発電機による発電からの調達を優先して、不足分を他社からの調達によって賄う。
(b)′夜間においては、他社からの調達を優先して、不足分を自社の発電機による発電によって賄う。
に変化した場合は、dtの代わりにntを、ntの代わりにdtを用いれば同様の考え方で対応が可能である。具体的には、制約式として、式(3)(4)の代わりに、
Σω(i)d(i,nt)−ΣGnmax(k,nt)=x(nt,1)−x(nt,2)
(3)′
Σω(i)d(i,dt)−ΣBumax(l,dt)=y(dt,1)−y(dt,2)
(4)′
を考慮し、目的関数としては、式(5)の代わりに、
目的関数=効用関数−Penalty1*Σ(x(nt,1)+x(nt,2))
−Penalty2*Σ(y(dt,1)+y(dt,2)) (5)′
を考慮すればよい。さらに制約条件として、前述の(3)(4)′のほかに、
x(dt,1),x(dt,2),y(nt,1),y(nt,2)≧0 (6)′
を考慮すればよい。
The prerequisites discussed so far are
(A) 'During the daytime, priority will be given to procurement from power generation by its own generator, and the shortage will be covered by procurement from other companies.
(B) ′ At night, the procurement from other companies is given priority, and the shortage is covered by the power generated by its own generator.
If nt is used instead of dt and dt is used instead of nt, the same approach can be used. Specifically, as a constraint equation, instead of equations (3) and (4),
Σω (i) d (i, nt) −ΣGnmax (k, nt) = x (nt, 1) −x (nt, 2)
(3) ′
[Sigma] [omega] (i) d (i, dt)-[Sigma] Bumax (l, dt) = y (dt, 1) -y (dt, 2)
(4) '
As an objective function, instead of equation (5),
Objective function = Utility function−Penalty1 * Σ (x (nt, 1) + x (nt, 2))
−Penalty2 * Σ (y (dt, 1) + y (dt, 2)) (5) ′
Should be considered. Furthermore, as a constraint condition, in addition to the above (3) (4) ',
x (dt, 1), x (dt, 2), y (nt, 1), y (nt, 2) ≧ 0 (6) ′
Should be considered.
ステップ906においては、最適化手法の適用により、最適な需要家ポートフォリオを求解する。最適化手法としては、効用関数が二次の場合は、内点法あるいは有効制約法が、一次の場合は、単体法あるいは内点法が一般に用いられる。本発明の実施例として、内点法の概略について説明する。 In step 906, an optimal customer portfolio is obtained by applying an optimization technique. As an optimization method, the interior point method or the effective constraint method is generally used when the utility function is quadratic, and the simplex method or the interior point method is generally used when it is linear. As an example of the present invention, an outline of the interior point method will be described.
内点法は、制約領域内部の点を初期点とし、以下、制約領域の内部において次の反復点を探索するための探索方向を求めて、これに沿って反復点を求める作業を逐次繰り返すことによって最適点を求める方法である。内点法の特徴は、制約領域内部を反復点の更新対象としており、問題の規模によらず、数十回程度で最適点に到達できることが経験的に知られている。このため、比較的大規模な問題において、他の手法よりも優位を示すことが多い。図12に、内点法の概念図を示している。次に、内点法の処理の概要について図
13のフローチャートを用いて説明する。
In the interior point method, a point inside a constrained region is used as an initial point, and thereafter, a search direction for searching for the next repetitive point within the constrained region is obtained, and the work for obtaining the repetitive point is repeated sequentially. This is a method for obtaining the optimum point. The feature of the interior point method is that the inside of the constraint area is an object to be updated, and it is empirically known that the optimal point can be reached in several tens of times regardless of the scale of the problem. For this reason, it is often superior to other methods in relatively large-scale problems. FIG. 12 shows a conceptual diagram of the interior point method. Next, an outline of the interior point method processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップ1301において、制約領域内部の任意の点を求め、初期点とする。 In step 1301, an arbitrary point inside the restricted area is obtained and set as an initial point.
ステップ1302において、最適解を探索していく方向を求める。探索方向の計算においては、現在の反復点および最適化の対象とする効用関数および制約式の係数などの情報を元に構築した、連立一次方程式を解くことになる。 In step 1302, the direction in which the optimum solution is searched is obtained. In calculating the search direction, a simultaneous linear equation constructed based on information such as the current iteration point, the utility function to be optimized, and the coefficient of the constraint equation is solved.
ステップ1303において、探索方向に沿って、次の反復に有利であると考えられる反復点を計算する。具体的な方式としては、目的関数を最適にする反復点を探索方向に沿って探す直線探索、あるいは探索における負荷を最小限にして最適化の対象となる変数の非負性を維持できる範囲で最大限移動させる方法などが考えられる。 In step 1303, along the search direction, the iteration points that are considered advantageous for the next iteration are calculated. Specific methods include a linear search that searches the iteration point that optimizes the objective function along the search direction, or a maximum that can maintain the non-negativeity of the variable to be optimized by minimizing the load in the search. A method of limited movement is conceivable.
ステップ1304において、現在の反復点が最適性の条件を満たしているかどうかをチェックする。最適性の条件とは、一般にキューンタッカ−条件と呼ばれており、非線形計画法においては重要な位置を占めていることが知られている。最適性の条件を満たしていれば、ステップ906の最適化手法適用としての一連の処理を終了させ、満たしていなければステップ1302に戻る。 In step 1304, it is checked whether the current iteration point satisfies the optimality condition. The optimality condition is generally called the Kuen-Tucker condition, and is known to occupy an important position in nonlinear programming. If the optimality condition is satisfied, the series of processes as the optimization technique application in step 906 is terminated. If not satisfied, the process returns to step 1302.
ステップ907においては、ステップ906において求解された需要家ポートフォリオに関する情報を出力する。図14(a)(b)に出力例を示す。図14(a)で出力した例は、配分割合を示しているものの、各需要家との契約においては、電力を供給する/しないのいずれかに決定する必要があるため、配分割合そのものは最終的には意味を持たない。そのため、ステップ908において、図14(a)の情報に基づいて電力取引方法を修正する必要がある。なお、図14(b)のように電力供給先が複数の需要家群から構成されている場合は、電力を供給する場合に配分比率が意味を持つ。 In step 907, information about the customer portfolio obtained in step 906 is output. FIGS. 14A and 14B show output examples. The example output in FIG. 14A shows the distribution ratio, but in the contract with each customer, it is necessary to decide whether to supply power or not, so the distribution ratio itself is final. Is meaningless. Therefore, in step 908, it is necessary to correct the power transaction method based on the information of FIG. In addition, when the power supply destination is configured by a plurality of consumer groups as shown in FIG. 14B, the distribution ratio is significant when supplying power.
ステップ908においては、ステップ907において出力された情報を元に、電気事業者が電力供給の対象とする需要家を決定する。需要家の決定方法の一実施例としては、配分比率と顧客の要求量がより近い順に優先順位を設定して、発電事業者の設備容量等の許容範囲内で、顧客を優先順位に従って選択する方法が考えられる。前者の決定方法による出力例を図15に示す。 In step 908, based on the information output in step 907, the electric utility determines a consumer to be supplied with power. As an example of a method for determining a customer, priorities are set in the order of closer distribution ratio and customer demand, and customers are selected in accordance with the priorities within an allowable range such as the power generation equipment's installed capacity. A method is conceivable. An output example by the former determination method is shown in FIG.
図16は、本発明による電力取引決定装置のシステム構成の一例を示している。電力取引決定方法によって決定した需要家ポートフォリオを、電気事業者に提示するための計算機装置は、パソコンによって構成されている。需要家ポートフォリオを計算するにあたっては、顧客の需要特性に関する情報および電気事業者の事業収益に影響するパラメータの情報などを記憶するデータベースが必要である。これらのデータベースに基づいて、電気事業者は需要家ポートフォリオを導出し、さらに各々の顧客の需要量に応じた契約電力量等を元に顧客を選択して事業に関する収益をシミュレーションして、そのシミュレーション結果を表示するためのアプリケーションソフトが必要である。 FIG. 16 shows an example of the system configuration of the power transaction determining apparatus according to the present invention. A computer device for presenting a consumer portfolio determined by a power transaction determination method to an electric power company is constituted by a personal computer. In calculating the customer portfolio, a database for storing information on the demand characteristics of the customer and information on parameters affecting the business profit of the electric utility is required. Based on these databases, electric utilities derive customer portfolios, select customers based on the amount of contracted electric power according to each customer's demand, etc., and simulate business revenues. Application software for displaying the results is required.
図16において、顧客の複数の計算機はコンピュータネットワークに接続されている。サーバには、上記のデータベースを構築するためのアプリケーションがインストールされており、サーバに接続されている3つのデータベースが記憶されている。ここで、4つのデータベースは、顧客の需要特性に関する情報,電気事業者の事業収益に影響するパラメータの情報、さらに電気事業者にとってのリスクとリターンのトレードオフ関係を定義するリスク回避度に関するデータ最適にするためのデータを、それぞれ格納している。 In FIG. 16, a plurality of customer computers are connected to a computer network. The server is installed with an application for constructing the database, and stores three databases connected to the server. Here, the four databases are information on customer demand characteristics, information on parameters affecting business profits of electric utilities, and data on risk aversion that defines the trade-off relationship between risks and returns for electric utilities. The data for making it into each is stored.
中央演算処理装置においては、最適需要家ポートフォリオの計算および特定の顧客を選択した場合の事業収益のシミュレーションを行うためのアプリケーションソフトとユーザにシミュレーションの結果を表示するプログラムとがインストールされており、3つのデータベースから入力されたデータに基づいて最適ポートフォリオを計算するシミュレーションを実施する。中央演算処理装置において計算された最適需要家ポートフォリオに関するデータは、計算機ネットワークを介して、顧客側のクライアント計算機に転送される。 In the central processing unit, application software for performing calculation of optimal customer portfolio and simulation of business revenue when a specific customer is selected and a program for displaying the simulation result to the user are installed. A simulation is performed to calculate an optimal portfolio based on data input from two databases. Data relating to the optimum customer portfolio calculated in the central processing unit is transferred to the client computer on the customer side via the computer network.
顧客側のクライアント計算機においては、サーバ側の計算機によって計算された最適需要家ポートフォリオに関する情報を受信して、需要家ポートフォリオを表示する。なお、クライアント計算機においては、需要家ポートフォリオを表示するためのアプリケーションプログラムおよび顧客にとっての最適化指針に関するデータを入力するためのアプリケーションプログラムがインストールされていればよい。 The client computer on the customer side receives information on the optimum customer portfolio calculated by the computer on the server side, and displays the customer portfolio. In the client computer, it is only necessary to install an application program for displaying the customer portfolio and an application program for inputting data relating to optimization guidelines for customers.
かくして、本発明の電力取引決定装置のシステム構成を構築することにより、最適需要家ポートフォリオの構築が可能になる。 Thus, by constructing the system configuration of the power transaction determining apparatus of the present invention, it is possible to construct an optimal customer portfolio.
以上のように本発明により、リスクとリターンのトレードオフ関係を定量的に把握することができる。その結果として、リスクとリターンのトレードオフ関係を目的関数とした最適化問題に定式化し、これを解くことによって、電気事業者のリスクを小さくかつ収益を大きくするように電力需要家ポートフォリオを構築することが可能になる。 As described above, according to the present invention, the trade-off relationship between risk and return can be quantitatively grasped. As a result, we formulate an optimization problem with the trade-off relationship between risk and return as an objective function, and by solving this, build a power consumer portfolio to reduce the risk of electric utilities and increase profits. It becomes possible.
101…パラメータ入力装置、102…パラメータ記憶装置、103…効用関数作成装置、104…目的関数作成装置、105…制約式作成装置、106…最適需要家ポートフォリオ導出装置、107…需要家ポートフォリオ出力装置。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
需要家の電力需要特性に関する需要家データと、
電気事業者の収益に関する事業者データと、
電気事業者の事業収益と収益の変動幅を意味するリスクとを関連付ける効用パラメータと、
電気事業者が考慮する制約に関連する制約パラメータと、
電気事業者が供給すべき電力量と自社の発電可能量または他の事業体からの調達可能量との関係に応じて電力の調達方法に関する電力調達方法パラメータとを受け付ける入力装置と、
前記入力装置において受け付けた各パラメータおよびデータを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置において記憶されている前記効用パラメータと前記電力調達方法パラメータとに基づいて電気事業者の効用関数を作成する効用関数作成装置と、
前記記憶装置において記憶されている前記制約パラメータと前記電力調達方法パラメータとに基づいて数理計画問題の制約式を作成する制約式作成装置と、
前記効用関数と前記制約式に基づいて、数理計画問題の目的関数を作成する目的関数作成装置と、
前記目的関数を最適にするような需要家の集合および各需要家への配分比率を導出する最適需要家ポートフォリオ求解装置と、
最適需要家ポートフォリオ求解装置において導出した最適な需要家と需要家への配分比率を出力する需要家ポートフォリオ出力装置とから構成されることを特徴とする電力取引決定装置。 From the multiple consumers receiving power supply, the electric utility supplies the electric power so as to optimize the utility of the electric utility that sells the electric power to the customer under the predetermined constraints. In the power transaction determination device that determines the distribution ratio to the consumers to be supplied and the power generation amount of the company and the power procurement from other entities,
Consumer data on consumer demand characteristics,
Business data on the profits of electric power companies,
Utility parameters that relate the business revenue of the electric utility to the risk that represents the fluctuation range of the revenue,
Constraint parameters related to constraints considered by the utility,
An input device that receives a power procurement method parameter related to a power procurement method according to a relationship between an amount of power to be supplied by an electric power company and an amount of power that can be generated by the company or a quantity procurable from another business entity;
A storage device for storing each parameter and data received in the input device;
An utility function creation device for creating an utility function of an electric power company based on the utility parameter and the power procurement method parameter stored in the storage device;
A constraint equation creation device that creates a constraint equation of a mathematical programming problem based on the constraint parameter and the power procurement method parameter stored in the storage device;
An objective function creation device for creating an objective function of a mathematical programming problem based on the utility function and the constraint equation;
An optimal customer portfolio solving apparatus for deriving a set of consumers that optimizes the objective function and a distribution ratio to each customer;
An electric power transaction determination device comprising an optimal customer derived in an optimal customer portfolio solution device and a customer portfolio output device that outputs a distribution ratio to the customer.
前記需要家データは、電力需要量の予測値および電力需要量の予測値の変動量に関するデータと、電気事業者が需要家から得る電力料金に関するデータであることを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The consumer data is data relating to a predicted value of power demand and a fluctuation amount of a predicted value of power demand, and data relating to a power charge obtained from a consumer by an electric power company.
前記事業者データは、電気事業者が所有する発電機特性データと、電力調達先に関するデータとであることを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The business operator data is generator characteristic data owned by an electric power company and data relating to a power supplier, and is a power transaction determination device.
前記電気事業者の事業収益は、需要家から得る収入と、他の電源からの電力の調達費用および電気事業者による発電機の出力費用の和で表される費用との差によって、定義することを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The business profit of the electric utility is defined by the difference between the income obtained from the consumer and the cost represented by the sum of the procurement cost of power from other power sources and the output cost of the generator by the electric utility. A power transaction determination device characterized by the above.
前記リスクを、需要家から得る収入,他の電源からの調達費用,電気事業者による発電機の出力費用の中で、少なくとも一つ以上の項目の変動量によって定義することを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The risk is defined by the amount of fluctuation of at least one item among the income obtained from consumers, the procurement cost from other power sources, and the output cost of the generator by the electric power company. Decision device.
前記効用パラメータは、
前記電気事業者の事業収益と前記リスクのいずれをより選好するかを表すリスク回避度であることを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The utility parameters are
It is a risk avoidance degree showing which of the business profit of the said electric power supplier and the said risk is preferred, The electric power transaction determination apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制約パラメータは、
前記需要家への配分比率、または需要家から得る収入、または前記リスク、または電気事業者が発電可能な電力量の上限値または下限値、または電気事業者が調達可能な電力量の上限値または下限値に関する制約であることを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The constraint parameter is
Distribution ratio to the consumer, or income obtained from the consumer, or the risk, or an upper limit value or a lower limit value of the electric energy that can be generated by the electric utility, or an upper limit value of the electric power that can be procured by the electric utility or An electric power transaction determination device characterized by being a restriction on a lower limit value.
前記電力調達方法パラメータは、
電気事業者が発電可能な電力量と他の事業体から調達可能な電力量との少なくとも一方と、
需要家が必要とする電力量との関係に応じた電力調達に関する方法であることを特徴とする電力取引決定装置。 In claim 1,
The power procurement method parameters are:
At least one of the amount of electric power that can be generated by an electric utility and the amount of electric power that can be procured from other entities;
An electric power transaction determining apparatus, characterized in that it is a method relating to electric power procurement according to the relationship with the amount of electric power required by a consumer.
前記サーバは、
電力需要量の予測値および電力需要量の予測値の変動量等の需要家の電力需要特性に関するパラメータと、
電気事業者にとっての収益とリスクから構成される目的関数を最適にするための制約条件を構成する制約パラメータとを格納するデータベースと、
前記データベースに記憶されたデータを受け付けて、前記目的関数を最大化するように需要家の集合および各需要家への配分比率を導出する中央演算処理装置とを備え、
前記クライアント計算機から要求された所定の制約に基づいて、前記中央演算処理装置で導出した需要家および需要家への配分比率を、要求のあったクライアント計算機に送信するように構成されていることを特徴とする電力取引方法回答システム。 In the power transaction method answering system that connects a server and multiple client computers via a network,
The server
Parameters related to the power demand characteristics of consumers, such as the predicted value of power demand and the amount of fluctuation in the predicted value of power demand;
A database for storing constraint parameters constituting constraint conditions for optimizing an objective function composed of profits and risks for electric utilities;
A central processing unit that accepts data stored in the database and derives a set of consumers and a distribution ratio to each consumer so as to maximize the objective function;
Based on a predetermined restriction requested from the client computer, the distribution unit to the customer and the distribution ratio to the consumer derived by the central processing unit is configured to be transmitted to the requested client computer. A power transaction method answering system.
需要家の電力需要特性に関する需要家データと、
電気事業者の収益に関する事業者データと、
電気事業者の事業収益と収益の変動幅を意味するリスクとを関連付ける効用パラメータと、
電気事業者が考慮する制約に関連する制約パラメータと、
電気事業者が供給すべき電力量と自社の発電可能量または他の事業体からの調達可能量との関係に応じて電力の調達方法に関する電力調達方法パラメータとを受け付ける入力手順、
前記入力装置において受け付けた各パラメータおよびデータを記憶装置に記憶させる記憶手順、
前記記憶装置において記憶されている前記効用パラメータと前記電力調達方法パラメータとに基づいて電気事業者の効用関数を作成する効用関数作成手順、
前記記憶装置において記憶されている前記制約パラメータと前記電力調達方法パラメータとに基づいて数理計画問題の制約式を作成する制約式作成手順、
前記効用関数と前記制約式に基づいて、数理計画問題の目的関数を作成する目的関数作成手順、
前記目的関数を最適にするような需要家の集合および各需要家への配分比率を導出する最適需要家ポートフォリオ求解手順、
最適需要家ポートフォリオ求解装置において導出した最適な需要家と需要家への配分比率を出力する出力手順を実行させるためのプログラム。 On the computer,
Consumer data on consumer demand characteristics,
Business data on the profits of electric power companies,
Utility parameters that relate the business revenue of the electric utility to the risk that represents the fluctuation range of the revenue,
Constraint parameters related to constraints considered by the utility,
An input procedure for receiving power procurement method parameters relating to a power procurement method according to the relationship between the amount of power to be supplied by an electric power company and the amount of power that can be generated by the company or the amount that can be procured from another business entity,
A storage procedure for storing each parameter and data received in the input device in a storage device;
A utility function creating procedure for creating a utility function of an electric power company based on the utility parameter and the power procurement method parameter stored in the storage device;
A constraint formula creation procedure for creating a constraint formula of a mathematical programming problem based on the constraint parameter and the power procurement method parameter stored in the storage device;
An objective function creation procedure for creating an objective function of a mathematical programming problem based on the utility function and the constraint equation,
An optimal customer portfolio solution procedure for deriving a set of consumers that optimize the objective function and a distribution ratio to each customer;
A program for executing an output procedure for outputting an optimum consumer and a distribution ratio to the consumer derived in the optimum consumer portfolio solving apparatus.
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