報告書番号

R01003

タイトル（和文）

Stochastic Programming Applications to Electric Power Problems

タイトル（英文）

Stochastic Programming Applications to Electric Power Problems

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電気事業で現れる現実の運用・計画問題は将来に対する不確実性を含んでいる。特に、発電機の起動停止問題や、多期間にわたる計画問題を対象として、現実の大規模な電力システムに適用できる手法を開発する。起動停止問題は、与えられた電力需要を満たすように、各発電機の起動停止スケジュールおよび発電量を求める問題であり、大規模複雑なスケジューリング問題である。各発電設備毎に問題を分割することにより、効率的にスケジュールを生成し、また電力需要を満たすようにスケジュールを合成する方法を開発した。多期間にわたる計画問題は、長期にわたる変動要素に対応する決定を最適化しなければならないため、大規模複雑な計画問題となる。多期間の連鎖を考慮しなければならない決定を最適化し、続いて各期間毎に生じる費用を逐次線形近似するという操作を繰り返すことにより、効率的に解を求める手法を開発した。

概要 （英文）

The unit commitment problem is an important problem for electric power industry. The unit commitment problem is to determine the schedule of power generating units and the generating level of each unit. The decisions are which units to commit at each time period and at what level to generate power meeting the electricity demand. In this paper we propose a new algorithm that is based on the Dantzig-Wolfe reformulation and column generation approach to solve the stochastic unit commitment problem. The algorithm continues adding schedules from the dual solution of the restricted linear master program until the algorithm cannot generate new schedules. The schedule generation problem is solved by the calculation of dynamic programming on the scenario tree. Next we consider power system expansion planning under uncertainty.vIn our approach, integer programming and stochastic programming provide basic framework. In modeling the problem, we consider the multistage stochastic programming problem in which some of the variables are restricted to integer values. The multistage stochastic program with block separable recourse can be transformed into the two stage stochastic program with recourse. The electric power capacity expansion problem is reformulated as the problem which has first stage integer variables and continuous second stage variables. We propose an L-shaped algorithm to solve the problem.

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