JP7024256B2

JP7024256B2 - 電力取引策定装置

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Publication number: JP7024256B2
Application number: JP2017162937A
Authority: JP
Inventors: 秀明平野; 博幸橋本; 正裕佐野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: JP2019040483A

Description

本発明は、電力取引策定装置に係る発明であって、複数市場の取引情報をもとに、電力の売買を考慮して取引のために、発電設備の運用変更を含めた運用計画情報を立案し、入札価格と入札量とからなる入札情報を作成する電力取引策定装置に関するものである。

現在、電力取引市場として日本では、前日市場（１０日前から前日の１０時まで入札可能：一日前市場・スポット市場・スポット取引とも呼ばれている。）に加え、前日の１７時から実需給の１時間前まで開場される当日市場（時間前市場・時間前取引）が開設されている。ここで、実需給とは電力を受け渡すことである。また、電力会社は発送電分離により発電・小売事業者と送配電事業者とに分かれ、発電・小売事業者は利益最大化を目的に発電設備の運用と各市場での電力取引とを実施している（特許文献１）。

発電設備の起動状態、停止状態を決定する方法として、ＵｎｉｔＤｅｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔ法（ＵＤ法）を利用できる（非特許文献１）。

特開２０１６－６２１９１号

Ｃｈａｏ－ａｎＬｉ，ＲａｙｍｏｎｄＢ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，ＡｌｖａＪ．Ｓｖｏｂｏｄａ，Ａｎｅｗｕｎｉｔｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＶｏｌ．１２，Ｎｏ．１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ１９９７．

閉場時間の異なる複数の電力市場に対する入札支援を行う装置であり、前日に余剰電力と市場価格との分布を予測する機能と、当日に余剰電力と市場価格との分布を予測する機能とを持ち、それぞれの予測精度の違いから前日市場の取引期待値を最大化する前日入札量の計算と、当日市場の取引期待値を最大化する当日入札量との計算を行う。

先行技術では、余剰電力の取引を対象としており、発電設備の運用を変更して行う取引は検討していない。また、市場での約定情報を取り込む機能がない。そのため、取引のための発電設備の運用変更（市場販売のために発電設備を起動や出力増加する、あるいは、市場購入により発電設備を停止や出力減少する。）を含めた利益最大化を図ることができず、約定情報に基づく発電設備の運用の変更を考慮した入札の検討もできない。

この発明の電力取引策定装置は、入力装置、主記憶装置、補助記憶装置、ネットワーク、外部記憶装置のいずれか、あるいは複数を組み合わせて、電力の想定需要予測情報を取得する需要情報取得部と、発電設備の設備情報及び実績情報を取得する発電設備情報取得部と、電力取引の第１の市場及び第２の市場の予測情報、及び前記第１の市場と前記第２の市場との内、より期日が近い市場の入札状況情報を取得する市場情報取得部と、前記ネットワークを通じて、前記第１の市場及び前記第２の市場での約定情報を電力取引市場から取得する約定情報取得部と、コンピュータの内部演算処理としてＣＰＵを用いて、前記想定需要予測情報、前記設備情報及び前記実績情報、並びに前記予測情報に基づいて、前記発電設備の運用上の制約条件と、想定需要に必要な電力量のコストと、前記コストと市場取引による収支とから算出される利益とを考慮して、前記第１の市場及び前記第２の市場への入札情報並びに前記発電設備の運用計画を策定し、前記約定情報を用いて前記入札情報と前記運用計画とを修正する策定部と、前記運用計画を前記主記憶装置、前記補助記憶装置、もしくは前記ネットワークを経由した前記外部記憶装置に格納、または表示・出力装置に表示する発電設備運用計画出力部と、前記ネットワークを経由して、前記入札情報を前記電力取引市場へ出力する入札情報出力部とを備え、前記入札状況情報は、前記電力取引市場から取得される売買注文の状況に関する情報であることを特徴とする電力取引策定装置である。

この発明の電力取引策定装置によれば、発電設備の運用計画を変更して取引することで得られる利益を考慮することで利益の最大化を図ることができ、かつ電力取引市場の情報を考慮した発電設備の運用計画を作成することができる。

本発明の実施の形態１に係る電力取引策定装置のブロック図である。本発明の実施の形態１に係る電力取引策定装置の構成図である。本発明の実施の形態１に係る電力取引策定・発電設備運用計画策定のフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る発電設備の設定データを説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る発電設備の設定データを説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る発電設備の起動停止計画データを説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る発電設備の出力データを説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る発電設備の入札データを説明するための図である。本発明の実施の形態２に係る電力取引策定装置のブロック図である。本発明の実施の形態２に係る電力取引策定・発電設備運用計画策定のフローチャートである。本発明の実施の形態３に係る電力取引策定装置のブロック図である。本発明の実施の形態３に係る電力取引策定・発電設備運用計画策定のフローチャートである。本発明の実施の形態４に係る電力取引策定装置のブロック図である。本発明の実施の形態４に係る電力取引策定・発電設備運用計画策定のフローチャートである。本発明の実施の形態４に係る前日市場を説明するための図である。本発明の実施の形態４に係る当日市場を説明するための図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電力取引策定装置のブロック図である。ここで、二重線で囲まれた箇所が電力取引策定装置であり、点線の矢印は電力取引策定装置と、電力取引市場、発電設備等の外部のデータベース等との間での情報の入出力を示している。また、図２は本発明の実施の形態１に係る電力取引策定装置の構成図である。コンピュータ２２は、ＣＰＵ２３、主記憶装置２４および補助記憶装置２５から構成されている。また、表示・出力装置２８は、コンピュータ２２からの出力結果を表示する。

例えば、発電設備情報取得部１は、図２に示す入力装置２１、主記憶装置２４、補助記憶装置２５、ネットワーク２６、外部記憶装置２７のいずれか、あるいは、複数を組み合わせて発電設備の設備情報と発電設備の実績情報とを取得することができる。例えば、発電設備の設備情報は事業者が保有する発電設備の各種情報であり、発電設備の最大出力及び最小出力、発電に用いる燃料、燃料の消費量、燃料の単価を示す情報等である。また、例えば、発電設備の実績情報は発電設備を過去に運用した実績の情報であり、発電設備の出力実績、発電に用いた燃料、燃料の消費量、燃料の単価を示す情報等である。この例では、発電設備の設備情報と実績情報とで重なる情報もあるが、いずれにしても発電設備の運用を考える上で必要となる発電設備に関連する情報である。

例えば、需要情報取得部２は、図２に示す入力装置２１、主記憶装置２４、補助記憶装置２５、ネットワーク２６、外部記憶装置２７のいずれか、あるいは、複数を組み合わせて電力の想定需要予測情報を外部から取得することができる。例えば、想定需要予測情報は電力需要について過去の電力需要実績情報、気象実績情報、将来の気象予測情報に基づいて予測される将来に想定される電力需要の情報である。

例えば、市場情報取得部３は、図２に示す入力装置２１、主記憶装置２４、補助記憶装置２５、ネットワーク２６、外部記憶装置２７のいずれか、あるいは、複数を組み合わせて前日市場の予測情報と当日市場の予測情報とを外部から取得することができる。前日市場の予測情報は、例えば、前日市場において電力が売買される所定の時間単位毎（商品毎）に取引が約定する電力量及び価格について予測された情報である。当日市場の予測情報は、当日市場において電力が売買される所定の時間単位毎（商品毎）に取引が約定する電力量及び価格について予測された情報であり、例えば、当日取引市場における市場価格と取引量（電力量）を予測した値の分布とその発生確率を予測した値を表すものである。

ここで、前日市場（一日前市場、スポット市場、スポット取引）は、現在の日本の電力取引市場においては、翌日に受渡する電気の取引を行う市場のことであり、一日を３０分単位に区切った４８商品について取引が行われる。取引の計算を行う日（電力を受け渡す日の前日）を取引日といい、取引日の１０日前から取引日の１０時まで入札可能な市場である。また、約定方式はブラインド・シングルプライスオークションで行われており、入札価格によらず約定価格で取引され、入札時に他の参加者の入札状況が見えないかたちで取引が行われている。取引電力の単位は、取引電力の単位は１ＭＷ（３０分間の電力量では５００ｋＷｈ）となっている。入札できる時間帯は午前８時から午後５時までである。

一方、当日市場（時間前市場）は、現在の日本の電力取引市場においては、前日１７時から実需給の１時間前まで開場されている。約定方式はザラバ（ザラ場）を採用し、２４時間開場している。なお、取引電力の単位は、スポット市場よりも小さい０．１ＭＷ（３０分間の電力量では５０ｋＷｈ）となっている。

もっとも、これらの定義は現在の日本の電力取引市場を例にしており、今後、取引市場の開場の仕組みが変更されることは十分に考えられる。このため、現在の前日市場及び当日市場に限定されるものではなく、少なくとも一部は実需給の時間帯が重なる電力に対して、入札期間が異なる二つの（場合によっては複数の）市場であれば、本願発明の前日市場及び当日市場に該当するものである。

このように、市場の名称や運用の取り決めは人為的なことである。よって、現状の市場を例にして説明をしているが、例えば、異なる複数市場である当日市場及び前日市場について、当日市場を第１の市場、前日市場を第２の市場として一般化しても技術的には同じことである。

発電設備運用計画策定部４は、コンピュータ２２の内部演算処理としてＣＰＵ２３を用いて実現できる。発電設備運用計画策定部４は、例えば、プログラムとして主記憶装置２４上に展開したものをＣＰＵ２３上で実行するものである。ＣＰＵ２３は、主記憶装置２４上のデータを読み込み、発電設備運用計画策定部４の処理を行う。

具体的には、発電設備運用計画策定部４は、例えば、発電設備情報取得部１から発電設備の設備情報及び実績情報を取得し、需要情報取得部２から電力の想定需要予測情報を取得し、市場情報取得部３から前日市場及び当日市場の予測情報を取得し、取引市場約定情報取得部１０から電力取引市場の約定情報を取得して、発電設備の運用計画を策定する。その後、発電設備運用計画策定部４は、例えば、策定した発電設備の運用計画を前日市場入札策定部５、当日市場入札策定部６、及び発電設備運用計画出力部７に送信する。

前日市場入札策定部５は、コンピュータ２２の内部演算処理としてＣＰＵ２３を用いて実現できる。前日市場入札策定部５は、例えば、プログラムとして主記憶装置２４上に展開したものをＣＰＵ２３上で実行するものである。ＣＰＵ２３は主記憶装置２４上のデータを読み込み、前日市場入札策定部５の処理を行い、その結果得られた前日市場の入札情報を主記憶装置２４上に格納する。あるいは、前日市場の入札情報を補助記憶装置２５に格納してもよく、ネットワーク２６を経由して外部記憶装置２７に格納してもよい。あるいは、前日市場の入札情報をディスプレイ等の表示・出力装置２８に表示し、運用者に示してもよい。

具体的には、前日市場入札策定部５は、例えば、発電設備情報取得部１から発電設備の設備情報及び実績情報を取得し、需要情報取得部２から電力の想定需要予測情報を取得し、市場情報取得部３から前日市場及び当日市場の予測情報を取得し、取引市場約定情報取得部１０から電力取引市場の約定情報を取得し、発電設備運用計画策定部４から発電設備の運用計画を取得して、前日市場の入札を策定する。その後、前日市場入札策定部５は、例えば、前日市場入札情報出力部８に策定した前日市場の入札情報を送信する。

当日市場入札策定部６は、コンピュータ２２の内部演算処理としてＣＰＵ２３を用いて実現できる。当日市場入札策定部６は、例えば、プログラムとして主記憶装置２４上に展開したものをＣＰＵ２３上で実行するものである。ＣＰＵ２３は主記憶装置２４上のデータを読み込み、当日市場入札策定部６の処理を行い、その結果得られた当日市場の入札情報を主記憶装置２４上に格納する。あるいは、当日市場の入札情報を補助記憶装置２５に格納してもよく、ネットワーク２６を経由して、外部記憶装置２７に格納してもよい。あるいは、当日市場の入札情報をディスプレイ等の表示・出力装置２８に表示し、運用者に示してもよい。

具体的には、当日市場入札策定部６は、例えば、発電設備情報取得部１から発電設備の設備情報及び実績情報を取得し、需要情報取得部２から電力の想定需要予測情報を取得し、市場情報取得部３から前日市場及び当日市場の予測情報を取得し、取引市場約定情報取得部１０から電力取引市場の約定情報を取得し、発電設備運用計画策定部４から発電設備の運用計画を取得して、当日市場の入札を策定する。その後、当日市場入札策定部６は、例えば、当日市場入札情報出力部９に策定した当日市場の入札情報を送信する。

発電設備運用計画策定部４、前日市場入札策定部５、及び当日市場入札策定部６の３つの策定部を一括した策定部としてもよい。この策定部では、発電設備の運用計画並びに前日市場及び当日市場への入札情報を策定することになる。

発電設備運用計画出力部７は、発電設備運用計画策定部４の処理を行った結果得られた発電設備運用計画情報を主記憶装置２４上に格納する。あるいは、発電設備運用計画情報を補助記憶装置２５に格納してもよく、ネットワーク２６を経由して、外部記憶装置２７に格納してもよい。あるいは、発電設備運用計画情報をディスプレイ等の表示・出力装置２８に表示し、運用者に示してもよい。このように、発電設備運用計画出力部７は、例えば、発電設備運用計画策定部４が策定した発電設備の運用計画を外部の発電設備運用計画情報のデータベースに送信する。

前日市場入札情報出力部８は、前日市場入札策定部５の処理を行った結果得られた前日市場の入札情報を主記憶装置２４上に格納する。あるいは、前日市場の入札情報を補助記憶装置２５に格納してもよく、ネットワーク２６を経由して、外部記憶装置２７に格納してもよい。あるいは、前日市場の入札情報をディスプレイ等の表示・出力装置２８に表示し、運用者に示してもよい。前日市場入札情報出力部８は、格納処理および表示処理以外に、ネットワーク２６を経由して、電力取引市場に前日市場の入札情報を送信する。また、前日市場入札情報出力部８は、例えば、前日市場入札策定部５が策定した前日市場の入札情報を前日市場入札情報のデータベースに送信しつつ、電力取引市場へ入札を行う。

当日市場入札情報出力部９は、当日市場入札策定部６の処理を行った結果得られた当日市場の入札情報を主記憶装置２４上に格納する。あるいは、当日市場の入札情報を補助記憶装置２５に格納してもよく、ネットワーク２６を経由して、外部記憶装置２７に格納してもよい。あるいは、当日市場の入札情報をディスプレイ等の表示・出力装置２８に表示し、運用者に示してもよい。当日市場入札情報出力部９は、格納処理および表示処理以外に、ネットワーク２６を経由して、電力取引市場に当日市場の入札情報を送信する。また、当日市場入札情報出力部９は、例えば、当日市場入札策定部６が策定した当日市場の入札情報を当日市場入札情報のデータベースに出力しつつ、電力取引市場へ入札を行う。

前日市場入札情報出力部８、及び当日市場入札情報出力部９の二つの出力部を一括した入札情報出力部としてもよい。この入札情報出力部は、前日市場及び当日市場の入札情報を電力取引市場へ出力することになる。

取引市場約定情報取得部１０は、ネットワーク２６等を通じて、電力取引市場から約定情報を取得する。約定情報は前日市場における約定情報と当日市場における約定情報とからなる。前日市場における約定情報は、送信した前日市場の入札情報に対して電力取引市場で約定した電力量と約定価格とが含まれる。この他に約定した時刻の情報が含まれてもよい。当日市場における約定情報は、送信した当日市場の入札情報に対して、電力取引市場で約定した電力量と約定価格とが含まれる。この他に約定した時刻の情報が含まれてもよい。

また、取引市場約定情報取得部１０は、例えば、電力取引市場から約定情報を取得し、発電設備運用計画策定部４、前日市場入札策定部５及び当日市場入札策定部６へ、約定情報を送信する。この際、送信すると共に、約定情報を約定情報のデータベースにも保管してもよい。なお、約定情報としては、約定した商品、約定価格、約定量、約定時刻等である。

図３は本実施の形態１に係る電力取引策定装置の動作を示すフローチャートである。以下、図３を用いて当該装置の動作について説明する。

まず、ステップＳ１にて、発電設備情報取得部１は各発電設備の設備情報を取得する発電設備の設備情報取得処理を実施する。発電設備の設備情報とは、例えば、図４及び図５に示すような発電設備の出力上下限、消費燃料（種類）、消費燃料の量等である。

図４は、本発明の実施の形態１に係る発電設備の設定データを説明するための図である。この例では、発電設備の名称、最大出力及び最小出力、燃料の種類、最小運転時間、最小停止時間が発電設備の設備情報として設定されている。

図５は、本発明の実施の形態１に係る発電設備の設定データを説明するための図である。この例では、図４の発電設備の設備情報に対して、同じ発電設備の実績情報が図５に設定されている。この例では、発電設備の名称、燃料費特性（単位：千円／MWｈ＾２、千円／MWｈ、千円／ｈ）、起動費（単位：千円／ｈ＾２、千円／ｈ、千円）が発電設備の実績情報として設定されている。

ステップＳ２にて、需要情報取得部２は想定需要予測情報を取得する需要情報取得処理を実施する。想定需要予測情報とは、例えば、時間毎の需要の値を表すものである。

ステップＳ３にて、市場情報取得部３は前日市場の予測情報と当日市場の予測情報を取得する市場情報取得処理を実施する。前日市場の予測情報とは、例えば、前日取引市場における市場価格と取引される量とを予測した値を表すものである。当日市場の予測情報とは、例えば、当日取引市場における市場価格と取引される量とを予測した値を表すものである。

ステップ２１で前日市場への入札策定前か否かを判断する。前日市場への入札策定前であればステップ４に進み、前日市場への入札策定後であればステップ２２に進む。さらに、ステップ２２で当日市場への入札策定前か否かを判断する。当日市場への入札策定前であればステップ９に進み、当日市場への入札策定後であればステップ１４に進む。

ステップＳ４にて、発電設備運用計画策定部４は、例えば、発電設備の設備情報及び発電設備の実績情報と、想定需要予測情報と、前日市場の予測情報と、当日市場の予測情報に基づいて発電設備の運用計画の策定処理を実施する。発電設備の運用計画とは、例えば、発電設備の運転状態及び停止状態のいずれであるかを計画し、運転状態である場合は出力の値に関する情報も持っている。すなわち、発電設備の運用計画には、発電設備の出力増減並びに起動及び停止の情報が含まれている。

図６は、本発明の実施の形態１に係る発電設備の起動停止計画データを説明するための図である。この例では、特定の日（１日目、２日目、・・・）を３０分単位で区切り、発電設備ＡからＥまでの起動、停止計画を運転するか否かを１、０で示している。

発電設備運用計画策定部４では、発電設備の設備情報によって発電設備運用上の制約条件を満たしつつ、想定需要に必要な電力量をコストが最小となるように発電設備の運用計画を策定する。

発電設備運用上の制約条件として、例えば、図４に示すものがある。最大出力及び最小出力は、各発電設備が出力可能な範囲を表しており、式１で表される。

なお、式１では、ｔが時間、ｉが発電設備の個別番号、Ｐｍｉｎが最小出力、Ｐｍａｘが最大出力、Ｕが発電設備の起動停止状態（起動＝１、停止＝０）、Ｐが発電設備の出力をそれぞれ表している。

各発電設備は、運転時は最小運転時間以上の時間を連続で運転する必要があり、停止時は定昇停止時間以上に停止する必要がある。

また、各発電設備は発電時に燃料を消費するものがあり、燃料消費による費用は次の計算式で計算される。図５に示す燃料費特性は、例えば、火力発電による発電設備が運転する場合に消費する燃料の費用（燃料費）を求めるための特性であり、例えば、式２のような二次式で表される。

なお、式２では、ＦＣｏｓｔが燃料費、Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃが発電設備毎の燃料費計算式の係数をそれぞれ表している。

発電設備は停止状態から起動状態へ変化する場合や起動状態から停止状態へ変化する場合に固定した出力パターンをとる必要がある場合や、起動状態へ変化する場合に費用（起動費）が必要となる場合がある。起動費は、例えば、式３のような二次式で表される。

なお、式３では、ＳＣｏｓｔが発電設備の起動費、Ｈが発電設備の起動前の連続停止時間、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが発電設備毎の起動費計算式の係数をそれぞれ表している。

本実施の形態において、発電設備が運転するために必要なコストの計算式について、燃料費と起動費で表現した基本的な式を式４に表す。

なお、式４で、Ｃｏｓｔは計画におけるコストを表し、ＴＵは計画対象となる発電設備の集合を表す。

運転に必要なコストとしては燃料費、起動費に限るものではなく、燃料輸送に係る費用、発電設備運用に係る人件費等、設備運用や電力供給に必要な費用を含んでいる。

発電設備運用計画の策定処理では、少なくとも想定需要に対して、必要な供給力を確保する必要があり（需給バランス制約）、例えば、発電設備と前日市場取引、当日市場取引とで需給バランス制約を満たす場合の制約は式５で表される。

なお、式５ではＤが想定需要を表し、ＴｒａｄｅＡが前日市場の取引の入札量（正：購入、負：販売）、ＴｒａｄｅＢが当日市場取引の入札量（正：購入、負：販売）を表す。

発電設備運用計画はコストＣｏｓｔと市場取引による収支から求める利益最大化を目的とし、その利益は式６で表される。

なお、式６では、ＰｒｉｃｅＡが前日市場の市場価格、ＰｒｉｃｅＢが当日市場の市場価格を表す。式６では、前日市場と当日市場をそれぞれ一市場としているが、複数市場でもよく、地域ごとに複数の市場価格が存在する場合は地域ごとの取引量と市場価格を用いて計算してもよい。

ＵＤ（ＵｎｉｔＤｅｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔ）法では、計画対象となる発電設備すべてを対象に運転可能な時間を運転状態と設定し、それ以外の時間を停止状態と設定したものを初期の運用計画として設定する。それ以外の時間とは、例えば、作業により停止期間と指定されている時間が該当する。

運用計画をもとに、発電設備運用上の制約条件や需給バランス制約等を満たしつつ、利益が増大するように発電設備を順次停止させ、図６に示すような起動停止（１：起動、０：停止）を決定する。前日市場取引と当日市場取引は発電設備で発電する代わりに電力を購入することが可能である。あるいは、発電設備を想定需要以上に発電させ、前日市場、あるいは、当日市場で販売することが可能である。各市場で売買するか否かは、利益最大化に貢献するか否かで判断するものであり、前日市場、あるいは、当日市場で取引を行わない（入札量＝０）こともできる。すなわち、策定部（特に、前日市場入札策定部５、当日市場入札策定部６）では、前日市場及び当日市場に入札するか否かを設定することになる。

図７は、発電設備の出力データを説明するための図である。具体的には、時間（時刻）、想定される需要量、発電設備個々の発電量、前日市場及び当日市場による電力量を示す図である。前日市場及び当日市場による電力量は、プラスは市場からの買い、マイナスは市場への売りを表現している。

発電設備の起動停止状態が決定したのち、図７のような各発電設備の発電量や各市場での売買量を決定する。例えば、二次計画法を用いることで、少なくとも需給バランス制約といった計画単位時間の制約条件を考慮し、各発電設備の運用上の制約を考慮し、かつ利益最大となる発電設備等の電力量を計画する。

図３のステップＳ５にて、前日市場入札策定部５は前日市場の入札情報を作成する前日市場の入札策定処理を実施する。前日市場の入札情報とは、例えば、図８に示すような時間毎の入札価格と入札量とを組み合わせた情報である。入札価格は前日市場の予測情報における予測市場価格であり、入札量は発電設備運用計画策定部４で求めた前日市場の取引量が該当する。

図３のステップＳ６にて、発電設備運用計画出力部７は発電設備の運用計画を出力する。

図３のステップＳ７にて、前日市場入札情報出力部８は前日市場の入札情報を電力取引市場に出力する。

図３のステップＳ８にて、取引市場約定情報取得部１０は電力取引市場から約定情報を取得する。約定情報は前日市場の入札情報に対し、電力取引市場において購入、あるいは販売で約定した電力量とその価格の値である。

図３のステップＳ９にて、発電設備運用計画策定部４は発電設備の設備情報と、発電設備の実績情報と、想定需要予測情報と、当日市場の予測情報とに加えて、約定情報をもとに発電設備運用計画の策定処理を実施する。

ステップＳ４で作成した発電設備運用計画との違いは、最新の想定需要予測情報と当日市場予測情報とを使用し、かつ前日市場の約定情報を入力とすることで発電設備の運用計画を修正することができるので、より精度の高い発電設備の運用計画を作成することである。

需給バランス制約は前日市場取引の取引量が約定情報の約定量となり、固定の値となる。

なお式７ではＴｒａｄｅＡ’が前日市場取引の約定量を表す。

図３のステップＳ１０にて、当日市場入札策定部６は当日市場の入札情報を作成する当日市場の入札策定処理を実施する。当日市場の入札情報とは、例えば、図８のような時間毎の入札価格と入札量とを組み合わせた情報である。

図３のステップＳ１１にて、発電設備運用計画出力部７は発電設備運用計画を出力する。

図３のステップＳ１２にて、当日市場入札情報出力部９は前日市場の入札情報を電力取引市場に出力する。

図３のステップＳ１３にて、取引市場約定情報取得部１０は電力取引市場から約定情報を取得する。約定情報は当日市場の入札情報に対し、電力取引市場において購入、あるいは販売で約定した電力量とその価格の値である。

図３のステップＳ１４にて、発電設備運用計画策定部４は発電設備の設備情報と、発電設備の実績情報と、想定需要予測情報とに加えて、約定情報をもとに発電設備運用計画を作成する。

図３のステップＳ１５にて、発電設備運用計画出力部７は発電設備運用計画を出力する。

本実施の形態１では、複数の電力取引市場として前日市場と当日市場とを対象に説明したが、市場をこれらに限定するものではなく、開設済みの市場や将来開設予定の市場を対象とすることも可能であり、先物市場、リアルタイム市場、ベースロード市場における取引を考慮することや、他事業者との相対取引を考慮することも可能である。

以上のように、電力の想定需要予測情報を取得する需要情報取得部と、発電設備の設備情報及び実績情報を取得する発電設備情報取得部と、電力取引の第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）の予測情報を取得する市場情報取得部と、想定需要予測情報、設備情報及び実績情報、並びに予測情報に基づいて、第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）への入札情報並びに発電設備の運用計画を策定する策定部と、運用計画を出力する発電設備運用計画出力部と、入札情報を電力取引市場へ出力する入札情報出力部と、第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）での約定情報を電力取引市場から取得する約定情報取得部とを備えた電力取引策定装置である。

また、運用計画及び入札情報を策定する策定部は、電力取引市場における複数の市場に入札するか否かを設定している。さらに、市場の予測情報は、価格の情報及び電力量の情報が含まれている。また、発電設備の運用計画には、発電設備の出力増減並びに起動及び停止の情報が含まれている。

電力取引策定装置では、発電設備の運用計画を変更して取引することで得られる利益を考慮することで利益の最大化を図ることができ、かつ電力取引市場の情報を考慮した発電設備の運用計画を作成することができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の発電設備運用計画策定部４と前日市場入札策定部５と当日市場入札策定部６の代わりに発電設備運用計画・市場入札策定部５１を備えている。

本発明の実施の形態２において、図９に示す構成で、実施の形態１と同様の構成には同じ番号を割り振る。なお、図において、同一の符号（ステップ番号を含む。）を付したものは、特段の断りが無い限り同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文、図面の全図において共通することである。さらに、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

発電設備運用計画・市場入札策定部５１はコンピュータ２２の内部演算処理としてＣＰＵ２３を用いて実現できる。発電設備運用計画・市場入札策定部５１は、例えば、プログラムとして主記憶装置２４上に展開したものをＣＰＵ２３上で実行するものである。ＣＰＵ２３は、主記憶装置２４上のデータを読み込み、発電設備運用計画・市場入札策定部５１の処理を行う。その結果得られた前日市場の入札情報、あるいは、当日市場の入札情報を主記憶装置２４上に格納する。あるいは、前日市場の入札情報、当日市場の入札情報を補助記憶装置２５に格納してもよく、ネットワーク２６を経由して、外部記憶装置２７に格納してもよい。あるいは、前日市場の入札情報、当日市場の入札情報をディスプレイ等の表示・出力装置２８に表示し、運用者に示してもよい。

具体的には、発電設備運用計画・市場入札策定部５１は、例えば、発電設備情報取得部１から発電設備の設備情報及び実績情報を取得し、需要情報取得部２から電力の想定需要予測情報を取得し、市場情報取得部３から前日市場及び当日市場の予測情報を取得し、取引市場約定情報取得部１０から電力取引市場の約定情報を取得して、発電設備の運用計画を策定する。その後、発電設備運用計画・市場入札策定部５１は、例えば、策定した発電設備の運用計画を発電設備運用計画出力部７に、策定した前日市場の入札情報を前日市場入札情報出力部８に、策定した当日市場の入札情報を当日市場入札情報出力部９に送信する。

図１０は本実施の形態２に係る電力取引策定装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１０を用いて当該装置の動作について説明する。

図１０のステップＳ３の市場情報取得処理にて、市場情報取得部３は前日市場の予測情報と当日市場の予測情報を取得する市場情報取得処理Ｓ３を実施する。前日市場の予測情報とは、例えば、前日取引市場における市場価格と取引される量を予測した値を表すものである。当日市場の予測情報は、当日市場において電力が売買される所定の時間単位毎（商品毎）に取引が約定する電力量及び価格について予測された情報であり、例えば、当日取引市場における市場価格と取引量（電力量）を予測した値の分布とその発生確率を予測した値を表すものである。

図１０のステップ２１で前日市場への入札策定前か否かを判断する。前日市場への入札策定前であればステップ３１に進み、前日市場への入札策定後であればステップ２２に進む。さらに、ステップ２２で当日市場への入札策定前か否かを判断する。当日市場への入札策定前であればステップ３２に進み、当日市場への入札策定後であればステップ１４に進む。

図１０のステップＳ３１にて、発電設備運用計画・市場入札策定部５１は、想定需要予測情報と、前日市場の予測情報と、当日市場の予測情報とをもとに発電設備運用計画と前日市場の入札情報を作成する。

当日市場の予測情報の分布を用いて計画する方法として、例えば、当日市場の市場価格と取引量との組み合わせを１つのシナリオとし、シナリオ毎に計画を作成する方法がある。利益の計算において、シナリオ毎に作成した計画の利益を計算し、発生確率を掛け合わせることで収益の期待値を計算する。その場合の利益は式８であらわされる。

なお、式８では、ｉが当日市場のシナリオの番号を意味する識別子を表し、例えば、１，２，３と増加する番号である。Ｃｏｓｔｉは当日市場はシナリオｊの条件で計算した場合のコストを意味する。Ｒａｔｅｉは当日市場のシナリオｉの発生確率を表す。

市場予測情報において、発生確率を考慮することで、利益の期待値を用いたコストを条件に入札の有無を判断する以外に、得られる利益の分散を条件に加えることも可能である。分散とは、データの散らばり具合を表す指標であり、全シナリオの利益の平均と各シナリオで得られる利益の差の二乗和の平均で計算される。分散が大きいということは得られる利益の変動が大きく、事業上のリスクが大きいと判断した場合、当日市場での入札量を０として計算することも可能である。

図１０のステップＳ３２にて、想定需要予測情報と、当日市場の予測情報と、前日市場の約定情報とをもとに発電設備運用計画と当日市場の入札情報とを作成する。ステップＳ３１で作成した発電設備運用計画との違いは、最新の想定需要予測情報と当日市場の予測情報とを使用すること、前日市場の約定情報を入力とすることで発電設備運用計画を修正することである。

実施の形態１と同様に、利益最大化に貢献しない場合、前日市場、あるいは当日市場での取引を行わないことも可能である。前日市場及び当日市場に入札するか否かを設定することになる。また、発電設備の運用計画は、発電設備の出力増減並びに起動及び停止の情報が含まれている。

本実施の形態２に係る電力取引策定装置では、複数の電力取引市場を考慮し、発電設備の運用計画を変更して取引することで得られる利益期待値を考慮して利益期待値最大化を図ることができ、かつ入札情報・約定情報を考慮した発電設備の運用計画・入札情報を作成することができる。

以上のように、発電設備の設備情報及び実績情報を取得する発電設備情報取得部と、電力の想定需要予測情報を取得する需要情報取得部と、電力取引の第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）の予測情報を取得する市場情報取得部と、前記発電設備の運用計画並びに前記第１の市場（前日市場）及び前記第２の市場（当日市場）への前記入札情報を策定する策定部と、前記発電設備の前記運用計画を出力する発電設備運用計画出力部と、前記第１の市場（前日市場）及び前記第２の市場（当日市場）の前記入札情報を電力取引市場へ出力する入札情報出力部と、前記第１の市場（前日市場）及び前記第２の市場（当日市場）での約定情報を前記電力取引市場から取得する約定情報取得部とを備えた電力取引策定装置である。

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る電力取引策定装置のブロック図である。実施の形態３は実施の形態２に対して、電力取引市場から市場情報取得部３に当日市場の入札状況情報が入力される点が構成上、異なっている。なお、当日市場（第２の市場）と前日市場（第１の市場）とでは、より約定の期日が近いのは、当日市場（第２の市場）である。

当日市場は、株式市場のようなザラバ形式を想定しており、入札時に合致する札が市場に存在すれば即時に約定する一方で、約定しない場合は市場に札が残る市場想定している。この場合、開場時間内であれば市場では何度でも入札することができ、約定するか、入札を取消すか、約定せずに残るかとなる。

図１２は、本実施の形態３に係る電力取引策定装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１２を用いて当該装置の動作について説明する。

図１２のステップ２１で前日市場への入札策定前か否かを判断する。前日市場への入札策定前であればステップ４１に進み、前日市場への入札策定後であればステップ５１に進む。さらに、ステップ５１で当日市場が閉場前か否かを判断する。当日市場が閉場前であればステップ４２に進み、当日市場が閉場後であればステップ１４に進む。

図１２のステップＳ５１にて、当日市場が開場時間内であれば何度も運用計画策定・市場入札策定を繰り返す。運用者が当日市場の入札状況情報を参照し、手動で運用計画策定・市場入札策定を実施してもよい。あるいは、当日市場に他事業者が入札した市場価格を条件に自動で応札する仕組みを用意してもよい。

本実施の形態３では、ステップＳ４２にて、当日市場に対する入札を策定するが、当日市場の予測情報がない場合でも当日市場の入札情報を作成可能である。想定需要予測情報と前日市場の約定情報と当日市場の入札状況情報とを入力とし、発電設備運用計画を修正することで実施の形態１と同様に発電設備運用計画と当日市場の入札情報を作成することができる。

入札状況情報は、例えば、商品、売量及びその価格、買量及びその価格、時刻等である。換言すると、入札状況情報は、株式相場でいう板情報を含むものであり、商品毎にどの値段（価格）で売買注文がどのくらい出ているか（電力量）の情報を含んでもよい。また、例えば、より期日が近い市場（期近の市場：例えば当日市場）で、商品毎に、直近の約定価格に関連する情報を入札状況情報としてもよい。なぜならば、刻々と変化する当日市場の入札状況情報は、市場予測の結果が全て織り込まれていると考えることもでき、有益な情報になるからである。

取引市場約定情報取得部１０では、電力取引策定装置の運用者が電力取引市場に入札したものが約定したときの情報を取得するものである。これに対して、ここでの説明では、電力取引市場の当日市場の入札状況情報を市場情報取得部３で取得しているが、同じ電力取引市場からの情報を取得するため、例えば、約定情報と同様に取引市場約定情報取得部１０を介して入札状況情報を取得しても同じことである。なぜならば、得られた情報は全て発電設備運用計画・市場入札策定部５１などの策定部で処理されるからである。

本実施の形態３に係る電力取引策定装置では、複数の電力取引市場を考慮し、発電設備の運用計画を変更して取引することで得られる利益期待値を考慮しており、かつ当日市場の入札状況情報を確認して入札情報・運用計画を変更することで、当日市場の推移を反映した利益期待値最大化を図ることができ、かつ入札情報・約定情報を考慮した発電設備の運用計画・入札情報を作成することができる。

以上のように、電力の想定需要予測情報を取得する需要情報取得部と、発電設備の設備情報及び実績情報を取得する発電設備情報取得部と、電力取引の第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）の予測情報、並びに第１の市場（前日市場）及び前記第２の市場（当日市場）の内、より期日が近い前記市場（当日市場）の入札状況情報を取得する市場情報取得部と、想定需要予測情報、設備情報及び実績情報、予測情報、並びに入札状況情報に基づいて、第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）への入札情報並びに発電設備の運用計画を策定する策定部と、運用計画を出力する発電設備運用計画出力部と、入札情報を電力取引市場へ出力する入札情報出力部と、第１の市場（前日市場）及び第２の市場（当日市場）での約定情報を電力取引市場から取得する約定情報取得部とを備えた電力取引策定装置である。

実施の形態４．
図１３は本発明の実施の形態４に係る電力取引策定装置のブロック図である。実施の形態３と比較して、市場入札策定情報設定部６１を更に備えている点が異なっている。

市場入札策定情報設定部６１は、例えば、発電設備情報取得部１から発電設備の設備情報及び実績情報を取得し、需要情報取得部２から電力の想定需要予測情報を取得し、市場情報取得部３から前日市場及び当日市場の予測情報及び入札状況情報を取得し、取引市場約定情報取得部１０から電力取引市場の約定情報を取得し、市場入札策定のための情報を設定する。市場入札策定情報設定部６１は、市場入札策定のための情報を発電設備運用計画・市場入札策定部５１に送信する。

ここでは、前日市場と当日市場とは複数の日に受け渡す電力を同時に入札可能である状況を想定する。各市場で取引される電力は３０分単位で扱われ、例えば、０：００から０：３０の間の電力、０：３０から１：００の間の電力が取引される。

図１４は本実施の形態４にかかる電力取引策定装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１４を用いて当該装置の動作について説明する。

図１４のステップＳ２において、需要情報取得部２が取得する想定需要予測情報は、計画対象期間である連続する複数日の情報を含んでいる。少なくとも当日と翌日とを含み、計画対象期間内の当日市場及び前日市場への入札策定が可能である。

図１４のステップＳ３において、市場情報取得部３が取得する前日市場の予測情報、当日市場の予測情報には、計画対象期間内の情報が含まれている。

図１４のステップＳ６１にて、市場入札策定情報設定部６１は各市場（前日市場及び当日市場）の状況を考慮して各市場への入札策定を実施するか否かを設定する。例えば、前日市場が開場しており、翌日あるいは翌日以降の対する入札が可能であればこれらの対象日が入札策定対象となる。同様に、当日市場が開場前、あるいは開場時間内であれば当日市場へ入札可能である。

本実施の形態４では、連続する複数日を計画対象としており、前日市場あるいは当日市場において、それぞれ複数の日に対する入札を重複して策定することがある。図１５は、実施の形態４に係る前日市場を説明するための図である。電力取引をする日（時間）を横に、電力を受け渡す日を縦に取り、黒下三角は電力の受渡日を示し、丸印は取引の約定日を示し、背景色灰色は入札可能時間を示している。

例えば、図１５は前日市場の一例を表しており、電力受け渡し日の１０日前の午前８時から入札受け付けを開始し、前日の午前１０時まで受け付ける。入札受付を締め切ったのち、取引所で約定計算を行う。この場合、約定処理が行われるのは１日１回、翌日分であるが、入札受け付け中の取引は複数ある。

図１６は、実施の形態４に係る当日市場を説明するための図である。電力取引をする時間を横に、電力を受け渡す時間を縦に取り、黒下三角は電力の受渡時間を示し、背景色灰色は対象商品の取引時間を示している。

例えば、図１６は当日市場の一例を表しており、電力受け渡し日の前日１７時に入札受付を開始し、電力を受け渡す時間帯の開始時間の３０分前までが取引時間であり、入札が可能である。当日市場では、ザラバで取引を行い、入札された取引は他事業者の入札と価格条件が合致した場合には約定し、合致しない場合は市場に残り、その後の他事業者の入札による約定を待つこととなる。日が１日進み、再び１７時になるとその翌日の入札受け付けが開始する。その際、当日の１８：３０以降の入札受け付けは継続されており、複数日の取引が同時に行われる。

約定するためには価格条件が合致することの他、各事業者が入札した電力量、事業者間で電力を送受電するために利用する連系線や送電線の容量といった取引における各種条件を考慮する。これらの約定時の条件は一例であり、物理的な条件や取引所が定めるルールといったものに影響される。

図１４のステップＳ６２にて、運用計画の対象期間における複数の入札に対応するため、ステップＳ６１で入札策定対象とした取引への入札と発電設備運用計画の策定を行う。

ステップＳ６２の計画結果をもとに、ステップＳ６において発電設備運用計画を出力、ステップＳ７において前日市場入札情報を出力、ステップＳ１２において当日市場の入札情報を出力する。前日市場の入札情報は入札策定が複数日であれば複数の入札情報を出力し、策定対象でなければ出力しない。当日市場の入札情報も同様に入札策定が複数日であれば複数の入札情報を出力し、策定対象でなければ出力しない。

ステップＳ８にて、約定情報があれば取得し、再びステップＳ１に戻る。最新の各種予測情報を用いて入札するためには、前日市場への入札は少なくとも毎日１回は行い、当日市場は各種予測情報の更新や、当日市場の入札状況情報の更新を用いて入札を策定する。入札策定の頻度は運用者の判断により決定してもよく、これらの情報の更新により自動で策定する仕組みを用意してもよい。

本実施の形態４に係る電力取引策定装置では、連続する複数日を対象に発電設備運用計画や前日市場の入札情報、および当日市場の入札情報を策定することで、連続する複数日にまたがる発電設備の運用を考慮し、利益最大化を図ることができ、かつ入札情報・約定情報を考慮した複数日にまたがる発電設備の運用計画・入札情報を作成することができる。また、実施の形態３に示したように、市場予測情報として確率分布を考慮することで利益期待値の最大化を図ることも可能である。

本願発明は、これまで述べてきた実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、これまで述べてきた実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。また、これまで述べてきた実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより発明を形成してもよい。さらに、本願発明は、これまで述べてきた実施の形態の範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１発電設備情報取得部、２需要情報取得部、３市場情報取得部、４発電設備運用計画策定部、５前日市場入札策定部、６当日市場入札策定部、７発電設備運用計画出力部、８前日市場入札情報出力部、９当日市場入札情報出力部、１０取引市場約定情報取得部、２１入力装置、２２コンピュータ、２３ＣＰＵ、２４主記憶装置、２５補助記憶装置、２６ネットワーク、２７外部記憶装置、２８表示・出力装置、５１発電設備運用計画・市場入札策定部、６１市場入札策定情報設定部。

Claims

入力装置、主記憶装置、補助記憶装置、ネットワーク、外部記憶装置のいずれか、あるいは複数を組み合わせて、
電力の想定需要予測情報を取得する需要情報取得部と、
発電設備の設備情報及び実績情報を取得する発電設備情報取得部と、
電力取引の第１の市場及び第２の市場の予測情報、及び前記第１の市場と前記第２の市場との内、より期日が近い市場の入札状況情報を取得する市場情報取得部と、
前記ネットワークを通じて、前記第１の市場及び前記第２の市場での約定情報を電力取引市場から取得する約定情報取得部と、
コンピュータの内部演算処理としてＣＰＵを用いて、
前記想定需要予測情報、前記設備情報及び前記実績情報、前記予測情報、並びに前記入札状況情報に基づいて、前記発電設備の運用上の制約条件と、想定需要に必要な電力量のコストと、前記コストと市場取引による収支とから算出される利益とを考慮して、前記第１の市場及び前記第２の市場への入札情報並びに前記発電設備の運用計画を策定し、前記約定情報を用いて前記入札情報と前記運用計画とを修正する策定部と、
前記運用計画を前記主記憶装置、前記補助記憶装置、もしくは前記ネットワークを経由した前記外部記憶装置に格納、または表示・出力装置に表示する発電設備運用計画出力部と、
前記ネットワークを経由して、前記入札情報を前記電力取引市場へ出力する入札情報出力部とを備え、
前記入札状況情報は、前記電力取引市場から取得される売買注文の状況に関する情報であることを特徴とする電力取引策定装置。
請求項１に記載の電力取引策定装置であって、
前記策定部は、前記設備情報と前記実績情報とに関連する前記発電設備の運用上の制約条件と、前記想定需要予測情報である前記想定需要に必要な前記電力量の前記コストと、前記コストと前記予測情報を用いた前記市場取引から得られる収支とから算出される前記利益とを考慮して、前記入札情報と前記運用計画とを策定する電力取引策定装置。
請求項１または請求項２に記載の電力取引策定装置であって、
前記策定部は、前記第１の市場及び前記第２の市場に入札するか否かを設定することを特徴とする電力取引策定装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力取引策定装置であって、
前記予測情報には、価格及び電力量の情報が含まれることを特徴とする電力取引策定装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力取引策定装置であって、
前記運用計画には、前記発電設備の起動及び停止並びに出力増減が含まれることを特徴とする電力取引策定装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力取引策定装置であって、
前記予測情報には、利益の期待値又は分散が含まれることを特徴とする電力取引策定装置。