(57)【要約】【課題】連系線空き容量の制約、直流連系設備の送電量制約を考慮して、取引総余剰を最大化する取引を求められる電力取引の約定処理技術を提供する。【解決手段】エリア情報記憶部１、連係線空き容量記憶部２、入札情報記憶部３が連系線の送電量、連係線の空き容量、入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶し、これらに基づき目的関数設定部４１が取引による売買の総余剰を最大化する目的関数を設定し、制約条件設定部４１がエリアごとの総買約定量と総売約定量との差が当該エリアから連係線を介し流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、売買約定量が夫々の注文量を超えないこと、交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであることとを制約条件に設定し、計算部４３が目的関数及び制約条件に基づき組合せ最適化問題を解く。【選択図】図１
2007317029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いて、複数のエリアが連系線によって接続されている電力系統における電力の取引を、入札によって行う電力取引の約定処理方法において、
前記コンピュータには、エリア情報記憶手段と、連係線空き容量記憶手段と、入札情報記憶手段と、目的関数設定手段と、制約条件設定手段と、計算手段とが設定され、
前記エリア情報記憶手段が、連系線の送電量を記憶し、
前記連係線空き容量記憶手段が、連係線の空き容量を記憶し、
前記入札情報記憶手段が、入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶し、
前記目的関数設定手段が、前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰を最大化する目的関数を設定し、
前記制約条件設定手段が、
エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を介して流入する総送電量と流出する総送電量との差を加えたものに等しいこと、
売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、
交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、
直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、
を制約条件として設定し、
前記計算手段が、前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求めることを特徴とする電力取引の約定処理方法。
【請求項２】
前記計算手段による前記組合せ最適化問題を解く処理は、分枝限定法による処理を含むことを特徴とする請求項１記載の電力取引の約定処理方法。
【請求項３】
前記組合せ最適化問題の目的関数は、取引による売買の総余剰に総売買注文量より大きな数を乗じ、これに総売買約定量を加えたものを最大化する処理を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力取引の約定処理方法。
【請求項４】
前記組合せ最適化問題の目的関数は、取引による売買の総余剰に直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じ、これに直流連系設備の送電量の絶対値を減じたものを最大化する処理を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力取引の約定処理方法。
【請求項５】
前記組合せ最適化問題の目的関数は、取引による売買の総余剰に総売買注文量より大きな数および直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じ、これに総売買約定量に直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じたものを加え、さらに直流連系設備の送電量の絶対値を減じたものを最大化する処理を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力取引の約定処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力取引の約定処理方法によって計算された約定結果に基づいて、前記目的関数設定手段が、分断された市場ごとに、部分約定が成立している約定価格と等しい注文価格を持つ注文の約定量の調整量と、交流連系線送電量の調整量を変数とし、前記部分約定が成立している約定価格と等しい注文価格を持つ注文の約定量の調整量を最大化する目的関数を設定し、
前記制約条件設定手段が、
調整されたエリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、調整された当該エリアから連系線を介して流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、
調整された約定量が、前記部分約定が成立している約定価格と等しい注文価格を持つ注文の約定量の合計を、当該注文の注文量で按分した量を超えないこと、
調整された交流連系線送電量がその容量を超えないこと、
を制約条件として設定し、
前記計算手段が、前記目的関数および前記制約条件に基づいて、線形計画問題を解くことにより、取引量の調整を行うことを特徴とする電力取引の約定処理方法。
【請求項７】
総売買注文量の代わりに、売り注文量あるいは買い注文量のいずれか一方を使用し、総売買約定量の代わりに、売り約定量あるいは買い約定量のいずれか一方を使用することを特徴とする請求項３又は請求項５に記載の電力取引の約定処理方法。
【請求項８】
コンピュータを用いて、複数のエリアが連系線によって接続されている電力系統における電力の取引を、入札によって行う電力取引の約定処理装置において、
前記コンピュータに、
連係線の送電量を記憶するエリア情報記憶手段と、
連係線の空き容量を記憶する連係線空き容量記憶手段と、
入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶する入札情報記憶手段と、
前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰に総売買注文量より大きな数および直流連系設備の送電可能量の最大量の総和より大きな数を乗じ、これに総売買約定量に直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じたものを加え、さらに直流連系設備の送電量の絶対値を減じたものを最大化する目的関数を設定する目的関数設定手段と、
エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を解して流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、
売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、
交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、
直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、
を制約条件として設定する制約条件設定手段と、
前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求める計算手段と、
を有することを特徴とする電力取引の約定処理装置。
【請求項９】
コンピュータに、複数のエリアが連系線によって接続されている電力系統における電力の取引を、入札によって行わせる電力取引の約定処理プログラムにおいて、
前記コンピュータに、
連係線の送電量を記憶させ、
連係線の空き容量を記憶させ、
入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶させ、
前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰に総売買注文量より大きな数および直流連系設備の送電可能量の最大量の総和より大きな数を乗じ、これに総売買約定量に直流連系設備の送電可能量の最大値の総和より大きな数を乗じたものを加え、さらに直流連系設備の送電量の絶対値を減じたものを最大化する目的関数を設定させ、
エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を解して流入する総送電量と流出する総送電量の差を加えたものに等しいこと、
売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、
交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、
直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、
を制約条件として設定させ、
前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求めさせることを特徴とする電力取引の約定処理プログラム。
【請求項１０】
請求項９記載の電力取引の約定処理プログラムを、コンピュータに実行させることにより、電力取引を模擬することを特徴とする電力取引の約定処理シミュレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば電力取引所等のスポット市場において約定処理を行う電力取引の約定処理方法、装置、プログラムおよびシミュレータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００５年４月に開設された卸電力取引所には、翌日２４時間（１日）の電気について、３０分単位に４８の時間帯に分割して、それぞれを商品として取引を行うスポット市場がある。このようなスポット市場においては、非特許文献１に示されている通り、各商品について、参加者の入札したデータを積み上げ、「売り」の量−価格線と「買い」の量−価格線とを作成し、その交点の価格を約定価格、量を約定量とするオークションが行われる。
【０００３】
但し、約定処理の結果、いずれかのエリア間を流れる量が、連系設備の空き容量（託送可能量）を超過する場合には、空き容量を制約条件（エリア間の流量が空き容量と等しくなる）として、エリアごとに再度約定処理を行う（これを「市場分断処理」という）方法がとられている。
【０００４】
特許文献１、２には、このような約定処理方法が示されている。しかし、これらの約定処理方法においては、複数の連系線において空き容量制約違反が発生した場合、市場を分断する順序によって、約定結果が異なる可能性がある。このため、かかる約定処理方法では、オークションの最適性を保証することはできないという問題点があった。
【０００５】
これに対して、特許文献３、４には、連系線の空き容量を制約条件とし、オークションを社会厚生（取引総余剰）を最大化する線形計画問題として扱う約定処理方法が示されている。これらの約定処理方法においては、連系線空き容量制約の下で、取引による社会厚生の最大化が行われるため、オークションの最適性が保証されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７８１７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１００１４０号公報
【特許文献３】特開２００５−１３５１２２号公報
【特許文献４】特開２００５−２７５９９０号公報
【非特許文献１】日本卸電力取引所，「取引ガイド  Ｖｅｒ．１．４０」，［ｏｎｌｉｎｅ］，２００４年，［平成１８年４月１４日検索］，インターネット＜URL:http://www.jepx.org＞
【非特許文献２】横山隆一監修，「電力自由化と技術開発」，日本国，東京電機大学出版局，２００１年９月２０日発行，第２章
【非特許文献３】今野浩・鈴木久敏編，「整数計画法と組合せ最適化  ORライブラリー ７」，日本国，日科技連出版社，１９８２年６月発行
【非特許文献４】今野浩著，「線形計画法」，日本国，日科技連出版社，１９８７年２月２７日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、日本の電力系統には、図９に示すように、周波数変換所や直流送電線などの連系設備が存在する。これら直流の連系設備には、空き容量の制約だけでなく、最小潮流値の制約や、潮流値がある定められた刻み幅でしか変化させられないといった制約があり、特許文献３、４に示した約定処理方法によっても、必ずしも計算された送電量が実現可能とならない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、電力取引所のスポット市場において、連系線空き容量の制約とともに、直流連系設備の送電量制約を考慮して、取引総余剰を最大化する取引を求めることが可能な電力取引の約定処理方法、装置、プログラムおよびシミュレータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような目的を達するため、本発明は、コンピュータを用いて、複数のエリアが連系線によって接続されている電力系統における電力の取引を、入札によって行う電力取引の約定処理方法において、以下のような技術的特徴を有する。
【００１０】
すなわち、本発明は、前記コンピュータには、エリア情報記憶手段と、連係線空き容量記憶手段と、入札情報記憶手段と、目的関数設定手段と、制約条件設定手段と、計算手段とが設定され、前記エリア情報記憶手段が、連系線の送電量を記憶し、前記連係線空き容量記憶手段が、連係線の空き容量を記憶し、前記入札情報記憶手段が、入札された売買注文の注文価格および注文量を記憶し、前記目的関数設定手段が、前記連係線の送電量、前記連係線の空き容量、前記売買注文の注文価格および注文量に基づいて、取引による売買の総余剰を最大化する目的関数を設定し、前記制約条件設定手段が、エリアごとの総買約定量と総売約定量との差が、当該エリアから連係線を介して流入する総送電量と流出する総送電量との差を加えたものに等しいこと、売買約定量がそれぞれの注文量を超えないこと、交流連系線の送電量がその容量を超えないこと、直流連系設備の送電量がその送電可能量のいずれかであること、を制約条件として設定し、前記計算手段が、前記目的関数および前記制約条件に基づいて、組合せ最適化問題を解くことにより、電力取引の取引量と取引価格および連系線送電量を求めることを特徴とする。
【００１１】
以上のような本発明では、電力取引所のスポット市場における電力取引を、直流連系設備を含む連系線の容量制約の下で、目的関数及び制約条件が設定された組合せ最適化問題を解くことにより、市場参加者の総余剰が最大化されるように、取引量、取引価格及び送電量を求めることができるため、直流連系設備の送電量の制約を満たしながら、市場参加者の満足度が最も高い取引を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような本発明によれば、電力取引所のスポット市場において、連系線空き容量の制約とともに、直流連系設備の送電量制約を考慮して、取引総余剰を最大化する取引を求めることが可能な電力取引の約定処理方法、装置、プログラムおよびシミュレータ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る電力取引の約定処理方法及び装置等の実施形態について、図１〜８を参照して説明する。
［実施形態の構成］
［全体構成］
まず、本実施形態の電力取引の約定処理装置の構成を説明する。図１は、約定処理装置の一例を示すブロック図である。すなわち、図１に示すように、本実施形態は、エリア情報記憶部１、連系線空き容量記憶部２、入札情報記憶部３、約定処理演算部４、約定結果記憶部５、インタフェース部６、通信部７等を有している。
【００１４】
［エリア情報記憶部］
エリア情報記憶部１には、エリアの名称、連系線の名称および各連系線の接続しているエリアの名称等が記憶されている。図２は、エリア情報記憶部１に記憶されている情報の一例を示す説明図である。図２において、（ａ）はエリアの名称（番号と地域名）を示し、図２（ｂ）は各エリア間を連係する連系線の情報（番号、連係線の名称、連係エリアの地域名称（向きも含む）、種別（ＤＣ  ｏｒ  ＡＣ））を示す。
【００１５】
［連係線空き容量記憶部］
連系線空き容量記憶部２には、エリア情報記憶部１に記憶されている各連系線の空き容量（向きと容量）が、取引される時刻ごとに記憶されている。直流連系設備については、空き容量のほかに、最低送電容量や、送電量の刻み幅の値が記憶されている。図３は、ある時刻における連系線空き容量の一例を示している。図３においては、番号、連係線の名称、空き容量（順方向、逆方向）、最低潮流値（順方向、逆方向）、刻み幅が含まれている。
【００１６】
［入札情報記憶部］
入札情報記憶部３には、すべての入札について、入札者、入札エリア、注文価格、注文量等が記憶されている。図４は、ある入札者の入札データの一例を示している。この例では、注文量が正のものは買い入札、負（−）のものは売り入札を意味する。取引所の入札フォームでは、注文価格に対して注文量が積み重ねられたグラフに対応した入札データを入力する方法をとっている。これに対して、図４の例では、注文価格ごとに、個別に注文量を指定する方式となっている点が異なっている。但し、図４のデータ形式と取引所の入札フォームのデータ形式とは、互いに変換可能である。
【００１７】
たとえば、図４の商品１の入札データは、５．００円／ｋＷｈ以下では１００ＭＷｈ／ｈ買い、５．００より高く６．００円／ｋＷｈ以下なら、さらに１００ＭＷｈ／ｈ買い（６．００円／ｋＷｈより高く８．００円／ｋＷｈより安い場合は入札していない）、８．００円／ｋＷｈ以上で９．００円／ｋＷｈより安い場合は１００ＭＷｈ／ｈ売り、１０．００円／ｋＷｈ以上なら、さらに１００ＭＷｈ／ｈ売り、を意味している。
【００１８】
［約定処理演算部］
約定処理演算部４は、後述する手順にしたがって約定処理を行い、結果を約定結果記憶部５に記憶する手段である。約定処理演算部４は、計算に適用される目的関数を設定する目的関数設定部４１、計算に必要な各種の制約条件を設定する制約条件設定部４２、目的関数と制約条件に基づく計算を行う計算部４３を有している。このような約定処理演算部４は、実際には、コンピュータのメインメモリとそれに記憶されたプログラムおよびパラメータ、そのプログラム等によって制御されるＣＰＵ等によって実現される。なお、エリア情報記憶部１、連係線空き容量記憶部２、入札情報記憶部３、約定結果記憶部５は、コンピュータの各種のメモリや補助記憶装置等によって実現される。従って、コンピュータに、上記のような各部の機能を実現させ、後述する処理を行うプログラムも、本発明の一実施形態である。
【００１９】
［インタフェース部］
インタフェース部６は、データ入力部６１とデータ出力部６２から構成されている。データ入力部６１は、ユーザの操作に応じた信号を、コンピュータに入力するマウスやキーボード等の入力装置である。データ出力部６２は、データ入力部６１で入力されたデータおよび約定処理演算部４で処理された約定結果等を、オペレータに対し表示・出力するディスプレイ、プリンタ等の出力装置である。
【００２０】
［通信部］
通信部７は、通信ネットワーク８を介して、たとえば、入札に参加している者の参加者端末９、電力取引所の他サーバ、連係線を管理するサーバ等と、入札及び約定処理等に関して必要なデータを送受信する手段である。したがって、上記の各記憶部に記憶される情報は、データ入力部６１を介して入力することもできるし、通信ネットワーク８を介して受信・入力することもできる。通信ネットワーク８は、有線若しくは無線のあらゆる伝送路、伝送媒体を適用可能であり、どのようなＬＡＮやＷＡＮを経由するか若しくは経由しないかは問わない。通信プロトコルについても、現在又は将来において利用可能なあらゆるものを適用可能である。
【００２１】
［実施形態の作用］
次に、以上のような本実施形態における約定処理方法について、図５のフローチャート、図６〜８の説明図にしたがって説明する。
【００２２】
［入札データの読み込み（Ｓ１）］
まず、ステップＳ１では、約定処理演算部４が、エリア情報記憶部１に記憶されたエリアに関する情報と、連系線空き容量記憶部２に記憶された連系線の空き容量、入札情報記憶部３に記憶された入札データに関する情報を読み込む。
【００２３】
［約定処理の実行（Ｓ２）］
次に、ステップＳ２では、読み込んだ情報に基づいて、以下に詳述するように、目的関数設定部４１による目的関数の設定、制約条件設定部４２による制約条件の設定が行われ、さらに、設定された目的関数および制約条件に基づいて、計算部４３が組合せ最適化問題を解くことにより、売買約定量、連系線送電量および約定価格を算出する。
【数１】
2007317029.tif 000003
【００２４】
ただし、注文価格・約定価格は最小単位価格で、注文量・約定量・連系線空き容量は最小単位取引量で表されるものとする。たとえば、最小単位価格が０．０１円／ｋＷｈ（１銭／ｋＷｈ）の場合、注文価格等は銭単位の数値で表され、最小単位取引量が１０００ｋＷｈ／ｈ（１ＭＷｈ／ｈ）の場合、注文量等はＭＷ単位の数値で表されるものとする。
【００２５】
ここで、連系線の送電量ｚｋの向きはエリア情報記憶部１に記憶されている連系線の情報によって定義されており、（１ｂ）式において、ｚｋにかかる符号が、エリアから流出する場合に正（＋）、エリアに流入する場合は負（−）となるようにする。
【００２６】
（１ａ）式は、組合せ最適化問題の目的関数であり、社会厚生に重みＭ１Ｍ２を乗じたものに、売買約定量の合計値に重みＭ２を加え、さらに直流連系設備の送電量を加えたものである。
【００２７】
社会厚生は、入札された全注文について、買い注文は注文価格の大きい順に、売り注文は注文価格の小さい順に並べたときの、総消費者便益（図６（ａ））から、総生産者費用（図６（ｂ））を引いた差を表している（図６（ｃ））。したがって、この値、すなわち消費者余剰と生産者余剰の和である総余剰（社会厚生）が最大になるような約定量を求めることは、オークションにより取引を行うことと等価であり、たとえば、連系線の制約がない場合は、買い注文を並べたものと売り注文を並べたものとの交点で、社会厚生が最大化される（たとえば、非特許文献２参照）。
【００２８】
また、（１ｈ）式のＭ１の選び方から、社会厚生を増加する方が、約定量を増加するより目的関数を増加させるので、社会厚生を最大化する中で、約定量を最大化する取引を求めることができる。さらに、（１ｉ）式のＭ２の選び方から、社会厚生と約定量を増加する方が、直流連系設備の送電量を減少させるより目的関数を増加させるので、社会厚生と約定量を最大化する中で、直流設備の送電量を最小化する取引を求めることができる。
【００２９】
（１ａ）式は、買い約定量と売り約定量が必ず等しくなることから、次の（２ａ，２ｂ）式および（３ａ，３ｂ）式のいずれかを用いることが可能である。
【数２】
2007317029.tif 000004
【数３】
2007317029.tif 000005
【００３０】
（１ｂ）〜(１ｇ）式は、組合せ最適化問題の制約条件であり、（１ｂ）式は、エリアごとの買い約定量合計と売り約定量合計の差に、連系線を介した当該エリアから流出する連系線送電量合計（流入する総送電量と流出する総送電量との差）を加えたものがゼロに等しいことを意味している。また、（１ｃ）式および（１ｄ）式は、各買い注文および売り注文の約定量は、それぞれの注文量を超えないことを意味している。（１ｅ）式は、連系線の送電量がその空き容量を超えないことを意味している。
【００３１】
また、（１ｆ）式は、周波数変換設備の送電量が、定められた送電可能量のいずれかでなければならないことを、（１ｇ）式は周波数変換設備以外の直流連系設備における送電量が、連系線の空き容量と最小潮流値制約を満たさなければならないことを意味している。
【００３２】
図７は、周波数変換設備と、それ以外の直流連系設備の潮流制約のイメージを示す図である。図７（ａ）は周波数変換設備の潮流制約のイメージを、図７（ｂ）はそれ以外の直流連系設備の潮流制約のイメージを示している。
【００３３】
図７（ａ）のように、周波数変換設備では、空き容量の範囲内で自由に潮流を変化させることができず、最小潮流値と、潮流値の刻み幅単位でしか潮流を変化させることができない。周波数変換設備の送電量がこれらの送電可能量しかとれないことを式で表したものが（１ｆ）式である。
【００３４】
また、図７（ｂ）のように、周波数変換設備以外の直流連系設備では、最小潮流値以上の潮流値をとらなければならないため、送電可能量は（１ｇ）式のような制約条件となっている。
【００３５】
これらの連系設備では、スポット市場で取引に使用される前に、すでに計画潮流が決められている場合があるため、送電可能量は必ずしも原点を中心とした正負対称な範囲であるとは限らず、原点が正負どちらかにずれている可能性がある。
【００３６】
以上に説明したように、電力取引所のスポット市場の約定処理問題は、連続変数と離散変数の混在した組合せ最適化問題となる。しかし、離散変数を線形緩和すると、（１）式は、次の（４）式の線形計画問題となる。
【数４】
2007317029.tif 000006
【００３７】
（１）式との違いは、（４ｆ）式および（４ｇ）式では変数ｚｋが連続変数となっていることである。したがって、（４）式は、線形計画法の既知の解法によって解くことができる。また、得られた線形緩和解で、変数ｚｋ（ｋ∈ＫＦＣ∩ＫＤＣ）が（１ｆ）式および（１ｇ）式を満たさない場合には、たとえば非特許文献３に示されるような、分枝限定法を実行することにより、最適解を計算することができる。
【００３８】
分枝限定法は、変数ｚｋ（ｋ∈ＫＦＣ∩ＫＤＣ）のうち、（１ｆ）式および（１ｇ）式を満たさないものについて、その値をその変域（値）のいずれかに固定した子問題（線形計画問題となる）を解いて行き（分枝操作）、実行可能解が得られなかった場合や、緩和解がすでに得られている暫定解より目的関数値を増加させない場合には、以下の分枝操作を行わないことにより（限定操作）、暫定解を更新して最適解を求める解法であり、組合せ最適化問題の厳密解を計算する方法である。
【００３９】
また、各エリアの約定価格は、この問題の第１制約式（入札エリアごとに存在する）に対応する最適双対変数（潜在価格）（たとえば非特許文献４参照）のうち、社会厚生を最大化するための第１項に対応する部分を重みＭ１Ｍ２で割ったものとなる。
【００４０】
最適双対変数のうち、約定量を最大化させるための第２項および、直流連系設備の送電量を最小化させるための第３項による寄与分は、第１項による寄与分に比べて十分に小さい値となるため、これらの寄与分は容易に取り除くことができる。
【００４１】
以上により、直流設備を含む連系線の容量制約を満足する範囲内で、全入札者の総余剰が最大になるような取引を決定することができる。
【００４２】
［約定按分処理の実行（Ｓ３）］
ステップＳ３では、ステップＳ２において算出された約定結果から、ステップＳ２で分断された市場（以下、部分市場と呼ぶ）ごとに、次のような線形計画問題を解いて、約定量の調整を行う。直流連系設備では、常に市場は分断されているものとして扱う。また調整は、部分約定が成立している買い注文および売り注文のみに対して行う。
【数５】
2007317029.tif 000007
【００４３】
（５ａ）式は、線形計画問題の目的関数であり、調整する買い注文および売り注文の約定量（ステップＳ２で算出）からの調整量の絶対値を、最大化することを意味している。
【００４４】
（５ｂ）〜（５ｄ）式は線形計画問題の制約条件であり、（５ｂ）式は、エリアごとの買い約定量の調整量合計と売り約定量の調整量合計の差に、連系線を介して当該エリアから流出する連系線送電量修正量合計（流入する総送電量と流出する総送電量との差）を加えたものがゼロに等しいことを意味している。
【００４５】
また、（５ｃ）式は、各買い注文の調整量が当該買い注文の目標とする調整量 ΔＸｉを超えないこと、（５ｄ）式は、各売り注文の調整量が当該売り注文の目標とする調整量ΔＹｊ を超えないこと、（５ｅ）式は、連系線の調整された送電量がその容量を超えないことを意味している。
【００４６】
ここで、（５ａ）式で計算される調整買い注文の目標とする調整量 ΔＸｉは、約定価格と一致した買い注文に対して計算されるものであり、約定価格で入札された注文の約定量の合計値をこれらの注文量で按分した値である次の（６）式に対して、ステップＳ２およびステップＳ３で算出された約定量ｘｉ＊からどれだけ変化させればよいかを示している。また、（５ｂ）式で計算される調整売り注文の目標とする調整量ΔＹｊについても同様である。
【数６】
2007317029.tif 000008
【００４７】
ステップＳ２では、約定価格に等しい価格で入札された注文が複数ある場合、ある注文から優先的に約定される結果となる場合があり、すべての入札者に対して公平な約定結果とならない可能性がある。これは、社会厚生を最大化し、かつ、取引量を最大化し、さらに直流連系設備の送電量を最小化するという目的関数に、部分約定における配分結果が影響しないためである。
【００４８】
たとえば、図８（ａ）に示すように、約定価格で入札者１、２、３の３者が売り注文を入札していた場合、同価格の買い注文が売注文の全量に満たないので、売り注文は部分約定となるが、入札者１と２は注文量が全量約定し、入札者３は約定量ゼロとなる場合があり得る。
【００４９】
このような不公平な約定結果となるのを避けるため、約定価格に一致した注文が複数あり、これらが部分約定であった場合、これらの約定量を、買い注文に対してはｘｉ＊を（５ａ）式で表されるΔＸｉ だけ変化させ、売り注文に対しては、yj＊を（５ｂ）式で表されるΔＹｊだけ変化させることにより、公平な約定結果が実現できる。
【００５０】
図８（ｂ）では、約定量の合計を注文量で按分し、入札者１および２の約定量を減らし、入札者３の約定量を増やして、公平な約定結果が得られる。ただし、連系線の空き容量制約が存在する場合、この調整により連系線の空き容量制約を満足しない可能性があるため、ステップＳ３では、連系線空き容量制約を満足する範囲内で、公平な約定結果に最も近づくよう、調整量を最大化している。したがって、ステップＳ３を実行することにより、連系線の空き容量制約を満足し、かつ全入札者を公平に扱うことのできる約定結果を算出することができる。
【００５１】
［約定結果の書き込み］
最後に、ステップＳ４では、以上のような手順を経て算出された各エリアにおける約定価格、各入札の約定量および各連系線の送電量等を、約定結果記憶部５に記憶する。
【００５２】
［実施形態の効果］
以上述べたように、本実施の形態によれば、電力取引所のスポット市場における電力取引を、直流連系設備を含む連系線の容量制約の下で、市場参加者の総余剰を最大化するという組合せ最適化問題（混合整数線形計画法等、緩和問題も含む）によって求めることができるため、直流連系設備の送電量の制約を満たしながら、市場参加者の満足度が最も高い取引を行うことが可能となる。
【００５３】
また、同じ価格で入札した注文が複数ある場合、連系線の容量制約の下で、注文量によって按分された量で約定するように行うことができるため、市場参加者の公平感を満たす取引を行うことができる。
【００５４】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明を、通信ネットワークを介して入札されたデータ等に基づいて、実際に取引処理を行うシステムとしてではなく、上記の処理をコンピュータに実行させることにより、電力取引を模擬するシミュレータ装置、方法およびプログラムとして実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の電力取引の約定処理装置の一実施形態を示すブロック図
【図２】図１の実施形態におけるエリア情報記憶部に記憶されている情報の一例を示す説明図
【図３】図１の実施形態における連系線空き容量記憶部に記憶されている連系線空き容量の一例を示す説明図
【図４】図１の実施形態における入札データ記憶部に記憶されている入札データの一例を示す説明図
【図５】図１の実施形態におけける約定処理の手順を示すフローチャート
【図６】電力取引における社会厚生を説明する説明図
【図７】周波数変換設備と、それ以外の潮流制約のイメージを示す説明図
【図８】図１の実施形態における部分約定の按分を説明する説明図
【図９】日本の電力系統を示す説明図
【符号の説明】
【００５６】
１…エリア情報記憶部
２…連係線空き容量記憶部
３…入札情報記憶部
４…約定処理演算部
５…約定結果記憶部
６…インタフェース部
７…通信部
８…通信ネットワーク
９…参加者端末
４１…目的関数設定部
４２…制約条件設定部
４３…計算部
６１…データ入力部
６２…データ出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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