本発明は、例えば入札支援システムに適用して好適なものである。

日本では、電力システム改革が推進中であり、最終段階として発送電分離が行われる。これにより、従来、垂直統合型の事業形態で電力供給を行っていた一般電気事業者(電力系統運用者)の送配電事業と発電・小売事業とが分離(配送電分離)される。送配電事業は、一般送配電事業者が担い、発電・小売事業は、発電事業者、小売電気事業者、または両者を統合した発電・小売事業者が担うこととなる。

また、発送電分離に合わせて、需給バランス調整、周波数制御を行うために必要な調整力の調達コスト低減と広域的な電力融通促進とを目的とした需給調整市場が創設される。この需給調整市場は、短期間の需給調整能力を市場を介して取引するものであり、発電事業者が調整力(調整電源)を市場に売り入札し、一般送配電事業者が市場に買い入札することで、市場取引するものである。

ここで、調整力は、ゲートクローズ(GC)後の需給バランス調整、周波数制御に用いられるものであることから、需給調整市場は、GCまでの需給バランス調整を主目的とした電力エネルギーを商品として取り扱う日本卸電力取引所(JEPX:Japan Electric Power Exchange)とは別市場として創設される。

上述の状況に伴い、従来、一般電気事業者は、自社管轄のエリア内で自社保有電源を活用して周波数制御、需給バランス調整を行っていたが(特許文献1参照)、需給調整市場の創設により、一般送配電事業者は、市場を介してより安価な調整力を広域で調達・運用して調整コストを低減することが求められることとなる。

一方、発電・小売事業者は、予め電力需要量を予測し、その予測に応じて供給量の調整を行いたが(特許文献2参照)、需給調整市場の創設により、発電・小売事業者は、自社の調整力(調整電源)を戦略的に市場に供出することで、収益最大化となる最経済な発電機の運用が求められることとなる。

特開2014−204577号公報

特開2017−182698号公報

しかしながら、需給調整市場は新規に創設される市場であるため、入札の要否を適切に判定することができる技術がなく、かかる技術が求められている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、入札の要否を適切に判定し得る入札支援システムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、自社が管轄するエリアの電力需要を予測する電力需要予測部と、前記エリアの供給力を管理する供給力管理部と、各連系線の空容量を予測する系統運用情報予測部と、前記電力需要予測部により予測される電力需要と、前記供給力管理部により管理される供給力と、前記系統運用情報予測部により予測される空き容量とに基づいて、需給調整市場の取引価格を予測する調整力取引価格予測部と、を設けるようにした。

上記構成によれば、電力需要予測部により予測される電力需要と、供給力管理部により管理される供給力と、系統運用情報予測部により予測される空き容量とに基づいて、需給調整市場の取引価格を予測することができる。

本発明によれば、需給調整市場向けの入札支援システムを実現することができる。

第1の実施の形態による入札支援システムに係る構成の一例を示す図である。

第1の実施の形態による需給調整市場入札処理装置に係る構成の一例を示す図である。

第2の実施の形態による入札支援システムに係る構成の一例を示す図である。

第2の実施の形態による入札量の算出に係る処理手順の一例を示す図である。

第3の実施の形態による入札支援システムに係る構成の一例を示す図である。

第3の実施の形態による入札量の算出に係る処理手順の一例を示す図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。本実施の形態では、例えば、一般送配電事業者が需給調整市場からの調整力調達と広域での運用により調整コストとを低減し、発電・小売事業者が自社の調整力(調整電源)を戦略的に需給調整市場に供出することで収益最大化となる最経済な発電機運用を実現するために調整力取引の計画策定を支援するための技術(構成)について説明する。

一般送配電事業者における本技術の適用においては、自エリアの調整力必要量を算定し、その結果と各予測および実績情報から需給調整市場への入札要否を判定する。これにより、一般送配電事業者は、例えば、調整力を広域で調達・運用した方がコスト低減できる場合のみ、市場調達をすることが可能となる。

発電・小売事業者における本技術の適用においては、自社の調整力供出可能量の算出結果とエネルギー取引の価格予測値との比較により、需給調整市場への入札要否を判定する。これにより、発電・小売事業者は、例えば、自社の調整力(調整電源)をより高値で売却できる市場での取引が可能となる。

(1)第1の実施の形態 図1において、1は全体として第1の実施の形態による入札支援システムを示す。なお、下記は、あくまでも例示に過ぎず、下記の具体的な内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。

図1は、入札支援システム1に係る構成の一例を示す図である。入札支援システム1は、エリア(例えば、エリアA〜エリアN)ごとに、需給調整市場入札処理装置100を備える中央給電指令所システム110と、需給調整市場入札処理装置100を備える需給調整システム120とを含んで構成される。中央給電指令所システム110および需給調整システム120の各々は、需給調整市場130、電力広域的運営推進機関140、日本卸電力取引所150(JEPX)、気象情報会社160と接続されている。また、これら以外の機関(システム、装置など)と接続されていてもよい。

需給調整市場入札処理装置100は、中央給電指令所システム110の一機能として構成されるものであってもよいし、需給調整システム120の一機能として構成されるものであってもよいし、中央給電指令所システム110および需給調整システム120の一機能として構成されるものであってもよい。

需給調整市場入札処理装置100は、例えば、ノートパソコン、サーバ装置等の情報処理装置(コンピュータ)であり、図示は省略するCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、通信装置、出力装置などを含んで構成される。需給調整市場入札処理装置100の機能(後述の電力需要予測部201、供給力管理部202、系統運用情報予測部203、調整力取引価格予測部204、自社調整電源情報管理部205、需給調整市場入札要否判定部206など)は、例えば、CPUがROMに格納されたプログラムをRAMに読み出して実行すること(ソフトウェア)により実現されてもよいし、専用の回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。また、需給調整市場入札処理装置100の機能の一部は、需給調整市場入札処理装置100と通信可能な他のコンピュータにより実現されてもよい。

中央給電指令所システム110は、一般送配電事業者が利用するシステムであり、市場を介してより安価な調整力を広域で調達・運用して調整コストを低減するためのシステムである。

需給調整システム120は、発電・小売事業者が利用するシステムであり、一または複数の発電機121を有し、自社の調整力(調整電源)を戦略的に市場に供出することで、収益最大化となる最経済な発電機121の運用を行うためのシステムである。

図2は、需給調整市場入札処理装置100に係る構成の一例を示す図である。需給調整市場入札処理装置100は、電力需要予測部201、供給力管理部202、系統運用情報予測部203、調整力取引価格予測部204、自社調整電源情報管理部205、需給調整市場入札要否判定部206を含んで構成される。

電力需要予測部201は、自社が管轄するエリアの電力需要を予測する。電力需要予測部201は、例えば、天候、温度(最高気温、最低気温を含む)、降水量、積雪量、湿度、気圧、風向、風速、日照時間等の現在および予報に係る気象情報をインターネット、通信回線等を介して気象情報会社160から取得する。電力需要予測部201は、取得した気象情報に基づいて自社および自エリアの電力需要量を予測する。なお、電力需要量の予測手法については、特に限定されるものではなく、公知の予測手法を適宜に採用可能である。電力需要予測部201は、予測した電力需要量(電力需要予測値)と過去の電力需要の実績値とを電力需要実績・予測211に記録する。

供給力管理部202は、自社が管轄するエリアの供給力を管理する。供給力管理部202は、例えば、自社および自エリアの供給力(調整電源を含む)情報として、過去実績値と将来計画値(供給力計画値)とを供給力実績・計画212に記録している。

系統運用情報予測部203は、各連系線の空容量を予測する。系統運用情報予測部203は、例えば、電力広域的運営推進機関140から取得した連系線空容量の過去実績値と将来計画値とを系統運用実績・計画213に記録する。なお、連系線空容量の過去実績値と将来計画値とについては、中央給電指令所システム110および需給調整システム120の各々で自ら算出される構成であってもよい。

調整力取引価格予測部204は、電力需要予測部201により予測される電力需要と、供給力管理部202により管理される供給力と、系統運用情報予測部203により予測される空き容量とに基づいて、需給調整市場の取引価格を予測する。調整力取引価格予測部204は、例えば、需給調整市場130の過去の取引実績を実績値(取引実績値)として調整力取引実績・予測214に記録する。調整力取引価格予測部204は、取引実績値、電力需要予測値、各社の供給力計画値等から、将来の調整力の取引価格を予測し、予測した調整力の取引価格(調整力取引価格)を調整力取引実績・予測214に記録する。

自社調整電源情報管理部205は、自社の調整電源の運転費を管理する。自社調整電源情報管理部205は、例えば、自社調整電源の運転費(起動費、上げ/下げ単価)を自社調整電源情報215に保持している。自社調整電源の運転費は、運用者が画面等から設定し、その値を自社調整電源情報215に記録してもよい。

需給調整市場入札要否判定部206は、各処理部201〜205が算出して各データ211〜215に記録されている各種実績値と予測値(計画値)とに基づいて、需給調整市場130への入札要否を判定する。判定結果については、画面等で運用者に通知してもよい。

なお、図2では、電力需要実績・予測211、供給力実績・計画212、系統運用実績・計画213、調整力取引実績・予測214、自社調整電源情報215などの各種データは、需給調整市場入札処理装置100(例えば、HDD)に記憶される例を示したが、これに限られるものではない。各種データの全部または一部は、需給調整市場入札処理装置100と通信可能な記憶装置に記憶されていてもよい。

また、入札支援システム1には、調整力取引価格予測部204により予測される取引価格を出力する出力部(ディスプレイ、プリンタ、スピーカーなど)が設けられていてもよい。

上述した構成によれば、予測された調整力の取引価格に基づいて、一般送配電事業者は、市場を介してより安価な調整力を広域で調達・運用して調整コストを低減することができ、また、発電・小売事業者は、自社の調整力(調整電源)を戦略的に市場に供出することで、収益最大化を図ることができる。

(2)第2の実施の形態 需給調整市場の創設後においても、一般送配電事業者は、電力系統運用者として、電力系統の安定運用を維持するため、電力需要量および発電機からの電力供給量を一致させる必要がある。特に、近年は、太陽光発電、風力発電などに代表される再生可能エネルギーが系統に大量導入されつつあるという課題があり、この課題に対しては再生可能エネルギーの出力変動を考慮した需給制御機能が考案されている。例えば、自然エネルギーの出力変動と一般負荷の需要変動とを分離することで周波数制御性能を向上することができる技術が開示されている(特開2014−204577号公報参照)。

上記特許文献1に記載の技術を用いることで、再生可能エネルギーの増大による出力変動増大に対し、自社保有電源を活用して需給バランス調整および周波数制御を最適化することは可能である。しかしながら、需給調整市場で調達した調整力を活用した広域での需給バランス調整および周波数制御が必要な状況下においては、特許文献1のような方式では、真に調整コストの低減を図ることは困難である。

本実施の形態では、需給調整市場入札処理装置100を一般送配電事業者の中央給電指令所システム110に適用した場合の一例について説明する。例えば、需給調整市場入札処理装置100は、図3に示すように、自社が管轄するエリアの調整力必要量を算定する調整力必要量算定部301を含んで構成される。

需給調整市場入札要否判定部206は、調整力取引価格予測部204により予測される取引価格と、自社調整電源情報管理部205により管理される運転費と、調整力必要量算定部301により算定される調整力必要量と、需給調整市場の調整電源の調整力調達量とに基づいて、需給調整市場への入札要否を判定する。需給調整市場入札要否判定部206は、例えば、各処理部202〜206が算出して記憶部214,215に記録されている各種実績値と予測値(計画値)と、調整力必要量算定部301が算定した自エリアの調整力の必要量(調整力必要量)とを比較し、調整力の調達コストが自社の調整電源の運転費を下回る分だけ、需給調整市場130から調達することを判定条件として、入札量(市場調達量)を算出する。なお、自エリアの調整力の必要量については、調整力必要量算定部301が算定する以外に、運用者により画面等を介して設定されるものであってもよい。

図4は、需給調整市場入札処理装置100における入札量(市場調達量)の算出に係る処理手順の一例を示す図である。

まず、電力需要予測部201は、処理対象の時間断面(当該時間断面)の電力需要を予測する(ステップS401)。

次に、供給力管理部202は、当該時間断面の供給力を算出する(ステップS402)。

次に、系統運用情報予測部203は、当該時間断面の連系線空容量を予測する(ステップS403)。

次に、調整力取引価格予測部204は、当該時間断面の調整力取引価格を予測する(ステップS404)。

次に、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力調達コスト(当該時間断面の調整力取引価格に手数料などを加味した価格)と、自社調整電源情報管理部205が保持している自社調整電源の運転費とを市場にある調整電源ごとに比較する(ステップS405)。需給調整市場入札要否判定部206は、調整力調達コストが自社調整電源の運転費を下回ると判定した場合、市場調達するものとして、ステップS406に処理を移し、調整力調達コストが自社調整電源の運転費を下回らないと判定した場合、市場調達しないものとして、ステップS408に処理を移す。

ステップS406では、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力必要量算定部301が算定した自エリアの調整力必要量を市場調達量で満たすか否かを判定する。需給調整市場入札要否判定部206は、市場調達量で自エリアの調整力必要量が満たせると判定した場合、ステップS407に処理を移し、市場調達量で自エリアの調整力必要量が満たせないと判定した場合、市場にある別の調整電源に対してステップS405からの処理を繰り返す。

このように、需給調整市場入札要否判定部206は、需給調整市場の調整力調達コストの低い調整電源から順に調整力必要量を満たすまで、処理対象の調整電源の取引価格と調達に係る経費とを含む調整力調整コストと、運転費とを比較し、調整力調整コストが運転費以上であると判定した場合、処理対象の調整電源について需給調整市場への入札を行わないと判定し、調整力調整コストが運転費未満であると判定した場合、処理対象の調整電源について需給調整市場への入札を行うと判定する。

なお、本実施の形態では、調整力必要量が調整力調達量を満たさない場合、調整力必要量を処理対象の調整電源から調達すると決定し、調整力必要量が調整力調達量を満たさない場合、処理対象の調整電源から調整力調達量を調達すると決定し、残りの調整力必要量(調整力必要量−処理対象の調整力調達量)を市場にある別の調整電源から調達する構成について説明したが、これに限られるものではない。

ステップS407では、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力調達量の和を調整力の市場調達量(入札量)として算定する。

ステップS408では、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力の市場調達不可とし、処理を終了する。

上述した処理によれば、一般送配電事業者は、調整力を広域で調達・運用した方がコスト低減できる場合、市場調達をすることが可能となる。

(3)第3の実施の形態 他方、発電・小売事業者においては、予め電力需要量を予測し、その予測に応じて供給量の調整を行い、電力需要量と電力供給量とを一致させる30分同時同量を達成する必要がある。この電力需要量と電力供給量とのギャップ(インバランス)を最小限にするために、電力需要量の予測を正確に行うこと、および必要な電力需要量を適切に調達することが求められている。この点、インバランス量を算出し、発生したインバランスの解消を支援する技術が開示されている(特開2017−182698号公報参照)。

また、上記特許文献2に記載の技術は、インバランスを最小化するめに電力エネルギー(kWh)の取引を活用するための技術であり、発生したインバランスを解消するための調整力(調整電源)(ΔkW)の取引を想定したものではない。

本実施の形態では、需給調整市場入札処理装置100を発電・小売事業者の需給調整システム120に適用した場合の一例について説明する。例えば、需給調整市場入札処理装置100は、図5に示すように、エネルギー取引価格予測部501と、調整力供出可能量算定部502と、エネルギー取引実績・予測511とを含んで構成される。

エネルギー取引価格予測部501は、日本卸電力取引所150の過去の取引実績を実績値としてエネルギー取引実績・予測511に記録する。また、エネルギー取引価格予測部501は、該取引実績値、電力需要予測値、各社の供給力計画値等から、将来のエネルギー取引価格を予測し、予測したエネルギー取引価格をエネルギー取引実績・予測511に記録する。

調整力供出可能量算定部502は、エネルギー取引市場で予測される取引価格から運転費と売電に係る経費とを除いたエネルギー取引での売電メリットを算出する。調整力供出可能量算定部502は、例えば、エネルギー取引価格予測部501が算出したエネルギー取引の予測価格を入力情報としてエネルギー取引での売電メリット(利益であり、例えば、収入(売りに出した価格)−費用(運転費、手数料等))を算出する。

需給調整市場入札要否判定部206は、エネルギー取引市場で取引されると予測される取引価格と、調整力取引価格予測部204により予測される取引価格とに基づいて、需給調整市場への入札要否を判定する。需給調整市場入札要否判定部206は、例えば、各処理部202〜206が算出して記憶部212〜216に記録されている各種実績値と予測値(計画値)とから、調整力取引での売電メリットを算出し、調整力供出可能量算定部502が算出したエネルギー取引での売電メリットと比較し、調整力取引での売電メリットがエネルギー取引での売電メリットを下回る場合に、需給調整市場への売り入札をすることを判定条件として、入札量(市場売電量)と入札価格とを算出する。ここで、各市場での売電メリットの算出条件は、運用者により画面等で設定される構成であってもよい。

図6は、需給調整市場入札処理装置100における入札量(市場売電量)の算出に係る処理手順の一例を示す図である。

まず、電力需要予測部201は、当該時間断面の電力需要を予測する(ステップS601)。

次に、供給力管理部202は、当該時間断面の供給力を算出する(ステップS602)。

次に、系統運用情報予測部203は、当該時間断面の連系線空容量を予測する(ステップS603)。

次に、調整力取引価格予測部204は、当該時間断面の調整力取引価格を予測する(ステップS604)。

次に、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力取引価格に基づいて調整力取引での売電メリットを算出する(ステップS606)。

需給調整市場入札要否判定部206は、調整力取引での売電メリットと、エネルギー取引での売電メリットとを比較する(ステップS606)。需給調整市場入札要否判定部206は、調整力取引での売電メリットがエネルギー取引での売電メリットを上回ると判定した場合、需給調整市場に売り入札するものとして、ステップS607に処理を移し、調整力取引での売電メリットがエネルギー取引での売電メリットを上回らないと判定した場合、需給調整市場に売り入札しないものとして、ステップS608に処理を移す。

ステップS607では、需給調整市場入札要否判定部206は、需給調整市場130への入札量(市場売電量)と入札価格とを算出(確定)する。

ステップS608では、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力の市場売電不可とし、処理を終了する。

このように、需給調整市場入札要否判定部206は、調整力供出可能量算定部502により算出されるエネルギー取引での売電メリットと、調整力取引価格予測部204により予測される取引価格から運転費と売電に係る経費とを除いた調整力取引での売電メリットと、を比較し、エネルギー取引での売電メリットが調整力取引での売電メリットより小さいと判定した場合、需給調整市場への入札を行うと判定する。

上述した処理によれば、発電・小売事業者は、自社の調整力(調整電源)をより高値で売却できる市場での取引が可能となる。

(4)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、本発明を入札支援システムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法、プログラムに広く適用することができる。

また、上記の説明において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)等の記憶装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。

1……入札支援システム、100……需給調整市場入札処理装置。