研究の概要

本論文はLFP（リン酸鉄リチウム）系バッテリーを用いた蓄電事業者が、電力卸市場や周波数調整市場に参加する際の入札最適化を扱う。従来手法では「SOC（充電率）は既知」と仮定して価格シグナルに応じた充放電スケジュールを組むが、実際にはSOC推定は電池劣化・温度・電流履歴に依存し、入札量そのものがSOC推定誤差を拡大させる「意思決定依存型（decision-dependent）」の不確実性を持つ。著者らはこの依存構造を陽に数理計画へ組み込み、3段階の制約タイト化アプローチを比較した。

主な発見・成果

  • 意思決定依存型SOC誤差を無視した通常の確率的最適化は、周波数調整リザーブ供給失敗のリスクを過小評価する。
  • 制約タイト化を強くするほどリザーブ遵守は改善するが収益は減少するため、各手法のトレードオフを定量化。
  • 中間強度のタイト化で、安全運用と収益の両立を実現できることをケーススタディで示した。

実務への応用

蓄電所運用者・アグリゲーターが「SOC推定誤差＝外生ノイズ」と扱い続けると、コミット失敗によるペナルティで想定外の収益毀損が発生する。BMSチームと市場運用チームが情報連携し、入札モデルにSOC推定不確実性を内生化することで、インバランスリスクと収益のバランスを取りやすくなる。調整力市場・容量市場参加を検討する事業者は、この種の最適化モジュールをEMSに組み込むことが推奨される。