学位論文内容の要旨

博 士 （ 工 学 ） 杉 原 英 治

学 位 論 文 題 名

複数意志決定下における電力供給信頼度の 評価ならびに管理方策に関する研究

学位論文内容の要旨

  

近年、電気事業において規制緩和が進展し てきており、また情報通信システムの急 速な技術革新とも相まって、我が国の電気事 業は大きな変革期を迎えている。これま で我が国の電力供給体制は、安定的な電カの 供給と、資本集約型の大規模な電源開発 による電気料金の低廉化を目的として、地域 独占型の電力供給を行ってきた。これは 電気が、他の一般の商品とは異なり、全ての 産業活動を支えるインフラであるという 認識に基づいており、高度経済成長期には、 年々増大していく電力需要に対して、着 実に供給カを増強することによって極めて良 質な電気の供給を継続的に行ってきた。

一方、後者の目的に対しては、大規模な電源 建設のための用地取得の困難さ、またこ れに伴う電源の遠隔化が流通部門の建設コス トを上昇させる結果となってきたため、

必ずしも低廉な電気料金を実現することが難 しくなってきた。このような状況下にお いて、80年代後半から急激な円高が進行して きたため、為替レート換算による電気料 金が欧米各国と比べて割高となり、この結果 、国内の産業界から、これまで以上に低 廉な電気料金を望む声が高まってきた。この ような背景のもと、1995年に卸発電市場 の競争入札を主たる内容とした電気事業法の 改正が行われ、現在ではさらなる規制緩 和モデルとして小売り部門の自由化が検討さ れている。レかレ、このような新しい電 力供給体制においても、これまでのような高 い供給信頼度が維持できるか否かは明ら かとなっておらず、極めて重要な研究課題と なっている。一方、近年、コンピュータ に代表される情報処理機器が需要家の間で普 及するに伴い、従来はほとんど問題とな らなかった僅かな電圧低下等によっても障害 の発生する可能性が高まってきた。さら に、一端停電が起こってしまうとその被害も極めて大きくなることが予想されるため、

業務用および一般の需要家からは、供給信頼 度および電力品質の維持・向上を望む声 も大きくなっている。以上のような供給信頼 度に対する需要家のニーズは、今後ます ます多様化していくものと考えられる。

  

ところで、近年の情報通信技術は急速に進展してきており、電力系統の運用・監視・

制御の分野でも積極的に活用され始めている ものの、電力会社すなわち供給者内での 利用に留まっているのが現状である。そこで 、このような情報通信システムを需要家 との間に設置することができれば、電力会社 は個々の需要家との間で情報交換をしな がら、特定の需要家の一部の電力供給のみを 遮断することができるようになる。換言 すれば、高い電気料金を需要家は支払うこと により、他の需要家よりも優先して電力 供給を受けられるようになり、いわば個々の 需要家の意志決定を反映させた電力系統 の運用が可能となる。このような情報通信シ ステムの活用を含めた新しい電力供給形 態の具体例として、北海道大学長谷川淳教授 らが提案する高柔軟高信頼電気エネルギ 一流通システム(FRIENDS)および四国電力（株）が開発中の新世代型双方 向システム

(OpenPlanet

）が ある。これらの新しい概念が実現すれば、需要家に対して、信頼度別 に電力供給を行うことが可能となる。

― 716―

っの基盤を与えるものと考える。

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学位論文審査の要旨 主査

副査 副査 副査

教授 教授 教授 助教授

長谷川 大西 本間 北

学 位 論 文 題 名

    

淳 利只 利久 裕幸

複数意志 決定下における電力供給信頼度の 評価ならびに 管理方策に関する研究

  

近年，電気事業において規制緩和が進展してきており，我が国の電気事業は大きな変革 期を迎えている。規制緩和の背景とレては，これまで日本の高度経済成長を支えてきた地 域独占型の電力供給体制では，大規模な電源建設のための用地取得の困難さ，またこれに 伴う電源の遠隔化が流通部門の建設コストを上昇させる結果となってきたため，必ずしも 低廉な電気料金を実現することが難しくなってきていることがあげられる。そこで，1995 年に卸発電市場の競争入札を主たる内容とした電気事業法の改正が行われ，現在ではさら に規制緩和を進めるため，小売り部門の自由化が検討されている。しかしながら，このよ うな新しい電力供給体制においても，従来のような高い供給信頼度が維持できるか否かは 明らかとなっておらず，規制緩和後の電力系統における信頼度評価は極めて重要な研究課 題となっている。

  

一方，近年，コンピュ一夕に代表される情報処理機器が需要家の間で普及するに伴い，

従来はほとんど問題とならなかった僅かな電圧低下等によっても障害の発生する可能性が 高まってきた。このため，業務用および一般の需要家からは，供給信頼度および電力品質 の維持・向上を望む声も大きくなっており，こ・のような供給信頼度に対する需要家のニー ズは，今後ますます多様化していくものと考えられる。こうした状況に加え，近年の情報 通信技術の進展および電力会社に対する兼業規制の緩和に伴い，電力会社と需要家との間 に併設されるであろう情報通信ネットワークを利用して，個々の需要家との間で情報交換 をしながら，特定の需要家の一部の電力供給のみを遮断することができる供給信頼度別の 電力供給サービスが可能になるものと考えられる。このような供給形態においては，需要 家は，他の需要家よりも高い電気料金を支払うことで，優先して電力供給を受けられるよ うになるため，IPPのような供給サイドの新規参入者と同様に，個々の需要家についても，

その意志決定が電力系統の運用に大きな影響を及ぼすことになると考えられる。すなわち，

将来の電力系統は必然的に複数意志決定下の電力供給体制へ移行していくことが予想され る。

  

本論文では，こうした状況を踏まえ，電力供給システムにおける規制緩和および，需要

‑ 718−

家との間に併設される情報通信ネットワークの利用が，それぞれ供給サイドと需要サイド の複数意志決定化を生じさせることに着目し，この新しい電カシステムの供給信頼度を評 価，並びに管理するための方策について検討を行ったものである。本論文により得られだ 新知見は，以下の通りである。

  1

．卸発電市場の競争入札に独立系発電事業者(IPP)が参加してくる状況を想定し，安

    

価 ではある が不確実性の大きなIPPの供給電カを電力会社が買い取る場合，IPP供

    

給電カの信頼度が高くなると，買い取り価格の交渉領域もより高いレペルヘシフト

    

することを示した。また，買い取り交渉の成立に伴うIPPと電力会社のコストメリ

    

ット和を最大化するようにIPP供給電カの信頼度を決定できることを明らかにした。

  2. IPP

を含む新しい電力供給システムの供給信頼度の基準値は，IPPから見た場合で

    

も合理的であるべきとの観点に立ち，前章のモデルにさらに一般需要家の停電コス

    

トをも加えた社会コストの最小化に基づき，最適な供給信頼度レベルを決定した。

    

そ の結果， 供給カに不確実性を伴ったIPPの参入は，IPPの参人前と比べて供給信

    

頼度の低下する可能性があることを明らかにした。

  3

．前述の上位系統における供給信頼度レペルの低下の可能性を，下位系統側で管理す

    

るための信頼度別供給メニューの設計モデルを提案した。本モデルでは上位系統か

    

らの供給信頼度や需要家構成といった電カシステムの地域特性を明示的に考慮し，

    

各母線毎にその地域に最も適した供給メニューを設計することができるという特徴

    

を有するものである。さらに，母線間における供給メニューの整合性をも配慮した

    

上で，系統全体における供給メニュ一体系をも構築することができ，工学的観点か

    

ら見た全く新しい供給メニュー設計モデルとなっている。

  4.

前述の信頼度別供給メニューの設計モデルに基づき，信頼度別供給を行う場合の最

    

適な電源構成の決定モデルを開発し，この新しい電力供給方式の経済的メリットを

    

明らかにした。また，信頼度別供給方式のメニュー数が増えた場合の評価も行い，

    

メニュ一数を増加させることが具体的にどの程度の経済効果を生じさせるかを明ら

    

かにした。

  

これを要するに，著者は，供給サイドの複数意志決定下における供給信頼度の評価を行 うとともに，下位系統における信頼度管理方策のーっとして信頼度別供給方式に着目し，

供給メニューの設計モデルおよび導入効果の分析モデルの開発を行い，将来の電力系統に おける供給信頼度の評価・管理に関する研究に対してーつの基盤を与え得たものであり，

電 力 工 学 ， 電 力 系 統 工 学 の 進 歩 に 寄 与 す る と こ ろ 大 な る も の が あ る 。

  

よって著者は，北海道大学博士（工学）の学位を授与される資格あるものと認める。

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