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Transmission-State-Dependent Carbon-Trading Settlement in UPFC-Assisted Preventive Optimal Power Flow

UPFC支援予防最適潮流における送電状態依存の炭素取引決済 (AI 翻訳)

Kai-Hung Lu, Wenjun Qian, Jiajue Wu, Lei Yu, Lingling An, Xiaomei Lin

Processes📚 査読済 / ジャーナル2026-07-08#炭素価格経営インパクト: コスト削減対象セクター: power
DOI: 10.3390/pr14142231
原典: https://doi.org/10.3390/pr14142231

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、UPFC（統合電力潮流制御装置）を用いた予防的最適潮流計算において、送電状態に依存する炭素取引決済手法を提案する。提案手法は、UPFCによる潮流制御とネットワーク損失を考慮し、発電側の利益を維持しつつ、線路損失と炭素排出をそれぞれ21.55%、7.13%削減することを実証した。炭素取引決済が発電後会計ではなく、送電状態と連動することを示した点が新規性である。

English

This paper proposes a transmission-state-dependent carbon-trading settlement method for UPFC-assisted preventive optimal power flow. Using Taiwan's 345 kV system, it demonstrates reductions in line losses (21.55%) and carbon emissions (7.13%) while maintaining generator profit. The key novelty is that carbon trading settlement is linked to transmission losses and thermal generation, not a post-dispatch accounting item.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本ではカーボンプライシングの導入が進む中、FACTS機器（UPFC等）による系統制御と炭素取引を統合する本手法は、電力会社の送電運用とカーボンコスト管理に示唆を与える。特に、送電ロス低減と排出削減の両立が求められる日本において、実用的な枠組みとなりうる。

In the global GX context

As global carbon trading expands, this paper bridges the gap between transmission-level power flow control and carbon accounting. It offers a practical method for utilities to integrate carbon costs into operational dispatch, aligning with TCFD-aligned transition planning and ISSB's Scope 2 reporting.

👥 読者別の含意

🔬研究者:This paper connects transmission-level power flow control with carbon trading settlement, offering a novel integration of power system optimization and carbon accounting.

🏢実務担当者:Utility operators can apply the proposed method to adjust dispatch decisions accounting for carbon trading costs, potentially reducing emissions and losses.

🏛政策担当者:Highlights the need to design carbon trading mechanisms that account for operational realities of transmission systems.

📄 抄録（日本語訳）

低炭素OPFの研究は通常、発電側のディスパッチに炭素コストまたは排出制限を含める一方、炭素会計の研究はディスパッチ後に排出量を評価することが多い。送電側の潮流制御と炭素決済の間の関連性は、これまであまり注目されてこなかった。特に、UPFCによって引き起こされるブランチ潮流と損失の変化が、予防的OPFにおける排出枠バランス、取引量、決済コストにどのように影響すべきかは、依然として不明である。そこで本論文は、UPFC支援型予防的OPFのための送電状態依存型炭素取引決済手法を提案する。ディスパッチ後の炭素会計とは異なり、提案手法は、UPFC調整潮流、ネットワーク損失、火力発電、および事故時成立性を決定する同じネットワーク実行可能なディスパッチ解から炭素取引量を計算する。モデルは等価電流注入形式で記述される。制約付き問題を解くために、実行可能性修復を備えた社会学習型人工蜂コロニーアルゴリズムが使用され、実行不可能な試行解は、電力バランス、運用制限、および炭素取引制約に従って修復される。テストには台湾電力345kV送電系統が使用される。年間平均日負荷条件下では、線路損失は27,126.55MWhから21,281.92MWhに削減され、炭素排出量は300,988.72tCO2から279,527.70tCO2に減少し、それぞれ21.55%と7.13%の削減に相当する。発電側の利益はTWD 11,000,763でプラスを維持する。統合UPFC-PCOPFケースはまた、スクリーニングされた事故後線路負荷および電圧制約を満たす。通年ケースも同様の削減パターンを示す。これらの結果は、炭素取引決済が固定されたディスパッチ後会計項目ではないことを示唆している。UPFC支援型ディスパッチにおいて、それは送電損失および火力発電と関連している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Low-carbon OPF studies usually include carbon cost or emission limits in generation-side dispatch, while carbon-accounting studies often evaluate emissions after dispatch. The link between transmission-side flow control and carbon settlement has received less attention. In particular, it remains unclear how UPFC-driven changes in branch flows and losses should affect allowance balance, trading volume, and settlement cost in preventive OPF. This paper therefore proposes a transmission-state-dependent carbon-trading settlement method for UPFC-assisted preventive OPF. Different from post-dispatch carbon accounting, the proposed method calculates carbon-trading quantities from the same network-feasible dispatch solution that determines UPFC-regulated flows, network losses, thermal generation, and contingency feasibility. The model is written in equivalent current injection form. A social-learning artificial bee colony algorithm with feasibility repair is used to solve the constrained problem, with infeasible trial solutions repaired according to power-balance, operating-limit, and carbon-trading constraints. The Taipower 345 kV transmission system is used for testing. Under the annual average daily load condition, line losses are reduced from 27,126.55 MWh to 21,281.92 MWh, while carbon emissions decrease from 300,988.72 tCO2 to 279,527.70 tCO2, corresponding to reductions of 21.55% and 7.13%. The generator-side profit remains positive at TWD 11,000,763. The combined UPFC-PCOPF case also satisfies the screened post-contingency line-loading and voltage constraints. The full-year cases show a similar reduction pattern. These results suggest that carbon-trading settlement is not a fixed post-dispatch accounting item. In UPFC-assisted dispatch, it is linked to transmission losses and thermal generation.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。