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成果報告書詳細
管理番号20170000000590
タイトル平成28年度成果報告書 戦略策定調査事業 市場・需要家等を考慮した電力システムの需給解析に係る国内外動向調査及び技術開発の方向性・要件の検討
公開日2017/7/6
報告書年度2016 - 2016
委託先名株式会社構造計画研究所
プロジェクト番号P99029
部署名技術戦略研究センター
和文要約近年、日本の電力システムにおいて太陽光発電や風力発電等の変動性の再生可能エネルギーが大量かつ広域に分散導入され始めている。近い将来における電力システムにおいて、需供バランスを適正に維持するため、そして電力系統を安定的かつ経済的に運用するためには、従来電源の機能向上だけでなく需要家側技術(例えば、電力貯蔵、デマンドレスポンスなど)が重要な役割を果たす。従って、自由化される市場、新たな需要家側技術を考慮した電力システムの統合的な解析・評価技術が不可欠となる。
本調査ではまず、開発すべき電力需給解析技術(ツール)の想定ユーザーとして、政策・制度決定者(意思決定支援機関)、電力系統に物・サービスを提供するメーカーなどと定めた。開発ターゲットとしては、長期的なシミュレーションが実行可能であり、かつ、その結果を通じて定量的議論や制度設計を支援できるツールと定めた。その上で、電力需給解析に係る主要ソフト、市場を考慮した系統及び需要家の各種技術の応答性等個別モデル、国内外における電力需給解析の活用事例の調査を実施した。その結果、電力システムの統合的な解析・評価技術に関する取組として、発電コストや供給信頼度などを評価するための短期最適化(Unit Commitment model)と長期最適化(Capacity Expansion model)機能から構成される電力需給解析ツールの開発が適しているとの結論を得た。需要家側技術の反映に関しては、同技術をデマンドレスポンス(全般)、EV、エネルギー貯蔵の3つに分類して、そのモデリング方法の調査を行い、工学的モデリングと統計的モデリングに分けて体系的に整理した。また、海外にて電力需給解析ツールを用いて影響評価(Integration Study)を実施している研究機関・事業者へヒアリングを行い、電力需給解析ツールの開発に向けた課題の抽出・整理を行った。その結果、確率的要素の反映方法と再生可能エネルギー電源からの出力の予測誤差の反映方法という技術的課題に加え、入力・検証データの拡充、開発モデル・ツールのメンテナンス・検証・多様性の確保という課題があることを確認し、それぞれの対応策についての検討、取組み策を提案した。
英文要約 Variable renewable energies such as solar power generation (Photovoltaic) and wind power generation have been installing in large quantities in a wide area. In the near future, in order to properly maintain the supply and demand balance and to operate electric power systems stably and economically, not only the improvement of conventional technology such as thermal generators but also customer side technology such as power storage, demand response, etc. plays an important role. An integrated analysis and evaluation technology of electric power systems taking liberalized electricity market and customer side technology into consideration would be essential. At first, we decided assumed users of the power supply and demand analysis technology (tool) to be developed as follows: policies and institutional decision-makers (including decision support organizations), manufacturers that provide goods and services to electric power systems, etc. And we decided the development targets of the tool that can carry out the long-term simulation and can support quantitative discussions and institutional design through the results. We investigated that the main software related to power supply and demand analysis, individual models considering the market and/or various technologies of customer side, and examples of utilization of power supply and demand analysis. As a result of the survey, evaluation of power generation cost and supply reliability etc. are required for integrated analysis and evaluation technology of electric power systems. Also, production cost simulation which consist of the short term optimization (Unit Commitment model) and long term optimization (Capacity Expansion model) are suitable. Regarding the modeling of customer side technology, we categorized it as demand response (general), EV, energy storage. It was investigated that its modeling method which systematically organized the engineering modeling and statistical modeling. In addition, we conducted interviews with users of electric power supply and demand analysis tools who implement Integration Studies. Then we organized tasks for developing power supply and demand analysis technology (tool). As a result, technical issues such as reflecting the probabilistic element and reflecting the prediction error of the output from the variable renewable energy and the other issues such as expansion of input and verification data, development and maintenance of the tool, verification, and ensuring diversity were extracted. We examined each countermeasure and suggested an action plan.
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