電力系統における発電予備力市場の自由化に関する研究

電力系統では、常に需要と供給のバランスが保たれていればならない。安定な電力系統運用を行うためには,発電機の故障や需要予測誤差に伴う供給不足を防ぐため,需要の約8〜12%の発電予備力を常に維持しておく必要がある。この発電予備力は従来の発電機経済配分法により得られた発電機の最適出力から増加/減少されることにより得られるため,系統全体の総発電費用は最適運用点よりも必ず高コストとなる。そこで,このコスト上昇分の総和に発電機の起動停止費用を含めたものを発電予備力コストとして定義し,発電予備力コスト最適化問題の定式化を行った。上記定式化に基づいて,ラグランジュ緩和法を用いた解法を提案し,提案法を実証するためのプロトタイププログラムを作成した。作成したプログラムを,10機の発電機を有するテストモデルに対して適用し,発電予備力が発電コストにどのように影響を及ぼすかの評価を行った。得られた結果を評価すると,需要ピーク時に発電予備力コストが増大していることがわかった。次に,電気事業者は送配電において地域独占であるという日本の現状に則して,発電予備力市場が自由化された場合の電気事業者/独立発電事業者/需要家に対する発電予備力供給モデルを作成し,新しい発電予備力供給システムを提案した。提案法に基づき,小規模モデルに対して適用することより,電気事業者,独立発電事業者,需要家それぞれどのように振舞うのかシミュレーションを行った。今後は,周波数応答の補助サービス(アンシラリーサービス)を組み込めるよう拡張する予定である。

電力系統では、常に需要と供給のバランスが保たれていればならない。安定な電力系統運用を行うためには,発電機の故障や需要予測誤差に伴う供給不足を防ぐため,需要の約8〜12%の発電予備力を常に維持しておく必要がある。この発電予備力は従来の発電機経済配分法により得られた発電機の最適出力から増加/減少されることにより得られるため,系統全体の総発電費用は最適運用点よりも必ず高コストとなる。そこで,このコスト上昇分の総和に発電機の起動停止費用を含めたものを発電予備力コストとして定義し,発電予備力コスト最適化問題の定式化を行った。上記定式化に基づいて,ラグランジュ緩和法を用いた解法を提案し,提案法を実証するためのプロトタイププログラムを作成した。作成したプログラムを,10機の発電機を有するテストモデルに対して適用し,発電予備力が発電コストにどのように影響を及ぼすかの評価を行った。得られた結果を評価すると,需要ピーク時に発電予備力コストが増大していることがわかった。次に,電気事業者は送配電において地域独占であるという日本の現状に則して,発電予備力市場が自由化された場合の電気事業者/独立発電事業者/需要家に対する発電予備力供給モデルを作成し,新しい発電予備力供給システムを提案した。提案法に基づき,小規模モデルに対して適用することより,電気事業者,独立発電事業者,需要家それぞれどのように振舞うのかシミュレーションを行った。今後は,周波数応答の補助サービス(アンシラリーサービス)を組み込めるよう拡張する予定である。