研究の概要

再生可能エネルギーの大量導入により、電力市場では発電量の予測誤差が系統運用コストを押し上げる問題が深刻化している。従来の市場では発電事業者が単一の予測値（点予測）のみを申告するため、実際の発電量との乖離が生じた際のバランシングコストが市場全体に転嫁される構造になっていた。

本研究は、再生可能電源の事業者が「予測分布」（確率的予測）を前日市場で申告し、リアルタイム市場で実発電量を報告する2段階フレームワークを提案する。このメカニズムには公共経済学のVickrey-Clarke-Groves（VCG）支払い理論を2段階構造に拡張適用し、事業者が真の発電不確実性を正直に申告することが支配戦略となるよう設計されている。

主な発見・成果

  • インセンティブ両立性の数学的証明: VCG支払い構造により、再生可能電源事業者が予測分布を正直に申告するナッシュ均衡が成立することを厳密に証明
  • 個別合理性の確保: 市場参加者全員が期待収益において損失を被らないことを同時に保証
  • バランシングコスト削減: 電力市場ケーススタディにより、従来の点予測申告と比較して需給調整コストが有意に削減されることを定量的に実証
  • 不確実性情報の経済価値: 発電不確実性の情報が市場メカニズムに正しく反映されることで、系統運用者がより効率的な調整計画を立案できることを示した

実務への応用

日本の電力市場改革においても、再生可能エネルギー導入量の増加に伴うインバランス精算・需給調整市場コストの拡大は重要課題である。「確率的発電量申告＋VCG支払い」の枠組みは、市場制度設計者・アグリゲーター・PPA事業者にとって重要な示唆を持つ。

再生可能電源のアグリゲーターは、点予測だけでなく確率的予測（予測区間・シナリオ生成）の精度向上に投資することが市場での競争優位につながる。制度設計側では、こうした確率的申告を可能にするインバランス精算制度や需給調整市場の整備が今後の課題となる。また蓄電池・デマンドレスポンスのアグリゲーターは、再生可能エネルギーの不確実性を吸収するビジネスモデル設計にこの知見を応用できる。