Development of Flexibility Assesment of Demand Response

• Project/Area Number: 18K04098
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: HARA RYOICHI 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (80361872)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: デマンドレスポンス / 電力需給調整力 / CGS / 電力需給調整能力 / リソースアグリゲーション

Outline of Final Research Achievements

The flexibility in electric power system (ability to maintain demand and supply balance) provided by the demand-side resources is evaluated in this research. Furthermore, detailed framework of aggregation for multiple demand-side resources is developed in this research. Availability and effectiveness of the proposed framework are numerical revealed through computer simulations. Employment of demand-side management would bring the economic merits to both the resource provider (demands) and aggregator.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在進行している電力システム改革においては，電力系統の需給バランスを維持するための調整力を広く公募する調整力市場の本格活用に向けて動いている。本研究で開発した需要家側リソースの活用は，こうした調整力を調達する範囲を家庭レベルまで行き届かせる技術であり，重要な社会インフラである電力システムをより安定かつ低コストで運用することに大きく寄与すると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Operation Scheduling Method in an Off-grid using Optimal Probabilistic Power Flow (2021)
  • Author(s): Ohsawa Takuto、Hara Ryoichi、Kita Hiroyuki、Taima Tomoya、Mabuchi Hiroyuki、Shoji Tomoaki、Yoshinaga Jun
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 141 Issue: 2 Pages: 103-112
  • DOI: 10.1541/ieejpes.141.103
  • NAID: 130007979629
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Year and Date: 2021-02-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two Stage Operation Scheme for a Microgrid Including Hydrogen Production as a Part of Demand (2021)
  • Author(s): Kida Yushi、Hara Ryoichi、Kita Hiroyuki、Koguma Yuji、Inamura Akinobu、Hamaguchi Kenichi
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 141 Issue: 2 Pages: 113-120
  • DOI: 10.1541/ieejpes.141.113
  • NAID: 130007979647
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Year and Date: 2021-02-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study on Installation Design of Cogeneration Systems Contribute to Provide the Demand and Supply Regulation (2020)
  • Author(s): Nakamura Yuta、Hara Ryoichi、Kita Hiroyuki、Takeda Kiyotaka
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 140 Issue: 3 Pages: 219-228
  • DOI: 10.1541/ieejpes.140.219
  • NAID: 130007804336
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Year and Date: 2020-03-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optimal Operation of Co-generation System Coordinated by Aggregator for Providing the Demand and Supply Regulation Capacity (2019)
  • Author(s): Nakamura Yuta、Hara Ryoichi、Kita Hiroyuki、Takeda Kiyotaka
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 139 Issue: 2 Pages: 56-65
  • DOI: 10.1541/ieejpes.139.56
  • NAID: 130007599786
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Year and Date: 2019-02-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Method for Determining a Scheduled Generation of Wind Farms by HP/BG Heat Supply Systems (2018)
  • Author(s): Hara Ryoichi、Kita Hiroyuki、Ishikawa Shiho、Hirase Takayuki
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 138 Issue: 6 Pages: 521-528
  • DOI: 10.1541/ieejpes.138.521
  • NAID: 130007382718
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Year and Date: 2018-06-01
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Evaluation of Magnitude and Duration of Load Variation Compensatedby Synchronous Generators’ Inertia-Application to Off-grid Operation Scheduling - (2021)
  • Author(s): Takuto Ohsawa, Ryoichi Hara, Hiroyuki Kita, Tomokazu Sato, Hiroyuki Mabuchi, Satoru Akagi, Jun Yoshinaga
  • Organizer: The 4th International Workshop on Power Engineering in Remote Islands (IWPI2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 最適確率潮流計算を用いたオフグリッド運用計画手法 -逸脱電力量に着目した計画手法の基礎検討- (2020)
  • Author(s): 大澤拓門, 原亮一, 北裕幸, 佐藤知一, 庄司智昭
  • Organizer: 令和二年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [Presentation] 最適確率潮流計算を用いたオフグリッド運用計画手法 -容量制約の緩和に関する検討- (2020)
  • Author(s): 大澤拓門, 原亮一, 北裕幸, 佐藤知一, 庄司智昭
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] 水素製造プロセスを需要として含むマイクログリッドの運用手法 ーモデル予測制御型の運用手法の提案ー (2020)
  • Author(s): 喜田勇志, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] 水素製造プロセスを需要として含むマイクログリッドの2段階運用手法 (2020)
  • Author(s): 喜田勇志, 原亮一, 北裕幸, 小熊祐司, 稲村彰信, 濱口謙一
  • Organizer: 令和2年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] 最適確率潮流計算を用いたオフグリッド運用計画手法 －短周期変動を考慮した運用手法の開発－ (2020)
  • Author(s): 大澤拓門, 原亮一, 北裕幸, 泰間智也, 馬渕裕之, 庄司智昭, 吉永淳
  • Organizer: 令和2年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] 系統運用における家庭用暖房機制御によるデマンドレスポンスの経済性評価 (2020)
  • Author(s): 橋本 崇弘,原 亮一,北 裕幸
  • Organizer: 令和2年電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] 乳牛ふん尿のバイオガス化による総合的利用システムの開発 -実測出力データに基づくBG制御手法の提案- (2020)
  • Author(s): 横山凌, 石川志保, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 令和2年電気学会全国大会
• [Presentation] 配電系統における需要家側リソースの利用可能量評価に関する基礎検討 (2020)
  • Author(s): 久井智晴, 原亮一, 北裕幸, 酒井誠二, 西島栄伺, 平尾宏明
  • Organizer: 令和2年電気学会全国大会
• [Presentation] 寒冷地における家庭用暖房機制御による需給調整能力の試算に関する基礎検討 (2019)
  • Author(s): 橋本崇弘, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 令和元年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [Presentation] 配電系統における分散型エネルギー資源の利用可能量評価に関する基礎検討 (2019)
  • Author(s): 久井智晴, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 令和元年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [Presentation] 乳牛ふん尿のバイオガス化による総合的利用システムの開発 ―現地調査に基づく運用方法の基礎検討― (2019)
  • Author(s): 横山凌, 石川志保, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 令和元年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [Presentation] コージェネレーションシステムと蓄電池の協調による需給調整力提供能力評価 (2019)
  • Author(s): 小牧祐太, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討 -実機試験による計画発電の有効性検証- (2019)
  • Author(s): 横山凌, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] 需給調整への貢献を考慮した家庭用CGSと蓄電池の最適容量設計手法 (2019)
  • Author(s): 小牧祐太, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 令和元年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討-必要蓄電池容量削減効果の検証- (2019)
  • Author(s): 石丸啓吾, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 令和元年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討 -年間シミュレーションによる計画発電の評価- (2019)
  • Author(s): 横山凌, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 令和元年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討-HP/BGの起動停止特性を考慮した制御手法- (2019)
  • Author(s): 市川翼, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成30年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討-実証設備による変動抑制効果の検証- (2019)
  • Author(s): 市川翼, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成31年電気学会全国大会
• [Presentation] 需給調整市場に参加するアグリゲータに統括されるコージェネレーションシステムの運用－調整実績に基づく市場の入札戦略の検討－ (2019)
  • Author(s): 中村勇太, 原亮一, 北裕幸, 武田清賢
  • Organizer: 平成31年電気学会全国大会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討 -実証設備による計画発電の検証- (2019)
  • Author(s): 横山凌, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成31年電気学会全国大会
• [Presentation] Equivalent Energy Storage Capability of Combined Heat Pump and Biogas Engine Generator System (2018)
  • Author(s): Ryoichi Hara, Hiroyuki Kita, Shiho Ishikawa
  • Organizer: 20th Power System Computation Conference (PSCC2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討 ―バイオガス発生量が与える変動抑制能力への影響力の評価― (2018)
  • Author(s): 市川翼, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成30年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会,
• [Presentation] 電力需給調整に貢献するコージェネレーションシステムの運用に関する検討 ―需要の不確実性を考慮した調整能力評価― (2018)
  • Author(s): 中村勇太, 原亮一, 北裕幸, 武田清賢
  • Organizer: 平成30年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [Presentation] 電力需給調整に貢献する蓄電池を有するコージェネレーションシステムの最適容量設計に関する検討 (2018)
  • Author(s): 小牧祐太, 中村勇太, 原亮一, 北裕幸
  • Organizer: 平成30年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
• [Presentation] 電力需給調整に貢献するコージェネレーションシステムの最適構成に関する検討 (2018)
  • Author(s): 中村勇太, 原亮一, 北裕幸, 武田清賢
  • Organizer: 平成30年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討―変動抑制能力と経済性を考慮した最適なプラント設計― (2018)
  • Author(s): 秋岡竜太, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成30年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討-機器特性を考慮した計画発電の制御手法開発- (2018)
  • Author(s): 横山凌, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成30年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討-実証試験による制御手法の評価- (2018)
  • Author(s): 市川翼, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成30年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [Presentation] 調整力提供を目的としたアグリゲータにより統括されるコージェネレーションシステムの最適運用 (2018)
  • Author(s): 中村勇太, 原亮一, 北裕幸, 武田清賢
  • Organizer: 平成30年電気学会電力・エネルギー部門大会
• [Presentation] HP/BG併用熱供給システムによる風力発電出力ランプ変動抑制の検討―ガスバッグ・蓄熱槽容量増設によるシステムの性能への影響― (2018)
  • Author(s): 秋岡竜太, 原亮一, 北裕幸, 石川志保
  • Organizer: 平成30年電気学会電力・エネルギー部門大会