洋上風力発電導入拡大下における揚水発電所の計画・配置のための2段階確率計画モデルとその効率的な解法アルゴリズム

本研究は、再生可能エネルギーの導入拡大下における揚水発電所の計画立案の必要性から、2段階確率計画モデルを提案する。このモデルは、気象水文要因、電源・負荷の不確実性、候補地の異質性、複数シナリオでの運用検証を考慮する。まず、風力発電、太陽光発電、電気自動車に関連する複数の不確実性を地域調整力需要に変換する気象・電源・負荷・調整力需要マッピングメカニズムを構築する。次に、貯水容量、揚程、効率、コスト、系統接続条件、地域属性を考慮した候補地パラメータデータベースを確立する。さらに、大規模確率混合整数モデルの解法効率を向上させるため、コンパクトな再定式化と階層的なウォームスタート解法戦略を提案する。この戦略は、単一モード変数再定式化、オンラインユニット数バインディング、安全上限値強化、冗長制約削減、ウォームスタートメカニズムを統合する。事例研究の結果、提案モデルは不確実性下での揚水発電所の計画配置と運用適応性を効果的に特徴づけ、大規模計画モデルの解法効率と安定性を向上させ、新しいタイプの電力システムにおける揚水資源の科学的配分に意思決定支援を提供する。