JP2021174344A - Power sales planing device, power sales planning method and power sales planning program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、売電計画装置、売電計画方法及び売電計画プログラムに関する。 The present invention relates to a power sale planning device, a power sale planning method, and a power sale planning program.
出力変動が気象条件に左右される再生可能エネルギー電源の連系が進むと、電力需給のバランスを維持するため、調整力を確保することが必要となる。広域的な調整力の調達による需給運用の効率化を目的として、日本国政府は、2021年4月以降“需給調整市場”を開設することを計画している。 As the interconnection of renewable energy power sources whose output fluctuations are affected by weather conditions progresses, it is necessary to secure adjustment power in order to maintain the balance between power supply and demand. The Government of Japan plans to open a "supply and demand adjustment market" from April 2021 with the aim of improving the efficiency of supply and demand operations by procuring wide-area adjustment capabilities.
現在、電力を市場で売電する場合、卸電力市場の入札締め切り(ゲートクローズ)時刻までに、発電事業者は、30分単位の時間コマごとの入札量を提示する必要がある。そこで、コンピュータにより、再生可能エネルギー電源による発電量を予測し売電計画を作成する方法が提案されている。 Currently, when selling electricity in the market, the power generation company needs to present the bid amount for each time frame in 30-minute units by the bid deadline (gate closing) time of the wholesale electricity market. Therefore, a method of predicting the amount of power generated by a renewable energy power source and creating a power sale plan by a computer has been proposed.
特許文献1の売電計画作成装置は、確率を考慮した発電量予測値の範囲、売電単価、発電量の実績値と入札量との差分に対して課されるペナルティに基づき、売電収入を最大化するような売電計画を作成する。当該売電計画作成装置は、ペナルティとして、発電量の実績値が入札量に不足する場合のインバランス料金、及び、発電量の実績値が入札量を超過する場合の割安価格を考慮する。特許文献2の電力取引支援装置は、複数の市場に対する入札量を同時に決定する。複数の市場とは、前日スポット市場及び当日1時間前市場である。
The power sale planning device of
需給調整市場が開設されると、発電事業者は、再生可能エネルギー電源によって発電した電力を、卸電力市場だけではなく、同時に需給調整市場にも売電することによって、合計の収益を向上させることも可能になる。しかしながら、特許文献1の売電計画作成装置及び特許文献2の電力取引支援装置は、いずれも、卸電力市場における売電を対象としており、需給調整市場における売電を考慮していない。
When the supply and demand adjustment market is opened, power generation companies will improve total profits by selling the power generated by renewable energy power sources not only to the wholesale electricity market but also to the supply and demand adjustment market at the same time. Will also be possible. However, both the power sale planning device of
需給調整市場において応動要件を満たさない場合のペナルティは、卸電力市場におけるペナルティとは全く別のルールで算出される。特許文献2の電力取引支援装置は、複数の卸電力市場を対象とするが、需給調整市場を対象とすることはできない。
そこで、本発明は、将来のある時間コマの電力量を需給調整市場及び卸電力市場に配分することを目的とする。
The penalty for failing to meet the response requirements in the supply and demand adjustment market is calculated according to a completely different rule from the penalty in the wholesale electricity market. The electricity trading support device of
Therefore, an object of the present invention is to allocate the amount of electric power of a certain time frame in the future to the supply and demand adjustment market and the wholesale electric power market.
本発明の売電計画装置は、再生可能エネルギー電源が将来に発電する電力の一部が需給調整力市場から得る収益の期待値を算出する調整力収益算出部と、将来に発電する電力の残りの一部が卸電力市場から得る収益の期待値を算出する売電収益算出部と、需給調整力市場から得る収益の期待値及び卸電力市場から得る収益の期待値に基づき、需給調整力市場に対する入札量及び卸電力市場に対する入札量を決定する出力処理部と、を備えることを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
The electricity sales planning device of the present invention has an adjustment power income calculation unit that calculates the expected value of the income that a part of the electricity generated by the renewable energy power source in the future will be obtained from the supply and demand adjustment power market, and the remaining electricity to be generated in the future. The power supply and demand adjustment power market is based on the power sales revenue calculation department, which calculates the expected value of profits obtained from the wholesale electricity market, and the expected value of profits obtained from the supply and demand adjustment power market and the expected value of profits obtained from the wholesale electricity market. It is characterized by including an output processing unit for determining the bid amount for the wholesale electricity market and the bid amount for the wholesale electricity market.
Other means will be described in the form for carrying out the invention.
本発明によれば、将来のある時間コマの電力量を需給調整市場及び卸電力市場に配分することができる。 According to the present invention, it is possible to allocate the amount of electric power of a certain time frame in the future to the supply and demand adjustment market and the wholesale electric power market.
以降、本発明を実施するための形態(“本実施形態”という)を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、再生可能エネルギー電源が発電した電力を需給調節市場及び卸電力市場に同時に配分する例である。再生可能エネルギー電源とは、例えば、太陽光発電機、風力発電機である。しかしながら、本発明は、再生可能エネルギー電源以外の発電機にも適用可能である。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to figures and the like. This embodiment is an example of simultaneously allocating the electric power generated by the renewable energy power source to the supply and demand adjustment market and the wholesale electric power market. The renewable energy power source is, for example, a solar power generator or a wind power generator. However, the present invention is also applicable to generators other than renewable energy power sources.
(売電計画装置の構成)
図1は、売電計画装置1の構成を説明する図である。売電計画装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、マウス、キーボード等の入力装置12、ディスプレイ等の出力装置13、主記憶装置14、補助記憶装置15及び通信装置16を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置15は、発電機DB(Data Base)31及び取引価格DB32(詳細後記)を格納している。
(Configuration of power sales planning device)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power
主記憶装置14における入力処理部21、調整力収益算出部22、売電収益算出部23及び出力処理部24は、プログラムである。中央制御装置11は、これらのプログラムを補助記憶装置15から読み出し主記憶装置14にロードすることによって、それぞれのプログラムの機能(詳細後記)を実現する。補助記憶装置15は、売電計画装置1から独立した構成となっていてもよい。発電量予測装置3は、ネットワーク2を介して又はネットワーク2を介さず直接的に、売電計画装置1に接続されている。
The
(発電機DB)
発電機DB31は、発電事業者が有する再生可能エネルギー電源(以降、“発電機”と呼ぶ)の過去及び現在の出力を時系列で記憶している。出力装置13は、例えば30分の時間コマにおける、瞬間値としての発電機の出力(単位:kW)を表示することができる(図2参照)。発電機DB31は、過去の気象情報も記憶している。さらに、発電機DB31は、将来の時間コマtにおけるアセスメント2の結果が許容範囲外となる確率P(t)も記憶している(詳細後記)。
(Generator DB)
The generator DB 31 stores the past and present outputs of the renewable energy power source (hereinafter referred to as “generator”) owned by the power generation company in chronological order. The
(取引価格DB)
取引価格DB32は、需給調整市場及び卸電力市場における現在及び過去の各パラメータ(詳細後記)の値を時系列で記憶し、将来の各パラメータの値も時系列で記憶している。入力処理部21は、過去の各パラメータの値に基づき将来の時間コマtにおける各パラメータの値を予測する。
(Transaction price DB)
The
(発電量予測装置)
発電量予測装置3は、発電機DB31から過去の気象情報及び過去の発電量を時系列で取得し、取得したデータに基づき、ニューラルネットワーク、重回帰式等を使用して、将来の時間コマtにおける発電量yの確率分布を算出する(図3参照、詳細後記)。発電量yの確率は、正規分布に従う。
(Power generation amount prediction device)
The power generation
(卸電力市場)
卸電力市場とは、発電事業者が発電した電力量を一般送配電事業者に売電するための市場である。発電事業者は、1日24時間が30分ずつに均等分割された各“時間コマ”に対し、前日の所定の時刻までに、発電する電力量(単位:kWh)及び単価(単位:円/kWh)を入札する。一般送配電事業者は、各時間コマに対し、前日の所定の時刻までに、調達する電力量(単位:kWh)及び単価(単位:円/kWh)を入札する。
(Wholesale electricity market)
The wholesale power market is a market for selling the amount of power generated by a power generation company to a general power transmission and distribution business operator. The power generation company generates electric energy (unit: kWh) and unit price (unit: yen / yen /) by the predetermined time on the previous day for each "time frame" in which 24 hours a day is evenly divided into 30 minutes. kWh) is bid. The general power transmission and distribution business operator bids the amount of electric power (unit: kWh) and the unit price (unit: yen / kWh) to be procured for each time frame by a predetermined time on the previous day.
一般的には、発電事業者が売り入札する単価は、一般送配電事業者が買い入札する単価よりも高い。つまり、発電事業者はより高く売電することを希望し、一般送配電事業者はより安く調達することを希望する。両者の入札した単価が一致した発電量について、取引が成立(約定)する。このときに一致した単価は、“約定単価”と呼ばれる。発電事業者にとって、入札したすべての電力量が約定されるとは限らない。 In general, the unit price for selling and bidding by a power generation company is higher than the unit price for buying and bidding by a general power transmission and distribution business operator. In other words, power generation companies want to sell electricity at a higher price, and general power transmission and distribution companies want to procure it at a lower price. A transaction is concluded (contracted) for the amount of power generation for which the unit prices bid by both parties match. The unit price that matches at this time is called the "contract unit price". For power producers, not all bids are contracted.
(卸電力市場におけるペナルティ)
発電機の発電量は、日照時間、風速等の自然条件によって大きく変化する。発電事業者は、例えば翌日等の将来の自然条件を慎重に予測し、保守的に電力量を入札することが多い。それでもなお、予測困難な突然の自然条件の変化に起因して、発電量の実績値が入札量を下回ることもあり得る。逆に、発電量の実績値が入札量を上回ることもあり得る。
(Penalty in the wholesale electricity market)
The amount of power generated by a generator varies greatly depending on natural conditions such as sunshine hours and wind speed. Power generation companies often carefully predict future natural conditions, such as the next day, and bid for electric energy conservatively. Nevertheless, it is possible that the actual amount of electricity generated may fall below the bid due to sudden changes in natural conditions that are difficult to predict. On the contrary, the actual value of power generation may exceed the bid amount.
発電事業者は、入札量から発電量の実績値を減算した差分(不足分)について、取引所に対してペナルティ(単位:円/kWh)を支払う。このペナルティは、“インバランス単価”と呼ばれることもある。発電事業者は、発電量の実績値から入札量を減算した差分(過剰分)について、約定単価よりも有意に安い単価(極端な場合は、0円/kWh)で市場で売電しなければならない。 The power generation company pays a penalty (unit: yen / kWh) to the exchange for the difference (deficiency) obtained by subtracting the actual value of the power generation amount from the bid amount. This penalty is sometimes referred to as the "imbalance unit price". The power generation company must sell power in the market at a unit price (0 yen / kWh in the extreme case) that is significantly lower than the contracted unit price for the difference (excess) obtained by subtracting the bid amount from the actual value of the power generation amount. It doesn't become.
(需給調整市場)
時間コマの直前に、電力の需給バランスが大きく崩れる場合がある。この場合、一般送配電事業者は、発電事業者に対して発電機の出力の調整を指令する必要が生じる。調整は、上げ方向の調整及び下げ方向の調整を含む。いずれの方向の調整であっても、ある時間コマに予定していた出力を当該時間コマの直前に変更することは、発電事業者にコストを課すことになる。つまり、自身がコストを負担したうえで、いつ指令されるかが事前に不明な調整を受け入れること自体が“調整力”として取引の対象となる。調整力が取引される市場が需給調整市場である。
(Supply and demand adjustment market)
Immediately before the time frame, the balance between supply and demand of electric power may be greatly disrupted. In this case, the general power transmission and distribution business operator needs to instruct the power generation business operator to adjust the output of the generator. Adjustments include ascending and descending adjustments. Regardless of the adjustment in either direction, changing the output scheduled for a certain time frame immediately before the time frame imposes a cost on the power generation company. In other words, accepting adjustments for which it is unknown in advance when they will be ordered, after bearing the costs themselves, is the subject of the transaction as "adjustment power". The market in which adjustment power is traded is the supply and demand adjustment market.
電力業界では、調整力は“ΔkW”と表記され、その単位は、“kW”である。そして、1日24時間が3時間ずつに均等分割された各“商品ブロック”(連続する6つの時間コマ)ごとに、発電事業者は調整力(単位:kW)及び調整力単価(単位:円/kW)を入札する。卸電力市場と同様に、需給調整市場においても、一般的には、発電事業者が売り入札する単価は、一般送配電事業者が買い入札する単価よりも高い。両者の入札した単価が一致した調整力について、取引が成立(約定)する。発電事業者が入札したすべての調整力が約定されるとは限らない。 In the electric power industry, the adjusting force is described as "ΔkW", and the unit is "kW". Then, for each "product block" (six consecutive time frames) in which 24 hours a day are evenly divided into three hours, the power generation company has the adjustment power (unit: kW) and the adjustment power unit price (unit: yen). / KW) is bid. Similar to the wholesale electricity market, in the supply and demand adjustment market, the unit price for selling and bidding by a power generation company is generally higher than the unit price for buying and bidding by a general power transmission and distribution business operator. A transaction is concluded (contracted) with respect to the adjustment power that the unit prices bid by both parties match. Not all adjustments bid by power producers are contracted.
例えば、発電事業者が5万kWの上げ方向の調整力を一般送配電事業者に売るということは、発電事業者が以下の義務1及び義務2を負うことを意味する。
〈義務1〉約定後、実需給時点において、発電機の出力(瞬間値)を5万kWだけ増加することができる状態に、発電機を維持すること。
〈義務2〉一般送配電事業者から実際に指令を受けた場合、それに応じること。
For example, the fact that the power generation company sells the adjusting power of 50,000 kW in the upward direction to the general power transmission and distribution company means that the power generation company has the following
<
<
調整力が約定された後、実際に指令がある場合もあるし、指令がない場合もある。指令された調整力が、約定された調整力に満たない場合もある。指令がなかった場合、調整力の対価(調整力×調整力単価)のみが決済される。指令があった場合、調整力の対価が決済され、かつ、それとは別に、調整の結果取引された電力量の対価も決済される。ここでの電力量は“調整電力量”(単位:kWh)と呼ばれ、これに対し乗算される単価は、“調整電力量単価”(単位:円/kWh)と呼ばれる。調整電力量単価は、卸電力市場における単価とは別の概念である。発電事業者は、調整電力量単価を取引所に対して事前に登録することが予定されている。 After the adjustment force is contracted, there may be actual commands or no commands. In some cases, the commanded adjustment force is less than the contracted adjustment force. If there is no command, only the consideration for the adjustment power (adjustment power x adjustment power unit price) will be settled. When there is a directive, the consideration for the adjustment power is settled, and separately, the consideration for the electric energy traded as a result of the adjustment is also settled. The electric energy here is called "adjusted electric energy" (unit: kWh), and the unit price multiplied by this is called "adjusted electric energy unit price" (unit: yen / kWh). The adjusted electric energy unit price is a different concept from the unit price in the wholesale electricity market. The power generation company is scheduled to register the adjusted electric energy unit price with the exchange in advance.
(アセスメント)
需給調整市場を実効あらしめるためには、発電事業者が前記義務1及び2をどの程度忠実に果たしたかを評価する必要がある。この評価は、“アセスメント”と呼ばれる。アセスメントの詳細については後記するが、発電事業者が需給調整市場から受け取る収益(売上高)は、調整力の対価及び調整電力量の対価の合計(満額)を基準として、アセスメントを反映した金額分だけ小さくなる。
(assessment)
In order to make the supply and demand adjustment market effective, it is necessary to evaluate how faithfully the power generation companies have fulfilled the
(アセスメント1)
アセスメント1は、発電事業者の有する発電機が、約定された調整力の分だけ出力を増加させることが本当にできたか否かを評価する。つまり、アセスメント1は、調整力の落札量に対する供出不可能量の比率(未達率)を評価する。未達率が大きいほど、発電事業者に多額のペナルティが課される。なぜならば、そうしなければ、悪意の発電事業者は、実際には存在しない調整力を“空売り”するからである。
(Assessment 1)
ΔkW収益=ΔkW落札額×(1−未達率×1.5) (式1)
未達率=(ΔkW落札量−供出可能量)/ΔkW落札量 (式2)
ΔkW Revenue = ΔkW Successful Bid Amount x (1-Unachieved Rate x 1.5) (Equation 1)
Undelivered rate = (ΔkW successful bid amount-deliverable amount) / ΔkW successful bid amount (Equation 2)
式1において、ΔkW収益は、調整力の対価として発電事業者が取引所から受け取る金額であり、ペナルティが課された後の金額である。ΔkW収益は、負値になる場合もある。ΔkW落札額は、落札した調整力(単位:kW)に対し、調整力単価(単位:円/kW)を乗算した金額である。未達率に対して乗算される定数“1.5”は、ペナルティを実効あらしめるための定数である。発電事業者が未達分の電力量を卸電力市場で転売して得た利益でペナルティを相殺することを防げる水準に、定数は決定される。
In
式2において、ΔkW落札量は、落札した調整力である。供出可能量は、発電機の最大出力のうち指令に応じることができる余力(単位:kW)である。“ΔkW落札量<供出可能量”が成立する場合、ペナルティは課されない。
In
(アセスメント2)
アセスメント2は、発電事業者の有する発電機の出力(単位:kW)が、指令された出力に調整されたか否かを評価する。より具体的には、アセスメント2は、発電機の出力の実績値Q(単位:kW)が、以下の下限及び上限の範囲(“許容範囲”と呼ぶ)に入っているか否かを評価する。なお、指令の単位は“kW”であるので、発電機の出力の実績値Qの単位も“kW”に整合させている。発電機の出力の実績値Qは、後記する関数における発電量の実績値y(単位:kWh)とは、区別される。
・下限=指令値−ΔkW落札量×0.1
・上限=指令値+ΔkW落札量×0.1
(Assessment 2)
・ Lower limit = Command value-ΔkW Successful bid amount x 0.1
・ Upper limit = command value + ΔkW successful bid amount x 0.1
・Qが許容範囲内にある場合、式3が成立する。
ΔkW収益=アセスメント1実施後のΔkW収益 (式3)
・Qが許容範囲外にある場合、式4が成立する。
ΔkW収益=ΔkW落札額×(−0.5) (式4)
-If Q is within the permissible range,
ΔkW Revenue = ΔkW Revenue after Assessment 1 (Equation 3)
If Q is out of the permissible range, Equation 4 holds.
ΔkW Revenue = ΔkW Successful Bid Amount x (-0.5) (Equation 4)
式4は、式1において、未達率に“1”を代入したものである。つまり、アセスメント2において“Q<下限、又は、Q>上限”である場合のΔkW収益は、アセスメント1において供出可能量が“0”である場合のΔkW収益と同じである。
Equation 4 is obtained by substituting "1" for the non-achievement rate in
(未達率とペナルティ後の収益)
図4は、未達率とペナルティ後の収益との関係を示す図である。式1の両辺を“ΔkW落札額”で除算すると、式5が得られる。図4の横軸は、式5の右辺の未達率であり、図4の縦軸は、式5の左辺である。
ΔkW収益/ΔkW落札額=1−未達率×1.5 (式5)
(Unachieved rate and profit after penalty)
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the non-delivery rate and the profit after the penalty. Equation 5 is obtained by dividing both sides of
ΔkW Revenue / ΔkW Successful Bid Amount = 1-Unachieved Rate x 1.5 (Equation 5)
縦軸の“ΔkW収益/ΔkW落札額”のうち“ΔkW落札額”は既知であり、結局、図2の実線グラフ41及び破線グラフ42は、未達率とΔkW収益との関係を示している。このうち、実線グラフ41は、発電機の出力の実績値Qが許容範囲外にある場合の、未達率とΔkW収益との関係である。破線グラフ42は、発電機の出力の実績値Qが許容範囲内にある場合の、未達率とΔkW収益との関係である。
Of the "ΔkW profit / ΔkW successful bid amount" on the vertical axis, the "ΔkW successful bid amount" is known. After all, the
図4を見ると以下のことがわかる。
・アセスメント2において、発電機の出力の実績値Qが許容範囲外である場合、アセスメント1の結果に関わらず、“ΔkW収益/ΔkW落札額”は、−50%となる。これは、非常に厳しいペナルティである。
・アセスメント2において、発電機の出力の実績値Qが許容範囲内である場合、未達率が大きいほど、“ΔkW収益/ΔkW落札額”は小さくなる。未達率が0%であれば、“ΔkW収益/ΔkW落札額”は100%となる。未達率が100%であれば、“ΔkW収益/ΔkW落札額”は−50%となる。“ΔkW収益/ΔkW落札額”の正負の境界は、未達率67%付近にある。
Looking at FIG. 4, the following can be seen.
-In
-In
(関数)
発電事業者は、将来の時間コマtにおいて予測される発電量を、需給調整市場及び卸電力市場に配分して入札することができる。このとき、時間コマtにおける収益は、需給調整市場における入札量x1、卸電力市場における入札量x2、及び、発電量の実績値yの関数となる。つまり、以下の値が、関数の変数となる。
・需給調整市場における調整力の入札量:x1(単位:kW)
・卸電力市場における発電量の入札量:x2(単位:kWh)
・発電量の実績値:y(単位:kWh)
(function)
The power generation company can allocate the amount of power generation predicted in the future time frame to the supply and demand adjustment market and the wholesale power market and bid. In this case, the revenues at time frame t, the bid amount x 1 in adjusting supply and demand market, bid amount x 2 in wholesale electric power market, and a function of the actual value y of the power generation amount. That is, the following values are the variables of the function.
・ Bid amount of adjustment power in the supply and demand adjustment market: x 1 (unit: kW)
・ Bid amount of power generation in the wholesale electricity market: x 2 (unit: kWh)
・ Actual value of power generation: y (unit: kWh)
yが所与である場合に、収益を最大化するx1及びx2の組合せを決定することが本発明の狙いである。yを全体とすると、x1がその一部であり、x2がその残余である。そこで、y、x1及びx2の単位を揃える必要が生じる。以下の説明では、“x1”に“0.5”を乗算したうえで、“y”又は“x2”と加減・比較する。つまり、変数間において概念上“y=0.5*x1+x2”が成立する。ここでの“0.5”は、時間コマの長さが0.5hであることによる。x1及びx2は、入札時点の事前的な値である一方、yは、実需給時点(時間コマ)での事後的な値である。よって、“y=0.5*x1+x2”が実際に成立するか否かが不明であるという前提で、本実施形態の関数が使用される。 If y is given, determining the combination of x 1 and x 2 to maximize revenue is aim of the present invention. When y is taken as a whole, x 1 is a part thereof and x 2 is the remainder. Therefore, it becomes necessary to align the units of y, x 1 and x 2. In the following description, "x 1 " is multiplied by "0.5" and then added / subtracted / compared with "y" or "x 2". That is, "y = 0.5 * x 1 + x 2 " is conceptually established between the variables. “0.5” here is due to the fact that the length of the time frame is 0.5 h. x 1 and x 2 are pre-values at the time of bidding, while y is a post-value at the time of actual supply and demand (time frame). Therefore, the function of the present embodiment is used on the premise that it is unknown whether or not "y = 0.5 * x 1 + x 2" actually holds.
売電計画装置1は、変数yがそのような“実績”となることを“予測”する。その意味で、yを発電量の“予測値”と定義することも理に適っている。しかしながら、yは、前記したように事後的な値であることから、“発電量の実績値”と定義されている。なお、“*”は乗算を意味し、説明の単純化のため、入札量は約定量と一致するものとする。
The power
以降では、この関数を使用して具体的に収益を表現する。この関数は、以下のパラメータを有している。
・需給調整市場のΔkW単価:a1(単位:円/kW)
・需給調整市場の調整電力量単価:a2(単位:円/kWh)
・卸電力市場の約定単価:b2(単位:円/kWh)
・卸電力市場において発電量の実績値が入札量に対して未達であった場合のペナルティ単価:α(単位:円/kWh)
・卸電力市場において発電量の実績値が入札量を超過した場合の割安の買取単価:β(単位:円/kWh)
In the following, this function will be used to specifically express revenue. This function has the following parameters.
・ ΔkW unit price in the supply and demand adjustment market: a 1 (unit: yen / kW)
・ Adjusted electric energy unit price in the supply and demand adjustment market: a 2 (unit: yen / kWh)
・ Wholesale electricity market contract unit price: b 2 (unit: yen / kWh)
・ Penalty unit price when the actual value of power generation does not reach the bid amount in the wholesale electricity market: α (unit: yen / kWh)
・ Cheap purchase unit price when the actual value of power generation exceeds the bid amount in the wholesale electricity market: β (unit: yen / kWh)
(需給調整市場から得られる収益)
〈1〉需給調整市場から得られるΔkW収益は、以下の通りである。
〈1−1〉アセスメント1実施後のΔkW収益は、式6〜式8で表現される。なお、M(y)は、未達率である。
・“y<0.5*x1”である場合、
ΔkW収益=a1*x1*(1−M(y)*1.5) (式6)
M(y)=(0.5*x1−y)/(0.5*x1) (式7)
・“y≧0.5*x1”である場合、
ΔkW収益=a1*x1 (式8)
(Revenue from the supply and demand adjustment market)
<1> The ΔkW revenue obtained from the supply and demand adjustment market is as follows.
<1-1> The ΔkW profit after the
・ When "y <0.5 * x 1 "
ΔkW Revenue = a 1 * x 1 * (1-M (y) * 1.5) (Equation 6)
M (y) = (0.5 * x 1 −y) / (0.5 * x 1 ) (Equation 7)
・ When “y ≧ 0.5 * x 1 ”
ΔkW Revenue = a 1 * x 1 (Equation 8)
未達率を定義する式2及び式7を比較するとわかるように、本実施形態では、説明の単純化のため、発電量の実績値yを、供出可能量と見做している。
As can be seen by comparing
〈1−2〉アセスメント2実施後のΔkW収益は、式9及び式10で表現される。
・アセスメント2の結果(発電機の出力の実績値Q)が許容範囲内の場合、
ΔkW収益=アセスメント1実施後のΔkW収益 (式9)
・アセスメント2の結果が許容範囲外の場合、
ΔkW収益=a1*x1*(−0.5) (式10)
<1-2> The ΔkW profit after the
・ If the result of Assessment 2 (actual value Q of generator output) is within the permissible range,
ΔkW Revenue = ΔkW Revenue after Assessment 1 (Equation 9)
・ If the result of
ΔkW Revenue = a 1 * x 1 * (-0.5) (Equation 10)
〈2〉需給調整市場において調整電力量を売電することから得られる“kWh収益”は、式11で表現される。
kWh収益=0.5*x1*a2 (式11)
<2> The “kWh profit” obtained from selling the adjusted electric energy in the supply and demand adjustment market is expressed by the formula 11.
kWh revenue = 0.5 * x 1 * a 2 (Equation 11)
(卸電力市場から得られる収益)
〈3〉卸電力市場において発電量を売電することから得られる“kWh収益”は、式12及び式13で表現される。
・“y−0.5*x1<x2”である場合、
kWh収益=b2*x2−α(x2−(y−0.5*x1)) (式12)
・“y−0.5*x1≧x2”である場合、
kWh収益=b2*x2 (式13)
(Revenue from the wholesale electricity market)
<3> The “kWh profit” obtained from selling the amount of power generated in the wholesale electricity market is expressed by the
・ When "y-0.5 * x 1 <x 2 "
kWh Revenue = b 2 * x 2- α (x 2- (y-0.5 * x 1 )) (Equation 12)
・ When "y-0.5 * x 1 ≥ x 2 "
kWh revenue = b 2 * x 2 (Equation 13)
〈4〉卸電力市場において発電量の超過分を売電することから得られる“超過収益”は、式14及び式15で表現される。
・“y−0.5*x1−x2>0”である場合、
超過収益=β(y−0.5*x1−x2) (式14)
・“y−0.5*x1−x2≦0”である場合、
超過収益=0 (式15)
<4> The "excess profit" obtained by selling the excess amount of power generation in the wholesale electricity market is expressed by the
・ When "y-0.5 * x 1- x 2 >0",
Excess income = β (y-0.5 * x 1- x 2 ) (Equation 14)
・ When "y-0.5 * x 1- x 2 ≤ 0"
Excess revenue = 0 (Equation 15)
(需給調整市場から得られる収益の期待値)
時間コマtにおける発電量の実績値yの確率密度関数をf(y)とすると、アセスメント1実施後のΔkWh収益の期待値“EXA1(x1,t)”は、式16及び式17で表現される。
Assuming that the probability density function of the actual value y of the amount of power generation in the time frame t is f (y), the expected value “EX A1 (x 1 , t)” of the ΔkWh profit after the execution of the
時間コマtにおけるアセスメント2の結果が許容範囲外となる確率をP(t)とすると、アセスメント2実施後のΔkWh収益の期待値“EXA2(x1,t)”は、式18で表現される。
EXA2(x1,t)=a1*x1*(−0.5)*P(t)
+EXA1(x1,t)*(1−P(t)) (式18)
Assuming that the probability that the result of
EX A2 (x 1 , t) = a 1 * x 1 * (-0.5) * P (t)
+ EX A1 (x 1 , t) * (1-P (t)) (Equation 18)
以上より、時間コマtにおいて、需給調整市場から得られる収益の期待値“EX1(x1,t)”は、調整電力量の売電によるものも含め、式19で表現される。
EX1(x1,t)=EXA2(x1,t)+0.5*x1*a2 (式19)
From the above, in the time frame t, the expected value “EX 1 (x 1 , t)” of the profit obtained from the supply and demand adjustment market is expressed by the equation 19 including the one due to the sale of the adjusted electric energy.
EX 1 (x 1 , t) = EX A2 (x 1 , t) +0.5 * x 1 * a 2 (Equation 19)
(卸電力市場から得られる収益の期待値)
時間コマtにおいて、卸電力市場から得られる収益の期待値“EX2(x1,x2,t)”は、式20で表現される。
In the time frame t, the expected value “EX 2 (x 1 , x 2 , t)” of the profit obtained from the wholesale electricity market is expressed by the
(需給調整市場及び卸電力市場から得られる総収益の期待値)
以上より、時間コマtにおいて、需給調整市場及び卸電力市場から得られる総収益の期待値“Z(x1,x2,t)”は、式21で表現される。
Z(x1,x2,t)=EX1(x1,t)+EX2(x1,x2,t) (式21)
式21から明らかなように、時間コマtにおけるZ(x1,x2,t)は、需給調整市場の入札量x1及び卸電力市場の入札量x2の関数となっている。なお、式21において、yは、所与の値を取るものとして消去されているが、yもまた関数の変数である。
(Expected value of total profit from supply and demand adjustment market and wholesale electricity market)
From the above, the expected value “Z (x 1 , x 2 , t)” of the total profit obtained from the supply and demand adjustment market and the wholesale electricity market in the time frame t is expressed by the
Z (x 1 , x 2 , t) = EX 1 (x 1 , t) + EX 2 (x 1 , x 2 , t) (Equation 21)
As is clear from
(処理手順)
図5は、処理手順のフローチャートである。
ステップS101において、売電計画装置1の入力処理部21は、データを受け付ける。具体的には、第1に、入力処理部21は、将来の時間コマtにおける発電量yの確率分布(μt,σt)を、発電量予測装置3から受け付ける。発電量予測装置3は、予め、売電計画装置1の発電機DB31から過去の気象情報及び発電量を時系列で取得し、取得したデータに基づき将来の任意の時間コマtにおける発電量yを確率分布(μt,σt)として作成し、記憶している。なお、“μt”は平均値であり、“σt”は、標準偏差である。ここでの確率分布(μt,σt)は、前記したf(y)と同じである。
(Processing procedure)
FIG. 5 is a flowchart of the processing procedure.
In step S101, the
第2に、入力処理部21は、将来の時間コマtにおける約定単価等の予測値を、取引価格DB32から読み出す。ここでの約定単価等とは、前記した関数のパラメータ(a1、a2、b2、α及びβ)である。入力処理部21は、取引所における過去の約定単価等の実績値を取引価格DB32に記憶する。さらに、入力処理部21は、記憶したデータに基づき将来の任意の時間コマtにおける約定単価等の予測値を算出し、取引価格DB32に記憶しておく。
Second, the
第3に、入力処理部21は、将来の時間コマtにおけるアセスメント2の結果が許容範囲外となる確率P(t)を発電機DB31から読み出す。入力処理部21は、取引所における過去のアセスメント2の結果を発電機DB31に記憶し、記憶したデータに基づき将来の任意の時間コマtにおける、アセスメント2の結果が許容範囲外となる確率P(t)を算出し、発電機DB31に記憶しておく。
Third, the
ステップS102において、入力処理部21は、“t=1”とする。具体的には、入力処理部21は、第1のカウンタtに“1”を代入する。第1のカウンタは、ステップS103〜S109の繰り返し処理の数を管理するためのものであるが、時間コマの時点を示すt(t=1、2、3、・・・)でもある。
In step S102, the
ステップS103において、入力処理部21は、“i=0”とし、入札量を初期化する。具体的には、第1に、第2のカウンタiに“0”を代入する。第2のカウンタは、需給調整市場における調整力の入札量x1及び卸電力市場における発電量の入札量x2の組合せを生成するためのものである。
In step S103, the
第2に、入力処理部21は、以下の規則に基づき、x1の初期値及びx2の初期値を生成する。ここで“μt”は、ステップS101の“第1”において受け付けた発電量yの平均値である。なお、“0.5*x1(t,i)+x2(t,i)=μt”が成立している。
Second, the
〈規則〉
x1(t,i)=i/0.5
x2(t,i)=μt−i
<Rule>
x 1 (t, i) = i / 0.5
x 2 (t, i) = μ t − i
ステップS103を経由したとき、x1及びx2の組合せは、初期値“(x1,x2)=(0,μt)”となる。因みに、後にステップS108を経由する都度、この組合せは、“(x1,x2)=(2,μt−1)、(4,μt−2)、(6,μt−3)・・・”と変化していく。 Step S103 When via the combination of x 1 and x 2, the initial value "(x 1, x 2) = (0, μ t)" becomes. By the way, each time it goes through step S108 later, this combination is "(x 1 , x 2 ) = (2, μ t -1), (4, μ t -2), (6, μ t -3).・ ・ ”Is changing.
ステップS104において、売電計画装置1の調整力収益算出部22は、需給調整市場から得られる収益の期待値を算出する。具体的には、調整力収益算出部22は、関数に対して、変数y及びx1、並びに、パラメータa1及びa2の値を代入する。ここでの関数は式19である。式19の右辺は単純に表現されているが、入力処理部21は、右辺に対し、これらの変数及びパラメータの値をすべて代入することができる。調整力収益算出部22は、“EX1(x1,t)”を算出することになる。
In step S104, the adjustment power
ステップS105において、売電計画装置1の売電収益算出部23は、卸電力市場から得られる収益の期待値を算出する。具体的には、売電収益算出部23は、関数に対して、変数y、x1及びx2、並びに、パラメータb2、α及びβの値を代入する。ここでの関数は式20である。売電収益算出部23は、“EX2(x1,x2,t)”を算出することになる。
In step S105, the electricity sales
ステップS106において、売電計画装置1の出力処理部24は、総収益を算出する。具体的には、第1に、出力処理部24は、関数に対して“EX1(x1,t)”及び“EX2(x1,x2,t)”を代入して、“Z(x1,x2,t)”を算出する。ここでの関数は、式21である。
第2に、出力処理部24は、処理中の組合せ“(x1,x2)”に関連付けて、ステップS106の“第1”において算出した“Z(x1,x2,t)”を一時的に主記憶装置14に記憶する。
ステップS106を経由する都度、組合せ“(x1,x2,Z,t)”が1つずつ蓄積されていくことになる。但し、tは同じ値を取る。
In step S106, the
Secondly, the
Each time the combination "(x 1 , x 2 , Z, t)" is passed through step S106, the combination "(x 1, x 2, Z, t)" is accumulated one by one. However, t takes the same value.
ステップS107において、出力処理部24は、iが所定の値に達したか否かを判断する。具体的には、出力処理部24は、iが所定の値nに達した場合(ステップS107“Yes”)、組合せ“(x1,x2,Z,t)”のうちZが最大であるものを保持してステップS109に進む。出力処理部24は、それ以外の場合(ステップS107“No”)、ステップS108に進む。ユーザは、繰り返し処理に要する時間を考慮し、nの値を任意に決定するが、n=μtとすることが望ましい。
In step S107, the
ステップS108において、売電計画装置1の入力処理部21は、“i=i+1”とし、入札量を変更する。具体的には、入力処理部21は、第2のカウンタiに1を加算することによってx1の値及びx2の値を変更したうえで、ステップS104に戻る。
その後のステップS104及びS105においては、関数に対して、変更後のx1の値及び変更後のx2の値が代入される。
In step S108, the
In subsequent steps S104 and S105, with respect to function, the value of x 2 after the value and change of x 1 after the change is assigned.
ステップS109において、売電計画装置1の出力処理部24は、tが所定の値に達したか否かを判断する。具体的には、出力処理部24は、tが所定の値mに達した場合(ステップS109“Yes”)、組合せ“(x1,x2,Z,t)”のうちZが最大であるものを、t(t=1、2、3、・・・)ごとに保持してステップS111に進む。出力処理部24は、それ以外の場合(ステップS109“No”)、ステップS110に進む。ユーザは、入札対象となる商品ブロックに含まれる時間コマの数に応じて、nの値を任意に決定する。
In step S109, the
ステップS110において、売電計画装置1の入力処理部21は、“t=t+1”とする。具体的には、入力処理部21は、第1のカウンタtに1を加算したうえで、ステップS103に戻る。
In step S110, the
ステップS111において、売電計画装置1の出力処理部24は、売電計画を出力する。具体的には、出力処理部24は、組合せ“(x1,x2,Z,t)”のうちZが最大であるものを決定し、t(t=1、2、3、・・・)ごとに出力装置13に表示する。その後、処理手順を終了する。
In step S111, the
(本実施形態の効果)
本実施形態の売電計画装置の効果は以下の通りである。
(1)売電計画装置は、同じ時間コマに対して、需給調整市場に対する入札量及び卸電力市場に対する入札量の配分を決定することができる。
(2)売電計画装置は、風力発電に適用され得る。
(3)売電計画装置は、需給調整市場から得る収益及び卸電力市場から得る収益の和を最大化することができる。
(4)売電計画装置は、需給調整市場におけるペナルティ及び卸電力市場における他のペナルティを考慮することができる。
(5)売電計画装置は、需給調整市場におけるアセスメント1及びアセスメント2を考慮することができる。
(6)売電計画装置は、入札量の配分を決定するのに必要な調整力単価及び電力量単価を予測することができる。
(Effect of this embodiment)
The effects of the power sales planning device of this embodiment are as follows.
(1) The electricity sales planning device can determine the distribution of the bid amount to the supply and demand adjustment market and the bid amount to the wholesale electricity market for the same time frame.
(2) The power sale planning device can be applied to wind power generation.
(3) The electricity sales planning device can maximize the sum of the profits obtained from the supply and demand adjustment market and the profits obtained from the wholesale electricity market.
(4) The electricity sales planning device can consider the penalty in the supply and demand adjustment market and other penalties in the wholesale electricity market.
(5) The power sales planning device can consider
(6) The power sales planning device can predict the adjustment power unit price and the power unit price required to determine the distribution of the bid amount.
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Further, each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit. Further, each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
In addition, control lines and information lines are shown as necessary for explanation, and not all control lines and information lines are shown in the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.
1 売電計画装置
2 ネットワーク
3 発電量予測装置
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
16 通信装置
21 入力処理部
22 調整力収益算出部
23 売電収益算出部
24 出力処理部
31 発電機DB
32 取引価格DB
1 Power
32 Transaction price DB
Claims (8)
前記将来に発電する電力の残りの一部が卸電力市場から得る収益の期待値を算出する売電収益算出部と、
前記需給調整力市場から得る収益の期待値及び前記卸電力市場から得る収益の期待値に基づき、前記需給調整力市場に対する入札量及び前記卸電力市場に対する入札量を決定する出力処理部と、
を備えることを特徴とする売電計画装置。 Renewable energy power source has the ability to adjust the supply and demand of some of the electricity generated in the future.
The electricity sales revenue calculation unit that calculates the expected value of revenue that the remaining part of the electricity generated in the future will be obtained from the wholesale electricity market,
An output processing unit that determines the bid amount for the supply and demand adjustment power market and the bid amount for the wholesale power market based on the expected value of the profit obtained from the supply and demand adjustment power market and the expected value of the profit obtained from the wholesale electricity market.
A power sales planning device characterized by being equipped with.
風力発電機を含むこと、
を特徴とする請求項1に記載の売電計画装置。 The renewable energy power source is
Including wind power generators,
The power sale planning device according to claim 1.
前記需給調整力市場から得る収益の期待値及び前記卸電力市場から得る収益の期待値の和が最大になるように、前記需給調整力市場に対する入札量及び前記卸電力市場に対する入札量を決定すること、
を特徴とする請求項2に記載の売電計画装置。 The output processing unit
The bid amount for the supply and demand adjustment power market and the bid amount for the wholesale electricity market are determined so that the sum of the expected value of the profit obtained from the supply and demand adjustment power market and the expected value of the profit obtained from the wholesale electricity market is maximized. matter,
The power sale planning device according to claim 2.
調整力、調整力単価、及び、前記需給調整力市場に適用されるペナルティに基づき前記需給調整力市場から得る収益の期待値を算出し、
前記売電収益算出部は、
電力量、電力量単価、及び、前記卸電力市場に適用される他のペナルティに基づき前記卸電力市場から得る収益の期待値を算出し、
前記将来に発電する電力は、
過去値に基づく確率分布に基づき算出されること、
を特徴とする請求項3に記載の売電計画装置。 The adjustment power revenue calculation unit
Based on the adjustment power, the adjustment power unit price, and the penalty applied to the supply and demand adjustment power market, the expected value of the profit obtained from the supply and demand adjustment power market is calculated.
The power sales revenue calculation unit
Calculate the expected value of revenue from the wholesale electricity market based on the amount of electricity, the unit price of electricity, and other penalties applied to the wholesale electricity market.
The power generated in the future is
To be calculated based on the probability distribution based on past values,
The power sale planning device according to claim 3.
前記再生可能エネルギー電源が約定された調整力の分だけ出力を増加することができたか否かを評価するペナルティと、
前記再生可能エネルギー電源の出力が、指令された出力に調整されたか否かを評価するペナルティを含むこと、
を特徴とする請求項4に記載の売電計画装置。 The penalty applied to the supply and demand adjustment power market is
A penalty for evaluating whether or not the renewable energy power source was able to increase the output by the contracted adjustment force, and
Including a penalty to evaluate whether the output of the renewable energy power source has been adjusted to the commanded output.
The power sale planning device according to claim 4.
を特徴とする請求項5に記載の売電計画装置。 Provided with an input processing unit for calculating future predicted values of the adjusting power unit price and the electric energy unit price based on the past results of the adjusting power unit price and the electric energy unit price.
The power sale planning device according to claim 5.
再生可能エネルギー電源が将来に発電する電力の一部が需給調整力市場から得る収益の期待値を算出し、
前記売電計画装置の売電収益算出部は、
前記将来に発電する電力の残りの一部が卸電力市場から得る収益の期待値を算出し、
前記売電計画装置の出力処理部は、
前記需給調整力市場から得る収益の期待値及び前記卸電力市場から得る収益の期待値に基づき、前記需給調整力市場に対する入札量及び前記卸電力市場に対する入札量を決定すること、
を特徴とする売電計画装置の売電計画方法。 The Coordinating Power Revenue Calculation Department of the power sales planning device
Calculate the expected value of the profit that a part of the electricity generated by the renewable energy power source in the future will be obtained from the supply and demand adjustment power market.
The power sales revenue calculation unit of the power sales planning device
Calculate the expected value of profit that the remaining part of the electricity generated in the future will be obtained from the wholesale electricity market.
The output processing unit of the power sale planning device is
To determine the bid amount for the supply and demand adjustment power market and the bid amount for the wholesale power market based on the expected value of the profit obtained from the supply and demand adjustment power market and the expected value of the profit obtained from the wholesale electricity market.
A method for planning the sale of electricity of a power sale planning device, which is characterized by the above.
再生可能エネルギー電源が将来に発電する電力の一部が需給調整力市場から得る収益の期待値を算出する調整力収益算出部と、
前記将来に発電する電力の残りの一部が卸電力市場から得る収益の期待値を算出する売電収益算出部と、
前記需給調整力市場から得る収益の期待値及び前記卸電力市場から得る収益の期待値に基づき、前記需給調整力市場に対する入札量及び前記卸電力市場に対する入札量を決定する出力処理部と、
して機能させることを特徴とする売電計画プログラム。 Computer,
Renewable energy power source has the ability to adjust the supply and demand of some of the electricity generated in the future.
The electricity sales revenue calculation unit that calculates the expected value of revenue that the remaining part of the electricity generated in the future will be obtained from the wholesale electricity market,
An output processing unit that determines the bid amount for the supply and demand adjustment power market and the bid amount for the wholesale power market based on the expected value of the profit obtained from the supply and demand adjustment power market and the expected value of the profit obtained from the wholesale electricity market.
A power sales planning program characterized by functioning.
Priority Applications (1)
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