JP2009245044A - Power price predicting device and power price predicting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力取引所の過去の電力取引価格および約定量の実績,自社の入札カーブおよび他の取引参加者の電力需要予想値から他の取引参加者の限界費用カーブ,予備力,利益を推定し、この推定結果と将来の自身の入札カーブおよび他の取引参加者の需要予測値予測を用いて、電力取引所の電力価格および約定量を予測する装置および方法に関する。 The present invention calculates the marginal cost curve, reserve capacity, and profits of other trading participants from the past power trading price of the power exchange and the actual amount of quantification, its own bidding curve, and other electricity demand forecasts of other trading participants. The present invention relates to an apparatus and a method for estimating and predicting a power price and a quantified amount of a power exchange by using the estimation result, future own bid curve and demand forecast value forecast of other trading participants.
日本卸電力取引所では取引会員に対して、商品ごとの電力価格,約定量を公開している。しかし、その価格、約定量を決定の元となる各取引参加者の入札カーブの情報は公開されていない。但し、各取引参加者の入札カーブおよび連系線空き容量を利用すれば、約定処理方法は公開されているため、約定価格および約定量を決定することはできる。入札カーブの情報は公開されていないため、将来の約定価格,約定量を予測することは難しい。電力価格は国内外の実態として他の商品に比べて、価格変動が大きい。このため、取引参加者にとって、電力取引所の電力価格および約定量の値により、取引部門の収益が大きく左右されることになる。 The Japan Wholesale Electric Power Exchange has disclosed the electricity price and approximate amount for each product to trading members. However, the bid curve information of each trading participant, whose price and approximate amount are determined, has not been released. However, if the bid curve and interconnection capacity of each trading participant is used, the contract processing method is publicly available, so the contract price and contract quantification can be determined. Since the information on the tender curve is not disclosed, it is difficult to predict future contract prices and contract quantification. Electricity prices are more fluctuating than other products in terms of domestic and international conditions. For this reason, for the trading participants, the profit of the trading department is greatly influenced by the power price of the power exchange and the value of the fixed amount.
下記特許文献1では、電源特性,需要予想などをもとに、入札カーブを作成して、電力価格や約定量を決定している。ここでは、自社および他社の全取引参加者の電源特性が既知であることを前提に、予想電力需要を満たすように発電所運用計画を作成して、限界費用カーブを求めている。しかし、特に競争環境下では他社の燃料費特性など費用に関する電源特性のデータを入手することはできない。このため、燃料費特性を適切に設定することはできない。
In the following
また、電力需要予測で用いられている予測方法に電力価格に影響を与える至近の電力価格などの因子を入力し、電力価格を出力するニューラルネットを用いて、将来の電力価格を予測する手法がある(非特許文献1)。しかし、取引部門にとっては、価格決定メカニズムと発電コストに関する物理的な特性とに乖離があるため、予測結果の妥当性を確認することはできない。 There is also a method for predicting future power prices using a neural network that inputs power factors such as the nearest power price that affects power prices into the forecast method used in power demand forecasting. Yes (Non-Patent Document 1). However, for the trading department, there is a gap between the pricing mechanism and the physical characteristics related to power generation costs, so the validity of the forecast results cannot be confirmed.
電力自由化の進展にともない電気事業者は競争環境下での事業を推進していかなければならない。特に電気事業者の取引部門では、電気の売買により収益を上げる必要があり、電力取引所での約定価格と約定量が適切に予測できることが、収益向上のためには重要である。しかし、競争環境下にあるため他の電気事業者の情報、特に過去,将来の入札カーブを入手することはできない。このため、電力取引所が公開している過去の約定価格,約定量および中立機関が公開している連系線空き容量をもとに、約定価格,約定量の誤差が最小となるように他社の限界費用カーブ,予備力,利益を推定し、これらから他社の入札カーブを作成する。この他社の入札カーブと自社の入札カーブおよび連系線空き容量から取引所と同等の約定処理により将来の約定価格および約定量を精度良く予測することができる。 As electric power liberalization progresses, electric power companies must promote business in a competitive environment. In particular, in the trading department of an electric power company, it is necessary to increase profits by buying and selling electricity, and it is important for profit improvement to be able to appropriately predict the contract price and contract amount at the power exchange. However, because of the competitive environment, it is not possible to obtain information on other electric utilities, especially past and future bidding curves. For this reason, based on the past contract prices and contracts published by the power exchange and the free capacity of the interconnection lines disclosed by the neutral institutions, the other companies ensure that the errors in the contract prices and contracts are minimized. The marginal cost curve, reserve capacity, and profit are estimated, and the other company's bid curves are created. Future contract prices and contract quantification can be accurately predicted from the other company's tender curves, in-house tender curves and interconnected line free space, by contract processing equivalent to exchanges.
本発明は上記課題に対処して成されたもので、その目的とするところは推定した他者の入札カーブ,自社の入札カーブ,連系線空き容量をもとに約定処理を実施することにより将来の約定価格および約定量を精度良く予測する装置および方法を提供することにある。 The present invention has been made in response to the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to execute a contract processing based on the estimated bid curve of the other person, the bid curve of the company, and the free capacity of the interconnection line. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for accurately predicting future contract prices and contract quantification.
本発明の主な特徴は過去の約定価格、約定量との誤差が最小となるように他社の限界費用カーブ,予備力,利益を推定することである。これらの推定結果から他社の入札カーブを作成し、自社の入札カーブとあわせ、更に連系線空き容量を考慮して、取引所と同様の約定処理を実施する電力価格予測装置および方法により約定価格および約定量を予測する。 The main feature of the present invention is to estimate the marginal cost curve, reserve power, and profit of other companies so that the error from the past contract price and contract quantification is minimized. A bid curve of other companies is created from these estimation results, combined with the company's bid curve, and considering the free capacity of the interconnection line, the contract price is determined by the power price forecasting device and method that executes the same contract processing as the exchange. And predict about quantification.
本発明によれば、過去の約定価格,約定量の実績との誤差が最小となるように、他社の限界費用カーブ,予備力,利益を推定し、これらを用いて他社の入札カーブを作成し、自社の入札カーブと合わせて約定処理することにより、精度良く電力価格および約定量を予測することができる。 According to the present invention, the marginal cost curve, reserve capacity, and profit of other companies are estimated so as to minimize the error from the past contract price and actual performance, and the other company's bid curve is created using these. By executing the contract with the company's own bidding curve, it is possible to accurately predict the power price and the fixed amount.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の適用対象である電力価格予測装置による計算処理フロー、図2は電力価格予測装置1の概略全体構成図、図3は電力価格予測装置の詳細構成図、図4から図6は条件設定の画面、図7はパラメータ推定のために使用する最適化手法(PSO:Particle Swarm Optimization)のパラメータの例、図8はPSOの変数の最適化するために変数の更新を説明する図、図9は推定したパラメータの情報を表示する画面である。図10は全取引参加者の売り入札と買い入札をそれぞれ集約したカーブを示すもので、約定価格,約定量を説明する図である。図11から図14はパラメータを推定するときの処理を説明する図である。図15は収益計算の画面を示す。
FIG. 1 is a calculation processing flow by the power price prediction apparatus to which the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of the power
電力価格予測装置1は中央演算処理装置(CPU)2,主記憶装置3,入出力装置4および外部記憶装置5とから構成される。
The power
図3は本発明における電力価格予測装置1の詳細な機能構成図である。電力価格予測装置1は、上述の入力装置6,表示装置7,データベース9および読取装置10と、計算処理部20とを備える。なお、計算処理部20は、予め外部記憶装置5の記憶媒体に保持され、読取装置10を介して主記憶装置3に読み込まれたプログラムを、CPU2が実行することにより実現されるが、本発明はこのようなプログラムされた汎用プロセッサによるものに限られるわけではない。例えば、本発明の各処理を実行するワイヤードロジックを含む特定のハードウェア装置との組合せによって計算処理部20を構成することもできる。
FIG. 3 is a detailed functional configuration diagram of the power
入出力装置4は、図3に示すキーボードやマウスを備えた入力装置6と、出力装置としての表示装置7を有する。なお、入出力装置4としては、これらの代わりに、あるいは、これらと併用して、ポインティングデバイス、タッチセンサ等の入力装置や、液晶表示装置,プリンタ,スピーカ等の出力装置を設けることもできる。外部記憶装置5としては、ハードディスク装置,フロッピィディスク装置,CD−ROM(compact disc-read only memory)装置,DAT(digital videotape)装置,RAM(random access memory)装置,DVD(digital video disc)装置,不揮発性メモリ等を用いることができる。外部記憶装置5は、図3に示すデータベース9を保持するための大容量記憶装置と、処理プログラムなどを保持する記憶媒体と、該記憶媒体に保持された情報を読み取るための読取装置10とを用いているが、一つの外部記憶装置にデータベースと処理プログラムとが両方保持されているようにすることもできる。また、記憶媒体としては、フロッピィディスク,CD−ROM,磁気テープ,光ディスク,光磁気ディスク,DAT,RAM,DVD,不揮発性メモリ等を用いることができる。
The input /
入力装置6は表示装置7に表示された選択肢の選択,データの入力などを受付け、計算処理部20に伝送する。表示装置7は、入力装置6から送られたデータを表示する。計算処理部20は、入力装置6から伝送されるデータと、データベース9から読み込んだデータと、読取装置10から読み込んだ処理プログラムを用いて、もっとも収益が最大となる自社の入札カーブを電力取引支援システム11に伝送する。電力取引支援システム11では必要に応じて、運用者が必要に応じて入札カーブを修正して、電力取引所システム12にこの入札カーブを伝送する。電力取引所システム12は約定結果を電力取引支援システム11に伝送する。
The
計算処理部20の処理結果は、表示装置7に送られて表示されると共にデータベース9に格納される。
The processing result of the
計算処理部20は、コントロール部21,条件設定部22,パラメータ設定部23,約定処理部24,結果出力部25および収益計算部26を備える。また、計算処理部20は、通信回線31を介して電力取引支援システム11に接続されており、電力取引支援システム11は、電力取引所システム12に接続されている。
The
コントロール部21は、入力装置6,表示装置7,印字装置8,データベース9,読取装置10,電力取引支援システム11および各処理部22〜26の間のデータや処理プログラムなどの授受を円滑に行うためのデータの加工・処理を行い、その授受をコントロールして、全体の処理を正常に動作させる。
The
条件設定部22はコントロール部21を介してデータベース9および/または読取装置10の記憶媒体に保持されている、過去の約定価格,約定量,連系線空き容量,最高気温などの気象データ,需要実績値,需要予想値,電源停止計画、自社の入札カーブ実績,取引参加者のエリアと事業者タイプのデフォルトの条件等を読み込んで表示するとともに、これらの条件を表示装置7に表示して、条件を変更する。予測対象日,データ利用期間,評価関数,エリア間接続関係,限界費用カーブの初期値,上下限値あるいは売買電力量,予備力,売り利益,買い利益などの初期値,上下限値を表示装置7の画面に表示して、値を設定する。また、この設定したの条件等はコントロール部21を介してデータベース9に格納される。
The
パラメータ推定部23は、コントロール部21を介してデータベース9に保持されているデータを読込み、最も適切なパラメータを決定し、更に入札カーブを作成する。この決定したパラメータ値や作成した入札カーブはコントロール部21を介して各処理部24〜26に伝送されるとともに、データベース9に格納される。
The
約定処理部24は、パラメータ推定部で作成した入札カーブおよび条件設定部22で読み込んだ値および設定した値を用いて、電力価格および約定量を決定するために電力取引所システムの約定処理を模擬するものである。
The
結果出力部25はコントロール部21を介して、パラメータ推定部23で推定したパラメータの値および約定処理24で計算した約定価格、約定量などを表示装置7に表示させる。あるいは、それらを印字装置8に印字させる。
The
収益計算部26はコントロール部21を介して、取引参加者の入札カーブあるいはパラメータ推定部23で推定した限界費用カーブなどを表示装置7に表示するとともに、それらの値を必要に応じてパラメータを修正し、その修正した値を使って、約定処理部24で約定処理した結果を表示装置7に表示あるいは印字装置8に印字する。
The
次に、動作を図1に示す処理フロー図および図4から図15を参照して説明する。まず、最初に処理S102の限界費用カーブ推定のための条件の設定について説明する。 Next, the operation will be described with reference to the processing flowchart shown in FIG. 1 and FIGS. First, setting of conditions for estimating the marginal cost curve in step S102 will be described.
電力価格予測装置1で電力価格予測の処理を開始すると計算条件を設定あるいはデータベース9から読み込むための画面が表示装置7に表示される(図示せず)。この画面から図4、図5および図6の画面に遷移する。図4のG101は予測対象日時,パラメータを推定するために使用するデータの利用期間,その期間の中で利用する曜日種別および利用対象時刻を設定する画面である。予測対象日,パラメータを推定するために使用するデータの期間は直接、数値を入力する。期間の中で利用する利用対象の曜日種別はトルグスイッチになっており、どれか1つを選択する。また、評価関数は過去の約定価格,約定量と推定したパラメータから導かれる予測した約定価格と約定量との誤差の総和とする。ここでの、評価関数は小さいほどよい。誤差には約定価格と約定量の2つかあるため、両者の重み係数k1,k2の値を設定する。更に、誤差評価する日の曜日に対応して重み係数cjを設定する。例えば、図4の例では、平日の価格の重み係数は1.0、土曜日の価格の重み係数は0.5、平日の約定量の重み係数は0.1、土曜日の約定量の重み係数は0.05となる。対応する2つの重み係数をかけたものを使用する。誤差が小さいほど、推定したパラメータの精度がよいので、誤差が小さければ、評価関数も小さくなるように設定すればよい。このため、図4に示す誤差の二乗でなく、誤差の絶対値としてもよい。電力取引所で取引参加者に公表される約定価格,約定量を使って、ここで示した以外の誤差を計算して、評価関数に取り込むことができる。例えば、日本卸電力取引所では、連系線空き容量が十分あるとしたときの約定価格と約定量,連系線空き容量を考慮してや苦情処理したときの同一価格となったエリアグループの約定価格と売り約定量,買い約定量が公表されている。これらの公開される実績値とそれに対応する予測値との誤差に対して、それぞれの重み係数をかけて、評価関数を設定することもできる。
When the power
図5のG102は入札エリアの接続関係を設定する画面である。エリア間接続があるということは、そのエリア間の連系線があることを示すもので、この連系線には物理的に電気を流せる容量があるため、取引参加者がどのエリアで電気を売買するかにより、電力価格,約定量は変化する。エリア間接続の表C121の右上と左下は対称となっているので、左下の部分だけ入力すればよい。表内の0は2つのエリア間が接続されていないこと、1が接続されていることを表している。この設定した結果を確認するために、確認ボタンを押すことにより、エリア番号間の接続関係が表示される。実際のエリア間接続は日々変化することはないので、データベース9から読み込めばよい。図6の画面G103はパラメータの初期値,上下限値等を設定する画面である。C131からC133は事業者を特定するために設定する値である。C131はエリア番号、C132は事業者番号、C133は事業者タイプである。事業者タイプには、自社を表す「0」、一般電気事業者を表す「1」、PPS事業者を表す「2」、発電事業者を表す「3」、その他「4」などである。C134は売買条件のパラメータのひとつである、予備力,売り利益および買い利益を設定する表である。この例では、予備力は、別途設定した需要予想値に対する割合で設定しており、発電機の事故あるいは予想した需要の予測誤差などにより、電力供給力が不足しないように、多めに供給力を確保するためのものである。予備力は絶対値MWで指定してもよい。ここで、初期値とはパラメータを推定するときに、最初の繰り返し計算の初期値として使えるように設定するものである。また、上限,下限はこの予備力を推定するときに探索する範囲を示している。「可変/固定」の数値はフラグを示しており、「1」は可変を表しており、パラメータを上下限の範囲の中で探索することを表している。一方、「0」の場合は、初期値をそのパラメータの推定値とし、探索対象ではないことを表している。売り利益は限界費用カーブに対して、電気を売る場合にこの費用カーブに上乗せする分であり、売電による利益分となる。図6の例では、単位が1kWhあたりの金額になっているが、限界費用カーブに対する割合(%)としてもよい。この値の下限値は、電力取引所での売買手数料以上となるように設定される。同様に、買い利益は限界費用カーブに対して、電気を買う場合にこの費用カーブから差し引く分であり、買電によるコスト削減分となる。つまり、所有する発電機で発電する単価よりも安く、取引所から購入することができるならば、この発電機の出力を抑えて、取引所から購入することにより、発電コストを削減できる。図6の例では、単位が1kWhあたりの金額になっているが、限界費用カーブに対する割合(%)としてもよい。この値の下限値は、電力取引所での売買手数料以上となるように設定される。限界費用カーブの設定C135は限界費用カーブを区分線形で表現するためのものである。費用の初期値は、売買条件のときと同じく、繰り返し計算の最初の値として使えるように設定するものである。また、費用の上限,下限についてもパラメータを設定する。限界費用カーブの各電力量の費用を探索する範囲である。他社の電源については、その詳細は不明であるが、各電源の容量および使用する燃料種別は分かるので、この上下限を設定することができる。電力量は発電機の特性などを考慮して設定する。電力量は表の左から右に向かって増加し、同時に限界費用も増加する。これは、発電単価が安い電源から順次運転するために、電力量が増えれば限界費用も増加することになるためである。C135で限界費用の初期値と電力量を設定した後、そのグラフを確認するときは、C137ボタンを押すことにより、C136にグラフが表示され、確認することができる。ここで、事業者タイプが「0」、つまり自社の場合は探索する必要はないので、C134の初期値には自社で使用している値を設定し、「可変/固定」のフラグを「0」の固定すればよい。限界費用カーブの費用については、電力量ごとの費用の初期値、上限値、下限値を同じ値に設定することで、パラメータを固定することができる。C135では電力量は推定するパラメータとしていないが、電力量についても探索する範囲を設定して、探索することができる。これらのパラメータは事業者ごとに設定する。需要予測値は設定することができるが、自社の需要予測値は実績需要と気象データを用いて、例えば回帰分析により回帰係数をもとめ、気象予報データを入力することにより、需要を予測することができ、この予想値を利用することができる。あるいは、過去に予測した予測値がデータベース9に格納されているときには、データベース9から読み込んで設定することができる。他の事業者の需要を予測するときには、例えば、自社の需要予測モデルに他社のエリアの気象予報データを入れて出てきた値にある定数をかけて伸縮して他者の需要を予測値することができる。あるいはデータベース9から予想値を読み込んだときには、ある定数をかけて伸縮して他者の需要を予測値することができる。ここで、ある定数とは自社と他社との設備容量比、あるいは公表されている最大需要の比率などを用いることができる。
G102 in FIG. 5 is a screen for setting the connection relationship of the bid area. Inter-area connections indicate that there are interconnected lines between the areas. Since these interconnected lines have the capacity to physically conduct electricity, the trading participants can Depending on whether you buy or sell, the price of electricity and the fixed amount will change. Since the upper right and lower left of the inter-area connection table C121 are symmetrical, it is only necessary to input the lower left part. 0 in the table indicates that the two areas are not connected, and 1 indicates that they are connected. In order to confirm the set result, the connection relationship between the area numbers is displayed by pressing a confirmation button. Since the actual inter-area connection does not change every day, it can be read from the
処理S102では、処理S101で設定あるいは入力したデータを使って、パラメータを推定する。ここでは、実数変数であるパラメータを推定するための最適化手法として、PSO(Particle Swarm Optimization)を用いた例で説明する。非線形問題となっているため、他に実数変数を最適化するEP(Evolutionary Programming)などの方法、あるいはパラメータを離散値にして組合せ最適化問題に適用できるタブサーチ法や遺伝的アルゴリズムを適用することができる。まず最初に、PSOの原理を簡単に説明する。 In step S102, the parameter is estimated using the data set or input in step S101. Here, an example using PSO (Particle Swarm Optimization) will be described as an optimization method for estimating a parameter that is a real variable. Since it is a non-linear problem, other methods such as EP (Evolutionary Programming) that optimizes real variables, or tab search methods and genetic algorithms that can be applied to combinatorial optimization problems with discrete parameters Can do. First, the principle of PSO will be briefly described.
PSOは、主に2つの考え方をもとに構成されている。1つは一般的な人工生命や鳥の群れ、魚の群れといった群れの考え方であり、もうひとつは遺伝的アルゴリズム(GA)などの進化を基本とした考え方である。この2つの考え方を組み合わせたPSOは、非常に簡単なアルゴリズムであり、かつ基本的な算術演算しか使用していないにも関わらず、連続型変数の非線形最適化問題を高速に解くことができる。 PSO is mainly composed of two concepts. One is a general idea of artificial life, a school of birds, a school of fish, and the other is a concept based on the evolution of genetic algorithms (GA). The PSO that combines these two concepts is a very simple algorithm and can solve the nonlinear optimization problem of continuous variables at high speed, even though only basic arithmetic operations are used.
群れを構成する鳥あるいは魚に対応するものはエージェントと呼ばれ、各エージェントは図7に示す取引参加者のパラメータyi(取引参加者の限界費用カーブを表す区分線形の点、予備力,売り利益,買い利益からなるベクトル)が式(1)のように取引参加者分だけベクトルとして、連結されたもので、これを決めるための位置(状態量x)と速度Vの情報を持っている。 The agent corresponding to the bird or fish constituting the flock is called an agent, and each agent is a trading participant parameter yi shown in FIG. 7 (a piecewise linear point representing a trading participant's marginal cost curve, reserve power, selling profit) , A vector consisting of buying profit) is connected as a vector for the trading participants as shown in equation (1), and has information on the position (state quantity x) and speed V for determining this.
(数1)
x=(y1,y2,y3,・・・・)
(Equation 1)
x = (y1, y2, y3,...)
各エージェントの位置と速度および群れの中でもっとも評価がよいエージェントの位置と速度を用いて各エージェントの次の位置を更新する。設定した最小化する評価関数を、群れ全体で変数を最適化するように各エージェントが行動する。評価関数f(x)は状態量xによって一意に決定されるため、各エージェントは現在の位置での評価関数を計算することができる。各エージェントは、現在の速度、現在のエージェントの群れの中で評価関数の最良値f(pbest)とその位置pbestおよび今まで探索したなかでの最適値f(gbest)と位置gbestを用いて、pbestとgbestに近づくように式(2)に従って速度を修正する。これにより各エージェントの現在位置は式(3)により更新する。 The next position of each agent is updated using the position and speed of each agent and the position and speed of the agent with the highest evaluation among the group. Each agent acts so as to optimize the set evaluation function for minimizing the variable for the entire group. Since the evaluation function f (x) is uniquely determined by the state quantity x, each agent can calculate the evaluation function at the current position. Each agent uses the current speed, the best value f (pbest) of the evaluation function in the group of current agents, its position pbest, and the optimum value f (gbest) and the position gbest searched so far, The speed is corrected according to equation (2) so as to approach pbest and gbest. As a result, the current position of each agent is updated by equation (3).
(数2)
Vi k+1=W×Vi k+C1×rand×(pbesti−xi k)+C2×rand×(gbest−xi k)
(Equation 2)
V i k + 1 = W × V i k + C 1 × rand × (pbest i −x i k ) + C 2 × rand × (gbest−x i k )
(数3)
xi k+1=xi k+Vi k
(Equation 3)
x i k + 1 = x i k + V i k
ただし、iはエージェント番号、xiは各エージェントの位置、Viは各エージェントの速さ、randは0〜1の一様乱数、kは位置の更新回数、W,C1,C2は定数を示す。
PSOの探索方法の考え方を図8に示す。
PSOの実行手順は以下のようになる。
Where i is the agent number, x i is the position of each agent, V i is the speed of each agent, rand is a uniform random number between 0 and 1, k is the number of position updates, and W, C 1 and C 2 are constants. Indicates.
The concept of the PSO search method is shown in FIG.
The execution procedure of PSO is as follows.
Step1:エージェントの位置xiと速度Viを乱数で初期化する。初期値はG103の上現値および下限値の間の値となるように、乱数を使って設定する。
Step2:最小化したい評価関数f(xi)を評価する。
Step3:エージェントのそれまでの最良値f(pbesti)と比較する。もし現在のf(xi)<f(pbesti)ならf(pbesti)=現在のf(xi)とし、さらにpbesti=探索空間での現在の位置xiとする。
Step4:グループ全体の最良値f(gbest)と比較する。もし現在のf(xi)<f(gbest)なら、gbest=xiとする。
Step5:式(2)で速度を更新し、式(3)で位置を更新する。
Step6:Step2に戻り収束条件(最大繰り返し回数)を満たすまで繰り返す。
Step 1: Initialize agent position x i and velocity V i with random numbers. The initial value is set using a random number so as to be a value between the upper limit value and the lower limit value of G103.
Step 2: Evaluate the evaluation function f (x i ) to be minimized.
Step 3: Compare with the agent's previous best value f (pbest i ). If current f (x i ) <f (pbest i ), then f (pbest i ) = current f (x i ), and pbest i = current position x i in the search space.
Step 4: Compare with the best value f (gbest) of the entire group. If current f (x i ) <f (gbest), then gbest = x i .
Step 5: Update the speed using equation (2) and update the position using equation (3).
Step 6: Return to Step 2 and repeat until the convergence condition (maximum repetition count) is satisfied.
以上の処理により、評価関数を最小化して、約定価格および約定量の誤差を小さくできるパラメータを推定することができる。 Through the above processing, it is possible to estimate a parameter that can minimize the evaluation function and reduce the error in the contract price and the contract quantification.
次に限界費用カーブ,予備力,売り利益および買い利益から入札カーブを作成する方法について、順を追って図9から図12を用いて説明する。ここでは、発電機および供給すべき需要を持つ一般電気事業者の例を用いて説明する。図9はある一般電気事業者である取引参加者の費用限界カーブを示している。このカーブは例えば、図6のC135で設定した初期値である。横軸が電力需要(電力量)、縦軸が限界費用である。処理S101の条件設定で設定した過去の電力需要予想値は自社の需要として、供給すべき電力量である。この電力需要予想値に予備力を加算した供給力分は自社分として確保しておく必要がある。つまり、取引所に売電可能であるのは、この予備力分を超過した部分である。ここで、処理101の条件設定で、電源の計画停止がある場合は、必要に応じて、仮想的に需要予想値がその分だけ増加したとみなして処理する。次に図10に示すように、予備力を超過した売電可能量部分の限界費用に売り利益分を加算した価格で売り入札カーブを作成することができる。需要予想値以下の需要分は供給するべきものと考えるので、この予想値までの限界費用より安く取引所で電力を購入することができれば、発電費用を削減できることになる。よって、買い入札カーブは、限界費用カーブから売り利益分を差し引いたカーブを予想需要の線から線対称にしたものとなる。最後に、図10の売り入札カーブ,買い入札カーブの始点を原点に平行移動することにより、図11の入札カーブを作成することができる。以上のように、限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益および電源停止計画を決定すれば、図11に示すその取引参加者の売り入札カーブと買い入札カーブを一意に決定することができる。この限界費用カーブから入札カーブを作成する処理を自社以外の他の事業者分だけ決定する。自社分については、過去に実際に入札してカーブを処理S101でデータベース9から読み込んでそのまま使用する。以上により、全取引参加者の入札カーブを作成することができる。
Next, a method for creating a bid curve from the marginal cost curve, reserve power, selling profit and buying profit will be described in order with reference to FIGS. Here, it demonstrates using the example of a general electric utility with the generator and the demand which should be supplied. FIG. 9 shows a cost limit curve of a trading participant who is a general electric utility. This curve is, for example, the initial value set in C135 of FIG. The horizontal axis is power demand (power consumption), and the vertical axis is marginal cost. The past power demand forecast value set in the condition setting in step S101 is the amount of power to be supplied as the company's demand. It is necessary to secure the supply capacity by adding reserve power to this electricity demand forecast value as the company's own. In other words, it is the portion that exceeds the reserve capacity that can sell power to the exchange. Here, when there is a planned power supply stop in the condition setting of the
次にパラメータを推定するために、約定処理により、約定価格と約定量を計算し、実績値との誤差を計算し、評価関数を計算する。この約定処理は電力取引所システムの約定処理を模擬したものである。ここでは、簡単のため連系線空き容量は十分あるときの例で説明する。つまり、全てのエリアで電力価格が同じときの例である。全取引参加者の売りと買いの入札カーブを集約したものが、図12の売り入札カーブ、買い入札カーブである。電力取引所システムでは、2つのカーブの交点が取引参加者の社会余剰が最大となる点であり、この点が約定価格、約定量となる。この推定した入札カーブから約定処理により計算した約定価格と約定量と実際の約定価格と約定量のそれぞれの誤差を計算して、式(1)の評価関数の値を計算することができる。 Next, in order to estimate the parameters, the contract price and contract quantification are calculated by contract processing, the error from the actual value is calculated, and the evaluation function is calculated. This contract processing simulates the contract processing of the power exchange system. Here, for the sake of simplicity, description will be made with an example in which there is sufficient interconnection line free space. That is, this is an example when the power price is the same in all areas. The selling bid curve and buying bid curve in FIG. 12 are obtained by integrating the selling and buying bid curves of all trading participants. In the power exchange system, the intersection of the two curves is the point where the social surplus of the trading participant is maximized, and this point is the contract price and the contract amount. It is possible to calculate the value of the evaluation function of Expression (1) by calculating respective errors of the contract price and contract price calculated by the contract processing from the estimated bid curve and the actual contract price and contract price.
各エージェントについて、評価関数を計算することにより、次の繰り返し計算で使用するエージェントの状態量xを決定することができる。エージェントの状態量の値で上下限値を超過した場合は、上限値あるいは下限値に修正する。これを最大繰り返し回数だけ繰り返し、このなかで得られたもっとも評価関数が最小のときの状態量xを最適なパラメータの推定値に設定する。図13はある取引参加者の最適なパラメータを推定した結果を示す画面G104である。C141はエリア番号、C142は事業者番号、C143は事業者タイプを表示する。C144は売買条件の推定結果を示しており、推定値の行が推定したパラメータの値である。上限値、下限値および可変/固定の行の値は、図6の画面G103のC134で設定した値をそのまま表示している。C145は限界費用カーブであり、費用の推定値の行はパラメータ推定処理で推定した結果を表示している。費用の上限,下限および電力量は図6の画面G103のC135で設定した値をそのまま表示している。C146は推定した費用および電力量の関係を表示したグラフである。図14の画面G105はPSOを使って、最適なパラメータの推定を繰り返しているときの書く繰り返し回数のときに得られたもっともよいエージェントの評価関数および価格の予測誤差、約定量の予測誤差を示している。 By calculating the evaluation function for each agent, it is possible to determine the agent state quantity x to be used in the next iterative calculation. If the agent's state quantity value exceeds the upper and lower limits, it is corrected to the upper limit or lower limit. This is repeated as many times as the maximum number of repetitions, and the state quantity x obtained when the evaluation function is the smallest is set as the optimum parameter estimation value. FIG. 13 is a screen G104 showing the result of estimating the optimum parameters of a certain trading participant. C141 displays an area number, C142 displays a company number, and C143 displays a company type. C144 shows the estimation result of the buying and selling conditions, and is the value of the parameter estimated by the row of estimated values. For the upper limit value, lower limit value, and variable / fixed row value, the values set in C134 of the screen G103 in FIG. 6 are displayed as they are. C145 is a marginal cost curve, and the estimated cost line displays the result estimated by the parameter estimation process. For the upper limit, lower limit, and electric energy of the cost, the values set in C135 of the screen G103 in FIG. 6 are displayed as they are. C146 is a graph displaying the relationship between the estimated cost and the electric energy. A screen G105 in FIG. 14 shows the best agent evaluation function, price prediction error, and about quantitative prediction error obtained at the number of repetitions of writing when the estimation of optimal parameters is repeated using PSO. ing.
日本卸電力取引所では、取引参加者に各商品ごと、連系線混雑が発生していないエリアを集めたエリアグループごとの約定価格を公表している。また、連系線混雑が発生していないエリアを集めたエリアグループの売り約定量および買い約定量が公開されている。また、連系線空き容量が十分あるとしたときの約定価格および約定量も公表している。よって、評価関数に用いる誤差対象として、連系線空き容量が十分あるとしたときの約定価格と約定量,エリアグループごとの約定価格と売り約定量,買い約定量を用いるができる。このため、日本卸電力取引所での約定価格,約定量を予測するときには、これらの実績を利用することができるので、評価関数に使う誤差として、これらを含めるとともに、図4のG101に示した設定項目にさらにそれぞれの重み係数を設定する画面を表示でき、この設定したデータを用いることができるものとする。 The Japan Wholesale Electric Power Exchange announces the contract price for each product group, each area group that collects areas where there is no congestion. In addition, the sell contract amount and the buy contract amount of the area group that collects the areas where the connection line congestion does not occur are disclosed. It also announces the contract price and contract amount when there is enough free space on the interconnection. Therefore, as the error target used in the evaluation function, it is possible to use the contract price and contract amount when there is sufficient interconnection line capacity, the contract price and sell contract quantity for each area group, and buy contract quantity. For this reason, when forecasting the contract price and contract quantity on the Japan Wholesale Power Exchange, these results can be used, so these are included as errors used in the evaluation function and are shown in G101 of FIG. Further, it is possible to display a screen for setting the respective weighting factors in the setting items, and to use the set data.
以上により、他社の限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益および売りと買いの入札カーブのもっとも精度の高いパラメータを推定することができる。 As described above, the most accurate parameters of the marginal cost curve, reserve power, selling profit, buying profit, and selling and buying bid curves of other companies can be estimated.
処理S103では過去の実績データを用いて推定した限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益および需要予想値、電源停止計画を用いて作成した各取引参加者の入札カーブと連系線空き容量と自社の入札カーブを用いることにより、各エリアの約定価格および約定量を予測する。 In process S103, the marginal cost curve estimated using past performance data, reserve power, selling profit, buying profit and demand forecast value, bid curve and interconnection free capacity of each trading participant created using the power outage plan By using the company's own bid curve, the contract price and contract amount of each area are predicted.
最後に、処理S105では、入札カーブを変更したときの収益を計算する。図15は収益計算の条件を設定し、収益計算結果を表示する画面をしめす。C161はエリア番号、C162は事業者番号、C163は事業者タイプを示す。これらの項目を設定して、C164の事業者確定ボタンを押すと、C165の限界費用カーブおよびC166の現入札カーブが表示され、C167の事業者の約定量、約定価格および売電による利益あるいは買電による削減費用を表示する。デフォルトの修正入札カーブとして、現入札カーブと同じ値をC169に表示する。この例では、C163が「0」となっているので、自社の限界費用カーブ,現入札カーブ,利益等を示している。自社の場合は推定したパラメータではなく、データベース9から読み込んだ自社の実際の限界費用カーブ,現入札カーブを表示する。他事業者の場合は推定した限界費用カーブ,現入札カーブを表示する。次にC169の修正入札カーブを修正して、C168を計算するとC170に修正入札カーブでの約定量,約定価格,利益と現入札カーブに対して変化した利益を表示する。入札カーブ評価では、約定価格の両側の入札価格を変えて入札カーブを変化させたとき、約定量の両側の入札量を変えて入札カーブを変化させたときの利益、約定量あるいは約定価格の変化を計算し、C174およびC175に表示する。この例のC174,C175はC171の利益計算のボタンを押したときの結果であり、C174は入札価格を変化させたときの利益の変化と利益が最大となるときの入札価格を表示している。同様に、C175は電力量を変化させたときの利益の変化と利益が最大となるときの電力量を表示している。この例では、C167の約定価格が11.50円となっており、現入札カーブでのその両側の入札点は(11.00円,700MWh)と(12.00円,800MWh)であるので、前者の入札価格を(10.00〜12.00円,700MWh)、後者の入札価格を(11.00〜13.00円,800MWh)と変化させたときの2つのカーブがC174に表示されている。入札カーブは表の左から右に向かって、入札価格,電力量とも増加するので、価格を変化させる範囲は上記のようになる。同様に、C167の約定量が750MWhとなっており、その両側の入札点は(11.00円,700MWh)と(12.00円,800MWh)であるので、前者の電力量を(11.00円,600〜800MWh)、および(12円、700〜900MWh)と変化させたときの2つのカーブが表示されている。入札カーブは表の左から右に向かって、入札価格,電力量とも増加するので、電力量を変化させる範囲は上記のようになる。また、エリア番号,事業者番号および事業者タイプを変更することにより、他の事業者の利益あるいは、他の事業者が入札カーブを変更したときの他の事業者の約定価格,約定量を計算して、表示することもできる。図にはないが、他の事業者が入札カーブを変更したときの自社の利益,約定価格,約定量を計算することができるので、これらの結果を表示することもできる。取引部門の担当者は表示装置7に表示されたこれらの評価結果を確認するとともに、自社の利益が最大になる入札カーブを電力取引支援システム11に送る。ここで、取引部門の担当者が必要に応じて、その入札カーブを修正して、電力取引所システムに入札する。
Finally, in process S105, the profit when the bid curve is changed is calculated. FIG. 15 shows a screen for setting conditions for revenue calculation and displaying the result of revenue calculation. C161 indicates an area number, C162 indicates an operator number, and C163 indicates an operator type. When these items are set and the operator confirmation button of C164 is pressed, the marginal cost curve of C165 and the current bid curve of C166 are displayed, and the fixed amount of the operator of C167, the contract price and the profit or purchase from the power sale Displays the reduction costs due to electricity. As the default corrected bid curve, the same value as the current bid curve is displayed in C169. In this example, since C163 is “0”, the company's marginal cost curve, current bid curve, profit, etc. are shown. In the case of the company, the actual marginal cost curve and the current bid curve of the company read from the
上記本発明の実施例によれば、他社の限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益のパラメータを過去の約定価格、約定量および自社の入札カーブから精度よく推定することができ、この結果を用いて推定した他社の入札カーブと自社の入札カーブから約定価格および約定量を予測することができる。 According to the above embodiment of the present invention, the marginal cost curve, reserve power, selling profit, and buying profit parameters of other companies can be accurately estimated from the past contract price, contract quantification, and own bid curve. The contract price and contract quantity can be predicted from the other company's bid curve and the company's bid curve.
1 価格予測装置
2 中央演算処理装置CPU
3 主記憶装置
4 入出力装置
5 外部記憶装置
6 入力装置
7 表示装置
8 印字装置
9 データベース
10 読取装置
11 電力取引支援システム
12 電力取引所システム
20 価格予測処理部
21 コントロール部
22 条件設定部
23 パラメータ推定部
24 約定処理部
25 結果出力部
26 収益計算部
1
3
Claims (6)
該取引参加者の入札カーブと過去の電力価格と約定量の実績値,電源停止計画,連系線空き容量およびエリア間の接続関係を用いて他の取引参加者の限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益を推定する手段と、
約定処理手段と、
推定した限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益を出力する手段とを備えたことを特徴とする電力価格予測装置。 Bid curve of past trading participants, actual price of electricity price and about fixed amount, power outage plan, interconnection capacity and connection between areas, predicted power demand, evaluation function and future power outage plan, Means for setting a free line capacity and a bid curve of the trading participant;
Using the trading participant's bidding curve, past power price, actual value of about fixed quantity, power outage plan, interconnection capacity and inter-area connection relationship, marginal cost curve of other trading participants, reserve power, Means to estimate selling profit, buying profit,
Execution processing means;
A power price predicting device comprising means for outputting an estimated marginal cost curve, reserve power, selling profit, and buying profit.
該取引参加者の入札カーブと過去の電力価格と約定量の実績値,電源停止計画,連系線空き容量およびエリア間の接続関係を用いて取引参加者の限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益を推定する手段と、
約定処理手段と、
推定した限界費用カーブ,予備力,売り利益,買い利益を出力する手段とを備えたことを特徴とする電力価格予測装置。 Bidding curves of past trading participants, actual values of power prices and fixed amounts, power outage plans, interconnection capacity and connection between areas, predicted power demand, evaluation function and future power outage plans, Means for setting a free line capacity and a bid curve of the trading participant;
The transaction participant's marginal cost curve, reserve power, and selling profit using the tender curve of the trading participant, the past power price and the actual value of the fixed amount, the power outage plan, the interconnection capacity, and the connection relationship between the areas. , Means to estimate buying profits;
Execution processing means;
A power price predicting device comprising means for outputting an estimated marginal cost curve, reserve power, selling profit, and buying profit.
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