JP2007317029A - Method, apparatus, program and simulator apparatus for processing agreement of power trading - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば電力取引所等のスポット市場において約定処理を行う電力取引の約定処理方法、装置、プログラムおよびシミュレータ装置に関する。 The present invention relates to a power transaction contract processing method, apparatus, program, and simulator apparatus that perform contract processing in a spot market such as a power exchange.
2005年4月に開設された卸電力取引所には、翌日24時間(1日)の電気について、30分単位に48の時間帯に分割して、それぞれを商品として取引を行うスポット市場がある。このようなスポット市場においては、非特許文献1に示されている通り、各商品について、参加者の入札したデータを積み上げ、「売り」の量−価格線と「買い」の量−価格線とを作成し、その交点の価格を約定価格、量を約定量とするオークションが行われる。
The wholesale power exchange opened in April 2005 has a spot market where 24 hours (1 day) of electricity the next day is divided into 48 time zones in units of 30 minutes, and each is traded as a product. . In such a spot market, as shown in Non-Patent
但し、約定処理の結果、いずれかのエリア間を流れる量が、連系設備の空き容量(託送可能量)を超過する場合には、空き容量を制約条件(エリア間の流量が空き容量と等しくなる)として、エリアごとに再度約定処理を行う(これを「市場分断処理」という)方法がとられている。 However, if the amount of flow between any area exceeds the available capacity of the interconnected equipment (consignable capacity) as a result of the contract processing, the available capacity is limited (the flow between the areas is equal to the available capacity). In other words, the contract processing is performed again for each area (this is called “market segmentation processing”).
特許文献1、2には、このような約定処理方法が示されている。しかし、これらの約定処理方法においては、複数の連系線において空き容量制約違反が発生した場合、市場を分断する順序によって、約定結果が異なる可能性がある。このため、かかる約定処理方法では、オークションの最適性を保証することはできないという問題点があった。
これに対して、特許文献3、4には、連系線の空き容量を制約条件とし、オークションを社会厚生(取引総余剰)を最大化する線形計画問題として扱う約定処理方法が示されている。これらの約定処理方法においては、連系線空き容量制約の下で、取引による社会厚生の最大化が行われるため、オークションの最適性が保証されている。
On the other hand,
ところで、日本の電力系統には、図9に示すように、周波数変換所や直流送電線などの連系設備が存在する。これら直流の連系設備には、空き容量の制約だけでなく、最小潮流値の制約や、潮流値がある定められた刻み幅でしか変化させられないといった制約があり、特許文献3、4に示した約定処理方法によっても、必ずしも計算された送電量が実現可能とならない場合がある。 Incidentally, in the Japanese power system, as shown in FIG. 9, there are interconnected facilities such as a frequency converter station and a DC transmission line. These DC interconnection facilities have not only a limitation on free space but also a limitation on the minimum tidal value and a limitation that the tidal value can be changed only at a predetermined step size. Even with the contract processing method shown, the calculated power transmission amount may not always be realizable.
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、電力取引所のスポット市場において、連系線空き容量の制約とともに、直流連系設備の送電量制約を考慮して、取引総余剰を最大化する取引を求めることが可能な電力取引の約定処理方法、装置、プログラムおよびシミュレータ装置を提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art. The purpose of the present invention is to provide a DC-connected facility together with restrictions on the free capacity of the interconnection line in the spot market of a power exchange. It is an object of the present invention to provide a power transaction contract processing method, apparatus, program, and simulator apparatus capable of obtaining a transaction that maximizes the total transaction surplus in consideration of the power transmission amount limitation.
上記のような目的を達するため、本発明は、コンピュータを用いて、複数のエリアが連系線によって接続されている電力系統における電力の取引を、入札によって行う電力取引の約定処理方法において、以下のような技術的特徴を有する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a power transaction contract processing method in which a power transaction in a power system in which a plurality of areas are connected by a connection line is performed by bidding using a computer. It has the following technical features.
すなわち、本発明は、前記コンピュータには、エリア情報記憶手段と、連係線空き容量記憶手段と、入札情報記憶手段と、目的関数設定手段と、制約条件設定手段と、計算手段とが設定され、前記エリア情報記憶手段が、連系線の送電量を記憶し、前記連係線空き容量記憶手段が、連係線の空き容量を記憶し、前記入札情報記憶手段が、入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶し、前記目的関数設定手段が、前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰を最大化する目的関数を設定し、前記制約条件設定手段が、エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を介して流入する総送電量と流出する総送電量との差を加えたものに等しいこと、売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、を制約条件として設定し、前記計算手段が、前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求めることを特徴とする。 That is, according to the present invention, in the computer, area information storage means, linkage line free capacity storage means, bid information storage means, objective function setting means, constraint condition setting means, and calculation means are set, The area information storage means stores the transmission amount of the interconnection line, the connection line free capacity storage means stores the free capacity of the connection line, and the bid information storage means has an order price of the bid / buy order. And the objective function setting means maximizes the total surplus of trading by trading based on the transmission amount of the linkage line, the free capacity of the linkage line, the order price and the order quantity of the buying and selling order. And the constraint condition setting means determines that the difference between the total purchase quantification and the total sale quantification for each area is a total transmission amount that flows in from the area via a link line and a total transmission amount that flows out. To the difference between The amount of sales contracts does not exceed the amount of each order, the amount of power transmitted on the AC interconnection line does not exceed its capacity, the amount of power transmitted on the DC interconnected facilities is one of the possible power transmission amounts, And calculating the transaction amount and transaction price of the power transaction and the interconnection power transmission amount by solving the combinatorial optimization problem based on the objective function and the constraint condition. Features.
以上のような本発明では、電力取引所のスポット市場における電力取引を、直流連系設備を含む連系線の容量制約の下で、目的関数及び制約条件が設定された組合せ最適化問題を解くことにより、市場参加者の総余剰が最大化されるように、取引量、取引価格及び送電量を求めることができるため、直流連系設備の送電量の制約を満たしながら、市場参加者の満足度が最も高い取引を行うことが可能となる。 In the present invention as described above, the power trading in the spot market of the power exchange is solved for the combination optimization problem in which the objective function and the constraint conditions are set under the capacity constraint of the interconnection line including the DC interconnection facility. As a result, the transaction volume, transaction price and transmission amount can be calculated so that the total surplus of the market participant is maximized. It is possible to conduct transactions with the highest degree.
以上のような本発明によれば、電力取引所のスポット市場において、連系線空き容量の制約とともに、直流連系設備の送電量制約を考慮して、取引総余剰を最大化する取引を求めることが可能な電力取引の約定処理方法、装置、プログラムおよびシミュレータ装置を提供することができる。 According to the present invention as described above, in the spot market of the power exchange, a transaction that maximizes the total transaction surplus is obtained in consideration of the limitation of the free capacity of the interconnection line and the limitation of the transmission amount of the DC interconnection facility. It is possible to provide a power transaction contract processing method, apparatus, program, and simulator apparatus capable of being used.
以下、本発明に係る電力取引の約定処理方法及び装置等の実施形態について、図1〜8を参照して説明する。
[実施形態の構成]
[全体構成]
まず、本実施形態の電力取引の約定処理装置の構成を説明する。図1は、約定処理装置の一例を示すブロック図である。すなわち、図1に示すように、本実施形態は、エリア情報記憶部1、連系線空き容量記憶部2、入札情報記憶部3、約定処理演算部4、約定結果記憶部5、インタフェース部6、通信部7等を有している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a power transaction contract processing method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[Configuration of the embodiment]
[overall structure]
First, the configuration of a power transaction contract processing apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a contract processing apparatus. That is, as shown in FIG. 1, the present embodiment includes an area
[エリア情報記憶部]
エリア情報記憶部1には、エリアの名称、連系線の名称および各連系線の接続しているエリアの名称等が記憶されている。図2は、エリア情報記憶部1に記憶されている情報の一例を示す説明図である。図2において、(a)はエリアの名称(番号と地域名)を示し、図2(b)は各エリア間を連係する連系線の情報(番号、連係線の名称、連係エリアの地域名称(向きも含む)、種別(DC or AC))を示す。
[Area information storage unit]
The area
[連係線空き容量記憶部]
連系線空き容量記憶部2には、エリア情報記憶部1に記憶されている各連系線の空き容量(向きと容量)が、取引される時刻ごとに記憶されている。直流連系設備については、空き容量のほかに、最低送電容量や、送電量の刻み幅の値が記憶されている。図3は、ある時刻における連系線空き容量の一例を示している。図3においては、番号、連係線の名称、空き容量(順方向、逆方向)、最低潮流値(順方向、逆方向)、刻み幅が含まれている。
[Linkage line free space storage section]
In the interconnection line free
[入札情報記憶部]
入札情報記憶部3には、すべての入札について、入札者、入札エリア、注文価格、注文量等が記憶されている。図4は、ある入札者の入札データの一例を示している。この例では、注文量が正のものは買い入札、負(−)のものは売り入札を意味する。取引所の入札フォームでは、注文価格に対して注文量が積み重ねられたグラフに対応した入札データを入力する方法をとっている。これに対して、図4の例では、注文価格ごとに、個別に注文量を指定する方式となっている点が異なっている。但し、図4のデータ形式と取引所の入札フォームのデータ形式とは、互いに変換可能である。
[Bid information storage unit]
The bid
たとえば、図4の商品1の入札データは、5.00円/kWh以下では100MWh/h買い、5.00より高く6.00円/kWh以下なら、さらに100MWh/h買い(6.00円/kWhより高く8.00円/kWhより安い場合は入札していない)、8.00円/kWh以上で9.00円/kWhより安い場合は100MWh/h売り、10.00円/kWh以上なら、さらに100MWh/h売り、を意味している。
For example, the bid data of the
[約定処理演算部]
約定処理演算部4は、後述する手順にしたがって約定処理を行い、結果を約定結果記憶部5に記憶する手段である。約定処理演算部4は、計算に適用される目的関数を設定する目的関数設定部41、計算に必要な各種の制約条件を設定する制約条件設定部42、目的関数と制約条件に基づく計算を行う計算部43を有している。このような約定処理演算部4は、実際には、コンピュータのメインメモリとそれに記憶されたプログラムおよびパラメータ、そのプログラム等によって制御されるCPU等によって実現される。なお、エリア情報記憶部1、連係線空き容量記憶部2、入札情報記憶部3、約定結果記憶部5は、コンピュータの各種のメモリや補助記憶装置等によって実現される。従って、コンピュータに、上記のような各部の機能を実現させ、後述する処理を行うプログラムも、本発明の一実施形態である。
[Contract processing operation section]
The contract
[インタフェース部]
インタフェース部6は、データ入力部61とデータ出力部62から構成されている。データ入力部61は、ユーザの操作に応じた信号を、コンピュータに入力するマウスやキーボード等の入力装置である。データ出力部62は、データ入力部61で入力されたデータおよび約定処理演算部4で処理された約定結果等を、オペレータに対し表示・出力するディスプレイ、プリンタ等の出力装置である。
[Interface part]
The
[通信部]
通信部7は、通信ネットワーク8を介して、たとえば、入札に参加している者の参加者端末9、電力取引所の他サーバ、連係線を管理するサーバ等と、入札及び約定処理等に関して必要なデータを送受信する手段である。したがって、上記の各記憶部に記憶される情報は、データ入力部61を介して入力することもできるし、通信ネットワーク8を介して受信・入力することもできる。通信ネットワーク8は、有線若しくは無線のあらゆる伝送路、伝送媒体を適用可能であり、どのようなLANやWANを経由するか若しくは経由しないかは問わない。通信プロトコルについても、現在又は将来において利用可能なあらゆるものを適用可能である。
[Communication Department]
The
[実施形態の作用]
次に、以上のような本実施形態における約定処理方法について、図5のフローチャート、図6〜8の説明図にしたがって説明する。
[Operation of the embodiment]
Next, the contract processing method in the present embodiment as described above will be described according to the flowchart of FIG. 5 and the explanatory diagrams of FIGS.
[入札データの読み込み(S1)]
まず、ステップS1では、約定処理演算部4が、エリア情報記憶部1に記憶されたエリアに関する情報と、連系線空き容量記憶部2に記憶された連系線の空き容量、入札情報記憶部3に記憶された入札データに関する情報を読み込む。
[Read bidding data (S1)]
First, in
[約定処理の実行(S2)]
次に、ステップS2では、読み込んだ情報に基づいて、以下に詳述するように、目的関数設定部41による目的関数の設定、制約条件設定部42による制約条件の設定が行われ、さらに、設定された目的関数および制約条件に基づいて、計算部43が組合せ最適化問題を解くことにより、売買約定量、連系線送電量および約定価格を算出する。
Next, in step S2, as will be described in detail below, the objective function is set by the objective
ただし、注文価格・約定価格は最小単位価格で、注文量・約定量・連系線空き容量は最小単位取引量で表されるものとする。たとえば、最小単位価格が0.01円/kWh(1銭/kWh)の場合、注文価格等は銭単位の数値で表され、最小単位取引量が1000kWh/h(1MWh/h)の場合、注文量等はMW単位の数値で表されるものとする。 However, the order price / contract price is the minimum unit price, and the order quantity / determined quantity / interconnection free capacity is expressed as the minimum unit transaction volume. For example, when the minimum unit price is 0.01 yen / kWh (1 sen / kWh), the order price is expressed in numerical values, and when the minimum unit transaction amount is 1000 kWh / h (1 MWh / h), an order is placed. The amount and the like are expressed by numerical values in MW units.
ここで、連系線の送電量zkの向きはエリア情報記憶部1に記憶されている連系線の情報によって定義されており、(1b)式において、zkにかかる符号が、エリアから流出する場合に正(+)、エリアに流入する場合は負(−)となるようにする。
Here, the direction of the power transmission amount z k of the interconnection line is defined by the information of the interconnection line stored in the area
(1a)式は、組合せ最適化問題の目的関数であり、社会厚生に重みM1M2を乗じたものに、売買約定量の合計値に重みM2を加え、さらに直流連系設備の送電量を加えたものである。 Equation (1a) is the objective function of the combinatorial optimization problem. The weight M 1 M 2 is multiplied by the social welfare, and the weight M 2 is added to the total value of the trading contract quantification. The amount is added.
社会厚生は、入札された全注文について、買い注文は注文価格の大きい順に、売り注文は注文価格の小さい順に並べたときの、総消費者便益(図6(a))から、総生産者費用(図6(b))を引いた差を表している(図6(c))。したがって、この値、すなわち消費者余剰と生産者余剰の和である総余剰(社会厚生)が最大になるような約定量を求めることは、オークションにより取引を行うことと等価であり、たとえば、連系線の制約がない場合は、買い注文を並べたものと売り注文を並べたものとの交点で、社会厚生が最大化される(たとえば、非特許文献2参照)。 Social welfare will determine the total cost of producers based on the total consumer benefits (Fig. 6 (a)) when placing orders for all bids placed in order of increasing order price and selling order in decreasing order of order price. The difference obtained by subtracting (FIG. 6B) is shown (FIG. 6C). Therefore, obtaining an approximate quantitative value that maximizes this value, that is, the total surplus (social welfare), which is the sum of consumer surplus and producer surplus, is equivalent to conducting transactions by auction. When there are no restrictions on the system line, social welfare is maximized at the intersection of the purchase order and the sell order (for example, see Non-Patent Document 2).
また、(1h)式のM1の選び方から、社会厚生を増加する方が、約定量を増加するより目的関数を増加させるので、社会厚生を最大化する中で、約定量を最大化する取引を求めることができる。さらに、(1i)式のM2の選び方から、社会厚生と約定量を増加する方が、直流連系設備の送電量を減少させるより目的関数を増加させるので、社会厚生と約定量を最大化する中で、直流設備の送電量を最小化する取引を求めることができる。 Moreover, the choice of M 1 in (1h) expression is better to increase the social welfare, because it increases the objective function than to increase the contract amount, in to maximize social welfare, maximizing the contract trading volume Can be requested. Furthermore, the choice of M 2 in (1i) expression, better to increase the social welfare commitments amount, because it increases the objective function than reducing the amount of transmitted power of DC interconnection facilities, maximizing social welfare and commitments amount In doing so, it is possible to seek a transaction that minimizes the amount of power transmitted to the DC facility.
(1a)式は、買い約定量と売り約定量が必ず等しくなることから、次の(2a,2b)式および(3a,3b)式のいずれかを用いることが可能である。
(1b)〜(1g)式は、組合せ最適化問題の制約条件であり、(1b)式は、エリアごとの買い約定量合計と売り約定量合計の差に、連系線を介した当該エリアから流出する連系線送電量合計(流入する総送電量と流出する総送電量との差)を加えたものがゼロに等しいことを意味している。また、(1c)式および(1d)式は、各買い注文および売り注文の約定量は、それぞれの注文量を超えないことを意味している。(1e)式は、連系線の送電量がその空き容量を超えないことを意味している。 Equations (1b) to (1g) are constraint conditions for the combinatorial optimization problem. Equation (1b) shows the difference between the buy fixed amount total and the sell fixed amount total for each area, and the area via the interconnection line. This means that the sum of the grid line transmissions flowing out from the network (the difference between the total transmissions flowing in and the total transmissions flowing out) equals zero. Further, the formulas (1c) and (1d) mean that the approximate fixed amounts of the respective buy orders and sell orders do not exceed the respective order quantities. The expression (1e) means that the transmission amount of the interconnection line does not exceed the free capacity.
また、(1f)式は、周波数変換設備の送電量が、定められた送電可能量のいずれかでなければならないことを、(1g)式は周波数変換設備以外の直流連系設備における送電量が、連系線の空き容量と最小潮流値制約を満たさなければならないことを意味している。 Also, equation (1f) indicates that the power transmission amount of the frequency conversion facility must be one of the determined transmittable amounts, and equation (1g) indicates that the power transmission amount in the DC interconnection facility other than the frequency conversion facility is This means that the free capacity of the interconnection line and the minimum tidal value constraints must be met.
図7は、周波数変換設備と、それ以外の直流連系設備の潮流制約のイメージを示す図である。図7(a)は周波数変換設備の潮流制約のイメージを、図7(b)はそれ以外の直流連系設備の潮流制約のイメージを示している。 FIG. 7 is a diagram illustrating an image of the power flow restriction of the frequency conversion facility and the other DC interconnection facilities. FIG. 7A shows an image of the power flow restriction of the frequency conversion equipment, and FIG. 7B shows an image of the power flow restriction of the other DC interconnection equipment.
図7(a)のように、周波数変換設備では、空き容量の範囲内で自由に潮流を変化させることができず、最小潮流値と、潮流値の刻み幅単位でしか潮流を変化させることができない。周波数変換設備の送電量がこれらの送電可能量しかとれないことを式で表したものが(1f)式である。 As shown in FIG. 7A, in the frequency conversion facility, the tidal current cannot be changed freely within the range of the free capacity, and the tidal current can be changed only in increments of the minimum tidal current value and the tidal current value. Can not. The expression (1f) expresses that the amount of power transmitted by the frequency conversion facility can only be the amount that can be transmitted.
また、図7(b)のように、周波数変換設備以外の直流連系設備では、最小潮流値以上の潮流値をとらなければならないため、送電可能量は(1g)式のような制約条件となっている。 In addition, as shown in FIG. 7B, in a DC interconnection facility other than the frequency conversion facility, since a tidal current value that is equal to or greater than the minimum tidal current value must be taken, the amount of power that can be transmitted is a constraint condition such as the equation (1g). It has become.
これらの連系設備では、スポット市場で取引に使用される前に、すでに計画潮流が決められている場合があるため、送電可能量は必ずしも原点を中心とした正負対称な範囲であるとは限らず、原点が正負どちらかにずれている可能性がある。 With these interconnection facilities, the planned power flow may already be determined before being used for trading in the spot market, so the amount of power that can be transmitted is not necessarily in the range of positive and negative symmetry centering on the origin. There is a possibility that the origin is shifted to either positive or negative.
以上に説明したように、電力取引所のスポット市場の約定処理問題は、連続変数と離散変数の混在した組合せ最適化問題となる。しかし、離散変数を線形緩和すると、(1)式は、次の(4)式の線形計画問題となる。
(1)式との違いは、(4f)式および(4g)式では変数zkが連続変数となっていることである。したがって、(4)式は、線形計画法の既知の解法によって解くことができる。また、得られた線形緩和解で、変数zk(k∈KFC∩KDC)が(1f)式および(1g)式を満たさない場合には、たとえば非特許文献3に示されるような、分枝限定法を実行することにより、最適解を計算することができる。
The difference from the equation (1) is that the variable z k is a continuous variable in the equations (4f) and (4g). Therefore, equation (4) can be solved by a known solution of linear programming. Further, in the obtained linear relaxation solution, when the variable z k (k∈K FC ∩K DC ) does not satisfy the expressions (1f) and (1g), for example, as shown in
分枝限定法は、変数zk(k∈KFC∩KDC)のうち、(1f)式および(1g)式を満たさないものについて、その値をその変域(値)のいずれかに固定した子問題(線形計画問題となる)を解いて行き(分枝操作)、実行可能解が得られなかった場合や、緩和解がすでに得られている暫定解より目的関数値を増加させない場合には、以下の分枝操作を行わないことにより(限定操作)、暫定解を更新して最適解を求める解法であり、組合せ最適化問題の厳密解を計算する方法である。 In the branch and bound method, the value of a variable z k (k∈K FC ∩K DC ) that does not satisfy the expressions (1f) and (1g) is fixed to one of its domains (values). When solving a child problem (becomes a linear programming problem) (branching operation) and no feasible solution is obtained, or when the objective function value is not increased from the provisional solution for which the relaxed solution has already been obtained Is a solution method in which the following branch operation is not performed (limited operation) and the provisional solution is updated to obtain the optimum solution, and the exact solution of the combinatorial optimization problem is calculated.
また、各エリアの約定価格は、この問題の第1制約式(入札エリアごとに存在する)に対応する最適双対変数(潜在価格)(たとえば非特許文献4参照)のうち、社会厚生を最大化するための第1項に対応する部分を重みM1M2で割ったものとなる。 In addition, the contract price of each area maximizes social welfare among the optimal dual variables (latent price) (for example, see Non-Patent Document 4) corresponding to the first constraint equation (existing for each bid area) of this problem. The portion corresponding to the first term to be divided by the weight M 1 M 2 is obtained.
最適双対変数のうち、約定量を最大化させるための第2項および、直流連系設備の送電量を最小化させるための第3項による寄与分は、第1項による寄与分に比べて十分に小さい値となるため、これらの寄与分は容易に取り除くことができる。 Of the optimal dual variables, the contribution of the second term for maximizing the quantification and the third term for minimizing the amount of power transmitted to the DC interconnection facility is sufficient compared to the contribution of the first term. Therefore, these contributions can be easily removed.
以上により、直流設備を含む連系線の容量制約を満足する範囲内で、全入札者の総余剰が最大になるような取引を決定することができる。 As described above, it is possible to determine a transaction that maximizes the total surplus of all bidders within a range that satisfies the capacity restriction of the interconnection line including the DC equipment.
[約定按分処理の実行(S3)]
ステップS3では、ステップS2において算出された約定結果から、ステップS2で分断された市場(以下、部分市場と呼ぶ)ごとに、次のような線形計画問題を解いて、約定量の調整を行う。直流連系設備では、常に市場は分断されているものとして扱う。また調整は、部分約定が成立している買い注文および売り注文のみに対して行う。
In step S3, the following linear programming problem is solved for each market segmented in step S2 (hereinafter referred to as a partial market) from the contract result calculated in step S2, and adjustment of contractual quantification is performed. In DC interconnection facilities, the market is always treated as being divided. Adjustment is made only for buy orders and sell orders for which partial contracts are established.
(5a)式は、線形計画問題の目的関数であり、調整する買い注文および売り注文の約定量(ステップS2で算出)からの調整量の絶対値を、最大化することを意味している。 Equation (5a) is an objective function of the linear programming problem, and means that the absolute value of the adjustment amount from the approximately fixed amount (calculated in step S2) of the buy order and the sell order to be adjusted is maximized.
(5b)〜(5d)式は線形計画問題の制約条件であり、(5b)式は、エリアごとの買い約定量の調整量合計と売り約定量の調整量合計の差に、連系線を介して当該エリアから流出する連系線送電量修正量合計(流入する総送電量と流出する総送電量との差)を加えたものがゼロに等しいことを意味している。 Equations (5b) to (5d) are the constraints of the linear programming problem. Equation (5b) expresses the interconnection line as the difference between the total adjustment amount for the buy contract amount and the total adjustment amount for the sell contract amount for each area. This means that the sum of the correction amount of the interconnected line transmission amount flowing out from the area via the difference (the difference between the total transmission amount flowing in and the total transmission amount flowing out) is equal to zero.
また、(5c)式は、各買い注文の調整量が当該買い注文の目標とする調整量 ΔXiを超えないこと、(5d)式は、各売り注文の調整量が当該売り注文の目標とする調整量ΔYj を超えないこと、(5e)式は、連系線の調整された送電量がその容量を超えないことを意味している。 Further, equation (5c) indicates that the adjustment amount of each buy order does not exceed the target adjustment amount ΔX i of the buy order, and equation (5d) indicates that the adjustment amount of each sell order is the target value of the sell order. The adjustment amount ΔY j to be exceeded does not exceed, and the equation (5e) means that the adjusted transmission amount of the interconnection line does not exceed its capacity.
ここで、(5a)式で計算される調整買い注文の目標とする調整量 ΔXiは、約定価格と一致した買い注文に対して計算されるものであり、約定価格で入札された注文の約定量の合計値をこれらの注文量で按分した値である次の(6)式に対して、ステップS2およびステップS3で算出された約定量xi *からどれだけ変化させればよいかを示している。また、(5b)式で計算される調整売り注文の目標とする調整量ΔYjについても同様である。
ステップS2では、約定価格に等しい価格で入札された注文が複数ある場合、ある注文から優先的に約定される結果となる場合があり、すべての入札者に対して公平な約定結果とならない可能性がある。これは、社会厚生を最大化し、かつ、取引量を最大化し、さらに直流連系設備の送電量を最小化するという目的関数に、部分約定における配分結果が影響しないためである。 In step S2, when there are a plurality of orders bid at a price equal to the contract price, there may be a result that is preferentially executed from a certain order, and there is a possibility that a fair execution result will not be obtained for all bidders. There is. This is because the distribution result in the partial contract does not affect the objective function of maximizing social welfare, maximizing the transaction volume, and minimizing the transmission amount of the DC interconnection facility.
たとえば、図8(a)に示すように、約定価格で入札者1、2、3の3者が売り注文を入札していた場合、同価格の買い注文が売注文の全量に満たないので、売り注文は部分約定となるが、入札者1と2は注文量が全量約定し、入札者3は約定量ゼロとなる場合があり得る。
For example, as shown in FIG. 8 (a), when
このような不公平な約定結果となるのを避けるため、約定価格に一致した注文が複数あり、これらが部分約定であった場合、これらの約定量を、買い注文に対してはxi *を(5a)式で表されるΔXi だけ変化させ、売り注文に対しては、yj *を(5b)式で表されるΔYjだけ変化させることにより、公平な約定結果が実現できる。 In order to avoid such unfair execution results, if there are multiple orders that match the execution price and these are partial executions, these contracts are determined and x i * is applied to the purchase order. By changing ΔX i expressed by the equation (5a) and changing y j * by ΔY j expressed by the equation (5b) for a selling order, a fair execution result can be realized.
図8(b)では、約定量の合計を注文量で按分し、入札者1および2の約定量を減らし、入札者3の約定量を増やして、公平な約定結果が得られる。ただし、連系線の空き容量制約が存在する場合、この調整により連系線の空き容量制約を満足しない可能性があるため、ステップS3では、連系線空き容量制約を満足する範囲内で、公平な約定結果に最も近づくよう、調整量を最大化している。したがって、ステップS3を実行することにより、連系線の空き容量制約を満足し、かつ全入札者を公平に扱うことのできる約定結果を算出することができる。
In FIG. 8 (b), a fair execution result is obtained by apportioning the total of the fixed amounts by the order quantity, reducing the amount of
[約定結果の書き込み]
最後に、ステップS4では、以上のような手順を経て算出された各エリアにおける約定価格、各入札の約定量および各連系線の送電量等を、約定結果記憶部5に記憶する。
[Write contract result]
Finally, in step S4, the contract price, the fixed amount of each bid, the amount of power transmitted through each interconnection line, and the like calculated in the above-described procedure are stored in the contract
[実施形態の効果]
以上述べたように、本実施の形態によれば、電力取引所のスポット市場における電力取引を、直流連系設備を含む連系線の容量制約の下で、市場参加者の総余剰を最大化するという組合せ最適化問題(混合整数線形計画法等、緩和問題も含む)によって求めることができるため、直流連系設備の送電量の制約を満たしながら、市場参加者の満足度が最も高い取引を行うことが可能となる。
[Effect of the embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the power trading in the spot market of the power exchange is maximized with the capacity surplus of the market participants under the capacity restriction of the interconnection line including the DC interconnection facility. The transaction with the highest level of satisfaction among market participants, while satisfying the constraints on the amount of power transmitted to the DC-connected facilities, can be obtained by a combinatorial optimization problem (including mixed integer linear programming and other relaxation problems). Can be done.
また、同じ価格で入札した注文が複数ある場合、連系線の容量制約の下で、注文量によって按分された量で約定するように行うことができるため、市場参加者の公平感を満たす取引を行うことができる。 In addition, if there are multiple orders that bid at the same price, transactions that satisfy the fairness of the market participants can be made with an amount apportioned by the order volume under the capacity constraints of the interconnection line. It can be performed.
[他の実施形態]
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明を、通信ネットワークを介して入札されたデータ等に基づいて、実際に取引処理を行うシステムとしてではなく、上記の処理をコンピュータに実行させることにより、電力取引を模擬するシミュレータ装置、方法およびプログラムとして実現することもできる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the embodiment as described above. For example, a simulator device that simulates power transactions by causing a computer to execute the above-described processing, not as a system that actually performs transaction processing based on data bid through a communication network, etc., It can also be realized as a method and a program.
1…エリア情報記憶部
2…連係線空き容量記憶部
3…入札情報記憶部
4…約定処理演算部
5…約定結果記憶部
6…インタフェース部
7…通信部
8…通信ネットワーク
9…参加者端末
41…目的関数設定部
42…制約条件設定部
43…計算部
61…データ入力部
62…データ出力部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記コンピュータには、エリア情報記憶手段と、連係線空き容量記憶手段と、入札情報記憶手段と、目的関数設定手段と、制約条件設定手段と、計算手段とが設定され、
前記エリア情報記憶手段が、連系線の送電量を記憶し、
前記連係線空き容量記憶手段が、連係線の空き容量を記憶し、
前記入札情報記憶手段が、入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶し、
前記目的関数設定手段が、前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰を最大化する目的関数を設定し、
前記制約条件設定手段が、
エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を介して流入する総送電量と流出する総送電量との差を加えたものに等しいこと、
売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、
交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、
直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、
を制約条件として設定し、
前記計算手段が、前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求めることを特徴とする電力取引の約定処理方法。 In a power transaction contract processing method for conducting a power transaction in a power system in which a plurality of areas are connected by a connection line using a computer by bidding,
In the computer, area information storage means, linkage line free capacity storage means, bid information storage means, objective function setting means, constraint condition setting means, and calculation means are set,
The area information storage means stores the transmission amount of the interconnection line,
The linkage line free capacity storage means stores the free capacity of the linkage line;
The bid information storage means stores an order price and an order quantity of a bid order.
The objective function setting means sets an objective function for maximizing the total surplus of trading by trading based on the transmission amount of the linkage line, the free capacity of the linkage line, the order price and the order quantity of the trading order,
The constraint condition setting means is
The difference between the total purchase quantity and the total sale quantity for each area is equal to the sum of the total transmission amount flowing in and out of the area via the link line,
The trading volume does not exceed the amount of each order,
The transmission amount of the AC interconnection line must not exceed its capacity,
The amount of power transmitted by the DC interconnection facility is one of the possible power transmission amounts,
As a constraint,
The calculation means obtains a transaction amount, a transaction price, and an interconnection transmission amount of a power transaction by solving a combinatorial optimization problem based on the objective function and the constraint condition. Processing method.
前記制約条件設定手段が、
調整されたエリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、調整された当該エリアから連系線を介して流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、
調整された約定量が、前記部分約定が成立している約定価格と等しい注文価格を持つ注文の約定量の合計を、当該注文の注文量で按分した量を超えないこと、
調整された交流連系線送電量がその容量を超えないこと、
を制約条件として設定し、
前記計算手段が、前記目的関数および前記制約条件に基づいて、線形計画問題を解くことにより、取引量の調整を行うことを特徴とする電力取引の約定処理方法。 Based on the execution result calculated by the electric power transaction execution processing method according to any one of claims 1 to 5, the objective function setting means has a partial execution for each divided market. Approximate amount of orders with order price equal to the contract price at which the partial contract is established, with the variable amount of the adjustment amount of the order with the order price equal to the contract price and the adjustment amount of the AC interconnection transmission amount Set an objective function that maximizes the adjustment amount of
The constraint condition setting means is
The difference between the adjusted total purchase amount and the total sale amount for each adjusted area is equal to the difference between the total transmission amount flowing into and out of the adjusted area via the interconnection. thing,
The adjusted contracted quantity does not exceed the sum of the contracted quantities of orders with order prices equal to the contract price at which the partial contract is established, divided by the order quantity of the order;
The adjusted AC interconnection transmission capacity does not exceed its capacity,
As a constraint,
A power transaction contract processing method, wherein the calculation means adjusts a transaction amount by solving a linear programming problem based on the objective function and the constraint condition.
前記コンピュータに、
連係線の送電量を記憶するエリア情報記憶手段と、
連係線の空き容量を記憶する連係線空き容量記憶手段と、
入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶する入札情報記憶手段と、
前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰に総売買注文量より大きな数および直流連系設備の送電可能量の最大量の総和より大きな数を乗じ、これに総売買約定量に直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じたものを加え、さらに直流連系設備の送電量の絶対値を減じたものを最大化する目的関数を設定する目的関数設定手段と、
エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を解して流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、
売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、
交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、
直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、
を制約条件として設定する制約条件設定手段と、
前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求める計算手段と、
を有することを特徴とする電力取引の約定処理装置。 Using a computer, in a power transaction contract processing device for conducting a power transaction in a power system in which a plurality of areas are connected by an interconnection line by bidding,
In the computer,
Area information storage means for storing the power transmission amount of the connection line;
Linked line free capacity storage means for storing the free capacity of the linked line;
Bidding information storage means for storing the order price and the order quantity of the bid / buy order,
Based on the power transmission amount of the linkage line, the free capacity of the linkage line, the order price and the order quantity of the trading order, the total surplus of trading by the transaction is larger than the total trading order quantity and the power transmission capacity of the DC interconnection facility Multiply by a number greater than the sum of the maximum amount of power, and add this to the total purchase and sale amount multiplied by a number greater than the sum of the maximum values of DC-connected facilities. An objective function setting means for setting an objective function that maximizes a value obtained by subtracting the absolute value;
The difference between the total purchase quantification and total sale quantification for each area is equal to the sum of the total transmission amount flowing in and out of the link line.
The trading volume does not exceed the amount of each order,
The transmission amount of the AC interconnection line must not exceed its capacity,
The amount of power transmitted by the DC interconnection facility is one of the possible power transmission amounts,
A constraint condition setting means for setting as a constraint condition,
Based on the objective function and the constraint condition, by calculating a combination optimization problem, a calculation means for obtaining a transaction amount and a transaction price of an electric power transaction and an interconnection transmission amount,
A contract processing apparatus for power transactions, comprising:
前記コンピュータに、
連係線の送電量を記憶させ、
連係線の空き容量を記憶させ、
入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶させ、
前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰に総売買注文量より大きな数および直流連系設備の送電可能量の最大量の総和より大きな数を乗じ、これに総売買約定量に直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じたものを加え、さらに直流連系設備の送電量の絶対値を減じたものを最大化する目的関数を設定させ、
エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を解して流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、
売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、
交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、
直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、
を制約条件として設定させ、
前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求めさせることを特徴とする電力取引の約定処理プログラム。 In a power transaction contract processing program that causes a computer to conduct power transactions in a power system in which a plurality of areas are connected by interconnection lines,
In the computer,
Memorize the amount of power transmission on the connecting line,
Memorize the free capacity of the connection line,
Memorize the order price and order quantity of the bid order
Based on the power transmission amount of the linkage line, the free capacity of the linkage line, the order price and the order quantity of the trading order, the total surplus of trading by the transaction is larger than the total trading order quantity and the power transmission capacity of the DC interconnection facility Multiply by a number greater than the sum of the maximum amount of power, and add this to the total purchase and sale amount multiplied by a number greater than the sum of the maximum possible transmission amounts of the DC interconnected facilities. Set an objective function that maximizes the absolute value minus
The difference between the total purchase quantification and total sale quantification for each area is equal to the difference between the total transmission amount flowing in and out of the link line.
The trading volume does not exceed the amount of each order,
The transmission amount of the AC interconnection line must not exceed its capacity,
The amount of power transmitted by the DC interconnection facility is one of the possible power transmission amounts,
Is set as a constraint condition,
A transaction processing program for power transactions, wherein a transaction amount, a transaction price, and an interconnection transmission amount of power transactions are obtained by solving a combination optimization problem based on the objective function and the constraint conditions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006147352A JP2007317029A (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Method, apparatus, program and simulator apparatus for processing agreement of power trading |
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Publications (1)
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JP (1) | JP2007317029A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013066330A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Shimizu Corp | Power usage schedule adjusting device, power usage schedule adjusting method, and program |
JP2017162466A (en) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | 富士電機株式会社 | Interconnection line utilization plan creation device, control method and program for the same |
JP2019160077A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Kddi株式会社 | Contract pricing device and contract pricing method |
-
2006
- 2006-05-26 JP JP2006147352A patent/JP2007317029A/en active Pending
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