JP6296966B2 - 需給調整装置 - Google Patents

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Description

この発明は、電力供給業者が経済的な供給力調達方法を決定する技術に関する。
電力が安定的に供給されるためには、電力の需要及び供給が高い精度で一致している必要がある。従来、一般電気事業者(以下、電力会社)では供給力を制御することにより需給バランスを保っている。また、電力会社以外の電力事業者である特定規模電気事業者(PPS:Power Producer and Supplier)にも、実同時同量(実需要量と実供給量を30分単位で一致させること)が課せられており、需給バランスが3%以上崩れる(同時同量を外れる:インバランス)と電力会社にペナルティを支払う制度となっている。電力システム改革後においても、PPSなどの小売事業者は実同時同量又は計画値同時同量(需要の計画値と実績値を一致させる)が課せられる見込みとなっており、同様にインバランスに対してはペナルティが発生することから、こうしたペナルティを回避することはPPSにとっては経済性の観点から重要である。
しかしながら、同時同量を守るためには需要予測の正確性が求められるのに対し、気象予報が外れる等の理由や、需要規模が小さく十分にならし効果が得られない等の理由により、正確な需要予測を行うことは困難である。
そのため、需要予測の誤差を考慮して供給力の確保することが必要であり、特許文献1には、そのような電力事業者の供給力確保方法が示されている。
特許第3994910号公報
特許文献1では、需要予測から外れた需要実績(予測誤差)に関して予測誤差分布を算出し、予測誤差を考慮した需要予測に対して、ある発電量及びある市場調達量に対する利益の期待値及び最悪値を算出する。これら利益の期待値及び最悪値を基に調達量を決定することにより、電力事業者にとっては、予測誤差やペナルティを考慮し、受け入れられるリスク内で経済的に調達量を決定することができる。
しかしながら、このような電力売買支援システムでは、供給力の調達手段として自社又は相対発電及び市場調達のみが想定されているため、市場価格が高騰した場合等には利益の減少が避けられないという問題がある。
ここで、供給力の調達手段の一つとして、新たにデマンドレスポンス(Demand Response、以下「DR」と称す)も考えることができる。DRとは、電力事業者又はアグリゲータ等のDR指令者が需要家へ電力量の節約(節電)を指令し、需要家はDRが適用される期間(DR期間)内の節電量に応じて報酬(インセンティブ)を受け取るやり取りのことを示す。
しかしながら、DRには、DR指令やインセンティブの多寡により需要家の応答性が変化するため不確実性が伴う。そのため、供給力の調達手段にDRを加えた場合には、かえってインバランスが増大しペナルティが増大する可能性がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、DR指令時に小売事業者にとって経済的な供給力の調達手段の分配を決定することを目的としている。
本発明に係る需給調整装置は、電力需要量を需要予測値として予測する需要予測部と、需要予測値と同時刻における実際の電力需要量を需要計測値として取得する需要取得部と、需要予測値と需要計測値との差分を需要予測誤差として算出し、需要予測誤差の確率分布を算出する需要予測誤差評価部と、過去のデマンドレスポンス指令期間における需要抑制量であるデマンドレスポンス実績値を算出し、過去のデマンドレスポンス指令期間における需要抑制依頼量であるデマンドレスポンス指令値とデマンドレスポンス実績値との差分から、デマンドレスポンス指令誤差を算出する指令誤差評価部と、デマンドレスポンス指令誤差の確率分布を算出する指令誤差分布作成部と、需要予測誤差の確率分布及びデマンドレスポンス指令誤差の確率分布に基づき、発電量及び将来のデマンドレスポンス指令期間におけるデマンドレスポンス指令値を決定する最適指令値演算部と、を備える。
本発明に係る需給調整装置は、電力需要量を需要予測値として予測する需要予測部と、需要予測値と同時刻における実際の電力需要量を需要計測値として取得する需要取得部と、需要予測値と需要計測値との差分を需要予測誤差として算出し、需要予測誤差の確率分布を算出する需要予測誤差評価部と、過去のデマンドレスポンス指令期間における需要抑制量であるデマンドレスポンス実績値を算出し、過去のデマンドレスポンス指令期間における需要抑制依頼量であるデマンドレスポンス指令値とデマンドレスポンス実績値との差分から、デマンドレスポンス指令誤差を算出する指令誤差評価部と、デマンドレスポンス指令誤差の確率分布を算出する指令誤差分布作成部と、需要予測誤差の確率分布及びデマンドレスポンス指令誤差の確率分布に基づき、発電量及び将来のデマンドレスポンス指令期間におけるデマンドレスポンス指令値を決定する最適指令値演算部と、を備える。従って、DR指令時に小売事業者にとって経済的な供給力の調達手段の分配を決定することができる。


電力の需給バランスを示す図である。 実施の形態1に係る需給調整装置の構成を示すブロック図である。 DR指令誤差とその発生割合を示す図である。 実施の形態1に係る需給調整装置の動作を示すフローチャートである。 需要予測誤差分布を示す図である。 DR指令誤差分布を示す図である。 実施の形態2に係る需給調整装置の動作を示すフローチャートである。
<A.実施の形態1>
図1に、デマンドレスポンスによるインバランスの増大例を示す。図1(a)は、発電及び市場調達により電力供給を行う様子を示している。需要予測に外れがなく、発電及び市場調達が計画通りに実行された場合は、供給量と実需要量が一致するためインバランスは発生しない。図1(b)は、図1(a)での市場調達の一部分をDRに置き換えた場合の例を示している。この場合、需要予測に外れがなく発電及び市場調達が計画通りに実行されたとしても、需要家の応答性によってDR実績はDR指令と異なるため(以下、DR実績とDR指令の差をDR誤差という)、供給量と実需要量との間に差(インバランス)が発生する。そして、小売事業者はインバランスに対してペナルティを支払うことになる。
そこで、実施の形態1の需給調整装置では、DR誤差を考慮することにより供給者にとって経済的に最適な供給量の配分を決定する。
<A−1.構成>
以下の実施形態では、電力の小売事業者が、自社又は相対発電(以下、単に「発電」と称する)及び電力取引市場からの調達及びDRによって、需要予測誤差やDR指令誤差を考慮し経済的な供給力の確保量を決定する。
図2は、実施の形態1に係る需給調整装置101の構成を示す機能ブロック図である。需給調整装置101は、需要予測部10、需要予測誤差評価部11、指令誤差算出部12、指令誤差分布作成部13、市場価格予測部14、最適指令値演算部15、最適化結果表示部16、需要情報データベース(DB)20、DR情報データベース(DB)21及び価格情報データベース(DB)22を備えている。
これらの各機能ブロックは、少なくとも1つの処理回路又は電気回路によって実現される。ここで処理回路及び電気回路には、プログラムされた演算処理装置を含む。処理回路には、集積回路(application specific integrated circuit、ASIC)又は下記実施形態で記載された作用を実現するように変更された従来の回路要素などを含む。
また、下記実施形態で記載された各構成要素による作用は、上記の処理回路又は電気回路が、予め設定されたプログラムに従って動作することによって実施される。また、各構成要素による作用を実現するプログラムは、ハードディスク又はメモリなどの記憶媒体に記憶される。
需要予測部10は、小売事業者の供給対象である需要家の電力需要を予測し、予測結果を需要予測値として需要情報DB20に格納する。
図2には示していないが、需給調整装置101は需要家の電力需要を電力量計等で計測し、需要計測値を需要情報DB20に格納する需要取得部を備えている。
需要予測誤差評価部11は、需要情報DB20から需要予測値と、当該需要予測値の予測対象時間の需要計測値とを取り出し、両者を比較してその差を需要予測誤差として算出し、誤差の評価を行う。
需要情報DB20は、需要予測部10で予測した需要予測値と、需要予測誤差評価部11で算出した需要予測誤差とを記憶する。
指令誤差算出部12は、DRにおける節電依頼量であるDR指令値と、DRにおいて実際に節電された量(需要抑制量)であるDR実績値とを比較し、その差をDR指令誤差として算出し、DR指令誤差を評価する。なお、DR実績値は、実需要の履歴から算出したベースラインと、実需要との差から算出することができる。
指令誤差分布作成部13は、DR指令値やインセンティブ価格ごとにDR指令誤差分布を作成する。図3(a)はDR開始日時、DR指令値[kW]及びDR指令誤差[kW]を示している。これに対して図3(b)は、DR指令値ごとにDR指令誤差の分布を示している。すなわち、特定のDR指令誤差割合[%]の発生割合[%]を示している。
DR情報DB21は、DR指令値、DR実績値及びDR指令誤差を記憶する。
市場価格予測部14は、調達対象市場における電力約定価格を予測し、価格情報DB22に記憶する。
価格情報DB22は、市場価格予測部14が予測した電力約定価格の他、発電価格及びインセンティブ価格を記憶する。
最適指令値演算部15は、利益の期待値を定式化し、需要予測値、需要予測誤差、電力約定価格(予測値)、発電価格、インセンティブ価格及びDR指令誤差分布を利用して最適化問題を解くことにより、発電量、市場調達量及びDR指令値を決定する。
最適化結果表示部16は最適指令値演算部15の算出結果を表示する。
<A−2.動作>
図4は、実施の形態1に係る需給調整装置101の動作を示すフローチャートである。
はじめに、需要予測部10が将来のある時刻における需要家の合計需要を予測する。予測手法として、需要との相関が高い気温又は天候予測等の情報を説明変数とした重回帰分析による方法を用いることが出来るが、他の手法を用いても良い。また、この需要予測は、供給力の調達手段である発電、市場調達及びDR指令のうち、最も指令期限が早い手段より以前に完了する。そして、需要予測部10は、予測結果を需要予測値として予測対象時刻の情報と共に需要情報データベース20に記憶する(ステップS101)。
次に、需要予測誤差評価部11が、需要情報DB20から過去の需要予測値を取得し、当該需要予測値の予測対象時間と同時間に電力量計で得られた需要計測値との差を需要予測誤差として算出する。そして、需要予測誤差を需要計測値と関連付けて需要情報DB20に格納する。また、需要予測誤差の評価を行う(ステップS102)。すなわち、需要予測誤差分布を作成し、これも需要情報DB20に格納する。図5に、需要予測誤差分布を示す。図5において、横軸は需要予測誤差の割合[%]を示し、縦軸は発生割合[%]を示している。こうした需要予測誤差分布は、需要予測誤差が蓄積にされるに伴い、一定期間ごとに更新されても良い。
次に、指令誤差算出部12がDR指令誤差を算出する(ステップS103)。DR情報DB21には過去のDR指令情報として、DR指令値、DR指令開始時間、DR指令期間、DR指令終了時間及びインセンティブ価格の情報が記録されている。指令誤差算出部12はDR情報DB21からこれらの情報を取得し、DR指令値及びDR実績値の差をとることでDR指令誤差を算出する。なお、DR実績値は需要情報データベース20から取得したDR指令期間の需要計測値とベースラインの差から算出することができる。ここで、ベースラインとは、DR指令期間におけるDRがされなかった場合の推定需要のことである。ベースラインの算出方法としては、例えばHigh X of Y 手法がある。これは、DR実行日よりY日(Yは自然数)以前の期間から特異日(DR実行日や休日等)を除いた日のうち、需要の高いX日(Xは自然数)の、対象時間における需要の平均を推定需要とする方法であるが、他の手法を用いて需要推定しても良い。またベースラインを利用せずにDR実績値を算出しても良い。
指令誤差算出部12は、算出したDR指令誤差の情報をDR指令情報に関連付けてDR情報データベース21へ記憶する。
DR実績値は、需要家のDRに対する応答性がDR指令値の大きさ、インセンティブの大きさ又はDR指令期間の長さにより変化する。そこで、指令誤差分布作成部13はこの応答性を考慮したDR誤差分布を作成する(ステップS104)。
図6は、需要規模10kWの需要家群へDR指令を行った場合のDR誤差分布を例示するものであり、DR指令値が図6(a)では1kW、図6(b)では5kW、図6(c)では9kWである。DR指令値が需要に対して小さければ、DR指令を達成しやすいことから図6(a)に示すようにDR指令誤差が負、すなわちDR実績値がDR指令値より小さい場合は少ない。しかし、DR指令値が需要に対する大きさの割合が増えるにつれてDR指令を達成することが困難になり、図6(c)に示すようにDR指令誤差が負になる場合が多くなる。
このように、DR指令値の誤差分布はDR指令値の大きさによって変化するほか、インセンティブの大きさや指令期間の長さ、地域又は需要家の特性等によっても変化する。そこで、こうした変化の要因となる要素によりDR誤差分布を作成し、この分布をもとにDR指令値を決定する必要がある。作成したDR誤差分布はDR情報DB21へ格納される。なお、DR誤差分布はDR指令誤差情報の蓄積と共に一定期間ごとに更新されても良い。また、図3(b)や図6に示すDR指令誤差割合の幅は任意であり、細かくするほど精度よくDR指令値とDR指令誤差の関係を考慮したことになるが、データ数が多く必要になる。
次に、市場価格予測部14が電力調達対象の市場における約定価格を予測する(ステップS105)。予測手法として、市場価格との相関が高い気温又は天候予測等の情報を説明変数とした重回帰分析による方法を用いることが出来るが、他の手法を用いても良い。市場価格予測部14が予測した約定価格の情報は、価格情報データベース22に保存される。
次に、最適指令値演算部15が利益の定式化を行う(ステップS106)。発電、市場調達及びDRを行う場合の小売事業者の利益z[¥]は、収入をy[¥]、支出をx[¥]とすると、以下の式で表される。
Figure 0006296966
収入y[¥]は販売電力量に小売単価を乗じた値となるため、発電電力量をPgen[kWh]、市場調達量をPex[kWh]、誤差を含むDR指令値をP´dr[kWh]、小売単価をrsell[¥/kWh]とすると、
Figure 0006296966
である。
支出x[¥]は、発電コストをCgen[¥]、市場調達コストをCex[¥]、デマンドレスポンスコスト(インセンティブ)をCdr[¥]、ペナルティをCpena[¥]とすると、これらの和で以下のように表せる。
Figure 0006296966
各コストは電力量と単価の積で表される。そこで、各コストの単価をr[¥/kWh]とすると、各コストは以下の式で表される。なお、添え字はそれぞれ、genが発電機、exが市場、drがデマンドレスポンス、penaがペナルティ、dが需要を示している。
Figure 0006296966
ここで、P´は誤差を含む需要[kWh]であり、インセンティブにはDR指令誤差が、ペナルティにはDR指令誤差及び需要予測誤差が含まれることを考慮すると、
Figure 0006296966
である。P,Pdrは、それぞれ誤差を含まない需要、DR指令値であり、ΔP[kWh]は予測誤差割合又は指令誤差割合、f(ΔP)はΔPに対応した確率分布である。需要に関してはステップS102で算出された誤差分布を、DR指令値に関してはステップS104で算出された誤差分布を使用する。DR指令誤差分布では、ステップS104で算出したとおり、DR指令値Pdrにより確率分布が変化する。
ペナルティは、予測誤差を見込んだ需要と指令誤差を見込んだDR指令値を含む供給力との差にペナルティ単価を乗じた値としている。同時同量の制度が実同時同量(30分同時同量)の場合は、供給力はPgenとPexの和で、残りの項の和が想定される需要であり、前記供給力と前記需要の差にペナルティ単価を乗じたものが想定されるペナルティである。同様に計画値同時同量の場合も、負荷の計画値は供給力の計画値と同値であるため、前記供給力そのものである。需要に関しても実同時同量の場合と同様であるため、このペナルティはどちらの制度にも対応した式となっている。
これらの式より利益の期待値を定式化することで、小売事業者は需要予測誤差及びDR指令誤差を考慮した利益の期待値に関して、次のステップで最適化計算を行うことができる。Pの期待値をEX[P]と表すと、収入及び各コストの期待値は以下のように表せる。
Figure 0006296966
ここで、f(ΔPi)はΔPiに対応した確率分布である。また、Kは図3(b)や図6に示すDR指令誤差割合の区切り数であり、確率変数ΔPiの個数である。
従って、小売事業者の利益の期待値は次の式で表される。
Figure 0006296966
次に、ステップS106で定式化した利益の期待値の最大化問題を解くことにより、小売事業者にとって最適な発電量Pgen、市場調達量Pex及びDR指令値Pdrを決定する(ステップS107)。最適化問題の求解には、利益の期待値を表す関数が複雑な形をしているために、例えばメタヒューリスティクスと応用(編著:相吉英太郎、安田敬一郎、電気学会、2007、p69〜p73)に示される、メタヒューリスティクスの1手法であるPSO(Particle Swarm Optimization)を適用することが考えられる。
PSOは、概念としては、最適化する変数群(群れ)が複数存在し、群れの間で互いに情報を共有しながら解空間を探索するもので、個々の群れが持つ最良解pbestと群れで共有する最良解gbestを利用して最適解を探索していく手法である。例えば、最大化問題において群れの数が2つの場合は、群れ1の変数群と群れ2の変数群それぞれで評価値を算出し、多寡を判断する。群れ1の評価値の方が大きい場合は、群れ2の変数群の値をそれぞれ、群れ1の変数群の値に近づくように更新する。群れ1に関しては、過去の群れ1の変数群の値から現在の変数群の値への変化を保つように更新する。あらかじめ設定した回数に達するまで更新を繰り返すことで、群れが評価値を最大化する方向に変数を更新し続け、最適解を求解する。なおPSOによる求解は一例であり、どのような手法を用いて求解しても良い。
最後に、最適化結果表示部16が、ステップS107決定した発電量Pgen、市場調達量Pex及びDR指令値Pdrを表示する(ステップS108)。これにより、小売事業者にとって経済的に最適な、DR指令誤差を考慮した供給力調達量が提示される。
通常、DR指令に係る単価が市場調達単価より低い場合には、市場調達に優先してDR指令がされることが考えられるが、DR指令には不確実性が伴うためかえってペナルティの支払いが増加する。しかし、実施の形態1に係る需給調整装置101によれば、DR指令誤差分布作成部13が算出したDR指令誤差分布を考慮して定式化した利益の期待値の最適化問題を最適指令値演算部15が解くことによって供給力調達方法を決定するため、小売事業者にとって経済的に最適なDR指令値、発電量及び市場調達量を決定することが可能になる。
<A−3.効果>
実施の形態1に係る需給調整装置101は、電力需要量を需要予測値として予測する需要予測部10と、需要予測値と同時刻における実際の電力需要量を需要計測値として取得する需要取得部と、需要予測値と需要計測値との差分を需要予測誤差として算出し、需要予測誤差の確率分布を算出する需要予測誤差評価部11と、DRにおける需要抑制量であるDR実績値を算出し、DRにおける需要抑制依頼量であるDR指令値とDR実績値との差分から、DR指令誤差を算出する指令誤差算出部12と、DR指令誤差の確率分布を算出する指令誤差分布作成部13と、需要予測誤差の確率分布及びDR指令誤差の確率分布に基づき、発電量及びDR指令値を決定する最適指令値演算部15と、を備える。従って、DR指令誤差を考慮した経済的に最適な発電量及びDR指令値を決定することが可能になる。
また、需給調整装置101は、電力調達市場における電力の市場価格を予測する市場価格予測部14を備え、最適指令値演算部15は、需要予測誤差の確率分布、デマンドレスポンス指令誤差の確率分布及び市場価格に応じた電力の市場調達コストに基づき、発電量、デマンドレスポンス指令値及び市場調達量を決定する。従って、DR指令誤差を考慮した経済的に最適な発電量、デマンドレスポンス指令値及びDR指令値を決定することが可能になる。
<B.実施の形態2>
実施の形態1では市場調達機会が1回だけある場合における、小売事業者のDR指令誤差を考慮した調達方法を示した。しかし電力取引市場の取引形態によっては取引時限などによって区別された複数の市場が存在するため、市場調達の機会も複数ある場合がある。そのため、実施の形態2では、市場調達の機会が2回ある場合の調達方法について説明する。
<B−1.構成>
実施の形態2に係る需給調整装置102の構成は、図2に示した実施の形態1に係る需給調整装置101の構成と同様であるため、説明を省略する。
<B−2.動作>
2回の市場調達機会がある場合の需給調整装置102の動作を説明する。まず、1回目の市場調達機会においては、実施の形態1に係る需給調整装置101と同様の動作を行って、発電量Pgen、市場調達量Pex、DR指令値Pdrを決定する。なお、2回目の値と区別するために、1回目の値をそれぞれ、発電量:Pgen,1、市場調達量:Pex,1、DR指令値:Pdr,1とする。
以下、図7のフローチャートに沿って、2回目の市場調達機会における需給調整装置102の動作を説明する。まず、需要予測部10は、1回目の予測対象時刻と同じ時刻における需要家の合計需要を予測する。予測手法は1回目の予測と同様、需要との相関が高い気温又は天候予測等の情報を説明変数とした重回帰分析による方法等を用いることが出来る。しかし、2回目の市場調達機会は1回目と比較して実需要に近い時間であるため、説明変数の予測精度が高くなる。そのため、2回目は1回目より高い精度で需要予測が可能となる。また、この需要予測は、供給力の調達手段である発電、市場調達及びDR指令のうち、最も指令期限が早い手段より以前に完了する。そして、需要予測部10は、予測結果を2回目の需要予測値として予測対象時間の情報と共に需要情報データベース20に記憶する(ステップS201)。
次に、需要予測誤差評価部11が、需要情報DB20に保存された最新の需要予測情報と、需要予測対象時間と同時刻の実際に電力量計などで得られた需要計測値との差を需要予測誤差として算出する。そして、需要予測誤差を需要計測値と関連付けて需要情報DB20に記憶する。また、需要予測誤差から需要予測誤差分布(図5)を作成し、これも需要情報DB20に格納する。こうした需要予測誤差分布は、需要予測誤差情報が蓄積にされるに伴い、一定期間ごとに更新されても良い(ステップS202)。
次に、市場価格予測部14が電力調達対象の市場における約定価格を予測する(ステップS203)。予測手法として、1回目の予測と同様、市場価格との相関が高い気温又は天候予測等の情報を説明変数とした重回帰分析による方法を用いることが出来る。しかし、2回目の市場調達機会は1回目の場合よりも直近の需給の過不足が反映され、値動きが激しくなる。市場価格予測部14が予測した約定価格の情報は、価格情報データベース22に保存される。
次に、最適指令値演算部15が利益の定式化を行う(ステップS204)。発電、市場調達及びDRを行う場合の小売事業者の利益は以下のように表せる。小売事業者の利益z[¥]は、収入と支出の差分であるため、収入をy[¥]、支出をx[¥]とすると
Figure 0006296966
である。収入y[¥]は販売電力量に小売単価を乗じた値となるため、2回目の発電電力量Pgen,2[kWh]、2回目の市場調達量Pex,2[kWh]、2回目の誤差を含むDR指令値P´dr,2[kWh]、小売単価rsell[¥/kWh]とすると
Figure 0006296966
である。支出x[¥]は
Figure 0006296966
であり、発電コストCgen[¥]、市場調達コストCex[¥]、デマンドレスポンスコスト(=インセンティブ)Cdr[¥]、ペナルティCpena[¥]の和である。それぞれ電力量と単価の積で表されるため、r[¥/kWh]を各コストの単価とすると
Figure 0006296966
である。なお市場単価rは、ステップS203で2回目の予測を行った通り、1回目と2回目で区別する。
またここで、P´d,2は誤差を含む需要[kWh]であり、インセンティブにはDR指令誤差が、ペナルティにはDR指令誤差及び需要予測誤差が含まれることを考慮すると、
Figure 0006296966
である。Pdr,1、Pdr,2、Pd,1、Pd,2はそれぞれ誤差を含まない需要、DR指令値であり、ΔP[kWh]は予測誤差割合または指令誤差割合、f(ΔP)はΔPに対応した確率分布である。需要に関してはステップS202で算出された誤差分布を、DRに関してはステップS104で算出された誤差分布を使用し、DR指令誤差分布に関してはステップS104で算出した通り、DR指令値Pdr,1+Pdr,2により確率分布が変化する。
ペナルティは予測誤差を見込んだ需要と、指令誤差を見込んだDRを含む供給力の差にペナルティ単価を乗じた値としており、同時同量の制度が実同時同量(30分同時同量)の場合は、供給力はPgenとPexの和で、残りの項の和が想定される需要であり、前記供給力と前記需要の差にペナルティ単価を乗じたものが想定されるペナルティである。同様に計画値同時同量の場合も、負荷の計画値は供給力の計画値と同値であるため、前記供給力そのものである。需要に関しても実同時同量の場合と同様であるため、このペナルティはどちらの制度にも対応した式となっている。
これらの式より利益の期待値を定式化することで、小売事業者は需要予測誤差及びDR指令誤差を考慮した利益の期待値に関して、次のステップで最適化計算を行うことができる。
Pの期待値をEX[P]と表すと、収入および各コストの期待値は以下のように表せる。
Figure 0006296966
ここで、f(ΔPi)はΔPiに対応した確率分布である。また、Kは図3(b)や図6に示すDR指令誤差割合の幅の個数であり、確率変数ΔPiの個数である。
したがって小売事業者の利益の期待値は次のようになる。
Figure 0006296966
次に、最適指令値演算部15が、ステップS204で定式化した利益の期待値の最大化問題を解くことにより、小売事業者にとって最適な発電量Pgen、市場調達量Pex及びDR指令値Pdrを決定する(ステップS205)。最適化問題の求解には、利益の期待値を表す関数が複雑な形をしているために、実施の形態1と同様、メタヒューリスティクスの1手法であるPSOを適用することが考えられる。
最終的には、1回目の市場調達時に求めた発電量Pgen,1に対し2回目の市場調達時に求めた発電量Pgen,2を加算することにより小売事業者にとって最適な発電量が得られる。また、DR指令値についても、1回目の市場調達時に求めたDR指令値Pdr,1に対し2回目の市場調達時に求めたDR指令値Pdr,2を加算する。市場調達量については、1回目の市場調達量Pex,1と2回目の市場調達量Pex,1とを区別する。
最後に、最適化結果表示部16が、最適指令値演算部15がステップS205で決定した発電量Pgen,1+Pgen,2、市場調達量Pex,1、Pex,2及びDR指令値Pdr,1+Pdr,2を表示する(ステップS206)。これにより、小売事業者にとって経済的に最適な、DR指令誤差を考慮した供給力調達量が提示される。
以上、実施の形態2では、市場調達機会が2回ある場合における供給力の調達先決定方法を示した。実需要の時刻、すなわち予測対象時刻に近づくにつれて需要予測精度は高くなる一方、市場価格は値動きが激しくなるため、高騰するリスクがある。従って小売事業者では、市場調達機会の早い段階で供給力を確保し、後の市場ではその時の最新の需要予測に基づいて、インバランスを避けるために過去の需要予測との差分部分に関して供給力を調達する方法が取られる。実施の形態2に係る需給調整装置102によれば、このように市場調達機会が2回ある場合に、需要予測誤差及びDR指令誤差を考慮し、小売事業者にとって経済的に最適な供給力の確保量を示すことが可能となる。
なお、以上の説明では、市場調達機会が2回である場合を例にしたが、市場調達機会が2回以上の複数回であっても、本実施の形態と同様の処理を行うことにより経済的に最適な供給力の確保量を提示することができる。
<B−3.効果>
実施の形態2に係る需給調整装置102では、電力調達市場の市場調達機会が複数回ある場合に、市場調達機会ごとに、需要予測部10は需要予測値を予測し、需要取得部は需要計測値を取得し、需要予測誤差評価部11は需要予測誤差の確率分布を算出し、市場価格予測部14は市場価格を予測し、最適指令値演算部15は、需要予測誤差の確率分布、デマンドレスポンス指令誤差の確率分布及び市場価格に応じた電力の市場調達コストに基づき、発電量、デマンドレスポンス指令値及び市場調達量を決定する。従って、小売事業者にとって経済的に最適な供給力の確保量を決定することができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
10 需要予測部、11 需要予測誤差評価部、12 指令誤差算出部、13 指令誤差分布作成部、14 市場価格予測部、15 最適指令値演算部、16 最適化結果表示部、20 需要情報DB、21 DR情報DB、22 価格情報DB、101,102 需給調整装置。

Claims (3)

  1. 電力需要量を需要予測値として予測する需要予測部と、
    前記需要予測値と同時刻における実際の電力需要量を需要計測値として取得する需要取得部と、
    前記需要予測値と前記需要計測値との差分を需要予測誤差として算出し、前記需要予測誤差の確率分布を算出する需要予測誤差評価部と、
    過去のデマンドレスポンス指令期間における需要抑制量であるデマンドレスポンス実績値を算出し、過去のデマンドレスポンス指令期間における需要抑制依頼量であるデマンドレスポンス指令値と前記デマンドレスポンス実績値との差分から、デマンドレスポンス指令誤差を算出する指令誤差評価部と、
    前記デマンドレスポンス指令誤差の確率分布を算出する指令誤差分布作成部と、
    前記需要予測誤差の確率分布及び前記デマンドレスポンス指令誤差の確率分布に基づき、発電量及び将来のデマンドレスポンス指令期間における前記デマンドレスポンス指令値を決定する最適指令値演算部と、
    を備える、需給調整装置。
  2. 電力調達市場における電力の市場価格を予測する市場価格予測部をさらに備え、
    前記最適指令値演算部は、前記需要予測誤差の確率分布、前記デマンドレスポンス指令誤差の確率分布及び前記市場価格に応じた電力の市場調達コストに基づき、前記発電量、将来のデマンドレスポンス指令期間における前記デマンドレスポンス指令値及び市場調達量を決定する、
    請求項1に記載の需給調整装置。
  3. 前記電力調達市場の市場調達機会が複数回ある場合に、前記市場調達機会ごとに、
    前記需要予測部は前記需要予測値を予測し、
    前記需要取得部は前記需要計測値を取得し、
    前記需要予測誤差評価部は前記需要予測誤差の確率分布を算出し、
    前記市場価格予測部は市場価格を予測し、
    前記最適指令値演算部は、前記需要予測誤差の確率分布、前記デマンドレスポンス指令誤差の確率分布及び前記市場価格に応じた電力の市場調達コストに基づき、前記発電量、将来のデマンドレスポンス指令期間における前記デマンドレスポンス指令値及び前記市場調達量を決定する、
    請求項2に記載の需給調整装置。
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