電気学会論文誌Bで電力需給解析の最適化モデルに関する論文が出版されました!

電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)で,地域間連系線で連系された電力システムの広域的な電力需給解析を可能とする最適化モデルを提案した論文が出版されました。

根岸信太郎,木村圭佑,鈴木郁海,池上貴志:「クラスタ化した発電機起動停止計画問題に基づく広域的電力需給解析モデル」,電気学会論文誌B,Vol.141,No.10,pp.629-641 (2021)

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本論文は前任の東京農工大学在籍時に行った研究をもとにした論文です。例えば日本全体のような非常に広域かつ多数台の発電機が連系された電力システムにおける年間の電力経済分析を行う場合,発電機の起動停止を決める組合せが膨大となるため計算コストが非常に大きく,高性能な計算機を用いても計算時間が非常に長くなってしまうという課題がありました。様々なケースを比較分析する必要のある経済分析において,1ケースの計算に時間がかかるというのは大きなボトルネックとなってしまいます。

それに加えて,数多くある電力需給解析を行う最適化モデルの先行研究では,地域間で融通する需給調整力を詳細にモデリングした研究はありませんでした。いわゆる「上げ側」「下げ側」の需給調整力は異なる価値があるはずなので,地域間の融通を含めて詳細にモデル化し価値を評価するべきです。

そこで本研究では,最適化モデルの解を求めるためにかかる計算時間を大幅に削減するためClastered UCを取り入れ,発電機の起動停止パターンの組合せを大幅に減らすことで計算時間の短縮を図りました。その結果,元々の主問題に対して96%の計算時間短縮を達成しました。加えて,地域間で融通される需給調整力を詳細に定式化した最適化モデルを提案しました。

本研究の成果により,最適化モデルによる電力需給解析に基づく,将来の電力システム対策の経済分析がより活性化することを期待しています。

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